WO2014157191A1 - 蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置 - Google Patents

蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置 Download PDF

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雅和 ▲堤▼
拓馬 都成
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株式会社Gsユアサ
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Definitions

  • the present invention includes an electrode body, a case that accommodates the electrode body, a rivet member that is fixed to a partition wall of the case, and a conductive member that is electrically connected to the rivet member, and
  • the present invention relates to a power storage device including a power storage element.
  • an electrode body power generation element
  • a current collector electrically connected to the electrode body
  • a case battery case
  • An external terminal terminal plate
  • an internal sealing member packing
  • an external sealing member packing
  • an external sealing member packing
  • an external sealing member packing
  • an external sealing member arranged along the outer surface of the partition wall of the case Packing
  • a partition wall of the case a rivet member (terminal) inserted through the internal sealing member and the external sealing member, and the external terminal and the current collector are electrically connected via the rivet member.
  • Connected batteries are provided.
  • the rivet member is made of a conductive material.
  • the rivet member includes a quadrangular columnar body portion (main body portion), a solid shaft-shaped first insertion portion (upper shaft) connected to the body portion, and a hollow shaft connected to the body portion. And a second insertion portion (lower shaft) having a cylindrical shape (tubular shape).
  • the outer diameters of the first insertion part and the second insertion part are smaller than the outer diameter of the body part.
  • tip part of this 1st insertion part is crimped in the state in which the said 1st insertion part was penetrated by the said external terminal.
  • the tip of the second insertion portion is caulked (for example, Patent Document 1).
  • the distal end portion of the first insertion portion and the distal end portion of the second insertion portion of the rivet member are in an expanded state. That is, the solid shaft-like first insertion portion is deformed to a large diameter by being crushed at the entire tip portion.
  • the second insertion portion having a hollow shaft shape is deformed into a bowl shape by being crushed while the tip portion is inclined radially outward. For this reason, the crimped tip portion of the rivet member is deformed and spreads on the conductive member such as the external terminal or the current collector, and the thickness of the external terminal or the current collector increases. And from a viewpoint of the energy density per volume of the said electrical storage element, it is better that the thickness on the external appearance of the said electroconductive member is small.
  • this kind of problem is not limited to the battery, but also applies to capacitors (such as electric double layer capacitors).
  • an object of the present invention is to provide a power storage element that can prevent an increase in the thickness of a conductive member even when a rivet member is caulked, and a power storage device including the power storage element.
  • the electricity storage device is: An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate insulated from each other; A case constituted by a partition, and a case for accommodating the electrode body; A rivet member having an insertion portion at one end, the rivet member fixed to the partition; A conductive member having a portion to be inserted through which the insertion portion is inserted, and a conductive member electrically connected to the rivet member; The Vickers hardness of the insertion part is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the insertion part of the conductive member, The insertion portion has a caulking portion that is caulked at a distal end portion of the insertion portion in a state where the insertion portion is inserted through the conductive member.
  • FIG. 1 is a side view of a battery according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the terminal structure of the battery.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the terminal structure before the rivet member and the drawing member are caulked.
  • FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the terminal structure for explaining the height of the rivet member after the caulking process in the present embodiment.
  • FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the terminal structure for explaining the height of the rivet member after the caulking process in the prior art.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the battery terminal structure according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view of the battery according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the battery.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the terminal structure of the battery.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the terminal structure before the rivet member and the external terminal are caulked.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a battery module in which the batteries are connected by a bus bar.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the battery terminal structure according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a battery terminal structure according to another embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the main part of the terminal structure before the rivet member and the drawing member are caulked.
  • the electricity storage device is An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate insulated from each other; A case constituted by a partition, and a case for accommodating the electrode body; A rivet member having an insertion portion at one end, the rivet member fixed to the partition; A conductive member having a portion to be inserted through which the insertion portion is inserted, and a conductive member electrically connected to the rivet member; The Vickers hardness of the insertion portion is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the inserted portion of the conductive member, The insertion portion has a caulking portion that is caulked at a distal end portion of the insertion portion in a state where the insertion portion is inserted into the conductive member.
  • the insertion portion of the rivet member is inserted into the insertion portion of the conductive member, and the tip portion thereof is caulked to spread on the conductive member.
  • the Vickers hardness of the insertion portion is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the insertion portion of the conductive member, the distal end portion of the insertion portion spreads on the conductive member, but the periphery of the insertion portion The region is compressed and deformed in the thickness direction. Thereby, the thickness of the peripheral area
  • the rivet member includes a trunk portion connected to the insertion portion and in contact with the conductive member,
  • the width dimension in the direction intersecting the insertion direction of the insertion portion in the trunk portion is wider than the insertion portion,
  • the Vickers hardness of the trunk portion can be made larger than the Vickers hardness of a region where the trunk portion of the conductive member contacts.
  • the insertion portion of the conductive member is inserted by inserting the insertion portion of the rivet member into the insertion portion of the conductive member and caulking the distal end portion in a state where the trunk portion is in contact with the conductive member.
  • the peripheral region of the part is sandwiched between the tip part and the body part and is compressed and deformed from both sides in the thickness direction. Thereby, the thickness of the peripheral area
  • the trunk portion may be non-circular when viewed from the central axis direction of the insertion portion.
  • the insertion part may be non-circular when viewed from the central axis direction of the insertion part.
  • the conductive member is caused by caulking action force on the distal end portion. Even if it tries to rotate around the central axis, its movement is restricted. Thereby, when the front-end
  • the electricity storage device is An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate insulated from each other; A case constituted by a partition, and a case for accommodating the electrode body; A rivet member comprising an insertion part provided at one end and a body part connected to the insertion part, the rivet member fixed to the partition; A conductive member having a portion to be inserted through which the insertion portion is inserted, and a conductive member electrically connected to the rivet member; The trunk portion is wider than the inserted portion and in contact with the conductive member in a direction intersecting with the insertion direction of the insertion portion, The Vickers hardness of the trunk is larger than the Vickers hardness of the region where the trunk of the conductive member contacts, The insertion portion has a caulking portion that is caulked at a distal end portion of the insertion portion in a state where the insertion portion is inserted into the conductive member.
  • the insertion portion of the rivet member is inserted into the insertion portion of the conductive member, and the distal end portion of the insertion portion is caulked in a state where the body portion is in contact with the conductive member.
  • the conductive member is pressed against the trunk portion by the distal end portion of the insertion portion spread on the conductive member.
  • the peripheral area of the inserted part is compressed and deformed in the thickness direction. Thereby, the thickness of the peripheral area
  • the trunk portion may be non-circular when viewed from the central axis direction of the insertion portion.
  • a power storage device is: An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate insulated from each other; A case configured by a partition wall and containing the electrode body; A rivet member provided with an insertion portion at one end and fixed to the partition; An insertion portion through which the insertion portion is inserted, and a conductive member electrically connected to the rivet member,
  • the insertion portion has any one material of C1100-H, C1020-H, and A6061-T6 defined by Japanese Industrial Standard,
  • the insertion portion of the conductive member is one of A5052-H34, A1050-H24, A1100-O, A1100-H24, A3003-H, and annealed C1100-H defined by Japanese Industrial Standards. Has material,
  • the insertion portion has a caulking portion that is caulked at a distal end portion of the insertion portion in a state where the insertion portion is inserted into the conductive member.
  • the insertion portion of the rivet member is inserted into the insertion portion of the conductive member, and the tip portion thereof is caulked to spread on the conductive member.
  • the material of the insertion portion is harder than the material of the peripheral region of the insertion portion of the conductive member, the distal end portion of the insertion portion spreads over the conductive member, but the peripheral region of the insertion portion is thick. It is compressed and deformed in the vertical direction. Thereby, the thickness of the peripheral area
  • the rivet member includes a trunk portion having a width dimension in a direction intersecting the insertion direction of the insertion portion that is wider than the insertion portion and in contact with the conductive member,
  • the barrel may be made of any one material of C1100-H, C1020-H and A6061-T6 defined by Japanese Industrial Standard.
  • the material of the body portion is harder than the material of the portion of the conductive member that contacts the body portion.
  • the insertion portion of the rivet member is inserted into the insertion portion of the conductive member, and the front end portion thereof is caulked in a state where the trunk portion is in contact with the conductive member, so that the periphery of the insertion portion of the conductive member is The region is sandwiched between the tip portion and the body portion and is compressed and deformed from both sides in the thickness direction.
  • region of the to-be-inserted part reduces, As a result, the increase in the thickness of an electroconductive member is suppressed.
  • the trunk portion may be non-circular when viewed from the central axis direction of the insertion portion.
  • the insertion part may be non-circular when viewed from the central axis direction of the insertion part.
  • the conductive member is caused by caulking action force on the distal end portion. Even if it tries to rotate around the central axis, its movement is restricted. Thereby, when the front-end
  • An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate insulated from each other; A case configured by a partition wall and containing the electrode body; A rivet member provided with an insertion portion at one end and fixed to the partition; An insertion portion through which the insertion portion is inserted, and a conductive member electrically connected to the rivet member,
  • the rivet member is A width portion in a direction intersecting with the insertion direction of the insertion portion is wider than the insertion portion and a body portion in contact with the conductive member;
  • the caulking portion is formed by caulking in a state where the distal end portion of the insertion portion is inserted into the conductive member, and a width dimension in a direction intersecting the insertion direction of the insertion portion is larger than that of the insertion portion.
  • a caulking part that is wide and sandwiches the conductive member between the body part, and
  • the conductive member has a first concave portion into which at least a part of the caulking portion is fitted, and a second concave portion into which a portion of the trunk portion that is in contact with the conductive member is fitted,
  • the first recess and the second recess are recessed in a direction approaching each other in the insertion direction of the insertion portion.
  • the thickness of the peripheral region of the inserted portion in the conductive member is smaller than the thickness of the other region due to the first concave portion and the second concave portion. For this reason, when the rivet member is caulked and the conductive member is connected, that is, when the conductive member is sandwiched between the caulking portion and the body portion, at least a part of the caulking portion is in the first recess. The part which contacts the conductive member of the trunk part is fitted into the second recess while being fitted. As a result, an increase in the thickness of the conductive member is suppressed.
  • the power storage device is Two or more power storage elements including at least one of the power storage elements described above, and A power storage device comprising: a bus bar connecting the two or more power storage elements.
  • the thickness of the peripheral region of the insertion portion of the conductive member is smaller than the thickness of the other region of the conductive member.
  • the bus bar may overlap with the conductive member, and may have an insertion hole larger than the caulking portion in a region overlapping the caulking portion of the bus bar.
  • the power storage element according to the present embodiment and the power storage device including the power storage element, it is possible to suppress an increase in the thickness of the conductive member by caulking the rivet member.
  • the battery according to this embodiment is a non-aqueous electrolyte secondary battery, more specifically, a lithium ion secondary battery.
  • the battery according to the present embodiment includes a case 1 having a case body 2 and a cover plate 3 that closes and seals the opening of the case body 2.
  • a terminal structure 9 electrically connected to the electrode body 4 housed in the case 1 is provided on the lid plate 3.
  • the case body 2 and the cover plate 3 are made of a metal such as an aluminum alloy or a stainless alloy.
  • the case body 2 and the cover plate 3 of this embodiment are made of an aluminum alloy.
  • the case main body 2 has a bottomed rectangular tube shape that is flat in the width direction (left-right direction in FIG. 1) and can accommodate a long cylindrical wound electrode body 4.
  • the cover plate 3 is a rectangular plate corresponding to the opening of the case body 2.
  • two through holes 3 a for inserting a rivet member 12 to be described later are formed in the lid plate 3 at intervals in the longitudinal direction of the lid plate 3.
  • the cover plate 3 is fitted into the opening of the case body 2 and is fixed to the case body 2 in a state where the space between the case body 2 and the cover plate 3 is sealed by laser welding or the like.
  • the electrode body 4 is different in the left and right sides with a strip-shaped negative electrode sheet 5 and a strip-shaped positive electrode sheet 6 sandwiched between the negative electrode sheet 5 and the positive electrode sheet 6. It is wound in a long cylindrical shape that is shifted in the direction and formed into an ellipse vertically around a rotation axis extending in the left-right direction.
  • the electrode body 4 is entirely covered with an insulating cover formed of an insulating sheet, and is housed in the case 1 while being insulated from the case 1.
  • the negative electrode sheet 5 has a negative electrode active material supported on the surface of a copper foil.
  • the positive electrode sheet 6 has a positive electrode active material supported on the surface of an aluminum foil.
  • the negative electrode sheet 5 and the positive electrode sheet 6 each have an uncoated portion of the active material at the edge in the shift direction.
  • the aluminum foil and the copper foil are exposed at the left and right ends of the electrode body 4, and the metal foil of these electrodes protrudes out in the form of a wound bundle.
  • current collectors 8 are electrically connected to the metal foils protruding from the left and right ends of the electrode body 4, respectively.
  • the current collector 8 is a metal member having a long and long conductivity. More specifically, the positive electrode current collector 8 is made of aluminum or an aluminum alloy, and the negative electrode current collector 8 is made of copper or a copper alloy. The upper part of the current collector 8 is bent in the horizontal direction to form a connection portion 8a. A portion of the current collector 8 below the connection portion 8a is divided into two parts in the front and rear directions and protrudes downward. The portion divided into two forks is sandwiched between the end portions of the electrode body 4 and a sandwiching plate, and is connected and fixed to the electrode body 4 by ultrasonic welding or the like.
  • the battery includes a positive terminal structure 9 and a negative terminal structure 9.
  • each terminal structure 9 includes a resin plate 10 and an external gasket 11, a rivet member 12, a terminal detent member 13, a terminal bolt 14, and a drawing member 15.
  • the resin plate 10 and the external gasket 11 are disposed so as to sandwich the through holes 3a formed at the left and right ends of the cover plate 3 from inside and outside.
  • the rivet member 12 is inserted into the through hole 3 a through the resin plate 10 and the external gasket 11 and is electrically connected to the connection portion 8 a of the current collector 8.
  • the terminal detent member 13 is disposed in proximity to the external gasket 11.
  • the terminal bolt 14 is disposed on the outer surface of the cover plate 3 via the terminal detent member 13.
  • the drawing member 15 electrically connects the terminal bolt 14 and the rivet member 12. With the above configuration, the electrode body 4 and the terminal bolt 14 in the case 1 are electrically connected.
  • Resin plate 10 is a synthetic resin member having insulation and sealing properties. More specifically, the resin plate 10 is made of, for example, polyphenylene sulfide (PPS) resin. However, the material of the resin plate 10 is not limited to PPS, and can be appropriately selected.
  • the resin plate 10 has a rectangular shape. A recess 10 a that can receive the connecting portion 8 a of the current collector 8 is formed on the lower surface of the resin plate 10.
  • the resin plate 10 has a through hole 10b that coincides with the through hole 8b formed in the connecting portion 8a in a state where the concave portion 10a receives the connecting portion 8a of the current collector 8.
  • the external gasket 11 is a synthetic resin member having insulation and sealing properties. More specifically, the external gasket 11 is made of, for example, polyphenylene sulfide (PPS) resin. However, the material of the external gasket 11 is not limited to PPS, and can be selected as appropriate.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the outer gasket 11 has a rectangular shape that is slightly larger than the body 12a of the rivet member 12.
  • a circular outer wall portion 11 a is provided on the outer peripheral edge by recessing the upper surface except for the outer peripheral portion.
  • the outer gasket 11 includes a recess 11b that can receive the body 12a of the rivet member 12 in the outer wall 11a.
  • the external gasket 11 has a through hole 11c into which the first caulking portion 12b of the rivet member 12 can be inserted in a state where the concave portion 11b receives the body portion 12a of the rivet member 12.
  • An annular convex portion 11 d that is inserted into the through hole 10 b of the resin plate 10 through the through hole 3 a of the cover plate 3 is formed on the lower surface of the external gasket 11.
  • the resin plate 10 is disposed in the case 1 as a result of being disposed on the lower surface (inner surface) of the lid plate 3.
  • the external gasket 11 is disposed on the outer surface of the case 1 as a result of being disposed on the upper surface (outer surface) of the lid plate 3.
  • a non-circular recess 3 b that can receive the lower portion (bridge portion) of the external gasket 11 is formed in a region of the upper surface of the cover plate 3 where the external gasket 11 is disposed.
  • the recessed part 3b of this embodiment is formed in the rectangular shape corresponding to the lower shape of the external gasket 11 which is rectangular shape.
  • the recessed part 3b is formed by coining process, for example.
  • the battery has a positive rivet member 12 and a negative rivet member 12.
  • the positive rivet member 12 is a conductive metal member such as an aluminum alloy (specifically, A5052-H34 defined by JIS (Japanese Industrial Standards)).
  • the negative rivet member 12 is a conductive metal member such as a copper alloy (specifically, C1100-H defined by JIS).
  • the first caulking portion 12b protrudes downward from the lower surface of the body portion 12a.
  • a second caulking portion 12c as an insertion portion protrudes upward from the upper surface of the trunk portion 12a.
  • the appearances of the first caulking portion 12b and the second caulking portion 12c are both axial.
  • the first caulking portion 12b and the second caulking portion 12c are both smaller in diameter than the body portion 12a.
  • A5052-H34 is an Al—Mg based aluminum alloy.
  • A5052-H34 is obtained by subjecting an aluminum alloy (A5052) shown in Table 1 below to a stabilization treatment after cold working.
  • the mechanical properties of A5052-H34 are as shown in Table 2 below.
  • “P” described after A5052 in the symbol column of Table 2 is a symbol indicating that the shape of the test piece is a plate shape.
  • the C1100-H is so-called tough pitch copper.
  • C1100-H is obtained by work-hardening tough pitch copper (C1100) shown in Table 3 below.
  • the mechanical properties of C1100-H are as shown in Table 4 below. Note that “P” described after C1100 in the symbol column of Table 4 is a symbol indicating that the shape of the test piece is a plate.
  • the trunk 12a is axial. And the outer diameter of the trunk
  • drum 12a equips the outer periphery with the four plane parts (not numbered) arrange
  • the first caulking portion 12 b is a portion that is inserted into the through hole 3 a of the cover plate 3, the through hole 8 b of the connection portion 8 a of the current collector 8, the through hole 10 b of the resin plate 10, and the through hole 11 c of the external gasket 11. .
  • the first caulking portion 12b is inserted from the outside to the inside of the lid plate 3, that is, in the direction from the lid plate 3 toward the current collector 8.
  • the annular convex portion 11 d of the external gasket 11 is inserted into the through hole 3 a of the lid plate 3 and the through hole 10 b of the resin plate 10. Therefore, the first caulking portion 12b is also inserted into the through hole 3a of the cover plate 3 and the through hole 10b of the resin plate 10 by being inserted into the through hole 11c of the external gasket 11.
  • the first caulking portion 12b is inserted into the through hole 3a of the cover plate 3, the through hole 10b of the resin plate 10, the through hole 11c of the external gasket 11, and the through hole 8b of the current collector 8, and the tip portion is resin. This is a length protruding from the inner surface of the plate 10 toward the inside of the case 1.
  • a non-through hole 12d in the axial direction is formed at the tip of the first caulking portion 12b.
  • tip part of the 1st crimping part 12b is a hollow shaft shape, as shown in FIG.
  • the non-through hole 12d is formed using, for example, a drill. Accordingly, the bottom 12e of the non-through hole 12d is tapered corresponding to the tip shape of the drill.
  • tip part of the 1st crimping part 12b is crushed while inclining radially outward by carrying out a caulking process, and has a bowl shape larger diameter than the base end part of the 1st crimping part 12b. . That is, the tip end portion of the first caulking portion 12b has a diameter larger than that of the through hole 3a of the lid plate 3 by being caulked.
  • the barrel portion 12a and the first caulking portion 12b of the hook-shaped tip end sandwich the peripheral portions of the through holes 3a, 8b, 10b, and 11c, whereby the outer gasket 11 is attached to the outer surface of the lid plate 3.
  • the resin plate 10 is brought into close contact with the inner surface of the lid plate 3.
  • the peripheries of the through holes 3a, 8b, 10b, and 11c are sealed, and the inside of the case 1 is kept airtight.
  • the caulking process for the first caulking portion 12 b is performed before the cover plate 3 is welded to the case body 2.
  • the second caulking portion 12c has a solid shaft shape having a diameter smaller than that of the body portion 12a.
  • the second caulking portion 12 c has a shaft diameter that can be inserted into a first through hole 15 a described later formed in the pulling member 15. Then, the tip end portion of the second caulking portion 12c is caulked while the second caulking portion 12c is inserted into the first through hole 15b of the pulling member 15.
  • the pulling member 15 is sandwiched between the body portion 12a and the distal end portion of the second caulking portion 12c that is deformed into a bowl shape, and is thereby physically and electrically connected to the rivet member 12.
  • the caulking process for the second caulking part 12c is performed in advance before the caulking process for the first caulking part 12b.
  • the through hole 3a of the cover plate 3, the through hole 8b of the connecting portion 8a of the current collector 8, the through hole 10b of the resin plate 10, the through hole 11c of the external gasket 11, the annular convex portion 11d of the external gasket 11, and The dimensional relationship of the first caulking portion 12b of the rivet member 12 will be described.
  • the inner diameter of the through hole 3 a of the lid plate 3 and the inner diameter of the through hole 10 b of the resin plate 10 are the same or substantially the same.
  • the inner diameter of the through hole 3 a of the lid plate 3, the inner diameter of the through hole 10 b of the resin plate 10, and the outer diameter of the annular convex portion 11 d of the external gasket 11 are the same or substantially the same.
  • the length of the annular convex portion 11d of the external gasket 11 is the same or substantially the same as the total thickness of the cover plate 3 and the resin plate 10.
  • the inner diameter of the annular convex portion 11 d of the external gasket 11 and the inner diameter of the through hole 8 b of the connection portion 8 a of the current collector 8 are the same or substantially the same.
  • the inner diameter of the annular convex portion 11d of the outer gasket 11, the through hole 8b of the connecting portion 8a of the current collector 8, and the outer diameter of the first caulking portion 12b of the rivet member 12 are the same or substantially the same.
  • the body portion 12a of the rivet member 12 is inserted into the recess 11b of the external gasket 11, so that the first caulking portion 12b of the rivet member 12 passes through the through-hole 11c on the bottom surface of the recess 11b and the connecting portion of the current collector 8 It is inserted through the through hole 8b of 8a.
  • the tip end portion of the first caulking portion 12b protruding downward from the through hole 8b of the connecting portion 8a is caulked from below.
  • the rivet member 12 is attached to the cover plate 3 in a state where it is electrically connected to the connection portion 8 a of the current collector 8 and insulated from the cover plate 3.
  • the terminal bolt 14 is for electrically connecting the battery and an external device.
  • the terminal bolt 14 is a high-strength conductive metal member formed of steel such as iron, stainless steel, and chromium molybdenum steel.
  • the positive electrode drawing member 15 and the negative electrode drawing member 15 are both rectangular conductive metal members formed of an aluminum alloy (specifically, A5052-H34 defined by JIS).
  • a first through hole 15 a is formed at one end of the drawing member 15 in the longitudinal direction.
  • a second through hole 15 b is formed at the other end of the drawing member 15 in the longitudinal direction.
  • the second caulking portion 12c of the rivet member 12 is inserted into the first through hole 15a.
  • the shaft portion of the terminal bolt 14 is inserted into the second through hole 15b.
  • the 2nd crimping part 12c which is an insertion part of the rivet member 12 is penetrated by the 1st through-hole 15a (inserted part) of the drawing member 15 which is an electroconductive member, and the front-end
  • the Vickers hardness of the second caulking portion 12c is larger than the Vickers hardness in the peripheral region of the first through hole 15a with which the body portion 12a contacts the pulling member 15. For this reason, while the front-end
  • the second caulking portion 12c of the rivet member 12 is inserted into the first through hole 15a of the pulling member 15 and the tip end portion of the second caulking portion 12c is caulked, so that the periphery of the first through hole 15a of the pulling member 15 is obtained.
  • the region is sandwiched between the body portion 12a and the end portion of the second caulking portion 12c that is caulked.
  • the peripheral region of the first through hole 15a in the pulling member 15 is compressed and deformed from both sides in the thickness direction, so that a part of the second caulking portion 12c is fitted.
  • a recessed portion (first recessed portion) to be inserted and a recessed portion (second recessed portion) into which a part of the body portion 12 a is fitted are formed in the extraction member 15.
  • the first recess and the second recess are recessed in a direction in which they approach each other in the insertion direction of the second caulking portion 12c (insertion portion) of the rivet member 12.
  • the thickness of the rivet member 12 after the caulking process will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • the thickness of the rivet member 12 of the present embodiment before the caulking process is the same as the thickness of the prior art rivet member 512 before the caulking process.
  • the thickness after the caulking process of the rivet member 12 of the present embodiment is defined as a length H1 from the bottom surface of the body portion 12a of the rivet member 12 to the top portion of the second caulking portion 12c.
  • the thickness after the caulking process of the rivet member 512 according to the prior art is defined as a length H2 from the bottom surface of the body portion 512a of the rivet member 512 to the top portion of the second caulking portion 512c.
  • the thickness H1 of the rivet member 12 of the present embodiment is smaller than the thickness H2 of the rivet member 512 of the prior art.
  • the thickness H1 of the rivet member 12 of the present embodiment is equal to the thickness d1 obtained by compressing and deforming the pulling member 15 by the second caulking portion 12c of the rivet member 12, compared to the thickness H2 of the rivet member 512 of the prior art.
  • the thickness of the rivet member 12 can be reduced. That is, an increase in the thickness of the rivet member 12 is suppressed. Further, the thickness of the drawing member 15 is reduced only in the region compressed and deformed by the trunk portion 12a or the second caulking portion 12c of the rivet member 12. Thereby, in the rivet member 12, only the whole thickness of the rivet member 12 is reduced. For this reason, the cross-sectional area of the rivet member 12 necessary for the current path can be secured.
  • the Vickers hardness is obtained by measurement based on JIS Z 2244: 2009. Specifically, a diamond pyramid indenter is pressed against the surface of the test piece to create an indentation, and the diagonal of the indentation is measured to determine the surface area of the indentation. Then, the Vickers hardness is obtained by dividing the force pressing the indenter by the surface area of the indentation.
  • drawer member 15 was 110HV, 110HV, and 80HV, respectively.
  • the Vickers hardness of the second caulking portion 12c is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the first through hole 15a in contact with the trunk portion 12a. Further, the Vickers hardness of the trunk portion 12a is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the first through hole 15a in contact with the trunk portion 12a of the drawing member 15.
  • the body portion 12a of the rivet member 12 has a non-circular shape when viewed from the central axis direction of the first through hole 15a of the drawing member 15.
  • the rivet member 12 and the drawing member 15 are integrated in a state where the peripheral region of the first through hole 15a of the drawing member 15 is compressed and deformed by the non-circular body portion 12a. For this reason, for example, when an external force is applied to the drawing member 15 such as when the rivet member 12 integrated with the drawing member 15 is fixed to the partition wall by caulking the first caulking portion 12b, the drawing member 15 is removed. Even if the rivet member 12 tries to rotate relatively around the central axis of the first through hole 15a, its movement is restricted.
  • the rivet member 12 corresponding to the negative rivet member in the first embodiment includes a body portion 12a and a first caulking portion 12b.
  • the first caulking portion 12b is inserted through the cover plate 3 from the inside to the outside of the case 1.
  • the tip end portion of the first caulking portion 12b that will be located outside the case 1 is caulked.
  • the terminal structure 109 includes a rivet member 112 that is inserted into the lid plate 3 from the inside to the outside of the case 1.
  • the rivet member 112 includes a body portion 112 a that is electrically connected to the electrode body 4, and an insertion portion 112 b that is connected to the body portion 112 a and is inserted into the through hole 3 a of the lid plate 3.
  • the resin plate 110 is disposed on the inner surface of the lid plate 3, and the external gasket 111 is disposed on the outer surface of the lid plate 3.
  • a drawing member 115 as a conductive member is disposed on the outer surface of the external gasket 111.
  • the insertion portion 112 b of the rivet member 112 is inserted through the resin plate 110, the cover plate 3, the external gasket 111, and the first through hole 115 a of the extraction member 115 in this order. And the front-end
  • the negative rivet member 112 is a conductive metal member formed of a copper alloy (specifically, C1100-H defined by JIS).
  • the drawing member 115 is a rectangular conductive metal member formed of an aluminum alloy (specifically, A5052-H34 defined by JIS).
  • the Vickers hardness in the area around the first through hole 115a in the insertion portion 112b and the extraction member 115 was 110 HV and 80 HV, respectively.
  • the insertion portion 112b of the negative rivet member 112 is inserted into the first through hole 115a of the extraction member 115.
  • the distal end portion of the insertion portion 112b spreads on the extraction member 115 by being caulked.
  • the Vickers hardness of the insertion portion 112b is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the first through hole 115a in the extraction member 115.
  • the peripheral region of the first through hole 115a in the extraction member 115 is compressed and deformed in the thickness direction, and the peripheral region of the first through hole 115a is The thickness is reduced. Thereby, the increase in the thickness of the extraction member 115 is suppressed.
  • the battery terminal structure 209 is a welding-type terminal structure in which the bus bar 214 (see FIG. 11) is welded to the external terminal 213 to be connected to another battery.
  • the battery of this embodiment includes a positive terminal structure 209 and a negative terminal structure 209.
  • Each terminal structure 209 includes a resin plate 10, an external gasket (gasket) 211, a rivet member 212, and an external terminal 213, as shown in FIGS.
  • the resin plate 10 and the external gasket 211 are arranged so as to sandwich the respective through holes 3a formed at the left and right ends of the lid plate 203 inside and outside.
  • the rivet member 212 is inserted into the through hole 3 a through the resin plate 10 and the external gasket 211, and is electrically connected to the connection portion 8 a of the current collector 8 in the case 1.
  • the external terminal 213 is disposed on the outer surface of the lid plate 203 and is electrically connected to the rivet member 212. As a result, the electrode body 4 in the case 1 and the external terminal 213 are electrically connected.
  • the external terminal 213 corresponds to a conductive member.
  • Resin plate 10 is a synthetic resin member having insulation and sealing properties. More specifically, the resin plate 10 is made of, for example, polyphenylene sulfide (PPS) resin. However, the material of the resin plate 10 is not limited to PPS, and can be appropriately selected.
  • the resin plate 10 has a rectangular shape. A recess 10 a that can receive the connecting portion 8 a of the current collector 8 is formed on the lower surface of the resin plate 10.
  • the resin plate 10 has a through hole 10b. The through hole 10b coincides (overlaps) with the through hole 8b formed in the connecting portion 8a in a state where the concave portion 10a receives the connecting portion 8a of the current collector 8.
  • the external gasket 211 is a synthetic resin member having insulation and sealing properties. More specifically, the external gasket 211 is made of, for example, polyphenylene sulfide (PPS) resin. However, the material of the external gasket 211 is not limited to PPS, and can be selected as appropriate.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the external gasket 211 has a rectangular shape that is slightly larger than the external terminal 213.
  • the outer surface of the outer gasket 211 is recessed to form a circular outer wall 211a on the outer periphery.
  • the outer gasket 211 includes a recess 211b in the outer wall 211a that can receive the body 212a of the rivet member 212.
  • the external gasket 211 has a through hole 211c into which the first caulking portion 212b of the rivet member 212 can be inserted in a state where the concave portion 211b receives the body portion 212a of the rivet member 212.
  • An annular convex portion 211 d that is inserted into the through hole 10 b of the resin plate 10 through the through hole 3 a of the lid plate 203 is formed on the lower surface of the external gasket 211.
  • the resin plate 10 is disposed in the case 1 as a result of being disposed on the lower surface (inner surface) of the lid plate 203.
  • the external gasket 211 is disposed on the outer surface of the case 1 as a result of being disposed on the upper surface (outer surface) of the lid plate 203.
  • a non-circular recess 203b that can receive the lower portion (bridge portion) of the external gasket 211 is formed in a region of the upper surface of the cover plate 203 where the external gasket 211 is disposed.
  • the lower part of the external gasket 211 (joint surface with the lid plate 203) is inserted into (inserted into) the recess 203b, whereby the rotation of the external gasket 211 around the axis is restricted.
  • the recess 203b is formed in a rectangular shape corresponding to the lower shape of the rectangular external gasket 211.
  • the recessed part 203b is formed by coining process, for example.
  • the battery includes a positive rivet member 212 and a negative rivet member 212.
  • the positive rivet member 212 is a conductive metal member formed of aluminum or an aluminum alloy (specifically, A5052-H34 defined by JIS).
  • the negative rivet member 212 is a conductive metal member formed of copper or a copper alloy (specifically, C1100-H defined by JIS).
  • the rivet member 212 includes a body 212 a that is in contact with the external terminal 213 and wider than a later-described through hole 213 b provided in the external terminal 213.
  • the body portion 212a is non-circular when viewed from the central axis direction of the through hole 213b.
  • a first caulking portion 212b projects downward from the lower surface of the body portion 212a.
  • a second caulking portion 212c as an insertion portion protrudes upward from the upper surface of the body portion 212a.
  • the first caulking portion 212b and the second caulking portion 212c are both axial in appearance and smaller in diameter than the body portion 212a.
  • the barrel portion 212a has an axial shape.
  • the outer diameter of the body portion 212 a is larger than the diameter of the through hole 3 a of the lid plate 203.
  • the trunk portion 212a includes four planar portions arranged on the outer circumference at equal intervals in the circumferential direction. In the state where the body portion 212 a is received in the recess 211 b of the outer gasket 211, each of the four flat portions faces the inner wall surface of the outer wall portion 211 a of the outer gasket 211.
  • the first caulking portion 212 b is a portion that is inserted into the through hole 3 a of the lid plate 203, the through hole 8 b of the connection portion 8 a of the current collector 8, the through hole 10 b of the resin plate 10, and the through hole 211 c of the external gasket 211. .
  • the first caulking portion 212b is inserted from the outside to the inside of the lid plate 203, that is, in the direction from the lid plate 203 toward the current collector 8.
  • the annular convex portion 211 d of the external gasket 211 is inserted into the through hole 3 a of the lid plate 203 and the through hole 10 b of the resin plate 10.
  • the first caulking portion 212b is also inserted into the through hole 3a of the cover plate 203 and the through hole 10b of the resin plate 10 by being inserted into the through hole 211c of the external gasket 211.
  • the first caulking portion 212b is inserted through the through-hole 3a of the lid plate 203, the through-hole 10b of the resin plate 10, the through-hole 211c of the external gasket 211, and the through-hole 8b of the current collector 8. This is a length protruding from the inner surface of the plate 10 toward the inside of the case 1.
  • a non-through hole 212d in the axial direction of the first caulking portion 212b is formed at the tip of the first caulking portion 212b.
  • tip part of the 1st crimping part 212b is a hollow shaft shape, as shown in FIG.
  • the non-through hole 212d is formed using, for example, a drill. Accordingly, the bottom 212e of the non-through hole 212d is tapered corresponding to the tip shape of the drill.
  • the distal end portion of the first caulking portion 212b is crushed while being tilted radially outward by being caulked, and is larger than the proximal end portion of the first caulking portion 212b (portion in the vicinity of the body portion 212a). It has a bowl shape. That is, the tip end portion of the first caulking portion 212b has a diameter larger than that of the through hole 3a of the lid plate 203 by being caulked.
  • the barrel portion 212a and the hooked tip portion of the first caulking portion 212b sandwich the periphery of the through holes 3a, 8b, 10b, 211c, and the external gasket 211 is attached to the outer surface of the lid plate 203.
  • the resin plate 10 is in close contact with the inner surface of the lid plate 203. Thereby, the circumference
  • the caulking process for the first caulking portion 212 b is performed at a stage before the lid plate 203 is welded to the case body 2.
  • the second caulking portion 212c has a solid shaft shape smaller in diameter than the body portion 212a, as shown in FIGS.
  • the second caulking portion 212c has a shaft diameter that can be inserted into the through hole 213b. Then, the tip end portion of the second caulking portion 212c is caulked while the second caulking portion 212c is inserted into the through hole 213b of the external terminal 213.
  • the external terminal 213 is sandwiched between the barrel portion 212a and the tip portion of the second caulking portion 212c that is deformed into a bowl shape, and the upper surface of the barrel portion 212a (the surface facing the second caulking portion 212c).
  • the second crimped portion 212 c is compressed in the thickness direction between the tip portion deformed in a hook shape and is physically and electrically connected to the rivet member 212. Note that the caulking process for the second caulking part 212c in this embodiment is performed in advance before the caulking process for the first caulking part 212b.
  • the through hole 3a of the cover plate 203, the through hole 8b of the connecting portion 8a of the current collector 8, the through hole 10b of the resin plate 10, the through hole 211c and the annular convex portion 211d of the external gasket 211, and the rivet A dimensional relationship with the first caulking portion 212b of the member 212 will be described.
  • the inner diameter of the through hole 3 a of the lid plate 203 and the inner diameter of the through hole 10 b of the resin plate 10 are the same or substantially the same.
  • the inner diameter of the through hole 3 a of the lid plate 203, the inner diameter of the through hole 10 b of the resin plate 10, and the outer diameter of the annular convex portion 211 d of the external gasket 211 are the same or substantially the same.
  • the length of the annular convex portion 211d of the external gasket 211 is the same or substantially the same as the total thickness of the cover plate 203 and the resin plate 10.
  • the inner diameter of the annular convex portion 211 d of the external gasket 211 and the inner diameter of the through hole 8 b of the connection portion 8 a of the current collector 8 are the same or substantially the same.
  • the inner diameter of the annular convex portion 211d of the outer gasket 211, the through hole 8b of the connection portion 8a of the current collector 8, and the outer diameter of the first caulking portion 212b of the rivet member 212 are the same or substantially the same.
  • the body portion 212a of the rivet member 212 is inserted into the recess 211b of the external gasket 211, and the first caulking portion 212b of the rivet member 212 passes through the connection hole 8a of the current collector 8 through the through hole 211c on the bottom surface of the recess 211b. It is inserted through the hole 8b.
  • the tip end portion of the first caulking portion 212b protruding downward from the through hole 8b of the connecting portion 8a is caulked from below.
  • the rivet member 212 is attached to the cover plate 203 in a state where it is electrically connected to the connecting portion 8 a of the current collector 8 and insulated from the cover plate 203.
  • External terminal 213 is a part for electrically connecting a battery and an external device.
  • the external terminal 213 of the present embodiment has a rectangular plate shape wider than the upper surface of the second caulking portion 212c of the rivet member 212.
  • the external terminal 213 is made of an aluminum alloy (specifically, A5052-H34 defined by JIS).
  • the Vickers hardness in the peripheral area of the second caulking portion 212c of the rivet member 212 and the through hole 213b of the external terminal 213 is 110 HV and 80 HV, respectively. That is, the Vickers hardness of the negative external terminal 213 is smaller than the Vickers hardness of the rivet member 212.
  • the bus bar 214 includes a conductive connecting member 214a and insertion holes 214b and 214b provided at both ends of the connecting member 214a.
  • the connecting member 214a connects the positive external terminal 213 of one battery and the negative external terminal 213 of the other battery among the external terminals of the pair of batteries to be connected.
  • the insertion holes 214b and 214b are provided at a position corresponding to the negative external terminal 213 in the connecting member 214 and a position corresponding to the positive external terminal 213 in the connecting member 214.
  • the insertion holes 214b and 214b are holes that are slightly larger than the distal end portion of the second caulking portion 212 of the negative electrode that is deformed into a bowl shape by caulking the second caulking portion 212c of the negative electrode.
  • the insertion holes 214b and 214b are holes that are slightly larger than the tip of the second caulking portion 212 of the positive electrode that is deformed into a bowl shape by caulking the second caulking portion 212c of the positive electrode.
  • the insertion holes 214b and 214b of the present embodiment have a circular shape.
  • the tip of the external terminal 213 deformed in a hook shape on the conductor connecting portion 213a is inserted into the insertion hole 214b of the bus bar 214, and the conductor connecting portion 213a and the connecting member 214a are connected to the laser. It is welded by welding. As a result, the negative external terminal 213, the positive external terminal 213, and the bus bar 214 are electrically connected.
  • the second caulking portion 212c as the insertion portion of the negative rivet member 212 is inserted into the through hole 213b (inserted portion) of the external terminal 213 as the conductive member. And the front-end
  • the Vickers hardness of at least the second caulking portion 212c is larger than the Vickers hardness in the peripheral region of the through hole 213b with which the body portion 212a contacts the external terminal 213, the tip end portion of the second caulking portion 212c is the conductor connecting portion.
  • the peripheral region of the through hole 213b of the external terminal 213 is compressed and deformed in the thickness direction. Thereby, the thickness of the peripheral region of the through hole 213b in the external terminal 213 is reduced, and an increase in the thickness of the external terminal 213 is suppressed.
  • the second caulking portion 212c of the rivet member 212 is inserted into the through hole 213b of the external terminal 213, and the distal end portion of the second caulking portion 212c is caulked, whereby the peripheral area of the through hole 213b of the external terminal 213 is caulked. It is sandwiched between the distal end portion and the body portion 212a. Thereby, the peripheral region of the through hole 213b of the external terminal 213 is compressed and deformed from both sides in the thickness direction, the thickness of the peripheral region of the through hole 213b is reduced, and as a result, an increase in the thickness of the external terminal 213 is suppressed. .
  • the body portion 212a of the rivet member 212 has a non-circular shape when viewed from the central axis direction of the through hole 213b of the external terminal 213.
  • the rivet member 212 and the external terminal 213 are integrated in a state where the peripheral region of the through hole 213b of the external terminal 213 is compressed and deformed by the non-circular body 212a. For this reason, for example, when an external force is applied to the external terminal 213, such as when the rivet member 212 integrated with the external terminal 213 is fixed to the partition wall by caulking the first caulking portion 212b, the external terminal 213 Even if the rivet member 212 attempts to rotate relatively around the central axis of the through hole 231b, the movement is restricted.
  • the second caulking portion 212c as the insertion portion of the rivet member 212 is inserted into the through hole 213b as the insertion portion of the external terminal 213 as the conductive member, and the tip of the second caulking portion 212c.
  • the rivet member 212 and the external terminal 213 are electrically connected by caulking the part.
  • the conductive member may be the current collector 8
  • the inserted portion may be the through hole 8b.
  • the rivet member 312 of the positive terminal structure 309 is a conductive metal member formed of a copper alloy (specifically, C1100-H defined by JIS).
  • the rivet member 312 is wider than the through-hole 8b of the current collector 8 and is in contact with the current collector 8, and a first insertion portion that projects downward from the lower surface of the body 312a.
  • the positive electrode current collector 8 is a conductive metal member formed of an aluminum alloy (specifically, A5052-H34 defined by JIS).
  • the Vickers hardness in the peripheral area of the first caulking portion 312b of the rivet member 312 and the through hole 8b of the current collector 8 is 110 HV and 80 HV, respectively. That is, the Vickers hardness of the first caulking portion 312 b of the rivet member 312 is larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the through hole 8 b of the positive electrode current collector 8.
  • the first caulking portion 312b as the insertion portion of the rivet member 312 is inserted into the through hole 8b (inserted portion) of the connection portion 8a of the current collector 8 as the conductive member, and the first caulking portion.
  • the tip end portion of 312b spreads on the connection portion 8a by being caulked.
  • the tip portion of the first caulking portion 312b spreads on the connecting portion 8a.
  • the peripheral region of the through hole 8b of the connecting portion 8a is compressed and deformed in the thickness direction. As a result, the thickness of the peripheral region of the through hole 8b is reduced, and as a result, an increase in the thickness of the connection portion 8a is suppressed.
  • the trunk portions 12a, 112a, 212a, 312a of the rivet members 12, 112, 212, 312 are axial.
  • the body portion of the rivet member may be in a shape that does not pass through a cover plate, a current collector, or the like through which the first caulking portion is inserted, and is not limited to a specific shape.
  • the body of the rivet member may be a thin plate, for example.
  • drum 12a, 112a, 212a, 312a and insertion part (2nd crimping part 12c, 212c, insertion part 112b, 1st crimping part 312b) of rivet member 12,112,212,312 are provided.
  • the example which is integrally molded has been described.
  • the rivet member may be a rivet member in which the body portion and the insertion portion of the rivet member are independently formed, and the body portion and the insertion portion are connected by welding.
  • the to-be-inserted part (1st through-hole 15a, 115a, through-hole 213b, and the through-hole 213b) of an electroconductive member (The extraction members 15 and 115, the external terminal 213, and the connection part 8a of the collector 8), and The example in which the through hole 8b) is a hole having substantially the same shape in the thickness direction has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first through hole 415a of the pulling member 415 is formed in the same cross-sectional shape as the second caulking portion 12c of the rivet member 12 in the thickness direction. You may provide the part 415b and the 2nd insertion part 415c which a diameter expands in a taper shape from this 1st through-hole 415b.
  • the positive electrode current collector 8 and the positive electrode rivet members 12, 112, 212, 312 are made of an aluminum alloy, and the negative electrode current collector 8 and the negative electrode rivet members 12, 112, 212, An example is shown in which 312 is made of a copper alloy.
  • any material can be used for the positive electrode current collector, the positive electrode rivet member, the negative electrode current collector, and the negative electrode rivet member as long as it is a conductive metal material according to the type of battery.
  • the drawing member 15 as an electroconductive member, the external terminal 213 of the welding-type terminal structure 209, and the material of the electrical power collector 8 were also illustrated. However, if the Vickers hardness of the rivet member is larger than the Vickers hardness of the conductive member, the material of the drawing member 15, the external terminal 213, and the current collector 8 are also arbitrary.
  • the Vickers hardness of at least the insertion portion of the rivet member is larger than the Vickers hardness of at least the peripheral region of the insertion portion of the conductive member.
  • the Vickers hardness may be formed so that the Vickers hardness is different, and thereby the Vickers hardness of the insertion portion of the rivet member may be larger than the Vickers hardness of the peripheral region of the insertion portion of the conductive member.
  • A5052-H34 specified by JIS is exemplified as an example of the material of the aluminum alloy
  • C1100-H specified by JIS is exemplified as an example of the material of the copper alloy.
  • the aluminum alloy and the copper alloy may be other materials as long as the rivet member has a Vickers hardness greater than that of the conductive member.
  • the material of the rivet member is C1100-H specified by JIS, if the Vickers hardness in the peripheral region of the insertion portion of the conductive member is smaller than the Vickers hardness of C1100-H specified by JIS Good.
  • the material of the conductive member in addition to aluminum or aluminum alloy such as A1050-H24, A1100-O, A1100-H24, and A3003-H specified by JIS, C1100-H specified by JIS is annealed. What was processed may be selected.
  • the material of the conductive member is A5052-H34 specified by JIS
  • the Vickers hardness of the insertion portion of the rivet member may be larger than the Vickers hardness of A5052-H34 specified by JIS.
  • a copper alloy such as C1020-H defined by JIS
  • A6061-T6 defined by JIS may be selected as the material of the rivet member.
  • A1050-H24, A1100-O, and A1100-H24 are pure aluminum.
  • A1050-H24 is aluminum (A1050) shown in Table 5 below, which has been work-hardened to a predetermined value or more and then lowered to a predetermined strength (softening heat treatment) by appropriate heat treatment.
  • the mechanical properties of this A1050-H24 are as shown in Table 6 below.
  • A1100-O is obtained by annealing aluminum (A1100) shown in Table 5 below into the softest state by annealing, and completely recrystallizing it.
  • the mechanical properties of this A1100-O are as shown in Table 6 below.
  • A1100-H24 is aluminum (A1100) shown in Table 5 below, which has been work-hardened to a predetermined value or more and then lowered to a predetermined strength (softening heat treatment) by appropriate heat treatment.
  • the mechanical properties of this A1100-H24 are as shown in Table 6 below.
  • A3003-H is an Al—Mn-based aluminum alloy.
  • A3003-H is a work-hardened aluminum alloy (A3003) shown in Table 5 below.
  • the mechanical properties of A3003-H (A3003-H112, H12, H22, H14, H24, H16, H26, and H18) are as shown in Table 6 below.
  • A6061-T6 is an Al—Mg—Si based aluminum alloy.
  • A6061-T6 is obtained by quenching and tempering an aluminum alloy (A6061) shown in Table 5 below.
  • the mechanical properties of A6061-T6 are as shown in Table 6 below.
  • “P” described after A1050, A1100, A3003, and A6061 in the symbol column of Table 6 is a symbol indicating that the shape of the test piece is plate-shaped.
  • C1020-H is obtained by work-hardening oxygen-free copper (C1020) shown in Table 7 below.
  • the mechanical properties of C1020-H are as shown in Table 8 below.
  • “P” described after C1020 in the symbol column of Table 8 is a symbol indicating that the shape of the test piece is plate-shaped.
  • the insertion portions (second caulking portions 12c and 212c, insertion portion 112b, and first caulking portion 312b) are circular
  • the insertion part may be non-circular.
  • the shape of the insertion part may be elliptical or oval.
  • the inserted portion only needs to be able to be inserted, and may be a recessed portion in which the edge of the conductive member is recessed in the width direction.
  • the electrode body is not limited to a long cylindrical winding type as in the above-described embodiment, and may have another shape.
  • the electrode body may be a stacked type in which a plurality of negative electrode sheets 5 and a plurality of positive electrode sheets 6 are alternately stacked via separators 7.
  • the terminal structure 9,109,209,309 was shown in the example provided in the cover plate 3,203.
  • a terminal structure may be provided on the case body 2. That is, the rivet member may penetrate the case main body 2.
  • the case body 2 may be formed of a metal material other than an aluminum alloy.
  • the lithium ion secondary battery has been described.
  • the type and size (capacity) of the battery are arbitrary.
  • the present invention is not limited to the lithium ion secondary battery.
  • the present invention is also applicable to various secondary batteries, other primary batteries, and capacitors such as electric double layer capacitors.
  • second caulking part (insertion part), 12d ... non-through hole, 12e ... bottom, 13 ... terminal detent 14 Terminal bolt, 15: Pull-out member, 15a: First through hole (inserted portion), 15b: Second through hole, 109: Terminal structure, 110: Resin plate, 111: External gasket, 112: Rivet member 112a ... trunk, 112 ... Insertion part, 115 ... Extraction member (conductive member), 115a ... First through hole, 203 ... Lid plate, 203b ... Recess, 209 ... Terminal structure, 211 ... External gasket, 211a ... Outer wall part, 211b ... Recess, 211c ... through hole, 211d ...
  • annular convex part 212 ... rivet member, 212a ... trunk part, 212b ... first caulking part, 212c ... second caulking part (insertion part), 212d ... non-through hole, 212e ... bottom, 213 ... External terminal (conductive member), 213a ... conductor connection portion, 213b ... through hole (inserted portion), 214 ... bus bar, 214a ... connecting member, 214b ... insertion hole, 309 ... terminal structure, 312 ... rivet member, 312a ... Body part, 312b ... first caulking part (insertion part), 409 ... terminal structure, 415 ... extraction member (conductive member), 415a ... first through hole, 415b ... first through part, 4 5c ... second penetration portion, 512 ... rivet member, 512a ... torso, 512c ... second caulking portion, 515 ... retrieval member

Abstract

 リベット部材がかしめられることにより、導電性部材の厚みが増加することを抑えられる蓄電素子、及び蓄電装置を提供する。本発明は、挿通部が設けられるリベット部材と、挿通部が挿通される被挿通部が設けられる導電性部材とを備え、挿通部のビッカース硬さは、被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きい。

Description

蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置 関連出願の相互参照
 本願は、日本国特願2013-65120号の優先権を主張し、この出願が引用によって組み込まれる。
 本発明は、電極体と、該電極体を収容するケースと、該ケースの隔壁に固定されるリベット部材と、該リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備える蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
 近年、車両(自動車、自動二輪車等)、各種機器(携帯端末、ノート型パソコン等)の動力源として、電池(リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等)、キャパシタ(電気二重層キャパシタ等)といった放充電可能な蓄電素子が採用されている。例えば、電池には、種々のタイプがある。その一つとして、電極体(発電要素)と、該電極体に電気的に接続された集電体と、前記電極体及び前記集電体を収容するケース(電池ケース)と、前記ケースの外部に配置された外部端子(端子板)と、前記ケースの隔壁の内面に沿って配置された内部封止部材(パッキン)と、前記ケースの隔壁の外面に沿って配置された外部封止部材(パッキン)と、前記ケースの隔壁、前記内部封止部材及び前記外部封止部材に挿通されたリベット部材(端子)とを備え、前記外部端子と前記集電体とが前記リベット部材を介して電気的に接続された電池が提供されている。
 前記リベット部材は、導電性材料で構成されている。前記リベット部材は、四角柱状の胴部(本体部)と、該胴部に連設された中実軸状の第1の挿通部(上部軸)と、前記胴部に連設された中空軸状(筒状)の第2の挿通部(下部軸)とを備えている。前記第1の挿通部及び前記第2の挿通部の外径は、前記胴部の外径よりも小さい。そして、前記第1の挿通部が前記外部端子に挿通された状態で、該第1の挿通部の先端部がかしめられる。前記第2の挿通部が前記ケースの隔壁、前記内部封止部材、前記外側封止部材及び前記集電体に挿通された状態で、該第2の挿通部の先端部がかしめられる(例えば、特許文献1参照)。
 これにより、前記リベット部材の前記第1の挿通部の先端部及び前記第2の挿通部の先端部は、それぞれ拡径した状態になっている。すなわち、中実軸状の前記第1の挿通部は、先端部全体が押し潰されて大径に変形する。一方、中空軸状の前記第2の挿通部は、先端部が径方向外方に傾倒しつつ押し潰されて鍔状に変形する。そのため、かしめられた前記リベット部材の先端部が変形して前記外部端子や前記集電体などの導電性部材上に広がり、該外部端子や該集電体の厚さが増加する。そして、前記蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度の観点からは、前記導電性部材の外観上の厚みは少ない方がよい。
 また、この種の問題は、電池に限られず、キャパシタ(電気二重層キャパシタ等)についても同様である。
日本国特開平08-077999号公報
 そこで、本発明は、リベット部材がかしめられても、導電性部材の厚みが増加することを抑えられる蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置を提供することを課題とする。
 本発明に係る蓄電素子は、
 互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
 隔壁によって構成されるケースであって、前記電極体を収容するケースと、
 一端に挿通部を備えるリベット部材であって、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
 前記挿通部が挿通される被挿通部を備える導電性部材であって、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
 前記挿通部のビッカース硬さは、前記導電性部材の被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きく、
 前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る電池の側面図である。 図2は、同電池の断面図である。 図3は、同電池の端子構造の拡大断面図である。 図4は、リベット部材と引抜部材とがかしめ処理される前の端子構造の要部の断面図である。 図5Aは、本実施形態におけるかしめ処理後のリベット部材の高さを説明するための端子構造の拡大断面図である。 図5Bは、従来技術におけるかしめ処理後のリベット部材の高さを説明するための端子構造の拡大断面図である。 図6は、本発明の第二実施形態に係る電池の端子構造の拡大断面図である。 図7は、本発明の第三実施形態に係る電池の側面図である。 図8は、同電池の断面図である。 図9は、同電池の端子構造の拡大断面図である。 図10は、リベット部材と外部端子とがかしめ処理される前の端子構造の要部の断面図である。 図11は、同電池間をバスバーで接続した電池モジュールの拡大断面図である。 図12は、本発明の第四実施形態に係る電池の端子構造の拡大断面図である。 図13は、他の実施形態に係る電池の端子構造の拡大断面図である。 図14は、リベット部材と引抜部材とがかしめ処理される前の端子構造の要部の断面図である。
 本実施形態に係る蓄電素子は、
 互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
 隔壁によって構成されるケースであって、前記電極体を収容するケースと、
 一端に挿通部を備えるリベット部材であって、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
 前記挿通部が挿通される被挿通部を備える導電性部材であって、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
 前記挿通部のビッカース硬さは、前記導電性部材の前記被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きく、
 前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する。
 かかる構成によれば、リベット部材の挿通部が導電性部材の被挿通部に挿通され、その先端部がかしめられることにより導電性部材上に広がる。このとき、挿通部のビッカース硬さが、導電性部材の被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きいため、挿通部の先端部は、導電性部材上に広がりつつも、被挿通部の周辺領域を厚さ方向に圧縮変形させる。これにより、被挿通部の周辺領域の厚みが減り、その結果、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 ここで、本実施形態に係る蓄電素子の一態様として、
 前記リベット部材は、前記挿通部に連接され且つ前記導電性部材に接する胴部を備え、
 前記胴部における前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が、前記被挿通部よりも幅広であり、
 該胴部のビッカース硬さは、前記導電性部材の前記胴部が接する領域のビッカース硬さよりも大きい
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、リベット部材の挿通部が導電性部材の被挿通部に挿通され、胴部が導電性部材に接した状態で、その先端部がかしめられることにより、導電性部材の被挿通部の周辺領域が先端部と胴部とで挟持されて厚さ方向に両側から圧縮変形する。これにより、被挿通部の周辺領域の厚みが減り、その結果、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 この場合、
 前記胴部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、導電性部材を隔壁に固定する際等、導電性部材に外力が加えられた場合において、導電性部材とリベット部材とが被挿通部の中心軸回りに相対的に回転しようとしてもその動きが規制される。
 また、本実施形態に係る蓄電素子の他態様として、
 前記挿通部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、リベット部材が工具、治具等の何らかの手段により支持された状態で挿通部の先端部にかしめ処理が施された際に、導電性部材が先端部へのかしめ作用力によって中心軸回りに回転しようとしてもその動きが規制される。これにより、リベット部材の挿通部の先端部がかしめられる際に、リベット部材と導電性部材とが相対的に回転するのを抑制することができる。
 別の本実施形態に係る蓄電素子は、
 互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
 隔壁によって構成されるケースであって、前記電極体を収容するケースと、
 一端に設けられる挿通部と該挿通部に連接される胴部とを備えるリベット部材であって、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
 前記挿通部が挿通される被挿通部を備える導電性部材であって、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
 前記胴部は、前記挿通部の挿通方向と交差する方向において前記被挿通部よりも幅広で且つ前記導電性部材と接し、
 該胴部のビッカース硬さは、前記導電性部材の前記胴部が接する領域のビッカース硬さよりも大きく、
 前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する。
 かかる構成によれば、リベット部材の挿通部が導電性部材の被挿通部に挿通され、胴部が導電性部材に接した状態で該挿通部の先端部がかしめられることにより、該先端部が導電性部材上に広がる。このとき、胴部のビッカース硬さが、導電性部材における胴部と接する領域のビッカース硬さよりも大きいため、導電性部材上に広がった挿通部の先端部によって当該導電性部材が胴部に押し付けられたときに、被挿通部の周辺領域が厚さ方向に圧縮変形する。これにより、被挿通部の周辺領域の厚みが減り、その結果、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 また、本実施形態に係る蓄電素子の他態様として、
 前記胴部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、導電性部材を隔壁に固定する際等、導電性部材に外力が加えられた場合において、導電性部材とリベット部材とが被挿通部の中心軸回りに相対的に回転しようとしてもその動きが規制される。
 別の実施形態に係る蓄電素子は、
 互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
 隔壁によって構成され、前記電極体を収容するケースと、
 一端に挿通部を備え、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
 前記挿通部が挿通される被挿通部を備え、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
 前記挿通部は、日本工業規格で規定されるC1100-H、C1020-H、及びA6061-T6のいずれか一つの材質を有し、
前記導電性部材の前記被挿通部は、日本工業規格で規定されるA5052-H34、A1050-H24、A1100-O、A1100-H24、A3003-H、及び焼き鈍しされたC1100-Hのいずれか一つの材質を有し、
 前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する。
 かかる構成によれば、リベット部材の挿通部が導電性部材の被挿通部に挿通され、その先端部がかしめられることにより導電性部材上に広がる。このとき、挿通部の材質が、導電性部材の被挿通部の周辺領域の材質よりも硬いため、挿通部の先端部は、導電性部材上に広がりつつも、被挿通部の周辺領域を厚さ方向に圧縮変形させる。これにより、被挿通部の周辺領域の厚みが減り、その結果、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 ここで、前記別の実施形態に係る蓄電素子の一態様として、
 前記リベット部材は、前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が前記被挿通部よりも幅広で且つ前記導電性部材に接する胴部を備え、
 前記胴部は、日本工業規格で規定されるC1100-H、C1020-H及びA6061-T6のいずれか一つの材質を有する
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、胴部の材質が導電性部材における該胴部が接する部位の材質より硬い。このため、リベット部材の挿通部が導電性部材の被挿通部に挿通され、胴部が導電性部材に接した状態で、その先端部がかしめられることにより、導電性部材の被挿通部の周辺領域が先端部と胴部とで挟持されて厚さ方向に両側から圧縮変形する。これにより、被挿通部の周辺領域の厚みが減り、その結果、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 この場合、
 前記胴部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、導電性部材を隔壁に固定する際等、導電性部材に外力が加えられた場合において、導電性部材とリベット部材とが被挿通部の中心軸回りに相対的に回転しようとしてもその動きが規制される。
 また、前記別の実施形態に係る蓄電素子の他態様として、
 前記挿通部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
 ようにすることができる。
 かかる構成によれば、リベット部材が工具、治具等の何らかの手段により支持された状態で挿通部の先端部にかしめ処理が施された際に、導電性部材が先端部へのかしめ作用力によって中心軸回りに回転しようとしてもその動きが規制される。これにより、リベット部材の挿通部の先端部がかしめられる際に、リベット部材と導電性部材とが相対的に回転するのを抑制することができる。
 さらに別の実施形態に係る蓄電素子は、
 互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
 隔壁によって構成され、前記電極体を収容するケースと、
 一端に挿通部を備え、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
 前記挿通部が挿通される被挿通部を備え、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
 前記リベット部材は、
 前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が前記被挿通部よりも幅広で且つ前記導電性部材に接する胴部と、
 前記挿通部の先端部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられることで形成されるかしめ部であって、前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が前記被挿通部よりも幅広で且つ前記胴部との間に前記導電性部材を挟み込むかしめ部と、を有し、
 前記導電性部材は、前記かしめ部の少なくとも一部が嵌り込む第一凹部と、前記胴部の前記導電性部材に接する部位が嵌り込む第二凹部と、を有し、
 前記第一凹部と前記第二凹部とは、前記挿通部の挿通方向において互いに接近する方向に凹んでいる。
 かかる構成によれば、第一凹部及び第二凹部によって、導電性部材における被挿通部の周辺領域の厚みが他の領域の厚みより小さくなっている。このため、リベット部材をかしめて該リベット部材と導電性部材とを接続したとき、即ち、かしめ部と胴部とによって導電性部材を挟み込んだときに、かしめ部の少なくとも一部が第一凹部に嵌り込むと共に、胴部の導電性部材に接する部位が第二凹部に嵌り込む。その結果、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 本実施形態に係る蓄電装置は、
 上記いずれかの蓄電素子を少なくとも一つ以上含む二つ以上の蓄電素子と、
 前記二つ以上の蓄電素子を連結するバスバーと、を備える
 蓄電装置。
 かかる構成によれば、上記いずれかの蓄電素子において、導電性部材における挿通部の周辺領域の厚みが該導線性部材における他の領域の厚みより小さいため、リベット部材をかしめて該リベット部材と導電性部材とを接続したときの、導電性部材の厚みの増加が抑えられる。
 ここで、本実施形態に係る蓄電装置の一態様として、
 前記バスバーは、前記導電性部材と重ねられ、該バスバーの前記かしめ部と重なる領域に該かしめ部より大きい挿通孔を有する
 ようにすることができる。
 以上のように、本実施形態に係る蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置によれば、リベット部材がかしめられることにより、導電性部材の厚みが増加することを抑えられる。
 以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態である電池について、図面を参酌しつつ説明する。本実施形態に係る電池は、非水電解質二次電池、より詳しくは、リチウムイオン二次電池である。本実施形態に係る電池は、図1~図5Bに示す如く、ケース本体2と、該ケース本体2の開口部を塞いで密閉する蓋板3と、を有する、ケース1を備えている。また、ケース1内に収納された電極体4と電気的に接続された端子構造9が、蓋板3に設けられている。
 ケース本体2及び蓋板3は、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製である。本実施形態のケース本体2及び蓋板3は、アルミニウム合金製である。ケース本体2は、長円筒形状の巻回型の電極体4を収納できる、幅方向(図1における左右方向)に偏平な有底角筒状である。蓋板3は、ケース本体2の開口部に対応した長方形状の板材である。
 蓋板3には、図1及び図2に示す如く、後述するリベット部材12を挿通するための貫通孔3aが、蓋板3の長手方向に間隔をあけて二つ形成されている。蓋板3は、ケース本体2の開口部に嵌め込まれ、レーザ溶接等により、ケース本体2と蓋板3との間が密閉された状態で該ケース本体2に固定される。
 電極体4は、図2に示す如く、帯状の負極シート5と帯状の正極シート6とを、該負極シート5及び該正極シート6の間に帯状のセパレータ7を挟んだ状態で、左右の異なる方向にずらし、左右方向に延びる回転軸を中心に上下に長円となる長円筒形状に巻回したものである。電極体4は、絶縁性シートで形成した絶縁カバーで全体が覆われ、ケース1と絶縁された状態で、該ケース1内に収納されている。負極シート5は、銅箔の表面に負極活物質を担持させたものである。正極シート6は、アルミニウム箔の表面に正極活物質を担持させたものである。負極シート5及び正極シート6は、それぞれずれ方向の端縁部に、活物質の未塗工部を有している。これにより、電極体4の左右の端部では、アルミニウム箔や銅箔が露出し、これら電極の金属箔が巻回された巻き束状のままはみ出している。
 また、電極体4の左右の端部にはみ出した金属箔には、それぞれ集電体8が電気的に接続されている。集電体8は、上下に長尺な導電性を有する金属部材である。より詳しくは、正極の集電体8は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、負極の集電体8は、銅又は銅合金製である。集電体8の上部は、水平方向に折り曲げられ、接続部8aを構成する。集電体8の該接続部8aより下方の部分は、前後に二股に分けられ、下方に突出している。そして、この二股に分けられた部分は、電極体4の端部と共に挟持板に挟まれ、超音波溶接等により電極体4に接続固定されている。
 電池は、正極の端子構造9と負極の端子構造9とを備えている。各端子構造9は、図3及び図4に詳細に示すように、樹脂プレート10及び外部ガスケット11と、リベット部材12と、端子回り止め部材13と、端子ボルト14と、引抜部材15と、を備える。樹脂プレート10及び外部ガスケット11は、蓋板3の左右の端部に形成された貫通孔3aそれぞれを内外から挟むようにして配置される。リベット部材12は、樹脂プレート10及び外部ガスケット11を介して貫通孔3aに挿通され、集電体8の接続部8aと電気的に接続される。端子回り止め部材13は、外部ガスケット11に近接して配置される。端子ボルト14は、端子回り止め部材13を介して蓋板3の外面に配置される。引抜部材15は、端子ボルト14とリベット部材12とを電気的に接続する。以上の構成により、ケース1内の電極体4と端子ボルト14とが電気的に接続される。
 樹脂プレート10は、絶縁性と封止性を備えた合成樹脂部材である。より詳しくは、樹脂プレート10は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製である。但し、樹脂プレート10の材質は、PPSに限定されるものではなく、適宜選択可能である。樹脂プレート10は、長方形状である。集電体8の接続部8aを受け入れ可能な凹部10aが樹脂プレート10の下面に形成されている。樹脂プレート10は、凹部10aが集電体8の接続部8aを受け入れた状態で該接続部8aに形成された貫通孔8bと一致する貫通孔10bを有している。
 外部ガスケット11は、絶縁性と封止性を備えた合成樹脂部材である。より詳しくは、外部ガスケット11は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製である。但し、外部ガスケット11の材質は、PPSに限定されるものではなく、適宜選択可能である。
 外部ガスケット11は、リベット部材12の胴部12aより一回り大きい矩形状である。外部ガスケット11では、外周部を除いて上面を窪ませることにより、外周縁に、周回状の外壁部11aが設けられている。外部ガスケット11は、外壁部11a内に、リベット部材12の胴部12aを受け入れ可能な凹部11bを備えている。外部ガスケット11は、凹部11bがリベット部材12の胴部12aを受け入れた状態で該リベット部材12の第一かしめ部12bを挿通可能な貫通孔11cを有している。蓋板3の貫通孔3aを挿通して樹脂プレート10の貫通孔10bに挿入される環状凸部11dが、外部ガスケット11の下面に形成されている。
 なお、樹脂プレート10は、蓋板3の下面(内面)に配置される結果、ケース1内に配置される。外部ガスケット11は、蓋板3の上面(外面)に配置される結果、ケース1の外面に配置される。蓋板3の上面のうち、外部ガスケット11が配置される領域には、外部ガスケット11の下部(ブリッジ部)を受け入れ可能な非円形状の凹部3bが形成されている。外部ガスケット11の下部(蓋板3との接合面)が凹部3bに挿入される(嵌め込まれる)ことにより、貫通孔3aの軸回りにおける外部ガスケット11の回転が規制される。なお、本実施形態の凹部3bは、矩形状である外部ガスケット11の下部形状に対応して矩形状に形成されている。また、凹部3bは、例えばコイニング加工により形成される。
 電池は、正極のリベット部材12と負極のリベット部材12とを有する。正極のリベット部材12は、アルミニウム合金(具体的には、JIS(日本工業規格)で規定されるA5052-H34)等の導電性を有する金属部材である。負極のリベット部材12は、銅合金(具体的には、JISで規定されるC1100-H)等の導電性を有する金属部材である。図3及び図4に示す如く、第一かしめ部12bが胴部12aの下面から下方に向けて突設されている。挿通部としての第二かしめ部12cが胴部12aの上面から上方に向けて突設されている。第一かしめ部12b及び第二かしめ部12cの外観は、いずれも軸状である。第一かしめ部12b及び第二かしめ部12cは、いずれも胴部12aより小径である。
 ここで、上記のA5052-H34は、Al-Mg系のアルミニウム合金である。A5052-H34は、以下の表1に示すアルミニウム合金(A5052)を、冷間加工後、安定化処理をしたものである。このA5052-H34の機械的性質は、以下の表2に示す通りである。尚、表2の記号の欄のA5052の後に記載されている「P」は、試験片の形状が板状であることを示す記号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 また、上記のC1100-Hは、いわゆるタフピッチ銅である。C1100-Hは、以下の表3に示すタフピッチ銅(C1100)を、加工硬化したものである。このC1100-Hの機械的性質は、以下の表4に示す通りである。尚、表4の記号の欄のC1100の後に記載されている「P」は、試験片の形状が板状であることを示す記号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 胴部12aは、軸状である。そして、胴部12aの外径は、蓋板3の貫通孔3aの孔径より大きい。胴部12aは、周方向に等間隔で配置された四つの平面部(採番しない)を外周上に備えている。そして、胴部12aが外部ガスケット11の凹部11bに受け入れられた状態で、四つの平面部のそれぞれは、外部ガスケット11の外壁部11aの内壁面と対向する。
 第一かしめ部12bは、蓋板3の貫通孔3a、集電体8の接続部8aの貫通孔8b、樹脂プレート10の貫通孔10b及び外部ガスケット11の貫通孔11cに挿通される部分である。第一かしめ部12bは、蓋板3の外側から内側に向けて、すなわち、蓋板3から集電体8に向かう方向に挿入される。本実施形態では外部ガスケット11の環状凸部11dが蓋板3の貫通孔3a及び樹脂プレート10の貫通孔10bに挿通される。このため、第一かしめ部12bは、外部ガスケット11の貫通孔11cに挿通されることにより、蓋板3の貫通孔3a及び樹脂プレート10の貫通孔10bに挿通された状態にもなる。
 第一かしめ部12bは、蓋板3の貫通孔3a、樹脂プレート10の貫通孔10b、外部ガスケット11の貫通孔11c及び集電体8の貫通孔8bに挿通された状態で、先端部が樹脂プレート10の内面からケース1の内側に向けて突出する長さである。
 軸心方向の非貫通穴12dが、第一かしめ部12bの先端部に形成されている。これにより、第一かしめ部12bの先端部は、図3に示す如く、中空軸状になっている。
 非貫通穴12dは、例えば、ドリルを用いて形成されている。これに伴い、非貫通穴12dの底12eは、ドリルの先端形状に対応したテーパー状になっている。
 そして、第一かしめ部12bの先端部は、かしめ処理されることで径方向外方に傾倒しつつ押し潰され、第一かしめ部12bの基端部よりも大径の鍔状になっている。すなわち、第一かしめ部12bの先端部は、かしめ処理されることで蓋板3の貫通孔3aよりも大径になっている。
 その結果、胴部12aと第一かしめ部12bの鍔状になった先端部とは、貫通孔3a,8b,10b,11cの周辺部を挟み込み、これにより、外部ガスケット11を蓋板3の外面に密接させるとともに樹脂プレート10を蓋板3の内面に密接させる。その結果、貫通孔3a,8b,10b,11cの周囲が封止され、ケース1内が気密に保たれる。なお、第一かしめ部12bに対するかしめ処理は、蓋板3をケース本体2に溶接する前に行われる。
 第二かしめ部12cは、図3及び図4に示す如く、胴部12aよりも小径な中実軸状である。第二かしめ部12cは、引抜部材15に形成された後述の第一貫通孔15aに挿入可能な軸径を有する。そして、第二かしめ部12cが引抜部材15の第一貫通孔15bに挿通された状態で該第二かしめ部12cの先端部がかしめられる。これにより、引抜部材15は、胴部12aと第二かしめ部12cの鍔状に変形した先端部とに挟み込まれ、これにより、リベット部材12に物理的且つ電気的に接続される。なお、第二かしめ部12cに対するかしめ処理は、第一かしめ部12bに対するかしめ処理の前に予め行われる。
 ここで、蓋板3の貫通孔3a、集電体8の接続部8aの貫通孔8b、樹脂プレート10の貫通孔10b、外部ガスケット11の貫通孔11c、外部ガスケット11の環状凸部11d、及びリベット部材12の第一かしめ部12bの寸法関係を説明しておく。図3に詳細に示されるように、蓋板3の貫通孔3aの内径と、樹脂プレート10の貫通孔10bの内径とは、同一ないし略同一である。また、蓋板3の貫通孔3aの内径、及び樹脂プレート10の貫通孔10bの内径と、外部ガスケット11の環状凸部11dの外径とは、同一ないし略同一である。また、外部ガスケット11の環状凸部11dの長さと、蓋板3の厚み及び樹脂プレート10の厚みの合計とは、同一ないし略同一である。また、外部ガスケット11の環状凸部11dの内径と、集電体8の接続部8aの貫通孔8bの内径とは、同一ないし略同一である。また、外部ガスケット11の環状凸部11dの内径、及び集電体8の接続部8aの貫通孔8bと、リベット部材12の第一かしめ部12bの外径とは、同一ないし略同一である。
 リベット部材12の胴部12aが外部ガスケット11の凹部11bに挿入されることで、リベット部材12の第一かしめ部12bが該凹部11bの底面の貫通孔11cを通って集電体8の接続部8aの貫通孔8bに挿通される。該接続部8aの貫通孔8bから下方に突出する第一かしめ部12bの先端部分が下方からかしめられる。これにより、リベット部材12は、集電体8の接続部8aと電気的に接続され且つ蓋板3から絶縁された状態で、蓋板3に取り付けられる。
 端子ボルト14は、当該電池と、外部機器と電気的に接続するためのものである。端子ボルト14は、鉄、ステンレス鋼、及びクロムモリブデン鋼等の鋼などで形成される、強度の高い導電性金属部材である。
 正極の引抜部材15及び負極の引抜部材15は、いずれも、アルミニウム合金(具体的には、JISで規定されるA5052-H34)で形成される長方形状の導電性金属部材である。引抜部材15の長手方向の一端部には、第一貫通孔15aが形成されている。引抜部材15の長手方向の他端部には、第二貫通孔15bが形成されている。正極の引抜部材15及び負極の引抜部材15のいずれにおいても、第一貫通孔15aには、リベット部材12の第二かしめ部12cが挿通される。また、正極の引抜部材15及び負極の引抜部材15のいずれにおいても、第二貫通孔15bには、端子ボルト14の軸部が挿通される。そして、リベット部材12の第二かしめ部12cのうちの、引抜部材15の第一貫通孔15aから上方に突出する先端部分が上方からかしめられる。これにより、リベット部材12と引抜部材15とが一体化される。
 本実施形態では、リベット部材12の挿通部である第二かしめ部12cが、導電性部材である引抜部材15の第一貫通孔15a(被挿通部)に挿通され、第二かしめ部12cの先端部が、かしめられることにより引抜部材15上に広がる。第二かしめ部12cのビッカース硬さは、引抜部材15において胴部12aが接する第一貫通孔15aの周辺領域のビッカース硬さよりも大きい。このため、第二かしめ部12cの先端部が、引抜部材15上に広がりつつも、第一貫通孔15aの周辺領域が厚さ方向に圧縮変形する。これにより、第一貫通孔15aの周辺領域の厚みが減り、その結果、引抜部材15の厚みの増加が抑えられる。
 また、リベット部材12の第二かしめ部12cが引抜部材15の第一貫通孔15aに挿通され、第二かしめ部12cの先端部がかしめられることにより、引抜部材15の第一貫通孔15aの周辺領域が、胴部12aとかしめられた第二かしめ部12cの先端部とで挟持される。これにより、引抜部材15における第一貫通孔15aの周辺領域が厚さ方向の両側から圧縮変形し、引抜部材15における第一貫通孔15aの周辺領域の厚みが減る。その結果、引抜部材15の厚みの増加が抑えられる。
 また、第二かしめ部12cの先端部がかしめられることにより、引抜部材15における第一貫通孔15aの周辺領域が厚さ方向の両側から圧縮変形した結果、第二かしめ部12cの一部が嵌り込む凹部(第一凹部)と、胴部12aの一部が嵌り込む凹部(第二凹部)とが、引抜部材15に形成される。第一凹部と第二凹部とは、リベット部材12の第二かしめ部12c(挿通部)の挿通方向において互いに接近する方向に凹んでいる。
 ここで、かしめ処理後のリベット部材12の厚みについて、図5A及び図5Bを参酌しつつ説明する。本実施形態のリベット部材12のかしめ処理前の厚みと、従来技術のリベット部材512のかしめ処理前の厚みとは、同一である。本実施形態のリベット部材12のかしめ処理後の厚みを、リベット部材12の胴部12aの底面から第二かしめ部12cの頂部までの長さH1と定義する。また、従来技術に係るリベット部材512のかしめ処理後の厚みを、リベット部材512の胴部512aの底面から第二かしめ部512cの頂部までの長さH2と定義する。このとき、本実施形態のリベット部材12の厚みH1が、従来技術のリベット部材512の厚みH2より薄くなる。具体的には、本実施形態のリベット部材12の厚みH1は、従来技術のリベット部材512の厚みH2より、リベット部材12の第二かしめ部12cが引抜部材15を圧縮変形させた厚みd1と、胴部12aが引抜部材15を圧縮変形させた厚みd2との合計の長さ(d1+d2)分だけ薄くなる。つまり、本実施形態のリベット部材12の厚みH1と、従来技術のリベット部材512の厚みH2との差は、H2-H1=d1+d2となる。このことから、本実施形態のリベット部材12によれば、該リベット部材12の厚みを薄くすることができる。即ち、リベット部材12の厚みの増加が抑えられる。また、引抜部材15において厚みが薄くなるのは、リベット部材12の胴部12aまたは第二かしめ部12cにより圧縮変形された領域のみである。これにより、リベット部材12では、該リベット部材12の全体の厚みが薄くなるのみである。このため、電流の経路に必要であるリベット部材12の断面積を確保することができる。
 なお、ビッカース硬さは、JIS Z 2244:2009に基づく測定によって得られる。具体的には、ダイヤモンド製の四角錐の圧子を試験片の表面に押し付けて圧痕をつくり、圧痕の対角線を測定して圧痕の表面積を求める。そして、圧子を押し付けた力を、圧痕の表面積で割ることにより、ビッカース硬さが求まる。本実施形態において、第二かしめ部12c、胴部12a、及び引抜部材15において胴部12aに接する第一貫通孔15aの周辺領域のビッカース硬さは、それぞれ、110HV、110HV、80HVであった。したがって、第二かしめ部12cのビッカース硬さは、胴部12aに接する第一貫通孔15aの周辺領域のビッカース硬さよりも大きい。また、胴部12aのビッカース硬さは、引抜部材15における胴部12aに接する第一貫通孔15aの周辺領域のビッカース硬さよりも大きい。
 また、リベット部材12の胴部12aは、引抜部材15の第一貫通孔15aの中心軸方向から見て非円形状である。この非円形状の胴部12aによって引抜部材15の第一貫通孔15aの周辺領域が圧縮変形された状態で、リベット部材12と引抜部材15とが一体化される。このため、例えば、引抜部材15と一体化されたリベット部材12を、第一かしめ部12bをかしめることで隔壁に固定する際等、引抜部材15に外力が加えられた場合において、引抜部材15とリベット部材12とが第一貫通孔15aの中心軸回りに相対的に回転しようとしてもその動きが規制される。
 次に、本発明に係る蓄電素子の第二実施形態である電池について、図面を参酌しつつ説明する。同実施形態に係る電池では、第一実施形態における負極のリベット部材に相当するリベット部材12が、胴部12aと第一かしめ部12bとを有する。第一かしめ部12bは、ケース1の内側から外側に向けて蓋板3を挿通する。ケース1の外側に位置することになる第一かしめ部12bの先端部が、かしめられる。
 その具体的な例を図6に示す。かかる端子構造109は、ケース1の内側から外側に向けて蓋板3に挿通されるリベット部材112を備える。リベット部材112は、電極体4に電気的に接続される胴部112aと、該胴部112aに連設され、蓋板3の貫通孔3aに挿通される挿通部112bと、を備えている。樹脂プレート110が、蓋板3の内面に配置され、外部ガスケット111が、蓋板3の外面に配置されている。また、導電性部材としての引抜部材115が、外部ガスケット111の外面に配置されている。リベット部材112の挿通部112bは、樹脂プレート110、蓋板3、外部ガスケット111、引抜部材115の第一貫通孔115aの順に挿通される。そして、引抜部材115から突出する挿通部112bの先端部が、かしめられる。
 負極のリベット部材112は、銅合金(具体的には、JISで規定されるC1100-H)で形成される導電性金属部材である。引抜部材115は、アルミニウム合金(具体的には、JISで規定されるA5052-H34)で形成される長方形状の導電性金属部材である。本実施形態では、挿通部112b、及び引抜部材115における第一貫通孔115aの周辺領域のビッカース硬さは、それぞれ、110HV、80HVであった。
 本実施形態では、負極のリベット部材112の挿通部112bが、引抜部材115の第一貫通孔115aに挿通される。挿通部112bの先端部は、かしめられることによって引抜部材115上に広がる。しかし、挿通部112bのビッカース硬さは、引抜部材115における第一貫通孔115aの周辺領域のビッカース硬さよりも大きい。このため、挿通部112bの先端部が引抜部材115上に広がりつつも、引抜部材115における第一貫通孔115aの周辺領域が厚さ方向に圧縮変形して該第一貫通孔115aの周辺領域の厚みが減る。これにより、引抜部材115の厚みの増加が抑えられる。
 次に、本発明に係る蓄電素子の第三実施形態である電池について、図面を参酌しつつ説明する。上記実施形態においては、端子ボルトに外部機器のリード線の圧着端子が締め付けられることで外部機器と電池とが電気的に接続される、ねじ締結式の端子構造の例を説明した。本実施形態に係る電池の端子構造209は、バスバー214(図11参照)が外部端子213に溶接されることにより他の電池と接続される溶接方式の端子構造である。
 本実施形態の電池は、正極の端子構造209と負極の端子構造209とを備えている。各端子構造209は、図7~図9に示されるように、樹脂プレート10及び外部ガスケット(ガスケット)211と、リベット部材212と、外部端子213と、を備えている。樹脂プレート10及び外部ガスケット211は、蓋板203の左右の端部に形成されたそれぞれの貫通孔3aを内外で挟むようにして配置される。リベット部材212は、樹脂プレート10及び外部ガスケット211を介して貫通孔3aに挿通され、ケース1内にて集電体8の接続部8aと電気的に接続される。外部端子213は、蓋板203の外面に配置され、リベット部材212と電気的に接続される。これらにより、ケース1内の電極体4と外部端子213とが電気的に接続される。なお、外部端子213は、導電性部材に相当する。
 樹脂プレート10は、絶縁性と封止性を備えた合成樹脂部材である。より詳しくは、樹脂プレート10は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製である。但し、樹脂プレート10の材質は、PPSに限定されるものではなく、適宜選択可能である。樹脂プレート10は、長方形状である。集電体8の接続部8aを受け入れ可能な凹部10aが、樹脂プレート10の下面に形成されている。樹脂プレート10は、貫通孔10bを有している。貫通孔10bは、凹部10aが集電体8の接続部8aを受け入れた状態で該接続部8aに形成された貫通孔8bと一致する(重なる)。
 外部ガスケット211は、絶縁性と封止性を備えた合成樹脂部材である。より詳しくは、外部ガスケット211は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂製である。但し、外部ガスケット211の材質は、PPSに限定されるものではなく、適宜選択可能である。
 外部ガスケット211は、外部端子213より一回り大きい矩形状である。外部ガスケット211では、外周部を除いて上面を窪ませることにより、外周縁に、周回状の外壁部211aが形成されている。外部ガスケット211は、リベット部材212の胴部212aを受け入れ可能な凹部211bを外壁部211a内に備えている。外部ガスケット211は、凹部211bがリベット部材212の胴部212aを受け入れた状態で該リベット部材212の第一かしめ部212bを挿通可能な貫通孔211cを有している。蓋板203の貫通孔3aを挿通して樹脂プレート10の貫通孔10bに挿入される環状凸部211dが、外部ガスケット211の下面に、形成されている。
 なお、樹脂プレート10は、蓋板203の下面(内面)に配置される結果、ケース1内に配置される。外部ガスケット211は、蓋板203の上面(外面)に配置される結果、ケース1の外面に配置される。蓋板203の上面のうち、外部ガスケット211が配置される領域には、外部ガスケット211の下部(ブリッジ部)を受け入れ可能な非円形状の凹部203bが形成されている。外部ガスケット211の下部(蓋板203との接合面)が凹部203bに挿入される(嵌め込まれる)ことにより、外部ガスケット211の軸回りにおける回転が規制される。なお、本実施形態において、凹部203bは、矩形状である外部ガスケット211の下部形状に対応して矩形状に形成されている。また、凹部203bは、例えばコイニング加工により形成される。
 電池は、図7及び図8に示すように、正極のリベット部材212と負極のリベット部材212とを備える。正極のリベット部材212は、アルミニウム又はアルミニウム合金(具体的には、JISで規定されるA5052-H34)で形成される導電性金属部材である。負極のリベット部材212は、銅又は銅合金(具体的には、JISで規定されるC1100-H)で形成される導電性金属部材である。図8及び図9に示す如く、リベット部材212は、外部端子213に接し且つ外部端子213に設けられる後述の貫通孔213bよりも幅広な胴部212aを備える。胴部212aは、貫通孔213bの中心軸方向から見て非円形状である。第一かしめ部212bが胴部212aの下面から下方に向けて突設されている。挿通部としての第二かしめ部212cが胴部212aの上面から上方に向けて突設されている。第一かしめ部212b及び第二かしめ部212cは、いずれも外観が軸状であり、胴部212aよりも小径である。
 胴部212aは、軸状である。胴部212aの外径は、蓋板203の貫通孔3aの孔径よりも大きい。胴部212aは、周方向に等間隔配置された四つの平面部を、外周上に備えている。そして、胴部212aが外部ガスケット211の凹部211bに受け入れられた状態で、前記四つの平面部のそれぞれは、外部ガスケット211の外壁部211aにおける内壁面と面対向する。
 第一かしめ部212bは、蓋板203の貫通孔3a、集電体8の接続部8aの貫通孔8b、樹脂プレート10の貫通孔10b及び外部ガスケット211の貫通孔211cに挿通される部分である。第一かしめ部212bは、蓋板203の外側から内側に向けて、すなわち、蓋板203から集電体8に向かう方向に挿入される。本実施形態では、外部ガスケット211の環状凸部211dが蓋板203の貫通孔3a及び樹脂プレート10の貫通孔10bに挿通される。このため、第一かしめ部212bは、外部ガスケット211の貫通孔211cに挿通されることにより、蓋板203の貫通孔3a及び樹脂プレート10の貫通孔10bに挿通された状態にもなる。
 第一かしめ部212bは、蓋板203の貫通孔3a、樹脂プレート10の貫通孔10b、外部ガスケット211の貫通孔211c及び集電体8の貫通孔8bに挿通された状態で、先端部が樹脂プレート10の内面からケース1の内側に向けて突出する長さである。
 第一かしめ部212bの軸心方向の非貫通穴212dが第一かしめ部212bの先端部に形成されている。これにより、第一かしめ部212bの先端部は、図9に示す如く、中空軸状である。
 非貫通穴212dは、例えば、ドリルを用いて形成されている。これに伴い、非貫通穴212dの底212eは、ドリルの先端形状に対応してテーパー状になっている。
 そして、第一かしめ部212bの先端部は、かしめ処理されることで径方向外方に傾倒しつつ押し潰され、第一かしめ部212bの基端部(胴部212a近傍の部位)よりも大径の鍔状になっている。すなわち、第一かしめ部212bの先端部は、かしめ処理されることで蓋板203の貫通孔3aよりも大径になっている。
 その結果、胴部212aと、第一かしめ部212bの鍔状になった先端部とが、貫通孔3a,8b,10b,211cの周辺を挟み込み、且つ、外部ガスケット211を蓋板203の外面に密接させるとともに樹脂プレート10を蓋板203の内面に密接させている。これにより、貫通孔3a,8b,10b,211cの周囲が封止され、ケース1内が気密に保たれる。なお、第一かしめ部212bに対するかしめ処理は、蓋板203をケース本体2に溶接する前段階で行われる。
 第二かしめ部212cは、図8~図10に示す如く、胴部212aよりも小径な中実軸状である。第二かしめ部212cは、貫通孔213bに挿入可能な軸径を有する。そして、第二かしめ部212cを外部端子213の貫通孔213bに挿通した状態で、該第二かしめ部212cの先端部がかしめられる。これにより、外部端子213は、胴部212aと、第二かしめ部212cにおける鍔状に変形した先端部と、に挟み込まれて、胴部212aの上面(第二かしめ部212cと対向する面)と、第二かしめ部212cの鍔状に変形した先端部と、の間で厚さ方向に圧縮されて、リベット部材212に物理的且つ電気的に接続される。なお、本実施形態における第二かしめ部212cに対するかしめ処理は、第一かしめ部212bに対するかしめ処理の前に予め行われる。
 ここで、蓋板203の貫通孔3aと、集電体8の接続部8aの貫通孔8bと、樹脂プレート10の貫通孔10bと、外部ガスケット211の貫通孔211c及び環状凸部211dと、リベット部材212の第一かしめ部212bと、の寸法関係を説明しておく。図9に詳細に示されるように、蓋板203の貫通孔3aの内径と、樹脂プレート10の貫通孔10bの内径とは、同一ないし略同一である。また、蓋板203の貫通孔3aの内径、及び樹脂プレート10の貫通孔10bの内径と、外部ガスケット211の環状凸部211dの外径とは、同一ないし略同一である。また、外部ガスケット211の環状凸部211dの長さと、蓋板203の厚み及び樹脂プレート10の厚みの合計とは、同一ないし略同一である。また、外部ガスケット211の環状凸部211dの内径と、集電体8の接続部8aの貫通孔8bの内径とは、同一ないし略同一である。また、外部ガスケット211の環状凸部211dの内径、及び集電体8の接続部8aの貫通孔8bと、リベット部材212の第一かしめ部212bの外径とは、同一ないし略同一である。
 リベット部材212の胴部212aが外部ガスケット211の凹部211bに挿入され、リベット部材212の第一かしめ部212bが該凹部211bの底面の貫通孔211cを通って集電体8の接続部8aの貫通孔8bに挿通される。接続部8aの貫通孔8bから下方に突出する第一かしめ部212bの先端部分が、下方からかしめられる。これにより、リベット部材212は、集電体8の接続部8aと電気的に接続され且つ蓋板203から絶縁された状態で、蓋板203に取り付けられる。
 外部端子213は、電池と外部機器とを電気的に接続するための部位である。本実施形態の外部端子213は、リベット部材212の第二かしめ部212cの上面よりも広い長方形状の板状である。外部端子213は、アルミニウム合金(具体的には、JISで規定されるA5052-H34)製である。なお、本実施形態では、リベット部材212の第二かしめ部212c、及び外部端子213の貫通孔213bの周辺領域のビッカース硬さは、それぞれ、110HV、80HVであった。つまり、負極の外部端子213のビッカース硬さは、リベット部材212のビッカース硬さよりも小さい。
 なお、複数の電池を外部機器に電気的に接続する際、図11に示すように、隣り合う電池の外部端子213の導体接続部213a同士がバスバー214で接続され、蓄電装置(電池モジュール)が構成される。バスバー214は、導電性を有する連結部材214aと、該連結部材214aの両端部に設けられる挿通孔214b,214bとを備える。連結部材214aは、接続する一対の電池の外部端子のうち、一方の電池の正極の外部端子213と、他方の電池の負極の外部端子213と、を接続する。挿通孔214b,214bは、連結部材214における負極の外部端子213に対応する位置と、連結部材214における正極の外部端子213に対応する位置とに設けられる。挿通孔214b,214bは、負極の第二かしめ部212cがかしめられて鍔状に変形した該負極の第二かしめ部212の先端部より一回り大きい孔である。また、挿通孔214b,214bは、正極の第二かしめ部212cがかしめられて鍔状に変形した該正極の第二かしめ部212の先端部より一回り大きい孔である。本実施形態の挿通孔214b,214bは、円形状を呈している。
 外部端子213にバスバー214を接続する際、外部端子213の導体接続部213a上の鍔状に変形した先端部がバスバー214の挿通孔214bに挿通され、導体接続部213aと連結部材214aとがレーザ溶接などで溶接される。これにより、負極の外部端子213及び正極の外部端子213とバスバー214とが電気的に接続される。
 本実施形態では、負極のリベット部材212の挿通部としての第二かしめ部212cが、導電性部材としての外部端子213の貫通孔213b(被挿通部)に挿通される。そして、第二かしめ部212cの先端部は、かしめられることにより、外部端子213の導体接続部213a上に広がる。しかし、少なくとも第二かしめ部212cのビッカース硬さが、外部端子213において胴部212aが接する貫通孔213bの周辺領域のビッカース硬さよりも大きいため、第二かしめ部212cの先端部が、導体接続部213a上に広がりつつも、外部端子213の貫通孔213bの周辺領域が厚さ方向に圧縮変形される。これにより、外部端子213における貫通孔213bの周辺領域の厚みが減り、外部端子213の厚みの増加が抑えられる。
 また、リベット部材212の第二かしめ部212cが外部端子213の貫通孔213bに挿通され、第二かしめ部212cの先端部がかしめられることにより、外部端子213の貫通孔213bの周辺領域がかしめられた先端部と胴部212aとで挟持される。これにより、外部端子213の貫通孔213bの周辺領域が厚さ方向に両側から圧縮変形して、該貫通孔213bの周辺領域の厚みが減り、その結果、外部端子213の厚みの増加が抑えられる。
 また、リベット部材212の胴部212aは、外部端子213の貫通孔213bの中心軸方向から見て非円形状である。この非円形状の胴部212aによって外部端子213の貫通孔213bの周辺領域が圧縮変形した状態で、リベット部材212と外部端子213とが一体化される。このため、例えば、外部端子213と一体化されたリベット部材212を、第一かしめ部212bをかしめることで隔壁に固定する際等、外部端子213に外力が加えられた場合において、外部端子213とリベット部材212とが貫通孔231bの中心軸回りに相対的に回転しようとしても、その動きが規制される。
 なお、上記実施形態において、リベット部材212の挿通部としての第二かしめ部212cが、導電性部材としての外部端子213の被挿通部としての貫通孔213bに挿通され、第二かしめ部212cの先端部がかしめられて、リベット部材212と外部端子213とが電気的に接続される例を説明した。しかしながら、導電性部材は、集電体8であってもよく、被挿通部は、貫通孔8bであってもよい。
 その具体的な例を図12に示す。かかる正極の端子構造309のリベット部材312は、銅合金(具体的には、JISで規定されるC1100-H)で形成される導電性金属部材である。リベット部材312は、集電体8の貫通孔8bよりも幅広で且つ集電体8に接する胴部312aと、胴部312aの下面から下方に向けて突設されている挿通部としての第一かしめ部312bとを備える。正極の集電体8は、アルミニウム合金(具体的には、JISで規定されるA5052-H34)で形成される導電性金属部材である。なお、本実施形態では、リベット部材312の第一かしめ部312b、及び集電体8の貫通孔8bの周辺領域のビッカース硬さは、それぞれ、110HV、80HVであった。つまり、リベット部材312の第一かしめ部312bのビッカース硬さは、正極の集電体8の貫通孔8bの周辺領域のビッカース硬さよりも大きい。
 本実施形態では、リベット部材312の挿通部としての第一かしめ部312bが、導電性部材としての集電体8の接続部8aの貫通孔8b(被挿通部)に挿通され、第一かしめ部312bの先端部が、かしめられることにより、接続部8a上に広がる。しかし、少なくとも第一かしめ部312bのビッカース硬さは、接続部8aにおける貫通孔8bの周辺領域のビッカース硬さよりも大きいため、第一かしめ部312bの先端部が接続部8a上に広がりつつも、接続部8aの貫通孔8bの周辺領域が厚さ方向に圧縮変形する。これにより、前記貫通孔8bの周辺領域の厚みが減り、その結果、接続部8aの厚みの増加が抑えられる。
 なお、本発明に係る蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 上記実施形態において、リベット部材12,112,212,312の胴部12a,112a,212a,312aは、軸状である。しかしながら、これに限定されるものではない。リベット部材の胴部は、第一かしめ部が挿通される蓋板や集電体等に挿通されない形状であればよく、特定の形状に限定されない。リベット部材の胴部は、例えば薄板状であってもよい。
 また、上記実施形態において、リベット部材12,112,212,312の胴部12a,112a,212a,312aと挿通部(第二かしめ部12c,212c,挿通部112b,第一かしめ部312b)とが一体に成形される例を説明した。しかしながら、リベット部材の胴部と挿通部とが独立して成形され、胴部と挿通部とが溶接によって接続されているリベット部材であってもよい。
 また、上記実施形態において、導電性部材(引抜部材15,115、外部端子213、及び、集電体8の接続部8a)の被挿通部(第一貫通孔15a,115a、貫通孔213b、及び貫通孔8b)が厚さ方向に略同一形状の開口を有する孔である例を説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、図13及び図14に示すように、引抜部材415の第一貫通孔415aは、厚さ方向にリベット部材12の第二かしめ部12cの形状と同一の断面形状で形成される第一挿通部415bと、該第一貫通孔415bからテーパー状に径が拡大する第二挿通部415cとを備えてもよい。
 また、上記実施形態において、正極の集電体8及び正極のリベット部材12,112,212,312が、アルミニウム合金製であり、負極の集電体8及び負極のリベット部材12,112,212,312が、銅合金製である例を示した。しかしながら、電池の種類に応じた導電性金属材料であれば、これら正極の集電体、正極のリベット部材、負極の集電体、及び負極のリベット部材の材料は、任意である。また、上記実施形態において、導電性部材としての引抜部材15、溶接式の端子構造209の外部端子213、及び集電体8の材料についても例示した。しかしながら、リベット部材のビッカース硬さが導電性部材のビッカース硬さよりも大きければ、これら引抜部材15,外部端子213、及び集電体8の材料も任意である。
 つまり、リベット部材における少なくとも挿通部のビッカース硬さが、導電性部材における少なくとも被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きければよい。例えば、リベット部材の胴部と挿通部とに加工を換えることにより、そのビッカース硬度が異なるように成形し、導電性部材の被挿通部の周辺領域と他の領域との加工を換えることにより、そのビッカース硬度が異なるように成形し、これにより、リベット部材の挿通部のビッカース硬さが導電性部材における被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きくなるようにしてもよい。
 また、上記実施形態において、アルミニウム合金の材質の例として、JISで規定されるA5052-H34を例示し、銅合金の材質の例として、JISで規定されるC1100-Hを例示した。しかしながら、リベット部材のビッカース硬さが導電性部材のビッカース硬さよりも大きければ、アルミニウム合金と銅合金とは他の材質でもよい。例えば、リベット部材の材質が、JISで規定されるC1100-Hの場合、導電性部材の被挿通部の周辺領域のビッカース硬さが、JISで規定されるC1100-Hのビッカース硬さよりも小さければよい。この場合、導電性部材の材質として、JISで規定されるA1050-H24、A1100-O、A1100-H24、及びA3003-H等のアルミニウム又はアルミニウム合金の他、JISで規定されるC1100-Hを焼き鈍し処理したもの等が選択されてもよい。また、導電性部材の材質がJISで規定されるA5052-H34の場合、リベット部材の挿通部のビッカース硬さが、JISで規定されるA5052-H34のビッカース硬さよりも大きければよい。この場合、リベット部材の材質として、JISで規定されるC1020-H等の銅合金の他、JISで規定されるA6061-T6等が選択されてもよい。
 ここで、上記のA1050-H24、A1100-O、及びA1100-H24は、純アルミニウムである。A1050-H24は、以下の表5に示すアルミニウム(A1050)を、所定の値以上に加工硬化した後に、適度の熱処理によって所定の強さまで低下させた(軟化熱処理)したものである。このA1050-H24の機械的性質は、以下の表6に示す通りである。A1100-Oは、以下の表5に示すアルミニウム(A1100)を、焼き鈍しにより、最も軟らかい状態にしたものであり、完全に再結晶化した状態にしたものである。このA1100-Oの機械的性質は、以下の表6に示す通りである。A1100-H24は、以下の表5に示すアルミニウム(A1100)を、所定の値以上に加工硬化した後に、適度の熱処理によって所定の強さまで低下させた(軟化熱処理)したものである。このA1100-H24の機械的性質は、以下の表6に示す通りである。また、A3003-Hは、Al-Mn系のアルミニウム合金である。A3003-Hは、以下の表5に示すアルミニウム合金(A3003)を、加工硬化させたものである。このA3003-H(A3003-H112、H12、H22、H14、H24、H16、H26、及びH18)の機械的性質は、以下の表6に示す通りである。また、A6061-T6は、Al-Mg-Si系アルミニウム合金である。A6061-T6は、以下の表5に示すアルミニウム合金(A6061)を、焼き入れ後、焼き戻し処理したものである。このA6061-T6の機械的性質は、以下の表6に示す通りである。尚、表6の記号の欄のA1050、A1100、A3003、A6061の後にそれぞれ記載されている「P」は、試験片の形状が板状であることを示す記号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 また、上記のC1020-Hは、以下の表7に示す無酸素銅(C1020)を、加工硬化したものである。このC1020-Hの機械的性質は、以下の表8に示す通りである。尚、表8の記号の欄のC1020の後に記載されている「P」は、試験片の形状が板状であることを示す記号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 また、上記実施形態において、挿通部(第二かしめ部12c,212c,挿通部112b,第一かしめ部312b)が円形状である例を説明した。しかしながら、挿通部は、非円形状であってもよい。例えば、被挿通部の形状は、楕円形状又は長円形状であってもよい。かかる構成により、リベット部材が工具、治具等の何らかの手段により支持された状態で挿通部の先端部にかしめ処理が施された際に、導電性部材が該導電性部材の先端部へのかしめ作用力によって中心軸回りに回転しようとしても、その動きが規制される。これにより、リベット部材の挿通部の先端部がかしめられる際に、リベット部材と導電性部材とが相対的に回転するのが抑制される。
 また、上記実施形態において、被挿通部が孔である例を説明した。しかしながら、被挿通部は、挿通部が挿通可能であればよく、導電性部材の縁を幅方向に凹ませた凹部であってもよい。
 また、電極体は、上記実施形態の如く、長円筒形状の巻回型のものには限定されず、他の形状のものでもよい。例えば、電極体は、複数の負極シート5と複数の正極シート6とがセパレータ7を介して交互に積層された積層型でもよい。
 また、上記実施形態において、端子構造9,109,209,309が蓋板3,203に設けられる例を示した。しかしながら、端子構造がケース本体2に設けられてもよい。すなわち、リベット部材がケース本体2を貫通してもよい。なお、ケース本体2はアルミニウム合金以外の金属材料によって形成されてもよい。
 また、上記実施形態において、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ(容量)は任意である。
 また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。
 1…ケース、2…ケース本体、3…蓋板、3a…貫通孔、3b…凹部、4…電極体、5…負極シート、6…正極シート、7…セパレータ、8…集電体、8a…接続部、8b…貫通孔、9…端子構造、10…樹脂プレート、10a…凹部、10b…貫通孔、11…外部ガスケット、11a…外壁部、11b…凹部、11c…貫通孔、11d…環状凸部、12…リベット部材(導電性部材)、12a…胴部、12b…第一かしめ部、12c…第二かしめ部(挿通部)、12d…非貫通穴、12e…底、13…端子回り止め部材、14…端子ボルト、15…引抜部材、15a…第一貫通孔(被挿通部)、15b…第二貫通孔、109…端子構造、110…樹脂プレート、111…外部ガスケット、112…リベット部材、112a…胴部、112b…挿通部、115…引抜部材(導電性部材)、115a…第一貫通孔、203…蓋板、203b…凹部、209…端子構造、211…外部ガスケット、211a…外壁部、211b…凹部、211c…貫通孔、211d…環状凸部、212…リベット部材、212a…胴部、212b…第一かしめ部、212c…第二かしめ部(挿通部)、212d…非貫通穴、212e…底、213…外部端子(導電性部材)、213a…導体接続部、213b…貫通孔(被挿通部)、214…バスバー、214a…連結部材、214b…挿通孔、309…端子構造、312…リベット部材、312a…胴部、312b…第一かしめ部(挿通部)、409…端子構造、415…引抜部材(導電性部材)、415a…第一貫通孔、415b…第一貫通部、415c…第二貫通部、512…リベット部材、512a…胴部、512c…第二かしめ部、515…引抜部材

Claims (13)

  1.  互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
     隔壁によって構成されるケースであって、前記電極体を収容するケースと、
     一端に挿通部を備えるリベット部材であって、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
     前記挿通部が挿通される被挿通部を備える導電性部材であって、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
     前記挿通部のビッカース硬さは、前記導電性部材の前記被挿通部の周辺領域のビッカース硬さよりも大きく、
     前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する
     蓄電素子。
  2.  前記リベット部材は、前記挿通部に連接され且つ前記導電性部材に接する胴部を備え、
     前記胴部における前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が、前記被挿通部よりも幅広であり、
     該胴部のビッカース硬さは、前記導電性部材の前記胴部が接する領域のビッカース硬さよりも大きい
     請求項1に記載の蓄電素子。
  3.  前記胴部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
     請求項2に記載の蓄電素子。
  4.  前記挿通部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
     請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の蓄電素子。
  5.  互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
     隔壁によって構成されるケースであって、前記電極体を収容するケースと、
     一端に設けられる挿通部と該挿通部に連接される胴部とを備えるリベット部材であって、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
     前記挿通部が挿通される被挿通部を備える導電性部材であって、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
     前記胴部は、前記挿通部の挿通方向と交差する方向において前記被挿通部よりも幅広で且つ前記導電性部材と接し、
     該胴部のビッカース硬さは、前記導電性部材の前記胴部が接する領域のビッカース硬さよりも大きく、
     前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する
     蓄電素子。
  6.  前記胴部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
     請求項5に記載の蓄電素子。
  7.  互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
     隔壁によって構成され、前記電極体を収容するケースと、
     一端に挿通部を備え、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
     前記挿通部が挿通される被挿通部を備え、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
     前記挿通部は、日本工業規格で規定されるC1100-H、C1020-H、及びA6061-T6のいずれか一つの材質を有し、
    前記導電性部材の前記被挿通部は、日本工業規格で規定されるA5052-H34、A1050-H24、A1100-O、A1100-H24、A3003-H、及び焼き鈍しされたC1100-Hのいずれか一つの材質を有し、
     前記挿通部は、該挿通部の先端部に、該挿通部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられたかしめ部を有する
     蓄電素子。
  8.  前記リベット部材は、前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が前記被挿通部よりも幅広で且つ前記導電性部材に接する胴部を備え、
     前記胴部は、日本工業規格で規定されるC1100-H、C1020-H及びA6061-T6のいずれか一つの材質を有する
     請求項7に記載の蓄電素子。
  9.  前記胴部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
     請求項8に記載の蓄電素子。
  10.  前記挿通部は、前記被挿通部の中心軸方向から見て非円形状である
     請求項7ないし請求項9のいずれか1項に記載の蓄電素子。
  11.  互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、
     隔壁によって構成され、前記電極体を収容するケースと、
     一端に挿通部を備え、前記隔壁に固定されるリベット部材と、
     前記挿通部が挿通される被挿通部を備え、前記リベット部材と電気的に接続される導電性部材とを備え、
     前記リベット部材は、
     前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が前記被挿通部よりも幅広で且つ前記導電性部材に接する胴部と、
     前記挿通部の先端部が前記導電性部材に挿通された状態でかしめられることで形成されるかしめ部であって、前記挿通部の挿通方向と交差する方向の幅寸法が前記被挿通部よりも幅広で且つ前記胴部との間に前記導電性部材を挟み込むかしめ部と、を有し、
     前記導電性部材は、前記かしめ部の少なくとも一部が嵌り込む第一凹部と、前記胴部の前記導電性部材に接する部位が嵌り込む第二凹部と、を有し、
     前記第一凹部と前記第二凹部とは、前記挿通部の挿通方向において互いに接近する方向に凹んでいる
     蓄電素子。
  12.  請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の蓄電素子を少なくとも一つ以上含む二つ以上の蓄電素子と、
     前記二つ以上の蓄電素子を連結するバスバーと、を備える
     蓄電装置。
  13.  前記バスバーは、前記導電性部材と重ねられ、該バスバーの前記かしめ部と重なる領域に該かしめ部より大きい挿通孔を有する
     請求項12に記載の蓄電装置。
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