(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電端子の基部に電極体から延出されたリードを取り付けると共に、この基部より突出された集電端子のネジ部を電池缶を閉塞する封口体を通して電池缶内から外部に突出させ、この突出されたネジ部にナットを締め付けて固定させる構造を有する二次電池において、上記の集電端子の基部と封口体との間に複数の係止用凹凸を有する絶縁性の回り止めリングを設けると共に、この回り止めリングの係止用凹凸と係合するように、上記の集電端子の基部及び封口体に係合用凹凸を設けたことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載した二次電池の電池容量が１０Ａｈ以上の大型電池であることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した二次電池において、上記の回り止めリングが絶縁性樹脂で構成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１又は２に記載した二次電池において、上記の回り止めリングが金属材料を絶縁性樹脂でコーティングしたもので構成されていることを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二次電池、特に電気自動車等に用いられる大きな電池容量になった大型の二次電池に係り、集電端子の基部に電極体から延出されたリードを取り付けると共に、この基部より突出された集電端子のネジ部を電池缶を閉塞する封口体を通して電池缶内から外部に突出させ、このように突出されたネジ部にナットを締め付けて固定させるようにした二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に使用されている円筒型の二次電池は、その電池容量が小さく、電池自体の大きさも小さいため、電池缶に絶縁パッキンを介して封口体をかしめて取り付け、これにより二次電池をシールさせると共に、この封口体に電極体から延出された一本のリードを、例えばスポット溶接等によって接続させ、この封口体を集電端子として使用するようにしていた。
【０００３】
しかし、電気自動車等に用いられる電池容量の大きな大型の二次電池の場合には、上記のように電池缶に絶縁パッキンを介して封口体をかしめてシールすることが困難であり、二次電池を充分にシールすることができないという問題があった。
【０００４】
このため、従来より電池容量の大きな大型の二次電池の場合、一般に図１に示すように、封口体１０と集電端子２０とを別にし、電極体３０から延出されたリード３１を止め部材３２によって集電端子２０の基部２１に取り付けるようにしていた。
【０００５】
そして、この集電端子２０の基部２１と電池缶４０を閉塞させる封口体１０との間にシール材５１を挟み込み、この集電端子２０の基部２１から突出されたネジ部２２をこのシール材５１及び封口体１０の中央部に設けられたシール材５２を通して電池缶４０内から外部に突出させ、このように突出されたネジ部２２にシール材５３とワッシャ５４を通し、さらにこのネジ部２２にナット６０を取り付け、このナット６０を締め付け、各シール材５１，５２，５３によってこの二次電池をシールさせるようにしていた。
【０００６】
しかし、このように電池缶４０内から突出された集電端子２０のネジ部にナット６０を締め付けるようにした場合、このナット６０の締め付けにより集電端子２０が共回りし、この集電端子２０に取り付けられた電極体３０からのリード３１がねじれて内部ショートしたり、集電端子２０の基部２１と封口体１０との間に挟み込まれたシール材５１等が破れて、二次電池のシールが充分に行えなくなる等の問題があった。
【０００７】
このため、近年においては、特開平９−９２２３８号公報において、図２に示すように、封口体１０に回転止めピン１１を設け、この回転止めピン１１を集電端子２０の基部２１に設けられた回転止めピン用孔２３にはめ込み、ナット６０を締め付ける際に集電端子２０が共回りするのを、この回転止めピン１１によって防止するようにしたものが提案されている。
【０００８】
しかし、このように封口体１０に設けた回転止めピン１１を集電端子２０の基部２１に設けられた回転止めピン用孔２３に上手くはめ込むことは面倒であり、またこの回転止めピン１１の強度にも問題があり、二次電池におけるシール性を充分に確保するために、ナット６０を強く締め付けた場合、上記の回転止めピン１１が折れたりするという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、電気自動車等に用いられる大きな電池容量を必要とする大型の二次電池において、集電端子の基部に電極体から延出されたリードを取り付けると共に、この基部より突出された集電端子のネジ部を電池缶を閉塞する封口体を通して電池缶内から外部に突出させ、このように突出されたネジ部にナットを締め付けて固定させる場合における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１０】
すなわち、この発明における二次電池においては、上記のように電池缶内から外部に突出された集電端子のネジ部にナットを締め付けて固定させるにあたり、この集電端子が共回りするのを簡単且つ確実に防止できるようにし、集電端子に取り付けられたリードがねじれて内部ショートするということがなく、上記のような二次電池を充分にシールできるようにすることを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明における二次電池においては、上記のような課題を解決するため、集電端子の基部に電極体から延出されたリードを取り付けると共に、この基部より突出された集電端子のネジ部を電池缶を閉塞する封口体を通して電池缶内から外部に突出させ、この突出されたネジ部にナットを締め付けて固定させる構造を有する二次電池において、上記の集電端子の基部と封口体との間に複数の係止用凹凸を有する絶縁性の回り止めリングを設けると共に、この回り止めリングの係止用凹凸と係合するように、上記の集電端子の基部及び封口体に係合用凹凸を設けるようにした。
【００１２】
そして、この発明における二次電池においては、上記のように集電端子の基部と封口体との間に複数の係止用凹凸を有する絶縁性の回り止めリングを設け、この回り止めリングにおける係止用凹凸を集電端子の基部や封口体に設けられた係合用凹凸にはめ合せるようにする。
【００１３】
このように回り止めリングに設けられた複数の係止用凹凸をそれぞれ対応する集電端子の基部や封口体に設けられた係合用凹凸にはめ合わせると、この回り止めリングによって集電端子が回転するのが確実に抑制されるようになり、電池缶内から外部に突出された集電端子のネジ部にナットを強く締め付けた場合であっても、集電端子が共回りするのが防止され、集電端子に取り付けられたリードがねじれて内部ショートしたり、シール材が破れたりするということがなく、二次電池を充分にシールできるようになる。
【００１４】
ここで、上記の回り止めリングを製造するにあたっては、ポリエチレン，テフロン，ポリプロピレン等の絶縁性樹脂を用いたり、ステンレス，鉄，銅等の金属材料で構成したものに絶縁性樹脂をコーティングしたものを用いたり、アルミナ等のセラミックスを用いたりして製造することができ、特に、絶縁性樹脂を用いた場合には、コストが安くなると共に軽量化が図れるという利点があり、また金属材料で構成したものにに絶縁性樹脂をコーティングしたものを用いた場合には、充分な強度を有すると共にその加工が容易に行えるという利点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る二次電池を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明における二次電池は下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１６】
この実施形態における二次電池においては、図３に示すように、シート状に形成された正極３０ａと負極３０ｂとからそれぞれ複数のリード３１を延出させると共に、正極３０ａと負極３０ｂとをセパレータ３０ｃを介して巻き取るようにしている。
【００１７】
そして、図４に示すように、このように巻き取った渦巻電極体３０を円筒状になった電池缶４０内に収容させると共に、電極体３０から延出された複数のリード３１を集電端子２０の基部２１に止め部材３２を介して取り付けるようにしている。
【００１８】
そして、この集電端子２０の基部２１と電池缶４０を閉塞させる封口体１０との間にシール材５１を挟み込み、この集電端子２０の基部２１から突出されたネジ部２２をこのシール材５１及び封口体１０の中央部に設けられたシール材５２を通して電池缶４０内から外部に突出させるようにする。
【００１９】
ここで、上記のように集電端子２０の基部２１から突出されたネジ部２２を電池缶４０内から外部に突出させるにあたり、この実施形態における二次電池においては、上記の集電端子２０の基部２１と封口体１０との間に、図５に示すような複数の係止凹部７１と係止凸部７２とを有する回り止めリング７０を設けるようにしている。
【００２０】
また、この回り止めリング７０における各係止凹部７１と対応するようにして、図６に示すように、上記の集電端子２０の基部２１に上記の各係止凹部７１と係合する複数の係合凸部２４を設けると共に、回り止めリング７０における各係止凸部７２と対応するようにして、図７に示すように、上記の封口体１０に上記の各係止凸部７２と係合する複数の係合凹部１２を設けている。なお、この実施形態においては、集電端子２０の基部２１に回り止めリング７０の各係止凹部７１と係合する複数の係合凸部２４を設け、封口体１０に回り止めリング７０の各係止凸部７２と係合する複数の係合凹部１２を設けているが、逆に、集電端子２０の基部２１に、回り止めリング７０の各係止凸部７２と係合する複数の係合凹部を設け、封口体１０に回り止めリング７０の各係止凹部７１と係合する複数の係合凸部を設けるようにしてもよい。
【００２１】
そして、上記の回り止めリング７０に設けられた各係止凹部７１に集電端子２０の基部２１に設けられた係合凸部２４をはめ込むと共に、回り止めリング７０における各係止凸部７２を封口体１０に設けられた係合凹部１２にはめ込み、上記のように集電端子２０の基部２１から突出されたネジ部２２を電池缶４０内から外部に突出させるようにする。
【００２２】
次いで、このように電池缶４０内から外部に突出されたネジ部２２にシール材５３とワッシャ５４を通し、さらにこのネジ部２２にナット６０を取り付け、このナット６０を締め付けるようにする。
【００２３】
ここで、このようにネジ部２２に取り付けられたナット６０を締め付けるあたり、上記のように回り止めリング７０に設けられた各係止凹部７１に集電端子２０の基部２１に設けられた係合凸部２４をはめ込むと共に、回り止めリング７０における各係止凸部７２を封口体１０に設けられた係合凹部１２にはめ込むと、ナット６０を強く締め付けても、この回り止めリング７０によって集電端子２０が共回りするのが確実に抑制され、集電端子２０に取り付けられたリード３１がねじれて内部ショートするということがなくなり、また集電端子２０の基部２１と封口体１０との間に設けられたシール材５１等が破損するということもなく、この二次電池を安定したシールできるようになる。
【００２４】
【実施例】
次に、上記の実施形態における二次電池の具体的な実施例について説明すると共に、この発明の実施例における二次電池においては、集電端子２０のネジ部２２に取り付けたナット６０を強く締め付けても、集電端子２０の共回りが確実に抑制されることを比較例を挙げて明らかにする。
【００２５】
ここで、実施例１〜３及び比較例１においては、直径が４０ｍｍ，高さが２５０ｍｍになった２０Ａｈ級の二次電池を作製するようにした。
【００２６】
そして、実施例１〜３のものにおいては、上記の回り止めリング７０として、外径が３０ｍｍ，内径が２２ｍｍのリング状で、高さが２ｍｍ，幅が４ｍｍになった係止凸部７２が４つ設けられると共に、各係止凸部７２が設けられた位置において、その反対側の面に深さが５ｍｍ，幅が４ｍｍになった係止凹部７１が設けられたものを用いるようにした。
【００２７】
ここで、このような回り止めリング７０として、実施例１ではポリプロピレンで構成したものを、実施例２ではステンレスの心材の表面をポリプロピレンでコーティングしたものを、実施例３ではアルミナで構成したものを用いるようにした。
【００２８】
また、集電端子２０の基部２１においては、上記の回り止めリング７０に設けられた係止凹部７１に対応するようにして４つの係合凸部２４を設ける一方、封口体１０においては、上記の回り止めリング７０における係止凸部７２に対応して４つの係合凹部１２を設けるようにした。
【００２９】
そして、上記のように回り止めリング７０に設けられた各係止凹部７１に集電端子２０の基部２１に設けられた係合凸部２４をはめ込むと共に、回り止めリング７０における各係止凸部７２を封口体１０に設けられた係合凹部１２にはめ込むようにした。
【００３０】
一方、比較例１においては、上記のような回り止めリング７０を設けないようにし、図２に示すように、ステンレス鋼の表面を絶縁樹脂で被覆した直径５ｍｍの回転止めピン１１を封口体１０から突出させると共に、集電端子２０の基部２１にこの回転止めピン１１を嵌め込む回転止めピン用孔２３を設け、上記の回転止めピン１１をこの回転止めピン用孔２３に差し込むようにした。
【００３１】
そして、実施例１〜３及び比較例１の各二次電池において、封口体１０を通して電池缶４０内から外部に突出された集電端子２０のネジ部２２にそれぞれナット６０を取り付け、このナット６０をトルクレンチを用いて締め付け、集電端子２０が共回りし始めるまでの限界の締め付け強度（ｋｇｆ・ｃｍ）を求め、その結果を下記の表１に示した。
【００３２】
【表１】
0003540625.tif 000002
【００３３】
この結果、上記のように回り止めリング７０に設けられた各係止凹部７１に集電端子２０の基部２１に設けられた係合凸部２４をはめ込むと共に、回り止めリング７０における各係止凸部７２を封口体１０に設けられた係合凹部１２にはめ込むようにした実施例１〜３の各二次電池は、封口体１０から突出された回転止めピン１１を集電端子２０の基部２１に設けられた回転止めピン用孔２３に差し込むようにした比較例１の二次電池に比べ、ナット６０を締め付ける力を強くしても集電端子２０が共回りするということがなく、このナット６０を強く締め付て、二次電池を充分にシールできるようになった。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における二次電池においては、集電端子の基部と封口体との間に複数の係止用凹凸を有する絶縁性の回り止めリングを設け、この回り止めリングにおける係止用凹凸を集電端子の基部や封口体に設けられた係合用凹凸にはめ合せるようにしたため、この回り止めリングによって集電端子が回転するのが確実に抑制されるようになった。
【００３５】
この結果、この発明における二次電池においては、電池缶内から外部に突出された集電端子のネジ部にナットを強く締め付けた場合であっても、この集電端子が共回りするのが防止され、集電端子に取り付けられたリードがねじれて内部ショートしたり、シール材が破れたりするということがなく、二次電池を充分にシールできるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の大型の二次電池において、電極体から延出されたリードを止め部材によって集電端子の基部に取り付けると共に、電池缶内から外部に突出された集電端子のネジ部にナットを締め付けた状態を示した断面説明図である。
【図２】従来の大型の二次電池において、封口体から突出された回転止めピンを集電端子の基部に設けられた回転止めピン用孔に差し込んだ状態を示した断面説明図である。
【図３】この発明の実施形態における二次電池において、シート状に形成された正極と負極とからそれぞれ複数のリードが延出された電極体を作製する状態を示した斜視図である。
【図４】上記の実施形態における二次電池において、集電端子の基部と封口体との間に複数の係止凹部と係止凸部とを有する回り止めリングを設けた状態を示した断面説明図である。
【図５】上記の実施形態における二次電池において使用した回り止めリングの平面図及び側面図である。
【図６】上記の実施形態における二次電池において使用した集電端子の平面図及び側面図である。
【図７】上記の実施形態における二次電池において使用した封口体の内面側の平面図である。
【符号の説明】
１０  封口体
１２  係合凹部
２０  集電端子
２１  基部
２２  ネジ部
２４  係合凸部
３０  電極体
３１  リード
４０  電池缶
６０  ナット
７０  回り止めリング
７１  係止凹部
７２  係止凸部
【図１】
0003540625.tif 000003
【図２】
0003540625.tif 000004
【図３】
0003540625.tif 000005
【図４】
0003540625.tif 000006
【図５】
0003540625.tif 000007
【図６】
0003540625.tif 000008
【図７】
0003540625.tif 000009