JP2004220816A - Reed terminal for battery and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Reed terminal for battery and nonaqueous electrolyte battery Download PDF

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JP2004220816A JP2003003735A JP2003003735A JP2004220816A JP 2004220816 A JP2004220816 A JP 2004220816A JP 2003003735 A JP2003003735 A JP 2003003735A JP 2003003735 A JP2003003735 A JP 2003003735A JP 2004220816 A JP2004220816 A JP 2004220816A
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哲也 小島
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reed terminal for batteries preventing an inner short circuit caused by vibration at transportation, at fall or the like, and a nonaqueous electrolyte battery using the reed terminal. <P>SOLUTION: Swollen parts 15c fitted at a position opposing a space between a battery element 2 and an element-holding case 3 in a negative electrode terminal 15 or a position astride the both prevent the negative reed terminal 15 from bending toward a thickness direction at the position of the swollen parts 15c, so that a short circuit caused by a bent negative reed terminal 15 entering between an end face of the battery element and a bottom part 3a of the element-holding case 3 can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極と負極とがセパレータを介して巻回された電池素子と外装缶とを備え、電池素子と外装缶とを電気的に接続させる電池用リード端子及びこの電池用リード端子を用いた非水電解液電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等のポータブル化された電子機器の普及により、これら電子機器の記憶装置や駆動系等の電源として電池の需要が高まっている。特に、エネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池の開発が要求されている。このような二次電池としては、例えば鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池等の水系電解液二次電池よりも高いエネルギー密度を有する非水電解質二次電池、特に正極にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム含有複合酸化物、負極に炭素質材料等を用いた図６及び図７に示すリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）２００がある。
【０００３】
この電池２００は、発電要素となる電池素子２０１と、正極と負極との間でリチウムイオンを移動させる際の媒体となる非水電解液２０２とが、導電性金属等で形成された底面を略矩形状とする有底容器からなる外装缶２０３に収納され、外装缶２０３の開口部が封口蓋体２０４で封止されることで内部が高い気密性で密閉されたものである。
【０００４】
電池素子２０１は、帯状の正極と帯状の負極とがセパレータを介して電極の長手方向に扁平状に巻回されたものであり、巻回軸方向に挿入されるようにして外装缶２０３に収納される。電池素子２０１は、正極の所定の位置に電気的に接続された導電性金属等からなる短冊状の正極リード端子２０５が、外装缶２０３の開口部側の端面より巻回軸方向に突出するようにされている。また、電池素子２０１においては、最外周に負極が露出するような巻回構造となっており、導電性金属等からなる短冊状の負極リード端子２０６が負極の最外周で露出する部分に接続されている。そして、負極リード端子２０６は、外装缶２０３の内側面に接続しやすくするために、電池素子２０１の外装缶２０３の開口部側の端面から巻回軸方向に延出するようにされている。
【０００５】
そして、電池素子２０１には、外装缶２０３の開口部側の端面に、端面においてセパレータの間から臨む電極と封口蓋体２０４とが接触することがないように例えば絶縁性樹脂等からなる箱状の素子抑えケース２０７が配置されている。
【０００６】
素子抑えケース２０７は、底部が略矩形状の有底容器であり、底部が電池素子２０１の端面と対向するようにされている。また、素子抑えケース２０７は、底部の略中央部付近に電池素子２０１の端面より突出する正極リード端子２０５を挿通させるための孔部２０７ａが設けられており、有底容器の内部が孔部２０７ａに挿通された正極リード端子２０５を収納する空間になっている。
【０００７】
外装缶２０３は、例えば底面を略矩形状とする有底筒状の容器であり、容器内が電池素子２０１を巻回軸方向に嵌入できる寸法にされている。このように、外装缶２０３は、底面が略矩形状にされていることで、電池２００の外形形状を略矩形平板状にさせることになる。
【０００８】
外装缶２０３は、開口部付近の内側面に負極リード端子２０６が溶接されることで電池素子２０１における負極と電気的に接続されて負極外部端子となる。このため、外装缶２０３は、例えば鉄、ニッケル、ステンレス等の導電性金属等により形成されている。
【０００９】
封口蓋体２０４は、封口板材２０８の略中心部に端子部２０９が絶縁ガスケット２１０を介して嵌合された構造となっている。封口板材２０８は、導電性金属等からなり、縁端の形状が外装缶２０３の開口部の形状と略同一形状とされ、縁端全周が外装缶２０３の開口部に嵌め込まれた状態で外装缶２０３の開口縁端全周と例えばレーザ溶接等で隙間なく溶接されることになる。このため、封口板材２０８は、外装缶２０３と電気的に導通することになり負極外部端子となる。
【００１０】
封口蓋体２０４において、端子部２０９は、例えばアルミニウム等の導電性金属等で形成され、正極リード端子２０５が接続されて正極外部端子となる。絶縁ガスケット２１０には、例えばポリプロピレン等の絶縁性樹脂等が用いられ、封口板材２０８と端子部２０９とが接触しないように互いを絶縁するものである。
【００１１】
このような構成の電池２００は、次のようにして製造する。先ず、正極活物質と、導電材と、結着剤とを均一に分散させた正極合剤塗液を正極集電体の両主面に均一に塗布し、乾燥した後に、圧縮することで正極合剤層を形成し、帯状に裁断して所定の位置に正極リード端子２０５を取り付けることで帯状の正極を作製する。次に、負極活物質と、結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体の両主面に均一に塗布し、乾燥した後に、圧縮することで負極合剤層を形成して所定の位置に負極リード端子２０６を取り付けることで帯状の負極を作製する。
【００１２】
次に、正極と負極とを、帯状のセパレータを介して積層し、扁平状に巻回することにより電池素子２０１を作製する。次に、電池素子２０１を外装缶２０３に収納し、負極リード端子２０６を外装缶２０３の開口部付近の内側面に溶接した後に、電池素子２０１の外装缶２０３の開口部側の端面に、孔部２０７ａに正極リード端子２０５を通した状態で素子抑えケース２０７を配置する。
【００１３】
次に、電池素子２０１及び素子抑えケース２０７が収納された外装缶２０３には、非水電解液２０２が注液される。次に、注液が終了した電池素子２０１から導出される正極リード端子２０５を、封口蓋体２０４に備わる端子部２０９に溶接する。
【００１４】
次に、外装缶２０３には、開口部に封口蓋体２０４が嵌め込まれることで開口部が閉蓋され、開口部縁端と封口蓋体２０４の封口板材２０８の縁端とを全周に亘って隙間なくレーザ溶接することで封口されて電池素子２０１及び非水電解液２０２が密閉封入される。このようにして、電池２００が製造される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した電池２００では、図８及び図９に示すように、例えば輸送時や誤って落下させた場合等、電池素子２０１の巻回軸方向に振動が加わった際に、電池素子２０１が電池内で巻回軸方向に振幅運動し、外装缶２０３の内側面と電池素子２０１の最外周とに接続されている負極リード端子２０６が折り曲がってしまう。
【００１６】
そして、電池２００では、負極リード端子２０６の折り曲がった部分が、電池素子２０１の端面と素子抑えケース２０７の底部との間に入り込んで正極２１１と接触して内部短絡を起こす原因となることがある。
【００１７】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、輸送時や落下時等の振動により生じる内部短絡を防止する電池用リード端子、及びこの電池用リード端子を用いた非水電解質電池を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る電池用リード端子は、略帯状の正極と略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、電池素子の端面に配置される絶縁部材と、有底筒状をなして電池素子及び絶縁部材を収納する外装缶とを有する非水電解質電池に用いられる電池用リード端子であって、短冊状をなして電池素子の絶縁部材が配置された側の端面より延出され、電池素子の最外周で正極及び負極の何れかと電気的に接続されると共に電池素子の端面より延出している部分が外装缶の内側面に溶接されることで正極及び負極の何れかと外装缶とを電気的に接続し、外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴としている。
【００１９】
この電池用リード端子では、電池素子と絶縁部材との間、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられた膨出部が、厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となることから、例えば非水電解質電池が電池素子の巻回軸方向に振動した際に、電池素子と絶縁部材との間、若しくはその近傍で厚み方向に折り曲がることを防止できる。
【００２０】
この電池用リード端子では、外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部だけを、外装缶の内側面に適切に接触させた状態で溶接できることから、外装缶に対する溶接信頼性を向上できる。
【００２１】
本発明に係る非水電解質電池は、略帯状の正極と、略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、短冊状をなして、正極及び負極の何れかと電池素子の最外周で電気的に接続され、且つ電池素子の一方端面より延出されるリード端子と、電池素子のリード端子が延出される端面に配置される絶縁部材と、有底筒状をなして、電池素子及び絶縁部材を収納する外装缶とを有し、リード端子が、電池素子の一方端面より延出する部分で上記外装缶の内側面に溶接されることにより、正極及び負極の何れかと外装缶とを電気的に接続し、リード端子の外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴としている。
【００２２】
この非水電解質電池では、リード端子における電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられた膨出部が、リード端子が厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となることから、例えば電池が電池素子の巻回軸方向に振動した際に、リード端子が電池素子と絶縁部材との間、若しくはその近傍で厚み方向に折り曲がることを防止できる。
【００２３】
この非水電解質電池では、リード端子の外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部だけを、外装缶の内側面に適切に接触させた状態で溶接できることから、外装缶に対するリード端子の溶接信頼性を向上できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池用リード端子及び非水電解質電池電池について、図１及び図２に示す略矩形平板状のリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）１を参照にして説明する。この電池１は、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器等に装着される電池パック等に実装され、電子機器等に対して所定の電圧の電力を安定して供給することが可能なものである。
【００２５】
以上のような構成の電池１は、発電要素となりの巻回構造を有する電池素子２と、電池素子２の端面に配置され、端面から臨む電極を保護する素子抑えケース３と、電池内部でリチウムイオンを移動させる際の媒体となる非水電解液４と、これら電池素子２、素子抑えケース３及び非水電解液４と収納する容器となる外装缶５と、外装缶５の開口部を封止する封口蓋体５とを有している。
【００２６】
電池素子２は、長尺状の正極７と長尺状の負極８との間に長尺状のセパレータ９を介在させて扁平状に巻回された構造となっている。
【００２７】
正極７は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤塗液を正極集電体１０の両主面に塗布、乾燥、加圧することにより、正極集電体１０の両主面上に正極合剤層１１が圧縮形成されたものである。
【００２８】
また、この正極７には、少なくとも長手方向の一方端部に、例えば正極リード端子１２を接続させる場所として、正極集電体１０が露出している図示しない正極集電体露出部が設けられている。なお、正極リード端子１２には、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなる短冊状金属片等を用いる。
【００２９】
正極７における正極集電体露出部は、正極７が巻回されて電池素子２となったときに、電池素子２の内周側に配置されるようにされる。また、正極集電体露出部には、正極リード端子１２が正極７の短手方向に沿うようにされつつ、正極７の短手方向の端部より突出するように例えば超音波溶接法等で溶接されて取り付けられる。したがって、正極リード端子１２は、正極７が巻回されて電池素子２となったときに、電池素子２の端面の巻回中心近傍より巻回軸方向に突出することになる。
【００３０】
正極活物質には、例えばＬｉＭｘＯ２（式中、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｖ、Ｔｉ等による一種以上の遷移金属を表し、Ｍの価数ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下である。）等の化学式で示されるリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。具体的には、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、一般式ＬｉＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、ｙはＮｉの価数を示し、０＜ｙ＜１であり、１−ｙはＣｏの価数を示している。）で示されるリチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型のリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）等を挙げることができる。また、正極活物質としては、以上のようなリチウム複合酸化物等の他に、例えばＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等の化学式で示される金属硫化物あるいは金属酸化物等を使用することができる。
【００３１】
正極７では、正極合剤層１１の結着剤として、非水電解液電池の正極合剤に用いられる公知の結着剤を用いることができる。具体的には、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった樹脂部材等を用いることができる。正極７では、正極集電体１０に、例えばアルミニウム等の導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００３２】
負極８は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体１３の両主面に塗布、乾燥、加圧することにより、負極集電体１３の両主面上に負極合剤層１４が圧縮形成されたものである。
【００３３】
また、この負極８には、少なくとも長手方向の一方端部に、例えば負極リード端子１５を接続させる場所として、負極集電体１３が露出している負極集電体露出部１６が設けられている。なお、負極８に取り付けられる負極リード端子１５には、例えば銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の導電性金属等からなる短冊状金属片等を用いる。
【００３４】
負極８における負極集電体露出部１６は、負極８が巻回されて電池素子２となったときに、外周側に配置されて電池素子２の外周を少なくとも一周以上覆うような長さにされている。また、負極集電体露出部１６には、負極リード端子１５が負極８の短手方向に沿うようにされつつ、負極８の短手方向の端部より延出するように例えば超音波溶接法等で溶接されて取り付けられる。したがって、負極リード端子１５は、負極８が巻回されて電池素子２となったときに、電池素子２の最外周に露出する負極集電体露出部１６に、電池素子２の端面から巻回軸方向に延出するように取り付けられることになる。そして、負極リード端子１５は、電池素子２から延出している方の端部が外装缶５の内側面５ａに例えば抵抗溶接法等で溶接され、負極リード端子１５と外装缶５との溶接部１５ａで電気的に接続されることになる。
【００３５】
この負極リード端子１５には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、外装缶５の内側面５ａと対向する対向面１５ｂ側に膨らむように形成された略楕円状の膨出部１５ｃが設けられている。この膨出部１５ｃは、厚みが０．１ｍｍ程度の負極リード端子１５に対し、対向面１５ｂから０．０５ｍｍ程度膨らむように形成されている。
【００３６】
そして、この膨出部１５ｃは、図４に示すように、負極８が巻回された電池素子２を構成する際に、負極リード端子１５における電池素子２と、電池素子２の端面に配置される素子抑えケース３との間と対向する位置、若しくはこれら電池素子２及び素子抑えケース３に跨る位置に設けられることになる。
【００３７】
また、膨出部１５ｃは、例えば対向面１５ｂとは反対側の主面から対向面１５ｂに向かって略楕円状に型押しする等、絞り加工等が施されることで負極リード端子１５の上述した位置に一つ以上形成される。なお、この膨出部１５ｃは、複数形成される場合、負極リード端子１５の短手方向に並ぶように複数形成される。
【００３８】
このような負極リード端子１５では、膨出部１５ｃが厚み方向に折れ曲がることを防ぐ補強部、いわゆるリブとして機能することになる。したがって、負極リード端子１５では、例えば電池１が外部より衝撃を受けて間接的に応力が加わった場合に、膨出部１５ｃが形成された位置で厚み方向に折れ曲がることが防止される。
【００３９】
負極８において、負極活物質には、例えばリチウム対して２Ｖ以下の電位を有し、リチウムをドープ・脱ドープする材料を用いる。具体的には、例えばリチウム、リチウム合金、又はリチウムイオンをドープ・脱ドープできる炭素質材料等が用いられる。
【００４０】
リチウムイオンをドープ・脱ドープできる炭素質材料としては、例えば難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素又は易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。
【００４１】
負極活物質としては、以上のような炭素質材料の他に、例えばリチウムをドープ・脱ドープする金属化合物等も使用可能である。このような金属化合物としては、例えば酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズ等の比較的に卑な電位でリチウムをドープ・脱ドープする酸化物、これら酸化物の酸素を窒素で置換した窒化物等を使用できる。
【００４２】
負極８では、負極合剤層１４の結着剤として、非水電解質電池の負極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった樹脂部材等を用いることができる。負極８では、負極集電体１３に、例えば銅等の導電性金属等からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００４３】
セパレータ９は、正極７と負極８とを離間させるものであり、この種の非水電解液電池の絶縁性微多孔膜として通常用いられている公知の材料を用いることができる。具体的には、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー密度との関係から、セパレータ９の厚みはできるだけ薄い方が好ましく、その厚みを３０μｍ以下にして用いる。
【００４４】
このような構成の電池素子２は、上述したように、正極７と負極８とがセパレータ９を介して積層され、長手方向に扁平状に巻回された巻回体であり、収納される外装缶５の開口部から臨む端面の略中心部より正極リード端子１２が巻回軸方向に突出し、同じ端面の縁端部の一部より負極リード端子１５が巻回軸方向に突出した構造になっている。そして、この電池素子２には、外装缶５の開口部側の端面に、素子抑えケース３が配置されることになる。
【００４５】
素子抑えケース３は、電池素子２の端面において巻回されたセパレータ９の間から臨む電極と封口蓋体６とが接触することがないように電池素子２の端面を絶縁するものであり、例えばポリプロピレンやポリエチレン等の絶縁性樹脂等からなる。
【００４６】
素子抑えケース３は、底部３ａが略矩形状の箱状にされた有底容器であり、底部３ａが電池素子２の端面と対向するようにされている。また、素子抑えケース３は、底部３ａの略中央部付近に電池素子２の端面より突出する正極リード端子１２を挿通させるための孔部３ｂが設けられており、有底容器の内部が孔部３ｂに挿通された正極リード端子１２を収納するための空間になっている。
【００４７】
非水電解液４は、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水溶液である。非水電解液４において、非水溶媒としては、例えば環状の炭酸エステル化合物、水素をハロゲン基やハロゲン化アクリル基で置換した環状炭酸エステル化合物や鎖状炭酸エステル化合物等を用いる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４メチル１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。特に、非水溶媒としては、電圧安定性の点からプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを使用することが好ましい。
【００４８】
また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の化学式で示されるリチウム塩が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を用いる。
【００４９】
外装缶５は、例えば底面を略矩形状とする有底筒状の容器であり、容器内の寸法が電池素子２を巻回軸方向に嵌入できる寸法にされている。このように、外装缶５は、底面が略矩形状にされていることで、電池１の外形形状を略矩形平板状にさせることになる。
【００５０】
外装缶５は、開口部付近の内側面に負極リード端子１５が例えば抵抗溶接法等で溶接されることで電池素子２における負極８と電気的に接続されて負極外部端子として機能する。このため、外装缶５は、例えば鉄、ニッケル、ステンレス等の導電性金属等により形成されている。特に、外装缶５には、廉価で絞り加工等の機械加工等がし易い鉄に、防錆や、溶接等による接続信頼性を高めるためのニッケルめっきを施したものを用いる。
【００５１】
封口蓋体６は、封口板材１７の略中心部に設けられた孔部に端子部１８が圧縮された状態の絶縁ガスケット１９を介して嵌合された構造となっている。
【００５２】
封口板材１７は、略矩形板状の導電性金属等からなり、縁端の形状が外装缶５の開口部の形状と略同一形状にされている。そして、封口板材１７は、縁端全周が、外装缶５の開口部に嵌め込まれた状態で、外装缶５の開口縁端全周と例えばレーザ溶接等で隙間なく溶接されることになり、外装缶５と電気的に導通して正極外部端子となる。このため、封口板材１７は、レーザ溶接が容易に行えるように外装缶５と同一の導電性金属で形成されることが好ましい。
【００５３】
封口蓋体６において、端子部１８は、例えばアルミニウム等の導電性金属等で形成され、正極リード端子１２が接続されて正極外部端子となる。
【００５４】
絶縁ガスケット１９には、例えばポリプロピレン等の絶縁性樹脂等が用いられ、封口板材１７と端子部１８とが接触しないように互いを適切に絶縁するものである。また、絶縁ガスケット１９は、封口板材１７の孔部に圧縮された状態で配置されており、封口板材１７の孔部と端子部１８との間から非水電解液４が漏れ出ることがないように封止させる封止部材でもある。絶縁ガスケット１９は、例えばガラス等によるハーメチックシールで構成されても良い。
【００５５】
そして、以上のような構成の電池１は、次のようにして製造される。先ず、正極７を作製する。正極活物質と、導電材と、結着剤とを例えばボールミル、サンドミル、二軸混練機等の分散装置で均一に分散させた正極合剤塗液を調製する。そして、この正極合剤塗液を正極集電体１０の両主面に未塗工部を設けながら例えばスライドコーティング、エクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビア、ロッドコーター、ブレードコーター等の塗工装置で均一に塗布し、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱乾燥機等を用いて乾燥した後に、ロールプレス等で圧縮することにより正極合剤層１１を形成し、帯状に裁断して所定の位置に正極リード端子１２を例えば超音波溶接法等で正極集電体１０が露出している部分に溶接して取り付ける。このようにして、少なくとも長手方向の一方端部に、正極集電体１０が露出している正極集電体露出部が設けられた正極７が作製される。
【００５６】
次に、負極８を作製する。負極８を作製する際は、負極活物質と、結着剤とを含有する負極合剤塗液を上述した分散装置等を用いて調製する。そして、この負極合剤塗液を負極集電体１３の両主面に未塗工部を設けながら上述した塗工装置等を用いて均一に塗布し、乾燥した後に、ロールプレス等で圧縮することにより負極合剤層１４を形成し、帯状に裁断して所定の位置に膨出部１５ｃが設けられた負極リード端子１５を例えば超音波溶接法等で負極集電体１３が露出している部分に溶接して取り付ける。このようにして、少なくとも長手方向の一端部に負極集電体１３が露出している負極集電体露出部１６が設けられた負極８が作製される。このとき、負極リード端子１５は、膨出部１５ｃが、負極８の短手方向の端部と対向する位置に負極８に対して外側に膨らむように負極集電体露出部１６に取り付けられる。
【００５７】
次に、正極７と負極８とを、帯状のセパレータ９を介して積層し、略扁平状に多数回捲回することで電池素子２を作製する。
【００５８】
このとき、電池素子２は、正極リード端子１２が取り付けられている正極集電体露出部が内周側に、負極リード端子１５が取り付けられた負極集電体露出部１６が最外周で露出するようにされている。また、電池素子２は、一方の端面の略中心部より正極リード端子１２が巻回軸方向に突出し、同じ端面の縁端部の一部より負極リード端子１５が巻回軸方向に延出するようにされている。さらに、電池素子２においては、負極リード端子１５の膨出部１５ｃが、端面の縁端と対向する位置で外側に膨らむような状態にされている。
【００５９】
次に、電池素子２を、正極リード端子１２が突出している側の端面が開口部から臨むように外装缶５に収納する。そして、負極リード端子１５を、外装缶５の内側面５ａに例えば抵抗溶接法等で溶接して取り付ける。
【００６０】
このとき、負極リード端子１５は、外装缶５の内側面５ａに向かって膨らむようにされた膨出部１５ｃだけが外装缶５の内側面５ａと当接されるようにして外装缶５の内側面５ａに溶接部１５ａで溶接、いわゆるプロジェクション溶接される。これにより、負極リード端子１５では、例えば抵抗溶接する際の電流や電圧の印加が膨出部１５ｃと内側面５ａとが接触している溶接部１５ａに集中されることになり、外装缶５の内側面５ａに対する溶接信頼性を高くした状態で溶接できる。
【００６１】
次に、外装缶５の開口部から臨む電池素子２の端面上には、孔部３ｂに正極リード端子１２を挿通させ、且つ底部３ａを電池素子２の端面に対向させるように素子抑えケース３が配置される。次に、電池素子２及び素子抑えケース３が収納された外装缶５には、非水電解液４が注液される。次に、注液が終了した電池素子２から導出される正極リード端子１２を、封口蓋体６に備わる端子部１８に例えば抵抗溶接法や超音波溶接法等で溶接する。
【００６２】
次に、外装缶５は、開口部に封口蓋体６が嵌め込まれることで開口部が閉蓋される。このとき、封口蓋体６の端子部１８に接続された正極リード端子１２を素子抑えケース３の収納空間に収納させるようにして外装缶５の開口部を封口蓋体６で閉蓋する。
【００６３】
次に、外装缶５の開口部縁端と封口蓋体６における封口板材１７の縁端とを全周に亘って隙間なくレーザ溶接することで封口され、電池素子２、素子抑えケース３及び非水電解液４が外装缶５の収納空間に密閉封入される。このようにして、電池１が製造される。
【００６４】
以上のようにして製造される電池１では、負極リード端子１５における電池素子２と素子抑えケース３との間と対向する位置に設けられた膨出部１５ｃが、膨出部１５ｃの形成された位置で負極リード端子１５が厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となっている。
【００６５】
このため、この電池１では、例えば輸送時や誤って落下させる等、電池素子２電池内で巻回軸方向に振幅運動した際に、負極リード端子１５が膨出部１５ｃ、すなわち電池素子２と素子抑えケース３との間と対向する位置で厚み方向に折り曲がることが防止される。
【００６６】
したがって、この電池１では、従来のような負極リード端子が厚み方向に折り曲がって電池素子の端面と素子抑えケースの底部との間に入り込んで起こる内部短絡を防止することができる。
【００６７】
また、この電池１では、負極リード端子１５の外装缶５の内側面５ａと対向する対向面１５ｂ側に膨らむように形成された膨出部１５ｃだけを外装缶５の内側面５ａに適切に接触させた状態で溶接される。
【００６８】
したがって、この電池１では、負極リード端子１５の膨出部１５ｃと内側面５ａとが接触している溶接部１５ａに、例えば抵抗溶接する際の電流や電圧の印加が集中されることが可能となり、外装缶５の内側面５ａに対する負極リード端子１５の溶接信頼性を向上させることができる。
ここで、略矩形平板状のリチウムイオン二次電池について、上述した位置に膨出部が設けられた負極リード端子を用いた電池及び膨出部が設けられていない従来の負極リード端子を用いた電池に対して落下試験を行い、試験後に内部短絡の有無を評価した結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】

Figure 2004220816
【００７０】
落下試験は、充電を所定の電流値で４．２５Ｖまでの定電流定電圧充電で行った充電状態のリチウムイオン二次電池それぞれ１０個づつを、１．９ｍの高さから１８回自由落下させた。そして、落下試験後に、全てのリチウムイオン二次電池の電池電圧を測定し、電池電圧が低下しているものを落下試験により内部短絡が発生したものとした。
【００７１】
表１の評価結果より、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、内部短絡が発生せず、従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、落下試験により内部短絡したものがあることがわかる。
【００７２】
そして、全てのリチウムイオン二次電池を分解して内部を確認したところ、従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、全ての電池に負極リード端子に変形が見られ、特に内部短絡を起こしたものでは負極リード端子の厚み方向に折り曲がった部分が電池素子の端面と素子抑えケースの底部との間に入り込んでいることが確認された。
【００７３】
これに対し、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、全ての電池に負極リード端子に変形が見られたものの、負極リード端子の膨出部、すなわち電池素子と素子抑えケースとの間と対向する位置では変形が見られず、負極リード端子が厚み方向に折り曲がっても電池素子の端面と素子抑えケースとの間に入り込むことが防止されていることが確認された。
また、略矩形平板状のリチウムイオン二次電池について、上述した位置に膨出部が設けられた負極リード端子を用いた電池及び膨出部が設けられていない従来の負極リード端子を用いた電池に対して落下試験を行い、試験後に導通不良、すなわち電池内部でリード端子の溶接が外れる等して正極と負極とが絶縁した状態の有無を評価した結果を図５に示す。
【００７４】
図５では、リチウムイオン二次電池を落下試験した際の導通不良の発生と負極リード端子における膨出部の有無との関係を示す特性図であり、横軸には負極リード端子における膨出部の有無を示し、縦軸に落下試験を行った電池に対して導通不良が発生した電池の比率、いわゆる導通不良発生率を示している。
【００７５】
ここでの落下試験も、充電を所定の電流値で４．２５Ｖまでの定電流定電圧充電で行った充電状態のリチウムイオン二次電池をそれぞれ所定の個数、１．９ｍの高さから１８回自由落下させた。そして落下試験後に、全てのリチウムイオン二次電池に対し、電池電圧を測定する等して導通状態を確認した。
【００７６】
図５の評価結果より、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池に比べて導通不良の発生率が大幅に小さくなっていることがわかる。
【００７７】
従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池において、導通不良となった電池を分解したところ、外装缶と負極リード端子との溶接が外れてしまっていることが殆どの導通不良の原因であることが確認された。
【００７８】
これに対し、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、負極リード端子が膨出部で外装缶の内側面にプロジェクション溶接されていることから、外装缶に対する負極リード端子の溶接信頼性が向上されて従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池より導通不良の発生が少なくなったと考えられる。
【００７９】
以上のことから、リチウムイオン二次電池においては、膨出部が設けられた負極リード端子を用い、膨出部を電池素子と素子抑えケースとの間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けることは、落下による衝撃で発生する内部短絡や導通不良を防止する上で大変重要であることがわかる。
【００８０】
なお、以上では、負極リード端子１５に膨出部１５ｃが設けられた電池１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えば正極と負極との配置を反対にした場合、正極リード端子に膨出部を設けることも可能である。
【００８１】
また、以上では、非水電解液４を用いた電池１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えば非水電解質としてマトリックス高分子中に電解質塩が分散された固体電解質やゲル状電解質等を用いたリチウムイオン二次電池等にも適用可能である。さらに、以上では、外形形状が略矩形平板状の電池１を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば巻回構造の電池素子の端面に電池素子から導出されるリード端子が厚み方向に折り曲がって接触するような構造の電池であれば円筒形、ガム型等、様々な形状の一次電池及び二次電池にも適用可能であり、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等の二次電池にも適用可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、リード端子における電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者を跨る位置に設けられた膨出部が、膨出部の位置でリード端子が厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となる。
【００８３】
したがって、本発明によれば、電池素子が電池内で巻回軸方向に振幅運動した際に、リード端子が膨出部で厚み方向に折り曲がることがないことから、電池素子の端面と素子抑えケースとの間に折り曲がったリード端子が入り込んで起こる内部短絡を防止できる。
【００８４】
また、本発明によれば、リード端子の外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部だけを、外装缶の内側面に適切に接触させた状態でプロジェクション溶接できることから、外装缶に対するリード端子の溶接信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したリチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す平面図である。
【図２】同リチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す側面図である。
【図３】同リチウムイオン二次電池に備わる負極リード端子を示しており、同図（Ａ）は要部断面図であり、同図（Ｂ）は要部平面図である。
【図４】同リチウムイオン二次電池を示す要部断面図である。
【図５】膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池と、従来のリチウムイオン二次電池とにおける落下試験による導通不良の発生率を示した特性図である。
【図６】従来のリチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す平面図である。
【図７】同リチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す側面図である。
【図８】同リチウムイオン二次電池において、負極リード端子が折り曲がった状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【図９】同リチウムイオン二次電池において、負極リード端子が折り曲がった状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ リチウムイオン二次電池、２ 電池素子、３ 素子抑えケース、３ａ 底部、４ 非水電解液、５ 外装缶、５ａ 内側面、６ 封口蓋体、７ 正極、８負極、９ セパレータ、１０ 正極集電体、１１ 正極合剤層、１２ 正極リード端子、１３ 負極集電体、１４ 負極合剤層、１５ 負極リード端子、１５ａ 溶接部、１５ｂ 対向面、１５ｃ 膨出部、１６ 負極集電体露出部、１７封口板材、１８ 端子部、１９ 絶縁ガスケット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a separator interposed therebetween and an outer can, and a battery lead terminal for electrically connecting the battery element and the outer can and a battery lead terminal using the battery lead terminal. Non-aqueous electrolyte battery.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, demand for batteries as power sources for storage devices and drive systems of these electronic devices has been increasing. In particular, there is a demand for the development of a secondary battery having a high energy density and capable of being repeatedly charged and discharged. As such a secondary battery, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a higher energy density than an aqueous electrolyte secondary battery such as a lead storage battery or a nickel cadmium battery, particularly lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), And a lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as a battery) 200 shown in FIGS. 6 and 7 using a carbonaceous material or the like for the negative electrode.
[0003]
In this battery 200, a battery element 201 serving as a power generating element and a nonaqueous electrolyte 202 serving as a medium when lithium ions are moved between a positive electrode and a negative electrode have a bottom surface substantially formed of a conductive metal or the like. It is housed in an outer can 203 made of a rectangular bottomed container, and the opening of the outer can 203 is sealed with a sealing lid 204 so that the inside is sealed with high airtightness.
[0004]
The battery element 201 has a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode wound flat in the longitudinal direction of the electrode with a separator interposed therebetween, and is housed in the outer can 203 so as to be inserted in the winding axis direction. Is done. In the battery element 201, a strip-shaped positive electrode lead terminal 205 made of a conductive metal or the like electrically connected to a predetermined position of the positive electrode is projected in the winding axis direction from an end surface on the opening side of the outer can 203. Has been. Further, the battery element 201 has a wound structure in which the negative electrode is exposed at the outermost periphery, and a strip-shaped negative electrode lead terminal 206 made of a conductive metal or the like is connected to a portion exposed at the outermost periphery of the negative electrode. ing. The negative electrode lead terminal 206 extends in the winding axis direction from the end surface of the battery element 201 on the opening side of the outer can 203 so as to be easily connected to the inner surface of the outer can 203.
[0005]
The battery element 201 has a box-like shape made of, for example, an insulating resin or the like, so that the electrode facing the space between the separators and the sealing lid 204 does not contact the end surface on the opening side of the outer can 203. Element holding case 207 is disposed.
[0006]
The element holding case 207 is a bottomed container having a substantially rectangular bottom, and the bottom faces the end surface of the battery element 201. The element holding case 207 is provided with a hole 207a near the center of the bottom for inserting the positive electrode lead terminal 205 protruding from the end surface of the battery element 201. The inside of the bottomed container is formed with the hole 207a. This is a space for accommodating the positive electrode lead terminal 205 inserted through.
[0007]
The outer can 203 is, for example, a cylindrical container with a bottom having a substantially rectangular bottom surface, and has a size such that the inside of the container can fit the battery element 201 in the winding axis direction. As described above, since the outer can 203 has a substantially rectangular bottom surface, the outer shape of the battery 200 is substantially rectangular and flat.
[0008]
The outer can 203 is electrically connected to the negative electrode of the battery element 201 by welding the negative electrode lead terminal 206 to the inner surface near the opening to become a negative external terminal. For this reason, the outer can 203 is formed of, for example, a conductive metal such as iron, nickel, and stainless steel.
[0009]
The sealing lid 204 has a structure in which a terminal 209 is fitted to a substantially central portion of the sealing plate 208 via an insulating gasket 210. The sealing plate 208 is made of a conductive metal or the like, the shape of the edge is substantially the same as the shape of the opening of the outer can 203, and the entire outer edge is fitted into the opening of the outer can 203. The entire periphery of the opening edge of the can 203 is welded without any gap by, for example, laser welding. Therefore, the sealing plate member 208 is electrically connected to the outer can 203 and serves as a negative electrode external terminal.
[0010]
In the sealing lid 204, the terminal portion 209 is formed of a conductive metal such as aluminum, for example, and is connected to the positive electrode lead terminal 205 to be a positive external terminal. The insulating gasket 210 is made of, for example, an insulating resin such as polypropylene or the like, and insulates the sealing plate 208 from the terminal portion 209 so as not to come into contact with each other.
[0011]
The battery 200 having such a configuration is manufactured as follows. First, a positive electrode mixture coating solution in which a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are uniformly dispersed is uniformly applied to both main surfaces of a positive electrode current collector, dried, and then compressed, whereby the positive electrode is compressed. The mixture layer is formed, cut into a band shape, and a positive electrode lead terminal 205 is attached to a predetermined position to produce a band-shaped positive electrode. Next, a negative electrode mixture coating solution containing a negative electrode active material and a binder is uniformly applied to both main surfaces of the negative electrode current collector, dried, and then compressed to form a negative electrode mixture layer. By attaching the negative electrode lead terminal 206 to a predetermined position, a strip-shaped negative electrode is manufactured.
[0012]
Next, the battery element 201 is manufactured by laminating a positive electrode and a negative electrode with a belt-shaped separator interposed therebetween and winding the battery flat. Next, after housing the battery element 201 in the outer can 203 and welding the negative lead terminal 206 to the inner surface near the opening of the outer can 203, a hole is formed in the end face of the outer can 203 of the battery element 201 on the opening side. The element suppressing case 207 is disposed in a state where the positive electrode lead terminal 205 is passed through the portion 207a.
[0013]
Next, the nonaqueous electrolytic solution 202 is injected into the outer can 203 containing the battery element 201 and the element suppressing case 207. Next, the positive electrode lead terminal 205 led out from the battery element 201 after the injection is welded to the terminal portion 209 provided on the sealing lid 204.
[0014]
Next, in the outer can 203, the opening is closed by fitting the sealing lid 204 into the opening, and the edge of the opening and the edge of the sealing plate 208 of the sealing lid 204 are formed over the entire circumference. The battery element 201 and the non-aqueous electrolyte 202 are hermetically sealed by laser welding without gaps. Thus, the battery 200 is manufactured.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described battery 200, as shown in FIGS. 8 and 9, when vibration is applied in the winding axis direction of the battery element 201, for example, during transportation or when the battery element 201 is accidentally dropped, the battery element 201 The amplitude movement in the winding axis direction occurs in the battery, and the negative lead terminal 206 connected to the inner surface of the outer can 203 and the outermost periphery of the battery element 201 is bent.
[0016]
In the battery 200, the bent portion of the negative electrode lead terminal 206 may enter between the end surface of the battery element 201 and the bottom of the element suppressing case 207 and come into contact with the positive electrode 211 to cause an internal short circuit. is there.
[0017]
Accordingly, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and uses a battery lead terminal for preventing an internal short circuit caused by vibration during transportation or dropping, and a battery lead terminal using the battery lead terminal. It is an object of the present invention to provide a nonaqueous electrolyte battery.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
A battery lead terminal according to the present invention that achieves the above object, a battery element wound in the longitudinal direction with a substantially strip-shaped positive electrode and a substantially strip-shaped negative electrode laminated via a separator, A battery lead terminal used for a non-aqueous electrolyte battery having an insulating member disposed on an end face and an outer can having a bottomed cylindrical shape and containing a battery element and an insulating member, the battery having a strip shape. The part extending from the end face on the side where the insulating member of the element is arranged, is electrically connected to either the positive electrode or the negative electrode at the outermost periphery of the battery element, and the part extending from the end face of the battery element is inside the outer can. By being welded to the side surface, one of the positive electrode and the negative electrode is electrically connected to the outer can, and a bulging portion formed to swell on the side facing the inner surface of the outer can is insulated from the battery element. A position facing the member, or this It is characterized in that is provided at a position that spans both.
[0019]
In this battery lead terminal, the bulging portion provided between the battery element and the insulating member or at a position straddling both of them serves as a reinforcing portion for preventing bending in the thickness direction. When the battery vibrates in the winding axis direction of the battery element, it is possible to prevent the battery from being bent in the thickness direction between or near the battery element and the insulating member.
[0020]
In this battery lead terminal, only the bulging portion formed so as to swell on the side facing the inner surface of the outer can can be welded in a state in which the bulge is properly brought into contact with the inner surface of the outer can. Welding reliability can be improved.
[0021]
The non-aqueous electrolyte battery according to the present invention has a substantially strip-shaped positive electrode, a battery element wound in the longitudinal direction in a state in which a substantially strip-shaped negative electrode is stacked with a separator interposed therebetween, and a strip-shaped positive electrode and A lead terminal electrically connected to one of the negative electrodes at the outermost periphery of the battery element and extending from one end face of the battery element; an insulating member disposed on the end face from which the lead terminal of the battery element extends; An outer can that has a cylindrical shape and houses the battery element and the insulating member, and the lead terminal is welded to the inner surface of the outer can at a portion extending from one end surface of the battery element, thereby forming a positive electrode. Any one of the negative electrode and the outer can is electrically connected, and a bulge formed so as to swell on the opposing surface side of the lead terminal facing the inner surface of the outer can is provided between the battery element and the insulating member. At a position facing each other or across both It is characterized by being.
[0022]
In this nonaqueous electrolyte battery, the bulging portion provided at a position facing the battery element and the insulating member in the lead terminal or at a position straddling both of them is reinforced to prevent the lead terminal from bending in the thickness direction. As a part, for example, when the battery vibrates in the winding axis direction of the battery element, it is possible to prevent the lead terminal from being bent in the thickness direction between or near the battery element and the insulating member.
[0023]
In this nonaqueous electrolyte battery, only the bulging portion formed so as to swell on the side facing the inner surface of the outer can facing the lead terminal can be welded in a state in which it is appropriately brought into contact with the inner surface of the outer can. In addition, the reliability of welding the lead terminal to the outer can can be improved.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a battery lead terminal and a non-aqueous electrolyte battery according to the present invention will be described with reference to a substantially rectangular flat lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as a battery) 1 shown in FIGS. 1 and 2. I do. The battery 1 is mounted on a battery pack or the like mounted on an electronic device such as a notebook personal computer, for example, and can stably supply a predetermined voltage power to the electronic device and the like. .
[0025]
The battery 1 having the above-described configuration includes a battery element 2 having a wound structure serving as a power generating element, an element suppressing case 3 disposed on an end face of the battery element 2 and protecting an electrode facing the end face, and lithium inside the battery. A nonaqueous electrolyte 4 serving as a medium for transferring ions, an outer can 5 serving as a container for accommodating the battery element 2, the element suppressing case 3 and the nonaqueous electrolyte 4, and an opening of the outer can 5 are sealed. And a sealing lid 5 for stopping.
[0026]
The battery element 2 has a structure in which a long separator 9 is interposed between a long positive electrode 7 and a long negative electrode 8, and is wound flat.
[0027]
The positive electrode 7 is coated on both main surfaces of the positive electrode current collector 10 with a positive electrode mixture coating solution containing a positive electrode active material and a binder, dried, and pressurized, so that the two main surfaces of the positive electrode current collector 10 are formed. The positive electrode mixture layer 11 is formed by compression.
[0028]
The positive electrode 7 is provided with a positive electrode current collector exposed portion (not shown) in which the positive electrode current collector 10 is exposed, at least at one end in the longitudinal direction, for example, as a place where the positive electrode lead terminal 12 is connected. I have. For the positive electrode lead terminal 12, a strip-shaped metal piece made of a conductive metal such as aluminum is used.
[0029]
The exposed portion of the positive electrode current collector of the positive electrode 7 is arranged on the inner peripheral side of the battery element 2 when the positive electrode 7 is wound into the battery element 2. In the exposed portion of the positive electrode current collector, for example, an ultrasonic welding method is used so that the positive electrode lead terminal 12 extends along the short direction of the positive electrode 7 and protrudes from the end of the positive electrode 7 in the short direction. Installed by welding. Therefore, when the positive electrode 7 is wound to form the battery element 2, the positive electrode lead terminal 12 protrudes in the winding axis direction from the vicinity of the winding center of the end face of the battery element 2.
[0030]
For the positive electrode active material, for example, LiM x O 2 (In the formula, M represents one or more transition metals such as Co, Ni, Mn, Fe, Al, V, and Ti, and the valence x of M varies depending on the charge / discharge state of the battery. .10 or less.) Can be used. As the transition metal M constituting the lithium composite oxide, Co, Ni, Mn, or the like is preferable. Specifically, a lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), Lithium nickel composite oxide (LiNiO) 2 ), General formula LiNi y Co 1-y O 2 (Where y represents the valence of Ni, 0 <y <1, and 1-y represents the valence of Co), a lithium-nickel-cobalt composite oxide represented by the formula: Complex oxide (LiMn 2 O 4 ) And the like. As the positive electrode active material, in addition to the above-described lithium composite oxide, for example, TiS 2 , MoS 2 , NbSe 2 , V 2 O 5 Metal sulfides or metal oxides represented by the following chemical formulas can be used.
[0031]
In the positive electrode 7, as the binder of the positive electrode mixture layer 11, a known binder used for a positive electrode mixture of a nonaqueous electrolyte battery can be used. Specifically, a resin member such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like can be used. In the positive electrode 7, for the positive electrode current collector 10, for example, a foil-like metal or a net-like metal made of a conductive metal such as aluminum is used.
[0032]
The negative electrode 8 is coated on both main surfaces of the negative electrode current collector 13 with a negative electrode mixture coating liquid containing a negative electrode active material and a binder, dried, and pressurized to form a negative electrode mixture coating liquid on both main surfaces of the negative electrode current collector 13. The negative electrode mixture layer 14 is formed by compression.
[0033]
In addition, the negative electrode 8 is provided with a negative electrode current collector exposed portion 16 where the negative electrode current collector 13 is exposed, at least at one end in the longitudinal direction, for example, as a place where the negative electrode lead terminal 15 is connected. . For the negative electrode lead terminal 15 attached to the negative electrode 8, a strip-shaped metal piece made of a conductive metal such as copper, nickel, stainless steel, iron, or the like is used.
[0034]
The negative electrode current collector exposed portion 16 of the negative electrode 8 has a length such that when the negative electrode 8 is wound into the battery element 2, it is disposed on the outer peripheral side and covers at least one circumference of the outer circumference of the battery element 2. ing. In addition, the negative electrode current collector exposed portion 16 is formed, for example, by an ultrasonic welding method so that the negative electrode lead terminal 15 extends along the short direction of the negative electrode 8 and extends from the short end of the negative electrode 8. It is attached by welding. Therefore, when the negative electrode 8 is wound into the battery element 2, the negative electrode lead terminal 15 is wound from the end face of the battery element 2 to the negative electrode current collector exposed portion 16 exposed on the outermost periphery of the battery element 2. It will be mounted to extend in the axial direction. The end of the negative electrode lead terminal 15 extending from the battery element 2 is welded to the inner side surface 5a of the outer can 5 by, for example, a resistance welding method or the like. Electrical connection is made at 15a.
[0035]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the negative lead terminal 15 has a substantially elliptical bulge formed so as to bulge toward the facing surface 15b facing the inner surface 5a of the outer can 5. A projection 15c is provided. The bulging portion 15c is formed so as to bulge about 0.05 mm from the facing surface 15b with respect to the negative electrode lead terminal 15 having a thickness of about 0.1 mm.
[0036]
As shown in FIG. 4, when forming the battery element 2 around which the negative electrode 8 is wound, the bulging portion 15 c is disposed on the battery element 2 at the negative electrode lead terminal 15 and on the end face of the battery element 2. This is provided at a position facing the element holding case 3 or a position straddling the battery element 2 and the element holding case 3.
[0037]
In addition, the bulging portion 15c is subjected to drawing or the like, for example, by being pressed into a substantially elliptical shape from the main surface on the opposite side to the opposing surface 15b toward the opposing surface 15b. One or more are formed at the specified positions. When a plurality of bulging portions 15c are formed, a plurality of bulging portions 15c are formed so as to be arranged in the lateral direction of the negative electrode lead terminal 15.
[0038]
In such a negative electrode lead terminal 15, the bulging portion 15c functions as a reinforcing portion for preventing the bulging portion 15c from bending in the thickness direction, that is, functions as a so-called rib. Therefore, in the negative electrode lead terminal 15, for example, when the battery 1 receives an external impact and is indirectly stressed, it is prevented from being bent in the thickness direction at the position where the bulging portion 15 c is formed.
[0039]
In the negative electrode 8, for example, a material having a potential of 2 V or less with respect to lithium and doping / dedoping lithium is used as the negative electrode active material. Specifically, for example, lithium, a lithium alloy, or a carbonaceous material capable of doping and undoping lithium ions is used.
[0040]
Examples of carbonaceous materials that can be doped / dedoped with lithium ions include non-graphitizable carbon, easily graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon Fibers or activated carbon are exemplified. Among them, the cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke and the like. An organic polymer compound fired body is obtained by firing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature and carbonizing the material, and a part thereof is hardly graphitizable carbon or easily graphitizable carbon. Some are classified as.
[0041]
As the negative electrode active material, in addition to the above-mentioned carbonaceous materials, for example, metal compounds that dope / dedope lithium and the like can be used. Examples of such a metal compound include oxides such as iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, titanium oxide, and tin oxide that dope and dedope lithium at a relatively low potential, and oxygen of these oxides. Can be used.
[0042]
In the negative electrode 8, as the binder of the negative electrode mixture layer 14, for example, a resin member such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like used for the negative electrode mixture of the nonaqueous electrolyte battery can be used. In the negative electrode 8, for the negative electrode current collector 13, a foil-like metal or a net-like metal made of a conductive metal such as copper is used.
[0043]
The separator 9 separates the positive electrode 7 and the negative electrode 8 from each other, and may be a known material that is generally used as an insulating microporous film of this type of nonaqueous electrolyte battery. Specifically, for example, a polymer film such as polypropylene or polyethylene is used. Further, from the relationship between the lithium ion conductivity and the energy density, it is preferable that the thickness of the separator 9 is as thin as possible, and the separator 9 is used at a thickness of 30 μm or less.
[0044]
As described above, the battery element 2 having such a configuration is a wound body in which the positive electrode 7 and the negative electrode 8 are stacked with the separator 9 interposed therebetween and wound flat in the longitudinal direction. The positive electrode lead terminal 12 protrudes in the winding axis direction from substantially the center of the end face facing the opening of the can 5, and the negative electrode lead terminal 15 protrudes in the winding axis direction from a part of the edge of the same end face. ing. Then, in the battery element 2, the element suppressing case 3 is arranged on the end surface on the opening side of the outer can 5.
[0045]
The element suppressing case 3 insulates the end face of the battery element 2 so that the electrode facing from between the wound separators 9 on the end face of the battery element 2 and the sealing lid 6 do not come into contact with each other. It is made of an insulating resin such as polypropylene or polyethylene.
[0046]
The element holding case 3 is a bottomed container whose bottom 3 a is formed in a substantially rectangular box shape, and the bottom 3 a faces the end face of the battery element 2. Further, the element holding case 3 is provided with a hole 3b for inserting the positive electrode lead terminal 12 protruding from the end face of the battery element 2 near a substantially central portion of the bottom 3a. This is a space for accommodating the positive electrode lead terminal 12 inserted through 3b.
[0047]
The non-aqueous electrolyte 4 is, for example, a non-aqueous solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent. In the non-aqueous electrolyte 4, as the non-aqueous solvent, for example, a cyclic carbonate compound, a cyclic carbonate compound in which hydrogen is substituted with a halogen group or a halogenated acryl group, a chain carbonate compound, or the like is used. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, Methyl 1,3 dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetate, butyrate, propionate and the like, and any one or more of these may be mixed. Used. In particular, propylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate are preferably used as the non-aqueous solvent from the viewpoint of voltage stability.
[0048]
As the electrolyte salt, for example, LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiCl, LiBr, and the like, and any one or more of these lithium salts are used.
[0049]
The outer can 5 is, for example, a bottomed cylindrical container having a substantially rectangular bottom surface, and has a dimension in the container such that the battery element 2 can be fitted in the winding axis direction. As described above, since the outer can 5 has a substantially rectangular bottom surface, the outer shape of the battery 1 is substantially rectangular and flat.
[0050]
The outer can 5 is electrically connected to the negative electrode 8 of the battery element 2 by welding the negative electrode lead terminal 15 to the inner surface near the opening by, for example, a resistance welding method, and functions as a negative electrode external terminal. For this reason, the outer can 5 is formed of a conductive metal such as iron, nickel, and stainless steel. In particular, the outer can 5 is made of iron that is inexpensive and is easily machined by drawing or the like, and is subjected to nickel plating for preventing rust or improving connection reliability by welding or the like.
[0051]
The sealing lid 6 has a structure in which a terminal portion 18 is fitted into a hole provided at a substantially central portion of the sealing plate 17 via an insulating gasket 19 in a compressed state.
[0052]
The sealing plate member 17 is made of a substantially rectangular plate-shaped conductive metal or the like, and the shape of the edge is substantially the same as the shape of the opening of the outer can 5. Then, in a state where the entire periphery of the sealing plate 17 is fitted into the opening of the outer can 5, the sealing plate 17 is welded to the entire periphery of the opening edge of the outer can 5 without a gap by, for example, laser welding. It becomes electrically conductive with the outer can 5 and becomes a positive electrode external terminal. For this reason, it is preferable that the sealing plate member 17 is formed of the same conductive metal as the outer can 5 so that laser welding can be easily performed.
[0053]
In the sealing lid 6, the terminal portion 18 is made of, for example, a conductive metal such as aluminum, and the positive electrode lead terminal 12 is connected to be a positive external terminal.
[0054]
The insulating gasket 19 is made of, for example, an insulating resin such as polypropylene or the like, and is configured to appropriately insulate the sealing plate 17 from the terminal portion 18 so as not to come into contact with each other. The insulating gasket 19 is arranged in a compressed state in the hole of the sealing plate 17 so that the non-aqueous electrolyte 4 does not leak from between the hole of the sealing plate 17 and the terminal 18. It is also a sealing member for sealing. The insulating gasket 19 may be constituted by a hermetic seal made of, for example, glass.
[0055]
The battery 1 configured as described above is manufactured as follows. First, the positive electrode 7 is manufactured. A positive electrode mixture coating liquid is prepared by uniformly dispersing the positive electrode active material, the conductive material, and the binder with a dispersing device such as a ball mill, a sand mill, or a twin-screw kneader. Then, while providing the uncoated portions on both main surfaces of the positive electrode current collector 10 with the positive electrode mixture coating solution, for example, slide coating, extrusion type die coating, reverse roll, gravure, knife coater, kiss coater, microgravure, The positive electrode mixture layer 11 is uniformly coated with a coating device such as a rod coater or a blade coater, dried using a blast drier, a hot air drier, an infrared heating drier or the like, and then compressed by a roll press or the like. The positive electrode lead terminal 12 is cut into a band shape, and the positive electrode lead terminal 12 is attached to a predetermined position by, for example, an ultrasonic welding method by welding to a portion where the positive electrode current collector 10 is exposed. In this way, the positive electrode 7 having the positive electrode current collector exposed portion where the positive electrode current collector 10 is exposed at least at one end in the longitudinal direction is manufactured.
[0056]
Next, the negative electrode 8 is manufactured. When producing the negative electrode 8, a negative electrode mixture coating liquid containing a negative electrode active material and a binder is prepared using the above-described dispersing apparatus or the like. Then, the negative electrode mixture coating liquid is uniformly applied using the above-described coating apparatus or the like while providing uncoated portions on both main surfaces of the negative electrode current collector 13, dried, and then compressed by a roll press or the like. Thereby, the negative electrode mixture layer 14 is formed, cut into a strip shape, and the negative electrode current collector 13 is exposed by, for example, an ultrasonic welding method or the like on the negative electrode lead terminal 15 provided with the bulging portion 15c at a predetermined position. Weld and attach to the part. In this way, the negative electrode 8 provided with the negative electrode current collector exposed portion 16 in which the negative electrode current collector 13 is exposed at least at one end in the longitudinal direction is manufactured. At this time, the negative electrode lead terminal 15 is attached to the negative electrode current collector exposed portion 16 such that the bulging portion 15c bulges outward with respect to the negative electrode 8 at a position facing the short-side end of the negative electrode 8.
[0057]
Next, the positive electrode 7 and the negative electrode 8 are laminated with a band-shaped separator 9 interposed therebetween, and are wound substantially flat many times to produce the battery element 2.
[0058]
At this time, in the battery element 2, the positive electrode current collector exposed portion to which the positive electrode lead terminal 12 is attached is exposed on the inner peripheral side, and the negative electrode current collector exposed portion 16 to which the negative electrode lead terminal 15 is attached is exposed on the outermost periphery. It has been like that. In the battery element 2, the positive electrode lead terminal 12 protrudes in the winding axis direction from substantially the center of one end surface, and the negative electrode lead terminal 15 extends in the winding axis direction from a part of the edge of the same end surface. It has been like that. Furthermore, in the battery element 2, the bulging portion 15c of the negative electrode lead terminal 15 is in a state of bulging outward at a position facing the edge of the end surface.
[0059]
Next, the battery element 2 is housed in the outer can 5 such that the end face on the side from which the positive electrode lead terminal 12 protrudes faces the opening. Then, the negative electrode lead terminal 15 is attached to the inner side surface 5a of the outer can 5 by welding, for example, by resistance welding.
[0060]
At this time, the negative electrode lead terminal 15 is configured such that only the bulging portion 15 c bulging toward the inner surface 5 a of the outer can 5 is brought into contact with the inner surface 5 a of the outer can 5, Welding is performed on the side surface 5a at a welding portion 15a, so-called projection welding. Thereby, in the negative electrode lead terminal 15, for example, the application of current or voltage during resistance welding is concentrated on the welded portion 15 a where the bulging portion 15 c and the inner side surface 5 a are in contact with each other. Welding can be performed with high welding reliability to the inner surface 5a.
[0061]
Next, on the end surface of the battery element 2 facing the opening of the outer can 5, the positive electrode lead terminal 12 is inserted through the hole 3b, and the element holding case 3 is placed so that the bottom 3a faces the end surface of the battery element 2. Is arranged. Next, the nonaqueous electrolyte 4 is injected into the outer can 5 containing the battery element 2 and the element suppressing case 3. Next, the positive electrode lead terminal 12 derived from the battery element 2 after the injection is welded to the terminal portion 18 provided on the sealing lid 6 by, for example, a resistance welding method or an ultrasonic welding method.
[0062]
Next, the exterior can 5 has its opening closed by fitting the sealing lid 6 into the opening. At this time, the opening of the outer can 5 is closed with the sealing lid 6 so that the positive electrode lead terminal 12 connected to the terminal portion 18 of the sealing lid 6 is stored in the storage space of the element suppressing case 3.
[0063]
Next, the edge of the opening of the outer can 5 and the edge of the sealing plate 17 in the sealing lid 6 are sealed by laser welding over the entire circumference without any gap, and the battery element 2, the element suppressing case 3, and the The water electrolyte 4 is hermetically sealed in the storage space of the outer can 5. Thus, the battery 1 is manufactured.
[0064]
In the battery 1 manufactured as described above, the bulging portion 15c provided at a position opposite to the position between the battery element 2 and the element holding case 3 in the negative electrode lead terminal 15 is formed with the bulging portion 15c. It is a reinforcing portion that prevents the negative electrode lead terminal 15 from being bent in the thickness direction at the position.
[0065]
For this reason, in the battery 1, when the battery element 2 oscillates in the winding axis direction in the battery element, for example, during transportation or accidental dropping, the negative electrode lead terminal 15 bulges out, that is, the battery element 2 Bending in the thickness direction is prevented at a position facing the space between the element holding case 3.
[0066]
Therefore, in the battery 1, it is possible to prevent the internal short circuit that occurs when the negative electrode lead terminal is bent in the thickness direction and enters between the end surface of the battery element and the bottom of the element holding case as in the related art.
[0067]
In the battery 1, only the bulging portion 15 c formed so as to bulge toward the opposing surface 15 b of the negative electrode lead terminal 15 facing the inner surface 5 a of the outer can 5 appropriately contacts the inner surface 5 a of the outer can 5. Welded in the state.
[0068]
Therefore, in this battery 1, it is possible to concentrate the application of current or voltage at the time of resistance welding, for example, to the welded portion 15a where the bulged portion 15c of the negative electrode lead terminal 15 and the inner surface 5a are in contact. In addition, the welding reliability of the negative lead terminal 15 to the inner side surface 5a of the outer can 5 can be improved.
Here, for a lithium ion secondary battery having a substantially rectangular flat shape, a battery using a negative electrode lead terminal provided with a bulging portion at the above-described position and a conventional negative electrode lead terminal not providing a bulging portion were used. A drop test was performed on the battery, and after the test, the result of evaluating the presence or absence of an internal short circuit is shown in Table 1.
[0069]
[Table 1]
Figure 2004220816
[0070]
In the drop test, 10 charged lithium-ion secondary batteries, each of which was charged by constant current and constant voltage charging up to 4.25 V at a predetermined current value, were allowed to freely drop 18 times from a height of 1.9 m 18 times. Was. Then, after the drop test, the battery voltages of all the lithium ion secondary batteries were measured, and those having a decreased battery voltage were determined to have caused an internal short circuit by the drop test.
[0071]
From the evaluation results in Table 1, no internal short circuit occurred in the lithium ion secondary battery using the negative electrode lead terminal provided with the bulging portion, and the lithium ion secondary battery using the conventional negative electrode lead terminal did not fall. It can be seen from the test that some of the internal short circuits occurred.
[0072]
When all the lithium ion secondary batteries were disassembled and the interior was confirmed, in the lithium ion secondary batteries using the conventional negative electrode lead terminal, all the batteries showed deformation in the negative electrode lead terminal, It was confirmed that the portion bent in the thickness direction of the negative electrode lead terminal entered between the end face of the battery element and the bottom of the element suppressing case.
[0073]
On the other hand, in the lithium ion secondary battery using the negative electrode lead terminal provided with the swelling portion, although the deformation of the negative electrode lead terminal was observed in all batteries, the swelling portion of the negative electrode lead terminal, that is, the battery element No deformation is observed at a position facing the space between the battery element and the element holding case, so that even if the negative electrode lead terminal is bent in the thickness direction, it is prevented from entering between the end face of the battery element and the element holding case. confirmed.
In addition, regarding a lithium ion secondary battery having a substantially rectangular flat plate shape, a battery using a negative electrode lead terminal provided with a swelling portion at the above-described position and a battery using a conventional negative electrode lead terminal having no swelling portion are provided. FIG. 5 shows the results of a drop test performed to evaluate the presence or absence of conduction failure after the test, that is, whether or not the positive electrode and the negative electrode were insulated from each other by, for example, detachment of welding of the lead terminal inside the battery.
[0074]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the occurrence of conduction failure when a drop test is performed on a lithium ion secondary battery and the presence or absence of a bulge in the negative electrode lead terminal. The horizontal axis indicates the bulge in the negative electrode lead terminal. The vertical axis indicates the ratio of batteries in which conduction failure occurred to the batteries subjected to the drop test, that is, the so-called conduction failure occurrence rate.
[0075]
Also in the drop test, a predetermined number of charged lithium ion secondary batteries, each of which was charged by constant current and constant voltage charging up to 4.25 V at a predetermined current value, were 18 times from a predetermined number of 1.9 m heights. Free fall. Then, after the drop test, the conduction state was confirmed for all the lithium ion secondary batteries by measuring the battery voltage and the like.
[0076]
From the evaluation results shown in FIG. 5, the occurrence rate of the conduction failure is significantly higher in the lithium ion secondary battery using the negative electrode lead terminal provided with the bulging portion than in the conventional lithium ion secondary battery using the negative electrode lead terminal. It can be seen that it has become smaller.
[0077]
In a conventional lithium ion secondary battery using a negative electrode lead terminal, when the battery with poor conduction was disassembled, welding of the outer can and the negative electrode lead terminal came off. It was confirmed that there was.
[0078]
In contrast, in a lithium ion secondary battery using a negative electrode lead terminal provided with a swelling portion, the negative electrode lead terminal is projection-welded to the inner surface of the outer can at the swelling portion, so that the negative electrode for the outer can is It is considered that the welding reliability of the lead terminal was improved and the occurrence of poor conduction was reduced as compared with the conventional lithium ion secondary battery using the negative electrode lead terminal.
[0079]
From the above, in the lithium ion secondary battery, the negative electrode lead terminal provided with the swelling portion is used, and the swelling portion is located at a position facing the space between the battery element and the element holding case, or a position straddling both of them. Is very important in preventing an internal short circuit or poor conduction caused by an impact due to a drop.
[0080]
In the above description, the battery 1 in which the bulging portion 15c is provided on the negative electrode lead terminal 15 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the arrangement of the positive electrode and the negative electrode is reversed. In this case, it is also possible to provide a bulging portion on the positive electrode lead terminal.
[0081]
In the above description, the battery 1 using the non-aqueous electrolyte 4 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, an electrolyte salt is dispersed in a matrix polymer as a non-aqueous electrolyte. The present invention is also applicable to a lithium ion secondary battery using a solid electrolyte, a gel electrolyte, or the like. Further, in the above description, the battery 1 having an outer shape of a substantially rectangular flat plate is described as an example. However, the present invention is not limited to this. The battery can be applied to various shapes of primary and secondary batteries, such as a cylindrical shape and a gum type, as long as the lead terminals are bent in the thickness direction and come into contact with the battery. However, the present invention can be applied to secondary batteries such as a nickel-cadmium battery, a nickel-zinc battery, and a nickel-hydrogen battery.
[0082]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the bulging portion provided at the position facing the battery element and the insulating member in the lead terminal or at the position straddling both of them is the bulging portion. It serves as a reinforcing portion for preventing the lead terminal from being bent in the thickness direction at the position.
[0083]
Therefore, according to the present invention, when the battery element swings in the direction of the winding axis in the battery, the lead terminal does not bend in the thickness direction at the bulging portion, so that the end face of the battery element and the element are suppressed. An internal short circuit caused by a bent lead terminal entering between the case and the case can be prevented.
[0084]
Further, according to the present invention, only the swelling portion formed so as to swell on the opposing surface side of the lead terminal facing the inner surface of the outer can is subjected to projection welding in a state where the bulge portion is appropriately brought into contact with the inner surface of the outer can. As a result, the reliability of welding the lead terminal to the outer can can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing a lithium ion secondary battery to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a side view showing the lithium ion secondary battery with a part cut away.
3A and 3B show a negative electrode lead terminal provided in the lithium ion secondary battery. FIG. 3A is a cross-sectional view of a main part, and FIG. 3B is a plan view of the main part.
FIG. 4 is a sectional view of a principal part showing the lithium ion secondary battery.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the rate of occurrence of conduction failure by a drop test between a lithium ion secondary battery using a negative electrode lead terminal provided with a bulging portion and a conventional lithium ion secondary battery.
FIG. 6 is a plan view showing a conventional lithium ion secondary battery with a portion cut away.
FIG. 7 is a side view showing the lithium ion secondary battery with a part cut away.
FIG. 8 is a side view showing the bent state of the negative electrode lead terminal in the lithium ion secondary battery with a part cut away.
FIG. 9 is a cross-sectional view of main parts showing a state in which the negative electrode lead terminal is bent in the lithium ion secondary battery.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion secondary battery, 2 battery element, 3 element holding case, 3a bottom, 4 non-aqueous electrolyte, 5 outer can, 5a inner surface, 6 sealing lid, 7 positive electrode, 8 negative electrode, 9 separator, 10 positive electrode collection Current collector, 11 positive electrode mixture layer, 12 positive electrode lead terminal, 13 negative electrode current collector, 14 negative electrode mixture layer, 15 negative electrode lead terminal, 15a welded portion, 15b facing surface, 15c bulging portion, 16 negative electrode current collector exposed Part, 17 sealing plate material, 18 terminal part, 19 insulating gasket

Claims (6)

略帯状の正極と略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、上記電池素子の端面に配置される絶縁部材と、有底筒状をなして上記電池素子及び上記絶縁部材を収納する外装缶とを有する非水電解質電池に用いられる電池用リード端子であって、
短冊状をなして上記電池素子の上記絶縁部材が配置された側の端面より延出され、上記電池素子の最外周で上記正極及び上記負極の何れかと電気的に接続されると共に上記電池素子の端面より延出している部分が上記外装缶の内側面に溶接されることで上記正極及び上記負極の何れかと上記外装缶とを電気的に接続し、
上記外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、上記電池素子と上記絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴とする電池用リード端子。A battery element in which a substantially strip-shaped positive electrode and a substantially strip-shaped negative electrode are laminated with a separator interposed therebetween in a longitudinal direction, an insulating member arranged on an end face of the battery element, and a bottomed cylindrical shape A battery lead terminal used for a non-aqueous electrolyte battery having the battery element and an outer can housing the insulating member,
The battery element extends in a strip shape from an end surface of the battery element on the side where the insulating member is disposed, and is electrically connected to any one of the positive electrode and the negative electrode at the outermost periphery of the battery element, and The portion extending from the end face is electrically connected to any of the positive electrode and the negative electrode and the outer can by being welded to the inner surface of the outer can,
A bulging portion formed so as to swell on the side facing the inner surface of the outer can is provided at a position facing the space between the battery element and the insulating member, or at a position straddling both of them. A battery lead terminal, characterized in that: 上記膨出部が、短手方向に並ぶように一つ以上設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。2. The battery lead terminal according to claim 1, wherein one or more bulging portions are provided so as to be arranged in the lateral direction. 上記非水電解質電池は、リチウム塩を含有する非水電解質を備えるリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。2. The battery lead terminal according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte battery is a lithium ion secondary battery including a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. 略帯状の正極と、略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、
短冊状をなして、上記正極及び上記負極の何れかと上記電池素子の最外周で電気的に接続され、且つ上記電池素子の一方端面より延出されるリード端子と、
上記電池素子の上記リード端子が延出される端面に配置される絶縁部材と、
有底筒状をなして、上記電池素子及び上記絶縁部材を収納する外装缶とを有し、
上記リード端子は、上記電池素子の一方端面より延出する部分が上記外装缶の内側面に溶接されることにより、上記正極及び上記負極の何れかと上記外装缶とを電気的に接続し、
上記外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、上記電池素子と上記絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴とする非水電解質電池。A substantially strip-shaped positive electrode, and a battery element wound in the longitudinal direction in a state in which a substantially strip-shaped negative electrode is stacked via a separator,
In a strip shape, any one of the positive electrode and the negative electrode is electrically connected to the outermost periphery of the battery element, and a lead terminal extending from one end surface of the battery element,
An insulating member disposed on an end face from which the lead terminal of the battery element extends,
Forming a bottomed cylinder, having an outer can that houses the battery element and the insulating member,
The lead terminal, a portion extending from one end surface of the battery element is welded to the inner surface of the outer can, thereby electrically connecting any of the positive electrode and the negative electrode to the outer can,
A bulging portion formed so as to swell on the side facing the inner surface of the outer can is provided at a position facing the space between the battery element and the insulating member, or at a position straddling both of them. Non-aqueous electrolyte battery characterized by the above-mentioned. 上記リード端子は、上記膨出部が短手方向に並ぶように一つ以上設けられていることを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。5. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein one or more of the lead terminals are provided so that the bulging portions are arranged in a lateral direction. リチウム塩を含有する非水電解質を備えるリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。The non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, which is a lithium ion secondary battery including a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008181683A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Sony Corp Battery
WO2018100853A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Cylindrical battery
WO2023141776A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 东莞新能安科技有限公司 Battery and electronic device comprising same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008181683A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Sony Corp Battery
JP4539658B2 (en) * 2007-01-23 2010-09-08 ソニー株式会社 battery
US8822070B2 (en) 2007-01-23 2014-09-02 Sony Corporation Battery with secure short-circuiting mechanism
WO2018100853A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Cylindrical battery
CN109964353A (en) * 2016-11-30 2019-07-02 松下知识产权经营株式会社 Cylindrical battery
WO2023141776A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 东莞新能安科技有限公司 Battery and electronic device comprising same

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