JP2003022796A

JP2003022796A - リチウムイオン二次電池およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003022796A
Application number: JP2001207501A
Authority: JP
Inventors: Shinji Murashige; 伸治村重; Satoshi Kuranaka; 聡倉中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24
Anticipated expiration: 2021-07-09
Also published as: JP4977932B2

Abstract

(57)【要約】【課題】封口部の信頼性の高いリチウムイオン二次電
池を効率的に提供することを目的とする。【解決手段】極板群と封口板が集電リードにより接続
されているリチウムイオン二次電池において、正極芯材
または負極芯材の一部分は、活物質が保持されていない
未塗工部であり、さらに前記未塗工部の一部分は、極板
群から引き出されて集電リードとなっており、前記集電
リード１の端部は、前記集電リード１と主たる構成材料
が同じ捨て材２と前記封口板３の間に挟まれてレーザ溶
接されているリチウムイオン二次電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池ケース内の極
板群と封口板が集電リードにより接続されているリチウ
ムイオン二次電池およびその製造方法に関し、特に集電
リードが芯材のような薄型であるものの接続構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、リチウムイオン二次電池の電池ケ
ースは、ニッケル水素蓄電池などと同様に鉄ケースがよ
く使われていた。最近では、角型電池などで軽量化のた
めアルミケースが使われている。鉄ケースのリチウムイ
オン二次電池では、電池ケースが負極端子を兼ね、正極
端子は電池ケースとは絶縁されている。逆に材料の極性
の違いから、アルミケースのリチウムイオン二次電池で
は、電池ケースが正極端子を兼ね、負極端子は電池ケー
スとは絶縁されている。

【０００３】電池ケースと極板集電体との接続は、直接
接触させて電気接続を取る方法や、集電リードを介し、
スポット溶接する方法など様々な方法がある。また、溶
接部位もケース底の他、様々なものがあり、角型電池な
どでは封口板がケースと一体になっているので、封口板
に集電リードが溶接される。

【０００４】特開平９−１７１８０９号公報には、集電
体の溶接のための溶接工程を簡略化し、かつ、集電体の
溶接を確実にするために、極板の集電体である金属箔の
一部を引き出して集電リードとする箔リードとし、この
箔リードを電池ケースと封口板の間に挟み、レーザ封口
と同時に溶接することが記載されている。

【０００５】この箔リードは、近年のリチウム二次電池
の部品点数の減少による低コスト化、または、発電要素
以外の部品の体積の削減による高容量化という研究開発
の流れにも一致しているため、最近、特に注目されてい
る。

【０００６】ところで、この箔リードを電池ケースと封
口板の間に挟み、レーザ封口と同時に溶接する構成に
は、電池を落下させた時などのリード切れや短絡という
課題があり、これらの課題を解決するための構成も各種
提案されている。（特開２０００−２００５９５号公報
等）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
構成では、リード溶接と封口溶接が同時に行われるた
め、封口が不完全になりやすく、歩留まりが低下すると
言う課題があった。本発明は、この課題を解決し、封口
部の信頼性の高いリチウムイオン二次電池を効率的に提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の電池は、正極芯材または負極芯材の一部分
は、活物質が保持されていない未塗工部であり、さらに
前記未塗工部の一部分は、極板群から引き出されて集電
リードとなっており、前記集電リードの端部は、前記集
電リードと主たる構成材料が同じ捨て材と、前記封口板
の間に挟まれてレーザ溶接されていることを特徴とする
ものである。

【０００９】ここで、前記集電リードは前記未塗工部の
一部分に切り欠けを入れて、前記切り欠けを折り返すこ
とによって構成されていることが好ましく、さらに、前
記未塗工部は前記芯材の端にあり、前記集電リードは前
記未塗工部の先端部、すなわち芯材の先端部に、切り込
みを入れて折り返すことによって構成されていること
が、特に好ましい。

【００１０】以上のような構成にすることで、封口板と
集電リードが確実に溶接され、封口板と電池ケースの間
には、何も挟まれていないため封口が効率良く行える。

【００１１】本発明の電池の第２の構成として、捨て材
の一部が折れ曲がり前記封口板と一体になっており、集
電リードは、その捨て材と封口板の間に挟まれてレーザ
溶接されていることを特徴とする。

【００１２】この構成を持つ電池の製造方法は、電極の
未塗工部の一部分を、極板群から引き出して集電リード
を作成し、前記集電リードの端部を、あらかじめ封口板
に設置されている位置決めリブを折り曲げて挟みこむこ
とで仮固定し、前記仮固定部分をレーザ溶接で固定する
方法を用いる。

【００１３】この製造方法は、集電リードの位置決めが
容易なため量産に向いている。

【００１４】本発明の電池の封口板は、薄型封口板であ
り、さらに薄型封口板の周囲および中央部に補強リブが
形成されていることが好ましい。この構成にすると、封
口板の強度を保ちながら、電池内の空間を大きくして容
量を向上させることが出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の構成のリチウムイ
オン二次電池は、正極活物質を正極芯材に保持した正極
および負極活物質を負極芯材に保持した負極とセパレー
タとからなる極板群が電池ケース内に挿入されており、
極板群と封口板が集電リードにより接続されているリチ
ウムイオン二次電池において、前記正極芯材または負極
芯材の一部分は、活物質が保持されていない未塗工部で
あり、さらに前記未塗工部の一部分は、極板群から引き
出されて集電リードとなっており、前記集電リードの端
部は、前記集電リードと主たる構成材料が同じ捨て材と
前記封口板の間に挟まれてレーザ溶接されていることを
特徴とするものである。

【００１６】本発明の正極活物質は、従来公知の正極材
料を用いることができる。例えば、Ｌｉ_XＣｏＯ₂、Ｌｉ
_XＮｉＯ₂、Ｌｉ_XＭｎＯ₂、Ｌｉ_XＣｏ_YＮｉ_1-YＯ₂、Ｌｉ
_XＭｎ₂Ｏ₄があげられる。ここで、上記のＸ値は充放電
開始前の値であり充放電により増減する。また、複数の
異なった正極材料を混合して用いることも可能である。

【００１７】本発明の正極芯材は、用いる正極材料の充
放電電位において化学変化を起こさない電子伝導体であ
れば何でもよいが、特に、アルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金が好ましい。また、表面処理により芯材表面
に凹凸を付けることも望ましい。形状は、特に箔が好ま
しい。

【００１８】前記活物質は、従来公知の導電剤および結
着剤と混合し、ペースト状にして芯材に塗着し、乾燥お
よび圧延を経て芯材に保持される。

【００１９】本発明の負極活物質は、天然黒鉛や人造黒
鉛などの炭素が主に、使われる。

【００２０】本発明に用いられる負極芯材としては、構
成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体
であれば何でもよいが、特に、銅あるいは銅合金が好ま
しい。これらの材料の表面を酸化して用いることもでき
る。また、表面処理により芯材表面に凹凸を付けること
が望ましい。形状は、特に箔が好ましい。

【００２１】前記活物質は、正極と同様、従来公知の導
電剤および結着剤と混合し、ペースト状にして芯材に塗
着し、乾燥および圧延を経て芯材に保持される。

【００２２】本発明に用いられるセパレータとしては、
大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち、
絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、一定温度以
上で孔を閉塞し、抵抗をあげる機能を持つことが好まし
く、耐有機溶剤性と疎水性からポリプロピレン、ポリエ
チレンなどの単独又は組み合わせたオレフィン系ポリマ
ーなどからつくられたシートが用いられる。セパレータ
の孔径は、電極シートより脱離した正負極材料、結着
剤、導電剤が透過しない範囲であることが望ましく、例
えば、０．０１〜１μｍであるものが望ましい。セパレ
ータの厚みは、一般的には、５〜５０μｍが用いられ
る。また、空孔率は、電子やイオンの透過性と素材や膜
圧に応じて決定されるが、一般的には３０〜７０％であ
ることが望ましい。

【００２３】以上述べた正極、負極およびセパレータを
積層または渦巻き状に捲回して極板群を構成する。

【００２４】本発明の電池ケースは、構成された電池に
おいて化学変化を起こさない材質なら構わないが、アル
ミキルド鋼などの鉄系材料やアルミニウム合金などのア
ルミ系材料が好ましい。特に、電池の軽量化の観点から
アルミ系材料が好ましい。

【００２５】本発明の封口板に関しても、電池ケースと
同様、電解液などに対して、化学変化を起こさない材質
なら構わない。電池ケースとの封口に関しては、大きく
分けてかしめと溶接があるが、溶接する場合は、電池ケ
ースとおなじ材質であるのが好ましい。また、電池の軽
量化の観点からアルミ系材料が好ましい。

【００２６】本発明の集電リードは芯材の未塗工部の一
部分が極板群より引き出されたものである。この集電リ
ードの作成については、あらかじめ、芯材の切断による
作成時に集電リードにする予定の芯材の部分を残して作
成する方法など様々な方法がある。これらの中でも、集
電リードは前記未塗工部の一部分に切り欠けを入れて、
前記切り欠けを折り返すことによって構成されているの
が好ましい。

【００２７】前述の方法には、特開平９−１７１８０９
号公報に記載されているように略コ字状の切り欠けを入
れて、それを折り返すことによって集電リードを作成す
る方法がある。それ以外にも切り欠けでなく、芯材の幅
方向の端面から切り込みを芯材の途中まで入れて折り返
す方法がある。

【００２８】さらにこれらの方法の中で、前記未塗工部
は前記芯材の終端にあり、前記集電リードは前記未塗工
部の先端部、すなわち芯材の先端部に、切り込みを入れ
て折り返すことによって構成されていることが、特に好
ましい。この構成にすることにより、芯材の途中に切り
欠けや、切り込みを作る構成に比べ、加工する部分が少
なくなる。特に、極板群が渦巻き状の巻回型の場合に
は、集電リードが極板群の中に巻き込まれる可能性が極
めて少なくなり、効果的である。つまり、極板群は渦巻
き極板群であり、前記渦巻き極板群の最外周に前記未塗
工部および前記集電リードが配置されていることが、好
適である。ただし、未塗工部は最外周に限定されるもの
ではなく、封口板や対極の集電リードとの関係により、
巻き始め部や電極の中央部に位置しても良い。

【００２９】なお、前記集電リードは、保護テープによ
り前記未塗工部に固定されていることが、好ましい。こ
の構成により集電リードの特に端部の位置が固定するた
め、後の溶接工程が容易になる。

【００３０】集電リードの材質に関しては、当然芯材の
材質と同じものになるが、本発明の集電リードの端部
は、集電リードと主たる構成材料が同じ捨て材と封口板
の間に挟まれてレーザ溶接されているものなので、封口
板と同じ材質であるのが好ましい。つまり、アルミ系材
料が好ましい。この時、集電リードを取り出した極板は
正極となる。

【００３１】本発明の集電リードのような金属箔を、封
口板のような金属板に溶接するのは、箔が破れやすいた
め難しい。通常は、超音波溶接法等がよく使われるが、
溶接条件を一定にするのが難しく、例えば一日の気温の
変化ですぐに溶接可能範囲を逸脱する。このため歩留ま
りが悪く、多量の個数を量産する電池の生産には不適で
ある。

【００３２】したがって、本発明の溶接構造は、図１に
示すように集電リード１を、同じ構成材料の捨て材２と
封口板３とで挟み、レーザ溶接している。このような構
成にすることにより、集電リード１が封口板３に確実に
溶接されるという効果以外に、電池を落とした時などの
衝撃で集電リード１が引っ張られた時も、捨て材２が集
電リード１を面状に抑えているのでリード切れを起こし
にくいという効果を生じる。

【００３３】さらに、捨て材が図２に示す捨て材２’の
ようにその端が折れ曲がり封口板３’と接合部４にて一
体になっていると、挟みこまれた集電リード１の封口板
３’内での位置が常にその場所に固定できるため好適で
ある。

【００３４】この構造の溶接方法は、本発明の集電リー
ドの端部を、図３に示すように、あらかじめ封口板３’
に設置されている位置決めリブ５を折り曲げて挟みこむ
ことで図２のごとく仮固定し、捨て材２’の上から集電
リード１と重なっている部分をレーザ溶接で固定する。
この方法だと集電リード１の位置決めが容易になり、精
度もあがる。さらに、その結果として、位置ずれに対す
る余裕を見なくて良いため捨て材２’の大きさも小さく
て済む。

【００３５】本発明の第２の構成のリチウムイオン二次
電池は、正極活物質を正極芯材に保持した正極および負
極活物質を負極芯材に保持した負極とセパレータとから
なる極板群が電池ケース内に挿入されており、極板群と
封口板が集電リードにより接続されているリチウムイオ
ン二次電池において、前記封口板は薄型封口板であり、
前記薄型封口板の周囲および中央部に補強リブが形成さ
れていることを特徴としたものである。封口板を薄型に
すると折れ曲がり等の強度が弱くなるが、本発明の封口
板には周囲および中央部に補強リブが形成されているた
め、強度が強化されている。この効果は、封口板の材質
がアルミ系材料である時に顕著な効果を発揮する。

【００３６】以上述べたきたように、本発明の集電リー
ドおよび本発明の封口板の主たる構成材料はアルミニウ
ムであることが好ましい。このようなアルミ系材料に
は、日本工業規格（ＪＩＳＨ４０００（１９８８）、
ＪＩＳＨ４１６０（１９９４）等）に規定されている
ように、Ａ１０８５、Ａ１０８０、Ａ１０７０及びＡ１
０５０などの純アルミやＡ３００３、Ａ３００４、Ａ３
００５及びＡ３１０５などの強度を強化したアルミ合金
などがある。

【００３７】

【実施例】次に、実施例を用いて、本発明の具体例につ
いて説明する。

【００３８】＜実施例１＞本発明の電池の特性を評価す
るため、以下に説明する角型電池を作製した。

【００３９】図４に本発明の第１の実施例の角型電池の
構造図（一部断面図）を示す。

【００４０】図４において、リチウムイオン二次電池は
正極６、負極７とセパレータ８が捲回されて、極板群９
となっている。

【００４１】正極６はコバルト酸リチウム粉末８５重量
％に対し、導電剤の炭素粉末１０重量％と結着剤のポリ
弗化ビニリデン樹脂（ＰＶｄＦ樹脂）５重量％を混合
し、これらを脱水ＮＭＰに分散させてスラリーを作製
し、厚さ１５μｍのアルミ（Ａ１０８５）箔からなる正
極芯材上に塗布し、乾燥後、圧延して作製した。この正
極６の一方の端は未塗工部になっている。

【００４２】負極７は負極活物質として人造黒鉛粉末を
用い、これの９５重量％に対して、結着剤のＰＶｄＦ樹
脂を５重量％を混合し、これらを脱水ＮＭＰに分散させ
てスラリーを作製し、厚さ１２μｍの銅（Ｃ１１００）
箔からなる負極芯材上に塗布し、乾燥後、圧延して作製
した。

【００４３】セパレータ８には厚さ２７μｍの微多孔性
ポリエチレン単層膜を使用した。

【００４４】極板群９は、正極６の未塗工部が最外周に
なるように捲回されている。さらに、極板群９は、ケー
ス１０内に非水溶媒に電解質塩を溶解した電解液（図示
せず）とともに内蔵されており、封口板１１で密閉され
ている。ケース１０は強度のあるアルミ系材料（Ａ３０
０５）で作製し、封口板１１は、安価なアルミ系材料
（Ａ３００３）で作製した。

【００４５】封口板１１には、封栓１２、正極端子１３
および負極端子１４が組み込まれている。封栓１２は、
電池を組み立てた後、電解液を注液口から注入するが、
その注液口を封じたもので、封口板１１と同じ材質であ
る。

【００４６】正極端子１３は、アルミとニッケルのクラ
ッド板から出来ている。ケース１０および封口板１１
は、電気的に正極と繋がっているため、外部回路との接
続はケース１０および封口板１１のどこから取っても良
いが、アルミ系材料の場合、ニッケルリードとの溶接が
難しい。そのため、クラッド板を用い、封口板１１と
は、アルミ側で溶接し、外部リードを取りやすいように
外側がニッケルになっている。したがって、正極リード
１５は封口板１１に溶接され、正極端子とは直接には接
続されていない。

【００４７】この正極リード１５は、正極６の未塗工部
である終端に１０ｍｍ幅で切り込み１６を入れ、折り返
して作製した。また、図４では、末端部を展開している
ため図示していないが、実施例の電池においては、この
正極リード１５や切り込み１６は、保護テープ（図示せ
ず）にて極板群９に固定されている。

【００４８】負極端子１４には、鉄系材料（ＳＷＣＨ）
を用い、厚さ１５０μｍのニッケルからなる負極リード
１７との接合部は、溶接しやすいようにニッケルメッキ
がされている。この負極端子１４は、封口板１１とは絶
縁樹脂で絶縁されている。負極リード１７は、負極７の
巻き始めに未塗工部を作り、芯材にスポット溶接されて
いる。

【００４９】ケース１０内の極板群９は、樹脂製の枠体
１８で封口板と絶縁されており、正極リード１５は枠体
１８の端の切り欠け１９から引き出されて、封口板１１
と溶接されている。また、負極リード１７は、枠体１８
の中央の角穴２０から引き出されて負極端子１４に接続
されている。

【００５０】また、電解液には、ＥＣとＥＭＣの体積比
１：１の混合溶媒にＬｉＰＦ₆を１モル／リットル溶解
したものを使用した。電解液量は、約２．５ｍｌとし
た。

【００５１】なお、この作製した角型電池は幅３０ｍ
ｍ、高さ４８ｍｍ、厚み５ｍｍである。設計容量は７０
０ｍＡｈとした。

【００５２】本実施例の封口板について図５を用いてさ
らに詳細に説明する。

【００５３】図５は、本実施例の封口板１１を裏側（電
池の内部側）から見た斜視図である。封口板１１は、厚
さが０．６ｍｍであり、周辺部と中央に高さが０．３ｍ
ｍの補強リブ２１がある。このためアルミ製の薄型封口
板でありながら強度が向上している。負極端子１４は、
絶縁樹脂２２にて封口板１１と絶縁されている。負極端
子１４のこちらの面は、ニッケルリードが溶接されやす
いようにニッケルメッキがされている。この図は、組み
立て前の封口板を示しているため、図４で示した封栓１
２は、まだ取りつけられていないので、注液口２３が空
いている。

【００５４】次に、本実施例において集電リードと封口
板の溶接方法について図６および図７を用いて説明す
る。

【００５５】図４で説明した通りに、正極リード１５お
よび負極リード１７を極板群９から引き出した。そして
図６に示す通りに、負極リードは負極端子１４に、そし
て正極リード１５は封口板１１に直接に密着させた。そ
の後、図７に示す通りに厚さ０．１５ｍｍのアルミ（Ａ
３００３）板からなる捨て材２４を正極リード１５の上
にのせ、負極リード１７ともに、２箇所づつレーザ溶接
した。したがって、捨て材２４と負極リード１７は、そ
れぞれ２個のレーザスポット２５で固定されていること
になる。正極リード１５は、捨て材２４で固定されてい
るので、リード切れなどが起こりにくい。

【００５６】この後は、図４で説明した通りに、極板群
９をケース１０に挿入し、枠体１８で極板群９を押さえ
た後、封口板１１をケース１０にはめ込み、レーザ溶接
で封口した。そして注液口から電解液を注液し、封栓１
２で注液口を封じ、レーザ溶接で固定し、角型電池を完
成させた。

【００５７】＜実施例２＞本実施例においては、封口板
の構造および正極リードと封口板の溶接構造のみが実施
例１と違い、その他の構成は実施例１とまったく同じで
ある角型電池を作製した。図８および図９を用いて封口
板の構造および正極リードと封口板の溶接構造を説明す
る。

【００５８】図８において、封口板１１’の構成材、厚
さおよび外形は実施例１とまったく同じである。また、
中央及び周辺の補強リブ２１もまったく同じであり、組
み込まれている負極端子１４および絶縁樹脂２２、また
注液口２３も同じである。違いは、封口板１１’には位
置決めリブ２６が一体となって構成されている。

【００５９】実施例１と同様に負極リード１７は負極端
子１４に、そして正極リード１５は封口板１１’に直接
に密着させた。その後、位置決めリブ２６を折り曲げ
て、正極リード１５を挟みこみ、図９に示すような捨て
材２４’とした。このような作り方のため捨て材２４’
は、ちょうどその端が折れ曲がり、接合部２７で封口板
１１’と一体になっている。このような構成をとると正
極リード１５の位置決めが行いやすい。

【００６０】その後は、実施例１と同様に捨て材２４’
および負極リード１７を２箇所づつレーザ溶接した。し
たがって、実施例１と同様、捨て材２４’と負極リード
１７は、それぞれ２個のレーザスポット２５で固定され
ていることになり、正極リード１５も、実施例１と同
様、リード切れなどが起こりにくい。

【００６１】最後に、実施例１と同じ方法で角型電池を
完成させた。

【００６２】＜比較例１＞本比較例では、正極リードと
封口板の溶接以外は、実施例１とまったく同じ構成を用
い、正極リードと封口板の溶接の際に捨て材を用いず
に、図６の状態からレーザ溶接を行った。

【００６３】その結果、レーザにより正極リードに穴が
あき、封口板との溶接が出来なかった。したがって角型
電池も作製出来なかった。

【００６４】＜比較例２＞本比較例では、比較例１で用
いたレーザ溶接でなく、超音波溶接を用いて、正極リー
ドと封口板を２箇所溶接した。それ以外の構成は実施例
１とまったく同じにして角型電池を作製した。

【００６５】＜比較例３＞本比較例では、正極リード
は、封口板に溶接するのではなく、封口板とケースの間
に挟みこんで、レーザ溶接で封口する際に同時に溶接し
た。この際、リード切れが起こりにくいように、図４の
切り込み１９から正極リード１５をひきだして、切り込
み１９とは反対の面で封口板１１とケース１０の間に挟
んだ。それ以外の構成は実施例１とまったく同じにして
角型電池を作製した。

【００６６】＜溶接および電池の評価＞溶接および電池
の評価に関しては、前述の５種類の実施例１、２および
比較例１から３の試作を１００回行い、以下の評価をお
こなった。

【００６７】（１）正極リードと封口板との溶接具合正極リードを封口板に溶接した後、正極リードを手で引
っ張り、外れなかったものは、正常に溶接されていると
判断した。（表１）にその個数を示す。比較例１は、す
べて外れてしまった。比較例３の電池は、この評価を行
っていない。

【００６８】（２）封口時の溶接具合（１）で正常に判断されたものを電池に組み立て封口し
た。比較例１は全ての試作が外れたので電池は組み立て
なかった。したがって、以降の評価は行っていない。比
較例３は、（１）の評価を行っていないので、１００個
すべて電池に組み立て封口した。外観検査を行い、穴な
どがあいていなく気密に封口されているものを良品と判
断した。（表１）にその歩留まり（良品率）を示す。

【００６９】（３）落下試験（２）で良品と判断されたものを、注液し、封栓で注液
口を封じ、レーザ溶接で固定した。

【００７０】落下試験は、電池を、１．９ｍの高さから
コンクリート上に落下させた。その際、角型電池の６面
のそれぞれを下にして１回づつ、計６回落下させそれを
１セットとした。これを、ケースが壊れ、漏液するまで
行った。すべての電池は２５セット以内に漏液した。初
期の電池の内部抵抗（ＩＲ）と漏液時のＩＲをそれぞれ
測定した。同じく（表１）に漏液までの平均回数（セッ
ト数）、初期の平均ＩＲ（ＩＲ₀）、漏液時の平均ＩＲ
（ＩＲ_r）、その差（ΔＩＲ）および変化率（ΔＩＲ／
ＩＲ₀）を示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】（表１）において、実施例１および２の電
池は、比較例の電池に比べすべての評価が良かった。比
較例２の超音波溶接方法は、最適溶接条件を一定にする
のが難しく、（１）のリード溶接で歩留まりが悪かっ
た。また、比較例２は、落下試験後のＩＲの上昇が大き
く、ほとんどの電池でリードが外れていると考えられ
る。

【００７３】また、比較例３のリードを封口板とケース
に挟み込むタイプの電池は、封口がやや悪く、落下試験
でも漏液しやすい結果となった。実施例１より実施例２
の電池の方がＩＲの上昇が少ないのは、位置決めリブに
よる位置決め精度の向上のために溶接がしっかりついて
いるためと考えられる。

【００７４】なお、本実施例では、ケースおよび封口板
がアルミ系材料からなり、集電リードが正極芯材から引
き出されたものであるが、これ以外にも例えばケースお
よび封口板が鉄系材料からなり、集電リードが負極芯材
から引き出されたものでもおなじ作用、効果を生じる。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたとおり、本発明のリチウムイ
オン二次電池およびその製造方法を使用すれば、集電リ
ードが芯材のような薄型である電池においても封口部お
よび集電リードの接続構造の信頼性が高いリチウムイオ
ン二次電池を効率的に提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶接構造の一実施形態を示す構造模式
図

【図２】本発明の溶接構造の別の実施形態を示す構造模
式図

【図３】本発明の溶接方法の一実施形態の一中間工程を
示す構造模式図

【図４】本発明の実施例で用いた角形電池の斜視図（一
部断面図）

【図５】本発明の実施例で用いた封口板の斜視図

【図６】本発明の実施例で用いた溶接方法の中間工程を
示す斜視図

【図７】本発明の実施例で用いた溶接方法の最終工程を
示す斜視図

【図８】本発明の別の実施例で用いた溶接方法の中間工
程を示す斜視図

【図９】本発明の別の実施例で用いた溶接方法の最終工
程を示す斜視図

【符号の説明】

１集電リード２、２’ 捨て材３、３’ 封口板４接合部５位置決めリブ６正極７負極８セパレータ９極板群１０ケース１１、１１’ 封口板１２封栓１３正極端子１４負極端子１５正極リード１６切り込み１７負極リード１８枠体１９切り欠け２０角穴２１補強リブ２２絶縁樹脂２３注液口２４、２４’ 捨て材２５レーザスポット２６位置決めリブ２７接合部

フロントページの続きＦターム(参考） 4E068 BH01 DA09 5H011 AA01 AA03 AA09 EE04 FF03 GG09 JJ02 5H022 AA09 BB17 CC11 EE01 5H029 AJ11 AJ14 AK03 AK18 AL06 AL07 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ04 CJ05 DJ02 DJ05 DJ07 EJ01 EJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極活物質を正極芯材に保持した正極お
よび負極活物質を負極芯材に保持した負極とセパレータ
とからなる極板群が電池ケース内に挿入されており、極
板群と封口板が集電リードにより接続されているリチウ
ムイオン二次電池において、前記正極芯材または負極芯
材の一部分は、活物質が保持されていない未塗工部であ
り、さらに前記未塗工部の一部分は、極板群から引き出
されて集電リードとなっており、前記集電リードの端部
は、前記集電リードと主たる構成材料が同じ捨て材と前
記封口板の間に挟まれてレーザ溶接されていることを特
徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】前記集電リードは前記未塗工部の一部分
に切り欠けを入れて、前記切り欠けを折り返すことによ
って構成されていることを特徴とする請求項１記載のリ
チウムイオン二次電池。
【請求項３】前記未塗工部は前記芯材の端にあり、前
記集電リードは前記未塗工部の先端部、すなわち芯材の
先端部に、切り込みを入れて折り返すことによって構成
されていることを特徴とする請求項１記載のリチウムイ
オン二次電池。
【請求項４】前記極板群は渦巻き極板群であり、前記
渦巻き極板群の最外周に前記未塗工部および前記集電リ
ードが配置されていることを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】前記集電リードは、保護テープにより前
記未塗工部に固定されていることを特徴とする請求項１
から４のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】前記捨て材は、その一部が折れ曲がり前
記封口板と一体になっていることを特徴とする請求項１
記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】正極活物質を正極芯材に保持した正極お
よび負極活物質を負極芯材に保持した負極とセパレータ
とからなる極板群が電池ケース内に挿入されており、極
板群と封口板が集電リードにより接続されているリチウ
ムイオン二次電池において、前記封口板は薄型封口板で
あり、前記薄型封口板の周囲および中央部に補強リブが
形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電
池。
【請求項８】前記集電リードおよび前記封口板の主た
る構成材料はアルミニウムである請求項１から７のいず
れかに記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項９】正極または負極の芯材に、未塗工部を残
して活物質を塗着して極板を作成し、さらにもう一方の
極性を持つ活物質を芯材に塗着して作成した極板とをセ
パレータを介して極板群を作成し、さらに前記未塗工部
の一部分を、極板群から引き出して集電リードを作成
し、前記集電リードの端部を、あらかじめ封口板に設置
されている位置決めリブを折り曲げて挟みこむことで仮
固定し、前記仮固定部分をレーザ溶接で固定した後、前
記極板群を電池ケースに挿入し、前記電池ケース開口部
と封口板をレーザを用いて溶接することにより封口する
工程を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池の
製造方法。