JP2014229570A - 端子部材 - Google Patents

Abstract

【課題】端子ピンと集電板との締結力に優れた端子部材の提供。【解決手段】集電板２１に設けた貫通孔２１ａの開口縁に１または複数の切り欠き部２１ｂ，２１ｃを形成し、当該貫通孔２１ａに端子ピン２２を挿入してかしめることによって、塑性変形した端子ピン２２を当該切り欠き部２１ｂ，２１ｃに食い込ませて集電板２１と端子ピン２２とを固定することを特徴とする端子部材による。この構成によれば、切り欠き部２１ｂ、２１ｃが貫通孔２１ａの開口縁に形成されているので、回転方向に対する締結力が格段に向上し、バスバー接続における端子ピン２２の緩み防止に優れたものとなる。【選択図】図２

Description

本発明は、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の蓄電池における端子部材に関する。

従来から蓄電池においては、棒状の端子ピンを、集電板に設けた貫通孔に圧入したり、かしめたりすることによって、端子ピンと集電板とを締結した端子部材が知られており、例えば、特許文献１にその技術が開示され公知となっている。通常、端子ピンは、ねじ山を備える端子ボルトに成形されていることが多く、これは、バスバーと端子ボルトとをナットで固定し、複数の蓄電池を電気的に接続して使用するためである。

特開２０１０−９７８１８号公報

しかしながら、上記端子部材では、バスバー接続時の回転負荷トルクによって、端子ボルトが緩み、導電性が不安定になることや、端子ボルトが集電板の貫通孔から外れてしまうことが課題となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、端子ピンと集電板との締結力に優れた端子部材を提供することを目的とする。

集電板に設けた貫通孔の開口縁に１または複数の切り欠き部を設け、当該貫通孔に端子ピンを挿入してかしめることによって、端子ピンを当該切り欠き部に食い込ませて集電板と端子ピンとを固定する構造の端子部材による。

また、前記集電板に設けた切り欠き部は、三角錐状に成形されていることが好ましい。

また、前記かしめは、スピニングかしめ方法によることが好ましい。

本発明の端子部材によれば、かしめ時に塑性変形した端子ピンが切り欠き部に食い込むので、端子ピンと集電板との締結力が向上する。このため、端子ピンと集電板との接触抵抗について、経年変化が抑えられるので、安定した導電性を発揮することができる。また、切り欠き部が貫通孔の開口縁に設けられているので、回転方向に対する締結力が格段に向上し、バスバー接続における端子ピンの緩み防止に優れたものとなる。

なお、集電板に設けた切り欠き部を三角錐状に成形することで、かしめ時に塑性変形した端子ピンが切り欠き部全体に隙間無く充填されるので、益々締結力に優れたものとなる。

なお、かしめ方法をスピニングかしめにすることで、かしめ時に塑性変形した端子ピンが切り欠き部へ流動しやすくなるので、かしめ不良（圧着不良）が減少する。

リチウムイオン電池の全体構成を示す断面図。 端子部材の構成を示す断面図。 端子部材の集電板だけを示したものであり、（ａ）は図２の底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 スピンかしめによるかしめ状態を示す図。

以下、本発明の一実施例に係る電池の全体構成について、図１を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係る端子部材１０，２０を有する電池の全体構成を示す断面図ある。電池１は、一般的な箱型のリチウムイオン電池であり、筐体２、発電要素３、端子部材１０，２０等によって構成されるものである。また、筐体２は、蓋部２ａとケース２ｂによって構成されており、該筐体２の内部にはリチウムイオン伝導体として電解液が封入されている。

前記発電要素３は、例えばリチウムイオン化合物等が塗布された銅箔であるシート状の負極箔（図示せず）と、例えば炭素材料等が塗布されたアルミ箔であるシート状の正極箔（図示せず）と、シート状のセパレータ（図示せず）等によって構成されており、負極箔と正極箔にセパレータを介在させた状態で、各部材を筒状に捲回して形成される部材である。そして、発電要素３の負極箔および正極箔には配線４および配線５の一端が接続されている。また、配線４および配線５の他端には端子部材１０，２０が接続されている。

前記端子部材１０，２０は、主に銅を素材とする負極側の端子部材（以下、負極端子部材と記載する）１０と、主にアルミを素材とする正極側の端子部材（以下、正極端子部材と記載する）２０に区別されるものであるが、負極端子部材１０と正極端子部材２０の構造は共通しているため、これら端子部材１０，２０の構造説明においては、正極端子部材２０を例示して、負極端子部材１０の構成部品には、正極端子部材２０と同じ符号を付記する。

前記正極端子部材２０は、図１及び図２に示すように、筐体２の内部に配設される集電板２１に対して、端子ピン２２の端部２２ａを固着させて、集電板２１と端子ピン２２とを一体化することによって構成されている。また、蓋部２ａの孔２ｃにはシール部材２３が嵌装され、孔２ｃと端子ピン２２との間にシール部材２３が介設された状態で、端子ピン２２が配設される構成としている。このシール部材２３によって、蓋部２ａと端子ピン２２及び集電板２１とが電気的に絶縁されるとともに、筐体２に封入される電解液の漏出が防止されている。さらに、シール部材２３は、それぞれ外側部材２３ａと内側部材２３ｂからなる分割可能な構成としており、孔２ｃに対するシール部材２３の取り付けを容易にしている。

前記正極端子部材２０の端子ピン２２は、端部２２ａを除いて外周にねじ山が成形された略円柱状のボルト部材であり、バスバー（図示せず）を接続してナット（図示せず）で固定することにより、複数のリチウムイオン電池を電気的に接続することが可能となっている。一方、正極端子部材２０の集電板２１には、貫通孔２１ａが形成されており、この貫通孔２１ａに端子ピン２２の端部２２ａが挿入される。そして、当該端部２２ａをかしめの一例としてスピニングかしめすることによって、端子ピン２２と集電板２１が固着される。

前記スピニングかしめによる、前記端子ピン２２と集電板２１との固定構造としては、図３に示すように、集電板２１には、貫通孔２１ａの開口縁には切り欠き部２１ｂ、２１ｃが形成されており、ここに端子ピン２２の端部２２ａが食い込むことで、高い締結力が得られる。また、図４に示すように、スピニングかしめはスピンかしめ機３０を用いて行われ、ポンチ３１で端子ピン２２の端部２２ａを端面から押圧してポンチ３１を回転させながら、当該端部２２ａを加圧変形させるものである。スピニングかしめでは、端子ピン２２の端部２２ａは、拡径方向に塑性変形するが、切り欠き部２１ｂ、２１ｃは、当該拡径方向に配置されているので、端子ピン２２の端部２２ａが切り欠き部２１ｂ、２１ｃへ流入しやすくなっている。さらに、切り欠き部２１ｂ、２１ｃは、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、三角錐状に成形されており、切り欠き部２１ｂ、２１ｃの開口外形線は、Ｖ形状の輪郭に成形されている。このため、切り欠き部２１ｂ、２１ｃの容積は、開口縁から離れるほど小さくなり、塑性変形した端子ピン２２の端部２２ａが切り欠き部２１ｂ、２１ｃの内部全体に隙間無く充填することになるため、高い締結力が得られる。なお、切り欠き部の数は、二個でなく一個や三個、四個であっても、相応の締結力を発揮することができる。

以上説明したように、本発明の正極端子部材２０によれば、電極ピン２２と集電板２１との締結力が向上するため、端子ピン２２と集電板２１との接触抵抗について、経年変化が抑えられるので、安定した導電性を発揮することができる。また、切り欠き部２１ｂ、２１ｃが貫通孔２１ａの開口縁に形成されているので、回転方向に対する締結力が格段に向上し、バスバー接続における緩み防止に優れたものとなる。なお、図面において、図１及び図２は、便宜上、端子ピン２２がかしめられていない状態を示し、図３は、端子ピン３３を省略した状態で集電板２１の構成を示している。

１ 電池
２ 筐体
２ａ 蓋部
２ｂ ケース
３ 発電要素
４，５ 配線
１０ 負極端子部材
２０ 正極端子部材
２１ 集電板
２１ａ 貫通孔
２１ｂ，２１ｃ 切り欠き部
２２ 端子ピン
２２ａ 端部
２３ シール部材
２３ａ 外側部材
２３ｂ 内側部材
３０ スピンかしめ機
３１ ポンチ

Claims (3)

1. 集電板に設けた貫通孔の開口縁に１または複数の切り欠き部を設け、当該貫通孔に端子ピンを挿入してかしめることによって、端子ピンを切り欠き部に食い込ませて集電板と端子ピンとを固定する構造を特徴とする端子部材。
2. 前記集電板の切り欠き部は、三角錐状に成形されていることを特徴とする請求項１に記載の端子部材。
3. 前記かしめは、スピニングかしめによることを特徴とする請求項１または２に記載の端子部材。

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