二次電池
【課題】振動や衝撃に起因して端子が回転することを防止する。
【解決手段】二次電池は、電池缶と、電池蓋と、正負極端子１４１，１５１と電池蓋１０２とを絶縁する絶縁シール部材と、端子接続部１８１，１９１を有する正負極集電体、端子接続部１８１，１９１と電池蓋１０２との間に介在される絶縁部材１６０とを備える。電池蓋１０２は、電池缶１０１の内側に向かって突出する円形凸部１０２ｃを有し、絶縁部材１６０は、端子接続部１８１，１９１が嵌合される凹部１６２と、円形凸部１０２ｃが嵌合される円形凹部１６７とを有し、正負極端子１４１，１５１を中心とした回転力が正負極端子１４１，１５１に作用すると、凹部１６２の側面が端子接続部１８１，１９１の側面を介して回転力を受け、円形凸部１０２ｃの側面が円形凹部１６７の側面を介して回転力を受けることで、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転が防止される。
【解決手段】二次電池は、電池缶と、電池蓋と、正負極端子１４１，１５１と電池蓋１０２とを絶縁する絶縁シール部材と、端子接続部１８１，１９１を有する正負極集電体、端子接続部１８１，１９１と電池蓋１０２との間に介在される絶縁部材１６０とを備える。電池蓋１０２は、電池缶１０１の内側に向かって突出する円形凸部１０２ｃを有し、絶縁部材１６０は、端子接続部１８１，１９１が嵌合される凹部１６２と、円形凸部１０２ｃが嵌合される円形凹部１６７とを有し、正負極端子１４１，１５１を中心とした回転力が正負極端子１４１，１５１に作用すると、凹部１６２の側面が端子接続部１８１，１９１の側面を介して回転力を受け、円形凸部１０２ｃの側面が円形凹部１６７の側面を介して回転力を受けることで、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として大容量（Ｗｈ）の二次電池が開発されており、その中でもエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池が注目されている。
【０００３】
角形のリチウムイオン二次電池においては、正極電極および負極電極をセパレータを介在させて捲回することで扁平形状の捲回電極群が形成される。捲回電極群は、電池蓋の貫通孔に絶縁シール部材を介して装着された正極端子および負極端子に電気的に接続される。捲回電極群は、電池容器の電池缶に収容され、電池缶の開口部は電池蓋で封止溶接される。二次電池は、捲回電極群を収容した電池容器の注液孔から電解液が注入された後、注液栓が挿入されてレーザ溶接により封止溶接されることで形成される。
【０００４】
複数の上記角形の二次電池（単電池）の正極端子と負極端子とをバスバーなどの導電部材により電気的に接続することで組電池が形成される。特許文献１には、バスバーを溶接するのに適した円盤形状の外部端子を備えた二次電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４２０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の二次電池（単電池）を複数接続して組電池を形成した場合、組電池に作用する振動や衝撃を起因として端子が回転し、端子と電池蓋の貫通孔との間に介在される絶縁シール部材が変形、損傷、または位置ずれする等により電池容器の気密性が損なわれてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、正極電極および負極電極をセパレータを介在させて捲回した捲回電極群と、捲回電極群を収容する電池缶と、電池缶を封止する電池蓋と、電池蓋に設けられた一対の貫通孔のそれぞれに取り付けられた正極端子および負極端子と、正極端子および負極端子のそれぞれと貫通孔との間に介在されて、正極端子および負極端子のそれぞれと電池蓋とを絶縁する絶縁シール部材と、正極電極に接続される電極接続部と、正極端子に固着される端子接続部とを有する正極集電体と、負極電極に接続される電極接続部と、負極端子に固着される端子接続部とを有する負極集電体と、正負極集電体の端子接続部のそれぞれと電池蓋との間に介在されて、正負極集電体のそれぞれと電池蓋とを絶縁する絶縁部材とを備え、正負極端子のそれぞれには、二次電池同士を電気的に接続するためのバスバーが溶接されるバスバー溶接部が設けられ、電池蓋は、電池缶の内側に向かって突出する凸部を有し、絶縁部材は、正負極集電体の端子接続部が嵌合される第１凹部と、電池蓋の凸部が嵌合される第２凹部とを有し、正負極端子を中心とした回転力が正負極端子に作用すると、絶縁部材の第１凹部の側面が正負極端子に固着された端子接続部の側面を介して正負極端子からの回転力を受け、電池蓋の凸部の側面が絶縁部材の第２凹部の側面を介して絶縁部材からの回転力を受けることで、正負極端子の電池蓋に対する回転が防止されることを特徴とする二次電池である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の二次電池において、電池缶と電池蓋とから構成される電池容器は、一対の幅広面と一対の幅狭面とを有する角形形状とされ、端子接続部は、矩形平板状であって、電池缶の幅狭面に平行に配置される内側側面と外側側面とを有し、電池蓋の内面に沿って配置され、絶縁部材の凹部は、端子接続部の内側側面に係合する内側係合面および端子接続部の外側側面に係合する外側係合面を有していることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の二次電池において、端子接続部には、内側側面から電池缶の中心側に向かって突出する補助係合部がさらに設けられ、絶縁部材の凹部には、補助係合部の側面に係合する補助係合面がさらに設けられていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の二次電池において、絶縁部材には、捲回電極群に当接される面を有する位置規制部が設けられ、絶縁部材の第２凹部は、位置規制部に対応して設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二次電池同士を電気的に接続するためのバスバーが溶接されるバスバー溶接部を有する正負極端子を備えた二次電池において、二次電池に作用する振動や衝撃に起因して正負極端子が回転することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る単電池により構成される組電池の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る単電池の外観を示す斜視図。
【図３】図２の単電池の構成を示す分解斜視図。
【図４】図３の捲回電極群を示す斜視図。
【図５】（ａ）は図３の電池蓋組立体を示す斜視図、（ｂ）は電池蓋組立体の分解斜視図。
【図６】図５の絶縁部材を示す斜視図。
【図７】（ａ）は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線切断断面図、（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線切断断面図。
【図８】組電池に振動が作用した状態を示す概念図。
【図９】負極端子に接続された負極集電体と、絶縁部材の係合状態を示す模式図。
【図１０】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る単電池の電池蓋組立体を示す斜視図、（ｂ）は電池蓋組立体の分解斜視図。
【図１１】図１０の絶縁部材を示す斜視図。
【図１２】負極端子に接続された負極集電体と、絶縁部材の係合状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明をハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される組電池を構成する角形形状のリチウムイオン二次電池（以下単電池と記す）に適用した実施の形態について説明する。
―第１の実施の形態―
図１は、組電池の斜視図である。図１に示すように、組電池は、複数の単電池１００Ａ〜１００Ｃを有している。単電池１００Ａ〜１００Ｃは、扁平な直方体形状であって、側面のうちで広い面積を有する幅広面１０１ａ同士が対向するように並べて配置されている。図示するように、単電池１００Ａ，１００Ｃは、正極端子１４１が図中左側に配され、単電池１００Ｂは、負極端子１５１が図中左側に配されている。すなわち、並置された複数の単電池１００Ａ〜１００Ｃは、各単電池１００Ａ〜１００Ｃのそれぞれの電池蓋１０２に取り付けられた正極端子１４１および負極端子１５１の位置が逆転するように、向きが反転して配置されている。
【００１１】
図１に示すように、単電池１００Ａの図中左側の正極端子１４１と単電池１００Ｂの図中左側の負極端子１５１とは、金属製の平板状導電部材であるバスバー１１０によって電気的に接続されている。同様に、単電池１００Ｂの図中右側の正極端子１４１と単電池１００Ｃの図中右側の負極端子１５１とは、バスバー１１０によって電気的に接続されている。単電池同士を電気的に接続するバスバー１１０は、レーザ溶接により正極端子１４１および負極端子１５１に接続されている。
【００１２】
図１に示す単電池１００Ａの図中右側の負極端子１５１と、単電池１００Ｃの図中左側の正極端子１４１には、不図示の他の電池に電気的に直列または並列に不図示の導電部材により接続されるか、不図示の電力取り出し用の端子に不図示の導電部材により接続される。
【００１３】
組電池を構成する単電池について説明する。各単電池１００Ａ〜１００Ｃはそれぞれ同じ構造であるため、以下、代表して単電池１００Ａについて説明する。図２は単電池１００Ａを示す外観斜視図であり、図３は単電池１００Ａの構成を示す分解斜視図である。図４は捲回電極群１７０を示す斜視図であり、図５は電池蓋組立体１０７を示す斜視図である。
【００１４】
図２に示すように、単電池１００Ａは、電池缶１０１と電池蓋１０２とから構成される電池容器を備えている。電池缶１０１および電池蓋１０２の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などである。図３に示すように、電池缶１０１には捲回電極群１７０が収容されている。電池缶１０１は、一対の幅広面１０１ａと一対の幅狭面１０１ｂと底面１０１ｃとを有し、上面が開口された矩形箱状に形成されている。捲回電極群１７０は絶縁ケース１０８に覆われた状態で電池缶１０１に収容されている。絶縁ケース１０８の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂である。これにより、電池缶１０１の内面と、捲回電極群１７０とは電気的に絶縁されている。
【００１５】
図２および図３に示すように、電池蓋１０２は、矩形平板状であって、電池缶１０１の開口を塞ぐように溶接されている。つまり、電池蓋１０２は、電池缶１０１を封止している。電池蓋１０２には、捲回電極群１７０の正極電極１７４および負極電極１７５のそれぞれに正極集電体１８０および負極集電体１９０を介して電気的に接続された正極端子１４１および負極端子１５１が配設されている。
【００１６】
正極端子１４１が正極集電体１８０を介して捲回電極群１７０の正極電極１７４に電気的に接続され、負極端子１５１が負極集電体１９０を介して捲回電極群１７０の負極電極１７５に電気的に接続されているため、正極端子１４１および負極端子１５１を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、正極端子１４１および負極端子１５１を介して外部発電電力が捲回電極群１７０に供給されて充電される。
【００１７】
図３に示すように、電池蓋１０２には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔１０６ａが穿設されている。注液孔１０６ａは、電解液注入後に注液栓１０６ｂによって封止される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。
【００１８】
図２に示すように、電池蓋１０２には、ガス排出弁１０３が設けられている。ガス排出弁１０３は、プレス加工によって電池蓋１０２を部分的に薄肉化することで形成されている。ガス排出弁１０３には、開裂時に大きな開口が形成されるように開裂溝が形成されている。ガス排出弁１０３は、単電池が過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。
【００１９】
図４を参照して、捲回電極群１７０について説明する。図４は捲回電極群１７０を示す斜視図である。蓄電要素である捲回電極群１７０は、図４に示すように、長尺状の正極電極１７４および負極電極１７５をセパレータ１７３を介在させて捲回軸Ｗ周りに扁平形状に捲回することで積層構造とされている。
【００２０】
正極電極１７４は、正極箔１７１と、正極活物質に結着材（バインダ）を配合した正極活物質合剤が正極箔１７１の両面に塗工されて形成された正極活物質合剤層１７６とを有する。負極電極１７５は、負極箔１７２と、負極活物質に結着材（バインダ）を配合した負極活物質合剤が負極箔１７２の両面に塗工されて形成された負極活物質合剤層１７７とを有する。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。
【００２１】
正極箔１７１は、厚さ２０〜３０μｍ程度のアルミニウム合金箔であり、負極箔１７２は、厚さ１５〜２０μｍ程度の銅合金箔である。セパレータ１７３の素材は多孔質のポリエチレン樹脂である。正極活物質は、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物であり、負極活物質は、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材である。
【００２２】
捲回電極群１７０の幅方向（捲回方向に直交する捲回軸Ｗ方向）の両端部は、一方が正極活物質合剤層１７６が形成されていない未塗工部（正極箔１７１の露出部）が積層された部分とされ、他方が負極活物質合剤層１７７が形成されていない未塗工部（負極箔１７２の露出部）が積層された部分とされている。正極側未塗工部の積層体および負極側未塗工部の積層体は、それぞれ予め押し潰され、それぞれ後述の電池蓋組立体１０７の正極集電体１８０および負極集電体１９０（図５（ａ）参照）と超音波接合により接続される。
【００２３】
図５（ａ）は電池蓋組立体１０７の斜視図であり、図５（ｂ）は電池蓋組立体１０７の分解斜視図である。図５では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。なお、図５（ｂ）では、負極端子１５１およびガスケット１３０の図示を省略している。
【００２４】
電池蓋組立体１０７は、電池蓋１０２と、電池蓋１０２に設けられた一対の貫通孔１０２ｈのそれぞれに取り付けられた負極端子１５１および正極端子１４１と、負極集電体１９０および正極集電体１８０と、一対のガスケット１３０と、一対の絶縁部材１６０とを含んで構成されている。
【００２５】
負極端子１５１および負極集電体１９０の材質は銅合金である。負極端子１５１は、負極集電体１９０に電気的に接続される。正極端子１４１および正極集電体１８０の材質はアルミニウム合金である。正極端子１４１は、正極集電体１８０に電気的に接続される。絶縁部材１６０の材質は、ＪＩＳ Ｋ６９００プラスチック―用語で定義された「硬質プラスチック」にガラス繊維（ＧＦ）を混入した絶縁性材料である。ガスケット１３０の材質は、ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂である。
【００２６】
図３および図５（ｂ）に示すように、電池蓋１０２には、一対の円形状の貫通孔１０２ｈと、電池缶１０１の内側に向かって突出する一対の円形凸部１０２ｃが設けられている。後述するように、貫通孔１０２ｈには、ガスケット１３０（図３参照）を介して正負極端子１４１，１５１の貫通部１４３，１５３が挿通される（図７（ａ）参照）。円形凸部１０２ｃは、後述するように、絶縁部材１６０の円形凹部１６７に嵌合される（図７（ａ）参照）。円形凸部１０２ｃは、電池蓋１０２の外表面から内側に向かってプレス加工されることで有底円筒形状に形成されている。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、負極集電体１９０は、電池蓋１０２の内面に沿って配置される矩形平板状の端子接続部１９１と、端子接続部１９１の一辺側部から略直角に曲がって、電池缶１０１の幅広面１０１ａに沿いながら電池缶１０１の底面１０１ｃに向かって延在する平面板１９２と、平面板１９２の下端に設けた連結部１９６により接続される接合部１９３とを備えている。接合部１９３は、超音波接合により捲回電極群１７０の負極電極１７５に電気的に接続される部分であり、負極電極１７５との接合面１９３ａを有している。端子接続部１９１には、後述する負極端子１５１の突部１５５（図３参照）が挿通される円形状の貫通孔１９４が設けられている。図５（ａ）に示すように、端子接続部１９１には、負極端子１５１がカシメおよび溶接により固着されている。
【００２８】
同様に、図５（ｂ）に示すように、正極集電体１８０は、電池蓋１０２の内面に沿って配置される矩形平板状の端子接続部１８１と、端子接続部１８１の一辺側部から略直角に曲がって、電池缶１０１の幅広面１０１ａに沿いながら電池缶１０１の底面１０１ｃに向かって延在する平面板１８２と、平面板１８２の下端に設けた連結部１８６により接続される接合部１８３とを備えている。接合部１８３は、超音波接合により捲回電極群１７０の正極電極１７４に電気的に接続される部分であり、正極電極１７４との接合面１８３ａを有している。端子接続部１８１には、後述する正極端子１４１の突部１４５（図３参照）が挿通される円形状の貫通孔１８４が設けられている。図５（ａ）に示すように、端子接続部１８１には、正極端子１４１がカシメおよび溶接により固着されている。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、負極集電体１９０の端子接続部１９１は、絶縁部材１６０の凹部１６２（図５（ｂ）参照）に嵌合されている。端子接続部１９１の内側側面１９１ｉおよび外側側面１９１ｏは、電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている。後述するように、端子接続部１９１の内側側面１９１ｉは、絶縁部材１６０の凹部１６２の内側係合面１６２ｉ（図５（ｂ）参照）に当接され、端子接続部１９１の外側側面１９１ｏは、絶縁部材１６０の凹部１６２の外側係合面１６２ｏ（図５（ｂ）参照）に当接されている。
【００３０】
同様に、図５（ａ）に示すように、正極集電体１８０の端子接続部１８１は、絶縁部材１６０の凹部１６２（図５（ｂ）参照）に嵌合されている。端子接続部１８１の内側側面１８１ｉおよび外側側面１８１ｏは、電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている。後述するように、端子接続部１８１の内側側面１８１ｉは、絶縁部材１６０の凹部１６２の内側係合面１６２ｉ（図５（ｂ）参照）に当接され、端子接続部１８１の外側側面１８１ｏは、絶縁部材１６０の凹部１６２の外側係合面１６２ｏ（図５（ｂ）参照）に当接されている。
【００３１】
図５に示すように、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１のそれぞれと、電池蓋１０２との間には絶縁部材１６０が配置されている。図６は絶縁部材１６０の斜視図である。図７（ａ）は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線切断断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線切断断面図である。なお、図７では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。図７（ａ）では捲回電極群１７０およびバスバー１１０を二点鎖線で図示している。
【００３２】
図６および図７に示すように、絶縁部材１６０は、略平板状部材であって、長辺が電池缶１０１の幅広面１０１ａに平行に配置され、短辺が電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている（図５参照）。
【００３３】
図５（ａ）および図７に示すように、絶縁部材１６０は、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１のそれぞれと電池蓋１０２との間に介在されるベース部１６１と、ベース部１６１から延在する厚肉部１６５とを有している。
【００３４】
図６（ｂ）に示すように、絶縁部材１６０の電池蓋１０２側の面は、電池蓋１０２に当接される当接面１６０ａとされている。図６（ａ）に示すように、ベース部１６１の捲回電極群１７０側の面は、端子接続部１８１，１９１に当接される当接面１６２ａとされている。図５（ａ）および図７に示すように、絶縁性を有する絶縁部材１６０のベース部１６１が、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１のそれぞれと電池蓋１０２との間に介在されているため、正負極集電体１８０，１９０のそれぞれと電池蓋１０２とは電気的に絶縁されている。
【００３５】
厚肉部１６５の厚みは、ベース部１６１の厚みよりも厚く形成されており、本実施の形態ではベース部１６１の厚みと、端子接続部１８１，１９１との厚みの和に相当する寸法とされている。ベース部１６１と厚肉部１６５との間には段差が設けられている。
【００３６】
図６および図７に示すように、絶縁部材１６０は、ベース部１６１の一端部から捲回電極群１７０側に向かって突出するように形成された係合壁１６４と、厚肉部１６５から捲回電極群１７０側に突出するように形成された位置規制部１６６とを有している。
【００３７】
係合壁１６４は、直方体形状であって、電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に設けられている。位置規制部１６６は、直方体形状であって、捲回電極群１７０に当接される平面視矩形状の位置規制面１６６ａを有している。図７（ａ）に示すように、捲回電極群１７０は、この位置規制面１６６ａに面接触した状態で、正負極集電体１８０，１９０に超音波接合される。
【００３８】
図６および図７に示すように、絶縁部材１６０は、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１が嵌合される凹部１６２を有している。凹部１６２は、上記したベース部１６１と、係合壁１６４と、厚肉部１６５とによって形成されている。凹部１６２は、ベース部１６１の当接面１６２ａと、係合壁１６４の一側面（以下、外側係合面と称す）１６２ｏと、厚肉部１６５とベース部１６１との段差部に設けられた厚肉部１６５の一側面（以下、内側係合面と称す）１６２ｉとを有している。
【００３９】
内側係合面１６２ｉおよび外側係合面１６２ｏは、それぞれ電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている。絶縁部材１６０の凹部１６２に端子接続部１８１，１９１が嵌合されると、図５および図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、内側係合面１６２ｉに端子接続部１８１，１９１の内側側面１８１ｉ，１９１ｉが当接し、外側係合面１６２ｏに端子接続部１８１，１９１の外側側面１８１ｏ，１９１ｏが当接する。
【００４０】
図６に示すように、絶縁部材１６０のベース部１６１には、後述する正負極端子１４１，１５１の貫通部１４３，１５３（図７（ａ）参照）が挿通される円形状の貫通孔１６１ｈが設けられている。図６（ｂ）に示すように、厚肉部１６５には、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃに対向する位置において、電池蓋１０２側が開口するように円形凹部１６７が設けられている。円形凹部１６７は、平面視円形状の底面と、底面から垂直に立ち上がる内周面とを有している。図７（ａ）に示すように、円形凹部１６７は、厚肉部１６５から捲回電極群１７０側に向かって延在する位置規制部１６６に対応して設けられている。
【００４１】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃは、絶縁部材１６０の円形凹部１６７に嵌合されている。円形凹部１６７に円形凸部１０２ｃが嵌合されると、円形凹部１６７の内周面に円形凸部１０２ｃの外周面が当接する。
【００４２】
図３に示すように、負極端子１５１は、円柱形状の外部端子部１５２と、上記した電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈおよび絶縁部材１６０の貫通孔１６１ｈを貫通する円柱形状の貫通部１５３と、貫通部１５３の一端から捲回電極群１７０側に向かって突設された円筒状の突部１５５とを備えている。貫通部１５３の外径寸法は外部端子部１５２の外径寸法よりも小さく、突部１５５の外径寸法は貫通部１５３の外径寸法よりも小さい。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、外部端子部１５２の頂面は、バスバー１１０が溶接されるバスバー溶接面１５２ａとされている。バスバー１１０は、バスバー溶接面１５２ａに当接された状態で、レーザ溶接される。負極端子１５１の貫通部１５３は、ガスケット１３０が装着された状態で、電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈに挿通される。
【００４４】
同様に、図３に示すように、正極端子１４１は、円柱形状の外部端子部１４２と、上記した電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈおよび絶縁部材１６０の貫通孔１６１ｈを貫通する円柱形状の貫通部１４３と、貫通部１４３の一端から捲回電極群１７０側に向かって突設された円筒状の突部１４５とを備えている。貫通部１４３の外径寸法は外部端子部１４２の外径寸法よりも小さく、突部１４５の外径寸法は貫通部１４３の外径寸法よりも小さい。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、外部端子部１４２の頂面は、バスバー１１０が溶接されるバスバー溶接面１４２ａとされている。バスバー１１０は、バスバー溶接面１４２ａに当接された状態で、レーザ溶接される。正極端子１４１の貫通部１４３は、ガスケット１３０が装着された状態で、電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈに挿通される。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、ガスケット１３０は、円筒状の小径筒部１３０ａと、小径筒部１３０ａの上端から外方に延在する円環状の鍔部１３０ｂと、鍔部１３０ｂの外縁から上方に立ち上がる円筒状の大径筒部１３０ｃとを備えている。
【００４７】
ガスケット１３０の小径筒部１３０ａは、正負極端子１４１，１５１の貫通部１４３，１５３のそれぞれと、電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈとの間に介在するように配置されている。ガスケット１３０の鍔部１３０ｂは、電池蓋１０２の外表面と、正負極端子１４１，１５１の外部端子部１４２，１５２の端面との間に介在するように配置されている。これにより、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２との間が封止され、電池容器の気密性が確保されている。ガスケット１３０は上記したように絶縁性を有しているため、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２とは電気的に絶縁されている。
【００４８】
ガスケット１３０の大径筒部１３０ｃは、正負極端子１４１，１５１の外部端子部１４２，１５２の下側外表面を覆うように、外部端子部１４２，１５２に密着している。これにより、結露等により電池蓋１０２に水滴が付着しても正負極端子１４１，１５１と電池蓋１０２との絶縁性を確保することができる。
【００４９】
負極端子１５１の円筒状の突部１５５は、負極集電体１９０の端子接続部１９１に形成された貫通孔１９４に挿通される。外部端子部１５２の下端面と電池蓋１０２の外表面とでガスケット１３０の鍔部１３０ｂが挟まれ、貫通部１５３の下端面が端子接続部１９１に当接された状態で、円筒状の突部１５５の先端が負極集電体１９０の端子接続部１９１にかしめられる。
【００５０】
その結果、図７（ａ）に示すように、負極集電体１９０の端子接続部１９１はカシメ部１５５ｓと貫通部１５３の下端面によって挟持され、絶縁部材１６０、電池蓋１０２およびガスケット１３０の鍔部１３０ｂは端子接続部１９１と外部端子部１５２の下端面とによって挟持されている。カシメ部１５５ｓと端子接続部１９１とは、かしめ固定された後、レーザによりスポット溶接される。
【００５１】
同様に、正極端子１４１の円筒状の突部１４５は、正極集電体１８０の端子接続部１８１に形成された貫通孔１８４に挿通される。外部端子部１４２の下端面と電池蓋１０２の外表面とでガスケット１３０の鍔部１３０ｂが挟まれ、貫通部１４３の下端面が端子接続部１８１に当接された状態で、円筒状の突部１４５の先端が正極集電体１８０の端子接続部１８１にかしめられる。
【００５２】
その結果、図７（ａ）に示すように、正極集電体１８０の端子接続部１８１はカシメ部１４５ｓと貫通部１４３の下端面によって挟持され、絶縁部材１６０、電池蓋１０２およびガスケット１３０の鍔部１３０ｂは端子接続部１８１と外部端子部１４２の下端面とによって挟持されている。カシメ部１４５ｓと端子接続部１８１とは、かしめ固定された後、レーザによりスポット溶接される。
【００５３】
このように、正極端子１４１は、正極集電体１８０の端子接続部１８１にカシメおよび溶接により固着され、負極端子１５１は、負極集電体１９０の端子接続部１９１にカシメおよび溶接により固着されている。これにより、正極集電体１８０と正極端子１４１とが電気的に接続され、負極集電体１９０と負極端子１５１とが電気的に接続される。
【００５４】
図８は、組電池に振動が作用した状態を示す概念図であり、図９は、負極端子１５１に接続された負極集電体１９０と、絶縁部材１６０の係合状態を示す模式図である。図９では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。
【００５５】
組電池に電池蓋１０２の長手方向の振動が作用すると、図８の矢印で示すように、単電池１００Ａと単電池１００Ｂとがそれぞれ逆方向に移動するように位置ずれして、単電池１００Ａと単電池１００Ｂとを接続するバスバー１１０が溶接された正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸を回転中心とした回転トルクが作用する。
【００５６】
同様に、単電池１００Ｂと単電池１００Ｃとがそれぞれ逆方向に移動するように位置ずれして、単電池１００Ｂと単電池１００Ｃとを接続するバスバー１１０が溶接された正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸を回転中心とした回転トルクが作用する。
【００５７】
図９に示すように、正負極端子１４１，１５１に、正負極端子１４１，１５１の中心軸ＣＬを回転中心とした回転トルクが作用すると、絶縁部材１６０の凹部１６２の側面が端子接続部１８１，１９１の側面からの力を受けて、正負極端子１４１，１５１に固着された端子接続部１８１，１９１の回転を防止する。
【００５８】
たとえば、図９に示す矢印Ｔ１の方向に回転トルクが作用すると、絶縁部材１６０は、主に、図９に示す係合部Ｅ１１および係合部Ｅ１２において端子接続部１８１，１９１からの力を受ける。絶縁部材１６０は、端子接続部１８１，１９１よりも剛性が低い樹脂材料であるが、図９に示すように、主に２カ所で端子接続部１８１，１９１からの力を受けているため、１カ所で端子接続部１８１，１９１からの力を受ける場合に比べて、絶縁部材１６０に作用する力を分散させ、絶縁部材１６０の変形を抑制できる。
【００５９】
上述した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）正負極端子１４１，１５１が固着された正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１に嵌合される凹部１６２を絶縁部材１６０に設けるとともに、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃに嵌合される円形凹部１６７を絶縁部材１６０に設けた。これにより、正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸ＣＬ（図９参照）を回転中心とした回転力が作用すると、図７（ａ）、図７（ｂ）および図９に示すように、絶縁部材１６０の凹部１６２の側面が正負極端子１４１，１５１に固着された端子接続部１８１，１９１の側面を介して正負極端子１４１，１５１からの回転力を受け、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃの側面が絶縁部材１６０の凹部１６２の側面を介して絶縁部材１６０からの回転力を受けることで、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転を防止できる。
【００６０】
したがって、複数の単電池１００Ａ〜１００Ｃから構成される組電池に振動や衝撃が作用したとき、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転が防止されるため、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈとの間に介在されたガスケット１３０の変形、損傷、位置ずれが防止される。その結果、振動や衝撃が作用しても電池容器の気密性を確保できる。
【００６１】
（２）捲回電極群１７０に当接される位置規制面１６６ａを有する位置規制部１６６を絶縁部材１６０に設けた。これにより、超音波接合の際に、位置規制部１６６の位置規制面１６６ａを捲回電極群１７０に当接させることで容易に位置決めをすることができる。さらに、位置規制面１６６ａは、単電池１００Ａ〜１００Ｃに振動や衝撃が作用した際に、捲回電極群１７０の電池蓋１０２側への移動を規制するので、捲回電極群１７０の正負極箔１７１，１７２の露出部が電池蓋１０２に接触して短絡するのを確実に防止できる。
【００６２】
（３）位置規制部１６６に絶縁部材１６０の円形凹部１６７を設けたため、位置規制部１６６と円形凹部１６７とを個別に設ける場合に比べて、絶縁部材１６０を小さくできる。
【００６３】
（４）絶縁部材１６０の凹部１６２における内側係合面１６２ｉおよび外側係合面１６２ｏを電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置して、端子接続部１８１，１９１の回転を防止する構成としたので、単電池１００Ａ〜１００Ｃを薄く形成できる。
【００６４】
―第２の実施の形態―
図１０〜図１２を参照して第２の実施の形態に係る二次電池（単電池）を説明する。図１０（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る単電池の電池蓋組立体を示す斜視図、（ｂ）は電池蓋組立体の分解斜視図である。図１１は絶縁部材２６０を示す斜視図であり、図１２は、負極端子２５１に接続された負極集電体２９０と、絶縁部材２６０の係合状態を示す模式図である。図１０および図１２では負極側の構成を示しているが、正極側も同様の構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号も付している。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
第２の実施の形態では、正負極集電体２８０，２９０の端子接続部２８１，２９１の形状、ならびに、絶縁部材２６０の凹部２６２の形状が第１実施形態と異なるが、その他の構成は同一である。
【００６６】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、正負極集電体２８０，２９０の端子接続部２８１，２９１には、内側側面２８１ｉ，２９１ｉから電池缶１０１の中心側に向かって突出する補助係合部２８９，２９９がさらに設けられている。図１１に示すように、絶縁部材２６０の厚肉部２６５は、補助係合部２８９，２９９の形状に対応して切りかかれており、絶縁部材２６０の凹部２６２には、補助係合部２８９の側面に係合する補助係合面２６２ｓがさらに設けられている。
【００６７】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、図１２に示すように、正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸ＣＬを回転中心とした回転力が作用すると、絶縁部材２６０の凹部２６２の側面が正負極端子１４１，１５１に固着された端子接続部２８１，２９１の側面を介して正負極端子１４１，１５１からの回転力を受け、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃの側面が絶縁部材２６０の凹部１６２の側面を介して絶縁部材２６０からの回転力を受けることで、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転を防止できる。
【００６８】
したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、複数の単電池から構成される組電池に振動や衝撃が作用したとき、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転が防止されるため、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈとの間に介在されたガスケット１３０の変形、損傷、位置ずれが防止される。その結果、振動や衝撃が作用しても電池容器の気密性を確保できる。
【００６９】
さらに、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比べて以下の点が優れている。たとえば、図１２に示す矢印Ｔ２の方向に回転トルクが作用すると、絶縁部材２６０は、主に、図１２に示す係合部Ｅ２１および係合部Ｅ２２、係合部Ｅ２３において端子接続部２８１，２９１からの力を受ける。絶縁部材２６０は、端子接続部２８１，２９１よりも剛性が低い樹脂材料であるが、図１２に示すように、主に３カ所で端子接続部２８１，２９１からの力を受けているため、２カ所で端子接続部２８１，２９１からの力を受ける第１の実施の形態に比べて、絶縁部材２６０に作用する力を分散させ、絶縁部材２６０の変形を抑制できる。
【００７０】
なお、次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
［変形例］
（１）第１の実施の形態では、絶縁部材１６０の凹部１６２に矩形平板状の端子接続部１８１，１９１を嵌合して、端子接続部１８１，１９１の内側側面１８１ｉ，１９１ｉおよび外側側面１８１ｏ，１９１ｏと、凹部１６２の内側係合面１６２ｉおよび外側係合面１６２ｏとを当接させる構成について説明した。第２の実施の形態では、絶縁部材２６０の凹部２６２に補助係合部２８９，２９９をさらに有する端子接続部２８１，２９１の内側側面２８１ｉ，２９１ｉおよび外側側面２８１ｏ，２９１ｏ、補助係合部２８９，２９９の側面と、凹部２６２の内側係合面２６２ｉおよび外側係合面１６２ｏ、補助係合面２６２ｓとを当接させる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、端子接続部１８１，１９１，２８１，２９１の側面を絶縁部材１６０，２６０の凹部１６２，２６２の側面に係合させて、正負極端子１４１，１５１に回転トルクが作用したときに、端子接続部１８１，１９１，２８１，２９１の回転が防止される種々の構成を採用できる。たとえば、絶縁部材１６０，２６０のベース部１６１，２６１の幅広面１０１ａ側両端部に幅広面１０１ａに平行な係合壁（不図示）さらに設けてもよい。幅広面１０１ａ側両端部に係合壁を設ける場合は、係合壁１６４や厚肉部１６５，２６５とベース部１６１，２６１との間の段差部を形成しなくてもよい。
【００７１】
（２）上記した実施の形態では、絶縁部材１６０，２６０の円形凹部１６７に電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃが嵌合して、絶縁部材１６０，２６０の円形凹部１６７の内周側面と、円形凸部１０２ｃの外周側面とを係合させる構成について説明したが本発明はこれに限定されない。絶縁部材１６０，２６０の円形凹部１６７の内周側面を、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃの外周側面に係合させて、正負極端子１４１，１５１に回転トルクが作用したときに、絶縁部材１６０，２６０の回転が防止される種々の構成を採用できる。たとえば、平面視円形状の円形凸部１０２ｃを電池蓋１０２に設けるとともに、平面視矩形状の矩形凹部（不図示）を絶縁部材１６０，２６０に設けて、矩形凹部に円形凸部１０２ｃを嵌合させてもよい。平面視矩形状の矩形凹部（不図示）を絶縁部材１６０，２６０に設けるとともに、平面視矩形状の矩形凸部（不図示）を電池蓋１０２に設けて、絶縁部材１６０，２６０の矩形凹部に電池蓋１０２の矩形凸部を嵌合させてもよい。
【００７２】
（３）絶縁部材１６０の円形凹部１６７は、平面視円形状の底面と、底面から垂直に立ち上がる内周面とを有することとして説明したが、本発明はこれに限定されない。絶縁部材１６０の円形凹部１６７の底面から立ち上がる側面は、底面から外方に向かって内径が広がるような傾斜面（テーパ面）として形成してもよい。このように、円形凹部１６７にテーパ面を形成することで、電池蓋の円形凸部１０２ｃを容易に絶縁部材の円形凹部１６７に挿入することができる。
【００７３】
（４）リチウムイオン単電池を二次電池の一例として説明したが、ニッケル水素電池などその他の二次電池にも本発明を適用できる。
【００７４】
（５）正極端子１４１，２４１、正極集電体１８０，２８０および正極箔１７１の材質は、アルミニウム合金に限定されることなく、アルミニウムとしてもよい。負極端子１５１，２５１、負極集電体１９０，２９０および負極箔１７２の材質は、銅合金に限定されることなく、銅としてもよい。
【００７５】
（６）上記した実施の形態では、絶縁部材１６０，２６０の材質にＪＩＳ Ｋ６９００プラスチック―用語で定義された「硬質プラスチック」にガラス繊維（ＧＦ）を混入したものを採用したが、本発明はこれに限定されない。ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂を用いてもよい。
【００７６】
（７）上記した実施の形態では、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される組電池を構成する二次電池（単電池）について説明したが本発明はこれに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの蓄電装置に利用可能な組電池に本発明を適用してもよい。
【００７７】
（８）上記した実施の形態では、バスバー１１０と正負極端子１４１，１５１とをレーザ溶接により接続したが、本発明はこれに限定されない。電子ビーム溶接により、バスバー１１０と正負極端子１４１，１５１とを接続してもよい。
【００７８】
本発明は、上記した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１００Ａ〜１００Ｃ 単電池、１０１ 電池缶、１０１ａ 幅広面、１０１ｂ 幅狭面、１０１ｃ 底面、１０２ 電池蓋、１０２ｃ 円形凸部、１０２ｈ 貫通孔、１１０ バスバー、１３０ ガスケット、１４１ 正極端子、１４２ 外部端子部、１４２ａ バスバー溶接面、１４３ 貫通部、１４５ 突部、１４５ｓ カシメ部、１５１ 負極端子、１５２ 外部端子部、１５２ａ バスバー溶接面、１５３ 貫通部、１５５ 突部、１５５ｓ カシメ部、１６０ 絶縁部材、１６１ ベース部、１６１ｈ 貫通孔、１６２ 凹部、１６２ａ 当接面、１６２ｉ 内側係合面、１６２ｏ 外側係合面、１６４ 係合壁、１６５ 厚肉部、１６６ 位置規制部、１６６ａ 位置規制面、１６７ 円形凹部、１７０ 捲回電極群、１７３ セパレータ、１７４ 正極電極、１７５ 負極電極、１８０ 正極集電体、１８１ 端子接続部、１８１ｉ 内側側面、１８１ｏ 外側側面、１８３ 接合部、１８３ａ 接合面、１８４ 貫通孔、１９０ 負極集電体、１９１ 端子接続部、１９１ｉ 内側側面、１９１ｏ 外側側面、１９３ 接合部、１９３ａ 接合面、１９４ 貫通孔、２４１ 正極端子、２５１ 負極端子、２６０ 絶縁部材、２６２ 凹部、２６２ｓ 補助係合面、２８０ 正極集電体、２８１ 端子接続部、２８１ｉ 内側側面、２８９ 補助係合部、２９０ 負極集電体、２９１ 端子接続部、２９１ｉ 内側側面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として大容量（Ｗｈ）の二次電池が開発されており、その中でもエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池が注目されている。
【０００３】
角形のリチウムイオン二次電池においては、正極電極および負極電極をセパレータを介在させて捲回することで扁平形状の捲回電極群が形成される。捲回電極群は、電池蓋の貫通孔に絶縁シール部材を介して装着された正極端子および負極端子に電気的に接続される。捲回電極群は、電池容器の電池缶に収容され、電池缶の開口部は電池蓋で封止溶接される。二次電池は、捲回電極群を収容した電池容器の注液孔から電解液が注入された後、注液栓が挿入されてレーザ溶接により封止溶接されることで形成される。
【０００４】
複数の上記角形の二次電池（単電池）の正極端子と負極端子とをバスバーなどの導電部材により電気的に接続することで組電池が形成される。特許文献１には、バスバーを溶接するのに適した円盤形状の外部端子を備えた二次電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４２０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の二次電池（単電池）を複数接続して組電池を形成した場合、組電池に作用する振動や衝撃を起因として端子が回転し、端子と電池蓋の貫通孔との間に介在される絶縁シール部材が変形、損傷、または位置ずれする等により電池容器の気密性が損なわれてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、正極電極および負極電極をセパレータを介在させて捲回した捲回電極群と、捲回電極群を収容する電池缶と、電池缶を封止する電池蓋と、電池蓋に設けられた一対の貫通孔のそれぞれに取り付けられた正極端子および負極端子と、正極端子および負極端子のそれぞれと貫通孔との間に介在されて、正極端子および負極端子のそれぞれと電池蓋とを絶縁する絶縁シール部材と、正極電極に接続される電極接続部と、正極端子に固着される端子接続部とを有する正極集電体と、負極電極に接続される電極接続部と、負極端子に固着される端子接続部とを有する負極集電体と、正負極集電体の端子接続部のそれぞれと電池蓋との間に介在されて、正負極集電体のそれぞれと電池蓋とを絶縁する絶縁部材とを備え、正負極端子のそれぞれには、二次電池同士を電気的に接続するためのバスバーが溶接されるバスバー溶接部が設けられ、電池蓋は、電池缶の内側に向かって突出する凸部を有し、絶縁部材は、正負極集電体の端子接続部が嵌合される第１凹部と、電池蓋の凸部が嵌合される第２凹部とを有し、正負極端子を中心とした回転力が正負極端子に作用すると、絶縁部材の第１凹部の側面が正負極端子に固着された端子接続部の側面を介して正負極端子からの回転力を受け、電池蓋の凸部の側面が絶縁部材の第２凹部の側面を介して絶縁部材からの回転力を受けることで、正負極端子の電池蓋に対する回転が防止されることを特徴とする二次電池である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の二次電池において、電池缶と電池蓋とから構成される電池容器は、一対の幅広面と一対の幅狭面とを有する角形形状とされ、端子接続部は、矩形平板状であって、電池缶の幅狭面に平行に配置される内側側面と外側側面とを有し、電池蓋の内面に沿って配置され、絶縁部材の凹部は、端子接続部の内側側面に係合する内側係合面および端子接続部の外側側面に係合する外側係合面を有していることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の二次電池において、端子接続部には、内側側面から電池缶の中心側に向かって突出する補助係合部がさらに設けられ、絶縁部材の凹部には、補助係合部の側面に係合する補助係合面がさらに設けられていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の二次電池において、絶縁部材には、捲回電極群に当接される面を有する位置規制部が設けられ、絶縁部材の第２凹部は、位置規制部に対応して設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二次電池同士を電気的に接続するためのバスバーが溶接されるバスバー溶接部を有する正負極端子を備えた二次電池において、二次電池に作用する振動や衝撃に起因して正負極端子が回転することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る単電池により構成される組電池の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る単電池の外観を示す斜視図。
【図３】図２の単電池の構成を示す分解斜視図。
【図４】図３の捲回電極群を示す斜視図。
【図５】（ａ）は図３の電池蓋組立体を示す斜視図、（ｂ）は電池蓋組立体の分解斜視図。
【図６】図５の絶縁部材を示す斜視図。
【図７】（ａ）は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線切断断面図、（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線切断断面図。
【図８】組電池に振動が作用した状態を示す概念図。
【図９】負極端子に接続された負極集電体と、絶縁部材の係合状態を示す模式図。
【図１０】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る単電池の電池蓋組立体を示す斜視図、（ｂ）は電池蓋組立体の分解斜視図。
【図１１】図１０の絶縁部材を示す斜視図。
【図１２】負極端子に接続された負極集電体と、絶縁部材の係合状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明をハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される組電池を構成する角形形状のリチウムイオン二次電池（以下単電池と記す）に適用した実施の形態について説明する。
―第１の実施の形態―
図１は、組電池の斜視図である。図１に示すように、組電池は、複数の単電池１００Ａ〜１００Ｃを有している。単電池１００Ａ〜１００Ｃは、扁平な直方体形状であって、側面のうちで広い面積を有する幅広面１０１ａ同士が対向するように並べて配置されている。図示するように、単電池１００Ａ，１００Ｃは、正極端子１４１が図中左側に配され、単電池１００Ｂは、負極端子１５１が図中左側に配されている。すなわち、並置された複数の単電池１００Ａ〜１００Ｃは、各単電池１００Ａ〜１００Ｃのそれぞれの電池蓋１０２に取り付けられた正極端子１４１および負極端子１５１の位置が逆転するように、向きが反転して配置されている。
【００１１】
図１に示すように、単電池１００Ａの図中左側の正極端子１４１と単電池１００Ｂの図中左側の負極端子１５１とは、金属製の平板状導電部材であるバスバー１１０によって電気的に接続されている。同様に、単電池１００Ｂの図中右側の正極端子１４１と単電池１００Ｃの図中右側の負極端子１５１とは、バスバー１１０によって電気的に接続されている。単電池同士を電気的に接続するバスバー１１０は、レーザ溶接により正極端子１４１および負極端子１５１に接続されている。
【００１２】
図１に示す単電池１００Ａの図中右側の負極端子１５１と、単電池１００Ｃの図中左側の正極端子１４１には、不図示の他の電池に電気的に直列または並列に不図示の導電部材により接続されるか、不図示の電力取り出し用の端子に不図示の導電部材により接続される。
【００１３】
組電池を構成する単電池について説明する。各単電池１００Ａ〜１００Ｃはそれぞれ同じ構造であるため、以下、代表して単電池１００Ａについて説明する。図２は単電池１００Ａを示す外観斜視図であり、図３は単電池１００Ａの構成を示す分解斜視図である。図４は捲回電極群１７０を示す斜視図であり、図５は電池蓋組立体１０７を示す斜視図である。
【００１４】
図２に示すように、単電池１００Ａは、電池缶１０１と電池蓋１０２とから構成される電池容器を備えている。電池缶１０１および電池蓋１０２の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などである。図３に示すように、電池缶１０１には捲回電極群１７０が収容されている。電池缶１０１は、一対の幅広面１０１ａと一対の幅狭面１０１ｂと底面１０１ｃとを有し、上面が開口された矩形箱状に形成されている。捲回電極群１７０は絶縁ケース１０８に覆われた状態で電池缶１０１に収容されている。絶縁ケース１０８の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂である。これにより、電池缶１０１の内面と、捲回電極群１７０とは電気的に絶縁されている。
【００１５】
図２および図３に示すように、電池蓋１０２は、矩形平板状であって、電池缶１０１の開口を塞ぐように溶接されている。つまり、電池蓋１０２は、電池缶１０１を封止している。電池蓋１０２には、捲回電極群１７０の正極電極１７４および負極電極１７５のそれぞれに正極集電体１８０および負極集電体１９０を介して電気的に接続された正極端子１４１および負極端子１５１が配設されている。
【００１６】
正極端子１４１が正極集電体１８０を介して捲回電極群１７０の正極電極１７４に電気的に接続され、負極端子１５１が負極集電体１９０を介して捲回電極群１７０の負極電極１７５に電気的に接続されているため、正極端子１４１および負極端子１５１を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、正極端子１４１および負極端子１５１を介して外部発電電力が捲回電極群１７０に供給されて充電される。
【００１７】
図３に示すように、電池蓋１０２には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔１０６ａが穿設されている。注液孔１０６ａは、電解液注入後に注液栓１０６ｂによって封止される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。
【００１８】
図２に示すように、電池蓋１０２には、ガス排出弁１０３が設けられている。ガス排出弁１０３は、プレス加工によって電池蓋１０２を部分的に薄肉化することで形成されている。ガス排出弁１０３には、開裂時に大きな開口が形成されるように開裂溝が形成されている。ガス排出弁１０３は、単電池が過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。
【００１９】
図４を参照して、捲回電極群１７０について説明する。図４は捲回電極群１７０を示す斜視図である。蓄電要素である捲回電極群１７０は、図４に示すように、長尺状の正極電極１７４および負極電極１７５をセパレータ１７３を介在させて捲回軸Ｗ周りに扁平形状に捲回することで積層構造とされている。
【００２０】
正極電極１７４は、正極箔１７１と、正極活物質に結着材（バインダ）を配合した正極活物質合剤が正極箔１７１の両面に塗工されて形成された正極活物質合剤層１７６とを有する。負極電極１７５は、負極箔１７２と、負極活物質に結着材（バインダ）を配合した負極活物質合剤が負極箔１７２の両面に塗工されて形成された負極活物質合剤層１７７とを有する。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。
【００２１】
正極箔１７１は、厚さ２０〜３０μｍ程度のアルミニウム合金箔であり、負極箔１７２は、厚さ１５〜２０μｍ程度の銅合金箔である。セパレータ１７３の素材は多孔質のポリエチレン樹脂である。正極活物質は、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物であり、負極活物質は、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材である。
【００２２】
捲回電極群１７０の幅方向（捲回方向に直交する捲回軸Ｗ方向）の両端部は、一方が正極活物質合剤層１７６が形成されていない未塗工部（正極箔１７１の露出部）が積層された部分とされ、他方が負極活物質合剤層１７７が形成されていない未塗工部（負極箔１７２の露出部）が積層された部分とされている。正極側未塗工部の積層体および負極側未塗工部の積層体は、それぞれ予め押し潰され、それぞれ後述の電池蓋組立体１０７の正極集電体１８０および負極集電体１９０（図５（ａ）参照）と超音波接合により接続される。
【００２３】
図５（ａ）は電池蓋組立体１０７の斜視図であり、図５（ｂ）は電池蓋組立体１０７の分解斜視図である。図５では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。なお、図５（ｂ）では、負極端子１５１およびガスケット１３０の図示を省略している。
【００２４】
電池蓋組立体１０７は、電池蓋１０２と、電池蓋１０２に設けられた一対の貫通孔１０２ｈのそれぞれに取り付けられた負極端子１５１および正極端子１４１と、負極集電体１９０および正極集電体１８０と、一対のガスケット１３０と、一対の絶縁部材１６０とを含んで構成されている。
【００２５】
負極端子１５１および負極集電体１９０の材質は銅合金である。負極端子１５１は、負極集電体１９０に電気的に接続される。正極端子１４１および正極集電体１８０の材質はアルミニウム合金である。正極端子１４１は、正極集電体１８０に電気的に接続される。絶縁部材１６０の材質は、ＪＩＳ Ｋ６９００プラスチック―用語で定義された「硬質プラスチック」にガラス繊維（ＧＦ）を混入した絶縁性材料である。ガスケット１３０の材質は、ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂である。
【００２６】
図３および図５（ｂ）に示すように、電池蓋１０２には、一対の円形状の貫通孔１０２ｈと、電池缶１０１の内側に向かって突出する一対の円形凸部１０２ｃが設けられている。後述するように、貫通孔１０２ｈには、ガスケット１３０（図３参照）を介して正負極端子１４１，１５１の貫通部１４３，１５３が挿通される（図７（ａ）参照）。円形凸部１０２ｃは、後述するように、絶縁部材１６０の円形凹部１６７に嵌合される（図７（ａ）参照）。円形凸部１０２ｃは、電池蓋１０２の外表面から内側に向かってプレス加工されることで有底円筒形状に形成されている。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、負極集電体１９０は、電池蓋１０２の内面に沿って配置される矩形平板状の端子接続部１９１と、端子接続部１９１の一辺側部から略直角に曲がって、電池缶１０１の幅広面１０１ａに沿いながら電池缶１０１の底面１０１ｃに向かって延在する平面板１９２と、平面板１９２の下端に設けた連結部１９６により接続される接合部１９３とを備えている。接合部１９３は、超音波接合により捲回電極群１７０の負極電極１７５に電気的に接続される部分であり、負極電極１７５との接合面１９３ａを有している。端子接続部１９１には、後述する負極端子１５１の突部１５５（図３参照）が挿通される円形状の貫通孔１９４が設けられている。図５（ａ）に示すように、端子接続部１９１には、負極端子１５１がカシメおよび溶接により固着されている。
【００２８】
同様に、図５（ｂ）に示すように、正極集電体１８０は、電池蓋１０２の内面に沿って配置される矩形平板状の端子接続部１８１と、端子接続部１８１の一辺側部から略直角に曲がって、電池缶１０１の幅広面１０１ａに沿いながら電池缶１０１の底面１０１ｃに向かって延在する平面板１８２と、平面板１８２の下端に設けた連結部１８６により接続される接合部１８３とを備えている。接合部１８３は、超音波接合により捲回電極群１７０の正極電極１７４に電気的に接続される部分であり、正極電極１７４との接合面１８３ａを有している。端子接続部１８１には、後述する正極端子１４１の突部１４５（図３参照）が挿通される円形状の貫通孔１８４が設けられている。図５（ａ）に示すように、端子接続部１８１には、正極端子１４１がカシメおよび溶接により固着されている。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、負極集電体１９０の端子接続部１９１は、絶縁部材１６０の凹部１６２（図５（ｂ）参照）に嵌合されている。端子接続部１９１の内側側面１９１ｉおよび外側側面１９１ｏは、電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている。後述するように、端子接続部１９１の内側側面１９１ｉは、絶縁部材１６０の凹部１６２の内側係合面１６２ｉ（図５（ｂ）参照）に当接され、端子接続部１９１の外側側面１９１ｏは、絶縁部材１６０の凹部１６２の外側係合面１６２ｏ（図５（ｂ）参照）に当接されている。
【００３０】
同様に、図５（ａ）に示すように、正極集電体１８０の端子接続部１８１は、絶縁部材１６０の凹部１６２（図５（ｂ）参照）に嵌合されている。端子接続部１８１の内側側面１８１ｉおよび外側側面１８１ｏは、電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている。後述するように、端子接続部１８１の内側側面１８１ｉは、絶縁部材１６０の凹部１６２の内側係合面１６２ｉ（図５（ｂ）参照）に当接され、端子接続部１８１の外側側面１８１ｏは、絶縁部材１６０の凹部１６２の外側係合面１６２ｏ（図５（ｂ）参照）に当接されている。
【００３１】
図５に示すように、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１のそれぞれと、電池蓋１０２との間には絶縁部材１６０が配置されている。図６は絶縁部材１６０の斜視図である。図７（ａ）は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線切断断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線切断断面図である。なお、図７では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。図７（ａ）では捲回電極群１７０およびバスバー１１０を二点鎖線で図示している。
【００３２】
図６および図７に示すように、絶縁部材１６０は、略平板状部材であって、長辺が電池缶１０１の幅広面１０１ａに平行に配置され、短辺が電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている（図５参照）。
【００３３】
図５（ａ）および図７に示すように、絶縁部材１６０は、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１のそれぞれと電池蓋１０２との間に介在されるベース部１６１と、ベース部１６１から延在する厚肉部１６５とを有している。
【００３４】
図６（ｂ）に示すように、絶縁部材１６０の電池蓋１０２側の面は、電池蓋１０２に当接される当接面１６０ａとされている。図６（ａ）に示すように、ベース部１６１の捲回電極群１７０側の面は、端子接続部１８１，１９１に当接される当接面１６２ａとされている。図５（ａ）および図７に示すように、絶縁性を有する絶縁部材１６０のベース部１６１が、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１のそれぞれと電池蓋１０２との間に介在されているため、正負極集電体１８０，１９０のそれぞれと電池蓋１０２とは電気的に絶縁されている。
【００３５】
厚肉部１６５の厚みは、ベース部１６１の厚みよりも厚く形成されており、本実施の形態ではベース部１６１の厚みと、端子接続部１８１，１９１との厚みの和に相当する寸法とされている。ベース部１６１と厚肉部１６５との間には段差が設けられている。
【００３６】
図６および図７に示すように、絶縁部材１６０は、ベース部１６１の一端部から捲回電極群１７０側に向かって突出するように形成された係合壁１６４と、厚肉部１６５から捲回電極群１７０側に突出するように形成された位置規制部１６６とを有している。
【００３７】
係合壁１６４は、直方体形状であって、電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に設けられている。位置規制部１６６は、直方体形状であって、捲回電極群１７０に当接される平面視矩形状の位置規制面１６６ａを有している。図７（ａ）に示すように、捲回電極群１７０は、この位置規制面１６６ａに面接触した状態で、正負極集電体１８０，１９０に超音波接合される。
【００３８】
図６および図７に示すように、絶縁部材１６０は、正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１が嵌合される凹部１６２を有している。凹部１６２は、上記したベース部１６１と、係合壁１６４と、厚肉部１６５とによって形成されている。凹部１６２は、ベース部１６１の当接面１６２ａと、係合壁１６４の一側面（以下、外側係合面と称す）１６２ｏと、厚肉部１６５とベース部１６１との段差部に設けられた厚肉部１６５の一側面（以下、内側係合面と称す）１６２ｉとを有している。
【００３９】
内側係合面１６２ｉおよび外側係合面１６２ｏは、それぞれ電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置されている。絶縁部材１６０の凹部１６２に端子接続部１８１，１９１が嵌合されると、図５および図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、内側係合面１６２ｉに端子接続部１８１，１９１の内側側面１８１ｉ，１９１ｉが当接し、外側係合面１６２ｏに端子接続部１８１，１９１の外側側面１８１ｏ，１９１ｏが当接する。
【００４０】
図６に示すように、絶縁部材１６０のベース部１６１には、後述する正負極端子１４１，１５１の貫通部１４３，１５３（図７（ａ）参照）が挿通される円形状の貫通孔１６１ｈが設けられている。図６（ｂ）に示すように、厚肉部１６５には、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃに対向する位置において、電池蓋１０２側が開口するように円形凹部１６７が設けられている。円形凹部１６７は、平面視円形状の底面と、底面から垂直に立ち上がる内周面とを有している。図７（ａ）に示すように、円形凹部１６７は、厚肉部１６５から捲回電極群１７０側に向かって延在する位置規制部１６６に対応して設けられている。
【００４１】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃは、絶縁部材１６０の円形凹部１６７に嵌合されている。円形凹部１６７に円形凸部１０２ｃが嵌合されると、円形凹部１６７の内周面に円形凸部１０２ｃの外周面が当接する。
【００４２】
図３に示すように、負極端子１５１は、円柱形状の外部端子部１５２と、上記した電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈおよび絶縁部材１６０の貫通孔１６１ｈを貫通する円柱形状の貫通部１５３と、貫通部１５３の一端から捲回電極群１７０側に向かって突設された円筒状の突部１５５とを備えている。貫通部１５３の外径寸法は外部端子部１５２の外径寸法よりも小さく、突部１５５の外径寸法は貫通部１５３の外径寸法よりも小さい。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、外部端子部１５２の頂面は、バスバー１１０が溶接されるバスバー溶接面１５２ａとされている。バスバー１１０は、バスバー溶接面１５２ａに当接された状態で、レーザ溶接される。負極端子１５１の貫通部１５３は、ガスケット１３０が装着された状態で、電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈに挿通される。
【００４４】
同様に、図３に示すように、正極端子１４１は、円柱形状の外部端子部１４２と、上記した電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈおよび絶縁部材１６０の貫通孔１６１ｈを貫通する円柱形状の貫通部１４３と、貫通部１４３の一端から捲回電極群１７０側に向かって突設された円筒状の突部１４５とを備えている。貫通部１４３の外径寸法は外部端子部１４２の外径寸法よりも小さく、突部１４５の外径寸法は貫通部１４３の外径寸法よりも小さい。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、外部端子部１４２の頂面は、バスバー１１０が溶接されるバスバー溶接面１４２ａとされている。バスバー１１０は、バスバー溶接面１４２ａに当接された状態で、レーザ溶接される。正極端子１４１の貫通部１４３は、ガスケット１３０が装着された状態で、電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈに挿通される。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、ガスケット１３０は、円筒状の小径筒部１３０ａと、小径筒部１３０ａの上端から外方に延在する円環状の鍔部１３０ｂと、鍔部１３０ｂの外縁から上方に立ち上がる円筒状の大径筒部１３０ｃとを備えている。
【００４７】
ガスケット１３０の小径筒部１３０ａは、正負極端子１４１，１５１の貫通部１４３，１５３のそれぞれと、電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈとの間に介在するように配置されている。ガスケット１３０の鍔部１３０ｂは、電池蓋１０２の外表面と、正負極端子１４１，１５１の外部端子部１４２，１５２の端面との間に介在するように配置されている。これにより、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２との間が封止され、電池容器の気密性が確保されている。ガスケット１３０は上記したように絶縁性を有しているため、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２とは電気的に絶縁されている。
【００４８】
ガスケット１３０の大径筒部１３０ｃは、正負極端子１４１，１５１の外部端子部１４２，１５２の下側外表面を覆うように、外部端子部１４２，１５２に密着している。これにより、結露等により電池蓋１０２に水滴が付着しても正負極端子１４１，１５１と電池蓋１０２との絶縁性を確保することができる。
【００４９】
負極端子１５１の円筒状の突部１５５は、負極集電体１９０の端子接続部１９１に形成された貫通孔１９４に挿通される。外部端子部１５２の下端面と電池蓋１０２の外表面とでガスケット１３０の鍔部１３０ｂが挟まれ、貫通部１５３の下端面が端子接続部１９１に当接された状態で、円筒状の突部１５５の先端が負極集電体１９０の端子接続部１９１にかしめられる。
【００５０】
その結果、図７（ａ）に示すように、負極集電体１９０の端子接続部１９１はカシメ部１５５ｓと貫通部１５３の下端面によって挟持され、絶縁部材１６０、電池蓋１０２およびガスケット１３０の鍔部１３０ｂは端子接続部１９１と外部端子部１５２の下端面とによって挟持されている。カシメ部１５５ｓと端子接続部１９１とは、かしめ固定された後、レーザによりスポット溶接される。
【００５１】
同様に、正極端子１４１の円筒状の突部１４５は、正極集電体１８０の端子接続部１８１に形成された貫通孔１８４に挿通される。外部端子部１４２の下端面と電池蓋１０２の外表面とでガスケット１３０の鍔部１３０ｂが挟まれ、貫通部１４３の下端面が端子接続部１８１に当接された状態で、円筒状の突部１４５の先端が正極集電体１８０の端子接続部１８１にかしめられる。
【００５２】
その結果、図７（ａ）に示すように、正極集電体１８０の端子接続部１８１はカシメ部１４５ｓと貫通部１４３の下端面によって挟持され、絶縁部材１６０、電池蓋１０２およびガスケット１３０の鍔部１３０ｂは端子接続部１８１と外部端子部１４２の下端面とによって挟持されている。カシメ部１４５ｓと端子接続部１８１とは、かしめ固定された後、レーザによりスポット溶接される。
【００５３】
このように、正極端子１４１は、正極集電体１８０の端子接続部１８１にカシメおよび溶接により固着され、負極端子１５１は、負極集電体１９０の端子接続部１９１にカシメおよび溶接により固着されている。これにより、正極集電体１８０と正極端子１４１とが電気的に接続され、負極集電体１９０と負極端子１５１とが電気的に接続される。
【００５４】
図８は、組電池に振動が作用した状態を示す概念図であり、図９は、負極端子１５１に接続された負極集電体１９０と、絶縁部材１６０の係合状態を示す模式図である。図９では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。
【００５５】
組電池に電池蓋１０２の長手方向の振動が作用すると、図８の矢印で示すように、単電池１００Ａと単電池１００Ｂとがそれぞれ逆方向に移動するように位置ずれして、単電池１００Ａと単電池１００Ｂとを接続するバスバー１１０が溶接された正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸を回転中心とした回転トルクが作用する。
【００５６】
同様に、単電池１００Ｂと単電池１００Ｃとがそれぞれ逆方向に移動するように位置ずれして、単電池１００Ｂと単電池１００Ｃとを接続するバスバー１１０が溶接された正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸を回転中心とした回転トルクが作用する。
【００５７】
図９に示すように、正負極端子１４１，１５１に、正負極端子１４１，１５１の中心軸ＣＬを回転中心とした回転トルクが作用すると、絶縁部材１６０の凹部１６２の側面が端子接続部１８１，１９１の側面からの力を受けて、正負極端子１４１，１５１に固着された端子接続部１８１，１９１の回転を防止する。
【００５８】
たとえば、図９に示す矢印Ｔ１の方向に回転トルクが作用すると、絶縁部材１６０は、主に、図９に示す係合部Ｅ１１および係合部Ｅ１２において端子接続部１８１，１９１からの力を受ける。絶縁部材１６０は、端子接続部１８１，１９１よりも剛性が低い樹脂材料であるが、図９に示すように、主に２カ所で端子接続部１８１，１９１からの力を受けているため、１カ所で端子接続部１８１，１９１からの力を受ける場合に比べて、絶縁部材１６０に作用する力を分散させ、絶縁部材１６０の変形を抑制できる。
【００５９】
上述した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）正負極端子１４１，１５１が固着された正負極集電体１８０，１９０の端子接続部１８１，１９１に嵌合される凹部１６２を絶縁部材１６０に設けるとともに、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃに嵌合される円形凹部１６７を絶縁部材１６０に設けた。これにより、正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸ＣＬ（図９参照）を回転中心とした回転力が作用すると、図７（ａ）、図７（ｂ）および図９に示すように、絶縁部材１６０の凹部１６２の側面が正負極端子１４１，１５１に固着された端子接続部１８１，１９１の側面を介して正負極端子１４１，１５１からの回転力を受け、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃの側面が絶縁部材１６０の凹部１６２の側面を介して絶縁部材１６０からの回転力を受けることで、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転を防止できる。
【００６０】
したがって、複数の単電池１００Ａ〜１００Ｃから構成される組電池に振動や衝撃が作用したとき、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転が防止されるため、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈとの間に介在されたガスケット１３０の変形、損傷、位置ずれが防止される。その結果、振動や衝撃が作用しても電池容器の気密性を確保できる。
【００６１】
（２）捲回電極群１７０に当接される位置規制面１６６ａを有する位置規制部１６６を絶縁部材１６０に設けた。これにより、超音波接合の際に、位置規制部１６６の位置規制面１６６ａを捲回電極群１７０に当接させることで容易に位置決めをすることができる。さらに、位置規制面１６６ａは、単電池１００Ａ〜１００Ｃに振動や衝撃が作用した際に、捲回電極群１７０の電池蓋１０２側への移動を規制するので、捲回電極群１７０の正負極箔１７１，１７２の露出部が電池蓋１０２に接触して短絡するのを確実に防止できる。
【００６２】
（３）位置規制部１６６に絶縁部材１６０の円形凹部１６７を設けたため、位置規制部１６６と円形凹部１６７とを個別に設ける場合に比べて、絶縁部材１６０を小さくできる。
【００６３】
（４）絶縁部材１６０の凹部１６２における内側係合面１６２ｉおよび外側係合面１６２ｏを電池缶１０１の幅狭面１０１ｂに平行に配置して、端子接続部１８１，１９１の回転を防止する構成としたので、単電池１００Ａ〜１００Ｃを薄く形成できる。
【００６４】
―第２の実施の形態―
図１０〜図１２を参照して第２の実施の形態に係る二次電池（単電池）を説明する。図１０（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る単電池の電池蓋組立体を示す斜視図、（ｂ）は電池蓋組立体の分解斜視図である。図１１は絶縁部材２６０を示す斜視図であり、図１２は、負極端子２５１に接続された負極集電体２９０と、絶縁部材２６０の係合状態を示す模式図である。図１０および図１２では負極側の構成を示しているが、正極側も同様の構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号も付している。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
第２の実施の形態では、正負極集電体２８０，２９０の端子接続部２８１，２９１の形状、ならびに、絶縁部材２６０の凹部２６２の形状が第１実施形態と異なるが、その他の構成は同一である。
【００６６】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、正負極集電体２８０，２９０の端子接続部２８１，２９１には、内側側面２８１ｉ，２９１ｉから電池缶１０１の中心側に向かって突出する補助係合部２８９，２９９がさらに設けられている。図１１に示すように、絶縁部材２６０の厚肉部２６５は、補助係合部２８９，２９９の形状に対応して切りかかれており、絶縁部材２６０の凹部２６２には、補助係合部２８９の側面に係合する補助係合面２６２ｓがさらに設けられている。
【００６７】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、図１２に示すように、正負極端子１４１，１５１に正負極端子１４１，１５１の中心軸ＣＬを回転中心とした回転力が作用すると、絶縁部材２６０の凹部２６２の側面が正負極端子１４１，１５１に固着された端子接続部２８１，２９１の側面を介して正負極端子１４１，１５１からの回転力を受け、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃの側面が絶縁部材２６０の凹部１６２の側面を介して絶縁部材２６０からの回転力を受けることで、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転を防止できる。
【００６８】
したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、複数の単電池から構成される組電池に振動や衝撃が作用したとき、正負極端子１４１，１５１の電池蓋１０２に対する回転が防止されるため、正負極端子１４１，１５１のそれぞれと電池蓋１０２の貫通孔１０２ｈとの間に介在されたガスケット１３０の変形、損傷、位置ずれが防止される。その結果、振動や衝撃が作用しても電池容器の気密性を確保できる。
【００６９】
さらに、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比べて以下の点が優れている。たとえば、図１２に示す矢印Ｔ２の方向に回転トルクが作用すると、絶縁部材２６０は、主に、図１２に示す係合部Ｅ２１および係合部Ｅ２２、係合部Ｅ２３において端子接続部２８１，２９１からの力を受ける。絶縁部材２６０は、端子接続部２８１，２９１よりも剛性が低い樹脂材料であるが、図１２に示すように、主に３カ所で端子接続部２８１，２９１からの力を受けているため、２カ所で端子接続部２８１，２９１からの力を受ける第１の実施の形態に比べて、絶縁部材２６０に作用する力を分散させ、絶縁部材２６０の変形を抑制できる。
【００７０】
なお、次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
［変形例］
（１）第１の実施の形態では、絶縁部材１６０の凹部１６２に矩形平板状の端子接続部１８１，１９１を嵌合して、端子接続部１８１，１９１の内側側面１８１ｉ，１９１ｉおよび外側側面１８１ｏ，１９１ｏと、凹部１６２の内側係合面１６２ｉおよび外側係合面１６２ｏとを当接させる構成について説明した。第２の実施の形態では、絶縁部材２６０の凹部２６２に補助係合部２８９，２９９をさらに有する端子接続部２８１，２９１の内側側面２８１ｉ，２９１ｉおよび外側側面２８１ｏ，２９１ｏ、補助係合部２８９，２９９の側面と、凹部２６２の内側係合面２６２ｉおよび外側係合面１６２ｏ、補助係合面２６２ｓとを当接させる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、端子接続部１８１，１９１，２８１，２９１の側面を絶縁部材１６０，２６０の凹部１６２，２６２の側面に係合させて、正負極端子１４１，１５１に回転トルクが作用したときに、端子接続部１８１，１９１，２８１，２９１の回転が防止される種々の構成を採用できる。たとえば、絶縁部材１６０，２６０のベース部１６１，２６１の幅広面１０１ａ側両端部に幅広面１０１ａに平行な係合壁（不図示）さらに設けてもよい。幅広面１０１ａ側両端部に係合壁を設ける場合は、係合壁１６４や厚肉部１６５，２６５とベース部１６１，２６１との間の段差部を形成しなくてもよい。
【００７１】
（２）上記した実施の形態では、絶縁部材１６０，２６０の円形凹部１６７に電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃが嵌合して、絶縁部材１６０，２６０の円形凹部１６７の内周側面と、円形凸部１０２ｃの外周側面とを係合させる構成について説明したが本発明はこれに限定されない。絶縁部材１６０，２６０の円形凹部１６７の内周側面を、電池蓋１０２の円形凸部１０２ｃの外周側面に係合させて、正負極端子１４１，１５１に回転トルクが作用したときに、絶縁部材１６０，２６０の回転が防止される種々の構成を採用できる。たとえば、平面視円形状の円形凸部１０２ｃを電池蓋１０２に設けるとともに、平面視矩形状の矩形凹部（不図示）を絶縁部材１６０，２６０に設けて、矩形凹部に円形凸部１０２ｃを嵌合させてもよい。平面視矩形状の矩形凹部（不図示）を絶縁部材１６０，２６０に設けるとともに、平面視矩形状の矩形凸部（不図示）を電池蓋１０２に設けて、絶縁部材１６０，２６０の矩形凹部に電池蓋１０２の矩形凸部を嵌合させてもよい。
【００７２】
（３）絶縁部材１６０の円形凹部１６７は、平面視円形状の底面と、底面から垂直に立ち上がる内周面とを有することとして説明したが、本発明はこれに限定されない。絶縁部材１６０の円形凹部１６７の底面から立ち上がる側面は、底面から外方に向かって内径が広がるような傾斜面（テーパ面）として形成してもよい。このように、円形凹部１６７にテーパ面を形成することで、電池蓋の円形凸部１０２ｃを容易に絶縁部材の円形凹部１６７に挿入することができる。
【００７３】
（４）リチウムイオン単電池を二次電池の一例として説明したが、ニッケル水素電池などその他の二次電池にも本発明を適用できる。
【００７４】
（５）正極端子１４１，２４１、正極集電体１８０，２８０および正極箔１７１の材質は、アルミニウム合金に限定されることなく、アルミニウムとしてもよい。負極端子１５１，２５１、負極集電体１９０，２９０および負極箔１７２の材質は、銅合金に限定されることなく、銅としてもよい。
【００７５】
（６）上記した実施の形態では、絶縁部材１６０，２６０の材質にＪＩＳ Ｋ６９００プラスチック―用語で定義された「硬質プラスチック」にガラス繊維（ＧＦ）を混入したものを採用したが、本発明はこれに限定されない。ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂を用いてもよい。
【００７６】
（７）上記した実施の形態では、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される組電池を構成する二次電池（単電池）について説明したが本発明はこれに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの蓄電装置に利用可能な組電池に本発明を適用してもよい。
【００７７】
（８）上記した実施の形態では、バスバー１１０と正負極端子１４１，１５１とをレーザ溶接により接続したが、本発明はこれに限定されない。電子ビーム溶接により、バスバー１１０と正負極端子１４１，１５１とを接続してもよい。
【００７８】
本発明は、上記した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１００Ａ〜１００Ｃ 単電池、１０１ 電池缶、１０１ａ 幅広面、１０１ｂ 幅狭面、１０１ｃ 底面、１０２ 電池蓋、１０２ｃ 円形凸部、１０２ｈ 貫通孔、１１０ バスバー、１３０ ガスケット、１４１ 正極端子、１４２ 外部端子部、１４２ａ バスバー溶接面、１４３ 貫通部、１４５ 突部、１４５ｓ カシメ部、１５１ 負極端子、１５２ 外部端子部、１５２ａ バスバー溶接面、１５３ 貫通部、１５５ 突部、１５５ｓ カシメ部、１６０ 絶縁部材、１６１ ベース部、１６１ｈ 貫通孔、１６２ 凹部、１６２ａ 当接面、１６２ｉ 内側係合面、１６２ｏ 外側係合面、１６４ 係合壁、１６５ 厚肉部、１６６ 位置規制部、１６６ａ 位置規制面、１６７ 円形凹部、１７０ 捲回電極群、１７３ セパレータ、１７４ 正極電極、１７５ 負極電極、１８０ 正極集電体、１８１ 端子接続部、１８１ｉ 内側側面、１８１ｏ 外側側面、１８３ 接合部、１８３ａ 接合面、１８４ 貫通孔、１９０ 負極集電体、１９１ 端子接続部、１９１ｉ 内側側面、１９１ｏ 外側側面、１９３ 接合部、１９３ａ 接合面、１９４ 貫通孔、２４１ 正極端子、２５１ 負極端子、２６０ 絶縁部材、２６２ 凹部、２６２ｓ 補助係合面、２８０ 正極集電体、２８１ 端子接続部、２８１ｉ 内側側面、２８９ 補助係合部、２９０ 負極集電体、２９１ 端子接続部、２９１ｉ 内側側面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極および負極電極をセパレータを介在させて捲回した捲回電極群と、
前記捲回電極群を収容する電池缶と、
前記電池缶を封止する電池蓋と、
前記電池蓋に設けられた一対の貫通孔のそれぞれに取り付けられた正極端子および負極端子と、
前記正極端子および前記負極端子のそれぞれと前記貫通孔との間に介在されて、前記正極端子および前記負極端子のそれぞれと前記電池蓋とを絶縁する絶縁シール部材と、
前記正極電極に接続される電極接続部と、前記正極端子に固着される端子接続部とを有する正極集電体と、
前記負極電極に接続される電極接続部と、前記負極端子に固着される端子接続部とを有する負極集電体と、
前記正負極集電体の端子接続部のそれぞれと前記電池蓋との間に介在されて、前記正負極集電体のそれぞれと前記電池蓋とを絶縁する絶縁部材とを備え、
前記正負極端子のそれぞれには、二次電池同士を電気的に接続するためのバスバーが溶接されるバスバー溶接部が設けられ、
前記電池蓋は、前記電池缶の内側に向かって突出する凸部を有し、
前記絶縁部材は、前記正負極集電体の端子接続部が嵌合される第１凹部と、前記電池蓋の凸部が嵌合される第２凹部とを有し、
前記正負極端子を中心とした回転力が前記正負極端子に作用すると、前記絶縁部材の第１凹部の側面が前記正負極端子に固着された端子接続部の側面を介して前記正負極端子からの回転力を受け、前記電池蓋の凸部の側面が前記絶縁部材の第２凹部の側面を介して前記絶縁部材からの回転力を受けることで、前記正負極端子の前記電池蓋に対する回転が防止されることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池において、
前記電池缶と前記電池蓋とから構成される電池容器は、一対の幅広面と一対の幅狭面とを有する角形形状とされ、
前記端子接続部は、矩形平板状であって、前記電池缶の幅狭面に平行に配置される内側側面と外側側面とを有し、前記電池蓋の内面に沿って配置され、
前記絶縁部材の凹部は、前記端子接続部の内側側面に係合する内側係合面および前記端子接続部の外側側面に係合する外側係合面を有していることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池において、
前記端子接続部には、前記内側側面から前記電池缶の中心側に向かって突出する補助係合部がさらに設けられ、
前記絶縁部材の凹部には、前記補助係合部の側面に係合する補助係合面がさらに設けられていることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の二次電池において、
前記絶縁部材には、前記捲回電極群に当接される面を有する位置規制部が設けられ、
前記絶縁部材の第２凹部は、前記位置規制部に対応して設けられていることを特徴とする二次電池。
【請求項１】
正極電極および負極電極をセパレータを介在させて捲回した捲回電極群と、
前記捲回電極群を収容する電池缶と、
前記電池缶を封止する電池蓋と、
前記電池蓋に設けられた一対の貫通孔のそれぞれに取り付けられた正極端子および負極端子と、
前記正極端子および前記負極端子のそれぞれと前記貫通孔との間に介在されて、前記正極端子および前記負極端子のそれぞれと前記電池蓋とを絶縁する絶縁シール部材と、
前記正極電極に接続される電極接続部と、前記正極端子に固着される端子接続部とを有する正極集電体と、
前記負極電極に接続される電極接続部と、前記負極端子に固着される端子接続部とを有する負極集電体と、
前記正負極集電体の端子接続部のそれぞれと前記電池蓋との間に介在されて、前記正負極集電体のそれぞれと前記電池蓋とを絶縁する絶縁部材とを備え、
前記正負極端子のそれぞれには、二次電池同士を電気的に接続するためのバスバーが溶接されるバスバー溶接部が設けられ、
前記電池蓋は、前記電池缶の内側に向かって突出する凸部を有し、
前記絶縁部材は、前記正負極集電体の端子接続部が嵌合される第１凹部と、前記電池蓋の凸部が嵌合される第２凹部とを有し、
前記正負極端子を中心とした回転力が前記正負極端子に作用すると、前記絶縁部材の第１凹部の側面が前記正負極端子に固着された端子接続部の側面を介して前記正負極端子からの回転力を受け、前記電池蓋の凸部の側面が前記絶縁部材の第２凹部の側面を介して前記絶縁部材からの回転力を受けることで、前記正負極端子の前記電池蓋に対する回転が防止されることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池において、
前記電池缶と前記電池蓋とから構成される電池容器は、一対の幅広面と一対の幅狭面とを有する角形形状とされ、
前記端子接続部は、矩形平板状であって、前記電池缶の幅狭面に平行に配置される内側側面と外側側面とを有し、前記電池蓋の内面に沿って配置され、
前記絶縁部材の凹部は、前記端子接続部の内側側面に係合する内側係合面および前記端子接続部の外側側面に係合する外側係合面を有していることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池において、
前記端子接続部には、前記内側側面から前記電池缶の中心側に向かって突出する補助係合部がさらに設けられ、
前記絶縁部材の凹部には、前記補助係合部の側面に係合する補助係合面がさらに設けられていることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の二次電池において、
前記絶縁部材には、前記捲回電極群に当接される面を有する位置規制部が設けられ、
前記絶縁部材の第２凹部は、前記位置規制部に対応して設けられていることを特徴とする二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９３１６０（Ｐ２０１３−９３１６０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３７５４（Ｐ２０１１−２３３７５４）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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