JP7333299B2

JP7333299B2 - 電池、組電池、および電池の製造方法

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Publication number: JP7333299B2
Application number: JP2020178749A
Authority: JP
Inventors: 喜紀横山
Original assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Current assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2023-08-24
Anticipated expiration: 2040-10-26
Also published as: JP2022069854A

Description

本開示は、電池、組電池、および電池の製造方法に関する。

組電池においては、各電池のケース外に配置された導電部材とバスバーとを溶接などにより接続する。このような構造は、国際公開第２０１３／０６５５２３号（特許文献１）などに記載されている。

国際公開第２０１３／０６５５２３号

特許文献１に示されるような電池において、電池ケースを貫通する端子部材と電池ケース外の導電部材とは、溶接およびカシメなどにより接合される。この接合強度を容易かつ正確に測定することが求められる。

本開示の目的は、電池ケースを貫通する端子部材と電池ケース外に配置された導電部材との接合強度を容易かつ正確に測定可能な構造を有する信頼性の高い電池、組電池、および電池の製造方法を提供することにある。

本開示に係る電池は、正極および負極を含む電極体と、電極体を収容する電池ケースと、正極または負極と電気的に接続され、電池ケースを貫通する端子部材と、電池ケース外に配置され、端子部材と接合された導電部材と、導電部材と電池ケースとの間に配置される絶縁部材とを備え、絶縁部材または導電部材に保持部が形成される。

本開示に係る組電池は、複数の電池と、複数の電池を電気的に接続するバスバーとを備える。複数の電池は、正極および負極を含む電極体と、電極体を収容する電池ケースと、正極または負極と電気的に接続され、電池ケースを貫通する端子部材と、電池ケース外に配置され、端子部材と接合された導電部材と、導電部材と電池ケースとの間に配置される絶縁部材とを各々含む。絶縁部材または導電部材に保持部が形成され、導電部材とバスバーとが溶接により接続される。

本開示に係る電池の製造方法は、正極および負極を含む電極体を形成する工程と、電極体を電池ケースに収容する工程と、正極または負極と電池ケースを貫通する端子部材とを電気的に接続する工程と、電池ケースの封口板上に絶縁部材を配置し、絶縁部材上に導電部材を配置する工程と、導電部材と端子部材とを接合する工程と、絶縁部材または導電部材に形成された保持部を治具で保持し、電池ケースの封口板から離れる方向に所定の力で引張る工程とを備える。

本開示によれば、電池ケースを貫通する端子部材と電池ケース外に配置された導電部材との接合強度を容易かつ正確に測定可能な構造を有する信頼性の高い電池、組電池、および電池の製造方法を提供することができる。

角形二次電池の斜視図である。図１におけるII－II断面図である。電極体を構成する正極板の平面図である。電極体を構成する負極板の平面図である。正極板および負極板からなる電極体を示す平面図である。電極体と正極集電部材および負極集電部材との接続構造を示す図である。封口板への正極集電部材および負極集電部材の取付構造を示す図である。図７におけるＶIII-ＶIII断面図である。図７におけるIＸ－IＸ断面図である。封口板と電極体とが接続された状態を示す図である。組電池におけるバスバーの配置を示す図である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その３）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その４）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その５）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その６）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その７）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その８）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その９）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１０）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１１）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１２）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１３）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１４）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１５）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１６）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１７）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１８）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その１９）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２０）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２１）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２２）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２３）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２４）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２５）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の例を示す図（その２６）である。引張試験用の治具を示す図（その１）である。引張試験用の治具を示す図（その２）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の変形例を示す図（その１）である。電池セルにおける電極端子の周辺形状の変形例を示す図（その２）である。

以下に、本開示の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本開示にとって必ずしも必須のものではない。

（角形二次電池１の構成）
図１は、角形二次電池１の斜視図である。図２は、図１におけるII－II断面図である。

図１，図２に示すように、角形二次電池１は、電池ケース１００と、電極体２００と、絶縁シート３００と、正極端子４００と、負極端子５００と、正極集電部材６００と、負極集電部材７００と、カバー部材８００とを含む。

電池ケース１００は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１１０と、角形外装体１１０の開口を封口する封口板１２０とからなる。角形外装体１１０および封口板１２０は、それぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが好ましい。

封口板１２０には、電解液注液孔１２１が設けられる。電解液注液孔１２１から電池ケース１００内に電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は、封止部材１２２により封止される。封止部材１２２としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。

封口板１２０には、ガス排出弁１２３が設けられる。ガス排出弁１２３は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に破断する。これにより、電池ケース１００内のガスが電池ケース１００外に排出される。

電極体２００は、電解液とともに電池ケース１００内に収容されている。電極体２００は、正極板と負極板がセパレータを介して積層されたものである。電極体２００と角形外装体１１０の間には樹脂製の絶縁シート３００が配置されている。

電極体２００の封口板１２０側の端部には、正極タブ２１０Ａおよび負極タブ２１０Ｂが設けられている。

正極タブ２１０Ａと正極端子４００とは、正極集電部材６００を介して電気的に接続されている。正極集電部材６００は、第１正極集電体６１０および第２正極集電体６２０を含む。なお、正極集電部材６００は、１つの部品から構成されてもよい。正極集電部材６００は、金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることがより好ましい。

負極タブ２１０Ｂと負極端子５００とは、負極集電部材７００を介して電気的に接続されている。負極集電部材７００は、第１負極集電体７１０および第２負極集電体７２０を含む。なお、負極集電部材７００は、１つの部品から構成されてもよい。負極集電部材７００は、金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。

正極端子４００は、樹脂製の外部側絶縁部材４１０を介して封口板１２０に固定されている。負極端子５００は、樹脂製の外部側絶縁部材５１０を介して封口板１２０に固定されている。

正極端子４００は金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることがより好ましい。負極端子５００は金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。負極端子５００が、電池ケース１００の内部側に配置される銅または銅合金からなる領域と、電池ケース１００の外部側に配置されるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる領域を有するようにしてもよい。

カバー部材８００は、第１正極集電体６１０と電極体２００との間に位置する。カバー部材８００は、負極集電体側に設けられてもよい。また、カバー部材８００は必須の部材ではなく、適宜省略が可能である。

（電極体２００の構成）
図３は、電極体２００を構成する正極板２００Ａの平面図である。正極板２００Ａは、矩形状のアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に正極活物質（たとえばリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等）、結着材（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等）、および導電材（たとえば炭素材料等）を含む正極活物質合剤層が形成された本体部２２０Ａを有する。本体部の端辺から正極芯体が突出しており、この突出した正極芯体が正極タブ２１０Ａを構成する。正極タブ２１０Ａにおける本体部の２２０Ａと隣接する部分には、アルミナ粒子、結着材、および導電材を含む正極保護層２３０Ａが設けられている。正極保護層２３０Ａは、正極活物質合剤層の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。正極活物質合剤層は導電材を含まなくてもとい。正極保護層２３０Ａは必ずしも設けられなくてもよい。

図４は、電極体２００を構成する負極板２００Ｂの平面図である。負極板２００Ｂは、矩形状の銅箔からなる負極芯体の両面に負極活物質層が形成された本体部２２０Ｂを有する。本体部２２０Ｂの端辺から負極芯体が突出しており、この突出した負極芯体が負極タブ２１０Ｂを構成する。

図５は、正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂからなる電極体２００を示す平面図である。図５に示すように、電極体２００は、一方の端部において各々の正極板２００Ａの正極タブ２１０Ａが積層され、各々の負極板２００Ｂの負極タブ２１０Ｂが積層されるように作製される。正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂは、たとえば各々５０枚程度ずつ重ねられる。正極板２００Ａと負極板２００Ｂとは、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータを介して交互に積層される。なお、長尺のセパレータをつづら折りして用いてもよい。

（電極体２００と正極集電部材６００および負極集電部材７００との接続構造）
図６は、電極体２００と正極集電部材６００および負極集電部材７００との接続構造を示す図である。図６に示すように、電極体２００は、第１電極体要素２０１（第１積層群）および第２電極体要素２０２（第２積層群）により構成される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２の外面にもセパレータが各々配置される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２は、たとえばテープ等により積層状態の状態で固定することができる。代替的に、各々の正極板２００Ａ、負極板２００Ｂおよびセパレータに接着層を設け、セパレータと正極板２００Ａとが各々接着され、セパレータと負極板２００Ｂとが各々接着されるようにしてもよい。

第１電極体要素２０１の複数枚の正極タブ２１０Ａが第１正極タブ群２１１Ａを構成する。第１電極体要素２０１の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第１負極タブ群２１１Ｂを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の正極タブ２１０Ａが第２正極タブ群２１２Ａを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第２負極タブ群２１２Ｂを構成する。

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２の間に、第２正極集電体６２０と第２負極集電体７２０とが配置される。第２正極集電体６２０は、第１開口６２０Ａおよび第２開口６２０Ｂを有する。第１正極タブ群２１１Ａおよび第２正極タブ群２１２Ａが、第２正極集電体６２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。第１負極タブ群２１１Ｂおよび第２負極タブ群２１２Ｂが、第２負極集電体７２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。溶接接続部２１３は、たとえば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等により形成し得る。

（封口板１２０への正極集電部材６００および負極集電部材７００の取付構造）
図７は、封口板１２０への正極集電部材６００および負極集電部材７００の取付構造を示す図である。図８は、図７におけるＶIII-ＶIII断面を示す。図９は、図７におけるIＸ－IＸ断面を示す。

まず、図７，図８を参照して、封口板１２０への正極集電部材６００の取付について説明する。

封口板１２０の外面側に樹脂製の絶縁部材４１１および樹脂製のガスケット４１２からなる外部側絶縁部材４１０、ならびに正極端子４００の外部端子４０２が配置される。封口板１２０の内面側に第１正極集電体６１０、および樹脂製の絶縁部材６３０（正極集電体ホルダ）が配置される。その後、正極端子４００の端子部材４０１が、絶縁部材４１１およびガスケット４１２の貫通孔、封口板１２０の正極端子取り付け孔、第１正極集電体６１０の貫通孔、および絶縁部材６３０の貫通孔に挿入される。端子部材４０１の上端は、カシメ部４０１Ａにおいて外部端子４０２にカシメ接続される。端子部材４０１の下端は、カシメ部４０１Ｂにおいて第１正極集電体６１０上にカシメ接続される。これにより、正極端子４００、外部側絶縁部材４１０、封口板１２０、第１正極集電体６１０、および絶縁部材６３０が固定される。なお、カシメ部４０１Ａ，４０１Ｂは、レーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。カシメ部４０１Ａ，４０１Ｂに代えて、溶接により端子部材４０１と外部端子４０２および第１正極集電体６１０との接合が行われてもよい。また、端子部材４０１の外周には、端子部材４０１と封口板１２０との間の絶縁性を確保するためのガスケット４０１Ｃが設けられている。

さらに、第２正極集電体６２０の一部が第１正極集電体６１０と重なるように、第２正極集電体６２０が絶縁部材６３０上に配置される。第２正極集電体６２０に設けられた第１開口６２０Ａにおいて、第２正極集電体６２０は第１正極集電体６１０にレーザ溶接等により溶接接続される。

図８に示すように、絶縁部材６３０は、電極体２００側に突出する筒状部６３０Ａを有する。筒状部６３０Ａは、第２正極集電体６２０の第２開口６２０Ｂを貫通し、電解液注液孔１２１と連通する孔部６３０Ｂを規定する。

封口板１２０に正極集電部材６００を取り付ける際は、まず、第１正極集電体６１０が封口板１２０上の絶縁部材６３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２正極集電体６２０が第１正極集電体６１０に取り付けられる。このとき、第２正極集電体６２０の一部が第１正極集電体６１０と重なるように第２正極集電体６２０が絶縁部材６３０上に配置される。続いて、第２正極集電体６２０に設けられた第１開口６２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１正極集電体６１０に溶接接続される。

次に、図７および図９を参照して、封口板１２０への負極集電部材７００の取付について説明する。

封口板１２０の外面側に樹脂製の絶縁部材５１１および樹脂製のガスケット５１２からなる外部側絶縁部材５１０、ならびに負極端子５００の外部端子５０２が配置される。封口板１２０の内面側に第１負極集電体７１０、および樹脂製の絶縁部材７３０（負極集電体ホルダ）が配置される。その後、負極端子５００の端子部材５０１が、絶縁部材５１１およびガスケット５１２の貫通孔、封口板１２０の負極端子取り付け孔、第１負極集電体７１０の貫通孔、および絶縁部材７３０の貫通孔に挿入される。端子部材５０１の上端は、カシメ部５０１Ａにおいて外部端子５０２にカシメ接続される。端子部材５０１の下端は、カシメ部５０１Ｂにおいて第１負極集電体７１０上にカシメ接続される。これにより、負極端子５００、外部側絶縁部材５１０、封口板１２０、第１負極集電体７１０、および絶縁部材７３０が固定される。なお、カシメ部５０１Ａ，５０１Ｂは、レーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。カシメ部５０１Ａ，５０１Ｂに代えて、溶接により端子部材５０１と外部端子５０２および第１負極集電体７１０との接合が行われてもよい。また、端子部材５０１の外周には、端子部材５０１と封口板１２０との間の絶縁性を確保するためのガスケット５０１Ｃが設けられている。

さらに、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように、第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａにおいて、第２負極集電体７２０は第１負極集電体７１０にレーザ溶接等により溶接接続される。

封口板１２０に負極集電部材７００を取り付ける際は、まず、第１負極集電体７１０が封口板１２０上の絶縁部材７３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２負極集電体７２０が第１負極集電体７１０に取り付けられる。このとき、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。続いて、第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１負極集電体７１０に溶接接続される。

（封口板１２０と電極体２００との接続構造）
図１０は、封口板１２０と電極体２００とが接続された状態を示す図である。上述したように、正極集電部材６００および負極集電部材７００を介して第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に取り付けられる。これにより、図１０に示すように、第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に接続され、電極体２００と正極端子４００および負極端子５００とが電気的に接続される。

（電極体２００および角形二次電池１の形成）
図１０に示す状態から、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが１つに纏められる。このとき、第１正極タブ群２１１Ａと第２正極タブ群２１２Ａとが互いに異なる方向に湾曲させられる。第１負極タブ群２１１Ｂと第２負極タブ群２１２Ｂとが互いに異なる方向に湾曲させられる。

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とは、テープ等により１つに纏められ得る。代替的に、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを、箱状ないし袋状に成形した絶縁シート内に配置することで１つに纏めることができる。さらに、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを接着により固定することができる。

１つに纏められた第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが絶縁シート３００で包まれ、角形外装体１１０に挿入される。その後、封口板１２０が角形外装体１１０に溶接接続され、角形外装体１１０の開口が封口板１２０により封口され、密閉された電池ケース１００が形成される。

その後、封口板１２０に設けられた電解液注液孔１２１から非水電解液が電池ケース１００に注液される。非水電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、体積比（２５℃）３０：３０：４０の割合で混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１．２モル／Ｌの濃度で溶解させたものを用いることができる。

非水電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は封止部材１２２により封止される。以上の工程の実施により、角形二次電池１は完成する。

（組電池におけるバスバー２の配置）
図１１は、組電池におけるバスバーの配置を示す図である。図１１に示す例は、複数の角形二次電池１を直列接続するものである。すなわち、図１１の例では、隣接する角形二次電池１の正極端子４００と負極端子５００とがバスバー２により電気的に接続される。正極端子４００および負極端子５００とバスバー２とは、典型的には溶接により接合される。

（角形二次電池１における電極端子の周辺形状）
本実施の形態に係る角形二次電池１は、正極端子４００および負極端子５００の周辺形状に１つの特徴を有する。図１２は、角形二次電池１における正極端子４００の周辺形状の例を示す図である。図１２に示すように、封口板１２０（ケース）の外部側に設けられた絶縁部材４１１上に外部端子４０２（導電部材）が設けられている。すなわち、外部端子４０２と封口板１２０との間に絶縁部材４１１が配置される。端子部材４０１は、電極体２００の正極タブ２１０Ａと電気的に接続され、封口板１２０を貫通する。上述したとおり、端子部材４０１と外部端子４０２とは、カシメ部４０１Ａ（図８参照）においてカシメ接続されている。

端子部材４０１は、Ｘ軸方向に沿って図中左側の端部（第１の端部）近傍において外部端子４０２に接合されている。バスバー２は、Ｘ軸方向に沿って図中右側の端部（第２の端部）近傍において外部端子４０２のバスバー接続部４００Ａに接合される。

絶縁部材４１１は、貫通孔４１１Ａを有する。貫通孔４１１Ａは、図１２の紙面の奥行方向（Ｙ軸方向）に沿って絶縁部材４１１を勧誘する。図１２に示すように、貫通孔４１１Ａは、バスバー接続部４００Ａの近傍に形成される。

外部端子４０２には、バスバー２を介して他の角形二次電池１に接続される。角形二次電池１の変形等の要因により、バスバー２から外部端子４０２に外力が作用することがある。このとき、端子部材４０１と外部端子４０２との接合部分が、バスバー２から受ける外力に対して十分な耐力を有しているかを製造段階で確認することが求められる。

図１２に示す例では、絶縁部材４１１または外部端子４０２に形成された貫通孔４１１Ａを治具で保持し、封口板１２０から離れる方向（図中上側）に所定の力で引張ることにより、端子部材４０１と外部端子４０２との接合部分が十分な耐力を有しているかを確認することができる。すなわち、貫通孔４１１Ａは、強度検査時に絶縁部材４１１を保持する「保持部」を構成するものである。

貫通孔４１１Ａは、たとえば５０Ｎ以上１０００Ｎ以下程度の引張力（図中上向き）に耐えられるものであればよい。たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂により絶縁部材４１１が構成されたとき、貫通孔４１１Ａの径は、たとえばΦ２ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であり、貫通孔４１１Ａの全長は、たとえば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度である。なお、貫通孔４１１Ａは、これらの構成に限定されるものではない。

図１２に示すように、Ｘ軸方向に沿ってバスバー接続部４００Ａ側（図中右側）に貫通孔４１１Ａを設けることにより、貫通孔４１１Ａを保持したときにバスバー２から外部端子４０２に外力が作用したときに近い状態を再現することができる。

図１３～図３７は、図１２の構造の変形例を示す図である。図１３に示すように、貫通孔４１１Ａは、Ｘ軸方向に沿って絶縁部材４１１の中央付近に設けられてもよい。図１４に示すように、貫通孔４１１Ａは、Ｘ軸方向に沿ってバスバー接続部４００Ａの反対側（図中左側）に設けられてもよい。図１２～図１４の例では、貫通孔４１１Ａは略円形の断面形状を有するが、図１５に示すように、貫通孔４１１Ａは、矩形の断面形状を有してもよい。

図１６～図２１に示すように、貫通孔４１１Ａに代えて凹部４１１Ｂが設けられてもよい。凹部４１１Ｂは、貫通孔４１１Ａと同様に、強度検査時に絶縁部材４１１を保持する「保持部」を構成するものである。

凹部４１１Ｂは、貫通孔４１１Ａと同等の引張力（図中上向き）に耐えられるものであればよい。たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂により絶縁部材４１１が構成されたとき、凹部４１１Ｂの幅（図１６中左右方向）は、たとえば２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であり、凹部４１１Ｂの高さ（図１６中上下方向）は、たとえば２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であり、凹部４１１Ｂの長さ（図１６中紙面奥行方向の深さ）は、たとえば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度である。なお、凹部４１１Ｂは、これらの構成に限定されるものではない。

図１６に示す例において、凹部４１１Ｂは、封口板１２０に面する絶縁部材４１１の底面に面し、封口板１２０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる絶縁部材４１１の側面に開口するように形成されている。図１７に示す例において、凹部４１１Ｂは、絶縁部材４１１の底面および長側面に面し、絶縁部材４１１の長手方向（Ｘ軸方向）の全長にわたって形成されている。図１８に示す例において、凹部４１１Ｂは、絶縁部材４１１の短手方向（Ｙ軸方向）の両側に形成されている。図１９に示す例において、凹部４１１Ｂは、絶縁部材４１１の長手方向（Ｘ軸方向）の片側（バスバー接続部４００Ａ側）に形成されている。図２０に示す例において、凹部４１１Ｂは、絶縁部材４１１の短手方向（Ｙ軸方向）の全長にわたって形成されている。図２１に示す例において、凹部４１１Ｂは、絶縁部材４１１の長手方向（Ｘ軸方向）の両側（端子部材４０１側およびバスバー接続部４００Ａ側）に形成されている。

図２２～図２４の例では、絶縁部材４１１の短側面に貫通孔４１１Ａないし凹部４１１Ｂが開口している。すなわち、貫通孔４１１Ａないし凹部４１１Ｂは、長手方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる絶縁部材４１１の側面（長側面）に開口するように形成されてもよいし、短手方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる絶縁部材４１１の側面（短側面）に開口するように形成されてもよい。

図２５～図３３の例では、外部端子４０２が設けられる部分（ベース部）とは別に、絶縁部材４１１が厚肉部４１１Ｃを有する。図２５～図３３に示すように、厚肉部４１１Ｃは、ベース部の厚み（第１の厚み）よりも大きい厚み（第２の厚み）を有する。厚肉部４１１Ｃは、Ｘ軸方向に沿ってバスバー接続部４００Ａ側に設けられている。

図２５～図３３の例において、貫通孔４１１Ａおよび凹部４１１Ｂは、厚肉部４１１Ｃに形成されている。図２５～図３３に示すように、厚肉部４１１Ｃに形成される貫通孔４１１Ａおよび凹部４１１Ｂの形状、範囲および配置は、適宜変更が可能である。

図３４～図３７は、厚肉部４１１Ｃの形状の変形例を示す図である。図３４～図３７の例では、短手方向（Ｙ軸方向）の一部に厚肉部４１１Ｃが形成されている。この場合も、貫通孔４１１Ａおよび凹部４１１Ｂの形状、範囲および配置は、適宜変更が可能である。図３７の例では、厚肉部４１１Ｃに開口４１１Ｄを設け、貫通孔４１１Ａおよび凹部４１１Ｂに代えて開口４１１Ｄを「保持部」として使用可能にしている。

図３８，図３９は、引張試験用の治具９００を示す図である。図３８の例では、治具９００は、略Ｌ字状の第１部材９１０および第２部材９２０を有する。第１部材９１０の先端部９１０Ａと、第２部材９２０の先端部９２０Ａとを矢印ＤＲ１方向に沿って移動させ、貫通孔４１１Ａまたは凹部４１１Ｂに挿入する。その後、第１部材９１０および第２部材９２０から貫通孔４１１Ａまたは凹部４１１Ｂを介して絶縁部材４１１に矢印ＤＲ２方向の力を作用させる。

図３９の例では、治具９００は、ワイヤ状の部材から構成される。ワイヤ状の治具９００を矢印ＤＲ１方向に沿って移動させ、貫通孔４１１Ａに挿入する。その後、治具９００から貫通孔４１１Ａを介して絶縁部材４１１に矢印ＤＲ２方向の力を作用させる。

貫通孔４１１Ａおよび凹部４１１Ｂの開口の面積をたとえば１．７ｍｍ²以上程度とすることが好ましい。このようにすることで、所定の断面積を有する治具９００を貫通孔４１１Ａおよび凹部４１１Ｂに挿入しやすい。

図４０，図４１は、正極端子４００の周辺形状のさらなる変形例を示す図である。図４０，図４１に示される変形例は、絶縁部材４１１ではなく、端子部材４０１と接合された外部端子４０２（導電部材）に「保持部」を形成するものである。

図４０，図４１の例では、外部端子４０２の端部に設けられた段差部４０２Ａを「保持部」として使用可能としている。段差部４０２Ａは、図４０に示すように、Ｙ軸方向（図４０の紙面奥行方向）に沿って延在してもよいし、図４１に示すように、Ｘ軸方向（図４１の左右方向）に沿って延在してもよい。

好ましくは、封口板１２０から段差部４０２Ａの上面までの距離は、封口板１２０から外部端子４０２の中央部の上面までの距離の２倍以下程度である。このようにすることで、角形二次電池１の高さが過度に増大することを防ぎ、体積エネルギー密度の低下を抑制することが可能となる。

また、段差部４０２Ａに代えて、外部端子４０２を厚み方向に貫通する孔を「保持部」として設けてもよい。

本実施の形態に係る角形二次電池１によれば、封口板１２０を貫通する端子部材４０１と封口板１２０の外に配置された外部端子４０２との接合強度を容易かつ正確に測定することができる。なお、上述の例では、正極端子４００の周辺構造について例示したが、負極端子５００の周辺において同様の構造を適用してもよい。

以上、本開示の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１角形二次電池、２バスバー、１００電池ケース、１１０角形外装体、１２０封口板、１２１電解液注液孔、１２２封止部材、１２３ガス排出弁、２００電極体、２００Ａ正極板、２００Ｂ負極板、２０１第１電極体要素、２０２第２電極体要素、２１０Ａ正極タブ、２１０Ｂ負極タブ、２１１Ａ第１正極タブ群、２１１Ｂ第１負極タブ群、２１２Ａ第２正極タブ群、２１２Ｂ第２負極タブ群、２１３溶接接続部、２２０Ａ，２２０Ｂ本体部、２３０Ａ正極保護層、３００絶縁シート、４００正極端子、４００Ａバスバー接続部、４０１，５０１端子部材、４０１Ａ，４０１Ｂ，５０１Ａ，５０１Ｂカシメ部、４０１Ｃ，５０１Ｃガスケット、４０２，５０２外部端子、４０２Ａ段差部、４１０，５１０外部側絶縁部材、４１１，５１１，６３０，７３０絶縁部材、４１１Ａ貫通孔、４１１Ｂ凹部、４１１Ｃ厚肉部、４１１Ｄ開口、４１２，５１２ガスケット、５００負極端子、６００正極集電部材、６１０第１正極集電体、６２０第２正極集電体、６２０Ａ，７２０Ａ第１開口、６２０Ｂ第２開口、６３０Ａ筒状部、６３０Ｂ孔部、７００負極集電部材、７１０第１負極集電体、７２０第２負極集電体、８００カバー部材、９００治具、９１０第１部材、９１０Ａ，９２０Ａ先端部、９２０第２部材。

Claims

正極および負極を含む電極体と、
前記電極体を収容する電池ケースと、
前記正極または負極と電気的に接続され、前記電池ケースを貫通する端子部材と、
前記電池ケース外に配置され、前記端子部材と接合された導電部材と、
前記導電部材と前記電池ケースとの間に配置される絶縁部材とを備え、
前記導電部材と前記端子部材との接合強度を測定するための治具を挿入可能な保持部が前記絶縁部材に形成され、
前記保持部は、前記絶縁部材に設けられた貫通孔である、電池。
正極および負極を含む電極体と、
前記電極体を収容する電池ケースと、
前記正極または負極と電気的に接続され、前記電池ケースを貫通する端子部材と、
前記電池ケース外に配置され、前記端子部材と接合された導電部材と、
前記導電部材と前記電池ケースとの間に配置される絶縁部材とを備え、
前記導電部材と前記端子部材との接合強度を測定するための治具を挿入可能な保持部が前記絶縁部材に形成され、
前記保持部は、前記絶縁部材に設けられた凹部または孔であり、
前記保持部は、前記絶縁部材の外側に面する開口部を有し、
前記開口部の面積は１．７ｍｍ²以上である、電池
前記端子部材と前記導電部材とがカシメまたは溶接により接合される、請求項１または請求項２に記載の電池。
前記電池ケースは、開口を有する本体と、前記開口を塞ぐ封口板とを含み、
前記封口板は、長手方向と短手方向とを含む矩形形状を有し、
前記導電部材は、前記長手方向に沿って互いに反対側に位置する第１の端部および第２の端部を有し、
前記導電部材の前記第１の端部近傍において前記端子部材と前記導電部材とが接合され、
前記導電部材の前記第２の端部近傍に位置する前記絶縁部材または前記導電部材に前記保持部が形成された、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池。
前記孔は、前記絶縁部材を貫通する、請求項２に記載の電池。
前記保持部は、前記絶縁部材の外側に面する開口部を有し、
前記開口部の面積は１．７ｍｍ²以上である、請求項１に記載の電池。
前記電池ケースは、開口を有する本体と、前記開口を塞ぐ封口板とを含み、
前記封口板は、長手方向と短手方向とを含む矩形形状を有し、
前記絶縁部材は、前記封口板の前記長手方向に沿って延びる側面を有し、
前記保持部は前記側面に開口するように形成される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池。
前記電池ケースは、開口を有する本体と、前記開口を塞ぐ封口板とを含み、
前記封口板は、長手方向と短手方向とを含む矩形形状を有し、
前記絶縁部材は、前記封口板の前記短手方向に沿って延びる側面を有し、
前記保持部は前記側面に開口するように形成される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池。
前記絶縁部材は、前記導電部材と前記電池ケースとの間に位置し、第１の厚みを有するベース部と、前記第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有する厚肉部とを含み、
前記保持部は前記厚肉部に形成される、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電池。
正極および負極を含む電極体と、
前記電極体を収容する電池ケースと、
前記正極または負極と電気的に接続され、前記電池ケースを貫通する端子部材と、
前記電池ケース外に配置され、前記端子部材と接合された導電部材と、
前記導電部材と前記電池ケースとの間に配置される絶縁部材とを備え、
前記導電部材と前記端子部材との接合強度を測定するための治具を挿入可能な保持部が前記導電部材に形成され、
前記電池ケースは、開口を有する本体と、前記開口を塞ぐ封口板とを含み、
前記保持部は、前記導電部材の端部に設けられた段差部により形成され、
前記封口板から前記段差部の上面までの距離は、前記封口板から前記導電部材の中央部の上面までの距離の２倍以下である、電池。
複数の電池と、
前記複数の電池を電気的に接続するバスバーとを備え、
前記複数の電池は、
正極および負極を含む電極体と、
前記電極体を収容する電池ケースと、
前記正極または負極と電気的に接続され、前記電池ケースを貫通する端子部材と、
前記電池ケース外に配置され、前記端子部材と接合された導電部材と、
前記導電部材と前記電池ケースとの間に配置される絶縁部材とを各々含み、
前記導電部材と前記端子部材との接合強度を測定するための治具を挿入可能な保持部が前記絶縁部材に形成され、
前記保持部は、前記絶縁部材に設けられた凹部または孔であり、
前記保持部は、前記絶縁部材の外側に面する開口部を有し、
前記開口部の面積は１．７ｍｍ²以上であり、
前記導電部材と前記バスバーとが溶接により接続された、組電池。
正極および負極を含む電極体を形成する工程と、
前記電極体を電池ケースに収容する工程と、
前記正極または前記負極と前記電池ケースを貫通する端子部材とを電気的に接続する工程と、
前記電池ケースの封口板上に絶縁部材を配置し、前記絶縁部材上に導電部材を配置する工程と、
前記導電部材と前記端子部材とを接合する工程と、
前記絶縁部材に設けられた貫通孔、凹部、もしくは開口、または前記導電部材の端部に設けられた段差部、もしくは前記導電部材を厚み方向に貫通する孔からなる保持部を治具で保持し、前記電池ケースの封口板から離れる方向に所定の力で引張ることにより、前記導電部材と前記端子部材との接合強度を測定する工程とを備えた、電池の製造方法。