JP3418283B2 - 密閉形二次電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部端子を兼ねる
端子極柱を備えた、密閉形二次電池に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、二次電池の需要は、カメラー体型
ＶＴＲ等のポータブル機器の電源に用いる小形電池が大
半を占め、小形高容量化を主体に技術開発が進められて
きた。

【０００３】ところが最近になって、コンピュータシス
テム等に設置される無停電電源など非常用電源に用いる
据え置き用二次電池、あるいは環境、エネルギー対策と
して開発される電気自動車（以下、ＥＶと記す）等の電
動車輛に用いる移動用電源としての二次電池など、数十
〜数百Ａｈの、中容量あるいは大容量の高性能二次電池
が求められるようになってきた。上記において、ＥＶ等
の移動用に用いる二次電池については、ガソリンエンジ
ンなどの内燃機関車輛に接近する加速性、航続距離を得
るために、１００Ａ（アンペア）以上の大電流負荷に耐
える高出力特性、高エネルギー密度、さらには取り扱い
を容易にするために長時間無保守の高信頼性密閉構造が
要求されるようになってきた。その中で、従来ＥＶ用と
して検討されてきた改良鉛蓄電池の性能を超えるものと
して、密閉形のニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル
・水素蓄電池等のアルカリ系二次電池、さらに将来的に
はリチウム二次電池が、それぞれ上記要求を満たす有望
な電池系として研究開発が開始されている。電池の出力
特性を向上させるには正・負極板の特性向上と、それを
用いた極板群の最適構成条件の検討等に加えて、極板群
から得られる電力を、最小限の電力ロスで電池の外部端
子まで出力する必要がある。そのためには、極板から導
出された複数のリード板と電池外部端子との間、及び外
部端子と外部連結板との接続電気抵抗を、できる限り低
抵抗値に抑制する必要がある。さらに、上述した電池の
高信頼性密閉化の要求に対応するために、外部端子を電
池蓋板に設ける場合にも、気密・液密性の高い取り付け
方法が求められている。上記した、中〜大容量新規密閉
形二次電池としてのアルカリ系二次電池あるいはリチウ
ム二次電池においては、通常、数十Ａｈ未満のベント形
ニッケル・カドミウム蓄電池等に見られるものと同様形
状の端子極柱を採用し、電池の容量、系等に応じて大き
さ、材質を設計変更して適用することが多かった。その
具体的な構造は、実開昭４９−８８２２１号公報、実開
昭５７−２３８６９号公報、実開昭６１−９９９６６号
公報等にアルカリ系蓄電池の端子極柱構造として開示さ
れたものがある。その代表例の側面要部断面図を図８に
示す。

【０００４】図８に示したものはネジ締め固定方式のも
のであって、６１は合成樹脂製の蓋板、６２は端子極柱
であり、端子極柱６２を蓋体６１に固定するためのネジ
山６２ｄを設けたポール部６２ａの下端に、フランジ部
６２ｂおよび極板のリード板を接続する集電部６２ｃを
切削等により一体に成形するか、もしくは別作して溶接
するなどによって一体化形成したものである。端子極柱
６２を形成する材質は、アルカリ系二次電池に適用する
場合、一般には鋼材にニッケルめっき、あるいはニッケ
ル合金等の耐食性金属で作られている。端子極柱６２
は、蓋板６１に設けた極柱挿通孔６１ａに、図示のよう
に、ポール部６２ａが合成ゴムあるいは合成樹脂製の環
状パッキング６３ａ、６３ｂと共に挿通され、金属ワッ
シャー６４を介して前記ポール部６２ａに設けたネジ山
６２ｄにナット６５をネジ締めして蓋体６１に締着固定
される。この例では、外部端子はポール部６２ａの上部
に設けた段部６２ｅと端子ネジ部６２ｆによって形成さ
れ、段部に有孔連結板を配設、ネジ止めして接続できる
形式となっている。前記の各電池系では、端子極柱を上
述のように蓋板にネジ締め固定する方式が多用され、一
体化した端子極柱の採用によって極板群から外部端子部
分までの電気抵抗の低減を図っている。

【０００５】ただこの様な構造では、端子極柱を蓋板に
固定すると共に環状パッキングを加圧するナット及びポ
ール部のネジ切り等の加工、さらにナットの締め付け作
業を必要とするなど、作業を繁雑化する欠点があるとの
理由から、ベント形アルカリ蓄電池において、前記極柱
締め付け用のナット６１を用いずに、中央開口部を有す
る環状スプリングを用いて端子極柱を固定する方法が提
案されている（実開昭５４−１７１１４３号公報参
照）。そこでこのベント形アルカリ蓄電池の側面要部断
面を図９（Ａ）に、また前記環状スプリングの斜視図を
図９（Ｂ）に示す。

【０００６】図９において、端子極柱７２はポール部７
２ａ、蓋板７１の下面に当接する円形鍔状の段部７２
ｂ、集電部７２ｃから成り、前記ポール部７２ａは蓋板
７１に設けた挿通孔７１ａを通って外部に突出してお
り、ポール部７２ａと挿通孔７１ａとの間を気密に保持
するためのゴム状環状パッキング７３を蓋板７１の環状
段部７１ｂに載置し、その上面に座金７４を載置する。
次いで環状スプリング７５の中央開口部７５ａをポール
部７２ａに挿入し、圧入貫通させて、スプリング上端部
７５ｂをポール部７２ａの中間周縁部に設けた環状溝７
２ｄに挿入固定させると共に、端子極柱７２の段部７２
ｂとの間で環状スプリング７５の弾性力によって、蓋板
７１と座金７４の間に狭持した環状パッキング７３を押
圧して半径方向に変形させ、その延出部７３ａをポール
部周縁に当接させ、前記ポール部７２ａと蓋板７１の挿
通孔７１ａとの間隙を埋めて気密性を保ちながら、端子
極柱７２を蓋板７１に固定させている。なお、環状スプ
リング７５には、図９（Ｂ）に示したように上端（開口
部）側に切り込み７５ｄを設けた方がスプリング機能は
良いと云われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来例
と同様の構造を、中〜大型の密閉形新規二次電池に適用
した場合には、その要求される性能、使用条件の厳しさ
等のために、長時間気密・液密性を保持して、電池性能
を長期にわたって維持することが困難であるという問題
点があった。

【０００８】これは、電池の出力密度およびエネルギー
密度を高めるには、端子極柱とその封止構造について
も、電気抵抗をできる限り小さく、高さ方向の寸法を低
く押えることが設計上要求されと共に、特に下記の様な
電池の使用条件が要求されるからである。

【０００９】電気自動車等のせまい空間に、現状では
数１０〜２５０セル程度の電池を直列接続した高電圧状
態で使用される。そのため、一部のセルであっても端子
等から電解液が漏出すると、リーク電流によって放電さ
れたり、短絡・発熱・発火あるいは感電等のおそれがあ
った。

【００１０】使用環境温度も−３０〜５０℃、もしく
はそれ以上と広範囲であり、狭い収納空間での大電流充
・放電による電池の蓄熱温度上昇が大きい。その結果、
高温時の電池温度は７０〜１００℃を超えることがあ
る。

【００１１】使用機器（車輌等）と同等の寿命、５〜
１０年、もしくはそれ以上の寿命を求められている。

【００１２】そこで、前記従来例による問題点を以下に
詳述する。

【００１３】先ず図８に示したネジ締め固定によるもの
は、ネジ締め工程で問題を生じることがあった。すなわ
ち、ポール部６２ａとポール部６２ａを挿入する極柱挿
通孔６１ａの間には、部品加工及び組立作業を容易にす
る理由で若干のすき間があり、締め付け用のナット６５
も前述のように電池エネルギー密度を高めるために、図
示のようにネジ径に比べて比較的厚さの薄いものを用い
る必要がある。電池を大型大容量化するには、極柱ポー
ル部６２ａも太く大きくせねばならず、ポール部固定用
のネジ径も大きくなるが、その結果として通常のネジで
は、ネジ山ピッチ、遊びも大きくなる。このような部品
構成でナット６５を回転させて、Ｏリングなどの球状パ
ッキング６３ａ、６３ｂを１／３〜１／２程度圧縮する
際に、図８に示すように角θ傾いてナット６５が締め付
けられることがある。量産化すると、この問題点はさら
に拡大する傾向があり、このようなネジ締め状態になる
と、環状パッキング６３ａ、６３ｂの締め付けも不均一
となり、極柱部分の気密・液密性が低下して早期に漏液
が発生するという問題があった。また上述したように、
ポール部上方の端子ネジ部６２ｆに有孔連結板を挿通し
て段部６２ｅ上に載置し、端子ネジ部をナット締めによ
って前記連結板を接続して、セル間を連結する際に、こ
の部分の接続抵抗を低くするには、連結板を固く締着す
る必要があり、７０〜２００ｋｇｆ・ｃｍ程度のトルク
でナットが締め付けられる。このときに、ポール部６２
ａを通じて極柱全体に回転トルクが加わり、集電部６２
ｃに接続した極板群も複数のリード板を介してねじり応
力を受け、そのために極板間短絡あるいはリード板の溶
接外れによる特性低下あるいは断線を生じることがあっ
た。前記ポール部６２ａに段部を設けず、ナット６５の
上面に有孔連結板を直接載置して締着する方法では、ナ
ット６５も回転して気密性が低下したり、さらにナット
が傾いて締着された場合は接触抵抗値も大きくなる課題
があった。また、樹脂製等の環状平面状パッキング２枚
で蓋板を狭持した状態のものを、金属ワッシャー６４用
いずに、極柱と集電部を兼ねたストラップナットを用い
て締着する方式もあるが、回転するナットがパッキング
にキズをつける。粉塵等が付着したときは、この現象は
さらに増加し、結果として何れも密封性を低下させるこ
とが多かった。

【００１４】次に図９に示す上述したベント形アルカリ
蓄電池での改良提案は、極柱固定におけるネジ締めを無
くし、作業の簡素化を図ったものである。前述のよう
に、ゴム状環状パッキング７３は、座金７４を介した環
状スプリング７５の押圧力によって図示上下方向に圧縮
され、半径方向に変形して生じたパッキングの延出部７
３ａがポール部７２ａ周縁に当接して密封する構造とな
っている。従って、この方式は密封能力は、上下がフリ
ー状態の前記延出部７３ａの先端がポール部に当接する
押圧力とその持続性によって決定される。いい換えれ
ば、このゴム状環状パッキング７３の反発弾性力等と、
その圧縮率によって定まるもので、パッキング材が支配
的要素となっている。環状パッキング７３の材質には、
合成ゴムあるいはゴム弾性を有する樹脂が用いられてい
るが、上記の構造のようにパッキングの延出部分で密封
する場合、反発弾性力のみでその部分に大きい押圧力を
得ることは困難であった。上述のベント形アルカリ蓄電
池は、補液、清掃が可能な用途に使用され、過充電時等
に発生するガスは低圧排気弁等によって排気される構造
となっていて、通常電池内圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ² 以下
の低圧なので、図９の端子極柱固定構造でも密封性に支
障は生じなかった。

【００１５】しかし、前記した密閉形の新規二次電池、
ことにアルカリ系二次電池では、電池内発生ガス等によ
って通常は２〜５ｋｇｆ／ｃｍ² 、特定条件では１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 前後の内圧となる。そのために、前記した
パッキングの延出部７３ａで封止する方法を採用した場
合は、前記延出部７３ａの先端が内圧によってポール部
７２ａ周縁から浮きあがり、ガスもれ及びミスト状の電
解液が蓄板７１表面に漏出し、特性低下あるいは取扱い
上のトラブルを生じやすく、品質保証が困難なものであ
った。前記パッキングの延出部７３ａ先端の押圧力を大
にするには、環状パッキング７３の圧縮率を大にする手
段があるが、上述のパッキング材の圧縮永久ひずみ率が
増加し、クリープ現象（塑性変形）を短期間に生じ、密
封性が低下するので有効な対策とはならなかった。ま
た、前述したような広範囲な電池使用環境温度、ことに
電池温度が７０℃を超える夏期使用等では、パッキング
材質の劣化も加わり、前記のクリープ現象は増大して押
圧力は著しく減少し、密封性を長期間維持するのはさら
に困難であった。さらに環状パッキング７３の内、外
径、ポール部７２ａの外径、蓋板７１の環状段部７１ｂ
の径の各々の寸法公差をかなり小さくしないと、環状パ
ッキング７３とポール部７２ａの間に芯振れを生じ、パ
ッキングの延出部７３ａの押圧ムラが発生して気密性が
低下することがあった。

【００１６】さらに図１０に示した要部断面図は、図９
に示したものと同様に、端子極柱７２’は環状スプリン
グ７５’を用いて蓋板８１に固定する構造であるが、環
状パッキング８３ｃ，８３ｂを蓋板８１の上下面に配設
して、上下２段階でポール部７２ａ’の周縁に当接さ
せ、電解液漏出の減少を図った、ベント形アルカリ蓄電
池の改良例である。図１０に示すこのベント形アルカリ
蓄電池は、図９の例と同様、合成樹脂製の蓋板８１、ポ
ール部７２ａ’を挿通するために蓋板８１に設けた挿通
孔８１ａを有し、その挿通孔８１ａの上下コーナー部分
には図示のごとく環状のテーパ部８１ｂ、８１ｃが設け
られている。端子極柱７２’は、上部に連結板を取りつ
ける端子部を有する円柱状のポール部７２ａ’と、その
下部に、端子極柱７２’を蓋板８１の下面側で当接させ
る円板状のフランジ部７２ｂ’を一体に成形したもの
で、下端に集電部７２ｃが設けられている。上下の環状
パッキング８３ｃ、８３ｂはゴム製のＯリングだが、こ
れは上記の環状スプリング７５’と極柱のフランジ部７
２ｂ’の間に生ずるスプリングの弾性力によって、下部
環状パッキング８３ｂは極柱のフランジ部７２ｂ’と蓋
板８１の下部テーパ部８１ｂとの間で、上部環状パッキ
ング８３ｃはワッシャー７４と上部テーパ部８１ｃとの
間で、それぞれ押圧される。このとき各テーパ部８１
ｂ、８１ｃによって、各球状パッキング８３ｂ、８３ｃ
は貫通孔８１ａとポール部周縁の間のすき間を埋めるよ
うに押し込まれると共に、前記テーパ部８１ｂ、８１ｃ
によって半径方向内方に向う応力を受けて変形され、図
９の場合と同様にポール部周縁に当接している。このよ
うに、環状パッキングを二重に用いることによって、ベ
ント形のごとく低内圧力の蓄電池に適用した場合は、図
９のものと比べて毛管現象等による電解液の漏出抑制に
効果が認められる。しかし、ポール部周縁のすき間を、
図９の構成と同じく、環状パッキング８３ｂ、８３ｃ自
体の押圧力（ゴム弾性）によって密封していることに変
わりはなく、図９について述べたごとく、パッキング材
の経時変化、高温劣化等による物性低下を含めて、３〜
５ｋｇ／ｃｍ² あるいはそれ以上の電池内圧力下では、
十分な気密性が得られず、長期使用ではガス漏れによる
電池構成のバランスくずれ、電解液減少による電池性能
劣化及び漏液等を生じていた。このため、上述の密閉形
新規二次電池に適用するには、この構造も不十分なもの
であった。この外、極柱及び蓋の孔を上が細いテーパ状
とし、Ｏリングをテーパすき間に食い込ませる（特開昭
５７−１５３５６号公報）、あるいは、蓋板の孔及びゴ
ムパッキングを外開きテーパ状とし、ネジ締めによりパ
ッキングを食い込ませる（実開昭６１−４２７７６号公
報参照）方法もあるが、高さ方向の占有寸法が大きく、
エネルギー密度が低下し、また図１０、図９に示した従
来例と同様の問題点を有しており、密閉形新規二次電池
への採用は困難である。

【００１７】さらに、図９及び図１０に示したものは、
ポール部を環状スプリングの押圧力のみで、蓋板に固定
しているので、図８の従来例で述べたように、連結板を
ナット締めで接続する際の回転トルク等の外部応力によ
って集電部７２ｃにねじり応力を受け、さらにこの応力
は、図８のネジ締め固定方式のものより大きくなり、極
板群が内部で短絡する等の電池劣化の因子を内在し、電
池の取扱いを困難にするという問題点をも持つものであ
った。

【００１８】そこで本発明は上記従来の端子極柱固定方
法の問題点を解決して、高温を含む環境下で長期間安定
した電池性能を発揮する、中〜大容量の密閉形二次電池
を提供することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、正・負極板間にセパレータを介在させ電解
液を含浸して構成した極板群を収納した電槽を、端子極
柱を備えた蓋体によって密閉してなり、中〜大容量の密
閉形二次電池において、端子極柱は、正・負極の何れか
一方の極板のリード板を接続する集電部と、上面が平板
状のフランジ部と、このフランジ部上面に垂直に突出形
成されたポール部とからなり、前記フランジ部は係合部
を有し、蓋体の下面にはその係合部に係合する回転阻止
部が設けられ、これらにより端子極柱の回り止め部を形
成し、前記ポール部は、蓋体に設けた端子孔から上方に
突出しており、このポールを取り囲むようにフランジ部
上面に環状溝が設けられており、この環状溝と蓋体下面
間に環状パッキングが配設され、このポール部の外径に
対して僅小な内径の開口部を有する環状押圧バネをポー
ル部上方から圧入し、この環状押圧バネの弾性力によっ
て、前記フランジ部上面の環状溝と蓋体下面間に介在す
る前記環状パッキングを上下方向に圧縮して、端子極柱
を蓋体に密封固定できる位置に環状押圧バネをポール部
の外周縁に係止させ、前記電槽を密閉した構成とする。

【００２０】

【００２１】さらに、端子極柱のポール部表面硬度を環
状押圧バネの開口部端面の硬度に対し１００Ｈｖ以上低
下させ、かつそのビッカース硬度をＨｖ１５０〜Ｈｖ３
５０の範囲として、環状押圧バネの開口部端面をポール
部の外周縁食い込み状態でに係止させた構成とする。

【００２２】また、この端子極柱のポール部表面にビッ
カース硬度がＨｖ１５０〜Ｈｖ３５０の金属被覆を施し
た構成とする。

【００２３】前記環状押圧バネの開口部の内径を、環状
押圧バネが係止する位置における端子極柱のポール部外
径に対して、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍ小径化した構成
とする。

【００２４】また、環状押圧バネの開口部が係止する位
置で、深さを０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍとした凹状の環
状段部もしくは環状細溝を端子極柱のポール部外周に設
けた構成とする。

【００２５】また、この環状押圧バネの弾性力による端
子極柱のフランジ部上面と蓋体下面間の押圧力を５０ｋ
ｇｆ〜６００ｋｇｆとした構成とする。

【００２６】また、前記端子極柱のフランジ部上面と蓋
体下面間の環状パッキングの周囲に、撥液性および耐電
解液性を有する軟質のシール剤により膜層が形成されて
いる構成とする。

【００２７】また、前記端子極柱がそのフランジ部の一
辺から水平方向に延出形成された集電部を有する構成と
する。

【００２８】上記の構成によれば、環状パッキングは、
蓋体下面と端子極柱のフランジ部上面の環状溝との間に
介在し、環状押圧バネの弾性力により常に所定の押圧力
を受けて一定状態に圧縮され、蓋体下面とフランジ部上
面の間を密封しているものであり、環状押圧バネの弾性
力を一定値以上で規制することによって、端子極柱の密
封固定部分の密封能力を、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² 、さ
らにそれ以上の電池内圧力に耐えるものとすることがで
きる。また、パッキング材質の高温劣化、経時変化等に
よる圧縮永久ひずみの増加などによって、環状パッキン
グ自体に密封機能低下が生じても、常に環状押圧バネの
押圧力によって球状パッキングは密封機能を維持するの
で、初期の気密・液密性をほどんど低下させること無く
広い温度範囲下で長時間維持することができる。

【００２９】さらに、端子極柱回り止め部を有すること
により、端子極柱は蓋体に対する回転が確実に拘束され
るため、端子極柱に連結板をネジ締め固定する場合、電
気自動車等への着脱時、またはその使用時の振動等に生
ずる外部回転トルクによるねじり応力が、端子極柱の集
電部に接続されたリード板及び極板群に加わることがな
く、ねじり応力による電池特性の低下、電池内部短絡、
あるいは端子極柱固定部分の密封性低下を防止すること
ができる。

【００３０】また、端子極柱のポール部と、これに圧入
する環状押圧バネの開口部との表面硬度、及び寸法を相
互に適宜選択することによって、前記押圧バネ開口部を
ポール部の所定位置に確実に係止させることが可能とな
り、電池の機器への組込み、取り外し、あるいは振動、
衝撃などの外力を受けた場合等でも、前記係止部分の緩
み等を生ぜず、常に安定的に蓋体下面とフランジ部上面
間の密封性を維持することができる。

【００３１】さらに、前記環状パッキングと接するフラ
ンジ部上面と蓋体下面間に、所定のシール剤膜層を設け
ることによって、液密性がさらに向上し、高温多湿ある
いは温度変化の多い環境下で電池を使用した場合でも、
毛管現象等による電解液漏出の長期抑制が可能となる。

【００３２】また、前記フランジ部の一辺に集電部を延
出形成することにより、電池容積効率の改善が図れる。

【００３３】

【発明の実施の形態】前述したように、本発明は中〜大
容量の端子極柱を備えたアルカリ二次系あるいはリチウ
ム二次系等の密閉形二次電池を主対象とし、その形態
は、一般的な角形、あるいは円筒形、楕円筒形の何れに
も適用可能であが、ここでは、電気自動車等の電源とし
て主に検討されている、電気容量５０〜１５０Ａｈ程度
の角形の密閉形アルカリ系蓄電池を主体とした第１の実
施形態について図１〜図７を参照して以下説明する。

【００３４】第１の実施形態として、扁平角筒形状の電
槽及び蓋体を用いて密閉した１２０Ａｈ角形の密閉形ア
ルカリ二次電池完成品の電槽の一部を切り欠いて要部を
示したものを図１（Ａ）に示す。さらにその蓋体上面を
図１（Ｂ）に示す。図２は同電池の短辺側から見た端子
端子極柱部分の要部断面図であり、図３は端子極柱の回
り止め部を示したものである。

【００３５】極板群８は水酸化ニッケル等のニッケル活
物質を充填した正極板、水酸化カドミウムあるいは水素
吸蔵合金等を充填した負極板を、不織布製セパレータを
介在させて複数層積層し、アルカリ電解液を所定量含浸
して構成され、電槽１０は極板群８を収納する合成樹脂
製角筒状である。合成樹脂製の蓋体１には、正・負極端
子となる一対の端子極柱２のポール部２ａを、環状パッ
キング３と共に端子孔１ａに挿通し、環状押圧バネ６で
固定している。安全確保のため、電池内圧力が異常に上
昇した場合に作動する、弁作動圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ²
〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² の安全弁１１を設けた。極板群８
の正・負極板から導出された各複数のリード板９は、正
・負の各端子極柱２の集電部２ｇに溶接、リベットかし
め、ネジ止めなどで接続される。端子極柱２を固定した
蓋体１は、極板群８を収納した電槽１０の開口部に載置
され、接着あるいは加熱溶着などの手段によって電槽開
口端に一体に固着されて、電槽を密閉している。

【００３６】次に、蓋体１に端子極柱２を密封固定する
構成と方法について図１、図２、図３を参照しつつ順次
説明する。

【００３７】端子極柱２は、鉄材にニッケルめっきを施
したもの、あるいは純ニッケル等耐アルカリ耐食性のも
のを用い、角形平板状のフランジ部２ｂの上面には、垂
直に外部端子を兼ねたポール部２ａ及びポール部周縁に
環状パッキング３を収容する環状溝２ｃを、また下面側
にはリード板９を接続する集電部２ｇを、それぞれ一体
に形成したものである。合成樹脂製の蓋体１には、前記
ポール部２ａを挿入する正負２個の端子孔１ａ及び下面
側に前記フランジ部２ｂの側面２辺の係合部２ｋと当接
する位置に固定リブ回転阻止部４が設けられている。な
お電槽１０には電槽１０に固着するための封着部１ｂが
設けてある。環状押圧バネ６は、バネ用ステンレス鋼板
あるいはバネ鋼板を用い、ポール部２ａの外径よりも僅
かに小径とした開口部６ａ、図４に示した切込み６ｃ等
を有する斜面部６ｄ、押圧力を加えるための外周平面部
６ｂがプレス加工等によって設けられ、ワッシャー７は
ニッケルめっき鋼板製である。環状パッキング３は、断
面が円もしくは楕円のＯリングを用いたが径が所定以上
の大きさならば角型でもよく、材質としてはエチレンプ
ロピレンゴム、ニトリルゴム、フツ素ゴム、ブチルゴム
等の合成ゴム、あるいはスチレン系、オレフィン系等の
熱可塑性エラストマー、ポリテトラフルオロエチレンな
どから選択した。

【００３８】上記の構成部品を用いた組立構成を図２を
参照して説明する。端子極柱２のフランジ部上面２ｂｆ
の環状溝２ｃに環状パッキング３をはめ込み、ポール部
２ａを蓋体１の端子孔１ａの下面側から挿通し、蓋体１
上面に突出したポール部２にワッシャー７を介して環状
押圧バネ６の開口部６ａを圧入する。このとき、前記フ
ランジ部上面２ｂｆと蓋体１下面間の環状パッキング３
を上下方向に圧縮する前記押圧バネ６の押圧力が３５０
ｋｇｆとなる位置まで前記開口部６ａを圧入し、開口部
６ａの切口６ｅをポール部２ａの表面に食い込ませて開
口部６ａを図２中のＫの位置でポール部２ａに係止させ
ることによって、端子極柱２を蓋体１に密封固定してい
る。上記構成において、端子極柱２のフランジ部上面２
ｂｆと蓋体１の下面側との間に加わる環状押圧バネ６の
弾性力による押圧力の大きさ、及びポール部２ａの表面
硬さと環状押圧バネ６の開口部６ａの切口６ｅの硬度の
関係、並びに環状押圧バネの開口部６ａの径寸法をポー
ル部２ａの前記開口部６ａが係止する位置付近の外径に
対してどの程度小さくするか、この３点は本発明を効果
的に実施するための重要なポイントとなるので、それを
次に述べる。

【００３９】前記フランジ部上面２ｂｆと蓋体１の下面
側との間に加わる押圧バネ６の押圧力は、５０ｋｇｆ〜
６００ｋｇｆの範囲で設定することが望ましい。その理
由は、５０ｋｇｆ以下では環状パッキング３の圧縮率が
小さく、電池内圧力に対し密封能力が不足するからであ
り、６００ｋｇｆより大になると蓋体１の変形あるいは
ポール部２ａに係止されている押圧バネの開口部６ａが
バネ係止部位置から不均等にずれるなどで押圧力が不安
定になる傾向が見られるためである。第２点めのポール
部２ａ表面部分と環状押圧バネ６の開口部切口６ｅの硬
度については、ビッカース硬度（以下Ｈｖで示す）で表
示した場合、ポール部の表面から２０〜２００μｍ程度
の深さにおいてその硬度はＨｖ１５０〜Ｈｖ３５０の範
囲にあって、前記バネの開口部切口６ｅ部分の硬度に対
してＨｖ１００以上低下させることが望ましい。環状押
圧バネ６の材質には、次に述べる所定の押圧力を安定し
て得るために、バネ用ステンレス鋼板、例えばＳＵＳ３
０４ＣＳＰやニッケルめっきバネ鋼板を用いるが、その
硬度はＨｖ３５０〜Ｈｖ６００の間にあるので、その硬
度を確認して、ポール部表面硬度を設定する必要があ
る。実施形態で用いた押圧バネの開口部切口６ｅは約Ｈ
ｖ４００であり、鋼材にニッケルめっきを施したポール
部２ａの表面硬度は約Ｈｖ１５０低くＨｖ２５０であっ
た。この硬度差がＨｖ１００未満になると、前記開口部
切口６ｅのポール部２ａ表面への食い込みが不均一また
は困難になり係止不十分のおそれがある。またポール部
２ａ表面硬さがＨｖ１５０以下になると、押圧バネ６を
圧入する際に表面が削りとられ開口部６ａが傾いて係止
されるか、係止困難となり、表面硬さＨｖ３５０を越え
ると前記開口部切口６ｅが食い込めなくなり表面で滑べ
って係止不十分となりやすい。これは硬度差がＨｖ１０
０以上高い硬さの押圧バネを選択した場合も同様であ
る。また第３点めの押圧バネの開口部６ａの径寸法は、
ポール部２ａの係止位置Ｋ付近の外径に対して０．０５
ｍｍ〜０．４ｍｍ小さく設定するのがよく、好ましくは
０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で小径とするのがよい。
この径差が０．０５より小であると開口部切口６ｅの食
い込みが少なく滑りを生じて所定のバネ押圧力が得られ
なくなる。径差が０．４ｍｍ以上になると開口部６ａ圧
入時に変形を生じたり、ポール部表面を削り取るなどの
現象を生じて、開口部６ａが傾いて係止したり、振動で
ずれを発生しやすくなるので好ましくない。

【００４０】また前記ポール部２ａに用いる材質が、上
記の望ましい表面硬度を得られない場合は、その表面部
分にニッケル製等の薄筒状外被をかぶせるか、蒸着等の
方法で２０〜５０μｍ厚さ以上のＨｖ１５０〜３５０の
金属被覆を施すことによって用い得る。また、ニッケル
めっき等の表面処理を行なう場合、その処理条件が不適
当であると硬度が高くなることがある。ニッケルの場合
は無光沢めっきとするか、高周波加熱等で表面アニール
を施す等によって硬度を調整する。

【００４１】端子極柱２の極柱回り止め部１８の一例を
図３（Ａ）によって上述したが、固定リブ４の大きさ、
形状はポール部２ａに加わる回転トルクに応じて設定す
る。

【００４２】回転トルクが比較的に小さいときは、図３
（Ｂ）に示すように、円形状のフランジ部２２ｂに平面
状の係合部２２ｃを１対設け、蓋体１のこれに当接する
位置に２個の固定リブ４ａを設けた組合せにしてもよ
い。このようにすれば、端子極柱２及びその周辺の小型
化、軽量化が可能となる。

【００４３】次に、本発明で用いる環状押圧バネ６の形
態について説明する。この形態は以降に述べる他の実施
形態においても適用できるものである。

【００４４】図４（Ａ）のものは、図１に示したもので
あり、上述のバネ板材を用い、開口部６ａに続いて押圧
力を発生する切込み６ｃを入れた斜面部６ｄ及び蓋体を
通じて押圧力を伝える外周平面部６ｂからなり、ポール
部２ａ表面に係止する開口部切口６ｅがあり、直角ある
いは鋭角になっていることが好ましい。図４（Ｂ）の環
状押圧バネ１６は、斜面部１６ｄに切欠き１６ｃを設け
たもので、外周平面部１６ｂを強化するために厚さ大の
バネ材を用いる。あるいは押圧力を小さくしたい場合等
は、切欠き１６ｃの大きさ、数を変えて調整する。図４
（Ｃ）の環状押圧バネ１７は、図４（Ａ）の変形であ
り、ポール部２ａとの係止用に内周切込み１７ｅ、押圧
力の発生・調整のための外周切込み１７ｃを設けたもの
である。図４（Ｄ）の押圧バネ１８は、さらに変形した
例であり、係止用の内周切込み１８ｆ、斜面部１８ｄと
外周平面部１８ｅからなる舌片１８ｂで構成され、舌片
１８ｂの幅を変えることで押圧力の調整が可能である。
上述において、開口部周縁に設けた内周切込み１７ｅ等
は、ポール部２ａへの係止を傾きなく確実にすることが
でき、とくに開口部圧入作業を高速化する場合に有効で
ある。なお、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示した環状押圧バネ
６は例であってポール部２ａへの係止と押圧効果があれ
ば設計変更は可能である。そして、ポール部２ａの形態
は図示のものは円柱状であるが、前記各環状押圧バネの
開口部が係止可能なものであればとくに制約は受けず、
楕円、角形等も適用可能である。ただ、部品の加工性、
組立性等を考慮すると円柱状が好ましい。

【００４５】また、このポール部２ａの外部端子として
の形態について図２、図８、図１１を参照しつつ説明す
る。ここで、図１１（Ａ）は図２の第１の実施形態の外
部端子２個を連結板９で連結したようすを示し、図１１
（Ｂ）は図８の従来例１の外部端子２個を連結板６９で
連結したようすを示す。密閉形二次電池は中〜大容量の
電力を得るために、複数個を連結して使用されるのが通
常であるため、他の二次電池と連結する際の連結部の形
態は重要となる。つまり、連結板と端子極柱間における
内部抵抗が大きくなると、多数の二次電池を連結した場
合に電圧降下や連結部における発熱等が問題となるた
め、連結部は確実に連結されることみならず、外部端子
と連結板間の内部抵抗を低減する必要がある。図１１
（Ｂ）に示す従来の連結構造は、端子極柱６２の固定用
のナット６５の上端面に連結板６９を載置し、その上面
に別のナット６８を螺合し、連結板６９を固定していた
ため、電流は端子極柱６２から一旦、金属ワッシャー６
４及びナット６５を介して連結板６９に流れることにな
り、しかも、連結板６９とナット６５の上端面間の接触
状況が良くないため、その内部抵抗は小さくはなかっ
た。これに対し、図１１（Ａ）に示す本発明の第１の実
施形態においては、連結板９が端子極柱２の段部２ｅに
直接接触し、その接触面も大きく確保でき、接触状況も
良好にできるため、前記内部抵抗の低減を図ることがで
きる。

【００４６】なお、図５、７に示す第１、２の実施形態
の外部端子のように端子極柱のポール部にタップネジ部
１２ｃ及び５２ｇを設け、ポール部１２、５２の上端面
に連結板を載置して、上方からボルト等により固定して
も、上記第１の実施形態の連結部と同様の効果を得るこ
とができる。

【００４７】しかも、本発明においては前述の手段によ
り、端子極柱にかかる外部回転トルクの影響を防止でき
るために、連結板と外部端子との連結部を上記のような
構成とすることができた。

【００４８】また、前記構成において、フランジ部上面
２ｂｆと蓋体１の下面、またはフランジ部上面の、少な
くとも環状パッキング３と接続する部分に、軟質で水
分、水溶液、有機溶媒等に廃液性を示し、電解液に安定
した抵抗性を示すシール剤の薄い膜層５を設けることが
望ましい。前記シール剤膜層５を設けることによって、
高温、多湿下で電池を使用する場合、とくにアルカリ電
解液のように電気毛管現象などによる端子極柱２の固定
部分からの匍匐漏液抑制効果をさらに向上させることが
できる。シール剤としては、アスファルトピッチ単独あ
るいはその適応温度範囲を拡大し粘着性、撥液性を高め
るために、オイル類、フッ素樹脂微粉末などを添加した
ものを溶媒に溶解分散させたものが適している。前記以
外に耐電解液性、粘着性を有するポリブテン、ポリイソ
ブチレン等の粘着性物あるいは熱可塑性エラストマーな
どの単独または複合物にフッ素樹脂微粉末（撥液性向上
のため）を添加したものを、溶媒に溶解・分散させたも
のを塗着してもよい。なお、極柱部分からの漏液防止対
策として、特開昭５９−１１４７５０号公報には端子リ
ードの中間部分に、甲ブロンアスファルトまたはポリア
ミド樹脂を塗布しその表面をホットメルト樹脂で覆うた
後、蓋板内にエポキシ樹脂で埋めこみ固定する方法が示
されているが、環状パッキング等による押圧固定ではな
いため、電池内圧力が上昇する電池では、ガスもれ及び
それに伴う電解液の漏出を長期間防止することは困難で
あった。また、フランジを含む極柱表面に、ポリアミド
樹脂または高分子量エポキシ樹脂をポリアミド樹脂ある
いは複素環状ジアミンで硬化した低弾性率シール剤を塗
布した後、蓋板内に低分子量エポキシをポリアルキレン
ポリアミンを反応させた耐アルカリ性の高弾性率シール
剤で埋め込む方法（特開昭５５−１４３７７６号公報参
照）もあるが、ポリアミド樹脂あるいはエポキシ樹脂は
電解液にぬれを生じやすく、電池を高温、多湿下で使用
するには漏液防止効果が不十分なものであり、いずれも
本発明の目的、構成に適用するには不適当なものであ
る。

【００４９】また、環状パッキング３の圧縮率について
は、先に述べたフランジ部上面２ｂｆと蓋体１下面との
間に加える所定の押圧力、本実施形態では３５０ｋｇ
ｆ、基準範囲５０ｋｇｆ〜６００ｋｇｆに対して、パッ
キング非加圧高さに対する１０％〜５０％圧縮の範囲内
で、パッキングの断面積、あるいは径、直径、周囲長
さ、硬度を考慮して決定する。電池内圧力に対応できて
も、圧縮率が１０％未満では、環状パッキング３がフラ
ンジ部上面２ｂｆ、蓋体１下面と接する面積が僅少とな
り、線接触に近づき、電解液が漏出しやすくなる。反
面、圧縮率が５０％を超えると、ゴム弾性材料の圧縮永
久ひずみが大きくなり、高温あるいは長期使用中の押圧
力低下が過大となり、耐久性が不十分となるおそれがあ
る。通常の設計では圧縮率は２０％〜４０％とするのが
好ましい。端子極柱２のフランジ部上面２ｂｆに設ける
環状溝２ｃの深さは、前記環状パッキング３の圧縮後の
高さの９５％以下になるように設定する。

【００５０】次に、端子極柱のフランジ部の形状を変え
た、第２の実施形態を図５によって説明する。端子極柱
１２の平面状のフランジ部１２ｂに直接環状パッキング
３を載置するものである。その他は前記の第１実施形態
と同様である。電池が比較的小型で、ポール部１２ａも
小径となる場合は、環状押圧バネ６の係止も容易となり
その傾きの発生もなくなる場合等に適用でき、フランジ
部の加工も容易となる。なお、ポール部１２ａの上部の
１２ｃはタップネジ部であり、連結板をネジ締め固定す
るものである。

【００５１】続いて、端子極柱の集電部の形状及び端子
極柱の回り止め部の構成を変えた、第３の実施形態を図
６によって説明する。

【００５２】図６の端子極柱３２、３７は、何れもフラ
ンジ部３２ｂ、３７ｂの一辺より水平方向に集電部３２
ｄ、３７ｄを延出形成したものである。図６（Ａ）、
（Ｂ）は同様形状のものであり、図６（Ｂ）のように、
フランジ部３２ｂから一体に水平方向に集電部３２ｄを
設けており、極板群８から導出された複数のリード板９
を図６（Ｂ）のように、スポット溶接などによって溶着
部３５が形成され、接続される。この端子極柱３２を用
いれば、電池内の高さ方向の集電占有寸法が低減され、
極板群８を高くすることができるので、電池エネルギー
密度の向上に寄与することができる。また、端子極柱３
２の回り止め方法については、図６（Ａ）のように、フ
ランジ部３２ｂあるいは集電部３２ｄに孔状の係合部３
３を設け、蓋体３１下面側には、この孔に貫入する同形
柱状の固定リブ回転阻止部３４を突出させ、両者を係合
させて極柱回り止め部３８を形成するものある。図６
（Ｃ）に示した端子極柱３７は、前述の図６（Ｂ）の変
型であり、フランジ部３７ｂに連接部３７ｅの段部を介
して水平方向に集電部３７ｄを一体に、もしくは溶接接
続して形成したものである。なおフランジ部３７ｂを小
型化する場合には、環状溝部３７ｃは、ポール部３７ａ
の外周面を内側の壁としても支障なく用い得る。

【００５３】次いで、環状押圧バネの開口部とポール部
の係止形態を変えた第４の実施形態を、図７（Ａ）、図
７（Ｂ）によって説明する。図７（Ａ）に示すように、
端子極柱５２のポール部上部５２ａの外径（φ１）に対
して、下部のポール細径部５２ａ’の外径φ２は、０．
０４ｍｍ〜０．２ｍｍ小径として段部５２ｅを形成した
ものであり、ポール部に圧入された押圧バネ６の開口部
６ａは前記段部５２ｅによって所定係止位置Ｋに係止さ
れるようにしたものである。図７（Ｂ）は、バネ係止部
Ｋの位置に、深さ０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍの環状細溝
５５ｆを設けたものであり、ポール部５５ａに圧入され
る環状押圧バネ６の開口部６ａは、前記環状細溝５５ｆ
に嵌入固定されてバネ係止部Ｋを形成するものである。
なお、図７（Ａ）、７（Ｂ）の他の部品構成、及び電池
への適用については、前記他の実施形態と同様である。
この図７に示した構成は、端子極柱５５のポール部表面
の硬さと前記環状押圧バネ６の開口部切口６ｅ等の硬度
の関係が、前記第１の実施形態で述べた条件を満たさ
ず、前記開口部切口６ｅが、ポール部表面に食い込み不
十分となり、電池使用中の振動等でずれるおそれのある
場合に適用でき、係止部Ｋの固定状態は安定する。ここ
で、図７（Ａ）のポール部下部のポール細径部の径φ２
及び図７（Ｂ）のポール部の環状細溝５５ｆの径を、そ
れぞれポール部５２ａ、５５ａの径に対して、直径差を
０．０４ｍｍ未満とした場合はバネ開口部６ａの係止効
果が不十分となり、０．２ｍｍ以上とした場合はポール
部表面とバネ開口部６ａとの係止固定がゆるくなり、電
池使用中に、バネ開口部６ａがぐらつき、端子極柱５
２、５５の密封固定に部分的ゆるみを生ずる場合がある
ので、上記の制限をしている。

【００５４】なお、前記実施形態では、蓋体１に合成樹
脂成形品を用いているが、ニッケルめっき鋼板等の金属
製蓋板に、インサートモールディングによって樹脂の絶
縁層および固定リブを形成して蓋体としたものにも同様
に適用することができる。

【００５５】この方法によって蓋体強度を高めることが
可能である。

【００５６】また本発明は、適用材質の一部を変更する
ことによって、密閉形のリチウム二次電池に適用するこ
とができる。すなわち、端子極柱の正極側にはアルミニ
ウム合金等の良導電性耐食金属を、負極側には銅にニッ
ケルめっき、あるいは鉄にニッケルめっきを施したもの
を使用する。環状パッキングにはシリコンゴム、フッ素
ゴム等、非水電解液に耐えるものを選択する。シール剤
には上記アスファルトピッチ以外に、フッ素系エラスト
マー、シリコーン系等の中から前記同様に選択する。蓋
体、電槽については実施形態同様オレフィン系のものを
使用することができる。

【００５７】このような構成によって、前記密閉形アル
カリ系二次電池と同じく、高温・多湿、幅広い温度下で
長期間高い気密液密性を保持して安定した電池性能を維
持するものが得られる。

【００５８】以上の実施形態をふまえ、その効果を確認
すべく、図２に示した第１実施形態及び図７（Ａ）に示
した第４の実施形態の構成により端子極柱を蓋体端子孔
に密封固定した組立蓋体を用いて電槽を密閉した本発明
の密閉角形二次電池と、図８、図９、図１０に示した従
来の構成で極柱を蓋板の挿通孔に密封固定した組立蓋板
を用いて電槽を密閉した従来方式の角形二次電池を製作
して、極柱部分の気密性及び耐漏液性、並びにポール部
に回転トルクを加えた場合の極柱部分の回転の有無につ
いて実験を行い、その調査した結果を以下に示す。

【００５９】〈１〉供試サンプルの構成条件 蓋体、蓋板及び電槽はすべて同一材質のポリプロピレン
製、環状パッキングはすべて同一条件で加硫したエチレ
ンプロピレン製、ポール部は第１の実施形態及び従来例
共に、軟鋼にニッケルめっきを施した直径１２ｍｍのも
の、環状押圧バネ及び環状スプリングはステンレスバネ
鋼板製であり、開口部切口部分の硬さは約Ｈｖ４００で
ある。ナット及びワッシャーはニッケルめっき鋼製、第
４の実施形態のポール部は直径１０ｍｍで、タップネジ
部の強度向上を図るため工具鋼にニッケルめっきを施し
て用いた。本実施形態におけるポール部表面硬さは、第
１の実施形態のものはＨｖ２５０、第４実施形態のもの
はＨｖ３６５であった。また、押圧バネ開口部の径は、
ポール部２ａ、５２ａの径に対して、０．１ｍｍ〜０．
１５ｍｍ小径とし、第４の実施形態におけるポール細径
部の径φ２は０．１ｍｍ小径として段部５２ｅを形成し
た。また、環状押圧バネの押圧力は第１、第４の実施形
態ともに３５０ｋｇｆを基準に開口部を係止固定するよ
うにした。環状パッキングの圧縮率は約３０％を基準
に、従来例のものはポール部表面への押圧力を考慮して
３０％〜５０％の範囲で調整した。

【００６０】さらに第１の実施形態のものでは、端子極
柱のフランジ部の環状溝及び対応する蓋体下面に、アス
ファルトピッチ系のシール剤膜層を設けたものと、設け
ないものを製作比較した。

【００６１】前記条件で構成した組立蓋体、組立蓋板を
次の区分で評価試験に供した。第１の実施形態でシール
剤膜層を設けないものを実施例１Ａ、設けたものを実施
例１Ｂとする。第４の実施形態における図７（Ａ）の構
成のものを実施例２とする。

【００６２】また、従来例については、図８に示すもの
を従来例１、図９に示すものを従来例２、図１０に示す
ものを従来例３とする。

【００６３】〈２〉評価試験とその結果 （１）気密性試験 上記供試電池の安全弁を外して、その代わりに圧縮窒素
ガス配管を接続し、下記圧力を加えて正・負端子極柱部
分からのガスもれ有無を調べ、その結果を表１に示す。

【００６４】 ・ガス加圧力：１、２、３、５、１０ｋｇｆ／ｃｍ² ・供試数 ：各５０セル ・判定 ：水中で片方もしくは双方の端子部分からの気泡発生の有無を調べ た。

【００６５】 ・結果 ：表１から、実施例のものは何れもガスもれを生じないが、従来 例のものは３ｋｇｆ／ｃｍ² からガスもれが見られ、従来例２は 極柱部分の密封性が低いことがわかる。

【００６６】

【表１】

【００６７】（２）長期充放電サイクル試験 供試電池各５０セルを直列接続して組電池としたものを
各々２組ずつを、下記条件で充電・放電サイクルを実施
して、試験前後の組電池容量、試験後の各セルについ
て、正負何れかの端子部周辺の漏液の有無、並びに各セ
ルの電解液減少の有無を重量で確認し、表２に示す。

【００６８】 ・電池公称容量 ：１２０Ａｈ ・充放電条件 ：充電〜温度補償電圧制御・４０Ａ急速充電によって放電容 量の１０５％を基準に充電。３０分休止後、４０Ａ定電流 で５０Ｖを終止電圧として放電する。

【００６９】 前記を１サイクルとして、１日２サイクルとして１５０日 間実施 ・試験環境 ：室内２５〜４０℃（５〜９月）常湿下 ・組電池容量確認：試験前後に２４Ａ定電流・５０Ｖ終止電圧として確認した ・試験後の ：注入電解液量の５％相当の重量減少のあったものを、ガスも セル調査方法 れ等による重量減セルとした。正負端子周縁をＰＨ試験紙で チェックして、アルカリ反応を生じたセルを極柱部漏液セル とした。

【００７０】 ・結果 ：表２の結果から、本発明によるものは電池の容量低下が僅少 で、セル重量減、極柱部漏液セルも見られなかったが、従来 例のものは構成法によって差はみられるが、ガスもれ、漏液 によって組電池の性能が低下していることがわかる。

【００７１】

【表２】

【００７２】（３）漏液試験 満充電した供試電池各々５０セルを、下記の温湿度サイ
クル下で放置して所定日数毎に端子部分周縁をＰＨ試験
紙でチェックした。その結果を表３に示す。

【００７３】 ・確認日程 ：７日、１４日、３０日、５０日 ・漏液数 ：継続カウント ・温湿度サイクル：６５℃湿度９０％で２０ｈ→室温１ｈ→−１５℃３ｈ／計２ ４ｈ（日）を１サイクルとして繰り返し。

【００７４】 ・結果 ：表３に見られるように、この試験はきびしい条件であるが、 本発明のものは良好な結果を示している。実施形態の中でも 、環状パッキングと接する、端子極柱フランジ部上面及び蓋 体下面にアスファルトピッチ系シール剤膜層を形成した実施 形態１Ｂの耐漏液性向上効果が確認できた。

【００７５】

【表３】

【００７６】（４）端子部固定強度 端子極柱等を固定した前記の各組立蓋体、組立蓋板のポ
ール部に下記所定の回転トルクを加えて、極柱部が回っ
たか否かを調べた。その結果を表４に示す。

【００７７】 ・印加回転トルク：５０、１００、２００ｋｇｆ・ｃｍ ・試験数 ：上記について各５０セット ・結果 ：表４に示されたように、２００ｋｇｆ・ｃｍまでの回転トル クでは、本発明のものは何れも固定部分に異常は無く、極柱 部分が回転するものは見られなかった。一方従来例２、３の ものは回転するものが多く、回転に対する固定強度が小さく 、外部端子に連結板を接続する場合に、電池内部の極板群に 、ねじり応力を加える可能性が大きいことがわかる。従来例 １については、その構造上、比較的回転するものが少ないが 、ポール部をナット締めする際にナットの傾きなど締着不完 全なものが混在していたと思われるため、回転するものが皆 無とはならなかった。

【００７８】

【表４】

【００７９】〈３〉総合評価 以上のように、本発明の密閉形二次電池は従来のものと
比較し、高温・多湿を含む広範な環境下で気密・液密性
にすぐれ、長期充放電サイクルにおける性能低下が少な
く、また端子極柱に外力が加わっわても、端子極柱が回
転することがないため、極板群等にねじり応力が加わら
ず、内部短絡の発生や電池性能の低下を防止できる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、端子極柱
に一体に形成された平面状フランジ部上面の環状溝と蓋
体下面の間に環状パッキングを介在させ、ポール部に環
状押圧バネを係止させて端子極柱を蓋体に固定すること
によって、この環状パッキングが上下方向に圧縮され、
端子極柱を蓋板に対して確実に密閉しつつ固定できる。

【００８１】またフランジ部と蓋体の下面に端子極柱の
回り止め部を有することによって、端子極柱に外力が加
わっわても、端子極柱が回転することがないため、極板
群等にねじり応力が加わらず、内部短絡の発生や電池性
能の低下を防止でき、電池の耐久性を長期にわたり保持
できる。

【００８２】また、ポール部と環状押圧バネの開口部と
の嵌合形状、寸法、表面硬度、及び環状押圧バネの上下
方向押圧力を適切化することによって、広範囲な環境下
で密閉二次電池の端子部分の密封性を確実にし、かつ長
期にわたる耐久性を保持できる。

【００８３】さらに、環状パッキングと接するフランジ
部上面及び蓋体下面にシール剤膜層を設けることによっ
て、長期にわたる耐漏液性を確保することができる。

【００８４】以上、本発明によれば、気密性、耐漏液
性、端子固定強度性にすぐれ、長期間安定した性能を維
持できる中〜大容量の密閉形二次電池を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態の密閉形二次電池を示
し、（Ａ）は全体概略斜視図、（Ｂ）はその平面図であ
る。

【図２】第一の実施形態の端子部付近の断面図である。

【図３】端子極柱の回り止め部を示し（Ａ）は第１の実
施形態の底面図、（Ｂ）は変形実施形態の底面図であ
る。

【図４】環状押圧バネを示し、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）は各種形態の球状押圧バネを示す図であ
る。

【図５】本発明の第二の実施形態の端子部付近の断面図
である。

【図６】本発明の第３の実施形態の端子極柱の集電部を
示し、（Ａ）はその底面図、（Ｂ）は別形態のものの斜
視図、（Ｃ）はさらに別形態のものの断面図である。

【図７】本発明の第４の実施形態の端子部付近の構造を
示し、（Ａ）はその断面図、（Ｂ）は変形実施形態の側
面図である。

【図８】従来例１の端子部付近の断面図である。

【図９】従来例２の端子部付近の構造を示し、（Ａ）は
その断面図、（Ｂ）は環状スプリングの斜視図であ
る。。

【図１０】従来例３の端子部付近の断面図である。

【図１１】外部端子と連結板との連結構造を示し、
（Ａ）は第一の実施形態によるその断面図であり、
（Ｂ）は従来例１によるその断面図である。

【符号の説明】

１、３１ 蓋体 ２、１２、２２、３２、３７ 端子極柱 ２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ、３７ａ ポール部 ２ｂ、１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、３７ｂ フランジ
部 ２ｇ、２２ｇ、３２ｄ、３７ｄ 集電部 ３ 環状パッ
キング ４、４ａ、３４ 回転阻止
部 ２２ｃ、３３ 係合部 １８、２８、３８ 極柱回り
止め部 ５ シール剤
膜層 ６、１６、１７、１８ 環状押圧
バネ ８ 極板群 ９ 極板のリ
ード板 １０ 電槽 １０１ 密閉形二
次電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 登 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−19969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−34651（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−13212（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/20 - 2/34

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正・負極板間にセパレータを介在させ電
   解液を含浸して構成した極板群を収納した電槽を、端子
   極柱を備えた蓋体によって密閉してなり、中〜大容量の
   密閉形二次電池において、 端子極柱は、正・負極の何れか一方の極板のリード板を
   接続する集電部と、上面が平板状のフランジ部と、この
   フランジ部上面に垂直に突出形成されたポール部とから
   なり、 前記フランジ部は係合部を有し、蓋体の下面にはその係
   合部に係合する回転阻止部が設けられ、これらにより端
   子極柱の回り止め部を形成し、 前記ポール部は、蓋体に設けた端子孔から上方に突出し
   ており、このポール部を取り囲むようにフランジ部上面
   に環状溝が設けられており、この環状溝と蓋体下面間に
   環状パッキングが配設され、 このポール部の外径に対して僅小な内径の開口部を有す
   る環状押圧バネをポール部上方から圧入し、この環状押
   圧バネの弾性力によって、前記フランジ部上面の環状溝
   と蓋体下面間に介在する前記環状パッキングを上下方向
   に圧縮して、端子極柱を蓋体に密封固定できる位置に環
   状押圧バネをポール部の外周縁に係止させ、前記電槽を
   密閉したことを特徴とする密閉形二次電池。
2. 【請求項２】 端子極柱のポール部表面硬度を環状押圧
   バネの開口部端面のビッカース硬度に対し１００Ｈｖ以
   上低下させ、かつそのビッカース硬度をＨｖ１５０〜Ｈ
   ｖ３５０の範囲として、環状押圧バネの開口部端面をポ
   ール部の外周縁に食い込み状態で係止させた請求項１記
   載の密閉形二次電池。
3. 【請求項３】 端子極柱のポール部表面にビッカース硬
   度がＨｖ１５０〜Ｈｖ３５０の金属被覆を施した請求項
   ２記載の密閉形二次電池。
4. 【請求項４】 環状押圧バネの開口部の内径を、環状押
   圧バネが係止する位置における端子極柱のポール部外径
   に対して、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍ小径化した請求項
   １〜３のいずれかに記載の密閉形二次電池。
5. 【請求項５】 環状押圧バネの開口部が係止する位置
   で、深さ０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍとした凹状の環状段
   部もしくは環状細溝を端子極柱のポール部外周に設けた
   請求項１記載の密閉形二次電池。
6. 【請求項６】 環状押圧バネの弾性力による端子極柱の
   フランジ部上面と蓋体下面間の押圧力を５０ｋｇｆ〜６
   ００ｋｇｆとした請求項１〜５のいずれかに記載の密閉
   形二次電池。
7. 【請求項７】 端子極柱のフランジ部上面と蓋体下面間
   の環状パッキングの周囲に、撥液性および耐電解液性を
   有する軟質のシール剤により膜層が形成されている請求
   項１〜６のいずれかに記載の密閉形二次電池。
8. 【請求項８】 端子極柱がそのフランジ部の一辺から水
   平方向に延出形成された集電部を有する請求項１〜７の
   いずれかに記載の密閉形二次電池。