JP2015162270A - Method of manufacturing cylindrical secondary battery - Google Patents

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隆幸 鈴木
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英毅 篠原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a cylindrical secondary battery that can suppress heat evolution and breaking of a fusion zone in a method of coupling a connection lead and a battery can by laser welding.SOLUTION: A press jig 80 having a tip portion formed of at least a non-conductive material is inserted in a hollow portion 15c of a shaft core 15, the tip face 80a of the tip portion is brought into contact with the surface 50a of a connection lead 50 to press the connection lead 50 against the inner surface of a can bottom 2c of a battery can 2, a laser beam L is applied from the outside of the can bottom 2c while the connection lead 50 and the inner surface of the bottom can 2c are brought into contact with each other, and the connection lead 50 and the can bottom 2c of the battery can 2 are joined to each other so that the fused portion M between the connection lead 50 and the can bottom 2c of the battery can 2 is exposed to the surface 50a of the connection lead 50.

Description

この発明は、車載用途等に使用される円筒形二次電池の製造方法に関し、より詳細には、発電要素に接続される接続リードと電池缶とを溶接する円筒形二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical secondary battery used for in-vehicle applications, and more particularly, to a method for manufacturing a cylindrical secondary battery in which a connection lead connected to a power generation element and a battery can are welded. .

円筒形二次電池の製造方法として、下記に示す接続リードを電池缶に溶接する工程を有するものがある。正極電極と負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回して発電要素を作製する。発電要素に電極集電部材を介して接続リードを電気的に接続し、この接続リードを電池缶の缶底にレーザ溶接により接合する。レーザ溶接は、接続リードを電池缶の缶底の内面に押圧し、この状態で、電池缶の缶底の外部からレーザを照射して、接続リードと電池缶とを接合する。
従来の方法では、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出しないように、換言すれば、電池缶の缶底の外面から接続リードの厚さの中間まで溶融させて溶接していた(例えば、特許文献1参照)。
As a method for manufacturing a cylindrical secondary battery, there is one having a step of welding a connection lead shown below to a battery can. A power generation element is manufactured by winding the positive electrode and the negative electrode around a shaft core via a separator. A connection lead is electrically connected to the power generation element via an electrode current collecting member, and this connection lead is joined to the bottom of the battery can by laser welding. In laser welding, the connection lead is pressed against the inner surface of the bottom of the battery can, and in this state, the connection lead and the battery can are joined by irradiating laser from the outside of the bottom of the battery can.
In the conventional method, the melted portion that joins the connection lead and the bottom of the battery can is not exposed on the surface of the connection lead. In other words, the thickness of the connection lead is increased from the outer surface of the bottom of the battery can. It was melted to the middle and welded (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−158318号公報JP 2004-158318 A

上記先行文献1に記載された方法では、溶融部が電池缶の缶底の外面から接続リードの厚さの中間までであるので、溶融部の断面積が小さい。円筒形二次電池において、溶融部の断面積が小さいと発熱を伴ったり、振動により溶融部で破断したりすることが懸念される。   In the method described in the above-mentioned prior art document 1, since the melting part is from the outer surface of the bottom of the battery can to the middle of the thickness of the connection lead, the sectional area of the melting part is small. In a cylindrical secondary battery, if the cross-sectional area of the melted portion is small, there is a concern that it may generate heat or break at the melted portion due to vibration.

本発明の円筒形二次電池の製造方法は、正極電極と負極電極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の正極電極および負極電極の一方が電極集電部材に接続され、電極集電部材に接続リードが電気的に接続された捲回群アセンブリを準備し、捲回群アセンブリを電池缶の開口部から電池缶に収容し、少なくとも非導電性材料で形成された先端部を有する押え治具を軸芯内に挿通し、押え治具の先端部の先端面を接続リードの表面に接触させて接続リードを電池缶の缶底の内面に押圧し、接続リードと缶底の内面とが接触した状態で、缶底の外部からレーザビームを照射して、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出するように接続リードと電池缶の缶底とを接合するものである。   In the method for producing a cylindrical secondary battery of the present invention, one of the positive electrode and the negative electrode of the power generation element in which the positive electrode and the negative electrode are wound around the shaft core via the separator is connected to the electrode current collector. A wound group assembly in which a connection lead is electrically connected to the electrode current collector, and the wound group assembly is accommodated in the battery can through the opening of the battery can and is formed of at least a non-conductive material. Insert a holding jig with a tip into the shaft core, bring the tip of the holding jig into contact with the surface of the connection lead, and press the connection lead against the inner surface of the bottom of the battery can. With the inner surface of the can bottom in contact, a laser beam is irradiated from the outside of the can bottom, and the melted part that joins the connection lead and the battery can bottom is connected to the surface of the connection lead. The lead and the bottom of the battery can are joined.

本発明の円筒形二次電池の製造方法によれば、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出するように溶融されるので、溶融部の断面積を大きくすることができる。従って、溶融部における発熱を抑制し、振動等による破断に対する防止能力を向上することができる。   According to the method for manufacturing a cylindrical secondary battery of the present invention, the melting part that joins the connection lead and the bottom of the battery can is melted so as to be exposed on the surface of the connection lead. The area can be increased. Therefore, heat generation in the melted part can be suppressed, and the ability to prevent breakage due to vibration or the like can be improved.

この発明による一実施の形態としての円筒形二次電池の断面図。Sectional drawing of the cylindrical secondary battery as one Embodiment by this invention. 図1に図示された円筒形二次電池の分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the cylindrical secondary battery illustrated in FIG. 1. 図1に図示された発電要素を、その一部を切断した状態の斜視図。The perspective view of the state which cut | disconnected some power generation elements illustrated in FIG. 円筒形二次電池の組立方法の概要を示すフロー図。The flowchart which shows the outline | summary of the assembly method of a cylindrical secondary battery. 接続リードと電池缶との溶接方法を示すフロー図。The flowchart which shows the welding method of a connection lead and a battery can. 接続リードが収容された電池缶を固定する方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the method of fixing the battery can in which the connection lead was accommodated. 接続リードと電池缶とを溶接する方法を説明するための模式図であり、(a)は、(b)の領域VIIaの拡大図。It is a schematic diagram for demonstrating the method of welding a connection lead and a battery can, (a) is an enlarged view of the area | region VIIa of (b). 本発明の実施形態2の接続リードと電池缶とを溶接する方法を説明するための模式図であり、(a)は、(b)の領域VIIIaの拡大図。It is a schematic diagram for demonstrating the method of welding the connection lead and battery can of Embodiment 2 of this invention, (a) is an enlarged view of the area | region VIIIa of (b).

−実施形態1−
(円筒形二次電池1の全体構成)
以下、本発明による円筒形二次電池の製造方法の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、円筒形二次電池1の拡大断面図である。以下の説明では、円筒形二次電池1をリチウムイオン円筒形二次電池として説明する。
円筒形二次電池1は、缶底2c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6が注入されている。
Embodiment 1
(Overall configuration of cylindrical secondary battery 1)
Hereinafter, an embodiment of a method for producing a cylindrical secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a cylindrical secondary battery 1. In the following description, the cylindrical secondary battery 1 will be described as a lithium ion cylindrical secondary battery.
A cylindrical secondary battery 1 includes a battery case 4 having a can bottom 2c, a cylindrical battery can 2 having an open top, and a hat-type battery lid 3 that seals the top of the battery can 2. . Inside the battery container 4, each component for power generation described below is accommodated, and a non-aqueous electrolyte 6 is injected.

円筒型の電池缶2は、鉄系材料により形成され、上端側には開口部2bが設けられ、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の外面2kには、腐食を防止するため、ニッケル等のめっきが施されている。しかし、電池缶2の内面2mには、めっきは施されておらず、鉄系材料が電池缶2の内部に露出している。
電池缶2の内部には、発電要素10が収容されている。発電要素10は、軸方向に沿う中空部15c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電極11(図3参照)および負極電極12(図3参照)とを備える。正極集電リング27は、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。正極集電リング27はこの下部筒部27bにより軸芯15の上端部に固定、支持されている。
The cylindrical battery can 2 is made of an iron-based material, and an opening 2b is provided on the upper end side, and a groove 2a protruding to the inside of the battery can 2 is formed on the opening 2b side. The outer surface 2k of the battery can 2 is plated with nickel or the like to prevent corrosion. However, the inner surface 2 m of the battery can 2 is not plated, and the iron-based material is exposed inside the battery can 2.
A power generation element 10 is accommodated in the battery can 2. The power generating element 10 includes an elongated cylindrical shaft core 15 having a hollow portion 15c along the axial direction, and a positive electrode 11 (see FIG. 3) and a negative electrode 12 (see FIG. 3) wound around the shaft core 15. With. The positive electrode current collecting ring 27 includes a disc-shaped base portion 27a, a lower cylindrical portion 27b that protrudes toward the shaft core 15 at the inner peripheral portion of the base portion 27a, and press-fitted into the inner surface of the shaft core 15, and a battery at the outer peripheral edge. And an upper cylindrical portion 27c protruding toward the lid 3 side. The positive electrode current collecting ring 27 is fixed and supported on the upper end portion of the shaft core 15 by the lower cylindrical portion 27b.

正極電極11の正極タブ16は、正極集電リング27の上部筒部27cに溶接されている。正極集電リング27は例えばアルミニウム系金属により形成され、上部筒部27cの外周には、正極電極11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、正極集電リング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。   The positive electrode tab 16 of the positive electrode 11 is welded to the upper cylindrical portion 27 c of the positive electrode current collecting ring 27. The positive electrode current collecting ring 27 is formed of, for example, an aluminum-based metal, and the positive electrode tab 16 and the pressing member 28 of the positive electrode 11 are welded to the outer periphery of the upper cylindrical portion 27c. A number of the positive electrode tabs 16 are brought into close contact with the outer periphery of the upper cylindrical portion 27c of the positive electrode current collecting ring 27, and a pressing member 28 is wound around the outer periphery of the positive electrode tab 16 in a ring shape and temporarily fixed. In this state, ultrasonic welding is performed. Are joined together.

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に負極集電リング(電極集電部材)21が圧入されて固定されている。負極集電リング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。負極集電リング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6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。   A step portion 15b having a small outer diameter is formed on the outer periphery of the lower end portion of the shaft core 15, and a negative electrode current collecting ring (electrode current collecting member) 21 is press-fitted and fixed to the step portion 15b. . The negative electrode current collector ring 21 is formed of, for example, a copper-based metal, and an opening 21b that is press-fitted into the step portion 15b of the shaft core 15 is formed in a disk-shaped base portion 21a. An outer peripheral cylindrical portion 21c that protrudes toward is formed. An opening 21 d (see FIG. 2) for allowing the nonaqueous electrolyte 6 injected into the hollow shaft of the shaft core 15 to penetrate into the power generation element 10 is formed in the base 21 a of the negative electrode current collecting ring 21.

負極電極の負極タブ17は、負極集電リング21の外周筒部21cに接合される。
負極集電リング21の外周筒部21cの外周には、負極電極12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、負極集電リング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。負極集電リング21の基部21aには、接続リード50が、抵抗溶接、或いはレーザ溶接等により接合されている。接続リード50の材質は、ニッケルあるいはニッケル合金である。
The negative electrode tab 17 of the negative electrode is joined to the outer peripheral cylindrical portion 21 c of the negative electrode current collecting ring 21.
The negative electrode tab 17 and the pressing member 22 of the negative electrode 12 are welded to the outer periphery of the outer peripheral cylindrical portion 21 c of the negative electrode current collecting ring 21. A number of negative electrode tabs 17 are brought into close contact with the outer periphery of the outer peripheral cylindrical portion 21c of the negative electrode current collecting ring 21, and the presser member 22 is wound around the outer periphery of the negative electrode tab 17 in a ring shape and temporarily fixed, and is welded in this state. . A connection lead 50 is joined to the base 21a of the negative electrode current collecting ring 21 by resistance welding or laser welding. The material of the connection lead 50 is nickel or a nickel alloy.

多数の正極タブ16は、正極集電リング27に溶接され、多数の負極タブ17が負極集電リング21に溶接されることにより、正極集電リング27、負極集電リング21および発電要素10が一体的にユニット化された捲回群アセンブリ20が構成される。電池缶2の内部には、非水電解液6が所定量注入されている。非水電解液6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。この溶液は、鉄系材料と反応することは無く、電池缶2を腐食しない。   The multiple positive electrode tabs 16 are welded to the positive electrode current collecting ring 27, and the multiple negative electrode tabs 17 are welded to the negative electrode current collecting ring 21, whereby the positive electrode current collecting ring 27, the negative electrode current collecting ring 21, and the power generation element 10 are formed. A wound group assembly 20 is formed as a unit. A predetermined amount of non-aqueous electrolyte 6 is injected into the battery can 2. As an example of the non-aqueous electrolyte 6, a solution in which a lithium salt is dissolved in a carbonate solvent is raised. This solution does not react with the iron-based material and does not corrode the battery can 2.

図2は円筒形二次電池の分解斜視図である。
円筒形状の軸芯15の中空部15cの上方には、円筒状の正極集電リング27が圧入されている。正極集電リング27は、例えば、アルミニウム系金属により形成されている。正極集電リング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が形成されている。正極集電リング27に形成された開口部27eは、接続リード50を電池缶2に溶接するための押え治具80(図5参照)を挿通するためのものである。詳細は後述するが、押え治具80を正極集電リング27に形成された開口部27eから軸芯15の中空部15cに差し込み、押え治具80の先端部で接続リード50を電池缶2の缶底2cの内面に押し付けてレーザを照射する。これにより捲回群アセンブリ20は電池缶2の缶底2cに固定される。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the cylindrical secondary battery.
A cylindrical positive current collecting ring 27 is press-fitted above the hollow portion 15 c of the cylindrical shaft core 15. The positive electrode current collector ring 27 is made of, for example, an aluminum-based metal. An opening 27d for releasing gas generated inside the battery is formed in the base 27a of the positive electrode current collecting ring 27. The opening 27 e formed in the positive electrode current collection ring 27 is for inserting a holding jig 80 (see FIG. 5) for welding the connection lead 50 to the battery can 2. Although details will be described later, the holding jig 80 is inserted into the hollow portion 15 c of the shaft core 15 from the opening 27 e formed in the positive electrode current collecting ring 27, and the connection lead 50 is connected to the battery can 2 at the tip of the holding jig 80. The laser is irradiated by pressing against the inner surface of the can bottom 2c. Accordingly, the wound group assembly 20 is fixed to the can bottom 2c of the battery can 2.

負極集電リング21に接続されている電池缶2の缶底2c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。正極集電リング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。   The can bottom 2c of the battery can 2 connected to the negative electrode current collecting ring 21 acts as one output terminal, and the electric power stored in the power generation element 10 can be taken out from the battery can 2. A flexible connecting member 33 formed by laminating a plurality of aluminum foils is joined to the upper surface of the base portion 27a of the positive electrode current collecting ring 27 by welding one end thereof.

正極集電リング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、正極集電リング27の上部筒部27c上に載置されている。
A battery lid unit 30 is disposed on the upper cylindrical portion 27 c of the positive electrode current collecting ring 27. The battery lid unit 30 includes a ring-shaped insulating plate 34, a connecting plate 35 fitted in an opening 34a provided in the insulating plate 34, a diaphragm 37 welded to the connecting plate 35, and a diaphragm 37 by caulking and welding. The battery cover 3 is fixed.
The insulating plate 34 has a ring shape made of an insulating resin material having a circular opening 34 a, and is placed on the upper cylindrical portion 27 c of the positive electrode current collecting ring 27.

絶縁板34は、開口部34a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。   The insulating plate 34 has an opening 34a and a side 34b protruding downward. A connecting plate 35 is fitted in the opening 34 a of the insulating plate 34. The other end of the connection member 33 is welded and joined to the lower surface of the connection plate 35.

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。   The connection plate 35 is made of an aluminum-based metal and has a substantially dish shape that is substantially uniform except for the central portion and is bent to a slightly lower position on the central side. A projection 35a that is thin and formed in a dome shape is formed at the center of the connection plate 35, and a plurality of openings 35b are formed around the projection 35a. The opening 35b has a function of releasing gas generated inside the battery. The protrusion 35 a of the connection plate 35 is joined to the bottom surface of the center portion of the diaphragm 37 by resistance welding or friction stir welding. The diaphragm 37 is formed of an aluminum-based metal, and has a circular cut 37 a centering on the center portion of the diaphragm 37. The cut 37a is formed by crushing the upper surface side into a V shape by pressing and thinning the remainder. The diaphragm 37 is provided for ensuring the safety of the battery, and has a function of cleaving at the cut 37a and releasing the internal gas when the internal pressure of the battery increases.

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。   The diaphragm 37 fixes the peripheral edge of the battery lid 3 at the peripheral edge. As shown in FIG. 2, the diaphragm 37 initially has a side wall 37 b erected vertically at the peripheral portion toward the battery lid 3 side. The battery lid 3 is accommodated in the side wall 37b, and the side wall 37b is bent and fixed to the upper surface side of the battery lid 3 by caulking.

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。   The battery lid 3 is made of iron such as carbon steel, nickel plated on both front and back surfaces, a disc-shaped peripheral edge 3a that contacts the diaphragm 37, and a cylindrical portion 3b that protrudes upward from the peripheral edge 3a. Having a hat shape. An opening 3c is formed in the cylindrical portion 3b. The opening 3c is for releasing gas to the outside of the battery when the diaphragm 37 is cleaved by the gas pressure generated inside the battery. The battery lid 3 acts as one power output end, and the stored electric power can be taken out from the battery lid 3.

電池缶2の開口部2bと電池蓋3との間にガスケット43が介装されている。ガスケット43は絶縁部材により形成されており、ダイアフラム37と電池蓋3とのかしめ部を覆っている。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、フッ素系樹脂を挙げることができる。
ガスケット43は、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。
A gasket 43 is interposed between the opening 2 b of the battery can 2 and the battery lid 3. The gasket 43 is formed of an insulating member and covers the caulked portion between the diaphragm 37 and the battery lid 3. The gasket 43 is made of rubber, and is not intended to be limited, but one example of a preferable material is a fluorine-based resin.
The gasket 43 has a shape having an outer peripheral wall portion 43b that is formed to rise substantially vertically toward the upper direction at the peripheral edge of the ring-shaped base portion 43a.

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。これとと共に、絶縁板34が捲回群アセンブリ20の正極集電リング27に当接し、捲回群アセンブリ20を電池缶2の缶底2c側に押し付ける。   The outer peripheral wall 43b of the gasket 43 is bent together with the battery can 2 by pressing or the like, and the diaphragm 37 and the battery lid 3 are crimped by the base 43a and the outer peripheral wall 43b so as to be pressed in the axial direction. Thereby, the battery lid unit 30 in which the battery lid 3, the diaphragm 37, the insulating plate 34 and the connection plate 35 are integrally formed is fixed to the battery can 2 via the gasket 43. At the same time, the insulating plate 34 comes into contact with the positive electrode current collecting ring 27 of the wound group assembly 20 and presses the wound group assembly 20 against the can bottom 2 c side of the battery can 2.

図3は、発電要素10の構造の詳細を示すための、その一部を切断した状態の斜視図である。
発電要素10は、軸芯15の周囲に、正極電極11、負極電極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、中空部15cを有する円筒形状を有する。軸芯15には、第1のセパレータ13、負極電極12、第2のセパレータ14および正極電極11が、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。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。
FIG. 3 is a perspective view of a state in which a part of the power generation element 10 is cut to show details of the structure of the power generation element 10.
The power generating element 10 has a structure in which a positive electrode 11, a negative electrode 12, and first and second separators 13 and 14 are wound around an axis 15. The shaft core 15 is formed of an insulating material such as PP (polypropylene) and has a cylindrical shape having a hollow portion 15c. A first separator 13, a negative electrode 12, a second separator 14, and a positive electrode 11 are sequentially stacked and wound on the shaft core 15. Inside the innermost negative electrode 12, the first separator 13 and the second separator 14 are wound several times (one turn in FIG. 3). The first separator 13 and the second separator 14 are formed of an insulating porous body.

最内周(軸芯15側)では、負極電極12の捲き始めが正極電極11の捲き始めよりも周方向に延出している。また、最外周(電池缶2側)では負極電極12が正極電極11よりも外周側に捲回されており、負極電極12の捲き終わりが正極電極11の捲き終わりよりも周方向に延出されている。最外周の負極電極12の外周に第2のセパレータ14が捲回されている。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。尚、最外周で第1のセパレータ13および第2のセパレータ14が数回、捲回された後、接着テープ19で止められることもある。   In the innermost circumference (axial core 15 side), the start of the negative electrode 12 extends in the circumferential direction from the start of the positive electrode 11. Further, at the outermost periphery (battery can 2 side), the negative electrode 12 is wound more outward than the positive electrode 11, and the end of the negative electrode 12 is extended in the circumferential direction from the end of the positive electrode 11. ing. A second separator 14 is wound around the outer periphery of the outermost negative electrode 12. The end of the second separator 14 on the outermost periphery is stopped with an adhesive tape 19. In some cases, the first separator 13 and the second separator 14 are wound several times on the outermost periphery and then stopped by the adhesive tape 19.

正極電極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合剤層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が露出した正極箔露出部11cとなっている。この正極箔露出部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。   The positive electrode 11 is formed of an aluminum foil, has a long shape, and includes a positive electrode metal foil 11a and a positive electrode mixture layer 11b in which a positive electrode mixture is applied to both surfaces of the positive electrode metal foil 11a. The upper side edge extending in the longitudinal direction of the positive electrode metal foil 11a is a positive electrode foil exposed portion 11c where the positive electrode mixture is not applied and the positive electrode metal foil 11a is exposed. A large number of positive electrode tabs 16 protruding upward along the axis of the shaft core 15 are integrally formed at equal intervals on the positive electrode foil exposed portion 11c.

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。
The positive electrode mixture includes a positive electrode active material, a positive electrode conductive material, and a positive electrode binder. Examples of the positive electrode active material include lithium oxides such as cobalt, manganese, and nickel.
Examples of the positive electrode binder include polyvinylidene fluoride (PVDF) and fluororubber.

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。   Examples of the method for applying the positive electrode mixture to the positive electrode metal foil 11a include a roll coating method and a slit die coating method. A slurry obtained by kneading a dispersion solution in a positive electrode mixture is uniformly applied to both surfaces of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, pressed, and cut. An example of the coating thickness of the positive electrode mixture is about 40 μm on one side. When the positive electrode metal foil 11a is cut, the positive electrode tab 16 is integrally formed. All the positive electrode tabs 16 have substantially the same length.

負極電極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合剤層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箔露出部12cとなっている。この負極箔露出部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。   The negative electrode 12 includes a negative electrode metal foil 12a formed of copper foil and having a long shape, and a negative electrode mixture layer 12b in which a negative electrode mixture is applied to both surfaces of the negative electrode metal foil 12a. The side edge on the lower side extending in the longitudinal direction of the negative electrode metal foil 12a is a negative electrode foil exposed portion 12c where the negative electrode mixture is not applied and the copper foil is exposed. A large number of negative electrode tabs 17 extending in the direction opposite to the positive electrode tab 16 along the axis of the shaft core 15 are integrally formed at equal intervals on the negative electrode foil exposed portion 12c.

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。   The negative electrode mixture includes a negative electrode active material, a negative electrode binder, and a thickener. An example of the negative electrode active material is graphite carbon.

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。
Examples of the method for applying the negative electrode mixture to the negative electrode metal foil 12a include a roll coating method and a slit die coating method.
A slurry obtained by kneading a dispersion solvent in a negative electrode mixture is uniformly applied to both sides of a rolled copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then cut. An example of the coating thickness of the negative electrode mixture is about 40 μm on one side. When the negative electrode metal foil 12a is cut by pressing, the negative electrode tab 17 is integrally formed. All the negative electrode tabs 17 have substantially the same length.

第1、第2のセパレータ13、14の幅(軸方向の長さ)は、負極電極12の負極合剤層12bの幅(軸方向の長さ)よりも大きい。負極電極12の負極合剤層12bの幅は、正極電極11の正極合剤層11bの幅(軸方向の長さ)よりも大きい。負極合剤層12bの幅および長さを正極合剤層11bの幅および長さよりも大きくして、正極合剤層11bの全領域を負極合剤層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、正極合剤層11bの全領域を負極合剤層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。   The width (length in the axial direction) of the first and second separators 13 and 14 is larger than the width (length in the axial direction) of the negative electrode mixture layer 12 b of the negative electrode 12. The width of the negative electrode mixture layer 12 b of the negative electrode 12 is larger than the width (length in the axial direction) of the positive electrode mixture layer 11 b of the positive electrode 11. The width and length of the negative electrode mixture layer 12b are made larger than the width and length of the positive electrode mixture layer 11b, and the entire region of the positive electrode mixture layer 11b is covered with the negative electrode mixture layer 12b. In the case of a lithium ion secondary battery, lithium, which is a positive electrode active material, is ionized, penetrates the separator, and is occluded by the negative electrode active material. In this case, if the negative electrode active material is not formed on the negative electrode side and the negative electrode metal foil 12a is exposed, lithium is deposited on the negative electrode metal foil 12a, causing an internal short circuit. As described above, by covering the entire region of the positive electrode mixture layer 11b with the negative electrode mixture layer 12b, it is possible to prevent such an internal short circuit due to lithium deposition.

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。   The first separator 13 and the second separator 14 are each formed of, for example, a polyethylene porous film having a thickness of 40 μm.

(円筒形二次電池の組立方法)
図4を参照して、円筒形二次電池1の組立方法の概要を説明する。
ステップS1では、図3に図示される発電要素10を組立てる。
ステップS2において、捲回群アセンブリ20を組立てる。この工程では、発電要素10の軸芯15の上端側に正極集電リング27を取り付け、正極集電リング27に正極電極11の正極タブ16を溶接し、また、軸芯15の下端側に負極集電リング21を取り付け、負極集電リング21に負極電極12の負極タブ17を溶接する。
(Assembly method of cylindrical secondary battery)
With reference to FIG. 4, the outline | summary of the assembly method of the cylindrical secondary battery 1 is demonstrated.
In step S1, the power generation element 10 shown in FIG. 3 is assembled.
In step S2, the wound group assembly 20 is assembled. In this step, a positive current collecting ring 27 is attached to the upper end side of the shaft core 15 of the power generation element 10, the positive electrode tab 16 of the positive electrode 11 is welded to the positive current collecting ring 27, and a negative electrode is attached to the lower end side of the shaft core 15. The current collecting ring 21 is attached, and the negative electrode tab 17 of the negative electrode 12 is welded to the negative electrode current collecting ring 21.

ステップS3では、捲回群アセンブリ20を電池缶2内に収容する。
ステップS4では、捲回群アセンブリ20の接続リード50を電池缶2の缶底2cの内面にレーザ溶接により接合する。この方法の詳細は、後述する。
In step S <b> 3, the wound group assembly 20 is accommodated in the battery can 2.
In step S4, the connection lead 50 of the wound group assembly 20 is joined to the inner surface of the can bottom 2c of the battery can 2 by laser welding. Details of this method will be described later.

ステップS5において、非水電解液6を電池缶2内に注入し、発電要素10の正負極電極11、12を非水電解液6で浸潤する。   In step S <b> 5, the non-aqueous electrolyte 6 is injected into the battery can 2, and the positive and negative electrodes 11 and 12 of the power generation element 10 are infiltrated with the non-aqueous electrolyte 6.

ステップS6の前に、予め、電池蓋ユニット30を作製しておく(ステップS11参照)。
電池蓋ユニット30を作製するには、先ず、電池蓋3の周縁部にダイアフラム37をかしめ、さらに、溶接により、電池蓋3とダイアフラム37とを一体化する。次に、接続板35を絶縁板34の開口部34aに嵌合して取り付けておく。そして、接続板35の突起部35aを、電池蓋3が固定されたダイアフラム37の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合する。これにより、電池蓋3、ダイアフラム37、絶縁板34、接続板35が一体化された電池蓋ユニット30が形成される。
Prior to step S6, the battery lid unit 30 is prepared in advance (see step S11).
In order to manufacture the battery lid unit 30, first, the diaphragm 37 is caulked on the periphery of the battery lid 3, and the battery lid 3 and the diaphragm 37 are integrated by welding. Next, the connecting plate 35 is fitted and attached to the opening 34 a of the insulating plate 34. And the protrusion part 35a of the connection board 35 is joined to the bottom face of the diaphragm 37 with which the battery cover 3 was fixed by resistance welding or friction stir welding. Thereby, the battery lid unit 30 in which the battery lid 3, the diaphragm 37, the insulating plate 34, and the connection plate 35 are integrated is formed.

ステップS6では、接続部材33の一端を正極集電リング27に溶接により接合し、次いで、接続部材33の他端を、接続板35が一体化されたダイアフラム37に溶接により接合する。   In step S6, one end of the connection member 33 is joined to the positive electrode current collecting ring 27 by welding, and then the other end of the connection member 33 is joined to the diaphragm 37 in which the connection plate 35 is integrated by welding.

ステップS7において、電池缶2の開口部2b内に絶縁板34、接続板35が接合されたダイアフラム37、電池蓋3およびガスケット43を配置し、かしめにより、電池蓋ユニット30を構成し、電池缶2の開口部2bを封口する。これにより、外部から密封された円筒形二次電池1が作製される。   In step S7, the diaphragm 37, the battery lid 3 and the gasket 43 to which the insulating plate 34 and the connecting plate 35 are joined are disposed in the opening 2b of the battery can 2, and the battery lid unit 30 is constituted by caulking, whereby the battery can 2 opening 2b is sealed. Thereby, the cylindrical secondary battery 1 sealed from the outside is produced.

(接続リードと電池缶の溶接方法)
図5に図示された接続リード50と電池缶2との溶接方法を示すフロー図を参照して、図4のステップS3〜S4の詳細を説明する。
ステップS2で捲回群アセンブリ20の組立てを行い、ステップS3で捲回群アセンブリ20を電池缶2内に収容する。
ステップS3は、捲回群アセンブリ20の接続リード50を電池缶2の缶底2c側に向けて電池缶2の開口部2bから挿入する。従って、捲回群アセンブリ20を電池缶2内に収容した状態では、接続リード50の下面が電池缶2の缶底2cの内面に接触している。
(Welding method for connecting lead and battery can)
Details of steps S3 to S4 in FIG. 4 will be described with reference to a flow chart showing a welding method between the connection lead 50 and the battery can 2 shown in FIG.
In step S2, the wound group assembly 20 is assembled. In step S3, the wound group assembly 20 is accommodated in the battery can 2.
In step S <b> 3, the connection lead 50 of the wound group assembly 20 is inserted from the opening 2 b of the battery can 2 toward the can bottom 2 c side of the battery can 2. Therefore, in a state where the wound group assembly 20 is housed in the battery can 2, the lower surface of the connection lead 50 is in contact with the inner surface of the can bottom 2 c of the battery can 2.

ステップS31では、捲回群アセンブリ20が収容された電池缶2を、図6に図示されるように、固定治具70に取り付ける。固定治具70は、電池缶2を収容する円筒形の筒壁71と筒壁71に垂直に設けられた設置部72とを有する。設置部72の上面に電池缶2の缶底2cを載置する。   In step S31, the battery can 2 in which the wound group assembly 20 is accommodated is attached to the fixing jig 70 as shown in FIG. The fixing jig 70 includes a cylindrical tube wall 71 that houses the battery can 2 and an installation portion 72 that is provided perpendicular to the tube wall 71. The can bottom 2 c of the battery can 2 is placed on the upper surface of the installation portion 72.

ステップS32では、軸芯15の中空部15c内に、断面円形の棒状の押え治具80を挿入し、押え治具80の先端面80aで接続リード50の表面50aを押圧して、接続リード50を電池缶2の缶底2cの内面に圧接する。
この状態を図6に図示する。
押え治具80は、ストレート部81と、先端面80aに向かって、漸次、径小となる先端部82とを有しており(図7参照)、先端面80aは、ストレート部81より断面積が小さい平坦な面となっている。押え治具80は、例えば、アルミナ、ジリコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス材料により形成されている。
In step S <b> 32, a rod-shaped holding jig 80 having a circular cross section is inserted into the hollow portion 15 c of the shaft core 15, and the surface 50 a of the connection lead 50 is pressed by the tip surface 80 a of the holding jig 80. Is pressed against the inner surface of the bottom 2c of the battery can 2.
This state is illustrated in FIG.
The holding jig 80 has a straight portion 81 and a tip portion 82 that gradually decreases in diameter toward the tip surface 80 a (see FIG. 7). The tip surface 80 a has a cross-sectional area from the straight portion 81. Is a small flat surface. The holding jig 80 is made of, for example, a ceramic material such as alumina, zirconia, silicon carbide, or silicon nitride.

ステップS33では、図7に図示されるように、電池缶2の缶底2cの外方からレーザビームLを照射する。溶接装置60は、レーザ発振器61と、制御装置62と、集光系レンズ63とを備えている。制御装置62から得られる制御信号に基づいて、レーザ発振器61内でパルス状のレーザビームLが生成され、所定のタイミングで、所定の強さで集光系レンズ63に向けて出射される。レーザビームLは、集光系レンズ63により溶接部となる領域に集光され、レーザビームLが照射された領域の電池缶2の缶底2cおよび接続リード50が溶融する。   In step S33, the laser beam L is irradiated from the outside of the can bottom 2c of the battery can 2 as shown in FIG. The welding device 60 includes a laser oscillator 61, a control device 62, and a condensing system lens 63. Based on a control signal obtained from the control device 62, a pulsed laser beam L is generated in the laser oscillator 61, and is emitted toward the condensing system lens 63 with a predetermined intensity at a predetermined timing. The laser beam L is condensed in a region to be a welded portion by the condensing system lens 63, and the can bottom 2c and the connection lead 50 of the battery can 2 in the region irradiated with the laser beam L are melted.

レーザビームLとしては、YAGレーザ、CO2レーザ等の一般的なレーザビームLを用いることができる。溶接装置60は、複数の集光系レンズ63を備え、レンズの位置を調整することでレーザビームLの外周を所定形状に成形する。制御装置62は、レーザ発振器61内で生成されるレーザビームLの照射の強さおよび照射のタイミング等の制御を行う。 As the laser beam L, a general laser beam L such as a YAG laser or a CO 2 laser can be used. The welding apparatus 60 includes a plurality of condensing system lenses 63, and adjusts the position of the lens to shape the outer periphery of the laser beam L into a predetermined shape. The control device 62 controls the intensity of irradiation of the laser beam L generated in the laser oscillator 61 and the timing of irradiation.

レーザビームLの照射により、上述したように、電池缶2の缶底2cおよび接続リード50の照射領域が溶融され、接合される。レーザビームLの照射は、図7(a)に図示されるように、接続リード50の電池缶2の内部側に面する表面50aに溶融部Mが表出するまで行う。溶融部Mの断面形状は、レーザビームLが照射される側である電池缶2の缶底2cの外面側が最も大きく、接続リード50の表面50a側に向かって、漸次、小さくなる。接続リード50の表面50aに表出した溶融部Mが所定の面積に達した時点で、レーザビームLの照射を止め、溶融部Mを固化して、接続リード50と電池缶2の缶底2cとが固着するまで待機する。つまり、押え治具80により接続リード50を電池缶2の缶底2cに押圧する状態を維持する。この待機時間は、例えば、2〜3ms程度である。   By irradiation with the laser beam L, as described above, the bottom 2c of the battery can 2 and the irradiation region of the connection lead 50 are melted and joined. As shown in FIG. 7A, the laser beam L is irradiated until the melted portion M appears on the surface 50a of the connection lead 50 facing the inside of the battery can 2. The cross-sectional shape of the melting part M is the largest on the outer surface side of the can bottom 2c of the battery can 2 on the side irradiated with the laser beam L, and gradually decreases toward the surface 50a side of the connection lead 50. When the melted part M exposed on the surface 50a of the connection lead 50 reaches a predetermined area, the irradiation of the laser beam L is stopped, the melted part M is solidified, and the connection lead 50 and the can bottom 2c of the battery can 2 Wait until and stick. That is, the state where the connection lead 50 is pressed against the can bottom 2 c of the battery can 2 by the holding jig 80 is maintained. This standby time is, for example, about 2 to 3 ms.

押え治具80は、セラミックスにより形成されているため、溶融部Mに固着することは無い。また、図7(a)に図示されるように、接続リード50の表面50aに表出する溶融部Mの面積が押え治具80の先端面80aの面積より小さい場合、押え治具80は、その先端面80aが、接続リード50における溶融部Mの周囲の非溶融領域により支持される。このため、押え治具80の先端部が溶融部M内に押し込まれることは無い。
このように、接続リード50と電池缶2の缶底2cとを接合するステップS4が完了したら、押え治具80を挿脱して、ステップS5〜S7を行うと、図1に図示される円筒形二次電池1が得られる。
Since the holding jig 80 is formed of ceramics, it does not adhere to the melting part M. Further, as shown in FIG. 7A, when the area of the melted portion M exposed on the surface 50a of the connection lead 50 is smaller than the area of the front end surface 80a of the holding jig 80, the holding jig 80 is The front end surface 80 a is supported by a non-melting region around the melting portion M in the connection lead 50. For this reason, the front-end | tip part of the holding jig 80 is not pushed into the fusion | melting part M. FIG.
As described above, when step S4 for joining the connection lead 50 and the can bottom 2c of the battery can 2 is completed, the holding jig 80 is inserted and removed, and steps S5 to S7 are performed. The secondary battery 1 is obtained.

上記一実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)接続リード50を電池缶2の缶底2cに押圧した状態で、缶底2cの外側からレーザビームLを照射し、レーザビームLの照射により溶融する溶融部Mが、電池缶2の内部側の表面50aに表出するように溶融させている。このため、溶融部Mが、接続リード50の厚さの中間位置まで溶融される従来の方法に比して、溶融部Mの断面積を大きくすることができる。これにより、溶融部Mにおける発熱を抑制し、振動等による破断に対する防止能力を向上することができる。
According to the one embodiment, the following effects are obtained.
(1) In the state where the connection lead 50 is pressed against the can bottom 2c of the battery can 2, the laser beam L is irradiated from the outside of the can bottom 2c, and the melting part M that melts by the irradiation of the laser beam L is It is melted so as to be exposed on the inner surface 50a. For this reason, the cross-sectional area of the fusion | melting part M can be enlarged compared with the conventional method with which the fusion | melting part M is fuse | melted to the intermediate position of the thickness of the connection lead 50. FIG. Thereby, the heat_generation | fever in the fusion | melting part M can be suppressed and the prevention ability with respect to a fracture | rupture by vibration etc. can be improved.

(2)接続リード50を電池缶2の缶底2cに押圧する押え治具80をセラミックス系材料により作製した。このため、溶融部Mが、接続リード50の電池缶2の内部側の表面50aに表出しても、押え治具80が溶融部Mに固着することが無く、溶接による接合を効率的に行うことができる。 (2) The holding jig 80 for pressing the connection lead 50 against the can bottom 2c of the battery can 2 was made of a ceramic material. For this reason, even if the fusion part M appears on the inner surface 50a of the battery can 2 of the connection lead 50, the holding jig 80 does not adhere to the fusion part M, and the joining by welding is performed efficiently. be able to.

(3)電池缶2を鉄系材料で形成し、非水溶分解液を、鉄系材料を腐食することがない、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液とした。このため、溶融部Mが、接続リード50の電池缶2の内部側の表面50aに表出しても、溶接後に電池缶2が腐食することがなく、信頼性を向上することができる。 (3) The battery can 2 was formed of an iron-based material, and the non-aqueous decomposition solution was a solution in which a lithium salt was dissolved in a carbonate-based solvent without corroding the iron-based material. For this reason, even if the fusion | melting part M appears on the surface 50a inside the battery can 2 of the connection lead 50, the battery can 2 does not corrode after welding, and it can improve reliability.

−実施形態2−
図8は、本発明の実施形態2であり、図8(a)は、図8(b)の領域VIIIaの拡大図であり、接続リード50と電池缶2とを溶接する方法を説明するための模式図である。
実施形態2が実施形態1と相違する点は、押え治具80の先端面80aの面積を、接続リード50の電池缶2の内部側の表面50aに表出する溶融部Mの面積よりも小さくした点である。
図8(a)に図示されるように、接続リード50の電池缶2の内部側の表面50aに表出する溶融部Mは、押え治具80の先端面80aの外周の外側に延在されている。
実施形態2における接続リード50の表面50aに表出する溶融部Mの面積を実施形態1の場合と同じとすれば、実施形態2における押え治具80の先端面80aの面積は、実施形態1の押え治具80の先端面80aの面積よりも小さいことになる。
このようにすれば、押え治具80が挿通される軸芯15の中空部15cの軸方向に垂直な面の断面積、つまり、軸芯15の軸方向に垂直な面の断面積を小さくすることが可能となる。軸芯15の断面積が小さくなれば、軸芯15の周囲に巻回される正負極電極11、12の巻き数を大きくすることができ、正負極電極11、12の長さを大きくすることができる。すなわち、円筒形二次電池1の容量を大きくすることができる。
Embodiment 2
FIG. 8 is a second embodiment of the present invention, and FIG. 8A is an enlarged view of a region VIIIa in FIG. 8B, for explaining a method of welding the connection lead 50 and the battery can 2. FIG.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the area of the front end surface 80a of the holding jig 80 is smaller than the area of the melted portion M exposed on the inner surface 50a of the battery can 2 of the connection lead 50. This is the point.
As shown in FIG. 8A, the melting portion M that appears on the inner surface 50 a of the battery can 2 of the connection lead 50 extends to the outside of the outer periphery of the front end surface 80 a of the holding jig 80. ing.
If the area of the melted part M exposed on the surface 50a of the connection lead 50 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, the area of the tip surface 80a of the holding jig 80 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment. The area of the front end surface 80a of the holding jig 80 is smaller.
In this way, the cross-sectional area of the surface perpendicular to the axial direction of the hollow portion 15c of the shaft core 15 through which the pressing jig 80 is inserted, that is, the cross-sectional area of the surface perpendicular to the axial direction of the shaft core 15 is reduced. It becomes possible. If the cross-sectional area of the shaft core 15 is reduced, the number of turns of the positive and negative electrodes 11 and 12 wound around the shaft core 15 can be increased, and the length of the positive and negative electrodes 11 and 12 is increased. Can do. That is, the capacity of the cylindrical secondary battery 1 can be increased.

なお、実施形態2では、押え治具80の先端面80aの面積が、接続リード50の電池缶2の内部に表出する溶融部Mの面積より小さいので、レーザビームLを照射して電池缶2の缶底2cおよび接続リード50が溶融した状態で、押え治具80の先端部が溶融部M内に押し込まれる。これを避けるには、押え治具80が、下方に移動するのを規制するためのストッパのような規制手段を設け、押え治具80の先端部が、所定の深さ以上、溶融部M内に押し込まれることがないようにすればよい。   In the second embodiment, since the area of the front end surface 80a of the holding jig 80 is smaller than the area of the melted portion M exposed inside the battery can 2 of the connection lead 50, the battery can is irradiated with the laser beam L. In the state in which the can bottom 2c and the connecting lead 50 are melted, the tip end portion of the holding jig 80 is pushed into the melting portion M. In order to avoid this, a restricting means such as a stopper for restricting the holding jig 80 from moving downward is provided, and the tip of the holding jig 80 has a predetermined depth or more in the melted part M. It is only necessary to prevent it from being pushed into.

実施形態2における他の構成は、実施形態1と同様であり。対応する構成に同一の符号を付して、説明を省略する。
実施形態2においても、実施形態1の効果(1)〜(3)を得ることができる。
Other configurations in the second embodiment are the same as those in the first embodiment. Corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
Also in the second embodiment, the effects (1) to (3) of the first embodiment can be obtained.

なお、上記実施形態において、押え治具80をセラミックスにより形成するとしたが、テフロン(登録商標)等、セラミックス以外の非導電性材料で形成するようにすることもできる。   In the above-described embodiment, the pressing jig 80 is formed of ceramics, but may be formed of a non-conductive material other than ceramics such as Teflon (registered trademark).

押え治具80は、全体を非導電性材料で形成する必要はなく、先端面80aを含む先端側のみを非導電性材料で形成し、それ以外は、導電性材料で形成するようにしてもよい。   The holding jig 80 does not need to be entirely formed of a non-conductive material, only the tip side including the tip surface 80a is formed of a non-conductive material, and the rest is formed of a conductive material. Good.

電池缶2を鉄系材料により形成するとしたが、本発明は、電池缶2をアルミニウム系合金等、他の材料により形成した場合においても適用が可能である。   Although the battery can 2 is formed of an iron-based material, the present invention is applicable even when the battery can 2 is formed of another material such as an aluminum-based alloy.

接続リード50を負極電極12に接続されるとして例示したが、電池缶2を正極側とする円筒形二次電池1もあり、本発明は、正極電極11に接続された接続リード50を電池缶2にレーザ溶接する場合にも適用することが可能である。   Although the connection lead 50 is exemplified as being connected to the negative electrode 12, there is also a cylindrical secondary battery 1 having the battery can 2 as the positive electrode side. In the present invention, the connection lead 50 connected to the positive electrode 11 is used as the battery can. 2 can also be applied to laser welding.

また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限られるものではなく、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1にも適用が可能である。   Further, the present invention is not limited to the lithium ion secondary battery, and can also be applied to the cylindrical secondary battery 1 using a water-soluble electrolytic solution such as a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a lead storage battery. is there.

また、電池缶2の開口部2bを電池蓋ユニット30により封口するものとして例示したが単一の電池蓋により封口するようにしてもよい。その他、本発明の円筒形二次電池の製造方法は、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り、要は、接続リードと缶底の内面とが接触した状態で、缶底の外部からレーザビームを照射して、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出するように接続リードと電池缶の缶底とを接合するようにするものであればよい。   Further, although the opening 2b of the battery can 2 is exemplified as being sealed by the battery lid unit 30, it may be sealed by a single battery lid. In addition, the cylindrical secondary battery manufacturing method of the present invention can be applied in various modifications within the scope of the gist of the invention. In short, the connection lead and the inner surface of the can bottom are in contact with each other. In the state, the connection lead and the bottom of the battery can are exposed so that a melted part that joins the connection lead and the bottom of the battery can is exposed to the laser beam from the outside of the can bottom. What is necessary is just to join.

1 円筒形二次電池
2 電池缶
2c 缶底
2k 外面
2m 内面
3 電池蓋
4 電池容器
6 非水電解液
10 発電要素
11 正極電極
12 負極電極
15 軸芯
15c 中空部
20 捲回群アセンブリ
21 負極集電リング(電極集電部材)
30 電池蓋ユニット
50 接続リード
50a 表面
60 溶接装置
70 固定治具
80 押え治具
80a 先端面
82 先端部
L レーザビーム
M 溶融部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical secondary battery 2 Battery can 2c Can bottom 2k Outer surface 2m Inner surface 3 Battery cover 4 Battery container 6 Nonaqueous electrolyte 10 Power generation element 11 Positive electrode 12 Negative electrode 15 Shaft core 15c Hollow part 20 Winding group assembly 21 Negative electrode collection Electric ring (electrode current collector)
30 Battery lid unit 50 Connection lead 50a Surface 60 Welding device 70 Fixing jig 80 Holding jig 80a Tip surface 82 Tip L Laser beam M Melting part

Claims (4)

正極電極と負極電極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の前記正極電極および前記負極電極の一方が電極集電部材に接続され、前記電極集電部材に接続リードが電気的に接続された捲回群アセンブリを準備し、
前記捲回群アセンブリを電池缶の開口部から前記電池缶に収容し、
少なくとも非導電性材料で形成された先端部を有する押え治具を前記軸芯内に挿通し、前記押え治具の前記先端部の先端面を前記接続リードの表面に接触させて前記接続リードを前記電池缶の缶底の内面に押圧し、
前記接続リードと前記缶底の内面とが接触した状態で、前記缶底の外部からレーザビームを照射して、前記接続リードと前記電池缶の缶底とを接合する溶融部が、前記接続リードの前記表面に表出するように前記接続リードと前記電池缶の缶底とを接合する、円筒形二次電池の製造方法。
One of the positive electrode and the negative electrode of a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode are wound around a shaft core via a separator is connected to an electrode current collector, and a connection lead is connected to the electrode current collector Prepare electrically connected winding group assembly;
Accommodating the wound group assembly into the battery can from an opening of the battery can;
A holding jig having a tip formed of at least a non-conductive material is inserted into the shaft core, and the tip of the tip of the holding jig is brought into contact with the surface of the connection lead to connect the connection lead. Press against the inner surface of the bottom of the battery can,
In the state where the connection lead and the inner surface of the can bottom are in contact with each other, a melting part that irradiates a laser beam from the outside of the can bottom and joins the connection lead and the can bottom of the battery can is the connection lead. A method of manufacturing a cylindrical secondary battery, wherein the connection lead and the bottom of the battery can are joined so as to be exposed on the surface of the battery.
請求項1に記載の円筒形二次電池の製造方法において、
少なくとも前記押え治具の前記先端部は、セラミックスにより形成されている、円筒形二次電池の製造方法。
In the manufacturing method of the cylindrical secondary battery according to claim 1,
A method for manufacturing a cylindrical secondary battery, wherein at least the tip of the pressing jig is made of ceramics.
請求項1に記載の円筒形二次電池の製造方法において、
前記接続リードと前記電池缶の缶底とを接合した後、前記電池缶内に非水電解液を注入する工程を備え、前記電池缶は鉄系材料により形成され、前記電池缶の内面にはめっきが施されることなく前記電池缶を形成する鉄系材料が前記電池缶の内部に露出しており、前記非水電解液はリチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液である、円筒形二次電池の製造方法。
In the manufacturing method of the cylindrical secondary battery according to claim 1,
After joining the connection lead and the bottom of the battery can, the battery can includes a step of injecting a non-aqueous electrolyte into the battery can. The battery can is formed of an iron-based material, and the inner surface of the battery can An iron-based material forming the battery can without being plated is exposed inside the battery can, and the non-aqueous electrolyte is a solution in which a lithium salt is dissolved in a carbonate-based solvent. A method for manufacturing a secondary battery.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の円筒形二次電池の製造方法において、
前記押え治具の前記先端部の前記先端面の面積は、前記接続リードの前記表面に表出した前記溶融部の面積より小さい、円筒形二次電池の製造方法。

In the manufacturing method of the cylindrical secondary battery of any one of Claims 1 thru | or 3,
The method of manufacturing a cylindrical secondary battery, wherein an area of the tip surface of the tip part of the holding jig is smaller than an area of the melted part exposed on the surface of the connection lead.

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