JP2007250442A - 非水電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電極体の電極を構成する帯状芯体の端縁と集電板とを高エネルギー線によって溶接する際に、この高エネルギー線が集電板を貫通し難くして正極と負極の短絡が生じ難い非水電解質二次電池を提供すること。
【解決手段】本発明の非水電解質二次電池は、電極体の一方の端部に正極或いは負極を構成する帯状芯体の端縁部（２１_３）が突出し、前記帯状芯体の端縁部（２１_３）には電極端子に接続された集電板３０Ａが接合された非水電解質二次電池において、前記集電板３０Ａは、前記帯状芯体の端縁部（２１_３）との対向面に突出する複数条の凸部３３Ａが形成され、前記凸部３３Ａの両側面の少なくとも一方に貫通部３７Ａが形成され、前記凸部３３Ａが前記帯状芯体の端縁部（２１_３）に食い込んだ状態で、前記貫通部３７Ａ形成部分において前記集電板３０Ａと帯状芯体の端縁部（２１_３）とが高エネルギー線により溶接されていることを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、帯状の正負両電極を帯状のセパレータを介して巻回した巻回電極体を備えた非水電解質二次電池に関し、特に電気自動車、ハイブリッド電気自動車等の大電流用途に使用される非水電解質二次電池に関するものである。

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おり、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いる。加えて、近年の化石燃料の価格の急激な高騰はこれらのＥＶやＨＥＶの開発を進める追い風となっている。

このようなＥＶ、ＨＥＶ用電池としては、一般にニッケル−水素二次電池やリチウムイオン二次電池が使用されているが、環境対応だけでなく、自動車としての基本性能、すなわち、走りの能力の高度化も要求されるようになってきている。この走りの機能の高度化には、単に電池容量を大きくすることのみならず、自動車の加速性能や登坂性能に大きな影響を及ぼすために電池出力を大きくすることも必要である。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、電池の芯体と集電体との間の接触抵抗による発熱が大きくなる。したがって、ＥＶ、ＨＥＶ用電池は、大型で、大容量であるだけでなく、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、これらの電池の芯体と集電体との間の溶接不良を防止して内部抵抗を低下させることについても種々の改良が行われてきている。

このようなＥＶ、ＨＥＶ用電池としては、例えば下記の特許文献1に開示されているような円筒状の非水電解質二次電池が知られている。この円筒状の非水電解質二次電池１０Ｃは、図１１に示すように、円筒状の電池外装缶１１の両端部にそれぞれ封口板１２が溶接固定されており、この電池外装缶１１の内部に、図１２に示すような巻回電極体２０を収容して構成されている。封口板１２には、正負一対の電極端子１４が取り付けられている。巻回電極体２０と電極端子１４とは、電池外装缶１１内で接続されており、巻回電極体２０が発生する電力を一対の電極端子１４から外部に取り出すことが可能となっている。また、各封口板１２には圧力開閉式のガス排出弁１５が取り付けられている。

巻回電極体２０は、図１２に示すように、それぞれ帯状の正極２１と負極２２の間に帯状のセパレータ２３を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構成されている。正極２１はアルミニウム箔からなる帯状芯体２１_１の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活物質２１_２を塗布して構成され、負極２２は銅箔からなる帯状芯体２２_１の両面に炭素材料を含む負極活物質２２_２を塗布して構成されている。また、セパレータ２３には非水電解液が含浸されている。

正極２１には正極活物質２１_２の塗布されていない非塗工部が形成されており、この前記非塗工部はセパレータ２３の端から突出されて正極芯体端縁部２１_３を構成している。同様に負極２２には負極活物質２２_２の塗布されていない非塗工部が形成されており、この前記非塗工部はセパレータ２３の端から突出された負極芯体端縁部２２_３を構成している。

巻回電極体２０の両端部にはそれぞれ集電板３０Ｃが設置され、これらの集電板３０Ｃは正極芯体端縁部２１_３及び負極芯体端縁部２２_３にレーザ溶接又は電子ビーム溶接によって取り付けられている。集電板３０Ｃの端部に突設されたリード板３１Ｃの先端は電極端子１４に接続されている。

集電板３０Ｃは、図１２及び図１３に示す如く、円形の平板状本体３２Ｃを備え、この平板状本体３２Ｃには放射状に伸びる複数本の円弧状凸部３３Ｃが、一体に成型されており、巻回電極体２０側に突出している。そして、集電板３０Ｃは、図１４において矢印Ｐで示すように、正極芯体端縁部２１_３ないし負極芯体端縁部２２_３の方向に押し付けた後、図１５における太い矢印で示すように、レーザビーム（又は電子ビーム）を照射することにより溶接が行われている。この溶接はレーザビームを円弧状凸部３３Ｃの長手方向に移動させて順次スポット溶接することにより行われるが、円弧状凸部３３Ｃの底部と正極芯体端縁部２１_３ないし負極芯体端縁部２２_３とは溶接部３４Ｃにおいて溶接される。このようにして、正極２１と負極２２とはそれぞれ別個の集電板３０Ｃに電気的に接続されて集電されるようになっている。

この従来例の非水電解質二次電池１０Ｃによれば、電極体を構成する帯状芯体２１_１／２２_１の厚さが極めて薄い場合においても、芯体端縁部２１_３／２２_３と集電板３０Ｃとを大きな接触面積で接合させながら溶接部３４Ｃにおいてレーザ溶接させることができ、しかも生産性に優れた非水電解質二次電池が得られるという優れた効果を奏するものである。
特開２００１−１６０３８７号公報（特許請求の範囲、段落［００３１］〜［００５５］、図１〜図８）

しかしながら、上記の非水電解質二次電池１０Ｃにおいては、集電板３０Ｃと正極芯体端縁部２１_３ないし負極芯体端縁部２２_３とをレーザビームによって溶接する際、確実に溶接が行われるようにレーザビームの強度、照射時間を設定しても、長時間の溶接作業による設定状態の変化、部材のばらつきなどにより、レーザビームが集電板３０Ｃの円弧状凸部３３Ｃの底部にある溶接部３４Ｃを異常な高温に至らしめてしまうことがある。その際、レーザビームが円弧状凸部３３Ｃの底部を貫通してしまうと、正極芯体端縁部２１_３ないし負極芯体端縁部２２_３は極めて厚さが薄いため、簡単に正極芯体端縁部２１_３ないし負極芯体端縁部２２_３も貫通してしまい、結果としてセパレータ２３を溶融させてしまうため、正極２１と負極２２とが短絡してしまうという問題点があった。

このような問題点を回避するためには、レーザビームの強度を低くしたり、一回の照射時間を短くしたりすることも考えられるが、このような設定を行うことは、溶接部分を十分に溶解することができなくなり、また、溶接に長時間かかることとなるため、本来の溶接を短時間に良好に行うという観点からして限界がある。しかも、上述のような正極２１と負極２２との間の短絡を発生させることなく確実に溶接を行うためには、レーザビームの強度、照射時間の設定を正確に行う必要があるが、その設定と管理は大変面倒であった。加えて、一般の電池形成部材には厚み、寸法などにばらつきがあるので、一定以上の強度でレーザビームを照射しなければ確実な溶接が行えなくなるため、比較的に強力なレーザビームの使用は避けられず、正極２１と負極２２との間の短絡を完全に回避することは極めて困難であった。

そこで本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、集電板を巻回電極体の電極を構成する帯状芯体の端縁部にレーザビームないし電子ビーム等の高エネルギー線によって溶接する際に、この高エネルギー線が溶接部を下方に貫通し難くして高エネルギー線がセパレータを直接照射するようなことを減少させ、正極と負極との間の短絡が少なく、しかも、確実に集電板と帯状芯体の端縁部との間の溶接ができるとともに、接触抵抗が少なく、かつ溶接部の信頼性が向上した非水電解質二次電池を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願の請求項１に係る非水電解質二次電池は、電池外装缶の内部に、それぞれ帯状の正極と負極の間にセパレータを介在させて巻回した電極体及び非水電解質が収納され、前記正極及び負極はそれぞれ帯状芯体の表面に活物質合剤を備え、前記電極体の一方の端部には、前記正極或いは負極を構成する帯状芯体の端縁部が突出し、前記帯状芯体の端縁部には電極端子に接続された集電板が接合され、前記電極体が発生する電力を前記電極端子から外部へ取り出すことができる非水電解質二次電池において、
前記集電板は、前記帯状芯体の端縁部との対向面に突出する複数条の凸部が形成され、前記凸部の前記集電板を形成する水平面に対して傾斜する両側面の少なくとも一方に貫通部が形成され、前記凸部が前記帯状芯体の端縁部に食い込んだ状態で、前記貫通部形成部分において前記集電板と帯状芯体の端縁部とが高エネルギー線により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に記載の非水電解質二次電池において、前記凸部は断面形状が台形であ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に記載の非水電解質二次電池において、前記凸部は断面形状が円弧状であることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通部は前記凸部の長手方向に沿って形成されたスリットからな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非水電解質二次電池において、前記高エネルギー線は、レーザビーム又は電子ビームであることを特徴とする。

本発明は上記のような構成を採用することにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によれば、集電板と帯状芯体の端縁部との溶接時に、高エネルギー線の一部は集電板の貫通部の壁面で反射するので、その反射ビームの一部は予め形成されている貫通部を横方向に通過するため、集電板の下面に向かって直進する高エネルギー線の量は少なくなる。また、この貫通部を通過した高エネルギー線は、集電板に形成された凸部の側方から横方向に帯状芯体の端縁部側に浸入するので、電極体のセパレータにまで達することがなくなり、正極と負極との間の短絡が少なくなる。更に、貫通部の存在により、溶接に必要な熱容量が下がるため、溶接エネルギーの低減にも繋がる。

しかも、集電板の貫通部は直接照射された高エネルギー線によって溶融するとともに、集電板に設けられた貫通部の近傍の帯状芯体の端縁部は反射された高エネルギー線によって照射されるために良好に溶融されるため、貫通部近傍に良好な溶接部が形成される。そのため、請求項１に係る発明によれば、接触抵抗が小さくて高い集電性が得られ、更に溶接強度が強い高信頼性かつ高出力特性の非水電解質二次電池が得られる。加えて、貫通部は凸部の両側面に設けることができるから、特にこのような構成を採用した場合には上述の効果が顕著に表れる。

また、請求項２に係る発明によれば、凸部の断面形状が台形状であると、帯状芯体の端縁部との接触面積が大きくなるため、より接触抵抗が小さくなり、より高出力特性の非水電解質二次電池が得られる。

また、請求項３に係る発明によれば、凸部は断面形状が円弧状の単純な形状であるため集電板の製作が容易な非水電解質二次電池を提供できる。

また、請求項４に係る発明によれば、高エネルギー線をスリットに沿って凸部の長手方向に移動させてスポット溶接を行うことができるので、溶接長さを長くすることができ、接触抵抗をより小さくすることができるとともに溶接強度をより強くすることができる。そのため、請求項４に係る発明によれば、非常に高信頼性かつ高出力特性の非水電解質二次電池が得られる。

また、請求項５に係る発明によれば、レーザビーム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非水電解質二次電池が得られる。

以下、本発明を非水電解質二次電池の一種である円筒型リチウムイオン二次電池に適用した実施例を図面を用いて詳細に説明する。なお、図１Ａは実施例１における円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａの一部破断正面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ部分の拡大断面図であり、図１Ｃは図１Ａのガス排出弁側の底面図であり、図１Ｄは図１ＣのＩＤ−ＩＤ線断面図である。また、図２は実施例１で使用した集電板の斜視図、図３は実施例１で使用した集電板の平面図、図４は実施例１の巻回電極体と集電板との関係を示す分解斜視図、図５は実施例１の巻回電極体に集電板を押し付ける前の状態を示す一部破断斜視図、図６は実施例１の巻回電極体に集電板を押し付けてレーザビームを照射する状態を示す一部破断正面図であり、図７は実施例１の巻回電極体に集電板を設置した状態を示す正面図である。

更に、図８は実施例２で使用した集電板の斜視図、図９は実施例２の巻回電極体に集電板を押し付ける前の状態を示す一部破断斜視図、図１０は実施例２の巻回電極体に集電板を押し付けてレーザビームを照射する状態を示す一部破断正面図である。なお、以下においては、図１１〜図１５に示した従来例の非水電解質二次電池と対応する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の円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａは、有底円筒状の電池外装缶１１の内部に、図１２にした従来例のものと同様の巻回電極体２０を収容した構成を備えており、電池外装缶１１の開口部は絶縁性部材１７を介して封口板１２及び円盤状のガス排出弁１５が加締め固定されている。そして、封口板１２には一方の電極端子１４がレーザ溶接により取り付けられており、また、電池外装缶１１の底部外側には他方の電極端子１４'が同じくレーザ溶接により取り付けられている。巻回電極体２０の一方の電極芯体、例えば正極芯体は、別途詳細に述べるように、集電板３０Ａ、この集電板３０Ａと一体であるリード板３１Ａ、円盤状のガス排出弁１５及び封口板１２を経て一方の電極端子１４に電気的に導通されており、また、巻回電極体２０の他方の電極芯体、例えば負極芯体は、集電板３０Ａ'を経て電池外装缶１１に電気的に導通されている。

このうち、封口板１２と円盤状のガス排出弁１５とは、溶接部１６において環状にレーザ溶接されて一体化されており、また、ガス排出弁１５とリード板３１との間及びリード板３１Ａと集電板３０Ａとの間は、ともにレーザ溶接されており、更に、電池外装缶１１と別の電極端子１４'との間もレーザ溶接されている。円盤状のガス排出弁１５は、例えばアルミニウム金属からなり、電池内部でガスが発生して内部の圧力が高まると中央部が変形し、更に所定圧力を超えると中央部が開口して内部のガスを放出するようになされている。

集電板３０Ａ及び３０Ａ'は、両者とも同様の形状を備えており、図２〜図５において詳しく示されているが、円形の平板状本体３２Ａを備え、この平板状本体３２Ａには放射状に伸びる複数本の凸部３３Ａが一体成形によって形成されている。この凸部３３Ａは断面形状が台形に形成されており、その底部分に相当する平面部３５Ａが巻回電極体２０との対向面に突出している。平面部３５Ａに対して傾斜する凸部３３Ａの側面部３６Ａのそれぞれには貫通部３７Ａが形成されている。この実施例１においては貫通部３７Ａは凸部３３Ａの長手方向に沿って形成されたスリットからなる。

ここで、集電板３０Ａの材質としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、ＳＵＳ、Ｔｉ、或いはこれらの金属の合金が採用されている。また、集電板３０の厚さは電池の容量に応じて０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度のものが適宜選択されて採用されている。また、平板状本体３２Ａには、中央孔３８が開設されていると共に、この中央孔３８の周囲に、複数の注液孔３９が開設されている。

巻回電極体２０は、図４に示すように、それぞれ帯状の正極２１と負極２２の間に帯状のセパレータ２３を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構成されている。正極２１は、例えば厚さ２０μｍのアルミニウム箔からなる帯状芯体２１_１の両面に例えばリチウム複合酸化物からなる正極活物質２１_２を塗布して構成され、負極２２は、例えば厚さ１２μｍの銅箔からなる帯状芯体２２_１の両面に炭素材料を含む負極活物質２２_２を塗布して構成されている。セパレータ２３は、ポリプロピレン製微多孔膜からなり非水電解液が含浸されている。

正極２１には、正極活物質２１_２の塗布されている塗工部と、正極活物質２１_２の塗布されていない非塗工部とが形成されている。また、負極２２にも、負極活物質２２_２の塗布されている塗工部と、負極活物質２２_２の塗布されていない非塗工部とが形成されている。正極２１及び負極２２は、それぞれセパレータ２３上に幅方向へずらして重ね合わせ、正極２１及び負極２２の前記非塗工部をセパレータ２３の両端縁部からそれぞれ外側へ突出させる。そして、これらを渦巻き状に巻き取ることによって巻回電極体２０が構成される。巻回電極体２０においては、巻き軸方向の両端部のうち、一方の端部では正極２１の非塗工部の正極芯体端縁部２１_３がセパレータ２３の一方の端縁部よりも外方へ突出し、他方の端部では負極２２の非塗工部の負極芯体端縁部２２_３が、セパレータ２３の他方の端縁よりも外方へ突出している。

このように正極２１及び負極２２の非塗工部の端縁部２１_３及び２２_３をセパレータ２３の端縁部よりも外方へ突出させるのは、後述するように正極２１と負極２２を集電板３０Ａないし３０Ａ'にそれぞれ独立して接続するためである。

上記の構成による円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａの組み立て製造方法は以下のとおりである。まず、図５に示すように、巻回電極体２０の各端面に集電板３０Ａ及び３０Ａ'を対向して位置させ、例えば集電板３０Ａを矢印Ｐ方向に正極芯体端縁部２１_３に向けて押し付ける。なお、図５及び図６においては正極２１側の集電板３０Ａのみを示したが、負極２２側の集電板３０Ａ'においても同様である。

集電板３０Ａを正極芯体端縁部２１_３に押し付けた状態においては、集電板３０Ａの凸部３３Ａは、図６に示すように、巻回電極体２０の正極芯体端縁部２１_３に食い込み、凸部３３Ａと正極芯体端縁部２１_３とは接触した状態になり、接触面が形成される。この接触面は凸部３３Ａの側面部３６Ａにある貫通部３７Ａまで形成される。

この状態で、図中に矢印で示すように、集電板３０Ａの凸部３３Ａの貫通部３７Ａに向けて例えばレーザビームを照射し、レーザ溶接を施す。この際、レーザビームは、その一部が貫通部３７Ａの底面で吸収されて貫通部３７Ａの底面を加熱すると同時に、その一部が貫通部３７Ａの底面で反射されるが、その反射されたレーザビームは貫通部３７Ａを横方向に通過することになる。このように横方向に通過するレーザビームＸは正極芯体端縁部２１_３を直接に照射して溶融させ、しかも、貫通部３７Ａの底面には直接レーザビームが照射されているためにこの部分も溶融することとなる。そのため、図６の鎖線で囲んだ領域Ｙにおいて良好なレーザ溶接が行われる。このレーザ溶接は、レーザビームを凸部３３Ａの長手方向に沿って形成されたスリット状の貫通部３７Ａに沿って移動させ、間歇的に照射することによりスポット状に行う。

このような方法を採用すると、集電板３０Ａないし３０Ａ'の凸部３３Ａの平面部３５Ａに対してレーザビームが直接に照射されることがあるが、レーザビームの大部分は貫通部３７Ａ部分に照射されるので、平面部３５Ａにおいてレーザビームが貫通することがなくなるため、セパレータ２３が溶融することがなくなり、正極２１と負極２２とが短絡されることがなくなる。

他方の負極２２側では、上述した正極２１側と同様にして負極芯体端縁部２２_３と集電板３０Ａ'とのレーザ溶接が行われる。従って、巻回電極体２０の一方側では正極２１の正極芯体端縁部２１_３に一方の集電板３０Ａがレーザ溶接で取り付けられ、他方側では負極２２の負極芯体端縁部２２_３に別の集電板３０Ａ'がレーザ溶接で取り付けられた状態となり、正極２１と負極２２はそれぞれ独立して別々の集電板３０Ａ及び３０Ａ'に接続されることになる。その後、正極側の集電体３０Ａにリード板３１Ａを抵抗溶接により取り付ける。このようにして得られた状態は、図７に示したとおりとなる。

その後、電池外装缶１１の底面外側に他方側の電極端子１４'を抵抗溶接し、この他方側の電極端子１４'が溶接された電池外装缶１１内部に集電板３０Ａ及び３０Ａ'を付した巻回電極体２０を収納し、負極側の集電板３０Ａ'と電池外装缶１１の内側底部との間を抵抗溶接する。次いで、一方側の電極端子１４、封口板１２及び円盤状のガス排出弁１５が一体化されたものを用意し、円盤状のガス排出弁１５の裏面側とリード板３１Ａとの間をレーザ溶接することにより固定する。次いで、例えば支持電解質として６弗化燐酸リチウムを含むカーボネート系有機電解液を注液し、封口板１２及び円盤状のガス排出弁１５の周縁に絶縁性部材１７を当接した後、電池外装缶１１の開口端部を固定し、円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａを完成させる。

このようにして得られた実施例１の円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａは、集電板３０Ａないし３０Ａ'と帯状芯体の端縁部２１_３又は２２_３との溶接時に、レーザビームの一部は集電板３０Ａないし３０Ａ'の貫通部３７Ａの壁面で反射するので、その反射ビームの一部は予め形成されている貫通部３７Ａを横方向に通過するため、集電板３０Ａないし３０Ａ'の下面に向かって直進するレーザビームの量は少なくなる。また、この貫通部３７Ａを通過したレーザビームは、集電板３０Ａに形成された凸部３３Ａの側面部３６Ａから横方向に帯状芯体の端縁部２１_３又は２２_３側に浸入するので、巻回電極体のセパレータ２３にまで達することがなくなり、正極２１と負極２２との間の短絡が少なくなる。更に、この貫通部３７Ａの存在により、溶接に必要な熱容量が下がるため、溶接エネルギーの低減にも繋がる。

しかも、集電板３０Ａないし３０Ａ'の貫通部は直接照射されているレーザビームのために溶融するとともに、集電板に設けられた貫通部の近傍の帯状芯体の端縁部２１_３又は２２_３側は反射されたレーザビームによって照射されるために良好に溶融されるため、貫通部３７Ａ近傍に良好な溶接部が形成される。しかも、貫通部３７Ａは凸部３３Ａの両方の側面３６に設けられているから、両方の貫通部３７Ａを溶接することにより、より接触抵抗が小さくなるために高い集電性が得られ、更に溶接強度が強くなるために高信頼性かつ高出力特性の円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａが得られる。

次に、本発明の実施例２の非水電解質二次電池の例として円筒型リチウムイオン二次電池について説明するが、この実施例２の円筒型リチウムイオン二次電池が実施例１の円筒型リチウムイオン二次電池１０Ａと構成が相違している点は、集電板の凸部の形状が実施例１では断面が台形状であるのに対し実施例２では断面が半円形状である点であり、その余の構成は実質的に同一である。そのため、実施例２の円筒型リチウムイオン二次電池の具体的構成についての説明は省略するとともに、実施例１の円筒型リチウムイオン二次電池と同等の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明も省略する。

すなわち、実施例２の円筒型リチウムイオン二次電池は、図８〜図１０に示すように、巻回電極体２０から集電するための集電板３０Ｂが設けられているが、この集電板３０Ｂは円形の平板状本体３２Ｂを備え、平板状本体３２Ｂには、放射状に伸びる複数本の断面形状が円弧状の円弧状凸部３３Ｂが一体成形によって形成されている。この円弧状凸部３３Ｂは、その底部分が巻回電極体２０との対向面に突出している。そして、平板状本体３２Ｂが形成する平面に対して傾斜する円弧状凸部３３Ｂの両方の傾斜している側面部３６Ｂには、それぞれ溶接用のレーザビームが通過する貫通部３７Ｂが円弧状凸部３３Ｂの長手方向に沿ってスリットして形成されている。

この実施例２の構成による円筒型リチウムイオン二次電池の組み立て工程において、巻回電極体２０の各端面に集電板３０Ｂを対向して位置させ、図９に示すように、矢印Ｐ方向に正極芯体端縁部２１_３に向けて押し付けると、集電板３０Ｂの円弧状凸部３３Ｂは巻回電極体２０の正極芯体端縁部２１_３に食い込み、円弧状凸部３３Ｂと正極芯体端縁部２１_３とは広い面積で接触した接触面が形成される。この接触面は円弧状凸部３３Ｂの側面にある貫通部３７Ｂまで形成される。この状態で、図１０に矢印で示すように、実施例１の場合と同様にして、集電板３０Ｂの円弧状凸部３３Ｂの貫通部３７Ｂに向けてレーザビームを照射することにより、レーザ溶接を施す。この実施例２におけるレーザ溶接の作用・効果は、実質的に実施例１の場合と相違はないので、その詳細な説明は省略する。

なお、実施例１及び２においては、リチウムイオン二次電池について説明したが、本発明は、これに限らず広く非水電解質二次電池に実施が可能である。また、実施例１及び２においては、スリット状の貫通部を凸部にその一端から他端まで連続的に延びるように形成した例を示したが、本発明はこれに限定されることなくスリット状の貫通部を断続的に形成してもよい。また、実施例１及び２においては、高エネルギー線としてレーザビームを用いた例を示したが、周知の電子ビームも同様に使用し得る。

図１Ａは実施例１における円筒型リチウムイオン二次電池の一部破断正面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ部分の拡大断面図であり、図１Ｃは図１Ａのガス排出弁側の底面図であり、図１Ｄは図１ＣのＩＤ−ＩＤ線断面図である。 実施例１で使用した集電板の斜視図である。 実施例１で使用した集電板の平面図である。 実施例１の巻回電極体と集電板との関係を示す分解斜視図である。 実施例１の巻回電極体に集電板を押し付ける前の状態を示す一部破断斜視図である。 実施例１の巻回電極体に集電板を押し付けてレーザビームを照射する状態を示す一部破断正面図である。 実施例１の巻回電極体に集電板を設置した状態を示す正面図である。 実施例２で使用した集電板の斜視図である。 実施例２の巻回電極体に集電板を押し付ける前の状態を示す一部破断斜視図である。 実施例２の巻回電極体に集電板を押し付けてレーザビームを照射する状態を示す一部破断正面図である。 従来例の円筒状の非水電解質二次電池の斜視図である、 図１１の円筒状の非水電解質二次電池における巻回電極体の分解斜視図である。 従来例で使用されている集電板の斜視図である。 従来例の巻回電極体に集電板を押し付ける前の状態を示す一部破断斜視図である。 従来例の巻回電極体に集電板を押し付けてレーザビームを照射する状態を示す一部破断正面図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｃ 非水電解質二次電池（リチウムイオン二次電池）
１１ 電池外装缶
１２ 封口板
１４ 電極端子
１５ ガス排出弁
１７ 絶縁部材
１８ ガス排出口
２０ 巻回電極体
２１ 正極
２１_３ 正極芯体端縁部
２２ 負極
２２_３ 負極芯体端縁部
２３ セパレータ
３０Ａ、３０Ａ'、３０Ｂ、３０Ｃ 集電板
３１Ａ、３１Ｃ リード板
３２Ａ〜３２Ｃ 平板状本体
３３Ａ〜３３Ｃ 凸部
３４Ｃ 溶接部
３５Ａ 平面部
３６Ａ、３６Ｂ 側面部
３７Ａ、３７Ｂ 貫通部

Claims (5)

1. 電池外装缶の内部に、それぞれ帯状の正極と負極の間にセパレータを介在させて巻回した電極体及び非水電解質が収納され、前記正極及び負極はそれぞれ帯状芯体の表面に活物質合剤を備え、前記電極体の一方の端部には、前記正極或いは負極を構成する帯状芯体の端縁部が突出し、前記帯状芯体の端縁部には電極端子に接続された集電板が接合され、前記電極体が発生する電力を前記電極端子から外部へ取り出すことができる非水電解質二次電池において、
   前記集電板は、前記帯状芯体の端縁部との対向面に突出する複数条の凸部が形成され、前記凸部の前記集電板を形成する水平面に対して傾斜する両側面の少なくとも一方に貫通部が形成され、前記凸部が前記帯状芯体の端縁部に食い込んだ状態で、前記貫通部形成部分において前記集電板と帯状芯体の端縁部とが高エネルギー線により溶接されていることを特徴とする非水電解質二次電池。
2. 前記凸部は断面形状が台形であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
3. 前記凸部は断面形状が円弧状であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
4. 前記貫通部は前記凸部の長手方向に沿って形成されたスリットからなることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
5. 前記高エネルギー線は、レーザビーム又は電子ビーム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非水電解質二次電池。

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