JP2011023142A - 電池、車両及び電池使用機器 - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
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。
「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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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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