(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の蓋体と、前記蓋体の上面に配された一枚の上パッキンと下面に配された一枚の下パッキンと、前記蓋体と前記上下パッキンとを貫通する２つの貫通孔と、前記２つの貫通孔に取り付けられた２つのボルト式又はナット式の出力端子とを備え、
前記２つの出力端子は、各々、端子本体と端子基体部と筒状のカシメ部とを備え、
前記端子基体部は平面視外形が非円形に形成され、
前記上パッキンには前記端子基体部と嵌合する２つの端子台座であって、前記端子基体部の平面視外形と同形状の凹部よりなるものを備えたことを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部機器と接続するための出力端子に、ボルト式端子本体又はナット式端子本体と端子基体部とを備えた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
端子基体部にボルト式端子本体を突設した端子を備えた従来のリチウムイオン二次電池の構造の一例を図６に示す。このリチウムイオン二次電池は、長円筒形の電池エレメント１を図示しない長円筒形容器状の電池缶と、この電池缶の上端開口部を塞ぐ蓋板２とからなる電池ケース内に収納したものである。蓋板２には、正極端子３と負極端子４とが取り付けられ、電池ケースの内部でそれぞれ集電接続体５，５’を介して電池エレメント１の正極１ａと負極１ｂに接続されている。
【０００３】
電池エレメント１は、帯状の正極１ａと負極１ｂをセパレータ１ｃを介し上下にずらして長円筒形に巻回したものであり、これにより長円筒形の上端側には正極１ａの集電体であるアルミニウム箔が突出すると共に、下端側には負極１ｂの集電体である銅箔が突出するようにしている。一方（図示左手前側）の集電接続体５は、この電池エレメント１の上端側で、波板状のＵ字部５ａの間に正極１ａのアルミニウム箔を挟んで超音波溶接により接続されている。また、他方の集電接続体５’も、電池エレメント１の下端側で、図では隠れているが、同様に波板状のＵ字部の間に負極１ｂの銅箔を多数枚挟んで超音波溶接により接続されている。なお、図面では説明を分かりやすくするために、正極１ａと負極１ｂの巻回回数を少なく示しているが、実際には極めて密に多数回の巻回が行われ、集電接続体５のＵ字部５ａの間にも多数枚の正極１ａが挟持されて接続される。
【０００４】
蓋板２は、電池缶と同じステンレス鋼板やアルミニウム板等からなる長円形の板材であり、長円筒形容器状の電池缶の上端開口部に嵌め込んで、周囲の上向きに湾曲した端縁部を電池缶に溶接することにより、リチウムイオン二次電池の外装を覆う電池ケースを形成する。この蓋板２は、図７及び図８に示すように、長円形の板材の両端部に貫通孔が穿設されると共に、中央部に安全弁２ａが形成されている。また、この蓋板２の上下面には、上パッキン板６と下パッキン板７が配置され、下パッキン板７のさらに下側の両端部に端子接続片８，８が配置される。パッキン板６，７は、蓋板２と端子３，４との電気的絶縁を図ると共に、電池の密封性を保持するためのもので絶縁性のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等からなる長円形の板状の成形品であり、両端部に貫通孔が形成されると共に、中央部に安全弁２ａからガスを放出させるためのガス孔が形成されている。端子接続片８，８は、それぞれ中央部に貫通孔が穿設されたアルミニウム板と銅板であり、この貫通孔が蓋板２やパッキン板６，７の貫通孔と重なるような位置に配置される。
【０００５】
正極端子３は、円盤状の端子基体部３ａを有するアルミニウム材からなり、負極端子４は、円盤状の端子基体部４ａを有する銅材からなる。また、これらの端子３，４は、端子基体部３ａ，４ａの平坦な上面中央から上方に向けてそれぞれボルト式端子本体３ｂ，４ｂが突設されると共に、これら端子基体部３ａ，４ａの下面中央から下方に向けてそれぞれ筒状のカシメ部３ｃ，４ｃが突設されている。そして、これらの端子３，４は、カシメ部３ｃ，４ｃを上パッキン板６と蓋板２と下パッキン板７と端子接続片８，８の貫通孔に通し、それぞれ下方からこれらのカシメ部３ｃ，４ｃを押し広げるようにしてカシメることにより、蓋板２に取り付けられる。この際、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａの下部は、それぞれ上パッキン板６の上面における貫通孔の周囲に形成された円形の凹部よりなる端子台座６ａ，６ａに嵌入される。また、この上パッキン板６は、貫通孔の下端周縁部がそれぞれ蓋板２の貫通孔に嵌まり込むように下方に突出しているので、これらの端子３，４のカシメ部３ｃ，４ｃは、蓋板２に接触することなく貫通孔を通ってカシメられることになり、ステンレス鋼板等からなるこの蓋板２に対してパッキン板６，７を介し絶縁されて封止固定される。さらに、正極端子３は、一方のアルミニウム板からなる端子接続片８にカシメ部３ｃがカシメられることにより接続固定され、負極端子４は、他方の銅板からなる端子接続片８にカシメ部４ｃがカシメられることにより接続固定される。
【０００６】
このようにして端子３，４が端子接続片８，８に接続されて蓋板２に取り付けられると、これらの端子接続片８，８の一端から下方に引き出された下端部を、上記電池エレメント１の電極１ａ，１ｂに接続された集電接続体５，５’の上端部にそれぞれカシメて接続する。そして、この電池エレメント１を電池缶に挿入し、上端開口部に蓋板２を嵌め込んで溶接した後に、図示しない注液口から電池ケース内に電解液を注入して封口することにより、リチウムイオン二次電池の組み立てが完了する。
【０００７】
上記リチウムイオン二次電池を外部の機器に接続する際には、例えばこの外部機器の正負極のリード線に繋がる圧着端子のワッシャ部を端子３，４のボルト式端子本体３ｂ，４ｂにそれぞれ外嵌すると共にナットを螺合して締め付ける。すると、これらの圧着端子が端子基体部３ａ，４ａの上面に圧接されて接続されるので、外部機器との間の配線が行われることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のリチウムイオン二次電池は、ボルト式端子本体３ｂ，４ｂに螺合したナットを強く締め付けるすぎると、この締め付けトルクが端子３，４に加わるので、カシメ部３ｃ，４ｃのカシメが緩んで空転するおそれがあり、これによってパッキン板６，７との間のシール性が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、端子の端子基体部を多角形等にすると共に、この端子基体部を端子台座の凹部に嵌合することにより、ナットやボルト等を締め付ける際に端子の空転を防止することができる電池を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電池は、一枚の蓋体と、前記蓋体の上面に配された一枚の上パッキンと下面に配された一枚の下パッキンと、前記蓋体と前記上下パッキンとを貫通する２つの貫通孔と、前記２つの貫通孔に取り付けられた２つのボルト式又はナット式の出力端子とを備え、前記２つの出力端子は、各々、端子本体と端子基体部と筒状のカシメ部とを備え、前記端子基体部は平面視外形が非円形に形成され、前記上パッキンには前記端子基体部と嵌合する２つの端子台座であって、前記端子基体部の平面視外形と同形状の凹部よりなるものを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、非円状の端子基体部が端子台座の凹部に嵌合するので、端子が回転できないようになる。従って、ボルト式端子本体にナットを螺合して締め付けたり、ナット式端子本体にボルトをねじ込んで締め付けた場合にも、この端子が締め付けトルクによって空転するのを防止できるようになる。また、端子基体部が非円状であるため、この端子基体部の側面に工具等を係合させて押さえておけば、端子に締め付けトルクが加わった場合に、この端子の回り止めを行うことができる。
【００１２】
請求項１の発明は、前記端子基体部の平面視外形がほぼ正多角形であることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、端子基体部が正三角形、正方形、正五角形、正六角形、又は、正八角形等の正多角形となるので、これが端子台座のほぼ同形状の凹部に嵌合した際に、正多角形の各角部によって確実に端子の空転を止めることができるようになる。また、特に正方形や正六角形、又は、正八角形等の場合には、端子基体部の側面に互いに平行な平面が形成されるので、スパナ等の汎用の工具を用いて容易に回り止めを行うことができるようになる。なお、この端子基体部の正多角形は、設置スペースの関係で、各角部に面取りやアール等を設けてほぼ正多角形とした場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００１４】
また、ボルト式端子本体又はナット式端子本体と、端子本体基部に形成された端子基体部とを備えた出力端子であって、端子基体部の側面に、回り止め工具と係合するための工具突起又は工具穴が設けられたものを備えることもできる。
【００１５】
このようにして、端子基体部の側面の工具突起又は工具穴に工具等を係合させて押さえておけば、端子に締め付けトルクが加わった場合に、この端子の回り止めを行うことができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１〜図５は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は端子とこの端子を取り付ける蓋板の組み立て斜視図、図２は端子を蓋板２に取り付けた状態を示す斜視図、図３は端子を取り付けた蓋板２の平面図、図４は正負極の端子の端子基体部を共に正六角形にした場合の蓋板２の平面図、図５は正極端子の端子基体部を正八角形にした場合の蓋板２の平面図である。なお、図６〜図８に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１８】
本実施形態は、従来例と同様の構造のリチウムイオン二次電池について示す。従って、電池エレメント１の構造やこの電池エレメント１と端子３，４との集電接続体５，５’を介した接続構造、及び、これらの端子３，４を蓋板２に取り付ける取付構造については説明を省略する。
【００１９】
本実施形態のリチウムイオン二次電池の正極端子３は、図１に示すように、平面視外形がほぼ正方形の盤状の端子基体部３ａを有するアルミニウム材からなる。この正極端子３の端子基体部３ａは、上面中央から上方に向けてボルト式端子本体３ｂが突設されると共に、下面中央から下方に向けて筒状のカシメ部３ｃが突設されている。この端子基体部３ａは、高さが十分に低い正四角柱の側面の各角部を円筒面とすることにより平面視外形がほぼ正方形となり、平坦で広いほぼ正方形の上面が外部回路との接続面となる。なお、この端子基体部３ａを完全な正方形としなかったのは、円筒型の電池の場合、蓋板２の端部が半円形となるので、ここに角のある正方形の端子基体部３ａが収まるように配置すると、この端子基体部３ａの接続面の面積が小さくなるからである。この端子基体部３ａの側面は、ほぼ正四角柱の側面形状であるため、２対の互いに平行な平面を有することになる。
【００２０】
負極端子４は、平面視外形が正六角形の盤状の端子基体部４ａを有する銅材からなる。この負極端子４の端子基体部４ａは、上面中央から上方に向けてボルト式端子本体４ｂが突設されると共に、下面中央から下方に向けて筒状のカシメ部４ｃが突設されている。この端子基体部４ａは、高さが十分に低い正六角柱であるため平面視外形が正六角形となり、平坦で広い正六角形の上面が外部回路との接続面となる。また、この端子基体部４ａの側面は、正六角柱の側面形状であるため、３対の互いに平行な平面を有することになる。なお、この負極端子４は、銅材の腐食を防止するために、ニッケルめっきが施されている。
【００２１】
上記端子３，４は、カシメ部３ｃ，４ｃを上パッキン板６と蓋板２と下パッキン板７と図では陰になって見えない端子接続片８，８の貫通孔に通し、それぞれ下方からこれらのカシメ部３ｃ，４ｃを押し広げるようにしてカシメることにより、図２に示すように、蓋板２に取り付けられる。上パッキン板６は、これら端子３，４の端子基体部３ａ，４ａの下部が嵌入するために、上面の貫通孔の周囲にそれぞれ凹部よりなる端子台座６ａ，６ａが形成されている。正極端子３側の端子台座６ａは、端子基体部３ａの形状に合わせて平面視外形がほぼ正方形のわずかに大きい窪みとなり、負極端子４側の端子台座６ａは、端子基体部４ａの形状に合わせて平面視外形が六角形のわずかに大きい窪みとなっている。従って、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａの下部は、それぞれ上パッキン板６の端子台座６ａ，６ａにほとんど隙間なく嵌合されるので、カシメ部３ｃ，４ｃがカシメられていない状態でも、回転できないようになる。
【００２２】
このようにして蓋板２に取り付けられた端子３，４は、この蓋板２に対してパッキン板６，７を介し絶縁されて封止固定されると共に、端子接続片８，８と接続されるのは従来例の場合と同じである。そして、これらの端子接続片８，８の下端部が、図６に示した集電接続体５，５’の上端部にそれぞれカシメられることにより、これらの集電接続体５，５’を介して電池エレメント１の電極１ａ，１ｂに接続される。また、この電池エレメント１を電池缶に挿入し、上端開口部に蓋板２を嵌め込んで溶接した後に、この電池缶に電解液を注入して注液口を封口することによりリチウムイオン二次電池の組み立てが完了する。
【００２３】
上記リチウムイオン二次電池を外部の機器に接続する場合には、例えばこの外部機器の正負極のリード線に繋がる圧着端子のワッシャ部を端子３，４のボルト式端子本体３ｂ，４ｂにそれぞれ外嵌し、その上からナットを螺合して締め付ける。すると、これらの圧着端子が端子基体部３ａ，４ａの上面に圧接されることにより、外部機器との間の配線接続が行われる。この際に、端子３，４のほぼ正方形と正六角形の端子基体部３ａ，４ａがほぼ同形状の上パッキン板６の端子台座６ａ，６ａにそれぞれ嵌合しているので、端子３，４に締め付けトルクが加わっても、電池ケースの蓋板２に固定されたこの上パッキン板６がこれらの端子３，４が空転するのを防止することができる。しかも、正極端子３のほぼ正方形の端子基体部３ａや負極端子４の正六角形の端子基体部４ａの側面にスパナを係合して押さえながら、ボルト式端子本体３ｂ，４ｂに螺合したナットを締め付ければ、これらの端子３，４の回り止めを行うこともできる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のリチウムイオン二次電池は、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａが上パッキン板６の端子台座６ａ，６ａに嵌合して空転できないようになり、また、これらの端子基体部３ａ，４ａの側面にスパナを係合させれば、確実に回り止めを行うことができるので、カシメ部３ｃ，４ｃのカシメが緩んでシール性が低下したり、端子接続片８，８との接触が悪くなるようなことがなくなる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、正極端子３の端子基体部３ａをほぼ正方形とし、負極端子４の端子基体部４ａを正六角形にすることにより、端子基体部３ａ，４ａの形状を相違させたが、端子３，４の空転を防止するためには、これらは同じ形状であってもよい。しかし、本実施形態では、正極端子３と負極端子４の端子基体部３ａ，４ａの形状を変えることにより、図３に示すように、外部機器との接続作業時に、これら端子３，４の正極と負極の区別を明確にして、配線間違いによる作業ミスが発生し難いようにしている。即ち、リチウムイオン二次電池の端子３，４を上から見た場合、正極端子３はほぼ正方形であり、負極端子４は正六角形であるため、これらの相違が一見して明らかとなるので、正負極の勘違いによる作業ミスが生じるのを防止することができるようになる。
【００２６】
もっとも、正極端子３と負極端子４を見掛け上で区別するためには、図４に示すように、正極端子３の端子基体部３ａも負極端子４と同じ正六角形にして、取り付け角度を３０°だけ変位させてもよい。この場合、正極端子３と負極端子４の部品形状は全く同じにして、上パッキン板６の端子台座６ａ，６ａの正六角形の窪みを形成する角度を正極端子３側と負極端子４側とで変位させればよい。
【００２７】
また、上記実施形態では、正極端子３の端子基体部３ａをほぼ正方形にする場合について説明したが、上記のように負極端子４と同じ正六角形にする他、例えば図５に示すように、正八角形にすることもできる。つまり、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａの平面視外形は、正負極の双方が同じであってもよいし相違してもよい。しかも、この形状は、上記のような正多角形に限らず、その他の多角形や長円形等のように非円状であれば、いずれの場合にも、上パッキン板６の同様の形状の端子台座６ａに嵌合することにより空転の防止は可能である。もっとも、正方形や正六角形、正八角形等の偶数角の正多角形であれば、向かい合う側面が互いに平行となるので、スパナのような汎用の工具による係合が容易となる。また、正三角形や正五角形等の奇数角の正多角形やその他の非円状の形状の場合にも、適当な工具を用いることにより、回り止めを行うことは可能である。
【００２８】
さらに、上記実施形態では、端子３，４の回り止めのために、端子基体部３ａ，４ａの側面に係合するスパナ等の工具を用いる場合について説明したが、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａの側面に工具突起や工具穴が設けられていれば、これに専用品や既成の工具を係合させることにより回り止めを行うこともできる。この場合、工具は、端子基体部３ａ，４ａの側面の工具突起や工具穴に係合するので、端子基体部３ａ，４ａ自体の平面視外形は、従来と同じ円形であってもよい。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａにボルト式端子本体３ｂ，４ｂを突設する場合について説明したが、これらの端子基体部３ａ，４ａの上面に開口するナット式端子本体を穿設して、ここにボルトを螺着することにより外部機器との接続を行うようにすることもできる。
【００３０】
さらに、上記実施形態では、端子３，４の端子基体部３ａ，４ａを上パッキン板６の端子台座６ａ，６ａに嵌合させる場合について説明したが、電池ケースに固定された他の部品や樹脂製電池ケース自体に凹部を有する端子台座を設けてもよい。
【００３１】
さらに、上記実施形態では、蓋板２に端子３，４を取り付けた場合について説明したが、電池缶側にいずれか一方又は双方の端子３，４を取り付けることもできる。また、正極端子３と負極端子４のいずれか一方が設けられず、例えば電池缶自体が一方の極の端子となる場合であっても、他方の極の端子には、本発明を実施することができる。さらに、電池ケースも、蓋板２と電池缶の組み合わせによるものには限定されない。さらに、上記実施形態では、リチウムイオン二次電池の端子３，４について説明したが、電池の種類は特に限定されない。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池によれば、端子の端子基体部を端子台座の凹部に嵌合させることにより、端子が空転してシール性が低下するのを防止できるようになる。また、端子の端子基体部にスパナ等の工具を係合させて端子の回り止めを行うこともできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すものであって、端子とこの端子を取り付ける蓋板の組み立て斜視図である。
【図２】  本発明の一実施形態を示すものであって、端子を蓋板２に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】  本発明の一実施形態を示すものであって、端子を取り付けた蓋板２の平面図である。
【図４】  本発明の一実施形態を示すものであって、正負極の端子の端子基体部を共に正六角形にした場合の蓋板２の平面図である。
【図５】  本発明の一実施形態を示すものであって、正極端子の端子基体部を正八角形にした場合の蓋板２の平面図である。
【図６】  従来例を示すものであって、リチウムイオン二次電池の構造を示す組み立て斜視図である。
【図７】  従来例を示すものであって、端子と蓋板の組み立て構造を示す組み立て斜視図である。
【図８】  従来例を示すものであって、端子と蓋板の組み立て構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２    蓋板
３    正極端子
３ａ  端子基体部
３ｂ  ボルト式端子本体
４    負極端子
４ａ  端子基体部
４ｂ  ボルト式端子本体
６    上パッキン板
６ａ  端子台座
７    下パッキン板
【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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