特開 2024-11384 電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024011384

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/15 20210101AFI20240118BHJP

   H01M 50/176 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/188 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/131 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20240118BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

H01M50/15

H01M50/176

H01M50/103

H01M50/188

H01M50/193

H01M50/184 A

H01M50/131

H01M50/531

H01M50/55 101

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022113326

(22)【出願日】2022-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】橘 伸佳

(72)【発明者】

【氏名】前田 仁史

【テーマコード（参考）】

5H011

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA01

5H011AA13

5H011CC02

5H011DD01

5H011FF02

5H011GG01

5H011HH02

5H011JJ02

5H011KK01

5H011KK02

5H043AA01

5H043AA04

5H043AA13

5H043BA17

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA12

5H043DA02

5H043EA11

5H043HA31D

5H043JA02D

5H043JA12D

5H043KA22D

5H043LA02D

5H043LA03D

(57)【要約】

【課題】安全性が好適に向上された電池を提供すること。
【解決手段】ここで開示される電池は、電極体と、電池ケースと、端子装着孔１８、１９を有する封口板１４と、一端が電池ケースの内部で電極体と電気的に接続され、他端が端子装着孔１８、１９に挿通されて封口板１４の外側に露出する電極端子と、封口板１４の外表面１４Ａと電極端子とを絶縁する樹脂製の絶縁部材と、を備える。封口板１４は、平面視における形状が矩形であり、端子装着孔１８、１９の平面視における形状が五角形以上の多角形および円形のいずれかである。ここで、封口板１４の短辺方向の長さをＬ１、端子装着孔１９の中心を通り、封口板１４の短辺方向に沿った該端子装着孔１８、１９の長さをＬａとしたときに、封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１８、１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）が、０．６以上である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極および負極を有する電極体と、
開口部を有し、前記電極体を収容する電池ケースと、
端子装着孔を有し、前記開口部を封口する封口板と、
一端が前記電池ケースの内部で前記電極体と電気的に接続され、他端が前記端子装着孔に挿通されて前記封口板の外側に露出する電極端子と、
前記封口板の表面であって、前記開口部を封口した状態で前記電池ケースの外側にある外表面と、前記電極端子とを絶縁する樹脂製の絶縁部材と、を備え、
前記封口板は、平面視における形状が矩形であり、
前記端子装着孔の平面視における形状が五角形以上の多角形および円形のいずれかであり、
ここで、前記封口板の短辺方向の長さをＬ１、
前記端子装着孔の中心を通り、前記封口板の短辺方向に沿った該端子装着孔の長さをＬａとしたときに、
前記封口板の長さＬ１に対する前記端子装着孔の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）が、０．６以上である、電池。

【請求項2】

前記封口板と前記電極端子と前記絶縁部材とがインサート成形されている、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記端子装着孔の平面視における形状が前記五角形以上の多角形であり、
前記端子装着孔の最長をＬｂ、
前記五角形以上の多角形の各辺のうち、最長の辺の長さをＬｃとしたときに、
式：Ｌｃ＜（０．７×Ｌｂ）；を満たす、請求項１または２に記載の電池。

【請求項4】

前記端子装着孔の平面視における形状が前記円形であり、
長径Ｄ１に対する短径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５以上である、請求項１または２に記載の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池等の電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。かかる電池は、例えば、正極および負極を有する電極体と、開口部を有し電極体を収容する電池ケースと、端子装着孔を有し開口部を封口する封口板と、一端が電池ケースの内部で電極体と接続され、他端が端子装着孔に挿通されて封口板の外部に引き出された電極端子と、封口板の外表面と電極端子とを絶縁する樹脂製の絶縁部材と、を有している。これに関連する技術として、特許文献１および特許文献２が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２５１４７４号公報

【特許文献2】特開２０２１－０８６８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者らが検討した結果によれば、封口板に対して端子装着孔が大きく設けることにより、金属製である封口板と樹脂製である絶縁部材との密着性が十分に確保される。その一方で、封口板に対して端子装着孔が大きく設けられた場合には、封口板の強度が低下しやすい。例えば、封口板と絶縁部材と電極端子とを気密に封止するために、各部材の合計サイズを端子装着孔の内径とほぼ同じになるよう設計した場合には、内側から外側に向けて力がかかり、封口板が変形する虞がある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、安全性が好適に向上した電池を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示される電池は、正極および負極を有する電極体と、開口部を有し、上記電極体を収容する電池ケースと、端子装着孔を有し、上記開口部を封口する封口板と、一端が上記電池ケースの内部で上記電極体と電気的に接続され、他端が上記端子装着孔に挿通されて上記封口板の外側に露出する電極端子と、上記封口板の表面であって、上記開口部を封口した状態で上記電池ケースの外側にある外表面と上記電極端子とを絶縁する樹脂製の絶縁部材と、を備える。上記封口板は、平面視における形状が矩形であり、上記端子装着孔の平面視における形状が五角形以上の多角形および円形のいずれかである。ここで、上記封口板の短辺方向の長さをＬ１、上記端子装着孔の中心を通り、上記封口板の短辺方向に沿った該端子装着孔の長さをＬａとしたときに、上記封口板の長さＬ１に対する上記端子装着孔の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）が、０．６以上である。

【0007】

端子装着孔が封口板に対して大きく設けられていることにより、封口板と絶縁部材との密着性が向上する。そして、当該端子装着孔の形状を五角形以上の多角形および円形のいずれかとすることで、端子装着孔の内側から外側に向けてかかる力を適切に分散することができる。これにより、封口板と電極端子と絶縁樹脂とが気密に封止され、安全性の高い電池が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る電池を模式的に示す部分断面図である。

【図2】図２は、図１の分解斜視図である。

【図3】図３は、図１の封口板の模式的な平面図である。

【図4】図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的な縦断面図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る端子装着孔の近傍を示す平面図である。

【図6】図６は、他の一例の端子装着孔の近傍を示す平面図である。

【図7】図７は、従来技術に係る負極端子の近傍を模式的に示す図である。

【図8】図８は、一実施形態に係る成形金型の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、ここで開示される技術の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここで開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、ここに開示される技術を特徴付けない電池の一般的な構成および製造プロセス等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と、当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下では、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することができる。なお、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、「Ａ以上Ｂ以下」の意と共に、「Ａを超える」および「Ｂ未満」の意を包含するものとする。

【0010】

本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、一次電池と二次電池とを包含する概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、電解質を介して正極と負極の間で電荷担体が移動することによって繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。

【0011】

図１は、電池１００の部分断面図である。図２は、電池１００の模式的な分解斜視図である。図３は、封口板１４の模式的な平面図である。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表す。また、図面中の符号Ｘは「電池の短辺方向」を示し、符号Ｙは「電池の長辺方向」を示し、符号Ｚは「電池の高さ方向」を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電池１００の設置形態を何ら限定するものではない。

【0012】

図１に示すように、電池１００は、電池ケース１０と、電極体２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、絶縁部材５０とを備えている。正極端子３０および／または負極端子４０は電極端子の一例である。図示は省略するが、電池１００は、ここではさらに電解液を備えている。電池１００は、二次電池であることが好ましく、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池であることがより好ましい。

【0013】

電池ケース１０は、外装体１２と封口板１４とを備えている。外装体１２および封口板１４は、電池ケース１０を構成するケース部材の一例である。電池ケース１０は、ここでは扁平な直方体形状（角型）の外形を有する。電池ケース１０は、例えば、外装体１２の開口部１２ｈ（図２参照）の周縁に封口板１４が接合（例えば溶接接合）されることによって、一体化されている。外装体１２および封口板１４は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されている。

【0014】

外装体１２は、電極体２０と電解液とを収容する筐体である。外装体１２は、上面に開口部１２ｈを有する有底かつ角型の容器である。開口部１２ｈは、略矩形状である。図２に示すように、外装体１２は、底壁１２ａと、底壁１２ａから延び相互に対向する一対の長側壁１２ｂと、底壁１２ａから延び相互に対向する一対の短側壁１２ｃと、を備えている。底壁１２ａは、略矩形状である。底壁１２ａは、開口部１２ｈと対向している。

【0015】

封口板１４は、外装体１２の開口部１２ｈを封口するプレート状の部材である。封口板１４は、図３に示すように、平面視において略矩形状である。特に限定されるものではないが、封口板１４の短辺方向Ｘの長さＬ１は１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下程度であるとよく、封口板１４の長辺方向Ｙの長さＬ２は１２０ｍｍ以上３２０ｍｍ以下程度であるとよい。また、封口板１４の厚み（高さ方向Ｚの長さ、以下同じ。）は、耐久性等の観点から例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度であるとよい。

【0016】

封口板１４は、外装体１２の底壁１２ａと対向している。図２に示すように、封口板１４は、外部側を向き開口部１２ｈを封口した状態で電池ケース１０の外側にある外表面１４Ａと、電池１００の内部側を向き電極体２０と対向する内表面１４Ｂと、を有している。また図３に示すように、封口板１４は、外表面１４Ａと内表面１４Ｂとを貫通する端子装着孔１８、１９を有している。端子装着孔１８、１９は、封口板１４の長辺方向Ｙの両端部に設けられている。ここでは、端子装着孔１８は、正極端子３０用であり、端子装着孔１９は負極端子４０用である。かかる端子装着孔１８、１９の形状等については後述する。封口板１４には、ガス排出弁１５と、電解液を注入するための注入孔（図示せず）と、が設けられている。ガス排出弁１５は、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。

【0017】

電池ケース１０には、上記したように電極体２０とともに、電解液が収容され得る。電解液としては、従来公知の電池において使用されているものを特に制限なく使用できる。一例として、非水系溶媒に支持塩を溶解させた非水電解液を使用できる。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、ＬｉＰＦ_６等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。

【0018】

図１に示すように、電極体２０は、外装体１２の内部に収容されている。電極体２０は、例えば、図示されない絶縁フィルムなどで覆われた状態で、外装体１２の内部に収容されている。電極体２０は、ここでは、帯状の正極シート２２と帯状の負極シート２４とが、２枚の帯状のセパレータシート７０を介して絶縁された状態で積層され、巻回軸を中心として長辺方向に巻回された巻回電極体である。ただし、電極体２０は、矩形状の正極シートと矩形状の負極シートとが矩形状のセパレータシートを介して交互に積層された積層型電極体であってもよい。あるいは、複数の正極シートと複数の負極シートを、つづら折り状に折り返されたセパレータシートに挟み込むことにより構成されるつづら折り状の積層型電極体であってもよい。

【0019】

正極シート２２は、帯状の正極集電体２２ｃと、正極集電体２２ｃの少なくとも一方の表面上に固着された正極活物質層２２ａと、を有する。正極シート２２を構成する各部材には、一般的な電池（例えば、リチウムイオン二次電池）で使用され得る従来公知の材料を特に制限なく使用できる。例えば、正極集電体２２ｃは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなることが好ましい。正極活物質層２２ａは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な正極活物質（例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物）を含んでいる。なお、正極活物質層２２ａは、正極活物質以外の任意成分、例えば、導電材、バインダ、各種添加成分等を含んでいてもよい。

【0020】

負極シート２４は、帯状の負極集電体２４ｃと、負極集電体２４ｃの少なくとも一方の表面上に固着された負極活物質層２４ａと、を有する。負極シート２４を構成する各部材には、一般的な電池（例えば、リチウムイオン二次電池）で使用され得る従来公知の材料を特に制限なく使用できる。例えば、負極集電体２４ｃは、銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属から構成されることが好ましい。負極活物質層２４ａは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な負極活物質（例えば、黒鉛等の炭素材料）を含んでいる。なお、負極活物質層２４ａは、負極活物質以外の任意成分、例えば、導電材、バインダ、分散剤、各種添加成分等を含んでいてもよい。

【0021】

セパレータシート７０は、電荷担体が通過し得る微細な貫通孔が複数形成された絶縁シートである。セパレータシート７０は、例えば、多孔性の樹脂基材で構成されている。樹脂基材としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）や、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース等の樹脂からなるシート（フィルム）が例示される。セパレータシート７０は、単層構造であってもよく、性質や性状（厚みや空孔率等）の異なる２種以上の多孔性樹脂シートが積層された構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。また、セパレータシート７０は、その表面にセラミック粒子等により構成された耐熱層（Heat Resistant Layer：ＨＲＬ層）を備えていてもよい。

【0022】

図１に示すように、外装体１２の内部に収容された電極体２０は、正極集電体２２ｃの一端が電池１００の長辺方向Ｙの左端付近となるように配置され、負極集電体２４ｃの一端が電池１００の長辺方向Ｙの右端付近となるように配置される。また、正極端子３０は、封口板１４の長辺方向Ｙの一方の端部（図１の左端部）に取り付けられている。負極端子４０は、封口板１４の長辺方向Ｙの他方の端部（図１の右端部）に取り付けられている。電池１００においては、正極端子３０および負極端子４０は、一端が電池ケース１０の内部で上記したように電極体２０と電気的に接続され、他端が端子装着孔１８、１９に挿通されて封口板１４の外側に露出している。なお、正極端子３０は、導電性に優れる金属、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されていることが好ましい。また、負極端子４０は、導電性に優れる金属、例えば銅または銅合金で形成されていることが好ましい。

【0023】

図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う模式的な縦断面図である。図２および図４に示すように、負極端子４０は、外部接続部４１と、電極体接続部４２と、軸部４３と、台座部４４と、を有している。以下の説明においては、電極端子として負極端子４０を、絶縁部材として負極端子４０側の絶縁部材５０を例にして説明するが、かかる説明は、ここに開示される技術の適用対象を負極端子側の構造に限定することを意図したものではない。

【0024】

図４に示すように、外部接続部４１は、電池ケース１０の外部であって、封口板１４の外表面１４Ａ側に配置される。外部接続部４１は、典型的には板状の導電部材であって、封口板１４の長辺方向に沿って延びている。外部接続部４１は、封口板１４の外表面１４Ａに露出している。外部接続部４１の大きさは、端子装着孔１９を挿通可能な大きさに調整されている。これにより、後述するインサート成形を好適に行うことができる。

【0025】

電極体接続部４２は、電池ケース１０の内部に配置され、電極体２０と電気的に接続されている。図４に示すように、電極体接続部４２は板状に形成され、台座部４４の後端から略直角に屈曲し、下方に向けて延びている。電極体接続部４２は、底壁１２ａに向かって延びている。また、電極体接続部４２は中間部で前方側に向かって屈折している。電極体接続部４２は、屈折部分よりも下方では再び底壁１２ａに向かって延びている。この屈折により、電極体接続部４２の先端は、短辺方向に関して台座部４４の中央部に位置している。

【0026】

軸部４３は、外部接続部４１と電極体接続部４２との間に位置し、端子装着孔１９に挿通されている。軸部４３は、台座部４４から上方に延びている。軸部４３は、図４に示すように、短辺方向Ｘに関して台座部４４の概ね中央部に位置している。軸部４３の短辺方向Ｘの長さは台座部４４および端子装着孔１９の短辺方向Ｘの長さよりも短い。図示は省略するが、軸部４３の長辺方向Ｙの長さは台座部４４および端子装着孔１９の長辺方向Ｙの長さよりも短い。そのため、軸部４３は、端子装着孔１９の内周面とは離間している。外部接続部４１、軸部４３、および台座部４４の大きさの差により、軸部４３は外部接続部４１および台座部４４に対してくびれたようになっている。

【0027】

台座部４４は、電極体接続部４２と軸部４３との間に位置する。台座部４４は、封口板１４の内表面１４Ｂに沿って水平方向に延びる板状部材である。図４に示すように、台座部４４の短辺方向Ｘの長さは端子装着孔１９の短辺方向Ｘの長さよりも長い。図示は省略するが、台座部４４の長辺方向Ｙの長さは端子装着孔１９の長辺方向Ｙの長さよりも長い。台座部４４は、径方向の大きさが端子装着孔１９よりも大きい。

【0028】

絶縁部材５０は、封口板１４と正極端子３０および負極端子４０との間に配置されており、封口板１４と正極端子３０および負極端子４０とが通電することを防止する。絶縁部材５０は、典型的には樹脂材料によって構成される。樹脂材料としては、例えばパーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、脂肪族ポリアミド等が挙げられる。絶縁部材５０には、上記したＰＰＳ等の樹脂材料の他に、無機フィラーが添加されてもよい。

【0029】

絶縁部材５０は、図４に示すように、第１鍔部５１と、第２鍔部５２と、筒状部５３と、を有している。かかる第１鍔部５１と第２鍔部５２と筒状部５３とは、一体に形成されている。第１鍔部５１は、封口板１４の外表面１４Ａに沿って水平方向に延びている。第１鍔部５１は、封口板１４の外表面１４Ａと、外部接続部４１とを絶縁する。第２鍔部５２は、封口板１４の内表面１４Ｂに沿って水平方向に延びている。第２鍔部５２は、封口板１４の内表面１４Ｂと、台座部４４とを絶縁する。筒状部５３は、第１鍔部５１と第２鍔部５２との間であって、端子装着孔１９と電極端子の軸部４３との間に位置する。筒状部５３は、封口板１４の端子装着孔１９と、電極端子の軸部４３とを絶縁する。第１鍔部５１および第２鍔部５２の短辺方向Ｘの長さは、外部接続部４１および台座部４４の短辺方向Ｘの長さよりも長い。図示は省略するが、長辺方向Ｙに関しても、第１鍔部５１および第２鍔部５２の長さは、外部接続部４１および台座部４４の長辺方向Ｙの長さよりも長い。また、第１鍔部５１は、平面視において、正極端子３０および負極端子４０よりも外側にはみ出し、外部に露出している。

【0030】

図５および図６は、端子装着孔１９の近傍を示す図である。図５および図６に示すように、ここに開示される電池１００では、端子装着孔１９の平面視における形状が五角形以上の多角形および円形のいずれかであり、封口板１４の短辺方向Ｘにおける長さをＬ１、端子装着孔１９の中心Ｃを通り、封口板１４の短辺方向Ｘに沿った該端子装着孔１９の長さをＬａとしたときに、封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）が、０．６以上である。封口板１４に対して端子装着孔１９を大きくすることにより、封口板１４と絶縁部材５０との密着性を向上させることができる。また、このように端子装着孔１９を大きくした場合であっても、該端子装着孔１９の形状が五角形以上の多角形および円形のいずれかの形状であることにより、端子装着孔１９の内側から外側に向けてかかる力が適切に分散され、封口板１４が外側に湾曲することを抑制する。したがって、安全性の高い電池１００を提供することができる。
なお、以下においては、端子装着孔として負極端子４０側の端子装着孔１９を例にして説明するが、かかる説明は、ここに開示される技術の適用対象を負極端子側の構造に限定することを意図したものではない。すなわち、ここに開示される技術は、以下で説明する負極端子４０側の端子装着孔１９と略同等の構成を有する正極端子側の端子装着孔を備えた形態を包含する。

【0031】

図２では、封口板１４に電極端子（正極端子３０および負極端子４０）と絶縁部材５０とが一体成形（以下、「インサート成形」ともいう。）されたアッセンブリ部品（封口板アッセンブリ６０）と、その他の部品と、を分離して図示している。さらに図２では、負極端子４０に関して、封口板１４と負極端子４０と絶縁部材５０とを分離して図示している。電池１００においては、図２に示すように、封口板１４と、電極端子（正極端子３０および負極端子４０）と、絶縁部材５０とがインサート成形されていることが好ましい。かかる構成によると、封口板アッセンブリ６０を容易に取り外すことができるため、作業性の観点から好ましい。

【0032】

電池１００において、上記したような封口板１４と電極端子と絶縁部材５０とがインサート成形された封口板アッセンブリ６０を用いている場合には、封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）が、０．６以上であり、端子装着孔１９の形状が五角形以上の多角形および円形のいずれかであることの効果がより好適に発揮される。詳しくは後述するが、インサート成形においては、電極端子と封口板１４とを組み合わせた状態で、溶融させた樹脂を高い圧力（例えば２５ＭＰａ以上）で圧入することにより、封口板アッセンブリ６０を作製する。このとき、封口板１４と絶縁部材５０との密着性を向上させるために、封口板１４に対して端子装着孔１９を大きくする必要がある。一方で、封口板１４に対して端子装着孔１９を大きくした場合には、封口板１４の端辺と端子装着孔１９の周縁部との距離が近くなり、封口板１４の強度が低下し得る。図７は、従来技術に係る負極端子１４０の近傍を模式的に示している。例えばインサート成形工程において圧入された樹脂（絶縁部材１５０）によって該端子装着孔の内側から外側に向けて押し広げようとする力がかかったときに、従来技術では端子装着孔が四角形であることにより、力が適切に分散されない。その結果、封口板１１４は、特に短辺方向Ｘの両側に向けて湾曲するように変形する。そこで、ここに開示される電池１００では、端子装着孔１９の形状を上記したように五角形以上の多角形および円形のいずれかとする。これによって、例えば樹脂が高い圧力で圧入され、端子装着孔１９の内側から外側に向けて力がかかった場合でも、かかる力を適切に分散させ封口板１４が変形することを抑制することができる。これにより、封口板１４と絶縁部材５０とが好適に封止され、安全性が高い電池１００を提供することができる。

【0033】

封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）は、絶縁部材５０との接触面積を十分に確保する観点から、少なくとも０．６以上であればよい。封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）は、例えば０．６５以上であってもよく、０．７以上であってもよい。一方で、封口板１４の強度の観点からは、封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）は、０．８５以下であることが好ましく、０．８以下であってもよい。

【0034】

端子装着孔１９の寸法は、所望する電池の容量等によって電池ケース１０の大きさ等が異なるため、特に限定されない。例えば封口板１４の短辺方向Ｘの長さＬ１が１５ｍｍ～４０ｍｍ程度であるときに、端子装着孔１９の短辺方向の長さＬａは、１０ｍｍ～３０ｍｍ程度であるとよい。また、端子装着孔１９の長辺方向の最大長さは、１０ｍｍ～５０ｍｍ程度であるとよい。さらに、端子装着孔１９の高さ方向Ｚの長さは、封口板１４の厚みと同じであればよく、例えば１ｍｍ～３ｍｍ程度であるとよい。端子装着孔１９は、例えばプレス成形、レーザーカット、ウォータージェット、フライス加工等により、形成することができる。

【0035】

ここに開示される電池１００では、図５に示すように、端子装着孔１９の平面視における形状が五角形以上の多角形であることが好ましい。ここで、「五角形以上の多角形」とは、少なくとも五角形以上の多角形であればよく、例えば、六角形であってもよいし、八角形であってもよいし、十角形であってもよい。多角形の各辺の長さは同じ（すなわち、正多角形）であってもよいし、各辺の長さは異なっていてもよい。端子装着孔１９の形状が多角形である場合において、端子装着孔１９の最大の長さとなる長さをＬｂ、多角形の各辺のうち最長の辺の長さをＬｃとしたときに、式：Ｌｃ＜（０．７×Ｌｂ）；を満たすことがより好ましい。特に限定されないが、多角形の最長の辺Ｌｃは、例えば、式：（０．１×Ｌｂ）＜Ｌｃ＜（０．７×Ｌｂ）；を満たすように調整されているとよく、式：（０．３×Ｌｂ）＜Ｌｃ＜（０．７×Ｌｂ）；を満たすように調整されていてもよい。これにより、さらに好適に絶縁部材５０を形成する際の力を分散させることができ、封口板１４の変形を抑制することができる。

【0036】

ここに開示される電池１００では、図６に示すように、端子装着孔１９の平面視における形状が円形であることが好ましい。ここで、「円形」とは、真円形および楕円形を包含する。端子装着孔１９の平面視における形状が円形である場合において、長径Ｄ１に対する短径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５以上であることがより好ましい。長径Ｄ１に対する短径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）は、０．６以上であってもよいし、０．７５以上であってもよいし、０．９以上であってもよいし、１（すなわち、真円形）であってもよい。端子装着孔１９の形状が上記したような円形であることにより、好適に絶縁部材５０を形成する際の力を分散させることができ、封口板１４の変形を抑制することができる。

【0037】

封口板１４の端子装着孔１９の周辺部であって、絶縁部材５０と接する少なくとも一部の表面には、粗面化処理がなされていてもよい。ここで、「粗面化処理」とは、表面に凹凸を形成することにより、表面積を大きくするとともにアンカー効果を高め、絶縁部材５０と封口板１４との接合性や密着性を向上させる処理である。封口板１４に対して端子装着孔１９を大きくしたことに加えて、さらに粗面化処理を実施することにより、より好適に封口板１４と絶縁部材５０との密着性を向上させることができる。かかる粗面化処理は、例えば、レーザー照射やサンドブラスト等によって行うことができる。封口板１４において粗面化処理が実施された部分は、粗面化処理部１４ｓを構成する。図４に示すように、ここでは、粗面化処理部１４ｓは、端子装着孔１９の周辺の外表面１４Ａ側および内表面１４Ｂ側に形成されている。ただし、粗面化処理部１４ｓは、封口板１４と絶縁部材５０とが接する部分の全てに形成されていてもよい。

【0038】

また、特に限定されないが、負極端子４０のうち、絶縁部材５０と接する部分の少なくとも一部の表面には、封口板１４の粗面化処理部１４ｓと同様に粗面化処理がなされていてもよい。負極端子４０のうち、粗面化処理がなされた部分は、粗面化処理部４０ｓを構成する。負極端子４０の粗面化処理部４０ｓは、封口板１４と絶縁部材５０と負極端子４０との密着性を向上させることができる位置に形成されることが好ましい。例えば、図４に示すように、粗面化処理部４０ｓは、負極端子４０の軸部４３に形成されている。ただし、粗面化処理部４０ｓは、負極端子４０と絶縁部材５０とが接する部分の全てに形成されていてもよい。

【0039】

＜電池の製造方法＞
続いて、電池１００の製造方法の一例について説明する。ここに開示される製造方法は、例えば、（１）用意工程と、（２）封口工程と、を包含する。ここでは、（１）用意工程に（１Ａ）インサート成形工程を含んでいる。

【0040】

（１）用意工程では、外装体１２と、封口板１４と、正極端子３０と、負極端子４０と、電極体２０と、を少なくとも用意する。図８に示すように、ここでは、端子装着孔１８、１９は、封口板１４の長さＬ１に対する端子装着孔１９の長さＬａの比（Ｌａ／Ｌ１）が、０．６以上であり、該端子装着孔１８、１９の形状が八角形に形成されている。これにより、後述する射出成形工程において、封口板１４が変形することを抑制することができる。

【0041】

（１Ａ）インサート成形工程では、封口板１４、正極端子３０、負極端子４０、および絶縁部材５０を一体化してアッセンブリ部品（例えば封口板アッセンブリ６０）を作成する。封口板アッセンブリ６０は、封口板１４、正極端子３０、負極端子４０、および絶縁部材５０をインサート成形することにより製作することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、従来のリベットを用いる方法に比べて導通経路を簡便に形成できる。インサート成形は、例えば、特開２０２１－０８６８１３号公報、特開２０２１－０８６８１４号公報、特許第０３９８６３６８号公報、特許第６６４８６７１号公報等に記載されるように従来公知の方法に従って、行うことができる。例えば、インサート成形工程は、上型と下型とを有する成形金型を用いて、部品セット工程、位置決め工程、上型セット工程、射出成形工程、上型リリース工程、および部品取出工程を含む方法によって実施され得る。

【0042】

図８は、成形金型２００の模式図である。部品セット工程では、成形金型２００に封口板１４が装着される。ただし、図８では成形金型２００のうち下型２１０だけが図示されており、上型は図示を省略している。図８に示すように、下型２１０は、本体２１２と、２つのスライド部材２１４とを備えている。本体２１２は、封口板１４を支持し、かつ位置決めしている。また、本体２１２は、溶融樹脂が流れ込む凹部（図示省略）を備えている。部品セット工程においては、正極端子３０および負極端子４０をそれぞれ封口板１４の端子装着孔１８、１９に挿通した後、封口板１４を下型２１０の本体２１２に装着する。正極端子３０および負極端子４０のそれぞれの外部接続部は、上記したように端子装着孔１８、１９に挿通可能な大きさに構成されている。したがって、ここでは正極端子３０および負極端子４０は、外部接続部側から端子装着孔１８、１９に挿通される。

【0043】

次いで、位置決め工程を実施する。位置決め工程は、下型２１０の本体２１２に封口板１４と正極端子３０および負極端子４０を装着した後、例えばスイッチ押下などの所定の操作を行うことによって開始される。位置決め工程では、前方側に退避していた２つのスライド部材２１４が後方に移動する。これにより、正極端子３０および負極端子４０は、本体２１２とスライド部材２１４とによって挟まれる。正極端子３０および負極端子４０は、これにより支持され、位置決めされる。スライド部材２１４の後面は、正極端子３０および負極端子４０の電極体接続部４２の屈折した形状に対応する形状を有している。なお、電極端子の電極体接続部が屈折することなく高さ方向に延びている場合には、スライド部材は特に必要でなく、可動部を備えない下型によっても対応可能である。電極端子の形状は特に限定されず、例えば、電極体接続部が平坦であってもよい。位置決め工程の完了時において、下型２１０の凹部は、封口板１４の端子装着孔１８、１９と正極端子３０および負極端子４０のそれぞれの台座部４４との間に位置する。

【0044】

上型セット工程では、下型２１０とともに封口板１４、正極端子３０および負極端子４０を高さ方向Ｚに挟むように、図示しない上型が上方から降下する。上型は、下型と当接するシール部と、樹脂が流れ込む凹部と、凹部に接続されたゲート部とを備えている。ゲート部は、溶融樹脂の成形金型２００への入口である。ゲート部は、射出成形機の樹脂射出口に接続されている。上型の凹部は、封口板１４を挟んで下型２１０の凹部と向かい合っている。

【0045】

射出成形工程では、まず成形金型２００が加熱される。加熱温度は樹脂の種類によって異なるが例えば１００℃以上２００℃以下程度である。成形金型２００の加熱が完了すると、ゲート部から溶融樹脂が圧入される。このとき、溶融樹脂は、例えば２５ＭＰａ以上の圧力で圧入され得る。このような高い圧力で樹脂が圧入された場合には、端子装着孔１９の内側から外側に向けて強い力がかかる。特に、封口板１４の端辺と端子装着孔１９の周縁部との距離が近く、強度が低くなりやすい短辺方向Ｘ側に封口板１４が湾曲しやすい。かかる封口板１４の変形を防ぐために、例えば、封口板１４を短辺方向Ｘの両側から挟むように治具を設けることも考えられ得る。しかし、封口板１４を短辺方向Ｘの両側から挟む場合には、成形金型２００と封口板１４の隙間がなくなるため、後述する上型リリース工程や部品取り出し工程が適切に実施できなくなる虞がある。また、封口板１４の変形を防ぐためには、それぞれの封口板１４および電極端子のわずかな寸法の違いに合わせて短辺方向Ｘの両側から治具で挟む必要があり、製造効率の観点からも好ましくない。そこで、ここに開示される電池１００では、上記したように端子装着孔１９の形状を、五角形以上の多角形および円形のいずれかに設計する。これにより、封口板１４の変形を簡便に抑制することができる。上記圧入された溶融樹脂は上型の凹部に充填され、さらに端子装着孔１８、１９を通って下型２１０の凹部に充填される。その後、成形金型２００と成形品とが冷却される。これにより、絶縁部材５０と封口板１４と正極端子３０および負極端子４０とが一体成形される。

【0046】

上型リリース工程では、上型が上昇し下型２１０から離間する。そして、部品取出工程では、成形品が下型２１０から取り外される。以上のようにして、インサート成形工程を実施することができる。なお、部品取出工程の後に、成形バリや樹脂ゲート部を除去する工程があってもよい。

【0047】

（２）封口工程では、以上のように用意した封口板アッセンブリ６０と、電極体２０と、電解液とを外装体１２に収容した状態で封止する。具体的には、まず、封口板アッセンブリ６０の電極体接続部４２と電極体２０とを接続する。次いで、外装体１２の開口部１２ｈから電極体２０を挿入し、封口板アッセンブリ６０の封口板１４と外装体１２の開口部１２ｈとの周縁をレーザー溶接等によって接合する。そして、注液孔から電解液を注入し、該注液孔を封止部材で塞ぐことによって、電池１００を密閉する。以上のようにして、電池１００を製造することができる。

【0048】

＜電池の用途＞
電池１００は各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。電池１００は、安全性が向上しているため、組電池の構築に好適に用いることができる。

【0049】

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。

【0050】

例えば、上記した実施形態では、外部接続部４１が端子装着孔１９に挿通可能な大きさに構成されており、インサート成形工程の際に外部接続部４１が端子装着孔１９に挿通されていた。しかしながら、電極体接続部４２および台座部４４が端子装着孔１９に挿通可能な大きさとなるように構成されていてもよい。すなわち、電極端子は、高さ方向Ｚの上方および下方のうち、いずれかの方向から端子装着孔１９に挿通できるよう構成されていればよい。

【符号の説明】

【0051】

１０ 電池ケース
１２ 外装体
１２ｈ 開口部
１４ 封口板
１８、１９ 端子装着孔
２０ 電極体
２２ 正極シート
２４ 負極シート
３０ 正極端子
４０ 負極端子
５０ 絶縁部材
６０ 封口板アッセンブリ
７０ セパレータシート
１００ 電池
２００ 成形金型

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】