JP2016178053A - 角形二次電池 - Google Patents
角形二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016178053A JP2016178053A JP2015058916A JP2015058916A JP2016178053A JP 2016178053 A JP2016178053 A JP 2016178053A JP 2015058916 A JP2015058916 A JP 2015058916A JP 2015058916 A JP2015058916 A JP 2015058916A JP 2016178053 A JP2016178053 A JP 2016178053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal foil
- secondary battery
- battery
- wound group
- wound
- 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
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
【課題】本願では簡易な構造で捲回群の活物質層とセパレータの間の隙間への電解液の流路を確保し、捲回群内部での電解液の減少を減らして電池容量の低下を改善した角形二次電池の提供を目的としている。【解決手段】本発明の角形二次電池は、金属箔露出部を有する電極が捲回され、一対の平坦部及び一対の湾曲部を有する捲回群と、捲回群を収納し、底面、側面及び開口を有する電池缶と、電池缶の開口を塞ぎ、外部端子を有する蓋と、外部端子と電気的に接続され、かつ平坦部に配置された金属箔露出部に溶接される集電板とを備え、金属箔露出部は、電池缶の底面と対向する湾曲部と、金属箔露出部と集電板部とが接続される溶接部との間に切り込み部を有し、切り込み部は、捲回群の外側から中心側に向けて少なくとも複数枚切り込まれている。【選択図】図4
Description
本発明は、車載用途等に利用される角形二次電池に関するものである。
地球温暖化などの環境問題の顕在化により、自動車からの二酸化炭素排出量の削減が求められており、電気エネルギーを動力とする電気自動車や、自動車の減速時に生じるエネルギーを回生し、動力の一部として使用するハイブリッド自動車の開発が急速に進められている。
近年、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が進められている。車載用途の二次電池では電極群を扁平に捲回し、缶に収納する角形二次電池がある。
本技術分野の背景技術として、特開2014−026788号公報(特許文献1)がある。この公報には、角形二次電池で注液工程時間を短縮でき、さらには充放電容量や内部抵抗が安定的に発現しうる方法として、捲回群の集電箔積層部の下側湾曲部を扁平厚さ方向両側から挟み込みかつ電池缶の上部側に持ち上げる方法が記載されている。
特許文献1に記載の捲回群の集電箔積層部の下側湾曲部を扁平厚さ方向両側から挟み込みかつ電池缶の上部側に持ち上げる方法では、集電箔積層部を広げるために別部材を用いる必要があることや未塗工部集電箔間を電解液が浸透していかなければならないことから、捲回群への電解液の浸透を妨げてしまう。その結果捲回群内部で電解液が減少し、電池容量の低下を起こす恐れがある。
この課題に対して、本願では簡易な構造で捲回群の活物質層とセパレータの間の隙間への電解液の流路を確保し、捲回群内部での電解液の減少を減らして電池容量の低下を改善した角形二次電池の提供を目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の角形二次電池は、金属箔露出部を有する電極が捲回され、一対の平坦部及び一対の湾曲部を有する捲回群と、捲回群を収納し、底面、側面及び開口を有する電池缶と、電池缶の開口を塞ぎ、外部端子を有する蓋と、外部端子と電気的に接続され、かつ平坦部に配置された金属箔露出部に溶接される集電板とを備え、金属箔露出部は、電池缶の底面と対向する湾曲部と、金属箔露出部と集電板部とが接続される溶接部との間に切り込み部を有し、切り込み部は、捲回群の外側から中心側に向けて少なくとも複数枚切り込まれていることを特徴とする。
上記手段により本発明では捲回群の活物質とセパレータの間の隙間への電解液の流路を確保し、捲回群内部での電解液の減少を減らして電池容量の低下を改善した角形二次電池を提供することができる。
《第一の実施形態》
図1は、角形二次電池の外観斜視図である。
図1は、角形二次電池の外観斜視図である。
角形二次電池100は、電池缶1および蓋(電池蓋)6を備える。電池缶1は、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面1bと相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面1cとを有する側面と底面1dを有し、その上方に開口部1aを有する。
電池缶1内には、捲回群3が収納され、電池缶1の開口部1aが電池蓋6によって封止されている。電池蓋6は略矩形平板状であって、電池缶1の上方開口部1aを塞ぐように溶接されて電池缶1が封止されている。電池蓋6には、正極外部端子14と、負極外部端子12が設けられている。正極外部端子14と負極外部端子12を介して捲回群3に充電され、また外部負荷に電力が供給される。電池蓋6には、ガス排出弁10が一体的に設けられ、電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁10が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、角形二次電池100の安全性が確保される。
図2は、角形二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池100の電池缶1は、矩形の底面1dと、底面1dと接続される角筒状の側面1b、1cと、側面1b、1cの上端で上方に向かって開放された開口部1aとを有している。電池缶1内には、絶縁保護フィルム2を介して捲回群3が収容されている。
捲回群3は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。捲回群3は、捲回軸方向が電池缶1の横幅方向に沿うように、一方の湾曲部側から電池缶1内に挿入され、他方の湾曲部側が上部開口側に配置される。
捲回群3の正極箔露出部34cは、正極集電板(集電端子)44を介して電池蓋6に設けられた正極外部端子14と電気的に接続されている。また、捲回群3の負極箔露出部32cは、負極集電板(集電端子)24を介して電池蓋6に設けられた負極外部端子12と電気的に接続されている。これにより、正極集電板44および負極集電板24を介して捲回群3から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板44および負極集電板24を介して捲回群3へ外部発電電力が供給され充電される。
正極集電板44と負極集電板24、及び、正極外部端子14と負極外部端子12を、それぞれ電池蓋6から電気的に絶縁するために、ガスケット5および絶縁板7が電池蓋6に設けられている。また、注液口9から電池缶1内に電解液を注入した後、電池蓋6に注液栓11をレーザ溶接により接合して注液口9を封止し、角形二次電池100を密閉する。
ここで、正極外部端子14および正極集電板44の形成素材としては、例えばアルミニ
ウム合金が挙げられ、負極外部端子12および負極集電板24の形成素材としては、例え
ば銅合金が挙げられる。また、絶縁板7およびガスケット5の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。
ウム合金が挙げられ、負極外部端子12および負極集電板24の形成素材としては、例え
ば銅合金が挙げられる。また、絶縁板7およびガスケット5の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。
また、電池蓋6には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔9が穿設されており、この注液孔9は、電解液を電池容器内に注入した後に注液栓11によって封止される。ここで、電池容器内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。
正極外部端子14、負極外部端子12は、バスバー等に溶接接合される溶接接合部を有している。溶接接合部は、電池蓋6から上方に突出する直方体のブロック形状を有しており、下面が電池蓋6の表面に対向し、上面が所定高さ位置で電池蓋6と平行になる構成を有している。
正極接続部14a、負極接続部12aは、正極外部端子14、負極外部端子12の下面からそれぞれ突出して先端が電池蓋6の正極側貫通孔46、負極側貫通孔26に挿入可能な円柱形状を有している。正極接続部14a、負極接続部12aは、電池蓋6を貫通して正極集電板44、負極集電板24の正極集電板基部41、負極集電板基部21よりも電池缶1の内部側に突出しており、先端がかしめられて、正極外部端子14、負極外部端子12と、正極集電板44、負極集電板24を電池蓋6に一体に固定している。正極外部端子14、負極外部端子12と電池蓋6との間には、ガスケット5が介在されており、正極集電板44、負極集電板24と電池蓋6との間には、絶縁板7が介在されている。
正極集電板44、負極集電板24は、電池蓋6の下面に対向して配置される矩形板状の正極集電板基部41、負極集電板基部21と、正極集電板基部41、負極集電板基部21の側端で折曲されて、電池缶1の幅広面に沿って底面側に向かって延出し、捲回群3の正極箔露出部34c、負極箔露出部32cに対向して重ね合わされた状態で接続される正極側接続端部42、負極側接続端部22を有している。正極集電板基部41、負極集電板基部21には、正極接続部14a、負極接続部12aが挿通される正極側開口穴43、負極側開口穴23がそれぞれ形成されている。
捲回群3の扁平面に沿う方向でかつ捲回群3の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として前記捲回群3の周囲には絶縁保護フィルム2が巻き付けられている。絶縁保護フィルム2は、例えばPP(ポリプロピレン)などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回群3の扁平面と平行な方向でかつ捲回軸
方向に直交する方向を巻き付け中心として巻き付けることができる長さを有している。
方向に直交する方向を巻き付け中心として巻き付けることができる長さを有している。
図3は、捲回群3の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。
捲回群3は、負極電極32と正極電極34を間にセパレータ33、35を介して扁平状に捲回することによって構成されている。捲回群3は、最外周の電極が負極電極32であり、さらにその外側にセパレータ33、35が捲回される。セパレータ33、35は、正極電極34と負極電極32との間を絶縁する役割を有している。
負極電極32の負極合剤層32bが塗布された部分は、正極電極34の正極合剤層34bが塗布された部分よりも幅方向に大きく、これにより正極合剤層34bが塗布された部分は、必ず負極合剤層32bが塗布された部分に挟まれるように構成されている。正極箔露出部34c、負極箔露出部32cは、平面部分で束ねられて溶接等により接続される。尚、セパレータ33、35は幅方向で負極合剤層32bが塗布された部分よりも広いが、正極箔露出部34c、負極箔露出部32cで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。
正極電極34は、正極集電体である正極電極箔の両面に正極活物質合剤を有し、正極電極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極箔露出部34cが設けられている。
負極電極32は、負極集電体である負極電極箔の両面に負極活物質合剤を有し、正極電極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極箔露出部32cが設けられている。正極箔露出部34cと負極箔露出部32cは、電極箔の金属面が露出した領域であり、捲回軸方向の一方側と他方側の位置に配置されるように捲回される。
負極電極32に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末100重量部に対して、結着剤として10重量部のポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFという。)を添加し、これに分散溶媒としてN−メチルピロリドン(以下、NMPという。)を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ10μmの銅箔(負極電極箔)の両面に溶接部(負極金属箔露出部)を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ70μmの負極電極32を得た。
尚、本実施形態では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やSiやSnなどの化合物(例えば、SiO、TiSi2等)、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
正極電極34に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム(化学式LiMn2O4)100重量部に対し、導電材として10重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として10重量部のPVDFとを添加し、これに分散溶媒としてNMPを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ20μmのアルミニウム箔(正極電極箔)の両面に溶接部(正極金属箔露出部)を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ90μmの正極電極34を得た。
また、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、正極電極、負極電極における塗工部の結着材としてPVDFを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる
また、軸芯としては例えば、正極箔34a、負極箔32a、セパレータ33のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。
また、軸芯としては例えば、正極箔34a、負極箔32a、セパレータ33のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。
角形二次電池100は、充放電を繰り返すにつれて次第に性能が劣化するが、その一因に電解液の劣化がある。角形二次電池100には、捲回群3の空孔体積を満たすのに必要な量より多くの電解液が注入されているので、このような捲回群3の外にある電解液(遊離液)が捲回群3内に循環することで、性能劣化が緩和される。
図4は、金属箔露出部に1ヶ所の切り込み部32dが設けられた捲回群3を負極外部端子12側の幅狭側面1C方向から見た図である。
捲回群3は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。捲回群3の負極箔露出部32cは、負極集電板24とリボン(不図示)で挟み込まれて溶接され、溶接部132が設けられている。電池缶1の底面1dと対向する湾曲部と溶接部132との間には、捲回群3の表面側から内部側に切り込まれた切り込み部32dが設けられている。
本実施形態のように、電池缶1の底面1d側に配置された湾曲部と溶接部132との間に切り込み部32dを設けることによって、溶接部側の金属箔はその剛性により金属箔は平面に戻ろうとする(図4のA部参照)。一方、湾曲部側の金属箔は金属箔の剛性により捲回群の厚み方向に広がろうとする。これにより切り込み部32dの両側の金属箔露出部は乖離し、電解液の浸透口が形成され電解液が捲回群3の内部へ浸透し易くなる。
なお図4は、負極金属箔露出部に1ヶ所切り込みが施されている例であるが、切り込みは正極金属箔露出部でも良い。この場合には正極金属箔がアルミであるので、その剛性により負極金属箔よりも広がりやすい。そのため、負極金属箔露出部32cに切り込み部32dを設けるよりもより電解液が浸み込みやすくなる。また、切り込みは負極金属箔露出部32c及び正極金属箔露出部34cのそれぞれに設けれていれば、より捲回群3に電解液が浸み込みやすくなる。
続いて本実施形態の第一の変形例について説明する。図5は、第一の実施形態の変形例であり、第一の実施形態と異なる点は切り込み部32dが捲回群3の湾曲部と平坦部との境界に設けられた点である。捲回群3は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。本変形例のように捲回群3の湾曲部と平坦部との境界に切り込み部32dが設けられることによって、切り込み部32dの位置を極力底面1d側にしつつも領域Aと領域Bを乖離させることが出来る。そのため、電池缶1の底面1d側に集中する電解液をうまく捲回群3に浸み込ませることが出来る。なお、本変形例も第一の実施形態同様、負極箔露出部32cに切り込み部32dが施されている例であるが、切り込み部32dは正極箔露出部34cに設けられていても良い。
続いて本実施形態の第二の変形例について説明する。図6は、第一の実施形態の変形例であり、第一の実施形態と異なる点は切り込み部32dが捲回群3の平坦部と溶接部132との境界に設けられた点である。捲回群3は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。本変形例のように捲回群3の平坦部と溶接部132との境界に切り込み部32dを設けることによって、湾曲部から溶接部132までの間の広い領域を解放することが出来る。そのため、より捲回群3の広範にわたって電解液を浸透させることが出来る。従って、捲回群3内部での電解液量の低下を抑制し、容量の低下を抑制することが出来る。なお、本変形例も第一の実施形態同様、負極箔露出部32cに切り込み部32dが施されている例であるが、切り込み部32dは正極箔露出部34cに設けられていても良い。
続いて本実施形態の第三の変形例について説明する。図7は、第一の実施形態の変形例であり、第一の実施形態と異なる点は金属箔露出部に2ヶ所(捲回群3の二つの平坦面のそれぞれ)に切り込み部32d1、32d2が設けられた点である。捲回群3は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。本変形例のように捲回群3を捲回軸方向から見たときに両側に切り込み部32d1及び32d2が設けられる(捲回群3の2つの平坦部のそれぞれに切り込み部32d1及び32d2が設けられる)ことによって、捲回群3への電解液の浸み込み経路を増やすことが出来る。従って、捲回群3内部での電解液量の低下を抑制し、容量の低下を抑制することが出来る。なお、本実施例も第一の実施形態同様、負極箔露出部32cに切り込み部32d1及び32d2が施されている例であるが、切り込み部32d1及び32d2は正極箔露出部34cに設けられていても良い。
続いて本実施形態の第四の変形例について説明する。図8は、第一の実施形態の変形例であり、第一の実施形態と異なる点は底面1d側の湾曲部と溶接部132との間の切り込み部32dが捲回群3の内周側の金属箔露出部の一部を残した状態で形成される点である。捲回群3は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。本変形例では電池缶1の底面1dと対向する湾曲部と溶接部132との間に捲回群3の外側から中心側に向けて少なくとも複数枚切り込みが施され、中心側の負極箔露出部32cが残されている。本変形例のように捲回群3の金属箔露出部の一部を切断せずに残すことによって、切断による異物発生の可能性を低減することが出来る。従って、電池として組んだときに電解液の浸み込みをしやすくしつつも、異物発生の可能性を抑制し、安全かつ容量の低下を抑制した電池を提供することが出来る。なお、本実施例も第一の実施形態同様負極箔露出部32cに切り込み部32dが施されている例であるが、切り込み部32dは正極箔露出部34cに設けられていても良い。
図9は、第一の実施形態による組み立て状態を示す二次電池の断面図である。角形二次電池100の電池缶1内部では電解液50が注入されている。図9に図示する通り電解液50の液面は切り込み部32dよりも上に来るようになっている。このような構造にすることによって、電解液50は捲回群3内部に捲回群3の側面開口部および切り込み部32dから浸透し、電解液50の捲回群3内部での循環が促され電池特性の劣化を抑制する。
なお、本実施形態では電解液の液面が切り込み部32dよりも上に来ているが、電解液50の液面が切り込み部32dの下に来る構造になっていても車載に搭載した時の振動等によって電解液50が切り込み部32dにかかり、電解液50が捲回群3に浸み込む効果はある。
また、本実施形態では切り込み部32dは底面1dと平行になるように形成されているが、必ずしも平行でなくても良い。例えば、切り込み部32dは金属箔露出部の端部に向かうにつれて、電池缶1の底面1d側に向かうように形成されていても良い。このような構造にすることによって、切り込み部32の端部を出来るだけ底面1d側に設けることができるため、電解液50の量が少なかったとしても効率良く電解液50を浸透させることが出来る。
図10は、第一の実施形態の捲回群3のアセンブリの概略製作フロー図を示す。捲回工程51において、正極電極34、負極電極32、および第1、第2のセパレータ33、35を捲回し、プレス工程52において、捲回群3をプレスする。
続いて金属箔露出部の溶接工程53において、金属箔露出部と負極集電板24および正極集電板44を溶接する。
そして捲回群アセンブリの電池缶への挿入工程54において、捲回群アセンブリを電池缶1へ挿入する。金属箔露出部への切り込み加工工程55は、捲回工程51とプレス工程52の間、あるいはプレス工程52と金属箔露出部の溶接工程53の間、あるいは金属箔露出部の溶接工程53と捲回群の電池缶への挿入工程54の間のいずれかの工程間で行うのが良い。
捲回工程51後、及びプレス工程52後で切り込み部32dを作成する切れ込み加工工程55を行う場合には、集電板と金属箔露出部が接続されていないため、金属箔露出部に癖付がされない状態で切り込み部32dを設けることが出来る。そのため金属箔露出部が開きやすくなるという利点がある。
一方、金属箔露出部の溶接工程53の後に切れ込み加工工程55を行う場合には、集電板と金属箔露出部が接続された後に切り込み部55を設けることが出来るため、切り込み部32dが溶接に巻き込まれず、電池組み立て後に確実に電解液を浸み込ませる経路を確保することが出来る。
なお、この切れ込み加工工程55は、第一の実施形態、変形例1、変形例2、及び変形例3ではカッター等を使用して形成し、変形例4では金属箔露出部に当て板を挿入してレーザーで切断することによって形成される。
なお、本実施形態では捲回群3の集電構造が一枚の集電板に接続される構造について説明したが、図11に示すような集電板が二又に分かれ、金属電極箔が2ヶ所で接続される構造であったとしても使用することが出来る。このような構造であったとしても、捲回群3への電解液の浸み込みが容易になり、電池の容量低下を抑制することが出来る。
以上、本発明について簡単にまとめる。本発明の角形二次電池100は、金属箔露出部(32c、34c)を有する電極が捲回され、一対の平坦部及び一対の湾曲部を有する捲回群3と、捲回群3を収納し、底面1d、側面(1b、1c)及び開口(1a)を有する電池缶1と、電池缶1の開口1aを塞ぎ、外部端子(12、14)を有する蓋6と、外部端子(12、14)と電気的に接続され、かつ平坦部に配置された金属箔露出部(32c、34c)に溶接される集電板24とを備え、金属箔露出部(32c、34c)は、電池缶1の底面1dと対向する湾曲部と、金属箔露出部(32c、34c)と集電板部とが接続される溶接部132との間に切り込み部32dを有し、切り込み部32dは、捲回群3の外側から中心側に向けて少なくとも複数枚切り込まれている。このような構造にすることによって、切り込み部32dを介して捲回群3の内部に電解液が浸み込みやすくなる。従って、電解液の減少による容量低下を防ぐことが出来る。
また、本発明の角形二次電池100は、切り込み部32dが湾曲部と平坦部との境界に形成される。このような構造にすることによって、切り込み部32dの位置を極力底面1d側にしつつも領域Aと領域Bを乖離させることが出来る。そのため、電池缶1の底面1d側に集中する電解液をうまく捲回群3に浸み込ませることができ、捲回群3内部の電解液量低下による容量低下を防ぐことが出来る。
また、本発明の角形二次電池100は、切り込み部32dは溶接部132と平坦部との境界に形成される。このような構造にすることによって、湾曲部から溶接部132までの間の広い領域を解放することが出来る。そのため、より捲回群3の広範にわたって電解液を浸透させることが出来る。従って、捲回群3内部での電解液量の低下を抑制し、容量の低下を抑制することが出来る。
また、本発明の角形二次電池100は、切り込み部32dが捲回群3の2つの平坦面のそれぞれに形成される。このような構造にすることによって、捲回群3への電解液の浸み込み経路を増やすことが出来る。従って、捲回群3内部での電解液量の低下を抑制し、容量の低下を抑制することが出来る。
また、本発明の角形二次電池100は、切り込み部32dが捲回群3の内周側の金属箔露出部を切断せずに残して形成される。このような構造にすることによって、切断による異物発生の可能性を低減することが出来る。
また、本発明の角形二次電池100は、切り込み部32dが金属箔露出部の端部に向かうにつれて、電池缶1の底面1d側に向かうように形成される。このような構造にすることによって、切り込み部32の端部を出来るだけ底面1d側に設けることができるため、電解液50の量が少なかったとしても効率良く電解液50を浸透させることが出来る。
また、本発明の角形二次電池100は、金属箔露出部がアルミを主材料とする金属からなる。このような構造を取ることによって、負極側の銅材よりも広く乖離され、電解液をより浸み込みやすくすることが出来る。
また、本発明の角形二次電池100の製造方法は、集電板24と金属箔露出部(32c、34c)は互いに溶接され溶接部132を形成し、電池缶1の底面1dと対向する湾曲部と溶接部132との間に切り込み部32dが形成される。このような製造方法を取ることによって、切り込み部32dが溶接に巻き込まれず、電池組み立て後に確実に電解液を浸み込ませる経路を確保することが出来る。
また、本発明の角形二次電池100の製造方法は、金属箔露出部(32c、34c)が集電板24と接続される前に切り込み部32dが設けられ、集電板24は、電池缶1の底面1dと対向する湾曲部と金属箔露出部(32c、34c)と集電板24とが溶接される溶接部132との間に切り込み部32dが配置されるように溶接される。このような製造方法をとることによって、集電板24と金属箔露出部(32c、34c)が接続されていないため、金属箔露出部(32c、34c)に癖付がされない状態で切り込み部32dを設けることが出来る。そのため金属箔露出部(32c、34c)が開きやすくなり、電解液が浸み込みやすくなる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
1:電池缶
1a:開口部
1b:幅広側面
1c:幅狭側面
1d:底面
2:絶縁保護フィルム
3:捲回群
5:ガスケット
6:電池蓋
7:絶縁版
9:注液口
10:ガス排出弁
11:注液栓
12:負極外部端子
12a:負極接続部
14:正極外部端子
14a:正極接続部
21:負極集電板基部
22:負極側接続端部
23:負極側開口穴
24:負極集電板
26:負極側貫通孔
32:負極電極
32a:負極箔
32b:負極合材層
32c:負極箔露出部
33:セパレータ
34:正極電極
34a:正極箔
34b:正極合材層
34c:正極箔露出部
35:セパレータ
41:正極集電板基部
42:正極側接続端部
43:正極側開口穴
44:正極集電板
46:正極側貫通孔
50:電解液
100:二次電池
1a:開口部
1b:幅広側面
1c:幅狭側面
1d:底面
2:絶縁保護フィルム
3:捲回群
5:ガスケット
6:電池蓋
7:絶縁版
9:注液口
10:ガス排出弁
11:注液栓
12:負極外部端子
12a:負極接続部
14:正極外部端子
14a:正極接続部
21:負極集電板基部
22:負極側接続端部
23:負極側開口穴
24:負極集電板
26:負極側貫通孔
32:負極電極
32a:負極箔
32b:負極合材層
32c:負極箔露出部
33:セパレータ
34:正極電極
34a:正極箔
34b:正極合材層
34c:正極箔露出部
35:セパレータ
41:正極集電板基部
42:正極側接続端部
43:正極側開口穴
44:正極集電板
46:正極側貫通孔
50:電解液
100:二次電池
Claims (9)
- 金属箔露出部を有する電極が捲回され、一対の平坦部及び一対の湾曲部を有する捲回群と、
前記捲回群を収納し、底面、側面及び開口を有する電池缶と、
前記電池缶の開口を塞ぎ、外部端子を有する蓋と、
前記外部端子と電気的に接続され、かつ前記平坦部に配置された前記金属箔露出部に溶接される集電板とを備える角形二次電池において、
前記金属箔露出部は、前記電池缶の底面と対向する湾曲部と、前記金属箔露出部と集電板とが接続される溶接部との間に切り込み部を有し、
前記切り込み部は、前記捲回群の外側から中心側に向けて少なくとも複数枚切り込まれていることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1に記載の角形二次電池において、
前記切り込み部は前記湾曲部と前記平坦部との境界に形成されることを特徴とする角形二次電池 - 請求項1に記載の角形二次電池において、
前記切り込み部は前記溶接部と前記平坦部との境界に形成されることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の角形二次電池において、
前記切り込み部は前記捲回群の2つの平坦面のそれぞれに形成されることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の角形二次電池において、
前記切り込み部は、前記捲回群の内周側の金属箔露出部を切断せずに残して形成されることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の角形二次電池において、
前記切り込み部は、前記金属箔露出部の端部に向かうにつれて、前記電池缶の底面側に向かうように形成されることを特徴とする角形二次電池。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の角形二次電池において、
前記金属箔露出部はアルミを主材料とする金属からなることを特徴とする角形二次電池。 - 金属箔露出部を有する電極が捲回され、一対の平坦部及び一対の湾曲部を有する捲回群と、
前記捲回群を収納し、底面、側面及び開口を有する電池缶と、
前記電池缶の開口を塞ぎ、外部端子を有する蓋と、
前記外部端子と電気的に接続され、かつ前記平坦部に配置された前記金属箔露出部に溶接される集電板とを備える角形二次電池の製造方法において、
前記集電板と前記金属箔露出部は互いに溶接され溶接部を形成し、
前記電池缶の底面と対向する湾曲部と前記溶接部との間に切り込み部が形成されることを特徴とする角形二次電池。 - 金属箔露出部を有する電極が捲回され、一対の平坦部及び一対の湾曲部を有する捲回群と、
前記捲回群を収納し、底面、側面及び開口を有する電池缶と、
前記電池缶の開口を塞ぎ、外部端子を有する蓋と、
前記外部端子と電気的に接続され、かつ前記平坦部に配置された前記金属箔露出部に溶接される集電板とを備える角形二次電池の製造方法において、
前記金属箔露出部は、前記集電板と接続される前に切り込み部が設けられ、
前記集電板は、前記電池缶の底面と対向する湾曲部と前記金属箔露出部と前記集電板とが溶接される溶接部との間に前記切り込み部が配置されるように溶接されることを特徴とする角形二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015058916A JP2016178053A (ja) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 角形二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015058916A JP2016178053A (ja) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 角形二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016178053A true JP2016178053A (ja) | 2016-10-06 |
Family
ID=57069356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015058916A Pending JP2016178053A (ja) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 角形二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016178053A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021177455A (ja) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
JP2022063909A (ja) * | 2020-10-13 | 2022-04-25 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池 |
JP2022125485A (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-29 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池 |
-
2015
- 2015-03-23 JP JP2015058916A patent/JP2016178053A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021177455A (ja) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
JP7373120B2 (ja) | 2020-05-07 | 2023-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
JP2022063909A (ja) * | 2020-10-13 | 2022-04-25 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池 |
JP2022125485A (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-29 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池 |
JP7362682B2 (ja) | 2021-02-17 | 2023-10-17 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8828571B2 (en) | Secondary battery | |
JP6410833B2 (ja) | 角形二次電池 | |
WO2018062231A1 (ja) | 角形二次電池 | |
JP6232213B2 (ja) | 二次電池及びその製造方法 | |
JP6167185B2 (ja) | 角形二次電池 | |
JP2016178053A (ja) | 角形二次電池 | |
JP6959718B2 (ja) | 二次電池 | |
JP6606400B2 (ja) | 蓄電素子 | |
WO2016088505A1 (ja) | 角形二次電池 | |
JP6715936B2 (ja) | 角形二次電池 | |
JP6382336B2 (ja) | 角形二次電池 | |
JP2016139532A (ja) | 角形二次電池 | |
JP2015103420A (ja) | 角形二次電池 | |
JP2015002043A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2018056085A (ja) | 二次電池 | |
JP6182061B2 (ja) | 二次電池 | |
JP2016143618A (ja) | 角形二次電池 | |
JP6978500B2 (ja) | 二次電池 | |
JP6504994B2 (ja) | 角形蓄電素子 | |
JP6216203B2 (ja) | 捲回式二次電池 | |
JP2018056086A (ja) | 二次電池及び二次電池の製造方法 | |
JPWO2019003770A1 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
JP2018056023A (ja) | 二次電池 | |
JP6261236B2 (ja) | 扁平捲回式二次電池 | |
WO2016076109A1 (ja) | 角形二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170117 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170124 |