(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とを有する電極体と、
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を含み、
銅系金属で構成される第１領域とアルミニウム系金属で構成される第２領域とを有し、
前記挿入部が前記第１領域で構成され、前記第１領域と前記第２領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第２領域に前記外部導電部材が溶接接続され、
前記境界部は、前記フランジ部の厚さ方向において前記フランジ部の他方の面から前記一方の面に向かって前記フランジ部の厚さの２割以上４割以下の部分に設けられる二次電池。
【請求項２】
前記フランジ部の前記他方の面に突起部が形成される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記フランジ部の前記突起部と前記外部導電部材とが接続される、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記外部導電部材を介して前記負極端子と接続されるボルト部を有する、請求項１から３のいずれかに記載の二次電池。
【請求項５】
前記負極側絶縁部材は、前記フランジ部と前記封口板の間に配置される本体部と、前記本体部の周縁部に設けられる周壁を有し、
前記境界部は前記周壁の上端よりも下方に配置される請求項１から４のいずれかに記載の二次電池。
【請求項６】
請求項１から３，５のいずれかに記載の二次電池を複数接続して構成される組電池であって、
前記外部導電部材により、隣接する前記二次電池における一方側の前記二次電池の前記負極端子と他方側の前記二次電池の前記正極端子が接続された組電池。
【請求項７】
正極と負極とを有する電極体と、
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を含み、
銅系金属で構成される第１領域とアルミニウム系金属で構成される第２領域とを有し、
前記挿入部が前記第１領域で構成され、前記第１領域と前記第２領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第２領域に前記外部導電部材が溶接接続され、 
前記負極側絶縁部材は、前記フランジ部の前記一方の面と前記封口板の外面の間に配置される本体部と、前記本体部の周縁部に設けられる周壁を有し、  
前記周壁は、前記フランジ部の側面と対向し、
前記境界部は前記周壁の上端よりも下方に配置された二次電池。
【請求項８】
前記フランジ部の他方の面上に前記外部導電部材が配置された請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記境界部の端部が、前記フランジ部の側面に位置する請求項７又は８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記負極端子の径方向における中央領域において、前記第１領域及び前記第２領域の一方が、前記第１領域及び前記第２領域の他方側に突き出すように前記境界部が形成された請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記境界部の端部が、前記フランジ部の前記一方の面に位置し、
前記境界部の中央領域が、前記フランジ部の厚み方向において、前記フランジ部の前記一方の面よりも、前記フランジ部の前記他方の面側に位置する請求項８に記載の二次電池。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれかに記載の二次電池を複数個含む組電池。
【請求項１３】
正極と負極とを有する電極体と、
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を含み、
銅系金属で構成される第１領域とアルミニウム系金属で構成される第２領域とを有し、
前記挿入部が前記第１領域で構成され、前記第１領域と前記第２領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第２領域に前記外部導電部材が溶接接続され、  
前記負極端子の径方向における中央領域において、前記第１領域及び前記第２領域の一方が、前記第１領域及び前記第２領域の他方側に突き出すように前記境界部が形成されている二次電池。
【請求項１４】
前記境界部の端部が、前記フランジ部の側面に位置する請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の二次電池を複数個含む組電池。
【請求項１６】
正極と負極とを有する電極体と、
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を
含み、
銅系金属で構成される第１領域とアルミニウム系金属で構成される第２領域とを有し、
前記挿入部が前記第１領域で構成され、前記第１領域と前記第２領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第２領域に前記外部導電部材が溶接接続され、
前記フランジ部における前記第１領域及び前記第２領域の一方の側面が、前記第１領域及び前記第２領域の他方で覆われた二次電池。
【請求項１７】
前記フランジ部における前記第１領域の側面が前記第２領域で覆われ、
前記境界部の端部が前記フランジ部の前記一方の面に位置する請求項１６に記載の二次電池。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の二次電池を複数個含む組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池及び複数の二次電池を接続した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、角型のリチウムイオン二次電池では、正極の芯体としてアルミニウム系金属が用いられ、負極の芯体として銅系金属が汎用的に用いられると述べている。また、正極側に溶接される正極外部電極の材料には正極と同じアルミニウム系金属が用いられ、負極側に溶接される負極外部電極の材料には負極と同じ銅系金属が用いられると述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５７１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、溶接を行うことによる影響を少なくできる二次電池及び組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】
【０００５】
本発明に係る二次電池は、正極と負極とを有する電極体と、開口部を有し、電極体を収納する外装体と、外装体の開口部を封口する封口板と、封口板に取付けられ正極と電気的に接続される正極端子と、封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、負極と電気的に接続される負極端子と、を備え、負極端子の側には、負極と負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、が設けられ、負極集電体は、負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、負極端子は、負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって負極端子取付孔と集電体貫通孔とに挿入され先端側が負極集電体に接続される挿入部を含み、銅系金属で構成される第１領域とアルミニウム系金属で構成される第２領域とを有し、挿入部が第１領域で構成され、第１領域と第２領域との間の境界部がフランジ部に設けられ、第２領域に外部導電部材が接続される。
【０００６】
本発明に係る組電池は、上記二次電池を複数接続して構成される組電池であって、隣接する二次電池における一方側の二次電池の負極端子に一端部が接続された外部導電部材の他端部が他方側の二次電池の正極端子に接続される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る二次電池及び組電池は、溶接を行うことによる影響を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る実施の形態の二次電池の斜視図である。
【図２】図１の正極端子側についての平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３（ａ）は溶接処理前の状態を示す図で、（ｂ）は溶接処理後の状態を示す図である。
【図４】図１の負極端子側についての平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図５（ａ）は溶接処理前の状態を示す図で、（ｂ）は溶接処理後の状態を示す図である。
【図６】図５（ａ）について負極端子の部分を抜き出した図である。
【図７】負極端子についていくつかの変形例を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の組電池について、隣接する２つの二次電池の接続状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる材質、寸法、形状等は説明のための例示であって、二次電池の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、二次電池１０の外観斜視図である。この二次電池１０は有底筒状の直方体の外装体１２を有する角型リチウムイオン電池である。二次電池１０の内部には、正極と負極とがセパレータを介して積層巻回されて扁平形に成形された電極体１４が、非水電解液を含んで収納される。図１には、直交するＸＹＺの３方向を示した。Ｚ方向は外装体１２の軸方向で＋Ｚ方向が外装体１２の開口側である。Ｙ軸方向は外装体１２の横方向で、正極端子側が＋Ｙ方向、負極端子側が−Ｙ方向である。Ｘ方向は外装体１２の厚さ方向である。
【００１１】
外装体１２は、底部を有する角形の有底筒状であり、上部である＋Ｚ方向が開口する直方体の角型容器である。かかる外装体１２には、金属材料を所定の形状に成形したものを用いる。外装体１２に用いられる金属材料としては、アルミニウム系金属（アルミニウム、アルミニウム主体のアルミニウム合金）あるいは鉄系金属（鉄、鉄主体の鉄合金）等が好ましい。
【００１２】
図１において破線で示す電極体１４は、正極と負極とがセパレータを介して積層巻回されて扁平形に成形されたもので、扁平形成形体の＋Ｙ方向の端部に正極集電体１６が接続され、−Ｙ方向の端部に負極集電体１８が接続される。
【００１３】
正極は、正極芯体としての金属箔の両面に正極活物質層が形成されたものである。正極芯体としては、アルミニウム系金属箔を用いることが好ましい。アルミニウム系金属とは、アルミニウムまたはアルミニウムが主体のアルミニウム合金である。正極活物質はリチウムイオンの吸蔵と排出が可能なリチウム遷移金属酸化物を含有する。負極は、負極芯体としての金属箔の両面に負極活物質層が形成されたものである。負極芯体としては銅系金属箔を用いることが好ましい。銅系金属とは、銅または銅が主体の銅合金である。負極活物質は、炭素質材料である。セパレータはイオン透過性の材料で構成される。
【００１４】
非水電解液は、非水溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）等を用い、これにヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を電解質塩として添加したものである。
【００１５】
上記の組成物質は、説明のための例示であり、リチウムイオン二次電池の仕様により、これ以外の組成物質を用いることができる。
【００１６】
電極体１４は、正極とセパレータと負極とを積層し、巻回して扁平加工される。正極集電体１６は、電極体１４の＋Ｙ方向端部に露出する正極芯体に接続される導電性リード端子材である。正極集電体１６は、アルミニウム系金属板を加工したものを用いる。正極集電体１６と正極芯体との間の接続手段には、溶接を用いる。負極集電体１８は、電極体１４の−Ｙ方向端部に露出する負極芯体に接続される導電性リード端子材である。負極集電体１８は、銅系金属板を加工したものを用いる。負極集電体１８と負極芯体との間の接続手段には、溶接を用いる。
【００１７】
封口板２０は、外装体１２の開口を塞ぐ蓋板である。封口板２０と外装体１２とは溶接によって一体化され、内部空間に、電極体１４、正極集電体１６、負極集電体１８等が収納される。封口板２０には、外装体１２と封口板２０によって形成された内部空間の圧力が閾値圧力を超えるときに内部圧を開放するガス排出弁２２と、電極体１４等が収納された内部空間に非水電解液を注入する注液穴とその封止栓２４とが設けられる。かかる封口板２０は、所定の形状に加工されたアルミニウム板が用いられる。封口板２０と外装体１２との一体化手段としては溶接が用いられる。
【００１８】
封口板２０の＋Ｙ方向の端部側に設けられる正極端子３０は、二次電池１０におけるプラス電極端子である。正極端子３０は、樹脂製の正極側絶縁部材３２を介して封口板２０と電気的に絶縁される。正極端子３０は、封口板２０に設けられた正極端子取付孔に挿入されて正極集電体１６と電気的に接続される。正極端子３０には電池外部側において外部導電部材３４が接続されている。そして、外部導電部材３４において正極端子３０が接続された位置からずれた位置にボルト３６が接続されている。正極端子３０と正極集電体１６との間の接続等の詳細については後述する。
【００１９】
封口板２０の−Ｙ方向の端部側に設けられる負極端子４０は、二次電池１０におけるマイナス電極端子である。負極端子４０は、樹脂製の負極側絶縁部材４２を介して封口板２０と電気的に絶縁される。負極端子４０は、封口板２０に設けられた負極端子取付孔に挿入されて負極集電体１８と電気的に接続される。負極端子４０には電池外部側において外部導電部材４４が接続されている。そして、外部導電部材４４において負極端子４０が接続された位置からずれた位置にボルト４６が接続されている。負極端子４０と負極集電体１８との間の接続等の詳細については後述する。
【００２０】
次に、封口板２０に正極端子３０と負極端子４０とを取付ける内容について、図２から図６を用いて詳細に述べる。
【００２１】
最初に正極端子３０側の接続構造について図２と図３を用いて説明し、次に、負極端子４０側の接続構造等について図４から図７を用いて説明する。
【００２２】
図２は、二次電池１０の上面図のうち、正極端子３０周りを抜き出した図である。図２では、後述する負極端子４０周りの図と比較しやすいように、Ｘ軸、Ｙ軸の方向を図１と逆にした。図２には封口板２０、正極端子３０、正極側の絶縁部材３２、正極側の外部導電部材３４、正極側のボルト３６が示される。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３（ａ）は正極端子３０と外部導電部材３４の溶接処理前の状態を示し、（ｂ）は溶接処理後の状態を示す。
【００２３】
図３（ａ）において、封口板２０に設けられる正極端子取付孔５０は、正極端子３０が挿入される孔である。封口板２０において、正極端子取付孔５０の外周側に沿って凹部２１が設けられる。凹部２１には、絶縁部材３２の一部が配置される。なお、凹部２１は必須の構成ではない。また、絶縁部材３２は必ずしも凹部２１内に配置する必要はない。
【００２４】
正極集電体１６に設けられる集電体貫通孔５２は、正極端子３０が挿入される孔である。正極端子取付孔５０と集電体貫通孔５２は、組立時には、２つの孔の中心軸が互いに位置合わせされる。
【００２５】
正極端子３０は、フランジ部６０と、フランジ部６０の−Ｚ側の面である一方の面に接続される環状の挿入部６２とを含む。フランジ部６０は、正極端子取付孔５０の開孔面積よりも広い外形面積を有し、正極端子３０において封口板２０の外面側に配置される鍔状の部分である。フランジ部６０の外径は、封口板２０に設けられる凹部２１の内径よりも小さい寸法である。環状の挿入部６２は、正極端子３０において、正極端子取付孔５０と集電体貫通孔５２に挿入される部分である。なお、フランジ部６０と環状の挿入部６２との間の境界を一点鎖線で示した。以下の図においても同様である。
【００２６】
フランジ部６０の＋Ｚ側の面である他方の面に設けられる突起部６４は、正極端子３０と正極側の外部導電部材３４とを溶接するときの溶接端部である。突起部６４は、円環状に連続して設けられる。これに代えて、円環状に配置された複数の突起部６４を設けてもよい。あるいは、上面に凹部を有さない柱状とすることもできる。
【００２７】
挿入部６２の先端部６６は、正極集電体１６上で拡径されて正極集電体１６上にカシメられている。これにより、正極端子３０及び正極集電体１６が封口板２０に固定接続される。なお、カシメられた先端部６６と正極集電体１６を更に溶接接続することが好ましい。また、挿入部６２は必ずしも環状である必要はなく、凹部を有さない柱状とすることもできる。
【００２８】
集電体側絶縁体５４は、正極集電体１６と封口板２０との間を電気的に絶縁する絶縁部材である。集電体側絶縁体５４は、図３（ａ）に示すように、正極集電体１６の電極体１４側の面である−Ｚ側面と、集電体貫通孔５２の内壁面を除いて正極集電体１６の外周面を覆う。集電体側絶縁体５４は、樹脂部品で構成することができる。これに代えて正極集電体１６の所定の外周面を樹脂コーティングしてもよい。
【００２９】
封口板側絶縁体５６は、封口板２０の正極端子取付孔５０と正極端子３０の外周面との間を電気的に絶縁する絶縁部材である。封口板側絶縁体５６は、図３（ａ）に示すように、正極端子取付孔５０の外周側に設けられる凹部２１の底面と、正極端子３０のフランジ部６０の−Ｚ側の面である一方の面との間等に沿って配置される。封口板側絶縁体５６は、樹脂部品で構成することができる。これに代えて正極端子３０の所定の外周面を樹脂コーティングしてもよい。
【００３０】
正極側の外部導電部材３４は、アルミニウム系金属の板部材である。正極側のボルト３６は、隣接する角型二次電池の端子間を電気的に接続するバスバーを締結するために用いられる。正極側の外部導電部材３４の−Ｙ側の端部にボルト取付部を設けてボルト３６を固定し、＋Ｙ側の端部を正極端子３０と溶接処理によって接続する。このように、正極端子３０とボルト３６の位置をずらすことにより、ボルト３６により外部導電部材３４にバスバーを締結する際、トルクが正極端子３０に直接加わることを防止できる。これにより、正極端子３０と封口板２０の間の密封性の低下や、正極端子３０と正極集電体１６の接続部の損傷等が防止できる。
【００３１】
なお、上記では、正極端子３０は封口板２０と電気的に絶縁される構造としたが、場合によっては、正極端子３０と封口板２０を電気的に接続されたものとしてもよい。
【００３２】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から突起部６４と外部導電部材３４との間を溶接処理した後の状態を示す図である。溶接処理は、高エネルギ線を照射するレーザ溶接を用いる。これに代えて抵抗溶接等の溶接手段を用いてもよい。ナゲット７０は、突起部６４と正極側の外部導電部材３４との間の溶接によって形成された溶接部である。ナゲット７０の形成は、突起部６４の高さの範囲内で行われることが好ましい。これによって、樹脂部品等である封口板側絶縁体５６に溶接の熱の影響が及ぶことを抑制でき、封口板側絶縁体５６の熱変形や特性変化を抑制できる。
【００３３】
アルミニウム系金属の正極端子３０は、＋Ｚ側の端部でアルミニウム系金属製である正極側の外部導電部材３４と溶接処理される。このように、正極端子３０側での溶接処理は、アルミニウム系金属同士で行われ、異種金属接触による腐食が生じない。また、アルミニウム系金属の融点は比較的低いので、アルミニウム系金属間の溶接によって発生する熱も比較的少なく、アルミニウム系金属は銅系金属に比べ熱伝導性が低いので、溶接によって樹脂部品等である絶縁部材３２、集電体側絶縁体５４、封口板側絶縁体５６に与える影響も少ない。
【００３４】
図４は、二次電池１０の上面図のうち、負極端子４０周りを抜き出した図である。図４のＸ軸、Ｙ軸の方向は図１と同じである。図１に示すように、正極端子３０周りと負極端子４０周りとは、Ｙ軸に沿って左右対称形である。したがって、図４は、Ｘ軸、Ｙ軸方向が逆であることを除けば、図２と同じである。図４には封口板２０、負極端子４０、負極側の絶縁部材４２、負極側の外部導電部材４４、負極側のボルト４６が示される。図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図５（ａ）は負極端子４０と外部導電部材４４の溶接処理前の状態を示し、（ｂ）は溶接処理後の状態を示す。
【００３５】
図５を図３と比較すると、負極端子４０側における要素で、正極端子３０側における要素と異なるのは、負極端子４０である。
【００３６】
負極端子取付孔５１は、正極端子取付孔５０と同じ内容であり、負極集電体１８に設けられる集電体貫通孔５３は、正極集電体１６に設けられる集電体貫通孔５２と同じ内容である。凹部２１も正極側で説明した内容と同じである。
【００３７】
負極側の集電体側絶縁体５５は、正極側の集電体側絶縁体５４と同じ内容である。負極側の封口板側絶縁体５７は、正極側の封口板側絶縁体５６と同じ内容である。
【００３８】
負極側の外部導電部材４４は正極側の外部導電部材３４と同様に、アルミニウム系金属の板部材である。負極側のボルト４６は、正極側のボルト３６と同じ内容である。
【００３９】
なお、ボルト４６の−Ｚ方向側である下方側において、封口板２０と負極側の絶縁部材４２とが互いに嵌合する部分４３が設けられる。この嵌合する部分４３を設けることで、ボルト４６において他の部材との間で締結処理が行われるときに、負極端子４０にトルクが懸ることを抑制できる。正極端子３０側の図３では、この嵌合する部分の図示を省略したが、負極端子４０側と同様に、ボルト３６の下方側において、封口板２０と正極側の絶縁部材３２が互いに嵌合する部分を設けることが好ましい。
【００４０】
このように、負極端子４０を除いて、他の要素は、正極端子３０側の対応する要素と同じ内容であるので、これ以上の説明を省略する。
【００４１】
負極端子４０は、フランジ部８０と、フランジ部８０の−Ｚ側の面である一方の面に接続される環状の挿入部８２とを含む。フランジ部８０は、負極端子取付孔５１の開孔面積よりも広い外形面積を有し、負極端子４０において封口板２０の外面側に配置される鍔状の部分である。フランジ部８０の外径は、封口板２０に設けられる凹部２１の内径よりも小さい寸法である。環状の挿入部８２は、負極端子４０において、負極端子取付孔５１と集電体貫通孔５３に挿入される部分である。なお、凹部２１は必須の構成ではない。
【００４２】
負極端子４０は、材質面の構造が正極端子３０と大きく異なる。負極端子４０は、銅系金属で構成される第１領域９０と、アルミニウム系金属で構成される第２領域９２とを有する。なお、負極端子４０の表面にニッケルメッキ等の金属メッキを施してもよい。フランジ部８０は、第１領域９０と第２領域９２とが積層された構造を有する。フランジ部８０の＋Ｚ側の面である他方の面側がアルミニウム系金属の第２領域９２で、−Ｚ側の面である一方の面側が銅系金属の第１領域である。フランジ部８０の一方の面側の銅系金属の第１領域９０に接続されて環状の挿入部８２が形成される。環状の挿入部８２は、銅系金属の第１領域９０で構成される。
【００４３】
図６は、負極電極４０を抜き出して示す図である。ただし、先端部８６をカシメる前の状態である。第１領域９０と第２領域９２との間の境界部Ｃは、フランジ部８０に設けられる。境界部Ｃは、フランジ部８０の厚さ方向であるＺ方向に沿って、フランジ部８０の＋Ｚ側の面である一方の面から−Ｚ側の面である他方の面に向かって、フランジ部８０の厚さｔ0の５割以下の部分に設けられることが好ましい。換言すれば、フランジ部８０の厚さｔ0の５割以下の厚さｔ1がアルミニウム系金属の第２領域９２であり、５割以上の厚さｔ2が銅系金属の第１領域９０である。これにより、境界部Ｃを突起部８４から適当に離れた位置とすることができる。なお、境界部Ｃは、フランジ部８０の厚さ方向であるＺ方向に沿って、フランジ部８０の＋Ｚ側の面である一方の面から−Ｚ側の面である他方の面に向かって、フランジ部８０の厚さｔ0の２割以上４割以下とすることがより好ましい。
【００４４】
特に、溶接ナゲット７４全体を突起部８４内に納め、即ち、溶接ナゲット７４がフランジ部８０に達しないようにし、フランジ部８０の厚さｔ0に対する厚さｔ1の割合を２割以上４割以下とすることが好ましい。このような構成であると、外部導電部材４４と負極端子４０を溶接する際に生じる熱の封口板側絶縁体５７への悪影響を抑制し、且つ負極端子４０の導電性をより向上させることが可能となる。
【００４５】
図７は、負極電極４０における第１領域９０と第２領域９２の形状についてのいくつかの変形例を示す図である。
【００４６】
図７（ａ）は、フランジ部８０の外周側１００において、第２領域９２の外径を第１領域９０の外径より小さくし、第１領域９０を最外径側とした例である。即ち、フランジ部８０における第２領域９２の側面が第１領域９０により覆われた状態となっている。逆に（ｂ）は外周側１０１で第２領域９２の外径を第１領域９０の外径より大きくし、第２領域９２を最外径側とした例である。即ち、フランジ部８０における第１領域９０の側面が第２領域９２により覆われた状態となっている。これらの例を用いることで、フランジ部８０の外周側において第１領域９０と第２領域９２の間の密着性が向上し、境界部Ｃにおける損傷発生を抑制できる。
【００４７】
図７（ｃ）は、フランジ部８０の中央領域１０２において、第１領域９０を第２領域９２の側に突き出した例である。逆に（ｄ）は、中央領域１０３において、第２領域９２を第１領域９０の側に突き出した例である。これらの例を用いることで、フランジ部８０の中央部において第１領域９０と第２領域９２の間の密着性が向上する。（ｃ）においては、導電性の高い第１領域９０の割合を大きくできるため、負極端子４０の電気抵抗が低減される。
【００４８】
図７（ｅ）は、フランジ部８０から挿入部８２が延びる接続領域１０４において、挿入部８２の上端部の径を広げた例である。これにより、フランジ部８０と挿入部８２との接続領域１０４における電気抵抗が低減され、機械的強度が向上する。
【００４９】
再び図５（ａ）に戻り、フランジ部８０の＋Ｚ側の面に設けられる突起部８４は、負極端子４０と負極側の外部導電部材４４とを溶接するときの溶接端部である。突起部８４は、円環状に連続して設けられる。これに代えて、円環状に配置された複数の突起部８４を設けてもよい。あるいは上面に凹部を有さない柱状とすることもできる。突起部８４は、アルミニウム系金属からなる第２領域９２とし、負極側の外部導電部材４４もアルミニウム系金属とする。
【００５０】
挿入部８２の−Ｚ側先端部に設けられる先端部８６は、負極集電体１８上で拡径されて負極集電体１８上にカシメられる。先端部８６は、所定の厚さで円環状に連続して突出する。これに代えて、円環状に配置された複数の先端部８６を設けてもよい。先端部８６は、銅系金属からなる第１領域９０とする。なお、カシメられた先端部８６と負極集電体１８を更に溶接接続することが好ましい。
【００５１】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態から負極端子４０と外部導電部材４４を溶接処理した後の状態を示す図である。溶接処理は、レーザ溶接が用いられる。これに代えて抵抗溶接等他の溶接手段を用いてもよい。ナゲット７４は、突起部８４と負極側の外部導電部材４４との間の溶接によって形成された溶接部である。
【００５２】
負極端子４０は、＋Ｚ側の端部でアルミニウム系金属の突起部８４を用いてアルミニウム系金属の負極側の外部導電部材４４と溶接処理される。これにより、負極端子４０と負極側の外部導電部材４４との間の接続がより強固となり、信頼性の高い二次電池１０となる。
【００５３】
負極端子４０における第１領域９０と第２領域９２との間の境界部Ｃは、封口板２０の＋Ｚ側の面である外面よりもさらに＋Ｚ側であり、非水電解液に曝されることがない。したがって、負極の電位が低い値となっても、第２領域９２を構成するアルミニウム系金属と非水電解液に含まれるリチウムが合金化することを確実に防止できる。
【００５４】
また、アルミニウム系金属の融点は比較的低いので、アルミニウム系金属間の溶接によって発生する熱も比較的少ない。さらにアルミニウム系金属は銅系金属に比べ熱伝導性が低いので、溶接時に発生する熱が負極端子４０を伝わり樹脂部品等である負極側の封口板側絶縁部材５７に悪影響を与えることを抑制できる。
【００５５】
第１領域９０と第２領域９２との間の境界部Ｃは、カシメ処理が行われる箇所である先端部８６から離れた位置にあるので、境界部Ｃにカシメ処理による応力が加わることを抑制できる。
【００５６】
銅系金属はアルミニウム系金属よりも機械的強度が高い。負極端子４０において、封口板２０及び負極集電体１８を挟み込む部分（フランジ部８０の下面部、挿入部８２、及び先端部８６）が銅系金属により構成されるため、負極端子４０及び負極集電体１８がより強固に封口板２０に固定接続される。
【００５７】
なお、封口板側絶縁部材５７は、フランジ部８０の下面と封口板２０の上面の間に配置される本体部５７ａと、本体部５７ａの周縁部に形成される周壁５７ｂを備える。そして、境界部Ｃが周壁５７ｂの上端部よりも下方に位置する。これにより、境界部Ｃが周壁５７ｂにより覆われた状態となっている。このような構成によると、結露等により水分が負極端子近傍に生じた場合、銅系金属からなる部分とアルミニウム系金属からなる部分に跨って水滴ないし水膜が存在する状態となることを防止できる。よって、アルミニウム系金属からなる部分の腐食を抑制できる。
【００５８】
上記の二次電池１０を複数接続して組電池を構成することができる。図８は、組電池１１０のうち、隣接して配置される２つの二次電池１１２，１１４における接続方法を示す平面図である。ここでは、隣接する２つの二次電池１１２，１１４のうちの一方側の二次電池１１２の負極端子４０と、他方側の二次電池１１４の正極端子３０とがＸ方向に沿って向かい合うように配置される。負極端子４０と正極端子３０とを接続するには、バスバー１１６を用いる。バスバー１１６は、外部導電部材の１種である。バスバー１１６は、アルミニウム系金属で形成される。換言すると、隣接する二次電池１１２，１１４における一方側の二次電池１１２の負極端子４０に一端部が溶接接続された外部導電部材としてのバスバー１１６の他端部が、他方側の二次電池１１４の正極端子３０に溶接接続される。これを繰り返すことによって、二次電池１０を予め定めた所定数で直列接続された組電池１１０とすることができる。
【００５９】
図８では複数の二次電池１０を互いに直列接続する場合を述べたが、複数の二次電池１０を互いに並列接続するときは、互いに隣接する２つの二次電池１１２，１１４のそれぞれの正極端子３０同士を正極側バスバーである外部導電部材で順次接続し、それぞれの負極端子４０同士を負極側バスバーである外部導電部材で順次接続する。
【符号の説明】
【００６０】
１０，１１２，１１４  二次電池、１２  外装体、１４  電極体、１６  正極集電体、１８  負極集電体、２０  封口板、２１  凹部、２２  ガス排出弁、２４  封止栓、３０  正極端子、３２  （正極側）絶縁部材、３４  （正極側）外部導電部材、３６  （正極側）ボルト、４０  負極端子、４２  （負極側）絶縁部材、４３  嵌合する部分、４４  （負極側）外部導電部材、４６  （負極側）ボルト、５０  正極端子取付孔、５１  負極端子取付孔、５２  （正極）集電体貫通孔、５３  （負極）集電体貫通孔、５４  （正極）集電体側絶縁体、５５  （負極）集電体側絶縁体、５６  （正極側）封口板側絶縁体、５７  （負極側）封口板側絶縁体、６０  （正極端子の）フランジ部、６２  （正極端子の）挿入部、６４  （正極端子の）突起部、６６  （正極端子の）先端部、７０，７４  ナゲット、８０  （負極端子の）フランジ部、８２  （負極端子の）挿入部、８４  （負極端子の）突起部、８６  （負極端子の）先端部、９０  第１領域、９２  第２領域、１００，１０１  外周側、１０２，１０３  中央領域、１０４  接続領域、１１０  組電池、１１６  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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