【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリチウムイオン電池、ニッケル水素電池などに好適な電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
負極および正極を構成する金属箔を扁平形状に巻回した発電要素を積層した電池がある。図１５は、一般的な電池１を示す。この電池１は、積層された複数の発電要素１１と、各発電要素１１から発生する電流を集電するべく各発電要素１１の端部に接続された一対の箔集電板１２とを有している。箔集電板１２には、正極端子１３および負極端子１４が設けられている。
【０００３】
発電要素１１は、図１６および図１７に示すように、帯状のセパレータ１５と正極および負極を構成する金属箔１６とが交互に積層されて、巻回されている。なお、セパレータ１５の最外周の端部はテープ１８で止められている。
箔集電板１２は、図１８に示すように、発電要素１１の端部にレーザ光１９を照射することによって溶接されている。すなわち、図１９に示すように、レーザ光１９を箔集電板１２に照射すると、レーザ光１９による熱が箔集電板１２を介して発電要素１１の金属箔１６に伝達される。これによって、金属箔１６の一部が溶融されて箔集電板１２に溶着される。
【０００４】
ところで、電池１は、一般に、金属箔１６の厚さ寸法が１５μｍないし２０μｍであるものの、箔集電板１２の厚さ寸法が０．４ｍｍを超えていることが多い。
そして、これらのような金属箔１６および箔集電板１２を互いの面方向が直交するように配置し、次いで箔集電板１２の表面にレーザ光１９を照射するレーザ溶接により金属箔１６および箔集電板１２を相互接続する場合、レーザ光１９のエネルギーが熱となって箔集電板１２を表面から裏面まで厚さ方向に沿って短時間で伝播するような高い出力でレーザ溶接を行う傾向にある。
【０００５】
しかしながら、電池１は、金属箔１６の厚さ寸法と箔集電板１２の厚さ寸法とが大きく異なるため、箔集電板１２を厚さ方向に沿って伝播した熱が金属箔１６に対して過大となる。
【０００６】
このため、電池１は、金属箔１６と箔集電板１２とのレーザ溶接にあたって、金属箔１６の幅方向端縁が幅方向に沿ってスリット状に溶解し、融解痕跡がセパレータ１５を貫通して正極を構成する金属箔１６と負極を構成する金属箔１６とが短絡する虞れがある。
また、金属箔１６の幅方向端縁がスリット状に溶解しない場合であっても、金属箔１６に対する過大な熱により、金属箔が白熱化して生じた金属粒がセパレータ１５や活物質に飛散すれば、同様に正極を構成する金属箔１６と負極を構成する金属箔１６とを短絡させる虞れがある。
【０００７】
さらに、金属箔１６の幅方向端縁が活物質に達するまで溶解すると、金属箔の表面に生じた突起がセパレータ１５を貫通して結果的に正極を構成する金属箔１６と負極を構成する金属箔１６とを短絡させる遠因となる虞れもある。
そのため、金属箔１６の端部を直交する箔集電板１２に溶接しないですむ電池が望まれていた。そこで、従来は、図２０に示すように、巻回されたセパレータおよび金属箔の端部を一対の板状集電板２０によって狭持する電池が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３３１７１６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１に記載された電池のように、セパレータおよび金属箔の端部を、一対の板状集電板２０によって挟む方法は、一個の発電要素からのみ集電する場合には端子を前記板状集電板２０に設けることができるので問題ないが、複数の発電要素を積層し、各電池から一括して集電するように接合する際には不都合が生じる。
【００１０】
すなわち、特許文献１に記載された電池を複数用いる場合には、各電池における一対の板状集電板２０を箔集電板１２に類似の形状を有した集電板（以下、「極集電板」という）に溶接する必要があるが、この場合、一対の板状集電板２０および極集電板が両方とも平板状であるので、極集電板に対して一対の板状集電板２０における双方の板面に対して直角方向の力を加えて押さえた状態で溶接を行わなければならない。このとき、極集電板と一対の板状集電板２０とは、溶接個所となる個所、すなわち極集電板と一対の板状集電板２０における長手方向両端部とが特に密着するように押さえる必要がある。
このような溶接工程は一工程でも困難であるが、困難性を備えた複数の溶接工程を順次行うのは至難である。
【００１１】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は発電要素の端部を挟んだ集電板を極集電板に溶接する際に、集電板を押さえて集電板と極集電板とを密着させるのが容易な電池を提供することを技術的課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セパレータを介して負極および正極を構成する金属箔が積層された発電要素と、前記発電要素の面方向端部に接続された集電板と、前記集電板に接続されるとともに端子が立設された極集電板とを有する電池であって、
前記極集電板が、前記金属箔端部を複数枚重ねた状態で挾持する略帯状の第１挾持部および第２挾持部と、前記第１挾持部から厚さ方向に沿って突出する突出部とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、第１挾持部から厚さ方向に沿って突出部が突出しているため、突出部を第１挾持部の長手方向に沿って押圧すれば、突出部が極集電板の端面に密着し、突出部の端部と極集電板とを溶接すれば集電板と極集電板とを接合できることになる。
すなわち、このような本発明においては、従来のように、互いに平板状の一対の集電板および極集電板を双方の板面に対して直角方向の力を加えて押さえることにより、溶接個所となる個所、すなわち極集電板と一対の集電板における長手方向両端部とが特に密着するように押さえる場合に比較して容易、かつ、確実に溶接個所を密着させることができ、溶接工程を簡略化できることになる。
【００１４】
ここで、前記突出部を前記第１挾持部の長手方向両端部に設けることができる。この場合は、両方の突出部を極集電板に溶接することにより、第１狭持部を極集電板に確実に固定できる。
【００１５】
ところで、電気化学的に同一容量の発電要素を巻回方式によって形成しようとするとき、その電気化学的容量に対応する帯状電極（金属箔）を全て一軸の周囲に扁平状に巻回して巻回式発電要素を得る場合に比べて、その電気化学的容量に対応する帯状電極（金属箔）を長さ寸法的に複数分割し複数個の偏平状巻回式発電要素としそれら複数個の巻回式発電要素を積層する方がデッドスペースを少なくできる。特に、電池容量が大きい場合、具体的には電池容量が１０Ａｈ以上の発電要素を１セル中に収納する大容量電池の場合には、上記したような、扁平形状に巻回した発電要素を複数個積層してなる電池とすることが体積効率に及ぼす効果が顕著に現れる。本発明は、このような大容量電池に適用することが有効であり、好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態の電池を適用したリチウムイオン電池５を示す。このリチウムイオン電池５は、複数の発電要素５１と、これらの発電要素５１の両端部に接続された一対の極集電板５２と、該一対の極集電板５２に設けられた正極端子５３および負極端子５４とを有している。
【００１８】
上記の発電要素５１は、図２に示すように、セパレータ５５を介して負極および正極となる金属箔５６が、断面略長円状の扁平形状に巻回されている。セパレータ５５の外周側の端部は、テープ５８によって止められている。
また、負極および正極を構成する金属箔５６は、巻回軸線に沿って互いに離れる方向にずらして巻回されているため、発電要素５１の軸線方向両端部のうちの一方はセパレータ５５から負極を構成する金属箔５６がはみ出し、発電要素５１の軸線方向両端部のうちの他方は正極を構成する金属箔５６がはみ出している。
これによって、発電要素５１には、図３に示すように、直線積層部６０および、この直線積層部６０に隣り合う一対の円弧積層部６１が形成されている。また、この発電要素５１には、円弧積層部６１の両端に切欠部６２が形成されている。
【００１９】
この切欠部６２は、図４に示すように、上記の円弧積層部６１の円弧中心６１ａを通過するとともに扁平方向に沿い、かつ、発電要素５１の軸線方向５１ａに沿って所定位置まで延びる第１平面６３と、この第１平面６３に連続するとともに円弧積層部６１の断面方向に沿う第２平面６４に沿って切開部を形成することにより、円弧積層部６１における金属箔のセパレータからの露出部６０ｂの一部を削除することによって形成されている。
このようにして、発電要素５１に切欠部６２が形成された後、図５に示すように、直線積層部６０（図３、４参照）における露出部６０ｂを、その厚さ方向の略中心から両側に折り曲げる。
【００２０】
そして、上下に折り曲げられた一対の露出部６０ｂをそれぞれ一対の略コ字形の導電性を有する第１および第２狭持部６５ａ，６５ｂによって図６に示すように挟む。次いで、第１および第２狭持部６５ａ，６５ｂによって挟まれた露出部６０ｂの開放端部側の余剰分を切り落とした後、図６中に矢印で示すように第１および第２狭持部６５ａ，６５ｂの向きを９０度変える。
これで、図７に示すように、第１狭持６５ａおよび第２狭持部６５ｂが略密着し、その間に露出部６０ｂが狭持される。この状態で、第１および第２狭持部６５ａ，６５ｂ同士が例えば溶接６６によって固定される。
【００２１】
図１の極集電板５２は、図８〜図１０に示すように、発電要素５１の集電板６５内に挿入され、集電板６５に溶接６７によって固定される。
すなわち、極集電板５２は、図８に示すように、略逆Ｌ字状に形成されている。この極集電板５２の縦辺部分５２ａが、積層された発電要素５１（一個のみ図示）の集電板６５内に挿入される。次に、図９に示すように、極集電板５２と集電板６５の一対の突出部６５ｃ間の境界部分が溶接６７によって固定される。
【００２２】
この際、適宜な工具，治具等を用いて、集電板６５における一対の突出部６５ｃを第１狭持部６５ａの長手方向に沿って互いに近付くように押圧することにより、極集電板５２の両端面にそれぞれ一対の突出部６５ｃを密着させる。そして、一対の突出部６５ｃにおける端部と極集電板５２との間に溶接６７が施される。
なお、以上のように発電要素５１の集電板６５を極集電板５２に接合するリチウムイオン電池５の構成は、発電要素５１を複数備えることによる必然的な構成となっている。
【００２３】
このように、本発明のリチウムイオン電池５によれば、集電板６５の第１狭持部６５ａの突出部６５ｃ，６５ｃを極集電板５２に溶接する際に、極集電板５２の面に対して水平方向の力を加えることによって極集電板５２を押さえることができるので、集電板６５と極集電板５２とを密着させるのが容易である。
【００２４】
特に、前述したリチウムイオン電池５によれば、集電板６５における一対の突出部６５ｃを第１狭持部６５ａの長手方向に沿って互いに近付くように押圧することにより、極集電板５２の両端面にそれぞれ一対の突出部６５ｃを密着させて当該個所を溶接するため、従来のように、互いに平板状の一対の集電板および極集電板を双方の板面に対して直角方向の力を加えて押さえることにより、溶接個所となる個所、すなわち極集電板と一対の集電板における長手方向両端部とが特に密着するように押さえる場合に比較して容易、かつ、確実に溶接個所を密着させることができ、溶接工程を簡略化できる。
【００２５】
そして、このような効果は、発電要素５１を複数有するリチウムイオン電池５において、作業性および容積効率の効果が発電要素５１の数に応じて顕著な効果となる。
【００２６】
また、本例では、突出部６５ｃを第１挾持部６５の長手方向両端部に設けたので、これらの両方の突出部６５ｃを極集電板５２に溶接することにより、集電板６５を極集電板６２に確実に固定できる。
また、この場合には、第２の狭持部６５ｂを薄く形成できるので、小電流で第１狭持部６５ａに溶接できる。これによって、金属箔５６に及ぼす溶接熱の影響を抑制できる。
【００２７】
なお、上述の実施形態では、本発明をリチウムイオン電池に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、リチウムポリマー電池，ニッケル水素電池等にも適用できる。
【００２８】
また、本発明は、巻回式電池に限らず、複数枚の金属箔とセパレータとが平坦状に積層された電池にも適用できる。
また、第１狭持部６５ａおよび第２狭持部６５ｂ間の溶接は摩擦圧接溶接等によって行うことができる。摩擦溶接の場合は、周知のように回転数をはじめ種々の条件を調整することによって、任意の溶接が可能である。あるいは、電子ビーム加工機を用いて溶接してもよい。
【００２９】
（第２実施形態）
以下に説明する第２実施形態は、本発明の電池に用いられる集電板の形態についての変形である。
図１０〜図１４は第２実施形態の集電板７０〜７３を示す。図１０の集電板７０は、第１狭持部７０ａと第２狭持部７０ｂとを有している。そして、第１狭持部７０ａの片側にのみ突出部７０ｃが形成されている。
図１１の集電板７１は、第１狭持部７１ａと第２狭持部７１ｂとを有している。第１狭持部７０ａには、その両側にそれぞれ突出部７１ｃが形成されている。そして、第１狭持部７１ａの外側に第２狭持部７１ｂが配置されている。
【００３０】
図１２の集電板７２は、略コ字状の第１狭持部７２ａと、略コ字状の第２狭持部７２ｂとを有している。これらの第１および第２狭持部７２ａ，７２ｂには、突出部７２ｃ，７２ｄが形成されている。
これらの第１および第２狭持部７２ａ，７２ｂは、向きを同一にした状態で嵌め込み、その間に発電要素５１の端部６０ｂを挟むことができる。
【００３１】
図１３の集電板７３は、第１狭持部７３ａと、第２狭持部７３ｂとを有している。第１狭持部７３ａは、その両端に設けられた一対の突出部７３ｃと、該一対の突出部７３ｃの反対側に設けられ第２狭持部７３ｂと略同一の大きさを有する受け板７３ｄとを有している。
この集電板７３は、図１４に示すように、第１狭持部７３ａの受け板７３ｄと第２狭持部７３ｂとの間に発電要素５１の端部６０ｂを挟むように構成されている。
【００３２】
なお、上述の各実施形態では、本発明をリチウムイオン電池に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、リチウムポリマー電池，ニッケル水素電池等にも適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１狭持部の突出部を極集電板に溶接できるので、従来のように平板状の集電板を極集電板に溶接する場合に比べて手間を省くことができる（請求項１）。
また、突出部を第１挾持部の長手方向両端部に設けたので、両方の突出部を極集電板に溶接することにより、第１狭持部を極集電板に確実に固定できる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】発電要素の製造方法を示す図である。
【図３】発電要素の切欠部を示す図である。
【図４】切欠部の形成方法を示す図である。
【図５】発電要素の端部を折り曲げた状態および集電板を示す図である。
【図６】発電要素の折り曲げた端部を集電板で挟む方法を示す図である。
【図７】発電要素に集電板を取り付けた状態を示す図である。
【図８】極集電板を集電板に取り付ける方法を示す図である。
【図９】極集電板を集電板に取り付ける方法を示す図である。
【図１０】本発明に係る第２実施形態の集電板を示す図である。
【図１１】本発明に係る第２実施形態の集電板を示す図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態の集電板を示す図である。
【図１３】本発明に係る第２実施形態の集電板を示す図である。
【図１４】本発明に係る第２実施形態の集電板を示す図である。
【図１５】従来例を示す図である。
【図１６】従来例を示す図である。
【図１７】従来例を示す図である。
【図１８】従来例を示す図である。
【図１９】従来例を示す図である。
【図２０】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ 巻回式電池
５ リチウムイオン電池
８ 発電要素
１１ 発電要素
１２ 箔集電板
１３ 正極端子
１４ 負極端子
１５ セパレータ
１６ 金属箔
１７ 軸
１８ テープ
１９ レーザ光
２０ 板状集電板
５１ 発電要素
５１ａ 軸線方向
５２ 極集電板
５２ａ 縦辺部分
５５ セパレータ
５６ 金属箔
５８ テープ
５３ 正極端子
５４ 負極端子
５７ 軸
６１ 円弧積層部
６０ 直線積層部
６０ａ 円弧中心
６０ｂ 露出部
６１ 円弧積層部
６２ 切欠部
６３ 第１平面
６４ 第２平面
６５ 集電板
６５ａ 第１挾持部
６５ｂ 第２挾持部
６５ｃ 突出部
６６，６７ 溶接
７０ 集電板
７０ａ 第１狭持部
７０ｂ 第２狭持部
７０ｃ 突出部
７１ 集電板
７１ａ 第１狭持部
７１ｂ 第２狭持部
７１ｃ 突出部
７２ 集電板
７２ａ 第１狭持部
７２ｂ 第２狭持部
７２ｃ 突出部
７３ 集電板
７３ａ 第１狭持部
７３ｂ 第２狭持部
７３ｃ 突出部
７３ｄ 受け板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery suitable for a lithium ion battery, a nickel hydride battery, and the like.
[0002]
[Prior art]
There is a battery in which a power generating element in which metal foils constituting a negative electrode and a positive electrode are wound in a flat shape is laminated. FIG. 15 shows a general battery 1. The battery 1 includes a plurality of power generation elements 11 stacked, and a pair of foil current collectors 12 connected to an end of each power generation element 11 to collect current generated from each power generation element 11. ing. A positive electrode terminal 13 and a negative electrode terminal 14 are provided on the foil current collector 12.
[0003]
As shown in FIG. 16 and FIG. 17, the power generating element 11 is formed by alternately laminating and winding a strip-shaped separator 15 and metal foils 16 constituting a positive electrode and a negative electrode. The outermost end of the separator 15 is fixed with a tape 18.
As shown in FIG. 18, the foil current collector 12 is welded by irradiating an end of the power generating element 11 with a laser beam 19. That is, as shown in FIG. 19, when the laser light 19 is irradiated on the foil current collector 12, heat generated by the laser light 19 is transmitted to the metal foil 16 of the power generation element 11 via the foil current collector 12. Thereby, a part of the metal foil 16 is melted and welded to the foil current collector 12.
[0004]
In the battery 1, the thickness of the metal foil 16 is generally 15 μm to 20 μm, but the thickness of the foil current collector 12 often exceeds 0.4 mm.
Then, the metal foil 16 and the foil current collector 12 are arranged so that their plane directions are orthogonal to each other, and then the metal foil 16 and the foil current collector 12 are irradiated with laser light 19 by irradiating the surface of the foil current collector 12 with laser light 19. When the foil current collectors 12 are interconnected, laser welding is performed at such a high output that the energy of the laser beam 19 becomes heat and propagates from the front surface to the back surface in a short time along the thickness direction. Tend to do.
[0005]
However, in the battery 1, since the thickness dimension of the metal foil 16 and the thickness dimension of the foil current collector 12 are greatly different, heat propagated along the thickness direction of the foil current collector 12 causes the heat to the metal foil 16. Too large.
[0006]
For this reason, in laser welding of the metal foil 16 and the foil current collector 12, the edge of the metal foil 16 in the width direction is melted in a slit shape along the width direction, and the trace of melting penetrates the separator 15. There is a possibility that the metal foil 16 forming the positive electrode and the metal foil 16 forming the negative electrode may be short-circuited.
Further, even when the width direction edge of the metal foil 16 does not melt in a slit shape, the excessive heat applied to the metal foil 16 causes the metal particles generated by incandescence of the metal foil to scatter to the separator 15 and the active material. For example, there is a possibility that the metal foil 16 forming the positive electrode and the metal foil 16 forming the negative electrode may be short-circuited.
[0007]
Further, when the width direction edge of the metal foil 16 is melted until reaching the active material, a projection formed on the surface of the metal foil penetrates through the separator 15 and consequently the metal foil 16 forming the positive electrode and the metal forming the negative electrode. There is a possibility that it may cause a short circuit with the foil 16.
Therefore, a battery that does not require welding the end of the metal foil 16 to the orthogonal foil current collector 12 has been desired. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 20, there has been proposed a battery in which ends of a wound separator and a metal foil are sandwiched between a pair of plate-shaped current collectors 20 (for example, see Patent Document 1). ).
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-331716 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of sandwiching the ends of the separator and the metal foil between the pair of plate-like current collectors 20 as in the battery described in the conventional patent document 1 is a method for collecting power from only one power generation element. There is no problem because the terminals can be provided on the plate-shaped current collector plate 20, but a problem arises when a plurality of power generation elements are stacked and joined to collectively collect power from each battery.
[0010]
That is, when a plurality of batteries described in Patent Literature 1 are used, a pair of plate-like current collectors 20 in each battery is replaced with a current collector having a shape similar to the foil current collector 12 (hereinafter, “electrode collector”). In this case, since the pair of plate-shaped current collectors 20 and the pole current collector are both flat, the pair of plate-shaped current collectors 20 and the pole current collector are flat. Welding must be performed in a state where a force in a direction perpendicular to both plate surfaces of the electric plate 20 is applied and pressed. At this time, the pole current collector plate and the pair of plate-shaped current collector plates 20 are formed so that a portion to be welded, that is, both ends in the longitudinal direction of the pair of plate current collector plates 20 and the pair of plate-shaped current collector plates 20 particularly adhere to each other. It is necessary to hold down.
Such a welding step is difficult even in one step, but it is extremely difficult to sequentially perform a plurality of welding steps having difficulty.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to hold down a current collector when welding a current collector sandwiching an end of a power generating element to a pole current collector. It is a technical object to provide a battery in which a plate and an electrode current collector can be easily brought into close contact with each other.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a power generating element in which metal foils constituting a negative electrode and a positive electrode are stacked via a separator, a current collector connected to a surface direction end of the power generator, and a power collector connected to the current collector. A battery having an electrode current collector plate having terminals erected,
A first band-like portion and a second band-like portion, each of which has a plurality of end portions of the metal foil, and protrudes from the first portion along the thickness direction; And a part.
[0013]
In the present invention, since the projecting portion protrudes from the first holding portion along the thickness direction, if the projecting portion is pressed along the longitudinal direction of the first holding portion, the projecting portion becomes the end face of the pole current collector plate. Then, if the end of the protruding portion is welded to the pole current collector, the current collector and the pole current collector can be joined.
That is, in the present invention, a pair of current collector plates and a pole current collector plate having a flat plate shape are pressed by applying a force in a direction perpendicular to both of the plate surfaces, as in the related art, so that a welding point is formed. Location, that is, compared with a case where the pole current collector plate and the longitudinal end portions of the pair of current collector plates are pressed so as to particularly closely adhere to each other, and the welding location can be surely adhered to the welding process. Can be simplified.
[0014]
Here, the projecting portions may be provided at both ends in the longitudinal direction of the first holding portion. In this case, the first holding portion can be securely fixed to the pole current collector plate by welding both projecting portions to the pole current collector plate.
[0015]
By the way, when a power generation element having the same electrochemical capacity is to be formed by a winding method, all the strip electrodes (metal foils) corresponding to the electrochemical capacity are wound flatly around one axis. As compared with the case of obtaining a power generation element, a strip-shaped electrode (metal foil) corresponding to the electrochemical capacity is divided into a plurality of pieces in length dimension to form a plurality of flat wound power generation elements, and the plurality of windings are formed. Stacking the power generation elements can reduce the dead space. In particular, when the battery capacity is large, specifically, in the case of a large capacity battery in which a power generating element having a battery capacity of 10 Ah or more is accommodated in one cell, a plurality of flat power generating elements as described above are used. The effect on the volumetric efficiency of a battery formed by stacking individual batteries is remarkable. It is effective and preferable to apply the present invention to such a large capacity battery.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows a lithium ion battery 5 to which the battery according to the first embodiment of the present invention is applied. The lithium ion battery 5 includes a plurality of power generation elements 51, a pair of pole current collectors 52 connected to both ends of the power generation elements 51, and a positive electrode terminal 53 provided on the pair of pole current collectors 52. And a negative electrode terminal 54.
[0018]
As shown in FIG. 2, the power generating element 51 has a separator 55 and a metal foil 56 serving as a negative electrode and a positive electrode wound in a flat shape having a substantially elliptical cross section. The outer peripheral end of the separator 55 is stopped by a tape 58.
Further, since the metal foils 56 constituting the negative electrode and the positive electrode are wound while being shifted in a direction away from each other along the winding axis, one of both ends in the axial direction of the power generation element 51 is connected to the separator 55 from the separator 55. The constituent metal foil 56 protrudes, and the other of the axial ends of the power generation element 51 protrudes the metal foil 56 forming the positive electrode.
Thereby, as shown in FIG. 3, the power generation element 51 is formed with the linear laminated portion 60 and a pair of arc laminated portions 61 adjacent to the linear laminated portion 60. The power generating element 51 has cutouts 62 at both ends of the circular arc laminated portion 61.
[0019]
As shown in FIG. 4, the notch 62 passes through the circular arc center 61 a of the circular arc laminated portion 61 and extends along a flat direction and extends to a predetermined position along the axial direction 51 a of the power generation element 51. By forming a cutout along a plane 63 and a second plane 64 that is continuous with the first plane 63 and extends along the cross-sectional direction of the arc laminated portion 61, the exposed portion of the metal foil in the arc laminated portion 61 from the separator is formed. It is formed by deleting a part of 60b.
After the cutout portion 62 is formed in the power generation element 51 in this manner, as shown in FIG. 5, the exposed portion 60b of the linear laminated portion 60 (see FIGS. 3 and 4) is moved from substantially the center in the thickness direction. Fold both sides.
[0020]
Then, the pair of exposed portions 60b bent up and down is sandwiched between a pair of substantially U-shaped conductive first and second holding portions 65a and 65b as shown in FIG. Next, after cutting off the excess on the open end side of the exposed portion 60b sandwiched between the first and second holding portions 65a and 65b, the first and second holding portions are indicated by arrows in FIG. The directions of 65a and 65b are changed by 90 degrees.
Thus, as shown in FIG. 7, the first holding portion 65a and the second holding portion 65b are substantially in close contact with each other, and the exposed portion 60b is held therebetween. In this state, the first and second holding portions 65a and 65b are fixed to each other by, for example, welding 66.
[0021]
As shown in FIGS. 8 to 10, the pole collector plate 52 of FIG. 1 is inserted into the collector plate 65 of the power generation element 51 and fixed to the collector plate 65 by welding 67.
That is, the pole collector plate 52 is formed in a substantially inverted L-shape as shown in FIG. The vertical side portion 52a of the pole current collecting plate 52 is inserted into the current collecting plate 65 of the stacked power generating elements 51 (only one is shown). Next, as shown in FIG. 9, a boundary portion between the pair of protrusions 65 c of the pole current collector plate 52 and the current collector plate 65 is fixed by welding 67.
[0022]
At this time, by using appropriate tools, jigs and the like, the pair of projecting portions 65c of the current collecting plate 65 are pressed so as to approach each other along the longitudinal direction of the first holding portion 65a. A pair of projecting portions 65c are brought into close contact with both end surfaces of the projection 52, respectively. Then, welding 67 is performed between the ends of the pair of protrusions 65 c and the pole current collector plate 52.
As described above, the configuration of the lithium ion battery 5 in which the current collecting plate 65 of the power generating element 51 is joined to the pole current collecting plate 52 is an inevitable configuration including a plurality of power generating elements 51.
[0023]
As described above, according to the lithium ion battery 5 of the present invention, when the projections 65c, 65c of the first holding portion 65a of the current collector plate 65 are welded to the electrode plate 52, By applying a force in the horizontal direction to the surface, the pole current collector plate 52 can be pressed, so that the current collector plate 65 and the pole current collector plate 52 can be easily brought into close contact with each other.
[0024]
In particular, according to the above-described lithium ion battery 5, the pair of protrusions 65c of the current collecting plate 65 are pressed toward each other along the longitudinal direction of the first holding portion 65a, so that the Since a pair of protrusions 65c are brought into close contact with both end surfaces and the corresponding portions are welded, as in the related art, a pair of flat current collector plates and pole current collector plates are formed in a direction perpendicular to both plate surfaces. By applying force and holding, welding is easier and more reliable than in the case where the welding points, that is, the pole current collector and the pair of current collectors are pressed so that both ends in the longitudinal direction are particularly close to each other. The parts can be closely contacted, and the welding process can be simplified.
[0025]
In the lithium ion battery 5 having a plurality of power generating elements 51, the effects of workability and volume efficiency become remarkable according to the number of the power generating elements 51.
[0026]
Further, in this example, since the protruding portions 65c are provided at both ends in the longitudinal direction of the first holding portion 65, both of the protruding portions 65c are welded to the pole current collecting plate 52, so that the current collecting plate 65 is poled. It can be securely fixed to the current collecting plate 62.
In this case, since the second holding portion 65b can be formed thin, it can be welded to the first holding portion 65a with a small current. Thereby, the effect of welding heat on the metal foil 56 can be suppressed.
[0027]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a lithium ion battery has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a lithium polymer battery, a nickel metal hydride battery, and the like.
[0028]
Further, the present invention is not limited to a wound battery, and can be applied to a battery in which a plurality of metal foils and separators are laminated in a flat shape.
The welding between the first holding portion 65a and the second holding portion 65b can be performed by friction welding or the like. In the case of friction welding, any welding can be performed by adjusting various conditions including the number of rotations, as is well known. Alternatively, welding may be performed using an electron beam processing machine.
[0029]
(2nd Embodiment)
The second embodiment described below is a modification of the form of the current collector used in the battery of the present invention.
10 to 14 show current collector plates 70 to 73 of the second embodiment. The current collecting plate 70 of FIG. 10 has a first holding portion 70a and a second holding portion 70b. The protruding portion 70c is formed only on one side of the first holding portion 70a.
The current collecting plate 71 in FIG. 11 has a first holding portion 71a and a second holding portion 71b. Projections 71c are formed on both sides of the first holding portion 70a, respectively. And the 2nd holding part 71b is arrange | positioned outside the 1st holding part 71a.
[0030]
The current collector plate 72 in FIG. 12 has a substantially U-shaped first holding portion 72a and a substantially U-shaped second holding portion 72b. Protrusions 72c and 72d are formed on the first and second holding portions 72a and 72b.
These first and second holding portions 72a and 72b can be fitted in the same orientation, and can sandwich the end 60b of the power generation element 51 therebetween.
[0031]
The current collecting plate 73 of FIG. 13 has a first holding portion 73a and a second holding portion 73b. The first holding portion 73a has a pair of protrusions 73c provided at both ends thereof, and a receiving plate 73d provided on the opposite side of the pair of protrusions 73c and having substantially the same size as the second holding portion 73b. And
As shown in FIG. 14, the current collecting plate 73 is configured so as to sandwich the end portion 60b of the power generation element 51 between the receiving plate 73d of the first holding portion 73a and the second holding portion 73b. .
[0032]
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a lithium ion battery has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a lithium polymer battery, a nickel hydrogen battery, and the like.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the projecting portion of the first holding portion can be welded to the pole current collecting plate. This saves time and effort (claim 1).
Further, since the protrusions are provided at both ends in the longitudinal direction of the first holding portion, the first holding portion can be securely fixed to the pole current collector plate by welding both protrusions to the pole current collector plate ( Claim 2).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing a power generating element.
FIG. 3 is a view showing a cutout portion of a power generation element.
FIG. 4 is a diagram showing a method of forming a notch.
FIG. 5 is a diagram showing a state where an end of a power generation element is bent and a current collector plate.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of sandwiching a bent end of a power generating element between current collecting plates.
FIG. 7 is a diagram showing a state where a current collecting plate is attached to a power generating element.
FIG. 8 is a diagram showing a method of attaching the pole current collector to the current collector.
FIG. 9 is a diagram showing a method of attaching the pole current collector to the current collector.
FIG. 10 is a view showing a current collector of a second embodiment according to the present invention.
FIG. 11 is a view showing a current collector plate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing a current collector plate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a view showing a current collector plate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view showing a current collector plate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 16 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 17 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 18 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 19 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 20 is a diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Wound battery 5 Lithium ion battery 8 Power generation element 11 Power generation element 12 Foil current collector 13 Positive electrode terminal 14 Negative electrode terminal 15 Separator 16 Metal foil 17 Shaft 18 Tape 19 Laser light 20 Plate current collector 51 Power generation element 51a Axial direction 52 Electrode collector plate 52a Vertical side portion 55 Separator 56 Metal foil 58 Tape 53 Positive electrode terminal 54 Negative terminal 57 Shaft 61 Arc laminated portion 60 Straight laminated portion 60a Arc center 60b Exposed portion 61 Arc laminated portion 62 Notch 63 First plane 64 Second flat surface 65 Current collecting plate 65a First holding portion 65b Second holding portion 65c Projecting portions 66, 67 Welding 70 Current collecting plate 70a First holding portion 70b Second holding portion 70c Projecting portion 71 Current collecting plate 71a First Nipping part 71b Second holding part 71c Projecting part 72 Current collecting plate 72a First holding part 72b Second holding part 72c Projecting part 73 Current collecting plate 73a First holding part 7 b The second holding portion 73c protruding portion 73d receiving plate
