JP7332999B2 - 密閉型電池 - Google Patents
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Description
本発明は、密閉型電池に関する。
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池は、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。かかる二次電池は、例えば、ケース内に電極体が密閉状態で収容された密閉型電池として構築される。このような密閉型電池は、通常、ケース内の電極体と外部機器（他の電池やモーター等）とを電気的に接続するための端子構造を備えている。
かかる密閉型電池の端子構造の一例が特許文献１～３に開示されている。例えば、特許文献１に記載の電池端子構造は、発電要素（電極体）を収容するケースを上方から覆い、第１の孔を有する蓋部材と、蓋部材の上方に設けられ、第２の孔を有する外部端子と、蓋部材と外部端子との間に設けられ、蓋部材と外部端子とを絶縁し、第３の孔を有する絶縁部材（絶縁ホルダ）と、外部端子と発電要素とを電気的に接続する内部端子とを有している。そして、内部端子は、第１の孔と第２の孔と第３の孔とを通る軸部と、軸部上方に設けられ、外部端子をかしめるかしめ部とを有している。この種の密閉型電池では、カシメ加工を行った際に端子構造を構成する各部材がケース（蓋体）に押し付けられ、加圧された状態で固定される。これによって、蓋部材の第１の孔が封止され、ケース内が密閉される。
ところで、近年では、密閉型電池の安全性や耐久性への要求がさらに高まっており、ケース内の密閉性を高い状態に維持することが望まれている。本発明は、かかる要求を鑑みてなされたものであり、ケース内部の密閉性を好適に維持できる技術を提供することを目的とする。
上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成の密閉型電池が提供される。
ここで開示される密閉型電池は、電極体を収容するケースと、ケース内部の電極体と接続される内部端子と、ケースの外側において内部端子と接合される板状の外部端子と、ケースと外部端子との間に配置された絶縁ホルダとを備えている。この密閉型電池の内部端子は、ケースの内側において電極体と接続される集電部と、ケース、絶縁ホルダおよび外部端子を貫通してケースの外側に露出する軸部と、軸部のケース外側の端部に設けられ、外部端子の上面に沿って延在するように加圧変形されたカシメ部とを有している。そして、ここに開示される密閉型電池の絶縁ホルダは、当該絶縁ホルダの他の領域よりも耐熱性が高い絶縁性材料によって構成された耐熱部を備えており、耐熱部は、少なくともカシメ部と外部端子との境界の下方において外部端子と接触するように配置されている。
本発明者は、ケース内の密閉性を高い状態に維持するために種々の検討を行った結果、製造工程や充放電における絶縁ホルダの溶融を防止できれば、ケース内の密閉性の低下を抑制できることを見出した。具体的には、製造工程の溶接処理や充放電時の抵抗発熱などによって内部端子のカシメ部や外部端子で大きな熱が生じることがある。このとき、外部端子の下に配置された絶縁ホルダに熱が伝わると、絶縁ホルダの表面が僅かに溶融して厚みが減少する可能性がある。この場合、端子構造を構成する各部材への圧力が開放され、ケース内の密閉性が低下する可能性がある。この絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下を防止する手段の一つとして、絶縁ホルダを耐熱性樹脂で構成することが考えられる。しかしながら、一般的に、耐熱性樹脂は絶縁性が低いため、絶縁ホルダの厚みを増加させなければ、外部端子とケースとを適切に絶縁できなくなる可能性がある。そして、絶縁ホルダの厚みを増加させると、他の部材の寸法も変更する必要が生じるため、密閉型電池全体の規格変更を強いられることになる。
本発明者らは、かかる課題を解決するために、さらに検討を重ねた。その結果、本発明者らは、製造工程や充放電において最も発熱しやすい領域が、カシメ部と外部端子との境界であることを見出した。そして、この発熱領域の下方に部分的に耐熱性材料を配置すれば、絶縁ホルダの厚みを増加させることなく、絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下を防止できると考えた。ここに開示される密閉型電池では、上述の知見に基づいてなされたものであり、耐熱性が相対的に高い絶縁性材料によって構成された耐熱部が、少なくともカシメ部と外部端子との境界の下方において外部端子と接触するように配置されている。これによって、絶縁ホルダの厚みを増加させることなく、絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下を防止できる。
ここに開示される密閉型電池の好ましい一態様では、耐熱部は、耐熱温度が１５０℃以上の絶縁性材料によって構成されている。これによって、絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下をより好適に防止できる。なお、かかる耐熱性に優れた絶縁性材料の一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニルサルフォンなどが挙げられる。
ここに開示される密閉型電池の好ましい一態様では、絶縁ホルダにおける耐熱部を除く他の領域は、比較トラッキング指数（ＣＴＩ）が６００Ｖ以上である。上記耐熱部を除く他の領域を絶縁性が高い絶縁性樹脂で構成することによって、絶縁性ホルダの厚みの増加を適切に防止できる。このような絶縁性樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、アセタール樹脂、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。
ここに開示される密閉型電池の好ましい一態様では、絶縁ホルダの厚みが１．４ｍｍ以下である。ここに開示される技術によると、絶縁ホルダの厚みを１．４ｍｍ以下に維持しているにもかかわらず、絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下を防止できる。
また、ここに開示される密閉型電池の好ましい一態様では、内部端子のカシメ部と外部端子とを跨ぐ溶接痕が形成されている。上述したように、密閉型電池の製造工程では、内部端子のカシメ部と外部端子とを溶接することがある。かかる溶接処理は、内部端子と外部端子との導通性の向上という観点から好適な処理である一方で、絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下を生じさせる原因にもなり得る。これに対して、ここに開示される密閉型電池によると、絶縁ホルダの溶融による密閉性の低下を防止できる。このため、ここに開示される技術は、カシメ部と外部端子を溶接する密閉型電池において特に好適な効果を発揮できる。
以下、本発明の一実施形態に係る密閉型電池について図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、電極体や電解質の構成および製法などの密閉型電池の構築に係る一般的技術等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。なお、本実施形態では、密閉型電池の一例としてリチウムイオン二次電池を説明するが、ここに開示される密閉型電池は、リチウムイオン二次電池に限定されず、例えば、ニッケル水素電池などであってもよい。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る密閉型電池の端子構造を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す密閉型電池の端子構造のカシメ工程前の状態を模式的に示す断面図である。なお、各図における符号Ｘは「（密閉型電池の）幅方向」を示し、符号Ｚは「（密閉型電池の）高さ方向」を示す。なお、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであり、ここに開示される密閉型電池を設置する方向を限定することを意図したものではない。
図１は、第１の実施形態に係る密閉型電池の端子構造を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す密閉型電池の端子構造のカシメ工程前の状態を模式的に示す断面図である。なお、各図における符号Ｘは「（密閉型電池の）幅方向」を示し、符号Ｚは「（密閉型電池の）高さ方向」を示す。なお、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであり、ここに開示される密閉型電池を設置する方向を限定することを意図したものではない。
図１に示すように、本実施形態に係る密閉型電池１００は、ケース１０と、内部端子２０と、外部端子３０と、絶縁ホルダ４０とを備えている。以下、各部材を説明する。
（１）ケース
ケース１０は、上面が開口した角型のケース本体１２と、当該ケース本体１２上面の開口部を塞ぐ板状の蓋体１４とを備えている。ケース本体１２および蓋体１４は、アルミニウム合金などの所定の強度を有した安価な金属材料を主体として構成されていることが好ましい。また、蓋体１４には、内部端子２０の軸部２４が挿入される開口部１４ａが形成されている。
ケース１０は、上面が開口した角型のケース本体１２と、当該ケース本体１２上面の開口部を塞ぐ板状の蓋体１４とを備えている。ケース本体１２および蓋体１４は、アルミニウム合金などの所定の強度を有した安価な金属材料を主体として構成されていることが好ましい。また、蓋体１４には、内部端子２０の軸部２４が挿入される開口部１４ａが形成されている。
図示は省略するが、ケース１０の内部には、発電要素である電極体が収容されている。この電極体は、正極と負極を備えている。典型的には、電極体は、正極集電箔の表面に正極合材層が付与された正極シートと、負極集電箔の表面に負極合材層が付与された負極シートと、正極シートと負極シートとの間に介在する絶縁性のセパレータとを備えている。また、電極体と同様に図示は省略するが、ケース１０の内部には、非水電解液等の電解質も収納されている。なお、電極体や電解質の材料については、従来の一般的なリチウムイオン二次電池と同様のものを特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を特徴付けるものでないため詳細な説明を省略する。
（２）内部端子
内部端子２０は、ケース１０内部の電極体（典型的には、正極集電箔または負極集電箔）と接続される導電部材である。この内部端子２０には、所定の導電性を有した金属材料が使用される。かかる内部端子２０の金属材料は、接続対象の素材、導電性、強度、材料コストなどを考慮した上で適宜選択することが好ましい。例えば、内部端子２０は、接続対象である電極体の集電箔と同じ種類の金属材料で構成されていることが好ましい。これによって、内部端子２０と電極体とを低抵抗かつ高強度で接続できる。一般的なリチウムイオン二次電池では、負極集電箔に銅（Ｃｕ）や銅合金が使用されるため、負極側の内部端子２０にも銅や銅合金を使用することが好ましい。一方、正極集電箔には、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金が使用されるため、正極側の内部端子２０にもアルミニウムやアルミニウム合金を使用することが好ましい。
内部端子２０は、ケース１０内部の電極体（典型的には、正極集電箔または負極集電箔）と接続される導電部材である。この内部端子２０には、所定の導電性を有した金属材料が使用される。かかる内部端子２０の金属材料は、接続対象の素材、導電性、強度、材料コストなどを考慮した上で適宜選択することが好ましい。例えば、内部端子２０は、接続対象である電極体の集電箔と同じ種類の金属材料で構成されていることが好ましい。これによって、内部端子２０と電極体とを低抵抗かつ高強度で接続できる。一般的なリチウムイオン二次電池では、負極集電箔に銅（Ｃｕ）や銅合金が使用されるため、負極側の内部端子２０にも銅や銅合金を使用することが好ましい。一方、正極集電箔には、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金が使用されるため、正極側の内部端子２０にもアルミニウムやアルミニウム合金を使用することが好ましい。
そして、本実施形態における内部端子２０は、集電部２２と、軸部２４と、カシメ部２６とを有している。集電部２２は、ケース１０の内側において電極体と接続される。具体的には、集電部２２は、高さ方向Ｚの下方（ケース１０の内方）に延びる板状部材である。そして、集電部２２の下端は、電極体に接続されている。集電部２２と電極体との接続部分は、超音波溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等の従来公知の接合手段によって接合される。また、本実施形態における内部端子２０では、集電部２２の上端に、蓋体１４と略平行に配置される平板状の台座部２８が設けられている。
軸部２４は、ケース１０、絶縁ホルダ４０、外部端子３０を貫通してケース１０の外側に露出する部分である。図２に示すように、カシメ加工を行う前の軸部２４は、台座部２８から高さ方向Ｚの上方（ケース１０の外側）に向かって立設する筒状部材である。この筒状の軸部２４には、軸長方向（高さ方向Ｚ）に沿って窪む内腔２４ｂが形成されている。この筒状の軸部２４の上端部２４ａ（すなわち、ケース１０の外側の端部）に対してカシメ加工を行い、当該軸部２４の上端部２４ａを加圧変形させることによって、図１に示すようなカシメ部２６が形成される。具体的には、図２に示す軸部２４の内腔２４ｂの内部に押圧治具を挿入し、内腔２４ｂが拡径するように上端部２４ａを加圧変形させる。これによって、外部端子３０の上面３０ａに沿って延在するカシメ部２６が軸部２４の上端部２４ａに形成される（図１参照）。このカシメ加工を行うことによって、内部端子２０と外部端子３０とが接合される。
なお、本実施形態では、内部端子２０と外部端子３０との間の導通性や接合強度の向上のために、カシメ部２６と外部端子３０との境界に溶接処理が施されている。このため、本実施形態に係る密閉型電池１００では、内部端子２０のカシメ部２６と外部端子３０とを跨ぐような溶接痕６０が形成されている。なお、カシメ部２６と外部端子３０との溶接処理には、レーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接などの種々の溶接技術を特に制限なく使用できる。これらの溶接技術の中でも、精密な溶接を容易に実施するという観点からレーザ溶接が好ましく用いられる。
（３）外部端子
外部端子３０は、ケース１０の外側において内部端子２０と接合される板状の導電部材である。上述した通り、外部端子３０は、カシメ加工によって変形した内部端子２０の軸部２４（カシメ部２６）と接合されている。この板状の外部端子３０は、蓋体１４（ケース１０）の外側面１４ｂに沿って幅方向Ｘに延びるように配置されている。そして、外部端子３０の幅方向Ｘの一方の端部には、内部端子挿通孔３２が形成されている。また、外部端子３０の幅方向Ｘの他方の端部には、ボルト挿通孔３４が形成されている。
外部端子３０は、ケース１０の外側において内部端子２０と接合される板状の導電部材である。上述した通り、外部端子３０は、カシメ加工によって変形した内部端子２０の軸部２４（カシメ部２６）と接合されている。この板状の外部端子３０は、蓋体１４（ケース１０）の外側面１４ｂに沿って幅方向Ｘに延びるように配置されている。そして、外部端子３０の幅方向Ｘの一方の端部には、内部端子挿通孔３２が形成されている。また、外部端子３０の幅方向Ｘの他方の端部には、ボルト挿通孔３４が形成されている。
（４）絶縁ホルダ
絶縁ホルダ４０は、上述した導電端子（内部端子２０および外部端子３０）とケース１０（蓋体１４）との通電を防止する絶縁部材である。この絶縁ホルダ４０は、蓋体１４の外側面１４ｂ（ケース１０）と外部端子３０との間に配置されている。この絶縁ホルダ４０には、ボルト７０の下端部を収納するボルト収納部４２と、内部端子２０の軸部２４を挿通させる第１挿通孔４４とが形成されている。なお、絶縁ホルダ４０には、この種の絶縁部材に使用し得る樹脂材料を特に制限なく使用できる。かかる樹脂材料の一例として、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。
絶縁ホルダ４０は、上述した導電端子（内部端子２０および外部端子３０）とケース１０（蓋体１４）との通電を防止する絶縁部材である。この絶縁ホルダ４０は、蓋体１４の外側面１４ｂ（ケース１０）と外部端子３０との間に配置されている。この絶縁ホルダ４０には、ボルト７０の下端部を収納するボルト収納部４２と、内部端子２０の軸部２４を挿通させる第１挿通孔４４とが形成されている。なお、絶縁ホルダ４０には、この種の絶縁部材に使用し得る樹脂材料を特に制限なく使用できる。かかる樹脂材料の一例として、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。
そして、本実施形態における絶縁ホルダ４０は、当該絶縁ホルダ４０の他の領域よりも耐熱性が高い絶縁性材料によって構成された耐熱部４６を備えている。そして、この耐熱部４６は、カシメ部２６と外部端子３０との境界の下方（本実施形態では溶接痕６０の下方）において、外部端子３０と接触するように配置されている。詳しくは後述するが、かかる構成によって、絶縁ホルダ４０の厚みを増加させることなく、絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止できる。
なお、以下の説明では、耐熱部４６を除く絶縁ホルダ４０の他の領域を「ホルダ本体４８」と称する。このホルダ本体４８は、高い絶縁性を有する絶縁性樹脂によって構成されていることが好ましい。これによって、絶縁ホルダ４０の厚みの増加を抑えつつ、ケース１０（蓋体１４）と外部端子３０とを適切に絶縁できる。例えば、ホルダ本体４８の比較トラッキング指数（ＣＴＩ）は、４００Ｖ以上が好ましく、５００Ｖ以上がより好ましく、５５０Ｖ以上がさらに好ましく、６００Ｖ以上が特に好ましい。換言すると、ホルダ本体４８には、ＪＩＳ Ｃ ６０６６４に基づく材料分類において材料グループＩおよび材料グループＩＩに分類される樹脂材料を使用することが好ましい。なお、絶縁ホルダ４０の厚みを１．４ｍｍ以下に抑える場合には、ＣＴＩが６００Ｖ以上である材料グループＩでホルダ本体４８を構成することが好ましい。かかる材料グループＩの絶縁性樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、アセタール樹脂、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。
なお、ここに開示される密閉型電池を限定する意図はないが、ホルダ本体４８の耐熱温度は、８０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましい。これによって、耐熱部４６を介した熱でホルダ本体４８が溶融することを防止できる。また、上述の通り、耐熱温度が高い樹脂材料は、ＣＴＩ（すなわち、絶縁性）が低くなる傾向がある。このため、ホルダ本体４８の耐熱温度の上限は、１２０℃以下（好ましくは１００℃以下）が適当である。
（５）他の部材
ここに開示される技術を限定するものではないが、本実施形態に係る密閉型電池１００は、上述の部材の他に、ガスケット５０とボルト７０とを備えている。
ここに開示される技術を限定するものではないが、本実施形態に係る密閉型電池１００は、上述の部材の他に、ガスケット５０とボルト７０とを備えている。
ガスケット５０は、蓋体１４の内側面１４ｃと内部端子２０の台座部２８との間に配置された絶縁性の弾性部材である。このガスケット５０は、内部端子２０と蓋体１４（ケース１０）との通電を防止するために設けられている。また、弾性部材であるガスケット５０は、加圧された状態で、内部端子２０のカシメ部２６と台座部２８との間に挟み込まれている。これによって、カシメ部２６と台座部２８との間に挟み込まれた他の部材（外部端子３０、絶縁ホルダ４０、蓋体１４）への圧力を維持して密閉性の低下を抑制するという機能も有している。このガスケット５０は、内部端子２０の軸部２４を挿通させる第二挿通孔５２と、当該第二挿通孔５２の周囲に形成された筒状の突起５４とを有している。この突起５４は、蓋体１４の開口部１４ａに挿入され、絶縁ホルダ４０の底面に圧着されている。なお、ガスケット５０は、例えば、ＰＦＡ、ＰＰ、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどによって構成されていることが好ましい。
ボルト７０は、高さ方向Ｚに沿って立設した柱状の金属部材であり、ケース１０の外部（典型的には、絶縁ホルダ４０の上側）に配置されている。具体的には、ボルト７０の下端部は、絶縁ホルダ４０のボルト収納部４２に収容されている。そして、ボルト７０は、外部端子３０のボルト挿通孔３４に挿通されている。図示は省略するが、このボルト７０の外周面には、ネジ溝（図示省略）が形成されている。この密閉型電池１００では、外部端子３０のボルト挿通孔３４の周縁部３４ａの上に、外部機器との接続部材（バスバー）を配置し、ボルト７０にナットを締め付けることによって、バスバーと外部端子３０とを容易かつ強固に接続できる。
（６）密閉性維持効果
上記した通り、本実施形態に係る密閉型電池１００では、耐熱性が高い絶縁性材料によって構成された耐熱部４６が、カシメ部２６と外部端子３０との境界の下方において外部端子３０と接触するように配置されている。これによって、絶縁ホルダ４０の厚みを増加させることなく、絶縁ホルダ４０の溶融によるケース１０内の密閉性の低下を防止できる。以下、レーザによる溶接処理を行った場合を例に挙げて、本実施形態における密閉性維持効果について具体的に説明する。
上記した通り、本実施形態に係る密閉型電池１００では、耐熱性が高い絶縁性材料によって構成された耐熱部４６が、カシメ部２６と外部端子３０との境界の下方において外部端子３０と接触するように配置されている。これによって、絶縁ホルダ４０の厚みを増加させることなく、絶縁ホルダ４０の溶融によるケース１０内の密閉性の低下を防止できる。以下、レーザによる溶接処理を行った場合を例に挙げて、本実施形態における密閉性維持効果について具体的に説明する。
図３は、第１の実施形態に係る密閉型電池において、内部端子のカシメ部と外部端子とをレーザ溶接した際の状態を模式的に示す断面図である。上述の通り、本実施形態では、内部端子２０と外部端子３０との導通性の安定化などの観点から、カシメ部２６と外部端子３０との境界にレーザ溶接が施されている。この溶接処理におけるレーザＬの熱が外部端子３０を介して絶縁ホルダ４０に伝わると、絶縁ホルダ４０が溶融して厚みが減少する可能性がある。一般的な密閉型電池１００では、上述したカシメ加工において、端子構造を構成する各部材に圧力が加えられることによってケース１０内が密閉される。しかし、溶融によって絶縁ホルダ４０の厚みが減少すると、上記各部材に掛かる圧力が開放されるため密閉性が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、レーザ溶接が施されるカシメ部２６と外部端子３０との境界の下方において、外部端子３０と接触するように耐熱部４６が配置されている。これによって、レーザＬの熱で絶縁ホルダ４０が溶融することを防止できる。そして、本実施形態のように、絶縁ホルダ４０の一部分のみを耐熱性材料で構成すれば、絶縁ホルダ４０全体の厚みを増加させる必要がない。従って、本実施形態によると、絶縁ホルダ４０の厚みを増加させることなく、絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止できる。例えば、本実施形態によると、耐熱性材料を使用して絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止しているにもかかわらず、絶縁ホルダ４０の内部端子２０の周囲の領域における厚みｔ１（図３参照）を１．５ｍｍ以下（好ましくは１．４ｍｍ以下）に維持できる。
なお、絶縁ホルダ４０の溶融をより好適に防止するという観点から、耐熱部４６の耐熱温度は、１３０℃以上が好ましく、１５０℃以上がより好ましく、１７０℃以上がさらに好ましく、２００℃以上が特に好ましい。一方、耐熱部４６の耐熱温度の上限は、特に限定されない。すなわち、耐熱部４６の耐熱温度の上限は、１０００℃以下であってもよいし、９００℃以下であってもよいし、８００℃以下であってもよい。
上述のような耐熱温度を有する絶縁性材料の一例として、ＪＩＳ Ｃ ６０６６４に基づく材料分類において、材料グループＩＩＩａおよび材料グループＩＩＩｂに分類される耐熱性の絶縁樹脂が挙げられる。このような耐熱性の絶縁樹脂の一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニルサルフォンなどが挙げられる。また、耐熱部４６は、所定の絶縁性を有し、かつ、耐熱性が高い材料であれば、樹脂以外の材料によって構成されていてもよい。例えば、耐熱部４６は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料で構成されていてもよい。なお、このようなセラミック材料を使用する場合、耐熱部４６を介してホルダ本体４８に大きな熱が伝わらないように、熱伝導性の低い材料を選択することが好ましい。かかる観点から、上述のセラミック材料の中では、酸化ジルコニウムが好適である。
また、耐熱部４６とホルダ本体４８は、一体成形されていてもよいし、別体であってもよい。例えば、耐熱部４６に樹脂材料を使用する場合には、射出成形、鋳型成形などの従来公知の樹脂成形技術を用いて、耐熱部４６とホルダ本体４８とが一体成型された絶縁ホルダ４０を得ることができる。一方、樹脂部材であるホルダ本体４８との一体成型が困難な材料（セラミック材料等）を耐熱部４６に使用する際には、耐熱部４６を配置するための切り欠き部をホルダ本体４８に形成し、当該切り欠き部に耐熱部４６を嵌合させることによって絶縁ホルダ４０を作製できる。
［他の実施形態］
以上、ここで開示される密閉型電池の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の第１の実施形態に限定されず、種々の構造を変更できる。
以上、ここで開示される密閉型電池の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の第１の実施形態に限定されず、種々の構造を変更できる。
（１）第２の実施形態
例えば、第１の実施形態では、絶縁ホルダ４０の厚み方向（高さ方向Ｚ）の全域に亘って耐熱部４６が設けられている。しかし、ここに開示される密閉型電池の耐熱部は、カシメ部と外部端子との境界の下方において外部端子と接触するように配置されていればよく、上述の第１の実施形態に限定されない。具体的には、図４に示すように、絶縁ホルダ４０の上面側から所定の厚みｔ２で耐熱部４６が形成されていてもよい。このような構造でも、絶縁ホルダ４０の厚さｔ１を増加させずに、絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止できる。なお、本実施形態のように、耐熱部４６の下方にホルダ本体４８が配置される場合には、熱伝導性が低い材料を耐熱部４６に使用することによる効果が特に発揮される。これによって、耐熱部４６の下方のホルダ本体４８に大きな熱が伝わることをより好適に防止できる。
例えば、第１の実施形態では、絶縁ホルダ４０の厚み方向（高さ方向Ｚ）の全域に亘って耐熱部４６が設けられている。しかし、ここに開示される密閉型電池の耐熱部は、カシメ部と外部端子との境界の下方において外部端子と接触するように配置されていればよく、上述の第１の実施形態に限定されない。具体的には、図４に示すように、絶縁ホルダ４０の上面側から所定の厚みｔ２で耐熱部４６が形成されていてもよい。このような構造でも、絶縁ホルダ４０の厚さｔ１を増加させずに、絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止できる。なお、本実施形態のように、耐熱部４６の下方にホルダ本体４８が配置される場合には、熱伝導性が低い材料を耐熱部４６に使用することによる効果が特に発揮される。これによって、耐熱部４６の下方のホルダ本体４８に大きな熱が伝わることをより好適に防止できる。
また、この実施形態において、耐熱部４６の厚さｔ２は、０．１ｍｍ以上が好ましい。これにより、絶縁ホルダ４０（典型的にはホルダ本体４８）の溶融を好適に抑制できる。一方、耐熱部４６の厚さｔ２の上限は、特に限定されず、第１の実施形態のように、絶縁ホルダ４０の厚み方向（高さ方向Ｚ）の全域に亘って耐熱部４６が設けられていてもよい。
（２）第３の実施形態
上述した第１および第２の実施形態では、カシメ部２６と外部端子３０との境界の下方を含む一部の領域に耐熱部４６が配置されている。しかし、耐熱部４６は、少なくともカシメ部２６と外部端子３０との境界の下方に配置されていればよく、上述の実施形態に限定されない。例えば、図５に示すように、絶縁ホルダ４０の上面の全域に耐熱部４６が配置されていてもよい。すなわち、外部端子３０とホルダ本体４８との間に、絶縁性材料で構成された耐熱シート（耐熱部４６）を介在させる形態も、ここに開示される技術に包含される。このような形態でも、絶縁ホルダ４０の厚みの増加を抑えつつ、絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止できる。
上述した第１および第２の実施形態では、カシメ部２６と外部端子３０との境界の下方を含む一部の領域に耐熱部４６が配置されている。しかし、耐熱部４６は、少なくともカシメ部２６と外部端子３０との境界の下方に配置されていればよく、上述の実施形態に限定されない。例えば、図５に示すように、絶縁ホルダ４０の上面の全域に耐熱部４６が配置されていてもよい。すなわち、外部端子３０とホルダ本体４８との間に、絶縁性材料で構成された耐熱シート（耐熱部４６）を介在させる形態も、ここに開示される技術に包含される。このような形態でも、絶縁ホルダ４０の厚みの増加を抑えつつ、絶縁ホルダ４０の溶融による密閉性の低下を防止できる。
なお、絶縁ホルダ４０の立ち上がり部４１、４３（図１参照）の上面まで耐熱部４６が形成されていなければ、カシメ部２６と外部端子３０との境界から耐熱部４６の外縁部４６ａまでの距離ｘ１（図３参照）は特に限定されず、適宜調節することができる。但し、絶縁ホルダ４０の厚みの増加をより好適に抑制するという観点からは、第１の実施形態のように、カシメ部２６と外部端子３０との境界の下方を含む一部の領域のみに耐熱部４６が配置されている方が好ましい。一方、カシメ部２６と外部端子３０との境界から耐熱部４６の内縁部４６ｂまでの距離ｘ２は、特に限定されないが、耐熱部４６の内縁部４６ｂが軸部２４に接触するように調節されていると特に好ましい。これによって、内部端子２０の軸部２４を介してホルダ本体４８が加熱されることを防止できるため、絶縁ホルダ４０の溶融をさらに好適に防止できる。
（３）第４の実施形態
第１の実施形態では、内部端子２０のカシメ部２６と外部端子３０とを溶接しているため、当該カシメ部２６と外部端子３０とを跨ぐ溶接痕６０が形成されている。しかし、ここに開示される技術による密閉性維持効果は、上述した溶接処理以外の状況でも発揮される。すなわち、ここに開示される技術は、カシメ部と外部端子とを溶接する形態に限定されない。具体的には、カシメ部と外部端子との境界は、充放電時の抵抗発熱によって高温（１５０℃程度）になる可能性がある。ここに開示される密閉型電池は、カシメ部と外部端子との境界の下方に耐熱部が配置されているため、カシメ部と外部端子との境界における抵抗発熱によって絶縁ホルダが溶融して密閉性が低下することも防止できる。
第１の実施形態では、内部端子２０のカシメ部２６と外部端子３０とを溶接しているため、当該カシメ部２６と外部端子３０とを跨ぐ溶接痕６０が形成されている。しかし、ここに開示される技術による密閉性維持効果は、上述した溶接処理以外の状況でも発揮される。すなわち、ここに開示される技術は、カシメ部と外部端子とを溶接する形態に限定されない。具体的には、カシメ部と外部端子との境界は、充放電時の抵抗発熱によって高温（１５０℃程度）になる可能性がある。ここに開示される密閉型電池は、カシメ部と外部端子との境界の下方に耐熱部が配置されているため、カシメ部と外部端子との境界における抵抗発熱によって絶縁ホルダが溶融して密閉性が低下することも防止できる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１０ ケース
１２ ケース本体
１４ 蓋体
１４ａ 開口部
１４ｂ 外側面
１４ｃ 内側面
２０ 内部端子
２２ 集電部
２４ 軸部
２４ａ 軸部の上端部
２４ｂ 軸部の内腔
２６ カシメ部
２８ 台座部
３０ 外部端子
３０ａ 外部端子の上面
３２ 内部端子挿通孔
３４ ボルト挿通孔
３４ａ ボルト挿通孔の周縁部
４０ 絶縁ホルダ
４１、４３ 立ち上がり部
４２ ボルト収納部
４４ 第１挿通孔
４６ 耐熱部
４８ ホルダ本体
５０ ガスケット
５２ 第二挿通孔
５４ 突起
６０ 溶接痕
７０ ボルト
１００ 密閉型電池
１２ ケース本体
１４ 蓋体
１４ａ 開口部
１４ｂ 外側面
１４ｃ 内側面
２０ 内部端子
２２ 集電部
２４ 軸部
２４ａ 軸部の上端部
２４ｂ 軸部の内腔
２６ カシメ部
２８ 台座部
３０ 外部端子
３０ａ 外部端子の上面
３２ 内部端子挿通孔
３４ ボルト挿通孔
３４ａ ボルト挿通孔の周縁部
４０ 絶縁ホルダ
４１、４３ 立ち上がり部
４２ ボルト収納部
４４ 第１挿通孔
４６ 耐熱部
４８ ホルダ本体
５０ ガスケット
５２ 第二挿通孔
５４ 突起
６０ 溶接痕
７０ ボルト
１００ 密閉型電池
Claims (5)
- 電極体を収容するケースと、前記ケース内部の電極体と接続される内部端子と、前記ケースの外側において前記内部端子と接合される板状の外部端子と、前記ケースと前記外部端子との間に配置された絶縁ホルダとを備えた密閉型電池であって、
前記内部端子は、
前記ケースの内側において前記電極体と接続される集電部と、
前記ケース、前記絶縁ホルダおよび前記外部端子を貫通して前記ケースの外側に露出する軸部と、
前記軸部の前記ケース外側の端部に設けられ、前記外部端子の上面に沿って延在するように加圧変形されたカシメ部と
を有し、
前記絶縁ホルダは、当該絶縁ホルダの他の領域よりも耐熱性が高い絶縁性材料によって構成された耐熱部を備えており、
前記耐熱部は、少なくとも前記カシメ部と前記外部端子との境界の下方において前記外部端子と接触すると共に、当該耐熱部の内縁部が前記軸部に接触するように配置されており、
前記耐熱部は、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニルサルフォン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の耐熱材料によって構成されている、密閉型電池。 - 前記絶縁ホルダにおける前記耐熱部を除く他の領域は、比較トラッキング指数（ＣＴＩ）が６００Ｖ以上である、請求項１に記載の密閉型電池。
- 前記絶縁ホルダにおける前記耐熱部を除く他の領域は、ポリアミド６、ポリアミド６６、アセタール樹脂、ポリアセタール樹脂から選択される一種を含む絶縁性樹脂によって構成されている、請求項２に記載の密閉型電池。
- 前記絶縁ホルダの厚みが１．４ｍｍ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の密閉型電池。
- 前記内部端子の前記カシメ部と前記外部端子とを跨ぐ溶接痕が形成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の密閉型電池。
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