JP2011233462A - 電池、電池の製造方法、及び金属シートの接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正極板，負極板と、正極端子側，負極端子側の接続タブとが針かしめにより良好に接続され、かしめの返り部に外力が及んだ場合に、返り部の界面で隙間が生じず、接触抵抗の上昇が抑制された電池及び該電池の製造方法、並びに金属シートの接合方法を提供する。
【解決手段】電池１の電極体は、負極板１１と正極板とをセパレータ１２を介し、側面視が長円状となるように巻回してなる。電池１の蓋部の裏面には絶縁体６が設けられ、絶縁体６の凹部には、接続タブ７ａが垂設された集電体が収容されている。該接続タブ７ａの前面には、負極板１１に突設された負極板接続部１４を重ね合わせた状態で、針かしめを行うことによりかしめ部１８が形成されている。かしめ部１８の返り部１７には、返り部１７の折り目から先端部に延びる溝状の凹部１７ａが設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、正極板、負極板、及びセパレータを含む電極体を蓋部又はケースに備える正極端子（又は負極端子）に接続してなる電池及び電池の製造方法、並びに金属シートを良好に接合することができる金属シートの接合方法に関する。

近年、ビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の携帯電子機器の小型軽量化及び多様化に伴い、その電源である電池に対して、小型かつ軽量であり、高エネルギー密度を有し、貯蔵安定性等の信頼性も高く、長期間繰り返して充放電が可能である二次電池の開発が強く要求されている。
これらの要求を満たす二次電池として、非水電解質を含む非水電解質二次電池が挙げられる。

非水電解質二次電池の代表例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。
リチウムイオン二次電池（以下、電池という）は、リチウムイオンを吸蔵・放出することができる炭素材料等の負極活物質を集電体に保持してなる負極板と、遷移金属酸化物、弗化黒鉛、及びリチウムと遷移金属との複合酸化物等のリチウムイオンを吸蔵・放出することができる正極活物質を集電体に保持してなる正極板と、非プロトン性の有機溶媒にＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＣｌＯ₄ 、ＬｉＡｓＦ₆ 、ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ 、Ｌｉ₂ ＳｉＦ₆ 等のリチウム塩を溶解した非水電解質を保持するとともに負極板と正極板との間に介在されて両極の短絡を防止するセパレータとを備えている。正極板及び負極板がセパレータを介して正円状又は長円状に巻回されて電極体とされ、この電極体が円筒状又は直方体状のアルミニウム製等の電池ケースに収納された後、非水電解質が注入され、密封されることにより電池が構成される。

図１６は従来のリチウムイオン二次電池（以下、電池という）５１を示す斜視図、図１７は電池５１を示す一部破断側面図である。
電池５１は、銅集電体に負極合剤を塗布してなる負極板１１、及びアルミニウム集電体に正極合剤を塗布してなる正極板１３がセパレータ１２を介して巻回された扁平巻状の電極体１０、並びに非水電解質（図示せず）を、一面が開口した略直方体状をなすアルミニウム製のケース９に収容し、ケース９の開口をアルミニウム製の蓋部２により閉塞してなる。図１７において、電極体１０は最外周側を示しており、負極板１１はセパレータ１２の裏側に重ね合わされている。
負極板１１の端部には、負極合剤が塗布されていない負極板接続部１４が突設されており、正極板１３の端部には、正極合剤が塗布されていない正極板接続部１５が突設されている。

蓋部２の中央部には、負極端子３が設けられている。負極端子３は、平板状の頭部及び円筒状の脚部を有し、断面視がＴ字状をなす。負極端子３は、表面が露出する状態で合成樹脂製のガスケット５に覆われている。負極端子３を嵌め込んだガスケット５は、蓋部２の中央部を、脚部の端部が裏面側に突出する状態で貫通されている。

蓋部２の裏面には、ガスケット５の端部を挿通孔に挿通した状態で合成樹脂製の絶縁体６が配されている。絶縁体６には電池５１の下側に開口する凹部が設けられており、該凹部に集電体７が収容されている。集電体７は銅製で本体が板状をなし、該本体に接続タブ７ａが垂設されている。

集電体７の本体の端部に設けられた挿通孔には負極端子３の脚部の端部が挿通されており、該端部が集電体７にかしめられてかしめ部３ｂが形成され、負極端子３が蓋部２に固定されている。電池５１においては、ケース９及び蓋部２の負極端子３が設けられていない部分が正極端子となる。

蓋部２の一端部には凹部２ａが設けられており、凹部２ａの下側には突設部２ｂが設けられている。該突設部２ｂに設けられた嵌合突起２ｃ，２ｃには、アルミニウム製の接続タブ８が嵌合され、レーザによりスポット溶接されている。

負極板接続部１４，正極板接続部１５は、接続タブ７ａ，８に、針かしめにより形成されたかしめ部５８，５９によって接続されている。これにより、負極板接続部１４は負極端子３に、正極板接続部１５は蓋部２の正極端子部分に接続される。この状態で、接続タブ７ａの下部を折り曲げ、蓋部２をケース９に嵌めてレーザ溶接することで、ケース９の開口が閉塞される。

針かしめとは、金属シートを２枚以上重ね合わせ、一方の平面に対し概ね垂直方向から多角錐状の針状体を突き刺して多角形状の孔を開け、生じた返り部を折り曲げて他方の平面にかしめ圧着して金属シートを接合する方法をいう。
すなわち、針かしめにより負極板接続部１４を接続タブ７ａに接続する場合、まず、負極板接続部１４を接続タブ７ａの表側に重ね合わせる。そして、先端部が四角錐状をなすかしめ針を接続タブ７ａの裏側から突き刺す。かしめ針の先端部は四角錐状であるので、これにより孔５６が開いて４つの三角形状の返り部５７が生じる（図１８、実施の形態の図６，図７参照）。

図１８は、返り部５７をプレスする状態を示す説明図である。
図１８に示すように、２つのパンチ６０，６１により接続タブ７ａ及び負極板接続部１４を挟んでプレスすることにより、返り部５７が圧接されてかしめ部５８が形成される。２つのパンチ６０，６１の対向する面は平面状をなしており、返り部５７は平面圧接されている。
図１９は、かしめ部５８を示す斜視図である。図１９に示すように、返り部５７は平板状になって負極板接続部１４に接続されている。
正極板接続部１５も、上記と同様に、針かしめによりかしめ部５９を形成することによって接続タブ８へ接続されている。
以上のように、集電体と端子側の接続タブとの接続を針かしめにより行う技術は、特許文献１にも開示されている。

特開２００１−３３８６３２号公報

しかし、上述した電池５１のように、接続タブ７ａ，８と負極板接続部１４，正極板接続部１５とを針かしめにより接続する場合、接続タブ７ａ，８と負極板接続部１４，正極板接続部１５とが返り部のみで接触しているので接触状態が不安定であり、電池５１が落下する等して振動したときに接触が悪くなって接触抵抗が大きくなる虞があるという問題があった。すなわち、針かしめによる接続は不安定であり、内部抵抗値が上昇しやすいという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、正極板，負極板と、正極端子側，負極端子側の接続タブとが針かしめにより良好に接続され、針かしめの返り部に外力が及んだ場合に、返り部の界面で隙間が生じず、接触抵抗の上昇が抑制された電池及び電池の製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、金属シートが針かしめにより良好に接合され得、針かしめの返り部に外力が及んだ場合に、返り部の界面で隙間が生じず、接触抵抗の上昇が抑制された金属シートの接合方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る電池は、ケースと、正極板、負極板、及びセパレータを含む電極体と、正極端子（又は負極端子）に正極板（又は負極板）を接続する接続タブとを備え、前記正極板（又は負極板）の接続部を、前記接続タブに重ね合わせて穿孔した孔の返り部をかしめて接続してある電池において、前記返り部に凹部を設けてあることを特徴とする。

本発明においては、正極板，負極板と正極端子側，負極端子側の接続タブとの接続部に穿孔した後、パンチを用いて孔の返り部を前記端部に圧接するときに、パンチの圧接側の面に形成された凸部により、返り部に凹部が設けられている。
従って、強く圧接される部分を含むので密着性が向上するとともに、返り部の曲がり方向と逆方向に凹んだ凹部が形成されているので、スプリングバックモーメントと逆方向のモーメントが生じて釣り合うことになり、接触状態が安定化する。従って、電池が落下する等して振動した場合に、返り部の界面に隙間が生じて接触抵抗が上昇するのが抑制されている。

第２発明に係る電池は、第１発明において、前記凹部の平面面積の、前記返り部全体の平面面積に対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする。

本発明においては、前記割合が３０％以上７５％以下であるので、接続状態の安定化効果が良好に得られるとともに、肉薄部分の面積が大きくなって剛性が低下するのが抑制されている。

第３発明に係る電池は、第１又は第２発明において、前記凹部の深さの、前記返り部全体の厚みに対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする。

本発明においては、前記割合が３０％以上７５％以下であるので、接続状態の安定化効果が良好に得られるとともに、返り部の厚みが薄くなって剛性が低下するのが抑制されている。

第４発明に係る電池は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記凹部は、前記返り部の折り目と先端部との間に溝状に設けられていることを特徴とする。

本発明においては、返り部の圧接時に、中心から先端に向かって放射状に延びるように設けられたパンチの凸部により、返り部の折り目から先端部に向かって溝状に延びる凹部が設けられている。従って、強固に圧接されて密着性がより向上しており、電池の振動時等の返り部の浮きがより抑制されている。

第５発明に係る電池は、第１乃至第４発明のいずれかにおいて、非水電解質を有することを特徴とする。

本発明によれば、高率充放電を行う非水電解質電池において、正極板，負極板と正極端子側，負極端子側の接続タブとの接続状態が良好であるので、電圧降下が抑制され、電池出力の低下が良好に抑制される。

第６発明に係る電池の製造方法は、正極板、負極板、及びセパレータを含む電極体の正極板（又は負極板）を、正極端子（又は負極端子）と接続された接続タブに各別に接続する接続工程を有する電池の製造方法において、前記接続工程は、前記正極板（又は負極板）を、前記接続タブに重ね合わせる工程と、重ね合わされた前記正極板（又は負極板）及び前記接続タブに、針状体を突き刺して穿孔する工程と、該工程により生じた返り部を凹部ができるように圧接する工程とを有することを特徴とする。

本発明においては、正極板，負極板と正極端子側，負極端子側の接続タブとの接続部分に穿孔した後、パンチを用いて孔の返り部を前記端部に圧接するときに、パンチの圧接側の面に形成された凸部により、返り部に凹部が設けられる。
従って、強く圧接される部分を含むので密着性が向上するとともに、返り部の曲がり方向と逆方向に凹んだ凹部が形成されているので、スプリングバックモーメントと逆方向のモーメントが生じて釣り合うことになり、接触状態が安定化した電池が得られる。

第７発明に係る金属シートの接合方法は、異なる２枚以上の金属シートを接合する金属シートの接合方法であって、金属シートを重ね合わせる工程と、重ね合わされた金属シートに、針状体を突き刺して穿孔する工程と、該工程により生じた返り部を凹部ができるように圧接する工程とを有することを特徴とする。

本発明においては、金属シートの接合部分の一面に穿孔した後、パンチを用いて孔の返り部を他面に圧接するときに、パンチの圧接側の面に形成された凸部により、返り部に凹部が設けられる。
従って、強く圧接される部分を含むので密着性が向上するとともに、返り部の曲がり方向と逆方向に凹んだ凹部が形成されているので、スプリングバックモーメントと逆方向のモーメントが生じて釣り合うことになり、接続状態（接合状態）が安定化する。

第８発明に係る金属シートの接合方法は、第７発明において、前記凹部の平面面積の、前記返り部全体の平面面積に対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする。

本発明においては、前記割合が３０％以上７５％以下であるので、接続状態の安定化効果が良好に得られるとともに、肉薄部分の面積が大きくなって剛性が低下するのが抑制されている。

第９発明に係る金属シートの接合方法は、第７又は第８発明において、前記凹部の深さの、前記返り部全体の厚みに対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする。

本発明においては、前記割合が３０％以上７５％以下であるので、接続状態の安定化効果が良好に得られるとともに、返り部の厚みが薄くなって剛性が低下するのが抑制されている。

第１０発明に係る金属シートの接合方法は、第７乃至第９発明のいずれかにおいて、前記凹部は、前記返り部の折り目と先端部との間に溝状に設けられていることを特徴とする。

本発明においては、返り部の圧接時に、中心から先端に向かって放射状に延びるように設けられたパンチの凸部により、返り部の折り目から先端部に向かって溝状に延びる凹部が設けられている。従って、強固に圧接されて密着性がより向上しており、振動時等の返り部の浮きがより抑制されている。

本発明によれば、正極板，負極板を正極端子側，負極端子側の接続タブに針かしめにより接続する電池において、孔の返り部に凹部が設けられているので、強く圧接される部分を含み、密着性が向上するとともに、スプリングバックモーメントと逆方向のモーメントが生じて釣り合うことになり、接触状態が安定化する。従って、電池が落下する等して振動した場合に、返り部の界面に隙間等が生じて接触抵抗が上昇するのが抑制され、電池出力の低下が抑制されており、良好な品質が保持される。

また、本発明によれば、金属シートの接合部分の一面に穿孔した後、パンチを用いて孔の返り部を他面に圧接するときに、パンチの圧接側の面に形成された凸部により、返り部に凹部を設けるので、強く圧接される部分を含み、密着性が向上するとともに、スプリングバックモーメントと逆方向のモーメントが生じて釣り合い、接続状態が安定化する。

本発明の実施の形態に係る電池を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電池を示す一部破断側面図である。 本発明の実施の形態に係る電池の接続タブを有する蓋部を裏側から見た状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電池の負極板と接続タブとの接続部分を示す拡大図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 接続タブの裏側からかしめ針を突き刺す状態を示す説明図である。 孔が開いて返り部が生じた状態を示す説明図である。 返り部をプレスする状態を示す説明図である。 パンチを示す斜視図である。 プレスにより形成されたかしめ部を示す斜視図である。 三角錘状の先端部を有するかしめ針を用いて形成されたかしめ部を示す平面図である。 六角錘状の先端部を有するかしめ針を用いて形成されたかしめ部を示す平面図である。 凹部の他の例を示す平面図である。 凹部の他の例を示す平面図である。 凹部の他の例を示す平面図である。 従来の電池を示す斜視図である。 従来の電池を示す一部破断側面図である。 返り部をプレスする状態を示す説明図である。 かしめ部を示す斜視図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るリチウムイオン二次電池（以下、電池という）１を示す斜視図、図２は電池１を示す一部破断側面図、図３は電池１の接続タブ７ａを有する蓋部２を裏側から見た状態を示す斜視図である。
上述の電池５１と同様に、電池１は、銅集電体に負極合剤を塗布してなる負極板１１、及びアルミニウム集電体に正極合剤を塗布してなる正極板１３がセパレータ１２を介して巻回された扁平巻状の電極体１０、並びに非水電解質（図示せず）を、一面が開口した略直方体状をなすアルミニウム製のケース９に収容し、ケース９の開口をアルミニウム製の蓋部２により閉塞してなる。図２において、電極体１０は最外周側を示しており、負極板１１はセパレータ１２の裏側に重ね合わされている。
負極板１１の端部には、負極合剤が塗布されていない負極板接続部１４が突設されており、正極板１３の端部には、正極合剤が塗布されていない正極板接続部１５が突設されている。

蓋部２の中央部には、負極端子３が設けられている。負極端子３は、平板状の頭部及び円筒状の脚部を有し、断面視がＴ字状をなす。負極端子３は、ニッケルめっきを施した鋼材からなり、加工後に焼き鈍しされている。負極端子３は、ニッケル材から構成することにしてもよい。
負極端子３は、表面が露出する状態で合成樹脂製のガスケット５に覆われている。負極端子３を嵌め込んだガスケット５は、蓋部２の中央部に設けられた挿通孔に、負極端子３の脚部の端部が裏面側に突出する状態で挿通されている。

絶縁体６は合成樹脂製で矩形状をなし、後述する集電体７を収容する凹部６ａが長手方向に延びるように設けられ、凹部６ａの長手方向の一端部側にはガスケット５の端部を挿通する挿通孔が設けられている。絶縁体６は、該挿通孔にガスケット５の端部を挿通し、負極端子３の脚部の端部が突出する状態で蓋部２の裏面に配されている。

集電体７は銅製で本体が板状をなし、該本体の一長辺に、該本体の略２／３の長さを有する接続タブ７ａが垂設されている。該本体の接続タブ７ａが設けられていない側の端部には挿通孔が設けられており、該挿通孔に負極端子３の端部を挿通した状態で、集電体７は前記凹部６ａに収容されている。集電体７は、ニッケル材、又はニッケルめっきを施した鋼材から構成することにしてもよい。

負極端子３の前記端部が集電体７にかしめられてかしめ部３ｂが形成され、負極端子３は蓋部２に固定される。電池１においては、ケース９及び蓋部２の負極端子３が設けられていない部分が正極端子となる。

蓋部２の一端部には凹部２ａが設けられており、凹部２ａの下側には突設部２ｂが設けられている。該突設部２ｂに設けられた嵌合突起２ｃ，２ｃには、アルミニウム製の接続タブ８が嵌合され、レーザによりスポット溶接されている。

負極板接続部１４，正極板接続部１５は、接続タブ７ａ，８に、針かしめにより形成されたかしめ部１８，１９によって接続されている。これにより、負極板接続部１４は負極端子３に、正極板接続部１５は蓋部２の正極端子部分に接続される。この状態で、接続タブ７ａの下部を折り曲げ、蓋部２をケース９に嵌めてレーザ溶接することで、ケース９の開口が閉塞される。

図４は電池１の負極板１１と接続タブ７ａとの接続部分を示す拡大図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。
図４及び５に示すように、接続タブ７ａの前方に負極板接続部１４を重ね合わせて針かしめを行うことにより、孔１６と返り部１７とを有する３つのかしめ部１８が形成されている。
そして、各返り部１７には、返り部１７の折り目から先端部に向かって延びる溝状の凹部１７ａが設けられている。

以下に、接続タブ７ａを負極板接続部１４へ接続する方法について説明する。
図６は接続タブ７ａの裏側からかしめ針を突き刺す状態を示す説明図、図７は孔１６が開いて返り部１７が生じた状態を示す説明図、図８は返り部１７をプレスする状態を示す説明図である。
接続タブ７ａに負極板接続部１４を針かしめにより接続する場合、まず、負極板接続部１４を接続タブ７ａの表側に重ね合わせる。そして、先端部が四角錐状をなすかしめ針３５を接続タブ７ａの裏側から突き刺す（図６）。かしめ針３５の先端部は四角錐状であるので、これにより孔１６が開いて４つの三角形状の返り部１７が生じる（図７）。孔１６は３つ開ける。

次いで、２つのパンチ３０，３１により接続タブ７ａ及び負極板接続部１４を挟んでプレスすることにより、かしめ部１８が形成される（図８）。
図９はパンチ３１を示す斜視図である。図９に示すように、パンチ３１のプレス面には、十字を３つ連ねた形状を有する凸部３２が設けられている。

図１０はプレスにより形成されたかしめ部１８を示す斜視図である。かしめ部１８の返り部１７には凸部３２によって、中心から先端に向かって延びるように溝状の凹部１７ａが形成されている。
凹部１７ａは、該凹部１７ａの平面面積Ｂの、返り部１７全体の平面面積Ａに対する割合（図５におけるＢ／Ａ）が３０％以上７５％以下であるのが好ましく、３０％以上７０％以下であるのがより好ましい。前記割合が３０％以上７５％以下である場合、接続状態の安定化効果が良好に得られるとともに、肉薄部分の面積が大きくなって剛性が低下するのが抑制される。
また、凹部１７ａの深さＤの、返り部１７全体の厚みＣに対する割合（図５におけるＤ／Ｃ）が３０％以上７５％以下であるのが好ましく、３０％以上７０％以下であるのがより好ましい。前記割合が３０％以上７５％以下である場合、接続状態の安定化効果が良好に得られるとともに、返り部１７の厚みが薄くなって剛性が低下するのが抑制される。
正極板接続部１５も上記と同様にして接続タブ８に接続され、形成されたかしめ部１９の返り部には返り部の折り目から先端部に向かって溝状に延びる凹部が設けられている。

本実施の形態においては、かしめ部１８，１９の返り部が、パンチ３１の凸部３２により強く圧接されることにより密着性が向上するとともに、返り部の曲がり方向と逆方向に凹んだ凹部が形成されるので、スプリングバックモーメントと逆方向のモーメントが生じて釣り合い、接触状態が安定化する。従って、電池１が落下する等して振動した場合に、かしめ部１８，１９の返り部の界面に隙間等が生じて接触抵抗が上昇するのが抑制され、電池出力の低下が抑制されており、電池の良好な品質が保持される。

なお、本実施の形態においては、負極板接続部１４，正極板接続部１５に負極合剤，正極合剤が塗布されておらず、銅箔，アルミニウム箔が剥き出しになっている場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。この部分に負極合剤，正極合剤が塗布されていてもよい。そして、負極板接続部１４，正極板接続部１５が負極板１１，正極板１３の端部に突設されている場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、負極板接続部１４，正極板接続部１５は負極板１１，正極板１３の中央部等に設けることにしてもよい。さらに、電極体１０は、負極板１１及び正極板１３がセパレータ１２を介して巻回された扁平巻状をなす場合に限定されず、負極板、セパレータ、及び正極板が積層された構造を有するものであってもよい。

また、本実施の形態においては、かしめ針３５が四角錐状の先端部を有し、接続タブ７ａと負極板接続部１４との接続部分に四角形状の孔１６を開け、４つの返り部１７を形成してかしめ部１８を設ける場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。かしめ針の先端部は多角錘状であればよく、三角錐状，六角錘状等の他の角錐状の先端部を有するかしめ針を用いることができる。

図１１は三角錘状の先端部を有するかしめ針を用いて形成されたかしめ部を示す平面図である。接続タブと負極接続端部との接続部分に、三角錘状の先端部により三角形状の孔４１が生じて３つの返り部４２が形成され、かしめ部が設けられている。前記実施の形態と同様にして、返り部４２には折り目から先端部に延びるように溝状の凹部４２ａが形成されている。

図１２は六角錘状の先端部を有するかしめ針を用いて形成されたかしめ部を示す平面図である。接続タブと負極接続端部との接続部分に、六角錘状の先端部により六角形状の孔４３が生じて６つの返り部４４が形成され、かしめ部が設けられている。前記実施の形態と同様にして、返り部４４には折り目から先端部に延びる凹部４４ａが形成されている。

そして、前記実施の形態においては、返り部１７に折り目から先端部に放射状に延びる凹部１７ａが形成されている場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。
図１３〜図１５は、凹部の他の例を示す平面図である。
図１３のかしめ部は、四角形状の孔４５と、４つの返り部４６とを有し、返り部４６の中心部には丸穴状の凹部４６ａが設けられている。
図１４のかしめ部は、四角形状の孔４７と、４つの返り部４８とを有し、返り部４８には水玉模様状に複数の凹部４８ａが設けられている。
図１５のかしめ部は、四角形状の孔４９と、４つの返り部５０とを有し、返り部５０には返り部５０の三角形の底辺と平行に溝状の凹部５０ａが設けられている。
上述のように、凹部の形状として種々の形状を適用することが可能であるが、前記実施の形態のように、中心から先端に向かって放射状に延びるように設けられたパンチ３１の凸部３２によって、返り部１７の折り目から先端部に向かって溝状に延びる凹部１７ａを形成する場合、放射状に強固にバランスよく圧接することができ、密着性がより向上し、電池１の振動時等に返り部１７の浮きがより抑制されるので好ましい。

さらに、前記実施の形態においては、かしめ部１８の４つの返り部１７に凹部１７ａを形成する場合につき説明しているが、これに限定されるものではない。孔１６の中心を挟んで対向する２つの返り部１７に凹部１７ａを設けることにしてもよい。但し、前記実施の形態のように、４つの返り部１７に凹部１７ａを設ける方がバランスよく圧接することができ、接続状態も安定化するので好ましい。

そして、前記実施の形態においては、かしめ部１８，１９の両方の返り部に凹部を設ける場合につき説明しているがこれに限定されず、いずれか一方のかしめ部の返り部に凹部を設けることにしてもよい。但し、電池１の振動時等において接触抵抗の上昇の抑制効果がより高くなるので、両方のかしめ部の返り部に凹部を設ける方が好ましい。

以下に好適な実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は、本実施例により、何ら限定されるものではなく、その主旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。

［実施例１］
実施例１として、前記実施の形態に係る電池１と同一の構成を有する電池を作製した。
正極板１３は、以下のようにして作製した。
正極活物質として平均粒子径が３μｍであるＬｉＣｏＯ₂ 粒子、導電助剤としてのアセチレンブラック（ＡＢ）、及びバインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を、ＬｉＣｏＯ₂ ／ＡＢ／ＰＶＤＦ＝９４／３／３（質量部）となるように混合して正極合剤とし、これをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させることにより正極ペーストを調整した。
この正極ペーストを、ＮＭＰを除いた正極合剤の質量が片面につき０．０２０ｇ／ｃｍ² となるように、ドクターブレードを用いて、厚み２０μｍであり、アルミニウム製の正極集電体の両面に均一に塗布した後、１５０℃で１時間の乾燥を行った。そして、室温にて厚みが１３０μｍとなるように極板をプレスし、正極集電体の両面に、合剤層が形成された正極板１３を得た。正極板１３は、正極合剤が塗布されていない凸状の正極板接続部１５を有する。

負極板１１は、以下のようにして作製した。
負極活物質としてのグラファイト（黒鉛）、及びバインダとしてのＰＶＤＦを質量比で９０：１０となるように混合して負極合剤とし、これにＮＭＰを適量加えて分散させ、負極ペーストを得た。
この負極ペーストを、ＮＭＰを除いた負極合剤の質量が片面につき０．００９５ｇ／ｃｍ² となるように、ドクターブレードを用いて、厚み１０μｍであり、銅製の負極集電体の両面に均一に塗布した後、１５０℃で１時間の乾燥を行った。そして、室温にて厚みが１４５μｍとなるように極板をプレスし、負極板１１を得た。負極板１１は、負極合剤が塗布されていない凸状の負極板接続部１４を有する。

セパレータ１２としては、厚み１６μｍ程度のポリエチレン製微多孔性膜を用いた。
電極体１０は、正極板１３と負極板１１とでセパレータ１０を挟み、これを巻回して作製した。
非水電解質としては、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比で３：７で混合した混合溶媒にＬｉＰＦ₆ を１．１ｍｏｌ／Ｌ溶解させたものを用いた。

そして、負極端子３を集電体７にかしめて蓋部２に固定し、接続タブ７ａ，８に、それぞれ電極体１０の負極板接続部１４，正極板接続部１５をかしめ部１８，１９により接続し、蓋部２に接続された状態で、該電極体１０をケース９に収容し、蓋部２をケース９の開口部に固定して溶接した。そして、注液孔から前記非水電解質を注入し、注液孔を封口して、電池１を作製した。

電池１の寸法は縦：５０ｍｍ，横：３４ｍｍ，厚み：５．２ｍｍ、集電体７の厚み：０．２ｍｍである。かしめ部１８の１つの返り部１７全体の平面面積（図５に示すＡ）は０．０６９ｍｍ² 、溝状の凹部１７ａの平面面積（底面の面積：図５に示すＢ）は０．０１０ｍｍ² 、面積Ｂの面積Ａに対する割合Ｂ／Ａは１５％である。そして、１つの返り部１７の厚み（接続タブ７ａの厚み＋負極板接続部１４の厚み：図５に示すＣ）は０．１５０ｍｍ、凹部１７ａの深さ（図５に示すＤ）は０．０６８ｍｍ、深さＤの厚みＣに対する割合Ｄ／Ｃは４５％である。

正極側のかしめ部１９も同様に、１つの返り部全体の平面面積Ａ：０．０６９ｍｍ² 、溝状の凹部の平面面積Ｂ：０．０１０ｍｍ² 、面積Ｂの面積Ａに対する割合Ｂ／Ａ：１５％、１つの返り部の厚み（接続タブ８の厚み＋正極板接続部１５の厚み）Ｃ：０．１５０ｍｍ、凹部の深さＤ：０．０６８ｍｍ、深さＤの厚みＣに対する割合Ｄ／Ｃ：４５％になるように形成した。かしめ部１８，１９の寸法を下記の表１に示す。

［実施例２］
かしめ部１８，１９の返り部の凹部の平面面積Ｂを０．０２１ｍｍ² にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の電池を作製した。
［実施例３］
返り部の凹部の平面面積Ｂを０．０３１ｍｍ² にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の電池を作製した。
［実施例４］
返り部の凹部の平面面積Ｂを０．０４２ｍｍ² にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の電池を作製した。

［実施例５］
返り部の凹部の平面面積Ｂを０．０４８ｍｍ² にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例５の電池を作製した。
［実施例６］
返り部の凹部の平面面積Ｂを０．０５２ｍｍ² にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例６の電池を作製した。
［実施例７］
返り部の凹部の平面面積Ｂを０．０６２ｍｍ² にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例７の電池を作製した。
実施例２〜７の凹部，返り部の平面面積Ｂ，Ａ、及び凹部の深さＤ，返り部の厚みＣの寸法を上記表１に示す。

［実施例８］
返り部の凹部の深さＤを０．０２３ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例８の電池を作製した。
［実施例９］
返り部の凹部の深さＤを０．０４５ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例９の電池を作製した。
［実施例１０］
返り部の凹部の深さＤを０．０６８ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１０の電池を作製した。
［実施例１１］
返り部の凹部の深さＤを０．０９０ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１１の電池を作製した。

［実施例１２］
返り部の凹部の深さＤを０．１０５ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１２の電池を作製した。
［実施例１３］
返り部の凹部の深さＤを０．１１３ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１３の電池を作製した。
［実施例１４］
返り部の凹部の深さＤを０．１３５ｍｍにしたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１４の電池を作製した。
実施例７〜１４の凹部，返り部の平面面積Ｂ，Ａ、及び凹部の深さＤ，返り部の厚みＣの寸法を下記の表２に示す。

［比較例１］
負極側，正極側それぞれのかしめ部の返り部に凹部を設けなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の電池を作製した。上記表１及び２に、比較例１の返り部の平面面積Ａ及び厚みＣを示してある。

[電池の落下試験]
実施例１〜１４、及び比較例１の電池を各１０個作製し、以下の落下試験を行った。
落下試験は、電池を１．５ｍの高さからコンクリート面へと自由落下させて実施した。電池の６面を順に下に向けて落下させるのを１サイクルとし、各電池につき、１サイクル落下毎に電池の内部抵抗を測定し、１０ｍΩ以上の抵抗上昇があった場合のサイクル数を求めた。各電池の前記サイクル数を上記表１及び２の試験結果の項目に列記する。この試験結果において、「２０↑」とは、２０サイクル落下試験を行った場合に抵抗上昇がなく、それ以上落下試験を行っていないことを示す。

表１及び２より、比較例１の電池の場合、１０〜２０サイクルで抵抗上昇が発生したのに対し、実施例１〜１４の電池は１０ｍΩ以上の抵抗上昇があった場合のサイクル数が大きくなっている。そして、実施例２〜６、実施例９〜１３の場合が好ましく、実施例２〜５、実施例９〜１２の場合、全ての電池において、落下を２０サイクル繰り返しても抵抗上昇が発生しなかったのでより好ましいことが分かる。すなわち、凹部１７ａ平面面積Ｂの返り部１７全体の平面面積Ａに対する割合Ｂ／Ａが３０％以上７５％以下であるのが好ましく、前記Ｂ／Ａが３０％以上７０％以下であるのがより好ましい。また、凹部１７ａの深さＤの返り部１７の厚みＣに対する割合Ｄ／Ｃが３０％以上７５％以下であるのが好ましく、前記Ｄ／Ｃが３０％以上７０％以下であるのがより好ましい。
以上より、本発明の実施例の場合、かしめ部１８，１９の返り部に凹部が設けられているので、接続タブ７ａ，８と負極板接続部１４，正極板接続部１５との接触状態が安定化しており、電池が落下して衝撃が加わった場合に接触不良が生じて接続抵抗が上昇するのが抑制されていることが確認された。

なお、前記実施の形態においては、本発明の構成をリチウムイオン二次電池である電池１に適用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、本発明の構成はニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等の他の電池にも適用することが可能である。

また、前記実施の形態においては、本発明の金属シートの接合方法を電池１の負極板接続部１４，正極板接続部１５と接続タブ７ａ，８との接合に適用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。本発明の金属シートの接合方法は、例えばコンデンサの部材の接合等に適用することが可能である。

１ 電池
２ 蓋部
２ａ 凹部
２ｂ 突設部
２ｃ 嵌合突起
３ 負極端子
３ｂ かしめ部
５ ガスケット
６ 絶縁体
６ａ 凹部
７ 集電体
７ａ、８ 接続タブ
９ ケース
１０ 電極体
１１ 負極板
１２ セパレータ
１３ 正極板
１４ 負極板接続部
１５ 正極板接続部
１６、４１、４３、４５、４７、４９、５６ 孔
１７、４２、４４、４６、４８、５０、５７ 返り部
１７ａ、４２ａ、４４ａ、４６ａ、４８ａ、５０ａ 凹部
１８、１９、５８、５９ かしめ部
３０、３１、６０、６１ パンチ
３２ 凸部

Claims (10)

1. ケースと、正極板、負極板、及びセパレータを含む電極体と、正極端子（又は負極端子）に正極板（又は負極板）を接続する接続タブとを備え、前記正極板（又は負極板）の接続部を、前記接続タブに重ね合わせて穿孔した孔の返り部をかしめて接続してある電池において、
   前記返り部に凹部を設けてあることを特徴とする電池。
2. 前記凹部の平面面積の、前記返り部全体の平面面積に対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
3. 前記凹部の深さの、前記返り部全体の厚みに対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
4. 前記凹部は、前記返り部の折り目と先端部との間に溝状に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池。
5. 非水電解質を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電池。
6. 正極板、負極板、及びセパレータを含む電極体の正極板（又は負極板）を、正極端子（又は負極端子）と接続された接続タブに各別に接続する接続工程を有する電池の製造方法において、
   前記接続工程は、
   前記正極板（又は負極板）を、前記接続タブに重ね合わせる工程と、
   重ね合わされた前記正極板（又は負極板）及び前記接続タブに、針状体を突き刺して穿孔する工程と、
   該工程により生じた返り部を凹部ができるように圧接する工程と
   を有することを特徴とする電池の製造方法。
7. 異なる２枚以上の金属シートを接合する金属シートの接合方法であって、
   金属シートを重ね合わせる工程と、
   重ね合わされた金属シートに、針状体を突き刺して穿孔する工程と、
   該工程により生じた返り部を凹部ができるように圧接する工程と
   を有することを特徴とする金属シートの接合方法。
8. 前記凹部の平面面積の、前記返り部全体の平面面積に対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする請求項７に記載の金属シートの接合方法。
9. 前記凹部の深さの、前記返り部全体の厚みに対する割合が３０％以上７５％以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載の金属シートの接合方法。
10. 前記凹部は、前記返り部の折り目と先端部との間に溝状に設けられていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の金属シートの接合方法。

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