特許 7930659 蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法

(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】

(24)【登録日】

(45)【発行日】

(54)【発明の名称】蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

【ＦＩ】

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】

(22)【出願日】

(65)【公開番号】

(43)【公開日】

【審査請求日】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】トヨタバッテリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】内田 陽三

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友紀

(72)【発明者】

【氏名】藤村 哲史

(72)【発明者】

【氏名】立山 望美

(72)【発明者】

【氏名】内村 将大

(72)【発明者】

【氏名】浅井 正孝

(72)【発明者】

【氏名】松本 繁

(72)【発明者】

【氏名】瀧本 崇志

(72)【発明者】

【氏名】中村 竣亮

(72)【発明者】

【氏名】町田 圭太郎

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１４５１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－７９１７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１８８

Ｈ０１Ｍ ５０／１７６

Ｈ０１Ｍ ５０／１８４

Ｈ０１Ｍ ５０／１５

Ｈ０１Ｍ ５０／１０３

Ｈ０１Ｍ ５０／１９３

Ｈ０１Ｍ ５０／５５３

Ｈ０１Ｍ ５０／５５

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｇ １１／０６

Ｈ０１Ｇ １１／７８

Ｈ０１Ｇ １１／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項】

挿通孔を有し、蓋長手方向に延びるケース蓋部材と、
前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に挿通された端子部材と、
前記ケース蓋部材と前記端子部材の間を絶縁しつつ、これらに気密に接合し、前記ケース蓋部材に前記端子部材を固定する樹脂部材と、を備える
蓄電デバイスであって、
前記樹脂部材は、
前記ケース蓋部材の蓋厚み方向の外側に位置する樹脂外側部と、
前記ケース蓋部材の前記蓋厚み方向の内側に位置する樹脂内側部と、
前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に位置し、前記樹脂外側部及び前記樹脂内側部に一体に繋がる樹脂孔内部と、を有し、
前記樹脂外側部の体積Ｖ１が前記樹脂内側部の体積Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）、
前記端子部材は、
前記樹脂外側部、前記樹脂孔内部及び前記樹脂内側部を貫通して前記蓋厚み方向の内側に延出しており、
前記樹脂部材の前記樹脂内側部は、
前記蓋長手方向を向き、前記端子部材に接合した一対の長手側接合面を含んでおり、
前記ケース蓋部材と前記樹脂部材は、
前記樹脂部材をなす樹脂材がフィラーを含んでおり、この樹脂材の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α１を、前記ケース蓋部材をなす金属の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α２よりも小さく（α１＜α２）してなり、
前記蓄電デバイスを－４０℃の温度環境下に置いたとき、
前記樹脂部材に、前記蓋長手方向について前記蓋厚み方向の外側に凸形状の反りが生じて、
前記樹脂内側部のうち一対の前記長手側接合面がそれぞれ前記端子部材を前記蓋長手方向に押圧する構成とされた
蓄電デバイス。

【請求項】

請求項１に記載の蓄電デバイスであって、
前記端子部材のうち、前記樹脂部材が気密に接合する端子シール部は、
その表面に、前記端子部材をなす金属に由来する直径１００ｎｍ以下の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上の端子ナノ柱が林立しており、
前記樹脂部材は、
林立する前記端子ナノ柱同士の間に、前記樹脂部材をなす樹脂材が充填されて、前記端子シール部に気密に接合してなる
蓄電デバイス。

【請求項】

挿通孔を有し、蓋長手方向に延びるケース蓋部材と、
前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に挿通された端子部材と、
前記ケース蓋部材と前記端子部材の間を絶縁しつつ、これらに気密に接合し、前記ケース蓋部材に前記端子部材を固定する樹脂部材と、を備え、
前記樹脂部材は、
前記ケース蓋部材の蓋厚み方向の外側に位置する樹脂外側部と、
前記ケース蓋部材の前記蓋厚み方向の内側に位置する樹脂内側部と、
前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に位置し、前記樹脂外側部及び前記樹脂内側部に一体に繋がる樹脂孔内部と、を有し、
前記樹脂外側部の体積Ｖ１が前記樹脂内側部の体積Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）、
前記端子部材は、
前記樹脂外側部、前記樹脂孔内部及び前記樹脂内側部を貫通して前記蓋厚み方向の内側に延出しており、
前記樹脂部材の前記樹脂内側部は、
前記蓋長手方向を向き、前記端子部材に接合した一対の長手側接合面を含んでおり、
前記ケース蓋部材と前記樹脂部材は、
前記樹脂部材をなす樹脂材がフィラーを含んでおり、この樹脂材の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α１を、前記ケース蓋部材をなす金属の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α２よりも小さく（α１＜α２）してなり、
前記蓄電デバイスを－４０℃の温度環境下に置いたとき、
前記樹脂部材に、前記蓋長手方向について前記蓋厚み方向の外側に凸形状の反りが生じて、
前記樹脂内側部のうち一対の前記長手側接合面がそれぞれ前記端子部材を前記蓋長手方向に押圧する構成とされた
蓄電デバイスの製造方法であって、
前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に前記端子部材を挿通した状態で、前記樹脂部材をインサート成形するインサート成形工程であって、前記樹脂材を用い、かつ、前記体積Ｖ１が前記体積Ｖ２よりも大きい形態に前記樹脂部材を成形するインサート成形工程を備える
蓄電デバイスの製造方法。

【請求項】

請求項３に記載の蓄電デバイスの製造方法であって、
前記端子部材のうち、前記樹脂部材が気密に接合する端子シール部は、
その表面に、前記端子部材をなす金属に由来する直径１００ｎｍ以下の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上の端子ナノ柱が林立しており、
前記樹脂部材は、
林立する前記端子ナノ柱同士の間に、前記樹脂部材をなす樹脂材が充填されて、前記端子シール部に気密に接合してなり、
前記インサート成形工程よりも前に、前記端子部材の前記端子シール部にパルス発振のレーザ光を照射位置をずらしながら照射して、前記端子シール部に、林立する前記端子ナノ柱を形成する端子ナノ柱形成工程を更に備え、
前記インサート成形工程は、
前記端子シール部の林立する前記端子ナノ柱同士の間に前記樹脂材を充填しつつ、前記樹脂部材を成形する
蓄電デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【】

本発明は、ケースを構成するケース蓋部材に、端子部材が樹脂部材を介して固定された蓄電デバイス、及び、この蓄電デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【】

蓄電デバイスとして、直方体箱状のケースを構成する矩形板状のケース蓋部材に、正負の端子部材がそれぞれ樹脂部材を介して固定された電池が知られている。具体的には、正負の端子部材は、それぞれ、ケース蓋部材に設けた挿通孔内に挿通されて、ケースの内部から外部に延びており、樹脂部材がケース蓋部材と端子部材の間を絶縁しつつ、これらに気密に接合し、ケース蓋部材に端子部材を固定している。このような電池は、例えば特許文献１（図２、図６、図７等を参照）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【】

【文献】特開２０２２－０７９１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【】

上述の電池では、例えば－４０℃の極めて低温な環境下に電池を置くと、樹脂部材のうち端子部材との境界近傍の部位に、凝集破壊により境界に沿った割れ（亀裂）が発生することがある。具体的には、樹脂部材は、ケース蓋部材の蓋厚み方向の外側に位置する樹脂外側部と、ケース蓋部材の蓋厚み方向の内側に位置する樹脂内側部と、ケース蓋部材の挿通孔内に位置して、これらに一体に繋がる樹脂孔内部とを有している。更に樹脂内側部のうち、端子部材に接合した接合面は、蓋長手方向を向く一対の長手側接合面と、蓋短手方向を向く一対の短手側接合面とを有している。そして、樹脂内側部のうち一対の長手側接合面の近傍で、それぞれ上述の亀裂が生じ得ることが判ってきた。

【】

その理由は、－４０℃の低温下に電池を置いたとき、樹脂部材は、蓋長手方向について蓋厚み方向の内側に凸形状の反り（以下、単に「内側に凸形状の反り」ともいう）を生じる。樹脂部材にこのような内側に凸形状の反りが生じると、樹脂内側部は蓋長手方向について端子部材から離れる方向に変形し、一対の長手側接合面の近傍でそれぞれ凝集破壊が生じて亀裂ができると考えられる。

【】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、－４０℃の低温下に蓄電デバイスを置いても、樹脂部材の樹脂内側部のうち一対の長手側接合面の近傍で亀裂が生じ難い蓄電デバイス、及び、蓄電デバイスの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【】

（１）上記課題を解決するための本発明の一態様は、挿通孔を有し、蓋長手方向に延びるケース蓋部材と、前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に挿通された端子部材と、前記ケース蓋部材と前記端子部材の間を絶縁しつつ、これらに気密に接合し、前記ケース蓋部材に前記端子部材を固定する樹脂部材と、を備える蓄電デバイスであって、前記樹脂部材は、前記ケース蓋部材の蓋厚み方向の外側に位置する樹脂外側部と、前記ケース蓋部材の前記蓋厚み方向の内側に位置する樹脂内側部と、前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に位置し、前記樹脂外側部及び前記樹脂内側部に一体に繋がる樹脂孔内部と、を有し、前記樹脂外側部の体積Ｖ１が前記樹脂内側部の体積Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）、前記端子部材は、前記樹脂外側部、前記樹脂孔内部及び前記樹脂内側部を貫通して前記蓋厚み方向の内側に延出しており、前記樹脂部材の前記樹脂内側部は、前記蓋長手方向を向き、前記端子部材に接合した一対の長手側接合面を含んでおり、前記ケース蓋部材と前記樹脂部材は、前記樹脂部材をなす樹脂材がフィラーを含んでおり、この樹脂材の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α１を、前記ケース蓋部材をなす金属の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α２よりも小さく（α１＜α２）してなり、前記蓄電デバイスを－４０℃の温度環境下に置いたとき、前記樹脂部材に、前記蓋長手方向について前記蓋厚み方向の外側に凸形状の反りが生じて、前記樹脂内側部のうち一対の前記長手側接合面がそれぞれ前記端子部材を前記蓋長手方向に押圧する構成とされた蓄電デバイスである。

【】

上述の蓄電デバイスでは、－４０℃の低温下に蓄電デバイスを置いたとき、樹脂部材は、前述とは逆に、蓋長手方向について蓋厚み方向の外側に凸形状の反り（以下、単に「外側に凸形状の反り」ともいう）を生じる。そして、樹脂内側部のうち一対の長手側接合面がそれぞれ端子部材を蓋長手方向に押圧する。このため、樹脂内側部のうち一対の長手側接合面の近傍で、凝集破壊が生じて亀裂ができるのを抑制することができる。従って、上述の蓄電デバイスは、－４０℃の低温下に蓄電デバイスを置いても、樹脂部材の樹脂内側部のうち一対の長手側接合面の近傍で亀裂が生じ難い。
樹脂部材の樹脂外側部の体積Ｖ１よりも樹脂内側部の体積Ｖ２が大きい（Ｖ１＜Ｖ２）場合、－４０℃の低温下に蓄電デバイスを置いたとき、樹脂部材は、前述した内側に凸形状の反りを生じ易い。これに対し、上述の蓄電デバイスでは、樹脂部材の樹脂外側部の体積Ｖ１を樹脂内側部の体積Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）しているので、－４０℃の低温下で樹脂部材が外側に凸形状の反りを生じる蓄電デバイスを、容易に構成することができる。

【】

なお、「蓄電デバイス」としては、例えば、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池、カルシウムイオン二次電池等の二次電池や、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタなどが挙げられる。

【】

（２）（１）に記載の蓄電デバイスであって、前記端子部材のうち、前記樹脂部材が気密に接合する端子シール部は、その表面に、前記端子部材をなす金属に由来する直径１００ｎｍ以下の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上の端子ナノ柱が林立しており、前記樹脂部材は、林立する前記端子ナノ柱同士の間に、前記樹脂部材をなす樹脂材が充填されて、前記端子シール部に気密に接合してなる蓄電デバイスとすると良い。

【】

上述の蓄電デバイスでは、端子部材の端子シール部の表面に上述の端子ナノ柱が林立しており、これらの端子ナノ柱同士の間に樹脂材が充填されて、樹脂部材が端子シール部に気密に接合している。これにより、端子部材の端子シール部と樹脂部材の接合強度を高くし、端子部材と樹脂部材のシール性を良好に保持することができる。

【】

なお、端子ナノ柱を構成する、「端子部材をなす金属に由来する粒子」としては、例えば、上記金属からなる粒子や、上記金属の酸化物からなる粒子、上記金属及び上記金属の酸化物からなる粒子が挙げられる。また上記金属、上記金属の酸化物及び上記金属の窒化物からなる粒子など、上記金属の窒化物を含む粒子なども挙げられる。
「端子シール部」は、端子部材のうち、樹脂部材と接合する端子接合部の全体に設けてもよいし、端子接合部の一部にのみ設けてもよい。

【】

（３）また他の態様は、挿通孔を有し、蓋長手方向に延びるケース蓋部材と、前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に挿通された端子部材と、前記ケース蓋部材と前記端子部材の間を絶縁しつつ、これらに気密に接合し、前記ケース蓋部材に前記端子部材を固定する樹脂部材と、を備え、前記樹脂部材は、前記ケース蓋部材の蓋厚み方向の外側に位置する樹脂外側部と、前記ケース蓋部材の前記蓋厚み方向の内側に位置する樹脂内側部と、前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に位置し、前記樹脂外側部及び前記樹脂内側部に一体に繋がる樹脂孔内部と、を有し、前記樹脂外側部の体積Ｖ１が前記樹脂内側部の体積Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）、前記端子部材は、前記樹脂外側部、前記樹脂孔内部及び前記樹脂内側部を貫通して前記蓋厚み方向の内側に延出しており、前記樹脂部材の前記樹脂内側部は、前記蓋長手方向を向き、前記端子部材に接合した一対の長手側接合面を含んでおり、前記ケース蓋部材と前記樹脂部材は、前記樹脂部材をなす樹脂材がフィラーを含んでおり、この樹脂材の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α１を、前記ケース蓋部材をなす金属の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α２よりも小さく（α１＜α２）してなり、前記蓄電デバイスを－４０℃の温度環境下に置いたとき、前記樹脂部材に、前記蓋長手方向について前記蓋厚み方向の外側に凸形状の反りが生じて、前記樹脂内側部のうち一対の前記長手側接合面がそれぞれ前記端子部材を前記蓋長手方向に押圧する構成とされた蓄電デバイスの製造方法であって、前記ケース蓋部材の前記挿通孔内に前記端子部材を挿通した状態で、前記樹脂部材をインサート成形するインサート成形工程であって、前記樹脂材を用い、かつ、前記体積Ｖ１が前記体積Ｖ２よりも大きい形態に前記樹脂部材を成形するインサート成形工程を備える蓄電デバイスの製造方法である。

【】

上述の蓄電デバイスの製造方法では、インサート成形工程で樹脂部材をインサート成形しているので、－４０℃の低温下で樹脂部材が前述した外側に凸形状の反りを生じる蓄電デバイスを、容易に製造することができる。
更に上述の蓄電デバイスの製造方法では、樹脂外側部の体積Ｖ１が樹脂内側部の体積Ｖ２よりも大きい樹脂部材を成形するので、－４０℃の低温下で樹脂部材が前述した外側に凸形状の反りを生じる蓄電デバイスを、容易に製造することができる。

【】

（４）（３）に記載の蓄電デバイスの製造方法であって、前記端子部材のうち、前記樹脂部材が気密に接合する端子シール部は、その表面に、前記端子部材をなす金属に由来する直径１００ｎｍ以下の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上の端子ナノ柱が林立しており、前記樹脂部材は、林立する前記端子ナノ柱同士の間に、前記樹脂部材をなす樹脂材が充填されて、前記端子シール部に気密に接合してなり、前記インサート成形工程よりも前に、前記端子部材の前記端子シール部にパルス発振のレーザ光を照射位置をずらしながら照射して、前記端子シール部に、林立する前記端子ナノ柱を形成する端子ナノ柱形成工程を更に備え、前記インサート成形工程は、前記端子シール部の林立する前記端子ナノ柱同士の間に前記樹脂材を充填しつつ、前記樹脂部材を成形する蓄電デバイスの製造方法とすると良い。

【】

上述の蓄電デバイスの製造方法では、端子ナノ柱形成工程において上述のようにレーザ光を照射して端子シール部の表面に上述の端子ナノ柱を形成するので、容易に端子シール部に端子ナノ柱を形成することができる。そして、インサート成形工程で端子ナノ柱同士の間に樹脂材を充填しつつ樹脂部材を成形するので、端子部材の端子シール部と樹脂部材の接合強度を高くし、端子部材と樹脂部材のシール性を良好に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【】

【図】実施形態に係る電池の斜視図である。

【図】実施形態に係る電池の電池高さ方向及び電池幅方向に沿う部分破断断面図である。

【図】実施形態に係り、ケース蓋部材に端子部材を固定する樹脂部材近傍の部分拡大平面図であり、（ａ）は蓋厚み方向の外側から見た部分拡大平面図であり、（ｂ）は蓋厚み方向の内側から見た部分拡大平面図である。

【図】実施形態に係り、ケース蓋部材に端子部材を固定する樹脂部材近傍の部分拡大断面図であり、（ａ）は蓋長手方向及び蓋厚み方向に沿う、図３（ａ）におけるＡ－Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は蓋短手方向及び蓋厚み方向に沿う、図３（ｂ）におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。

【図】実施形態に係り、端子シール部（蓋シール部）の表面に林立する端子ナノ柱（蓋ナノ柱）を示す部分拡大断面図である。

【図】実施形態に係る電池を－４０℃の低温下に置いたときの樹脂部材等の様子を示す説明図であり、（ａ）は図４（ａ）の断面図に対応した説明図であり、（ｂ）は図３（ｂ）の平面図に対応した説明図である。

【図】実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。

【図】実施形態に係る電池の製造方法に関し、端子ナノ柱形成工程（蓋ナノ柱形成工程）を示す説明図である。

【図】実施形態に係る電池の製造方法に関し、インサート成形工程の説明図であり、（ａ）はケース蓋部材の挿通孔内に端子部材を挿通した様子を示し、（ｂ）は樹脂部材を成形した様子を示す。

【図】比較形態に係る電池を－４０℃の低温下に置いたときの樹脂部材等の様子を示す説明図であり、（ａ）は図６（ａ）に対応した説明図であり、（ｂ）は図６（ｂ）に対応した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る電池（蓄電デバイス）１の斜視図を、図２に電池１の部分破断断面図を示す。またケース蓋部材３０に端子部材５０，６０を固定する樹脂部材７０，８０の近傍について、図３に部分拡大平面図を、図４に部分拡大平面図を示す。また図５に端子シール部５５，６５の表面５５ｍ，６５ｍに林立する端子ナノ柱５７，６７等の部分拡大断面図を示す。なお、以下では、電池１の電池高さ方向ＡＨ、電池幅方向ＢＨ、電池厚み方向ＣＨ、及び、ケース蓋部材３０の蓋長手方向ＤＨ、蓋短手方向ＥＨ、蓋厚み方向ＦＨを、図１～図４に示す方向と定めて説明する。

【】

この電池１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型（直方体状）で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池１は、ケース１０と、ケース１０内に収容された電極体４０と、ケース１０に樹脂部材７０を介して固定された正極の端子部材５０と、ケース１０に樹脂部材８０を介して固定された負極の端子部材６０等から構成されている。電極体４０は、ケース１０内で、絶縁フィルムからなる袋状の絶縁ホルダ７に覆われている。またケース１０内には、電解液５が収容されており、その一部は電極体４０内に含浸され、残りはケース１０の底壁部上に溜まっている。

【】

ケース１０は、金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる直方体箱状であり、矩形状の開口部２０ｃを有する有底角筒状で、内部に電極体４０を収容するケース本体部材２０と、ケース本体部材２０の開口部２０ｃを塞ぐ矩形板状のケース蓋部材３０とから構成されている。ケース本体部材２０の開口部２０ｃとケース蓋部材３０の周縁部３０ｆとは、全周にわたり気密に溶接されている。
ケース１０のケース蓋部材３０には、ケース１０の内圧が開弁圧を超えたときに破断して開弁する安全弁１１が設けられている。またケース蓋部材３０には、ケース蓋部材３０を蓋厚み方向ＦＨに貫通する注液孔３０ｋが設けられており、この注液孔３０ｋは、アルミニウムからなる円板状の封止部材１２で気密に封止されている。

【】

ケース１０内に収容された電極体４０は、直方体状で積層型であり、複数の正極板４１と複数の負極板４２を、樹脂製の多孔質膜からなるセパレータ４３を介して交互に電池厚み方向ＣＨに積層したものである。正極板４１、負極板４２及びセパレータ４３は、それぞれ電池高さ方向ＡＨ及び電池幅方向ＢＨに拡がる矩形状である。
正極板４１は、アルミニウム箔からなる正極集電箔と、この正極集電箔の両主面上にそれぞれ形成された、正極活物質粒子を含む正極活物質層とからなる。正極集電箔の一部は、電池幅方向ＢＨの一方側ＢＨ１に延出しており、その両面に正極活物質層が存在せずに露出した正極箔露出部となっている。そして、各々の正極板４１の正極箔露出部がその箔厚み方向に重なって、正極集電部４０ｃを形成している。この正極集電部４０ｃは、後述する正極の端子部材５０に導通接続している。

【】

また負極板４２は、銅箔からなる負極集電箔と、この負極集電箔の両主面上にそれぞれ形成された、負極活物質粒子を含む負極活物質層とからなる。負極集電箔の一部は、電池幅方向ＢＨの他方側ＢＨ２に延出しており、その両面に負極活物質層が存在せずに露出した負極箔露出部となっている。そして、各々の負極板４２の負極箔露出部がその箔厚み方向に重なって、負極集電部４０ｄを形成している。この負極集電部４０ｄは、後述する負極の端子部材６０に導通接続している。

【】

ケース蓋部材３０のうち、蓋長手方向ＤＨの一方側ＤＨ１及び他方側ＤＨ２（電池幅方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２）の端部近傍には、それぞれケース蓋部材３０を蓋厚み方向ＦＨに貫通する矩形状の挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２が設けられている。一方の挿通孔３０ｈ１内には、アルミニウムからなる正極の端子部材５０が挿通されており、樹脂部材７０を介してケース蓋部材３０と絶縁された状態で、端子部材５０がケース蓋部材３０に固定されている。また他方の挿通孔３０ｈ２内には、銅からなる負極の端子部材６０が挿通されており、樹脂部材８０を介してケース蓋部材３０と絶縁された状態で、端子部材６０がケース蓋部材３０に固定されている。

【】

まず樹脂部材７０，８０について説明する。樹脂部材７０，８０は、ケース蓋部材３０と端子部材５０，６０の間を絶縁しつつ、ケース蓋部材３０及び端子部材５０，６０に接合し、ケース蓋部材３０に端子部材５０，６０を固定している。具体的には、樹脂部材７０，８０は、端子部材５０，６０のうち後述する端子シール部５５，６５の林立する端子ナノ柱５７，６７同士の間に、樹脂材７５が充填されて、端子シール部５５，６５に気密に接合している（図５参照）。また樹脂部材７０，８０は、ケース蓋部材３０のうち後述する蓋シール部３１，３２の林立する蓋ナノ柱３７同士の間に、樹脂材７５が充填されて、蓋シール部３１，３２に気密に接合している。

【】

樹脂部材７０，８０は、樹脂外側部７１，８１と、樹脂内側部７３，８３と、これらの間に位置して、これらに一体に繋がる（一体に成形された）樹脂孔内部７２，８２とからなる。樹脂外側部７１，８１は、ケース蓋部材３０の蓋厚み方向ＦＨの外側ＦＨ１（電池高さ方向ＡＨの上側ＡＨ１）に位置する部位である。また樹脂内側部７３，８３は、ケース蓋部材３０の蓋厚み方向ＦＨの内側ＦＨ２（電池高さ方向ＡＨの下側ＡＨ２）に位置する部位であり、蓋長手方向ＤＨ（電池幅方向ＢＨ）を向き、端子部材５０，６０に接合した一対の長手側接合面７３ｍａ，８３ｍａと、蓋短手方向ＥＨ（電池厚み方向ＣＨ）を向き、端子部材５０，６０に接合した一対の短手側接合面７３ｍｂ，８３ｍｂとを有している。また樹脂孔内部７２，８２は、ケース蓋部材３０の挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２の孔内に位置する部位である。本実施形態では、樹脂外側部７１，８１ の体積Ｖ１は、樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２よりも大きくなっている（Ｖ１＞Ｖ２）。具体的には、樹脂外側部７１，８１ の体積Ｖ１は、樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２の約１．５倍である。

【】

樹脂部材７０，８０は、熱可塑性の主樹脂と、熱可塑性のエラストマーと、フィラーとを含む樹脂材７５からなる。本実施形態では、主樹脂は、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）であり、エラストマーは、熱可塑性のポリウレタンエラストマーであり、フィラーは、繊維状（概ね直径１０μｍ×長さ３００μｍ）のガラスフィラーである。また、この樹脂材７５の－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α１は、α１＝２．０×１０^-5（１／Ｋ）である。ケース蓋部材３０は、前述のようにアルミニウムからなり、－４０～６５℃の温度範囲における線膨張係数α２が、α２＝２．４×１０^-5（１／Ｋ）であるため、樹脂部材７０，８０をなす樹脂材７５の線膨張係数α１よりも、ケース蓋部材３０をなす金属（アルミニウム）の線膨張係数α２が大きくなっている。

【】

次に端子部材５０，６０について説明する。端子部材５０，６０は、金属板（正極はアルミニウム板、負極は銅板）をプレス加工したものである。端子部材５０，６０は、樹脂部材７０，８０の樹脂外側部７１，８１、樹脂孔内部７２，８２及び樹脂内側部７３，８３を貫通して、蓋厚み方向ＦＨの内側ＦＨ２（下側ＡＨ２）に延出している。端子部材５０，６０は、端子外側部５１，６１と、端子孔内部５２，６２と、端子内側部５３，６３と、端子延出部５４，６４とからなる。

【】

端子外側部５１，６１は、ケース蓋部材３０の蓋厚み方向ＦＨの外側ＦＨ１に位置し、樹脂部材７０，８０の樹脂外側部７１，８１と接合する部位である。この端子外側部５１，６１は、蓋長手方向ＤＨ及び蓋短手方向ＥＨに拡がる矩形板状の天板部５１ｐ，６１ｐと、天板部５１ｐ，６１ｐの蓋短手方向ＥＨの一方側ＥＨ１（電池厚み方向ＣＨの一方側ＣＨ１）の端部で屈曲して蓋厚み方向ＦＨの内側ＦＨ２に延びる延出部５１ｑ，６１ｑとからなる。
端子孔内部５２，６２は、ケース蓋部材３０の挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２の孔内に位置し、樹脂部材７０，８０の樹脂孔内部７２，８２と接合する部位である。

【】

端子内側部５３，６３は、ケース蓋部材３０の蓋厚み方向ＦＨの内側ＦＨ２に位置し、樹脂部材７０，８０の樹脂内側部７３，８３と接合する部位である。詳細には、端子内側部５３，６３には、蓋長手方向ＤＨについて樹脂内側部７３，８３の一対の長手側接合面７３ｍａ，８３ｍａが接合すると共に、蓋短手方向ＥＨについて樹脂内側部７３，８３の一対の短手側接合面７３ｍｂ，８３ｍｂが接合している。
端子延出部５４，６４は、端子内側部５３，６３から更に下側ＡＨ２に延出し、樹脂部材７０，８０から下側ＡＨ２に突出する部位である。正極の端子延出部５４は、下側ＡＨ２の先端部において、電極体４０の正極集電部４０ｃに溶接され、正極集電部４０ｃに導通接続している。また負極の端子延出部６４は、下側ＡＨ２の先端部において、電極体４０の負極集電部４０ｄに溶接され、負極集電部４０ｄに導通接続している。

【】

本実施形態では、端子部材５０，６０のうち、端子外側部５１，６１の延出部５１ｑ，６１ｑと端子孔内部５２，６２と端子内側部５３，６３とが、樹脂部材７０，８０が気密に接合する端子シール部５５，６５となっている。端子シール部５５，６５の表面５５ｍ，６５ｍ（端子外側部５１，６１の延出部５１ｑ，６１ｑの表面、端子孔内部５２，６２の表面、及び端子内側部５３，６３の表面）には、図５に示すように、端子部材５０，６０をなす金属（正極はアルミニウム、負極は銅）由来の粒子５７ｐ，６７ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状となった端子ナノ柱５７，６７が、林立している。

【】

具体的には、正極の端子ナノ柱５７は、アルミニウム及び酸化アルミニウムで出来た粒子５７ｐで構成され、負極の端子ナノ柱６７は、銅及び酸化銅で出来た粒子６７ｐで構成されている。粒子５７ｐ，６７ｐの直径Ｄａは１００ｎｍ以下（本実施形態では、概ねＤａ＝３０ｎｍ）、端子ナノ柱５７，６７の高さｈａは５０ｎｍ以上、更には３００ｎｍ以上（本実施形態では、概ねｈａ＝５００ｎｍ）である。樹脂部材７０，８０は、これらの林立する端子ナノ柱５７，６７同士の間に樹脂材７５が充填されて、端子シール部５５，６５に気密に接合している。

【】

またケース蓋部材３０のうち、挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２を囲む蓋シール部３１，３２には（図４参照）、樹脂部材７０，８０が気密に接合している。具体的には、蓋シール部３１，３２は、蓋厚み方向ＦＨの外側ＦＨ１（上側ＡＨ１）を向く矩形帯環状の外側面３１ｍ，３２ｍと、蓋厚み方向ＦＨの内側ＦＨ２（下側ＡＨ２）を向く矩形帯環状の内側面３１ｎ，３２ｎとを有している。これら面には、正極の端子シール部５５の表面５５ｍと同様に（図５参照）、アルミニウム及び酸化アルミニウムで出来た粒子３７ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状となった蓋ナノ柱３７が、林立している。粒子３７ｐの直径Ｄａは１００ｎｍ以下（本実施形態では、概ねＤａ＝３０ｎｍ）、蓋ナノ柱３７の高さｈａは５０ｎｍ以上、更には３００ｎｍ以上（本実施形態では、概ねｈａ＝５００ｎｍ）である。樹脂部材７０，８０は、これらの林立する蓋ナノ柱３７同士の間に樹脂材７５が充填されて、蓋シール部３１，３２に気密に接合している。

【】

本実施形態の電池１では、ケース蓋部材３０と樹脂部材７０，８０は、以下のように構成されている。即ち、電池１を－４０℃の温度環境下に置いたとき（図６参照）、樹脂部材７０，８０に、蓋長手方向ＤＨについて蓋厚み方向ＦＨの外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡが生じる。そして、樹脂部材７０，８０の樹脂内側部７３，８３のうち一対の長手側接合面７３ｍａ，８３ｍａが、それぞれ端子部材５０，６０を蓋長手方向ＤＨに押圧する構成となっている。

【】

樹脂部材７０，８０に外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡが生じる理由は、以下であると考えられる。即ち、本実施形態では、前述のように、樹脂部材７０，８０をなす樹脂材７５の線膨張係数α１よりも、ケース蓋部材３０をなす金属（アルミニウム）の線膨張係数α２が大きい。このため、－４０℃の低温下に電池１を置くと、樹脂部材７０，８０よりもケース蓋部材３０が蓋長手方向ＤＨに大きく収縮する。一方、樹脂部材７０，８０とケース蓋部材３０は互いに接合しているため、この熱収縮差に起因して、バイメタルが変形するように、樹脂部材７０，８０及びケース蓋部材３０が湾曲変形する。樹脂部材７０，８０は、樹脂外側部７１，８１の体積Ｖ１が樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２よりも大きいため、樹脂内側部７３，８３よりも樹脂外側部７１，８１の影響が大きくなって、樹脂部材７０，８０及びケース蓋部材３０が外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡを生じると考えられる。

【】

ここで、比較形態の電池におけるケース蓋部材９３０と樹脂部材９７０，９８０の構成について説明する（図１０参照）。比較形態の電池を－４０℃の温度環境下に置くと、本実施形態の電池１とは逆に、樹脂部材９７０，９８０に、蓋長手方向ＤＨについて蓋厚み方向ＦＨの内側ＦＨ２（下側ＡＨ２）に凸形状の反りＷＢが生じる。樹脂部材９７０，９８０にこのような内側ＦＨ２に凸形状の反りＷＢが生じると、樹脂内側部９７３，９８３は蓋長手方向ＤＨについて端子部材９５０，９６０から離れる方向に変形し、一対の長手側接合面９７３ｍａ，９８３ｍａの近傍でそれぞれ凝集破壊が生じて亀裂ＫＲができる。

【】

これに対し、本実施形態の電池１では、前述のように、－４０℃の低温下で樹脂部材７０，８０に外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡが生じる。そして、樹脂部材７０，８０の樹脂内側部７３，８３のうち一対の長手側接合面７３ｍａ，８３ｍａが、それぞれ端子部材５０，６０を蓋長手方向ＤＨに押圧する。このため、樹脂内側部７３，８３のうち一対の長手側接合面７３ｍａ，８３ｍａの近傍で、凝集破壊が生じて亀裂ＫＲができるのを抑制できる。従って、電池１は、－４０℃の低温下に電池１を置いても、樹脂部材７０，８０のうち樹脂内側部７３，８３の一対の長手側接合面７３ｍａ，８３ｍａの近傍で亀裂ＫＲが生じ難い。
更に本実施形態では、樹脂部材７０，８０の樹脂外側部７１，８１の体積Ｖ１を樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２よりも大きく（Ｖ１＞Ｖ２）しているので、－４０℃の低温下で樹脂部材７０，８０が外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡを生じる電池１を、容易に構成することができる。

【】

また本実施形態では、端子部材５０，６０の端子シール部５５，５５の表面５５ｍ，６５ｍに端子ナノ柱５７，６７が林立しており、これらの端子ナノ柱５７，６７同士の間に樹脂材７５が充填されて、樹脂部材７０，８０が端子シール部５５，６５に気密に接合している。これにより、端子部材５０，６０の端子シール部５５，６５と樹脂部材７０，８０の接合強度を高くし、端子部材５０，６０と樹脂部材７０，８０のシール性を良好に保持することができる。

【】

次いで、電池１の製造方法について説明する（図７～図９参照）。まず粗化前のケース蓋部材３０Ｚを用意しておく。粗化前のケース蓋部材３０Ｚは、アルミニウム板を所定形状に打ち抜き、これに注液孔３０ｋ、挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２及び安全弁１１を形成して得る。また粗化前の端子部材５０Ｚ，６０Ｚを用意しておく。正極の粗化前の端子部材５０Ｚは、アルミニウム板を所定形状に打ち抜き、屈曲加工をして得る。また負極の粗化前の端子部材６０Ｚは、銅板を所定形状に打ち抜き、屈曲加工をして得る。

【】

そして「端子ナノ柱形成工程Ｓ１」（図７参照）において、端子部材５０Ｚ，６０Ｚのうち端子シール部５５，６５に、パルス発振のレーザ光ＬＣを照射位置をずらしながら照射して（図８参照）、端子シール部５５，６５の表面５５ｍ，６５ｍに、林立する端子ナノ柱５７，６７を形成する。端子ナノ柱５７，６７は、前述のように（図５も参照）、粒子５７ｐ，６７ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状となったものである。

【】

本実施形態では、正極のレーザの照射条件について、波長を１０６４ｎｍ、ピーク出力を５ｋＷ、パルス幅を１５０ｎｓ、ピッチｐｂを７５μｍ、スポット径Ｄｂを８０μｍとした。また負極のレーザの照射条件について、波長を１０６４ｎｍ、ピーク出力を２０ｋＷ、パルス幅を５０ｎｓ、ピッチｐｂを６０μｍ、スポット径Ｄｂを７５μｍとした。端子シール部５５，６５のうち、レーザ光ＬＣが照射された平面視円状の部位では、表面５５ｍ，６５ｍ近傍をなす金属（正極はアルミニウム、負極は銅）が溶解し、更に蒸気となる。その後、蒸気の温度が低下すると、粒子５７ｐ，６７ｐ（正極はアルミニウム及び酸化アルミニウムの粒子５７ｐ、負極は銅及び酸化銅の粒子６７ｐ）となって、端子シール部５５，６５の表面５５ｍ，６５ｍに堆積する。照射位置をずらしつつレーザ光ＬＣを端子シール部５５，６５に照射することにより、粒子５７ｐ，６７ｐが数珠つなぎ状に堆積し結合して柱状となり、林立した端子ナノ柱５７，６７が形成される。

【】

また別途「蓋ナノ柱形成工程Ｓ２」（図７参照）において、ケース蓋部材３０Ｚのうち蓋シール部３１，３２に、パルス発振のレーザ光ＬＣを照射位置をずらしながら照射して（図８参照）、蓋シール部３１，３２の外側面３１ｍ，３２ｍ及び内側面３１ｎ，３２ｎに、それぞれ林立する蓋ナノ柱３７を形成する。蓋ナノ柱３７は、前述のように（図５も参照）、アルミニウム及び酸化アルミニウムから出来た粒子３７ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状となったものである。本実施形態では、レーザの照射条件を、端子ナノ柱形成工程Ｓ１で正極の端子シール部５５に端子ナノ柱５７を形成する場合のレーザの照射条件と同様とした。

【】

次に「インサート成形工程Ｓ３」（図７参照）において、ケース蓋部材３０の挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２内に端子部材５０，６０を挿通した状態で、前述の樹脂材７５を用いて、樹脂部材７０，８０をインサート成形する（図９参照）。具体的には、インサート成形工程Ｓ３は、上金型及び下金型を有する成形金型（不図示）を用いて行う。まず下金型の所定位置にケース蓋部材３０を配置し、更にケース蓋部材３０の挿通孔３０ｈ１，３０ｈ２内に端子部材５０，６０を挿通する（図９（ａ）参照）。その後、上金型を下金型に向けて移動させて成形金型を閉じる。

【】

次に溶融した樹脂材７５を成形金型のキャビティ内に射出する。その際、樹脂材７５が、端子シール部５５，６５の林立する端子ナノ柱５７，６７同士の間、及び、蓋シール部３１，３２の林立する蓋ナノ柱３７同士の間にも充填されて、端子シール部５５，６５及び蓋シール部３１，３２に気密に接合する樹脂部材７０，８０が成形される（図９（ｂ）参照）。成形金型のキャビティを、樹脂外側部７１，８１の体積Ｖ１が樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２よりも大きくなる形状とすることで、樹脂外側部７１，８１の体積Ｖ１が樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２よりも大きい形態に樹脂部材７０，８０を成形する。その後、樹脂部材７０，８０を介してケース蓋部材３０に端子部材５０，６０が固定された蓋アセンブリ１５を、成形金型から取り出す。

【】

次に「電極体接続工程Ｓ４」（図７参照）において、正極板４１、負極板４２及びセパレータ４３を積層して得た電極体４０を用意し、電極体４０の正極集電部４０ｃに、上述の蓋アセンブリ１５のうち正極の端子部材５０の端子延出部５４を溶接する。また電極体４０の負極集電部４０ｄに、蓋アセンブリ１５のうち負極の端子部材６０の端子延出部６４を溶接する。その後、この電極体４０を袋状の絶縁ホルダ７で包む。
次に「電極体収容・ケース形成工程Ｓ５」において、ケース本体部材２０を用意し、上述の絶縁ホルダ７で覆われた電極体４０をケース本体部材２０内に挿入し、ケース蓋部材３０でケース本体部材２０の開口部２０ｃを塞ぐ。そしてケース本体部材２０の開口部２０ｃ及びケース蓋部材３０の周縁部３０ｆを全周にわたり気密にレーザ溶接して、電極体４０を内部に収容したケース１０を形成する。

【】

次に「注液・封止工程Ｓ６」において、電解液５を注液孔３０ｋを通じてケース１０内に注液し、電解液５を電極体４０内に含浸させる。その後、注液孔３０ｋを外部から封止部材１２で覆い、封止部材１２をケース１０に気密にレーザ溶接する。
次に「初充電・エージング工程Ｓ７」において、この電池１に充電装置（不図示）を接続して、電池１に初充電を行う。その後、初充電した電池１を所定時間にわたり静置して、電池１をエージングする。かくして、電池１が完成する。

【】

以上で説明したように、電池１の製造方法では、インサート成形工程Ｓ３で樹脂部材７０，８０をインサート成形しているので、－４０℃の低温下で樹脂部材７０，８０が外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡを生じる電池１を、容易に製造することができる。
更に本実施形態では、樹脂外側部７１，８１の体積Ｖ１が樹脂内側部７３，８３の体積Ｖ２よりも大きい樹脂部材７０，８０を成形しているので、－４０℃の低温下で樹脂部材７０，８０が外側ＦＨ１に凸形状の反りＷＡを生じる電池１を、容易に製造することができる。

【】

また端子ナノ柱形成工程Ｓ１においてレーザ光ＬＣを照射して端子シール部５５，６５の表面５５ｍ，６５ｍに端子ナノ柱５７，６７を形成するので、容易に端子シール部５５，６５に端子ナノ柱５７，６７を形成することができる。そして、インサート成形工程Ｓ３で端子ナノ柱５７，６７同士の間に樹脂材７５を充填しつつ樹脂部材７０，８０を成形するので、端子部材５０，６０の端子シール部５５，６５と樹脂部材７０，８０の接合強度を高くし、端子部材５０，６０と樹脂部材７０，８０のシール性を良好に保持することができる。

【】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。

【符号の説明】

【】

１ 電池（蓄電デバイス）
１０ ケース
３０ ケース蓋部材
３０ｈ１，３０ｈ２ 挿通孔
４０ 電極体
５０，６０ 端子部材
５５，６５ 端子シール部
５５ｍ，６５ｍ （端子シール部の）表面
５７，６７ 端子ナノ柱
５７ｐ，６７ｐ 粒子
７０，８０ 樹脂部材
７１，８１ 樹脂外側部
７２，８２ 樹脂孔内部
７３，８３ 樹脂内側部
７３ｍａ，８３ｍａ 長手側接合面
７３ｍｂ，８３ｍｂ 短手側接合面
ＤＨ 蓋長手方向
ＥＨ 蓋短手方向
ＦＨ 蓋厚み方向
ＦＨ１ （蓋厚み方向の）外側
ＦＨ２ （蓋厚み方向の）内側
Ｖ１ （樹脂外側部の）体積
Ｖ２ （樹脂内側部の）体積
ＷＡ （蓋長手方向について蓋厚み方向の外側に凸形状の）反り
ＷＢ （蓋長手方向について蓋厚み方向の内側に凸形状の）反り
ＫＲ 亀裂
ＬＣ レーザ光
Ｓ１ 端子ナノ柱形成工程
Ｓ３ インサート成形工程

【図】

【図】

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【図】

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