(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体および電解質を収容する電池ケースと、
導電性金属材料により一体に形成された電極端子であって、前記電極体と電気的に接続され、前記ケースに設けられた端子引出孔を貫通して該ケースの内部から外部に引き出されており、その引き出された外側端部がボルト部を構成している電極端子と、
を備えた密閉型電池であって、
前記電極端子は、前記ボルト部よりも前記電極体側に設けられたカシメ部のカシメによって前記ケースに固定されており、
前記電極端子は、前記引出孔の内部開口端側に係止された係止部と、前記ボルト部と前記係止部との間に形成されたカシメ軸部とを備え、
前記カシメ軸部の少なくとも外側端は前記ケースの外部に位置し、該外側端に前記カシメ部が設けられており、
前記ボルト部と前記カシメ軸部とが前記端子引出孔を貫通する同一軸上に配置されるように形成されており、
前記カシメ軸部は前記ボルト部よりも大径であり、該カシメ軸部の外側端には前記軸と直交して平面状に広がる部分を有する環状の座面が形成され、該座面の外周縁に前記カシメ部が設けられている、密閉型電池。
【請求項２】
前記座面外周縁の複数箇所に、該外周縁の周方向に間隔をあけて前記カシメ部が設けられている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記複数のカシメ部は前記カシメ軸部の軸に対して放射状に配置されている、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
開口部を有するカシメ受けプレートをさらに備え、該開口部に貫通させた前記電極端子の外縁部を前記プレートにカシメることにより前記カシメ部が形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池。
【請求項５】
前記引出孔の開口端を囲む前記ケース壁面に対向して配置された環状のシール部材であって、前記カシメにより前記ケース壁面に圧接されて前記引出孔をシールする環状のシール部材をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の電池。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型電池を単電池とし、該単電池を複数備えてなる組電池であって、
前記組電池を構成する二以上の前記単電池の電極端子を接続する接続部材を備え、
前記ボルト部を前記接続部材の開口部に貫通させて該接続部材の外方から前記ボルト部に装着されたナットを締め付けることにより前記接続部材が前記電極端子に固定されている、組電池。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の密閉型電池を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池等の密閉型電池に関し、詳しくは、電池ケースの端子引出孔を貫通して電極端子が引き出された構成の密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池その他の密閉型電池（典型的には二次電池）は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。この種の密閉型電池に関する従来技術文献として特許文献１，２が挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−２１５８８０号公報
【特許文献２】特開２０００−１８２５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
密閉型電池の一つの代表的な構成として、電極体および電解質（典型的には非水電解質）が電池ケース（外装容器）に収容され、電極端子（正極端子および負極端子のうち少なくとも一方）が上記ケースに設けられた端子引出孔を貫通して該ケースの内部から外部に引き出された構成が挙げられる。かかる構成の電池における端子引出構造として、例えば図１５に示すように、外側端部がボルト部９５９として構成された電極端子９０４を、係止部９４１にシール部材９６２を載置して電池ケース９２０の端子引出孔９２６に内側から挿通し、ケース９２０の外側においてワッシャ９７７を介してボルト部９５９に装着した固定ナット９７８を締め付けることにより端子９０４を引き上げることで、上記ケース内壁面と係止部９４１との間でシール部材９６２を圧縮した状態で端子９０４をケース９２０に固定（ボルト締結）するように構成されたものがある。シール部材９６２の圧縮の程度（圧縮量）は、固定ナット９７８の締め付け（締結）の程度により調整されて、所望のシール性能が確保されるようになっている。特許文献１，２にはこの種のシール構造を備えた密閉型電池が記載されている。なお、図１５中の符号９７４は電極端子９０４と外部回路（他の電池の電極端子であり得る。）とを接続するための接続部材（外部接続部材）であり、符号９７２は電極端子９０４に接続部材９７４を取り付けるための接続ナットである。固定ナット９７８の上から接続部材９７４および接続ナット９７２をボルト部９５９に装着して該ナット９７２を締め付けることにより、電極端子９０４に接続部材９７４が固定されている。また、符号９６８は電極端子９０４と電池ケース９２０とを絶縁する絶縁部材（例えば樹脂部材）である。
【０００４】
ここで、図１５に例示する構成では、電極端子９０４がケース９２０の外部に引き出された箇所から接続部材９７４と接続される箇所までの距離（接続距離）が、この間に介在される固定ナット９７８の分だけ長くなってしまう。上記接続距離が長くなることは電極端子の抵抗（端子抵抗）を上昇させる要因となり得る。端子抵抗が大きくなると、電池と外部との接続抵抗も上昇し、これにより電池の出力性能が低下してしまう。したがって、複数個の電池を接続して構成される組電池や高い出力性能が求められる電池（組電池の形態であり得る。）においては、上記端子抵抗を低くすることが殊に重要である。
【０００５】
本発明は、電池ケースの端子引出孔を貫通して電極端子が引き出された構成の密閉型電池であって、上記接続距離の短縮に適した端子引出構造を有する密閉型電池を提供することを一つの目的とする。本発明の他の目的は、上記密閉型電池を複数個接続してなる組電池を提供することである。本発明のさらに他の目的は、かかる電池を備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、電極体および電解質を収容する電池ケースと、導電性金属材料により一体に形成された電極端子とを備える密閉型電池が提供される。その電極端子は、前記電極体と電気的に接続されており、前記ケースに設けられた端子引出孔を貫通して前記ケースの内部から外部に引き出されている。前記電極端子のうちケース外部に引き出された外側端部はボルト部として構成されている。そして、前記電極端子は、前記ボルト部よりも前記電極体側（すなわち、該電極端子の内側端部に近い側）に設けられたカシメ部のカシメによって前記ケースに固定（カシメ固定）されている。
【０００７】
かかる構成によると、電極端子のケースへの固定がカシメにより行われているので、図１５に示す構成における固定ナット９７８を必要としない。したがって、電極端子がケース外部に引き出された箇所から該電極端子に外部接続部材（上記電極端子と、例えば他の電池、負荷、充電器等とを接続する部品）が固定される箇所までの距離（接続距離）が上記固定ナットの配置に係る制約を受けることがないので、該接続距離をより短くした構成を採用することが可能となる。これにより端子抵抗を低減し、より高性能（例えば高出力）の電池とすることができる。また、上記接続距離を短くすることにより、電極端子のケース外部への突出長さをより短くした構成を採用することが可能となる。これにより電池の配置スペースをより小さくすることができる。ここに開示される密閉型電池は、例えば組電池を構成するための電池（組電池用単電池）として好適に利用され得る。
【０００８】
なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池および二次電池を含む概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する概念である。ここに開示される技術は、典型的には密閉型の二次電池に適用される。
【０００９】
ここに開示される電池の典型的な一態様では、該電池が、前記引出孔の開口端を囲む前記ケース壁面に対向して配置された環状のシール部材をさらに備える。前記シール部材は、前記カシメにより前記ケース壁面に圧接されて前記引出孔をシールしている。かかる構成によると、図１５に示す構成における固定ナット９７８を必要とすることなく、上記カシメにより電極端子をケースに固定するとともに上記シール部材を圧縮して上記引出孔をシールすることができる。
【００１０】
ここに開示される電池の好ましい一態様では、前記電極端子が、前記引出孔の内部開口端側（すなわちケースの内側）に係止された係止部と、前記ボルト部と前記係止部との間に形成されたカシメ軸部とを備える。前記カシメ軸部は、少なくとも外側端（すなわちボルト部側端）が前記ケースの外部に位置しており、該外側端に前記カシメ部が設けられている。ここで、前記電極端子は、前記ボルト部と前記カシメ軸部とが前記端子引出孔を貫通する同一軸上に配置されるように形成されている。かかる構成によると、前記カシメ軸部の外側端をカシメる（典型的には、該外側端にボルト部側から応力を加えることで当該部分を塑性変形させてカシメ部を形成する）ことにより、上記カシメ部と上記係止部との間に上記引出孔周囲のケース壁面（典型的には、該ケース壁面および上記シール部材）を挟みつけた（圧縮した）状態で、上記電極端子を上記ケースに適切に固定することができる。また、カシメ軸部とボルト部とを同軸に形成することにより、両部分を効率よく（短距離で）連結することができる。このことは端子抵抗を低減する上で有利である。
【００１１】
前記カシメ軸部は、好ましくは前記ボルト部よりも大径の形状を呈する。ここで、カシメ軸部がボルト部よりも大径であるとは、軸方向外側からみてカシメ軸部がボルト部よりも外周側に張り出した部分を有することをいう。好ましい一態様では、カシメ軸部の断面形状がボルト部の断面形状の拡大相似形状（典型的には円形状）である。前記カシメ軸部の外側端（ボルト部側端）には、前記軸と直交して平面状に広がる部分を有する環状の座面が形成されている。この座面の外周縁に前記カシメ部が設けられている。かかる構成によると、上記ボルト部よりも外周側に張り出した上記座面外周縁に該ボルト部側から応力を加えることにより（例えば、上記外周縁にカシメ装置のヘッドを打ち付けることにより）上記カシメ部を容易に形成することができる。したがってカシメ部（ひいては電池）の生産性がよいので好ましい。また、上記座面が軸に直交する平面部を有するので、例えば該座面上に外部接続部材が配置された状態で該接続部材を電極端子に固定することにより、品質安定性のよい固定状態を容易に実現することができる。例えば、上記接続部材の外側（上方）からボルト部に装着したナットを締め付ける態様で該接続部材を電極端子に固定する場合において、上記ナットの締め付け終点を把握しやすい。したがって、該ナットの締付力（締付トルク）を適切に管理して高精度に締め付けを行うことができる。
【００１２】
前記カシメ部は、前記座面外周縁の全周に亘って連続して（環状に）設けられていてもよく、前記外周縁の一部に設けられていてもよい。座面外周縁の一部にカシメ部が設けられた構成（すなわち部分カシメ）を好ましく採用することができる。かかる構成の電池によると、座面全体としての表面形状（カシメ軸部のボルト部側端面）を概ね平面状とし得ることから、該座面上に配置された外部接続部材の固定をより品質安定性よく実施することができる。
【００１３】
上記カシメ部は座面外周縁のうち一箇所のみに設けられていてもよいが、通常は、該外周縁の周方向に間隔をあけて複数個所（二箇所以上）にカシメ部が設けられた構成がより好ましい。前記複数のカシメ部は、好ましくはカシメ軸部の軸に対して放射状に（典型的には略等間隔で）配置されている。これにより各カシメ部にかかる負荷（換言すれば、各カシメ部が担うカシメ力）をより均一化することができる。上述のようにカシメ部の形成によりシール部材を圧縮する形態の電池（端子引出構造）においては、端子引出孔の周方向の各部において安定した圧縮力（シール性能）を実現するという観点から、上記放射状の配置を採用する意義が特に大きい。
【００１４】
ここに開示される電池の好ましい一態様では、該電池が、開口部を有するカシメ受けプレートをさらに備える。そして、該開口部に貫通させた前記電極端子の外縁部を前記プレートにカシメることにより（典型的には、前記外縁部の少なくとも一部を外周側に塑性変形させて前記プレートの開口部周縁に係合させることにより）前記カシメ部が形成されている。かかる構成によると、上記カシメにより上記カシメ受けプレートを上記ケース側に押圧することで（典型的には、上記プレートと上記係止部との間に上記引出孔周囲のケース壁面を挟みつけることにより）、上記電極端子を適切に固定することができる。上記プレートには、電極端子のカシメ部を受け入れる凹部が形成されていることが好ましい。この凹部に電極端子をカシメることにより、より品質安定性よく（例えば、カシメ力のバラツキを抑えて）カシメ部を形成することができる。
【００１５】
本発明によると、また、ここに開示されるいずれかの密閉型電池を単電池とし、該単電池を複数備えてなる組電池が提供される。その組電池は、前記組電池を構成する二以上の前記単電池（典型的には、隣接する二つの単電池）の電極端子を接続（連結）する接続部材を備える。その接続部材は、該接続部材に設けられた開口部に前記ボルト部を貫通させて、前記接続部材の外方から前記ボルト部に装着されたナットを締め付けることにより前記電極端子に固定されている。かかる構成によると、上述のように接続距離の短い（ひいては端子抵抗の低い）単電池を用いることにより、より抵抗値の低い（出力性能の高い）組電池が構築され得る。また、上記接続距離が短縮された単電池を用いることにより、より配置スペースの小さい組電池が構築され得る。
【００１６】
ここに開示されるいずれかの密閉型電池（例えばリチウムイオン電池）は、高出力化および省スペース化に適することから、車両に搭載される電池（組電池の形態で使用される電池であり得る。）として好適に利用され得る。したがって本発明によると、ここに開示されるいずれかの密閉型電池を備えた車両（例えば自動車）が提供される。また、ここに開示されるいずれかの組電池は車両に搭載される組電池として好適に利用され得る。したがって本発明によると、ここに開示されるいずれかの組電池を備える車両が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のいくつかの好適な実施形態例を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１８】
本発明に係る密閉型電池（典型的には二次電池、例えばリチウムイオン電池）は、自動車等の車両に搭載されるモータ（電動機）用電源として好適に使用し得る。したがって本発明は、例えば図１４に模式的に示すように、かかる密閉型電池１０（当該電池１０を複数個直列に接続して形成される組電池（好ましくは本発明に係る組電池２）の形態であり得る。）を電源として備える車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車等のように電動機を備える自動車）１を提供する。
【００１９】
特に限定することを意図したものではないが、以下では捲回型の電極体（捲回電極体）と非水系の液状電解質（電解液）とを扁平な角形（箱形）のケースに収容した形態の密閉型リチウムイオン電池を例として本発明を詳細に説明する。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。
【００２０】
図１，２に示すように、本実施形態に係るリチウムイオン電池１０は、所定の電池構成材料（正負極それぞれの集電体に正負極それぞれの活物質が保持されたシート状の電極、セパレータ等）を具備する電極体３０が、適当な電解液（図示せず）とともに、該電極体を収容し得る形状（ここでは扁平な直方体形状すなわち角型）の電池ケース２０に収容された構成を有する。
【００２１】
ケース２０は、一端に開口部を有する箱形（すなわち有底四角筒状）のケース本体２１と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ蓋体２２とを備える。蓋体２２は本体２１の開口形状に合う長方形状に形成されている。その長手方向の一端および他端に設けられた端子引出孔２４を貫通して、捲回電極体３０に接続された正極端子４０および負極端子６０がケース２０（蓋体２２）の外部に引き出されている。ケース２０を構成する材質としては、一般的なリチウムイオン電池で使用されるものと同様のもの等を適宜使用することができ、特に制限はない。放熱性等の観点から、金属製（例えばアルミニウム製）のケース２０を好ましく採用することができる。本実施形態のケース２０（本体２１および蓋体２２）はアルミニウム製である。
【００２２】
捲回電極体３０は、図６に示すように、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、長尺シート状の正極（正極シート）３２および負極（負極シート）３４を計二枚の長尺シート状のセパレータ（セパレータシート）３６とともに積層して長手方向に捲回し、得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製され得る。正極シート３２と負極シート３４とは幅方向に位置をややずらして、セパレータシート３６の幅方向の一端および他端からシート３２，３４の幅方向の一端がそれぞれはみ出すように積層された状態で捲回されている。その結果として、捲回電極体３０の捲回軸方向の一方および他方の端部には、正極シート３２の幅方向の一端が捲回コア部分３１（すなわち正極シート３２と負極シート３４とセパレータシート３６とが密に捲回された部分）から外方にはみ出した部分（正極シートはみ出し部分）３２Ａと、負極シート３４の幅方向の一端が捲回コア部分３１から外方にはみ出した部分（負極シートはみ出し部分）３４Ａとがそれぞれ形成されている。
【００２３】
かかる捲回電極体３０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば正極シート３２は、長尺状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）上に正極活物質層が形成された構成であり得る。この正極活物質層の形成に用いる正極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＣｏＯ２，ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。負極シート３４は、長尺状の負極集電体（例えば銅箔）上に負極活物質層が形成された構成であり得る。この負極活物質層の形成に用いる負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。上記セパレータシートの好適例としては、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。本実施形態では、正極シート３２としてアルミニウム箔を、正極活物質としてＬｉＮｉＯ２を、負極シートとして銅箔を、負極活物質として天然黒鉛を、セパレータシートとして多孔質ポリプロピレンシートを使用している。
【００２４】
図６に示すように、正極端子４０の内側端部は電極体３０の正極シートはみ出し部分３２Ａに接続（例えばレーザ溶接）されている。この正極端子４０は、上記内側端部の側から順に、捲回電極体３０の径方向外側に延びる板状（帯状）の第一リード部４２Ａと、第一リード部に続いて形成され電極体３０の外周に沿って軸方向（第一リード部の延びる方向に対して略直角方向）に延びる板状（帯状）の第二リード部４２Ｂと、第二リード部の板面から電池の外方向に略垂直に（したがって同軸状に）延びる円柱状のカシメ軸部４４と、カシメ軸部４４と同軸に形成されたボルト部４８とを備える。ボルト部４８は、カシメ軸部４４よりも小径の円柱状であって、その外周にはネジ溝が形成されている。このボルト部４８が正極端子４０の外側端部を構成している。
【００２５】
図２に示すように、正極端子４０は、第二リード部（係止部）４２Ｂが引出孔２４の内側開口端に係止され、その外側に続く部分（カシメ軸部４４およびボルト部４８）が端子引出孔２４を貫通してケース２０の外部に引き出されている。したがって、カシメ軸部４４とボルト部４８とは、引出孔２４を貫通する同一軸上に配置されている。ボルト部４８およびカシメ軸部４４は大まかにいって段付き円筒状に形成されている。カシメ軸部４４の外側端（ボルト部４８側の端）は、該カシメ軸部４４の軸と直交する平面に沿って環状に広がる座面４５を構成している。
【００２６】
引出孔２４の内側開口端を囲む蓋体２２（ケース２０）の内壁面と第二リード部４２Ｂの上面（ここでは便宜上、蓋体２２の外面を上として説明するが、電池１０の姿勢を限定するものではない。以下同じ。）との間には、ドーナツ盤状（孔開き円板状）のシール部材７２が介在されている。また、第二リード部４２Ｂの外縁には内側絶縁部材７４が係合されている。引出孔２４の外部開口端には、外側絶縁部材７６の筒部７６Ｂがケース外側から挿入されており、これにより引出孔２４の壁面とカシメ軸部４４の外周との直接接触が阻まれている。外側絶縁部材７６は、筒部７６Ｂに続いて形成され蓋体２２の外面に沿って広がる皿部７６Ａを有する。この皿部７６Ａの窪みに合わせてカシメ受けプレート５０が配置されている。
【００２７】
カシメ受けプレート５０の形状を図４および図５に示す。プレート５０は、大まかにいって方形板状の外形を有し、その中央部には正極端子４０を貫通させる開口部５２が設けられている。開口部５２を囲むカシメ受けプレート５０の上端部分には、開口部５２に向かって傾斜する底面（テーパ面）を有する切欠き（凹部）５４が、開口部５２の周方向に９０度間隔で四つ形成されている。
【００２８】
図２に示すように、プレート５０の上面は座面４５の上面と略同じ高さ（すなわち、略同一平面上）にある。このことによって、後述する接続部材１２（図９参照）を該平面上に安定して固定し得るようになっている。そして、座面４５の外周縁には、プレート５０の切欠き５４に対応する四箇所に（すなわち、上記外周縁の周方向に９０度間隔で）、該座面４５（カシメ軸部４４の上端）を外周側にカシメてなるカシメ部４７が形成されている。これらのカシメ部４７が切欠き５４に係合する（カシメられる）ことにより、引出孔２４を囲む蓋体２２の内壁面と第二リード部４２Ｂの上面との間でシール部材７２を圧縮した状態で、正極端子４０が蓋部２２（ケース２０）に固定されている。
【００２９】
上記カシメは、シール部材７２を所望の圧縮荷重（例えば１００Ｎ程度）で圧縮し得るように行われていることが好ましい。かかる圧縮荷重（シール圧）は、カシメ部４７によるカシメ面積（四つのカシメ部４７についての合計値）、切欠き５４の形状、プレート５０の形状および構成材料（例えば引張強度）等を適切に選択することにより実現され得る。ここでカシメ面積とは、プレート５０の上方からみて、カシメられた正極端子４０（カシメ部４７）と切欠き５４とが重複している部分の面積をいう。
【００３０】
負極端子６０の外形およびその引出構造は正極端子側と同様である。すなわち、負極端子６０は、電極体３０の負極シートはみ出し部分３４Ａに接続（例えば抵抗溶接）された内側端部側から順に、第一リード部６２Ａ、第二リード部６２Ｂ、カシメ軸部６４およびボルト部６８を備え、引出孔２４の内側開口端に第二リード部６２Ｂを係止してその外側部分が引出孔２４を通してケース２０の外部に引き出されている。カシメ軸部６４とボルト部６８とは引出孔２４を貫通する同一軸上に配置されている。引出孔２４の内側開口端を囲む蓋体２２の壁面と第二リード部６２Ｂとの間にはシール部材７２が介在され、第二リード部６２Ｂの外縁には内側絶縁部材７４が係合されている。引出孔２４の外側には、正極側と同様の外側絶縁部材７６およびカシメ受けプレート５０が配置されている。そして、カシメ軸部６４の上端面を構成する座面６５の外周縁を９０度間隔で外周側にカシメる（すなわち部分カシメを行う）ことにより、プレート５０の切欠き５４に係合する四つのカシメ部６７が形成されている。
【００３１】
正極端子４０は導電性のよい金属材料により構成することができ、好ましい構成材料としてアルミニウム（典型的には、ＪＩＳに規定する材質番号が１０００番台の純アルミニウム）、アルミニウム合金（アルミニウムを主成分とする合金）等が例示される。本実施形態の正極端子４０は純アルミニウム製である。負極端子６０もまた導電性の良い金属材料により構成されており、好ましい金属材料として銅（本実施形態）、銅合金等が例示される。本実施形態の電極端子４０，６０は、図４に示されるように、電極体３０に接続される内側端部からボルト部４８（外側端部）までの全体が一体の金属部品として形成されている。なお、図４では、説明の便宜のため、電極体３０および電極端子４０，６０以外の電池構成要素およびカシメ部４７，６７の図示を省略している。
【００３２】
カシメ受けプレート５０の構成材料としては、正極端子４０および負極端子６０をそれぞれカシメ可能な材料であって、該カシメにより付与されるカシメ圧（シール部材７２の圧縮荷重に対応する。）に耐え得る強度を有する材料を適宜選択して用いることができる。正極側および負極側のプレート５０の構成材料は同一であってもよく異なってもよい。導電性のよい金属材料を用いて構成されたカシメ受けプレート５０を好ましく使用し得る。これにより、例えば図８，９に示すように外部接続部材１２をプレート５０の上面に固定して組電池を構築する場合、プレート５０を利用して端子４０，６０と接続部材１２との導通面積を増加させることができるので、端子４０，６０と接続部材１２との接続抵抗をより低下させ得る。導電性および強度の観点から好ましく採用し得る構成材料として、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、スチール、ステンレススチール（ＳＵＳ）等を例示することができる。カシメ部を構成する電極端子よりも高硬度の（典型的には、より引張強度の高い）材質からなるカシメ受けプレートを用いることが好ましい。これにより、所望のカシメ圧を得るために必要なカシメ面積をより小さくし得るので、カシメ部４７およびプレート５０の形状や配置等の設計自由度を高めることができる。好適例として、純アルミニウム製の正極端子４０とアルミニウム合金（例えば、ＪＩＳに規定する材質番号が５０００番台のアルミニウム合金）製のプレート５０との組み合わせ、純銅製の負極端子６０とベリリウム銅製のカシメ受けプレート５０との組み合わせ、等が挙げられる。また、スチールやＳＵＳの表面に銅や銀等の高導電性金属をメッキしてなるカシメ受けプレート５０を用いてもよい。本実施形態のカシメ受けプレート５０は、正極側、負極側ともにＳＵＳ製である。
【００３３】
シール部材７２の構成材料は、所望のシール性（例えば、水分の浸入を防止する性能）を発揮し得るものであればよく、特に限定されない。当該電池に使用される電解液に対する耐性のよい弾性材料が好ましい。例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（例えば、フッ化ビニリデン系（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−プロピレン系（ＦＥＰＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系（ＦＦＫＭ）等のフッ素ゴム）、ブチルゴム等の、有機溶剤に対する耐性の高い弾性材料を好ましく採用することができる。また、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム等の弾性材料により構成されたシール部材を用いてもよい。本実施形態のシール部材７２は例えばＥＰＤＭ製である。
【００３４】
絶縁部材７４，７６の構成材料としては、使用する電解液に対して耐性を示す各種のポリマー材料を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂；パーフロロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂；等のポリマー材料を好ましく採用することができる。また、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）等のポリマー材料を用いてもよい。内側絶縁部材７４の構成材料と外側絶縁部材７６の構成材料とは同一であっても異なってもよい。本実施形態の絶縁部材７４，７６はいずれもＰＰＳ製である。
【００３５】
このような構成を備えるリチウムイオン電池１０は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、上述のように端子引出孔２４が設けられた蓋体２２を用意し、該蓋体２２に正極端子４０および負極端子６０をカシメにより固定する。上述のように正極端子４０と負極端子６０とは同様の外形および引出構造を有するので、ここでは正極端子４０側を例として上記カシメ固定を行う過程を具体的に説明する。
【００３６】
図７に示すように、正極端子４０の第二リード部４２Ｂにシール部材７２および内側絶縁部材７４を係合させて、該端子４０のボルト部４８側を引出孔２４に内側から挿入する。また、引出孔２４の外側から外側絶縁部材７６およびカシメ受けプレート５４を配置する。そして、座面４５の外周縁の四箇所に応力を加え（典型的には、カシメ装置のヘッドを打ち付け）ることで、当該部分を外周側に塑性変形させてカシメ部４７を形成する。上記カシメにより、プレート５０が下方に押圧され（第二リード部４２Ｂが上方に引き上げられ）、蓋体２２の内壁面と第二リード部４２Ｂの上面との間でシール部材７２が圧縮される。この状態で正極端子４０が蓋体２２にカシメ固定される。
【００３７】
負極端子４０の蓋体２２へのカシメ固定は、正極側と同様にして行うことができる。正極端子４０および負極端子６０の固定順序は特に限定されない。
【００３８】
その後、蓋体２２に固定された正負の電極端子４０，６０の内側端部を、捲回電極体３０のはみ出し部３２Ａ，３４Ａにそれぞれ接合する（図６参照）。これにより電極体３０と蓋体２２とを結合する。そして、蓋体２２に結合された電極体３０をケース本体２１の開口部から内部に収めるようにして該開口部に蓋体２２を被せ、蓋体２２とケース本体２１との合わせ目を例えばレーザ溶接により封止する。
【００３９】
次いで、図示しない電解液注入孔からケース２０内に電解液を注入する。電解液としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、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、エチル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、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のリチウム塩を用いることができる。本実施形態に係るリチウムイオン電池では、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液を用いている。その後、上記電解液注入孔を塞いでケース２０を封止する。このようにしてリチウムイオン電池１０を製造（構築）することができる。
【００４０】
本実施形態のリチウムイオン電池１０では、電極端子４０，６０の蓋体２２（ケース２０）への固定およびシール部材７２の圧縮がカシメにより行われているので、これらをボルト締結により行う構成とは異なり、引出孔２４の外側にボルト締結用のナット（図１５に示す固定ナット９７８）を配置する必要がない。したがって、ケース外部に引き出された電極端子４０，６０のうち、より電極体３０に近い箇所に外部接続部材を接続することができる。すなわち、電極体３０から外部接続端子までの距離をより短くすることができる。これにより端子抵抗を低減し、電池１０の出力を向上させることができる。かかる端子抵抗の低減は、複数の電池を接続（典型的には直列接続）してなる組電池の構成要素（単電池）として用いられる電池（例えば車両の動力源として用いられる二次電池）において特に有益である。また、ボルト締結用ナットが不要となることにより電極端子４０，６０のケース外部への突出長さを短くすることができるので、電池１０の配置に要するスペースをより小さくすることができる。このことは、例えば車両への搭載等のように設置スペースの制約を受けやすい態様で使用される電池において特に有益である。
【００４１】
上記実施形態では、カシメ軸部４４の外側端を構成する座面４５の外縁部を部分的に（具体的には、９０度間隔で四箇所を）カシメている。かかる部分カシメは、上記外縁部の全周をカシメる（すなわち環状のカシメ部を形成する）態様に比べて、より低コスト（設備費、エネルギーコスト等）で実施し得るので好ましい。
【００４２】
また、シール部材の圧縮をボルト締結（固定ナットの締め付け）により行う構成では振動等により上記固定ナットに緩みが生じるとシール性能の低下を招来し得るところ、上記のようにシール部材の圧縮をカシメにより行う構成によると、振動に対してより安定したシール性能を維持することができる。このことは、車両搭載用電池のように振動が発生する状態での使用が前提となる密閉型電池では特に有益である。
【００４３】
上記実施形態のリチウムイオン電池１０を用いて構築される組電池の一好適例を図８および図９に示す。この組電池２は、複数のリチウムイオン電池（単電池）１０を所定方向（ここでは積層方向、すなわちケース２０の側壁をなす幅広面が互いに向かい合う方向）に配列してなる。図８には、該配列の中央部から三つの電池１０を含む部分を抜き出して示している。上記複数の単電池１０は、それぞれの正極端子４０および負極端子６０が交互に配置されるように一つづつ反転させて配置されている。そして、隣接する単電池１０間において、一方の正極端子４０と他方の負極端子６０とが導電性金属製の接続部材１２により連結されることで、電極端子４０，６０が電気的に接続されている。このように複数の単電池１０を直列に接続することにより、所望する電圧の組電池２が構築されている。なお、隣接する電池１０の間にはアルミニウム等からなる冷却プレート３が配置されている。冷却プレート３は、その両側に位置する二つの単電池１０のうち少なくとも一方のケース幅広面との間に冷媒通路（図示せず）を区画し得るように構成されている。
【００４４】
接続部材１２は、導電性金属材料により形成された長方形板状（帯状）の部材であって、その長手方向の一端および他端には電極端子４０，６０を貫通させる開口部１３が設けられている。組電池２の構築時には、図１０に示すように、接続部材１２の一端に形成された開口部１３に正極端子４０のボルト部４８を貫通させて、該接続部材１２をカシメ受けプレート５０の上面（座面４５と同一平面上にある。）に配置し、その上から接続ナット１６を締め付けて固定する。ここで使用する接続部材１２には、接続ナット１６の鍔部１６Ａの外縁部をカシメ可能な穴（凹部）１４が設けられている。この穴１４は、図１１に示すように、開口部１３の周方向の一箇所に、該鍔部１６Ａが配置される箇所（図中に二点鎖線で示している。）の外縁を径方向に跨いで配置されている。接続ナット１６を所定の締付力で締め付けた後（図１０）、鍔部１６Ａのうち穴１４の上方に配置された部分を穴１４にカシメることによりカシメ部１７を形成する。これにより接続ナット１６の回転（緩み）を防止することができる。接続部材１２の他端は、上述した一端側（正極端子側）と同様にして、隣接する単電池１０の負極端子６０に固定される。このようにして電極端子間が接続される。
【００４５】
なお、接続部材１２の構成材料としては、スチール、ＳＵＳ、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等を好ましく使用することができる。本実施形態の接続部材１２はＳＵＳ製である。
【００４６】
かかる形態の組電池２によると、該組電池２を構成する各単電池１０として上述のように電極端子４０，６０の端子抵抗が低減されたものが用いられていることにより、電池間の接続に係る抵抗を低減することができる。また、電極端子４０，６０のケース外部への突出長さが短いので、組電池２の配置に要するスペースをより小さくすることができる。
【００４７】
以上、本発明を好適な実施形態により説明したが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん種々の改変が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では一例として座面４５の外縁部に９０度間隔で四つのカシメ部４７が設けられ、該カシメ部４７を受け入れる切欠き５４が対応する四箇所に形成されたカシメ受けプレート５０を備えた電池１０につき説明したが、カシメ部の配置はこれに限定されず、例えば座面の外縁部に１８０度間隔で二つのカシメ部が設けられた構成としてもよい。かかる形態の電池では、図４，５に示す形状のプレート５０に代えて、例えば図１２および図１３に示すように、電極端子を貫通させる開口部１５２を囲む上端部分に上記カシメ部を受け入れる二つの切欠き１５４を有するカシメ受けプレート１５０を好ましく用いることができる。カシメ部を受け入れる凹部の形状は、上記実施形態のように底面が傾斜面として形成されたもの（図５に示す切欠き５４参照）に限定されず、例えば図１３に示す切欠き１５４のように、上記底面がカシメ軸部の軸に対して垂直な平面として形成された凹部であってもよい。かかる形状の凹部１５４によると、より高い剪断力に抗し得ることから、所望のカシメ圧を得るために必要なカシメ面積をさらに小さくし得る。なお、カシメ受けプレートの外形は、図４や図１２に示すような方形板状に限定されず、例えば円板状、六角形状等の形状であってもよい。
【００４９】
また、ここに開示される技術は、上記実施形態のように電極端子４０，６０が扁平な角型ケース２０の上端面から引き出される形態の電池１０のほか、例えば円筒型ケースの端面から電極端子が引き出される形態等の電池にも好ましく適用され得る。また、上記実施形態では正極端子４０および負極端子６０の双方に本発明を適用したが、一方の端子（例えば正極端子）のみに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一実施形態に係る電池の構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面を示す模式的断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面を示す模式的断面図である。
【図４】一実施形態に係る電池のカシメ受けプレートを示す模式的平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面を示す模式的断面図である。
【図６】一実施形態に係る電池の電極体および電極端子を示す模式的側面図である。
【図７】一実施形態に係る電池の製造過程を模式的に示す断面図である。
【図８】一実施形態に係る組電池の要部を模式的に示す斜視図である。
【図９】図８のIX−IX線断面を示す模式的断面図である。
【図１０】一実施形態に係る組電池の製造過程を模式的に示す断面図である。
【図１１】一実施形態に係る組電池の接続部材を示す模式的平面図である。
【図１２】他の実施形態に係る電池のカシメ受けプレートを示す模式的平面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線断面を示す模式的断面図である。
【図１４】本発明に係る電池を備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。
【図１５】従来の電池の一構造例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  自動車（車両）
２  組電池
１０  リチウムイオン電池（密閉型電池、単電池）
１２  接続部材
１３  開口部
１４  穴（凹部）
１６  接続ナット
１６Ａ  鍔部
１７  カシメ部
２０  電池ケース
２２  蓋体
２４  端子引出孔
３０  捲回電極体（電極体）
４０  正極端子（電極端子）
４４，６４  カシメ軸部
４５，６５  座面
４７，６７  カシメ部
４８，６８  ボルト部（外側端部）
５０  カシメ受けプレート
５２  開口部
５４，５５  切欠き（凹部）
６０  負極端子（電極端子）
７２  シール部材
９０４  電極端子
９２６  端子引出孔
９５９  ボルト部
９６２  シール部材
９７２  接続ナット
９７４  接続部材
９７８  固定ナット
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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