WO2011024286A1 - 電池、車両及び電池搭載機器 - Google Patents

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WO2011024286A1
WO2011024286A1 PCT/JP2009/065032 JP2009065032W WO2011024286A1 WO 2011024286 A1 WO2011024286 A1 WO 2011024286A1 JP 2009065032 W JP2009065032 W JP 2009065032W WO 2011024286 A1 WO2011024286 A1 WO 2011024286A1
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positive electrode
battery
resin
electrode terminal
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彦人 山崎
薫 柚原
淳平 飯島
貴司 原山
正人 駒月
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention comprises a positive electrode terminal member made of aluminum and extending from the inside of the battery case to the outside thereof, a negative electrode terminal member made of copper and extending from the inside of the battery case to the outside thereof, and a positive electrode terminal member
  • a battery comprising: a positive-side resin member that covers a part of the negative electrode member that covers the periphery of the negative electrode terminal member; and a negative electrode-side resin member that covers a part of the negative electrode terminal member and that covers the part of the negative electrode terminal member. It relates to on-board equipment.
  • batteries used for these driving power sources are increasing.
  • Some of such batteries include two electrode terminal members (a positive electrode terminal member and a negative electrode terminal member) that extend to the outside of the battery case while being electrically connected to a power generation element inside the battery.
  • Patent Document 1 a plate-shaped lid made of metal, two electrode terminals (a positive terminal member and a negative terminal member) that are inserted through two through holes formed in the lid, and the lid
  • the body and the electrode terminals are insert-molded to insulate the lid and the electrode terminals, and have two insulating sealing members (a positive-side resin member and a negative-side resin member) that integrally fix them.
  • An upper lid of a lithium battery is disclosed. Both the two electrode terminals and the two insulating sealing members of the upper lid have the same shape on both the positive electrode side and the negative electrode side.
  • the adhesion (sealability) between the negative electrode side resin member and the negative electrode terminal member is lower than the sealability between the positive electrode side resin member and the positive electrode terminal member. It turns out that it is easy. For this reason, for example, when the positive electrode side resin member and the negative electrode side resin member, and the positive electrode terminal member and the negative electrode terminal member have the same shape, the sealing property between the positive electrode side resin member and the positive electrode terminal member is still unclear. Even if it is sufficiently maintained, it has been found that the sealing performance between the negative electrode side resin member and the negative electrode terminal member is lowered first, and as a result, problems such as electrolyte leakage occur as a battery. .
  • the battery of Patent Document 1 in which the positive electrode side resin member and the negative electrode side resin member, and the positive electrode terminal member and the negative electrode terminal member have the same shape, respectively, has a sealing performance (seal durability) between the positive electrode side and the negative electrode side.
  • the balance is bad.
  • the sealing property on the positive electrode side still has sufficient characteristics, problems such as liquid leakage of the electrolytic solution occur due to the deterioration of the sealing property on the negative electrode side that occurs earlier. There is a risk of it.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and the sealing performance between the negative electrode side resin member and the negative electrode terminal member and the sealing performance between the positive electrode side resin member and the positive electrode terminal member.
  • a battery with good durability is provided by balancing the durability of the seals so that the time of the decrease of the two becomes the same period.
  • it aims at providing the vehicle and battery mounting apparatus which mount such a battery with favorable battery durability.
  • One aspect of the present invention is a power generation element including a positive electrode plate and a negative electrode plate, a battery case containing the power generation element, and made of aluminum, electrically connected to the positive electrode plate, and from the inside of the battery case.
  • the positive electrode The positive electrode resin contact surface to which the positive electrode side resin member is in close contact among the child members and the negative electrode resin contact surface to which the negative electrode side resin member is in close contact among the negative electrode terminal members are both the positive electrode resin.
  • the length of the negative electrode seal length is longer than the positive electrode seal length which is the length of the shortest path among the positive electrode seal paths from the inside of the battery case to the outside of the battery case on the positive electrode resin adhesion surface. It is a battery that is made.
  • the seal durability between the negative electrode side resin member and the negative electrode terminal member is lower than the seal durability between the positive electrode side resin member and the positive electrode terminal member. This is considered to be because the seal durability varies depending on the difference in the material of the surface-treated metal. That is, it is considered that aluminum forming the positive electrode terminal member generates a larger binding force (adhesion force) due to the surface treatment than copper forming the negative electrode terminal member.
  • the negative electrode seal length (described above) between the negative electrode side resin member and the negative electrode terminal member is relatively longer than the positive electrode seal length (described above).
  • the sealing durability between the resin member and the negative electrode terminal member and the sealing durability between the positive electrode side resin member and the positive electrode terminal member can be set to the same level, and a balance between the two can be achieved.
  • a balance between the two can be achieved.
  • the thing of one member which consists of integral molding, and the thing which consists of two or more members are mentioned, for example.
  • the surface treatment method include surface treatment with organic plating or a silane coupling agent.
  • the battery is the above-described battery, in which the positive electrode resin contact surface and the negative electrode resin contact surface are subjected to organic plating.
  • organic plating means that triazine thiols, organic phosphoric acid or organic carboxylic acid alkali or amine salt, or the like is used, and the surface of the object to be plated is coated with triazine thiols, organic phosphoric acid or organic carboxylic acid.
  • This is a surface treatment for precipitating an alkali or amine salt, and examples thereof include the surface treatment described in Japanese Patent No. 1840482.
  • an electrochemical surface treatment (electroplating) method or an electroless plating method is used.
  • the battery may be a battery in which the positive electrode resin contact surface and the negative electrode resin contact surface are subjected to a surface treatment with a silane coupling agent.
  • the negative electrode seal length is longer than the positive electrode seal length. For this reason, the seal durability in both electrodes can be improved, and the balance between the seal durability between the negative electrode side resin member and the negative electrode terminal member and the seal durability on the positive electrode side can be appropriately taken.
  • the surface treatment with a silane coupling agent is a technique for improving bonding (adhesion) with an organic material by disposing a silane coupling agent on the surface of an inorganic material such as metal.
  • another aspect of the present invention is a vehicle on which any one of the above-described batteries is mounted and electric energy generated by the battery is used for all or part of a power source.
  • the vehicle described above is equipped with any of the batteries described above, it can be a vehicle using a battery with good durability.
  • the vehicle may be a vehicle that uses electric energy from a battery as a whole or a part of a power source.
  • a vehicle that uses electric energy from a battery as a whole or a part of a power source.
  • an electric vehicle a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, a hybrid railway vehicle, a forklift, an electric wheelchair, an electric vehicle Examples include assist bicycles and electric scooters.
  • another aspect of the present invention is a battery-equipped device in which any one of the above-described batteries is mounted and electric energy generated by the battery is used for all or a part of the energy source.
  • the battery-equipped device described above is equipped with any of the above-described batteries, it can be a battery-equipped device that uses a battery with good durability.
  • a battery mounting apparatus what is necessary is just an apparatus which mounts a battery and uses this for all or one part of an energy source, for example, a personal computer, a mobile telephone, a battery-powered electric tool, an uninterruptible power supply, etc. And various home appliances driven by batteries, office equipment, and industrial equipment.
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery according to Embodiment 1 and Modification 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 1 and Modification 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view (cross section AA in FIG. 2) of a battery according to Embodiment 1 and Modification 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view (cross section BB of FIG. 2) of the battery according to Embodiment 1 and Modification 1;
  • It is explanatory drawing of experiment which confirms the sealing performance between a resin member and a terminal member.
  • It is explanatory drawing of the experiment which confirms the sealing performance between a resin member and a terminal member (D section enlarged view of FIG. 5).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a battery manufacturing method according to Embodiment 1 and Modification 1.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the sealing performance between a resin member and a terminal member, and the square root of immersion time. It is explanatory drawing of the vehicle concerning Embodiment 2.
  • FIG. It is explanatory drawing of the battery mounting apparatus concerning Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a perspective view of the battery 1
  • FIG. 2 is a partially cutaway sectional view of the battery 1
  • FIG. 3 is a partial sectional view of the battery 1 (cross section AA in FIG. 2)
  • FIG. Cross-sectional views cross-section BB in FIG. 2) are respectively shown.
  • the battery 1 according to the first embodiment includes a power generation element 80, a battery case 10, a positive terminal member 40 and a negative terminal member 50 that extend from the inside of the battery case 10 to the outside of the battery case 10, and an insulating resin.
  • the battery 1 is a wound lithium ion secondary battery including a positive electrode side resin member 20 and a negative electrode side resin member 30 (see FIGS. 1 and 2).
  • the battery 1 includes an electrolyte solution (not shown) obtained by adding a solute (LiPF 6 ) to a mixed organic solvent of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC).
  • the power generation element 80 includes a belt-like positive electrode plate 81 and a negative electrode plate 82, and the positive electrode plate 81 and the negative electrode plate 82 are wound through a belt-like separator 83 made of polyethylene ( 1 and 2).
  • the battery case 10 has a sealing lid 11 and a battery case body 12 both made of aluminum (see FIGS. 1 and 2).
  • the battery case 10 houses the above-described power generation element 80 (see FIG. 2).
  • the battery case main body 12 is a bottomed rectangular box shape having an opening 12A, and an insulating film (not shown) made of resin is pasted on the entire inner surface.
  • the sealing lid 11 has a rectangular plate shape, and the opening 12A of the battery case body 12 is closed and welded to the battery case body 12.
  • the sealing lid 11 has a positive electrode side through hole 11M through which the positive electrode terminal member 40 can be inserted and a negative electrode side through hole 11N through which the negative electrode terminal member 50 can be inserted (see FIGS. 2 to 4).
  • this sealing lid 11 has the safety valve part 11S in the center of the left-right direction in FIG.
  • the safety valve portion 11S is a one-way type safety valve that loses the function of the safety valve once the valve is opened.
  • the positive electrode terminal member 40 is made of aluminum, is electrically connected to the positive electrode plate 81 of the power generation element 80, and extends from the battery case 10 to the outside of the battery case 10 (see FIG. 2).
  • the positive terminal member 40 is disposed in the battery case 10, is located on one end side of the positive terminal member 40, and is connected to the positive electrode plate 81. The other end side of the positive terminal member 40.
  • a positive terminal exposed portion 42 exposed outside the battery case 10. Further, it includes a positive electrode terminal penetration portion 43 that is located between the positive electrode terminal connection portion 41 and the positive electrode terminal exposure portion 42 and that penetrates the battery case 10 while being insulated from the battery case 10 (FIGS. 2 and 3). reference).
  • the positive terminal exposed portion 42 is bent in a crank shape and is located above the flat plate first positive flat plate portion 42A and the positive first flat plate portion 42A parallel to the sealing lid 11 in FIG. It consists of a positive electrode second flat plate portion 42B and a positive electrode side connecting portion 42C that connects the positive electrode first flat plate portion 42A and the positive electrode second flat plate portion 42B (see FIG. 2).
  • the positive first flat plate portion 42 ⁇ / b> A continues to the positive electrode terminal through portion 43.
  • the positive electrode 2nd flat plate part 42B has penetrated the positive electrode side volt
  • the positive terminal through-hole 43 has a crank part 43 ⁇ / b> X bent in a crank shape from the positive terminal exposed part 42 and toward the positive terminal connection part 41 from the crank part 43 ⁇ / b> X (FIG. 3).
  • a flat plate extending portion 43Y extending in the middle and downward).
  • the crank portion 43 ⁇ / b> X is covered in close contact with the positive electrode side resin member 20.
  • the surface to which the positive electrode side resin member 20 is in close contact is referred to as a positive electrode resin contact surface 43XF (see FIGS. 2 and 3).
  • an area including the positive electrode resin adhesion surface 43XF is subjected to organic plating for improving the adhesion between the crank portion 43X and the positive electrode side resin member 20.
  • the negative electrode terminal member 50 is made of copper, is electrically connected to the negative electrode plate 82 of the power generation element 80, and extends from the battery case 10 to the outside of the battery case 10 (see FIG. 2).
  • the negative electrode terminal member 50 is disposed in the battery case 10, is located on one end side of the negative electrode terminal member 50 and is connected to the negative electrode plate 82, and the other end side of the negative electrode terminal member 50.
  • a negative electrode terminal exposed portion 52 exposed outside the battery case 10.
  • the negative electrode terminal penetration part 53 which is located between these negative electrode terminal connection parts 51 and the negative electrode terminal exposure part 52 and is penetrated through this battery case 10 while being insulated from the battery case 10 is included (FIGS. 2 and 4). reference).
  • the negative electrode terminal exposed portion 52 is bent in a crank shape, and is located above the flat plate-shaped negative electrode first flat plate portion 52A and negative electrode first flat plate portion 52A parallel to the sealing lid 11 in FIG. It consists of a negative electrode second flat plate portion 52B and a negative electrode side connecting portion 52C that connects the negative electrode first flat plate portion 52A and the negative electrode second flat plate portion 52B (see FIG. 2).
  • the negative first flat plate portion 52 ⁇ / b> A continues to the negative electrode terminal penetration portion 53.
  • the negative electrode 2nd flat plate part 52B has a negative electrode side bolt BT2 made of metal passing through the vicinity of the center thereof.
  • the negative electrode terminal penetrating portion 53 has a crank portion 53 ⁇ / b> X bent in a crank shape from the negative electrode terminal exposed portion 52, and toward the negative electrode terminal connecting portion 51 from the crank portion 53 ⁇ / b> X (FIG. 4).
  • a flat plate extending portion 53Y extending in the middle and downward).
  • the crank portion 53 ⁇ / b> X is covered in close contact with the negative electrode side resin member 30.
  • the surface to which the negative electrode side resin member 30 is in close contact is referred to as a negative electrode resin contact surface 53XF (see FIGS. 2 and 4).
  • the organic plating which improves the adhesiveness of the crank part 53X and the negative electrode side resin member 30 is given also to the area
  • FIG. 1 the organic plating which improves the adhesiveness of the crank part 53X and the negative electrode side resin member 30 is given also to the area
  • the positive electrode side resin member 20 is made of an insulating resin polyphenyl sulfide resin (hereinafter also referred to as PPS).
  • PPS insulating resin polyphenyl sulfide resin
  • the positive electrode side resin member 20 is interposed between the positive electrode terminal member 40 and the battery case 10, insulates between the two and covers the positive electrode terminal member 40 while being in close contact with a part of the positive electrode terminal member 40 (FIG. 2). 3).
  • the positive electrode side resin member 20 includes a positive electrode first flat plate portion 42 ⁇ / b> A of the positive electrode terminal exposed portion 42, a positive electrode side connecting portion 42 ⁇ / b> C, and a crank portion 43 ⁇ / b> X of the positive electrode terminal through portion 43 and the sealing lid 11.
  • the positive electrode side resin member 20 covers the crank terminal 43 ⁇ / b> X of the positive electrode terminal penetrating portion 43 while being in close contact therewith. That is, the positive electrode side resin member 20 seals the positive electrode resin contact surface 43XF of the crank portion 43X.
  • the shortest path is a positive electrode seal path R1 indicated by an arrow in FIGS.
  • the positive electrode seal length L1 of the positive electrode seal path R1 is 4.4 mm (see FIG. 3). Since the positive electrode seal path R1 is along the positive electrode resin contact surface 43XF of the crank portion 43X bent in a crank shape, the thickness of the positive electrode resin member 20 in the vertical direction in FIG. 3 can be made smaller than the positive electrode seal length L1. it can. That is, in the positive electrode terminal member 40 of the battery 1 according to the first embodiment, the positive electrode seal length L1 larger than the thickness of the positive electrode resin member 20 in the vertical direction in FIG. 3 can be secured.
  • the negative electrode side resin member 30 is interposed between the negative electrode terminal member 50 and the battery case 10 in the same manner as the positive electrode side made of an insulating resin (PPS), and insulates between them, and a part of the negative electrode terminal member 50 This is covered while adhering to the periphery of (see FIGS. 2 and 4).
  • the negative electrode side resin member 30 includes a negative electrode first flat plate portion 52 ⁇ / b> A of the negative electrode terminal exposed portion 52, a negative electrode side connecting portion 52 ⁇ / b> C, and a crank portion 53 ⁇ / b> X of the negative electrode terminal through portion 53 and the sealing lid 11. (See FIG. 2).
  • the negative electrode side resin member 30 covers the periphery of the crank portion 53X of the negative electrode terminal penetration portion 53 while being in close contact therewith. That is, the negative electrode side resin member 30 seals the negative electrode resin contact surface 53XF of the crank portion 53X.
  • the shortest path is a negative electrode seal path R2 indicated by an arrow in FIGS.
  • route R2 is 13.2 mm (refer FIG. 4). Since this negative electrode seal path R2 is along the negative electrode resin adhesion surface 53XF of the crank portion 53X bent in a crank shape, the thickness of the negative electrode resin member 30 in the vertical direction in FIG. 4 can be made smaller than the negative electrode seal length L2. it can. That is, in the negative electrode terminal member 50 of the battery 1 according to the first embodiment, the negative electrode seal length L2 larger than the thickness of the negative electrode resin member 30 in the vertical direction in FIG. 4 can be ensured.
  • the present inventors conducted the following experiment in order to confirm the sealing performance between the positive electrode side resin member 20 and the positive electrode terminal member 40 and between the negative electrode side resin member 30 and the negative electrode terminal member 50. Carried out. Specifically, as shown in FIG. 5, in the shape of a rectangular plate, like the positive electrode terminal member 40, the metal plate T ⁇ b> 40 is made of copper and the surface thereof is subjected to organic plating, and the metal plate T ⁇ b> 40 is in close contact with the metal plate T ⁇ b> 40. A first sample TP1 made of the same PPS resin member T20 as the positive electrode side resin member 20 was prepared.
  • one of the metal plates T40 penetrating the resin member T20 of the first sample TP1 is immersed in the same electrolytic solution (not shown) as that of the battery 1, and the metal plate T40 and the resin member T20 as a result of the immersion time.
  • the change in the peel-off length of the seal was measured.
  • the resin member T20 is peeled off from the metal plate T40, and elemental analysis is performed on a portion of the metal plate T40 where the resin member T20 is in close contact before immersion ( EPMA) was conducted, and it was examined whether or not the components of the electrolytic solution (phosphorus element or fluorine element) were present.
  • the component of the electrolytic solution When the component of the electrolytic solution is present in a part of the portion where the resin member T20 is in close contact before the immersion, it is considered that the resin member T20 is peeled off during the immersion and the electrolytic solution has entered there.
  • the part (region) where the components of the electrolytic solution exist is shown by hatching in FIG.
  • the longest distance among the distances peeled in the same direction as the direction in which the metal plate T40 extends was used as the peeling length of the seal.
  • a second metal sample T50 made of a flat metal plate T50 made of aluminum and subjected to organic plating on the surface and a resin member T30 made of the same PPS as the negative electrode side resin member 30 is prepared. In the same manner as in the first sample TP1, the change in the peeling length of the seal between the metal plate T50 and the resin member T30 with the lapse of the immersion time was measured.
  • the negative electrode seal length L2 in the negative electrode terminal member 50 of the battery 1 according to the first embodiment is longer than the positive electrode seal length L1 (4.4 mm) in the positive electrode terminal member 40 (L2> L1) ( 12.3 mm).
  • the positive electrode seal length L1 and the negative electrode seal length L2 are values determined in consideration of the balance between the positive electrode side and negative electrode side seal durability.
  • the sealing durability between the negative electrode side resin member 30 and the negative electrode terminal member 50 in the battery 1 and the sealing durability between the positive electrode side resin member 20 and the positive electrode terminal member 40 are set to the same level, and the balance between the two. Can take.
  • the battery 1 having good durability can be obtained by suppressing problems such as leakage of the electrolytic solution accompanying a decrease in the sealing performance between the negative electrode side resin member 30 and the negative electrode terminal member 50.
  • the positive electrode resin contact surface 43XF and the negative electrode resin contact surface 53XF are subjected to organic plating.
  • the negative electrode seal length L2 is longer than the positive electrode seal length L1. For this reason, the seal durability at both electrodes (positive electrode side and negative electrode side) can be improved, and the balance between the seal durability between the negative electrode side resin member 30 and the negative electrode terminal member 50 and the seal durability at the positive electrode side is achieved. Can be taken appropriately.
  • organic plating is applied in advance to the region of the positive electrode terminal member 40 that becomes the positive electrode resin adhesion surface 43XF and the region of the negative electrode terminal member 50 that becomes the negative electrode resin adhesion surface 53XF.
  • organic plating an organic solution in which a monosodium salt of triazine trithione (not shown) and 2-methylaminomethylphenol were dissolved in an organic solvent (the concentration of the organic solution was 5% by weight) was used.
  • the positive electrode terminal member 40 (or negative electrode terminal member 50) was immersed in this organic solution adjusted to 55 ° C. for 1 minute, and organic plating was applied to the surface of the positive electrode terminal member 40 (or negative electrode terminal member 50).
  • the positive side bolt BT1 is inserted into the positive electrode second flat plate portion 42B of the positive electrode terminal member 40, and the negative electrode side bolt BT2 is inserted into the negative electrode second flat plate portion 52B of the negative electrode terminal member 50, respectively. Further, the positive terminal through part 43 of the positive terminal member 40 is inserted into the positive side through hole 11M of the sealing lid 11, and the negative terminal through part 53 of the negative terminal member 50 is inserted into the negative side through hole 11N (FIG. 8). (See the above figure). Next, the positive electrode side resin member 20 and the negative electrode side resin member 30 are each formed by one injection molding.
  • the positive electrode terminal member 40, the positive electrode side bolt BT1, and the sealing lid 11 are integrated by the positive electrode side resin member 20, the positive electrode terminal member 40 is fixed while penetrating the sealing lid 11 (see the lower diagram of FIG. 8). Further, since the negative electrode terminal member 50, the negative electrode side bolt BT2, and the sealing lid 11 are integrated by the negative electrode side resin member 30, the negative electrode terminal member 50 is fixed while penetrating the sealing lid 11.
  • the positive electrode side resin member 20 is in close contact with the positive electrode first flat plate portion 42A of the positive electrode terminal exposed portion 42, the positive electrode side connecting portion 42C, and the crank portion 43X of the positive electrode terminal through portion 43. Moreover, the positive electrode side resin member 20 covers the periphery of the crank portion 43 ⁇ / b> X of the positive electrode terminal penetration portion 43 while being in close contact therewith. That is, the positive electrode side resin member 20 is in close contact with the region of the positive electrode terminal member 40 that becomes the positive electrode resin adhesion surface 43XF.
  • the negative electrode side resin member 30 is in close contact with the negative electrode first flat plate portion 52A of the negative electrode terminal exposed portion 52, the negative electrode side connecting portion 52C, and the crank portion 53X of the negative electrode terminal through portion 53.
  • the negative electrode side resin member 30 covers the periphery of the crank portion 53X of the negative electrode terminal penetration portion 53 while being in close contact therewith. In other words, the negative electrode side resin member 30 is in close contact with the region of the negative electrode terminal member 50 that becomes the negative electrode resin adhesion surface 53XF.
  • the positive electrode terminal connection portion 41 of the positive electrode terminal member 40 described above is used as the positive electrode plate 81 of the power generation element 80 and the negative electrode of the negative electrode terminal member 50 is used.
  • the terminal connection portions 51 are welded to the negative electrode plate 82, respectively.
  • the power generation element 80 is accommodated in the battery case body 12. Further, the sealing lid 11 and the battery case body 12 are welded to form a battery case 10.
  • An electrolyte (not shown) is injected into the battery case 10 to complete the battery 1 according to the first embodiment (see FIG. 1).
  • the battery 101 according to the first modification includes a power generation element 80, a battery case 10, a positive terminal member 140 and a negative terminal member 150 that extend from the inside of the battery case 10 to the outside of the battery case 10, and an insulating resin.
  • 1 is a wound lithium ion secondary battery including a positive electrode side resin member 120 and a negative electrode side resin member 130 (see FIGS. 1 and 2). Further, the battery 101 includes an electrolyte solution (not shown) similar to that of the first embodiment.
  • the positive electrode terminal member 140 is coated with a silane coupling agent that improves the adhesion between the crank portion 143X and the positive electrode side resin member 120 in the region including the positive electrode resin adhesion surface 143XF.
  • the negative electrode terminal member 150 is coated with a silane coupling agent that improves the adhesion between the crank portion 153X and the negative electrode side resin member 130 in a region including the negative electrode resin adhesion surface 153XF.
  • the positive-side resin member 120 made of PPS is interposed between the positive terminal member 140 and the battery case 10 to insulate between the two and cover the portion while adhering to the periphery of a part of the positive terminal member 140.
  • the positive electrode side resin member 120 includes a positive electrode first flat plate portion 142A of the positive electrode terminal exposed portion 142, a positive electrode side connecting portion 142C, and a crank portion 143X of the positive electrode terminal through portion 143 and the sealing lid 11. (See FIG. 2).
  • the positive electrode side resin member 120 covers the crank terminal 143 ⁇ / b> X of the positive electrode terminal penetrating part 143 while being in close contact therewith. That is, the positive electrode side resin member 120 seals the positive electrode resin contact surface 143XF of the crank portion 143X.
  • the shortest path is a positive electrode sealing path R3 indicated by an arrow in FIGS.
  • the positive electrode seal length L3 of the positive electrode seal path R3 is 6.3 mm (see FIG. 3).
  • the negative electrode side resin member 130 is interposed between the negative electrode terminal member 150 and the battery case 10, insulates between the two, and is in close contact with a part of the negative electrode terminal member 150. (See FIGS. 2 and 4). Specifically, the negative electrode side resin member 130 is between the negative electrode first flat plate portion 152A of the negative electrode terminal exposed portion 152, the negative electrode side connecting portion 152C, the crank portion 153X of the negative electrode terminal through portion 153, and the sealing lid 11. (See FIG. 2). Further, the negative electrode side resin member 130 covers the crank terminal 153X of the negative electrode terminal penetrating portion 153 in close contact with the crank portion 153X. That is, the negative electrode side resin member 130 seals the negative electrode resin contact surface 153XF of the crank portion 153X.
  • the shortest path is a negative electrode seal path R4 indicated by an arrow in FIGS.
  • route R4 is 7.0 mm (refer FIG. 4).
  • the present inventors are the same as in the first embodiment.
  • the experiment was conducted. Specifically, as shown in FIG. 5, like the positive electrode terminal member 140, it has a rectangular plate shape, is made of copper, and has a metal plate T140 coated with a silane coupling agent on the surface, and around the metal plate T140.
  • one of the metal plates T140 penetrating the resin member T120 of the third sample TP3 is immersed in an electrolyte solution (not shown) similar to that of the battery 101, and the metal plate T140 and the resin member T120 according to the passage of the immersion time.
  • the change in the peel-off length of the seal was measured.
  • a fourth sample TP4 made of a metal plate T150 made of aluminum and coated with a silane coupling agent on the surface and a resin member T130 made of the same PPS as the negative electrode side resin member 130 is prepared.
  • the change in the peeling length of the seal between the metal plate T150 and the resin member T130 with the passage of the immersion time was measured.
  • the seal between the negative electrode side resin member 130 and the negative electrode terminal member 150 simulated by the fourth sample TP4 is the seal between the positive electrode side resin member 120 and the positive electrode terminal member 140 simulated by the third sample TP3. It can be seen that its performance decreases sooner. That is, it can be seen that the sealing durability between the negative electrode side resin member 130 and the negative electrode terminal member 150 is lower than the sealing durability between the positive electrode side resin member 120 and the positive electrode terminal member 140.
  • the negative electrode seal length L4 in the negative electrode terminal member 150 of the battery 101 according to the first modification is longer than the positive electrode seal length L3 (6.3 mm) in the positive electrode terminal member 140 (L4> L3) ( 7.0 mm).
  • the positive electrode seal length L3 and the negative electrode seal length L4 are numerical values determined in consideration of the balance between the positive electrode side and negative electrode side seal durability.
  • the positive electrode resin adhesion surface 143XF and the negative electrode resin adhesion surface 153XF are subjected to surface treatment with a silane coupling agent.
  • the negative electrode seal length L4 is longer than the positive electrode seal length L3. For this reason, the seal durability at both electrodes can be improved, and the balance between the seal durability between the negative electrode side resin member 130 and the negative electrode terminal member 150 and the seal durability at the positive electrode side can be appropriately taken. .
  • organic plating is performed on the region that becomes the positive electrode resin contact surface 143XF in the positive electrode terminal member 140 and the region that becomes the negative electrode resin contact surface 153XF in the negative electrode terminal member 150. It differs from the manufacturing method of the battery 1 of Embodiment 1 by the point which apply
  • a vehicle 200 according to the second embodiment is equipped with a battery pack 210 including a plurality of the batteries 1 and 101 described above.
  • vehicle 200 is a hybrid vehicle that is driven by using engine 240, front motor 220, and rear motor 230 in combination.
  • the vehicle 200 includes a vehicle body 290, an engine 240, a front motor 220, a rear motor 230, a cable 250, an inverter 260, and a battery pack 210 having a rectangular box shape.
  • the battery pack 210 accommodates a plurality of the batteries 1 and 101 according to the first embodiment or the first modification described above in the rectangular battery case 211.
  • the vehicle 200 of the second embodiment since any one of the above-described batteries 1 and 101 is mounted, the vehicle 200 using the batteries 1 and 101 having good durability can be obtained.
  • the hammer drill 300 is equipped with the battery pack 310 including the batteries 1 and 101 described above, and is a battery-equipped device having the battery pack 310 and the main body 320 as shown in FIG. . Note that the battery pack 310 is accommodated in the bottom portion 321 of the main body 320 of the hammer drill 300.
  • the present invention has been described with reference to the first to third embodiments and the first modified embodiment, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Needless to say, you can.
  • the positive side resin member and the negative side resin member are both formed by one injection molding. However, for example, these may be composed of two or more resin members, respectively. .
  • the positive electrode terminal exposed portions 42 and 142 and the negative electrode terminal exposed portions 52 and 152 that are bent in a crank shape are illustrated, but the shape is not limited, and for example, the positive electrode terminal through portions 43 and 143 It is good also as a rectangular-plate-shaped positive electrode terminal exposed part (negative electrode terminal exposed part) extended toward the upper direction in FIG. 2 from (negative electrode terminal penetration part 53,153).

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Abstract

　負極側樹脂部材と負極端子部材との間におけるシール耐久性、及び、正極側樹脂部材と正極端子部材との間におけるシール耐久性のバランスを取り、耐久性の良好な電池を、さらには、このような電池耐久性の良好な電池を搭載した車両及び電池搭載機器を提供することを課題とする。電池１は、アルミニウムからなる正極端子部材４０と、銅からなる負極端子部材５０と、絶縁性樹脂からなり、上記正極端子部材の一部４３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆う正極側樹脂部材２０と、絶縁性樹脂からなり、負極端子部材の一部５３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆う負極側樹脂部材３０と、を備え、正極樹脂密着面４３ＸＦ及び負極樹脂密着面５３ＸＦには、いずれも表面処理が施されてなり、負極シール経路の最短の経路Ｒ２の負極シール長Ｌ２が、正極シール経路の最短の経路Ｒ１の正極シール長Ｌ１よりも長い形態とされてなる。

Description

電池、車両及び電池搭載機器
　本発明は、アルミニウムからなり、電池ケース内からその外部にまで延出してなる正極端子部材と、銅からなり、電池ケース内からその外部にまで延出してなる負極端子部材と、正極端子部材の一部の周囲に密着しつつこれを覆う正極側樹脂部材と、負極端子部材の一部の周囲に密着しつつこれを覆う負極側樹脂部材と、を備える電池、この電池を搭載した車両及び電池搭載機器に関する。
　近年、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車等の車両の普及により、これらの駆動用電源に用いられる電池の需要は増大している。
　このような電池の中には、電池内部の発電要素と導通しつつ電池ケースの外側にまで延出された２つの電極端子部材（正極端子部材及び負極端子部材）を備えるものがある。
　例えば、特許文献１では、金属からなる板状の蓋体と、この蓋体に形成された２つの貫通孔にそれぞれ挿通される２つの電極端子（正極端子部材及び負極端子部材）と、これら蓋体と各電極端子との間にインサート成形され、蓋体と電極端子とを絶縁すると共に、これらを一体的に固定する２つの絶縁密閉部材（正極側樹脂部材及び負極側樹脂部材）とを有する、リチウム電池の上蓋が開示されている。この上蓋の２つの電極端子及び２つの絶縁密閉部材はいずれも、正極側及び負極側とも同じ形状をなしている。
特開２００７－１７９７９３号公報
　ところで、本発明者らの研究によって、負極側樹脂部材と負極端子部材との間での密着性（シール性）が、正極側樹脂部材と正極端子部材との間でのシール性よりも低下しやすいことが判ってきた。このため、例えば、正極側樹脂部材と負極側樹脂部材、及び、正極端子部材と負極端子部材とをそれぞれ同形とした場合には、正極側樹脂部材と正極端子部材との間のシール性が未だ十分保たれていても、負極側樹脂部材と負極端子部材との間のシール性が先に低下してしまい、結局電池として、電解液の液漏れ等の不具合が生じてしまうことが判ってきた。
　即ち、正極側樹脂部材と負極側樹脂部材、及び、正極端子部材と負極端子部材とがそれぞれ同じ形状である特許文献１の電池は、正極側と負極側とのシール性能（シール耐久性）のバランスが悪い。このため、この電池では、正極側のシール性は未だ十分な特性を有しているのに、先に生じる負極側におけるシール性の低下に伴って、電解液の液漏れ等の不具合が生じてしまう虞がある。
　本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、負極側樹脂部材と負極端子部材との間におけるシール性の低下の時期と、正極側樹脂部材と正極端子部材との間におけるシール性の低下の時期とが同時期となるように、両者のシール耐久性のバランスを取り、耐久性の良好な電池を提供する。さらには、このような電池耐久性の良好な電池を搭載した車両及び電池搭載機器を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、正電極板及び負電極板を含む発電要素と、上記発電要素を収容してなる電池ケースと、アルミニウムからなり、上記正電極板と導通し、上記電池ケース内から上記電池ケース外にまで延出してなる正極端子部材と、銅からなり、上記負電極板と導通し、上記電池ケース内から上記電池ケース外にまで延出してなる負極端子部材と、絶縁性樹脂からなり、上記正極端子部材と上記電池ケースとの間に介在し、両者間を絶縁すると共に、上記正極端子部材の一部の周囲に密着しつつこれを覆う正極側樹脂部材と、絶縁性樹脂からなり、上記負極端子部材と上記電池ケースとの間に介在し、両者間を絶縁すると共に、上記負極端子部材の一部の周囲に密着しつつこれを覆う負極側樹脂部材と、を備える電池であって、上記正極端子部材のうち上記正極側樹脂部材が密着している正極樹脂密着面、及び、上記負極端子部材のうち上記負極側樹脂部材が密着している負極樹脂密着面には、いずれも上記正極側樹脂部材及び上記負極側樹脂部材との密着性を向上させる表面処理が施されてなり、上記負極樹脂密着面上を、上記電池ケース内から上記電池ケース外に至る負極シール経路のうち、最短の経路の長さである負極シール長が、上記正極樹脂密着面上を、上記電池ケース内から上記電池ケース外に至る正極シール経路のうち、最短の経路の長さである正極シール長よりも長い形態とされてなる電池である。
　本発明者の研究によれば、負極側樹脂部材と負極端子部材との間のシール耐久性は、正極側樹脂部材と正極端子部材との間のシール耐久性よりも低いことが判ってきた。これは、表面処理を施した金属の材質の違いによって、シール耐久性が異なるためであると考えられる。即ち、正極端子部材をなすアルミニウムの方が、負極端子部材をなす銅に比して、表面処理によって、より大きな結着力（密着力）が生じるためであると考えられる。
　これに対し、上述の電池では、負極側樹脂部材と負極端子部材との間の負極シール長（上述）を、正極シール長（上述）よりも相対的に長くしているので、現実の負極側樹脂部材と負極端子部材との間におけるシール耐久性及び、正極側樹脂部材と正極端子部材との間におけるシール耐久性を同程度とし、両者のバランスを取ることができる。
　かくして、負極側のシール性の低下に伴う、電解液の液漏れ等の不具合を抑制して、耐久性の良好な電池とすることができる。
　なお、正極側樹脂部材及び負極側樹脂部材としては、例えば、一体成形からなる１部材のものや、２以上の部材からなるものが挙げられる。また、表面処理の手法としては、例えば、有機めっきやシランカップリング剤による表面処理が挙げられる。
　さらに、上述の電池であって、前記正極樹脂密着面及び前記負極樹脂密着面には、有機めっきが施されてなる電池とすると良い。
　アルミニウムや銅などの金属の表面に有機めっきを施すと、樹脂などの有機部材との間の密着性を向上させることができる。
　但し、本発明者らの研究により、正極樹脂密着面及び負極樹脂密着面に有機めっきによる表面処理を施した正極端子部材及び負極端子部材を用いた電池では、負極端子部材におけるシール性が、正極側に比して低下しやすい。
　これに対し、上述の電池では、正極樹脂密着面及び負極樹脂密着面には有機めっきが施されてなる。その上、負極シール長を正極シール長よりも長くしている。このため、両極におけるシール耐久性を向上させることができる上、負極側樹脂部材と負極端子部材との間におけるシール耐久性及び、正極側におけるシール耐久性のバランスを適切に取ることができる。
　なお、有機めっきとは、トリアジンチオール類、有機リン酸又は有機カルボン酸のアルカリ又はアミン塩、等の溶液を用いて、めっきする物体の表面に、トリアジンチオール類、有機リン酸又は有機カルボン酸のアルカリ又はアミン塩を析出させる表面処理であり、例えば、特許第１８４０４８２号に記載の表面処理が挙げられる。なお、有機めっきには、例えば、電気化学的表面処理（電気めっき）の方法や無電解めっきの方法が用いられる。
　または、前述の電池であって、前記正極樹脂密着面及び負極樹脂密着面には、シランカップリング剤による表面処理が施されてなる電池とすると良い。
　アルミニウムや銅などの金属との表面にシランカップリング剤を配置すると、樹脂などの有機部材との間の密着性を向上させることができる。
　但し、本発明者らの研究により、正極樹脂密着面及び負極樹脂密着面にシランカップリング剤による表面処理を施した正極端子部材及び負極端子部材を用いた電池では、負極端子部材におけるシール性が、正極側に比して低下しやすい。
　これに対し、上述の電池では、正極樹脂密着面及び負極樹脂密着面にはシランカップリング剤による表面処理が施されてなる。その上、負極シール長を正極シール長よりも長くしている。このため、両極におけるシール耐久性を向上させることができる上、負極側樹脂部材と負極端子部材との間におけるシール耐久性及び、正極側におけるシール耐久性のバランスを適切に取ることができる。
　なお、シランカップリング剤による表面処理とは、金属等の無機材料の表面に、シランカップリング剤を配置し、有機材料との接合（密着）を向上させる手法である。
　或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの電池を搭載し、この電池による電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両である。
　上述の車両は、前述のいずれかの電池を搭載しているので、耐久性の良好な電池を使用した車両とすることができる。
　なお、車両としては、電池による電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両であれば良く、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータが挙げられる。
　或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかの電池を搭載し、この電池による電気エネルギをエネルギ源の全部又は一部に使用する電池搭載機器である。
　上述の電池搭載機器は、前述のいずれかの電池を搭載しているので、耐久性の良好な電池を使用した電池搭載機器とすることができる。
　なお、電池搭載機器としては、電池を搭載し、これをエネルギ源の全部又は一部に使用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。
実施形態１，変形形態１にかかる電池の斜視図である。 実施形態１，変形形態１にかかる電池の断面図である。 実施形態１，変形形態１にかかる電池の拡大断面図（図２のＡ－Ａ断面）である。 実施形態１，変形形態１にかかる電池の拡大断面図（図２のＢ－Ｂ断面）である。 樹脂部材及び端子部材の間のシール性能を確認する実験の説明図である。 樹脂部材及び端子部材の間のシール性能を確認する実験の説明図（図５のＤ部拡大図）である。 樹脂部材及び端子部材の間のシール性能と、浸漬時間との関係を示すグラフである。 実施形態１，変形形態１にかかる電池の製造方法の説明図である。 樹脂部材及び端子部材の間のシール性能と、浸漬時間の平方根との関係を示すグラフである。 実施形態２にかかる車両の説明図である。 実施形態３にかかる電池搭載機器の説明図である。
１，１０１　電池
１０　電池ケース
２０，１２０　正極側樹脂部材
３０，１３０　負極側樹脂部材
４０，１４０　正極端子部材
４３ＸＦ，１４３ＸＦ　正極樹脂密着面
５０，１５０　負極端子部材
５３ＸＦ，１５３ＸＦ　負極樹脂密着面
８０　発電要素
８１　正電極板
８２　負電極板
２００　車両
３００　ハンマードリル（電池搭載機器）
Ｌ１，Ｌ３　正極シール長
Ｌ２，Ｌ４　負極シール長
Ｒ１，Ｒ３　正極シール経路（（正極シール経路のうちの）最短の経路）
Ｒ２，Ｒ４　負極シール経路（（負極シール経路のうちの）最短の経路）
　（実施形態１）
　次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
　まず、本実施形態１にかかる電池１について説明する。図１に電池１の斜視図を、図２にその電池１の部分破断断面図を、図３に電池１の部分断面図（図２のＡ－Ａ断面）を、図４に電池１の部分断面図（図２のＢ－Ｂ断面）を、それぞれ示す。
　本実施形態１にかかる電池１は、発電要素８０と、電池ケース１０と、この電池ケース１０内から電池ケース１０外にまで延出してなる正極端子部材４０及び負極端子部材５０と、絶縁性樹脂からなる正極側樹脂部材２０及び負極側樹脂部材３０とを備える捲回形のリチウムイオン二次電池である（図１，２参照）。また、電池１は、これらのほか、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）との混合有機溶媒に溶質（ＬｉＰＦ６）を添加してなる電解液（図示しない）を備える。
　このうち、発電要素８０は、帯状の正電極板８１及び負電極板８２を含み、これら正電極板８１及び負電極板８２が、ポリエチレンからなる帯状のセパレータ８３を介して捲回されてなる（図１，２参照）。
　一方、電池ケース１０は、いずれもアルミニウムからなる封口蓋１１及び電池ケース本体１２を有する（図１，２参照）。この電池ケース１０は、上述の発電要素８０を収容してなる（図２参照）。このうち電池ケース本体１２は開口１２Ａを有する有底矩形箱形であり、内側全面に樹脂からなる絶縁フィルム（図示しない）を貼付している。
　また、封口蓋１１は矩形板状であり、電池ケース本体１２の開口１２Ａを閉塞して、この電池ケース本体１２に溶接されている。この封口蓋１１は、正極端子部材４０を挿通可能な正極側貫通孔１１Ｍ、及び、負極端子部材５０を挿通可能な負極側貫通孔１１Ｎを有する（図２～４参照）。また、この封口蓋１１は、図１，２中、左右方向の中央に安全弁部１１Ｓを有する。この安全弁部１１Ｓは、一旦開弁すると安全弁の機能を失うワンウェイタイプの安全弁である。
　次いで、正極端子部材４０について説明する。この正極端子部材４０は、アルミニウムからなり、発電要素８０の正電極板８１と導通し、電池ケース１０内から電池ケース１０外にまで延出してなる（図２参照）。この正極端子部材４０は、電池ケース１０内に配置され、この正極端子部材４０の一端側に位置し、正電極板８１に接続してなる正極端子接続部４１、正極端子部材４０の他端側に位置し、電池ケース１０外に露出する正極端子露出部４２を含む。また、これら正極端子接続部４１と正極端子露出部４２との間に位置し、電池ケース１０と絶縁されつつ、この電池ケース１０を貫通してなる正極端子貫通部４３を含む（図２，３参照）。
　このうち正極端子露出部４２は、クランク状に屈曲してなり、封口蓋１１と平行な平板状の正極第１平板部４２Ａ、正極第１平板部４２Ａよりも、図２中、上方に位置した正極第２平板部４２Ｂ、及び、正極第１平板部４２Ａと正極第２平板部４２Ｂとを結ぶ正極側連結部４２Ｃからなる（図２参照）。なお、正極第１平板部４２Ａは、正極端子貫通部４３に連なる。また、正極第２平板部４２Ｂは、その中央付近に、金属からなる正極側ボルトＢＴ１が貫通している。
　また、正極端子貫通部４３は、図３に示すように、正極端子露出部４２からクランク状に屈曲しているクランク部４３Ｘと、このクランク部４３Ｘから正極端子接続部４１に向けて（図３中、下方）延びる平板状の平板延出部４３Ｙとを有する。このうちクランク部４３Ｘは、その周囲を正極側樹脂部材２０に密着して覆われている。以下、この正極側樹脂部材２０が密着している面を、正極樹脂密着面４３ＸＦとする（図２，３参照）。
　なお、正極端子部材４０の表面のうち、この正極樹脂密着面４３ＸＦを含む領域には、クランク部４３Ｘと正極側樹脂部材２０との密着性を向上させる有機めっきが施されている。
　次いで、負極端子部材５０について説明する。この負極端子部材５０は、銅からなり、発電要素８０の負電極板８２と導通し、電池ケース１０内から電池ケース１０外にまで延出してなる（図２参照）。この負極端子部材５０は、電池ケース１０内に配置され、この負極端子部材５０の一端側に位置し、負電極板８２に接続してなる負極端子接続部５１、負極端子部材５０の他端側に位置し、電池ケース１０外に露出する負極端子露出部５２を含む。また、これら負極端子接続部５１と負極端子露出部５２との間に位置し、電池ケース１０と絶縁されつつ、この電池ケース１０を貫通してなる負極端子貫通部５３を含む（図２，４参照）。
　このうち負極端子露出部５２は、クランク状に屈曲してなり、封口蓋１１と平行な平板状の負極第１平板部５２Ａ、負極第１平板部５２Ａよりも、図２中、上方に位置した負極第２平板部５２Ｂ、及び、負極第１平板部５２Ａと負極第２平板部５２Ｂとを結ぶ負極側連結部５２Ｃからなる（図２参照）。なお、負極第１平板部５２Ａは、負極端子貫通部５３に連なる。また、負極第２平板部５２Ｂは、その中央付近に、金属からなる負極側ボルトＢＴ２が貫通している。
　また、負極端子貫通部５３は、図４に示すように、負極端子露出部５２からクランク状に屈曲しているクランク部５３Ｘと、このクランク部５３Ｘから負極端子接続部５１に向けて（図４中、下方）延びる平板状の平板延出部５３Ｙとを有する。このうちクランク部５３Ｘは、その周囲を負極側樹脂部材３０に密着して覆われている。以下、この負極側樹脂部材３０が密着している面を、負極樹脂密着面５３ＸＦとする（図２，４参照）。
　なお、負極端子部材５０の表面のうち、この負極樹脂密着面５３ＸＦを含む領域にも、クランク部５３Ｘと負極側樹脂部材３０との密着性を向上させる有機めっきが施されている。
　次に、正極側樹脂部材２０について説明する。この正極側樹脂部材２０は、絶縁性樹脂のポリフェニルサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳともいう）からなる。この正極側樹脂部材２０は、正極端子部材４０と電池ケース１０との間に介在し、両者間を絶縁すると共に、正極端子部材４０の一部の周囲に密着しつつこれを覆う（図２，３参照）。
　具体的には、正極側樹脂部材２０は、正極端子露出部４２の正極第１平板部４２Ａ、正極側連結部４２Ｃ、及び、正極端子貫通部４３のクランク部４３Ｘと、封口蓋１１との間に介在している（図２参照）。また、正極側樹脂部材２０は、正極端子貫通部４３のクランク部４３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆っている。つまり、正極側樹脂部材２０は、クランク部４３Ｘの正極樹脂密着面４３ＸＦをシールしている。
　ここで、正極樹脂密着面４３ＸＦ上を、電池ケース１０内から電池ケース１０外に至る正極シール経路のうち、最短の経路は、図２，３に矢印で示す正極シール経路Ｒ１である。なお、この正極シール経路Ｒ１の正極シール長Ｌ１は４．４ｍｍである（図３参照）。
　この正極シール経路Ｒ１は、クランク状に屈曲したクランク部４３Ｘの正極樹脂密着面４３ＸＦに沿うので、正極樹脂部材２０の、図３中、上下方向の厚みを正極シール長Ｌ１よりも小さくすることができる。即ち、本実施形態１にかかる電池１の正極端子部材４０では、正極樹脂部材２０の、図３中、上下方向の厚みよりも大きな正極シール長Ｌ１を確保することができる。
　次に、負極側樹脂部材３０について説明する。この負極側樹脂部材３０は、絶縁性樹脂（ＰＰＳ）からなる正極側と同様、負極端子部材５０と電池ケース１０との間に介在し、両者間を絶縁すると共に、負極端子部材５０の一部の周囲に密着しつつこれを覆う（図２，４参照）。
　具体的には、負極側樹脂部材３０は、負極端子露出部５２の負極第１平板部５２Ａ、負極側連結部５２Ｃ、及び、負極端子貫通部５３のクランク部５３Ｘと、封口蓋１１との間に介在している（図２参照）。また、負極側樹脂部材３０は、負極端子貫通部５３のクランク部５３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆っている。つまり、負極側樹脂部材３０は、クランク部５３Ｘの負極樹脂密着面５３ＸＦをシールしている。
　ここで、負極樹脂密着面５３ＸＦ上を、電池ケース１０内から電池ケース１０外に至る負極シール経路のうち、最短の経路は、図２，４に矢印で示す負極シール経路Ｒ２である。なお、この負極シール経路Ｒ２の負極シール長Ｌ２は１３．２ｍｍである（図４参照）。
　この負極シール経路Ｒ２は、クランク状に屈曲したクランク部５３Ｘの負極樹脂密着面５３ＸＦに沿うので、負極樹脂部材３０の、図４中、上下方向の厚みを負極シール長Ｌ２よりも小さくすることができる。即ち、本実施形態１にかかる電池１の負極端子部材５０では、負極樹脂部材３０の、図４中、上下方向の厚みよりも大きな負極シール長Ｌ２を確保することができる。
　ところで、本発明者らは、正極側樹脂部材２０と正極端子部材４０との間、及び、負極側樹脂部材３０と負極端子部材５０との間でのシール性を確認するため、下記の実験を実施した。
　具体的には、図５に示すように、矩形板状で、正極端子部材４０と同様、銅からなり、表面に有機めっきを施した金属板Ｔ４０、及び、この金属板Ｔ４０の周囲に密着しつつこれを覆う、正極側樹脂部材２０と同じＰＰＳの樹脂部材Ｔ２０からなる第１試料ＴＰ１を用意した。そして、この第１試料ＴＰ１の、樹脂部材Ｔ２０を貫通する金属板Ｔ４０の一方を、電池１と同様の電解液（図示しない）に浸漬して、浸漬時間の経過による金属板Ｔ４０と樹脂部材Ｔ２０との間のシールの剥がれ長の変化を測定した。具体的には、電解液から引き上げた第１試料ＴＰ１について、金属板Ｔ４０から樹脂部材Ｔ２０を剥がし取り、この金属板Ｔ４０のうち、浸漬前に樹脂部材Ｔ２０が密着していた部位について元素分析（ＥＰＭＡ）を行い、そこに電解液の成分（リン元素やフッ素元素）が存在するか否かを調べた。浸漬前に樹脂部材Ｔ２０が密着していた部位の一部に電解液の成分が存在する場合、浸漬している間にそこで樹脂部材Ｔ２０が剥がれ、そこに電解液が侵入したものと考えられる。電解液の成分が存在した部位（領域）について、図６に網掛けのハッチングを付して示す。なお、シールの剥がれ長には、図６に示すように、金属板Ｔ４０が伸びる方向と同方向に剥がれている距離のうち、最長の距離を用いた。
　一方、負極端子部材５０と同様、アルミニウムからなり、表面を有機めっきしてなる平板状の金属板Ｔ５０、及び、負極側樹脂部材３０と同じＰＰＳからなる樹脂部材Ｔ３０からなる第２試料ＴＰ２を用意し、第１試料ＴＰ１と同様にして、浸漬時間の経過による金属板Ｔ５０と樹脂部材Ｔ３０との間のシールの剥がれ長の変化を測定した。
　これらの測定結果について図７に示す。
　第１試料ＴＰ１及び第２試料ＴＰ２の剥がれ長は、いずれも浸漬時間の経過と共に直線的に増加している。また、第２試料ＴＰ２を示すグラフが、第１試料ＴＰ１のグラフよりも常に上に位置している。このことから、第２試料ＴＰ２が模擬する負極側樹脂部材３０と負極端子部材５０との間のシールは、第１試料ＴＰ１が模擬する正極側樹脂部材２０と正極端子部材４０との間のシールよりも早くその性能が低下することが判る。つまり、負極側樹脂部材３０と負極端子部材５０との間のシール耐久性が、正極側樹脂部材２０と正極端子部材４０との間のシール耐久性よりも低いことが判る。
　以上の結果を踏まえ、本実施形態１にかかる電池１の負極端子部材５０における負極シール長Ｌ２を、正極端子部材４０における正極シール長Ｌ１（４．４ｍｍ）よりも長い（Ｌ２＞Ｌ１）形態（１２．３ｍｍ）としてある。なお、正極シール長Ｌ１及び負極シール長Ｌ２は、正極側及び負極側のシール耐久性のバランスを考慮して決定した数値である。
　このため、電池１における負極側樹脂部材３０と負極端子部材５０との間におけるシール耐久性及び、正極側樹脂部材２０と正極端子部材４０との間におけるシール耐久性を同程度とし、両者のバランスを取ることができる。
　かくして、負極側樹脂部材３０と負極端子部材５０との間のシール性の低下に伴う、電解液の液漏れ等の不具合を抑制して、耐久性の良好な電池１とすることができる。
　また、この電池１では、正極樹脂密着面４３ＸＦ及び負極樹脂密着面５３ＸＦには有機めっきが施されてなる。その上、負極シール長Ｌ２を正極シール長Ｌ１よりも長くしてある。このため、両極（正極側及び負極側）におけるシール耐久性を向上させることができる上、負極側樹脂部材３０と負極端子部材５０との間におけるシール耐久性及び、正極側におけるシール耐久性のバランスを適切に取ることができる。
　次いで、本実施形態１にかかる電池１の製造方法について、図８を参照しつつ説明する。まず、封口蓋１１に正極端子部材４０及び負極端子部材５０を固定する工程を説明する。なお、正極端子部材４０のうち正極樹脂密着面４３ＸＦとなる領域、及び、負極端子部材５０のうち負極樹脂密着面５３ＸＦとなる領域には、いずれも予め有機めっきが施されている。この有機めっきには、図示しないトリアジントリチオンのモノナトリウム塩と２－メチルアミノメチルフェノールとを有機溶剤に溶解した有機溶液（有機溶液の濃度は５重量％）を用いた。５５℃に調整したこの有機溶液中に、正極端子部材４０（或いは負極端子部材５０）を１分間浸漬して、この正極端子部材４０（或いは負極端子部材５０）の表面に有機めっきを施した。
　まず、正極端子部材４０の正極第２平板部４２Ｂに正極側ボルトＢＴ１を、負極端子部材５０の負極第２平板部５２Ｂに負極側ボルトＢＴ２を、それぞれ挿通する。また、封口蓋１１の正極側貫通孔１１Ｍに、正極端子部材４０の正極端子貫通部４３を、負極側貫通孔１１Ｎに、負極端子部材５０の負極端子貫通部５３を、それぞれ挿通する（図８の上図参照）。
　次いで、正極側樹脂部材２０及び負極側樹脂部材３０をそれぞれ１回の射出成形により形成する。この正極側樹脂部材２０により、正極端子部材４０、正極側ボルトＢＴ１及び封口蓋１１が一体となるため、正極端子部材４０は封口蓋１１を貫通しつつ固定される（図８の下図参照）。また、負極側樹脂部材３０により、負極端子部材５０、負極側ボルトＢＴ２及び封口蓋１１が一体となるため、負極端子部材５０は封口蓋１１を貫通しつつ固定される。
　なお、正極側樹脂部材２０は、正極端子露出部４２の正極第１平板部４２Ａ、正極側連結部４２Ｃ、及び、正極端子貫通部４３のクランク部４３Ｘと密着する。また、正極側樹脂部材２０は、正極端子貫通部４３のクランク部４３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆う。つまり、正極側樹脂部材２０は、正極端子部材４０のうち正極樹脂密着面４３ＸＦとなる領域に密着している。
　また、負極側樹脂部材３０は、負極端子露出部５２の負極第１平板部５２Ａ、負極側連結部５２Ｃ、及び、負極端子貫通部５３のクランク部５３Ｘと密着する。また、負極側樹脂部材３０は、負極端子貫通部５３のクランク部５３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆う。つまり、負極側樹脂部材３０は、負極端子部材５０のうち負極樹脂密着面５３ＸＦとなる領域に密着している。
　正極端子部材４０及び負極端子部材５０を封口蓋１１に固定した後は、前述の正極端子部材４０の正極端子接続部４１を発電要素８０の正電極板８１に、また、負極端子部材５０の負極端子接続部５１を負電極板８２にそれぞれ溶接する。そして、発電要素８０を電池ケース本体１２に収容する。さらに、封口蓋１１と電池ケース本体１２とを溶接して電池ケース１０とする。この電池ケース１０内に電解液（図示しない）を注入して、本実施形態１にかかる電池１が完成する（図１参照）。
　（変形形態１）
　次に、本発明の変形形態１にかかる電池１０１について、図１～６，８，９を参照しつつ説明する。
　本変形形態１の電池１０１では、正極端子部材の正極樹脂密着面、及び、負極端子部材の負極樹脂密着面に、シランカップリング剤による表面処理が施されている点が前述の実施形態１と異なり、それ以外は同様である。
　そこで、実施形態１と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
　本変形形態１にかかる電池１０１は、発電要素８０と、電池ケース１０と、この電池ケース１０内から電池ケース１０外にまで延出してなる正極端子部材１４０及び負極端子部材１５０と、絶縁性樹脂からなる正極側樹脂部材１２０及び負極側樹脂部材１３０とを備える捲回形のリチウムイオン二次電池である（図１，２参照）。また、この電池１０１は、実施形態１と同様の電解液（図示しない）を備える。
　このうち、正極端子部材１４０は、この表面のうち、この正極樹脂密着面１４３ＸＦを含む領域に、クランク部１４３Ｘと正極側樹脂部材１２０との密着性を向上させるシランカップリング剤を塗布してある。また、負極端子部材１５０は、この表面のうち、この負極樹脂密着面１５３ＸＦを含む領域に、クランク部１５３Ｘと負極側樹脂部材１３０との密着性を向上させるシランカップリング剤を塗布してある。
　また、ＰＰＳからなる正極側樹脂部材１２０は、正極端子部材１４０と電池ケース１０との間に介在し、両者間を絶縁すると共に、正極端子部材１４０の一部の周囲に密着しつつこれを覆う（図２，３参照）。
　具体的には、正極側樹脂部材１２０は、正極端子露出部１４２の正極第１平板部１４２Ａ、正極側連結部１４２Ｃ、及び、正極端子貫通部１４３のクランク部１４３Ｘと、封口蓋１１との間に介在している（図２参照）。また、正極側樹脂部材１２０は、正極端子貫通部１４３のクランク部１４３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆っている。つまり、正極側樹脂部材１２０は、クランク部１４３Ｘの正極樹脂密着面１４３ＸＦをシールしている。
　ここで、正極樹脂密着面１４３ＸＦ上を、電池ケース１０内から電池ケース１０外に至る正極シール経路のうち、最短の経路は、図２，３に矢印で示す正極シール経路Ｒ３である。なお、この正極シール経路Ｒ３の正極シール長Ｌ３は６．３ｍｍである（図３参照）。
　また、負極側樹脂部材１３０は、正極側と同様、負極端子部材１５０と電池ケース１０との間に介在し、両者間を絶縁すると共に、負極端子部材１５０の一部の周囲に密着しつつこれを覆う（図２，４参照）。
　具体的には、負極側樹脂部材１３０は、負極端子露出部１５２の負極第１平板部１５２Ａ、負極側連結部１５２Ｃ、及び、負極端子貫通部１５３のクランク部１５３Ｘと、封口蓋１１との間に介在している（図２参照）。また、負極側樹脂部材１３０は、負極端子貫通部１５３のクランク部１５３Ｘの周囲に密着しつつこれを覆っている。つまり、負極側樹脂部材１３０は、クランク部１５３Ｘの負極樹脂密着面１５３ＸＦをシールしている。
　ここで、負極樹脂密着面１５３ＸＦ上を、電池ケース１０内から電池ケース１０外に至る負極シール経路のうち、最短の経路は、図２，４に矢印で示す負極シール経路Ｒ４である。なお、この負極シール経路Ｒ４の負極シール長Ｌ４は７．０ｍｍである（図４参照）。
　ところで、本発明者らは、正極側樹脂部材１２０と正極端子部材１４０との間、及び、負極側樹脂部材１３０と負極端子部材１５０との間でのシール性を確認するため、実施形態１同様の実験を実施した。
　具体的には、図５に示すように、矩形板状で、正極端子部材１４０と同様、銅からなり、表面にシランカップリング剤を塗布した金属板Ｔ１４０、及び、この金属板Ｔ１４０の周囲に密着しつつこれを覆う、正極側樹脂部材１２０と同じＰＰＳの樹脂部材Ｔ１２０からなる第３試料ＴＰ３を用意した。そして、この第３試料ＴＰ３の、樹脂部材Ｔ１２０を貫通する金属板Ｔ１４０の一方を、電池１０１と同様の電解液（図示しない）に浸漬して、浸漬時間の経過による金属板Ｔ１４０と樹脂部材Ｔ１２０との間のシールの剥がれ長の変化を測定した。
　一方、負極端子部材１５０と同様、アルミニウムからなり、表面にシランカップリング剤を塗布した金属板Ｔ１５０、及び、負極側樹脂部材１３０と同じＰＰＳからなる樹脂部材Ｔ１３０からなる第４試料ＴＰ４を用意し、第３試料ＴＰ３と同様にして、浸漬時間の経過による金属板Ｔ１５０と樹脂部材Ｔ１３０との間のシールの剥がれ長の変化を測定した。
　これらの測定結果について図９に示す。なお、シランカップリング剤を用いた試料の測定結果では、剥がれ長と浸漬時間の平方根の値との間で相関を有することが判ったため、図９では、樹脂部材及び端子部材の間のシール性能（剥がれ長）と、浸漬時間の平方根の値との関係を示す。
　第３試料ＴＰ３及び第４試料ＴＰ４の剥がれ長は、いずれも浸漬時間の平方根の値が増えると共に直線的に増加している。また、第４試料ＴＰ４を示すグラフが、第３試料ＴＰ３のグラフよりも常に上に位置している。このことから、第４試料ＴＰ４が模擬する負極側樹脂部材１３０と負極端子部材１５０との間のシールは、第３試料ＴＰ３が模擬する正極側樹脂部材１２０と正極端子部材１４０との間のシールよりも早くその性能が低下することが判る。つまり、負極側樹脂部材１３０と負極端子部材１５０との間のシール耐久性が、正極側樹脂部材１２０と正極端子部材１４０との間のシール耐久性よりも低いことが判る。
　以上の結果を踏まえ、本変形形態１にかかる電池１０１の負極端子部材１５０における負極シール長Ｌ４を、正極端子部材１４０における正極シール長Ｌ３（６．３ｍｍ）よりも長い（Ｌ４＞Ｌ３）形態（７．０ｍｍ）としてある。なお、正極シール長Ｌ３及び負極シール長Ｌ４は、正極側及び負極側のシール耐久性のバランスを考慮して決定した数値である。
　本変形形態１にかかる電池１０１では、正極樹脂密着面１４３ＸＦ及び負極樹脂密着面１５３ＸＦにはシランカップリング剤による表面処理が施されてなる。その上、負極シール長Ｌ４を正極シール長Ｌ３よりも長くしてある。このため、両極におけるシール耐久性を向上させることができる上、負極側樹脂部材１３０と負極端子部材１５０との間におけるシール耐久性及び、正極側におけるシール耐久性のバランスを適切に取ることができる。
　なお、本変形形態１にかかる電池１０１の製造方法は、正極端子部材１４０のうち正極樹脂密着面１４３ＸＦとなる領域、及び、負極端子部材１５０のうち負極樹脂密着面１５３ＸＦとなる領域に、有機めっきの代わりにシランカップリング剤を予め塗布しておく点で、実施形態１の電池１の製造方法と異なる。
　このシランカップリング剤の塗布については、具体的には、ビスシラン化合物を含むシランカップリング剤の中に、正極端子部材１４０及び負極端子部材１５０をそれぞれ所定時間浸漬して、その後乾燥させる。
　なお、封口蓋１１に正極端子部材１４０及び負極端子部材１５０を固定する工程以降については、実施形態１の電池１の製造方法と同様に行うので、説明を省略する。
　（実施形態２）
　本実施形態２にかかる車両２００は、前述した電池１，１０１を複数含むバッテリパック２１０を搭載したものである。具体的には、図１０に示すように、車両２００は、エンジン２４０、フロントモータ２２０及びリアモータ２３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両２００は、車体２９０、エンジン２４０、これに取り付けられたフロントモータ２２０、リアモータ２３０、ケーブル２５０、インバータ２６０、及び、矩形箱形状のバッテリパック２１０を有している。このうちバッテリパック２１０は、前述した実施形態１或いは変形形態１にかかる電池１，１０１を複数、矩形箱形状のバッテリケース２１１の内部に収容してなる。
　このように、本実施形態２の車両２００では、前述のいずれかの電池１，１０１を搭載しているので、耐久性の良好な電池１，１０１を使用した車両２００とすることができる。
　（実施形態３）
　また、本実施形態３のハンマードリル３００は、前述した電池１，１０１を含むバッテリパック３１０を搭載したものであり、図１１に示すように、バッテリパック３１０、本体３２０を有する電池搭載機器である。なお、バッテリパック３１０はハンマードリル３００の本体３２０のうち底部３２１に可能に収容されている。
　このように、本実施形態３のハンマードリル３００では、前述のいずれかの電池１，１０１を搭載しているので、耐久性の良好な電池１，１０１を使用した電池搭載機器とすることができる。
　以上において、本発明を実施形態１～３及び変形形態１に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
　例えば、実施形態１等では、正極側樹脂部材及び負極側樹脂部材をいずれも一回の射出成形で形成したものを例示したが、例えば、これらをそれぞれ２以上の樹脂部材からなるものとしても良い。また、実施形態１等では、クランク状に屈曲してなる正極端子露出部４２，１４２及び負極端子露出部５２，１５２を例示したが、形状に限定はなく、例えば、正極端子貫通部４３，１４３（負極端子貫通部５３，１５３）から、図２中、上方に向けて延出する矩形板状の正極端子露出部（負極端子露出部）としても良い。

Claims (5)

  1. 　正電極板及び負電極板を含む発電要素と、
    　上記発電要素を収容してなる電池ケースと、
    　アルミニウムからなり、上記正電極板と導通し、上記電池ケース内から上記電池ケース外にまで延出してなる正極端子部材と、
    　銅からなり、上記負電極板と導通し、上記電池ケース内から上記電池ケース外にまで延出してなる負極端子部材と、
    　絶縁性樹脂からなり、上記正極端子部材と上記電池ケースとの間に介在し、両者間を絶縁すると共に、上記正極端子部材の一部の周囲に密着しつつこれを覆う正極側樹脂部材と、
    　絶縁性樹脂からなり、上記負極端子部材と上記電池ケースとの間に介在し、両者間を絶縁すると共に、上記負極端子部材の一部の周囲に密着しつつこれを覆う負極側樹脂部材と、を備える
    電池であって、
    　上記正極端子部材のうち上記正極側樹脂部材が密着している正極樹脂密着面、及び、上記負極端子部材のうち上記負極側樹脂部材が密着している負極樹脂密着面には、いずれも上記正極側樹脂部材及び上記負極側樹脂部材との密着性を向上させる表面処理が施されてなり、
    　上記負極樹脂密着面上を、上記電池ケース内から上記電池ケース外に至る負極シール経路のうち、最短の経路の長さである負極シール長が、
    　上記正極樹脂密着面上を、上記電池ケース内から上記電池ケース外に至る正極シール経路のうち、最短の経路の長さである正極シール長よりも長い形態とされてなる
    電池。
  2. 請求項１に記載の電池であって、
    　前記正極樹脂密着面及び前記負極樹脂密着面には、有機めっきが施されてなる
    電池。
  3. 請求項１に記載の電池であって、
    　前記正極樹脂密着面及び負極樹脂密着面には、シランカップリング剤による表面処理が施されてなる
    電池。
  4. 請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電池を搭載し、この電池による電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両。
  5. 請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電池を搭載し、この電池による電気エネルギをエネルギ源の全部又は一部に使用する電池搭載機器。
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