密閉電池及びその製造方法
【課題】内部に電流遮断機構を備え、製造時に電解液や洗浄液が電流遮断機構内に浸入し難い構成の接続端子を備えた高信頼性の密閉電池を提供すること。
【解決手段】本発明の密閉電池は、外装缶の開口を封口している封口板１３と、封口板１３に取り付けられた接続端子２３を有する外部端子１６と、を備え、接続端子２３と電極体とを電気的に接続する導電経路の間に外装缶内部の圧力の上昇に対応して電流を遮断する電流遮断機構１８が設けられ、接続端子２３は、その内部に電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の空間に連なる貫通穴２３ｂが形成され、貫通穴２３は、電流遮断機構１８との間に密閉空間が形成されるように弾性部材からなる端子栓３０によって封止されている、
【解決手段】本発明の密閉電池は、外装缶の開口を封口している封口板１３と、封口板１３に取り付けられた接続端子２３を有する外部端子１６と、を備え、接続端子２３と電極体とを電気的に接続する導電経路の間に外装缶内部の圧力の上昇に対応して電流を遮断する電流遮断機構１８が設けられ、接続端子２３は、その内部に電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の空間に連なる貫通穴２３ｂが形成され、貫通穴２３は、電流遮断機構１８との間に密閉空間が形成されるように弾性部材からなる端子栓３０によって封止されている、
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池、ニッケル−水素二次電池等の密閉電池に関し、特に、内部に電流遮断機構を備え、製造時に電解液や洗浄液が電流遮断機構内に浸入し難い構成の接続端子を備えた高信頼性の密閉電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型音楽プレイヤー等の携帯型電子機器の駆動電源として、ニッケル水素電池に代表されるアルカリ二次電池やリチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池が多く使用されている。更に、環境保護運動の高まりを背景として二酸化炭素ガス等の排出規制が強化されているため、自動車業界では、ガソリン、ディーゼル油、天然ガス等の化石燃料を使用する自動車だけでなく、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が活発に行われている。加えて、近年の化石燃料の価格の急激な高騰はこれらのＥＶやＨＥＶの開発を進める追い風となっている。
【０００３】
このようなＥＶやＨＥＶ用途では、高出力特性が要求されるので、個々の電池が大型化されていると共に、多数の電池を直列ないし並列に接続して使用されている。特に、このような用途に使用される密閉電池は、特に非水電解質二次電池においては極めて反応性に富む材料が使用されているので、小型機器に用いる電池に比較して格段に高い安全性が要求される。そのため、ＥＶやＨＥＶ用途に使用される密閉電池では、下記特許文献１及び２に示されているように、電池外装缶内の圧力が高まったときに内圧を開放するガス排出弁を設けると共に、外部端子と外装缶内部の電極体との間の電気的接続を遮断する電流遮断機構を設けることが行われている。
【０００４】
すなわち、下記特許文献１には、図６Ａに示したように、電流遮断機構５１と密閉電池５０の外側空間とを連通する貫通穴５２が設けられた外部端子５３を備えており、外装缶内５４内の圧力が高まった際に確実に電流遮断機構５１が作動するようにした密閉電池５０の発明が開示されている。また、下記特許文献２は、図６Ｂに示したように、電流遮断機構６１と密閉電池６０の外側空間とを連通する貫通穴６２が設けられた外部端子６３を備え、外装缶内６４内の圧力が高まった際に電流遮断機構６１が作動するようになすと共に、この貫通穴６２から水分や酸素が浸入して電流遮断機構６１が劣化することを防止するために、貫通穴６２を樹脂製の膜栓６５によって封止した密閉電池の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８− ６６２５４号公報
【特許文献２】特開２００８− ６６２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び２に開示されている密閉電池の貫通穴は、いずれも電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間と電池外部とが通じていることにより、外装缶内の圧力が上昇した際に電流遮断機構が作動しやすくなるために設けられているものである。そのため、上記引用文献２に開示されている密閉電池６０で用いられている樹脂製の膜栓６５は、薄い必要があるとされており、強固な栓とすることは考慮されていなかった。そのため、上記引用文献２に開示されている密閉電池６０では、外部から何等かの衝撃を受けると膜栓６５が破損してしまう可能性があり、しかも膜栓６５が破損してしまうと、上記引用文献１に示されているように、外部からの水分や酸素等が浸入することにより電流遮断機構６１が劣化してしまう可能性が存在していた。
【０００７】
しかしながら、発明者等の実験によると、電流遮断機構は、電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間が密閉されていても開放されていても、動作に実質的に差異が生じないことが見出された。すなわち、何等かの原因によって外装缶内の圧力が増加しても、異常時に電池内部で発生するガス圧が非常に大きいため、電流遮断機構の電池外側に対応する側の密閉空間内の圧力が同時に同様に増加することはほとんどなく、電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間が密閉されていても問題とならないからである。
【０００８】
本発明は、上述のような実験結果に基づいてなされたものであって、製造時に電解液や洗浄液が電流遮断機構内に浸入し難い構成の接続端子を備えた高信頼性の密閉電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の密閉電池は、
開口を有する外装缶と、
前記外装缶内に収容された、正極集電板及び負極集電板をそれぞれ備える正極極板及び負極極板を有する電極体と、
前記外装缶の開口を封口している封口板と、
前記封口板に取り付けられた接続端子を有する外部端子と、
を備えた密閉電池であって、
前記接続端子と前記電極体とは電気的に接続され、
前記接続端子と前記電極体とを電気的に接続する導電経路の間に前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して電流を遮断する電流遮断機構が設けられ、
前記接続端子は、その内部に前記電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間に連なる貫通穴が形成され、
前記貫通穴は、前記電流遮断機構との間に密閉空間が形成されるように、弾性部材からなる端子栓によって封止されている、
ことを特徴とする。
【００１０】
接続端子に形成されている貫通穴は組立途中で電流遮断機構のリーク検査を実施するためのものであるが、電解液の注液時や洗浄時に電解液や洗浄水が接続端子の貫通穴内に浸入してしまうことがある。貫通穴内に電解液や洗浄水が浸入すると、電流遮断機構が腐食されてしまうために誤動作を起こす可能性がある。本発明の密閉電池によれば、貫通穴は弾性部材からなる端子栓によって封止されており、しかも、貫通穴と電流遮断機構との間の空間は密閉空間とされているため、貫通穴内に電解液や洗浄水が浸入することがなくなるので、電流遮断機構が腐食されて誤動作を起こすことがなくなり、高信頼性の密閉電池が得られる。
【００１１】
また、本発明の密閉電池では、接続端子の貫通穴は弾性部材からなる端子栓によって強固に封止されているが、電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間と端子栓との間には密閉空間が形成されおり、しかも、異常時には電池内部で発生するガス圧が非常に大きくなるため、電流遮断機構の動作に悪影響を与えることがない。なお、本発明の密閉電池は、電極体が非水電解質二次電池用のものであっても、ニッケル−水素二次電池のような水性電解質を用いる水性電解質二次電池用のものであっても、更には、電極体が正極極板と負極極板との間にセパレータを挟んで巻回した巻回電極体の場合であっても、積層した積層電極体の場合であっても、共に適用可能である。
【００１２】
また、本発明の密閉電池においては、前記端子栓は弾性部材と金属板とからなり、前記金属板は前記接続端子に溶接されていることが好ましい。
【００１３】
端子栓は、弾性部材から構成されているので、振動等で抜け落ちる可能性がある。本発明の密閉電池においては、端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを使用し、しかも、この金属板を接続端子にレーザ溶接等により溶接しているので、より強固に貫通穴を封止することができるようになる。なお、この金属板のサイズは、端子栓の頭部径と同程度若しくは僅かに大径のものが好ましい。
【００１４】
また、本発明の密閉電池においては、前記接続端子に形成された貫通穴は、前記外装缶の外部側に大径部が、前記外装缶の内部側に小径部が形成されており、前記端子栓は、上端部に前記貫通穴の小径部よりも大径で前記貫通穴の大径部よりも小径の頭部と、下端部に前記頭部よりも小径で前記貫通穴の小径部よりも大径の突出部及び前記突出部よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部と、中間に前記貫通穴の小径部と略同一径で前記貫通穴の小径部の長さと実質的に同一の長さの連結部を備え、前記頭部が前記貫通穴の大径部側に位置し、前記係止部が前記貫通穴の小径部の端部より突出するように前記貫通穴に取り付けられている、ことが好ましい。
【００１５】
本発明の密閉電池における接続端子に形成されている貫通穴は、外装缶の外部側に大径部が、前記外装缶の内部側に小径部が形成されており、断面がＴ字状となっている。また、本発明の密閉電池で使用されている端子栓は、上端部に接続端子に形成されている貫通穴の小径部よりも大径で貫通穴の大径部よりも小径の頭部と、下端部に頭部よりも小径で貫通穴の小径部よりも大径の突出部及びこの突出部よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部と、中間に貫通穴の小径部と略同一径で貫通穴の小径部の長さと実質的に同一の長さの連結部を備えている。そのため、この端子栓を係止部側から接続端子に形成する貫通穴内に挿入すると、端子栓は弾性部材から形成されているので、突出部は変形して貫通穴の小径部を通過し、貫通穴の小径部より突出して元の形に戻り、それと同時に端子栓と頭部が貫通穴の小径部に引っかかって貫通穴の大径部内に収まる。そのため、本発明の密閉電池によれば、端子栓は強固に接続端子に固定されるので、より貫通穴内に電解液や洗浄水が浸入することが無くなる。
【００１６】
また、本発明の密閉電池においては、前記電流遮断機構は、前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して変形し、前記接続端子と前記電極体との間の電気的接続を遮断するものであることが好ましい。
【００１７】
本発明の密閉電池においては、電流遮断機構と端子栓との間には空間が形成されているため、電流遮断機構が外装缶内部の圧力の上昇に対応して変形した際に、変形が妨害されることがない。そのため、本発明の密閉電池によれば、外装缶内部の圧力が上昇した際には電流遮断機構が確実に変形して接続端子と電極体との間の電気的接続を確実に遮断することができるようになる。なお、電流遮断機構としては、接続端子の貫通穴との間に所定の空間が生じるように密閉する金属板と、この金属板に溶接され、この溶接部の周囲を囲むように環状に薄肉の溝が形成された集電体或いはこの溶接部の周囲を集電体に溶接した金属箔からなるものを使用し、外装缶内部の圧力が高まって金属板が変形したときに集電体が環状に形成された薄肉の溝部分で破断或いは金属箔が破断する構成のものを採用することができる。この場合、接続端子の貫通穴との電流遮断機構との間の空間は、外部と連通させておく必要はなく、密封空間のままでよい。
【００１８】
更に、上記目的を達成するため、本発明の密閉電池の製造方法は、
開口を有する外装缶と、正極極板及び負極極板を有する電極体と、前記正極極板及び負極極板にそれぞれ取り付けられた正極集電板及び負極集電板と、貫通穴が形成された接続端子が設けられた外部端子と電解液注液口とを有する封口板と、を備えた密閉電池の製造方法において、
前記接続端子を前記封口板に取り付ける第１の工程と、
前記接続端子に、前記貫通穴の一方側の端部を密封するように電流遮断機構を取り付ける第２の工程と、
前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第３の工程と、
前記電極体の正極集電体ないし負極集電体を前記電流遮断機構に固定する第４の工程と、
前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入する第５の工程と、
前記正極集電体及び負極集電体を前記電極体に溶接し、前記電極体を外装缶内に挿入し、前記封口板を前記外装缶の開口に封口する第６の工程と、
前記電解液を前記電解液注液口より注入した後、前記電解液注液口を封止する第７の工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の密閉電池の製造方法おいては、第３の工程で接続端子と電流遮断機構との間の空気漏れを検査しているので、組立途中で溶接不良の電池を選別することができ、しかも、第５の工程で貫通穴内に弾性部材からなル端子栓を挿入しているので、第７の工程での電解液注入時及びその後に必要に応じて行われる水洗時に貫通穴の内部に電解液が浸入することを防止することができる。そのため、本発明の密閉電池の製造方法によれば、途中で不良品の選別が行われていると共に、電流遮断機構が腐食されて誤動作を起こすことがなくなるので、高信頼性の密閉電池を製造することができるようになる。なお、空気漏れを検査する際に使用するガスとしては、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス、乾燥空気等を用いることができる。
【００２０】
また、本発明の密閉電池の製造方法においては、前記第５の工程において、前記端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを用い、前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入した後、前記金属板を前記接続端子に溶接固定することが好ましい。
【００２１】
端子栓は、弾性部材から構成されているので、振動等で抜け落ちる可能性がある。本発明の密閉電池の製造方法においては、端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを使用し、しかも、この金属板を接続端子に溶接固定しているので、より強固に貫通穴を封止することができるようになる。この金属板の溶接固定に際してはレーザ溶接法を採用すると容易に溶接することができるようになる。
【００２２】
また、本発明の密閉電池の製造方法においては、前記第４の工程と第５の工程との間に、再度前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第８の工程を備えることが好ましい。
【００２３】
本発明の密閉電池によれば、第３の工程で接続端子と電流遮断機構との間の空気漏れを検査した後、再度第８の工程で接続端子と電流遮断機構との間の空気漏れを検査しているので、より正確に組立途中で溶接不良の電池を選別することができるため、より高信頼性の密閉電池を製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態の密閉電池の斜視図である。
【図２】図１に示した密閉電池の外部端子の分解斜視図である。
【図３】図１に示した密閉電池の外部端子の断面図である。
【図４】本発明の実施形態の端子栓の断面図である。
【図５】本発明の実施形態の密閉電池の外部端子の組み立て工程を順の追って示す断面図である。
【図６】図６Ａは従来例の密閉電池の外部端子の断面図であり、図６Ｂは別の従来例の密閉電池の外部端子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下においては正極極板側の正極外部端子を例にとって説明する。本実施形態の密閉電池１０は、図１及び図２に示すように、外装缶１１内に、正極極板及び負極極板が巻回されて偏平状に押し潰された巻回電極体１２が外装缶１１の缶軸方向に対し横向きに収納されており、封口板１３により外装缶１１の開口が封口されている。また、封口板１３には、ガス排出弁１４及び電解液注入孔（図示省略）及びその封止材１５が設けられている。ガス排出弁１４は、電流遮断機構の作動圧よりも高いガス圧が加わったときに開放される。
【００２６】
また、封口板１３には、密閉電池１０の外方に正極外部端子１６と負極外部端子１７とが形成されている。この正極外部端子１６及び負極外部端子１７は、密閉電池を単独で使用するか、直列接続ないし並列接続で使用するか等に応じて、適宜の形状の端子板、外部接続端子等（図示省略）を取り付けて使用される。なお、以下では正極極板用の正極外部端子１６の構成について説明する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、巻回電極体１２の一方端面から突出した例えば複数の正極芯体２０には、集電タブ２１が接続されている。集電タブ２１からは集電体２２が延在されている。接続端子２３は、筒部２３ａを備え、内部に貫通穴２３ｂが形成されている。そして、接続端子２３の筒部２３ａは、ガスケット２４、封口板１３、絶縁板２５及び封口体タブ２６にそれぞれ形成された穴内に挿入され、先端部２３ｃが加締められて一体に固定されている。
【００２８】
また、封口体タブ２６の先端部には反転板２７の周囲が溶接されており、この反転板２７の中央部には、集電体２２がレーザ溶接によって溶接されている。なお、集電体２２及び反転板２７の周辺部には、集電体２２及び反転板２７の位置決め及び周辺部の電気的絶縁のための樹脂製の集電体ホルダー２８が配置されている。そのため、正極芯体２０は、集電タブ２１、集電体２２、反転板２７及び封口体タブ２６を介して接続端子２３と電気的に接続されていることになる。また、これらの接続端子２３、ガスケット２４、封口板１３、絶縁板２５、封口体タブ２６、反転板２７、集電体ホルダー２８及び集電体２２によって本実施形態の正極外部端子１６が形成されている。
【００２９】
ここでは、反転板２７及び集電体２２が本発明の電流遮断機構１８を形成する。すなわち、集電体２２には、レーザ溶接箇所の周囲に環状に溝２２ａが形成され、環状に厚さが薄い部分が形成されている。反転板２７は、外装缶１１内の圧力が増加すると接続端子２３の貫通穴２３ｂ側に膨れるようになっており、反転板２７の中央部には集電体２２が溶接されているため、外装缶１１内の圧力が所定値を超えると集電体２２が環状の溝２２ａの部分で破断するため、反転板２７と集電体２２との間の電気的接続が遮断されるようになっている。なお、電流遮断機構１８としては、上述の構成のもの以外に、反転板２７に溶接され、この溶接部の周囲を集電体に溶接した金属箔からなるものを使用し、外装缶１１内部の圧力が高まって反転板２７が変形したときに金属箔が破断する構成のものも採用することができる。
【００３０】
また、接続端子２３に形成された貫通穴２３ｂは、外装缶１１の外部側に大径部２３ｄが、前記外装缶１１の内部側に小径部２３ｅがそれぞれ形成されている。この接続端子２３の貫通穴２３ｂ内には、図３に示したように、ゴム製の端子栓３０が強固に封止されている。端子栓３０は、図４に示したように、上端部に接続端子２３の貫通穴２３ｂの小径部２３ｅよりも大径で大径部２３ｄよりも小径の頭部３１と、下端部に頭部３１よりも小径で貫通穴２３ｂの小径部２３ｅよりも大径の突出部３２と、この突出部３２よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部３３と、中間に接続端子２３の貫通穴２３ｂの小径部２３ｅと略同一径でこの小径部２３ｅの長さと実質的に同一の長さの連結部３４と、を備えている。そして、端子栓３０は、頭部３１が接続端子２３の貫通穴２３ｂの大径部２３ｄ側に位置し、係止部３３が接続端子２３の貫通穴２３ｂの小径部２３ｅの端部より突出するように、貫通穴２３ｂに取り付けられている、なお、端子栓３０の頭部３１の表面には、頭部３１の厚さを薄くしても強度を大きくするため、例えばアルミニウム金属製の金属板３５が設けられている。
【００３１】
この金属板３５は、例えばレーザ溶接によって接続端子２３に溶接固定することができる。端子栓３０は、弾性部材から構成されているので、振動等で抜け落ちる可能性があるが、金属板３５を接続端子２３に溶接固定することにより、より強固に端子栓３０によって貫通穴２３ｂを封止することができるようになる。
【００３２】
この正極外部端子１６の組立工程を図５を用いて工程順に説明する。最初に、封口板１３の上側にガスケット２４および接続端子２３を配置し、接続端子２３の筒部２３ａをガスケット２４及び封口板１３のそれぞれに形成されている開口内に挿通させる。次いで、接続端子２３の筒部２３ａに、ガスケット２４とは反対側から、絶縁板２５及び封口体タブ２６のそれぞれに形成されている開口を挿通させる。その後、接続端子２３の筒部２３ａの先端部２３ｃを加締めることにより、接続端子２３と、ガスケット２４と、封口板１３と、絶縁板２５と、封口体タブ２６とを一体に固定する（図５Ａ）。
【００３３】
次いで、封口体タブ２６の周縁部に反転板２７の周囲を完全に密閉するように溶接する（図５Ｂ）。なお、ここでは、反転板２７としては薄いアルミニウム製の板を下部が突出するように成型処理したものを用いた。封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接法としては、レーザ溶接法ないし超音波溶接法を採用し得る。その後、接続端子２３の頂部より貫通孔２３ｂ内に所定圧力のガス、例えばＮ２ガス等の不活性ガスや乾燥空気を導入し、封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接部の密封状態を検査する（図５Ｃ）。この検査で密封状態が完全でないと判定されたものは排除する。
【００３４】
封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接部が正常と判定されてものについては、反転板２７に樹脂製の集電体ホルダー２８を当接し、集電体ホルダー２８と絶縁板２５とをラッチ固定し、次いで、集電体２２の溝２２ａで囲まれた領域と反転板２７とをレーザ溶接法ないし超音波溶接法によって溶接する（図５Ｄ）。これにより本実施形態の電流遮断機構１８が完成される。
【００３５】
この溶接によって封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接箇所が悪影響を受ける可能性があるため、再度接続端子２３の頂部より貫通孔２３ｂ内に所定圧力のガスを導入し、封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接部の密封状態を検査する（図５Ｅ）。この２度目の検査によって、本実施形態の正極外部端子１６の信頼性が大きく向上する。しかし、この２度目の検査は必ずしも必要な工程ではなく、必要に応じて行えばよい。
【００３６】
次いで、接続端子２３の貫通孔２３ｂ内に端子栓３０を挿入し（図５Ｆ）、適宜端子栓３０の金属板３５を、例えばレーザ溶接によって、接続端子２３に溶接固定することにより、本実施形態の正極極板用の正極外部端子１６が完成される。この正極極板用の正極外部端子１６は、この状態のままで使用してもよいが、密閉電池１０を単独で使用するか、直列接続ないし並列接続で使用するか等に応じて、適宜の形状の端子板、外部接続端子等（図示省略）を取り付けて使用すればよい。
【００３７】
なお、ここでは正極極板用の正極外部端子１６の構成について説明したが、負極極板用の負極外部端子１７の構成としても採用することもできる。ただし、正極極板用の正極外部端子１６として上述の電流遮断機構１８を備えている構成を採用した場合、負極極板用の負極外部端子１７に電流遮断機構を採用する必要はないので、負極極板用の負極外部端子１７としてはより簡単な構成のものを採用し得る。
【００３８】
本実施形態の密閉電池１０を完成させるには、正極外部端子１６に取り付けられている巻回電極体１２を外装缶１１内に挿入し、封口板１３を外装缶１１の開口に嵌合させて、この嵌合部分をレーザ溶接して封口し、更に、電解液注入孔（図示省略）から所定量の電解液を注入した後、電解液注入孔の封止材１５によって封止すればよい。この電解液の注入時には、外装缶１１、封口板１３等の表面の電解液が付着するおそれがあるため、これらの表面を水洗して清浄化する必要がある。しかしながら、本実施形態の密閉電池１０では、接続端子２３の貫通孔２３ｂ内に端子栓３０が強固に挿入されているため、電解液や洗浄水が接続端子２３の貫通孔２３ｂ内に浸入するおそれがないので、電流遮断機構１８の動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【００３９】
また、本実施形態の密閉電池１０では、電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の空間は完全に密閉されているが、何等かの原因によって外装缶１１内の圧力が増加しても、異常時には電池内部で発生するガス圧が非常に大きくなるため、電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の密閉空間内の圧力が同時に同様に増加することはほとんどなく、電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の空間が密閉されていても問題とならない。
【符号の説明】
【００４０】
１０…密閉電池 １１…外装缶 １２…巻回電極体 １３…封口板 １４…ガス排出弁 １５…封止材 １５…電解液注入孔の封止材 １６…正極外部端子 １７…負極外部端子 １８…電流遮断機構 ２０…正極芯体 ２１…集電タブ ２２…集電体 ２２ａ…溝 ２３…接続端子 ２３ａ…筒部 ２３ｂ…貫通穴 ２３ｂ…貫通穴 ２３ｃ…先端部 ２３ｄ…大径部 ２３ｅ…小径部 ２４…ガスケット ２５…絶縁板 ２６…封口体タブ ２７…反転板 ２８…集電体ホルダー ３０…端子栓 ３１…頭部 ３２…突出部 ３３…係止部 ３４…連結部 ３５…金属板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池、ニッケル−水素二次電池等の密閉電池に関し、特に、内部に電流遮断機構を備え、製造時に電解液や洗浄液が電流遮断機構内に浸入し難い構成の接続端子を備えた高信頼性の密閉電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型音楽プレイヤー等の携帯型電子機器の駆動電源として、ニッケル水素電池に代表されるアルカリ二次電池やリチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池が多く使用されている。更に、環境保護運動の高まりを背景として二酸化炭素ガス等の排出規制が強化されているため、自動車業界では、ガソリン、ディーゼル油、天然ガス等の化石燃料を使用する自動車だけでなく、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が活発に行われている。加えて、近年の化石燃料の価格の急激な高騰はこれらのＥＶやＨＥＶの開発を進める追い風となっている。
【０００３】
このようなＥＶやＨＥＶ用途では、高出力特性が要求されるので、個々の電池が大型化されていると共に、多数の電池を直列ないし並列に接続して使用されている。特に、このような用途に使用される密閉電池は、特に非水電解質二次電池においては極めて反応性に富む材料が使用されているので、小型機器に用いる電池に比較して格段に高い安全性が要求される。そのため、ＥＶやＨＥＶ用途に使用される密閉電池では、下記特許文献１及び２に示されているように、電池外装缶内の圧力が高まったときに内圧を開放するガス排出弁を設けると共に、外部端子と外装缶内部の電極体との間の電気的接続を遮断する電流遮断機構を設けることが行われている。
【０００４】
すなわち、下記特許文献１には、図６Ａに示したように、電流遮断機構５１と密閉電池５０の外側空間とを連通する貫通穴５２が設けられた外部端子５３を備えており、外装缶内５４内の圧力が高まった際に確実に電流遮断機構５１が作動するようにした密閉電池５０の発明が開示されている。また、下記特許文献２は、図６Ｂに示したように、電流遮断機構６１と密閉電池６０の外側空間とを連通する貫通穴６２が設けられた外部端子６３を備え、外装缶内６４内の圧力が高まった際に電流遮断機構６１が作動するようになすと共に、この貫通穴６２から水分や酸素が浸入して電流遮断機構６１が劣化することを防止するために、貫通穴６２を樹脂製の膜栓６５によって封止した密閉電池の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８− ６６２５４号公報
【特許文献２】特開２００８− ６６２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び２に開示されている密閉電池の貫通穴は、いずれも電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間と電池外部とが通じていることにより、外装缶内の圧力が上昇した際に電流遮断機構が作動しやすくなるために設けられているものである。そのため、上記引用文献２に開示されている密閉電池６０で用いられている樹脂製の膜栓６５は、薄い必要があるとされており、強固な栓とすることは考慮されていなかった。そのため、上記引用文献２に開示されている密閉電池６０では、外部から何等かの衝撃を受けると膜栓６５が破損してしまう可能性があり、しかも膜栓６５が破損してしまうと、上記引用文献１に示されているように、外部からの水分や酸素等が浸入することにより電流遮断機構６１が劣化してしまう可能性が存在していた。
【０００７】
しかしながら、発明者等の実験によると、電流遮断機構は、電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間が密閉されていても開放されていても、動作に実質的に差異が生じないことが見出された。すなわち、何等かの原因によって外装缶内の圧力が増加しても、異常時に電池内部で発生するガス圧が非常に大きいため、電流遮断機構の電池外側に対応する側の密閉空間内の圧力が同時に同様に増加することはほとんどなく、電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間が密閉されていても問題とならないからである。
【０００８】
本発明は、上述のような実験結果に基づいてなされたものであって、製造時に電解液や洗浄液が電流遮断機構内に浸入し難い構成の接続端子を備えた高信頼性の密閉電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の密閉電池は、
開口を有する外装缶と、
前記外装缶内に収容された、正極集電板及び負極集電板をそれぞれ備える正極極板及び負極極板を有する電極体と、
前記外装缶の開口を封口している封口板と、
前記封口板に取り付けられた接続端子を有する外部端子と、
を備えた密閉電池であって、
前記接続端子と前記電極体とは電気的に接続され、
前記接続端子と前記電極体とを電気的に接続する導電経路の間に前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して電流を遮断する電流遮断機構が設けられ、
前記接続端子は、その内部に前記電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間に連なる貫通穴が形成され、
前記貫通穴は、前記電流遮断機構との間に密閉空間が形成されるように、弾性部材からなる端子栓によって封止されている、
ことを特徴とする。
【００１０】
接続端子に形成されている貫通穴は組立途中で電流遮断機構のリーク検査を実施するためのものであるが、電解液の注液時や洗浄時に電解液や洗浄水が接続端子の貫通穴内に浸入してしまうことがある。貫通穴内に電解液や洗浄水が浸入すると、電流遮断機構が腐食されてしまうために誤動作を起こす可能性がある。本発明の密閉電池によれば、貫通穴は弾性部材からなる端子栓によって封止されており、しかも、貫通穴と電流遮断機構との間の空間は密閉空間とされているため、貫通穴内に電解液や洗浄水が浸入することがなくなるので、電流遮断機構が腐食されて誤動作を起こすことがなくなり、高信頼性の密閉電池が得られる。
【００１１】
また、本発明の密閉電池では、接続端子の貫通穴は弾性部材からなる端子栓によって強固に封止されているが、電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間と端子栓との間には密閉空間が形成されおり、しかも、異常時には電池内部で発生するガス圧が非常に大きくなるため、電流遮断機構の動作に悪影響を与えることがない。なお、本発明の密閉電池は、電極体が非水電解質二次電池用のものであっても、ニッケル−水素二次電池のような水性電解質を用いる水性電解質二次電池用のものであっても、更には、電極体が正極極板と負極極板との間にセパレータを挟んで巻回した巻回電極体の場合であっても、積層した積層電極体の場合であっても、共に適用可能である。
【００１２】
また、本発明の密閉電池においては、前記端子栓は弾性部材と金属板とからなり、前記金属板は前記接続端子に溶接されていることが好ましい。
【００１３】
端子栓は、弾性部材から構成されているので、振動等で抜け落ちる可能性がある。本発明の密閉電池においては、端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを使用し、しかも、この金属板を接続端子にレーザ溶接等により溶接しているので、より強固に貫通穴を封止することができるようになる。なお、この金属板のサイズは、端子栓の頭部径と同程度若しくは僅かに大径のものが好ましい。
【００１４】
また、本発明の密閉電池においては、前記接続端子に形成された貫通穴は、前記外装缶の外部側に大径部が、前記外装缶の内部側に小径部が形成されており、前記端子栓は、上端部に前記貫通穴の小径部よりも大径で前記貫通穴の大径部よりも小径の頭部と、下端部に前記頭部よりも小径で前記貫通穴の小径部よりも大径の突出部及び前記突出部よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部と、中間に前記貫通穴の小径部と略同一径で前記貫通穴の小径部の長さと実質的に同一の長さの連結部を備え、前記頭部が前記貫通穴の大径部側に位置し、前記係止部が前記貫通穴の小径部の端部より突出するように前記貫通穴に取り付けられている、ことが好ましい。
【００１５】
本発明の密閉電池における接続端子に形成されている貫通穴は、外装缶の外部側に大径部が、前記外装缶の内部側に小径部が形成されており、断面がＴ字状となっている。また、本発明の密閉電池で使用されている端子栓は、上端部に接続端子に形成されている貫通穴の小径部よりも大径で貫通穴の大径部よりも小径の頭部と、下端部に頭部よりも小径で貫通穴の小径部よりも大径の突出部及びこの突出部よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部と、中間に貫通穴の小径部と略同一径で貫通穴の小径部の長さと実質的に同一の長さの連結部を備えている。そのため、この端子栓を係止部側から接続端子に形成する貫通穴内に挿入すると、端子栓は弾性部材から形成されているので、突出部は変形して貫通穴の小径部を通過し、貫通穴の小径部より突出して元の形に戻り、それと同時に端子栓と頭部が貫通穴の小径部に引っかかって貫通穴の大径部内に収まる。そのため、本発明の密閉電池によれば、端子栓は強固に接続端子に固定されるので、より貫通穴内に電解液や洗浄水が浸入することが無くなる。
【００１６】
また、本発明の密閉電池においては、前記電流遮断機構は、前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して変形し、前記接続端子と前記電極体との間の電気的接続を遮断するものであることが好ましい。
【００１７】
本発明の密閉電池においては、電流遮断機構と端子栓との間には空間が形成されているため、電流遮断機構が外装缶内部の圧力の上昇に対応して変形した際に、変形が妨害されることがない。そのため、本発明の密閉電池によれば、外装缶内部の圧力が上昇した際には電流遮断機構が確実に変形して接続端子と電極体との間の電気的接続を確実に遮断することができるようになる。なお、電流遮断機構としては、接続端子の貫通穴との間に所定の空間が生じるように密閉する金属板と、この金属板に溶接され、この溶接部の周囲を囲むように環状に薄肉の溝が形成された集電体或いはこの溶接部の周囲を集電体に溶接した金属箔からなるものを使用し、外装缶内部の圧力が高まって金属板が変形したときに集電体が環状に形成された薄肉の溝部分で破断或いは金属箔が破断する構成のものを採用することができる。この場合、接続端子の貫通穴との電流遮断機構との間の空間は、外部と連通させておく必要はなく、密封空間のままでよい。
【００１８】
更に、上記目的を達成するため、本発明の密閉電池の製造方法は、
開口を有する外装缶と、正極極板及び負極極板を有する電極体と、前記正極極板及び負極極板にそれぞれ取り付けられた正極集電板及び負極集電板と、貫通穴が形成された接続端子が設けられた外部端子と電解液注液口とを有する封口板と、を備えた密閉電池の製造方法において、
前記接続端子を前記封口板に取り付ける第１の工程と、
前記接続端子に、前記貫通穴の一方側の端部を密封するように電流遮断機構を取り付ける第２の工程と、
前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第３の工程と、
前記電極体の正極集電体ないし負極集電体を前記電流遮断機構に固定する第４の工程と、
前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入する第５の工程と、
前記正極集電体及び負極集電体を前記電極体に溶接し、前記電極体を外装缶内に挿入し、前記封口板を前記外装缶の開口に封口する第６の工程と、
前記電解液を前記電解液注液口より注入した後、前記電解液注液口を封止する第７の工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の密閉電池の製造方法おいては、第３の工程で接続端子と電流遮断機構との間の空気漏れを検査しているので、組立途中で溶接不良の電池を選別することができ、しかも、第５の工程で貫通穴内に弾性部材からなル端子栓を挿入しているので、第７の工程での電解液注入時及びその後に必要に応じて行われる水洗時に貫通穴の内部に電解液が浸入することを防止することができる。そのため、本発明の密閉電池の製造方法によれば、途中で不良品の選別が行われていると共に、電流遮断機構が腐食されて誤動作を起こすことがなくなるので、高信頼性の密閉電池を製造することができるようになる。なお、空気漏れを検査する際に使用するガスとしては、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス、乾燥空気等を用いることができる。
【００２０】
また、本発明の密閉電池の製造方法においては、前記第５の工程において、前記端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを用い、前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入した後、前記金属板を前記接続端子に溶接固定することが好ましい。
【００２１】
端子栓は、弾性部材から構成されているので、振動等で抜け落ちる可能性がある。本発明の密閉電池の製造方法においては、端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを使用し、しかも、この金属板を接続端子に溶接固定しているので、より強固に貫通穴を封止することができるようになる。この金属板の溶接固定に際してはレーザ溶接法を採用すると容易に溶接することができるようになる。
【００２２】
また、本発明の密閉電池の製造方法においては、前記第４の工程と第５の工程との間に、再度前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第８の工程を備えることが好ましい。
【００２３】
本発明の密閉電池によれば、第３の工程で接続端子と電流遮断機構との間の空気漏れを検査した後、再度第８の工程で接続端子と電流遮断機構との間の空気漏れを検査しているので、より正確に組立途中で溶接不良の電池を選別することができるため、より高信頼性の密閉電池を製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態の密閉電池の斜視図である。
【図２】図１に示した密閉電池の外部端子の分解斜視図である。
【図３】図１に示した密閉電池の外部端子の断面図である。
【図４】本発明の実施形態の端子栓の断面図である。
【図５】本発明の実施形態の密閉電池の外部端子の組み立て工程を順の追って示す断面図である。
【図６】図６Ａは従来例の密閉電池の外部端子の断面図であり、図６Ｂは別の従来例の密閉電池の外部端子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下においては正極極板側の正極外部端子を例にとって説明する。本実施形態の密閉電池１０は、図１及び図２に示すように、外装缶１１内に、正極極板及び負極極板が巻回されて偏平状に押し潰された巻回電極体１２が外装缶１１の缶軸方向に対し横向きに収納されており、封口板１３により外装缶１１の開口が封口されている。また、封口板１３には、ガス排出弁１４及び電解液注入孔（図示省略）及びその封止材１５が設けられている。ガス排出弁１４は、電流遮断機構の作動圧よりも高いガス圧が加わったときに開放される。
【００２６】
また、封口板１３には、密閉電池１０の外方に正極外部端子１６と負極外部端子１７とが形成されている。この正極外部端子１６及び負極外部端子１７は、密閉電池を単独で使用するか、直列接続ないし並列接続で使用するか等に応じて、適宜の形状の端子板、外部接続端子等（図示省略）を取り付けて使用される。なお、以下では正極極板用の正極外部端子１６の構成について説明する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、巻回電極体１２の一方端面から突出した例えば複数の正極芯体２０には、集電タブ２１が接続されている。集電タブ２１からは集電体２２が延在されている。接続端子２３は、筒部２３ａを備え、内部に貫通穴２３ｂが形成されている。そして、接続端子２３の筒部２３ａは、ガスケット２４、封口板１３、絶縁板２５及び封口体タブ２６にそれぞれ形成された穴内に挿入され、先端部２３ｃが加締められて一体に固定されている。
【００２８】
また、封口体タブ２６の先端部には反転板２７の周囲が溶接されており、この反転板２７の中央部には、集電体２２がレーザ溶接によって溶接されている。なお、集電体２２及び反転板２７の周辺部には、集電体２２及び反転板２７の位置決め及び周辺部の電気的絶縁のための樹脂製の集電体ホルダー２８が配置されている。そのため、正極芯体２０は、集電タブ２１、集電体２２、反転板２７及び封口体タブ２６を介して接続端子２３と電気的に接続されていることになる。また、これらの接続端子２３、ガスケット２４、封口板１３、絶縁板２５、封口体タブ２６、反転板２７、集電体ホルダー２８及び集電体２２によって本実施形態の正極外部端子１６が形成されている。
【００２９】
ここでは、反転板２７及び集電体２２が本発明の電流遮断機構１８を形成する。すなわち、集電体２２には、レーザ溶接箇所の周囲に環状に溝２２ａが形成され、環状に厚さが薄い部分が形成されている。反転板２７は、外装缶１１内の圧力が増加すると接続端子２３の貫通穴２３ｂ側に膨れるようになっており、反転板２７の中央部には集電体２２が溶接されているため、外装缶１１内の圧力が所定値を超えると集電体２２が環状の溝２２ａの部分で破断するため、反転板２７と集電体２２との間の電気的接続が遮断されるようになっている。なお、電流遮断機構１８としては、上述の構成のもの以外に、反転板２７に溶接され、この溶接部の周囲を集電体に溶接した金属箔からなるものを使用し、外装缶１１内部の圧力が高まって反転板２７が変形したときに金属箔が破断する構成のものも採用することができる。
【００３０】
また、接続端子２３に形成された貫通穴２３ｂは、外装缶１１の外部側に大径部２３ｄが、前記外装缶１１の内部側に小径部２３ｅがそれぞれ形成されている。この接続端子２３の貫通穴２３ｂ内には、図３に示したように、ゴム製の端子栓３０が強固に封止されている。端子栓３０は、図４に示したように、上端部に接続端子２３の貫通穴２３ｂの小径部２３ｅよりも大径で大径部２３ｄよりも小径の頭部３１と、下端部に頭部３１よりも小径で貫通穴２３ｂの小径部２３ｅよりも大径の突出部３２と、この突出部３２よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部３３と、中間に接続端子２３の貫通穴２３ｂの小径部２３ｅと略同一径でこの小径部２３ｅの長さと実質的に同一の長さの連結部３４と、を備えている。そして、端子栓３０は、頭部３１が接続端子２３の貫通穴２３ｂの大径部２３ｄ側に位置し、係止部３３が接続端子２３の貫通穴２３ｂの小径部２３ｅの端部より突出するように、貫通穴２３ｂに取り付けられている、なお、端子栓３０の頭部３１の表面には、頭部３１の厚さを薄くしても強度を大きくするため、例えばアルミニウム金属製の金属板３５が設けられている。
【００３１】
この金属板３５は、例えばレーザ溶接によって接続端子２３に溶接固定することができる。端子栓３０は、弾性部材から構成されているので、振動等で抜け落ちる可能性があるが、金属板３５を接続端子２３に溶接固定することにより、より強固に端子栓３０によって貫通穴２３ｂを封止することができるようになる。
【００３２】
この正極外部端子１６の組立工程を図５を用いて工程順に説明する。最初に、封口板１３の上側にガスケット２４および接続端子２３を配置し、接続端子２３の筒部２３ａをガスケット２４及び封口板１３のそれぞれに形成されている開口内に挿通させる。次いで、接続端子２３の筒部２３ａに、ガスケット２４とは反対側から、絶縁板２５及び封口体タブ２６のそれぞれに形成されている開口を挿通させる。その後、接続端子２３の筒部２３ａの先端部２３ｃを加締めることにより、接続端子２３と、ガスケット２４と、封口板１３と、絶縁板２５と、封口体タブ２６とを一体に固定する（図５Ａ）。
【００３３】
次いで、封口体タブ２６の周縁部に反転板２７の周囲を完全に密閉するように溶接する（図５Ｂ）。なお、ここでは、反転板２７としては薄いアルミニウム製の板を下部が突出するように成型処理したものを用いた。封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接法としては、レーザ溶接法ないし超音波溶接法を採用し得る。その後、接続端子２３の頂部より貫通孔２３ｂ内に所定圧力のガス、例えばＮ２ガス等の不活性ガスや乾燥空気を導入し、封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接部の密封状態を検査する（図５Ｃ）。この検査で密封状態が完全でないと判定されたものは排除する。
【００３４】
封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接部が正常と判定されてものについては、反転板２７に樹脂製の集電体ホルダー２８を当接し、集電体ホルダー２８と絶縁板２５とをラッチ固定し、次いで、集電体２２の溝２２ａで囲まれた領域と反転板２７とをレーザ溶接法ないし超音波溶接法によって溶接する（図５Ｄ）。これにより本実施形態の電流遮断機構１８が完成される。
【００３５】
この溶接によって封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接箇所が悪影響を受ける可能性があるため、再度接続端子２３の頂部より貫通孔２３ｂ内に所定圧力のガスを導入し、封口体タブ２６と反転板２７との間の溶接部の密封状態を検査する（図５Ｅ）。この２度目の検査によって、本実施形態の正極外部端子１６の信頼性が大きく向上する。しかし、この２度目の検査は必ずしも必要な工程ではなく、必要に応じて行えばよい。
【００３６】
次いで、接続端子２３の貫通孔２３ｂ内に端子栓３０を挿入し（図５Ｆ）、適宜端子栓３０の金属板３５を、例えばレーザ溶接によって、接続端子２３に溶接固定することにより、本実施形態の正極極板用の正極外部端子１６が完成される。この正極極板用の正極外部端子１６は、この状態のままで使用してもよいが、密閉電池１０を単独で使用するか、直列接続ないし並列接続で使用するか等に応じて、適宜の形状の端子板、外部接続端子等（図示省略）を取り付けて使用すればよい。
【００３７】
なお、ここでは正極極板用の正極外部端子１６の構成について説明したが、負極極板用の負極外部端子１７の構成としても採用することもできる。ただし、正極極板用の正極外部端子１６として上述の電流遮断機構１８を備えている構成を採用した場合、負極極板用の負極外部端子１７に電流遮断機構を採用する必要はないので、負極極板用の負極外部端子１７としてはより簡単な構成のものを採用し得る。
【００３８】
本実施形態の密閉電池１０を完成させるには、正極外部端子１６に取り付けられている巻回電極体１２を外装缶１１内に挿入し、封口板１３を外装缶１１の開口に嵌合させて、この嵌合部分をレーザ溶接して封口し、更に、電解液注入孔（図示省略）から所定量の電解液を注入した後、電解液注入孔の封止材１５によって封止すればよい。この電解液の注入時には、外装缶１１、封口板１３等の表面の電解液が付着するおそれがあるため、これらの表面を水洗して清浄化する必要がある。しかしながら、本実施形態の密閉電池１０では、接続端子２３の貫通孔２３ｂ内に端子栓３０が強固に挿入されているため、電解液や洗浄水が接続端子２３の貫通孔２３ｂ内に浸入するおそれがないので、電流遮断機構１８の動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【００３９】
また、本実施形態の密閉電池１０では、電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の空間は完全に密閉されているが、何等かの原因によって外装缶１１内の圧力が増加しても、異常時には電池内部で発生するガス圧が非常に大きくなるため、電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の密閉空間内の圧力が同時に同様に増加することはほとんどなく、電流遮断機構１８の電池外側に対応する側の空間が密閉されていても問題とならない。
【符号の説明】
【００４０】
１０…密閉電池 １１…外装缶 １２…巻回電極体 １３…封口板 １４…ガス排出弁 １５…封止材 １５…電解液注入孔の封止材 １６…正極外部端子 １７…負極外部端子 １８…電流遮断機構 ２０…正極芯体 ２１…集電タブ ２２…集電体 ２２ａ…溝 ２３…接続端子 ２３ａ…筒部 ２３ｂ…貫通穴 ２３ｂ…貫通穴 ２３ｃ…先端部 ２３ｄ…大径部 ２３ｅ…小径部 ２４…ガスケット ２５…絶縁板 ２６…封口体タブ ２７…反転板 ２８…集電体ホルダー ３０…端子栓 ３１…頭部 ３２…突出部 ３３…係止部 ３４…連結部 ３５…金属板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する外装缶と、
前記外装缶内に収容された、正極集電板及び負極集電板をそれぞれ備える正極極板及び負極極板を有する電極体と、
前記外装缶の開口を封口している封口板と、
前記封口板に取り付けられた接続端子を有する外部端子と、
を備えた密閉電池であって、
前記接続端子と前記電極体とは電気的に接続され、
前記接続端子と前記電極体とを電気的に接続する導電経路の間に前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して電流を遮断する電流遮断機構が設けられ、
前記接続端子は、その内部に前記電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間に連なる貫通穴が形成され、
前記貫通穴は、前記電流遮断機構との間に密閉空間が形成されるように、弾性部材からなる端子栓によって封止されている、
ことを特徴とする密閉電池。
【請求項２】
前記端子栓は弾性部材と金属板とからなり、前記金属板は前記接続端子に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉電池。
【請求項３】
前記接続端子に形成された貫通穴は、前記外装缶の外部側に大径部が、前記外装缶の内部側に小径部が形成されており、
前記端子栓は、上端部に前記貫通穴の小径部よりも大径で前記貫通穴の大径部よりも小径の頭部と、下端部に前記頭部よりも小径で前記貫通穴の小径部よりも大径の突出部及び前記突出部よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部と、中間に前記貫通穴の小径部と略同一径で前記貫通穴の小径部の長さと実質的に同一の長さの連結部を備え、前記頭部が前記貫通穴の大径部側に位置し、前記係止部が前記貫通穴の小径部の端部より突出するように前記貫通穴に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の密閉電池。
【請求項４】
前記電流遮断機構は、前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して変形し、前記接続端子と前記電極体との間の電気的接続を遮断するものである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の密閉電池。
【請求項５】
開口を有する外装缶と、正極極板及び負極極板を有する電極体と、前記正極極板及び負極極板にそれぞれ取り付けられた正極集電板及び負極集電板と、貫通穴が形成された接続端子が設けられた外部端子と電解液注液口とを有する封口板と、を備えた密閉電池の製造方法において、
前記接続端子を前記封口板に取り付ける第１の工程と、
前記接続端子に、前記貫通穴の一方側の端部を密封するように電流遮断機構を取り付ける第２の工程と、
前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第３の工程と、
前記電極体の正極集電体ないし負極集電体を前記電流遮断機構に固定する第４の工程と、
前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入する第５の工程と、
前記正極集電体及び負極集電体を前記電極体に溶接し、前記電極体を外装缶内に挿入し、前記封口板を前記外装缶の開口に封口する第６の工程と、
前記電解液を前記電解液注液口より注入した後、前記電解液注液口を封止する第７の工程と、
を備えることを特徴とする、密閉電池の製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程において、前記端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを用い、前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入した後、前記金属板を前記接続端子に溶接固定することを特徴とする請求項５に記載の密閉電池の製造方法。
【請求項７】
前記第４の工程と第５の工程との間に、再度前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第８の工程を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の密閉電池の製造方法。
【請求項１】
開口を有する外装缶と、
前記外装缶内に収容された、正極集電板及び負極集電板をそれぞれ備える正極極板及び負極極板を有する電極体と、
前記外装缶の開口を封口している封口板と、
前記封口板に取り付けられた接続端子を有する外部端子と、
を備えた密閉電池であって、
前記接続端子と前記電極体とは電気的に接続され、
前記接続端子と前記電極体とを電気的に接続する導電経路の間に前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して電流を遮断する電流遮断機構が設けられ、
前記接続端子は、その内部に前記電流遮断機構の電池外側に対応する側の空間に連なる貫通穴が形成され、
前記貫通穴は、前記電流遮断機構との間に密閉空間が形成されるように、弾性部材からなる端子栓によって封止されている、
ことを特徴とする密閉電池。
【請求項２】
前記端子栓は弾性部材と金属板とからなり、前記金属板は前記接続端子に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉電池。
【請求項３】
前記接続端子に形成された貫通穴は、前記外装缶の外部側に大径部が、前記外装缶の内部側に小径部が形成されており、
前記端子栓は、上端部に前記貫通穴の小径部よりも大径で前記貫通穴の大径部よりも小径の頭部と、下端部に前記頭部よりも小径で前記貫通穴の小径部よりも大径の突出部及び前記突出部よりテーパー状にすぼまるように形成された係止部と、中間に前記貫通穴の小径部と略同一径で前記貫通穴の小径部の長さと実質的に同一の長さの連結部を備え、前記頭部が前記貫通穴の大径部側に位置し、前記係止部が前記貫通穴の小径部の端部より突出するように前記貫通穴に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の密閉電池。
【請求項４】
前記電流遮断機構は、前記外装缶内部の圧力の上昇に対応して変形し、前記接続端子と前記電極体との間の電気的接続を遮断するものである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の密閉電池。
【請求項５】
開口を有する外装缶と、正極極板及び負極極板を有する電極体と、前記正極極板及び負極極板にそれぞれ取り付けられた正極集電板及び負極集電板と、貫通穴が形成された接続端子が設けられた外部端子と電解液注液口とを有する封口板と、を備えた密閉電池の製造方法において、
前記接続端子を前記封口板に取り付ける第１の工程と、
前記接続端子に、前記貫通穴の一方側の端部を密封するように電流遮断機構を取り付ける第２の工程と、
前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第３の工程と、
前記電極体の正極集電体ないし負極集電体を前記電流遮断機構に固定する第４の工程と、
前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入する第５の工程と、
前記正極集電体及び負極集電体を前記電極体に溶接し、前記電極体を外装缶内に挿入し、前記封口板を前記外装缶の開口に封口する第６の工程と、
前記電解液を前記電解液注液口より注入した後、前記電解液注液口を封止する第７の工程と、
を備えることを特徴とする、密閉電池の製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程において、前記端子栓として弾性部材と金属板とからなるものを用い、前記貫通穴内に弾性部材からなる端子栓を挿入した後、前記金属板を前記接続端子に溶接固定することを特徴とする請求項５に記載の密閉電池の製造方法。
【請求項７】
前記第４の工程と第５の工程との間に、再度前記貫通穴の他方側の端部からガスを送り込んで前記接続端子と前記電流遮断機構との間の空気漏れを検査する第８の工程を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の密閉電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１２０３４（Ｐ２０１０−２１２０３４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５８０３（Ｐ２００９−５５８０３）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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