JP2019109972A - 密閉型電池、組電池、密閉型電池の製造方法および組電池の製造方法 - Google Patents

密閉型電池、組電池、密閉型電池の製造方法および組電池の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】外部端子の変形抑制【解決手段】ここで提案される密閉型電池１０は、取付孔１１ｃを有する電池ケース１１と、電池ケース１１の内部に配置され、取付孔１１ｃに挿通される軸部１５ｃを備えた内部端子１５と、電池ケース１１の外部に配置され、内部端子１５の軸部１５ｃが挿通される挿通孔１６ａを有する外部端子１６と、内部端子１５および外部端子１６と電池ケース１１との間に介在し、内部端子１５および外部端子１６と電池ケース１１とを絶縁するガスケット１２およびインシュレータ１３とを備えている。内部端子１５の軸部１５ｃは、外部端子１６の挿通孔１６ａにかしめられている。外部端子１６は、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられた部位１６ｂの周りに盛り上がった部位１６ｃを有している。【選択図】 図２

Description

本発明は、密閉型電池、組電池、密閉型電池の製造方法および組電池の製造方法に関する。
特開２０１６−１００３２３号公報には、電池ケース内で電極体に接続された集電端子と、電池ケースに取り付けられる蓋の外側に配置された外部端子とがリベット構造で接続された電池が開示されている。
国際公開第２０１３／０６５５２３号には、外部端子にバスバーを溶接する接続領域を設けて、溶接によってバスバーを取り付ける構造が提案されている。また、正極外部端子及び負極外部端子は、バスバーによって接続される領域では、バスバーと同種の金属にすることが提案されている。
特開２０１６−１００３２３号公報 国際公開第２０１３／０６５５２３号
ところで、電池ケースの蓋と外部端子との間には、絶縁性および気密性を確保するため、ガスケットが介在している。電池ケースの蓋に外部端子をリベット構造で取り付ける場合には、ガスケットを圧縮させて気密性を確保するため、例えば、３０００Ｎ程度の大きな押圧力で外部端子を押さえつつ、集電端子のリベット部（軸部）をかしめる。この際、外部端子がバスバーを取り付ける部分も含めてフラットなプレート状の部材である場合には、外部端子が大きい力で押さえられる際に、外部端子に変形が生じる場合がある。外部端子に大きな変形が生じると、バスバーが外部端子に重ねられて溶接される場合に、外部端子とバスバーとの間に隙間が生じて、溶接品質が低下する原因になりうる。
ここで提案される密閉型電池は、電池ケースと、内部端子と、外部端子と、少なくとも１つの絶縁材とを備えている。
電池ケースは、端子取付孔を有している。内部端子は、電池ケースの内部に配置され、端子取付孔に挿通される軸部を備えている。外部端子は、電池ケースの外部に配置され、内部端子の軸部が挿通される挿通孔を有している。絶縁材は、内部端子および外部端子と電池ケースとの間に介在し、内部端子および外部端子と電池ケースとを絶縁する部材である。
ここで提案される密閉型電池では、内部端子の軸部は、外部端子の挿通孔にかしめられている。外部端子は、内部端子の軸部がかしめられた部位の周りに盛り上がった部位を有している。かかる密閉型電池は、内部端子の軸部がかしめられた部位の周りに盛り上がった部位を有しているので、内部端子の軸部をかしめる際の外部端子が変形しにくい。
外部端子は、絶縁材が介在した状態で、盛り上がった部位から電池ケースに沿って延びた平板部を有していてもよい。外部端子は、正極において純度９９．００％以上の純アルミニウム系の材料で形成されていてもよい。
組電池は、上述したように盛り上がった部位から電池ケースに沿って延びた平板部を有する密閉型電池が複数組み合わされている。隣接する密閉型電池の外部端子の平板部の位置が合うように複数の密閉型電池が並べられている。隣接する密閉型電池の平板部にはバスバーが架け渡されている。バスバーは平板部に溶接されている。
バスバーと平板部とは、バスバーを貫通して平板部に達するように溶接されていてもよい。平板部に溶接されたバスバーの少なくとも一部は、外部端子の盛り上がった部位に当たっていてもよい。
ここで提案される密閉型電池の製造方法には、電池ケースを用意する工程と、内部端子を用意する工程と、外部端子を用意する工程と、少なくとも１つの絶縁材を用意する工程と、内部端子を組付ける工程と、前記外部端子を組付ける工程と、内部端子の軸部を挿通孔にかしめる工程とが含まれている。
電池ケースを用意する工程では、端子取付孔を有する電池ケースが用意される。内部端子を用意する工程では、端子取付孔に挿通される軸部を備えた内部端子が用意される。外部端子を用意する工程では、内部端子の軸部が挿通される挿通孔と、挿通孔の周りに設けられた盛り上がった部位とを有する外部端子が用意される。少なくとも１つの絶縁材を用意する工程では、内部端子および外部端子と電池ケースとの間に介在し、内部端子および外部端子と電池ケースとを絶縁する少なくとも１つの絶縁材が用意される。
内部端子を組付ける工程では、電池ケースと内部端子との間に絶縁材を介在させつつ、端子取付孔に軸部が挿通されることによって電池ケースに内部端子が組付けられる。
外部端子を組付ける工程では、電池ケースと外部端子との間に絶縁材を介在させつつ、軸部に挿通孔が挿通されることによって、電池ケースに組付けられた内部端子に外部端子が組付けられる。
内部端子の軸部を挿通孔にかしめる工程では、外部端子の盛り上がった部位と内部端子とが、一対のプレスヘッドで挟まれるとともに、内部端子の軸部にかしめ部材が押し当てられることによって、内部端子の軸部が挿通孔にかしめられる。
かかる密閉型電池の製造方法によれば、内部端子の軸部が挿通孔にかしめられる際に、外部端子の盛り上がった部位に、プレスヘッドが押し当てられるので、外部端子が変形しにくい。
ここで提案される組電池の製造方法は、複数の密閉型電池を用意する工程と、複数の密閉型電池を並べる工程と、密閉型電池の外部端子にバスバーを取り付ける工程とを備えている。
用意する工程で用意される複数の密閉型電池は、絶縁材が介在した状態で電池ケースの外部に配置された外部端子を有している。外部端子は、内部端子の軸部が挿通されてかしめられた挿通孔と、内部端子の軸部がかしめられた部位の周りが盛り上がった部位と、電池ケースに沿って延びた平板部とを有している。複数の密閉型電池を並べる工程では、隣接する密閉型電池の外部端子の平板部の位置が合うように複数の密閉型電池が並べられる。バスバーを取り付ける工程では、隣接する密閉型電池の平板部に架け渡されたバスバーが平板部に溶接される。
組電池の製造方法によれば、複数の密閉型電池の外部端子は、内部端子の軸部がかしめられた部位の周りが盛り上がっている。盛り上がった部位から電池ケースに沿って延びた平板部を有している。バスバーは、かかる平板部に溶接されており、バスバーと外部端子との溶接品質がよい。ここで、バスバーと平板部とは、バスバーを貫通して平板部に達するように溶接されていてもよい。
バスバーを取り付ける工程では、平板部に架け渡されたバスバーが、外部端子の盛り上がった部位に当てられて位置決めされてもよい。つまり、この場合、バスバーが取付けられる際の位置決めが容易である。
図１は、密閉型電池１０の部分断面図である。 図２は、外部端子１６と内部端子１５とが電池ケース１１に取り付けられた部分を示す断面図である。 図３は、蓋１１ｂに取り付けられた外部端子１６を示す平面図である。 図４は、内部端子１５の軸部１５ｃを外部端子１６にかしめる工程を示す断面図である。 図５は、内部端子１５の軸部１５ｃを外部端子１６にかしめる工程を示す断面図である。 図６は、組電池８０を示す平面図である。 図７は、組電池８０の断面図である。
以下、ここで提案される密閉型電池、組電池、密閉型電池の製造方法および組電池の製造方法の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。上、下、左、右、前、後の向きは、図中、Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒの矢印でそれぞれ表されている。また、符号は、細部において適宜に省略されている。
ここでは、図１および図２に示された密閉型電池１０を例に密閉型電池および密閉型電池の製造方法を説明する。
図１は、密閉型電池１０の部分断面図である。図１では、略直方体の電池ケース１１の片側の幅広面に沿って、内部を露出させた状態が描かれている。図２は、外部端子１６と内部端子１５とが電池ケース１１に取り付けられた部分を示す断面図である。密閉型電池１０は、図１および図２に示されているように、電池ケース１１と、ガスケット１２と、インシュレータ１３と、内部端子１５と、外部端子１６と、電極体２０とを備えている。
〈電極体２０〉
電極体２０は、絶縁フィルム（図示は省略）などで覆われた状態で、電池ケース１１に収容されている。電極体２０は、正極要素としての正極シート２１と、負極要素としての負極シート２２と、セパレータとしてのセパレータシート３１、３２とを備えている。正極シート２１と、第１のセパレータシート３１と、負極シート２２と、第２のセパレータシート３２とは、それぞれ長尺の帯状の部材である。
正極シート２１は、予め定められた幅および厚さの正極集電箔２１ａ（例えば、アルミニウム箔）に、幅方向の片側の端部に一定の幅で設定された未形成部２１ａ１を除いて、正極活物質を含む正極活物質層２１ｂが両面に形成されている。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。
負極シート２２は、予め定められた幅および厚さの負極集電箔２２ａ（ここでは、銅箔）に、幅方向の片側の縁に一定の幅で設定された未形成部２２ａ１を除いて、負極活物質を含む負極活物質層２２ｂが両面に形成されている。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。負極活物質は、一般的に天然黒鉛以外にも種々提案されており、特に限定されない。
セパレータシート３１，３２には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。セパレータシート３１，３２についても種々提案されており、特に限定されない。
ここで、負極活物質層２２ｂの幅は、例えば、正極活物質層２１ｂよりも広く形成されている。セパレータシート３１，３２の幅は、負極活物質層２２ｂよりも広い。正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１と、負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１とは、幅方向において互いに反対側に向けられる。また、正極シート２１と、第１のセパレータシート３１と、負極シート２２と、第２のセパレータシート３２とは、それぞれ長さ方向に向きを揃え、順に重ねられて捲回されている。負極活物質層２２ｂは、セパレータシート３１，３２を介在させた状態で正極活物質層２１ｂを覆っている。負極活物質層２２ｂは、セパレータシート３１，３２に覆われている。正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１は、セパレータシート３１，３２の幅方向の片側にはみ出ている。負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１は、幅方向の反対側においてセパレータシート３１，３２からはみ出ている。
上述した電極体２０は、図１に示されているように、電池ケース１１のケース本体１１ａに収容されうるように、捲回軸を含む一平面に沿った扁平な状態とされる。そして、電極体２０の捲回軸に沿って、片側に正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１が配置され、反対側に負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１が配置されている。正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１と、負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１とは、蓋１１ｂの長手方向の両側部にそれぞれ取り付けられた内部端子１５に取り付けられている。電極体２０は、このように蓋１１ｂに取り付けられた内部端子１５に取付けられた状態で、電池ケース１１に収容される。
電池ケース１１は、扁平な角型の収容領域を有しており、ケース本体１１ａと、蓋１１ｂとを備えている。電池ケースには、アルミ１０００番系、３０００番系などのアルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられうる。この実施形態では、ケース本体１１ａは、扁平な略直方体の容器形状を有し、長辺と短辺からなる一面が開口している。蓋１１ｂは、当該ケース本体１１ａの開口に応じた形状で、当該開口に装着されるプレート状の部材である。蓋１１ｂの長手方向の両側部には、外部端子１６と内部端子１５とを取付けるための端子取付孔が形成されている。ここでは、端子取付孔は、取付孔１１ｃ（図２参照）である。この実施形態では、取付孔１１ｃの縁には、蓋１１ｂの内側に突出した突起１１ｃ１が設けられている。
ここで提案される電池は、図２に示されているように、電池ケース部品（この実施形態では、蓋１１ｂ）と、内部端子１５と、外部端子１６と、絶縁材（１２，１３）とを備えている。ここで、絶縁材は、内部端子１５および外部端子１６と電池ケース１１（この実施形態では、蓋１１ｂ）との間に介在し、内部端子１５および外部端子１６と蓋１１ｂとを絶縁する部材である。絶縁材は、少なくとも１つの部材で構成されており、内部端子１５および外部端子１６と、電池ケース部品としての蓋１１ｂとの間に介在しているとよい。この実施形態では、絶縁材は、ガスケット１２と、インシュレータ１３とで構成されている。
〈内部端子１５〉
ここで、内部端子１５は、図１および図２に示されているように、リード部１５ａと、ベース部１５ｂと、軸部１５ｃとを有している。
図１および図２に示されているように、ベース部１５ｂは、蓋１１ｂの内側においてガスケット１２に重ねられた部位であり、ガスケット１２を介在させて蓋１１ｂに取り付けられている。リード部１５ａは、ベース部１５ｂから電池ケース１１内部に延びる部位である。図１では、左側の内部端子１５のリード部１５ａには、電極体２０の正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１が溶接されている。右側の内部端子１５のリード部１５ａには、電極体２０の負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１が溶接されている。ベース部１５ｂには、軸部１５ｃが設けられている。軸部１５ｃは、蓋１１ｂの取付孔１１ｃに挿通される部位である。軸部１５ｃは、ベース部１５ｂの中央部において立ち上がっている。ここで、軸部１５ｃが立ち上がった部位（つまり、ベース部１５ｂの中央部）は、ベース部１５ｂの完全な中央でなくてもよく、ベース部１５ｂの中央からずれていてもよい。
〈ガスケット１２〉
ガスケット１２は、蓋１１ｂの取付孔１１ｃと内部端子１５との間に介在しており、蓋１１ｂの取付孔１１ｃのシール性を確保するとともに、蓋１１ｂと内部端子１５とを絶縁している。ガスケット１２は、所要の弾性を有する樹脂部材にて構成されている。ガスケット１２には、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡとも称されうる。）が用いられうる。
この実施形態では、ガスケット１２は、筒部１２ａと、鍔部１２ｂと、囲い部１２ｃと、受け部１２ｄとを有している。筒部１２ａは、鍔部１２ｂから突出した部位であり、内部端子１５の軸部１５ｃが挿通されるとともに、蓋１１ｂの取付孔１１ｃの内周面に装着される部位である。筒部１２ａは、内部端子１５の軸部１５ｃの外径と略同じ内径を有し、かつ、取付孔１１ｃの内径と略同じ外径を有している。鍔部１２ｂは、筒部１２ａの一端から径方向に沿って延びており、蓋１１ｂの内側面に装着される板状の部位である。囲い部１２ｃは、鍔部１２ｂの周縁から筒部１２ａとは反対側に延びている。受け部１２ｄは、ガスケット１２の下面に設けられている。受け部１２ｄは、後述する内部端子１５のベース部１５ｂの形状に応じた窪みを有しており、ベース部１５ｂが位置決めされる部位である。
図２に示されているように、ガスケット１２は、内部端子１５の軸部１５ｃに組付けられて蓋１１ｂの取付孔１１ｃに装着されている。この際、軸部１５ｃは、蓋１１ｂの取付孔１１ｃから突出しており、蓋１１ｂの外側でインシュレータ１３が組付けられる。
〈インシュレータ１３〉
インシュレータ１３は、蓋１１ｂの外側に配置され、蓋１１ｂと、外部端子１６とを絶縁する部材である。インシュレータ１３は、樹脂部材にて構成されている。インシュレータ１３には、例えば、ポリプロピレン（ＰＰとも称されうる。）や、ポリエチレン（ＰＥとも称されうる。）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳとも称されうる。）が用いられうる。
この実施形態では、インシュレータ１３の上面には、外部端子１６が装着されるための窪み１３ａが設けられている。窪み１３ａには、蓋１１ｂに形成された取付孔１１ｃに応じた位置に貫通孔１３ｂが形成されている。貫通孔１３ｂは、内部端子１５の軸部１５ｃが挿通されるように、軸部１５ｃの断面と略同じか少し大きい形状を有している。貫通孔１３ｂは、蓋１１ｂの取付孔１１ｃから突出した内部端子１５の軸部１５ｃに装着されている。インシュレータ１３は、貫通孔１３ｂを内部端子１５の軸部１５ｃに装着した状態で蓋１１ｂの外側に組付けられている。
〈外部端子１６〉
外部端子１６は、図２に示されているように、インシュレータ１３を介在させて、蓋１１ｂの外側に重ねられている。ここで、図３は、蓋１１ｂに取り付けられた外部端子１６を示す平面図である。図４および図５は、内部端子１５の軸部１５ｃを外部端子１６にかしめる工程を示す図である。図４は、内部端子１５と外部端子１６とが組付けられ、一対のプレスヘッド６１で押さえ付けられた状態が示された断面図である。図５は、軸部１５ｃが外部端子１６にかしめられる状態が示された断面図である。
外部端子１６は、図２および図３に示されているように、挿通孔１６ａと、内部端子１５がかしめられる部位１６ｂと、盛り上がった部位１６ｃと、平板部１６ｄとを備えている。
挿通孔１６ａは、内部端子１５の軸部１５ｃが挿通されるための孔であり、外部端子１６を貫通した貫通孔である。
内部端子１５がかしめられる部位１６ｂは、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられるための部位であり、挿通孔１６ａの周りに設けられている。
盛り上がった部位１６ｃは、挿通孔１６ａの周りで内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられる部位１６ｂの周りに設けられている。この実施形態では、盛り上がった部位１６ｃは、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられる部位１６ｂの周りに全周に亘って設けられている。
平板部１６ｄは、絶縁材としてのインシュレータ１３が介在した状態で、盛り上がった部位１６ｃから電池ケース１１に沿って延びた部位であり、後述するがバスバー４０が取付けられる部位である。この実施形態では、外部端子１６は、蓋１１ｂの外側に配置されたインシュレータ１３の上に配置されるとともに、平板部１６ｄにはバスバーが溶接される。
ここで、上述したように用意された電池ケースとしての蓋１１ｂ、絶縁材としてのガスケット１２およびインシュレータ１３、内部端子１５および外部端子１６が用意される。
蓋１１ｂは、端子取付孔としての取付孔１１ｃが形成されている。
内部端子１５は、取付孔１１ｃに挿通される軸部１５ｃを備えている。
外部端子１６は、軸部１５ｃが挿通される挿通孔１６ａと、挿通孔１６ａの周りに設けられた盛り上がった部位１６ｃとを備えている。
〈密閉型電池１０の製造方法〉
密閉型電池の製造方法には、例えば、内部端子１５を組付ける工程と、外部端子１６を組付ける工程と、軸部１５ｃを挿通孔１６ａにかしめる工程とが含まれている。
内部端子１５を組付ける工程では、図４に示されているように、電池ケース１１としての蓋１１ｂと内部端子１５との間に絶縁材としてのガスケット１２を介在させつつ、蓋１１ｂの取付孔１１ｃに内部端子１５の軸部１５ｃを挿通させる。
外部端子１６を組付ける工程では、蓋１１ｂと外部端子１６との間に絶縁材としてのインシュレータ１３を介在させつつ、軸部１５ｃに挿通孔１６ａを挿通させる。これにより、蓋１１ｂに組付けられた内部端子１５に外部端子１６が組付けられる。
軸部１５ｃを挿通孔１６ａにかしめる工程では、内部端子１５と、外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃとが、一対のプレスヘッド６１，６２で挟まれる。この実施形態では、一対のプレスヘッド６１，６２のうち一方のプレスヘッド６１は、外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに当てられる。他方のプレスヘッド６２は、内部端子１５のベース部１５ｂに当てられる。かかる一対のプレスヘッド６１，６２によって、内部端子１５のベース部１５ｂと、外部端子１６の挿通孔１６ａの周りの盛り上がった部位１６ｃとが挟まれる。
一対のプレスヘッド６１，６２によって内部端子１５と外部端子１６を挟む際、蓋１１ｂの取付孔１１ｃの周囲に設けられた突起１１ｃ１をガスケット１２に食い込ませる。突起１１ｃ１がガスケット１２に十分に食い込むと、一対のプレスヘッド６１，６２に作用する荷重（換言すると反力）が高くなる。このため、一対のプレスヘッド６１，６２に作用する荷重の変化を検知しながら一対のプレスヘッド６１，６２で内部端子１５と外部端子１６とを挟むと、蓋１１ｂの突起１１ｃ１がガスケット１２に十分に食い込んだことを検知できる。突起１１ｃ１がガスケット１２に十分に食い込むことによって、ガスケットによる気密性が確保される。また、内部端子１５の軸部１５ｃが、外部端子１６の挿通孔１６ａに十分に挿し込まれた状態になる。
次に、軸部１５ｃの先端にかしめ部材６３が押し当てられ、軸部１５ｃの先端１５ｃ１が変形され、軸部１５ｃを挿通孔１６ａの周りにかしめられる。外部端子１６にかしめられた軸部１５ｃは、図２に示されているように、周縁部において外部端子１６に溶接されるとよい。内部端子１５の軸部１５ｃが外部端子１６に溶接された部位１５ｄは、電気抵抗が局所的に低くなり、内部端子１５と外部端子１６との導通経路となりうる。
ここで、内部端子１５の軸部１５ｃは、図２に示されているように、外部端子１６の挿通孔１６ａにかしめられている。外部端子１６は、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられた部位１６ｂの周りに盛り上がった部位１６ｃを有している。図４および図５に示されているように、内部端子１５の軸部１５ｃを外部端子１６にかしめる際に、内部端子１５と外部端子１６とは、一対のプレスヘッド６１，６２で挟まれる。この際、外部端子１６は、盛り上がった部位１６ｃを有しており、当該盛り上がった部位１６ｃにプレスヘッド６１が当てられるとよい。盛り上がった部位１６ｃにプレスヘッド６１が当てられると、当該盛り上がった部位１６ｃによって、プレスヘッド６１，６２の押圧力が受けられ、外部端子１６の他の部位に変形が及びにくい。この実施形態では、外部端子１６は、インシュレータ１３が介在した状態で、盛り上がった部位１６ｃから蓋１１ｂに沿って延びた平板部１６ｄを有している。かかる平板部１６ｄに変形が及びにくい。
ここで、密閉型電池１０について説明した。図２および図３に示された形態では、盛り上がった部位１６ｃは、挿通孔１６ａの周方向において全周に連続して盛り上がっている。盛り上がった部位１６ｃは、上述のように、プレスヘッド６１が当てられる部位であり、平板部１６ｄに変形が及ぶのを防止する部位である。かかる観点において、盛り上がった部位１６ｃは、挿通孔１６ａの周方向において全周に連続して盛り上がっている必要はない。例えば、盛り上がった部位１６ｃは、挿通孔１６ａの周りに間欠的に設けられていてもよい。また、盛り上がった部位１６ｃは、内部端子１５の軸部１５ｃが外部端子１６にかしめられる工程において、かしめ部材６３（図５参照）が干渉しないように設けられているとよい。また、盛り上がった部位１６ｃは、外部端子１６に押し当てられるプレスヘッド６１の押圧面を広く受けうる平坦な面を有しているとよい。また、外部端子１６に押し当てられるプレスヘッド６１は、内部端子１５の軸部１５ｃをかしめるかしめ部材６３に干渉せず、盛り上がった部位１６ｃを広く押しうる押圧面を有しているとよい。ここで、盛り上がった部位１６ｃが広く形成されていることによって、外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに作用する単位面積当たりの荷重が低く抑えられ、外部端子１６の変形、特に平板部１６ｄの変形が小さく抑えられる。
また、盛り上がった部位１６ｃは、外部端子１６の挿通孔１６ａの周りで内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられる部位１６ｂに対して段差を設けて外側に突出していてもよい。また、当該盛り上がった部位１６ｃは、プレスヘッド６１，６２によって圧縮力を受けて変形しうる。このため、インシュレータ１３に干渉しないように、インシュレータ１３の窪み１３ａから立ち上がった壁と外部端子１６との周縁部との間に、所要の隙間が形成されていてもよい。また、密閉型電池１０では、外部端子１６にかしめられた内部端子１５の軸部１５ｃの先端１５ｃ１の周りにおいて、外部端子１６が盛り上がっている。かかる盛り上がった部位１６ｃは、例えば、製造過程において、外部端子１６にかしめられた内部端子１５の軸部１５ｃの先端１５ｃ１を周方向において保護しうる。
次に、かかる密閉型電池１０が用いられた組電池８０について説明する。図６は、組電池８０を示す平面図である。図７は、組電池８０の断面図である。ここで、図６には、組電池８０の隣接する密閉型電池１０Ａと密閉型電池１０Ｂの接続部が示されている。より詳しくは、図６には、密閉型電池１０Ａの正極端子Ｐ１と、隣接する密閉型電池１０Ｂの負極端子Ｎ２とがバスバー８１によって接続された部位が示されている。図６では、組電池８０のうち、隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂが図示されているが、組電池８０はさらに多くの密閉型電池１０が組み合わされている。図７は、密閉型電池１０Ａの正極端子Ｐ１が取付けられた部分の断面図であり、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
かかる密閉型電池１０の外部端子１６は、図１および図２に示されているように、絶縁材としてのインシュレータ１３が介在した状態で、内部端子１５がかしめられた部位１６ｂの周りに盛り上がった部位１６ｃを有している。さらに盛り上がった部位１６ｃから電池ケース１１に沿って延びた平板部１６ｄを有している。かかる平板部１６ｄが設けられている場合でも、内部端子１５がかしめられた部位１６ｂの周りに盛り上がった部位１６ｃを有しているので、内部端子１５がかしめられる際に平板部１６ｄに生じる変形は小さく抑えられる。
組電池８０は、複数の密閉型電池１０が組み合わされている。
隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・の外部端子１６の平板部１６ｄの位置が合うように複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・が並べられている。この実施形態では、スペーサー８２（スペーサー８２は、冷却機能を備えた冷却板でありうる。）を介在させつつ、複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・が並べられている。各密閉型電池１０は、電池ケース１１の幅広面を互いに対向させ、かつ、正極端子Ｐ１と負極端子Ｎ２が取付けられた蓋１１ｂを同じ方向に向けて配置されている。また、図６に示された例では、隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂの正極端子Ｐ１と負極端子Ｎ２が隣接するように、複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・向きが設定されている。
バスバー８１は、隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂの平板部１６ｄに架け渡されている。バスバー８１は、平板部１６ｄに溶接されている。隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂの外部端子１６は、それぞれ内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられた部位１６ｂの周りに盛り上がった部位１６ｃが設けられている。このため、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられる際に、外部端子１６の平板部１６ｄが変形しにくい。このため、図６に示されているように、平板部１６ｄにバスバー８１が架け渡される場合でも、平板部１６ｄとバスバー８１との間に空隙ができにくい。このため、例えば、治具等でバスバー８１を平板部１６ｄに押し付けつつ、バスバー８１を平板部１６ｄにレーザー溶接するとよい。バスバー８１を平板部１６ｄに溶接する部位は、バスバー８１と平板部１６ｄとが重ねられた部位に設定されている。バスバー８１と平板部１６ｄとが溶接された溶接部Ｗは、図７に示されているように、バスバー８１を貫通し、外部端子１６の平板部１６ｄに達しているとよい。
かかる組電池８０は、電池ケース１１の外側に取付けられた外部端子１６が平坦な部材であり、バスバー８１も平坦な部材である。このため、並べられた複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・の外部の省スペース化が図られ、組電池８０のコンパクト化が図られる。
また、図６に示されているように、平板部１６ｄに溶接されたバスバー８１の少なくとも一部が、外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに当たっているとよい。図６に示された形態では、平板部１６ｄにバスバー８１を載置する際に、バスバー８１の縁８１ａを外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃの縁１６ｃ１に当ててバスバー８１を位置決めしてもよい。平板部１６ｄにバスバー８１を載置する際にバスバー８１を外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに当てることによって、バスバー８１を外部端子１６の平板部１６ｄに対して所定位置に位置決めするのが容易になる。
ここで、組電池８０の製造する方法では、複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・を用意する工程と、複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・を並べる工程と、密閉型電池１０Ａ，１０Ｂの外部端子１６にバスバー８１を取り付ける工程とを備えているとよい。
ここで用意される密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・は、絶縁材が介在した状態で電池ケース１１の外部に配置された外部端子１６を有している。さらに外部端子１６は、内部端子１５の軸部１５ｃが挿通されてかしめられた挿通孔１６ａと、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられた部位１６ｂの周りが盛り上がった部位１６ｃと、電池ケース１１に沿って延びた平板部１６ｄとを有している。
複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・を並べる工程では、隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・の外部端子１６の平板部１６ｄの位置が合うように複数の密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・が並べられる。
バスバー８１を取り付ける工程では、隣接する密閉型電池１０Ａ，１０Ｂの平板部１６ｄにバスバー８１が架け渡され、さらにバスバー８１が平板部１６ｄに溶接される。この際、平板部１６ｄに架け渡されたバスバー８１が、外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに当てられて位置決めされるとよい。これにより、外部端子１６に対するバスバー８１の位置決めが容易になる。なお、この実施形態では、外部端子１６に対するバスバー８１の位置決めを容易にするとの観点で、バスバー８１が外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに当てられているが、組電池８０は、特段の言及がない限りにおいて、かかる形態に限定されない。例えば、バスバー８１は、外部端子１６の盛り上がった部位１６ｃに当たっていなくてもよい。
また、バスバー８１は、外部端子１６に溶接されていればよく、溶接部位や、溶接方法などは上記に限定されない。上述したように、外部端子１６は、内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられた部位１６ｂの周りに盛り上がった部位１６ｃが設けられている。盛り上がった部位１６ｃは、内部端子１５の軸部１５ｃをかしめる際にプレスヘッド６１が押し当てられる部位になる。かかるプレスヘッド６１が押し当てられる部位が、盛り上がっているため、盛り上がった部位１６ｃから延びた平板部１６ｄに変形が及びにくい。このため、平板部１６ｄの上に置かれるバスバー８１と平板部１６ｄとの間に隙間が生じ難い。バスバー８１と平板部１６ｄとの間に隙間が生じていても隙間は微小であるため、バスバー８１を溶接する際に、バスバー８１を平板部１６ｄに押し当てると隙間は解消する。このため、平板部１６ｄの上に置かれたバスバー８１を貫通するように平板部１６ｄとバスバー８１を溶接する場合にも、バスバー８１が平板部１６ｄに適切に溶接されやすく、平板部１６ｄとバスバー８１との溶接品質が良い。
密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・の外部端子１６、内部端子１５には、正極側、負極側で、それぞれ所要の電位に耐えうる材料が用いられるとよい。例えば、正極側では、アルミ１０００番系、３０００番系、６０００番系などのアルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられる。負極側では、銅１０００番系などの銅または銅合金が用いられる。また、密閉型電池１０Ａ，１０Ｂ・・・は、図６および図７に示されているように、外部端子１６にバスバー６０が溶接される。このため、外部端子１６にはバスバー８１との溶接に適した材料が用いられているとよい。かかる観点において、正極の外部端子１６には、アルミ１０００番系、つまり、純度９９．００％以上の純アルミニウム系の材料が用いられているとよい。
また、正極の内部端子には、例えば、アルミ１０００番系が用いられるとよい。これにより、正極の内部端子のかしめ成型性がよく、外部端子と品質良く溶接されうる。
また、負極の内部端子には、例えば、銅１０００番系が用いられるとよい。これにより、電極体の負極集電箔と品質良く接合されうる。
また、負極の外部端子には、例えば、アルミ１０００番系またはアルミと銅とのクラッド材が用いられるとよい。これにより、バスバーと品質良く溶接されうる。ただし、アルミ１０００番系が用いられている場合には、負極の内部端子と接合されるかしめ部には、Ｃｕ−Ａｌの溶接が適宜に必要になる。
また、バスバーは、アルミ１０００番系、アルミ３０００番系またはアルミ５０００番系が用いられるとよい。これにより、アルミニウム製の外部端子と品質良く溶接されうる。また軽量化が図られる。
以上、ここで提案される電池および電池の製造方法について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた電池および電池の製造方法の実施形態などは、本発明を限定しない。
例えば、電池ケースや電極体の構造などは、特段言及されない限りにおいて限定されない。
例えば、上述した実施形態では、電池ケースの一部品である蓋１１ｂに内部端子１５と外部端子１６とが取り付けられているが、電池ケースの構造によっては、かかる形態に限定されない。つまり、内部端子と外部端子とが取り付けられる電池ケースの部位は、蓋に限定されない。例えば、電極体が収容されるケース本体に内部端子と外部端子とが取り付けられてもよい。また、上述した実施形態では、絶縁材としてガスケット１２とインシュレータ１３が例示されているが、絶縁材は、内部端子１５および外部端子１６と、電池ケース部品との間に介在しているとよく、上述した形態に限定されない。
１０ 密閉型電池
１１ 電池ケース
１１ａ ケース本体
１１ｂ 蓋
１１ｃ 取付孔
１１ｃ１ 突起
１２ ガスケット
１２ａ 筒部
１２ｂ 鍔部
１２ｃ 囲い部
１２ｄ 受け部
１３ インシュレータ
１３ａ 窪み
１３ｂ 貫通孔
１５ 内部端子
１５ａ リード部
１５ｂ ベース部
１５ｃ 軸部
１５ｃ１ 軸部１５ｃの先端
１５ｄ 内部端子１５の軸部１５ｃが外部端子１６に溶接された部位
１６ 外部端子
１６ａ 挿通孔
１６ｂ 内部端子１５の軸部１５ｃがかしめられた部位
１６ｃ 盛り上がった部位
１６ｃ１ 盛り上がった部位の縁
１６ｄ 平板部
２０ 電極体
２１ 正極シート
２１ａ 正極集電箔
２１ａ１ 未形成部
２１ｂ 正極活物質層
２２ 負極シート
２２ａ 負極集電箔
２２ａ１ 未形成部
２２ｂ 負極活物質層
３１，３２ セパレータシート
８０ 組電池
８１ バスバー
８２ スペーサー
Ｗ バスバー８１と平板部１６ｄとが溶接された溶接部

Claims (9)

  1. 端子取付孔を有する電池ケースと、
    前記電池ケースの内部に配置され、前記端子取付孔に挿通される軸部を備えた内部端子と、
    前記電池ケースの外部に配置され、前記内部端子の軸部が挿通される挿通孔を有する外部端子と、
    前記内部端子および前記外部端子と前記電池ケースとの間に介在し、前記内部端子および前記外部端子と前記電池ケースとを絶縁する少なくとも１つの絶縁材と
    を備え、
    前記内部端子の軸部は、前記外部端子の挿通孔にかしめられており、
    前記外部端子は、前記内部端子の軸部がかしめられた部位の周りに盛り上がった部位を有する、
    密閉型電池。
  2. 前記外部端子は、前記絶縁材が介在した状態で、前記盛り上がった部位から前記電池ケースに沿って延びた平板部を有する、
    請求項１に記載された密閉型電池。
  3. 前記外部端子は、正極において純度９９．００％以上の純アルミニウム系の材料で形成されている、請求項２に記載された密閉型電池。
  4. 請求項２または３に記載された密閉型電池が複数組み合わされた組電池であって、
    隣接する密閉型電池の前記外部端子の前記平板部の位置が合うように複数の密閉型電池が並べられており、
    隣接する前記密閉型電池の前記平板部にバスバーが架け渡されており、
    前記バスバーが前記平板部に溶接されている、組電池。
  5. 前記バスバーと前記平板部とは、前記バスバーを貫通して前記平板部に達するように溶接されている、請求項４に記載された組電池。
  6. 前記平板部に溶接された前記バスバーの少なくとも一部が、前記外部端子の前記盛り上がった部位に当たっている、請求項４または５に記載された組電池。
  7. 端子取付孔を有する電池ケースを用意する工程と、
    前記端子取付孔に挿通される軸部を備えた内部端子を用意する工程と、
    前記内部端子の軸部が挿通される挿通孔と、前記挿通孔の周りに設けられた盛り上がった部位とを有する外部端子を用意する工程と、
    前記内部端子および前記外部端子と前記電池ケースとの間に介在し、前記内部端子および前記外部端子と前記電池ケースとを絶縁する少なくとも１つの絶縁材を用意する工程と、
    前記電池ケースと前記内部端子との間に前記絶縁材を介在させつつ、前記端子取付孔に前記軸部が挿通されることによって前記電池ケースに前記内部端子を組付ける工程と、
    前記電池ケースと前記外部端子との間に前記絶縁材を介在させつつ、前記軸部に前記挿通孔が挿通されることによって、前記電池ケースに組付けられた前記内部端子に前記外部端子を組付ける工程と、
    前記外部端子の盛り上がった部位と前記内部端子とを、一対のプレスヘッドで挟まれるとともに、前記内部端子の前記軸部にかしめ部材が押し当てられることによって、前記内部端子の前記軸部を前記挿通孔にかしめる工程と
    を含む、
    密閉型電池の製造方法。
  8. 複数の密閉型電池を用意する工程と、
    前記複数の密閉型電池を並べる工程と、
    前記密閉型電池の外部端子にバスバーを取り付ける工程と
    を備えた組電池の製造方法であって、
    前記用意する工程で用意される前記複数の密閉型電池は、
    前記絶縁材が介在した状態で前記電池ケースの外部に配置された外部端子を有し、
    前記外部端子は、
    前記内部端子の軸部が挿通されてかしめられた挿通孔と、
    前記内部端子の軸部がかしめられた部位の周りが盛り上がった部位と、
    前記盛り上がった部位から前記電池ケースに沿って延びた平板部と
    を有し、
    前記並べる工程では、
    隣接する密閉型電池の前記外部端子の前記平板部の位置が合うように前記複数の密閉型電池が並べられ、
    前記バスバーを取り付ける工程では、
    隣接する前記密閉型電池の前記平板部に架け渡されたバスバーが前記平板部に溶接される、組電池の製造方法。
  9. 前記バスバーを取り付ける工程では、
    前記平板部に架け渡されたバスバーが、前記外部端子の前記盛り上がった部位に当てられて位置決めされる、請求項８に記載された組電池の製造方法。
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