CN102386368A - 密封电池用端子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制外端子与内端子之间的内部电阻变动并能够以低成本提高电池的可靠性的结构的密封电池用端子及其制造方法。该密封电池用端子具备实心平铆钉形状的外端子(30)和中空平铆钉形状的内端子(27)，内端子的中空轴部(26)以与封口板(15)绝缘状态穿过第一绝缘构件(31)、穿设在封口板(15)上的开孔(15a)、第二绝缘构件(32)，外端子的柱状轴部(29)插入到内端子的中空轴部内，并被压接铆接而在柱状轴部的中间部形成直径的膨化变形部，内端子的中空轴部变形成沿着外端子的柱状轴部的直径的膨化变形部的形状而与外端子的柱状轴部压接，并且前端部(26b)沿着外端子的凸缘部(28)与柱状轴部之间的曲面状表面(29a)而卷曲成型。

Description

密封电池用端子及其制造方法
技术领域
本发明涉及具备由外端子和内端子形成的端子部的密封电池用端子及其制造方法，尤其涉及外端子与内端子之间的压接部位于电池外部来抑制外端子与内端子之间的内部电阻变动、并且能够以低成本提高电池的可靠性的结构的密封电池用端子及其制造方法。
背景技术
伴随着便携型的电子设备的快速普及，对电子设备中使用的电池的要求规格也逐年严格，尤其是要求小型·薄型化、高容量且循环特性优越、性能稳定的电池。并且，在二次电池领域中，与其它电池相比，高能量密度的锂非水电解质二次电池备受关注，这种二次电池占有的比例在二次电池市场中呈现出大幅的发展。并且，近年来，环境保护运动高涨，二氧化碳气体等造成温室化的废气的排出限制被强化。因此，在机动车行业里，取代使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的机动车，而活跃地进行电动机动车(EV)、混合动力电动机动车(HEV)的开发。作为这样的EV、HEV用电池，使用镍-氢二次电池或锂离子二次电池等密封电池，但近些年为了得到轻量且高容量的电池，锂离子二次电池等非水电解质二次电池被广泛使用。
在便携式设备用途中，对电池要求高的可靠性，使得在便携式设备振动或误落下时，电解液不从电池漏出，并且避免电池的内部电阻变动。在EV、HEV用途中，不仅要求与环境相适应，而且要求作为机动车的基本性能、即加速性能、爬坡性能等行驶能力的高度化。为了满足这样的要求，需要不仅电池容量增大而且高输出的电池。通常，EV、HEV用的密封电池大多使用在金属制的方形外装壳体内收容有电极体的方形密封电池，但为了在进行高输出的放电时在电池中流过大电流，需要电池的低电阻化，并且需要极力减少内部电阻进而消除电阻变动。因此，对于实现端子部的高可靠性化和低电阻化也进行了各种改良。
作为实现上述的电池的端子部的高可靠性化和低电阻化的方法，以往大多使用机械性铆接法。例如图4A及图4B所示，下述专利文献1所示的密封电池的端子部50通过如下方法制作，即，配置覆盖贯通孔52(参照图4B)的内表面及贯通孔52的周围的金属板51的两面的绝缘构件53、54，其中，贯通孔52设置在对密封电池的开口部进行封口的金属板51上，在上述的绝缘性构件53、54的位于电池的外表面的面上接近配置在一面形成有合成树脂层55的电极引出板56的合成树脂层55的面，使贯通了电极引出板56的贯通孔的电极导出销57穿过，并对电极导通销57的前端部58进行铆接而使上述构件一体化，且将引线板59等电阻焊接于电极导通销57的头部。
根据上述专利文献1所示的密封电池的端子部50，由于在电极引出板56与绝缘构件53之间配置有合成树脂层55，因此能够得到绝缘板53与电极引出板56之间的气密保持特性良好、时效变化小且可靠性高的密封电池。然而，由于上述专利文献1中记载的密封电池的端子部50在电池外部存在铆接部，因此存在电极导通销57的前端部58侧欠缺平坦性，电池高度的尺寸的不均变大这样的问题。另外，若电极导通销57的前端部58侧欠缺平坦性，则当使电阻焊接用电极与电极导通销57的前端部58抵接而将引线板59等电阻焊接于电极导出销57时，在电极导通销57的前端部58侧产生溅射，成为使电池的生产率降低的主要原因。
另一方面，如图5A及图5B所示，下述专利文献2所示的密封电池的端子部60通过如下方法制作，即，使铆接压接前的端子61经由垫层62顺次穿过封口板63、间隔件64、集电部件65，并利用规定的按压模以向与封口板63平行的方向扩径的方式对端子61的前端66的开口67进行铆接处理，接着，使用具有与铆接后的端子61的前端66的形状互补的凹部且在该凹部的周缘具有规定角度(例如θ2)的倾斜部A1的加工冲头(模)A，与铆接后的端子61的前端66抵接(参照图5A)而使其成型，在该前端66形成圆锥台部68(参照图5B)，接着，对铆接后的端子61的圆锥台部68的周缘与集电部件65进行激光焊接。
根据上述专利文献2所示的密封电池的端子部60，在区域S，圆锥台部68的底面整面与集电部件65良好地密接，并且，圆锥台部68的周缘与集电部件65的边界区域被可靠地进行激光焊接，因此起到可靠地维持铆接后的端子61与集电部件65之间的导通稳定性的效果。然而，上述专利文献2所示的密封电池的端子部60由于需要对铆接后的端子61的前端66的圆锥台部68的周缘与集电部件65进行激光焊接，因此需要巨额的设备投资，使电池单价的成本上升。并且，若进行这样的激光焊接，则在电池内部存在铆接部，因此在电池落下时等被施加过大的外力的情况下，在铆接部的导通部位因电解液介入(液咬)而引起导通不良，此时，存在电池的内部电阻发生较大变动的情况。
另一方面，作为未形成这样的铆接部的端子部，已知有下述专利文献3及4所示的结构。如图6所示，下述专利文献3中公开的密封电池的端子部70具备：经由垫圈73插入到合成树脂制的封口板71的通孔72内的作为端子部构成构件的凹形铆钉(阴形铆钉)74；从该凹形铆钉74的相反侧经由垫圈75插入到凹形铆钉74中的凸形铆钉(阳形铆钉)76。需要说明的是，垫圈73的外周侧与密封电池的极板电连接，凹形铆钉74和凸形铆钉76构成所谓的压紧铆钉。
并且，如图7A及图7B所示，下述专利文献4所示的密封电极端子结构80具备如下结构，即，凹形铆钉形状的第一电极销81配设在封口板85的外侧，凸形铆钉形状且由比第一电极销81软质的材料形成的第二电极销82配设在封口板85的内侧，通过对第一电极销81和第二电极销82按压施力，使第二电极销82的柱状轴部82a在沿纵向压缩的同时沿横向发生鼓出变形，由此使第一电极销81和第二电极销82一体化成不可分。
在此，第一电极销81的中空轴部81a的长度与第二电极销82的柱状轴部82a的长度相同。因此，在第二电极销82的凸缘部82b以包围柱状轴部82a的根部的方式形成有环状的槽82c，从而在对第一电极销81和第二电极销82按压施力时，成为第一电极销81的中空轴部81a的前端与第二电极销82的环状的槽82c抵接的状态，第二电极销82的柱状轴部82a在被沿纵向压缩的同时沿横向发生鼓出变形。因此，在该第一电极销81的中空轴部81a的外周配置具有孔部84a的圆筒状的合成树脂制的筒体84，在第一电极销81与封口板85之间以及第二电极销82与封口板85之间分别配置形成有开孔83a的绝缘片83，从而第一电极销81和第二电极销82在与封口板85可靠地绝缘的状态下对封口板85的贯通孔85a进行气密密封。
【专利文献1】日本特开2003-151528号公报
【专利文献2】日本特开2008-251411号公报
【专利文献3】日本实开昭59-41862号公报
【专利文献4】日本特开平7-235289号公报
根据上述专利文献3所示的密封电池的端子部，通过使用由凹形铆钉和凸形铆钉构成的压紧铆钉，不必铆接就将封口板向径向外方侧按压，在封口板、凹形铆钉与凸形铆钉之间确保高度的密封性，从而起到能够得到抗漏液性良好的密封电池这样的效果。另外，根据上述专利文献4所示的密封电极端子结构，当对第一电极销和第二电极销按压施力时，第二电极销在被沿纵向压缩的同时沿横向发生鼓出变形，因此与在第一电极销及第二电极销与封口板之间存在合成树脂筒体及绝缘膜的情况相互结合，从而在绝缘性、气密性上优越。此外，根据上述专利文献3及4所示的密封电池的端子部或密封电极端子结构，由于端子的电池内部侧及电池外部侧的表面都形成得平坦，因此在进行电池内部的端子与引线板等的电阻焊接时，还能够起到难以产生溅射且作业性良好这样的效果。
然而，在上述专利文献3所示的密封电池的端子部中，形成为将电极引线体点焊于垫圈上而获得凹形铆钉之间的电导通的结构，在电池内部侧存在凹形铆钉与垫圈的压接点，因此在电池落下时等被施加过大的外力的情况下，在凹形铆钉与垫圈的压接点因电解液介入而引起导通不良，此时存在电池的内部电阻发生较大的变动的情况。另外，在上述专利文献4所示的密封电极端子结构中，由于在电池内部侧存在第一电极销与第二电极销的压接点，因此与上述专利文献3所示的密封电池的端子部的情况同样，在电池落下时等被施加过大的外力的情况下，在第一电极销与第二电极销的压接点因电解液介入而引起导通不良，此时存在电池的内部电阻发生较大的变动的情况。
发明内容
本发明鉴于上述那样的现有技术的问题点而提出，其目的在于提供一种密封电池用端子及其制造方法，该密封电池用端子具备如下结构，即，作为端子，使用具备实心平铆钉形状的外端子和中空平铆钉形状的内端子的端子，且使两者的压接点位于电池外部侧，从而减少电池高度的尺寸的不均，并且即使在被施加过大的外力的情况下，外电池的内部电阻的变动也少，且能够以低成本来提高电池的可靠性。
为了达成上述目的，本发明的密封电池用端子中，端子安装于在封口板上穿设的开孔内，所述封口板以密封状态固定在外装壳体的开口部，该外装壳体在内部具有电极体，所述端子与所述电极体的集电体电连接，所述密封电池用端子的特征在于，所述端子具备：具有凸缘部和柱状轴部且在所述凸缘部与所述柱状轴部之间形成有曲面状表面的实心平铆钉形状的外端子；具有凸缘部和中空轴部的中空平铆钉形状的内端子，所述内端子的中空轴部从所述外装壳体的内部侧以与所述封口板绝缘状态顺次穿过第一绝缘构件的开孔、穿设在所述封口板上的开孔及形成在第二绝缘构件上的开孔内，所述外端子的所述柱状轴部从所述外装壳体的外部侧插入到所述内端子的中空轴部内，并被压接铆接而在所述柱状轴部的中间部形成直径的膨化变形部，所述内端子的中空轴部变形成沿着所述外端子的所述柱状轴部的直径的膨化变形部的形状而与所述外端子的柱状轴部压接，并且前端部沿着所述外端子的凸缘部与柱状轴部之间的曲面状表面而卷曲成型。
在本发明的密封电池用端子中，外端子的柱状轴部从外装壳体的外部侧插入到内端子的中空轴部内，并被压接铆接而在柱状轴部的中间部形成直径的膨化变形部，内端子的中空轴部变形成沿着外端子的柱状轴部的直径的膨化变形部的形状而与外端子的柱状轴部压接。因此，根据本发明的密封电池用端子，通过外端子的柱状轴部的直径的膨化变形部将第一绝缘构件或第二绝缘构件向穿设在封口板上的开孔按压，因此使端子部的气密性良好，难以产生漏液。
另外，在本发明的密封电池用端子中，由于外端子为具有凸缘部和柱状轴部的实心平铆钉形状，内端子为具有凸缘部和中空轴部的中空平铆钉形状，因此外端子的外部侧表面平坦并且不会产生翘曲变形。因此，根据本发明的密封电池用端子，除了外端子的高度尺寸的不均减少之外，在使电阻焊接用电极与外端子的凸缘部表面抵接、使电极接头及电阻焊接用电极与内端子的凸缘部表面抵接而将电极接头点焊于内端子的凸缘部时，由于在外端子侧产生溅射的顾虑减少，因此密封电池的生产率提高。
另外，在本发明的密封电池用端子中，内端子的中空轴部变形成沿着外端子的柱状轴部的直径的膨化变形部的形状而与外端子的柱状轴部压接，前端部沿着外端子的凸缘部与柱状轴部之间的曲面状表面而卷曲成型。因此，根据本发明的密封电池用端子，由于在密封电池的外部侧存在外端子与内端子的压接点，因此即使在例如落下冲击等从外部施加有大的力的情况下，电解液也不会介入外端子与内端子之间。此外，由于内端子的中空轴部的前端部沿着外端子的凸缘部与柱状轴部之间的曲面状表面而卷曲成型，因此外端子与内端子的中空轴部的前端之间的气密性非常良好，来自外部的空气或水分难以浸入电池内部，能够得到具有高品质的端子部的密封电池。
另外，在本发明的密封电池用端子中，优选在所述外端子的凸缘部的内端子侧表面整周地形成有突起，所述环状的突起与所述第二绝缘构件的外表面接触，所述卷曲成型后的所述内端子的中空轴部的前端位于在所述环状的突起、所述柱状轴部、所述第二绝缘构件的外表面之间形成的空间内。
若在外端子的凸缘部的内端子侧表面整周地形成有突起，该环状的突起与第二绝缘构件的外表面接触，卷曲成型后的内端子的中空轴部的前端位于在该环状的突起、柱状轴部、第二绝缘构件的外表面之间形成的空间内，则成为卷曲成型后的内端子的中空轴部的前端从外部空间分离的状态。因此，根据本发明的密封电池用端子，外端子与内端子的中空轴部的前端之间及内端子的中空轴部的前端与第二绝缘构件之间的气密性变得更加非常良好，来自外部的空气或水分难以浸入电池内部，因此能够得到具有非常高品质的端子部的密封电池。
另外，在本发明的密封电池用端子中，优选在所述第二绝缘构件的外周侧的外表面以包围所述外端子的凸缘部外周侧的方式整周或局部地形成有突起。
若在第二绝缘构件的外周侧的外表面以包围外端子的凸缘部外周侧的方式整周或局部地形成突起，则即使外端子旋转，通过第二绝缘构件也使凸缘部的外周侧与封口板之间的绝缘性良好，因此能够得到具有更高可靠性的端子部的密封电池。
另外，在本发明的密封电池用端子中，优选所述封口板在所述开孔附近的周围整周上向两侧形成有突起。
若在封口板的开孔的周围整周上向两侧形成突起，则在压接外端子及内端子时，上述的突起分别啮入第一绝缘构件或第二绝缘构件，因此封口板与第一绝缘构件及第二绝缘构件之间的气密性良好，因此能够得到具有更高品质的端子部的密封电池。
另外，优选所述封口板的在外端子侧表面形成的突起隔着第二绝缘构件与所述环状的突起对置，在内端子侧表面形成的突起隔着第一绝缘构件与所述内端子的凸缘部对置。
若为这样的结构，则在压接外端子及内端子时，上述的突起分别从第一绝缘构件或第二绝缘构件的上下方向有效地啮入第一绝缘构件或第二绝缘构件，封口板与第一绝缘构件及第二绝缘构件之间的气密性更加良好，能够得到具有高品质的端子部的密封电池。
并且，为了达成上述目的，本发明提供一种密封电池的端子部的形成方法，所述密封电池中，端子安装于在封口板上穿设的开孔内，所述封口板以密封状态固定在外装壳体的开口部，该外装壳体在内部具有电极体，所述端子与所述电极体的集电体电连接，所述密封电池的端子部的形成方法的特征在于，作为所述端子，使用具有凸缘部和柱状轴部且在所述凸缘部与所述柱状轴部之间形成有曲面状表面的实心平铆钉形状的外端子、具有凸缘部和比所述外端子的所述柱状轴部长度长的中空轴部的中空平铆钉形状的内端子，将所述内端子的中空轴部从所述外装壳体的内部侧以与所述封口板绝缘状态顺次穿过第一绝缘构件的开孔、穿设在所述封口板上的开孔及形成在第二绝缘构件上的开孔内，将所述外端子的柱状轴部从所述外装壳体的外部侧插入到所述内端子的中空轴部内，接着，对所述外端子的凸缘部与所述内端子的凸缘部之间施加按压力而使所述外端子的柱状轴部向所述内端子的中空轴部内压接，并且沿着所述外端子的凸缘部与所述柱状轴部之间的曲面状表面对所述内端子的中空轴部的前端进行卷曲处理，进一步对所述外端子的凸缘部与所述内端子的凸缘部之间施加按压力，从而在所述外端子的中空轴部形成直径的膨化变形部。
根据本发明的密封电池的端子部的形成方法，能够形成能够容易起到上述效果的密封电池的端子部。
附图说明
图1是表示实施方式及比较例中通用的非水电解质二次电池的结构的局部剖视立体图。
图2A～图2H是按照顺序说明图1的非水电解质二次电池的制造工序的立体图。
图3是表示实施方式的负极端子的制造工序的图，相当于图1的负极端子18附近的III-III截面。图3A是各构成部分的分解剖视图，图3B是组装工序后的剖视图，图3C是内端子卷曲工序后的截面，图3D是完成后的剖视图。
图4A是表示第一现有例的密封电池的端子部的结构的立体图，图4B是该第一现有例的密封电池的端子部的结构的分解立体图。
图5A是表示第二现有例的密封电池的铆接后的端子的成型工序的剖视图，图5B是表示紧接着该成型工序的激光焊接工序的剖视图。
图6A是第三现有例的密封电池的端子部的制造中的剖视图，图6B是该第三现有例的密封电池的端子部的完成后的剖视图。
图7A是第四现有例的密封电极端子结构的分解剖视图，图7B是该第四现有例的密封电极端子结构的完成后的剖视图。
符号说明：
10  方形非水电解质二次电池
11  电池外装壳体
12  扁平状卷绕电极体
13  切起片
13a  切口部
14  正极集电接头
15  封口板
15a  开孔
15b  上侧环状突起
15c  下侧环状突起
16  负极集电接头
17  树脂制绝缘间隔件
18  负极端子
19  铝箔
20  正极集电接头
21  超声波焊接部
22、22a  绝缘带
25  (内端子的)凸缘部
26  中空轴部
26a  底部
26b  中空轴部的前端部
27  内端子
28  (外端子的)凸缘部
28a  (外端子的)突起
29  柱状轴部
29a  曲面状表面
29b  (柱状轴部的)前端部
30  外端子
31  第一绝缘构件
31a  贯通孔
31b  环状部
31c  突起
32  第二绝缘构件
32a  开孔
32b  突起
具体实施方式
以下，利用附图，对本发明的实施方式进行说明。其中，以下所示的实施方式为例示出具备用于将本发明的技术思想具体化的密封电池用的端子的小型的方形非水电解质二次电池的实施方式，没有意图将本发明特定为该方形非水电解质二次电池，本发明也能够同样适用于镍-氢二次电池等密封电池、HEV或EV用等的大型的密封电池。另外，以下作为本发明的密封电池的端子，以负极端子为例来从密封电池的结构方面进行说明，但本发明不仅适用于负极端子，同样也能够适用于正极端子。
首先，参照图1及图2，对实施方式及各比较例中通用的方形非水电解质二次电池的简要结构进行说明。需要说明的是，图1是表示实施方式及比较例中通用的非水电解质二次电池的结构的局部剖视立体图。另外，图2A～图2H是按照顺序说明图1的非水电解质二次电池的制造工序的立体图。
该方形非水电解质二次电池10具备：长度方向的一端面开口、且周围面封闭的大致扁平状的具有导电性的箱型的电池外装壳体11；插入到电池外装壳体11内的扁平状卷绕电极体12；通过例如焊接等与从扁平状卷绕电极体12的正极的芯体露出部切起的切起片13电连接的、比正极的芯体强度高的正极集电接头14；覆盖电池外装壳体11的开口部而将该开口部封口的封口板15。该电池外装壳体11的开口部在电池外装壳体11的开口端缘与封口板15之间夹入正极集电接头14的状态下通过激光焊接进行封口。
根据该结构的方形非水电解质二次电池10，在将封口板15激光焊接于电池外装壳体11的开口端时，也将正极集电接头14焊接于电池外装壳体11而在正极集电接头14与电池外装壳体11之间进行电连接。并且，由于正极集电接头14由比一方的电极的芯体强度高的箔片形成，因此与由切起片13自身形成的情况相比，机械强度提高。
接着，利用图2，对实施方式及各比较例中通用的方形非水电解质二次电池10的制法进行说明。扁平状卷绕电极体12由正极、负极和夹在两电极间的隔板构成，上述的各极板的制造方法已经公知，本发明可以使用公知的任意的扁平状卷绕电极体12。以下，示出其制法的一例。
[正极极板的制作]
作为正极活性物质，将钴酸锂、作为碳系导电剂的乙炔黑、PVDF(聚偏氟乙烯)以95∶2.5∶2.5的质量比混合，并将NMP(N-甲基吡咯烷酮)作为溶剂而使用混合机进行混合，来调制正极合剂浆料。通过刮板法将该浆料涂敷在厚度为15μm的铝制的正极芯体的两面并使其干燥，从而在正极芯体的两面形成正极活性物质层。之后，使用压缩辊进行压缩来制作出正极极板。
在该正极上，在距正极芯体的卷绕终端一定的距离处设有正极芯体的两面都不具有正极活性物质层的两面露出部，进而在距该两面露出部一定的距离处设有仅正极芯体的一面具有正极活性物质层而另一面的芯体露出的单面露出部。另外，如图2A所示，在正极芯体的两面露出部形成有贯通正极芯体的大致コ形状的切口部13a。该切口部13a用于形成与正极集电接头14连接用的切起片13，通过锋利的刃具切入正极芯体而形成。
[负极极板的制作]
将人造石墨、在纯水中以1质量％溶解CMC而得到的溶液、SBR以固态成分的质量比为98∶1∶1的方式进行混炼，从而制作出负极合剂浆料。接着，通过刮板法将该负极合剂浆料涂敷到厚度为8μm的铜制的负极芯体的两面后使其干燥，从而在负极芯体的两面形成活性物质层。之后，使用压缩辊进行压缩来制作负极极板。然后，将镍制的负极集电接头16通过焊接安装于负极芯体的露出部。
[扁平状卷绕电极体的制作]
将上述那样制作的正极极板和负极极板以外周侧为正极的方式夹着由聚乙烯的微多孔膜构成的隔板而以彼此绝缘的状态进行卷绕，并通过压瘪而制作出扁平状卷绕电极体12。需要说明的是，负极集电接头16从扁平状卷绕电极体12的上部突出。该扁平状卷绕电极体12的简要结构如图2A所示那样。
[非水电解液的调制]
非水电解液使用将LiPF6以成为1mol/L的浓度的方式溶解于碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯及碳酸二乙酯的体积混合比为40∶30∶30的混合溶剂中而得到的非水电解液。
如图2B所示，在上述那样制作的扁平状卷绕电极体12的上部设置树脂制绝缘间隔件17，并使负极集电接头16穿过该间隔件的一个狭缝17a。并且，如图2C所示，将切起片13从正极芯体的切口部13a切起大致90°，并使用具有规定的壁厚的铝箔19对该切起片13进行超声波焊接，在确保电连接后，使用切断工具以规定的长度切断来形成正极集电接头20。
另外，如图2D所示，进而将与切起片13焊接后的正极集电接头20立起大致90°，之后以覆盖切起片13及超声波焊接部21的方式粘贴绝缘带22，使它们固定于扁平状卷绕电极体12。另外，根据需要也可以在扁平状卷绕电极体12的下端也粘贴固定绝缘带22a。
之后，如图2E所示，在使封口板15位于扁平状卷绕电极体12的上方的状态下，通过电阻焊接使固定在封口板15上的负极端子18的内部侧与负极集电接头16电连接，如图2F所示，在封口板15与扁平状卷绕电极体12密接时，正极集电接头20的前端的一部分向外部露出。需要说明的是，对负极端子18的具体结构在后叙述。
接着，如图2G所示，将与负极集电接头16电连接的扁平状卷绕电极体12插入到电池外装壳体11内，之后，使从正极导出的正极集电接头20沿着电池外装壳体11的内壁延伸到开口端，并通过封口板15的外周侧面夹入该正极集电接头20的端部而使封口板15与电池外装壳体11的开口缘嵌合。之后，在对电池外装壳体11的开口端部施加规定的外部压力的同时向电池外装壳体11与封口板15的嵌合部照射激光，将该部分焊接。通过该激光焊接，使电池外装壳体11的开口部封口，同时使正极集电接头20与电池外装壳体11电连接。
在激光焊接后，如图2H所示，从封口板15的通孔(省略图示)向电池外装壳体11的内部注入非水电解液，并在通孔上设置盖(省略图示)而对通孔进行密封。由此，完成实施方式及比较例中通用的作为密封电池的非水电解质二次电池10。这样制作的非水电解质二次电池10的尺寸为厚度5.5mm×宽度34mm×高度50mm，额定容量为1150mAh。
[实施方式的负极端子]
在此，利用图3，对实施方式的负极端子18进行详细地说明。需要说明的是，图3是表示实施方式的负极端子的制造工序的图，图示出图1的III-III面的截面，图3A是各构成部分的分解剖视图，图3B是组装工序后的剖视图，图3C是内端子卷曲工序后的截面，图3D是完成后的剖视图。
如图3A所示，实施方式的负极端子18具备：具有凸缘部25和中空轴部26的中空平铆钉形状的内端子27；具有凸缘部28和柱状轴部29的实心平铆钉形状的外端子30；树脂制的第一绝缘构件31；树脂制的第二绝缘构件32；穿设有开孔15a的封口板15。在外端子30的凸缘部28与柱状轴部29之间形成有曲面状表面29a，另外，在外端子30的凸缘部28的周围的内端子侧整周地形成有突起28a。另外，柱状轴部29的前端部29b被倒角，形成为与后述的内端子27的中空轴部26的底部26a互补的形状。并且，内端子27的从中空轴部26的底部26a到前端部26b的长度L1比外端子30的从柱状轴部29的根部到前端部29b的长度L2长，形成为L1＞L2。
第一绝缘构件31在上面侧具备形成有贯通孔31a的环状部31b，在下面侧的周围形成有包围内端子27的凸缘部25的周围这样大小的突起31c，其中，贯通孔31a的直径实质上与内端子27的中空轴部26的外径相同。需要说明的是，本说明书中的“实质上”的用语优选接近相同，但未必一定相同，以略大的情况和略小的情况都包括的意思使用(下同)。该第一绝缘构件31的环状部31b的高度实质上与封口板15的厚度相同，并且，外径实质上与封口板15的开孔部15a的内径相同。另外，该突起31c的高度用于内端子27的凸缘部25的定位，较低亦可。
另外，第二绝缘板32在中央形成有实质上与内端子27的中空轴部26的外径相同的孔径的开孔32a，在上面侧的周围形成有包围外端子30的凸缘部28的周围这样大小的突起32b。需要说明的是，该突起32b的高度为用于确保外端子30的凸缘部28与封口板的绝缘性而需要的尺寸，优选为凸缘部28的厚度以上。需要说明的是，第一绝缘板31及第二绝缘板32各自的形状也可以与上述的结构相反。
另外，封口板15具有在负极端子18的形成区域穿设的开孔15a，在该开孔15a的附近周围的外端子30侧整周地形成有突起15b，同样在该开孔15a的附近周围的内端子27侧整周地形成有突起15c。需要说明的是，对突起15b及15c的功能在后叙述。另外，在此，开孔15a形成在封口板15向电池内部侧变形的位置上，形成这样的结构是为了使电池的外端子30的高度变低。
[各部件的组装工序]
为了将这样构成的内端子27、第一绝缘构件31、第二绝缘构件32、外端子30组装于封口板15的开孔15a而如下这样进行。首先，如图3B所示，从下侧(成为电池的内侧这一方)将第一绝缘构件31的环状部31b插入封口板15的开孔15a内，接着从下侧将内端子27的中空轴部26a插入第一绝缘构件31的贯通孔31a内。之后，从上侧(成为电池的外侧这一方)将第二绝缘构件32以突起32b成为外侧的方式载置在封口板15上，接着，从上方将外端子30的柱状轴部29插入内端子27的中空轴部26的内部。
在此，内端子27的中空轴部26的内径与外端子30的柱状轴部29的外径实质上相同。并且，内端子27的中空轴部26的外径与第一绝缘构件31的环状部31b的内径及第二绝缘构件32的开孔32a的内径实质上相同，并且第一绝缘构件31的环状部31b的外径与封口板15的开孔15a的内径实质上相同。因此，内端子27、第一绝缘构件31、封口板15、第二绝缘构件32及外端子30通过各自之间的摩擦力而固定成图3B所示的状态。
[内端子卷曲工序]
接着，从外端子30的上部通过冲压等将外端子30的柱状轴部29向内端子27的中空轴部26内压接。在此，内端子27的从中空轴部26的底部26a到前端部26b的长度L1比外端子30的从柱状轴部29的根部到前端部29b之间的长度L2长，形成为L1＞L2。因此，如图3C所示，内端子27的中空轴部26的前端部26b沿着在外端子30的柱状轴部29的凸缘部28侧形成的曲面状表面29a扩径而被卷弯(以下，称为“卷曲”)，成为内端子27的中空轴部26的前端部26b与第二绝缘构件32的外侧表面相接的状态，并且，成为外端子30的柱状轴部29的前端部29b与内端子27的中空轴部26的底部26a抵接的状态。
[外端子膨化工序]
之后，若进一步使外端子30的柱状轴部29向内端子27的中空轴部26内压接，则如图3D所示，外端子30的柱状轴部29的中间部膨化，该柱状轴部29的直径变大，因此内端子27的中空轴部26的外径也变大，由此，第一绝缘构件的环状部31b紧压在封口板15的开孔15a的内壁上，因此内端子27及第一绝缘构件31被气密且牢固地固定在封口板15的开孔15a内。并且，封口板15的下侧环状突起15c啮入第一绝缘构件31的上侧表面，同样上侧环状突起15b啮入第二绝缘构件32的下侧表面，因此完全确保了封口板15与第一绝缘构件31之间及封口板15与第二绝缘构件之间的气密性。
并且，由于内端子27的中空轴部26的前端部26b沿着外端子30的凸缘部28与柱状轴部29之间的曲面状表面29a而卷曲成型，因此外端子30与内端子27的中空轴部26的前端部26b之间的气密性变得非常良好，来自外部的空气或水分难以浸入电池内部。另外，由于在外端子30的凸缘部28的内侧的整周上形成的突起28a与第二绝缘构件32的表面相接，因此在外端子30的突起28a、柱状轴部29和第二绝缘构件32的外表面之间形成的空间成为密封空间，但由于内端子27的中空轴部26的被卷曲处理的前端部26b位于该密封空间内，因此外端子30与内端子27的中空轴部26的前端部26b之间的气密性更加非常良好。
并且，之后对这样形成的负极端子18以使电阻焊接用电极的一方与外端子30的表面抵接、使负极集电接头16(参照图2)与内端子27的表面抵接并使电阻焊接用电极的另一方与该负极集电接头的表面抵接的方式进行点焊，由于在外端子30的表面没有凹凸，因此在外端子30侧不易产生溅射，从而焊接工序的效率提高。
[落下可靠性评价]
为了确认本实施方式的非水电解质二次电池的效果，如下这样进行落下试验，通过测定内部电阻变动量及电池尺寸变化来评价落下可靠性。然而，直接在本实施方式的状态下，成为效果过于良好而实质上没有任何影响的状态，因此将外端子与内端子的压接状态成为树脂压缩率比通常减少50％的状态(压接松缓的状态)下的二次电池作为与本发明对应的试验电池来用于测定。另外，作为比较例1的非水电解质二次电池，为具有与图4所示的现有例同样形状的端子结构的二次电池，作为比较例2的非水电解质二次电池，为具有与图5所示的现有例同样形状的端子结构的二次电池，且使用未进行激光焊接的二次电池。
内部电阻变动量的测定：
通过交流法测定进行落下试验前后的所有的试验电池的内部电阻，对内部电阻的变化量进行监视研究。在表1中集中示出结果。
试验条件：使放电状态的各电池从1.65m的高度向混凝土上落下。落下以全部面(XYZ轴的六个面)为一组进行计算，执行30组。
试验电池：都为厚度5.5mm×宽度34mm×高度50mm，额定容量为1150mAh。
试验数目：与本发明对应的试验电池、比较例1及比较例2都各进行10个。
电池高度的测定：
测定进行落下试验前后的所有的试验电池的从外装壳体的底到外端子的上表面的高度，对该电池高度的变化量进行监视研究。在表1中集中示出结果。需要说明的是，试验条件与上述的内部电阻变动量的测定的情况同样，对于试验数目，与本发明对应的试验电池、比较例1及比较例2都各进行30个。
【表1】
Figure BDA0000087833410000161
由表1所示的结果可知，根据与本发明对应的试验电池，内部电阻的变动量(平均值)与比较例1及比较例2的电池相比非常小，并且，内部电阻的变动量不均也小。这意味着若选择与本发明对应的试验电池，则即使在落下冲击等施加有过大的外力的情况下，外端子与内端子之间也不会松缓，并且，电解液的介入也少。并且，根据与本发明对应的试验电池，在电池高度的不均方面明显优于比较例1的电池，并能够得到与比较例2的电池的情况实质上相同的效果。
由于与上述的本发明对应的试验电池的测定结果为外端子与内端子的压接状态成为树脂压缩率比通常减少50％的状态下的电池的测定结果，因此可知，根据本发明，能够得到端子部的落下可靠性非常高且高度尺寸的不均也小的非水电解质二次电池。并且，在本发明中，在端子部的形成时不需要尤其像激光焊接那样花费成本的工序，因此能够廉价地制作。
需要说明的是，在上述实施例中，在内端子的凸缘部未向外端子方向设置突起，但考虑到在外端子的凸缘部设置的突起的效果，当然也可以在内端子的凸缘部向外端子方向设置突起。另外，在外端子的凸缘部或内端子的凸缘部设置突起的情况下，从制造的容易程度出发，优选设置在凸缘部的外周侧。
另外，在上述的实施方式中，对使用方形外装壳体的例子进行了说明，但外装壳体形状没有特别地限定，使用圆筒形的外装壳体也能够适用。然而，若考虑到装入电池的设备的空间效率，则优选使用方形形状的外装壳体。另外，在上述的实施方式中，对使用扁平状的卷绕电极体的例子进行了说明，但在例如隔着隔板层叠平板状的正·负极极板而成的电极体等中也能够适用是不言而喻的。并且，在上述的实施方式中，对非水电解质二次电池的情况进行了叙述，但在镍-氢二次电池等水性电解质二次电池的情况也同样能够适用。

Claims (7)

1.一种密封电池，端子安装于在封口板上穿设的开孔内，所述封口板以密封状态固定在外装壳体的开口部，该外装壳体在内部具有电极体，所述端子与所述电极体的集电体电连接，所述密封电池的特征在于，
所述端子具备：具有凸缘部和柱状轴部且在所述凸缘部与所述柱状轴部之间形成有曲面状表面的实心平铆钉形状的外端子；具有凸缘部和中空轴部的中空平铆钉形状的内端子，
所述内端子的中空轴部从所述外装壳体的内部侧以与所述封口板绝缘状态顺次穿过第一绝缘构件的开孔、穿设在所述封口板上的开孔及形成在第二绝缘构件上的开孔内，
所述外端子的所述柱状轴部从所述外装壳体的外部侧插入到所述内端子的中空轴部内，并被压接铆接而在所述柱状轴部的中间部形成直径的膨化变形部，
所述内端子的中空轴部变形成沿着所述外端子的所述柱状轴部的直径的膨化变形部的形状而与所述外端子的柱状轴部压接，并且前端部沿着所述外端子的凸缘部与柱状轴部之间的曲面状表面而卷曲成型。
2.根据权利要求1所述的密封电池，其特征在于，
在所述外端子的凸缘部的内端子侧表面整周地形成有突起，所述环状的突起与所述第二绝缘构件的外表面接触，所述卷曲成型后的所述内端子的中空轴部的前端位于在所述环状的突起、所述柱状轴部、所述第二绝缘构件的外表面之间形成的空间内。
3.根据权利要求1或2所述的密封电池，其特征在于，
在所述第二绝缘构件的外周侧的外表面以包围所述外端子的凸缘部外周侧的方式整周或局部地形成有突起。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的密封电池，其特征在于，
所述封口板在所述开孔附近的周围整周上向两侧形成有突起。
5.根据权利要求4所述的密封电池，其特征在于，
所述封口板的在外端子侧表面形成的突起隔着第二绝缘构件与所述环状的突起对置。
6.根据权利要求4或5所述的密封电池，其特征在于，
所述封口板的在内端子侧表面形成的突起隔着第一绝缘构件与所述内端子的凸缘部对置。
7.一种密封电池的端子部的形成方法，所述密封电池中，端子安装于在封口板上穿设的开孔内，所述封口板以密封状态固定在外装壳体的开口部，该外装壳体在内部具有电极体，所述端子与所述电极体的集电体电连接，所述密封电池的端子部的形成方法的特征在于，
作为所述端子，使用具有凸缘部和柱状轴部且在所述凸缘部与所述柱状轴部之间形成有曲面状表面的实心平铆钉形状的外端子、具有凸缘部和比所述外端子的所述柱状轴部长度长的中空轴部的中空平铆钉形状的内端子，
将所述内端子的中空轴部从所述外装壳体的内部侧以与所述封口板绝缘状态顺次穿过第一绝缘构件的开孔、穿设在所述封口板上的开孔及形成在第二绝缘构件上的开孔内，
将所述外端子的柱状轴部从所述外装壳体的外部侧插入到所述内端子的中空轴部内，
接着，对所述外端子的凸缘部与所述内端子的凸缘部之间施加按压力而使所述外端子的柱状轴部向所述内端子的中空轴部内压接，并且沿着所述外端子的凸缘部与所述柱状轴部之间的曲面状表面对所述内端子的中空轴部的前端进行卷曲处理，
进一步对所述外端子的凸缘部与所述内端子的凸缘部之间施加按压力，从而在所述外端子的中空轴部形成直径的膨化变形部。
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