JP2016129095A - 扁平型電池 - Google Patents

扁平型電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2016129095A
JP2016129095A JP2015002926A JP2015002926A JP2016129095A JP 2016129095 A JP2016129095 A JP 2016129095A JP 2015002926 A JP2015002926 A JP 2015002926A JP 2015002926 A JP2015002926 A JP 2015002926A JP 2016129095 A JP2016129095 A JP 2016129095A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode plate
positive electrode
negative electrode
tab portion
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015002926A
Other languages
English (en)
Inventor
義晴 高根
Yoshiharu Takane
義晴 高根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP2015002926A priority Critical patent/JP2016129095A/ja
Publication of JP2016129095A publication Critical patent/JP2016129095A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

【課題】従来は、正極板と負極板とで構成する電極群を金属ケースに載置するとき、正極板又は負極板と金属ケースとを電気的に接続する部分が、電極板を載置する場所と平面的に重なっていた。電気的な接続箇所は膜が均一にならなかったり、表面に凹凸が生じることがあるから、正極板と負極板の対向状態が平行平面ではなくなり、電極間の距離の一様性も失われていた。【解決手段】金属箔の表面に活物質層が形成された帯形状の正極板及び負極板を有し、正極板と負極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成してなる電極群50を有する扁平型電池において、接続タブ部41sを正極板又は負極板の末端に配置し、正極板又は負極板のうち、少なくとも一方の接続タブ部41sは、電極群50と平面的に重ならない方向に突出した突出部T1を設け、金属ケース10とこの突出部T1とが、電気的に接続される。【選択図】図9

Description

本発明は、扁平型の一次電池又は二次電池に関する。
電池は、金属箔の表面に活物質層(所定の活物質とバインダー剤との混合物)を設けてなる正極及び負極の電極板を、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向させ、その間に電解液を介在させる構造を有している。
電極板同士が対向してなる構成を電極群と呼び、この電極群を所定の形状の電池ケースに収納し、電池ケースの所定の電極端子に、正極及び負極をそれぞれ電気的に接続することで、一次又は二次電池として機能する。
ボタン型やコインセル型二次電池に代表される扁平型電池は、多くの場合、電池ケースが金属で構成されており、それぞれの極性の電極端子を兼ねている。電池ケースは、正極の電極端子となるケースと、負極の電極端子となるケースとが電気的に絶縁された状態で嵌合や接着されるなどして固定されている(以降、電池ケースを金属ケースと称する。)。
特に近年、高機能携帯電話や小型情報端末等の携帯電子機器の進歩に伴い、搭載される電池もますます小型薄型化が求められており、扁平型電池が採用される場合が多くなってきている。同時に、このような電子機器の多機能化によって機器の消費電力も増大する傾向にあり、より電圧が高く、また電池の容量が大きい扁平型の一次、二次電池が求められている。こうした背景から、一次電池の場合は放電レートが高く、二次電池の場合は充放電レートが高く、しかも薄型かつ小型大容量の扁平型電池の提案が多くなされている。
扁平型電池は、小型で薄い形状であるため、金属ケースの限られたスペースの中で正極の電極板と負極の電極板とを対向させただけでは高い放電レート(二次電池の場合は充放電レート)において十分な蓄電量を確保できない。そこで、より多くの蓄電量を得るために、金属ケースよりも大きな面積の電極板を用いるものが多い。
そのような構成の扁平型電池にあっては、大きな面積の電極板を如何にして所定のサイズの金属ケースに収納するかが重要であって、それに関する技術も多くの提案がなされており、例えば、電極板を折り畳む構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
図12を用いて特許文献1に開示された技術を説明する。
図12は、特許文献1に開示された技術を説明する図であって、正極の電極板(以下、正極板と称する)300と負極の電極板(以下、負極板と称する)400とを示した図である。
図12(a)は正極板300を示した平面図、図12(b)は負極板400を示した平面図、図12(c)は負極板400の断面図、図12(d)は正極板300と負極板400とを折り畳んだ電極群500を説明するために模式的に表した断面図である。
図12(a)に示したように、正極板300は金属箔の集電体600の一方の面に、平面視で円形の活物質層からなる電極部301が所定の間隔を開けて複数形成されている。電極部301の下面は同じ大きさの集電体600となっている。
同様に、図12(b)、図12(c)に示したように、負極板400も金属箔の集電体
601の一方の面に、平面視で円形の活物質層からなる電極部401が所定の間隔を開けて複数形成されている。電極部401の下面は同じ大きさの集電体601となっている。
また、集電体601は、その端部が接続タブ部601aとなっている。接続タブ部601aは、電極板と金属ケースとを電気的に接続するためのタブであって、溶接等を行う部分である。
接続タブ部601aは、電極部401よりも面積が小さく、平面視で矩形形状となっている。この接続タブ部601aの長さが長いほど溶接等を行う際に電極部が邪魔にならず、作業性が向上する。
なお、正極板300には接続タブ部はないが、これは、正極板は金属ケースとの接続を集電体600との面接触により行うためである。
もちろん、正極板300の集電体600の端部を延設し、接続タブ部を設けるようにし、溶接等により金属ケースに接続してもよい。
図示しない金属ケースに納めるとき、正極板300と負極板400とを重ねて電極板500を形成する。
詳しくは、図12(d)に示したように、正極板300と負極板400とのそれぞれの電極部同士を対向させて重ねる。その後、電極部の多方の面の集電体同士が対向するように折り畳むことで、電極板が交互に折り返す蛇腹構造の電極群500を構成する。
なお、正極板300と負極板400との間にはセパレータを設けて双方を電気的に分離しているが、図面を見やすくするために省略している。
特許文献1に示した従来技術は、この電極群500を図示しない金属ケースに収納し、集電体600及び集電体601の接続タブ部601aを、それぞれ金属ケースの所定の部分に電気的に接続して二次電池を構成する。このようにすることで、金属ケースよりも面積の大きな電極板を収納することができる。
特開2003−17132号公報(6頁〜7頁、図2)
特許文献1に示した従来技術は、より大きな正極板と負極板とを折り畳んで収納することができるから、蓄電量を増やすことができるが、二次電池としてのサイクル特性が劣ること、及び製造過程での生産性が低いという課題がある。以下、図13を用いて詳述する。
図13は、特許文献1に示した従来技術の課題を説明するために模式的に示した二次電池の断面図である。図16(a)は電極群の断面の変化を示す断面図であり、図13(b)は、図13(a)のX−X´断面図である。
図13において、符号900は電極群500を搭載した二次電池、符号100は金属ケースを構成する正極缶、符号200も金属ケースを構成する負極缶である。符号20は正極缶100と負極缶200との間に設けるガスケットである。
二次電池900を組み立てるとき、電極群500を正極缶100に載置し、予め接続タ
ブ部601aと溶接等により電気的に接続しておいた負極缶200を、ガスケット20を介して嵌合させてなる。
このとき、二次電池900には正極缶100及び負極缶200に上下方向に圧力Pが加わる。そうすると、電極群500には圧縮する方向の機械的ストレスが加わる。この圧力Pは二次電池900の使用状態においても印加されることがある。例えば、二次電池900を搬送するときに強く把持してしまう場合である。
図13(a)に示したように、電極群500の上端面にあっては、負極缶200と接続している接続タブ部601aが折り畳まれている。
上述したように、負極板400と負極缶200との接続は、接続タブ部601aを介して行う。具体的には、接続タブ部601aを負極缶200が置いてある位置まで引き伸ばし、そこで溶接等で接続する。その後に負極缶200を正極缶100の位置まで移動させる。このとき、負極板400の接続タブ部601aは、金属ケース内に収まるように折り畳まれるのである。接続タブ部601aは、すでに説明したように電極部よりも小さく、平面視で矩形形状となっているから、電極群500の上端面の一部分に畳まれる。
このような状態で、金属ケースに機械的ストレスが加わると、仮にその機械的ストレスが正極缶100及び負極缶200に均一に掛ったとしても、この折り畳まれた接続タブ部601aがあるために、その機械的ストレスは、電極群500には均一には加わらない。
すなわち、図13(a)、図13(b)に示したように、電極群500にあっては、接続タブ部601aが電極群500に重なっている部分が、重なっていない部分に比べて、接続タブ部601aの分だけ押し込まれてしまうのである。このため、領域Zにおいては、電極群500を構成する正極板300の電極部301、負極板400の電極部401(共に図12参照)の形状が段差のような形状に変化してしまう。
この領域Zにおける形状変化によって、正極板300及び負極板400、集電体600及び集電体601、もちろん、図示はしないがセパレータにも局部的な歪みが生じ、素材(特に活物質層)の亀裂や劣化を生じて、電池としての寿命や信頼性を低下させてしまうのである。
また、正極板300及び負極板400の対向状態が平行平面ではなくなることから(つまり、金属ケース内にて電極板同士が平行に対向しない)、電極間の距離の一様性も失われ、例えばリチウムイオン二次電池の場合、正負の電極間でリチウムイオンの移動が不均一になり、二次電池としての充放電特性、すなわちサイクル特性が低下してしまうのである。
このような問題を解決するには接続タブ部601aの長さを小さくすればよい。
しかし、そうすると、負極缶200との電気的な接続の際に、長さに余裕がなくなり、正しく電気的接続ができなくなるばかりか、接続のための十分な作業領域の確保もできなくなり、作業性が低下してしまう。そして、結果として電池としての信頼性や生産性が低下してしまうという問題が生じる。
また逆に、接続タブ部601aの長さを長くし、金属ケース内の空き領域に入れ込むことで、その第2タブ部分を電極群500の上端面には設けないようにすることも考えられる。
しかし、電池容量を増やすために電極群500は、金属ケース内に載置できる範囲において、できるだけ大きくするよう設計される。そのため、そもそも金属ケース内に余剰な
領域は殆どないか極わずかである。そのような小さな余剰領域に、無理に接続タブ部601aを押し込もうとすると、断線や正極板300との意図しない短絡などが発生し、電池としての生産性や歩留まりが低下してしまう。
本発明の目的は、上記課題を解決するためにある。すなわち、生産性や歩留まりを低下させることなく、電池の製造過程や完成状態においても電極群に歪みを生じることがなく、寿命や信頼性が低下しない扁平型電池を提供する。また、二次電池に応用した場合は、正極板と負極板との対向状態が平行平面になることで、サイクル特性に優れた二次電池を提供することもできる。
上記課題を解決するため本発明の扁平型電池は下記記載の構成を採用する。
本発明の扁平型電池は、金属箔の表面に活物質層が形成された帯形状の正極板及び負極板を有し、正極板と負極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成してなる電極群を、金属ケースに載置してなる扁平型電池において、接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置し、正極板又は負極板のうち、少なくとも一方の接続タブ部は、電極群と平面的に重ならない方向に突出した突出部を設け、金属ケースと突出部とが、電気的に接続されることを特徴とする。
上記構成によれば、電極群を金属ケースに載置したとき、金属ケースと電気的に接続する突出部は電極群より離れるため、金属ケースと突出部との接続部分の表面が荒れたり、凹凸が生じても、電極群に影響はない。
突出部との電気的な接続部分と電極群の載置部分とは、金属ケースの内部で、平面的に重ならないようにしてもよい。
このようにすれば、突出部との電気的な接続部分と電極群とは平面的に重ならないから、電極群と金属ケースとの間はフラットになる。このため、正極板と負極板とが平行平面となり、電極間距離が均一になり、電極部に形状変化を生じることはない。
さらに、接続タブ部は、金属箔が露出しているようにしてもよい。
これにより、全体の電池の厚みを薄くすることができ、応用範囲の広い扁平型電池が実現できる。
本発明によれば、正極板と負極板とを巻回又は折り畳んで電極群を形成し、金属ケースに載置したときに、金属ケースとの電気的な接続と電極群との載置場所とが平面的に重ならないから、正極板と負極板とが平行平面となり、電極間距離が均一になり、電極部に形状変化を生じることはない。このため、長い寿命や高い信頼性を有する扁平型電池とすることができる。
本発明の第1実施形態における扁平型電池の電極板の構造を示す平面図及び断面図である。 電極板を折り畳んで電極群を構成する様子を説明する平面図及び断面図である。 電極板を折り畳んで電極群を構成する様子を説明する平面図及び断面図である。 電極板を折り畳んで電極群を構成する様子を説明する平面図である。 電極板を折り畳んで電極群を構成する様子を説明する平面図である。 電極板を折り畳んで電極群を構成する様子を説明する平面図である。 折り畳み終った電極群を説明する断面図である。 扁平型電池の製造工程を説明するフローチャートである。 折り畳み終った電極群と金属ケースとの接続の様子を説明する斜視図である。 折り畳み終った電極群を金属ケースに組み込む様子を説明する断面図である。 本発明の第2実施形態を説明する平面図である。 特許文献1に示した従来技術を説明する平面図及び断面図である。 特許文献1に示した従来技術の問題点を説明する断面図である。
本発明は、金属箔の表面に活物質層が形成された帯形状の正極板と負極板とを積層して形成した電極群を有する扁平型電池である。正極板又は負極板の末端には接続タブ部を備えている。
接続タブ部は、金属ケースと接続するための突出部を有しており、この突出部は、金属ケースに電極群を載置したときに、電極群と平面的に重ならない方向に突出している。
金属ケースは、電池の組み立ての際に電極群を載置しやすくする、所定の量の電解液を注入したい、などの理由から、電極群を置くスペースの周囲に若干ではあるが、余剰なスペースを設けている。突出部は、この余剰なスペースに向かって延設するよう設けており、その部分で金属ケースと電気的な接続を行うようにしている。
正極板及び負極板は、金属箔の表面の所定の部分に形成された活物質層(所定の活物質とバインダー剤との混合物)が電極部となっているので、平面視で電極群を構成する各層における電極板の対向形状とは、この電極部を指すものである。
電極群は、このような正極板と負極板とを巻回又は折り畳んで形成する。電極板の突出部は、上述の余剰なスペースにて金属ケースと電気的に接続されるから、金属ケースに電極群を載置しても、突出部と金属ケースとの接続位置は、電極群と平面的に重ならない。
このため、電極群と金属ケースとの間はフラットになり、電極群を形成する各層が平行平面となり、電極間距離も均一になり、電極部に形状変化を生じることはない。これにより、信頼性やサイクル特性や生産性を向上した扁平型電池が実現できる。
以下、扁平型電池の実施形態を説明する。
実施形態として、特に限定するものではないが、一例として扁平型二次電池を例にする。そして、次のような構成を用いるものとして説明する。
正極板は、正極集電体(金属箔)にアルミニウム箔を用いる。例えばその厚みは、20μmである。
その表面に、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等の正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤及び、ポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物資層を形成する。この活物質層を所定の形状に形成することで、正極板の電極部となる。
負極板は、負極集電体に銅箔を用いる。例えばその厚みは、20μmである。
その表面に、グラファイト等の負極活物質とポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物資層を設ける。この活物質層を所定の形状に形成することで、負
極板の電極部となる。
セパレータは、微多孔性ポリエチレンフィルムを用いる。正極板と負極板とを電気的に隔離し、且つ微細孔を通ってイオンが移動する材質からなる従来の構成であり特に発明の主要部をなすものではないので、本実施形態の説明においては図示を省略している。
電極群は、このような正極板と負極板とを折り畳むか巻回して、互いが対向するように積層して形成する。本実施形態では、正極板と負極板とを九十九折りに折り畳んでなる。
九十九折りとは、帯形状の2つ構造物の一部を重ね、交互に折り畳む公知の手法である。本実施形態では、正極板及び負極板を構成する互いの電極部同士を重ね、正極板と負極板とを交互に折り畳むことで九十九折りとする。
金属ケースは、正極側の電源端子となる外装ケース(いわゆる正極缶)と負極側の電源端子となる封口ケース(いわゆる負極缶)とを、絶縁材料のガスケットを介して勘合する構成である。それらケースは、導電性を有する材料であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属材料、あるいはステンレスにニッケルメッキを施した材料等から構成する。
電解液は、金属ケースに電極群と共に封入されるもので、その材質は、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4) 、ホウフッ化リチウム(LiBF4)のようなリチウム塩とエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)のような溶媒を用いることができるが、特に発明の主要部をなすものではないので、本実施形態の説明においては図示を省略している。
なお、説明にあっては、その説明及び図は一実施形態であって、これに限定されるものではない。また、図面における寸法は実際の形状を反映したものではなく図面を見やすくするため、一部誇張して記載している場合がある。
なお、発明に直接関係しない一部の要素は省略し、各実施形態において同一又は相当する要素には同一番号を付与して重複する説明は省略するものとする。
以下図面により扁平型電池の第1実施形態について説明する。
図1〜図9は、第1実施形態における扁平型電池を示し、図1は電池を構成する電極板の構造を説明する平面図及び断面図である。
図2〜図6は、図1に示す電極板を用いた電極群の製造方法を説明する平面図及び部分断面図である。正極板と負極板とを九十九折りしてなる様子を説明する図である。
図7は、折り畳み終った電極群の様子を説明する断面図である。
図8は、第1実施形態における扁平型電池の製造工程を説明するフローチャートである。図9は、扁平型電池の折り畳まれた状態を示す斜視図であり、図10は電極群を金属ケースに組み込む工程を説明する断面図である。
[第1実施形態における電極板の構造説明:図1]
まず、図1を用いて第1実施形態における扁平型電池の正極板及び負極板の構造を説明する。
図1(a)は、扁平型電池1の正極板41の平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A´断面図である。また、図1(c)は、扁平型電池1の負極板43の平面図であり、図1(d)は、図1(c)のB−B´断面図である。
[正極板の説明]
まず、正極板41について説明する。
図1(a)に示すように、正極板41は、帯形状の金属箔41pの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。図1(b)に示すように、活物質層はこの例では、9箇所に設けている。活物質層は平面視で例えば八角形で構成している。これら活物質層は、正極板41の電極部となり、正極部411〜正極部419と称する。金属箔41pの表面及び裏面に離間して設ける各正極部の間は連結部41rと称する。この連結部41rは、活物質層が設けられておらず金属箔41pが露出している状態となっている。
活物質層は、金属箔41pの表面には、図面左から正極部412、413、416、417の4つを互いに離間して設けている。金属箔41pの裏面には、図面左から正極部411、414、415、418、419の5つを互いに離間して設けている。
なお、電極板には表面や裏面といった概念はあまり意味を持たないが、電極板のどちらの面にどの電極部を設けているかを説明しやすくするために、表面及び裏面と表現している。
正極板41は、図1(b)において図面上方が表面、下方が裏面と定義している。以降、この定義により表面及び裏面と表現して説明する。
これら9つの電極部の配置は、次のようになっている。
金属箔41pの表面の一方の端部に位置する正極部412と、金属箔41pを挟んで正極部412と相対するように金属箔41pの裏面に正極部411を設けている。以下同様に、金属箔41pを挟み、正極部413と正極部414とが、正極部416と正極部415とが、正極部417と正極部418とがそれぞれ設けてある。金属箔41pの裏面に位置する正極部419と平面的に重なる位置の金属箔41pの表面には接着層41gが設けてある。
接着層41gは、正極板41を折り畳んだり巻回するときに折り曲げた部分や巻いた部分がばらけたり広がったりしないようにする目的で設ける固定用の粘着層である。例えば、ポリイミドフィルムを基材にした絶縁性のテープなど、知られた接着物で構成することができる。
接着層41gは、平面視で電極群を構成する各層における対向形状、つまり1つの電極部(正極部411〜正極部419のそれぞれ)と略同じ大きさである。また、その厚みは、特に制限はないが、この接着層41gの厚さは薄くする方が好ましい。なぜなら、折り畳んだ電極群の厚さも薄くできるからである。
正極板41の他方の端部(以降、末端と称する)には、接続タブ部41sを備えている。
この接続タブ部41sは、第1タブ部41cと第2タブ部41tとからなり、正極部411〜正極部419に近い方が第2タブ部41tであり、正極板41の最も端部が第1タブ部41cとなっている。第1タブ部41cには、平面方向に突出する形状の突出部T1が設けてある。
第2タブ部41tは、金属箔41pの表面を表面41t1、金属箔41pの裏面を裏面41t2と称することにする。第2タブ部41tは、図1に示す例では、平面視で電極群を構成する各層における対向形状、つまり1つの電極部(正極部411〜正極部419のそれぞれ)と略同じ大きさである。なお、この実施形態では形状も略同じにしている。
第2タブ部41tの表面41t1及び裏面41t2は、金属箔41pが露出している。
図示はしないが、第2タブ部41tは、導電性のフィルム等で覆うようにしてもよい。
第1タブ部41cは、金属箔41pの表面を表面41c1、金属箔41pの裏面を裏面41c2と称することにする。第1タブ部41cは、図1に示す例では、突出部T1を除く平面視での形状は、電極群を構成する各層における対向形状、つまり1つの電極部(正極部411〜正極部419のそれぞれ)と略同じ大きさである。なお、この実施形態では形状も略同じにしている。
突出部T1は、図1に示す例では、平面視で矩形形状を有しており、正極板41の長手方向に突出するように設けている。突出部T1は、このように正極部411〜正極部419や、第1タブ部41c及び第2タブ部41tと平面的に重ならない方向に突出しているため、後述するように、電極板を巻回又は折り畳みして電極群を形成しても、この電極群と平面的に重ならないのである。
突出部T1の裏面には接続部材層41cnを設けている。この接続部材層41cnは、正極板41を突出部T1を介して後述する金属ケースと電気的に接続する際に用いるものである。接続部材層41cnは、正極板41と金属ケースとを溶接により接続する場合は、溶接に用いる金属層となる。その場合、例えば、ステンレス層とすることができる。
本実施形態では、正極板41と金属ケースとを溶接で接続する例とする。このため、この接続部材層41cnは、例えばステンレスを主成分とする金属層である。
また、正極板41と金属ケースとを溶接する際は、突出部T1と金属ケースとを接触させ、接続部材層41cnを加熱することで金属ケースと接続部材層41cnとの合金化を行う。詳細は、後述する。
このように、第2タブ部41t及び第1タブ部41cを、1つの電極部(正極部411〜正極部419のそれぞれ)と略同じ大きさとすることで、後述する電極群を巻回や折り畳んで構成する際に、その対向する電極部が段差のような形状に変化することはなく、正極板と負極板とが平行に対向できるようになる。
また、突出部T1は、平面的に電極板を巻回又は折り畳んでなる電極群とは重ならない位置で金属ケースと電気的に接続するため、電極群を金属ケースに載置しても、電極群と金属ケースとの間にその電気的な接続部分がなく、電極群は金属ケースにフラットに載置できる。なお、詳しくは後述する。
[負極板の説明]
次に、負極板43について説明する。
図1(c)に示すように、負極43は、帯形状の金属箔43pの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。図1(d)に示すように、活物質層はこの例では、9箇所に設けている。活物質層は平面視で例えば八角形で構成している。これら活物質層は、負極板43の電極部となり、負極部431〜負極部439と称する。金属箔43pの表面及び裏面に離間して設ける各負極部の間は連結部43rと称する。この連結部43rは、活物質層が設けられておらず金属箔43pが露出している状態となっている。
活物質層は、金属箔43pの表面には、図面左から負極部438、437、434、433の4つを互いに離間して設けている。金属箔43pの裏面には、図面左から負極部439、436、435、432、431の5つを互いに離間して設けている。
なお、負極板43も上述の正極板41と同様に、表面や裏面といった概念はあまり意味
を持たないが、説明しやすいように、図1(d)において図面上方が表面、下方が裏面と定義している。そして、以降、この定義により表面及び裏面と表現して説明する。
これら9つの電極部の配置は次のようになっている。
金属箔43pの表面の一方の端部に位置する負極部438と、金属箔43pを挟んで負極部438と相対するように金属箔43pの裏面に負極部439を設けている。以下同様に、金属箔43pを挟み、負極部437と負極部436とが、負極部434と負極部435とが、負極部433と負極部432とがそれぞれ設けてある。金属箔43pの裏面に位置する負極部431と平面的に重なる位置の金属箔43pの表面には接着層43gが設けてある。
接着層43gは、正極板41の接着層41gと同様に、負極板43を折り畳んだり巻回するときに折り曲げた部分や巻いた部分がばらけたり広がったりしないようにする目的で設ける固定用の粘着層である。その平面的な大きさと厚さの関係も正極板41の接着層41gと同様に、つまり1つの電極部(負極部431〜負極部439のそれぞれ)と略同じ大きさであり、その厚みは、できるだけ薄い方が好ましい。
負極板43の他方の端部、つまり負極板43の末端には、接続タブ部43sを備えている。
この接続タブ部43sは、金属箔43pの表面を表面43c1、金属箔43pの裏面を裏面43c2と称することにする。
この接続タブ部43sは、平面視で電極群を構成する各層における対向形状、つまり負極部と略同じ形状及び大きさである。表面43c1、裏面43c2は、金属箔43pが露出している。この裏面43snは、負極板43を金属ケースと電気的に接続する際に用いるものである。図示はしないが、表面43c1及び裏面43c2は、導電性のフィルム等で覆うようにしてもよい。
本実施形態では、負極板43と金属ケースとを面接触で接続する例とする。このため、裏面43c2は金属箔43pが露出しているものとする。なお、この金属ケースとの接続については、後述する。
[第1実施形態における電極群の形成方法の説明:図1〜図7]
次に、図1〜図7を用いて電極群の形成方法を説明する。
なお、電極群の形成にあっては、すでに説明しているように、正極板と負極板とのそれぞれの電極部同士を重ねて交互に折り畳む、九十九折りにて形成する例で説明する。
図2(a)、図3(a)、図4、図5、図6は、正極板41と負極板43との九十九折りによる電極群の形成工程を説明する平面図、図2(b)、図3(b)は、それぞれ図2(a)、図3(a)に示す正極板41と負極板43との重なり部分Q(点線で示す)の部分断面図である。
そして、図7は、図6(c)に示す切断線Y−Y´で切断した様子を示す断面図である。
[折り畳みの準備]
まず、負極板43の裏面側を図面の手前側に向けて配置する。
この状態では、負極板43を構成する負極部439、436、435、432、431、接続タブ部43sの裏面43C2が図面の手前側に見えている。
そして、正極板41の表面側を図面の手前側に向けて配置する。
この状態では、正極板41を構成する正極部412、413、416、417、接着層
41g、接続タブ部41sを構成する第2タブ部41tの表面41t、第1タブ部41cの表面41c1が図面の手前側に見えている。その後、双方の電極を平面的に90度ずれるように配置する。
[第1回目の折り畳み:図2(a)]
次に、図2(a)に示すように、負極板43の負極部431と正極板41の正極部411とが対向するように負極板43の上部に正極板41を重ねる。
次に、負極板43の表面43c1が接着層43gと接するように(図1(d)も参照)、矢印F1の方向に折り畳む。なお、この作業は電極群を形成し終わってから行ってもよい。
次に、負極板43の負極部432と負極部431(すでに正極板41と重なっている)との間の連結部43rを通る折り曲げ線B1を規定する。
そして、折り曲げ線B1を谷にして、負極板43を矢印F2の方向に折り畳む。
これにより、負極板43の負極部432は、正極板41の正極部412の上に重なる。
この結果、図2(b)に示すように、重なり部分Qにおいては、負極板43の上に正極板41が積層される。
負極板43の最下部は接続タブ部43sとなっている。なお、最も底面は負極板43の裏面43c2となっており、この裏面43c2と後述する金属ケースとが接続される。
[第2回目の折り畳み:図3(a)]
次に、図3(a)に示すように、正極板41の正極部413と正極部412(図面上はその正極部412の上部には負極板43の負極部433が重なっている)との間の連結部41rに、折り曲げ線B2を規定する。
そして、折り曲げ線B2を谷にして、正極板41を矢印F3の方向に折り畳む。
これにより、正極板41の正極部413は、負極板43の負極部433の上に重なる。
この結果、図3(b)に示すように、重なり部分Qにおいては、正極板41の上に負極板43が積層される。
[第3回目から第8回目の折り畳み:図4〜図7]
その後、第3回目の折り畳みとして、図4の折り曲げ線B3を谷にして、負極板43を矢印F4の方向に折り返す。
次に、第4回目の折り畳みとして、図5(a)の折り曲げ線B4を谷にして、正極板41を矢印F5の方向に折り返す。そして、第5回目の折り畳みとして、図5(b)の折り曲げ線B5を谷にして、負極板43を矢印F6の方向に折り返す。
次に、第6回目の折り畳みとして、図5(c)の折り曲げ線B6を谷にして、正極板41を矢印F7の方向に折り返す。そして、第7回目の折り畳みとして、図6(a)の折り曲げ線B7を谷にして、負極板43を矢印F8の方向に折り返す。そして最後に、第8回目の折り畳みとして、図6(b)の折り曲げ線B8を谷にして、正極板41を矢印F9の方向に折り返す。
以上で正極板41と負極板43との九十九折りによる折り畳みは終了し、電極群が構成される。その様子を平面で示す図が図6(c)である。そして、図6(c)に示す切断線Y−Y´で切断した様子を図7に示す。符号50は電極群である。
図7に示すように、電極群50は、正極板41と負極板43とを交互に積層してなり、電極群50の最も上面は、正極板41の接着層41g、接続タブ部41sの表面41t1及び表面41c1である。また、電極群50の最も下面は、負極板43の接続タブ部43sの裏面43c2となっている。このように、最も上面と最も下面に正極板41と負極板43とを分けることで、後述する金属ケースへの組み込みがしやすくなるのである。
なお、正極板41の接続タブ部41sが折り畳まれていないのは、後述する金属ケースとの電気的な接続のためである。
[扁平型電池の製造方法の説明:図8〜図10]
次に、主に図8〜図10を用いて扁平型電池の製造方法を説明する。
まず、すでに説明した電極板及びそれを折り畳んでなる電極群50を、扁平型電池を構成する金属ケースへ組み込む様子を説明する。
図8は、製造工程を示すフローチャートである。図9は、電極群50を金属ケースに載置する様子を模式的に示す斜視図である。図10は、電極群50を金属ケースに組み込み接続タブ部を電気的に接続する様子を説明するための断面図である。
図9、図10において、符号10は外装ケース、符号20はガスケット、符号30は封口ケースである。これらで金属ケースを構成する。なお、本実施形態では、ガスケット20は封口ケース30の周囲に予め設けている例で説明する。符号10aは正極接続部、符号10bは接着部である。
[電極板形成工程ST1の説明]
図8に示す電極板形成工程ST1は、正極板41及び負極板43を形成する工程である。
まず、正極板41の形成について説明する。
正極板41の金属箔41pとなる所定の形状のアルミニウム箔を用意する。そのアルミニウム箔に正極板41となる部分を規定する。生産性を考慮に入れると、アルミニウム箔は、複数の正極板41を得られるサイズにすることが望ましい。
このアルミニウム箔の両面に、ニッケル酸リチウムなどの正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤及びポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤と、の混合物で構成した活物資層を形成する。その形成は液状となる上記材料を所定の膜厚(例えば、50μm)となるように塗布し、所定の温度で乾燥(例えば、常温で数十分)してなる。
その後、正極の活物質層が形成されたアルミニウム箔から正極板41となる帯状の板材を切り出す。
そして、連結部41r、接続タブ部41sの部分に相当する領域の正極活物質を除去することで、正極部411〜正極部419、接続タブ部41sが規定され、正極板41が完成する。
除去にあっては、特に限定しないが、先端がへら状となる治具による削り出しで行うことができる。
もちろん、予めアルミニウム箔の所定の部分にマスクを施し、正極活物質が塗布されないようにすることもできる。
なお、アルミニウム箔からの切り出し前に上述の正極の活物質の部分的な除去を行ってもかまわない。例えば、金属箔に活物質層を塗布した後、乾燥する前に除去を行ってもよい。
そして、正極板41の正極部419の金属箔41pを挟み、その表面に接着層41gを形成する(図1を参照)。
この接着層41gは、接着テープ層とすれば、この後に行う負極板43との折り畳み後に装着してもかまわない。
そして、正極板41の第1タブ部41cから平面方向に突出している突出部T1の裏面に接続部材層41cnを形成する。
この接続部材層41cnは、ステンレスを主成分とする金属層とすれば、所定の形状にしたステンレス片を突出部T1の裏面に載置して、公知の接着剤にて脱落しないように軽く固定しておくとよい。なお、この後に行う金属ケースとの溶接の直前に装着してもかまわない。
次に、負極板43の形成について説明する。
負極板43の金属箔43pとなる所定の形状の銅箔を用意する。その銅箔に負極板43となる部分を規定する。正極板41と同様に生産性を考慮に入れると、銅箔は、複数の負極板43を得られるサイズにすることが望ましい。
この銅箔の両面に、グラファイト等の負極活物質と、ポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤と、の混合物で構成した活物資層を形成する。その形成は液状となる上記材料を所定の膜厚(例えば、50μm)となるように塗布し、所定の温度で乾燥(例えば、常温で数十分)してなる。
その後、負極の活物質層が形成された銅箔から負極板43となる帯状の板材を切り出す。
そして、連結部43r、接続タブ部43sの部分に相当する領域の負極活物質を除去することで、負極部431〜負極部439、接続タブ部43sが規定され、負極板43が完成する。活物質層の部分的な除去は、正極板41の場合と同様な手法を用いることができ、もちろん、銅箔からの切り出し前に上述の負極の活物質の部分的な除去を行ってもかまわない。
そして、負極板43の所定の部分に接着層43gを形成する。
この接着層43gは、正極板41の接着層41gと同様に接着テープ層とすれば、この後に行う正極板41との折り畳み後に装着してもかまわない。
ここで、セパレータについて説明しておく。
セパレータは、すでに説明した通り微多孔性ポリエチレンフィルムを用いることができる。セパレータは正極板や負極板と同様に、独立して双方の電極板の間に設けてもよいが、よく知られているように、その形状を袋状にして、正極板41又は負極板43のどちらかを包むようにし、その周囲を閉じるような形状にしてもかまわない。そうすることで、電極群50形成のために折り畳むときに作業がしやすくなるというメリットもある。
例えば、正極板41を包む場合、正極板41の接続タブ部41sと接着層41gを設ける部分の金属箔41pの部分とを露出するよう形成する。
もちろん、接着層41gは、セパレータで正極板41を包み込んだ後に設けてもかまわない。その際は、図1(b)に示すように、金属箔41pの正極部419と対向する位置に設けることは無論である。
すでに説明したように、電極群50は正極板41と負極板43とを積層してなるので、平面視では電極群50を構成する各層における電極板同士の対向形状は、正極板41の1
つの電極部(正極部411〜正極部419のそれぞれ)又は負極板43の1つの電極部(負極部431〜負極部439のそれぞれ)と略同じ形状及び大きさとなっている。
電極群50は、搭載される金属ケースにおいて電極群50を載置するエリアに無駄なスペースが生じないよう、予めこの1つの電極部の平面視のサイズを決める。
したがって、上述の正極板41及び負極板43の形成において、それぞれの電極部のサイズもこれに鑑みて決めるのである。
[電極群形成工程ST2の説明]
図8に示す電極群形成工程ST2は、正極板41と負極板43と巻回又は折り畳んで、正極板と負極板とが積層した電極群を形成する工程である。
この工程については、すでに九十九折りを用いた折り畳みにより電極群を形成する様子を、図2〜図7を用いて詳述したので、説明は省略する。
[第1のケース接続工程ST3の説明]
図8に示す第1のケース接続工程ST3は、金属ケースを構成する第1の金属部材と、正極板又は負極板の一方の第1タブ部と、を電気的に接続する工程である。
説明にあっては、金属ケースを構成する第1の金属部材として外装ケース10、これと電気的に接続する電極板を正極板41として説明する。
図9に示すように、扁平型電池の金属ケースを構成する外装ケース10は、正極側の電源端子であり正極缶とも呼ばれる。同様に、封口ケース30は、負極側の電源端子であり負極缶とも呼ばれる。その材質は、例えばステンレスである。ガスケット20は絶縁材料で構成し、電源端子間を電気的に絶縁すると共に、外部から水分やごみなどの不純物の侵入を防止する。
図9に示す電極群50は、図6(c)及び図7の状態から図面上の上下を反転した状態となっており、電極群50の上面側に負極板43の接続タブ部43sの裏面43c2があり、正極板41の接続タブ部41sは電極群50の下面側にある。後述するが、電極群50はこの向きで金属ケースに載置される。
まず、図9に示すように、正極板41の接続タブ部41sの表面41c1と外装ケース10の正極接続部10aとを密着させる。接続タブ部41sの突出部T1は、接着部10bと密着させる。接続タブ部41sの表面41c1は、金属箔41pが露出しているので、正極接続部10aと金属同士が接触している状態である。突出部T1の表面も金属箔41pが露出しているので、接着部10bと金属同士が接触している状態となっている。
このとき、電極群50は外装ケース10の外側、つまり正極接続部10aと平面的に重ならないような離れた位置に、図示しない治具などに載置するなどしておく。
次に、図10(a)に示すように、正極板41の突出部T1の接続部材層41cnに溶接ヘッドTHを矢印K方向から密着させる。溶接ヘッドTHは、例えば、抵抗溶接を行うための溶接ヘッドである。
正極板41の金属箔41pは、例えばアルミニウムであり、接続部材層41cnはステンレスである。溶接ヘッドTHに電流を印加することで、接続部材層41cn、金属箔41p、外装ケース10は融点以上の温度まで加熱される。すると、これらの金属の合金層41kが形成される。これにより、接着部10bの位置で正極板41と外装ケース10とは電気的に接続されることになる。
合金層41kは、均一な膜厚で形成されない場合(表面の荒れも含む)や、表面に波打つようなに凹凸が形成されてしまう場合がある。これは、例えば、電極板を構成する金属箔41pや接続部材層41cnの厚さのばらつきや、溶接温度が意図せず変化してしまうことなどによる。
仮に、このような膜厚や表面状態が不均一な合金層41kに重なるようにして電極群50を金属ケースに載置すると、電極群50が傾斜してしまったり、正極板と負極板との対向状態が平行平面ではなくなったりするのである。
しかし、図9及び図10(a)に示すように、突出部T1と金属ケースとの電気的な接続位置は、電極群50が金属ケースに載置される場所ではないから、電極群50とは平面的に重ならない位置で電気的に接続され、上記のような電極群50の傾斜や電極板同士の対向状態の不均一などの問題は生じないのである。
換言すると、金属箔41pや接続部材層41cnの厚さにどのようなばらつきがあっても、溶接温度が意図せずどのように変化しても、でき上がった合金層41kの表面がどのような状態になっていても、電極群50と金属ケースとの間はフラットにすることができるため、溶接に係る膜や温度の管理や制御を緩くすることができる。したがって、従来、この溶接に係る管理や制御のコストをカットすることができる。
また、図10(a)に示すように、外装ケース10の上部から矢印Kに沿って溶接ヘッドTHを移動させても、正極板41には第1タブ部41cと第2タブ部41tとからなる接続タブ部41sが設けてあるため(図1も参照)、電極群50はその分だけ外装ケース10より離れた位置に退避させておくことができる。このため、溶接作業を妨害することはない。また、溶接時に生じる熱の影響も電極群50は受けにくくなるというメリットもある。
なお、図10においては、合金層41kは、図面を見やすくするため所定の厚さの膜状に記載しているが、図9に示す接着部10bにおいて合金化しているため、実際には境界が明瞭な状態にはなってはいない。
また、上記の説明では、溶接ヘッドTHは抵抗溶接を行う際の抵抗溶接用のヘッドで説明したが、もちろん、抵抗溶接に変えて超音波溶接としてもよい。その場合は、溶接ヘッドTHは、超音波溶接を行うためのヘッドとなり、所定の周波数の超音波と加圧力を発生する。
[電極群載置工程ST4の説明]
図8に示す電極群載置工程ST4は、第1の金属部材(外装ケース10)を、電極群50の下面に平行に移動させることで、電極群50を第1の金属部材(外装ケース10)に載置する工程である。
正極板41と外装ケース10との溶接が終了し、矢印Kとは反対の方向などに溶接ヘッドTHを移動させた後(適宜、冷却時間を設けてもよい)、図10(a)に示す矢印Lの方向に外装ケース10をスライドさせ、電極群50の下部に移動させる。
この外装ケース10の移動は、図示はしないが移動レール等を備えた公知の治具などにより行う。
このとき、正極板41の接続タブ部41sは、連結部41r(図1参照)の部分で折られ、正極板41を構成する第2タブ部41tの裏面41t2は、第1タブ部41cの裏面
41c2と対向するように折り畳まれる。
次に、図10(b)に示すように、電極群50を降下させ、外装ケース10に納める。
この電極群50の移動は、図示はしないが移動レール等を備えた公知の治具や電極群50を把持して移動可能な治具などにより行う。
突出部T1と外装ケース10との溶接部分(図9の接着部10b)に形成されている合金層41kは、接続タブ部41sの折り畳みの外側にあるから、合金層41kと電極群50とは平面的に重なっていない。
このとき、正極板41を構成する第2タブ部41tの表面41t1は接着層41gと対向するように折り畳まれる。
もちろんこの説明は一例であるから、正極板41と外装ケース10との溶接が終了した後などに、予め第2タブ部41tの裏面41t2にも接着層を設けていても構わない。
そうすると、合金層41kと電極群50とがより強固に固定できる。
[電解液注入工程ST5の説明]
図8に示す電解液注入工程ST5は、金属ケース内に電解液を注入する工程である。
すでに説明した工程で電極群50は金属ケースを構成する外装ケース10に載置されたので、電解液を注入する。電解液は、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)などのリチウム塩やエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)のような溶媒を用いることができ、図示はしないが、公知の滴下装置により適量が注入される。
[第2のケース接続工程ST6の説明]
図8に示す第2のケース接続工程ST6は、金属ケースを構成する第2の金属部材と、正極板又は負極板の一方の第1タブ部と、を電気的に接続する工程である。
説明にあっては、金属ケースを構成する第2の金属部材として封口ケース30、これと電気的に接続する電極板を負極板43として説明する。
負極板43の接続タブ部43sは金属箔43pが露出している。この裏面43c2と封口ケース30とを電気的に接続させる。この金属箔43pは、例えば銅である。封口ケース30は、例えばステンレスである。双方は、図示はしないが、公知の導電性接着剤や導電性テープなどを用いて接着することができる。
なお、第2のケース接続工程ST6は、電池形成のための最後の工程である金属ケース形成工程ST7と同時に行うこともできる。その様子を次に説明する。
[金属ケース形成工程ST7の説明]
図8に示す金属ケース形成工程ST7は、第1の金属部材(外装ケース10)と第2の金属部材(封口ケース30)とを絶縁材料(ガスケット20)を介して嵌合又は接着して金属ケースを形成する工程である。
図10(c)に示すように、電極群50と図示しない電解液を入れた外装ケース10に、封口ケース30を嵌合させる。
まず、例えばステンレスで構成した封口ケース30の外周部分にガスケット20を嵌め込んだ構造体を形成しておく。
そして、封口ケース30を矢印Nの方向から嵌め込み、適度に押圧し外装ケース10と嵌合させる。その後、外装ケース10と封口ケース30との間をかしめるなどしてもよい
このとき、上述の第2のケース接続工程ST6を行わなくとも、つまり、負極板43の接続タブ部43sの裏面43c2と封口ケース30とが導電性接着剤や導電性テープなどを用いて電気的に接続していなくとも、封口ケース30の嵌め込みだけで、負極板43の接続タブ部43sの裏面43c2と封口ケース30とが接触し、電気的な接続を完了させることができる(第2のケース接続工程ST6に相当。)。
裏面43c2は、金属箔43pが露出しており、この金属箔43pは、例えば銅であるので、封口ケース30と所謂、面接触することで電気的に接続されるからである。
封口ケース30を外装ケース10に嵌合させるとき、押圧することで封口ケース30と負極板43の裏面43c2との接触をさらに強固にすることができる。押圧することで接触面積が増えるなどすれば、電気的にも接触抵抗が下がるので好ましい。
以上のような製造方法により、扁平型電池が完成する。
このように、金属ケース形成工程ST7で封口ケース30を押圧しても、正極板41の接続タブ部41sを構成する第2タブ部41t及び第1タブ部41cを、1つの正極部と略同じ大きさとし、負極板43の接続タブ部43sが、1つの負極部と略同じ形状及び大きさであるし、正極板41の接続タブ41sの突出部T1は、電極群50と平面的に重ならない位置で外装ケース10と溶接されているので、電極群50の上面及び下面がフラットになり、従来技術とは異なり電極群50に掛る力を均一にすることができる。そして、結果として正極板41と負極板43とが平行に対向できるようになる。
[第2実施形態の説明:図11]
次に、図面を用いて扁平型電池の第2実施形態について説明する。
図11は、第2実施形態における扁平型電池を構成する電極板の構造を説明する平面図である。図11(a)は、接続タブ部を拡大した平面図であって、第2実施形態の第1の例を説明する平面図、図11(b)は、第2の例を説明する平面図である。
第2実施形態の特徴は、電極板の末端に設ける突出部をより大きくしたという点である。なお、第2実施形態の説明にあっては、正極板を例にして説明する。
[第1の例の説明:図11(a)]
図11(a)に示す正極板41Aは、末端に接続タブ部41sAを備えている。
この接続タブ部41sAは、第1タブ部41Acと第2タブ部41Atとからなり、第1タブ部41Acの末端には、第1実施形態と同様な方向に突出する突出部T2が設けてある。このため、第2タブ部41Atよりも第1タブ部41Acの方が平面的に大きくなっている。
なお、正極板において、電極部と接続タブ部との位置関係は、すでに説明した第1実施形態と同様である。つまり、正極部に近い方が第2タブ部41At、末端が第1タブ部41Acである。
また、第2タブ部41Atにおいて金属箔41pの表面が表面41At1、第1タブ部41Acにおいて金属箔41pの表面が表面41Ac1であり、それぞれ第1実施形態の表面41t1、41c1に相当する。
図11(a)において点線で示すように、第1タブ部41Acの平面的なサイズは、第2タブ部41Atや図示しない正極部と同じである。突出部T2は、その幅を電極板41
Aの短手方向と同じとし、長さを正極板41Aの長手方向に伸ばした形状である。このため、第1実施形態の突出部T1よりもその面積が大きくなっている。このような構成とすれば、より広い面積で金属ケースと電気的に接続できる。
[第2の例の説明:図11(b)]
図11(b)に示す正極板41Bは、末端に接続タブ部41sBを備えている。
この接続タブ部41sBは、第1タブ部41Bcと第2タブ部41Btとからなり、第1タブ部41Bcの末端には、第1実施形態とは異なり、第1タブ部41Bcの周囲を囲むように平面的に突出する突出部T3が設けてある。このため、この例も第2タブ部41Btよりも第1タブ部41Bcの方が平面的に大きくなっている。
第2の例と既に説明した第1の例との違いは、この突出部の形状であり、その他の構成は同じである。つまり、正極部に近い方が第2タブ部41Bt、末端が第1タブ部41Bcである。また、第2タブ部41Btにおいて金属箔41pの表面が表面41Bt1、第1タブ部41Bcにおいて金属箔41pの表面が表面41Bc1であり、それぞれ第1実施形態の表面41t1、41c1に相当する。
図11(b)において点線で示すように、第1タブ部41Bcの平面的なサイズは、第2タブ部41Btや図示しない正極部と同じである。突出部T3は、第1タブ部41Bcの周囲を囲むように形成されている。このため、第1実施形態の突出部T1及び第1の例のT2よりもその面積が大きくなっている。このような構成とすれば、さらに広い面積で金属ケースと電気的に接続できる。
また、すでに説明しているように、金属ケースにおける電極群の載置スペースには余剰領域がある。この余剰領域は、扁平型電池がコイン型であれば、電極群の周囲がそれに当たる(図9を参照)。したがって、第2の例のT3のように、第1タブ部41Bcの周囲を囲むような形状であれば、電極群の周囲の金属ケースの余剰領域の殆どを電気的な接続領域とすることができ、より低抵抗でありより確実に接続できる。
以上、本発明の扁平型電池の実施形態を図面と共に説明した。
しかし、扁平型電池の実施形態はこれに限定されるものではなく本発明の要旨を満たすものであれば任意に変更することができることはいうまでもない。
また例えば、実施形態の説明では、正極板と負極板とを九十九折りする際に、8回折り畳む例を示した。このような折り畳み回数は、例示した正極板に設ける正極部及び負極板に設ける負極部の、それぞれの数に関わり変化するものであって、正極部及び負極部の数は任意に増減可能である。
10 外装ケース(第1の金属部材)
10a 正極接続部
20 ガスケット
30 封口ケース(第2の金属部材)
50、50A、50B、50C、50D 電極群
41、41A、41B 正極板
411〜419 正極部
41r 連結部
41p 金属箔
41g 接着層
41s、41sA、41sB 接続タブ部
41t、41At 第2タブ部
41c、41Ac 第1タブ部
41k 合金層
41t1 第2タブ部41tにおける金属箔41pの表面
41c1 第1タブ部41cにおける金属箔41pの表面
41t2 第2タブ部41tにおける金属箔41pの裏面
41c2 第1タブ部41cにおける金属箔41pの裏面
41cn 接続部材層
41At1 第2タブ部41Atにおける金属箔41pの表面
41Ac1 第1タブ部41Acにおける金属箔41pの表面
41Bt1 第2タブ部41Btにおける金属箔41pの表面
41Bc1 第1タブ部41Bcにおける金属箔41pの表面
T1、T2、T3 突出部
43、43A、43B 負極板
431〜439 負極部
43r 連結部
43p 金属箔
43g 接着層
43s 接続タブ部
43c1 接続タブ部43sにおける金属箔43pの表面
43c2 接続タブ部43sにおける金属箔43pの裏面
B1〜B9 折り曲げ線
F1〜F9 折り畳む方向
Q 正極板と負極板との重なり部分
TH 溶接ヘッド

Claims (3)

  1. 金属箔の表面に活物質層が形成された帯形状の正極板及び負極板を有し、
    前記正極板と前記負極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成してなる電極群を、金属ケースに載置してなる扁平型電池において、
    接続タブ部を前記正極板又は前記負極板の末端に配置し、
    前記正極板又は前記負極板のうち、少なくとも一方の前記接続タブ部は、前記電極群と平面的に重ならない方向に突出した突出部を設け、
    前記金属ケースと前記突出部とが、電気的に接続される
    ことを特徴とする扁平型電池。
  2. 前記突出部との電気的な接続部分と前記電極群の載置部分とは、前記金属ケースの内部で、平面的に重ならない
    ことを特徴とする請求項1に記載の扁平型電池。
  3. 前記接続タブ部は、前記金属箔が露出している
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の扁平型電池。
JP2015002926A 2015-01-09 2015-01-09 扁平型電池 Pending JP2016129095A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002926A JP2016129095A (ja) 2015-01-09 2015-01-09 扁平型電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002926A JP2016129095A (ja) 2015-01-09 2015-01-09 扁平型電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016129095A true JP2016129095A (ja) 2016-07-14

Family

ID=56384441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015002926A Pending JP2016129095A (ja) 2015-01-09 2015-01-09 扁平型電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016129095A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021064458A (ja) * 2019-10-10 2021-04-22 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルとその製造方法
CN114556687A (zh) * 2020-05-20 2022-05-27 株式会社Lg新能源 二次电池及其制造方法
WO2022201906A1 (ja) * 2021-03-24 2022-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 コイン形電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021064458A (ja) * 2019-10-10 2021-04-22 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルとその製造方法
JP7358183B2 (ja) 2019-10-10 2023-10-10 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルとその製造方法
CN114556687A (zh) * 2020-05-20 2022-05-27 株式会社Lg新能源 二次电池及其制造方法
CN114556687B (zh) * 2020-05-20 2024-06-04 株式会社Lg新能源 二次电池及其制造方法
WO2022201906A1 (ja) * 2021-03-24 2022-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 コイン形電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5830953B2 (ja) 二次電池、バッテリユニットおよびバッテリモジュール
CN102714285B (zh) 片状二次电池及其制造方法
JP6735445B2 (ja) 捲回型電池
JP6250921B2 (ja) 電池
US20120202105A1 (en) Stack type battery and method of manufacturing the same
JP5550923B2 (ja) 角形二次電池の製造方法
JP5875803B2 (ja) 非水電解質二次電池及びその製造方法
EP2219248A1 (en) Electrode sheet, secondary battery and method for manufacturing the secondary battery
TW202133475A (zh) 電池及電池的製造方法
JP2006236994A (ja) 積層型二次電池及びその製造方法
KR102229624B1 (ko) 이차전지
CN108292730B (zh) 电化学器件
CN107851768B (zh) 电化学器件的制造方法
JP2011086608A (ja) 二次電池及びその製造方法
JP4655593B2 (ja) バイポーラ電池
CN216354301U (zh) 极片及电池
US20110076544A1 (en) Stack type battery
JP2013178997A (ja) 二次電池
JP2010086780A (ja) 角形二次電池
JP4670275B2 (ja) バイポーラ電池および組電池
WO2014141640A1 (ja) ラミネート外装電池
JP2016115471A (ja) 扁平型電池
JP2016129095A (ja) 扁平型電池
JP2016111020A (ja) 扁平型電池
JP2010086799A (ja) 積層型電池