JP2022049727A - 二次電池用端子および該端子を備えた二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】異種金属で構成された二次電池用端子において、該端子が有する異種金属の境界へ液体が侵入することを防ぎ得る構造を備えた端子を提供する。
【解決手段】ここで開示される端子は、、プレート状の金属製の第１部材７２と、該第１部材７２の一方のプレート表面７２ａに金属接合された第２部材７６であって、第１部材７２を構成する金属とは異なる金属で構成された第２部材７６とを備える。ここで、第１部材７２の一方のプレート表面７２ａと前記金属接合された第２部材７６との境界Ｂには、該プレート表面よりも突出した第２部材７６の端部からなる第１の段差部８０が形成されており、さらに、前記第１部材７２のプレート表面７２ａにおいて、該プレート表面から突出した第２の段差部８２が形成されている。
【選択図】図５
【解決手段】ここで開示される端子は、、プレート状の金属製の第１部材７２と、該第１部材７２の一方のプレート表面７２ａに金属接合された第２部材７６であって、第１部材７２を構成する金属とは異なる金属で構成された第２部材７６とを備える。ここで、第１部材７２の一方のプレート表面７２ａと前記金属接合された第２部材７６との境界Ｂには、該プレート表面よりも突出した第２部材７６の端部からなる第１の段差部８０が形成されており、さらに、前記第１部材７２のプレート表面７２ａにおいて、該プレート表面から突出した第２の段差部８２が形成されている。
【選択図】図５
Description
本発明は、二次電池用端子に関する。詳しくは、二次電池において所定の位置に配置され、該二次電池の内部から外部へ通電可能とする端子と、該端子を用いた二次電池に関する。
リチウムイオン二次電池等の二次電池は、軽量で高いエネルギー密度を得られることから、パソコンや携帯端末等のポータブル電源、あるいはＥＶ（電気自動車）、ＨＶ（ハイブリッド自動車）、ＰＨＶ（プラグインハイブリッド自動車）等の車両搭載用電源として広く用いられている。
二次電池は電池内部に備えた電解液が所定の空間から漏液することを防止するため、ガスケットを備えている。特許文献１には、より効果的に電解液の漏液を防ぐため、両面に凸部を形成した内部ガスケットが開示されている。該凸部は片面につき１～３個形成されており、該凸部が圧縮されることで電解液の浸透を抑制する。
ところで、二次電池が備える電極端子（正極端子および負極端子）と、バスバ等の外部部材との良好な接合を実現するため、異種金属を接合して構成される電極端子が提案されている。電極端子を異種金属で構成することにより、外部部材と、正極端子の外部部材接合部と、負極端子の外部部材接合部とを構成する金属を同種金属に統一することが可能となり、外部部材と電極端子との接合を良好にすることができる。
しかしながら、電極端子が異種金属で構成されると、金属種によってイオン化傾向が異なるため、電極端子を構成する異種金属の境界面に液体が侵入することで、異種金属間で電気が発生し、金属の腐食劣化が起こり得る。そのため、異種金属で構成された電極端子を備える二次電池においては、異種金属の境界面への液体の侵入を防止する必要がある。
そこで、本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その主な目的は、異種金属で構成された二次電池用端子であって、該異種金属の境界面への液体の侵入を防ぎ得る構造を備えた端子を提供することである。また、本発明の他の目的は、該端子を備えた二次電池を提供することである。
ここに開示される端子は、二次電池の正負極いずれかを構成する端子であって、プレート状の金属製の第１部材と、該第１部材の一方のプレート表面に金属接合された第２部材であって、上記第１部材を構成する金属とは異なる金属で構成された第２部材と、を備えている。上記第１部材の一方のプレート表面と上記金属接合された第２部材との境界には、該プレート表面よりも突出した上記第２部材の端部からなる第１の段差部が形成されており、さらに、上記第１部材のプレート表面において、該プレート表面から突出した第２の段差部が形成されている。
このような構成によれば、第１の段差部および第２の段差部において、電池ケースと端子の間に配置されるガスケットへの押圧が強くなるため、液体が第１部材と第２部材との境界へ侵入することを防ぎ得る端子が提供される。
このような構成によれば、第１の段差部および第２の段差部において、電池ケースと端子の間に配置されるガスケットへの押圧が強くなるため、液体が第１部材と第２部材との境界へ侵入することを防ぎ得る端子が提供される。
また、ここに開示される端子の好ましい一態様では、上記第１部材がアルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金で構成されており、かつ、上記第２部材が銅または銅を主体とする合金で構成されている。
このような構成によれば、アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金で構成されるバスバ等の外部部材と第１部材との接合、および銅または銅を主体とする合金で構成される、負極と電気的に接続された負極内部端子と第２部材との接合を好適に実施し得り、かつ異種金属の境界への液体の侵入を好適に防ぎ得る端子が提供される。
このような構成によれば、アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金で構成されるバスバ等の外部部材と第１部材との接合、および銅または銅を主体とする合金で構成される、負極と電気的に接続された負極内部端子と第２部材との接合を好適に実施し得り、かつ異種金属の境界への液体の侵入を好適に防ぎ得る端子が提供される。
また、ここに開示させる二次電池は、正極および負極を含む電極体と、該電極体を内部に収容した電池ケースと、上記電極体における正負極それぞれと電気的に接続された正極端子および負極端子と、上記電池ケースと上記正極端子または負極端子との間に配置されるガスケットと、を備える。上記正極端子および負極端子の少なくとも一方は、ここに開示される構造の端子で構成されており、上記端子の上記第１部材は、上記電池ケースの外部に配置されており、上記端子の上記第２部材は、上記電池ケースの外部から該電池ケースの内部にわたって配置されており、上記ガスケットは、上記電池ケースの外部において、上記第１の段差部と上記第２の段差部の両方で押圧されている。
このような構成によれば、端子の異種金属の境界に、電池ケース内部からの電解液の侵入および電池ケース外部からの液体の侵入を防止し得る、信頼性の高い二次電池が提供される。
このような構成によれば、端子の異種金属の境界に、電池ケース内部からの電解液の侵入および電池ケース外部からの液体の侵入を防止し得る、信頼性の高い二次電池が提供される。
以下、本実施形態に係る端子を備える二次電池の構成例の概略について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。
なお、本明細書における図中の符号Ｘは（電池の）幅方向を示し、符号Ｙは厚さ方向を示し、符号Ｚは高さ方向を示す。なお、これらの方向は説明の便宜上定めた方向であり、電池の設置態様を限定することを意図したものではない。
なお、本明細書における図中の符号Ｘは（電池の）幅方向を示し、符号Ｙは厚さ方向を示し、符号Ｚは高さ方向を示す。なお、これらの方向は説明の便宜上定めた方向であり、電池の設置態様を限定することを意図したものではない。
本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、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等のいわゆる蓄電池（すなわち化学電池）の他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（すなわち物理電池）を包含する。また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
図１は本実施形態に係る二次電池を模式的に示す斜視図である。また、図２は一実施形態に係る二次電池を模式的に示す一部破断図である。本実施形態に係る二次電池１は、電極体２０と、電解質（図示せず）と、電池ケース３０と、正極端子４０と、負極端子５０と、ガスケット６０と、インシュレータ６２とを備えている。以下、各々について説明する。
＜電池ケース＞
電池ケース３０は、電極体２０を収容する容器である。図１に示すように、本実施形態における電池ケース３０は、扁平な角型の容器である。ただし、電池ケース３０の形状は、角型以外の箱状（例えば有底の円筒形の箱形状等）であってもよい。電池ケース３０は、上面が開口した角型のケース本体３２と、当該ケース本体３２の開口部を塞ぐ板状の蓋体３４とを備えている。また、図２に示すように、蓋体３４には、電池ケース３０内の内圧が所定のレベル以上に上昇した場合、該内圧を開放する安全弁３６が設けられている。また、蓋体には負極外部端子５４を挿通するための端子挿通孔３４ａと、正極外部端子４４を挿通するための端子挿通孔３４ｂが設けられている。電池ケース３０の材質としては、所要の強度を有する金属材料が用いられ、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。
電池ケース３０は、電極体２０を収容する容器である。図１に示すように、本実施形態における電池ケース３０は、扁平な角型の容器である。ただし、電池ケース３０の形状は、角型以外の箱状（例えば有底の円筒形の箱形状等）であってもよい。電池ケース３０は、上面が開口した角型のケース本体３２と、当該ケース本体３２の開口部を塞ぐ板状の蓋体３４とを備えている。また、図２に示すように、蓋体３４には、電池ケース３０内の内圧が所定のレベル以上に上昇した場合、該内圧を開放する安全弁３６が設けられている。また、蓋体には負極外部端子５４を挿通するための端子挿通孔３４ａと、正極外部端子４４を挿通するための端子挿通孔３４ｂが設けられている。電池ケース３０の材質としては、所要の強度を有する金属材料が用いられ、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。
＜電極体＞
電極体２０は、絶縁フィルム（図示省略）等で覆われた状態で、電池ケース３０の内部に収容された発電要素である。本実施形態における電極体２０は、長尺シート状の正極２１と、長尺シート状の負極２２と、長尺シート状のセパレータ２３とを備えている。かかる電極体２０は、上述した長尺シート状の部材を巻き重ねた捲回電極体である。なお、電極体の構造は、特に限定されず、一般的な密閉型電池において採用され得る種々の構造を制限なく採用できる。例えば、電極体は、矩形のシート状の正極と負極とをセパレータを介して積層させた積層型電極体であってもよい。
電極体２０は、絶縁フィルム（図示省略）等で覆われた状態で、電池ケース３０の内部に収容された発電要素である。本実施形態における電極体２０は、長尺シート状の正極２１と、長尺シート状の負極２２と、長尺シート状のセパレータ２３とを備えている。かかる電極体２０は、上述した長尺シート状の部材を巻き重ねた捲回電極体である。なお、電極体の構造は、特に限定されず、一般的な密閉型電池において採用され得る種々の構造を制限なく採用できる。例えば、電極体は、矩形のシート状の正極と負極とをセパレータを介して積層させた積層型電極体であってもよい。
正極２１は、箔状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）と、当該正極集電体の表面（好適には両面）に形成された正極活物質層とを備えている。また、幅方向Ｘにおける正極２１の一方の側縁部（図２中の左側の側縁部）には、正極活物質層が形成されておらず、正極集電体が露出した正極接続部２１ａが形成されている。なお、正極活物質層には、正極活物質、バインダ、導電材等の種々の材料が含まれている。かかる正極活物質層に含まれる材料については、従来の一般的な二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）で使用され得るものを特に制限なく使用することができ、本発明を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
負極２２は、箔状の負極集電体（例えば銅箔）と、当該負極集電体の表面（好適には両面）に形成された負極活物質層とを備えている。また、幅方向Ｘにおける負極２２の他方の側縁部（図２中の右側の側縁部）には、負極活物質層が形成されておらず、負極集電体が露出した負極接続部２２ａが形成されている。なお、正極活物質層と同様に、負極活物質層にも、負極活物質やバインダ等の種々の材料が含まれている。かかる負極活物質層に含まれる材料についても、従来の一般的な二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用することができ、本発明を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
セパレータ２３は、正極２１と負極２２との間に介在し、これらの電極が直接接触することを防止する。図示は省略するが、セパレータ２３には、微細な孔が複数形成されており、当該微細な孔を通って正極２１と負極２２との間でリチウムイオンが移動するように構成されている。セパレータ２３には、所要の耐熱性を有する樹脂シート等が使用されるが、従来の一般的な二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用できるため詳細な説明は省略する。
電池ケース３０に収容される電解質（図示せず）は、従来の一般的な二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用することができ、例えば、電解質は非水系溶媒と支持塩とを含有する非水系の液状電解質（非水電解液）であり得るが、本発明を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
<電極端子>
負極端子５０は、負極側の集電端子（負極内部端子５２）と、負極側の外部接続端子（負極外部端子５４）とを備えている。負極内部端子５２は、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺な金属部材である。図２および図３に示すように、負極内部端子５２の下端部５２ｂは、電池ケース３０の内部において負極２２（具体的には、負極接続部２２ａ）に接合され、電気的に接続されている。なお、図２においては負極外部端子５４として、ここに開示される端子７０が備えられている。負極外部端子５４は、蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ａを挿通しており、一部は電池ケース３０の外部に露出し、他の一部は電池ケース３０の内部において、負極内部端子５２の上端部５２ａと電気的に接続されている。負極内部端子５２の上端部５２ａには負極外部端子５４を挿通するための貫通孔が設けられており、負極外部端子５４に備えられるかしめ部を該貫通孔から突出させた後、該かしめ部がかしめ加工されることにより、負極内部端子５２と負極外部端子５４との電気的な接続が実現される。電池ケース３０（蓋体３４）と負極内部端子５２および負極外部端子５４との通電を防止するために、蓋体３４と負極内部端子５２との間にはインシュレータ６２が配置されており、さらに、蓋体３４と、負極外部端子５４との間にはガスケット６０が配置されている。
負極端子５０は、負極側の集電端子（負極内部端子５２）と、負極側の外部接続端子（負極外部端子５４）とを備えている。負極内部端子５２は、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺な金属部材である。図２および図３に示すように、負極内部端子５２の下端部５２ｂは、電池ケース３０の内部において負極２２（具体的には、負極接続部２２ａ）に接合され、電気的に接続されている。なお、図２においては負極外部端子５４として、ここに開示される端子７０が備えられている。負極外部端子５４は、蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ａを挿通しており、一部は電池ケース３０の外部に露出し、他の一部は電池ケース３０の内部において、負極内部端子５２の上端部５２ａと電気的に接続されている。負極内部端子５２の上端部５２ａには負極外部端子５４を挿通するための貫通孔が設けられており、負極外部端子５４に備えられるかしめ部を該貫通孔から突出させた後、該かしめ部がかしめ加工されることにより、負極内部端子５２と負極外部端子５４との電気的な接続が実現される。電池ケース３０（蓋体３４）と負極内部端子５２および負極外部端子５４との通電を防止するために、蓋体３４と負極内部端子５２との間にはインシュレータ６２が配置されており、さらに、蓋体３４と、負極外部端子５４との間にはガスケット６０が配置されている。
正極端子４０は、上述した負極端子５０と略同等の構造を有している。即ち、正極端子４０は、正極側の集電端子（正極内部端子４２）と、正極側の外部接続端子（正極外部端子４４）とを備えている。正極内部端子４２は、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺な金属部材である。正極内部端子４２の下端部は、電池ケース３０の内部において正極２１（具体的には、正極接続部２１ａ）に接合され、電気的に接続されている。また、正極外部端子４４は、蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ｂを挿通しており、一部は電池ケース３０の外部に露出し、他の一部は電池ケース３０の内部において、正極内部端子４２の上端部と接続されている。該上端部には正極外部端子４４を挿通するための貫通孔が設けられており、正極外部端子４４に備えられるかしめ部を該貫通孔から突出させた後、該かしめ部がかしめ加工されることにより、正極内部端子４２と正極外部端子４４との電気的な接続が実現される。また、本実施形態における正極端子４０では、電池ケース３０（蓋体３４）と正極内部端子４２および正極外部端子４４との通電を防止するために、蓋体３４と正極内部端子４２との間にはインシュレータ６２が配置されており、さらに、蓋体３４と、正極外部端子４４との間にはガスケット６０が配置されている。
＜ガスケット＞
ガスケット６０は、電池ケース３０の外部、および蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ａ、３４ｂにおいて、蓋体３４と正極外部端子４４との間、および蓋体３４と負極外部端子５４との間に配置されている。これにより、ガスケット６０は蓋体３４と正極外部端子４４および負極外部端子５４とを絶縁している。ガスケット６０は外部端子を挿通する貫通孔を有している。また、図５に示されるように、ガスケット６０は該貫通孔の周縁に沿って設けられた中空筒状の筒部６０ａを有し、該筒部を外部端子の一部が挿通している。これにより、蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ａ、３４ｂの内周面と、外部端子とが直接接触することを防止している。また、ガスケット６０は、正極外部端子４４または負極外部端子５４のかしめ部がかしめ加工されることにより、蓋体３４の外面と正極外部端子４４または負極外部端子５４との間で高さ方向Ｚに圧縮される。これにより、蓋体３４の外面と正極外部端子４４または負極外部端子５４との間を封止し、電池ケース３０の内部からの液体等の漏出および電池ケース３０の外部からの水分等の液体の侵入を防ぎ得る。
ガスケット６０は弾性変形が可能な絶縁性の材料によって形成されており、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、脂肪族ポリアミド等が用いられる。
ガスケット６０は、電池ケース３０の外部、および蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ａ、３４ｂにおいて、蓋体３４と正極外部端子４４との間、および蓋体３４と負極外部端子５４との間に配置されている。これにより、ガスケット６０は蓋体３４と正極外部端子４４および負極外部端子５４とを絶縁している。ガスケット６０は外部端子を挿通する貫通孔を有している。また、図５に示されるように、ガスケット６０は該貫通孔の周縁に沿って設けられた中空筒状の筒部６０ａを有し、該筒部を外部端子の一部が挿通している。これにより、蓋体３４に設けられた端子挿通孔３４ａ、３４ｂの内周面と、外部端子とが直接接触することを防止している。また、ガスケット６０は、正極外部端子４４または負極外部端子５４のかしめ部がかしめ加工されることにより、蓋体３４の外面と正極外部端子４４または負極外部端子５４との間で高さ方向Ｚに圧縮される。これにより、蓋体３４の外面と正極外部端子４４または負極外部端子５４との間を封止し、電池ケース３０の内部からの液体等の漏出および電池ケース３０の外部からの水分等の液体の侵入を防ぎ得る。
ガスケット６０は弾性変形が可能な絶縁性の材料によって形成されており、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、脂肪族ポリアミド等が用いられる。
＜インシュレータ＞
インシュレータ６２は、電池ケース３０の内部において、蓋体３４と正極内部端子４２との間および蓋体３４と負極内部端子５２との間に配置され、蓋体３４と当該内部端子とを絶縁している。インシュレータ６２は正極外部端子４４または負極外部端子５４を挿通するための貫通孔を有しており、該貫通孔に当該外部端子の一部が挿通されている。インシュレータ６２は、正極外部端子４４または負極外部端子５４のかしめ部がかしめ加工されることにより、蓋体３４の外面と正極外部端子４４または負極外部端子５４との間で高さ方向Ｚに圧縮され、固定されている。
インシュレータ６２は絶縁性を有する材料によって形成されており、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の樹脂材料が用いられる。
インシュレータ６２は、電池ケース３０の内部において、蓋体３４と正極内部端子４２との間および蓋体３４と負極内部端子５２との間に配置され、蓋体３４と当該内部端子とを絶縁している。インシュレータ６２は正極外部端子４４または負極外部端子５４を挿通するための貫通孔を有しており、該貫通孔に当該外部端子の一部が挿通されている。インシュレータ６２は、正極外部端子４４または負極外部端子５４のかしめ部がかしめ加工されることにより、蓋体３４の外面と正極外部端子４４または負極外部端子５４との間で高さ方向Ｚに圧縮され、固定されている。
インシュレータ６２は絶縁性を有する材料によって形成されており、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の樹脂材料が用いられる。
＜端子＞
本実施形態に係る二次電池１では、正極外部端子４４および負極外部端子５４のうち少なくとも一方は、ここで開示される構造の端子７０が採用される。図４に示すように、端子７０は第１部材７２と、第２部材７６とを備えており、第１の段差部８０と第２の段差部８２を備える。また、第１部材７２と第２部材７６とは異なる金属で構成されており、第1部材７２と第２部材７６との間には異種金属の境界Ｂが存在する。
本実施形態に係る二次電池１では、正極外部端子４４および負極外部端子５４のうち少なくとも一方は、ここで開示される構造の端子７０が採用される。図４に示すように、端子７０は第１部材７２と、第２部材７６とを備えており、第１の段差部８０と第２の段差部８２を備える。また、第１部材７２と第２部材７６とは異なる金属で構成されており、第1部材７２と第２部材７６との間には異種金属の境界Ｂが存在する。
端子７０が二次電池１に備えられる際には、図２および図５に示すように、第１部材７２は電池ケース３０の外部に配置され、第２部材７６は電池ケース３０の外部（もしくは蓋体３４の端子挿通孔）から電池ケース３０の内部にわたって配置される。本実施形態においては、負極外部端子５４として端子７０が備えられている。具体的には、端子７０を構成している第２部材７６をガスケット６０の筒部６０ａ、蓋体３４の端子挿通孔３４ａ、インシュレータ６２の貫通孔、負極内部端子５２の上端部５２ａの貫通孔の順番に挿通させ、第２部材７６が備えるかしめ部７６ａを負極内部端子５２の上端部５２ａの貫通孔から突出させた後、高さ方向Ｚに対して圧縮力が加わるように、かしめ部７６ａをかしめ加工することで、ガスケット６０と、蓋体３４と、インシュレータ６２と、負極内部端子５２とを圧着固定するように配置されている。そして、第１の段差部８０および第２の段差部８２の形成部においては、ガスケット６０をより強固に押圧し、圧着することができる。
第１部材７２はプレート状に形成されている。また、第１部材７２の一方のプレート表面７２ａは、第２部材７６と金属接合されている。金属接合の実施方法は特に限定されるものではなく、超音波溶接、拡散接合、摩擦圧接、レーザ溶接等により実施され得る。
図４に示すように、第１部材７２の一方のプレート表面７２ａは第２部材７６を嵌め合わせるための凹部７４が形成され得る。凹部７４と第２部材７６の一部を嵌め合わせることにより、第１部材７２と第２部材７６とをより強固に接合することができる。
第１の段差部８０は、第１部材７２の一方のプレート表面７２ａと金属接合された第２部材７６との境界Ｂにおいて、一方のプレート表面７２ａよりも突出した第２部材７６の端部により形成されている。そのため、図５に示すように、端子７０が二次電池１に備え付けられた際（即ち、高さ方向Ｚに対して圧縮力が加わるようにかしめ部７６ａをかしめ加工した際）に、第１の段差部８０では、ガスケット６０は高さ方向Ｚ（即ち、ガスケット６０の厚み方向）に、より強固に押圧される。これにより、電池ケース３０の内部から電解液が端子７０の異種金属の境界Ｂまで侵入するのを防止することができ得る。
第１の段差部８０を形成するために、第２部材７６の一部にはフランジ部７８を備えていてもよい。フランジ部７８は第２部材７６の軸部から外側に広がった形状をしている。フランジ部７８を備える第２部材７６を第１部材７２の一方のプレート表面７２ａに金属接合することにより、フランジ部７８の端部に第１の段差部８０が形成され得る。また、図４に示すように、第１部材７２に凹部７４が形成されている場合には、フランジ部７８の厚みＴ１は凹部７４の深さＤ１よりも大きくなるように形成され得る。これにより、フランジ部７８を含む第２部材７６の一部を凹部７４に嵌め合わせた状態で金属接合することで、プレート表面７２ａとフランジ部７８の端部とからなる第１の段差部８０が形成される。このときの第１の段差部８０の高さＨ１は上記Ｔ１と上記Ｄ１との差となる。
第２の段差部８２は、第１部材７２のプレート表面７２ａにおいて、異種金属の境界Ｂよりも外周側で該プレート表面から突出して形成される。これにより、図５のように、端子７０が二次電池１に備え付けられた際（即ち、高さ方向Ｚに対して圧縮力が加わるようにかしめ部７６ａをかしめ加工した際）に、第２の段差部８２では、ガスケット６０は高さ方向Ｚ（即ち、ガスケット６０の厚み方向）に、より強固に押圧される。そのため、電池ケース３０の外部から水分等の液体が異種金属の境界Ｂへ侵入することを防止することができ得る。
第１の段差部８０の高さＨ１と、第２の段差部８２の高さＨ２との差は小さい方が好ましく、例えば上記Ｈ１は上記Ｈ２の０．８倍から１．２倍の範囲であることが好ましい。より好ましくは、上記Ｈ１は上記Ｈ２の０．９倍から１．１倍の範囲であり、さらに好ましくは、上記Ｈ１は上記Ｈ２の０．９５倍から１．０５倍の範囲で形成される。高さＨ１と、高さＨ２との差は小さいほど、第１の段差部８０と第２の段差部８２の両方において強固にガスケット６０を押圧することができるため、より確実に端子７０の異種金属の境界Ｂへ液体が侵入することを防止することができ得る。
ここで開示される端子７０は、第１部材７２と第２部材７６とが互いに異なる金属から構成されている。これにより、第１部材７２と、第１部材７２と接合されるバスバ等の外部部材とを同種金属で構成することができるため、溶接性を向上させることができる。さらに、第２部材７６と、第２部材７６と接合される内部端子とを同種金属で構成することができるため、良好な接続を実現させ得る。
好ましくは、第１部材７２はアルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金で構成されており、かつ、第２部材７６は銅または銅を主体とする合金で構成されている。上記部材により製造された端子７０を負極外部端子５４として用いることにより、負極側における導通を向上させ、アルミニウム製のバスバとの溶接性を向上させることができる。
なお、本明細書において「アルミニウムを主体とする合金」とは、少なくとも７０％以上がアルミニウムで構成された合金のことをいう。該合金に含まれる他の構成元素は特に限定されるものではないが、珪素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、チタン、鉛、ジルコニウム等が含まれ得る。
また、本明細書において「銅を主体とする合金」とは、少なくとも５０％以上が銅で構成された合金のことをいう。該合金に含まれる他の構成元素は特に限定されるものではないが、珪素、鉄、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、チタン、鉛、スズ、リン、アルミニウム、ニッケル、コバルト、ベリリウム、ジルコニウム等が含まれ得る。
好ましくは、第１部材７２はアルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金で構成されており、かつ、第２部材７６は銅または銅を主体とする合金で構成されている。上記部材により製造された端子７０を負極外部端子５４として用いることにより、負極側における導通を向上させ、アルミニウム製のバスバとの溶接性を向上させることができる。
なお、本明細書において「アルミニウムを主体とする合金」とは、少なくとも７０％以上がアルミニウムで構成された合金のことをいう。該合金に含まれる他の構成元素は特に限定されるものではないが、珪素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、チタン、鉛、ジルコニウム等が含まれ得る。
また、本明細書において「銅を主体とする合金」とは、少なくとも５０％以上が銅で構成された合金のことをいう。該合金に含まれる他の構成元素は特に限定されるものではないが、珪素、鉄、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、チタン、鉛、スズ、リン、アルミニウム、ニッケル、コバルト、ベリリウム、ジルコニウム等が含まれ得る。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。ここに開示される発明には上記の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１ 二次電池（単電池）
２０ 電極体
２１ 正極
２１ａ 正極接続部
２２ 負極
２２ａ 負極接続部
２３ セパレータ
３０ 電池ケース
３２ ケース本体
３４ 蓋体
３４ａ、ｂ 端子挿通孔
３６ 安全弁
４０ 正極端子
４２ 正極内部端子
４４ 正極外部端子
５０ 負極端子
５２ 負極内部端子
５２ａ 上端部
５２ｂ 下端部
５４ 負極外部端子
６０ ガスケット
６０ａ 筒部
６２ インシュレータ
７０ 端子
７２ 第１部材
７２ａ プレート表面
７４ 凹部
７６ 第２部材
７６ａ かしめ部
７８ フランジ部
８０ 第１の段差部
８２ 第２の段差部
Ｂ 境界
Ｈ１ 第１の段差部の高さ
Ｈ２ 第２の段差部の高さ
Ｄ１ 凹部の深さ
Ｔ１ フランジ部の厚み
２０ 電極体
２１ 正極
２１ａ 正極接続部
２２ 負極
２２ａ 負極接続部
２３ セパレータ
３０ 電池ケース
３２ ケース本体
３４ 蓋体
３４ａ、ｂ 端子挿通孔
３６ 安全弁
４０ 正極端子
４２ 正極内部端子
４４ 正極外部端子
５０ 負極端子
５２ 負極内部端子
５２ａ 上端部
５２ｂ 下端部
５４ 負極外部端子
６０ ガスケット
６０ａ 筒部
６２ インシュレータ
７０ 端子
７２ 第１部材
７２ａ プレート表面
７４ 凹部
７６ 第２部材
７６ａ かしめ部
７８ フランジ部
８０ 第１の段差部
８２ 第２の段差部
Ｂ 境界
Ｈ１ 第１の段差部の高さ
Ｈ２ 第２の段差部の高さ
Ｄ１ 凹部の深さ
Ｔ１ フランジ部の厚み
Claims (3)
- 二次電池の正負極いずれかを構成する端子であって、
プレート状の金属製の第１部材と、
該第１部材の一方のプレート表面に金属接合された第２部材であって、前記第１部材を構成する金属とは異なる金属で構成された第２部材と、
を備えており、
ここで、前記第１部材の一方のプレート表面と前記金属接合された第２部材との境界には、該プレート表面よりも突出した前記第２部材の端部からなる第１の段差部が形成されており、
さらに、前記第１部材のプレート表面において、該プレート表面から突出した第２の段差部が形成されている、端子。 - 前記第１部材がアルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金で構成されており、かつ、前記第２部材が銅または銅を主体とする合金で構成されている、請求項１に記載の端子。
- 正極および負極を含む電極体と、
該電極体を内部に収容した電池ケースと、
前記電極体における正負極それぞれと電気的に接続された正極端子および負極端子と、
前記電池ケースと前記正極端子または負極端子との間に配置されるガスケットと、
を備えた二次電池であって、
前記正極端子および負極端子の少なくとも一方は、請求項１または２に記載の端子で構成されており、
前記端子の前記第１部材は、前記電池ケースの外部に配置されており、
前記端子の前記第２部材は、前記電池ケースの外部から該電池ケースの内部にわたって配置されており、
前記ガスケットは、前記電池ケースの外部において、前記第１の段差部と前記第２の段差部の両方において押圧されている、
二次電池。
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