(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋体とケース本体からなる電池ケースと電極端子とを樹脂からなる絶縁部材を介して一体化するとともに、前記蓋体と前記ケース本体とをレーザ溶接して形成される密閉型電池において、
前記絶縁部材は、
前記電極端子を挿通するための挿通孔と、
前記挿通孔周囲に形成される母材と、
前記母材を除く部分と、からなり、
前記母材を除く部分を非芳香族化合物であるＰＯＭまたはＰＡ６６により形成するとともに、前記母材を前記非芳香族化合物よりもへたり特性が高い樹脂材料であるＰＰＳまたはＰＥＥＫにて形成したことを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記母材と前記母材を除く部分とは、二色成形により一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池に関し、より詳細には、樹脂からなる絶縁部材を備えた密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉型電池として、電池ケースの蓋体と電極端子とを樹脂からなる絶縁部材を介して一体化するとともに、蓋体と電池ケースとの溶接部（接合部）が電池ケース側面に設けられた構成は公知となっている（例えば、特許文献１）。具体的には、特許文献１には、箱形（すなわち有底四角筒状）のケース本体の開口部に、蓋体を装着して、蓋体とケース本体との合わせ目をレーザ溶接により封止される旨の記載がある。
【０００３】
また、特許文献１には、絶縁部材の構成材料として、使用する電解液に対して耐性を示す各種の絶縁性ポリマー材料（いわゆる、樹脂材料）を適宜選択して用いることができる旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
特許文献１のように、蓋体とケース本体との合わせ目をレーザ溶接して電池ケースを形成する場合、その生産性を考慮すると、溶接部を蓋体上面側（図９（ａ）（ｂ）の太線部分）へ設けることが考えられる。しかし、溶接部の位置を従来の電池ケース側面から蓋体上面側に変更した場合、蓋体上方から電池ケースの縦方向にレーザを照射して溶接することになり（図９（ｂ）の点線矢印参照）、従来よりも溶接部が絶縁部材（樹脂部材）に近接するため当該絶縁部材が溶接時にビーム散乱光を吸収してしまい熱害を受けてしまう。
【０００６】
例えば、角型密閉型電池の場合、従来は溶接部と絶縁部材（樹脂部材）とは所定の間隔を保つことでレーザ溶接の吸収・入熱等による劣化を防ぐことが可能であったが、電池の小型化が進むことにより、図９（ｂ）に示すように、絶縁部材と、ケース本体と蓋体との溶接部位が近づくことで、溶接時に絶縁部材が熱劣化することが考えられる。
【０００７】
一方、電極端子と電池ケース（蓋体）の絶縁を保つ絶縁部材としては、絶縁性及びシール性において樹脂製が好ましく、レーザ溶接時の熱の影響が少なく、かつシール性を確保したものが望まれる。
【０００８】
そこで、本発明は、レーザ溶接時の熱による悪影響を防ぎ、かつシール性を十分に確保した樹脂からなる絶縁部材を備える密閉型電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、
蓋体とケース本体からなる電池ケースと電極端子とを樹脂からなる絶縁部材を介して一体化するとともに、前記蓋体と前記ケース本体とをレーザ溶接して形成される密閉型電池において、
前記絶縁部材は、
前記電極端子を挿通するための挿通孔と、
前記挿通孔周囲に形成される母材と、
前記母材を除く部分と、からなり、
前記母材を除く部分を非芳香族化合物であるＰＯＭまたはＰＡ６６により形成するとともに、前記母材を前記非芳香族化合物よりもへたり特性が高い樹脂材料であるＰＰＳまたはＰＥＥＫにて形成したものである。
【００１１】
請求項２においては、
前記母材と前記母材を除く部分とは、二色成形により一体に形成されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レーザ溶接時のレーザによる熱害の防止とシール性の確保を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る密閉型電池を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す斜視図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ'矢視断面図。
【図３】外部絶縁部材を示す平面図。
【図４】Ｈｅ（ヘリウム）リークディテクターによるシール性評価を説明するための説明図。
【図５】レーザ溶接時の外部絶縁部材の熱劣化評価を説明するための説明図。
【図６】（ａ）は外部絶縁部材のバスバ締結時における界面剥離評価を説明する説明図、（ｂ）は単位長により外部絶縁部材７の各部位の長さを説明する説明図。
【図７】図６（ａ）におけるＢ−Ｂ'矢視断面図。
【図８】外部絶縁部材の別実施形態を示す図であり、（ａ）はギア歯を備えた母材を有する外部絶縁部材を示す平面図、（ｂ）は平面視四角形状の母材を有する外部絶縁部材を示す図。
【図９】（ａ）は密閉型電池の溶接部と絶縁部材との位置関係を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
先ず、本発明に係る密閉型電池の一実施形態である電池１０の構成について図１及び図２を用いて説明する。本実施形態では、捲回型の電極体（捲回電極体）と非水電解液とを扁平な角型のケースに収容して、充放電可能に構成される密閉型リチウムイオン二次電池を例として挙げる。
なお、以下では、同じ作用を奏する部材については同じ符号を付して、その説明を省略する場合がある。
【００１５】
電池１０は、蓋体２ｂとケース本体２ａからなる電池ケース２と電極端子３とを樹脂からなる絶縁部材４を介して一体化するとともに、蓋体２ｂとケース本体２ａとを溶接して形成される角型のリチウムイオン二次電池であって、図１及び図２に示すように、充放電要素１（図２参照）と、充放電要素１を内部に収容する電池ケース２と、電極端子３と、絶縁部材４と、を備える。
【００１６】
充放電要素１は、正極と負極とをセパレータを介して積層し、複数回巻回されてなる電極体である。正極及び負極の積層部分には、それぞれ正極活物質又は負極活物質を含む合材が担持されている。充放電要素１は、積層部分における正極・負極間の化学反応により充放電が行われる。
【００１７】
電池ケース２は、充放電要素１及び電解液（図示せず）を内部に収容する直方体形状の金属製の部材である。電池ケース２は、ケース本体２ａ及び蓋体２ｂ等により角型の電池容器として形成される。
【００１８】
ケース本体２ａは、一面（図２では、上面）が開口された有底の角筒状の部材であり、内部に充放電要素１及び電解液が収容される。
【００１９】
蓋体２ｂは、ケース本体２ａの開口部内側に応じた形状（本実施形態では、平面視略矩形状）を有する平板状部材であり、ケース本体２ａの開口部を閉塞するための部材である。蓋体２ｂには、蓋体２ｂの両側部に設けられた後述する集電端子３ａ・３ａのリベット部６を挿通するためのリベット挿通孔２ｃ・２ｃが形成されている。リベット挿通孔２ｃ・２ｃは、蓋体２ｂの厚さ方向に蓋体２ｂを貫通する貫通孔であり、所定の内径を有する。蓋体２ｂには、リベット挿通孔２ｃ・２ｃの間（本実施態様では、蓋体２ｂの長手方向の略中央）に、電池ケース２の内圧が上昇した場合に当該電池ケース２の内外を連通させて内圧を開放するための安全弁２ｄが設けられている。蓋体２ｂは、ケース本体２ａの開口部を閉塞した状態（図２の点線丸印で示すように、蓋体２ｂがケース本体２ａ内に嵌合した状態）で、レーザ溶接によりケース本体２ａと接合され、蓋体２ｂとケース本体２ａとの境界部分に当該境界部分が溶融凝固した溶接部（図示せず）が形成される。このレーザ溶接の際には、図２に示す点線矢印方向に向けてレーザ光が照射され、蓋体２ｂとケース本体２ａとの境界部が溶接される（電池ケース２の縦方向にレーザ光が照射されるので「縦打ち溶接」ともいう）。当該縦打ち溶接により、蓋体２ｂとケース本体２ａとが接合され、蓋体２ｂとケース本体２ａとが一体化される。蓋体２ｂ及びケース本体２ａの材料としては、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。
【００２０】
電極端子３・３は、一方（図１（ａ）において手前側）が正極端子であり、他方（図１（ａ）において奥側）が負極端子である。電極端子３・３は、それぞれ集電端子３ａ、外部端子部材３ｂ、及びバスバ締結部材３ｃ（図１参照）の３つの部材からなり、当該３つの部材を接続することにより電極端子３・３が構成される。集電端子３ａ、外部端子部材３ｂ、及びバスバ締結部材３ｃは、それぞれ通電可能な金属から形成されている。電極端子３・３の各々は、集電端子３ａ・３ａの各々を介して電池ケース２の内部において充放電要素１の正極及び負極に電気的に接続される。電極端子３・３は、電池１０の外部との充放電のための接続経路となる端子である。電極端子３・３は、後述する３種の絶縁部材である外部絶縁部材７、環状ガスケット８、及び内部絶縁部材９を介して蓋体２ｂに固定される。
【００２１】
集電端子３ａ・３ａは、屈曲加工された板状の金属製端子部材であり、屈曲した板状の端子本体部５と、当該端子本体部５の一端面上に突出形成された円柱状のリベット部６とを有する。集電端子３ａ・３ａは、端子本体部５の一端が充放電要素１に接続されるともに、リベット部６が電池ケース２の内部からリベット挿通孔２ｃを挿通して蓋体２ｂ上に突出される。リベット部６は、蓋体２ｂ上に突出した状態で、当該リベット部６の頭部をかしめることで、図２に示すようなリベットかしめ部６ａを形成して、蓋体２ｂに固定される。すなわち、リベットかしめ部６ａは、リベット部６の頭部がかしめられ拡径されてフランジ状になり、後述する外部端子部材３ｂのシールかしめ部１２に係合する。
【００２２】
外部端子部材３ｂは、側面視略Ｚ字状に屈曲した金属製端子部材（Ｚ端子とも呼ばれる）であり、外部端子部材３ｂの長手方向一端部にバスバ締結部１１と、外部端子部材３ｂの長手方向他端部にシールかしめ部１２と、を有する。バスバ締結部１１には、バスバ締結部材３ｃのネジ部１３を挿通するためのネジ挿通孔１１ａが開口形成されている。また、シールかしめ部１２には、集電端子３ａのリベット部６を挿通するためのリベット挿通孔１２ａが開口形成されている。シールかしめ部１２は、後述する外部絶縁部材７のかしめ部嵌合部７ｂに嵌合可能である。外部端子部材３ｂは、シールかしめ部１２をかしめ部嵌合部７ｂに嵌合し、リベット挿通孔１２ａに集電端子３ａのリベット部６を挿通し、かつネジ挿通孔１１ａにバスバ締結部材３ｃのネジ部１３を挿通した状態で、リベット部６の頭部をかしめることでリベットかしめ部６ａを形成し、外部絶縁部材７を介して蓋体２ｂに固定される。当該固定後、リベットかしめ部６ａは、外部端子部材３ｂのシールかしめ部１２表面に溶接される。このように、リベット部６をリベット挿通孔１２ａに差込み、かしめた後、外部端子部材３ｂと溶接することで、環状ガスケット８を所定の圧縮率で圧縮して、蓋体２ｂの端子挿通孔２ｃをシールすることができる。こうして、外部端子部材３ｂは、外部絶縁部材７を介して蓋体２ｂ上に配置される。
【００２３】
バスバ締結部材３ｃは、バスバ（板状の接続具）を締結するための部材であり、外周に雄ネジが形成されたネジ部１３と、当該ネジ部１３を支持する平面視矩形状の基部１４（図７参照）から構成される。ネジ部１３は、前記ネジ挿通孔１１ａに挿通されるとともに、外部端子部材３ｂに電気的に接続される。基部１４は、後述する外部絶縁部材７の基部嵌合部７ａに嵌合される。バスバ締結部材３ｃは、複数の電池１０を接続して組電池を構成する際に、隣接する電池間において一方の正極端子と他方の負極端子とを電気的に接続するためのバスバが締結される締結部位となる。
【００２４】
絶縁部材４は、電極端子３・３と電池ケース２との間を絶縁するための樹脂からなる部材であり、３種類の異なる形状の絶縁部材として、外部絶縁部材７（インシュレータとも呼ばれる）、環状ガスケット８及び内部絶縁部材９からなる。絶縁部材４は、電極端子３・３の各々と電池ケース２（蓋体２ｂ）との間にそれぞれ配置されている。
【００２５】
外部絶縁部材７は、電池ケース２の外部（蓋体２ｂ上）に配置され、所定の樹脂（具体的には後述する）からなる平面視長方形状の絶縁部材である（図３参照）。すなわち、電極端子３・３と蓋体２ｂとの間に介装され、その間を電気的に絶縁するものである。
【００２６】
また、外部絶縁部材７は、平面視矩形状の凹部である基部嵌合部７ａと、平面視矩形状の凹部であるかしめ部嵌合部７ｂとを有する。図１（ｂ）に示すように、基部嵌合部７ａを有する部分は、かしめ部嵌合部７ｂを有する部分よりも大きい厚さ寸法となるように形成されており、側面視略Ｚ字状に屈曲した外部端子部材３ｂを配置できる。
【００２７】
基部嵌合部７ａは、バスバ締結部材３ｃの基部１４の形状（本実施形態では、四角柱状）に対応して外部絶縁部材７表面に穿設形成された平面視四角形状の凹部であり、バスバ締結部材３ｃの基部１４が嵌合される。これにより、バスバ締結部材３ｃは、その軸回りに回転不能な状態で外部絶縁部材７に固定されるとともに、バスバ締結部材３ｃの基部１４と蓋体２ｂとを電気的に絶縁している。バスバ締結部材３ｃの基部１４は、外部絶縁部材７の基部嵌合部７ａに保持されるので、バスバ締結部材３ｃにバスバを当接させ、バスバ締結部材３ｃのネジ部１３にナット等を締結したときに、バスバ締結部材３ｃが供回りすることを防止できる。
【００２８】
かしめ部嵌合部７ｂは、外部端子部材３ｂのシールかしめ部１２の形状（本実施形態では、矩形板状）に対応して外部絶縁部材７表面に穿設形成された平面視四角形状の凹部であり、外部絶縁部材７のシールかしめ部１２が嵌合される。また、かしめ部嵌合部７ｂの周囲には、所定幅を有するかしめ部側壁部７ｃが形成される。これにより、外部端子部材３ｂは、外部絶縁部材７に固定されるとともに、外部端子部材３ｂのシールかしめ部１２と蓋体２ｂとを電気的に絶縁している。また、かしめ部嵌合部７ｂの底部の略中央には、電極端子３（集電端子３ａ）のリベット部６を挿通するための円形状の挿通孔７ｄが形成されている。挿通孔７ｄには、当該挿通孔７ｄの周縁において外部絶縁部材７の外側（図２では下方）に向けてに突出するように形成された平面視環状で凸部状の厚肉部位である環状突出部７ｅが一体形成されている。かしめ部嵌合部７ｂに外部端子部材３ｂのシールかしめ部１２が嵌合されると、外部端子部材３ｂのリベット挿通孔１２ａは挿通孔７ｄに対応するように配置され、リベット部６を挿通可能な同じ内径の連通孔となる。こうして、外部絶縁部材７は、環状突出部７ｅが蓋体２ｂのリベット挿通孔２ｃに嵌めこまれた状態でリベット部６を挿通孔７ｄに挿通することで、環状突出部７ｅが集電端子３ａのリベット部６と蓋体２ｂのリベット挿通孔２ｃの内周面との間に介在される。これにより、集電端子３ａのリベット部６と蓋体２ｂとの間が絶縁される。
【００２９】
また、外部絶縁部材７は、前記電極端子３（集電端子３ｃ）のリベット部６を挿通するための挿通孔７ｄ周囲に形成される母材１５と、当該母材１５を除く部分と、からなる。当該母材１５を除く部分とは、母材１５以外の部分であって、具体的には、外部絶縁部材７の外周面７ｆ及び外周周縁部を少なくとも含む部分である。前記母材１５と前記母材１５を除く部分とは、二色成形により一体に形成される。すなわち、外部絶縁部材７では、図３に示すように、かしめ部嵌合部７ｂに開口形成された挿通孔７ｄの円形状もしくは楕円状の周縁部である母材１５と、当該母材１５を囲む外側の部分とでは異なる樹脂材料で構成され、それぞれ使われている樹脂材料が異なる。
【００３０】
母材１５を除く部分は、図９に示すように、絶縁部材（外部絶縁部材７）が溶接部に近接するため、レーザによる熱害を抑えることができる非芳香族化合物により形成することが好ましい。一方、母材１５は、前記非芳香族化合物よりもへたり特性が高い樹脂材料にて形成することが好ましい。ここで、「へたり」とは樹脂部材が受ける荷重によって弾性変形をこえ、塑性変形を有した状態になることをいう。また、本実施形態でいう「へたり特性」とは、具体的には応力緩和特性のことであり、後述する外部絶縁部材のシール性評価によって評価されるものである。また、「へたり特性」が高い樹脂材料とは、応力緩和によるへたりが少ない樹脂材料のことであり、換言すれば応力緩和特性が優れた樹脂材料ということである。この詳細については、後述する。
【００３１】
環状ガスケット８は、電池ケース２の内部（蓋体２ｂ裏面）に配置され、所定の樹脂からなる円環板状の絶縁部材である。すなわち、電極端子３・３（集電端子３ａ・３ａ）と蓋体２ｂとの間に介装され、その間を電気的に絶縁するものである。また、環状ガスケット８は、蓋体２ｂと集電端子３ａの端子本体部５との間において、厚み方向に圧縮された状態で狭持されることで、リベット挿通孔２ｃから電解液が漏れないようにシールすることができる。環状ガスケット８の開口部には、集電端子３ａのリベット部６が挿通される。環状ガスケット８により、蓋体２ｂと集電端子３ａの端子本体部５との間の絶縁及びシールが行われる。
なお、環状ガスケット８に使用する樹脂材料としては、ＰＦＡ（パーフロロアルコキシアルカン）などの耐薬品性に強く、応力緩和によるへたりが少ない樹脂が望ましい。
【００３２】
内部絶縁部材９は、電池ケース２の内部（蓋体２ｂ裏面）に配置され、所定の樹脂からなる平面視略長方形状の絶縁部材である。すなわち、電極端子３・３と蓋体２ｂとの間に介装され、その間を電気的に絶縁するものである。
【００３３】
また、内部絶縁部材９は、蓋体当接部９ａと、当該蓋体当接部９ａから側方に延びる側方延出部（図示せず）と、により一体的に構成されている。
【００３４】
蓋体当接部９ａは、環状ガスケット８を収容する開口を有し、当該開口内に環状ガスケット８を収容した状態で配置されるとともに、蓋体２ｂと集電端子３ａの端子本体部５との間に配置される。これにより、蓋体２ｂと集電端子３ａの端子本体部５との間を絶縁できるとともに、リベット部６をかしめた際に環状ガスケット８の厚みを所定の厚みに規制して、圧縮不足によるシール性の低下や圧縮過剰によるシール部材の劣化を防止できる。蓋体当接部９ａには、その幅方向（図２の左右方向）外側端部に、下方に延出される側壁部９ｂを有する。
なお、本実施形態では、上述した環状ガスケット８と内部絶縁部材９を別体として構成したが、特に限定するものではなく、環状ガスケット８と内部絶縁部材９とを一体的に構成することもできる。
【００３５】
側方延出部は、蓋体当接部９ａ及び側壁部９ｂの側方に延出され、蓋体２ｂと充放電要素１との間に配置される。これにより、蓋体２ｂと充放電要素１とが接触することを防止する。また、側方延出部を設けることにより、充放電要素１が膨張または位置ズレした場合にも、充放電要素１と、蓋体２ｂの略中央に設けられた安全弁２ｄとの間に、所定間隔を維持した状態を保つことができる。これにより、安全弁２ｄ付近のガスの流通性を確保して、充放電要素１で安全弁２ｄを塞ぐことを防止する。
【００３６】
次に、本発明の特徴部分である外部絶縁部材７について具体的に説明する。
前述したように、リベット部６をかしめた際には、外部絶縁部材７が圧縮される。この外部絶縁部材７が経時変化によりへたると、環状ガスケット８にかかる面圧が低下し、シールアウトする場合がある。また、電極端子３と電池ケース２との絶縁を保つ外部絶縁部材７を構成する材料としては、樹脂材料を使用することが望ましい。これらを踏まえて、外部絶縁部材７としては、以下の項目を満足する必要がある。１）電池ケース２内の環状ガスケット８（シールガスケット樹脂）の圧縮率を維持するために、外部絶縁部材７は、応力緩和が少ない樹脂でなくてはならない。２）電池ケース２（ケース本体２ａ）と蓋体２ｂとの間を溶接するレーザ溶接の吸収・入熱等により劣化しないこと。３）電極端子３（バスバ締結部材３ｃ）とバスバの締結による空転・破壊がなきこと。上記項目をすべて満足するために本発明者は、鋭意検討を行って、本願発明の完成に至った。以下に、その経緯を説明する。
【００３７】
まず、外部絶縁部材７としての要求レベルとして、少なくとも、外部絶縁部材７の経時変化による応力緩和が発生しても、シール性を保持する必要がある。そこで、この要求レベルを満たすために、上記項目１）２）に関して、応力緩和の少ない樹脂、レーザによる熱劣化しない樹脂という基準で、幾つかの樹脂について評価を行った。
【００３８】
［外部絶縁部材のシール性評価］
上述した電池１０の構成において、外部絶縁部材７を後述する各樹脂を用いて作製し、この各樹脂からなる外部絶縁部材７を用いて、図１及び図２に示すような評価用密閉型電池を作製した。そうして、当該評価用密閉型電池のそれぞれについて電池ケース２（蓋体２ｂ）と外部絶縁部材７との間のシール性について調べるため、以下の試験によりシール性評価を行った。
【００３９】
具体的には、本実施形態における電池１０の構成において、外部絶縁部材７としてポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート＋ポリブチレンテレフタレート（ＰＣ＋ＰＢＴ）、ポリフェニレンエーテル／ポリアミド（ＰＰＥ／ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂からなる外部絶縁部材を準備し、これらを用いて評価用密閉型電池を作製し、各評価用密閉型電池の保存試験と当該保存試験前後のシール性評価を行った。
【００４０】
まず、Ｈｅ（ヘリウム）リークディテクターを用いて、保存試験前の各評価用密閉型電池のシール性評価を行った。具体的には、図４に示すように、電池ケース２内にＨｅ（ヘリウム）ガスを供給し、かしめる前の集電端子３ｃのリベット部６と外部端子部材３ｂのリベット挿通孔１２ａの隙間からリークするＨｅ（ヘリウム）ガスをＨｅ（ヘリウム）リークディテクターにより測定する。
その後、保存試験として、各評価用密閉型電池を、６０℃の恒温槽内において１０００時間保存した。保存試験後に、試験前と同様にＨｅ（ヘリウム）リークディテクターを用いて、保存試験後の各評価用密閉型電池のシール性評価を行った。良否の判定基準としては、保存試験前後のＨｅリーク量に１．０×１０2Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以上の乖離がなく、１．０×１０-5Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下を満たす場合、良判定（表１では○で示す）とする。
【００４１】
［レーザ溶接時の外部絶縁部材の熱劣化評価］
上述したように、溶接部が外部絶縁部材７に近接している場合、レーザ溶接の際に、外部絶縁部材７がレーザ波長を吸収したり、溶接の熱により熱劣化する。そこで、下記の評価を行った。
【００４２】
まず、蓋体２ｂを用意し、図５に示すように、当該蓋体２ｂ上に外部絶縁部材７の候補材料である上記各樹脂材料からなる矩形状かつ所定厚さの試験片を固定する。そして、当該試験片の長手方向に沿って、かつ試験片の長辺一端から１ｍｍ幅の間隔を有して、ＹＡＧレーザを用いて所定の条件（溶接速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ、ビーム径：φ０．８ｍｍ、出力：６００Ｗ）で、レーザ光を試験片の長手方向に平行に照射してレーザ溶接を行った。良否の判定基準としては、φ０．１ｍｍ以上の黒点・気泡が１０ｍｍ2中に２個以上存在したらＮＧ（否判定：表１では×で示す）とする。すなわち、本実施形態の外部絶縁部材７として要求される性能としては、φ０．１ｍｍ以上の黒点・気泡が１０ｍｍ2中に２個未満である。
【００４３】
【表１】
0005692048.tif 000002
【００４４】
表１の結果より、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等は優れたへたり特性を有するがレーザによる熱劣化が起こっている。一方、非芳香族化合物であるＰＯＭ、ＰＡ６６等はへたり特性はＰＰＳ、ＰＥＥＫ等より良くないがレーザによる熱劣化を起こさないことがわかる。そのため、外部絶縁部材７における母材１５としては、非芳香族化合物であるＰＯＭ、ＰＡ６６等よりもへたり特性が高い耐へたり樹脂材料（ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の応力緩和特性の優れた樹脂材料、つまり応力緩和の少ない樹脂材料）を用いて形成し、母材１５を除く部分は耐レーザ劣化樹脂材料（非芳香族化合物であるＰＯＭ、ＰＡ６６等のレーザによる熱劣化に強い樹脂材料）を用いて形成することが好ましい。このように、本実施形態の電池１０では、異なる機能を有する２種類の樹脂（耐へたり樹脂、耐レーザ劣化樹脂）からなる外部絶縁部材７を用いている。そのため、外部絶縁部材７は前述したように二色成形によって作製されることを特徴としている。
【００４５】
また、外部絶縁部材７を二色成形により作製する場合、母材１５を形成する耐へたり樹脂と母材１５以外の部位を形成する耐レーザ劣化樹脂との円周状もしくは楕円状の界面部において、界面剥離することが懸念される。界面剥離することにより耐レーザ劣化樹脂なる母材１５以外の部位があそび、そこに振動（車載用電池の場合は、車載振動）が加わると、例えば、図３の間隔Ｃで示す部分のような、耐レーザ劣化樹脂の薄肉部（細い部分）が割れ、絶縁部材としての絶縁性が低下する。さらに、耐へたり樹脂からなる母材１５と耐レーザ劣化樹脂からなる母材以外の部分との界面において、バスバ締結時に加わるトルクにより界面剥離が起こることも考えられる。そこで、本発明者は、耐へたり樹脂からなる母材１５の形状を図６（ｂ）に示すように、円状もしくは楕円状の母材１５の外周部にその外側に突出するように設けた複数（本実施形態では１０個）のギア歯１５ａを連設し、母材１５をギア形状にすることにより、バスバ締結時の応力を分散させ、界面剥離を抑制する構成を見出した。
一方、耐レーザ劣化樹脂からなる間隔Ｃが細くなると、亀裂が発生したり、破壊する可能性がある。そのため、以下のように、外部絶縁部材７の母材１５として好適な形状について検討を行った。
なお、図３における間隔Ｃは、（外部絶縁部材７の短片／２）−（耐へたり樹脂からなる母材１５の半径）を表すものである。
【００４６】
図６に示すように、外部絶縁部材７の平面視において外部絶縁部材７の短片の長さをａ、耐へたり樹脂からなる母材１５のギア歯１５ａの歯たけをｂとする。前記外部絶縁部材７の短片の長さａを単位長として外部絶縁部材７の各部位の長さを表すと図６（ｂ）のようになる。すなわち、外部絶縁部材７の長手方向の中心線Ｄと外部絶縁部材７の短片との間隔は１／２ａ、中心線Ｄと母材１５のギア歯１５ａ一端（図６（ｂ）ではギア歯１５ａ上端）との間隔は１／４ａ、ギア歯１５ａ一端（図６（ｂ）ではギア歯１５ａ上端）と外部絶縁部材７の長辺（図６（ｂ）では外部絶縁部材７の上端）との間隔は１／４ａ、すなわち間隔Ｃ＋歯たけｂは１／４ａ、ギア歯１５ａ一端（図６（ｂ）ではギア歯１５ａ上端）とかしめ部側壁部７ｃとの間隔は３／２０ａ、及びかしめ部側壁部７ｃの幅の間隔は１／１０ａである。
なお、以下では、特に断りがない限り、母材１５とは、ギア歯１５ａを含むギア形状の母材とする。
【００４７】
次に、上述した項目３）電極端子３（バスバ締結部材３ｃ）とバスバの締結による空転・破壊がなきこと、という要求レベル満たすかどうかを評価するために、以下の評価を行った。
まず、外部絶縁部材７の界面剥離評価を行うための評価用の試験片として、二色成形により、ＰＰＳからなる母材１５とＰＯＭからなる母材以外の部分と、からなる外部絶縁部材７であって、間隔Ｃの長さが０、０．０３ａ、０．０６ａ、０．０９ａ、０．１２ａ、０．１５ａとなる５種類の外部絶縁部材７を作製した。
【００４８】
［外部絶縁部材のバスバ締結時における界面剥離評価］
バスバ締結時のトルクによる界面剥離の発生の有無を調べるため、バスバ締結時を想定した外部絶縁部材７の界面剥離評価を行う。図７に示すように、外部絶縁部材７にバスバ締結部材３ｃの基部１４を嵌合し、耐へたり樹脂からなる母材１５のみを、所定の固定部材１６・１６で挟んで固定し、バスバ締結部材３ｃのネジ部１３に時計回りに所定のトルク［Ｎ・ｍ］を加えて、耐へたり樹脂からなる母材１５の界面剥離状態を調べた。ここで、外部絶縁部材として要求される性能としては、所定のトルクを加えた時に、母材１５の空転（界面剥離）がなきこと、かつ間隔Ｃの亀裂（破壊）のなきことである。すなわち、外部絶縁部材としての良否の判定基準としては、所定のトルクを加えた時に空転（界面剥離）があれば否判定（表２では、×で示す）とし、空転（界面剥離）がなければ良判定（表２では、○で示す）とする。さらに、所定のトルクを加えた時に亀裂・破壊があれば否判定（表２では、×で示す）とし、亀裂・破壊がなければ良判定（表２では、○で示す）とする。
【００４９】
【表２】
0005692048.tif 000003
【００５０】
表２では、比較例１、２、３（Ｃの長さ：０、０．０３ａ、０．０６ａ）では空転が発生し、比較例４（Ｃの長さ：０．１５ａ）では亀裂・破壊が発生した。一方、実施例１（Ｃの長さ：０．０９ａ）と実施例２（Ｃの長さ：０．１２ａ）においては、空転及び亀裂・破壊が発生しなかった。上記表２の結果より、間隔Ｃの長さの範囲としては、０．０９ａ≦Ｃ＜０．１２ａが好ましいことがわかった。また、ギア歯１５ａの歯たけｂは、間隔Ｃ＋歯たけｂ＝１／４ａの関係から、歯たけｂが０．１３ａ＜ｂ≦０．１６ａとなるように設定することが好ましい。
【００５１】
また、母材１５の構造としては図６（ｂ）で示した複数のギア歯１５ａを有するギア形状のもの以外で、トルクに対して、剛性を保てるような構成としては、図８（ａ）（ｂ）に示す構造などが挙げられる。図８（ａ）に示す母材１７を有する外部絶縁部材は、図５で示した母材１５よりも母材のギア歯の本数が少ない。そのため、図６で示した母材１５を有する外部絶縁部材７よりはトルクに対する強度が低下する。また、図８（ｂ）に示す母材１８を有する外部絶縁部材は、耐へたり樹脂からなる母材が平面視四角状である。そのため、間隔Ｃ以外にも耐レーザ劣化樹脂で薄い肉厚になる部分が存在する。その結果、図６で示した母材１５を有する外部絶縁部材７と比べて、トルクの荷重が耐へたり樹脂からなる母材１８の角部に集中するため、破断し易くなる。
【００５２】
以上で説明したように、本実施形態の電池１０は、外部絶縁部材７が、２種類の機能の異なる樹脂を用いた二色成形によって成形されており、このため、従来に比べて、シール性に優れ、かつ熱劣化に強い外部絶縁部材を備える。これにより、本実施形態の電池１０は、レーザ溶接時のレーザによる熱害の防止とシール性の確保を両立することができる。ひいては、本発明によれば、密閉型電池として、電池ケース２（筐体）内の機密性を良好に維持することが可能な構造を有する電池を提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
２    電池ケース
２ａ  ケース本体
２ｂ  蓋体
３    電極端子
４    絶縁部材
６    リベット部
７    外部絶縁部材
７ｄ  挿通孔
１０  電池
１５  母材
１５ａ  ギア歯
【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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