【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電池に属し、特に気密性が優れている電池に属する。
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭６３−１５５５５１
電池の軽量化や電池デザインの自由化の要請から、電池容器の材料として樹脂を積層して得られるラミネートフィルムを用いた電池が提案されている（特許文献１）。図３は、そのような電池を表す断面図である。図３に示す電池は、蓋１１、容器１２、端子１３ａ，１３ｂ、リード１４ａ，１４ｂ及び蓄電要素１５を備えている。
容器１２は、外から順に、ＰＥＴフィルムからなる外層、ＰＣＢフィルムからなる内層を重ね合わせたラミネートフィルムからなり、蓄電要素１５及びリード１４ａ，１４ｂが収められるように袋状に成形されている。
蓄電要素１５は、正極板、負極板及び正極板と負極板との短絡を防止するためのセパレーターを備えていて、セパレーターは電解液を保持できるようになっている。
【０００２】
端子１３ａ，１３ｂは、鉛電池の場合、鉛系合金で円柱形状に成形されている。
蓋１１は、樹脂製で長円形状の板に成形されていて、板の長手方向の両端付近に各々正極端子１３ａと負極端子１３ｂとが樹脂と一体成形されている。
正極リード１４ａ及び負極リード１４ｂは、正極板と正極端子１３ａ及び負極板と負極端子１３ｂとの間を各々電気的に接続している。
上記の電池は、リード１４ａ，１４ｂで端子１３ａ，１３ｂと接続された蓄電要素１５を容器１２に収納し、電解液を注入後、容器１２を蓋１１で密封固着することにより、組み立てられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、蓋原料の樹脂が端子と一体成形された場合、端子は樹脂内に埋め込まれているだけで、樹脂と強く圧着しているわけではない。そのため、樹脂と端子の接する面から、電解液が洩れる可能性がある。又、金属端子を樹脂と一体成形することは、それに適した材料に端子と樹脂とが限定されてしまい電池製作上において好ましくない。
それ故、この発明の課題は、蓋とそれに一体になった端子との接合性に優れた電池を提供することにある。また、蓋に使われる材料を、一体成形に適した材料に限定されずに、強度や絶縁の面で電池容器の蓋として適したものにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明の電池は、
金属と樹脂とのラミネートフィルムからなり、蓄電要素を収納する容器と、
容器を封じるとともに、少なくとも表面が樹脂で形成されて厚み方向に貫通孔を有する蓋と、
前記貫通孔に嵌合されてかしめられた金属製の端子とを備えることを特徴とする。
この発明の電池は、蓋と端子がかしめられて強く圧着されているので、電池に衝撃が加わっても蓋と端子との密着性が維持され、その部分から電解液漏れを防止することができる。更に、この発明の電池は、蓋と端子とを別々に成形することができる。それにより、蓋と端子とは、一体成形されるのに適した材料に限定されず、電池容器の蓋として最適な材料を幅広く選ぶことができる。
【０００５】
また、前記蓋は、表面を絶縁性樹脂でコーティングされた金属からなると好ましい。これにより、この電池は、蓋の表面及び貫通孔が端子及び蓄電要素と絶縁されているので、蓋と端子の間に絶縁部材を挿入する必要が無く、その分コストを抑えることができる。且つ、蓋は金属を母材としているので、端子をかしめるとき蓋が割れにくい。
尚、容器を蓋で封じる手段は、特に限定されないが、この発明では容器がラミネートフィルムからなり、蓋の表面が樹脂からなることから、容器内面と蓋の外周面とを熱溶着することができる。熱溶着を確実ならしめるために、蓋の外周面に鍔状に突出したリブを蓋と一体的に形成しておくとよい。蓋の外周全体ではなくリブだけが熱を受けて溶けることにより、蓋全体の変形を防止するとともに熱容量が減って速やかに熱溶着がなされるからである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
−実施形態１−
この発明の第一の実施形態を図面と共に説明する。図１は、第一実施形態のリチウム電池を表す断面図である。図２（ａ）は、端子が蓋の貫通孔に挿入されているところを表す部分断面図、（ｂ）は、端子が蓋の貫通孔にかしめられているところを表す部分断面図である。この実施形態の電池は、図１に示されるように、蓋１、容器２、正負の端子３ａ，３ｂ、正負のリード４ａ，４ｂ及び蓄電要素５を備えている。
【０００７】
容器２は、外から順に、ＰＥＴフィルムからなる表面保護層、アルミニウム箔からなるバリア層、ＰＥフィルムからなる溶着層を重ね合わせたラミネートフィルムからなり、蓄電要素５及びリード４ａ，４ｂが収められるように袋状に成形されている。
蓄電要素５は、コバルト酸リチウムを活物質とする正極板（図示略）、炭素を活物質とする負極板（図示略）及び正極板と負極板との短絡を防止するセパレーター（図示略）を備え、セパレーターは電解液を保持できるように多孔質樹脂膜からなっている。
正極リード４ａと負極リード４ｂとは、金属導体の薄い板でできていて、端子３ａ，３ｂが各々嵌合される穴が開けられ、その一部が細長くなり折り曲げらていて、その折り曲げられた部分は、正極板又は負極板と電気的に接続できるように成形されている。
蓋１は、絶縁性樹脂の長円形状の板で作られていて、板の長手方向の両端付近に各々同じ大きさの貫通孔１ａ，１ｂが設けられている。そして、貫通孔１ａ，１ｂには、端子３ａ，３ｂが各々取り付けられている。
【０００８】
端子としては、同形状のアルミニウムからなる正極端子３ａと銅からなる負極端子３ｂとを有する。以下、断り無い限り正極端子３ａ及び正極リード４ａについての説明は、負極端子３ｂ及び負極リード４ｂについても適用されるものとする。正極端子３ａは、上部から中程にかけては外径６ｍｍの円柱状で、その中程に円柱を中心として周方向に鍔状に一体に突出するように形成されている。鍔の厚さは２．５ｍｍである。正極端子３ａの上部外周は必要に応じてねじ切りがなされていてもよい。そして、蓋１に取り付けられる以前の端子３ａの形状は、図２（ａ）に示されるように、鍔から下の部分が、その底面から上方に向かって鍔の高さまでへこんだ外径６ｍｍの円筒状に形成されている。そして、端子３ａは、図２（ｂ）に示されるように、蓋１の貫通孔１ａとリード４ａの貫通孔を同心状に重ね合わせて、鍔から下の円筒状の部分を上から蓋１とリード４ａに通して、円筒状の部分を外に拡げるように蓋１及びリード４を共にかしめている。
【０００９】
この時、蓋１の上面は、鍔の下面で圧を受けて押さえられ、又、リード４の下面も端子３ａのかしめ部分で強く圧着される。更に、かしめの際、端子３ａにおける貫通孔１ａとの嵌合部も径方向に拡がるため、その拡径部分と貫通孔１ａの内周面とが圧着される。
上記の電池は、リード４ａで端子３ａと接続された蓄電要素５を容器２に収納し、電解液を注入後、容器２の開口部に蓋１を配置し、容器２内面の溶着層と蓋１の外周面とを熱溶着することにより、組み立てられている。
【００１０】
以上のように、この実施形態の電池は、端子と蓋原料の樹脂とが一体成形された電池と比べ、端子３が蓋１に圧を受けて密着しているので、その部分から電解液が漏れにくい。しかも、この実施形態の電池は、衝撃が加わった場合においても、前記と同様にかしめられた部分は常に圧が加わっているので、端子と樹脂とが一体に成型された蓋を有する電池と比べ密着部分が緩んだり外れたりすることが無く、電解液が漏れにくい。また、この実施形態の電池は、蓋１に端子３をかしめるとき、リード４ａのように他の構成部品も共にかしめて組み立てることができて、組み立て工程が減り経済的である。
更に、この実施形態の電池は、蓋と端子とを別々に成形することができる。それにより、蓋と端子とは、一体成形されるときの条件を満足する必要が無くなり（例えば、一体成形用の樹脂を使う必要がない。）、蓋として最適な材料を幅広く選ぶことができる。例えば、蓋１を表面が樹脂でコーティングされた金属にすることにより、蓋１は、端子３と絶縁されるだけでなく、剛性も得られる。
【００１１】
−実施形態２−
この発明の第二の実施形態を図面と共に説明する。図４は第二実施形態のリチウム電池を表す分解断面図、図５は図４のＡ部拡大図である。
図４は、容器２を、端子３ａ，３ｂ及び蓄電要素５が取り付けられた蓋１で封じようとしているところを示す。その他の点では、この実施形態では蓋１の外周面の上下に鍔状に突出したリブ１ａ，１ｂが設けられている。その他の点では実施形態１の電池と同形同質であるので、同一の構成要素については同一の符号をもって示すことにより説明に代える。リブ１ａ，１ｂは、蓋１全体が樹脂からなるときは蓋１と一体的に形成される。また、蓋１が樹脂でコーティングされた金属からなるときは、リブ１ａ，１ｂとなる樹脂製リングを金属からなる本体の外周に嵌合した状態で、樹脂をコーティングすることによりリブ１ａ，１ｂが形成される。
このようにリブ１ａ，１ｂを設けることで、蓋１と容器２を熱溶着するときにリブ１ａ，１ｂだけが溶けるので、蓋１全体の形状が保たれるとともに、容器２を速やかに封じることができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の電池によれば、端子と蓋とがかしめられていて電解液が漏れにくい構造になっているので、信頼性の高い電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の電池を表す断面図である。
【図２】（ａ）は、端子が蓋の貫通孔に挿入されているところを表す部分断面図、（ｂ）は、端子が蓋の貫通孔にかしめられているところを表す部分断面図である。
【図３】従来の電池を表す断面図である。
【図４】第二実施形態の電池を表す分解断面図である。
【図５】図４のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１、１１ 蓋
２、１２ 容器
３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ 端子
４ａ、４ｂ、１４ａ、１４ｂ リード
５、１５ 蓄電要素[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery, and particularly to a battery having excellent airtightness.
[Prior art]
[Patent Document 1] JP-A-63-155551
In response to demands for lightweight batteries and liberalization of battery designs, batteries using a laminated film obtained by laminating a resin as a material for a battery container have been proposed (Patent Document 1). FIG. 3 is a sectional view showing such a battery. The battery shown in FIG. 3 includes a lid 11, a container 12, terminals 13a and 13b, leads 14a and 14b, and a power storage element 15.
The container 12 is made of a laminated film in which an outer layer made of a PET film and an inner layer made of a PCB film are laminated in order from the outside, and is formed into a bag shape so that the electricity storage element 15 and the leads 14a and 14b are accommodated.
The power storage element 15 includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator for preventing a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the separator can hold an electrolytic solution.
[0002]
In the case of a lead battery, the terminals 13a and 13b are formed of a lead-based alloy into a cylindrical shape.
The lid 11 is made of a resin and is formed into an elliptical plate, and a positive terminal 13a and a negative terminal 13b are integrally formed with the resin near both ends in the longitudinal direction of the plate.
The positive electrode lead 14a and the negative electrode lead 14b electrically connect the positive electrode plate to the positive electrode terminal 13a and the negative electrode plate to the negative electrode terminal 13b, respectively.
The above-described battery is assembled by housing the storage element 15 connected to the terminals 13a and 13b by the leads 14a and 14b in the container 12, injecting the electrolyte, and sealingly fixing the container 12 with the lid 11. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the resin of the lid material is integrally formed with the terminal, the terminal is merely embedded in the resin, and is not strongly bonded to the resin. Therefore, the electrolyte may leak from the surface where the resin and the terminal are in contact. In addition, forming the metal terminal integrally with the resin is not preferable in terms of battery fabrication because the terminal and the resin are limited to materials suitable for the resin.
Therefore, an object of the present invention is to provide a battery having excellent bonding properties between a lid and a terminal integrated therewith. In addition, the material used for the lid is not limited to a material suitable for integral molding, but is to be suitable for a lid of a battery container in terms of strength and insulation.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the battery of the present invention
A container that is made of a laminated film of metal and resin, and stores an electricity storage element;
While closing the container, at least the surface is formed of a resin and a lid having a through hole in the thickness direction,
A metal terminal fitted into the through hole and swaged.
In the battery of the present invention, the lid and the terminal are caulked and strongly pressed, so that even if a shock is applied to the battery, the adhesion between the lid and the terminal is maintained, and the electrolyte can be prevented from leaking from that portion. . Further, in the battery of the present invention, the lid and the terminal can be separately formed. Thus, the lid and the terminal are not limited to materials suitable for being integrally formed, and a wide range of materials optimal for the lid of the battery container can be selected.
[0005]
Further, it is preferable that the lid is made of metal whose surface is coated with an insulating resin. Thus, in this battery, since the surface of the lid and the through hole are insulated from the terminal and the power storage element, there is no need to insert an insulating member between the lid and the terminal, and the cost can be reduced accordingly. In addition, since the lid is made of metal as a base material, the lid is not easily broken when the terminal is swaged.
The means for sealing the container with the lid is not particularly limited, but in the present invention, since the container is made of a laminated film and the surface of the lid is made of resin, the inner surface of the container and the outer peripheral surface of the lid can be thermally welded. . In order to ensure thermal welding, a rib protruding like a flange is preferably formed integrally with the lid on the outer peripheral surface of the lid. The reason is that only the ribs, not the entire outer periphery of the lid, receive heat and melt, thereby preventing deformation of the entire lid and reducing the heat capacity to quickly perform thermal welding.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
-Embodiment 1-
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view illustrating the lithium battery of the first embodiment. FIG. 2A is a partial cross-sectional view illustrating a terminal inserted into a through-hole of a lid, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view illustrating a terminal being swaged in a through-hole of a lid. As shown in FIG. 1, the battery of this embodiment includes a lid 1, a container 2, positive and negative terminals 3a and 3b, positive and negative leads 4a and 4b, and a power storage element 5.
[0007]
The container 2 is composed of a laminated film in which a surface protective layer made of a PET film, a barrier layer made of an aluminum foil, and a welding layer made of a PE film are laminated in order from the outside, so that the electricity storage element 5 and the leads 4a and 4b can be accommodated. It is molded into a bag.
The storage element 5 includes a positive electrode plate (not shown) using lithium cobalt oxide as an active material, a negative electrode plate (not shown) using carbon as an active material, and a separator (not shown) for preventing a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The separator is made of a porous resin film so as to hold an electrolyte.
The positive electrode lead 4a and the negative electrode lead 4b are made of a thin plate of a metal conductor, are provided with holes into which the terminals 3a and 3b are respectively fitted, and some of the holes are elongated and bent. The portion is formed so that it can be electrically connected to the positive electrode plate or the negative electrode plate.
The lid 1 is made of an elliptical plate of an insulating resin, and has through holes 1a and 1b of the same size near both ends in the longitudinal direction of the plate. The terminals 3a and 3b are attached to the through holes 1a and 1b, respectively.
[0008]
The terminals include a positive terminal 3a made of aluminum and a negative terminal 3b made of copper. Hereinafter, the description of the positive electrode terminal 3a and the positive electrode lead 4a is also applied to the negative electrode terminal 3b and the negative electrode lead 4b unless otherwise specified. The positive electrode terminal 3a has a cylindrical shape with an outer diameter of 6 mm from the upper part to the middle part, and is formed so as to protrude integrally in the middle part around the cylindrical part in a flange shape in the circumferential direction. The thickness of the collar is 2.5 mm. The upper outer periphery of the positive electrode terminal 3a may be threaded as necessary. As shown in FIG. 2A, the shape of the terminal 3a before being attached to the lid 1 has an outer diameter of 6 mm in which a portion below the flange is recessed upward from the bottom surface to the height of the flange. It is formed in a cylindrical shape. Then, as shown in FIG. 2 (b), the terminal 3a is formed by concentrically overlapping the through-hole 1a of the lid 1 and the through-hole of the lead 4a so that the cylindrical portion below the flange is covered from above. And the lead 4a, the cover 1 and the lead 4 are caulked together so as to expand the cylindrical portion outward.
[0009]
At this time, the upper surface of the lid 1 is pressed by the lower surface of the flange under pressure, and the lower surface of the lead 4 is also strongly pressed by the caulked portion of the terminal 3a. Further, at the time of caulking, the fitting portion of the terminal 3a with the through hole 1a also expands in the radial direction, so that the enlarged portion and the inner peripheral surface of the through hole 1a are pressed.
In the above-described battery, the storage element 5 connected to the terminal 3a by the lead 4a is housed in the container 2, and after injecting the electrolytic solution, the lid 1 is arranged at the opening of the container 2, and the welding layer and the lid 1 are welded to the outer peripheral surface by heat welding.
[0010]
As described above, in the battery of this embodiment, the terminal 3 is pressed against the lid 1 and is in close contact with the lid 1 as compared with the battery in which the terminal and the resin of the lid material are integrally formed. Hard to leak. Moreover, since the battery of this embodiment is always pressurized in the same manner as described above even when an impact is applied, the battery is compared with a battery having a lid in which the terminal and the resin are integrally molded. There is no looseness or detachment of the contact portion, and the electrolyte is hardly leaked. Further, in the battery of this embodiment, when the terminal 3 is swaged on the lid 1, other components such as the lead 4a can be swaged together, and the number of assembling steps is reduced, which is economical.
Further, in the battery of this embodiment, the lid and the terminal can be separately formed. As a result, the lid and the terminal do not have to satisfy the conditions at the time of being integrally molded (for example, there is no need to use a resin for integral molding), and the most suitable material for the lid can be selected widely. For example, when the cover 1 is made of metal whose surface is coated with resin, the cover 1 is not only insulated from the terminal 3 but also has rigidity.
[0011]
-Embodiment 2
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an exploded sectional view showing a lithium battery according to the second embodiment, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG.
FIG. 4 shows that the container 2 is to be sealed with the lid 1 to which the terminals 3a and 3b and the electricity storage element 5 are attached. In other respects, in this embodiment, ribs 1a and 1b projecting in the form of a flange are provided above and below the outer peripheral surface of the lid 1. In other respects, the battery has the same shape and the same quality as the battery of the first embodiment. The ribs 1a and 1b are formed integrally with the lid 1 when the entire lid 1 is made of resin. When the lid 1 is made of a metal coated with a resin, the ribs 1a and 1b are coated with a resin while the resin rings serving as the ribs 1a and 1b are fitted on the outer periphery of the main body made of the metal. It is formed.
By providing the ribs 1a and 1b in this manner, only the ribs 1a and 1b melt when the lid 1 and the container 2 are thermally welded, so that the entire shape of the lid 1 is maintained and the container 2 is quickly sealed. Can be.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the battery of the present invention, since the terminal and the lid are caulked and the electrolyte is hardly leaked, a highly reliable battery can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a battery according to a first embodiment.
FIG. 2A is a partial cross-sectional view showing a terminal inserted into a through-hole of a lid, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view showing a terminal being crimped on a through-hole of a lid. is there.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional battery.
FIG. 4 is an exploded cross-sectional view illustrating a battery according to a second embodiment.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1, 11 Lid 2, 12 Container 3a, 3b, 13a, 13b Terminal 4a, 4b, 14a, 14b Lead 5, 15 Energy storage element
