電極端子付き電池蓋、電極端子付き電池蓋の製造方法および密閉型電池
【課題】電池蓋の開口と配線との間に、電池の密封性を高くすることができるパッキンを備えた電極端子付き電池蓋を提供する。
【解決手段】本発明の電極端子付き電池蓋は、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と正極シートまたは負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする。
【解決手段】本発明の電極端子付き電池蓋は、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と正極シートまたは負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極端子付き電池蓋、電極端子付き電池蓋の製造方法および密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内部に電解液を有する密閉型電池、例えば、リチウム二次電池、ニッケル・水素電池などは、様々な用途に用いられている。
このような密閉型電池は、一般的にセパレータを介して配置された正極シートと負極シートと、電解液とを内部に収容した電池ケースに電池蓋を接合した構造を有している。この正極シートおよび負極シートは、それぞれ異なる外部接続端子に電気的に接続され、外部接続端子を介して充電または放電を行う。正極シートおよび負極シート（これらのシートを電極シートという）と、外部接続端子を電気的に接続する方法は、電池により様々であるが、電池蓋の開口を貫通した配線を介して電気的に接続する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電極シートと外部接続端子とを電池蓋の開口を貫通した配線を介して電気的に接続させた場合、電池蓋の開口と前記配線との間にパッキンなどを設け電池の密封性を高くし、電解液の漏れの防止や外部からの密閉型電池内部への水分の侵入の防止を図る必要がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電池蓋の開口と配線との間に、電池の密封性を高くすることができるパッキンを備えた電極端子付き電池蓋を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを収容する電池ケースを密閉するための電極端子付き電池蓋であって、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と正極シートまたは負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする電極端子付き電池蓋を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、蓋部材の開口を貫通した電極接続端子のリベット部が外部接続端子と接合しているため、電極接続端子を介して電極シートと外部接続端子を電気的に接続することができる。この外部接続端子に外部配線を接続させることより、密閉型電池の充電または放電を行うことができる。また、電極接続端子の一部であるリベット部が蓋部材の開口を貫通し、外部接続端子と接合するため、電極シートと外部接続端子との間の配線部品の接合面をより少なくすることができ、この接合面による電気抵抗の増加を抑制することができる。
本発明によれば、蓋部材の開口を貫通したパッキンの円筒部は、外側において蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において電極接続端子のリベット部に密着しているため、電池内部の電解液の漏れや外部からの電池内部への水分の侵入を防止することができ、電池の密封性を高くすることができる。
【０００７】
本発明によれば、電極接続端子と蓋部材との間に配置されたパッキンは、電極接続端子の基部と蓋部材の内面とに直接挟持された内部フランジ部と、外部接続端子と蓋部材の外面とに直接挟持された外部フランジ部を有するため、パッキンと電極接続端子との接触面積およびパッキンと蓋部材との接触面積を広くすることができ、電池の密封性を高くすることができる。
本発明によれば、パッキンの内部フランジ部と蓋部材の内面とが接触する面と、パッキンの円筒部と蓋部材の開口の側壁が接触する曲面との間の角部において、パッキンと蓋部材をより強く密着させることができ、パッキンの外部フランジ部と蓋部材の外面とが接触する面と、パッキンの円筒部と蓋部材の開口の側壁が接触する曲面との間の角部において、パッキンと蓋部材をより強く密着させることができる。この２つの角部において、パッキンと蓋部材とをより強く密着させることができるため、電池の密封性をより高くすることができる。
本発明によれば、円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有する形状のパッキンを蓋部材に取り付ける際に、電極接続端子、外部接続端子および蓋部材を一体化すると同時にパッキンを装着することができるため、より製造工程を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の概略上面図である。
【図２】図１の点線Ａ−Ａにおける電極端子付き電池蓋の概略断面図である。
【図３】図２の点線で囲んだ範囲Ｂの拡大図である。
【図４】図３の点線で囲んだ範囲Ｃの拡大図である。
【図５】従来の電極端子付き電池蓋の一部の概略断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である電極接続端子の概略上面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である電極接続端子の概略側面図である。
【図７】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品であるパッキンの概略上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｇ−Ｇの概略断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である内部絶縁部材の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｈ−Ｈの概略断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である蓋部材の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｉ−Ｉの概略断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である外部絶縁部材の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｊ−Ｊの概略断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である外部接続端子の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｋ−Ｋの概略断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の製造方法を説明する説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態の密閉型電池の概略上面図である。
【図１４】本発明の一実施形態の密閉型電池の概略側面図である。
【図１５】図１３の点線Ｌ−Ｌにおける密閉型電池の概略断面図である。
【図１６】図１４の点線Ｍ−Ｍにおける密閉型電池の概略断面図である。
【図１７】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる正極シートの概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線Ｎ−Ｎの概略断面図である。
【図１８】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる負極シートの概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線Ｏ−Ｏの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の電極端子付き電池蓋は、セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを収容する電池ケースを密閉するための電極端子付き電池蓋であって、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と正極シートまたは負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする。
【００１０】
電極端子付き電池蓋とは、電池反応を行う電極シートおよび電解質を収容する容器の蓋であり、電極シートと接続するための電極接続端子と、電池が放電または充電するために外部配線と接続するための外接続端子とを備えた電池蓋である。
密閉型電池とは、密閉された構造を有する電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等である。
【００１１】
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記外部接続端子は、前記リベット部が貫通した開口を有し、かつ、前記リベット部の端をかしめることにより前記リベット部と接合したことが好ましい。
このような構成によれば、電極接続端子と外部接続端子とを容易に接合することができ、電極シートと外部接続端子との間の配線部品の接合面をより少なくすることができる。
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記パッキンは、フッ素樹脂からなることが好ましい。
このような構成によれば、パッキンと電極接続端子との密着性、およびパッキンと蓋部材との密着性をより高くすることができ、電池の密封性をより高くすることができる。
【００１２】
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記電極接続端子の基部と前記蓋部材の内面とに挟持され、かつ、開口を有する内部絶縁部材と、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに挟持され、かつ、開口を有する外部絶縁部材とをさらに備え、前記リベット部は、前記内部絶縁部材の開口と前記外部絶縁部材の開口とを貫通し、前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口中に設けられ、前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口中に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電極接続端子と蓋部材との間でリーク電流が流れることを防止することができ、外部接続端子と蓋部材との間でリーク電流が流れることを防止することができる。
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口の側壁に密着し、前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口の側壁に密着することが好ましい。
このような構成によれば、内部絶縁部材および外部絶縁部材を固定することができる。
【００１３】
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記外部絶縁部材の開口は、前記パッキンの円筒部の外径より大きい直径を有することが好ましい。
このような構成によれば、パッキンの一部を変形させ外部絶縁部材の開口中に外部フランジ部を形成することができる。
また、本発明は、本発明の電極端子付き電池蓋と接合した電池ケースの内部に、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを備え、前記電極接続端子、前記パッキン、前記内部絶縁部材、前記外部絶縁部材および前記外部接続端子は、それぞれ複数であり、前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれ異なる前記電極接続端子に接合した密閉型電池も提供する。
本発明の密閉型電池によれば、より密封性の高い密閉型電池を提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、本発明の電極端子付き電池蓋の製造方法であって、内部フランジ部と円筒部を有するパッキンの前記円筒部の内側の開口と、内部絶縁部材の開口と、蓋部材の開口と、外部絶縁部材の開口と、外部接続端子の開口とを、基部および前記基部から突出したリベット部を有する電極接続端子の前記リベット部が貫通した状態で前記リベット部の端をかしめる工程を備え、前記リベット部の端をかしめる工程において、前記リベット部は前記外部接続端子と接合し、かつ、前記外部接続端子が前記円筒部の端に圧接することにより前記円筒部の端部が変形し前記外部フランジ部が形成される電極端子付き電池蓋の製造方法も提供する。
本発明の電極端子付き電池蓋の製造方法によれば、円筒部の端部を変形させ外部フランジ部を形成でき、電池内部の電解液の漏れや外部からの電池内部への水分の侵入を防止することができる電極端子付き電池蓋を製造することができる。
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１６】
電極端子付き電池蓋
図１は、本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の概略上面図であり、図２は、図１の点線Ａ−Ａにおける電極端子付き電池蓋の概略断面図であり、図３は、図２の点線で囲んだ範囲Ｂの拡大図であり、図４は、図３の点線で囲んだ範囲Ｃの拡大図である。
【００１７】
本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、セパレータ２４を介して配置された正極シート２１および負極シート２２と、電解液とを収容する電池ケース１を密閉するための電極端子付き電池蓋１７であって、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材２と、蓋部材２の開口を貫通した円筒部３０と内部フランジ部３１と外部フランジ部４３とを有するパッキン１３と、蓋部材２の内面側に配置された基部１５と正極シート２１または負極シート２２に接続するための接続部１６と基部１５から突出し円筒部３０の内側の開口を貫通したリベット部１４とを有する電極接続端子５と、蓋部材２の外面側においてリベット部１４と接合する外部接続端子８とを備え、円筒部３０は、外側において蓋部材２の開口の側壁に密着し、内側においてリベット部１４に密着し、内部フランジ部３１は、基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持され、外部フランジ部４３は、外部接続端子８と蓋部材２の外面とに直接挟持されることを特徴とする。
また、本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、パッキン１３、電極接続端子５、外部接続端子８をそれぞれ複数備えてもよく、複数のパッキン１３には、正極用パッキン１３ａおよび負極用パッキン１３ｂが含まれ、複数の電極接続端子５には、正極接続端子３および負極接続端子４が含まれ、複数の外部接続端子８には、正極用外部接続端子８ａおよび負極用外部接続端子８ｂが含まれる。
【００１８】
また、本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、内部絶縁部材１１、外部絶縁部材１０およびねじ部材６をそれぞれ複数備えてもよく、複数の内部絶縁部材１１には、正極用内部絶縁部材１１ａおよび負極用内部絶縁部材１１ｂが含まれ、複数の外部絶縁部材１０には、正極用外部絶縁部材１０ａおよび負極用外部絶縁部材１０ｂが含まれ、複数のねじ部材６には、正極用ねじ部材６ａおよび負極用ねじ部材６ｂが含まれる。
また、正極接続端子３、正極用内部絶縁部材１１ａ、正極用パッキン１３ａ、正極用絶縁部材１０ａ、正極用外部絶縁部材１０ａおよび正極用ねじ部材６ａが一組となり蓋部材２と一体化されてもよく、負極接続端子３、負極用内部絶縁部材１１ｂ、負極用パッキン１３ｂ、負極用絶縁部材１０ｂ、負極用外部絶縁部材１０ｂおよび負極用ねじ部材６ｂが一組となり蓋部材２と一体化されてもよい。
以下に電極端子付き電池蓋１７の各構成要素および製造方法について説明する。
【００１９】
１．電極接続端子
電極接続端子５は、蓋部材２の内面側に配置される基部１５と、正極シート２１または負極シート２２に接続するための接続部１６と、基部１５から突出し、かつ、円筒部３０の内側の開口２９を貫通し、かつ、円筒部３０の内面に密着したリベット部１４とを有する。また、電極接続端子５は、複数であってもよく、複数の電極接続端子５には、正極接続端子３と負極接続端子４とが含まれる。
正極接続端子３は、接続部１６において正極シート２１と接続可能であり、リベット部１４が正極用外部接続端子８ａと接合する。
負極接続端子４は、接続部１６において負極シート２２と接続可能であり、リベット部１４が負極用外部接続端子８ｂと接合する。
【００２０】
正極接続端子３、負極接続端子４の材料は特に限定されないが、例えば、正極接続端子３は、例えばアルミニウムとすることができ、負極接続端子４は、例えば銅とすることができる。
電極接続端子５の製造方法は、特に限定されないが、例えば、金属板をプレス加工することにより製造することができる。また、リベット部１４は絞り加工により形成することができる。
【００２１】
電極接続端子５は、例えば、図２、図３のような構造を有しており、平板状の基部１５の一方の面が内部絶縁部材１１およびパッキン１３の内部フランジ部３１と面接触しており、基部１５から突出したリベット部１４が、パッキン１３の開口２９、内部絶縁部材１１の開口３３、蓋部材２の開口３４、外部絶縁部材１０の開口３５および外部接続端子８の開口３６を貫通し、外部接続端子８と接合する。
電極接続端子５は、外部接続端子８と接合する前において、図６（ａ）（ｂ）のような構造を有することができる。また、電極接続端子５の接続部１６は、図６のようにコの字型の構造を有することができ、対向する金属板の外側の２つの面にそれぞれ電極シート１８を接合することができる。
【００２２】
２．パッキン
パッキン１３は、蓋部材２の開口３４を貫通し、かつ、蓋部材２の開口３４の側壁に密着した円筒部３０と、電極接続端子５の基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持された内部フランジ部３１と、外部接続端子８と蓋部材２の外面とに直接挟持された外部フランジ部４３とを有する。このことにより、電極接続端子５と蓋部材２との間にパッキンを挟むことができ、電極接続端子５と蓋部材２との間の隙間に電解液などの液体が流通することを防止することができる。
また、パッキン１３は複数であってもよく、複数のパッキン１３は、正極用パッキン１３ａと負極用パッキン１３ｂを含む。正極用パッキン１３ａの円筒部３０の内側の開口には、正極接続端子３のリベット部１４が貫通しており、負極用パッキン１３の円筒部３０の内側の開口には、負極接続端子４のリベット部が貫通している。
正極用パッキン１３ａおよび負極用パッキン１３ｂは、蓋部材２のそれぞれ異なる開口３４を貫通する。
【００２３】
また、正極用パッキン１３ａの内部フランジ部３１は、正極接続端子３の基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持され、正極接続端子３の基部１５と蓋部材２の内面とにそれぞれ密着する。正極用パッキン１３ａの外部フランジ部４３は、正極用外部接続端子８ａと蓋部材２の外面とに直接挟持され、正極用外部接続端子８ａと蓋部材２の外面とにそれぞれ密着する。
また、負極用パッキン１３ｂの内部フランジ部３１は、負極接続端子４の基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持され、負極接続端子４の基部１５と蓋部材２の内面とにそれぞれ密着する。負極用パッキン１３ｂの外部フランジ部４３は、負極用外部接続端子８ｂと蓋部材２の外面とに直接挟持され、負極用外部接続端子８ｂと蓋部材２の外面とにそれぞれ密着する。
【００２４】
また、内部フランジ部３１および外部フランジ部４３は、円筒部３０の外側の方向の突縁を形成することができ、外部フランジ部４３の突端は内部フランジ部３１の突端に比べ円筒部１３の外周に近いように設けることができる。このことにより、パッキンの一部を変形させることにより外部フランジ部４３を容易に形成することができる。例えば、図４のように、外部フランジ部４３の突端と円筒部１３の外周との距離ａは、内部フランジ部３１の突端と円筒部１３の外周との距離ｂより短くすることができる。
【００２５】
内部フランジ部３１は、内部絶縁部材１１の開口３３中に設けることができ、外部フランジ部４３は、外部絶縁部材１０の開口３５中に設けることができる。また、内部フランジ部３１は、内部絶縁部材１１の開口３３の側壁と密着するように設けることができ、外部フランジ部４３は、外部絶縁部材１０の開口３５の側壁と密着するように設けることができる。このことにより、内部絶縁部材１１および外部絶縁部材１０を固定することができる。
【００２６】
パッキン１３の材料は、電極接続端子５と蓋部材２との間に配置することができ、電解液などの液体の流通を防止することができるものであって、リベット部１４の端をかしめた際に変形することができる程度に軟らかい材質であれば特に限定されない。好ましくは、耐有機溶剤性を有している方がよい。例として挙げるならば、フッ素樹脂であり、好ましくは、ＰＦＡまたはＦＥＰである。
【００２７】
パッキン１３は、例えば、図３、図４のような構造を有することができる。円筒部３０を挟むように内部フランジ部３１と外部フランジ部４３が形成され、内部フランジ部３１、円筒部３０および外部フランジ部４３は、コの字型となり、この内側で蓋部材２の開口３４を形成する端部に密着している。電極接続端子５と外部接続端子８を一体化することにより電極接続端子５の基部１５と外部接続端子８により挟まれ圧迫されるため、このコの字型の角部、つまり図４の点線で囲んだ角部Ｄ、Ｅの両方において、蓋部材２とパッキン１３はより強く密着することができる。このため、蓋部材２とパッキン１３との間の隙間を電解液などの液体が流通することを防止することができ、電池の密封性をより高くすることができる。
【００２８】
図５は、従来の電極端子付き蓋部材の一部の概略断面図であり、図４に対応する断面図である。従来の電極端子付き蓋部材のパッキン１３は外部フランジ部４３を有しておらず、蓋部材２とパッキン１３が強く密着する角部は、図５の点線で囲んだ角部Ｆの一箇所となる。従って、従来の電極端子付き蓋部材を用いた密閉性電池に比べて、本実施形態の電極端子付き電池蓋１７を用いた密閉性電池は、密封性がより高くなる。
【００２９】
図７（ａ）は、電極接続端子５のリベット部１４が外部接続端子８に接合する前の段階で、パッキン１３が変形する前のパッキン１３の概略上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の点線Ｇ−Ｇにおけるパッキン１３の概略断面図である。この変形前のパッキン１３は、開口２９の周りに円筒部３０および内部フランジ部３１を有する。
【００３０】
３．内部絶縁部材
図８（ａ）は、内部絶縁部材１１の概略平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の点線Ｈ−Ｈにおける内部絶縁部材１１の概略断面図である。
内部絶縁部材１１は、電極接続端子５の基部１５と蓋部材２の内面とに挟持され、かつ、開口３３を有する。開口３３には、電極接続端子５のリベット部１４が貫通する。また、開口３３中には、パッキン１３の内部フランジ部３１が形成されてもよい。内部絶縁部材１１を設けることにより、電極接続端子５と蓋部材２とを非接触で設けることができ、リーク電流が流れることを防止することができる。
内部絶縁部材１１は、複数であってもよく、複数の内部絶縁部材１１には、正極用内部絶縁部材１１ａおよび負極用内部絶縁部材１１ｂが含まれる。正極用内部絶縁部材１１ａは、正極接続端子３の基部１５と蓋部材２の内面とに挟持され、負極用内部絶縁部材１１ｂは、負極接続端子４の基部１５と蓋部材２の内面とに挟持される。
内部絶縁部材１１の材料は、電極接続端子５と蓋部材２とを電気的に絶縁することができれば特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルフィド樹脂（ＰＰＳ）または硬質ポリプロピレン（硬質ＰＰ）である。
【００３１】
４．蓋部材
図９（ａ）は、蓋部材２の概略平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の点線Ｉ−Ｉにおける蓋部材２の概略断面図である。
蓋部材２は電極接続端子５のリベット部１４およびパッキン１３の円筒部３０が貫通する開口３４を有する。また、蓋部材２は端部において電池ケース１と接合することができる。
蓋部材２の開口３４は、複数であってもよい。また、２つの開口３４には、それぞれ正極接続端子３のリベット部１４および負極接続端子４のリベット部１４が貫通していてもよい。
蓋部材２の材料は、蓋部材２と電池ケース１とを接合しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス等の金属材料、該金属材料にニッケル、スズ、クロム、亜鉛等をメッキしたものや、硬質プラスチックなどの材料が挙げられる。
【００３２】
５．外部絶縁部材
図１０（ａ）は、外部絶縁部材１０の概略平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の点線Ｊ−Ｊにおける外部絶縁部材１０の概略断面図である。
外部絶縁部材１０は、外部接続端子８と蓋部材２の外面とに挟持され、かつ、開口３５を有する。開口３５には、電極接続端子５のリベット部１４が貫通する。また、開口３５中には、パッキン１３の外部フランジ部４３が形成されてもよい。外部絶縁部材１０を設けることにより、外部接続端子８と蓋部材２とを非接触で設けることができ、リーク電流が流れることを防止することができる。
外部絶縁部材１０は、複数であってもよく、複数の外部絶縁部材１０には、正極用外部絶縁部材１０ａおよび負極用外部絶縁部材１０ｂが含まれる。正極用外部絶縁部材１０ａは、正極用外部接続端子８ａと蓋部材２の外面とに挟持され、負極用外部絶縁部材１０ｂは、負極用外部接続端子８ｂと蓋部材２の外面とに挟持される。
外部絶縁部材１０の材料は、外部接続端子８と蓋部材２とを電気的に絶縁することができれば特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルフィド樹脂（ＰＰＳ）または硬質ポリプロピレン（硬質ＰＰ）である。
【００３３】
６．外部接続端子
外部接続端子８は、蓋部材２の外面側に配置され、電極接続端子５のリベット部１４と接合する。また、外部接続端子８は、電極接続端子５のリベット部１４が貫通した開口３６を有してもよく、リベット部１４の端をかしめることによりリベット部１４と接合してもよい。また、外部接続端子８は、ねじ部材６が貫通する開口３７を有してもよく、ねじ部材６と接合することができる。さらに外部接続端子８は、開口３７の周りに外部接続部３８を有してもよい。外部接続部３８を有することにより、外部接続端子８と外部配線を接続することができる。
外部接続端子８は、複数であってもよく、複数の外部接続端子８には正極用外部接続端子８ａおよび負極用外部接続端子８ｂが含まれる。正極用外部接続端子８ａは、正極接続端子３のリベット部１４と接合し、負極用外部接続端子８ｂは、負極接続端子４と接合する。また、正極用外部接続端子８ａは、正極用ねじ部材６ａと接合することができ、負極用外部接続端子８ｂは、負極用ねじ部材６ｂと接合することができる。
外部接続端子８の材料は、外部配線と接続する端子となる金属板であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム板である。
【００３４】
図１１（ａ）は、電極接続端子５のリベット部１４およびねじ部材６が接合する前の外部接続端子８の概略平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の点線Ｋ−Ｋにおける外部接続端子８の概略断面図である。外部接続端子８は、図１１のように、電極接続端子５のリベット部１４が貫通する開口３６の周りの平板部と、外部接続部３８でありねじ部材６が貫通する開口３７の周りの平板部とを高さが異なるように有してもよい。このとき、開口３６の周りの平板部と蓋部材２の外面との間に外部フランジ部４３が直接挟持される。
【００３５】
７．ねじ部材
ねじ部材６は、外部接続端子８の開口３７を貫通し、外部接続端子８と接合する。ねじ部材６は雄ねじ構造を有してもよい。ねじ部材６が雄ねじ構造を有する場合、雄ねじ構造に外部配線となる金属板の開口を貫通させ、雄ねじをナットなどと締め合わせることにより、外部接続端子８と外部配線とを接続することができる。
ねじ部材６を外部接続端子８に接合させる方法は特に限定されないが、例えば、ねじ部材６を外部接続端子８の開口３７を貫通させ、ねじ部材の端をかしめることにより、接合することができる。
【００３６】
８．電極端子付き電池蓋の製造方法
本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、内部フランジ部３１と円筒部３０を有するパッキン１３の円筒部３０の内側の開口２９と、内部絶縁部材１１の開口３３と、蓋部材２の開口３４と、外部絶縁部材１０の開口３５と、外部接続端子８の開口３６とを、基部１５および基部１５から突出したリベット部１４を有する電極接続端子５のリベット部１４が貫通した状態でリベット部１４の端をかしめる工程を備え、リベット部１４の端をかしめる工程において、リベット部１４は外部接続端子８と接合し、かつ、外部接続端子８が円筒部３０の端に圧接することにより円筒部３０の端部が変形し外部フランジ部４３が形成される電極端子付き電池蓋１７の製造方法により製造することができる。
【００３７】
図１２は、本実施形態の電極端子付き電池蓋１４の製造方法を説明するための説明図である。また、図１２は、電極接続端子５のリベット部１４が外部接続端子８と接合する前の段階であって、リベット部１４が、パッキン１３の開口２９、内部絶縁部材５の開口３３、蓋部材２の開口３４、外部絶縁部材１０の開口３５および外部接続端子８の開口３６を貫通した状態の概略断面図であり、図３に対応する。また、図１２には、リベット部１４の端をかしめるために用いる金型４０と押圧用部材４１も図示している。図１２のような状態で、金型４０と押圧用部材４１を用いて電極接続端子５のリベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、リベット部１４が変形し、リベット部１４と外部接続端子８とを接合することができる。また、リベット部１４の端をかしめることにより、電極接続端子５と外部接続端子８とで、パッキン１３、内部絶縁部材１１、蓋部材２および外部絶縁部材１０を挟持することができ、固定することができる。
【００３８】
また、図６（ａ）に示したリベット部１４の外径ｃ（図１２に示した距離ｒ）、図７（ａ）に示したパッキン１３の開口２９の直径ｄ（図１２に示した距離ｒ）および図１１に示した外部接続端子８の開口３６の直径ｑ（図１２に示した距離ｒ）は、実質的に同じであってもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、リベット部１４の外周とパッキン１３の内側の開口２９の側壁とを密着させることができる。また、電極接続端子５と外部接続端子８との接合面積を広くすることができる。また、リベット部１４の端をかしめる際、外部接続端子８をパッキン１３の円筒部３０の端に圧接させることができ、円筒部３０を変形させることができる。
【００３９】
図７（ａ）に示した円筒部３０の外径ｆ（図１２に示した距離ｓ）は、図９に示した蓋部材２の開口３４の直径ｋ（図１２に示した距離ｓ）と実質的に同じであってもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことによりパッキン１３の外周面と蓋部材２の開口３４の側面とを密着させることができる。
【００４０】
図７（ｂ）に示したパッキン１３の内部フランジ部３１の厚さｇ（図１２に示した距離ｘ）は、図８（ｂ）に示した内部絶縁部材１１の厚さｊ（図１２に示した距離ｚ）よりも厚く、図７（ａ）に示したパッキン１３の内部フランジ部３１の外径ｅ（図１２に示した距離ｕ）は、図８（ａ）に示した内部絶縁部材１１の開口３３の直径ｉ（図１２に示した距離ｖ）より小さくてもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、電極接続端子５の基部１５と蓋部材２の裏面とで内部フランジ部３１を圧縮変形させることができ、内部フランジ部３１を電極接続端子５および蓋部材２の裏面に密着させることができる。また、内部フランジ部３１は、側壁が内部絶縁部材１１の開口３３の側壁に密着するように圧縮変形することができ、内部絶縁部材１１を固定することができる。
【００４１】
図７（ｂ）に示したパッキン１３の円筒部３０の長さｈ（図１２に示した距離ｗ）は、図９（ｂ）に示した蓋部材２の厚さｍと図１０に示した外部絶縁部材１０の厚さｐとの和（図１２に示した距離ｙ）よりも長く、図７（ａ）に示したパッキン１３の円筒部３０の外径ｆ（図１２に示した距離ｓ）は、図１０（ａ）に示した外部絶縁部材１０の開口３５の直径ｎ（図１２に示した距離ｔ）よりも小さくてもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、外部接続端子８がパッキン１３の円筒部３０の端に圧接し、円筒部３０の端部を圧縮変形させ、外部フランジ部４３を形成することができる。また、外部フランジ部４３を蓋部材２の外面および外部接続端子８に密着させることができる。外部フランジ部４３は、側壁が外部絶縁部材１０の開口３５の側壁に密着するように形成することができ、外部絶縁部材１０を固定することができる。
【００４２】
上記したような電極端子付き電池蓋１７の製造方法を採用することにより、円筒部３０と内部フランジ部３１と外部フランジ部４３とを有する形状のパッキン１３を蓋部材２に取り付ける際に、射出成型などにより予め蓋部材にパッキンを形成しておく必要がなく、端子と蓋部材２を一体化すると同時に蓋部材２にパッキン１３を装着することができ、製造工程における組み立て性の向上を図ることが可能となる。
【００４３】
密閉型電池
図１３は、本発明の一実施形態の密閉型電池の概略上面図であり、図１４は、本発明の一実施形態の密閉型電池の概略側面図である。また、図１５は図１３の点線Ｌ−Ｌにおける密閉型電池の概略断面図であり、図１６は図１４の点線Ｍ−Ｍにおける密閉型電池の概略断面図である。
本実施形態の密閉型電池２０は、電極端子付き電池蓋１７と接合した電池ケース１の内部に、セパレータ２４と、セパレータ２４を介して配置された正極シート２１および負極シート２２と、電解液とを備え、電極接続端子５、パッキン１３、内部絶縁部材１１、外部絶縁部材１０および外部接続端子８は、それぞれ複数であり、正極シート２１および負極シート２２は、それぞれ異なる電極接続端子５に接合する。
【００４４】
本実施形態の密閉型電池２０は、電極端子付き電池蓋１７に含まれる電極接続端子５に発電要素１２を接合し、この発電要素１２を電池ケース１の内部に収容すると共に電池ケース１の開口に蓋部材２を嵌合させ、電池ケース１と蓋部材２とを接合し、電池ケース１の内部に電解液を注入することにより製造することができる。
以下、本実施形態の密閉型電池の電極端子付き電池蓋１７以外の構成要素について説明する。
【００４５】
１．発電要素
発電要素１２は、電池ケース１内部に充填された電解液と共に電池反応をする。この電池反応により密閉型電池２０は、放電、充電をすることができる。発電要素１２は、セパレータ２４と、セパレータ２４を介して配置された正極シート２１および負極シート２２を備える。発電要素１２は、例えば、図１６のように、蛇腹折りされたセパレータ２４と、セパレータ２４の各谷溝に配置され、かつ、セパレータ２４を介して交互に配置された正極シート２１および負極シート２２とを備える。
【００４６】
セパレータ２４は、シート状であり、正極シート２１と負極シート２２との間に配置される。セパレータ２４は、正極シート２１と負極シート２２との間に短絡電流が流れることを防止することができ、電解質が透過可能なものであれば特に限定されないが、例えばポリオレフィンの微多孔性フィルムとすることができる。
【００４７】
正極シート２１は、正極集電体２７と正極集電体２７の両面上にそれぞれ設けられた正極活物質層２５と備える。正極シート２１は、例えば、図１７（ａ）（ｂ）のように形成することができ、方形の正極集電体２７の両面に正極活物質層２５を形成することにより形成することができる。そして、正極シート２１は、正極接続端子３の接続部１６に接続するための接続部２３を有することができ、図１７（ａ）の接続部２３は、正極シート２１の端部の正極集電体２７の両面上に正極活物質層２５を形成しないことで設けることができる。また、正極集電体２７の１つの端部に耳部を形成し、該耳部に正極活物質層２５を形成しないことで接続部を設けることもできる。
【００４８】
正極集電体２７は、電気伝導性を有し、表面上に正極活物質層２５を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくはアルミニウム箔である。
正極活物質層２５は、正極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法などにより正極集電体２７の上に形成することができる。正極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4またはＬｉＦｅＰＯ4である。
【００４９】
負極シート２２は、負極集電体２８と負極集電体２８の両面上にそれぞれ設けられた負極活物質層２６と備える。負極シート２２は、例えば、図１８（ａ）（ｂ）のように形成することができ、方形の負極集電体２８の両面に負極活物質層２６を形成することにより形成することができる。そして、負極シート２２は、負極接続端子４に接続するための接続部２３を有することができ、図１８（ａ）の接続部２３は、負極シート２２の端部の負極集電体２７の両面上に負極活物質層２６を形成しないことで設けることができる。また、負極集電体の１つの端部に耳部を形成し、該耳部に負極活物質層２６を形成しないことで接続部を設けることもできる。
【００５０】
負極集電体２８は、電気伝導性を有し、表面上に負極活物質層２６を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくは銅箔である。
負極活物質層２６は、負極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法などにより負極集電体２８の上に形成することができる。負極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、グラファイト、部分黒鉛化した炭素、ＬｉＴｉＯ4、Ｓｎ合金等である。
【００５１】
２．電池ケース
電池ケース１は、内部に発電要素１２、正極接続端子３、負極接続端子４および電解液を収容する電池ケースであり、蓋部材２と接合すれば特に限定されない。
電池ケース１の材料は、内部に発電要素１２、正極接続端子３、負極接続端子４および電解液を収容しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス等の金属材料、該金属材料にニッケル、スズ、クロム、亜鉛等をメッキしたものや、硬質プラスチックなどである。
蓋部材２と電池ケース１とを接合する方法は、特に限定されないが、例えばレーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接、接着剤などによる接合である。
【００５２】
３．電解液
電解液は、発電要素１２を浸漬させ、電解質が溶媒に溶解したものであれば特に限定されないが、例えば、有機電解液であり、電解質としてのＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＯＢ等のリチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液である。また、必要に応じてＶＣ（ビニレンカーボネート）等の添加剤を配合してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１：電池ケース ２：蓋部材 ３：正極接続端子 ４：負極接続端子 ５：電極接続端子 ６、６ａ、６ｂ：ねじ部材 ８、８ａ、８ｂ：外部接続端子 １０、１０ａ、１０ｂ：外部絶縁部材 １１、１１ａ、１１ｂ：内部絶縁部材 １２：発電要素 １３、１３ａ、１３ｂ：パッキン １４：リベット部 １５：基部 １６：接続部 １７：電極端子付き電池蓋 １８：電極シート ２０：密閉型電池 ２１：正極シート ２２：負極シート ２３：接続部 ２４：セパレータ ２５：正極活物質層 ２６：負極活物質層 ２７：正極集電体 ２８：負極集電体 ２９、３３、３４、３５、３６、３７：開口 ３０：円筒部 ３１：内部フランジ部 ３８：外部接続部 ４０：金型 ４１：押圧用部材 ４３：外部フランジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極端子付き電池蓋、電極端子付き電池蓋の製造方法および密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内部に電解液を有する密閉型電池、例えば、リチウム二次電池、ニッケル・水素電池などは、様々な用途に用いられている。
このような密閉型電池は、一般的にセパレータを介して配置された正極シートと負極シートと、電解液とを内部に収容した電池ケースに電池蓋を接合した構造を有している。この正極シートおよび負極シートは、それぞれ異なる外部接続端子に電気的に接続され、外部接続端子を介して充電または放電を行う。正極シートおよび負極シート（これらのシートを電極シートという）と、外部接続端子を電気的に接続する方法は、電池により様々であるが、電池蓋の開口を貫通した配線を介して電気的に接続する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電極シートと外部接続端子とを電池蓋の開口を貫通した配線を介して電気的に接続させた場合、電池蓋の開口と前記配線との間にパッキンなどを設け電池の密封性を高くし、電解液の漏れの防止や外部からの密閉型電池内部への水分の侵入の防止を図る必要がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電池蓋の開口と配線との間に、電池の密封性を高くすることができるパッキンを備えた電極端子付き電池蓋を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを収容する電池ケースを密閉するための電極端子付き電池蓋であって、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と正極シートまたは負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする電極端子付き電池蓋を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、蓋部材の開口を貫通した電極接続端子のリベット部が外部接続端子と接合しているため、電極接続端子を介して電極シートと外部接続端子を電気的に接続することができる。この外部接続端子に外部配線を接続させることより、密閉型電池の充電または放電を行うことができる。また、電極接続端子の一部であるリベット部が蓋部材の開口を貫通し、外部接続端子と接合するため、電極シートと外部接続端子との間の配線部品の接合面をより少なくすることができ、この接合面による電気抵抗の増加を抑制することができる。
本発明によれば、蓋部材の開口を貫通したパッキンの円筒部は、外側において蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において電極接続端子のリベット部に密着しているため、電池内部の電解液の漏れや外部からの電池内部への水分の侵入を防止することができ、電池の密封性を高くすることができる。
【０００７】
本発明によれば、電極接続端子と蓋部材との間に配置されたパッキンは、電極接続端子の基部と蓋部材の内面とに直接挟持された内部フランジ部と、外部接続端子と蓋部材の外面とに直接挟持された外部フランジ部を有するため、パッキンと電極接続端子との接触面積およびパッキンと蓋部材との接触面積を広くすることができ、電池の密封性を高くすることができる。
本発明によれば、パッキンの内部フランジ部と蓋部材の内面とが接触する面と、パッキンの円筒部と蓋部材の開口の側壁が接触する曲面との間の角部において、パッキンと蓋部材をより強く密着させることができ、パッキンの外部フランジ部と蓋部材の外面とが接触する面と、パッキンの円筒部と蓋部材の開口の側壁が接触する曲面との間の角部において、パッキンと蓋部材をより強く密着させることができる。この２つの角部において、パッキンと蓋部材とをより強く密着させることができるため、電池の密封性をより高くすることができる。
本発明によれば、円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有する形状のパッキンを蓋部材に取り付ける際に、電極接続端子、外部接続端子および蓋部材を一体化すると同時にパッキンを装着することができるため、より製造工程を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の概略上面図である。
【図２】図１の点線Ａ−Ａにおける電極端子付き電池蓋の概略断面図である。
【図３】図２の点線で囲んだ範囲Ｂの拡大図である。
【図４】図３の点線で囲んだ範囲Ｃの拡大図である。
【図５】従来の電極端子付き電池蓋の一部の概略断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である電極接続端子の概略上面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である電極接続端子の概略側面図である。
【図７】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品であるパッキンの概略上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｇ−Ｇの概略断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である内部絶縁部材の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｈ−Ｈの概略断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である蓋部材の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｉ−Ｉの概略断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である外部絶縁部材の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｊ−Ｊの概略断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の部品である外部接続端子の概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｋ−Ｋの概略断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の製造方法を説明する説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態の密閉型電池の概略上面図である。
【図１４】本発明の一実施形態の密閉型電池の概略側面図である。
【図１５】図１３の点線Ｌ−Ｌにおける密閉型電池の概略断面図である。
【図１６】図１４の点線Ｍ−Ｍにおける密閉型電池の概略断面図である。
【図１７】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる正極シートの概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線Ｎ−Ｎの概略断面図である。
【図１８】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる負極シートの概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線Ｏ−Ｏの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の電極端子付き電池蓋は、セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを収容する電池ケースを密閉するための電極端子付き電池蓋であって、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と正極シートまたは負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする。
【００１０】
電極端子付き電池蓋とは、電池反応を行う電極シートおよび電解質を収容する容器の蓋であり、電極シートと接続するための電極接続端子と、電池が放電または充電するために外部配線と接続するための外接続端子とを備えた電池蓋である。
密閉型電池とは、密閉された構造を有する電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等である。
【００１１】
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記外部接続端子は、前記リベット部が貫通した開口を有し、かつ、前記リベット部の端をかしめることにより前記リベット部と接合したことが好ましい。
このような構成によれば、電極接続端子と外部接続端子とを容易に接合することができ、電極シートと外部接続端子との間の配線部品の接合面をより少なくすることができる。
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記パッキンは、フッ素樹脂からなることが好ましい。
このような構成によれば、パッキンと電極接続端子との密着性、およびパッキンと蓋部材との密着性をより高くすることができ、電池の密封性をより高くすることができる。
【００１２】
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記電極接続端子の基部と前記蓋部材の内面とに挟持され、かつ、開口を有する内部絶縁部材と、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに挟持され、かつ、開口を有する外部絶縁部材とをさらに備え、前記リベット部は、前記内部絶縁部材の開口と前記外部絶縁部材の開口とを貫通し、前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口中に設けられ、前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口中に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電極接続端子と蓋部材との間でリーク電流が流れることを防止することができ、外部接続端子と蓋部材との間でリーク電流が流れることを防止することができる。
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口の側壁に密着し、前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口の側壁に密着することが好ましい。
このような構成によれば、内部絶縁部材および外部絶縁部材を固定することができる。
【００１３】
本発明の電極端子付き電池蓋において、前記外部絶縁部材の開口は、前記パッキンの円筒部の外径より大きい直径を有することが好ましい。
このような構成によれば、パッキンの一部を変形させ外部絶縁部材の開口中に外部フランジ部を形成することができる。
また、本発明は、本発明の電極端子付き電池蓋と接合した電池ケースの内部に、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを備え、前記電極接続端子、前記パッキン、前記内部絶縁部材、前記外部絶縁部材および前記外部接続端子は、それぞれ複数であり、前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれ異なる前記電極接続端子に接合した密閉型電池も提供する。
本発明の密閉型電池によれば、より密封性の高い密閉型電池を提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、本発明の電極端子付き電池蓋の製造方法であって、内部フランジ部と円筒部を有するパッキンの前記円筒部の内側の開口と、内部絶縁部材の開口と、蓋部材の開口と、外部絶縁部材の開口と、外部接続端子の開口とを、基部および前記基部から突出したリベット部を有する電極接続端子の前記リベット部が貫通した状態で前記リベット部の端をかしめる工程を備え、前記リベット部の端をかしめる工程において、前記リベット部は前記外部接続端子と接合し、かつ、前記外部接続端子が前記円筒部の端に圧接することにより前記円筒部の端部が変形し前記外部フランジ部が形成される電極端子付き電池蓋の製造方法も提供する。
本発明の電極端子付き電池蓋の製造方法によれば、円筒部の端部を変形させ外部フランジ部を形成でき、電池内部の電解液の漏れや外部からの電池内部への水分の侵入を防止することができる電極端子付き電池蓋を製造することができる。
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１６】
電極端子付き電池蓋
図１は、本発明の一実施形態の電極端子付き電池蓋の概略上面図であり、図２は、図１の点線Ａ−Ａにおける電極端子付き電池蓋の概略断面図であり、図３は、図２の点線で囲んだ範囲Ｂの拡大図であり、図４は、図３の点線で囲んだ範囲Ｃの拡大図である。
【００１７】
本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、セパレータ２４を介して配置された正極シート２１および負極シート２２と、電解液とを収容する電池ケース１を密閉するための電極端子付き電池蓋１７であって、外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材２と、蓋部材２の開口を貫通した円筒部３０と内部フランジ部３１と外部フランジ部４３とを有するパッキン１３と、蓋部材２の内面側に配置された基部１５と正極シート２１または負極シート２２に接続するための接続部１６と基部１５から突出し円筒部３０の内側の開口を貫通したリベット部１４とを有する電極接続端子５と、蓋部材２の外面側においてリベット部１４と接合する外部接続端子８とを備え、円筒部３０は、外側において蓋部材２の開口の側壁に密着し、内側においてリベット部１４に密着し、内部フランジ部３１は、基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持され、外部フランジ部４３は、外部接続端子８と蓋部材２の外面とに直接挟持されることを特徴とする。
また、本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、パッキン１３、電極接続端子５、外部接続端子８をそれぞれ複数備えてもよく、複数のパッキン１３には、正極用パッキン１３ａおよび負極用パッキン１３ｂが含まれ、複数の電極接続端子５には、正極接続端子３および負極接続端子４が含まれ、複数の外部接続端子８には、正極用外部接続端子８ａおよび負極用外部接続端子８ｂが含まれる。
【００１８】
また、本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、内部絶縁部材１１、外部絶縁部材１０およびねじ部材６をそれぞれ複数備えてもよく、複数の内部絶縁部材１１には、正極用内部絶縁部材１１ａおよび負極用内部絶縁部材１１ｂが含まれ、複数の外部絶縁部材１０には、正極用外部絶縁部材１０ａおよび負極用外部絶縁部材１０ｂが含まれ、複数のねじ部材６には、正極用ねじ部材６ａおよび負極用ねじ部材６ｂが含まれる。
また、正極接続端子３、正極用内部絶縁部材１１ａ、正極用パッキン１３ａ、正極用絶縁部材１０ａ、正極用外部絶縁部材１０ａおよび正極用ねじ部材６ａが一組となり蓋部材２と一体化されてもよく、負極接続端子３、負極用内部絶縁部材１１ｂ、負極用パッキン１３ｂ、負極用絶縁部材１０ｂ、負極用外部絶縁部材１０ｂおよび負極用ねじ部材６ｂが一組となり蓋部材２と一体化されてもよい。
以下に電極端子付き電池蓋１７の各構成要素および製造方法について説明する。
【００１９】
１．電極接続端子
電極接続端子５は、蓋部材２の内面側に配置される基部１５と、正極シート２１または負極シート２２に接続するための接続部１６と、基部１５から突出し、かつ、円筒部３０の内側の開口２９を貫通し、かつ、円筒部３０の内面に密着したリベット部１４とを有する。また、電極接続端子５は、複数であってもよく、複数の電極接続端子５には、正極接続端子３と負極接続端子４とが含まれる。
正極接続端子３は、接続部１６において正極シート２１と接続可能であり、リベット部１４が正極用外部接続端子８ａと接合する。
負極接続端子４は、接続部１６において負極シート２２と接続可能であり、リベット部１４が負極用外部接続端子８ｂと接合する。
【００２０】
正極接続端子３、負極接続端子４の材料は特に限定されないが、例えば、正極接続端子３は、例えばアルミニウムとすることができ、負極接続端子４は、例えば銅とすることができる。
電極接続端子５の製造方法は、特に限定されないが、例えば、金属板をプレス加工することにより製造することができる。また、リベット部１４は絞り加工により形成することができる。
【００２１】
電極接続端子５は、例えば、図２、図３のような構造を有しており、平板状の基部１５の一方の面が内部絶縁部材１１およびパッキン１３の内部フランジ部３１と面接触しており、基部１５から突出したリベット部１４が、パッキン１３の開口２９、内部絶縁部材１１の開口３３、蓋部材２の開口３４、外部絶縁部材１０の開口３５および外部接続端子８の開口３６を貫通し、外部接続端子８と接合する。
電極接続端子５は、外部接続端子８と接合する前において、図６（ａ）（ｂ）のような構造を有することができる。また、電極接続端子５の接続部１６は、図６のようにコの字型の構造を有することができ、対向する金属板の外側の２つの面にそれぞれ電極シート１８を接合することができる。
【００２２】
２．パッキン
パッキン１３は、蓋部材２の開口３４を貫通し、かつ、蓋部材２の開口３４の側壁に密着した円筒部３０と、電極接続端子５の基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持された内部フランジ部３１と、外部接続端子８と蓋部材２の外面とに直接挟持された外部フランジ部４３とを有する。このことにより、電極接続端子５と蓋部材２との間にパッキンを挟むことができ、電極接続端子５と蓋部材２との間の隙間に電解液などの液体が流通することを防止することができる。
また、パッキン１３は複数であってもよく、複数のパッキン１３は、正極用パッキン１３ａと負極用パッキン１３ｂを含む。正極用パッキン１３ａの円筒部３０の内側の開口には、正極接続端子３のリベット部１４が貫通しており、負極用パッキン１３の円筒部３０の内側の開口には、負極接続端子４のリベット部が貫通している。
正極用パッキン１３ａおよび負極用パッキン１３ｂは、蓋部材２のそれぞれ異なる開口３４を貫通する。
【００２３】
また、正極用パッキン１３ａの内部フランジ部３１は、正極接続端子３の基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持され、正極接続端子３の基部１５と蓋部材２の内面とにそれぞれ密着する。正極用パッキン１３ａの外部フランジ部４３は、正極用外部接続端子８ａと蓋部材２の外面とに直接挟持され、正極用外部接続端子８ａと蓋部材２の外面とにそれぞれ密着する。
また、負極用パッキン１３ｂの内部フランジ部３１は、負極接続端子４の基部１５と蓋部材２の内面とに直接挟持され、負極接続端子４の基部１５と蓋部材２の内面とにそれぞれ密着する。負極用パッキン１３ｂの外部フランジ部４３は、負極用外部接続端子８ｂと蓋部材２の外面とに直接挟持され、負極用外部接続端子８ｂと蓋部材２の外面とにそれぞれ密着する。
【００２４】
また、内部フランジ部３１および外部フランジ部４３は、円筒部３０の外側の方向の突縁を形成することができ、外部フランジ部４３の突端は内部フランジ部３１の突端に比べ円筒部１３の外周に近いように設けることができる。このことにより、パッキンの一部を変形させることにより外部フランジ部４３を容易に形成することができる。例えば、図４のように、外部フランジ部４３の突端と円筒部１３の外周との距離ａは、内部フランジ部３１の突端と円筒部１３の外周との距離ｂより短くすることができる。
【００２５】
内部フランジ部３１は、内部絶縁部材１１の開口３３中に設けることができ、外部フランジ部４３は、外部絶縁部材１０の開口３５中に設けることができる。また、内部フランジ部３１は、内部絶縁部材１１の開口３３の側壁と密着するように設けることができ、外部フランジ部４３は、外部絶縁部材１０の開口３５の側壁と密着するように設けることができる。このことにより、内部絶縁部材１１および外部絶縁部材１０を固定することができる。
【００２６】
パッキン１３の材料は、電極接続端子５と蓋部材２との間に配置することができ、電解液などの液体の流通を防止することができるものであって、リベット部１４の端をかしめた際に変形することができる程度に軟らかい材質であれば特に限定されない。好ましくは、耐有機溶剤性を有している方がよい。例として挙げるならば、フッ素樹脂であり、好ましくは、ＰＦＡまたはＦＥＰである。
【００２７】
パッキン１３は、例えば、図３、図４のような構造を有することができる。円筒部３０を挟むように内部フランジ部３１と外部フランジ部４３が形成され、内部フランジ部３１、円筒部３０および外部フランジ部４３は、コの字型となり、この内側で蓋部材２の開口３４を形成する端部に密着している。電極接続端子５と外部接続端子８を一体化することにより電極接続端子５の基部１５と外部接続端子８により挟まれ圧迫されるため、このコの字型の角部、つまり図４の点線で囲んだ角部Ｄ、Ｅの両方において、蓋部材２とパッキン１３はより強く密着することができる。このため、蓋部材２とパッキン１３との間の隙間を電解液などの液体が流通することを防止することができ、電池の密封性をより高くすることができる。
【００２８】
図５は、従来の電極端子付き蓋部材の一部の概略断面図であり、図４に対応する断面図である。従来の電極端子付き蓋部材のパッキン１３は外部フランジ部４３を有しておらず、蓋部材２とパッキン１３が強く密着する角部は、図５の点線で囲んだ角部Ｆの一箇所となる。従って、従来の電極端子付き蓋部材を用いた密閉性電池に比べて、本実施形態の電極端子付き電池蓋１７を用いた密閉性電池は、密封性がより高くなる。
【００２９】
図７（ａ）は、電極接続端子５のリベット部１４が外部接続端子８に接合する前の段階で、パッキン１３が変形する前のパッキン１３の概略上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の点線Ｇ−Ｇにおけるパッキン１３の概略断面図である。この変形前のパッキン１３は、開口２９の周りに円筒部３０および内部フランジ部３１を有する。
【００３０】
３．内部絶縁部材
図８（ａ）は、内部絶縁部材１１の概略平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の点線Ｈ−Ｈにおける内部絶縁部材１１の概略断面図である。
内部絶縁部材１１は、電極接続端子５の基部１５と蓋部材２の内面とに挟持され、かつ、開口３３を有する。開口３３には、電極接続端子５のリベット部１４が貫通する。また、開口３３中には、パッキン１３の内部フランジ部３１が形成されてもよい。内部絶縁部材１１を設けることにより、電極接続端子５と蓋部材２とを非接触で設けることができ、リーク電流が流れることを防止することができる。
内部絶縁部材１１は、複数であってもよく、複数の内部絶縁部材１１には、正極用内部絶縁部材１１ａおよび負極用内部絶縁部材１１ｂが含まれる。正極用内部絶縁部材１１ａは、正極接続端子３の基部１５と蓋部材２の内面とに挟持され、負極用内部絶縁部材１１ｂは、負極接続端子４の基部１５と蓋部材２の内面とに挟持される。
内部絶縁部材１１の材料は、電極接続端子５と蓋部材２とを電気的に絶縁することができれば特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルフィド樹脂（ＰＰＳ）または硬質ポリプロピレン（硬質ＰＰ）である。
【００３１】
４．蓋部材
図９（ａ）は、蓋部材２の概略平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の点線Ｉ−Ｉにおける蓋部材２の概略断面図である。
蓋部材２は電極接続端子５のリベット部１４およびパッキン１３の円筒部３０が貫通する開口３４を有する。また、蓋部材２は端部において電池ケース１と接合することができる。
蓋部材２の開口３４は、複数であってもよい。また、２つの開口３４には、それぞれ正極接続端子３のリベット部１４および負極接続端子４のリベット部１４が貫通していてもよい。
蓋部材２の材料は、蓋部材２と電池ケース１とを接合しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス等の金属材料、該金属材料にニッケル、スズ、クロム、亜鉛等をメッキしたものや、硬質プラスチックなどの材料が挙げられる。
【００３２】
５．外部絶縁部材
図１０（ａ）は、外部絶縁部材１０の概略平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の点線Ｊ−Ｊにおける外部絶縁部材１０の概略断面図である。
外部絶縁部材１０は、外部接続端子８と蓋部材２の外面とに挟持され、かつ、開口３５を有する。開口３５には、電極接続端子５のリベット部１４が貫通する。また、開口３５中には、パッキン１３の外部フランジ部４３が形成されてもよい。外部絶縁部材１０を設けることにより、外部接続端子８と蓋部材２とを非接触で設けることができ、リーク電流が流れることを防止することができる。
外部絶縁部材１０は、複数であってもよく、複数の外部絶縁部材１０には、正極用外部絶縁部材１０ａおよび負極用外部絶縁部材１０ｂが含まれる。正極用外部絶縁部材１０ａは、正極用外部接続端子８ａと蓋部材２の外面とに挟持され、負極用外部絶縁部材１０ｂは、負極用外部接続端子８ｂと蓋部材２の外面とに挟持される。
外部絶縁部材１０の材料は、外部接続端子８と蓋部材２とを電気的に絶縁することができれば特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルフィド樹脂（ＰＰＳ）または硬質ポリプロピレン（硬質ＰＰ）である。
【００３３】
６．外部接続端子
外部接続端子８は、蓋部材２の外面側に配置され、電極接続端子５のリベット部１４と接合する。また、外部接続端子８は、電極接続端子５のリベット部１４が貫通した開口３６を有してもよく、リベット部１４の端をかしめることによりリベット部１４と接合してもよい。また、外部接続端子８は、ねじ部材６が貫通する開口３７を有してもよく、ねじ部材６と接合することができる。さらに外部接続端子８は、開口３７の周りに外部接続部３８を有してもよい。外部接続部３８を有することにより、外部接続端子８と外部配線を接続することができる。
外部接続端子８は、複数であってもよく、複数の外部接続端子８には正極用外部接続端子８ａおよび負極用外部接続端子８ｂが含まれる。正極用外部接続端子８ａは、正極接続端子３のリベット部１４と接合し、負極用外部接続端子８ｂは、負極接続端子４と接合する。また、正極用外部接続端子８ａは、正極用ねじ部材６ａと接合することができ、負極用外部接続端子８ｂは、負極用ねじ部材６ｂと接合することができる。
外部接続端子８の材料は、外部配線と接続する端子となる金属板であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム板である。
【００３４】
図１１（ａ）は、電極接続端子５のリベット部１４およびねじ部材６が接合する前の外部接続端子８の概略平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の点線Ｋ−Ｋにおける外部接続端子８の概略断面図である。外部接続端子８は、図１１のように、電極接続端子５のリベット部１４が貫通する開口３６の周りの平板部と、外部接続部３８でありねじ部材６が貫通する開口３７の周りの平板部とを高さが異なるように有してもよい。このとき、開口３６の周りの平板部と蓋部材２の外面との間に外部フランジ部４３が直接挟持される。
【００３５】
７．ねじ部材
ねじ部材６は、外部接続端子８の開口３７を貫通し、外部接続端子８と接合する。ねじ部材６は雄ねじ構造を有してもよい。ねじ部材６が雄ねじ構造を有する場合、雄ねじ構造に外部配線となる金属板の開口を貫通させ、雄ねじをナットなどと締め合わせることにより、外部接続端子８と外部配線とを接続することができる。
ねじ部材６を外部接続端子８に接合させる方法は特に限定されないが、例えば、ねじ部材６を外部接続端子８の開口３７を貫通させ、ねじ部材の端をかしめることにより、接合することができる。
【００３６】
８．電極端子付き電池蓋の製造方法
本実施形態の電極端子付き電池蓋１７は、内部フランジ部３１と円筒部３０を有するパッキン１３の円筒部３０の内側の開口２９と、内部絶縁部材１１の開口３３と、蓋部材２の開口３４と、外部絶縁部材１０の開口３５と、外部接続端子８の開口３６とを、基部１５および基部１５から突出したリベット部１４を有する電極接続端子５のリベット部１４が貫通した状態でリベット部１４の端をかしめる工程を備え、リベット部１４の端をかしめる工程において、リベット部１４は外部接続端子８と接合し、かつ、外部接続端子８が円筒部３０の端に圧接することにより円筒部３０の端部が変形し外部フランジ部４３が形成される電極端子付き電池蓋１７の製造方法により製造することができる。
【００３７】
図１２は、本実施形態の電極端子付き電池蓋１４の製造方法を説明するための説明図である。また、図１２は、電極接続端子５のリベット部１４が外部接続端子８と接合する前の段階であって、リベット部１４が、パッキン１３の開口２９、内部絶縁部材５の開口３３、蓋部材２の開口３４、外部絶縁部材１０の開口３５および外部接続端子８の開口３６を貫通した状態の概略断面図であり、図３に対応する。また、図１２には、リベット部１４の端をかしめるために用いる金型４０と押圧用部材４１も図示している。図１２のような状態で、金型４０と押圧用部材４１を用いて電極接続端子５のリベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、リベット部１４が変形し、リベット部１４と外部接続端子８とを接合することができる。また、リベット部１４の端をかしめることにより、電極接続端子５と外部接続端子８とで、パッキン１３、内部絶縁部材１１、蓋部材２および外部絶縁部材１０を挟持することができ、固定することができる。
【００３８】
また、図６（ａ）に示したリベット部１４の外径ｃ（図１２に示した距離ｒ）、図７（ａ）に示したパッキン１３の開口２９の直径ｄ（図１２に示した距離ｒ）および図１１に示した外部接続端子８の開口３６の直径ｑ（図１２に示した距離ｒ）は、実質的に同じであってもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、リベット部１４の外周とパッキン１３の内側の開口２９の側壁とを密着させることができる。また、電極接続端子５と外部接続端子８との接合面積を広くすることができる。また、リベット部１４の端をかしめる際、外部接続端子８をパッキン１３の円筒部３０の端に圧接させることができ、円筒部３０を変形させることができる。
【００３９】
図７（ａ）に示した円筒部３０の外径ｆ（図１２に示した距離ｓ）は、図９に示した蓋部材２の開口３４の直径ｋ（図１２に示した距離ｓ）と実質的に同じであってもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことによりパッキン１３の外周面と蓋部材２の開口３４の側面とを密着させることができる。
【００４０】
図７（ｂ）に示したパッキン１３の内部フランジ部３１の厚さｇ（図１２に示した距離ｘ）は、図８（ｂ）に示した内部絶縁部材１１の厚さｊ（図１２に示した距離ｚ）よりも厚く、図７（ａ）に示したパッキン１３の内部フランジ部３１の外径ｅ（図１２に示した距離ｕ）は、図８（ａ）に示した内部絶縁部材１１の開口３３の直径ｉ（図１２に示した距離ｖ）より小さくてもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、電極接続端子５の基部１５と蓋部材２の裏面とで内部フランジ部３１を圧縮変形させることができ、内部フランジ部３１を電極接続端子５および蓋部材２の裏面に密着させることができる。また、内部フランジ部３１は、側壁が内部絶縁部材１１の開口３３の側壁に密着するように圧縮変形することができ、内部絶縁部材１１を固定することができる。
【００４１】
図７（ｂ）に示したパッキン１３の円筒部３０の長さｈ（図１２に示した距離ｗ）は、図９（ｂ）に示した蓋部材２の厚さｍと図１０に示した外部絶縁部材１０の厚さｐとの和（図１２に示した距離ｙ）よりも長く、図７（ａ）に示したパッキン１３の円筒部３０の外径ｆ（図１２に示した距離ｓ）は、図１０（ａ）に示した外部絶縁部材１０の開口３５の直径ｎ（図１２に示した距離ｔ）よりも小さくてもよい。この場合、リベット部１４の端をかしめる工程を行うことにより、外部接続端子８がパッキン１３の円筒部３０の端に圧接し、円筒部３０の端部を圧縮変形させ、外部フランジ部４３を形成することができる。また、外部フランジ部４３を蓋部材２の外面および外部接続端子８に密着させることができる。外部フランジ部４３は、側壁が外部絶縁部材１０の開口３５の側壁に密着するように形成することができ、外部絶縁部材１０を固定することができる。
【００４２】
上記したような電極端子付き電池蓋１７の製造方法を採用することにより、円筒部３０と内部フランジ部３１と外部フランジ部４３とを有する形状のパッキン１３を蓋部材２に取り付ける際に、射出成型などにより予め蓋部材にパッキンを形成しておく必要がなく、端子と蓋部材２を一体化すると同時に蓋部材２にパッキン１３を装着することができ、製造工程における組み立て性の向上を図ることが可能となる。
【００４３】
密閉型電池
図１３は、本発明の一実施形態の密閉型電池の概略上面図であり、図１４は、本発明の一実施形態の密閉型電池の概略側面図である。また、図１５は図１３の点線Ｌ−Ｌにおける密閉型電池の概略断面図であり、図１６は図１４の点線Ｍ−Ｍにおける密閉型電池の概略断面図である。
本実施形態の密閉型電池２０は、電極端子付き電池蓋１７と接合した電池ケース１の内部に、セパレータ２４と、セパレータ２４を介して配置された正極シート２１および負極シート２２と、電解液とを備え、電極接続端子５、パッキン１３、内部絶縁部材１１、外部絶縁部材１０および外部接続端子８は、それぞれ複数であり、正極シート２１および負極シート２２は、それぞれ異なる電極接続端子５に接合する。
【００４４】
本実施形態の密閉型電池２０は、電極端子付き電池蓋１７に含まれる電極接続端子５に発電要素１２を接合し、この発電要素１２を電池ケース１の内部に収容すると共に電池ケース１の開口に蓋部材２を嵌合させ、電池ケース１と蓋部材２とを接合し、電池ケース１の内部に電解液を注入することにより製造することができる。
以下、本実施形態の密閉型電池の電極端子付き電池蓋１７以外の構成要素について説明する。
【００４５】
１．発電要素
発電要素１２は、電池ケース１内部に充填された電解液と共に電池反応をする。この電池反応により密閉型電池２０は、放電、充電をすることができる。発電要素１２は、セパレータ２４と、セパレータ２４を介して配置された正極シート２１および負極シート２２を備える。発電要素１２は、例えば、図１６のように、蛇腹折りされたセパレータ２４と、セパレータ２４の各谷溝に配置され、かつ、セパレータ２４を介して交互に配置された正極シート２１および負極シート２２とを備える。
【００４６】
セパレータ２４は、シート状であり、正極シート２１と負極シート２２との間に配置される。セパレータ２４は、正極シート２１と負極シート２２との間に短絡電流が流れることを防止することができ、電解質が透過可能なものであれば特に限定されないが、例えばポリオレフィンの微多孔性フィルムとすることができる。
【００４７】
正極シート２１は、正極集電体２７と正極集電体２７の両面上にそれぞれ設けられた正極活物質層２５と備える。正極シート２１は、例えば、図１７（ａ）（ｂ）のように形成することができ、方形の正極集電体２７の両面に正極活物質層２５を形成することにより形成することができる。そして、正極シート２１は、正極接続端子３の接続部１６に接続するための接続部２３を有することができ、図１７（ａ）の接続部２３は、正極シート２１の端部の正極集電体２７の両面上に正極活物質層２５を形成しないことで設けることができる。また、正極集電体２７の１つの端部に耳部を形成し、該耳部に正極活物質層２５を形成しないことで接続部を設けることもできる。
【００４８】
正極集電体２７は、電気伝導性を有し、表面上に正極活物質層２５を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくはアルミニウム箔である。
正極活物質層２５は、正極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法などにより正極集電体２７の上に形成することができる。正極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4またはＬｉＦｅＰＯ4である。
【００４９】
負極シート２２は、負極集電体２８と負極集電体２８の両面上にそれぞれ設けられた負極活物質層２６と備える。負極シート２２は、例えば、図１８（ａ）（ｂ）のように形成することができ、方形の負極集電体２８の両面に負極活物質層２６を形成することにより形成することができる。そして、負極シート２２は、負極接続端子４に接続するための接続部２３を有することができ、図１８（ａ）の接続部２３は、負極シート２２の端部の負極集電体２７の両面上に負極活物質層２６を形成しないことで設けることができる。また、負極集電体の１つの端部に耳部を形成し、該耳部に負極活物質層２６を形成しないことで接続部を設けることもできる。
【００５０】
負極集電体２８は、電気伝導性を有し、表面上に負極活物質層２６を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくは銅箔である。
負極活物質層２６は、負極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法などにより負極集電体２８の上に形成することができる。負極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、グラファイト、部分黒鉛化した炭素、ＬｉＴｉＯ4、Ｓｎ合金等である。
【００５１】
２．電池ケース
電池ケース１は、内部に発電要素１２、正極接続端子３、負極接続端子４および電解液を収容する電池ケースであり、蓋部材２と接合すれば特に限定されない。
電池ケース１の材料は、内部に発電要素１２、正極接続端子３、負極接続端子４および電解液を収容しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス等の金属材料、該金属材料にニッケル、スズ、クロム、亜鉛等をメッキしたものや、硬質プラスチックなどである。
蓋部材２と電池ケース１とを接合する方法は、特に限定されないが、例えばレーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接、接着剤などによる接合である。
【００５２】
３．電解液
電解液は、発電要素１２を浸漬させ、電解質が溶媒に溶解したものであれば特に限定されないが、例えば、有機電解液であり、電解質としてのＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＯＢ等のリチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液である。また、必要に応じてＶＣ（ビニレンカーボネート）等の添加剤を配合してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１：電池ケース ２：蓋部材 ３：正極接続端子 ４：負極接続端子 ５：電極接続端子 ６、６ａ、６ｂ：ねじ部材 ８、８ａ、８ｂ：外部接続端子 １０、１０ａ、１０ｂ：外部絶縁部材 １１、１１ａ、１１ｂ：内部絶縁部材 １２：発電要素 １３、１３ａ、１３ｂ：パッキン １４：リベット部 １５：基部 １６：接続部 １７：電極端子付き電池蓋 １８：電極シート ２０：密閉型電池 ２１：正極シート ２２：負極シート ２３：接続部 ２４：セパレータ ２５：正極活物質層 ２６：負極活物質層 ２７：正極集電体 ２８：負極集電体 ２９、３３、３４、３５、３６、３７：開口 ３０：円筒部 ３１：内部フランジ部 ３８：外部接続部 ４０：金型 ４１：押圧用部材 ４３：外部フランジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを収容する電池ケースを密閉するための電極端子付き電池蓋であって、
外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と前記正極シートまたは前記負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、
前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、
前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、
前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする電極端子付き電池蓋。
【請求項２】
前記外部接続端子は、前記リベット部が貫通した開口を有し、かつ、前記リベット部の端をかしめることにより前記リベット部と接合した請求項１に記載の電池蓋。
【請求項３】
前記パッキンは、フッ素樹脂からなる請求項１または２に記載の電池蓋。
【請求項４】
前記電極接続端子の基部と前記蓋部材の内面とに挟持され、かつ、開口を有する内部絶縁部材と、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに挟持され、かつ、開口を有する外部絶縁部材とをさらに備え、
前記リベット部は、前記内部絶縁部材の開口と前記外部絶縁部材の開口とを貫通し、
前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口中に設けられ、
前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口中に設けられた請求項１〜３のいずれか１つに記載の電池蓋。
【請求項５】
前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口の側壁に密着し、
前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口の側壁に密着する請求項１〜４のいずれか１つに記載の電池蓋。
【請求項６】
前記外部絶縁部材の開口は、前記パッキンの円筒部の外径より大きい直径を有する請求項５に記載の電池蓋。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の電池蓋と接合した電池ケースの内部に、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを備え、
前記電極接続端子、前記パッキン、前記内部絶縁部材、前記外部絶縁部材および前記外部接続端子は、それぞれ複数であり、
前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれ異なる前記電極接続端子に接合した密閉型電池。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の電池蓋の製造方法であって、
内部フランジ部と円筒部を有するパッキンの前記円筒部の内側の開口と、内部絶縁部材の開口と、蓋部材の開口と、外部絶縁部材の開口と、外部接続端子の開口とを、基部および前記基部から突出したリベット部を有する電極接続端子の前記リベット部が貫通した状態で前記リベット部の端をかしめる工程を備え、
前記リベット部の端をかしめる工程において、前記リベット部は前記外部接続端子と接合し、かつ、前記外部接続端子が前記円筒部の端に圧接することにより前記円筒部の端部が変形し前記外部フランジ部が形成される電極端子付き電池蓋の製造方法。
【請求項１】
セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを収容する電池ケースを密閉するための電極端子付き電池蓋であって、
外面と内面を有し、かつ、開口を有する蓋部材と、前記蓋部材の開口を貫通した円筒部と内部フランジ部と外部フランジ部とを有するパッキンと、前記蓋部材の内面側に配置された基部と前記正極シートまたは前記負極シートに接続するための接続部と前記基部から突出し前記円筒部の内側の開口を貫通したリベット部とを有する電極接続端子と、前記蓋部材の外面側において前記リベット部と接合する外部接続端子とを備え、
前記円筒部は、外側において前記蓋部材の開口の側壁に密着し、内側において前記リベット部に密着し、
前記内部フランジ部は、前記基部と前記蓋部材の内面とに直接挟持され、
前記外部フランジ部は、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに直接挟持されることを特徴とする電極端子付き電池蓋。
【請求項２】
前記外部接続端子は、前記リベット部が貫通した開口を有し、かつ、前記リベット部の端をかしめることにより前記リベット部と接合した請求項１に記載の電池蓋。
【請求項３】
前記パッキンは、フッ素樹脂からなる請求項１または２に記載の電池蓋。
【請求項４】
前記電極接続端子の基部と前記蓋部材の内面とに挟持され、かつ、開口を有する内部絶縁部材と、前記外部接続端子と前記蓋部材の外面とに挟持され、かつ、開口を有する外部絶縁部材とをさらに備え、
前記リベット部は、前記内部絶縁部材の開口と前記外部絶縁部材の開口とを貫通し、
前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口中に設けられ、
前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口中に設けられた請求項１〜３のいずれか１つに記載の電池蓋。
【請求項５】
前記内部フランジ部は、前記内部絶縁部材の開口の側壁に密着し、
前記外部フランジ部は、前記外部絶縁部材の開口の側壁に密着する請求項１〜４のいずれか１つに記載の電池蓋。
【請求項６】
前記外部絶縁部材の開口は、前記パッキンの円筒部の外径より大きい直径を有する請求項５に記載の電池蓋。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の電池蓋と接合した電池ケースの内部に、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極シートおよび負極シートと、電解液とを備え、
前記電極接続端子、前記パッキン、前記内部絶縁部材、前記外部絶縁部材および前記外部接続端子は、それぞれ複数であり、
前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれ異なる前記電極接続端子に接合した密閉型電池。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の電池蓋の製造方法であって、
内部フランジ部と円筒部を有するパッキンの前記円筒部の内側の開口と、内部絶縁部材の開口と、蓋部材の開口と、外部絶縁部材の開口と、外部接続端子の開口とを、基部および前記基部から突出したリベット部を有する電極接続端子の前記リベット部が貫通した状態で前記リベット部の端をかしめる工程を備え、
前記リベット部の端をかしめる工程において、前記リベット部は前記外部接続端子と接合し、かつ、前記外部接続端子が前記円筒部の端に圧接することにより前記円筒部の端部が変形し前記外部フランジ部が形成される電極端子付き電池蓋の製造方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−４９０７６（Ｐ２０１２−４９０７６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２２９０（Ｐ２０１０−１９２２９０）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（５０７３１７５０２）エリーパワー株式会社 (34)
【出願人】（５９３１６０４５９）株式会社岩崎精機 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（５０７３１７５０２）エリーパワー株式会社 (34)
【出願人】（５９３１６０４５９）株式会社岩崎精機 (6)
【Ｆターム（参考）】
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