特許第6597130号(P6597130)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6597130
(24)【登録日】2019年10月11日
(45)【発行日】2019年10月30日
(54)【発明の名称】角形二次電池
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/34 20060101AFI20191021BHJP
   H01M 2/30 20060101ALI20191021BHJP
   H01M 2/26 20060101ALI20191021BHJP
【FI】
   H01M2/34 A
   H01M2/30 D
   H01M2/26 A
【請求項の数】10
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2015-191449(P2015-191449)
(22)【出願日】2015年9月29日
(65)【公開番号】特開2017-68969(P2017-68969A)
(43)【公開日】2017年4月6日
【審査請求日】2018年5月16日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001889
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104732
【弁理士】
【氏名又は名称】徳田 佳昭
(74)【代理人】
【識別番号】100116078
【弁理士】
【氏名又は名称】西田 浩希
(72)【発明者】
【氏名】脇元 亮一
(72)【発明者】
【氏名】北岡 和洋
(72)【発明者】
【氏名】山内 康弘
【審査官】 渡部 朋也
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−153741(JP,A)
【文献】 特開平11−329405(JP,A)
【文献】 特開2016−219123(JP,A)
【文献】 特開2017−68968(JP,A)
【文献】 国際公開第2016/104734(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 2/34
H01M 2/26
H01M 2/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された端子と、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子とに電気的に接続された集電体と、を備えた角形二次電池であって、
前記電極体は前記封口板側に正極タブ部及び負極タブ部を有し、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子の間の導電経路に、電池内圧が所定値以上となったときに変形する変形板を備え、
前記集電体は、
前記変形板の前記電極体側に配置された集電体本体部と、
前記集電体本体部における前記封口板の長手方向における端部から前記封口板側に延びる集電体接続部と、
前記集電体接続部から前記封口板の長手方向に延びるリード部を有し、
前記リード部は前記封口板に対して略垂直に配置され、
前記集電体本体部は前記変形板に接続され、
前記正極タブ部又は前記負極タブ部は前記リード部に接続され、
前記変形板の変形に伴い前記導電経路が切断される角形二次電池。
【請求項2】
前記集電体本体部は、前記集電体接続部に隣接する領域に、前記集電体本体部において前記変形板との接続部が形成された部分の前記封口板の短手方向の幅よりも前記封口板の短手方向における幅が小さい幅狭部を有する請求項1に記載の角形二次電池。
【請求項3】
前記集電体本体部において前記変形板との接続部が形成された部分の前記封口板の短手方向の幅に対する、前記幅狭部の前記封口板の短手方向における幅の割合は、0.2〜0.8である請求項に記載の角形二次電池。
【請求項4】
前記幅狭部の前記封口板の長手方向における長さは、前記幅狭部の厚みの3倍以上であ
る請求項に記載の角形二次電池。
【請求項5】
前記幅狭部は、前記封口板に対して略平行に配置された請求項2〜4のいずれかに記載の角形二次電池。
【請求項6】
前記集電体接続部は、前記封口板の短手方向において、中央から外側にかけて前記封口板に対して垂直な方向の長さが増加する部分を有する請求項1〜のいずれかに記載の角形二次電池。
【請求項7】
前記集電体を展開したとき、前記集電体本体部と前記集電体接続部の間にスリットが形成され、
前記スリットは、前記封口板の長手方向に対して20〜80°傾斜した請求項1〜のいずれかに記載の角形二次電池。
【請求項8】
前記リード部の前記電極体側端部は、前記集電体本体部の前記電極体側端部よりも前記電極体側に位置する請求項1〜のいずれかに記載の角形二次電池。
【請求項9】
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された端子と、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子とに電気的に接続された集電体と、を備えた角形二次電池であって、
前記電極体は前記封口板側に正極タブ部及び負極タブ部を有し、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子の間の導電経路に、電池内圧が所定値以上となったときに変形する変形板を備え、
前記集電体は、
前記変形板の前記電極体側に配置された集電体本体部と、
前記集電体本体部における前記封口板の長手方向における端部から前記封口板側に延びる集電体接続部と、
前記集電体接続部から前記封口板の長手方向に延びるリード部を有し、
前記集電体本体部は前記変形板に接続され、
前記正極タブ部又は前記負極タブ部は前記リード部に接続され、
前記変形板の変形に伴い前記導電経路が切断され、
前記集電体を展開したとき、前記集電体本体部と前記集電体接続部の間にスリットが形成され、
前記スリットは、前記封口板の長手方向に対して20〜80°傾斜した角形二次電池。
【請求項10】
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された端子と、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子とに電気的に接続された集電体と、を備えた角形二次電池であって、
前記電極体は前記封口板側に正極タブ部及び負極タブ部を有し、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子の間の導電経路に、電池内圧が所定値以上となったときに変形する変形板を備え、
前記集電体は、
前記変形板の前記電極体側に配置された集電体本体部と、
前記集電体本体部における前記封口板の長手方向における端部から前記封口板側に延
びる集電体接続部と、
前記集電体接続部から前記封口板の長手方向に延びるリード部を有し、
前記集電体本体部は前記変形板に接続され、
前記正極タブ部又は前記負極タブ部は前記リード部に接続され、
前記変形板の変形に伴い前記導電経路が切断され、
前記リード部の前記電極体側端部は、前記集電体本体部の前記電極体側端部よりも前記電極体側に位置する角形二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は角形二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV、PHEV)等の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池等の二次電池が使用されている。これらの用途では、高容量ないし高出力特性が要求されるので、多数の角形二次電池が直列ないし並列に接続された組電池として使用される。
【0003】
これらの角形二次電池では、開口を有する有底筒状の角形外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが形成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が電解液と共に収容される。封口板には正極端子及び負極端子が取り付けられる。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
【0004】
正極板は、金属製の正極芯体と、正極芯体表面に形成された正極活物質層を含む。正極芯体の一部には正極活物質層が形成されない正極芯体露出部が形成される。そして、この正極芯体露出部に正極集電体が接続される。また、負極板は金属製の負極芯体と、負極芯体表面に形成された負極活物質層を含む。負極芯体の一部には負極活物質層が形成されない負極芯体露出部が形成される。そして、この負極芯体露出部に負極集電体が接続される。
【0005】
例えば特許文献1においては、一方の端部に巻回された正極芯体露出部を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部を有する巻回電極体を用いた角形二次電池が提案されている。また、特許文献2においては、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いた角形二次電池が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−032640号公報
【特許文献2】特開2008−226625号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
車載用二次電池、特にEVやPHEV等に用いられる二次電池に関しては、より体積エネルギー密度が高く電池容量の大きな二次電池の開発が求められる。上記特許文献1に開示されている角形二次電池の場合、電池ケース内には、巻回された正極芯体露出部及び巻回された負極芯体露出部が配置される左右のスペース、及び封口板と巻回電極体の間の上部のスペースが必要であり、二次電池の体積エネルギー密度を増加させることが困難である原因となっている。
【0008】
これに対し、上記特許文献2に開示されている角形二次電池のように、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いると、体積エネルギー密度の高い角形二次電池が得られ易くなる。
【0009】
しかしながら、より高エネルギー密度であると共に、組み立て易く、信頼性の高い集電構造を有する二次電池の開発が求められる。
【0010】
本発明は、高い体積エネルギー密度で高容量であるとともに、信頼性の高い角形二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一様態の角形二次電池は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された端子と、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子とに電気的に接続された集電体と、を備えた角形二次電池であって、
前記電極体は前記封口板側に正極タブ部及び負極タブ部を有し、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子の間の導電経路に、電池内圧が所定値以上となったときに変形する変形板を備え、
前記集電体は、
前記変形板の前記電極体側に配置された集電体本体部と、
前記集電体本体部における前記封口板の長手方向における端部から前記封口板側に延びる集電体接続部と、
前記集電体接続部から前記封口板の長手方向に延びるリード部を有し、
前記集電体本体部は前記変形板に接続され、
前記正極タブ部又は前記負極タブ部は前記リード部に接続され、
前記変形板の変形に伴い前記導電経路が切断される。
【0012】
上記構成によると、高い体積エネルギー密度を有すると共に、信頼性の高い角形二次電池となる。
【0013】
前記リード部は前記封口板に対して略垂直に配置されることが好ましい。ここで略垂直とは、90°±20°の範囲とする。
【0014】
前記集電体本体部は、前記集電体接続部に隣接する領域に、前記集電体本体部において前記変形板との接続部が形成された部分の前記封口板の短手方向の幅よりも前記封口板の短手方向における幅が小さい幅狭部を有することが好ましい。
【0015】
前記集電体本体部において前記変形板との接続部が形成された部分の前記封口板の短手方向の幅に対する、前記幅狭部の前記封口板の短手方向における幅の割合は0.2〜0.8であることが好ましい。
【0016】
前記幅狭部の前記封口板の長手方向における長さは、前記幅狭部の厚みの3倍以上である。
【0017】
前記幅狭部は、前記封口板に対して略平行に配置されることが好ましい。なお、略平行とは封口板に対する幅狭部の傾斜角度が0°±20°であることとする。
【0018】
前記集電体接続部は、前記封口板の短手方向において、中央から外側にかけて前記封口板に対して垂直な方向の長さが増加する部分を有することが好ましい。
【0019】
前記集電体を展開したとき、前記集電体本体部と前記集電体接続部の間にスリットが形成され、前記スリットは、前記封口板の長手方向に対して20〜80°傾斜していることが好ましい。
【0020】
前記リード部の前記電極体側端部は、前記集電体本体部の前記電極体側端部よりも前記電極体側に位置することが好ましい。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、高い体積エネルギー密度で高容量であるとともに、信頼性の高い角形二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】実施形態に係る角形二次電池の斜視図である。
図2図1のII−II線に沿った断面図である。
図3図2のIII−III線に沿った断面図である。
図4図2のIV−IV線に沿った断面図である。
図5図2のV−V線に沿った断面図である。
図6図2のVI−VI線に沿った断面図である。
図7】実施形態に係る正極板及び負極板の平面図である。
図8】実施形態に係る積層型電極体の平面図である。
図9】封口板の長手方向に沿った電流遮断機構近傍の断面図である。
図10】封口板の短手方向に沿った電流遮断機構近傍の断面図である。
図11】実施形態に用いる曲げ加工前の正極集電体の平面図である。
図12】実施形態に用いる曲げ加工後の正極集電体を示す図である。
図13】実施形態に用いる曲げ加工前の負極集電体の平面図である。
図14】正極集電体及び負極集電体が取り付けられた封口板の電池内部側の面を示す図である。
図15】正極集電体及び負極集電体が取り付けられた封口板の側面図である。
図16】変形例1に係る角形二次電池の図15に対応する図である。
図17】変形例1に係る角形二次電池の正極集電体のリード部と正極タブ部の接続部近傍の封口板の短手方向に沿った断面図である。
図18】変形例2に係る角形二次電池に用いる曲げ加工前の負極集電体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
実施形態に係る角形二次電池20の構成を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【0024】
図1〜6に示すように、角形二次電池20は、開口を有する角形外装体1と、当該開口を封口する封口板2を備える。角形外装体1及び封口板2は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる。角形外装体1は、底部1a、一対の大面積側壁1b及び一対の小面積側壁1cを有する。角形外装体1は、底部1aと対向する位置に開口を有する角形の有底筒状の外装体である。角形外装体1内には、複数の正極板と複数の負極板がセパレータを介して積層された積層型の電極体3が電解質と共に収容されている。
【0025】
正極板4は、金属製の正極芯体と、正極芯体上に形成された正極活物質を含む正極活物質層4aを有する。正極板4は一つの端辺に正極芯体が露出する正極芯体露出部4bを有する。なお、正極芯体としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。負極板5は、金属製の負極芯体と、負極芯体上に形成された負極活物質を含む負極活物質層5aを有する。負極板5は一つの端辺に負極芯体が露出する負極芯体露出部5bを有する。なお、負極芯体としては銅箔又は銅合金箔を用いることが好ましい。角形二次電池20では、正極芯体露出部4bが正極タブ部4cを構成し、負極芯体露出部5bが
負極タブ部5cを構成している。
【0026】
電極体3において、封口板2側の端部に、正極タブ部4cが積層された状態で配置され、また、負極タブ部5cが積層された状態で配置されている。積層された正極タブ部4cに正極集電体6が接続されている。そして、この正極集電体6に正極端子7が電気的に接続されている。積層された負極タブ部5cに負極集電体8が接続されている。そして、この負極集電体8に負極端子9が電気的に接続されている。正極板4と正極端子7の間の導電経路には感圧式の電流遮断機構40が設けられている。電流遮断機構40は電池内部の圧力が所定値以上となったときに作動し、正極板4と正極端子7の間の導電経路が切断されることにより電流が遮断される。なお、負極板5と負極端子9の間の導電経路に感圧式の電流遮断機構40が設けてもよい。
【0027】
図2及び図4に示すように、封口板2の電池内面には金属部材61を保持する保持部材としての樹脂部材60が接続されている。樹脂部材60と封口板2は嵌合部90において嵌合接続されている。正極タブ部4cは2箇所で束ねられてそれぞれ第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yを形成している。第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yの間に金属部材61は配置され、第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yのそれぞれの外面側にはリード部6cが配置されている。
【0028】
図2及び図6に示すように、封口板2の電池内面には金属部材81を保持する樹脂部材80が接続されている。樹脂部材80と封口板2は嵌合部91において嵌合接続されている。負極タブ部5cは2箇所で束ねられてそれぞれ第1負極タブ群5xと第2負タブ群5yを形成している。第1負極タブ群5xと第2負タブ群5yの間に金属部材81は配置され、第1負極タブ群5xと第2負タブ群5yのそれぞれの外面側にはリード部8cが配置されている。
【0029】
なお、金属部材を保持する保持部材は、電気的絶縁性の部材であることが好ましい。また、保持部材は、樹脂製の樹脂部材あるいはセラミック製のセラミック部材であることが好ましい。
【0030】
正極端子7は内部側絶縁部材10及び外部側絶縁部材11により封口板2と電気的に絶縁された状態で封口板2に取り付けられている。また、負極端子9は内部側絶縁部材12及び外部側絶縁部材13により封口板2と電気的に絶縁された状態で封口板2に取り付けられている。内部側絶縁部材10、12及び外部側絶縁部材11、13はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。正極端子7には、端子貫通穴7xが設けられており、端子貫通穴7xは端子栓7yにより封止されている。
【0031】
電極体3は絶縁シート14に覆われた状態で角形外装体1内に収容されている。絶縁シート14としては、箱状に折り曲げられた樹脂シート、あるいは袋状の樹脂シートを用いることが好ましい。封口板2は角形外装体1の開口縁部にレーザ溶接等により接合されている。封口板2は電解液注液孔15を有し、この電解液注液孔15は注液後、封止栓16により封止される。封口板2には電池内部の圧力が所定値以上となった場合に作動し、電池内部のガスを電池外部に排出するためのガス排出弁17が形成されている。なお、ガス排出弁17の作動圧は、電流遮断機構40の作動圧よりも高い値に設定する。
【0032】
次に角形二次電池20の製造方法について説明する。
【0033】
[正極板の作製]
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)、導電材としての炭素材料、及びN−メチルピロリドン
(NMP)を含む正極スラリーを作製する。この正極スラリーを、正極芯体としての厚さ15μmの矩形状のアルミニウム箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、正極スラリー中のN−メチルピロリドンを取り除き、正極芯体上に正極活物質層を形成する。その後、正極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた正極板を所定の形状に裁断する。
【0034】
[負極板の作製]
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム(SBR)、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)、及び水を含む負極スラリーを作製する。この負極スラリーを、負極芯体としての厚さ8μmの矩形状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた負極板を所定の形状に裁断する。
【0035】
図7は裁断後の正極板4(図7中の(a))、負極板5(図7中の(b))の平面図である。正極板4は、正極芯体の両面に正極活物質層4aが形成された方形状の領域を有し、その一辺に正極芯体露出部4bが正極タブ部4cとして形成されている。負極板5は、負極芯体の両面に負極活物質層5aが形成された方形状の領域を有し、その一辺に負極芯体露出5bが負極タブ部5cとして形成されている。なお、正極板4の大きさは負極板5の大きさよりも僅かに小さくされている。正極タブ部4cの根本部分には絶縁層ないし、正極芯体よりも電気抵抗が高い保護層4dを設けることが好ましい。なお、正極芯体露出部4bないし負極芯体露出部5bに他の導電部材を接続し、正極タブ部4cないし負極タブ部5cとすることも可能である。
【0036】
[積層型電極体の作製]
100枚の正極板4及び101枚の負極板5を上述の方法で作製し、これらをポリオレフィン製の方形状のセパレータを介して積層し積層型の電極体3を作製する。図8に示すように、積層型の電極体3は、一方の端部において、各正極板4の正極タブ部4cが積層され、各負極板5の負極タブ部5cが積層されるように作製される。積層型の電極体3の両外面にはセパレータが配置され、テープ18等により各極板及びセパレータが積層された状態に固定することが好ましい。あるいは、セパレータに接着層を設け、セパレータと正極板4、セパレータと負極板5がそれぞれ接着されるようにしてもよい。なおセパレータの平面視の大きさは負極板5と同じ、あるいは負極板5よりも大きくする。2枚のセパレータの間に正極板4を配置し、セパレータの周縁を熱溶着した状態とした後、正極板4と負極板5を積層してもよい。
【0037】
<正極端子及び電流遮断機構の封口板への取り付け>
図9は、封口板2の長手方向に沿った電流遮断機構40近傍の断面図である。図10は、封口板2の短手方向に沿った電流遮断機構40近傍の断面図である。
【0038】
封口板2には、正極端子取り付け孔2aとして貫通穴が形成されている。正極端子取り付け孔2aの電池外面側に外部側絶縁部材11を配置し、電池内面側に内部側絶縁部材10及び導電部材41を配置する。そして、外部側絶縁部材11、封口板2、内部側絶縁部材10及び導電部材41のそれぞれに形成された貫通穴に電池外部側から正極端子7を挿入し、正極端子7の先端を導電部材41上に加締める。なお、さらに正極端子7の先端の加締め部を導電部材41上に溶接することが好ましい。
【0039】
導電部材41は電極体3側に開口部41xを有するカップ形状であることが好ましい。導電部材41は、封口板2と平行に配置されるベース部41aと、ベース部41aから電極体3側に延びる筒状部41bを有する。筒状部41bは円筒形であってもよく、角形の
筒状部であってもよい。導電部材41は金属製であり、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。正極端子7はベース部41aに接続される。なお、正極端子7と導電部材41が一体的な部品としてもよい。この場合、正極端子7は、電池内部側から各部品の貫通穴に挿入され、電池外部側で加締められる。
【0040】
内部側絶縁部材10は、封口板2と導電部材41のベース部41aの間に配置される絶縁部材本体部10aと、絶縁部材本体部10aの封口板2の短手方向における両端部から電極体3側に延びる一対の絶縁部材第1側壁10bと、絶縁部材本体部10aの封口板2の長手方向における両端部から電極体3側に延びる一対の絶縁部材第2側壁10cを有する。絶縁部材第1側壁10bの外面には凸部10dが形成されている。
【0041】
次に、変形板42を導電部材41の電極体3側の開口部41xを塞ぐように配置し、変形板42の外周縁を導電部材41にレーザ溶接等により接合する。これにより、導電部材41の電極体3側の開口部41xを気密に封止する。変形板42は金属製であり、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。変形板42は、導電部材41の開口部41xと同じ形状にすることが好ましい。角形二次電池20では、変形板42は平面視で円形状である。
【0042】
次に第1絶縁部材としての絶縁板43を変形板42の電極体3側の面に配置する。絶縁板43は、変形板42と正極集電体6の集電体本体部6aの間に配置される絶縁板本体部43aと、絶縁板本体部43aの封口板2の短手方向における両端部から封口板2側に延びる一対の絶縁板第1側壁43bを有する。絶縁板本体部43aには、絶縁板貫通穴43c、第1突起43d1、第2突起43d2、第3突起43d3、第4突起43d4が形成されている。また、絶縁板第1側壁43bの内面には、凹部43eが形成されている。
【0043】
絶縁板本体部43aに形成された絶縁板貫通穴43cには変形板42の中央部に形成された突出部42aが挿入される。また、絶縁板第1側壁43bの内面は、絶縁部材第1側壁10bの外面と対向するように配置される。そして、凸部10cが凹部43eと嵌合することにより、絶縁部材10と絶縁板43が接続される。なお、この凹部43eを貫通穴としてもよい。
【0044】
導電部材41の電極体3側の端部にフランジ部が設けられている。そして、絶縁板本体部43aの封口板2側の面には、導電部材41のフランジ部41cに引っ掛けられる引っ掛け固定部を設けることが好ましい。これにより、絶縁板43を導電部材41に固定する。
【0045】
[正極集電体]
図11及び図12を用いて正極集電体6の構成について説明する。図11は、曲げ加工前の正極集電体6の平面図であり、電極体3側の面を示す図である。図12は、曲げ加工後の正極集電体6を示す図である。図12において(a)は正極集電体6を電極体3側から見た図であり、図12において(b)は正極集電体6を封口板2の長手方向に沿ってガス排出弁17側から見た側面図であり、図12において(c)は、正極集電体6を封口板2の短手方向に沿って見た側面図である。なお、図11において点線部で正極集電体6は折り曲げられる。
【0046】
正極集電体6は、集電体本体部6aと、集電体本体部6aの端部に設けられた集電体接続部6bと、集電体接続部6bの両端部に設けられた一対のリード部6cを有する。図12に示すように、集電体接続部6bは、集電体本体部6aにおける封口板2の長手方向における端部に設けられている。また、集電体接続部6bは集電体本体部6aから封口板2に向かって延びるように設けられている。一対のリード部6cは、集電体接続部6bの封
口板2の短手方向における両端部に設けられている。また、一対のリード部6cは、集電体接続部6bから封口板2の長手方向に延びるように設けられている。そして、一対のリード部6cはそれぞれ、封口板2に対して略垂直に配置されている。なお、ここで略垂直とは、90°±20°の範囲、即ち70°〜110°の範囲とする。
【0047】
集電体本体部6aには、接続用貫通穴6dが形成されており、この接続用貫通穴6dの周囲には薄肉部6eが形成されている。また、薄肉部6e内には環状の溝部6fが接続用貫通穴6dを囲むように形成されている。溝部6fの厚み(残厚み)は、薄肉部6eよりも小さくなっている。ここで、環状の溝部6fが脆弱部となり、変形板42の変形に伴い破断する。即ち、この脆弱部が破断予定部となっている。なお、脆弱部の破断により導電経路が切断されればよいため、薄肉部6e及び溝部6fを両方設ける必要はない。薄肉部6eのみ、あるいは溝部6fのみを設けるようにしてもよい。あるいは、薄肉部6eや溝部6fを設けず、変形板42と集電体本体部6aの接続部を脆弱部とすることもできる。あるいは、変形板42に薄肉部ないし溝部等の脆弱部を設けることもできる。
【0048】
なお、接続用貫通穴6dは必須の構成ではなく、集電体本体部6aに設けた薄肉部を変形板42に接続することもできる。
【0049】
集電体本体部6aには第1固定用貫通穴6y1、第2固定用貫通穴6y2、第3固定用貫通穴6y3、第4固定用貫通穴6y4が設けられている。第1固定用貫通穴6y1、第2固定用貫通穴6y2、第3固定用貫通穴6y3、及び第4固定用貫通穴6y4のそれぞれの周囲には凹部が設けられている。
【0050】
正極集電体6の集電体本体部6aは、集電体接続部6bと隣接する領域に、幅狭部6a1を有する。幅狭部6a1の封口板2の短手方向における幅は、集電体本体部6aにおいて変形板42との接続部が形成される部分の封口板2の短手方向の幅W1より小さい。なお、幅狭部6a1の封口板2の短手方向における幅をWxとしたとき、Wx/W1の値は、0.2〜0.8であることが好ましく、0.3〜0.7であることがより好ましく、0.3〜0.6とすることがさらに好ましい。また、Wx/W1の値が0.2〜0.8となる幅Wxを有する領域の封口板2の長手方向における長さが2mm以上であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましい。なお、Wx/W1の値が0.2〜0.8となる幅Wxを有する領域の封口板2の長手方向における長さは20mm以下であることが好ましく、10mm以下であることがより好ましい。
【0051】
また、幅狭部6a1には封口板2の短手方向における幅が略一定(例えば、幅が±10%)の領域を設けることが好ましい。図12に示すように幅が略一定の領域の封口板2の長手方向における長さL1は2mm以上であることが好ましく、3mm以上であることが好ましい。但し、幅狭部6a1においてその幅Wxが一定である必要はない。
【0052】
図12に示すように、正極集電体6の集電体本体部6aと絶縁板43の固定部のうち最も集電体接続部6b側に位置する固定部(第4固定部70dの第4固定用貫通穴6y4)と集電体本体部6aと集電体接続部6bの境界部の間に形成された幅狭部6a1の封口板2の長手方向における長さL2は、2mm以上であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましい。また、幅狭部6a1の厚み(封口板2に対して垂直な方向の厚み)をT(mm)としたとき、L2(mm)が3T(mm)よりも大きいことが好ましい。
【0053】
正極集電体6の集電体本体部6aは、幅狭部6a1において、封口板2の短手方向の幅が徐々に小さくなる領域6a2を有する。正極集電体6の集電体接続部6bは、封口板2の短手方向における両端側に、封口板2に対して垂直な方向における長さが徐々に大きくなる領域6b1を有する。
【0054】
図12の()に示すように、封口板2に対して垂直な方向において、正極集電体6の集電体本体部6aは、リード部6cの封口板2側端部よりも電極体3側に位置し、リード部6cの電極体3側端部よりも封口板2側に位置する。
【0055】
図11に示すように正極集電体6を展開したとき、集電体本体部6aと集電体接続部6bの間にスリット30が形成されている。そしてスリット30は、封口板2の長手方向に対して20〜80°傾斜していることが好ましい。これにより、集電体本体部6aと集電体接続部6bが干渉することなく、且つ、内部抵抗の小さい正極集電体となる。
【0056】
[正極集電体の取り付け]
上述の正極集電体6を絶縁板43の電極体3側の面に配置する。このとき、絶縁板43に形成された第1突起43d1、第2突起43d2、第3突起43d3、第4突起43d4を、それぞれ、正極集電体6に形成された第1固定用貫通穴6y1、第2固定用貫通穴6y2、第3固定用貫通穴6y3、第4固定用貫通穴6y4に挿入する。そして第1突起43d1、第2突起43d2、第3突起43d3、第4突起43d4の先端を拡径することにより、絶縁板43に正極集電体6を固定する。これにより第1固定部70a、第2固定部70b、第3固定部70c、第4固定部70dが形成される。なお、各突起を固定用貫通穴に圧入するようにしてもよい。
【0057】
正極端子7に形成された端子貫通穴7xを通じ電池外部側からガスを送り込み、変形板42を正極集電体6の集電体本体部6aに押し付けた状態とする。この状態で、正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた接続用貫通穴6dの縁部と変形板42をレーザ溶接等により接合する。なお、接続用貫通穴6dは必須の構成ではなく、接続用貫通穴6を有していない集電体本体部6aを変形板42に接合することもできる。端子貫通穴7xは端子栓7yで封止する。
【0058】
予め曲げ加工を行った正極集電体6を絶縁板43及び変形板42に接続しても良い。あるいは、正極集電体6を絶縁板43及び変形板42に接続した後に、正極集電体6に曲げ加工を施してもよい。
【0059】
<負極端子の封口板への取り付け>
[負極集電体]
負極集電体8の構成について説明する。図13は、曲げ加工前の負極集電体8の平面図であり、電極体3側の面を示す図である。負極集電体8は、集電体本体部8aと、集電体本体部8aの両端に設けられた一対の集電体接続部8bと、一対の集電体接続部8bのそれぞれに設けられた一対のリード部8cを有する。曲げ加工された負極集電体8において、一対の集電体接続部8bは、集電体本体部8aの封口板2の短手方向における両端に、集電体本体部8aから電極体3に向かって延びるように配置される。一対のリード部8cは、一対の集電体接続部8bから封口板2の長手方向に沿って延びるように配置される。集電体本体部8aには、負極端子9が挿入される貫通穴8dが設けられている。貫通穴8dの周囲には凹部が形成されている。
【0060】
封口板2には、負極端子取り付け孔2bとして貫通穴が形成されている。負極端子取り付け孔2bの外面側に外部側絶縁部材13を配置し、内面側に内部側絶縁部材12及び負極集電体8の集電体本体部8aを配置する。そして、外部側絶縁部材13、封口板2、内部側絶縁部材12及び負極集電体8の集電体本体部8aのそれぞれに形成された貫通穴に電池外部側から負極端子9を挿入し、負極端子9の先端を負極集電体8上に加締める。そして、負極端子9において加締められた部分を負極集電体8に溶接する。
【0061】
その後、負極集電体8について、一対のリード部8cが集電体接続部8bに対して略垂直となるように曲げ加工を行う。そして、集電体接続部8bが集電体本体部8aに対して略垂直となるように曲げ加工を行う。なお、負極集電体8を曲げ加工した後、負極集電体8を負極端子9に接続してもよい。
【0062】
<金属部材及び樹脂部材の封口板への取り付け>
封口板2の電池内部側の面には第1嵌合凸部2c、第2嵌合凸部2dが設けられている。第1嵌合凸部2cの根本の周囲には第1根本凹部2eが設けられ、第2嵌合凸部2dの根本の周囲には第2根本凹部2fが設けられている。第1嵌合凸部2cは、正極端子取り付け孔2aとガス排出弁17の間に配置され、第2嵌合凸部2dは、負極端子取り付け孔2bとガス排出弁17の間に配置される。
【0063】
樹脂部材60は、金属部材61を保持する保持部60aと、封口板2の第1嵌合凸部2cに嵌合する嵌合凹部60bを有する。保持部60aは封口板2の短手方向に延びる保持貫通穴60dを有し、金属部材61は円柱状であり、保持部60aに設けられた保持貫通穴60d内に配置される。
【0064】
樹脂部材80は、金属部材81を保持する保持部80aと、封口板2の第2嵌合凸部2dに嵌合する嵌合凹部80bを有する。保持部80aは封口板2の短手方向に延びる保持貫通穴0dを有し、金属部材81は円柱状であり、保持部80aに設けられた保持貫通穴0d内に配置される。なお、金属部材61、81は柱状であることが好ましく、円柱状あるいは角柱状であることが好ましい。
【0065】
封口板2の第1嵌合凸部2cを、金属部材61を保持した樹脂部材60の嵌合凹部60bに嵌合することにより、樹脂部材60を封口板2に接続する。これにより嵌合部90が形成される。また、封口板2の第2嵌合凸部2dを、金属部材81を保持した樹脂部材80の嵌合凹部80bに嵌合することにより、樹脂部材80を封口板2に接続する。これにより嵌合部91が形成される。
【0066】
第1嵌合凸部2c及び第2嵌合凸部2dの平面視での形状はそれぞれ、楕円形状、長円形状、方形状、方形状の角部がR化された形状等であることが好ましい。これにより、樹脂部材60ないし樹脂部材80が封口板2に対して回転することを防止できる。
【0067】
図4に示すように、樹脂部材60は、正極集電体6のリード部6cと封口板2の間に配置される接触防止部60cを有する。また、図6に示すように、樹脂部材80は、負極集電体8のリード部8cと封口板2の間に配置される接触防止部80cを有する。接触防止部60cないし接触防止部80cにより、正極集電体6ないし負極集電体8と封口板2が接触することを確実に防止できる。
【0068】
封口板2に対して垂直な方向において、接触防止部60cの厚みは、保持部60aの厚みよりも薄い。また、接触防止部60cは、保持部60aから角形外装体1の大面積側壁1bに向かって延びるように配置される。
【0069】
図14は、正極集電体6、負極集電体8、金属部材61を保持した樹脂部材60、及び金属部材81を保持した樹脂部材80が取り付けられた封口板2の電池内部側の面を示す図である。図15は、正極集電体6、負極集電体8、金属部材61を保持した樹脂部材60、及び金属部材81を保持した樹脂部材80が取り付けられた封口板2の側面図である。樹脂部材80も、樹脂部材60と同様に接触防止部80c、保持貫通穴80dを有する。
【0070】
<正極タブ部と正極集電体の接続>
複数枚の正極タブ部4cを2箇所で束ね、それぞれ第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yとする。ここで、第1正極タブ群4x、第2正極タブ群4yについて、それぞれ正極タブ部4c同士を固定するため、正極タブ部4c同士を溶接により接合しておくことが好ましい。あるいは、正極タブ部4c同士を固定するため、結束部品により、正極タブ部4c同士を固定することが好ましい。例えば、金属製あるいは樹脂製の結束部品を、束ねられた正極タブ部4cに貫通させるようにして束ねられた正極タブ部4cを固定することができる。
【0071】
第1正極タブ群4xを正極集電体6の一方のリード部6cと金属部材61の間に配置する。また、第2正極タブ群4yを正極集電体6の他方のリード部6cと金属部材61の間に配置する。その後、一方のリード部6cの外面側及び他方のリード部6cの外面側に一対の抵抗溶接電極を配置する。そして、一対の抵抗溶接電極で一方のリード部6c、第1正極タブ群4x、金属部材61、第2正極タブ群4y及び他方のリード部6cを挟み込んだ状態で抵抗溶接を行う。これにより、一方のリード部6cと第1正極タブ群4x、他方のリード部6cと第2正極タブ群4yがそれぞれ接合される。このとき、第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yがそれぞれ金属部材61に溶接されるようにすることが好ましい。
【0072】
なお、正極集電体6の一対のリード部6cと金属部材61の間に、第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yを配置する前の状態において、一対のリード部6cの先端側を広げておくことが好ましい。
【0073】
<負極タブ部と負極集電体の接続>
複数枚の負極タブ部5cを2箇所で束ね、それぞれ第1負極タブ群5xと第2負極タブ群5yとする。ここで、第1負極タブ群5xと第2負極タブ群5yについて、第1正極タブ群4xと第2正極タブ群4yと同様に、負極タブ部5c同士を固定することができる。第1負極タブ群5xを負極集電体8の一方のリード部8cと金属部材81の間に配置する。また、第2負極タブ群5yを負極集電体8の他方のリード部8cと金属部材81の間に配置する。その後、一方のリード部8cの外面側及び他方のリード部8cの外面側に一対の抵抗溶接電極を配置する。そして、一対の抵抗溶接電極で一方のリード部8c、第1負極タブ群5x、金属部材81、第2負極タブ群5y及び他方のリード部8cを挟み込んだ状態で抵抗溶接を行う。これにより、一方のリード部8cと第1負極タブ群5x、他方のリード部8cと第2負極タブ群5yがそれぞれ接合される。このとき、第1負極タブ群5xと第2負極タブ群5yがそれぞれ金属部材81に溶接されるようにすることが好ましい。
【0074】
正極側と同様に、負極集電体8のリード部8cと金属部材81の間に、第1負極タブ群5xと第2負極タブ群5yを配置する前の状態において、一対のリード部8cの先端側を広げておくことが好ましい。
【0075】
<角形二次電池の組み立て>
封口板2に接続された電極体3を絶縁シート14で覆い、角形外装体1に挿入する。そして、封口板2と角形外装体1をレーザ溶接等により接合し、角形外装体1の開口を封口する。その後、電解質溶媒及び電解質塩を含有する非水電解質を封口板2に設けられた電解液注液孔15より注液する。そして、電解液注液孔15を封止栓16で封止する。
【0076】
<角形二次電池について>
角形二次電池20において、金属部材61を保持した樹脂部材60及び金属部材81を保持した樹脂部材80が、電極体3における蓄電部(正極板4と負極板5がセパレータを
介して積層された部分)と封口板2の間に配置され、集電構造が形成されている。このため、より体積エネルギー密度の高い角形二次電池となる。また、組み立てがより容易であり、各部材の接続が行いやすいため、各接続部の品質が高い信頼性の高い角形二次電池となる。なお、金属部材及び保持部材は、正極側及び負極側の少なくとも一方に用いられていればよい。
【0077】
更に、角形二次電池20においては、金属部材61を保持した樹脂部材60及び金属部材81を保持した樹脂部材80が、封口板2に固定されている。このような構成によると、予め封口板2に正極集電体6ないし負極集電体8を取り付けた後に、正極集電体6ないし負極集電体8に正極タブ部4cないし負極タブ部5cを安定的に取り付けることが可能となる。したがって、正極集電体6と正極タブ部4cの接続部、ないし負極集電体8と負極タブ部5cの接続部の品質がより高くなり、より信頼性の高い角形二次電池となる。
【0078】
また、金属部材61を保持した樹脂部材60ないし金属部材81を保持した樹脂部材80を封口板2に固定し、これらの部材を用いて正極タブ部4cないし負極タブ部5cと正極集電体6ないし負極集電体8を接続することにより、正極集電体6ないし負極集電体8に正極タブ部4cないし負極タブ部5cを接続した後に、正極集電体6ないし負極集電体8を曲げ加工することなく、集電部に必要なスペースを小さくすることができる。このため、曲げ加工等により正極タブ部4cないし負極タブ部5cや、正極集電体6ないし負極集電体8と正極タブ部4cないし負極タブ部5cの接合部に負荷が加わることを抑制できる。したがって、高エネルギー密度であるのみでなく、損傷等がより抑制された信頼性の高い角形二次電池となる。
【0079】
また、金属部材61を保持した樹脂部材60が封口板2に固定されていると、正極板4と正極端子7の間に電流遮断機構40が設けられている場合、電極体3が角形外装体1内で動くように力が加わったとしても、変形板42と正極集電体6の接続部や、正極集電体6に設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制できる。このため、より信頼性の高い角形二次電池となる。
【0080】
樹脂部材60と封口板2の固定部は、正極端子取り付け孔2aよりもガス排出弁17側に配置されることが好ましい。また、樹脂部材60と封口板2の固定部は、変形板42におけるガス排出弁17側の端部よりも、ガス排出弁17側に配置されることが好ましい。また、樹脂部材80と封口板2の固定部は、負極端子取り付け孔2bよりもガス排出弁17側に配置されることが好ましい。
【0081】
図9に示すように樹脂部材60の封口板2に対して垂直な方向における封口板2の電池内部側の面から樹脂部材60の電極体3側の端部までの長さH1は、封口板2に対して垂直な方向における封口板2の電池内部側の面から集電体本体部6の電極体3側の面までの長さH2よりも大きいことが好ましい。これにより電極体3が封口板2側に動くことがあっても、電極体3の蓄電部が正極集電体6の集電体本体部6aに接触することを抑制できる。よって、集電体本体部6aと変形板42の接続部、ないし正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた脆弱部等が損傷することを抑制できる。なお、樹脂部材60及び樹脂部材80の少なくとも一方について、封口板2に対して垂直な方向における封口板2の電池内部側の面から電極体3側の端部までの長さを、封口板2に対して垂直な方向における封口板2の電池内部側の面から集電体本体部6の電極体3側の面までの長さよりも大きくすることが好ましい。
【0082】
また、樹脂部材60の電極体3側の端部は、集電体本体部6aの電極体3側の面よりも電極体3側に位置することが好ましい。このような構成であると、振動や衝撃等で電極体3が封口板2側に移動することがあっても、電極体3が正極集電体6の集電体本体部6a
より先に樹脂部材60ないし樹脂部材80に接触する。よって、集電体本体部6aと変形板42の接続部、ないし正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた脆弱部等が損傷することを抑制できる。
【0083】
図4及び図6に示すように、樹脂部材60及び樹脂部材80の電極体3側の端部は、封口板2の短手方向における幅が、封口板2側から電極体3側にかけて小さくなっている。これにより、樹脂部材60ないし樹脂部材80により正極タブ部4cないし負極タブ部5cが損傷することを防止できる。
【0084】
図15に示すように、封口板2に対して垂直な方向において、封口板2と負極集電体8のリード部8cの距離は、封口板2と正極集電体6のリード部6cの距離よりも大きい。このような構成によると、負極集電体8と封口板2が接触することをより確実に防止できる。これにより、封口板2がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合、封口板2が負極と電気的に接続され、リチウム合金が形成され封口板2が腐食することがより確実に防止できる。
【0085】
図14に示すように、電解液注液孔15を封止する封止栓16は、封口板2の電池内部側の面よりも電極体3側に突出している。また、電解液注液孔15はガス排出弁17と負極端子取り付け孔2bの間に形成されている。耐久性の高い封止構造とするためには、封止栓16を金属製とすることが好ましい。例えば、封止16をブラインドリベットとし
、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる。角形二次電池20においては、負極タブ部5cは2分割して束ねられ、封止栓16と負極タブ部5cが近接しない構造とすることで、負極タブ部5cと封止栓16が電気的に接続されることをより確実に防止することができる。更に、角形二次電池20においては、封止栓16と対向する部分に樹脂部材80が配置される形態となるため、負極タブ部5cと封止栓16が電気的に接続されることをより確実に防止することができる。なお、封止栓16と負極タブ部5cが電気的に接続されたと、封止栓16がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、封止栓16がリチウムと合金化し、腐食する虞がある。

【0086】
図11図12図14に示すように、正極集電体6の集電体本体部6aと、集電体本体部6aにおける封口板2の長手方向における端部から封口板2側に延びる集電体接続部6bと、集電体接続部6bから封口板2の長手方向に延びる一対のリード部6cを有する。このような構成により、電流遮断機構40の横のスペースに集電部を配置することが可能となり、より体積エネルギー密度の高い角形二次電池となる。
【0087】
また、リード部6cは封口板2に対して略垂直に配置されている。これにより、リード部6cと正極タブ部4cを接続する際に接続作業が行い易く、接続部の品質を向上させることができる。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。
【0088】
正極集電体6の集電体本体部6aにおいて、集電体接続部6bと隣接する領域には、幅狭部6a1が形成されている。これにより、電池に衝撃や振動が加わり、正極集電体6のリード部6cが電極体3に引っ張られるように力が加わったとしても、幅狭部6a1が応力を吸収し、集電体本体部6aと変形板42の接続部、ないし正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制できる。なお、発明者らは開発を行うなかで、リード部6cが封口板2に対して垂直な方向に動くような力が加わり易く、また、このような力が集電体本体部6aと変形板42の接続部、ないし正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた脆弱部に与える悪影響が大きいことを見出した。このため、角形二次電池20のように、集電体本体部6aに幅狭部6a1を設けることが特に効果的であることを見出した。なお、この場合、集電体本体部6aは、封口板2に対して略平行であることが好ましい。封口板2に対する集電体本体部6aの傾斜が0°±20°であるこ
とが好ましく、0°±10°であることがより好ましい。
【0089】
なお、集電体本体部6aにおいて、幅狭部6a1が集電体本体部6aの他の部分に対して僅かに傾斜(例えば±30°以下)するようにしてもよい。但し、幅狭部6a1と集電体本体部6aの他の部分が同一面上にあるようにすることが好ましい。
【0090】
正極集電体6の集電体本体部6aと絶縁板43の固定部のうち最も集電体接続部6b側に位置する固定部(第4固定部70dの第4固定用貫通穴6y4)と集電体本体部6aと集電体接続部6bの境界部の間に存在する幅狭部6a1の封口板2の長手方向に沿った長さが、2mm以上であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましく、5mm以上であることがさらに好ましい。
【0091】
集電体本体部6aにおいて変形板42との接続部が形成される部分の封口板2の短手方向の幅をW1としたとき、Wx/W1の値が0.2〜0.6となる封口板2の短手方向における幅Wxを有する幅狭部6a1が、第4固定用貫通穴6y4(正極集電体6の集電体本体部6aと絶縁板43の固定部のうち最も集電体接続部6b側に位置する固定部)と、集電体本体部6aと集電体接続部6bの境界部の間に、封口板2の長手方向において2mm以上存在することが好ましく、3mm以上存在することがより好ましく、5mm以上存在することが好ましい。
【0092】
集電体接続部6bは、封口板2の短手方向において、中央から外側にかけて封口板2に対して垂直な方向の長さが増加する部分を有することが好ましい。これにより、集電体本体部6aと変形板42の接続部、ないし正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制しつつ、内部抵抗の増加を抑制できる。
【0093】
また、正極集電体6のリード部6cの電極体3側端部は、集電体本体部6aの電極体3側端部よりも電極体3側に位置することが好ましい。これにより、電極体3が封口板2側に動くことがあっても、電極体3が、集電体本体部6aと変形板42の接続部、ないし正極集電体6の集電体本体部6aに設けられた脆弱部に損傷を与えることを抑制できる。
【0094】
以下に変形例について説明する。なお、変形例において上述の角形二次電池20と同じ構成については、角形二次電池20と同じ符号を付与している。また、特に説明を行わない部分は、上述の角形二次電池20と同じ構成とすることができる。
【0095】
<変形例1>
上述の角形二次電池20においては、正極集電体6と正極タブ部4c、負極集電体8と負極タブ部5cをそれぞれ抵抗溶接により接続する例を示した。集電体とタブ部の接続方法を抵抗溶接に変えてレーザ溶接等の高エネルギー線の照射による接続とすることもできる。高エネルギー線の照射による溶接を用いる場合に適した集電体、金属部材及び樹脂部材の例を以下に示す。
【0096】
図16は、変形例1に係る角形二次電池の図15に対応する図である。図16に示すように、正極集電体6の一対のリード部6cのそれぞれにスリット6zが設けられ、負極集電体8の一対のリード部8cのそれぞれにスリット8zが設けられている。スリット6z及びスリット8zの縁部にレーザ等の高エネルギー線を照射することにより、正極集電体6のリード部6cと正極タブ部4c、負極集電体8のリード部8cと負極タブ部5cに溶接する。
【0097】
図17は、変形例1に係る角形二次電池における正極集電体6cのリード部6cと正極タブ部4cの接続部近傍の封口板2の短手方向に沿った断面図である。樹脂部材160は
両側面に第1金属部材161a及び第2金属部材161bを保持する。第1金属部材161a及び第2金属部材161bはそれぞれ板状であり、角形外装体1の大面積側壁に対して略平行に配置される。樹脂部材160は第1金属部材161a及び第2金属部材161bを保持する保持部160aと、嵌合凹部160bと、接触防止部160cを有する。嵌合凹部160bは、封口板2の第1嵌合凸部2cに嵌合される。第1正極タブ群4xは、一方のリード部6cと第1金属部材161aに挟まれた状態で、一方のリード部6cに溶接される。また、第2正極タブ群4yは、他方のリード部6cと第2金属部材161bに挟まれた状態で、他方のリード部6cに溶接される。なお、負極側についても正極側と同様に、第1金属部材及び第2金属部材を保持した樹脂部材180を用いる。
【0098】
<変形例2>
図18は、変形例2に係る角形二次電池に用いる曲げ加工前の負極集電体108の平面図であり、電極体3側の面を示す図である。負極集電体108は、集電体本体部108aと、集電体本体部108aの端辺(封口板2の長手方向の端辺)に設けられた集電体接続部108bと、封口板2の短手方向における集電体接続部108bの両端部から延びる一対のリード部108cを有する。集電体接続部108bは、集電体本体部108aから電極体3側に延びるように、集電体本体部108aに対して曲げ加工される。即ち図18において、集電体接続部108bは集電体本体部108aに対して手前側に折り曲げられる。そして、一対のリード部108cは、封口板2の長手方向に延びるように、集電体接続部108bに対して折り曲げられる。集電体本体部108aには負極端子9が挿入される貫通穴108dが設けられている。
【0099】
<その他>
上述の角形二次電池20においては、金属部材61を保持した樹脂部材60及び金属部材81を保持した樹脂部材80を、封口板2の長手方向において、正極端子取り付け孔2aと負極端子取り付け孔2bの間に配置した。しかしながら、金属部材を保持した樹脂部材を、封口板2の長手方向において、正極端子取り付け孔2aないし負極端子取り付け孔2bよりも外側に配置することもできる。即ち、封口板2の長手方向において、封口板2の長手方向における二つの端部のうち正極端子取り付け孔2aに近い端部と正極端子取り付け孔2aの間に、金属部材61を保持した樹脂部材60を配置することもできる。また、封口板2の長手方向において、封口板2の長手方向における二つの端部のうち負極端子取り付け孔2bに近い端部と負極端子取り付け孔2bの間に、金属部材81を保持した樹脂部材80を配置することもできる。
【0100】
上述の角形二次電池20においては、金属部材61を保持した樹脂部材60及び金属部材81を保持した樹脂部材80を用いる例を示した。しかしながら、金属部材61を保持した樹脂部材60を用いずに、正極集電体6と正極タブ部4cを接続することが可能である。また、金属部材81を保持した樹脂部材80を用いずに、負極集電体8と負極タブ部5cを接続することが可能である。
【0101】
上述の角形二次電池20においては、封口板2の長手方向において、正極集電体6のリード部6cと正極タブ部4cの接続部が正極端子7よりも中央側である例を示した。しかしながら、正極集電体6のリード部6cと正極タブ部4cの接続部を、封口板2の長手方向において、正極端子7よりも外側とすることも可能である。負極集電体8のリード部8cと負極タブ部5cの接続部についても同様に、封口板2の長手方向において、負極端子8よりも外側とすることも可能である。
【0102】
正極タブ部と正極集電体の接続方法、負極タブ部と負極集電体の接続方法は特に限定されず、抵抗溶接、レーザ等の高エネルギー線の照射による溶接、超音波溶接等を用いることができる。
【0103】
電極体の形態は特に限定されず、巻回型の電極体、積層型の電極体のいずれであってもよいし、巻回された電極体を複数個含む電極体であってもよい。
【0104】
電池内に電池が過充電状態となった場合にガスを発生する過充電抑制剤を含有させることが好ましい。非水電解質二次電池の場合、正極活物質層に炭酸リチウムを含有させる、あるいは非水電解質中にシクロヘキシルベンゼン等を含有させることが好ましい。また、正極活物質層にリン酸リチウムを含有させることが好ましい。
【符号の説明】
【0105】
1・・・角形外装体
1a・・・底部 1b・・・大面積側壁 1c・・・小面積側壁
2・・・封口板
2a・・・正極端子取り付け孔 2b・・・負極端子取り付け孔
2c・・・第1嵌合凸部
2d・・・第2嵌合凸部
2e・・・第1根本凹部
2f・・・第2根本凹部

3・・・電極体
4・・・正極板
4a・・・正極活物質層 4b・・・正極芯体露出部
4c・・・正極タブ部 4d・・・保護層
4x・・・第1正極タブ群 4y・・・第2正極タブ群
5・・・負極板
5a・・・負極活物質層 5b・・・負極芯体露出部
5c・・・負極タブ部
5x・・・第1負極タブ群 5y・・・第2負極タブ群
6・・・正極集電体
6a・・・集電体本体部 6b・・・集電体接続部 6c・・・リード部
6a1・・・幅狭部
6d・・・接続用貫通穴 6e・・・薄肉部
6f・・・溝部
6y1・・・第1固定用貫通穴 6y2・・・第2固定用貫通穴
6y3・・・第3固定用貫通穴 6y4・・・第4固定用貫通穴
6z・・・スリット

7・・・正極端子
7x・・・端子貫通穴 7y・・・端子栓
8・・・負極集電体
8a・・・集電体本体部 8b・・・集電体接続部 8c・・・リード部
8d・・・貫通穴
8z・・・スリット

9・・・負極端子
10、12・・・内部側絶縁部材
10a・・・絶縁部材本体部 10b・・・絶縁部材第1側壁
10c・・・絶縁部材第2側壁
10d・・・凸部
11、13・・・外部側絶縁部材
14・・・絶縁シート
15・・・電解液注液孔
16・・・封止栓
17・・・ガス排出弁
18・・・テープ

20・・・角形二次電池

30・・・スリット部

40・・・電流遮断機構
41・・・導電部材
41a・・・ベース部 41b・・・筒状部 41c・・・フランジ部
42・・・変形板
42a・・・突出部
43・・・絶縁板(第1絶縁部材)
43a・・・絶縁板本体部 43b・・・絶縁板第1側壁
43c・・・絶縁板貫通穴
43d1・・・第1突起 43d2・・・第2突起
43d3・・・第3突起 43d4・・・第4突起

60・・・樹脂部材(保持部材)
60a・・・保持部 60b・・・嵌合凹部 60c・・・接触防止部
60d・・・保持貫通穴
61・・・金属部材

70a・・・第1固定部 70b・・・第2固定部
70c・・・第3固定部 70d・・・第4固定部

80・・・樹脂部材(保持部材)
80a・・・保持部 80b・・・嵌合凹部 80c・・・接触防止部
80d・・・保持貫通穴
81・・・金属部材
90、91・・・嵌合部

108・・・負極集電体
108a・・・集電体本体部 108b・・・集電体接続部
108c・・・リード部 108d・・・貫通穴
108x・・・傾斜部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
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図15
図16
図17
図18