JP2012054024A - 角形二次電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電極群6において、負極板は、その捲回最外周が正極板の捲回最外周を覆うように捲回され、負極板の捲き終わり6DEは、正極板6Eの捲き終わり端部6EEよりも、より捲回を進めた位置に至る。電極群6の平面部において捲き終わり端部6EE,6DEは接続板5A、5Bで超音波接合されている。捲き終わり端部6EE,6DEは、平面部の超音波接合箇所に位置する。したがって、捲き終わり端部6EE,6DEは溶接固定される。これによって捲き終わりのめくれ上がりが防止される。
【選択図】図2
Description
(2)請求項8の発明による角形二次電池の製造方法は、活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群を作製する第1工程と、前記正負極板の露出部の各々を正負極外部端子にそれぞれ接続する正負極接続板に接続する第2工程と、前記正負極接続板が接続された前記電極群を扁平直方体状の電池容器に収納する第3工程と、前記第3工程の後、前記電池容器を密閉する第4工程とを有し、前記第1工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部が、前記電極群の表面で予め定めた位置となるように前記正負極板を切断する第5工程を含むことを特徴とする。
図1〜図7は第1の実施の形態による角形二次電池を示す。
図1〜図3に示すように、電池30は、電極群6と、電極群6を収納する電池缶1とを備える。電池缶1には、電極群6を挿入するための開口部11が設けられ、開口部11は電池蓋3によって封止されている。さらに、電池缶1内には、電池蓋3に設けられた注液口20から電解液が注入され、注液口20は注液栓によって封止されている。電池蓋3は、開口部11の輪郭に合致する平板状に形成され、隙間無く開口部11を封止する。なお、図1において、符号100は、電池缶1と電池蓋3から構成される電池容器を示している。
図4に示すように、電極群6は、シート状の正負極板6E、6Dをセパレータ6Cを介在させつつ捲回軸周りに扁平状に捲回して成り、電池缶1と電池蓋3とで画定された扁平直方体状の空間内に収納される。正負極板6E、6Dは正負極集電箔上に活物質合剤を塗布して構成される。図中、6Fは活物質合剤を塗布した塗工部を示す。捲回軸方向の両端部の各々には、活物質合剤を塗布しない未塗工部(金属箔の露出部)6A、6Bが設けられる。未塗工部6A、6Bは、電極群6の捲回軸方向の反対位置にそれぞれ形成されている。
図2および図3を参照して正負極接続板5A,5Bについて説明する。正負極接続板5A,5Bはそれぞれ同様に構成されているので、接続板5Bのみを代表的に詳述する。
接続板5Bは、電池蓋3の内面に沿う基部51Bと、基部51Bから略直角に曲がって、電池缶1の幅狭の側面101に沿って底面103に向かって電極群6の下部まで長く伸びる側面部52Bと、側面部52Bの下半部で電極群6に向かって、すなわち、電池缶1の幅広の側面104に沿って略直角に曲がる接合片54Bとを備える。なお、接合片54Bと側面部52Bとは断面L字形状の一体構造であり、強度、剛性が高い。
図3は電極アセンブリ50の斜視図である。電極アセンブリ50は蓋アセンブリ40と電極群6とを接続して構成されている。蓋アセンブリ40を構成する接合片54Bは、電極群6の未塗工部6Bに、接合部8B1、8B2の二箇所で超音波溶接によって接合されている。蓋アセンブリ40を構成する接合片54Aは、電極群6の未塗工部6Aに、接合部8A1、8A2の二箇所で超音波溶接によって接合されている。
正負極板の捲き終わり端部について図2、図4、図5および図6を参照して説明する。なお図5において、負極板6Dの端部6DEを示すため、接合片54Bと未塗工部6Bとの間に間隙を設けて図示している。図6は、未塗工部6Bにおける超音波溶接部を示す断面図であり、符号WDは正負極板6E,6Dの捲回方向である。
図7は捲回装置210で電極群6を捲回する様子を示す斜視図である。図7に示すように、扁平形捲回電極群6の捲回に際しては、水平軸を中心に回転するボビン70に2枚のセパレータ6Cを数周捲回した後に、ボビン70の一方側から一方のセパレータ6Cの下側に正極板6Eを捲き込む。さらに、ボビン70の他方側から他方のセパレータ6Cの上側に負極板6Dを捲き込む。セパレータ6Cと負極板6Dを水平なガイドローラ72によってガイドし、セパレータ6Cと正極板6Eを水平なガイドローラ71によって案内しつつボビン70を回転し、セパレータ6C、負極板6D、セパレータ6C、正極板6Eを重ねて捲回する。
(1)第1実施形態による二次電池によれば、電極板端部6EE,6DEが、接合片54A,54Bの超音波接合箇所8A1、8A2、8B1、8B2において、溶接固定される。これにより、電極アセンブリ50を電池缶1に挿入する際、電極板端部6EE,6DEが電池缶開口部11に引掛からないように慎重に行う挿入工程を採用することなく、電極板端部6EE,6DEのめくれ上がりを防止できる。その結果、組立時間の低減につながり、以て、低コスト化を図ることができる。
図8に示すように、正負極板6E,6Dはセパレータ6Cで絶縁しつつ捲回方向WDに捲回されている。負極板6Dの捲き終わり端部6DEは、第1実施の形態とは異なり、接合片54Bと対向する平面部62Bの裏面62BRに位置する。第2実施の形態では、超音波溶接する際、負極箔集合部である平面部62Bは接合片54Bと集電保護板55Bとの間で挟持されて溶接される。したがって、負極板6Dの捲き終わり端部6DEが集電保護板55Bが延在する範囲内に位置するように、負極板6Dの長さが決定される。
以上説明した第1および第2実施形態を次のように変形して実施することができる。
(1)以上の実施形態では、正負極板6E,6Dの端部6EE,6DEが超音波接合箇所8A1、8A2、8B1、8B2の位置に存在するようにした。しかしながら、正負極板6E,6Dの端部6EE,6DEが超音波接合箇所8A1、8A2、8B1、8B2に存在しないときでも、接合片54A、54Bが長手方向(電池缶深さ方向)に延在する範囲内(図2の範囲6WA,6WB)に位置すれば、接合片54A,54Bの内面によって捲き終わり端部6EE,6DEがそれぞれ押さえ込まれ、電極板端部6EE,6DEのめくれ上がりが防止される。すなわち、正負極板6E,6Dの露出部6A,6Bにおける捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて電池容器の内面に対峙していればよい。
なお、この変形例では、電極群6を電池缶1内に挿入する際の工程の簡素化という効果に加えて、捲き終わり端部が異なる極性の電池缶1と短絡することを防止できるという効果も奏する。
3 電池蓋
4A、4B 外部端子
5A、5B 接続板
6 電極群
6A、6B 金属箔の露出部
6D,6E 正負極板
6DE,6EE 捲き終わり端部
6F 塗布部
8A1、8A2、8B1、8B2 超音波接合箇所
11 開口部
13A、13B シール材
20 注液口
21 圧力開放弁
30 角形二次電池
40 蓋アセンブリ
50 電極アセンブリ
51A、51B 基部
52A、52B 側面部
54A、54B 接合片
55A,55B 集電保護板
60 折れ曲げ部
62 平面部
100 電池容器
101 幅狭面
102 電池缶内面
103 底面
104、106 幅広面
210 捲回装置
Claims (9)
- 活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群と、
電池缶と電池蓋とを有し、前記電極群を収納する扁平直方体状の電池容器と、
前記正負極板の露出部とそれぞれ電気的に接続された正負極外部端子とを有し、
前記正負極板の露出部における捲き終わり端部の各々が、それぞれ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙していることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1記載の角形二次電池において、
前記正負極板の露出部は積層体を呈し、前記積層体は押し潰され、その最外周には前記導電部材が接合されていることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項2記載の角形二次電池において、
前記導電部材の各々は、対応する前記正負極板と同一の極性を持つことを特徴とする角形二次電池。 - 請求項3記載の角形二次電池において、
前記導電部材の各々は、それぞれ前記露出部と前記正負極外部端子とを電気的に接続する正負極接続板であり、前記接続板が前記電池蓋に取り付けられていることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1記載の角形二次電池において、
前記正負極板の露出部のそれぞれは積層体を呈し、前記積層体のそれぞれは、前記露出部と前記正負極外部端子とをそれぞれ電気的に接続する正負極接続板と集電保護板との間で挟持されて溶接され、前記導電部材は前記接続板および集電保護板のいずれか一方であることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項5記載の角形二次電池において、
前記電極群は、前記電池缶の表裏に広がる幅広面と対向する一対の平面部と、一対の平面部の両端部で正負極板が折れ曲がる折れ曲がり部とを有し、
前記捲き終わり端部は前記平面部に位置し、
前記正負極接続板の各々は、前記電池缶の幅広面に対面して設けられた接合片と、前記接合片を前記外部端子に接続する部材であって、前記電池缶の幅狭面に沿って前記電池蓋まで延在する接続部材とを有することを特徴とする角形二次電池。 - 請求項5または6記載の角形二次電池において、
前記正負極板の前記捲き終わり端部は、前記電池容器の同一の平面部に対向する位置に配置されていることを特徴とする角形二次電池。 - 活物質が両面に塗布されたシート状の正負極板をセパレータで絶縁しつつ捲回軸周りに扁平形状に捲回してなり、捲回軸方向の両端には前記活物質が塗布されない正負極板の露出部がそれぞれ設けられた電極群を作製する第1工程と、
前記正負極板の露出部の各々を正負極外部端子にそれぞれ接続する正負極接続板に接続する第2工程と、
前記正負極接続板が接続された前記電極群を扁平直方体状の電池容器に収納する第3工程と、
前記第3工程の後、前記電池容器を密閉する第4工程とを有し、
前記第1工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部が、前記電極群の表面で予め定めた位置となるように前記正負極板を切断する第5工程を含むことを特徴とする角形二次電池の製造方法。 - 請求項8記載の角形二次電池の製造方法において、
前記第5工程は、
前記正負極板の捲回長さを測定する第6工程と、
前記第6工程により測定された前記正負極板のそれぞれの捲回長さに基づいて前記正負極板を切断する位置を決定する第7工程とを含み、
前記第7工程は、前記正負極板の露出部における捲き終わり端部のそれぞれが、同一極性を持つ導電部材を介在させて前記電池容器の内面に対峙するような長さに決定することを特徴とする角形二次電池の製造方法。
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