JP2013122842A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電極群が接合された集電板を折り曲げて各電池群を予め設定された配置位置に配置した際に、各電極群に位置ずれが発生するのを防止して、電池全体の小型化を図ることができる二次電池をうること。
【解決手段】本発明の角形二次電池１２は、複数の電極群１、２の間を接続する集電板３ａ、３ｂを、集電板３ａ、３ｂに予め設定された折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２で折り曲げて、複数の電極群１、２を電池ケース１１に収容したものであって、集電板３ａ、３ｂは、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２の剛性が局所的に低い構造を有することを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、一つの電池容器内に複数の電極群を収容した二次電池に関する。

近年、電気自動車等の動力源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が進められている。そして、角形のリチウムイオン二次電池では、如何に不要なスペースを小さくしてエネルギー密度を高くするかが課題である。その１つの方策として、特許文献１には、１つの電池容器の中に２つの扁平形電極群を収納して、扁平形電極群の湾曲部での不要なスペースを減らし、エネルギー密度を高めるようにした二次電池の構造が示されている。

特開２００８−４２７４号公報

特許文献１に記載されている構造では、各電極群の位置合わせが特に重要となる。各電極群の重なりがずれたり、ねじれたりするとこれらの各電極群を二次電池の電池容器の中に入れにくくなる。したがって、各電極群の位置ずれを考慮して電池容器の大きさをある程度大きくする必要があり、二次電池全体の小型化を図ることが困難である。特に、同一の集電板に複数の電極群を接合して集電板を曲げる或いは折り曲げる構造の場合、そのような集電板の曲げ或いは折り曲げには高い精度を要するが、特許文献１ではこの点が考慮されていない。

本発明の目的は、複数の電極群が接合された集電板を折り曲げて各電池群を予め設定された配置位置に配置した際に、各電極群に位置ずれが発生するのを防止して、電池全体の小型化を図ることができる二次電池を提供することである。

上記課題を解決する本発明の二次電池は、複数の電極群の間を接続する集電板を該集電板に予め設定された折り曲げ部で折り曲げて前記複数の電極群を電池容器に収容した二次電池であって、前記集電板は、前記折り曲げ部の剛性が局所的に低い構造を有することを特徴としている。

本発明によれば、集電板を折り曲げた際に、折り曲げ部の剛性が局所的に低い構造を有しているので、折り曲げ部に沿って精度よく折り曲げることができる。したがって、複数の電極群を予め設定された配置位置に配置した際に、各電極群に位置ずれが発生するのを防止できる。したがって、各電極群の位置ずれを考慮して電池容器の大きさを設定する必要がなく、二次電池全体の小型化を図ることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施形態に係わる角形二次電池の外観を示す斜視図。 本実施形態に係わる電極群組立体を適用した角形二次電池の構成を示す斜視図。 本実施形態に係わる角形二次電池の電極群組立体を示す斜視図。 蓋に集電板を取り付けた電池蓋組立体の斜視図。 図４の電池蓋組立体と電極群と位置決め治具を示す分解斜視図。 図５の電池蓋組立体と電極群と位置決め治具を配置した状態を示す斜視図。 図６のＡ−Ａ線に沿う要部断面図。 図５の電極群組立体の集電板と電極群を接合した状態を示す斜視図。 図８のＦ−Ｆ線に沿う要部断面図。 図８の電極群組立体の集電板を折り曲げた状態を示す斜視図。 他の実施形態における電池蓋組立体の斜視図。 他の実施形態における電池蓋組立体の斜視図。

以下、本発明の二次電池の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、二次電池がリチウムイオン二次電池であって角形二次電池である場合を例に説明する。

角形二次電池１２は、正極電極および負極電極をセパレータを介して扁平に捲回した２つの電極群（扁平形捲回電極群）１、２と、これら２つの電極群１、２を互いに重ね合わせた状態で収容する一つの電池ケース（電池容器）１１と、電池ケース１１の開口部１１ａを封止する電池蓋６と、電池蓋６に係合された正極及び負極の一対の集電板３ａ、３ｂとを有しており、集電板３ａ、３ｂに電極群１、２が接合されている（例えば図２及び図３参照）。

集電板３ａ、３ｂは、電池蓋６との係合部および電極群１との接合部の間に、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２を有している（例えば図３及び図４参照）。集電板３ａ、３ｂは、凹溝３ａ５、３ａ６、３ｂ５、３ｂ６と、切り欠き部３ａ７〜３ａ１０、３ｂ７〜３ｂ１０を有しており、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２の剛性が集電板３ａ、３ｂの他の部分よりも局所的に低い構造を有している。

角形二次電池１２は、電極群１が収納されている電池ケース１１と電池蓋６とを溶接し、注液孔より非水電解液を注入した後、注液孔に溶接等で注液栓８ａを取り付けて密封する構造を有している。電池蓋６は、レーザ溶接によって電池蓋６の周囲が電池ケース１１の開口部１１ａに溶接されて開口部１１ａを閉塞する。

角形二次電池１２は、図１にその外観を示すように、電池蓋６に、正極外部端子５、負極外部端子４、ガス排出弁７、注液栓８ａが設けられている。ガス排出弁７は、電池蓋６より厚さが薄い部分を有しており、電池ケース１１の内部圧力が所定値よりも高くなった際に破断し、内部のガスを放出する機能を有している。正極外部端子５と負極外部端子４は、電池蓋６を貫通して集電板３ａ、３ｂに各々接続されている。

正極外部端子５と負極外部端子４は、例えばボルトを有しており、複数の角形二次電池１２を接続する際に図示していない接続バー（バスバー）をナット等で固定できるようになっている。尚、正極外部端子５と負極外部端子４の平面部にバスバーを溶接により接続する構造のものもある。

図２は、本実施形態に係わる電極群組立体を適用した角形二次電池の構成を示す斜視図である。ここで、電極群組立体９は、電池蓋組立体１９の正極集電板３ａおよび負極集電板３ｂに電極群１、２を接合して組み立てたものである。角形二次電池１２では、図２に示すように、電極群組立体９を樹脂製の絶縁袋１０に入れた後、材質がアルミニウムの電池ケース１１内に挿入される。本例において電池ケース１１は有底の角形（扁平箱形）であり、電極群組立体９を挿入する一面に開口部１１ａを有する。この開口部１１ａに電極群組立体９の電池蓋６が係合する。絶縁袋１０も電極群組立体９を挿入する一面に開口部を有し、開口部以外の底面および４つの側面では電極群組立体９と電池ケース１１との間を電気的に絶縁している。尚、電池ケース１１の材質はアルミニウムの合金、或いは鋼等の金属でもよい。また、絶縁袋１０の材質にはポリプロピレンを用いている。

図３は、本実施形態に係わる角形二次電池の電極群組立体を示す斜視図である。
電極群組立体９は、角形二次電池１２に用いられるものであり、図３に示すように、複数の電極群１、２と電池蓋組立体１９とからなる。電極群１は、正極金属箔１ａを有するシート状正極板と負極金属箔１ｂを有するシート状負極板とを備えている。電極群２は、電極群１と同様の構成を有している。

電極群１は、正極集電板３ａと負極集電板３ｂに接合され、電極群１の対向面にある電極群２も電極群１と同様に、正極集電板３ａと負極集電板３ｂに各々接合されている。接合の詳細は、図４以降で説明する。正極集電板３ａと負極集電板３ｂは、導通部材であり、材質は、金属箔の材質と同種のものを適宜使用することができる。例えば好適な正極金属箔１ａおよび正極集電板３ａの材質としてアルミニウムやアルミニウム合金を、負極金属箔１ｂおよび負極集電板３ｂの材質として銅や銅合金を挙げることができる。

電極群１、２は、一般的な二次電池と同様に、所定の電極構成材料（正極及び負極それぞれの活物質、正極及び負極それぞれの金属箔、材質がポリエチレンのセパレータ等）から構成されている。ここでは、電極群１、２として、扁平形状に捲回され積層された扁平形捲回電極群が用いられる。

また、電極群１の幅方向（捲回軸方向）における両端部には、正極集電箔積層部１ａ１と負極集電箔積層部１ｂ１が形成されている。この正極集電箔積層部１ａ１と負極集電箔積層部１ｂ１は、電極群１を構成する金属箔の活物質未塗工部に該当する。すなわち、正極集電箔積層部１ａ１と負極集電箔積層部１ｂ１は、活物質が塗工されずに金属箔が露出し、束ねられることで金属箔同士が接触導通している。なお、電極群２も電極群１と同様である。

電池蓋６は、材質がアルミニウム合金によって構成されており、長辺方向中央寄り位置にガス排出弁７と注液孔８が配置され、長辺方向両端位置に正極外部端子５と負極外部端子４がそれぞれ配置されている。

正極外部端子５と正極集電板３ａは、溶接等で電気的に導通するように接続しており、負極外部端子４と負極集電板３ｂも溶接等で電気的に導通するように接続している。正極外部端子５及び負極外部端子４は、電池蓋６との間に樹脂が介在されており、電池蓋６に対して絶縁状態となるように固定されている。これにより、正極集電板３ａと負極集電板３ｂは絶縁状態で電池蓋６に係合して、電池蓋組立体１９を構成している。

さらに、正極集電板３ａに正極集電箔積層部１ａ１を接触させて超音波接合や抵抗溶接で電気的に接続することにより正極接続部１３ａ１が形成され、負極集電板３ｂに負極集電箔積層部１ｂ１を接触させて超音波接合や抵抗溶接で電気的に接続することにより負極接続部１３ｂ１が形成される。なお、電極群２も同様となるが、詳細は図４以降で説明する。以上のように電極群組立体９は構成されている。

以下、角形二次電池１２で使用する集電板の構成について図４を用いて詳細に記載するが、正極側も負極側も同様な構成であるため、正極側に関して説明し、負極側についてはその詳細な説明は省略する。

図４は、本発明を適用した正極集電板３ａを電池蓋６に取り付けた電池蓋組立体１９の斜視図である。
正極集電板３ａは、正極外部端子５との接合部１４において溶接等によって電気的に導通するように接続されている。正極外部端子５は、電池蓋６との間に樹脂を介して絶縁状態となるように電池蓋６に固定されている。

正極集電板３ａは、接合部１４を含み電池蓋６の長手方向であるＸ方向に伸びる平坦面（基部）３ａ１１を有している。平坦面３ａ１１は、電池蓋６の長手方向に垂直な方向（Ｙ方向）の両側に伸び、途中に曲げ部３ａ１２、３ａ１３が施されて、さらに電極群１、２と接合する平坦な接合面３ａ３、３ａ４が連続する形状を有している。さらに、平坦面３ａ１１には、接合部１４と接合面３ａ３との間と、接合部１４と接合面３ａ４との間に、それぞれ折り曲げ部３ａ１、３ａ２が設けられている。

折り曲げ部３ａ１、３ａ２は、その線上に沿って、凹溝３ａ５、３ａ６を有している。そして、折り曲げ部３ａ１、３ａ２の両端に、半円状に切り欠いた切り欠き３ａ７、３ａ８、３ａ９、３ａ１０を有している。

凹溝３ａ５、３ａ６は、電池蓋６の長辺方向に沿って平行に延在するように形成されている。凹溝３ａ５、３ａ６は、集電板３ａの谷折り側の面に凹設されている。凹溝３ａ５、３ａ６は、断面Ｖ字形状を有しており、その溝深さは、正極集電板３ａの板厚の１/３〜１/２であり、Ｖ字の角度は、９０°に設定されている。凹溝３ａ５、３ａ６及び切り欠き３ａ７〜３ａ１０は、プレス加工や鍛造加工で容易に作製できる。また、凹溝３ａ５と３ａ６のピッチ（間隔）は、電極群１の厚みの２倍に相当する大きさとした。

なお、凹溝３ａ５、３ａ６は、折り曲げ部３ａ１、３ａ２の剛性を集電板３ａの他の部分よりも低くし、集電板３ａを折り曲げる際に積極的に折り目となるものであれば良い。したがって、凹溝３ａ５、３ａ６を集電板３ａの山折り側の面に凹設してもよく、また、谷折り側の面と山折り側の面の両方に凹設してもよい。また、凹溝３ａ５、３ａ６の断面形状は、Ｖ字状に限定されるものではなく、Ｕ字状、半円状、楕円状であってもよい。

そしてさらに、凹溝３ａ５、３ａ６を集電板３ａの谷折り側と山折り側のいずれか一方の面に凹設した場合に、いずれか他方側の面に、凹溝とほぼ同じ断面積で凹溝に沿って延在する凸条部を設けてもよい。凸条部を設けることにより、集電板３ａの折り曲げ部における断面積の急激な減少を防ぎ、電気抵抗の上昇を抑制することができる。

また、本実施の形態では、凹溝３ａ５、３ａ６は、集電板３ａの幅方向に亘って連続して設けられた構成を有しているが、断続的に設けてもよい。断続的に設けることで集電板３ａの折り曲げ部における断面積の急激な減少を防ぎ、電気抵抗の上昇を抑制することができる。

そして、切り欠き３ａ７〜３ａ１０も同様に、折り曲げ部３ａ１、３ａ２の剛性を集電板３ａの他の部分よりも低くし、集電板３ａを折り曲げる際に積極的に折り目となるものであればよい。したがって、本実施の形態では、切り欠き３ａ７〜３ａ１０を折り曲げ部３ａ１、３ａ２の両端部に設けた場合を例に説明したが、いずれか一方の端部に設けてもよい。なお、切り欠き３ａ〜３ａ１０の大きさは、集電板３ａの板厚や、必要な剛性に応じて適切な寸法に設定される。

また、切り欠き３ａ７〜３ａ１０の形状は、半円状に限定されるものではなく、Ｕ字状、コ字状、半円状、半楕円状、Ｖ字状のいずれでもよい。例えば、切り欠き３ａ７〜３ａ１０の形状をＶ字状にすることによって、集電板３ａの幅方向両側に位置するＶ字の頂点間に亘って低剛性の部分が形成される。したがって、低剛性の部分を形成する箇所を明確に規定することができる。

負極側の集電板３ｂは、正極側の集電板３ａと同様に、折り曲げ部に凹溝と、切り欠きが設けられており、折り曲げ部の剛性が局所的に低い構造を有している。そして、集電板３ｂの凹溝と切り欠きは、集電板３ａの凹溝３ａ５、３ａ６と同一直線上に配置されている。

以上のように、集電板３ａ、３ｂは、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２の線上に、断面Ｖ字形状の凹溝３ａ５、３ａ６、３ｂ５、３ｂ６が設けられ、これら凹溝３ａ５、３ａ６、３ｂ５、３ｂ６のそれぞれの両端には半円状の切り欠き３ａ７、３ａ８、３ａ９、３ａ１０、３ｂ７、３ｂ８、３ｂ９、３ｂ１０が設けられており、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２の剛性が局所的に低い構造となっている。

したがって、集電板３ａ、３ｂを折り曲げた際に、接合面３ａ３、３ａ４、３ｂ３、３ｂ４を電池蓋６の平面に対して垂直なＺ方向に精度よく、容易に曲げることができる。したがって、集電板３ａ、３ｂの折り曲げにより、電極群１、２を予め設定された配置位置に配置した際に、各電極群１、２に位置ずれが発生するのを防止できる。

次に、上記構成を有する電池蓋組立体１９に電極１、２を取り付けて電極群組立体９を組み立てる方法について説明する。

図５は、本発明を適用した図４の電池蓋組立体と電極群と位置決め治具を示す分解斜視図である。
図５に示すように、図４で示した正極集電板３ａと、正極集電板３ａと同様な構成である負極集電板３ｂが取り付けられている電池蓋組立体１９を、正極外部端子５と負極外部端子４が下方に位置し、正極集電板３ａと負極集電板３ｂが上方に位置する姿勢状態に保持する。

そして、電池蓋組立体１９の上方から位置決め治具１６を接近させて、電池蓋組立体１９の上に載せる。位置決め治具１６は、位置決め治具１６を電池蓋組立体１９の上に載せることによって、正極集電板３ａの平坦面３ａ１１に接面する下面を有しており、その下面には、正極集電板３ａの凹溝３ａ５、３ａ６に嵌合する凸部１６ａ、１６ｂが突設されている。

位置決め治具１６を電池蓋組立体１９の上に載せることによって、位置決め治具１６の下面が正極集電板３ａの平坦面３ａ１１に接面して、位置決め治具１６の下面に突設されている断面が逆Ｖ字形状の凸部１６ａ、１６ｂが正極集電板３ａの凹溝３ａ５、３ａ６に嵌合する。負極集電板３ｂも同様の状態となる。これにより、電池蓋組立体１９と位置決め治具１６との位置が決まる。

電池蓋組立体１９に対する位置決め治具１６の位置決めは、集電板３ａ、３ｂの凹溝３ａ５、３ａ６、３ｂ５、３ｂ６と、位置決め治具１６の凸部１６ａ、１６ｂとの嵌合に限定されるものではなく、他の方法で位置決めしてもよい。例えば、集電板３ａの端面と位置決め治具１６の端面とを対向させて位置決めする構成や、また、位置決め治具１６に突設されたボスピンを集電板３ａの切り欠き３ａ７、３ａ９に嵌合させて位置決めする構成としてもよい。

位置決め治具１６は、電極群１、２の間に介在される胴部と、胴部の長手方向両端部で互いに離反する方向に突出する鍔部とを有している。胴部は、電極群１、２の端部１Ｃ、２Ｃと当接してこれらのＹ方向の位置決めを行う一対の当接面１６ｇ、１６ｈを有する。鍔部は、電極群１のＸ方向一方側と他方側の端面にそれぞれ対向する内面１６ｃ、１６ｄ、及び、電極群２のＸ方向一方側と他方側の端面にそれぞれ対向する内面１６ｅ、１６ｆを有している。

次に、電池蓋組立体１９の上方から電極群１、２を接近させて、集電板３ａ、３ｂの上に載せる。そして、位置決め治具１６を利用して、Ｘ方向とＹ方向の位置決めを行う。具体的には、電極群１のＹ方向の端部１Ｃを、位置決め治具１６の互いに対向する鍔部の内面１６ｃと１６ｄの間に挿入して、電極群１のＹ方向の端部１Ｃを位置決め治具１６の当接面１６ｇに当接させる。そして、電極群１の正極金属箔積層接合部１ａ２の裏面を正極集電板３ａの接合面３ａ３に当接させ、負極金属箔積層接合部１ｂ２の裏面を負極集電板３ｂの接合面３ｂ３に当接させる。

同様に、電極群２のＹ方向の端部２Ｃを、位置決め治具１６の互いに対向する鍔部の内面１６ｅと１６ｆとの間に挿入して、電極群２のＹ方向端部２Ｃを位置決め治具１６の当接面１６ｈに当接させる。そして、電極群２の正極金属箔積層接合部２ａ２の裏面を正極集電板３ａの接合面３ａ４を当接させ、負極金属箔積層接合部２ｂ２の裏面を負極集電板３ｂの接合面３ｂ４を当接させる。

以上の操作により、電池蓋組立体１９と電極群１、２との相対位置が決まり、所定位置に配置される。これを示したのが図６となる。さらに、電極群と集電板とのＹ方向の位置決めを詳細に示したのを図７に示す。

図６は、本発明を適用した図５の電池蓋組立体と電極群と位置決め治具を設置した状態を示す斜視図である。
図６に示すように、電池蓋組立体１９と電極群１、２が所定位置に配置された状態で、電極群１の正極金属箔積層接合部１ａ２を正極集電板３ａに当接させながら押圧し、Ｂ部を超音波接合し、負極金属箔積層接合部１ｂ２を負極集電板３ｂに当接させながら押圧しＤ部を超音波接合する。

次に、電極群２の正極金属箔積層接合部２ａ２を正極集電板３ａに当接させながら押圧しＣ部を超音波接合し、負極金属箔積層接合部２ｂ２を負極集電板３ｂに当接させながら押圧しＥ部を超音波接合する。これにより、集電板と電極群の所定位置に配置し接合固定される。

図７は、本発明を適用した図６のＡ−Ａ線（Ｙ方向）に沿う要部断面図である。
図７に示すように、正極集電板３ａの平坦面３ａ１１には、位置決め治具１６の下面が接面されて、正極集電板３ａの凹溝３ａ５、３ａ６に、位置決め治具１６の凸部１６ａ、１６ｂが嵌合されている。さらに、電極群１の端部１Ｃが位置決め治具１６の当接面１６ｇに当接され、さらに電極群２の端部２Ｃが位置決め治具１６の当接面１６ｈに当接されている。これにより、電極群１、２と集電板３ａとのＹ方向（水平方向）の位置決めがされている。

図８は、本発明を適用した図５の電極群組立体の集電板と電極群を接合した状態を示す斜視図である。
図８に示すように、正極集電板３ａと負極集電板３ｂの所定位置に電極群１と電極群２の各々を超音波接合することで、正極接続部１３ａ１、１３ａ２と負極接続部１３ｂ１、１３ｂ２が形成される。次に、位置決め治具１６を取り外し、正極集電板３ａと負極集電板３ｂをＧ部方向に折り曲げる作業が行われる。この折り曲げ作業の詳細について、図９を用いて説明するが、正極側と負極側は同様な構成な為、正極側に限定して説明する。

図９は、本発明を適用した図８のＦ−Ｆ線に沿う要部断面図である。
図９に示すように、正極集電板３ａの所定位置に配置接合された電極群１と電極群２を、正極集電板３ａの折り曲げ部３ａ１、３ａ２の線上に有した断面Ｖ字形状の凹溝３ａ５、３ａ６と、図４に示す半円状の切り欠き３ａ７、３ａ８、３ａ９、３ａ１０を使用してＧ方向に直角に折り曲げる。これを示すのが図１０となる。

以上のように、集電板３ａの折り曲げ部３ａ１、３ａ２の線上に断面Ｖ字形状の凹溝３ａ５と３ａ６と、図４に示す半円状の切り欠き３ａ７、３ａ８、３ａ９、３ａ１０があり、かつ、集電板３ｂの折り曲げ部３ｂ１、３ｂ２の線上に断面Ｖ字形状の凹溝３ｂ５と３ｂ６と、半円状の切り欠き３ｂ７、３ｂ８、３ｂ９、３ｂ１０があるので、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２で容易且つ精度良く折り曲げる事ができ、集電板３ａ、３ｂに接合された電極群１、２が、集電板３ａ、３ｂの折り曲げによりずれることを防止できる。

図１０は、本発明を適用した図８の電極群組立体の集電板を折り曲げた状態を示す斜視図である。電極群１と電極群２がずれることなく重なっているので、電池ケース１１に収納することが容易であり、小型化を図った角形二次電池１２を得ることができる。尚、平坦面３ａ１１と電極群１の端部１Ｃおよび電極群２の端部２Ｃとの間には隙間が設けられている。また、電極群１と電極群２は平坦面で接しているが、隙間を設けてもよい。

上記した構成を有する角形二次電池１２は、集電板３ａ、３ｂの折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２の剛性が局所的に低い構造を有しているので、集電板３ａ、３ｂを折り曲げた際に、折り曲げ部３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２に沿って精度よく折り曲げることができる。したがって、集電板３ａ、３ｂを折り曲げて一対の電極群１、２を予め設定された配置位置に配置した際に、各電極群１、２に位置ずれが発生するのを防止できる。したがって、各電極群１、２の位置ずれを考慮して電池ケース１１の大きさを設定する必要がなく、角形二次電池１２全体の小型化を図ることができる。

次に、本発明の他の実施形態について図１１を用いて以下に説明する。
本実施の形態において特徴的なことは、折り曲げ部が切り欠きのみを有しており、凹溝を省略した構成としたことである。

図１１は、本発明を適用した他の実施形態を示す電池蓋組立体の斜視図である。なお、以下の説明では、正極側のみを説明し、負極側の構成については、正極側と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

電池蓋組立体２０は、図１１に示すように、電池蓋６の一方端部に正極集電板１７ａが係合されている。正極集電板１７ａは、正極外部端子５との接合部１４において溶接等によって電気的に導通するように接続されている。正極集電板１７ａは、接合部１４を含み電池蓋６のＸ方向に伸びる平坦面１７ａ９があり、この平坦面１７ａ９は、電池蓋６の垂直方向（Ｙ方向）の両側に伸び、途中に曲げ部１７ａ１０、１７ａ１１を設けて、さらに電極群１、２に溶接される平坦な接合面１７ａ３、１７ａ４が連続している。

さらに、平坦面１７ａ９には、接合部１４と接合面１７ａ３との間と、接合部１４と接合面１７ａ４との間に、それぞれ折り曲げ部１７ａ１、１７ａ２が設けられている。この折り曲げ部１７ａ１、１７ａ２の両端には、半円状に切り欠いた切り欠き１７ａ５、１７ａ６、１７ａ７、１７ａ８を有している。

切り欠き１７ａ５〜１７ａ８は、プレス加工や鍛造加工で容易に作製できる。なお、切り欠き１７ａ５〜１７ａ８の形状は、半円状に限定されるものではなく、Ｕ字状、Ｖ字状、コ字状、楕円状でもよい。切り欠き１７ａ５と１７ａ７とのピッチと、切り欠き１７ａ６と１７ａ８とのピッチは、電極群１の厚みの２倍に相当する大きさとした。

以上のように、折り曲げ部１７ａ１、１７ａ２の両端に半円状の切り欠き１７ａ５、１７ａ６、１７ａ７、１７ａ８が設けられているので、凹部１７ａ５、１７ａ６、１７ａ７、１７ａ８を使用して、折り曲げ部１７ａ１、１７ａ２を、精度よく容易に折り曲げることができる。

本実施形態は、集電板１７ａ、１７ｂの板厚が薄い場合に適する。以下、本実施形態の集電板１７ａ、１７ｂを適用した電池蓋組立体２０に、電極群１、２を所定位置に配置接合し、集電板１７ａ、１７ｂを折り曲げる構成は、前記で説明した図５〜図１０と同様となるので、その説明は省略する。

次に、本発明の他の実施形態について図１２を用いて以下に説明する。
本実施の形態において特徴的なことは、折り曲げ部が凹溝のみを有しており、切り欠きを省略した構成としたことである。

図１２は、本発明を適用した他の実施形態を示す電池蓋組立体の斜視図である。なお、以下の説明では、正極側のみを説明し、負極側の構成については、正極側と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

電池蓋組立体２１は、図１２に示すように、電池蓋６の一方端部に正極集電板１８ａが係合されている。正極集電板１８ａは、正極外部端子５との接合部１４において溶接等によって電気的に導通するように接続されている。正極集電板１８ａは、接合部１４を含み電池蓋６のＸ方向に伸びる平坦面１８ａ７があり、この平坦面１８ａ７は、電池蓋６の垂直方向（Ｙ方向）の両側に伸び、途中に曲げ部１８ａ８、１８ａ９を設けて、さらに電極群１、２に溶接される平坦な接合面１８ａ３、１８ａ４が連続している。

さらに、平坦面１８ａ７には、接合部１４と接合面１８ａ３との間と、接合部１４と接合面１８ａ４との間に、それぞれ折り曲げ部１８ａ１、１８ａ２が設けられている。折り曲げ部１８ａ１、１８ａ２は、その線上に沿って、凹溝１８ａ５、１８ａ６を有している。凹溝１８ａ５、１８ａ６は、電池蓋３の長辺方向に沿って平行に延在するように形成されている。凹溝１８ａ５、１８ａ６は、集電板３ａの谷折り側の面に凹設されている。凹溝１８ａ５、１８ａ６は、断面Ｖ字形状を有しており、その溝深さは、正極集電板３ａの板厚の１/３〜１/２であり、Ｖ字角度は、９０°に設定されている。凹溝１８ａ５、１８ａ６は、プレス加工や鍛造加工で容易に作製できる。また、凹溝１８ａ５、１８ａ６のピッチ（間隔）は、電極群１の厚みの２倍に相当する大きさとした。

以上のように、折り曲げ部１８ａ１、１８ａ２の線上に断面Ｖ字形状の凹溝１８ａ５、１８ａ６が設けられているので、凹溝１８ａ５、１８ａ６を使用して、折り曲げ部１８ａ１、１８ａ２を、精度よく容易に折り曲げることができる。

本実施形態は、集電板１８ａ、１８ｂの板厚が厚い場合に適する。以下、本実施形態の集電板１８ａ、１８ｂを適用した電池蓋組立体２１に、電極群１、２を所定位置に配置接合し、集電板１８ａ、１８ｂを折り曲げる構成は、前記で説明した図５〜図１０と同様となるので、その詳細な説明は省略する。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

前記の実施の形態では、角形電池としてリチウムイオン二次電池の例を示したが、これに限られるものでなく、ニッケル水素電池等の他の電池や二次電池の電池セルを複数個配列して構成したものでもよいことは勿論である。また、金属箔を積層されて構成される電極群として、金属箔を捲回して積層させる例について説明したが、捲回させずに金属箔を積層して電極群を構成してもよい。

１、２ 電極群
１ａ 正極金属箔
１ｂ 負極金属箔
１ａ１ 正極集電箔積層部
１ｂ１ 負極集電箔積層部
１ａ２、２ａ２ 正極金属箔積層接合部
１ｂ２、２ｂ２ 負極金属箔積層接合部
１ｃ、２ｃ 電極群端部
３ａ 正極集電板
３ｂ 負極集電板
３ａ１、３ａ２ 折り曲げ部
３ａ３、３ａ４、３ｂ３、３ｂ４ 接合面
３ａ５、３ａ６ 凹溝
３ａ７、３ａ８、３ａ９、３ａ１０ 切り欠き
３ａ１１ 平坦面
４ 負極外部端子
５ 正極外部端子
６ 電池蓋
９ 電極群組立体
１１ 電池ケース
１２ 角形二次電池
１３ａ１、１３ａ２ 正極接続部
１３ｂ１、１３ｂ２ 負極接続部
１４、１５ 接合部
１６ 位置決め治具
１６ａ、１６ｂ 凸部
１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ 内面
１６ｇ、１６ｈ 当接面

Claims (7)

1. 複数の電極群の間を接続する集電板を該集電板に予め設定された折り曲げ部で折り曲げて前記複数の電極群を電池容器に収容した二次電池であって、
   前記集電板は、前記折り曲げ部の剛性が局所的に低い構造を有することを特徴とする二次電池。
2. 前記折り曲げ部は、該折り曲げ部に沿って前記集電板に設けられた凹溝を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記折り曲げ部は、該折り曲げ部の少なくとも一方端部に前記集電板を切り欠いた切り欠きを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
4. 前記凹溝は、前記集電板の少なくとも一方の面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
5. 前記凹溝は、断面Ｖ字形状を有することを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
6. 前記凹溝は、前記折り曲げ部に沿って断続的に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
7. 前記切り欠きは、Ｕ字状、Ｖ字状、コ字状、半円状、半楕円状のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項３に記載の二次電池。

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