JP6048341B2 - 端子構造 - Google Patents

Description

本発明は、電極を収容するケースを備えた蓄電装置に用いられる端子構造に関する。

特許文献１には、密閉型電池が記載されている。この密閉型電池は、電極体が収納される金属製の外装缶と、外装缶の開口を塞ぐ金属製の蓋板と、蓋板を貫通する端子と、蓋板と端子との間に設けられた樹脂材料からなる絶縁部と、を備えている。また、蓋板には、蓋板と外装缶とによって形成される空間内に電解液を注入するための注入口が設けられている。そして、絶縁部は、蓋板における端子が貫通する部分から、その注入口よりも蓋板外周側の範囲まで延びるように形成されている。

特開２０１２−９４２５０号公報

ところで、上述したような密閉型電池においては、電極体が収納された金属製の外装缶に対して、端子を貫通させると共に絶縁部を設けた金属製の蓋板を溶接によって接合する場合がある。そのような場合には、外装缶と蓋板との溶接個所で生じた熱によって、樹脂材料からなる絶縁部が溶融するおそれがある。

そこで、本発明は、絶縁部材の溶融を抑制可能な端子構造を提供することを目的とする。

本発明に係る端子構造は、電極を収容するケースを備えた蓄電装置に用いられる端子構造であって、ケースに溶接される外縁部、ケースの内側に配置される内面、及び内面の反対側の外面を有し、内面と外面とを連通する連通孔が形成された蓋部材と、内面に対向するベース部、及びベース部に突設され連通孔を介して外面側に突出する突出部を有し、電極に電気的に接続される端子部材と、外面に対向するように突出部に設けられ、端子部材を蓋部材に固定する固定部材と、内面とベース部との間に配置され、端子部材と蓋部材とを電気的に絶縁する第１の絶縁部材と、外面と固定部材との間、及び連通孔の内側面と突出部との間に配置され、端子部材と蓋部材とを電気的に絶縁する第２の絶縁部材と、内面と第１の絶縁部材との間、及び外面と第２の絶縁部材との間の少なくとも一方に配置され、金属又はセラミックからなるスペーサ部材と、を備えることを特徴とする。

この端子構造においては、蓋部材の内面と端子部材のベース部との間に第１の絶縁部材を配置すると共に、蓋部材の外面と固定部材との間、及び蓋部材の連通孔の内側面と端子部材の突出部との間に第２の絶縁部材を配置することによって、蓋部材と端子部材との絶縁を確保している。そして、蓋部材の内面と第１の絶縁部材との間、及び蓋部材の外面と第２の絶縁部材との間の少なくとも一方に、金属又はセラミックからなるスペーサ部材を介在させている。これにより、スペーサ部材が熱マスとして機能すると共に、接触熱抵抗が発生する界面が増加する。このため、ケースとの溶接個所である蓋部材の外縁部から当該絶縁部材への伝熱が抑制され、当該絶縁部材が溶融することが抑制される。

本発明に係る端子構造においては、スペーサ部材は、内面と第１の絶縁部材との間、及び、外面と第２の絶縁部材との間に配置されていてもよい。この場合、第１及び第２の絶縁部材の両方の溶融が抑制される。

本発明に係る端子構造においては、内面及び外面に沿った方向において、スペーサ部材の外縁は、第１の絶縁部材における内面に対向する面であって最も内面側の第１の面の外縁、及び、第２の絶縁部材における外面に対向する面であって最も外面側の第２の面の外縁よりも内側に位置していてもよい。この場合、第１の絶縁部材の第１の面と蓋部材との間、及び第２の絶縁部材の第２の面と蓋部材との間の少なくとも一方には、第１及び第２の面の外縁よりも溶接個所から遠い位置（すなわち内側）に外縁を有するスペーサ部材が介在されることになる。このため、当該絶縁部材の溶融が一層抑制される。

本発明に係る端子構造においては、内面及び外面に沿った方向において、スペーサ部材の幅は、第１の絶縁部材における内面に対向する面であって最も内面側の第１の面の幅、及び第２の絶縁部材における外面に対向する面であって最も外面側の第２の面の幅よりも広く、内面及び外面に沿った方向において、スペーサ部材の外縁は、第１及び第２の面の外縁よりも外側に位置していてもよい。例えば、固定部材が、端子部材の固定に際して、端子部材のベース部との間で第１及び第２の絶縁部材とスペーサ部材とを挟持するような場合には、第１及び第２の絶縁部材に押圧力が加わる。この端子構造においては、第１の絶縁部材の第１の面と蓋部材との間、及び第２の絶縁部材の第２の面と蓋部材との間の少なくとも一方には、第１及び第２の面よりも広い範囲で延在するようにスペーサ部材が配置されることとなる。したがって、第１及び第２の絶縁部材の少なくとも一方は、第１の面や第２の面の全体においてスペーサ部材に押さえられることになるので、押圧力が分散され、当該絶縁部材の変形等が抑制される。

本発明に係る端子構造においては、内面、外面、第１の絶縁部材における内面に対向する面であって最も内面側の第１の面、第２の絶縁部材における外面に対向する面であって最も外面側の第２の面、スペーサ部材における蓋部材側の第３の面、及び、スペーサ部材における蓋部材と反対側の第４の面の少なくともいずれかは、複数の凹部が形成された凹凸面であってもよい。この場合、蓋部材から当該絶縁部材に至るまでの接触熱抵抗が増加するので、当該絶縁部材の溶融が一層抑制される。

本発明に係る端子構造においては、スペーサ部材は、金属からなり、第３の面及び／又は第４の面は、凹凸面であり、内面、外面、第１の面、及び第２の面は、平坦面であってもよい。この場合には、金属からなるスペーサ部材の第３の面及び／又は第４の面を凹凸面とすることにより、低コストで接触熱抵抗を増加させることが可能となる。なお、ここでの平坦面とは、例えば、複数の凹部を形成するための凹凸加工（例えばディンプル加工等）が事後的に施されていない面を意味するものであり、少なくとも構成材料の性質に由来する表面粗さ等を含む場合がある。

本発明に係る端子構造は、電極を収容するケースを備えた蓄電装置に用いられる端子構造であって、ケースに溶接される外縁部、ケースの内側に配置される内面、及び内面の反対側の外面を有し、内面と外面とを連通する連通孔が形成された蓋部材と、内面に対向するベース部、及びベース部に突設され連通孔を介して外面側に突出する突出部を有し、電極に電気的に接続される端子部材と、外面に対向するように突出部に設けられ、端子部材を蓋部材に固定する固定部材と、内面とベース部との間に配置され、端子部材と蓋部材とを電気的に絶縁する第１の絶縁部材と、外面と固定部材との間、及び連通孔の内側面と突出部との間に配置され、端子部材と蓋部材とを電気的に絶縁する第２の絶縁部材と、を備え、第１の絶縁部材における内面に対向する面であって最も内面側の第１の面、及び、第２の絶縁部材における外面に対向する面であって最も外面側の第２の面の少なくとも一方は、複数の面が形成された凹凸面である、ことを特徴とする。

この端子構造においては、蓋部材の内面と端子部材のベース部との間に第１の絶縁部材を配置すると共に、蓋部材の外面と固定部材との間、及び蓋部材の連通孔の内側面と端子部材の突出部との間に第２の絶縁部材を配置することによって、蓋部材と端子部材との絶縁を確保している。そして、第１の絶縁部材における蓋部材に接触する第１の面、及び、第２の絶縁部材における蓋部材に接触する第２の面の少なくとも一方を凹凸面とすることにより、当該絶縁部材と蓋部材との接触熱抵抗が増加するので、当該絶縁部材が溶融することが抑制される。

本発明によれば、絶縁部材の溶融を抑制可能な端子構造を提供することができる。

本実施形態に係る二次電池の平面図である。 図１に示されたII−II線に沿っての断面図である。 本実施形態に係る端子構造を示す部分断面図である。 図３に示された端子構造の変形例を示す部分断面図である。 図３に示された端子構造の変形例を示す部分断面図である。

以下、実施形態に係る端子構造について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図における寸法比率は、実際のものと異なる場合がある。

図１は、本実施形態に係る二次電池の平面図である。図２は、図１に示されたII−II線に沿っての断面図である。図１，２に示される二次電池（蓄電装置）１は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。二次電池１は、ケース１０を備えている。ケース１０は、例えば、アルミニウム等の金属から構成されている。ケース１０は、例えば、一方が解放された矩形箱状を呈している。ケース１０内には、電解液Ｓが充填されている。電解液Ｓとしては、例えば、有機溶媒系又は非水系の電解液が挙げられる。ケース１０の内側面上には、例えば、絶縁フィルムを設けてもよい。

二次電池１は、電極組立体２０を備えている。電極組立体２０は、ケース１０に収容されている。電極組立体２０は、複数の正極（電極）３０及び複数の負極（電極）４０と、正極３０と負極４０との間に配置された複数のセパレータとを備えている。正極３０及び負極４０は、セパレータを介して所定の方向に沿って交互に積層されている。

正極３０は、例えばアルミニウム箔等の金属箔と、金属箔の両面に設けられた正極活物質層とを有している。正極活物質層は、例えば、正極活物質とバインダとを含んで構成される。正極活物質としては、例えば、複合酸化物、金属リチウム、及び硫黄等が挙げられる。複合酸化物は、例えば、マンガン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとを含む。正極３０は、縁に形成されたタブ３３を有する。タブ３３には、正極活物質が担持されていない。正極３０は、タブ３３を介して導電部材３４に接続されている。

負極４０は、銅箔等の金属箔と、金属箔の両面に設けられた負極活物質層とを有している。負極活物質層は、例えば、負極活物質とバインダとを含んで構成される。負極活物質としては、例えば、黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、及びソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯ_ｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、並びに、ホウ素添加炭素等が挙げられる。負極４０は、縁に形成されたタブ４３を有する。タブ４３には、負極活物質が担持されていない。負極４０は、タブ４３を介して導電部材４４に接続されている。

ここで、二次電池１には、図１〜３に示されるような端子構造が用いられている。引き続いて、二次電池１に用いられる端子構造について説明する。図３は、本実施形態に係る端子構造を示す部分断面図である。特に、図３の（ａ）は、図１のIII−III線に沿っての部分断面図であり、図３の（ｂ）は、図１のII−II線に沿っての部分断面図である。

図１〜３に示されるように、端子構造５０は、電極組立体２０の正極３０及び負極４０のそれぞれに対して用いられる。端子構造５０は、蓋部材６０と、端子部材７０と、固定部材８０と、絶縁部材（第１の絶縁部材）９１と、絶縁部材（第２の絶縁部材）９２と、一対のスペーサ部材１０１，１０２と、を有している。

蓋部材６０は、ケース１０の開放部分の形状に対応するように長方形板状を呈しており、ケース１０に溶接される外縁部６１を有している。蓋部材６０は、その外縁部６１がケース１０に溶接されることによってケース１０に接合され、ケース１０の内部を気密に封止する。ケース１０との溶接個所となる外縁部６１は、互いに略平行な一対の長辺部６２と、互いに略平行であり長辺部６２同士を接続する一対の短辺部６３と、を含む。

蓋部材６０は、ケース１０の内側に配置される内面６４と、ケース１０の外側に配置される外面６５と、を有している。外面６５は、内面６４の反対側の面である。また、蓋部材６０には、内面６４と外面６５とを連通する連通孔６６が形成されている。連通孔６６は、後述するように、ケース１０内において電極組立体２０に電気的に接続された端子部材７０をケース１０の外部に引き出すためのものである。連通孔６６は、蓋部材６０の長手方向の中心よりも短辺部６３側に形成されている。蓋部材６０は、例えばアルミニウム等の金属から構成されている。

端子部材７０は、ケース１０内に配置されるベース部７１を有している。ベース部７１は、蓋部材６０の内面６４に対向するように配置され、内面６４に沿って平板状に延在している。また、端子部材７０は、ベース部７１の略中央においてベース部７１に突設された突出部７２を有している。突出部７２は、蓋部材６０の内面６４側から蓋部材６０の連通孔６６を介して蓋部材６０の外面６５側に突出している。突出部７２の側面には、例えばねじ溝が形成されている。その場合には、端子部材７０は、全体としてボルトとして構成される。

端子部材７０は、電極組立体２０に電気的に接続されている。より具体的には、端子部材７０は、ベース部７１から延設された集電板７３が、タブ３３を介して正極３０に接続された導電部材３４（又は、タブ４３を介して負極４０に接続された導電部材４４）に接合され、正極３０（又は負極４０）に電気的に接続されている。端子部材７０は、例えば、正極３０に接続される場合にはアルミニウム等、負極４０に接続される場合には銅等の金属によって一体的に形成される。

固定部材８０は、蓋部材６０の外面６５に対向するように、蓋部材６０の連通孔６６から突出した端子部材７０の突出部７２に設けられている（取り付けられている）。固定部材８０は、端子部材７０を蓋部材６０に固定する。固定部材８０は、突出部７２を囲むように環状を呈している。固定部材８０の内側面には、例えばねじ溝が形成されている。その場合には、固定部材８０は、ナットであり、突出部７２に螺合される。固定部材８０は、端子部材７０の突出部７２に取り付けられることにより、端子部材７０に電気的に接続されている。固定部材８０は、例えば、ステンレス等の金属によって形成されている。

絶縁部材９１は、突出部７２を囲むように環状に形成されており、蓋部材６０の内面６４と端子部材７０のベース部７１との間に配置されている。その状態において、絶縁部材９１は、スペーサ部材１０１を介して蓋部材６０の内面６４に対向すると共に、端子部材７０のベース部７１に接触しており、蓋部材６０と端子部材７０とを電気的に絶縁している。絶縁部材９１は、蓋部材６０の内面６４上面（第１の面）９１ｓを有し、その上面９１ｓにおいてスペーサ部材１０１に接触している。上面９１ｓは、蓋部材６０の内面６４に対向する面であって、最も内面６４側の面である。絶縁部材９１は、例えば、ＰＰＳ等の樹脂材料から構成することができる。

絶縁部材９２は、突出部７２を囲むように環状に形成されており、蓋部材６０の外面６５と固定部材８０との間、及び、蓋部材６０の内側面６６ｓと突出部７２との間に配置されている。その状態において、絶縁部材９２は、スペーサ部材１０２を介して蓋部材６０の外面６５に対向すると共に、蓋部材６０の内側面６６ｓ、及び固定部材８０に接触しており、蓋部材６０と端子部材７０とを電気的に絶縁している。絶縁部材９２は、蓋部材６０の外面６５側の下面（第２の面）９２ｓを有しており、その下面９２ｓにおいてスペーサ部材１０２に接触している。下面９２ｓは、蓋部材６０の外面６５に対向する面であって、最も外面６５側の面である。

より具体的には、絶縁部材９２は、蓋部材６０の連通孔６６の開口に沿うように蓋部材６０の外面６５と固定部材８０との間に配置された環状の第１の絶縁部９３を含む。第１の絶縁部９３は、スペーサ部材１０２を介して蓋部材６０の外面６５に対向する共に、固定部材８０に接触している。これにより、第１の絶縁部９３は、蓋部材６０と固定部材８０（ひいては端子部材７０）とを電気的に絶縁している。下面９２ｓは、第１の絶縁部９３における外面６５側の面である。

また、絶縁部材９２は、第１の絶縁部９３における連通孔６６側の端部に設けられ、蓋部材６０の外面６５側から連通孔６６を介して内面６４側に延在する第２の絶縁部９４を含む。第２の絶縁部９４は、突出部７２を囲むように筒状に形成されている。これにより、第２の絶縁部９４は、連通孔６６内において、蓋部材６０と端子部材７０とを電気的に絶縁している。

また、絶縁部材９２は、第１の絶縁部９３における蓋部材６０の外縁部６１側の端部に立設され、固定部材８０の外側面８０ｓに沿って延在する壁部９５をさらに含む。壁部９５は、固定部材８０の外側面８０ｓに沿って固定部材８０を囲むように環状に形成されている。なお、壁部９５は、ここでは固定部材８０から離間しているが、固定部材８０に接触していてもよい。このような絶縁部材９２は、例えば、ＰＰＳ等の樹脂材料によって一体的に形成されている。

スペーサ部材１０１は、蓋部材６０の内面６４と絶縁部材９１の上面９１ｓとの間に配置されている。スペーサ部材１０１は、端子部材７０の突出部７２を囲むように環状に形成されている。スペーサ部材１０１は、金属又はセラミックから構成されている。スペーサ部材１０１の具体的な材料の一例としては、例えばステンレス等が挙げられる。

スペーサ部材１０１は、蓋部材６０の内面６４側の上面（第３の面）１０１ａと、蓋部材６０の内面６４と反対側（すなわち絶縁部材９１側）の下面（第４の面）１０１ｂと、を有している。スペーサ部材１０１は、上面１０１ａにおいて蓋部材６０の内面６４に接触しており、下面１０１ｂにおいて絶縁部材９１の上面９１ｓに接触している。スペーサ部材１０１の上面１０１ａは、複数の凹部が形成された凹凸面である。凹凸面は、例えばディンプル加工等の凹凸加工を施すことによって形成することができる。

これに対して、蓋部材６０の内面６４は、平坦面である。したがって、蓋部材６０とスペーサ部材１０１との接触は、凹凸面と平坦面とによって形成されている。このため、蓋部材６０とスペーサ部材１０１との接触が平坦面同士で形成される場合と比較して、蓋部材６０とスペーサ部材１０１との接触面積が減少する。

一方、スペーサ部材１０１の下面１０１ｂ及び絶縁部材９１の上面９１ｓは、平坦面である。したがって、絶縁部材９１とスペーサ部材１０１との接触は、平坦面同士によって形成されている。なお、ここでの平坦面とは、例えば、事後的に凹凸加工が施されていない面を意味するものであり、少なくとも構成材料の性質に由来する表面粗さ等を含む場合がある。

スペーサ部材１０２は、蓋部材６０の外面６５と絶縁部材９２（特に第１の絶縁部９３）の下面９２ｓとの間に配置されている。スペーサ部材１０２は、端子部材７０の突出部７２及び絶縁部材９２の第２の絶縁部９４を囲むように環状に形成されている。スペーサ部材１０２は、金属又はセラミックから構成されている。スペーサ部材１０２の具体的な材料の一例としては、例えばステンレス等が挙げられる。

スペーサ部材１０２は、蓋部材６０の外面６５側の下面１０２ｂと、蓋部材６０の外面６５と反対側（すなわち絶縁部材９２側）の上面１０２ａと、を有している。スペーサ部材１０２は、下面１０２ｂにおいて蓋部材６０の外面６５と接触しており、上面１０２ａにおいて絶縁部材９２の下面９２ｓと接触している。

スペーサ部材１０２の下面１０２ｂは、複数の凹部が形成された凹凸面である。これに対して、蓋部材６０の外面６５は、平坦面である。したがって、蓋部材６０とスペーサ部材１０２との接触は、凹凸面と平坦面とによって形成されている。このため、蓋部材６０とスペーサ部材１０２との接触が平坦面同士で形成される場合と比較して、蓋部材６０とスペーサ部材１０２との接触面積が減少する。

一方、スペーサ部材１０２の上面１０２ａ及び絶縁部材９２の下面９２ｓは、平坦面である。したがって、絶縁部材９２とスペーサ部材１０２との接触は、平坦面同士によって形成されている。

ここで、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅは、絶縁部材９１の上面９１ｓの外縁９１ｅよりも内側（蓋部材６０の外縁部６１よりも連通孔６６側）に位置している。また、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０２の外縁１０２ｅは、絶縁部材９２の下面９２ｓの外縁９２ｅよりも内側に位置している。ここでは、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、外縁１０１ｅ及び外縁１０２ｅは、外縁９１ｅ及び外縁９２ｅよりも内側に位置している。なお、ここでは、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、絶縁部材９１の上面９１ｓの外縁９１ｅは、絶縁部材９１の外縁と一致しており、絶縁部材９２の下面９２ｓの外縁９２ｅは、絶縁部材９２の外縁と一致している。したがって、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、外縁１０１ｅ及び外縁１０２ｅは、絶縁部材９１及び絶縁部材９２の外縁よりも内側に位置している。

固定部材８０は、端子部材７０のベース部７１との間で、これらの絶縁部材９１，９２、スペーサ部材１０１，１０２、及び蓋部材６０を（例えば突出部７２との螺合によって）挟持することにより、端子部材７０を蓋部材６０に固定している。なお、端子構造５０においては、蓋部材６０の内面６４と端子部材７０のベース部７１との間に、蓋部材６０の連通孔６６を囲むようにリング状の弾性部材（Ｏリング）Ｒを配置することによって、ケース１０から電解液Ｓやガス等が漏出することを防止している。

以上説明したように、端子構造５０においては、蓋部材６０の内面６４と端子部材７０のベース部７１との間に絶縁部材９１を配置すると共に、蓋部材６０の外面６５と固定部材８０との間、及び蓋部材６０の連通孔６６の内側面６６ｓと端子部材７０の突出部７２との間に絶縁部材９２を配置することによって、蓋部材６０と端子部材７０との絶縁を確保している。そして、蓋部材６０の内面６４と絶縁部材９１との間にスペーサ部材１０１を配置すると共に、蓋部材６０の外面６５と絶縁部材９２との間にスペーサ部材１０２を配置している。

これにより、スペーサ部材１０１，１０２が熱マスとして機能すると共に、蓋部材６０から絶縁部材９１に至る間の接触熱抵抗及び蓋部材６０から絶縁部材９２に至る間の接触熱抵が発生する界面が増加する。このため、ケース１０との溶接個所である蓋部材６０の外縁部６１から絶縁部材９１，９２への伝熱が抑制され、絶縁部材９１，９２が溶融することが抑制される。このように絶縁部材９１，９２の溶融が抑制されれば、絶縁部材９１，９２の溶融に起因する固定部材８０の端子部材７０の固定に緩みが生じることも抑制される。つまり、端子構造５０によれば、二次電池１の信頼性を向上することができる。

また、端子構造５０においては、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅ及びスペーサ部材１０２の外縁１０２ｅが、絶縁部材９１の上面９１ｓの外縁９１ｅ及び絶縁部材９２の下面９２ｓの外縁９２ｅよりも内側に位置している。つまり、絶縁部材９１の上面９１ｓと蓋部材６０との間には、上面９１ｓの外縁９１ｅよりも溶接個所から遠い位置に（すなわち内側に）外縁１０１ｅを有するスペーサ部材１０１が介在させられ、絶縁部材９２の下面９２ｓと蓋部材６０との間には、下面９２ｓの外縁９２ｅよりも溶接個所から遠い位置に外縁１０２ｅを有するスペーサ部材１０２が介在されることになる。このため、溶接個所から絶縁部材９１，９２への伝熱が一層抑制され、絶縁部材９１，９２の溶融が一層抑制される。

また、端子構造５０においては、スペーサ部材１０１における蓋部材６０と接触する上面１０１ａを凹凸面とすると共に、スペーサ部材１０２における蓋部材６０と接触する下面１０２ｂを凹凸面としている。このため、スペーサ部材１０１，１０２と蓋部材６０との間の接触面積が減少し、接触熱抵抗が増加する。よって、絶縁部材９１，９２の溶融が一層抑制される。

さらに、端子構造５０においては、絶縁部材９２対して、固定部材８０の外側面８０ｓに沿って延在する壁部９５が形成されている。このため、例えば導電性の異物等が、蓋部材６０と固定部材８０の外側面８０ｓとに架け渡されるように付着することが防止されるため、固定部材８０（ひいては端子部材７０）と蓋部材６０との絶縁が確実に確保される。

以上の実施形態は、本発明に係る端子構造の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る端子構造は、上述した端子構造５０に限定されない。本発明に係る端子構造は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した端子構造５０を任意に変更したものとすることができる。

例えば、上記実施形態においては、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅ及びスペーサ部材１０２の外縁１０２ｅが、絶縁部材９１の上面９１ｓの外縁９１ｅ及び絶縁部材９２の下面９２ｓの外縁９２ｅよりも内側に位置しているものとした。しかしながら、図４の（ａ）に示されるように、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０１の幅を絶縁部材９１の上面９１ｓの幅よりも広くし、且つ、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅを絶縁部材９１の上面９１ｓの外縁９１ｅよりも外側に位置させてもよい。また、蓋部材６０の内面及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０２の幅を絶縁部材９２の下面９２ｓの幅よりも広くし、且つ、スペーサ部材１０２の外縁１０２ｅを絶縁部材９２の下面９２ｓの外縁９２ｅよりも外側に位置させてもよい。ここでは、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０１の幅及びスペーサ部材１０２の幅は、上面９１ｓの幅及び下面９２ｓの幅よりも広く、且つ、外縁１０１ｅ及び外縁１０２ｅは、外縁９１ｅ及び外縁９２ｅよりも外側に位置している。

端子構造５０においては、絶縁部材９１，９２が固定部材８０と端子部材７０のベース部７１との間でスペーサ部材１０１，１０２を介して挟持されたときに、絶縁部材９１，９２に押圧力が加わる。しかしながら、この構成によれば、絶縁部材９１が上面９１ｓの全体においてスペーサ部材１０１に押さえられ、絶縁部材９２が下面９２ｓの全体においてスペーサ部材１０２に押さえられることになるので、その押圧力が分散され、絶縁部材９１，９２の変形等が抑制される。

また、端子構造５０においては、図４の（ｂ）に示されるように、蓋部材６０の内面６４と絶縁部材９１との間、及び、蓋部材６０の外面６５と絶縁部材９２との間に対して、スペーサ部材１０１，１０２を介在させなくてもよい。その場合には、絶縁部材９１は、上面９１ｓにおいて蓋部材６０の内面６４に接触し、絶縁部材９２は、下面９２ｓにおいて蓋部材６０の外面６５に接触する。したがって、絶縁部材９１の上面９１ｓ及び絶縁部材９２の下面９２ｓを凹凸面とすることにより、絶縁部材９１，９２と蓋部材６０との接触面積を減少させ、接触熱抵抗を増加させることができる。

また、端子構造５０においては、蓋部材６０の内面６４と絶縁部材９１との間、及び蓋部材６０の外面６５と絶縁部材９２との間の一方に対して、上述したようなスペーサ部材１０１（又はスペーサ部材１０２）を配置してもよい。例えば、蓋部材６０の内面６４と絶縁部材９１との間にスペーサ部材１０１を配置すると共に、蓋部材６０の外面６５と絶縁部材９２との間にスペーサ部材１０２を配置しない場合には、スペーサ部材１０１の上面１０１ａを凹凸面とすると共に、絶縁部材９２の下面９２ｓを凹凸面とすることができる。

さらには、蓋部材６０から絶縁部材９１，９２に至るまでの間の接触熱抵抗を増加させて絶縁部材９１，９２の溶融を抑制する目的としては、内面６４、外面６５、絶縁部材９１の上面９１ｓ、絶縁部材９２の下面９２ｓ、スペーサ部材１０１の上面１０１ａ、スペーサ部材１０１の下面１０１ｂ、スペーサ部材１０２の下面１０２ｂ、及び、スペーサ部材１０２の上面１０２ａの少なくともいずれかを凹凸面とすることにより、凹凸面と平坦面とによって接触を形成し、接触面積を低減させればよい。

ただし、製造コストの低減及び製法の容易化の観点からは、スペーサ部材を金属から構成すると共に、金属から構成されたスペーサ部材の蓋部材６０側の面及び／又は蓋部材６０と反対側の面を凹凸面とすることが有利である。その場合には、予め凹凸加工を施した金属板を打ち抜いて形成されるスペーサ部材を用いることにより、低コスト且つ容易に絶縁部材９１，９２の溶融を抑制することができる。

ここで、絶縁部材９１及び絶縁部材９２は、図５に示されるように、相対的に厚い部分と相対的に薄い部分とを含むことができる。より具体的には、絶縁部材９１は、内側部分９１аと、内側部分９１ａよりも蓋部材６０の外縁部６１側に位置する外側部分９１ｂとを含む。絶縁部材９１は、外側部分９１ｂの厚さ（ベース部７１から蓋部材６０に向かう方向の厚さ）が内側部分９１ａの厚さよりも薄くなるように形成されている。

このため、絶縁部材９１は、内側部分９１ａにおいてスペーサ部材１０１に接触しつつ、外側部分９１ｂにおいて蓋部材６０及びスペーサ部材１０１から離間している。このような絶縁部材９１における蓋部材６０の内面６４に対向する面であって最も内面６４側の面は、内側部分９１ａの上面９１ｓである。したがって、上面９１ｓは、ペーサ部材１０１と接触を成す面である。

同様に、絶縁部材９２（ここでは、外面６５上に位置する部分（第１の絶縁部９３））は、内側部分９２ａと、内側部分９２ａよりも蓋部材６０の外縁部６１側に位置する外側部分９２ｂとを含む。絶縁部材９２は、外側部分９２ｂの厚さが内側部分９２ａの厚さよりも薄くなるように形成されている。

このため、絶縁部材９２は、内側部分９２ａにおいてスペーサ部材１０２に接触しつつ、外側部分９２ｂにおいて蓋部材６０及びスペーサ部材１０２から離間している。絶縁部材９２における蓋部材６０の外面６５に対向する面であって最も外面６５側の面は、内側部分９２ａの下面９２ｓである。したがって、下面９２ｓは、スペーサ部材１０１と接触を成す面である。

このような場合には、図５の（ａ）に示されるように、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅを内側部分９１ａの上面９１ｓの外縁９１ｅよりも内側に位置させることができる。また、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０２の外縁１０２ｅを内側部分９２ａの下面９２ｓの外縁９２ｅよりも内側に位置させることができる。ここでは、外縁１０１ｅ及び外縁１０２ｅが、内側部分９１ａの上面９１ｓの外縁９１ｅ及び内側部分９２ａの下面９２ｓの外縁９２ｅよりも内側に位置している。

このようにすれば、絶縁部材９１の内側部分９１ａの上面９１ｓと蓋部材６０との間には、上面９１ｓの外縁９１ｅよりも溶接個所から遠い位置に外縁１０１ｅを有するスペーサ部材１０１が介在させられ、絶縁部材９２の内側部分９２ａの下面９２ｓと蓋部材６０との間には、下面９２ｓの外縁９２ｅよりも溶接個所から遠い位置に外縁１０２ｅを有するスペーサ部材１０２が介在されることになる。このため、溶接個所から絶縁部材９１，９２への伝熱が一層抑制され、絶縁部材９１，９２の溶融が一層抑制される。

一方、図５の（ｂ）に示されるように、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０１の幅を内側部分９１ａの上面９１ｓの幅よりも広くし、且つ、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅを内側部分９１ａの上面９１ｓの外縁９１ｅよりも外側に位置させてもよい。また、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０２の幅を絶縁部材９２の下面９２ｓの幅よりも広くし、且つ、スペーサ部材１０２の外縁１０２ｅを内側部分９２ａの下面９２ｓの外縁９２ｅよりも外側に位置させてもよい。

ここでは、蓋部材６０の内面６４及び外面６５に沿った方向において、スペーサ部材１０１の幅及びスペーサ部材１０２の幅は、内側部分９１ａの上面９１ｓの幅及び内側部分９２ａの下面９２ｓの幅よりも広く、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅ及びスペーサ部材１０２の外縁１０２ｅは、内側部分９１ａの上面９１ｓの外縁９１ｅ及び内側部分９２ａの下面９２ｓの外縁９２ｅよりも外側に位置している。

なお、この場合には、スペーサ部材１０１，１０２の外縁１０１ｅ，１０２ｅは、絶縁部材９１，９２の外縁（すなわち、外側部分９１ｂ，９２ｂの外縁）よりも内側に位置させてもよい。つまり、スペーサ部材１０１の外縁１０１ｅは、絶縁部材９１の内側部分９１ａの外縁９１ｅと絶縁部材９１の外側部分９１ｂの外縁との間に位置していればよく、スペーサ部材１０２の外縁１０２ｅは、絶縁部材９２の内側部分９２ａの外縁９２ｅと絶縁部材９２の外側部分９２ｂの外縁との間に位置していればよい。

このようにすれば、端子部材７０の固定の際に絶縁部材９１，９２に押圧力が加わったとき、絶縁部材９１が内側部分９１ａの上面９１ｓの全体においてスペーサ部材１０１に押さえられ、絶縁部材９２が内側部分９２ａの下面９２ｓの全体においてスペーサ部材１０２に押さえられることになる。つまり、絶縁部材９１，９２において比較的広い範囲に押圧力が分散されるので、絶縁部材９１，９２の変形等が抑制される。

さらに、絶縁部材９１に凹凸面を設ける場合には、外側部分９１ｂの上面を平坦面とし、内側部分９１ａの上面９１ｓのみを凹凸面としてもよい。同様に、絶縁部材９２に凹凸面を設ける場合には、外側部分９２ｂの下面を平坦面とし、内側部分９２ａの下面９２ｓのみを凹凸面とすることができる。

また、上記実施形態においては、ボルトである端子部材７０と、ナットである固定部材８０とを例示した（つまり、端子部材７０と蓋部材６０とが別体である場合について例示した）。しかしながら、端子部材７０と固定部材８０としては、互いに一体に形成されるリベットを用いてもよい。

さらに、端子構造５０は、二次電池１の他に、例えば、電気二重層キャパシタ等の任意の蓄電装置に用いることができる。

１…二次電池（蓄電装置）、１０…ケース、３０…正極（電極）、４０…負極（電極）、５０…端子構造、６０…蓋部材、６１…外縁部、６４…内面、６５…外面、６６…連通孔、６６ｓ…内側面、７０…端子部材、７１…ベース部、７２…突出部、８０…固定部材、９１…絶縁部材（第１の絶縁部材）、９１ｓ…上面（第１の面）、９１ｅ，９２ｅ…外縁、９２…絶縁部材（第２の絶縁部材）、９２ｓ…下面（第２の面）、１０１…スペーサ部材、１０１ａ…上面（第３の面）、１０１ｂ…下面（第４の面）、１０１ｅ，１０２ｅ…外縁、１０２…スペーサ部材、１０２ａ…上面（第４の面）、１０２ｂ…下面（第３の面）。

Claims (7)

1. 電極を収容するケースを備えた蓄電装置に用いられる端子構造であって、
   前記ケースに溶接される外縁部、前記ケースの内側に配置される内面、及び前記内面の反対側の外面を有し、前記内面と前記外面とを連通する連通孔が形成された蓋部材と、
   前記内面に対向するベース部、及び前記ベース部に突設され前記連通孔を介して前記外面側に突出する突出部を有し、前記電極に電気的に接続される端子部材と、
   前記外面に対向するように前記突出部に設けられ、前記端子部材を前記蓋部材に固定する固定部材と、
   前記内面と前記ベース部との間に配置され、前記端子部材と前記蓋部材とを電気的に絶縁する第１の絶縁部材と、
   前記外面と前記固定部材との間、及び前記連通孔の内側面と前記突出部との間に配置され、前記端子部材と前記蓋部材とを電気的に絶縁する第２の絶縁部材と、
   前記内面と前記第１の絶縁部材との間、及び前記外面と前記第２の絶縁部材との間の少なくとも一方に配置され、金属又はセラミックからなるスペーサ部材と、
   を備えることを特徴とする端子構造。
2. 前記スペーサ部材は、前記内面と前記第１の絶縁部材との間、及び、前記外面と前記第２の絶縁部材との間に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端子構造。
3. 前記内面及び前記外面に沿った方向において、前記スペーサ部材の外縁は、前記第１の絶縁部材における前記内面に対向する面であって最も前記内面側の第１の面の外縁、及び、第２の絶縁部材における前記外面に対向する面であって最も前記外面側の第２の面の外縁よりも内側に位置している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の端子構造。
4. 前記内面及び前記外面に沿った方向において、前記スペーサ部材の幅は、前記第１の絶縁部材における前記内面に対向する面であって最も前記内面側の第１の面の幅、及び、第２の絶縁部材における前記外面に対向する面であって最も前記外面側の第２の面の幅よりも広く、
   前記内面及び前記外面に沿った方向において、前記スペーサ部材の外縁は、前記第１及び第２の面の外縁よりも外側に位置している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の端子構造。
5. 前記内面、前記外面、前記第１の絶縁部材における前記内面に対向する面であって最も前記内面側の第１の面、前記第２の絶縁部材における前記外面に対向する面であって最も前記外面側の第２の面、前記スペーサ部材における前記蓋部材側の第３の面、及び、前記スペーサ部材における前記蓋部材と反対側の第４の面の少なくともいずれかは、複数の凹部が形成された凹凸面である、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の端子構造。
6. 前記スペーサ部材は、金属からなり、
   前記第３の面及び／又は前記第４の面は、前記凹凸面であり、
   前記内面、前記外面、前記第１の面、及び前記第２の面は、平坦面である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の端子構造。
7. 電極を収容するケースを備えた蓄電装置に用いられる端子構造であって、
   前記ケースに溶接される外縁部、前記ケースの内側に配置される内面、及び前記内面の反対側の外面を有し、前記内面と前記外面とを連通する連通孔が形成された蓋部材と、
   前記内面に対向するベース部、及び前記ベース部に突設され前記連通孔を介して前記外面側に突出する突出部を有し、前記電極に電気的に接続される端子部材と、
   前記外面に対向するように前記突出部に設けられ、前記端子部材を前記蓋部材に固定する固定部材と、
   前記内面と前記ベース部との間に配置され、前記端子部材と前記蓋部材とを電気的に絶縁する第１の絶縁部材と、
   前記外面と前記固定部材との間、及び前記連通孔の内側面と前記突出部との間に配置され、前記端子部材と前記蓋部材とを電気的に絶縁する第２の絶縁部材と、を備え、
   前記第１の絶縁部材における前記内面に対向する面であって最も前記内面側の第１の面、及び、前記第２の絶縁部材における前記外面に対向する面であって最も前記外面側の第２の面の少なくとも一方は、複数の凹部が形成された凹凸面である、
   ことを特徴とする端子構造。

Images