特許 6892338 蓄電装置および蓄電装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6892338

(24)【登録日】2021年5月31日

(45)【発行日】2021年6月23日

(54)【発明の名称】蓄電装置および蓄電装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/543 20210101AFI20210614BHJP

   H01G 11/06 20130101ALI20210614BHJP

   H01G 11/74 20130101ALI20210614BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20210614BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/30 B

   H01G11/06

   H01G11/74

   H01G11/84

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-128813(P2017-128813)

(22)【出願日】2017年6月30日

(65)【公開番号】特開2019-12638(P2019-12638A)

(43)【公開日】2019年1月24日

【審査請求日】2019年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】505083999

【氏名又は名称】ビークルエナジージャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江川 博昭

【審査官】 守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１１１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６０１４８０８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−０１４１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９０３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０２５３８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ５０／５４３

Ｈ０１Ｇ １１／０６

Ｈ０１Ｇ １１／７４

Ｈ０１Ｇ １１／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電要素と、
開口部を有し、前記蓄電要素に接続される集電板と、
前記集電板および前記蓄電要素を収納する電池容器と、
前記電池容器の一側部に設けられ、前記集電板に接続される外部端子とを備え、
前記外部端子は前記集電板の前記開口部に貫通された軸部を有し、
前記軸部は、前記集電板にかしめられたかしめ部を有し、
前記軸部のかしめ部と前記集電板の前記開口部との接触部に接合部が設けられている、蓄電装置。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電装置において、
前記軸部の前記かしめ部における前記接触部より端部側の外周面と前記集電板との間に隙間を有する、蓄電装置。

【請求項3】

請求項１記載の蓄電装置において、
前記軸部の前記かしめ部の軸方向の端部に凹部が設けられている、蓄電装置。

【請求項4】

請求項３に記載の蓄電装置において、
前記軸部の前記凹部の底面は、前記集電板における前記軸部が貫通した側の一面よりも、軸方向おける前記集電板の前記一面の反対面側に引っ込んだ位置に配置されている、蓄電装置。

【請求項5】

請求項１に記載の蓄電装置において、
前記軸部の前記かしめ部は中実である、蓄電装置。

【請求項6】

蓄電要素と、開口部を有し、前記蓄電要素に接続される集電板と、前記開口部に貫通される軸部を有する外部端子とを備えた蓄電装置の製造方法であって、
前記外部端子の前記軸部を前記集電板の前記開口部に貫通して、前記軸部を前記集電板にかしめることと、
前記軸部のかしめ部と、前記かしめ部と前記集電板の前記開口部との接触部とを接合すること、とを有する蓄電装置の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の蓄電装置の製造方法であって、
前記接合することの後に、再度、前記軸部をかしめることを有する蓄電装置の製造方法。

【請求項8】

請求項６に記載の蓄電装置の製造方法であって、
前記軸部を前記集電板の前記開口部に貫通する際、前記軸部を前記集電板の前記開口部に圧入することを含む蓄電装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置および蓄電装置の製造方法に関する。

【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、大容量かつ高出力なリチウムイオン等の二次電池が注目されている。二次電池は、電池容器内に収容された蓄電要素に集電接続体を介して接続される外部端子を備えている。
集電接続体と外部端子との接続構造の一例として下記のものがある。
貫通孔を有する蓋体の外面側に、蓋体の貫通孔に対応する開口が形成され、蓋体の貫通孔の軸方向に延在する立ち上げ部を有する絶縁部材を配置し、鍔部を有するリベットの軸部を、蓋体の内面側から外面側に向けて、蓋体の貫通孔および絶縁部材の開口を貫通する。そして、貫通されたリベットの先端部をかしめ、リベットとのかしめ部および絶縁部材の立ち上げ部を直角に屈曲して蓋体の外面に密着するように積層する。この状態では、リベットおよび絶縁部材の立ち上げ部の先端面は、蓋体の外面に垂直になっている。この後、蓋体の上面に対して垂直面となった、リベット先端面と絶縁部材の立ち上げ部の先端面とを蓋体の外面に溶接する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１４１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通常、リベットの先端面の周縁部は、側面に対して完全に直角に形成されず、面取り状の円みが形成されている。このため、上記特許文献１の図面には図示されている従来技術では、リベットの先端面の周縁部と溶接時の溶融金属により形成される溶接部との間に隙間が形成される可能性がある。このように、リベットの先端面の周縁部と溶接部との間に隙間が介在されると、接合強度や接合抵抗などの接合品質が低下する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によると、蓄電装置は、蓄電要素と、開口部を有し、前記蓄電要素に接続される集電板と、前記集電板および前記蓄電要素を収納する電池容器と、前記電池容器の一側部に設けられ、前記集電板に接続される外部端子とを備え、前記外部端子は前記集電板の前記開口部に貫通された軸部を有し、前記軸部は、前記集電板にかしめられたかしめ部を有し、前記軸部のかしめ部と前記集電板の前記開口部との接触部に接合部が設けられている。
本発明の一態様によると、蓄電装置の製造方法は、蓄電要素と、開口部を有し、前記蓄電要素に接続される集電板と、前記貫通孔に貫通される軸部を有する外部端子とを備えた蓄電装置の製造方法であって、前記外部端子の前記軸部を前記集電板の前記開口部に貫通して、前記軸部を前記集電板にかしめることと、前記軸部のかしめ部の外周と前記集電板の前記開口部の周縁部の接触部とを接合すること、とを有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、良好な接合状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の二次電池の第１の実施形態を示す外観斜視図。

【図2】図１に図示された二次電池の分解斜視図。

【図3】図２に図示された捲回電極群の分解斜視図。

【図4】図２に図示された電池蓋組立体の負極側における外観斜視図。

【図5】図４に図示された電池蓋組立体の負極側の分解斜視図。

【図6】電池蓋組立体の電池蓋に外部端子を固定する方法を説明するための図であり、外部端子を集電板にかしめた状態を示す断面図。

【図7】図６に続く工程を説明するための断面図。

【図8】図７に続く工程を説明するための断面図。

【図9】本発明の第２の実施形態を示す断面図。

【図10】本発明の第３の実施形態を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

−第１の実施形態−
以下、図１〜図８を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、扁平捲回形の二次電池の外観斜視図であり、図２は、図１に図示された二次電池の分解斜視図である。
二次電池１００は、電池容器を形成する電池缶１および電池蓋６を備える。電池缶１は、扁平な箱型形状を有する角形二次電池であり、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面１ｂと、相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面１ｃと、底面１ｄを有し、その上方に開口部１ａを有する。
電池缶１内には、捲回電極群３および電池蓋組立体１０６が収容され、電池缶１の開口部１ａが電池蓋６によって封止されている。電池蓋６は略矩形の平板状であって、電池缶１の開口部１ａを塞いで溶接され、外部に対し電池缶１を封止している。電池蓋６には、正極外部端子１４と、負極外部端子１２が設けられている。正極外部端子１４、負極外部端子１２は、バスバー（図示せず）を介して外部機器に接続される。正極外部端子１４と負極外部端子１２を介して捲回電極群３に充電され、また外部負荷に電力が供給される。電池蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設けられている。電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、扁平捲回形の二次電池１００の安全性が確保される。電池蓋６には、注液孔９（図２参照）を封止する注液栓１１が設けられている。

【0009】

二次電池１００の電池缶１内には、絶縁保護フィルム２を介して捲回電極群３が収容されている。
捲回電極群３は、負極電極３２と正極電極３４とを、両部材の間にセパレータ３３、３５を介して捲回して形成されている（図３参照）。捲回電極群３は、扁平な平坦部３６と、平坦部３６の捲回方向の両端に形成された断面半円形状の湾曲部３７を有する。捲回電極群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように、一方の湾曲部３７側から電池缶１内に挿入され、他方の湾曲部３７側が、電池缶１の開口部１ａ側に配置される。

【0010】

詳細は後述するが、正極電極３４は、正極箔露出部３４ｃを有し、負極電極３２は、負極箔露出部３２ｃを有する。
捲回電極群３の正極箔露出部３４ｃは、正極集電板４４を介して電池蓋６に設けられた正極外部端子１４に電気的に接続されている。また、捲回電極群３の負極箔露出部３２ｃは、負極集電板２４を介して電池蓋６に設けられた負極外部端子１２に電気的に接続されている。これにより、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回電極群３から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回電極群３へ外部発電電力が供給され充電される。

【0011】

図４は、図２に図示された電池蓋組立体外観斜視図であり、図５は、図４に図示された電池蓋組立体の分解斜視図である。図４、図５では負極側の構造を示しているが、負極側と正極側とは同様の構造であり、負極側の各部材の参照番号に相当する正極側の各部材の参照番号をかっこ書きで付している。

【0012】

電池蓋組立体１０６は、電池蓋６と、負・正極外部端子１２、１４と、一対のガスケット５と、一対の絶縁板７と、負・正極集電板２４、４４とを有する。電池蓋６には、負・正極側貫通孔２６、４６が設けられている。負・正極外部端子１２、１４には、それぞれ、下方に向かって突出する負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａが形成されている。負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａは、それぞれ、円柱形状を有している。
各絶縁板７には、貫通孔１７が設けられている。また、負・正極集電板２４、４４には、それぞれ、負・正極側集電板貫通孔２５、４５が設けられている。負・正極側貫通孔２６、４６と、各貫通孔１７と、負・正極側集電板貫通孔２５、４５とは、それぞれ、負・正極外部端子１２、１４の負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａが挿通される大きさに形成されている。

【0013】

電池蓋６の一面側にガスケット５が取付けられ、正極外部端子１４および負極外部端子１２が、それぞれ、電池蓋６と絶縁される。また、電池蓋６の他面側に絶縁板７が取付けられ、正極集電板４４および負極集電板２４は、それぞれ、電池蓋６と絶縁される。

【0014】

電池蓋組立体１０６の組立は、下記の手順による。
電池蓋６の外面側（図２、図５では上方側）に各ガスケット５を配置する。ガスケット５は、負・正極外部端子１２、１４を収容する収容部５ａと、電池蓋６の負・正極側貫通孔２６、４６内に嵌入する貫通孔嵌入部５ｂとを有する（図６も参照）。貫通孔嵌入部５ｂを電池蓋６の負・正極側貫通孔２６、４６内に嵌入する。電池蓋６の内面側（図２、図５では下方側）に各々絶縁板を配置し、各絶縁板７の下方に、それぞれ、負・正極集電板２４、４４を配置する。各絶縁板７と負・正極集電板２４、４４とは、各絶縁板７の貫通孔１７の軸心と、負・正極集電板２４、４４の負・正極側集電板貫通孔２５、４５の軸心とを、それぞれ、電池蓋６の負・正極側貫通孔２６、４６の軸心に一致するように位置決めする。この状態で、負極外部端子１２の負極外部端子軸部１２ａを、ガスケット５の貫通孔５ｃ、絶縁板７の貫通孔１７および負極集電板２４の負極側集電板貫通孔２５に貫通して、後述する方法により負極外部端子１２を電池蓋６に固定する。また、正極外部端子１４の正極外部端子軸部１４ａを、ガスケット５、絶縁板７の貫通孔１７および正極集電板４４の正極側集電板貫通孔４５に貫通して、後述する方法により正極外部端子１４を電池蓋６に固定する。負極外部端子１２と正極外部端子１４の電池蓋６への固定は、どちらを先に行っても差し支えない。

【0015】

正極外部端子１４および正極集電板４４の形成素材としては、例えばアルミニウム合金が挙げられ、負極外部端子１２および負極集電板２４の形成素材としては、例えば、銅合金が挙げられる。また、絶縁板７およびガスケット５の形成素材としては、例えば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材が挙げられる。

【0016】

電池容器内に注入される電解液としては、例えば、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適用することができる。電池容器内外の圧力を適切に調整すると、捲回電極群３内の空気と電解液の置換が促進されて、電池容器内に電解液を効率的に注入することができる。

【0017】

正極集電板４４は、正極集電板基部４１と、正極側接続部４２とを有している。正極側接続端部は、正極集電板基部４１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広側面１ｂに沿って底面１ｄ側に向かって延出される。正極集電板４４の正極側接続部４２は、捲回電極群３の正極箔露出部３４ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される。正極集電板基部４１には、上述したように、正極外部端子軸部１４ａが挿通される正極側集電板貫通孔４５が形成されている。
負極集電板２４は、負極集電板基部２１と、負極側接続部２２とを有している。負極側接続部２２は、負極集電板基部２１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広側面１ｂに沿って底面１ｄ側に向かって延出される。負極集電板２４の負極側接続部２２は、捲回電極群３の負極箔露出部３２ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される。負極集電板基部２１には、上述したように、負極外部端子軸部１２ａが挿通される負極側集電板貫通孔２５が形成されている。

【0018】

正極箔露出部３４ｃと正極集電板４４、および負極箔露出部３２ｃと負極集電板２４は、それぞれ、例えば、超音波溶接により接合される。超音波溶接は、正・負極集電板４４、２４をアンビルで固定した状態で、正・負極箔露出部３４ｃ、３２ｃにホーンを押し当てて、超音波振動により金属界面を接合する手法である。
なお、集電部の接合方法としては、抵抗溶接等の他の方法を適用しても良い。

【0019】

絶縁保護フィルム２は、捲回電極群３の平坦部３６に沿う方向でかつ捲回電極群３の捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として、捲回電極群３の周囲に巻き付けられている。絶縁保護フィルム２は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回電極群３の平坦部３６と平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として少なくとも１周以上巻き付けることができる長さを有している。

【0020】

図３は、図２に図示された捲回電極群の分解斜視図である。図３は、捲回電極群３の外周側を展開した状態で示している。
捲回電極群３は、負極電極３２と正極電極３４とを間にセパレータ３３、３５を介して扁平状に捲回することによって構成されている。セパレータ３５は、負極電極３２の一面と正極電極３４の他面との間に介在している。セパレータ３３は、正極電極３４の一面と負極電極３２の他面との間に介在している。負極電極３２の最外周部およびセパレータ３３の最外周部が、捲回電極群３の最外周になるように捲回されている。従って、捲回電極群３は、外周側から順に、セパレータ３３、負極電極３２、セパレータ３５、正極電極３４、セパレータ３３、負極電極３２、セパレータ３５、正極電極３４……を繰り返して捲回されている。セパレータ３３、３５は、正極電極３４と負極電極３２との間を絶縁する役割を有している。

【0021】

負極電極３２の負極合剤層３２ｂは、正極電極３４の正極合剤層３４ｂよりも幅方向に大きく、正極合剤層３４ｂは、必ず負極合剤層３２ｂの間に挟まれるように構成されている。すなわち、負極電極３２は、正極合剤層３４ｂよりも幅広の負極合剤層３２ｂを有しており、負極合剤層３２ｂの捲回軸方向に直交する方向（幅方向）の両側の端部が正極合剤層３４ｂの捲回軸方向に直交する方向（幅方向）の両側の端部よりもそれぞれ突出した状態で、正極電極３４と重ね合わされて捲回される。正極箔露出部３４ｃ、負極箔露出部３２ｃは、相互に、幅方向の反対側に配置されている。

【0022】

正極箔露出部３４ｃ、負極箔露出部３２ｃは、平面部分で厚さ方向に束ねられて溶接等により正極集電板４４、負極集電板２４に接続される。なお、セパレータ３３、３５は幅方向で負極合剤層３２ｂよりも広いが、正極箔露出部３４ｃ、負極箔露出部３２ｃで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。
必要に応じて、捲回電極群３の最内周に軸芯を配置することも可能である。軸芯としては例えば、正極金属箔、負極金属箔、セパレータ３３、３５のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。

【0023】

セパレータ３３、３５は、軟質な帯状のシート部材からなり、基材となる多孔質のポリオレフィン樹脂層の一方の面に、無機材料とバインダからなる耐熱層が積層されて設けられている。セパレータ３３、３５は、耐熱層が正極電極３４に対向する向きに配置される。なお、二次電池の仕様によっては、この限りではなく、耐熱層を有していない樹脂層のみのセパレータを適用してもよい。

【0024】

負極電極３２は、負極集電体である負極金属箔３２ａの両面に負極活物質を含む負極合剤を塗布して形成された負極合剤層３２ｂが設けられている。そして、負極金属箔３２ａの幅方向一方側の端部には、負極合剤が塗布されていない未塗工部である負極箔露出部３２ｃが設けられている。すなわち、負極電極３２は、負極金属箔３２ａに塗工された負極合剤層３２ｂと、負極金属箔３２ａが露出する負極箔露出部３２ｃとを有している。負極箔露出部３２ｃは、負極合剤層３２ｂから負極金属箔３２ａが突出した領域であり、捲回電極群３の捲回軸方向に直交する方向（幅方向）の他方側の位置に配置される。

【0025】

負極電極３２に関しては、負極活物質として天然黒鉛粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のスチレンブタジエンゴム（以下、ＳＢＲという。）を添加し、これに分散溶媒としてＨ₂Ｏの溶媒に、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を銅箔（負極金属箔３２ａ）の両面に溶接部である負極箔露出部３２ｃ（負極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、負極電極３２を得た。

【0026】

上記では、負極活物質に天然黒鉛を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な非晶質炭素や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ₂等）、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。

【0027】

また、負極電極３２における塗工部の結着剤としてＳＢＲを用いる場合について例示したが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。

【0028】

また、負極電極３２における塗工部の分散溶媒としてＨ₂Ｏの溶媒に、増粘剤としてＣＭＣを添加した場合について例示したが、これに限られたものではなく、例えばＨ₂Ｏの溶媒に、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加したものを用いてもよい。

【0029】

正極電極３４は、正極集電体である正極金属箔３４ａの両面に正極活物質を含む正極合剤を塗布して形成された正極合剤層３４ｂが設けられている。そして、正極金属箔３４ａの幅方向一方側の端部には、正極合剤が塗布されていない未塗工部である正極箔露出部３４ｃが設けられている。すなわち、正極電極３４は、正極金属箔３４ａに塗工された正極合剤層３４ｂと、正極金属箔３４ａが露出する正極箔露出部３４ｃとを有している。正極箔露出部３４ｃは、正極合剤層３４ｂから正極金属箔３４ａが突出した領域であり、捲回電極群３の捲回軸方向に直交する方向（幅方向）の一方側の位置に配置される。

【0030】

正極電極３４に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練してスラリ状の正極合剤を作製した。このスラリ状の正極合剤をアルミニウム箔（正極金属箔）の両面に溶接部である正極箔露出部３４ｃ（正極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て正極電極３４を得た。

【0031】

本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。

【0032】

また、本実施形態では、正極合剤における結着剤としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混体などを用いることができる。

【0033】

図６〜図８を参照して、電池組立体の電池蓋に外部端子を固定する方法を説明する。
図６は、外部端子を集電板にかしめた状態を示す断面図であり、図７は、図６に続く工程を説明するための断面図であり、図８は、図７に続く工程を説明するための断面図である。
上述した通り、電池蓋組立体１０６を構成するには、ガスケット５の貫通孔嵌入部５ｂを電池蓋６の負・正極側貫通孔２６、４６内に嵌入する。そして、電池蓋６の外面側に負・正極外部端子１２、１４を配置し、電池蓋６の内面側に絶縁板７と負・正極集電板２４、４４の負・正極集電板基部２１、４１を配置する。そして、負・正極外部端子１２、１４の負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａを、それぞれ、ガスケット５の貫通孔５ｃ、絶縁板７の貫通孔５ｃ、絶縁板７の貫通孔１７および負・正極集電板２４、４４の負・正極集電板基部２１、４１に形成された負・正極側集電板貫通孔２５、４５を挿通する。

【0034】

負・正極外部端子１２、１４は、それぞれ、上部に負・正極外部端子出力部１２ｃ、１４ｃを有している。負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａは、負・正極外部端子出力部１２ｃ、１４ｃの幅より小さい軸部材である。図６は、負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａはかしめられた状態の図であるが、かしめる前は、負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａは負・正極外部端子出力部１２ｃ、１４ｃから、軸方向に直線状に延在されている。負・正極外部端子軸部１２ａ、１４ａの下端部には、底面１２ｂ、１４ｂを有する凹部１２ｅ、１４ｅが形成されている。

【0035】

負・正極外部端子１２、１４を負・正極集電板２４、４４にかしめ・接合により固定する。負極外部端子１２を負極集電板２４に固定する方法と正極外部端子１４を正極集電板４４に固定する方法は、同様である。従って、以下においては、負極外部端子１２を負極集電板２４に固定する方法を説明することとする。
負極外部端子１２の負極外部端子軸部１２ａを、ガスケット５の貫通孔５ｃ、絶縁板７の貫通孔１７および負極集電板基部２１に形成された負極側集電板貫通孔２５を挿通する。そして、負極外部端子１２の負極外部端子出力部１２ｃの下面を、ガスケット５の収容部５ａの底部５ｄに当接させる。この状態で、負極外部端子軸部１２ａの下端部は、負極集電板基部２１の下面２１ａの下方に突出する。このとき、負極外部端子軸部１２ａの下端部に設けられた凹部１２ｅの底面１２ｂは、負極集電板基部２１の、負極外部端子出力部１２ｃとは反対側の面である下面２１ａと、ほぼ同一の高さに位置している。

【0036】

この状態で、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１とをかしめる。
かしめはかしめ機のヘッドにより、負極外部端子１２の負極外部端子軸部１２ａを押圧することにより行われる。かしめ機のヘッドにより、負極外部端子軸部１２ａの負極集電板基部２１の下面２１ａより突出する部分を外側に押し広げることにより負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１がかしめられる。図６は負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１とが負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄでかしめられた状態を示している。かしめ機は、ヘッドが負極外部端子軸部１２ａの凹部１２ｅの底面１２ｂの位置まで下降可能なように設定する。それにより、負極外部端子軸部１２ａの負極集電板基部２１の下面２１ａより突出する部分を外側に十分に押し広げることができる。

【0037】

外側に押し広げられた負極外部端子１２の負極外部端子軸部１２ａは、負極集電板２４に設けられた負極側集電板貫通孔２５に接触する。さらに、負極外部端子軸部１２ａは、負極外部端子軸部１２ａが負極集電板２４に設けられた負極側集電板貫通孔２５との接触部２８を起点として、さらに外側に押し広げられる。これにより、負極外部端子１２の負極外部端子軸部１２ａと負極集電板２４に設けられた負極集電板基部２１とがかしめられる。

【0038】

負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１とがかしめられることにより、負極外部端子出力部１２ｃの底面と負極側集電板貫通孔２５の周縁部の接触部２８との間に、負極集電板基部２１と、絶縁板７と、電池蓋６と、ガスケット５とが挟持される。この際、樹脂からなるガスケット５の収容部５ａの底部５ｄが圧迫され、電池蓋６に設けられた負極側貫通孔２６を封止する。また、負極外部端子１２は、電池蓋６の上面と負極外部端子出力部１２ｃとの間に介在されたガスケット５の収容部５ａの底部５ｄにより絶縁され、かつ、電池蓋６の負極側貫通孔２６の周縁部と負極外部端子軸部１２ａとの間に介在されたガスケット５の貫通孔嵌入部５ｂにより絶縁される。これにより、負極外部端子１２は、電池蓋６から絶縁された状態で、電池蓋６に固定される。

【0039】

次に、図７に図示されるように、負極外部端子軸部１２ａと負極側集電板貫通孔２５との接触部２８を接合して、この接触部２８に接合部２９を形成する。上述したように、負極外部端子軸部１２ａは、負極集電板２４の負極側集電板貫通孔２５との接触部２８を起点として、さらに外側に押し広げられる。このため、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板２４の負極側集電板貫通孔２５との接触部２８には、空間が形成されていない。この空間が形成されていない接触部２８を接合部２９とするため、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板２４との接触抵抗が低減され、かつ、接合強度が大きい安定した高品質の接合が得られる。なお、負極外部端子軸部１２ａと負極側集電板貫通孔２５との接合としては、例えば、レーザ溶接等の溶接を用いることができる。

【0040】

この後、負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄを、さらに、外側に押し広げる、再かしめを行う。つまり、負極外部端子軸部１２ａと負極側集電板貫通孔２５との接触部２８に接合部２９を形成した後、再度、かしめ機のヘッドにより、負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄの軸方向端面を押圧して、負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄを、さらに、外側に押し広げる。これにより、接合部２９における負極外部端子軸部１２ａとの負極外部端子軸部１２ａとの接触面積が増大し、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板２４との接触抵抗が、さらに、低減される。

【0041】

図８は、負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄに再かしめを行った後の状態を示す。
図８に図示されるように、再かしめを行った後でも、負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄの外周面３１は、軸方向に対して傾斜しており、軸方向に直交するほどにまで屈曲されていない。つまり、負極外部端子軸部１２ａのかしめ部１２ｄの外周面３１と負極集電板基部２１の下面２１ａとの間には隙間Ｓが形成されている。このように、接合部２９の外面側に隙間Ｓが形成されているため、この隙間Ｓを介して、接合部２９の接合状態を確認することができる。

【0042】

本発明の第１の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）捲回電極群３と、正・負極集電板４４、２４と、電池容器と、正・負極外部端子１４、１２とを備え、正・負極外部端子１４、１２は、正・負極集電板４４、２４の正・負極集側貫通孔４６、２６に貫通された正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａを有し、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａは、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａにかしめられたかしめ部１４ｄ、１２ｄを有し、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａのかしめ部１２ｄと正・負極集電板４４、２４の正・負極側集電板貫通孔４５、２５との接触部２８に接合部２９が設けられている。正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａのかしめ部１２ｄと正・負極集電板４４、２４の正・負極側集電板貫通孔４５、２５との接触部２８を接合部２９としたことで、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａと正・負極集電板４４、２４との接触抵抗が低減され、かつ、接合強度が大きい安定した高品質の接合を得ることができる。

【0043】

（２）正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａのかしめ部１４ｄ、１２ｄの外周面３１と正・負極集電板４４、２４との間に隙間Ｓを有している。このため、隙間Ｓを介して、接合部２９の接合状態を確認することができる。

【0044】

（３）正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａの前記かしめ部１４ｄ、１２ｄの軸方向端部に凹部１４ｅ、１２ｅが設けられている。このため、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａのかしめ部１４ｄ、１２ｄは、凹部１４ｅ、１２ｅを中心に周囲に平均的に加圧し、正・負極集電板４４、２４との接合強度を高めることができる。

【0045】

−第２の実施形態−
図９は、本発明の第２の実施形態を示す断面図である。図９は、第１の実施形態の図６に相当する図であり、最初のかしめが完了した状態を示す。
第２の実施形態では、負極外部端子軸部１２ａの凹部１２ｅの底面１２ｂは、負極集電板基部２１の下面２１ａより上方に位置している。換言すれば、負極外部端子軸部１２ａの凹部１２ｅの底面１２ｂの高さ位置は、負極集電板基部２１の下面２１ａより、軸方向における負極集電板基部２１の下面２１の反対面側に引っ込んだ位置に配置されている。また、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１の負極側集電板貫通孔２５との寸法関係は、圧入寸法となっている。
第２の実施形態における他の構成は、第１の実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
なお、第２の実施形態においても、図９に示す最初のかしめを行った後、第１の実施形態と同様、接触部２８を接合し、この後、再かしめを行う。

【0046】

従って、第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様な効果を奏する。
また、負極外部端子軸部１２ａの凹部１２ｅの底面１２ｂが、負極集電板基部２１の下面２１ａより上方に位置するため、負極外部端子軸部１２ａの凹部１２ｅの周壁を、より、確実かつ容易に外方に押し広げることができる。これにより、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１の負極側集電板貫通孔２５の周縁部との接触をより確実とすることができる。
さらに、負極外部端子軸部１２ａは負極集電板基部２１の負極側集電板貫通孔２５に圧入されるので、接触部２８における、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１の負極側集電板貫通孔２５の周縁部との接触はより確実となる。

【0047】

−第３の実施形態−
図１０は、本発明の第３の実施形態を示す断面図である。図９は、第１の実施形態の図８に相当する図である。
第３の実施形態では、負極外部端子軸部１２ａは、軸方向端部に凹部１２ｅを有しておらず、軸方向の全長に亘り、中実なっている。
第３の実施形態においても、負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１とのかしめは、かしめ機のヘッドを負極外部端子軸部１２ａの軸方向の端面に押し当てて、軸方向に押圧することにより行う。

【0048】

負極外部端子軸部１２ａと負極集電板基部２１の負極側集電板貫通孔２５の関係寸法は、圧入寸法であっても、すきま代が設けられていてもよい。
第３の実施形態における他の構成は第１の実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0049】

従って、第３の実施形態のおいても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
また、第３の実施形態では、負極外部端子軸部１２ａに凹部１２ｅを形成しないので、負極外部端子軸部１２ａの構造が簡素となり、安価にすることができる。

【0050】

なお、上記各実施形態では、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａと正・負極集電板基部４１、２１との固定は、かしめ、接合の後、再かしめを行うこととして例示した。しかし、再かしめを行わず、かしめ、接合により、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａと正・負極集電板基部４１、２１との固定を終了するようにしてもよい。

【0051】

上記各実施形態では、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａと正・負極集電板基部４１、２１とが固定された状態で、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａのかしめ部１４ｄ、１２ｄの外周面３１と正・負極集電板基部２１の下面４１ａ、２１ａとの間に隙間Ｓが形成されている構造として例示した。しかし、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａのかしめ部１４ｄ、１２ｄの外周面３１が正・負極集電板基部２１の下面４１ａ、２１に接触するように、かしめ部１４ｄ、１２ｄの外周面３１が軸方向にほぼ垂直になるようにかしめてもよい。

【0052】

上記各実施形態では、正・負極集電板４４、２４は、それぞれ、正・負極集電板基部４１、２１および正・負極側接続部４２、２２を有し、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａは、正・負極集電板基部４１、２１に固定する構造として例示した。しかし、正・負極集電板は、任意な構造とすることが可能であり、本発明は、この任意な構造の正・負極集電板と正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａとを一体化する構造に適用することができる。

【0053】

上記各実施形態では、正・負極外部端子１４、１２の正・負極外部端子出力部１４ｃ、１２ｃをほぼ直方体形状として例示した。しかし、正・負極外部端子出力部の形状は、任意とすることができる。

【0054】

上記各実施形態では、正・負極外部端子１４、１２を、電池缶１の開口部１ａを塞ぐ電池蓋６に固定する構造として例示した。しかし、正・負極外部端子１４、１２を、電池缶１の側壁に取付けるようにしてもよい。

【0055】

上記各実施形態では、正・負極外部端子１４、１２の正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａは、正・負極外部端子出力部１４ｃ、１２ｃとは反対側の端部に凹部１４ｅ、１２ｅを有するか、全長に亘り中実であるとして、例示した。しかし、正・負極外部端子軸部１４ａ、１２ａは、ほぼ全長に亘り、軸心部が中空とされた中空軸としてもよい。

【0056】

上記各実施形態では、正極電極３４と負極電極３２とが、セパレータ３３、３５を介して捲回された捲回電極群３を有する二次電池１００として例示した。しかし、本発明は、矩形シート状の正極電極と矩形シート状の負極電極とを、セパレータを介して平坦状に積層した電極群を備える二次電池に適用することができる。

【0057】

上記各実施形態ではリチウムイオン二次電池を蓄電素子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。さらに、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタを蓄電素子とした場合にも本発明を適用できる。

【0058】

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１ 電池缶
３ 捲回電極群（蓄電要素）
６ 電池蓋（一側部）
１２ 負極外部端子
１２ａ 負極外部端子軸部
１２ｂ 底面
１２ｄ かしめ部
１２ｅ 凹部
１４ 正極外部端子
１４ａ 正極外部端子軸部
１４ｂ 底面
１４ｄ かしめ部
１４ｅ 凹部
２１ 負極集電板基部
２１ａ 下面（一面）
２４ 負極集電板
２５ 負極側集電板貫通孔（開口部）
２９ 接合部
３１ 外周面
４１ 正極集電板基部
４１ａ 下面（一面）
４４ 正極集電板
４５ 正極側集電板貫通孔（開口部）
１００ 二次電池（蓄電装置）
１０６ 電池蓋組立体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】