特許 6641116 電極タブを有する電極アセンブリおよび二次電池

(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】6641116

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】電極タブを有する電極アセンブリおよび二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/26 20060101AFI20200127BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20200127BHJP

   H01M 2/06 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/26 A

   H01M10/04 W

   H01M2/06 A

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-153157(P2015-153157)

(22)【出願日】2015年8月3日

(65)【公開番号】特開2016-139596(P2016-139596A)

(43)【公開日】2016年8月4日

【審査請求日】2018年6月19日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0013814

(32)【優先日】2015年1月28日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】590002817

【氏名又は名称】三星エスディアイ株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(72)【発明者】

【氏名】金 ユナ

(72)【発明者】

【氏名】尹 ▲壮▼浩

(72)【発明者】

【氏名】黄 山

【審査官】 儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１１８３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６７８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２６６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７４４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８１９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９５１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１５７９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７１０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９５０５７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／２６

Ｈ０１Ｍ ２／０６

Ｈ０１Ｍ １０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極と第２電極との間にセパレータを介在して巻き取られた電極アセンブリにおいて、
前記第１電極は、活物質がコーティングされた第１コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第１コーティング部の外側に突出した複数の第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ）とを含み、
前記第１電極を平面形態に広げた状態では、前記電極アセンブリの最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔（Ａｎ−１）は、隣り合う他の第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ−１）同士の間隔（Ａ１〜Ａｎ−２）よりも大きく、
前記電極アセンブリの最も内側に配置された第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の前記第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ−１）同士の前記間隔（Ａ１〜Ａｎ−２）は、内側から外側に向かって漸次増大し、
前記電極アセンブリの最も内側に配置された前記第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の前記第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ−１）同士の前記間隔（Ａ１〜Ａｎ−２）は、公差を有する等差数列をなし、
広げられた状態における前記電極アセンブリの厚さをｄとすると、前記公差は２πｄであり、
前記電極アセンブリの最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔（Ａｎ−１）と、外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）と外側から３番目の第１電極タブ（Ｔｎ−２）との間の間隔（Ａｎ−２）との差は、前記公差よりも大きく形成されていることを特徴とする、電極アセンブリ。

【請求項2】

前記第２電極は、活物質がコーティングされた第２コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第２コーティング部の外側に突出した複数の第２電極タブ（Ｙ１〜Ｙｎ）とを含み、
前記第２電極を平面形態に広げた状態では、前記電極アセンブリの最も外側に配置された第２電極タブ（Ｙｎ）と外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）との間の間隔（Ｂｎ−１）は、隣り合う他の第２電極タブ（Ｙ１〜Ｙｎ−１）同士の間隔（Ｂ１〜Ｂｎ−２）よりも大きくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。

【請求項3】

前記電極アセンブリの最も内側に配置された第２電極タブ（Ｙ１）から外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）までにおける隣り合う第２電極タブ（Ｙ１〜Ｙｎ−１）同士の間隔（Ｂ１〜Ｂｎ−２）は、内側から外側に向かって漸次増大することを特徴とする、請求項２に記載の電極アセンブリ。

【請求項4】

第１電極と第２電極との間にセパレータを介在して巻き取られた電極アセンブリと、
前記電極アセンブリが内蔵されるケースと、
前記ケースに結合されたキャッププレートとを含み、
前記第１電極は、活物質がコーティングされた第１コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第１コーティング部の外側に突出した複数の第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ）とを含み、
前記第１電極を平面形態に広げた状態では、前記電極アセンブリの最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔（Ａｎ−１）は、隣り合う他の第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ−１）同士の間隔（Ａ１〜Ａｎ−２）よりも大きく、
前記電極アセンブリの最も内側に配置された第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の前記第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ−１）同士の前記間隔（Ａ１〜Ａｎ−２）は、内側から外側に向かって漸次増大し、
前記電極アセンブリの最も内側に配置された前記第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の前記第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ（Ｔ１〜Ｔｎ−１）同士の前記間隔（Ａ１〜Ａｎ−２）は、公差を有する等差数列をなし、
広げられた状態における前記電極アセンブリの厚さをｄとすると、前記公差は２πｄであり、
前記電極アセンブリの最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔（Ａｎ−１）と、外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）と外側から３番目の第１電極タブ（Ｔｎ−２）との間の間隔（Ａｎ−２）との差は、前記公差よりも大きく形成されていることを特徴とする、二次電池。

【請求項5】

前記第２電極は、活物質がコーティングされた第２コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第２コーティング部の外側に突出した複数の第２電極タブ（Ｙ１〜Ｙｎ）とを含み、前記電極アセンブリの最も外側に配置された第２電極タブ（Ｙｎ）と外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）との間の間隔（Ｂｎ−１）は、隣り合う他の第２電極タブ（Ｙ１〜Ｙｎ−１）同士の間隔（Ｂ１〜Ｂｎ−２）よりも大きくなっていることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。

【請求項6】

前記電極アセンブリの最も内側に配置された第２電極タブ（Ｙ１）から外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）までにおける隣り合う第２電極タブ（Ｙ１〜Ｙｎ−１）同士の間隔（Ｂ１〜Ｂｎ−２）は、内側から外側に向かって漸次増大することを特徴とする、請求項５に記載の二次電池。

【請求項7】

前記キャッププレートには、前記第１電極と電気的に接続された第１端子が設けられ、前記第１端子には、柱形状からなり、前記第１端子に挿入された接続端子が設けられ、
前記第１端子は、第１集電部材を介して前記第１電極と電気的に接続され、前記第１集電部材は、前記接続端子に接合された上板と、前記上板から前記電極アセンブリに向けて折り曲げられ、前記第１電極タブに接合された電極付着部とを含むことを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。

【請求項8】

前記二次電池は、車両の始動用電池であることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極アセンブリおよび二次電池に関するものであって、より詳細には、電極タブを有する電極アセンブリおよび二次電池に関するものである。

【背景技術】

【0002】

二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電可能な電池である。低容量の二次電池は、携帯電話やノートパソコンおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量の電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として幅広く用いられている。

【0003】

最近、高エネルギー密度の非水電解液を用いた高出力二次電池が開発されており、前記高出力二次電池は、大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータの駆動に使用できるように、複数の二次電池を直列に接続して大容量の二次電池として構成される。

【0004】

また、１つの大容量の二次電池は、通常、直列に接続される複数の二次電池からなり、二次電池は、円筒型と角型などからなってもよい。また、二次電池は、充電と放電を行う電極アセンブリを有するが、電極アセンブリは、正極と、負極と、正極と負極との間に介在したセパレータとを含む。電極アセンブリは、複数の正極板および負極板が積層された構造からなったり、帯形状の正極および負極が巻き取られた構造からなってもよい。

【0005】

正極、負極、およびセパレータを積層して巻き取る時、突出した電極タブを整列させることは極めて重要であり、このためには、巻取り終了地点と巻取り開始地点を正確に把握しなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、容易に巻取り可能な電極アセンブリおよびこれを含む二次電池を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面による電極アセンブリは、第１電極と第２電極との間にセパレータを介在して巻き取られて形成され、前記第１電極は、活物質がコーティングされた第１コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第１コーティング部の外側に突出した複数の第１電極タブとを含み、前記第１電極を平面形態に広げた状態では、最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔は、隣り合う他の第１電極タブ同士の間隔よりも大きくなっている。

【0008】

ここで、前記第１電極を平面形態に広げた状態では、最も内側に配置された第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ同士の間隔は、内側から外側に向かって漸次増大するように形成されてよい。

【0009】

また、第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ同士の間隔は、公差を有する等差数列をなし、前記最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔と、前の間隔との差は、前記公差よりも大きく形成されてよい。

【0010】

前記公差は２πｄからなってよいし、ここで、ｄは広げられた状態における前記電極アセンブリの厚さである。また、前記第１電極を平面形態に広げた状態では、最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔は、隣り合う他の第１電極タブ同士の間隔のうちの最も大きい間隔の１．５倍〜４倍になってよい。

【0011】

前記第２電極は、活物質がコーティングされた第２コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第２コーティング部の外側に突出した複数の第２電極タブとを含み、前記第２電極を平面形態に広げた状態では、最も外側に配置された第２電極タブ（Ｙｎ）と外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）との間の間隔は、隣り明日他の第２電極タブ同士の間隔よりも大きくなってよい。

【0012】

また、前記第２電極を平面形態に広げた状態では、最も内側に配置された第２電極タブ（Ｙ１）から外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）までにおける隣り合う第２電極タブ同士の間隔は、内側から外側に向かって漸次増大するように形成されてよい。

【0013】

本発明の他の側面による二次電池は、第１電極と第２電極との間にセパレータを介在して巻き取られた電極アセンブリと、前記電極アセンブリが内蔵されるケースと、前記ケースに結合されたキャッププレートとを含み、前記第１電極は、活物質がコーティングされた第１コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第１コーティング部の外側に突出した複数の第１電極タブとを含み、前記第１電極を平面形態に広げた状態では、最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔は、隣り合う他の第１電極タブ同士の間隔よりも大きくなっている。

【0014】

ここで、前記第１電極を平面形態に広げた状態では、最も内側に配置された第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ同士の間隔は、内側から外側に向かって漸次増大するように形成されてよい。

【0015】

また、第１電極タブ（Ｔ１）から外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）までにおける隣り合う第１電極タブ同士の間隔は、公差を有する等差数列をなし、前記最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔と、前の間隔との差は、公差よりも大きく形成されてよい。さらに、広げられた状態における前記電極アセンブリの厚さをｄとする時、前記公差は２πｄになってよい。

【0016】

また、前記第１電極を平面形態に広げた状態では、最も外側に配置された第１電極タブ（Ｔｎ）と外側から２番目の第１電極タブ（Ｔｎ−１）との間の間隔は、隣り合う他の第１電極タブ同士の間隔のうちの最も大きい間隔の１．５倍〜４倍になってよい。

【0017】

また、前記第２電極は、活物質がコーティングされた第２コーティング部と、活物質がコーティングされず、前記第２コーティング部の外側に突出した複数の第２電極タブとを含み、前記第２電極を平面形態に広げた状態では、最も外側に配置された第２電極タブ（Ｙｎ）と外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）との間の間隔は、隣り合う他の第２電極タブ同士の間隔よりも大きくなってよい。

【0018】

また、前記第２電極を平面形態に広げた状態では、最も内側に配置された第２電極タブ（Ｙ１）から外側から２番目の第２電極タブ（Ｙｎ−１）までにおける隣り合う第２電極タブ同士の間隔は、内側から外側に向かって漸次増大するようになってよい。

【0019】

また、前記キャッププレートには、前記第１電極と電気的に接続された第１端子が設けられ、前記第１端子には、柱形状からなり、前記第１端子に挿入された接続端子が設けられ、前記第１端子は、第１集電部材を介して前記第１電極と電気的に接続され、前記第１集電部材は、前記接続端子に接合された上板と、前記上板から前記電極アセンブリに向けて折り曲げられ、前記第１電極タブに接合された電極付着部とを含むことができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、電極アセンブリにおいて、最も外側に配置された電極タブを用いて、電極アセンブリの巻取りが終了する地点を容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。

【図2】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る二次電池の一部を示す分解斜視図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る正極を広げた平面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る負極を広げた平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付した図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で実現可能であり、以下に説明する実施形態に限定されない。そして、本明細書および図面において、同一の符号は同一の構成要素を表す。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【0024】

図１および図２を参照して説明すれば、本第１実施形態に係る二次電池１０１は、正極（第１電極）１１と負極（第２電極）１２との間にセパレータ１３を介在して巻き取られた電極アセンブリ１０と、電極アセンブリ１０が内蔵されるケース２７と、ケース２７の開口に結合されたキャップアセンブリ３０とを含む。

【0025】

本一実施形態に係る二次電池１０１は、リチウムイオン二次電池であって角型のものを例として説明する。ただし、本発明がこれに制限されるわけではなく、本発明は、リチウムポリマー電池または円筒型電池など、多様な形態の電池に適用可能である。また、本実施形態に係る二次電池１０１は、高出力の角型電池であって、特に、車両の始動用電池になってよい。車両の始動用電池の場合、瞬間的な高出力が要求されるため、本第１実施形態のように、電極タブを上部に突出させる構造が有利である。しかし、電極タブを上部に突出させる構造の場合には、電極タブを正確に整列させることが非常に難しい。電極タブを正確に整列させるためには、巻取りを開始する地点と終了する地点を正確に確定してはじめて、電極タブがずれることなく正確に積層可能になる。

【0026】

ケース２７は、略直方体からなり、一面には開放された開口が形成される。ケース２７は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属からなってもよい。

【0027】

キャップアセンブリ３０は、ケース２７の開口を覆うキャッププレート３１と、キャッププレート３１の外側に突出し、正極１１と電気的に接続された第１端子２１と、キャッププレート３１の外側に突出し、負極１２と電気的に接続された第２端子２２とを含む。

【0028】

キャッププレート３１は、一方向に延びた細長い板形状からなり、ケース２７の開口に結合される。キャッププレート３１には、電解液注入口３２に設けられた密封キャップ３８と、ベントホール３４に設けられ、設定された圧力で開放できるように切欠３９ａが形成されたベントプレート３９とが設けられる。第１端子２１および第２端子２２は、キャッププレート３１の上部に突出するように設けられる。

【0029】

第１端子２１は、第１集電部材４１を介して正極１１と電気的に接続され、第２端子２２は、第２集電部材４２を介して負極１２と電気的に接続される。ただし、本発明がこれに制限されるわけではなく、第１端子２１が負極と電気的に接続され、第２端子２２が正極と電気的に接続されてもよい。

【0030】

第１端子２１は、長方形の板形状からなる。第１端子２１は、第１集電部材４１に接合された接続端子２５を介して正極１１と電気的に接続される。接続端子２５は、柱形状からなり、接続端子２５の上端は、第１端子２１に挿入された状態で、溶接で第１端子２１に固定される。また、接続端子２５の上端は、第１集電部材４１に溶接で固定され、第１集電部材４１は、接続端子２５と正極１１とを電気的に接続する。

【0031】

第１端子２１とキャッププレート３１との間には、密封のためのシーリングガスケット５９が端子の貫通するホールに挿設され、キャッププレート３１の下には、第１集電部材４１を支持する下部絶縁部材４３が設けられる。

【0032】

第１端子２１の下部には、第１端子２１とキャッププレート３１とを電気的に接続する接続部材５８が設けられる。これによって、キャッププレート３１とケース２７は、正極に帯電する。

【0033】

第２端子２２は、長方形の板形状からなる。第２端子２２は、第２集電部材４２に接合された接続端子２６を介して負極１２と電気的に接続される。接続端子２６は、キャッププレート３１および第２端子２２を貫通して、上端が第２端子２２に固定される。

【0034】

接続端子２６は、柱形状からなり、接続端子２６の上端は、第２端子２２に挿入された状態で、溶接で第２端子２２に固定される。また、接続端子２６の上端は、第２集電部材４２に溶接で固定され、第２集電部材４２は、接続端子２６と負極１２とを電気的に接続する。

【0035】

第２端子２２とキャッププレート３１との間には、密封のためのシーリングガスケット５５が端子の貫通するホールに挿設され、キャッププレート３１の下には、第２端子２２および第２集電部材４２をキャッププレート３１で絶縁する下部絶縁部材４５が設けられる。

【0036】

一方、第２端子２２の下部には、短絡ホール３７に向けて突出した短絡突起が形成される。第２端子２２は、短絡ホール３７を覆うように一方向に長く延びて形成される。第２端子２２とキャッププレート３１との間には、第２端子２２とキャッププレート３１とを電気的に絶縁する上部絶縁部材５４が設けられる。

【0037】

キャップアセンブリ３０は、正極１１と負極１２とを短絡させる短絡部材５６を含むが、短絡部材５６は、キャッププレート３１と電気的に接続され、二次電池１０１の内部圧力が上昇する時、変形して第２端子２２に接続される。

【0038】

キャッププレート３１には短絡ホール３７が形成され、短絡部材５６は、短絡ホール３７において上部絶縁部材５４とキャッププレート３１との間に配置される。また、短絡ホール３７の上部には、第２端子２２が短絡ホール３７を覆うように配置される。短絡部材５６は、下へ膨らんで弧状に屈曲した湾曲部と、湾曲部の外側に形成され、キャッププレート３１に固定された縁部とを含む。

【0039】

二次電池の内部で異常反応によりガスが発生すると、二次電池の内部圧力が上昇する。二次電池の内部圧力が予め設定された圧力より高くなると、湾曲部が上部に膨らむように変形し、この時、短絡突起と短絡部材５６とが当接して短絡を誘発する。

【0040】

図３は、本発明の第１実施形態に係る二次電池の一部を示す分解斜視図である。

【0041】

図２および図３を参照して説明すれば、電極アセンブリ１０は、帯形状の正極１１と、負極１２と、正極１１と負極１２との間に配置されたセパレータ１３とを含み、巻き取られた構造からなる。電極アセンブリ１０は、正極１１と負極１２との間にセパレータ１３を介在した状態で、巻回軸Ｘ１を中心に巻き取られた後、平らに加圧される。電極アセンブリ１０は、１つの正極１１と、１つの負極１２と、２つのセパレータ１３とを有する。

【0042】

正極１１は、正極集電体と、正極集電体に塗布された正極活物質層とを含むが、正極集電体は、アルミニウムなどの金属薄板からなってもよく、正極活物質層は、リチウム系酸化物からなってもよい。負極１２は、負極集電体と、負極集電体に塗布された負極活物質層とを含むが、負極集電体は、銅などの金属薄板からなってもよく、負極活物質層は、炭素系活物質からなってもよい。セパレータ１３は、多孔性薄膜からなるが、ポリオレフィン系樹脂からなってもよい。

【0043】

電極アセンブリ１０の上端には、キャッププレートに向けて突出した第１無地部１１ａおよび第２無地部１２ａが形成される。第１無地部１１ａおよび第２無地部１２ａは、電極アセンブリ１０の幅方向に離隔配置される。

【0044】

第１集電部材４１は、接続端子２５に接合された上板４１ａと、上板４１ａから電極アセンブリ１０に向けて折り曲げられ、第１無地部１１ａに接合された電極付着部４１ｂとを含む。電極付着部４１ｂは、上板４１ａの幅方向端部から電極アセンブリ１０と平行に折り曲げられる。

【0045】

上板４１ａは、四角形の板形状からなり、接続端子２５の下部に溶接で固定される。上板４１ａには結合ホール４１ｅが形成され、この結合ホール４１ｅに接続端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で、接続端子２５と上板４１ａとが溶接される。

【0046】

上板４１ａには、周辺より小さい断面積を有するヒューズ４１ｃが形成される。ヒューズ４１ｃにはヒューズホール４１ｄが形成され、ヒューズ４１ｃは、周辺より小さい縦断面積を有する。ヒューズホール４１ｄはヒューズ４１ｃの中央に位置し、ヒューズホール４１ｄの両側端にヒューズ４１ｃが形成されている。

【0047】

第２集電部材４２は、接続端子２６に接合された上板４２ａと、上板４２ａから電極アセンブリ１０に向けて折り曲げられ、第２無地部１２ａに直接接合された電極付着部４２ｂとを含む。電極付着部４２ｂは、上板４２ａの幅方向端部から電極アセンブリ１０と平行に折り曲げられる。

【0048】

上板４２ａは、四角形の板形状からなり、接続端子２６の下部に溶接で固定される。上板４２ａには結合ホール４２ｅが形成され、この結合ホール４２ｅに接続端子２６の下部に形成された突起が挿入された状態で、接続端子２６と上板４２ａとが溶接される。

【0049】

上板４２ａには、周辺より小さい断面積を有するヒューズ４２ｃが形成される。ヒューズ４２ｃにはヒューズホール４２ｄが形成され、ヒューズ４２ｃは、周辺より小さい縦断面積を有する。ヒューズホール４２ｄはヒューズ４２ｃの中央に位置し、ヒューズホール４２ｄの両側端にヒューズ４２ｃが形成されている。

【0050】

正極１１は、正極活物質層が形成された第１コーティング部１１ｂと、正極活物質層が形成されない第１無地部１１ａとを含むが、第１無地部１１ａは、積層された第１電極タブからなる。また、負極１２は、負極活物質層が形成された第２コーティング部１２ｂと、負極活物質層が形成されない第２無地部１２ａとを含むが、第２無地部１２ａは、積層された第２電極タブからなる。

【0051】

図４は、本発明の第１実施形態に係る正極を広げた平面図である。

【0052】

図４を参照して説明すれば、正極１１には複数の第１電極タブＴ１〜Ｔｎが形成され、第１電極タブＴ１〜Ｔｎは、第１コーティング部１１ｂから上部に突出する。

【0053】

複数の第１電極タブＴ１〜Ｔｎが正極１１の長さ方向に沿って離隔配置されるが、第１電極タブＴ１〜Ｔｎの間の間隔Ａ１〜Ａｎ−１は、正極１１の内側先端から外側へいくほど次第に増加する。本記載において、第１電極タブＴ１〜Ｔｎの間隔Ａ１〜Ａｎ−１とは、正極１１を広げた時、正極１１の長さ方向に離隔した間隔であって、互いに隣接する第１電極タブＴ１〜Ｔｎの中心の間の距離を意味する。

【0054】

これによって、内側から１番目の第１電極タブＴ１と２番目の第１電極タブＴ２との間の間隔Ａ１は、２番目の第１電極タブＴ２と３番目の第１電極タブＴ３との間の間隔Ａ２よりも小さく形成される。

【0055】

第１電極タブＴ１〜Ｔｎ−１は、その間隔が公差を有する等差数列をなすように配置される。ただし、正極１１を平面形態に広げた状態では、最も内側に配置された第１電極タブＴ１から外側から２番目の第１電極タブＴｎ−１までにおける隣り合う第１電極タブ同士の間隔は、等差数列をなすように配置されるが、最も外側に配置された第１電極タブＴｎと外側から２番目の第１電極タブＴｎ−１との間の間隔は、等差数列をなさない。最も外側に配置された第１電極タブＴｎと外側から２番目の第１電極タブＴｎ−１との間の間隔Ａｎ−１と、前の間隔Ａｎ−２との差は、公差よりも大きく形成される。

【0056】

外側から２番目に配置された第１電極タブＴｎ−１までの範囲において、ｘ番目の第１電極タブとその前の第１電極タブとの間の間隔は２π（ｒ＋（ｘ−１）ｄ）で表される。ここで、ｒは正極１１のなす最も内側の円の半径であり、ｄは電極アセンブリ１０の厚さである。

【0057】

ここで、電極アセンブリ１０の厚さとは、巻き取られずに広げられた電極アセンブリ１０の厚さを意味し、正極１１、負極１２、および２つのセパレータ１３の厚さを合わせた値となる。これによって、前記等差数列の公差は２πｄとなる。

【0058】

一方、最も外側に配置された第１電極タブＴｎと外側から２番目の第１電極タブＴｎ−１との間の間隔Ａｎ−１は、他の第１電極タブＴ１〜Ｔｎ−１の間の間隔Ａ１〜Ａｎ−２よりも大きく形成される。最も外側に配置された第１電極タブＴｎとその前に配置された第１電極タブＴｎ−１との間の間隔は、他の第１電極タブＴ１〜Ｔｎ−１の間隔のうち最も大きい間隔の１．５倍〜４倍になってよい。

【0059】

本実施形態のように、最も外側に配置された第１電極タブＴｎの間隔がより大きく形成されると、巻取装置で最も外側に位置する第１電極タブＴｎを認識し、巻取りが終了する位置を正確に指定することができる。つまり、巻取装置は、フォトセンサなどを用いて第１電極タブＴ１〜Ｔｎの間の間隔を測定することができ、間隔が急激に増加すると判断された場合、感知された第１電極タブＴｎを最も外側に位置するタブと認識し、これから巻取りが終了する位置を指定することができる。これによって、迅速に１つの電極アセンブリ１０の巻取りを終了し、他の電極アセンブリ１０の巻取りを正確な位置から開始することができる。

【0060】

図５は、本発明の第１実施形態に係る負極を広げた平面図である。

【0061】

図５を参照して説明すれば、負極１２には複数の第２電極タブＹ１〜Ｙｎが形成され、第２電極タブＹ１〜Ｙｎは、第２コーティング部１２ｂから上部に突出する。

【0062】

複数の第２電極タブＹ１〜Ｙｎが負極１２の長さ方向に沿って離隔配置されるが、第２電極タブＹ１〜Ｙｎの間の間隔Ｂ１〜Ｂｎ−１は、負極１２の内側先端から外側へいくほど次第に増加する。本記載において、第２電極タブＹ１〜Ｙｎの間隔Ｂ１〜Ｂｎ−１とは、負極１２を広げた時、負極１２の長さ方向に離隔した間隔であって、互いに隣接する第２電極タブＹ１〜Ｙｎの中心の間の距離を意味する。

【0063】

これによって、内側から１番目の第２電極タブＹ１と２番目の第２電極タブＹ２との間の間隔Ｂ１は、２番目の第２電極タブＹ２と３番目の第２電極タブＹ３との間の間隔Ｂ２よりも小さく形成される。

【0064】

第２電極タブＹ１〜Ｙｎ−１は、その間隔が公差を有する等差数列をなすように配置される。ただし、負極１２を平面形態に広げた状態では、最も内側に配置された第２電極タブＹ１から外側から２番目の第２電極タブＹｎ−１までにおける隣り合う第２電極タブ同士の間隔は、等差数列をなすように配置されるが、最も外側に配置された第２電極タブＹｎと外側から２番目の第２電極タブＹｎ−１との間の間隔は、等差数列をなさない。最も外側に配置された第２電極タブＹｎと外側から２番目の第２電極タブＹｎ−１との間の間隔Ｂｎ−１と、前の間隔Ｂｎ−２との差は、公差よりも大きく形成される。

【0065】

外側から２番目に配置された第２電極タブＹｎ−１までの範囲において、ｘ番目の第２電極タブとその前の第２電極タブとの間の間隔は２π（ｒ＋（ｘ−１）ｄ）で表される。ここで、ｒは負極１２のなす最も内側の円の半径であり、ｄは電極アセンブリ１０の厚さである。

【0066】

ここで、電極アセンブリ１０の厚さとは、巻き取られずに広げられた電極アセンブリ１０の厚さを意味し、正極１１、負極１２、および２つのセパレータ１３の厚さを合わせた値となる。これによって、前記等差数列の公差は２πｄとなる。

【0067】

一方、最も外側に配置された第２電極タブＹｎと外側から２番目の第２電極タブＹｎ−１との間の間隔Ｂｎ−１は、他の第２電極タブＹ１〜Ｙｎ−１の間の間隔Ｂ１〜Ｂｎ−２よりも大きく形成される。最も外側に配置された第２電極タブＹｎとその前に配置された第２電極タブＹｎ−１との間の間隔は、他の第２電極タブＹ１〜Ｙｎ−１の間隔のうち最も大きい間隔の１．５倍〜４倍になってよい。

【0068】

本実施形態のように、最も外側に配置された第２電極タブＹｎの間隔がより大きく形成されると、巻取装置で最も外側に位置する第２電極タブＹｎを認識し、巻取りが終了する位置を正確に検出することができる。つまり、巻取装置は、フォトセンサなどを用いて第２電極タブＹ１〜Ｙｎの間の間隔を測定することができ、間隔が急激に増加すると判断された場合、感知された第２電極タブＹｎを最も外側に位置するタブと認識し、これから巻取りが終了する位置を指定することができる。これによって、迅速に１つの電極アセンブリ１０の巻取りを終了し、他の電極アセンブリ１０の巻取りを正確な位置から開始することができる。

【0069】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施可能である。

【符号の説明】

【0070】

１０１ ： 二次電池
１０ ： 電極アセンブリ
１１ ： 正極
１１ａ ： 第１無地部
１１ｂ ： 第１コーティング部
１２ ： 負極
１２ａ ： 第２無地部
１２ｂ ： 第２コーティング部
１３ ： セパレータ
２１ ： 第１端子
２２ ： 第２端子
２５、２６ ： 接続端子
２７ ： ケース
３０ ： キャップアセンブリ
３１ ： キャッププレート
３２ ： 電解液注入口
３４ ： ベントホール
３７ ： 短絡ホール
３８ ： 密封キャップ
３９ ： ベントプレート
４１ ： 第１集電部材
４２ ： 第２集電部材
４１ａ、４２ａ ： 上板
４１ｂ、４２ｂ ： 電極付着部
４１ｃ、４２ｃ ： ヒューズ
４１ｄ、４２ｄ ： ヒューズホール
４１ｅ、４２ｅ ： 結合ホール
４３、４５ ： 下部絶縁部材
５４ ： 上部絶縁部材
５５、５９ ： シーリングガスケット
５６ ： 短絡部材
５８ ： 接続部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】