(57)【要約】【課題】外部短絡を防止させる。【解決手段】絶縁ワッシャ２１の絶縁部２１ｃ及び絶縁チューブ２２が正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとを適切に絶縁し、絶縁チューブ２２及び絶縁シート２３が正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６の外周面２６ｄとを適切に絶縁することから、外装缶２６と蓋体２７に接続された正極リード端子６とが接触して起こる外部短絡を防止できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極を有する発電素子と、上記発電素子を収納すると共に、上記正極又は上記負極の何れかの電極と電気的に接続されることで外部端子となる外装容器と、上記外装容器の開口部を閉蓋し、上記外装容器に収納された上記発電素子における上記正極又は上記負極のうち上記外装容器と電気的に接続された電極とは反対の電極と電気的に接続されることで上記外装容器に対して対極端子となる端子部が設けられた蓋体とを有する電池素子と、
上記蓋体の端子部に一端が接続され、上記蓋体の端部と上記外装容器の端部とが係合している角部で折り曲げられた上記蓋体の主面及び上記外装容器の外周面に沿うように配設されるリード端子と、
上記リード端子と上記外装容器の外周面との間に介在され、上記リード端子と上記外装容器の外周面とを絶縁する絶縁シートと、
上記蓋体の主面上の上記端子部を除く領域に配置され、上記リード端子が上記端子部以外で上記蓋体と接触することを防ぐと共に、上記リード端子と上記角部との間に介在されることで上記リード端子と上記角部で上記蓋体に係合している上記外装容器とを絶縁する絶縁ワッシャとを備える電池。
【請求項２】
上記絶縁ワッシャは、上記蓋体の端部全周に亘って設けられている上記角部全体を覆っている請求項１記載の電池。
【請求項３】
上記外装容器は、上記絶縁ワッシャに覆われている範囲に対応する部分の外周が縮径されている請求項２記載の電池。
【請求項４】
上記絶縁ワッシャは、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有している請求項１記載の電池。
【請求項５】
正極及び負極を有する発電素子と、上記発電素子を収納すると共に、上記正極又は上記負極の何れかの電極と電気的に接続されることで外部端子となる外装容器と、上記外装容器の開口部を閉蓋し、上記外装容器に収納された上記発電素子における上記正極又は上記負極のうち上記外装容器と電気的に接続された電極とは反対の電極と電気的に接続されることで上記外装容器に対して対極端子となる端子部が設けられた蓋体とを有する電池素子と、
上記蓋体の端子部に一端が接続され、上記蓋体の端部と上記外装容器の端部とが係合している角部で折り曲げられた上記蓋体の主面及び上記外装容器の外周面に沿うように配設されるリード端子と、
上記リード端子と上記外装容器の外周面との間に介在され、上記リード端子と上記外装容器の外周面とを絶縁する絶縁シートと、
上記蓋体の主面上の上記端子部を除く領域に配置され、上記リード端子が上記端子部以外で上記蓋体と接触することを防ぐと共に、上記リード端子と上記角部との間に介在されることで上記リード端子と上記角部で上記蓋体に係合している上記外装容器とを絶縁する絶縁ワッシャと、
上記リード端子を介して上記電池素子と電気的に接続される回路基板と、
上記電池素子及び上記回路基板がそれぞれ一つ以上収納される収納ケースとを備える電源装置。
【請求項６】
上記リード端子は、上記収納ケース内に上記電池素子が複数収納された際に、上記外装容器の外周面が隣接する上記電池素子同士の間に形成される空間に対応して上記外装容器の外周面に沿うように上記角部で折り曲げられている請求項５記載の電源装置。
【請求項７】
上記絶縁ワッシャは、上記電池素子同士の間に形成される空間に対応して上記外装容器の外周面に沿うようにされた上記リード端子と、上記角部で上記蓋体に係合している上記外装容器との間に介在される絶縁片を有している請求項６記載の電源装置。
【請求項８】
上記絶縁ワッシャは、上記蓋体の端縁部全周に亘って設けられている上記角部全体を覆っている請求項５記載の電源装置。
【請求項９】
上記外装容器は、上記絶縁ワッシャに覆われている範囲に対応する部分の外周が縮径されている請求項８記載の電源装置。
【請求項１０】
上記絶縁ワッシャは、ポリフェニレンエーテル樹脂を含有している請求項５記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極と負極とがセパレータを介して捲回された発電素子と、外部端子となる外装容器と、外装容器に対して対極となる蓋体とを備え、外装容器と蓋体とが電気的に接続されて起こる外部短絡を防止できる電池及び、この電池を備える電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯型電話機、カメラ一体型ＶＴＲ（ｖｉｄｅｏ  ｔａｐｅ  ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の電子機器の電源として、軽量で高エネルギー密度な二次電池の開発が進められている。この高いエネルギー密度を有する二次電池としては、例えば鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等といった水系電解液電池よりも大きなエネルギー密度を有する図９に示すリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）１００がある。
【０００３】
この電池１００は、例えば正極及び負極を有する電池素子１０１と、電池素子１０１を収納する有底筒状容器であり、負極と電気的に接続されることで外部負極端子となる外装缶１０２と、外装缶１０２の開口部を閉蓋し、正極と電気的に接続されることで外部正極端子となる蓋体１０３とを有している。そして、この電池１００は、外装缶１０２の開口部に、蓋体１０３がガスケット１０４を介して圧入された後に、外装缶１０２の開口部をかしめることで蓋体１０３が固定されて外装缶１０２の開口部を閉蓋することから、電池素子１０１が外装缶１０２内に密閉封入されている。このため、この電池１００は、外部負極端子の外装缶１０２と、外部正極端子の蓋体１０３とがガスケット１０４により絶縁された状態になる。
【０００４】
このような構成の電池１００は、上述した電子機器等の電源として用いる場合、例えば電池１００に対して過充電保護、過放電保護、充放電制御等を行う電子回路に接続され、この電子回路と一緒に収納ケース等に収納された電源装置の状態にされる。
【０００５】
このため、電池１００には、電子回路等と電気的に接続させるためのリード端子１０５が外装缶１０２の底部１０２ａや、蓋体１０３の主面１０３ａに溶接等で取り付けられている。このリード端子１０５は、電源装置にされた際に適切に電池１００が電池ケース等に収納されるように、外装缶１０２の外周面１０２ｂに沿うように外装缶１０２の開口部付近のかしめ部１０６や、底部１０２ａと外周面１０２ｂとの境界となる底角部１０７で折り曲げられている。
【０００６】
このような構成の電池１００は、図１０に示すように、外部負極端子となる外装缶１０２と外部正極端子となる蓋体１０３との間の距離がガスケット１０４の厚み分であり、大変近いことから、例えば蓋体１０３に取り付けられたリード端子１０５により外部短絡することがある。
【０００７】
このため、電池１００には、外部短絡防止対策として、蓋体１０３に取り付けられたリード端子１０５が、外装缶１０２のかしめ部１０６に接触しないように、絶縁ワッシャ１０８がリード端子１０５と蓋体１０３との間に配置されている。
【０００８】
また、他の外部短絡防止対策として、電池１００には、蓋体１０３に取り付けられたリード端子１０５が、外装缶１０２の外周面１０２ｂ等に接触しないように、外装缶１０２の外周面１０２ｂをかしめ部１０６まで覆うようにされた絶縁樹脂フィルム等からなる絶縁チューブ１０９が備えられている。
【０００９】
さらに、他の外部短絡防止対策として、電池１００には、厚みが薄い絶縁チューブ１０９を蓋体１０３に取り付けられたリード端子１０５が突き破って外装缶１０２の外周面１０２ｂで接触しないように、絶縁シート１１０がリード端子１０５と外装缶１０２の外周面１０２ｂとの間に配置されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した電池１００では、絶縁ワッシャ１０８と絶縁シート１１０との間は厚みが薄い絶縁チューブ１０９だけで外装缶１０２のかしめ部１０６とリード端子１０５とを絶縁している。このため、この電池１００では、絶縁ワッシャ１０８と絶縁シート１１０との間で、絶縁チューブ１０９をリード端子１０５が突き破って外装缶１０２と接触して外部短絡することがある。したがって、この電池１００では、上述したような二重三重の外部短絡防止対策を施していても、外部短絡を適切に防ぐことは困難であった。
【００１１】
このような問題を解決する手段として、図１１に示すように、絶縁シート１１０を外装缶１０２の外周面１０２ｂから絶縁ワッシャ１０８にかかるまで延ばすことが提案されている。これにより、電池１００では、絶縁チューブ１０９だけで外装缶１０２とリード端子１０５とを絶縁することが無くなり、外部短絡を適切に防止することが可能になる。
【００１２】
しかしながら、この場合、厚みが１８０μｍ程度と厚い絶縁シート１１０をかしめ部１０６に沿うように折り曲げる工程や、折り曲げた絶縁シート１１０を電池１００に装着する際に位置を合わせる工程等が必要となり製造時の歩留まりが低下してしまう。また、絶縁シート１１０の使用量も増えて製造コストも高くなる。
【００１３】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、外部短絡及び製造歩留まりの低下が適切に防止された電池及び電源装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る電池は、正極及び負極を有する発電素子と、発電素子を収納すると共に、正極又は負極の何れかの電極と電気的に接続されることで外部端子となる外装容器と、外装容器の開口部を閉蓋し、外装容器に収納された発電素子における正極又は負極のうち外装容器と電気的に接続された電極とは反対の電極と電気的に接続されることで外装容器に対して対極端子となる端子部が設けられた蓋体とを有する電池素子と、蓋体の端子部に一端が接続され、蓋体の端部と外装容器の端部とが係合している角部で折り曲げられた蓋体の主面及び外装容器の外周面に沿うように配設されるリード端子と、リード端子と外装容器の外周面との間に介在され、リード端子と外装容器の外周面とを絶縁する絶縁シートと、蓋体の主面上の端子部を除く領域に配置され、リード端子が端子部以外で蓋体と接触することを防ぐと共に、リード端子と角部との間に介在されることによりリード端子と角部で蓋体に係合している外装容器とを絶縁する絶縁ワッシャとを備えていることを特徴としている。
【００１５】
この電池では、絶縁ワッシャがリード端子と角部との間に介在されることでリード端子と蓋体に係合された外装容器とを適切に絶縁し、絶縁シートがリード端子と外装容器の外周面とを適切に絶縁することから、蓋体に電気的に接続されたリード端子と外装容器とが接触して起こる外部短絡を防止できる。
【００１６】
また、この電池では、外部短絡を絶縁ワッシャと絶縁シートだけで適切に防止でき、他の部材を必要としないことから、製造時の歩留まりが向上して低コスト化を図れる。
【００１７】
上述した目的を達成する本発明に係る電源装置は、正極及び負極を有する発電素子と、発電素子を収納すると共に、正極又は負極の何れかの電極と電気的に接続されることで外部端子となる外装容器と、外装容器の開口部を閉蓋し、外装容器に収納された発電素子における正極又は負極のうち外装容器と電気的に接続された電極とは反対の電極と電気的に接続されることで外装容器に対して対極端子となる端子部が設けられた蓋体とを有する電池素子と、蓋体の端子部に一端が接続され、蓋体の端部と外装容器の端部とが係合している角部で折り曲げられた蓋体の主面及び外装容器の外周面に沿うように配設されるリード端子と、リード端子と外装容器の外周面との間に介在され、リード端子と外装容器の外周面とを絶縁する絶縁シートと、蓋体の主面上の端子部を除く領域に配置され、リード端子が端子部以外で蓋体と接触することを防ぐと共に、リード端子と角部との間に介在されることによりリード端子と角部で蓋体に係合している外装容器とを絶縁する絶縁ワッシャと、リード端子を介して電池素子と電気的に接続される回路基板と、電池素子及び回路基板がそれぞれ一つ以上収納される収納ケースとを備えていることを特徴としている。
【００１８】
この電源装置では、電池素子において、絶縁ワッシャがリード端子と角部との間に介在されることによりリード端子と角部で蓋体に係合される外装容器とを適切に絶縁し、絶縁シートがリード端子と外装容器の外周面とを適切に絶縁することから、蓋体に電気的に接続されたリード端子と外装容器とが接触して起こる電池素子の外部短絡を防止できる。
【００１９】
この電源装置では、電池素子の外部短絡を絶縁ワッシャと絶縁シートだけで適切に防止でき、他の部材を必要としないことから、製造歩留まりが向上して低コスト化を図れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池及び電源装置について、図１に示す電源装置１を参照にして説明する。この電源装置１は、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器等に設けられた装着部に装着され、電子機器等に対して所定の電圧の電力を安定して供給することが可能なものである。
【００２１】
そして、この電源装置１は、発電要素となる略円柱状の１２個の電池２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌと、電池２ａ〜電池２ｌと電気的に接続されて電池２ａ〜電池２ｌに対して充放電制御等を行う回路基板３とを有し、これら電池２ａ〜電池２ｌ及び回路基板３が略箱状の収納ケース４に収納されるものである。
【００２２】
この電源装置１は、電池２ａ〜電池２ｌが３個づつ並列で接続されて一体化された電池モジュール５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをそれぞれ構成し、これら電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが回路基板３に並列に接続された状態で収納されている。具体的に、電池モジュール５ａは電池２ａ〜電池２ｃで構成され、電池モジュール５ｂは電池２ｄ〜電池２ｆで構成され、電池モジュール５ｃは電池２ｇ〜電池２ｉで構成され、電池モジュール５ｄは電池２ｊ〜電池２ｌで構成されている。なお、ここでは、電池２ａ〜電池２ｌが３個づつの並列に接続された電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄについて説明するが、このことに限定されることはなく、例えば電池２ａ〜電池２ｌが複数個直列に接続された電池モジュールであってもよく、数量、配置等は任意に構成できるものとする。また、不特定の電池２ａ〜電池２ｌを示す場合は、単に電池２と記すものとする。
【００２３】
電源装置１においては、電池２ａ〜電池２ｌを３個づつの並列に接続させて電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを構成させるのに、例えばニッケル、銅、鉄、ステンレス等といった導電性金属等からなる正極リード端子６及び負極リード端子７ａを用いている。これらの正極リード端子６及び負極リード端子７は、電池２ａ〜電池２ｌのそれぞれ対極となる両端面の同極同士を、それぞれ抵抗溶接法等で溶接することで電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを構成させている。
【００２４】
具体的に、電池２ａ〜電池２ｃの一端面同士を正極リード端子６で並列に接続し、電池２ａ〜電池２ｃの他端面同士を負極リード端子７で並列に接続することで電池モジュール５ａを構成している。なお、電池２ｄ〜電池２ｆが電池モジュール５ｂを構成する場合、電池２ｇ〜電池２ｉが電池モジュール５ｃを構成する場合、電池２ｊ〜電池２ｌが電池モジュール５ａを構成する場合も、正極リード端子６及び負極リード端子７を同じように接続させている。
【００２５】
このようにして構成される電池モジュール５ａでは、電池２ａ〜電池２ｃの両端面に正極リード端子６及び負極リード端子７が溶接されていることから、外周方向に回転することが防止された電池２ａ〜電池２ｃが互いに隣接した状態で強固に固定されることになる。なお、以下では、電池モジュール５ｂ〜電池モジュール５ｄが電池モジュール５ａと同様な構成となり、同様の作用効果が得られることから、主に電池モジュール５ａを例に挙げて説明する。
【００２６】
電池モジュール５ａを構成する正極リード端子６及び負極リード端子７は、電池２ａ〜電池２ｃの端面に溶接される基体部６ａ，７ａと、例えば絶縁性樹脂で被覆された線状の導電性金属等からなるリード線８が接続され、基体部６ａの端部から突出する接続部６ｂ，７ｂとによって構成されている。そして、正極リード端子６及び負極リード端子７は、基体部６ａ，７ａの主面が電池２ａ〜電池２ｃの両端面に相対するように配置され、接続部６ｂが電池２ｃの一端面と外周面との境界部で曲げられて電池２ｃの外周面に沿うようにされ、接続部７ｂが電池２ｃの他端面と外周面との境界部で曲げられて電池２ｃの外周面に沿うようにされている。なお、正極リード端子６及び負極リード端子７においては、リード線８が複数接続される場合、基体部６ａ，７ａの端部よりリード線８の数に応じた数の接続部６ｂ，７ｂを複数突出させることも可能である。
【００２７】
このとき、電池モジュール５ａにおいては、正極リード端子６の接続部６ｂが、隣接する電池２ｂの外周面と電池２ｃの外周面との間に形成される空間に対応する電池２ｃの外周面に沿うようにされている。また、負極リード端子７の接続部７ｂは、隣接する電池２ｂの外周面と電池２ｃの外周面との間に形成される空間に対応する電池２ｃの外周面に沿うようにされている。
【００２８】
すなわち、電池モジュール５ａでは、それぞれ略円柱状の電池２ｂの外周面と電池２ｃの外周面とを隣接させることで形成される空間が収納ケース４内でデッドスペースとなり、このデッドスペースに正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂが配置されることになる。
【００２９】
これにより、電池モジュール５ａでは、電池２ｂと電池２ｃとの間に接続部６ｂ，７ｂが挟まれずに、電池２ａ〜電池２ｃが適切に隣接されて電池間に隙間ができずに一体化されることから小型化を図れる。
【００３０】
なお、電池モジュール５ｂにおいては、隣接する電池２ｅと電池２ｆとの間に形成されるデッドスペースに、電池２ｅの外周面に沿うように電池２ｅの端面と外周面との境界部でそれぞれ曲げられた正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂがそれぞれ配置される。電池モジュール５ｃにおいては、隣接する電池２ｈと電池２ｉとの間に形成されるデッドスペースに、電池２ｉの外周面に沿うように電池２ｉの端面と外周面との境界部でそれぞれ曲げられた正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂがそれぞれ配置される。電池モジュール５ｄにおいては、隣接する電池２ｊと電池２ｋとの間に形成されるデッドスペースに電池２ｋの外周面に沿うように電池２ｋの一端面と外周面との境界部で曲げられた正極リード端子６の接続部６ｂが配置され、隣接する電池２ｋと電池２ｌとの間に形成されるデッドスペースに電池２ｋの外周面に沿うように電池２ｋの他端面と外周面との境界部で曲げられた負極リード端子７の接続部７ｂが配置される。
【００３１】
以上のことより、電池モジュール５ｂ〜電池モジュール５ｄにおいても、電池モジュール５ａと同様に小型化を図ることができる。
【００３２】
したがって、電源装置１では、収納ケース４内の小型化された電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが収納される空間を省スペース化でき、小型化できる。
【００３３】
また、電源装置１では、リード線８が接続される正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂが電池モジュール５ｂ〜電池モジュール５ｄに設けられるデッドスペースに配置されていることから、リード線８をデッドスペースで引き回して配線することが可能であり、更なる小型化を図れる。
【００３４】
そして、小型化が可能な電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄは、正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂに接続されたリード線８を介して回路基板３に並列に接続される。
【００３５】
電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが並列に接続される回路基板３は、導電性金属等からなりリード線８が接続されるランド部等を有する図示しないパターン配線や、このパターン配線にリード線８を介して接続され、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄに対して充放電制御や、過放電及び／又は過充電保護等を行う図示しない電子回路等が絶縁性樹脂等からなる板状のベース部９上に設けられている。
【００３６】
また、回路基板３には、例えばはんだ付け等によりパターン配線等に電気的に接続されるコネクタ１０も取り付けられている。コネクタ１０は、電源装置１が電子機器に接続される際に、電子機器に設けられた外部端子等と係合して電気的に接続されることにより、電子機器等に対して電気の供給する供給口として機能する。また、コネクタ１０は、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを充電する際に、例えばＡＣ電源等が接続される接続部となる。この回路基板３は、例えば略箱状の収納ケース４の側壁とベース部９の主面とが相対した状態で収納ケース４の側壁に沿うように収納ケース４内に収納される。
【００３７】
電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄ及び回路基板３が収納される収納ケース４は、例えばポリカーボネートやＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂等の絶縁性樹脂等からなり、上部ケース１１及び下部ケース１２により構成されている。上部ケース１１及び下部ケース１２は、それぞれ略矩形状の主面の外周縁部に沿って側壁が立設された形状であり、互いの側壁を突き合わすことで略箱状の収納ケース４となる。
【００３８】
この収納ケース４には、回路基板３に設けられたコネクタ１０を外部に露出させるための開口部が、上部ケース１１及び下部ケース１２の側壁に形成された切り欠き部１１ａ，１２ａにより形成されている。
【００３９】
この収納ケース４は、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが収納される側の面を４等分に仕切る電池仕切壁１３が設けられている。そして、収納ケース４では、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが電池仕切壁１３で仕切られた４つのスペースにそれぞれ収納されることになり、電池仕切壁１３が介在されることで電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄ同士が内部でぶつかり合うことを防止できる。
【００４０】
また、この収納ケース４には、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが収納された際に、電池２の外周面と接触することで電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを保持する電池保持片１４が、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが収納される側の面に複数設けられている。この収納ケース４では、電池保持片１４が電池仕切壁１３で仕切られた４つのスペース全てに複数設けられており、電池保持片１４の電池２ａの外周面に沿った曲面を有する接触面１４ａが電池２の外周面に接触することで電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを適切に保持させる。なお、収納ケース４においては、例えば接着剤等の接着部材等を併用することで電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを更に強固に固定させることも可能である。
【００４１】
これにより、電源装置１では、収納ケース４内部に設けられた電池仕切壁１３及び電池保持片１４により、４個の電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを内部にガタツキ無く収納させることが可能になる。
【００４２】
また、この電源装置１では、例えば落下等の衝撃を受けた場合に、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄの間に介在された電池仕切壁１３が緩衝材として機能することから、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄ同士がぶつかり合って起こる電池２の形状変形や電池特性劣化等を抑制できる。また、電池仕切壁１３や電池保持片１４は、収納ケース４の強度向上にも機能している。
【００４３】
そして、このような構成の電源装置１には、上述した電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄ、回路基板３、リード線８等の他に、例えば電池モジュール５ｂ，５ｄと回路基板３との接触や、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄとリード線８との接触を防止する絶縁用インシュレータ１５、リード線８を電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄに設けられたデッドスペースに保持させる保持用インシュレータ１６、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄの温度変化を検知して所定の温度以上になったら電流を遮断する温度ヒューズ素子１７等も収納されている。
【００４４】
絶縁用インシュレータ１５は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、不燃紙等といったシート状の絶縁性材料等からなり、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄとリード線８との間や、電池モジュール５ｂ，５ｄと回路基板３との間に配置される。
【００４５】
これにより、電源装置１では、例えば落下等の衝撃を受けた際に、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが回路基板３やリード線８に接触することを絶縁用インシュレータ１５が防ぐことから、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが回路基板３やリード線８と接触して起こる電池２の外部短絡を防止できる。
【００４６】
保持用インシュレータ１６は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、不燃紙等といったシート状の絶縁性材料等からなる。この保持用インシュレータ１６は、シート状の絶縁性材料が電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄにおける隣接する電池２の外周面同士が接する接線で谷折りされることで形成される第１の片部１６ａと第２の片部１６ｂとによって構成されている。
【００４７】
この保持用インシュレータ１６は、第１の片部１６ａの主面が隣接する電池２の一方の外周面に沿うようにされ、第２の片部１６ｂの主面が隣接する電池２の他方の外周面に沿うようにされている。すなわち、保持用インシュレータ１６は、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄに設けられたデッドスペースで電池２の外周面に沿うように配置されている。
【００４８】
これにより、電源装置１では、保持用インシュレータ１６の第１の片部１６ａと第２の片部１６ｂとの間に形成される空間にリード線８や温度ヒューズ素子１７を配置させることで、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄに設けられたデッドスペースにリード線８や温度ヒューズ素子１７を保持させることが可能となる。
【００４９】
また、電源装置１では、例えば落下等の衝撃を受けた際に、保持用インシュレータ１６がリード線８や温度ヒューズ素子１７に対して緩衝材として機能することから、リード線８と正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂとの接続が外れたり、温度ヒューズ素子１７が劣化したりすることを抑制できる。
【００５０】
温度ヒューズ素子１７は、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄに設けられたデッドスペースに保持用インシュレータ１６を介して配置されている。この温度ヒューズ素子１７は、例えば電源装置１の誤作動で電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが過充電状態、又は過放電状態になった場合に、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄの温度を検知して所定の温度に達したときに電流を遮断させて、これ以上、過充電や過放電が進行しないようにする保護素子である。
【００５１】
また、電源装置１には、収納ケース４の外周に例えば製造ロットナンバー等が記されることで電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄや回路基板３等の素性等を明らかにすることが可能なラベル１８が取り付けられている。
【００５２】
次に、以上のような構成の電源装置１に収納される電池２について説明する。ここでは、電池２ａ〜電池２ｌのうち、正極リード端子６の接続部６ｂが外周面に沿うように配置されている電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋを例に挙げて説明する。なお、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋ以外の電池２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｊ，２ｌは外周面に正極リード端子６の接続部６ｂが沿うように配置されていないこと以外は、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋと同じ構造及び構成である。
【００５３】
電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋは、図２に示すように、発電要素となる電池素子２０と、電池素子２０を回路基板３等に接続させるための正極リード端子６及び負極リード端子７と、電池素子２０の外部短絡を防止させるための絶縁ワッシャ２１、絶縁チューブ２２、絶縁シート２３とを備えている。
【００５４】
電池素子２０は、電気を発電させる発電素子２４と、発電素子２４内でイオンを移動させる電解液２５と、発電素子２４及び電解液２５を収納する外装缶２６と、外装缶２６の開口部を閉蓋する蓋体２７とを有している。
【００５５】
発電素子２４は、正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物等を用いる帯状の正極２８と、負極活物質として炭素質材料等を用いる帯状の負極２９とが、正極２８と負極２９とが接触しないようにこれらを互いに遮蔽する帯状のセパレータ３０を介して積層され、長手方向に捲回された構成になっている。このような発電素子２４が発電要素となる電池素子２０は、正極２８と負極２９との間でリチウムイオンを行き来させることで電池反応が行われる、いわゆるリチウムイオン二次電池である。
【００５６】
正極２８は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤塗液を正極集電体３１の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、正極集電体３１の主面上に正極合剤層３２が圧縮形成された構造となっている。正極２８には、正極端子３３が正極集電体３１の所定の位置に溶接等で電気的に接続されている。この正極端子３３には、例えばアルミニウム等の導電性金属からなる短冊状金属片等を用いる。
【００５７】
正極２８において、正極合剤層３２に含有される正極活物質には、リチウムイオンをドープ／脱ドープすることが可能な材料を用いる。具体的には、例えば化学式ＬｉｘＭＯ２（ｘは０．５以上、１．１以下の範囲であり、Ｍは遷移金属のうちの何れか一種又は複数種の化合物である。）等で示されるリチウム複合酸化物、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物、金属酸化物、或いは特定のポリマー等を用いる。これらのうち、リチウム複合酸化物としては、例えばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉｘＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１、０．７＜ｙ＜１．０２である。）や、ＬｉＭｎ２Ｏ４等で示されるスピネル型リチウム・マンガン複合酸化物等が挙げられる。そして、正極２では、正極活物質として、上述した金属硫化物、金属酸化物、リチウム複合酸化物等のうちの何れか一種又は複数種を混合して用いることも可能である。
【００５８】
正極２８では、正極合剤層３２の結着剤として、非水電解液電池の正極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる他に、正極合剤層３２に導電材として炭素質材料等を添加したり、公知の添加剤等を添加したりすることができる。また、正極２８では、正極集電体３１に、例えばアルミニウム等、導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００５９】
負極２９は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体３４の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、負極集電体３４の主面上に負極合剤層３５が圧縮形成された構造となっている。負極２９には、負極端子３６が負極集電体３４の所定の位置に接続されている。この負極端子３６には、例えば銅、ニッケル等の導電性金属からなる短冊状金属片等を用いる。
【００６０】
負極２９において、負極合剤層３５に含有される負極活物質には、リチウム、リチウム合金、又はリチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料等が用いられる。リチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料としては、例えば２０００℃以下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料、結晶化しやすい原材料を３０００℃付近の高温で焼成した人造黒鉛等の高結晶性炭素材料等を用いることが可能である。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素質材料を用いることが可能である。コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等がある。なお、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したものである。これらの炭素質材料は、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋを充放電した際に、負極２９側にリチウムが析出することを抑制させることが可能である。
【００６１】
また、上述した炭素質材料の他には、負極活物質として例えばリチウムと化合可能な金属、合金、元素、及びこれらの化合物等が挙げられる。負極活物質としては、例えばリチウムと化合可能な元素をＭとしたときにＭｘＭ’ｙＬｉｚ（Ｍ’はＬｉ元素及びＭ元素以外の金属元素であり、ｘは０より大きな数値であり、ｙ及びｚは０以上の数値である。）の化学式で示される化合物である。この化学式においては、例えば半導体元素であるＢ、Ｓｉ、Ａｓ等も金属元素として挙げられる。具体的には、例えばＭｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｓ等の元素及びこれらの元素を含有する化合物、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌ−Ｍ（Ｍは２Ａ族、３Ｂ族、４Ｂ族の遷移金属元素のうち何れか一種又は複数種である。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等が挙げられる。
【００６２】
特に、リチウムと化合可能な元素には、３Ｂ族典型元素が好ましく、これらの中でもＳｉ、Ｓｎが好ましく、更にはＳｉを用いることが好ましい。具体的には、ＭｘＳｉ、ＭｘＳｎ（ＭはＳｉ、Ｓｎ以外の一種以上の元素であり、ｘは０以上の数値である。）の化学式で示されるＳｉ化合物、Ｓｎ化合物として、例えばＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。
【００６３】
さらに、負極活物質としては、一つ以上の非金属元素を含有する炭素以外の４Ｂ族の元素化合物も利用できる。この化合物には、複数種の４Ｂ族の元素を含有していても良い。具体的には、例えばＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、Ｇｅ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＳｎＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳｎＯ等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。
【００６４】
負極２９では、負極合剤層３５の結着剤として、非水電解液電池の負極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる。負極２９では、負極集電体３４に、例えば銅等といった導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００６５】
セパレータ３０は、正極２８と負極２９とを離間させるものであり、この種の非水電解液電池の絶縁性微多孔膜として通常用いられている公知の材料を用いることができる。具体的には、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー密度との関係から、セパレータ３０の厚みはできるだけ薄い方が好ましく、その厚みを３０μｍ以下にして用いる。
【００６６】
このような構成の発電素子２４は、正極２８と負極２９とがセパレータ３０を介して積層され、長手方向に捲回された捲回体であり、捲回軸方向の一端面より正極端子３３が突出し、他端面より負極端子３６が突出した構造になっている。
【００６７】
電解液２５は、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液である。電解液２５において、非水溶媒としては、例えば環状の炭酸エステル化合物、水素をハロゲン基やハロゲン化アクリル基で置換した環状炭酸エステル化合物や鎖状炭酸エステル化合物等を用いる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４メチル１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。特に、非水溶媒としては、電圧安定性の点からプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを使用することが好ましい。
【００６８】
また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。
【００６９】
外装缶２６は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス等の導電性金属等からなる有底筒状容器であり、缶底部２６ａが円状等の形状を有している。外装缶２６には、例えば矩形状、扁平円状等の缶底部２６ａを有する有底筒状容器を用いることもできる。
【００７０】
この外装缶２６は、両端面に内部短絡を防止するためのインシュレータ２４ａが配置された発電素子２４が挿入され、発電素子２４の他端面より突出する負極端子３６が缶底部２６ａに溶接等で電気的に接続されることで電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋの外部負極端子となる。
【００７１】
この外装缶２６には、その開口部付近に内径全周に亘って内側にくびれるビード部３７が設けられている。このビード部３７は、蓋体２７が外装缶２６の開口部にガスケット３８を介して圧入されて閉蓋する際に、蓋体２７の台座となって蓋体２７が外装缶２６の開口部に配置される位置を決定すると共に、外装缶２６に収納された発電素子２４が飛び出すことを防止する。
【００７２】
そして、この外装缶２６は、発電素子２４が収納され、開口部に蓋体２７がガスケット３８を介して圧入された状態で、ビード部３７より上方の縁部２６ｂ付近を内側に曲げ加工、いわゆるかしめ加工されたかしめ部２６ｃに蓋体２７が強固に固定されて発電素子２４を密閉封入させる。また、外装缶２６は、かしめ加工が施された際に、かしめ部２６ｃの縁部２６ｂ全周でガスケット３８がはみ出るようにされており、縁部２６ｂと蓋体２７とが接触しないようにされている。
【００７３】
蓋体２７は、電池素子２０の電池内圧が所定の圧力以上になると電池素子２０に流れる電流を遮断する電流遮断機構部３９と、電池素子２０に所定の温度以上又は所定の電流値以上の電流が流れると電気抵抗を上昇させて電池素子２０に流れる電流を小さくさせるＰＴＣ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子４０と、電池素子２０の外部正極端子となる端子板４１とが順次積層されてガスケット３８に収納された状態で、外装缶２６の開口部に圧入される。
【００７４】
電流遮断機構部３９は、電池内圧が所定値以上に上昇した場合に破れて電池内部の気体等を電池外部に逃がす安全弁４２と、正極端子３３が接続される接続板４３と、接続板４３が接続されるディスク４４と、安全弁４２とディスク４４とを絶縁するディスクホルダ４５とによって構成されている。
【００７５】
安全弁４２は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶２６に収納された発電素子２４側に突出する皿部４２ａと、皿部４２ａの略中央から発電素子２４側に突出する凸部４２ｂとが形成されている。また、安全弁４２は、皿部４２ａに電池内圧が所定値以上に上昇した際に破れる図示しない肉薄部等が設けられている。
【００７６】
接続板４３は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、一主面には安全弁４２の凸部４２ｂが、他主面には発電素子２４が突出する正極端子３３が超音波溶接等で溶接されることで接続されている。
【００７７】
ディスク４４は、例えば平面性を保持できるある程度の剛性を有する金属板等からなり、略中央部に安全弁４２の凸部４２ｂが挿入される孔部４４ａが設けられている。
【００７８】
ディスクホルダ４５は、例えば絶縁性樹脂材料等からなり、円環状を呈して内周側に安全弁４２の皿部４２ａと、ディスク４４とが嵌合されることで、これらを保持している。また、ディスクホルダ４５には、嵌合された安全弁４２の皿部４２ａとディスク４４とを接触しないように離間させる離間部４５ａが内周全周に亘って内側に突出するように設けられている。さらに、このディスクホルダ４５には、離間部４５ａの略中央部に安全弁４２の凸部４２ｂが挿入される孔部４５ｂが設けられている。
【００７９】
そして、電流遮断機構部３９は、ディスクホルダ４５の内周側に安全弁４２の皿部４２ａとディスク４４とがディスクホルダ４５の離間部４５ａにより接触しないように嵌合され、安全弁４２の凸部４２ｂがディスクホルダ４５の孔部４５ｂ及びディスク４４の孔部４４ａに挿入されて接続板４３に例えば抵抗溶接法や超音波溶接法等で溶接された構成になっている。すなわち、電流遮断機構部３９は、接続板４３、ディスク４４、ディスクホルダ４５、安全弁４２が順次積層され、安全弁４２の凸部がディスクホルダ４５及びディスク４４を貫通するようにして接続板４３に接続された構成になっている。
【００８０】
このような構成の電流遮断機構部３９では、電池内圧が上昇するに従って、安全弁４２の皿部４２ａが発電素子２４側とは反対の外側に膨らむように変形して行く。そして、安全弁４２の皿部４２ａの変形に伴って凸部４２ｂに接続されている接続板４３の外側に移動しようとするのをディスク４４が抑えることから、安全弁４２の凸部４２ｂと接続板４３との接続が途切れることになる。このようにして、電流遮断機構部３９では、電池内圧が上昇した際に、発電素子２４と蓋体２７との接続を遮断して、これ以上電流が流れて電池内圧が更に上昇することを抑制させる。
【００８１】
ＰＴＣ素子４０は、電池温度が所定値以上に上昇したり、所定値以上の電流が流れたりして温度が上昇すると、その電気抵抗を大きくさせて、電池素子２０に流れる電流を小さくさせるようにする。これにより、電池素子２０では、ＰＴＣ素子４０が電流値を制御して電池内部の温度上昇を抑制させることが可能になる。
【００８２】
また、ＰＴＣ素子４０は、その電気抵抗が大きくなって電池素子２０に流れる電流が小さくなり温度が下がると、その電気抵抗が小さくなって、再び電池素子２０に電流が流れるようにさせる。
【００８３】
端子板４１は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等の導電性金属等からなり、接続板４３、安全弁４２、ＰＴＣ素子４０を介して発電素子２４から突出する正極端子３３と電気的に接続されることから、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋの正極外部端子として機能する。
【００８４】
この端子板４１には、例えば円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶２６に収納された発電素子２４側とは反対側に突出する端子部４１ａが設けられる。この端子部４１ａは、正極外部端子となる端子板４１の外部に対する正極側の接続部となり、外部からの接続端子が例えば接触や溶接等により接続されることになる。また、この端子板４１には、例えば電池内圧の上昇により安全弁４２が破れて外部に放出された気体等を逃がすガス抜け孔４１ｂが設けられている。
【００８５】
このような構成の電池素子２０は、電源装置１内に収納される際に、数個づつまとめて並列接続又は直列接続させるため、上述したように、正極リード端子６及び負極リード端子７が取り付けられている。
【００８６】
具体的に、電池素子２０には、正極外部端子となる端子板４１の端子部４１ａに正極リード端子６の基体部６ａが溶接され、正極リード端子６の基体部６ａの端部より突出する接続部６ｂが外装缶２６のかしめ部２６ｃで曲げられて外装缶２６の外周面２６ｄに沿うようにされている。また、電池素子２０には、負極外部端子となる外装缶２６の缶底部２６ａに負極リード端子７の基体部７ａが溶接され、負極リード端子７の基体部７ａの端部より突出する接続部７ｂが外装缶２６の缶底部２６ａと外周面２６ｄとの境界に設けられた底角部２６ｅで曲げられて外装缶２６の外周面２６ｄに沿うようにされている。
【００８７】
なお、電源装置１においては、正極リード端子６及び負極リード端子７の接続部６ｂ，７ｂが外装缶２６の外周面２６ｄに沿うようにされる電池素子２０を備えるのは電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋである。
【００８８】
このような正極リード端子６及び負極リード端子７が取り付けられた電池素子２０には、図３に示すように、負極外部端子である外装缶２６のかしめ部２６ｃや外周面２６ｄと、正極外部端子である蓋体の２７に接続された正極リード端子６の接続部６ｂとが接触して起こる外部短絡を防止するために、外部短絡防止対策として絶縁ワッシャ２１、絶縁チューブ２２、絶縁シート２３が取り付けられている。
【００８９】
絶縁ワッシャ２１は、蓋体２７の端子板４１の上方に配置され、例えば変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の絶縁性樹脂等からなる。この絶縁ワッシャ２１は、外装缶２６のかしめ部２６ｃの外径と同等の外径を有する略円盤状の基体部２１ａと、基体部２１ａの端部から突出する絶縁片２１ｂとにより構成されている。絶縁ワッシャ２１は、端子板４１の上方に配置された際に、端子部４１ａを外部に臨ませる孔部２１ｃが基体部２１ａの略中央部に設けられている。
【００９０】
絶縁ワッシャ２１は、基体部２１ａが、端子部４１ａに接続された正極リード端子６が端子部４１ａ以外で端子板４１や外装缶２６のかしめ部２６ｃと接触しないように絶縁させる。また、絶縁ワッシャ２１は、基体部２１ａの端部より突出する絶縁片２１ｂが、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとの間に介在させることで、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとが接触しないように絶縁させる。
【００９１】
すなわち、絶縁ワッシャ２１においては、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとを適切に絶縁するために、蓋体２７の端子部４１ａに接続された正極リード端子６の接続部６ｂと相対する位置に、絶縁片２１ｂを配置させる。また、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋが電源装置１に収納された際には、電池モジュール５ａに取り付けられた正極リード端子６の接続部６ｂと同様に、隣接する電池間に形成されたデッドスペースに絶縁ワッシャ２１の絶縁片２１ｂが配置される。なお、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋ以外に取り付けられる絶縁ワッシャ２１も、絶縁片２１ｂが隣接する電池間に形成されるデッドスペースに配置されるようにする。
【００９２】
これにより、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄでは、正極リード端子６の接続部６ｂをデッドスペースに配置したときと同様に、隣接する電池間に絶縁ワッシャ２１の絶縁片２１ｂが挟まれずに、電池同士が適切に隣接されて電池間に隙間ができずに一体化されることから小型化を図れる。
【００９３】
この絶縁ワッシャ２１を作製する際は、先ず、図４に示すように、例えば絶縁性樹脂からなる帯状のワッシャ基材４６ａから、外装缶２６のかしめ部２６ｃの外径とほぼ同じ寸法の基体部２１ａと、基体部２１ａの端部から突出する絶縁片２１ｂと、基体部２１ａの略中央部に設けられる孔部２１ｃが設けられた形状のワッシャ前駆体４６ｂを打ち抜き金型等で打ち抜く。次に、このワッシャ前駆体４６ｂは、基体部２１ａと絶縁片２１ｂとがなす角度が略９０°になるように基体部２１ａと絶縁片２１ｂとの境界部で折り曲げることで絶縁ワッシャ２１が作製される。
【００９４】
この絶縁ワッシャ２１は、ワッシャ前駆体４６ｂの打ち抜き加工と折り曲げ加工とを、打ち抜きながら折り曲げることが可能な金型等で同時に行うようにして作製させることも可能である。そして、このようにして形成される絶縁ワッシャ２１は、図５に示すように、電池素子２０の蓋体２７上に端子部４１ａが孔部２１ｃから臨み、絶縁片２１ｂが正極リード端子６の接続部６ｂに相対するように配置される。
【００９５】
なお、以上では、絶縁ワッシャ２１における基体部２１ａの端部から絶縁片２１ｂが一つ突出した構成になっているが、このことに限定されることはなく、図６に示すように、端子部４１ａに接続される正極リード端子６に設けられた接続部６ｂの数に応じて絶縁片２１ｂを複数設けることもできる。
【００９６】
絶縁チューブ２２は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性樹脂等からなる筒状フィルムである。この絶縁チューブ２２は、蓋体２７の端子部４１ａに接続された正極リード端子６の接続部６ｂが、外装缶２６のかしめ部２６ｃや外周面２６ｄに接触しないように、少なくとも外装缶２６の外周面２６ｄとかしめ部２６ｃとを覆うようにされている。
【００９７】
そして、この絶縁チューブ２２は、絶縁性樹脂等からなる筒状フィルムに電池素子２０を発電素子２４の捲回軸方向に挿入した後に、所定の温度雰囲気に曝すことで筒状フィルムが収縮し、電池素子２０の外周に密着するように装着される。また、この絶縁チューブ２２は、電池２ａ〜電池２ｌが収納ケース４内に収納された際の省スペース化を図るために、その厚みが数μｍ〜数十μｍ程度と非常に薄くされている。
【００９８】
絶縁シート２３は、厚みが１３０μｍ〜１８０μｍ程度のシート状の難燃性材料等からなるシート状フィルムであり、一方の主面に粘着層が設けられている。そして、この絶縁シート２３は、少なくとも外装缶２６の外周面２６ｄの正極リード端子６の接続部６ｂが相対する領域を覆うように絶縁チューブ２２上又は正極リード端子６の接続部６ａに貼り付けられている。すなわち、絶縁シート２３は、正極リード端子６の接続部６ａと外装缶２６の外周面２６ｄとの間に介在するように配置されている。
【００９９】
これにより、絶縁シート２３は、例えば電源装置１が落下して電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋが衝撃を受け正極リード端子６の接続部６ｂが変形した場合、変形した正極リード端子６の接続部６ｂが厚みの薄い絶縁チューブ２２を突き破っても外装缶２６の外周面２６ｄと接続部６ｂとが接触しないように作用する。
【０１００】
また、絶縁シート２３は、外装缶２６と正極リード端子１１との絶縁が絶縁チューブ２２だけで行われることがないように、少なくとも端部が絶縁ワッシャ２１の絶縁片２１ｂと重なるようにされている。
【０１０１】
このように、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋは、電池素子２０に、蓋体２７に接続された正極リート端子６と外装缶２６とが接触して起こる外部短絡を防ぐ絶縁ワッシャ２１、絶縁チューブ２２、絶縁シート２３が取り付けられた構成となっている。また、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋ以外の電池２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｊ，２ｌは、電池２ｃと同様の構成であっても良いが、正極リード端子６の接続部６ｂが外装缶２６に接触する虞がないことから、従来のような絶縁部のない絶縁ワッシャを取り付けるようにしても、外部短絡を適切に防止できる。
【０１０２】
そして、このような電池２ａ〜電池２ｌが備わる電源装置１では、例えば充電するために電子機器等から外して誤って落下させた場合に、電池２ａ〜電池２ｌは外装缶２６のかしめ部２６ｃ等が収納ケース４の電池仕切壁１３等に当たってダメージを受け易くなっている。しかしながら、この電源装置１おける電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋでは、正極リード端子６の接続部６ｂを介して外装缶２６のかしめ部２６ｃが衝撃を受けて正極リード端子６の接続部６ｂが非常に薄い絶縁チューブ２２を突き破っても、絶縁ワッシャ２１の絶縁片２１ｂが正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとの間に介在されていることから、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとが接触して起こる外部短絡が適切に防止される。
【０１０３】
以上のような構成の電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋでは、従来のように外装缶と正極リード端子との絶縁が絶縁チューブだけで行われることが無いことから、正極リード端子６が絶縁チューブ２２を突き破る等して外装缶２６に接触して起こる外部短絡を防止できる。
【０１０４】
具体的に、電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋでは、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとの絶縁は絶縁ワッシャ２１の絶縁片２１ｂと絶縁チューブ２２とで行われ、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃや外周面２６ｄとの絶縁は絶縁チューブ２２と絶縁シート２３とで行われており、外部短絡を適切に防止できる。
【０１０５】
したがって、電源装置１では、例えば落下等の衝撃を受けた場合に、衝撃により変形した正極リード端子６の接続部６ｂが外装缶２６に接触して起こる外部短絡を適切に防止できる電池２ａ〜電池２ｌを備えていることから、安全性を大幅に向上できる。
【０１０６】
また、この電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋでは、従来のようなかしめ部と正極リード端子との絶縁を折り曲げ加工が施された絶縁シートによって行っていたことを、絶縁片２１ｂまで一括して作製することができる絶縁ワッシャ２１で行えることから、絶縁シートの折り曲げ加工といった煩わしい工程等が無くなって製造時の歩留まりを向上できる。
【０１０７】
さらに、この電池２ｃ，２ｅ，２ｉ，２ｋでは、従来のような外装缶のかしめ部までを覆うような長さの絶縁シートにしなくて良いことから、絶縁シート２３の使用量が少なくなって低コスト化を図れる。
【０１０８】
以上では、基体部２１ａの端部より絶縁片２１ｂ一つ突出した絶縁ワッシャ２１を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば図７に示すような形状の絶縁ワッシャ５０を用いても上述した絶縁ワッシャ２１と同様の作用効果が得られる。なお、絶縁ワッシャ５０においては、以下の説明において上述した電源装置１と同等な構成及び部位については、説明を省略するとともに、図面において同じ符号を付するものとする。
【０１０９】
この絶縁ワッシャ５０は、蓋体２７の端子板４１の上方に配置され、例えば変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の絶縁性樹脂等からなる。この絶縁ワッシャ５０は、外装缶２６のかしめ部２６ｃの外径と同等の外径を有する略円盤状の基体部５０ａと、基体部５０ａの端部全周に亘って周壁のように設けられた絶縁部５０ｂとにより構成されている。また、この絶縁ワッシャ５０には、端子板４１の上方に配置された際に、端子部４１ａを外部に臨ませる孔部５０ｃが基体部５０ａの略中央部に設けられている。
【０１１０】
絶縁ワッシャ５０は、基体部５０ａが、端子部４１ａに接続された正極リード端子６が端子部４１ａ以外で端子板４１や外装缶２６のかしめ部２６ｃと接触しないように絶縁させる。また、絶縁ワッシャ５０は、基体部５０ａの端部全周に設けられた絶縁部５０ｂが、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとの間に必ず介在されることから、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとが接触しないように絶縁させる。
【０１１１】
このため、絶縁ワッシャ５０では、絶縁部５０ｂが外装缶２６のかしめ部２６ｃ全体を覆うようにされることで、正極リード端子６の接続部６ｂと外装缶２６のかしめ部２６ｃとを適切に絶縁できる。また、この絶縁ワッシャ５０では、上述した絶縁ワッシャ２１のように、絶縁片２１ｂを正極リード端子６の接続部６ｂと相対する位置に配置させるといった作業をしなくてよく、電池素子２０に容易に装着でき、電池製造時の歩留まりを向上できる。
【０１１２】
この絶縁ワッシャ５０を作製する際は、先ず、例えば絶縁性樹脂からなる帯状のワッシャ基材５１ａより、略中央部に孔部５０ｃが形成された電池素子２０の外径より大きな寸法の円盤状板材からなるワッシャ前駆体５１ｂを打ち抜き金型等で打ち抜く。次に、このワッシャ前駆体５１ｂは、端部全周に周壁が形成されるように絞り金型等で絞り加工が施されることで、基体部５０ａの端部全周に絶縁部５０ｂが設けられた絶縁ワッシャ５０が作製される。
【０１１３】
この絶縁ワッシャ５０は、ワッシャ前駆体５０ｂの打ち抜き加工と絞り加工とを、打ち抜きながら絞ることが可能な打ち抜き絞り金型等で同時に行うようにして作製させることも可能である。これにより、絶縁ワッシャ５０では、上述した絶縁ワッシャ２１と同様に、従来のようなかしめ部と正極リード端子との絶縁を折り曲げ加工が施された絶縁シートによって行っていたことを、一括して形成された絶縁部５０ｂで行うことができ、絶縁シートの折り曲げ加工といった煩わしい工程等が無くなることから電池製造時の歩留まりを向上できる。
【０１１４】
そして、このようにして形成される絶縁ワッシャ５０は、図８に示すように、電池２の蓋体２７上に端子部４１ａが孔部５０ｃから臨み、外装缶２６のかしめ部２６ｃが絶縁部５０ｂで覆われるように配置される。
【０１１５】
この場合、外装缶２６においては、図７中矢印Ａで示すかしめ部２６ｃの外径を、図７中矢印Ｂで示す外装缶２６の外径より絶縁ワッシャ５０における絶縁部５０ｂの厚みの分だけ小さくしている。
【０１１６】
これにより、絶縁ワッシャ５０では、電池２ａ〜電池２ｌに配置された際に、絶縁部５０ｂの主面を、外装缶２６の外周面２６ｄに対して略同一面することができる。したがって、絶縁ワッシャ５０では、電源装置１において、隣接する電池間に隙間が無い状態で一体化された電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄを提供できることから、電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが小型化され、収納ケース４内の電池モジュール５ａ〜電池モジュール５ｄが収納される空間を省スペース化でき、電源装置１の小型化を図れる。
【０１１７】
また、この絶縁ワッシャ５０では、例えば電池２ａ〜電池２ｌが電源装置１を構成することなく単体で用いられた場合に、外装缶２６のかしめ部２６ｃを絶縁部５０ｂが覆っていることから、互いに近くにある外装缶２６のかしめ部２６ｃと蓋体２７とが外部からの導電材により導通されることを適切に防止できる。
【０１１８】
なお、上述した実施の形態は、円筒形のリチウムイオン二次電池である電池素子２０を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えばリード端子が取り付けられた状態で外筐体等に収納される角型や薄型等の一次電池及び二次電池等にも適用可能である。
【０１１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、絶縁ワッシャがリード端子と角部に係合される外装容器とを適切に絶縁し、絶縁シートがリード端子と外装容器の外周面とを適切に絶縁することから、外装容器とリード端子とが接触して起こる外部短絡を防止できる。
【０１２０】
また、本発明によれば、外部短絡を絶縁板と絶縁シートだけで適切に防止でき、他の部材を必要としないことから、製造歩留まりを向上でき、且つ低コスト化を図れる。
【０１２１】
したがって、本発明に係る電池及び電源装置は、外部短絡が適切に防止され、且つ製造時の歩留まりが向上された電子機器等の電源として幅広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電源装置を示す分解斜視図である。
【図２】同電池の内部構造を示す断面図である。
【図３】同電池の要部が切り欠かれた斜視図である。
【図４】同電池に備わる絶縁ワッシャの作製工程を説明する斜視図である。
【図５】同電池を構成する電池素子に絶縁ワッシャが配置された状態を示す斜視図である。
【図６】同電池を構成する電池素子に他の例の絶縁ワッシャが配置された状態を示す斜視図である。
【図７】同電池に備わる他の例の絶縁ワッシャの作製工程を説明する斜視図である。
【図８】同電池を構成する電池素子に他の例の絶縁ワッシャが配置された状態を示す斜視図である。
【図９】従来のリチウムイオン二次電池を示しており、同図（ａ）はリチウムイオン二次電池に取り付けられる絶縁ワッシャやリード端子を示した分解斜視図であり、同図（ｂ）は絶縁ワッシャやリード端子が取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図１０】同リチウムイオン二次電池を示す要部断面図である。
【図１１】同リチウムイオン二次電池の他の構成例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  電源装置、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ  電池、３  回路基板、４  収納ケース、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  電池モジュール、６  正極リード端子、６ｂ  接続部、７  負極リード端子、２０  電池素子、２１，５０  絶縁ワッシャ、２１ａ，５０ａ  基体部、２１ｂ  絶縁片、２１ｃ、５０ｃ  孔部、２２  絶縁チューブ、２３  絶縁シート、２４  発電素子、２６  外装缶、２６ｃ  かしめ部、２６ｄ  外周面、２７  蓋体、３８  ガスケット、４１  端子板、４１ａ  端子部、４６ａ，５１ａ  ワッシャ基材、４６ｂ、５１ｂ  ワッシャ前駆体、５０ｂ  絶縁部
【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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