JP2001283824A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
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- Secondary Cells (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性に優れ、内部電極体からの集電抵抗を
低減することにより、安定な大電流放電を可能ならしめ
たリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 正極板２と負極板３を、セパレータ４を
介して捲回又は積層した内部電極体１を備えたリチウム
二次電池である。当該正極板２若しくは当該負極板３に
取り付けられる複数の短冊状集電タブ５Ａ・５Ｂが、そ
れぞれ正極及び負極の内部端子に接続され、あるいは、
正極及び負極の内部端子の少なくとも１箇所にまとめら
れて接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるよう
に構成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面を
溶接して接合した。
低減することにより、安定な大電流放電を可能ならしめ
たリチウム二次電池を提供する。 【解決手段】 正極板２と負極板３を、セパレータ４を
介して捲回又は積層した内部電極体１を備えたリチウム
二次電池である。当該正極板２若しくは当該負極板３に
取り付けられる複数の短冊状集電タブ５Ａ・５Ｂが、そ
れぞれ正極及び負極の内部端子に接続され、あるいは、
正極及び負極の内部端子の少なくとも１箇所にまとめら
れて接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるよう
に構成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面を
溶接して接合した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、生産性に優れ、
内部電極体からの集電抵抗を低減することにより安定な
大電流放電を可能ならしめたリチウム二次電池に関す
る。
内部電極体からの集電抵抗を低減することにより安定な
大電流放電を可能ならしめたリチウム二次電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 近年、環境保護運動の高まりを背景と
して、二酸化炭素等の排出規制が望まれる中、自動車業
界ではガソリン車等の化石燃料を使用する自動車に替え
て、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（Ｈ
ＥＶ）の導入を促進する動きが活発になっている。
して、二酸化炭素等の排出規制が望まれる中、自動車業
界ではガソリン車等の化石燃料を使用する自動車に替え
て、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（Ｈ
ＥＶ）の導入を促進する動きが活発になっている。
【０００３】 ＥＶ、ＨＥＶ用電池には、電池容量が大
きいことのみならず、自動車の加速性能や登坂性能に大
きな影響を及ぼす電池出力が大きいことも求められる。
このような要求特性から、現在、実用化されている電池
の中では、リチウム二次電池が最も適した電池と考えら
れている。
きいことのみならず、自動車の加速性能や登坂性能に大
きな影響を及ぼす電池出力が大きいことも求められる。
このような要求特性から、現在、実用化されている電池
の中では、リチウム二次電池が最も適した電池と考えら
れている。
【０００４】 一般的に、リチウム二次電池の内部電極
体は、正極板と負極板とを多孔性ポリマーフィルムから
なるセパレータを介して正極板と負極板とが直接に接触
しないように捲回又は積層して構成されている。例え
ば、図７に示すように、捲回型の内部電極体１は、正極
板２と負極板３とをセパレータ４を介して捲回して作製
され、正極板２及び負極板３（以下、「電極板２・３」
という。）のそれぞれに正極用の集電タブ５Ａ及び負極
用の集電タブ５Ｂ（以下、「タブ５Ａ・５Ｂ」と記
す。）が配設される。
体は、正極板と負極板とを多孔性ポリマーフィルムから
なるセパレータを介して正極板と負極板とが直接に接触
しないように捲回又は積層して構成されている。例え
ば、図７に示すように、捲回型の内部電極体１は、正極
板２と負極板３とをセパレータ４を介して捲回して作製
され、正極板２及び負極板３（以下、「電極板２・３」
という。）のそれぞれに正極用の集電タブ５Ａ及び負極
用の集電タブ５Ｂ（以下、「タブ５Ａ・５Ｂ」と記
す。）が配設される。
【０００５】 そして、タブ５Ａ・５Ｂの、電極板２・
３と接続された反対側の端部は、外部端子１６若しくは
外部端子１６に導通する内部端子部材１１等の電流取出
端子１２に取り付けられる。即ち、タブ５Ａ・５Ｂは、
電極板２・３からの集電を行うと共に、電流取出端子１
２と導通するリード線としての役割を担っている。
３と接続された反対側の端部は、外部端子１６若しくは
外部端子１６に導通する内部端子部材１１等の電流取出
端子１２に取り付けられる。即ち、タブ５Ａ・５Ｂは、
電極板２・３からの集電を行うと共に、電流取出端子１
２と導通するリード線としての役割を担っている。
【０００６】 なお、外部端子は電流を電池外部に取り
出す為の電極端子を指し、内部端子部材は電池内部にお
いて一時的に電流を集電する部材を指すものであり、電
流取出端子とはこれらを総称したものである。従って、
外部端子と内部端子部材とを一体化して、電流取出端子
を構成することも可能である。
出す為の電極端子を指し、内部端子部材は電池内部にお
いて一時的に電流を集電する部材を指すものであり、電
流取出端子とはこれらを総称したものである。従って、
外部端子と内部端子部材とを一体化して、電流取出端子
を構成することも可能である。
【０００７】 電極板２・３は、正極板２についてはア
ルミニウム等、負極板３については銅等の金属箔等を集
電基板として用い、それぞれに電極活物質を塗布して形
成されており、タブ５Ａ・５Ｂは、このような集電基板
の少なくとも一辺に配設される。そこで、タブ５Ａ・５
Ｂとして短冊状のものを用いると、電極板２・３を捲回
する際に、タブ５Ａ・５Ｂの部分で部分的に外周に向け
て膨らむといった形状むらが発生し難く、また、集電基
板と集電タブとの接触抵抗を低減することができ、好ま
しい。
ルミニウム等、負極板３については銅等の金属箔等を集
電基板として用い、それぞれに電極活物質を塗布して形
成されており、タブ５Ａ・５Ｂは、このような集電基板
の少なくとも一辺に配設される。そこで、タブ５Ａ・５
Ｂとして短冊状のものを用いると、電極板２・３を捲回
する際に、タブ５Ａ・５Ｂの部分で部分的に外周に向け
て膨らむといった形状むらが発生し難く、また、集電基
板と集電タブとの接触抵抗を低減することができ、好ま
しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 ＥＶ若しくはＨＥＶ
用のリチウム二次電池では、電池１本当たりに、頻繁に
１００Ａ、２００Ａといった大電流を流す必要のある場
面が想定される。このような大電流が流れた場合に電池
の出力ロスが小さくなるように、電池全体の内部抵抗を
できるだけ小さくする必要がある。リチウム二次電池に
おいて、内部電極体から電流を取り出す際に発生する集
電抵抗は大きな内部抵抗要因の一つであり、それを低減
するため、上述したように、短冊状集電タブを複数枚使
用する工夫やその複数の集電タブを高抵抗なく溶接する
工夫がなされている。
用のリチウム二次電池では、電池１本当たりに、頻繁に
１００Ａ、２００Ａといった大電流を流す必要のある場
面が想定される。このような大電流が流れた場合に電池
の出力ロスが小さくなるように、電池全体の内部抵抗を
できるだけ小さくする必要がある。リチウム二次電池に
おいて、内部電極体から電流を取り出す際に発生する集
電抵抗は大きな内部抵抗要因の一つであり、それを低減
するため、上述したように、短冊状集電タブを複数枚使
用する工夫やその複数の集電タブを高抵抗なく溶接する
工夫がなされている。
【０００９】 そこで、その工夫の一つとして、特開平
９−９２３３５号公報には、複数の短冊状集電タブの先
端を先端面にて揃えて構成したもので、各集電タブのそ
れぞれを正極及び負極の内部端子に接続し、当該集電タ
ブに対し平行側からレーザーにて溶接する方法を、ま
た、当該集電タブを、集電タブに対し直角側から超音波
にて溶接する方法を開示し、この溶接方法によれば、広
い面積で接合することができ、内部抵抗は低く、大電流
放電特性に優れた電池が得られるとされている。しか
し、この方法では、揃えられた集電タブの平行又は直角
側から溶接を行っていることから、レーザー等により照
射を受けている面はよく溶けるが、その奥部の溶け具合
は格段に落ちることとなり、溶接むらを避けることはで
きない。即ち、複数の集電タブ及び複数の集電タブと内
部端子とが一体化する程に溶接されることはありえず、
集電抵抗が低いとはいえない。よって、頻繁に大電流放
電が行われ、低内部抵抗を必要とする、電気自動車等の
用途には全く適しない。また、各集電タブのそれぞれを
内部端子に接続した場合、内部端子の全周にバラバラと
タブが接続されているので、溶接する際の作業効率は悪
く、実際の製造工程を考えた場合に、この接続方法で
は、機械的自動化は困難である。
９−９２３３５号公報には、複数の短冊状集電タブの先
端を先端面にて揃えて構成したもので、各集電タブのそ
れぞれを正極及び負極の内部端子に接続し、当該集電タ
ブに対し平行側からレーザーにて溶接する方法を、ま
た、当該集電タブを、集電タブに対し直角側から超音波
にて溶接する方法を開示し、この溶接方法によれば、広
い面積で接合することができ、内部抵抗は低く、大電流
放電特性に優れた電池が得られるとされている。しか
し、この方法では、揃えられた集電タブの平行又は直角
側から溶接を行っていることから、レーザー等により照
射を受けている面はよく溶けるが、その奥部の溶け具合
は格段に落ちることとなり、溶接むらを避けることはで
きない。即ち、複数の集電タブ及び複数の集電タブと内
部端子とが一体化する程に溶接されることはありえず、
集電抵抗が低いとはいえない。よって、頻繁に大電流放
電が行われ、低内部抵抗を必要とする、電気自動車等の
用途には全く適しない。また、各集電タブのそれぞれを
内部端子に接続した場合、内部端子の全周にバラバラと
タブが接続されているので、溶接する際の作業効率は悪
く、実際の製造工程を考えた場合に、この接続方法で
は、機械的自動化は困難である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、大電流放電に対応するため、集電タブの
先端に傾斜をつけて並べた状態で、その傾斜面を溶接す
ることにより、広範囲を均質に溶接し、集電抵抗を低減
したリチウム二次電池を提供することにある。
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、大電流放電に対応するため、集電タブの
先端に傾斜をつけて並べた状態で、その傾斜面を溶接す
ることにより、広範囲を均質に溶接し、集電抵抗を低減
したリチウム二次電池を提供することにある。
【００１１】 即ち、本発明によれば、正極板と負極板
を、セパレータを介して捲回又は積層してなる内部電極
体及び非水電解液を用いたリチウム二次電池であって、
当該正極板若しくは当該負極板に取り付けられる複数の
短冊状集電タブが、それぞれ正極及び負極の内部端子に
接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるように構
成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面が溶接
されていることを特徴とするリチウム二次電池、が提供
される。
を、セパレータを介して捲回又は積層してなる内部電極
体及び非水電解液を用いたリチウム二次電池であって、
当該正極板若しくは当該負極板に取り付けられる複数の
短冊状集電タブが、それぞれ正極及び負極の内部端子に
接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるように構
成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面が溶接
されていることを特徴とするリチウム二次電池、が提供
される。
【００１２】 また、本発明によれば、正極板と負極板
を、セパレータを介して捲回又は積層してなる内部電極
体及び非水電解液を用いたリチウム二次電池であって、
当該正極板若しくは当該負極板に取り付けられる複数の
短冊状集電タブが、正極及び負極の内部端子の少なくと
も１箇所にまとめられて接続され、当該集電タブの先端
を傾斜面となるように構成すると共に、当該集電タブの
少なくとも傾斜面が溶接されていることを特徴とするリ
チウム二次電池、が提供される。
を、セパレータを介して捲回又は積層してなる内部電極
体及び非水電解液を用いたリチウム二次電池であって、
当該正極板若しくは当該負極板に取り付けられる複数の
短冊状集電タブが、正極及び負極の内部端子の少なくと
も１箇所にまとめられて接続され、当該集電タブの先端
を傾斜面となるように構成すると共に、当該集電タブの
少なくとも傾斜面が溶接されていることを特徴とするリ
チウム二次電池、が提供される。
【００１３】 ここで、前記集電タブの溶接としては、
レーザー溶接、及び／又は、電子ビーム溶接により行う
ことが好ましく、前記集電タブの１枚の厚みが５μｍ以
上１００μｍ以下であり、かつ、少なくとも２０枚の当
該集電タブが接合されている場合において好適に用いら
れる。
レーザー溶接、及び／又は、電子ビーム溶接により行う
ことが好ましく、前記集電タブの１枚の厚みが５μｍ以
上１００μｍ以下であり、かつ、少なくとも２０枚の当
該集電タブが接合されている場合において好適に用いら
れる。
【００１４】 集電タブの前記傾斜面は、Ｒのついたロ
ーラーを当てることにより、当該集電タブの先端を傾斜
的に揃えたものであることが、複数の集電タブの先端を
均等に露出させることができ、溶接の溶け込み易さ及び
作業性の観点から好ましい。本発明のリチウム二次電池
は、電池容量が２Ａｈ以上といった電極板１枚当たり複
数の集電タブを設けることが好ましい電池に好適に採用
される。また、車載用電池として好適に採用され、高出
力を必要とするエンジン起動用電源、大電流の放電が頻
繁に行われる電気自動車又はハイブリッド電気自動車の
モータ駆動用電源等として好適に用いられる。
ーラーを当てることにより、当該集電タブの先端を傾斜
的に揃えたものであることが、複数の集電タブの先端を
均等に露出させることができ、溶接の溶け込み易さ及び
作業性の観点から好ましい。本発明のリチウム二次電池
は、電池容量が２Ａｈ以上といった電極板１枚当たり複
数の集電タブを設けることが好ましい電池に好適に採用
される。また、車載用電池として好適に採用され、高出
力を必要とするエンジン起動用電源、大電流の放電が頻
繁に行われる電気自動車又はハイブリッド電気自動車の
モータ駆動用電源等として好適に用いられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】 本発明のリチウム二次電池は、
電流取出し部材として複数の集電タブを備えた内部電極
体を用いたものであって、集電タブの広範囲をより均質
に溶接し、集電抵抗の低減、信頼性の向上を図ったもの
である。以下、本発明の実施形態について説明するが、
本発明が以下の実施形態に限定されないことはいうまで
もない。
電流取出し部材として複数の集電タブを備えた内部電極
体を用いたものであって、集電タブの広範囲をより均質
に溶接し、集電抵抗の低減、信頼性の向上を図ったもの
である。以下、本発明の実施形態について説明するが、
本発明が以下の実施形態に限定されないことはいうまで
もない。
【００１６】 本発明のリチウム二次電池は、図１に示
すように、正極板若しくは負極板に取り付けられる複数
の短冊状集電タブが、それぞれ正極及び負極の内部端子
に接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるように
構成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面を溶
接されているようにする。
すように、正極板若しくは負極板に取り付けられる複数
の短冊状集電タブが、それぞれ正極及び負極の内部端子
に接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるように
構成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面を溶
接されているようにする。
【００１７】 集電タブの先端を傾斜面となるように構
成すると、各集電タブの先端は、必ず一様に露出するの
で、後述するように、当該傾斜面にレーザー等を照射す
ると、必然的にその各先端部が照射・溶接され、容易に
集電タブ全体を一体化できることから、集電タブの抵抗
分布のばらつきがなくなり、集電抵抗の大幅な低減が図
られ、好ましい。「少なくとも傾斜面を溶接する」と
は、当該傾斜面を溶接すれば十分に低い集電抵抗とする
ことが可能であるが、それ以外に、集電タブの当該側面
を溶接する場合等も含む広い概念である。
成すると、各集電タブの先端は、必ず一様に露出するの
で、後述するように、当該傾斜面にレーザー等を照射す
ると、必然的にその各先端部が照射・溶接され、容易に
集電タブ全体を一体化できることから、集電タブの抵抗
分布のばらつきがなくなり、集電抵抗の大幅な低減が図
られ、好ましい。「少なくとも傾斜面を溶接する」と
は、当該傾斜面を溶接すれば十分に低い集電抵抗とする
ことが可能であるが、それ以外に、集電タブの当該側面
を溶接する場合等も含む広い概念である。
【００１８】 また、本発明のリチウム二次電池は、正
極板若しくは負極板に取り付けられる複数の短冊状集電
タブが、正極及び負極の内部端子の少なくとも１箇所に
まとめられて接続され、当該集電タブの先端を傾斜面と
なるように構成すると共に、当該集電タブの少なくとも
傾斜面が溶接されているようにする。
極板若しくは負極板に取り付けられる複数の短冊状集電
タブが、正極及び負極の内部端子の少なくとも１箇所に
まとめられて接続され、当該集電タブの先端を傾斜面と
なるように構成すると共に、当該集電タブの少なくとも
傾斜面が溶接されているようにする。
【００１９】 集電タブを、図２（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示すように、一箇所或いは数箇所に集めまとめ
ると、溶接する箇所が集電タブ５Ａ・５Ｂのまとめられ
た位置のみで済むことから、溶接の作業性が良くなり、
また、機械的自動化も容易に行うことが可能になる。し
かも、本発明は、集電タブ５Ａ・５Ｂの先端が傾斜面と
なるように構成されているので、集電タブがまとめられ
ていても、当該先端の全ては、一様に露出していること
になり、集電タブの広範囲を均質に溶接することができ
る。
（ｃ）に示すように、一箇所或いは数箇所に集めまとめ
ると、溶接する箇所が集電タブ５Ａ・５Ｂのまとめられ
た位置のみで済むことから、溶接の作業性が良くなり、
また、機械的自動化も容易に行うことが可能になる。し
かも、本発明は、集電タブ５Ａ・５Ｂの先端が傾斜面と
なるように構成されているので、集電タブがまとめられ
ていても、当該先端の全ては、一様に露出していること
になり、集電タブの広範囲を均質に溶接することができ
る。
【００２０】 従来の集電タブの内部端子への接続方法
においては、当該集電タブの先端を先端面にて一様に揃
えた状態で、１）その各集電タブのそれぞれを内部端子
２２Ａ・２２Ｂに接続し、それぞれを集電タブ５Ａ・５
Ｂの積層方向に平行に、すなわち、集電タブ５Ａ・５Ｂ
の側面側から集電タブを狙ってレーザー等を照射する方
法、あるいは、図３に示すように、２）各集電タブを１
箇所又は２箇所程度にまとめて、同じく、集電タブの積
層方向に平行にレーザー等を照射する方法がとられてい
る。
においては、当該集電タブの先端を先端面にて一様に揃
えた状態で、１）その各集電タブのそれぞれを内部端子
２２Ａ・２２Ｂに接続し、それぞれを集電タブ５Ａ・５
Ｂの積層方向に平行に、すなわち、集電タブ５Ａ・５Ｂ
の側面側から集電タブを狙ってレーザー等を照射する方
法、あるいは、図３に示すように、２）各集電タブを１
箇所又は２箇所程度にまとめて、同じく、集電タブの積
層方向に平行にレーザー等を照射する方法がとられてい
る。
【００２１】 １）の方法は、集電タブ５Ａ・５Ｂの先
端を先端面にて一様に揃えた状態でタブを数箇所にまと
める場合と比べると、当該先端が露出している割合が多
いので、内部端子への溶接具合はその分よいものとな
る。しかし、溶接する際には、内部端子２２Ａ・２２Ｂ
の全周において、タブ押さえ具でタブを固定し、各箇所
を溶接しなければならないことから、作業効率は良いも
のではない。また、集電タブの先端の全てが露出してい
るわけではないので、複数の集電タブが一体化するまで
に溶接することはできない。２）の方法は、タブの溶け
込みの良いレーザーや電子ビームを用いた場合であって
も、図４に示すように、照射面から離れると溶け込みは
少なくなってしまい、均質な溶接は困難であり、また、
溶接するタブの枚数にも限界がでることになる。
端を先端面にて一様に揃えた状態でタブを数箇所にまと
める場合と比べると、当該先端が露出している割合が多
いので、内部端子への溶接具合はその分よいものとな
る。しかし、溶接する際には、内部端子２２Ａ・２２Ｂ
の全周において、タブ押さえ具でタブを固定し、各箇所
を溶接しなければならないことから、作業効率は良いも
のではない。また、集電タブの先端の全てが露出してい
るわけではないので、複数の集電タブが一体化するまで
に溶接することはできない。２）の方法は、タブの溶け
込みの良いレーザーや電子ビームを用いた場合であって
も、図４に示すように、照射面から離れると溶け込みは
少なくなってしまい、均質な溶接は困難であり、また、
溶接するタブの枚数にも限界がでることになる。
【００２２】 本発明のリチウム二次電池は、電気自動
車やハイブリッド電気自動車の駆動用電池であり、大電
流が流れることから電池の内部抵抗はできるだけ小さい
ほうが好ましい。そこで、内部電極体からの集電抵抗は
できる限り小さいことが肝要であり、集電タブの枚数は
必要なだけ増やしたいということがある。この観点にお
いても、集電タブの先端を先端面にて一様に揃えた状態
で、各集電タブをまとめて内部端子に接続して溶接する
方法には限界があることになる。
車やハイブリッド電気自動車の駆動用電池であり、大電
流が流れることから電池の内部抵抗はできるだけ小さい
ほうが好ましい。そこで、内部電極体からの集電抵抗は
できる限り小さいことが肝要であり、集電タブの枚数は
必要なだけ増やしたいということがある。この観点にお
いても、集電タブの先端を先端面にて一様に揃えた状態
で、各集電タブをまとめて内部端子に接続して溶接する
方法には限界があることになる。
【００２３】 それに対して、本発明の集電タブの先端
を傾斜面となるように構成すれば、タブの枚数が多い場
合であっても、図５に示すように、必ず当該先端面は露
出することになるので、タブの枚数の制限はない。捲回
型電極体を備えたリチウム二次電池においては、集電抵
抗を考慮すると、集電タブ５Ａ・５Ｂの枚数は５０枚以
上になることが多い。この枚数であっても集電体の先端
を傾斜面とすれば、全ての集電タブを均一に溶接するこ
とは可能であるが、その傾斜面はより長い面に形成さ
れ、その溶接も、また、後述するＲのついたローラーを
用いて集電タブの先端を均一に傾斜面とすることも、必
然的により困難となる。
を傾斜面となるように構成すれば、タブの枚数が多い場
合であっても、図５に示すように、必ず当該先端面は露
出することになるので、タブの枚数の制限はない。捲回
型電極体を備えたリチウム二次電池においては、集電抵
抗を考慮すると、集電タブ５Ａ・５Ｂの枚数は５０枚以
上になることが多い。この枚数であっても集電体の先端
を傾斜面とすれば、全ての集電タブを均一に溶接するこ
とは可能であるが、その傾斜面はより長い面に形成さ
れ、その溶接も、また、後述するＲのついたローラーを
用いて集電タブの先端を均一に傾斜面とすることも、必
然的により困難となる。
【００２４】 そこで、タブの枚数が多い場合には、図
２に示すように、当該集電タブ５Ａ・５Ｂを複数箇所に
まとめて、内部端子２２Ａ・２２Ｂに接続することが好
ましく、タブの枚数に応じて、２箇所から４箇所程度ま
でにまとめることが好ましい。
２に示すように、当該集電タブ５Ａ・５Ｂを複数箇所に
まとめて、内部端子２２Ａ・２２Ｂに接続することが好
ましく、タブの枚数に応じて、２箇所から４箇所程度ま
でにまとめることが好ましい。
【００２５】 本発明において、当該集電タブの溶接
は、レーザー溶接、及び／又は、電子ビーム溶接を用い
て行うことが好適である。レーザ溶接及び電子ビーム溶
接は、内部端子部材１１と束ねられた集電タブ５Ａ・５
Ｂの全体について、均一に金属を熔解させ、溶接するこ
とが可能であり、集電タブ５Ａ・５Ｂと内部端子部材と
の接触抵抗を極めて小さくすることができると共に、発
熱量も小さいという優れた特徴を有する。この特徴と集
電タブの先端面を傾斜面にすることで、各集電タブを一
体化するまでに溶接でき、集電抵抗を低減することが可
能となる。
は、レーザー溶接、及び／又は、電子ビーム溶接を用い
て行うことが好適である。レーザ溶接及び電子ビーム溶
接は、内部端子部材１１と束ねられた集電タブ５Ａ・５
Ｂの全体について、均一に金属を熔解させ、溶接するこ
とが可能であり、集電タブ５Ａ・５Ｂと内部端子部材と
の接触抵抗を極めて小さくすることができると共に、発
熱量も小さいという優れた特徴を有する。この特徴と集
電タブの先端面を傾斜面にすることで、各集電タブを一
体化するまでに溶接でき、集電抵抗を低減することが可
能となる。
【００２６】 また、レーザ溶接及び電子ビーム溶接に
おいては、図５に示すように、集電タブ５Ａ・５Ｂの主
平面に平行な方向、すなわち、集電タブの端面上部から
集電タブを狙ってレーザー等を照射する場合から、集電
タブの積層方向に平行に、すなわち、集電タブの側面側
から集電タブを狙ってレーザー等を照射する場合、そし
て、その間の集電タブを斜方向から狙ってレーザー等を
照射する場合までの範囲で照射をしても、同程度のよい
溶接を得ることができる
おいては、図５に示すように、集電タブ５Ａ・５Ｂの主
平面に平行な方向、すなわち、集電タブの端面上部から
集電タブを狙ってレーザー等を照射する場合から、集電
タブの積層方向に平行に、すなわち、集電タブの側面側
から集電タブを狙ってレーザー等を照射する場合、そし
て、その間の集電タブを斜方向から狙ってレーザー等を
照射する場合までの範囲で照射をしても、同程度のよい
溶接を得ることができる
【００２７】 なお、溶接を行う際には、集電タブ５Ａ
・５Ｂの一端は、内部電極体１と接続された状態となっ
ているので、内部電極体１の取り扱いの容易さ、集電タ
ブ５Ａ・５Ｂの溶断の危険性、内部電極体１への熱伝達
による内部電極体１の損傷といった事項を含めて、溶接
作業性を考慮することが好ましい。
・５Ｂの一端は、内部電極体１と接続された状態となっ
ているので、内部電極体１の取り扱いの容易さ、集電タ
ブ５Ａ・５Ｂの溶断の危険性、内部電極体１への熱伝達
による内部電極体１の損傷といった事項を含めて、溶接
作業性を考慮することが好ましい。
【００２８】 本発明を適用するに好ましい集電タブ５
Ａ・５Ｂの厚みや枚数は前述した条件に限定されるもの
ではないが、集電タブ５Ａ・５Ｂの１枚の厚みは、５μ
ｍ以上１００μｍ以下のものを用いることが好ましく、
かつ、少なくとも２０枚の集電タブ５Ａ・５Ｂを接合す
る場合に、本発明は顕著な効果を奏する。
Ａ・５Ｂの厚みや枚数は前述した条件に限定されるもの
ではないが、集電タブ５Ａ・５Ｂの１枚の厚みは、５μ
ｍ以上１００μｍ以下のものを用いることが好ましく、
かつ、少なくとも２０枚の集電タブ５Ａ・５Ｂを接合す
る場合に、本発明は顕著な効果を奏する。
【００２９】 本発明において、集電タブの前記傾斜面
は、Ｒのついたローラー２５を当てることにより、当該
集電タブの先端を傾斜的に揃えたものであることが好ま
しい。溶接する際には、図６（ａ）に示すように、捲回
された電極体から伸びている集電タブ５Ａ・５Ｂに側面
側からＲのついたローラーを押し当てると、各集電タブ
５Ａ・５Ｂの長さは均一であるので、電極体において捲
回の内側の集電タブは長く、順次外側の集電タブは短い
状態となり、図６（ｂ）に示すように、必然的に均等な
傾斜面となる。このようにすると、作業効率よく集電タ
ブの先端を傾斜面とすることができ、簡便に溶接を行う
ことができる。
は、Ｒのついたローラー２５を当てることにより、当該
集電タブの先端を傾斜的に揃えたものであることが好ま
しい。溶接する際には、図６（ａ）に示すように、捲回
された電極体から伸びている集電タブ５Ａ・５Ｂに側面
側からＲのついたローラーを押し当てると、各集電タブ
５Ａ・５Ｂの長さは均一であるので、電極体において捲
回の内側の集電タブは長く、順次外側の集電タブは短い
状態となり、図６（ｂ）に示すように、必然的に均等な
傾斜面となる。このようにすると、作業効率よく集電タ
ブの先端を傾斜面とすることができ、簡便に溶接を行う
ことができる。
【００３０】 本発明のリチウム二次電池は、内部電極
体の電流を取り出すために短冊状の集電タブを用いたも
のである。従って、その他の材料や電池構造には何ら制
限はない。以下、電池を構成する主要部材並びにその構
造について概説する。
体の電流を取り出すために短冊状の集電タブを用いたも
のである。従って、その他の材料や電池構造には何ら制
限はない。以下、電池を構成する主要部材並びにその構
造について概説する。
【００３１】 本発明におけるリチウム二次電池（以
下、「電池」という。）の内部電極体は、正極板と負極
板とを多孔性ポリマーフィルムからなるセパレータを介
して正極板と負極板とが直接に接触しないように捲回又
は積層して構成されている。一般的には、捲回型の内部
電極体１は、図７に示すように、正極板２と負極板３と
をセパレータ４を介して捲回して形成され、電極板２・
３にそれぞれ集電タブ５Ａ・５Ｂが配設される。
下、「電池」という。）の内部電極体は、正極板と負極
板とを多孔性ポリマーフィルムからなるセパレータを介
して正極板と負極板とが直接に接触しないように捲回又
は積層して構成されている。一般的には、捲回型の内部
電極体１は、図７に示すように、正極板２と負極板３と
をセパレータ４を介して捲回して形成され、電極板２・
３にそれぞれ集電タブ５Ａ・５Ｂが配設される。
【００３２】 一方、積層型の内部電極体７は、図８に
示すように、正極板８と負極板９とをセパレータ１０を
介しながら交互に積層し、正負各電極板８・９（以下、
「電極板８・９」という。）のそれぞれに正極用の集電
タブ６Ａ及び負極用の集電タブ６Ｂが接続されて構成さ
れる。
示すように、正極板８と負極板９とをセパレータ１０を
介しながら交互に積層し、正負各電極板８・９（以下、
「電極板８・９」という。）のそれぞれに正極用の集電
タブ６Ａ及び負極用の集電タブ６Ｂが接続されて構成さ
れる。
【００３３】 正極板２・８及び負極板３・９は、共に
集電基板にそれぞれの電極活物質を塗布して薄板状に形
成される。集電基板の形態としては、箔、メッシュ等が
挙げられ、本発明においては、正極板２・８用の集電基
板としてアルミニウム箔が、負極板３・９用の集電基板
としては銅箔が、それぞれ好適に用いられる。
集電基板にそれぞれの電極活物質を塗布して薄板状に形
成される。集電基板の形態としては、箔、メッシュ等が
挙げられ、本発明においては、正極板２・８用の集電基
板としてアルミニウム箔が、負極板３・９用の集電基板
としては銅箔が、それぞれ好適に用いられる。
【００３４】 そして、上記いずれの構造を有する電池
であっても、一般的に、正極活物質としては、コバルト
酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）やニッケル酸リチウム（Ｌ
ｉＮｉＯ2）或いはマンガン酸リチウムスピネル（Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4）等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられ
る。なお、これら正極活物質の導電性を向上させる為
に、アセチレンブラックやグラファイト粉末等のカーボ
ン粉末を電極活物質に混合することも好ましい。一方、
負極活物質としては、ソフトカーボンやハードカーボン
といったアモルファス系炭素質材料や天然黒鉛、人造黒
鉛等の炭素質粉末が用いられる。
であっても、一般的に、正極活物質としては、コバルト
酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）やニッケル酸リチウム（Ｌ
ｉＮｉＯ2）或いはマンガン酸リチウムスピネル（Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4）等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられ
る。なお、これら正極活物質の導電性を向上させる為
に、アセチレンブラックやグラファイト粉末等のカーボ
ン粉末を電極活物質に混合することも好ましい。一方、
負極活物質としては、ソフトカーボンやハードカーボン
といったアモルファス系炭素質材料や天然黒鉛、人造黒
鉛等の炭素質粉末が用いられる。
【００３５】 セパレータ４・１０としては、マイクロ
ポアを有するリチウムイオン透過性のポリエチレンフィ
ルムを、多孔性のリチウムイオン透過性のポリプロピレ
ンフィルムで挟んだ三層構造としたものが好適に用いら
れる。これは、内部電極体の温度が上昇した場合に、ポ
リエチレンフィルムが約１３０℃で軟化してマイクロポ
アが潰れてリチウムイオンの移動、即ち電池反応を抑制
する安全機構を兼ねたものである。そして、このポリエ
チレンフィルムを、より軟化温度の高いポリプロピレン
フィルムで挟持することによって、電極板２・３間、電
極板８・９間の接触・溶着を防止することができる。
ポアを有するリチウムイオン透過性のポリエチレンフィ
ルムを、多孔性のリチウムイオン透過性のポリプロピレ
ンフィルムで挟んだ三層構造としたものが好適に用いら
れる。これは、内部電極体の温度が上昇した場合に、ポ
リエチレンフィルムが約１３０℃で軟化してマイクロポ
アが潰れてリチウムイオンの移動、即ち電池反応を抑制
する安全機構を兼ねたものである。そして、このポリエ
チレンフィルムを、より軟化温度の高いポリプロピレン
フィルムで挟持することによって、電極板２・３間、電
極板８・９間の接触・溶着を防止することができる。
【００３６】 以上、本発明について、主に捲回型電極
体を用いた場合を例に説明してきたが、本発明は電池構
造を問うものではないのことはいうまでもないが、本発
明のリチウム二次電池は、複数の集電タブを用いること
が好ましい電池容量の比較的大きい電池に好適に用いら
れる。具体的には、捲回型或いは積層型の電極体１・７
が用いられる電池容量が２Ａｈ以上のものに好適に採用
される。電池の用途も限定されるものではないことはい
うまでもないが、高出力、低内部抵抗と優れたサイクル
特性が要求される車載用大容量電池として、エンジン起
動用、又は電気自動車又はハイブリッド電気自動車のモ
ータ駆動用に特に好適に用いることができる。
体を用いた場合を例に説明してきたが、本発明は電池構
造を問うものではないのことはいうまでもないが、本発
明のリチウム二次電池は、複数の集電タブを用いること
が好ましい電池容量の比較的大きい電池に好適に用いら
れる。具体的には、捲回型或いは積層型の電極体１・７
が用いられる電池容量が２Ａｈ以上のものに好適に採用
される。電池の用途も限定されるものではないことはい
うまでもないが、高出力、低内部抵抗と優れたサイクル
特性が要求される車載用大容量電池として、エンジン起
動用、又は電気自動車又はハイブリッド電気自動車のモ
ータ駆動用に特に好適に用いることができる。
【００３７】
【発明の効果】 以上、本発明によれば、複数の集電タ
ブの先端部が傾斜面となるように構成し、その少なくと
も傾斜面を溶接することにより、集電タブの広範囲を均
質に溶接できることから、安定に大電流の放電が可能と
なる。この結果、本発明におけるリチウム二次電池は、
大電流放電特性の向上、製造の容易化、及び信頼性の向
上が図られるという優れた効果を奏する。
ブの先端部が傾斜面となるように構成し、その少なくと
も傾斜面を溶接することにより、集電タブの広範囲を均
質に溶接できることから、安定に大電流の放電が可能と
なる。この結果、本発明におけるリチウム二次電池は、
大電流放電特性の向上、製造の容易化、及び信頼性の向
上が図られるという優れた効果を奏する。
【図１】 本発明のリチウム二次電池における一実施形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図２】 本発明のリチウム二次電池におけるタブ溶接
の一実施形態を示す上面及び断面の模式図である。
の一実施形態を示す上面及び断面の模式図である。
【図３】 従来のリチウム二次電池におけるタブ溶接の
一実施形態を示す上面及び断面の模式図である。
一実施形態を示す上面及び断面の模式図である。
【図４】 先端を一様に揃えて構成した集電タブにおけ
る溶接の状態を示す模式図である。
る溶接の状態を示す模式図である。
【図５】 先端を傾斜面となるように構成した集電タブ
における溶接の状態を示す模式図である。
における溶接の状態を示す模式図である。
【図６】 本発明のリチウム二次電池における集電タブ
を傾斜面に形成する方法を示す説明図（ａ）（ｂ）であ
る。
を傾斜面に形成する方法を示す説明図（ａ）（ｂ）であ
る。
【図７】 捲回型内部電極体の構造の一実施形態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図８】 積層型内部電極体の構造の一実施形態を示す
斜視図である。
斜視図である。
１…捲回型電極体、２…正極板、３…負極板、４…セパ
レータ、５Ａ・６Ａ…正極用集電タブ、５Ｂ・６Ｂ…負
極用集電タブ、７…積層型電極体、８…正極板、９…負
極板、１０…セパレータ、１１…内部端子部材、１２…
電流取り出し端子、１３…巻芯、１４…電池、１５Ａ…
正極蓋、１５Ｂ…負極蓋、１６Ａ…正極外部端子、１６
Ｂ…負極外部端子、１７…弾性体、１８…放圧孔、１９
…金属箔、２０…放圧弁、２１…かしめ部、２２Ａ…正
極内部端子、２２Ｂ…負極内部端子、２３…絶縁性ポリ
マーフィルム、２４…電池ケース、２５…ローラー、２
６…溶接部。
レータ、５Ａ・６Ａ…正極用集電タブ、５Ｂ・６Ｂ…負
極用集電タブ、７…積層型電極体、８…正極板、９…負
極板、１０…セパレータ、１１…内部端子部材、１２…
電流取り出し端子、１３…巻芯、１４…電池、１５Ａ…
正極蓋、１５Ｂ…負極蓋、１６Ａ…正極外部端子、１６
Ｂ…負極外部端子、１７…弾性体、１８…放圧孔、１９
…金属箔、２０…放圧弁、２１…かしめ部、２２Ａ…正
極内部端子、２２Ｂ…負極内部端子、２３…絶縁性ポリ
マーフィルム、２４…電池ケース、２５…ローラー、２
６…溶接部。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB01 BB11 BB16 BB17 CC02 CC12 CC19 CC20 CC24 5H029 AJ02 AJ06 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ03 CJ05 DJ05 DJ12 HJ12 HJ19
Claims (9)
- 【請求項１】 正極板と負極板を、セパレータを介して
捲回又は積層してなる内部電極体及び非水電解液を用い
たリチウム二次電池であって、 当該正極板若しくは当該負極板に取り付けられる複数の
短冊状集電タブが、それぞれ正極及び負極の内部端子に
接続され、当該集電タブの先端を傾斜面となるように構
成すると共に、当該集電タブの少なくとも傾斜面が溶接
されていることを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 正極板と負極板を、セパレータを介して
捲回又は積層してなる内部電極体及び非水電解液を用い
たリチウム二次電池であって、 当該正極板若しくは当該負極板に取り付けられる複数の
短冊状集電タブが、正極及び負極の内部端子の少なくと
も１箇所にまとめられて接続され、当該集電タブの先端
を傾斜面となるように構成すると共に、当該集電タブの
少なくとも傾斜面が溶接されていることを特徴とするリ
チウム二次電池。 - 【請求項３】 前記集電タブの溶接がレーザー溶接、及
び／又は、電子ビーム溶接により行われたものであるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム二次電
池。 - 【請求項４】 前記集電タブの１枚の厚みが５μｍ以上
１００μｍ以下であり、かつ、少なくとも２０枚の当該
集電タブが接合されていることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。 - 【請求項５】 前記傾斜面が、Ｒのついたローラーを当
てることにより、当該集電タブの先端を傾斜的に揃えた
ものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一
項に記載のリチウム二次電池。 - 【請求項６】 電池容量が２Ａｈ以上であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のリチウム二
次電池。 - 【請求項７】 車載用電池であることを特徴とする請求
項１〜６のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。 - 【請求項８】 電気自動車又はハイブリッド電気自動車
に用いられることを特徴とする請求項７に記載のリチウ
ム二次電池。 - 【請求項９】 エンジン起動用に用いられることを特徴
とする請求項７に記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094266A JP2001283824A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094266A JP2001283824A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001283824A true JP2001283824A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18609337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000094266A Withdrawn JP2001283824A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001283824A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305477A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池 |
| EP2003716A1 (en) | 2007-06-11 | 2008-12-17 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Lithium-ion secondary battery |
| JP2009289714A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
| US8053105B2 (en) | 2007-05-22 | 2011-11-08 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Lithium-ion secondary battery |
| JP2014022167A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池用極板群の製造方法及び電池用極板群 |
| KR20170052302A (ko) * | 2015-11-04 | 2017-05-12 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 크루드 셀의 제조방법 |
| WO2017110246A1 (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 株式会社豊田自動織機 | 電極組立体及び蓄電装置の製造方法 |
| JP2018032594A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 株式会社豊田自動織機 | 電極溶接装置 |
| US10056597B2 (en) | 2015-03-04 | 2018-08-21 | Kokam Co., Ltd. | Connecting structure and method between grid and electrode tab of secondary battery |
| JP2020095911A (ja) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電気化学デバイス |
| US10903473B2 (en) | 2018-11-01 | 2021-01-26 | Ford Global Technologies, Llc | Terminal and busbar attachment method and assembly |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000094266A patent/JP2001283824A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP2003716A1 (en) | 2007-06-11 | 2008-12-17 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Lithium-ion secondary battery |
| US7989107B2 (en) | 2007-06-11 | 2011-08-02 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Lithium-ion secondary battery |
| JP2009289714A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
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| KR20170052302A (ko) * | 2015-11-04 | 2017-05-12 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 크루드 셀의 제조방법 |
| KR102065736B1 (ko) * | 2015-11-04 | 2020-01-13 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 크루드 셀의 제조방법 |
| WO2017110246A1 (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 株式会社豊田自動織機 | 電極組立体及び蓄電装置の製造方法 |
| JP2018032594A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 株式会社豊田自動織機 | 電極溶接装置 |
| US10903473B2 (en) | 2018-11-01 | 2021-01-26 | Ford Global Technologies, Llc | Terminal and busbar attachment method and assembly |
| JP2020095911A (ja) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電気化学デバイス |
| JP7262041B2 (ja) | 2018-12-14 | 2023-04-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電気化学デバイス |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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