JP2009277603A - 非水電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させる。
【解決手段】 摩擦接合により集電体７に上面板１１に貫通端子部材１５を溶着させて貫通端子部材１５を上面板１１と一体状態に形成し、電極群に接続される長尺接合板１２と貫通端子部材１５を一つの部材で構成し、部品点数を減らして電気的性能及び機械的性能を向上させる。
【選択図】 図６

Description

本発明は非水電解質二次電池に関し、特に、高性能、高信頼性を企図した電極端子の取り付け部位の構造を達成した非水電解質二次電池に関する。

非水電解質二次電池は、高電圧で高エネルギー密度を備えるという特徴を有していることから、電力貯蔵、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電車など、比較的大型、大出力のものの実用化が有望視されている。

非水電解質二次電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電極体や、正極板と負極板とをセパレータを介して巻回した電極体、及び非水電解質が電池ケースに収納された構造とされている。非水電解質二次電池では、電極体からの電流の取り出しは、正極板及び負極板にそれぞれ接続される集電体を介して行なわれている。即ち、電極体の端部に集電体を固定し、集電体と導通される正極端子及び負極端子を電池ケースの外に突出させている（例えば、特許文献１参照）。

従来から提案されている非水電解質二次電池では、集電体にリベット端子を固定して電池ケースの外側に突出させ、電池ケースの外側に位置するリベット端子に端子部材（正極端子、負極端子）を固定する構造とされている。集電体、リベット端子、端子部材は、それぞれ別部品とされ、集電体にリベット端子の一端をかしめ固定すると共に、リベット端子の他端側を電池ケースに貫通させ、電池ケースの外部に突出したリベット端子の他端を端子部材にかしめ固定している。そして、電池ケースと集電体との間、及び、電池ケースとリベット端子（集電体）にはシールパッキンが介装され、電池ケースの端子部材が設けられた部位が封止されている。

従来の非水電解質二次電池では、電流の取り出しを行なうために、集電体、リベット端子、端子部材の部品を用い、集電体及び端子部材にリベット端子が嵌合する嵌合穴を形成し、嵌合穴にリベット端子を嵌合させて端部をそれぞれかしめ固定している。このため、部品点数が多くなり、部品管理に手間がかかっているのが現状であった。また、リベット端子を嵌合穴に嵌合してかしめ固定しているため、集電体と端子部材の接合は電気的に接触している状態になっているだけなので、かしめ部分で接触不良等が生じる虞があり、長期の使用により接触抵抗が大きくなる虞があった。

特に、リチウムイオン電池では、正極側の集電体や電極等の材料として表面酸化しやすいアルミニウムを使用しているため、部品管理を的確に行なうと共に強度が維持できるアルミニウム同士のかしめを実施することで接触不良等を抑制しているのが現状である。

かしめ固定に代えて超音波溶接でリベット端子を固定することも考えられているが、固定される側の集電体等の厚さに制限があり、大電力を取り出すために集電体の断面積を大きくした場合には接合が困難になる。

特開平８−７７９９９号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の非水電解質二次電池は、電池外装部材の内側に設けられ電極に導通する集電部材と、前記電池外装部材の外側に設けられる端子部材と、前記電池外装部材を貫通して設けられ前記集電部材と前記端子部材とを導通する貫通端子部材とを備え、前記貫通端子部材は、摩擦により接合部位が前記集電部材もしくは前記端子部材に固定されていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、集電部材もしくは端子部材に貫通端子部が摩擦により固定（摩擦圧接）されているので、貫通端子部を一体状態に形成することができ、部品点数が減ると共に、接触不良に対する影響をなくすことができる。この結果、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。

そして、請求項２に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項１に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材は、回転させながら押し付けることにより生じた摩擦熱による融着により固定されていることを特徴とする。また、請求項３に係る本発明の
非水電解質二次電池は、請求項１に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材は、接合部同士を塑性流動させることで接合部が一体化されて固定されていることを特徴とする。このため、摩擦溶着や摩擦攪拌接合により貫通端子部を一体状態に形成することができる。

また、請求項４に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材は、前記集電部材に固定されて前記電池外装部材側に突出していることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、集電部材と貫通端子部材との間で機械的な固定がなくなり、電池外装部材の内側で集電部材と貫通端子部材との固定作業が不要になるため、電池外装部材の内側での作業スペースを考慮することがなく、貫通端子部材の位置、即ち、端子部材の位置を任意に設定することができる。

また、請求項５に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項４に記載の非水電解質二次電池において、前記端子部材には、前記貫通端子部材が貫通し、前記貫通端子部材の端部がかしめられることで固定される貫通孔が備えられ、前記貫通孔の内周には、逃げ部が形成されていることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、端子部材の貫通孔に貫通端子部材の端部をかしめ固定した際に、貫通孔の逃げ部に貫通端子部材の材料が食い込み、周方向に対する接合強度が向上して周方向のガタ付きがなくなり、接触状態を良好に保つことができる。

また、請求項６に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項４もしくは請求項５に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材と前記電池外装部材の内側との間にはパッキンが介装され、前記パッキンは、前記貫通端子部材の基端部に嵌合してシール性を保つシールパッキンと、前記シールパッキンに密着して前記貫通端子部材と前記電池外装部材との間に働く力を受ける剛性を有する保持パッキンとからなることを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、貫通端子部の基端側はシールパッキンによりシール性が確保され、集電部材と電池外装部材との間に相対的に働く変位方向の力は保持パッキンにより受け持たれ、シール性と剛性を両立させることができる。

剛性を有する保持パッキンとしては、例えば、剛性の高いポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂を用いて好適である。また、シール性を保つシールパッキンとしては、例えば、テトラフルオロエチレン・パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂や、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いて好適である。

また、請求項７に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項６に記載の非水電解質二次電池において、前記端子部材と前記電池外装部材の外側との間には、前記保持パッキンと同一材質の上部パッキンが介装されていることを特徴とする。

請求項７に係る本発明では、端子部材と電池外装部材の間に相対的に働く変位方向の力が剛性を有する上部パッキンにより受け持たれる。

本発明の非水電解質二次電池は、電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。

図１には本発明の一実施形態例に係る非水電解質二次電池の全体構造を表す分解斜視、図２には電池ケース内部の構造を表す一部破断側面、図３には図２中のIII−III線矢視、図４には正極側の正面視、図５には負極側の正面視、図６には正極側の端子部品の分解状況、図７には貫通端子部材の一実施形態例に係る分解斜視、図８には正極端子部材の詳細状況、図９には負極端子部材の詳細状況、図１０には電極群（スタックエレメント）の外観、図１１には図１０中のX−X線矢視、図１２には電極群の製作状況、図１３にはセルの接続状況を表す平面、図１４には接続バーの接合状況を示してある。

図１〜図７に基づいて非水電解質二次電池の全体構造を説明する。
図１に示すように、非水電解質二次電池（リチウムイオン二次電池）１は、電池ケース２の内部に電極群３が収容されて構成されている。電極群３の上面部には電池ケース２の蓋部材４（電池外装部材）が接続され、蓋部材４の上面には正極端子部材５及び負極端子部材６が露出して配されている。電極群３の正極部３ａは正極側の集電部材としての集電体７に固定され、電極群３の負極部３ｂは負極側の集電部材としての集電体８に固定されている。集電体７は蓋部材４を挟んで正極端子部材５に導通され、集電体８は蓋部材４を挟んで負極端子部材６に導通されている。

詳細は後述するが、電極群３の正極部３ａはアルミ箔の集合体（束）で、集電体７はアルミニウム製とされている。また、電極群３の負極部３ｂは銅箔の集合体（束）で、集電体８は銅製とされている。

蓋部材４と集電体７、集電体８との接続の状況（電極端子の部位の構造）を説明する。
図２〜図５に示すように、蓋部材４は矩形板状とされ、蓋部材４の内側（図２中下側）の長手方向の端部には集電体７及び集電体８が接続されている。蓋部材４の外側（図２中上側）の長手方向の端部側には集電体７及び集電体８に導通して接続される正極端子部材５及び負極端子部材６が設けられている。

集電体７及び集電体８は材質が異なり構造は同一であるので、以下の説明は正極側の集電体７を例に挙げて説明し、負極側の集電体８の説明は省略してある。

集電体７は蓋部材４の内側の面に当接する上面板１１と上面板１１の端部から下側に向けて延びる長尺接合板１２とで構成されている。集電体７は上面板１１及び長尺接合板１２により側面視で逆Ｌ字型に形成され、長尺接合板１２の両縁部には長手方向（上下方向）に延びて外側に屈曲した接続板片１３が形成され、長尺接合板１２は断面コ字型とされている。長尺接合板１２の接続板片１３には電極群３の２列の正極部３ａがそれぞれ接合される。

図６に示すように、集電体７の上面板１１にはアルミニウム製の貫通端子部材１５が設けられ、貫通端子部材１５は筒状をなし上面板１１に溶着されている。

図７に示すように、貫通端子部材１５の溶着は、摩擦により接合部位が集電体７の上面板１１に固定されている。即ち、筒状の貫通端子部材１５を回転させながら上面板１１に押し付け、発生した摩擦熱により貫通端子部材１５が上面板１１に融着して固定される。

図２、図３、図４、図６に示すように、貫通端子部材１５の上部が蓋部材４を貫通して配され、正極端子部材５には貫通端子部材１５が貫通（嵌合）する貫通孔１６が形成されている。貫通端子部材１５の上端部は貫通孔１６にかしめ固定されている。貫通端子部材１５は筒状をなしているので、かしめ固定の際に材料を均等に周方向に変形させることができる。

本実施形態例では、集電体７に貫通端子部材１５が摩擦により固定（摩擦圧接）されているので、貫通端子部を一体状態に形成することができ、部品点数が減ると共に、接触不良に対する影響をなくすことができる。この結果、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。

尚、上記実施形態例では、貫通端子部材１５を集電体７の上面板１１に一体状態に形成した例を挙げて説明したが、正極端子部材５の下面に一体状態に形成することも可能である。

一方、図６に示すように、集電体７の上面板１１と蓋部材４の間にはパッキンとしての下部パッキン１７が介装されている。下部パッキン１７は貫通端子部材１５の基端部に嵌合してシール性を保持するシールパッキン４７と、シールパッキン４７に密着して貫通端子部材１５と蓋部材４との間に働く力を受ける剛性を有した保持パッキン４８とで構成されている。

シールパッキン４７は、貫通端子部材１５に嵌合する筒部４７ａ及び集電体７の上面板１１の上面に密着するフランジ部４７ｂを備えている。保持パッキン４８はシールパッキン４７のフランジ部４７ｂが嵌合する嵌合穴４８ａを有し、シールパッキン４７のフランジ部４７ｂが保持パッキン４８の嵌合穴４８ａに嵌合することにより、シールパッキン４７と保持パッキン４８が一体となった下部パッキン１７とされる。

尚、保持パッキン４８の嵌合穴４８ａをシールパッキン４７のフランジ部４７ｂよりも小さく形成し、シールパッキン４７のフランジ部４７ｂを保持パッキン４８の嵌合穴４８ａに重ねる状態にして一体となった下部パッキン１７を構成することも可能である。また、シールパッキン４７は筒部４７ａだけの構成とし、筒部４７ａの外周が嵌合する嵌合穴４８ａを保持パッキン４８に形成することも可能である。

正極端子部材５と蓋部材４の間には上部パッキン１８が介装され、上部パッキン１８には貫通端子部材１５が貫通する孔１８ａが形成されている。上部パッキン１８の材質は、下部パッキン１７の保持パッキン４８と同一材質とされている。

下部パッキン１７の保持パッキン４８及び上部パッキン１８は、蓋部材４と密着し電解質に対して耐性を有するもので、剛性の高いポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂が用いられる。また、下部パッキン１７のシールパッキン４７は、蓋部材４と密着し電解質に対して耐性を有するもので、柔軟性を有するテトラフルオロエチレン・パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂が用いられる。

尚、下部パッキン１７の保持パッキン４８及び上部パッキン１８としてポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いることも可能である。

貫通端子部材１５の上端部は正極端子部材５の貫通孔１６にかしめ固定されているため、かしめ固定の際に蓋部材４と集電体７（貫通端子部材１５）の間に相対的な変位力が働く。かしめ固定の際に蓋部材４と集電体７（貫通端子部材１５）の間に相対的な変位力が働いても、柔軟性を有するシールパッキン４７によりシール性が確保される。つまり、圧縮性に優れたシールパッキン４７が介在しているので、かしめ固定の際に働く変位力により、貫通端子部材１５と蓋部材４との間に隙間等が生じることがない。また、かしめ固定の際に蓋部材４に働く力は、剛性のある保持パッキン４８及び上部パッキン１８で受けることができる。さらに、貫通端子部材１５の頭部をかしめて径を大きくして上下方向に圧迫しているのでシール性が向上する。

このため、電極端子の部位で、機械的強度とシール性を両立させることができ、電池の信頼性が低下することがない。特に、電池が大型化された場合の信頼性を維持することが可能になる。

図６及び図８、図９に基づいて正極端子部材５及び負極端子部材６を説明する。尚、図６には正極端子部材５側が示されているが、負極端子部材６側の構成も同一であるため、負極端子部材６の説明の際にも図６に示した部材を用いて説明してある。

正極端子部材５を説明する。
図８（ａ）には正極端子部材５の平面視、図８（ｂ）には正極端子部材５の側面視、図８（ｃ）には貫通孔の詳細を示してある。

図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、正極端子部材５は、蓋部材４の上面の上部パッキン１８に密着する密着板部２１を有し、密着板部２１には貫通端子部材１５が貫通する貫通孔１６が形成されている。密着板部２１に連続して接続板部２２が形成され、接続板部２２は上部パッキン１８との間に隙間を介した状態で配されている。接続板部２２には一対の端子爪２３ａ、２３ｂが形成され、一対の端子爪２３ａ、２３ｂは蓋部材４の長手方向に対して直交する方向（図８中上下方向）に並設されている。

負極端子部材６を説明する。
図９（ａ）には負極端子部材６の平面視、図９（ｂ）には負極端子部材６の側面視、図９（ｃ）には貫通孔の詳細を示してある。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、負極端子部材６は、蓋部材４の上面の上部パッキン１８に密着する密着板部２７を有し、密着板部２７には貫通端子部材１５が貫通する貫通孔２６が形成されている。密着板部２７に連続して接続板部２８が形成され、接続板部２８は上部パッキン１８との間に隙間を介した状態で配されている。接続板部２８には一対の端子爪２９ａ、２９ｂが形成され、一対の端子爪２９ａ、２９ｂは蓋部材４の長手方向に沿った方向（図９中左右方向）に並設されている。

つまり、接続板部２２の一対の端子爪２３ａ、２３ｂの並設方向（長手方向）と、接続板部２８の一対の端子爪２９ａ、２９ｂの並設方向（長手方向）とは、蓋部材４の平面内（端子部材の平面内）で直交して配された状態になっている。

図８（ｃ）に示すように、正極端子部材５の密着板部２１の貫通孔１６の内周には、周方向の４箇所に逃げ部２４が形成されている。図９（ｃ）に示すように、負極端子部材６の密着板部２７の貫通孔２６の内周には、周方向の４箇所に逃げ部３０が形成されている。このため、正極端子部材５の貫通孔１６及び負極端子部材６の貫通孔２６に貫通端子部材１５の上端部をかしめ固定した場合、貫通端子部材１５の材料が逃げ部２４及び逃げ部３０に食い込み、貫通端子部材１５の周方向の接合強度が向上して周方向のガタ付きがなくなる。

従って、貫通端子部材１５を介しての集電体７及び集電体８と正極端子部材５及び負極端子部材６との接触状態を良好に保つことができ、電気的性能や機械的性能を向上させることができる。

図１０、図１１に基づいて電極群３を説明する。
図に示すように、電極群３は、正極側のアルミ箔５５と負極側の銅箔５６が交互に多数積層され、アルミ箔５５及び銅箔５６には活物質が保持されてセパレータで仕切られている。アルミ箔５５の端部（活物質未保持部）同士と銅箔５６の端部（活物質未保持部）同士が互いに逆側の端部で重ねられ、アルミ箔５５の端部が束ねられて正極部３ａとされ、銅箔５６の端部が束ねられて負極部３ｂとされている。電極群３の正極部３ａ及び負極部３ｂはそれぞれ２列設けられた状態になっている。つまり、一つの電極群３（１セル）あたりで、スタックが２つに分割された状態になっている。

図１２に基づいて電極群の製作状況を説明する。図１２には一つのスタックを示してある。
図１２（ａ）に示すように、活物質が保持されていない部位のアルミ箔５５の端部が一方側で積層され、活物質が保持されていない部位の銅箔５６の端部が他方側で積層されている。図１２（ｂ）に示すように、一方側のアルミ箔５５の端部及び他方側の銅箔５６の積層部位を束ね（箔よせ）、折り曲げ・裁断して長さを揃える。図１２（ｃ）に示すように、端部の長さを揃えて仮止めし、図示しない止め具等で固定して接合し、所定の状態の正極部３ａ及び負極部３ｂとする。

電極群３は箔の積層方向に厚さがあり、端部を箔よせした際に、厚さ方向の中央に位置する箔に比べて両側に位置する箔が短くなる。このため、アルミ箔５５の端部及び銅箔５６の端部の長さ（活物質未保持部）を十分に確保し、折り曲げ・裁断が不能にならないように、箔よせが実施される。

本実施形態例では、スタックが２つに分割された状態になっているので、箔よせして接合する電極の集電箇所が増加し、また、集電体７（８）に保持される箇所が増加するので、集電部の抵抗を減らして機械的強度を高めることができる。

図１３、図１４に基づいて、図１に示した非水電解質二次電池１を複数並べて接続した状態、即ち、複数のセルを複数並べて接続した状態を説明する。
図１３に示すように、隣接する非水電解質二次電池１は、正極端子部材５と負極端子部材６が隣接する状態に交互に配される。隣接する正極端子部材５と負極端子部材６は接続バー３１により接続され、複数の非水電解質二次電池１が直列につながれた電池ユニットが構成される。このため、接続バー３１は非水電解質二次電池１の蓋部材４の長手方向に直交する方向に長手を有する部材とされている。

接続バー３１を説明する。
接続バー３１の一端には正極端子部材５に接続される正極接続部３２が設けられ、接続バー３１の他端には負極端子部材６に接続される負極接続部３３が設けられている。

正極接続部３２には、接続バー３１の長手方向に沿った長孔３４、即ち、蓋部材４の長手方向に直交する方向に延びる長孔３４が形成されている。長孔３４の長辺縁部には一対の接続爪３５ａ、３５ｂが長手方向に沿って設けられ、長孔３４の端部と一対の接続爪３５ａ、３５ｂの間には隙間ｓが形成されている。接続爪３５ａ、３５ｂは長手方向（並設方向）が正極端子部材５の端子爪２３ａ、２３ｂに対応して形成されている。

負極接続部３３には、接続バー３１の長手方向に直交する方向に沿った長孔３６、即ち、蓋部材４の長手方向に延びる長孔３６が形成されている。長孔３６の縁部には一対の接続爪３７ａ、３７ｂが長手方向に沿って設けられ、長孔３６の端部と一対の接続爪３７ａ、３７ｂの間には隙間ｓが形成されている。接続爪３７ａ、３７ｂは長手方向（並設方向）が負極端子部材６の端子爪２９ａ、２９ｂに対応して形成されている。

図１４（ａ）に示すように、接続バー３１の正極接続部３２の長孔３４が正極端子部材５の端子爪２３ａ、２３ｂに嵌め込まれると共に、負極接続部３３の長孔３６が負極端子部材６の端子爪２９ａ、２９ｂに嵌め込まれる。正極端子部材５の端子爪２３ａ、２３ｂと負極端子部材６の端子爪２９ａ、２９ｂの長手方向（並設方向）は互いに直行する方向に交差し、接続バー３１の長孔３４と長孔３６の長手方向は端子爪２３ａ、２３ｂと端子爪２９ａ、２９ｂの長手方向に沿っているので、接続バー３１は、正極端子部材５と負極端子部材６との間の接続だけが許容される。

つまり、接続バー３１は正極と負極との間の接続だけが許容され、非水電解質二次電池１の正極同士、負極同士を並べた際であっても、隣接する端子部材間には接続バー３１を装着することができないので、正極と負極の極性間を間違えて接続することがない。このため、接続バー３１を用いることで、作業ミス及びショート等の不具合をなくすことができる。

接続バー３１の正極接続部３２及び負極接続部３３が正極端子部材５及び負極端子部材６に嵌め込まれ、接続爪３５ａ、３５ｂと端子爪２３ａ、２３ｂが突き合わされ、接続爪３７ａ、３７ｂと端子爪２９ａ、２９ｂが付き合わされる。図１４（ｂ）に示すように、接続爪３５ａ、３５ｂと端子爪２３ａ、２３ｂの上部、接続爪３７ａ、３７ｂと端子爪２９ａ、２９ｂの上部がそれぞれ溶接（ＴＩＧ溶接等）されて溶接部５０により接合される。これにより、正極端子部材５と負極端子部材６とが接合固定される。

接続バー３１を用いたことにより、ボルト、ナット等の締結部材を用いることなく、また、極性の間違えが生じない状態で、非水電解質二次電池１の極性間の接続を行うことができ、接合が簡単且つ確実になり、接続のための部品点数及び作業工数の削減が可能になり、更に、接続スペースを削減することができる。

また、接続バー３１の長孔３４の端部と一対の接続爪３５ａ、３５ｂの間には隙間ｓが形成され、長孔３６の端部と一対の接続爪３７ａ、３７ｂの間には隙間ｓが形成されているので、非水電解質二次電池１がずれて配されていても、隙間ｓの範囲で吸収される。隙間ｓは、互いに直交する長孔３４、長孔３６の端部にそれぞれ備えられているので、非水電解質二次電池１の水平面内の任意の方向の相対的な位置ずれを吸収することができる。

尚、接続バー３１の正極接続部３２、負極接続部３３にそれぞれ一対の接続爪を設け、接続爪と端子部材の端子爪を対向させるようにしたが、端子爪が挿入されて挟持する嵌入爪を設けることも可能である。

図１５に基づいて貫通端子部材１５と集電体７の接合状況の他の実施形態例を説明する。本実施形態例の貫通端子部材１５は摩擦攪拌接合により集電体７の上面板１１に一体状態に設けられている。

図１５（ａ）に示すように、貫通端子部材１５の下端部にはフランジ部６１が形成され、集電体７の上面板１１の貫通端子部材１５の取り付け部位には円盤状の凹部６２が形成されている。上面板１１の凹部６２に貫通端子部材１５のフランジ部６１を嵌合することで、上面板１１の上面とフランジ部６１の上面が面一状態になって貫通端子部材１５が集電体７に保持される。

この状態で、フランジ部６１の外周部の嵌合部位（フランジ部６１と凹部６２の接合部）に鉄鋼製の回転工具６３を回転させながら押し付けて接合部に貫入させる。回転工具６３を回転させながら接合部に沿って移動させ、接合部に摩擦熱を発生させ、接合部を軟化させると共に接合部同士を塑性流動させてフランジ部６１と凹部６２を一体化させる。即ち、摩擦攪拌接合により集電体７の上面板１１に貫通端子部材１５を一体状態に固定し、上面板１１に貫通端子部材１５が一体状態に設けられた状態にする。

このため、集電体７に貫通端子部材１５が接合部同士の塑性流動により固定されるので、貫通端子部材１５を一体状態に形成することができ、部品点数が減ると共に、接触不良に対する影響をなくすことができる。この結果、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。

上述した本発明の構成では、電極群３に接続される長尺接合板１２と貫通端子部材１５が一体状態になった一つの部材で構成され、別体の貫通端子部材をかしめ等により上面板１１に固定する構成に比べ、電気的性能及び機械的性能を向上させることができる。特に、集電体７はアルミニウム製であるので、アルミニウム同士のかしめによる強度不足や接触抵抗増加等の不具合をなくすことができる。更に、部品点数を削減することができる。従って、電気的信頼性及び機械的な信頼性が大幅に向上すると共に、表面酸化を考慮した部品管理が不要になって部品管理が容易になる。

集電体７及び集電体８の貫通端子部材１５が上面板１１と一体状態に固定されていることで、上面板１１の下面側で貫通端子部材１５のかしめ作業が不要になり、上面板１１の下面側に作業スペースを確保する必要がない。このため、上面板１１の端部から下側に向けて延びる長尺接合板１２が存在していても、上面板１１の端部寄り（蓋部材４の端部寄り）に貫通端子部材１５を形成することができ、正極端子部材５（負極端子部材６）の端子爪２３ａ、２３ｂ（２９ａ、２９ｂ）までの貫通端子部材１５を経由しての電気的な経路長が短くなり、回路抵抗を小さくすることが可能になる。また、正極端子部材５（負極端子部材６）を及び上面板１１を小型化することができ、接続部位を構成する部材の材料の使用量を減らすことができる。

上述した本実施形態例の非水電解質二次電池１は、電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。

本発明は、非水電解質二次電池の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係る非水電解質二次電池の全体構造を表す分解斜視図である。 電池ケース内部の構造を表す一部破断側面図である。 図２中のIII−III線矢視図である。 正極側の正面図である。 負極側の正面図である。 正極側の端子部品の分解側面図である。 貫通端子部材の一実施形態例に係る分解斜視図である。 正極端子部材の詳細図である。 負極端子部材の詳細図である。 電極群（スタックエレメント）の外観図である。 図１０中のX−X線矢視図である。 電極群の製作工程図である。 セルの接続状況を表す平面図である。 接続バーの接合状況説明図である。 貫通端子部材の他の実施形態例に係る接合状況説明図である。

符号の説明

１ 非水電解質二次電池
２ 電池ケース
３ 電極群
４ 蓋部材
５ 正極端子部材
６ 負極端子部材
７ 集電体（正極側）
８ 集電体（負極側）
１１ 上面板
１２ 長尺接合板
１３ 接続板片
１５ 貫通端子部材
１６、２６ 貫通孔
１７ 下部パッキン
１８ 上部パッキン
２１、２７ 密着板部
２２、２８ 接続板部
２３、２９ 端子爪
２４、３０ 逃げ部
３１ 接続バー
３２ 正極接続部
３３ 負極接続部
３４ 長孔（正極側）
３５、３７ 接続爪
３６ 長孔（負極側）
４７ シールパッキン
４８ 保持パッキン
５０ 溶接部
６１ フランジ部
６２ 凹部
６３ 回転工具

Claims (7)

1. 電池外装部材の内側に設けられ電極に導通する集電部材と、
   前記電池外装部材の外側に設けられる端子部材と、
   前記電池外装部材を貫通して設けられ前記集電部材と前記端子部材とを導通する貫通端子部材とを備え、
   前記貫通端子部材は、摩擦により接合部位が前記集電部材もしくは前記端子部材に固定されている
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
2. 請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
   前記貫通端子部材は、回転させながら押し付けることにより生じた摩擦熱による融着により固定されている
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
3. 請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
   前記貫通端子部材は、接合部同士を塑性流動させることで接合部が一体化されて固定されている
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池において、
   前記貫通端子部材は、前記集電部材に固定されて前記電池外装部材側に突出している
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
5. 請求項４に記載の非水電解質二次電池において、
   前記端子部材には、前記貫通端子部材が貫通し、前記貫通端子部材の端部がかしめられることで固定される貫通孔が備えられ、
   前記貫通孔の内周には、逃げ部が形成されている
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
6. 請求項４もしくは請求項５に記載の非水電解質二次電池において、
   前記貫通端子部材と前記電池外装部材の内側との間にはパッキンが介装され、
   前記パッキンは、前記貫通端子部材の基端部に嵌合してシール性を保つシールパッキンと、前記シールパッキンに密着して前記貫通端子部材と前記電池外装部材との間に働く力を受ける剛性を有する保持パッキンとからなる
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
7. 請求項６に記載の非水電解質二次電池において、
   前記端子部材と前記電池外装部材の外側との間には、前記保持パッキンと同一材質の上部パッキンが介装されている
   ことを特徴とする非水電解質二次電池。
   
   

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