JP2000077053A

JP2000077053A - 二次電池

Info

Publication number: JP2000077053A
Application number: JP10241925A
Authority: JP
Inventors: Naoya Nakanishi; 直哉中西; Yoshito Konno; 義人近野; Ikuro Yonezu; 育郎米津; Koji Nishio; 晃治西尾
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-14
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JP3519953B2

Abstract

(57)【要約】【課題】巻き取り電極体２を収容する電池缶１1の蓋
体12に電極端子機構４が取り付けられ、巻き取り電極体
２と電極端子機構４とが、複数本の集電タブ３により互
いに接続されている二次電池において、振動が加わって
も電池缶１内で巻き取り電極体２が振動することがな
く、又、集電タブ３を容易に電極端子機構４に接続する
ことが出来る二次電池を提供する。【解決手段】巻き取り電極体２の中央部には巻き芯20
が配備されており、該巻き芯20の両端部が電池缶１内に
て両側から挟持されて電池缶１内に固定されている。電
極端子機構４は、蓋体12に対して電気的絶縁性及び液密
性を保った状態で固定される挟持部材５を具え、該挟持
部材５をねじ込むことによって、挟持部材５の先端面と
巻き芯20の端面の間に複数本の集電タブ３の先端部を挟
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池缶の内部に巻
き取り電極体が収容されて、電池缶に取り付けられた電
極端子機構から巻き取り電極体の発生電力を取り出すこ
とが可能な二次電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型電子機器、電気自動車等の
電源として、エネルギー密度が高く、然もカドミウムや
鉛の如き有害物質を含まないリチウム二次電池が注目さ
れている。例えば電気自動車に用いられる比較的大きな
容量の円筒型リチウム二次電池は、図７及び図８に示す
様に、筒体(11)の両端部に蓋体(12)(12)を溶接固定して
なる円筒状の電池缶(１)の内部に、巻き取り電極体(28)
を収容して構成されている。両蓋体(12)(12)には、正負
一対の電極端子機構(９)(９)が取り付けられており、巻
き取り電極体(28)と両電極端子機構(９)(９)とが、複数
本の集電タブ(３)により互いに接続されて、巻き取り電
極体(28)が発生する電力を一対の電極端子機構(９)(９)
から外部に取り出すことが可能となっている。又、蓋体
(12)には安全弁(13)が取り付けられている。

【０００３】巻き取り電極体(28)は、図９に示す様に、
リチウム複合酸化物を含む正極(21)と炭素材料を含む負
極(23)の間に、非水電解液が含浸されたセパレータ(22)
を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構成されて
いる。巻回作業は、金属製の巻き芯を用いて行なわれ、
巻回終了後に巻き芯は巻き取り電極体(２)から抜き出さ
れる。これによって、巻き取り電極体(28)には中空部(2
9)が形成されることになる。巻き取り電極体(２)の正極
(21)及び負極(23)からは夫々複数本の集電タブ(３)が引
き出され、極性が同じ複数本の集電タブ(３)の先端部(3
1)が１つの電極端子機構(９)に接続されている。尚、図
９においては、便宜上、一部の集電タブの先端部が電極
端子機構(９)に接続されている状態のみを示し、他の集
電タブについては、先端部が電極端子機構(９)に接続さ
れている状態の図示を省略している。

【０００４】電極端子機構(９)は、電池缶(１)の蓋体(1
2)を貫通して取り付けられたネジ部材(91)を具え、該ネ
ジ部材(91)の基端部には鍔部(92)が形成されている。蓋
体(12)の貫通孔には絶縁パッキング(93)が装着され、蓋
体(12)と締結部材(91)の間の電気的絶縁性とシール性が
保たれている。ネジ部材(91)には、筒体(11)の外側から
ワッシャ(94)が嵌められると共に、第１ナット(95)及び
第２ナット(96)が螺合している。これらのナット(95)(9
6)を締め付けて、ネジ部材(91)の鍔部(92)とワッシャ(9
4)によって絶縁パッキング(93)を挟圧することにより、
シール性を高めている。前記複数本の集電タブ(３)の先
端部(31)は、ネジ部材(91)の鍔部(92)に、スポット溶接
或いは超音波溶接によって固定されている。

【０００５】上記円筒型リチウム二次電池の製造工程に
おいては、電池缶(１)を構成すべき蓋体(12)に電極端子
機構(９)を取り付ける一方、筒体(11)の内部に巻き取り
電極体(28)を装入した状態で、巻き取り電極体(28)から
伸びる複数本の集電タブ(３)の先端部(31)を電極端子機
構(９)の鍔部(92)に溶接し、最後に、蓋体(12)を筒体(1
1)の開口部に被せて、両者を溶接固定していた(特開平6
-267528号［H01M2/26］参照)。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
円筒型リチウム二次電池においては、電池缶内に巻き取
り電極体が固定されていないので、特に電気自動車等の
車両に搭載した場合、振動が加わることによって、電池
缶(１)内に収容されている巻き取り電極体(28)が電池缶
(１)内で振動し、集電タブ(３)の溶接部が剥離したり、
巻き取り電極体(28)のセパレータ(22)が破損して正極(2
1)と負極(23)とが短絡する虞れがあった。

【０００７】又、複数本の集電タブ(３)を鍔部(92)に溶
接する作業は困難であり、長い作業時間を要する。然
も、集電タブ(３)は、厚さ２０μｍ程度のアルミニウム
製或いはニッケル製の箔体から形成されているため、溶
接箇所が溶融して孔があくことがあり、この結果、集電
タブ(３)の接続強度が著しく低下する問題があった。孔
があくことなく正常な溶接が行なわれた場合でも、集電
タブ(３)と鍔部(92)の溶接部分の面積は極めて小さいた
め、大きな接続強度は得られない。

【０００８】本発明の目的は、振動が加わっても電池缶
内で巻き取り電極体が振動することがなく、又、集電タ
ブを容易に然も高い強度と信頼性で電極端子機構に接続
することが出来る二次電池を提供することである。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る二次電池にお
いては、筒体(11)の開口部に蓋体(12)を固定してなる電
池缶(１)の内部に、巻き取り電極体(２)が収容され、電
池缶(１)の蓋体(12)には電極端子機構(４)が取り付けら
れ、巻き取り電極体(２)と電極端子機構(４)とが、複数
本の集電タブ(３)により互いに接続されている。巻き取
り電極体(２)の中央部には巻き芯(20)が配備されてい
る。巻き取り電極体(２)は、巻き芯(20)の両端部が電池
缶(１)内にて両側から挟持されて電池缶(１)内に固定さ
れている。電極端子機構(４)は、蓋体(12)に開設した貫
通孔(14)に挿通されて、蓋体(12)に対して電気的絶縁性
及び液密性を保った状態で蓋体(12)に固定され、蓋体(1
2)の外側に突出した頭部には、ねじ込み操作部を具える
一方、蓋体(12)の内側に突出した先端部には、前記ねじ
込み操作部のねじ込み操作によって電池缶(１)の中央部
へ向かって進出する押圧面を具えている。一方、巻き取
り電極体(２)の巻き芯(20)の端部には、電極端子機構
(４)の押圧面と対向して、該押圧面と係合可能な押圧受
け面が形成されている。前記複数本の集電タブ(３)の先
端部は、電極端子機構(４)の押圧面と巻き芯(20)の押圧
受け面の間に挟持されて、電極端子機構(４)に接続され
ている。

【００１０】上記本発明の二次電池の組立においては、
電池缶(１)を構成すべき筒体(11)の内部に巻き取り電極
体(２)を収容して、該巻き取り電極体(２)から伸びる複
数本の集電タブ(３)の先端部(31)を巻き芯(20)の押圧受
け面上に載置する一方、蓋体(12)に電極端子機構(４)を
取り付けた後、筒体(11)の開口部に蓋体(12)を被せる。
これによって、複数本の集電タブ(３)の先端部は、電極
端子機構(４)の押圧面と巻き芯(20)の押圧受け面の間に
挟まれて、仮固定されることになる。この状態で、筒体
(11)の開口部に蓋体(12)を溶接などによって固定し、そ
の後、電極端子機構(４)のねじ込み操作部をねじ込み操
作する。これによって、電極端子機構(４)の押圧面が巻
き取り電極体(２)の押圧受け面へ押圧され、巻き取り電
極体(２)が電池缶(１)内にて両側から挟持されて、電池
缶(１)内に固定されると共に、複数本の集電タブ(３)の
先端部が、電極端子機構(４)の押圧面と巻き芯(20)の押
圧受け面の間に挟持されて、電極端子機構(４)に確実に
接続されることになる。

【００１１】従って、複数本の集電タブ(３)の先端部を
電極端子機構(４)に溶接する作業は不要であり、単に電
極端子機構(４)の押圧面と巻き芯(20)の押圧受け面の間
に集電タブ(３)の先端部を挟み込んで、電極端子機構
(４)をねじ込み操作するだけで、集電タブ(３)の接続作
業が完了する。又、各集電タブ(３)の先端部は十分な面
積で電極端子機構(４)の押圧面と接触し、この十分な接
触面積によって、接続部分における電気抵抗は小さなも
のとなり、同時に高い接続強度が得られる。この挟圧に
よる接続構造には、従来の溶接構造は採用されていない
ので、集電タブ(３)に孔があくことはなく、高い信頼性
が得られる。然も、組立状態で電池缶(１)に振動が加わ
ったとしても、巻き取り電極体(２)は、電池缶(１)内で
両側から確実に挟持されているので、電池缶(１)内で振
動することはない。

【００１２】具体的には、電極端子機構(４)は、蓋体(1
2)の貫通孔(14)を貫通するネジ軸部(52)の頭部にねじ込
み操作部を形成してなる挟持部材(５)と、挟持部材(５)
のネジ軸部(52)に螺合して、挟持部材(５)を蓋体(12)に
固定するための複数の挟圧ナット(６)(７)と、蓋体(12)
の貫通孔(14)に装着されて、蓋体(12)と挟持部材(５)の
間に介在し、前記挟圧ナット(６)(７)により挟圧され
て、蓋体(12)と挟持部材(５)の間の電気的絶縁性及び液
密性を保つ絶縁パッキング(８)(81)とを具え、挟持部材
(５)の先端面が前記押圧面を形成している。該具体的構
成においては、挟持部材(５)をねじ込み操作することに
よって、挟持部材(５)の押圧面が巻き芯(20)の押圧受け
面に押圧される。

【００１３】又、具体的には、挟持部材(５)の先端面
と、該先端面と対向する巻き芯(20)の端面には、一方に
凸部(53)、他方に凹部(25)が形成されて、凸部(53)と凹
部(25)が互いに係合する。該具体的構成においては、挟
持部材(５)をねじ込んで、巻き取り電極体(２)を両側か
ら挟持する過程で、前記凸部(53)と凹部(25)とが互いに
係合するので、挟持部材(５)の先端面(押圧面)が巻き芯
(20)の端面(押圧受け面)に対して位置ずれを起こすこと
はない。

【００１４】更に具体的な構成において、巻き芯(20)に
は、巻き取り電極体(２)を構成するセパレータ(22)の先
端部が挿通されるべきスリット(24)が開設されている。
該具体的構成においては、巻き取り電極体(２)の製造工
程にて、先ず巻き芯(20)の外周面にセパレータ(22)を巻
回する際、該セパレータ(22)の先端部を巻き芯(20)のス
リット(24)へ挿通し、この状態で巻き芯(20)を回転させ
る。これによって、巻き芯(20)の外周面にセパレータ(2
2)が巻き付けられることになる。従って、セパレータ(2
2)の先端部を巻き芯(20)の外周面に接着固定する必要は
なく、これによって巻回作業の能率が向上する。

【００１５】尚、筒体(11)の両開口部に蓋体(12)(12)を
固定してなる電池缶(１)において、各蓋体(12)に上記電
極端子機構(４)を取り付けた場合、巻き取り電極体(２)
は、巻き芯(20)の両端面が一対の電極端子機構(４)(４)
の挟持部材(５)(５)によって両側から挟持されて、電池
缶(１)内に確実に固定されることになる。この場合、巻
き芯(20)の全体を絶縁性資材から形成し、又は、少なく
とも長手方向の一方の端部若しくは両端部に挟まれた一
部を絶縁性資材から形成することによって、巻き芯(20)
の両端に接続された正負集電タブ(３)(３)どうしの短絡
を阻止することが出来る。これに対し、一方の蓋体(12)
のみに上記電極端子機構(４)を取り付ける場合は、巻き
芯(20)の他端は他方の蓋体(12)の内面で受け止める等の
構造が採用可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る二次電池においては、巻き
取り電極体(２)が電池缶(１)内で両側から挟持されて固
定されているので、外部から振動を受けたとしても、巻
き取り電極体(２)が電池缶(１)内で振動することはな
い。又、集電タブ(３)は、その先端部を巻き取り電極体
(２)の押圧面と巻き芯(20)の押圧受け面の間に挟持し
て、電極端子機構(４)と接続する構造が採用されている
ので、従来の溶接作業は不要であり、接続作業は容易で
ある。又、接続作業によって集電タブ(３)に孔があくこ
とはなく、然も十分な接触面積で集電タブ(３)を電極端
子機構(４)に圧接せしめることが出来るので、高い接続
強度と高い信頼性が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を円筒型リチウム二
次電池に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説
明する。本発明に係る円筒型リチウム二次電池は、図１
に示す如く、筒体(11)の両端部に蓋体(12)(12)を溶接固
定してなる円筒状の電池缶(１)を具え、両蓋体(12)(12)
には、正負一対の電極端子機構(４)(４)が取り付けられ
ている。又、各蓋体(12)には安全弁(13)が取り付けられ
ている。

【００１８】電池缶(１)の内部には、図４に示す巻き取
り電極体(２)が収容されている。巻き取り電極体(２)
は、リチウム複合酸化物を含む正極(21)と炭素材料を含
む負極(23)の間に、非水電解液が含浸されたセパレータ
(22)を介在させて、これらを巻き芯(20)の外周面に渦巻
き状に巻回して構成されている。巻き芯(20)は、ポリプ
ロピレン、ポリエチレンなどの絶縁性樹脂、若しくはセ
ラミックス等からなり、長手方向の両端面にはそれぞれ
円形の凹部(25)が形成されている。又、正極(21)及び負
極(23)には夫々、複数本の集電タブ(３)の基端部がスポ
ット溶接等によって接合され、先端部は巻き取り電極体
(２)から突出している。尚、正極(21)に接合された集電
タブ(３)はアルミニウム箔から形成され、負極(23)に接
合された集電タブ(３)は銅箔から形成されている。

【００１９】図１に示す正負一対の電極端子機構(４)
(４)の内、正極端子となる一方の電極端子機構(４)に対
しては、前記正極(21)から引き出された複数本の集電タ
ブ(３)が接続され、負極端子となる他方の電極端子機構
(４)に対しては、前記負極(23)から引き出された複数本
の集電タブ(３)が接続される。これによって、巻き取り
電極体(２)が発生する電力を、正負一対の電極端子機構
(４)(４)から取り出すことが出来るのである。

【００２０】図３に示す如く、蓋体(12)には、その中央
部に貫通孔(14)、外周部にネジ孔(15)が開設されてお
り、貫通孔(14)には電極端子機構(４)が取り付けられ、
ネジ孔(15)には安全弁(13)がねじ込まれる。

【００２１】電極端子機構(４)は、図２及び図５に示す
構造を有している。即ち、蓋体(12)の貫通孔(14)には、
図２に示す如く、一対の絶縁パッキング(８)(81)が互い
に係合した状態で装着される。図５に示す如く上側の絶
縁パッキング(８)は円板部(85)及び円筒部(86)から形成
される一方、下側の絶縁パッキング(81)はリング状に形
成され、互いに係合した状態で、蓋体(12)の貫通孔(14)
の内周面及び内周縁に密着する。

【００２２】蓋体(12)の貫通孔(14)に装着された一対の
絶縁パッキン(８)(81)の中央孔を貫通して、挟持部材
(５)が蓋体(12)の外側から挿通される。挟持部材(５)
は、ネジ軸部(52)の頭部に六角柱のねじ込み操作部(51)
を一体に具えると共に、下端面には、前記巻き芯(20)の
凹部(25)に嵌入可能な凸部(53)が形成されている。挟持
部材(５)のネジ軸部(52)には、蓋体(12)の外側にて、第
１挟圧ナット(６)及び端子ナット(61)が螺合すると共
に、蓋体(12)の内側にて、第２挟圧ナット(７)が螺合し
ており、第１挟圧ナット(６)と第２挟圧ナット(７)によ
って絶縁パッキン(８)(81)が挟圧されている。又、蓋体
(12)と絶縁パッキング(８)の円板部(85)の対向面間にＯ
リング(82)が介在すると共に、絶縁パッキング(８)の円
板部(85)と挟圧ナット(６)の対向面間にＯリング(83)が
介在している。

【００２３】図２に示す如く、巻き芯(20)の端面と挟持
部材(５)の先端面とは互いに圧接され、巻き芯(20)の端
面に形成された凹部(25)に挟持部材(５)の先端面に形成
された凸部(53)が嵌入している。これによって、巻き取
り電極体(２)は、巻き芯(20)の両端面が一対の挟持部材
(５)(５)の先端面によって両側から挟圧され、電池缶
(１)内に強固に固定されている。そして、巻き取り電極
体(２)から伸びる複数本の集電タブ(３)の先端部が、巻
き芯(20)の端面と挟持部材(５)の先端面の間に挟持され
て、電極端子機構(４)に接続されている。

【００２４】上記円筒型リチウム二次電池の製造工程に
おいては、先ず図４に示す巻き取り電極体(２)を作製す
る。上述の如く、リチウム複合酸化物を含む正極(21)と
炭素材料を含む負極(23)の間に、非水電解液が含浸され
たセパレータ(22)を介在させて、これらを巻き芯(20)の
外周面に渦巻き状に巻回する。巻回作業においては、図
３に示す如く、先ずセパレータ(22)の先端部を巻き芯(2
0)の外周面に複数回、巻き付ける。ここで、巻き芯(20)
には、セパレータ(22)の先端部を挿通すべきスリット(2
4)が開設されており、スリット(24)にセパレータ(22)の
先端部を挿通した状態で巻き芯(20)を回転させることに
よって、巻き芯(20)の外周面にセパレータ(22)の先端部
を巻き付けることが出来る。従って、セパレータ(22)の
先端部を巻き芯(20)の外周面に接着固定する必要はな
く、巻回作業は容易である。その後、前記セパレータ(2
2)上に、図４に示す如く正極(21)、セパレータ(22)及び
負極(23)を重ね、これらを渦巻き状に巻回する。ここ
で、正極(21)及び負極(23)の表面にはそれぞれ複数本の
集電タブ(３)を予めスポット溶接しておく。

【００２５】次に、図６に示す如く電池缶(１)の筒体(1
1)内に巻き取り電極体(２)を収容し、巻き取り電極体
(２)から伸びる複数本の集電タブ(３)の先端部(31)を巻
き芯(20)の端面上に載置する。又、各蓋体(12)に電極端
子機構(４)を固定する。ここで、第１挟圧ナット(６)及
び第２挟圧ナット(７)は、絶縁パッキン(８)(81)によっ
て十分な液密性が得られるまで締め込む。

【００２６】その後、レーザ溶接又はビーム溶接を用い
て両蓋体(12)(12)を筒体(11)の両開口部に溶接固定す
る。これによって、図２に示す如く、巻き芯(20)の端面
に電極端子機構(４)の挟持部材(５)の先端面が当接し、
若しくは僅かな間隔をおいて対向することになる。この
状態で、両電極端子機構(４)(４)の挟持部材(５)(５)を
ねじ込むことによって、巻き芯(20)の両端面が両挟持部
材(５)(５)の先端面によって両側から挟持されると共
に、巻き芯(20)の各端面と挟持部材(５)の先端面の間に
複数本の集電タブ(３)の先端部(31)が挟持される。

【００２７】最後に、電池缶(１)の内部に電解液を注入
した後、図１に示す如く各蓋体(12)に安全弁(13)をねじ
込んで固定することによって、本発明に係る円筒型リチ
ウム二次電池が完成する。

【００２８】上述の如く、本発明に係る円筒型リチウム
二次電池においては、電極端子機構(４)に集電タブ(３)
を接続する工程において、従来の如き溶接作業は不要で
あり、単に、複数本の集電タブ(３)の先端部(31)を巻き
芯(20)の端面と挟持部材(５)の先端面に挟み込んで、挟
持部材(５)をねじ込めばよいので、作業が簡易であり、
然も集電タブ(３)に孔があくことはなく、高い信頼性が
得られる。又、各集電タブ(３)の先端部(31)は十分な面
積で挟持部材(５)の先端面と接触するので、接触部にお
ける電気抵抗は小さく、然も高い接続強度が得られる。

【００２９】更に又、電池缶(１)内の巻き取り電極体
(２)は、巻き芯(20)の両端面が挟持部材(５)(５)の先端
面によって挟持されて、電池缶(１)内に強固に固定され
ているので、本発明に係る円筒型リチウム二次電池を電
気自動車に搭載した場合においても、振動が加わること
によって、巻き取り電極体(２)が電池缶(１)内で振動す
ることはない。

【００３０】

【実施例】次に、本発明の円筒型リチウム二次電池(図
１乃至図３)と従来の円筒型リチウム二次電池(図７乃至
図９)を試作して性能比較試験を行なった結果について
説明する。

【００３１】正極の作製正極活物質としての平均粒径５μｍのＬiＣoＯ₂(リチウ
ム複合酸化物)粉末と導電剤としての人造黒鉛を重量比
９：１で混合し、正極合剤を作製した。次に、結着剤で
あるポリフッ化ビニリデンをＮ−メチル−２−ピロリド
ン(ＮＭＰ)に溶解させて、ＮＭＰ溶液を調製した。そし
て、正極合剤とポリフッ化ビニリデンの重量比が９５：
５となる様に正極合剤とＮＭＰ溶液を混合して、スラリ
ーを調製し、このスラリーを正極集電体となる厚さ２０
μｍのアルミニウム箔の両面にドクターブレード法によ
り塗布し、１５０℃で２時間乾燥して正極を作製した。

【００３２】負極の作製炭素塊(ｄ₀₀₂＝３.３５６Å；Ｌｃ＞１０００)に空気流
を噴射して粉砕し、炭素粉末を作製した。又、結着剤で
あるポリフッ化ビニリデンをＮＭＰに溶解させてＮＭＰ
溶液を調製し、炭素粉末とポリフッ化ビニリデンの重量
比が８５：１５となる様に混練してスラリーを調製し
た。このスラリーを負極集電体となる厚さ２０μｍの銅
箔の両面にドクターブレード法によって塗布し、１５０
℃で２時間真空乾燥して負極を作製した。

【００３３】電解液の調製エチレンカーボネートとジエルチルカーボネートを体積
比１：１で混合した溶媒に、ＬiＰＦ₆を１mol／lの割合
で溶解し、電解液を調製した。

【００３４】本発明電池の作製直径１０ｍｍの樹脂製の巻き芯に、セパレータであるイ
オン透過性のポリプロピレン性の微多孔性膜を数回巻い
た後、正極と負極の間にセパレータが介在する様に、セ
パレータ、正極、セパレータ及び負極の４枚を重ねて渦
巻き状に多数回巻いて、巻き取り電極体を作製した。こ
の巻き取り電極体を電池缶となる筒体の内部に装填し、
該巻き取り電極体から伸びる正側及び負側の集電タブを
夫々、蓋体に取り付けられた本発明の電極端子機構の挟
持部材と巻き芯の間に挟持した状態で、該蓋体を筒体に
溶接固定し、更に挟持部材をねじ込んだ後、電池缶内に
電解液を注入して、本発明に係る円筒型リチウム二次電
池(本発明電池)を完成した。

【００３５】比較例電池の作製巻き芯を具えず、電極端子機構と集電タブの接続を電極
端子機構に設けた挟持機構による挟み込み構造によって
行なった点を除き、上記本発明電池と同様にして比較例
電池を作製した。

【００３６】電池の評価本発明電池及び比較例電池に対し、振幅０.８ｍｍ、周
波数１０〜５５Ｈｚ、掃引速度１Ｈｚ／ｍｉｎで互いに
直角に交わるＸＹＺ方向へ１００分間、振動を加えて、
内部短絡発生率と出力特性(ＤＯＤ５０％、１０秒間放
電時の出力密度)を調べた。その結果、内部短絡発生率
については、本発明電池では、試料数１０個の内、短絡
が発生したものは無かったが、比較例電池では、試料数
１０個の内、４個に短絡が発生していた。又、出力特性
については、本発明電池では、５７３〜５９１Ｗ／Ｋｇ
の出力密度が得られたのに対し、比較例電池では４７８
〜５２４Ｗ／Ｋｇの出力密度となった。この結果から明
らかな様に、本発明に係る二次電池によれば、電池缶内
に巻き取り電極体が挟持されて固定されているので、振
動が加わっても、電池缶内で巻き取り電極体が振動する
ことがなく、巻き取り電極体が損傷を受けることはな
い。

【００３７】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、挟持部材(５)の先端面と巻
き芯(20)の端面との係合構造は、凹凸の嵌合に限らず、
周知の種々の係合構造が採用出来る。又、挟持部材(５)
の先端部と巻き芯(20)の端部に鍔部を突設して、両者の
接触面積の拡大を図ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円筒型リチウム二次電池の斜視図
である。

【図２】該二次電池の要部を表わす断面図である。

【図３】巻き芯にセパレータの先端部を巻き付ける工程
を表わす斜視図である。

【図４】巻き取り電極体の一部展開図である。

【図５】電極端子機構の分解斜視図である。

【図６】巻き取り電極体が収容された筒体に対し、電極
端子機構が取り付けられた蓋体を固定する工程を表わす
断面図である。

【図７】従来の円筒型リチウム二次電池の斜視図であ
る。

【図８】該二次電池の分解斜視図である。

【図９】該二次電池の要部を表わす断面図である。

【符号の説明】

(１) 電池缶 (11) 筒体 (12) 筒体 (２) 巻き取り電極体 (20) 巻き芯 (25) 凹部 (３) 集電タブ (４) 電極端子機構 (５) 挟持部材 (51) ねじ込み操作部 (52) ネジ軸部 (53) 凸部 (６) 第１挟圧ナット (７) 第２挟圧ナット (８) 絶縁パッキン (81) 絶縁パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米津育郎大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者西尾晃治大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB01 BB03 CC03 CC08 CC12 CC19 5H028 AA07 BB01 BB08 CC05 CC12 CC17 CC21 5H029 AJ12 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM05 BJ02 BJ14 BJ16 DJ05 DJ07 EJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒体(11)の開口部に蓋体(12)を固定して
なる電池缶(１)の内部に、巻き取り電極体(２)が収容さ
れ、巻き取り電極体(２)は、それぞれ帯状の正極(21)と
負極(23)を両極間にセパレータ(22)を介在させて渦巻き
状に巻回して構成され、電池缶(１)の蓋体(12)には電極
端子機構(４)が取り付けられ、巻き取り電極体(２)と電
極端子機構(４)とが、複数本の集電タブ(３)により互い
に接続されて、巻き取り電極体(２)が発生する電力を電
極端子機構(４)から外部に取り出すことが可能な二次電
池において、巻き取り電極体(２)の中央部には巻き芯(2
0)が配備されており、該巻き芯(20)の両端部が電池缶
(１)内にて両側から挟持されて電池缶(１)内に固定さ
れ、電極端子機構(４)は、蓋体(12)に開設した貫通孔(1
4)に挿通されて、蓋体(12)に対して電気的絶縁性及び液
密性を保った状態で蓋体(12)に固定され、蓋体(12)の外
側に突出した頭部には、ねじ込み操作部を具える一方、
蓋体(12)の内側に突出した先端部には、前記ねじ込み操
作部のねじ込み操作によって電池缶(１)の中央部へ向か
って進出する押圧面を具え、該押圧面と対向する巻き芯
(20)の端部には、該押圧面と係合可能な押圧受け面が形
成され、前記複数本の集電タブ(３)の先端部が電極端子
機構(４)の押圧面と巻き芯(20)の押圧受け面の間に挟持
されて、電極端子機構(４)に接続されていることを特徴
とする二次電池。
【請求項２】電極端子機構(４)は、蓋体(12)の貫通孔(14)を貫通するネジ軸部(52)の頭部に
ねじ込み操作部(51)を形成してなる挟持部材(５)と、挟持部材(５)のネジ軸部(52)に螺合して、挟持部材(５)
を蓋体(12)に固定するための複数の挟圧ナット(６)(７)
と、蓋体(12)の貫通孔(14)に装着されて、蓋体(12)と挟持部
材(５)の間に介在し、前記挟圧ナット(６)(７)により挟
圧されて、蓋体(12)と挟持部材(５)の間の電気的絶縁性
及び液密性を保つ絶縁パッキング(８)(81)とを具え、挟
持部材(５)の先端面が前記押圧面を形成している請求項
１に記載の二次電池。
【請求項３】挟持部材(５)の先端面と、該先端面と対
向する巻き芯(20)の端面には、一方に凸部(53)、他方に
凹部(25)が形成されて、凸部(53)と凹部(25)が互いに係
合する請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】巻き芯(20)には、巻き取り電極体(２)を
構成するセパレータ(22)の先端部が挿通されるべきスリ
ット(24)が開設されている請求項１乃至請求項３の何れ
かに記載の二次電池。
【請求項５】筒体(11)の両開口部にそれぞれ蓋体(12)
を固定してなる電池缶(１)の内部に、巻き取り電極体
(２)が収容され、巻き取り電極体(２)は、それぞれ帯状
の正極(21)と負極(23)を両極間にセパレータ(22)を介在
させて渦巻き状に巻回して構成され、電池缶(１)の両蓋
体(12)(12)に一対の電極端子機構(４)(４)が取り付けら
れ、巻き取り電極体(２)と各電極端子機構(４)とが、複
数本の集電タブ(３)により互いに接続されて、巻き取り
電極体(２)が発生する電力を一対の電極端子機構(４)
(４)から外部に取り出すことが可能な二次電池におい
て、巻き取り電極体(２)の中央部には、少なくとも長手
方向の一方の端部若しくは両端部に挟まれた一部が絶縁
性資材からなる巻き芯(20)が配備されており、各電極端
子機構(４)は、蓋体(12)に開設した貫通孔(14)に挿通さ
れて、蓋体(12)に対して電気的絶縁性及び液密性を保っ
た状態で蓋体(12)に固定され、蓋体(12)の外側に突出し
た頭部には、ねじ込み操作部を具える一方、蓋体(12)の
内側に突出した先端部には、前記ねじ込み操作部のねじ
込み操作によって電池缶(１)の中央部へ向かって進出す
る押圧面を具え、該押圧面と対応する巻き芯(20)の端部
には、該押圧面と係合可能な押圧受け面が形成され、巻
き芯(20)の両押圧受け面が一対の電極端子機構(４)(４)
の押圧面によって両側から挟圧されると共に、前記複数
本の集電タブ(３)の先端部が電極端子機構(４)の押圧面
と巻き芯(20)の押圧受け面の間に挟持されて、電極端子
機構(４)に接続されていることを特徴とする二次電池。