(57)【要約】【課題】電極体が備える正極端子および負極端子をケース本体部の通孔へ簡単に挿通して電極体をケース本体部に収容することができる密閉型電池の製造方法および密閉型電池の提供にある。【解決手段】開口部２２の反対側に底部２５を備え、底部２５に一対の通孔２９が形成された有底筒状のケース本体部２１を製作し、ケース本体部２１に正極端子１４および負極端子１６を備えた電極体１０を収容し、一方の通孔２９に正極端子１４を挿通するとともに他方の通孔２９に負極端子１６を挿通し、開口部２２を覆う蓋体２３を溶接によりケース本体部２１に接合する密閉型電池の製造方法において、ガイドロッド３０を正極端子１４および負極端子１６に対して同軸にそれぞれ連結し、正極端子１４のガイドロッド３０を一方の通孔２９に挿通するとともに、負極端子１６のガイドロッド３０を他方の通孔２９に挿通し、電極体１０をケース本体部２１に収容する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部および前記開口部の反対側に底部を備え、前記底部に一対の通孔が形成された有底筒状のケース本体部を製作し、
前記ケース本体部に正極端子および負極端子を備えた電極体を収容し、
前記一対の通孔のうち、一方の通孔に正極端子を挿通するとともに他方の通孔に負極端子を挿通し、
前記開口部を覆う蓋体を溶接により前記ケース本体部に接合する密閉型電池の製造方法において、
ガイドロッドを前記正極端子および前記負極端子に対して同軸にそれぞれ連結し、
前記正極端子に連結された前記ガイドロッドを前記一方の通孔に挿通するとともに、
前記負極端子に連結された前記ガイドロッドを前記他方の通孔に挿通し、
前記電極体を前記ケース本体部に収容することを特徴とする密閉型電池の製造方法。
【請求項２】
前記正極端子および前記負極端子はボルト孔を備え、
前記ガイドロッドは連結側端部に前記ボルト孔に螺入するボルト軸部を備えることを特徴とする請求項１記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項３】
前記ガイドロッドは先端部側へ向けて縮径する縮径部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項４】
開口部および前記開口部の反対側に底部を備え、前記底部に一対の通孔が形成された有底筒状のケース本体部と、
正極端子および負極端子を備え、前記ケース本体部に収容される電極体と、
前記開口部を覆い、溶接により前記ケース本体部と接合される蓋体と、を備えた密閉型電池であって、
前記正極端子および前記負極端子はボルト孔をそれぞれ備え、
前記ボルト孔は、前記正極端子および前記負極端子に対して同軸にそれぞれ連結可能なガイドロッドの連結側端部に備えたボルト軸を螺入可能とすることを特徴とする密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、密閉型電池の製造方法および密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池やニッケル水素二次電池といった二次電池は、一般的に密閉型の構造を採用している。
例えば、角形の形状を有する密閉型電池は、図６に示すように、有底筒状に形成されたケース本体部５０と、正極端子５２および負極端子５３を備えた電極体５１と、ケース本体部５０の開口部５４を覆う蓋体５５とを備える。
この密閉型電池では、ケース本体部５０に電極体５１を収納し、ケース本体部５０の開口部５４に蓋体５５を装着し、ケース本体部５０の開口部５４と蓋体５５の外周とを封止することによって作製されている。
ケース本体部５０および蓋体５５は金属材料（例えば、アルミニウム）により形成されており、ケース本体部５０の開口部５４と蓋体５５の外周との封止は、レーザ溶接により行われている。
【０００３】
ところで、密閉型電池の蓋体５５には、電極体５１の正極端子５２と負極端子５３を挿通する通孔５６が形成されているほか、密閉型電池の内圧が所定圧力に達したとき開弁する安全弁５７が形成されている。
正極端子５２および負極端子５３は蓋体５５に対して絶縁されているほか、通孔５６からの電解液の漏洩を防止するためのシール部材（図示せず）が設けられている。
蓋体５５に設けたシール部材や安全弁５７は、レーザ溶接の箇所から比較的近くに位置するため、レーザ溶接による熱の影響（材質の変質や変形等）を受け易い。
【０００４】
そこで、シール部材や安全弁がレーザ溶接による熱の影響を受けないようにするためには、例えば、図７に示す密閉型電池が考えられる。
図７に示す密閉型電池では、有底筒状に形成されたケース本体部６０の開口部６１の反対側となる底部６２に、電極体５１の正極端子５２と負極端子５３を挿通する通孔６３と安全弁６４とが形成されている。
そして、開口部６１に装着される蓋体６５は平板により形成されている。
従って、ケース本体部６０へ電極体５１を収納する際、正極端子５２と負極端子５３が設けられている側から電極体５１をケース本体部６０へ挿入し、ケース本体部６０の開口部６１に平板の蓋体６５を装着し、レーザ溶接によりケース本体部６０の開口部６１と蓋体６５の外周とを封止する。
シール部材や安全弁６４はレーザ溶接される箇所から離れた位置に存在するため、レーザ溶接による熱の影響を受けることがない。
【０００５】
また、関連する従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された密閉式電池の製造方法が知られている。
特許文献１に開示された密閉式電池の製造方法では、有底筒形状の外装缶を作製する外装缶作製ステップと、外装缶の開口部を封口する封口板を作製する封口板作製ステップと、外装缶に発電素体を収納する収納ステップと、外装缶の開口部に封口板を装着する装着ステップと、封口板の外周部と外装缶の開口縁部との境界部分にレーザ光を照射して溶接する溶接ステップとからなる。
そして、封口板作製ステップには、封口板用板材の外表面側に、封口板の外周となるラインに沿って、中央側を厚み方向に窪ませることによって段差部を形成する段差形成ステップが含まれている。
【０００６】
特許文献１に開示された密閉式電池の製造方法によれば、段差部の形成により、レーザ溶接で封口板の外周と外装缶の開口縁とを封止する際、溶接箇所から封口板中央部への直線的な伝熱経路がなくなるので、溶接箇所からの放熱が低減されることになる。
従って、溶接箇所に発生する熱応力が低減されるので、レーザ照射のエネルギーを低くしてもクラックの発生率を低く抑えることができるとしている。
【０００７】
また、別の従来技術としては、例えば、特許文献２に開示された電池を挙げることができる。
特許文献２に開示された電池は、正極板と負極板とセパレータを有する電極体と、電極体を収納し上部が開口された内部ケースと、内部ケースを下方から覆う外部ケースと、内部ケースを上方から覆い、内部ケースの開口位置より低い位置で、その下端部が外部蓋部材に対して溶接にて固着された外部蓋部材と、を備えている。
特許文献２に開示された電池では、電極体を収納した内部ケースの下部を外部ケースの内部に収容するとともに、内部ケースの上方に、電極端子（正極端子および負極端子）が固定された外部蓋部材を配置する。
そして、電極体が備える正極リードの先端部に正極端子の基端部を、負極リードの先端部に負極端子の基端部を、それぞれ溶接にて固着させる。
次に、外部蓋部材と外部ケースとを接合させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６８７８１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９９０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７に示す密閉型電池では、ケース本体部６０へ電極体５１を収納する際、電極体５１の正極端子５２および負極端子５３をケース本体部６０の通孔６３に位置合わせして挿通することが困難であり、ケース本体部６０へ電極体５１を収容し難いという問題がある。
また、特許文献１に開示された密閉式電池の製造方法では、封口板用板材の外表面側に、封口板の外周となるラインに沿って、中央側を厚み方向に窪ませることによって段差部を形成する必要があるため、製造コストが増大するという問題がある。
特許文献２に開示された電池は、正極端子および負極端子が固定された外部蓋部材であることから、外部蓋部材と外部ケースとを溶接する前に、正極端子および負極端子と電極体とを接続する作業を必要とするという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電極体が備える正極端子および負極端子をケース本体部の通孔へ簡単に挿通して電極体をケース本体部に収容することができる密閉型電池の製造方法および密閉型電池の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、開口部および前記開口部の反対側に底部を備え、前記底部に一対の通孔が形成された有底筒状のケース本体部を製作し、前記ケース本体部に正極端子および負極端子を備えた電極体を収容し、前記一対の通孔のうち、一方の通孔に正極端子を挿通するとともに他方の通孔に負極端子を挿通し、前記開口部を覆う蓋体を溶接により前記ケース本体部に接合する密閉型電池の製造方法において、ガイドロッドを前記正極端子および前記負極端子に対して同軸にそれぞれ連結し、前記正極端子に連結された前記ガイドロッドを前記一方の通孔に挿通するとともに、前記負極端子に連結された前記ガイドロッドを前記他方の通孔に挿通し、前記電極体を前記ケース本体部に収容することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ケース本体部へ電極体を収納する際、正極端子および負極端子に連結されたガイドロッドをそれぞれ対応する通孔に挿通することにより、電極体の正極端子および負極端子をケース本体部の通孔に簡単に位置合わせして挿通できる。
また、底部にシール部材や安全弁を設けた場合でも、シール部材および安全弁は、溶接の箇所から遠く離れた位置に存在するため、溶接による熱の影響を受けることがない。
【００１３】
また、上記の密閉型電池の製造方法において、前記正極端子および前記負極端子はボルト孔を備え、前記ガイドロッドは連結側端部に前記ボルト孔に螺入するボルト軸部を備える構成としてもよい。
この場合、正極端子および負極端子のボルト孔へガイドロッドのボルト軸部を螺入することにより、正極端子および負極端子にガイドロッドが連結されるから、正極端子および負極端子に対してガイドロッドを簡単に着脱できる。
【００１４】
また、上記の密閉型電池の製造方法において、前記ガイドロッドは先端部側へ向けて縮径する縮径部を備える構成としてもよい。
この場合、ケース本体部へ電極体を収納する際、ガイドロッドが通孔に挿通されやすくなり、電極体の正極端子および負極端子をケース本体部の通孔により簡単に挿通できる。
【００１５】
また、本発明は、開口部および前記開口部の反対側に底部を備え、前記底部に一対の通孔が形成された有底筒状のケース本体部と、正極端子および負極端子を備え、前記ケース本体部に収容される電極体と、前記開口部を覆い、溶接により前記ケース本体部と接合される蓋体と、を備えた密閉型電池であって、前記正極端子および前記負極端子はボルト孔をそれぞれ備え、前記ボルト孔は、前記正極端子および前記負極端子に対して同軸にそれぞれ連結可能なガイドロッドの連結側端部に備えたボルト軸を螺入可能とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、正極端子および負極端子のボルト孔へガイドロッドのボルト軸を螺入することにより、正極端子および負極端子にガイドロッドを連結することができる。
従って、ガイドロッドを用いて電極体の正極端子および負極端子をケース本体部の通孔に簡単に位置合わせして挿通することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電極体が備える正極端子および負極端子をケース本体部の通孔へ簡単に挿通して電極体をケース本体部に収容することができる密閉型電池の製造方法および密閉型電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る密閉型電池の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る密閉型電池の分解斜視図である。
【図３】密閉型電池における電極体およびガイドロッドの正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る密閉型電池の製造方法を説明する説明図である。
【図５】変形例に係るガイドロッドの側面図である。
【図６】従来の密閉型電池および密閉型電池の製造方法を説明する斜視図である。
【図７】別の従来の密閉型電池および密閉型電池の製造方法を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る密閉型電池の製造方法および密閉型電池について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る密閉型電池は、車両搭載用の二次電池であり、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池である。
【００２０】
図１に示す密閉型電池は、発電要素としての扁平な略直方体の電極体１０と、電極体１０を収容する電池ケース２０を有する。
図２に示すように、電極体１０は、シート状の正極１１および負極１２と、正極１１と負極１２の間に介在されるシート状のセパレータ１３を有している。
セパレータ１３は、電池ケース２０内に充填される電解液の流通を可能とする絶縁材料により形成されている。
電極体１０では、正極１１と負極１２とはセパレータ１３を介して交互に積層されている。
電極体１０には、正極端子１４に接続される正極集電体１５と、負極端子１６に接続される負極集電体１７を備えている。
【００２１】
正極端子１４および負極端子１６は円柱状に形成されている。
本実施形態では、正極端子１４および負極端子１６の軸方向の長さおよび外周径は互い同じである。
正極端子１４の中心には正極端子１４の軸心と同軸となるボルト孔１８が形成されており、同様に負極端子１６の中心には負極端子１６の軸心と同軸となるボルト孔１９が形成されている。
ボルト孔１８、１９の孔径、孔深さおよびねじのピッチは互いに同じに設定されている。
ボルト孔１８、１９は、電極体１０を電池ケース２０に収容する際に用いる図３に示すガイドロッド３０を連結するために形成されている。
ガイドロッド３０の詳細については後述する。
【００２２】
電池ケース２０は、全体として扁平な略直方体の形状を呈している。
電池ケース２０は、有底筒状のケース本体部２１と、ケース本体部２１の開口部２２を密閉する長方形の蓋体２３を有している。
蓋体２３はケース本体部２１にレーザ溶接により固定される。
ケース本体部２１および蓋体２３は、何れも金属材料（例えば、アルミニウムなど）により形成されている。
【００２３】
ケース本体部２１は、断面矩形の筒状の側壁部２４と、ケース本体部２１における開口部２２の反対側の端部を塞ぐように形成された底部２５とを備えている。
底部２５の長手方向の中心付近には、安全弁２６が設けられている。
安全弁２６は、電池ケース２０内におけるガスの発生により電池ケース２０内の圧力が所定圧力に達したときに開弁して、電池ケース２０内のガスを外部に放出する機能を有している。
また、蓋体２３には電解液を電池ケース２０内へ注入するための注液口２７が設けられており、注液口２７は封止部材２８により封止されている。
本実施形態では、安全弁２６および注液口２７は、ケース本体部２１において蓋体２３が溶接される開口部２２から遠く離れた位置に存在する。
【００２４】
さらに、蓋体２３の長手方向の両端付近には、一対の円形の通孔２９、２９が形成されている。
一方の通孔２９には正極端子１４が挿通され、他方の通孔２９には負極端子１６が挿通される。
通孔２９の孔径は正極端子１４および負極端子１６の外周径よりも僅かに大きく設定されている。
電池ケース２０に電極体１０が収容されている状態では、正極端子１４と負極端子１６は通孔２９から突出する。
なお、正極端子１４および負極端子１６を囲む環状のシール部材（図示せず）が取り付けられている。
シール部材は樹脂材料により形成されており、ケース本体部２１の底部２５の内側において通孔２９の周囲を囲み、通孔２９からの電解液の漏洩を防止するためのものである。
また、正極端子１４および負極端子１６は、ケース本体部２１と絶縁されている。
本実施形態では、通孔２９は、ケース本体部２１において蓋体２３が溶接される開口部２２から遠く離れた位置に存在する。
【００２５】
次に、本実施形態の密閉型電池の製造方法について説明する。
図３に示すように、まず、予め製作された電極体１０の正極端子１４および負極端子１６にガイドロッド３０をそれぞれ連結する。
なお、環状のシール部材（図示せず）を予め正極端子１４および負極端子１６に取り付けている。
【００２６】
ガイドロッド３０は、正極端子１４および負極端子１６をケース本体部２１の通孔２９に挿通しやすくするための治具である。
図３に示すように、ガイドロッド３０は丸棒のロッド本体部３１を備えている。
本実施形態では、ロッド本体部３１の外周径は正極端子１４および負極端子１６の外周径と同じである。
ガイドロッド３０の基端部側となるロッド本体部３１の一方の端部には、ボルト孔１８、１９に螺入により、ガイドロッド３０を正極端子１４および負極端子１６と連結可能とするボルト軸部３２が形成されている。
ロッド本体部３１の一方の端部は連結側端部に相当する。
ガイドロッド３０の先端部側となるロッド本体部３１の他方の端部には、先端部側へ向けて縮径する円錐形の縮径部３３が形成されている。
縮径部３３は通孔２９に対してガイドロッド３０を挿通させ易くする。
なお、ロッド本体部３１において外周径が同じである同径部位の長さＬ１は、ケース本体部２１の開口部２２から底部２５までの長さＬ２よりも大きく設定されている。
【００２７】
電極体１０の正極端子１４および負極端子１６にガイドロッド３０を連結した後、電極体１０をケース本体部２１の開口部２２へ向けて移動させ、ガイドロッド３０を開口部２２側からケース本体部２１内へ挿入する。
図４（ａ）に示すように、ガイドロッド３０の縮径部３３を通孔２９に臨ませて挿通し、図４（ｂ）に示すように、ロッド本体部３１の同径部位が通孔２９に挿通されると、ケース本体部２１に対する電極体１０の位置が決まる。
ロッド本体部３１の同径部位の通孔２９への挿通後に、電極体１０をさらに移動させることにより、図４（ｃ）に示すように、正極端子１４および負極端子１６が通孔２９に挿通されるとともに、電極体１０がケース本体部２１の内部に収容される。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すように、ガイドロッド３０を正極端子１４および負極端子１６から取り外す。
正極端子１４および負極端子１６からガイドロッド３０を取り外した後、ナット等の締結部材（図示せず）を用いて、正極端子１４および負極端子１６とケース本体部２１とを互いに固定する。
次に、蓋体２３を開口部２２に装着して、レーザ溶接により蓋体２３をケース本体部２１に接合する。
蓋体２３をレーザ溶接によりケース本体部２１に接合することにより、開口部２２が完全に封止され、電極体１０の電池ケース２０内への収容が完了する。
電極体１０の電池ケース２０内への収容後に、電解液を注液口２７から注液し、電解液の注液後に封止部材２８により注液口２７を封止する。
注液口２７の封止後は、エージング工程や充放電活性化工程等の後工程を経ることにより密閉型電池が完成する。
なお、図４（ａ）〜図４（ｄ）では、説明の便宜上、ケース本体部２１のみを破断して示す。
【００２９】
本実施形態では以下の作用効果を奏する。
（１）ケース本体部２１へ電極体１０を収納する際、正極端子１４および負極端子１６に連結されたガイドロッド３０がそれぞれ対応する通孔２９に挿通される。このため、電極体１０の正極端子１４および負極端子１６をケース本体部２１の通孔２９に簡単に位置合わせして挿通することができる。また、ケース本体部２１の底部２５にシール部材（図示せず）や安全弁２６を設けた場合でも、シール部材および安全弁２６は、レーザ溶接の箇所から遠く離れた位置に存在するため、レーザ溶接による熱の影響（材質の変質や変形等）を受けることがない。
【００３０】
（２）正極端子１４のボルト孔１８および負極端子１６のボルト孔１９へガイドロッド３０のボルト軸部３２をそれぞれ螺入することにより、正極端子１４および負極端子１６にガイドロッド３０を連結することができる。これにより、正極端子１４および負極端子１６に対してガイドロッド３０を簡単に着脱することができる。
【００３１】
（３）ガイドロッド３０には先端部側へ向けて縮径する縮径部３３が備えられているため、ケース本体部２１へ電極体１０を収納する際、ガイドロッド３０が通孔２９に挿通されやすくなる。従って、電極体１０の正極端子１４および負極端子１６をケース本体部２１の通孔２９により簡単に挿通できる。
【００３２】
（４）正極端子１４（負極端子１６）の中心にボルト孔１８（１９）を形成しているため、ガイドロッド３０の外周径を、正極端子１４（負極端子１６）の外周径以下に設定することが可能である。例えば、正極端子（負極端子）に雄ねじを形成して端子自体をボルトとし、このボルトの螺入可能なボルト孔をガイドロッドに形成しようとする場合では、ガイドロッドの外周径がボルトの外周径よりも大きくなり、ケース本体部の通孔を大きくする必要が生じる。しかしながら、本実施形態の場合では、ガイドロッド３０の外周径を通孔２９の孔径に合わせて設定することができる。
【００３３】
次に、図５に示す変形例に係るガイドロッド４０について説明する。
変形例に係るガイドロッド４０は、ロッド本体部４１の全体が基部側から先端部側へ向けて縮径する円錐体となっている。
ロッド本体部４１の基部側には断面六角形の六角柱部４２が形成されており、六角柱部４２はスパナ等の工具によりガイドロッド４０を回転させやすくするために設けられている。
六角柱部４２におけるロッド本体部４１側の端部と反対側となる端部には、正極端子１４および負極端子１６に螺入可能なボルト軸部４３が形成されている。
つまり、ガイドロッド４０は連結側端部にボルト軸部４３を備えている。
変形例に係るガイドロッド４０を用いる場合、スパナ等の工具によりガイドロッド４０を正極端子１４および負極端子１６に対して着脱でき、正極端子１４および負極端子１６に対するガイドロッド４０の着脱がより簡単で確実となる。
【００３４】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
【００３５】
○  上記の実施形態では、電極体をケース本体部へ向けて移動させてケース本体部に電極体を収容するようにしたが、ケース本体部を電極体へ向けて移動させてケース本体部に電極体を収容するようにしてもよい。
○  上記の実施形態では、ケース本体部への電極体の収容後に、正極端子および負極端子からガイドロッドを取り外し、ナット等の締結部材を用いて、正極端子および負極端子とケース本体部とを互いに固定したがこの限りではない。例えば、ケース本体部への電極体の収容後に、正極端子および負極端子からガイドロッドを取り外さずに正極端子および負極端子とケース本体部とを互いに固定し、その後に、ガイドロッドを取り外すようにしてもよい。
○  上記の実施形態や変形例では、通孔に対して、ガイドロッドが円錐形の縮径部を備えたり、ロッド本体部が円錐体に形成されたりしたが、ガイドロッドと通孔との位置決めが確実に行える場合、ガイドロッドのロッド本体部は同径部のみとしてもよい。
○  上記の実施形態では、正極端子および負極端子は互いに同一形状とし、また、正極端子および負極端子のボルト孔も同一としたが、正極端子と負極端子が互いに相違する場合は、正極端子および負極端子のボルト孔も互いに相違してもよい。この場合、ガイドロッドは連結先の正極端子および負極端子の構成に合わせるように互いに相違する構成とすればよい。
○  上記の実施形態では、蓋体２３はケース本体部２１にレーザ溶接により固定されたが、摩擦攪拌溶接により固定されてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０、５１  電極体
１４、５２  正極端子
１６、５３  負極端子
１８  ボルト孔（正極）
１９  ボルト孔（負極）
２０  電池ケース
２１、５０、６０  ケース本体部
２２、５４、６１  開口部
２３、６５  蓋体
２５、６２  底部
２６、５７、６４  安全弁
２７  注液口
２９、５６、６３  通孔
３０、４０  ガイドロッド
３１、４１  ロッド本体部
３２、４３  ボルト軸部
３３  縮径部
４２  六角柱部
【図１】
2015103308.tif 000003
【図２】
2015103308.tif 000004
【図３】
2015103308.tif 000005
【図４】
2015103308.tif 000006
【図５】
2015103308.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015103308.tif 000009