(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型電池であって：
開口部を有するケース本体；
前記ケース本体に収容された電極体；
前記ケース本体の開口部に固定されており、貫通孔を有する蓋体；
前記電極体に電気的に接続されており、前記蓋体の貫通孔を通って前記電池の外部に引き出された端子；および、
前記端子と前記蓋体の外面とを隔てる外側樹脂部材；
を備え、
前記蓋体と前記ケース本体との合わせ目は前記蓋体の外面側にあり、該合わせ目はレーザ溶接されており、
前記レーザ溶接に使用されるレーザ光は、連続発振方式であり、
前記外側樹脂部材は非芳香族性樹脂組成物により形成されており、
前記非芳香族性樹脂組成物のうち８０質量％以上は、６ナイロン、６６ナイロン、ポリアセタールおよびポリメタクリル酸メチルから選択される少なくとも一種からなる、電池。
【請求項２】
前記電極体に接続された端子が前記外側樹脂部材を介して前記蓋体と一体化された蓋体ユニットを作製し、該蓋体ユニットを構成する蓋体外面の外縁と前記ケース本体との合わせ目をレーザ溶接してなる、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記ケース本体および前記蓋体は、扁平な角型の外装ケースを形成しており、
前記蓋体は、前記外装ケースの幅狭面の一つを構成している、請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
前記電池は、頭部と脚部とを有するボルトであって前記端子の外側端部に設けられたボルト挿通孔に前記脚部を挿通させて配置されたボルトをさらに備え、
前記外側樹脂部材は、前記貫通孔を囲む蓋体外面と前記端子との間に挟まれる取付部と、前記端子の外側端部に沿って延びる延長部とを有し、
前記外側樹脂部材の延長部には、前記ボルトの前記頭部を受け入れ且つ該ボルトの回転を制限するボルト受け穴が形成されており、
前記ボルト受け穴および前記ボルト頭部の形状は長方形状である、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池。
【請求項５】
請求項４に記載の電池を単電池とする組電池であって、
複数の前記単電池と、
それらの単電池の端子間を接続する接続部材とを備え、
前記接続部材は、該接続部材のボルト挿通孔に前記ボルトの脚部を通してナットを締め付けることにより前記端子の外側端部に締結されている、組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極体が外装ケースに収容された密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極および負極を備えた電極体が外装ケース内に密閉された形態の電池が知られている。かかる形態を有する電池の一つの代表的な構成では、上記外装ケースが、開口部を有するケース本体と、その開口部に溶接（典型的にはレーザ溶接）された蓋体とを備える。この種の電池に関する技術文献として特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された電池は、図１１に示すように、蓋体２２の貫通孔（端子引出孔）２４２から端子４０が引き出されており、その端子４０と蓋体２２の外面２２Ａとは外側樹脂部材６０により隔てられて絶縁されている。ケース本体（ケース本体）２１と蓋体２２との合わせ目（すなわち溶接部）２５は、蓋体２２の側方（ケース本体２１の側面側）に設けられている。
【０００５】
この合わせ目２５を、図２に示すように蓋体２２の外面２２Ａ側とすると、レーザ溶接を一方向（蓋体外面２２Ａ側；図２では図の上方）から行うことができる。このことは電池の生産性向上等の観点から有利である。しかしながら、本発明者は、図２に示すように蓋体上に外側樹脂部材６０が配置された構造の電池では、蓋体外面２２Ａ側にある合わせ目２５にレーザを照射して溶接すると外側樹脂部材６０が黒っぽく変色する不都合が生じることを見出した。かかる変色は、電池の外観品質を低下させるので好ましくない。
【０００６】
そこで本発明は、蓋体の端子引出孔から端子が引き出され、その引き出された端子と該蓋体とを隔てる外側樹脂部材を有し、該蓋体がその外面側からケース本体にレーザ溶接された密閉型電池（典型的には二次電池）において、上記外側樹脂部材が溶接により変色する事象を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来、電池（特に非水電解質二次電池）の端子引出孔周りに配置される樹脂部材の形成材料としては、耐熱性および強度に優れたポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）が広く採用されている。また、一般に、ＰＰＳその他の芳香族性樹脂は、非芳香族性樹脂に比べて耐熱性や強度が高い傾向にあることが知られている。本発明者は、上述のようなレーザ溶接による変色（焼け）に対して耐性を有する樹脂を種々検討した結果、意外にも、芳香族性樹脂ではなく非芳香族性樹脂をベースとする組成物（非芳香族性樹脂組成物）を用いることにより、上記変色を効果的に防止し得ることを見出した。
【０００８】
本発明により提供される密閉型電池は、開口部を有するケース本体と、前記ケース本体に収容された電極体と、前記ケース本体の開口部に固定された蓋体と、前記電極体に電気的に接続された端子と、前記端子と前記蓋体の外面とを隔てる外側樹脂部材と、を備える。前記蓋体は貫通孔（端子引出孔）を有し、前記端子は該貫通孔を通って前記電池の外部に引き出されている。前記蓋体と前記ケース本体との合わせ目は前記蓋体の外面側にあり、その合わせ目はレーザ溶接されている。そして、前記外側樹脂部材は、非芳香族性樹脂組成物により形成されている。このように非芳香族性樹脂組成物により形成された外側樹脂部材を用いることにより、ＰＰＳ等の芳香族性樹脂組成物からなる外側樹脂部材とは異なり、レーザ溶接による外側樹脂部材の変色を防止することができる。
【０００９】
ここで、非芳香族性樹脂組成物とは、非芳香族性樹脂をベースとする組成物をいう。非芳香族性樹脂の好適例として、６ナイロン、６６ナイロン、ポリアセタール、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、等が挙げられる。好ましい一態様では、上記非芳香族性樹脂組成物全体を１００質量％として、その８０質量％以上が非芳香族性樹脂（好ましくは、上記好適例に係る非芳香族性樹脂の一種または二種以上）である。
【００１０】
ここに開示される技術は、あらかじめ外側樹脂部材が配置された蓋体をケース本体にレーザ溶接してなる密閉型電池に好ましく適用され得る。かかる密閉型電池は、例えば、前記電極体に接続された端子が前記外側樹脂部材を介して前記蓋体と一体化された蓋体ユニットを作製し、該蓋体ユニットを構成する蓋体外面の外縁と前記ケース本体との合わせ目をレーザ溶接してなる電池であり得る。このような電池では、本発明を適用して外側樹脂部材の変色を防止することが特に有意義である。
【００１１】
ここに開示される技術の好ましい適用対象として、前記ケース本体および前記蓋体が扁平な角型の外装ケースを形成しており、その幅狭面の一つに前記蓋体が用いられている密閉型電池が挙げられる。かかる形態の電池では、蓋体が細長形状であるため、溶接部（すなわち、蓋体とケース本体との合わせ目）と外側樹脂部材との距離が小さくなりがちである。したがって、本発明を適用して外側樹脂部材の変色を防止することが特に有意義である。
【００１２】
ここに開示される密閉型電池の好ましい一態様において、該電池は、頭部と脚部とを有するボルトであって前記端子の外側端部に設けられたボルト挿通孔に前記脚部を挿通させて配置されたボルトをさらに備える。前記外側樹脂部材は、前記貫通孔を囲む蓋体外面と前記端子との間に挟まれる取付部と、前記端子の外側端部に沿って延びる延長部とを有する。前記外側樹脂部材の延長部には、前記ボルトの前記頭部を受け入れ且つ該ボルトの回転を制限するボルト受け穴が形成されている。そして、前記ボルト受け穴および前記ボルト頭部の形状は長方形状である。
【００１３】
かかる態様によると、例えば、一般的な六角形の頭部を有するボルト（六角ボルト）と同等の座面積を確保しつつ、外側樹脂部材のボルト受け穴がボルト締結時に受ける応力（ボルト頭部がボルト受け穴の壁面に当接することで該頭部の回転を阻止する際に受ける応力）に対して、該外側樹脂部材の機械的強度を向上させることができる。かかる機械的強度の向上は、例えば、上記長方形状の長辺について、ボルト受け穴を囲む壁の厚み（ボルト受け穴の周壁面から外側樹脂部材の外周までの距離）をより大きくすることにより実現され得る。このことによって、外側樹脂部材の変色を防止するとともに、該外側樹脂部材を非芳香族性樹脂組成物により形成することに伴う機械的強度の低下を補償することができる。上述のように扁平な角型の外装ケースを備える密閉型二次電池では、上記ボルト受け穴および上記ボルト頭部が、上記蓋体の長手方向を長辺とする長方形状に形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明によると、また、ここに開示されるいずれかの電池を単電池とし、該単電池を複数備えてなる組電池が提供される。それらの単電池の端子間は、接続部材を介して接続されている。好ましい一態様では、上記単電池は上記ボルトを備えた態様の密閉型電池であり、前記接続部材は、該接続部材のボルト挿通孔に前記ボルトの脚部を通してナットを締め付けることにより前記端子の外側端部に締結されている。かかる態様の組電池は、外側樹脂部材の変色が防止されているので外観品質に優れ、かつ、ボルトの締結圧に耐え得る機械的強度を確保しつつボルトの座面積（換言すれば、端子と接続部材との締結面積）を広くし得ることから、単電池間の接続抵抗の低いものとなり得る。
【００１５】
なお、本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン二次電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する概念である。また、「非水電解質二次電池」とは、非水電解質（典型的には、非水溶媒中に支持塩（支持電解質）を含む電解質）を備えた電池をいう。また、「リチウム二次電池」とは、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間のリチウムイオンの移動により充放電する二次電池をいう。一般にリチウムイオン電池と称される二次電池は、上記リチウム二次電池に包含される典型例である。ここに開示される技術は、典型的には密閉型の非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）に適用される。
【００１６】
ここに開示されるいずれかの密閉型電池（例えばリチウムイオン二次電池）は、典型的には組電池の形態で、車両に搭載される電源として好ましく使用され得る。例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車のような電動機を備える自動車等の車両に搭載されるモータ用の電源（典型的には駆動電源）として好適である。したがって、本発明によると、ここに開示されるいずれかの密閉型電池（組電池の形態であり得る。）を備えた車両（例えば自動車）が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る密閉型電池を示す部分断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る内側樹脂部材を示す平面図である。
【図４】一実施形態に係る外側樹脂部材を示す平面図である。
【図５】一実施形態に係る外側樹脂部材を示す側面図である。
【図６】一実施形態に係る密閉型電池の蓋体および端子を示す分解斜視図である。
【図７】外側樹脂部材を示す参考図である。
【図８】一実施形態に係る組電池の一部を示す側面図である。
【図９】一実施形態に係る組電池の一部を示す平面図である。
【図１０】一実施形態に係る電池を搭載した車両（自動車）を示す模式的側面図である。
【図１１】従来の密閉型電池を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１９】
特に限定することを意図したものではないが、以下では主として本発明を扁平な角型の外装ケースを備えたリチウムイオン二次電池に適用する場合を例として、本発明をより詳細に説明する。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略することがある。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
【００２０】
図１，２に示すように、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０は、扁平な直方体形状（すなわち角型）の外装ケース２０に、所定の電池構成材料（正負極それぞれの集電体に正負極それぞれの活物質が保持されたシート状の電極、セパレータ等）を具備する捲回電極体３０が、適当な電解液（図示せず）とともに収容された構成を有する。
【００２１】
＜外装ケース＞
外装ケース２０は、上記扁平直方体形状における幅狭面の一つが開口部２１Ａとなっている箱形（すなわち有底四角筒状）のケース本体２１と、その開口部を塞ぐ蓋体２２とを備える。詳しくは、本体２１の開口部２１Ａに蓋体２２が嵌め込まれ、蓋体２２の外面２２Ａの外縁と開口部２１Ａ周囲の本体２１との合わせ目２５をレーザ溶接することにより蓋体２２が本体２１に固定されている。かかるレーザ溶接は、図２に示すように、蓋体外面２２Ａに対して非平行な方向（すなわち外面２２Ａと交差する方向、典型的には合わせ目２５の上方（図２の上方））からレーザ光を照射することにより行われる。レーザ照射方向と蓋体外面２２Ａとのなす角θは、典型的には６０度〜１２０度程度であり、通常は７５度〜１０５度（例えば７５度〜９０度）程度とすることが適当である。θが小さすぎると、レーザ光が外側樹脂部材６０に遮られて合わせ目２５に当たりにくくなる場合があり得る。θが大きすぎると、レーザ照射の反射光等によって外側樹脂部材６０が加熱されやすくなり、甚だしい場合には外側樹脂部材６０の熱変形等の不都合を生じ得る。
【００２２】
ケース２０を構成する材質は、本体２１と蓋体２２との合わせ目（溶接部）２５を溶接により接合し得る限り、一般的なリチウムイオン二次電池で使用されるものと同様のもの等を適宜使用することができる。放熱性等の観点から、本体２１および蓋体２２のほぼ全体が金属製（例えばアルミニウム製、ステンレススチール（ＳＵＳ）製、スチール製等）であるケース２０を好ましく採用し得る。ここに開示される技術は、本体２１および蓋体２２のほぼ全体がアルミニウム製である電池（例えばリチウムイオン二次電池）に好ましく適用され得る。ＳＵＳ等に比べてアルミニウムは熱伝導率が高い（熱が逃げやすい）ので、レーザ溶接に要するエネルギーが多くなりがちであるところ、ここに開示される技術によると、このように高エネルギーが付与される溶接態様においても、外側樹脂部材の変色を効果的に防止することができる。本実施形態に係る電池１０では、本体２１および蓋体２２がいずれもアルミニウム製である。
【００２３】
蓋体２２の外形は、開口部２１Ａの形状（本体２１の開口形状）に適合する略長方形状である。ここに開示される技術は、例えば、蓋体２２の幅（上記略長方形状における短辺の長さ；図４、６参照）Ｗ０が凡そ１０ｍｍ〜２８ｍｍ（好ましくは１０ｍｍ〜１５ｍｍ）である電池に好ましく適用され得る。このように蓋体２２の幅Ｗ０が比較的狭い電池では、蓋体２２の幅方向において、外側樹脂部材６０の外縁から合わせ目（溶接部）２５までの距離Ｄ１（図４参照）が短くなりがちである。したがって、ここに開示される技術を適用して外側樹脂部材６０の変色を防止することが特に有意義である。本実施形態における蓋体２２は、幅（Ｗ０）１２．５ｍｍ、長さ１３６ｍｍの長方形状である。
【００２４】
特に限定するものではないが、蓋体２２の厚み（板厚）は、例えば０．３ｍｍ〜２ｍｍ（典型的には０．５ｍｍ〜２ｍｍ）程度であり得る。蓋体２２の厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満であってもよい。また、本体２１の厚み（板厚）は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度とすることができ、典型的には１ｍｍ〜３ｍｍである。本実施形態に係る電池１０では、本体２１を構成するアルミニウム材の板厚が０．４ｍｍであり、蓋体２２を構成するアルミニウム材の板厚が０．７ｍｍである。
【００２５】
＜捲回電極体＞
捲回電極体３０は、ケース本体２１に、軸が横倒しとなる姿勢（すなわち、上記開口部が捲回軸に対して横方向に位置する向き）で収容されている。その電極体３０の捲回軸両端には正極端子４０および負極端子８０がそれぞれ接続されている。これらの電極端子４０，８０は、蓋体２２の長手方向の一端および他端に設けられた正極用および負極用の端子引出孔（貫通孔）２４２，２４４をそれぞれ貫通して、外装ケース２０の内部から外部に引き出されている。すなわち、本実施形態では、正負の電極端子４０，８０が、扁平な角形の外装ケース２０の幅狭面の一つ（端子引出面）を形成する蓋体２２から外部に引き出されている。正極端子４０は、図１、２、６に示すように、主としてケース２０の内側に位置する正極内部端子４２０と、主としてケース２０の外側に位置する正極外部端子４６０とが接続された構成を有する。負極端子８０もまた、正極側と概ね同形状に形成された負極内部端子８２０と負極外部端子８６０とが接続された構成を有する（図１参照）。
【００２６】
蓋体（端子引出面）２２には、端子引出孔２４２，２４４の間（本実施態様では、端子引出面２２の長手方向の略中央）に、ケース２０の内圧が上昇した場合に該ケースの内外を連通させて内圧を開放するための安全弁２７が設けられている。本実施形態における安全弁２７は、蓋体２２の開口部２４６を塞ぐように取り付けられた金属製（例えばアルミニウム製）のシートを主体に構成され、該シートに設けられた線状（例えば、二つのＹ字の下端を向かい合わせた形状）の薄肉部がケースの内圧を受けて破断することで該内圧を開放し得るようになっている。
【００２７】
捲回電極体３０は、通常のリチウムイオン二次電池の捲回電極体と同様、シート状の正極（正極シート）３２および負極（負極シート）３４を計二枚のシート状のセパレータ（セパレータシート）３６とともに積層して長手方向に捲回し、得られた捲回体を側面方向から押圧して拉げさせることによって作製され得る。正極シート３２と負極シート３４とは幅方向に位置をややずらして、セパレータシート３６の幅方向の一端および他端からシート３２，３４の幅方向の一端がそれぞれはみ出すように積層された状態で捲回されている。その結果として、捲回電極体３０の捲回軸方向の一方および他方の端部には、正極シート３２の幅方向の一端が捲回コア部分３１（すなわち正極シート３２と負極シート３４とセパレータシート３６とが密に捲回された部分）から外方にはみ出した部分（正極シートはみ出し部分）３２Ａと、負極シート３４の幅方向の一端が捲回コア部分３１から外方にはみ出した部分（負極シートはみ出し部分）３４Ａとがそれぞれ形成されている。これらのはみ出し部分３２Ａ，３４Ａは、典型的には、電極活物質が保持されない部分（活物質層非形成部）となっている。
【００２８】
かかる捲回電極体３０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン二次電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。本実施形態に係る正極シート３２は、長尺状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）上に正極活物質層が形成された構成を有する。この正極活物質層の形成に用いる正極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。また、本実施形態に係る負極シート３４は、長尺状の負極集電体（例えば銅箔）上に負極活物質層が形成された構成を有する。この負極活物質層の形成に用いる負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。上記セパレータシートの好適例としては、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。本実施形態では、正極シート３２としてアルミニウム箔を、正極活物質としてＬｉＮｉＯ２を、負極シートとして銅箔を、負極活物質として天然黒鉛を使用している。
【００２９】
＜電極端子＞
正極シートはみ出し部分３２Ａには、正極内部端子４２０の下端４２２Ａが、例えば超音波溶接により接続されている。この内部端子４２０は、下端４２２Ａから蓋体２２に対して略垂直に延びる板状（帯状）の第一リード部４２２と、第一リード部の上端に続いて形成され該上端から略直角に（図２では図の手前から奥側に）曲がって蓋体２２の内面と略平行に広がる板状の第二リード部４２４と、第二リード部の板面中央部から電池の外方向に略垂直に延びる突出部４２６とを備える。本実施形態における突出部４２６はリベット部として構成されており、端子引出孔２４２および外部端子４６０の貫通孔（リベット孔）４６２Ａに上記リベット部（例えば略円筒形状）を貫通させてリベッティングすることにより、内部端子４２０と外部端子４６０とが接続（締結）されている。正極側の内部端子４２０および外部端子４６０の構成材料としては導電性のよい金属材料が好ましく、典型的にはアルミニウムが用いられる。本実施形態の正極内部端子４２０および正極外部端子４６０はアルミニウム製である。
【００３０】
一方、正極外部端子４６０は、上記リベッティング前において突出部４２６を挿通可能な貫通孔４６２Ａが設けられた第一接続部４６２と、この第一接続部から蓋体２２の長手方向中央側（すなわち安全弁側）に続き、ケース２０の外方に階段状に持ち上がって形成された第二接続部４６４（正極外部端子４６０の外側端部に相当する。）とを有する。第二接続部４６４には、図６によく示されるように、ボルト６７０の脚部６７４を挿通可能なボルト挿通孔４６４Ａが形成されている。このボルト挿通孔４６４Ａにボルトの脚部６７４を下から上に通し、第二接続部４６４から上方に突出した脚部６７４に外部（他の電池の端子、外部回路等であり得る。）接続用の接続部材１１２を装着してナット１１３を締め付けることにより（図８、９参照）、外部端子４６０に接続部材１１２を連結（固定）することができる。
【００３１】
上記リベッティングは、端子引出孔２４２を囲む蓋体２２の壁面と第二リード部４２４との間に内側樹脂部材５０を挟み、さらに該壁面と外部端子の第一接続部４６２との間に外側樹脂部材６０を挟んで行われる。かかるリベッティングにより、正極端子４０を蓋体２２に固定するとともに、蓋体２２と第二リード部４２４との間で内側樹脂部材５０を圧縮することにより端子引出孔２４２をシールしている。
【００３２】
＜内側樹脂部材＞
以下、内側樹脂部材５０の構成および機能を詳しく説明する。この内側樹脂部材５０は、内部端子４２０の突出部４２６を挿通させる開口５２２が設けられた取付部５２０を有する。取付部５２０は、開口５２２を囲む部分が蓋体２２と第二リード部４２４との間に挟み込まれて圧縮されることにより、内部端子４２０（第二リード部４２４）と蓋体２２とを絶縁するとともに、端子引出孔２４２をシールする。取付部５２０の下面（電極体側の面）には、内部端子４２０の第二リード部４２４を下方（すなわちケースの内方）から受け入れ可能な窪み５２４が形成されている。この窪み５２４は、第二リード部４２４の下端面が窪み５２４の内側に収まるように形成されている。これにより、電極体３０の外周が第二リード部４２４（特にその外縁、すなわちエッジ部分）に直接接触し難くなり、該接触に起因して電極体３０が損傷する事態を回避することができる。また、第二リード部４２４のうち蓋体中央側を除いた三方の外縁が窪み５２４の外周壁で覆われることにより、内部端子４２０（第二リード部４２４）とケース本体２１との絶縁をより確実に行うことができる。
【００３３】
＜外側樹脂部材＞
次いで、外側樹脂部材６０の構成および機能を詳しく説明する。外側樹脂部材６０は、端子引出孔２４２を囲む蓋体２２の壁面と外部端子の第一接続部４６２との間に挟まれる取付部６２０と、外部端子の第二接続部４６４と蓋体２２との間に延びる延長部６４０とを有する。取付部６２０は、端子引出孔２４２に外側から挿入されてリベット部４２６と蓋体２２との直接接触を阻む（絶縁する）筒部６２２と、筒部６２２に続いて形成され蓋体２２の外面に沿って広がる皿部６２４とを有する。この皿部６２４の窪みに合わせて外部端子の第一接続部４６２が配置されている。
【００３４】
延長部６４０には、外側樹脂部材６０の長手方向（蓋体２２の長手方向と一致する。）を長辺とする長方形状の開口形状を有するボルト受け穴６４２が形成されている。本実施形態に係る二次電池１０は、頭部６７２がボルト受け穴６４２に挿入されることで回転が制限され（共回りが阻止され）、かつ脚部６７４がボルト挿通孔４６４Ａを通して突出するように配置（装着）されたボルト６７０を含んで構成されている。
【００３５】
外側樹脂部材６０は、非芳香族性樹脂組成物、すなわち非芳香族性樹脂をベースとする組成物により形成されている。ここで、非芳香族性樹脂とは芳香環（典型的にはベンゼン環）を有しない樹脂を指し、好ましい具体例として、脂肪族ポリアミド（６ナイロン（ＰＡ６）、６６ナイロン（ＰＡ６６）等）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）、メタクリル樹脂（典型的にはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ））、等が挙げられる。上記非芳香族性樹脂組成物は、これらの非芳香族性樹脂のうちいずれか一種を含むものであってもよく、二種以上を含むものであってもよい。荷重たわみ温度測定（０．４５ＭＰａ）法に基づく耐熱温度が１５０℃以上（より好ましくは２５０℃以上）である樹脂組成物の使用が好ましい。本実施形態に係る外側樹脂部材６０は、ＰＡ６６、ＰＯＭ、ＰＦＡおよびＰＭＭＡのいずれか一種からなる。
【００３６】
かかる材質の外側樹脂部材６０を用いることにより、従来のＰＰＳ製の外側樹脂部材を用いると蓋体２２とケース本体２１との合わせ目２５をレーザ溶接することにより該樹脂部材が黒っぽく変色するような形状の電池であっても、該レーザ溶接による外側樹脂部材６０の変色を効果的に防止することができる。したがって、より高品質な電池を、より生産性よく製造することができる。
【００３７】
ここに開示される技術は、外側樹脂部材６０の外縁から溶接部（蓋体２２と本体２１との合わせ目２５）までの最小距離が５ｍｍ以下（例えば３ｍｍ以下）である電池に好ましく適用され得る。上記距離が２ｍｍ以下（例えば０．５〜２ｍｍ）の電池では特に適用効果が大きい。本実施形態では、蓋体２２の幅方向については、外側樹脂部材６０の外縁から溶接部２５までの距離Ｄ１が１ｍｍである。また、蓋体２２の長手方向については、外側樹脂部材６０の外縁から溶接部２５までの距離Ｄ２が２．８ｍｍである。また、レーザ光の軌道と外側樹脂部材６０との最小距離が上記数値範囲にある態様で製造（溶接）される電池では、ここに開示される技術の適用効果が特によく発揮され得る。
【００３８】
上記非芳香族性樹脂組成物における非芳香族性樹脂の含有割合ＣＮＡは、典型的には７０質量％以上（すなわちＣＮＡ≧７０質量％）であり、好ましくはＣＮＡ≧８０質量％（典型的にはＣＮＡ＞８０質量％、より好ましくはＣＮＡ≧９０質量％である。換言すれば、上記非芳香族性樹脂組成物における芳香族性樹脂の含有割合ＣＡＲは、典型的には３０質量％以下（すなわちＣＡＲ≦３０質量％）、好ましくはＣＡＲ≦２０質量％、より好ましくはＣＡＲ≦１０質量％である。ＣＡＲ≦５質量％であってもよい。ＣＡＲが大きすぎると、十分な変色防止効果が発揮され難くなることがあり得る。好ましい一態様では、外側樹脂部材６０が、芳香族性樹脂を実質的に含有しない非芳香族性樹脂組成物から形成されている。例えば、分光光学測定で得られる赤外線分光（ＩＲ）スペクトルにおいて、ベンゼン環に由来するピークが観察されない非芳香族性樹脂組成物からなる外側樹脂部材が好ましい。
【００３９】
また、外側樹脂部材６０を構成する樹脂組成物に含まれる樹脂の種類は、上記ＩＲスペクトル分析、熱分解ガスクロマトグラフィ等の一般的な分析手法を必要に応じて組み合わせて適用することにより特定することができる。また、外側樹脂部材６０を構成する樹脂組成物が複数の樹脂を含む場合において、それらの樹脂の配合比は、上記分析結果および外側樹脂部材の比重から把握することができる。
【００４０】
上述のような非芳香族性樹脂は、芳香族性樹脂に比べて機械的強度が低くなる傾向にある。そこで本実施形態では、ボルト６７０として、一般的な六角形状ではなく長方形状の頭部６７２を有するものを採用している。そして、外側樹脂部材６０には、かかるボルト頭部６７２の形状に対応する長方形状のボルト受け穴６４２を、その長辺が外側樹脂部材６０の長尺方向となるように設けている。かかる構成とすることの利点を以下に説明する。すなわち、図８、９に示すようにボルト６７０を利用して端子４０（外部端子４６０）と接続部材１１２とを締結する場合、接続抵抗を低減するためには、ボルト６７０の座面の面積（頭部６７２の面積）を大きくすることが有利である。図４に示すような形状および配置のボルト受け穴６４２によると、図７に示すような六角形状のボルト受け穴６４２に比べて、ボルト６７０の座面の面積が同じでも、ボルト受け穴６４２から外側樹脂部材６０の外縁までの幅Ｗ１をより広く確保することができる。したがって、外側樹脂部材６０の構成材料として非芳香族性樹脂組成物を用いても、ボルト６７０の座面の面積を大きくして接続抵抗を低減しつつ、ボルト６７０の回り止めその他の外力に対して十分な機械的強度を有する外側樹脂部材６０を実現することができる。
【００４１】
このような接続抵抗の低減は、車両駆動源用の電池（例えばリチウムイオン二次電池）のように高出力（急速放電）化の要請が強い電池（組電池用単電池または該単電池を複数接続してなる組電池であり得る。）では特に有意義である。また、高出力の電池では端子の断面積を大きくすることが好ましいため、外側樹脂部材６０の外縁から溶接部２５までの距離が短くなりがちである。この点からも、本発明は、車両駆動源用の電池に特に好ましく適用され得る。
【００４２】
なお、内側樹脂部材５０の構成材料としては、使用する電解液に対して耐性を示す各種の樹脂組成物を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン樹脂（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）等の樹脂をベースとする樹脂組成物を好ましく採用することができる。また、外側樹脂部材６０と同様の樹脂組成物により内側樹脂部材５０を形成してもよい。本実施形態に係る内側樹脂部材５０は、ＰＰＳにより形成されている。
【００４３】
本実施形態の電池１０における負極側の構造（負極端子８０の外形およびその引出構造等）は、負極端子８０の材質を除いては正極側と概ね同様である。すなわち、電極体３０の負極シートはみ出し部分３４Ａには、負極端子８０の一端が、例えば抵抗溶接により接続されている。この負極端子８０は、正極内部端子４２０と概ね同じ形状に形成された負極内部端子８２０と負極外部端子８６０とを備え、内部端子８２０の突出部（リベット部）を外部端子８６０の第一接続部にリベッティングすることにより端子８２０，８６０が接続されている。上記リベッティングは、正極側と同様に、端子８２０，８６０の間に内側樹脂部材５０、蓋体２２および外側樹脂部材６０を挟んで行われる。外部端子８６０は、第一接続部と第二接続部とを有する階段状に形成されている。その第二接続部に設けられたボルト挿通孔にはボルト６７０が下から上に装着されており、その脚部６７４に外部接続用の接続部材１１２を連結（固定）し得るように構成されている。負極側の内部端子８２０および外部端子８６０の構成材料としては導電性のよい金属材料が好ましく、典型的には銅が用いられる。本実施形態の負極内部端子８２０および負極外部端子８６０は銅製である。内側樹脂部材５０、外側樹脂部材６０の材質や形状は正極側と同じである。
【００４４】
＜電池の製造方法＞
かかる構成のリチウムイオン二次電池１０は、例えば概ね以下の手順で好適に製造（構築）することができる。すなわち、上述した構成の蓋体２２を用意し、その内側面に内側樹脂部材５０を、外側面に外側樹脂部材６０および正極外部端子４６０をセットする。このとき、外側樹脂部材６０のボルト受け穴６４２にボルト６７０の頭部６７２を収容し、その上から外部端子４６０を配置するようにする。正極内部端子４２０の突出部４２６を端子引出孔４２４、外側樹脂部材６０および外部端子４６０に通して外方に突出させ、その突出部をリベッティングすることにより、蓋体２２の端子引出孔４２４に正極端子４０を取り付ける。正極側と同様にして、蓋体２２の端子引出孔２４４に負極端子８０を取り付ける。このようにして、両電極端子４０，８０と蓋体２２とが一体化された蓋体−端子アセンブリを得る。
【００４５】
次いで、上記構成の捲回電極体３０の軸方向両端部に正極端子４０および負極端子８０をそれぞれ接合（例えば溶接）する。これにより上記蓋体−端子アセンブリと電極体３０とが一体化された蓋体ユニット（蓋体−端子−電極体アセンブリ）を得る。そして、電極体３０をケース本体２１の開口部から内部に収めるようにして該開口部に蓋体２２を装着し、蓋体２２とケース本体２１との合わせ目２５をレーザ溶接する。
【００４６】
レーザ溶接の条件は、蓋体２２とケース本体２１とを溶接により気密に接合し得る条件であればよく、特に限定されない。例えば、使用するレーザ光としては、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ、ＤＯＥレーザ、ＬＤレーザ等を適宜採用することができる。連続発振（ＣＷ）、パルス発振のいずれも使用可能である。生産性向上の観点からは、溶接速度を高めやすいＣＷ発振が有利である。また、一般にＣＷ発振による溶接（典型的には、溶融金属からの熱伝導を利用して隣接する部位を溶融させることで合わせ目４５に沿って次第に溶融部が移動するように、該溶融金属上にレーザを照射する態様で実施される。）では、パルス発振による溶接に比べて付与されるエネルギー量が多くなるため、本発明を適用して外側樹脂部材の変色を防止することが特に有意義である。ここに開示される技術は、例えば、エネルギー密度０．２〜１００ｋＷ／ｍｍ２の条件で蓋体２２と本体２１とをレーザ溶接する場合に好ましく適用され得る。また、溶接速度２〜１０ｍ／ｍｉｎの条件で蓋体２２と本体２１とをレーザ溶接する場合に好ましく適用され得る。
【００４７】
その後、蓋体２２に設けられた注液孔２８からケース２０内に電解液を注入する。電解液としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。本実施形態では、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば、体積比１：１程度の混合溶媒）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液を用いる。その後、注液孔２８に封止キャップ２９を取り付けて（例えば溶接して）ケース２０を封止する。このようにしてリチウムイオン二次電池１０を製造（構築）することができる。
【００４８】
＜組電池＞
次に、かかる構成のリチウムイオン二次電池１０を単電池とし、該単電池を複数備えてなる組電池の一構成例を説明する。図８，９に示すように、この組電池１００は、複数個（典型的には１０個以上、好ましくは１０〜３０個程度、例えば２０個）のリチウムイオン二次電池（単電池）１０を、それぞれの正極端子４０および負極端子８０が交互に配置されるように一つづつ反転させつつ、ケース２０の幅広な面が対向する方向（積層方向）に配列されている。当該配列された単電池１０間には、所定形状の冷却板（図示せず）が挟み込まれている。この冷却板は、使用時に各単電池１０内で発生する熱を効率よく放散させるための放熱部材として機能するものであって、単電池１０間に冷却用流体（典型的には空気）を導入可能な形状（例えば、長方形状の冷却板の一辺から垂直に延びて対向する辺に至る複数の平行な溝が表面に設けられた形状）を有する。熱伝導性の良い金属製もしくは軽量で硬質なポリプロピレンその他の合成樹脂製の冷却板が好適である。
【００４９】
図９に示すように、上記配列させた単電池１０および冷却板の両端には、一対のエンドプレート（拘束板）１１８が配置されている（図９には上記配列の一端側のみを示している。）。上記配列された単電池１０および冷却板は、両エンドプレートの間を架橋するように取り付けられた締め付け用の拘束バンド（図示せず）によって、規定の拘束圧が加わるように拘束されている。そして、隣接する単電池１０間において、一方の正極端子４０と他方の負極端子８０とが、接続部材（バスバー）１１２によって電気的に接続されている。より詳しくは、接続部材１１２の両端設けられた貫通孔を隣接する単電池１０の外部端子から突出するボルト脚部６７４にそれぞれ通し、その上からナット１１３を締め付けることにより、一方の正極端子４０と他方の負極端子８０とを電気的に接続することができる。このように各単電池１０を直列に接続することにより、所望する電圧の組電池１００が構築されている。なお、図９には単電池１０および冷却板を一列に配列した例を示しているが、単電池１０および冷却板は二列または三列以上に配列されていてもよい。
【００５０】
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定する意図ではない。
【００５１】
上述した実施形態に係るリチウムイオン二次電池（単電池）を上述の手順で構築した。外側樹脂部材としては、表１に示す各樹脂組成の成形材料を常法により射出成形してなるものをそれぞれ使用した。蓋体とケースとを以下の条件でレーザ溶接することによる外側樹脂部材の変色の有無を目視により評価した。その結果を表１に併せて示す。
【００５２】
［溶接条件］
使用レーザ：ファイバーレーザ（波長１０６０〜１０７０ｎｍ）
出力：２．８ｋＷ
発振方式：連続発振（ＣＷ）
ビーム径：直径０．８ｍｍ
照射角度θ：８９度
レーザ光の軌道と外側樹脂部材との最小距離：１．０ｍｍ
エネルギー密度：６ｋＷ／ｍｍ２
溶接速度：８ｍ／ｍｉｎ
【００５３】
【表１】
0005871150.tif 000002
【００５４】
表１に示されるように、非芳香族性樹脂からなる外側樹脂部材６０（例１〜例４）は、樹脂の種類の違いにかかわらず、レーザ溶接による変色が認められないという共通した特長を有することが確認された。これに対して、芳香族性樹脂からなる外側樹脂部材６０（例５〜例９）および芳香族性樹脂の配合割合が４０質量％以上の樹脂組成物からなる外側樹脂部材６０（例１０、例１１）では、樹脂の種類の違いにかかわらず、いずれもレーザ溶接により変色することが確認された。
【００５５】
以上、本発明を好適な実施形態により説明したが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る密閉型電池（典型的には二次電池、例えばリチウムイオン二次電池）は、特に自動車等の車両に搭載されるモータ（電動機）用電源として好適に使用され得る。したがって、本発明の他の側面として、例えば図１０に模式的に示すように、かかる電池１０（典型的には、当該電池１０を複数個直列に接続して形成される組電池１００）を駆動用電源として備える車両（典型的には自動車、例えばハイブリッド自動車、電気自動車等）１が提供される。
【符号の説明】
【００５７】
１    自動車（車両）
１０    リチウムイオン二次電池（密閉型電池）
２０    外装ケース
２１    ケース本体
２２    蓋体（端子引出面）
２４２，２４４    貫通孔（端子引出孔）
２５    合わせ目（溶接部）
３０    捲回電極体（電極体）
４０    正極端子（端子）
４２０    正極内部端子
４２６    突出部（リベット部）
４６０    正極外部端子
４６２    第一接続部
４６４    第二接続部（外側端部）
４６４Ａ  ボルト挿通孔
５０    内側樹脂部材
６０    外側樹脂部材
６２０    取付部
６２２    筒部
６２４    皿部
６４０    延長部
６４２    ボルト受け穴
６７０    ボルト
６７２    頭部
６７４    脚部
８０    負極端子（端子）
１００    組電池
１１２    接続部材（バスバー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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