JP2003022842A - リチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池

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    • Y10T29/49114—Electric battery cell making including adhesively bonding

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性及び省スペース性に優れたリチウム二
次電池を提供する。 【解決手段】 少なくとも１枚の金属箔体１Ａから構成
された正極板及び負極板が捲回又は積層された、その内
部に非水電解液を含浸した内部電極体と、この内部電極
体から電流を導出するための集電部材４Ａとを備えたリ
チウム二次電池である。正極板及び／又は負極板を構成
する金属箔体１Ａの端縁１５と、正極集電部材４Ａ及び
／又は負極集電部材の所定箇所とを接合することによ
り、内部電極体から電流を導出する構成を有し、さらに
金属箔体１Ａの端縁１５のうち、正極集電部材４Ａ及び
／又は負極集電部材の所定箇所と接合されるべく配列さ
れた端縁（接合端縁）１５と、正極集電部材４Ａ及び／
又は負極集電部材の所定箇所とを接合してなる構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、リチウム二次電
池（以下、単に「電池」ともいう）に関し、さらに詳し
くは、生産性及び省スペース性に優れたリチウム二次電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】 近年、国際的な地球環境の保護のため
の省資源化や省エネルギー化の要請が高まり、電気自動
車やハイブリッド電気自動車（以下、単に「電気自動車
等」ともいう）のモータ駆動用電源として、リチウム二
次電池の開発が進められている。
【０００３】 このリチウム二次電池は、その内部に正
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た内部電極体（以下、単
に「電極体」ともいう）を備えている。
【０００４】 従来、図２０に示すように、例えば、捲
回型の内部電極体６１には、正極板６２と負極板６３と
をセパレータ６４を介して捲回して作製され、正極板６
２及び負極板６３（以下、「電極板６２、６３」ともい
う）のそれぞれに、少なくとも１枚の正極用の集電タブ
６５及び負極用の集電タブ６６（以下、「集電タブ６
５、６６」ともいう）が配設される。そして、図１９に
示すように、集電タブ６５、６６の、電極板６２、６３
と接続された反対側の端部は、内部端子６９Ａ、６９Ｂ
等に取り付けられる。なお、符号７６は弾性体（パッキ
ン）を、符号７７は絶縁性ポリマーフィルムを、符号７
８は放圧弁を、符号７９は金属箔を示す。
【０００５】 電極板としては、正極板にアルミニウム
等、負極板に銅、ニッケル等の金属箔体等を集電基板と
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、集電タブは、このような集電基板の少なくとも一
辺に配設される。
【０００６】 しかし、集電タブは、電極体を捲回する
ときに、ひとつずつ電極板にスポット溶接等して取り付
ける必要があるために、その工程は煩雑であるという問
題があった。また、集電タブの、電極板と接続された反
対側の端部は、それら複数の集電タブを揃えて束ね、内
部端子にリベット等を用いて打ち込み接続等して取り付
ける必要があるために、その工程も同様に煩雑であり、
また低抵抗に接続することは容易ではないという問題が
あった。さらに、複数枚の集電タブを用いて電極体と内
部端子を接続するには、その分の、より大きなスペース
が必要であるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、かかる従
来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、内部電極体からの電流導出部分に、各電極板
と集電部材を直接的に接合して電流を導出するという構
成を採用することにより、生産性及び省スペース性に優
れたリチウム二次電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、少なくとも１枚の金属箔体から構成された正極板
及び負極板が捲回又は積層された、その内部に非水電解
液を含浸した内部電極体と、この内部電極体から電流を
導出するための正極集電部材及び負極集電部材とを備え
たリチウム二次電池であって、前記正極板及び／又は前
記負極板を構成する前記金属箔体の端縁と、前記正極集
電部材及び／又は前記負極集電部材の所定箇所とを接合
することにより、前記内部電極体から電流を導出する構
成を有し、さらに前記金属箔体の端縁のうち、前記正極
集電部材及び／又は前記負極集電部材の前記所定箇所と
接合されるべく配列された端縁（接合端縁）と、前記正
極集電部材及び／又は前記負極集電部材の前記所定箇所
とを接合してなることを特徴とするリチウム二次電池が
提供される。このとき、内部端子、外部端子、及び電池
蓋を有する電極蓋をさらに備え、前記正極集電部材及び
／又は前記負極集電部材が、電極リード部材を用いて前
記内部端子に接続されて構成されていてもよい。また、
前記集電部材が、電極蓋を兼用していてもよい。
【０００９】 本発明においては、正極板を構成する金
属箔体（正極金属箔体）の接合端縁と、正極集電部材の
所定箇所から接合端縁に向かって延設された、その先端
に接合面を有する接合部とを、接合端縁の挟幅端面と接
合面とを対向させた状態で接合してなることが好まし
い。本発明においては、正極金属箔体と正極集電部材と
がアルミニウム又はアルミニウム合金から構成されてい
ることが好ましく、正極集電部材の所定箇所が、正極集
電部材の先端部であることが好ましい。
【００１０】 また、本発明においては、負極板を構成
する金属箔体（負極金属箔体）の接合端縁と、負極集電
部材の所定箇所から接合端縁に向かって延設された、そ
の先端に接合面を有する接合部とを、接合端縁近傍の側
面部と接合面とを密着させて接合してなることが好まし
い。本発明においては、負極金属箔体と負極集電部材と
が銅又は銅合金から構成されていることが好ましく、側
面部と接合面とを、接合端縁近傍を屈曲することにより
密着させていることが好ましい。本発明においては、金
属箔体と負極集電部材との接合部分において、金属箔体
から負極集電部材の方向へ柱状晶が形成されていること
が好ましい。負極集電部材の所定箇所が、負極集電部材
の先端部であることが好ましい。
【００１１】 正極金属箔体の接合端縁と、正極集電部
材の所定箇所との接合箇所（正極接合箇所）が、正極集
電部材の所定箇所に形成した接合端縁側に突出した凸状
部にエネルギー線を照射し、正極集電部材の凸状部を溶
解して、正極集電部材の凸状部と正極金属箔体の接合端
縁とを溶着させることにより形成されたものであること
が好ましい。
【００１２】 また、本発明においては、負極金属箔体
の接合端縁と、負極集電部材の所定箇所との接合箇所
（負極接合箇所）が、負極集電部材の所定箇所に形成し
た接合端縁側に突出した凸状部にエネルギー線を照射
し、負極集電部材の凸状部を溶解して、負極集電部材の
凸状部と負極金属箔体の接合端縁とを溶着させることに
より形成されたものであることが好ましい。
【００１３】 正極集電部材及び／又は負極集電部材の
形状について、特に制限はないが、十字形、Ｙ字形、若
しくはＩ字形の板状部材、又は一部に切り欠きを有する
円板状部材であることが好ましい。
【００１４】 正極集電部材及び／又は負極集電部材
が、凸状部とそれ以外の平坦部とを有する形状であり、
凸状部の厚みと、平坦部の厚みとの差が０．１ｍｍ以上
であることが好ましく、正極集電部材における平坦部の
厚みが０．４ｍｍ以上であることが好ましく、正極集電
部材における凸状部の厚みが０．６ｍｍ以上であること
が好ましい。
【００１５】 本発明においては、正極接合箇所が形成
されるに際して、エネルギー線が、正極金属箔体の挟幅
端面を含む面の法線に対して、角度θ（０°＜θ≦９０
°）で所定箇所に照射されてなることが好ましく、正極
接合箇所が形成されるに際して、エネルギー線の照射点
におけるパワー密度が３ｋＷ／ｍｍ2以上であることが
好ましい。
【００１６】 本発明においては、負極集電部材におけ
る平坦部の厚みが０．２ｍｍ以上であることが好まし
く、負極集電部材における凸状部の厚みが０．４ｍｍ以
上であることが好ましい。
【００１７】 本発明においては、負極接合箇所が形成
されるに際して、エネルギー線が、負極金属箔体の側面
部を含む面の法線に対して、角度θ（０°≦θ≦３０
°）で所定箇所に照射されてなることが好ましく、負極
接合箇所が形成されるに際して、エネルギー線の照射点
におけるパワー密度が６ｋＷ／ｍｍ2以上であることが
好ましい。
【００１８】 負極接合箇所が形成されるに際して、平
坦部の厚みをＬ1（ｍｍ）、パワー密度をＥ（ｋＷ／ｍ
ｍ2）としたとき、下記式（２）を満足することが好ま
しく、負極集電部材におけるエネルギー線の照射点が平
面状であることが好ましく、照射点のスポット径が１ｍ
ｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
【数２】Ｌ1≦Ｅ／７ …（２）
【００２０】 正極集電部材が、その凸状部が挟幅端面
に略垂直に交差するように配置されてなることが好まし
い。エネルギー線が、挟幅端面に略垂直に交差する線に
対して、角度が略垂直で正極集電部材の凸状部に照射さ
れてなることが好ましい。
【００２１】 負極集電部材が、その凸状部が負極金属
箔体の側面部に略垂直に交差するように配置されてなる
ことが好ましく、エネルギー線が、負極金属箔体の側面
部に略垂直に交差する線に対して、角度が略垂直で負極
集電部材の凸状部に照射されてなることが好ましい。
【００２２】 エネルギー線が、金属箔体に直接照射し
ないでなることが好ましい。隣り合う金属箔体どうしが
間隙を保持して配列されてもよい。エネルギー線が、レ
ーザー又は電子ビームによるものであることが好まし
い。また、エネルギー線が連続波であることが好まし
く、レーザーがＹＡＧレーザーであることが好ましい。
正極集電部材と正極金属箔体との接合を補助する接合材
料が、正極金属箔体及び／又は正極集電部材の所定箇所
に塗布され、若しくは正極金属箔体と正極集電部材の所
定箇所との間に挟持されて、正極集電部材の所定箇所及
び接合材料にエネルギー線を照射し、それらを溶解させ
て、溶解した正極集電部材の所定箇所及び接合材料を正
極金属箔体の接合端縁に溶着させることにより形成され
たものであることが好ましい。
【００２３】 また、負極集電部材と負極金属箔体との
接合を補助する接合材料が、負極金属箔体及び／又は正
極集電部材の所定箇所に塗布され、若しくは負極金属箔
体と負極集電部材の所定箇所との間に挟持されて、負極
集電部材の所定箇所及び接合材料にエネルギー線を照射
し、それらを溶解させて、溶解した正極集電部材の所定
箇所及び接合材料を負極金属箔体の接合端縁に溶着させ
ることにより形成されたものであることが好ましい。
【００２４】 本発明は、具体的には、２Ａｈ以上の容
量を有するものに好適に用いられ、エンジン起動用に、
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出来る。
【００２５】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図４に示すように、
本発明のリチウム二次電池は、少なくとも１枚の金属箔
体から構成された正極板及び負極板が捲回又は積層され
た、その内部に非水電解液を含浸した内部電極体（捲回
型内部電極体６１）と、この内部電極体から電流を導出
するための正極集電部材４Ａと負極集電部材４Ｂとを備
えたリチウム二次電池６８であって、正極板及び／又は
負極板を構成する少なくとも１枚の金属箔体の端縁と、
正極集電部材４Ａ及び／又は負極集電部材４Ｂの所定箇
所とを接合することにより、内部電極体から電流を導出
する構成を有し、さらに金属箔体の端縁のうち、正極集
電部材４Ａ及び／又は負極集電部材４Ｂの所定箇所と接
合されるべく配列された端縁（接合端縁）１５と、正極
集電部材４Ａ及び／又は負極集電部材４Ｂの所定箇所と
を接合してなることを特徴とするものである。
【００２６】 また、図１は、本発明のリチウム二次電
池における、正極板と正極集電部材の接合の一実施例を
模式的に示す斜視図であり、正極板を構成する少なくと
も１枚の金属箔体（正極金属箔体１Ａ）の端縁と、正極
集電部材４Ａの所定箇所とを接合することにより、内部
電極体から電流を導出する構成を有し、さらに金属箔体
の端縁のうち、正極集電部材４Ａの所定箇所と接合され
るべく配列された端縁（接合端縁）１５と、正極集電部
材４Ａの所定箇所とを接合している状態を示している。
【００２７】 さらに、図３は、本発明のリチウム二次
電池における、負極板と負極集電部材の接合の一実施例
を模式的に示す斜視図であり、負極板を構成する少なく
とも１枚の金属箔体（負極金属箔体１Ｂ）の端縁と、負
極集電部材４Ｂの所定箇所とを接合することにより、内
部電極体から電流を導出する構成を有し、さらに金属箔
体の端縁のうち、負極集電部材４Ｂの所定箇所と接合さ
れるべく配列された端縁（接合端縁）１５と、負極集電
部材４Ｂの所定箇所とを接合している状態を示してい
る。
【００２８】 本発明においては、図４に示すように、
前記構成に加えて内部端子６９Ａ、６９Ｂ、外部端子７
０Ａ、７０Ｂ、及び電池蓋７１Ａ、７１Ｂを有する電極
蓋を備え、正極集電部材４Ａ、負極集電部材４Ｂが、各
々電極リード部材７２を用いて内部端子６９Ａ、６９Ｂ
に接続されてなる構成を有してもよい。このとき、電極
リード部材７２としては、接続される集電部材４Ａ、４
Ｂ及び内部端子６９Ａ、６９Ｂと、その合金を含む同種
金属から構成されることが好ましい。具体的には、正極
内部端子６９Ａ及び正極集電部材４Ａにアルミニウム又
はアルミニウム合金を用いた場合には、正極の電極リー
ド部材にアルミニウム又はアルミニウム合金を採用し、
負極内部端子６９Ｂ及び負極集電部材４Ｂに銅又は銅合
金を用いた場合には、負極の電極リード部材に銅又は銅
合金を採用することが好ましい。なお、本発明は、電極
リード部材を用いなくとも、集電部材４Ａ、４Ｂと内部
端子６９Ａ、６９Ｂとを直接的に接合し、通電させても
構わないものである。また、本発明は、本発明にかかる
電流導出部分を正極及び負極に用いてもよいし、正極又
は負極のどちらか一方で用いてもよいものである。
【００２９】 また、本発明においては、図７に示すよ
うに、集電部材５４が、電極蓋を兼用している構成であ
ってもよい。図７では、片端が開放された円筒形の電池
ケース７３を用い、その電池ケース７３の片端にくびれ
加工を形成した例を示しているが、集電部材５４が電極
蓋を兼用している構成であれば、電池の形状に特に制限
はなく、電池ケース７３の両端がくびれ加工されていて
も、或いは電池ケース７３に両端が開放されたものを用
いても構わない。また、図７では、正極側に放圧孔７５
を有する例を示しているが、負極側に放圧孔を有する構
成でも構わない。
【００３０】 図４、７に示すように、内部電極体（捲
回型内部電極体６１）からの電流導出部分に、各電極板
と集電部材４Ａ、４Ｂ、５４を直接的に接合して電流を
導出するという構成を採用することにより、従来の電流
導出手段である集電タブを用いる必要がないために、煩
雑な集電タブの取り付け工程を不要とすることにより、
生産性の向上を図ることが出来、また、集電タブの長さ
の分のスペースを省くことが出来ることより、省スペー
ス性の向上を図ることが出来る。本発明の電流導出部分
は、後述するようにして作製されるので複数の集電タブ
を取り付けることより簡易であり、スペース的にも集電
タブより有利である。このことについては、下記にて詳
しく説明する。
【００３１】 本発明においては、図１に示すように、
正極板を構成する正極金属箔体１Ａの接合端縁１５と、
正極集電部材４Ａの所定箇所から接合端縁１５に向かっ
て延設された、その先端に接合面を有する接合部５と
を、挟幅端面２と接合面とを対向させた状態で接合して
なることが好ましく、正極金属箔体１Ａと、これに接合
される正極集電部材４Ａを構成する金属材料は、リチウ
ム二次電池の構成部材として良好な特性を発揮させると
いった観点からアルミニウム又はアルミニウム合金であ
ることが好ましい。また、図８に示すように、正極金属
箔体１Ａの接合端縁１５と、正極集電部材４Ａの所定箇
所との接合箇所（正極接合箇所）が、正極集電部材４Ａ
の所定箇所に形成した接合端縁１５側に突出した凸状部
７にエネルギー線８を照射し、正極集電部材４Ａの凸状
部７を溶解して、正極集電部材４Ａの凸状部７と正極金
属箔体１Ａの接合端縁１５とを溶着させることにより形
成されたものであることが好ましい。さらに、正極集電
部材４Ａの所定箇所が、正極集電部材４Ａの先端部６で
あることが、接合面の確認のし易いことから好ましい。
【００３２】 本発明のリチウム二次電池の正極接合箇
所を形成する一例として下記の方法を挙げることが出来
る。すなわち、図８に示すように、正極金属箔体１Ａの
端縁のうち、正極集電部材４Ａと接合されるべく配列さ
れた端縁（接合端縁）１５の所定箇所上に、接合端縁１
５側に突出する凸状部７を所定箇所上に設けた正極集電
部材４Ａを、凸状部７と少なくとも１以上の挟幅端面２
とが接するように、又は近接するように配置し、正極集
電部材４Ａの凸状部７にエネルギー線８を照射し、それ
を溶解させて、溶解した正極集電部材４Ａの凸状部７を
正極金属箔体１Ａの接合端縁１５に溶着させて、正極金
属箔体１Ａと正極集電部材４Ａとの接合体を形成する方
法を挙げることが出来る。
【００３３】 また、例えば図８に示す、正極集電部材
４Ａの所定箇所の、正極金属箔体１Ａの接合端縁１５側
に突出する凸状部７の形状としても特に制限はなく、正
極金属箔体１Ａの接合端縁１５と正極集電部材４Ａとの
溶着を容易にするために、凸状部７の凸面と正極金属箔
体１Ａの挟幅端面２との接触を確実に行うことが好まし
く、例えば、凸状部７の凸面と正極金属箔体１Ａの挟幅
端面２とが点接触するように形成されたものを好適例と
して挙げることが出来る。
【００３４】 集電部材の凸状部の形状の具体的な例を
図１５、１６に示す。本発明のリチウム二次電池に用い
られる正極集電部材４Ａ、及び後述する負極集電部材４
Ｂの凸状部７の形状は、図１５に示すような台形状であ
ってもよく、図１６に示すような尖塔状であってもよ
い。なお、図１５、１６においてＬ1は平坦部１２の厚
み、Ｌ2は凸状部７の厚みを示す。
【００３５】 本発明のリチウム二次電池においては、
図１５、１６に示すように正極集電部材４Ａは凸状部７
とそれ以外の平坦部１２とを有する形状であり、凸状部
７の厚み（Ｌ2）と、平坦部１２の厚み（Ｌ1）との差が
０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．６ｍｍ以上
であることがさらに好ましく、０．８ｍｍ以上であるこ
とが特に好ましい。凸状部７と平坦部１２との厚みの差
が０．１ｍｍ未満である場合には、凸状部７の形状的な
特徴が発揮されず、凸状部７と正極金属箔体１Ａとの接
触状態が不安定となるために好ましくない。また、本発
明においては凸状部７と平坦部１２との厚みの差の上限
値については特に限定されないが、正極集電部材の加工
精度及び強度等から適宜設定されればよく、例えば３ｍ
ｍ以下であればよい。
【００３６】 接合に際して正極金属箔に正極集電部材
を押さえ付けるときに、当該正極集電部材の変形や損傷
等の発生を防止するといった観点からは、正極集電部材
４Ａの平坦部の厚み（Ｌ1）が０．４ｍｍ以上であるこ
とが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ま
しく、０．６ｍｍ以上であることが特に好ましい。な
お、前記平坦部の厚みの上限値については特に限定され
ないが、溶接部分とは直接的には関係のない部分である
ため正極集電部材の強度及び重量等から適宜設定されれ
ばよく、例えば２ｍｍ以下であればよい。
【００３７】 また、正極集電部材４Ａの凸状部の厚み
（Ｌ2）は０．６ｍｍ以上であることが好ましく、０．
７ｍｍ以上であることがさらに好ましく、０．８ｍｍ以
上であることが特に好ましい。このことにより、より強
固に接合することが出来る。なお、凸状部の厚みの上限
値については特に限定されないが、照射されるエネルギ
ー線のパワーの限界から適宜設定されればよい。
【００３８】 本発明のリチウム二次電池に用いられる
正極集電部材のエネルギー線照射部の形状に関して、以
下に示す形状のものを好適な例として挙げることが出来
る。図８には、先端部６に凸状部７を有する正極集電部
材４Ａの例を示しているが、この場合には、正極集電部
材４Ａの上面側からエネルギー線８を照射することによ
り、正極集電部材４Ａと正極金属箔体１Ａの接合端縁１
５とを溶着させて接合させることが出来る。
【００３９】 図１０には、図８の正極集電部材４Ａに
比べ、凸状部３３に厚みを有する正極集電部材３１Ａの
例を示しているが、この場合には、正極集電部材３１Ａ
の上面側からエネルギー線３４を照射することの他に、
凸状部３３の側面へエネルギー線３５を照射することに
よっても、正極集電部材３１Ａと正極金属箔体１Ａの接
合端縁１５とを溶着させて接合させることが出来る。
【００４０】 図１１には、板状の正極集電部材４１
を、その端面が正極金属箔体１Ａの接合端縁１５に接す
るように配置する例を示しているが、この場合には、正
極集電部材４１の側面側からエネルギー線４２を照射す
ることにより、正極集電部材４１と正極金属箔体１Ａの
接合端縁１５とを溶着させて接合させることが出来る。
このように、本発明のリチウム二次電池は、図１１に示
すような、凸状部を有しない板状の正極集電部材４１と
複数の正極金属箔体１Ａとを接合させることによっても
製造することが出来る。
【００４１】 図１２には、正極集電部材５１Ａの先端
部ではない、所定箇所に凸状部５２を有する例を示して
いるが、この場合には、その凸状部５２を設けた正極集
電部材５１Ａの背面にエネルギー線５３を照射して、そ
の正極集電部材５１Ａと正極金属箔体１Ａとを接合させ
ることが出来る。
【００４２】 一方、本発明においては、図３に示すよ
うに、負極板を構成する負極金属箔体１Ｂの接合端縁１
５と、負極集電部材４Ｂの所定箇所から接合端縁１５に
向かって延設された、その先端に接合面を有する接合部
５とを、接合端縁１５近傍の側面部１３と接合面とを密
着させて接合してなることが好ましく、負極金属箔体１
Ｂと、これに接合される負極集電部材４Ｂを構成する金
属材料は、リチウム二次電池の構成部材として良好な特
性を発揮させるといった観点から銅又は銅合金であるこ
とが好ましい。また、図９に示すように、負極金属箔体
１Ｂの接合端縁１５と、負極集電部材４Ｂの所定箇所と
の接合箇所（負極接合箇所）が、負極集電部材４Ｂの所
定箇所に形成した接合端縁１５側に突出した凸状部７に
エネルギー線８を照射し、負極集電部材４Ｂの凸状部７
を溶解して、負極集電部材４Ｂの凸状部７と負極金属箔
体１の接合端縁１５とを溶着させることにより形成され
たものであることが好ましい。さらに、負極集電部材４
Ｂの所定箇所が、負極集電部材４Ｂの先端部６であるこ
とが、接合面の確認のし易いことから好ましい。
【００４３】 本発明のリチウム二次電池における負極
金属箔体と負極集電部材との接合方法の例として下記の
方法を挙げることが出来る。すなわち、図９に示すよう
に、負極金属箔体４Ｂの端縁のうち、負極集電部材４Ｂ
と接合されるべく配列された端縁（接合端縁）１５の所
定箇所上に、接合端縁１５側に突出する凸状部７を所定
箇所上に設けた負極集電部材４Ｂを、凸状部７と少なく
とも１以上の接合端縁１５近傍の側面部１３とが密着す
るように配置し、負極集電部材４Ｂの凸状部７にエネル
ギー線８を照射し、それを溶解させて、溶解した負極集
電部材４Ｂの凸状部７を負極金属箔体１Ｂの接合端縁１
５に溶着させて、負極金属箔体１Ｂと負極集電部材４Ｂ
とを接合することが出来る。
【００４４】 このとき、接合端縁１５近傍を屈曲する
ことにより側面部１３と、接合面である凸状部７とを密
着させればよい。接合端縁１５の近傍を屈曲して側面部
１３と凸状部７とを密着させる方法としては、図１７に
示すように、予め適当な方法により接合端縁１５の近傍
を屈曲しておき（図１７（ａ））、次いで、側面部１３
の上に負極集電部材４Ｂを配置する（図１７（ｂ））こ
との他、図１８に示すように、接合端縁に接合されるべ
き負極集電部材４Ｂを適当な圧力で押さえ付けて屈曲及
び密着させる方法（図１８（ｂ）、（ｃ））等を挙げる
ことが出来る。
【００４５】 本発明のリチウム二次電池においては、
負極金属箔体と負極集電部材との接合部分に、負極金属
箔体から負極集電部材の方向へ柱状晶が形成されている
ことが好ましい。一般に溶接金属は、溶融金属が母材
（未溶融部）の結晶粒上に同一結晶方位をもって成長
（エピタキシャル成長）する。このように形成された固
相は熱源の移動に伴い、溶接ビード（溶融部分）内部へ
成長する。この成長は、温度勾配の最も大きい方向に成
長し易く、その方向へほぼ一方向にのびた形態で成長
し、このように成長した結晶は柱状晶と呼ばれる。
【００４６】 負極集電部材の溶融化した部分は、冷却
されるにしたがって再結晶化するが、負極金属箔体を通
じて溶融部分の熱が急速に拡散する。すなわち、負極金
属箔体に密着した部分の溶融金属の温度が低下し、負極
金属箔体と溶融金属の界面が核となって負極金属箔体か
ら負極集電部材の方向へ柱状晶が形成し易くなると考え
られる。さらに、本発明では負極金属箔体の接合端縁近
傍の側面部が負極集電部材と隙間なく密着して接触状態
が良好であるために、負極金属箔体を通じた冷却効果に
より、柱状晶が形成し易い状態となる。接合部分におい
て負極金属箔体から負極集電部材の方向へ柱状晶が形成
している本発明のリチウム二次電池は、負極金属箔体と
負極集電部材との接合状態が良好、すなわち、接合部分
の機械的強度が強く信頼性に優れたリチウム二次電池で
ある。
【００４７】 本発明のリチウム二次電池に用いられる
負極金属部材の所定箇所に設けられた凸状部の形状には
特に制限はない。ここで、凸状部の形状の具体的な例を
図１５、１６に示す。本発明のリチウム二次電池に用い
られる負極集電部材４Ｂの凸状部７の形状は、図１５に
示すような台形状であってもよく、図１６に示すような
尖塔状であってもよい。
【００４８】 本発明のリチウム二次電池においては、
図１５、１６に示すように負極集電部材４Ｂは凸状部７
とそれ以外の平坦部１２とを有する形状であり、凸状部
７の厚み（Ｌ2）と、平坦部１２の厚み（Ｌ1）との差が
０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．６ｍｍ以上
であることがさらに好ましく、０．８ｍｍ以上であるこ
とが特に好ましい。凸状部７と平坦部１２との厚みの差
が０．１ｍｍ未満である場合には、凸状部７の形状的な
特徴が発揮されず、凸状部７と負極金属箔体１Ｂとの接
触状態が不安定となるために好ましくない。また、負極
集電部材４Ｂの凸状部７と平坦部１２との厚みの差の上
限値については特に限定されないが、負極集電部材の加
工精度及び強度等から適宜設定されればよく、例えば３
ｍｍ以下であればよい。
【００４９】 接合に際して負極金属箔に負極集電部材
を押さえ付けるときに、負極集電部材の変形や損傷等の
発生を防止するといった観点からは、平坦部の厚み（Ｌ
1）が０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍ
ｍ以上であることがさらに好ましく、０．４ｍｍ以上で
あることが特に好ましい。なお、平坦部の厚みの上限値
については特に限定されないが、溶接部分とは直接的に
は関係のない部分であるため負極集電部材の強度及び重
量等から適宜設定されればよく、例えば２ｍｍ以下であ
ればよい。
【００５０】 また、負極集電部材４Ｂの凸状部の厚み
（Ｌ2）は０．４ｍｍ以上であることが好ましく、０．
５ｍｍ以上であることがさらに好ましく、０．６ｍｍ以
上であることが特に好ましい。このことにより、より強
固に接合することが出来る。なお、凸状部の厚みの上限
値については特に限定されないが、照射されるエネルギ
ー線のパワーの限界から適宜設定されればよい。
【００５１】 本発明のリチウム二次電池に用いられる
負極集電部材のエネルギー線照射部の形状に関して、以
下に示す形状のものを好適な例として挙げることが出来
る。図９には、先端部６に凸状部７を有する負極集電部
材４Ｂの例を示しているが、この場合には、負極集電部
材４Ｂの上面側からエネルギー線８を照射することによ
り、負極集電部材４Ｂと負極金属箔体１Ｂの接合端縁１
５とを溶着させて接合させることが出来る。
【００５２】 図１３には、図９の負極集電部材４Ｂに
比べ、凸状部３３に厚みを有する負極集電部材３１Ｂの
例を示しているが、この場合には、負極集電部材３１Ｂ
の上面側からエネルギー線３４を照射することによっ
て、負極集電部材３１Ｂと負極金属箔体１Ｂの接合端縁
１５とを溶着させて接合させることが出来る。
【００５３】 図１４には、負極集電部材５１Ｂの先端
部ではない、所定箇所に凸状部５２を有する例を示して
いるが、この場合には、その凸状部５２を設けた負極集
電部材５１Ｂの背面にエネルギー線５３を照射して、そ
の負極集電部材５１Ｂと負極金属箔体１Ｂとを接合させ
ることが出来る。
【００５４】 本発明において、正極集電部材と正極金
属箔体にアルミニウム又はアルミニウム合金、負極集電
部材と負極金属箔体に銅又は銅合金を用いた場合には、
金属箔体と集電部材とが同種金属から構成されることと
なるために、金属箔体と集電部材とがよりよく溶着さ
れ、電流導出部分の機械的強度を強くすることが出来
る。この場合、アルミニウム又はアルミニウム合金から
構成される正極金属箔体の厚みは１５μｍ〜２５μｍで
あることが好ましく、銅又は銅合金から構成される負極
金属箔体の厚みは７μｍ〜１５μｍであることが好まし
い。なお、図４、図７に示す電池では、厚みが２０μｍ
であるアルミニウム箔及び厚みが１０μｍである銅箔を
用いている。
【００５５】 本発明に用いられる正極集電部材及び／
又は負極集電部材は、図６（ａ）、図６（ｅ）に示すよ
うに十字形の板状部材、図６（ｂ）、図６（ｆ）に示す
ようにＹ字形の板状部材、若しくは図６（ｃ）、図６
（ｇ）に示すようにＩ字形の板状部材、又は図５、図６
（ｄ）、図６（ｈ）に示すように一部に切り欠きを有す
る円板状部材であることが好ましい。このことにより、
接合部の検査がし易く、また軽量化することが出来、電
解液充填時等に電解液が全体に回り易いこととなる。
【００５６】 本発明のリチウム二次電池の正極接合箇
所が形成されるに際しては、エネルギー線８が、正極金
属箔体１Ａの挟幅端面２を含む面の法線３Ａに対して、
角度θ（０°＜θ≦９０°）で凸状部７に照射されてな
ることが好ましく、角度θ（５°≦θ≦８０°）で照射
されてなることがさらに好ましく、角度θ（１０°≦θ
≦６０°）で照射されてなることが特に好ましく、角度
θ（１５°≦θ≦４５°）で照射されてなることが最も
好ましい（図８）。また、エネルギー線８が、正極集電
部材４Ａの凸状部７の表面に又はその前後近傍に合焦さ
せてなることが好ましく、エネルギー線８が、正極金属
箔体１Ａに直接照射しないでなることが好ましい。
【００５７】 さらには、正極集電部材４Ａが、その凸
状部７が挟幅端面２に略垂直に交差するように配置され
てなり、エネルギー線８が、挟幅端面２に略垂直に交差
する線をエネルギー線発生装置により走査、すなわち正
極集電部材４Ａの凸状部７を走査して照射することが好
ましい。このとき、上述した、エネルギー線８が、正極
金属箔体１Ａの挟幅端面２を含む面の法線３Ａに対し
て、角度θ（０°＜θ≦９０°）で凸状部７に照射され
てなるということに加え、エネルギー線８が、挟幅端面
２に略垂直に交差する線に対して、角度が略垂直で凸状
部７に照射されてなることが好ましい。これらにより、
図１に示すようにろう材を必要とせずに、正極金属箔体
１Ａと正極集電部材４Ａの溶解体とを溶着させて、正極
金属箔体１Ａと正極集電部材４Ａとを接合することが出
来る。また少なくとも１枚の正極金属箔体１を一度の照
射によって正極集電部材４Ａと接合することも出来る。
さらに、正極金属箔体１Ａに損傷を与えずに、正極集電
部材４Ａの所定箇所（凸状部７）のみを溶解させて正極
金属箔体１Ａと正極集電部材４Ａとを溶着・接合するこ
とが出来るために、接合の機械的強度を強いものとする
ことが出来る。
【００５８】 なお、本発明でいう「接合端縁」とは、
１枚の金属箔体における複数箇所の接合される端縁、或
いは複数枚の金属箔体における、複数箇所に渡る、各金
属箔体の接合される端縁を意味しており、また、「挟幅
端面に略垂直に交差する」とは、複数の接合端縁におけ
る挟幅端面の全てについて略垂直に交差することを意味
している。
【００５９】 本発明のリチウム二次電池の正極接合箇
所が形成されるに際して、エネルギー線の照射点におけ
るパワー密度が３ｋＷ／ｍｍ2以上であることが好まし
く、４ｋＷ／ｍｍ2以上であることがさらに好ましく、
５ｋＷ／ｍｍ2以上であることが特に好ましい。３ｋＷ
／ｍｍ2未満であると、接合状態が良好ではなく、機械
的強度が不充分となる場合が想定されるためである。な
お、前記パワー密度の上限については特に限定されない
が、正極集電部材やこれに接合される正極金属箔体への
損傷発生の回避等の観点から適宜決定されればよく、例
えば６０ｋＷ／ｍｍ2以下であればよい。ここで、本発
明にいうエネルギー線の「パワー密度」とは、エネルギ
ー線のパワー（ｋＷ）を、正極又は負極集電部材の所定
箇所において当該エネルギー線が照射される照射点のス
ポット面積（ｍｍ2）で除して得た値を意味する。
【００６０】 図２は、正極金属箔体１Ａに２０μｍの
アルミニウム箔を用い、正極集電部材４Ａにエネルギー
線により溶解させる部分（凸状部）が２ｍｍであるアル
ミニウム部材を用い、ＹＡＧレーザーを照射して接合し
た接合体の一例を示す写真のレプリカ図である。図２に
示す例では、正極金属箔体１Ａは、正極集電部材４Ａの
接合面９により端縁の全体を覆うようにして溶着されて
いることから、正極金属箔体１Ａと正極集電部材４Ａと
が強固に接合されていることが分かる。この例では、隣
り合う正極金属箔体１Ａどうしに間隙１０を保持して配
列しているが、正極集電部材４Ａの所定箇所の溶解体
は、正極金属箔体１Ａの端縁上でその表面張力により形
状が保持されるため、間隔１０がある場合にも、間隔１
０中を浸透することなく、溶解体と正極金属箔体１Ａの
端縁と接している部分が接合される。なお、複数枚の正
極金属箔体１Ａは、幾枚かが互いに接触或いはすべてが
密着するように揃えて配列されていても接合は可能であ
る。
【００６１】 本発明ののリチウム二次電池の負極接合
箇所が形成されるに際しては、エネルギー線８が、負極
金属箔体１Ｂの接合端縁１５近傍の側面部１３を含む面
の法線３Ｂに対して、角度θ（０°≦θ≦３０°）で凸
状部７に照射されてなることが好ましく、角度θ（０°
≦θ≦１０°）で照射されてなることがさらに好まし
く、角度θ（０°≦θ≦５°）で照射されてなることが
特に好ましい（図９）。また、エネルギー線８が、負極
集電部材４Ｂの凸状部７の表面に又はその前後近傍に合
焦させてなることが好ましく、エネルギー線８が、負極
金属箔体１Ｂに直接照射しないでなることが好ましい。
【００６２】 さらには、負極集電部材４Ｂが、その凸
状部７が側面部１３に略垂直に交差するように配置され
てなり、エネルギー線８が、側面部１３に略垂直に交差
する線をエネルギー線発生装置により走査、すなわち負
極集電部材４の凸状部７を走査して照射することが好ま
しい。このとき、上述した、エネルギー線８が、負極金
属箔体１の側面部１３を含む面の法線３Ｂに対して、角
度θ（０°≦θ≦３０°）で凸状部７に照射されてなる
ということに加え、エネルギー線８が、側面部１３に略
垂直に交差する線に対して、角度が略垂直で凸状部７に
照射されてなることが好ましい。これらにより、図３に
示すようにろう材を必要とせずに、負極金属箔体１Ｂと
負極集電部材４Ｂの溶解体とを溶着させて、負極金属箔
体１Ｂと負極集電部材４Ｂとを接合することが出来る。
また少なくとも１枚の負極金属箔体１Ｂを一度の照射に
よって負極集電部材４Ｂと接合することも出来る。さら
に、負極金属箔体１Ｂに損傷を与えずに、負極集電部材
４Ｂの所定箇所（凸状部７）のみを溶解させて負極金属
箔体１Ｂと負極集電部材４Ｂとを溶着・接合することが
出来るために、接合の機械的強度を強いものとすること
が出来る。なお、「側面部に略垂直に交差する」とは、
複数の接合端縁近傍の側面部の全てについて略垂直に交
差することを意味している。
【００６３】 また、本発明のリチウム二次電池の負極
接合箇所を形成するに際しては、負極集電部材の凸状部
の厚みをＬ2（ｍｍ）、エネルギー線の照射点における
パワー密度をＥ（ｋＷ／ｍｍ2）としたとき、下記式
（７）を満足することが好ましい。下記式（３）を満足
するような条件でエネルギー線が照射されていることに
より、本発明のリチウム二次電池は負極金属箔体への損
傷が抑制されており、接合部分の機械的強度も強いとい
った特性を有する。
【００６４】
【数３】Ｌ2≦Ｅ／７ …（３）
【００６５】 なお、より、負極金属箔体への損傷が抑
制されており、接合部分の機械的強度も強いといった特
性を付与するといった観点からは、下記式（４）、
（５）を満足することが好ましい。
【００６６】
【数４】Ｌ2≦Ｅ／９ …（４）
【００６７】
【数５】Ｌ2≦Ｅ／１０ …（５）
【００６８】 本発明のリチウム二次電池においては、
負極集電部材におけるエネルギー線の照射点が平面状で
あることが好ましい。このことにより、エネルギー線の
乱反射が抑制され、特に負極金属箔体への損傷が抑制さ
れているという特性を有する。なお、エネルギー線の乱
反射を抑制するといった観点からは、少なくとも照射点
よりも広い範囲で平面状であればよい。
【００６９】 さらに本発明のリチウム二次電池におい
ては、照射点のスポット径が１ｍｍ以下であることが好
ましい。このことにより、不要な箇所へのエネルギー線
の照射が抑制され、特に負極金属箔体への損傷が抑制さ
れているために、良好な接合状態であるという特性を有
する。なお、本発明のリチウム二次電池は、隣り合う金
属箔体どうしが間隙を保持して配列されている場合に特
に好適である。
【００７０】 また、本発明においては、例えば図８、
９に示すかかるエネルギー線８が、エネルギー密度が高
く、発熱量も小さい、レーザー又は電子ビームによるも
のであることが好ましく、また、エネルギー線が連続波
であることが好ましい。このことにより、凸状部７の表
面にエネルギーを集中させて照射することが出来るため
に凸状部７を効率的に溶解させることが出来、正極金属
箔体１Ａ、又は負極金属箔体１Ｂの損傷を抑制すること
が出来る。なお、レーザーの中でも、ＹＡＧレーザーは
焦点をよりよく絞ることが出来、焦点からはずれた部分
に配置された正極金属箔体１Ａ、又は負極金属箔体１Ｂ
の位置ではエネルギー密度はより小さくなり、正極金属
箔体１Ａ、又は負極金属箔体１Ｂの損傷をよりよく抑制
することが出来ることから、特に好ましい。
【００７１】 また、本発明のリチウム二次電池の正極
接合箇所を形成するに際しては、例えば図８に示すエネ
ルギー線８を、連続照射が可能なエネルギー線発生装置
を用いて照射することが好ましく、エネルギー線８を、
挟幅端面２を含む面に平行な面を走査可能なエネルギー
線発生装置を用いて照射することが好ましい。なお、照
射するエネルギー線の走査速度は、０．１〜１００ｍ／
ｍｉｎであることが好ましく、１〜３０ｍ／ｍｉｎであ
ることがさらに好ましく、２〜１０ｍ／ｍｉｎであるこ
とが特に好ましい。また、正極集電部材４Ａの所定箇所
が凸状部７を有する場合には、エネルギー線８を、凸状
部７をエネルギー線発生装置により走査して照射するこ
とが好ましい。さらに、本発明においては、配列された
正極金属箔体１Ａの枚数に応じ、正極集電部材４Ａを複
数個用意し、複数の正極集電部材４Ａを、それらの凸状
部７が挟幅端面２に略垂直に交差するようにして、連続
的に配置することが好ましい。これらのことにより、複
数枚の正極金属箔体１Ａを一度の照射によって接合する
ことが出来ることとなる。
【００７２】 一方、本発明のリチウム二次電池の負極
接合箇所を形成するに際しては、例えば図９に示すエネ
ルギー線８を、連続照射が可能なエネルギー線発生装置
を用いて照射することが好ましく、エネルギー線８を、
側面部１３を含む面に平行な面を走査可能なエネルギー
線発生装置を用いて照射することが好ましい。また、負
極集電部材４Ｂの所定箇所が凸状部７を有する場合に
は、エネルギー線８を、凸状部７をエネルギー線発生装
置により走査して照射することが好ましい。さらに、本
発明においては、配列された負極金属箔体１Ｂの枚数に
応じ、負極集電部材４Ｂを複数個用意し、複数の負極集
電部材４Ｂを、それらの凸状部７が側面部１３に略垂直
に交差するようにして、連続的に配置することが好まし
い。これらのことにより、複数枚の負極金属箔体１Ｂを
一度の照射によって接合することが出来ることとなる。
【００７３】 本発明のリチウム二次電池の正極接合箇
所を形成するに際して、ろう材等の接合補助材料は必要
としないが、もちろん使用しても構わない。その場合に
は、正極集電部材と正極金属箔体との接合を補助する接
合補助材料が、正極金属箔体及び／又は正極集電部材の
所定箇所に塗布され、若しくは正極金属箔体と正極集電
部材の前記所定箇所との間に挟持されて、正極集電部材
の所定箇所及び接合材料にエネルギー線を照射し、それ
らを溶解させて、溶解した正極集電部材の所定箇所及び
接合材料を正極金属箔体の接合端縁に溶着させることに
より形成されることが好ましい。
【００７４】 また、本発明のリチウム二次電池の負極
接合箇所を形成するに際して、ろう材等の接合補助材料
は必要としないが、もちろん使用しても構わない。その
場合には、負極集電部材と負極金属箔体との接合を補助
する接合補助材料が、負極金属箔体及び／又は負極集電
部材の所定箇所に塗布され、若しくは負極金属箔体と負
極集電部材の前記所定箇所との間に挟持されて、負極集
電部材の所定箇所及び接合材料にエネルギー線を照射
し、それらを溶解させて、溶解した負極集電部材の所定
箇所及び接合材料を負極金属箔体の接合端縁に溶着させ
ることにより形成されることが好ましい。
【００７５】 本発明は、具体的には、捲回型或いは積
層型の内部電極体に好適に用いられ、その中でも２Ａｈ
以上の容量を有するものに好適に用いられる。電池の用
途としても特に制限はないが、電池を直列に接続して大
きな出力を出すことを目的とし、多数の電池を積載する
ために省スペース性が要求される車載用大容量電池とし
て、エンジン起動用に、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出来
る。
【００７６】
【実施例】 以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。 （実施例１〜３、比較例１、２）エネルギー線として連
続波のＹＡＧレーザーを使用し、負極集電部材の接合部
（凸状部）の形状、負極金属箔体と負極集電部材の接触
のさせ方、及びＹＡＧレーザーの出力、走査速度等の種
々の接合条件を設定して接合試験を実施し、得られた接
合体の断面を顕微鏡観察した。なお、負極金属箔体と負
極集電部材を構成する金属は銅（ＪＩＳ Ｃ１１００）
である。結果を図２１〜２５に示す。
【００７７】（考察）負極集電部材と負極金属箔体との
接合状態が良好である場合、負極金属箔体側から負極集
電部材の方向へと形成されている柱状晶を観察すること
が出来た（実施例１〜３）。一方、比較例１のように負
極集電部材と負極金属箔体とが接合されていない箇所に
おいては柱状晶を観察することは出来ず、代わりに等軸
晶を観察することが出来た。
【００７８】 さらに、比較例２では柱状晶は観察され
ないものの、部分的に負極金属箔体と負極集電部材との
接合が起こっていることが判明した。しかし、実施例に
比して、接合面積が小さく、安定的な接合状態ではない
ことが判明した。以上のことから、負極金属箔体と負極
集電部材との接合部分において、負極金属箔体から負極
集電部材の方向へ柱状晶が形成されるような条件であれ
ば、良好な接合状態とすることが出来ることを確認し
た。
【００７９】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によっ
て、内部電極体からの電流導出部分に、各電極板と集電
部材を直接的に接合して電流を導出するという構成を採
用することにより、生産性及び省スペース性に優れたリ
チウム二次電池を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のリチウム二次電池における正極金属
箔体と正極集電部材の接合の一実施例を模式的に示す斜
視図である。
【図２】 正極金属箔体と正極集電部材とを接合した電
流導出部分の一例を示す写真のレプリカ図である。
【図３】 本発明のリチウム二次電池における負極金属
箔体と負極集電部材の接合の一実施例を模式的に示す斜
視図である。
【図４】 本発明のリチウム二次電池の一実施形態を示
す断面図である。
【図５】 本発明のリチウム二次電池における捲回型電
極体と正極集電部材とを接合した電流導出部分の一例を
示す写真のレプリカ図である。
【図６】 本発明のリチウム二次電池に用いられる集電
部材の例を示す模式図である。
【図７】 本発明のリチウム二次電池の別の実施形態を
示す断面図である。
【図８】 本発明のリチウム二次電池に用いられる正極
集電部材のエネルギー線照射部の一例を模式的に示す斜
視図である。
【図９】 本発明のリチウム二次電池に用いられる負極
集電部材のエネルギー線照射部の一例を模式的に示す斜
視図である。
【図１０】 本発明のリチウム二次電池に用いられる正
極集電部材のエネルギー線照射部の別の例を模式的に示
す斜視図である。
【図１１】 本発明のリチウム二次電池に用いられる正
極集電部材のエネルギー線照射部のさらに別の例を模式
的に示す斜視図である。
【図１２】 本発明のリチウム二次電池に用いられる正
極集電部材のエネルギー線照射部のさらに別の例を模式
的に示す斜視図である。
【図１３】 本発明のリチウム二次電池に用いられる負
極集電部材のエネルギー線照射部の別の例を模式的に示
す斜視図である。
【図１４】 本発明のリチウム二次電池に用いられる負
極集電部材のエネルギー線照射部のさらに別の例を模式
的に示す斜視図である。
【図１５】 本発明のリチウム二次電池に用いられる集
電部材の、凸状部の形状の一例を示す模式図である。
【図１６】 本発明のリチウム二次電池に用いられる集
電部材の、凸状部の形状の別の例を示す模式図である。
【図１７】 金属箔体を屈曲させる方法の一例を説明す
る模式図である。
【図１８】 金属箔体を屈曲させる方法の別の例を説明
する模式図である。
【図１９】 従来のリチウム二次電池の一実施形態を示
す断面図である。
【図２０】 捲回型の内部電極体の一例を示す斜視図で
ある。
【図２１】 実施例１の接合体の断面における金属組織
を示す顕微鏡写真である。
【図２２】 実施例２の接合体の断面における金属組織
を示す顕微鏡写真である。
【図２３】 実施例３の接合体の断面における金属組織
を示す顕微鏡写真である。
【図２４】 比較例１の接合体の断面における金属組織
を示す顕微鏡写真である。
【図２５】 比較例２の接合体の断面における金属組織
を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１Ａ…正極金属箔体、１Ｂ…負極金属箔体、２…挟幅端
面、３Ａ…接合端縁を含む面の法線、３Ｂ…側面部を含
む面の法線、４Ａ…正極集電部材、４Ｂ…負極集電部
材、５…接合部、６…先端部、７…凸状部、８…エネル
ギー線、９…溶着部、１０…間隙、１１…接合体、１２
…平坦部、１３…側面部、１５…端縁（接合端縁）、３
１Ａ…正極集電部材、３１Ｂ…負極集電部材、３２…先
端部、３３…凸状部、３４…エネルギー線、３５…エネ
ルギー線、４１…正極集電部材、４２…エネルギー線、
５１Ａ…正極集電部材、５１Ｂ…負極集電部材、５２…
凸状部、５３…エネルギー線、５４…集電部材、６１…
捲回型内部電極体、６２…正極板、６３…負極板、６４
…セパレータ、６５…正極用集電タブ、６６…負極用集
電タブ、６７…巻芯、６８…電池、６９Ａ…正極内部端
子、６９Ｂ…負極内部端子、７０Ａ…正極外部端子、７
０Ｂ…負極外部端子、７１Ａ…正極電池蓋、７１Ｂ…負
極電池蓋、７２…電極リード部材、７３…電池ケース、
７４…くびれ加工部、７５…放圧孔、７６…弾性体（パ
ッキン）、７７…絶縁性ポリマーフィルム、７８…放圧
弁、７９…金属箔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 賢信 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB02 BB11 CC08 CC16 CC22 EE01 EE04 5H029 AJ14 BJ02 BJ14 CJ03 CJ05 DJ03 DJ05 DJ07 EJ01 HJ00 HJ04 HJ05 HJ19

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１枚の金属箔体から構成され
    た正極板及び負極板が捲回又は積層された、その内部に
    非水電解液を含浸した内部電極体と、この内部電極体か
    ら電流を導出するための正極集電部材及び負極集電部材
    とを備えたリチウム二次電池であって、 前記正極板及び／又は前記負極板を構成する前記金属箔
    体の端縁と、前記正極集電部材及び／又は前記負極集電
    部材の所定箇所とを接合することにより、前記内部電極
    体から電流を導出する構成を有し、 さらに前記金属箔体の端縁のうち、前記正極集電部材及
    び／又は前記負極集電部材の前記所定箇所と接合される
    べく配列された端縁（接合端縁）と、前記正極集電部材
    及び／又は前記負極集電部材の前記所定箇所とを接合し
    てなることを特徴とするリチウム二次電池。
  2. 【請求項２】 内部端子、外部端子、及び電池蓋を有す
    る電極蓋をさらに備え、 前記正極集電部材及び／又は前記負極集電部材が、電極
    リード部材を用いて前記内部端子に接続されてなる請求
    項１に記載のリチウム二次電池。
  3. 【請求項３】 前記正極集電部材及び／又は前記負極集
    電部材が、電極蓋を兼用している請求項１に記載のリチ
    ウム二次電池。
  4. 【請求項４】 前記正極板を構成する前記金属箔体（正
    極金属箔体）の前記接合端縁と、 前記正極集電部材の前記所定箇所から前記接合端縁に向
    かって延設された、その先端に接合面を有する接合部と
    を、 前記接合端縁の挟幅端面と前記接合面とを対向させた状
    態で接合してなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の
    リチウム二次電池。
  5. 【請求項５】 前記正極金属箔体と前記正極集電部材と
    がアルミニウム又はアルミニウム合金から構成されてい
    る請求項４に記載のリチウム二次電池。
  6. 【請求項６】 前記正極集電部材の前記所定箇所が、前
    記正極集電部材の先端部である請求項１〜５のいずれか
    一項に記載のリチウム二次電池。
  7. 【請求項７】 前記負極板を構成する前記金属箔体（負
    極金属箔体）の前記接合端縁と、 前記負極集電部材の前記所定箇所から前記接合端縁に向
    かって延設された、その先端に接合面を有する接合部と
    を、 前記接合端縁近傍の側面部と前記接合面とを密着させて
    接合してなる請求項１〜６のいずれか一項に記載のリチ
    ウム二次電池。
  8. 【請求項８】 前記負極金属箔体と前記負極集電部材と
    が銅又は銅合金から構成されている請求項７に記載のリ
    チウム二次電池。
  9. 【請求項９】 前記側面部と前記接合面とを、前記接合
    端縁近傍を屈曲することにより密着させている請求項７
    又は８に記載のリチウム二次電池。
  10. 【請求項１０】 前記負極金属箔体と前記負極集電部材
    との接合部分において、前記金属箔体から前記負極集電
    部材の方向へ柱状晶が形成されている請求項７〜９のい
    ずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  11. 【請求項１１】 前記負極集電部材の前記所定箇所が、
    前記負極集電部材の先端部である請求項１〜１０のいず
    れか一項に記載のリチウム二次電池。
  12. 【請求項１２】 前記正極金属箔体の前記接合端縁と、
    前記正極集電部材の前記所定箇所との接合箇所（正極接
    合箇所）が、 前記正極集電部材の前記所定箇所に形成した前記接合端
    縁側に突出した凸状部にエネルギー線を照射し、 前記正極集電部材の前記凸状部を溶解して、 前記正極集電部材の前記凸状部と前記正極金属箔体の前
    記接合端縁とを溶着させることにより形成されたもので
    ある請求項４〜１１のいずれか一項に記載のリチウム二
    次電池。
  13. 【請求項１３】 前記負極金属箔体の前記接合端縁と、
    前記負極集電部材の前記所定箇所との接合箇所（負極接
    合箇所）が、 前記負極集電部材の前記所定箇所に形成した前記接合端
    縁側に突出した凸状部にエネルギー線を照射し、 前記負極集電部材の前記凸状部を溶解して、 前記負極集電部材の前記凸状部と前記負極金属箔体の前
    記接合端縁とを溶着させることにより形成されたもので
    ある請求項７〜１２のいずれか一項に記載のリチウム二
    次電池。
  14. 【請求項１４】 前記正極集電部材及び／又は前記負極
    集電部材が、十字形、Ｙ字形、若しくはＩ字形の板状部
    材、又は一部に切り欠きを有する円板状部材である請求
    項１〜１３のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  15. 【請求項１５】 前記正極集電部材及び／又は前記負極
    集電部材が、前記凸状部とそれ以外の平坦部とを有する
    形状であり、 前記凸状部の厚み（Ｌ2）と、前記平坦部の厚み（Ｌ1）
    との差が０．１ｍｍ以上である請求項１〜１４のいずれ
    か一項に記載のリチウム二次電池。
  16. 【請求項１６】 前記正極集電部材における前記平坦部
    の厚み（Ｌ1）が０．４ｍｍ以上である請求項１５に記
    載のリチウム二次電池。
  17. 【請求項１７】 前記正極集電部材における前記凸状部
    （Ｌ2）の厚みが０．６ｍｍ以上である請求項１２〜１
    ６のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  18. 【請求項１８】 前記正極接合箇所が形成されるに際し
    て、 前記エネルギー線が、前記正極金属箔体の前記挟幅端面
    を含む面の法線に対して、角度θ（０°＜θ≦９０°）
    で前記所定箇所に照射されてなる請求項１２〜１７のい
    ずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  19. 【請求項１９】 前記正極接合箇所が形成されるに際し
    て、 前記エネルギー線の照射点におけるパワー密度が３ｋＷ
    ／ｍｍ2以上である請求項１２〜１８のいずれか一項に
    記載のリチウム二次電池。
  20. 【請求項２０】 前記負極集電部材における前記平坦部
    の厚み（Ｌ1）が０．２ｍｍ以上である請求項１５〜１
    ９のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  21. 【請求項２１】 前記負極集電部材における前記凸状部
    の厚み（Ｌ2）が０．４ｍｍ以上である請求項１３〜２
    ０のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  22. 【請求項２２】 前記負極接合箇所が形成されるに際し
    て、 前記エネルギー線が、前記負極金属箔体の前記側面部を
    含む面の法線に対して、角度θ（０°≦θ≦３０°）で
    前記所定箇所に照射されてなる請求項１３〜２１のいず
    れか一項に記載のリチウム二次電池。
  23. 【請求項２３】 前記負極接合箇所が形成されるに際し
    て、 前記エネルギー線の照射点におけるパワー密度が６ｋＷ
    ／ｍｍ2以上である請求項１３〜２２のいずれか一項に
    記載のリチウム二次電池。
  24. 【請求項２４】 前記負極接合箇所が形成されるに際し
    て、 前記凸状部の厚みをＬ2（ｍｍ）、前記パワー密度をＥ
    （ｋＷ／ｍｍ2）としたとき、下記式（１）を満足する
    請求項１５〜２３のいずれか一項に記載のリチウム二次
    電池。 【数１】Ｌ2≦Ｅ／７ …（１）
  25. 【請求項２５】 前記負極集電部材における前記エネル
    ギー線の照射点が平面状である請求項１３〜２４のいず
    れか一項に記載のリチウム二次電池。
  26. 【請求項２６】 前記照射点のスポット径が１ｍｍ以下
    である請求項２５に記載のリチウム二次電池。
  27. 【請求項２７】 前記正極集電部材が、 その前記凸状部が前記正極金属箔体の前記挟幅端面に略
    垂直に交差するように配置されてなる請求項１２〜２６
    のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  28. 【請求項２８】 前記エネルギー線が、 前記正極金属箔体の前記挟幅端面に略垂直に交差する線
    に対して、角度が略垂直で前記正極集電部材の前記凸状
    部に照射されてなる請求項１２〜２７のいずれか一項に
    記載のリチウム二次電池。
  29. 【請求項２９】 前記負極集電部材が、 その前記凸状部が前記負極金属箔体の前記側面部に略垂
    直に交差するように配置されてなる請求項１３〜２８の
    いずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  30. 【請求項３０】 前記エネルギー線が、 前記負極金属箔体の前記側面部に略垂直に交差する線に
    対して、角度が略垂直で前記負極集電部材の前記凸状部
    に照射されてなる請求項１３〜２９のいずれか一項に記
    載のリチウム二次電池。
  31. 【請求項３１】 前記エネルギー線が、前記金属箔体に
    直接照射しないでなる請求項１２〜３０のいずれか一項
    に記載のリチウム二次電池。
  32. 【請求項３２】 隣り合う金属箔体どうしが間隙を保持
    して配列されてなる請求項１〜３１のいずれか一項に記
    載のリチウム二次電池。
  33. 【請求項３３】 前記エネルギー線が、レーザー又は電
    子ビームによるものである請求項１２〜３２のいずれか
    一項に記載のリチウム二次電池。
  34. 【請求項３４】 前記エネルギー線が連続波である請求
    項３３に記載のリチウム二次電池。
  35. 【請求項３５】 前記レーザーがＹＡＧレーザーである
    請求項３３又は３４に記載のリチウム二次電池。
  36. 【請求項３６】 前記正極集電部材と前記正極金属箔体
    との接合を補助する接合材料が、前記正極金属箔体及び
    ／又は前記正極集電部材の前記所定箇所に塗布され、或
    いは前記正極金属箔体と前記正極集電部材の前記所定箇
    所との間に挟持されて、 前記正極集電部材の前記所定箇所及び前記接合材料にエ
    ネルギー線を照射し、それらを溶解させて、 溶解した前記正極集電部材の前記所定箇所及び前記接合
    材料を前記正極金属箔体の前記接合端縁に溶着させるこ
    とにより形成されたものである請求項１２〜３５のいず
    れか一項に記載のリチウム二次電池。
  37. 【請求項３７】 前記負極集電部材と前記負極金属箔体
    との接合を補助する接合材料が、前記負極金属箔体及び
    ／又は前記負極集電部材の前記所定箇所に塗布され、或
    いは前記負極金属箔体と前記負極集電部材の前記所定箇
    所との間に挟持されて、 前記負極集電部材の前記所定箇所及び前記接合材料にエ
    ネルギー線を照射し、それらを溶解させて、 溶解した前記負極集電部材の前記所定箇所及び前記接合
    材料を前記負極金属箔体の前記接合端縁に溶着させるこ
    とにより形成されたものである請求項１３〜３６のいず
    れか一項に記載のリチウム二次電池。
  38. 【請求項３８】 ２Ａｈ以上の容量を有する請求項１〜
    ３７のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  39. 【請求項３９】 車載用電池である請求項１〜３８のい
    ずれか一項に記載のリチウム二次電池。
  40. 【請求項４０】 電気自動車用又はハイブリッド電気自
    動車用である請求項３９に記載のリチウム二次電池。
  41. 【請求項４１】 エンジン起動用である請求項３９又は
    ４０に記載のリチウム二次電池。
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