JP2012128955A - Cylindrical secondary battery - Google Patents

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Kotaro Ikeda
幸太郎 池田
Hideki Shinohara
英毅 篠原
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勇人 小口
Katsunori Suzuki
克典 鈴木
Takashi Sasaki
孝 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable secondary battery arranged so that the resistance is reduced by increasing the area of a flange joint without sacrificing airtightness.SOLUTION: A lithium ion secondary battery 1 comprises: a power generation unit 20; a battery container 2 for housing the power generation unit 20; a cap 3; a cap case 37 having a flange 37b; and a seal cap 50 for sealing the battery container 2. The cap case 37 has a protrusion piece 37c protruding from the flange 37b. The cap 3 is integrated with the cap case 37 by joining the protrusion piece 37c and the cap 3 to each other. In the flange 37b, a reentrant 37e is formed at a position adjacent to the protrusion piece 37c at least on one side thereof by notching the flange toward the outer periphery of the cap case 37. Thus, the joint area of the cap 3 and the cap case 37 is ensured, and the airtightness with the seal cap 50 is maintained.

Description

本発明は円筒形二次電池に係り、特に、発電ユニットと、発電ユニットを収容する電池容器と、正負極のうち一方の端子を構成するキャップとキャップの外周部においてキャップの上面側に折り曲げられたフランジを持つキャップケースとを有し電池容器を封止する密閉蓋とを備えた円筒形二次電池に関する。   The present invention relates to a cylindrical secondary battery, and in particular, a power generation unit, a battery container that houses the power generation unit, a cap that constitutes one terminal of positive and negative electrodes, and an outer peripheral portion of the cap that is bent toward the upper surface side of the cap. The present invention relates to a cylindrical secondary battery having a cap case having a flange and a sealing lid for sealing a battery container.

従来、二次電池は家電製品に汎用されており、最近では、特にリチウムイオン二次電池が数多く用いられている。リチウムイオン二次電池はエネルギ密度が高いことから、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）の車載用電源としても開発が進められている。車載用電源は大電流の通電が必要なため、このような用途でのリチウムイオン二次電池では、蓋ユニット（密閉蓋）における上蓋と上蓋ケースとを溶接する等、各部品の低抵抗化の対策が進められている。   Conventionally, secondary batteries have been widely used in home appliances, and recently, many lithium ion secondary batteries have been used. Since the lithium ion secondary battery has a high energy density, it is being developed as an in-vehicle power source for electric vehicles (EV) and hybrid vehicles (HEV). Since the in-vehicle power supply needs to be energized with a large current, the lithium-ion secondary battery for such an application can reduce the resistance of each component, such as welding the upper lid and the upper lid case of the lid unit (sealing lid). Countermeasures are underway.

この種のリチウムイオン二次電池は、一般に円筒形（円柱状）を呈しており、正負極電極をセパレータを介して配置した電極群が電池缶（電池容器）内に電解液に浸潤されて収容されており、電池缶は密閉蓋により封止された気密構造を有している。このような密閉蓋の構造として、例えば、皿状でアルミニウム製の蓋ケースのフランジ部が、ニッケルメッキを施した鉄製の蓋キャップのフランジ部の上方側に折り曲げられてかしめられた構造が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の密閉蓋では、蓋ケースの周縁部にフランジ部が形成されており、このフランジ部を折り曲げて上蓋にかしめている。   This type of lithium ion secondary battery generally has a cylindrical shape (columnar shape), and an electrode group in which positive and negative electrodes are arranged via a separator is infiltrated into an electrolytic solution in a battery can (battery container). The battery can has an airtight structure sealed with a sealing lid. As a structure of such a sealing lid, for example, a structure in which a flange portion of a dish-shaped aluminum lid case is bent and crimped to an upper side of a flange portion of a nickel-plated iron lid cap is known. (See Patent Document 1). In the hermetic lid of Patent Document 1, a flange portion is formed on the peripheral portion of the lid case, and the flange portion is bent and caulked to the upper lid.

特開２００７−２１３８１９号公報JP 2007-213819 A

しかしながら、大容量が要求されるプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）に使用されるリチウムイオン二次電池では大電流の通電が必要とされるため、一層の低抵抗化の要請がある。その際、上蓋（キャップ）とケース（キャップケース）との接合部の面積をより大きくする必要性が生じるが、折り曲げられるフランジが径の違いから波打つように変形し、密閉型電池の気密性を損なうおそれがあった。   However, since lithium ion secondary batteries used in plug-in hybrid vehicles (PHEV) and electric vehicles (EV) that require large capacity require energization of a large current, there is a demand for further reduction in resistance. is there. At that time, there is a need to increase the area of the joint between the upper lid (cap) and the case (cap case), but the bent flange is deformed so that it undulates due to the difference in diameter, thereby improving the airtightness of the sealed battery. There was a risk of damage.

本発明は上記事案に鑑み、低抵抗化を図ると共に、気密性を損なうことなく信頼性の高い二次電池を提供することを課題とする。   In view of the above-described case, an object of the present invention is to provide a secondary battery having high reliability while reducing resistance and without impairing airtightness.

上記課題を解決するために、本発明は、発電ユニットと、前記発電ユニットを収容する電池容器と、正負極のうち一方の端子を構成するキャップと、前記キャップの外周部において前記キャップの上面側に折り曲げられたフランジを持つキャップケースとを有し、前記電池容器を封止する密閉蓋と、を備え、前記キャップケースは中心部側に向けて前記フランジから突出した溶接用突片を有し、前記突片と前記キャップとが接合されることで前記キャップと前記キャップケースとが一体化されており、前記フランジには、少なくとも前記突片の片側に隣接する箇所に、前記キャップケースの外周側に切り欠かれた凹部が形成されている、ことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a power generation unit, a battery container that houses the power generation unit, a cap that constitutes one terminal of positive and negative electrodes, and an upper surface side of the cap at an outer peripheral portion of the cap. A cap case having a flange bent into a flange, and a sealing lid for sealing the battery container, the cap case having a welding protrusion protruding from the flange toward the center side The cap and the cap case are integrated by joining the projecting piece and the cap, and the flange has an outer periphery of the cap case at a position adjacent to at least one side of the projecting piece. It is characterized in that a concave portion cut out on the side is formed.

本発明において、凹部は曲線を含んで形成されていてもよい。また、フランジの径方向の幅Ｗ１と、凹部が形成された箇所のフランジの径方向の幅Ｗ２との関係が、Ｗ１＞Ｗ２の大小関係を持つことが好ましい。さらに、キャップケースには突片が複数形成されており、各突片間の間隔が同じであってもよい。このような態様では、各突片とキャップとが抵抗溶接または摩擦攪拌により接合されていてもよい。また、キャップは、上方に突出した突出部と、外周を構成するリング部と、突出部とリング部とを繋ぐ立ち上がり部と有し、立ち上がり部には所定間隔で複数の開口が形成されており、各突片は、立ち上がり部の開口が形成された位置を避けるように、フランジから立ち上がり部に向けて突出していることが好ましい。 In this invention, the recessed part may be formed including the curve. Further, the width W 1 in the radial direction of the flange, the relationship between the width W 2 in the radial direction of the flange of the portion where the recess is formed, preferably has a size relationship of W 1> W 2. Furthermore, a plurality of protruding pieces may be formed on the cap case, and the interval between the protruding pieces may be the same. In such an aspect, each protrusion and the cap may be joined by resistance welding or friction stirring. In addition, the cap has a protruding portion that protrudes upward, a ring portion that forms the outer periphery, and a rising portion that connects the protruding portion and the ring portion, and a plurality of openings are formed in the rising portion at predetermined intervals. Each protruding piece preferably protrudes from the flange toward the rising portion so as to avoid the position where the opening of the rising portion is formed.

本発明によれば、キャップケースが中心部側に向けてフランジから突出した溶接用突片を有しているので、突片の形成によりキャップとキャップケースとの接合面積を大きく確保できるため、低抵抗化を図ることができるとともに、フランジには、少なくとも突片の片側に隣接する箇所に、キャップケースの外周側に切り欠かれた凹部が形成されているので、キャップケースのフランジをキャップの上面側に折り曲げる際に、フランジに波打つように生じる変形を凹部が吸収しフランジに不要な変形が生じないため、密閉蓋による気密性が保たれ電池の信頼性を高めることができる、という効果を奏することができる。   According to the present invention, since the cap case has the welding protrusion protruding from the flange toward the center side, it is possible to secure a large joint area between the cap and the cap case by forming the protrusion. In addition to being able to achieve resistance, the flange is formed with a recess cut out on the outer peripheral side of the cap case at least at a location adjacent to one side of the protruding piece. When bending to the side, the concave portion absorbs the deformation that appears to wave in the flange, and unnecessary deformation does not occur in the flange, so that the airtightness by the sealing lid is maintained and the reliability of the battery can be improved. be able to.

本発明が適用可能な実施形態の円筒形リチウムイオン二次電池の断面図である。It is sectional drawing of the cylindrical lithium ion secondary battery of embodiment which can apply this invention. 実施形態のリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the lithium ion secondary battery of embodiment. 実施形態のリチウムイオン二次電池に用いられる電極群の一部を破断するとともに巻き解いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which fractured | ruptured and unwound a part of electrode group used for the lithium ion secondary battery of embodiment. 実施形態のリチウムイオン二次電池に用いられる密閉蓋の斜視図である。It is a perspective view of the sealing lid used for the lithium ion secondary battery of an embodiment. 密閉蓋の平面図である。It is a top view of a sealing lid. 密閉蓋を構成するキャップケースのフランジ部および突片を示す平面図である。It is a top view which shows the flange part and protrusion of a cap case which comprise a sealing lid. 本発明が適用可能な他の実施形態の円筒形リチウムイオン二次電池に用いられる密閉蓋を構成するキャップケースのフランジ部および突片を示す平面図である。It is a top view which shows the flange part and protrusion of a cap case which comprise the sealing lid used for the cylindrical lithium ion secondary battery of other embodiment which can apply this invention. 実施形態のリチウムイオン二次電池のガスケット近傍の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the gasket of the lithium ion secondary battery of the embodiment. キャップケースの素材を示す平面図である。It is a top view which shows the raw material of a cap case. キャップケースの素材に対する絞り加工工程を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the drawing process process with respect to the raw material of a cap case. 絞り加工工程に続く打ち抜き工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the punching process following a drawing process. 打ち抜き工程に続く打設工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the placing process following a punching process.

以下、図面を参照して、本発明に係る二次電池を、ＰＨＥＶ用の円筒形リチウムイオン二次電池に適用した実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment in which a secondary battery according to the present invention is applied to a cylindrical lithium ion secondary battery for PHEV will be described with reference to the drawings.

（構成）
＜全体構造＞
図１および図２に示すように、本実施形態の円筒形リチウムイオン二次電池（以下、二次電池と略称する。）１は、円柱状の発電ユニット２０が、有底円筒型の電池容器２内に収容されており、電池容器２の上部開口部は密閉蓋５０により封止されている。電池容器２は、表面にニッケルメッキが施された厚さ０．５ｍｍの炭素鋼で構成されており、上端部側に内側に突出した（かしめ）溝２ａが形成されている。なお、本実施形態の二次電池１は、外形４０ｍｍφ、高さ１１０ｍｍ、定格容量６Ａｈの電池である。 (Constitution)
<Overall structure>
As shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical lithium ion secondary battery (hereinafter abbreviated as a secondary battery) 1 of this embodiment includes a cylindrical power generation unit 20 having a bottomed cylindrical battery container. 2 and the upper opening of the battery container 2 is sealed with a sealing lid 50. The battery case 2 is made of carbon steel having a thickness of 0.5 mm with a nickel plating on the surface, and a groove 2a protruding inward (caulking) is formed on the upper end side. The secondary battery 1 of the present embodiment is a battery having an outer shape of 40 mmφ, a height of 110 mm, and a rated capacity of 6 Ah.

（発電ユニット２０）
発電ユニット２０は、発電要素として機能する円柱状の電極群１０と、電極群１０の上側に配置され正極電位を集電するための正極集電部材３１と、電極群１０の下側に配置され負極電位を集電するための負極集電部材２１とを、以下で説明するように一体的にユニット化して構成されている。 (Power generation unit 20)
The power generation unit 20 is disposed on the lower side of the electrode group 10, the cylindrical electrode group 10 that functions as a power generation element, the positive electrode current collecting member 31 that is disposed on the upper side of the electrode group 10 and collects the positive electrode potential. The negative electrode current collecting member 21 for collecting the negative electrode potential is integrally configured as described below.

図３に図示すように、電極群１０は、中央部に中空円筒状で樹脂製（例えば、ポリプロピレン製）の軸芯１５を有し、軸芯１５の外周に、帯状の正極電極１１、負極電極１２、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が断面渦巻状に捲回されて構成されている。すなわち、電極群１０では、軸芯１５の外周に接する最内周には第１のセパレータ１３が捲回され、その外側を、負極電極１２、第２のセパレータ１４および正極電極１１が、この順に積層され捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。また、最外周は負極電極１２およびその外周に捲回された第１のセパレータ１３が配置されている。最外周の第１のセパレータ１３には接着テープ１９が貼着されており、捲き解けが防止されている（図２参照）。   As shown in FIG. 3, the electrode group 10 has a hollow cylindrical resin core (for example, polypropylene) 15 at the center, and a belt-like positive electrode 11 and a negative electrode on the outer periphery of the shaft 15. The electrode 12, the first separator 13, and the second separator 14 are wound in a spiral shape in cross section. That is, in the electrode group 10, the first separator 13 is wound on the innermost periphery in contact with the outer periphery of the shaft core 15, and the negative electrode 12, the second separator 14, and the positive electrode 11 are arranged in this order on the outer side. Laminated and wound. Inside the innermost negative electrode 12, the first separator 13 and the second separator 14 are wound several times (one turn in FIG. 3). Moreover, the negative electrode 12 and the 1st separator 13 wound by the outer periphery are arrange | positioned at the outermost periphery. An adhesive tape 19 is adhered to the outermost first separator 13 to prevent unraveling (see FIG. 2).

正極電極１１は、長尺な形状で厚さ２０μｍのアルミニウム箔で形成された正極シート１１ａを有している。この正極シート１１ａの両面に、正極活物質として平均粒径１０μｍのマンガン酸リチウムを含む正極合剤が塗布された正極合剤塗布部１１ｂが形成されている。正極合剤には、マンガン酸リチウム８５重量部に対して、導電材として平均粒径３μｍの黒鉛の炭素粉末が１０重量部およびバインダ（結着材）としてポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）が５重量部の割合で配合されている。正極シート１１ａの長寸方向の一側の側縁には、正極合剤が未塗布でアルミニウム箔（正極シート１１ａ）が露出した正極合剤未塗布部１１ｃが形成されている。この正極合剤未塗布部１１ｃは、櫛状に切り欠かれ、軸芯１５と平行に上方に延出した多数の正極リード１６が等間隔に一体的に形成されている。   The positive electrode 11 has a positive electrode sheet 11a formed of an aluminum foil having a long shape and a thickness of 20 μm. On both surfaces of the positive electrode sheet 11a, a positive electrode mixture application portion 11b is formed in which a positive electrode mixture containing lithium manganate having an average particle diameter of 10 μm is applied as a positive electrode active material. In the positive electrode mixture, 10 parts by weight of graphite carbon powder having an average particle diameter of 3 μm as a conductive material and 85% by weight of lithium manganate and polyvinylidene fluoride (hereinafter abbreviated as PVDF) as a binder (binder) are used. .) Is blended at a ratio of 5 parts by weight. A positive electrode mixture uncoated portion 11c in which the positive electrode mixture is not applied and the aluminum foil (positive electrode sheet 11a) is exposed is formed on one side edge of the positive electrode sheet 11a in the longitudinal direction. The positive electrode mixture uncoated portion 11 c is notched in a comb shape, and a large number of positive electrode leads 16 extending upward in parallel with the shaft core 15 are integrally formed at equal intervals.

正極電極１１を形成する例として、正極合剤の構成物質を分散させた分散液を正極シート１１ａ上に塗布する方法が挙げられる。すなわち、正極合剤の構成物質に分散液としてＮ−メチル−２ピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）や水等を添加し混練することで粘度を調整したスラリを、アルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレス、裁断する。正極合剤の塗布厚さは片側約４０μｍに調製されている。正極シート１１ａを裁断する際、正極リード１６は一体的に形成される。   As an example of forming the positive electrode 11, there is a method in which a dispersion liquid in which constituent materials of the positive electrode mixture are dispersed is applied on the positive electrode sheet 11a. That is, a slurry whose viscosity is adjusted by adding N-methyl-2pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) or water as a dispersion to the constituent material of the positive electrode mixture and kneading is uniformly applied to both surfaces of the aluminum foil. After being coated and dried, it is pressed and cut. The coating thickness of the positive electrode mixture is adjusted to about 40 μm on one side. When cutting the positive electrode sheet 11a, the positive electrode lead 16 is integrally formed.

負極電極１２は、長尺な形状で厚さ１０μｍの圧延銅箔で形成された負極シート１２ａを有している。この負極シート１２ａの両面に負極活物質として平均粒径２０μｍの黒鉛の炭素粒子を含む負極合剤が塗布された負極合剤塗布部１２ｂが形成されている。負極合剤には、炭素粒子９０重量部に対して、バインダとしてＰＶＤＦが１０重量部の割合で配合されている。負極シート１２ａの長寸方向の一側の側縁には、負極合剤が未塗布で圧延銅箔（負極シート１２ａ）が露出した負極合剤未塗布部１２ｃが形成されている。この負極合剤未塗布部１２ｃは、櫛状に切りかかれ、正極リード１６とは反対方向に延出した多数の負極リード１７が等間隔に一体的に形成されている。   The negative electrode 12 has a negative electrode sheet 12a formed of a rolled copper foil having a long shape and a thickness of 10 μm. A negative electrode mixture coating portion 12b is formed on both surfaces of the negative electrode sheet 12a. The negative electrode mixture application portion 12b is coated with a negative electrode mixture containing graphite carbon particles having an average particle diameter of 20 μm as a negative electrode active material. In the negative electrode mixture, PVDF as a binder is blended at a ratio of 10 parts by weight with respect to 90 parts by weight of the carbon particles. A negative electrode mixture uncoated portion 12c in which the negative electrode mixture is not applied and the rolled copper foil (negative electrode sheet 12a) is exposed is formed on one side edge in the longitudinal direction of the negative electrode sheet 12a. The negative electrode mixture uncoated portion 12c is cut into a comb shape, and a large number of negative electrode leads 17 extending in the direction opposite to the positive electrode lead 16 are integrally formed at equal intervals.

負極電極１２を形成する例として、負極合剤の構成物質を分散させた分散液を負極シート１２ａ上に塗布する方法が挙げられる。すなわち、負極合剤の構成物質に分散媒としてＮＭＰや水等を添加し混練することで粘度を調整したスラリを、圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレス、裁断する。負極合剤の塗布厚さは片側約４０μｍに調製されている。負極シート１２ａを裁断する際、負極リード１７は一体的に形成される。   As an example of forming the negative electrode 12, there is a method of applying a dispersion liquid in which constituent materials of the negative electrode mixture are dispersed on the negative electrode sheet 12 a. That is, a slurry whose viscosity is adjusted by adding and kneading NMP or water as a dispersion medium to the constituent material of the negative electrode mixture is uniformly applied to both sides of the rolled copper foil, dried, then pressed and cut. . The coating thickness of the negative electrode mixture is adjusted to about 40 μm on one side. When the negative electrode sheet 12a is cut, the negative electrode lead 17 is integrally formed.

第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、いずれもポリエチレン多孔膜が使用され、本例では、厚さ２５μｍ、幅９２ｍmに設定されている。ここで、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅をＷＳ、負極シート１２ａに形成される負極合剤塗布部１２ｂの幅をＷＣ、正極シート１１ａに形成される正極合剤塗布部１１ｂの幅をＷＡとした場合、ＷＳ＞ＷＣ＞ＷＡの式を満足するように形成される。（図３参照） For each of the first separator 13 and the second separator 14, a polyethylene porous film is used, and in this example, the thickness is set to 25 μm and the width is set to 92 mm. Here, the width of the first separator 13 and the second separator 14 is W S , the width of the negative electrode mixture application part 12b formed on the negative electrode sheet 12a is W C , and the positive electrode mixture application formed on the positive electrode sheet 11a When the width of the portion 11b is W A , it is formed so as to satisfy the formula of W S > W C > W A. (See Figure 3)

すなわち、正極合剤塗布部１１ｂの幅ＷＡよりも、常に、負極合剤塗布部１２ｂの幅ＷＣが大きく設定されている。正極合剤塗布部１１ｂの幅ＷＡよりも、負極合剤塗布部１２ｂの幅ＷＣが小さい場合、二次電池の使用時に、正極合剤塗布部１１ｂの正極活物質に含まれるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質を含む負極合剤塗布部１２ｂが形成されていない部分、すなわち、負極シート１２ｂが露出した負極合剤未塗布部１２ｃにリチウムが析出し、内部短絡が発生する原因となる。 In other words, than the width W A of the positive electrode mixture coated portion 11b, always, the width W C of the negative electrode mixture coated portion 12b is set larger. Than the width W A of the positive electrode mixture coated portion 11b, when the width W C of the negative electrode mixture coated portion 12b is small, when using secondary batteries, lithium ion reduction contained in the positive electrode active material of the positive electrode mixture coated portion 11b Then, the lithium penetrates into the part where the negative electrode mixture coating portion 12b containing the negative electrode active material is not formed, that is, the negative electrode mixture uncoated portion 12c where the negative electrode sheet 12b is exposed, and the internal short circuit occurs. Cause.

図１〜図３に示すように、軸芯１５は軸方向の上端部の内周面側が拡径された大径部１５ａが形成され、この大径部１５ａに正極集電部材３１が圧入されている。正極集電部材３１は、例えば、アルミニウムにより構成され、円盤状の基部３１ａ、この基部３１ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の大径部１５ａの内面に圧入される下部筒部３１ｂ、および外周縁において密閉蓋５０側に突き出す上部筒部３１ｃを有している。正極集電部材３１の基部３１ａには、電池内部で発生するガスを放出するための円形の開口部３１ｄが２つ形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the shaft core 15 is formed with a large-diameter portion 15 a having an enlarged diameter on the inner peripheral surface side of the upper end portion in the axial direction, and the positive electrode current collecting member 31 is press-fitted into the large-diameter portion 15 a. ing. The positive electrode current collecting member 31 is made of, for example, aluminum, protrudes toward the shaft core 15 at the disk-shaped base portion 31a and the inner peripheral portion of the base portion 31a, and is press-fitted into the inner surface of the large-diameter portion 15a of the shaft core 15. A lower cylindrical portion 31b and an upper cylindrical portion 31c protruding toward the sealing lid 50 at the outer peripheral edge. Two circular openings 31d for discharging gas generated inside the battery are formed in the base 31a of the positive electrode current collecting member 31.

図２に示すように、正極シート１１ａに形成された正極リード１６は、すべて集結するように折り曲げられてその先端部が正極集電部材３１の上部筒部３１ｃに溶接されている。この場合、正極リード１６は、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃ上に重なり合って接合される。各正極リード１６は大変薄いため、１つでは大電流を取り出すことができない。このため、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまでの全長に亘り、多数の正極リード１６が所定間隔で形成されている。   As shown in FIG. 2, all of the positive leads 16 formed on the positive electrode sheet 11 a are bent so as to be gathered, and the front ends thereof are welded to the upper cylindrical portion 31 c of the positive current collecting member 31. In this case, the positive electrode lead 16 is overlapped and bonded onto the upper cylindrical portion 31 c of the positive electrode current collecting member 31. Since each positive electrode lead 16 is very thin, a large current cannot be taken out by one. Therefore, a large number of positive leads 16 are formed at predetermined intervals over the entire length from the start to the end of winding on the shaft core 15.

正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周には、正極リード１６およびリング状でアルミニウム製の押え部材３２が溶接されている。多数の正極リード１６は、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周に密着させておき、正極リード１６の外周に押え部材３２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。なお、負極の極性を有する電池容器２との電気的接触を避けるために、電極群１０の上部から正極集電部材３１にかけて絶縁被覆が施されている。このような絶縁被覆には例えば片面に粘着剤が塗布されたテープを用いることができる。   A positive electrode lead 16 and a ring-shaped aluminum pressing member 32 are welded to the outer periphery of the upper cylindrical portion 31 c of the positive electrode current collecting member 31. A number of the positive leads 16 are brought into close contact with the outer periphery of the upper cylindrical portion 31 c of the positive current collecting member 31, and the pressing member 32 is wound around the outer periphery of the positive lead 16 and temporarily fixed, and is welded in this state. In order to avoid electrical contact with the battery container 2 having the polarity of the negative electrode, an insulating coating is applied from the upper part of the electrode group 10 to the positive electrode current collector 31. For such an insulating coating, for example, a tape coated with an adhesive on one side can be used.

正極集電部材３１の基部３１ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな正極導電リード３３が、その一端部を溶接されて接合されている。正極導電リード３３は、複数枚のアルミニウム箔を積層して一体化することにより、大電流を流すことが可能に構成され、且つ、可撓性が付与されている。つまり、大電流を流すには接続部材の厚さを大きくする必要があるが、１枚の金属板で形成すると剛性が大きくなり、可撓性が損なわれる。そこで、板厚の小さな多数のアルミニウム箔を積層して可撓性を持たせている。正極導電リード３３の厚さは、例えば、０．５ｍｍ程度であり、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム箔を例えば５枚積層して構成される。   On the upper surface of the base portion 31a of the positive electrode current collecting member 31, a flexible positive electrode conductive lead 33 formed by laminating a plurality of aluminum foils is joined by welding one end thereof. The positive electrode conductive lead 33 is configured to allow a large current to flow by laminating and integrating a plurality of aluminum foils, and is provided with flexibility. That is, in order to flow a large current, it is necessary to increase the thickness of the connection member. However, if the connection member is formed of a single metal plate, the rigidity increases and the flexibility is impaired. Therefore, a large number of thin aluminum foils are laminated to give flexibility. The thickness of the positive electrode conductive lead 33 is, for example, about 0.5 mm, and is configured by stacking, for example, five aluminum foils having a thickness of 0.1 mm.

軸芯１５の軸方向の下端部の外周には、外径が縮径された小径部１５ｂが形成され、この小径部１５ｂの周部に負極集電部材２１が圧入されて固定されている。負極集電部材２１は、例えば、銅により構成され、円盤状の基部２１ａの中央に軸芯１５の小径部１５ｂが圧入される円形の開口部２１ｂが形成されており、外周縁に、電池容器２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃを有している。   A small diameter portion 15b whose outer diameter is reduced is formed on the outer periphery of the lower end portion in the axial direction of the shaft core 15, and the negative electrode current collecting member 21 is press-fitted and fixed to the peripheral portion of the small diameter portion 15b. The negative electrode current collecting member 21 is made of, for example, copper, and a circular opening 21b into which the small diameter portion 15b of the shaft core 15 is press-fitted is formed at the center of the disc-shaped base portion 21a. 2 has an outer peripheral cylindrical portion 21c protruding toward the bottom side.

負極シート１２ａに形成された負極リード１７は、すべて集結するように折り曲げられてその先端部が負極集電部材２１の外周筒部２１ｃに超音波溶接等により溶接されている。各負極リード１７は大変薄いため、大電流を取りだすために、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまで全長にわたり、所定間隔で多数形成されている。   The negative electrode leads 17 formed on the negative electrode sheet 12 a are all bent so as to be gathered, and the tip portion thereof is welded to the outer peripheral cylindrical portion 21 c of the negative electrode current collecting member 21 by ultrasonic welding or the like. Since each negative electrode lead 17 is very thin, a large number of negative leads 17 are formed at predetermined intervals over the entire length from the start of winding to the shaft core 15 to take out a large current.

負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極リード１７およびリング状で銅製の押え部材２２が溶接されている。多数の負極リード１７は、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。負極集電部材２１（基部２１ａ）の下面には、銅製の負極通電リード２３が溶接されている。負極通電リード２３は、電池容器２の底部に抵抗溶接等により接合されている。   A negative electrode lead 17 and a ring-shaped copper pressing member 22 are welded to the outer periphery of the outer peripheral cylindrical portion 21 c of the negative electrode current collecting member 21. A number of the negative electrode leads 17 are brought into close contact with the outer periphery of the outer peripheral cylindrical portion 21c of the negative electrode current collecting member 21, and the holding member 22 is wound around the outer periphery of the negative electrode lead 17 to be temporarily fixed, and are welded in this state. A copper negative electrode conducting lead 23 is welded to the lower surface of the negative electrode current collecting member 21 (base portion 21a). The negative electrode conducting lead 23 is joined to the bottom of the battery container 2 by resistance welding or the like.

電池容器２の内部には、非水電解液が所定量注入されている。非水電解液の一例として、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液を用いることができる。リチウム塩の例として、６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、等が挙げられる。また、カーボネート系溶媒の例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、或いは上記溶媒の１種類以上から選ばれる溶媒を混合したもの、が挙げられる。本例では、非水電解液として、ＥＣ、ＤＭＣおよびＤＥＣの混合溶媒中に電解質として６フッ化リン酸リチウムを1モル／リットル溶解したものが用いられている。電極群１０は、非水電解液に浸潤されている。   A predetermined amount of non-aqueous electrolyte is injected into the battery container 2. As an example of the non-aqueous electrolyte, a solution in which a lithium salt is dissolved in a carbonate solvent can be used. Examples of lithium salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF6), lithium fluoroborate (LiBF4), and the like. Examples of carbonate solvents include ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), methyl ethyl carbonate (MEC), or one or more of the above solvents. What mixed the solvent is mentioned. In this example, a nonaqueous electrolytic solution in which 1 mol / liter of lithium hexafluorophosphate is dissolved as an electrolyte in a mixed solvent of EC, DMC, and DEC is used. The electrode group 10 is infiltrated with a non-aqueous electrolyte.

（密閉蓋５０）
図１、図２、図４、図５に示すように、密閉蓋５０は、上端に位置し、二次電池１の正極端子となるキャップ３と、キャップ３の裏面側（発電ユニット２０側）に配置され電池容器２を密封するキャップケース３７と、キャップケース３７の中央部裏面に接合され、キャップ３と正極集電部材３１とを電気的に接続するための正極接続板３５と、正極接続板３５の周縁上面とキャップケース３７の裏面との間に挟持されたポリプロピレン製の絶縁リング４１とを有しており、予めサブアセンブリとして組み立てられている。 (Sealing lid 50)
As shown in FIGS. 1, 2, 4, and 5, the sealing lid 50 is located at the upper end and serves as the positive terminal of the secondary battery 1, and the back side of the cap 3 (the power generation unit 20 side). A cap case 37 that seals the battery case 2, a positive electrode connection plate 35 that is joined to the back surface of the central portion of the cap case 37 and electrically connects the cap 3 and the positive electrode current collector 31, and a positive electrode connection It has an insulating ring 41 made of polypropylene sandwiched between the peripheral upper surface of the plate 35 and the back surface of the cap case 37, and is assembled in advance as a subassembly.

キャップ３は、炭素鋼等の鉄にニッケルメッキを施して形成されている。キャップ３は、上方に突出し正極端子を構成する突出部３ｂと、キャップ３の周縁部分、すなわち、突出部３ｂの外周を構成する円盤状（リング状）の周縁部３ａと、突出部３ｂと周縁部３ａとを繋ぐ立ち上がり部３ｅとを有し、全体としてハット状を呈している。突出部３ｂの中央には円形の排気口３ｃが形成されており、立ち上がり部３ｅにも所定間隔で複数の排気口３ｄが穿設されている。本例では、排気口３ｄは中心角が９０度ずつシフトした４方向に４つ形成されている。なお、これらの排気口３ｄは、突出部３ｂおよび周縁部３ａにも延出して形成されている（図４参照）。突出部３ｂには、電池間を接続するためのバスバー（接続部材）などが接続される。   The cap 3 is formed by applying nickel plating to iron such as carbon steel. The cap 3 protrudes upward to form a positive electrode terminal, a peripheral portion of the cap 3, that is, a disc-shaped (ring-shaped) peripheral portion 3a that forms the outer periphery of the protruding portion 3b, and the protruding portion 3b and the peripheral portion. It has the rising part 3e which connects the part 3a, and is exhibiting the hat shape as a whole. A circular exhaust port 3c is formed at the center of the projecting portion 3b, and a plurality of exhaust ports 3d are also formed in the rising portion 3e at predetermined intervals. In this example, four exhaust ports 3d are formed in four directions whose central angles are shifted by 90 degrees. These exhaust ports 3d are also formed so as to extend to the protruding portion 3b and the peripheral edge portion 3a (see FIG. 4). A bus bar (connecting member) for connecting the batteries is connected to the protruding portion 3b.

キャップケース３７は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。図４に示すように、キャップケース３７は、周縁部がキャップ３の周縁部３ａに沿ってキャップ３の上面側に折り曲げられている。キャップケース３７は、キャップ３の周縁部３ａに沿って折り曲げられた周縁部、すなわち、円環状のフランジ３７ｂを有している。フランジ３７ｂには、その内周縁からキャップ３の中心部側に向けて突出する矩形状の溶接用突片３７ｃが複数形成されており、各突片３７ｃ間の間隔が同じに設定されている。本例では、突片３７ｃが９０度間隔で４つ形成されている。各突片３７ｃは、立ち上がり部３ｅの排気口３ｄが形成された位置を避けるように、立ち上がり部３ｅに向けて突出している。すなわち、各突片３７ｃは排気口３ｄ間の立ち上がり部３ｅ側に、キャップ３の中心部に向かって突出している。４つの突片３７ｃのほぼ中央部では、摩擦攪拌によりキャップ３とキャップケース３７とが接合されており、円形の接合部３７ｄが形成されている。すなわち、キャップケース３７とキャップ３とは、フランジ３７ｂでかしめ固定され、突片３７ｃとキャップ３とが摩擦攪拌により接合されることで、一体化されている。これにより低抵抗化を図ることができる。   The cap case 37 is made of aluminum or an aluminum alloy. As shown in FIG. 4, the peripheral edge of the cap case 37 is bent toward the upper surface side of the cap 3 along the peripheral edge 3 a of the cap 3. The cap case 37 has a peripheral portion that is bent along the peripheral portion 3 a of the cap 3, that is, an annular flange 37 b. The flange 37b is formed with a plurality of rectangular welding projections 37c protruding from the inner peripheral edge thereof toward the center of the cap 3, and the intervals between the projections 37c are set to be the same. In this example, four protruding pieces 37c are formed at intervals of 90 degrees. Each protruding piece 37c protrudes toward the rising portion 3e so as to avoid the position where the exhaust port 3d of the rising portion 3e is formed. That is, each protrusion 37c protrudes toward the center of the cap 3 on the rising portion 3e side between the exhaust ports 3d. At approximately the center of the four projecting pieces 37c, the cap 3 and the cap case 37 are joined by friction stirring to form a circular joined portion 37d. That is, the cap case 37 and the cap 3 are integrated by being caulked and fixed by the flange 37b, and the projecting piece 37c and the cap 3 are joined by friction stirring. As a result, the resistance can be reduced.

図６に示すように、フランジ３７ｂには、突片３７ｃの両側に隣接する箇所にキャップケース３７の外周側に半円状に切り欠かれた凹部３７ｅがそれぞれ形成されている。すなわち、フランジ３７ｂには突片３７ｃの両側に凹部３７ｅが曲線を含んで形成されており、本例では、凹部３７ｅは突片３７ｃに対して左右対称に形成されている。また、フランジ３７ｂの径方向の幅をＷ１、凹部３７ｅの形成された箇所（突片３７ｃの両側に隣接する箇所）のフランジ３７ｂの径方向の幅をＷ２とすると、Ｗ１＞Ｗ２の大小関係となるように設定されている。なお、本例では、Ｗ１が３ｍｍ、Ｗ２が２ｍｍに設定されている。 As shown in FIG. 6, the flange 37b is formed with recesses 37e cut out in a semicircular shape on the outer peripheral side of the cap case 37 at locations adjacent to both sides of the projecting piece 37c. That is, the flange 37b is formed with concave portions 37e including curved lines on both sides of the protruding piece 37c. In this example, the recessed portion 37e is formed symmetrically with respect to the protruding piece 37c. Further, if the width in the radial direction of the flange 37b is W 1 and the width in the radial direction of the flange 37b where the concave portion 37e is formed (a portion adjacent to both sides of the projecting piece 37c) is W 2 , W 1 > W 2 It is set so as to be a magnitude relationship. In this embodiment, W 1 is 3 mm, W 2 is set to 2 mm.

キャップケース３７のキャップ３側の中央円形領域には、開裂溝３７ａが形成されており、この開裂溝３７ａは円形形状の開裂溝と、円形形状の開裂溝から四方に放射状に伸びる直線状の開裂溝とで構成されている。開裂溝３７ａは、プレスによりキャップケース３７の上面側を断面Ｖ字状に穿設して、残部を薄肉化したものである。   A crevice groove 37a is formed in the central circular area on the cap 3 side of the cap case 37. The crevice groove 37a is a cleaved groove having a circular shape and a linear cleave extending radially from the cleaved groove. It consists of a groove. The cleavage groove 37a is formed by punching the upper surface side of the cap case 37 into a V-shaped cross section by pressing and thinning the remaining part.

絶縁リング４１は円環状であり、下方に突出する側部４１ｂを有し、中央に円形の開口部４１ａが形成されている。絶縁リング４１の開口部４１ａ内には正極接続板３５が嵌合されている。正極接続板３５は、アルミニウム合金製で中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ（窪んだ）、ほぼ皿形状を有している。正極接続板３５の厚さは、例えば、１ｍｍ程度に設定されている。正極接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂが形成されている（図２参照）。正極接続板３５の突起部３５ａはキャップケース３７の中央部の裏面にスポット溶接等の抵抗溶接や摩擦攪拌により接合されている。開口部３５ｂは、円形状に形成されており、電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。キャップ３およびキャップケース３７は、正極導電リード３３および正極接続板３５により正極集電部材３１と電気的に接続されている。   The insulating ring 41 has an annular shape, has a side portion 41b protruding downward, and has a circular opening 41a at the center. A positive electrode connection plate 35 is fitted in the opening 41 a of the insulating ring 41. The positive electrode connection plate 35 is made of an aluminum alloy, is almost uniform except for the central portion, and has a substantially dish shape that is bent (depressed) at a slightly lower position on the central side. The thickness of the positive electrode connection plate 35 is set to about 1 mm, for example. A thin dome-shaped protrusion 35a is formed at the center of the positive electrode connection plate 35, and a plurality of openings 35b are formed around the protrusion 35a (see FIG. 2). The protruding portion 35a of the positive electrode connection plate 35 is joined to the back surface of the central portion of the cap case 37 by resistance welding such as spot welding or friction stirring. The opening 35b is formed in a circular shape, and has a function of releasing gas generated inside the battery. The cap 3 and the cap case 37 are electrically connected to the positive electrode current collecting member 31 by the positive electrode conductive lead 33 and the positive electrode connection plate 35.

（製造）
二次電池１は、発電ユニット２０を電池容器２内に収容し、密閉蓋５０で封止することで製造される。以下、二次電池１の製造工程について、発電ユニット２０の製造工程、密閉蓋５０の製造工程、発電ユニット２０を電池容器２内に密閉する密閉工程の順に説明する。 (Manufacturing)
The secondary battery 1 is manufactured by housing the power generation unit 20 in the battery container 2 and sealing it with a sealing lid 50. Hereinafter, the manufacturing process of the secondary battery 1 will be described in the order of the manufacturing process of the power generation unit 20, the manufacturing process of the sealing lid 50, and the sealing process of sealing the power generation unit 20 in the battery container 2.

〈発電ユニット２０の製造工程〉
発電ユニット２０は、電極群１０の製造ステップ、負極集電部材２１の取付ステップ、正極集電部材３１の取付ステップを経て製造される。 <Manufacturing process of power generation unit 20>
The power generation unit 20 is manufactured through a manufacturing step of the electrode group 10, an attachment step of the negative current collector 21, and an attachment step of the positive current collector 31.

電極群１０の製造ステップでは、まず、正極シート１１ａの両面に、正極合剤の構成物質をＮＭＰに分散させた分散液を混練したスラリを塗布し乾燥させ、プレス加工し、幅８８ｍｍに裁断することで、正極合剤塗布部１１ｂが形成される。このとき、正極シート１１ａの長寸方向一側の側縁に、正極合剤未塗布部１１ｃが形成され、多数の正極リード１６が正極シート１１ａと一体形成された正極電極１１が形成される。また、負極シート１２ａの両面に、負極合剤の構成物質をＮＭＰに分散させた分散液を混練したスラリを塗布し乾燥させ、プレス加工し、幅９０ｍｍに裁断することで、負極合剤塗布部１２ｂが形成される。このとき、負極シート１２ａの長寸方向一側の側縁に、負極合剤未塗布部１２ｃが形成され、多数の負極リード１７が負極シート１２ａと一体形成された負極電極１２が形成される。   In the manufacturing step of the electrode group 10, first, a slurry obtained by kneading a dispersion in which a constituent material of the positive electrode mixture is dispersed in NMP is applied to both surfaces of the positive electrode sheet 11a, dried, pressed, and cut into a width of 88 mm. Thus, the positive electrode mixture application part 11b is formed. At this time, the positive electrode mixture uncoated portion 11c is formed on the side edge on one side in the longitudinal direction of the positive electrode sheet 11a, and the positive electrode 11 in which a large number of positive electrode leads 16 are integrally formed with the positive electrode sheet 11a is formed. In addition, a slurry prepared by kneading a dispersion in which a constituent material of a negative electrode mixture is dispersed in NMP is applied to both surfaces of the negative electrode sheet 12a, dried, pressed, and cut into a width of 90 mm, whereby a negative electrode mixture application portion 12b is formed. At this time, the negative electrode mixture uncoated portion 12c is formed on the side edge on one side in the longitudinal direction of the negative electrode sheet 12a, and the negative electrode 12 in which a number of negative electrode leads 17 are integrally formed with the negative electrode sheet 12a is formed.

図３に示すように、軸芯１５に、第１のセパレータ１３、正極電極１１、第２のセパレータ１４、負極電極１２を、この順に捲回して電極群１０を作製する。このとき、第１のセパレータ１３、正極電極１１、第２のセパレータ１４、負極電極１２は最も内側の側縁部を軸芯１５に溶接しておくと、捲回時に加える荷重に抗して捲回することが容易となる。   As shown in FIG. 3, a first separator 13, a positive electrode 11, a second separator 14, and a negative electrode 12 are wound around an axial core 15 in this order to produce an electrode group 10. At this time, the first separator 13, the positive electrode 11, the second separator 14, and the negative electrode 12 have the innermost side edge portions welded to the shaft core 15 to resist the load applied during winding. It is easy to turn.

負極集電部材２１の取付ステップでは、図２に示すように、得られた電極群１０の軸芯１５の下部に負極集電部材２１を取り付ける。負極集電部材２１の取り付けは、負極集電部材２１の開口部２１ｂに軸芯１５の下端部に設けられた小径部１５ｂを嵌入して行う。次に、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周の全周囲に亘り、負極リード１７をほぼ均等に配分して密着し、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、負極集電部材２１に負極リード１７および押え部材２２を溶接する。次に、軸芯１５の下端面と負極集電部材２１とに跨る負極通電リード２３を負極集電部材２１に溶接する。   In the step of attaching the negative electrode current collector 21, as shown in FIG. 2, the negative electrode current collector 21 is attached to the lower portion of the shaft core 15 of the obtained electrode group 10. The attachment of the negative electrode current collecting member 21 is performed by fitting the small diameter portion 15 b provided at the lower end portion of the shaft core 15 into the opening 21 b of the negative electrode current collecting member 21. Next, the negative electrode lead 17 is distributed almost uniformly around the entire outer periphery of the outer peripheral cylindrical portion 21 c of the negative electrode current collecting member 21, and the pressing member 22 is wound around the outer periphery of the negative electrode lead 17. Then, the negative electrode lead 17 and the pressing member 22 are welded to the negative electrode current collecting member 21 by ultrasonic welding or the like. Next, the negative electrode energizing lead 23 straddling the lower end surface of the shaft core 15 and the negative electrode current collecting member 21 is welded to the negative electrode current collecting member 21.

正極集電部材３１の取付ステップでは、軸芯１５の正極集電部材３１の下部筒部３１ｂを軸芯１５の上端側に設けられた大径部１５ａに嵌合する。正極電極１１の正極リード１６を正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外面に密着させる。そして、正極リード１６の外周に押え部材３２を巻き付け、超音波溶接等により、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃに正極リード１６および押え部材３２を接合することで、発電ユニット２０が構成（製造）される。   In the attaching step of the positive electrode current collecting member 31, the lower cylindrical portion 31 b of the positive electrode current collecting member 31 of the shaft core 15 is fitted into the large diameter portion 15 a provided on the upper end side of the shaft core 15. The positive electrode lead 16 of the positive electrode 11 is brought into close contact with the outer surface of the upper cylindrical portion 31 c of the positive electrode current collecting member 31. The power generation unit 20 is configured by winding the presser member 32 around the outer periphery of the positive electrode lead 16 and joining the positive electrode lead 16 and the presser member 32 to the upper cylindrical portion 31c of the positive electrode current collector 31 by ultrasonic welding or the like ( Manufactured).

〈密閉蓋５０の製造工程〉
図２に示すように、密閉蓋５０は、キャップケース３７の製造ステップ、キャップケース３７にキャップ３を固定する固定ステップ、正極接続板３５および絶縁リング４１をキャップケース３７に取り付ける取付ステップを経て製造される。 <Manufacturing process of sealing lid 50>
As shown in FIG. 2, the sealing lid 50 is manufactured through a manufacturing step of the cap case 37, a fixing step of fixing the cap 3 to the cap case 37, and a mounting step of attaching the positive electrode connection plate 35 and the insulating ring 41 to the cap case 37. Is done.

キャップケース３７の製造ステップでは、まず、図９に示すような円板状で厚さが０．４ｍｍのアルミニウム製の素材３７Ａが用いられる。図１０に示すように、素材３７Ａに絞り加工（白抜き矢印でプレス加工のイメージを示す）し、円板周縁に円環３７ｂｂを立設させ、中間品３７Ｂを成型する。図１１に示すように、中間品３７Ｂの円環３７ｂｂにおいて、例えば、打ち抜き型１３０によって、隣接する突片３７ｃの間の部分を打ち抜き中間品３７Ｃを製造する。このとき、中間品３７Ｃに０．５Ｒの凹部３７ｅが両側の付け根に形成された４つの突片３７ｃが同じ間隔で形成される。図１２に示すように、製造された中間品３７Ｃに対して、例えば、打刻型１４０によって中央円形領域に開裂溝３７ａを打刻し、キャップケース３７を製造する。製造されたキャップケース３７単体では、底部（中央円形領域）が平板状となっている。   In the step of manufacturing the cap case 37, first, an aluminum material 37A having a disk shape and a thickness of 0.4 mm as shown in FIG. 9 is used. As shown in FIG. 10, the material 37A is drawn (indicating the image of press work with a hollow arrow), and an annular ring 37bb is erected on the periphery of the disk to mold an intermediate product 37B. As shown in FIG. 11, in the annular ring 37bb of the intermediate product 37B, the intermediate product 37C is manufactured by punching a portion between adjacent projecting pieces 37c by using, for example, a punching die 130. At this time, four projecting pieces 37c having 0.5R concave portions 37e formed at the bases on both sides are formed in the intermediate product 37C at the same interval. As shown in FIG. 12, the cap case 37 is manufactured by stamping the cleavage groove 37 a in the central circular region with the stamping die 140 for the manufactured intermediate product 37 </ b> C, for example. In the manufactured cap case 37 alone, the bottom (central circular region) has a flat plate shape.

固定ステップでは、製造されたキャップケース３７に、キャップ３が、かしめ加工および摩擦攪拌接合により固定される。キャップ３は、厚さが約５μｍのニッケルメッキが施された厚さ０．６ｍｍの鉄で形成されている。すなわち、キャップ３には、アルミニウムで形成されたキャップケース３７より高融点の鉄が用いられている。図２に示すように、キャップ３を固定前のキャップケース３７では、フランジ３７ｂはケース基部に垂直に形成され、突片３７ｃはフランジ３７ｂの上端から上方に突出している。キャップ３の周縁部３ａをキャップケース３７のフランジ３７ｂ内に配置する。そして、フランジ３７ｂをキャップ３の上面に沿うように折り曲げプレス等によりかしめて、キャップ３の周縁部３ａの上面および下面、および外周側面を覆って圧接する。このとき、各突片３７ｃは、フランジ３７ｂからキャップ３の中心部に向かって、キャップ３の立ち上がり部３ｅに形成された排気口３ｄの位置を避けるように、折り曲げられる。   In the fixing step, the cap 3 is fixed to the manufactured cap case 37 by caulking and friction stir welding. The cap 3 is made of iron with a thickness of 0.6 mm and nickel-plated with a thickness of about 5 μm. That is, the cap 3 is made of iron having a melting point higher than that of the cap case 37 made of aluminum. As shown in FIG. 2, in the cap case 37 before fixing the cap 3, the flange 37b is formed perpendicular to the case base, and the projecting piece 37c projects upward from the upper end of the flange 37b. The peripheral edge 3 a of the cap 3 is disposed in the flange 37 b of the cap case 37. Then, the flange 37b is crimped by a bending press or the like along the upper surface of the cap 3, and the upper surface and the lower surface of the peripheral edge portion 3a of the cap 3 and the outer peripheral side surface are covered with pressure. At this time, each protrusion 37c is bent from the flange 37b toward the center of the cap 3 so as to avoid the position of the exhaust port 3d formed in the rising portion 3e of the cap 3.

その後、キャップケース３７は、それぞれ４つの突片３７ｃの略中央の接合部３７ｄにおいて、かしめ加工部を下側から支持するバックアップ部材（アンビル）を用い、突片３７ｃに表面方向から回転工具を圧接することで摩擦攪拌接合が４箇所に施され、キャップ３に溶接される。このとき使用される回転工具は、中央がわずかにドーム状ないし球面状に膨らんだ平面状の先端面を有しており、先端の直径Ｄを３．２ｍｍ、先端面の中央のふくらみの直径ｄが直径Ｄの１／２の１．６ｍｍ、膨らみの高さｈが０．１ｍｍに設定されている。   After that, the cap case 37 uses a backup member (anvil) that supports the caulking portion from the lower side at the joint portion 37d at the substantially center of each of the four projecting pieces 37c, and presses the rotary tool against the projecting piece 37c from the surface direction. By doing so, friction stir welding is performed at four locations and welded to the cap 3. The rotary tool used at this time has a flat tip surface slightly swelled in a dome shape or a spherical shape at the center, the tip diameter D is 3.2 mm, and the bulge diameter d at the center of the tip surface. Is 1.6 mm which is 1/2 of the diameter D, and the height h of the bulge is set to 0.1 mm.

取付ステップでは、正極接続板３５を絶縁リング４１の開口部４１ａに嵌合して取り付ける。そして、正極接続板３５の突起部３５ａを、キャップ３が固定されたキャップケース３７の底面下側に接合する。この場合の接合方法は、摩擦攪拌接合を用いることができる。正極接続板３５とキャップケース３７とを接合することにより、平板状であったキャップケース３７の底部は皿状となり、キャップケース３７がダイヤフラムとして機能する。正極接続板３５が嵌合された絶縁リング４１およびキャップケース３７に固定されたキャップ３が一体化され、密閉蓋５０が構成される。   In the attachment step, the positive electrode connection plate 35 is fitted and attached to the opening 41 a of the insulating ring 41. And the protrusion part 35a of the positive electrode connection board 35 is joined to the bottom bottom side of the cap case 37 to which the cap 3 was fixed. As a joining method in this case, friction stir welding can be used. By joining the positive electrode connection plate 35 and the cap case 37, the bottom of the flat-shaped cap case 37 becomes a dish shape, and the cap case 37 functions as a diaphragm. The insulating ring 41 fitted with the positive electrode connection plate 35 and the cap 3 fixed to the cap case 37 are integrated to form a sealing lid 50.

〈密閉工程〉
密閉工程では、まず、発電ユニット２０を収容可能なサイズの有底円筒部材（後に電池容器２となるものであるが、以下、説明を簡素にするために、便宜上、電池容器２という。）に収容する。電池容器２内に収納した発電ユニット２０の負極通電リード２２を、電池容器２に抵抗溶接等により溶接し、電気的に接続させる。このとき、電池容器２の外部から、軸芯１５の中空軸に電極棒を挿通し、電極棒により負極通電リード２２を電池容器２の底部に押しつけて溶接する。次に、電池容器２の上端部側の一部を絞り加工して内方に突出させ、外面にほぼ断面Ｖ字状の溝２ａを形成する。電池容器２の溝２ａは、発電ユニット２０の上端部、換言すれば、正極集電部材３１の上端部近傍に位置するように形成する。 <Sealing process>
In the sealing step, first, a bottomed cylindrical member of a size that can accommodate the power generation unit 20 (which will later become the battery container 2 but will be referred to as the battery container 2 for the sake of convenience in the following). Accommodate. The negative electrode energizing lead 22 of the power generation unit 20 housed in the battery container 2 is welded to the battery container 2 by resistance welding or the like and electrically connected thereto. At this time, the electrode rod is inserted into the hollow shaft of the shaft core 15 from the outside of the battery case 2, and the negative electrode conducting lead 22 is pressed against the bottom of the battery case 2 by the electrode rod and welded. Next, a part of the upper end portion side of the battery container 2 is drawn and protrudes inward to form a groove 2a having a substantially V-shaped cross section on the outer surface. The groove 2 a of the battery container 2 is formed so as to be positioned in the upper end portion of the power generation unit 20, in other words, in the vicinity of the upper end portion of the positive electrode current collecting member 31.

正極集電部材３１の基部３１ａに正極導電リード３３の一端部を例えば超音波溶接等により溶接し、密閉蓋５０を正極導電リード３３の他端部に近接して配置する。そして、正極導電リード３３の他端部を正極接続板３５の下面に、レーザ溶接により溶接する。この溶接は、正極導電リード３３の他端部における正極接続板３５との接合面が、正極集電部材３１に溶接された正極導電リード３３の一端部の接合面と同じ面となるようにして行う。非水電解液を電池容器２に所定量注入する。   One end portion of the positive electrode conductive lead 33 is welded to the base portion 31 a of the positive electrode current collecting member 31 by, for example, ultrasonic welding, and the sealing lid 50 is disposed close to the other end portion of the positive electrode conductive lead 33. Then, the other end of the positive electrode conductive lead 33 is welded to the lower surface of the positive electrode connection plate 35 by laser welding. This welding is performed so that the joint surface with the positive electrode connection plate 35 at the other end of the positive electrode conductive lead 33 is the same as the joint surface of one end of the positive electrode conductive lead 33 welded to the positive electrode current collecting member 31. Do. A predetermined amount of non-aqueous electrolyte is injected into the battery container 2.

非水電解液を電池容器２に注入後、電池容器２の溝２ａの上にガスケット４３を収容する。図２に示すように、ガスケット４３は、リング状の基部４３ａの外周側に存在し、上部方向に基部４３ａに対して垂直な外周壁部４３ｂと、基部４３ａの内周側に存在し、基部４３ａから下部方向に基部４３ａに対して垂直な筒部４３ｃとを有する構造となっている。この構造で、ガスケット４３は、電池容器２の溝２ａ上部の内側に留まっている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）をあげることができる。また、例えば、電池容器２が厚さ０．５ｍｍの炭素鋼製で、外径が４０ｍｍφの場合、ガスケット４３の厚さは１ｍｍ程度とされる。   After injecting the non-aqueous electrolyte into the battery container 2, the gasket 43 is accommodated on the groove 2 a of the battery container 2. As shown in FIG. 2, the gasket 43 is present on the outer peripheral side of the ring-shaped base 43a, is present on the outer peripheral wall 43b perpendicular to the base 43a in the upper direction, and on the inner peripheral side of the base 43a. It has a structure having a cylindrical portion 43c perpendicular to the base portion 43a in the lower direction from 43a. With this structure, the gasket 43 remains inside the upper portion of the groove 2 a of the battery container 2. The gasket 43 is formed of rubber and is not intended to be limited, but an example of one preferred material is ethylene propylene copolymer (EPDM). For example, when the battery container 2 is made of carbon steel having a thickness of 0.5 mm and the outer diameter is 40 mmφ, the thickness of the gasket 43 is about 1 mm.

ガスケット４３の筒部４３ｃ上に、密閉蓋５０を配置する。詳細には、密閉蓋５０のキャップケース３７を、その周縁部をガスケット４３の筒部４３ｃ上に対応させて載置する。この場合、絶縁リング４１の側部４１ｂの外周に正極集電部材３１の上部筒部３１ｃが嵌合されるようにする。この状態で、電池容器２の溝２ａと上端面の間の部分をプレスにより圧縮する。すなわち、ガスケット４３の外周壁部４３ｂを折曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、密閉蓋５０を軸方向に圧接するようにかしめ加工する。これにより、キャップケース３７は外周壁部４３ｂで挟持され、ガスケット４３と共に密閉蓋５０が電池容器２に固定され、電池容器２が密閉される。正極集電部材３１とキャップ３が正極導電リード３３、正極接続板３５およびキャップケース３７を介して導電接続され、キャップ３が正極端子、電池容器２が負極端子を構成する二次電池１が製造される。   A sealing lid 50 is disposed on the cylindrical portion 43 c of the gasket 43. Specifically, the cap case 37 of the sealing lid 50 is placed with the peripheral edge thereof corresponding to the cylindrical portion 43 c of the gasket 43. In this case, the upper cylindrical portion 31 c of the positive electrode current collecting member 31 is fitted to the outer periphery of the side portion 41 b of the insulating ring 41. In this state, the portion between the groove 2a and the upper end surface of the battery container 2 is compressed by pressing. That is, the outer peripheral wall 43b of the gasket 43 is bent, and the sealing lid 50 is crimped by the base 43a and the outer peripheral wall 43b so as to be pressed in the axial direction. Thereby, the cap case 37 is clamped by the outer peripheral wall 43b, the sealing lid 50 is fixed to the battery container 2 together with the gasket 43, and the battery container 2 is sealed. The secondary battery 1 is manufactured in which the positive electrode current collecting member 31 and the cap 3 are conductively connected via the positive electrode conductive lead 33, the positive electrode connection plate 35, and the cap case 37, the cap 3 is the positive electrode terminal, and the battery container 2 is the negative electrode terminal. Is done.

（作用等）
次に本実施形態の二次電池１の作用効果等について説明する。 (Action etc.)
Next, functions and effects of the secondary battery 1 of the present embodiment will be described.

従来のリチウムイオン二次電池では、密閉蓋を構成する蓋ケース（キャップケース）と蓋キャップ（キャップ）との接合にスポット溶接が用いられている。スポット溶接では、蓋ケースのフランジ部の下面と蓋キャップのフランジ部の上面とに溶接用電極を接触させ、電極間に通電することで接合されるため、蓋キャップの鉄より融点の低いアルミニウム製の蓋ケースの下面にピンホール等の欠陥を生じ、溶接痕が残ることがある。アルミニウム製蓋ケースにピンホール等が形成されていても、鉄製蓋キャップにはピンホール等が形成されにくいため、電池蓋の気密検査を行っても蓋ケースのピンホールを検出することができない。電池組立後では、蓋ケースの下面側が電池内側となるため、蓋ケース下面が非水電解液にさらされることから、ピンホールに非水電解液が侵入する。このため、ピンホールに浸入した非水電解液が鉄製蓋キャップと接触することから、蓋キャップが腐食し、非水電解液が漏洩することとなる。電池外に漏洩した非水電解液は、当該電池ばかりではなく、例えば、組電池としたときに隣り合う電池や周囲の機器等に腐食等の損害を及ぼすおそれがある。一方、蓋ケースと蓋キャップとでは、材質の金属が異なるため、密閉蓋には異種金属の接触抵抗が存在する。このため、大電流放電により電力損失が生じる。多数の電池を接続した組電池では、全体の抵抗が大きくなり、電力損失も大きくなる。本実施形態の二次電池１は、これらの問題を解決することができる電池である。   In a conventional lithium ion secondary battery, spot welding is used for joining a lid case (cap case) and a lid cap (cap) constituting a hermetic lid. In spot welding, the welding electrode is brought into contact with the lower surface of the flange portion of the lid case and the upper surface of the flange portion of the lid cap, and is joined by energizing between the electrodes. This may cause defects such as pinholes on the lower surface of the lid case, leaving weld marks. Even if a pinhole or the like is formed in the aluminum lid case, it is difficult to form a pinhole or the like in the iron lid cap. Therefore, even if an airtight inspection of the battery lid is performed, the pinhole in the lid case cannot be detected. After the battery is assembled, since the lower surface side of the lid case becomes the inside of the battery, the lower surface of the lid case is exposed to the nonaqueous electrolytic solution, so that the nonaqueous electrolytic solution enters the pinhole. For this reason, since the nonaqueous electrolyte solution that has entered the pinhole comes into contact with the iron lid cap, the lid cap is corroded and the nonaqueous electrolyte solution leaks. The non-aqueous electrolyte leaked out of the battery may cause damage such as corrosion not only to the battery but also to adjacent batteries and surrounding devices when assembled batteries are used. On the other hand, since the metal of the lid case and the lid cap are different from each other, the sealing lid has a contact resistance of different metals. For this reason, power loss occurs due to large current discharge. In an assembled battery in which a large number of batteries are connected, the overall resistance increases and the power loss also increases. The secondary battery 1 of the present embodiment is a battery that can solve these problems.

本実施形態の二次電池１では、キャップケース３７とキャップ３とがかしめられたフランジ（かしめ部）３７ｂから中心部側に向けて突出した４つの突片３７ｃのそれぞれの接合部３７ｄに摩擦攪拌接合が施されている。このため、フランジに突片が形成されていない従来の二次電池よりも、突片３７ｃの接合部３７ｄで接合された分、接合面積を大きく確保することができるので、低抵抗化を図ることができる。このため、大電流放電時でも電気抵抗の増大が抑制され、大電流放電時の電力損失を軽減することができる。   In the secondary battery 1 of the present embodiment, friction stir is applied to each joint portion 37d of the four projecting pieces 37c projecting toward the center from the flange (caulking portion) 37b where the cap case 37 and the cap 3 are caulked. Joined. For this reason, compared with the conventional secondary battery in which the projecting piece is not formed on the flange, it is possible to secure a larger joining area as much as the joined portion 37d of the projecting piece 37c is joined. Can do. For this reason, an increase in electrical resistance is suppressed even during large current discharge, and power loss during large current discharge can be reduced.

また、本実施形態の二次電池１は、突片３７ｃの両側の付け根に凹部３７ｅが形成されている。また、フランジ３７ｂの径方向の幅をＷ１、凹部３７ｅの形成された箇所のフランジ３７ｂの径方向の幅をＷ２としたときに、Ｗ１＞Ｗ２の大小関係となるように設定されている。このため、キャップケース３７のフランジ３７ｂをキャップ３の上面側に折り曲げる際に、フランジ３７ｂに波打つように生じる変形を凹部３７ｅが吸収することができる。これにより、図８に示すように、ガスケット４３とフランジ３７ｂの接触面３７ｆにおける接触圧を均一にすることができ、ガスケット４３および密閉蓋５０による気密性を確保することができる。この結果、かしめ不具合が抑制されるので、密閉蓋５０による気密性が保たれ電池の信頼性を高めることができる。 Moreover, the secondary battery 1 of this embodiment has the recessed part 37e formed in the root of the both sides of the protrusion 37c. Further, when the width in the radial direction of the flange 37b is W 1 and the width in the radial direction of the flange 37b at the portion where the concave portion 37e is formed is W 2 , the relationship is set so that W 1 > W 2. ing. For this reason, when the flange 37b of the cap case 37 is bent toward the upper surface side of the cap 3, the recess 37e can absorb the deformation that occurs so as to wave the flange 37b. Thereby, as shown in FIG. 8, the contact pressure on the contact surface 37f of the gasket 43 and the flange 37b can be made uniform, and the airtightness by the gasket 43 and the sealing lid 50 can be secured. As a result, the caulking defect is suppressed, so that the airtightness by the sealing lid 50 is maintained and the reliability of the battery can be improved.

更に、本実施形態の二次電池１では、キャップ３の上面側に折り曲げられた突片３７ｃの接合部３７ｄに回転工具を圧接することで摩擦攪拌接合を施し、キャップケース３７とキャップ３とを一体化させている。このため、電池組立後に電池内側に位置するキャップケース３７の下面側では、従来の二次電池で用いられるスポット溶接に伴うピンホール等の形成が防止される。これにより、キャップ３に非水電解液が直接接触しないので、キャップ３が腐食しにくくなり、非水電解液の漏洩を抑制することができる。この結果、非水電解液による周囲の機器等への損害を抑えることができる。従って、密閉蓋５０のキャップケース３７とキャップ３との接合信頼性を向上させることができる。   Furthermore, in the secondary battery 1 of the present embodiment, friction stir welding is performed by pressing a rotating tool against the joint portion 37d of the projecting piece 37c bent on the upper surface side of the cap 3, and the cap case 37 and the cap 3 are connected. It is integrated. For this reason, on the lower surface side of the cap case 37 located inside the battery after the battery is assembled, the formation of a pinhole or the like accompanying spot welding used in a conventional secondary battery is prevented. Thereby, since a non-aqueous electrolyte does not contact the cap 3 directly, the cap 3 becomes difficult to corrode and leakage of the non-aqueous electrolyte can be suppressed. As a result, it is possible to suppress damage to surrounding equipment and the like due to the non-aqueous electrolyte. Therefore, the bonding reliability between the cap case 37 of the sealing lid 50 and the cap 3 can be improved.

また更に、本実施形態では、キャップケース３７の中央円形領域（底部）に、開裂溝３７ａが形成されている。これにより、電池異常時等に電池容器２内の内圧が所定値以上に上昇すると開裂溝３７ａが開裂して、電池内部のガスが排気口３ｃ、３ｄから放出されるので、電池容器２内の圧力を低減することができる。また、正極接続板３５と接合されたことで、単体では平板状であったキャップケース３７の底部が皿状となる。このため、キャップケース３７がダイヤフラムとして機能することができる。すなわち、電池容器２の内圧によりキャップケース３７が容器外方に膨出すると、キャップケース３７と、正極接続板３５の突起部３５ａとの電気的接続が断たれ、過電流を抑制することができる。つまり、密閉蓋５０は防爆機構を構成している。   Furthermore, in the present embodiment, a cleavage groove 37 a is formed in the central circular region (bottom) of the cap case 37. Thereby, when the internal pressure in the battery container 2 rises to a predetermined value or more when the battery is abnormal or the like, the cleavage groove 37a is cleaved and the gas inside the battery is released from the exhaust ports 3c and 3d. The pressure can be reduced. Moreover, by joining with the positive electrode connection plate 35, the bottom of the cap case 37 which is a flat plate as a single unit becomes a dish shape. For this reason, the cap case 37 can function as a diaphragm. That is, when the cap case 37 bulges outside the container due to the internal pressure of the battery container 2, the electrical connection between the cap case 37 and the protrusion 35a of the positive electrode connection plate 35 is cut off, and overcurrent can be suppressed. . That is, the sealing lid 50 constitutes an explosion-proof mechanism.

更にまた、本実施形態では、突片３７ｃが、キャップ３の立ち上がり部３ｅに形成された排気口３ｄの位置を避けるように、フランジ３７ｂからキャップ３の中心部に向けて突出している。このため、突片３７ｃにより排気口３ｄが塞がれることがないので、電池異常時等に、キャップケース３７と正極接続板３５の突起部３５ａとの電気的接続が断たれた後に電池容器２内の内圧がさらに上昇しても、密閉蓋５０の防爆機構により排気口３ｃ、３ｄから電池内部のガスが阻害されることなく放出される。   Furthermore, in the present embodiment, the protruding piece 37 c protrudes from the flange 37 b toward the center of the cap 3 so as to avoid the position of the exhaust port 3 d formed in the rising portion 3 e of the cap 3. For this reason, since the exhaust port 3d is not blocked by the projecting piece 37c, the battery container 2 is disconnected after the electrical connection between the cap case 37 and the protruding portion 35a of the positive electrode connecting plate 35 is cut off when the battery is abnormal. Even if the internal pressure further increases, the gas inside the battery is released from the exhaust ports 3c and 3d without being blocked by the explosion-proof mechanism of the sealing lid 50.

また、本実施形態では、正極接続板３５が、アルミニウム合金で形成されており、正極導電リード３３と同様のアルミニウムで形成されているため、正極導電リード３３と溶接により容易に接合することができる。また、本実施形態では、キャップ３が、アルミニウムで形成されたキャップケース３７より高融点の鉄で形成されている。このため、キャップケース３７をキャップ３へ摩擦攪拌接合する際に、キャップ３が変形することなく、接合させることができる。また、電池使用時の温度上昇や高温環境下での使用時等においても、キャップ３の変形等を抑制することができる。   In the present embodiment, the positive electrode connection plate 35 is formed of an aluminum alloy and is formed of the same aluminum as that of the positive electrode conductive lead 33. Therefore, the positive electrode conductive lead 33 can be easily joined by welding. . In this embodiment, the cap 3 is made of iron having a melting point higher than that of the cap case 37 made of aluminum. For this reason, when the cap case 37 is friction stir joined to the cap 3, the cap 3 can be joined without deformation. Further, deformation of the cap 3 and the like can be suppressed even when the temperature rises when the battery is used or when the battery is used in a high-temperature environment.

なお、本実施形態では、フランジ３７ｂに突片３７ｃが４つ形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、いくつ形成されていてもよい。また、キャップケース３７およびキャップ３の接合面積、すなわち、突片３７ｃの接合部３７ｄの面積を大きく確保することを考慮すれば、突片３７ｃの大きさをできるだけ大きくすることが好ましい。また、突片３７ｃの形状は例示した矩形のものに限らない。さらに、本実施形態では、キャップケース３７に４つの突片３７ｃが同じ間隔で形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、突片３７ｃが異なる間隔で形成されていてもよい。突片３７ｃが同じ間隔で形成されていると、キャップケース３７およびキャップ３を安定して固定することができる。   In the present embodiment, an example is shown in which four protrusions 37c are formed on the flange 37b. However, the present invention is not limited to this, and any number may be formed. In consideration of securing a large bonding area between the cap case 37 and the cap 3, that is, an area of the bonding portion 37d of the protruding piece 37c, it is preferable to increase the size of the protruding piece 37c as much as possible. Further, the shape of the projecting piece 37c is not limited to the illustrated rectangular shape. Furthermore, in the present embodiment, an example is shown in which the four protruding pieces 37c are formed at the same interval on the cap case 37, but the present invention is not limited to this, and the protruding pieces 37c are formed at different intervals. May be. When the projecting pieces 37c are formed at the same interval, the cap case 37 and the cap 3 can be stably fixed.

また、本実施形態では、キャップ３およびキャップケース３７を摩擦攪拌により接合する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、抵抗溶接やレーザ溶接等により接合してもよい。摩擦攪拌接合では、回転工具の先端部を回転させながら突片３７ｃに圧接することで、摩擦熱により突片３７ｃを構成するキャップケース３７とキャップ３の上面側の一部とを塑性流動させて混ぜ合わせることで一体化させる。このため、キャップ３およびキャップケース３７を摩擦攪拌により接合すると、キャップケース３７およびキャップ３を構成する金属が混ぜ合わさった接合部３７ｄでは、キャップケース３７とキャップ３との異種金属の接触面がなくなるので、単にかしめ加工により接合させた場合より、通電時のキャップケース３７及びキャップ３間の電気抵抗を低減することができる。また、接合面積を確保しやすく、溶接焼けや金属が溶接棒に付着する等の問題を回避できる点においても、摩擦攪拌接合がより優れている。   Moreover, although the example which joins the cap 3 and the cap case 37 by friction stirring was shown in this embodiment, this invention is not limited to this, You may join by resistance welding, laser welding, etc. In the friction stir welding, the cap case 37 constituting the projecting piece 37c and a part on the upper surface side of the cap 3 are plastically flowed by frictional heat by being pressed against the projecting piece 37c while rotating the tip of the rotary tool. Unify by mixing. For this reason, when the cap 3 and the cap case 37 are joined by friction stirring, the contact surface of the dissimilar metal between the cap case 37 and the cap 3 disappears in the joint portion 37d in which the metals constituting the cap case 37 and the cap 3 are mixed. Therefore, the electrical resistance between the cap case 37 and the cap 3 at the time of energization can be reduced as compared with the case where they are simply joined by caulking. In addition, the friction stir welding is more excellent in that it is easy to secure the joining area and avoid problems such as welding burns and metal adhesion to the welding rod.

更に、本実施形態では、突片３７ｃの両側に隣接する箇所に、凹部３７ｅがそれぞれ形成され、突片３７ｃに対して左右対称に形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、突片３７ｃの少なくともいずれかの片側に隣接する箇所に、凹部３７ｅが形成されていればよい。すなわち、突片３７ｃは非対称な形状に形成されていてもよい。   Furthermore, in this embodiment, although the recessed part 37e was each formed in the location adjacent to the both sides of the protrusion 37c, and the left-right symmetric with respect to the protrusion 37c was shown, this invention is limited to this. Is not to be done. For example, as shown in FIG. 7, it is only necessary that a recess 37e is formed at a location adjacent to at least one side of the protruding piece 37c. That is, the projecting piece 37c may be formed in an asymmetric shape.

また更に、本実施形態では、凹部３７ｅが半円状に曲線を含んで形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直線のみで形成されていてもよい。凹部３７ｅが曲線を含んで形成されていると、キャップケース３７のフランジ３７ｂをキャップ３の上面側に折り曲げる際に、フランジ３７ｂをより均一に変形させることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the example in which the concave portion 37e is formed to include a curve in a semicircular shape is shown, but the present invention is not limited to this, and may be formed only by a straight line. . If the concave portion 37e is formed to include a curve, the flange 37b can be more uniformly deformed when the flange 37b of the cap case 37 is bent toward the upper surface side of the cap 3.

更にまた、本実施形態では、突片３７ｃのほぼ中央部で摩擦攪拌によりキャップ３とキャップケース３７とが接合され、接合部３７ｄが１箇所に形成される例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。キャップ３とキャップケース３７とを一体化させることができれば、突片３７ｃの中央部以外で接合されていてもよい。例えば、突片３７ｃの４つの角付近にそれぞれ摩擦攪拌接合を施し、接合部３７ｄを１つの突片３７ｃの４箇所に形成してもよい。   Furthermore, in the present embodiment, an example is shown in which the cap 3 and the cap case 37 are joined to each other by friction stirring at the substantially central portion of the projecting piece 37c, and the joined portion 37d is formed at one place. It is not limited to. As long as the cap 3 and the cap case 37 can be integrated, the cap 3 and the cap case 37 may be joined at a portion other than the central portion of the projecting piece 37c. For example, friction stir welding may be performed in the vicinity of the four corners of the projecting piece 37c, and the joint portion 37d may be formed at four locations on one projecting piece 37c.

また、本実施形態では、正極合剤に含有される正極活物質として、リチウム酸化物であるマンガン酸リチウムを用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものでない。例えば、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウム複酸化物（コバルト、ニッケル、マンガンから選択される２種以上を含むリチウム酸化物）を用いてもよい。また、正極合剤に含有される導電材として、黒鉛等の炭素粉末を用いる例を示したが、正極合剤中におけるリチウムの吸蔵放出反応で生じた電子の正極電極への伝達を補助できるものであれば制限はない。導電材の例として、アセチレンブラック等がある。また、正極合剤に含有されるバインダとして、本実施例では、ＰＶＤＦを用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、正極活物質および導電材、また、正極合剤および正極集電体を結着させることができ、非水電解液との接触により、大幅に劣化しなければよい。バインダの例として、フッ素ゴム等がある。   Moreover, in this embodiment, although the example using lithium manganate which is a lithium oxide was shown as a positive electrode active material contained in a positive electrode mixture, this invention is not limited to this. For example, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, or lithium double oxide (lithium oxide containing two or more selected from cobalt, nickel, and manganese) may be used. In addition, an example of using carbon powder such as graphite as the conductive material contained in the positive electrode mixture has been shown, but it can assist the transmission of electrons generated by the occlusion and release reaction of lithium in the positive electrode mixture to the positive electrode. If there is no limit. Examples of the conductive material include acetylene black. Moreover, although the example which uses PVDF was shown in a present Example as a binder contained in a positive mix, this invention is not limited to this, A positive electrode active material and a electrically conductive material, and a positive mix The positive electrode current collector and the positive electrode current collector can be bound to each other as long as they do not deteriorate significantly due to contact with the non-aqueous electrolyte. Examples of the binder include fluorine rubber.

更に、本実施形態では、正極集電部材３１をアルミニウムで形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。正極集電部材３１をアルミニウムで形成すると、アルミニウムの表面が耐食性を有するため、正極集電部材３１が電解液に直接接触しても酸化の進行を抑制することができる。すなわち、アルミニウムは、なんらかの加工により表面が露出すると、直ちに、表面に酸化アルミウム皮膜が形成され、この酸化アルミニウム皮膜により、それ以上アルミニウムの酸化が進行することを抑制することができる。また、正極集電部材３１をアルミニウムで形成すると、正極シート１１ａの正極リード１６を超音波溶接またはスポット溶接等により溶接することも可能となる。   Furthermore, in this embodiment, although the example which forms the positive electrode current collection member 31 with aluminum was shown, this invention is not limited to this. When the positive electrode current collecting member 31 is formed of aluminum, the surface of the aluminum has corrosion resistance. Therefore, even if the positive electrode current collecting member 31 is in direct contact with the electrolytic solution, the progress of oxidation can be suppressed. That is, when the surface of aluminum is exposed by some processing, an aluminum oxide film is immediately formed on the surface, and the aluminum oxide film can suppress further oxidation of aluminum. Further, when the positive electrode current collecting member 31 is formed of aluminum, the positive electrode lead 16 of the positive electrode sheet 11a can be welded by ultrasonic welding or spot welding.

また更に、本実施形態では、負極合剤が負極活物質、負極バインダから構成される例を示したが、本発明では、更にアセチレンブラック等の導電材が含有されていてもよい。また、負極活物質として、黒鉛の炭素粉末を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。負極活物質に黒鉛炭素を用いたリチウムイオン二次電池は、大容量が要求されるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車の車載用電源に適している。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which the negative electrode mixture is composed of a negative electrode active material and a negative electrode binder has been shown. However, in the present invention, a conductive material such as acetylene black may further be contained. Moreover, although the example using the carbon powder of graphite was shown as a negative electrode active material, this invention is not limited to this. A lithium ion secondary battery using graphite carbon as a negative electrode active material is suitable for an in-vehicle power source of a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle that requires a large capacity.

更にまた、本実施形態では、正極電極１１を形成する例として、正極合剤の構成物質をＮＭＰや水等に分散させた分散液を混練して形成したスラリを正極シート１１ａに塗布し、正極合剤塗布部１１ｂを形成する方法を例示したが、本発明は、正極合剤の塗布部を形成することができれば、これに限定されるものではない。同様に、負極電極１２を形成する例として、負極合剤の構成物質をＮＭＰや水等に分散させた分散液を混連して形成したスラリを負極シート１２ａに塗布し、負極合剤塗布部１２ｂを形成する方法を例示したが、本発明は、負極合剤の塗布部を形成することができれば、これに限定されるものではない。正極合剤または負極合剤の構成物質を含むスラリの塗布方法としては、ロール塗工法やスリットダイ塗工法等が挙げられる。   Furthermore, in this embodiment, as an example of forming the positive electrode 11, a slurry formed by kneading a dispersion obtained by dispersing a constituent material of the positive electrode mixture in NMP or water is applied to the positive electrode sheet 11 a, Although the method of forming the mixture application portion 11b has been exemplified, the present invention is not limited to this as long as the application portion of the positive electrode mixture can be formed. Similarly, as an example of forming the negative electrode 12, a slurry formed by mixing a dispersion liquid in which a constituent material of the negative electrode mixture is dispersed in NMP, water, or the like is applied to the negative electrode sheet 12a, and a negative electrode mixture application part Although the method of forming 12b was illustrated, this invention is not limited to this, if the application part of a negative electrode mixture can be formed. Examples of the method for applying the slurry containing the constituent material of the positive electrode mixture or the negative electrode mixture include a roll coating method and a slit die coating method.

また、本実施形態では、密閉蓋５０を構成するキャップ３が炭素鋼等の鉄にニッケルメッキを施して形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。キャップ３を鉄で形成すると、複数の二次電池１を直列に接合する際に、スポット溶接により接合することができる。また、本実施形態では、キャップ３が正極端子を構成し、電池容器３が負極端子を構成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、正負極を逆にしてもよい。   In the present embodiment, the cap 3 constituting the sealing lid 50 is formed by nickel-plating iron such as carbon steel, but the present invention is not limited to this. When the cap 3 is formed of iron, when the plurality of secondary batteries 1 are joined in series, they can be joined by spot welding. Moreover, in this embodiment, although the cap 3 comprised the positive electrode terminal and the battery case 3 comprised the negative electrode terminal was shown, this invention is not limited to this, Even if it reverses a positive / negative electrode Good.

更に、本実施形態では、ＰＨＥＶ用の円筒形リチウムイオン二次電池１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、携帯用の小型民生用のリチウムイオン二次電池にも適用することができる。また、本実施形態では、正極電極１１および負極電極１２が第１のセパレータ１３や第２のセパレータ１４を介して捲回した電極群１０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、矩形状の正極電極、負極電極を積層して電極群としてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the cylindrical lithium ion secondary battery 1 for PHEV is exemplified, but the present invention is not limited to this, and is also applicable to a portable small-sized consumer lithium ion secondary battery. can do. Further, in the present embodiment, the electrode group 10 in which the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are wound through the first separator 13 and the second separator 14 is illustrated, but the present invention is not limited to this. Alternatively, for example, a rectangular positive electrode and a negative electrode may be stacked to form an electrode group.

本発明は、低抵抗化を図ると共に、気密性を損なうことなく信頼性の高い二次電池を提供するものであるため、リチウムイオン二次電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。   The present invention aims to reduce resistance and provide a highly reliable secondary battery without impairing hermeticity, and thus contributes to the manufacture and sale of lithium ion secondary batteries. Have potential.

１ リチウムイオン二次電池（二次電池）
２ 電池容器
３ キャップ
３ａ 周縁部（リング部）
３ｂ 突出部
３ｃ 排気口
３ｄ 排気口
３ｅ 立ち上がり部
２０ 発電ユニット
３７ キャップケース
３７ｂ フランジ
３７ｃ 突片（溶接用突片）
３７ｅ 凹部
５０ 密封蓋 1 Lithium ion secondary battery (secondary battery)
2 Battery container 3 Cap 3a Peripheral part (ring part)
3b Protruding portion 3c Exhaust port 3d Exhaust port 3e Standing portion 20 Power generation unit 37 Cap case 37b Flange 37c Projection piece (welding projection piece)
37e Recess 50 Sealing lid

Claims (6)

発電ユニットと、
前記発電ユニットを収容する電池容器と、
正負極のうち一方の端子を構成するキャップと、前記キャップの外周部において前記キャップの上面側に折り曲げられたフランジを持つキャップケースとを有し、前記電池容器を封止する密閉蓋と、
を備え、
前記キャップケースは中心部側に向けて前記フランジから突出した溶接用突片を有し、前記突片と前記キャップとが接合されることで前記キャップと前記キャップケースとが一体化されており、
前記フランジには、少なくとも前記突片の片側に隣接する箇所に、前記キャップケースの外周側に切り欠かれた凹部が形成されている、
ことを特徴とする円筒形二次電池。 A power generation unit;
A battery container containing the power generation unit;
A cap that constitutes one terminal of positive and negative electrodes, and a cap case having a flange that is bent on the upper surface side of the cap at an outer peripheral portion of the cap, and a sealing lid that seals the battery container;
With
The cap case has a welding protrusion protruding from the flange toward the center, and the cap and the cap case are integrated by joining the protrusion and the cap.
In the flange, a recess cut out on the outer peripheral side of the cap case is formed at a position adjacent to at least one side of the protruding piece,
A cylindrical secondary battery characterized by the above. 前記凹部は曲線を含んで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の円筒形二次電池。   The cylindrical secondary battery according to claim 1, wherein the recess includes a curved line. 前記フランジの径方向の幅Ｗ１と、前記凹部が形成された箇所の前記フランジの径方向の幅Ｗ２との関係が、Ｗ１＞Ｗ２の大小関係を持つことを特徴とする請求項１に記載の円筒形二次電池。 Claims a width W 1 in the radial direction of the flange, the relationship between the width W 2 in the radial direction of the flange of a portion the recess is formed, characterized by having a magnitude relationship of W 1> W 2 2. The cylindrical secondary battery according to 1. 前記キャップケースには前記突片が複数形成されており、前記各突片間の間隔が同じであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の円筒形二次電池。   The cylindrical secondary body according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the projecting pieces are formed on the cap case, and the intervals between the projecting pieces are the same. battery. 前記各突片と前記キャップとが抵抗溶接または摩擦攪拌により接合されたことを特徴とする請求項４に記載の円筒形二次電池。   The cylindrical secondary battery according to claim 4, wherein each protruding piece and the cap are joined by resistance welding or friction stirring. 前記キャップは、上方に突出した突出部と、外周を構成するリング部と、前記突出部と前記リング部とを繋ぐ立ち上がり部と有し、前記立ち上がり部には所定間隔で複数の開口が形成されており、
前記各突片は、前記立ち上がり部の前記開口が形成された位置を避けるように、前記フランジから前記立ち上がり部に向けて突出している、
ことを特徴とする請求項４に記載の円筒形二次電池。 The cap has a protruding portion that protrudes upward, a ring portion that forms an outer periphery, and a rising portion that connects the protruding portion and the ring portion, and a plurality of openings are formed in the rising portion at predetermined intervals. And
Each of the protruding pieces protrudes from the flange toward the rising portion so as to avoid a position where the opening of the rising portion is formed.
The cylindrical secondary battery according to claim 4.
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