专利名称：蓄电元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有外部端子的蓄电元件及其制造方法。
背景技术：
近年，作为车辆(机动车、机动两轮车等)或各种仪器(移动终端、笔记本型电脑等)的动力源，采用电池(锂离子电池、镍氢电池等)或电容器(双电层电容器等)的可以充放电的蓄电元件。例如，电池具有发电元件以及壳体，壳体由收容该发电元件的壳体主体与堵塞该壳体主体的开口部的盖板构成。并且，外部端子配置于盖板的外表面，集电体与发电元件连接，该集电体配置于壳体内，外部端子和集电体被直接或者间接连接。由此，外部端子和发电元件被电连接。连接外部端子和集电体的方法大体分为两种。一个是直接连接外部端子和集电体的方法。另一个是经辅助端子以及连接导体间接连接外部端子和集电体的方法。在前者的方法中，使用由体部与从该体部的下表面突出的铆接部(以及根据需要从该体部的上表面突出设置的公螺纹部)构成的外部端子。并且，外部端子隔着密封部件被配置于盖板的外表面，该外部端子的铆接部被插通到壳体内的集电体的贯通孔中，从该贯通孔向下方突出的铆接部的前端部分从下方被铆接。由此，外部端子和集电体被直接连接。在后者的方法中，使用了辅助端子、外部端子和连接导体，辅助端子由体部、从该体部的下表面突出的第一铆接部以及从该体部的上表面突出的第二铆接部构成，外部端子由头部、从该头部的上表面突出的公螺纹部构成，连接导体具有贯通孔，想所述贯通孔中分别插通辅助端子的第二铆接部和外部端子的公螺纹部。并且，辅助端子隔着密封部件被配置于盖板的外表面，该辅助端子的第一铆接部被插通到壳体内的集电体的贯通孔中，从该贯通孔向下方突出的第一铆接部的前端部分从下方被铆接。此外，外部端子隔着密封部件或者隔着与该密封部件分体设置的端子转动阻止部件而配置于盖板的外表面，辅助端子的第二铆接部和外部端子的公螺纹部被插通到连接导体的插通孔中，从该贯通孔向上方突出的第二铆接部的前端部分从上方铆接。由此，外部端子和集电体经辅助端子以及连接导体而被间接连接。在专利文献I (日本特开2006-216411号公报)中所述的电池是利用上述前者的方法的电池。外部端子(电极导出销6)具有体部(头部6B)以及铆接部(柱状部6A)。绝缘密封部件(绝缘部件4)具有环绕状的外壁部；该外壁部内的凹部；该凹部的底面的贯通孔；以及环状凸部(管状部4B)，其以包围该贯通孔的方式突出，并被插通到形成于盖板 (金属板3)上的贯通孔(贯通孔10)中。外部端子(电极导出销6)的体部(头部6B)被插入到绝缘密封部件(绝缘部件4)的凹部中。铆接部(柱状部6A)经该凹部的底面的贯通孔被插通到集电体的连接部(导电标签连接板11)的贯通孔中，从该连接部(导电标签连接板11)的贯通孔向下方突出的前端部分从下方铆接。由此，外部端子(电极导出销6) 在与集电体的连接部(导电标签连接板11)电连接并且从盖板(金属板3)绝缘的状态下被安装在盖板(金属板3)上。但是，在专利文献I所述的电池中，盖板(金属板3)是铝系金属材料这种柔软的材质。因此，当外部端子(电极导出销6)被铆接时，在从绝缘密封部件(绝缘部件4)受到的按压力的作用下，盖板(金属板3)的表面受到压缩应力而变形，从而平面度下降。并且， 由此存在盖板(金属板3)的表面和绝缘密封部件(绝缘部件4)的表面的密合性下降，并且该部位的密封性变差的问题。此外，当绝缘密封部件(绝缘部件4)比盖板(金属板3) 更硬时，在绝缘密封部件(绝缘部件4)上产生蠕变(creep)，由此，也存在盖板(金属板3) 的表面和绝缘密封部件(绝缘部分4)的表面的密合性下降，并且该部位的密封性变差的问题。此外，此种问题不仅限于电池，在电容器(双电层电容器等)中也同样。
发明内容
因此，本发明是鉴于所述问题而设计的，其要解决的问题是提供一种可以可靠地发挥壳体和密封部件之间的密封效果的构造的蓄电元件。本发明的蓄电元件具有发电元件；壳体，其由隔壁构成，并收容发电元件；密封部件，其配置在隔壁上；以及导电性部件，其由该密封部件支承，并与发电元件电连接，其中，隔壁中的至少配置有密封部件的部位是由铝系金属材料形成的，密封部件由比隔壁中的至少配置有密封部件的部位更柔软的材质形成。在此，作为本发明的蓄电元件的一方式，密封部件可以含有工程塑料。在此情况下，密封部件可以含有聚苯硫醚(PPS)树脂和弹性体。进而，在此情况下，密封部件在PPS树脂中可以含有2 20重量％的弹性体。此外，作为本发明的蓄电元件的其他方式，密封部件的洛氏硬度(R标尺)可以为 55 120。因此，作为本发明的蓄电元件的一方式，还可以是密封部件配置于隔壁的外表面， 蓄电元件还具有端子转动阻止部件，其配置于隔壁的外表面；以及外部端子，其由该端子转动阻止部件支承，导电性部件是贯通隔壁的辅助端子，并与外部端子电连接。或者，还可以是密封部件配置在隔壁的外表面，蓄电元件还具有和导电性部件一起被支承于密封部件的外部端子，导电性部件是贯通隔壁的辅助端子，并与外部端子电连接。或者，还可以是密封部件配置在隔壁的外表面，导电性部件是贯通隔壁的外部端子。在这些情况下，密封部件可以具有环绕状的外壁部以及该外壁部内的凹部，外壁部可以形成为这样的高度，即，使得凹部能够整体或大致整体地收容辅助端子的头部或外部端子的体部。
此外，作为本发明的蓄电元件的其他方式，导电性部件可以以将密封部件压接在隔壁上的方式被铆接。此外，本发明提供一种蓄电元件的制造方法，蓄电元件具有发电元件；壳体，其由隔壁构成，并收容发电元件；
密封部件，其配置在隔壁上；以及
导电性部件，其由该密封部件支承，并与发电元件电连接，
其中，隔壁中的至少配置有密封部件的部位是由铝系金属材料形成的，密封部件由比隔壁中的至少配置有密封部件的部位更柔软的材质形成，
在蓄电元件的制造方法中，具有导电性部件被铆接的工序。
图I是表示本发明的一实施方式的电池的立体图2是表不该电池的侧视图3是表不图I的A-A线首I]面图4是表不图I的B-B线首I]面图5是表示该电池的端子构造的放大剖面图6是表示该端子构造的从上方看的分解立体图7是表示该端子构造的从下方看的分解立体图8是表示该端子构造的外部垫圈的剖面图9是表示该外部垫圈中的端子构造的剖面图。
具体实施例方式以下，对于本发明的蓄电元件的一实施方式即电池，参照附图进行说明。本实施方式的电池是非水电解质二次电池，更详细地说，为锂离子二次电池。本实施方式的电池如图 I 图4所述，具有壳体1，壳体I由壳体主体2以及堵塞该壳体主体2的开口部并进行密闭的盖板3构成。此外，在盖板3上设有与在壳体I内收纳的发电元件4电连接的端子构造9。壳体I的壳体主体2以及盖板3由铝或者铝合金的铝系金属材料形成。壳体主体 2是在宽度方向上扁平的有底方筒体，以收纳呈长圆筒形状的卷绕型的发电元件4。盖板3 是与壳体主体2的开口部对应的长方形状的板材。盖板3被嵌入壳体主体2的开口部，并且由激光焊接等被密闭固定。发电元件4将带状的正极片5和带状的负极片6在它们之间夹持带状的隔板7的状态下在左右的不同方向上错开，并将带状的正极片5和带状的负极片6卷绕成以左右方向的旋转轴为中心而上下呈长圆的长圆筒形状。发电元件4整体被通过绝缘性片形成的绝缘罩(未图示)覆盖，在与壳体I绝缘的状态下，发电元件4被收纳在该壳体I内。正极片 5在铝箔的表面上承载正极活性物质。负极片6在铜箔的表面上承载负极活性物质。正极片5以及负极片6分别在左右的错开方向的端缘部具有未涂敷活性物质的未涂敷部。由此，在发电元件4的左右的端部，铝箔或铜箔露出，这些电极的金属箔保持被卷绕的卷束状而向外露出。此外，在发电元件4的左右的端部向外露出的金属箔上分别电连接有集电体8。集电体8为上下长条的导电性金属部件。更详细地说，正极的集电体8使用铝或者铝合金形成，负极的集电体8使用铜或者铜合金形成。集电体8的上部水平折曲而成为连接部8a。 该连接部8a的下方的部分在前后分为两股并向下方突出。并且，该被分为两股的部分与发电元件4的端部一起被未图示的夹持板夹持，并通过超声波焊接等被连接固定。端子构造9具有正极的端子构造9和负极的端子构造9。各端子构造9详细地如图5 图7所示，具有树脂板10以及外部垫圈(垫圈)11，其以内外夹持贯通孔3a的方式配置，所述贯通孔3a分别形成于盖板3的左右的端部；铆钉(rivet) 12，其隔着该树脂板 10以及外部垫圈11被插通到贯通孔3a中，并与集电体8的连接部8a电连接；端子转动阻止部件13，其靠近外部垫圈11配置；端子螺栓14，其隔着该端子转动阻止部件13被配置于盖板3的外表面；以及连接板15，其将该端子螺栓14和铆钉12电连接。由此，壳体I内的发电元件4和端子螺栓14被电连接。并且，由于树脂板10、外部垫圈11以及端子转动阻止部件13是树脂制的，所以相当于树脂部件。此外，由于树脂板10、外部垫圈11以及端子转动阻止部件13具有绝缘功能，所以相当于绝缘部件。尤其，由于外部垫圈11 (根据情况，还包括树脂板10)也具有密封功能，所以也相当于密封部件。铆钉12相当于辅助端子。端子螺栓14相当于外部端子。 连接板15相当于连接导体。树脂板10是至少具有绝缘性的合成树脂部件。更详细地说，树脂板10例如使用在聚苯硫醚(PPS)树脂中均匀混合有由聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP)的至少一方构成的聚烯烃系弹性体的热可塑性树脂材料(弹性体相对于热可塑性树脂材料的重量比，即弹性体在热可塑性树脂材料中所占的含有率，优选2 20%，更加优选2 10%。)。但是，材质不限定于此，只要是比盖板3柔软的材质都可以适当选择。树脂板10是长方形状。在树脂板10的下表面形成有可以承载集电体8的连接部8a的凹部10a。树脂板10具有贯通孔 10b，在树脂板10的凹部IOa承载了集电体8的连接部8a的状态下，贯通孔IOb与在该连接部8a上形成的贯通孔8b —致。外部垫圈11是具有绝缘性和密封性的合成树脂部件。更详细地说，外部垫圈11例如使用在聚苯硫醚(PPS)树脂中均匀混合有聚烯烃系弹性体的热可塑性树脂材料，所述聚烯烃系弹性体由聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP)的至少一个构成(弹性体相对于热可塑性树脂材料的重量比，即弹性体在热可塑性树脂材料中所占的含有率，优选2 20%，更加优选 2 10%。)。但是，材质不限定于此，只要是比盖板3更柔软的材质都可以适当选择。并且，外部垫圈11的成分可以通过实施加热型热分解GC/MS测量、IR测量等来鉴别。此外， 通过使外部垫圈11浸溃在二甲苯等的有机溶剂中，并使树脂内的弹性体溶解，测量与母材 (PPS)的重量比率，由此可以求出外部垫圈11中的弹性体的配合比。进而，通过外部垫圈 11的压缩状态以及解体后(压缩解除后)的尺寸的测量或外部垫圈11的压缩状态的剖面观察，可以确认外部垫圈11是否被压缩。此外，通过热冲击试验，可以确认基于外部垫圈11 的气密性是否得到确保。外部垫圈11是比铆钉12的体部12a大一圈的矩形状。外部垫圈11除外周部外， 通过使上表面凹陷，由此在外周上具有环绕状的外壁部11a。外部垫圈11在外壁部Ila内具有可以承载铆钉12的体部12a的凹部Ilb (也称为“外壁部的内侧空间”)。外部垫圈11 具有贯通孔11c，在其凹部Ilb承载了铆钉12的体部12a的状态下，在贯通孔Ilc中可以插通该铆钉12的第一铆接部12b。在外部垫圈11的下表面形成有环状凸部lld(也称为 “轴部”)，所述环状凸部Ild插通于盖板3的贯通孔3a中并被插入树脂板10的贯通孔IOb 中。并且，在外部垫圈11的凹部Ilb的底面，以包围贯通孔Ilc的方式形成(圆形的)突条(也称为“突起”)lie，在外部垫圈11的下表面，以包围环状凸部Ild的方式形成(圆形的)突条(也称为“突起”)Ilf (参照图8)。并且，树脂板10配置在盖板3的下表面(内表面)，其结果是配置在壳体I内。外部垫圈11配置在盖板3的上表面(外表面)，其结果是配置在壳体I的外表面。在盖板3 的上表面中，在配置有外部垫圈11的区域，形成有可以承载外部垫圈11的下部(桥部)的非圆形的凹部(第一凹部)3b。因此，通过将外部垫圈11的下部(与盖板3的接合面)插入第一凹部3b，外部垫圈11成为其绕轴旋转受到限制的状态。并且，在本实施方式中，第一凹部3b对应于矩形的外部垫圈11的下部形状而形成为矩形。此外，第一凹部3b例如是利用压印加工而形成的。铆钉12是导电性金属部件。更详细地说，正极的铆钉12使用铝或者铝合金形成， 负极的铆钉12使用铜或者铜合金形成。第一铆接部12b从铆钉12的体部12a的下表面向下方突出。第二铆接部12c从铆钉12的体部12a的上表面向上方突出。并且，在本实施方式中，第一铆接部12b为中空(筒状)，第二铆接部12c为实心(柱状)。更详细地说，第一铆接部12b为圆筒状，第二铆接部12c为圆柱状。但是，形状并不限定于此，可以适当选择。在此，说明盖板3的贯通孔3a、集电体8的连接部8a的贯通孔8b、树脂板10的贯通孔10b、外部垫圈11的贯通孔Ilc以及环状凸部IlcU铆钉12的第一铆接部12b的尺寸关系。详细地如图5所示，盖板3的贯通孔3a的内径和树脂板10的贯通孔IOb的内径相同或大致相同。此外，盖板3的贯通孔3a的内径、或树脂板10的贯通孔IOb的内径和外部垫圈11的环状凸部Ild的外径相同或大致相同。此外，外部垫圈11的环状凸部Ild的长度和盖板3以及树脂板10的厚度的合计相同或大致相同。此外，外部垫圈11的环状凸部 Ild的内径和集电体8的连接部8a的贯通孔Sb相同或大致相同。此外，外部垫圈11的环状凸部Ild的内径或集电体8的连接部8a的贯通孔8b和铆钉12的第一铆接部12b的外径相同或大致相同。此外，铆钉12的第一铆接部12b的长度和盖板3、集电体8的连接部 8a、树脂板10以及外部垫圈11的厚度的合计相同或大致相同。因此，铆钉12的体部12a被插入外部垫圈11的凹部11b，铆钉12的第一铆接部 12b通过该凹部Ilb的底面的贯通孔Ilc而被插通到集电体8的连接部8a的贯通孔8b，从该连接部8a的贯通孔8b向下方突出的第一铆接部12b的前端部分从下方被铆接。由此， 铆钉12在与集电体8的连接部8a电连接并且从盖板3被绝缘的状态下，被安装到盖板3 上。端子转动阻止部件13与树脂板10或外部垫圈11同样，是具有绝缘性的合成树脂部件。但是，为了与树脂板10或外部垫圈11相比进一步提高硬度，端子转动阻止部件13 例如使用在聚苯硫醚树脂中均匀混合作为填充剂的玻璃纤维的强化树脂材料。或者，代替聚苯硫醚树脂而使用4F-全氟代烧基乙烯基醚(PFA)树脂(polytetrafluoroethylene-pe rf luoroalkylvinylethercopolymer (PFA) resin)。此外，也可以为除玻璃纤维之外的无机纤维。但是，材质不限定于这些，可以适当选择。但是，端子转动阻止部件13也可以不具有绝缘性。在使用铝或铝合金作为壳体I的材质的情况下，通过使正极的端子转动阻止部件 13为非绝缘性，从而可以使正极的电位和壳体I的电位一致。由此，可以抑制壳体I的腐蚀。此外，在使用铁或不锈钢作为壳体I的材质的情况下，通过使负极的端子转动阻止部件 13为非绝缘性,从而可以使负极的电位和壳体I的电位一致。作为使正极或者负极的电位和壳体I的电位一致的方法，例如，例举出在端子转动阻止部件13中除填充剂之外还混合导电性的物质(例如，碳)，而使其半导体化的方法。端子转动阻止部件13是比端子螺栓14的头部14a大一圈的矩形。端子转动阻止部件13除外周部之外通过使上表面凹陷，从而在外周具有环绕状的外壁部13a。端子转动阻止部件13在外壁部13a内具有可以承载端子螺栓14的头部14a的凹部13b。端子转动阻止部件13在凹部13b内具有非圆形状的嵌合凸部13c。并且，在凹部13b承载了端子螺栓14的头部14a的状态下，嵌合凸部13c嵌入在端子螺栓14的头部14a上形成的非圆形状的嵌合凹部(嵌合凹槽)14c。因此，通过将凹部13b内的嵌合凸部13c( S卩，在凹部13b 内，位于比外壁部Ila的上端面更低的位置的嵌合凸部13c)嵌入端子螺栓14的头部14a的嵌合凹部14c内，由此端子转动阻止部件13在限制端子螺栓14绕轴旋转的状态下承载端子螺栓14。并且，在本实施方式中，端子螺栓14的嵌合凹部14c是从一端至另一端将头部 14a切除的矩形。并且，端子转动阻止部件13的嵌合凸部13c对应于矩形的嵌合凹部14c 而形成为矩形。在端子转动阻止部件13的下表面形成有非圆形的凸部13d。在本实施方式中，凸部13d为矩形的凸面(隆起面)。并且，在盖板3的上表面中的配置有端子转动阻止部件13 的区域，形成有可以承载端子转动阻止部件13的凸部13d的非圆形的凹部(第二凹部)3c。 因此，通过将端子转动阻止部件13的凸部13d插入第二凹部3c中，与外部垫圈11同样，端子转动阻止部件13成为绕轴旋转受到限制的状态。并且，在本实施方式中，第二凹部3c对应于矩形的凸部13d而形成为矩形。此外，第二凹部3c例如通过压印加工而形成。当端子转动阻止部件13配置于盖板3的上表面时，通过适当的方法来处理端子转动阻止部件13的下表面(包括凸部13d的表面)，由此在端子转动阻止部件13的下表面露出玻璃纤维。作为适当的方法，优选机械地削去端子转动阻止部件13的下表面。例如， 通过用锉刀等削去端子转动阻止部件13的下表面的表面，由此使玻璃纤维露出。接着，将端子转动阻止部件13的下表面的凸部13d嵌入盖板3的上表面的第二凹部3c，将端子转动阻止部件13固定在盖板3的上表面。端子转动阻止部件13相对于该盖板3的固定方法不特别限定，但是例如可以对盖板3的上表面(尤其，第二凹部3c)以及端子转动阻止部件 13的下表面中的至少一个供应适当的粘接物(粘接薄膜、液状粘接剂、固体状粘接剂等)， 可以经该粘接物使端子转动阻止部件13相对于盖板3固定。作为粘接剂，可以使用一般的粘接剂。但是，优选环氧树脂系的粘接剂。环氧树脂虽然与用于端子转动阻止部件13的合成树脂之间的粘接性差，但是与无机纤维之间的粘接性良好。因此，通过在端子转动阻止部件13的下表面露出玻璃纤维，由此将端子转动阻止部件13坚固地粘接在盖板3上。端子螺栓14是用于与外部仪器电连接的部分。端子螺栓14是铁或不锈钢、铬钥钢等的钢、其他强度高的导电性金属部件。如上所述，端子螺栓14具有头部14a，其被形成为插入在端子转动阻止部件13的凹部13b内的大小；以及轴部14b，其从该头部14a的上表面突出，在外周刻设有公螺纹。如上所述，在头部14a的下表面形成有非圆形的嵌合凹部(嵌合凹槽)14c。因此，端子螺栓14通过将凹部13b内的嵌合凸部13c嵌入该嵌合凹部14c内，从而在从盖板3绝缘并且轴部14b的绕轴旋转被限制的状态下被支承于端子转动阻止部件13。连接板15是由铜合金等形成的长方形的导电性金属部件。在连接板15的表面， 除实施防锈等之外，为了令滑动良好而进行例如镀镍或镀锌这样的表面处理。在连接板15 的一端部形成第一贯通孔15a，在另一端部形成第二贯通孔15b。在第一贯通孔15a中插通铆钉12的第二铆接部12c。在第二贯通孔15b中插通端子螺栓14的轴部14b。并且，铆钉 12的第二铆接部12c中的、从连接板15的第一贯通孔15a向上方突出的前端部分被从上方铆接。由此，铆钉12和连接板15被一体化。并且，端子螺栓14仅其轴部14b被插通到连接板15的第二贯通孔15b中。但是， 例如未图示的外部仪器的引线的压接端子被嵌合于端子螺栓14的轴部14b，当在端子螺栓 14的轴部14b上拧紧螺母时，端子螺栓14稍微升起，头部14a的上表面压接于连接板15的下表面。由此，引线的压接端子与连接板15 —起被夹持在端子螺栓14的头部14b和螺母之间。由此，压接端子、端子螺栓14和连接板15被可靠地电连接。因此，引线的压接端子经端子螺栓14、连接板15、铆钉12及集电体8而与发电元件4电连接，其中端子螺栓14、连接板15、铆钉12及集电体8通过端子转动阻止部件13、外部垫圈11以及树脂板10而从盖板3绝缘。由此，外部仪器和电池被电连接。并且，通过端子螺栓14的头部14a的嵌合凹部14c与在盖板3的上表面固定的端子转动阻止部件13的凹部13b内的嵌合凸部13c嵌合，由此，因在端子螺栓14的轴部14b 上拧紧螺母而要共转的端子螺栓14被可靠地阻止旋转。并且，此时，即使在端子螺栓14的头部14a的嵌合凹部14c和端子转动阻止部件13的凹部13b内的嵌合凸部13c之间产生稍许的空隙，由于端子螺栓14仅以某种程度的角度空转，所以也不会产生特别的障碍。此外，此时，端子转动阻止部件13由于阻止端子螺栓14的转动，所以从端子螺栓 14受到旋转转矩。但是，端子转动阻止部件13的下表面成为玻璃纤维露出的状态并且密合于盖板3的上表面。因此，端子转动阻止部件13在与盖板3的摩擦阻力提高了的状态下被固定。因此，端子转动阻止部件13不会在来自端子螺栓14的旋转转矩的作用下与端子螺栓14 一起转动，从而可靠地阻止转动。并且，该效果通过使盖板3的上表面的第二凹部3c 和端子转动阻止部件13的下表面的凸部13d凹凸嵌合而变得更加显著。此外，如上所述， 对盖板3的上表面(尤其，第二凹部3c)以及端子转动阻止部件13的下表面中的至少任意一个供应粘接物(粘接剂等)，端子转动阻止部件13通过粘接物被固定在盖板3上，因此， 转动阻止的效果变得更加可靠。并且，在端子螺栓14的轴部14b (公螺纹)的周长短的情况下，即，在端子螺栓14 的轴部14b为小径的情况下，作为端子转动阻止部件13的材质，若单独使用聚苯硫醚树脂 (PPS)等的合成树脂，则有时不能耐住来自端子螺栓14的旋转转矩。但是，通过将玻璃纤维等无机纤维混合在合成树脂中，由此，端子转动阻止部件13的强度提高。此外，不仅如此， 成本也可以得到削减。此外，由于端子转动阻止部件13在盖板3上与外部垫圈11分离，所以旋转转矩不会传递给进行铆钉12的密封的外部垫圈11。因此，不会有以外的力施加给外部垫圈11，从而不损害基于外部垫圈11的密封(具体地说，无损于外部垫圈11的下表面和盖板3的上表面(第一凹部3b的上表面)之间的密封、外部垫圈11的环状凸部Ild的外周面和盖板 3的贯通孔3a的内周面以及树脂板10的贯通孔IOb的内周面之间的密封、外部垫圈11的环状凸部Ild的内周面和铆钉12的第一铆接部12b的外周面之间的密封)。此外，施加到端子螺栓14的轴部14b上的旋转转矩不会传递到与端子螺栓14分离的铆钉12上。因此，通过铆钉12旋转，铆钉12的、与集电体8的连接部8a的铆接松开， 从而不会产生连接受损的问题。并且，不会有以外的力施加给树脂板10或外部垫圈11，不损害基于树脂板10或外部垫圈11的密封(具体地说，树脂板10的上表面和盖板3的下表面之间的密封、外部垫圈11的下表面和盖板3的上表面(第一凹部3b的上表面)之间的密封、外部垫圈11的环状凸部Ild的外周面和盖板3的贯通孔3a的内周面以及树脂板10 的贯通孔IOb的内周面之间的密封、外部垫圈11的环状凸部Ild的内周面和铆钉12的第一铆接部12b的外周面之间的密封)。并且，通过将外部垫圈11和端子转动阻止部件13分离设置，由此，外部垫圈11可选择适当的硬度的材质作为密封部件，端子转动阻止部件13可以选择适当的硬度的材质， 以耐住来自端子螺栓14的旋转转矩。更详细地说，外部垫圈11弹性变形并且与导电性部件 (盖板3、集电体8、铆钉12)的表面密和，由此，由于密封效果提高，所以对外部垫圈11要求某种程度的柔软性。当端子转动阻止部件13的柔软性强时，在来自端子螺栓14的旋转转矩的作用下，嵌合凸部13c磨损、变得容易缺损，若这样下去，就无法起到阻止端子螺栓14 转动的作用。因此，对端子转动阻止部件13而言，要求仅耐住来自端子螺栓14的旋转转矩的刚性。但是，外部垫圈11如上所述，通过配合弹性体而成为比由铝系金属材料形成的盖板3更柔软的物体。因此，当铆钉12的第一铆接部12b被铆接时，不仅盖板3，连外部垫圈 11也弹性变形。因此，不存在因从外部垫圈11受到的按压力使得盖板3的表面受到压缩应力而(塑性)变形，从而平面度下降这样的情况。此外，由于外部垫圈11由柔软的材料形成，所以很难产生蠕变。因此，盖板3的表面(上表面)和外部垫圈11的表面(下表面) 的密和性(盖板3和外部垫圈11的接触面的密合性)不会下降，可以可靠地发挥该部位的密封效果。并且，这点在树脂板10具有密封功能的情况下，对于树脂板10也同样。但是，在车载用等需要长寿命的锂离子电池中，为了确保垫圈的气密性，多使用比移动用等的小型锂离子电池更硬的垫圈。当在被压缩的状态下继续使用柔软的垫圈时，引起蠕变现象，并且垫圈容易变形。其结果是，气密性得不到保证，电池性能下降。由于在蠕变的产生容易度和硬度之间存在相关关系，所以通过使用具有一定以上的硬度的垫圈，由此可以长期确保气密性。从这一点上说，外部垫圈11的洛氏硬度(R标尺)优选55以上。 更加优选110以上。并且，外部垫圈11的洛氏硬度(R标尺)优选120以下。更加优选118 以下。更详细地描述，外部垫圈11的洛氏硬度(R标尺)优选55 120。更加优选110 120。进一步优选110 118。顺便说一下，在将洛氏硬度(R标尺)为50的四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)用于垫圈的情况下，耐久性不够。另一方面，在使用洛氏硬度(R标尺)为118 的、配合了弹性体的聚苯硫醚(PPS)树脂的情况下，可以得到良好的耐久性能。此外，在本实施方式的铆钉12中，体部12a的轴长方向的尺寸比现有的更长，以抑制因对第一铆接部12b或第二铆接部12c进行铆接而产生的铆钉12整体的塑性变形。其结果是，从盖板3的上表面起算的连接板15的高度位置与现有的端子构造相比必然变高。 此外，本实施方式的端子转动阻止部件13的嵌合凸部13c是每次端子转动阻止部件13阻止端子螺栓14转动时直接从端子螺栓14受到旋转转矩的部分。因此，端子转动阻止部件 13的嵌合凸部13c为了具有仅耐住其旋转转矩的强度，需要在高度方向上具有足够厚度。 其结果是，端子螺栓14的头部14a的高度位置变高，伴随于此，从盖板3的上表面起算的连接板15的高度位置仍然与现有的端子构造相比必然变高。因此，在本实施方式中，外部垫圈11的外壁部Ila变高，从盖板3的上表面至该外壁部Ila的上端面的沿面距离变长(优选，沿面距离相对于盖板3的宽度尺寸之比为O. 15 O. 3)。此外，端子转动阻止部件13的外壁部13a变高，从盖板3的上表面至该外壁部13a的上端面的沿面距离变长(优选，沿面距离相对于盖板3的宽度尺寸之比为O. 15 O. 3)。更详细地说，外部垫圈11的外壁部Ila整体或大致整体地收容铆钉12的体部 12a，并且外壁部Ila的上端面形成为与连接板15的下表面抵接或与其具有稍许间隔而分开。此外，端子转动阻止部件13的外壁部13a整体或大致整体地收容端子螺栓14的体部 14a，并且外壁部13a的上端面形成为与连接板15的下表面抵接或与其具有稍许间隔而分开。利用所述的构成，即使在电池暴露于由结露等产生的水滴或导电性环境(静电或灰尘)中的情况下，外部垫圈11的外壁部Ila或端子转动阻止部件13的外壁部13a也成为罩(或者阻隔壁)。由此，适当地防止盖板3和铆钉12之间的短路或盖板3和端子螺栓 14之间的短路。此外，如图9所示，在外部垫圈11的外壁部Ila和铆钉12的体部12a之间形成空隙。更详细地说，外部垫圈11的凹部Ilb为矩形，铆钉12的体部12a为匹配于外部垫圈11 的凹部Ilb的形状而切割圆形的四方的形状，但是，通过使该切除面的相对的面间距离比外部垫圈11的外壁部Ila的内表面间距离短，从而在外部垫圈11的外壁部Ila的内表面和铆钉12的体部12a的切除面之间形成空隙。利用所述的构成，可以将铆钉12的体部12a在不与外部垫圈11的外壁部Ila的内表面干涉的情况下插入外部垫圈11的凹部lib。此外，由此，由于可以可靠地使铆钉12 的体部12a的下端面与外部垫圈11的凹部Ilb的底面密接，所以在外部垫圈11和铆钉12 之间可以得到适当的密封效果。此外,如图9所不,铆钉12的第一铆接部12b具有未到达盖板3的下表面(内表面)的位置处的长度的中空部。即，铆钉12的第一铆接部12b的中空部的顶部(最里部) (在使盖板3朝上来放置电池壳体I的情况下)被设定成位于比盖板3的下表面(内表面) 的位置更低的位置。利用所述的构成，当铆钉12的第一铆接部12b被铆接时，该第一铆接部12b的向中空部内部的变形被抑制，从而可以可靠地将该第一铆接部12b扩径。因此，扩径了的第一铆接部12b引起的对外部垫圈11的环状凸部Ild的按压力(进而，外部垫圈11的环状凸部Ild的、对盖板3的贯通孔3a的按压力)提高。并且，其结果是，第一铆接部12b的外周面和外部垫圈11的环状凸部Ild的内周面的密接力以及外部垫圈11的环状凸部Ild的外周面和盖板3的贯通孔3a的内周面的密接力提高。由此，可以得到该部位的适当的密封效果O并且，外部垫圈11的突条Ile以包围外部垫圈11的凹部Ilb的底面的贯通孔Ilc 的方式(即，以包围铆钉12的第一铆接部12b的方式)，压力集中地抵接在铆钉12的体部 12a的下端面上，此外，外部垫圈11的另一个突条Ilf以包围外部垫圈11的下表面的环状凸部Ild的方式(即，以包围盖板3的贯通孔3a的方式)，压力集中地抵接于盖板3的上表面(外表面)，更详细地说是在盖板3的上表面形成的第一凹部3b的平坦面上，由此，上述的密封效果变得显著。并且，本发明的蓄电元件不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内可以进行各种各样的变更。例如，在上述实施方式中，是一种外部端子和集电体经辅助端子以及连接导体被间接连接的构造的电池，并且说明了这种辅助端子隔着绝缘密封部件配置于壳体的外表面，外部端子隔着独立于绝缘密封部件的另外的端子转动阻止部件而配置于壳体的外表面上的构造的电池。但是，本发明也可以适用于绝缘密封部件和端子转动阻止部件被一体化的构造，或在上述专利文献I中记载的电池(外部端子和集电体被直接连接的构造的电池) 中。此外，在上述实施方式中，表示了外部垫圈11的下表面整面被嵌入盖板3的上表面的第一凹部3b的例子。但是，也可以在外部垫圈11的下表面设有凸部，盖板3的第一凹部为可以承载该凸部的大小，与端子转动阻止部件13同样，将外部垫圈11的凸部嵌入该第一凹部。相反，在上述实施方式中，表示了在端子转动阻止部件13的下表面设有凸部13d， 在盖板3的上表面设有可以承载该凸部13d的大小的第二凹部3c，端子转动阻止部件13的凸部13d被嵌入盖板3的第二凹部3c中的例子。但是，也可以不设置凸部13d，将盖板3的第二凹部设为可以承载端子转动阻止部件13的下表面整面的大小，与外部垫圈11同样，将端子转动阻止部件13的下表面整面嵌入第二凹部中。或者，为了不在盖板3上设置第一凹部3b，为了将外部垫圈11配置于盖板3的上表面平坦面上，或者，为了在盖板3上不设置第二凹部3c，也可以将端子转动阻止部件13配置于盖板3的上表面平坦面上。但是，盖板3的剖面力矩上升，其结果是，在盖板3的机械强度提高的点上，优选在盖板3上设置第一凹部3b以及第二凹部3c。此外，在此情况下，通过使第一凹部3b以及第二凹部3c中的任一方变小，从而第一凹部3b和第二凹部3c的距离分开。由此，第一凹部 3b和第二凹部3c可以不互相影响。在上述实施方式中，表示了外部垫圈11用的第一凹部 3b比端子转动阻止部件13用的第二凹部3c更大的例子。这是由于伴随于第一凹部3b的面积扩大，盖板3的平坦性以及机械强度提高，其结果是密封效果以及耐久性提高。并且，无论是外部垫圈11，还是端子转动阻止部件13，凸部可以不是一个，可以为多个。此外，外部垫圈11以及端子转动阻止部件13可以不是矩形，例如可以为圆形、六边形、八边形。此外，在上述实施方式中，表示了正极的集电体8以及正极的铆钉12使用铝或者铝合金而形成，负极的集电体8以及负极的铆钉12使用铜或者铜合金而形成的例子。但是， 只要是与电池的种类相应的导电性金属材料，它们可以为任意的材料。此外，在上述实施方式中，示例了端子螺栓14和连接板15的材料。但是，只要是强度或导电性等特性适合的导电性金属材料，它们就可以为任意的材料。此外，在上述实施方式中，表示了轴部(公螺纹部)14b从端子螺栓14的头部14a 的上表面突出的例子。但是，也可以取代该公螺纹，而是圆筒形或多边形的筒状等的适当形状的轴部突出，并在该轴部的上端面贯穿设置螺纹孔。此外，发电元件如上述实施方式那样，不限定于长圆筒形状的卷绕型，可以为其他的形状，也可以为层叠型。此外，在上述实施方式中，表示了使用铝合金或铜等而形成壳体I的例子。但是， 壳体I (壳体主体2以及盖板3)的材质为任意。因此，也可以使用除金属之外的材质,例如可以使用绝缘性材质来得到。此外，壳体I (壳体主体2以及盖板3)的形状或构造也不限定于上述实施方式，而为任意。此外，在上述实施方式中，表示了端子构造9设置于盖板3上的例子。但是，端子构造9也可以设置于壳体主体2上。此外，在上述实施方式中，为了将端子螺栓14和盖板3绝缘，使用端子转动阻止部件13、外部垫圈11以及树脂板10分别具有绝缘性的部件。但是，不限定于此。例如，在隔着铆钉12电连接壳体I的隔壁和发电元件4的情况下，端子转动阻止部件13、外部垫圈11 或者树脂板10也可以具有导电性。作为使端子转动阻止部件13、外部垫圈11或者树脂板 10具有导电性的方法，比如在合成树脂中混合碳等具有导电性的物质的方法。此外，也可以为不具有外部垫圈11或树脂板10，而使铆钉12和盖板3直接接触的构成。此外，在上述实施方式中，说明了锂离子二次电池。但是，电池的种类或大小(容量)为任意。此外，本发明不限定于锂离子二次电池。本发明也可以适用于各种二次电池，除此之外，也可以适用于一次电池或双电层电容器等的电容器中。
权利要求
1.一种蓄电元件，其具有发电元件；壳体，其由隔壁构成，并收容所述发电元件；密封部件，其配置在所述隔壁上；以及导电性部件，其由该密封部件支承，并与所述发电元件电连接，其中，所述隔壁中的至少配置有所述密封部件的部位是由铝系金属材料形成的， 所述密封部件由比所述隔壁中的至少配置有所述密封部件的部位柔软的材质形成。
2.如权利要求I所述的蓄电元件，其中，所述密封部件含有工程塑料。
3.如权利要求2所述的蓄电元件，其中，所述密封部件含有聚苯硫醚树脂和弹性体。
4.如权利要求3所述的蓄电元件，其中，所述密封部件在聚苯硫醚树脂中含有2 20重量％的弹性体。
5.如权利要求I至权利要求4中任一项所述的蓄电元件，其中，所述密封部件的洛氏硬度以R标尺计算为55 120。
6.如权利要求I至权利要求5中任一项所述的蓄电元件，其中，所述密封部件配置于所述隔壁的外表面，所述蓄电元件还具有配置于所述隔壁的外表面的端子转动阻止部件以及由该端子转动阻止部件支承的外部端子，所述导电性部件是贯通所述隔壁的辅助端子，并与所述外部端子电连接。
7.如权利要求I至权利要求5中任一项所述的蓄电元件，其中，所述密封部件配置在所述隔壁的外表面，所述蓄电元件还具有和所述导电性部件一起被支承于所述密封部件的外部端子，所述导电性部件是贯通所述隔壁的辅助端子，并与所述外部端子电连接。
8.如权利要求I至权利要求5中任一项所述的蓄电元件，其中，所述密封部件配置在所述隔壁的外表面，所述导电性部件是贯通所述隔壁的外部端子。
9.如权利要求6所述的蓄电元件，其中，所述辅助端子具有体部以及与该体部连接设置的插通部，所述密封部件具有环绕状的外壁部以及该外壁部内的凹部，所述外壁部形成为所述凹部整体或大致整体地收容所述辅助端子的所述体部的高度。
10.如权利要求7所述的蓄电元件，其中，所述辅助端子具有体部以及与该体部连接设置的插通部，所述外部端子具有头部以及从该头部的一面突出的轴部，所述密封部件具有环绕状的外壁部以及该外壁部内的凹部，所述外壁部形成为所述凹部整体或大致整体地收容所述辅助端子的所述体部以及所述外部端子的所述头部的高度。
11.如权利要求8所述的蓄电元件，其中，所述外部端子具有头部以及从该头部的一面突出的轴部，所述密封部件具有环绕状的外壁部以及该外壁部内的凹部，所述外壁部形成为所述凹部整体或大致整体地收容所述外部端子的所述头部的高度。
12.如权利要求I至权利要求11中任一项所述的蓄电元件，其中，所述导电性部件以将所述密封部件压接在所述隔壁上的方式被铆接。
13.一种蓄电元件的制造方法，所述蓄电元件具有发电元件；壳体，其由隔壁构成，并收容所述发电元件；密封部件，其配置在所述隔壁上；以及导电性部件，其由该密封部件支承，并与所述发电元件电连接，其中，所述隔壁中的至少配置有所述密封部件的部位是由铝系金属材料形成的， 所述密封部件由比所述隔壁中的至少配置有所述密封部件的部位柔软的材质形成，在所述蓄电元件的制造方法中，具备所述导电性部件被铆接的工序。
全文摘要
提供一种蓄电元件，其可以可靠地发挥壳体和密封部件之间的密封效果。本发明的蓄电元件具有发电元件；壳体，其由隔壁构成，并收容发电元件；密封部件，其配置在隔壁上；以及导电性部件，其由该密封部件支承，并与发电元件电连接，在所述蓄电元件中，隔壁中的至少配置有密封部件的部位由铝系金属材料形成，密封部件由比隔壁中的至少配置有密封部件的部位柔软的材质形成。
文档编号H01M2/08GK102610783SQ201210016490
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月18日 优先权日2011年1月20日
发明者中村纯, 冈本胜彦, 吉竹伸介, 堤雅和, 河本元, 河野健次, 都成拓马 申请人:株式会社杰士汤浅国际