JP2010170920A - Battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery capable of fastening a bolt of an electrode terminal, by applying appropriate torque in the battery, having a constitution such that the bolt of the electrode terminal is drawn out of a terminal drawing out hole. <P>SOLUTION: The battery 100 includes a battery case 20 in which an electrode body 80 and an electrolyte are housed, and an electrode terminal 10 fit to a terminal drawn out hole 26 formed in the case 20, passing through the drawn out hole 26, and drawn out of the inside of the case 20; the electrode terminal 10 includes a current collecting base part 30, electrically connected to an electrode body 80 inside the case 20, and an outside bolt part 40 projected from the current-collecting base part 30 to the outside of the case 20; and the outside bolt part 40 is made of a conductive material having a relatively higher strength than that of the current-collecting base part 30. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池に関する。詳しくは、電池ケースの内部から外部に引き出された電極端子を備える電池に関する。   The present invention relates to a battery. Specifically, the present invention relates to a battery including an electrode terminal drawn out from the inside of the battery case.

近年、リチウムイオン電池その他の電池(典型的には二次電池)は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。この種の電池に関する従来技術文献として特許文献1が挙げられる。   In recent years, lithium-ion batteries and other batteries (typically secondary batteries) have become increasingly important as on-vehicle power supplies or personal computers and portable terminals. In particular, a lithium ion battery that is lightweight and obtains a high energy density is expected to be preferably used as a high-output power source mounted on a vehicle. Patent document 1 is mentioned as a prior art document regarding this kind of battery.

特開2000−182589号公報JP 2000-182589 A

リチウムイオン電池の一つの代表的な構成として、電極体および電解質(典型的には非水電解質)が電池ケース(外装容器)に収容され、電極端子(正極端子および負極端子のうち少なくとも一方)が上記ケースに設けられた端子引出孔を貫通して該ケースの内部から外部に引き出された構成が挙げられる。かかる端子引出孔を有する電池構造の一つとして、例えば図5に示すように、内側端部(集電基部)が電極体5に接続された電極端子(端子ボルト)2のボルト部4を電池ケース6の外側に突出させ、この突出させたボルト部4に接続部材7およびナット8を装着し、該ナット8を締め付けて固定した構造のものがある。接続部材7は、外部回路との接続用の部材(例えばバスバー)であり、この接続部材7を介して当該電池と外部回路(例えば当該電池と直列または並列に接続される他の電池であり得る)とが連結されている。   As one typical configuration of a lithium ion battery, an electrode body and an electrolyte (typically a nonaqueous electrolyte) are accommodated in a battery case (exterior container), and an electrode terminal (at least one of a positive electrode terminal and a negative electrode terminal) is provided. The structure which penetrated the terminal extraction hole provided in the said case and was pulled out from the inside of this case is mentioned. As one of battery structures having such terminal lead-out holes, for example, as shown in FIG. 5, a bolt portion 4 of an electrode terminal (terminal bolt) 2 whose inner end (current collecting base) is connected to an electrode body 5 is used as a battery. There is a structure in which a connecting member 7 and a nut 8 are attached to the projecting bolt portion 4 and the nut 8 is fastened and fixed. The connection member 7 is a member (for example, a bus bar) for connection to an external circuit, and can be a battery connected to the external circuit (for example, another battery connected in series or in parallel with the battery) via the connection member 7. ) And are connected.

電極端子2の構成材料としては、電解質に対して耐性のよい材料を用いる必要があることから、一般に、アルミニウムや銅などの有機溶剤に対する耐性の高い金属材料が採用されている。しかしながら、アルミニウムや銅からなる電極端子2は材料強度が弱いため、ナット8で締め付けるときのトルクが大きすぎると、ボルト部4が容易に損傷してしまう。すなわち、ナット締結時に高トルクをかけることができないという問題がある。ナット締結時のトルクが適切でないと、電池に加わる振動等によってナット8が次第に緩むため、電池と外部回路との接続に不都合が生じる場合がある。例えば、ナット8が緩むと該ナット8と接続部材7とが密着しなくなるので、接触界面において酸化等の腐食を受け易くなる。そのため、接触界面において電気抵抗が増大して電池出力が低下するという事象が生じ得る。   As a constituent material of the electrode terminal 2, since it is necessary to use a material having good resistance to an electrolyte, a metal material having high resistance to an organic solvent such as aluminum or copper is generally employed. However, since the electrode terminal 2 made of aluminum or copper has a low material strength, if the torque when tightened with the nut 8 is too large, the bolt portion 4 is easily damaged. That is, there is a problem that a high torque cannot be applied when the nut is fastened. If the torque at the time of tightening the nut is not appropriate, the nut 8 gradually loosens due to vibrations applied to the battery, which may cause inconvenience in the connection between the battery and the external circuit. For example, when the nut 8 is loosened, the nut 8 and the connecting member 7 do not come into close contact with each other, so that the contact interface is easily subjected to corrosion such as oxidation. Therefore, an event may occur in which the electrical resistance increases at the contact interface and the battery output decreases.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電極端子のボルト部が端子引出孔から引き出された構成の電池であって、該電極端子のボルト部を適正なトルクで締め付けることができる電池を提供することである。   The present invention has been made in view of such a point, and a main object thereof is a battery having a configuration in which a bolt portion of an electrode terminal is pulled out from a terminal lead hole, and the bolt portion of the electrode terminal is subjected to an appropriate torque. It is to provide a battery that can be tightened with a screw.

本発明によって提供される電池は、電極体および電解質を収容する電池ケースと、上記ケースに設けられた端子引出孔に取り付けられ該引出孔を貫通して上記ケースの内部から外部に引き出された電極端子とを備える。上記電極端子は、上記ケースの内側にて上記電極体に電気的に接続された集電基部と、該集電基部から上記ケースの外側に突出させた外側ボルト部とを含む。そして、上記外側ボルト部は、上記集電基部に比べて相対的に強度の高い導電性材料で構成されていることを特徴とする。   The battery provided by the present invention includes a battery case that accommodates an electrode body and an electrolyte, and an electrode that is attached to a terminal lead hole provided in the case and that is pulled out from the inside of the case through the lead hole. Terminal. The electrode terminal includes a current collecting base that is electrically connected to the electrode body inside the case, and an outer bolt that protrudes from the current collecting base to the outside of the case. And the said outer side bolt part is comprised with the electroconductive material with comparatively high intensity | strength compared with the said current collection base part, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の構成によれば、外側ボルト部は、集電基部に比べて相対的に強度の高い導電性材料から構成されているので、外側ボルト部と集電基部とを同一材料で構成する場合に比べて、高トルクでボルト締結を行うことができる。これにより、電池に加わる振動などによってボルト締結が緩むことを回避することができ、ボルト締結の緩みに起因する種々の不具合を解消することができる。   According to the configuration of the present invention, since the outer bolt portion is made of a conductive material having a relatively high strength compared to the current collecting base portion, the outer bolt portion and the current collecting base portion are made of the same material. Compared to the above, the bolt can be fastened with high torque. As a result, it is possible to avoid loosening of the bolt fastening due to vibration applied to the battery or the like, and it is possible to eliminate various problems caused by loosening of the bolt fastening.

ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記外側ボルト部は、鉄又は鋼を主体として構成されている。鉄を主成分とする鉄系材料(例えば、鉄、ステンレスなど)は、材料強度が強く変形し難い。そのため、本発明の目的に適した外側ボルト部の構成材料として好ましく用いることができる。   In a preferred aspect of the battery disclosed herein, the outer bolt portion is mainly composed of iron or steel. Iron-based materials containing iron as a main component (for example, iron, stainless steel, etc.) have high material strength and are not easily deformed. Therefore, it can be preferably used as a constituent material of the outer bolt part suitable for the object of the present invention.

この場合、上記集電基部は、上記外側ボルト部よりも上記電解質に対する耐食性のよい導電性材料で構成されていることが好ましい。例えば、正極端子の場合、上記集電基部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成するとよい。例えば、負極端子の場合、上記集電基部は、銅またはニッケルを含む金属材料から構成するとよい。それらの金属材料は、電解質に対する耐食性を示すため、本発明の目的に適した集電基部の構成材料として好ましく用いることができる。   In this case, it is preferable that the said current collection base part is comprised with the electroconductive material whose corrosion resistance with respect to the said electrolyte is better than the said outer side bolt part. For example, in the case of a positive electrode terminal, the current collector base is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. For example, in the case of a negative electrode terminal, the current collector base is preferably made of a metal material containing copper or nickel. Since these metal materials exhibit corrosion resistance to the electrolyte, they can be preferably used as a constituent material of the current collector base suitable for the purpose of the present invention.

ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記集電基部は、上記ケースの内側において上記端子引出孔の外形よりも外周側に広がったシール部材圧縮部を有する。そして、該シール部材圧縮部と上記ケースの内壁との間にはシール部材が配置されている。この場合、外側ボルト部に圧縮ナットを装着し、この圧縮ナットを締め付け且つ固定することによって、上記シール部材を圧縮するように構成するとよい。本発明によれば、外側ボルト部は、集電基部に比べて相対的に強度の高い導電性材料から構成されているので、高トルクで圧縮ナットの締め付けを行うことができる。そのため、シール部材が適切に圧縮された電池(端子引出構造、シール構造)を安定して(生産安定性よく)製造することができる。   In a preferred aspect of the battery disclosed herein, the current collector base has a seal member compression portion that is wider on the outer peripheral side than the outer shape of the terminal lead hole inside the case. A seal member is disposed between the seal member compression portion and the inner wall of the case. In this case, it is preferable that the sealing member is compressed by attaching a compression nut to the outer bolt portion, and tightening and fixing the compression nut. According to the present invention, the outer bolt portion is made of a conductive material having a relatively high strength as compared with the current collecting base portion, so that the compression nut can be tightened with a high torque. Therefore, a battery (terminal lead structure, seal structure) in which the seal member is appropriately compressed can be manufactured stably (with high production stability).

ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記外側ボルト部と上記集電基部とは、上記シール部材の形成位置よりもケース外部に近い位置にて互いに溶接固定されている。かかる構成によれば、外側ボルト部を、ケース内部で電解質が満たされる部分よりも外側に配置することができる。そのため、外側ボルト部の電解質による腐食を回避することができる。   In a preferred aspect of the battery disclosed herein, the outer bolt portion and the current collecting base portion are welded and fixed to each other at a position closer to the outside of the case than a position where the seal member is formed. According to this structure, an outer side bolt part can be arrange | positioned outside the part with which electrolyte is satisfy | filled inside a case. Therefore, corrosion by the electrolyte of the outer bolt part can be avoided.

ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記電池は円筒型電池である。すなわち、上記電池は、上記電池ケースが円筒形状であり、上記外側ボルト部は、該円筒形電池ケースの長手方向の端面から突出するように設けられている。かかる円筒型電池は、用途や仕様によって、縦、横、高さなどの各寸法に制約がある。例えば、放熱性を高める必要があることから、円筒型電池ケースの径方向の寸法をコンパクトにすることが求められている。本発明では、外側ボルト部を集電基部よりも強度の高い材料で構成するという簡易な構成によってボルトの緩みを解消することができ、別途緩み止め機構を設けなくてもよく、省スペース化に適している。そのため、本発明の構成は、電極端子を突出させる電池ケースの長手方向の端面の寸法に制約がある円筒型電池に対して特に好ましく適用することができる。   In one preferable aspect of the battery disclosed herein, the battery is a cylindrical battery. That is, in the battery, the battery case has a cylindrical shape, and the outer bolt portion is provided so as to protrude from the end surface in the longitudinal direction of the cylindrical battery case. Such a cylindrical battery has restrictions on dimensions such as length, width, and height depending on applications and specifications. For example, since it is necessary to improve heat dissipation, it is required to make the dimension of the cylindrical battery case in the radial direction compact. In the present invention, it is possible to eliminate the loosening of the bolt by a simple configuration in which the outer bolt portion is made of a material having a strength higher than that of the current collector base, and it is not necessary to provide a separate locking mechanism, thereby saving space. Is suitable. Therefore, the configuration of the present invention can be particularly preferably applied to a cylindrical battery in which the dimension of the end face in the longitudinal direction of the battery case from which the electrode terminal protrudes is limited.

ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記電池は、非水電解質を備えたリチウム二次電池である。リチウム二次電池用の非水電解質は、鉄や鋼に対する腐食作用を有する。そのため、電極端子の構成材料については、一般に、材料強度が弱いアルミニウムや銅を用いる必要があり、端子ボルト部の強度の確保が難しい場合が多い。したがって、上記電池が非水電解質を備えたリチウム二次電池の場合、外側ボルト部を集電基部よりも強度の高い材料(例えば鉄や鋼)で構成し、かつ、集電基部を外側ボルト部よりも非水電解質に対する耐食性のよい材料(例えばアルミニウムや銅)で構成するという本発明の構成による効果が特によく発揮され得る。   In a preferable aspect of the battery disclosed herein, the battery is a lithium secondary battery including a nonaqueous electrolyte. Nonaqueous electrolytes for lithium secondary batteries have a corrosive action on iron and steel. Therefore, it is generally necessary to use aluminum or copper having a low material strength as the constituent material of the electrode terminal, and it is often difficult to ensure the strength of the terminal bolt portion. Therefore, when the battery is a lithium secondary battery including a non-aqueous electrolyte, the outer bolt portion is made of a material (for example, iron or steel) having a higher strength than the current collecting base portion, and the current collecting base portion is the outer bolt portion. In particular, the effect of the configuration of the present invention that is made of a material (for example, aluminum or copper) having better corrosion resistance to the non-aqueous electrolyte can be exhibited.

本発明に係る電池は、上述したとおり、外側ボルト部を適正トルクで締め付けて、振動によるボルトの緩みを確実に回避することができる。そのため、本発明に係る電池は、振動が発生する状態での使用が前提となる車両(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)に好ましく搭載することができる。   As described above, the battery according to the present invention can securely avoid loosening of the bolt due to vibration by tightening the outer bolt portion with an appropriate torque. For this reason, the battery according to the present invention is preferably mounted on a vehicle (typically, an automobile equipped with an electric motor such as a hybrid automobile, an electric automobile, and a fuel cell automobile) that is assumed to be used in a state where vibration is generated. can do.

本発明の一実施形態に係る電池を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電極体を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the electrode body which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る電池模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the battery which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池を搭載した車両を模式的に示す側面図である。It is a side view showing typically a vehicle carrying a battery concerning one embodiment of the present invention. 従来の電池を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional battery typically.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定する意図ではない。なお、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略することがある。特に限定することを意図したものではないが、以下では主として本発明を捲回型の電極体(捲回電極体)と電解質とが円筒形状の容器に収容された形態の円筒型リチウムイオン電池に適用する場合を例として本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not intended to be limited to the specific examples. Note that the dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in each drawing does not reflect the actual dimensional relationship. Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted. Although not intended to be particularly limited, in the following, the present invention is mainly applied to a cylindrical lithium ion battery in which a wound electrode body (wound electrode body) and an electrolyte are accommodated in a cylindrical container. The present invention will be described in detail by taking the case of application as an example.

本実施形態は、集電基部と外側ボルト部とが別々の部材から構成された正極端子を備える円筒型リチウムイオン電池の一例である。この電池の正極端子側の構造を図1に模式的に示す。本実施形態に係るリチウムイオン電池(密閉型電池)100は、捲回電極体80および図示しない非水電解質が電池ケース20に収容された構成を有する。電池ケース20は、一端が開口した円筒型のケース本体22と、その開口部を塞ぐ蓋体24とを備える。電極体80を構成する正極シート(正極)82には、蓋体24に設けられた端子引出孔26に取り付けられ該引出孔26を貫通してケース20の外部に引き出された正極端子10の一端が接合されている。なお、符号60、62は正極端子10と電池ケース20とを絶縁する絶縁部材(例えば樹脂部材)である。   The present embodiment is an example of a cylindrical lithium ion battery that includes a positive electrode terminal in which a current collecting base and an outer bolt are made of separate members. The structure of the positive electrode terminal side of this battery is schematically shown in FIG. A lithium ion battery (sealed battery) 100 according to this embodiment has a configuration in which a wound electrode body 80 and a non-aqueous electrolyte (not shown) are accommodated in a battery case 20. The battery case 20 includes a cylindrical case main body 22 having one end opened, and a lid 24 that closes the opening. The positive electrode sheet (positive electrode) 82 constituting the electrode body 80 is attached to the terminal lead hole 26 provided in the lid body 24, passes through the lead hole 26, and is pulled out to the outside of the case 20. Are joined. Reference numerals 60 and 62 denote insulating members (for example, resin members) that insulate the positive electrode terminal 10 and the battery case 20 from each other.

正極端子10は、蓋体24の内側(すなわちケース20の内側)にて電極体80の正極に電気的に接続された集電基部30と、該集電基部30から蓋体24の外側(すなわちケース20の外側)に突出させた外側ボルト部40とから構成されている。   The positive electrode terminal 10 includes a current collector base 30 electrically connected to the positive electrode of the electrode body 80 inside the lid body 24 (that is, inside the case 20), and the outside of the lid body 24 from the current collector base portion 30 (that is, It is comprised from the outer side bolt part 40 projected on the outer side of the case 20. FIG.

この正極端子を構成する集電基部30は、蓋体24の内側から端子引出孔26に取り付けられている。集電基部30は、ケース20の内側に配置される部分から順に、電極体接続部32、シール部材圧縮部34および引出部36を有する。   The current collecting base 30 constituting this positive electrode terminal is attached to the terminal lead hole 26 from the inside of the lid body 24. The current collecting base 30 includes an electrode body connecting portion 32, a seal member compressing portion 34, and a drawing portion 36 in order from the portion disposed inside the case 20.

集電基部30の構成材料としては、当該電池に使用される電解質(典型的には非水電解液)に対する耐性のよい導電性材料を好ましく用いることができる。正極集電体との接合が容易な材料(例えば、超音波溶接、抵抗溶接等の手法によって正極集電体と溶接可能な材料、典型的には正極集電体と同種の金属材料)を好ましく採用し得る。例えば正極端子の場合、集電基部30は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成するとよい。例えば負極端子の場合、集電基部30は、銅またはニッケルを含む金属材料から構成するとよい。それらの金属材料は、当該電池に用いられる電解質(ここでは有機溶剤)に対する耐性を示すため、本発明の目的に適した集電基部30の構成材料として好ましく用いることができる。本実施形態の集電基部30の構成材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金である。例えば1000番〜7000番系のアルミニウム合金材料で構成すると良い。1000番〜7000番系のアルミニウム合金材料は、添加される元素(合金元素、例えばMg,Cu,Si,Mn等)の組成により、耐食性、溶接性、材料強度などの特性が異なるため、所要の特性を有するアルミニウム合金材料を適宜選択すればよい(本実施形態では1000番系の純アルミニウム)。   As a constituent material of the current collector base 30, a conductive material having good resistance to an electrolyte (typically a nonaqueous electrolytic solution) used in the battery can be preferably used. A material that can be easily joined to the positive electrode current collector (for example, a material that can be welded to the positive electrode current collector by a technique such as ultrasonic welding or resistance welding, typically a metal material of the same type as the positive electrode current collector) is preferable. Can be adopted. For example, in the case of a positive electrode terminal, the current collecting base 30 may be made of aluminum or an aluminum alloy. For example, in the case of a negative electrode terminal, the current collecting base 30 is preferably composed of a metal material containing copper or nickel. Since these metal materials exhibit resistance to an electrolyte (here, an organic solvent) used in the battery, they can be preferably used as a constituent material of the current collecting base 30 suitable for the purpose of the present invention. The constituent material of the current collecting base 30 of this embodiment is aluminum or an aluminum alloy. For example, it may be composed of a 1000-7000 series aluminum alloy material. The 1000th to 7000th series aluminum alloy materials have different characteristics such as corrosion resistance, weldability, and material strength depending on the composition of added elements (alloy elements such as Mg, Cu, Si, Mn, etc.). What is necessary is just to select suitably the aluminum alloy material which has a characteristic (in this embodiment, 1000 series pure aluminum).

一方、正極端子10を構成する外側ボルト部40は、集電基部30の引出部36の中央部分の外側面からケース20の外側に突出するように設けられている。かかる外側ボルト部40は、上述した集電基部30とは異なる材料により構成されている。具体的には、外側ボルト部40は、集電基部30に比べて相対的に強度の高い導電性材料から構成されている。例えば、集電基部30がアルミニウム製の場合、該集電基部30を構成するアルミニウムよりも相対的に強度の高い、鉄又は鋼を主体として構成すると良い。鉄又は鋼を主成分とする鉄系材料(鉄、ステンレスなど)は、材料強度が強く変形し難い。そのため、本発明の目的に適した外側ボルト部40の構成材料として好ましく用いることができる。本実施形態の外側ボルト部40の構成材料は鉄である。   On the other hand, the outer side bolt part 40 which comprises the positive electrode terminal 10 is provided so that it may protrude outside the case 20 from the outer surface of the center part of the drawer | drawing-out part 36 of the current collection base 30. The outer bolt portion 40 is made of a material different from that of the current collecting base portion 30 described above. Specifically, the outer bolt portion 40 is made of a conductive material having a relatively high strength compared to the current collecting base portion 30. For example, in the case where the current collecting base 30 is made of aluminum, it is preferable that the current collecting base 30 is mainly composed of iron or steel having relatively higher strength than the aluminum constituting the current collecting base 30. Iron-based materials (iron, stainless steel, etc.) mainly composed of iron or steel have high material strength and are not easily deformed. Therefore, it can be preferably used as a constituent material of the outer bolt part 40 suitable for the object of the present invention. The constituent material of the outer side bolt part 40 of this embodiment is iron.

なお、集電基部30と同種のアルミニウム材料であっても、合金元素の種類や量によっては材料強度が異なる。したがって、外側ボルト部40を集電基部30と同種のアルミニウム材料で構成しても良い場合もある。その場合、集電基部30よりも外側ボルト部40の強度が高くなるように、適当なアルミニウム合金材料を選択すればよい。   In addition, even if it is the aluminum material of the same kind as the current collection base part 30, material strength changes with kinds and amounts of alloy elements. Therefore, the outer bolt portion 40 may be made of the same kind of aluminum material as that of the current collecting base portion 30. In that case, an appropriate aluminum alloy material may be selected so that the strength of the outer bolt portion 40 is higher than that of the current collecting base portion 30.

なお、各部材30、40の強度の指標となる物性値は、応力を加えたときの変形挙動を数値的に示すものであればよく、例えば、引張り強度(降伏応力や0.2%ひずみ耐力であってもよい。)やビッカース硬度などの物性値を好ましく用いることができる。それらの物性値の中から各部材30、40の材質に応じて適当なものを選択すると良い。   The physical property value that is an index of the strength of each member 30 and 40 may be any numerical value that indicates the deformation behavior when stress is applied, such as tensile strength (yield stress or 0.2% strain resistance). And physical property values such as Vickers hardness can be preferably used. An appropriate material may be selected from those physical property values according to the material of each of the members 30 and 40.

なお、特に限定を意図するものではないが、外側ボルト部40の引張り強度は、概ね300N/mm以上であればよく、さらに好ましくは350N/mm以上である。例えば350N/mm〜380N/mm程度が好ましい。また、外側ボルト部40のビッカース硬度は、概ね100HV以上であればよく、さらに好ましくは120HV以上である。例えば120HV〜135HV程度が好ましい。これらの数値範囲は、電池及び電極端子の具体的構成(例えば外側ボルト部40の寸法形状など)に応じて適宜変更可能である。 Although not specifically limited, the tensile strength of the outer bolt portion 40 may be approximately 300 N / mm 2 or more, and more preferably 350 N / mm 2 or more. For example 350N / mm 2 ~380N / mm 2 is preferably about. Moreover, the Vickers hardness of the outer side bolt part 40 should just be about 100HV or more, More preferably, it is 120HV or more. For example, about 120HV to 135HV is preferable. These numerical ranges can be appropriately changed according to the specific configuration of the battery and the electrode terminal (for example, the dimension and shape of the outer bolt portion 40).

かかる外側ボルト部40には、接続部材70及び取付ナット76が装着されている。接続部材70は、図示しない外部回路との接続用に用いられる導電性の接続部材(例えば銅または鉄製のバスバー)であり、この接続部材70を介して当該電池と外部回路とが互いに連結されている。この実施形態では、外部回路は、当該電池100と直列または並列に接続される他の電池である。かかる接続部材70および取付ナット76を圧縮ナット74の上から装着し、取付ナット76を締め付けることにより接続部材70を外側ボルト部40に固定することができる。   A connecting member 70 and a mounting nut 76 are attached to the outer bolt portion 40. The connection member 70 is a conductive connection member (for example, a copper or iron bus bar) used for connection to an external circuit (not shown), and the battery and the external circuit are connected to each other via the connection member 70. Yes. In this embodiment, the external circuit is another battery connected in series or in parallel with the battery 100. The connecting member 70 and the mounting nut 76 are mounted from above the compression nut 74, and the connecting member 70 can be fixed to the outer bolt portion 40 by tightening the mounting nut 76.

その際、ナット76締結時のトルクが適切でないと、電池に加わる振動等によってナット76が次第に緩むため、電池と外部回路(ここでは他の電池)との接続に不都合が生じる場合がある。例えば、ナット76が緩むと該ナット76と接続部材70とが密着しなくなるので、両者の接触界面において酸化等の腐食を受け易くなる。そのため、接触界面において電気抵抗が増大して電池出力が低下するという事象が生じ得る。   At this time, if the torque at the time of fastening the nut 76 is not appropriate, the nut 76 gradually loosens due to vibrations applied to the battery, which may cause inconvenience in connection between the battery and an external circuit (here, another battery). For example, when the nut 76 is loosened, the nut 76 and the connecting member 70 do not come into close contact with each other, so that they are easily subjected to corrosion such as oxidation at the contact interface between them. Therefore, an event may occur in which the electrical resistance increases at the contact interface and the battery output decreases.

本実施形態の構成では、外側ボルト部40は、集電基部30に比べて相対的に強度の高い導電性材料(ここでは鉄製)から構成されている。そのため、外側ボルト部40と集電基部30とを同一材料(ここではアルミニウム製)で構成する場合に比べて、高トルクでナット76の締結を行うことができる。例えば、外側ボルト部(φ5mm)がアルミニウム製の場合、アルミニウムは材料強度が弱く変形し易いため、締結トルクを2N/m未満に抑える必要がある。これに対し、本実施形態では、外側ボルト部(φ5mm)が鉄製であり、材料強度が強く変形し難いため、取付ナット76を少なくとも2N/m又はそれ以上の高トルクで締め付けることができる。そのため、接続部材70を外側ボルト部40にしっかりと固定することができる。   In the configuration of the present embodiment, the outer bolt portion 40 is made of a conductive material (here, iron) having a relatively high strength compared to the current collector base 30. Therefore, compared with the case where the outer side bolt part 40 and the current collection base part 30 are comprised with the same material (product made from aluminum here), the nut 76 can be fastened with high torque. For example, when the outer bolt portion (φ5 mm) is made of aluminum, aluminum has a weak material strength and is likely to be deformed. Therefore, it is necessary to suppress the fastening torque to less than 2 N / m. On the other hand, in the present embodiment, the outer bolt portion (φ5 mm) is made of iron and the material strength is strong and hardly deformed. Therefore, the mounting nut 76 can be tightened with a high torque of at least 2 N / m or more. Therefore, the connection member 70 can be firmly fixed to the outer bolt part 40.

これにより、電池に加わる振動などによってナット76の締結が緩むことを回避することができ、ナット76の締結の緩みに起因する種々の不具合を解消することができる。この例では、ナット76と接続部材70との強固な密着を好ましく保つことができ、両者の接触界面において酸化等の腐食が進行するのを抑制することができる。これにより、電池出力の低下を防止することができる。また、本実施形態では、電池ケースの内部において電解質に触れる集電基部30は、外側ボルト部40に比べて電解質に対する耐食性のよい金属材料で構成されている。そのため、集電基部30の電解質による腐食を好ましく防止することができ、電池の長寿命化を図ることができる。   Thereby, it is possible to avoid loosening of the fastening of the nut 76 due to vibration applied to the battery, and it is possible to eliminate various problems due to loosening of the fastening of the nut 76. In this example, the tight adhesion between the nut 76 and the connection member 70 can be preferably maintained, and the progress of corrosion such as oxidation at the contact interface between the two can be suppressed. Thereby, the fall of a battery output can be prevented. In the present embodiment, the current collecting base 30 that contacts the electrolyte inside the battery case is made of a metal material that has better corrosion resistance to the electrolyte than the outer bolt 40. Therefore, corrosion of the current collecting base 30 by the electrolyte can be preferably prevented, and the battery life can be extended.

さらに、本実施形態に係る電池100の他の特徴について説明する。前述したように、正極端子を構成する集電基部30は、ケース20の内側に配置される部分から順に、電極体接続部32、シール部材圧縮部34および引出部36を有する。   Furthermore, other features of the battery 100 according to the present embodiment will be described. As described above, the current collecting base 30 constituting the positive electrode terminal has the electrode body connecting portion 32, the seal member compressing portion 34, and the lead-out portion 36 in order from the portion disposed inside the case 20.

シール部材圧縮部34は、端子引出孔26がケース内壁面24Aに開口する開口部(以下、「内側開口部」ということもある。)の外形よりも外周側にフランジ状に張り出した(広がった)部分であって、該圧縮部34の外側面(ケース20の外側を向いた面)は端子引出孔26の内側開口部を囲むケース内壁面24Aに対向している。その圧縮部34の外側面とケース内壁面24Aとの間に、弾性材料により環状に構成されたシール部材(ここでは弾性樹脂製のOリング)50が挟み込まれている。圧縮部34の外側面には、図示するように、シール部材50の断面における一部を受け入れるように構成された環状溝35が設けられていてもよい。このことによってシール部材50の位置ずれ防止、組み付け性向上等の効果が実現され得る。また、ケース内壁面24Aに、シール部材50の断面における一部を受け入れ可能な環状溝が形成されていてもよい。   The seal member compressing portion 34 protrudes in a flange shape on the outer peripheral side than the outer shape of the opening (hereinafter, also referred to as “inner opening”) in which the terminal lead hole 26 opens to the case inner wall surface 24A. ), And the outer surface of the compression portion 34 (the surface facing the outer side of the case 20) faces the case inner wall surface 24 </ b> A surrounding the inner opening of the terminal lead hole 26. A seal member 50 (here, an O-ring made of elastic resin) that is annularly formed of an elastic material is sandwiched between the outer surface of the compression portion 34 and the case inner wall surface 24A. An annular groove 35 configured to receive a part of the cross section of the seal member 50 may be provided on the outer surface of the compression portion 34 as illustrated. As a result, effects such as prevention of displacement of the seal member 50 and improvement in assemblability can be realized. Further, an annular groove that can accept a part of the cross section of the seal member 50 may be formed in the case inner wall surface 24A.

シール部材50を構成する弾性材料は、所望のシール性(例えば、水分の浸入を防止する性能)を発揮し得るものであればよく、特に限定されない。当該電池に使用される電解質(典型的には非水電解液)に対する耐性のよい弾性材料が好ましい。例えば、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、フッ素ゴム(例えば、フッ化ビニリデン系(FKM)、テトラフルオロエチレン−プロピレン系(FEPM)、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系(FFKM)等のフッ素ゴム)、ブチルゴム等の、有機溶剤に対する耐性の高い弾性材料を好ましく採用することができる。また、ニトリルゴム(NBR)、アクリルゴム(ACM)、シリコーンゴム等の弾性材料により構成されたシール部材を用いてもよい。本実施形態のシール部材50は例えばEPDM製である。   The elastic material constituting the sealing member 50 is not particularly limited as long as it can exhibit a desired sealing property (for example, performance of preventing moisture intrusion). An elastic material having good resistance to an electrolyte (typically a non-aqueous electrolyte) used in the battery is preferable. For example, ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), fluorine rubber (for example, vinylidene fluoride (FKM), tetrafluoroethylene-propylene (FEPM), tetrafluoroethylene- An elastic material having high resistance to organic solvents such as purple fluorovinyl ether (FFKM) or butyl rubber can be preferably used. Further, a sealing member made of an elastic material such as nitrile rubber (NBR), acrylic rubber (ACM), or silicone rubber may be used. The seal member 50 of this embodiment is made of EPDM, for example.

電極体接続部32は、シール部材圧縮部34の中央部からケース20の内側に延びて捲回電極体80の一方の端部(後述する正極シートのはみ出した部分)の最内周に挿入されている。この接続部32の外周面上に正極シートのはみ出し部分が寄せ集められ、例えば溶接(超音波溶接等)により接合されている。このことによって正極シートと正極端子10とが接続されている。   The electrode body connecting portion 32 extends from the central portion of the seal member compression portion 34 to the inside of the case 20 and is inserted into the innermost periphery of one end portion of the wound electrode body 80 (a portion where a positive electrode sheet to be described later protrudes). ing. The protruding portion of the positive electrode sheet is gathered on the outer peripheral surface of the connecting portion 32 and joined by, for example, welding (ultrasonic welding or the like). Thus, the positive electrode sheet and the positive electrode terminal 10 are connected.

引出部36は、シール部材圧縮部34の中央部(シール部材50よりも内周に位置する部分)からケース20の外側に延びて端子引出孔26に挿入されている。引出部36の先端(外側端)は、端子引出孔26を貫通してケース20(蓋体24)の外面よりも若干突出している。その引出部36の先端面が、外側ボルト部40の溶接面(内向きの溶接面)48と対向する外向きの溶接面38となっている。集電基部30の溶接面38と外側ボルト部42の溶接面48とは互いに溶接(接合)されている。   The lead-out portion 36 extends from the center portion of the seal member compression portion 34 (a portion located on the inner periphery of the seal member 50) to the outside of the case 20 and is inserted into the terminal lead-out hole 26. The leading end (outer end) of the lead portion 36 passes through the terminal lead hole 26 and slightly protrudes from the outer surface of the case 20 (lid 24). The leading end surface of the lead-out portion 36 is an outward welding surface 38 that faces the welding surface (inward welding surface) 48 of the outer bolt portion 40. The welding surface 38 of the current collecting base portion 30 and the welding surface 48 of the outer bolt portion 42 are welded (joined) to each other.

一方、正極端子10を構成する外側ボルト部40は、前述したように集電基部30からケース20の外側に突出した棒状の外側ボルト部42を有している。かかる外側ボルト部40には、ワッシャー72を介して圧縮ナット74が装着されている。この圧縮ナット74を外側ボルト部40に締め付け且つ固定することによって、シール部材50が圧縮されている。詳しくは、圧縮ナット74を外側ボルト部40に締め付けると、外側ボルト部40がケース20の外側に引き上げられ、集電基部30のシール部材圧縮部34の外側面とケース内壁面24Aとの間隔が縮小し、シール部材圧縮部34の外側面とケース内壁面24Aとの間でシール部材50が圧縮される。これにより所望のシール性能を確保することができる。その際、シール部材50の圧縮の程度(圧縮量)は、圧縮ナット74の締め付け具合(締結トルク)に応じたレベルで調整され得る。換言すると、圧縮ナット74に所要のトルクを加えてシール部材50の圧縮量を調整することによって、所望のシール性能が発揮されるようになっている。   On the other hand, the outer side bolt part 40 which comprises the positive electrode terminal 10 has the rod-shaped outer side bolt part 42 which protruded from the current collection base 30 to the outer side of the case 20 as mentioned above. A compression nut 74 is attached to the outer bolt portion 40 via a washer 72. The seal member 50 is compressed by tightening and fixing the compression nut 74 to the outer bolt portion 40. Specifically, when the compression nut 74 is tightened to the outer bolt part 40, the outer bolt part 40 is pulled up to the outside of the case 20, and the distance between the outer surface of the sealing member compression part 34 of the current collecting base 30 and the case inner wall surface 24A is increased. The seal member 50 is reduced, and the seal member 50 is compressed between the outer surface of the seal member compression portion 34 and the case inner wall surface 24A. Thereby, desired sealing performance can be ensured. At that time, the degree of compression (compression amount) of the seal member 50 can be adjusted at a level corresponding to the tightening degree (fastening torque) of the compression nut 74. In other words, by applying a required torque to the compression nut 74 and adjusting the compression amount of the seal member 50, a desired sealing performance is exhibited.

その際、ナット74の締結時のトルクが適切でないと、電池に加わる振動等によってナット76が次第に緩むため、シール部材50の圧縮量が不足してシール性能が低下してしまう。本実施形態の構成では、外側ボルト部40は、集電基部30に比べて相対的に強度の高い導電性材料(ここでは鉄製)から構成されている。そのため、外側ボルト部40と集電基部30とを同一材料(ここではアルミニウム製)で構成する場合に比べて、高トルクで圧縮ナット74の締結を行うことができる。これにより、製品ごとの締結トルクのばらつきを抑えるとともに、電池に加わる振動等によって圧縮ナット74が緩むことを防止することができる。その結果、シール部材50の圧縮量(すなわちシール性能)が低下することを回避することができ、シール部材50が適切に圧縮された電池(端子引出構造、シール構造)を安定して(生産安定性よく)製造することができる。すなわち、本実施形態の構成によると、外側ボルト部40に接続部材70をしっかりと固定して電池出力の低下を防止するとともに、シール部材50が適切に圧縮されたシール性に優れた密閉型電池を提供することもできる。   In that case, if the torque at the time of fastening of the nut 74 is not appropriate, the nut 76 gradually loosens due to vibration applied to the battery, etc., so that the compression amount of the seal member 50 is insufficient and the sealing performance is deteriorated. In the configuration of the present embodiment, the outer bolt portion 40 is made of a conductive material (here, iron) having a relatively high strength compared to the current collector base 30. Therefore, the compression nut 74 can be fastened with higher torque than when the outer bolt portion 40 and the current collecting base portion 30 are made of the same material (here, made of aluminum). Thereby, while suppressing the dispersion | variation in the fastening torque for every product, it can prevent that the compression nut 74 loosens by the vibration etc. which are added to a battery. As a result, it is possible to avoid a decrease in the compression amount (that is, the sealing performance) of the seal member 50, and to stably produce the battery (terminal lead structure, seal structure) in which the seal member 50 is appropriately compressed (production stability). Can be manufactured). That is, according to the configuration of the present embodiment, the connection member 70 is firmly fixed to the outer bolt portion 40 to prevent the battery output from being lowered, and the sealed battery in which the seal member 50 is appropriately compressed and has excellent sealing performance. Can also be provided.

なお、外側ボルト部40と集電基部30とは、上記シール部材50の形成位置よりもケース外部に近い位置にて互いに溶接固定されている。図示した例では、外側ボルト部40の下側(外側ボルト部40のケース内側)の先端面には、集電基部30の溶接面38に対向する内向きの溶接面48が設けられている。この外側ボルト部40の溶接面48は、シール部材50の形成位置(換言するとケース20内部において電解質が満たされる部分)よりもケース外部に近い側に設けられ、その位置において集電基部30の溶接面38と溶接されている。このように、ケース20内部において電解質が満たされる部分よりもケース外側に外側ボルト部40を配設することにより、外側ボルト部40の電解質による腐食を確実に回避することができる。   The outer bolt part 40 and the current collecting base part 30 are welded and fixed to each other at a position closer to the outside of the case than the position where the seal member 50 is formed. In the illustrated example, an inward welding surface 48 facing the welding surface 38 of the current collector base 30 is provided on the tip surface of the lower side of the outer bolt portion 40 (inside the case of the outer bolt portion 40). The welding surface 48 of the outer bolt portion 40 is provided closer to the outside of the case than the position where the seal member 50 is formed (in other words, the portion where the electrolyte is filled inside the case 20), and the current collector base 30 is welded at that position. Welded with surface 38. As described above, by disposing the outer bolt part 40 outside the case from the portion where the electrolyte is filled in the case 20, corrosion of the outer bolt part 40 due to the electrolyte can be surely avoided.

溶接面38、48を溶接する方法としては、抵抗溶接、レーザ溶接、超音波溶接等の、発熱を伴う各種溶接法(典型的には、溶融もしくは半溶融接合による溶接法)を採用することができる。かかる溶接に使用する装置および溶接条件に特に制限はなく、従来と同様の装置および条件を用いることができる。本実施形態では、例えば抵抗溶接を採用することができる。なお、外側ボルト部40と集電基部30とは溶接に限らず、他の方法により一体化しても良い。例えば、外側ボルト部40と集電基部30との接触面に接着性のある材料(例えば、ろう材等)を塗布するなどの方法により行っても良い。   As a method of welding the welding surfaces 38 and 48, various welding methods with heat generation such as resistance welding, laser welding, and ultrasonic welding (typically, welding methods by melting or semi-molten bonding) may be employed. it can. There is no restriction | limiting in particular in the apparatus and welding conditions which are used for this welding, The apparatus and conditions similar to the past can be used. In this embodiment, for example, resistance welding can be employed. The outer bolt portion 40 and the current collecting base portion 30 are not limited to welding, and may be integrated by other methods. For example, an adhesive material (for example, a brazing material) may be applied to the contact surface between the outer bolt part 40 and the current collector base 30.

なお、本実施形態では、上記電池100は円筒型電池である。すなわち、上記電池は、電池ケース20が円筒形状であり、外側ボルト部40は、該円筒形電池ケース20の長手方向の端面(ここでは蓋体)24から突出するように設けられている。かかる円筒型電池は、用途や仕様によって、縦、横、高さなどの各寸法に制約がある。例えば、放熱性を高める必要があることから、円筒型電池ケース20の径方向の寸法をコンパクトにすることが求められている。本実施形態では、外側ボルト部40を集電基部30よりも強度の高い材料で構成するという簡易な構成によってボルト(ナット74、76)の緩みを解消することができ、別途緩み止め機構を設けなくてもよく、省スペース化に適している。そのため、本実施形態の構成は、電極端子10を突出させる電池ケース20の長手方向の端面(ここでは蓋体)24の寸法に制約がある円筒型電池に対して特に好ましく適用することができる。   In the present embodiment, the battery 100 is a cylindrical battery. That is, in the battery, the battery case 20 has a cylindrical shape, and the outer bolt portion 40 is provided so as to protrude from the end surface (here, lid) 24 in the longitudinal direction of the cylindrical battery case 20. Such a cylindrical battery has restrictions on dimensions such as length, width, and height depending on applications and specifications. For example, since it is necessary to improve heat dissipation, it is required to make the size of the cylindrical battery case 20 in the radial direction compact. In the present embodiment, loosening of the bolts (nuts 74 and 76) can be eliminated by a simple configuration in which the outer bolt portion 40 is made of a material having higher strength than the current collecting base portion 30, and a separate locking mechanism is provided. This is not necessary and is suitable for space saving. Therefore, the configuration of the present embodiment can be particularly preferably applied to a cylindrical battery in which the size of the end face (here, the lid) 24 of the battery case 20 from which the electrode terminal 10 protrudes is limited.

続いて、図2を参照しつつ、本実施形態で使用され得る電池100及び電極体80の構成などについて説明する。   Next, the configuration of the battery 100 and the electrode body 80 that can be used in this embodiment will be described with reference to FIG.

電極体80は、シート状の正極集電体82aの表面に正極活物質層84aを有する正極シート86aと、シート状の負極集電体82bの表面に負極活物質層84bを有する負極シート86bとを、シート状のセパレータ(セパレータシート)88を介して重ね合わせ、次いで捲回して構成されている。正極シート86aの長手方向に沿う一方の端部(すなわち幅方向の一方の端部)には、正極集電体82a上に正極活物質層84aを有しない部分(活物質層非形成部分)が設けられている。同様に、負極シート86bの長手方向に沿う一方の端部には、負極集電体82b上に負極活物質層84bを有しない部分(活物質層非形成部分)が設けられている。   The electrode body 80 includes a positive electrode sheet 86a having a positive electrode active material layer 84a on the surface of a sheet-like positive electrode current collector 82a, and a negative electrode sheet 86b having a negative electrode active material layer 84b on the surface of a sheet-like negative electrode current collector 82b. Are stacked via a sheet-like separator (separator sheet) 88 and then wound. At one end portion (that is, one end portion in the width direction) along the longitudinal direction of the positive electrode sheet 86a, there is a portion that does not have the positive electrode active material layer 84a on the positive electrode current collector 82a (active material layer non-formed portion). Is provided. Similarly, at one end portion along the longitudinal direction of the negative electrode sheet 86b, a portion (active material layer non-forming portion) that does not have the negative electrode active material layer 84b is provided on the negative electrode current collector 82b.

正負の電極シート86a、86bをセパレータシート88と重ね合わせる際には、両電極シートの活物質層84a、84bを重ね合わせるとともに活物質層非形成部分が長手方向に沿う一方の端部と他方の端部とに別々に配置されるように、幅方向(捲回軸方向)にやや位置をずらして積層する。これを樹脂製の軸芯85(図1)の周囲に捲回することにより円筒状の捲回電極体80が形成される。上記のように両電極シートを幅方向にずらして捲回した結果として、電極体80の軸方向の一端(正極側端部)では正極シート86aの活物質非形成部分(正極集電体)が捲回コア部分81(すなわち、両電極シートの活物質層形成部分とセパレータシートとが密に捲回された部分)から外方にはみ出している。このはみ出した正極シートのはみ出し部分83aが寄せ集められ、正極端子10の集電基部30の電極体接続部32の外周面上に接合されている(図1)。また、電極体80の軸方向の他端(負極側端部)では負極シート86bの活物質非形成部分(負極集電体)が捲回コア部分81(すなわち、両電極シートの活物質層形成部分とセパレータシートとが密に捲回された部分)から外方にはみ出している。このはみ出した負極シートのはみ出し部分83bが寄せ集められ、負極端子(図示せず)の集電基部の電極体接続部の外周面上に接合されている。   When the positive and negative electrode sheets 86a and 86b are overlapped with the separator sheet 88, the active material layers 84a and 84b of both electrode sheets are overlapped, and the active material layer non-formed portion is on one end and the other on the longitudinal direction. Lamination is performed with the position slightly shifted in the width direction (winding axis direction) so as to be separately arranged at the end. A cylindrical wound electrode body 80 is formed by winding this around a resin-made shaft core 85 (FIG. 1). As a result of winding both electrode sheets in the width direction as described above, the active material non-formation part (positive electrode current collector) of the positive electrode sheet 86a is formed at one end (positive side end part) of the electrode body 80 in the axial direction. It protrudes outward from the wound core portion 81 (that is, the portion where the active material layer forming portion of both electrode sheets and the separator sheet are wound closely). The protruding portion 83a of the protruding positive electrode sheet is gathered and joined to the outer peripheral surface of the electrode body connecting portion 32 of the current collecting base 30 of the positive electrode terminal 10 (FIG. 1). Moreover, the active material non-formation part (negative electrode collector) of the negative electrode sheet 86b is the wound core part 81 (that is, the active material layer formation of both electrode sheets) at the other end (negative electrode side end) of the electrode body 80. The portion and the separator sheet are closely wound and protrude outward. The protruding portion 83b of the protruding negative electrode sheet is gathered and joined to the outer peripheral surface of the electrode body connecting portion of the current collecting base of the negative electrode terminal (not shown).

捲回電極体80を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極集電体82aとしては、アルミニウム箔、その他正極に適する金属から成るシート材を用いることができる。正極活物質層84aに用いられる正極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、LiNiO、LiCoO、LiMn等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。負極集電体82bとしては、例えば銅等の金属から成るシート材(好ましくは銅箔)を用いることができる。負極活物質層84bに用いられる負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。セパレータシート88の好適例としては、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。例えば、ポリプロピレン製の多孔質セパレータシートを好適に使用し得る。なお、電解質として固体電解質若しくはゲル状電解質を使用する場合には、セパレータが不要な場合(すなわちこの場合には電解質自体がセパレータとして機能し得る。)があり得る。 The material and member itself constituting the wound electrode body 80 may be the same as the electrode body provided in the conventional lithium ion battery, and there is no particular limitation. For example, as the positive electrode current collector 82a, a sheet material made of aluminum foil or other metal suitable for the positive electrode can be used. As the positive electrode active material used for the positive electrode active material layer 84a, one or two or more materials conventionally used for lithium ion batteries can be used without any particular limitation. Preferable examples include lithium transition metal oxides such as LiNiO 2 , LiCoO 2 , and LiMn 2 O 4 . As the negative electrode current collector 82b, for example, a sheet material (preferably copper foil) made of a metal such as copper can be used. As the negative electrode active material used for the negative electrode active material layer 84b, one or two or more materials conventionally used for lithium ion batteries can be used without any particular limitation. Preferable examples include carbon-based materials such as graphite carbon and amorphous carbon, lithium transition metal oxides, lithium transition metal nitrides, and the like. Preferable examples of the separator sheet 88 include those made of a porous polyolefin resin. For example, a porous separator sheet made of polypropylene can be suitably used. When a solid electrolyte or a gel electrolyte is used as the electrolyte, there may be a case where a separator is unnecessary (that is, in this case, the electrolyte itself can function as a separator).

軸芯85(図1)の構成材料としては、使用する電解質に対して耐性を示す各種のポリマー材料を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン系樹脂;パーフロロアルコキシアルカン(PFA)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂;等のポリマー材料を好ましく採用することができる。また、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)等のポリマー材料を用いてもよい。あるいは、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の金属材料を用いてもよい。本実施形態の軸芯85は、例えばPPS製の丸棒である。   As a constituent material of the shaft core 85 (FIG. 1), various polymer materials exhibiting resistance to the electrolyte to be used can be appropriately selected and used. For example, polymer materials such as polyolefin resins such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE); fluorine resins such as perfluoroalkoxyalkane (PFA) and polytetrafluoroethylene (PTFE); can be preferably used. Further, a polymer material such as polyphenylene sulfide (PPS), polyimide resin, polyamideimide resin, polyether ether ketone resin (PEEK), or polyether sulfone resin (PES) may be used. Alternatively, a metal material such as aluminum, stainless steel, or copper may be used. The shaft core 85 of this embodiment is, for example, a round bar made of PPS.

電池ケース20に上記捲回電極体80とともに収容される電解質としては、電池の種類などに応じて適当なものを選択するとよい。この実施形態では、リチウム二次電池用の非水電解質を収容する。非水電解質としては、例えば、適当量(例えば濃度1M)のLiPF等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒(例えば質量比1:1)に溶解したものを使用すると良い。かかる非水電解質は、鉄や鋼に対する腐食作用を有する。そのため、電極端子の構成材料については、一般に、材料強度が弱いアルミニウムや銅を用いる必要があり、端子ボルト部の強度の確保が難しい場合が多い。したがって、上記電池が非水電解質を備えたリチウム二次電池の場合、外側ボルト部40を集電基部30よりも強度の高い材料(例えば鉄や鋼)で構成し、かつ、集電基部30を外側ボルト部40よりも非水電解質に対する耐食性のよい材料(例えばアルミニウムや銅)で構成するという本発明の構成による効果が特によく発揮され得る。 As an electrolyte accommodated in the battery case 20 together with the wound electrode body 80, an appropriate one may be selected according to the type of the battery. In this embodiment, a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery is accommodated. As the non-aqueous electrolyte, for example, an appropriate amount (e.g., concentration 1M) mixed solvent of diethyl carbonate and ethylene carbonate lithium salt of LiPF 6 or the like (e.g., weight ratio 1: 1) The use of those soluble in good. Such a nonaqueous electrolyte has a corrosive action on iron and steel. Therefore, it is generally necessary to use aluminum or copper having a low material strength as a constituent material of the electrode terminal, and it is often difficult to ensure the strength of the terminal bolt portion. Therefore, when the battery is a lithium secondary battery provided with a nonaqueous electrolyte, the outer bolt part 40 is made of a material (for example, iron or steel) having a higher strength than the current collector base 30, and the current collector base 30 is The effect of the configuration of the present invention that is made of a material (for example, aluminum or copper) having better corrosion resistance to the non-aqueous electrolyte than the outer bolt portion 40 can be exhibited particularly well.

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、ここでは円筒型のリチウムイオン電池(特にその正極端子引出構造)に本発明を適用する場合につき詳しく説明したが、本発明は他の形状(例えば角型)の電池にも適用可能である。また、本発明を負極端子の引出構造に適用してもよく、正極端子および負極端子の両方に適用してもよい。本発明を負極端子の引出構造に適用する場合、集電基部30の構成材料としては、電解質に対して耐食性のよい、銅、ニッケル等の導電性金属材料を好ましく用いることができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, here, the case where the present invention is applied to a cylindrical lithium ion battery (particularly, the positive electrode lead-out structure) has been described in detail. However, the present invention can also be applied to batteries of other shapes (for example, a square shape). . Further, the present invention may be applied to a negative electrode lead-out structure, or may be applied to both a positive electrode terminal and a negative electrode terminal. When the present invention is applied to the lead-out structure of the negative electrode terminal, a conductive metal material such as copper or nickel that has good corrosion resistance to the electrolyte can be preferably used as the constituent material of the current collector base 30.

また、本発明は、リチウムイオン電池に限定されず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の密閉型電池(典型的には、非水電解質を備えた二次電池)、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、あるいは電気二重層キャパシタ(物理電池)にも適用可能である。   The present invention is not limited to a lithium ion battery, but is a sealed battery (typically a secondary battery having a nonaqueous electrolyte) having various contents with different electrode body constituent materials and electrolytes, such as lithium metal or The present invention can also be applied to a lithium secondary battery, a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or an electric double layer capacitor (physical battery) using a lithium alloy as a negative electrode.

また、上述した例では、外側ボルト部40は、ネジ山が形成されたボルト本体部分のみから構成されているが、これに限らない。図1の構成とは異なる形状(ネジ山が形成されたボルト本体部分以外の部位を含む)の外側ボルト部240を備えたリチウムイオン電池200の一例を図4に模式的に示す。   Moreover, in the example mentioned above, although the outer side bolt part 40 is comprised only from the volt | bolt main-body part in which the screw thread was formed, it is not restricted to this. FIG. 4 schematically shows an example of a lithium ion battery 200 including an outer bolt portion 240 having a shape different from the configuration of FIG. 1 (including a portion other than the bolt main body portion on which a screw thread is formed).

図4に示した例では、集電基部230は、端子引出孔226の内側開口部よりも外周側に広がったシール部材圧縮部235と、該圧縮部235の内側面の中央部から内側に延びる電極体接続部232とを有する。シール部材圧縮部235の外周部の外側面とケース内壁面224Aとの間にシール部材262が挟み込まれている。このシール部材圧縮部235の中央部の外側面が、外側ボルト部240の溶接面(内向きの溶接面)248と対向する外向きの溶接面238となっている。一方、外側ボルト部240は、ネジ山が形成されたボルト本体部分242と、該ボルト本体部分242の下端部からケース内側に延びて端子引出孔226に挿入された引出部244とを備える。引出部244の先端(上端)は、端子引出孔226を貫通して蓋体224の内面よりも若干突出している。その引出部244の先端面が、集電基部230の溶接面238と対向する内向きの溶接面248となっている。溶接面248と溶接面238とは溶接されている。   In the example shown in FIG. 4, the current collector base 230 extends inward from the seal member compression portion 235 that spreads more outward than the inner opening of the terminal lead hole 226 and the central portion of the inner surface of the compression portion 235. And an electrode body connection portion 232. A seal member 262 is sandwiched between the outer surface of the outer peripheral portion of the seal member compression portion 235 and the case inner wall surface 224A. The outer surface of the central portion of the seal member compression portion 235 is an outward welding surface 238 that faces the welding surface (inward welding surface) 248 of the outer bolt portion 240. On the other hand, the outer bolt part 240 includes a bolt main body part 242 in which a thread is formed, and a lead part 244 that extends from the lower end part of the bolt main body part 242 to the inside of the case and is inserted into the terminal lead hole 226. The leading end (upper end) of the lead portion 244 passes through the terminal lead hole 226 and slightly protrudes from the inner surface of the lid 224. The leading end surface of the lead-out portion 244 is an inward welding surface 248 that faces the welding surface 238 of the current collecting base portion 230. The welding surface 248 and the welding surface 238 are welded.

かかる態様の場合でも、ボルト本体部分242を含む外側ボルト部240を集電基部230とは材料を代えた、より強度の高い材料を用いることにより、外側ボルト部240のボルト本体部分242を高トルクで締め付けて固定することができる。そのため、ボルト締結の緩みに起因する種々の不具合を解消することができる。また、外側ボルト部240の引出部244の溶接面248は、シール部材250の形成位置よりもケース外部に近い位置に設けられているため、引出部244を含む外側ボルト部240を、ケース内部で電解質が満たされる部分よりも外側に配置することができる。そのため、外側ボルト部240の電解質による腐食を回避することができる。   Even in such an embodiment, the outer bolt portion 240 including the bolt main body portion 242 is made of a material having a higher strength than that of the current collecting base portion 230, so that the bolt main body portion 242 of the outer bolt portion 240 has a high torque. It can be fixed by tightening. Therefore, it is possible to eliminate various problems caused by loose bolt fastening. Further, since the welding surface 248 of the lead-out portion 244 of the outer bolt portion 240 is provided at a position closer to the outside of the case than the position where the seal member 250 is formed, the outer bolt portion 240 including the lead-out portion 244 is placed inside the case. It can arrange | position outside the part with which electrolyte is satisfy | filled. Therefore, corrosion of the outer bolt part 240 due to the electrolyte can be avoided.

本発明に係る電池(典型的にはリチウムイオン電池等の二次電池)は、上述したとおり、外側ボルト部42を適正トルクで締め付けて、振動によるナット74、76の緩みを確実に回避することができる。そのため、本発明に係る電池は、振動が発生する状態での使用が前提となる車両(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)に好ましく搭載することができる。例えば図4に模式的に示すように、かかる電池100(当該電池100を複数個直列に接続して形成される組電池の形態であり得る。)を電源として備える車両1が提供される。   As described above, the battery according to the present invention (typically a secondary battery such as a lithium ion battery) securely avoids loosening of the nuts 74 and 76 due to vibration by tightening the outer bolt portion 42 with an appropriate torque. Can do. For this reason, the battery according to the present invention is preferably mounted on a vehicle (typically, an automobile equipped with an electric motor such as a hybrid automobile, an electric automobile, and a fuel cell automobile) that is assumed to be used in a state where vibration is generated. can do. For example, as schematically shown in FIG. 4, a vehicle 1 including such a battery 100 (which may be in the form of an assembled battery formed by connecting a plurality of such batteries 100 in series) as a power source is provided.

1 車両
10 電極端子
20 電池ケース
22 ケース本体
24 蓋体
24A ケース内壁面
26 端子引出孔
30 集電基部
32 電極体接続部
34 シール部材圧縮部
35 環状溝
36 引出部
38 溶接面(集電基部)
40 外側ボルト部
42 外側ボルト部
48 溶接面(外側ボルト部)
50 シール部材
70 接続部材
72 ワッシャー
74 圧縮ナット
76 取付ナット
80 捲回電極体
81 捲回コア部分
82a 正極集電体
82b 負極集電体
84a 正極活物質層
84b 負極活物質層
85 軸芯
86a 正極シート
86b 負極シート
88 セパレータシート
100 電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 Electrode terminal 20 Battery case 22 Case main body 24 Cover body 24A Case inner wall surface 26 Terminal extraction hole 30 Current collection base part 32 Electrode body connection part 34 Seal member compression part 35 Annular groove 36 Extraction part 38 Weld surface (current collection base part)
40 Outer bolt part 42 Outer bolt part 48 Welding surface (outer bolt part)
50 sealing member 70 connecting member 72 washer 74 compression nut 76 mounting nut 80 wound electrode body 81 wound core portion 82a positive electrode current collector 82b negative electrode current collector 84a positive electrode active material layer 84b negative electrode active material layer 85 shaft core 86a positive electrode sheet 86b Negative electrode sheet 88 Separator sheet 100 Battery

Claims (10)

電極体および電解質を収容する電池ケースと、
前記ケースに設けられた端子引出孔に取り付けられ該引出孔を貫通して前記ケースの内部から外部に引き出された電極端子と
を備え、
前記電極端子は、前記ケースの内側にて前記電極体に電気的に接続された集電基部と、該集電基部から前記ケースの外側に突出させた外側ボルト部とを有し、
前記外側ボルト部は、前記集電基部に比べて相対的に強度の高い導電性材料で構成されていることを特徴とする、電池。
A battery case containing the electrode body and the electrolyte;
An electrode terminal attached to a terminal lead hole provided in the case and penetrating through the lead hole and led out from the inside of the case;
The electrode terminal has a current collector base that is electrically connected to the electrode body inside the case, and an outer bolt that protrudes from the current collector base to the outside of the case.
The battery according to claim 1, wherein the outer bolt portion is made of a conductive material having relatively higher strength than the current collecting base portion.
前記集電基部は、前記外側ボルト部よりも前記電解質に対する耐食性のよい導電性材料で構成されている、請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the current collector base is made of a conductive material having better corrosion resistance to the electrolyte than the outer bolt portion. 前記外側ボルト部は、鉄又は鋼を主体として構成されている、請求項1または2に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the outer bolt portion is mainly composed of iron or steel. 前記集電基部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項1から3の何れか一つに記載の電池。   The battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the current collector base is made of aluminum or an aluminum alloy. 前記外側ボルト部には、少なくとも1つのナットが締結されており、該ナットの締結トルクが2N/m以上である、請求項1から4の何れか一つに記載の電池。   The battery according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one nut is fastened to the outer bolt portion, and a fastening torque of the nut is 2 N / m or more. 前記集電基部は、前記ケースの内側において前記端子引出孔の外形よりも外周側に広がったシール部材圧縮部を有し、該シール部材圧縮部と前記ケースの内壁との間にはシール部材が配置されている、請求項1から5の何れか一つに記載の電池。   The current collector base has a seal member compression portion that is wider on the outer periphery side than the outer shape of the terminal lead hole inside the case, and a seal member is interposed between the seal member compression portion and the inner wall of the case. The battery according to claim 1, wherein the battery is disposed. 前記外側ボルト部と前記集電基部とは、前記シール部材の形成位置よりもケース外部に近い位置にて互いに溶接固定されている、請求項1から6の何れか一つに記載の電池。   The battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the outer bolt portion and the current collecting base portion are welded and fixed to each other at a position closer to the outside of the case than a position where the seal member is formed. 前記電池は、前記電池ケースが円筒形状であり、前記外側ボルト部は、該円筒形電池ケースの長手方向の端面から突出するように設けられている、請求項1から7の何れか一つに記載の電池。   8. The battery according to claim 1, wherein the battery case has a cylindrical shape, and the outer bolt portion is provided so as to protrude from an end surface in a longitudinal direction of the cylindrical battery case. The battery described. 前記電池は、非水電解質を備えたリチウム二次電池である、請求項1から8の何れか一つに記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the battery is a lithium secondary battery including a nonaqueous electrolyte. 請求項1から9のいずれかに記載の電池を備える車両。   A vehicle comprising the battery according to claim 1.
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