(57)【要約】【課題】不具合のある電池を交換または取り外す作業を容易にする構造を備えた電池を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の電池は、一方極の端子を兼ね底部を下方に備える有底筒状の外装体、前記外装体に収納される正極と負極と電解液を含む電極体、前記電極体の上方に突出する集電体、を有する電池本体と、前記外装体の開口部を封口し底部を上方に備える有底筒状の蓋部材、該底部を貫通し下方に前記集電体と係合する係合部と上方に他方極の端子となる端子部を具備する導電部材、を有し前記電池本体に着脱可能なコネクタと、を備える電池。これにより、不具合のある電池の電池本体をコネクタから取り外し、新たな電池本体をコネクタに取り付けるだけで電池交換が容易にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方極の端子を兼ね底部を下方に備える有底筒状の外装体と、前記外装体に収納される正極と負極を含む電極体と、前記電極体の上方に突出する集電体とを有する電池本体と、
前記外装体の開口部を封口し底部を上方に備える有底筒状の蓋部材と、該底部を貫通し下方に前記集電体と係合する係合部と上方に他方極の端子となる端子部を具備する導電部材とを有し、前記電池本体に着脱可能なコネクタと、
を備える電池。
【請求項２】
前記蓋部材が導電性であって、前記蓋部材は前記導電部材が貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔に環状の絶縁部材が配される請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記外装体の側壁に係止部を備え、前記蓋部材の側壁に被係止部を備える請求項１または２のいずれか一項に記載の電池。
【請求項４】
前記コネクタは、前記導電部材を下方に付勢する付勢手段を具備する請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池。
【請求項５】
前記係合部が前記集電体に係合していない状態において、前記端子部と前記蓋部材とが接触し、
前記係合部が前記集電体に係合した状態において、前記端子部と前記蓋部材とが接触しない請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池を複数接続した組電池。
【請求項７】
請求項６に記載の組電池において、少なくとも１つの前記電池本体が接続されていない組電池。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池と、
前記電池本体を取り外した状態における前記コネクタに着脱可能で、かつ、前記蓋部材と前記導電部材を短絡させる導電性の短絡部材を備えた電池システムであって、
当該短絡部材は、底部を下方に備える有底筒状の本体部と、該底部から上方に突出し前記コネクタの係合部に対応する被係合部を有している電池システム。
【請求項９】
請求項８に記載の電池システムにおける短絡部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関し、詳しくはコネクタの構造を備えた電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モバイルＰＣ、携帯情報端末、デジタルビデオカメラなど、さまざまな製品に電池が使われている。この種の電子機器は高機能化が進んでおり、比較的消費電力が大きい。そのため、このような電子機器に用いられる電池は、大きな容量を必要とするため、単電池を複数個接続したパック電池がしばしば用いられる。パック電池は、例えば所定数の単電池の端子をハンダで接続し、熱収縮性チューブでパックされている。
【０００３】
また、ハンダなど別部材を用いずに電池間の抵抗を低減し、電池どうしを容易にかつ強固に接続させることを目的として、一方の電極端子を兼ねる有底円筒状の電池ケースと、他方の電極端子を兼ねる電池ケースの開口部を閉塞する封口板とを有する電池を複数個直列に接続する単電池間の接続構造であって、一方の電池の電池ケースの底部にフランジを有する第１の金属製リングが導電可能に接合され、他方の電池の封口板の上部にフランジを有する第２の金属製リングが導電可能に接合され、第１の金属製リングと第２の金属製リングとが嵌合された技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、一般的に電池は経年の使用によって、不具合や劣化が生じる場合がある。不具合とは、例えば、何らかの原因により電池内部にガスが発生し、電池内圧が上昇して電解液の液漏れが生じることなどをいう。また、蓄電池の場合には、充放電の過程で正極や負極が膨張／収縮を繰り返して、経年の使用により正極や負極が十分な充電容量を得られなくなった場合には寿命となる。更には、組電池において特定の電池の充電状態（ＳＯＣ）が低下することがある。このような不具合等によって電池が十分な性能を発揮できない場合には、その電池を交換する必要がある。
【０００５】
そこで、電池の接続と交換を容易にすることを目的として、正極端子と負極端子とを対向する面に設けた電池において、電池の正極端子と負極端子の形状をそれぞれ互いに嵌合できる形状とし、さらに電池の正極端子と負極端子同士を嵌合に際して、スラスト方向よりの嵌合だけでなく、スライド方向からの嵌合が可能な形状とし、両方の端子同士をワンタッチで嵌合させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
一方、近年ではハイブリッド自動車などの車両にも電池が搭載される。このような電池は、電子機器に用いられるものよりも、さらに大きな電気容量が要求される。例えば、ハイブリッド自動車に搭載される電池では２０１．６Ｖの電圧を要するものがあり、この電圧を得るために、例えば１．２Ｖの単電池を６セル直列接続した７．２Ｖの電池モジュールを２８モジュール直列接続することになり、１６８個の単電池が直列接続されることとなる。このような電気自動車等に用いられる電池は、互いに溶接により接続されており、振動や衝撃に対する配慮が払われている。
また地上の蓄電設備においては、より大きな電池容量を確保するために、直列接続された電池を並列接続されるが、更に多数の単電池を必要とする。
【０００７】
車両に搭載される電池として、正負の電極端子を有する角形電池と、正負の電極端子が直列に電気接続され、複数の角形電池を積層した電池ブロックと、この電池ブロックの両端に配置されたエンドプレートと、この一対のエンドプレートに連結され、複数の角形電池を拘束する連結具とを備えた電池モジュールであって、正負の電極端子に当接部を設け、ネジで連結具を螺着して締結する拘束力により、隣接する角形電池の当接部を当接させて電極端子を電気接続された技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１７９８１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１２３８１９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のパック電池は、いずれかの単電池に不具合や劣化が生じた場合、熱収縮チューブを取り除き、接続端子を取外して、不具合等のある電池を交換する必要があり、作業に手間と時間がかかる。電気自動車等のように溶接により電池間が接続された電池モジュールにあっては、不具合等生じた単電池の交換には更に大きな手間と時間を必要とする。
【００１０】
また、特許文献１また２に開示の技術は、いずれも電池の接続方向が限られており、電池を搭載するスペースが限定される場合には適用が難しい。特に、車両に搭載される電池のように、限られたスペースで非常に多数の電池を接続する際には適用が困難である。また、いずれか１つの電池に不具合があった場合、これを取り出すためには隣り合う２つの電池との接続を外す必要があり、作業性が悪い。
【００１１】
また、特許文献３に開示の技術は車両に搭載することを目的とした電池モジュール（組電池）であるが、いずれかの単電池に不具合がある場合、一旦電池モジュールを分解してから不具合のある電池を交換し、再度電池モジュールを組み立てる必要があり、電池交換作業に手間と時間がかかる。
【００１２】
本発明の目的は、不具合や劣化等の生じた電池について、電池モジュール（組電池）としての性能を回復するために、電池交換を容易に行えるよう構成した電池を提供することにある。あるいは、不具合や劣化等の生じた電池の取り外しを容易に行うことにより、電池モジュールを組み込んだ車両等の運転を継続可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明に係る電池は、一方極の端子を兼ね底部を下方に備える有底筒状の外装体と、前記外装体に収納される正極と負極を含む電極体と、前記電極体の上方に突出する集電体とを有する電池本体と、前記外装体の開口部を封口し底部を上方に備える有底筒状の蓋部材と、該底部を貫通し下方に前記集電体と係合する係合部と上方に他方極の端子となる端子部を具備する導電部材とを有し、前記電池本体に着脱可能なコネクタとを備える。
【００１４】
ここで、一方極の端子および他方極の端子とは、正極に接続された正極端子または負極に接続された負極端子をいう。有底筒状とは、例えば底部を有する円筒状や角筒状をいう。電池本体とコネクタとの着脱は、例えば、嵌合によるものや、フックによって接続するもの、双方にねじ切りをして締結するものなど種々考えられる。
また、本発明に係る電池は、前記蓋部材が導電性であって、前記蓋部材は前記導電部材が貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔に環状の絶縁部材が配される。
また、本発明に係る電池は、前記外装体の側壁に係止部を備え、前記蓋部材の側壁に被係止部を備える。
また、本発明に係る電池は、前記コネクタは、前記導電部材を下方に付勢する付勢手段を具備する。
【００１５】
また、本発明に係る電池は、前記係合部が前記集電体に係合していない状態において、前記端子部と前記蓋部材とが接触し、前記係合部が前記集電体に係合した状態において、前記端子部と前記蓋部材とが接触しない。すなわち、係合した状態では端子部が上方に移動するので蓋部材と接触しなくなり、係合しない状態ではバネの作用により、端子部が下方に移動して蓋部材に当接して止まる。
本発明に係る組電池は、上記電池を複数接続してなる。接続方法としては、直列接続もしくは並列接続、更には、直列接続された後に並列接続する方法が考えられる。
本発明に係る組電池は、上記組電池において、少なくとも１つの前記電池本体が接続されていない。
【００１６】
また、本発明に係る電池システムは、上記の電池と、前記電池本体を取り外した状態における前記コネクタに着脱可能で、かつ、前記蓋部材と前記導電部材を短絡させる導電性の短絡部材を備えた電池システムであって、当該短絡部材は、底部を下方に備える有底筒状の本体部と、該底部から上方に突出し前記コネクタの係合部に対応する被係合部を有している。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係る電池は、電池本体とコネクタとを備え、これらが着脱可能に構成されているので、電池本体の交換が容易となり、電池交換の手間を簡便化することができる。これにより、組電池の電池性能を回復することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電池の斜視図である。
【図２】図１の一部破断正面図である。（ａ）はコネクタと電池本体とを嵌合した状態である。（ｂ）はコネクタから電池本体を取り外した状態である。
【図３】図１の電池の変形例を示す一部破断正面図である。（ａ）は変形例１である。（ｂ）は変形例２である。（ｃ）は変形例３である。
【図４】本発明の変形例３に係る電池の斜視図である。
【図５】図１のコネクタと短絡部材との断面図である。（ａ）はコネクタから短絡部材を取り外した状態である。（ｂ）はコネクタと短絡部材とを嵌合した状態である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る組電池における、電池の接続状態を示す説明図である。
【図７】図６において、不具合のある電池の電池本体を取り外して短絡部材を取り付けた状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る電池の一部破断正面図である。（ａ）はコネクタと電池本体とを嵌合した状態である。（ｂ）はコネクタから電池本体を取り外した状態である。
【図９】図８の電池の変形例を示す一部破断正面図である。（ａ）はコネクタと電池本体とを嵌合した状態である。（ｂ）はコネクタから電池本体を取り外した状態である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る組電池における、電池の接続状態を示す説明図である。
【図１１】図１０において、不具合のある電池の電池本体を取り外した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
＜第一実施形態＞
（１）電池の構造
（電池本体の構造）
【００２０】
図１、図２に示すように、電池１は略円筒状の電池であって、電池本体２とコネクタ３とを備える。電池本体２は、下方に底部を有し上方が開口した有底円筒状の外装体２１を備え、中央に丸孔のあいた円板状の正極２３と負極２４とが、中央に丸孔のあいた円板状のセパレータ２５を介して順に外装体２１の軸方向に積層され、電解液と共に外装体２１の内部に収納されている。そして、正極２３と負極２４とセパレータ２５とを上下から挟み込むように、上方に、中央に丸孔のあいた円板状の絶縁板２６と、下方に、円板状の絶縁板２７とが配されている。また、棒状の集電体２２が、正極２３と負極２４とセパレータ２５と絶縁板２６の丸孔を貫通し、絶縁板２６の上方に一部突出するように配置されている。なお、一例として、本実施形態においては、外装体２１を円筒状とし、正極２３、負極２４、セパレータ２５、絶縁板２６を円盤状とし、集電体２２の形状を棒状としているが、これに限らず、外装体２１は断面矩形の角形の筒状であってもよく、正極２３、負極２４、セパレータ２５、絶縁板２６は矩形状であってもよい。
【００２１】
また、正極２３は、外装体２１の内周面に接触しない径を持つ円板状で、中央の丸孔は集電体２２の外周面に接触する径を有している。一方、負極２４は、外装体２１の内周面に接触する径を有する円板状で、中央の丸孔は集電体２２の外周面に接触しない径を有している。また、外装体２１および集電体２２は導電性を有する素材からなり、一例として本実施形態ではニッケルめっきを施した鋼材を用いる。このように、正極２３が集電体２２と接触し、負極２４が外装体２１と接触しているので、外装体２１が負極集電体として機能し、集電体２２が正極集電体として機能する。同時に、外装体２１が負極端子として機能し、集電体２２が正極端子として機能する。なお、上述とは反対に正極２３と外装体２１とが接触し、負極２４と集電体２２とが接触する構成とすれば、外装体２１が正極集電体および正極端子として機能し、集電体２２が負極集電体および負極端子として機能する。また、正極２３と負極２４とはセパレータ２５によって互いに接触しない。なお、本実施形態において、セパレータ２５は、外装体２１の内周面に接触する径を持つ円板状で、中央の丸孔は集電体２２の外周面に接触する径で構成する。これにより、セパレータ２５により正極２３と負極２４を確実に分離して、正極と負極とが接触するのを防いでいる。
【００２２】
また、正極２３には、一例として多孔質の発泡ニッケルやニッケル焼結体からなる基板を用い、水酸化ニッケルを主とする正極活物質を含める。また、負極２４には、一例としてニッケルめっき鋼板に多数の孔を形成した基板を用い、水素吸蔵合金を主とする負極活物質を含める。また、セパレータ２５には、一例として絶縁性の不織布を用いる。また、電解液にはアルカリ系水溶液を用いる。つまり、本実施形態においては、一例として電池１がニッケル水素電池の場合である。
【００２３】
また、外装体２１の側壁上端は、その内側の角が取られており、次に説明するコネクタ３の蓋部材３１との取り付けをガイドする。また、本実施形態の外装体２１には、その内周面上方に、周方向に９０度の角度間隔で、外装体２１の軸方向（高さ方向）に沿った溝２８が４ヶ所に設けられている。これは、コネクタ３の蓋部材３１と電池本体２の外装体２１とを嵌合する際にスムーズで確実な着脱を可能にするものであり、位置決めと不用意な回転を防止する作用もある。なお、溝２８は１ヶ所や２ヶ所に設けてもよいし、位置決めや回転防止が不要な場合には設けなくともよい。
（コネクタの構造）
【００２４】
図１、図２に示すように、コネクタ３は、上方に底部を有し下方が開口した有底円筒状の蓋部材３１と、蓋部材３１の中央に設けられた丸孔を貫通する導電部材３３とを備える。蓋部材３１は、その外径が外装体２１の内径と同寸かそれよりも少し大きく構成されている。この構成により、蓋部材３１と外装体２１とが適度な力をもってしっかりと嵌合可能となっている。また、蓋部材３１の側壁下端は、その外側の角が取られており、外装体２１との取り付けをガイドする。また、蓋部材３１の外周面には、周方向に９０度の角度間隔で、外装体２１の軸方向（高さ方向）に沿った係止部３２が４ヶ所に設けられている（図４参照）。蓋部材３１と外装体２１とを嵌合する際、係止部３２が被係止部たる溝２８に係止され、コネクタ３と電池本体２の位置決めと不用意な回転を防止する。上記同様、係止部３２は１ヶ所や２ヶ所に設けてもよいし、位置決めや回転防止が不要な場合には設けなくともよい。
【００２５】
また、導電部材３３は、蓋部材３１中央に設けた丸孔を貫通し蓋部材３１の底部から上方に一部突出する軸３４と、軸３４の下端から延在し下方が開口した穴３６ａを有する円筒状の係合部３６とを備える。なお、軸３４において、蓋部材３１の底部から上方に突出した部分が電池１の正極端子として機能する端子部３５となる。また、蓋部材３１の丸孔には、その内側に円環状の絶縁部材３７が配されており、軸３４と蓋部材３１との絶縁を確保する。また、係合部３６の軸方向に設けた穴３６ａの内径は集電体２２の外径と同寸かそれよりも少し小さく構成され、コネクタ３と電池本体２とを嵌合した際に、係合部３６と集電体２２とがしっかりと係合される。また、係合部の穴３６ａの内周面と集電体２２の外周面にねじ切りをし、係合部３６と集電体２２とが螺合することにより締結する構造としてもよい。
【００２６】
また、本実施形態において蓋部材３１および導電部材３３は導電性を有する素材からなり、一例としてニッケルめっきを施した鋼材を用いる。このように、蓋部材３１と導電部材３３とが導電性を有するので、コネクタ３と電池本体２とを嵌合した際、蓋部材３１と外装体２１とが接触し電気的に互いに接続されているので外装体２１および蓋部材３１が負極端子として機能し、導電部材３３と集電体２２とが接触し電気的に互いに接続されているので導電部材３３が正極端子として機能する。なお、蓋部材３１については導電性を有しない素材を用いてもよく、その場合には蓋部材３１は負極端子として機能せず、蓋部材３１と導電部材３３とが導通しないため前述の絶縁部材３７は不要となる。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、電池１が電池本体２とこれに着脱可能なコネクタ３とからなるため、電池本体２に不具合や劣化が生じて交換を必要とする場合に、コネクタ３から電池本体２を取り外して新たな電池本体２を取り付けるだけで、容易に電池１の性能を回復させることができる。なお、前述の通り、電池１の不具合等、正極、負極、セパレータおよび電解液に起因するものがほとんどであるので、電池１における電池本体２を交換すれば、新たな電池１に交換することと同様の効果が得られる。
（電池１の変形例）
・変形例１
【００２８】
また、電池１の構造は、例えば図３に示す構造としてもよい。図３（ａ）に示す電池１ａは、第一実施形態におけるコネクタ３の蓋部材３１の径を変更したものである。すなわち、蓋部材３１ａは、その内径を外装体２１の外径と同寸かそれよりも少し小さく構成し、蓋部材３１ａが外装体２１に被さるように構成したものである。この場合、蓋部材３１ａの側壁下端は内側の角を取り、外装体２１の側壁上端は外側の角を取ると、コネクタ３の電池本体２への脱着に際してガイドとなる。また、蓋部材３１ａの内周面に、周方向に９０度の角度間隔で、蓋部材３１ａの軸方向（高さ方向）に沿った溝２８ａを設け、外装体２１ａの外周面上方に、周方向に９０度の角度間隔で、外装体２１の軸方向（高さ方向）に沿った係止部３２ａを設けてもよい。
・変形例２
【００２９】
また、図３（ｂ）に示すように、蓋部材３１は導電性を有さない蓋部材３１ｂとしてもよい。この場合、蓋部材３１は負極端子としては機能せず、外装体２１のみが負極端子として機能する。
・変形例３
【００３０】
また、図３（ｃ）に示すように、電池１ｃは、第一実施形態において電池本体２の正極２３、負極２４、セパレータ２５等の電極体の構造を変更したものである。電池本体２ｃにおいては、シート状の正極２３ｃとシート状の負極２４ｃとが、シート状のセパレータ２５ｃを介して上下方向にずらして渦巻き状に捲回されている。また、これら電極体の上下に第一実施形態の絶縁板２６、２７に変えて、導電性の集電板２６ｃ、２７ｃを配する。さらに集電板２６ｃの上方に、中央から上方に突出した突出部を備える円板状の導電部材２２ｃを配して、集電板２６ｃと導電部材２２ｃの間に導電性のバネ部材２９ｃを配する。これにより、正極２３ｃは集電板２６ｃとバネ部材２９ｃを介して導電部材２２ｃと導通することになる。また、負極２４ｃは集電板２７ｃに接触して、負極２４ｃは集電板２７ｃを介して外装体２１ｃと導通することになる。以上より、導電部材２２ｃは正極端子として機能し、外装体２１ｃは負極端子として機能する。ここで、導電部材２２ｃの外周に絶縁体１２２ｃを配して、コネクタ３ｃが電池本体２ｃに嵌合したときに、導電部材２２ｃと蓋部材３１ｃとが短絡するのを防止する。同様に、集電板２６ｃの外周に絶縁体１２６ｃを配して、集電板２６ｃと外装体２１ｃが短絡するのを防止する。
【００３１】
蓋部材３１ｃは、その外径が外装体２１ｃの内径と同寸かそれよりも少し大きく構成されている。この構成により、蓋部材３１ｃと外装体２１ｃとが適度な力をもってしっかりと嵌合される。また、図４に示すように、蓋部材３１ｃの外周面には、周方向に９０度の角度間隔で、外装体２１ｃの軸方向（高さ方向）に沿った係止部３２ｃが４ヶ所に設けられている。一方、外装体２１ｃには、その内周面上方に、周方向に９０度の角度間隔で、外装体２１ｃの軸方向（高さ方向）に沿った溝２８ｃが４ヶ所に設けられているので、コネクタ３ｃと電池本体２ｃを嵌合する際にスムーズで確実な着脱を可能にするものであり、位置決めと不用意な回転を防止する作用もある。
なお、本実施形態において、一例として電池本体の電極構造が積層型や捲回型の場合について説明したが、その他の構造であってもよい。
（２）短絡部材
次に、電池１における短絡部材について説明する。
【００３２】
図５において、短絡部材４は下方に底部を有し上方が開口した有底円筒状の本体部４１を備え、その底部中央から上方に突出し導電部材の係合部３６に係合する棒状の係合突起４３を備える。本体部４１の側壁上端はその内側の角が取られており、コネクタ３の蓋部材３１との取り付けをガイドする。また、本実施形態の本体部４１には、その内周面上方に、周方向に９０度の角度間隔で、本体部４１の軸方向（高さ方向）に沿った溝４２が４ヶ所に設けられている。これは、前述の本体部２１と同様に、コネクタ３の蓋部材３１と短絡部材４の本体部４１とを嵌合する際にスムーズで確実な着脱を可能にするものであり、位置決めと不用意な回転を防止する作用もある。なお、溝４２は１ヶ所や２ヶ所に設けてもよいし、位置決めや回転防止が不要な場合には設けなくともよい。そして、係合突起４３は、コネクタ３と短絡部材４とを嵌合した際、導電部材３３の係合部３６と係合する。これにより、導電部材３３の係合部３６と係合突起４３とが接触する。
【００３３】
また、本実施形態において短絡部材４は導電性を有する素材からなり、一例としてニッケルめっきを施した鋼材を用いる。そのため、コネクタ３と短絡部材４とを図５（ｂ）に示すように嵌合すると、蓋部材３１と導電部材３３とは短絡部材４を介して導通して、負極端子として機能する外装体２１と正極端子として機能する端子部３５とが接続される。これにより、例えば複数の電池１を接続した組電池において、いずれか１つの電池１に不具合が生じたときに、不具合のある電池１のコネクタ３から電池本体２を取り外して短絡部材４を取り付けることにより、組電池において、不具合の生じた電池１を簡単に取り除くことができる。
（３）組電池の構造
【００３４】
次に、電池１を複数接続した組電池１０について、図６を用いて説明する。本実施形態においては、一例として組電池１０を車両に用いる組電池とし、電池１を複数接続して約４６０Ｖの電圧を得る場合である。図６に示すように、組電池１０は、電池１を３８４個直列に接続して４６０．８Ｖの電圧を得る。電池１の接続は、電池１の正極端子となる端子部３５と、隣の電池１の負極端子となる蓋部材３１とを配線１１により繋ぐ。このようにして、電池１を逐次３８４個直列に接続する。なお、外装体２１も負極端子として機能するため、蓋部材３１に代わりに、外装体２１と端子部３５とを繋いでもよい。そして、組電池１０の一方端部（図で右端）の電池１の端子部３５と、他方端部の電池１の蓋部材３１とを図しないケーブルで車両等に接続して４６０．８Ｖの電源を得る。このように、本実施形態の電池１は外装体２１および蓋部材３１が負極端子として機能するので、電池１の外側の面が広く負極端子となり、正極端子との接続が柔軟にできる。したがって、複数の電池１の配置が柔軟に行え、組電池１０を限られたスペースでの配置が容易となる。
【００３５】
次に、いずれかの電池１に不具合や劣化が生じた場合について説明する。仮に、図６の右から２つめの電池１に不具合が生じた場合、この電池１のコネクタ３から電池本体２を取り外して新たな電池本体２を取り付ける。これにより、熱収縮性チューブを取り除いたり、接続端子を取り外したりすることなく、容易に電池１の交換が可能となり、組電池１０の性能の回復が可能となる。
【００３６】
また、図７に示すように、コネクタ３に新たな電池本体２を取り付けるかわりに、応急的に短絡部材４を取り付けてもよい。これにより、右から２つめの電池１を短絡させて、その他の電池１に不具合の影響を与えないようにする。この場合、組電池１０の電圧は、４６０．８Ｖから４５９．６Ｖとなるが、この程度の電圧減少であれば車両の運用に重大な支障は生じない。
＜第二実施形態＞
（１）電池の構造
【００３７】
次に、本発明に係る第二実施形態について、図８〜図１１に基づき説明する。なお、第二実施形態の電池１０１と第一実施形態の電池１との違いは主にコネクタの構造にあるため、コネクタについて説明する。なお、第一実施形態と同一の構造については同一の符号を付し、前記した構造と同一のものについては説明を省略する。
（コネクタの構造）
【００３８】
図８に示すように、電池１０１のコネクタ１０３は、上方に底部を有し下方が開口した有底円筒状の蓋部材１３１と、蓋部材１３１の中央に設けられた丸孔を貫通する導電部材１３３とを備える。導電部材１３３は、軸１３４と軸１３４の両端に位置する係合部１３６と端子部１３５を備えている。そして、軸１３４は、蓋部材１３１の丸孔を貫通し、蓋部材１３１の底部から上方に一部突出する。係合部１３６は、軸１３４の下端から延在し、下方が開口した円筒状となっている。端子部１３５は、軸１３４の上端から延在し下方が開口した円筒状となっている。
【００３９】
係合部１３６の内径は集電体２２の外径と同寸かそれよりも少し小さく、コネクタ１０３と電池本体２とが嵌合した際に、係合部１３６と集電体２２とが確実に係合される。また、係合部１３６の内周面と集電体２２の外周面にねじ切りをし、集電体２２を係合部１３６に螺合させて締結する構造としてもよい。
【００４０】
また、軸１３４にはバネ１３９が配されていて、このバネ１３９が係合部１３６の上面と蓋部材３１の底面に当接し、係合部１３６を介して導電部材１３３を下向きに付勢する。なお、蓋部材３１とバネ１３９との間には絶縁性のあるワッシャー（図示せず）が介在しており、バネ１３９を介して集電体２２と蓋部材１３１とが短絡するのを防止している。
【００４１】
コネクタ１０３を電池本体２を取り付けた状態において（図８（ａ））、端子部１３５の円筒状の側部１３５ａは蓋部材１３１に接触しておらず、集電体２２と蓋部材１３１とは絶縁状態を保持している。これにより、電池１０１はその機能を発揮する。
【００４２】
一方、コネクタ１０３から電池本体２を取り外した状態において（図８（ｂ））、バネ１３９の作用により軸１３４が下方に押し下げられて、端子部１３５の円筒状の側部１３５ａが蓋部材１３１の上面に当接するので、端子部１３５と蓋部材１３１とが接触した状態となる。これにより、端子部１３５と蓋部材１３１とが導通した状態となる。したがって、電池１０１に不具合が生じた場合に、コネクタ１０３から電池本体２を取り外すだけで当該電池１０１に関しては短絡状態となり、組電池において、不具合の生じた電池１を簡単に取り除くことができるので、他の電池１０１への影響を抑えることができる。
（電池１０１の変形例）
【００４３】
また、電池１０１の構造は、例えば図９に示す構造としてもよい。図９に示すように、電池１０１ａは、第一実施形態における蓋部材１３１の構造を変更したものである。蓋部材１３１ａは、その側壁下端から延在し、径の内方かつ上方に向けて導電部材１３３ａに接触する延在部１３９ａを備える。コネクタ１０３ａと電池本体２とが嵌合すると、延在部１３９ａが外装体２１の内壁により上方に押されて、延在部１３９ａと導電部材１３３ａとの接触が解除される。逆に、コネクタ１０３ａと電池本体２とを嵌合しない状態において、延在部１３９ａと導電部材１３３ａとが接触するため、コネクタ１０３ａから電池本体２を取り外すだけで、電池１０１ａを短絡できる。なお、コネクタ１０３ａと電池本体２との嵌合をしやすくするため、外装体２１の側壁上端は、その外側の角を取っている。
（２）組電池の構造
【００４４】
引き続き、図１０、図１１に基づき、電池１０１を複数接続した組電池１１０について説明する。本実施形態は、前述の第一実施形態と同様、組電池１１０を車両に用いる組電池とし、電池１０１を３８４個直列に接続して４６０．８Ｖの得る場合である。図１０に示すように、電池１０１の接続は、電池１０１の正極端子となる端子部１３５と、隣の電池１０１の負極端子となる蓋部材１３１とを配線１１１により繋ぐ。このようにして、電池１０１を順に３８４個直列に接続する。そして、一方端部の電池１０１の端子部１３５と、他方端部の電池１０１の蓋部材１３１とを図示せぬケーブルで車両等に接続して４６０．８Ｖの電圧を得る。
【００４５】
次に、いずれか１つの電池１０１に不具合や劣化が生じた場合について説明する。図１０の右から２つめの電池１０１に不具合等が生じた場合、この電池１０１のコネクタ１０３から電池本体２を取り外して新たな電池本体２を取り付ける。これにより、熱収縮性チューブを取り除いたり、接続端子を取り外したりすることなく、容易に電池１の交換が可能となり、組電池１０の性能の回復が可能となる。
【００４６】
また、図１１に示すように、応急的に不具合のある電池１０１（図１１の右から２つめの電池１０１）のコネクタ１０３から電池本体２を取り外すだけでもよい。そうすれば、正極の端子である端子部１３５と、負極端子である蓋部材１３１とがバネ部１３９の作用により短絡する。これにより、組電池１１０から不具合のある電池１０１の影響を抑えることができる。この場合、組電池１０の電圧は、４６０．８Ｖから４５９．６Ｖとなるが、この程度の電圧減少であれば車両の運用に重大な支障は生じない。
【００４７】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、電池の電極構造は積層型や捲回型に限られず、その他の電極構造としてもよい。
【００４８】
また構造の説明の都合上、上下方向の表現を用い電池の軸方向が垂直方向であるかのように説明したが、水平方向であってもよく、電池の設置方向は限定されるものでなく、任意の方向に選ぶことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る電池は、産業用のみならず民生用の一次電池だけでなく、広く蓄電池に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  電池
１０  組電池
１１  配線
２  電池本体
２１  外装体
２２  集電体
２３  正極
２４  負極
２５  セパレータ
２６  絶縁板
２７  絶縁板
２８  溝
３  コネクタ
３１  蓋部材
３２  係止部
３３  導電部材
３４  軸
３５  端子部
３６  係合部
３７  絶縁部材
４  短絡部材
４１  本体部
４２  溝
４３  係合突起
１３９  バネ
【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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