JP2007220601A - 密閉型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】集電タブの幅を従来例のものと同等としながらも、集電タブと電池外装缶の内部底部との間の高エネルギー線による溶接を容易に行うことができ、しかも溶接強度が強く、電池内部抵抗も小さい密閉型電池を提供すること。
【解決手段】本発明の密閉型電池は、正極芯体に正極合剤層を有する正極板と、負極芯体に負極合剤層を有する負極板とがセパレータを介して巻回された巻回電極体を有する密閉型電池において、集電タブが前記正極芯体又は負極芯体の巻終り側と巻終り側以外の１箇所との間を前記巻回電極体の中心部を径方向に跨ぐようにして接続され、かつ、前記集電タブは、前記巻回電極体の中心部に対応する位置で、前記電池外装缶の内側底部に溶接されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、密閉型電池に関し、特に、一方の電極タブの電池外装缶の内側底部への溶接固定構造を改善して電池の内部抵抗の低抵抗化を図り、かつ溶接性を落とすことなく生産可能な大電力用途に最適な密閉型電池に関する。

携帯型の電子機器の急速な普及に伴い、それに使用される電池への要求仕様は、年々厳しくなり、特に小型・薄型化、高容量なものが要望されており、更に二次電池においては繰り返して行なわれる充放電サイクルによる劣化が少なく、性能の安定したものが要求されている。そして、二次電池分野では他の電池に比べて高エネルギー密度であるリチウムイオン非水電解質二次電池が注目され、このリチウムイオン非水電解質二次電池の占める割合は二次電池市場において大きな伸びを示している。

このような密閉型の非水電解質二次電池の一般的な構成を図７を持いて説明する。なお、図７は、下記特許文献１に開示されている円筒形の非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。この密閉型の非水電解質二次電池１０は、正極板１１と負極板１２とがセパレータ１３を介して巻回された巻回電極体１４を、この巻回電極体１４の上下にそれぞれ絶縁板１５及び１６を配置した後、負極端子を兼ねるスチール製の円筒形の電池外装缶１７の内部に収容し、負極板１２の集電タブ１２ａを電池外装缶１７の内側底部１７ａに溶接するとともに正極板１１の集電タブ１１ａを安全装置が組み込まれた封口体１８の底板部に溶接し、この電池外装缶１７の開口部から所定の非水電解液を注入した後、封口体１８によって電池外装缶１７を密閉することにより製造されている。

このうち、正極板１１は正極活物質合剤を細長いシート状のアルミニウム箔等からなる正極芯体の両面に被覆することにより作製され、負極板１２は細長いシート状の銅箔等からなる負極芯体の両面に負極活物質合剤を被覆することにより作製され、また、セパレータ１３としては微多孔性ポリプロピレンフイルム等が用いられている。そして、一般には、正極板１１の芯体に設けられた正極活物質合剤層の未塗布部分に正極集電タブ１１ａを取り付け、この正極集電タブを封口体１８に接続し、また、負極板１２の巻終り側の負極活物質合剤層の未塗布部分に負極集電タブ１２ａを取り付け、この負極集電タブ１２ａを、巻回電極体１４の中心部の空洞１９に対応する位置で、抵抗溶接により電池外装缶１７の内側底部１７ａに溶接している。

特開２００１− １５１５５号公報（段落［００１４］〜［００１７］、［００２９］〜［００３２］、図１及び図２） 特開平１０−２６１４４１号公報（特許請求の範囲、段落［００１１］〜［００１４］、図８〜図７） 特開２０００−２００５９４号公報（段落［０００２］〜［０００７］、［００１８］〜［００２１］、図１〜図３、図８、図９）

上述のような従来例の密閉型の非水電解質二次電池によれば、電池性能や電池の信頼性が高い密閉型電池が得られるという優れた効果を奏するものである。しかしながら、近年の環境保護運動の高まりを背景として二酸化炭素ガス等の排出規制が強化されているため、自動車業界ではガソリン、ディーゼル油、天然ガス等の化石燃料を使用する自動車にだけでなく、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が活発に行われており、これらの用途に使用する密閉型電池として上述のようなリチウムイオン非水電解質二次電池が使用されるようになってきている。このような傾向は、電動工具用途においても同様である。

これらのＥＶ、ＨＥＶ用電池ないしは工具用電池としては、自動車用ないし電動工具用としての基本的な性能、すなわち加速性、起動性等を十分に発揮させるために必要な短時間に大電力を取り出す能力、すなわち高出力化も必要である。ところが、高出力の放電を行うと、電池に大電流が流れるため、電池の内部での発熱が大きくなる。したがって、ＥＶ、ＨＥＶ用電池ないしは工具用電池としては、大型で、大容量であるだけでなく、短時間に大電流を取り出せることが必要とされることから、電池内部の電力損失を防止して発熱を低下させるために種々の改良が行われている。

従来の密閉型電池における電池内部の電力損失を防止して発熱を低下させるための構成は、例えば上記特許文献２及び３にも開示されているように、極板芯体からの集電効率を上げることを課題とするものが多かった。この場合、集電タブの幅を広くして極板芯体への取付面積を大きくすれば、極板芯体からの集電効率を上げることができることは自明であるが、特に上述のような円筒形の巻回電極体１４を使用した密閉型電池においては、単純に集電タブの幅を広くするという構成は集電タブの取付面が曲面状となるため、円筒状の電池外装缶１７内への組み込みが困難となるので、直ちには採用し難い。

また、上述のような従来例の密閉型電池１０において、負極集電タブ１２ａと電池外装缶１７との間の接触抵抗低減化を行うために、負極集電タブ１２ａを負極芯体の巻き初め側と巻き終わり側の２本とし、巻回電極体１４の作製後に巻き終わり側に設けた集電タブを巻き取り中心に向けて折り曲げ、電池外装缶１７の内側底部１７ａにおいて巻き初め側の集電タブ、巻き終わり側の集電タブ及び電池外装缶の３層を抵抗溶接により溶接する方法も考えられるが、以下のような問題点が存在する。
（１）巻き初め側の集電タブ−巻き終わり側の集電タブ−電池外装缶の３層溶接は容易ではなく、溶接部の品質安定性に欠ける。
（２）溶接条件の強化により、設備温度上昇に伴う生産性低下及び品質低下の懸念がある。

本発明は、上述のような従来技術の有する問題点を解決すべくなされたものであって、集電タブの幅を従来例のものと同等としながらも、集電タブと電池外装缶の内部底部との間の溶接を容易に行うことができ、しかも溶接強度が強く、電池の内部抵抗も小さい密閉型電池を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項１に係る密閉型電池の発明は、正極芯体に正極合剤が塗布された正極板と、負極芯体に負極合剤が塗布された負極板とがセパレータを介して巻回された巻回電極体を有する密閉型電池において、集電タブが前記正極芯体又は負極芯体の巻始め側と巻終り側との間を前記巻回電極体の中心部を径方向に跨ぐようにして接続され、かつ、前記集電タブは、前記巻回電極体の中心部に対応する位置で、前記電池外装缶の内側底部に溶接されていることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の密閉型電池において、前記正極芯体又は負極芯体の巻終り側の端部は折り返されており、前記集電タブは前記芯体と折り返された芯体との間に配置されて前記折り返された芯体側から溶接されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の密閉型電池において、前記正極芯体又は負極芯体の巻き終わり側の端部にはニッケル箔が取り付けられており、前記集電タブは前記ニッケル箔に溶接されていることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の密閉型電池において、前記ニッケル箔の端部は折り返されており、前記集電タブは前記ニッケル箔と折り返されたニッケル箔との間に配置されて前記折り返されたニッケル側から溶接されていることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の密閉型電池において、前記溶接は抵抗溶接、超音波溶接又は高エネルギー線による溶接であることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項５に記載の密閉型電池において、前記高エネルギー線による溶接は、レーザー光又は電子ビームを用いることを特徴とする。

本願発明によれば以下に述べるように優れた効果を奏する密閉型電池が得られる。すなわち、請求項１に係る発明によれば、集電タブが前記正極芯体又は負極芯体の巻始め側と巻終り側との間を前記巻回電極体の中心部を径方向に跨ぐようにして接続されているため、集電タブを巻回電極体の中心部に対応する位置で電池外装缶の内側底部に容易に溶接することができ、しかも、この溶接は、集電タブと電池外装缶との間の２層溶接であるため、従来例と同様の出力より高強度に溶接することができる。加えて、集電タブは巻回電極体の巻始め側及び巻終り側の両方芯体と接続されているため、集電タブの幅を従来例のものと同等としても、芯体の巻始め側と電池外装缶の間及び芯体の巻き終わり側と電池外装缶の間の２通りの導電路が確保されるため、電池の内部抵抗が小さい密閉型電池が得られる。

また、請求項２に係る発明によれば、巻終り側の芯体と集電タブとの間の接触面積が大きくなるため、より電池の内部抵抗が小さい密閉型電池が得られる。

また、一般に、密閉型電池の芯体としてはアルミニウムや銅等の熱伝導性が良好な金属箔が使用されるため、芯体と集電タブとの間の溶接を行うと、熱が逃げてしまうために溶融し難く、良好に溶接を行い難い。それに対して、請求項３に係る発明によれば、芯体の巻終り側に取り付けられたニッケルは、アルミニウムや銅よりも熱伝導性が悪いため、高エネルギー線によって集電タブとニッケルとの間を良好に溶接することができるため、より電池の内部抵抗が小さい密閉型電池が得られる。

また、請求項４に係る発明によれば、巻終り側のニッケルと集電タブとの間の接触面積が大きくなるため、より電池の内部抵抗が小さい密閉型電池が得られる。

また、請求項５に係る発明によれば、溶接には抵抗溶接、超音波溶接又は高エネルギー線による溶接が慣用的に用いられており、溶接部の信頼性及び品質が良好な密閉型電池が得られる。

また、請求項６に係る発明によれば、レーザー光及び電子ビームともに溶接用高エネルギー線として慣用的に用いられており、溶接部の信頼性及び品質が良好な密閉型電池が得られる。

以下、本願発明を実施するための最良の形態を実施例及び比較例を図１〜６を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための密閉型電池としてリチウムイオン非水電解質二次電池の一例を例示するものであって、本発明をこのリチウムイオン非水電解質二次電池に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の形式の密閉型電池にも等しく適用し得るものである。なお、図１Ａは実施例１で使用した正極板の展開図であり、図１Ｂは同じく負極板の展開図であり、更に、図２は実施例１の密閉型電池の製造途中の縦断面図である。また、図３Ａは比較例１で使用した正極板の展開図であり、図３Ｂは同じく負極板の展開図であり、更に、図４は比較例１の密閉型電池の製造途中の縦断面図である。図５Ａは比較例２で使用した正極板の展開図であり、図５Ｂは同じく負極板の展開図であり、更に、図６は比較例２の密閉型電池の製造途中の縦断面図である。また、図１〜図６においては、図７に示した従来例の密閉型電池１０と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して説明する。

実施例１の密閉型電池を次のようにして作製した。まず、正極板１１の芯体１１ｂとしてアルミニウム箔を用い、この芯体１１ｂの両面に、芯体１１ｂの中央部１１ｄ及び巻終り側端部１１ｅの両面が露出するように、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）を正極活物質とする正極活物質合剤層１１ｃを形成した後、芯体１１ｂの中央部１１ｃの露出面に例えばアルミニウム製の正極集電タブ１１ａを超音波溶接により取り付けた。この正極板１１は図７に示した密閉型電池１０で使用されている正極板１１と同じ構成を有している。

次に、負極板１２の芯体１２ｂとして銅箔を用い、この芯体１２ｂの両面に、巻始め側１２ｓ及び巻終り側１２ｅの両面が露出するように、天然黒鉛を負極活物質とする負極活物質合剤層１２ｃを形成した後、芯体１２ｂの巻始め側１２ｓにニッケル製の負極集電タブ１２ａを鳩目状かしめ又は超音波溶接により取り付けた。この負極集電タブ１２ａは正極集電タブ１１ａよりも長さが長くなっている。

そして、図１Ａ及び図１Ｂに示した構成の正極板１１と負極板１２とを微多孔性ポリプロピレンフイルムからなるセパレータ１３を介して巻回して最外周側が負極板１２となるようにして巻き取り体を作製した。そして、中央部に穴が開けられたドーナツ状の缶底側の絶縁板１６の穴内に巻始め側にある負極集電タブ１２ａを通して巻き取り体に貼り付けた後、この負極集電タブ１２ａを巻き取り体の空洞部１９側に折り曲げ、更に巻き取り体の外周部で負極芯体の巻終り側１２ｅに沿うように折り曲げた。そして、負極芯体の巻終り側１２ｅの端部を折り返して負極集電タブ１２ａ上に重ね、折り返された負極芯体１２ｂ側からレーザー溶接を行い、最後にゆるみ止めテープを貼り付けて巻回電極体１４を作製した。

次いで、この巻回電極体１４を円筒状の電池外装缶１７内に挿入し、正極集電タブ１１ａを中央部に穴が開けられたドーナツ状の絶縁板１５の穴内に通して巻回電極体１４に載置した。そして、電池外装缶１７の上部から巻回電極体１４の中心部の空洞１９に抵抗溶接のための電極棒を挿入し、電池外装缶１７の外側底部に溶接電極を接触させて負極集電タブ１１ａを電池外装缶１７の内側底部に溶接した。なお、図２の符号２０を付与した部分が溶接部である。

次いで、正極板１１の集電タブ１１ａを安全装置が組み込まれた封口体１８の底板部に溶接し、次いで、この電池外装缶１７の開口部から所定の非水電解液を注入した後、この封口体１８を図１に示した組立途中の電池外装缶１７の頂部に載置し、ポリプロピレン等の絶縁物を介して電池外装缶１７の開口部端１７ｂを加締めることにより封口体１８を固定し、この開口部を密閉することにより実施例１の密閉型非水電解質二次電池を作製した。この実施例１の密閉型非水電解質二次電池に設計容量は、１Ｉｔ（１Ｃ）＝１０００ｍＡである。

［比較例１］
比較例１の密閉型電池は、次のようにして作製した。まず、正極板１１としては、図３Ａに示すように、実施例１で用いたものと同様の構成のものを使用した。次に、図３Ｂに示すように、負極板１２の芯体１２ｂとして実施例１で用いたものと同じ銅箔を用い、この芯体１２ｂの両面に、巻始め側１２ｓ及び巻終り側１２ｅの両面が露出するように、実施例１で用いたのと同様の負極活物質合剤層１２ｃを形成した後、芯体１２ｂの巻始め側１２ｓにニッケル製の第１の負極集電タブ１２ａ_１を、巻終り側１２ｅに同じくニッケル製の第２の負極集電タブ１２ａ_２を、それぞれ鳩目状かしめ又は超音波溶接により取り付けた。この第１の負極集電タブ１２ａ_１及び第２の負極集電タブ１２ａ_２の幅及び厚さはいずれも実施例１で使用した負極集電タブと同様のものである。

そして、図３Ａ及び図３Ｂに示した構成の正極板１１と負極板１２とを微多孔性ポリプロピレンフイルムからなるセパレータ１３を介して巻回して最外周側が負極板１２となるようにして、巻き取り終端にゆるみ止めテープを貼り付けて巻き取り体を作製した。そして、中央部に穴が開けられたドーナツ状の缶底側の絶縁板１６の穴内に巻始め側にある第１の負極集電タブ１２ａ_１を通して巻き取り体に貼り付けた後、この第１の負極集電タブ１２ａ_１を巻き取り体の空洞部１９側に折り曲げ、更に巻き取り体の外周部側にある第２の負極集電タブ１２ａ_２を巻き取り体の空洞部１９側に折り曲げて第１の負極集電タブ１２ａ_１と重なるようにし、巻回電極体１４を作製した。

次いで、この巻回電極体１４を円筒状の電池外装缶１７内に挿入し、正極集電タブ１１ａを中央部に穴が開けられたドーナツ状の絶縁板１５の穴内に通して巻回電極体１４に載置した。そして、電池外装缶１７の上部から巻回電極体１４の中心部の空洞１９に抵抗溶接のための電極棒を挿入し、電池外装缶１７の外側底部に溶接電極を接触させて負極集電タブ１２ａ_１及び１２ａ_２を電池外装缶１７の内側底部に溶接した。なお、図４の符号２０を付与した部分が溶接部である。

次いで、正極板１１の集電タブ１１ａを安全装置が組み込まれた封口体１８の底板部に溶接し、次いで、この電池外装缶１７の開口部から所定の非水電解液を注入した後、この封口体１８を図４に示した組立途中の電池外装缶１７の頂部に載置し、ポリプロピレン等の絶縁物を介して電池外装缶１７の開口部端１７ｂを加締めることにより封口体１８を固定し、この開口部を密閉することにより比較例１の密閉型非水電解質二次電池を作製した。この比較例１の密閉型非水電解質二次電池に設計容量は実施例１のものと同じ１Ｉｔ（１Ｃ）＝１０００ｍＡである。

［比較例２］
比較例２の密閉型電池は、次のようにして作製した。まず、正極板１１としては、図５Ａに示すように、実施例１で用いたものと同様の構成のものを使用した。次に、図５Ｂに示すように、負極板１２の芯体１２ｂとして実施例１で用いたものと同じ銅箔を用い、この芯体１２ｂの両面に、巻始め側１２ｓ及び巻終り側１２ｅの両面が露出するように、実施例１で用いたのと同様の負極活物質合剤層１２ｃを形成した後、芯体１２ｂの巻終り側１２ｅにニッケル製の負極集電タブ１２ａを鳩目状かしめ又は超音波溶接により取り付けた。この負極集電タブ１２ａの幅及び厚さはいずれも実施例１で使用した負極集電タブと同様のものである。

そして、図５Ａ及び図５Ｂに示した構成の正極板１１と負極板１２とを微多孔性ポリプロピレンフイルムからなるセパレータ１３を介して巻回して最外周側が負極板１２となるようにして、巻き取り終端にゆるみ止めテープを貼り付けて巻き取り体を作製した。そして、中央部に穴が開けられたドーナツ状の缶底側の絶縁板１６を巻き取り体に貼り付けた後、この第１の負極集電タブ１２ａを巻き取り体の空洞部１９側に折り曲げ、巻回電極体１４を作製した。

次いで、この巻回電極体１４を円筒状の電池外装缶１７内に挿入し、正極集電タブ１１ａを中央部に穴が開けられたドーナツ状の絶縁板１５の穴内に通して載置した。そして、電池外装缶１７の上部から巻回電極体１４の中心部の空洞１９に抵抗溶接のための電極棒を挿入し、電池外装缶１７の外側底部に溶接電極を接触させて負極集電タブ１２ａを電池外装缶１７の内側底部に溶接した。なお、図６の符号２０を付与した部分が溶接部である。

次いで、正極板１１の集電タブ１１ａを安全装置が組み込まれた封口体１８の底板部に溶接し、次いで、この電池外装缶１７の開口部から所定の非水電解液を注入した後、この封口体１８を図６に示した組立途中の電池外装缶１７の頂部に載置し、ポリプロピレン等の絶縁物を介して電池外装缶１７の開口部端１７ｂを加締めることにより封口体１８を固定し、この開口部を密閉することにより比較例２の密閉型非水電解質二次電池を作製した。この比較例２の密閉型非水電解質二次電池の構成は、図７に示した従来例のものと同じであり、その設計容量は実施例１のものと同じ１Ｉｔ（１Ｃ）＝１０００ｍＡである。

上述のようにして作製された実施例１、比較例１及び比較例２の電池及び製造途中の電池を用い、以下に述べるインピーダンス測定、引っ張り強度試験、落下後抵抗上昇試験及び大電流放電試験を行った。結果をまとめて表１に示した。なお、それぞれの具体的な試験方法は以下のとおりである。
［インピーダンス測定、引っ張り強度試験］
実施例１、比較例１及び２の密閉型電池の製造途中において、レーザー溶接終了時（それぞれ図２、図４、図６に示した状態の時）にそれぞれ１０個ずつ抽出して電池外装缶内側底部と負極タブとの間の引っ張り強度、及び、第１の負極集電タブと第２の負極集電タブとの間の引っ張り強度（比較例１のみ）を測定し、その平均値を求めた。

［落下後抵抗上昇試験］
落下後抵抗上昇試験は、それぞれの電池１００個ずつについて、はじめに電池の内部抵抗を測定しておき、高さ１．６５ｍの位置からコンクリート製床上へ、正極端子側、電池外装缶底部側、及び、電池外装缶横部側がそれぞれ下方向となるように３方向から１回づつ落下させたあと、再度内部抵抗を測定し、５ｍΩ以上の内部抵抗変動が認められた電池の個数を調べた。なお、電池の内部抵抗は、１ｋＨｚ交流法で測定した。

［大電流放電試験］
別途実施例１、比較例１及び２の密閉非水電解質二次電池をそれぞれ３個ずつ用意し、それぞれ１０Ａ（１０Ｉｔ）、１５Ａ（１５Ｉｔ）及び２０Ａ（２０Ｉｔ）の定電流放電を行い、電池温度が最大となったときの温度を求めた。

表１に示した結果から以下のことが分かる。すなわち、内部抵抗測定結果は、実施例１及び比較例１のものにおいては差異は認められないが、比較例２のものは実施例１及び比較例１のものよりは大きかった。このことは、実施例１、比較例１及び２で使用されているそれぞれの負極集電タブは同じ材料、同じ厚さ及び同じ幅を有しているから、内部抵抗の差異は負極集電タブが２個（実施例１及び比較例１）であるか１個（比較例２）であるかによって負極芯体と負極集電タブとの間の集電面積が異なることから生じたものと推測される。このことは大電流放電結果からしても確認することができる。すなわち、実施例１の密閉型非水電解質二次電池では放電時の最高温度は４５℃（１０Ａ放電）〜６３℃（２０Ａ放電）であり、比較例１の電池では４５℃（１０Ａ放電）〜６５℃（２０Ａ放電）であるのに対し、比較例２の電池では５０℃（１０Ａ放電）〜８５℃（２０Ａ放電）と非常に高くなっている。

また、電池外装缶内側底部と負極タブとの間の引っ張り強度試験の結果は、実施例１及び比較例２のものはほぼ同程度の強度が得られているが、比較例１のものは強度が劣っていることがわかる。また、比較例１の第１の負極集電タブと第２の負極集電タブとの間の引っ張り強度は、第２の負極集電タブと電池外装缶内側底部との間の引っ張り強度よりも大幅に小さかった。このことは、溶接によれば、負極集電タブ−電池外装缶内側底部との間の２層溶接では高強度が得られるが、第１負極集電タブ−第２負極集電タブ−電池外装缶内側底部との間の３層溶接では高強度が得られないことを示している。このことは、落下後抵抗上昇試験結果からも確認することができる。すなわち、落下後抵抗上昇試験において、落下前後で内部抵抗の変動があったものは、比較例１のものでは１００個中３個であるが、実施例１及び比較例２のものでは内部抵抗変動が生じなかった。

以上のように、負極集電タブ−電池外装缶内側底部との間の２層溶接であれば特に問題なく良好な溶接品質を備えた密閉型電池を製造し得るが、負極集電タブ−負極集電タブ−電池外装缶内側底部の３層溶接では、溶接強度が低く、溶接部の品質安定性に欠けることがわかる。この３層溶接の場合でも溶接条件強化により良好な溶接品質を確保することが可能であるが、溶接条件強化により電極棒の発熱等、別途溶接設備の温度上昇が生じるために、放熱強化が必要となるために生産性が悪くなり、そのことに伴う電池の品質低下の虞が生じる。

なお、実施例１、比較例１及び比較例２では、負極集電タブを電池外装缶に溶接する場合について説明したが、正極タブと負極タブとが逆の場合においても同様の効果が得られる。また、実施例１、比較例１及び比較例２では、抵抗溶接の場合について説明したが、レーザー溶接、電子ビーム溶接等、高エネルギー線による溶接、超音波溶接の場合についても同様に適用可能である。更に、実施例１、比較例１及び比較例２では、密閉型電池として非水電解質二次電池の場合を例にとり説明したが、ニッケル水素電池等、巻回電極体を有する密閉型電池であれば等しく適用可能である。

また、実施例１、比較例１及び比較例２では、負極芯体に直接負極タブを溶接する例を示したが、電池の芯体として多く使用されているアルミニウム箔や銅箔等は熱伝導性が良好であるので、高エネルギー線によって芯体と集電タブとの間の溶接を行っても、熱が逃げてしまうために溶融し難く、良好に溶接を行い難い。したがって、芯体の巻終り側にニッケル箔を取り付けると、このニッケル箔と芯体との間の電気的接続は予め鳩目状かしめないしは超音波溶接で行うことができるために良好な溶接強度が得られ、しかも、ニッケル箔と集電体との間の溶接は、ニッケルの熱伝導性が良くないために高エネルギー線によって良好に溶融するので、集電タブとニッケルとの間を良好に溶接することができるようになる。

図１Ａは実施例１で使用した正極板の展開図であり、図１Ｂは同じく負極板の展開図である。 実施例１の密閉型電池の製造途中の縦断面図である。 図３Ａは比較例１で使用した正極板の展開図であり、図３Ｂは同じく負極板の展開図である。 比較例１の密閉型電池の製造途中の縦断面図である。 図５Ａは比較例２で使用した正極板の展開図であり、図５Ｂは同じく負極板の展開図である。 比較例２の密閉型電池の製造途中の縦断面図である。 従来例の円筒形の非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。

符号の説明

１０ 密閉型電池
１１ 正極板
１１ａ 正極板の集電タブ
１１ｂ 正極芯体
１１ｃ 正極活物質合剤層
１２ 負極板
１２ａ 負極板の集電タブ
１２ｂ 負極芯体
１２ｃ 負極活物質合剤層
１３ セパレータ
１４ 巻回電極体
１７ 電池外装缶
１８ 封口体
１９ 空洞
２０ 溶接部

Claims (6)

1. 正極芯体に正極合剤層を有する正極板と、負極芯体に負極合剤層を有する負極板とがセパレータを介して巻回された巻回電極体を有する密閉型電池において、
   集電タブが前記正極芯体又は負極芯体の巻終り側と巻終わり側以外の１箇所との間を前記巻回電極体の中心部を径方向に跨ぐようにして接続され、かつ、
   前記集電タブは、前記巻回電極体の中心部に対応する位置で、前記電池外装缶の内側底部に溶接されていることを特徴とする密閉型電池。
2. 前記正極芯体又は負極芯体の巻終り側の端部は折り返されており、前記集電タブは前記芯体と折り返された芯体との間に配置されて前記折り返された芯体側から溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
3. 前記正極芯体又は負極芯体の巻き終わり側の端部にはニッケル箔が取り付けられており、前記集電タブは前記ニッケル箔に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
4. 前記ニッケル箔の端部は折り返されており、前記集電タブは前記ニッケル箔と折り返されたニッケル箔との間に配置されて前記折り返されたニッケル側から溶接されていることを特徴とする請求項３に記載の密閉型電池。
5. 前記溶接は、抵抗溶接、超音波溶接又は高エネルギー線による溶接であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の密閉型電池。
6. 前記高エネルギー線による溶接は、レーザー光又は電子ビームを用いることを特徴とする請求項５に記載の密閉型電池。
   

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