JP2010129365A - 電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池の電極端子の固定構造の提案
【解決手段】この電池１００は、蓋体１４の外側に突出した端子固定部４０と、端子固定部４０に被さった外装部材６０を備えている。端子固定部４０は、孔４２を有し、電極端子３０が挿通されている。外装部材６０は、端子固定部４０の外周面４０ｂに被さり、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制する円筒部６２（変形規制部）を備えている。また、外装部材６０は、端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部４０を変形させる加圧部６４を備えている。
【選択図】図３
【解決手段】この電池１００は、蓋体１４の外側に突出した端子固定部４０と、端子固定部４０に被さった外装部材６０を備えている。端子固定部４０は、孔４２を有し、電極端子３０が挿通されている。外装部材６０は、端子固定部４０の外周面４０ｂに被さり、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制する円筒部６２（変形規制部）を備えている。また、外装部材６０は、端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部４０を変形させる加圧部６４を備えている。
【選択図】図３
Description
本発明は電池、特に、電池ケースに電極端子が挿通された状態で固定された電池に関する。
近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコン及び携帯端末の電源として重要性が高まっている。ところで、これらの電池は、電池ケースに電極体が収容された構造を備えている。電池ケースには、電極端子が挿通された状態で固定されており、電極端子は電池ケースの内部で電極体に接続されている。
かかる電極端子の固定方法には、例えば、電池ケースに形成された孔に、電極端子を挿通し、当該孔を封止する構造が挙げられる。さらに、かかる封止構造を改変した構造が特許３３３４８０４号（特許文献１）に記載されている。同公報に記載の封止構造は、最初に金属製隔壁部材に設けられた孔に、貫通部材を通し、貫通部材と孔との間に封止部材を配置する。そして、当該孔の周縁部を軸方向に加圧し、孔の内側面を内径側に塑性変形させることで、当該孔を封止している。なお、同公報では、かかる封止構造の実施例として、圧力容器から信号線を引き出す構造が挙げられている。
また、電極端子が挿通された孔を封止する技術ではないが、同様に、ある部材を加圧し、加圧方向とは異なる方向に変形させることを利用した技術は、特公平７−５３４２２号公報（特許文献２）、特公昭６４−２６４１号公報（特許文献３）に開示されている。
特許３３３４８０４号公報
特公平７−５３４２２号公報
特公昭６４−２６４１号公報
例えば、上記特許文献１に記載された封止構造は、高圧の作動油が存在する圧力容器から信号線を引き出す構造において、信号線を引き出す部分を封止する構造として提案されている。かかる構造では、棒状の部材（貫通部材）を隔壁に形成した孔に挿通させ、当該孔の周縁部を軸方向に加圧し、孔の内側面を内径側に塑性変形させることで、棒状の部材を固定するとともに当該孔を封止している。
しかし、この封止構造を電池における電極端子の封止構造に利用した場合、電池構造によっては上手く電極端子を固定することができない場合がある。すなわち、上述した二次電池に用いられる電池ケースは、軽量であることも要求されるので、アルミ合金などの比較的軽量な金属が用いられる。また、電池ケースの大きさなどに制約があり、電極端子が挿通される部位についても十分に肉厚を厚くできない場合がある。このため、電池ケースに孔を形成し、電極端子を挿通し、当該孔の周縁部を軸方向に加圧した場合でも、当該電極端子を挿通させた部位が外径側に変形してしまい、孔の内側面を内径側に塑性変形させることできない場合も生じ得る。そこで、本発明は、電池ケースに電極端子が挿通された状態で固定する構造について、新規な構造を提案する。
本発明にかかる電池は、電池ケースに電極端子が挿通された状態で固定されており、電池ケースの外側に突出し、電極端子が挿通される孔を有する端子固定部と、端子固定部に被さった外装部材とを備えている。本発明において、この外装部材は、端子固定部の外周面に被さり、端子固定部の外周面の変形を規制する変形規制部と、前記端子固定部の先端部に押し当たり、端子固定部を変形させる加圧部とを有している。
この電池は、端子固定部の先端部に外装部材の加圧部が押し当たり、端子固定部が変形している。外装部材の変形規制部によって端子固定部の外周面の変形が規制されているので、端子固定部は内側面が内径側に膨出する。これによって、端子固定部に挿通された電極端子が端子固定部に強固に固定されている。
この電池は、端子固定部の先端部に外装部材の加圧部が押し当たり、端子固定部が変形している。外装部材の変形規制部によって端子固定部の外周面の変形が規制されているので、端子固定部は内側面が内径側に膨出する。これによって、端子固定部に挿通された電極端子が端子固定部に強固に固定されている。
かかる電池は、端子固定部が筒状であり、端子固定部の内周と電極端子の外周との間にシール材が装着されていてもよい。これにより、端子固定部の封止をより確実に行える。また、加圧部は、端子固定部の先端部の内側縁に押し当たるように外装部材に設けられていてもよい。これによって、端子固定部の内側面により近い部位に変形を生じさせることができる。また、加圧部は、外装部材の天井部の内側に設けられた突起で構成してもよい。この場合、端子固定部の先端部を凹ませることができ、端子固定部の先端部を確実に変形させることができる。さらに、加圧部の突起は、基端部に窪みを有していてもよい。この場合、端子固定部の一部が、当該窪みに食い込み端子固定部から外装部材が外れるのを防止できる。
また、変形規制部の外周面は補強形状のパターンを有していてもよい。当該パターンによって、変形規制部の強度を向上させることができる。変形規制部の外周面は、例えば、リブを有していてもよい。また、外装部材と端子固定部とは、外装部材が端子固定部に被せられた状態で互いに係合する係合部を有していてもよい。これによって端子固定部から外装部材が外れるのを防止できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において電池とは、産業分野において同様に使用され得る蓄電素子を包含する。例えば、かかる電池には、リチウムイオン電池（リチウム二次電池）、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等が挙げられる。
図１は、本発明の一実施形態に係る電池１００を模式的に示した断面図である。この電池１００は、図１に示すように、電池ケース１０と電極体２０とから構成されている。電池ケース１０は、図１に示すように、容器本体１２と蓋体１４とで構成されている。容器本体１２は、上面が開口した扁平な角型容器であり、当該開口には、蓋体１４が接合されている。図２は、電極体２０の構造を示す図である。電極体２０は、図２に示すように、正極シート２２と、負極シート２４が、セパレータ２３、２５を介して重ね合わされた状態で捲回された、いわゆる捲回電極体である。この電極体２０は、捲回軸方向の両端部に正極集電体２６及び負極集電体２８を有している。この電極体２０は、押し潰されて扁平形状になり、図１に示すように、電池ケース１０に収容されている。図１に示すように、本実施形態では、蓋体１４の離れた２つの位置に、正負２本の電極端子３０が挿通された状態で固定されている。かかる電極端子３０のうち１本は、電池ケース１０の内部で、電極体２０の正極集電体２６に電気的に接続されており、もう１本は、負極集電体２８に電気的に接続されている。
図３は電極端子３０が電池ケース１０に固定された部分の構造を示す断面図である。蓋体１４は、電池ケース１０に対して外側に向けて突出した筒状の部位（以下、端子固定部４０という。）を有している。当該端子固定部４０には蓋体１４を貫通した孔４２（以下、貫通孔４２という。）が形成されている。電極端子３０は外周にシール材７０が装着された状態で、かかる端子固定部４０の貫通孔４２に挿通されている。さらに、端子固定部４０には外装部材６０が被せられている。
次に、図４は、電極端子３０が電池ケース１０に固定された部分の構造について、各部材を組み付ける前の状態を示している。本実施形態では、電極端子３０は、断面円形の棒状の部材である。また、この電極端子３０は、軸方向の中間部に、外周に溝３２が形成されている。また、電極端子３０の外周に装着されるシール材７０は、所要の弾性と絶縁性を有する筒状部材である。
図５は、電極端子３０にシール材７０を装着し、端子固定部４０の貫通孔４２に装着した状態を示している。端子固定部４０の貫通孔４２は、図５に示すように、シール材７０を外周に装着した状態で電極端子３０を装着できる程度の内径を有しており、シール材７０および電極端子３０は遊びなく貫通孔４２に装着される。
なお、本実施形態では、端子固定部４０は、蓋体１４とは、材質の異なる別体の筒状の部材で形成されており、蓋体１４に溶接されている。図３から図６中の破線４１は、端子固定部４０の溶接部位を示している。すなわち、本実施形態では、端子固定部４０は、蓋体１４におけるそれ以外の部分よりも硬度が高い（硬い）材料で構成している。具体的には、本実施形態では、端子固定部４０は、５０００番系のアルミニウム合金材料で構成しており、それ以外の蓋体１４は１０００番系のアルミニウム合金材料で構成している。アルミニウム合金材料は安価で入手し易く、広い利用分野を有する汎用材料である。また、この合金材料は添加される元素（合金元素、例えばＭｇ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｍｎ等）の組成により材料強度や加工性等の特性が異なり、１０００番〜７０００番系アルミニウム合金として分類されている。本実施形態では、端子固定部４０を除く蓋体１４には、比較的入手し易いアルミニウム合金材料を用いている。これに対して、端子固定部４０には、所要の硬度を奏するアルミニウム合金材料を用いている。なお、蓋体１４および端子固定部４０の材料は上記に限定されない。
次に、外装部材６０を説明する。外装部材６０は、端子固定部４０に被せられる部材であり、端子固定部４０の外周面４０ｂに被さり、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制する変形規制部６２を備えている。また、この外装部材６０は、端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部４０を変形させる加圧部６４を備えている。
本実施形態では、外装部材６０は、略有天筒状部材で構成されている。外装部材６０の円筒部６２は、端子固定部４０の外周面にそれぞれ被さり得る内径を有している。ここで、当該円筒部６２の内径は、端子固定部４０の外径と略同じ程度の径であり、外装部材６０の円筒部６２の内周面と端子固定部４０の外周面との間にほとんど隙間を生じさせず、端子固定部４０を外装部材６０に収めることができる。本実施形態では、外装部材６０の円筒部６２は、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制する変形規制部として機能する。
端子固定部４０の先端部４０ａに対向する外装部材６０の天井部６１には、端子固定部４０に装着された電極端子３０及びシール材７０が挿通可能な程度の内径を有する開口６３が形成されている。かかる外装部材６０の天井部６１には、端子固定部４０の先端部４０ａに対向する面に、上記加圧部６４を備えている。加圧部６４は、端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部４０を変形させる。本実施形態では、加圧部６４は、端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３に押し当たるように外装部材６０に設けられている。
本実施形態では、図５に示すように、外装部材６０を端子固定部４０に被せた際に、加圧部６４が端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３に当たるように、天井部６１に形成された開口６３の周縁部に加圧部６４が設けられている。また、本実施形態では、加圧部６４は外装部材６０の内側（端子固定部４０に対向する側）に突出した突起で形成されている。なお、この加圧部６４は、端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３に、周方向に連続して対向するように、リング状の突起で形成されている。さらに、この加圧部６４は、かかる突起の基端部に窪み６６を有する。本実施形態では、窪み６６は、リング状の突起で形成された加圧部６４の外径側の基端部に周方向に連続して設けられている。
また、外装部材６０は端子固定部４０よりも強度の高い材料で構成されている。さらに、本実施形態では、外装部材６０は、電極端子３０周囲の絶縁性を確保するべく、絶縁性を有する材料を用いている。かかる外装部材６０の材料としては、絶縁性を有する硬質樹脂であるポリエーテルエーテルケトン（PEEK:polyetheretherketone）やガラス系樹脂や、端子固定部４０に対して所要の強度を有する金属（例えば、SUS）に絶縁皮膜を形成した材料や、セラミックなどを用いると良い。
本実施形態では、電極端子３０は、図５に示すように、外周にシール材７０を装着する。この際、シール材７０は、電極端子３０の軸方向の中間部位に設けられた溝３２を覆うように装着される。次に、シール材７０が装着された電極端子３０を、端子固定部４０の貫通孔４２に装着する。そして、端子固定部４０に外装部材６０を被せる。この際、外装部材６０の天井部６１に形成した開口６３に、端子固定部４０に装着された電極端子３０およびシール材７０を挿通させ、外装部材６０の天井部６１を端子固定部４０の先端部４０ａに被せる。また、天井部６１の内側に設けられた加圧部６４は、端子固定部４０の内側縁４３に対向する。また、外装部材６０の円筒部６２（変形規制部）を端子固定部４０の外周面に被せている。このように組み付けられた各部品は、プレス装置（図示省略）に配設された上下のかしめ治具２００、３００にセットされる。
上側のかしめ治具２００は、図５に示すように組み付けられた電極端子３０、シール材７０、蓋体１４、外装部材６０のアセンブリのうち、外装部材６０に押し当たる。このかしめ治具２００は、図５に示すように、外装部材６０の天井部６１に押し当たる平坦な押圧面２００ａを有している。また、かしめ治具２００には、外装部材６０の天井部６１に形成された開口６３から突出した電極端子３０およびシール材７０が当たらないように、電極端子３０およびシール材７０を逃がす孔２００ｂが形成されている。
次に、下側のかしめ治具３００は、図５に示すように組み付けられた電極端子３０、シール材７０、蓋体１４、外装部材６０のアセンブリのうち、蓋体１４の下面（端子固定部４０の下端部）に押し当たる。このかしめ治具３００は、蓋体１４の下面（端子固定部４０の下端部）に押し当たる押圧面３００ａを有している。また、端子固定部４０に装着された電極端子３０およびシール材７０を逃がす孔３００ｂが形成されている。また、当該孔３００ｂの周縁部に、端子固定部４０の内側縁４５に押し当たる突起３００ｃを有している。本実施形態では、突起３００ｃは周方向に連続したリング状の突起で形成されており、端子固定部４０の内側縁４５を全周にわたって押し当たるように形成されている。
上下のかしめ治具２００、３００はプレス装置（図示省略）に設けられており、電極端子３０、シール材７０、蓋体１４、外装部材６０のアセンブリは、図６に示すように上下に加圧されて組み付けられる。この際、上側のかしめ治具２００によって、外装部材６０の天井部６１は端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、加圧部６４は、端子固定部４０の上側の内側縁４３に押し込まれる。本実施形態では、加圧部６４は外装部材６０の内側（端子固定部４０に対向する側）に突出した突起で形成されており、端子固定部４０の上側の内側縁４３は塑性変形を伴って凹む。また、端子固定部４０の下部は、下側のかしめ治具３００によって押圧される。この際、下側のかしめ治具３００に設けられたリング状の突起３００ｃが、端子固定部４０の下側の内側縁４５に押し込まれるので、当該内側縁４５は塑性変形を伴って凹む。
このように、端子固定部４０は上下の内側縁４３、４５が凹み、当該部分を中心に変形が生じる。この際、端子固定部４０の外周面には外装部材６０の円筒部６２が被さっているので、当該円筒部６２によって端子固定部４０の外周面の変形が規制される。また、本実施形態では、端子固定部４０の先端部４０ａには外装部材６０の天井部６１が被さるので、当該天井部６１によって端子固定部４０の先端部４０ａの変形が規制される。また、端子固定部４０の下部は、下側のかしめ治具３００によって、変形が規制される。これに対して端子固定部４０の貫通孔４２を形成する内側面４２ａには、シール材７０が外周に巻かれた電極端子３０が装着されている。端子固定部４０は、内側面４２ａを除く部分の変形が規制されており、上下のかしめ治具２００、３００によって加圧された際に、内側面４２ａが内径側に膨出するように変形する。
そして、端子固定部４０の内側面４２ａが内径側に膨出することによって、端子固定部４０の貫通孔４２に装着されたシール材７０および電極端子３０は強固に保持される。また、この際、シール材７０は弾性変形し、端子固定部４０の内側面４２ａ、電極端子３０の外周面に密着する。これによって、端子固定部４０の貫通孔４２を封止することができる。また、シール材７０の内周面の一部は、電極端子３０の外周に形成された溝３２に食い込む。これによって、電極端子３０がその軸方向に脱落するのを防止できる。また、この実施形態では、外装部材６０に設けられた加圧部６４は、外装部材６０の天井部６１の内側に設けられた突起であり、当該加圧部６４は基端部に窪み６６を有している。当該加圧部６４の周りでは端子固定部４０の一部が、当該窪み６６に食い込む。
このようにかしめ治具２００、３００によって、外装部材６０を端子固定部４０に押し込んだ後、押圧を止め、外装部材６０及び蓋体１４をかしめ治具２００、３００から取り外す。この際、外装部材６０は、端子固定部４０のスプリングバックによって内側から圧力を受けるので、端子固定部４０に被せられた状態で一体化する。また、本実施形態では、端子固定部４０の一部が、外装部材６０の加圧部６４の基端に形成された窪み６６に食い込んでいる。このため、外装部材６０は端子固定部４０から外れない。
本実施形態では、上記のとおり電極端子３０を蓋体１４に固定した後、図１に示すように、角型の容器本体１２に、電極体２０を扁平に押し潰した状態で収容する。この電極体２０は、一端に正極集電体２６を有し、他端に負極集電体２８を有している。蓋体１４に固定された２本の電極端子３０は、一方が正極集電体２６に、他方が負極集電体２８に電気的に接続される。その後、容器本体１２の上部開口に蓋体１４を接合する。図示は省略するが、蓋体１４に形成された注液口から電解液を注入するとよい。以上の工程等によって電池１００が製造される。なお、正極シート２２と、負極シート２４に塗工される電極材料２２ａ、２４ａ（図２参照）や、電池ケース１０に注入される電解液などは、電池の種類などに応じて適当なものを選択するとよい。
以上のように、この電池１００は、図３に示すように、蓋体１４の外側に突出した筒状の端子固定部４０と、端子固定部４０に被さった外装部材６０を備えている。端子固定部４０には、電極端子３０が挿通されている。外装部材６０は、端子固定部４０の外周面４０ｂに被さり、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制する円筒部６２（変形規制部）を備えている。また、外装部材６０は、端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部４０を変形させる加圧部６４を備えている。
この電池１００は、端子固定部４０の先端部４０ａに外装部材６０の加圧部６４が押し当たり、端子固定部４０を変形させる。この際、外装部材６０の円筒部６２（変形規制部）によって端子固定部４０の外周面４０ｂの変形が規制されるので、端子固定部４０の内側面が内径側に膨出する。これによって、端子固定部４０に挿通された電極端子が端子固定部４０に強固に固定される。
また、本実施形態では、端子固定部４０の内周と電極端子３０の外周との間にシール材７０が装着されている。かかるシール材７０の弾性変形によって、端子固定部４０の内周面および電極端子３０の外周面にシール材７０が密着するので、端子固定部４０に電極端子３０が挿通された部位は確実に封止される。また、外装部材６０の加圧部６４は、端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３に押し当たるように外装部材６０に設けられている。このため、端子固定部４０に電極端子３０が挿通された部位の近傍部を中心に変形を生じさせることができ、電極端子３０をより強固に保持でき、また端子固定部４０に電極端子３０が挿通された部位をより確実に封止できる。
また、かかる電池１００は、用途や仕様によって、縦、横、高さなどの各寸法に制約がある。また、所要の出力を得るため複数の電池を組み合わせて組電池が構成される場合もあるが、この場合、電極端子３０を固定した部位が電池ケース１０の幅からはみ出ていると、電池を隣合わせに組むときに邪魔になり、組電池をコンパクトに構成することができない場合が生じる。自動車に搭載される組電池では、コンパクトな構成が求められるため、電極端子３０を固定した部位が電池を隣合わせに組むときに邪魔にならないようにしたい。このため、上記電極端子３０を固定した部位の幅には制約がある。
仮に、外装部材６０を設けない場合には、図１５に示すように、上下にプレスされた場合に端子固定部４０の外周面４０ｂの変形は規制されず、端子固定部４０が容易に外径側に膨出すると考えられる。端子固定部４０が外径側に膨出すると、内径側への膨出が低下するので、電極端子３０を保持する力が低下する。
これに対し、本実施形態に係る電池は、図１に示すように、端子固定部４０に外装部材６０が被せられているので、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制することができる。また、この場合、外装部材６０は、端子固定部４０とは材料を代え、より強度の高い材料を用いることができ、これにより、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形をより強固に規制することができる。このため、端子固定部４０が外径側に膨出するのを防止し、端子固定部４０の内径側への膨出を増大させることができ、電極端子３０を保持する力を増大させることができる。
これに対し、本実施形態に係る電池は、図１に示すように、端子固定部４０に外装部材６０が被せられているので、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形を規制することができる。また、この場合、外装部材６０は、端子固定部４０とは材料を代え、より強度の高い材料を用いることができ、これにより、端子固定部４０の外周面４０ｂの変形をより強固に規制することができる。このため、端子固定部４０が外径側に膨出するのを防止し、端子固定部４０の内径側への膨出を増大させることができ、電極端子３０を保持する力を増大させることができる。
また、本実施形態では、外装部材６０は、端子固定部４０に組み付けられ加圧された後は、端子固定部４０に被せられた状態で蓋体１４と一体になる。かかる外装部材６０は、電極端子３０を挿通させた部分の保護する機能も奏する。このため、耐食性の高い材料を選択するとよく、また、絶縁性を有する材料を用いるとよい。また外装部材６０は、端子固定部４０のスプリングバックを受けても、外径側へ押し戻されない。このため、経時的にも電池１００の密閉性を安定して確保することができ、電池１００の長寿命化に寄与する。
また、本実施形態では、端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３は、外装部材６０に設けられた加圧部６４が押し込まれることによって変形する。そして、当該外装部材６０は、端子固定部４０に被せられた状態で固定され、蓋体１４の一部となる。この場合、かかる外装部材６０を加圧するかしめ治具２００は、図６に示すように、突起を設ける必要がない。これに対して、外装部材６０を設けない場合には、例えば、図１５に示すように、端子固定部４０の先端部を押すかしめ治具２００についても、端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３を押し込む突起２１０が必要になる。かかる突起２１０は、繰り返し端子固定部４０の先端部４０ａの内側縁４３を押し込まれるので、磨耗や損傷が生じ易い。このため、かかるかしめ治具２００は、比較的短期間での交換を要する消耗部品になる。本実施形態では、外装部材６０を押圧するかしめ治具２００について、図１５に示すような突起２１０がなくてよい。このため、外装部材６０を押圧するかしめ治具２００を長期に使用することができ、製造設備についてランニングコストを低減させることができる。
以上、本発明の一実施形態に係る電池について説明をしたが、本発明に係る電池は、上述した実施形態に限定されない。
例えば、本実施形態では、電池構造としてリチウムイオン電池を例示したが、本発明は、リチウムイオン電池以外の電池についても広く適用し得る。また、本発明は電極端子を電池ケースに固定する構造として広く適用でき、電池を構成する電極体、或いは電解質の種類、さらには電池ケースの形状に限定されない。
また、上述した実施形態では、電極端子は蓋体に固定されているが、電極端子を固定する部位は、電池および電池ケースの具体的構成によって変更される。例えば、電極端子は、容器本体に固定される場合も考えられる。この場合、電極端子が挿通される筒状の端子固定部は、電池ケースの容器本体に設けられていても良い。また、電極端子の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、電極端子は、角型の棒状部材でもよい。また、上述した実施形態では、電極端子の外周に溝が形成されているが、この場合、溝の位置、溝の本数なども上述した実施形態には限定されない。
また、例えば、外装部材は、さらに端子固定部の外周面に被さり、端子固定部の外周面の変形を規制する変形規制部（上記実施形態では、円筒部６２）の剛性が高いことが好ましい。しかしながら、かかる外装部材についても肉厚などには制約が生じる場合がある。そこで、かかる外装部材の変形規制部は、例えば、補強形状のパターンを有していてもよい。ここで、補強形状のパターンは、例えば、変形規制部の外周面に所定のパターン打刻することによって形成してもよい。かかる補強形状のパターン８０としては、例えば、図７に示されるように、外装部材６０の外周面にリブ６７を複数形成してもよい。図７に示すリブ６７は、外装部材６０の外周面に縦方向に設けられた突起であり、周方向に複数形成されている。かかるリブ６７は、例えば、ローレット加工等によって、かかる形状を転写するとよい。外装部材６０の外周面にかかるリブ６７が形成されている場合には、端子固定部４０が外径側に膨出するように力が作用した場合でも、図８に示すように、外装部材６０の断面形状の特性によって、当該力を分散させることができる。これによって、外装部材６０の強度が向上し、端子固定部４０の外周面の変形をより確実に規制できる。
補強形状のパターン８０は、上記に限らない。例えば、図７に示す補強形状のパターン８０では、角張った山と谷が交互に形成されているが、図９に示すように、リブ６７の形状を丸い山形とし、丸い山形のリブ６７を周方向に複数形成してもよい。リブ６７を丸い山形とした場合でも、図１０に示すように、端子固定部４０が外径側に膨出するように力が作用した場合に、外装部材６０の断面形状の特性によって、当該力を分散させることができる。また、かかる補強形状のパターン８０は、図１１に示すように、外装部材６０の円筒部６２の軸方向の中間部分にのみ形成してもよい。この場合、外装部材６０の円筒部６２の軸方向の中間部と、外装部材６０の円筒部６２の両端部とで形状的な強度を相互に補強でき、外装部材６０の強度が向上する。これによって、端子固定部４０の外周面の変形をより確実に規制することができる。
また、上述した実施形態では、図５に示すように、端子固定部４０の先端部４０ａが平坦で、外装部材６０に形成された加圧部６４が突起である。この場合、図６に示すように、端子固定部４０の先端部４０ａに外装部材６０が押し付けられたときに、外装部材６０の加圧部６４が端子固定部４０の先端部４０ａに押し込まれ、端子固定部４０に変形を生じさせる。これに対して、図１２に示すように、外装部材６０の加圧部６４は平坦で、対向した端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たる構造でもよい。本実施形態では、外装部材６０と端子固定部４０とは、外装部材６０が端子固定部４０に被せられた状態で互いに係合する係合部９０を有している。係合部９０は、外装部材６０の円筒部６２の下端部に内側に突出した突起６８と、他方、端子固定部４０の基端部に外装部材６０の突起６８が嵌り得る窪み４８とで構成されている。また、下側のかしめ治具３００は、端子固定部４０の内側縁４５に押し当たる突起３００ｃを有している。
この場合、図１３に示すように、上下のかしめ治具２００、３００によって、端子固定部４０の先端部４０ａに外装部材６０が押し付けられたときに、端子固定部４０の先端部４０ａは、外装部材６０の天井部６１によって押し込まれる。端子固定部４０の先端部４０ａは、外装部材６０の天井部６１によって押し込まれ、所定量変形すると、外装部材６０の円筒部６２の下端部に設けられた突起６８が、端子固定部４０の基端部に設けられた窪み４８に嵌る。これにより、外装部材６０が端子固定部４０に被せられた状態で互いに係合する。かかる突起６８と窪み４８の係合によって、外装部材６０が端子固定部４０に被せられた状態で固定される。また、端子固定部４０の下部は、下側のかしめ治具３００によって押圧され、下側のかしめ治具３００のリング状の突起３００ｃが、端子固定部４０の下側の内側縁４５に押し込まれる。このため、端子固定部４０の当該内側縁４５は塑性変形を伴って凹む。この際、かかる塑性変形に起因し、端子固定部４０の内周面は内側に膨出し、かかる端子固定部４０の変形によって電極端子３０が固定される。この場合、外装部材６０の天井部６１の内側が、端子固定部４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部４０を変形させる加圧部６４として機能している。
また、上述した実施形態では、シール材７０は、電極端子３０とは別体で電極端子３０の外周に装着されている。シール材７０の形態は、これに限定されない。例えば、シール材７０は電極端子３０の外周面に予め加硫接着等で設けていてもよい。
また、上述した実施形態では、端子固定部４０は、蓋体１４に予め溶接されている形態を例示したが、端子固定部４０は、蓋体１４に予め溶接されていなくてもよい。すなわち、端子固定部４０に相当する筒状の端子固定部材を用意し、当該端子固定部材に電極端子３０を挿通し、外装部材６０を被せて、電極端子３０を端子固定部材に固定する（図３参照）。電極端子３０が取り付けられ、外装部材６０が被せられた端子固定部材４０を蓋体１４に溶接してもよい。
すなわち、端子固定部４０に相当する筒状の端子固定部材を用意し、当該端子固定部材に電極端子３０を挿通し、外装部材６０を被せて、電極端子３０を端子固定部材に固定した電極端子部品を作成するとよく、かかる電極端子部品を電池ケース１０の適切な位置に溶接してもよい。この場合、外装部材６０は、端子固定部材４０の外周面に被さり、端子固定部材４０の外周面の変形を規制する変形規制部６２と、端子固定部材４０の先端部４０ａに押し当たり、端子固定部材４０を変形させる加圧部６４を備えているとよい。この場合、電極端子部品は量産性、汎用性に優れるので、電池の生産効率を向上させることができる。
本発明に係る電池は、電池ケース１０に電極端子３０を固定する構造をコンパクトに構成することができる。また、電池ケース１０は確実に封止され、また経年的な信頼性も高い。このため、本発明に係る電池は、複数個組み合わせてなる組電池５００を構成するのに適しており、さらには図１４に示すように車両１０００（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）に搭載することもできる。
１０ 電池ケース
１２ 容器本体
１４ 蓋体
２０ 電極体
２２ 正極シート
２２ａ 電極材料
２３ セパレータ
２４ 負極シート
２４ａ 電極材料
２６ 正極集電体
２８ 負極集電体
３０ 電極端子
３２ 溝
４０ 端子固定部（端子固定部材）
４０ａ 端子固定部の先端部
４０ａ１ 盛り上がった部分
４０ｂ 端子固定部の外周面
４１ 溶接部
４２ 貫通孔
４２ａ 端子固定部の内側面
４３ 端子固定部の先端部の内側縁
４５ 端子固定部の下部の内側縁
４８ 窪み
６０ 外装部材
６１ 天井部
６２ 円筒部（変形規制部）
６３ 開口
６４ 加圧部
６６ 窪み
６７ リブ
６８ 突起
７０ シール材
８０ パターン
９０ 係合部
１００ 電池
２００ かしめ治具
２００ａ 押圧面
２００ｂ 孔
２１０ 突起
３００ かしめ治具
３００ａ 押圧面
３００ｂ 孔
３００ｃ 突起
５００ 組電池
１０００ 車両
１２ 容器本体
１４ 蓋体
２０ 電極体
２２ 正極シート
２２ａ 電極材料
２３ セパレータ
２４ 負極シート
２４ａ 電極材料
２６ 正極集電体
２８ 負極集電体
３０ 電極端子
３２ 溝
４０ 端子固定部（端子固定部材）
４０ａ 端子固定部の先端部
４０ａ１ 盛り上がった部分
４０ｂ 端子固定部の外周面
４１ 溶接部
４２ 貫通孔
４２ａ 端子固定部の内側面
４３ 端子固定部の先端部の内側縁
４５ 端子固定部の下部の内側縁
４８ 窪み
６０ 外装部材
６１ 天井部
６２ 円筒部（変形規制部）
６３ 開口
６４ 加圧部
６６ 窪み
６７ リブ
６８ 突起
７０ シール材
８０ パターン
９０ 係合部
１００ 電池
２００ かしめ治具
２００ａ 押圧面
２００ｂ 孔
２１０ 突起
３００ かしめ治具
３００ａ 押圧面
３００ｂ 孔
３００ｃ 突起
５００ 組電池
１０００ 車両
Claims (10)
- 電池ケースに電極端子が挿通された状態で固定された電池であって、
前記電池ケースの外側に突出し、前記電極端子が挿通される孔を有する端子固定部と、
前記端子固定部に被さった外装部材と、
を備え、
前記外装部材は、
前記端子固定部の外周面に被さり、前記端子固定部の外周面の変形を規制する変形規制部と、
前記端子固定部の先端部に押し当たり、前記端子固定部を変形させる加圧部と、
を有する、電池。 - 前記端子固定部は筒状であり、前記端子固定部の内周と前記電極端子の外周との間にシール材が装着された、請求項１に記載の電池。
- 前記加圧部は、前記端子固定部の先端部の内側縁に押し当たるように外装部材に設けられている、請求項１又は２に記載の電池。
- 前記加圧部は、前記外装部材の天井部の内側に設けられた突起である、請求項１から３までの何れか一項に記載の電池。
- 前記加圧部の突起は、基端部に窪みを有する、請求項４に記載の電池。
- 前変形規制部の外周面に補強形状のパターンを有する、請求項１から５までの何れか一項に記載の電池。
- 前記変形規制部の外周面はリブを有している、請求項６に記載の電池。
- 前記外装部材と前記端子固定部とは、前記外装部材が前記端子固定部に被せられた状態で互いに係合する係合部を有する、請求項１から７までの何れか一項に記載の電池。
- 請求項１から８の何れかに記載の電池を複数個組み合わせた組電池。
- 請求項９に記載の組電池が車両用電源として搭載された車両。
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