(57)【要約】【課題】水滴などが付着した場合であっても、外部端子とケースとが外部短絡することがない蓄電素子の端子構造および蓄電素子を提供すること。【解決手段】電池１０は、電極体を収納する導電性の電池ケース１１と、電力を取り出す正極端子１２および負極端子１２と、正極端子１２および負極端子１２と電池ケース１１との間を絶縁するためのガスケット２０とを備え、ガスケット２０は、正極端子１２および負極端子１２との軸方向に沿って形成された壁部２０ａを有する。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体を収納する導電性のケースと、電力を取り出す外部端子と、前記外部端子と前記ケースとの間を絶縁するための絶縁シール材とを備える蓄電素子の端子構造において、
前記絶縁シール材は、前記外部端子の軸方向に沿って形成された壁部を有することを特徴とする蓄電素子の端子構造。
【請求項２】
請求項１に記載する端子構造を有することを特徴する蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池やキャパシタの蓄電素子の端子構造およびそれを用いた蓄電素子に関する。さらに詳細には、外部短絡が起きないようにした蓄電素子の端子構造およびそれを用いた蓄電素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エネルギー密度が高いことから、リチウムイオン二次電池などの電池や、電気二重層の原理を利用したキャパシタが広く使用されている。そして、環境問題や資源問題などから、このような高性能な電池やキャパシタの蓄電素子が自動車の駆動用電源として使用され始めている。このような蓄電素子としての１つとして、例えば、特開２００２−２３１１９２号公報に開示されたものがある。この特開２００２−２３１１９２号公報に開示されたものを含めて、一般的な蓄電素子では、密閉されたケース内に、電極体を挿入してこの電極体に正極と負極とを接続し、それら正極と負極との間に電極反応を生じさせて電力を取り出すようになっている。
【０００３】
そして、このような蓄電素子の端子構造に着目すると、図６に示すように、正極端子１２と負極端子１３とがケース１１から突出して設けられている。これら正極端子１２および負極端子１３とは、図７に示すように、樹脂製のカラー２１およびガスケット３０を介してナット２２によりケース１１に取り付けられている。このように樹脂製のカラー２１およびガスケット３０を介して、ケース１１に正極端子１２および負極端子１３とを取り付けることにより、正極端子１２とケース１１との電気絶縁および負極端子１３とケース１１との電気絶縁、さらに端子取り付け部分の気密性を確保するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３１１９２号公報（第２〜３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の蓄電素子の端子構造では、外部短絡が起こるおそれがあるという問題があった。例えば、図８に示すように、正極端子１２あるいは負極端子１３に水滴２５が付着すると、その水滴２５により正極端子１２とケース１１、あるいは負極端子１３とケース１１とが電気的に接続されてしまうため外部短絡が生じるのである。ここで、図８に示す水滴２５よりも小さい水滴であっても、ナット２２とケース１１とが電気的に接続されてしまうので外部短絡が生じてしまう。そして、このようなことが正極端子１２および負極端子１３との両方で起こると、蓄電素子全体が外部短絡状態となり、蓄電素子としての機能を満足することができなくなってしまう。
【０００６】
このように現状の平面的な形状のガスケット３０では、正極端子１２とケース１１あるいは負極端子１３とケース１１とが外部短絡することを防止することができなかった。なお、ガスケット３０を大きくしても、水滴は水平方向へ広がるため外部短絡の発生を防止することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、水滴などが付着した場合であっても、外部端子とケースとが外部短絡することがない蓄電素子の端子構造および蓄電素子を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る蓄電素子の端子構造は、電極体を収納する導電性のケースと、電力を取り出す外部端子と、前記外部端子と前記ケースとの間を絶縁するための絶縁シール材とを備える蓄電素子の端子構造において、前記絶縁シール材は、前記外部端子の軸方向に沿って形成された壁部を有することを特徴とするものである。
【０００９】
この蓄電素子の端子構造では、外部端子とケースとの間を絶縁するための絶縁シール材は、外部端子の軸方向に沿って形成された壁部を有するので、外部端子に水滴などが付着した場合には、その付着物により外部端子とケースとが電気的に接続されることを防止することができる。すなわち、壁部は外部端子の軸方向に沿って形成されているので、水滴などの付着物が分断され、絶縁シール材とケースとにそれぞれ付着するからである。このように、外部端子とケースとが電気的に接続されないので、蓄電素子全体としても外部短絡状態になることがない。
【００１０】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る蓄電素子は、上記した端子構造を有することを特徴とするものである。
【００１１】
この蓄電素子では、上記した端子構造を用いているので、外部端子とケースとが電気的に接続されないため、蓄電素子全体としても外部短絡状態になることがない。したがって、外部環境に左右されることなく蓄電素子としての機能を十分に発揮させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蓄電素子の端子構造および蓄電素子を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、電池ケースの上面に外部端子が取り付けられ、その外部端子を上向きにした状態で使用する電池に本発明を適用したものである。
【００１３】
そこでまず、本実施の形態に係る電池の概略構成を図１に示す。図１は、電池の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る電池１０は、図１に示すように、角型形状をなすものであり、電池ケース１１の上面に、正極端子１２と負極端子１３とが設けられている。
【００１４】
電池ケース１１は、上面が開口した直方体形状の電池缶１１ａと、その開口にはめ込まれる蓋板１１ｂとによって構成されている。これら電池缶１１ａおよび蓋板１１ｂは、電解液に侵されないとともに、容易に変形しない程度の機械的強度を必要とすることから、アルミニウム、アルミニウム合金、あるいはステンレス鋼などが使用される。そして、電池缶１１ａと蓋板１１ｂとが溶接などによって接合されて電池ケース１１が構成されている。
【００１５】
ここで、電池ケース１１内に、電解液とともに挿入される電極体（図示せず）は、集電箔の表面に起電反応あるいは蓄電反応の素となる活物質を層状に形成させて正極および負極をセパレータを介して積層させたものである。電極の積層方法としては、正極および負極ともに数枚から数十枚を使用し、この正極および負極を１枚ずつ交互に積み重ねるように積層しても良いし（積層型）、帯状の長い正極および負極を１枚ずつ使用し、この正極および負極をロール状あるいは扁平ロール状に巻回するように積層しても良い（巻回型）。
【００１６】
そして、蓋板１１ｂには２つの貫通孔が形成されており、これらの貫通孔から正極端子１２と負極端子１３とが突出して固定されている。これら正極端子１２と負極端子１３とは、電極体に接続されている。これら正極端子１２と負極端子１３とは、電気導電性がありかつ電気化学的な反応によって電解液に溶出しないことが必要であることから、ニッケル、アルミニウム等が使用される。そして、正極端子１２と負極端子１３のそれぞれの取付部において、電池ケース１１との電気絶縁および気密性を確保するために、樹脂製のガスケット２０が装着されている。
【００１７】
続いて、本発明の特徴部分である端子の取付構造について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、電池１０の正極端子１２の取付構造を示す断面図である。図３は、正極端子１２の取付構造を示す分解斜視図である。なお、端子の取付構造は、正極も負極も同様であるから、ここでは正極端子１２について説明する。図２および図３に示すように、正極端子１２の取付部は、正極端子１２と、ガスケット２０と、カラーと２１、ナット２２とにより構成されている。そして、正極端子１２は、カラー２１を介して裏面側から蓋板１１ｂの貫通孔に挿入されている。この状態で、正極端子１２は蓋板１１ｂから突出している。そして、その突出している正極端子１２に対して、ガスケット２０が上方から挿入されている。すなわち、蓋板１１ｂは、ガスケット２０とカラー２１とに挟まれている。そして、正極端子１２の上方からナット２２を締め付けることにより、正極端子１２が蓋板１１ｂに取り付けられる。ここで、ガスケット２０およびカラー２１は樹脂部材であるから、これらにより正極端子１２と電池ケース１１との電気絶縁、および正極端子１２の取付部の気密性を確保するようになっている。これにより、電池１０は密閉構造となるのである。
【００１８】
ここで、水滴が端子付近に付着した場合について図４を用いて説明する。図４は、水滴２５が付着した状態を示す正極端子１２の部分の断面図である。図４に示すように、水滴２５が正極端子１２に付着すると、その水滴２５が小さいうちはガスケット２０内に留まっている。このため、水滴によって正極端子１２と蓋板１１ｂとが電気的に接続されることはない。
【００１９】
その後、水滴２５の付着量が増加して水滴が大きくなってくると、ガスケット２０内からはみ出す。このとき、ガスケット２０には壁部２０ａが形成されているため、大きくなった水滴２５は、図４に示すように、ガスケット２０内に留まるものと蓋板１１ｂ上に落下するものとに分割される。このため、水滴２５によって正極端子１２と蓋板１１ｂとが電気的に接続されることがない。
【００２０】
また、負極端子１３の端子構造も同様のものであるから、同様の現象が生じる。つまり、負極端子１３に水滴２５が付着した場合も、その水滴２５によって負極端子１２と蓋板１１ｂとが電気的に接続されることはない。
【００２１】
したがって、正極端子１２および負極端子１３の両方に水滴２５が付着したとしても、正極端子１２および負極端子１３は蓋板１１ｂと電気的に接続されることはないので外部短絡が起こらない。このように、非常な簡単な構成により、外部短絡が起こらないようにすることができる。
【００２２】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る電池１０では、電極体を収納する導電性の電池ケース１１と電力を取り出すための正極端子１２および負極端子１３との電気絶縁を確保するためのガスケット２０が、正極端子１２および負極端子１３の軸方向に沿って形成された壁部２０ａを有するので、正極端子１２および負極端子１３に水滴２５が付着した場合に、その水滴２５が大きくなってくると分断され、ガスケット２０内と蓋板１１ｂ上にそれぞれ付着する。したがって、水滴２５によって正極端子１２あるいは負極端子１３と電池ケース１１とが電気的に接続されることがない。これにより、外部短絡が起きないので、電池１０全体としても外部短絡状態になることがない。したがって、電池１０は外部環境に左右されることなくその機能を十分に発揮することができる。
【００２３】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、従来から使用されているガスケットとは異なる形状のガスケット２０を用いているが、図５に示すように、従来の平面的なガスケット３０を用いたまま、その外縁に沿って円筒状の壁部材４０をはめ込んでもよい。この場合には、ガスケット３０と壁部材４０とのはめあいは、しまりばめができるように設計すればよい。ただし、安全性を考慮する場合には、壁部材４０の外側からリング４１など（金属製のもが好ましい）で締め付けるのがよい。また、上記実施の形態では、電池１０について説明したが、もちろんキャパシタに対しても本発明を適用することができる。
【００２４】
また、上記した実施の形態では、ケースの上面に正極端子および負極端子を備えたタイプの電池について説明したが、例えば、円筒状のケースの両端部の反対側に正極端子、負極端子が備わるタイプの電池にも本発明を適用することができる。この場合には、電池の使用形態で上向きとなるケースの端部に備わる端子が本発明に係る端子構造となっていればよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係る蓄電素子の端子構造は、電極体を収納する導電性のケースと、電力を取り出す外部端子と、前記外部端子と前記ケースとの間を絶縁するための絶縁シール材とを備える蓄電素子の端子構造において、前記絶縁シール材は、前記外部端子の軸方向に沿って形成された壁部を有するので、外部端子に水滴などが付着した場合には、その付着物により外部端子とケースとが電気的に接続されることを防止することができる。
【００２６】
また、本発明に係る蓄電素子は、上記した端子構造を有するので、外部端子とケースとが電気的に接続されないため、蓄電素子全体としても外部短絡状態になることがない。したがって、外部環境に左右されることなく蓄電素子としての機能を十分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る電池を示す斜視図である。
【図２】端子取付部の構造を示す断面図である。
【図３】端子取付部を示す分解斜視図である。
【図４】端子に水滴が付着したときの様子を示す断面図である。
【図５】端子取付部の変形例を示す断面図である。
【図６】従来の蓄電素子の端子構造を示す斜視図である。
【図７】従来の端子取付部の構造を示す断面図である。
【図８】従来の端子取付部に水滴が付着したときの様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    電池
１１    電池ケース
１１ａ  電池缶
１１ｂ  蓋板
１２    正極端子
１３    負極端子
２０    ガスケット
２０ａ  壁部
【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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