(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を内部に収容する金属製の電池ケースと、この電池ケースの開口部を塞ぐと共に前記発電要素の正極及び負極のうちの一方の電極に電気的に連なる金属製の第１の蓋と、この第１の蓋に電気的に絶縁して設けられ前記正極及び負極のうちの他方の電極に連なる引出電極と、前記第１の蓋に重ねて設けられた樹脂製の第２の蓋とを備え、前記第２の蓋にはインサート成型により金属製のインサート部品が一体に備えられると共に、このインサート部品が前記第１の蓋に固着されることで前記第２の蓋が前記第１の蓋に固定され、かつ、前記第２の蓋には前記インサート部品及び前記引出電極にそれぞれ電気的に連なる一対の外部接続端子が設けられていることを特徴とする電池。
【請求項２】
発電要素を内部に収容する扁平角形をなす金属製の電池ケースと、この電池ケースの開口部を覆うと共に前記発電要素の正極及び負極のうちの一方の電極に電気的に連なり、かつ、両端寄りに位置して一対の接続突部が設けられた金属製の第１の蓋と、この電池蓋に電気的に絶縁して設けられ前記正極及び負極のうちの他方の電極に連なる引出電極と、金属製の第１及び第２のインサート部品がインサート成型により一体的に設けられて前記第１の蓋に重ねられる第２の蓋とを備え、前記第２の蓋は前記第１及び第２の両インサート部品が前記第１の蓋の前記接続突部に固着されることで前記第１の蓋に固定され、かつ、前記第２の蓋には一対の外部接続端子が設けられ、一方の外部接続端子は前記第１のインサート部品に接続され、他方の外部接続端子は回路素子を介して前記引出電極に接続されている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、電極の引出構造を改良した電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リチウムイオン電池は、発電要素を電池ケースに収納した電池本体が、保護素子等を配設した樹脂製のケース又はカバー内に収納されてなる電池として使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、前記リチウムイオン電池の市場価格は下落しており、前記市場価格に対応するため、前記電池の小型化及びコスト低減が急務となっている。しかしながら、樹脂製のケース又はカバー内に電池本体を収納するという従来の構造では電池の小形化に関しては限界があった。
【０００４】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電池を小型化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、発電要素を内部に収容する金属製の電池ケースと、この電池ケースの開口部を塞ぐと共に前記発電要素の正極及び負極のうちの一方の電極に電気的に連なる金属製の第１の蓋と、この第１の蓋に電気的に絶縁して設けられ前記正極及び負極のうちの他方の電極に連なる引出電極と、前記第１の蓋に重ねて設けられた樹脂製の第２の蓋とからなり、前記第２の蓋にはインサート成型により金属製のインサート部品が一体に備えられると共に、このインサート部品が前記第１の蓋に固着されることで前記第２の蓋が前記第１の蓋に固定され、かつ、前記第２の蓋には前記インサート部品及び前記引出電極にそれぞれ電気的に連なる一対の外部接続端子が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、発電要素を内部に収容する扁平角形をなす金属製の電池ケースと、この電池ケースの開口部を覆うと共に前記発電要素の正極及び負極のうちの一方の電極に電気的に連なり、かつ、両端寄りに位置して一対の接続突部が設けられた金属製の第１の蓋と、この電池蓋に電気的に絶縁して設けられ前記正極及び負極のうちの他方の電極に連なる引出電極と、金属製の第１及び第２のインサート部品がインサート成型により一体的に設けられて前記第１の蓋に重ねられる第２の蓋とを備え、前記第２の蓋は前記第１及び第２の両インサート部品が前記第１の蓋の前記接続突部に固着されることで前記第１の蓋に固定され、かつ、前記第２の蓋には一対の外部接続端子が設けられ、一方の外部接続端子は前記第１のインサート部品に接続され、他方の外部接続端子は回路素子を介して前記引出電極に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の発明によれば、発電要素の正極及び負極から外部接続端子までを電気的に接続する部品を第２の蓋内に配設することができるので、電池全体を覆う樹脂製のケースまたはカバーが不要となる。この結果、電池を小型化することができる。
【０００８】
＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、前記第２の蓋が回路素子を内蔵していることにより、正極及び負極から外部接続端子までを電気的に接続する部品のみならず、電池にとって電気的に必要な要素の全てを第２の蓋内に配設することができるので、請求項１の発明と比して、電池を更に小型化する事ができる。
【０００９】
また、第１の蓋の両端寄りに位置して設けられた一対の接続突部と、第２の蓋にインサート成形された金属製のインサート部品とを固着することにより、第１の蓋と第２の蓋とを強固に固定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
本発明の一実施形態を図１ないし図３によって説明する。本実施形態の電池１は扁平角形の二次電池本体２の一側面に角形の樹脂蓋３（第２の蓋に相当する）を取り付けて構成された携帯電話機用の非水電解質二次電池である。
【００１２】
まず、前記二次電池本体２について述べる。二次電池本体２は、金属製の電池ケース４に発電要素５と電解液（図示せず）とを封入して作製される。前記発電要素５は、詳細には図示しないが、帯状の負極と正極とがセパレータを介して巻回されてなり、扁平な渦巻き状をなす。前記電池ケース４は例えばアルミニウム製の板材をプレス成形することにより形成され、その開口は例えば同じくアルミニウム製でレーザー溶接された電池蓋６（第１の蓋に相当する）によりふさがれている。前記電池蓋６の内面には、アルミニウム製の接続片７が固着されており、この接続片７は発電要素５の正極と、正極リード（図示せず）を介して電気的に接続されている。
【００１３】
一方、電池蓋６には、負極内部端子８（引出電極に相当する）が設けられている。この負極内部端子８は、電池蓋６に形成した貫通孔９にプラスチック製のガスケット１０を嵌め込んだ上で、負極内部端子８の下面に設けられている軸部８Ａをガスケット１０内に貫通させ、さらに電池蓋６の下面側から負極絶縁板１１及び負極用接続片１２を軸部８Ａに嵌め込み、その軸部８Ａをかしめることにより、固定されたものである。これにより、負極内部端子８は、電池蓋６とは絶縁された状態にある。
【００１４】
電池蓋６の左右両端寄りの位置にはプレス成形により接続突部１６が突設され、中央寄り位置には安全弁１３が設けられている。安全弁１３は、電池蓋６に設けた楕円形の貫通孔１５を、例えばアルミニウムの薄膜１４で閉じて構成されている。
【００１５】
つぎに、樹脂蓋３について述べる。この樹脂蓋３は、細長い容器状をなすと共に二次電池本体２の上面とほぼ同一形状となっており、その開口下面が二次電池本体２側となるようにして二次電池本体２の上面を覆うように取り付けられる。この樹脂蓋３の左右両端寄りの位置には上下に貫通する２つの貫通孔１７、１８が形成され、上面の中央寄り部分には浅い２つの凹部１９、２０が設けられている。
【００１６】
樹脂蓋３には第１ないし第３のインサート部品に相当する３枚の金属板２１、２２、２３がインサート成形により埋め込まれており、このうち金属板２１（第１のインサート部品）は樹脂蓋３の左端部寄りに位置していて貫通孔１７内に一部が露出すると共に、一端が中央寄りに延びて凹部１９内に露出し、ここに金メッキ２４が施されて正極側の外部接続端子２５が構成されている。
【００１７】
一方、金属板２２（第２のインサート部品）は樹脂蓋３の右端部寄りに位置していて貫通孔１８内に一部が露出し、残りの部分は樹脂蓋３内に埋め込まれている。なお、これらの金属板２１，２２は、ニッケルの基材にアルミニウムを被覆したクラッド材からなっており、電池本体２側の面がアルミニウムとなるように樹脂蓋３内に配設されている。
【００１８】
また、金属板２３（第３のインサート部品）の一部は凹部２０内に露出しており、ここに金メッキ２６が施されて負極側の外部接続端子２７が構成されている。この金属板２３はＬ字状に一方の端が曲げられ、樹脂蓋３の下面に形成した凹部２８内に突出している。この凹部２８内には、回路素子に相当する温度ヒューズ３０及びＰＴＣ３２が収容され、温度ヒューズ３０の一方のニッケルリード２９が金属板２３に接続され、他方のニッケルリード３１はＰＴＣ３２の上面に接続されている。そして、ＰＴＣ３２の下面からはニッケルリード３３が導出されている。なお、樹脂蓋３には、安全弁１３の側方にガス抜き孔（図示せず）が設けられている。
【００１９】
上述の樹脂蓋３は、次のようにして電池本体２に固定されている。まず、ＰＴＣ３２のニッケルリード３３の端部を電池本体２の負極内部端子８に溶接する。この後、樹脂蓋３の２つの貫通孔１７，１８を電池本体２の接続突部１６，１６に嵌め込み、樹脂蓋３の金属板２１，２２を接続突部１６，１６に押し付けておく。そして、貫通孔１７，１８の上方から、例えばレーザー溶接機からのレーザビームを照射して金属板２１，２２を接続突部１６，１６に溶接する。これにより、樹脂蓋３は電池本体２に固定される（図３参照）。なお、電池蓋６の上面には絶縁板３４が貼り付けられていて、これによって電池蓋６とニッケルリード３３等との間が電気的に絶縁されている。
【００２０】
本実施形態によれば、電池本体２に外部接続端子２５，２７を備えた樹脂蓋３を装着する構成であるから、従来のような電池本体２を覆う樹脂製のケースが不要になり、その分、電池全体を小型化することができる。しかも、その樹脂蓋３を電池本体２に固定するに当たり、樹脂蓋３に３枚の金属板２１、２２、２３をインサート成形し、これらの金属板２１，２２を電池蓋６の一対の接続突部１６に溶接するようにしているから、その溶接によって樹脂蓋３の強固な固定が行われ、同時に、正極側の外部接続端子２５に連なる金属板２１との電気的接続も完了する。従って、樹脂蓋３の固定とは別に外部接続端子２５と電池本体２との接続を図る必要はなく、製造工程の工数削減も可能である。さらには、樹脂蓋３内に３枚もの金属板２１〜２３をインサートする構成であるから、樹脂蓋３自体の剛性が高まり、樹脂蓋３に外部から大きな力が作用しても、これが変形したり、脱落したりすることを確実に防止できる。
【００２１】
ところで、この種の小型電池は携帯電話機の電源として使用されるから、これが電話機本体から取り外されて、例えばポケットに入れて持ち運ばれることもある。このような場合、金属製チェーンが付いているキーホルダも一緒にポケットに入れられていると、このチェーンが電池の外部接続端子に接触して短絡を生じさせるおそれがある。電池本体を樹脂製のケースに収容して正負の外部接続端子だけが露出している従来タイプの電池では、上述のような短絡が発生したとしても、内蔵されている回路素子が作動して短絡電流を遮断するから、問題は少ない。
【００２２】
ところが、本実施形態のように、金属製の電池ケースが露出し、かつ、正負の外部接続端子も露出している構造では、チェーンの一方が電池ケースに接触し、他方が回路素子に連なっていない外部接続端子に接触すると、短絡電流を遮断できない可能性がある。
【００２３】
この点に鑑み、本実施形態では、特に、電池ケース４の極性（正極）とは逆の極性となる負極側の外部接続端子２７に温度ヒューズ３０及びＰＴＣ３２を設ける構成としたから、万一、チェーンが電池ケース４の外面と負極側の外部接続端子２７との間を短絡させたとしても、ＰＴＣ３２によって短絡電流を確実に遮断できる。なお、チェーンが電池ケース４の外面と正極側の外部接続端子２５との間に接触したとしても、これらは同極性であるから短絡電流が流れることはない。
【００２４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００２５】
（１）上記した実施形態では、接続突部１６と金属板２１、２２とをレーザー溶接により固定したが、これに限られず、抵抗溶接、超音波溶接、ろう付けなどの手法を用いることができる。また、図４に示すようにかしめにより固定することができる。この場合には、図４（Ａ）に示すように、電池蓋６に突設された接続突部１６の上面にカシメ筒４０を突設しておき、金属板４１にカシメ筒４０を挿通させるための孔４２を形成しておく。
そして、図４（Ｂ）に示すように、カシメ筒４０を圧壊してリベット状に変形させることにより金属板４１を固定してもよい。また、図４（Ｃ）に示すようにカシメ筒４０を外側に拡開変形させることにより、金属板４１を固定してもよい。
このようなカシメによって金属板４１を固定する場合には、カシメ加工される部分は通常のリベットのような中実部品とするのではなく、図４に示した中空のカシメ筒４０とすることが、カシメ応力の低減を図る上で好ましい。また、カシメ筒４０と金属板４１との接触抵抗を安定させる観点からは、接続突部１６のうち金属板４１に接する接触面を粗面化したり、その接触面に部分的に膨出する受け突部を形成することが好ましい。
（２）上記した実施形態では、回路素子として温度ヒューズ３０及びＰＴＣ３２を用いたが、これに限られずに、サーマルプロテクター、識別抵抗、ＮＴＣ、サーミスタ等であってもよいことは勿論である。
（３）上記した実施形態では、電池ケース４は正極と同じ極性を有するものとしたが、これに限られず、電池ケース４は負極と同じ極性を有するものものとすることもできる。その場合、電池ケース４の材質はニッケルメッキの施された鉄材もしくはステンレス材が好ましい。また、電池ケース４と接続される電極リードにはニッケル材を用いるのが好ましい。
（４）上記した実施形態では、扁平角形の二次電池本体２を備えた電池１としたが、二次電池本体２の形状は特に限定されず、例えば円筒形電池であってもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す電池の斜視図
【図２】樹脂蓋及び電池本体の分解断面図
【図３】樹脂蓋及び電池本体の断面図
【図４】本発明の他の実施形態を示す樹脂蓋と電池本体との接続部分の拡大断面図
【符号の説明】
３…樹脂蓋（第２の蓋）
５…発電要素
６…電池蓋（第１の蓋）
８…負極内部端子（引出電極）
１６…接続突部
２１、２２…金属板（インサート部品）
２５、２７…外部接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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