JP2010097769A - 電池端子、二次電池、電池端子の製造方法及び二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーと強い結合力で接続できる電池端子を提供することにある。
【解決手段】柱状の第１端子部材１０と、第１端子部材１０と接合する柱状の第２端子部材１２と、第１端子部材１０及び第２端子部材１２のうちの少なくとも一方の側面から外側へ突出する鍔部１２ａとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は二次電池に関し、特に電池端子、電池端子の製造方法及び二次電池の製造方法に関する。

二次電池の電池端子は、電池の化学反応への適合性や、接触抵抗を低減させることを考慮して材料や構造において様々な検討がなされている。特許文献１には、リチウム二次電池において、簡易な構成で異種金属間の接合部で腐食が発生することを防止する電池端子に関する技術が開示されている。この電池端子は、金属から形成された第１の部分と、第１の部分とは異なる金属から形成された第２の部分とを有し、電極群を収容する内部空間から孔を通じて外側に延び出ている。第１の部分は内部空間から孔に向かって延び、第２の部分は第１の部分に接合され孔から内部空間の外側へ延び出ている。更に、この電池端子は第１の部分と第２の部分との境界位置を覆い、孔を封止するシール部材を備える。

特開２００７−１３４２３３号公報

二次電池は、電池端子と外部接続するバスバーとの接続が不十分であると接触抵抗が増加してしまうため、性能を十分に発揮することが出来ない。従って、電池端子とバスバーとは接触抵抗が少なくなるように接続することが必須である。そこで、接触抵抗を低減するために、バスバーと強い結合力で接続出来る電池端子が求められている。更に、電池端子は、取り付け箇所において、電解液や内部で発生したガスを外部へ漏出しない安全性を有することも重要である。

本発明の目的は、バスバーと強い結合力で接続できる電池端子を提供することにある。
本発明の他の目的は、密閉性を有する電池端子を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の電池端子（４、５）は、柱状の第１端子部材（１０、１４、２０、２４）と、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）と接合する柱状の第２端子部材（１２、１３、２２）と、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）及び第２端子部材（１２、１３、２２）のうちの少なくとも一方の側面から外側へ突出する鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）とを具備する。このような電池端子（４、５）は、円柱、楕円柱、多角柱などの柱状に形成されるため、断面の長辺が同じ長さの薄板と比較して断面積が大きい。従って、強度があり折れ曲がり難い。更に、柱状は、断面積が大きいことで導電性に優れ、薄板よりも大電流を流すうえで有利となる。また、鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、二次電池（１）に設置された場合に、電池端子（４、５）と樹脂部材（６）とが結合する表面積を増加し、且つ鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）の突出方向と直交する方向に引掛りをもたらし、樹脂部材（６）との結合力を上げる。更に、鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、電池端子（４、５）と樹脂部材（６）との間から外部へ漏出することが考えられる電池内部（８）で発生したガス又は非水電解液の漏出経路（３０）を屈曲させ、漏出経路（３０）を長くすることで、それらを外部へ漏出させ難くすることが出来る。

本発明の電池端子（４、５）における第１端子部材（１０、１４、２０、２４）は、銅又は真鍮から形成される。このような電池端子（４、５）は、バスバーとして使用されることの多い銅又は真鍮を用いることで、汎用性を高め、且つ接触抵抗を低減させることが可能である。更に、銅又は真鍮は強度が高いため、電池端子（４、５）の機械的強度を上げることが出来る。尚、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）は、銅又は真鍮を主に含んでいれば良く、銅又は真鍮のみから形成されることに限定しない。

本発明の電池端子（４、５）における第２端子部材（１２、１３、２２）は、アルミニウム又は銅から形成される。このような電池端子（４、５）は、アルミニウム又は銅を電極として用いる二次電池に適応することが出来る。尚、第２端子部材（１２、１３、２２）は、アルミニウム又は銅を主に含んでいれば良く、アルミニウム又は銅のみから形成されることに限定しない。

本発明の電池端子（４、５）における鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、第２端子部材（１２、１３、２２）の側面から突出する。このような電池端子（４、５）の鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、二次電池（１）に設置された場合に、電池内部（８）で発生したガス又は非水電解液が境界面（１１、１８、２１）まで到達する距離を長くする。従って、境界面（１１、１８、２１）は、電池内部（８）で発生したガス又は非水電解液に曝され難く、それらに基づく腐食から保護される。

本発明の電池端子（４、５）における鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、第２端子部材（１２、１３、２２）から外側へ円形且つ面状に突出する。このような電池端子（４、５）は、鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）と樹脂部材（６）との結合箇所における熱による変形が対称的となるため、樹脂部材（６）に応力の集中が生じ難い。

本発明の電池端子（４、５）における第１端子部材（１０、１４、２０、２４）は、めねじ又はおねじである。このような電池端子（４、５）は、バスバーとの結合において、ねじ締結に基づく強い結合力を付与することが可能である。

本発明の二次電池（１）は、電池端子（４、５）と、挿通孔を有する電池蓋（３）と、挿通孔を挿通する電池端子（４、５）と電池蓋（３）とを、鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）を覆い挿通孔を塞ぐように結合する樹脂部材（６）と、電池蓋（３）が結合する電池容器（２）とを具備する。電池端子（４、５）は、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）が電池容器（２）から突出し、第２端子部材（１２、１３、２２）が電池容器（２）の内側に含まれる。このような二次電池（１）は、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）の強度が強く、且つ樹脂部材（６）によって電池端子（４、５）と電池蓋（３）との結合が強いため、バスバーと強い結合力で接続することが可能となる。

本発明の電池端子（４、５）の製造方法は、第１金属材料と、第２金属材料とを摩擦圧接で接合する工程と、第１金属材料と第２金属材料との接合体を、鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）を有する柱状の電池端子（４、５）へ加工する工程とを具備する。鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は電池端子（４、５）の側面から外側へ突出し、電池端子（４、５）は、第１金属部材から形成される第１端子部材（１０、１４、２０、２４）と、第２金属部材から形成される第２端子部材（１２、１３、２２）とを含む。このような電池端子（４、５）の製造方法は、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）と第２端子部材（１２、１３、２２）との接触抵抗を低減させる。更に、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）と第２端子部材（１２、１３、２２）との接合した境界面（１１、１８、２１）の強度が強い電池端子（４、５）を形成することが出来る。

本発明の電池端子（４、５）の製造方法における第１金属材料は、銅又は真鍮を含む。

本発明の電池端子（４、５）の製造方法における第２金属材料は、アルミニウム又は銅を含む。

本発明の電池端子（４、５）の製造方法における鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、第２端子部材（１２、１３、２２）の側面から外側へ突出する。

本発明の電池端子（４、５）の製造方法における鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）は、第２端子部材（１２、１３、２２）の側面から円形且つ面状に突出する。

本発明の電池端子（４、５）の製造方法であって、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）をおねじ又はめねじに加工する工程を更に具備する。

本発明の二次電池（１）の製造方法は、電池端子（４、５）を製造する工程と、電池端子（４、５）と挿通孔を有する電池蓋（３）とを、鍔部（１２ａ、１３ａ、１３ｃ、２２ａ）を覆い挿通孔を塞ぐように樹脂部材（６）で結合する工程と、電池端子（４、５）が結合した電池蓋（３）を、第１端子部材（１０、１４、２０、２４）が電池容器（２）から突出し、第２端子部材（１２、１３、２２）が電池容器（２）の内側に含まれるように電池容器（２）に結合する工程とを具備する。

本発明の電池端子は、バスバーと強い結合力で接続することが出来るため、接触抵抗を減少させ、信頼性の高い電池端子を提供することが出来る。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態による電池端子を説明する。本発明の電池端子は、二次電池に適用されるが、リチウム二次電池１を例に説明をする。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるリチウム二次電池１の斜視図である。図１を参照すると、リチウム二次電池１は、電池容器２と、電池蓋３と、正極端子４と、負極端子５と、樹脂部材６と、安全弁７とを具備する。

電池容器２は、充放電部（図示省略）を保持する。充放電部は、内部に正極、負極及び非水電解液を含み充電及び放電を行う部位である。電池容器２は、側面と底面を含む中空の容器であり、略直方体形状が例示される。電池容器２は、ステンレスやアルミニウムなどの金属又は樹脂から形成される。電池容器２の材質、形成方法及び充放電部ついては周知の技術を用いることが出来る。

電池蓋３は、電池容器２と結合する上蓋である。電池蓋３は、正極端子４及び負極端子５を挿通する挿通孔を有している。電池蓋３は、電池容器２同様に、ステンレスやアルミニウムなどの金属又は樹脂から形成される。電池蓋３の材質、形成方法及び電池容器２との結合方法は、周知の技術を用いることが出来る。

正極端子４は、電池容器２に保持される充放電部の正極と接続し、電池蓋３から突出する。負極端子５は、電池容器２に保持される充放電部の負極と接続し、電池蓋３から突出する。突出した正極端子４の端子上部１０及び負極端子５の端子上部２０は、外部接続するためのバスバーと接続する。バスバーは、銅又は真鍮からなる導体である。バスバーの接続部は、正極端子４及び負極端子５の形状に合わせて形成される。端子上部１０及び端子上部２０とバスバーとの接続方法は、接触抵抗を低減する十分な結合力が得られること、接続方法が容易であること、接続部の形成が容易であることが好ましい。そこで、本発明は、おねじ及びめねじに基づくねじ締結を接続方法として使用する。本発明の第１の実施の形態では、端子上部１０及び端子上部２０がめねじであり、バスバーとの接続ではボルト等のおねじ部を有する。正極端子４及び負極端子５の詳細は後述する。

樹脂部材６は、挿通孔を挿通する正極端子４及び負極端子５を、挿通孔を塞ぐように電池蓋３に結合する。樹脂部材６は、正極端子４及び負極端子５を固定できる強度と、電池容器２に保持される充放電部の非水電解液に対する耐薬品性とを有する樹脂である。樹脂は、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）などの熱可塑性樹脂が例示される。樹脂部材６は、電池蓋３と正極端子４及び負極端子５とを強固に結合する。樹脂部材６に基づく結合力は、正極端子４及び負極端子５とバスバーとの接触抵抗を低減するために付与される、おねじ及びめねじに基づく結合力よりも大きい。従って、樹脂部材６は、正極端子４及び負極端子５とバスバーとを十分に結合させるために締付けられても、破断しない。

樹脂部材６は、正極端子４及び負極端子５と電池蓋３との間を隙間なく充填する。従って、樹脂部材６によって、電池容器２と電池蓋３とは充放電部を密閉する。つまり、非水電解液又は電池容器２の内部で発生したガスは、樹脂部材６によって正極端子４及び負極端子５と電池蓋３との間から外部へ漏出しない。

安全弁７は、アルミニウム薄膜から形成される。安全弁７は、リチウム二次電池１の内圧が許容圧力を超えた場合、内部のガスを放出するように機能する。安全弁７に係る技術は、周知の技術を用いることが出来る。

図２は、図１に示したリチウム二次電池１のＡ１−Ａ２部分断面図である。図２を参照して、正極端子４及び負極端子５の詳細を説明する。尚、電池容器２と電池蓋３とで覆われた電池内部８に含まれる正極、負極及び非水電解液を含む充放電部は図示を省略する。

まず、正極端子４について説明する。正極端子４は、端子上部１０と、端子下部１２とを備える。

端子上部１０は、バスバーと外部接続するためのボルト等のおねじ部を有する部品が接続するめねじである。従って、端子上部１０は、バスバーと結合可能なねじ穴を有する。端子上部１０は、バスバーとの接触抵抗を小さく保つこと、バスバーとのねじ締結に耐えうる機械的強度を有すること及び汎用性が高いことを満たす材料で形成される。材料には、銅又は、真鍮などの銅を主原料とする合金が好ましい。尚、ねじ穴は、端子下部１２に達していてもよいが、端子下部１２の強度がねじ締結に耐えうる機械的強度を有しない場合は、端子下部１２に達していないことが好ましい。

端子下部１２は、電池内部８に含まれる充放電部の正極と接続する。端子下部１２は、正極との接触抵抗を低減すること及び電池内部８の非水電解液と反応しないことを満たす材料から形成される。正極はアルミニウムによって形成されるため、端子下部１２もアルミニウムから形成されることが好ましい。尚、端子上部１０と端子下部１２とは、異なる金属材料から形成されるため、接触抵抗を低減させる必要がある。そこで、端子上部１０と端子下部１２とは、摩擦圧接、電子ビーム溶接など接触抵抗を低減し、端子上部１０と端子下部１２との境界面１１の強度が強い溶接によって接合される。また、境界面１１は、異種金属の接触に基づく腐食を防ぐために、樹脂部材６によって覆われる。

端子下部１２の詳細を説明する。端子下部１２は、鍔部１２ａと、鍔下部１２ｂと、接続部１２ｃとを含む。図３は、本発明の第１の実施の形態による正極端子４を示した斜視図である。図３を参照すると、鍔部１２ａは、端子下部１２の側面から外側へ突出した部位である。鍔部１２ａは、樹脂部材６との結合力を上げる効果と、電池内部８で発生したガス又は非水電解液を外部へ漏出させ難くする効果をもたらす。

鍔部１２ａが正極端子４と樹脂部材６との結合力を上げる効果について説明する。図２を参照すると、鍔部１２ａは、樹脂部材６に周囲を覆われる。従って、鍔部１２ａは、正極端子４と樹脂部材６とが結合する表面積を増加し、且つ鍔部１２ａの突出方向と直交する方向（主にリチウム二次電池１の上下方向）に引掛りをもたらす。これらの作用に基づいて、鍔部１２ａは、正極端子４と樹脂部材６との結合をより強固にする。

鍔部１２ａが、電池内部８で発生したガス又は非水電解液を外部へ漏出させ難くする効果について説明する。図４は、図２に示した正極端子４の拡大図である。図４を参照すると、電池内部８で発生したガス又は非水電解液は、正極端子４と樹脂部材６との間から外部へ漏出することが考えられる。その場合、電池内部８で発生したガス又は非水電解液は、漏出経路３０を通る。鍔部１２ａは、正極端子４と樹脂部材６との間の漏出経路３０を屈曲させ、漏出経路３０を長くする。漏出経路３０が長くなると、漏出経路３０内で完全に塞がれている箇所が存在する確率が高くなり、電池内部８で発生したガス又は非水電解液は外部へ漏出できなくなる。即ち、鍔部１２ａは、漏出経路３０を長くすることで、それらを外部へ漏出し難い構成をリチウム二次電池１にもたらす。

鍔部１２ａは、樹脂部材６との結合力を上げる効果と、電池内部８で発生したガス又は非水電解液が外部へ漏出させ難くする効果を奏するために、端子下部１２の側面から外側へ面状に突出する形状が好ましい。更に、鍔部１２ａが端子下部１２の側面から外側へ円形に突出する形状は、角を有する形状に比べて、正極端子４及び樹脂部材６の熱による変形にも応力が局所的に角に集中することがないため大変有効である。また、鍔部１２ａは、外周端が波打つ形状や、外周端に向かうに従って厚くなる形状や、薄くなる形状など厚みが変化してもよい。その他、鍔部１２ａが、端子下部１２の側面から突出する複数の突起でも、結合力を上げる効果をもたらすことが可能である。また、鍔部１２ａは、三角状、四角状など角を有して形成することも可能である。

鍔部１２ａは、境界面１１が電池内部８で発生したガス又は非水電解液に曝され難くするために、端子下部１２に含まれることが好ましい。鍔部１２ａが、電池内部８で発生したガス又は非水電解液と、端子上部１０と端子下部１２とが接合した境界面１１とを接触させ難くすると、境界面１１はそれらに基づく腐食から保護される。但し、鍔部１２ａは、端子上部１０と同じ金属で端子上部１０に含まれるとしてもよい。鍔部１２ａが端子上部１０に含まれると、鍔部１２ａの強度において優れる。また、鍔部１２ａは、端子上部１０及び端子下部１２との接合体の境界面１１を含み、両方の金属から形成されてもよい。また、鍔部１２ａは、端子上部１０と端子下部１２との境界面１１の近傍に位置しているが、境界面１１から離れて配置されてもよい。

鍔下部１２ｂは、鍔部１２ａと接続部１２ｃとの中間に位置する部位である。鍔下部１２ｂは、正極端子４の強度をもたらすこと及び正極端子４へ大電流を流せるようにすることから、端子上部１０と同じ形状、同じ太さであることが好ましい。但し、鍔下部１２ｂは、端子上部１０と異なる形状及び太さで形成することも可能である。接続部１２ｃは、電池内部８に含まれる充放電部の正極と接続する。接続部１２ｃと正極との接続方法は、周知の技術を用いることが出来る。従って、図２では、正極と接続している接続部１２ｃの部位は略して示されている。

また、正極端子４の端子上部１０及び鍔下部１２ｂは、端子上部１０にねじ穴が設け易い、円柱、楕円柱、多角柱など、柱状に形成される。また、柱状は、断面の長辺が同じ長さの薄板と比較して、断面積が大きいため、強度があり折れ曲がり難い。更に、柱状は、断面積が大きいことで導電性に優れ、薄板よりも大電流を流すうえで有利となる。柱状の内でも特に円柱は、端子上部１０及び鍔下部１２ｂと樹脂部材６との結合箇所における熱による変形が対称的となるため、樹脂部材６に応力の集中が生じ難いため好ましい。熱による変形が対称となる効果を発揮させるには、鍔部１２ａも端子上部１０及び鍔下部１２ｂと同心円状であることが好ましい。

正極端子４の製造方法について説明する。前述した端子上部１０に適合する金属材料と、前述した端子下部２０に適合する金属材料とは、摩擦圧接、電子ビーム溶接など溶接によって接合される。接合された金属材料は、切削又はプレスを施され、鍔部１２ａを含む柱状を含む柱状の正極端子４に加工される。この正極端子４は、端子上部１０と、鍔部１２ａを含む端子下部１２とを備える。端子上部１０は、バスバーをボルト等のおねじ部を有する部品で結合するためのねじ穴が切削に基づき形成され、めねじとなる。端子下部１２は、充放電部の正極に接続するために接続部１２ｃを正極に合わせて加工される。

次に、図２を参照して、負極端子５について説明する。負極端子５は、正極端子４と同様に、端子上部２０と、端子下部２２とを備える。

端子上部２０は、端子上部１０と同様に、バスバーをボルト等のおねじ部を有する部品で接続するためのめねじである。そして、端子上部２０は、端子上部１０と同様に、バスバーとの接触抵抗を小さく保つこと、バスバーとのねじ締結に耐えうる機械的強度を有すること及び汎用性が高いことを満たす材料で形成される。材料には、銅又は、真鍮などの銅を主原料とする合金が好ましい。

端子下部２２は、電池内部８に含まれる充放電部の負極と接続する。端子下部２２は、負極との接触抵抗を低減すること及び電池内部８の非水電解液と反応しないことを満たす材料から形成される。負極は銅によって形成されるため、端子下部２２も銅から形成されることが好ましい。従って、負極端子５は、端子上部２０と端子下部２２とが真鍮と銅の異種金属の場合と、何れも銅の場合とがある。

端子下部２２は、鍔部２２ａと、鍔下部２２ｂと、接続部２２ｃとを含む。鍔部２２ａは前述した鍔部１２ａと同様であり、鍔下部２２ｂは前述した鍔下部１２ｂと同様である。尚、端子上部２０と端子下部２２とが異種金属で形成される場合、鍔部２２ａは、境界面２１が電池内部８で発生したガス又は非水電解液に曝され難くするために、端子下部２２に含まれることが好ましいが、端子上部２０と同じ金属で端子上部２０に含まれるとしてもよい。また、端子上部２０と端子下部２２とが異種金属の場合、鍔部２２ａは、端子上部２０及び端子下部２２との接合体の境界面２１を含み、両方の金属から形成されてもよい。また、鍔部２２ａは、端子上部２０と端子下部２２との境界面２１の近傍に位置しているが、境界面２１から離れて配置されてもよい。

接続部２２ｃは、電池内部８の充放電部の負極と接続する。接続部２２ｃと負極との接続方法は、周知の技術を用いることが出来る。従って、図２では、負極と接続している接続部２２ｃの部位は略して示されている。

負極端子５の製造方法について説明する。負極端子５は、端子上部２０と端子下部２２とが異種金属の場合と、何れも銅の場合とがあり、負極端子５を形成する方法も異なる。異種金属の場合は、正極端子４と同様に、前述した端子上部２０に適合する柱状の金属材料と、前述した端子下部２２に適合する柱状の金属材料とは、摩擦圧接、電子ビーム溶接など溶接によって接合される。金属材料の接合体は、切削又はプレスを施され、鍔部２２ａを含む柱状の負極端子５に加工される。この負極端子５は、端子上部２０と、鍔部２２ａを含む端子下部２２とを備える。端子上部２０は、バスバーをおねじ部を有する部品で結合するためのねじ穴が切削に基づき形成され、めねじとなる。端子下部２２は、充放電部の負極に接続するために接続部２２ｃを負極に合わせて加工される。端子上部２０と、端子下部２２とが何れも銅の場合は、銅からなる柱状の金属材料が、切削又はプレスを施され、鍔部２２ａを含む柱状の負極端子５に加工される。そして、異種金属の接合の場合と同様に、端部の一方にめねじが形成され端子上部２０となる。もう一方の端部は、充放電部の負極に接続するための接続部２２ｃが形成される。

正極端子４又は負極端子５を備えるリチウム二次電池１の製造方法を説明する。正極端子４又は負極端子５と電池蓋３とは、正極端子４の鍔部１２ａ又は負極端子５の鍔部２２ａを覆い挿通孔を塞ぐように樹脂部材６によって結合される。正極端子４の接合部１２ｃ又は負極端子５の接合部２２ｃは、電池容器２の内部の電極と接続される。そして、正極端子４又は負極端子５を含む電池蓋３は、電池容器２に結合される。リチウム二次電池１に係るその他の製造方法は、周知の方法を用いることが出来る。

本発明の第１の実施の形態によるリチウム二次電池１の電池端子、即ち正極端子４又は負極端子５は、構造及び材料強度に基づいて強い結合力でバスバーと接続することが出来るため、バスバーとの接続において生じる接触抵抗を低減し、電池端子としての信頼性及び汎用性を高めることが出来る。構造及び材料強度は、正極端子４については、正極端子４に備わる鍔部１２ａと、端子上部１０と、更に正極端子４を固定する樹脂部材６との各部に基づいている。特に、鍔部１２ａは樹脂部材６との結合力を強める効果を奏し、端子上部１０は材料強度とめねじによってバスバーと強い結合力を容易に付与させることが出来き、且つ外れ難い効果をもたらしている。

また、鍔部１２ａは、非水電解液又は電池内部８で発生したガスの外部への漏出に対して、漏出経路３０を屈曲して漏出し難い効果を奏しているため、より安全な構造をリチウム二次電池１へ提供する。また、端子上部１０及び鍔下部１２ｂの柱状は、強度及び大電流を流す上で薄板よりも有効であり、めねじを形成しやすい効果も奏している。尚、これらの効果は、負極端子５も同様である。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態によるリチウム二次電池１の斜視図は図１と同様である。図５は、本発明の第２の実施の形態による正極端子４の図１のＡ１−Ａ２部分断面図である。図５を参照すると、正極端子４は、端子上部１０と、端子下部１３とを備える。本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して端子下部１３の構成が異なるものである。端子上部１０及びその他のリチウム二次電池１に係る構成及び製造方法は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

端子下部１３は、第１の実施の形態の端子下部１２と同様に、電池内部８に含まれる充放電部の正極と接続する。端子下部１３は、正極との接触抵抗を低減すること及び電池内部８の非水電解液と反応しないことを満たす材料から形成される。正極はアルミニウムによって形成されるため、端子下部１３もアルミニウムから形成されることが好ましい。尚、端子上部１０と端子下部１３とは、第１の実施の形態と同様に、摩擦圧接、電子ビーム溶接など、接触抵抗を低減し、境界面１８の強度が強い溶接によって接合される。また、境界面１８は、異種金属の接触に基づく腐食を防ぐために、樹脂部材６によって覆われる。

端子下部１３は、鍔部１３ａと、胴部１３ｂと、鍔部１３ｃと、鍔下部１３ｄと、接続部１３ｅとを含む。本発明の第２の実施の形態は、鍔部を複数有することが第１の実施の形態と異なる。

鍔部１３ａ及び鍔部１３ｃは、第１の実施の形態の鍔部１２ａと同様に、端子下部１３の側面から外側へ突出した部位である。鍔部１３ａ及び鍔部１３ｃの各々の機能及び形状は、鍔部１２ａと同様である。従って、鍔部１３ａ及び鍔部１３ｃの各々は、正極端子４と樹脂部材６との結合力を上げる効果と、電池内部８で発生したガス又は非水電解液を外部へ漏出させ難くする効果を奏する。つまり、正極端子４は、鍔部を複数有することでこれらの効果を一層向上させる。

胴部１３ｂは、鍔部１３ａと鍔部１３ｃとの間の部位である。胴部１３ｂは、正極端子４への強度をもたらすこと及び正極端子４へ大電流を流せるようにすることから、端子上部１０と同じ太さ、形状であることが好ましい。

鍔下部１３ｄは、鍔部１３ｃと接続部１３ｅとの中間に位置する部位である。鍔下部１３ｄは、胴部１３ｂと同様に、端子上部１０と同じ太さ、形状であることが好ましい。

接続部１３ｅは、電池内部８に含まれる充放電部の正極と接続する。接続部１３ｅと正極との接続方法は、周知の技術を用いることが出来る。従って、図５では、正極と接続している接続部１３ｅの部位は略して示されている。

尚、鍔部１３ａ、胴部１３ｂ、及び鍔部１３ｃは、端子上部１０と端子下部１３との境界面１８が電池内部８で発生したガス又は非水電解液に曝され難くするために、端子下部１３に含まれることが好ましいが、端子上部１０と同じ金属で端子上部１０に含まれるとしてもよい。また、鍔部１３ａ又は胴部１３ｂ又は鍔部１３ｃは、端子上部１０及び端子下部１３との接合体の境界面１８を含み、両方の金属から形成されてもよい。また、鍔部１３ａ及び鍔部１３ｃは、境界面１８の近傍に位置しているが、境界面１８から離れて配置されてもよい。また、図５は正極端子４としているが、負極端子５も同様の構成とすることも可能である。

本発明の第２の実施の形態によるリチウム二次電池１の電池端子、即ち正極端子４又は負極端子５は、複数の鍔部を有することで、樹脂部材６との結合力を上げる効果と、電池内部８で発生したガス又は非水電解液を外部へ漏出させ難くする効果を一層向上させる。尚、鍔部を同様の方法で更に増やすことも可能である。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態によるリチウム二次電池１の斜視図である。図６を参照すると、リチウム二次電池１は、電池容器２と、電池蓋３と、正極端子４と、負極端子５と、樹脂部材６と、安全弁７とを具備する。本発明の第３の実施の形態は、正極端子４の端子上部１４及び負極端子５の端子上部２４の構成が第１及び第２の実施の形態と異なる。リチウム二次電池１に係るその他の構成及び製造方法は、第１及び第２の実施の形態と同様である。

正極端子４は、電池容器２の内部に含まれる充放電部の正極と接続し、電池蓋３から突出する。負極端子５は、電池容器２の内部に含まれる充放電部の負極と接続し、電池蓋３から突出する。突出した正極端子４の端子上部１４及び負極端子５の端子上部２４は、外部接続するためのバスバーと接続するが、第１及び第２の実施の形態と異なり、おねじである。バスバーの接続部は、正極端子４及び負極端子５の形状に合わせて形成されるため、第３の実施の形態では、バスバーとの接続にはナット等のめねじ部を有する部品が用いられる。

図７は、図６に示したリチウム二次電池１のＢ１−Ｂ２部分断面図である。図７を参照して、本発明の第３の実施の形態による正極端子４及び負極端子５の詳細を説明する。尚、電池容器２と電池蓋３とで覆われた電池内部８に含まれる正極、負極及び非水電解液を含む充放電部は、図２と同様に図示を省略する。

正極端子４について説明する。正極端子４は、端子上部１４と、端子下部１２とを備える。端子上部１４は、第１及び第２の実施の形態による端子上部１０同様に、外部接続するためにバスバーが接続する部位である。端子上部１４は、第１及び第２の実施の形態と同様に、バスバーとの接触抵抗を小さく保つこと、バスバーとのねじ締結に耐えうる機械的強度を有すること及び汎用性が高いことを満たす材料で形成される。材料には、銅又は、真鍮などの銅を主原料とする合金が好ましい。尚、端子下部１２は、本発明の第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

端子上部１４は、バスバーと結合するおねじである。端子上部１４は、ネジ台部１４ａと、ネジ部１４ｂとを含む。ネジ台部１４ａは、柱状に形成された部位であり、電池蓋３に形成された挿通孔から突出している。ネジ台部１４ａの柱状は、端子上部１０と同様に、円柱、楕円柱、多角柱を含む。ネジ台部１４ａの柱状は、ネジ部１４ｂを設けやすい効果と、薄板よりも強度に優れ折れ曲がり難い効果と、導電性に優れ大電流を流しやすい効果とを奏する。

ネジ部１４ｂは、ネジ台部１４ａの上に形成され、バスバーとナット等のめねじ部を有する部品で結合できるように、端子上部１４が突出する方向に形成された部位である。ネジ部１４ｂとバスバーとが結合したとき、ネジ台部１４ａのネジ部１４ｂが配置する平面はバスバーとの接触面となる。

次に、負極端子５について説明する。負極端子５は、端子上部２４と、端子下部２２とを備える。端子上部２４は、正極端子４と同様に、バスバーとナット等のめねじ部を有する部品が接続する。そして正極端子４と同様に、端子上部２４は、銅又は真鍮によって形成される。端子上部２４は、ネジ台部２４ａと、ネジ部２４ｂとを含む。ネジ台部２４ａは、前述したネジ台部１４ａと同様であり、ネジ部２４ｂは前述したネジ部１４ｂと同様である。尚、端子下部２２は、本発明の第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

本発明の第３の実施の形態によるリチウム二次電池１の電池端子、即ち正極端子４又は負極端子５は、端子上部１４及び端子上部２４がおねじであるため、ナット等のめねじ部を有する部品を用いてバスバーに適合させることが可能となる。

本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第４の実施の形態による正極端子４の斜視図である。図８を参照すると、正極端子４は、端子上部１０と、端子下部１２と、つまみ部１５とを備える。本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態に、つまみ部１５を更に備えるものである。つまみ部１５は、端子上部１０とバスバーとを締付け易くすることが出来る。つまみ部１５は平らな側面１５ａを含み、側面１５ａはスパナやモンキーレンチなどレンチによって挟むことが可能である。つまみ部１５がレンチで挟めることによって、端子上部１０とバスバーとは締付け易い効果が得られる。尚、つまみ部１５は、本発明の第３の実施の形態に含まれる場合、ネジ台部１４ａとネジ部１４ｂとの間に含まれる。また、負極端子５に含まれることも可能である。

本発明の第１から第４の実施の形態による正極端子４及び負極端子５の各々の端子上部と端子下部とを、任意の組み合わせで用いることが可能である。更に、任意の組み合わせで構成された正極端子４と負極端子５とを、任意に組み合わせてリチウム二次電池１を構成することも可能である。

図１は、本発明の第１及び第２の実施の形態によるリチウム二次電池１の斜視図である。 図２は、図１に示したリチウム二次電池１のＡ１−Ａ２部分断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態による正極端子４を示した斜視図である。 図４は、図２に示した正極端子４の拡大図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態による正極端子４の図１のＡ１−Ａ２部分断面図である。 図６は、本発明の第３の実施の形態によるリチウム二次電池１の斜視図である。 図７は、図６に示したリチウム二次電池１のＢ１−Ｂ２部分断面図である。 図８は、本発明の第４の実施の形態による正極端子４の斜視図である。

符号の説明

１ 二次電池
２ 電池容器
３ 電池蓋
４ 正極端子
５ 負極端子
６ 樹脂部材
７ 安全弁
８ 電池内部
１０ 端子上部（第一端子部材）
１１ 境界面
１２ 端子下部（第二端子部材）
１２ａ 鍔部
１２ｂ 鍔下部
１２ｃ 接続部
１３ 端子下部（第二端子部材）
１３ａ 鍔部
１３ｂ 胴部
１３ｃ 鍔部
１３ｄ 鍔下部
１３ｅ 接続部
１４ 端子上部（第一端子部材）
１４ａ ネジ台部
１４ｂ ネジ部
１５ つまみ部
１５ａ 側面
１８ 境界面
２０ 端子上部（第一端子部材）
２１ 境界面
２２ 端子下部（第二端子部材）
２２ａ 鍔部
２２ｂ 鍔下部
２２ｃ 接続部
２４ 端子上部（第一端子部材）
２４ａ ネジ台部
２４ｂ ネジ部
３０ 漏出経路

Claims (14)

1. 柱状の第１端子部材と、
   前記第１端子部材と接合する柱状の第２端子部材と、
   前記第１端子部材及び前記第２端子部材のうちの少なくとも一方の側面から外側へ突出する鍔部と
   を具備する
   電池端子。
2. 請求項１に記載の電池端子であって、
   前記第１端子部材は、銅又は真鍮から形成される
   電池端子。
3. 請求項２に記載の電池端子であって、
   前記第２端子部材は、アルミニウム又は銅から形成される
   電池端子。
4. 請求項３に記載の電池端子であって、
   前記鍔部は、前記第２端子部材の側面から外側へ突出する
   電池端子。
5. 請求項４に記載の電池端子であって、
   前記鍔部は、前記第２端子部材の側面から外側へ円形且つ面状に突出する
   電池端子。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の電池端子であって、
   前記第１端子部材は、めねじ又はおねじである
   電池端子。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の電池端子と、
   挿通孔を有する電池蓋と、
   前記挿通孔を挿通する前記電池端子と前記電池蓋とを、前記鍔部を覆い前記挿通孔を塞ぐように結合する樹脂部材と、
   前記電池蓋が結合する電池容器と
   を具備し、
   前記電池端子は、前記第１端子部材が前記電池容器から突出し、前記第２端子部材が前記電池容器の内側に含まれる
   二次電池。
8. 第１金属材料と、第２金属材料とを摩擦圧接で接合する工程と、
   前記第１金属材料と前記第２金属材料との接合体を、鍔部を有する柱状の電池端子へ加工する工程と
   を具備し、前記電池端子は、前記第１金属部材から形成される第１端子部材と、前記第２金属部材から形成される第２端子部材と、前記第１端子部材及び前記第２端子部材のうちの少なくとも一方の側面から外側へ突出する前記鍔部とを含む
   電池端子の製造方法。
9. 請求項８に記載の電池端子の製造方法であって、
   前記第１金属材料は、銅又は真鍮を含む
   電池端子の製造方法。
10. 請求項９に記載の電池端子の製造方法であって、
    前記第２金属材料は、アルミニウム又は銅を含む
    電池端子の製造方法。
11. 請求項１０に記載の電池端子の製造方法であって、
    前記鍔部は、前記第２端子部材の側面から外側へ突出する
    電池端子の製造方法。
12. 請求項１１に記載の電池端子の製造方法であって、
    前記鍔部は、前記第２端子部材の側面から外側へ円形且つ面状に突出する
    電池端子の製造方法。
13. 請求項８乃至１２の何れか一項に記載の電池端子の製造方法であって、
    前記第１端子部材をおねじ又はめねじに加工する工程
    を更に具備する
    電池端子の製造方法。
14. 請求項８乃至１３の何れか一項に記載の電池端子の製造方法に基づいて、前記電池端子を製造する工程と、
    前記電池端子と挿通孔を有する前記電池蓋とを、前記鍔部を覆い前記挿通孔を塞ぐように樹脂部材で結合する工程と、
    前記電池端子が結合した前記電池蓋を、前記第１端子部材が電池容器から突出し、前記第２端子部材が前記電池容器の内側に含まれるように前記電池容器に結合する工程と
    を具備する
    二次電池の製造方法。

Images