JP2014049311A - 角形二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】接合される電極群や集電板などで生じる異物が電極群へ侵入することを抑制し、信頼性の高い角形二次電池を提供する。
【解決手段】金属箔３０１ａ、３０２ａの表面に活物質層が形成され、捲回軸Ｌ方向の一方の端部に金属箔３０１ａ、３０２ａが露出する金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃが形成される正極３０１と負極３０２からなる電極がセパレータ３０３を介して扁平状に捲回された電極群３と、電極群３と電極端子８Ａ、８Ｂを電気的に接続する接続板４Ａ、４Ｂと、を備え、電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃと接続板４Ａ、４Ｂとは押圧接合されており、金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃと接続板４Ａ、４Ｂとから構成される押圧接合部３１Ａ、３１Ｂの少なくとも一部が樹脂材で被覆されている。
【選択図】図５

Description

本発明は角形二次電池に関し、例えば車両等に搭載される角形二次電池に関する。

従来から、例えば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。特に車両等に搭載される二次電池としては、高い体積密度を有する角形二次電池が知られている。この角形二次電池は、正極箔の両面に正極活物質を塗布した正極と負極箔の両面に負極活物質を塗布した負極をセパレータを介して扁平状に捲回し、その捲回体（電極群）を角形の電池ケース内に収容したものである。

このような角形二次電池においては、捲回体の捲回軸方向の両端部にそれぞれ正極と負極の金属箔を露出させた金属箔露出部を形成し、この金属箔露出部に電極端子や集電体を溶接等で接続することによって、通電経路を最短化して接続抵抗を低減している。

ところで、金属箔露出部と集電体をホーンとアンビルで挟持して溶接する場合、例えばアンビルが片持ち支持されているとホーンの押圧力によってアンビルが変形し、金属箔露出部と集電体の間で溶接不良が発生するといった問題がある。

このような問題に対し、特許文献１には、捲回体の金属箔露出部の金属箔を二つに振り分け、ホーンとアンビルで挟持する金属箔の枚数を少なくして、金属箔露出部と集電体を溶接する技術が開示されている。

特開２０１１−１９２５１７号公報

特許文献１に開示されている技術によれば、ホーンとアンビルで挟持する金属箔の枚数を少なくすることによって、溶接強度を安定化させることができ、溶接エネルギーを低減して溶接部における汚損の発生を抑制することができる。

ところで、超音波溶接やレーザ溶接、摩擦撹拌接合などによって金属箔露出部と集電体を接合する場合、接合される金属箔露出部や集電体から微小な金属片が脱落することが知られており、このような金属箔露出部や集電体から脱落した金属片が電池ケース内に混入し、異物として捲回体に侵入すると、マイクロショートが発生するといった問題が生じ得る。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、例えば接合される電極群や集電板などで生じる異物が電極群へ侵入することを抑制し、信頼性の高い角形二次電池を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係る角形二次電池は、金属箔の表面に活物質層が形成され、捲回軸方向の一方の端部に前記金属箔が露出する金属箔露出部が形成される正極と負極からなる電極がセパレータを介して扁平状に捲回された電極群と、該電極群と電極端子を電気的に接続する接続板と、を備える角形二次電池であって、前記電極群の前記金属箔露出部と前記接続板とは押圧接合されており、前記金属箔露出部と前記接続板とから構成される押圧接合部の少なくとも一部が樹脂材で被覆されているものである。

本発明によれば、電極群の金属箔露出部と接続板とから構成される押圧接合部の少なくとも一部が樹脂材で被覆されていることによって、金属箔露出部と接続板を接合する際に生じる金属片がその押圧接合部から脱落することを抑制することができ、接続板と接合された電極群が電池ケース内に収納された際に、押圧接合部で生じる金属片が異物として電極群に侵入することを抑制することができ、例えばマイクロショートの発生を抑制して角形二次電池の信頼性を高めることができる。

上記した以外の課題、手段及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る角形二次電池の実施の形態１の外観を示す全体斜視図。 図１に示す角形二次電池を分解して示す分解斜視図。 図２に示す電極群を一部を展開した状態で示す斜視図。 図３に示す電極群に集電板を接合する工程を模式的に示す側面図。 図４に示す電極群と集電板の押圧接合部に粘着テープを配設する工程を模式的に示す側面図。 本発明に係る角形二次電池の実施の形態２の電極群に集電板と保護板を接合する工程を模式的に示す側面図。 図６に示す電極群と集電板と保護板の押圧接合部に粘着テープを配設する工程を模式的に示す側面図。 本発明に係る角形二次電池の実施の形態３の電極群と集電板と保護板の押圧接合部を模式的に示す側面図。 図８のＡ−Ａ矢視図。 本発明に係る角形二次電池の実施の形態４の電極群と集電板と保護板の押圧接合部を模式的に示す側面図。 図１０のＢ−Ｂ矢視図。

以下、本発明に係る角形二次電池の実施の形態について図面を参照して説明する。

［実施の形態１］
まず、図１〜図５を参照して、本発明に係る角形二次電池をリチウムイオン二次電池に適用した実施の形態１について説明する。

図１は、本発明に係る角形二次電池の実施の形態１の外観を示したものである。

図示する角形二次電池２０は、電池ケース１と蓋６を備えている。電池ケース１の内部には、発電体である電極群３（図２参照）が収納され、電池ケース１の上部開口は蓋６によって封止されている。蓋６は、レーザ溶接によって電池ケース１に溶接されており、電池ケース１と蓋６によって電池容器が構成されている。

蓋６には、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂが設けられていて、この正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂを介して電極群３（図２参照）が充電されると共に、外部負荷に電力が供給される。また、蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設けられていて、電池容器内の圧力が上昇するとガス排出弁１０が開いて電池容器の内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減され、角形二次電池２０の安全性が確保されている。また、蓋６には、注液栓１１が溶接されていて、電池ケース１内に電解液を注入するための注液口９（図２参照）が封止されている。

図２は、図１に示す角形二次電池を分解して示したものである。

図示する角形二次電池２０の電池ケース１の内部には、絶縁シート２を介して電極群３が収納されている。

電極群３は、正極体（正極電極）３０１と負極体（負極電極）３０２をセパレータ３０３（図３参照）を介して捲回軸Ｌ周りで扁平状に捲回されており、断面が略半円形状の互いに対向する一対の湾曲部３ａ、３ｂと、これら一対の湾曲部３ａ、３ｂの間に連続して形成される平面部３ｃと、を有している。電極群３は、その平面部３ｃで且つ後述する金属箔露出部である正極箔露出部３０１ｃと負極箔露出部３０２ｃ（図３参照）の少なくとも一部が束ねられて平板状とされて正極側束ね平板状部３０１ｄと負極側束ね平板状部３０２ｄが形成され、それぞれが正極集電板４Ａの一端（接続部４２Ａ）と負極集電板４Ｂの一端（接続部４２Ｂ）に重ね合わされて溶接等によって接続されている。この電極群３は、その捲回軸Ｌ方向が電池ケース１の横幅方向に沿うような姿勢で一方の湾曲部３ｂ側から電池ケース１内に挿入され、他方の湾曲部３ａ側が電池ケース１の上部開口側となるように配置される。

正極集電板４Ａの他端と負極集電板４Ｂの他端はそれぞれ、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂに接続されている。また、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂは、不図示のバスバー等に溶接接合される溶接接合部を有しており、この溶接接合部は、蓋６から上方に突出する直方体のブロック形状を呈しており、その下面が蓋６の表面に対向し、その上面が所定高さ位置で蓋６と平行になる構成を有している。

正極外部端子８Ａの溶接接合部の下面には、当該正極外部端子８Ａと正極集電板４Ａとを接続するための正極接続部１２Ａが一体に形成され、負極外部端子８Ｂの溶接接合部の下面には、当該負極外部端子８Ｂと負極集電板４Ｂとを接続するための負極接続部１２Ｂが一体に形成されている。

また、正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂは、蓋６の下面に対向して配置される矩形板状の基部４１Ａ、４１Ｂを有し、その基部４１Ａ、４１Ｂには、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂに形成される正極接続部１２Ａと負極接続部１２Ｂが挿通される開口穴４３Ａ、４３Ｂがそれぞれ形成されている。なお、正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂは、基部４１Ａ、４１Ｂの側端で折曲されて、電池ケース１の幅広面に沿って底面側へ向かって延出し、電極群３の正極側束ね平板状部３０１ｄと負極側束ね平板状部３０２ｄに対向して重ね合わされた状態で接続される接続部４２Ａ、４２Ｂを有している。

正極外部端子８Ａの正極接続部１２Ａと負極外部端子８Ｂの負極接続部１２Ｂは、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂの下面から突出したそれぞれの先端が蓋６に形成された貫通孔６Ａ、６Ｂに挿入可能な円柱形状を有している。正極接続部１２Ａと負極接続部１２Ｂは、貫通孔６Ａ、６Ｂを介して蓋６を貫通し、開口穴４３Ａ、４３Ｂを介して正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂの基部４１Ａ、４１Ｂよりも電池ケース１の内部側へ突出し、その先端がかしめられて、正極外部端子８Ａと正極集電板４Ａ、負極外部端子８Ｂと負極集電板４Ｂが蓋６に一体に固定されている。ここで、正極外部端子８Ａおよび負極外部端子８Ｂと蓋６との間にはガスケット５が介在され、正極集電板４Ａおよび負極集電板４Ｂと蓋６との間には絶縁板７が介在されており、このガスケット５と絶縁板７によって、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂおよび正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂが、蓋６から電気的に絶縁されている。

なお、蓋６には注液口９が形成されており、この注液口９から電池ケース１内に電解液を注入した後、この注液口９に注液栓１１を溶接することによって角形二次電池２０を密閉封止している。

また、正極集電板４Ａは、その中間部分に過大電流が流れた場合に電流を遮断する電流遮断手段１０１を有している。この電流遮断手段１０１は、例えば正極集電板４Ａの一部に幅の狭い箇所を設けて形成され、かかる箇所が過大電流により溶断することによって正極集電板４Ａを電極群３側と正極外部端子８Ａ側に分離できるようになっている。なお、電流遮断手段１０１は、負極集電板４Ｂに形成してもよいし、正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂの双方に形成してもよい。また、電流遮断手段１０１は、過大電流が流れた場合に集電板を流れる電流を遮断できれば、上記する構成に限定されるものではない。

また、電池ケース１や蓋６、正極集電板４Ａや正極外部端子８Ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製され、負極集電板４Ｂや負極外部端子８Ｂは、銅または銅合金で作製されている。

ここで、電極群３の正極側束ね平板状部３０１ｄと正極集電板４Ａの接続部４２Ａ、負極側束ね平板状部３０２ｄと負極集電板４Ｂの接続部４２Ｂを超音波溶接やレーザ溶接、摩擦撹拌接合などによって押圧接合すると、その押圧接合部から微小な金属片等が脱落し、電池ケース１内でその金属片等が電極群３の内部へ侵入する可能性がある。そこで、本実施の形態１では、電極群３の正極側束ね平板状部３０１ｄと正極集電板４Ａの接続部４２Ａとで形成される正極側押圧接合部３１Ａの外側表面に樹脂製の粘着テープ５０１Ａ、５０２Ａを配設し、負極側束ね平板状部３０２ｄと負極集電板４Ｂの接続部４２Ｂとで形成される負極側押圧接合部３１Ｂの外側表面に樹脂製の粘着テープ５０１Ｂ、５０２Ｂを配設している。

より具体的には、正極側押圧接合部３１Ａの表面のうち正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の外側表面（接続部４２Ａの平面部の表面のうち電極群３の正極側束ね平板状部３０１ｄと当接接合される表面と対向する面）に粘着テープ５０１Ａを配設し、電極群３の正極側束ね平板状部３０１ｄの平面部の外側表面（正極側束ね平板状部３０１ｄの平面部のうち接続部４２Ａと当接接合される表面と対向する面）に粘着テープ５０２Ａを配設している。また、負極側押圧接合部３１Ｂの表面のうち負極集電板４Ｂの接続部４２Ｂの平面部の外側表面（接続部４２Ｂの平面部の表面のうち電極群３の負極側束ね平板状部３０２ｄと当接接合される表面と対向する面）に粘着テープ５０１Ｂを配設し、電極群３の負極側束ね平板状部３０２ｄの平面部の外側表面（負極側束ね平板状部３０２ｄの平面部のうち接続部４２Ｂと当接接合される表面と対向する面）に粘着テープ５０２Ｂを配設している。

図３〜図５を参照して、電極群３と集電板４Ａ、４Ｂとから構成される押圧接合部３１Ａ、３１Ｂに樹脂製の粘着テープ５０１Ａ、５０２Ａ、５０１Ｂ、５０２Ｂを配設する工程について説明する。

図３は、図２に示す電極群を一部を展開した状態で示したものである。なお、図３は、正極体（正極電極）及び負極体（負極電極）の金属箔露出部を束ねて接合する前の状態を示している。

図示するように、電極群３は、セパレータ３０３を介して正極体３０１と負極体３０２を捲回軸Ｌ周りで扁平状に捲回して形成される。ここで、正極体３０１は、正極箔（金属箔）３０１ａの両面に正極合剤３０１ｂが塗布されて活物質層が形成され、正極箔３０１ａの幅方向（捲回軸Ｌ方向）の一方の端部には、正極合剤３０１ｂが未塗布で正極箔３０１ａが露出する正極箔露出部（金属箔露出部）３０１ｃを有している。また、負極体３０２は、負極箔（金属箔）３０２ａの両面に負極合剤３０２ｂが塗布されて活物質層が形成され、負極箔３０２ａの幅方向（捲回軸Ｌ方向）の他方の端部には、負極合剤３０２ｂが未塗布で負極箔３０２ａが露出する負極箔露出部（金属箔露出部）３０２ｃを有している。そして、正極箔露出部３０１ｃと負極箔露出部３０２ｃとがそれぞれ捲回軸Ｌ方向で反対側に配置されるように、正極体３０１と負極体３０２が捲回軸Ｌ周りで捲回される。

ここで、各電極体３０１、３０２の作製方法を概説すると、負極体３０２においては、非晶質炭素粉末に対して結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：PolyVinylidene DiFluoride）を質量比１０：１で添加し、更に分散溶媒としてのＮ−メチルビロリドン（ＮＭＰ：N-methylpyrrolidone）を添加して混練することによって負極合剤３０２ｂを作製する。この負極合剤３０２ｂを厚さ１０μｍの銅箔（負極金属箔１３１）の両面に集電部（負極箔露出部３０２ｃ）を残して塗布した後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない厚さ７０μｍの負極体３０２を作製する。

なお、本実施の形態では、負極合剤３０２ｂに非晶質炭素を用いる場合について説明したが、例えばリチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や人工の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料等でもよく、その粒子形状は、例えば鱗片状、球状、繊維状、塊状等であってもよい。

また、正極体３０１においては、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）に対して、導電材としての鱗片状黒鉛と結着剤としてのＰＶＤＦとを質量比１０：１：１で添加し、更に分散溶媒としてのＮＭＰを添加して混練することによって正極合剤３０１ｂを作製する。この正極合剤３０１ｂを厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極箔３０１ａ）の両面に集電部（正極箔露出部３０１ｃ）を残して塗布した後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない厚さ９０μｍの正極体３０１を作製する。

なお、本実施の形態では、正極合剤３０１ｂにマンガン酸リチウムを用いる場合について説明したが、例えばスピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物、層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物を用いてもよい。

また、本実施の形態では、正極体３０１と負極体３０２における塗工部の結着剤としてＰＶＤＦを用いる場合について説明したが、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。

図４は、図３に示す電極群に集電板を接合する工程を模式的に示したものであり、図５は、図４に示す電極群と集電板の押圧接合部に粘着テープを配設する工程を模式的に示したものである。なお、図４及び図５では正極側での各工程について説明するが、負極側での各工程についても同様である。

図４に示すように、電極群３の正極箔露出部３０１ｃが束ねられて平板状とされた正極側束ね平板状部３０１ｄの一方面３０１ｄａに正極集電板４Ａの接続部４２Ａを配置し、レーザ溶接、抵抗溶接、摩擦撹拌接合等によって電極群３の正極箔露出部３０１ｃと正極集電板４Ａの接続部４２Ａとをそれぞれの平面部同士を当接させた状態で押圧接合する。

具体的には、接合方法として超音波溶接法を使用し、平面部同士を当接させた電極群３の正極箔露出部３０１ｃと正極集電板４Ａの接続部４２Ａに対して、電極群３の正極箔露出部３０１ｃ側にホーンＷＨを配置し、正極集電板４Ａの接続部４２Ａ側にアンビルＷＡを配置し、ホーンＷＨとアンビルＷＡで正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄと接続部４２Ａを挟持しながらホーンＷＨを振動させ、その振動で発生する摩擦によって金属同士を接合して押圧接合部３１Ａを形成する。なお、ホーンＷＨやアンビルＷＡなどの超音波溶接で使用するツールの配置は適宜変更することができる。

ここで、押圧接合部３１Ａとは、ホーンＷＨとアンビルＷＡで挟持されて押圧接合される正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄと正極集電板４Ａの接続部４２Ａの領域であり、図示例では、高さＨ×厚さＤからなる正極側束ね平板状部３０１ｄと接続部４２Ａの領域である。

次いで、図５に示すように、上記する押圧接合部３１Ａのうち正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄの平面部の表面３０１ｄｂ（正極集電板４Ａの接続部４２Ａと当接接合される面３０１ｄａと対向する表面）を被覆するように粘着テープ５０２Ａを配設し、正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の表面４２Ａａ（正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄと当接接合される面４２Ａｂと対向する表面）を被覆するように粘着テープ５０１Ａを配設する。なお、粘着テープは、押圧接合部３１Ａのうち正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄの平面部の表面３０１ｄｂ側のみ、あるいは、正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の表面４２Ａａ側のみに配設してもよいし、正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄの平面部の表面３０１ｄｂの一部や正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の表面４２Ａａの一部のみに配設してもよい。

ここで、粘着テープ５０１Ａ、５０２Ａの一例としては、例えば耐有機溶媒性に優れたポリオレフィン系などのベースフィルムに耐有機溶媒性に優れたアクリル系などの粘着層を形成したものを挙げることができる。なお、この耐有機溶媒性に優れたベースフィルムやアクリル系粘着層は、電解液で使用する溶媒に対して耐性を有するものである。

このように、本実施の形態１では、電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃと集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂとで形成される押圧接合部３１Ａ、３１Ｂの少なくとも一部、特に押圧接合部３１Ａ、３１ＢのうちアンビルＷＡやホーンＷＨと当接する金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの平面部の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの平面部の外側表面を粘着テープ５０１Ａ、５０２Ａで被覆することによって、金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの外側表面や接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる微小な金属片が脱落することを抑制することができ、集電板４Ａ、４Ｂと接続された電極群３を電池容器内に収納した際に、金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの外側表面や接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる金属片が異物として電極群３に侵入することを抑制することができる。

［実施の形態２］
次に、図６および図７を参照して、本発明に係る角形二次電池の実施の形態２について説明する。

図６は、本発明に係る角形二次電池の実施の形態２の電極群に集電板と保護板を接合する工程を模式的に示したものであり、図７は、図６に示す電極群と集電板と保護板の押圧接合部に粘着テープを配設する工程を模式的に示したものである。

図６および図７に示す実施の形態２は、図１〜図５に示す実施の形態１に対して、金属箔露出部が束ねられて平板状とされた束ね平板状部の他方面に金属製の保護板を配置した点が相違しており、その他の構成は実施の形態１と同様である。したがって、図１〜図５に示す実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、図６及び図７では正極側について説明するが、負極側についても同様である。

図６に示すように、本実施の形態２では、電極群３の正極箔露出部３０１ｃが束ねられて平板状とされた正極側束ね平板状部３０１ｄの一方面３０１ｄａに正極集電板４Ａの接続部４２Ａを配置し、その他方面３０１ｄｂに金属製の正極保護板（金属板）４４Ａを配置し、正極保護板４４Ａと正極箔露出部３０１ｃと接続部４２Ａとをそれぞれの平面部の表面同士を当接させた状態で押圧接合する。

具体的には、平面部の表面同士を当接させた正極保護板４４Ａと正極箔露出部３０１ｃと接続部４２Ａに対して、正極保護板４４Ａ側にホーンＷＨを配置し、正極集電板４Ａの接続部４２Ａ側にアンビルＷＡを配置し、ホーンＷＨとアンビルＷＡで正極保護板４４Ａと正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄと正極集電板４Ａの接続部４２Ａを挟持しながらホーンＷＨを振動させ、その振動で発生する摩擦によって金属同士を接合して押圧接合部３１Ａを形成する。

ここで、正極保護板４４Ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製され、一般にその厚さは正極集電板４Ａよりも薄く且つ正極箔３０１ａ（図３参照）よりも厚く、例えば0.1ｍｍ程度であることが好ましい。

そして、図７に示すように、上記する押圧接合部３１Ａのうち正極保護板４４Ａの平面部の表面４４Ａｂ（正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄと当接接合される面４４Ａａと対向する表面）を被覆するように粘着テープ５０２Ａを配設し、正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の表面４２Ａａを被覆するように粘着テープ５０１Ａを配設する。

このように、本実施の形態２では、正極箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄの正極集電板４Ａとは反対側の表面３０１ｄｂに正極保護板４４Ａを配置し、電極保護板と電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃと集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂとで形成される押圧接合部３１Ａ、３１ＢのうちアンビルＷＡやホーンＷＨと当接する電極保護板の平面部の外側表面や接続部４２Ａ、４２Ｂの平面部の外側表面を粘着テープ５０１Ａ、５０２Ａで被覆することによって、電極箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの破断や破損を抑制しながら、電極保護板の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる微小な金属片が脱落することを抑制することができ、電極保護板の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる金属片が異物として電極群３に侵入することをより一層抑制することができる。

［実施の形態３］
次に、図８および図９を参照して、本発明に係る角形二次電池の実施の形態３について説明する。図８は、本発明に係る角形二次電池の実施の形態３の電極群と集電板と保護板の押圧接合部を模式的に示したものであり、図９は、図８のＡ−Ａ矢視図である。

図８および図９に示す実施の形態３は、図６および図７に示す実施の形態２に対して、押圧接合部に樹脂製粘着剤や熱溶融樹脂剤を配設する点が相違しており、その他の構成は実施の形態２と同様である。したがって、図６および図７に示す実施の形態２と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、図８及び図９では正極側について説明するが、負極側についても同様である。

図８および図９に示すように、本実施の形態３では、押圧接合部３１Ａのうち正極保護板４４Ａの平面部の表面４４Ａｂを被覆するように粘着剤６０２Ａを配設（塗工）し、正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の表面４２Ａａを被覆するように粘着剤６０１Ａを配設（塗工）する。

ここで、粘着剤６０１Ａ、６０２Ａの一例としては、耐有機溶媒性に優れたアクリル系などの粘着剤を挙げることができる。なお、粘着剤６０１Ａ、６０２Ａに代えて、耐電解液性に優れたポリオレフィン系などの熱溶融樹脂剤を適用してもよい。

このように、本実施の形態３では、電極保護板と電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃと集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂとで形成される押圧接合部３１Ａ、３１Ｂのうち電極保護板の平面部の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの平面部の外側表面を粘着剤６０１Ａ、６０２Ａや熱熔融樹脂剤で被覆することによって、押圧接合部３１Ａ、３１Ｂの形状や位置に応じて自在に粘着剤６０１Ａ、６０２Ａや熱熔融樹脂剤を配設することができるため、簡単な構成でもって電極保護板の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる微小な金属片が脱落することを確実に抑制することができ、電極保護板の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる金属片が異物として電極群３に侵入することをより効果的に抑制することができる。

［実施の形態４］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明に係る角形二次電池の実施の形態４について説明する。図１０は、本発明に係る角形二次電池の実施の形態４の電極群と集電板と保護板の押圧接合部を模式的に示したものであり、図１１は、図１０のＢ−Ｂ矢視図である。

図１０および図１１に示す実施の形態４は、図８および図９に示す実施の形態３に対して、押圧接合部以外の箇所にも樹脂製粘着剤や熱溶融樹脂剤を配設する点が相違しており、その他の構成は実施の形態３と同様である。したがって、図８および図９に示す実施の形態３と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、図１０及び図１１では正極側について説明するが、負極側についても同様である。

実施の形態３で説明したように、例えば押圧接合部３１Ａ、３１Ｂのうち電極保護板の平面部の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの平面部の外側表面を粘着剤６０１Ａ、６０２Ａや熱熔融樹脂剤で被覆する場合、押圧接合部３１Ａ、３１Ｂ等で生じる金属片が電池容器内に混入すると、その金属片が電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの捲回軸Ｌ方向の端面（図９中、正極側の端面３２Ａ）を介して電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの金属箔同士の間に侵入する可能性がある。また、押圧接合部３１Ａ、３１Ｂのうち電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの金属箔同士の間で生じる金属片等が金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの捲回軸Ｌ方向の端面を介して電極群３の外部へ出ていき、例えば金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの湾曲部３ａ、３ｃ（図２参照）を介して再び電極群３に侵入する可能性がある。

そこで、本実施の形態４では、図１１に示すように、押圧接合部３１Ａのうち正極保護板４４Ａの平面部の表面４４Ａｂや正極集電板４Ａの接続部４２Ａの平面部の表面４２Ａａを粘着剤７０１Ａで被覆すると共に、電極群３の金属箔露出部３０１ｃの捲回軸Ｌ方向の端面３２Ａを粘着剤７０１Ａで被覆する。より具体的には、図１０に示すように、電極群３の金属箔露出部３０１ｃの捲回軸Ｌ方向の端面３２Ａのうち、金属箔露出部３０１ｃの正極側束ね平板状部３０１ｄの部分の捲回軸Ｌ方向の端面（すなわち、金属箔露出部３０１ｃの捲回軸Ｌ方向の端面３２Ａの押圧接合部３１Ａに対応する部分）の少なくとも一部を粘着剤７０１Ａで被覆する。

なお、粘着剤７０１Ａに代えて、実施の形態１、３で説明した樹脂製の粘着テープや熱溶融樹脂剤などを適用してもよい。

このように、本実施の形態４では、押圧接合部３１Ａ、３１Ｂのうち電極保護板の平面部の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの平面部の外側表面を粘着剤や熱熔融樹脂剤等で被覆すると共に、電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの捲回軸Ｌ方向の端面を粘着剤や熱熔融樹脂剤等で被覆することによって、電極保護板の外側表面や集電板４Ａ、４Ｂの接続部４２Ａ、４２Ｂの外側表面で生じる微小な金属片が脱落することを抑制しながら、金属片等が電極群３の金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの捲回軸Ｌ方向の端面を介して電極群３へ異物として侵入することをより確実に抑制することができる。また、仮に接合によって金属箔露出部３０１ｃ、３０２ｃの金属箔同士の間で金属片等が生じる場合であっても、その金属片等が電極群３の外部へ出ていくことを抑制することができ、その金属片等が電極群３の他の金属箔同士の間へ異物として侵入することを抑制することができる。

なお、上記する粘着剤や熱熔融樹脂剤等を用いて、電極保護板の表面や集電板４Ａ、４Ｂの表面、電極群３を構成する金属箔３０１ａ、３０２ａのカット面などにおいて通常加工で発生するバリの一部または全部を被覆することによって、マイクロショートの要因となり得る異物の発生を抑制することもできる。

また、上記する実施の形態では、正極側と負極側とで同様の接合を行い、その押圧接合部に同様の樹脂材を配置する形態について説明したが、正極側と負極側のいずれか一方に樹脂材を配置してもよいし、正極側と負極側とで接合形態、樹脂材の組成や配置などが異っていてもよい。

なお、本発明は上記した実施の形態１〜４に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施の形態１〜４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。また、各実施形態１〜４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。

１ 電池ケース
３ 電極群
３ａ、３ｂ 電極群の湾曲部
３ｃ 電極群の平面部
４Ａ 正極集電板（接続板）
４Ｂ 負極集電板（接続板）
６ 蓋
８Ａ 正極外部端子（電極端子）
８Ｂ 負極外部端子（電極端子）
２０ 角形二次電池
３１Ａ 正極側押圧接合部
３１Ｂ 負極側押圧接合部
３２Ａ 正極箔露出部の端面
４２Ａ 正極集電板の接続部
４２Ｂ 負極集電板の接続部
４４Ａ 正極保護板（金属板）
３０１ 正極体（正極電極）
３０１ａ 正極箔（金属箔）
３０１ｂ 正極合剤
３０１ｃ 正極箔露出部（金属箔露出部）
３０１ｄ 正極側束ね平板状部
３０２ 負極体（負極電極）
３０２ａ 負極箔（金属箔）
３０２ｂ 負極合剤
３０２ｃ 負極箔露出部（金属箔露出部）
３０２ｄ 負極側束ね平板状部
３０３ セパレータ
５０１Ａ、５０２Ａ、５０１Ｂ、５０２Ｂ 粘着テープ（樹脂材）
６０１Ａ、６０２Ａ、７０１Ａ 粘着剤（樹脂材）
ＷＡ アンビル（固定子）
ＷＨ ホーン（超音波振動子）

Claims (6)

1. 金属箔の表面に活物質層が形成され、捲回軸方向の一方の端部に前記金属箔が露出する金属箔露出部が形成される正極と負極からなる電極がセパレータを介して扁平状に捲回された電極群と、該電極群と電極端子を電気的に接続する接続板と、を備える角形二次電池であって、
   前記電極群の前記金属箔露出部と前記接続板とは押圧接合されており、
   前記金属箔露出部と前記接続板とから構成される押圧接合部の少なくとも一部が樹脂材で被覆されていることを特徴とする角形二次電池。
2. 前記角形二次電池は、前記金属箔露出部の表面のうち前記接続板が接合される表面と対向する表面に金属板を備え、
   前記接続板と前記金属板とで前記金属箔露出部を挟持した状態で、前記接続板と前記金属箔露出部と前記金属板とが押圧接合され、
   前記接続板と前記金属箔露出部と前記金属板とから前記押圧接合部が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
3. 前記樹脂材は、樹脂製粘着テープ、樹脂製粘着剤、熱溶融樹脂剤からなる群から選択される少なくとも一つから構成されることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
4. 前記金属箔露出部と前記接続板とは、それぞれの平面部の表面同士を当接させた状態で押圧接合されており、
   前記樹脂材は、前記金属箔露出部と前記接続板とから構成される前記押圧接合部のうち、前記金属箔露出部の前記平面部の前記表面と対向する面及び／又は前記接続板の前記平面部の前記表面と対向する面を被覆していることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
5. 前記接続板と前記金属箔露出部と前記金属板とは、それぞれの平面部の表面同士を当接させた状態で押圧接合されており、
   前記樹脂材は、前記接続板と前記金属箔露出部と前記金属板とから構成される前記押圧接合部のうち、前記接続板の前記平面部の前記表面と対向する面及び／又は前記金属板の前記平面部の前記表面と対向する面を被覆していることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
6. 前記樹脂材は、前記金属箔露出部の前記捲回軸方向の端面の少なくとも一部を被覆していることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。

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