二次電池
【課題】未塗工端部の面積を極力小さくするとともに塗工部の面積を極力大きくすること。
【解決手段】集電端子３０の本体部３０ａにおいて、第１〜第４接触面３１〜３４に沿って延びる部位に、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの端縁部１３１ｂを差し込み可能な第１〜第４スリット５１〜５４を形成した。
【解決手段】集電端子３０の本体部３０ａにおいて、第１〜第４接触面３１〜３４に沿って延びる部位に、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの端縁部１３１ｂを差し込み可能な第１〜第４スリット５１〜５４を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから形成される正極と負極との間を絶縁してこれらを捲回、又は積層してなる電極体を備えた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（蓄電池）として例えば特許文献１に開示のものがある。図８に示すように、特許文献１の蓄電池は、正極用及び負極用の電極板７１が複数枚積層されるとともに、正極用及び負極用の各電極板７１に各集電端子７２が接続された構成になっている。正極用及び負極用の電極板７１は、活物質が塗布されている反応部７３（塗工部）及び活物質が塗られていないリード部７４（未塗工端部）とから形成されている。なお、図８では正極側の構成のみ図示し、負極側の構成は省略している。また、図８では、説明の便宜上、複数の電極板７１のうちの第１〜第４電極板７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄのみを図示している。
【０００３】
集電端子７２の側面には第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ（接触面）が形成されている。第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、第１〜第４電極板７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが積層される方向（図８に示す矢印Ｗ１の方向）に互いに異なる位置に配置されている。また、第１〜第４電極板７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが積層される方向と直交する方向（図８に示す矢印Ｗ２の方向）においては、第１溶接面７２ａ及び第２溶接面７２ｂと、第３溶接面７２ｃ及び第４溶接面７２ｄとが互いに異なる位置に配置されている。そして、第１電極板７１ａ及び第２電極板７１ｂのリード部７４の突起部７４ａを束ねて第１溶接面７２ａに溶接することで、第１電極板７１ａ及び第２電極板７１ｂが集電端子７２に接続される。同様に、第３電極板７１ｃ及び第４電極板７１ｄのリード部７４の突起部７４ａを束ねて第２溶接面７２ｂに溶接することで、第３電極板７１ｃ及び第４電極板７１ｄが集電端子７２に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１３２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の蓄電池では、各電極板７１のリード部７４の端縁部を第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄに溶接しようとすると、リード部７４の端縁部が集電端子７２における各電極板７１側の面に干渉してしまう。よって、各電極板７１のリード部７４と集電端子７２とを接続するためには、各電極板７１のリード部７４に、第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄに溶接するための突起部７４ａを形成しなければならず、この突起部７４ａの分だけリード部７４の面積が大きくなっている。通常、蓄電池の体格は規格として定められているため、リード部７４の面積が大きくなると、その分だけ反応部７３の面積が小さくなってしまい、蓄電池の充放電に際しての化学反応が生じる面積が小さくなってしまう。その結果として、蓄電池のエネルギー密度が小さくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、未塗工端部の面積を極力小さくするとともに塗工部の面積を極力大きくすることができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを捲回することで周方向に層が形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記電極体の捲回軸における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記周方向に間隔をおき、且つ前記電極体における層の厚さ方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々と接触面とを接触させる際に、未塗工端部の端縁部をスリットに差し込むことができるため、未塗工端部の端縁部が本体部における電極体側の面に干渉してしまうことが無い。よって、未塗工端部と集電端子とを接続するために、従来技術のような突起部を未塗工端部に形成する必要が無く、未塗工端部の面積を極力小さくすることができる。その結果として、塗工部の面積を極力大きくすることができ、二次電池のエネルギー密度を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、本体部における電極体側の面とは反対側の面から、溶接用スリットを介してスリットに差し込まれた未塗工端部の端縁部と本体部とを容易に溶接することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを積層することで形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記正極及び前記負極の面上における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記電極体の積層方向に間隔をおき、且つ前記積層方向と直角且つ前記未塗工端部の端縁部に沿った方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを要旨とする。この発明によれば、請求項１と同様な効果を得ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを要旨とする。この発明によれば、請求項２と同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、未塗工端部の面積を極力小さくするとともに塗工部の面積を極力大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における二次電池の縦断面図。
【図２】電極体の一部を展開して示す斜視図。
【図３】集電端子の本体部を表面側から見た斜視図。
【図４】集電端子の本体部を裏面側から見た斜視図。
【図５】本体部の断面図。
【図６】集電端子と未塗工端部とが接合された状態を模式的に示す斜視図。
【図７】別の実施形態における二次電池の縦断面図。
【図８】従来例における二次電池の一部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、二次電池１０は、電極体１１と、電極体１１を収容するケースＣと、ケースＣの蓋Ｆとから構成されている。ケースＣは一面が開口する有底矩形箱状をなすとともに、内部に電解液が注入されている。蓋Ｆには、正極端子Ｆ１及び負極端子Ｆ２が取り付けられている。
【００１６】
図２に示すように、電極体１１は、帯状の正極１２と帯状の負極１３との間に帯状のセパレータ１４を介在させて正極１２と負極１３との間を絶縁し、これらを捲回軸Ｌ周りに渦捲き状に捲回して構成されている。正極１２はアルミニウムから形成されるとともに、負極１３は銅から形成されている。正極１２及び負極１３には、活物質が塗布されている塗工部１２ａ，１３ａと、活物質が塗布されていない未塗工端部１２ｂ，１３ｂとが形成されている。負極１３の未塗工端部１３ｂは、捲回軸Ｌにおいて、正極１２の未塗工端部１２ｂの反対方向に突出している。
【００１７】
正極１２及び負極１３は、セパレータ１４を介して幅方向にずらして積層されるとともに、正極１２及び負極１３の未塗工端部１２ｂ，１３ｂを、セパレータ１４の両端縁１４ａ，１４ｂからそれぞれ外側へ突出させた状態で捲回軸Ｌ周りに渦捲き状に捲回される。そして、正極１２、負極１３及びセパレータ１４が渦捲き状に捲回された後、正極１２、負極１３及びセパレータ１４を径方向両側から圧縮することにより扁平状の電極体１１が形成される。電極体１１は、周方向（図２に示す矢印Ｙ１の方向）両端に位置する弧状に湾曲するように折り曲げられる両折り曲げ部２１，２２と、周方向に延びて両折り曲げ部２１，２２同士を繋ぐ連結部２３とから形成されている。ここで、「電極体１１の周方向」とは、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ及び負極１３の未塗工端部１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂが、面方向に延びる方向のことをいう。
【００１８】
図１に示すように、電極体１１の捲回軸Ｌ方向両端において、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ及び負極１３の未塗工端部１３ｂには集電端子３０がそれぞれ接合されている。
【００１９】
以下、正極１２の未塗工端部１２ｂに接合される集電端子３０について詳しく説明する。なお、負極１３の未塗工端部１３ｂに接合される集電端子３０は、正極１２の未塗工端部１２ｂに接合される集電端子３０と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００２０】
図３に示すように、集電端子３０の本体部３０ａは、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層間に挿入されるとともに、基端から先端に向かうにつれて先細りする平板形状をなしている。本体部３０ａには、その先端側に先端部３０１ａが形成されており、先端部３０１ａの両側面には正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが接触する接触面としての第１接触面３１及び第２接触面３２が形成されている。第１接触面３１及び第２接触面３２は側面視矩形状をなす平坦面状に形成されるとともに、電極体１１の周方向（図３に示す矢印Ｙ１の方向）へ互いに平行に延びている。
【００２１】
本体部３０ａには、先端部３０１ａの基端に連なる第１連繋部３０２ａが形成されている。第１連繋部３０２ａの両側面には、本体部３０ａの先端から基端に向かうにつれて、未塗工端部１２ｂの層間に挿入された状態において電極体１１における層の厚さ方向（図３に示す矢印Ｚ１の方向）に、夫々が離れるように傾斜する第１傾斜面３７及び第２傾斜面３８が形成されている。第１傾斜面３７は第１接触面３１と連なるとともに、第２傾斜面３８は第２接触面３２と連なっている。ここで、「電極体１１における層の厚さ方向」とは、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層が並ぶ方向と同じ方向のことをいう。
【００２２】
本体部３０ａには、第１連繋部３０２ａの基端に連なるとともに本体部３０ａの中央に位置する中央部３０３ａが形成されている。中央部３０３ａの両側面には正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが接触する接触面としての第３接触面３３及び第４接触面３４が形成されている。第３接触面３３及び第４接触面３４は側面視矩形状をなす平坦面状に形成されるとともに、電極体１１の周方向へ互いに平行に延びている。第３接触面３３は第１傾斜面３７と連なるとともに、第４接触面３４は第２傾斜面３８と連なっている。
【００２３】
本体部３０ａには、中央部３０３ａの基端に連なる第２連繋部３０４ａが形成されている。第２連繋部３０４ａの両側面には、本体部３０ａの先端から基端に向かうにつれて、未塗工端部１２ｂの層間に挿入された状態において電極体１１における層の厚さ方向に、夫々が離れるように傾斜する第３傾斜面３９及び第４傾斜面４０が形成されている。第３傾斜面３９は第３接触面３３と連なるとともに、第４傾斜面４０は第４接触面３４と連なっている。
【００２４】
本体部３０ａには、第２連繋部３０４ａの基端に連なるとともに本体部３０ａの基端側に位置する一対の基端部３０５ａ，３０６ａが形成されている。各基端部３０５ａ，３０６ａにおいて、電極体１１における層の厚さ方向外側の側面には、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが接触する接触面としての第５接触面３５及び第６接触面３６が形成されている。第５接触面３５及び第６接触面３６は側面視矩形状をなす平坦面状に形成されるとともに、電極体１１の周方向へ互いに平行に延びている。第５接触面３５は第３傾斜面３９と連なるとともに、第６接触面３６は第４傾斜面４０と連なっている。また、各基端部３０５ａ，３０６ａにおける互いに対向する側面４１，４２の間には幅Ｈ９分だけ間隔があいている。このように、本体部３０ａには６つの第１〜第６接触面３１〜３６が形成されており、少なくとも二つ以上形成されている。
【００２５】
電極体１１における層の厚さ方向において、第１接触面３１と第２接触面３２との間の距離Ｈ１、第１接触面３１と第３接触面３３との間の距離Ｈ２、第３接触面３３と第５接触面３５との間の距離Ｈ３、第２接触面３２と第４接触面３４との間の距離Ｈ４、及び第４接触面３４と第６接触面３６との間の距離Ｈ５は全て同じになっている。すなわち、第１〜第６接触面３１〜３６は、電極体１１における層の厚さ方向において等間隔おきに配置されている。
【００２６】
また、電極体１１の周方向において、第１接触面３１及び第２接触面３２と第３接触面３３及び第４接触面３４との間の距離Ｈ１１は、第３接触面３３及び第４接触面３４と第５接触面３５及び第６接触面３６との間の距離Ｈ１２と同じになっている。すなわち、第１接触面３１及び第２接触面３２と第３接触面３３及び第４接触面３４と第５接触面３５及び第６接触面３６とは、電極体１１の周方向において等間隔おきに配置されている。第１〜第６接触面３１〜３６における正極１２の未塗工端部１２ｂに対して接触する接触面積は全て同じになっている。
【００２７】
本体部３０ａにおける電極体１１側（正極１２の未塗工端部１２ｂ側）の面とは反対側の面である表面３０１には、正極端子Ｆ１に接続される端子接続部４５が設けられている。なお、負極１３の未塗工端部１３ｂに接合される集電端子３０において、本体部３０ａの表面３０１に設けられる端子接続部４５は負極端子Ｆ２に接続される。
【００２８】
図４に示すように、本体部３０ａにおける電極体１１側（正極１２の未塗工端部１２ｂ側）の面である裏面３０２には、電極体１１の周方向（図４に示す矢印Ｙ１の方向）において第１接触面３１に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ、中央部３０３ａ及び第２連繋部３０４ａに跨るスリットとしての第１スリット５１が形成されている。また、本体部３０ａの裏面３０２には、電極体１１の周方向において第２接触面３２に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ、中央部３０３ａ及び第２連繋部３０４ａに跨るスリットとしての第２スリット５２が形成されている。さらに、本体部３０ａの裏面３０２には、電極体１１の周方向において第３接触面３３に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０５ａに跨るスリットとしての第３スリット５３が形成されている。また、本体部３０ａの裏面３０２には、電極体１１の周方向において第４接触面３４に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０６ａに跨るスリットとしての第４スリット５４が形成されている。
【００２９】
電極体１１における層の厚さ方向（図４に示す矢印Ｚ１の方向）において、第１スリット５１と第２スリット５２との間の距離Ｌ１、第１スリット５１と第３スリット５３との間の距離Ｌ２、及び第２スリット５２と第４スリット５４との間の距離Ｌ３は全て同じになっている。
【００３０】
図３に示すように、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第１接触面３１に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ及び中央部３０３ａに跨る溶接用スリットとしての第１溶接用スリット６１が形成されている。第１溶接用スリット６１は第１スリット５１に連通している。また、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第２接触面３２に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ及び中央部３０３ａに跨る溶接用スリットとしての第２溶接用スリット６２が形成されている。第２溶接用スリット６２は第２スリット５２に連通している。さらに、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第３接触面３３に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０５ａに跨る溶接用スリットとしての第３溶接用スリット６３が形成されている。第３溶接用スリット６３は第３スリット５３に連通している。また、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第４接触面３４に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０６ａに跨る溶接用スリットとしての第４溶接用スリット６４が形成されている。第４溶接用スリット６４は第４スリット５４に連通している。電極体１１の周方向において、第１溶接用スリット６１の長さＲ１、第２溶接用スリット６２の長さＲ２、第３溶接用スリット６３の長さＲ３、及び第４溶接用スリット６４の長さＲ４は全て同じになっている。
【００３１】
図５に示すように、本体部３０ａの厚み方向（図５に示す矢印Ｐの方向）において第１〜第４スリット５１〜５４の長さＭ１と、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４の長さＭ２とは同じになっている。第１〜第４スリット５１〜５４は、本体部３０ａの表面３０１から開放されていない。
【００３２】
次に、上記構成の集電端子３０と正極１２の未塗工端部１２ｂとを接続する方法について説明する。
まず、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの各層において、未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂと、未塗工端部１２ｂの各層に対応する第１〜第６接触面３１〜３６とを接触させる。なお、本実施形態では、連結部２３は、６つの正極１２の未塗工端部１２ｂの層から形成されているものとする。
【００３３】
具体的には、図６に示すように、まず、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向（図６に示す矢印Ｚ１の方向）において最も一端側に位置する第１層Ｓ１の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第５接触面３５に接触させる。
【００３４】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から２層目に位置する第２層Ｓ２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第３接触面３３に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第３スリット５３に差し込まれる。
【００３５】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から３層目に位置する第３層Ｓ３の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第１接触面３１に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第１スリット５１に差し込まれる。
【００３６】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から４層目に位置する第４層Ｓ４の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第２接触面３２に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第２スリット５２に差し込まれる。
【００３７】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から５層目に位置する第５層Ｓ５の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第４接触面３４に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第４スリット５４に差し込まれる。
【００３８】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において最も他端側に位置する第６層Ｓ６の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第６接触面３６に接触させる。
【００３９】
続いて、本体部３０ａの表面３０１側から第１〜第４溶接用スリット６１〜６４に向けてレーザービームを照射する。すると、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４及び第１〜第４溶接用スリット６１〜６４と重合する第１〜第４スリット５１〜５４の部位の内面が溶融するとともに、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４と重合する第１〜第４スリット５１〜５４の部位に位置する正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂも溶融する。そして、これら溶融した部位が再凝固することで、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４と重合する第１〜第４スリット５１〜５４の部位と正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂとが接合される。
【００４０】
また、本体部３０ａの表面３０１側から第１〜第６接触面３１〜３６に向けてレーザービームを照射する。すると、第１〜第６接触面３１〜３６が溶融するとともに、第１〜第６接触面３１〜３６に接触している正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂも溶融する。そして、これら溶融した部位が再凝固することで第１〜第６接触面３１〜３６と正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂとが接合される。これにより、集電端子３０と正極１２の未塗工端部１２ｂとが接続される。
【００４１】
なお、集電端子３０と負極１３の未塗工端部１３ｂとを接続する方法は、集電端子３０と正極１２の未塗工端部１２ｂとを接続する方法と同じであるため、その詳細な説明を省略する。このため、集電端子３０と負極１３の未塗工端部１３ｂとを接続する方法についての説明は、前述の説明中における「正極１２」を「負極１３」に、「未塗工端部１２ｂ」を「未塗工端部１３ｂ」に、「端縁部１２１ｂ」を「端縁部１３１ｂ」に夫々読み替えることで説明される。
【００４２】
そして、各端子接続部４５を正極端子Ｆ１又は負極端子Ｆ２に接続するとともに、各集電端子３０を介して正極１２又は負極１３と正極端子Ｆ１又は負極端子Ｆ２とが接続された電極体１１をケースＣに収容し、蓋ＦによりケースＣの開口を塞いで密閉することで二次電池１０が構成される。
【００４３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記構成の二次電池１０では、従来技術のような突起部を未塗工端部１２ｂ，１３ｂに形成していないため、従来技術に比べて、正極１２の未塗工端部１２ｂ及び負極１３の未塗工端部１３ｂの面積が小さくなっており、正極１２の塗工部１２ａ及び負極１３の塗工部１３ａの面積が大きくなっている。よって、二次電池１０の充放電に際しての化学反応が生じる面積が極力大きくなっている。その結果として、二次電池１０の充放電の際に生じる化学反応が効率良く行われ、二次電池１０のエネルギー密度が大きくなる。
【００４４】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）集電端子３０の本体部３０ａにおいて、第１〜第４接触面３１〜３４に沿って延びる部位に、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの端縁部１３１ｂを差し込み可能な第１〜第４スリット５１〜５４を形成した。よって、正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの各層において、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと第１〜第６接触面３１〜３６とを接触させる際に、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂを第１〜第４スリット５１〜５４に差し込むことができる。したがって、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと第１〜第６接触面３１〜３６とを接触させる際に、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂが本体部３０ａの裏面３０２に干渉してしまうことが無い。よって、正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂと集電端子３０とを接続するために、従来技術のような突起部を未塗工端部１２ｂ，１３ｂに形成する必要が無く、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの面積を極力小さくすることができる。その結果として、正極１２の塗工部１２ａ及び負極１３の塗工部１３ａの面積を極力大きくすることができ、二次電池１０のエネルギー密度を向上させることができる。
【００４５】
（２）本体部３０ａに、本体部３０ａの表面３０１から、第１〜第４スリット５１〜５４に差し込まれた未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと本体部３０ａとを溶接するための第１〜第４溶接用スリット６１〜６４を形成した。よって、本体部３０ａの表面３０１から、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４を介して第１〜第４スリット５１〜５４に差し込まれた未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと本体部３０ａとを容易に溶接することができる。
【００４６】
（３）第１〜第６接触面３１〜３６は、電極体１１における層の厚さ方向に間隔をおき、且つ電極体１１の周方向に間隔をおいて配置されている。よって、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの各層において、集電端子３０と未塗工端部１２ｂ，１３ｂとの接続箇所を分散することができるため、正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの層同士の間で電位差が生じてしまうことを抑制することができる。その結果として、正極１２又は負極１３の電極反応を均一にし易くすることができる。
【００４７】
（４）集電端子３０の本体部３０ａにおいて、両側面４１，４２の間に幅Ｈ９の間隔を設けた。これにより、両側面４１，４２にも未塗工端部１２ｂ，１３ｂを接触させることができるため、本体部３０ａにおいて、先端部３０１ａから基端部３０５ａ，３０６ａにかけての電極体１１に対する接触面積の差を解消することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４を削除してもよい。この場合、例えば、本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの接触部位に、導電性接着剤を塗布することで、本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂとを接続してもよい。また、例えば、本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂとを半田により接合してもよいし、スポット溶接により本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂと溶接することで接合してもよい。
【００４９】
○ 実施形態において、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの層の数に応じて、本体部３０ａに形成される接触面の数をさらに増やしてもよい。
○ 実施形態において、本体部３０ａの形状は特に限定されるものではない。例えば、平板形状でなく、厚みがある板を用いてもよい。また、第１スリット５１と第２スリット５２との間の距離Ｌ１、第１スリット５１と第３スリット５３との間の距離Ｌ２、及び第２スリット５２と第４スリット５４との間の距離Ｌ３は夫々同じでなくてもよい。同様に、電極体１１の周方向において、第１溶接用スリット６１の長さＲ１、第２溶接用スリット６２の長さＲ２、第３溶接用スリット６３の長さＲ３、第４溶接用スリット６４の長さＲ４は夫々同じでなくてもよい。さらに、本体部３０ａの厚み方向において、第１〜第４スリット５１〜５４の長さＭ１と、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４の長さＭ２も同じでなくてもよい。
【００５０】
○ 実施形態において、例えば、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの層のうち、第１層Ｓ１及び第２層Ｓ２の未塗工端部１２ｂ，１３ｂを束ねて、第１層Ｓ１及び第２層Ｓ２の未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂを第５接触面３５に接触させてもよい。すなわち、第１〜第６接触面３１〜３６に接触させる未塗工端部１２ｂ，１３ｂの層の数を適宜変更してもよい。
【００５１】
○ 図７に示すように、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ、及び負極１３の未塗工端部１３ｂには集電端子８０がそれぞれ接合されている。各集電端子８０には、本体部３０ａが二つ形成されている。そして、二つの本体部３０ａが連結部２３に位置する正極１２の未塗工端部１２ｂ、及び負極１３の未塗工端部１３ｂに接合されることで、各集電端子３０と正極１２又は負極１３とが接続されている。このように、集電端子８０に二つの本体部３０ａが形成されていてもよい。
【００５２】
○ 実施形態では、帯状の正極１２及び負極１３の間に帯状のセパレータ１４を介在させて、これらを捲回軸Ｌ周りに渦捲き状に捲回して構成された電極体１１を用いたが、これに限らず、例えば、正極と負極との間にセパレータを介在させて、これらを積層して構成された電極体を用いてもよい。この場合、集電端子の本体部には、正極の未塗工端部又は負極の未塗工端部の各層に接触可能に、電極体の積層方向に間隔をおき、さらに積層方向と直角且つ未塗工端部の端縁部に沿った方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有している。また、正極の未塗工端部と負極の未塗工端部は、正極及び負極の面上における反対方向に夫々突出する。
【符号の説明】
【００５３】
１０…二次電池、１１…電極体、１２…正極、１２ａ，１３ａ…塗工部、１２ｂ，１３ｂ…未塗工端部、１３…負極、３０，８０…集電端子、３０ａ…本体部、３１〜３６…接触面としての第１〜第６接触面、５１〜５４…スリットとしての第１〜第４スリット、６１〜６４…第１〜第４溶接用スリット、１２１ｂ，１３１ｂ…端縁部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから形成される正極と負極との間を絶縁してこれらを捲回、又は積層してなる電極体を備えた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（蓄電池）として例えば特許文献１に開示のものがある。図８に示すように、特許文献１の蓄電池は、正極用及び負極用の電極板７１が複数枚積層されるとともに、正極用及び負極用の各電極板７１に各集電端子７２が接続された構成になっている。正極用及び負極用の電極板７１は、活物質が塗布されている反応部７３（塗工部）及び活物質が塗られていないリード部７４（未塗工端部）とから形成されている。なお、図８では正極側の構成のみ図示し、負極側の構成は省略している。また、図８では、説明の便宜上、複数の電極板７１のうちの第１〜第４電極板７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄのみを図示している。
【０００３】
集電端子７２の側面には第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ（接触面）が形成されている。第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、第１〜第４電極板７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが積層される方向（図８に示す矢印Ｗ１の方向）に互いに異なる位置に配置されている。また、第１〜第４電極板７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄが積層される方向と直交する方向（図８に示す矢印Ｗ２の方向）においては、第１溶接面７２ａ及び第２溶接面７２ｂと、第３溶接面７２ｃ及び第４溶接面７２ｄとが互いに異なる位置に配置されている。そして、第１電極板７１ａ及び第２電極板７１ｂのリード部７４の突起部７４ａを束ねて第１溶接面７２ａに溶接することで、第１電極板７１ａ及び第２電極板７１ｂが集電端子７２に接続される。同様に、第３電極板７１ｃ及び第４電極板７１ｄのリード部７４の突起部７４ａを束ねて第２溶接面７２ｂに溶接することで、第３電極板７１ｃ及び第４電極板７１ｄが集電端子７２に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１３２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の蓄電池では、各電極板７１のリード部７４の端縁部を第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄに溶接しようとすると、リード部７４の端縁部が集電端子７２における各電極板７１側の面に干渉してしまう。よって、各電極板７１のリード部７４と集電端子７２とを接続するためには、各電極板７１のリード部７４に、第１〜第４溶接面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄに溶接するための突起部７４ａを形成しなければならず、この突起部７４ａの分だけリード部７４の面積が大きくなっている。通常、蓄電池の体格は規格として定められているため、リード部７４の面積が大きくなると、その分だけ反応部７３の面積が小さくなってしまい、蓄電池の充放電に際しての化学反応が生じる面積が小さくなってしまう。その結果として、蓄電池のエネルギー密度が小さくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、未塗工端部の面積を極力小さくするとともに塗工部の面積を極力大きくすることができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを捲回することで周方向に層が形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記電極体の捲回軸における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記周方向に間隔をおき、且つ前記電極体における層の厚さ方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々と接触面とを接触させる際に、未塗工端部の端縁部をスリットに差し込むことができるため、未塗工端部の端縁部が本体部における電極体側の面に干渉してしまうことが無い。よって、未塗工端部と集電端子とを接続するために、従来技術のような突起部を未塗工端部に形成する必要が無く、未塗工端部の面積を極力小さくすることができる。その結果として、塗工部の面積を極力大きくすることができ、二次電池のエネルギー密度を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、本体部における電極体側の面とは反対側の面から、溶接用スリットを介してスリットに差し込まれた未塗工端部の端縁部と本体部とを容易に溶接することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを積層することで形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記正極及び前記負極の面上における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記電極体の積層方向に間隔をおき、且つ前記積層方向と直角且つ前記未塗工端部の端縁部に沿った方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを要旨とする。この発明によれば、請求項１と同様な効果を得ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを要旨とする。この発明によれば、請求項２と同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、未塗工端部の面積を極力小さくするとともに塗工部の面積を極力大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における二次電池の縦断面図。
【図２】電極体の一部を展開して示す斜視図。
【図３】集電端子の本体部を表面側から見た斜視図。
【図４】集電端子の本体部を裏面側から見た斜視図。
【図５】本体部の断面図。
【図６】集電端子と未塗工端部とが接合された状態を模式的に示す斜視図。
【図７】別の実施形態における二次電池の縦断面図。
【図８】従来例における二次電池の一部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、二次電池１０は、電極体１１と、電極体１１を収容するケースＣと、ケースＣの蓋Ｆとから構成されている。ケースＣは一面が開口する有底矩形箱状をなすとともに、内部に電解液が注入されている。蓋Ｆには、正極端子Ｆ１及び負極端子Ｆ２が取り付けられている。
【００１６】
図２に示すように、電極体１１は、帯状の正極１２と帯状の負極１３との間に帯状のセパレータ１４を介在させて正極１２と負極１３との間を絶縁し、これらを捲回軸Ｌ周りに渦捲き状に捲回して構成されている。正極１２はアルミニウムから形成されるとともに、負極１３は銅から形成されている。正極１２及び負極１３には、活物質が塗布されている塗工部１２ａ，１３ａと、活物質が塗布されていない未塗工端部１２ｂ，１３ｂとが形成されている。負極１３の未塗工端部１３ｂは、捲回軸Ｌにおいて、正極１２の未塗工端部１２ｂの反対方向に突出している。
【００１７】
正極１２及び負極１３は、セパレータ１４を介して幅方向にずらして積層されるとともに、正極１２及び負極１３の未塗工端部１２ｂ，１３ｂを、セパレータ１４の両端縁１４ａ，１４ｂからそれぞれ外側へ突出させた状態で捲回軸Ｌ周りに渦捲き状に捲回される。そして、正極１２、負極１３及びセパレータ１４が渦捲き状に捲回された後、正極１２、負極１３及びセパレータ１４を径方向両側から圧縮することにより扁平状の電極体１１が形成される。電極体１１は、周方向（図２に示す矢印Ｙ１の方向）両端に位置する弧状に湾曲するように折り曲げられる両折り曲げ部２１，２２と、周方向に延びて両折り曲げ部２１，２２同士を繋ぐ連結部２３とから形成されている。ここで、「電極体１１の周方向」とは、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ及び負極１３の未塗工端部１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂが、面方向に延びる方向のことをいう。
【００１８】
図１に示すように、電極体１１の捲回軸Ｌ方向両端において、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ及び負極１３の未塗工端部１３ｂには集電端子３０がそれぞれ接合されている。
【００１９】
以下、正極１２の未塗工端部１２ｂに接合される集電端子３０について詳しく説明する。なお、負極１３の未塗工端部１３ｂに接合される集電端子３０は、正極１２の未塗工端部１２ｂに接合される集電端子３０と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００２０】
図３に示すように、集電端子３０の本体部３０ａは、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層間に挿入されるとともに、基端から先端に向かうにつれて先細りする平板形状をなしている。本体部３０ａには、その先端側に先端部３０１ａが形成されており、先端部３０１ａの両側面には正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが接触する接触面としての第１接触面３１及び第２接触面３２が形成されている。第１接触面３１及び第２接触面３２は側面視矩形状をなす平坦面状に形成されるとともに、電極体１１の周方向（図３に示す矢印Ｙ１の方向）へ互いに平行に延びている。
【００２１】
本体部３０ａには、先端部３０１ａの基端に連なる第１連繋部３０２ａが形成されている。第１連繋部３０２ａの両側面には、本体部３０ａの先端から基端に向かうにつれて、未塗工端部１２ｂの層間に挿入された状態において電極体１１における層の厚さ方向（図３に示す矢印Ｚ１の方向）に、夫々が離れるように傾斜する第１傾斜面３７及び第２傾斜面３８が形成されている。第１傾斜面３７は第１接触面３１と連なるとともに、第２傾斜面３８は第２接触面３２と連なっている。ここで、「電極体１１における層の厚さ方向」とは、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層が並ぶ方向と同じ方向のことをいう。
【００２２】
本体部３０ａには、第１連繋部３０２ａの基端に連なるとともに本体部３０ａの中央に位置する中央部３０３ａが形成されている。中央部３０３ａの両側面には正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが接触する接触面としての第３接触面３３及び第４接触面３４が形成されている。第３接触面３３及び第４接触面３４は側面視矩形状をなす平坦面状に形成されるとともに、電極体１１の周方向へ互いに平行に延びている。第３接触面３３は第１傾斜面３７と連なるとともに、第４接触面３４は第２傾斜面３８と連なっている。
【００２３】
本体部３０ａには、中央部３０３ａの基端に連なる第２連繋部３０４ａが形成されている。第２連繋部３０４ａの両側面には、本体部３０ａの先端から基端に向かうにつれて、未塗工端部１２ｂの層間に挿入された状態において電極体１１における層の厚さ方向に、夫々が離れるように傾斜する第３傾斜面３９及び第４傾斜面４０が形成されている。第３傾斜面３９は第３接触面３３と連なるとともに、第４傾斜面４０は第４接触面３４と連なっている。
【００２４】
本体部３０ａには、第２連繋部３０４ａの基端に連なるとともに本体部３０ａの基端側に位置する一対の基端部３０５ａ，３０６ａが形成されている。各基端部３０５ａ，３０６ａにおいて、電極体１１における層の厚さ方向外側の側面には、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが接触する接触面としての第５接触面３５及び第６接触面３６が形成されている。第５接触面３５及び第６接触面３６は側面視矩形状をなす平坦面状に形成されるとともに、電極体１１の周方向へ互いに平行に延びている。第５接触面３５は第３傾斜面３９と連なるとともに、第６接触面３６は第４傾斜面４０と連なっている。また、各基端部３０５ａ，３０６ａにおける互いに対向する側面４１，４２の間には幅Ｈ９分だけ間隔があいている。このように、本体部３０ａには６つの第１〜第６接触面３１〜３６が形成されており、少なくとも二つ以上形成されている。
【００２５】
電極体１１における層の厚さ方向において、第１接触面３１と第２接触面３２との間の距離Ｈ１、第１接触面３１と第３接触面３３との間の距離Ｈ２、第３接触面３３と第５接触面３５との間の距離Ｈ３、第２接触面３２と第４接触面３４との間の距離Ｈ４、及び第４接触面３４と第６接触面３６との間の距離Ｈ５は全て同じになっている。すなわち、第１〜第６接触面３１〜３６は、電極体１１における層の厚さ方向において等間隔おきに配置されている。
【００２６】
また、電極体１１の周方向において、第１接触面３１及び第２接触面３２と第３接触面３３及び第４接触面３４との間の距離Ｈ１１は、第３接触面３３及び第４接触面３４と第５接触面３５及び第６接触面３６との間の距離Ｈ１２と同じになっている。すなわち、第１接触面３１及び第２接触面３２と第３接触面３３及び第４接触面３４と第５接触面３５及び第６接触面３６とは、電極体１１の周方向において等間隔おきに配置されている。第１〜第６接触面３１〜３６における正極１２の未塗工端部１２ｂに対して接触する接触面積は全て同じになっている。
【００２７】
本体部３０ａにおける電極体１１側（正極１２の未塗工端部１２ｂ側）の面とは反対側の面である表面３０１には、正極端子Ｆ１に接続される端子接続部４５が設けられている。なお、負極１３の未塗工端部１３ｂに接合される集電端子３０において、本体部３０ａの表面３０１に設けられる端子接続部４５は負極端子Ｆ２に接続される。
【００２８】
図４に示すように、本体部３０ａにおける電極体１１側（正極１２の未塗工端部１２ｂ側）の面である裏面３０２には、電極体１１の周方向（図４に示す矢印Ｙ１の方向）において第１接触面３１に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ、中央部３０３ａ及び第２連繋部３０４ａに跨るスリットとしての第１スリット５１が形成されている。また、本体部３０ａの裏面３０２には、電極体１１の周方向において第２接触面３２に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ、中央部３０３ａ及び第２連繋部３０４ａに跨るスリットとしての第２スリット５２が形成されている。さらに、本体部３０ａの裏面３０２には、電極体１１の周方向において第３接触面３３に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０５ａに跨るスリットとしての第３スリット５３が形成されている。また、本体部３０ａの裏面３０２には、電極体１１の周方向において第４接触面３４に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０６ａに跨るスリットとしての第４スリット５４が形成されている。
【００２９】
電極体１１における層の厚さ方向（図４に示す矢印Ｚ１の方向）において、第１スリット５１と第２スリット５２との間の距離Ｌ１、第１スリット５１と第３スリット５３との間の距離Ｌ２、及び第２スリット５２と第４スリット５４との間の距離Ｌ３は全て同じになっている。
【００３０】
図３に示すように、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第１接触面３１に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ及び中央部３０３ａに跨る溶接用スリットとしての第１溶接用スリット６１が形成されている。第１溶接用スリット６１は第１スリット５１に連通している。また、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第２接触面３２に沿って直線状に延びるとともに第１連繋部３０２ａ及び中央部３０３ａに跨る溶接用スリットとしての第２溶接用スリット６２が形成されている。第２溶接用スリット６２は第２スリット５２に連通している。さらに、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第３接触面３３に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０５ａに跨る溶接用スリットとしての第３溶接用スリット６３が形成されている。第３溶接用スリット６３は第３スリット５３に連通している。また、本体部３０ａの表面３０１には、電極体１１の周方向において第４接触面３４に沿って直線状に延びるとともに第２連繋部３０４ａ及び基端部３０６ａに跨る溶接用スリットとしての第４溶接用スリット６４が形成されている。第４溶接用スリット６４は第４スリット５４に連通している。電極体１１の周方向において、第１溶接用スリット６１の長さＲ１、第２溶接用スリット６２の長さＲ２、第３溶接用スリット６３の長さＲ３、及び第４溶接用スリット６４の長さＲ４は全て同じになっている。
【００３１】
図５に示すように、本体部３０ａの厚み方向（図５に示す矢印Ｐの方向）において第１〜第４スリット５１〜５４の長さＭ１と、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４の長さＭ２とは同じになっている。第１〜第４スリット５１〜５４は、本体部３０ａの表面３０１から開放されていない。
【００３２】
次に、上記構成の集電端子３０と正極１２の未塗工端部１２ｂとを接続する方法について説明する。
まず、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの各層において、未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂと、未塗工端部１２ｂの各層に対応する第１〜第６接触面３１〜３６とを接触させる。なお、本実施形態では、連結部２３は、６つの正極１２の未塗工端部１２ｂの層から形成されているものとする。
【００３３】
具体的には、図６に示すように、まず、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向（図６に示す矢印Ｚ１の方向）において最も一端側に位置する第１層Ｓ１の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第５接触面３５に接触させる。
【００３４】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から２層目に位置する第２層Ｓ２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第３接触面３３に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第３スリット５３に差し込まれる。
【００３５】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から３層目に位置する第３層Ｓ３の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第１接触面３１に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第１スリット５１に差し込まれる。
【００３６】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から４層目に位置する第４層Ｓ４の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第２接触面３２に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第２スリット５２に差し込まれる。
【００３７】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において一端側から５層目に位置する第５層Ｓ５の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第４接触面３４に接触させる。このとき、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂが第４スリット５４に差し込まれる。
【００３８】
続いて、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂの層のうち、電極体１１における層の厚さ方向において最も他端側に位置する第６層Ｓ６の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂを第６接触面３６に接触させる。
【００３９】
続いて、本体部３０ａの表面３０１側から第１〜第４溶接用スリット６１〜６４に向けてレーザービームを照射する。すると、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４及び第１〜第４溶接用スリット６１〜６４と重合する第１〜第４スリット５１〜５４の部位の内面が溶融するとともに、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４と重合する第１〜第４スリット５１〜５４の部位に位置する正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂも溶融する。そして、これら溶融した部位が再凝固することで、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４と重合する第１〜第４スリット５１〜５４の部位と正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂとが接合される。
【００４０】
また、本体部３０ａの表面３０１側から第１〜第６接触面３１〜３６に向けてレーザービームを照射する。すると、第１〜第６接触面３１〜３６が溶融するとともに、第１〜第６接触面３１〜３６に接触している正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂも溶融する。そして、これら溶融した部位が再凝固することで第１〜第６接触面３１〜３６と正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂとが接合される。これにより、集電端子３０と正極１２の未塗工端部１２ｂとが接続される。
【００４１】
なお、集電端子３０と負極１３の未塗工端部１３ｂとを接続する方法は、集電端子３０と正極１２の未塗工端部１２ｂとを接続する方法と同じであるため、その詳細な説明を省略する。このため、集電端子３０と負極１３の未塗工端部１３ｂとを接続する方法についての説明は、前述の説明中における「正極１２」を「負極１３」に、「未塗工端部１２ｂ」を「未塗工端部１３ｂ」に、「端縁部１２１ｂ」を「端縁部１３１ｂ」に夫々読み替えることで説明される。
【００４２】
そして、各端子接続部４５を正極端子Ｆ１又は負極端子Ｆ２に接続するとともに、各集電端子３０を介して正極１２又は負極１３と正極端子Ｆ１又は負極端子Ｆ２とが接続された電極体１１をケースＣに収容し、蓋ＦによりケースＣの開口を塞いで密閉することで二次電池１０が構成される。
【００４３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記構成の二次電池１０では、従来技術のような突起部を未塗工端部１２ｂ，１３ｂに形成していないため、従来技術に比べて、正極１２の未塗工端部１２ｂ及び負極１３の未塗工端部１３ｂの面積が小さくなっており、正極１２の塗工部１２ａ及び負極１３の塗工部１３ａの面積が大きくなっている。よって、二次電池１０の充放電に際しての化学反応が生じる面積が極力大きくなっている。その結果として、二次電池１０の充放電の際に生じる化学反応が効率良く行われ、二次電池１０のエネルギー密度が大きくなる。
【００４４】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）集電端子３０の本体部３０ａにおいて、第１〜第４接触面３１〜３４に沿って延びる部位に、正極１２の未塗工端部１２ｂの端縁部１２１ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの端縁部１３１ｂを差し込み可能な第１〜第４スリット５１〜５４を形成した。よって、正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの各層において、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと第１〜第６接触面３１〜３６とを接触させる際に、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂを第１〜第４スリット５１〜５４に差し込むことができる。したがって、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと第１〜第６接触面３１〜３６とを接触させる際に、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂが本体部３０ａの裏面３０２に干渉してしまうことが無い。よって、正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂと集電端子３０とを接続するために、従来技術のような突起部を未塗工端部１２ｂ，１３ｂに形成する必要が無く、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの面積を極力小さくすることができる。その結果として、正極１２の塗工部１２ａ及び負極１３の塗工部１３ａの面積を極力大きくすることができ、二次電池１０のエネルギー密度を向上させることができる。
【００４５】
（２）本体部３０ａに、本体部３０ａの表面３０１から、第１〜第４スリット５１〜５４に差し込まれた未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと本体部３０ａとを溶接するための第１〜第４溶接用スリット６１〜６４を形成した。よって、本体部３０ａの表面３０１から、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４を介して第１〜第４スリット５１〜５４に差し込まれた未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂと本体部３０ａとを容易に溶接することができる。
【００４６】
（３）第１〜第６接触面３１〜３６は、電極体１１における層の厚さ方向に間隔をおき、且つ電極体１１の周方向に間隔をおいて配置されている。よって、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの各層において、集電端子３０と未塗工端部１２ｂ，１３ｂとの接続箇所を分散することができるため、正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの層同士の間で電位差が生じてしまうことを抑制することができる。その結果として、正極１２又は負極１３の電極反応を均一にし易くすることができる。
【００４７】
（４）集電端子３０の本体部３０ａにおいて、両側面４１，４２の間に幅Ｈ９の間隔を設けた。これにより、両側面４１，４２にも未塗工端部１２ｂ，１３ｂを接触させることができるため、本体部３０ａにおいて、先端部３０１ａから基端部３０５ａ，３０６ａにかけての電極体１１に対する接触面積の差を解消することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４を削除してもよい。この場合、例えば、本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂの接触部位に、導電性接着剤を塗布することで、本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂとを接続してもよい。また、例えば、本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂとを半田により接合してもよいし、スポット溶接により本体部３０ａと正極１２の未塗工端部１２ｂ又は負極１３の未塗工端部１３ｂと溶接することで接合してもよい。
【００４９】
○ 実施形態において、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの層の数に応じて、本体部３０ａに形成される接触面の数をさらに増やしてもよい。
○ 実施形態において、本体部３０ａの形状は特に限定されるものではない。例えば、平板形状でなく、厚みがある板を用いてもよい。また、第１スリット５１と第２スリット５２との間の距離Ｌ１、第１スリット５１と第３スリット５３との間の距離Ｌ２、及び第２スリット５２と第４スリット５４との間の距離Ｌ３は夫々同じでなくてもよい。同様に、電極体１１の周方向において、第１溶接用スリット６１の長さＲ１、第２溶接用スリット６２の長さＲ２、第３溶接用スリット６３の長さＲ３、第４溶接用スリット６４の長さＲ４は夫々同じでなくてもよい。さらに、本体部３０ａの厚み方向において、第１〜第４スリット５１〜５４の長さＭ１と、第１〜第４溶接用スリット６１〜６４の長さＭ２も同じでなくてもよい。
【００５０】
○ 実施形態において、例えば、未塗工端部１２ｂ，１３ｂの層のうち、第１層Ｓ１及び第２層Ｓ２の未塗工端部１２ｂ，１３ｂを束ねて、第１層Ｓ１及び第２層Ｓ２の未塗工端部１２ｂ，１３ｂの端縁部１２１ｂ，１３１ｂを第５接触面３５に接触させてもよい。すなわち、第１〜第６接触面３１〜３６に接触させる未塗工端部１２ｂ，１３ｂの層の数を適宜変更してもよい。
【００５１】
○ 図７に示すように、連結部２３を形成する正極１２の未塗工端部１２ｂ、及び負極１３の未塗工端部１３ｂには集電端子８０がそれぞれ接合されている。各集電端子８０には、本体部３０ａが二つ形成されている。そして、二つの本体部３０ａが連結部２３に位置する正極１２の未塗工端部１２ｂ、及び負極１３の未塗工端部１３ｂに接合されることで、各集電端子３０と正極１２又は負極１３とが接続されている。このように、集電端子８０に二つの本体部３０ａが形成されていてもよい。
【００５２】
○ 実施形態では、帯状の正極１２及び負極１３の間に帯状のセパレータ１４を介在させて、これらを捲回軸Ｌ周りに渦捲き状に捲回して構成された電極体１１を用いたが、これに限らず、例えば、正極と負極との間にセパレータを介在させて、これらを積層して構成された電極体を用いてもよい。この場合、集電端子の本体部には、正極の未塗工端部又は負極の未塗工端部の各層に接触可能に、電極体の積層方向に間隔をおき、さらに積層方向と直角且つ未塗工端部の端縁部に沿った方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有している。また、正極の未塗工端部と負極の未塗工端部は、正極及び負極の面上における反対方向に夫々突出する。
【符号の説明】
【００５３】
１０…二次電池、１１…電極体、１２…正極、１２ａ，１３ａ…塗工部、１２ｂ，１３ｂ…未塗工端部、１３…負極、３０，８０…集電端子、３０ａ…本体部、３１〜３６…接触面としての第１〜第６接触面、５１〜５４…スリットとしての第１〜第４スリット、６１〜６４…第１〜第４溶接用スリット、１２１ｂ，１３１ｂ…端縁部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを捲回することで周方向に層が形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記電極体の捲回軸における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、
前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記周方向に間隔をおき、且つ前記電極体における層の厚さ方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、
前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを積層することで形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記正極及び前記負極の面上における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、
前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記電極体の積層方向に間隔をおき、且つ前記積層方向と直角且つ前記未塗工端部の端縁部に沿った方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、
前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
【請求項１】
活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを捲回することで周方向に層が形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記電極体の捲回軸における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、
前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記周方向に間隔をおき、且つ前記電極体における層の厚さ方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、
前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
活物質が塗布されている塗工部と、前記活物質が塗布されていない未塗工端部とから夫々形成される正極と負極との間を絶縁し、これらを積層することで形成される電極体を備え、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部が前記正極及び前記負極の面上における反対方向に夫々突出するとともに、前記正極及び前記負極の前記未塗工端部の夫々に接続される集電端子が設けられた二次電池であって、
前記集電端子は、前記未塗工端部の少なくとも二つの層の夫々に接触可能に、前記電極体の積層方向に間隔をおき、且つ前記積層方向と直角且つ前記未塗工端部の端縁部に沿った方向に間隔をおいて形成された少なくとも二つの接触面を有し、さらに前記未塗工端部の端縁部を差し込み可能なスリットが形成された本体部を備え、
前記スリットは、前記接触面に沿うとともに前記本体部における前記電極体側の面に形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
前記本体部には、前記本体部における前記電極体側の面とは反対側の面から、前記スリットに差し込まれた前記未塗工端部の端縁部と前記本体部とを溶接するための溶接用スリットが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８４５１５（Ｐ２０１３−８４５１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５１１２（Ｐ２０１１−２２５１１２）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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