JP2004164985A - 角形電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価な構成としながらも、厚みの薄いリード板であっても衝撃を受けた際の切れを効果的に防止できる構成を備えた角形電池およびその角形電池を好適に製造できる方法を提供する。
【解決手段】正極板および負極板からそれぞれ電池ケース１の開口部側に引き出された短冊状の正極リード板２１および負極リード板２２を有する。正，負極リード板２１，２２は、その長さ方向の少なくとも一部分に、電池ケース１の長辺側板部１ｂに対し垂直な面で形成され、且つ垂直な面におけるリード板２１，２２の幅のセンターラインが相対向する一対の長辺側板部１ｂ間の中央に位置して長辺側板部１ｂに平行となる部分を有している。
【選択図】図２
【解決手段】正極板および負極板からそれぞれ電池ケース１の開口部側に引き出された短冊状の正極リード板２１および負極リード板２２を有する。正，負極リード板２１，２２は、その長さ方向の少なくとも一部分に、電池ケース１の長辺側板部１ｂに対し垂直な面で形成され、且つ垂直な面におけるリード板２１，２２の幅のセンターラインが相対向する一対の長辺側板部１ｂ間の中央に位置して長辺側板部１ｂに平行となる部分を有している。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角形の電池ケース内に発電要素を収容してなる角形電池の信頼性向上およびその角形電池を好適に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エレクトロニクス技術の進歩に伴い、電子機器の高機能化とともに、小型軽量化と低消費電力化とが可能になった。その結果、各種民生用ポータブル機器が開発、実用化され、それらの市場規模が急速に拡大しつつある。それらの代表例としてはカムコーダ、ノート型パソコンおよび携帯電話機などがあげられる。これらの機器には、更なる小型軽量化とともに作動時間の長期化に対する要望が継続的に求められており、このような要望から、これらの機器の駆動用内蔵電源として、長寿命でエネルギ密度の高いリチウムイオン二次電池に代表されるリチウム二次電池が積極的に開発され、数多く採用されている。特に、角形の電池ケースを外体ケースとして用いた角形電池は、円筒形電池に比較して、機器の薄型化に適し、且つスペース利用効率が高いことから、重要視されている。
【０００３】
このような角形電池としては、図７に示すように、正，負極板をこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回してなる極板群５１を角形の電池ケース５０内に収納するものにおいて、極板群５１の一端面から正極用と負極用の２本の短冊状リード板（一般にタブと称せられる）５２，５３を引き出し、一方のリード板５２を封口板（図示せず）に直接溶接し、且つ他方のリード板５３を封口板に対し電気絶縁状態に設けられた端子板（図示せず）に溶接した構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この角形電池では、極板群５１を電池ケース５０内に挿入する前、あるいは図７に示す一部挿入した状態で、両リード板５２，５３を封口板および端子板にそれぞれ溶接し、その後に、リード板５２，５３を折り曲げながら極板群５１を電池ケース５０内に押し込み、封口板を電池ケース５０の開口部に嵌合した状態で溶接する。
【０００５】
ところで、電池のエネルギ密度を決定するのは、発電要素を構成する正極板や負極板の電池活物質が中心であり、従来では、正，負極板における金属基材の厚みを薄くすることにより金属基材の長尺化を図って、その金属基材への活物質の塗着量を多くすることが試みられている。また、前記リード板５２，５３は、正，負極板における接続箇所の活物質層を剥離して露出させた金属基材に一端部を溶接して取り付けられるが、このリード板５２，５３としては、上述した金属基材の薄型化に対応する薄い厚みのものが用いられる。これは、極板群５１を構成する際の巻回工程において巻きずれが発生するのを防止するためである。
【０００６】
また、両リード板５２，５３は、図７に明示するように、長円形の極板群５１の長手方向における中央寄りの箇所において、短冊状の幅方向を極板群５１の長手方向に対し平行となる配置で設けられる。これは、ほぼ長方形の封口板の長手方向の両側箇所に設けられる注液孔と安全弁とによる配置の規制を受けることから、両リード板５２，５３を必然的に長手方向における中央部寄りの箇所に配置しなければならず、その中央部寄りの箇所における正，負極板が長手方向に平行な配置になっていて、この箇所にリード板５２，５３を接合するためである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２５９５２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記角形電池では、電池の落下衝撃試験（例えば、電池の６面を順次下方に向けた６種類の姿勢で電池を１．５ｍの高さから硬い床面上に順次落下させる手順で行われる）や電池として衝撃を受けたような場合に、上述のように厚みが薄いことに伴い強度が不足する前記リード板５２，５３が切れてしまう可能性がある。
【０００９】
特に、上記リード板５２，５３の切れは、電池ケース５０が長辺方向Ａへの衝撃を受けた場合に発生し易い。これは、リード板５２，５３が短冊状の幅方向に変形し難いことと、極板群５１と短辺側板部５０ａとの間に存在する０．２〜０．４ｍｍのクリアランスによって極板群５１が電池ケース５０内において前記長辺方向Ａに動き易いこととに起因する。
【００１０】
また、極板群５１は一対の長辺側板部５０ｂに圧接した状態で電池ケース５０内に収納されるので、電池ケース５０が短辺方向Ｂへの衝撃を受けた場合には、電池ケース５０内で極板群５１が両長辺側板部５０ｂにより両側から可動を規制されて殆ど動かないことと、折り曲げ状態のリード板５２，５３が自体の幅方向に対し直交方向には容易に変形して衝撃を吸収できることとにより、リード板５２，５３の切れが殆ど生じない。
【００１１】
上述した落下衝撃試験の実測結果によると、電池ケース５０の長辺方向Ａに衝撃を受けた場合には、約１０回の繰り返し試験でリード板５２，５３に切れが生じた。これに対して、極板群５１と両側の短辺側板部５０ａとの間にスペーサを介在させて極板群５１の長辺方向Ａへの動きを規制した状態で電池ケース５０の長辺方向Ａに衝撃を与えた場合には、約３０回の繰り返し試験までリード板５２，５３に切れが生じなかった。しかし、このようなスペーサを用いる構成とした場合には、コストアップを招く。
【００１２】
そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、安価な構成としながらも、厚みの薄いリード板であっても衝撃を受けた際の切れを効果的に防止できる構成を備えた角形電池およびその角形電池を好適に製造できる方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、一発明に係る角形電池は、正極板と負極板とがこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる極板群が、横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に収納されてなる角形電池において、前記正極板および前記負極板からそれぞれ前記電池ケースの開口部側に引き出された薄い金属板からなる正極リード板および負極リード板を有し、前記正，負極リード板は、その長さ方向の少なくとも一部分に、前記電池ケースの長辺側板部に対し垂直な面で形成され、且つ前記垂直な面における前記リード板の幅のセンターラインが相対向する一対の前記長辺側板部間の中央に位置して前記長辺側板部に平行となる部分を有していることを特徴としている。
【００１４】
この角形電池における電池ケースの長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合には、両リード板における電池ケースの長辺側板部に対し垂直な面が極板群の動きに応じて幅方向に対し直交方向に変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、電池ケースの短辺方向への衝撃を受けた場合には、極板群が短辺方向に動くのを電池ケースの両長辺側板部で規制される。したがって、両リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれが殆どない。しかも、この電池は、極板群の長辺方向への動きを規制するためのスペーサを用いるといった手段を別途設けることなく、両リード板の向きと配設位置を変更するだけでリード板の切れを確実に防止できる効果を得ることができるから、コストアップが少ない。
【００１５】
上記発明において、正，負極の両リード板が、横断面形状がほぼ長円形の前記極板群における長手方向の両端部にそれぞれ位置し、且つ前記リード板の幅方向の折り曲げ線が前記長手方向に対し直交する配置で相対向して設けられていることが好ましい。これにより、正極リード板および負極リード板を、これの幅方向が電池ケースの長辺側板部に対し垂直となるよう確実、且つ容易に配設することができる。
【００１６】
上記発明において、電池ケースの開口部を封口するほぼ長方形状の封口板に、長手方向の中央部に注液孔と安全弁とが配設されているとともに、長手方向の一側端部に、正極リード板または負極リード板のうちの一方が接続される端子板が設けられ、前記封口板の長手方向の他側端部に、正極リード板または負極リード板のうちの他方が接続されていることが好ましい。この構成によれば、両リード板を極板群の長手方向の両側端部に容易に配設することができ、両リード板をこれの幅方向が極板群の長手方向に対し直交する配置で容易に設けることができる。
【００１７】
また、本発明に係る角形電池の製造方法は、正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回することにより極板群を構成する工程と、前記極板群を構成する過程において、前記正極板および負極板のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態とした時点での横断面形状が長円形の前記極板群の幅および厚みの計測結果から、前記正極板および負極板のリード板取付箇所を求めて、前記極板群の巻回過程または巻回後に、前記求めた前記正、負極板の各取付箇所に正極リード板および負極リード板をそれぞれ取り付ける工程と、前記正，負極の両リード板を取り付けた前記極板群を横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に挿入する工程と、前記極板群を前記電池ケース内に挿入前または挿入過程において、前記正，負極の両リード板の一方を封口板に、且つ他方を封口板の端子板にそれぞれ溶接する工程と、前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合して溶接する工程とを有していることを特徴としている。
【００１８】
この角形電池の製造方法では、正，負極の両リード板を、横断面形状がほぼ長円形の極板群における長手方向の両端部にそれぞれ配置し、且つ自体の短冊状の幅方向を長手方向に対し直交方向となる配置として確実に設けることができ、本発明に係る角形電池を好適に製造することができる。
【００１９】
上記発明の製造方法における極板群を電池ケースに挿入する工程において、正，負極の各リード板の大部分が前記電池ケースの外部に露呈する相対位置となった時点で前記極板群の挿入動作を停止して、前記正，負極の各リード板を、前記電池ケースの内方に傾け、且つ先端部のリード板面が前記極板群の端面に対し平行になるように折り返された形状に曲げ加工して、前記両リード板の各先端部の一方を封口板に、且つ他方を封口板の端子板にそれぞれ溶接することが好ましい。
【００２０】
これによれば、両リード板を封口板および端子板にそれぞれ溶接するに際しては、リード板の大部分が電池ケースの外部に露呈されていることと、そのリード板が曲げ加工されて変形させる余裕があることとにより、スペース上の制約を受けることなく、容易に、且つ安定に溶接を行うことができ、信頼性の高い溶接を行うことができるとともに、両リード板の溶接を同時に行うことができる。
【００２１】
上記製造方法において、正，負極の各リード板を溶接した封口板を電池ケースの開口部に嵌合する際に、前記両リード板を前記電池ケースの長手方向の両側外方から曲げ治具で押圧して前記両リード板を屈曲させながら前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合することが好ましい。これにより、両リード板に対し円滑に折り曲げるようにアシストしながら封口板を電池ケースの開口部に嵌合することができる。
【００２２】
他の発明に係る角形電池は、正極板と負極板とがこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる極板群が、横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に収納されてなるものにおいて、前記正極板および前記負極板からそれぞれ前記電池ケースの開口部側に引き出されたＬ字形状の正極リード板および負極リード板を有し、前記正極リード板および前記負極リード板は、前記Ｌ字形状のリード面が電池ケースの長辺側板部に平行となる配置で前記正極板および前記負極板の長手方向に垂直にそれぞれ取り付けられた取付片部と、この取付片部の先端部から直交方向に延び、折り曲げによって前記極板群の端面に対し平行となる配置で相対向されている接続片部とを一体に有していることを特徴としている。
【００２３】
この角形電池では、一発明の角形電池と同様に、長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合に、両リード板における接続片部が極板群の動きに応じて柔軟に変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、短辺方向への衝撃を受けた場合に、極板群が短辺方向に動くのを電池ケースの両長辺側板部で規制される。そのため、両リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれが少ないという効果を得られる。
【００２４】
上記効果に加えて、両リード板は、従来の角形電池と同様に、自体の幅方向を極板群の長手方向に平行となる配置で取り付けできるので、取付位置の自由度が高くなって取付位置の検出手段が不要となり、両リード板の取り付けを既存の設備で行うことができるとともに、高い生産性で製造することができる。さらに、この角形電池では、既存のものと同様に封口板の中央部に端子板を設ける構成とすることができ、既存の電池製造設備をそのまま用いて組み立てできる。
【００２５】
上記発明の角形電池において、正，負極の少なくとも一方のリード板は、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状であって、前記取付片部と前記接続片部との境界の直角部分に対し極板群寄りの箇所が直角に折り曲げられて前記接続片部が極板群の端面に平行となる配置で相対向するとともに、前記接続片部の中間部が鋭角に折り曲げ成形されていることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、取付片部のリード面を電池ケースの長辺側板部に平行となる配置で設けながらも電池の短辺方向および高さ方向への衝撃を効果的に吸収することができるリード板を、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状の部材を折り曲げるだけの容易な加工で安価に形成できる。
【００２７】
一方、上記発明において、正，負極の少なくとも一方のリード板は、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状であって、前記取付片部における極板群の近傍箇所が直角に折り曲げられ、且つ前記取付片部の中間部が少なくとも１回折り返されて極板群の端面に平行となる配置で相対向するとともに、接続片部の中間部が鋭角的に屈曲されて傾いた状態に形成されていることが一層好ましい。
【００２８】
この構成によれば、リード板を、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状の部材を１回以上折り返すだけの容易な加工で安価に形成できる効果を得られるのに加えて、取付片部も隙間を存した折り重ね状態に折り曲げられているから、電池の長手方向、短辺方向および高さ方向の何れの方向への衝撃を自体の変形によって効果的に吸収できるので、リード板の取付位置が全くの自由となり、生産性がさらに向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る角形電池の実施の形態について、図面を参照しながら詳述する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る角形電池を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。この角形電池は、横断面形状がほぼ長方形の角形電池ケース１の開口部内周縁部に封口板２が嵌着され、電池ケース１と封口板２の嵌合部がレーザ溶接により一体化されて、液密且つ気密に封口されている。ほぼ長方形の封口板２の一端部（図の左端部）には貫通した取付孔３が形成されており、この取付孔３には、電気絶縁性の合成樹脂からなる上部絶縁ガスケット４が、取付孔３の孔縁部から孔内部を貫通する配置で取り付けられている。
【００３０】
上部絶縁ガスケット４には、負極端子を兼ねるニッケルまたはニッケルめっき鋼製のリベット７が固着されている。すなわち、このリベット７は、上部絶縁ガスケット４の中央部に挿通されて、その下部に下部絶縁ガスケット８を介在させてワッシャからなる端子板９を嵌合させた配置において、下端部がかしめ加工されることによって端子板９を保持した状態に固定され、上，下部の絶縁ガスケット４，８に対し液密、且つ気密に密着されている。
【００３１】
封口板２における中央部の取付孔３寄りの箇所には注液孔１０が設けられており、この注液孔１０から所定量の電解液が注入される。そののち、注液孔１０は封栓１１を嵌入して封止される。また、封口板２における中央部における他端（図の右端）寄りの箇所には、長円形状の排気孔１２が設けられ、この排気孔１２は、封口板２の内面に圧着して一体化されたアルミニウム箔１３により閉塞されて、防爆用安全弁１４が構成されている。
【００３２】
電池ケース１における発電要素の収納部には極板群１７が収納されている。この極板群１７は、図３に示すように、正極板１８と負極板１９とがこれらの間にセパレータ２０を介在させて渦巻状に巻回されてなる。正極板１８と負極板１９には、各々の所定箇所に短冊状の正極リード板２１および負極リード板２２が、正極板１８および負極板１９の各々の幅方向の一端部から突出した配置でそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
すなわち、正極リード板２１および負極リード板２２は、図２に示すように、角形の電池ケース１における長辺方向Ａの両端部にそれぞれ位置し、且つ電池ケース１における一対の長辺側板部１ｂと直交する配置で設けられている。
【００３４】
正極リード板２１は、正極板１８の所定の取付箇所の活物質層（図示せず）を剥離して、その取付箇所に一端部が溶接により取り付けられ、図１に示すように、正極板１８からの突出部分が、極板群１７の長手方向に対し直交する折り曲げ線に沿って折り曲げられて、他端部が封口板２に溶接により接続されている。負極リード板２２は、負極板１９の所定の取付箇所の活物質層（図示せず）を剥離して、その取付箇所に一端部が溶接により取り付けられ、負極板１９からの突出部分が、極板群１７の長手方向に対し直交する折り曲げ線に沿って折り曲げられて、他端部が端子板９に溶接により接続されている。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、電池ケース１と極板群１７との間には隙間が存在し、極板群１７は、図２における長辺方向Ａおよび高さ方向（図の上下方向）Ｃに対しそれぞれ僅かに動くことが可能な自由度を有し、且つ短辺方向Ｂに対し殆ど動けないように規制された状態で角形の電池ケース１内に収納されている。したがって、上記角形電池は、長辺方向Ａまたは高さ方向Ｃの何れかへの衝撃を受けた場合に、折り曲げられている両リード板２１，２２が極板群１７の動きに応じて変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、短辺方向Ｂへの衝撃を受けた場合に、極板群１７が短辺方向Ｂに動くのを電池ケース１の両長辺側板部１ｂで規制される。したがって、両リード板２１，２２は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれがない。しかも、上記電池は、極板群１７の長辺方向Ａへの動きを規制するためのスペーサを用いるといった手段を別途設けることなく、両リード板２１，２２の向きと配設位置を変更するだけで上述のリード板２１，２２の切れを確実に防止できる効果が得ることができるから、コストアップを招くことがない。
【００３６】
つぎに、上記角形電池の製造方法について説明する。先ず、極板群１７の構成に際しては、図３に示すように、正極板１８と負極板１９とをこれらの間にセパレータ２０を介在させて渦巻状に巻回していき、正極板１８および負極板１９のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態まで進行した時点で巻回動作を一時停止して、それまでに巻回した横断面長円形の極板群１７の幅Ｌおよび厚みＴを自動計測する。続いて、その計測結果から、正極板１８および負極板１９の未形成部分における正極リード板２１および負極リード板２２の取付箇所を割り出し、その割り出した取付箇所に、そこに形成されている活物質層を剥離してのちに正極リード板２１および負極リード板２２の各々の一端部を接合して取り付ける。
【００３７】
上記の取付箇所の検出手段では、正極板１８および負極板１９のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態の極板群１７の幅Ｌおよび厚みＴの計測結果から正極リード板２１および負極リード板２２の取付箇所を割り出すので、取付箇所を正確に検出して、両リード板２１，２２を、極板群１７における長手方向の両端部にそれぞれ位置し、且つ幅のセンターラインが相対向する一対の長辺側板部１ｂ間の中央に位置して長辺側板部１ｂに平行となる配置で確実に取り付けることができる。また、この場合の接合手段としては、レーザ溶接、抵抗溶接または超音波溶接などの何れかを採用できる。
【００３８】
なお、上記の極板群１７の幅Ｌおよび厚みＴの自動計測は、必ずしも極板群１７を構成する毎に行う必要がなく、生産開始前に実験的に求めてメモリに記憶させておけば、生産開始時には、所定の巻回過程まで進行した時点で、巻回動作を停止して、メモリに記憶されている幅Ｌおよび厚みＴに基づき正極板１８および負極板１９における正極リード板２１および負極リード板２２の取付箇所を自動的に割り出し、その割り出した取付箇所に正極リード板２１および負極リード板２２の各々の一端部を接合して取り付けることもできる。
【００３９】
上述のようにして両リード板２１，２２を取り付けた状態に構成した極板群１７は、電池ケース１内に挿入される。この場合、極板群１７は、図２に例示したように電池ケース１内に完全に挿入せずに、図４（ａ）に示すように、両リード板２１，２２の殆どの部分が電池ケース１の外部に露呈した位置で保持させることが好ましい。そして、電池ケース１の外部に露呈した両リード板２１，２２には、それぞれ内方に傾斜させたのちに上端部分を外方に折り返して封口板２および端子板９に対し溶接し易い形状に曲げ加工を施す。
【００４０】
続いて、図４（ｂ）に示すように、両リード板２１，２２における電池ケース１の開口部と平行配置に折り返した上端部分を封口板２および端子板９に溶接する。この溶接を行うに際しては、リード板２１，２２の大部分が電池ケース１の外部に露呈されていることと、そのリード板２１，２２が曲げ加工されて変形させる余裕があることとにより、スペース上の制約を受けることなく、容易に、且つ安定に溶接を行うことができ、信頼性の高い溶接を行うことができるとともに、両リード板２１，２２の溶接を同時に行うことができる。
【００４１】
つぎに、リード板２１，２２が接続された封口板２を電池ケース１の開口部に嵌合させれば、両リード板２１，２２が、予め内方に傾斜する状態に折り曲げられていることから、その上記傾斜方向に向け折り曲げながら電池ケース１内に収納される。この実施の形態では、図４に示すように、両リード板２１，２２を両側から曲げ治具２３で押圧して、両リード板２１，２２に対し円滑に折り曲げるようにアシストしながら封口板２を電池ケース１の開口部に嵌合するようにしている。そして、電池ケース１の開口部に嵌合した封口板２の周縁部を電池ケース１に溶接すれば、図１の角形電池が得られる。この製造方法では、本発明の一実施の形態の角形電池を好適に製造することができる。
【００４２】
図５は本発明の他の実施の形態に係る角形電池における電池ケース１内に極板群１７を挿入した状態の斜視図である。この角形電池では、正極リード板２４および負極リード板２７のそれぞれの取付片部が、横断面形状がほぼ長円形の極板群１７における長手方に対し平行となる配置、換言すれば、電池ケース１の長辺側板部１ｂに平行となる配置で設けられている。この実施の形態では、正極リード板２４が極板群１７の最外周部分に、且つ負極リード板２７が極板群１７の巻き始め部分にそれぞれ取り付けられた場合を例示してある。但し、正，負極の両リード板２４，２７を共に極板群１７の最外周部分に設けてもよい。
【００４３】
正極リード板２４は、正極板１８に取り付けて折り曲げ前の状態を示す図６のように、短冊状の取付片部２４ａの先端部から直交方向に接続片部２４ｂが延びるＬ字形状に形成されている。取付片部２４ａは、正極板（図示せず）に接合されて極板群１７の端面の外方へ引き出されている。この正極リード板２４は、取付片部２４ａと接続片部２４ｂとの境界の直角部分に対し極板群１７寄りの箇所が直角に折り曲げられて、接続片部２４ｂが極板群１７の一端面（この場合は上端面）に対し平行な配置で相対向されているとともに、接続片部２４ｂの中間部が鋭角的に折り返されて傾斜した配置で立ち上がり、先端部が極板群１７の一端面と平行となる配置で折り返されて、この先端部が封口板（図示せず）に接合される。
【００４４】
一方、負極リード板２７は、図６に２点鎖線で示すように、短冊状の取付片部２４ａの先端部から直交方向に接続片部２４ｂが延びるＬ字形状に形成されており、取付片部２７ａは正極リード板２４の取付片部２４ａよりも長く形成されている。取付片部２４ａは、負極板（図示せず）に接合されて極板群１７の端面の外方へ引き出されており、その取付片部２７ｂにおける極板群１７の一端面の近傍箇所は、直角に折り曲げられて極板群１７の端面に対し平行となる配置で相対向され、さらに、中間部が１回折り返されている。この折り返しに際しては、長辺側板部１ｂに接触しない箇所が屈曲される。これにより、取付片部２７ａの先端部から直交方向に延びる接続片部２７ｂは、極板群１７の一端面に対し平行に配置されて、正極リード板２４の接続片部２４ｂと同様に、その中間部が鋭角的に折り返されて傾斜した配置で立ち上がり、先端部が極板群１７の端面と平行となる配置で折り返されて、この先端部が端子板（図示せず）に接合される。
【００４５】
上記の正，負極のリード板２４，２７は、長辺方向Ａおよび高さ方向Ｃに対しそれぞれ僅かに動くことが可能な自由度を有し、且つ短辺方向Ｂに対し殆ど動けないように規制された状態で角形の電池ケース１内に収納される。したがって、一実施の形態と同様に、上記角形電池が長辺方向Ａまたは高さ方向Ｃの何れかへの衝撃をそれぞれ受けた場合には、両リード板２４，２７における接続片部２４ｂ、２７ｂにおける折り曲げ部分が極板群１７の動きに応じて変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、短辺方向Ｂへの衝撃を受けた場合には、極板群１７が短辺方向Ｂに動くのを電池ケース１の両長辺側板部１ｂで規制される。したがって、両リード板２４，２７は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれがない。
【００４６】
しかも、両リード板２４，２７は、従来の角形電池と同様に、自体の幅方向を極板群１７の長手方向に平行となる配置、つまり電池ケースの長辺側板部１ｂに平行となる配置で取り付けできるので、取付位置の自由度が高くなって一実施の形態のように取付位置の検出手段が不要となり、両リード板２４，２７の取り付けを既存の設備で行うことができるとともに、高い生産性で製造することができる。
【００４７】
また、一実施の形態では、正，負極の両リード板２１，２２を長円形の極板群１７における長手方向の両端部にそれぞれ配置することから、注液孔１０と安全弁１４とを封口板２の中央寄りに配設して端子板９を封口板２の端部に配設しているが、この実施の形態の角形電池では、既存のものと同様に封口板２の中央部に端子板９を設ける構成とすることができ、既存の電池製造設備をそのまま用いて組み立てできる。
【００４８】
なお、正極リード２４と同様のものを負極リード板にも用いたり、負極リード板２７と同様のものを正極リード板にも用いてた構成としてもよい。この実施の形態の負極リード板２７は、接続片部２７ｂに折り曲げ部を設けるだけでなく、取付片部２７ａも隙間を存した折り重ね状態に折り曲げられているから、長手方向Ａ、短辺方向Ｂおよび高さ方向Ｃの何れの方向への衝撃を自体の変形によって効果的に吸収できる。したがって、負極リード板２７と同様のものを正，負極の両リード板として用いる場合には、取付位置が自由となり、生産性がさらに向上する。
【００４９】
また、正，負極の両リード板２４，２７の取り付けに際しては、図６に示すように、正，負極の極板１８，１９の活物質を剥離した取付箇所に、各々の取付片部２４ａ，２７ａを接合したのちに、取付片部２４ａ，２７ａの極板１８，１９の近傍箇所を挟持した状態で、取付片部２４ａ，２７ａと接続片部２４ｂ，２７ｂとの境界部分を直角に折り曲げたのち、接続片部２４ｂ，２７ｂを図５に示した所要の形状に折り曲げる加工を行うだけでよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、一発明に係る角形電池によれば、電池ケースの長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合に、両リード板が極板群の動きに応じて柔軟に変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、電池ケースの短辺方向への衝撃を受けた場合に、極板群が短辺方向に動くのを電池ケースの両長辺側板部で規制される。したがって、両リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれが少ない。しかも、この電池は、極板群の長辺方向への動きを規制するためのスペーサを用いるといった手段を別途設けることなく、両リード板の向きと配設位置を変更するだけでリード板の切れを確実に防止できる効果が得ることができるから、コストアップを招くことがない。
【００５１】
また、本発明に係る角形電池の製造方法によれば、正，負極の両リード板を、横断面形状がほぼ長円形の極板群における長手方向の両端部にそれぞれ配置し、且つ自体の短冊状の幅方向を長手方向に対し直交方向となる配置として確実に設けることができ、本発明に係る角形電池を、容易、且つ確実に製造することができる。
【００５２】
他の発明に係る角形電池によれば、長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合に、両リード板における接続片部が極板群の動きに応じて柔軟に変形して、衝撃を効果的に吸収でき、リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれがないという効果を得られるのに加えて、リード板は、従来の角形電池と同様に、自体の幅方向を極板群の長手方向に平行となる配置で取り付けできるので、取付位置の自由度が高くなって取付位置の検出手段が不要となり、両リード板の取り付けを既存の設備で行うことができるとともに、高い生産性で製造することができる。さらに、この角形電池では、既存のものと同様に封口板の中央部に端子板を設ける構成とすることができ、既存の電池製造設備をそのまま用いて組み立てできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る角形電池を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図。
【図２】同上の角形電池における電池ケースに極板群を挿入した状態を示す斜視図。
【図３】同上の極板群の製造過程を示す斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は同上の角形電池の製造過程を工程順に示した要部の縦断面図。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る角形電池の極板群を電池ケースに挿入した状態の斜視図。
【図６】同上の角形電池における極板にリード板を取り付けた状態の側面図。
【図７】従来の角形電池を示す製造過程の斜視図。
【記号の説明】
１ 電池ケース
２ 封口板
９ 端子板
１０ 注液孔
１４ 安全弁
１７ 極板群
１８ 正極板
１９ 負極板
２０ セパレータ
２１ 正極リード板
２２ 負極リード板
２３ 曲げ治具
２４ 正極リード板
２４ａ 正極リード板の取付片部
２４ｂ 正極リード片の接続片部
２７ 負極リード板
２７ａ 負極リード板の取付片部
２７ｂ 負極リード片の接続片部
【発明の属する技術分野】
本発明は、角形の電池ケース内に発電要素を収容してなる角形電池の信頼性向上およびその角形電池を好適に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エレクトロニクス技術の進歩に伴い、電子機器の高機能化とともに、小型軽量化と低消費電力化とが可能になった。その結果、各種民生用ポータブル機器が開発、実用化され、それらの市場規模が急速に拡大しつつある。それらの代表例としてはカムコーダ、ノート型パソコンおよび携帯電話機などがあげられる。これらの機器には、更なる小型軽量化とともに作動時間の長期化に対する要望が継続的に求められており、このような要望から、これらの機器の駆動用内蔵電源として、長寿命でエネルギ密度の高いリチウムイオン二次電池に代表されるリチウム二次電池が積極的に開発され、数多く採用されている。特に、角形の電池ケースを外体ケースとして用いた角形電池は、円筒形電池に比較して、機器の薄型化に適し、且つスペース利用効率が高いことから、重要視されている。
【０００３】
このような角形電池としては、図７に示すように、正，負極板をこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回してなる極板群５１を角形の電池ケース５０内に収納するものにおいて、極板群５１の一端面から正極用と負極用の２本の短冊状リード板（一般にタブと称せられる）５２，５３を引き出し、一方のリード板５２を封口板（図示せず）に直接溶接し、且つ他方のリード板５３を封口板に対し電気絶縁状態に設けられた端子板（図示せず）に溶接した構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この角形電池では、極板群５１を電池ケース５０内に挿入する前、あるいは図７に示す一部挿入した状態で、両リード板５２，５３を封口板および端子板にそれぞれ溶接し、その後に、リード板５２，５３を折り曲げながら極板群５１を電池ケース５０内に押し込み、封口板を電池ケース５０の開口部に嵌合した状態で溶接する。
【０００５】
ところで、電池のエネルギ密度を決定するのは、発電要素を構成する正極板や負極板の電池活物質が中心であり、従来では、正，負極板における金属基材の厚みを薄くすることにより金属基材の長尺化を図って、その金属基材への活物質の塗着量を多くすることが試みられている。また、前記リード板５２，５３は、正，負極板における接続箇所の活物質層を剥離して露出させた金属基材に一端部を溶接して取り付けられるが、このリード板５２，５３としては、上述した金属基材の薄型化に対応する薄い厚みのものが用いられる。これは、極板群５１を構成する際の巻回工程において巻きずれが発生するのを防止するためである。
【０００６】
また、両リード板５２，５３は、図７に明示するように、長円形の極板群５１の長手方向における中央寄りの箇所において、短冊状の幅方向を極板群５１の長手方向に対し平行となる配置で設けられる。これは、ほぼ長方形の封口板の長手方向の両側箇所に設けられる注液孔と安全弁とによる配置の規制を受けることから、両リード板５２，５３を必然的に長手方向における中央部寄りの箇所に配置しなければならず、その中央部寄りの箇所における正，負極板が長手方向に平行な配置になっていて、この箇所にリード板５２，５３を接合するためである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２５９５２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記角形電池では、電池の落下衝撃試験（例えば、電池の６面を順次下方に向けた６種類の姿勢で電池を１．５ｍの高さから硬い床面上に順次落下させる手順で行われる）や電池として衝撃を受けたような場合に、上述のように厚みが薄いことに伴い強度が不足する前記リード板５２，５３が切れてしまう可能性がある。
【０００９】
特に、上記リード板５２，５３の切れは、電池ケース５０が長辺方向Ａへの衝撃を受けた場合に発生し易い。これは、リード板５２，５３が短冊状の幅方向に変形し難いことと、極板群５１と短辺側板部５０ａとの間に存在する０．２〜０．４ｍｍのクリアランスによって極板群５１が電池ケース５０内において前記長辺方向Ａに動き易いこととに起因する。
【００１０】
また、極板群５１は一対の長辺側板部５０ｂに圧接した状態で電池ケース５０内に収納されるので、電池ケース５０が短辺方向Ｂへの衝撃を受けた場合には、電池ケース５０内で極板群５１が両長辺側板部５０ｂにより両側から可動を規制されて殆ど動かないことと、折り曲げ状態のリード板５２，５３が自体の幅方向に対し直交方向には容易に変形して衝撃を吸収できることとにより、リード板５２，５３の切れが殆ど生じない。
【００１１】
上述した落下衝撃試験の実測結果によると、電池ケース５０の長辺方向Ａに衝撃を受けた場合には、約１０回の繰り返し試験でリード板５２，５３に切れが生じた。これに対して、極板群５１と両側の短辺側板部５０ａとの間にスペーサを介在させて極板群５１の長辺方向Ａへの動きを規制した状態で電池ケース５０の長辺方向Ａに衝撃を与えた場合には、約３０回の繰り返し試験までリード板５２，５３に切れが生じなかった。しかし、このようなスペーサを用いる構成とした場合には、コストアップを招く。
【００１２】
そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、安価な構成としながらも、厚みの薄いリード板であっても衝撃を受けた際の切れを効果的に防止できる構成を備えた角形電池およびその角形電池を好適に製造できる方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、一発明に係る角形電池は、正極板と負極板とがこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる極板群が、横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に収納されてなる角形電池において、前記正極板および前記負極板からそれぞれ前記電池ケースの開口部側に引き出された薄い金属板からなる正極リード板および負極リード板を有し、前記正，負極リード板は、その長さ方向の少なくとも一部分に、前記電池ケースの長辺側板部に対し垂直な面で形成され、且つ前記垂直な面における前記リード板の幅のセンターラインが相対向する一対の前記長辺側板部間の中央に位置して前記長辺側板部に平行となる部分を有していることを特徴としている。
【００１４】
この角形電池における電池ケースの長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合には、両リード板における電池ケースの長辺側板部に対し垂直な面が極板群の動きに応じて幅方向に対し直交方向に変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、電池ケースの短辺方向への衝撃を受けた場合には、極板群が短辺方向に動くのを電池ケースの両長辺側板部で規制される。したがって、両リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれが殆どない。しかも、この電池は、極板群の長辺方向への動きを規制するためのスペーサを用いるといった手段を別途設けることなく、両リード板の向きと配設位置を変更するだけでリード板の切れを確実に防止できる効果を得ることができるから、コストアップが少ない。
【００１５】
上記発明において、正，負極の両リード板が、横断面形状がほぼ長円形の前記極板群における長手方向の両端部にそれぞれ位置し、且つ前記リード板の幅方向の折り曲げ線が前記長手方向に対し直交する配置で相対向して設けられていることが好ましい。これにより、正極リード板および負極リード板を、これの幅方向が電池ケースの長辺側板部に対し垂直となるよう確実、且つ容易に配設することができる。
【００１６】
上記発明において、電池ケースの開口部を封口するほぼ長方形状の封口板に、長手方向の中央部に注液孔と安全弁とが配設されているとともに、長手方向の一側端部に、正極リード板または負極リード板のうちの一方が接続される端子板が設けられ、前記封口板の長手方向の他側端部に、正極リード板または負極リード板のうちの他方が接続されていることが好ましい。この構成によれば、両リード板を極板群の長手方向の両側端部に容易に配設することができ、両リード板をこれの幅方向が極板群の長手方向に対し直交する配置で容易に設けることができる。
【００１７】
また、本発明に係る角形電池の製造方法は、正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回することにより極板群を構成する工程と、前記極板群を構成する過程において、前記正極板および負極板のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態とした時点での横断面形状が長円形の前記極板群の幅および厚みの計測結果から、前記正極板および負極板のリード板取付箇所を求めて、前記極板群の巻回過程または巻回後に、前記求めた前記正、負極板の各取付箇所に正極リード板および負極リード板をそれぞれ取り付ける工程と、前記正，負極の両リード板を取り付けた前記極板群を横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に挿入する工程と、前記極板群を前記電池ケース内に挿入前または挿入過程において、前記正，負極の両リード板の一方を封口板に、且つ他方を封口板の端子板にそれぞれ溶接する工程と、前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合して溶接する工程とを有していることを特徴としている。
【００１８】
この角形電池の製造方法では、正，負極の両リード板を、横断面形状がほぼ長円形の極板群における長手方向の両端部にそれぞれ配置し、且つ自体の短冊状の幅方向を長手方向に対し直交方向となる配置として確実に設けることができ、本発明に係る角形電池を好適に製造することができる。
【００１９】
上記発明の製造方法における極板群を電池ケースに挿入する工程において、正，負極の各リード板の大部分が前記電池ケースの外部に露呈する相対位置となった時点で前記極板群の挿入動作を停止して、前記正，負極の各リード板を、前記電池ケースの内方に傾け、且つ先端部のリード板面が前記極板群の端面に対し平行になるように折り返された形状に曲げ加工して、前記両リード板の各先端部の一方を封口板に、且つ他方を封口板の端子板にそれぞれ溶接することが好ましい。
【００２０】
これによれば、両リード板を封口板および端子板にそれぞれ溶接するに際しては、リード板の大部分が電池ケースの外部に露呈されていることと、そのリード板が曲げ加工されて変形させる余裕があることとにより、スペース上の制約を受けることなく、容易に、且つ安定に溶接を行うことができ、信頼性の高い溶接を行うことができるとともに、両リード板の溶接を同時に行うことができる。
【００２１】
上記製造方法において、正，負極の各リード板を溶接した封口板を電池ケースの開口部に嵌合する際に、前記両リード板を前記電池ケースの長手方向の両側外方から曲げ治具で押圧して前記両リード板を屈曲させながら前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合することが好ましい。これにより、両リード板に対し円滑に折り曲げるようにアシストしながら封口板を電池ケースの開口部に嵌合することができる。
【００２２】
他の発明に係る角形電池は、正極板と負極板とがこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる極板群が、横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に収納されてなるものにおいて、前記正極板および前記負極板からそれぞれ前記電池ケースの開口部側に引き出されたＬ字形状の正極リード板および負極リード板を有し、前記正極リード板および前記負極リード板は、前記Ｌ字形状のリード面が電池ケースの長辺側板部に平行となる配置で前記正極板および前記負極板の長手方向に垂直にそれぞれ取り付けられた取付片部と、この取付片部の先端部から直交方向に延び、折り曲げによって前記極板群の端面に対し平行となる配置で相対向されている接続片部とを一体に有していることを特徴としている。
【００２３】
この角形電池では、一発明の角形電池と同様に、長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合に、両リード板における接続片部が極板群の動きに応じて柔軟に変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、短辺方向への衝撃を受けた場合に、極板群が短辺方向に動くのを電池ケースの両長辺側板部で規制される。そのため、両リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれが少ないという効果を得られる。
【００２４】
上記効果に加えて、両リード板は、従来の角形電池と同様に、自体の幅方向を極板群の長手方向に平行となる配置で取り付けできるので、取付位置の自由度が高くなって取付位置の検出手段が不要となり、両リード板の取り付けを既存の設備で行うことができるとともに、高い生産性で製造することができる。さらに、この角形電池では、既存のものと同様に封口板の中央部に端子板を設ける構成とすることができ、既存の電池製造設備をそのまま用いて組み立てできる。
【００２５】
上記発明の角形電池において、正，負極の少なくとも一方のリード板は、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状であって、前記取付片部と前記接続片部との境界の直角部分に対し極板群寄りの箇所が直角に折り曲げられて前記接続片部が極板群の端面に平行となる配置で相対向するとともに、前記接続片部の中間部が鋭角に折り曲げ成形されていることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、取付片部のリード面を電池ケースの長辺側板部に平行となる配置で設けながらも電池の短辺方向および高さ方向への衝撃を効果的に吸収することができるリード板を、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状の部材を折り曲げるだけの容易な加工で安価に形成できる。
【００２７】
一方、上記発明において、正，負極の少なくとも一方のリード板は、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状であって、前記取付片部における極板群の近傍箇所が直角に折り曲げられ、且つ前記取付片部の中間部が少なくとも１回折り返されて極板群の端面に平行となる配置で相対向するとともに、接続片部の中間部が鋭角的に屈曲されて傾いた状態に形成されていることが一層好ましい。
【００２８】
この構成によれば、リード板を、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状の部材を１回以上折り返すだけの容易な加工で安価に形成できる効果を得られるのに加えて、取付片部も隙間を存した折り重ね状態に折り曲げられているから、電池の長手方向、短辺方向および高さ方向の何れの方向への衝撃を自体の変形によって効果的に吸収できるので、リード板の取付位置が全くの自由となり、生産性がさらに向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る角形電池の実施の形態について、図面を参照しながら詳述する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る角形電池を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。この角形電池は、横断面形状がほぼ長方形の角形電池ケース１の開口部内周縁部に封口板２が嵌着され、電池ケース１と封口板２の嵌合部がレーザ溶接により一体化されて、液密且つ気密に封口されている。ほぼ長方形の封口板２の一端部（図の左端部）には貫通した取付孔３が形成されており、この取付孔３には、電気絶縁性の合成樹脂からなる上部絶縁ガスケット４が、取付孔３の孔縁部から孔内部を貫通する配置で取り付けられている。
【００３０】
上部絶縁ガスケット４には、負極端子を兼ねるニッケルまたはニッケルめっき鋼製のリベット７が固着されている。すなわち、このリベット７は、上部絶縁ガスケット４の中央部に挿通されて、その下部に下部絶縁ガスケット８を介在させてワッシャからなる端子板９を嵌合させた配置において、下端部がかしめ加工されることによって端子板９を保持した状態に固定され、上，下部の絶縁ガスケット４，８に対し液密、且つ気密に密着されている。
【００３１】
封口板２における中央部の取付孔３寄りの箇所には注液孔１０が設けられており、この注液孔１０から所定量の電解液が注入される。そののち、注液孔１０は封栓１１を嵌入して封止される。また、封口板２における中央部における他端（図の右端）寄りの箇所には、長円形状の排気孔１２が設けられ、この排気孔１２は、封口板２の内面に圧着して一体化されたアルミニウム箔１３により閉塞されて、防爆用安全弁１４が構成されている。
【００３２】
電池ケース１における発電要素の収納部には極板群１７が収納されている。この極板群１７は、図３に示すように、正極板１８と負極板１９とがこれらの間にセパレータ２０を介在させて渦巻状に巻回されてなる。正極板１８と負極板１９には、各々の所定箇所に短冊状の正極リード板２１および負極リード板２２が、正極板１８および負極板１９の各々の幅方向の一端部から突出した配置でそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
すなわち、正極リード板２１および負極リード板２２は、図２に示すように、角形の電池ケース１における長辺方向Ａの両端部にそれぞれ位置し、且つ電池ケース１における一対の長辺側板部１ｂと直交する配置で設けられている。
【００３４】
正極リード板２１は、正極板１８の所定の取付箇所の活物質層（図示せず）を剥離して、その取付箇所に一端部が溶接により取り付けられ、図１に示すように、正極板１８からの突出部分が、極板群１７の長手方向に対し直交する折り曲げ線に沿って折り曲げられて、他端部が封口板２に溶接により接続されている。負極リード板２２は、負極板１９の所定の取付箇所の活物質層（図示せず）を剥離して、その取付箇所に一端部が溶接により取り付けられ、負極板１９からの突出部分が、極板群１７の長手方向に対し直交する折り曲げ線に沿って折り曲げられて、他端部が端子板９に溶接により接続されている。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、電池ケース１と極板群１７との間には隙間が存在し、極板群１７は、図２における長辺方向Ａおよび高さ方向（図の上下方向）Ｃに対しそれぞれ僅かに動くことが可能な自由度を有し、且つ短辺方向Ｂに対し殆ど動けないように規制された状態で角形の電池ケース１内に収納されている。したがって、上記角形電池は、長辺方向Ａまたは高さ方向Ｃの何れかへの衝撃を受けた場合に、折り曲げられている両リード板２１，２２が極板群１７の動きに応じて変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、短辺方向Ｂへの衝撃を受けた場合に、極板群１７が短辺方向Ｂに動くのを電池ケース１の両長辺側板部１ｂで規制される。したがって、両リード板２１，２２は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれがない。しかも、上記電池は、極板群１７の長辺方向Ａへの動きを規制するためのスペーサを用いるといった手段を別途設けることなく、両リード板２１，２２の向きと配設位置を変更するだけで上述のリード板２１，２２の切れを確実に防止できる効果が得ることができるから、コストアップを招くことがない。
【００３６】
つぎに、上記角形電池の製造方法について説明する。先ず、極板群１７の構成に際しては、図３に示すように、正極板１８と負極板１９とをこれらの間にセパレータ２０を介在させて渦巻状に巻回していき、正極板１８および負極板１９のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態まで進行した時点で巻回動作を一時停止して、それまでに巻回した横断面長円形の極板群１７の幅Ｌおよび厚みＴを自動計測する。続いて、その計測結果から、正極板１８および負極板１９の未形成部分における正極リード板２１および負極リード板２２の取付箇所を割り出し、その割り出した取付箇所に、そこに形成されている活物質層を剥離してのちに正極リード板２１および負極リード板２２の各々の一端部を接合して取り付ける。
【００３７】
上記の取付箇所の検出手段では、正極板１８および負極板１９のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態の極板群１７の幅Ｌおよび厚みＴの計測結果から正極リード板２１および負極リード板２２の取付箇所を割り出すので、取付箇所を正確に検出して、両リード板２１，２２を、極板群１７における長手方向の両端部にそれぞれ位置し、且つ幅のセンターラインが相対向する一対の長辺側板部１ｂ間の中央に位置して長辺側板部１ｂに平行となる配置で確実に取り付けることができる。また、この場合の接合手段としては、レーザ溶接、抵抗溶接または超音波溶接などの何れかを採用できる。
【００３８】
なお、上記の極板群１７の幅Ｌおよび厚みＴの自動計測は、必ずしも極板群１７を構成する毎に行う必要がなく、生産開始前に実験的に求めてメモリに記憶させておけば、生産開始時には、所定の巻回過程まで進行した時点で、巻回動作を停止して、メモリに記憶されている幅Ｌおよび厚みＴに基づき正極板１８および負極板１９における正極リード板２１および負極リード板２２の取付箇所を自動的に割り出し、その割り出した取付箇所に正極リード板２１および負極リード板２２の各々の一端部を接合して取り付けることもできる。
【００３９】
上述のようにして両リード板２１，２２を取り付けた状態に構成した極板群１７は、電池ケース１内に挿入される。この場合、極板群１７は、図２に例示したように電池ケース１内に完全に挿入せずに、図４（ａ）に示すように、両リード板２１，２２の殆どの部分が電池ケース１の外部に露呈した位置で保持させることが好ましい。そして、電池ケース１の外部に露呈した両リード板２１，２２には、それぞれ内方に傾斜させたのちに上端部分を外方に折り返して封口板２および端子板９に対し溶接し易い形状に曲げ加工を施す。
【００４０】
続いて、図４（ｂ）に示すように、両リード板２１，２２における電池ケース１の開口部と平行配置に折り返した上端部分を封口板２および端子板９に溶接する。この溶接を行うに際しては、リード板２１，２２の大部分が電池ケース１の外部に露呈されていることと、そのリード板２１，２２が曲げ加工されて変形させる余裕があることとにより、スペース上の制約を受けることなく、容易に、且つ安定に溶接を行うことができ、信頼性の高い溶接を行うことができるとともに、両リード板２１，２２の溶接を同時に行うことができる。
【００４１】
つぎに、リード板２１，２２が接続された封口板２を電池ケース１の開口部に嵌合させれば、両リード板２１，２２が、予め内方に傾斜する状態に折り曲げられていることから、その上記傾斜方向に向け折り曲げながら電池ケース１内に収納される。この実施の形態では、図４に示すように、両リード板２１，２２を両側から曲げ治具２３で押圧して、両リード板２１，２２に対し円滑に折り曲げるようにアシストしながら封口板２を電池ケース１の開口部に嵌合するようにしている。そして、電池ケース１の開口部に嵌合した封口板２の周縁部を電池ケース１に溶接すれば、図１の角形電池が得られる。この製造方法では、本発明の一実施の形態の角形電池を好適に製造することができる。
【００４２】
図５は本発明の他の実施の形態に係る角形電池における電池ケース１内に極板群１７を挿入した状態の斜視図である。この角形電池では、正極リード板２４および負極リード板２７のそれぞれの取付片部が、横断面形状がほぼ長円形の極板群１７における長手方に対し平行となる配置、換言すれば、電池ケース１の長辺側板部１ｂに平行となる配置で設けられている。この実施の形態では、正極リード板２４が極板群１７の最外周部分に、且つ負極リード板２７が極板群１７の巻き始め部分にそれぞれ取り付けられた場合を例示してある。但し、正，負極の両リード板２４，２７を共に極板群１７の最外周部分に設けてもよい。
【００４３】
正極リード板２４は、正極板１８に取り付けて折り曲げ前の状態を示す図６のように、短冊状の取付片部２４ａの先端部から直交方向に接続片部２４ｂが延びるＬ字形状に形成されている。取付片部２４ａは、正極板（図示せず）に接合されて極板群１７の端面の外方へ引き出されている。この正極リード板２４は、取付片部２４ａと接続片部２４ｂとの境界の直角部分に対し極板群１７寄りの箇所が直角に折り曲げられて、接続片部２４ｂが極板群１７の一端面（この場合は上端面）に対し平行な配置で相対向されているとともに、接続片部２４ｂの中間部が鋭角的に折り返されて傾斜した配置で立ち上がり、先端部が極板群１７の一端面と平行となる配置で折り返されて、この先端部が封口板（図示せず）に接合される。
【００４４】
一方、負極リード板２７は、図６に２点鎖線で示すように、短冊状の取付片部２４ａの先端部から直交方向に接続片部２４ｂが延びるＬ字形状に形成されており、取付片部２７ａは正極リード板２４の取付片部２４ａよりも長く形成されている。取付片部２４ａは、負極板（図示せず）に接合されて極板群１７の端面の外方へ引き出されており、その取付片部２７ｂにおける極板群１７の一端面の近傍箇所は、直角に折り曲げられて極板群１７の端面に対し平行となる配置で相対向され、さらに、中間部が１回折り返されている。この折り返しに際しては、長辺側板部１ｂに接触しない箇所が屈曲される。これにより、取付片部２７ａの先端部から直交方向に延びる接続片部２７ｂは、極板群１７の一端面に対し平行に配置されて、正極リード板２４の接続片部２４ｂと同様に、その中間部が鋭角的に折り返されて傾斜した配置で立ち上がり、先端部が極板群１７の端面と平行となる配置で折り返されて、この先端部が端子板（図示せず）に接合される。
【００４５】
上記の正，負極のリード板２４，２７は、長辺方向Ａおよび高さ方向Ｃに対しそれぞれ僅かに動くことが可能な自由度を有し、且つ短辺方向Ｂに対し殆ど動けないように規制された状態で角形の電池ケース１内に収納される。したがって、一実施の形態と同様に、上記角形電池が長辺方向Ａまたは高さ方向Ｃの何れかへの衝撃をそれぞれ受けた場合には、両リード板２４，２７における接続片部２４ｂ、２７ｂにおける折り曲げ部分が極板群１７の動きに応じて変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、短辺方向Ｂへの衝撃を受けた場合には、極板群１７が短辺方向Ｂに動くのを電池ケース１の両長辺側板部１ｂで規制される。したがって、両リード板２４，２７は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれがない。
【００４６】
しかも、両リード板２４，２７は、従来の角形電池と同様に、自体の幅方向を極板群１７の長手方向に平行となる配置、つまり電池ケースの長辺側板部１ｂに平行となる配置で取り付けできるので、取付位置の自由度が高くなって一実施の形態のように取付位置の検出手段が不要となり、両リード板２４，２７の取り付けを既存の設備で行うことができるとともに、高い生産性で製造することができる。
【００４７】
また、一実施の形態では、正，負極の両リード板２１，２２を長円形の極板群１７における長手方向の両端部にそれぞれ配置することから、注液孔１０と安全弁１４とを封口板２の中央寄りに配設して端子板９を封口板２の端部に配設しているが、この実施の形態の角形電池では、既存のものと同様に封口板２の中央部に端子板９を設ける構成とすることができ、既存の電池製造設備をそのまま用いて組み立てできる。
【００４８】
なお、正極リード２４と同様のものを負極リード板にも用いたり、負極リード板２７と同様のものを正極リード板にも用いてた構成としてもよい。この実施の形態の負極リード板２７は、接続片部２７ｂに折り曲げ部を設けるだけでなく、取付片部２７ａも隙間を存した折り重ね状態に折り曲げられているから、長手方向Ａ、短辺方向Ｂおよび高さ方向Ｃの何れの方向への衝撃を自体の変形によって効果的に吸収できる。したがって、負極リード板２７と同様のものを正，負極の両リード板として用いる場合には、取付位置が自由となり、生産性がさらに向上する。
【００４９】
また、正，負極の両リード板２４，２７の取り付けに際しては、図６に示すように、正，負極の極板１８，１９の活物質を剥離した取付箇所に、各々の取付片部２４ａ，２７ａを接合したのちに、取付片部２４ａ，２７ａの極板１８，１９の近傍箇所を挟持した状態で、取付片部２４ａ，２７ａと接続片部２４ｂ，２７ｂとの境界部分を直角に折り曲げたのち、接続片部２４ｂ，２７ｂを図５に示した所要の形状に折り曲げる加工を行うだけでよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、一発明に係る角形電池によれば、電池ケースの長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合に、両リード板が極板群の動きに応じて柔軟に変形して、衝撃を効果的に吸収するとともに、電池ケースの短辺方向への衝撃を受けた場合に、極板群が短辺方向に動くのを電池ケースの両長辺側板部で規制される。したがって、両リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれが少ない。しかも、この電池は、極板群の長辺方向への動きを規制するためのスペーサを用いるといった手段を別途設けることなく、両リード板の向きと配設位置を変更するだけでリード板の切れを確実に防止できる効果が得ることができるから、コストアップを招くことがない。
【００５１】
また、本発明に係る角形電池の製造方法によれば、正，負極の両リード板を、横断面形状がほぼ長円形の極板群における長手方向の両端部にそれぞれ配置し、且つ自体の短冊状の幅方向を長手方向に対し直交方向となる配置として確実に設けることができ、本発明に係る角形電池を、容易、且つ確実に製造することができる。
【００５２】
他の発明に係る角形電池によれば、長辺方向または高さ方向の何れかへの衝撃を受けた場合に、両リード板における接続片部が極板群の動きに応じて柔軟に変形して、衝撃を効果的に吸収でき、リード板は、電池が何れの方向への衝撃を受けた場合にも、切れが生じるおそれがないという効果を得られるのに加えて、リード板は、従来の角形電池と同様に、自体の幅方向を極板群の長手方向に平行となる配置で取り付けできるので、取付位置の自由度が高くなって取付位置の検出手段が不要となり、両リード板の取り付けを既存の設備で行うことができるとともに、高い生産性で製造することができる。さらに、この角形電池では、既存のものと同様に封口板の中央部に端子板を設ける構成とすることができ、既存の電池製造設備をそのまま用いて組み立てできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る角形電池を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図。
【図２】同上の角形電池における電池ケースに極板群を挿入した状態を示す斜視図。
【図３】同上の極板群の製造過程を示す斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は同上の角形電池の製造過程を工程順に示した要部の縦断面図。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る角形電池の極板群を電池ケースに挿入した状態の斜視図。
【図６】同上の角形電池における極板にリード板を取り付けた状態の側面図。
【図７】従来の角形電池を示す製造過程の斜視図。
【記号の説明】
１ 電池ケース
２ 封口板
９ 端子板
１０ 注液孔
１４ 安全弁
１７ 極板群
１８ 正極板
１９ 負極板
２０ セパレータ
２１ 正極リード板
２２ 負極リード板
２３ 曲げ治具
２４ 正極リード板
２４ａ 正極リード板の取付片部
２４ｂ 正極リード片の接続片部
２７ 負極リード板
２７ａ 負極リード板の取付片部
２７ｂ 負極リード片の接続片部
Claims (9)
- 正極板と負極板とがこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる極板群が、横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に収納されてなる角形電池において、
前記正極板および前記負極板からそれぞれ前記電池ケースの開口部側に引き出された薄い金属板からなる正極リード板および負極リード板を有し、
前記正，負極リード板は、その長さ方向の少なくとも一部分に、前記電池ケースの長辺側板部に対し垂直な面で形成され、且つ前記垂直な面における前記リード板の幅のセンターラインが相対向する一対の前記長辺側板部間の中央に位置して前記長辺側板部に平行となる部分を有していることを特徴とする角形電池。 - 正，負極の両リード板が、横断面形状がほぼ長円形の前記極板群における長手方向の両端部にそれぞれ位置し、且つ前記リード板の幅方向の折り曲げ線が前記長手方向に対し直交する配置で相対向して設けられている請求項１に記載の角形電池。
- 電池ケースの開口部を封口するほぼ長方形状の封口板に、長手方向の中央部に注液孔と安全弁とが配設されているとともに、長手方向の一側端部に、正極リード板または負極リード板のうちの一方が接続される端子板が設けられ、前記封口板の長手方向の他側端部に、正極リード板または負極リード板のうちの他方が接続されている請求項２に記載の角形電池。
- 正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回することにより極板群を構成する工程と、
前記極板群を構成する過程において、前記正極板および負極板のそれぞれの最外周の一周分のみが未巻回の巻回状態とした時点での横断面形状が長円形の前記極板群の幅および厚みの計測結果から、前記正極板および負極板のリード板取付箇所を求めて、前記極板群の巻回過程または巻回後に、前記求めた前記正、負極板の各リード板取付箇所に正極リード板および負極リード板をそれぞれ取り付ける工程と、
前記正，負極の両リード板を取り付けた前記極板群を横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に挿入する工程と、
前記極板群を前記電池ケース内に挿入前または挿入過程において、前記正，負極の両リード板の一方を封口板に、且つ他方を封口板の端子板にそれぞれ溶接する工程と、
前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合して溶接する工程とを有していることを特徴とする角形電池の製造方法。 - 極板群を電池ケースに挿入する工程において、正，負極の各リード板の大部分が前記電池ケースの外部に露呈する相対位置となった時点で前記極板群の挿入動作を停止して、前記正，負極の各リード板を、前記電池ケースの内方に傾け、且つ先端部のリード板面が前記極板群の端面に対し平行になるように折り返された形状に曲げ加工して、前記両リード板の各先端部の一方を封口板に、且つ他方を封口板の端子板にそれぞれ溶接するようにした請求項４に記載の角形電池の製造方法。
- 正，負極の各リード板を溶接した封口板を電池ケースの開口部に嵌合する際に、前記両リード板を前記電池ケースの長手方向の両側外方から曲げ治具で押圧して前記両リード板を屈曲させながら前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合するようにした請求項５に記載の角形電池の製造方法。
- 正極板と負極板とがこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回されてなる極板群が、横断面形状がほぼ長方形の電池ケース内に収納されてなる角形電池において、
前記正極板および前記負極板からそれぞれ前記電池ケースの開口部側に引き出された薄い金属板からなる正極リード板および負極リード板を有し、
正極リード板および負極リード板は、Ｌ字形状であってそのリード面が電池ケースの長辺側板部に平行となる配置で正極板および負極板にそれぞれ取り付けられた取付片部と、この取付片部の先端部から直交方向に延び、折り曲げによって前記極板群の端面に対し平行となる配置で相対向した接続片部とを一体に有していることを特徴とする角形電池。 - 正，負極の少なくとも一方のリード板は、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状であって、前記取付片部と前記接続片部との境界の直角部分に対し極板群寄りの箇所が直角に折り曲げられて前記接続片部が極板群の端面に平行となる配置で相対向するとともに、前記接続片部の中間部が鋭角に折り曲げ成形されている請求項７に記載の角形電池。
- 正，負極の少なくとも一方のリード板は、取付片部の先端部から直交方向に接続片部が延びるＬ字形状であって、前記取付片部における極板群の近傍箇所が直角に折り曲げられ、且つ前記取付片部の中間部が少なくとも１回折り返されて極板群の端面に平行となる配置で相対向するとともに、接続片部の中間部が鋭角的に屈曲されて傾いた状態に形成されている請求項７に記載の角形電池。
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