JP2002190295A - 二次電池および二次電池の製造方法 - Google Patents
二次電池および二次電池の製造方法Info
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Abstract
としての正極側リード部34と負極側リード部36とを
互いに反対方向へ延伸させると共に正電極31と負電極
32とセパレータ33を介して当接し巻回して電極体3
0を形成する。電極体30を収納する電気伝導性の電池
ケース28とケース蓋24とにそれぞれ外部端子として
機能する正極側端子部22と負極側端子部26とを、収
納状態で正極側リード部34と負極側リード部36とに
被覆可能な形状にインパクト成形や深絞り成型などによ
り一体として形成する。電池ケース28とケース蓋24
は、樹脂を介してかしめにより接合して電極体30を密
閉する。正極側端子部22と正極側リード部34および
負極側端子部26と負極側リード部36は、圧着により
電気的に接続する。
Description
からそれぞれ所定の位置に延伸されたリード部が形成さ
れた電極体と、該電極体を収納し前記リード部と電気的
に接続可能な外部端子が一体形成された密閉容器とを有
する二次電池に関する。
極と負電極とが積層または巻回して構成された電極体
を、正電極および負電極からそれぞれ外部に延伸したリ
ード部(集電部)と共に容器内部に収納し、このリード
部と溶接などにより接続すると共に容器外部に露出する
ように端子を形成したものが提案されている(例えば、
特開平9−147830号公報や特開平10−2700
48号公報など)。
た二次電池では、その性能を十分に発揮できない場合や
構造が複雑となる場合がある。従来の二次電池では、端
子は容器内部のリード部と容器外部(外部端子となる部
分)とを接続するための形状としなければならないか
ら、リード部の延伸位置によっては電池内部の構造が複
雑となったり、リード部から外部端子までの接続抵抗が
増大して電池性能が低下したりする。また、電池が複雑
な構造になれば、二次電池の製造工程が複雑になった
り、二次電池そのものが大きくなってしまう場合もあ
る。こうした問題は、二次電池の小型化や高性能化を考
えるとき、大きくクローズアップされる。
つ簡易な構成とすることを目的の一つとする。また、本
発明の二次電池の製造方法は、電池性能を維持しつつ簡
易な構成の二次電池の製造方法を提供することを目的の
一つとする。
発明の二次電池および二次電池の製造方法は、上述の目
的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っ
た。
らそれぞれ所定の位置に延伸されたリード部が形成され
た電極体と、該電極体を収納し前記リード部と電気的に
接続可能な外部端子が一体形成された密閉容器とを有す
る二次電池であって、前記所定の位置は、前記電極体が
前記密閉容器により収納された状態において前記外部端
子に整合する位置であることを特徴とする。
リード部は密閉容器に一体形成された外部端子に整合す
る位置に延伸するから、電池性能を維持しつつ簡易な構
成とすることができる。ここで「外部端子が一体形成さ
れた」とは、密閉容器が外部端子と同一素材で完全に一
体形成されたものの他、密閉容器の製造過程で外部端子
が接着や射出成形などにより組み付けられて一体形成さ
れたものも含まれる。
密閉容器は、電気伝導性を有する部材により形成され、
前記リード部を被覆可能な前記外部端子が各々形成され
た2つの部材からなり、前記2つの部材は、前記電極体
を収納した状態で電気絶縁性の部材を介してかしめによ
り接合されたものとすることもできる。
り接続されたものとすることもできる。こうすれば、外
部端子にリード部を接続する際に電極体に与える影響を
より少なくすることができる。
負電極とからそれぞれ外部に延伸したリード部を有する
電極体を形成する電極体形成工程と、互いに接合するこ
とにより前記電極体を密閉可能な形状であって、前記リ
ード部に整合する位置に該リード部と電気的に接続する
ための外部端子を各々有する2つの密閉部材を電気伝導
性の部材により形成する密閉部材形成工程と、該形成さ
れた2つの密閉部材に前記電極体を収納する収納工程
と、前記外部端子を前記リード部に接合すると共に前記
2つの密閉部材を電気絶縁性の部材を介して接合する接
合工程とを備えることを要旨とする。
ば、電極体のリード部は密閉容器に一体形成された外部
端子に整合する位置に延伸するから、性能を維持しつつ
簡易な構成の二次電池を製造することができる。
例を用いて説明する。図1は本発明の一実施例である二
次電池20の構成の概略を示す構成図であり、図2は実
施例の二次電池20の図1中のA−A断面を示す断面図
である。実施例の二次電池20は、例えば、リチウムイ
オン電池やニッケル水素電池として構成されており、図
示するように、正電極31と負電極32とからそれぞれ
外部へ延伸した集電部分としての正極側リード部34と
負極側リード部36とを有する電極体30と、電極体3
0を収納すると共に収納時に負極側リード部36と電気
的に接続する負極側端子部26が形成された電池ケース
28と、電池ケース28の蓋をなし電池ケース28に組
み付けたときに正極側リード部34と電気的に接続する
正極側端子部22が形成されたケース蓋24とを備え
る。電池ケース28に形成された負極側端子部26およ
びケース蓋24に形成された正極側端子部22は、電気
機器などと電力のやり取りを行なうための外部端子とし
て機能する。
がセパレータ33を介して当接し、これが巻回して形成
されている。正電極31の集電部としての正極側リード
部34は、電極の基体となる帯状の金属板への正極活物
質の未塗布部分(図2の上部)を用いて形成されてい
る。一方、負電極32の集電部としての負極側リード部
36は、正電極31の正極側リード部34と反対の方向
(図2の下部)に設けられた金属板への負極活物質の未
塗布部分を用いて形成されている。勿論、本実施例で
は、活物質の未塗布部分を正極側リード部34、負極側
リード部36として形成するものとしたが、別個に導電
性の材料を正電極31と負電極32とに接合させて、こ
れをリード部として形成するものとしてもよい。
(例えば、ニッケルめっき鉄材、アルミニウム、ステン
レスなど)により形成されている。電池ケース28の図
2下部には、負極側リード部36を嵌挿して被覆可能な
負極側端子部26が形成されている。負極側端子部26
は、負極側リード部36を嵌挿した状態で圧着により電
気的に接続されている。
電性の優れた材料により形成されており、電池ケース2
8に組み付けて接合した状態で電極体30を被覆密閉で
きるようになっている。ケース蓋24には、その中央部
に正極側リード部34を嵌挿して被覆可能な正極側端子
部22が形成されている。正極側端子部22は、正極側
リード部34を嵌挿した状態で圧着により電気的に接続
されている。ケース蓋24と電池ケース28とは、絶縁
性材料(例えば、樹脂など)を介して接合部42で接合
されており、正極側端子部22と負極側端子部26との
電気的絶縁性を確保している。
工程について説明する。図3は実施例の二次電池20の
製造の様子を説明する説明図である。二次電池20とし
て正極端子と負極端子とが互いに反対の面に形成された
渦巻き状の二次電池を製造する場合を考える。二次電池
20は、図示するように、まず、同一形状の2つの帯状
の金属板に対して長手方向の一側端部分に未塗布部分
(集電部分)が形成されるようにそれぞれ正極活物質、
負極活物質を同一の形状(矩形状)に塗布して正電極3
1と負電極32を形成し、それぞれの未塗布部分(集電
部分)が互いに対峙する方向に突出するよう正電極31
と負電極32とをセパレータ33を介して当接させ、こ
れを巻回して電極体30を形成する(図3(a))。次
に、電極体30の集電部分(活物質の未塗布部分)をプ
レスすると共に不要部分を切欠して正極側リード部34
および負極側リード部36を形成する(図3(b),
(c))。これにより、正極側リード部34および負極
側リード部36は、二次電池20の外部端子と直接接続
される位置に延伸されることになる。次に、電極体30
を被覆密閉する容器として電池ケース28とケース蓋2
4とを鉄やニッケルなどの導電性の優れた材料により形
成する。このとき、電池ケース28には負極側リード部
36と嵌合する負極側端子部26を、ケース蓋24には
正極側リード部34と嵌合する正極側端子部22を、そ
れぞれインパクト成形や深絞り成形などにより形成す
る。そして、ケース蓋24を正極側端子部22と正極側
リード部34とが整合する位置で取り付けて、正極側端
子部22と正極側リード部34とを圧着により電気的に
接続する(図3(d))。続いて、電池ケース28を負
極側端子部26と負極側リード部36とが整合する位置
で嵌挿して、負極側端子部26と負極側リード部36と
を圧着により電気的に接続すると共に電池ケース28と
ケース蓋24とを絶縁性材料(例えば、樹脂)を介して
かしめにより接合して(図3(e))二次電池20が完
成する。
ば、電極体30の正極側リード部34および負極側リー
ド部36を、電極体30の容器である電池ケース28お
よびケース蓋24に一体形成された外部端子としての正
極側端子部22および負極側リード部36にそれぞれ整
合する位置に延伸させて構成したから、部品点数を減ら
すことができ、性能を維持しつつ簡易な構成の二次電池
とすることができる。この結果、二次電池の軽量化や小
型化を図ることができる。しかも、正極側端子部22と
正極側リード部34との接続および負極側端子部26と
負極側リード部36との接続を圧着により行なうから、
両者の接続時の発熱を抑えることができ、発熱によって
電極体30に与える影響をより少なくすることができ
る。
22と正極側リード部34との電気的接続および負極側
端子部26と負極側リード部36との電気的接続を圧着
により行なうものとしたが、発熱の比較的少ないレーザ
溶接などを適宜併用するものとしてもよい。また、二次
電池20の性能に影響を与えない範囲内で他の接続方法
(例えば、ボルトの組み付けによる接続など)を用いて
も構わない。
蓋24と電池ケース28とを絶縁性部材を介してかしめ
により接合するものとしたが、ケース蓋24と電池ケー
ス28とを絶縁性部材を介して接着するものとしてもよ
い。
容器としてのケース蓋24と電池ケース28とを電気伝
導性の優れた材料により形成して両者を絶縁性材料を介
して接合するものとしたが、正極側端子部22および負
極側端子部26が電気伝導性に優れた材料により形成さ
れると共に両者の絶縁性を確保できれば、容器の他の部
分は、樹脂などの絶縁性材料により形成するものとして
もよい。この場合のケース蓋24や電池ケース28は、
例えば、射出によりケース蓋24や電池ケース28を形
成する型に、予め電気伝導性に優れた材料により形成さ
れた正極側端子部22、負極側端子部26を所定の部位
に固定し、この状態で型に樹脂を流すことにより製造す
ることができる。あるいは、正極側端子部22や負極側
端子部26を接着してケース蓋24や電池ケース28を
形成するものとしてもよい。
31と負電極32とが巻回されたものとして構成した
が、正電極と負電極とを互いに積層したものとして構成
するものとしてもよい。図4は、正電極と負電極とが互
いに積層した電極体130を有する二次電池120の構
成の概略を示す分解図である。図4において、電極体1
30は、正電極の集電部として延伸した正極側リード部
134と、正極側リード部134が形成された面と同一
面の異なる部位に負電極の集電部として延伸した負極側
リード部136とを備える。電極体130を収納する箱
状の電池ケース128は、樹脂により形成されている。
電池ケース128の蓋を形成する樹脂製のケース蓋12
4は、電極体130を収納した電池ケース128に組み
付けたときに正極側リード部134と負極側リード部1
36とに整合する位置にそれぞれ電気伝導性に優れた材
料により形成された正極側端子部122と負極側端子部
126とが嵌合可能に形成されている。この正極側リー
ド部134と負極側リード部136とは、前述の方法で
ケース蓋124に形成することができる。なお、ケース
蓋124と電池ケース128とは、例えば、熱溶着など
により接合されて電極体130を密閉収納する。
ース28とケース蓋24との2つの部材により電極体3
0を収納する密閉容器を形成するものとしたが、1つあ
るいは3つ以上の部材により密閉容器を形成するものと
してもよい。
4に正極側端子部22を形成し、電池ケース28に負極
側端子部26を形成するものとしたが、ケース蓋に負極
側端子部を形成し、電池ケースに正極側端子部を形成す
るものとしても構わない。また、絶縁性が確保されれ
ば、電池ケースまたはケース蓋の一方に正電極側端子部
と負電極側端子部とを形成するものとしてもよい。
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
の概略を示す構成図である。
を示す断面図である。
る説明図である。
30を有する二次電池120の構成の概略を示す分解図
である。
部、26,126 負極側端子部、24,124 ケー
ス蓋、28,128 電池ケース、30,130電極
体、31 正電極、32 負電極、33 セパレータ、
34,134 正極側リード部、36,136 負極側
リード部、42 接合部。
Claims (4)
- 【請求項1】 正電極と負電極とからそれぞれ所定の位
置に延伸されたリード部が形成された電極体と、該電極
体を収納し前記リード部と電気的に接続可能な外部端子
が一体形成された密閉容器とを有する二次電池であっ
て、 前記所定の位置は、前記電極体が前記密閉容器により収
納された状態において前記外部端子に整合する位置であ
ることを特徴とする二次電池。 - 【請求項2】 請求項1記載の二次電池であって、 前記密閉容器は、電気伝導性を有する部材により形成さ
れ、前記リード部を被覆可能な前記外部端子が各々形成
された2つの部材からなり、 前記2つの部材は、前記電極体を収納した状態で電気絶
縁性の部材を介してかしめにより接合されたことを特徴
とする二次電池。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の二次電池であっ
て、 前記外部端子は、前記リード部に圧着により接続された
ことを特徴とする二次電池。 - 【請求項4】 正電極と負電極とからそれぞれ外部に延
伸したリード部を有する電極体を形成する電極体形成工
程と、 互いに接合することにより前記電極体を密閉可能な形状
であって、前記リード部に整合する位置に該リード部と
電気的に接続するための外部端子を各々有する2つの密
閉部材を電気伝導性の部材により形成する密閉部材形成
工程と、 該形成された2つの密閉部材に前記電極体を収納する収
納工程と、 前記外部端子を前記リード部に接合すると共に前記2つ
の密閉部材を電気絶縁性の部材を介して接合する接合工
程とを備えることを特徴とする二次電池の製造方法。
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2000
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