JP4257838B2 - 密閉式電池とその製造方法 - Google Patents
密閉式電池とその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4257838B2 JP4257838B2 JP2003163749A JP2003163749A JP4257838B2 JP 4257838 B2 JP4257838 B2 JP 4257838B2 JP 2003163749 A JP2003163749 A JP 2003163749A JP 2003163749 A JP2003163749 A JP 2003163749A JP 4257838 B2 JP4257838 B2 JP 4257838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pole column
- pole
- case
- sealed battery
- column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 38
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 31
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 28
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 28
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 10
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/117—Inorganic material
- H01M50/119—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉式電池とその製造方法に関し、特に電池重量の軽減及び部品点数とコストの低減を図れかつ信頼性の高い電解液のシール性を確保できる極柱の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題から燃料電池や二次電池を動力源とする電気自動車やハイブリッド車に期待が高まり、その電源や補助電源としての二次電池に関して、小型・軽量化と共に高容量化・高出力化が望まれている。このような要望を満たす密閉式二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などが実用化されている。
【０００３】
この種の密閉式電池において、ガス透過の低減及び冷却性の向上のために金属製のケースを用いた場合には、外部接続端子としての極柱は、ケース貫通部でケースに対する絶縁と電解液に対するシール性を確保する必要がある。
【０００４】
従来の極柱構造として、図８に示すように、本体部４２の上部と下部に柱状部４３、４４を設けた極柱４１の下部柱状部４４を、ケース４５に形成した極柱４１の貫通穴４６に絶縁用パッキン４７を介して挿通し、ケース４５の内面に配置したパッキン４８を介して極板群の一端に接続された集電用ワッシャ４９を配置し、下部柱状部４４の下端部に形成したかしめ部５０にて集電用ワッシャ４９と接続するとともに極柱４１をケース４５に固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、図９に示すように、ケース５５に形成した極柱５１の貫通穴５６に絶縁用パッキン５２を介して極柱５１を挿通し、極柱５１の下端部外周に突設されたパッキン受鍔５３とケース５５内面との間にパッキン５４を配置し、極柱５１の外部突出部に螺合したナット５７にて締結固定したものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−７７９９９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−２２６５３０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車用電源として用いる電池パックにおいては数１００ｇでも重量を低減することは重要である。しかるに、電池パックは、多数の単電池を直列接続して所定の出力電圧を得ておりかつ極柱は比較的重量が大きいので、極柱の重量は電池パックの重量に大きな影響を与えることになる。また、電解液の漏洩があると腐蝕による短絡が生じる恐れがあるため、電解液のシール性について苛酷な使用条件下でも長期間にわたって高い信頼性が要求される。
【０００９】
しかしながら、図８に示すような極柱構造では、極柱４１として下端部を除いて中実軸を用いているので重量が大きく、また本体部４２とかしめ部５０との間で下部柱状部４４と貫通穴４６の間の絶縁用パッキン４７を単純に圧縮して電解液のシールを行っているだけであるので、そのシール性能にばらつきを生じ、長期間にわたって信頼性の高い耐漏液性を確保するのが困難であるという問題がある。
【００１０】
また、図９に示すような極柱構造では、ナット５７の締め付けによって、極柱５１外周と貫通穴５６内周との間の絶縁パッキン５２を圧縮するとともに、パッキン受鍔５３とケース５５内面との間のパッキン５４を圧縮してシールを行っているので、図８の場合に比してシール性は向上するが、絶縁パッキン５２に発生するシール圧はあまり大きくならないのでシール性能を高くできず、また部品点数が増えて重量が増えるとともにコスト高となるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池重量の軽減及び部品点数とコストの低減を図れかつ信頼性の高い電解液のシール性を確保できる密閉式電池とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉式電池は、一方の極性の接続端子を構成する金属製のケースと、ケースに絶縁状態で装着されて他方の極性の接続端子を構成する極柱とを備えた密閉式電池であって、一端が閉じられた中空筒状の極柱とケースに設けられた極柱の貫通穴との間に電気絶縁性を有するシール部が介装され、かつ極柱の一端部の径方向に膨出された圧縮変形部にてシール部を圧縮して密封性を発揮させるとともに極柱を固定したものである。
【００１３】
この構成によると、一端が閉じられた中空筒状の極柱を用い、かつその一端部を変形して形成した圧縮変形部にてシール部に密封性を発揮させるとともに極柱の固定を行っているので、重量の小さい中空筒状の極柱のみにて構成できて重量軽減とコスト低下を図ることができるとともに、信頼性の高いシール性を確保することができる。
【００１４】
また、極柱の圧縮変形部を、極柱の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧して形成すると、上記作用を奏する所望の圧縮変形部を一工程で容易にかつ確実に形成することができる。
【００１５】
また、ケース内に収容された極板群の一方の極性の端面に接合された集電体に極柱を接触させ、ケース外から極柱の中空部を通して極柱の一端壁と集電体を溶接接合すると、極柱の中空部を通して容易に極柱と極板群を直接接続することができ、その結果部品点数を低減できるため、接続抵抗及び重量の低減と低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また、極柱の一端壁と集電体を、レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接にて溶接接合すると、生産性良く接合することができる。
【００１７】
また、シール部が、ケース外面と極柱との間に圧縮状態で介装されるＯリングと、その内外周を規制するバックアップ部と、貫通穴と極柱との間及び極柱の一端変形部とケース内面との間に介在される絶縁スペーサ部とを有すると、絶縁スペーサ部が貫通穴の角部と極柱の一端変形部のコーナー部との間で強く圧縮されるとともに、バックアップ部間のＯリングが圧縮されることで、二重にシールされて、信頼性の高い電解液のシール性を確保できる。
【００１８】
また、極柱の他端には径方向外方に延出された鍔部を設け、この鍔部の少なくとも一側縁を、角形のケースの側縁に平行とすると、この極柱と他の密閉式電池の接続端子を電子ビーム溶接やレーザビーム溶接にて接続する場合に、鍔部の側縁を溶接することで接続できるとともにその際に溶接点を直線移動させて溶接できるので品質の高い溶接を効率的に行うことができる。
【００１９】
また、鍔部の両側縁を、ケースの長側面に平行とすると、鍔部の両側縁を同様に容易に溶接することができ、溶接接合面積を大きくして密閉式電池間の接続抵抗を小さくすることができる。
【００２０】
また、ケースの極柱配置側面と対向する側面に、極柱に対応する突部を突出形成し、その突部の少なくとも一側縁と鍔部の一側縁の、極柱配置側面と突部配置側面の対向方向の投影位置を合致させると、複数の密閉式電池を直列接続して電池モジュールを構成する場合に、合致した極柱と突部の側縁同士を電子ビーム溶接やレーザビーム溶接することで生産性良く接合することができる。
【００２１】
また、鍔部に極柱の軸方向に弾性変位可能な接続板部を設けると、複数の密閉式電池の極柱と突部を順次接合して直列接続し、電池モジュールを構成する場合に、接続板部と突部の側縁を接合することで、各密閉式電池の寸法ばらつきを接続板部の弾性変位によって吸収できて各密閉式電池を等ピッチ間隔とすることができ、複数の電池モジュールを絶縁シートを介して並列配置して電池パックを構成する際の絶縁シートの装着性を向上することができる。
【００２２】
また、本発明の密閉式電池の製造方法は、ケース蓋に設けられた極柱の貫通穴に一端が閉じられた中空筒状の極柱をその一端側から電気絶縁性と密封性を奏するシール部を介して挿通する工程と、極柱の一端部を径方向に膨出させるとともに軸方向に圧縮変形させ、シール部の密封性を発揮させるとともに極柱を固定する工程と、ケース本体内に極板群を収容する工程と、本体ケースにケース蓋を接合する工程と、極柱の中空部を通して極柱の一端壁と極板群の一方の極性の端面を接合する工程と、極板群の他方の極性の端面とケース本体の底壁を接合する工程とを有するものであり、上記作用効果を奏する極柱構成の密閉式電池を得ることができる。
【００２３】
また、極柱の圧縮変形時に、その中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧すると、極柱の一端部を確実に径方向に膨出させつつ軸方向に圧縮変形でき、簡単な工程によってシール性を確保できるとともに極柱を確実に固定できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の密閉式電池の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２５】
図１、図２において、１は全体形状が直方体状の密閉式電池で、金属製の箱状のケース本体３の一側開口に金属製のケース蓋４を溶接して構成されたケース２内に、発電要素としての極板群５と電解液を収容して構成されている。ケース本体３及びケース蓋４は、例えばニッケル水素二次電池の場合には、耐電解液性を確保するためニッケルメッキを施した鋼板にて構成され、リチウムイオン二次電池の場合にはアルミニウム合金にて構成される。
【００２６】
極板群５は、複数枚の正極板と負極板をセパレータを介して積層して構成され、かつ正極板と負極板の芯材を互いに反対側部に突出させて各々正極と負極のリード部６ａ、６ｂ（図４参照）とし、その端面に集電体としての正極と負極の集電板７ａ、７ｂ（図４参照）が接合されている。
【００２７】
ケース蓋４には、図１及び図２（ｂ）に示すように、例えば正極の外部接続端子としての一対の極柱８が適当間隔あけて装着されている。極柱８は、一端が閉じられた中空円筒状でかつ他端に径方向外方に延出する鍔部９が設けられている。ケース蓋４には、極柱８を挿通する貫通穴１０が形成され、かつこの貫通穴１０の周囲の両面に接するとともに極柱８の外周面と貫通穴１０の内周面に嵌合する断面略コ字状の環状のシール部材１１が配設されている。
【００２８】
そして、図３（ａ）に示すように、ケース蓋４の貫通穴１０にシール部材１１を装着するとともに極柱８をその一端側から貫通穴１０に挿通し、図３（ｂ）に示すように、極柱８の中空内に矢印ａのように流体圧を作用させた状態で一端から矢印ｂのように軸方向に押圧することで、図３（ｂ）及び図１（ａ）に示すように、極柱８の一端部の径方向に膨出した圧縮変形部１２が形成され、この圧縮変形部１２にてシール部材１１が圧縮されて密封性が発揮されるとともに、圧縮変形部１２と鍔部９にてシール部材１１を介してケース蓋４を挟持することで、ケース蓋４に極柱８が固定されている。
【００２９】
また、ケース本体３にケース蓋４を接合してケース２を構成した状態で、極柱８の一端部の圧縮変形部１２の端壁が極板群５の集電板７ａに当接され、その状態でケース２外から極柱８の中空部を通してレーザビーム１３や電子ビームを照射して圧縮変形部１２の端壁と集電板７ａが溶接され、その溶接部１４にて集電板７ａと極柱８が接合されている。その際に、極柱８が比較的大きな断面積の中空部を有することで、図１（ａ）に示すように、集光角度が２６〜３０°のレーザビーム１３を適用することができ、工数の削減及び設備投資の抑制を図ることができる。
【００３０】
また、ケース本体３の底壁３ａには、図２（ａ）に示すように、極柱８に対応するように一対の矩形状の突部１５が突出形成され、かつケース本体３の底壁３ａには、極板群５の負極の集電板７ｂが当接され（図４参照）、図２（ａ）に示すように、突部１５の両側位置でレーザビーム溶接１６や電子ビーム溶接にて接合されている。
【００３１】
また、突部１５の両側縁は、ケース本体３の長側面に平行とされ、極柱８の鍔部９も、図１（ｂ）に示すように、その両側縁がケース蓋４の長手方向の側縁に平行な矩形状とされ、さらに突部１５の両側縁と極柱８の鍔部９の両側縁は、底壁３ａとケース蓋４の対向方向の投影位置が合致されている。
【００３２】
かくして、複数の密閉式電池１を直列接続して一体的に結合した電池モジュールを構成するために、複数の密閉式電池１の一方の密閉式電池１の極柱８と他方の密閉式電池１の突部１５を接合する場合に、図４に示すように、両電池のケース２、２間の隙間から極柱８の鍔部９の側縁と突部１５の側縁にレーザビーム１３や電子ビームを照射してレーザビーム溶接１７や電子ビーム溶接にて接合することで生産性良く接合でき、かつその溶接時に溶接点を直線移動させて溶接できるので品質の高い溶接を効率的に行うことができ、また鍔部９と突部１５の両側縁を溶接することで溶接面積を大きくでき、接続抵抗を小さくすることができる。
【００３３】
次に、以上の密閉式電池１の製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ケース蓋４に設けられた極柱８の貫通穴１０にシール部材１１を装着するとともに、一端が閉じられた中空筒状の極柱８をその一端側から挿通し、次に図３（ｂ）に示すように、極柱８の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧することで、極柱８の一端部を径方向に膨出させながら軸方向に圧縮変形させて圧縮変形部１２を形成し、シール部材１１を圧縮して密封性を発揮させるとともに極柱８をケース蓋４に固定する。
【００３４】
また、ケース本体３内に極板群５を収容し、極板群５の集電体７ｂとケース本体３の底面とをレーザビーム溶接１７又は電子ビーム溶接にて接合する。次に、上記ケース蓋４をケース本体３の開口部に嵌合させてその嵌合部をレーザビーム溶接１８又は電子ビーム溶接にて接合してケース２を密閉する。その状態で極柱８の一端壁が極板群５の集電板７ａに当接しており、極柱８の一端壁にケース２の外側から極柱８の中空部を通してレーザビーム１３を照射することで極柱８と集電板７ａを溶接部１４にて接続する。
【００３５】
その後、ケース本体３の底壁又はケース蓋に形成された注液口（図示せず）から電解液を注入した後、その注液口を閉鎖するように安全弁（図示せず）を装着することで密閉式電池１が完成する。
【００３６】
以上の本実施形態によれば、一端が閉じられた中空筒状の極柱８を用い、かつその一端部を変形して形成した圧縮変形部１２にてシール部材１１に密封性を発揮させるとともに極柱８の固定を行っているので、重量の小さい中空筒状の極柱８のみにて構成できて重量軽減とコスト低下を図ることができるとともに、信頼性の高いシール性を確保することができ、またその圧縮変形部１２を、極柱８の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧して形成することで、上記作用を奏する所望の圧縮変形部を容易かつ確実に形成することができる。
【００３７】
また、ケース２内に収容された極板群５の一方の集電板７ａに極柱８を接触させ、ケース２外から極柱８の中空部を通して極柱８の一端壁と集電板７ａをレーザビーム溶接又は電子ビーム溶接にて溶接接合しているので、極柱８の中空部を通して容易かつ生産性良く極柱８と極板群５を直接接続することができ、部品点数を低減でき、接続抵抗及び重量の低減と低コスト化を図ることができる。
【００３８】
また、極柱８の他端に設けた鍔部９の両側縁を、ケース２の長側面に平行にしているので、この極柱８と他の密閉式電池１の突部１５などの接続端子とをレーザビーム溶接や電子ビーム溶接にて接続する場合に、鍔部９の側縁を溶接する際に溶接点を直線移動させて溶接できるので品質の高い溶接を効率的に行うことができ、また鍔部９の両側縁を溶接することで溶接面積を大きくして接続抵抗を小さくすることができる。
【００３９】
特に、ケース本体３の底壁３ａの極柱８に対応する位置に接続端子としての突部１５を突出形成し、その突部１５の両側縁と鍔部９の両側縁の投影位置を合致させているので、複数の密閉式電池１を直列接続して電池モジュールを構成する場合に、合致した極柱８と突部１５の側縁同士を電子ビーム溶接やレーザビーム溶接することで生産性良く接合することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の密閉式電池の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と同一の構成部分については説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４１】
上記第１の実施形態では、極柱８の貫通部のシール部として、断面コ字状のシール部材１１を例示したが、本実施形態におけるシール部２１は、図５に示すように、ケース蓋４の外面と極柱８の鍔部９との間に圧縮状態で介装されるＯリング２２と、Ｏリング２２の外周を規制するバックアップ部材２３と、Ｏリング２２の内周部を規制するバックアップ用鍔部２４とその内周から一体的に円筒状に延出された絶縁スペーサ部２５とを有する絶縁スペーサ２６にて構成されている。絶縁スペーサ部２５は、その外周が貫通穴１０の内周に嵌合し、内周は、図５（ａ）に示すように、圧縮変形部１２を形成する前の極柱８の外周に嵌合するように構成されている。その材質は、例えばバックアップ部材２３はポリプロピレンにて構成され、絶縁スペーサ２６はナイロン６６にて構成されるとともにバックアップ用鍔部２４は高い硬度に形成されている。なお、バックアップ用鍔部２４は絶縁スペーサ部２５と別体のバックアップ部材にて構成してもよい。
【００４２】
そして、極柱８の装着時には、上記第１の実施形態と同様に、極柱８の中空内に流体圧を負荷しながら一端から押圧して圧縮変形させることで、図５（ｂ）に示すように、極柱８の一端部に圧縮変形部１２が形成されるとともに、Ｏリング２２がバックアップ部材２３とバックアップ用鍔部２４の間で圧縮されてシール圧を発生し、また筒状スペーサ部２５が圧縮変形部１２の膨出ととともに径方向に拡張されかつケース蓋４の内面と圧縮変形部１２の間で圧縮され、特に貫通穴１０の角部と圧縮変形部１２のコーナー部の間に強圧縮部２７が発生する。
【００４３】
かくして、本実施形態におけるシール部２１によれば、極柱８の貫通部が、圧縮されたＯリング２２と、強圧縮部２７によって２重にシールされるので、信頼性の高い電解液のシール性を確保できる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の密閉式電池の第３の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。
【００４５】
本実施形態においては、極柱８の鍔部９を略円形に形成するとともに、そのケース蓋４の長手方向両側部から翼片３１を一体的に延出し、この翼片３１のケース蓋４の幅方向両側部をケース蓋４から離間する方向に角度θ（４〜６°程度）だけ傾斜成形することにより、その両側部にて極柱８の軸方向に弾性変位可能な接続板部３２を形成している。この接続板部３２の両側縁はケース２の長側面と平行に形成され、かつ浮き上がり量、即ち弾性変位量ｄは０．２〜０．３ｍｍ程度に設定されている。また、バックアップ部材２３として、鍔部９の両側の翼片３１、３１間の全面にわたる長方形状のものが用いられている。
【００４６】
本実施形態によれば、極柱８の鍔部９に弾性変位可能な接続板部３２を設けたことにより、図７に示すように、複数の密閉式電池１を直列接続して電池モジュールを構成するため、極柱８と突部１５を順次接合する場合に、極柱８の接続板部３２と突部１５の側縁を接合することで、各密閉式電池１の寸法ばらつきを接続板部３２の弾性変位によって吸収することができる。これによって、密閉式電池１に寸法ばらつきがあっても、電池モジュールを構成したときに、各密閉式電池１を等ピッチ間隔とすることができる。そのため、複数の電池モジュールを絶縁シートを介して並列配置して電池パックを構成する際に、その絶縁シートの装着性を向上することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の密閉式電池とその製造方法によれば、一端が閉じられた中空筒状の極柱を用い、かつその一端部を変形して形成した圧縮変形部にてシール部に密封性を発揮させるとともに極柱の固定を行っているので、重量の小さい中空筒状の極柱のみから成るので重量軽減とコスト低下を図ることができるとともに、信頼性の高いシール性を確保することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の密閉式電池における要部構成を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同実施形態の密閉式電池の外観を示し、（ａ）はケース本体の底側から見た斜視図、（ｂ）はケース蓋側から見た斜視図である。
【図３】同実施形態の極柱の装着工程を示し、（ａ）は極柱を挿通した状態の断面図、（ｂ）は圧縮変形部を形成した状態の断面図である。
【図４】同実施形態の密閉式電池同士の接続状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の密閉式電池における極柱の装着工程を示し、（ａ）は極柱を挿通した状態の断面図、（ｂ）は圧縮変形部を形成した状態の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の密閉式電池における要部構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】同実施形態の密閉式電池同士の接続状態を示す断面図である。
【図８】従来例の密閉式電池における極柱部の構成を示す断面図である。
【図９】他の従来例の密閉式電池における極柱部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 密閉式電池
２ ケース
５ 極板群
７ａ 集電板
８ 極柱
９ 鍔部
１０ 貫通穴
１１ シール部材
１２ 圧縮変形部
１３ レーザビーム
１４ 溶接部
１５ 突部
２１ シール部
２２ Ｏリング
２３ バックアップ部材
２４ バックアップ用鍔部
２５ 絶縁スペーサ部
２６ 絶縁スペーサ
２７ 強圧縮部
３２ 接続板部
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉式電池とその製造方法に関し、特に電池重量の軽減及び部品点数とコストの低減を図れかつ信頼性の高い電解液のシール性を確保できる極柱の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題から燃料電池や二次電池を動力源とする電気自動車やハイブリッド車に期待が高まり、その電源や補助電源としての二次電池に関して、小型・軽量化と共に高容量化・高出力化が望まれている。このような要望を満たす密閉式二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などが実用化されている。
【０００３】
この種の密閉式電池において、ガス透過の低減及び冷却性の向上のために金属製のケースを用いた場合には、外部接続端子としての極柱は、ケース貫通部でケースに対する絶縁と電解液に対するシール性を確保する必要がある。
【０００４】
従来の極柱構造として、図８に示すように、本体部４２の上部と下部に柱状部４３、４４を設けた極柱４１の下部柱状部４４を、ケース４５に形成した極柱４１の貫通穴４６に絶縁用パッキン４７を介して挿通し、ケース４５の内面に配置したパッキン４８を介して極板群の一端に接続された集電用ワッシャ４９を配置し、下部柱状部４４の下端部に形成したかしめ部５０にて集電用ワッシャ４９と接続するとともに極柱４１をケース４５に固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、図９に示すように、ケース５５に形成した極柱５１の貫通穴５６に絶縁用パッキン５２を介して極柱５１を挿通し、極柱５１の下端部外周に突設されたパッキン受鍔５３とケース５５内面との間にパッキン５４を配置し、極柱５１の外部突出部に螺合したナット５７にて締結固定したものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−７７９９９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−２２６５３０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車用電源として用いる電池パックにおいては数１００ｇでも重量を低減することは重要である。しかるに、電池パックは、多数の単電池を直列接続して所定の出力電圧を得ておりかつ極柱は比較的重量が大きいので、極柱の重量は電池パックの重量に大きな影響を与えることになる。また、電解液の漏洩があると腐蝕による短絡が生じる恐れがあるため、電解液のシール性について苛酷な使用条件下でも長期間にわたって高い信頼性が要求される。
【０００９】
しかしながら、図８に示すような極柱構造では、極柱４１として下端部を除いて中実軸を用いているので重量が大きく、また本体部４２とかしめ部５０との間で下部柱状部４４と貫通穴４６の間の絶縁用パッキン４７を単純に圧縮して電解液のシールを行っているだけであるので、そのシール性能にばらつきを生じ、長期間にわたって信頼性の高い耐漏液性を確保するのが困難であるという問題がある。
【００１０】
また、図９に示すような極柱構造では、ナット５７の締め付けによって、極柱５１外周と貫通穴５６内周との間の絶縁パッキン５２を圧縮するとともに、パッキン受鍔５３とケース５５内面との間のパッキン５４を圧縮してシールを行っているので、図８の場合に比してシール性は向上するが、絶縁パッキン５２に発生するシール圧はあまり大きくならないのでシール性能を高くできず、また部品点数が増えて重量が増えるとともにコスト高となるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池重量の軽減及び部品点数とコストの低減を図れかつ信頼性の高い電解液のシール性を確保できる密閉式電池とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉式電池は、一方の極性の接続端子を構成する金属製のケースと、ケースに絶縁状態で装着されて他方の極性の接続端子を構成する極柱とを備えた密閉式電池であって、一端が閉じられた中空筒状の極柱とケースに設けられた極柱の貫通穴との間に電気絶縁性を有するシール部が介装され、かつ極柱の一端部の径方向に膨出された圧縮変形部にてシール部を圧縮して密封性を発揮させるとともに極柱を固定したものである。
【００１３】
この構成によると、一端が閉じられた中空筒状の極柱を用い、かつその一端部を変形して形成した圧縮変形部にてシール部に密封性を発揮させるとともに極柱の固定を行っているので、重量の小さい中空筒状の極柱のみにて構成できて重量軽減とコスト低下を図ることができるとともに、信頼性の高いシール性を確保することができる。
【００１４】
また、極柱の圧縮変形部を、極柱の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧して形成すると、上記作用を奏する所望の圧縮変形部を一工程で容易にかつ確実に形成することができる。
【００１５】
また、ケース内に収容された極板群の一方の極性の端面に接合された集電体に極柱を接触させ、ケース外から極柱の中空部を通して極柱の一端壁と集電体を溶接接合すると、極柱の中空部を通して容易に極柱と極板群を直接接続することができ、その結果部品点数を低減できるため、接続抵抗及び重量の低減と低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また、極柱の一端壁と集電体を、レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接にて溶接接合すると、生産性良く接合することができる。
【００１７】
また、シール部が、ケース外面と極柱との間に圧縮状態で介装されるＯリングと、その内外周を規制するバックアップ部と、貫通穴と極柱との間及び極柱の一端変形部とケース内面との間に介在される絶縁スペーサ部とを有すると、絶縁スペーサ部が貫通穴の角部と極柱の一端変形部のコーナー部との間で強く圧縮されるとともに、バックアップ部間のＯリングが圧縮されることで、二重にシールされて、信頼性の高い電解液のシール性を確保できる。
【００１８】
また、極柱の他端には径方向外方に延出された鍔部を設け、この鍔部の少なくとも一側縁を、角形のケースの側縁に平行とすると、この極柱と他の密閉式電池の接続端子を電子ビーム溶接やレーザビーム溶接にて接続する場合に、鍔部の側縁を溶接することで接続できるとともにその際に溶接点を直線移動させて溶接できるので品質の高い溶接を効率的に行うことができる。
【００１９】
また、鍔部の両側縁を、ケースの長側面に平行とすると、鍔部の両側縁を同様に容易に溶接することができ、溶接接合面積を大きくして密閉式電池間の接続抵抗を小さくすることができる。
【００２０】
また、ケースの極柱配置側面と対向する側面に、極柱に対応する突部を突出形成し、その突部の少なくとも一側縁と鍔部の一側縁の、極柱配置側面と突部配置側面の対向方向の投影位置を合致させると、複数の密閉式電池を直列接続して電池モジュールを構成する場合に、合致した極柱と突部の側縁同士を電子ビーム溶接やレーザビーム溶接することで生産性良く接合することができる。
【００２１】
また、鍔部に極柱の軸方向に弾性変位可能な接続板部を設けると、複数の密閉式電池の極柱と突部を順次接合して直列接続し、電池モジュールを構成する場合に、接続板部と突部の側縁を接合することで、各密閉式電池の寸法ばらつきを接続板部の弾性変位によって吸収できて各密閉式電池を等ピッチ間隔とすることができ、複数の電池モジュールを絶縁シートを介して並列配置して電池パックを構成する際の絶縁シートの装着性を向上することができる。
【００２２】
また、本発明の密閉式電池の製造方法は、ケース蓋に設けられた極柱の貫通穴に一端が閉じられた中空筒状の極柱をその一端側から電気絶縁性と密封性を奏するシール部を介して挿通する工程と、極柱の一端部を径方向に膨出させるとともに軸方向に圧縮変形させ、シール部の密封性を発揮させるとともに極柱を固定する工程と、ケース本体内に極板群を収容する工程と、本体ケースにケース蓋を接合する工程と、極柱の中空部を通して極柱の一端壁と極板群の一方の極性の端面を接合する工程と、極板群の他方の極性の端面とケース本体の底壁を接合する工程とを有するものであり、上記作用効果を奏する極柱構成の密閉式電池を得ることができる。
【００２３】
また、極柱の圧縮変形時に、その中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧すると、極柱の一端部を確実に径方向に膨出させつつ軸方向に圧縮変形でき、簡単な工程によってシール性を確保できるとともに極柱を確実に固定できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の密閉式電池の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２５】
図１、図２において、１は全体形状が直方体状の密閉式電池で、金属製の箱状のケース本体３の一側開口に金属製のケース蓋４を溶接して構成されたケース２内に、発電要素としての極板群５と電解液を収容して構成されている。ケース本体３及びケース蓋４は、例えばニッケル水素二次電池の場合には、耐電解液性を確保するためニッケルメッキを施した鋼板にて構成され、リチウムイオン二次電池の場合にはアルミニウム合金にて構成される。
【００２６】
極板群５は、複数枚の正極板と負極板をセパレータを介して積層して構成され、かつ正極板と負極板の芯材を互いに反対側部に突出させて各々正極と負極のリード部６ａ、６ｂ（図４参照）とし、その端面に集電体としての正極と負極の集電板７ａ、７ｂ（図４参照）が接合されている。
【００２７】
ケース蓋４には、図１及び図２（ｂ）に示すように、例えば正極の外部接続端子としての一対の極柱８が適当間隔あけて装着されている。極柱８は、一端が閉じられた中空円筒状でかつ他端に径方向外方に延出する鍔部９が設けられている。ケース蓋４には、極柱８を挿通する貫通穴１０が形成され、かつこの貫通穴１０の周囲の両面に接するとともに極柱８の外周面と貫通穴１０の内周面に嵌合する断面略コ字状の環状のシール部材１１が配設されている。
【００２８】
そして、図３（ａ）に示すように、ケース蓋４の貫通穴１０にシール部材１１を装着するとともに極柱８をその一端側から貫通穴１０に挿通し、図３（ｂ）に示すように、極柱８の中空内に矢印ａのように流体圧を作用させた状態で一端から矢印ｂのように軸方向に押圧することで、図３（ｂ）及び図１（ａ）に示すように、極柱８の一端部の径方向に膨出した圧縮変形部１２が形成され、この圧縮変形部１２にてシール部材１１が圧縮されて密封性が発揮されるとともに、圧縮変形部１２と鍔部９にてシール部材１１を介してケース蓋４を挟持することで、ケース蓋４に極柱８が固定されている。
【００２９】
また、ケース本体３にケース蓋４を接合してケース２を構成した状態で、極柱８の一端部の圧縮変形部１２の端壁が極板群５の集電板７ａに当接され、その状態でケース２外から極柱８の中空部を通してレーザビーム１３や電子ビームを照射して圧縮変形部１２の端壁と集電板７ａが溶接され、その溶接部１４にて集電板７ａと極柱８が接合されている。その際に、極柱８が比較的大きな断面積の中空部を有することで、図１（ａ）に示すように、集光角度が２６〜３０°のレーザビーム１３を適用することができ、工数の削減及び設備投資の抑制を図ることができる。
【００３０】
また、ケース本体３の底壁３ａには、図２（ａ）に示すように、極柱８に対応するように一対の矩形状の突部１５が突出形成され、かつケース本体３の底壁３ａには、極板群５の負極の集電板７ｂが当接され（図４参照）、図２（ａ）に示すように、突部１５の両側位置でレーザビーム溶接１６や電子ビーム溶接にて接合されている。
【００３１】
また、突部１５の両側縁は、ケース本体３の長側面に平行とされ、極柱８の鍔部９も、図１（ｂ）に示すように、その両側縁がケース蓋４の長手方向の側縁に平行な矩形状とされ、さらに突部１５の両側縁と極柱８の鍔部９の両側縁は、底壁３ａとケース蓋４の対向方向の投影位置が合致されている。
【００３２】
かくして、複数の密閉式電池１を直列接続して一体的に結合した電池モジュールを構成するために、複数の密閉式電池１の一方の密閉式電池１の極柱８と他方の密閉式電池１の突部１５を接合する場合に、図４に示すように、両電池のケース２、２間の隙間から極柱８の鍔部９の側縁と突部１５の側縁にレーザビーム１３や電子ビームを照射してレーザビーム溶接１７や電子ビーム溶接にて接合することで生産性良く接合でき、かつその溶接時に溶接点を直線移動させて溶接できるので品質の高い溶接を効率的に行うことができ、また鍔部９と突部１５の両側縁を溶接することで溶接面積を大きくでき、接続抵抗を小さくすることができる。
【００３３】
次に、以上の密閉式電池１の製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ケース蓋４に設けられた極柱８の貫通穴１０にシール部材１１を装着するとともに、一端が閉じられた中空筒状の極柱８をその一端側から挿通し、次に図３（ｂ）に示すように、極柱８の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧することで、極柱８の一端部を径方向に膨出させながら軸方向に圧縮変形させて圧縮変形部１２を形成し、シール部材１１を圧縮して密封性を発揮させるとともに極柱８をケース蓋４に固定する。
【００３４】
また、ケース本体３内に極板群５を収容し、極板群５の集電体７ｂとケース本体３の底面とをレーザビーム溶接１７又は電子ビーム溶接にて接合する。次に、上記ケース蓋４をケース本体３の開口部に嵌合させてその嵌合部をレーザビーム溶接１８又は電子ビーム溶接にて接合してケース２を密閉する。その状態で極柱８の一端壁が極板群５の集電板７ａに当接しており、極柱８の一端壁にケース２の外側から極柱８の中空部を通してレーザビーム１３を照射することで極柱８と集電板７ａを溶接部１４にて接続する。
【００３５】
その後、ケース本体３の底壁又はケース蓋に形成された注液口（図示せず）から電解液を注入した後、その注液口を閉鎖するように安全弁（図示せず）を装着することで密閉式電池１が完成する。
【００３６】
以上の本実施形態によれば、一端が閉じられた中空筒状の極柱８を用い、かつその一端部を変形して形成した圧縮変形部１２にてシール部材１１に密封性を発揮させるとともに極柱８の固定を行っているので、重量の小さい中空筒状の極柱８のみにて構成できて重量軽減とコスト低下を図ることができるとともに、信頼性の高いシール性を確保することができ、またその圧縮変形部１２を、極柱８の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧して形成することで、上記作用を奏する所望の圧縮変形部を容易かつ確実に形成することができる。
【００３７】
また、ケース２内に収容された極板群５の一方の集電板７ａに極柱８を接触させ、ケース２外から極柱８の中空部を通して極柱８の一端壁と集電板７ａをレーザビーム溶接又は電子ビーム溶接にて溶接接合しているので、極柱８の中空部を通して容易かつ生産性良く極柱８と極板群５を直接接続することができ、部品点数を低減でき、接続抵抗及び重量の低減と低コスト化を図ることができる。
【００３８】
また、極柱８の他端に設けた鍔部９の両側縁を、ケース２の長側面に平行にしているので、この極柱８と他の密閉式電池１の突部１５などの接続端子とをレーザビーム溶接や電子ビーム溶接にて接続する場合に、鍔部９の側縁を溶接する際に溶接点を直線移動させて溶接できるので品質の高い溶接を効率的に行うことができ、また鍔部９の両側縁を溶接することで溶接面積を大きくして接続抵抗を小さくすることができる。
【００３９】
特に、ケース本体３の底壁３ａの極柱８に対応する位置に接続端子としての突部１５を突出形成し、その突部１５の両側縁と鍔部９の両側縁の投影位置を合致させているので、複数の密閉式電池１を直列接続して電池モジュールを構成する場合に、合致した極柱８と突部１５の側縁同士を電子ビーム溶接やレーザビーム溶接することで生産性良く接合することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の密閉式電池の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と同一の構成部分については説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４１】
上記第１の実施形態では、極柱８の貫通部のシール部として、断面コ字状のシール部材１１を例示したが、本実施形態におけるシール部２１は、図５に示すように、ケース蓋４の外面と極柱８の鍔部９との間に圧縮状態で介装されるＯリング２２と、Ｏリング２２の外周を規制するバックアップ部材２３と、Ｏリング２２の内周部を規制するバックアップ用鍔部２４とその内周から一体的に円筒状に延出された絶縁スペーサ部２５とを有する絶縁スペーサ２６にて構成されている。絶縁スペーサ部２５は、その外周が貫通穴１０の内周に嵌合し、内周は、図５（ａ）に示すように、圧縮変形部１２を形成する前の極柱８の外周に嵌合するように構成されている。その材質は、例えばバックアップ部材２３はポリプロピレンにて構成され、絶縁スペーサ２６はナイロン６６にて構成されるとともにバックアップ用鍔部２４は高い硬度に形成されている。なお、バックアップ用鍔部２４は絶縁スペーサ部２５と別体のバックアップ部材にて構成してもよい。
【００４２】
そして、極柱８の装着時には、上記第１の実施形態と同様に、極柱８の中空内に流体圧を負荷しながら一端から押圧して圧縮変形させることで、図５（ｂ）に示すように、極柱８の一端部に圧縮変形部１２が形成されるとともに、Ｏリング２２がバックアップ部材２３とバックアップ用鍔部２４の間で圧縮されてシール圧を発生し、また筒状スペーサ部２５が圧縮変形部１２の膨出ととともに径方向に拡張されかつケース蓋４の内面と圧縮変形部１２の間で圧縮され、特に貫通穴１０の角部と圧縮変形部１２のコーナー部の間に強圧縮部２７が発生する。
【００４３】
かくして、本実施形態におけるシール部２１によれば、極柱８の貫通部が、圧縮されたＯリング２２と、強圧縮部２７によって２重にシールされるので、信頼性の高い電解液のシール性を確保できる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の密閉式電池の第３の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。
【００４５】
本実施形態においては、極柱８の鍔部９を略円形に形成するとともに、そのケース蓋４の長手方向両側部から翼片３１を一体的に延出し、この翼片３１のケース蓋４の幅方向両側部をケース蓋４から離間する方向に角度θ（４〜６°程度）だけ傾斜成形することにより、その両側部にて極柱８の軸方向に弾性変位可能な接続板部３２を形成している。この接続板部３２の両側縁はケース２の長側面と平行に形成され、かつ浮き上がり量、即ち弾性変位量ｄは０．２〜０．３ｍｍ程度に設定されている。また、バックアップ部材２３として、鍔部９の両側の翼片３１、３１間の全面にわたる長方形状のものが用いられている。
【００４６】
本実施形態によれば、極柱８の鍔部９に弾性変位可能な接続板部３２を設けたことにより、図７に示すように、複数の密閉式電池１を直列接続して電池モジュールを構成するため、極柱８と突部１５を順次接合する場合に、極柱８の接続板部３２と突部１５の側縁を接合することで、各密閉式電池１の寸法ばらつきを接続板部３２の弾性変位によって吸収することができる。これによって、密閉式電池１に寸法ばらつきがあっても、電池モジュールを構成したときに、各密閉式電池１を等ピッチ間隔とすることができる。そのため、複数の電池モジュールを絶縁シートを介して並列配置して電池パックを構成する際に、その絶縁シートの装着性を向上することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の密閉式電池とその製造方法によれば、一端が閉じられた中空筒状の極柱を用い、かつその一端部を変形して形成した圧縮変形部にてシール部に密封性を発揮させるとともに極柱の固定を行っているので、重量の小さい中空筒状の極柱のみから成るので重量軽減とコスト低下を図ることができるとともに、信頼性の高いシール性を確保することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の密閉式電池における要部構成を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同実施形態の密閉式電池の外観を示し、（ａ）はケース本体の底側から見た斜視図、（ｂ）はケース蓋側から見た斜視図である。
【図３】同実施形態の極柱の装着工程を示し、（ａ）は極柱を挿通した状態の断面図、（ｂ）は圧縮変形部を形成した状態の断面図である。
【図４】同実施形態の密閉式電池同士の接続状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の密閉式電池における極柱の装着工程を示し、（ａ）は極柱を挿通した状態の断面図、（ｂ）は圧縮変形部を形成した状態の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の密閉式電池における要部構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】同実施形態の密閉式電池同士の接続状態を示す断面図である。
【図８】従来例の密閉式電池における極柱部の構成を示す断面図である。
【図９】他の従来例の密閉式電池における極柱部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 密閉式電池
２ ケース
５ 極板群
７ａ 集電板
８ 極柱
９ 鍔部
１０ 貫通穴
１１ シール部材
１２ 圧縮変形部
１３ レーザビーム
１４ 溶接部
１５ 突部
２１ シール部
２２ Ｏリング
２３ バックアップ部材
２４ バックアップ用鍔部
２５ 絶縁スペーサ部
２６ 絶縁スペーサ
２７ 強圧縮部
３２ 接続板部
Claims (10)
- 一方の極性の接続端子を構成する金属製のケースと、ケースに絶縁状態で装着されて他方の極性の接続端子を構成する極柱とを備えた密閉式電池であって、
一端が閉じられた中空筒状の極柱が、前記一端側からケース内に挿入配置されると共に、前記極柱の一端部の径方向に膨出された圧縮変形部で、ケース蓋に設けられた極柱を挿通する貫通穴に介装されたシール部を圧縮することによってケースが密閉され、かつ、前記極柱の一端部の圧縮変形部の端壁が、ケース内に収容された極板群の一方の極性の端面に接合された集電体に溶接接合されていることを特徴とする密閉式電池。 - 一方の極性の接続端子を構成する金属製のケースと、ケースに絶縁状態で装着されて他方の極性の接続端子を構成する極柱とを備えた密閉式電池であって、
一端が閉じられた中空筒状の極柱が、前記一端側からケース内に挿入配置されると共に、前記極柱の一端部の径方向に膨出された圧縮変形部で、ケース蓋に設けられた極柱を挿通する貫通穴に介装されたシール部を圧縮することによってケースが密閉され、かつ、前記極柱の他端には、ケース外側において径方向外方に延出された矩形状の鍔部を設け、該鍔部の両側縁が、ケース蓋の長手方向の側縁に平行であることを特徴とする密閉式電池。 - 極柱の圧縮変形部は、極柱の中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧して形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の密閉式電池。
- 極柱の一端壁と集電体は、レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接にて溶接接合したことを特徴とする請求項１記載の密閉式電池。
- シール部は、ケース外面と極柱との間に圧縮状態で介装されるＯリングと、その内外周を規制するバックアップ部と、貫通穴と極柱との間及び極柱の一端変形部とケース内面との間に介在される絶縁スペーサ部とを有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の密閉式電池。
- 極柱の他端には、ケース外側において径方向外方に延出された矩形状の鍔部を設け、この鍔部の両側縁を、ケース蓋の長手方向の側縁に平行としたことを特徴とする請求項１に記載の密閉式電池。
- ケースの極柱配置側面と対向する側面に、極柱に対応する突部を突出形成し、その突部の少なくとも一側縁と鍔部の一側縁の、極柱配置側面と突部配置側面の対向方向の投影位置を合致させたことを特徴とする請求項２または６に記載の密閉式電池。
- 鍔部に極柱の軸方向に弾性変位可能な接続板部を設けたことを特徴とする請求項２、６及び７の何れかに記載の密閉式電池。
- ケース蓋に設けられた極柱の貫通穴に、一端が閉じられた中空筒状の極柱をその一端側から電気絶縁性と密封性を奏するシール部を介して挿通する工程と、極柱の一端部を径方向に膨出させるとともに軸方向に圧縮変形させ、シール部の密封性を発揮させるとともに極柱を固定する工程と、ケース本体内に極板群を収容する工程と、本体ケースにケース蓋を接合する工程と、極柱の中空部を通して極柱の一端壁と極板群の一方の極性の端面に接合された集電体とを溶接接合する工程とを有することを特徴とする密閉式電池の製造方法。
- 極柱の圧縮変形時には、その中空内に流体圧を作用させた状態で一端から軸方向に押圧することを特徴とする請求項９記載の密閉式電池の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003163749A JP4257838B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | 密閉式電池とその製造方法 |
| US10/862,378 US20040248002A1 (en) | 2003-06-09 | 2004-06-08 | Sealed battery and method for manufacturing the same |
| US12/239,329 US7785377B2 (en) | 2003-06-09 | 2008-09-26 | Sealed battery and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003163749A JP4257838B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | 密閉式電池とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005004975A JP2005004975A (ja) | 2005-01-06 |
| JP4257838B2 true JP4257838B2 (ja) | 2009-04-22 |
Family
ID=33487583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003163749A Expired - Fee Related JP4257838B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | 密閉式電池とその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20040248002A1 (ja) |
| JP (1) | JP4257838B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4393791B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2010-01-06 | パナソニック株式会社 | 密閉電池 |
| JP4715114B2 (ja) | 2004-06-17 | 2011-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電池ケース蓋用パッキン、電池ケース蓋の製造方法、電池の製造方法 |
| DE102005045418B3 (de) * | 2005-09-23 | 2006-11-30 | Varta Automotive Systems Gmbh | Akkumulator, Akkumulatorblock und Verfahren zur Herstellung derselben |
| US8213548B2 (en) * | 2006-04-04 | 2012-07-03 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for dynamic packet reordering |
| US8139612B2 (en) * | 2006-04-04 | 2012-03-20 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for dynamic packet mapping |
| JP5066834B2 (ja) * | 2006-05-23 | 2012-11-07 | トヨタ自動車株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| JP4983095B2 (ja) * | 2006-05-23 | 2012-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | アルカリ蓄電池、及びその製造方法 |
| JP5693462B2 (ja) * | 2008-11-25 | 2015-04-01 | エー１２３ システムズ， インコーポレイテッド | 電気化学セル、及び電気化学セルの内部部品を外部的に接続する方法 |
| WO2011086673A1 (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の製造方法 |
| TWI425697B (zh) * | 2010-05-07 | 2014-02-01 | Chun-Chieh Chang | 用於高耐久性鋰離子電池之集流柱密封 |
| GB2500678B (en) * | 2012-03-29 | 2016-01-06 | Spirax Sarco Ltd | A Thermoelectric generator and a thermoelectric power source |
| US9738976B2 (en) | 2013-02-27 | 2017-08-22 | Ioxus, Inc. | Energy storage device assembly |
| US9899643B2 (en) | 2013-02-27 | 2018-02-20 | Ioxus, Inc. | Energy storage device assembly |
| JP5753549B2 (ja) * | 2013-03-05 | 2015-07-22 | 千代田工業株式会社 | 金属部品の簡易保持構造 |
| US9892868B2 (en) | 2013-06-21 | 2018-02-13 | Ioxus, Inc. | Energy storage device assembly |
| JP6102688B2 (ja) * | 2013-11-12 | 2017-03-29 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| KR101941145B1 (ko) * | 2015-12-16 | 2019-01-23 | 주식회사 엘지화학 | 전지케이스, 이차전지 및 그의 제조방법 |
| DE102018215849A1 (de) * | 2018-09-18 | 2020-03-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle und Deckelbaugruppe |
| CN110048072A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-23 | 广东世力科技有限公司 | 一种复合电极柱的制备工艺及复合电极柱 |
| DE102022201858A1 (de) | 2022-02-22 | 2023-08-24 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Batteriemodul |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3163556B2 (ja) | 1994-08-31 | 2001-05-08 | 日本電池株式会社 | 二次電池 |
| JP2000048803A (ja) | 1998-07-27 | 2000-02-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | 有機電解質電池 |
| JP2000200597A (ja) | 1999-01-05 | 2000-07-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
| JP2000331656A (ja) | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 電気エネルギー蓄積デバイス |
| JP4146644B2 (ja) | 2001-08-06 | 2008-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 角形密閉式電池 |
-
2003
- 2003-06-09 JP JP2003163749A patent/JP4257838B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-06-08 US US10/862,378 patent/US20040248002A1/en not_active Abandoned
-
2008
- 2008-09-26 US US12/239,329 patent/US7785377B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7785377B2 (en) | 2010-08-31 |
| US20090023063A1 (en) | 2009-01-22 |
| JP2005004975A (ja) | 2005-01-06 |
| US20040248002A1 (en) | 2004-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4257838B2 (ja) | 密閉式電池とその製造方法 | |
| JP5528746B2 (ja) | 組電池 | |
| JP6093874B2 (ja) | 角形二次電池 | |
| KR101266052B1 (ko) | 2차 전지 | |
| JP6427462B2 (ja) | 角形二次電池 | |
| JP6731176B2 (ja) | 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法 | |
| WO2014118965A1 (ja) | 蓄電素子 | |
| JP2013093225A (ja) | 蓄電素子、単電池、および組電池 | |
| JP2003051303A (ja) | 角形密閉式電池 | |
| US20080038632A1 (en) | Sealed Battery And Method Of Manufacturing The Sealed Battery | |
| CN113725531B (zh) | 动力电池顶盖组件、动力电池以及电池模组 | |
| JP2019029226A (ja) | 蓄電素子の製造方法 | |
| KR102641236B1 (ko) | 이차 전지용 단자 및 해당 단자를 구비한 이차 전지 | |
| US20220247023A1 (en) | Power storage device | |
| JP2004022339A (ja) | 電池 | |
| CN114824683B (zh) | 端子部件、二次电池以及电池组 | |
| US20220238908A1 (en) | Rectangular secondary battery | |
| JP7040060B2 (ja) | 蓄電素子 | |
| JP7020034B2 (ja) | 蓄電素子 | |
| JP6778601B2 (ja) | 電池 | |
| JP2023053531A (ja) | 蓄電素子 | |
| JP2023038811A (ja) | 蓄電素子 | |
| JP2021150134A (ja) | 蓄電装置 | |
| JP2021132017A (ja) | 蓄電装置 | |
| KR101818514B1 (ko) | 체결용 클립을 포함하는 전지모듈 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060330 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070810 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070811 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080414 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080521 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080527 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080724 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081111 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090106 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090130 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4257838 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120213 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130213 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130213 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |