(57)【要約】【課題】電極端子と蓋板との締結部の締結力を確保しつつ安定したシール性を確保する非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】非水電解液二次電池１０は、電極群１２と、電極群１２を電解液とともに収容する容器本体１１と、容器本体１１の開口部に取り付けられる蓋板１４と、電極端子２１とを有し、電極端子２１は蓋板１４に対向するディスク部２２、および蓋板１４を貫通して外部に突出する端子本体部２３を備えている。蓋板１４は、端子本体部２３が貫通する貫通孔１８を有する樹脂部分１６と、樹脂部分１６が固定される金属部分１５とを備え、樹脂部分１６に締結される環状の突部２４がディスク部２２に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介して積層して形成される電極群と、
前記電極群を電解液とともに収容する容器本体と、
前記容器本体の開口部に取り付けられる蓋板と、
前記蓋板に対向して前記容器本体内に配置されるディスク部、および前記蓋板を貫通して外部に突出する端子本体部を備える電極端子と、
を有し、
前記蓋板は、前記端子本体部が貫通する貫通孔を有する樹脂部分と、当該樹脂部分が固定される金属部分とを備え、
前記樹脂部分に締結される環状の突部を前記ディスク部に設けた、非水電解液二次電池。
【請求項２】
請求項１記載の非水電解液二次電池において、前記電極群の一端に配置された集電タブを前記ディスク部に電気的に接続した、非水電解液二次電池。
【請求項３】
請求項１または２記載の非水電解液二次電池において、前記端子本体部の突出端部にねじ結合され、前記突部との間で前記樹脂部分に締結力を付勢するナットを有し、前記突部により前記樹脂部分を変形させてシール力を加える、非水電解液二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池等に適用される非水電解液二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯用情報端末等の各種電気機器、特に、パソコン等のコードレス化やポータブル化に伴って、駆動用電源である電池に対する小型化、軽量化、高エネルギー化が要求されている。特に、リチウムイオン電池等の非水電解液二次電池は、鉛電池やニッケルカドミウム電池のように水溶系電解液を使用する電池と比較して、高いエネルギー密度を持つとともに、長期間に渡って繰り返して充放電が実現でき、各種電気機器の駆動用電源の主力として期待されている。
【０００３】
このような非水電解液リチウムイオン電池は、正極板と、負極板と、これらの間に配置され正極板と負極板の短絡を防止するセパレータとを積層して形成される電極群を有し、電極群は電解液とともに電池容器に収容される。電解液としては、有機溶媒にリチウム塩が溶解された非水電解液が使用される。正極板と負極板とを円筒形状に捲回して電極群を形成し、電極群の端部に集電タブを配置した形態の二次電池は捲回式となる。電極群は電池容器内に収容され、電池容器の蓋板には電極端子が締結され、電極端子は電池容器の外部に突出する。電解液を密封し電解液が容器の外部に漏出するのを防止するために、特許文献１に記載されるように、リチウムイオン二次電池の蓋板と電極端子との締結部には絶縁シール用のパッキンが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５２７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、従来のリチウムイオン二次電池においては、電池容器の蓋板と蓋板を貫通する電極端子との締結部からの電解液の漏出を防止するために、これらの間にシール部材を装着し、電極群の集電タブに電気的に接続される集電部材と電極端子との間の締結部にもシール部材を装着している。このように、多くのシール部材を締結部に介在させると、要求する締結力を発現するためには、それぞれの部材が、規定された寸法および特性を有する必要があり、これらを満足させることで電極端子の締結力を確保している。
【０００６】
しかしながら、締結部を複数のシール部材によりシールするようにし、シールのための部品点数が多くなることは、不良率が掛け合わされることとなり、締結力が不十分となってしまう可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、電極端子と蓋板との締結部の締結力を確保しつつ安定したシール性を確保する非水電解液二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非水電解液二次電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層して形成される電極群と、前記電極群を電解液とともに収容する容器本体と、前記容器本体の開口部に取り付けられる蓋板と、前記蓋板に対向して前記容器本体内に配置されるディスク部、および前記蓋板を貫通して外部に突出する端子本体部を備える電極端子と、を有し、前記蓋板は、前記端子本体部が貫通する貫通孔を有する樹脂部分と、当該樹脂部分が固定される金属部分とを備え、前記樹脂部分に締結される環状の突部を前記ディスク部に設けた。
【発明の効果】
【０００９】
蓋板に締結される電極端子は、蓋板に対向して容器本体内に配置されるディスク部と、蓋板を貫通して外部に突出する端子本体とを備え、蓋板は樹脂部分と金属部分とを備えており、樹脂部分に締結される環状の突部をディスク部に設けたので、突部により樹脂部分に圧縮することで、電極端子と蓋板とを固定する部材やＯリング等のシール部材を設けることなく、電極端子と蓋板との締結力を確保しつつ、安定的なシール性能を確保した非水電解液二次電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施の形態である非水電解液二次電池の出力端子側の端部を示す斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示されるように、この非水電解液二次電池１０は、ステンレス製の円筒形状の容器本体１１を有しており、容器本体１１は底部が閉塞され、図１における上端部は開口されている。容器本体１１の内部には電極群１２が収容される。電極群１２は、図示しない正極板と負極板とがセパレータを介して積層され、軸芯１３に捲回された捲回型となっている。容器本体１１の内部には、有機溶媒にリチウム塩が溶解された非水電解液が収容されており、この非水電解液二次電池１０はリチウムイオン二次電池である。なお、容器本体１１の材質としては、ステンレスに限定されることなく、耐電解液性を有する他の金属、例えば、アルミニウムまたはその合金や、エポキシ樹脂等の樹脂材料でも良い。
【００１２】
容器本体１１の開口部には円板形状の蓋板１４が取り付けられる。蓋板１４は、ステンレス等の金属製材料からなる金属部分１５と、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料からなる樹脂部分１６とを備えている。金属部分１５はその外周部が容器本体１１の開口部に固定され、樹脂部分１６は金属部分１５の嵌合孔１７に固定される。蓋板１４は、大径の環状板からなる金属部分１５をプレス加工し、金属部分１５を樹脂成型型に配置して樹脂材料を成型型に注入することにより製造される。このようにして、樹脂部分１６と金属部分１５とが一体化された蓋板１４が製造される。
【００１３】
樹脂部分１６には貫通孔１８が形成される。貫通孔１８は樹脂成型時に形成することができる。ただし、樹脂部分１６を金属部分１５に一体化させた後に、貫通孔１８を樹脂部分１６に機械加工するようにしても良い。嵌合孔１７は軸方向に真っ直ぐな孔であるが、内側の大径部分と外側の小径部分とを有する段付きの嵌合孔１７としたり、軸方向の中央部に環状溝が設けられた嵌合孔１７としたりすることにより、金属部分１５と樹脂部分１６との結合強度をより高めることができる。容器本体１１と蓋板１４とにより、非水電解液二次電池１０の電池缶つまり電池容器１９が形成される。
【００１４】
蓋板１４には電極端子２１が締結される。電極端子２１は、蓋板１４に対向して容器本体１１の内部に配置されるディスク部２２と、貫通孔１８を貫通して容器本体１１の外部に突出する端子本体部２３とを備えており、ディスク部２２と端子本体部２３は一体となっている。電極端子２１はアルミニウム製または銅製であり、端子本体部２３を樹脂部分１６に設けられた貫通孔１８を貫通させることにより、蓋板１４の金属部分１５と電極端子２１との絶縁性が確保される。電極端子２１には軸芯１３が一体となっているが、軸芯１３と電極端子２１とを別部材としても良い。
【００１５】
ディスク部２２には環状の突部２４が設けられており、突部２４は蓋板１４の樹脂部分１６に向けて突出している。図４に示されるように、金属部分１５の嵌合孔１７つまり樹脂部分１６の外周面と、貫通孔１８との間の樹脂部分１６は点を付して示されており、突部２４の外径は樹脂部分１６の外径よりも小さい。突部２４の内径は、貫通孔１８の内径よりも大きい。電極端子２１を蓋板１４に締結するために、端子本体部２３の突出端部にはナット２５がねじ結合される。ナット２５にはツバ２６が設けられており、ナット２５はツバ付きである。ツバ２６の外径は樹脂部分１６の外径よりも小さい。ただし、ツバ無しのナットとして、ナットと蓋板１４との間にワッシャを配置するようにしても良い。
【００１６】
端子本体部２３の突出端部にナット２５をねじ結合すると、突部２４とナット２５との間の樹脂部分１６には圧縮方向の締結力が付勢される。これにより、図２に示されるように、突部２４は樹脂部分１６を変形させるように樹脂部分１６に締結されて樹脂部分１６にはシール力が加えられ、電解液が外部に漏出するのを防止するためのシール性能が突部２４により確保される。樹脂部分１６は適度な圧縮反力を持つ材料により形成することが好ましい。樹脂材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂、パーフロロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド（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）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）等のポリマー材料からなる群のうちから選ばれた少なくとも１種が用いられる。
【００１７】
樹脂部分１６としては、圧縮によるつぶれに伴う位置ずれを防止できる硬度を持つ材料が好ましいことから、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が用いられている。
【００１８】
電極群１２の一端には集電タブ２７が配置されており、集電タブ２７はディスク部２２に電気的に接続される。それぞれの集電タブ２７は電極群１２を構成する正極板に設けられており、電極端子２１は正極端子を構成している。電極群１２の反対側には負極板に設けられた図示しない集電タブが配置されており、それぞれの集電タブは図示しない集電部材を介して容器本体１１に電気的に接続されている。
【００１９】
図３および図４に示されるように、蓋板１４の金属部分１５には、電解液を注入するための注液栓２８が設けられている。注液栓２８は蓋板１４に形成された取付孔にねじ止めされるようになっており、電池容器１９内に取付孔から電解液を注入した後には、注液栓２８により取付孔は封止される。また、金属部分１５には、安全弁つまり開裂弁２９が設けられている。開裂弁２９は、電池容器１９内の温度が異常に高められた場合に、容器内に発生したガスを外部に排出する。
【００２０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であり、図面に示された非水電解液二次電池１０は、本発明の一実施の形態であり、寸法、材質、形状等は図示されたものに限られるものではない。例えば、円筒形状の容器本体の一端部から正極端子を吐出させ、他端部から負極端子を突出させるようにした形態の二次電池にも本発明を適用することができる。また、電極群を円筒形状に捲回することなく、直方体形状に積層した形態の二次電池にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０…非水電解液二次電池、１１…容器本体、１２…電極群、１３…軸芯、１４…蓋板、１５…金属部分、１６…樹脂部分、１７…嵌合孔、１８…貫通孔、１９…電池容器、２１…電極端子、２２…ディスク部、２３…端子本体部、２４…突部、２５…ナット、２６…ツバ、２７…集電タブ、２８…注液栓、２９…開裂弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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