JP2000294222A - 二次電池 - Google Patents
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- positive electrode
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- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- Electrochemistry (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小さ
くでき、かつ安価な構成で安定的に充放電できる二次電
池を提供する。 【解決手段】 正極集電体１ｂに正極材料１ａを付着さ
せた正極板１と負極集電体２ｂに負極材料２ａを付着さ
せた負極板２とをセパレータ３を介して積層した極板群
１０を電解液とともに電池容器４内に収容した二次電池
において、極板群１０の両端に極板１、２の集電体１
ｂ、２ｂをそれぞれ突出させ、その突出部を押圧して集
電体１ｂ、２ｂ自身によって平坦部１１、１２を形成
し、この平坦部１１、１２に集電板８、９を接合した。
くでき、かつ安価な構成で安定的に充放電できる二次電
池を提供する。 【解決手段】 正極集電体１ｂに正極材料１ａを付着さ
せた正極板１と負極集電体２ｂに負極材料２ａを付着さ
せた負極板２とをセパレータ３を介して積層した極板群
１０を電解液とともに電池容器４内に収容した二次電池
において、極板群１０の両端に極板１、２の集電体１
ｂ、２ｂをそれぞれ突出させ、その突出部を押圧して集
電体１ｂ、２ｂ自身によって平坦部１１、１２を形成
し、この平坦部１１、１２に集電板８、９を接合した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池に関し、特
に正極集電体に正極材料を付着させた正極板と負極集電
体に負極材料を付着させた負極板とをセパレータを介し
て積層した極板群を電解液とともに電池容器内に収容し
た二次電池に関するものである。
に正極集電体に正極材料を付着させた正極板と負極集電
体に負極材料を付着させた負極板とをセパレータを介し
て積層した極板群を電解液とともに電池容器内に収容し
た二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化が急速
に進んでおり、その電源としての電池に対しても小型・
軽量化と高容量化の要望が高まっている。
に進んでおり、その電源としての電池に対しても小型・
軽量化と高容量化の要望が高まっている。
【０００３】その要望に対して、負極活物質として炭素
系材料を用い、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 などのリチウ
ム含有遷移金属酸化物を用いたリチウムイオン二次電池
が各社で実用化されている。このリチウムイオン二次電
池は、負極活物質として金属リチウムあるいはリチウム
合金を用いたリチウム二次電池のように充電により負極
上へのリチウムの析出が発生しないため、良好なサイク
ル特性が得られている。そのため、現在電子機器への搭
載が進むなど、リチウムイオン二次電池の開発が盛んに
行われている。
系材料を用い、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 などのリチウ
ム含有遷移金属酸化物を用いたリチウムイオン二次電池
が各社で実用化されている。このリチウムイオン二次電
池は、負極活物質として金属リチウムあるいはリチウム
合金を用いたリチウム二次電池のように充電により負極
上へのリチウムの析出が発生しないため、良好なサイク
ル特性が得られている。そのため、現在電子機器への搭
載が進むなど、リチウムイオン二次電池の開発が盛んに
行われている。
【０００４】また、地球環境問題、あるいはエネルギー
問題を解決する手段としても、リチウムイオン二次電池
の開発が盛んに行われている。地球環境を良好に保全し
つつ電力の安定確保を図っていく方策の一つとして負荷
の平準化技術の実用化が望まれているが、一般家庭など
で小規模に夜間電力を貯蔵する電池電力貯蔵装置を普及
させると、大きな負荷平準化効果が期待できる。また、
自動車の排気ガスによる大気汚染やＣＯ2 による温暖化
防止を図るために、動力源の全部又は一部を二次電池に
よって得るようにした電気自動車の普及も望まれてい
る。このため、家庭用の電池電力貯蔵装置や電気自動車
の動力源として、単電池容量が１００Ａｈ程度の大型の
リチウムイオン二次電池の開発も行われている。
問題を解決する手段としても、リチウムイオン二次電池
の開発が盛んに行われている。地球環境を良好に保全し
つつ電力の安定確保を図っていく方策の一つとして負荷
の平準化技術の実用化が望まれているが、一般家庭など
で小規模に夜間電力を貯蔵する電池電力貯蔵装置を普及
させると、大きな負荷平準化効果が期待できる。また、
自動車の排気ガスによる大気汚染やＣＯ2 による温暖化
防止を図るために、動力源の全部又は一部を二次電池に
よって得るようにした電気自動車の普及も望まれてい
る。このため、家庭用の電池電力貯蔵装置や電気自動車
の動力源として、単電池容量が１００Ａｈ程度の大型の
リチウムイオン二次電池の開発も行われている。
【０００５】この種のリチウムイオン二次電池の構造
は、図５に示すように、正極集電体２１ｂに正極材料２
１ａを付着させた正極板２１と、負極集電体２２ｂに負
極材料２２ａを付着させた負極板２２とをセパレータ２
３を介して渦巻き状に積層した極板群３０を電解液とと
もに電池缶２５と電池蓋２６とから成る電池容器２４内
に収容し、正極集電体２１ｂの適所に一端を接合した正
極集電タブ２８の他端を正極端子となる電池蓋２６の内
面に接続し、負極集電体２２ｂの適所に一端を接合した
負極集電タブ２９の他端を負極端子となる電池缶２５の
内底面に接続して構成されている。
は、図５に示すように、正極集電体２１ｂに正極材料２
１ａを付着させた正極板２１と、負極集電体２２ｂに負
極材料２２ａを付着させた負極板２２とをセパレータ２
３を介して渦巻き状に積層した極板群３０を電解液とと
もに電池缶２５と電池蓋２６とから成る電池容器２４内
に収容し、正極集電体２１ｂの適所に一端を接合した正
極集電タブ２８の他端を正極端子となる電池蓋２６の内
面に接続し、負極集電体２２ｂの適所に一端を接合した
負極集電タブ２９の他端を負極端子となる電池缶２５の
内底面に接続して構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
二次電池では、正極板２１及び負極板２２の１箇所から
集電タブ２８、２９を介して電流を取り出すようにして
いるので、正極板２１や負極板２２から集電タブ２８、
２９までの平均距離が長くまた集電タブ２８、２９の面
積も小さいために電気抵抗が大きく、集電効率が悪いた
めに大電流で充放電を行うと温度が上昇して寿命が短く
なるという問題があった。
二次電池では、正極板２１及び負極板２２の１箇所から
集電タブ２８、２９を介して電流を取り出すようにして
いるので、正極板２１や負極板２２から集電タブ２８、
２９までの平均距離が長くまた集電タブ２８、２９の面
積も小さいために電気抵抗が大きく、集電効率が悪いた
めに大電流で充放電を行うと温度が上昇して寿命が短く
なるという問題があった。
【０００７】なお、このような問題を解消する手段とし
て、例えば特開平８−１１５７４４号公報には、両極板
の集電体をそれぞれ反対側の側部に突出させてその突出
部の先端部にそれぞれリード線を配置した状態でセパレ
ータを介して両極板を巻回することにより、両端にリー
ド線と集電体の端縁にて形成された正極端面と負極端面
を有する極板群を構成し、これら正極端面と負極端面に
それぞれの端子を接続したものが開示されている。しか
し、リード線が必要となるとともに製造工程も複雑にな
るため、コスト高になるという問題がある。
て、例えば特開平８−１１５７４４号公報には、両極板
の集電体をそれぞれ反対側の側部に突出させてその突出
部の先端部にそれぞれリード線を配置した状態でセパレ
ータを介して両極板を巻回することにより、両端にリー
ド線と集電体の端縁にて形成された正極端面と負極端面
を有する極板群を構成し、これら正極端面と負極端面に
それぞれの端子を接続したものが開示されている。しか
し、リード線が必要となるとともに製造工程も複雑にな
るため、コスト高になるという問題がある。
【０００８】また、特開平１０−２１９５３号公報に
は、両極板の集電体をそれぞれ反対側の側部に突出さ
せ、それらの先端部を正極端子及び負極端子に弾性的に
圧接させるようにしたものが開示されている。しかし、
集電体の先端部を弾性範囲内で鋭角状に曲げ、その弾性
復元力で端子に接続しているだけであるため、電気的な
接続が不安定で、振動を受けるような使用状態では電池
出力の安定性に欠けるという問題がある。
は、両極板の集電体をそれぞれ反対側の側部に突出さ
せ、それらの先端部を正極端子及び負極端子に弾性的に
圧接させるようにしたものが開示されている。しかし、
集電体の先端部を弾性範囲内で鋭角状に曲げ、その弾性
復元力で端子に接続しているだけであるため、電気的な
接続が不安定で、振動を受けるような使用状態では電池
出力の安定性に欠けるという問題がある。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、集電
効率が高く、充放電時の温度上昇を小さくでき、かつ安
価な構成で安定的に充放電できる二次電池を提供するこ
とを目的としている。
効率が高く、充放電時の温度上昇を小さくでき、かつ安
価な構成で安定的に充放電できる二次電池を提供するこ
とを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池は、正
極集電体に正極材料を付着させた正極板と負極集電体に
負極材料を付着させた負極板とをセパレータを介して積
層した極板群を電解液とともに電池容器内に収容した二
次電池において、極板群の少なくとも一側部において何
れかの極板の集電体を突出させ、その突出部の先端に自
身によって形成した平坦部に集電板を接合したものであ
り、集電体の一側部にて形成された平坦部に集電板が接
合されるので集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小
さくでき、かつ集電体自身で平坦部を形成しているので
安価に構成できるとともにその平坦部に集電板を接合し
ているので振動等に対しても安定した構造となり、安定
的に充放電できる。
極集電体に正極材料を付着させた正極板と負極集電体に
負極材料を付着させた負極板とをセパレータを介して積
層した極板群を電解液とともに電池容器内に収容した二
次電池において、極板群の少なくとも一側部において何
れかの極板の集電体を突出させ、その突出部の先端に自
身によって形成した平坦部に集電板を接合したものであ
り、集電体の一側部にて形成された平坦部に集電板が接
合されるので集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小
さくでき、かつ集電体自身で平坦部を形成しているので
安価に構成できるとともにその平坦部に集電板を接合し
ているので振動等に対しても安定した構造となり、安定
的に充放電できる。
【００１１】また、正極板と負極板をセパレータを介し
て渦巻き状に巻回し、その両端に両極板の集電体をそれ
ぞれ突出させた極板群を設け、極板群の端部を巻回軸芯
方向に押圧して平坦部を形成すると、集電板を接合する
ための集電体の平坦部を押圧によって能率良く形成する
ことができる。
て渦巻き状に巻回し、その両端に両極板の集電体をそれ
ぞれ突出させた極板群を設け、極板群の端部を巻回軸芯
方向に押圧して平坦部を形成すると、集電板を接合する
ための集電体の平坦部を押圧によって能率良く形成する
ことができる。
【００１２】また、平坦部に集電板を当接配置し、周方
向複数箇所を放射方向にレーザ溶接すると、集電体の側
端縁の多数箇所を集電板に簡単に一体溶着することがで
き、高い集電効率を作業性良く達成することができる。
向複数箇所を放射方向にレーザ溶接すると、集電体の側
端縁の多数箇所を集電板に簡単に一体溶着することがで
き、高い集電効率を作業性良く達成することができる。
【００１３】また、集電板に、集電体の突出部に向けて
突出する突条部を突設し、突条部を押圧させることによ
り集電体の平坦部を形成すると共に、突条部で集電体と
集電板を溶接すると、集電板と平坦部が突条部で確実に
接し、集電板と集電体のより確実な接合状態が得られ
る。
突出する突条部を突設し、突条部を押圧させることによ
り集電体の平坦部を形成すると共に、突条部で集電体と
集電板を溶接すると、集電板と平坦部が突条部で確実に
接し、集電板と集電体のより確実な接合状態が得られ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の二次電池の一実施
形態のリチウムイオン二次電池について、図１〜図３を
参照して説明する。
形態のリチウムイオン二次電池について、図１〜図３を
参照して説明する。
【００１５】図１において、１は正極板、２は負極板
で、微多孔ポリエチレンフィルムから成るセパレータ３
を介して互いに対向された状態で渦巻き状に巻回されて
極板群１０が構成され、この極板群１０が電解液ととも
に電池容器４内に収納配置されている。電池容器４は負
極端子となる円筒容器状の電池缶５と正極端子となる電
池蓋６にて構成され、電池缶５の上端開口部内周と電池
蓋６の外周との間に介装された絶縁パッキン７にて相互
に絶縁されるとともに電池容器４が密閉されている。な
お、極板群１０と電池缶５の内周との間にもセパレータ
３は介装されている。
で、微多孔ポリエチレンフィルムから成るセパレータ３
を介して互いに対向された状態で渦巻き状に巻回されて
極板群１０が構成され、この極板群１０が電解液ととも
に電池容器４内に収納配置されている。電池容器４は負
極端子となる円筒容器状の電池缶５と正極端子となる電
池蓋６にて構成され、電池缶５の上端開口部内周と電池
蓋６の外周との間に介装された絶縁パッキン７にて相互
に絶縁されるとともに電池容器４が密閉されている。な
お、極板群１０と電池缶５の内周との間にもセパレータ
３は介装されている。
【００１６】正極板１は、正極集電体１ｂの両面に正極
材料１ａを塗工して構成されるとともに、その正極集電
体１ｂの一側部（図示例では上側部）が正極材料１ａの
塗工部より突出されている。また、負極板２は、負極集
電体２ｂの両面に負極材料２ａを塗工して構成されると
ともに、その負極集電体２ｂの他側部（図示例では下側
部）が負極材料２ａの塗工部より突出されている。セパ
レータ３は正極板１及び負極板２の塗工部の両側縁より
も外側に突出されている。
材料１ａを塗工して構成されるとともに、その正極集電
体１ｂの一側部（図示例では上側部）が正極材料１ａの
塗工部より突出されている。また、負極板２は、負極集
電体２ｂの両面に負極材料２ａを塗工して構成されると
ともに、その負極集電体２ｂの他側部（図示例では下側
部）が負極材料２ａの塗工部より突出されている。セパ
レータ３は正極板１及び負極板２の塗工部の両側縁より
も外側に突出されている。
【００１７】そして、正極集電体１ｂのセパレータ３よ
り突出した部分を押圧することによって正極集電体１ｂ
の突出部を塑性変形させて平坦部１１が形成され、この
平坦部１１に正極集電板８が接合されている。同様に、
負極集電体２ｂのセパレータ３より突出した部分を押圧
することによって負極集電体２ｂの突出部を塑性変形さ
せて平坦部１２が形成され、この平坦部１２に負極集電
板９が接合されている。これら正極集電板８及び負極集
電板９はそれぞれ電池蓋６と電池缶５に接続されてい
る。８ａ、９ａは、集電板８、９を電池蓋６の内面及び
電池缶５の内底面に接合するためその外周から延出され
た接続片である。
り突出した部分を押圧することによって正極集電体１ｂ
の突出部を塑性変形させて平坦部１１が形成され、この
平坦部１１に正極集電板８が接合されている。同様に、
負極集電体２ｂのセパレータ３より突出した部分を押圧
することによって負極集電体２ｂの突出部を塑性変形さ
せて平坦部１２が形成され、この平坦部１２に負極集電
板９が接合されている。これら正極集電板８及び負極集
電板９はそれぞれ電池蓋６と電池缶５に接続されてい
る。８ａ、９ａは、集電板８、９を電池蓋６の内面及び
電池缶５の内底面に接合するためその外周から延出され
た接続片である。
【００１８】正極板１、負極板２、及び電解液について
詳細に説明すると、正極集電体１ｂはアルミ箔などから
成り、その両面に正極活物質と結着剤を含む正極材料１
ａを塗工して正極板１が構成されており、その正極活物
質としては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＮｉ
Ｏ2 、若しくはこれらＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉの一部を他の遷
移金属で置換したもの、あるいはそれ以外のリチウム含
有遷移金属酸化物が用いられる。特に、地球上に豊富に
存在し、低価格であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのＭｎ系リチ
ウム含有遷移金属酸化物が適している。
詳細に説明すると、正極集電体１ｂはアルミ箔などから
成り、その両面に正極活物質と結着剤を含む正極材料１
ａを塗工して正極板１が構成されており、その正極活物
質としては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＮｉ
Ｏ2 、若しくはこれらＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉの一部を他の遷
移金属で置換したもの、あるいはそれ以外のリチウム含
有遷移金属酸化物が用いられる。特に、地球上に豊富に
存在し、低価格であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのＭｎ系リチ
ウム含有遷移金属酸化物が適している。
【００１９】負極集電体２ｂは銅箔などから成り、その
両面に負極活物質と結着剤を含む負極材料２ａを塗工し
て負極板２が構成されており、その負極活物質として
は、グラファイト、石油コークス類、炭素繊維、有機高
分子焼成物などの炭素質材料を用いるか、リチウムを吸
蔵、放出可能な金属、あるいは酸化物、若しくはこれら
の複合化材料が用いられる。
両面に負極活物質と結着剤を含む負極材料２ａを塗工し
て負極板２が構成されており、その負極活物質として
は、グラファイト、石油コークス類、炭素繊維、有機高
分子焼成物などの炭素質材料を用いるか、リチウムを吸
蔵、放出可能な金属、あるいは酸化物、若しくはこれら
の複合化材料が用いられる。
【００２０】また、電解液は、溶質として６フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ4 ）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）などのリ
チウム塩、溶媒としてエチレンカーボネイト（ＥＣ）、
プロピレンカーボネイト（ＰＣ）、ジエチレンカーボネ
イト（ＤＥＣ）、エチレンメチルカーボネイト（ＥＭ
Ｃ）などの非水溶媒単独、若しくはそれらの混合溶媒を
用い、この溶媒に溶質を０．５ mol／dm3 〜２ mol／dm
3 の濃度に溶解したものが使用される。
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ4 ）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）などのリ
チウム塩、溶媒としてエチレンカーボネイト（ＥＣ）、
プロピレンカーボネイト（ＰＣ）、ジエチレンカーボネ
イト（ＤＥＣ）、エチレンメチルカーボネイト（ＥＭ
Ｃ）などの非水溶媒単独、若しくはそれらの混合溶媒を
用い、この溶媒に溶質を０．５ mol／dm3 〜２ mol／dm
3 の濃度に溶解したものが使用される。
【００２１】具体例を示すと、正極板１は、電解二酸化
マンガン（ＥＭＤ：ＭｎＯ2 ）と炭酸リチウム（Ｌｉ2
ＣＯ3 ）とをＬｉ／Ｍｎ＝１／２となるように混合し、
８００℃で２０時間大気中で焼成して製造した正極活物
質のＬｉＭｎ2 Ｏ4 と、導電剤のアセチレンブラック
と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを、それぞれ重量
比で９２：３：５の割合で混合したものを正極材料１ａ
とした。なお、正極材料１ａをペースト状に混練するた
めに結着剤としてのポリフッ化ビニリデンはＮメチルピ
ロリドンディスパージョン液を用いた。上記混合比率は
固形分としての割合である。この正極材料ペーストを、
厚み２０μｍのアルミ箔から成る正極集電体１ｂの両面
に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残した状態で塗工
し、正極材料層を形成した。正極材料層の両膜厚は同じ
で、塗工、乾燥後の両膜厚の和は２８０μｍで、正極板
１の厚さを３００μｍとした。その後、正極板１の厚み
が２００μｍになるように直径３００ｍｍのプレスロー
ルにより圧縮成形した。このとき、正極材料密度は３．
０ｇ／ｃｍ3 であった。
マンガン（ＥＭＤ：ＭｎＯ2 ）と炭酸リチウム（Ｌｉ2
ＣＯ3 ）とをＬｉ／Ｍｎ＝１／２となるように混合し、
８００℃で２０時間大気中で焼成して製造した正極活物
質のＬｉＭｎ2 Ｏ4 と、導電剤のアセチレンブラック
と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを、それぞれ重量
比で９２：３：５の割合で混合したものを正極材料１ａ
とした。なお、正極材料１ａをペースト状に混練するた
めに結着剤としてのポリフッ化ビニリデンはＮメチルピ
ロリドンディスパージョン液を用いた。上記混合比率は
固形分としての割合である。この正極材料ペーストを、
厚み２０μｍのアルミ箔から成る正極集電体１ｂの両面
に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残した状態で塗工
し、正極材料層を形成した。正極材料層の両膜厚は同じ
で、塗工、乾燥後の両膜厚の和は２８０μｍで、正極板
１の厚さを３００μｍとした。その後、正極板１の厚み
が２００μｍになるように直径３００ｍｍのプレスロー
ルにより圧縮成形した。このとき、正極材料密度は３．
０ｇ／ｃｍ3 であった。
【００２２】負極板２は、人造黒鉛と結着剤のスチレン
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを重量比９７：３の割合で
混合したものを負極材料２ａとした。なお、負極材料２
ａをペースト状に混練するために結着剤としてのスチレ
ンブタジエンゴムは水溶性のディスパージョン液を用い
た。上記混合比率は固形分としての割合である。この負
極合剤ペーストを厚み１４μｍの銅箔から成る負極集電
体２ｂの両面に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残し
た状態で塗工し、負極材料層を形成した。その後、負極
板２の厚みが１７０μｍになるように直径３００ｍｍの
プレスロールにより圧縮成形した。このとき、負極材料
密度は１．４ｇ／ｃｍ3 であった。
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを重量比９７：３の割合で
混合したものを負極材料２ａとした。なお、負極材料２
ａをペースト状に混練するために結着剤としてのスチレ
ンブタジエンゴムは水溶性のディスパージョン液を用い
た。上記混合比率は固形分としての割合である。この負
極合剤ペーストを厚み１４μｍの銅箔から成る負極集電
体２ｂの両面に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残し
た状態で塗工し、負極材料層を形成した。その後、負極
板２の厚みが１７０μｍになるように直径３００ｍｍの
プレスロールにより圧縮成形した。このとき、負極材料
密度は１．４ｇ／ｃｍ3 であった。
【００２３】電解液は、エチレンカーボネイト（ＥＣ）
とジエチレンカーボネイト（ＤＥＣ）を体積比１：１の
配合比で混合した混合溶媒に、溶質として６フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１ mol／dm3 の濃度に溶解
したものを用いた。
とジエチレンカーボネイト（ＤＥＣ）を体積比１：１の
配合比で混合した混合溶媒に、溶質として６フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１ mol／dm3 の濃度に溶解
したものを用いた。
【００２４】このリチウムイオン二次電池の製造に当た
っては、上記のようにして作製した正極板１と負極板２
をセパレータ３を介して対向させかつそれらの集電体１
ｂ、２ｂの突出部を両端に突出させた状態で渦巻き状に
巻回して極板群１０を形成し、この極板群１０を、図２
に示すように、円筒容器状の成形治具１３内に挿入配置
し、成形治具１３の一端開口から押圧具１４にて押圧す
る。すると、集電体１ｂ、２ｂの突出部が仮想線で示す
ように径方向内側に向けて略９０°折り曲がるように塑
性変形され、平坦部１１、１２が形成される。即ち、正
極板１及び負極板２が渦巻き状に巻回されているので、
集電体１ｂ、２ｂの突出部が径方向外側には屈折せず、
全体が略均等に逐次径方向内側に向けて折り曲げるよう
に塑性変形されることになり、多少の皺を生じさせなが
らも全体として平坦部１１、１２が形成されることにな
る。
っては、上記のようにして作製した正極板１と負極板２
をセパレータ３を介して対向させかつそれらの集電体１
ｂ、２ｂの突出部を両端に突出させた状態で渦巻き状に
巻回して極板群１０を形成し、この極板群１０を、図２
に示すように、円筒容器状の成形治具１３内に挿入配置
し、成形治具１３の一端開口から押圧具１４にて押圧す
る。すると、集電体１ｂ、２ｂの突出部が仮想線で示す
ように径方向内側に向けて略９０°折り曲がるように塑
性変形され、平坦部１１、１２が形成される。即ち、正
極板１及び負極板２が渦巻き状に巻回されているので、
集電体１ｂ、２ｂの突出部が径方向外側には屈折せず、
全体が略均等に逐次径方向内側に向けて折り曲げるよう
に塑性変形されることになり、多少の皺を生じさせなが
らも全体として平坦部１１、１２が形成されることにな
る。
【００２５】次いで、平坦部１１、１２を形成した極板
群１０を成形治具１３から取り出し、図３に示すよう
に、集電板８、９を平坦部１１、１２に押し付けるよう
に配置して両者を圧接させた状態で、集電板８、９の表
面の周方向複数箇所を中心部から外周縁まで放射状にレ
ーザビーム１５を照射することによって集電板８、９と
平坦部１１、１２をレーザ溶接する。その後、この集電
板８、９を接合した極板群１０を電池缶５内に電解液と
ともに収容して真空含浸させ、電池蓋６で密閉するとと
もに、集電板８、９と電池蓋６と電池缶５をそれぞれレ
ーザ溶接等にて接続する。
群１０を成形治具１３から取り出し、図３に示すよう
に、集電板８、９を平坦部１１、１２に押し付けるよう
に配置して両者を圧接させた状態で、集電板８、９の表
面の周方向複数箇所を中心部から外周縁まで放射状にレ
ーザビーム１５を照射することによって集電板８、９と
平坦部１１、１２をレーザ溶接する。その後、この集電
板８、９を接合した極板群１０を電池缶５内に電解液と
ともに収容して真空含浸させ、電池蓋６で密閉するとと
もに、集電板８、９と電池蓋６と電池缶５をそれぞれレ
ーザ溶接等にて接続する。
【００２６】以上の構成のリチウムイオン二次電池によ
れば、正極板１と負極板２をセパレータ３を介して渦巻
き状に巻回し、その両端に両極板の集電体１ｂ、２ｂを
それぞれ突出させた極板群１０を設け、極板群１０の両
端から突出している各集電体１ｂ、２ｂにて形成された
平坦部１１、１２に集電板８、９が接合されているので
集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小さくできる。
しかも、平坦部１１、１２は、集電体１ｂ、２ｂ自身で
形成しているので安価に構成できるとともにその平坦部
１１、１２に集電板８、９を接合しているので振動等に
対しても安定した構造となり、安定的に充放電できる。
れば、正極板１と負極板２をセパレータ３を介して渦巻
き状に巻回し、その両端に両極板の集電体１ｂ、２ｂを
それぞれ突出させた極板群１０を設け、極板群１０の両
端から突出している各集電体１ｂ、２ｂにて形成された
平坦部１１、１２に集電板８、９が接合されているので
集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小さくできる。
しかも、平坦部１１、１２は、集電体１ｂ、２ｂ自身で
形成しているので安価に構成できるとともにその平坦部
１１、１２に集電板８、９を接合しているので振動等に
対しても安定した構造となり、安定的に充放電できる。
【００２７】また、極板群１０の両端部を巻回軸芯方向
に押圧して平坦部１１、１２を形成しているので、集電
板８、９を接合するための集電体１ｂ、２ｂの平坦部１
１、１２を押圧によって能率良く形成することができ
る。
に押圧して平坦部１１、１２を形成しているので、集電
板８、９を接合するための集電体１ｂ、２ｂの平坦部１
１、１２を押圧によって能率良く形成することができ
る。
【００２８】また、平坦部１１、１２に向けて集電板
８、９を押圧し、圧接させた状態で周方向複数箇所を放
射方向にレーザ溶接しているので、集電体１ｂ、２ｂの
側端縁の多数箇所を集電板８、９に簡単に一体溶着する
ことができ、高い集電効率を作業性良く達成することが
できる。
８、９を押圧し、圧接させた状態で周方向複数箇所を放
射方向にレーザ溶接しているので、集電体１ｂ、２ｂの
側端縁の多数箇所を集電板８、９に簡単に一体溶着する
ことができ、高い集電効率を作業性良く達成することが
できる。
【００２９】上記実施形態の説明では、集電板８、９と
して全面が平板状のものを例示したが、図４に示すよう
に、集電板８、９に、極板群１０の集電体１ｂ、２ｂの
突出部に向けて突出する突条部１６を放射状に突出形成
し、その突条部１６を突出部に食い込むように集電板
８、９を押圧し、突出部に平坦部１１、１２を形成した
状態で突条部１６に沿ってレーザ溶接するようにしても
よい。
して全面が平板状のものを例示したが、図４に示すよう
に、集電板８、９に、極板群１０の集電体１ｂ、２ｂの
突出部に向けて突出する突条部１６を放射状に突出形成
し、その突条部１６を突出部に食い込むように集電板
８、９を押圧し、突出部に平坦部１１、１２を形成した
状態で突条部１６に沿ってレーザ溶接するようにしても
よい。
【００３０】このように集電板８、９に突条部１６を突
設し、これを集電体１ｂ、２ｂの突出部に押圧してレー
ザ溶接すると、集電板８、９と突出部に形成された平坦
部１１、１２が突条部１６を介して確実に接し、集電板
８、９と集電体１ｂ、２ｂのより確実な接合状態が得ら
れる。
設し、これを集電体１ｂ、２ｂの突出部に押圧してレー
ザ溶接すると、集電板８、９と突出部に形成された平坦
部１１、１２が突条部１６を介して確実に接し、集電板
８、９と集電体１ｂ、２ｂのより確実な接合状態が得ら
れる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の二次電池によれば、以上の説明
から明らかなように、極板群の少なくとも一側部におい
て何れかの極板の集電体を突出させ、その突出部の先端
に自身によって平坦部を形成し、集電板を接合したの
で、集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小さくで
き、かつ集電体自身で平坦部を形成しているので安価に
構成できるとともにその平坦部に集電板を接合している
ので振動等に対しても安定した構造となり、安定的に充
放電できる。
から明らかなように、極板群の少なくとも一側部におい
て何れかの極板の集電体を突出させ、その突出部の先端
に自身によって平坦部を形成し、集電板を接合したの
で、集電効率が高く、充放電時の温度上昇を小さくで
き、かつ集電体自身で平坦部を形成しているので安価に
構成できるとともにその平坦部に集電板を接合している
ので振動等に対しても安定した構造となり、安定的に充
放電できる。
【００３２】また、正極板と負極板をセパレータを介し
て渦巻き状に巻回し、その両端に両極板の集電体をそれ
ぞれ突出させた極板群を設け、極板群の端部を巻回軸芯
方向に押圧して平坦部を形成すると、集電板を接合する
ための集電体の平坦部を押圧によって能率良く形成する
ことができる。
て渦巻き状に巻回し、その両端に両極板の集電体をそれ
ぞれ突出させた極板群を設け、極板群の端部を巻回軸芯
方向に押圧して平坦部を形成すると、集電板を接合する
ための集電体の平坦部を押圧によって能率良く形成する
ことができる。
【００３３】また、平坦部に集電板を当接配置し、周方
向複数箇所を放射方向にレーザ溶接すると、集電体の側
端縁の多数箇所を集電板に簡単に一体溶着することがで
き、高い集電効率を作業性良く達成することができる。
向複数箇所を放射方向にレーザ溶接すると、集電体の側
端縁の多数箇所を集電板に簡単に一体溶着することがで
き、高い集電効率を作業性良く達成することができる。
【００３４】また、集電板に、集電体の平坦部に向けて
突出する突条部を突設し、突条部を押圧させることによ
り集電体の平坦部を形成すると共に、突条部で集電体と
集電板を溶接すると、集電板と平坦部が突条部で確実に
接し、集電板と集電体のより確実な接合状態が得られ
る。
突出する突条部を突設し、突条部を押圧させることによ
り集電体の平坦部を形成すると共に、突条部で集電体と
集電板を溶接すると、集電板と平坦部が突条部で確実に
接し、集電板と集電体のより確実な接合状態が得られ
る。
【図１】本発明の二次電池の一実施形態の縦断面図であ
る。
る。
【図２】同実施形態における極板群の集電体の突出部に
平坦部を形成する工程の縦断面図である。
平坦部を形成する工程の縦断面図である。
【図３】同実施形態における極板群の集電体の平坦部に
集電板を接合する工程の斜視図である。
集電板を接合する工程の斜視図である。
【図４】本発明の二次電池の他の実施形態における集電
板及びその接合状態を示す斜視図である。
板及びその接合状態を示す斜視図である。
【図５】従来例の二次電池の縦断面図である。
１ 正極板 １ａ 正極材料 １ｂ 正極集電体 ２ 負極板 ２ａ 負極材料 ２ｂ 負極集電体 ３ セパレータ ４ 電池容器 ８ 正極集電板 ９ 負極集電板 １０ 極板群 １１ 平坦部 １２ 平坦部 １３ 成形治具 １４ 押圧具 １５ レーザービーム １６ 突条部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS01 BB06 BB11 CC01 5H022 AA09 AA18 BB11 BB17 CC12 CC13 CC19 CC20 CC22 5H028 AA05 BB05 BB07 CC05 CC12 5H029 AJ02 AK03 AL06 AL07 AM03 AM06 BJ02 BJ14 CJ03 CJ05 DJ05 DJ07
Claims (4)
- 【請求項１】 正極集電体に正極材料を付着させた正極
板と負極集電体に負極材料を付着させた負極板とをセパ
レータを介して積層した極板群を電解液とともに電池容
器内に収容した二次電池において、極板群の少なくとも
一側部において何れかの極板の集電体を突出させ、その
突出部の先端に自身によって形成した平坦部に集電板を
接合したことを特徴とする二次電池。 - 【請求項２】 正極板と負極板をセパレータを介して渦
巻き状に巻回し、その両端に両極板の集電体をそれぞれ
突出させた極板群を設け、極板群の端部を巻回軸芯方向
に押圧して平坦部を形成したことを特徴とする請求項１
記載の二次電池。 - 【請求項３】 平坦部に集電板を当接配置し、周方向複
数箇所を放射方向にレーザ溶接したことを特徴とする請
求項２記載の二次電池。 - 【請求項４】 集電板に、集電体の突出部に向けて突出
する突条部を突設し、突条部を押圧させることにより集
電体の平坦部を形成すると共に、突条部で集電体と集電
板を溶接したことを特徴とする請求項２〜３の何れかに
記載の二次電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075099A JP4866496B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 二次電池の製造方法 |
| PCT/JP2000/002304 WO2000062356A1 (en) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | Secondary battery |
| EP00915443A EP1102337A4 (en) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | AUXILIARY BATTERY |
| US09/719,323 US6818025B1 (en) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | Rechargeable battery having a current collector integrally formed and contacting a current collector plate to form a flat plane |
| US10/878,888 US7014666B2 (en) | 1999-04-08 | 2004-06-28 | Rechargeable battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075099A JP4866496B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 二次電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294222A true JP2000294222A (ja) | 2000-10-20 |
| JP4866496B2 JP4866496B2 (ja) | 2012-02-01 |
Family
ID=14282214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10075099A Expired - Fee Related JP4866496B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 二次電池の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6818025B1 (ja) |
| EP (1) | EP1102337A4 (ja) |
| JP (1) | JP4866496B2 (ja) |
| WO (1) | WO2000062356A1 (ja) |
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| US9672985B2 (en) | 2010-11-09 | 2017-06-06 | Nippon Chemi-Con Corporation | Capacitor and method for manufacturing the same |
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| KR102601767B1 (ko) | 2022-08-31 | 2023-11-13 | 주식회사 오씨모바일 | 탭리스 전극을 가진 이차전지, 이차전지 팩 및 그 제조방법 |
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| JP3960877B2 (ja) * | 2002-08-05 | 2007-08-15 | 三洋電機株式会社 | 電池の製造方法 |
| FR2853764B1 (fr) * | 2003-04-11 | 2009-06-05 | Cit Alcatel | Raccordement electrique d'une connexion a un faisceau electrochimique |
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| KR20050121914A (ko) * | 2004-06-23 | 2005-12-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 |
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