JP2012248466A - 円筒形二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】発電要素に接続される正・負極の集電板の一方に周縁部において接合され、中央部において電池缶に接合される接続リード板の接合の信頼性を向上する。
【解決手段】接続リード板５０は、中央部の電池缶取付部５１を、周縁部に中央部から立ち上げられた集電板取付部５２を有する。電池缶取付部５１は電池缶２の底部２ｃに接合され、集電板取付部５２は発電要素２０に接合された負極集電板２１に接合されている。接続リード板５０の集電板取付部５２には、３つの接合部位５１ａ１〜５２ａ３が形成され、接続リード板５０は、各接合部位５１ａ１〜５２ａ３により囲まれる領域内に軸芯２５の中心Ｏが含まれる平面位置に配置されている。
【選択図】図７

Description

この発明は、円筒形二次電池に関し、より詳細には、発電要素の正・負の電極板の一方と電池缶とを接続する接続部材を有する円筒形二次電池に関する。

リチウム二次電池等に代表される円筒形二次電池は、電池容器内に、正極板と負極板とがセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された発電要素が収容され、電解液が注入されて構成される。正・負極の電極板は、それぞれ、正・負極の金属箔の両面に塗工された、正・負極の活物質を有する。正・負極の各金属箔は、それぞれ、長手方向の片側縁に沿って所定のピッチで配列された多数のタブを有する。正・負極のタブは、相互に、反対側の片側縁に沿って形成される。

正・負極の電極板のタブは、それぞれ、捲回軸と一体化された薄い円筒形の集電板の外周に捲回され、導電リード同士が多数枚、重ね合わされた状態で集電板に超音波溶接等により接合される。
正・負極の電極板の一方は、発電要素が収納された電池缶に、その底部において電気的に接続され、正・負極の電極板の他方は、電池缶にガスケット（絶縁部材）を介して接合された電池蓋に電気的に接続される。

正・負極の電極板の一方と電池缶の底部との接続構造として、短冊状の細長い形状を有する接続リード板を、集電板の一端側から中央部を通って他端側に延出し、この接続リード板の両端部を集電板に接合し、中央部を電池缶の底部に抵抗溶接等により接合する構造が知られている。
接続リード板は、電池缶に接合される中央部から立ち上がる方向に折曲され、さらに電池缶の底部と平行な方向に折曲された一対の平坦部を有しており、この一対の平坦部において、集電板の周縁部に接合される（例えば、特許文献１の図４参照）。

特許第３６２７６４５号

特許文献１に記載された円筒形二次電池では、短冊状の細長い形状を有する導電リード板の両端部が集電板に接合される構造である。このため、集電板との接合強度は、長手方向に作用する外力に対しては大きいが、長手方向に直交する方向、すなわち、短手方向に作用する外力に対しては小さい。従って、円筒形二次電池が振動や衝撃等の外力を受けた場合、接合が剥離する可能性がある。

本発明の円筒形二次電池は、正・負極の電極板がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された発電要素と、正・負極の電極板の一方に接続された集電板と、集電板に接合された接続リード板と、上部に開口部を有し、発電要素、集電板および接続リード板が収納され、電解液が注入された電池缶と、電池缶の開口部を塞ぎ、電池缶に絶縁部材を介して固定された電池蓋とを具備し、接続リード板は、電池缶に接合された電池缶取付部と、電池缶取付部から折曲され、集電板に接合された３つ以上の接合部位を有する少なくとも１つの集電板取付部とを有し、接続リード板は、集電板取付部の各接合部位により囲まれる領域内に軸芯の中心が含まれる平面位置に配置されていることを特徴とする。

この発明の円筒形二次電池よれば、接続リード板は、３つ以上の接合部位を有する集電板取付部を有し、各接合部位により囲まれる領域内に軸芯の中心が含まれる平面位置に配置されている。したがって、接続リード板と集電板との接合は、一方向のみならずこの一方向に直交する方向に作用する外力に対して大きい強度を呈する。

本発明に係る円筒形二次電池の一実施の形態を示す断面図。 図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図。 図１の発電要素の詳細を示し、一部を切断した状態の斜視図。 図１に図示された接続リード板の拡大外観斜視図。 図４に図示された接続リード板の展開図。 図４に図示された接続リード板を母材から形成する方法を説明するための平面図。 図２に図示された発電ユニットを下方から観た平面図。 本発明に係る円筒形二次電池の実施形態２を示し、発電ユニットを下方から観た平面図。 本発明に係る円筒形二次電池の実施形態３を示、発電ユニットを下方から観た平面図。 本発明に係る円筒形二次電池の実施形態４を示し、発電ユニットを下方から観た平面図。

--実施形態１-
［全体構造］
以下、この発明の円筒形二次電池を図面と共に説明する。
図１は、この発明の円筒形二次電池の一実施の形態を示す拡大断面図であり、図２は、図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図である。
円筒形二次電池１は、例えば、リチウムイオン二次電池である。この円筒形二次電池１は、底部を有し、上部が開口された円筒形の電池缶２および電池缶２の上部を封口するハット型の電池蓋３で構成される電池容器４を有する。電池容器４の内部には、以下に説明する発電用の各構成部材が収容され、非水電解液５が注入されている。

円筒形の電池缶２には、上端側に設けられた開口部２ｂ側に電池缶２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
電池缶２の中央部には、発電要素１０が配置されている。発電要素１０は、軸方向に沿う中空部を有する細長い円筒形の軸芯１５と、軸芯１５の周囲に捲回された正極板および負極板とを備える。

［発電要素］
図３は、発電要素１０の構造の詳細を示し、一部を切断した状態の斜視図である。
図３に図示されるように、発電要素１０は、軸芯１５の周囲に、正極板１１、負極板１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構造を有する。

軸芯１５は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）のような絶縁材により形成され、中空円筒形状を有する。軸芯１５には、第１のセパレータ１３、負極板１２、第２のセパレータ１４および正極板１１が、順に積層され、捲回されている。最内周の負極板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。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、絶縁性の多孔質体で形成されている。

内周（軸芯）側では、負極板１２が正極板１１よりも軸芯側に延出されている。また、外周側では負極板１２が正極板１１よりも外周側に延出されている。最外周の負極板１２の外周に第２のセパレータ１４が延出されている。最外周の第２のセパレータ１４終端が接着テープ１９で止められる（図２参照）。

正極板１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極金属箔１１ａと、この正極金属箔１１ａの両面に正極合剤が塗布された正極処理部１１ｂを有する。正極金属箔１１ａの長手方向に延在する上方側の側縁は、正極合剤が塗布されず正極金属箔１１ａが露出した正極合剤未処理部１１ｃとなっている。この正極合剤未処理部１１ｃには、軸芯１５の軸に沿って上方に突き出す多数の正極タブ１６が等間隔に一体的に形成されている。

正極合剤は正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質として、コバルト、マンガン、ニッケル等のリチウム酸化物が挙げられる。
正極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。

正極合剤を正極金属箔１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、等が挙げられる。正極合剤に分散溶液を混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレスし、裁断する。正極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極金属箔１１ａを裁断する際、正極タブ１６を一体的に形成する。すべての正極タブ１６の長さは、ほぼ同じである。

負極板１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有する負極金属箔１２ａと、この負極金属箔１２ａの両面に負極合剤が塗布された負極処理部１２ｂとを有する。負極金属箔１２ａの長手方向に延在する下方側の側縁は、負極合剤が塗布されず銅箔が露出した負極合剤未処理部１２ｃとなっている。この負極合剤未処理部１２ｃには、軸芯１５の軸に沿って正極タブ１６とは反対方向に延出された、多数の負極タブ１７が等間隔に一体的に形成されている。

負極合剤は、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極活物質としては、黒鉛炭素が挙げられる。

負極合剤を負極金属箔１２ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法等が挙げられる。
負極合剤に分散溶媒を混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極金属箔１２ａをプレスにより裁断する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。

第１、第２のセパレータ１３、１４の幅は、正極板１１および負極板１２の幅よりも大きい。負極板１２の負極処理部１２ｂの幅は、正極板１１の正極処理部１１ｂの幅よりも大きい。
負極処理部１２ｂの幅および長さを正極処理部１１ｂの幅および長さよりも大きくして、正極処理部１１ｂの全領域を負極処理部１２ｂで覆う構造とされている。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。この場合、負極側に負極活物質が形成されておらず負極金属箔１２ａが表出していると負極金属箔１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となる。上記の如く、正極処理部１１ｂの全領域を負極処理部１２ｂで覆うことにより、このようなリチウム析出に伴う内部短絡を防止することができる。

第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、それぞれ、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜で形成されている。

図１および図３において、中空な円筒形状の軸芯１５には、軸方向（図面の上下方向）の上端部の内面に中空部よりも径大の溝１５ａが形成され、この溝１５ａに大略薄い円筒状の正極集電板２７が圧入されている。

正極集電板２７は、例えば、アルミニウム系金属により形成され、円盤状の基部２７ａと、この基部２７ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２７ｂと、外周縁において電池蓋３側に突き出す上部筒部２７ｃとを有する。正極集電板２７の基部２７ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部２７ｄ（図２参照）が形成されている。

正極金属箔１１ａの正極タブ１６は、すべて、正極集電板２７の上部筒部２７ｃに溶接される。
正極集電板２７の上部筒部２７ｃの外周には、正極金属箔１１ａの正極タブ１６および押え部材２８が溶接されている。多数の正極タブ１６は、正極集電板２７の上部筒部２７ｃの外周に密着させておき、正極タブ１６の外周に押え部材２８をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で超音波溶接により接合される。

軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電板２１が圧入されて固定されている。負極集電板２１は、例えば、銅系金属により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池缶２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。
負極集電板２１の基部２１ａには、軸芯１５の中空軸に注液された非水電解液５を発電要素１０に浸透させるための開口部２１ｄ（図２参照）が形成されている。

負極金属箔１２ａの負極タブ１７は、すべて、負極集電板２１の外周筒部２１ｃに接合される。
負極集電板２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極金属箔１２ａの負極タブ１７および押え部材２２が溶接されている。多数の負極タブ１７を、負極集電板２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極タブ１７の外周に押え部材２２をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
負極集電板２１の基部２１ａには、接続リード板５０が、超音波溶接等により接合されている。接続リード板５０と負極集電板２１との接合については、その詳細を後述する。
接続リード板５０は、抵抗溶接等により鉄製の電池缶２の底部２ｃに接合されている。

ここで、正極集電板２７に形成された開口部２７ｅは、接続リード板５０を電池缶２に溶接するための電極棒（図示せず）を挿通するためのものである。電極棒を正極集電板２７に形成された開口部２７ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で接続リード板５０を電池缶２の底部２ｃの内面に押し付けて抵抗溶接を行う。負極集電板２１に接続されている電池缶２の底面は一方の出力端子として作用し、発電要素１０に蓄電された電力を電池缶２から取り出すことができる。

多数の正極タブ１６が正極集電板２７に溶接され、多数の負極タブ１７が負極集電板２１に溶接されることにより、正極集電板２７、負極集電板２１および発電要素１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される（図２参照）。但し、図２においては、図示の都合上、負極集電板２１、接続リード板５０および押え部材２２は発電ユニット２０から分離して図示されている。

正極集電板２７の基部２７ａ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接続部材３３が、その一端部を溶接されて接合されている。

［電池蓋ユニット］
正極集電板２７の上部筒部２７ｃ上には、電池蓋ユニット３０が配置されている。電池蓋ユニット３０は、リング形状をした絶縁板３４、絶縁板３４に設けられた開口部３４ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめと溶接により固定された電池蓋３により構成される。
絶縁板３４は、円形の開口部３４ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング形状を有し、正極集電板２７の上部筒部２７ｃ上に載置されている。

絶縁板３４は、開口部３４ａ（図２参照）および下方に突出する側部３４ｂを有している。絶縁板３４の開口部３４ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、接続部材３３の他端部が溶接されて接合されている。

接続板３５は、アルミニウム系金属で形成され、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、ほぼ皿形状を有している。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（図２参照）が形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。

接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム系金属で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。

ダイアフラム３７は周縁部において電池蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に電池蓋３側に向かって垂直に起立する側壁３７ｂを有している。この側壁３７ｂ内に電池蓋３を収容し、かしめ加工により、側壁３７ｂを電池蓋３の上面側に屈曲して固定する。

電池蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成され、表裏両面にニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａと、この周縁部３ａから上方に突出す筒部３ｂを有するハット型を有する。筒部３ｂには開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。電池蓋３は一方の電力出力端として作用し、電池蓋３から蓄電された電力を取り出すことができる。

ダイアフラム３７と電池蓋３とのかしめ部を覆う絶縁部材からなるガスケット４３が設けられている。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、フッ素系樹脂をあげることができる。
ガスケット４３は、当初、図２に図示されるように、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂを有する形状を有している。

そして、プレス等により、電池缶２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを屈曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と電池蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４および接続板３５が一体に形成された電池蓋ユニット３０がガスケット４３を介して電池缶２に固定される。

電池缶２の内部には、非水電解液５が所定量注入されている。非水電解液５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が上げられる。

［接続リード板の接合構造］
次に、接続リード板５０と負極集電板２１との接合構造について説明する。
図４は、図１に図示された接続リード板の拡大外観斜視図であり、図５は、図４に図示された接続リード板の展開図である。
接続リード板５０は、ニッケル系金属または銅系金属により形成され、素材は正三角形の平面形状を有する。

接続リード板５０は、中央部に形成された六角形の平面形状を有する電池缶取付部５１と、各頂部近傍に形成された３つの集電板取付部５２とを有する。
電池缶取付部５１は、電池缶２の底部２ｃに抵抗溶接等により接合される接合部位５１ａを有する。
各集電板取付部５２は、電池缶取付部５１と平行に形成され、負極集電板２１の基部２１ａの周縁部に超音波溶接等により接合される１つの接合部位５２ａを有する。

接続リード板５０を形成するには、先ず、正三角形状のニッケル製金属板を、各頂部近傍の折曲部５０ａで金属板の一面に対して、直角または傾斜状に折曲（山折り）して立ち上げ、中央部に電池缶取付部５１を形成する。次に、先端側の折曲部５０ｂでさらに折曲（谷折り）して、金属板の上面と平行な３つの集電板取付部５２を形成する。このように接続リード板５０を形成する場合の加工方法としては、例えば、深絞り加工、曲げ加工等が挙げられる。

図６は、接続リード板５０を母材となる金属板から形成する方法を説明するための平面図である。
ニッケル製の金属製の母材６０は、多数の接続リード板５０を形成するサイズを有する。
接続リード板５０の素材５０Ｓは、三角形状であるので、一辺を境界面として、上下、または左右を逆向きにして交互に配列される。
従って、図６に図示されるように、母材の側端部を除き、隣接する接続リード板５０の素材５０Ｓ間に全く間隙が形成されること無く配列される。すなわち、図６に図示されるように、素材５０Ｓの各辺に沿って切り出すことにより、接続リード板５０を形成するための多数の三角形状の素材５０Ｓを、一度に得ることができる。このため、分取りおよび生産効率が高いものとすることができる。
各金属板から接続リード板５０を形成する方法は、上述した通りである。

図７は、図２に図示された発電ユニット２０の下方からの底面図である。
接続リード板５０の３つの集電板取付部５２ａ１〜５２ａ３は、それぞれ、１つの接合部位５２ａを有する。各接合部位５２ａが負極集電板２１の基部２１ａに接合されている。
接続リード板５０の重心は、軸芯１５の中心Ｏと同軸上に位置している。

図７において、接合部位５２ａ１の中心と軸芯１５の中心Ｏとを結ぶ直線をｙ軸とし、軸芯１５の中心Ｏを通るｙ軸に垂直な直線をｘ軸とする。接合部位５２ａ１が、第１象限Ｉと第２象限ＩＩとの境界に位置するとした場合、接続リード板５０は正三角形であるから、接合部位５２ａ２と接合部位５２ａ３は、それぞれ、第３象限ＩＩＩ、第４象限ＩＶに位置する。
そして、接続リード板５０は、各接合部位５２ａ１〜５２ａ３により囲まれた三角形の領域（図７において二点鎖線で示す領域）内に軸芯１５の中心Ｏが含まれる平面位置に配置されている。

図７に図示された状態では、接合部位５２ａ１〜５２ａ３は、軸芯１５の中心Ｏに対して同一の間隔で配置されている。円筒形二次電池１に外力が作用した場合、図７の座標を回転して外力が作用する方向をｘ軸方向に対応させた場合を考えると、接合部位５２a1〜５２ａ３は、それぞれ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に離間して位置する。このように、接合部位５２a1〜５２ａ３が二次元的に配置されているため、接合部位が一次元（直線）的に配置された従来の構造に比して、任意の方向から作用する外力に対して接合強度が大きくなる。
このように、本発明の一実施の形態によれば、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合、その外力が作用する方向に関係なく、接合強度を向上することができる。

なお、上記実施形態においては、接続リード板５０は、平面形状が正三角形として例示した。しかし、接続リード板５０の平面形状は、二等辺三角形、あるいは不等辺三角形であってもよい。但し、溶接部位は、軸芯の中心Ｏを原点とする４つの象限からなる平面座標において、３つの異なる象限または象限の境界に位置する必要がある。換言すれば、各接合部位５２ａ１〜５２ａ３により囲まれる領域内に軸芯の中心Ｏが含まれるように配置される必要がある。

以上説明した通り、本発明の円筒形二次電池の一実施の形態では、負極集電板２１に溶接される接続リード板５０を平面視三角形状とし、中央部に電池缶取付部５１を設けると共に、各頂部近傍に３つの集電板取付部５２を設けるようにした。そして、３つの集電板取付部５２の接合部位５２ａを、軸芯１５の中心Ｏを原点とする平面座標において、異なる象限または象限の境界に位置づけた。
このため、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合、その外力が作用する方向に関係なく、負極集電板と２１と接続リード板５０との接合の信頼性を向上することができる。

上記一実施の形態では、接続リード板５０は、３つの接合部位５２ａを有する。このため、溶接部位が短冊状の両端部である、すなわち、溶接部位が２つである従来の構造に比し、内部抵抗を低減することができる。

上記一実施の形態では、接続リード板５０は、その重心が軸芯１５の中心Ｏと同軸上に位置している。このため、振動や衝撃等の外力が、３つの集電板取付部５２および接合部位５２ａに平均的に作用し、破壊強度が均一化される。

上記一実施の形態では、接続リード板５０は、加工前の素材５０Ｓにおける形状が正三角形または二等辺三角形として例示した。このため、接続リード板５０の素材５０Ｓを、３つの辺の各辺に沿って切り出すことにより、１枚の金属製の母材から多数の三角形状の素材５０Ｓを得ることができ、分取りおよび生産効率を高いものとすることができる。
なお、上記一実施の形態では、接続リード板５０は、それぞれが１つの接合部位５２ａ１（５２ａ２、５２ａ３）を有する３つの集電板取付部５２を有するとして例示した。しかし、集電板取付部５２は４つまたはそれ以上とすることができる。
次に、そのような一実施の形態を示す。

--実施形態２-
図８は実施形態２を示し、発電ユニット２０の底面側からの平面図である。
接続リード板５０Ａは、中央部に８角形の平面形状を有する電池缶取付部５１と、４つの集電板取付部５２を有している。
各集電板取付部５２は、電池缶取付部５１の１つおきの辺を立ち上げ、さらに、先端側において電池缶取付部５１と平行になるように折曲して形成されたものである。
各集電板取付部５２は、それぞれ、１つの接合部位５２ａ１〜５２ａ４を有する。
接続リード板５０Ａの重心は、軸芯１５の中心Ｏと同軸上に位置している。

接合部位５２ａ１の中心と軸芯１５の中心Ｏと接合部位５２ａ３の中心は同一直線上に位置する。接合部位５２ａ２の中心と軸芯１５の中心Ｏと接合部位５２ａ４の中心は同一直線上に位置し、かつ、接合部位５２ａ１中心と軸芯１５の中心Ｏと接合部位５２ａ３の中心を結ぶ直線に直交する。
図８において、軸芯１５の中心Ｏを原点とし、中心Ｏと接合部位５２ａ１の中心とを結ぶ直線が第１象限Ｉと第２象限ＩＩとの境界に位置し、中心Ｏと接合部位５２ａ３の中心を結ぶ直線が第３象限ＩＩＩと第４象限ＩＶとの境界に位置するものとする。この場合、接合部位５２ａ２は、第２象限ＩＩと第３象限ＩＩＩとの境界に位置し、接合部位５２ａ４は、第１象限Ｉと第４象限ＩＶとの境界に位置する。
そして、接続リード板５０Ａは、各接合部位５２ａ１〜５２ａ４により囲まれる領域（図８において二点鎖線で示す領域）内に軸芯の中心Ｏが含まれる平面位置に配置されている。

図８に図示された場合においても、図７に図示された場合と同様に、円筒形二次電池１に作用する外力に対して、接合部位５２ａ１〜５２ａ４は二次元的に配置されているため、一次元（直線）的に配置された従来の構造に比して、任意の方向から作用する外力に対して接合強度が大きくなる。
このように、本発明の実施形態２においても、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合、その外力が作用する方向に関係なく、接合部位５２ａ１〜５２ａ４による接合強度を向上することができる。

このように、実施形態２においても、実施形態１と同様に、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合において、その外力が作用する方向に関係なく、負極集電板２１と接続リード板５０Ａとの接合の信頼性を向上することができる。しかも、実施形態２おいては、接合部位５２ａ１、５２ａ３と接合部位５２ａ２、５２ａ４とが軸芯１５の中心Ｏから等距離に位置するので、外力が作用する方向に対する耐力が同等となり、一層、信頼性が向上する。

実施形態１および２では、各集電板取付部５２は、それぞれ、１つの接合部位５２ａ有する構造として例示した。しかし、１つの集電板取付部５２に複数の接合部位５２ａ１〜５２ａ３または５２ａ１〜５２ａ４を有する構造とすることもできる。次に、そのような一実施の形態を示す。

--実施形態３-
図９は実施形態３を示し、発電ユニット２０の底面側からの平面図である。
接続リード板５０Ｂは、中央部にほぼ台形状の平面形状を有する電池缶取付部５１と、２つの集電板取付部５２、５３を有している。
一方の集電板取付部５２は、電池缶取付部５１の一対の平行な辺の中、短辺側を立ち上げ、さらに、先端側において電池缶取付部５１と平行になるように折曲して形成されたものである。集電板取付部５２は、三角形の平面形状を有している。
他方の集電板取付部５３は、電池缶取付部５１の一対の平行な辺の中、長辺側を立ち上げ、さらに、先端側において電池缶取付部５１と平行になるように折曲して形成されたものである。この場合、集電板取付部５３は、矩形の平面形状を有しており、その長辺は、電池缶取付部５１の長辺と同じ長さである。
接続リード板５０Ｂの重心は軸芯１５の中心Ｏと同軸上に位置している。

一方の集電板取付部５２は、１つの接合部位５２ａ１を有する。
他方の集電板取付部５３は、２つの接合部位５２ａ２、５２ａ３を有する。接合部位５２ａ２と５２ａ３とは、軸芯１５の中心Ｏに関して、対称な位置に設定されている。
図９において、軸芯１５の中心Ｏを原点とし、接合部位５２ａ１と中心Ｏとを結ぶ直線が、第１象限Ｉと第２象限ＩＩとの境界に位置するとした場合、接合部位５２ａ２と接合部位５２ａ３は、それぞれ、第３象限ＩＩＩ、第４象限ＩＶに位置する。
そして、接続リード板５０Ｂは、各接合部位５２ａ１〜５２ａ３により囲まれた領域（図９において二点鎖線で示す領域）内に軸芯の中心Ｏが含まれる平面位置に配置されている。

図９に図示された場合においても、図７および図８に図示された場合と同様に、円筒形二次電池１に作用する外力に対して、接合部位５２ａ１〜５２ａ３は二次元的に配置されているため、一次元（直線）的に配置された従来の構造に比して、任意の方向から作用する外力に対して接合強度が大きくなる。
このように、本発明の実施形態３においても、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合、その外力が作用する方向に関係なく、接合部位５２ａ１〜５２ａ３による接合強度を向上することができる。
なお、図９では、集電板取付部５２は、１つの接合部位５２ａ１を有する構成として例示したが、集電板取付部５２も複数の接合部位５２ａ１を有するようにしてもよい。また、集電板取付部５２を３つ以上形成してもよい。

実施形態１〜３においては、軸芯１５は、隣接する接合部位５２ａ同士を結ぶいずれの直線上にも位置せず、すべての直線から離間して位置していた。
しかし、軸芯１５を、隣接する接合部位５２ａ同士を結ぶいずれかの直線上に配置するようにしてもよい。次に、そのような一実施の形態を示す。

--実施形態４-
図１０は実施形態４を示し、発電ユニット２０の底面側からの平面図である。
接続リード板５０Ｃは、中央部に矩形の平面形状を有する電池缶取付部５１と、１つの集電板取付部５２と、一対の集電板取付部５３とを有している。
集電板取付部５２は、電池缶取付部５１の一対の長辺の一辺側から立ち上げ、さらに、先端側において電池缶取付部５１と平行になるように折曲して形成されたものである。
一対の集電板取付部５３は、電池缶取付部５１の短辺の両側から立ち上げ、さらに、先端側において電池缶取付部５１と平行になるように折曲して形成されたものである。この場合、各集電板取付部５３は、矩形の平面形状を有しており、その幅は、電池缶取付部５１の幅と同一である。
集電板取付部５２、５３は、それぞれ、１つの接合部位５２ａ１〜５２ａ３を有する。

図１０において、軸芯１５の中心Ｏを原点とし、接合部位５２ａ１の中心と中心Ｏとを結ぶ直線が、第１象限Ｉと第２象限ＩＩとの境界に位置するとした場合、接合部位５２ａ２は、第２象限ＩＩと第３象限ＩＩＩの境界に位置する。また、接合部位５２ａ３は、第１象限Ｉと第４象限ＩＶの境界に位置する。
つまり、接合部位５２ａ２の中心と、軸芯１５の中心Ｏと、接合部位５２ａ３の中心は一直線上に位置する。この場合においても、接続リード板５０Ｃは、各接合部位５２ａ１〜５２ａ３により囲まれる三角形の領域（図１０において二点鎖線で示す領域）内に軸芯の中心Ｏが含まれる平面位置に配置されている。

図１０に図示された場合においても、円筒形二次電池１に作用する外力に対して、接合部位５２ａ１〜５２ａ３は二次元的に配置されているため、一次元（直線）的に配置された従来の構造に比して、任意の方向から作用する外力に対して接合強度が大きくなる。
このように、本発明の実施形態４においても、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合、その外力が作用する方向に関係なく、接合部位５２ａ１〜５２ａ３による接合強度を向上することができる。

以上説明した通り、上記各実施形態では、負極集電板２１に溶接される接続リード板５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ（以下、代表して「５０」とする。）に３つ以上の接合部位５２ａを設けた。そして、接続リード板５０は、各接合部位５２ａ１〜５２ａ３（５２ａ４）により囲まれる領域内に軸芯１５の中心Ｏを含む平面位置に配置される。
このため、円筒形二次電池１が振動や衝撃等の外力を受けた場合でも、その外力が作用する方向に関係なく、接合部位５２ａ１〜５２ａ３（５２ａ４）による接合強度を向上することができる。

上記各実施の形態では、接続リード板５０は、３つ以上の接合部位５２ａを有する。このため、溶接部位が短冊状の両端部である、すなわち、２つである従来の構造に比し、内部抵抗を低減することができる。

上記実施の形態では、接続リード板５０は、その重心が軸芯１５の中心Ｏと同軸上に位置するように設けられている。このため、振動や衝撃等の外力が、３つの集電板取付部５２および接合部位５２ａに平均的に作用し、破壊強度が均一化される。

なお、上記実施形態では、リチウムイオン円筒形二次電池の場合で説明した。しかし、本発明は、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる円筒形二次電池にも適用が可能である。
また、円筒形リチウムイオンキャパシタに適用することもできる。

上記各実施形態では、電池缶２に発電要素１０の負極板１２を接続する構造として例示した。しかし、電池缶２に発電要素１０の正極板１１を接続する場合にも適用することが可能である。

上記各実施形態において、接続リード板５０は、複数の集電板取付部５２を有する構造として例示とした。しかし、集電板取付部５２は、電池缶取付部５１の外周を囲んで折曲された１つの部位として形成してもよい。

その他、本発明の円筒形二次電池は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して適用することが可能である。

１ 円筒形二次電池
２ 電池缶
３ 電池蓋
４ 電池容器
１０ 発電要素
１１ 正極板
１２ 負極板
１５ 軸芯
２１ 負極集電板
２７ 正極集電板
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ 接続リード板
５０ａ 折曲部
５１ 電池缶取付部
５２、５３ 集電板取付部
５２ａ、５２ａ１〜５２ａ４ 接合部位
６０ 母材

Claims (7)

1. 正・負極の電極板がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された発電要素と、
   前記正・負極の電極板の一方に接続された集電板と、
   前記集電板に接合された接続リード板と、
   上部に開口部を有し、前記発電要素、前記集電板および前記接続リード板が収納され、電解液が注入された電池缶と、
   前記電池缶の開口部を塞ぎ、前記電池缶に絶縁部材を介して固定された電池蓋とを具備し、
   前記接続リード板は、前記電池缶に接合された電池缶取付部と、前記電池缶取付部から折曲され、前記集電板に接合された３つ以上の接合部位を有する少なくとも２つの集電板取付部とを有し、前記接続リード板は、前記集電板取付部の前記各接合部位により囲まれる領域内に前記軸芯の中心が含まれる平面位置に配置されていることを特徴とする円筒形二次電池。
2. 請求項１に記載の円筒形二次電池において、前記接続リード板は、それぞれが、少なくとも１つの接合部位を有する３つ以上の集電板取付部を有することを特徴とする円筒形二次電池。
3. 請求項１または２に記載の円筒形二次電池において、前記接続リード板は、複数の接合部位を有する集電板取付部と、１つの接合部位を有する集電板取付部を有することを特徴とする円筒形二次電池。
4. 請求項１に記載の円筒形二次電池において、前記接続リード板は、３つの集電板取付部を有し、前記各集電板取付部は、１つの接合部位を有することを特徴とする円筒形二次電池。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の円筒形二次電池において、前記接続リード板の重心は、前記軸芯の中心と同軸上に位置することを特徴とする円筒形二次電池。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の円筒形二次電池において、前記接続リード板は、展開した平面形状が三角形であることを特徴とする円筒形二次電池。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の円筒形二次電池において、前記接続リード板は、前記負極の電極板に接続された前記集電板に接合されていることを特徴とする円筒形二次電池。
   

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