JP2001155711A - 電気エネルギー蓄積デバイス - Google Patents
電気エネルギー蓄積デバイスInfo
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池缶の内部に巻き取り電極体を収容して構
成されるリチウムイオン二次電池などの電気エネルギー
蓄積デバイスにおいて、従来よりも集電効率を改善す
る。 【解決手段】 本発明に係る電気エネルギー蓄積デバイ
スにおいて、巻き取り電極体２の少なくとも一方の端部
には、正極21又は負極23の芯体の端縁が突出し、該芯体
端縁には、帯板を屏風状に折り曲げてなる複数の集電部
材51が噛合し、該集電部材51は、互いに対向する折曲げ
面の間に芯体端縁を挟持した状態で芯体端縁に溶接され
て、集電部を形成しており、該集電部が正極端子部又は
負極端子部に連結されている。
成されるリチウムイオン二次電池などの電気エネルギー
蓄積デバイスにおいて、従来よりも集電効率を改善す
る。 【解決手段】 本発明に係る電気エネルギー蓄積デバイ
スにおいて、巻き取り電極体２の少なくとも一方の端部
には、正極21又は負極23の芯体の端縁が突出し、該芯体
端縁には、帯板を屏風状に折り曲げてなる複数の集電部
材51が噛合し、該集電部材51は、互いに対向する折曲げ
面の間に芯体端縁を挟持した状態で芯体端縁に溶接され
て、集電部を形成しており、該集電部が正極端子部又は
負極端子部に連結されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリン自動車の
イグナイタ用の電源、ハイブリッド自動車や電気自動車
の回生制動エネルギーを蓄電するための蓄電器等として
用いられる、電気二重層コンデンサー、リチウムイオン
二次電池などの電気エネルギー蓄積デバイスの構造に関
するものである。
イグナイタ用の電源、ハイブリッド自動車や電気自動車
の回生制動エネルギーを蓄電するための蓄電器等として
用いられる、電気二重層コンデンサー、リチウムイオン
二次電池などの電気エネルギー蓄積デバイスの構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のリチウムイオン二次電池は、例え
ば図１１に示す様に、負極缶(10)の内部に巻き取り電極
体(２)を収容し、負極缶(10)の開口部に封口板(11)を固
定したものであって、負極缶(10)と封口板(11)の間には
絶縁部材(12)が介在している。又、封口板(11)には、安
全弁(14)を内蔵した正極端子(13)が取り付けられてい
る。これによって、巻き取り電極体(２)が発生する電力
を正極端子(13)と負極缶(10)から外部へ取り出すことが
出来る。
ば図１１に示す様に、負極缶(10)の内部に巻き取り電極
体(２)を収容し、負極缶(10)の開口部に封口板(11)を固
定したものであって、負極缶(10)と封口板(11)の間には
絶縁部材(12)が介在している。又、封口板(11)には、安
全弁(14)を内蔵した正極端子(13)が取り付けられてい
る。これによって、巻き取り電極体(２)が発生する電力
を正極端子(13)と負極缶(10)から外部へ取り出すことが
出来る。
【０００３】巻き取り電極体(２)は、図１２に示す如
く、それぞれ帯状の正極(21)、セパレータ(22)、及び負
極(23)から構成される。正極(21)は、アルミニウム箔か
らなる芯体(25)の表面に正極活物質(24)を塗布して構成
され、負極(23)は、銅箔からなる芯体(27)の表面に負極
活物質(26)を塗布して構成されている。正極(21)及び負
極(23)はそれぞれセパレータ(22)上に幅方向へずらして
重ね合わされて、渦巻き状に巻き取られている。これに
よって、巻き取り電極体(２)の巻き軸方向の両端部の
内、一方の端部では、セパレータ(22)の端縁よりも外方
へ正極(21)の芯体(25)の端縁が突出すると共に、他方の
端部では、セパレータ(22)の端縁よりも外方へ負極(23)
の芯体(27)の端縁が突出している。
く、それぞれ帯状の正極(21)、セパレータ(22)、及び負
極(23)から構成される。正極(21)は、アルミニウム箔か
らなる芯体(25)の表面に正極活物質(24)を塗布して構成
され、負極(23)は、銅箔からなる芯体(27)の表面に負極
活物質(26)を塗布して構成されている。正極(21)及び負
極(23)はそれぞれセパレータ(22)上に幅方向へずらして
重ね合わされて、渦巻き状に巻き取られている。これに
よって、巻き取り電極体(２)の巻き軸方向の両端部の
内、一方の端部では、セパレータ(22)の端縁よりも外方
へ正極(21)の芯体(25)の端縁が突出すると共に、他方の
端部では、セパレータ(22)の端縁よりも外方へ負極(23)
の芯体(27)の端縁が突出している。
【０００４】又図１１に示す如く、巻き取り電極体(２)
の両端部には、それぞれ集電部材(３)が設置されてい
る。集電部材(３)は、巻き取り電極体(２)の端面に接合
された平板部(33)と、該平板部(33)の表面に突設された
タブ部(32)とを具え、正極側の集電部材(３)のタブ部(3
2)の先端部が、封口板(11)の内面に溶接され、負極側の
集電部材(３)のタブ部(32)の先端部が、負極缶(１)の底
面に溶接されている。
の両端部には、それぞれ集電部材(３)が設置されてい
る。集電部材(３)は、巻き取り電極体(２)の端面に接合
された平板部(33)と、該平板部(33)の表面に突設された
タブ部(32)とを具え、正極側の集電部材(３)のタブ部(3
2)の先端部が、封口板(11)の内面に溶接され、負極側の
集電部材(３)のタブ部(32)の先端部が、負極缶(１)の底
面に溶接されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リチウムイ
オン二次電池において、大電流での充放電を可能とする
ためには、巻き取り電極体(２)から正極端子部及び負極
端子部へ至る電流経路の電気抵抗を出来るだけ低減させ
て、集電効率を上げる必要がある。しかしながら、図１
１に示す従来のリチウムイオン二次電池においては、巻
き取り電極体(２)の各電極の先端を集電部材(３)の平板
部(33)に当接させた構造となっているため、各電極と集
電部材(３)の間の接触面積が小さく、これによって接触
抵抗が大きくなり、集電効率が低下する問題があった。
オン二次電池において、大電流での充放電を可能とする
ためには、巻き取り電極体(２)から正極端子部及び負極
端子部へ至る電流経路の電気抵抗を出来るだけ低減させ
て、集電効率を上げる必要がある。しかしながら、図１
１に示す従来のリチウムイオン二次電池においては、巻
き取り電極体(２)の各電極の先端を集電部材(３)の平板
部(33)に当接させた構造となっているため、各電極と集
電部材(３)の間の接触面積が小さく、これによって接触
抵抗が大きくなり、集電効率が低下する問題があった。
【０００６】本発明の目的は、リチウムイオン二次電池
などの電気エネルギー蓄積デバイスにおいて、従来より
も集電効率を改善することである。
などの電気エネルギー蓄積デバイスにおいて、従来より
も集電効率を改善することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る電気エネルギ
ー蓄積デバイスにおいては、密閉容器内に、それぞれ帯
状の正極(21)と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在さ
せてこれらを積層した電極体(２)が収容され、該電極体
(２)が発生する電気エネルギーを、密閉容器に設けられ
た正極端子部及び負極端子部から外部へ取り出すことが
可能である。正極(21)及び負極(23)はそれぞれ、帯状芯
体の表面に活物質を塗布して構成され、電極体(２)の両
端部の内、少なくとも一方の端部には、正極(21)又は負
極(23)の芯体の端縁が突出し、該芯体端縁には、帯板を
屏風状に折り曲げてなる伸縮容易な１或いは複数の集電
部材(51)が噛合している。該集電部材(51)は、互いに対
向する折曲げ面の間に芯体端縁を挟持した状態で芯体端
縁に溶接されて、集電部(５)を形成しており、該集電部
(５)が前記正極端子部又は負極端子部に連結されてい
る。
ー蓄積デバイスにおいては、密閉容器内に、それぞれ帯
状の正極(21)と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在さ
せてこれらを積層した電極体(２)が収容され、該電極体
(２)が発生する電気エネルギーを、密閉容器に設けられ
た正極端子部及び負極端子部から外部へ取り出すことが
可能である。正極(21)及び負極(23)はそれぞれ、帯状芯
体の表面に活物質を塗布して構成され、電極体(２)の両
端部の内、少なくとも一方の端部には、正極(21)又は負
極(23)の芯体の端縁が突出し、該芯体端縁には、帯板を
屏風状に折り曲げてなる伸縮容易な１或いは複数の集電
部材(51)が噛合している。該集電部材(51)は、互いに対
向する折曲げ面の間に芯体端縁を挟持した状態で芯体端
縁に溶接されて、集電部(５)を形成しており、該集電部
(５)が前記正極端子部又は負極端子部に連結されてい
る。
【０００８】尚、電極体(２)は、それぞれ帯状の正極(2
1)と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在させて、これ
らを渦巻き状に巻き取って、或いはこれらを多層に積み
重ねて形成されている。
1)と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在させて、これ
らを渦巻き状に巻き取って、或いはこれらを多層に積み
重ねて形成されている。
【０００９】上記本発明の電気エネルギー蓄積デバイス
においては、屏風状の集電部材(51)が正極(21)又は負極
(23)の芯体端縁に噛合して、該集電部材(51)の互いに対
向する折曲げ面の間に芯体端縁が挟持された状態で、該
集電部材(51)が芯体端縁に溶接されるので、集電部材(5
1)と芯体端縁とは面接触した状態で互いに溶接されるこ
ととなる。従って、集電部材(51)と芯体端縁との間に充
分に大きな接触面積が得られ、この結果、電極体(２)か
ら正極端子部又は負極端子部へ至る電流経路の電気抵抗
は小さくなって、高い集電効率が得られる。
においては、屏風状の集電部材(51)が正極(21)又は負極
(23)の芯体端縁に噛合して、該集電部材(51)の互いに対
向する折曲げ面の間に芯体端縁が挟持された状態で、該
集電部材(51)が芯体端縁に溶接されるので、集電部材(5
1)と芯体端縁とは面接触した状態で互いに溶接されるこ
ととなる。従って、集電部材(51)と芯体端縁との間に充
分に大きな接触面積が得られ、この結果、電極体(２)か
ら正極端子部又は負極端子部へ至る電流経路の電気抵抗
は小さくなって、高い集電効率が得られる。
【００１０】具体的には、前記１或いは複数の集電部材
(51)は芯体端縁にレーザ溶接され、これによって形成さ
れた集電部(５)は、帯状のリード部材(６)を介して、前
記正極端子部又は負極端子部に連結されている。該具体
的構成においては、集電部材(51)は、芯体端縁に噛合し
た状態で収縮方向に加圧され、互いに対向する折曲げ面
によって芯体端縁を挟圧した状態にて、該集電部材(51)
の表面にレーザ光が照射される。この結果、集電部材(5
1)は、少なくとも頭部が溶融し、芯体端縁との噛合部が
芯体端縁に圧着した状態で、芯体端縁に強固に接合され
る。
(51)は芯体端縁にレーザ溶接され、これによって形成さ
れた集電部(５)は、帯状のリード部材(６)を介して、前
記正極端子部又は負極端子部に連結されている。該具体
的構成においては、集電部材(51)は、芯体端縁に噛合し
た状態で収縮方向に加圧され、互いに対向する折曲げ面
によって芯体端縁を挟圧した状態にて、該集電部材(51)
の表面にレーザ光が照射される。この結果、集電部材(5
1)は、少なくとも頭部が溶融し、芯体端縁との噛合部が
芯体端縁に圧着した状態で、芯体端縁に強固に接合され
る。
【００１１】又、他の具体的構成において、前記１或い
は複数の集電部材(51)は、芯体端縁との噛合部が芯体端
縁に抵抗溶接され、電極体(２)の端面から突出した頭部
が、リード部材(７)を介して、前記正極端子部又は負極
端子部に連結されている。該リード部材(７)は、前記集
電部材(51)の頭部を包囲して該頭部に係合する筒部(71)
と、前記正極端子部又は負極端子部との連結部を具えて
いる。ここで、前記リード部材(７)の筒部(71)は、前記
集電部材(51)の頭部にかしめ固定又は溶接固定されてい
る。
は複数の集電部材(51)は、芯体端縁との噛合部が芯体端
縁に抵抗溶接され、電極体(２)の端面から突出した頭部
が、リード部材(７)を介して、前記正極端子部又は負極
端子部に連結されている。該リード部材(７)は、前記集
電部材(51)の頭部を包囲して該頭部に係合する筒部(71)
と、前記正極端子部又は負極端子部との連結部を具えて
いる。ここで、前記リード部材(７)の筒部(71)は、前記
集電部材(51)の頭部にかしめ固定又は溶接固定されてい
る。
【００１２】該具体的構成においては、集電部材(51)を
芯体端縁に溶接する際に、電極体(２)の端面から突出し
た集電部材(51)の頭部に、リード部材(７)の筒部(71)を
被せることによって、集電部材(51)が収縮方向に加圧さ
れて、互いに対向する折曲げ面によって芯体端縁を挟圧
する。この状態で、集電部材(51)の噛合部を芯体端縁に
抵抗溶接することによって、集電部材(51)は、噛合部が
芯体端縁に圧着した状態で、芯体端縁に強固に接合され
る。尚、芯体端縁に対する集電部材(51)の抵抗溶接は、
集電部材(51)にリード部材(７)を取り付ける前に行なう
ことも可能である。
芯体端縁に溶接する際に、電極体(２)の端面から突出し
た集電部材(51)の頭部に、リード部材(７)の筒部(71)を
被せることによって、集電部材(51)が収縮方向に加圧さ
れて、互いに対向する折曲げ面によって芯体端縁を挟圧
する。この状態で、集電部材(51)の噛合部を芯体端縁に
抵抗溶接することによって、集電部材(51)は、噛合部が
芯体端縁に圧着した状態で、芯体端縁に強固に接合され
る。尚、芯体端縁に対する集電部材(51)の抵抗溶接は、
集電部材(51)にリード部材(７)を取り付ける前に行なう
ことも可能である。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る電気エネルギー蓄積デバイ
スによれば、集電部材と芯体端縁の間の接触面積の増大
によって、従来よりも高い集電効率が得られる。
スによれば、集電部材と芯体端縁の間の接触面積の増大
によって、従来よりも高い集電効率が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をリチウムイオン二
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。第１実施例 本実施例のリチウムイオン二次電池は、図１に示す如
く、筒体(15)の両端開口部に蓋体(16)(16)を固定してな
る電池缶(１)の内部に、巻き取り電極体(２)を収容する
と共に、両蓋体(16)(16)にそれぞれ正極端子機構(４)及
び負極端子機構(40)を取り付けて、巻き取り電極体(２)
の両端部をそれぞれ正極端子機構(４)及び負極端子機構
(40)に連結して構成されている。
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。第１実施例 本実施例のリチウムイオン二次電池は、図１に示す如
く、筒体(15)の両端開口部に蓋体(16)(16)を固定してな
る電池缶(１)の内部に、巻き取り電極体(２)を収容する
と共に、両蓋体(16)(16)にそれぞれ正極端子機構(４)及
び負極端子機構(40)を取り付けて、巻き取り電極体(２)
の両端部をそれぞれ正極端子機構(４)及び負極端子機構
(40)に連結して構成されている。
【００１５】巻き取り電極体(２)は、図２及び図１２に
示す様に、それぞれ帯状の正極(21)、セパレータ(22)及
び負極(23)からなり、正極(21)及び負極(23)はそれぞれ
セパレータ(22)上に幅方向へずらして重ね合わされ、渦
巻き状に巻き取られている。正極(21)は、アルミニウム
箔からなる芯体(25)の表面に正極活物質(24)を塗布して
構成され、電極長手方向に伸びる一方の端縁に沿って、
正極活物質の塗布されていない非塗工部が形成されてい
る。又、負極(23)は、銅箔からなる芯体(27)の表面に負
極活物質(26)を塗布して構成され、電極長手方向に伸び
る他方の端縁に沿って、負極活物質の塗布されていない
非塗工部が形成されている。
示す様に、それぞれ帯状の正極(21)、セパレータ(22)及
び負極(23)からなり、正極(21)及び負極(23)はそれぞれ
セパレータ(22)上に幅方向へずらして重ね合わされ、渦
巻き状に巻き取られている。正極(21)は、アルミニウム
箔からなる芯体(25)の表面に正極活物質(24)を塗布して
構成され、電極長手方向に伸びる一方の端縁に沿って、
正極活物質の塗布されていない非塗工部が形成されてい
る。又、負極(23)は、銅箔からなる芯体(27)の表面に負
極活物質(26)を塗布して構成され、電極長手方向に伸び
る他方の端縁に沿って、負極活物質の塗布されていない
非塗工部が形成されている。
【００１６】これによって、巻き取り電極体(２)の軸方
向の両端部の内、一方の端部では、渦巻き状に巻き取ら
れた正極(21)の端縁(非塗工部)が、セパレータ(22)の端
縁よりも外方へ突出すると共に、他方の端部では、渦巻
き状に巻き取られた負極(23)の端縁(非塗工部)が、セパ
レータ(22)の端縁よりも外方へ突出することになる。例
えば、各電極の活物質(24)(26)の塗工部の幅Ａは数十ｍ
ｍ、非塗工部の幅Ｂは数ｍｍ、セパレータ(22)からの突
出距離Ｓは１〜３ｍｍ程度に形成することが出来る。
向の両端部の内、一方の端部では、渦巻き状に巻き取ら
れた正極(21)の端縁(非塗工部)が、セパレータ(22)の端
縁よりも外方へ突出すると共に、他方の端部では、渦巻
き状に巻き取られた負極(23)の端縁(非塗工部)が、セパ
レータ(22)の端縁よりも外方へ突出することになる。例
えば、各電極の活物質(24)(26)の塗工部の幅Ａは数十ｍ
ｍ、非塗工部の幅Ｂは数ｍｍ、セパレータ(22)からの突
出距離Ｓは１〜３ｍｍ程度に形成することが出来る。
【００１７】図１に示す如く、巻き取り電極体(２)の両
端部にはそれぞれ、後述の集電部材をレーザ溶接してな
る集電部(５)が形成されている。正極端子機構(４)側の
集電部(５)は、正極の芯体(25)の端縁と一体に形成され
て、巻き取り電極体(２)の中央部から外周部まで伸びて
いる。該集電部(５)は、帯状のリード部材(６)を介し
て、正極端子機構(４)に連結されている。又、負極端子
機構(40)側の集電部(５)は、負極の芯体(27)の端縁と一
体に形成されて、巻き取り電極体(２)の中央部から外周
部まで伸びている。該集電部(５)は、帯状のリード部材
(61)を介して、負極端子機構(40)に接続されている。
端部にはそれぞれ、後述の集電部材をレーザ溶接してな
る集電部(５)が形成されている。正極端子機構(４)側の
集電部(５)は、正極の芯体(25)の端縁と一体に形成され
て、巻き取り電極体(２)の中央部から外周部まで伸びて
いる。該集電部(５)は、帯状のリード部材(６)を介し
て、正極端子機構(４)に連結されている。又、負極端子
機構(40)側の集電部(５)は、負極の芯体(27)の端縁と一
体に形成されて、巻き取り電極体(２)の中央部から外周
部まで伸びている。該集電部(５)は、帯状のリード部材
(61)を介して、負極端子機構(40)に接続されている。
【００１８】正極端子機構(４)は、蓋体(16)を貫通して
配備された外側端子部材(41)と、電池缶(１)の内部に配
備された内側端子部材(43)と、両端子部材(41)(43)の間
に介在するワッシャ部材(44)とを具え、内側端子部材(4
3)に上向きに突設されたねじ軸(49)が、ワッシャ部材(4
4)を貫通して、外側端子部材(41)に螺合している。外側
端子部材(41)の周囲には第１絶縁部材(45)及び第２絶縁
部材(46)が装着されて、蓋体(16)と外側端子部材(41)の
間の電気的絶縁と気密性が保たれている。又、外側端子
部材(41)に上向きに突設されたねじ軸(42)には、ワッシ
ャ(47)が嵌まると共に、ナット(48)が螺合している。
配備された外側端子部材(41)と、電池缶(１)の内部に配
備された内側端子部材(43)と、両端子部材(41)(43)の間
に介在するワッシャ部材(44)とを具え、内側端子部材(4
3)に上向きに突設されたねじ軸(49)が、ワッシャ部材(4
4)を貫通して、外側端子部材(41)に螺合している。外側
端子部材(41)の周囲には第１絶縁部材(45)及び第２絶縁
部材(46)が装着されて、蓋体(16)と外側端子部材(41)の
間の電気的絶縁と気密性が保たれている。又、外側端子
部材(41)に上向きに突設されたねじ軸(42)には、ワッシ
ャ(47)が嵌まると共に、ナット(48)が螺合している。
【００１９】そして、前記リード部材(６)の先端部が内
側端子部材(43)とワッシャ部材(44)の間に挟持されて、
リード部材(６)と正極端子機構(４)の間の連結機構を構
成している。負極端子機構(40)も同じ構造であって、正
極端子機構(４)と負極端子機構(40)から、巻き取り電極
体(２)の発生電力を取り出すことが出来る。
側端子部材(43)とワッシャ部材(44)の間に挟持されて、
リード部材(６)と正極端子機構(４)の間の連結機構を構
成している。負極端子機構(40)も同じ構造であって、正
極端子機構(４)と負極端子機構(40)から、巻き取り電極
体(２)の発生電力を取り出すことが出来る。
【００２０】上記リチウムイオン二次電池の製造方法に
ついて説明する。先ず、従来と同様の工程を経て、図２
に示す如き巻き取り電極体(２)を作製する。ここで、セ
パレータ(22)の端縁から突出する芯体(25)の配列ピッチ
Ｐは例えば０.３〜０.５ｍｍである。又、アルミニウム
製の帯板と銅製若しくはニッケル製の帯板をそれぞれ屏
風状に折り曲げて、図３に示す如き集電部材(51)をそれ
ぞれ複数個ずつ作製する。アルミニウム製の集電部材(5
1)は正極用、銅製若しくはニッケル製の集電部材(51)は
負極用である。尚、各集電部材(51)を形成する帯板の厚
さは例えば０.１５ｍｍ程度である。
ついて説明する。先ず、従来と同様の工程を経て、図２
に示す如き巻き取り電極体(２)を作製する。ここで、セ
パレータ(22)の端縁から突出する芯体(25)の配列ピッチ
Ｐは例えば０.３〜０.５ｍｍである。又、アルミニウム
製の帯板と銅製若しくはニッケル製の帯板をそれぞれ屏
風状に折り曲げて、図３に示す如き集電部材(51)をそれ
ぞれ複数個ずつ作製する。アルミニウム製の集電部材(5
1)は正極用、銅製若しくはニッケル製の集電部材(51)は
負極用である。尚、各集電部材(51)を形成する帯板の厚
さは例えば０.１５ｍｍ程度である。
【００２１】次に、図４に示す様に、巻き取り電極体
(２)の正極側の端面にアルミニウム製の複数の集電部材
(51)を一列に配置し、これらを巻き取り電極体(２)へ向
けて押し込む。同様に、巻き取り電極体(２)の負極側の
端面には、銅製若しくはニッケル製の複数の集電部材(5
1)を一列に配置し、これらを巻き取り電極体(２)へ向け
て押し込む。これによって、各集電部材(51)は、図５に
示す如く巻き取り電極体(２)の芯体端縁に深く噛合し、
集電部材(51)の互いに対向する折曲げ面の間に各芯体端
縁が挟持されることになる。尚、図５に示す噛合状態で
は、集電部材(51)の互いに対向する折曲げ面の間に、そ
れぞれ芯体端縁が１枚ずつ挟まれているが、集電部材(5
1)の全長に亘って若しくは局所的に、芯体端縁が複数枚
ずつ挟まれた噛合状態となってもよい。
(２)の正極側の端面にアルミニウム製の複数の集電部材
(51)を一列に配置し、これらを巻き取り電極体(２)へ向
けて押し込む。同様に、巻き取り電極体(２)の負極側の
端面には、銅製若しくはニッケル製の複数の集電部材(5
1)を一列に配置し、これらを巻き取り電極体(２)へ向け
て押し込む。これによって、各集電部材(51)は、図５に
示す如く巻き取り電極体(２)の芯体端縁に深く噛合し、
集電部材(51)の互いに対向する折曲げ面の間に各芯体端
縁が挟持されることになる。尚、図５に示す噛合状態で
は、集電部材(51)の互いに対向する折曲げ面の間に、そ
れぞれ芯体端縁が１枚ずつ挟まれているが、集電部材(5
1)の全長に亘って若しくは局所的に、芯体端縁が複数枚
ずつ挟まれた噛合状態となってもよい。
【００２２】その後、図５に示す状態で、正極側及び負
極側の各集電部材(51)に対して、ＹＡＧレーザ等を用い
たレーザ溶接を施す。この際、集電部材(51)は、芯体端
縁に噛合した状態で収縮方向に加圧され、互いに対向す
る折曲げ面によって芯体端縁を挟圧した状態で、該集電
部材(51)の表面にレーザ光が照射される。これによっ
て、図６の如く集電部材(51)の少なくとも上部と巻き取
り電極体(２)の芯体端縁の一部が溶融して、芯体と一体
の集電部(５)が形成される。又、集電部材(51)の下部と
芯体端縁とは、面接触した状態で互いに接合され、集電
部材(51)と芯体の間の接触抵抗が大幅に低減される。
極側の各集電部材(51)に対して、ＹＡＧレーザ等を用い
たレーザ溶接を施す。この際、集電部材(51)は、芯体端
縁に噛合した状態で収縮方向に加圧され、互いに対向す
る折曲げ面によって芯体端縁を挟圧した状態で、該集電
部材(51)の表面にレーザ光が照射される。これによっ
て、図６の如く集電部材(51)の少なくとも上部と巻き取
り電極体(２)の芯体端縁の一部が溶融して、芯体と一体
の集電部(５)が形成される。又、集電部材(51)の下部と
芯体端縁とは、面接触した状態で互いに接合され、集電
部材(51)と芯体の間の接触抵抗が大幅に低減される。
【００２３】次に図６の如く、正極側の集電部(５)の表
面に、アルミニウム製の帯状リード部材(６)の基端部を
抵抗溶接する。同様に、負極側の集電部の表面には、銅
製若しくはニッケル製の帯状リード部材の基端部を抵抗
溶接する。
面に、アルミニウム製の帯状リード部材(６)の基端部を
抵抗溶接する。同様に、負極側の集電部の表面には、銅
製若しくはニッケル製の帯状リード部材の基端部を抵抗
溶接する。
【００２４】リチウムイオン二次電池の組立工程におい
ては、図１に示す如く、正極側の蓋体(16)に正極端子機
構(４)、負極側の蓋体(16)に負極端子機構(40)を取り付
ける。又、巻き取り電極体(２)に接続された正極側のリ
ード部材(６)の先端部を正極端子機構(４)に連結し、負
極側のリード部材(61)の先端部を負極端子機構(40)に連
結する。そして、筒体(15)の内部に巻き取り電極体(２)
を収容した後、両蓋体(16)(16)を筒体(15)に溶接する。
最後に、電解液注入口(図示省略)から電池缶(１)の内部
に電解液を注入した後、電解液注入口を塞ぐ。この結
果、図１に示すリチウムイオン二次電池が完成する。
ては、図１に示す如く、正極側の蓋体(16)に正極端子機
構(４)、負極側の蓋体(16)に負極端子機構(40)を取り付
ける。又、巻き取り電極体(２)に接続された正極側のリ
ード部材(６)の先端部を正極端子機構(４)に連結し、負
極側のリード部材(61)の先端部を負極端子機構(40)に連
結する。そして、筒体(15)の内部に巻き取り電極体(２)
を収容した後、両蓋体(16)(16)を筒体(15)に溶接する。
最後に、電解液注入口(図示省略)から電池缶(１)の内部
に電解液を注入した後、電解液注入口を塞ぐ。この結
果、図１に示すリチウムイオン二次電池が完成する。
【００２５】第２実施例 本実施例のリチウムイオン二次電池においては、図７に
示す如く、巻き取り電極体(２)の正極側及び負極側の端
面にそれぞれ、複数の集電部材(51)を分散して配置し、
各集電部材(51)を巻き取り電極体(２)へ向けて押し込
む。但し、各集電部材(51)は、図８の如く、その頭部が
巻き取り電極体(２)の端面から所定の高さで突出するこ
ととなる様に、途中まで押し込むこととする。この状態
で、各集電部材(51)と芯体端縁との噛合部を、両側から
抵抗溶接機の一対の電極で挟み込み、各集電部材(51)を
芯体端縁に抵抗溶接する。
示す如く、巻き取り電極体(２)の正極側及び負極側の端
面にそれぞれ、複数の集電部材(51)を分散して配置し、
各集電部材(51)を巻き取り電極体(２)へ向けて押し込
む。但し、各集電部材(51)は、図８の如く、その頭部が
巻き取り電極体(２)の端面から所定の高さで突出するこ
ととなる様に、途中まで押し込むこととする。この状態
で、各集電部材(51)と芯体端縁との噛合部を、両側から
抵抗溶接機の一対の電極で挟み込み、各集電部材(51)を
芯体端縁に抵抗溶接する。
【００２６】その後、図９に示す如く、巻き取り電極体
(２)の端面から突出する集電部材(51)の頭部にリード部
材(７)を連結する。リード部材(７)は、角筒部(71)とリ
ング部(72)を一体に具え、角筒部(71)を集電部材(51)の
頭部に被せて、角筒部(71)を集電部材(51)の頭部に抵抗
溶接し、若しくは角筒部(71)を集電部材(51)の頭部にか
しめ固定する。尚、正極側のリード部材(７)はアルミニ
ウム製であり、負極側のリード部材(７)は銅製若しくは
ニッケル製である。銅製のリード部材(７)を採用する場
合は、リード部材(７)の角筒部(71)にニッケルメッキを
施すことによって、抵抗溶接を可能とする。
(２)の端面から突出する集電部材(51)の頭部にリード部
材(７)を連結する。リード部材(７)は、角筒部(71)とリ
ング部(72)を一体に具え、角筒部(71)を集電部材(51)の
頭部に被せて、角筒部(71)を集電部材(51)の頭部に抵抗
溶接し、若しくは角筒部(71)を集電部材(51)の頭部にか
しめ固定する。尚、正極側のリード部材(７)はアルミニ
ウム製であり、負極側のリード部材(７)は銅製若しくは
ニッケル製である。銅製のリード部材(７)を採用する場
合は、リード部材(７)の角筒部(71)にニッケルメッキを
施すことによって、抵抗溶接を可能とする。
【００２７】リチウムイオン二次電池の組立工程におい
ては、図１０に示す如く、同じ極性を有する複数のリー
ド部材(７)のリング部(72)を互いに重ね合わせ、正極側
のリング部(72)は図１に示す正極端子機構(４)に、負極
側のリング部(72)は負極端子機構(40)に連結する。
ては、図１０に示す如く、同じ極性を有する複数のリー
ド部材(７)のリング部(72)を互いに重ね合わせ、正極側
のリング部(72)は図１に示す正極端子機構(４)に、負極
側のリング部(72)は負極端子機構(40)に連結する。
【００２８】上記何れの本実施例のリチウムイオン二次
電池においても、屏風状の集電部材(51)が正極(21)及び
負極(23)の芯体端縁に噛合して、該集電部材(51)の互い
に対向する折曲げ面の間に芯体端縁が挟持された状態
で、該集電部材(51)が芯体端縁に溶接されるので、集電
部材(51)と芯体端縁とは面接触した状態で互いに溶接さ
れることとなる。従って、集電部材(51)と芯体端縁との
間に充分に大きな接触面積が得られ、この結果、巻き取
り電極体(２)から正極端子機構(４)及び負極端子機構(4
0)に至る電流経路の電気抵抗は小さくなって、高い集電
効率が得られる。
電池においても、屏風状の集電部材(51)が正極(21)及び
負極(23)の芯体端縁に噛合して、該集電部材(51)の互い
に対向する折曲げ面の間に芯体端縁が挟持された状態
で、該集電部材(51)が芯体端縁に溶接されるので、集電
部材(51)と芯体端縁とは面接触した状態で互いに溶接さ
れることとなる。従って、集電部材(51)と芯体端縁との
間に充分に大きな接触面積が得られ、この結果、巻き取
り電極体(２)から正極端子機構(４)及び負極端子機構(4
0)に至る電流経路の電気抵抗は小さくなって、高い集電
効率が得られる。
【００２９】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、巻き取り電極体(２)に代え
て、正極(21)、セパレータ(22)及び負極(23)を繰り返し
重ね合わせてなる積層型の電極体を採用することも可能
である。
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、巻き取り電極体(２)に代え
て、正極(21)、セパレータ(22)及び負極(23)を繰り返し
重ね合わせてなる積層型の電極体を採用することも可能
である。
【００３０】又、上記実施例においては、巻き取り電極
体(２)の正極側及び負極側の端部に形成された集電部
(５)(５)を、リード部材(６)(７)を介して、それぞれ正
極端子機構(４)及び負極端子機構(40)に連結している
が、図１１に示す如く負極缶(10)の開口部に封口板(11)
を固定した密閉容器を採用して、巻き取り電極体(２)
は、負極側の集電部(５)を負極缶(10)の底面に直接に接
触させて設置し、負極缶(10)の外側からレーザ溶接を施
して、該集電部(５)を負極缶(10)に接合する構成を採用
することも可能である。ここで、正極と負極の連結構造
が逆のリチウムイオン二次電池を構成することも可能で
ある。
体(２)の正極側及び負極側の端部に形成された集電部
(５)(５)を、リード部材(６)(７)を介して、それぞれ正
極端子機構(４)及び負極端子機構(40)に連結している
が、図１１に示す如く負極缶(10)の開口部に封口板(11)
を固定した密閉容器を採用して、巻き取り電極体(２)
は、負極側の集電部(５)を負極缶(10)の底面に直接に接
触させて設置し、負極缶(10)の外側からレーザ溶接を施
して、該集電部(５)を負極缶(10)に接合する構成を採用
することも可能である。ここで、正極と負極の連結構造
が逆のリチウムイオン二次電池を構成することも可能で
ある。
【図１】本発明に係るリチウムイオン二次電池の第１実
施例を示す一部破断正面図である。
施例を示す一部破断正面図である。
【図２】巻き取り電極体の要部を拡大して示す図であ
る。
る。
【図３】集電部材の斜視図である。
【図４】第１実施例において、巻き取り電極体の端面に
複数の集電部材を配置した状態の斜視図である。
複数の集電部材を配置した状態の斜視図である。
【図５】巻き取り電極体の芯体端縁に集電部材を深く噛
合せしめた状態の断面図である。
合せしめた状態の断面図である。
【図６】巻き取り電極体に形成された集電部にリード部
材を溶接する工程の斜視図である。
材を溶接する工程の斜視図である。
【図７】本発明に係るリチウムイオン二次電池の第２実
施例において、巻き取り電極体の端面に複数の集電部材
を配置した状態の斜視図である。
施例において、巻き取り電極体の端面に複数の集電部材
を配置した状態の斜視図である。
【図８】巻き取り電極体の芯体端縁に集電部材を途中ま
で押し込んで噛合せしめた状態の断面図である。
で押し込んで噛合せしめた状態の断面図である。
【図９】各集電部材にリード部材を連結した状態の斜視
図である。
図である。
【図１０】各リード部材のリング部を重ね合わせた状態
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１１】従来のリチウムイオン二次電池の断面図であ
る。
る。
【図１２】巻き取り電極体の一部展開斜視図である。
(１) 電池缶 (２) 巻き取り電極体 (21) 正極 (22) セパレータ (23) 負極 (25) 芯体 (４) 正極端子機構 (40) 負極端子機構 (５) 集電部 (51) 集電部材 (６) リード部材 (61) リード部材 (７) リード部材 (71) 角筒部 (72) リング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB16 BB17 CC08 CC12 CC13 CC16 CC22 5H029 AJ06 BJ02 BJ14 CJ05 DJ05 DJ06
Claims (5)
- 【請求項１】 密閉容器内に、それぞれ帯状の正極(21)
と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在させてこれらを
積層した電極体(２)が収容され、該電極体(２)が発生す
る電気エネルギーを、密閉容器に設けられた正極端子部
及び負極端子部から外部へ取り出すことが可能な電気エ
ネルギー蓄積デバイスにおいて、 正極(21)及び負極(23)はそれぞれ、帯状芯体の表面に活
物質を塗布して構成され、電極体(２)の両端部の内、少
なくとも一方の端部には、正極(21)又は負極(23)の芯体
の端縁が突出し、該芯体端縁には、帯板を屏風状に折り
曲げてなる１或いは複数の集電部材(51)が噛合し、該集
電部材(51)は、互いに対向する折曲げ面の間に芯体端縁
を挟持した状態で芯体端縁に溶接されて、集電部(５)を
形成しており、該集電部(５)が前記正極端子部又は負極
端子部に連結されていることを特徴とする電気エネルギ
ー蓄積デバイス。 - 【請求項２】 前記１或いは複数の集電部材(51)は芯体
端縁にレーザ溶接され、これによって形成された集電部
(５)は、帯状のリード部材(６)を介して、前記正極端子
部又は負極端子部に連結されている請求項１に記載の電
気エネルギー蓄積デバイス。 - 【請求項３】 前記１或いは複数の集電部材(51)は、芯
体端縁との噛合部が芯体端縁に抵抗溶接され、電極体
(２)の端面から突出した頭部が、リード部材(７)を介し
て、前記正極端子部又は負極端子部に連結され、該リー
ド部材(７)は、前記集電部材(51)の頭部を包囲して該頭
部に係合する筒部(71)と、前記正極端子部又は負極端子
部との連結部を具えている請求項１に記載の電気エネル
ギー蓄積デバイス。 - 【請求項４】 前記リード部材(７)の筒部(71)は、前記
集電部材(51)の頭部にかしめ固定又は溶接固定されてい
る請求項３に記載の電気エネルギー蓄積デバイス。 - 【請求項５】 電極体(２)は、それぞれ帯状の正極(21)
と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在させて、これら
を渦巻き状に巻き取って形成されている請求項１乃至請
求項４の何れかに記載の電気エネルギー蓄積デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33887799A JP2001155711A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 電気エネルギー蓄積デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33887799A JP2001155711A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 電気エネルギー蓄積デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155711A true JP2001155711A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18322241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33887799A Pending JP2001155711A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 電気エネルギー蓄積デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155711A (ja) |
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-
1999
- 1999-11-30 JP JP33887799A patent/JP2001155711A/ja active Pending
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