JP2011023142A - 電池、車両及び電池使用機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が容易で、安価にすることができ、信頼性を向上させることができる電池等を提供すること。
【解決手段】 リチウム二次電池１００は、要素接続部材１３１、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５からなる電極端子部材１３０，１４０と、電極端子部材１３０，１４０とケース蓋部材１１３との間を絶縁する外部絶縁部材１５０とを備える。外部絶縁部材１５０は、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５を用いたインサート成形によって成形され、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５に接合して、これらの部材１５０，１３３，１３５が、１つの部材として取り扱い可能な形態とされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発電要素と、これを収容する電池ケースと、電池ケース内で発電要素に接続すると共に、電池ケースの外部に延出し、外部の接続端子が締結される電極端子部材と、少なくとも自身の一部が電池ケースの外部に位置し、電極端子部材と電池ケースとの間を絶縁する外部絶縁部材とを備える電池に関する。また、この電池を備える車両、及び、この電池を備える電池使用機器に関する。

従来より、発電要素と、これを収容する電池ケースと、発電要素に接続する一方、電池ケースの外部に延出して外部の接続端子との接続に利用される電極端子部材と、少なくとも自身の一部が電池ケースの外部に位置し、電極端子部材と電池ケースとの間を絶縁する外部絶縁部材とを備える電池が知られている。例えば特許文献１に、このような電池が開示されている。図７に、この電池９００の電極端子部材９３０近傍の縦断面図を示し、また、図８に、電極端子部材９３０、絶縁部材９５０，９６０，９７０等の分解斜視図を示す。

この電池９００は、発電要素（図示外）を収容する電池ケース９１０と、発電要素に接続する一方、電池ケース９１０の外部に延出する電極端子部材９３０と、この電極端子部材９３０と電池ケース９１０との間に介在してこれらを絶縁する複数（３つ）の絶縁部材（外部絶縁部材９５０、シールゴム９６０及び内部絶縁部材９７０）とを備える。
このうち電池ケース９１０は、発電要素を収容する箱状のケース本体部材（図示外）と、このケース本体部材の開口を閉塞するケース蓋部材９１３とから構成されている。ケース蓋部材９１３には、端子挿通孔９１３ｈが形成され、電極端子部材９３０が挿通されている。

電極端子部材９３０は、要素接続部材９３１と外部配置端子部材９３３と締結部材９３５の３部材からなる。
このうち要素接続部材９３１は、要素接続本体部９３１ｅと挿通部９３１ｆとリベット部９３１ｇとからなる。要素接続本体部９３１ｅは、電池ケース９１０の内部に位置し、発電要素に接続している。また、挿通部９３１ｆは、この要素接続本体部９３１ｅの上端（図７及び図８中、上方の端部）に連なり、ケース蓋部材９１３の端子挿通孔９１３ｈ及び後述する外部配置端子部材９３３の固定部９３３ｅの孔９３３ｅｈに挿通されている。また、リベット部９３１ｇは、挿通部９３１ｆの上端に連なり、電池外部に露出し、拡径するように変形されて外部配置端子部材９３３の固定部９３３ｅに上側から当接している。

外部配置端子部材９３３は、ケース蓋部材９１３上に位置し、固定部９３３ｅと中間部９３３ｆと外部接続部９３３ｇとからなり、Ｚ字状をなす。固定部９３３ｅは、自身を貫通する孔９３３ｅｈを有し、上述のように要素接続部材９３１（リベット部９３１ｇ）に接続している。この固定部９３３ｅは、ケース蓋部材９１３に沿ってかつ平行に延びる板状をなし、後述する外部絶縁部材９５０を介してケース蓋部材９１３に固定されている。中間部９３３ｆは、この固定部９３３ｅに連なり、上方（図７及び図８中、上方）に延びる板状をなす。外部接続部９３３ｇは、この中間部９３３ｆに連なり、ケース蓋部材９１３に沿ってかつ平行に延びる板状をなし、自身を貫通するネジ挿通孔９３３ｇｈが形成されている。

締結部材９３５は、ケース蓋部材９１３上に位置し、雄ネジ部９３５ｅと基部９３５ｆとからなる。雄ネジ部９３５ｅは、ケース蓋部材９１３に直交する方向に延びる雄ネジであり、外部配置端子部材９３３の外部接続部９３３ｇのネジ挿通孔９３３ｇｈに挿通されている。基部９３５ｆは、この雄ネジ部９３５ｅよりも径大で、この雄ネジ部９３５ｅ及び外部接続部９３３ｇよりケース蓋部材９１３側に位置している。

３つの絶縁部材９５０，９６０，９７０は、互いに別体とされており、また、上述の電極端子部材９３０を構成する各部材（要素接続部材９３１、外部配置端子部材９３３及び締結部材９３５）や、ケース蓋部材９１３とは別に形成された後に、組み付けられている。
このうち外部絶縁部材９５０は、主として電池ケース９１０の外部に位置し、外部配置端子部材９３３の固定部９３３ｅとケース蓋部材９１３との間、及び、締結部材９３５の基部９３５ｆとケース蓋部材９１３との間に介在して、外部配置端子部材９３３及び締結部材９３５とケース蓋部材９１３との間を絶縁している。また、この外部絶縁部材９５０は、要素接続部材９３１の挿通部９３１ｆとケース蓋部材９１３の端子挿通孔９１３ｈの内周面との間にも介在して、要素接続部材９３１の挿通部９３１ｆとケース蓋部材９１３との間を絶縁している。

シールゴム９６０は、円環状をなし、要素接続部材９３１の挿通部９３１ｆが挿通されている。このシールゴム９６０は、電池ケース９１０の内部に位置し、ケース蓋部材９１３と要素接続部材９３１の要素接続本体部９３１ｅとの間に狭持されている。これにより、ケース蓋部材９１３と要素接続部材９３１の要素接続本体部９３１ｅとの間を絶縁しつつシールしている。
内部絶縁部材９７０は、電池ケース９１０の内部において、シールゴム９６０の径方向外側に配置されると共に、ケース蓋部材９１３と要素接続部材９３１の要素接続本体部９３１ｅとの間に配置されている。これにより、ケース蓋部材９１３と要素接続部材９３１の要素接続本体部９３１ｅとの間を絶縁している。

特開２００８−１９２５９５号公報

上述の電池９００では、電極端子部材９３０に、電池ケース９１０の外部に位置し、Ｚ字状をなす外部配置端子部材９３３を有する。このため、電極端子部材のうち電池ケースの外部に位置する部分を、ケース蓋部材に直交する方向に延出させたストレート型の電極端子部材を有する電池と比べると、外部配置端子部材９３３の電池外部に露出する部分の面積を広くできるため、電極端子部材９３０の熱をこの外部配置端子部材９３３から放熱しやすい利点がある。

しかしながら、上述の電池９００では、電極端子部材９３０を構成する各部材（要素接続部材９３１、外部配置端子部材９３３及び締結部材９３５）と、ケース蓋部材９１３と、３つの絶縁部材（外部絶縁部材９５０、シールゴム９６０及び内部絶縁部材９７０）をそれぞれ別々に形成した後に、これら７部材を組み付けていた。このため、部品点数が多く、電池の製造工程が複雑になりがちなため、電池が高価であった。また、電池製造時には、電極端子部材９３０を構成する各部材９３１，９３３，９３５から金属粉などの金属異物が発生することがあるが、これを完全に除去するのが難しかった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、製造が容易で、安価にすることができ、信頼性の高い電池、この電池を備える車両、及び、この電池を備える電池使用機器を提供することを目的とする。

その解決手段は、発電要素と、開口をなし、前記発電要素を収容するケース本体部材、及び、このケース本体部材の前記開口を閉塞するケース蓋部材を有する電池ケースと、前記電池ケースの内部で前記発電要素に接続すると共に、前記ケース蓋部材上に延出し、外部の接続端子が締結される電極端子部材と、少なくとも自身の一部が前記ケース蓋部材上に位置し、前記電極端子部材と前記ケース蓋部材との間を絶縁する外部絶縁部材と、を備える電池であって、前記電極端子部材は、前記電池ケースの内部で前記発電要素に接続すると共に、前記ケース蓋部材を貫通する要素接続部材と、前記要素接続部材に接続し、電池ケースの外部のうち前記ケース蓋部材上に位置する外部配置端子部材と、前記電池ケースの外部のうち前記ケース蓋部材上に位置する締結部材と、を有し、前記外部配置端子部材は、前記要素接続部材に接続し、前記ケース蓋部材に沿って延び、前記外部絶縁部材を介して前記ケース蓋部材に固定された固定部と、この固定部に連なり、前記ケース蓋部材から離れる方向に延びる中間部と、この中間部に連なり、前記ケース蓋部材に沿って延び、自身を貫通するネジ挿通孔が形成された外部接続部、を含むＺ字状をなし、前記締結部材は、前記ケース蓋部材に直交する方向に延びる形態に前記外部配置端子部の前記ネジ挿通孔に挿通され、外周に雄ネジが形成された雄ネジ部と、この雄ネジ部よりも径大で、この雄ネジ部及び前記外部配置端子部材の前記外部接続部よりも前記ケース蓋部材側に位置する基部と、を含み、前記外部絶縁部材は、前記外部配置端子部材及び前記締結部材を用いたインサート成形によって成形され、少なくとも、前記外部配置端子部材の前記固定部を保持すると共に、前記締結部材の前記基部をその軸線周りに回転不能に保持してなり、この外部絶縁部材、前記外部配置端子部材及び前記締結部材を、１つの部材として取り扱い可能な形態としてなる電池である。

本発明の電池では、外部絶縁部材が、外部配置端子部材及び締結部材を用いたインサート成形によって成形されており、外部絶縁部材、外部配置端子部材及び締結部材が、１つの部材として取り扱い可能な形態とされている。このため、従来に比して、部品の洗浄や取り扱いが容易であり、また、電池の製造も容易で、電池を安価にすることができる。
また、外部配置端子部材及び締結部材のうち、インサート成形により形成した外部絶縁部材に覆われている部分については、金属の露出が抑制されるので、取り扱い時に金属粉など金属異物が生じるのを従来よりも抑制でき、信頼性の高い電池とすることができる。
また、締結部材の基部がその軸線周りに回転不能な形態で外部絶縁部材に保持されているので、外部配置端子部材の外部接続部にバスバー等の外部の接続端子を当接させ、締結部材の雄ネジ部にナット等を締結したときに、締結部材が供回りすることを防止できる。

なお、「発電要素」としては、例えば、各々長尺状をなす正極、負極及びセパレータを重ねて捲回してなる捲回型の発電要素や、各々所定形状をなす正極、負極及びセパレータを多数積層してなる積層型の発電要素などが挙げられる。
「電池ケース」としては、角型の電池ケースや円筒型の電池ケースが挙げられる。
「外部絶縁部材」は、例えば樹脂により形成できる。具体的には、例えば、ＰＰＳやＰＥ、ＰＰなどの樹脂の単一材料、或いは、複数種の樹脂を含む複合材料を用いて、外部絶縁部材を形成すればよい。外部配置端子部材及び締結部材と外部絶縁部材とは、例えば、ナノレベルのアンカー効果を利用した接合方法、シランカップリング剤や有機めっきを利用した接合方法などにより接合させることができる。

更に、上記の電池であって、前記外部配置端子部材の前記固定部は、前記ケース蓋部材側を向く固定部裏面と、前記ケース蓋部材側とは逆側を向く固定部表面とを有する板状をなし、前記固定部表面の少なくとも一部が、前記外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出してなる電池とすると良い。

本発明の電池では、外部絶縁部材がインサート成形により形成されているにも拘わらず、外部配置端子部材の固定部のうち、固定部表面の少なくとも一部は、外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出している。このため、この固定部表面の露出部分から、電極端子部材の熱（例えば、電池内部で生じて電極端子部材に伝わった熱や、電極端子部材自身に生じる抵抗で生じた熱など）を放熱できるので、電極端子部材の温度が上昇することにより生じる不具合（例えば、外部絶縁部材が熱により劣化するなど）を抑制できる。

更に、上記の電池であって、前記外部配置端子部材の前記中間部は、前記固定部の前記固定部表面に連なる中間部表面と、前記固定部裏面に連なる中間部裏面とを有する板状をなし、前記中間部表面の少なくとも一部が、前記外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出してなる電池とすると良い。

本発明の電池では、外部絶縁部材がインサート成形により形成されているにも拘わらず、外部配置端子部材の中間部のうち、中間部表面の少なくとも一部は、外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出している。このため、前述の固定部表面の露出部分だけでなく、この中間部表面の露出部分からも、電極端子部材の熱を放熱できるので、電極端子部材の温度が上昇することにより生じる不具合を更に効果的に抑制できる。

更に、上記のいずれかに記載の電池であって、前記外部配置端子部材の前記外部接続部は、前記ケース蓋部材側を向く接続部裏面と、前記ケース蓋部材側とは逆側を向く接続部表面とを有する板状をなし、前記接続部表面が、前記外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出してなる電池とすると良い。

本発明の電池では、外部絶縁部材がインサート成形により形成されているにも拘わらず、外部配置端子部材の外部接続部のうち、接続部表面は、外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出している。このため、この接続部表面に、バスバー等の外部の接続端子を当接させ、締結部材の雄ネジ部にナット等を締結する際に、接続部表面と外部の接続端子との間に外部絶縁部材が挟まることがないので、接続部表面と外部の接続端子との電気的接続を確実なものとすることができる。

また、他の解決手段は、上記のいずれかに記載の前記電池を搭載し、この電池による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両である。

前述の電池は、部品の洗浄や取り扱いが容易であり、また、電池の製造も容易で、電池を安価で信頼性の高いものとすることができる。従って、この電池を搭載する車両を、安価で信頼性の高いものとすることができる。
なお、「車両」としては、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。

また、他の解決手段は、上記のいずれかに記載の前記電池を搭載し、この電池をエネルギー源の少なくとも１つとして使用する電池使用機器である。

前述の電池は、部品の洗浄や取り扱いが容易であり、また、電池の製造も容易で、電池を安価で信頼性の高いものとすることができる。従って、この電池を搭載する電池使用機器を、安価で信頼性の高いものとすることができる。
なお、「電池搭載機器」としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。

実施形態１に係るリチウム二次電池の縦断面図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、電極端子部材、ケース蓋部材及び各絶縁部材を示す分解斜視図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、一体化された状態の外部配置端子部材、締結部材及び外部絶縁部材を示す斜視図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、一体化された状態の外部配置端子部材、締結部材及び外部絶縁部材を示す断面図である。 実施形態２に係る車両を示す説明図である。 実施形態３に係るハンマードリルを示す説明図である。 従来技術に係る電池の電極端子部材近傍を示す縦断面図である。 従来技術に係る電池の電極端子部材、ケース蓋部材及び各絶縁部材を示す分解斜視図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１のリチウム二次電池（電池）１００の縦断面図を示す。また、図２〜図４に、このリチウム二次電池１００を構成する正極電極端子部材１３０及び負極電極端子部材１４０等の詳細を示す。なお、これら図１〜図４における上方をリチウム二次電池１００の上側、下方をリチウム二次電池１００の下側として説明する。

このリチウム二次電池１００は、ハイブリッドカーや電気自動車等の車両や、ハンマードリル等の電池使用機器に搭載される角型電池である。リチウム二次電池１００は、角型の電池ケース１１０、この電池ケース１１０内に収容された電極体（発電要素）１２０、この電極体１２０を包囲しつつ電池ケース１１０内に収容された絶縁フィルム包囲体１２５、電池ケース１１０に支持された２つの電極端子部材１３０，１４０、電池ケース１１０と電極端子部材１３０，１４０との間を絶縁する３種類の絶縁部材１５０，１６０，１７０等から構成されている。また、電池ケース１１０の内部には、電解液が注入されている。

このうち、電池ケース１１０は、金属（具体的には純アルミニウム）からなり、直方体状に形成されている。この電池ケース１１０は、上側のみが開口した箱状をなし、後述する電極体１２０を収容するケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１１３とから構成されている。
ケース本体部材１１１は、ケース蓋部材１１３に対向する矩形板状のケース底壁部１１１ｂと、ケース蓋部材１１３とケース底壁部１１１ｂとの間を結ぶ矩形板状の４つのケース側壁部１１１ｃ，１１１ｃ，…とからなる。

ケース蓋部材１１３は、表面１１３ａ及び裏面１１３ｂを有する矩形板状をなし、その長手方向（図１及び図２中、左右方向）の両端近傍の所定位置には、このケース蓋部材１１３を貫通する円孔の端子挿通孔１１３ｈ，１１３ｈがそれぞれ形成されている。一方の端子挿通孔１１３ｈ（図１及び図２中、左側）には、後述する正極電極端子部材１３０が挿通され、他方の端子挿通孔１１３ｈ（図１及び図２中、右側）には、後述する負極電極端子部材１４０が挿通されている。

ケース蓋部材１１３の長手方向中央には、安全弁部１１３ｊが設けられている。この安全弁部１１３ｊは、ケース蓋部材１１３と一体的に形成されてケース蓋部材１１３の一部をなす。安全弁部１１３ｊは、ケース蓋部材１１３の他の部分よりも薄く薄膜状（厚み１１０±３０μｍ）に形成されると共に、その上側にはＶ字溝を有し、厚み４５±３０μｍと特に薄くされた破断部１１３ｊｖが所定形状に形成されている。これにより、安全弁部１１３ｊは、電池ケース１１０内部の内圧が所定圧力に達した際に作動する。即ち、内圧が所定圧力に達したときに破断部１１３ｊｖが破断して、電池内部のガスを電池外部に放出する。
また、ケース蓋部材１１３の長手方向中央よりも負極電極端子部材１４０側の所定位置には、電解液を電池ケース１１０内に注入する為の注液口部１１３ｍが設けられている。

図１に示すように、電池ケース１１０の内部には、自身の軸方向に（図１中、左右方向）に直交する横断面が長円形状をなす捲回型の電極体１２０が、横倒しにした状態で、即ち、電極体１２０の軸方向が、ケース本体部材１１１の２つのケース側壁部１１１ｃ，１１１ｃと直交する状態で、収容されている。この電極体１２０の軸方向の両端には、正極電極端子部材１３０の要素接続部材１３１及び負極電極端子部材１４０の要素接続部材１３１が接続されている。

この電極体１２０は、正極シートと負極シートとをセパレータを介して重ねて捲回し、扁平状に圧縮したものである。正極シートは、長尺状アルミニウム箔からなる正極集電体を有する。この正極集電体の両面には、正極活物質を含む正極活物質層が形成されている。また、負極シートは、長尺状銅箔からなる負極集電体を有する。この負極集電体の両面には、負極活物質を含む負極活物質層が形成されている。セパレータは、多孔質のポリプロピレン樹脂シートからなる。
この電極体１２０は、絶縁フィルムを上側のみが開口した箱状に折り曲げ、所定部位を溶着して形成した絶縁フィルム包囲体１２５に、自身の上側を除いて全体的に包囲されている。

次に、正極電極端子部材１３０及び負極電極端子部材１４０について説明する（図１〜図４参照）。正極電極端子部材１３０と負極電極端子部材１４０は、基本的に同様な構成であるので、これらを構成する各部材には、正極電極端子部材１３０と負極電極端子部材１４０とで同一の符号を付して説明する。
正極電極端子部材１３０は、電池ケース１１０の内部において電極体１２０の正極シートに電気的かつ機械的に接続する一方、電池ケース１１０（ケース蓋部材１１３）に形成された端子挿通孔１１３ｈを通じて、電池ケース１１０の外部（ケース蓋部材１１３上）に延出している。また、負極電極端子部材１４０は、電池ケース１１０の内部において電極体１２０の負極シートに電気的かつ機械的に接続する一方、電池ケース１１０（ケース蓋部材１１３）に形成された端子挿通孔１１３ｈを通じて、電池ケース１１０の外部（ケース蓋部材１１３上）に延出している。

これらの電極端子部材１３０，１４０は、それぞれ、電池ケース１１０の内部から端子挿通孔１１３ｈを通じてケース蓋部材１１３上に延出する要素接続部材１３１と、この要素接続部材１３１に接続し、ケース蓋部材１１３上に位置する外部配置端子部材１３３と、この外部配置端子部材１３３に接続可能（当接可能）にケース蓋部材１１３上に配置された締結部材１３５とからなる。これら要素接続部材１３１、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５は、いずれも金属から形成されている。

なお、正極電極端子部材１３０の要素接続部材１３１は、電極体１２０の正極シート（アルミニウム箔）との溶接を考慮して、純アルミニウムにより形成されており、負極電極端子部材１４０の要素接続部材１３１は、電極体１２０の負極シート（銅箔）との溶接を考慮して、純銅により形成されている。また、外部配置端子部材１３３及び締結部材
１３５は、インサート成形される後述する外部絶縁部材１５０との接合性を向上させるために、その表面に有機めっきが施されている。

要素接続部材１３１は、要素接続本体部１３１ｅと挿通部１３１ｆとリベット部１３１ｇとからなる。
要素接続本体部１３１ｅは、金属板材を屈曲加工した所定形状を有し、電池ケース１１０の内部に位置し、電極体１２０に溶接されている。これにより、要素接続部材１３１と電極体１２０とが電気的かつ機械的に接続されている。

挿通部１３１ｆは、円柱状をなし、自身の下端で要素接続本体部１３１ｅの上端１３１ｅｓに連なると共に、自身の上端でリベット部１３１ｇに連なっている。この挿通部１３１ｆは、ケース蓋部材１１３の端子挿通孔１１３ｈ及び後述する外部配置端子部材１３３の固定部１３３ｅの孔１３３ｅｈを貫通している。
リベット部１３１ｇは、電池外部に露出し、加締められて（拡径するように変形されて）傘状をなし、後述する外部配置端子部材１３３の固定部１３３ｅの固定部表面１３３ｅａに上側から当接している。

外部配置端子部材１３３は、電池ケース１１０の外部のうちケース蓋部材１１３上に位置し、固定部１３３ｅと中間部１３３ｆと外部接続部１３３ｇとからなり、Ｚ字状（段状）をなす。
このうち固定部１３３ｅは、ケース蓋部材１１３側とは逆側（上側）を向く固定部表面１３３ｅａと、ケース蓋部材１１３側（下側）を向く固定部裏面１３３ｅｂとを有する板状をなす。この固定部１３３ｅは、ケース蓋部材１１３に沿ってかつ平行に延び、後述する外部絶縁部材１５０を介してケース蓋部材１１３に固定されている。この固定部１３３ｅには、自身の貫通する孔１３３ｅｈが形成され、前述のように要素接続部材１３１の挿通部１３１ｆが挿通されている。また、この固定部１３３ｅの固定部表面１３３ｅａには、要素接続部材１３１のリベット部１３１ｇが接続（当接）している。固定部表面１３３ｅａとリベット部１３１ｇとの間には、外部絶縁部材１５０が介在していない。

この固定部表面１３３ｅａのうちの大部分は、電池外部に露出している。即ち、固定部表面１３３ｅａのうち、ケース蓋部材１１３の長手方向の両端側の一部をなす矩形状の縁部１３３ｅａ１（図４参照）は、後述する外部絶縁部材１５０に覆われているが、固定部表面１３３ｅａのうち、この縁部１３３ｅａ１を除いた部分である中央部１３３ｅａ２は、外部絶縁部材１５０に覆われることなく、電池外部に露出している。

中間部１３３ｆは、固定部１３３ｅの固定部表面１３３ｅａに連なる中間部表面１３３ｆａと、固定部裏面１３３ｅｂに連なる中間部裏面１３３ｆｂとを有する板状をなす。この中間部１３３ｆは、固定部１３３ｅに連なり、ケース蓋部材１１３から離れる方向、本実施形態１では、ケース蓋部材１１３に直交する方向のうち、ケース蓋部材１１３から離れる方向（上側）に延びている。中間部１３３ｆの中間部表面１３３ｆａのうち、下側の一部（縁部１３３ｆａ１）（図４参照）は、後述する外部絶縁部材１５０に覆われているが、それ以外の大部分（中央部１３３ｆａ２）は、外部絶縁部材１５０に覆われることなく、電池外部に露出している。

外部接続部１３３ｇは、ケース蓋部材１１３側とは逆側（上側）を向く接続部表面１３３ｇａと、ケース蓋部材１１３側（下側）を向く接続部裏面１３３ｇｂとを有する板状をなす。この外部接続部１３３ｇは、中間部１３３ｆに連なり、ケース蓋部材１１３に沿ってかつ平行に延び、自身を貫通する円状のネジ挿通孔１３３ｇｈが形成されている。この外部接続部１３３ｇのうち、接続部表面１３３ｇａの全体は、後述する外部絶縁部材１５０に覆われることなく、電池外部に露出している。この接続部表面１３３ｇａは、バスバーなどの外部の接続端子との電気的接続に利用される。

次に、締結部材１３５について説明する。締結部材１３５は、自身の外周に雄ネジが形成された雄ネジ部１３５ｅと、これよりも径大な基部１３５ｆとからなる。
このうち雄ネジ部１３５ｅは、ケース蓋部材１１３に直交する方向（上下方向）に延びる形態に外部接続部１３３ｇのネジ挿通孔１３３ｇｈに挿通されており、上記のように外周に雄ネジが形成されている。なお、図１〜図４の各図においては、雄ネジの記載を省略してある。

基部１３５ｆは、円板状をなす円板部１３５ｆ１と、この円板部１５３ｆ１のケース蓋部材１１３側に位置し、円板部１３５ｆ１よりも若干径小で、外形が円柱状をなす円柱部１３５ｆ２とからなる（図２及び図４参照）。この基部１３５ｆは、雄ネジ部１３５ｅ及び外部配置端子部材１３３の外部接続部１３３ｇよりケース蓋部材１１３側に位置している。そして、基部１３５ｆのうち、ケース蓋部材１１３側とは逆側（上側）を向く基部表面１３５ｆａが、外部接続部１３３ｇの接続部裏面１３３ｇｂに当接して、締結部材１３５が外部配置端子部材１３３に電気的に接続している。

この基部１３５ｆには、基部表面１３５ｆａ側に凹み、ケース蓋部材１１３側（下側）を向く基部裏面１３５ｆｂに開口する、平面視六角形状の凹部１３５ｆｃが形成されている（図４参照）。具体的には、この凹部１３５ｆｃは、基部裏面１３５ｆｂ（下側）に位置し、横断面が六角形状の柱状をなす柱状凹部１３５ｆｃ１と、この柱状凹部１３５ｆｃ１の基部表面１３５ｆａ側（上側）に位置し、六角錐状をなす錐状凹部１３５ｆｃ２とからなる。そして、この凹部１３５ｆｃ内には、後述する外部絶縁部材１５０の突出部１５０ｆｎが配置されている。また、基部１３５ｆの径方向外側を向く外周１３５ｆｄ及び基部裏面１３５ｆｂも、外部絶縁部材１５０により覆われている。これらにより、基部１３５ｆと外部絶縁部材１５０とが互いに接合し、締結部材１３５がその軸線周りに回転不能な状態となっている。

次に、電極端子部材１３０，１４０と共にケース蓋部材１１３に固定された外部絶縁部材１５０，１５０について説明する（図１〜図４参照）。外部絶縁部材１５０は、電極端子部材１３０，１４０とケース蓋部材１１３との間に配置されて、電極端子部材１３０，１４０とケース蓋部材１１３とが接触して短絡することを防止している。この外部絶縁部材１５０は、樹脂（具体的には１００％ＰＰＳ）からなり、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５を用いたインサート成形によって成形されている。これにより、外部絶縁部材１５０、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５は、図３及び図４に示すように、１つの部材として取り扱いが可能となっている。

具体的には、この外部絶縁部材１５０は、電池ケース１１０の外部（ケース蓋部材１１３上）に配置されると共に、ケース蓋部材１１３の端子挿通孔１１３ｈ内に配置されている。即ち、この外部絶縁部材１５０は、外部配置端子部材１３３とケース蓋部材１１３の表面１１３ａとの間、及び、締結部材１３５とケース蓋部材１１３の表面１１３ａとの間に介在している。これにより、外部配置端子部材１３３とケース蓋部材１１３との間が絶縁されると共に、締結部材１３５とケース蓋部材１１３との間が絶縁されている。また、この外部絶縁部材１５０は、要素接続部材１３１の挿通部１３１ｆとケース蓋部材１１３の端子挿通孔１１３ｈの内周面１１３ｈａとの間に介在している。これにより、要素接続部材１３１の挿通部１３１ｆとケース蓋部材１１３との間が絶縁されている。

詳細には、外部絶縁部材１５０は、外部配置端子部材１３３の裏面（固定部裏面１３３ｅｂ、中間部裏面１３３ｆｂ及び接続部裏面１３３ｇｂ）とケース蓋部材１１３の表面１１３ａとの間に介在すると共に、外部配置端子部材１３３の裏面（固定部裏面１３３ｅｂ、中間部裏面１３３ｆｂ及び接続部裏面１３３ｇｂ）に接合している。これにより、外部配置端子部材１３３が外部絶縁部材１５０に保持されている。

また、外部絶縁部材１５０は、締結部材１３５の基部１３５ｆとケース蓋部材１１３の表面１１３ａとの間に介在すると共に、基部１３５ｆに接合している。即ち、外部絶縁部材１５０には、ケース蓋部材１１３とは逆側（上側）に突出する突出部１５０ｆｎが形成されている。この突出部１５０ｆｎは、ケース蓋部材１１３側（下側）に位置し、横断面が六角形状の柱状をなす柱状部１５０ｆｎ１と、この柱状部１５０ｆｎ１の上側に位置し、六角錐状をなす錐状部１５０ｆｎ２とからなる。

そして、この突出部１５０ｆｎが締結部材１３５の凹部１３５ｆｃに収まって互いに接合することにより、締結部材３３５が外部絶縁部材３５０に保持されている。具体的には、突出部１５０ｆｎの柱状部１５０ｆｎ１が凹部１３５ｆｃの柱状凹部１３５ｆｃ１に収まって互いに接合すると共に、突出部１５０ｆｎの錐状部１５０ｆｎ２が凹部１３５ｆｎの錐状凹部１３５ｆｃ２に収まって互いに接合している。また、これにより、締結部材１３５が、その軸線周りに回転不能な状態となっている。

この外部絶縁部材１５０は、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５を用いたインサート成形によって成形されているにも拘わらず、前述したように、外部配置端子部材１３３の固定部１３３ｅのうち、固定部表面１３３ｅａの縁部１３３ｅａ１しか覆っていない。更に、この外部絶縁部材１５０は、外部配置端子部材１３３の中間部１３３ｆのうち、中間部表面１３３ｆａの縁部１３３ｆａ１しか覆っていない。また、この外部絶縁部材１５０は、外部配置端子部材１３３の外部接続部１３３ｇのうち、接続部表面１３３ｇａを全く覆っていない。

次に、電極端子部材１３０，１４０と共にケース蓋部材１１３に固定されたシールゴム１６０，１６０について説明する。このシールゴム１６０は、ゴムからなり、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１の要素接続本体部１３１ｅとの間に、厚み方向に圧縮された状態で狭持されている。このシールゴム１６０は、円環板状をなし、その内側には、要素接続部材１３１の挿通部１３１ｆが挿通されている。このシールゴム１６０により、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１の要素接続本体部１３１ｅとの間の絶縁とシールが行われている。

次に、電極端子部材１３０，１４０と共にケース蓋部材１１３に固定された内部絶縁部材１７０，１７０について説明する。この内部絶縁部材１７０は、介在部１７０ｅと側壁部１７０ｆと側方部１７０ｇとから構成されている。この内部絶縁部材１７０は、樹脂製、具体的には、ＰＰＳ樹脂から形成されている。
介在部１７０ｅは、シールゴム１６０の径方向外側に配置されると共に、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１の要素接続本体部１３１ｅとの間に配置されている。これにより、ケース蓋部材１１３と要素接続部材１３１の要素接続本体部１３１ｅとの間を絶縁できると共に、シールゴム１６０の厚みを所定の厚みに規制できる。
側壁部１７０ｆは、この介在部１７０ｅの径方向外側に位置し、この介在部１７０ｅからケース蓋部材１１３側とは逆側（下側）に延びている。

側方部１７０ｇは、介在部１７０ｅ及び側壁部１７０ｆの側方に連なって、ケース蓋部材１１３と電極体１２０との間に配置されている。これにより、ケース蓋部材１１３と電極体１２０とが接触することを確実に防止している。また、この側方部１７０ｇが存在することにより、電極体１２０がケース蓋部材１１３側に移動することを防止できるので、電極体１２０と、ケース蓋部材１１３の中央に形成された安全弁部１１３ｊとが、常に所定距離以上離間された状態を維持できる。これにより、電極体１２０が安全弁部１１３ｊを塞いでしまうことを防止できる。

以上で説明したように、本実施形態１のリチウム二次電池１００は、外部絶縁部材１５０が、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５を用いたインサート成形によって成形されており、外部絶縁部材１５０、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５が、１つの部材として取り扱い可能な形態とされている。このため、従来に比して、部品の洗浄や取り扱いが容易であり、また、リチウム二次電池１００の製造も容易で、リチウム二次電池１００を安価にすることができる。

更に、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５のうち、インサート成形により成形した外部絶縁部材１５０に覆われている部分については、金属の露出が抑制されているので、取り扱い時に金属粉などの金属異物が生じることを従来よりも抑制でき、信頼性の高い電池とすることができる。
また、締結部材１３５の基部１３５ｆが外部絶縁部材１５０に保持されているので、外部配置端子部材１３３の外部接続部１３３ｇにバスバー等の外部の接続端子を当接させ、締結部材１３５の雄ネジ部１３５ｅにナット等を締結したときに、締結部材１３５が供回りすることを防止できる。

更に、本実施形態１では、外部絶縁部材１５０がインサート成形により形成されているにも拘わらず、外部配置端子部材１３３の固定部１３３ｅのうち、固定部表面１３３ｅａの中央部１３３ｅａ２は、外部絶縁部材１５０に覆われることなく、電池外部に露出している。また、外部配置端子部材１３３の中間部１３３ｆのうち、中間部表面１３３ｆａの中央部１３３ｆａ２も、外部絶縁部材１５０に覆われることなく、電池外部に露出している。このため、これら固定部表面１３３ｅの中央部１３３ｅａ２及び中間部表面１３３ｆａの中央部１３３ｆａ２から、電極端子部材１３０，１４０の熱（例えば、電池内部で生じて電極端子部材に１３０，１４０伝わった熱や、電極端子部材１３０，１４０自身に生じる抵抗で生じた熱など）を放熱できる。従って、電極端子部材１３０，１４０の温度が上昇することにより生じる不具合（例えば、各絶縁部材１５０，１６０，１７０が熱により劣化するなど）を抑制できる。

また、本実施形態１では、外部絶縁部材１５０がインサート成形により形成されているにも拘わらず、外部配置端子部材１３３の外部接続部１３３ｇのうち、接続部表面１３３ｇａは、外部絶縁部材１５０に覆われることなく、電池外部に露出している。このため、この接続部表面１５０ｇａに、バスバー等の外部の接続端子を当接させ、締結部材１３５の雄ネジ部１３５ｅにナット等を締結する際に、接続部表面１３３ｇａと外部の接続端子との間に外部絶縁部材１５０が挟まることがないので、接続部表面１３３ｇａと外部の接続端子との電気的接続を確実なものとすることができる。

次いで、上記リチウム二次電池１００の製造方法について説明する。
外部配置端子部材１３３と締結部材１３５を用意する。そして、これらの部材１３３，１３５を用いた樹脂インサート成形により、外部絶縁部材１５０を形成する。具体的には、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５を金型にセットし、溶融した成形樹脂をこの金型内に射出して、外部絶縁部材１５０を形成する。これにより、図３及び図４に示すように、外部絶縁部材１５０、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５が、１つの部材として取り扱い可能な一体化部材ができる。これにより、部品の洗浄が容易となり、また、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５から金属異物が発生することを抑制できる。

次に、電極体１２０と要素接続部材１３１，１３１をそれぞれ用意する。そして、電極体１２０の軸方向の両端に、正極用の要素接続部材１３１と負極用の要素接続部材１３１を溶接する。その後、各要素接続部材１３１，１３１の挿通部１３１ｆ，１３１ｆにそれぞれシールゴム１６０，１６０を配置する。また、各シールゴム１６０，１６０の径方向外側にそれぞれ内部絶縁部材１７０，１７０を配置する。更に、各内部絶縁部材１７０，１７０の上に、ケース蓋部材１１３を配置し、ケース蓋部材１１３の端子挿通孔１１３ｈ，１１３ｈに、各要素接続部材１３１，１３１の挿通部１３１ｆ，１３１ｆを挿入する。

次に、このうちのケース蓋部材１１３上に、前述の外部絶縁部材１５０、外部配置端子部材１３３及び締結部材１３５からなる一体化部材を配置する。その際、各外部配置端子部材１３３，１３３の固定部１３３ｅ，１３３ｅの孔１３３ｅｈ，１３３ｅｈに、各要素接続部材１３１，１３１の挿通部１３１ｆ，１３１ｆを挿入する。その後、各要素接続部材１３１，１３１のうち、外部配置端子部材１３３，１３３の固定部１３３ｅ，１３３ｅの孔１３３ｅｈ，１３３ｅｈから突出した部分を加締めて拡大し、リベット部１３５ｇ，１３５ｇを形成する。

次に、このうちの電極体１２０を、別途用意した絶縁フィルム包囲体１２５内に挿入する。その後、電極体１２０及び絶縁フィルム包囲体１２５がケース本体部材１１１内に収容されるようにして、ケース蓋部材１１３をケース本体部材１１１の開口１１１ｈ上に配置する。そして、ケース蓋部材１１３の周縁部分とケース本体部材１１１の開口１１１ｈ周縁とをレーザ溶接する。その後、ケース蓋部材１１３の注液口部１１３ｍから電池ケース１１０内に電解液を注入し、この注液口部１１３ｍを封止する。かくして、リチウム二次電池１００が完成する。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２に係る車両７００は、上記実施形態１のリチウム二次電池（電池）１００を複数搭載したものである。具体的には、図７に示すように、この車両７００は、エンジン７４０、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両７００は、車体７９０、エンジン７４０、これに取り付けられたフロントモータ７２０、リアモータ７３０、ケーブル７５０、インバータ７６０を備える。更に、この車両７００は、複数のリチウム二次電池１００を自身の内部に有する組電池７１０を備え、この組電池７１０による電気エネルギーを、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０の駆動に利用している。

前述したように、リチウム二次電池１００は、部品の洗浄や取り扱いが容易であり、また、リチウム二次電池１００の製造も容易で、リチウム二次電池１００を安価で信頼性の高いものとすることができる。従って、このリチウム二次電池１００を搭載する車両７００を、安価で信頼性の高いものとすることができる。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３のハンマードリル８００は、上記実施形態１のリチウム二次電池（電池）１００を含むバッテリパック８１０を搭載した電池使用機器である。図８に示すように、このハンマードリル８００は、本体８２０の底部８２１に、バッテリパック８１０が収容されており、このバッテリパック８１０を、ドリルを駆動するためのエネルギー源として利用している。

前述したように、リチウム二次電池１００は、部品の洗浄や取り扱いが容易であり、また、リチウム二次電池１００の製造も容易で、リチウム二次電池１００を安価で信頼性の高いものとすることができる。従って、このリチウム二次電池１００を搭載するハンマードリル８００を、安価で信頼性の高いものとすることができる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態１〜３では、電池として、リチウム二次電池１００を例示したが、例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の他の種類の二次電池などにも、本発明を適用できる。
また、上記実施形態１〜３では、捲回型の発電要素（電極体１２０）を有する電池１００を例示したが、積層型の発電要素を有する電池などにも、本発明を適用できる。

１００ リチウム二次電池（電池）
１１０ 電池ケース
１１１ ケース本体部材
１１１ｈ 開口
１１３ ケース蓋部材
１１３ｈ 端子挿通孔
１２０ 電極体（発電要素）
１３０ 正極電極端子部材（電極端子部材）
１３１ 要素接続部材
１３１ｅ 要素接続本体部
１３１ｆ 挿通部
１３１ｇ リベット部
１３３ 外部配置端子部材
１３３ｅ 固定部
１３３ｅｈ 孔
１３３ｆ 中間部
１３３ｇ 外部接続部
１３３ｇｈ ネジ挿通孔
１３５ 締結部材
１３５ｅ 雄ネジ部
１３５ｆ 基部
１４０ 負極電極端子部材（電極端子部材）
１５０ 外部絶縁部材
１６０ シールゴム
１７０ 内部絶縁部材
７００ 車両
７１０ 組電池（電池）
８００ ハンマードリル（電池搭載機器）
８１０ バッテリパック（電池）

Claims (6)

1. 発電要素と、
   開口をなし、前記発電要素を収容するケース本体部材、及び、このケース本体部材の前記開口を閉塞するケース蓋部材を有する電池ケースと、
   前記電池ケースの内部で前記発電要素に接続すると共に、前記ケース蓋部材上に延出し、外部の接続端子が締結される電極端子部材と、
   少なくとも自身の一部が前記ケース蓋部材上に位置し、前記電極端子部材と前記ケース蓋部材との間を絶縁する外部絶縁部材と、を備える
   電池であって、
   前記電極端子部材は、
   前記電池ケースの内部で前記発電要素に接続すると共に、前記ケース蓋部材を貫通する要素接続部材と、
   前記要素接続部材に接続し、電池ケースの外部のうち前記ケース蓋部材上に位置する外部配置端子部材と、
   前記電池ケースの外部のうち前記ケース蓋部材上に位置する締結部材と、を有し、
   前記外部配置端子部材は、
   前記要素接続部材に接続し、前記ケース蓋部材に沿って延び、前記外部絶縁部材を介して前記ケース蓋部材に固定された固定部と、
   この固定部に連なり、前記ケース蓋部材から離れる方向に延びる中間部と、
   この中間部に連なり、前記ケース蓋部材に沿って延び、自身を貫通するネジ挿通孔が形成された外部接続部、を含むＺ字状をなし、
   前記締結部材は、
   前記ケース蓋部材に直交する方向に延びる形態に前記外部配置端子部の前記ネジ挿通孔に挿通され、外周に雄ネジが形成された雄ネジ部と、
   この雄ネジ部よりも径大で、この雄ネジ部及び前記外部配置端子部材の前記外部接続部よりも前記ケース蓋部材側に位置する基部と、を含み、
   前記外部絶縁部材は、
   前記外部配置端子部材及び前記締結部材を用いたインサート成形によって成形され、少なくとも、前記外部配置端子部材の前記固定部を保持すると共に、前記締結部材の前記基部をその軸線周りに回転不能に保持してなり、
   この外部絶縁部材、前記外部配置端子部材及び前記締結部材を、１つの部材として取り扱い可能な形態としてなる
   電池。
2. 請求項１に記載の電池であって、
   前記外部配置端子部材の前記固定部は、
   前記ケース蓋部材側を向く固定部裏面と、前記ケース蓋部材側とは逆側を向く固定部表面とを有する板状をなし、
   前記固定部表面の少なくとも一部が、前記外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出してなる
   電池。
3. 請求項２に記載の電池であって、
   前記外部配置端子部材の前記中間部は、
   前記固定部の前記固定部表面に連なる中間部表面と、前記固定部裏面に連なる中間部裏面とを有する板状をなし、
   前記中間部表面の少なくとも一部が、前記外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出してなる
   電池。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電池であって、
   前記外部配置端子部材の前記外部接続部は、
   前記ケース蓋部材側を向く接続部裏面と、前記ケース蓋部材側とは逆側を向く接続部表面とを有する板状をなし、
   前記接続部表面が、前記外部絶縁部材に覆われることなく、電池外部に露出してなる
   電池。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の前記電池を搭載し、この電池による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両。
6. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の前記電池を搭載し、この電池をエネルギー源の少なくとも１つとして使用する電池使用機器。

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