JP2000040502A - 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 - Google Patents
電気化学セル及び電気化学セルの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゼリーロール状に巻き込まれた積層電極から
なる電気化学セルの集電能力を向上させること。 【解決手段】 ゼリーロール状に巻き込まれた積層電極
２の両側端部からそれぞれ外方に向かって第１の電極と
第２の電極がそれぞれ突出している。側端面に互いに平
行な一対のスリットを形成し、そのスリットに仕切られ
た部分の電極を折り曲げて、積層電極２の側端面よりも
内方位置に電極面を形成する。この電極面に集電タブ８
を接続することで集電効率を向上させる。集電タブ８と
接続する電極面は、電極の重なりにより平坦ではないの
で、電極面を導電材料でコーティングすることにより電
極面の平坦性を向上するようにしてもよい。
なる電気化学セルの集電能力を向上させること。 【解決手段】 ゼリーロール状に巻き込まれた積層電極
２の両側端部からそれぞれ外方に向かって第１の電極と
第２の電極がそれぞれ突出している。側端面に互いに平
行な一対のスリットを形成し、そのスリットに仕切られ
た部分の電極を折り曲げて、積層電極２の側端面よりも
内方位置に電極面を形成する。この電極面に集電タブ８
を接続することで集電効率を向上させる。集電タブ８と
接続する電極面は、電極の重なりにより平坦ではないの
で、電極面を導電材料でコーティングすることにより電
極面の平坦性を向上するようにしてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集電効率を改良した電気
化学セル（素電池）とかかる電気化学セルの製造方法に
関する。
化学セル（素電池）とかかる電気化学セルの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】第１の導電層と第２の導電層の間に絶縁
層を介在して積層し、側端面が螺旋状になるように巻き
込んでなる電気化学セルでは、両導電層は中心軸方向に
ずれて積層される。第１の導電層は絶縁層と第２の導電
層からはみ出すように中心軸に沿った一の方向に突き出
ている。また、第２の導電層は絶縁層と第１の導電層か
らはみ出すように中心軸に沿った前記一の方向とは反対
の方向に突き出ている。かかる位置関係で３層を積層
し、これらの層を巻き込んでゼリーロール状の積層電極
を形成する。このようにして形成された積層電極の一方
の側端部において、第１の導電層を正の電極とし、反対
側の側端部において第２の導電層を負の電極としてい
る。
層を介在して積層し、側端面が螺旋状になるように巻き
込んでなる電気化学セルでは、両導電層は中心軸方向に
ずれて積層される。第１の導電層は絶縁層と第２の導電
層からはみ出すように中心軸に沿った一の方向に突き出
ている。また、第２の導電層は絶縁層と第１の導電層か
らはみ出すように中心軸に沿った前記一の方向とは反対
の方向に突き出ている。かかる位置関係で３層を積層
し、これらの層を巻き込んでゼリーロール状の積層電極
を形成する。このようにして形成された積層電極の一方
の側端部において、第１の導電層を正の電極とし、反対
側の側端部において第２の導電層を負の電極としてい
る。
【０００３】ゼリーロール状に成形した積層電極の一方
の側端部において、絶縁層若しくは第２の導電層と重な
っていない部分の第１の導電層に第１の螺旋状空間が形
成され、積層電極の他方の側端部において、絶縁層若し
くは第１の導電層と重なっていない部分の第２の導線層
に第２の螺旋状空間が形成される。正と負の電極は密閉
ケースの対応する端子に接続され、電池として使用され
る。密閉ケースを密閉する前に、電極を収容するケース
内に電解液が注入される。電解液はセルの電極間に電位
差を生じさせるのに寄与する。
の側端部において、絶縁層若しくは第２の導電層と重な
っていない部分の第１の導電層に第１の螺旋状空間が形
成され、積層電極の他方の側端部において、絶縁層若し
くは第１の導電層と重なっていない部分の第２の導線層
に第２の螺旋状空間が形成される。正と負の電極は密閉
ケースの対応する端子に接続され、電池として使用され
る。密閉ケースを密閉する前に、電極を収容するケース
内に電解液が注入される。電解液はセルの電極間に電位
差を生じさせるのに寄与する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常の電気化学セルに
おいては、電極層自体から延びている接続部により、若
しくはタップストラップにより、電極は電池の端子に接
続されている。別の接続方法としては、接続部を電極の
螺旋終端部にエッジ溶接する方法がある。しかしなが
ら、これらの方法では、セルから取り出せる電流量が限
定されてしまうという問題がある。タブは電極の十分な
面積を持った領域に接続されないので、大容量電池から
大電流を流すことができなくなる。更に、溶接による付
加的接続部分を設けると、電池の製造上、電極に注入す
る電解液の領域を限定的なものにしてしまうという問題
と、更には電池のコストが高くなり製造時間が長くなる
という問題を生ずる。
おいては、電極層自体から延びている接続部により、若
しくはタップストラップにより、電極は電池の端子に接
続されている。別の接続方法としては、接続部を電極の
螺旋終端部にエッジ溶接する方法がある。しかしなが
ら、これらの方法では、セルから取り出せる電流量が限
定されてしまうという問題がある。タブは電極の十分な
面積を持った領域に接続されないので、大容量電池から
大電流を流すことができなくなる。更に、溶接による付
加的接続部分を設けると、電池の製造上、電極に注入す
る電解液の領域を限定的なものにしてしまうという問題
と、更には電池のコストが高くなり製造時間が長くなる
という問題を生ずる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、従来の集電方法
に関連した問題を解消することにより、電気化学セルの
集電能力を向上させることにある。
に関連した問題を解消することにより、電気化学セルの
集電能力を向上させることにある。
【０００６】本発明の他の目的は、例えば、螺旋状に巻
き込んだ電極に集電タブを接続する方法を提供すること
により、電気化学セルの集電能力を向上させることにあ
る。本発明の電気化学セルには、電気化学セルからの集
電を増加するように１又はそれ以上の集電タブが取り付
けられている。
き込んだ電極に集電タブを接続する方法を提供すること
により、電気化学セルの集電能力を向上させることにあ
る。本発明の電気化学セルには、電気化学セルからの集
電を増加するように１又はそれ以上の集電タブが取り付
けられている。
【０００７】本発明の更に別の目的は、集電タブと電極
（例えば、螺旋状に巻き付けられた電極）間の接触面積
を増加することにより、電気化学セルの集電能力を向上
させることにある。それぞれの接続タブと電極間の接触
面積を増加することにより、接続タブの数が少なくて済
み、その結果電解液注入のために十分な広さの電極間ス
ペースを確保することができる。
（例えば、螺旋状に巻き付けられた電極）間の接触面積
を増加することにより、電気化学セルの集電能力を向上
させることにある。それぞれの接続タブと電極間の接触
面積を増加することにより、接続タブの数が少なくて済
み、その結果電解液注入のために十分な広さの電極間ス
ペースを確保することができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の電気化学セルは、第１の方向に延
びる導電層と絶縁層が交互に積層してなる積層電極を有
し、少なくとも第１の層が前記積層電極の第１の端部か
ら延びる電気化学セルにおいて、前記第１の方向を横切
る方向に前記第１の層の少なくとも一部を折り曲げてな
るタブ接続部を備えたこと特徴とする。本発明では、導
電層と絶縁層を交互に積層してなる積層電極を有し、少
なくとも導電層の一つをタブに接続するために、当該導
電層の一部を折り曲げてタブ接続部を形成したので、タ
ブ接続部に接続されたタブからの集電効率が向上する。
本発明による電気化学セルは、標準的なタイプ若しくは
高出力型の再充電可能なリチウムイオン電池とすること
ができる。この場合、正電極と負電極の材料は任意に選
択することができるが、例えば、正電極の材料としては
アルミニウムを、負電極の材料としては銅を挙げること
ができる。
に、請求項１に記載の電気化学セルは、第１の方向に延
びる導電層と絶縁層が交互に積層してなる積層電極を有
し、少なくとも第１の層が前記積層電極の第１の端部か
ら延びる電気化学セルにおいて、前記第１の方向を横切
る方向に前記第１の層の少なくとも一部を折り曲げてな
るタブ接続部を備えたこと特徴とする。本発明では、導
電層と絶縁層を交互に積層してなる積層電極を有し、少
なくとも導電層の一つをタブに接続するために、当該導
電層の一部を折り曲げてタブ接続部を形成したので、タ
ブ接続部に接続されたタブからの集電効率が向上する。
本発明による電気化学セルは、標準的なタイプ若しくは
高出力型の再充電可能なリチウムイオン電池とすること
ができる。この場合、正電極と負電極の材料は任意に選
択することができるが、例えば、正電極の材料としては
アルミニウムを、負電極の材料としては銅を挙げること
ができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電気化学セルにおいて、前記積層電極がゼリーロール
状の積層電極であって、導電層と絶縁層とからなり、前
記第１の層が前記積層電極の第１の側端部から見て螺旋
状をなす電極を構成しており、前記タブ接続部が螺旋状
電極の複数の部分からなり、当該螺旋状電極の複数の部
分が半径方向に折り曲げられていることを特徴とする。
積層電極はゼリーロール状に丸め込まれており、ゼリー
ロール状の積層電極の一側端面からは絶縁層と重なって
いない部分の導電層が露出するように、他方の側端面か
らは同じく絶縁層と重なっていない部分の別の導電層が
露出するように積層されている。即ち、側端面から露出
している導電層は螺旋状となっており、電極として機能
する。その螺旋状の電極の複数の部分が半径方向の折り
曲げられてタブ接続部を構成している。折り曲げの方向
は、電極の先端部が長手方向軸に向くように、即ち、内
側に向くようにしてもよいし、逆に電極の先端部が長手
方向軸から離れる方向に、即ち、外側に向くようにして
もよい。
の電気化学セルにおいて、前記積層電極がゼリーロール
状の積層電極であって、導電層と絶縁層とからなり、前
記第１の層が前記積層電極の第１の側端部から見て螺旋
状をなす電極を構成しており、前記タブ接続部が螺旋状
電極の複数の部分からなり、当該螺旋状電極の複数の部
分が半径方向に折り曲げられていることを特徴とする。
積層電極はゼリーロール状に丸め込まれており、ゼリー
ロール状の積層電極の一側端面からは絶縁層と重なって
いない部分の導電層が露出するように、他方の側端面か
らは同じく絶縁層と重なっていない部分の別の導電層が
露出するように積層されている。即ち、側端面から露出
している導電層は螺旋状となっており、電極として機能
する。その螺旋状の電極の複数の部分が半径方向の折り
曲げられてタブ接続部を構成している。折り曲げの方向
は、電極の先端部が長手方向軸に向くように、即ち、内
側に向くようにしてもよいし、逆に電極の先端部が長手
方向軸から離れる方向に、即ち、外側に向くようにして
もよい。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の電気化学セルにおいて、前記折り曲げられた部分がゼ
リーロール状の積層電極の長手方向軸にほぼ直交するこ
とを特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記折り曲げられた部分がゼ
リーロール状の積層電極の長手方向軸にほぼ直交するこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の電気化学セルにおいて、前記螺旋状電極に一対のスリ
ットが形成されており、当該スリット間部分を前記タブ
接続部とすることを特徴とする。ゼリーロール状積層電
極の側端面から露出する導電層に対し、例えば、積層電
極の長手方向軸にほぼ並行な方向でかつ側端面からみて
半径方向に切り込みをいれて一対のスリットを形成す
る。切り込みは絶縁層と重なっていない部分の導電層に
対して行う。一対のスリットは好ましくは並行に形成す
るが、側端面の中心に向かって拡幅あるいは狭幅するよ
うに形成してもよい。このようにして形成された一対の
スリットに挟まれた部分がタブ接続部を構成する。この
一対のスリットに挟まれた部分は半径方向に折り曲げ、
折り曲げ面が長手方向軸に対してぼぼ直角となるように
する。いずれの場合であっても、折り曲げ面は積層電極
の側端面において半径方向に配列するようにし、かつ、
長手方向軸に対してほぼ直角となるようにする。上記の
ように電気化学セルを構成することにより、少なくとも
１つのタブ接続部が形成される。タブ接続部を構成する
面は積層電極の側端面に対して内方に位置しており、か
つ側端面に対してほぼ並行となる。ただし、タブ接続部
を構成する面を側端面に対して傾くようにしても構わな
い。
の電気化学セルにおいて、前記螺旋状電極に一対のスリ
ットが形成されており、当該スリット間部分を前記タブ
接続部とすることを特徴とする。ゼリーロール状積層電
極の側端面から露出する導電層に対し、例えば、積層電
極の長手方向軸にほぼ並行な方向でかつ側端面からみて
半径方向に切り込みをいれて一対のスリットを形成す
る。切り込みは絶縁層と重なっていない部分の導電層に
対して行う。一対のスリットは好ましくは並行に形成す
るが、側端面の中心に向かって拡幅あるいは狭幅するよ
うに形成してもよい。このようにして形成された一対の
スリットに挟まれた部分がタブ接続部を構成する。この
一対のスリットに挟まれた部分は半径方向に折り曲げ、
折り曲げ面が長手方向軸に対してぼぼ直角となるように
する。いずれの場合であっても、折り曲げ面は積層電極
の側端面において半径方向に配列するようにし、かつ、
長手方向軸に対してほぼ直角となるようにする。上記の
ように電気化学セルを構成することにより、少なくとも
１つのタブ接続部が形成される。タブ接続部を構成する
面は積層電極の側端面に対して内方に位置しており、か
つ側端面に対してほぼ並行となる。ただし、タブ接続部
を構成する面を側端面に対して傾くようにしても構わな
い。
【００１２】請求項５に記載の電気化学セルは、第１の
端部と、当該第１の端部と反対側の第２の端部とを有す
る第１の導電性シートと、前記第１の導電性シートに隣
接し、前記第１の導電性シートの前記第２の端部を覆わ
ないように配置された絶縁層と、第１の端部と、当該第
１の端部と反対側の第２の端部とを有し、当該第２の端
部が前記絶縁層によって覆われず前記第１の導電シート
の前記第１の端部よりも突出するように前記絶縁層に隣
接配置された第２の導電性シートと、少なくとも前記第
１の導電性シートの一部で構成され、前記第２の導電性
シートに向かって前記絶縁層を横切るように折り曲げら
れたタブ接続部とを備えたことを特徴とする。
端部と、当該第１の端部と反対側の第２の端部とを有す
る第１の導電性シートと、前記第１の導電性シートに隣
接し、前記第１の導電性シートの前記第２の端部を覆わ
ないように配置された絶縁層と、第１の端部と、当該第
１の端部と反対側の第２の端部とを有し、当該第２の端
部が前記絶縁層によって覆われず前記第１の導電シート
の前記第１の端部よりも突出するように前記絶縁層に隣
接配置された第２の導電性シートと、少なくとも前記第
１の導電性シートの一部で構成され、前記第２の導電性
シートに向かって前記絶縁層を横切るように折り曲げら
れたタブ接続部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の電気化学セルにおいて、前記第１の導電性シート、前
記絶縁層、及び前記第２の導電性シートはロール状に巻
き込まれてゼリーロール状積層体を形成し、前記第１の
導電性シートの第２の端部が第１の螺旋状空間を形成
し、少なくとも前記第１の導電性シートの一部が前記第
１の螺旋状空間の一部を横切るように延びていることを
特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記第１の導電性シート、前
記絶縁層、及び前記第２の導電性シートはロール状に巻
き込まれてゼリーロール状積層体を形成し、前記第１の
導電性シートの第２の端部が第１の螺旋状空間を形成
し、少なくとも前記第１の導電性シートの一部が前記第
１の螺旋状空間の一部を横切るように延びていることを
特徴とする。
【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シートの第
２の端部が第２の螺旋状空間を形成することを特徴とす
る。
の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シートの第
２の端部が第２の螺旋状空間を形成することを特徴とす
る。
【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の電気化学セルにおいて、前記第１の螺旋状電極に一対
のスリットが形成されており、前記タブ接続部が当該ス
リット間に位置していることを特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記第１の螺旋状電極に一対
のスリットが形成されており、前記タブ接続部が当該ス
リット間に位置していることを特徴とする。
【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の電気化学セルにおいて、前記一対の螺旋状電極を構成
するスリットが実質的に並行であることを特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記一対の螺旋状電極を構成
するスリットが実質的に並行であることを特徴とする。
【００１７】請求項１０に記載の発明は、請求項６記載
の電気化学セルにおいて、前記タブ接続部が前記第１の
導電性シートの第２の端部より下の面に位置しているこ
とを特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記タブ接続部が前記第１の
導電性シートの第２の端部より下の面に位置しているこ
とを特徴とする。
【００１８】請求項１１に記載の発明は、請求項６記載
の電気化学セルにおいて、前記第１の導電シートの折り
曲げられた部分は折り曲げ部から前記ゼリーロール状積
層体の長手方向軸に向かって延びる領域により規定され
ていることを特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記第１の導電シートの折り
曲げられた部分は折り曲げ部から前記ゼリーロール状積
層体の長手方向軸に向かって延びる領域により規定され
ていることを特徴とする。
【００１９】請求項１２に記載の発明は、請求項６記載
の電気化学セルにおいて、導電性タブを更に有し、当該
導電性タブが前記タブ接続部に接続されていることを特
徴とする。導電性タブの材料は対応する電極とも親和性
のあるものを選択する必要がある。例えば、リチウムイ
オン電池とする場合には、導電性タブの材料としては電
極がアルミニューム製であれば同じアルミニュームを用
いるのが、電極が銅若しくはニッケル製であれば銅若し
くはニッケルを用いるのが好ましい。
の電気化学セルにおいて、導電性タブを更に有し、当該
導電性タブが前記タブ接続部に接続されていることを特
徴とする。導電性タブの材料は対応する電極とも親和性
のあるものを選択する必要がある。例えば、リチウムイ
オン電池とする場合には、導電性タブの材料としては電
極がアルミニューム製であれば同じアルミニュームを用
いるのが、電極が銅若しくはニッケル製であれば銅若し
くはニッケルを用いるのが好ましい。
【００２０】請求項１３に記載の発明は、請求項１２記
載の電気化学セルにおいて、前記導電性タブが溶接接合
により前記タブ接続部に接続されていることを特徴とす
る。
載の電気化学セルにおいて、前記導電性タブが溶接接合
により前記タブ接続部に接続されていることを特徴とす
る。
【００２１】請求項１４に記載の発明は、請求項１２記
載の電気化学セルにおいて、前記導電性タブが前記第１
の導電性シートと同じ材料でできていることを特徴とす
る。
載の電気化学セルにおいて、前記導電性タブが前記第１
の導電性シートと同じ材料でできていることを特徴とす
る。
【００２２】請求項１５に記載の発明は、請求項６記載
の電気化学セルにおいて、複数のタブ接続部を更に有
し、当該複数のタブ接続部が前記第１の螺旋状空間の一
部を横切って延びるように折り曲げられている第１の導
電性シート部からなることを特徴とする。
の電気化学セルにおいて、複数のタブ接続部を更に有
し、当該複数のタブ接続部が前記第１の螺旋状空間の一
部を横切って延びるように折り曲げられている第１の導
電性シート部からなることを特徴とする。
【００２３】請求項１６に記載の発明は、請求項１５記
載の電気化学セルにおいて、前記第１の導電性シートの
第２の端部に複数対のスリットが形成されており、タブ
接続部がそれぞれの対を構成するスリット間に位置して
いることを特徴とする。
載の電気化学セルにおいて、前記第１の導電性シートの
第２の端部に複数対のスリットが形成されており、タブ
接続部がそれぞれの対を構成するスリット間に位置して
いることを特徴とする。
【００２４】請求項１７に記載の発明は、請求項１５記
載の電気化学セルにおいて、各々のタブ接続部に接続さ
れた導電性タブを更に有することを特徴とする。
載の電気化学セルにおいて、各々のタブ接続部に接続さ
れた導電性タブを更に有することを特徴とする。
【００２５】請求項１８に記載の発明は、請求項１５記
載の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シートの
第２の端部に形成された複数のタブ接続部を更に有する
ことを特徴とする。
載の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シートの
第２の端部に形成された複数のタブ接続部を更に有する
ことを特徴とする。
【００２６】請求項１９に記載の発明は、請求項１８記
載の電気化学セルにおいて、前記第１の導電性シートの
第２の端部に形成されているタブ接続部の数が前記第２
の導電性シートの第２の端部に形成されているタブ接続
部の数と等しいことを特徴とする。
載の電気化学セルにおいて、前記第１の導電性シートの
第２の端部に形成されているタブ接続部の数が前記第２
の導電性シートの第２の端部に形成されているタブ接続
部の数と等しいことを特徴とする。
【００２７】請求項２０に記載の発明は、請求項６記載
の電気化学セルにおいて、ゼリーロール状積層体の中心
に中空主軸が配設されており、その回りに前記第１の導
電性シート、前記第２の導電性シート及び前記絶縁層が
巻き付けられていることを特徴とする。このように導電
性シート及び絶縁層を巻き付けることにより、中心部が
中空な管状のセルとすることができる。中空主軸の寸法
は巻き付け状態、温度及び組立等を考慮して決定する。
中空主軸は電気化学セルを収容するケースの上側カバー
と下側カバーに溶接固定され、ケースと積層電極との間
の熱的リンクを形成する。また、セルの中心部を中空に
したことにより、中心部に沿って発生する熱の放熱に効
果的となる。管状セルの半径を大きくすることにより、
電極表面のコーティング層のひび割れを防止することが
できる。
の電気化学セルにおいて、ゼリーロール状積層体の中心
に中空主軸が配設されており、その回りに前記第１の導
電性シート、前記第２の導電性シート及び前記絶縁層が
巻き付けられていることを特徴とする。このように導電
性シート及び絶縁層を巻き付けることにより、中心部が
中空な管状のセルとすることができる。中空主軸の寸法
は巻き付け状態、温度及び組立等を考慮して決定する。
中空主軸は電気化学セルを収容するケースの上側カバー
と下側カバーに溶接固定され、ケースと積層電極との間
の熱的リンクを形成する。また、セルの中心部を中空に
したことにより、中心部に沿って発生する熱の放熱に効
果的となる。管状セルの半径を大きくすることにより、
電極表面のコーティング層のひび割れを防止することが
できる。
【００２８】中空主軸の外周面、即ち、導電層等を巻き
付ける面、の長手方向に溝を形成するようにしてもよ
い。このような溝を形成することにより、電解液注入プ
ロセスで行う排気及び電解液の注入処理がしやすくな
る。
付ける面、の長手方向に溝を形成するようにしてもよ
い。このような溝を形成することにより、電解液注入プ
ロセスで行う排気及び電解液の注入処理がしやすくな
る。
【００２９】請求項２１に記載の発明は、請求項６載の
電気化学セルにおいて、前記タブ接続部上に導電性コー
ディング層を更に有することを特徴とする。導電性シー
トの一部を折り曲げてなるタブ接続部の平坦性を向上さ
せるために、タブ接続部に導電性コーティング層を形成
するのが好ましい。導電性コーティング層を形成するこ
とによりタブとの接続がより容易になり、接続時間を短
縮し、接続品質を向上することができる。
電気化学セルにおいて、前記タブ接続部上に導電性コー
ディング層を更に有することを特徴とする。導電性シー
トの一部を折り曲げてなるタブ接続部の平坦性を向上さ
せるために、タブ接続部に導電性コーティング層を形成
するのが好ましい。導電性コーティング層を形成するこ
とによりタブとの接続がより容易になり、接続時間を短
縮し、接続品質を向上することができる。
【００３０】請求項２２に記載の発明は、請求項２１記
載の電気化学セルにおいて、前記導電性コーディング層
はサーマルスプレーにより形成された導電性コーティン
グ層であることを特徴とする。当該導電性コーティング
層は電極材料と親和性のあるものでなければならない。
載の電気化学セルにおいて、前記導電性コーディング層
はサーマルスプレーにより形成された導電性コーティン
グ層であることを特徴とする。当該導電性コーティング
層は電極材料と親和性のあるものでなければならない。
【００３１】請求項２３に記載の発明は、請求項２１記
載の電気化学セルにおいて、前記導電コーティング層に
接続されている導電性タブを更に有することことを特徴
とする。導電性タブは導電性コーティング層に直接接続
する。導電性タブの材料は電極材料と同じであってもよ
いし異なっていてもよい。導電性タブの形状はそれぞれ
のセルからの集電に適合するような形状、寸法を有して
いる。
載の電気化学セルにおいて、前記導電コーティング層に
接続されている導電性タブを更に有することことを特徴
とする。導電性タブは導電性コーティング層に直接接続
する。導電性タブの材料は電極材料と同じであってもよ
いし異なっていてもよい。導電性タブの形状はそれぞれ
のセルからの集電に適合するような形状、寸法を有して
いる。
【００３２】請求項２４に記載の発明は、請求項６記載
の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シート上に
形成された第２のタブ接続部を更に有し、当該第２のタ
ブ接続部が少なくとも１つの第２の導電性シート部分か
らなり、当該第２の導電性シート部分が前記第２の螺旋
状空間の一部を横切留方向に折り曲げられていることを
特徴とする。
の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シート上に
形成された第２のタブ接続部を更に有し、当該第２のタ
ブ接続部が少なくとも１つの第２の導電性シート部分か
らなり、当該第２の導電性シート部分が前記第２の螺旋
状空間の一部を横切留方向に折り曲げられていることを
特徴とする。
【００３３】請求項２５に記載の発明は、請求項２４記
載の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シートの
第２の端部に一対のスリットが形成されており、前記第
２のタブ接続部が当該スリット間に位置していることを
特徴とする。
載の電気化学セルにおいて、前記第２の導電性シートの
第２の端部に一対のスリットが形成されており、前記第
２のタブ接続部が当該スリット間に位置していることを
特徴とする。
【００３４】請求項２６に記載の電気化学セルの製造方
法は、電極積層体の一方の側端面から突出した第１の電
極と、当該電極積層体の他方の側端面から突出した第２
の電極と、当該電極積層体の両側端面間の長手方向軸と
を有する電極積層体を提供するステップと、前記長手方
向軸に対してある角度をなす方向に配向するよう前記第
１の電極の少なくとも一部を折り曲げてタブ接続部を形
成するステップからなることを特徴とする。
法は、電極積層体の一方の側端面から突出した第１の電
極と、当該電極積層体の他方の側端面から突出した第２
の電極と、当該電極積層体の両側端面間の長手方向軸と
を有する電極積層体を提供するステップと、前記長手方
向軸に対してある角度をなす方向に配向するよう前記第
１の電極の少なくとも一部を折り曲げてタブ接続部を形
成するステップからなることを特徴とする。
【００３５】請求項２７に記載の発明は、請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法において、集電用タブを前
記タブ接続部へ接続するステップを更に有することを特
徴とする。集電用タブとタブ接続部を接続するには、音
波溶接やレーザ溶接等を用いることができるが、レーザ
溶接によるのが好適である。溶接を行う場合には、特
に、絶縁層がその融点を超えて加熱されることのによう
に積層電極の温度制御に十分注意を払う必要がある。
載の電気化学セルの製造方法において、集電用タブを前
記タブ接続部へ接続するステップを更に有することを特
徴とする。集電用タブとタブ接続部を接続するには、音
波溶接やレーザ溶接等を用いることができるが、レーザ
溶接によるのが好適である。溶接を行う場合には、特
に、絶縁層がその融点を超えて加熱されることのによう
に積層電極の温度制御に十分注意を払う必要がある。
【００３６】請求項２８に記載の発明は、請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法において、前記タブ接続部
に導電性コーティングを行うステップを更に有すること
を特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記タブ接続部
に導電性コーティングを行うステップを更に有すること
を特徴とする。
【００３７】請求項２９に記載の発明は、請求項２８記
載の電気化学セルの製造方法において、前記導電性コー
ティングはサーマルスプレイにより行うコーティングで
あることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記導電性コー
ティングはサーマルスプレイにより行うコーティングで
あることを特徴とする。
【００３８】請求項３０に記載の発明は、請求項２８記
載の電気化学セルの製造方法において、前記導電性コー
ディングにより形成された層の下側面の面形状が前記タ
ブ接続部の面形状と合致していることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記導電性コー
ディングにより形成された層の下側面の面形状が前記タ
ブ接続部の面形状と合致していることを特徴とする。
【００３９】請求項３１に記載の発明は、請求項２８記
載の電気化学セルの製造方法において、前記集電タブ上
に導電性材料のコーティング層をサーマルスプレーによ
り形成するステップを更に有することを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記集電タブ上
に導電性材料のコーティング層をサーマルスプレーによ
り形成するステップを更に有することを特徴とする。
【００４０】請求項３２に記載の発明は、請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
の少なくとも一部を折り曲げるステップは、タブ接続部
を形成するために前記第１の電極の複数の部分を折り曲
げるステップからなることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
の少なくとも一部を折り曲げるステップは、タブ接続部
を形成するために前記第１の電極の複数の部分を折り曲
げるステップからなることを特徴とする。
【００４１】請求項３３に記載の発明は、請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
に一対のスリットを形成するステップを更に有し、前記
第１の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップが前
記一対のスリット間の前記第１の電極の少なくとも一部
を折り曲げるステップからなることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
に一対のスリットを形成するステップを更に有し、前記
第１の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップが前
記一対のスリット間の前記第１の電極の少なくとも一部
を折り曲げるステップからなることを特徴とする。
【００４２】請求項３４に記載の発明は、請求項３３記
載の電気化学セルの製造方法において、前記一対のスリ
ットを形成するステップが実質的に並行な一対のスリッ
トを形成するステップからなることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記一対のスリ
ットを形成するステップが実質的に並行な一対のスリッ
トを形成するステップからなることを特徴とする。
【００４３】請求項３５に記載の発明は、請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
の少なくとも一部を折り曲げるステップが前記第１の電
極の少なくとも一部が折り曲げ部から長手方向軸に向か
って延びるように前記第１の電極の少なくとも一部を折
り曲げるステップからなることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
の少なくとも一部を折り曲げるステップが前記第１の電
極の少なくとも一部が折り曲げ部から長手方向軸に向か
って延びるように前記第１の電極の少なくとも一部を折
り曲げるステップからなることを特徴とする。
【００４４】請求項３６に記載の発明は、請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法において、前記第２の電極
の少なくとも一部が前記長手方向軸に対してある角度を
なすように延びてタブ接続部を形成するように、前記第
２の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップを更に
有することを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記第２の電極
の少なくとも一部が前記長手方向軸に対してある角度を
なすように延びてタブ接続部を形成するように、前記第
２の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップを更に
有することを特徴とする。
【００４５】請求項３７に記載の発明は、請求項３６記
載の電気化学セルの製造方法において、前記第２の電極
に一対のスリットを形成するステップを更に有し、前記
第２の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップが前
記一対のスリット間の前記第２の電極の少なくとも一部
を折り曲げるステップからなることを特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記第２の電極
に一対のスリットを形成するステップを更に有し、前記
第２の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップが前
記一対のスリット間の前記第２の電極の少なくとも一部
を折り曲げるステップからなることを特徴とする。
【００４６】請求項３８に記載の電気化学セルの製造方
法は、第１の端部を有する第１の電極と、第２の電極と
を有する電極積層体を提供し、タブ接続部を形成するた
めに、前記第１の電極の少なくとも一部が当該第１の電
極の第１の側端部よりも下方位置にくるよう折り曲げる
ステップからなることを特徴とする。
法は、第１の端部を有する第１の電極と、第２の電極と
を有する電極積層体を提供し、タブ接続部を形成するた
めに、前記第１の電極の少なくとも一部が当該第１の電
極の第１の側端部よりも下方位置にくるよう折り曲げる
ステップからなることを特徴とする。
【００４７】請求項３９に記載の発明は、請求項３８記
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
の前記第１の端部に一対のスリットを形成するステップ
を更に有し、前記第１の電極の少なくとも一部を折り曲
げるステップが前記一対のスリット間の前記第１の電極
の少なくとも一部を折り曲げるステップからなることを
特徴とする。
載の電気化学セルの製造方法において、前記第１の電極
の前記第１の端部に一対のスリットを形成するステップ
を更に有し、前記第１の電極の少なくとも一部を折り曲
げるステップが前記一対のスリット間の前記第１の電極
の少なくとも一部を折り曲げるステップからなることを
特徴とする。
【００４８】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
電気化学セルについて図１乃至図３に基づき説明する。
電気化学セルについて図１乃至図３に基づき説明する。
【００４９】本発明は、集電特性が向上した積層電極を
有する電気化学セルと、積層電極により集電特性を向上
した電気化学セルの製造方法に関する。最初に本発明に
係わる電気化学セルの積層電極２について説明し、次い
で前記電気化学セルの製造方法について説明する。
有する電気化学セルと、積層電極により集電特性を向上
した電気化学セルの製造方法に関する。最初に本発明に
係わる電気化学セルの積層電極２について説明し、次い
で前記電気化学セルの製造方法について説明する。
【００５０】本発明に係わる電気化学セルの第１の実施
の形態では、ゼリーロール状の積層電極２を使用してい
る。ゼリーロール状の積層電極２は第１の電極４と第２
の電極（図示せず）を有し、両者は第１の電極４と第２
の電極の間に介在する絶縁層により分離されている。第
１の電極４はゼリーロール状の積層電極２の一方の端部
から、第２の電極は積層電極２の他方の端部から延びて
いる。電極の端部と当該端部の集電タブ８への接続は、
第１の電極４と第２の電極において同一であるので、第
１の電極４の接続についてのみ説明する。
の形態では、ゼリーロール状の積層電極２を使用してい
る。ゼリーロール状の積層電極２は第１の電極４と第２
の電極（図示せず）を有し、両者は第１の電極４と第２
の電極の間に介在する絶縁層により分離されている。第
１の電極４はゼリーロール状の積層電極２の一方の端部
から、第２の電極は積層電極２の他方の端部から延びて
いる。電極の端部と当該端部の集電タブ８への接続は、
第１の電極４と第２の電極において同一であるので、第
１の電極４の接続についてのみ説明する。
【００５１】図１はゼリーロール状の積層電極２の端部
６を示したものである。同図に示すように、積層電極２
の側端面から見ると、電極は螺旋状に巻き付けられた状
態にある。積層電極２は集電タブ８を有し、本実施の形
態では、集電タブ８は溶接部２０を介して積層電極２に
取り付けられているが、溶接以外の他の方法で取り付け
ても構わない。溶接部２０は、例えば、音波若しくはレ
ーザ溶接機を用いたスポット溶接により形成することが
できるが、レーザ溶接により形成するのが好ましい。集
電タブ８は積層電極２の接続部に接続されており、当該
接続部は端部６から積層電極２の長手方向内側に向かっ
て凹設されている。図２に示すように、積層電極２の側
端面は面１６上にある。集電タブ８は面１８上で積層電
極２に接続されており、この面１８は面１６よりも積層
電極２の内側に位置している。集電タブ８が延びる方向
は積層電極２の長手方向に対してどのような角度をなし
てもよいが、ほぼ直角に延びるのが好ましい。図１には
４つの集電タブ８が示されているが、集電タブ８の数は
４つに限定されない。積層電極２の反対側の第２の端部
における集電タブ８の数についても第１の端部における
集電タブ８の数と同じであってもよいし、異なっていて
もよい。
６を示したものである。同図に示すように、積層電極２
の側端面から見ると、電極は螺旋状に巻き付けられた状
態にある。積層電極２は集電タブ８を有し、本実施の形
態では、集電タブ８は溶接部２０を介して積層電極２に
取り付けられているが、溶接以外の他の方法で取り付け
ても構わない。溶接部２０は、例えば、音波若しくはレ
ーザ溶接機を用いたスポット溶接により形成することが
できるが、レーザ溶接により形成するのが好ましい。集
電タブ８は積層電極２の接続部に接続されており、当該
接続部は端部６から積層電極２の長手方向内側に向かっ
て凹設されている。図２に示すように、積層電極２の側
端面は面１６上にある。集電タブ８は面１８上で積層電
極２に接続されており、この面１８は面１６よりも積層
電極２の内側に位置している。集電タブ８が延びる方向
は積層電極２の長手方向に対してどのような角度をなし
てもよいが、ほぼ直角に延びるのが好ましい。図１には
４つの集電タブ８が示されているが、集電タブ８の数は
４つに限定されない。積層電極２の反対側の第２の端部
における集電タブ８の数についても第１の端部における
集電タブ８の数と同じであってもよいし、異なっていて
もよい。
【００５２】図３は電極４と集電タブ８間の接続領域を
示した図である。図３から分かるように、電極４の集電
タブ８側の端部を一方向に折り曲げ、集電タブ８との接
続領域を広く確保している。電極４の端部における折り
曲げ部１２は、積層電極２の側端面からみて半径方向に
向いており、電極４の屈曲部１１は電極４の端部１３か
らよりも積層電極２の長手方向軸２６からの方が距離的
に遠い位置関係にある。即ち、電極４の端部は積層電極
２の側端面からみて中心方向に折り曲げられている。し
かしながら、電極４の屈曲部１１を電極４の端部１３か
らよりも長手方向軸２６からの方が距離的に近い位置関
係となるように折り曲げ部１２を形成してもよい。いず
れの場合であっても、折り曲げ部１２は集電タブ８の接
続用の面１８を形成している。上述のように、面１８は
集電電極２の側端面１６から電気化学セルの内部に向か
って凹設されている。
示した図である。図３から分かるように、電極４の集電
タブ８側の端部を一方向に折り曲げ、集電タブ８との接
続領域を広く確保している。電極４の端部における折り
曲げ部１２は、積層電極２の側端面からみて半径方向に
向いており、電極４の屈曲部１１は電極４の端部１３か
らよりも積層電極２の長手方向軸２６からの方が距離的
に遠い位置関係にある。即ち、電極４の端部は積層電極
２の側端面からみて中心方向に折り曲げられている。し
かしながら、電極４の屈曲部１１を電極４の端部１３か
らよりも長手方向軸２６からの方が距離的に近い位置関
係となるように折り曲げ部１２を形成してもよい。いず
れの場合であっても、折り曲げ部１２は集電タブ８の接
続用の面１８を形成している。上述のように、面１８は
集電電極２の側端面１６から電気化学セルの内部に向か
って凹設されている。
【００５３】折り曲げ部１２を設けたことにより、集電
用面積を増大することができる。通常の電気化学セルに
おいては、集電タブはロール状に巻かれた電極のエッジ
部分に接続されていたに過ぎなかったが、本発明では、
広い面積で電極４を集電タブ４に接続するようにしてい
る。電極４と集電タブ８間の接続面積を更に増大するた
めには、電極４の折り曲げ部１２にコーディングを施す
ようにすればよい。折り曲げ部１２の重なりによって生
じた凹凸面をコーティングすることにより集電タブ８と
の接続面を平坦化することができる。コーティング材料
としては、コーティングを行う電極４と電極４を取り付
ける集電タブ８の双方に対して親和性のある導電材料が
用いられる。
用面積を増大することができる。通常の電気化学セルに
おいては、集電タブはロール状に巻かれた電極のエッジ
部分に接続されていたに過ぎなかったが、本発明では、
広い面積で電極４を集電タブ４に接続するようにしてい
る。電極４と集電タブ８間の接続面積を更に増大するた
めには、電極４の折り曲げ部１２にコーディングを施す
ようにすればよい。折り曲げ部１２の重なりによって生
じた凹凸面をコーティングすることにより集電タブ８と
の接続面を平坦化することができる。コーティング材料
としては、コーティングを行う電極４と電極４を取り付
ける集電タブ８の双方に対して親和性のある導電材料が
用いられる。
【００５４】本発明に係わる電気化学セルは、電極及び
絶縁層を巻き付けるため中空円筒状の心棒２２を備えて
いてもよい。これによって、電気化学セルに中空のコア
２４を形成することができる。この中空のコア２４は放
熱を図る上で、また電解液の導入を行う上で利便性が高
い。
絶縁層を巻き付けるため中空円筒状の心棒２２を備えて
いてもよい。これによって、電気化学セルに中空のコア
２４を形成することができる。この中空のコア２４は放
熱を図る上で、また電解液の導入を行う上で利便性が高
い。
【００５５】熱は、集電タブ８を積層電極２の端部６に
接続する過程で、また電池の使用中に発生する。もし熱
が電池内部に滞留し、電池を構成する絶縁層の融点に達
するまで、あるいは融点を超えるまで温度が上昇する
と、電池内部がショートする可能性がある。絶縁層が溶
解したために生ずる電極間のショートにより、電池の出
力容量が減少し、場合によっては使用不能な状態にな
る。
接続する過程で、また電池の使用中に発生する。もし熱
が電池内部に滞留し、電池を構成する絶縁層の融点に達
するまで、あるいは融点を超えるまで温度が上昇する
と、電池内部がショートする可能性がある。絶縁層が溶
解したために生ずる電極間のショートにより、電池の出
力容量が減少し、場合によっては使用不能な状態にな
る。
【００５６】心棒２６の外周面には長手方向へ延びるス
リットが形成されている。スリットを形成したために、
電解液の注入準備の過程で行う電池内の排気が行いやす
くなる。また、スリットを形成したことにより、ゼリー
ロール状積層電極２のそれぞれの端部から延びる電極に
よって形成される螺旋状空間への電解液の注入が行いや
すくなる。
リットが形成されている。スリットを形成したために、
電解液の注入準備の過程で行う電池内の排気が行いやす
くなる。また、スリットを形成したことにより、ゼリー
ロール状積層電極２のそれぞれの端部から延びる電極に
よって形成される螺旋状空間への電解液の注入が行いや
すくなる。
【００５７】次に、集電タブ８を積層電極２の端部から
延びる電極に接続するための接続方法について説明す
る。この接続方法は集電タブ８をゼリーロール状積層電
極２の端部に接続するために有用であるが、例えば図４
と図５に示されているような直方型積層電極のような他
のタイプの積層電極に対しても同様に使用することがで
きる。以下、ゼリーロール状積層電極に対して適用した
場合を例に説明するが、異なる形状の積層電極に対して
適用する場合であっても、当業者であればその使用方法
が分かるように配慮した説明を行う。
延びる電極に接続するための接続方法について説明す
る。この接続方法は集電タブ８をゼリーロール状積層電
極２の端部に接続するために有用であるが、例えば図４
と図５に示されているような直方型積層電極のような他
のタイプの積層電極に対しても同様に使用することがで
きる。以下、ゼリーロール状積層電極に対して適用した
場合を例に説明するが、異なる形状の積層電極に対して
適用する場合であっても、当業者であればその使用方法
が分かるように配慮した説明を行う。
【００５８】ゼリーロール状の積層電極２は、螺旋状に
巻かれた第１の電極４が積層電極２の一方の側端部から
外方に突き出るように、また同じく螺旋状に巻かれた第
２の電極が積層電極の反対側の側端部から外方に突き出
るように形成されている。スリット１０は電極の側端部
に形成される。スリット１０が形成される電極の部分は
絶縁層若しくは他方の電極と重なっていない部分であ
り、スリット１０は側端部６から反対側の側端部に向か
って切り込まれ、電極４の側端部において積層電極２の
半径方向に延びている。その後、別のスリット１０を最
初に形成したスリットの近くに形成し、一対のスリット
を形成する。かかるステップを繰り返し実行し各集電タ
ブ８に対してそれぞれ一対のスリットを形成する。
巻かれた第１の電極４が積層電極２の一方の側端部から
外方に突き出るように、また同じく螺旋状に巻かれた第
２の電極が積層電極の反対側の側端部から外方に突き出
るように形成されている。スリット１０は電極の側端部
に形成される。スリット１０が形成される電極の部分は
絶縁層若しくは他方の電極と重なっていない部分であ
り、スリット１０は側端部６から反対側の側端部に向か
って切り込まれ、電極４の側端部において積層電極２の
半径方向に延びている。その後、別のスリット１０を最
初に形成したスリットの近くに形成し、一対のスリット
を形成する。かかるステップを繰り返し実行し各集電タ
ブ８に対してそれぞれ一対のスリットを形成する。
【００５９】一対のスリットのうち一方のスリット１０
は他方のスリット対に対してほぼ並行になるように形成
されるが、そのような形状にすることは必ずしも必要で
ない。対を構成する２つのスリット１０は、積層電極２
の外周面から長手方向軸２６に向かって広がるか、ある
いは狭まるようにしてもよい。しかしながら、それぞれ
の対を構成するスリットは互いにほぼ並行に、そして集
電タブ８の幅とほぼ等しい距離あるいは集電タブ８の幅
よりもわずかに広い距離でほぼ平行な位置関係とするの
が好ましい。それぞれの対を構成するスリット１０間の
距離を集電タブ８の幅と同じくするか若しくはわずかに
大きくすることにより、十分な接続領域を確保すること
ができる。この場合、電極の残りの部分に対しては加工
を施さず、電解液を受け入れやすいようにしておく。ス
リット１０は一度に、即ち同時に形成してもよいし、一
部を同時に形成しその後引き続いて残りを形成するよう
にしてもよい。
は他方のスリット対に対してほぼ並行になるように形成
されるが、そのような形状にすることは必ずしも必要で
ない。対を構成する２つのスリット１０は、積層電極２
の外周面から長手方向軸２６に向かって広がるか、ある
いは狭まるようにしてもよい。しかしながら、それぞれ
の対を構成するスリットは互いにほぼ並行に、そして集
電タブ８の幅とほぼ等しい距離あるいは集電タブ８の幅
よりもわずかに広い距離でほぼ平行な位置関係とするの
が好ましい。それぞれの対を構成するスリット１０間の
距離を集電タブ８の幅と同じくするか若しくはわずかに
大きくすることにより、十分な接続領域を確保すること
ができる。この場合、電極の残りの部分に対しては加工
を施さず、電解液を受け入れやすいようにしておく。ス
リット１０は一度に、即ち同時に形成してもよいし、一
部を同時に形成しその後引き続いて残りを形成するよう
にしてもよい。
【００６０】各スリット対で仕切られた電極４の部分は
下側に折り曲げられ、折り曲げられた面が面１８とな
る。面１８は積層電極２の側端部６を含む面１６に対し
て内方に位置している。面１８は電気化学セルの長手方
向軸２６に対してほぼ直角をなすように描かれている
が、長手方向軸２６に対する面１８のなす角度は任意で
あって構わない。面１８を長手方向軸２６に対してある
角度をなすようにするには、電極の側端面に形成するス
リットの一方の半径方向位置を他方の半径方向位置より
も深く切り込むようにする。例えば、積層電極２の中心
に近い位置においてスリットの切り込みを深くし、スリ
ットが積層電極２の外周面に向かうに従って切り込みを
徐々に浅くする。逆に、積層電極２の外周面に近い位置
でスリットの切り込みを深くし、スリットが積層電極の
中心に向かうに従ってスリットの切り込みを浅くする。
このようにすることにより、各スリット対で仕切られた
電極４の部分を下側に折り曲げたとき、折り曲げられた
面１８は長手方向軸２６に対してある角度をなすことに
なる。
下側に折り曲げられ、折り曲げられた面が面１８とな
る。面１８は積層電極２の側端部６を含む面１６に対し
て内方に位置している。面１８は電気化学セルの長手方
向軸２６に対してほぼ直角をなすように描かれている
が、長手方向軸２６に対する面１８のなす角度は任意で
あって構わない。面１８を長手方向軸２６に対してある
角度をなすようにするには、電極の側端面に形成するス
リットの一方の半径方向位置を他方の半径方向位置より
も深く切り込むようにする。例えば、積層電極２の中心
に近い位置においてスリットの切り込みを深くし、スリ
ットが積層電極２の外周面に向かうに従って切り込みを
徐々に浅くする。逆に、積層電極２の外周面に近い位置
でスリットの切り込みを深くし、スリットが積層電極の
中心に向かうに従ってスリットの切り込みを浅くする。
このようにすることにより、各スリット対で仕切られた
電極４の部分を下側に折り曲げたとき、折り曲げられた
面１８は長手方向軸２６に対してある角度をなすことに
なる。
【００６１】面１８を形成したら、そこにレーザースポ
ット溶接により集電タブ８を取り付ける。図５に示され
ているような溶接電極２８を用い、集電タブ８を面１８
上の折り曲げ部１２に固定するためにスポット溶接部２
０（図１参照）を形成する。音波溶接などの別の方法を
用いて集電タブ８を折り曲げ部１２に固定するようにし
てもよい。
ット溶接により集電タブ８を取り付ける。図５に示され
ているような溶接電極２８を用い、集電タブ８を面１８
上の折り曲げ部１２に固定するためにスポット溶接部２
０（図１参照）を形成する。音波溶接などの別の方法を
用いて集電タブ８を折り曲げ部１２に固定するようにし
てもよい。
【００６２】集電タブ８と電極の折り曲げ部１２の接触
面積を増大するために、前述のように面１８をコーティ
ングしてもよい。コーティングをすることにより、折り
曲げ部１２の重なりにより生ずる表面のわずかな凸凹を
平坦にすることができる。コーティング用材料は電極と
集電タブ８双方の材料に対して親和性のある導電性粒子
を用いる。コーティングは適当な方法により行うが、サ
ーマルスプレイ法を用いてコーティングを行うのが好ま
しい。
面積を増大するために、前述のように面１８をコーティ
ングしてもよい。コーティングをすることにより、折り
曲げ部１２の重なりにより生ずる表面のわずかな凸凹を
平坦にすることができる。コーティング用材料は電極と
集電タブ８双方の材料に対して親和性のある導電性粒子
を用いる。コーティングは適当な方法により行うが、サ
ーマルスプレイ法を用いてコーティングを行うのが好ま
しい。
【００６３】ゼリーロール状積層電極２の一方の側端面
における集電タブ８の接続処理が終了したら、他方の側
端面における集電タブ８の接続処理を行う。両方の側端
面において接続処理を同時に行うようにしてもよい。
における集電タブ８の接続処理が終了したら、他方の側
端面における集電タブ８の接続処理を行う。両方の側端
面において接続処理を同時に行うようにしてもよい。
【００６４】本発明の第２の実施の形態による電気化学
セルについて図４乃至図５に基づき説明する。図４に示
されているように、積層電極２は直方体形状であり、ハ
ウジング３２に収容されている。積層電極２をハウジン
グ３２に収容してから内部に電解液を注入する。ハウジ
ング３２にはデバイダー３０が取り付けられており、ハ
ウジング３２の長辺が変形するのを防止している。斯く
して、積層電極２の温度サイクル期間中における積層電
極２の圧力制御を良好に行うことができる。また、デバ
イダー３０を取り付けることにより、ハウジング３２に
高圧力で電解液を充填する際のハウジング３２の一体性
を維持することができる。
セルについて図４乃至図５に基づき説明する。図４に示
されているように、積層電極２は直方体形状であり、ハ
ウジング３２に収容されている。積層電極２をハウジン
グ３２に収容してから内部に電解液を注入する。ハウジ
ング３２にはデバイダー３０が取り付けられており、ハ
ウジング３２の長辺が変形するのを防止している。斯く
して、積層電極２の温度サイクル期間中における積層電
極２の圧力制御を良好に行うことができる。また、デバ
イダー３０を取り付けることにより、ハウジング３２に
高圧力で電解液を充填する際のハウジング３２の一体性
を維持することができる。
【００６５】図４に示したような直方体形状の積層電極
２では、電極をハウジング３２内に収容した後で集電タ
ブ８を電極に溶接する。積層電極２をハウジング３２内
に収容した後で集電タブ８の溶接を行うようにしたの
で、電極のずれを防止することができ、電気化学セルの
組立が容易になる。また、電極の数を最小化することに
より電極のずれを防止することができる。電極の長さを
ハウジング３２の高さと同程度にすることにより、電極
の数を最小化することができると同時に電極をハウジン
グ３２内に収容した後で集電タブ８を溶接することが可
能となる。
２では、電極をハウジング３２内に収容した後で集電タ
ブ８を電極に溶接する。積層電極２をハウジング３２内
に収容した後で集電タブ８の溶接を行うようにしたの
で、電極のずれを防止することができ、電気化学セルの
組立が容易になる。また、電極の数を最小化することに
より電極のずれを防止することができる。電極の長さを
ハウジング３２の高さと同程度にすることにより、電極
の数を最小化することができると同時に電極をハウジン
グ３２内に収容した後で集電タブ８を溶接することが可
能となる。
【００６６】電極の側端面におけるスリット１０の切り
込み深さは、絶縁層と他方の電極の端部に接触しない限
り、任意に設定することができる。直方体型積層電極に
おいても、電極の側端面に形成するスリットは、折り曲
げ部１２によって規定される面が積層電極２の側端面を
含む面１６よりもわずかに低くなるように形成する。こ
のような構造にすることで、集電タブ８が面１６の上に
くるように配設することができる。
込み深さは、絶縁層と他方の電極の端部に接触しない限
り、任意に設定することができる。直方体型積層電極に
おいても、電極の側端面に形成するスリットは、折り曲
げ部１２によって規定される面が積層電極２の側端面を
含む面１６よりもわずかに低くなるように形成する。こ
のような構造にすることで、集電タブ８が面１６の上に
くるように配設することができる。
【００６７】以上本発明の実施の形態に沿って説明をし
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良
が可能である。例えば、本発明による電気化学セルの製
造方法は、上記した側面が螺旋状になるように巻き付け
た形状の電池のみならず、ニッケル水素電池やニッケル
カドミニウム電池の製造に対しても適用することができ
る。また、本発明による製造方法は、電池の大きさに係
わらず適用することができるが、特に電気自動車用電池
の製造に好適である。
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良
が可能である。例えば、本発明による電気化学セルの製
造方法は、上記した側面が螺旋状になるように巻き付け
た形状の電池のみならず、ニッケル水素電池やニッケル
カドミニウム電池の製造に対しても適用することができ
る。また、本発明による製造方法は、電池の大きさに係
わらず適用することができるが、特に電気自動車用電池
の製造に好適である。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、集電用タブと接続する
電極部分を折り曲げた形状としたので、高い集電効率を
得ることができる。また、電極の折り曲げ部を導電性材
料でコーディングしたので、集電タブとの接続部分の平
坦性を向上することができ、両者の接続を強固にし、ま
た、製造時間のスピードアップを図ることができる。
電極部分を折り曲げた形状としたので、高い集電効率を
得ることができる。また、電極の折り曲げ部を導電性材
料でコーディングしたので、集電タブとの接続部分の平
坦性を向上することができ、両者の接続を強固にし、ま
た、製造時間のスピードアップを図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるゼリーロール
状の積層電極とその積層電極に接続された集電タブの側
端面を示した図。
状の積層電極とその積層電極に接続された集電タブの側
端面を示した図。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるゼリーロール
状の積層電極とその積層電極に接続された集電タブの部
分側面図。
状の積層電極とその積層電極に接続された集電タブの部
分側面図。
【図３】集電タブと積層電極の端部の接続関係を示した
拡大図。
拡大図。
【図４】本発明の製造方法を適用する本発明の第２の実
施の形態による集電電極の斜視図。
施の形態による集電電極の斜視図。
【図５】本発明の第２の実施の形態による積層電極の部
分端面図。
分端面図。
２ 積層電極 ４ （第１の）電極 ８ 集電タブ １０ スリット １１ 屈曲部 １２ 折り曲げ部 ２２ 心棒 ２６ 長手方向軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガイ チャンノン アメリカ合衆国、メリーランド州 21044、 コロンビア、エーピーティー．725、リト ル プトゥツェント パークウェイ 11369番地 (72)発明者 ピーター アルナンス アメリカ合衆国、メリーランド州 21212、 バルチモア、ダンキルク ロード 608番 地 (72)発明者 アントニオ エル．ロメロ アメリカ合衆国、メリーランド州 21120、 パークトン、エーデルワイス ウェイ 32 番地
Claims (39)
- 【請求項１】 第１の方向に延びる導電層と絶縁層が交
互に積層してなる積層電極を有し、少なくとも第１の層
が前記積層電極の第１の端部から延びる電気化学セルに
おいて、 前記第１の方向を横切る方向に前記第１の層の少なくと
も一部を折り曲げてなるタブ接続部を備えたこと特徴と
する電気化学セル。 - 【請求項２】 前記積層電極がゼリーロール状の積層電
極であって、導電層と絶縁層とからなり、前記第１の層
が前記積層電極の第１の側端部から見て螺旋状をなす電
極を構成しており、前記タブ接続部が螺旋状電極の複数
の部分からなり、当該螺旋状電極の複数の部分が半径方
向に折り曲げられていることを特徴とする請求項１記載
の電気化学セル。 - 【請求項３】 前記折り曲げられた部分がゼリーロール
状の積層電極の長手方向軸にほぼ直交することを特徴と
する請求項２記載の電気化学セル。 - 【請求項４】 前記螺旋状電極に一対のスリットが形成
されており、当該スリット間部分を前記タブ接続部とす
ることを特徴とする請求項２記載の電気化学セル。 - 【請求項５】 第１の端部と、当該第１の端部と反対側
の第２の端部とを有する第１の導電性シートと、 前記第１の導電性シートに隣接し、前記第１の導電性シ
ートの前記第２の端部を覆わないように配置された絶縁
層と第１の端部と、当該第１の端部と反対側の第２の端
部とを有し、当該第２の端部が前記絶縁層によって覆わ
れず前記第１の導電シートの前記第１の端部よりも突出
するように前記絶縁層に隣接配置された第２の導電性シ
ートと、 少なくとも前記第１の導電性シートの一部で構成され、
前記第２の導電性シートに向かって前記絶縁層を横切る
ように折り曲げられたタブ接続部とを備えたことを特徴
とする電気化学セル。 - 【請求項６】 前記第１の導電性シート、前記絶縁層、
及び前記第２の導電性シートはロール状に巻き込まれて
ゼリーロール状積層体を形成し、前記第１の導電性シー
トの第２の端部が第１の螺旋状空間を形成し、少なくと
も前記第１の導電性シートの一部が前記第１の螺旋状空
間の一部を横切るように延びていることを特徴とする請
求項５記載の電気化学セル。 - 【請求項７】 前記第２の導電性シートの第２の端部が
第２の螺旋状空間を形成することを特徴とする請求項６
記載の電気化学セル。 - 【請求項８】 前記第１の螺旋状電極に一対のスリット
が形成されており、前記タブ接続部が当該スリット間に
位置していることを特徴とする請求項６記載の電気化学
セル。 - 【請求項９】 前記一対の螺旋状電極を構成するスリッ
トが実質的に並行であることを特徴とする請求項８記載
の電気化学セル。 - 【請求項１０】 前記タブ接続部は前記第１の導電性シ
ートの第２の端部より下の面に位置していることを特徴
とする請求項６記載の電気化学セル。 - 【請求項１１】 前記第１の導電シートの折り曲げられ
た部分は折り曲げ部から前記ゼリーロール状積層体の長
手方向軸に向かって延びる領域により規定されているこ
とを特徴とする請求項６記載の電気化学セル。 - 【請求項１２】 導電性タブを更に有し、当該導電性タ
ブが前記タブ接続部に接続されていることを特徴とする
請求項６記載の電気化学セル。 - 【請求項１３】 前記導電性タブが溶接接合により前記
タブ接続部に接続されていることを特徴とする請求項１
２記載の電気化学セル。 - 【請求項１４】 前記導電性タブが前記第１の導電性シ
ートと同じ材料でできていることを特徴とする請求項１
２記載の電気化学セル。 - 【請求項１５】 複数のタブ接続部を更に有し、当該複
数のタブ接続部が前記第１の螺旋状空間の一部を横切っ
て延びるように折り曲げられている第１の導電性シート
部からなることを特徴とする請求項６記載の電気化学セ
ル。 - 【請求項１６】 前記第１の導電性シートの第２の端部
に複数対のスリットが形成されており、タブ接続部がそ
れぞれの対を構成するスリット間に位置していることを
特徴とする請求項１５記載の電気化学セル。 - 【請求項１７】 各々のタブ接続部に接続された導電性
タブを更に有することを特徴とする請求項１５記載の電
気化学セル。 - 【請求項１８】 前記第２の導電性シートの第２の端部
に形成された複数のタブ接続部を更に有することを特徴
とする請求項１５記載の電気化学セル。 - 【請求項１９】 前記第１の導電性シートの第２の端部
に形成されているタブ接続部の数が前記第２の導電性シ
ートの第２の端部に形成されているタブ接続部の数と等
しいことを特徴とする請求項１８記載の電気化学セル。 - 【請求項２０】 ゼリーロール状積層体の中心に中空主
軸が配設されており、その回りに前記第１の導電性シー
ト、前記第２の導電性シート及び前記絶縁層が巻き付け
られていることを特徴とする請求項６記載の電気化学セ
ル。 - 【請求項２１】 前記タブ接続部上に導電性コーディン
グ層を更に有することを特徴とする請求項６載の電気化
学セル。 - 【請求項２２】 前記導電性コーディング層はサーマル
スプレーにより形成された導電性コーティング層である
ことを特徴とする請求項２１記載の電気化学セル。 - 【請求項２３】 前記導電コーティング層に接続されて
いる導電性タブを更に有することことを特徴とする請求
項２１記載の電気化学セル。 - 【請求項２４】 前記第２の導電性シート上に形成され
た第２のタブ接続部を更に有し、当該第２のタブ接続部
が少なくとも１つの第２の導電性シート部分からなり、
当該第２の導電性シート部分が前記第２の螺旋状空間の
一部を横切留方向に折り曲げられていることを特徴とす
る請求項６記載の電気化学セル。 - 【請求項２５】 前記第２の導電性シートの第２の端部
に一対のスリットが形成されており、前記第２のタブ接
続部が当該スリット間に位置していることを特徴とする
請求項２４記載の電気化学セル。 - 【請求項２６】 電極積層体の一方の側端面から突出し
た第１の電極と、当該電極積層体の他方の側端面から突
出した第２の電極と、当該電極積層体の両側端面間の長
手方向軸とを有する電極積層体を提供し、 前記長手方向軸に対してある角度をなす方向に配向する
よう前記第１の電極の少なくとも一部を折り曲げてタブ
接続部を形成するステップからなることを特徴とする電
気化学セルの製造方法。 - 【請求項２７】 集電用タブを前記タブ接続部へ接続す
るステップを更に有することを特徴とする請求項２６記
載の電気化学セルの製造方法。 - 【請求項２８】 前記タブ接続部に導電性コーティング
を行うステップを更に有することを特徴とする請求項２
６記載の電気化学セルの製造方法。 - 【請求項２９】 前記導電性コーティングはサーマルス
プレイにより行うコーティングであることを特徴とする
請求項２８記載の電気化学セルの製造方法。 - 【請求項３０】 前記導電性コーディングにより形成さ
れた層の下側面の面形状が前記タブ接続部の面形状と合
致していることを特徴とする請求項２８記載の電気化学
セルの製造方法。 - 【請求項３１】 前記集電タブ上に導電性材料のコーテ
ィング層をサーマルスプレーにより形成するステップを
更に有することを特徴とする請求項２８記載の電気化学
セルの製造方法。 - 【請求項３２】 前記第１の電極の少なくとも一部を折
り曲げるステップは、タブ接続部を形成するために前記
第１の電極の複数の部分を折り曲げるステップからなる
ことを特徴とする請求項２６記載の電気化学セルの製造
方法。 - 【請求項３３】 前記第１の電極に一対のスリットを形
成するステップを更に有し、前記第１の電極の少なくと
も一部を折り曲げるステップが前記一対のスリット間の
前記第１の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップ
からなることを特徴とする請求項２６記載の電気化学セ
ルの製造方法。 - 【請求項３４】 前記一対のスリットを形成するステッ
プが実質的に並行な一対のスリットを形成するステップ
からなることを特徴とする請求項３３記載の電気化学セ
ルの製造方法。 - 【請求項３５】 前記第１の電極の少なくとも一部を折
り曲げるステップが前記第１の電極の少なくとも一部が
折り曲げ部から長手方向軸に向かって延びるように前記
第１の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップから
なることを特徴とする請求項２６記載の電気化学セルの
製造方法。 - 【請求項３６】 前記第２の電極の少なくとも一部が前
記長手方向軸に対してある角度をなすように延びてタブ
接続部を形成するように、前記第２の電極の少なくとも
一部を折り曲げるステップを更に有することを特徴とす
る請求項２６記載の電気化学セルの製造方法。 - 【請求項３７】 前記第２の電極に一対のスリットを形
成するステップを更に有し、前記第２の電極の少なくと
も一部を折り曲げるステップが前記一対のスリット間の
前記第２の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップ
からなることを特徴とする請求項３６記載の電気化学セ
ルの製造方法。 - 【請求項３８】 第１の端部を有する第１の電極と、第
２の電極とを有する電極積層体を提供し、 タブ接続部を形成するために、前記第１の電極の少なく
とも一部が当該第１の電極の第１の側端部よりも下方位
置にくるよう折り曲げるステップからなることを特徴と
する電気化学セルの製造方法。 - 【請求項３９】 前記第１の電極の前記第１の端部に一
対のスリットを形成するステップを更に有し、前記第１
の電極の少なくとも一部を折り曲げるステップが前記一
対のスリット間の前記第１の電極の少なくとも一部を折
り曲げるステップからなることを特徴とする請求項３８
記載の電気化学セルの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/071,191 US5972532A (en) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Current collection through the ends of a spirally wound electrochemical cell |
| US09/071191 | 1998-05-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000040502A true JP2000040502A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=22099837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11108202A Pending JP2000040502A (ja) | 1998-05-04 | 1999-04-15 | 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5972532A (ja) |
| EP (1) | EP0955682B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000040502A (ja) |
| DE (1) | DE69918366T2 (ja) |
Cited By (10)
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