角形二次電池およびその製造方法
【課題】正負極板の露出部捲き終わりのめくれ上がりを防止する。
【解決手段】電極群６において、負極板は、その捲回最外周が正極板の捲回最外周を覆うように捲回され、負極板の捲き終わり６ＤＥは、正極板６Ｅの捲き終わり端部６ＥＥよりも、より捲回を進めた位置に至る。電極群６の平面部において捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは接続板５Ａ、５Ｂで超音波接合されている。捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは、平面部の超音波接合箇所に位置する。したがって、捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは溶接固定される。これによって捲き終わりのめくれ上がりが防止される。
【解決手段】電極群６において、負極板は、その捲回最外周が正極板の捲回最外周を覆うように捲回され、負極板の捲き終わり６ＤＥは、正極板６Ｅの捲き終わり端部６ＥＥよりも、より捲回を進めた位置に至る。電極群６の平面部において捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは接続板５Ａ、５Ｂで超音波接合されている。捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは、平面部の超音波接合箇所に位置する。したがって、捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは溶接固定される。これによって捲き終わりのめくれ上がりが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角形二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大出力、大容量が要求されるハイブリッド自動車や電気自動車では、数十あるいは百超の単位電池の集合によって組電池を構成する必要がある。そのため、実装密度の観点から角形二次電池が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の非水電解質二次電池は、集電箔を有する正負極板とそれらを絶縁するセパレータが扁平状に捲回されて構成される電極群を有する。電極群の両端部には、正負極集電箔上に活物質合剤が塗布されず金属箔が露出する露出部がそれぞれ設けられている。金属箔の露出部は電極群の中で互いに反対側に位置している。扁平形状の電極群の外形形状は、両端部に正負極板が捲かれる一対の曲がり面部と、一対の曲がり面部を接続する表裏の平面部とを有し、電極群は、一方の曲がり部が電池缶の底部側に配置されるように電池缶に挿入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の二次電池においては、電池容量から決定される電極箔の長さに応じて金属箔の切断位置が決定されている。そのため、金属箔の切断位置である捲き終わり端部の位置は不定である。このため、捲き終わり端部の位置によっては、電極群を電池缶に挿入する際、金属箔の捲き終わり端部が電池缶の開口部に引っ掛かるおそれがある。そのため、電極群を電池缶に挿入する際に金属箔がめくれ上がらないように慎重な作業が要求されている。その結果、電池製造時間が増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１の発明による角形二次電池は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群と、電池缶と電池蓋とを有し、前記電極群を収納する扁平直方体状の電池容器と、前記正負極板の露出部とそれぞれ電気的に接続された正負極外部端子とを有し、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙していることを特徴とする。
（２）請求項８の発明による角形二次電池の製造方法は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群を作製する第１工程と、前記正負極板の露出部の各々を正負極外部端子にそれぞれ接続する正負極接続板に接続する第２工程と、前記正負極接続板が接続された前記電極群を扁平直方体状の電池容器に収納する第３工程と、前記第３工程の後、前記電池容器を密閉する第4工程とを有し、前記第１工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部が、前記電極群の表面で予め定めた位置となるように前記正負極板を切断する第５工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、正負極板の露出部における捲き終わり端部のめくれ上がり防止のために特別な工程を採用する必要がなく、電池製造時間を短縮化できる。とくに、車載用途では1台当たりの電池数量も多いので、生産性とコストの面で本発明は非常に効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による角形二次電池の第１実施形態を示す斜視図。
【図２】図１の角形二次電池の電極群接合前の状態を示す分解斜視図。
【図３】図１の角形二次電池の電極群接合後の状態を示す分解斜視図。
【図４】図１の角形二次電池の電極群を示す斜視図。
【図５】電極群と接続板の接合状況を示す図である。
【図６】第１実施形態の電極群の終端を説明する図。
【図７】第１実施形態の捲回群の製造設備を示す斜視図。
【図８】本発明による角形二次電池の第２実施形態における電極群の終端を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による角形二次電池の第１の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
図１〜図７は第１の実施の形態による角形二次電池を示す。
図１〜図３に示すように、電池３０は、電極群６と、電極群６を収納する電池缶１とを備える。電池缶１には、電極群６を挿入するための開口部１１が設けられ、開口部１１は電池蓋３によって封止されている。さらに、電池缶１内には、電池蓋３に設けられた注液口２０から電解液が注入され、注液口２０は注液栓によって封止されている。電池蓋３は、開口部１１の輪郭に合致する平板状に形成され、隙間無く開口部１１を封止する。なお、図1において、符号１００は、電池缶1と電池蓋３から構成される電池容器を示している。
【００１１】
電池蓋３には図示しない貫通孔が穿設され、貫通孔には正負極外部端子４Ａ、４Ｂが挿着されている。外部端子４Ａ，４Ｂは、後述する正負極接続板５Ａ，５Ｂとともに電池蓋３に固定されている。さらに、外部端子４Ａ、４Ｂには絶縁性のシール材１３Ａ、１３Ｂが装着され、外部端子４Ａ、４Ｂの周囲の漏液が防止されている。
【００１２】
電池缶１、電池蓋３は、ともにアルミニウム合金等で製作されている。正極側の接続板５Ａ、外部端子４Ａはアルミニウム合金で製作され、負極側の接続板５Ｂ、外部端子４Ｂは銅合金で製作されている。
【００１３】
シール材１３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、あるいはペルフルオロアルコキシフッ素（ＰＦＡ）等の絶縁性樹脂により作製されている。また、電解液としては、例えば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いる。
【００１４】
外部端子４Ａ、４Ｂには、電池缶１内部で接続板５Ａ，５Ｂが機械的かつ電気的にそれぞれ接続されている。接続板５Ａ，５Ｂには、電極群６が機械的かつ電気的に接続されている。これによって、外部端子４Ａ、４Ｂは電極群６と電気的に接続され、電極群６は電池蓋３によって機械的に支持される。
【００１５】
なお、図２に示すように、電池蓋３、外部端子４Ａ、４Ｂ、接続板５Ａ，５Ｂは予め機械的に一体化された蓋アセンブリ４０として組み立てられ、図３に示すように、蓋アセンブリ４０に電極群６を接続して電極アセンブリ５０が組み立てられる。
【００１６】
（電極群）
図４に示すように、電極群６は、シート状の正負極板６Ｅ、６Ｄをセパレータ６Ｃを介在させつつ捲回軸周りに扁平状に捲回して成り、電池缶１と電池蓋３とで画定された扁平直方体状の空間内に収納される。正負極板６Ｅ、６Ｄは正負極集電箔上に活物質合剤を塗布して構成される。図中、６Ｆは活物質合剤を塗布した塗工部を示す。捲回軸方向の両端部の各々には、活物質合剤を塗布しない未塗工部（金属箔の露出部）６Ａ、６Ｂが設けられる。未塗工部６Ａ、６Ｂは、電極群６の捲回軸方向の反対位置にそれぞれ形成されている。
【００１７】
正極活物質としてマンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物を含む正極活物質合剤が使用される。負極活物質としてリチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含む負極活物質合剤が使用される。
【００１８】
なお、図３に示すように、未塗工部６Ａ、６Ｂは平面的に潰された平面部６２Ａ，６２Ｂを有し、この平面部６２Ａ，６２Ｂにおいて、未塗工部６Ａ、６Ｂは接続板５Ａ，５Ｂに電気的に接続される。
【００１９】
ここで、図５も参照して電極群６の外形形状について説明する。電極群６を電池缶１に収容したとき、電極群６の捲回軸は開口部１１を形成する平面に平行に、かつ電池缶の幅広面１０４に平行に配置される。電極群６の捲回外周面は、両端の折り曲げ部６０と、折り曲げ部６０の間で電極群表裏に広がる平面部６１とで形成される。
【００２０】
（正負極接続板）
図２および図３を参照して正負極接続板５Ａ，５Ｂについて説明する。正負極接続板５Ａ，５Ｂはそれぞれ同様に構成されているので、接続板５Ｂのみを代表的に詳述する。
接続板５Ｂは、電池蓋３の内面に沿う基部５１Ｂと、基部５１Ｂから略直角に曲がって、電池缶１の幅狭の側面１０１に沿って底面１０３に向かって電極群６の下部まで長く伸びる側面部５２Ｂと、側面部５２Ｂの下半部で電極群６に向かって、すなわち、電池缶１の幅広の側面１０４に沿って略直角に曲がる接合片５４Ｂとを備える。なお、接合片５４Ｂと側面部５２Ｂとは断面Ｌ字形状の一体構造であり、強度、剛性が高い。
【００２１】
（電極アセンブリ）
図３は電極アセンブリ５０の斜視図である。電極アセンブリ５０は蓋アセンブリ４０と電極群６とを接続して構成されている。蓋アセンブリ４０を構成する接合片５４Ｂは、電極群６の未塗工部６Ｂに、接合部８Ｂ１、８Ｂ２の二箇所で超音波溶接によって接合されている。蓋アセンブリ４０を構成する接合片５４Aは、電極群６の未塗工部６Aに、接合部８A１、８A２の二箇所で超音波溶接によって接合されている。
【００２２】
−正負極板の捲き終わり端部について−
正負極板の捲き終わり端部について図２、図４、図５および図６を参照して説明する。なお図５において、負極板６Ｄの端部６ＤＥを示すため、接合片５４Ｂと未塗工部６Ｂとの間に間隙を設けて図示している。図６は、未塗工部６Ｂにおける超音波溶接部を示す断面図であり、符号ＷＤは正負極板６Ｅ，６Ｄの捲回方向である。
【００２３】
図２、図４および図６に示すように、電極群６において、負極板６Ｄは、その捲回最外周が正極板６Ｅの捲回最外周を覆うように捲回され、負極板６Ｄの端部６ＤＥは、正極板６Ｅの端部６ＥＥよりも、より捲回を進めた位置に至る。
【００２４】
ここで、図６にもよく示されているように、未塗工部６Ｂを押し潰した平面部６２Ｂと接合片５４Ｂとが超音波接合箇所８Ｂ１、８Ｂ２において超音波溶接されている。図示はしないが、正極側においては、未塗工部６Ａを押し潰した平面部６２Ａと接合片５４Aと超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２において超音波溶接されている。正負極板６Ｅ，６Ｄの捲き終わり端部が、平面部６２Ａ、６２Ｂの超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２に存在すれば、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥは溶接固定されることになる。
【００２５】
すなわち、正負極板６Ｅ、６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂは積層体を呈し、積層体は押し潰されて平面部６２Ａ，６２Ｂが形成され、その最外周に導電部材である接合片５４Ａ，５４Ｂが接合されている。接合片５４Ａ，５４Ｂはそれぞれ対応する露出部の極性と同一極性を有する。
【００２６】
［電極群の製造工程］
図７は捲回装置２１０で電極群６を捲回する様子を示す斜視図である。図７に示すように、扁平形捲回電極群６の捲回に際しては、水平軸を中心に回転するボビン７０に２枚のセパレータ６Ｃを数周捲回した後に、ボビン７０の一方側から一方のセパレータ６Ｃの下側に正極板６Ｅを捲き込む。さらに、ボビン７０の他方側から他方のセパレータ６Ｃの上側に負極板６Ｄを捲き込む。セパレータ６Ｃと負極板６Ｄを水平なガイドローラ７２によってガイドし、セパレータ６Ｃと正極板６Ｅを水平なガイドローラ７１によって案内しつつボビン７０を回転し、セパレータ６Ｃ、負極板６Ｄ、セパレータ６Ｃ、正極板６Ｅを重ねて捲回する。
【００２７】
捲回装置２１０には図示しないカッタと測長計とコントローラとが設けられている。正負極板６Ｅ，６Ｄの全長は、所望の電池容量に応じて規定され、測長計で予定の長さまで捲回されたことを計測すると、コントローラの指示によりカッタを駆動して正負極板６Ｅ，６Ｄを切断する。正負極板６Ｅ，６Ｄの長さは、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波溶接部に存在するように定めるのが好ましい。第１の実施形態では、接合片５４Ａ，５４Ｂと接する平面部６２A，６２Bの超音波溶接箇所８Ａ１，８Ａ２，８Ｂ１，８Ｂ２にて端部６ＥＥ，６ＤＥが終端するような長さである。
【００２８】
第１実施形態の二次電池では、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが接合片５４Ａ，５４Ｂの電池缶深さ方向の延在範囲内に位置するように正負極板の設計上の全長が決定されている。ところが、測長計で測定した全長が設計値となった位置で切断すると電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが接合片５４Ａ，５４Ｂの延在範囲に位置しないことがある。これは、電極板６Ｅ，６Ｄを捲回する際に電極板６Ｅ，６Ｄに掛ける引張り力が変動することなどに起因する。そこで、第１の実施形態の捲回装置２１０では、このような現象が発生した場合、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが設計上の位置となるように電極板６Ｅ，６Ｄを捲回してカッタで切断する。あるいは、カッタの位置を変更して切断する。
【００２９】
以上説明した角形二次電池の製造方法は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板６Ｅ，６Ｄをセパレータ６Ｃで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には活物質が塗布されない正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂがそれぞれ設けられた電極群６を作製する第１工程と、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂの各々を正負極外部端子４Ａ，４Ｂにそれぞれ接続する正負極接続板５Ａ，５Ｂに接続する第２工程と、正負極接続板５Ａ，５Ｂが接続された電極群６を扁平直方体状の電池容器１００に収納する第３工程と、第３工程の後、電池容器１０を密閉する第4工程とを有する。そして、第１工程は、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂにおける捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが、電極群６の表面で予め定めた位置となるように正負極板６Ｅ，６Ｄを切断する第５工程を含む。
【００３０】
また、角形二次電池の製造方法における第５工程は、正負極板６Ｅ，６Ｄの捲回長さを測定する第６工程と、第6工程により測定された正負極板６Ｅ，６Ｄのそれぞれの捲回長さに基づいて正負極板６Ｅ，６Ｄを切断する位置を決定する第７工程とを含む。そして、第７工程では、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂにおける捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥのそれぞれが、同一極性を持つ導電部材５４Ａ，５４Ｂを介在させて電池容器１００の内面１０２に対峙するような長さに決定する。
【００３１】
以上説明した第１実施形態によれば次のような作用効果を奏する。
（１）第１実施形態による二次電池によれば、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが、接合片５４Ａ，５４Ｂの超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２において、溶接固定される。これにより、電極アセンブリ５０を電池缶1に挿入する際、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが電池缶開口部１１に引掛からないように慎重に行う挿入工程を採用することなく、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥのめくれ上がりを防止できる。その結果、組立時間の低減につながり、以て、低コスト化を図ることができる。
【００３２】
（２）電極板６Ｅ，６Ｄの全長が設計値となったときに切断すると、設計上は、捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが接合片５４Ａ，５４Ｂの延在範囲内（図２の範囲６ＷＡ，６ＷＢ）の正しい位置で捲き終わるはずである。しかし、捲回状況によっては、設計上の位置で捲き終わらないことがある。そこで、正しい位置で捲き終えるか否かを検出し、設計上の位置で捲き終わるように電極板６Ｅ，６Ｄを切断するようにした。したがって、電極板端部を確実に接合片５４Ａ，５４Ｂの超音波溶接位置で固定することができる。
【００３３】
（３）正負極板６Ｅ，６Ｄの捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは、電池容器１００の同一の平面部１０２に対向する位置に配置されている。したがって、正負極板の長さを最も短く設定することができる。
【００３４】
（４）電極群６を電池缶１内に挿入する際の工程の簡素化という効果に加えて、捲き終わり端部が異なる極性の電池缶１と短絡することを防止できるという効果も奏する。
【００３５】
次に、本発明による角形二次電池の第２実施形態を図８を参照して説明する。
【００３６】
［第２実施形態］
図８に示すように、正負極板６Ｅ，６Ｄはセパレータ６Ｃで絶縁しつつ捲回方向ＷＤに捲回されている。負極板６Ｄの捲き終わり端部６ＤＥは、第1実施の形態とは異なり、接合片５４Ｂと対向する平面部６２Ｂの裏面６２ＢＲに位置する。第２実施の形態では、超音波溶接する際、負極箔集合部である平面部６２Ｂは接合片５４Ｂと集電保護板５５Ｂとの間で挟持されて溶接される。したがって、負極板６Ｄの捲き終わり端部６ＤＥが集電保護板５５Ｂが延在する範囲内に位置するように、負極板６Ｄの長さが決定される。
【００３７】
負極板６Ｄの端部６ＤＥは正極板６Ｅの端部６ＥＥよりも進んだ位置まで捲回されることは、第１実施の形態と同様である。この条件を満足するなら、図８に図示はしないが、正極板６Ｅの捲き終わり端部６ＥＥは、集電保護板５５Ａが延在する範囲に位置してもよいし、第1実施の形態と同様に、接合片５４Ａが延在する範囲に位置してもよい。いずれの場合にも、正極板６Ｅの捲き終わり端部６ＥＥを超音波溶接してもよい。
【００３８】
第２実施の形態では、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂは積層体を呈し、積層体は、露出部６Ａ，６Ｂと正負極外部端子４Ａ，４Ｂとをそれぞれ電気的に接続する正負極接続板５Ａ，５Ｂと集電保護板５５Ａ，５５Ｂとの間で挟持されて溶接されている。したがって、接続板５Ａ，５Ｂおよび集電保護板５５Ａ，５５Ｂのいずれか一方が導電部材として機能する。
【００３９】
第２実施の形態の二次電池においては、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが集電保護板５５Ａ，５５Ｂと接合片５４Ａ，５４Ｂとの間に挟持されて溶接される。したがって、特別な工程を採用することなく、電極群６を電池缶１に挿入する際、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥのめくれ上がりが防止される。すなわち、第２実施形態は、集電保護板５５Ａ，５５Ｂによる電極板端部６ＥＥ，６ＤＥの溶接固定により、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４０】
集電保護板５５Ａ，５５Ｂにおける電池容器１００の深さ方向の両端部には、平面部６２Ａ、６２Ｂから離反する方向に湾曲する湾曲部５６Ａ、５６Ｂが形成され、集電保護板５５Ａ，５５Ｂの端部によって平面部６２Ａ、６２Ｂが損傷を受けることを防止している。
【００４１】
［変形例］
以上説明した第1および第２実施形態を次のように変形して実施することができる。
（１）以上の実施形態では、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２の位置に存在するようにした。しかしながら、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２に存在しないときでも、接合片５４Ａ、５４Ｂが長手方向（電池缶深さ方向）に延在する範囲内（図２の範囲６ＷＡ，６ＷＢ）に位置すれば、接合片５４Ａ，５４Ｂの内面によって捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥがそれぞれ押さえ込まれ、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥのめくれ上がりが防止される。すなわち、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂにおける捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて電池容器の内面に対峙していればよい。
【００４２】
（２）以上の実施形態では、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２の位置に存在するようにした。しかしながら、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥと電池缶内面１０２との間に、各極性の電極板と同一の極性を有する接続板５Ａ，５Ｂが介在すれば、電極アセンブリ５０を電池缶に挿入する際、電極板の捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが電池缶開口部１１に引っ掛かって捲くれることがない。たとえば、電池蓋３側の折り曲げ部６０で電極板６Ｅ，６Ｄの捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが位置するようにしても良い。この場合、接続板５Ａ，５Ｂの基部５１Ａ，５１Ｂが導電部材であり、捲き終わり端部がめくれても、電池蓋３と接触することがなく、電池性能に支障を来すことがない。
なお、この変形例では、電極群６を電池缶１内に挿入する際の工程の簡素化という効果に加えて、捲き終わり端部が異なる極性の電池缶１と短絡することを防止できるという効果も奏する。
【００４３】
すなわち、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥを溶接固定し、あるいは押さえ込み固定する部材としては、第１実施形態の接続板５Ａ、５Ｂに限定されるものではなく、平面部６２Ａ，６２Ｂに溶接される任意の部材を適用することができる。
【００４４】
（３）本発明は以上説明した実施形態や変形例に限定されない。たとえば、電極群６の露出部６Ａ，６Ｂを外部端子４Ａ，４Ｂと接続する接続板５Ａ、５Ｂとして種々の形状、構造が採用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 電池缶
３ 電池蓋
４Ａ、４Ｂ 外部端子
５Ａ、５Ｂ 接続板
６ 電極群
６Ａ、６Ｂ 金属箔の露出部
６Ｄ，６Ｅ 正負極板
６ＤＥ，６ＥＥ 捲き終わり端部
６F 塗布部
８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２ 超音波接合箇所
１１ 開口部
１３Ａ、１３Ｂ シール材
２０ 注液口
２１ 圧力開放弁
３０ 角形二次電池
４０ 蓋アセンブリ
５０ 電極アセンブリ
５１Ａ、５１Ｂ 基部
５２Ａ、５２Ｂ 側面部
５４Ａ、５４Ｂ 接合片
５５Ａ，５５Ｂ 集電保護板
６０ 折れ曲げ部
６２ 平面部
１００ 電池容器
１０１ 幅狭面
１０２ 電池缶内面
１０３ 底面
１０４、１０６ 幅広面
２１０ 捲回装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角形二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大出力、大容量が要求されるハイブリッド自動車や電気自動車では、数十あるいは百超の単位電池の集合によって組電池を構成する必要がある。そのため、実装密度の観点から角形二次電池が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の非水電解質二次電池は、集電箔を有する正負極板とそれらを絶縁するセパレータが扁平状に捲回されて構成される電極群を有する。電極群の両端部には、正負極集電箔上に活物質合剤が塗布されず金属箔が露出する露出部がそれぞれ設けられている。金属箔の露出部は電極群の中で互いに反対側に位置している。扁平形状の電極群の外形形状は、両端部に正負極板が捲かれる一対の曲がり面部と、一対の曲がり面部を接続する表裏の平面部とを有し、電極群は、一方の曲がり部が電池缶の底部側に配置されるように電池缶に挿入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の二次電池においては、電池容量から決定される電極箔の長さに応じて金属箔の切断位置が決定されている。そのため、金属箔の切断位置である捲き終わり端部の位置は不定である。このため、捲き終わり端部の位置によっては、電極群を電池缶に挿入する際、金属箔の捲き終わり端部が電池缶の開口部に引っ掛かるおそれがある。そのため、電極群を電池缶に挿入する際に金属箔がめくれ上がらないように慎重な作業が要求されている。その結果、電池製造時間が増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１の発明による角形二次電池は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群と、電池缶と電池蓋とを有し、前記電極群を収納する扁平直方体状の電池容器と、前記正負極板の露出部とそれぞれ電気的に接続された正負極外部端子とを有し、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙していることを特徴とする。
（２）請求項８の発明による角形二次電池の製造方法は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群を作製する第１工程と、前記正負極板の露出部の各々を正負極外部端子にそれぞれ接続する正負極接続板に接続する第２工程と、前記正負極接続板が接続された前記電極群を扁平直方体状の電池容器に収納する第３工程と、前記第３工程の後、前記電池容器を密閉する第4工程とを有し、前記第１工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部が、前記電極群の表面で予め定めた位置となるように前記正負極板を切断する第５工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、正負極板の露出部における捲き終わり端部のめくれ上がり防止のために特別な工程を採用する必要がなく、電池製造時間を短縮化できる。とくに、車載用途では1台当たりの電池数量も多いので、生産性とコストの面で本発明は非常に効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による角形二次電池の第１実施形態を示す斜視図。
【図２】図１の角形二次電池の電極群接合前の状態を示す分解斜視図。
【図３】図１の角形二次電池の電極群接合後の状態を示す分解斜視図。
【図４】図１の角形二次電池の電極群を示す斜視図。
【図５】電極群と接続板の接合状況を示す図である。
【図６】第１実施形態の電極群の終端を説明する図。
【図７】第１実施形態の捲回群の製造設備を示す斜視図。
【図８】本発明による角形二次電池の第２実施形態における電極群の終端を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による角形二次電池の第１の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
図１〜図７は第１の実施の形態による角形二次電池を示す。
図１〜図３に示すように、電池３０は、電極群６と、電極群６を収納する電池缶１とを備える。電池缶１には、電極群６を挿入するための開口部１１が設けられ、開口部１１は電池蓋３によって封止されている。さらに、電池缶１内には、電池蓋３に設けられた注液口２０から電解液が注入され、注液口２０は注液栓によって封止されている。電池蓋３は、開口部１１の輪郭に合致する平板状に形成され、隙間無く開口部１１を封止する。なお、図1において、符号１００は、電池缶1と電池蓋３から構成される電池容器を示している。
【００１１】
電池蓋３には図示しない貫通孔が穿設され、貫通孔には正負極外部端子４Ａ、４Ｂが挿着されている。外部端子４Ａ，４Ｂは、後述する正負極接続板５Ａ，５Ｂとともに電池蓋３に固定されている。さらに、外部端子４Ａ、４Ｂには絶縁性のシール材１３Ａ、１３Ｂが装着され、外部端子４Ａ、４Ｂの周囲の漏液が防止されている。
【００１２】
電池缶１、電池蓋３は、ともにアルミニウム合金等で製作されている。正極側の接続板５Ａ、外部端子４Ａはアルミニウム合金で製作され、負極側の接続板５Ｂ、外部端子４Ｂは銅合金で製作されている。
【００１３】
シール材１３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、あるいはペルフルオロアルコキシフッ素（ＰＦＡ）等の絶縁性樹脂により作製されている。また、電解液としては、例えば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いる。
【００１４】
外部端子４Ａ、４Ｂには、電池缶１内部で接続板５Ａ，５Ｂが機械的かつ電気的にそれぞれ接続されている。接続板５Ａ，５Ｂには、電極群６が機械的かつ電気的に接続されている。これによって、外部端子４Ａ、４Ｂは電極群６と電気的に接続され、電極群６は電池蓋３によって機械的に支持される。
【００１５】
なお、図２に示すように、電池蓋３、外部端子４Ａ、４Ｂ、接続板５Ａ，５Ｂは予め機械的に一体化された蓋アセンブリ４０として組み立てられ、図３に示すように、蓋アセンブリ４０に電極群６を接続して電極アセンブリ５０が組み立てられる。
【００１６】
（電極群）
図４に示すように、電極群６は、シート状の正負極板６Ｅ、６Ｄをセパレータ６Ｃを介在させつつ捲回軸周りに扁平状に捲回して成り、電池缶１と電池蓋３とで画定された扁平直方体状の空間内に収納される。正負極板６Ｅ、６Ｄは正負極集電箔上に活物質合剤を塗布して構成される。図中、６Ｆは活物質合剤を塗布した塗工部を示す。捲回軸方向の両端部の各々には、活物質合剤を塗布しない未塗工部（金属箔の露出部）６Ａ、６Ｂが設けられる。未塗工部６Ａ、６Ｂは、電極群６の捲回軸方向の反対位置にそれぞれ形成されている。
【００１７】
正極活物質としてマンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物を含む正極活物質合剤が使用される。負極活物質としてリチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含む負極活物質合剤が使用される。
【００１８】
なお、図３に示すように、未塗工部６Ａ、６Ｂは平面的に潰された平面部６２Ａ，６２Ｂを有し、この平面部６２Ａ，６２Ｂにおいて、未塗工部６Ａ、６Ｂは接続板５Ａ，５Ｂに電気的に接続される。
【００１９】
ここで、図５も参照して電極群６の外形形状について説明する。電極群６を電池缶１に収容したとき、電極群６の捲回軸は開口部１１を形成する平面に平行に、かつ電池缶の幅広面１０４に平行に配置される。電極群６の捲回外周面は、両端の折り曲げ部６０と、折り曲げ部６０の間で電極群表裏に広がる平面部６１とで形成される。
【００２０】
（正負極接続板）
図２および図３を参照して正負極接続板５Ａ，５Ｂについて説明する。正負極接続板５Ａ，５Ｂはそれぞれ同様に構成されているので、接続板５Ｂのみを代表的に詳述する。
接続板５Ｂは、電池蓋３の内面に沿う基部５１Ｂと、基部５１Ｂから略直角に曲がって、電池缶１の幅狭の側面１０１に沿って底面１０３に向かって電極群６の下部まで長く伸びる側面部５２Ｂと、側面部５２Ｂの下半部で電極群６に向かって、すなわち、電池缶１の幅広の側面１０４に沿って略直角に曲がる接合片５４Ｂとを備える。なお、接合片５４Ｂと側面部５２Ｂとは断面Ｌ字形状の一体構造であり、強度、剛性が高い。
【００２１】
（電極アセンブリ）
図３は電極アセンブリ５０の斜視図である。電極アセンブリ５０は蓋アセンブリ４０と電極群６とを接続して構成されている。蓋アセンブリ４０を構成する接合片５４Ｂは、電極群６の未塗工部６Ｂに、接合部８Ｂ１、８Ｂ２の二箇所で超音波溶接によって接合されている。蓋アセンブリ４０を構成する接合片５４Aは、電極群６の未塗工部６Aに、接合部８A１、８A２の二箇所で超音波溶接によって接合されている。
【００２２】
−正負極板の捲き終わり端部について−
正負極板の捲き終わり端部について図２、図４、図５および図６を参照して説明する。なお図５において、負極板６Ｄの端部６ＤＥを示すため、接合片５４Ｂと未塗工部６Ｂとの間に間隙を設けて図示している。図６は、未塗工部６Ｂにおける超音波溶接部を示す断面図であり、符号ＷＤは正負極板６Ｅ，６Ｄの捲回方向である。
【００２３】
図２、図４および図６に示すように、電極群６において、負極板６Ｄは、その捲回最外周が正極板６Ｅの捲回最外周を覆うように捲回され、負極板６Ｄの端部６ＤＥは、正極板６Ｅの端部６ＥＥよりも、より捲回を進めた位置に至る。
【００２４】
ここで、図６にもよく示されているように、未塗工部６Ｂを押し潰した平面部６２Ｂと接合片５４Ｂとが超音波接合箇所８Ｂ１、８Ｂ２において超音波溶接されている。図示はしないが、正極側においては、未塗工部６Ａを押し潰した平面部６２Ａと接合片５４Aと超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２において超音波溶接されている。正負極板６Ｅ，６Ｄの捲き終わり端部が、平面部６２Ａ、６２Ｂの超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２に存在すれば、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥは溶接固定されることになる。
【００２５】
すなわち、正負極板６Ｅ、６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂは積層体を呈し、積層体は押し潰されて平面部６２Ａ，６２Ｂが形成され、その最外周に導電部材である接合片５４Ａ，５４Ｂが接合されている。接合片５４Ａ，５４Ｂはそれぞれ対応する露出部の極性と同一極性を有する。
【００２６】
［電極群の製造工程］
図７は捲回装置２１０で電極群６を捲回する様子を示す斜視図である。図７に示すように、扁平形捲回電極群６の捲回に際しては、水平軸を中心に回転するボビン７０に２枚のセパレータ６Ｃを数周捲回した後に、ボビン７０の一方側から一方のセパレータ６Ｃの下側に正極板６Ｅを捲き込む。さらに、ボビン７０の他方側から他方のセパレータ６Ｃの上側に負極板６Ｄを捲き込む。セパレータ６Ｃと負極板６Ｄを水平なガイドローラ７２によってガイドし、セパレータ６Ｃと正極板６Ｅを水平なガイドローラ７１によって案内しつつボビン７０を回転し、セパレータ６Ｃ、負極板６Ｄ、セパレータ６Ｃ、正極板６Ｅを重ねて捲回する。
【００２７】
捲回装置２１０には図示しないカッタと測長計とコントローラとが設けられている。正負極板６Ｅ，６Ｄの全長は、所望の電池容量に応じて規定され、測長計で予定の長さまで捲回されたことを計測すると、コントローラの指示によりカッタを駆動して正負極板６Ｅ，６Ｄを切断する。正負極板６Ｅ，６Ｄの長さは、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波溶接部に存在するように定めるのが好ましい。第１の実施形態では、接合片５４Ａ，５４Ｂと接する平面部６２A，６２Bの超音波溶接箇所８Ａ１，８Ａ２，８Ｂ１，８Ｂ２にて端部６ＥＥ，６ＤＥが終端するような長さである。
【００２８】
第１実施形態の二次電池では、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが接合片５４Ａ，５４Ｂの電池缶深さ方向の延在範囲内に位置するように正負極板の設計上の全長が決定されている。ところが、測長計で測定した全長が設計値となった位置で切断すると電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが接合片５４Ａ，５４Ｂの延在範囲に位置しないことがある。これは、電極板６Ｅ，６Ｄを捲回する際に電極板６Ｅ，６Ｄに掛ける引張り力が変動することなどに起因する。そこで、第１の実施形態の捲回装置２１０では、このような現象が発生した場合、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが設計上の位置となるように電極板６Ｅ，６Ｄを捲回してカッタで切断する。あるいは、カッタの位置を変更して切断する。
【００２９】
以上説明した角形二次電池の製造方法は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板６Ｅ，６Ｄをセパレータ６Ｃで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には活物質が塗布されない正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂがそれぞれ設けられた電極群６を作製する第１工程と、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂの各々を正負極外部端子４Ａ，４Ｂにそれぞれ接続する正負極接続板５Ａ，５Ｂに接続する第２工程と、正負極接続板５Ａ，５Ｂが接続された電極群６を扁平直方体状の電池容器１００に収納する第３工程と、第３工程の後、電池容器１０を密閉する第4工程とを有する。そして、第１工程は、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂにおける捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが、電極群６の表面で予め定めた位置となるように正負極板６Ｅ，６Ｄを切断する第５工程を含む。
【００３０】
また、角形二次電池の製造方法における第５工程は、正負極板６Ｅ，６Ｄの捲回長さを測定する第６工程と、第6工程により測定された正負極板６Ｅ，６Ｄのそれぞれの捲回長さに基づいて正負極板６Ｅ，６Ｄを切断する位置を決定する第７工程とを含む。そして、第７工程では、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂにおける捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥのそれぞれが、同一極性を持つ導電部材５４Ａ，５４Ｂを介在させて電池容器１００の内面１０２に対峙するような長さに決定する。
【００３１】
以上説明した第１実施形態によれば次のような作用効果を奏する。
（１）第１実施形態による二次電池によれば、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが、接合片５４Ａ，５４Ｂの超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２において、溶接固定される。これにより、電極アセンブリ５０を電池缶1に挿入する際、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが電池缶開口部１１に引掛からないように慎重に行う挿入工程を採用することなく、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥのめくれ上がりを防止できる。その結果、組立時間の低減につながり、以て、低コスト化を図ることができる。
【００３２】
（２）電極板６Ｅ，６Ｄの全長が設計値となったときに切断すると、設計上は、捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが接合片５４Ａ，５４Ｂの延在範囲内（図２の範囲６ＷＡ，６ＷＢ）の正しい位置で捲き終わるはずである。しかし、捲回状況によっては、設計上の位置で捲き終わらないことがある。そこで、正しい位置で捲き終えるか否かを検出し、設計上の位置で捲き終わるように電極板６Ｅ，６Ｄを切断するようにした。したがって、電極板端部を確実に接合片５４Ａ，５４Ｂの超音波溶接位置で固定することができる。
【００３３】
（３）正負極板６Ｅ，６Ｄの捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥは、電池容器１００の同一の平面部１０２に対向する位置に配置されている。したがって、正負極板の長さを最も短く設定することができる。
【００３４】
（４）電極群６を電池缶１内に挿入する際の工程の簡素化という効果に加えて、捲き終わり端部が異なる極性の電池缶１と短絡することを防止できるという効果も奏する。
【００３５】
次に、本発明による角形二次電池の第２実施形態を図８を参照して説明する。
【００３６】
［第２実施形態］
図８に示すように、正負極板６Ｅ，６Ｄはセパレータ６Ｃで絶縁しつつ捲回方向ＷＤに捲回されている。負極板６Ｄの捲き終わり端部６ＤＥは、第1実施の形態とは異なり、接合片５４Ｂと対向する平面部６２Ｂの裏面６２ＢＲに位置する。第２実施の形態では、超音波溶接する際、負極箔集合部である平面部６２Ｂは接合片５４Ｂと集電保護板５５Ｂとの間で挟持されて溶接される。したがって、負極板６Ｄの捲き終わり端部６ＤＥが集電保護板５５Ｂが延在する範囲内に位置するように、負極板６Ｄの長さが決定される。
【００３７】
負極板６Ｄの端部６ＤＥは正極板６Ｅの端部６ＥＥよりも進んだ位置まで捲回されることは、第１実施の形態と同様である。この条件を満足するなら、図８に図示はしないが、正極板６Ｅの捲き終わり端部６ＥＥは、集電保護板５５Ａが延在する範囲に位置してもよいし、第1実施の形態と同様に、接合片５４Ａが延在する範囲に位置してもよい。いずれの場合にも、正極板６Ｅの捲き終わり端部６ＥＥを超音波溶接してもよい。
【００３８】
第２実施の形態では、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂは積層体を呈し、積層体は、露出部６Ａ，６Ｂと正負極外部端子４Ａ，４Ｂとをそれぞれ電気的に接続する正負極接続板５Ａ，５Ｂと集電保護板５５Ａ，５５Ｂとの間で挟持されて溶接されている。したがって、接続板５Ａ，５Ｂおよび集電保護板５５Ａ，５５Ｂのいずれか一方が導電部材として機能する。
【００３９】
第２実施の形態の二次電池においては、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥが集電保護板５５Ａ，５５Ｂと接合片５４Ａ，５４Ｂとの間に挟持されて溶接される。したがって、特別な工程を採用することなく、電極群６を電池缶１に挿入する際、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥのめくれ上がりが防止される。すなわち、第２実施形態は、集電保護板５５Ａ，５５Ｂによる電極板端部６ＥＥ，６ＤＥの溶接固定により、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４０】
集電保護板５５Ａ，５５Ｂにおける電池容器１００の深さ方向の両端部には、平面部６２Ａ、６２Ｂから離反する方向に湾曲する湾曲部５６Ａ、５６Ｂが形成され、集電保護板５５Ａ，５５Ｂの端部によって平面部６２Ａ、６２Ｂが損傷を受けることを防止している。
【００４１】
［変形例］
以上説明した第1および第２実施形態を次のように変形して実施することができる。
（１）以上の実施形態では、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２の位置に存在するようにした。しかしながら、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２に存在しないときでも、接合片５４Ａ、５４Ｂが長手方向（電池缶深さ方向）に延在する範囲内（図２の範囲６ＷＡ，６ＷＢ）に位置すれば、接合片５４Ａ，５４Ｂの内面によって捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥがそれぞれ押さえ込まれ、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥのめくれ上がりが防止される。すなわち、正負極板６Ｅ，６Ｄの露出部６Ａ，６Ｂにおける捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて電池容器の内面に対峙していればよい。
【００４２】
（２）以上の実施形態では、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥが超音波接合箇所８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２の位置に存在するようにした。しかしながら、正負極板６Ｅ，６Ｄの端部６ＥＥ，６ＤＥと電池缶内面１０２との間に、各極性の電極板と同一の極性を有する接続板５Ａ，５Ｂが介在すれば、電極アセンブリ５０を電池缶に挿入する際、電極板の捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが電池缶開口部１１に引っ掛かって捲くれることがない。たとえば、電池蓋３側の折り曲げ部６０で電極板６Ｅ，６Ｄの捲き終わり端部６ＥＥ，６ＤＥが位置するようにしても良い。この場合、接続板５Ａ，５Ｂの基部５１Ａ，５１Ｂが導電部材であり、捲き終わり端部がめくれても、電池蓋３と接触することがなく、電池性能に支障を来すことがない。
なお、この変形例では、電極群６を電池缶１内に挿入する際の工程の簡素化という効果に加えて、捲き終わり端部が異なる極性の電池缶１と短絡することを防止できるという効果も奏する。
【００４３】
すなわち、電極板端部６ＥＥ，６ＤＥを溶接固定し、あるいは押さえ込み固定する部材としては、第１実施形態の接続板５Ａ、５Ｂに限定されるものではなく、平面部６２Ａ，６２Ｂに溶接される任意の部材を適用することができる。
【００４４】
（３）本発明は以上説明した実施形態や変形例に限定されない。たとえば、電極群６の露出部６Ａ，６Ｂを外部端子４Ａ，４Ｂと接続する接続板５Ａ、５Ｂとして種々の形状、構造が採用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 電池缶
３ 電池蓋
４Ａ、４Ｂ 外部端子
５Ａ、５Ｂ 接続板
６ 電極群
６Ａ、６Ｂ 金属箔の露出部
６Ｄ，６Ｅ 正負極板
６ＤＥ，６ＥＥ 捲き終わり端部
６F 塗布部
８Ａ１、８Ａ２、８Ｂ１、８Ｂ２ 超音波接合箇所
１１ 開口部
１３Ａ、１３Ｂ シール材
２０ 注液口
２１ 圧力開放弁
３０ 角形二次電池
４０ 蓋アセンブリ
５０ 電極アセンブリ
５１Ａ、５１Ｂ 基部
５２Ａ、５２Ｂ 側面部
５４Ａ、５４Ｂ 接合片
５５Ａ，５５Ｂ 集電保護板
６０ 折れ曲げ部
６２ 平面部
１００ 電池容器
１０１ 幅狭面
１０２ 電池缶内面
１０３ 底面
１０４、１０６ 幅広面
２１０ 捲回装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群と、
電池缶と電池蓋とを有し、前記電極群を収納する扁平直方体状の電池容器と、
前記正負極板の露出部とそれぞれ電気的に接続された正負極外部端子とを有し、
前記正負極板の露出部における捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙していることを特徴とする角形二次電池。
【請求項２】
請求項１記載の角形二次電池において、
前記正負極板の露出部は積層体を呈し、前記積層体は押し潰され、その最外周には前記導電部材が接合されていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項３】
請求項２記載の角形二次電池において、
前記導電部材の各々は、対応する前記正負極板と同一の極性を持つことを特徴とする角形二次電池。
【請求項４】
請求項３記載の角形二次電池において、
前記導電部材の各々は、それぞれ前記露出部と前記正負極外部端子とを電気的に接続する正負極接続板であり、前記接続板が前記電池蓋に取り付けられていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項５】
請求項１記載の角形二次電池において、
前記正負極板の露出部のそれぞれは積層体を呈し、前記積層体のそれぞれは、前記露出部と前記正負極外部端子とをそれぞれ電気的に接続する正負極接続板と集電保護板との間で挟持されて溶接され、前記導電部材は前記接続板および集電保護板のいずれか一方であることを特徴とする角形二次電池。
【請求項６】
請求項５記載の角形二次電池において、
前記電極群は、前記電池缶の表裏に広がる幅広面と対向する一対の平面部と、一対の平面部の両端部で正負極板が折れ曲がる折れ曲がり部とを有し、
前記捲き終わり端部は前記平面部に位置し、
前記正負極接続板の各々は、前記電池缶の幅広面に対面して設けられた接合片と、前記接合片を前記外部端子に接続する部材であって、前記電池缶の幅狭面に沿って前記電池蓋まで延在する接続部材とを有することを特徴とする角形二次電池。
【請求項７】
請求項５または６記載の角形二次電池において、
前記正負極板の前記捲き終わり端部は、前記電池容器の同一の平面部に対向する位置に配置されていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項８】
活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群を作製する第１工程と、
前記正負極板の露出部の各々を正負極外部端子にそれぞれ接続する正負極接続板に接続する第２工程と、
前記正負極接続板が接続された前記電極群を扁平直方体状の電池容器に収納する第３工程と、
前記第３工程の後、前記電池容器を密閉する第4工程とを有し、
前記第１工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部が、前記電極群の表面で予め定めた位置となるように前記正負極板を切断する第５工程を含むことを特徴とする角形二次電池の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の角形二次電池の製造方法において、
前記第５工程は、
前記正負極板の捲回長さを測定する第６工程と、
前記第6工程により測定された前記正負極板のそれぞれの捲回長さに基づいて前記正負極板を切断する位置を決定する第７工程とを含み、
前記第７工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部のそれぞれが、同一極性を持つ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙するような長さに決定することを特徴とする角形二次電池の製造方法。
【請求項１】
活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群と、
電池缶と電池蓋とを有し、前記電極群を収納する扁平直方体状の電池容器と、
前記正負極板の露出部とそれぞれ電気的に接続された正負極外部端子とを有し、
前記正負極板の露出部における捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙していることを特徴とする角形二次電池。
【請求項２】
請求項１記載の角形二次電池において、
前記正負極板の露出部は積層体を呈し、前記積層体は押し潰され、その最外周には前記導電部材が接合されていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項３】
請求項２記載の角形二次電池において、
前記導電部材の各々は、対応する前記正負極板と同一の極性を持つことを特徴とする角形二次電池。
【請求項４】
請求項３記載の角形二次電池において、
前記導電部材の各々は、それぞれ前記露出部と前記正負極外部端子とを電気的に接続する正負極接続板であり、前記接続板が前記電池蓋に取り付けられていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項５】
請求項１記載の角形二次電池において、
前記正負極板の露出部のそれぞれは積層体を呈し、前記積層体のそれぞれは、前記露出部と前記正負極外部端子とをそれぞれ電気的に接続する正負極接続板と集電保護板との間で挟持されて溶接され、前記導電部材は前記接続板および集電保護板のいずれか一方であることを特徴とする角形二次電池。
【請求項６】
請求項５記載の角形二次電池において、
前記電極群は、前記電池缶の表裏に広がる幅広面と対向する一対の平面部と、一対の平面部の両端部で正負極板が折れ曲がる折れ曲がり部とを有し、
前記捲き終わり端部は前記平面部に位置し、
前記正負極接続板の各々は、前記電池缶の幅広面に対面して設けられた接合片と、前記接合片を前記外部端子に接続する部材であって、前記電池缶の幅狭面に沿って前記電池蓋まで延在する接続部材とを有することを特徴とする角形二次電池。
【請求項７】
請求項５または６記載の角形二次電池において、
前記正負極板の前記捲き終わり端部は、前記電池容器の同一の平面部に対向する位置に配置されていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項８】
活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群を作製する第１工程と、
前記正負極板の露出部の各々を正負極外部端子にそれぞれ接続する正負極接続板に接続する第２工程と、
前記正負極接続板が接続された前記電極群を扁平直方体状の電池容器に収納する第３工程と、
前記第３工程の後、前記電池容器を密閉する第4工程とを有し、
前記第１工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部が、前記電極群の表面で予め定めた位置となるように前記正負極板を切断する第５工程を含むことを特徴とする角形二次電池の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の角形二次電池の製造方法において、
前記第５工程は、
前記正負極板の捲回長さを測定する第６工程と、
前記第6工程により測定された前記正負極板のそれぞれの捲回長さに基づいて前記正負極板を切断する位置を決定する第７工程とを含み、
前記第７工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部のそれぞれが、同一極性を持つ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙するような長さに決定することを特徴とする角形二次電池の製造方法。
【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２０１２−５４０２４（Ｐ２０１２−５４０２４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４０７４（Ｐ２０１０−１９４０７４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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