JP2012022955A - Secondary battery manufacturing method and secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a secondary battery manufacturing method.SOLUTION: The method comprises the steps of: forming an electrode group 6 by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator; housing the electrode group 6 in a cylindrical container 1; impregnating the electrode group 6 with a nonaqueous electrolyte; attaching a seal 3 to an opening of the cylindrical container 1 by inserting a positive electrode lead terminal 7 and a negative electrode lead terminal 8 into through holes 13 of the seal 3 so that a protrusion 7a and a protrusion 8a are held by the seal 3 in the through holes 13; and squeezing a side part 10 of the cylindrical container 1 so that a compressing load in the radial direction applied to the part of the seal 3 between the top 3p and the bottom 3q of the seal 3 along the direction of the height of the cylindrical container 1 increases.

Description

本発明は、二次電池の製造方法および二次電池に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery and a secondary battery.

二次電池は、ノート型パソコンを始めとした様々なポータブル機器に使用されている。ポータブル機器の長時間駆動および携帯性の向上といった要望を受け、二次電池には更なる軽量化、エネルギー密度の向上および信頼性の向上が求められている。近年は、地球環境保全の目的で、二次電池を使用したシステムの提案が活発になされている。例えば、車両分野では、モータと内燃機関とを備えたハイブリッド車両、および、モータのみを備えた電動車両が普及しつつある。電力貯蔵の分野では、太陽光等の自然エネルギーを有効活用するために、二次電池を用いた比較的大容量の蓄電システムが提案されている。   Secondary batteries are used in various portable devices such as notebook computers. In response to demands for long-time driving of portable devices and improvement of portability, secondary batteries are required to be further reduced in weight, improved in energy density, and improved in reliability. In recent years, a system using a secondary battery has been actively proposed for the purpose of protecting the global environment. For example, in the vehicle field, hybrid vehicles including a motor and an internal combustion engine and electric vehicles including only a motor are becoming widespread. In the field of power storage, in order to effectively use natural energy such as sunlight, a relatively large capacity power storage system using a secondary battery has been proposed.

ポータブル機器向けのリチウムイオン二次電池では、極板群を収納するための容器として、ラミネート加工されたアルミニウム箔製の容器、および、金属製の扁平な角型容器が広く使用されている。他方、使用期間の長さ、使用環境の厳しさ、蓄電容量の大きさ等を考慮すると、エネルギー分野向けの二次電池では、極板群を収納するための容器として、金属製の円筒状容器が有力である。   In lithium ion secondary batteries for portable devices, laminated aluminum foil containers and metal flat rectangular containers are widely used as containers for storing electrode plates. On the other hand, in consideration of the length of use period, severe use environment, large storage capacity, etc., in the secondary battery for the energy field, a metal cylindrical container is used as a container for storing the electrode plate group. Is influential.

金属製の円筒状容器は、例えば、特許文献1および非特許文献1に開示された構造を有する。すなわち、有底の容器本体と、容器本体の開口部を閉じるための封口板とで、円筒状容器が構成されている。極板群に接続された2つのリード端子は、容器本体および封口板にそれぞれ溶接される。封口板は、安全装置の役割も担っており、比較的複雑な構造を有する。   The metal cylindrical container has a structure disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, for example. That is, the cylindrical container is comprised by the bottomed container main body and the sealing board for closing the opening part of a container main body. The two lead terminals connected to the electrode plate group are welded to the container body and the sealing plate, respectively. The sealing plate also serves as a safety device and has a relatively complicated structure.

具体的に、非特許文献1は、絶縁リング、ガスケット、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子、ラプチャー等の部品で構成された封口板を開示している。   Specifically, Non-Patent Document 1 discloses a sealing plate composed of parts such as an insulating ring, a gasket, a PTC (Positive Temperature Coefficient) element, and a rupture.

特開平11−86868号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-86868 芳尾真幸、小沢昭弥編、「リチウムイオン二次電池−材料と応用」、第2版、日刊工業新聞社、2001年1月27日、p.175−176Yoshiyuki Masao and Akiya Ozawa, “Lithium-ion Secondary Batteries-Materials and Applications”, 2nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, January 27, 2001, p. 175-176

特許文献1および非特許文献1からも理解できるように、金属製の円筒状容器の部品点数は比較的多い。このことは、二次電池のコストの低減および生産性の向上の妨げとなっている。   As can be understood from Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the number of parts of a metal cylindrical container is relatively large. This hinders cost reduction and productivity improvement of the secondary battery.

また、金属製の円筒状容器を用いた二次電池には、次のような問題も存在する。リード端子を容器本体または封口板に溶接するために、レーザ溶接、抵抗溶接、スポット溶接、または超音波溶接等の各種方法が採用される。何れの溶接方法を採用する場合においても、溶接条件の安定領域が比較的狭いことに起因して、溶接部位毎に溶接条件や電極設定を精密に管理する必要がある。このような精密な管理を行ったとしても、例えば溶接電流が過多となった場合には、リード端子等の溶接部位に孔があいたり、溶接時に融けた金属がスパッタリングの火花により金属ヒュームとなって飛散したりする。飛散した金属(金属粉)は、容器内に異物として混入し、電池の内部短絡を引き起こす原因となりうる。このように、従来の二次電池の製造工程には溶接工程が含まれており、溶接工程においては、溶接条件を精密に管理する必要がある。このことは、二次電池のコストの低減の妨げとなっている。   Moreover, the following problems also exist in the secondary battery using a metal cylindrical container. Various methods such as laser welding, resistance welding, spot welding, or ultrasonic welding are employed to weld the lead terminal to the container body or the sealing plate. Regardless of which welding method is employed, it is necessary to precisely manage the welding conditions and electrode settings for each welding site due to the relatively narrow range of stable welding conditions. Even if such precise control is performed, for example, if the welding current is excessive, a hole is formed in the welding part such as a lead terminal, or the metal melted during welding becomes a metal fume due to the spark of sputtering. Or scatter. The scattered metal (metal powder) is mixed as a foreign substance in the container and can cause an internal short circuit of the battery. Thus, the conventional secondary battery manufacturing process includes a welding process, and in the welding process, it is necessary to precisely manage the welding conditions. This hinders reduction in the cost of the secondary battery.

上記事情に鑑み、本発明は、二次電池の改善された製造方法と、その方法により製造された二次電池とを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an improved manufacturing method of a secondary battery and a secondary battery manufactured by the method.

すなわち、本発明は、
開放端側に突起部を有する正極リード端子が固定された正極と、開放端側に突起部を有する負極リード端子が固定された負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータとを巻回して電極群を形成する工程と、
前記電極群を金属製の円筒状容器に収納する工程と、
前記電極群に非水電解液を含浸させる工程と、
2つの貫通孔を備えた弾性力を有する封止体の各貫通孔に、前記正極リード端子の前記突起部および前記負極リード端子の前記突起部が各貫通孔の中で前記封止体に保持されるように前記正極リード端子および前記負極リード端子を挿し込み、前記封止体を前記円筒状容器の開口部に装着する工程と、
前記円筒状容器の高さ方向に関して前記封止体の上面と前記封止体の下面との間において前記封止体に加わる径方向の圧縮荷重を増加させるように、前記円筒状容器の側部をかしめる工程と、
を含む、二次電池の製造方法を提供する。
That is, the present invention
A positive electrode having a positive electrode lead terminal having a protrusion on the open end side, a negative electrode having a negative electrode lead terminal having a protrusion on the open end side, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode; Forming a group of electrodes by winding
Storing the electrode group in a metal cylindrical container;
Impregnating the electrode group with a non-aqueous electrolyte; and
The protruding portion of the positive electrode lead terminal and the protruding portion of the negative electrode lead terminal are held in the sealing body in each through hole in each through hole of the sealing body having elasticity through two through holes. Inserting the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal as described above, and attaching the sealing body to the opening of the cylindrical container;
The side part of the cylindrical container increases the radial compressive load applied to the sealing body between the upper surface of the sealing body and the lower surface of the sealing body with respect to the height direction of the cylindrical container. Caulking process,
A method for manufacturing a secondary battery is provided.

他の側面において、本発明は、
金属製の円筒状容器と、
正極、負極および前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータを有し、前記円筒状容器に収納された、巻回された電極群と、
前記円筒状容器の開口部に固定された封止体と、を備え、
前記電極群は、前記正極に接続された正極リード端子と、前記負極に接続された負極リード端子とをさらに有し、
前記封止体は、2つの貫通孔を有するとともに、弾性材料で構成されており、
前記正極リード端子および前記負極リード端子は、それぞれ、開放端側に突起部を有し、かつ前記突起部が各貫通孔の中で前記封止体に保持されるように前記封止体の各貫通孔に挿し込まれており、
前記円筒状容器の側部には、前記円筒状容器の高さ方向に関して前記封止体の上面と前記封止体の下面との間において、前記電極群の中心軸に向かう方向に突出しているかしめ部が設けられている、二次電池を提供する。
In another aspect, the present invention provides:
A metal cylindrical container;
A wound electrode group having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and housed in the cylindrical container;
A sealing body fixed to the opening of the cylindrical container,
The electrode group further includes a positive electrode lead terminal connected to the positive electrode and a negative electrode lead terminal connected to the negative electrode,
The sealing body has two through holes and is made of an elastic material,
Each of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal has a protruding portion on the open end side, and each of the sealing bodies is held by the sealing body in each through hole. Inserted in the through hole,
The side of the cylindrical container protrudes in the direction toward the central axis of the electrode group between the upper surface of the sealing body and the lower surface of the sealing body with respect to the height direction of the cylindrical container. Provided is a secondary battery provided with a caulking portion.

本発明によれば、金属製の円筒状容器の開口部を閉じるための部材として、弾性材料でできた封止体が使用されている。正極リード端子および負極リード端子は、封止体に形成された2つの貫通孔を通じて、円筒状容器の外部まで延びている。このような構造によれば、二次電池の製造工程を簡素化しやすい。具体的には、リード端子を円筒状容器または封止体に溶接する必要がない。溶接工程を省略できるので、金属粉が円筒状容器内に残留することに基づく二次電池の信頼性の低下、作業環境の悪化等の諸問題も起こりにくい。   According to the present invention, a sealing body made of an elastic material is used as a member for closing an opening of a metal cylindrical container. The positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal extend to the outside of the cylindrical container through two through holes formed in the sealing body. According to such a structure, it is easy to simplify the manufacturing process of the secondary battery. Specifically, it is not necessary to weld the lead terminal to the cylindrical container or the sealing body. Since the welding process can be omitted, various problems such as a decrease in the reliability of the secondary battery and a deterioration in the working environment due to the metal powder remaining in the cylindrical container are unlikely to occur.

本発明によれば、正極リード端子および負極リード端子は、それぞれ、開放端側に突起部を有している。かしめ加工時に封止体に作用する押圧力により、正極リード端子および負極リード端子が貫通孔の中で封止体にそれぞれ食い込み、各リード端子が封止体に接合される。これにより、正極リード端子、負極リード端子および封止体を介して電極群を円筒状容器に対して固定することができる。また、正極リード端子および負極リード端子に設けられた突起部は、貫通孔の中で封止体から弾性力を受け、封止体に保持される。言い換えれば、突起部によって貫通孔が塞がれている。これにより、外部から円筒状容器内への水分の透過を防止でき、二次電池の信頼性を高めることができる。また、正極リード端子および負極リード端子に設けられた突起部が貫通孔の中で封止体にそれぞれ食い込むので、正極リード端子、負極リード端子および封止体を介して電極群を円筒状容器に対して固定する効果を強めることができる。   According to the present invention, each of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal has a protrusion on the open end side. Due to the pressing force acting on the sealing body during caulking, the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal respectively bite into the sealing body in the through holes, and each lead terminal is joined to the sealing body. Thereby, an electrode group can be fixed with respect to a cylindrical container via a positive electrode lead terminal, a negative electrode lead terminal, and a sealing body. Further, the protrusions provided on the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal receive an elastic force from the sealing body in the through hole and are held by the sealing body. In other words, the through hole is blocked by the protrusion. Thereby, the permeation | transmission of the water | moisture content from the exterior into a cylindrical container can be prevented, and the reliability of a secondary battery can be improved. In addition, since the protrusions provided on the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal respectively bite into the sealing body in the through holes, the electrode group is transferred to the cylindrical container via the positive electrode lead terminal, the negative electrode lead terminal, and the sealing body. The effect of fixing against can be strengthened.

また、電極群の重量に基づいて各リード端子に荷重が加えられたとしても、貫通孔の中で突起部がしっかりと保持されているので、各リード端子に対する機械的ストレスを抑制できる。従って、封止体に対するリード端子の位置ずれを防止でき、それにより、リード端子の位置ずれに基づく円筒状容器の内部への水分透過、すなわち、貫通孔とリード端子との間の微小な隙間を通じた円筒状容器の内部への水分透過を防止できる。   Further, even if a load is applied to each lead terminal based on the weight of the electrode group, the mechanical stress on each lead terminal can be suppressed because the protrusion is firmly held in the through hole. Accordingly, the position of the lead terminal relative to the sealing body can be prevented, thereby allowing moisture permeation into the cylindrical container based on the position shift of the lead terminal, that is, through a minute gap between the through hole and the lead terminal. Water permeation into the inside of the cylindrical container can be prevented.

なお、上記本発明の製造方法に含まれた各工程は、上記の順番で実施されてもよいし、一の工程と他の工程との順番が入れ替わって実施されてもよい。   In addition, each process included in the manufacturing method of the said invention may be implemented in said order, and may be implemented by changing the order of one process and another process.

本発明の一実施形態に係る二次電池の断面図Sectional drawing of the secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す二次電池の電極群の分解斜視図The exploded perspective view of the electrode group of the secondary battery shown in FIG. 変形例に係る二次電池の部分断面図Partial sectional view of a secondary battery according to a modification 図1に示す二次電池の製造工程図Manufacturing process diagram of the secondary battery shown in FIG.

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these.

図1に示すように、本実施形態の二次電池100は、金属製の円筒状容器1、円筒状容器1に収納された電極群6、および円筒状容器1の開口部に固定された封止体3を備えている。二次電池100は、典型的には、リチウムイオン二次電池である。   As shown in FIG. 1, the secondary battery 100 according to the present embodiment includes a metal cylindrical container 1, an electrode group 6 housed in the cylindrical container 1, and a seal fixed to the opening of the cylindrical container 1. A stop 3 is provided. The secondary battery 100 is typically a lithium ion secondary battery.

図2に示すように、電極群6は、正極20、正極リード端子7、負極25、負極リード端子8および2つのセパレータ24で構成されている。セパレータ24は、それぞれ、正極20と負極25との間に配置されている。正極リード端子7および負極リード端子8は、それぞれ、正極20および負極25に接続されている。正極20、負極25およびセパレータ24は、巻き芯29に巻きつけられている。これにより、電極群6は全体として円筒の形を有している。   As shown in FIG. 2, the electrode group 6 includes a positive electrode 20, a positive electrode lead terminal 7, a negative electrode 25, a negative electrode lead terminal 8, and two separators 24. The separators 24 are respectively disposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 25. The positive electrode lead terminal 7 and the negative electrode lead terminal 8 are connected to the positive electrode 20 and the negative electrode 25, respectively. The positive electrode 20, the negative electrode 25, and the separator 24 are wound around a winding core 29. Thereby, the electrode group 6 has a cylindrical shape as a whole.

図1に示すように、封止体3には、2つの貫通孔13が形成されている。貫通孔13は、正極リード端子7(または負極リード端子8)の直径よりも小さい直径を有する。正極リード端子7は、2つの貫通孔13の一方の中で突起部7aが封止体3に保持されるように封止体3の貫通孔13に挿し込まれている。同様に、負極リード端子8は、2つの貫通孔13の他方の中で突起部8aが封止体3に保持されるように封止体3の貫通孔13に挿し込まれている。つまり、正極リード端子7および負極リード端子8は、それぞれ、貫通孔13を通って円筒状容器1の外部まで延びている。本実施形態では、円筒状容器1の高さ方向に関して、正極リード端子7の長さが、負極リード端子8の長さに一致している。また、高さ方向に関して、突起部7aの位置が突起部8aの位置に一致している。   As shown in FIG. 1, two through holes 13 are formed in the sealing body 3. The through hole 13 has a diameter smaller than the diameter of the positive electrode lead terminal 7 (or the negative electrode lead terminal 8). The positive electrode lead terminal 7 is inserted into the through hole 13 of the sealing body 3 so that the projection 7 a is held by the sealing body 3 in one of the two through holes 13. Similarly, the negative electrode lead terminal 8 is inserted into the through hole 13 of the sealing body 3 so that the protruding portion 8 a is held by the sealing body 3 in the other of the two through holes 13. That is, each of the positive electrode lead terminal 7 and the negative electrode lead terminal 8 extends through the through hole 13 to the outside of the cylindrical container 1. In the present embodiment, the length of the positive electrode lead terminal 7 matches the length of the negative electrode lead terminal 8 with respect to the height direction of the cylindrical container 1. Further, with respect to the height direction, the position of the protrusion 7a coincides with the position of the protrusion 8a.

円筒状容器1の側部1aには、円筒状容器1の高さ方向に関して封止体3の上面3pと封止体3の下面3qとの間において、電極群6の中心軸に向かう方向に突出しているかしめ部10が設けられている。かしめ部10は、円環の形状を有するように円筒状容器1の周方向に沿って形成されている。この構成によれば、封止体3に対して、周方向に均一な圧縮荷重を付与できる。   The side portion 1 a of the cylindrical container 1 is positioned in the direction toward the central axis of the electrode group 6 between the upper surface 3 p of the sealing body 3 and the lower surface 3 q of the sealing body 3 with respect to the height direction of the cylindrical container 1. A protruding caulking portion 10 is provided. The caulking portion 10 is formed along the circumferential direction of the cylindrical container 1 so as to have an annular shape. According to this configuration, a uniform compressive load can be applied to the sealing body 3 in the circumferential direction.

本実施形態において、かしめ部10は、高さ方向に関して、突起部7a(および8a)の下端と封止体3の下面3qとの間に設けられている。つまり、かしめの効果を最も多く得ることができる位置よりも円筒状容器1の開口部に近い位置に突起部7a(および8a)が位置している。このような構成によれば、高さ方向に関して、かしめ部10と突起部7aとの2箇所で正極リード端子7を封止体3に対して固定することが可能になる。同様に、かしめ部10と突起部8aとの2箇所で負極リード端子8を封止体3に対して固定することが可能となる。その結果、電極群6を支持する効果が一層強化される。また、水分透過の防止効果を高めることができる。   In the present embodiment, the caulking portion 10 is provided between the lower end of the protruding portion 7a (and 8a) and the lower surface 3q of the sealing body 3 in the height direction. That is, the protrusion 7a (and 8a) is located at a position closer to the opening of the cylindrical container 1 than a position where the most caulking effect can be obtained. According to such a configuration, it is possible to fix the positive electrode lead terminal 7 to the sealing body 3 at two locations of the caulking portion 10 and the protruding portion 7a in the height direction. Similarly, it is possible to fix the negative electrode lead terminal 8 to the sealing body 3 at two locations of the caulking portion 10 and the protruding portion 8a. As a result, the effect of supporting the electrode group 6 is further strengthened. Further, the effect of preventing moisture permeation can be enhanced.

本実施形態では、かしめ部10の最も窪んだ位置H1が、高さ方向に関して、突起部7aおよび8aの下端と封止体3の下面3qとの間に位置している。従って、突起部7aおよび8aよりも少し下の位置で、封止体3に最大の圧縮荷重が付与される。本実施形態では、高さ方向に関して、かしめ部10の一部が突起部7aおよび8aに重なっている。ただし、高さ方向に関して、かしめ部10が突起部7aおよび8aに重ならないように、かしめ部10および突起部7aおよび8aの位置を規定することも可能である。   In the present embodiment, the most depressed position H1 of the caulking portion 10 is located between the lower ends of the protruding portions 7a and 8a and the lower surface 3q of the sealing body 3 in the height direction. Accordingly, the maximum compressive load is applied to the sealing body 3 at a position slightly below the protrusions 7a and 8a. In the present embodiment, a part of the caulking portion 10 overlaps the protruding portions 7a and 8a in the height direction. However, with respect to the height direction, the positions of the caulking portion 10 and the protruding portions 7a and 8a can be defined so that the caulking portion 10 does not overlap the protruding portions 7a and 8a.

円筒状容器1の開口端部12は、U字状に曲げられている。U字状に曲げられた開口端部12は、封止体3の上面3pに接しており、これにより、円筒状容器1の中に押し込む方向の荷重を封止体3に付与している。円筒状容器1の内側には、円筒状容器1の高さ方向に関して封止体3の下面3qと円筒状容器1の底面(内部の底面)との間において、円筒状容器1の内周面と電極群6の外周面との間の隙間を狭めている凸部17が設けられている。本実施形態では、電極群6を変形させない程度に凸部17が電極群6に僅かに接触している。凸部17は、電極群6を周方向に包囲する円環の形状を有する。   The open end 12 of the cylindrical container 1 is bent in a U shape. The open end 12 bent in a U-shape is in contact with the upper surface 3 p of the sealing body 3, thereby applying a load in a direction of pushing into the cylindrical container 1 to the sealing body 3. On the inner side of the cylindrical container 1, the inner peripheral surface of the cylindrical container 1 between the lower surface 3 q of the sealing body 3 and the bottom surface (inner bottom surface) of the cylindrical container 1 in the height direction of the cylindrical container 1. And a protrusion 17 that narrows the gap between the electrode group 6 and the outer peripheral surface of the electrode group 6. In the present embodiment, the convex portion 17 is slightly in contact with the electrode group 6 so as not to deform the electrode group 6. The convex portion 17 has an annular shape surrounding the electrode group 6 in the circumferential direction.

二次電池は、通常の使用は勿論のこと、真夏の車中等の高温条件下で使用されることも多い。この場合、二次電池の内圧が上昇する可能性がある。また、非水電解質二次電池は、正極材料および負極材料の結晶中に非水電解質イオンを出し入れすることで充放電を行う。その際、結晶の膨張および収縮を伴う場合があるため、電極群は変形する。電極群が変形すると電極合剤に含まれた粉体の状態が変形し、内部抵抗が上昇したり、正極と負極との間の距離が拡大したりする場合があるため、二次電池の特性が劣化する。本実施形態のように凸部17を設けると、電極群6を円筒状容器1に固定できるだけでなく、電極群6の変形も抑制できる。従って、長期に渡って二次電池100の特性が良好に維持される。   Secondary batteries are often used under high temperature conditions such as in mid-summer cars as well as normal use. In this case, the internal pressure of the secondary battery may increase. In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery performs charge and discharge by putting in and out nonaqueous electrolyte ions in the crystals of the positive electrode material and the negative electrode material. At that time, since the crystal may be expanded and contracted, the electrode group is deformed. When the electrode group is deformed, the state of the powder contained in the electrode mixture is deformed, and the internal resistance may increase or the distance between the positive electrode and the negative electrode may increase. Deteriorates. When the convex portion 17 is provided as in the present embodiment, not only the electrode group 6 can be fixed to the cylindrical container 1 but also the deformation of the electrode group 6 can be suppressed. Therefore, the characteristics of the secondary battery 100 are maintained well over a long period of time.

また、凸部17が円環状に形成されていると、周方向に関して電極群6に均一な保持力が作用しうる。これにより、電極群6の変形を抑制する効果が更に高まる。電極群6の中心軸を円筒状容器1の中心軸に一致させることができるので、リード端子7および8に機械的ストレスもかかりにくい。さらに、内圧の上昇および外圧に対する円筒状容器1の耐久性も向上する。   Further, when the convex portion 17 is formed in an annular shape, a uniform holding force can act on the electrode group 6 in the circumferential direction. Thereby, the effect which suppresses a deformation | transformation of the electrode group 6 further increases. Since the central axis of the electrode group 6 can coincide with the central axis of the cylindrical container 1, mechanical stress is hardly applied to the lead terminals 7 and 8. Furthermore, the durability of the cylindrical container 1 against an increase in internal pressure and external pressure is also improved.

本実施形態では、正極リード端子7と封止体3との接触界面のうち、突起部7aが保持されている位置を基準として円筒状容器1の開口部に近い部分に封止剤15が充填されている。同様に、負極リード端子8と封止体3の接触界面のうち、突起部8aが保持されている位置を基準として円筒状容器1の開口部に近い部分に封止剤15が充填されている。封止剤15は、外部への電解液の漏液および蒸発を防止する役割と、外部から円筒状容器1の内部への水分の侵入を防止する役割とを担う。封止剤15によれば、リード端子7および8が電極群6を支える機能を一層高めることもできる。   In the present embodiment, the sealant 15 is filled in a portion of the contact interface between the positive electrode lead terminal 7 and the sealing body 3 that is close to the opening of the cylindrical container 1 with reference to the position where the protrusion 7 a is held. Has been. Similarly, in the contact interface between the negative electrode lead terminal 8 and the sealing body 3, a portion close to the opening of the cylindrical container 1 is filled with the sealing agent 15 with reference to the position where the protrusion 8 a is held. . The sealant 15 plays a role of preventing leakage and evaporation of the electrolyte to the outside and a role of preventing moisture from entering the inside of the cylindrical container 1 from the outside. According to the sealing agent 15, the function of the lead terminals 7 and 8 supporting the electrode group 6 can be further enhanced.

なお、円筒状容器1の底部の空間、すなわち、円筒状容器1の底部と電極群6との間に絶縁シート等の他の部材が設けられていてもよい。同様に、封止体3の下面3qと電極群6との間に絶縁シート等の他の部材が設けられていてもよい。   Note that another member such as an insulating sheet may be provided between the space at the bottom of the cylindrical container 1, that is, between the bottom of the cylindrical container 1 and the electrode group 6. Similarly, another member such as an insulating sheet may be provided between the lower surface 3 q of the sealing body 3 and the electrode group 6.

次に、各部品について詳細に説明する。   Next, each component will be described in detail.

<<円筒状容器>>
円筒状容器1は、底部と開口部とを有する金属製容器である。円筒状容器1の材料としては、軽量性および加工性の観点から、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を好適に使用できる。かしめ強度を比較的容易に高めることができるという理由から、Cu、Mn、Si等の元素を微量添加したアルミニウム合金が好ましい。
<< Cylindrical container >>
The cylindrical container 1 is a metal container having a bottom and an opening. As a material of the cylindrical container 1, metals such as aluminum and aluminum alloy can be suitably used from the viewpoint of lightness and workability. An aluminum alloy to which a small amount of an element such as Cu, Mn, or Si is added is preferable because the caulking strength can be relatively easily increased.

<<封止体>>
封止体3は、弾性材料で構成されている。詳細には、封止体3は、ゴム弾性を有する材料(エラストマー)でできており、円柱の形状を有する。封止体3の直径は、円筒状容器1の開口部の直径よりも少し大きい。封止体3の材料としては、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、イソブチレンイソプレンゴム(IIR)、ブタジエンスチレンゴム(SBR)等を使用できる。
<< Encapsulant >>
The sealing body 3 is made of an elastic material. Specifically, the sealing body 3 is made of a rubber-elastic material (elastomer) and has a cylindrical shape. The diameter of the sealing body 3 is slightly larger than the diameter of the opening of the cylindrical container 1. As a material of the sealing body 3, ethylene propylene diene rubber (EPDM), isobutylene isoprene rubber (IIR), butadiene styrene rubber (SBR), or the like can be used.

<<正極>>
図2に示すように、正極20は、正極集電体21と、正極集電体21の片面または両面に設けられた正極活物質層22とを有する。正極活物質層22は、例えば、正極活物質、結着剤および導電助剤で構成されている。
<< Positive electrode >>
As shown in FIG. 2, the positive electrode 20 includes a positive electrode current collector 21 and a positive electrode active material layer 22 provided on one or both surfaces of the positive electrode current collector 21. The positive electrode active material layer 22 is composed of, for example, a positive electrode active material, a binder, and a conductive additive.

正極集電体21は、導電性を有するシート状の部材であり、典型的には金属箔で構成されている。金属箔に代えて、多数の孔を有する部材(金属メッシュ、パンチングメタル、エキスパンドメタル)も使用できる。正極集電体21の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を好適に使用できる。   The positive electrode current collector 21 is a conductive sheet-like member, and is typically made of a metal foil. Instead of the metal foil, a member having a large number of holes (metal mesh, punching metal, expanded metal) can also be used. As a material of the positive electrode current collector 21, a metal such as aluminum or an aluminum alloy can be suitably used.

正極活物質としては、二酸化マンガン(MnO2)、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn24またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1-yCoy2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-y2)、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物(LixMn2-yNiy4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(LixFePO4)等の酸化物を使用できる。上記化学式の「x」および「y」は、それぞれ、0〜1の範囲の値でありうる。 Examples of the positive electrode active material include manganese dioxide (MnO 2 ), lithium manganese composite oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), lithium nickel composite oxide (eg, Li x NiO 2 ), and lithium cobalt composite oxide. objects (e.g. Li x CoO 2), lithium nickel cobalt composite oxide (e.g., LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium manganese cobalt composite oxides (e.g., Li x Mn y Co 1-y O 2), spinel type lithium Oxides such as manganese nickel composite oxide (Li x Mn 2 -y Ni y O 4 ) and lithium phosphorus oxide having an olivine structure (Li x FePO 4 ) can be used. In the above chemical formula, “x” and “y” may each be a value in the range of 0-1.

好ましい正極活物質として、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄が挙げられる。これらは、金属リチウムの電位に対して例えば3.0V以上5.0V以下の充放電電位を有する。   Preferred positive electrode active materials include lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel cobalt composite oxide, spinel type lithium manganese nickel composite oxide, lithium manganese cobalt composite oxide, lithium phosphoric acid Iron. These have a charge / discharge potential of, for example, 3.0 V or more and 5.0 V or less with respect to the potential of metallic lithium.

導電剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の炭素材料を使用できる。結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)等の樹脂材料を使用できる。   As the conductive agent, carbon materials such as acetylene black, carbon black, and graphite can be used. As the binder, resin materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), carboxymethylcellulose (CMC), fluororubber, and styrene butadiene rubber (SBR) can be used.

<<負極>>
負極25は、負極集電体26と、負極集電体26の片面または両面に設けられた負極活物質層27とを有する。負極活物質層27は、例えば、負極活物質、結着剤および導電助剤で構成されている。
<< Negative electrode >>
The negative electrode 25 includes a negative electrode current collector 26 and a negative electrode active material layer 27 provided on one or both surfaces of the negative electrode current collector 26. The negative electrode active material layer 27 is composed of, for example, a negative electrode active material, a binder, and a conductive additive.

負極集電体26も導電性を有するシート状の部材であり、典型的には金属箔で構成されている。金属箔に代えて、多数の孔を有する部材(金属メッシュ、パンチングメタル、エキスパンドメタル)も使用できる。負極集電体26の材料としては、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を好適に使用できる。   The negative electrode current collector 26 is also a sheet-like member having conductivity, and is typically composed of a metal foil. Instead of the metal foil, a member having a large number of holes (metal mesh, punching metal, expanded metal) can also be used. As a material of the negative electrode current collector 26, metals such as nickel, nickel alloy, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy can be suitably used.

負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金、リチウムチタン複合酸化物(例えばLi4Ti512)、リチウムイオンを吸蔵および放出できる炭素材料、リチウムと合金を形成しうる材料(いわゆる合金系活物質)等を使用できる。炭素材料としては、グラファイトが代表的である。合金系活物質としては、スズ、スズ合金、シリコンおよびシリコン合金が挙げられる。充放電効率およびサイクル寿命の観点から、炭素材料またはリチウムチタン複合酸化物を好適に使用できる。 Examples of the negative electrode active material include lithium metal, lithium alloy, lithium titanium composite oxide (for example, Li 4 Ti 5 O 12 ), a carbon material that can occlude and release lithium ions, and a material that can form an alloy with lithium (so-called alloy-based active material). Substance). A typical carbon material is graphite. Examples of the alloy-based active material include tin, tin alloy, silicon, and silicon alloy. From the viewpoint of charge / discharge efficiency and cycle life, a carbon material or a lithium titanium composite oxide can be preferably used.

結着剤および導電助剤としては、正極20と同じものを使用できる。   As the binder and the conductive assistant, the same materials as those of the positive electrode 20 can be used.

負極25(詳細には負極活物質層27)が、金属リチウムの電位に対して1.0V以上貴な電位を有する負極活物質を含む場合、負極集電体26は、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金でできている。この構成によれば、アルミニウム製の円筒状容器1に負極25が触れた場合であっても、円筒状容器1の溶出を防止できる。言い換えれば、上記構成によれば、アルミニウム製の円筒状容器1の使用が許される。アルミニウム製の円筒状容器1は、二次電池100の軽量化に寄与する。   When the negative electrode 25 (specifically, the negative electrode active material layer 27) contains a negative electrode active material having a noble potential of 1.0 V or more with respect to the potential of metallic lithium, the negative electrode current collector 26 is preferably aluminum or an aluminum alloy. Made of. According to this configuration, the elution of the cylindrical container 1 can be prevented even when the negative electrode 25 touches the aluminum cylindrical container 1. In other words, according to the said structure, use of the cylindrical container 1 made from aluminum is permitted. The aluminum cylindrical container 1 contributes to the weight reduction of the secondary battery 100.

金属リチウムの電位に対して1.0V以上貴な電位を有する負極活物質として、リチウムとチタンとを含む複合酸化物が挙げられる。具体的には、化学式Li4+xTi512(0≦x≦3)で表され、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムが挙げられる。 As a negative electrode active material having a noble potential of 1.0 V or more with respect to the potential of metallic lithium, a composite oxide containing lithium and titanium can be given. Specifically, lithium titanate represented by the chemical formula Li 4 + x Ti 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 3) and having a spinel structure can be given.

<<セパレータ>>
セパレータ24としては、多孔質フィルム、不織布等を使用できる。多孔質フィルムとしては、ポリエチレンまたはポリプロピレンでできたものを例示できる。不織布としては、セルロースまたはポリビニルアルコール(PVA)でできたものを例示できる。
<< Separator >>
As the separator 24, a porous film, a nonwoven fabric, or the like can be used. Examples of the porous film include those made of polyethylene or polypropylene. Examples of the nonwoven fabric include those made of cellulose or polyvinyl alcohol (PVA).

<<非水電解質>>
正極20、負極25およびセパレータ24には、非水電解質が含浸されている。非水電解質としては、電解質と有機溶媒とを含む液状の非水電解質が挙げられる。有機溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ビニレンカーボネート(VC)等の環状カーボネートを使用できる。ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DEC)等の鎖状カーボネート、テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)等の環状エーテル、ジメトキシエタン(DME)等の鎖状エーテル、アセトニトリル(AN)、スルホラン(SL)等も使用できる。これらの有機溶媒は、単独または2種以上の混合物の形態で使用できる。
<< Non-aqueous electrolyte >>
The positive electrode 20, the negative electrode 25, and the separator 24 are impregnated with a nonaqueous electrolyte. Examples of the non-aqueous electrolyte include a liquid non-aqueous electrolyte containing an electrolyte and an organic solvent. As the organic solvent, cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and vinylene carbonate (VC) can be used. Chain carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC) and diethyl carbonate (DEC), cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF) and 2 methyltetrahydrofuran (2MeTHF), chain ethers such as dimethoxyethane (DME) Acetonitrile (AN), sulfolane (SL), etc. can also be used. These organic solvents can be used alone or in the form of a mixture of two or more.

電解質としては、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)等のリチウム塩が挙げられる。化学的安定性と高誘電率化の観点から、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を主たる電解質として用いることが好ましい。「主たる電解質」とは、モル比にて最も多く含まれた電解質を意味する。電解質は、有機溶媒に対して、例えば0.5〜2.0mol/Lの濃度で溶解している。 Examples of the electrolyte include lithium salts such as lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ). From the viewpoint of chemical stability and high dielectric constant, it is preferable to use lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as the main electrolyte. The “main electrolyte” means an electrolyte that is contained most in a molar ratio. The electrolyte is dissolved in the organic solvent at a concentration of 0.5 to 2.0 mol / L, for example.

<<リード端子>>
正極リード端子7は、正極集電体21に固定された第一部分と、封止体3の貫通孔13の中を通って円筒状容器1の外部に延びている第二部分と、第二部分に設けられた突起部7aとで構成されている。つまり、正極リード端子7は、開放端側に突起部7aを有している。第一部分は、正極集電体21に溶接等により固定しうるように板状に成形された部分である。第二部分は、一定の直径を有する棒状の部分である。「リード端子の直径」は、この第二部分の直径を表す。突起部7aは、第二部分から径方向の外側に向かって突出している部分である。つまり、突起部7aは、第二部分の直径よりも大きい直径を有する。
<< Lead terminal >>
The positive electrode lead terminal 7 includes a first portion fixed to the positive electrode current collector 21, a second portion extending outside the cylindrical container 1 through the through hole 13 of the sealing body 3, and a second portion And a projecting portion 7a provided on the surface. That is, the positive electrode lead terminal 7 has the protrusion 7a on the open end side. The first part is a part formed in a plate shape so as to be fixed to the positive electrode current collector 21 by welding or the like. The second portion is a rod-shaped portion having a constant diameter. “The diameter of the lead terminal” represents the diameter of the second portion. The protruding portion 7a is a portion protruding from the second portion toward the outside in the radial direction. That is, the protrusion 7a has a diameter larger than the diameter of the second portion.

本実施形態において、円筒状容器1の高さ方向に垂直な方向から見たとき、突起部7aは、矩形の形状を有する。正極リード端子7の軸方向から見たとき、突起部7aは、円の形状を有する。これらの構造は、負極リード端子8にも採用されている。本実施形態では、リード端子7および8は、それぞれ、突起部7aおよび8aを1つのみ有する。ただし、1つのリード端子に複数の突起部が設けられていてもよい。第二部分の直径は、例えば、0.5〜5mmの範囲にある。突起部7aおよび8aの各直径は、例えば、0.6〜7mmの範囲にある。封止体3の貫通孔13の内径は、例えば、0.2〜4.9mmの範囲にある。   In the present embodiment, when viewed from a direction perpendicular to the height direction of the cylindrical container 1, the protrusion 7 a has a rectangular shape. When viewed from the axial direction of the positive electrode lead terminal 7, the protrusion 7 a has a circular shape. These structures are also adopted for the negative electrode lead terminal 8. In the present embodiment, each of the lead terminals 7 and 8 has only one protrusion 7a and 8a. However, a plurality of protrusions may be provided on one lead terminal. The diameter of the second part is, for example, in the range of 0.5 to 5 mm. Each diameter of the projections 7a and 8a is, for example, in the range of 0.6 to 7 mm. The inner diameter of the through hole 13 of the sealing body 3 is, for example, in the range of 0.2 to 4.9 mm.

図3に示す変形例において、正極リード端子7の突起部7bおよび負極リード端子8の突起部8bは、それぞれ、円筒状容器1の高さ方向に垂直な方向から見たとき、円筒状容器1の開口部側に位置している短辺と、円筒状容器1の底面側に位置している長辺とを含む台形の形状を有する。このような形状の突起部7bおよび8bが設けられていると、封止体3の貫通孔13にリード端子7および8を比較的スムーズに挿入できるので、二次電池100の組み立て時の作業性が向上する。また、電極群6を支える機能の向上も期待できる。   In the modification shown in FIG. 3, the protrusion 7 b of the positive electrode lead terminal 7 and the protrusion 8 b of the negative electrode lead terminal 8 are respectively cylindrical container 1 when viewed from a direction perpendicular to the height direction of the cylindrical container 1. It has a trapezoidal shape including a short side located on the opening side and a long side located on the bottom side of the cylindrical container 1. When the protrusions 7b and 8b having such shapes are provided, the lead terminals 7 and 8 can be inserted into the through hole 13 of the sealing body 3 relatively smoothly. Therefore, workability when assembling the secondary battery 100 is improved. Will improve. Moreover, the improvement of the function which supports the electrode group 6 can also be expected.

リード端子7および8の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、ステンレス等の金属を使用できる。   As the material of the lead terminals 7 and 8, metals such as aluminum, aluminum alloy, nickel, nickel alloy, copper, copper alloy, and stainless steel can be used.

<<封止剤>>
封止剤15としては、アスファルト、コールタール等のピッチ、ピッチと他の材料(鉱物油、シリコンゴム等)との混合物、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等のエラストマーを主成分として含む材料等を使用できる。なお、「主成分」とは、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。なお、図3の変形例に示すように、封止剤15は、突起部7aおよび8bの下側に充填されていてもよい。すなわち、正極リード端子7と封止体3との接触界面のうち、突起部7b(または7a)が保持されている位置を基準として電極群6に近い部分に封止剤15が充填されていてもよい。同様に、負極リード端子8と封止体3の接触界面のうち、突起部8b(または8a)が保持されている位置を基準として電極群6に近い部分に封止剤15が充填されていてもよい。このような構成によれば、円筒状容器1の内部への水分透過をより確実に防止できる。
<< Sealant >>
As the sealant 15, use is made of pitches such as asphalt and coal tar, mixtures of pitches with other materials (mineral oil, silicone rubber, etc.), materials containing elastomers such as styrene butadiene rubber and butadiene rubber as main components. it can. The “main component” means a component that is contained most in mass ratio. In addition, as shown in the modification of FIG. 3, the sealing agent 15 may be filled under the projecting portions 7a and 8b. That is, in the contact interface between the positive electrode lead terminal 7 and the sealing body 3, the portion near the electrode group 6 is filled with the sealing agent 15 with reference to the position where the protrusion 7 b (or 7 a) is held. Also good. Similarly, in the contact interface between the negative electrode lead terminal 8 and the sealing body 3, a portion close to the electrode group 6 is filled with the sealing agent 15 with reference to the position where the protruding portion 8 b (or 8 a) is held. Also good. According to such a configuration, moisture permeation into the cylindrical container 1 can be more reliably prevented.

次に、図1に示す二次電池の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the secondary battery shown in FIG. 1 will be described.

図4に示すように、まず、正極20および負極25を作製する。正極20および負極25は、公知の方法に従って作製できる。具体的には、活物質、導電助剤、結着剤および溶媒を含む合剤を長尺の集電体に塗布し、合剤層が形成されるように塗布された合剤を乾燥させる。その後、合剤層と集電体とをプレスすれば、帯状の電極(正極20および負極25)が得られる(STEP1)。正極20および負極25には、それぞれ、正極リード端子7および負極リード端子8が溶接等により固定される。   As shown in FIG. 4, first, the positive electrode 20 and the negative electrode 25 are produced. The positive electrode 20 and the negative electrode 25 can be produced according to a known method. Specifically, a mixture containing an active material, a conductive additive, a binder and a solvent is applied to a long current collector, and the applied mixture is dried so that a mixture layer is formed. Thereafter, when the mixture layer and the current collector are pressed, strip-shaped electrodes (the positive electrode 20 and the negative electrode 25) are obtained (STEP 1). The positive electrode lead terminal 7 and the negative electrode lead terminal 8 are fixed to the positive electrode 20 and the negative electrode 25 by welding or the like, respectively.

次に、正極20と、負極25と、セパレータ24とを巻回して電極群6を形成する(STEP2)。次に、電極群6を円筒状容器1に収納する(STEP3)。次に、電極群6に非水電解液を含浸させる(STEP4)。電極群6に非水電解液を含浸させる工程は、円筒状容器1に封止体3を装着する前であれば、どの段階で行ってもよい。   Next, the positive electrode 20, the negative electrode 25, and the separator 24 are wound to form the electrode group 6 (STEP 2). Next, the electrode group 6 is accommodated in the cylindrical container 1 (STEP 3). Next, the electrode group 6 is impregnated with a non-aqueous electrolyte (STEP 4). The step of impregnating the electrode group 6 with the nonaqueous electrolytic solution may be performed at any stage as long as the sealing body 3 is not attached to the cylindrical container 1.

電極群6を簡単に収納できるようにするために、二次電池100の組立前において、円筒状容器1の開口部における直径は、円筒状容器1の底部の直径を上回る。つまり、円筒状容器1の側部1aには緩やかなテーパが付与されている。この場合、電極群6の収納後、円筒状容器1の側部1aの絞り加工(縮径加工)を行うことが望ましい。これにより、円筒状容器1の寸法を所望の寸法へと調節できる。   In order to easily store the electrode group 6, the diameter of the opening of the cylindrical container 1 is larger than the diameter of the bottom of the cylindrical container 1 before the secondary battery 100 is assembled. That is, the side part 1a of the cylindrical container 1 is gently tapered. In this case, it is desirable to perform drawing processing (diameter reduction processing) of the side portion 1a of the cylindrical container 1 after the electrode group 6 is stored. Thereby, the dimension of the cylindrical container 1 can be adjusted to a desired dimension.

次に、円筒状容器1の側部1aをかしめる(STEP5)。これにより、円筒状容器1に封止体3を装着したときに、円筒状容器1の高さ方向に関して封止体3の上面3pと封止体3の下面3qとの間において封止体3に加わる径方向の圧縮荷重を増加させるかしめ部10が形成される。   Next, the side part 1a of the cylindrical container 1 is caulked (STEP 5). Thereby, when the sealing body 3 is attached to the cylindrical container 1, the sealing body 3 between the upper surface 3 p of the sealing body 3 and the lower surface 3 q of the sealing body 3 in the height direction of the cylindrical container 1. The caulking portion 10 is formed to increase the radial compressive load applied to the.

また、電極群6を円筒状容器1に収納した後、円筒状容器1の内周面と電極群6の外周面との間の隙間を狭めるように、円筒状容器1の外周面に溝を形成して円筒状容器1の内側に凸部17を設ける。凸部17は電極群6に接触してもよいが、充放電反応の均一性の観点から凸部17が電極群6を圧迫しないこと、凸部17が電極群6を変形させないことが望ましい。   In addition, after the electrode group 6 is stored in the cylindrical container 1, a groove is formed in the outer peripheral surface of the cylindrical container 1 so as to narrow a gap between the inner peripheral surface of the cylindrical container 1 and the outer peripheral surface of the electrode group 6. The convex part 17 is provided inside the cylindrical container 1 by forming. Although the convex part 17 may contact the electrode group 6, it is desirable that the convex part 17 does not press the electrode group 6 from the viewpoint of the uniformity of the charge / discharge reaction, and that the convex part 17 does not deform the electrode group 6.

リード端子7および8に過剰な力が加わることを回避するために、円筒状容器1の中で電極群6が動くことを防ぐための構造が担うべき役割は大きい。本実施形態では、そのような構造として、リード端子7および8の突起部7aおよび8a、かしめ部10、および凸部17が採用されている。特に、電極群6には、コバルト、マンガン等の金属が使用されていることが多く、電極群6が重くなりがちである。この場合、上記構造によってもたらされる利益は一層大きいものとなる。   In order to avoid applying excessive force to the lead terminals 7 and 8, the structure for preventing the electrode group 6 from moving in the cylindrical container 1 has a great role to play. In the present embodiment, the protrusions 7a and 8a of the lead terminals 7 and 8, the caulking part 10, and the convex part 17 are employed as such a structure. In particular, metals such as cobalt and manganese are often used for the electrode group 6, and the electrode group 6 tends to be heavy. In this case, the benefits provided by the structure are even greater.

なお、かしめ部10と同じように、凸部17もかしめ加工によって形成できる。また、凸部17が円環の形状を有するように円筒状容器1の周方向に沿って溝を形成することが好ましい。これにより、電極群6の周方向に均一な保持力を作用させることが可能となる。   As with the caulking portion 10, the convex portion 17 can also be formed by caulking. Moreover, it is preferable to form a groove along the circumferential direction of the cylindrical container 1 so that the convex part 17 has an annular shape. Thereby, a uniform holding force can be applied in the circumferential direction of the electrode group 6.

次に、封止体3を円筒状容器1の開口部に装着する(STEP6)。突起部7aおよび突起部8aが各貫通孔13の中で封止体3に保持されるように正極リード端子7および負極リード端子8を封止体3の各貫通孔13に挿し込む。リード端子7および8が挿し込まれた封止体3を円筒状容器1の開口部に装着する。   Next, the sealing body 3 is attached to the opening of the cylindrical container 1 (STEP 6). The positive electrode lead terminal 7 and the negative electrode lead terminal 8 are inserted into the respective through holes 13 of the sealing body 3 such that the protruding portions 7 a and the protruding portions 8 a are held by the sealing body 3 in the respective through holes 13. The sealing body 3 into which the lead terminals 7 and 8 are inserted is attached to the opening of the cylindrical container 1.

封止体3の装着後、正極リード端子7と封止体3との接触界面(微小隙間)のうち、突起部7aが保持されている位置を基準として円筒状容器1の開口部に近い部分に封止剤15を充填する。封止剤15の充填には、例えば細い先端を有するディスペンサを使用できる。同様に、負極リード端子8と封止体3の接触界面のうち、突起部8aが保持されている位置を基準として円筒状容器1の開口部に近い部分に封止剤15を充填する。これにより、リード端子7および8と貫通孔13との間の隙間を確実に封じることができる。   After the sealing body 3 is mounted, a portion of the contact interface (micro gap) between the positive electrode lead terminal 7 and the sealing body 3 that is close to the opening of the cylindrical container 1 with reference to the position where the protrusion 7a is held. Is filled with sealant 15. For example, a dispenser having a thin tip can be used for filling the sealant 15. Similarly, the sealing agent 15 is filled in a portion of the contact interface between the negative electrode lead terminal 8 and the sealing body 3 that is close to the opening of the cylindrical container 1 with reference to the position where the protrusion 8 a is held. Thereby, the clearance gap between the lead terminals 7 and 8 and the through-hole 13 can be sealed reliably.

最後に、封止体3の上面3pに圧縮荷重が加わるように、開口端部12をU字状に曲げる(STEP7)。開口端部12の曲げは、かしめ加工により行うことができる。以上の各工程を行うことにより、図1に示す二次電池100が得られる。なお、円筒状容器1の開口部に封止体3を装着した後で、かしめ部10を形成してもよい。この場合、開口端部12を曲げる工程と、かしめ部10を形成する工程とを同時または連続して行えるので、生産性の向上を期待できる。同様に、円筒状容器1の開口部に封止体3を装着した後で、凸部17を形成してもよい。   Finally, the open end 12 is bent into a U shape so that a compressive load is applied to the upper surface 3p of the sealing body 3 (STEP 7). The opening end 12 can be bent by caulking. By performing the above steps, the secondary battery 100 shown in FIG. 1 is obtained. The caulking portion 10 may be formed after the sealing body 3 is attached to the opening of the cylindrical container 1. In this case, since the process of bending the open end 12 and the process of forming the caulking portion 10 can be performed simultaneously or continuously, an improvement in productivity can be expected. Similarly, the convex portion 17 may be formed after the sealing body 3 is attached to the opening of the cylindrical container 1.

以上に説明した方法は、リード端子7および8を円筒状容器1等に溶接する工程を含んでいない。従って、溶接工程で金属粉が発生し、その金属粉が容器内に残留することに基づく二次電池の信頼性の低下、作業環境の悪化等の諸問題が起こりにくい。また、本実施形態の方法には、加熱を要する加工が含まれていないので、加熱によるひずみ等の不具合が電極群6に起こりにくい。   The method described above does not include a step of welding the lead terminals 7 and 8 to the cylindrical container 1 or the like. Accordingly, various problems such as a decrease in the reliability of the secondary battery and a deterioration in the working environment due to the generation of metal powder in the welding process and the remaining metal powder in the container are unlikely to occur. In addition, since the method of the present embodiment does not include processing that requires heating, problems such as distortion due to heating hardly occur in the electrode group 6.

また、本実施形態で説明した方法によって製造されたリチウム二次電池は、リード端子への機械的ストレス、容器内への水分の透過が抑制されているので、高い信頼性を有する。   Moreover, the lithium secondary battery manufactured by the method described in this embodiment has high reliability because mechanical stress on the lead terminals and moisture permeation into the container are suppressed.

本発明は、エネルギー分野向けの二次電池、例えば、一般家庭用の二次電池に有利に適用できる。   The present invention can be advantageously applied to a secondary battery for the energy field, for example, a secondary battery for general household use.

1 円筒状容器
3 封止体
6 電極群
7 正極リード端子
8 負極リード端子
7a,7b,8a,8b 突起部
10 かしめ部
13 貫通孔
15 封止剤
17 凸部
20 正極
24 セパレータ
25 負極
100 二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical container 3 Sealing body 6 Electrode group 7 Positive electrode lead terminal 8 Negative electrode lead terminal 7a, 7b, 8a, 8b Protrusion part 10 Caulking part 13 Through-hole 15 Sealant 17 Protrusion part 20 Positive electrode 24 Separator 25 Negative electrode 100 Secondary battery

Claims (12)

開放端側に突起部を有する正極リード端子が固定された正極と、開放端側に突起部を有する負極リード端子が固定された負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータとを巻回して電極群を形成する工程と、
前記電極群を金属製の円筒状容器に収納する工程と、
前記電極群に非水電解液を含浸させる工程と、
2つの貫通孔を備えた弾性力を有する封止体の各貫通孔に、前記正極リード端子の前記突起部および前記負極リード端子の前記突起部が各貫通孔の中で前記封止体に保持されるように前記正極リード端子および前記負極リード端子を挿し込み、前記封止体を前記円筒状容器の開口部に装着する工程と、
前記円筒状容器の高さ方向に関して前記封止体の上面と前記封止体の下面との間において前記封止体に加わる径方向の圧縮荷重を増加させるように、前記円筒状容器の側部をかしめる工程と、
を含む、二次電池の製造方法。
A positive electrode having a positive electrode lead terminal having a protrusion on the open end side, a negative electrode having a negative electrode lead terminal having a protrusion on the open end side, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode; Forming a group of electrodes by winding
Storing the electrode group in a metal cylindrical container;
Impregnating the electrode group with a non-aqueous electrolyte; and
The protruding portion of the positive electrode lead terminal and the protruding portion of the negative electrode lead terminal are held in the sealing body in each through hole in each through hole of the sealing body having elasticity through two through holes. Inserting the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal as described above, and attaching the sealing body to the opening of the cylindrical container;
The side part of the cylindrical container increases the radial compressive load applied to the sealing body between the upper surface of the sealing body and the lower surface of the sealing body with respect to the height direction of the cylindrical container. Caulking process,
A method for manufacturing a secondary battery, comprising:
前記円筒状容器の高さ方向に関して前記突起部の下端と前記封止体の下面との間において前記円筒状容器の側部をかしめる、請求項1に記載の二次電池の製造方法。   The method for manufacturing a secondary battery according to claim 1, wherein a side portion of the cylindrical container is caulked between a lower end of the protruding portion and a lower surface of the sealing body with respect to a height direction of the cylindrical container. 前記電極群を前記円筒状容器に収納した後、前記円筒状容器の内周面と前記電極群の外周面との間の隙間を狭めるように、前記円筒状容器の外周面に溝を形成して前記円筒状容器の内側に凸部を設ける工程をさらに含む、請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。   After the electrode group is stored in the cylindrical container, a groove is formed in the outer peripheral surface of the cylindrical container so as to narrow a gap between the inner peripheral surface of the cylindrical container and the outer peripheral surface of the electrode group. The method for manufacturing a secondary battery according to claim 1, further comprising a step of providing a convex portion inside the cylindrical container. 前記凸部が円環の形状を有するように前記円筒状容器の周方向に沿って前記溝を形成する、請求項3に記載の二次電池の製造方法。   The method for manufacturing a secondary battery according to claim 3, wherein the groove is formed along a circumferential direction of the cylindrical container so that the convex portion has an annular shape. 前記正極リード端子と前記封止体との接触界面、および、前記負極リード端子と前記封止体の接触界面のうち、前記突起部が保持されている位置を基準として前記円筒状容器の前記開口部に近い部分に封止剤を充填する工程をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。   Of the contact interface between the positive electrode lead terminal and the sealing body and the contact interface between the negative electrode lead terminal and the sealing body, the opening of the cylindrical container is based on the position where the protrusion is held. The manufacturing method of the secondary battery of any one of Claims 1-4 which further includes the process of filling the sealing agent in the part close | similar to a part. 前記円筒状容器がアルミニウムまたはアルミニウム合金でできており、
前記負極は、金属リチウムの電位に対して1.0V以上貴な電位を有する負極活物質を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。
The cylindrical container is made of aluminum or aluminum alloy;
The method for producing a secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode includes a negative electrode active material having a noble potential of 1.0 V or more with respect to the potential of metallic lithium.
金属製の円筒状容器と、
正極、負極および前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータを有し、前記円筒状容器に収納された、巻回された電極群と、
前記円筒状容器の開口部に固定された封止体と、を備え、
前記電極群は、前記正極に接続された正極リード端子と、前記負極に接続された負極リード端子とをさらに有し、
前記封止体は、2つの貫通孔を有するとともに、弾性材料で構成されており、
前記正極リード端子および前記負極リード端子は、それぞれ、開放端側に突起部を有し、かつ前記突起部が各貫通孔の中で前記封止体に保持されるように前記封止体の各貫通孔に挿し込まれており、
前記円筒状容器の側部には、前記円筒状容器の高さ方向に関して前記封止体の上面と前記封止体の下面との間において、前記電極群の中心軸に向かう方向に突出しているかしめ部が設けられている、二次電池。
A metal cylindrical container;
A wound electrode group having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and housed in the cylindrical container;
A sealing body fixed to the opening of the cylindrical container,
The electrode group further includes a positive electrode lead terminal connected to the positive electrode and a negative electrode lead terminal connected to the negative electrode,
The sealing body has two through holes and is made of an elastic material,
Each of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal has a protruding portion on the open end side, and each of the sealing bodies is held by the sealing body in each through hole. Inserted in the through hole,
The side of the cylindrical container protrudes in the direction toward the central axis of the electrode group between the upper surface of the sealing body and the lower surface of the sealing body with respect to the height direction of the cylindrical container. A secondary battery provided with a caulking portion.
前記かしめ部が、前記高さ方向に関して前記突起部の下端と前記封止体の下面との間に設けられている、請求項7に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 7, wherein the caulking portion is provided between a lower end of the protruding portion and a lower surface of the sealing body in the height direction. 前記円筒状容器の内側には、前記円筒状容器の高さ方向に関して前記封止体の下面と前記円筒状容器の底面との間において、前記円筒状容器の内周面と前記電極群の外周面との間の隙間を狭めている凸部が設けられている、請求項7または8に記載の二次電池。   Inside the cylindrical container, between the lower surface of the sealing body and the bottom surface of the cylindrical container in the height direction of the cylindrical container, the inner peripheral surface of the cylindrical container and the outer periphery of the electrode group The secondary battery according to claim 7, wherein a convex portion that narrows a gap between the surface and the surface is provided. 前記凸部が、前記電極群を周方向に包囲する円環の形状を有する、請求項9に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 9, wherein the convex portion has an annular shape surrounding the electrode group in a circumferential direction. 前記正極リード端子と前記封止体との接触界面、および、前記負極リード端子と前記封止体の接触界面のうち、前記突起部が保持されている位置を基準として前記円筒状容器の前記開口部に近い部分に充填された封止剤をさらに備えた、請求項7〜10のいずれか1項に記載の二次電池。   Of the contact interface between the positive electrode lead terminal and the sealing body and the contact interface between the negative electrode lead terminal and the sealing body, the opening of the cylindrical container is based on the position where the protrusion is held. The secondary battery according to claim 7, further comprising a sealant filled in a portion close to the portion. 前記正極リード端子の前記突起部および前記負極リード端子の前記突起部は、それぞれ、前記円筒状容器の高さ方向に垂直な方向から見たとき、前記円筒状容器の前記開口部側に位置している短辺と、前記円筒状容器の底面側に位置している長辺とを含む台形の形状を有する、請求項7〜11のいずれか1項に記載の二次電池。   The protrusions of the positive electrode lead terminal and the protrusions of the negative electrode lead terminal are respectively positioned on the opening side of the cylindrical container when viewed from a direction perpendicular to the height direction of the cylindrical container. The secondary battery according to claim 7, wherein the secondary battery has a trapezoidal shape including a short side and a long side located on a bottom side of the cylindrical container.
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