JP2016110892A - 二次電池の製造方法および二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電極体における電極板やセパレータの損傷が防止された二次電池の製造方法および二次電池を提供すること。【解決手段】 本発明に係る二次電池の製造方法では,互いに対面して設けられ,それぞれ他方と対面している側の面に,先端側ほど他方と離れる向きに傾斜した傾斜面が形成されている第1および第2の傾斜部を,第1および第2の傾斜部の間に隙間を設けつつ一端に有する絶縁性の絶縁部材を電極体に組み付ける組付工程を有する。組付工程では,電極タブの電極端子の接続箇所と積層部との間の位置に,第1および第2の傾斜部の傾斜面により,電極タブを挟み込むように,絶縁部材を電極タブに組み付ける絶縁部材組付工程を行う。そして,電極体をケース本体の内部に挿入する挿入工程を,封口部材の外面を押し付けることにより行う。【選択図】図2

Description

本発明は,二次電池の製造方法および二次電池に関する。さらに詳細には,正負の電極板を,これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体を有する二次電池の製造方法および二次電池に関する。
二次電池は,その電池ケース内部に,電解液とともに電極体を収容してなるものである。電極体は,例えば,集電箔の表面に活物質を含む活物質層を形成してなる帯状の正極板および負極板を,セパレータを間に挟み込みつつ積層して構成されている。このような電極体を有する二次電池に関する先行技術として,例えば,特許文献1が挙げられる。
特許文献1には,正負の電極板をセパレータとともに平積みにより積層してなる積層型の電極組立体(電極体)をケース内部に有する二次電池が記載されている。また,特許文献1では,電極板が,活物質層が形成されている部分より突き出た,活物質層が形成されていない集電箔が露出している部分を有している。そして,電極体においては,その集電箔の露出部分が突き出た状態で束ねられていることにより,電極タブが形成されている。
特許文献1において,電極タブは,電極体を挿入するためのケースの開口部を塞ぐ蓋部材に設けられた端子に接続されている。また,特許文献1の二次電池は,電極体を覆うとともに蓋部材または端子に固定されているフィルムを有している。そして,電極体をケース内へ挿入する際には,電極体を覆うフィルムによって電極体の荷重を受けつつ行うことができるとされている。これにより,電極体の荷重が電極タブにかかってしまうことを防止し,電極タブの破れを抑制することができるとされている。
特開2014−38736号公報
ところで,電極体をケースの開口部よりその内部へ挿入する際,電極体には,ケースへ向けて押圧する押圧荷重がかけられる。電極体をケースへ挿入する際の挿入荷重は,上記のような従来の技術では,通常,電極体の外面のうち,電極タブが突出している側の側面にかけられる。しかし,電極体の側面は,電極板やセパレータの端部により構成されているため,それほど強度が高いものではない。つまり,挿入荷重がかけられた電極体の側面における電極板およびセパレータの端部は,折れや破れによって変形してしまうことがあった。そして,電極体における電極板やセパレータの変形により,二次電池の品質が低下してしまうおそれがあった。
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは,電極体における電極板やセパレータの損傷が防止された二次電池の製造方法および二次電池を提供することである。
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における二次電池の製造方法は,集電箔に活物質層を形成してなる正負の電極板を,これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体と,開口が形成されているケース本体およびケース本体の開口を塞ぐ封口部材を有するとともに,内部に電極体を収容する電池ケースと,封口部材に組み付けられているとともに,電池ケースの内側の電極体に接続する接続端および電池ケースの外部に露出する露出端を有する電極端子とを備え,電極板が,活物質層が形成されているとともに,電極体における積層により正負の他方の電極板とセパレータを介して重なり合う部分である充放電部と,活物質層が形成されておらず集電箔が露出しているとともに,充放電部の端部の一部から突出した部分である突出部とを有するものであり,電極体が,正負の電極板の充放電部がともにセパレータとともに積層されてなる積層部と,電極板の突出部の正負の一方のみが積層部より突出した状態で積層により束ねられて構成されており,電極端子の接続端に接続されている電極タブとを有し,電池ケース内に,電極タブが突出している側面を封口部材に向けて収容されているものである二次電池の製造方法であって,正負の電極板とセパレータとを,積層部の側面より電極タブを突出させつつ積層して電極体となす電極体製造工程と,互いに対面して設けられ,それぞれ他方と対面している側の面に,先端側ほど他方と離れる向きに傾斜した傾斜面が形成されている第1および第2の傾斜部を,第1および第2の傾斜部の間に隙間を設けつつ一端に有する絶縁性の絶縁部材と,電極体と,封口部材と,電極端子とを組み付けることにより,これらの組付体を製造する組付工程と,組付体における電極体を,ケース本体の内部に挿入する挿入工程とを有し,組付工程では,電極タブの電極端子の接続端を接続する接続箇所と積層部との間の位置に,第1および第2の傾斜部の先端側をともに積層部に向けた状態で,第1および第2の傾斜部の傾斜面により,電極タブの積層方向の外側から挟み込むとともに,電極タブを第1および第2の傾斜部の隙間を通して,接続箇所を,第1および第2の傾斜部とは反対側の他端に向けて突出させるように,絶縁部材を電極タブに組み付ける絶縁部材組付工程と,電極端子を,封口部材に,封口部材の電池ケースにおける外側となる外面に露出端が突出するように組付けるとともに,電極タブの第1および第2の傾斜部の傾斜面により挟み込まれている積層方向の外側の両面と封口部材の電池ケースにおける内側となる内面との間に,絶縁部材が挟み込まれるようにして組付体を構成する組付体構成工程と,電極端子の接続端を,電極タブの接続箇所に接続する端子接続工程とを行い,挿入工程では,電極体の電極タブが突出している側面とは反対側の側面をケース本体の開口に向けつつ,封口部材の外面を,ケース本体の内部に向けて押し付けることにより,電極体をケース本体の内部に挿入すること特徴とする二次電池の製造方法である。
本発明の二次電池の製造方法では,挿入工程において封口部材の外面に加えられた押圧荷重が,絶縁部材を介して電極タブにかかることとなる。その押圧荷重がかけられる電極タブの部分は,絶縁部材の第1および第2の傾斜部によって挟み込まれている部分である。つまり,第1および第2の傾斜部により挟み込みこまれている電極タブの部分は,第1および第2の傾斜部の傾斜面に沿って,積層部から遠い部分ほど積層方向に狭まる向きに傾斜している。そして,第1および第2の傾斜部の傾斜面に接触する電極タブの部分には,電極板等の端部が露出していない。また,第1および第2の傾斜部の傾斜面に接触する電極タブの部分においては,第1および第2の傾斜部の傾斜面による押圧荷重を,これらが傾斜している分だけ,その部分を構成している複数の突出部の厚み方向に受けることができる。そして,第1および第2の傾斜部の傾斜面に接触する電極タブの部分は,複数の突出部の積層により構成されているため,その突出部の厚み方向の押圧に対して強度の高いものである。よって,本発明の二次電池の製造方法では,電極体における電極板やセパレータの損傷を防止することができる。
また上記に記載の二次電池の製造方法において,絶縁部材として,第1および第2の傾斜部の傾斜面の,組付体における積層方向に対する傾斜角がそれぞれ,30°以上,60°以下の範囲内のものを用いることが好ましい。第1および第2の傾斜部の傾斜面の傾斜角が小さ過ぎる場合,または大きすぎる場合には,挿入工程において電極タブにかけられる荷重により,電極タブに破れなどが生じてしまうおそれがあるからである。
また上記に記載の二次電池の製造方法において,組付工程では,端子接続工程の前に,絶縁部材組付工程を行うことが好ましい。絶縁部材の組み付けにより,端子接続工程において電極端子に接続される電極タブの接続箇所が,厚み方向に集められる。つまり,電極タブの第1および第2の傾斜部に挟み込まれた部分よりも突出方向の先端側には,端子接続工程において電極端子が接続される接続箇所が形成される。また,電極タブは,第1および第2傾斜部に挟み込まれていることにより,電極タブを構成する突出部のズレが抑制される。さらに,接続時の電極タブへの張力が緩和される。よって,電極タブにおける突出部の損傷を防止しつつ,組付工程を効率よく行うことができるからである。
また,本発明の他の態様における二次電池は,集電箔に活物質層を形成してなる正負の電極板を,これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体と,開口が形成されているケース本体およびケース本体の開口を塞ぐ封口部材を有するとともに,内部に電極体を収容する電池ケースと,封口部材に組み付けられているとともに,電池ケースの内側の電極体に接続する接続端および電池ケースの外部に露出する露出端を有する電極端子とを備え,電極板が,活物質層が形成されているとともに,電極体における積層により正負の他方の電極板とセパレータを介して重なり合う部分である充放電部と,活物質層が形成されておらず集電箔が露出しているとともに,充放電部の端部の一部から突出した部分である突出部とを有するものであり,電極体が,正負の電極板の充放電部がともにセパレータとともに積層されてなる積層部と,電極板の突出部の正負の一方のみが積層部より突出した状態で積層により束ねられて構成されており,電極端子の接続端に接続されている電極タブとを有し,電池ケース内に,電極タブが突出している側面を封口部材に向けて収容されているものである二次電池であって,互いに対面して設けられ,それぞれ他方と対面している側の面に,先端側ほど他方と離れる向きに傾斜した傾斜面が形成されている第1および第2の傾斜部を,第1および第2の傾斜部の間に隙間を設けつつ一端に有する絶縁性の絶縁部材を有し,電極タブは,電極端子の接続端に接続されている接続箇所と積層部との間に,突出部の積層方向の外側の両面が,積層部から遠い部分ほど積層方向に狭まる向きに傾斜している電極タブ傾斜部を有するものであり,絶縁部材は,第1および第2の傾斜部の先端側をともに積層部に向けた状態で,第1および第2の傾斜部の傾斜面により,電極タブ傾斜部の積層方向の外側の両面を挟み込むとともに,電極タブを第1および第2の傾斜部の隙間を通して,接続箇所を,第1および第2の傾斜部とは反対側の他端に向けて突出させており,さらに,電極タブ傾斜部の積層方向の外側の両面と封口部材との間に挟み込まれているものであることを特徴とする二次電池である。
本発明の二次電池は,電極体をケース本体の内部に挿入する際に封口部材の外側の面に加えられた押圧荷重が,絶縁部材を介して電極タブ傾斜部にかかることとなる。押圧荷重がかけられる電極タブ傾斜部の積層方向の外側の両面には,電極板等の端部が露出していない。また,電極タブ傾斜部においては,第1および第2の傾斜部の傾斜面による押圧荷重を,これらが傾斜している分だけ,電極タブ傾斜部を構成している複数の突出部の厚み方向に受けることができる。そして,電極タブ傾斜部は,複数の突出部の積層により構成されているため,その突出部の厚み方向の押圧に対して強度の高いものである。よって,本発明の二次電池では,電極体における電極板やセパレータの損傷が防止されている。
また上記に記載の二次電池において,絶縁部材は,第1および第2の傾斜部の傾斜面の,積層方向に対する傾斜角がそれぞれ,30°以上,60°以下の範囲内のものであることが好ましい。第1および第2の傾斜部の傾斜面の傾斜角が小さ過ぎる場合,または大きすぎる場合には,電極体の挿入時に電極タブにかけられる荷重により,電極タブに破れなどが生じてしまうおそれがあるからである。
本発明によれば,電極体における電極板やセパレータの損傷が防止された二次電池の製造方法および二次電池が提供されている。
本形態に係る電池の正面図である。 電池の正極端子の位置での断面図である。 電極体を構成する負極板,正極板,セパレータについて説明するための図である。 絶縁部材の斜視図である。 絶縁部材が組み付けられる前の電極体を示す図である。 本形態の絶縁部材組付工程を説明するための図である。 本形態の組付体構成工程を説明するための図である。 本形態の端子接続工程を説明するための図である。 本形態の挿入工程を説明するための図である。 組付工程の変形例を説明するための図である。 端子接続工程後に絶縁部材組付工程を行う場合の変形例について説明するための図である。 絶縁部材の変形例について説明するための図である。 捲回型の電極体について説明するための図である。
以下,本発明を具体化した最良の形態について,図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,積層型の電極体を有するリチウムイオン二次電池について本発明を適用したものである。
図1および図2に,本形態に係る電池100の断面図を示している。図2は,図1に示すX−X位置における断面図である。図1は,図2に示すY−Y位置における断面図である。電池100は,図1に示すように,電極体110および電解液101を電池ケース102の内部に収容してなるリチウムイオン二次電池である。電解液101は,リチウム塩を溶解させた有機溶剤よりなるものである。電池ケース102は,ケース本体103と封口部材104とを備えている。また,封口部材104は,絶縁性の部材であるガスケット105を備えている。
図3は,電極体110を構成する正極板120,負極板130,セパレータ140を示す図である。図3に示すように,正極板120は,正極集電箔121の両面に,正極活物質やバインダーなどの正極材料によって正極活物質層122を形成してなるものである。また,正極板120は,正極活物質層122が形成されておらず,正極活物質層122が形成されている部分よりも上向きに突出している正極突出部123を有している。正極突出部123では,正極活物質層122が形成されていないため,正極集電箔121が露出している。
負極板130は,負極集電箔131の両面に,負極活物質やバインダーなどの負極材料によって負極活物質層132を形成してなるものである。また,負極板130は,負極活物質層132が形成されておらず,負極活物質層132が形成されている部分よりも上向きに突出している負極突出部133を有している。負極突出部133では,負極活物質層132が形成されていないため,負極集電箔131が露出している。
正極板120における正極活物質層122が形成されている部分,および,負極板130における負極活物質層132が形成されている部分はともに,活物質が含まれている。このため,正極板120の正極活物質層122の形成部分と負極板130の負極活物質層132の形成部分とは,電池100において充放電に寄与する充放電部である。また,セパレータ140は,シート状の多孔質部材である。
そして,図1,2に示す本形態の電極体110は,いずれも複数枚の正極板120,負極板130,セパレータ140を積層してなるものである。具体的には,正極板120および負極板130を,間にセパレータ140を挟み込みつつ平積みにより複数積層してなる積層型の電極体である。また,電極体110における正極板120および負極板130は,図3に示すように,それぞれ正極活物質層122および負極活物質層132が形成されている充放電部において重なり合うように積層されている。
これにより,電極体110は,正極板120,負極板130のそれぞれ正極活物質層122および負極活物質層132の形成されている充放電部が,セパレータ140を介して重なり合う積層部111を有している。積層部111は,電池100の充放電時には,正極板120と負極板130との間で,多孔質部材であるセパレータ140の細孔に保持されている電解液101を介してリチウムイオンの授受を行う部分である。
なお,本形態では,電極体110の積層部111の外面のうち,積層方向の端に位置する面を除いた面を,積層部111の側面としている。また,図1および図2には,積層部111の側面のうち,上側の側面を上面112とし,下側の側面を下面113として示している。さらに,上面112,下面113を含む積層部111の側面はいずれも,電極体110に積層されている正極板120,負極板130,セパレータ140の端部により構成されている。
また,電極体110においては,図1に示すように,複数の正極突出部123および負極突出部133がそれぞれ,積層部111の上面112から上向きに突出している。また,積層部111から突出している複数の正極突出部123は,これらが束ねられていることにより,正極タブ150を構成している。積層部111から突出している複数の負極突出部133についても,これらが束ねられていることにより,負極タブ160を構成している。
そして,正極タブ150は,図2に示すように,突出している先端付近の接続箇所151において,正極端子125の接続端126に接続されている。負極タブ160についても,図2にカッコを付して示すように,突出している先端付近の接続箇所161において,負極端子135の接続端136に接続されている。
正極端子125は,正極タブ150と接続されている接続端126とは反対側の露出端127を,ガスケット105を介して電池ケース102の外部に露出させている。負極端子135についても,負極タブ160と接続されている接続端136とは反対側の露出端137を,ガスケット105を介して電池ケース102の外部に露出させている。そして,電池100は,正極端子125および負極端子135を介し,電極体110の積層部111において,充電および放電を行うものである。
ここで,本形態の正極タブ150は,図2に示すように,接続箇所151と積層部111との間に,正極タブ傾斜部152を有している。正極タブ傾斜部152は,複数の正極突出部123の積層方向の外側の両面が,積層部111から遠い部分ほど狭まるように傾斜している部分である。また,負極タブ160についても,図2にカッコで示すように,接続箇所161と積層部111との間に,負極突出部133の積層方向の外側の両面が,積層部111から遠い部分ほど,狭まるように傾斜している負極タブ傾斜部162を有している。
さらに,本形態の電池100は,図1および図2に示すように,正極タブ150および負極タブ160のそれぞれ組み付けられている絶縁部材170を有している。本形態における絶縁部材170は,絶縁性の材料であるポリプロピレン(PP)により構成されている。図4に,絶縁部材170の斜視図を示す。
図4に示すように,絶縁部材170は,互いに対面している傾斜部171,173を有している。傾斜部171および傾斜部173は,図4に示すように,奥側の連結部175から手前側に突き出るように形成されている。また,傾斜部171と傾斜部173との間には隙間Aが設けられている。隙間Aは,電極体110の積層部111の積層方向の厚みよりも狭いものである。
図4に示すように,傾斜部171には,傾斜部173と対面している側の面に傾斜面172が形成されている。傾斜面172は,傾斜部171の先端側である下側ほど,傾斜部173と遠ざかる向きに傾斜している。
また,傾斜部173には,傾斜部171と対面している側の面に傾斜面174が形成されている。傾斜面174は,傾斜部173の先端側である下側ほど,傾斜部171と遠ざかる向きに傾斜している。つまり,傾斜面172,174は,それぞれ傾斜部171,173の先端側ほど,他方と離れる向きに傾斜している面である。
さらに,絶縁部材170は,図4において左側の傾斜部173より上向きに延びる接続部176を有している。接続部176の上面には端面178が形成されている。端面178は,絶縁部材170の一端に設けられている傾斜部171,173に対する他端に形成されている面である。
また,接続部176には,接続部176を厚み方向に貫通している貫通孔177が形成されている。絶縁部材170の貫通孔177は,絶縁部材170を正極タブ150に組み付けた際の,正極タブ150の接続箇所151に対応する位置に形成されている。また,絶縁部材170の貫通孔177の位置は,負極タブ160に組み付けた際には,負極タブ160の接続箇所161に対応する位置に形成されている。
このような絶縁部材170は,図2に示すように,正極タブ150,負極タブ160に,傾斜部171,173側を下向きにした状態で組み付けられている。具体的には,絶縁部材170は,傾斜部171,173を電極体110の積層部111に向けた状態で,正極タブ150,負極タブ160にそれぞれ組み付けられている。
絶縁部材170は,傾斜部171の傾斜面172と傾斜部173の傾斜面174とにより,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162をそれぞれ,外側の両面より挟み込んでいる。このため,傾斜面172,174は,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162の傾斜している外側の両面にそれぞれ接している。
また,絶縁部材170は,傾斜部171と傾斜部173との隙間Aに正極タブ150を通している。そして,絶縁部材170は,正極タブ150の接続箇所151を,傾斜部171,173とは反対側の他端に位置する端面178に向けて突出させている。負極タブ160の側についても,傾斜部171と傾斜部173との隙間Aに負極タブ160を通し,接続箇所161を,傾斜部171,173とは反対側の他端の端面178に向けて突出させている。
また,本形態の絶縁部材170は,端面178が,封口部材104の内面である下面に接触している。一方,上記のように,端面178の反対側の傾斜面172,174は,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162の傾斜している外側の両面にそれぞれ接している。このため,絶縁部材170は,正極タブ傾斜部152,負極タブ傾斜部162の外側の両面と,封口部材104との間に挟み込まれている。なお,絶縁部材170は絶縁性のものであるため,電池ケース102と電極体110との絶縁性は確保されている。
また,図2には,傾斜部171,173の傾斜面172,174の,電極体110の積層方向に対する角度θを示している。本形態の絶縁部材170において,傾斜面172,174は,角度θが30°以上,60°以下の範囲内となるように形成されている。この詳細については後述する。
次に,本形態の電池100の製造方法について説明する。本形態の電池100の製造手順を,以下に示している。
1.電極体製造工程
2.組付工程
3.挿入工程
まず,「1.電極体製造工程」では,正極板120,負極板130,セパレータ140を平積みにより積層することで電極体110を製造する。本工程で使用する正極板120は,図3に示すように,すでに正極活物質層122や正極突出部123が形成されたものである。負極板130についても,図3に示すように,すでに負極活物質層132や負極突出部133が形成されたものを使用する。本工程では,電極体110の積層部111に,正極板120,負極板130のそれぞれ正極活物質層122,負極活物質層132の形成されている充放電部が積層されるように電極体110の積層を行う。
また本工程では,正極板120としていずれも,図3に示す位置に正極突出部123が形成されたものを用いている。負極板130についても,図3に示す位置に負極突出部133が形成されたものを用いている。つまり,図3に示すように,正極板120の正極突出部123の形成位置と,負極板130の負極突出部133の形成位置とは,異なる位置である。そして,本工程の積層では,正極板120の正極突出部123,負極板130の負極突出部133をともに,積層部111の上面112より突出した状態とする。
よって,本工程の積層により,正極板120の正極突出部123はいずれも,積層部111の上面112のうち,積層方向から見たときの同じ位置から突出した状態となる。その積層部111より突出した複数の正極突出部123により,正極タブ150が形成される。また,負極板130についても,負極突出部133が積層部111の上面112のうち,積層方向から見たときの同じ位置から突出した状態となる。よって,負極板130についても,積層部111より突出した複数の負極突出部133により,負極タブ160が形成される。
次に,「2.組付工程」を行う。本工程では,封口部材104,電極体110,正極端子125,負極端子135,絶縁部材170を組み付けることにより,これらの組付体を製造する。
また,本形態の組付工程では,次に示す手順により組付体を製造する。
2−1.絶縁部材組付工程
2−2.組付体構成工程
2−3.端子接続工程
本形態の「2.組付工程」について,上記の順に説明する。まず,「2−1.絶縁部材組付工程」では,電極体110に絶縁部材170を組み付ける。図5は,絶縁部材170が組み付けられる前の電極体110の側面図である。すなわち,図5に示す電極体110は,正極板120,負極板130,セパレータ140を積層する電極体製造工程において製造されたものである。
図5において,電極体110は,正極タブ150および負極タブ160が突出している上面112を上側に向けている。また,電極体110の上方には,絶縁部材170を示している。図5に示す絶縁部材170は,傾斜部171,173を有する端の先端を電極体110に向けている。
そして,絶縁部材組付工程では,図5の状態から絶縁部材170を下向きに移動させることで,絶縁部材170を,正極タブ150および負極タブ160にそれぞれ組み付ける。絶縁部材170を下向きに移動させる他,電極体110を上向きに移動させてもよい。あるいは,絶縁部材170と電極体110とをともに近づける向きに移動させてもよい。図6に,絶縁部材170が組み付けられた電極体110を示している。
図6に示すように,絶縁部材170は,電極体110の正極タブ150および負極タブ160に,傾斜部171,173の先端側を電極体110の積層部111に向けた状態で組み付けられている。具体的に,正極タブ150については,絶縁部材170は,積層部111より突出している正極タブ150の根本に近い位置を,傾斜部171と傾斜部173とにより挟み込むように組み付けられている。つまり,正極タブ150の,絶縁部材170の傾斜部171,173により挟み込まれている位置は,正極端子125が接続される接続箇所151と積層部111との間の位置である。
また,絶縁部材170は,傾斜部171の傾斜面172と傾斜部173の傾斜面174とにより,正極タブ150を積層方向の外側から挟み込んでいる。この傾斜部171,173による挟み込みにより,正極タブ150には,傾斜面172,174に沿った形状に変形した正極タブ傾斜部152が形成されている。
正極タブ傾斜部152において,正極タブ150を構成している各正極突出部123は,積層部111から遠い位置ほど,互いに近づく向きに押し付けられている。つまり,正極タブ傾斜部152を形成することにより,正極タブ150の各正極突出部123を,積層部111から遠い位置ほど,積層方向の内側へ向けて集めている。このため,正極タブ傾斜部152の積層方向の外側の両面は,積層部111から遠い部分ほど狭まる向きに傾斜している。
さらに,絶縁部材170は,正極タブ150を,傾斜部171と傾斜部173との隙間Aを通すように組み付けられている。このため,正極タブ150の接続箇所151は,傾斜部171,173より,傾斜部171,173とは反対側の端である端面178の向きに突出している。
絶縁部材170は,負極タブ160にも,正極タブ150と同様に組み付けられている。すなわち,絶縁部材170は,負極タブ160の接続箇所161と積層部111との間の位置に,傾斜部171,173の先端側をともに積層部111に向けた状態で,傾斜部171,173の傾斜面172,174により,積層方向の外側から挟み込んでいる。これにより,負極タブ160には,傾斜面172,174に沿った形状に変形した負極タブ傾斜部162が形成されている。また,絶縁部材170は,負極タブ160を傾斜部171,173の隙間Aを通して,接続箇所161を,傾斜部171,173とは反対側の端である端面178に向けて突出させるように,負極タブ160に組み付けられている。
また,正極タブ150の接続箇所151は,絶縁部材170が組み付けられることにより形成された正極タブ傾斜部152よりも突出方向において先端側である。負極タブ160の接続箇所161についても,絶縁部材170が組み付けられることにより形成された負極タブ傾斜部162よりも突出方向における先端側である。このため,正極タブ150および負極タブ160の接続箇所151,161の積層方向の厚みは,積層部111の厚みよりも薄いものとされている。前述したように,傾斜部171,173の隙間Aは,積層部111の厚みよりも狭いからである。
次に,組付工程では,「2−2.組付体構成工程」を行う。本形態の組付体構成工程では,絶縁部材170が組み付けられた電極体110と,正極端子125および負極端子135が組み付けられた封口部材104とを組み付ける。つまり,本形態では,正極端子125および負極端子135が,図7に示すように,あらかじめ封口部材104に組み付けられている。
図7に示すように,正極端子125は,接続端126が下向きに,露出端127が上向きにそれぞれ突出するように封口部材104に組み付けられている。封口部材104の下側の面である下面は,電池ケース102においては内側となる面である。また,封口部材104の上側の面である上面は,電池ケース102の外側となる面である。つまり,正極端子125は,接続端126が封口部材104の内面側に,露出端127が封口部材104の外面側にそれぞれ突出するように封口部材104に組み付けられている。
負極端子135についても,正極端子125と同様に,接続端136が封口部材104の内面側に,露出端137が封口部材104の外面側にそれぞれ突出するように封口部材104に組み付けられている。なお,正極端子125および負極端子135と封口部材104との間には,それぞれガスケット105が組み付けられている。
そして,正極端子125および負極端子135が組み付けられた封口部材104を,図7に矢印で示す向きに移動させ,電極体110に組み付ける。具体的には,正極端子125の接続端126と正極タブ150の接続箇所151,および,負極端子135の接続端136と負極タブ160の接続箇所161がそれぞれ重ね合わさるように組み付けを行う。さらには,封口部材104の内面側となる下面が,絶縁部材170の端面178に接触するように組み付けを行う。その組付後の状態を,図8に示している。
図8に示すように,封口部材104の下面が絶縁部材170の端面178に接触するように組み付けられていることにより,絶縁部材170は,封口部材104と正極タブ傾斜部152,または封口部材104と負極タブ傾斜部162との間に挟み込まれている。前述したように,絶縁部材170は,傾斜部171,173の傾斜面172,174により,正極タブ傾斜部152または負極タブ傾斜部162の積層方向の外側の両面を挟み込んでいるからである。これにより,封口部材104,電極体110,絶縁部材170,正極端子125,負極端子135が組み付けられた組付体190を構成する。なお,絶縁部材170の端面178を,封口部材104の下面に接合してもよい。
そして,組付工程では,図8の状態で「2−3.端子接続工程」を行う。本形態では,抵抗溶接により,端子接続工程を行う。具体的には,図8に示すように,重ね合わせられている正極端子125の接続端126および正極タブ150の接続箇所151を,積層方向の両側から,溶接治具180,181によって挟み込む。
この挟み込みの際に,正極端子125の側の溶接治具181については,絶縁部材170の貫通孔177を通すことで,正極端子125の接続端126に接触させることができる。また,挟み込んだ状態で溶接治具180,181間に通電させ,正極端子125の接続端126と正極タブ150の接続箇所151との接合を行う。
負極端子135の側についても同様,接続端136および負極タブ160の接続箇所161を,積層方向の両側から溶接治具180,181によって挟み込みつつ,これらの間に通電させる。これにより,負極端子135の接続端136と負極タブ160の接続箇所161との接合を行う。なお,抵抗溶接に限らず,超音波溶接により本工程を行うことも可能である。
次に,「3.挿入工程」を行う。本工程では,封口部材104,電極体110,絶縁部材170,正極端子125,負極端子135が組み付けられた組付体190のうち,電極体110をケース本体103の内部に挿入する。図9により本工程について説明する。
図9に示すように,組付体190は,電極体110の下面113をケース本体103の開口106に向けて配置されている。そして,図9の状態で,封口部材104の外面側である上面を,ケース本体103の内部に向けて押し付ける。つまり,封口部材104の上面にかけられる押圧荷重の向きは,図9において下向きである。この押圧により,組付体190の電極体110を,その下面113よりケース本体103の内部に挿入することができる。なお,挿入工程では,封口部材104の内面側である下面により,ケース本体103の開口106が塞がれるまで荷重をかける。
ここで,本形態では,この挿入工程を,電極体110を損傷させることなく行うことができる。これは,本形態の電極体110が,封口部材104の上面への押圧荷重を,正極タブ150の正極タブ傾斜部152および負極タブ160の負極タブ傾斜部162により受けることができるからである。
すなわち,封口部材104の上面への押圧荷重は,封口部材104の下面に接触している絶縁部材170を介して電極体110へとかかることとなる。絶縁部材170の端面178が受ける封口部材104からの押圧についても,図9において下向きである。このため,絶縁部材170は,その端面178により受けた押圧荷重によって,傾斜部171,173の傾斜面172,174により,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162を,図9において下向きに押し付ける。これにより,本形態の電極体110は,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162により,挿入工程における押圧荷重を受けることができる。
そして,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162には,積層部111の上面112よりも,大きな押圧荷重をかけることができる。そして,本形態では,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162に大きな押圧荷重がかけられたとしても,正極板120や負極板130の折れや破れなどは抑制される。
前述したように,積層部111の側面である上面112は,正極板120,負極板130,セパレータ140の端部により構成されている。正極板120,負極板130,セパレータ140はいずれも,薄い箔状のものである。よって,積層部111の上面112に力を加えた場合には,上面112を構成する正極板120,負極板130,セパレータ140の端部に,折れや破れなどの損傷が生じやすい。
一方,本形態において傾斜部171,173の傾斜面172,174により押圧荷重を受ける正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162には,正極板120,負極板130,セパレータ140の端部が露出していない。このため,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162は,正極板120や負極板130の損傷を抑制しつつ,大きな押圧荷重を受けることができる。
また,正極タブ傾斜部152においては,傾斜部171,173の傾斜面172,174による下向きの押圧荷重を,これらが傾斜している分だけ,正極タブ傾斜部152を構成している複数の正極突出部123の厚み方向に受けることができる。負極タブ傾斜部162についても,傾斜部171,173の傾斜面172,174による下向きの押圧荷重を,これらが傾斜している分だけ,負極タブ傾斜部162を構成している複数の負極突出部133の厚み方向に受けることができる。
傾斜部171,173の傾斜面172,174は,図9において下側の先端側ほど,互いに離れる向きに傾斜している。また,正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162は,積層部111から遠い図9において上側の部分ほど積層方向に狭まる向きに傾斜している。つまり,絶縁部材170が受ける図9の下向きの押圧に対して,傾斜部171,173の傾斜面172,174,正極タブ傾斜部152の正極突出部123および負極タブ傾斜部162の負極突出部133が傾斜しているからである。
そして,複数の正極突出部123の積層により構成されている正極タブ傾斜部152は,その正極突出部123の厚み方向の押圧に対して強度の高いものである。このため,正極タブ傾斜部152を構成している正極突出部123には,傾斜部171,173の傾斜面172,174による押圧荷重により,折れや破れが生じにくい。
負極タブ傾斜部162についても,複数の負極突出部133の積層により構成されているため,負極突出部133の厚み方向の押圧荷重に対して強度の高いものである。このため,負極タブ傾斜部162についても,傾斜部171,173の傾斜面172,174による押圧荷重により,負極突出部133に折れや破れが生じにくい。
よって,本形態では,電極体110を構成する正極板120,負極板130,セパレータ140を損傷させずに挿入工程を行うことができる。すなわち,電極体製造工程により製造された電極体110に組付工程において絶縁部材170等を組み付けて組付体190を製造する。そして,挿入工程において,組付体190の電極体110を,ケース本体103の内部に挿入することで,電極体110を構成する正極板120,負極板130,セパレータ140をいずれも損傷させずに電池100を製造することができる。
なお,挿入工程の後,電池ケース102のケース本体103と封口部材104とを接合する。また,電解液101の電池ケース102内への注入なども行う。電解液101については,挿入工程前にあらかじめケース本体103の内部に注入しておいてもよい。または,挿入工程とともに電解液101を注入してもよい。あるいは,例えば封口部材104に注入口を設けておき,ケース本体103と封口部材104との接合を行った後に,注入口より電解液101の注入を行っても良い。
また,前述したように,本形態の絶縁部材170において,傾斜面172,174は,電極体110の積層方向に対する角度θが30°以上,60°以下の範囲内となるように形成されている。このように傾斜面172,174が形成されていることにより,絶縁部材170を正極タブ150または負極タブ160に組み付ける際の,正極タブ150または負極タブ160の損傷を抑制することができる。さらには,挿入工程における押圧荷重を,電極体110に適切にかけることができる。
つまり,傾斜面172,174の角度θが小さ過ぎた場合には,絶縁部材170を組み付ける際に,正極タブ150または負極タブ160を変形させ過ぎてしまう。これにより,正極タブ150を構成する正極突出部123または負極タブ160を構成する負極突出部133が折れて破けてしまうおそれがあるからである。一方,傾斜面172,174の角度θが大き過ぎた場合には,挿入工程における押圧荷重を,正極タブ傾斜部152または負極タブ傾斜部162に適切にかけることができないおそれがあるからである。
また,本形態の組付工程では,上記のように,端子接続工程の前に,絶縁部材組付工程を行っている。具体的には,正極タブ150に絶縁部材170を組み付けた後,正極端子125の接続端126と正極タブ150の接続箇所151との接合を行っている。そして,図6に示すように,正極タブ150は,絶縁部材170が組み付けられることにより,接続箇所151の部分が積層方向に集められている。
すなわち,絶縁部材170が組み付けられることにより,正極タブ150には,正極端子125を接続するための接続箇所151が形成されている。このため,端子接続工程を行う際に,正極タブ150の突出方向の先端側を集めて接続箇所151を形成する特段の構成が不要である。そして,本形態では,絶縁部材170の組み付けにより形成された正極タブ150の接続箇所151にそのまま,正極端子125の接続端126を重ね合わせて接合することができる。
さらには,絶縁部材170が組み付けられていることにより,正極タブ150の接続箇所151における正極突出部123のズレが抑制される。加えて,溶接時の正極タブ150への張力が緩和される。これにより,正極タブ150における正極突出部123の損傷を防止しつつ,組付工程を効率よく行うことができる。この点,負極端子135および負極タブ160についても同様である。
また,上記の組付工程では,絶縁部材組付工程と組付体構成工程とを別々に行っている。しかし,絶縁部材組付工程と組付体構成工程とを同時に行うこともできる。すなわち,図10に示すように,あらかじめ絶縁部材170の端面178を封口部材104の内面側に接合しておき,その絶縁部材170が正極タブ150および負極タブ160に組み付くように組付体190を構成すればよい。
また,絶縁部材組付工程の前に,端子接続工程を行うことも可能である。図11に示す正極タブ150には,すでに端子接続工程が行われていることにより正極端子125が接続されている。そして,図11に示すように,正極端子125がすでに接続されている正極タブ150の接続箇所151と積層部111との間に,絶縁部材170を組み付けることができる。この場合にも,電極体110の正極板120,負極板130,セパレータ140を損傷させずに挿入工程を行うことができることに変わりはない。なお,この場合の絶縁部材170には,接続部176の貫通孔177はなくてもよい。すでに端子接続工程が行われているからである。
また,本形態の電池100に使用されている絶縁部材170は,図4に示すように,傾斜部171と傾斜部173とが連結部175により繋がってなるものである。しかし,図12の電池200に示すように,傾斜部271,281をそれぞれ一端に有する2つの絶縁部材270,280を一対として用いても良い。
電池200に使用されている2つの絶縁部材270,280はそれぞれ,一端に設けられている傾斜部271,281の対面している側の面に,先端側ほど他方と離れる向きに傾斜した傾斜面272,282が形成されている。さらに,対面している傾斜部271,281の間には,隙間Aが設けられている。絶縁部材270,280についても,PPなどの絶縁性の材質のものとすればよい。
また,絶縁部材270,280はそれぞれ,傾斜部271,281の傾斜面272,282が,正極タブ150の正極タブ傾斜部152の積層方向の外側の両面に接触している。さらに,絶縁部材270,280の傾斜部271,281のそれぞれ他端である端面275,285は,封口部材104の内面である下面に接触している。負極タブ160の側に組み付けられている絶縁部材270,280についても同様である。よって,絶縁部材270,280は,正極タブ傾斜部152,負極タブ傾斜部162の外側の両面と,封口部材104との間に挟み込まれている。
そして,図12に示す電池200についても,上記で説明した電極体製造工程,組付工程,挿入工程の手順により,電極体110の正極板120,負極板130,セパレータ140を損傷させずに製造することができる。挿入工程における封口部材104の外面への押圧荷重を,絶縁部材270,280により,電極体110の正極タブ傾斜部152および負極タブ傾斜部162にかけることができるからである。なお,組付工程において端子接続工程を絶縁部材組付工程の後に行う場合,溶接治具を,絶縁部材270の接続部273の貫通孔274および絶縁部材280の接続部283の貫通孔284に通して溶接を行えばよい。
また,上記では,電極体110を積層型のものとして説明している。しかし,図13に示す捲回型の電極体310にも適用可能である。電極体310は,いずれも長尺の正極板,負極板を,これらの間にセパレータを挟み込みつつ長手方向に捲回することにより積層した構成のものである。また,電極体310では,正極板および負極板としてそれぞれ,積層部311の上面312の側となる端部に,複数の突出部を設けたものを使用している。正極板および負極板の積層部311となる部分にはそれぞれ,活物質層が形成されている。正極板および負極板の突出部では,活物質層が形成されておらず,集電箔が露出している。
そして,電極体310は,正極板の正極突出部のみが積層部311より突出した状態で積層により束ねられて構成されている正極タブ350を有している。つまり,正極タブ350においては,複数の正極突出部が積層されている。また,負極板の負極突出部のみが積層部311より突出した状態で積層により束ねられて構成されている負極タブ360を有している。つまり,負極タブ360においては,複数の負極突出部が積層されている。これら正極タブ350および負極タブ360はともに,積層部311の上面312より突出している。
そして,電極体310を,上記の電池100,200の電極体110に替えて用いることができる。電極体310の正極タブ350および負極タブ360はそれぞれ,電極体110の正極タブ150および負極タブ160と同じように構成されているからである。
すなわち,電極体310についても,電極体110と同様,正極タブ350および負極タブ360に絶縁部材170または絶縁部材270,280等を組み付けた後,その下面313をケース本体103の開口106に向けて挿入する挿入工程を行えばよい。その挿入工程は,封口部材104の上面に押圧荷重をかけることで行うことができる。すなわち,積層部311の上面312に押圧荷重をかけずに済むため,積層部311の電極板等の損傷を抑制することができる。また,電極体310は扁平形状をした捲回型のものであるが,円筒形状に捲回した捲回型の電極体にも適用可能である。
以上詳細に説明したように,本形態に係る電池は,正極タブおよび負極タブと封口部材との間に挟み込まれている絶縁部材を有している。そして,挿入工程においては,絶縁部材により,正極タブの正極タブ傾斜部および負極タブの負極タブ傾斜部に押圧荷重をかけることができる。つまり,電極板等の端部により構成されている電極体の積層部の側面に押圧荷重をかけることなく,挿入工程を行うことができる。よって,電極体における電極板やセパレータの損傷が防止された二次電池の製造方法および二次電池が実現されている。
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良,変形が可能である。例えば,上記の実施形態で説明した電極体はいずれも,正極タブと負極タブとがともに,積層部の1つの側面から突出した構成のものである。しかし,電極体においては,正極タブと負極タブとがとの少なくとも一方が,積層部の側面より突出していればよい。その積層部の側面より突出している電極タブに絶縁部材を組付けることで,挿入工程を,電極体の側面に押圧荷重をかけることなく行うことができるからである。
また例えば,絶縁部材170の端面178は,封口部材104ではなく,例えば,正極端子125や負極端子135に接触しているものであってもよい。つまり,絶縁部材170を,封口部材104と正極タブ傾斜部152または負極タブ傾斜部162との間に,他の部材を介して挟み込んでもよい。挿入工程における押圧荷重を絶縁部材170にかけることができるからである。そして,挿入工程における押圧荷重を,絶縁部材170を介して電極体110の正極タブ傾斜部152または負極タブ傾斜部162にかけることができるからである。絶縁部材270,280についても同様である。また,電極体310を用いた電池においても同様である。
また例えば,絶縁部材170,270,280は,封口部材104と電極体との絶縁性を確保できればよく,当然,PPに限定されるものではない。つまり,絶縁部材170,270,280は,例えば,傾斜端部の傾斜面のみが絶縁性の材質のものにより構成されているものであってもよい。また例えば,本発明は,リチウムイオン二次電池以外のニッケル水素二次電池などにも適用することができる。
100 電池
102 電池ケース
103 ケース本体
104 封口部材
110 電極体
111 積層部
112 上面
113 下面
120 正極板
121 正極集電箔
122 正極活物質層
125 正極端子
126 接続端
127 露出端
130 負極板
131 負極集電箔
132 負極活物質層
135 負極端子
136 接続端
137 露出端
140 セパレータ
150 正極タブ
151 接続箇所
152 正極タブ傾斜部
160 負極タブ
161 接続箇所
162 負極タブ傾斜部
170 絶縁部材
171,173 傾斜部
172,174 傾斜面
178 端面
190 組付体
A 隙間

Claims (5)

  1. 集電箔に活物質層を形成してなる正負の電極板を,これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体と,
    開口が形成されているケース本体および前記ケース本体の前記開口を塞ぐ封口部材を有するとともに,内部に前記電極体を収容する電池ケースと,
    前記封口部材に組み付けられているとともに,前記電池ケースの内側の前記電極体に接続する接続端および前記電池ケースの外部に露出する露出端を有する電極端子とを備え,
    前記電極板が,
    前記活物質層が形成されているとともに,前記電極体における積層により正負の他方の前記電極板と前記セパレータを介して重なり合う部分である充放電部と,
    前記活物質層が形成されておらず前記集電箔が露出しているとともに,前記充放電部の端部の一部から突出した部分である突出部とを有するものであり,
    前記電極体が,
    正負の前記電極板の前記充放電部がともに前記セパレータとともに積層されてなる積層部と,
    前記電極板の前記突出部の正負の一方のみが前記積層部より突出した状態で積層により束ねられて構成されており,前記電極端子の前記接続端に接続されている電極タブとを有し,
    前記電池ケース内に,前記電極タブが突出している側面を前記封口部材に向けて収容されているものである二次電池の製造方法において,
    正負の前記電極板と前記セパレータとを,前記積層部の側面より前記電極タブを突出させつつ積層して前記電極体となす電極体製造工程と,
    互いに対面して設けられ,それぞれ他方と対面している側の面に,先端側ほど他方と離れる向きに傾斜した傾斜面が形成されている第1および第2の傾斜部を,前記第1および第2の傾斜部の間に隙間を設けつつ一端に有する絶縁性の絶縁部材と,前記電極体と,前記封口部材と,前記電極端子とを組み付けることにより,これらの組付体を製造する組付工程と,
    前記組付体における前記電極体を,前記ケース本体の内部に挿入する挿入工程とを有し,
    前記組付工程では,
    前記電極タブの前記電極端子の前記接続端を接続する接続箇所と前記積層部との間の位置に,前記第1および前記第2の傾斜部の前記先端側をともに前記積層部に向けた状態で,前記第1および第2の傾斜部の前記傾斜面により,前記電極タブの積層方向の外側から挟み込むとともに,
    前記電極タブを前記第1および第2の傾斜部の前記隙間を通して,前記接続箇所を,前記第1および第2の傾斜部とは反対側の他端に向けて突出させるように,前記絶縁部材を前記電極タブに組み付ける絶縁部材組付工程と,
    前記電極端子を,前記封口部材に,前記封口部材の前記電池ケースにおける外側となる外面に前記露出端が突出するように組付けるとともに,
    前記電極タブの前記第1および第2の傾斜部の前記傾斜面により挟み込まれている前記積層方向の外側の両面と前記封口部材の前記電池ケースにおける内側となる内面との間に,前記絶縁部材が挟み込まれるようにして前記組付体を構成する組付体構成工程と,
    前記電極端子の前記接続端を,前記電極タブの前記接続箇所に接続する端子接続工程とを行い,
    前記挿入工程では,
    前記電極体の前記電極タブが突出している側面とは反対側の側面を前記ケース本体の前記開口に向けつつ,前記封口部材の前記外面を,前記ケース本体の内部に向けて押し付けることにより,前記電極体を前記ケース本体の内部に挿入すること特徴とする二次電池の製造方法。
  2. 請求項1に記載の二次電池の製造方法において,
    前記絶縁部材として,前記第1および第2の傾斜部の傾斜面の,前記組付体における前記積層方向に対する傾斜角がそれぞれ,30°以上,60°以下の範囲内のものを用いることを特徴とする二次電池の製造方法。
  3. 請求項1または請求項2に記載の二次電池の製造方法において,
    前記組付工程では,前記端子接続工程の前に,前記絶縁部材組付工程を行うことを特徴とする二次電池の製造方法。
  4. 集電箔に活物質層を形成してなる正負の電極板を,これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体と,
    開口が形成されているケース本体および前記ケース本体の前記開口を塞ぐ封口部材を有するとともに,内部に前記電極体を収容する電池ケースと,
    前記封口部材に組み付けられているとともに,前記電池ケースの内側の前記電極体に接続する接続端および前記電池ケースの外部に露出する露出端を有する電極端子とを備え,
    前記電極板が,
    前記活物質層が形成されているとともに,前記電極体における積層により正負の他方の前記電極板と前記セパレータを介して重なり合う部分である充放電部と,
    前記活物質層が形成されておらず前記集電箔が露出しているとともに,前記充放電部の端部の一部から突出した部分である突出部とを有するものであり,
    前記電極体が,
    正負の前記電極板の前記充放電部がともに前記セパレータとともに積層されてなる積層部と,
    前記電極板の前記突出部の正負の一方のみが前記積層部より突出した状態で積層により束ねられて構成されており,前記電極端子の前記接続端に接続されている電極タブとを有し,
    前記電池ケース内に,前記電極タブが突出している側面を前記封口部材に向けて収容されているものである二次電池において,
    互いに対面して設けられ,それぞれ他方と対面している側の面に,先端側ほど他方と離れる向きに傾斜した傾斜面が形成されている第1および第2の傾斜部を,前記第1および第2の傾斜部の間に隙間を設けつつ一端に有する絶縁性の絶縁部材を有し,
    前記電極タブは,
    前記電極端子の前記接続端に接続されている接続箇所と前記積層部との間に,前記突出部の積層方向の外側の両面が,前記積層部から遠い部分ほど前記積層方向に狭まる向きに傾斜している電極タブ傾斜部を有するものであり,
    前記絶縁部材は,
    前記第1および前記第2の傾斜部の前記先端側をともに前記積層部に向けた状態で,前記第1および前記第2の傾斜部の前記傾斜面により,前記電極タブ傾斜部の前記積層方向の外側の両面を挟み込むとともに,
    前記電極タブを前記第1および第2の傾斜部の前記隙間を通して,前記接続箇所を,前記第1および第2の傾斜部とは反対側の他端に向けて突出させており,
    さらに,前記電極タブ傾斜部の前記積層方向の外側の両面と前記封口部材との間に挟み込まれているものであることを特徴とする二次電池。
  5. 請求項4に記載の二次電池において,
    前記絶縁部材は,前記第1および前記第2の傾斜部の傾斜面の,前記積層方向に対する傾斜角がそれぞれ,30°以上,60°以下の範囲内のものであることを特徴とする二次電池。
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KR1020150173755A KR101808923B1 (ko) 2014-12-09 2015-12-08 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지
DE102015121294.3A DE102015121294A1 (de) 2014-12-09 2015-12-08 Herstellungsverfahren für eine Sekundärbatterie und eine Sekundärbatterie
CN201510904535.6A CN105702999B (zh) 2014-12-09 2015-12-09 二次电池的制造方法和二次电池

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180029906A (ko) 2016-09-12 2018-03-21 도요타 지도샤(주) 전지
JP2018077959A (ja) * 2016-11-07 2018-05-17 トヨタ自動車株式会社 蓄電デバイスおよび蓄電デバイスの製造方法
WO2020149019A1 (ja) * 2019-01-15 2020-07-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池
CN114420962A (zh) * 2021-12-23 2022-04-29 重庆长安工业(集团)有限责任公司 一种化学储备电池反应堆的定位装配装置
US11335942B2 (en) 2016-10-25 2022-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing laminated electrode assembly

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11289734B2 (en) * 2016-07-29 2022-03-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for producing secondary battery
US11437652B2 (en) * 2016-09-30 2022-09-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of manufacturing square secondary battery
CN108496269B (zh) * 2016-11-02 2021-06-11 株式会社Lg化学 电极组件及用于制造该电极组件的方法
KR102145493B1 (ko) * 2017-11-14 2020-08-18 주식회사 엘지화학 전극 조립체, 이를 포함하는 이차전지 및 그 제조방법
KR102596537B1 (ko) * 2018-03-07 2023-10-30 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
CN109461974A (zh) * 2018-11-02 2019-03-12 中山市众旺德新能源科技有限公司 一种叠片扣式电池及其生产工艺
CN111755657B (zh) * 2019-03-29 2022-02-15 宁德新能源科技有限公司 电极组件
JP7417840B2 (ja) * 2020-01-15 2024-01-19 トヨタ自動車株式会社 二次電池
CN212587691U (zh) * 2020-05-18 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 一种电芯组件、电池、电池包及汽车

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323106A (ja) * 1999-05-07 2000-11-24 Toyota Motor Corp 密閉型電池
JP2001093579A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池
JP2006318671A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Mitsubishi Motors Corp 電池
JP2009087613A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 角型電池
JP2009110751A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Panasonic Corp 二次電池
JP2009181898A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Sanyo Electric Co Ltd 積層式電池及びその製造方法
JP2009245819A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 積層式電池、積層電極体群作製冶具及びその冶具を用いた積層式電池の製造方法
JP2011070918A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Toshiba Corp 電池
JP2013041851A (ja) * 2006-03-13 2013-02-28 Nec Corp フィルム外装電気デバイス
JP2013182852A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型電池
JP2014203514A (ja) * 2013-04-01 2014-10-27 三洋電機株式会社 電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3602797B2 (ja) * 1999-03-26 2004-12-15 松下電器産業株式会社 ラミネート外装型電池
CN100459225C (zh) * 1999-03-26 2009-02-04 松下电器产业株式会社 叠合片封装型电池
JP4124972B2 (ja) * 2001-02-23 2008-07-23 Necトーキン株式会社 積層型リチウムイオン電池
CN101142073B (zh) * 2005-03-15 2010-06-02 积水化学工业株式会社 拉伸热塑性聚酯类树脂片的制造方法及叠层成型体
US20090197160A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Stack type battery
JP5331085B2 (ja) 2010-11-09 2013-10-30 三菱重工業株式会社 電池
JP5811966B2 (ja) 2012-08-10 2015-11-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP6056254B2 (ja) 2012-08-13 2017-01-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323106A (ja) * 1999-05-07 2000-11-24 Toyota Motor Corp 密閉型電池
JP2001093579A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池
JP2006318671A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Mitsubishi Motors Corp 電池
JP2013041851A (ja) * 2006-03-13 2013-02-28 Nec Corp フィルム外装電気デバイス
JP2009087613A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 角型電池
JP2009110751A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Panasonic Corp 二次電池
JP2009181898A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Sanyo Electric Co Ltd 積層式電池及びその製造方法
JP2009245819A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 積層式電池、積層電極体群作製冶具及びその冶具を用いた積層式電池の製造方法
JP2011070918A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Toshiba Corp 電池
JP2013182852A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型電池
JP2014203514A (ja) * 2013-04-01 2014-10-27 三洋電機株式会社 電池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ビギナーズブックス20 はじめての二次電池技術, vol. 初版, JPN6015033862, 2001, pages 135, ISSN: 0003457016 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180029906A (ko) 2016-09-12 2018-03-21 도요타 지도샤(주) 전지
US10312493B2 (en) 2016-09-12 2019-06-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery
US11335942B2 (en) 2016-10-25 2022-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing laminated electrode assembly
JP2018077959A (ja) * 2016-11-07 2018-05-17 トヨタ自動車株式会社 蓄電デバイスおよび蓄電デバイスの製造方法
US10749204B2 (en) 2016-11-07 2020-08-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power storage device and method of manufacturing the same
WO2020149019A1 (ja) * 2019-01-15 2020-07-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池
CN114420962A (zh) * 2021-12-23 2022-04-29 重庆长安工业(集团)有限责任公司 一种化学储备电池反应堆的定位装配装置

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