JP2003346886A

JP2003346886A - 電池

Info

Publication number: JP2003346886A
Application number: JP2002158264A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tasai; 田才　　博志
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】充放電に伴うの出力低下を抑制し、サイクル特
性の向上した電池を提供する。【解決手段】正負極板を積層してなる発電要素を電池容
器に収容した電池において、前記発電要素と前記電池容
器との関係が、少なくとも一箇所において、前記発電要
素の積層方向に平行な断面の同一直線状における電池容
器内部空間の幅（Ｘ）と電池容器挿入前の前記発電要素
の幅（Ｙ）との比率Ｙ／Ｘが、１．０以上を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻回型や積層型の
発電要素の電極を電池容器に収納してなる電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６に、大型の非水電解質二次電池にお
ける従来の発電要素１と集電接続板２と端子３との接続
構造を示す。この非水電解質二次電池は、２個の長円筒
形の発電要素１を並べ並列接続したものである。各発電
要素１は、正極１ａと負極１ｂをセパレータを介して長
円筒形に巻回したものであり、正極１ａは帯状のアルミ
ニウム箔の表面に正極活物質を担持させ、負極１ｂは帯
状の銅箔の表面に負極活物質を担持させたものである。
ただし、これらの正極１ａと負極１ｂは、それぞれ帯状
の片方の側端部に活物質を塗布しない未塗工部を設けて
おき、この未塗工部でアルミニウム箔と銅箔が露出する
ようにしている。そして、これらの正極１ａと負極１ｂ
は、発電要素１の巻回の際に、巻回軸に沿って互いに反
対方向にずらすことにより、長円筒形の一方（図示右
下）の端面には正極１ａの側端部のアルミニウム箔のみ
がはみ出し、他方（図示左上）の端面には負極１ｂの側
端部の銅箔のみがはみ出すようにしている。

【０００３】上記２個の発電要素１，１は、長円筒形の
平坦な側面同士が直立して重なり合うように横置きに並
べられる。そして、これらの発電要素１，１の双方の端
面で、それぞれ波板状の集電接続板２，２に、各発電要
素１の端面からはみ出した正極１ａのアルミニウム箔や
負極１ｂの銅箔を接続するようになっている。各集電接
続板２は、２枚の金属板を波板状の凹凸に成形し、これ
らの端部同士を重ね合わせると共に、この合わせ部の上
端に端子３を接続固定したものである。そして、正極側
となる端子３を接続固定した集電接続板２は、波板状の
各凹部に発電要素１，１の一方の端面からはみ出した正
極１ａのアルミニウム箔を挟み込んで超音波溶接により
接続固定し、負極側となる端子３を接続固定した集電接
続板２は、波板状の各凹部に発電要素１，１の他方の端
面からはみ出した負極１ｂの銅箔を挿入して超音波溶接
により接続固定している。

【０００４】上記２個の発電要素１は、図示しない、筐
体状の電池容器に収納され、この電池容器の上端開口部
が蓋板によって塞がれる。この際、端子３，３の上端部
は、絶縁封止材を介してこの蓋板を貫通し外部に突出す
るようになっている。そして、この電池容器と蓋板から
なる電池外装体の内部に電解液が充填され封止されるこ
とにより非水電解質二次電池となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電池は、充
放電に従って、出力値が低下するという問題が生じてい
た。充放電前後で、電池を詳細に調べたところ、電池の
充放電に従って、活物質の粒間距離が広がり、このこと
によって、内部抵抗が上昇し、出力値の低下を招いてい
るということがわかった。そこで、本発明は、上記のよ
うな問題点を解決し、充放電に伴うの出力低下を抑制
し、サイクル特性の向上した電池を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の発明は、正負極板を積層してなる発電要素を電池容器
に収容した電池において、少なくとも一箇所において、
前記発電要素の積層方向に平行な断面の同一直線上にお
ける前記電池容器内部空間の幅（Ｘ）と前記発電要素の
幅（Ｙ）との比率Ｙ／Ｘが、前記発電要素を前記電池容
器外部へ取り出した際の測定で、１．０以上を満たすこ
とを特徴とする電池である。上記発明によれば、電池の
充放電に伴う活物質粒子間の距離の膨張を抑える効果が
得られ、サイクル特性など、電池性能低下を抑制するこ
とができる。

【０００７】なお、上記電池とは、積層型電池のみを意
味するものではなく、巻回型であってもよい。ようする
に、正極と負極とが積層されておればよく、上記積層方
向とは該積層の方向を意味するものである。また、電池
容器内部空間の幅（Ｘ）と前記発電要素の幅（Ｙ）の測
定位置は、発電要素を電池容器に収容した状態で同一直
線状と決め、測定は、前記発電要素を前記電池容器から
取り出し行うものとする。通常、特に巻回型の場合は、
発電要素の幅は端部よりも中央部の方が大きいことか
ら、電池の中央部にて測定するのが好ましい。

【０００８】さらに、前記電池容器が、厚さ０．３ｍｍ
以上のステンレス鋼を含む材質からなり、前記電池容器
に前記発電要素を収容した使用状態で、発電要素から電
池容器に対して０．１ｋｇ／ｃｍ^２以上の圧力がかかる
ようにすることが好ましい。より好ましくは、０．５ｋ
ｇ／ｃｍ^２以上の圧力がかかるようにするのがよい。活
物質粒子間の距離の膨張を抑えるのに十分な圧迫とする
ことができるからである。

【０００９】また、電池として、正極活物質としてマン
ガン酸リチウムを用いた非水電解質二次電池であって、
該活物質を含む正極活物質合材層の多孔度が３０％〜３
８％とすることが好ましい。このような電池において、
本発明の効果がより顕著に得られるからである。従って
上記発電要素の圧迫とにより、サイクル特性の向上など
一層の電池性能低下の抑制が可能となる。

【００１０】本発明で用いられる正極活物質としては、
スピネル構造のＬｉ_１＋ＸＭｎ_２ _−Ｘ−ＹＭ_ＹＯ_４
（０．０５≦ｘ≦０．１５、０．０２≦ｙ≦０．１５、
Ｍは、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍ
ｇの中から選んだ少なくとも１種以上の金属元素）が特
に好ましく、金属元素Ｍとしては、寿命をより長くし容
量を大きく保つことができるため、Ａｌ，Ｍｇを用いる
のが特に良く、重負荷特性が良好であることから、Ａｌ
を用いるのがより好ましい。なお、基本的に前記組成で
示されるものであるが、酸素サイトの一部が硫黄やハロ
ゲン元素で置換されているもの、酸素量に多少の不定比
性のあるものも好ましい。

【００１１】また、リチウムマンガン複合酸化物の粒子
を用いる場合、粒子の外観が多角形状の一次粒子が集合
して表面に多数の凹凸を有してなる球状二次粒子となっ
たもので、平均粒径が１０μｍ〜２０μｍのものを用い
るのがより好ましく、比表面積は０．１ｍ² ／ｇ以上
１．０ｍ² ／ｇ以下のものを用いるのがより好ましい。
このような粉体を用いることで巻回構造の電極を剥離等
が生じない良好な状態で作製することが容易となり、寿
命性能を良好に維持することができる。また、比表面積
は、０．１ｍ^２／ｇより小さくなると、高率放電性能が
悪くなり、１．０ｍ² ／ｇを越えると寿命が急激に悪く
なる。

【００１２】本発明で用いられる炭素材料としては、熱
分解炭素類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油
コークス等のコークス類、グラファイト類、炭素繊維、
活性炭等を使用することができるが、本発明に特に適し
ているのは、Ｃ軸方向の面間隔ｄ（００２）が０．３４
ｎｍ以下の炭素材料を負極活物質の主成分（５０％以
上）とするものであり、さらに適しているのは、このよ
うな炭素材料として、球状または塊状のものと鱗片状の
ものを含んだものである。

【００１３】球状炭素材料としては、例えば、メソフェ
ーズピッチ小球体を焼成したもの、塊状炭素材料として
は、例えば、コークスを焼成して粉砕したものを用いる
ことができ、その粒径としては、４０μｍ以下のものを
用いるのが好ましく、平均粒径としては、２０〜３５μ
ｍのものを用いるのがよい。これは、大電流、特に３Ｃ
以上の大電流での使用を前提とする電池では、負極の炭
素材料層の厚さを片面で８０μｍ以下とするのが好まし
く、上記粒径以下のものを用いることで塗工性を良好に
でき、膜密度も大きくできるからである。また、平均粒
径２０μｍ以下の場合、寿命が悪くなりやすいからであ
る。

【００１４】鱗片状炭素材料としては、負極の導電性を
大きくして大電流での容量を大きくできるという理由か
ら、グラファイト系のものが良く、鱗片状天然黒鉛また
は鱗片状人造黒鉛を用いるのが好ましい。また、面方向
の大きさは、球状・塊状炭素材料の粒径よりも小さい方
が容量密度を大きくできるため、その平均粒径として、
球状または塊状炭素材料の平均粒径、またはこれら混合
物の平均粒径よりも小さいものを用いるのが好ましい。
なお、平均粒径は、例えば、レーザー回折／散乱式粒度
分布測定装置を用いて測定できる。これは他でも同様で
ある。

【００１５】なお、上記鱗片状炭素材料の含有重量は、
球状（または塊状）炭素材料の含有重量よりも少なくす
るのが好ましく、より好ましくは、リチウムイオンをド
ープ及び脱ドープ可能な炭素材料総重量に対して、重量
比で３０％以下、さらに好ましくは、２５％以下とする
のが良い。これは、量が多くなると負極をプレスする際
に鱗片状炭素材料が配向して大電流での充放電容量が小
さくなるからである。

【００１６】正極および負極は、金属箔の集電体の上に
各活物質合剤を塗布することにより形成し、多孔度は、
塗布重量と合剤層の厚さを制御することで調整できる。
例えば、（１−（塗布重量／（合剤層体積×合剤真密
度）））×１００（％）として多孔度を計算し、これに
より制御する。また、電池での多孔度を測定する場合に
は、例えば、放電状態で電極を取り出して水銀ポロシメ
ーターにより測定する。

【００１７】正極の多孔度は、より好ましくは、３２〜
３５％とするのが良く、負極の多孔度は、より好ましく
は３３〜３６％とするのが良い。多孔度は、小さすぎて
も大きすぎても電池の寿命が悪くなるからであり、さら
に、大きくすると電池のエネルギー密度が小さくなるか
らである。また、負極の多孔度を正極の多孔度より大き
くするのが、より長寿命で高率放電性能の良好な電池と
するために好ましく、負極活物質層の片面厚さは８０μ
ｍ以下とするのが良い。また、正極と負極の多孔度の差
は３％以下であるのが特に好ましい。これは、液量のバ
ランスがより良好になって寿命が長くなるからである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１〜図２は本発明の一実施
形態を示すものであって、図１は非水電解質二次電池の
発電要素と端子との接続構造を示す組み立て斜視図、図
２は非水電解質二次電池の構造を示す組み立て斜視図で
ある。なお、図６に示した従来例と同様の機能を有する
構成部材には同じ番号を付記する。

【００１９】本実施形態は、従来例と同様に大型の非水
電解質二次電池について説明する。この非水電解質二次
電池は、図１に示すように、２個の長円筒形の発電要素
１，１を並べて並列接続したものである。各発電要素１
は、従来例と同じ構成であり、長円筒形の一方の端面か
らは正極１ａの側端部のアルミニウム箔がはみ出すと共
に、他方の端面からは負極１ｂの側端部の銅箔がはみ出
すようになっている。

【００２０】上記２個の発電要素１，１は、長円筒形の
平坦な側面同士が直立して重なり合うように横置きに並
べられる。そして、これら２個の発電要素１，１の両端
部にそれぞれ集電接続板２，２が配置されている。集電
接続板２，２は、それぞれ大きな電流容量が得られるよ
うに十分な厚さの金属板が使用され、発電要素１の一方
の端部に配置する正極１ａ側のものはアルミニウム合金
板からなり、他方の端部に配置する負極１ｂ側のものは
銅合金板からなる。各集電接続板２は、ほぼ台形状の水
平に配置された本体２ａと、この本体の台形状の底辺部
から下方に向けて突設された４本の細長い接続板部２ｂ
とからなる。また、各接続板部２ｂには、板面から突出
する凸部が適宜間隔で複数箇所ずつ形成されている。即
ち、各集電接続板２は、アルミニウム合金板や銅合金板
を、台形状の本体２ａとこの台形状の底辺部から櫛歯状
に真っ直ぐ伸びた細長い４本の接続板部２ｂとをプレス
加工により打ち抜くと共に各接続板部２ｂに凸部を形成
し、これらの接続板部２ｂを基部で本体２ａに対して直
角に折り曲げ、折り曲げた各接続板部２ｂを基部でそれ
ぞれ９０度ねじることにより形成される。また、これら
４本の接続板部２ｂは、左右の２本ずつが対となり、各
対の２本の接続板部２ｂの向かい合う側辺が本体２ａ側
とは反対方向に回転するようにねじっている。そして、
各接続板部２ｂの凸部は、このねじりによって、対とな
るもの同士が向かい合う方向に突出するように突設され
ている。

【００２１】上記各集電接続板２は、２個の発電要素
１，１の双方の端部の上方に本体２ａを配置すると共
に、接続板部２ｂがこれらの発電要素１，１の端面に沿
って配置されるようにする。即ち、各発電要素１の正極
１ａのアルミニウム箔がはみ出す端面側には、アルミニ
ウム合金板からなる集電接続板２が配置され、負極１ｂ
の銅箔がはみ出す端面側には、銅合金板からなる集電接
続板２が配置される。また、対となる２本の接続板部２
ｂは、各発電要素１の端面から突出する正極１ａや負極
１ｂの金属箔の両脇に配置される。ここで、各発電要素
１の双方の端面には、正極１ａや負極１ｂの金属箔が巻
回された状態で長円筒形にはみ出して突出しているの
で、これらの金属箔が長円筒形の湾曲部の間の直線部で
垂直になり重なり合った部分は、巻回軸を中心にして左
右に二等分することができる。そして、各発電要素１の
端面ごとに配置された対となる２本の接続板部２ｂは、
これら左右に分かれた金属箔の重なりの外側にそれぞれ
配置される。この際、対となる２本の接続板部２ｂは、
元々向かい合っていた内側の側辺が発電要素１から逃げ
るような方向にねじられているので、各発電要素１の端
面から突出する金属箔の特に上側の湾曲部が各対の２本
の接続板部２ｂの間に自然に嵌まり込むようになる。

【００２２】このようにして集電接続板２が配置される
と、発電要素１の正極１ａと負極１ｂの金属箔が挟持板
４によって各接続板部２ｂに接続固定される。即ち、各
発電要素１の各端面では、まず金属箔の直線部の重なり
を左右に分けて、それぞれの側の接続板部２ｂに沿わ
せ、これらの接続板部２ｂと金属箔とを挟持板４の間に
挟んで挟持させる。すると、これにより対となる２本の
接続板部２ｂの内側の面には、それぞれ左右半分ずつの
金属箔の重なりが密着することになる。そして、このよ
うにして接続板部２ｂと金属箔を挟持した各挟持板４の
両側から超音波溶接を行うことにより、これら接続板部
２ｂと正極１ａや負極１ｂの金属箔とが接合される。各
挟持板４は、短冊状の比較的薄い金属板を長手方向に沿
って中央で二つ折りにしたものであり、正極１ａ側には
アルミニウム合金板の挟持板４が用いられ、負極１ｂ側
には銅合金板の挟持板４が用いられる。これらの挟持板
４は、接続板部２ｂと金属箔とを溶着して確実に接続固
定するためだけに用いられるので、電流容量を特に大き
くする必要はなく、最適な超音波溶接が可能となるよう
な適度な厚さの金属板を用いることができる。また、各
接続板部２ｂには、金属箔と重なり合う内側の面に凸部
が形成されているので、これらの金属箔が各凸部で集中
的に超音波のエネルギーを受けるようになり、溶着を確
実にすることができる。

【００２３】上記挟持板４は、発電要素１の端面から突
出する正極１ａや負極１ｂの金属箔の円筒形における直
線部の長さよりも短いものが用いられる。このようにす
れば、挟持板４が金属箔の直線部だけを接続板部２ｂと
共に挟み込むようにすることができる。これは、挟持板
４が金属箔の直線部の長さよりも長い場合には、この挟
持板４が円筒形に突出した金属箔の上下の湾曲部まで挟
み込むことになり、この金属箔を無理に挟持板４側に引
っ張り破損させるおそれがあるからである。

【００２４】本実施形態の非水電解質二次電池の正負極
の端子３，３は、それぞれリベット端子３ａと端子接続
杆３ｂと端子ボルト３ｃとで構成されている。リベット
端子３ａは、四隅が面取りされた正方形状のフランジ部
の上下の面から円筒状のカシメ部を突出させたものであ
り、正極端子として用いられる端子３の場合にはアルミ
ニウムやアルミニウム合金で作製され、負極端子として
用いられる端子３の場合には銅や銅合金で作製される。
このリベット端子３ａは、下方のカシメ部が電解液に接
触するので、非水電解質二次電池の場合、正極端子側で
は、正極電位で非水電解液に溶解しないアルミニウムや
アルミニウム合金等を用いる必要があり、負極端子側で
は、負極活物質と合金化しない銅や銅合金等を用いる必
要がある。端子接続杆３ｂは、銅合金製の矩形の金属板
であり、両端部に貫通孔が形成されている。また、端子
ボルト３ｃは、六角形状の頭部の上面から上方に向けて
ボルト部を突設したステンレス鋼製の六角ボルトであ
る。これらの端子接続杆３ｂと端子ボルト３ｃは、電解
液と接触することがないので、端子接続杆３ｂの場合
は、特に導電性が高く十分な機械強度を有する銅合金を
用い、外部回路との接続を行う端子ボルト３ｃの場合に
は、特に機械強度が強く十分な導電性を有するステンレ
ス鋼が用いられる。

【００２５】上記集電接続板２，２の本体２ａ，２ａ
は、実際には発電要素１，１への取り付けよりも先に、
それぞれ図２に示す下部絶縁封止材５，５を介して蓋板
６の下面の両端部に配置される。また、この蓋板６の上
面の両端部には、それぞれ上部絶縁封止材７，７を介し
て端子３，３のリベット端子３ａ，３ａと端子接続杆３
ｂ，３ｂと端子ボルト３ｃ，３ｃとが配置される。ただ
し、各リベット端子３ａは、下部絶縁封止材５と蓋板６
と上部絶縁封止材７に形成された貫通孔を通して下方の
カシメ部の先端部を集電接続板２の本体２ａに形成され
た貫通孔に嵌入させてカシメにより接続固定される。こ
の際、リベット端子３ａは、絶縁封止材５，７によって
蓋板６とは絶縁される。また、リベット端子３ａの下方
のカシメ部と集電接続板２の本体２ａとがカシメられる
ことにより、絶縁封止材５，７が蓋板６を挟持圧迫する
ことになるので、この蓋板６の貫通孔が封口される。こ
の蓋板６の上面の両端部にそれぞれ上部絶縁封止材７，
７を介して配置された各端子接続杆３ｂは、一方の貫通
孔にリベット端子３ａの上方のカシメ部を下方から嵌入
させてカシメにより接続固定すると共に、他方の貫通孔
に端子ボルト３ｃのボルト部を下方から嵌入させる。こ
の際、端子ボルト３ｃは、六角形状の頭部を上部絶縁封
止材７の六角形状の凹部に嵌め込むことにより回り止め
される。この端子ボルト３ｃは、ボルト部が端子接続杆
３ｂの貫通孔に隙間嵌めされ係止されたままにすること
により、このボルト部に外部回路の接続部材を通してナ
ットで締め付けた場合にのみ端子接続杆３ｂに接続固定
されるようにしてもよいし、予め溶接等によって頭部等
を端子接続杆３ｂに接続固定しておくようにしてもよ
い。このように予め端子ボルト３ｃを端子接続杆３ｂに
接続固定しておいた場合には、外部回路の接続部材のナ
ットによる締め付けが十分でない場合にも、端子接続杆
３ｂがこの接続部材と直接接触する部分に電流が流れる
他に、この端子接続杆３ｂから端子ボルト３ｃを介しナ
ットが接続部材に接触する部分にも確実に電流が流れる
ようになり、端子３と接続部材との接触抵抗を低減させ
ることができるようになる。

【００２６】上記のようにして蓋板６の上面の両端部に
端子３，３が配置されると共に、この蓋板６の下面の両
端部に集電接続板２，２が取り付けられると、これらの
集電接続板２，２に上記のようにして発電要素１，１が
接続される。そして、これら２個の発電要素１は、厚さ
１ｍｍのステンレス鋼板製の筐体状の電池容器８の内部
に収納され、この電池容器８の上端開口部が蓋板６によ
って塞がれる。そして、この蓋板６の周囲を溶接によっ
て封止し、電池容器８の内部に電解液を充填して、この
内部を密閉することにより非水電解質二次電池となる。
完成後の電池外観を図３に示す。なお、端子３，３の周
囲には、端子押さえ板１０を配設させている。端子外径
寸法はＷ１７０×Ｄ４７×Ｈ１３３（ｍｍ）、正極幅１
５５ｍｍ、負極幅１５５ｍｍ、セパレータ幅１５２ｍ
ｍ、正極厚２２０μｍ、負極厚１２０μｍ、セパレータ
厚４０μｍ、正極集電体厚２０μｍ、負極集電体厚１５
μｍ、正極合材塗布量２５．５ｍｇ／ｃｍ^２、負極合材
塗布量８．０ｍｇ／ｃｍ^２、正極多孔度３３％、負極多
孔度３４％、正極合材組成活物質：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝
９０：５：５、負極合材組成活物質：ＰＶｄＦ＝９
０：１０、電解液組成ＥＣ／ＤＭＣ／ＤＥＣ＝２：２：
１（１ＭＬｉＰＦ_６）＋ＶＣ１％である。この非水電解
質二次電池は、２個の発電要素１を長円筒形の平坦な側
面が直立するように横置きに並べて収納すると共に、端
子３の端子ボルト３ｃが蓋板６の上面の両端部から上方
に突出するので、設置のスペース効率が良いものとな
る。

【００２７】多角形状の１次粒子が集合して球状の二次
粒子を形成したリチウムマンガン複合酸化物Ｌｉ_１．１
Ｍｎ_１．８２Ａｌ_０．０８Ｏ_４（比表面積０．７ｍ² ／
ｇ、平均粒径１５μｍ）粉末を用い、アセチレンブラッ
ク及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を重量比で９
０：５：５の割合で混合して合剤を調整し、溶剤となる
Ｎ−メチルピロリデンに分散させてスラリーにし、これ
を厚さ２０μｍのアルミニウム箔両面に塗布し、乾燥、
プレスして多孔度３３％で２２０μｍ厚さの帯状正極を
作製した。なお、平均粒径はレーザー回折散乱法で測定
したｄ５０の値であり、比表面積は、吸着ガスとして窒
素ガスを用いたＢＥＴ法で測定したものである。

【００２８】平均粒径２６μｍの球状人造黒鉛粉末７５
重量部、平均粒径２７μｍの鱗片状人造黒鉛粉末１５重
量部、ＰＶｄＦ１０重量部を混合して負極合剤を調整
し、溶剤となるＮ−メチルピロリデンに分散させてスラ
リーにし、これを厚さ１５μｍの銅箔両面に塗布し、乾
燥させた後、一定圧力で圧縮成型して多孔度３４％で１
２０μｍ厚さの帯状負極を作製した。

【００２９】これら電極と４０μｍ厚さのＰＰ／ＰＥ／
ＰＰ積層セパレータを用いて長円筒形の巻回型の発電要
素を作製し、これを２個密着して並べ並列接続すること
で、上記図１に示したのと同様の構造の電池を作製し
た。充電は、終止電圧を４．１Ｖとする定電流（４６
Ａ）・定電圧（３Ｈ）充電とし、放電は、終止電圧を
２．７Ｖとする定電流（１４０Ａ）放電とした。

【００３０】上記構成の非水電解質二次電池によれば、
各発電要素１の正極１ａや負極１ｂと端子３との間が、
大きな電流容量を有する集電接続板２の本体２ａと接続
板部２ｂを介して接続されるので、十分に大きな充放電
電流を流すことができるようになる。しかも、各発電要
素１の正極１ａや負極１ｂの金属箔は、ある程度薄い金
属板からなる挟持板４を介して接続板部２ｂに超音波溶
接されるので、溶着が確実に行なわれ金属箔が剥がれ易
くなるようなこともなくなる。

【００３１】また、２個の発電要素１，１の上方に集電
接続板２の本体２ａを水平に配置して、蓋板を貫通する
端子３との接続を容易にすると共に、この本体２ａから
接続板部２ｂを下方に向けて折り曲げねじって突出させ
ることにより、各発電要素１の端面から突出する正極１
ａや負極１ｂの垂直な金属箔にこの接続板部２ｂの板面
を沿わせることができるので、これら金属箔との接続が
容易になる。即ち、各接続板部２ｂがねじれてなけれ
ば、金属箔とが直交することになり、接続が容易ではな
くなる。また、集電接続板２の接続板部２ｂが本体２ａ
における発電要素１，１の並び方向に沿って両側に突出
した板片を下方に折り曲げて形成されたものである場合
には、発電要素１の端面から突出する金属箔をこの接続
板部２ｂの板面を沿わせることができるが、各発電要素
１に１本ずつの接続板部２ｂしか割り当てることができ
ず、３個以上の発電要素１が並べて配置された電池の場
合には、真ん中の１個以上の発電要素１の集電を行うこ
とができないようになる。しかも、本実施形態の集電接
続板２は、１枚の金属板に打ち抜き・曲げ・ねじり加工
による簡単な加工を施すだけで作製することができる。

【００３２】また、各発電要素１の各端面ごとに対とな
る２本の接続板部２ｂが配置されるので、この接続板部
２ｂの幅を狭くしても十分な電流容量を得ることがで
き、この端面からの金属箔の突出量を少なくて済むよう
にすることができる。しかも、各発電要素１の各端面か
ら突出する金属箔は、これら対となる２本の接続板部２
ｂのねじり方向に従って間に挿入されるので、組み立て
作業も容易となる。

【００３３】電池容器内部空間の幅（Ｘ）および発電要
素の幅（Ｙ）の測定は、図３に示すＡ−Ａ’断面をとる
ことにより行った。断面図を図４に示す。このとき、前
記幅Ｘは４５ｍｍであった。また、同一断面において、
電池容器から取りだした後の、発電要素を図５に示す。
このとき、発電要素の幅Ｙは５０ｍｍであった（以下、
実施例１と記載する）。前記ＸとＹは上記のとおり、同
一断面で同一直線上の幅を測定した。

【００３４】比較のため、Ｙが４３ｍｍの電池、すなわ
ちいずれの箇所においても発電要素の幅が電池容器の幅
を超えることが無い電池（以下、比較例１と記載する）
と、Ｙが４５ｍｍの電池（実施例２）を作製し、両者の
サイクル試験を行った。４５℃での１００サイクル後の
容量保持率は、比較例１は、実施例１の電池に比べて、
３０％の低下がみられた。実施例２は７％の低下となっ
た。これにより、Ｙ／Ｘが１以上とすることで、充放電
サイクルによる容量低下を抑制し、サイクル特性を向上
させることができる。実施例１および２の電池におい
て、発電要素からの電池容器への圧力を測定したとこ
ろ、実施例１では、０．５Ｋｇ／ｃｍ^２、実施例２で
は、０．１Ｋｇ／ｃｍ^２であった。これにより、前記圧
力が０．１Ｋｇ／ｃｍ^２以上とすることで、充放電サイ
クルによる容量低下を抑制し、サイクル特性を向上させ
ることができる。さらに前記圧力が０．５Ｋｇ／ｃｍ^２
以上とすることにより、一層のサイクル特性の向上が得
られる。

【００３５】なお、上記実施形態では、超音波溶接によ
って挟持板４の間に接続板部２ｂと正極１ａや負極１ｂ
の金属箔の接続を行う場合について示したが、スポット
溶接等の他の溶接により溶着を行なうこともできる。ま
た、このような溶接に代えて、挟持板４の外側から強い
力で圧迫することにより、接続板部２ｂと金属箔とを圧
着することもできる。さらに、接続板部２ｂには、凸部
が形成されていなくても、金属箔を確実に溶着又は圧着
することは可能である。また、上記実施形態では、接続
板部２ｂと正極１ａや負極１ｂの金属箔との接続に挟持
板４を用いる場合を示したが、挟持板４以外の接続部品
を用いたり、いずれの接続部品を用いることなく接続を
行うことも可能である。

【００３６】また、上記実施形態では、２個の発電要素
１，１を並べて配置した非水電解質二次電池について示
したが、この発電要素１の個数は限定されず、１個以上
であれば何個の発電要素１を用いる非水電解質二次電池
であってもよい。さらに、上記実施形態では、集電接続
板２が各発電要素１の正負極ごとにそれぞれ対となる２
本の接続板部２ｂを配置する場合を示したが、各発電要
素１の正負極にそれぞれ少なくとも１本以上の接続板部
２ｂが配置されていればよい。

【００３７】また、上記実施形態では、端子３がリベッ
ト端子３ａと端子接続杆３ｂと端子ボルト３ｃによって
構成される場合を示したが、この端子３の構成は特に限
定されず、図３に示したような単一部品からなるような
ものであってもよい。電池引出端子は、リベット端子３
ａのように電池外装体の内部で発電要素の電極に接続さ
れると共に、絶縁封止されて外部に突出する導電部品で
あるが、このリベット端子３ａのような形状には限定さ
れず、絶縁封止手段も絶縁封止材５，７をカシメによっ
て圧迫する方法には限定されない。端子接続部材は、端
子接続杆３ｂのように、電池外装体の外部に配置される
と共に、電池引出端子の外部突出部に接続固定された導
電部品であるが、この端子接続杆３ｂのような形状には
限定されず、電池引出端子との接続固定手段もカシメに
は限定されない。外部接続端子は、端子ボルト３ｃのよ
うに、電池外装体の外部に配置され外部回路との接続を
行うための導電部品であるが、この端子ボルト３ｃのよ
うな六角ボルト状の形状には限定されず、ボルト部以外
の、ナット状やテーパ軸状等の構造により外部回路との
接続を行うようになっていてもよい。

【００３８】また、上記実施形態では、長円筒形の巻回
型の発電要素１について説明したが、積層型の発電要素
１の場合にも、積層の端面からはみ出した正極１ａや負
極１ｂの金属箔を同様に接続固定することができる。さ
らに、上記実施形態では、電池容器８と蓋板６で構成さ
れる電池外装体を例示したが、この電池外装体の構成は
特に限定されない。また、上記実施形態では、非水電解
質二次電池について説明したが、この電池の種類も特に
限定されない。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、充放電に伴う出力低下
を抑制し、サイクル特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の発電要素と端子との接続構造を示す組
み立て斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の構造を示す組み立て斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、組み
立て後の非水電解質二次電池の構造を斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、組み
立て後の非水電解質二次電池のＡ−Ａ’断面を示す図。

【図５】本発明を説明するためのものであって、発電要
素を電池容器外部へ取り出した際の該発電要素の断面を
示す図。

【図６】従来例を示すものであって、非水電解質二次電
池の発電要素と端子との接続構造を示す組み立て斜視図
である。

【符号の説明】

１発電要素１ａ正極１ｂ負極２集電接続板２ａ本体２ｂ接続板部３端子３ａリベット端子３ｂ端子接続杆３ｃ端子ボルト４挟持板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正負極板を積層してなる発電要素を電池容
器に収容した電池において、少なくとも一箇所におい
て、前記発電要素の積層方向に平行な断面の同一直線上
における前記電池容器内部空間の幅（Ｘ）と前記発電要
素の幅（Ｙ）との比率Ｙ／Ｘが、前記発電要素を前記電
池容器外部へ取り出した際の測定で、１．０以上を満た
すことを特徴とする電池。
【請求項２】前記電池容器が、厚さ０．３ｍｍ以上のス
テンレス鋼を含む材質からなり、前記電池容器に前記発
電要素を収容した状態で、発電要素から電池容器に対し
て０．１Ｋｇ／ｃｍ^２以上の圧力がかかることを特徴と
する請求項１に記載の電池。