JP6032302B2

JP6032302B2 - 電池

Info

Publication number: JP6032302B2
Application number: JP2015028941A
Authority: JP
Inventors: 広和上林; 悠白石
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: JP2015118947A

Description

本発明は、外部端子の接続部分での封止構造、すなわち外側パッキンの構造に特徴を有する電池に関するものである。

従来、電池として、リベット端子を、外部絶縁防止板を介して蓋板に取り付けるようにした構成が公知である（例えば、特許文献１参照）。外部絶縁防止板は、外面に四角凹部を形成され、その反対側の内面に貫通孔を有する突出部を形成されている。四角凹部には、リベット端子の鍔部が保持され、貫通孔にはリベット端子の集電リベット部が挿通される。集電リベット部は、蓋板、絶縁防止板及び集電接続体を貫通して加締められることにより、これらの部材を固定する。

特開２００３−１５７８１２号公報

しかしながら、前記従来の電池では、外部絶縁板は、平坦な蓋体の上面に接触しているだけであり、回転方向には移動を制限するための構造は備えていない。このため、リベット端子を取り付ける際、外部絶縁板が回転方向に位置ずれすることがあり、組立作業が煩わしいものとなっていた。

本発明は、蓋体とそこに取り付ける外部端子とを絶縁するための外側パッキンを、簡単な構造であるにも拘わらず容易に取り付けることができるようにした電池を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
一の面に開口部を有する電池容器と、該電池容器に収容される発電要素と、前記開口部を閉鎖する蓋体と、を備え、前記蓋体の外面に、外部に露出する外部端子が外側パッキンを介して配置された電池であって、
前記蓋体には、外側に向かって突出し、平面視が円形以外の形状である係合受部が形成され、
前記外側パッキンは、隔壁を挟んで一方側に形成され、前記係合受部に装着される装着凹部と、前記隔壁を挟んで他方側に形成され、前記外部端子が配置される端子保持凹部とが、平面視で重なった位置に形成されたものである。

この構成により、蓋体に対して外部端子を取り付ける際、外側パッキンの装着凹部が蓋体に形成した係合受部に装着され、回転方向の位置ずれを防止される。したがって、外部端子の取付作業を効率良く行うことが可能となる。

前記蓋体には、前記外部端子と前記発電要素に接続される集電体とが、前記外側パッキンと内側パッキンとを介してそれぞれ取り付けられ、一端部が前記外側パッキン、前記蓋体、前記内側パッキン、及び前記集電体を貫通してかしめられ、他端部に鍔部を有するリベットを備える。

この構成により、外側パッキンは、装着凹部に、蓋体に形成した係合受部が位置し、回転方向の位置ずれを防止される。したがって、リベットで、外側パッキン、蓋体、内側パッキン、及び、集電体を組み付けて加締固定する際に外側パッキンの位置ずれを気にする必要がなく、作業性を向上させることが可能となる。

前記外側パッキンは、筒状体を隔壁によって区画することにより、前記凹部と、外部端子の鍔部が配置される凹部とを備えるようにしてもよい。

前記蓋体は、外面に係止部を形成され、
前記外側パッキンには、前記蓋体に沿って延びる舌片が形成され、該舌片は、外側パッキンを蓋体の係合受部に装着した状態で、前記係止部に係止される係止受部を備えるのが好ましい。

この構成により、舌片の係止受部を蓋体の係止部に係止することで、より一層、外側パッキンの回転方向の位置ずれを防止することが可能となる。

本発明によれば、蓋体に平面視で円形以外の形状を有する係合受部を形成し、この係合受部に外側パッキンの装着凹部を装着するようにしたので、外側端子等の取付作業時に外側パッキンが位置ずれすることがなく、作業性を向上させることができる。

本実施形態に係る電池の斜視図である。本実施形態に係る電池の正面断面図である。図１の蓋体を上方側から見た状態を示す斜視図である。図３の分解斜視図である。図１の蓋体を下方側から見た状態を示す斜視図及びその部分拡大断面図である。図５の分解斜視図である。図４の負極端子の製造工程を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、非水電解質二次電池を示す。この非水電解質二次電池は、図２に示すように、電池容器１内に発電要素２を収容し、蓋体３で封止したものである。ここでは、電池容器１と蓋体３とで外装体を構成している。

電池容器１は、上面が開口する直方体形状で、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成されている。

発電要素２は、詳細については図示しないが、従来同様、銅箔からなる負極４と、アルミニウム箔からなる正極５との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータ６を配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータ６に対して負極４と正極５とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらせた状態で、前記電池容器１に収容可能となるように扁平状に巻回されている。後述するように、クリップ７を介して、負極４には負極集電体１８が接続され、正極５には正極集電体１９が接続されている。

蓋体３は、図３から図６に示すように、平面視矩形状の長尺な金属製の板状で、中央部には上面側から段付きとなる略楕円形状の開口部８が形成され、そこにはゴム製の安全弁９が装着されている。安全弁９には、略Ｈ字状の薄肉部が形成され、内圧が異常に上昇した場合に薄肉部が裂けて減圧できるようになっている。

蓋体３の一端側には、小径の注液孔１０が形成され、注液後に栓体１１によって閉鎖されるようになっている。

蓋体３の両端部下面には、上方に向かって膨出する平面視略矩形状の係合受部１２がそれぞれ形成され、各係合受部１２では、下面側の係合凹部１２ａの一辺を除く周囲には浅めのガイド凹部１２ｂがそれぞれ形成されている。また、係合凹部１２ａを構成する天井面の中心部分には貫通孔１２ｃがそれぞれ形成されている。係合受部１２及びガイド凹部１２ｂには、集電体１３及び外部端子１４が上パッキン１５及び下パッキン１６を介してそれぞれ取り付けられるようになっている。

また、蓋体３には、各係合受部１２の内側近傍に、幅方向の２箇所から上方に向かって突出する係止突部１７がそれぞれ形成されている。各係止突部１７は、有底筒状で、蓋体３をプレス加工する際、同時に形成される。各係止突部１７には、後述する上パッキン１５が係止され、回転方向の位置決めを行う。

集電体１３は、銅製の負極集電体１８と、アルミニウム製の正極集電体１９とからなる。これら集電体１３はいずれも、長尺な金属製板材をプレス加工することにより、接続受部２０と、その両側部からそれぞれ延びる脚部２１とを形成されている。接続受部２０は、前記蓋体３の凹部内に配置される嵌合部２２と、これに続く台座部２３とで構成されている。嵌合部２２は、平面状で、中央部分に貫通孔２２ａが形成され、周縁は台座部２３に連続する一辺を除いて直交する方向に延在するガイド縁部２４が形成され、台座部２３側はガイド縁部２４よりもさらに延在する連続部２５となって台座部２３に至っている。このようなガイド縁部２４及び連続部２５によって集電体１３の接続受部２０の剛性が十分に高められている。

脚部２１は、台座部２３の両側縁部から直交する方向に延び、発電要素２の両側面に沿って配置される。そして、脚部２１は発電要素２の正極５又は負極４に、クリップ７を介して接続され、クリップ７が電池容器１の対向する内面間に挟持された状態となって位置ずれが防止される。

外部端子１４は、負極外部端子２８と正極外部端子２９とからなり、平板部３０と、その下面中央部から下方に向かって延びる軸部３１とで構成されている。平板部３０の表面（露出面）には、図示しないバスバーが溶接により接続される。

負極外部端子２８は、図７に示すように、平面視矩形状のアルミニウム製の板状体３２と、銅製のリベット３３とによって形成することができる。すなわち、板状体３２の中央部分に形成した貫通孔３２ａに、リベット３３の軸部３３ａを挿通し、プレス加工で鍔部３３ｂを貫通孔３２ａに圧入する。板状体３２の貫通孔３２ａの内径寸法は、リベット３３の軸部３３ａの外径寸法よりも若干大きいだけであり、鍔部３３ｂの外径寸法よりも十分に小さい。したがって、圧入により、鍔部３３ｂが貫通孔３２ａを押し広げて圧着状態となるほか、押し広げられた部分は軸部３３ａに圧着し、両者は一体化される。また、リベット３３の軸部３３ａの先端面中央部には円形の凹部３３ｃが形成されている。そして、後述するようにして、軸部３３ａを、上パッキン１５、蓋体３の係合受部１２、下パッキン１６、及び、負極集電体１８の各貫通孔に挿通させた後、これらを挟み込むようにして、前記凹部３３ｃを押し広げることによりカシメ固定される。

上パッキン１５は、平面視矩形の枠体を隔壁３６によって、上方側の端子保持凹部３７と、下方側の装着凹部３８とに区画した合成樹脂製のもので、その下方開口縁部を構成する一辺がさらに側方へと延びる舌片３９となっている。隔壁３６の中央部分には天井面から下方側に延びる筒状部３６ａが形成されている。筒状部３６ａは、係合受部１２の貫通孔１２ｃを挿通し、下パッキン１６の貫通孔４０ａに嵌合する。舌片３９には２箇所に係止孔３９ａが形成され、蓋体３の係止突部１７が挿通している。上パッキン１５は、平面視矩形状に形成した蓋体３の係合受部１２に沿っており、係合受部１２に載置しただけで、回転方向の位置ずれが防止される。しかも、係止孔３９ａに係止突部１７を挿通することにより、確実に回転方向の位置ずれが防止される。

下パッキン１６は、平面視矩形の板状で、中央部分に貫通孔１６ａが形成されたゴム製のものである。下パッキン１６は、負極側と正極側とで形状が若干相違している。

負極側下パッキン１６Ａでは、蓋体３の係合受部１２に形成した係合凹部１２ａ内に配置される膨出部４０と、この膨出部４０に連続する平坦部４１とで構成されている。膨出部４０は、係合受部１２の係合凹部１２ａの一辺側を除く部分の内面に沿った形状をしており、中央部分には貫通孔４０ａが形成されている。平坦部４１は、係合受部１２のガイド凹部１２ｂに配置される。負極側下パッキン１６Ａは、蓋体３の係合受部１２を構成する係合凹部１２ａに対して下方側から配置され、蓋体３と負極外部端子２８との間に挟持される。そして、この挟持状態で、負極外部端子２８と蓋体３との絶縁を図り、かつ、前記上パッキン１５と共に蓋体３の係合受部１２に形成した貫通孔１２ｃの封止を図る。

一方、正極側下パッキン１６Ｂは平板状であり、中央部分に貫通孔１６ａが形成され、係合受部１２を構成する係合凹部１２ａ内に配置される。正極側下パッキン１６Ｂは、前記上パッキン１５と共に蓋体３の係合受部１２に形成した貫通孔１２ｃの封止を図る。

前記構成の電池によれば、上パッキン１５の装着凹部３８を、蓋体３の係合受部１２に載置するだけで、回転方向の位置ずれを防止することができる。したがって、外部端子１４の軸部３１を、上パッキン１５、蓋体３、下パッキン１６、及び、集電体１３の各貫通孔に挿通して加締固定する際、上パッキン１５が位置ずれすることがない。このため、これら一連の組立作業の作業性を向上させることが可能となる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、前記上パッキン１５は、平面視矩形状に限らず、三角形や、五角形以上の多角形や、楕円形等、円形以外の平面視で種々の形状とすることができる。要は、上パッキン１５を装着した際、回転方向の位置ずれを防止可能な構成であればよい。場合によっては、蓋体３の係合受部１２の形状と合致していなくてもよい。
また、前記電池容器１の形状は、直方体形状としたが、円筒状等、他の形状であっても、前記構成の蓋体３の係合受部１２及び上パッキン１５を採用することが可能である。

本発明に係る電池の外部端子１４の構造は、リチウムイオン電池のほか、鉛蓄電池等、種々の電池に採用することができる。

１…電池容器
２…発電要素
３…蓋体
４…負極
５…正極
６…セパレータ
７…クリップ
８…開口部
９…安全弁
１０…注液孔
１１…栓体
１２…係合受部
１２ａ…係合凹部
１２ｂ…ガイド凹部
１２ｃ…貫通孔
１３…集電体
１４…外部端子
１５…上パッキン（外側パッキン）
１６…下パッキン（内側パッキン）
１６ａ…貫通孔
１６Ａ…負極側下パッキン
１６Ｂ…正極側下パッキン
１７…係止突部
１８…負極集電体
１９…正極集電体
２０…接続受部
２１…脚部
２２…嵌合部
２２ａ…貫通孔
２３…台座部
２４…ガイド縁部
２５…連続部
２８…負極外部端子
２９…正極外部端子
３０…平板部
３１…軸部
３２…板状体
３２ａ…貫通孔
３３…リベット
３３ａ…軸部
３３ｂ…鍔部
３４…板状体
３４ａ…凹部
３５…リベット
３５ａ…鍔部
３５ｂ…軸部
３６…隔壁
３６ａ…貫通孔
３７…端子保持凹部
３８…装着凹部
３９…舌片
３９ａ…係止孔
４０…膨出部
４１…平坦部

Claims

一の面に開口部を有する電池容器と、該電池容器に収容される発電要素と、前記開口部を閉鎖する蓋体と、を備え、前記蓋体の外面に、外部に露出する外部端子が外側パッキンを介して配置された電池であって、
前記蓋体には、外側に向かって突出し、平面視が円形以外の形状である係合受部が形成され、
前記外側パッキンは、隔壁を挟んで一方側に形成され、前記係合受部に装着される装着凹部と、前記隔壁を挟んで他方側に形成され、前記外部端子が配置される端子保持凹部とが、平面視で重なった位置に形成されたことを特徴とする電池。
前記蓋体には、前記外部端子と前記発電要素に接続される集電体とが、前記外側パッキンと内側パッキンとを介してそれぞれ取り付けられ、
一端部が前記外側パッキン、前記蓋体、前記内側パッキン、及び前記集電体を貫通してかしめられ、他端部に鍔部を有するリベットを備える、請求項１に記載の電池。