(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024116404
(43)【公開日】2024-08-27
(54)【発明の名称】二次電池
(51)【国際特許分類】
H01M 50/593 20210101AFI20240820BHJP
H01M 50/15 20210101ALI20240820BHJP
H01M 50/645 20210101ALI20240820BHJP
H01M 50/586 20210101ALI20240820BHJP
H01M 50/103 20210101ALI20240820BHJP
H01M 50/55 20210101ALI20240820BHJP
H01M 50/54 20210101ALI20240820BHJP
【ＦＩ】
H01M50/593
H01M50/15
H01M50/645
H01M50/586
H01M50/103
H01M50/55 101
H01M50/54
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024099820
(22)【出願日】2024-06-20
(62)【分割の表示】P 2023059981の分割
【原出願日】2019-02-18
(71)【出願人】
【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】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】戸井 信二
(72)【発明者】
【氏名】野中 太貴
(57)【要約】
【課題】正極板と負極板の短絡が抑制された信頼性の高い二次電池を提供する。
【解決手段】開口を有し第１電極体３ａと第２電極体３ｂを収容する角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２と、正極集電体と、を備えた二次電池であって、封口板２は電解液注液孔１５を有し、第１電極体３ａは第２電極体３ｂ側の最外面に第１絶縁シートを有し、第２電極体３ｂは第１電極体３ａ側の最外面に第２絶縁シートを有し、第１正極タブ群４０ａの最外面と第１絶縁シートに跨って第１テープ８０ａが貼り付けられており、第２正極タブ群４０ｂの最外面と第２絶縁シートに跨って第２テープ８０ｂが貼り付けられており、電解液注液孔１５と対向する位置に、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの少なくとも一方が配置されている。
【選択図】図９
【解決手段】開口を有し第１電極体３ａと第２電極体３ｂを収容する角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２と、正極集電体と、を備えた二次電池であって、封口板２は電解液注液孔１５を有し、第１電極体３ａは第２電極体３ｂ側の最外面に第１絶縁シートを有し、第２電極体３ｂは第１電極体３ａ側の最外面に第２絶縁シートを有し、第１正極タブ群４０ａの最外面と第１絶縁シートに跨って第１テープ８０ａが貼り付けられており、第２正極タブ群４０ｂの最外面と第２絶縁シートに跨って第２テープ８０ｂが貼り付けられており、電解液注液孔１５と対向する位置に、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの少なくとも一方が配置されている。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極板と負極板を含む第１電極体と、
正極板と負極板を含む第２電極体と、
開口を有し、前記第１電極体と前記第２電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口するとともに長手方向とこの長手方向と垂直な短手方向を有する封口板と、
前記第１電極体及び前記第２電極体よりも前記封口板側に配置された集電体と、
前記集電体に電気的に接続され、前記封口板に取り付けられた端子と、を備える二次電池であって、
前記封口板は電解液注液孔を有し、
前記短手方向において、前記第１電極体と前記第２電極体とが並び、
前記第１電極体は前記第２電極体側の最外面に絶縁シートを有し、
前記第１電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第１電極タブ群を有し、
前記第２電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第２電極タブ群を有し、
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記集電体に接続され、
前記絶縁シートにテープが貼り付けられており、
前記テープは、前記絶縁シートに貼り付いた第１部分と、前記第１部分に接続し、前記短手方向において、前記第２電極体から離れる方向に延びる第２部分とを含み、
前記テープは、前記長手方向において、前記第１電極タブ群より大きく、
前記電解液注液孔は封止部材により封止された、
二次電池。
正極板と負極板を含む第２電極体と、
開口を有し、前記第１電極体と前記第２電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口するとともに長手方向とこの長手方向と垂直な短手方向を有する封口板と、
前記第１電極体及び前記第２電極体よりも前記封口板側に配置された集電体と、
前記集電体に電気的に接続され、前記封口板に取り付けられた端子と、を備える二次電池であって、
前記封口板は電解液注液孔を有し、
前記短手方向において、前記第１電極体と前記第２電極体とが並び、
前記第１電極体は前記第２電極体側の最外面に絶縁シートを有し、
前記第１電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第１電極タブ群を有し、
前記第２電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第２電極タブ群を有し、
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記集電体に接続され、
前記絶縁シートにテープが貼り付けられており、
前記テープは、前記絶縁シートに貼り付いた第１部分と、前記第１部分に接続し、前記短手方向において、前記第２電極体から離れる方向に延びる第２部分とを含み、
前記テープは、前記長手方向において、前記第１電極タブ群より大きく、
前記電解液注液孔は封止部材により封止された、
二次電池。
【請求項2】
前記絶縁シートは、多孔質のシートである請求項１に記載の二次電池。
【請求項3】
前記第１電極体は、複数の前記正極板と、複数の前記負極板を含む積層型の電極体であり、
前記第２電極体は、複数の前記正極板と、複数の前記負極板を含む積層型の電極体である請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
前記第２電極体は、複数の前記正極板と、複数の前記負極板を含む積層型の電極体である請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
【請求項4】
前記封口板の電池内部側には絶縁部材が配置されており、
前記絶縁部材は、前記電解液注液孔と対向する位置に絶縁部材開口を有し、
前記絶縁部材開口の周囲には筒状部が形成された請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
前記絶縁部材は、前記電解液注液孔と対向する位置に絶縁部材開口を有し、
前記絶縁部材開口の周囲には筒状部が形成された請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
【請求項5】
前記集電体は、前記電解液注液孔と対向する位置に集電体貫通穴を有する請求項１～４のいずれかに記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は二次電池に関する。
【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。
【0003】
これらの二次電池では、開口を有する有底筒状の外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが構成される。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質と共に収容される。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】
このような二次電池においては、封口板に電解液注液孔が形成されており、電解液注液孔から電池ケース内に電解液が注入され、その後、電解液注液孔が封止部材により封止される（下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１８－２９００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、正極板と負極板の短絡が抑制された信頼性の高い二次電池を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一形態に係る二次電池は、
正極板と負極板を含む第１電極体と、
正極板と負極板を含む第２電極体と、
開口を有し、前記第１電極体と前記第２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、
前記第１電極体及び前記第２電極体よりも前記封口板側に配置された集電体と、
前記集電体に電気的に接続され、前記封口板に取り付けられた端子と、を備える二次電池であって、
前記封口板は電解液注液孔を有し、
前記第１電極体は前記第２電極体側の最外面に第１絶縁シートを有し、
前記第２電極体は前記第１電極体側の最外面に第２絶縁シートを有し、
前記第１電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第１電極タブ群を有し、
前記第２電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第２電極タブ群を有し、
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記集電体に接続され、
前記第１タブ群の最外面と前記第１絶縁シートに跨って第１テープが貼り付けられており、
前記第２タブ群の最外面と前記第２絶縁シートに跨って第２テープが貼り付けられており、
前記電解液注液孔と対向する位置に、前記第１テープ及び前記第２テープの少なくとも一方が配置され、
前記電解液注液孔は封止部材により封止部材により封止されている。
正極板と負極板を含む第１電極体と、
正極板と負極板を含む第２電極体と、
開口を有し、前記第１電極体と前記第２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、
前記第１電極体及び前記第２電極体よりも前記封口板側に配置された集電体と、
前記集電体に電気的に接続され、前記封口板に取り付けられた端子と、を備える二次電池であって、
前記封口板は電解液注液孔を有し、
前記第１電極体は前記第２電極体側の最外面に第１絶縁シートを有し、
前記第２電極体は前記第１電極体側の最外面に第２絶縁シートを有し、
前記第１電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第１電極タブ群を有し、
前記第２電極体は、前記封口板側の端部に、前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された第２電極タブ群を有し、
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記集電体に接続され、
前記第１タブ群の最外面と前記第１絶縁シートに跨って第１テープが貼り付けられており、
前記第２タブ群の最外面と前記第２絶縁シートに跨って第２テープが貼り付けられており、
前記電解液注液孔と対向する位置に、前記第１テープ及び前記第２テープの少なくとも一方が配置され、
前記電解液注液孔は封止部材により封止部材により封止されている。
【0008】
電極体が、正極板の端部、セパレータの端部、及び負極板の端部が配置された積層端部を有し、この積層端部が封口板側に配置された二次電池においては、封口板に設けられた電解液注液孔から電解液を注入した際に、セパレータが捲れる可能性がある。そして、セパレータが捲れた場合、隣接する正極板と負極板が接触することで短絡が生じる虞がある。また、正極活物質層ないし負極活物質層の一部が脱落し、短絡の原因となる虞がある。
【0009】
本開示の一形態に係る二次電池の構成によると、封口板に設けられた電解液注液孔から電解液を注入したときに、セパレータが捲れることを効果的に抑制できる。よって、正極板と負極板の短絡がより効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【0010】
本開示によると、電池ケースに設けられた電解液注液孔から電解液を電池ケース内に注入したとき、セパレータの捲れが生じることが抑制される。よって、正極板と負極板の短絡が抑制された信頼性の高い二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態に係る角形二次電池の斜視図である。
【図3】（ａ）は実施形態に係る正極板の平面図である。（ｂ）は実施形態に係る負極板の平面図である。
【図4】実施形態に係る電極体の平面図である。
【図5】第２正極集電体に正極タブ群を接続し、第２負極集電体に負極タブ群を接続した状態を示す図である。
【図6】（ａ）は第１電極体の最外面と第１正極タブ群の近傍の拡大断面図である。（ｂ）は第２電極体の最外面と第２正極タブ群の近傍の拡大断面図である。
【図7】第１正極集電体及び第１負極集電体を取り付けた後の封口板の電極体側の面を示す図である。
【図8】第１正極集電体に第２正極集電体を取り付け、第１負極集電体に第２負極集電体を取り付けた後の封口板の電極体側の面を示す図である。
【図9】封口板２の短手方向に沿った断面図であり、電解液注液孔近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
実施形態に係る二次電池としての角形二次電池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。
【0013】
図１及び図２に示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケース１００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い。角形外装体１内には、正極板と負極板を含む電極体３が電解質と共に収容されている。
【0014】
電極体３の封口板２側の端部には、複数の正極タブ４ｄからなる正極タブ群４０と、複数の負極タブ５ｃからなる負極タブ群５０が設けられている。正極タブ群４０は第２正極集電体６ｂ及び第１正極集電体６ａを介して正極端子７に電気的に接続されている。負極タブ群５０は第２負極集電体８ｂ及び第１負極集電体８ａを介して負極端子９に電気的に接続されている。第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂが正極集電体６を構成している。なお、正極集電体６は一つの部品としてもよい。第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂが負極集電体８を構成している。なお、負極集電体８は一つの部品としてもよい。
【0015】
第１正極集電体６ａ、第２正極集電体６ｂ及び正極端子７は金属製であることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることがより好ましい。正極端子７と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置されている。第１正極集電体６ａ及び第２正極集電体６ｂと封口板２の間には樹脂製の内部側絶縁部材１１が配置されている。
【0016】
第１負極集電体８ａ、第２負極集電体８ｂ及び負極端子９は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることがより好ましい。また、負極端子９は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分と、銅又は銅合金からなる部分を有するようにすることが好ましい。この場合、銅又は銅合金からなる部分を第１負極集電体８ａに接続し、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分を封口板２よりも外部側に突出するようにすることが好ましい。負極端子９と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１２が配置されている。第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂと封口板２の間には樹脂製の内部側絶縁部材１３が配置されている。
【0017】
電極体３と角形外装体１の間には樹脂製の絶縁シートからなる電極体ホルダー１４が配置されている。電極体ホルダー１４は、樹脂製の絶縁シートを袋状又は箱状に折り曲げ成形されたものであることが好ましい。封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電解液注液孔１５は封止部材１６で封止されている。封止部材１６としてブラインドリベットを用いることができる。また、金属製の封止部材１６を封口板２に溶接接続してもよい。封口板２には、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったときに破断し電池ケース１００内のガスを電池ケース１００外に排出するガス排出弁１７が設けられている。
【0018】
次に角形二次電池２０の製造方法及び各構成の詳細を説明する。
【0019】
［正極板］
まず、正極板の製造方法を説明する。
［正極活物質層スラリーの作製］
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、結着材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、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）をリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質層スラリーを作製する。
まず、正極板の製造方法を説明する。
［正極活物質層スラリーの作製］
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、結着材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、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）をリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質層スラリーを作製する。
【0020】
［正極保護層スラリーの作製］
アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４となるように混練し、保護層スラリーを作製する。
アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４となるように混練し、保護層スラリーを作製する。
【0021】
［正極活物質層及び正極保護層の形成］
正極芯体としての厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面に、上述の方法で作製した正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーをダイコータにより塗布する。このとき、正極保護層スラリーは、正極芯体における正極活物質層スラリーの塗布部の端部近傍に塗布する。
正極芯体としての厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面に、上述の方法で作製した正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーをダイコータにより塗布する。このとき、正極保護層スラリーは、正極芯体における正極活物質層スラリーの塗布部の端部近傍に塗布する。
【0022】
正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーが塗布された正極芯体を乾燥させ、正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去する。これにより正極活物質層及び保護層が形成される。その後、一対のプレスローラの間を通過させることにより、正極活物質層を圧縮して正極原板とする。正極原板を所定の形状に切断することにより正極板４とする。
【0023】
図３（ａ）は、正極板４の平面図である。正極板４は、正極芯体４ａとしてのアルミニウム箔の両面に、正極活物質層４ｂが形成されている。正極板４の一つの端辺に、正極芯体４ａの両面に正極活物質層４ｂが形成されていない正極芯体露出部が正極タブ４ｄとして設けられている。また、正極板４において正極タブ４ｄが設けられた端辺の近傍と、正極タブ４ｄの根元近傍においては、正極芯体４ａの両面に正極保護層４ｃが形成されている。
【0024】
［負極板］
次に、負極板の製造方法を説明する。
［負極活物質層スラリーの作製］
負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練し、負極活物質層スラリーを作製する。
次に、負極板の製造方法を説明する。
［負極活物質層スラリーの作製］
負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練し、負極活物質層スラリーを作製する。
【0025】
［負極活物質層の形成］
負極芯体としての厚さ８μｍの銅箔の両面に、上述の方法で作製した負極活物質層スラリーをダイコータにより塗布する。
負極芯体としての厚さ８μｍの銅箔の両面に、上述の方法で作製した負極活物質層スラリーをダイコータにより塗布する。
【0026】
負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去する。これにより負極活物質層が形成される。その後、一対のプレスローラの間を通過させることにより、負極活物質層を圧縮して負極原板とする。負極原板を所定の形状に切断することにより負極板５とする。
【0027】
図３（ｂ）は、負極板５の平面図である。負極板５は、負極芯体５ａとしての銅箔の両面に、負極活物質層５ｂが形成されている。負極板５の一つの端辺に、負極芯体５ａの両面に負極活物質層５ｂが形成されていない負極芯体露出部が負極タブ５ｃとして設けられている。
【0028】
［電極体の作製］
上述の方法で作製した正極板４及び負極板５を、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータ９０を介して積層し、積層型の電極体３を製造する。図４は、電極体３の平面図である。電極体３は、端部に、各正極板４に設けられた正極タブ４ｄが積層された正極タブ群４０を有する。また、電極体３は、端部に、各負極板５に設けられた負極タブ５ｃが積層された負極タブ群５０を有する。電極体３は偏平状である。なお、正極板４、セパレータ９０、及び負極板５の積層方向において、電極体３の両外面にはセパレータ９０が配置されている。
上述の方法で作製した正極板４及び負極板５を、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータ９０を介して積層し、積層型の電極体３を製造する。図４は、電極体３の平面図である。電極体３は、端部に、各正極板４に設けられた正極タブ４ｄが積層された正極タブ群４０を有する。また、電極体３は、端部に、各負極板５に設けられた負極タブ５ｃが積層された負極タブ群５０を有する。電極体３は偏平状である。なお、正極板４、セパレータ９０、及び負極板５の積層方向において、電極体３の両外面にはセパレータ９０が配置されている。
【0029】
なお、電極体３に含まれるセパレータとして、矩形状の複数枚のセパレータを用いてもよいし、帯状のセパレータを九十九折状として用いてもよい。また、電極体３内において、帯状のセパレータが巻回されてもよい。また、セパレータは、ポリオレフィン製の基材の表面に耐熱層を有するものであってもよい。耐熱層はセラミック等の無機粒子とバインダーを含む層である。また、セパレータの表面に接着層が形成され、当該接着層によりセパレータと正極板４及び負極板５の少なくとも一方が接着されていてもよい。
【0030】
一つの電極体３において正極板の積層数は特に限定されないが、１０～１００層であることが好ましく、３０～８０層であることがより好ましい。一つの電極体３における負極板の積層数を正極板の積層数よりも一層多くし、全ての正極板の両面が負極板と対向するようにすることが好ましい。
【0031】
なお、電極体３は、帯状の正極板と帯状の負極板を、帯状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体であってもよい。
【0032】
［集電体とタブの接続］
上述の方法で２つの電極体３を作製し、それぞれ第１電極体３ａ、第２電極体３ｂとする。第１電極体３ａの正極タブ群４０、負極タブ群５０を、それぞれ第１正極タブ群４０ａ、第１負極タブ群５０ａとする。第２電極体３ｂの正極タブ群４０、負極タブ群５０を、それぞれ第２正極タブ群４０ｂ、第２負極タブ群５０ｂとする。なお、第１電極体３ａと第２電極体３ｂは全く同じ構成であってもよいし、構成が異なっていてもよい。
上述の方法で２つの電極体３を作製し、それぞれ第１電極体３ａ、第２電極体３ｂとする。第１電極体３ａの正極タブ群４０、負極タブ群５０を、それぞれ第１正極タブ群４０ａ、第１負極タブ群５０ａとする。第２電極体３ｂの正極タブ群４０、負極タブ群５０を、それぞれ第２正極タブ群４０ｂ、第２負極タブ群５０ｂとする。なお、第１電極体３ａと第２電極体３ｂは全く同じ構成であってもよいし、構成が異なっていてもよい。
【0033】
図５に示すように、第１電極体３ａの第１正極タブ群４０ａと、第２電極体３ｂの第２正極タブ群４０ｂとを、第２正極集電体６ｂに接続し、接合部６０を形成する。また、第１電極体３ａの第１負極タブ群５０ａと、第２電極体３ｂの第２負極タブ群５０ｂとを、第２負極集電体８ｂに接続し、接合部６１を形成する。接合方法としては、超音波溶接（超音波接合）、抵抗溶接、レーザー溶接等を用いることができる。
【0034】
図５及び図６（ａ）に示すように、第１電極体３ａにおける最外面であって、角形二次電池２０となった状態で第２電極体３ｂ側に位置する最外面には、第１絶縁シートとしての第１最外セパレータ９０ａが配置されている。そして、第１最外セパレータ９０ａと第１正極タブ群４０ａを構成する正極タブ４ｄに跨るように第１テープ８０ａが貼り付けられている。なお、第１テープ８０ａの貼り付けは、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂを第２正極集電体６ｂに接続する前に行ってもよいし、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂを第２正極集電体６ｂに接続した後に行ってもよい。
【0035】
図５及び図６（ｂ）に示すように、第２電極体３ｂにおける最外面であって、角形二次電池２０となった状態で第１電極体３ａ側に位置する最外面には、第２絶縁シートとしての第２最外セパレータ９０ｂが配置されている。そして、第２最外セパレータ９０ｂと第２正極タブ群４０ｂを構成する正極タブ４ｄに跨るように第２テープ８０ｂが貼り付けられている。なお、第２テープ８０ｂの貼り付けは、第１負極タブ群５０ａ及び第２負極タブ群５０ｂを第２負極集電体８ｂに接続する前に行ってもよいし、第１負極タブ群５０ａ及び第２負極タブ群５０ｂを第２負極集電体８ｂに接続した後に行ってもよい。
【0036】
第２正極集電体６ｂには、薄肉部６ｃが形成され、薄肉部６ｃ内には集電体開口６ｄが形成されている。第２正極集電体６ｂには、封口板２の電解液注液孔１５と対向する位置に集電体貫通穴６ｅが形成されている。第２負極集電体８ｂには、薄肉部８ｃが形成され、薄肉部８ｃ内には集電体開口８ｄが形成されている。
【0037】
［封口板への各部品取り付け］
図７は、各部品を取り付けた封口板２の電池内部側の面を示す図である。封口板２への各部品取り付けは次のように行われる。
図７は、各部品を取り付けた封口板２の電池内部側の面を示す図である。封口板２への各部品取り付けは次のように行われる。
【0038】
封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材１０を配置する。封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材１１及び第１正極集電体６ａを配置する。そして、正極端子７を電池外部側から、外部側絶縁部材１０の貫通孔、封口板２の正極端子挿入孔２ａ、内部側絶縁部材１１の貫通孔及び第１正極集電体６ａの貫通孔に挿入し、正極端子７の先端を第１正極集電体６ａ上にカシメる。これにより、正極端子７及び第１正極集電体６ａが封口板２に固定される。なお、正極端子７においてカシメられた部分と第１正極集電体６ａを溶接することが好ましい。
【0039】
封口板２の負極端子挿入孔２ｂの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材１２を配置する。封口板２の負極端子挿入孔２ｂの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材１３及び第１負極集電体８ａを配置する。そして、負極端子９を電池外部側から、外部側絶縁部材１２の貫通孔、封口板２の負極端子挿入孔２ｂ、内部側絶縁部材１３の貫通孔及び第１負極集電体８ａの貫通孔に挿入し、負極端子９の先端を第１負極集電体８ａ上にカシメる。これにより、負極端子９及び第１負極集電体８ａが封口板２に固定される。なお、負極端子９においてカシメられた部分と第１負極集電体８ａを溶接することが好ましい。
【0040】
内部側絶縁部材１１は、封口板２の電池内面に沿って配置される絶縁部材本体部１１ａを有する。絶縁部材本体部１１ａにおいて、封口板２に設けられた電解液注液孔１５と対向する部分には、絶縁部材開口１１ｂが設けられている。また、絶縁部材開口１１ｂの周囲には筒状部１１ｃが設けられている。筒状部１１ｃは、絶縁部材本体部１１ａから第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側に延びている。
【0041】
［第１集電体と第２集電体の接続］
図８は、第１正極集電体６ａに第２正極集電体６ｂを取り付け、第１負極集電体８ａに第２負極集電体８ｂを取り付けた後の封口板２の電池内部側の面を示す図である。
第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂが接続された第２正極集電体６ｂを、その一部が第１正極集電体６ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１１上に配置する。そして、薄肉部６ｃにレーザー照射することにより、第２正極集電体６ｂと第１正極集電体６ａを接合する。これにより接合部６２が形成される。また、第１負極タブ群５０ａ及び第２負極タブ群５０ｂが接続された第２負極集電体８ｂを、その一部が第１負極集電体８ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１３上に配置する。そして、薄肉部８ｃにレーザー照射することにより、第２負極集電体８ｂと第１負極集電体８ａを接合する。これにより接合部６３が形成される。
図８は、第１正極集電体６ａに第２正極集電体６ｂを取り付け、第１負極集電体８ａに第２負極集電体８ｂを取り付けた後の封口板２の電池内部側の面を示す図である。
第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂが接続された第２正極集電体６ｂを、その一部が第１正極集電体６ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１１上に配置する。そして、薄肉部６ｃにレーザー照射することにより、第２正極集電体６ｂと第１正極集電体６ａを接合する。これにより接合部６２が形成される。また、第１負極タブ群５０ａ及び第２負極タブ群５０ｂが接続された第２負極集電体８ｂを、その一部が第１負極集電体８ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１３上に配置する。そして、薄肉部８ｃにレーザー照射することにより、第２負極集電体８ｂと第１負極集電体８ａを接合する。これにより接合部６３が形成される。
【0042】
［角形二次電池の組み立て］
第１電極体３ａと第２電極体３ｂを一つに纏める。このとき、第１正極タブ群４０ａと第２正極タブ群４０ｂが異なる方向に湾曲し、第１負極タブ群５０ａと第２負極タブ群５０ｂが異なる方向に湾曲するようにする。そして、一つに纏めた第１電極体３ａと第２電極体３ｂを箱状ないし袋状に成形した絶縁シートからなる電極体ホルダー１４内に配置する。
第１電極体３ａと第２電極体３ｂを一つに纏める。このとき、第１正極タブ群４０ａと第２正極タブ群４０ｂが異なる方向に湾曲し、第１負極タブ群５０ａと第２負極タブ群５０ｂが異なる方向に湾曲するようにする。そして、一つに纏めた第１電極体３ａと第２電極体３ｂを箱状ないし袋状に成形した絶縁シートからなる電極体ホルダー１４内に配置する。
【0043】
電極体ホルダー１４で包まれた第１電極体３ａと第２電極体３ｂを角形外装体１に挿入する。そして、封口板２と角形外装体１を溶接し、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。
【0044】
図９は、角形外装体１の開口を封口板２により封口した後の封口板２の短手方向に沿った電解液注液孔１５の近傍の断面図である。
図９に示すように、封口板２の短手方向において、第１正極タブ群４０ａと第２正極タブ群４０ｂの間に電解液注液孔１５が配置される。また、電解液注液孔１５と対向する位置に、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂが配置される。上述の通り、第１正極タブ群４０ａと第２正極タブ群４０ｂは異なる方向に湾曲している。
図９に示すように、封口板２の短手方向において、第１正極タブ群４０ａと第２正極タブ群４０ｂの間に電解液注液孔１５が配置される。また、電解液注液孔１５と対向する位置に、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂが配置される。上述の通り、第１正極タブ群４０ａと第２正極タブ群４０ｂは異なる方向に湾曲している。
【0045】
封口板２に設けられた電解液注液孔１５から電池ケース１００内に電解液が注入される。電解液としては、例えば、有機溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液を用いることができる。封口板２に設けられた電解液注液孔１５から電池ケース１００内に注入された電解液は、絶縁部材開口１１ｂ、筒状部１１ｃ、集電体貫通穴６ｅを通過し、第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側に移動する。
ここで、第１テープ８０ａが、第１電極体３ａにおいて第２電極体３ｂ側の最外面に位置する第１最外セパレータ９０ａと第１正極タブ群４０ａに跨って貼り付けられている。また、第２テープ８０ｂが、第２電極体３ｂにおいて第１電極体３ａ側の最外面に位置する第２最外セパレータ９０ｂと第２正極タブ群４０ｂに跨って貼り付けられている。したがって、注入された電解液により、第１最外セパレータ９０ａ、第２最外セパレータ９０ｂ、あるいは他のセパレータ９０が捲れることを防止できる。
したがって、第１最外セパレータ９０ａ、第２最外セパレータ９０ｂ、あるいは他のセパレータ９０が捲れることにより、意図しない部分で正極板４と負極板５が短絡することを防止できる。また、勢いよく注入された電解液により、正極活物質層４ｂないし負極活物質層５ｂの一部が脱落することを確実に防止できる。よって、脱落した正極活物質層４ｂないし負極活物質層５ｂに起因する短絡を防止できる。
ここで、第１テープ８０ａが、第１電極体３ａにおいて第２電極体３ｂ側の最外面に位置する第１最外セパレータ９０ａと第１正極タブ群４０ａに跨って貼り付けられている。また、第２テープ８０ｂが、第２電極体３ｂにおいて第１電極体３ａ側の最外面に位置する第２最外セパレータ９０ｂと第２正極タブ群４０ｂに跨って貼り付けられている。したがって、注入された電解液により、第１最外セパレータ９０ａ、第２最外セパレータ９０ｂ、あるいは他のセパレータ９０が捲れることを防止できる。
したがって、第１最外セパレータ９０ａ、第２最外セパレータ９０ｂ、あるいは他のセパレータ９０が捲れることにより、意図しない部分で正極板４と負極板５が短絡することを防止できる。また、勢いよく注入された電解液により、正極活物質層４ｂないし負極活物質層５ｂの一部が脱落することを確実に防止できる。よって、脱落した正極活物質層４ｂないし負極活物質層５ｂに起因する短絡を防止できる。
【0046】
図５及び図８に示すように、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅は、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも大きいことが好ましい。これにより、第１最外セパレータ９０ａ、第２最外セパレータ９０ｂ、あるいは他のセパレータ９０の捲れをより効果的に抑制できる。
なお、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅を、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも小さくすることもできる。第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂと正極端子７の間の導電経路に電流遮断機構を設ける場合は、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅を、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも小さくすることで、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂが電流遮断機構に接触することを確実に防止できる。あるいは、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅を第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも小さくすることで、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂを貼り付ける際に第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂが電流遮断機構に接触することがなく、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂを好ましい状態で貼り付けることができる。
なお、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅を、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも小さくすることもできる。第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂと正極端子７の間の導電経路に電流遮断機構を設ける場合は、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅を、第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも小さくすることで、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂが電流遮断機構に接触することを確実に防止できる。あるいは、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの幅を第１正極タブ群４０ａ及び第２正極タブ群４０ｂの幅よりも小さくすることで、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂを貼り付ける際に第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂが電流遮断機構に接触することがなく、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂを好ましい状態で貼り付けることができる。
【0047】
第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの少なくとも一方の長さを長くし、第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの少なくとも一方が、少なくとも一方の接合部６０を覆うようにすることもできる。接合部６０が第１テープ８０ａ及び第２テープ８０ｂの少なくとも一方で覆われていると、接合部６０に金属粉等の異物が付着していることがあっても、金属粉等が電極体３内に侵入することを抑制できる。
【0048】
なお、筒状部１１ｃは、集電体貫通穴６ｅを貫通していることが好ましい。筒状部１１ｃの第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側の端部（図９においては下端部）は、第２正極集電体６ｂ上に積層された第１正極タブ群４０ａの第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側の面よりも、第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側（図９においては下方）に位置することが好ましい。筒状部１１ｃの第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側の端部（図９においては下端部）は、第２正極集電体６ｂ上に積層された第２正極タブ群４０ｂの第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側の面よりも、第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂ側（図９においては下方）に位置することが好ましい。
【0049】
封口板２に設けられた電解液注液孔１５から電池ケース１００内に電解液が注入された後、電解液注液孔１５はブラインドリベット等の封止部材１６により封止される。
【0050】
［テープ］
第１テープ８０ａ、第２テープ８０ｂ等のテープは、基材層と、基材層上に形成された接着層からなることが好ましい。基材層は、樹脂からなることが好ましい。基材層は、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート等から選択される部材あるいはそれらの混合物であることが好ましい。特に基材層はポリプロピレンからなることが好ましい。
接着層は、常温（２５℃）で粘着性を有することが好ましい。また、熱溶着可能なものであってもよい。接着層は、ゴム系の接着剤、アクリル系、ポリエチレン系等から選択される部材あるいはそれらの混合物であることが好ましい。特に接着層はゴム系の接着剤であることが好ましい。 なお、テープが、熱溶着性のシートであってもよい。この場合、熱溶着によりテープを接着する。また、テープはガラスクロステープであってもよい。
第１テープ８０ａ、第２テープ８０ｂ等のテープは、基材層と、基材層上に形成された接着層からなることが好ましい。基材層は、樹脂からなることが好ましい。基材層は、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート等から選択される部材あるいはそれらの混合物であることが好ましい。特に基材層はポリプロピレンからなることが好ましい。
接着層は、常温（２５℃）で粘着性を有することが好ましい。また、熱溶着可能なものであってもよい。接着層は、ゴム系の接着剤、アクリル系、ポリエチレン系等から選択される部材あるいはそれらの混合物であることが好ましい。特に接着層はゴム系の接着剤であることが好ましい。 なお、テープが、熱溶着性のシートであってもよい。この場合、熱溶着によりテープを接着する。また、テープはガラスクロステープであってもよい。
【0051】
テープの厚みは特に限定されないが、例えば、１０μｍ～５００μｍとすることができる。
【0052】
テープがタブ群と絶縁シートに跨って貼り付けられるタイミングは、電解液注液孔から電解液が電池ケース内に注入される前であれば特に限定されない。タブ群を集電体に接続する前であってもよいし、タブ群を集電体に接続した後であってもよい。
【0053】
［絶縁シート］
電極体の最外面に配置される絶縁シートは、正極板と負極板の間に配置されるセパレータと同じ材質のものとすることができる。なお、電極体の最外面にセパレータとは異なる絶縁シートを配置してもよい。絶縁シートは非多孔質であってもよいが、電極体内に電解液が染み込みやすいように絶縁シートは多孔質であることが好ましい。
セパレータが九十九折状とされる場合は、セパレータの一方端部が電極体の最外周に巻かれた状態とすることができる。そして、電極体の最外周に位置するセパレータを絶縁シートとすることができる。なお、九十九折状とされたセパレータとは別部材の絶縁シートを、電極体の最外周に巻きつけてもよい。
巻回型の電極体の場合、正極板と負極板の間に配置される帯状のセパレータが電極体の最外周に巻かれた状態とすることができる。そして、最外周に位置するセパレータを絶縁シートとすることができる。なお、帯状のセパレータとは別部材の絶縁シートを電極体の最外周に巻きつけてもよい。
電極体の最外面に配置される絶縁シートは、正極板と負極板の間に配置されるセパレータと同じ材質のものとすることができる。なお、電極体の最外面にセパレータとは異なる絶縁シートを配置してもよい。絶縁シートは非多孔質であってもよいが、電極体内に電解液が染み込みやすいように絶縁シートは多孔質であることが好ましい。
セパレータが九十九折状とされる場合は、セパレータの一方端部が電極体の最外周に巻かれた状態とすることができる。そして、電極体の最外周に位置するセパレータを絶縁シートとすることができる。なお、九十九折状とされたセパレータとは別部材の絶縁シートを、電極体の最外周に巻きつけてもよい。
巻回型の電極体の場合、正極板と負極板の間に配置される帯状のセパレータが電極体の最外周に巻かれた状態とすることができる。そして、最外周に位置するセパレータを絶縁シートとすることができる。なお、帯状のセパレータとは別部材の絶縁シートを電極体の最外周に巻きつけてもよい。
【0054】
上述の実施形態においては封口板に設けられた電解液注液孔と対向する位置に正極タブ群が配置された例を示したが、電解液注液孔と対向する位置に負極タブ群が配置されるようにしてもよい。
【0055】
上述の実施形態においては、第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂが積層型の電極体である例を示したが、第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂは、それぞれ、巻回型の電極体としてもよい。第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂをそれぞれ巻回型の電極体とする場合、第１電極体３ａ及び第２電極体３ｂのそれぞれの封口板２側の端部に、正極タブ群及び負極タブ群が形成されるようにする。
【0056】
上述の実施形態においては、正極集電体及び負極集電体がそれぞれ二つの部品からなる例を示したが、正極集電体及び負極集電体はそれぞれ一つの部品から構成されてもよい。正極集電体と負極集電体がそれぞれ一つの部品である場合、正極集電体と負極集電体にそれぞれ正極タブ群と負極タブ群を接続した後、正極集電体と負極集電体を封口板に取り付けられた正極端子と負極端子にそれぞれ接続することが好ましい。
【0057】
偏平状の電極体を平面視したとき、テープが正極活物質層と重ならないように、テープを電極体の最外面に位置する絶縁シートに貼り付けることができる。このような場合、電極体に局所的に大きな圧力が加わることを抑制できる。
【0058】
正極板、負極板、セパレータ、及び電解質等に関しては、公知の材料を用いることができる。
【符号の説明】
【0059】
２０・・・角形二次電池
１００・・・電池ケース
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子挿入孔
２ｂ・・・負極端子挿入孔
３・・・電極体
３ａ・・・第１電極体
３ｂ・・・第２電極体
４・・・正極板
４ａ・・・正極芯体
４ｂ・・・正極活物質層
４ｃ・・・正極保護層
４ｄ・・・正極タブ
４０・・・正極タブ群
４０ａ・・・第１正極タブ群
４０ｂ・・・第２正極タブ群
５・・・負極板
５ａ・・・負極芯体
５ｂ・・・負極活物質層
５ｃ・・・負極タブ
５０・・・負極タブ群
５０ａ・・・第１負極タブ群
５０ｂ・・・第２負極タブ群
６・・・正極集電体
６ａ・・・第１正極集電体
６ｂ・・・第２正極集電体
６ｃ・・・薄肉部
６ｄ・・・集電体開口
６ｅ・・・集電体貫通穴
７・・・正極端子
８・・・負極集電体
８ａ・・・第１負極集電体
８ｂ・・・第２負極集電体
８ｃ・・・薄肉部
８ｄ・・・集電体開口
９・・・負極端子
１０・・・外部側絶縁部材
１１・・・内部側絶縁部材
１１ａ・・・絶縁部材本体部
１１ｂ・・・絶縁部材開口
１１ｃ・・・筒状部
１２・・・外部側絶縁部材
１３・・・内部側絶縁部材
１４・・・電極体ホルダー
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止部材
１７・・・ガス排出弁
６０、６１、６２、６３・・・接合部
９０・・・セパレータ
９０ａ・・・第１最外セパレータ
９０ｂ・・・第２最外セパレータ
８０ａ・・・第１テープ
８０ｂ・・・第２テープ
１００・・・電池ケース
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子挿入孔
２ｂ・・・負極端子挿入孔
３・・・電極体
３ａ・・・第１電極体
３ｂ・・・第２電極体
４・・・正極板
４ａ・・・正極芯体
４ｂ・・・正極活物質層
４ｃ・・・正極保護層
４ｄ・・・正極タブ
４０・・・正極タブ群
４０ａ・・・第１正極タブ群
４０ｂ・・・第２正極タブ群
５・・・負極板
５ａ・・・負極芯体
５ｂ・・・負極活物質層
５ｃ・・・負極タブ
５０・・・負極タブ群
５０ａ・・・第１負極タブ群
５０ｂ・・・第２負極タブ群
６・・・正極集電体
６ａ・・・第１正極集電体
６ｂ・・・第２正極集電体
６ｃ・・・薄肉部
６ｄ・・・集電体開口
６ｅ・・・集電体貫通穴
７・・・正極端子
８・・・負極集電体
８ａ・・・第１負極集電体
８ｂ・・・第２負極集電体
８ｃ・・・薄肉部
８ｄ・・・集電体開口
９・・・負極端子
１０・・・外部側絶縁部材
１１・・・内部側絶縁部材
１１ａ・・・絶縁部材本体部
１１ｂ・・・絶縁部材開口
１１ｃ・・・筒状部
１２・・・外部側絶縁部材
１３・・・内部側絶縁部材
１４・・・電極体ホルダー
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止部材
１７・・・ガス排出弁
６０、６１、６２、６３・・・接合部
９０・・・セパレータ
９０ａ・・・第１最外セパレータ
９０ｂ・・・第２最外セパレータ
８０ａ・・・第１テープ
８０ｂ・・・第２テープ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】