JP2010170915A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電池ケースに電極端子を固定する構造について新規な構造を提案する。
【解決手段】この電池１００は、電極端子３０が電池ケース１０に挿通された状態で固定されている。電池ケース１０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を備えている。この電池は、端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成した補強構造と、端子固定部の孔の上端部及び下端部を窪ませるように押圧変形した加圧変形部とを備えている。電極端子は、端子固定部の孔に挿通された状態で、加圧変形部の押圧変形によって端子固定部に保持されている。
【選択図】図３

Description

本発明は電池、特に電極端子が電池ケースに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、これらの電池には、電池ケースに電極体が収容された構造を有する電池がある。このような構造では、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、電池ケース内において当該電極端子に電極体が電気的に接続されている。

かかる電極端子の固定方法として、例えば、特許３３３４８０４号（特許文献１）に記載されている構造がある。同公報に記載された構造は、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、当該孔の周縁部を窪ませるように押圧して塑性変形させることで、孔の内周面を内側に膨出させ、孔に通された貫通部材を固定するとともに、当該孔を封止している。なお、同公報では、かかる構造の実施例として、貫通部材としての信号線を金属製隔壁部材としての圧力容器に設けた孔に固定する構造が挙げられている。

特許３３３４８０４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、孔の内周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、電池の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、電池ケースの肉厚を十分に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、当該孔の周縁部を窪ませるように押圧して塑性変形させる場合に、電池ケースの当該孔の周囲に所要の剛性が得られない場合も生じる。電池ケースの当該孔の周囲に所要の剛性が得られないと、電極端子を所要の強度で固定することができないことも生じ得る。そこで、本発明は、電池ケースに電極端子を固定する構造について、新規な構造を提案する。

本発明に係る電池は、電極端子が電池ケースに挿通された状態で固定された電池であって、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を備えている。この電池は、端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成した補強構造と、端子固定部の孔の上端部及び下端部を窪ませるように押圧変形した加圧変形部とを備えている。電極端子は、端子固定部の孔に挿通された状態で、加圧変形部の押圧変形によって端子固定部に保持されている。
この電池によれば、端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成した補強構造を備えているので、端子固定部の外周面近傍の端子固定部の外周部分に所要の剛性が得られる。また、端子固定部の孔の両端周縁部のうち少なくとも一方において、当該部位を窪ませるように押圧変形した加圧変形部を備えている。加圧変形部の押圧変形によって端子固定部の孔は内側に膨出する。このため、電極端子を所要の強度で保持することができる。

この場合、補強構造は、例えば、端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成したリブを備えた構造にすることができる。さらにこの場合、補強構造は、端子固定部の突出方向に延びた縦リブを周方向に複数備えた構造にすることができる。さらに、補強構造は、端子固定部の周方向に延びて複数の縦リブに交差する横リブを備えた構造にしてもよい。また、他の形態として、補強構造は、端子固定部の周方向に延びた横リブを端子固定部の突出方向に複数備えた構造にすることができる。この場合、補強構造は、端子固定部の突出方向に延びて複数の横リブに交差する縦リブを備えた構造にしてもよい。

また、他の形態として、補強構造は、端子固定部の外周面に端子固定部の突出方向に沿ってアーチ形状に窪んだ凹部が周方向に連続している構造でもよい。さらに、補強構造は、他の形態として、あるいは、上述した形態に組み合わせて、端子固定部の外周面に複数のディンプルを備えた構造でもよい。

また、電池は、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。また、電極端子は、端子固定部の孔に挿通された部位の外周面に窪みを有していてもよい。また、加圧変形部は、端子固定部の孔の両端周縁部の両方に設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係る電池を模式的に示す断面図。 本発明の一実施形態に係る電池の電極体の構造を示す図。 本発明の一実施形態に係る電池の電極端子の固定構造を示す部分断面斜視図。 本発明の一実施形態に係る電池の電極端子の固定構造を示す断面図。 端子固定部材が蓋体に取り付けられる前の状態を示す図。 端子固定部材が蓋体に取り付けられている状態を示す図。 電極端子を固定する工程を示す図。 電極端子を固定する工程を示す図。 端子固定部材の外周部分に作用する応力を模式的に示した図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す部分断面斜視図。 本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す断面図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 （ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る端子固定部の補強構造を示す図。 組電池を搭載した車両（自動車）を模式的に示す図。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態に係る電池を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、実質的に同じ機能を奏する構成要素には、適宜同じ参照符号を付している。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には、例えば、リチウムイオン二次電池、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を備えている。本実施形態では、電池ケース１０は、容器本体１２と蓋体１４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る。蓋体１４は、容器本体１２の上面の開口部に接合される。蓋体１４には電極端子３０が挿通された状態で固定されている。本実施形態では、正負２本の電極端子３０が蓋体１４の長手方向の両側部に固定されている。

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の一方に正極集電体２６、他方に負極集電体２８を有している。この電極体２０は、図１に示すように、捲回軸に直行する方向から扁平形状に押し潰されて電池ケース１０に収容されている。電池ケース１０の内部では、電極体２０の正極集電体２６、負極集電体２８は、それぞれ接続片３２を介して電極端子３０に電気的に接続されている。

ところで、本実施形態では、図３及び図４に示すように、蓋体１４は、電極端子３０が挿通される孔４１を有する端子固定部４０を備えている。端子固定部４０は、蓋体１４の外側に突出しており、また端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成した補強構造４２と、端子固定部の上端部及び下端部を窪ませるように押圧変形した加圧変形部４８、４９とを備えている。電極端子３０は、加圧変形部４８、４９の押圧変形によって、端子固定部４０の孔４１に挿通された状態で保持されている。以下、かかる端子固定部４０について詳述する。

本実施形態では、電極端子３０は棒状の部材である。また、この電極端子３０は、端子固定部４０の孔４１に装着される部位（この実施形態では、軸方向の中間部）の外周面に窪み３４が形成されている。なお、図３及び図４に示す電極端子３０は、断面形状が円形の棒状の部材であり、上記窪み３４として周方向に形成された２つの溝を有している。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。このシール材７０は、所要の弾性と絶縁性を有しており、また電極端子３０の外周に装着可能な筒形状を有しており、上記２つの溝３４が形成された部位に装着される。電極端子３０には、シール材７０を所定の位置に装着するため、電池ケース１０の外側に突出する部分に、環状に盛り上がった段差３６が設けられている。

また、本実施形態では、端子固定部４０は、詳しくは、図５に示すように、蓋体１４と別部材（端子固定部材８０）で構成されており、蓋体１４の所定位置に取り付けられている。当該端子固定部材８０は、電極端子３０が挿通される孔４１を有する略円筒形状の部材である。この端子固定部材８０は、電極端子３０を保持する円筒部８０ａと、蓋体１４が装着される段差８０ｂと、蓋体１４に取り付けられる折曲片８０ｃとを備えている。円筒部８０ａは、押圧変形によって電極端子３０を保持するのに要する所用の肉厚を有しており、また、補強構造４２として外周面に凹凸が設けられている。段差８０ｂは、円筒部８０ａの下部に設けられており、補強構造４２が設けられた部位よりも内側に凹んでいる。折曲片８０ｃは、かかる段差８０ｂの下部から下方に延びている。この実施形態では、折曲片８０ｃは、周方向に連続した薄肉の管状の部位で構成されている。

本実施形態では、蓋体１４には、電極端子３０を固定する部位に、上記端子固定部材８０を取り付ける開口１５が形成されている。当該開口１５は、前記端子固定部材８０の段差８０ｂに嵌り得る内径を有している。端子固定部材８０は、図６に示すように、円筒部８０ａが電池ケース１０の外側に突出するように、当該蓋体１４に形成された開口１５に段差８０ｂを装着する。そして、当該開口１５から蓋体１４の内側に突出した折曲片８０ｃを、蓋体１４の内側面に沿って外径方向に折り曲げている。これにより、端子固定部材８０を蓋体１４に取り付けている。本実施形態では、さらに端子固定部材８０の折曲片８０ｃと蓋体１４の内側面１４ａとは、全周にわたってシーリング剤で密封されている。かかるシーリング剤としては、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）などを主成分とするシーリング剤を用いることができる。これにより、蓋体１４において、かかる端子固定部材８０の取り付け部位の気密性を確保している。

なお、本実施形態では、上述したように、端子固定部４０を蓋体１４とは別体で構成しているので、蓋体１４の形状によらず、端子固定部４０の形状に自由度がある。すなわち、本実施形態では、平坦な板状の部材で構成される蓋体１４に対して略円筒形状の端子固定部４０を、蓋体１４とは別体の端子固定部材８０で形成し、当該端子固定部材８０を蓋体１４に取り付けている。このように、端子固定部４０を蓋体１４とは別体で構成しているので、端子固定部４０を蓋体１４に一体的に設ける場合に比べて蓋体１４を比較的安価に形成することができる。

また、本実施形態では、蓋体１４とは別体で構成しているので、蓋体１４と端子固定部４０はそれぞれ適切な材料を選択できる。本実施形態では、端子固定部材８０は、蓋体１４よりも硬度が高い（硬い）材料で構成されている。本実施形態では、端子固定部４０を除く蓋体１４には、電池ケース１０の蓋体１４としての所要の強度を有し、かつ、比較的安価に入手できる１０００番系の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を構成する端子固定部材８０には、所要の硬度を奏する５０００番系のアルミニウム合金材料を用いている。

これらの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、アルミニウム合金材料はアルミニウムに添加される元素（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。なお、蓋体１４および端子固定部材８０に用いられる材料は上記に限定されない。本実施形態では、端子固定部４０が蓋体１４とは別体の端子固定部材８０で構成した形態を例示したが、本発明はこれに限定されず、端子固定部４０は蓋体１４に一体的に成形されていてもよい。

次に、端子固定部４０（端子固定部材８０）の外周面に設けられた補強構造４２を説明する。補強構造４２は、図３及び図４に示すように、端子固定部４０の外周面に凹凸を設けて形成している。本実施形態では、補強構造４２は、端子固定部４０の突出方向（電池ケース１０に対する端子固定部４０の突出方向）に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数備えている。また、本実施形態では、縦リブ４２ａは端子固定部４０の突出部分の中間部に形成されており、端子固定部４０の突出部分の基端部と先端部には、端子固定部４０の外周面において、周方向に延びて複数の縦リブ４２ａに交差する横リブ４２ｂ、４２ｃを備えている。

本実施形態では、端子固定部材８０を蓋体１４に取り付ける前において、端子固定部材８０の円筒部８０ａに対して軸方向の中間部に縦リブ４２ａを形成している。縦リブ４２ａは、例えば、ローレット加工によって形成される。本実施形態では、縦リブ４２ａの凹部４４、凸部４６は、それぞれ角張っている。ローレット加工では、縦リブ４２ａに応じた凹凸形状を有するローレット工具を用いて、転造加工によって、縦リブ４２ａを形成している。この際、ローレット工具は、端子固定部材８０の円筒部８０ａに対して軸方向の中間部を加工し、軸方向の両側は加工されず、そのまま残される。これにより、端子固定部材８０の突出部分の基端部と先端部の横リブ４２ｂ、４２ｃが形成されている。なお、上述の補強構造４２の形成方法は、本発明を限定するものではない。また、補強構造４２（端子固定部４０の外周面）は、かかる形成工程において、表層に加工硬化が生じる。

また、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部には、当該部位を窪ませるように押圧変形した加圧変形部４８、４９を備えている。本実施形態では、加圧変形部４８は、蓋体１４の外側に突出した端子固定部４０の先端部にあり、他方、加圧変形部４９は蓋体１４の内側に露出している。本実施形態では、電極端子３０は、図３及び図４に示すように、端子固定部４０の孔４１に挿通された状態で、端子固定部４０の加圧変形部４８、４９を窪ませるように押圧変形することによって、端子固定部４０に保持されている。

本実施形態では、電極端子３０は、図７に示すように、外周面に溝３４が形成された部位にシール材７０が装着された状態で、端子固定部４０の孔４１に装着されている。この際、電極端子３０の外周面に設けられた溝３４が、端子固定部４０の孔４１の略中央部分に配置されるように、端子固定部４０に対する電極端子３０が装着される位置が調整されている。そして、図７に示すように、端子固定部４０の孔４１に電極端子３０を装着した状態で、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。

本実施形態では、かしめ治具２００、３００は、筒状部材であり、電極端子３０及びシール材７０を逃がす孔２００ａ、３００ａを有している。また、上方のかしめ治具２００の孔２００ａの周縁部の下端及び下方のかしめ治具３００の孔３００ａの周縁部の上端には、それぞれリング状の突起２００ｂ、３００ｂが形成されている。当該リング状の突起２００ｂ、３００ｂは、それぞれ端子固定部４０の孔４１の両端周縁部に設けられた加圧変形部４８、４９を押圧し得るように設けられている。さらに、上方のかしめ治具２００の下端には、端子固定部４０の上端面４０ａに押し当たる平坦な押圧面２００ｃが設けられている。また、下方のかしめ治具３００の上端には、蓋体１４の内側において、端子固定部４０の内側面４０ｂに押し当たる押圧面３００ｃが設けられている。

図８に示すように、かしめ治具２００、３００は、端子固定部４０を上下から挟み込み、端子固定部４０を押圧する。この時、端子固定部４０の上端面４０ａに上方のかしめ治具２００が押し当たる。また、端子固定部４０の内側面４０ｂに下方のかしめ治具３００が押し当たる。そして、上下のかしめ治具２００、３００のリング状の突起２００ｂ、３００ｂが加圧変形部４８、４９（端子固定部材８０の孔４１の両端周縁部）を押圧し、窪ませるように塑性変形させる。

この際、かかるリング状の突起２００ｂ、３００ｂによって変形する加圧変形部（この実施形態では、端子固定部材８０の孔４１の両端周縁部）を中心として端子固定部４０が塑性変形する。この際、端子固定部４０の上端面４０ａには、上方のかしめ治具２００が押し当たり、端子固定部４０の内側面４０ｂには下方のかしめ治具３００が押し当たっている。このため、端子固定部４０の上端面４０ａ及び内側面４０ｂは変形が規制される。また、端子固定部４０の外周面には上述した補強構造４２が設けられている。この実施形態では、端子固定部４０の外周面は、補強構造４２の形状的な特性に加えて、補強構造４２を形成する工程において加工硬化が生じており、特に表層において所要の剛性を備えている。したがって、端子固定部４０の外周面は変形し難く、端子固定部４０の外周部分（外周面の近傍部分）は所要の剛性を発揮する。

すなわち、本実施形態では、補強構造４２は、図９に示すように、縦リブ４２ａで構成されており、その形状的な特性及び表層の加工硬化によって、端子固定部４０の外周面が変形し難く、端子固定部４０の外周部分は所要の剛性を有している。さらに、本実施形態では、補強構造４２は、端子固定部４０の周方向に延び、複数の縦リブ４２ａに交差する横リブ４２ｂ、４２ｃを備えている。このため、かかる縦リブ４２ａ及び横リブ４２ｂ、４２ｃの相互作用により、端子固定部４０の外周部分の剛性は向上されている。このため、加圧変形部４８、４９の塑性変形に伴って生じる端子固定部４０の応力Ｓに対して、端子固定部４０の外周部分は所要の抗力を備えている。このため、端子固定部４０の外周面が外側に膨出するのを抑止することができる。

これに対して、端子固定部４０の内側部分は、図８に示すように、上下のかしめ治具２００、３００で押圧されたときに、端子固定部４０の内部に生じる応力を受けて端子固定部４０の孔４１が内側に膨出する。このとき、端子固定部４０の孔４１に装着された電極端子３０は端子固定部４０の孔４１の膨出によって所要の力で保持される。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。このため、端子固定部４０の孔４１の膨出によって、当該シール材７０が端子固定部４０の孔４１と電極端子３０の外周面との間に挟まれる。この際、シール材７０は端子固定部４０と電極端子３０との隙間を埋める。これにより電池ケース１０（図１参照）において、当該電極端子３０が装着されて部位の気密性が確保される。また、この実施形態では、電極端子３０の外周面には、窪み３４（この実施形態では、周方向に形成された溝）が形成されており、シール材７０はかかる窪み３４に食い込む。これにより、電極端子３０が端子固定部４０に対して軸方向にずれるのを強固に防止することができる。

本実施形態では、上下のかしめ治具２００、３００によって、端子固定部４０の孔４１の上下の加圧変形部４８、４９に対して、塑性変形を伴うように押圧変形を生じさせることによって、電極端子３０を端子固定部４０により強固に固定することができる。その後、上下のかしめ治具２００、３００を端子固定部４０から離し、電極端子３０を端子固定部４０に固定した蓋体１４をプレス装置から取り外すとよい。上記の工程を経て、電極端子３０は、蓋体１４に固定される。

この電池１００は、蓋体１４の外側に突出し、電極端子３０が挿通される孔４１を有する端子固定部４０を備えている。かかる端子固定部４０の外周面には、凹凸を設けて形成した補強構造４２を有し、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部には、窪ませるように押圧変形された加圧変形部４８、４９を備えている。電極端子３０は端子固定部４０の孔４１に挿通された状態で、加圧変形部４８、４９の押圧変形によって端子固定部４０に保持されている。この電池１００は、端子固定部４０の外周面に設けられた補強構造４２の形状特性によって、端子固定部４０が外側に膨出するのが抑制され、それに対応して、端子固定部４０の孔４１が内側に膨出する。これにより、当該孔４１に装着された電極端子３０が強固に端子固定部４０に保持される。

本実施形態では、補強構造４２として、端子固定部４０の突出方向に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数備えている。さらに、端子固定部４０の周方向に延びて複数の縦リブ４２ａに交差する横リブ４２ｂ、４２ｃを備えている。このため、端子固定部４０の外周面は、端子固定部４０の外周部分に作用する応力Ｓに対して強固な抗力を発揮して、当該外周面が外側に膨出するのを抑止することができる。このため、本実施形態に係る端子固定部４０は、加圧時に、加圧変形部４８、４９の塑性変形に伴って、端子固定部４０の内周部分（孔４１の近傍部分）に作用する応力が高くなる。そして、当該応力によって、端子固定部４０の孔４１が内側に膨出し、端子固定部４０の孔４１に装着された電極端子３０を強固に固定することができる。

また、本実施形態に係る電池１００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。このシール材７０は、端子固定部４０と電極端子３０に密着し、当該端子固定部４０と電極端子３０との間の気密性をより確実に確保することができる。本実施形態では、加圧変形部４８、４９に塑性変形が生じており、当該塑性変形によって、端子固定部４０の孔４１が内側に膨出している。このため、電極端子３０は端子固定部４０に保持された状態で固定される。

この電池１００は、複数の電池が組み合わされて組電池が構成されるが、この際、上述した電池１００は、扁平な電池ケース１０を有する電池１００は、扁平な面を合わせるように並べて配設することがある。このような場合に、電極端子３０を電池ケース１０に固定する部位が、電池ケース１０から大きくはみ出ているような場合には、電池１００を近接させて並べるときに、当該電極端子３０を固定する部位が干渉し合うことがある。本実施形態では、上述したように、端子固定部４０は、外周面に補強構造４２が形成されている。端子固定部４０の外周面は、補強構造４２の形状的な特性、及び、表面の加工硬化によって剛性が向上する。このため、端子固定部４０の肉厚を大きくすることなく、端子固定部４０に所要の応力を作用させて、電極端子３０を端子固定部４０に固定することができる。このため、端子固定部４０を電池ケース１０の幅に応じて大きくはみ出ることがないように構成することが可能である。また、本実施形態では、端子固定部４０の外周面を補強する構造として、特段に電池の部品点数が増えず、電池の製造コストの低く抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態に係る電池１００について説明した。端子固定部４０の外周面に設けられた補強構造４２は、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させる形態であればよく、上述した形態に限定されない。以下、補強構造４２について、種々の変形例を説明する。

例えば、上述した実施形態では、補強構造４２は、図３及び図４に示すように、端子固定部４０の突出方向に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数備えている。そして、端子固定部４０の周方向に延びて複数の縦リブ４２ａに交差する横リブ４２ｂ、４２ｃを備えている。上述した実施形態では、横リブ４２ｂ、４２ｃは、端子固定部４０の外周面の上端及び下端に設けられているが、横リブ４２ｂ、４２ｃを設ける位置は、端子固定部４０の外周面の上端及び下端に限定されない。この場合、横リブは、端子固定部４０の周方向に延びて複数の縦リブ４２ａに交差するように設けられているとよい。例えば、図示は省略するが、横リブは、端子固定部４０の突出方向の中間部に設けられていても良い。この場合でも、横リブは、複数の縦リブ４２ａに交差し、縦リブ４２ａと横リブとの相互作用により、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、横リブは、端子固定部４０の外周面に周方向に連続して設けられているが、横リブは、必ずしも端子固定部４０の外周面に周方向に連続して設けられている必要はない。すなわち、横リブは、複数の縦リブ４２ａに交差し、縦リブ４２ａと横リブとの相互作用により、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させる構造であればよく、端子固定部４０の周方向において断片的に設けられていても良い。

また、上述した実施形態では、補強構造４２は、図３及び図４に示すように、端子固定部４０の突出方向に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数備えており、端子固定部４０の周方向に延びて複数の縦リブ４２ａに交差する横リブ４２ｂ、４２ｃを備えている。補強構造４２は、例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、特に、横リブ４２ｂ、４２ｃ（図３、図４参照）を設けず、端子固定部４０の突出方向に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数備えている構造としてもよい。すなわち、補強構造４２は、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させる構造であればよく、端子固定部４０の外周部分に所要の剛性が得られるのであれば、縦リブ４２ａのみで構成してもよい。

さらに、上述した実施形態では、縦リブ４２ａは、図３及び図４に示すように、縦リブ４２ａの凹部４４、凸部４６は、それぞれ角張った形態を例示したが、縦リブ４２ａの形状はかかる形状に限定されない。例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、縦リブ４２ａの凸部４６は、角張っておらず、丸くなっていても良い。この場合でも、当該縦リブ４２ａは、その形状特性によって、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。特に、この場合、縦リブ４２ａの凸部４６が、角張っておらず、丸くなっているので、縦リブ４２ａの凸部４６に生じる応力集中を緩和でき、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。

また、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、縦リブ４２ａの凹部４４は、丸くなっていても良い。この場合でも、当該縦リブ４２ａは、その形状特性によって、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。さらに、図１３に示すように、縦リブ４２ａは、凹部４４及び凸部４６が両方とも丸くなっていても良い。このように、補強構造４２は、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させる構造であればよく、端子固定部４０の突出方向に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数設ける場合において、縦リブ４２ａの断面形状には、特に、限定されない。

また、上述した実施形態では、補強構造４２として、端子固定部４０の突出方向に延びた縦リブ４２ａを周方向に複数設けた形態を例示したが、補強構造４２はかかる形態に限定されない。端子固定部４０の外周面に設けられた補強構造４２は、例えば、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、端子固定部４０の周方向に延びた横リブ４２ｄを端子固定部４０の突出方向に複数備えた構造でもよい。この場合においても、補強構造４２は、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させる構造であればよく、横リブ４２ｄの、凹部４４及び凸部４６の断面形状は、特に限定されない。また、この場合、補強構造４２は、図１５に示すように、端子固定部４０の突出方向に延びて、複数の横リブ４２ｄに交差する縦リブ４２ｅを備えていてもよい。この場合、横リブ４２ｄと縦リブ４２ｅの相互作用により、端子固定部４０の外周部分の剛性が向上する。この場合、縦リブ４２ｅは、横リブ４２ｄとの相互作用によって、端子固定部４０の外周部分の剛性が向上させる形態であればよい。このため、縦リブ４２ｅは、図１５に示すように、端子固定部４０の突出方向に連続して設けられている必要はなく、複数の横リブ４２ｄの間に、断片的に設けられていてもよい。

さらに、補強構造４２は、端子固定部４０の外周部分の剛性が向上させる形態であればよく、リブを設ける方向は、特に端子固定部４０の突出方向、周方向に限定されない。例えば、図示は省略するが、補強構造４２としてのリブは、端子固定部４０の外周面において、端子固定部４０の突出方向に対して斜めに設けられていても良い。

また、補強構造４２は、上述したようにリブを有する形態に限定されない。例えば、図１６及び図１７に示すように、補強構造４２は、端子固定部４０の外周面に端子固定部４０の突出方向に沿ってアーチ形状４２ｆに窪んだ凹部が周方向に連続していてもよい。この場合でも、かかるアーチ形状４２ｆがなく、端子固定部４０の外周面が円筒面で構成されている場合に比べて、格段に、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。これにより、加圧変形部４８、４９の塑性変形に伴う端子固定部４０の内部に生じる応力によって、端子固定部４０の孔４１を内側に膨出させることができる。このため、電極端子３０を所要の保持力で保持することができる。

また、補強構造４２は、上述した種々の形態に限定されず、端子固定部４０の外周面に凹凸を設けて形成すればよい。例えば、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、補強構造４２は、端子固定部４０の外周面に複数のディンプル４２ｇ（窪み）を備えた形態としてもよい。この場合、このようなディンプル４２ｇがなく、端子固定部４０の外周面が円筒面で構成されている場合に比べて、格段に、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。これにより、加圧変形部４８、４９の塑性変形に伴う端子固定部４０の内部に生じる応力によって、端子固定部４０の孔４１を内側に膨出させることができる。このため、電極端子３０を所要の保持力で保持することができる。なお、この場合、ディンプル４２ｇを配置するパターンは、図１８（ａ），（ｂ）に示す例に限定されない。

なお、上述した実施形態では、端子固定部４０の外周面を周方向に沿って転造するローレット加工で形成するのに適した補強構造４２を例示した。補強構造４２は、さらにこれらの実施形態に限定されない。補強構造４２は、端子固定部４０の外周面に凹凸を設けて形成されていればよく、例えば、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、端子固定部４０の外形形状を多角形（図１９で（ａ），（ｂ）に示す例では、８角形）で構成してもよい。この場合でも、端子固定部４０の外周面が単純な円筒面で構成されている場合に比べて、格段に、端子固定部４０の外周部分の剛性を向上させることができる。なお、端子固定部４０の外形形状を多角形に構成する場合には、８角形以外にも、４角形、５角形、６角形、さらに、１２角形、１６角形、２４角形などの多角形でもよい。また、端子固定部４０の外形形状を多角形に構成する場合には、ここに挙げた形状に限定されない。さらに、図示は省略するが、かかる端子固定部４０の外形形状を多角形に構成し、さらに、外周面にディンプルを複数設けてもよい。

以上、補強構造４２について、種々例示したが、補強構造４２は上述した種々の実施形態に限定されない。

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、シール材７０の材質は、上記に限定されない。シール材の材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（PPS：polyphenylene sulfide）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK：polyetheretherketone）、ポリプロピレン(ＰＰ：polypropylene)などの樹脂材料を用いることができる。これらの樹脂材料によって、シール材に絶縁効果を持たせることができる。

また、上述した実施形態では、例えば、図３及び図４に示すように、加圧変形部４８、４９は、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部に設けられている。加圧変形部４８、４９を端子固定部４０の孔４１の周縁部に設けることによって、加圧変形部４８、４９の塑性変形に伴って端子固定部４０の内部に生じる応力が、端子固定部４０の孔４１の近傍に集中し易くなる。これにより、端子固定部４０の孔４１を内側に膨出させる作用が向上する。また、上述した実施形態では、加圧変形部４８、４９は、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部の両方に設けられている。この場合、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部にそれぞれ塑性変形が生じるので、端子固定部４０の内部に、より高い応力を生じさせることができ、端子固定部４０の孔４１を内側に膨出させる作用を向上させることができる。ただし、本発明においては、加圧変形部４８、４９は、必ずしも端子固定部４０の孔４１の両端周縁部の両方に設ける必要はなく、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部のうち少なくとも一方において設けられていてもよい。すなわち、図示は省略するが、加圧変形部は、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部の何れか一方において設けられていても、端子固定部４０の外周面に形成された補強構造４２の作用によって、端子固定部４０の孔４１を内側に膨出させる作用を生じさせることができる。したがって、端子固定部４０の孔４１を内側に膨出させることができ、電極端子３０を所要の強度で保持できることできるのであれば、加圧変形部４８、４９は、端子固定部４０の孔４１の両端周縁部の何れか一方において設けられていてもよい。

以上、本発明に係る電池ついて、端子固定部について種々の変形例を例示したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の特徴的な構成要素は、それぞれ適宜に組み合わせることができる。

例えば、電池ケースの形状は、図１に示すような扁平な角型のケースに限定されない。例えば、電池ケースは円筒形状のケースでもよい。また、上述した実施形態では、電池ケースは容器本体と蓋体とで構成されており、電極端子を固定する端子固定部は蓋体に設けられているが、端子固定部は電極体を収容する容器本体に設けてもよい。また、電極体の構成、電解液の構成などについては、電池の種類などに応じて適切なものを選択するとよい。本発明に係る電池は、電池ケースに電極端子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を構成するのに適しており、さらには図２０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）に搭載される電池１００を構成することができる。

１０ 電池ケース
１２ 容器本体
１４ 蓋体
１４ａ 内側面
１５ 開口
２０ 電極体
２２ 正極シート
２３、２５ セパレータ
２４ 負極シート
２６ 正極集電体
２８ 負極集電体
３０ 電極端子
３２ 接続片
３４ 窪み（溝）
３６ 段差
４０ 端子固定部
４０ａ 上端面
４０ｂ 内側面
４１ 孔
４２ 補強構造
４２ａ 縦リブ
４２ｂ、４２ｃ 横リブ
４２ｄ 横リブ
４２ｅ 縦リブ
４２ｆ アーチ形状
４２ｇ ディンプル
４４ 凹部
４６ 凸部
４８、４９ 加圧変形部
７０ シール材
８０ 端子固定部材
８０ａ 円筒部
８０ｂ 段差
８０ｃ 折曲片
１００ 電池
２００ 上方のかしめ治具
２００ａ 孔
２００ｂ 突起
２００ｃ 押圧面
３００ 下方のかしめ治具
３００ａ 孔
３００ｂ 突起
３００ｃ 押圧面
１０００ 車両
Ｓ 応力

Claims (13)

1. 電極端子が電池ケースに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、
   前記端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成した補強構造と、
   前記端子固定部の孔の両端周縁部のうち少なくとも一方において、当該部位を窪ませるように押圧変形した加圧変形部と、
   を備え、
   前記電極端子が、前記端子固定部の孔に挿通された状態で、前記加圧変形部の押圧変形によって前記端子固定部に保持されていることを特徴とする電池。
2. 前記補強構造は、前記端子固定部の外周面に凹凸を設けて形成したリブを備えた、請求項１に記載の電池。
3. 前記補強構造は、前記端子固定部の突出方向に延びた縦リブを周方向に複数備えた、請求項２に記載の電池。
4. 前記補強構造は、前記端子固定部の周方向に延びて前記複数の縦リブに交差する横リブを備えた、請求項３に記載の電池。
5. 前記補強構造は、前記端子固定部の周方向に延びた横リブを前記端子固定部の突出方向に複数備えた、請求項２に記載の電池。
6. 前記補強構造は、前記端子固定部の突出方向に延びて前記複数の横リブに交差する縦リブを備えた、請求項５に記載の電池。
7. 前記補強構造は、前記端子固定部の外周面に前記端子固定部の突出方向に沿ってアーチ形状に窪んだ凹部が周方向に連続している、請求項１に記載の電池。
8. 前記補強構造は、前記端子固定部の外周面に複数のディンプルを備えた、請求項１から７までの何れか一項に記載された電池。
9. 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から８までの何れか一項に記載された電池。
10. 前記電極端子は、前記端子固定部の孔に挿通された部位の外周面に窪みを有する、請求項１から９までの何れか一項に記載された電池。
11. 前記加圧変形部は、前記孔の両端周縁部の両方に設けられている、請求項１から１０までの何れか一項に記載された電池。
12. 請求項１から１１までの何れか一項に記載された電池を複数個組み合わせた組電池。
13. 請求項１２に記載の組電池が車両用電源として搭載された車両。

Images