JP2003346903A - 電 池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電要素１の電極１ａ，１ｂが巻回の最外周
で終端する方向を集電接続体２の電極接続部２ｂの間に
挿入する方向とは逆にすることにより、これらの電極１
ａ，１ｂが電極接続部２ｂの間に挿入する際にめくれた
り破断するのを防止することができる電池を提供する。 【解決手段】 端子４に接続された集電接続体２の本体
２ａから突設された対となる電極接続部２ｂの間に、長
円筒形巻回型の発電要素１の端面からはみ出した長円筒
形の電極１ａ，１ｂの直線部を挿入し、これら直線部で
重なった電極１ａ，１ｂを振り分けていずれか一方の電
極接続部２ｂに接続した電池において、発電要素１の電
極１ａ，１ｂが、集電接続体２の本体２ａ側に配置され
た湾曲部を経てもう一方の湾曲部に至る手前の直線部で
巻回の最外周を終端させた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長円筒形巻回型の
発電要素の電極を集電接続体を介して端子に接続する電
池に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３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と集電接続体２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１，１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。従って、こ
れらの電極１ａ，１ｂの金属箔は、上下端部でそれぞれ
湾曲して重なり合った湾曲部と、これらの湾曲部の間で
垂直方向の平坦な箔として重なり合った直線部とからな
る長円筒形として各発電要素１の両端面からはみ出すこ
とになる。

【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２個の発電要素１，１の両端
部にそれぞれ集電接続体２，２が配置されている。集電
接続体２，２は、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。
各集電接続体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本の細長い電極接続部２ｂとからなる。ま
た、各電極接続部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
続体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本の電極接続部２ｂとをプレス加工により
打ち抜くと共に各電極接続部２ｂに凸部を形成し、これ
らの電極接続部２ｂを基部で本体２ａに対して直角に折
り曲げ、折り曲げた各電極接続部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
の電極接続部２ｂは、左右の２本ずつが対となり、各対
の２本の電極接続部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、
各電極接続部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。

【０００４】上記各集電接続体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、各電極接続部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体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
電接続体２が配置される。また、各発電要素１の端面か
らはみ出す電極１ａ，１ｂの金属箔は、対となる２本の
電極接続部２ｂの間に下方から長円筒形の直線部を挿入
するようにして挟み込まれる。

【０００５】このようにして集電接続体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
３によって各電極接続部２ｂに接続固定される。即ち、
各発電要素１の双方の端面では、まず金属箔の直線部の
重なりを巻回軸を中心に左右に振り分けて、それぞれの
側の電極接続部２ｂに沿わせ、これらの電極接続部２ｂ
と電極１ａ，１ｂの金属箔とを挟持板３で挟んで挟持さ
せる。すると、対となる２本の電極接続部２ｂの内側の
面には、それぞれ金属箔の長円筒形の直線部の左右半分
ずつの重なりが密着することになる。そして、このよう
にして電極接続部２ｂと金属箔を挟持した各挟持板３の
両側から超音波溶接を行うことにより、これら電極接続
部２ｂと電極１ａ，１ｂの金属箔とが接合される。この
際、各電極接続部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、
溶着による接合を確実なものにすることができる。各挟
持板３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３が用いられ、負極１ｂ側に
は銅合金板の挟持板３が用いられる。

【０００６】上記集電接続体２，２は、実際には図４に
示すように、正負極の端子４，４と共にステンレス鋼板
製の蓋板５の両端部に取り付けられる。端子４，４は、
蓋板５を上方から貫通してそれぞれ蓋板５の下方に配置
した集電接続体２，２の本体２ａ，２ａにカシメによっ
て接続固定される。また、この際、集電接続体２，２と
端子４，４との間に絶縁封止材を介在させることによ
り、端子４，４が蓋板５を貫通する孔を封止すると共
に、集電接続体２，２や端子４，４とこの蓋板５との間
を絶縁するようになっている。このようにして蓋板５の
両端部に集電接続体２，２と端子４，４が取り付けられ
ると、これらの集電接続体２，２の各対の電極接続部２
ｂ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、ステンレス鋼板製の
筐体状の電池容器６の内部に収納され、この電池容器６
の上端開口部が蓋板５によって塞がれる。また、この蓋
板５の周囲を溶接によって封止し、電池容器６の内部に
電解液を注入して、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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記非水電
解質二次電池は、図５に示すように、各発電要素１の正
極１ａの巻回の最外周が直線部で上向きに終端している
と、集電接続体２の対となる電極接続部２ｂの間にこの
発電要素１の端面からはみ出した正極１ａのアルミニウ
ム箔の長円筒形の直線部を下方から挿入する際に、この
アルミニウム箔の終端部Ｅが巻回とは逆方向にめくれて
下がり、破断したり正極１ａの活物質の脱落が発生し、
電池性能が低下するおそれがあるという問題が発生して
いた。また、これは、発電要素１の負極１ｂについても
同様である。特に、上記従来例では、対となる２本の電
極接続部２ｂの内側の板面に凸部が突設されているの
で、この凸部がアルミニウム箔の終端部Ｅをめくれ易く
する可能性が高くなる。

【０００８】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、発電要素の電極が巻回の最外周で終
端する方向を集電接続体の電極接続部の間に挿入する方
向とは逆にすることにより、この電極が電極接続部の間
に挿入する際にめくれたり破断するのを防止することが
できる電池を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の電池は、端子
に接続された集電接続体の本体から突設された対となる
電極接続部の間に、長円筒形巻回型の発電要素の端面か
らはみ出した長円筒形の電極の直線部を挿入し、これら
直線部で重なった電極を振り分けていずれか一方の電極
接続部に接続した電池において、発電要素の電極が、集
電接続体の本体側に配置された湾曲部を経てもう一方の
湾曲部に至る手前の直線部で巻回の最外周を終端させて
いることを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、発電要素の端面
から長円筒形にはみ出した電極は、対となる電極接続部
の間に、一方の湾曲部側から直線部を挿入するので、こ
の一方の湾曲部を経てもう一方の湾曲部に至る手前の直
線部で巻回が終端することにより、この電極の終端が電
極接続部の突出端に引っ掛かったり内側の板面に摺接し
て、この終端が巻回方向とは逆にめくれるおそれがなく
なり、電池性能が低下するのを防止することができるよ
うになる。

【００１１】

【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。

【００１２】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は発電要素の端部からはみ出す長円筒
形の正極のアルミニウム箔を集電接続体の対となる電極
接続部の間に挿入した状態を示す側面図、図２は巻回方
向が逆の発電要素の端部からはみ出す長円筒形の正極の
アルミニウム箔を集電接続体の対となる電極接続部の間
に挿入した状態を示す側面図である。なお、図３〜図５
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。

【００１３】本実施形態は、従来例と同様の構成の大型
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３及び図４に示した従来例と同様に、
２個の長円筒形の発電要素１，１を並べて並列接続した
ものであり、各発電要素１は、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。

【００１４】上記各発電要素１は、図１に示すように、
端面からはみ出した長円筒形の正極１ａのアルミニウム
箔の直線部が対となる２本の電極接続部２ｂの間に挿入
される。また、発電要素１の他方の端面からはみ出した
長円筒形の負極１ｂの銅箔の直線部も、他方の集電接続
体２の対となる２本の電極接続部２ｂの間に挿入され
る。この際、各発電要素１は、電極１ａ，１ｂの巻回の
最外周が下向きに終端するような向きで挿入される。つ
まり、図１では、各発電要素１の端面からはみ出した正
極１ａのアルミニウム箔のみを図示していて、この正極
１ａのアルミニウム箔は、上下端部でそれぞれ湾曲して
内外周に重なり合った湾曲部と、これらの湾曲部の間で
垂直方向の平坦な箔として重なり合った直線部とからな
る長円筒形にはみ出していることになる。そして、この
正極１ａのアルミニウム箔は、集電接続体２の本体２ａ
側に配置された上端側の湾曲部を経て、下端側の湾曲部
に至る手前の直線部に終端部Ｅが位置するように、巻回
の最外周を終端させている。また、このアルミニウム箔
は、正極１ａの電極基体であり、活物質の未塗工部がは
み出してるにすぎないので、発電要素１のセパレータで
覆われた内部で巻回される正極１ａも、同様に上端側の
湾曲部を経て下端部の湾曲部に至る手前の直線部で巻回
の最外周を終端させている。そして、これは、図１では
図示しないが、発電要素１の負極１ｂについても同様で
あり、負極１ｂの巻回の最外周も下向きに終端するよう
になっている。

【００１５】なお、図１では、正極１ａがはみ出した端
面側から見て時計回りにこの正極１ａと負極１ｂを巻回
した発電要素１について示したが、これらの正極１ａと
負極１ｂの巻回の最外周の終端部Ｅが下向きに終端して
いればよいので、図２に示すように、正極１ａがはみ出
した端面側から見て反時計回りにこの正極１ａと負極１
ｂを巻回した発電要素１の場合にも同様に実施可能であ
る。

【００１６】上記のようにして各集電接続体２の対とな
る電極接続部２ｂの間にそれぞれ各発電要素１の端面か
ら突出した正極１ａと負極１ｂの金属箔が挿入される
と、従来例と同様に、これらの金属箔が挟持板３によっ
てそれぞれ各電極接続部２ｂに接続固定される。そし
て、これら２個の発電要素１，１を電池容器６に収納
し、集電接続体２，２に端子４，４と共に予め取り付け
ていた蓋板５でこの電池容器６の開口部を塞ぎ電解液を
注入することにより非水電解質二次電池となる。

【００１７】上記構成の非水電解質二次電池によれば、
電極１ａ，１ｂの巻回の最外周が下向きに終端するよう
な向きで、発電要素１，１の双方の端面から長円筒形に
はみ出す電極１ａ，１ｂの金属箔が集電接続体２の対と
なる電極接続部２ｂの間に下方から挿入されるので、こ
れらの電極１ａ，１ｂの金属箔の終端部Ｅが電極接続部
２ｂの突出下端に引っ掛かるようなことがなくなり、こ
れらの電極接続部２ｂの内側の板面に摺接してもこの金
属箔がめくれるようなおそれがなくなる。しかも、本実
施形態では、対となる電極接続部２ｂの内側面に凸部が
突設されているので、この凸部に引っ掛かって金属箔が
めくれる可能性が高くなるのを確実に防止することがで
きるようになる。

【００１８】なお、上記実施形態では、発電要素１の端
面から電極１ａ，１ｂの電極基体である金属箔のみがは
み出す場合を示したが、電極基体に活物質が塗布された
ままでも集電可能であれば、これら活物質が塗布された
ままの電極１ａ，１ｂがそのままはみ出すようになって
いてもよく、電極基体を用いない電極をそのままはみ出
させるようにすることもできる。また、上記実施形態で
は、２個の発電要素１，１を有する非水電解質二次電池
について示したが、１個以上の任意個の発電要素１を有
する非水電解質二次電池にも同様に実施可能である。

【００１９】また、上記実施形態では、板金加工によっ
て作製される集電接続体２を用いる場合について示した
が、本体から突設された１対以上の電極接続部を有する
ものであれば、例えば鋳物や切削加工等によって加工さ
れたものであってもよい。さらに、上記実施形態では、
この集電接続体２の電極接続部２ｂが本体２ａから折れ
曲がりねじれて突出した細長い板状のものである場合を
示したが、この電極接続部２ｂは、長円筒形の発電要素
の端部を挿入するような間隙を有するものであれば、ど
のような構造のものであってもよい。

【００２０】また、上記実施形態では、電極を長円筒形
に巻回した発電要素を用いる場合を示したが、例えば円
筒形に巻回した発電要素を側面から押し潰し長円筒形と
したものであってもよく、本明細書でいう長円筒形には
楕円形等に近い形状のものも含むものとする。しかも、
この長円筒形の直線部は、必ずしも電極が完全に平坦に
なっている必要はなく、湾曲部に比べて曲率が十分に小
さくなっていれば足りる。

【００２１】また、上記実施形態では、非水電解質二次
電池について示したが、他の二次電池や一次電池につい
ても同様に実施可能であり、電池の種類は問わない。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池によれば、発電要素の端部を集電接続体の電極接
続部の間に挿入する際に、この発電要素の電極の巻回の
終端部がめくれ上がるのを防止することができ、これに
よって電極が破断したり活物質が脱落して、電池性能が
低下するのを防止することができるようになる。

【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、発電
要素の端部からはみ出す長円筒形の正極のアルミニウム
箔を集電接続体の対となる電極接続部の間に挿入した状
態を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、巻回
方向が逆の発電要素の端部からはみ出す長円筒形の正極
のアルミニウム箔を集電接続体の対となる電極接続部の
間に挿入した状態を示す側面図である。

【図３】非水電解質二次電池の発電要素と集電接続体と
の接続構造を示す組み立て斜視図である。

【図４】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５】従来例を示すものであって、発電要素の端部か
らはみ出す長円筒形の正極のアルミニウム箔を集電接続
体の対となる電極接続部の間に挿入した状態を示す側面
図である。

【符号の説明】

１ 発電要素 １ａ 正極 １ｂ 負極 ２ 集電接続体 ２ａ 本体 ２ｂ 電極接続部 ４ 端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 勲 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 下薗 武司 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 AA18 BB03 CC08 CC12 EE01 5H029 AJ14 AM01 BJ02 BJ14 DJ05 DJ07 EJ01 HJ12

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端子に接続された集電接続体の本体から
   突設された対となる電極接続部の間に、長円筒形巻回型
   の発電要素の端面からはみ出した長円筒形の電極の直線
   部を挿入し、これら直線部で重なった電極を振り分けて
   いずれか一方の電極接続部に接続した電池において、 発電要素の電極が、集電接続体の本体側に配置された湾
   曲部を経てもう一方の湾曲部に至る手前の直線部で巻回
   の最外周を終端させていることを特徴とする電池。