JP2001135299A

JP2001135299A - 密閉型電池

Info

Publication number: JP2001135299A
Application number: JP31588999A
Authority: JP
Inventors: Takami Saito; 崇実齋藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな衝撃や振動等に対しても耐久性、信頼
性の向上を図る。【解決手段】発電要素３と出力端子２，４との間を接
続する電極リード部材１０，１１が、導電材によって形
成されるとともに、バネ定数ｋを０．５ｇ／ｍｍ×Ｗ乃
至２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ（Ｗ：発電要素の重量）に設定さ
れたばね部材として発電要素３と出力端子２，４との間
に圧縮状態で介挿されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電要素と出力端
子とを接続する弾性を有する電極リード部材を備えた密
閉型電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の移動体については、近年、世
界各国における地球環境の汚染や温暖化の抑制或いは資
源保護等の問題の高まりの中で、従来のガソリンエンジ
ン車やディーゼルエンジン車に代わる高性能電気自動車
やハイブリットカー等が注目を浴びている。かかるハイ
ブリットカー等は、上述した問題の対策として大きな効
果を発揮することが期待されており、その開発、普及が
図られている。これらハイブリットカー等には、温度や
湿度等な劣悪な環境条件や走行時等に負荷される過大な
振動等の条件下においても、充分な耐久性、信頼性を有
し長寿命である二次電池を備えるバッテリ装置が求めら
れている。

【０００３】また、各種の電子機器等においても、繰り
返し充電が可能なリチウムイオン二次電池やカーボンリ
チウム二次電池等の二次電池が、主電源或いは補助電源
として用いられている。特に、携帯用オーディオ機器や
携帯電話機等の各種携帯型電子機器等においては、その
多機能化、小型化或いは長時間使用の対応に合わせた高
性能で信頼性を有し長寿命である二次電池が求められて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】リチウムイオン二次電
池は、シート状の正極材と負極材とをセパレータを介し
て重ね合わせるとともに、これを渦巻き状に巻回或いは
折り畳んで発電要素を構成している。リチウムイオン二
次電池は、この発電要素を電解液を充填した電池缶に収
納するとともに、電池缶を電池蓋によって封装してな
る。リチウムイオン二次電池は、発電要素の負極側と電
池缶とを負極リード部材を介して接続するとともに、発
電要素の正極側と電池蓋とを正極リード部材を介して接
続している。

【０００５】従来のリチウムイオン二次電池において
は、極めて大きな衝撃や振動等の条件下において使用さ
れることがほとんど想定されていないこともあり、特に
発電要素を電池缶の内部において固定手段によって保持
する構造を採用していない。従来のリチウムイオン二次
電池においては、電池缶の開口部にポリプロピレンやテ
フロン等の合成樹脂材料によって成形されたガスケット
を介して電池蓋がかしめ付けられており、その材料特性
からガスケットのかしめ部位が衝撃等に対する緩衝作用
を奏するものの、大きな衝撃等に対しての効果は到底期
待し得ないものであった。

【０００６】このため、従来のリチウムイオン二次電池
においては、ハイブリットカー等のバッテリ装置や携帯
電話機等の携帯型電子機器に用いられて大きな衝撃や振
動等が加えられた場合に、発電要素を構成する正極材や
負極材或いはセパレータに巻きズレ等が発生して内部シ
ョートや金属リチウムの析出といった事態が発生するこ
とがあった。また、従来のリチウムイオン二次電池にお
いては、発電要素の端部が電池缶や電池蓋に衝合するこ
とによって破損し、同様の事態が発生することがあっ
た。さらに、従来のリチウムイオン二次電池において
は、広範囲に変化する温度条件下で使用されることによ
り各部に生じる大きな寸法変化によって、上述した事態
が発生することがあった。

【０００７】したがって、本発明は、大きな衝撃や振
動、広範囲な温度変化に伴う各部の寸法変化等に対して
も耐久性、信頼性の向上が図られた密閉型電池を提供す
ることを目的に提案されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかる密閉型電池は、発電要素と出力端子との
間を接続する電極リード部材が、導電材によって形成さ
れるとともに、バネ定数ｋを０．５ｇ／ｍｍ×Ｗ乃至
２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ（Ｗ：発電要素の重量）に設定され
たバネ部材を構成して発電要素と出力端子との間に圧縮
状態で介挿されてなる。

【０００９】以上のように構成された本発明にかかる密
閉型電池によれば、過大な衝撃や振動が加えられたり広
範囲な温度変化による各部の寸法変化に対して、電極リ
ード部材が発電要素と出力端子との間において弾性変位
する。したがって、密閉型電池によれば、部品点数の増
加や構造を複雑化することなく発電要素の破損等が抑制
されて耐久性、信頼性の向上が図られるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として
図１に示した密閉型電池１は、例えばハイブリット・シ
ステム・カーに搭載されるバッテリー装置に用いられる
比較的大型のリチウムイオン二次電池であり、負極を構
成する電池缶２の内部に発電要素３を収納するととも
に、この電池缶２を正極を構成する電池蓋構体４によっ
て密閉してなる。電池缶２は、有底円筒形を呈する金属
缶からなり、上端の開口縁から所定の高さ位置にビード
加工を施して小径に絞ることにより電池蓋構体４の受け
部２ａが形成されている。電池缶２は、受け部２ａから
上方部位が、後述するように電池蓋構体４をかしめ止め
するかしめ部位２ｂ部として構成されてなる。

【００１１】発電要素３は、シート状の負極材５と、正
極材６と、セパレータ７と、負極集電タブ８と、正極集
電タブ９等の部材と電解液とによって構成されている。
発電要素３は、負極材５に接続された負極集電タブ８
が、詳細を後述する負極リード部材１０によって電気的
に接続されるとともに、正極材６に接続された正極集電
タブ９が、詳細を後述する正極リード部材１１によって
電気的に接続してなる。

【００１２】電解液には、例えばエチレンカーボネート
（ＥＣ）や、プロピレンカーボネート（ＰＣ）或いはブ
チレンカーボネート（ＢＣ）が用いられる。電解液に
は、カチオンとアニオンとが組み合わされり、溶剤に相
溶する電解質塩が混合される。電解質塩には、具体的に
は六フッ化リン酸リチウムや四フッ化ホウ酸リチウム
が、電解液に溶解可能な濃度で用いられる。

【００１３】負極材５は、詳細を省略するが、例えば銅
箔からなる負極集電体５ａの両面に負極活物質合剤を塗
布して全体が長尺のシート体からなる。負極活物質合剤
は、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な、例えば
グラファイトや難黒鉛化炭素或いは易黒鉛化炭素等の炭
素材料を負極活物質として、バインダにポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶｄＦ）、溶剤としてｎ−メチルピロリドン
（ＮＭＰ）を加えてスラリー状化したものが用いられ
る。

【００１４】負極活物質合剤は、負極集電体５ａの両面
に例えばドクターブレード法等により均一に塗布され、
乾燥炉内において乾燥処理が施されてＮＭＰが飛ばされ
た後にロールプレス等の加圧処理が施されることによっ
て高密度化が図られる。負極活物質合剤は、上述した工
程を経ることによって負極集電体５ａの両面にそれぞれ
負極活物質層５ｂを構成する。負極材５は、詳細を省略
するが負極集電体５ａの負極活物質合剤の未塗布部位に
レーザ溶接によって負極集電タブ８が接続されてなる。

【００１５】負極リード部材１０は、弾性を有し、電解
液に対して不溶性であるとともに、電気抵抗が小さな導
電材料によって図２に示すように全体略Ｕ字状に形成さ
れている。負極リード部材１０としては、例えばＪＩＳ
記号で示される次の材料、ＳＵＳ_nnn−ＣＳＰ、ＳＵＰ
_nn−ＣＳＰ、ＳＵＰ_nn、ＳＵＰ_nnＡ、ＳＫ_n−ＣＳＰ、
Ｃ_nnnnＰ、Ｃ_nnnnＲ等の導電材料が用いられる。なお、
ｎは自然数字である。

【００１６】負極リード部材１０は、詳細には自然状態
において、先端部１０ａ、１０ｂがＵ字状の折曲部１０
ｃからやや開かれた形状となるようにホーミング加工さ
れてなる。負極リード部材１０は、電池缶２の底面２ｃ
と発電要素３との間隔に対して、折曲部１０ｃの高さが
やや小さくかつ先端部１０ａ、１０ｂの間隔がやや大き
く設定されて形成されている。負極リード部材１０は、
後述するように電池缶２の内部に発電要素３が収納され
るとともに電池缶２が電池蓋構体４によって封止された
状態において、先端部１０ａ、１０ｂを圧縮した状態で
電池缶２と発電要素３との間に介挿される。

【００１７】したがって、負極リード部材１０は、電池
缶２と発電要素３との間に組み込まれた状態において弾
性力が蓄勢されたばね部材を構成するとともに、そのば
ね定数ｋ１が２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ≧２ｋ１≧０．５ｇ／
ｍｍ×Ｗ（Ｗ：発電要素の重量）に設定される。負極リ
ード部材１０は、ばね定数ｋ１が（２．０ｇ／ｍｍ×
Ｗ）／２よりも大きな場合には大きな弾性力が蓄勢され
ることから、電池缶２に対して発電要素３や電池蓋構体
４等を組み付ける際に作業性を極めて悪くさせ、また発
電要素３に対する負荷を大きくするため好適では無い。
負極リード部材１０は、ばね定数ｋ１が（０．５ｇ／ｍ
ｍ×Ｗ）／２よりも小さな場合には、弾性力が弱いため
に、衝撃等に対する充分な緩衝作用が奏し得ない。

【００１８】正極材６は、詳細を省略するが、例えばア
ルミニウム箔からなる正極集電体６ａの両面に正極活物
質合剤を塗布して全体が長尺のシート体からなる。正極
活物質合剤は、正極活物質に導電剤とバインダとを加
え、これを溶剤に分散させてスラリー状としたものが用
いられる。正極活物質には、例えばＬｉ_xＭＯ₂（式中、
Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態
で異なり、通常０．０５以上１．１０以下である。）を
主体とするリチウム複合酸化物が用いられ、具体的には
高電圧の発生が可能でかつエネルギー密度に優れた、Ｌ
ｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＮｉ_yＣｏ_1-yＯ₂（０＜
ｙ＜１）が用いられる。導電剤には、例えば黒鉛粉末が
用いられる。

【００１９】正極活物質合剤は、例えばＬｉＣｏＯ₂粉
末に対して、黒鉛粉末、ＰＶｄＦ樹脂を加えて、これを
ＮＭＰに分散させてスラリー状化される。正極活物質合
剤は、正極集電体６ａの両面に例えばドクターブレード
法等によって均一に塗布され、乾燥炉内において乾燥処
理が施されてＮＭＰが飛ばされた後にロールプレス等の
加圧処理が施されて高密度化が図られることによって、
正極集電体６ａの両面に正極活物質層６ｂを構成する。
正極材６は、詳細を省略するが正極集電体６ａの負極活
物質合剤の未塗布部位に正極集電タブ９がレーザ溶接に
よって接続されてなる。

【００２０】正極リード部材１１も、弾性を有し、電解
液に対して不溶性であるとともに電気抵抗が小さな導電
材料によって、負極リード部材１０と同様に全体略Ｕ字
状に形成されている。正極リード部材１１は、詳細には
自然状態において、先端部１１ａ、１１ｂがＵ字状の折
曲部１１ｃからやや開かれた形状となるようにホーミン
グ加工されてなる。正極リード部材１１としては、例え
ばＪＩＳ記号で示されるＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ３
２９Ｊ１、ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ等のオーステナイト・フ
ェライト系二相ステンレス鋼が好適に用いられる。

【００２１】正極リード部材１１は、電池蓋構体４と発
電要素３との間隔に対して、折曲部１１ｃの高さがやや
小さくかつ先端部１１ａ、１１ｂの間隔がやや大きく設
定されて形成されている。正極リード部材１１は、後述
するように電池缶２の内部に発電要素３が収納されると
ともに電池缶２が電池蓋構体４によって封止された状態
において、先端部１１ａ、１１ｂを圧縮した状態で発電
要素３と電池蓋構体４との間に介挿される。

【００２２】したがって、正極リード部材１１は、組み
込まれた状態において弾性力が蓄勢されたばね部材を構
成し、そのばね定数ｋ２が２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ≧２ｋ２
≧０．５ｇ／ｍｍ×Ｗに設定される。正極リード部材１
１は、ばね定数ｋ２が（２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ）／２より
も大きな場合には大きな弾性力が蓄勢されることから、
電池缶２に対して発電要素３や電池蓋構体４等を組み付
ける際に作業性を極めて悪くさせ、また発電要素３に対
する負荷を大きくするため好適では無い。正極リード部
材１１は、ばね定数ｋ２が（０．５ｇ／ｍｍ×Ｗ）／２
よりも小さな場合には、弾性力が弱いために、衝撃等に
対する充分な緩衝作用が奏し得ない。

【００２３】リチウム二次電池１は、上述したように負
極リード部材１０と正極リード部材１１とを発電要素３
の上下位置にそれぞれ同等のばね定数ｋを有するばね部
材を構成して組み込んだが、かかる構成に限定されるも
のでは無い。リチウム二次電池１は、負極リード部材１
０或いは正極リード部材１１の少なくともいずれか一方
をばね部材を構成して組み込むようにしてもよい。リチ
ウム二次電池１は、この場合、ばね部材を構成する負極
リード部材１０或いは正極リード部材１１がばね定数ｋ
を２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ≧２ｋ２≧０．５ｇ／ｍｍ×Ｗに
設定される。

【００２４】また、リチウム二次電池１においては、負
極リード部材１０と正極リード部材１１とを、ばね定数
ｋ１、ｋ２を異にしたばね部材として組み込むようにし
てもよい。負極リード部材１０と正極リード部材１１と
は、この場合全体でばね定数ｋが２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ≧
２ｋ２≧０．５ｇ／ｍｍ×Ｗに設定される。

【００２５】上述した負極材５と正極材６とは、セパレ
ータ７を介して重ね合わされた状態で所定回数を巻回
し、最外周部を例えばテープによって固定されることに
より螺旋状の巻回体を構成する。この巻回体からは、上
述した負極集電タブ８と正極集電タブ９とがそれぞれ引
き出され、これらが下セパレータ１２及び上セパレータ
１３を介して、後述するように負極リード部材１０と正
極リード部材１１とにそれぞれ接続されて発電要素３を
構成する。

【００２６】以上のように構成された発電要素３は、負
極集電タブ８の引出し側を装填側として開口部から電池
缶２の内部に装填される。発電要素３は、負極リード部
材１０が電池缶２の底面２ｃとの間に圧縮状態で介在す
るとともに超音波溶接等が施されることによって、電気
的導通が図られて電池缶２を負極として構成させる。発
電要素３は、後述するように正極蓋構体４が電池缶２の
開口部にガスケット１４を介してかしめ止めされること
によって、圧縮状態の正極リード部材１１が正極集電タ
ブ９と接続されて正極蓋構体４との電気的導通が図られ
る。

【００２７】ガスケット１４は、図１に示すようにポリ
プロピレンやテフロン等の合成樹脂材料によって全体が
段付き筒状を呈して成形されている。ガスケット１４
は、大径部の外径が電池缶２の内径とほぼ等しく、また
小径部の外径が受け部２ａの内径よりもやや小径とされ
ている。ガスケット１４は、後述するように電池缶２に
電池蓋構体４が組み付けられた状態でかしめ部位２ｂに
かしめ処理が施されることによって、電池蓋構体４によ
って電池缶２の開口部を封止する。

【００２８】正極蓋構体４は、図１に示すように、電池
蓋（トップカバー）１５と、安全弁部材１６と、ディス
クホルダ１７と、ストリッパディスク１８と、サブディ
スク１９と、ＰＣＴ素子２０等の部材によって構成され
ている。電池蓋１５は、導電性の円盤状金属材料に例え
ばプレス絞り加工を施すことにより全体が浅皿状を呈し
て形成してなる。電池蓋１５には、その一端側の開口部
の外周縁部に全周に亘って外周フランジ部１５ａが一体
に張り出し形成されている。外周フランジ部１５ａは、
その外径が、電池缶２の内径に対してやや小径とされる
とともに、受け部２ａの内径よりもやや大径とされてい
る。電池蓋１５には、複数個のガス抜き孔１５ｂが形成
されている。

【００２９】安全弁部材１６も、導電性の円盤状金属材
料に例えばプレス加工を施して、発電要素３側に膨出さ
れた膨出部１６ａの外周縁に外周フランジ部１６ｂを全
周に亘って一体に張り出し形成した、全体略浅皿状を呈
して形成されてなる。外周フランジ部１６ｂは、電池蓋
１５の外周フランジ部１５ａに対応して、その外径が電
池缶２の内径よりもやや小径とされるとともに受け部２
ａの内径よりもやや大径とされている。

【００３０】安全弁部材１６には、膨出部１６ａの中心
部に弁凸部１６ｃが一体に突設されている。安全弁部材
１６は、詳細を後述するように外周フランジ部１６ｂが
ＰＣＴ素子２０を介して電池蓋１５の外周フランジ部１
５ａと重ね合わされる。安全弁部材１６は、この状態で
ガスケット１４を介してのかしめ処理が施されることに
よって、電池蓋１５との電気的接続が行われる。

【００３１】ディスクホルダ１７は、絶縁性の合成樹脂
によって安全弁部材１６の膨出部１６ａの外径とほぼ等
しい内径を有する全体筒状に成形され、内部を仕切るよ
うにして隔壁１７ａが一体に形成されている。ディスク
ホルダ１７には、その内孔に膨出部１６ａの外周部が圧
入されることによって、安全弁部材１６が一体的に組み
付けられている。ディスクホルダ１７は、この状態にお
いて隔壁１７ａに形成した貫通孔１７ｂを介して安全弁
部材１６の弁凸部１６ｃを発電要素３側へと突出させ
る。ディスクホルダ１７には、隔壁１７ａに、貫通孔１
７ｂを囲んで検出孔１７ｃが形成されている。

【００３２】ストリッパディスク１８は、その外径がデ
ィスクホルダ１７の内径とほぼ同径とされた円盤状を呈
して形成されてなり、その底面にサブディスク１９が接
合されている。ストリッパディスク１８は、ディスクホ
ルダ１７の隔壁１７ａによって安全弁部材１６の膨出部
１６ａとの絶縁が保持されている。ストリッパディスク
１８には、その中央部に安全弁部材１６の弁凸部１６ｃ
を発電要素３側へと貫通させる中心孔１８ａが形成され
ている。ストリッパディスク１８には、中心孔１８ａの
周囲に位置してディスクホルダ１７の検出孔１７ｃに対
応した検出孔１８ｂが形成されている。検出孔１８ｂ
は、内圧の異常を検出して安全弁部材１６を変位させ
る。ストリッパディスク１８には、中心孔１８ａを閉塞
するようにしてサブディスク１９が接合されている。サ
ブディスク１９は、検出孔１７ｃ、１８ｂを閉塞させな
い外径を有しており、正極リード部材１１の一端部が結
合される。

【００３３】上述したディスクホルダ１７には、その内
孔に、一方側からサブディスク１９を結合固定したスト
リッパディスク１８が圧入されるとともに、他方側から
安全弁部材１６がその膨出部１６ａを圧入することによ
って組み付けられる。安全弁部材１６は、その外周フラ
ンジ部１６ｂがディスクホルダ１７から突出されるとと
もに、弁凸部１６ｃがストリッパディスク１８の中心孔
１８ａに臨んでサブディスク１９と結合される。安全弁
部材１６は、弁凸部１６ｃとサブディスク１９との結合
部分に超音波溶接が施されることによって、サブディス
ク１９を介してストリッパディスク１８と一体化され
る。安全弁部材１６とストリッパディスク１８とは、デ
ィスクホルダ１７の隔壁１７ａが介在してその絶縁が保
持されている。

【００３４】以上のように構成された電池蓋構体４は、
発電要素３が収納されるとともに開口部にガスケット１
４が組み付けられかつ電解液が注入された電池缶２に組
み付けられる。ガスケット１４は、その大径部が電池缶
２のかしめ部位２ｂの内周面に全周に亘って接触した状
態にあり、また小径部が受け部２ｂから内方へと延在し
た状態にある。電池蓋構体４は、ＰＣＴ素子２０を介し
て重ね合わされた電池蓋１５の外周フランジ部１５ａと
安全弁部材１６の外周フランジ部１６ｂの外周縁が、ガ
スケット１４の大径部と小径部とを連結する底面部を介
して電池缶２の受け部２ａ上に保持される。

【００３５】電池缶２には、上述したように電池蓋構体
４を組み付けた状態で、かしめ部位２ｂを内側へと折曲
するかしめ処理が施される。電池蓋構体４は、これによ
って弾性変形したガスケット１４を介して、電池蓋１５
と安全弁部材１６の外周フランジ部１５ａ、１６ｂの周
縁部が受け部２ａとかしめ部位２ｂとによって挟持され
ることで、電池缶２の開口部を封止する。電池缶２と電
池蓋構体４とは、かかる構成によって内部に発電要素３
と電解液とを密閉したリチウムイオン二次電池１を構成
する。

【００３６】リチウムイオン二次電池１においては、何
らかの原因によって発電要素３に定常値よりも大きな電
流が流れて過充電状態が継続して内部にガスが発生する
ことによって電池缶２の内部圧力が異常に上昇した場合
に、従来のリチウムイオン二次電池と同様に安全弁部材
１６が動作する。安全弁部材１６には、ストリッパディ
スク１８の検出孔１８ｂを介して異常上昇した内部圧力
が作用される。安全弁部材１６には、外周フランジ部１
６ｂが固定されていることから、中央領域が電池蓋１５
側へと膨らむ膨出変形が生じる。安全弁部材１６は、こ
の膨出変形に伴って、弁凸部１６ｃを介して接続された
サブディスク１９に対して電池蓋１５側への引上げ力を
作用させる。

【００３７】サブディスク１９は、ディスクホルダ１７
及びストリッパディスク１８によって移動が規制されて
いる。したがって、安全弁部材１６は、弁凸部１６ｃと
サブディスク１９との接続状態が切り離され、正極リー
ド部材１１、換言すれば発電要素３との電気的接続が解
除される。リチウムイオン二次電池１は、これによって
発電要素３に対する電流供給が絶たれることでガスの発
生が停止し、内部圧力の上昇が抑制される。

【００３８】リチウムイオン二次電池１においては、上
述したように負極リード部材１０と正極リード部材１１
とが所定のばね定数ｋを有するばね部材として構成さ
れ、内部で発電要素３が高さ方向に対して弾持されてい
る。リチウムイオン二次電池１においては、ハイブリッ
ト・システム・カーの走行に伴って過大な衝撃や振動が
加えられたり広範囲な温度変化による各部の大きな寸法
変化に伴う発電要素３に対する負荷が、負極リード部材
１０や正極リード部材１１の弾性変位によって吸収され
る。したがって、リチウムイオン二次電池１は、発電要
素３を構成する負極材５や正極材６或いはセパレータ７
の巻きズレによる内部ショートの発生や金属リチウムの
析出といった事態の発生が抑制され、耐久性、信頼性の
向上が図られる。

【００３９】上述した実施の形態においては、負極リー
ド部材１０と正極リード部材１１とをＵ字状に形成した
が、かかる形状に限定されるものでは無い。リチウムイ
オン二次電池は、第２の実施の形態として図３に示した
電極リード部材３０のように上述した導電材料をつづら
折りして形成したものを用いてもよい。すなわち、電極
リード部材３０は、矩形の導電材料に対して、発電要素
３と接続される一端部３０ａと電池蓋構体４と接続され
る他端部３０ｂとの間において２カ所のＵ字状の折曲部
３０ｃ、３０ｄにおいて折り返すことによって全体が略
Ｓ字状に形成されてなる。

【００４０】電極リード部材３０は、自然状態におい
て、一端部３０ａと他端部３０ｂとの高さが、発電要素
３と電池缶２の底面２ｃ或いは電池蓋構体４のサブディ
スク１９との間隔よりもやや大とされている。したがっ
て、電極リード部材３０は、上述した発電要素３と電池
缶２或いは電池蓋構体４との間に介挿されることによっ
て、両端部３０ａ、３０ｂが圧縮状態となる。電極リー
ド部材３０は、この状態において上述したばね定数を有
するばね部材を構成する。

【００４１】電極リード部材３０は、このように導電材
をつづら折りして構成されることによって、より大きな
弾性変形領域が確保されている。したがって、電極リー
ド部材３０は、衝撃等が加えられた場合に、発電要素３
に対する充分な緩衝作用を奏する。

【００４２】第３の実施の形態として図４に示した電極
リード部材３１は、上述した第１の実施の形態と同様に
Ｕ字状の折曲部３１ｃを介して両端部３１ａ、３１ｂを
対向させた基本形状を呈するが、一辺側に円弧状の補助
折曲部３１ｄが形成されてなる。電極リード部材３１
は、自然状態において、一端部３１ａと他端部３１ｂと
の高さが、発電要素３と電池缶２の底面２ｃ或いは電池
蓋構体４のサブディスク１９との間隔よりもやや大とさ
れている。したがって、電極リード部材３１は、上述し
た発電要素３と電池缶２或いは電池蓋構体４との間に介
挿されることによって、両端部３１ａ、３１ｂが圧縮状
態となる。電極リード部材３１は、この状態において上
述したばね定数を有するばね部材を構成する。

【００４３】電極リード部材３１は、このように補助折
曲部３１ｄを形成したことにより、より大きな弾性変形
領域が確保されている。したがって、電極リード部材３
１においては、衝撃等が加えられた場合に、補助折曲部
３１ｄが有効に作用して発電要素３に対する充分な緩衝
作用を奏する。なお、補助折曲部３１ｄについては、複
数個を形成してもよいことは勿論である。

【００４４】第４の実施の形態として図５に示した電極
リード部材３２は、両端部３２ａ、３２ｂが折曲部を介
して対向されるが、折曲部が第１の折曲部３２ｃ、第２
の折曲部３２ｄ、第３の折曲部３２ｅにおいてそれぞれ
折り返して蛇腹構造とした構成に特徴がある。電極リー
ド部材３２は、自然状態において、一端部３２ａと他端
部３２ｂとの高さが、発電要素３と電池缶２の底面２ｃ
或いは電池蓋構体４のサブディスク１９との間隔よりも
やや大とされている。したがって、電極リード部材３２
は、上述した発電要素３と電池缶２或いは電池蓋構体４
との間に介挿されることによって、両端部３２ａ、３２
ｂが圧縮状態となる。電極リード部材３２は、この状態
において上述したばね定数を有するばね部材を構成す
る。

【００４５】電極リード部材３２は、このように折曲部
を多段に構成したことにより、より大きな弾性変形領域
が確保されている。したがって、電極リード部材３２に
おいては、衝撃等が加えられた場合に、折曲部３２ｃ乃
至３２ｅにおいてより効率的な弾性変位が行われ発電要
素３に対する充分な緩衝作用を奏する。なお、折曲部に
ついては、さらに多段に折曲した構造であってもよいこ
とは勿論である。

【００４６】第５の実施の形態として図６に示した電極
リード部材３３は、全体がコイル状に形成されてなる。
電極リード部材３３は、自然状態において、一端部３３
ａと他端部３３ｂとの高さが、発電要素３と電池缶２の
底面２ｃ或いは電池蓋構体４のサブディスク１９との間
隔よりもやや大とされている。したがって、電極リード
部材３３は、上述した発電要素３と電池缶２或いは電池
蓋構体４との間に介挿されることによって、両端部３３
ａ、３３ｂが圧縮状態となる。電極リード部材３３は、
この状態において上述したばね定数を有するばね部材を
構成する。

【００４７】電極リード部材３３は、このようにコイル
状に構成したことにより、より大きな弾性変形領域が確
保されている。したがって、電極リード部材３３におい
ては、衝撃等が加えられた場合に、効率的な弾性変位が
行われ発電要素３に対する充分な緩衝作用を奏する。

【００４８】本発明は、上述した各実施の形態に示した
電極リード部材の形状に限定されるものではなく、さら
に種々の形状に展開されることは勿論である。また、本
発明は、上述した構造のリチウムイオン二次電池１にの
み適用されるものではなく、さらにその他の密閉型電
池、例えばリチウム一次電池等にも適用可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる密閉型電池によれば、過大な衝撃や振動が加えられ
たり広範囲な温度変化によって各部の寸法が変化した場
合において、発電要素と出力端子との間を接続する電極
リード部材が発電要素と出力端子との間で弾性変位して
これを吸収することでから、部品点数の増加や構造を複
雑化することなく発電要素の破損等が抑制されて耐久性
や信頼性の向上が図られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態として示す、リチウムイオ
ン二次電池の縦断面図である。

【図２】同リチウムイオン二次電池に備えられる電極リ
ード部材の斜視図である。

【図３】第２の実施の形態として示す電極リード部材の
斜視図である。

【図４】第３の実施の形態として示す電極リード部材の
斜視図である。

【図５】第４の実施の形態として示す電極リード部材の
斜視図である。

【図６】第５の実施の形態として示す電極リード部材の
斜視図である。

【符号の説明】

１リチウムイオン二次電池、２電池缶、３発電要
素、４電池蓋構体、５負極材、６正極材、７セ
パレータ、１０負極リード部材、１１正極リード部
材、１４ガスケット、１５電池蓋、１６安全弁部
材、１７ディスクホルダ、１８ストリッパディス
ク、１９サブディスク、２０ＰＣＴ素子、３０乃至
３３電極リード部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H022 AA09 BB01 CC08 CC12 CC16 EE03 5H028 AA07 BB04 CC05 CC12 EE01 HH00 5H029 AJ11 AJ12 AK03 AL07 AM03 AM07 BJ02 CJ03 DJ05 EJ01 HJ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電要素と出力端子との間を電極リード
部材によって接続してなる密閉型電池において、上記電極リード部材は、導電材によって形成され、バネ
定数ｋを０．５ｇ／ｍｍ×Ｗ乃至２．０ｇ／ｍｍ×Ｗ
（Ｗ：発電要素の重量）に設定されたばね部材を構成し
て上記発電要素と出力端子との間に圧縮状態で介挿され
ることを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】シート状の正極材と負極材とをセパレー
タを介して重ね合わせてなる上記発電要素を電解液を充
填した電池缶に収納するとともに、電池蓋により封装し
たリチウムイオン電池であり、上記電極リード部材が、上記発電要素と電池缶及び／又
は上記電池蓋との間に介挿されたことを特徴とする請求
項１に記載の密閉型電池。
【請求項３】上記電池缶が負極出力端子を構成すると
ともに、上記電池蓋が正極出力端子を構成し、上記電池缶と発電要素との間に介挿された正極リード部
材が、上記電解液に対して不溶性のオーステナイト・フ
ェライト系二相ステンレス鋼材によって形成されるとと
もに、上記電池蓋と発電要素との間に介挿された負極リ
ード部材が、上記電解液に対して不溶性の導電材料によ
って形成されることを特徴とする請求項２に記載の密閉
型電池。
【請求項４】電気自動車等の移動体に搭載されるバッ
テリ装置に用いられる充電可能な二次電池であることを
特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。