JP2016225117A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 容量及びエネルギー効率が高い二次電池を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る二次電池は、セパレータを介して重ねられた正極及び負極が偏平形状に捲回された電極群と、端子と、前記端子に接続された二又形状の溶接部を有するリードと、前記電極群から延出し、前記二又形状の溶接部の間に緩挿された集電タブと、前記溶接部の間に介挿され、前記溶接部と共に前記集電タブを挟持した状態で前記溶接部及び前記集電タブに溶接された接続板と、を具備する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、二次電池に関する。

近年、二次電池としてリチウムイオン電池などが一般的に普及している。二次電池は、応用分野によって高エネルギー密度と高い耐久性とが要求されている。例えば、リチウムイオン電池は、セパレータを介した正極と負極との積層体が巻回された電極組立体を備える。リチウムイオン二次電池は、電極組立体が有機電解液で満たされた電池缶（外装缶）内に封入された構成を備える。

二次電池は、エネルギー効率の向上という課題を有する。二次電池を大容量化する為に、電極群のスペースを最大限確保することが重要である。また、二次電池を高出力化する為に、リード等の導電経路の断面積を最大限確保し、導電経路の抵抗を小さくして発熱を抑制することが重要である。しかし、二次電池を大容量化する為に電極群のスペースを最大限確保することと、二次電池を高出力化する為に導電経路の断面積を最大限確保することとは、互いにトレードオフの関係を持ち、両立が困難であるという課題がある。

特開２０１１−０７１１０９号公報

上記の課題を解決するために、容量及びエネルギー効率が高い二次電池を提供する。

一実施形態に係る二次電池は、セパレータを介して重ねられた正極及び負極が偏平形状に捲回された電極群と、端子と、前記端子に接続された二又形状の溶接部を有するリードと、前記電極群から延出し、前記二又形状の溶接部の間に挟み込まれた集電タブと、前記二又形状の溶接部の間に挟み込まれて、前記リード及び前記集電タブと共に一体に溶接された接続板と、を具備する。

図１は、一実施形態に係る二次電池の例について説明する為の図である。 図２は、一実施形態に係る二次電池の例について説明する為の図である。 図３は、一実施形態に係る二次電池の例について説明する為の図である。 図４は、一実施形態に係る二次電池の例について説明する為の図である。 図５は、一実施形態に係る二次電池の例について説明する為の図である。 図６は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図７は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図８は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図９は、一実施形態に係る接続板の他の例について説明する為の図である。 図１０は、一実施形態に係る接続板の他の例について説明する為の図である。 図１１は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図１２は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図１３は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図１４は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図１５は、一実施形態に係る接続板の他の例について説明する為の図である。 図１６は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図１７は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。 図１８は、一実施形態に係る二次電池の他の例について説明する為の図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、第１の実施形態に係る二次電池１の例を示す。図１と図２とは、それぞれ異なる角度から二次電池１を見た展開斜視図である。

本例の二次電池１は、電極−キャップ組立体１８、及び外装缶１９を備える。また、電極−キャップ組立体１８は、電極組立体１０、正極端子１４、負極端子１５、ガスケット２３、キャップ２４、正極リード２８、負極リード２９、接続板３０、及び接続板３１などを備える。また、二次電池１は、電極−キャップ組立体１８の導電性の部材が外装缶１９の内部に接触しないように設けられた電極ガード３２を備える。

電極組立体１０は、電極群１１、正極集電タブ１２、及び負極集電タブ１３を備える。また、電解質が電極群１１に保持されている。なお、電解質は、例えば、非水電解質である。

外装缶１９は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から形成することができる。アルミニウム合金としては、マンガン、鉄、銅、ケイ素、亜鉛等の元素を含む合金が好ましい。外装缶１９の板厚は、１ｍｍ以下にすることができ、０．２〜０．７ｍｍであることがより好ましい。

電極組立体１０は、正極と負極がその間にセパレータを介して積層された積層体が偏平形状に捲回されたものである。正極は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ１２と、少なくとも正極集電タブ１２の部分を除いて正極集電体に形成された正極材料層（正極活物質含有層）とを含む。一方、負極は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ１３と、少なくとも負極集電タブ１３の部分を除いて負極集電体に形成された負極材料層（負極活物質含有層）とを含む。電極群１１は、電極組立体１０の正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３を除いた部分を示す。

このような正極、セパレータ、及び負極は、正極集電タブ１２が電極組立体１０の捲回軸方向にセパレータから突出し、かつ負極集電タブ１３がこれとは反対方向にセパレータから突出するよう、正極及び負極の位置をずらして捲回されている。このような捲回により、電極組立体１０は、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ１２が突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ１３が突出する状態になる。

正負極の集電タブは、正負極の集電体と同じ材料から形成しても、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、及びケイ素（Ｓｉ）よりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金から形成しても良い。

正極端子１４は、内部の正極リード２８を介して正極集電タブ１２に電気的に接続されている。また、負極端子１５は、内部の負極リード２９を介して負極集電タブ１３に電気的に接続されている。

負極活物質に炭素系材料が使用されたリチウムイオン二次電池の場合、正極端子１４は、一般的に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用される。また、負極端子１５は、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などの金属が使用される。また、負極活物質にチタン酸リチウムが使用された場合は、上記の金属に加えて負極端子１５にアルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用されていてもよい。正極端子１４及び負極端子１５にアルミニウムあるいはアルミニウム合金が使用された場合、正極集電タブ１２、負極集電タブ１３、正極リード２８、及び負極リード２９は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から形成されていることが望ましい。例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金が使用される。

キャップ２４は、外装缶１９の上面を覆うプレートである。キャップ２４は、正極端子１４を通過させる穴と、負極端子１５を通過させる穴と、を備える。キャップ２４は、穴に設置される絶縁部材であるガスケット２３を介して正極端子１４及び負極端子１５を固定する。キャップ２４は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から形成することができる。アルミニウム合金としては、マンガン、鉄、銅、ケイ素、亜鉛等の元素を含む合金が好ましい。

正極リード２８及び負極リード２９は、それぞれ、導電性の板（導電板）からなる。正極リード２８が正極集電タブ１２に電気的に接続され、また、負極リード２９が負極集電タブ１３に電気的に接続されている。正極リード２８の先端は、正極端子１４に電気的に接続され、負極リード２９の先端は負極端子１５に電気的に接続されている。

正極リード２８及び負極リード２９は、それぞれ二又形状で形成された溶接部と、溶接部を支持するベース部とを備える。正極リード２８のベース部は、キャップ２４に正極端子１４がかしめられることにより固着される。また、正極リード２８の二又形状の溶接部の間には、電極群１１の正極集電タブ１２と複数の接続板３０とが挟み込まれて溶接により固着される。また、負極リード２９のベース部は、キャップ２４に負極端子１５がかしめられることにより固着される。また、負極リード２９の二又形状の溶接部の間には、電極群１１の負極集電タブ１３と複数の接続板３１とが挟み込まれて溶接により固着される。

接続板３０は、正極リード２８の間に挟み込まれる導電部材である。接続板３０は、正極リード２８と同様の材質により形成されている。接続板３０は、正極リード２８と正極集電タブ１２と共に溶接された場合、正極集電タブ１２と正極リード２８とを電気的に接続する為の導電部材として機能する。

接続板３１は、負極リード２９の間に挟み込まれる導電部材である。接続板３１は、負極リード２９と同様の材質により形成されている。接続板３１は、負極リード２９と負極集電タブ１３と共に溶接された場合、負極集電タブ１３と負極リード２９とを電気的に接続する為の導電部材として機能する。

電極ガード３２は、外装缶１９、電極組立体１０、正極端子１４、負極端子１５、キャップ２４、正極リード２８、負極リード２９、接続板３０、及び接続板３１などに比べて電気抵抗が高い絶縁性の材料により形成された絶縁部材である。二次電池１は、正極側に設けられた電極ガード３２と、負極側に設けられた電極ガード３２と、を備える。正極側に設けられた電極ガード３２は、正極リード２８、正極集電タブ１２、及び接続板３０などを覆う形状で形成されている。正極側に設けられた電極ガード３２は、正極リード２８、正極集電タブ１２、及び接続板３０などが外装缶１９に接触することを防ぐことができる。負極側に設けられた電極ガード３２は、負極リード２９、負極集電タブ１３、及び接続板３１などを覆う形状で形成されている。負極側に設けられた電極ガード３２は、負極リード２９、負極集電タブ１３、及び接続板３１などが外装缶１９に接触することを防ぐことができる。

電極−キャップ組立体１８は、電極組立体１０、正極端子１４、負極端子１５、キャップ２４、正極リード２８、負極リード２９、接続板３０、及び接続板３１などが上記のように組み合わされて形成される。二次電池１は、電極−キャップ組立体１８及び電極ガード３２などが外装缶１９内に収容されて使用可能な状態になる。

以下、正極、負極、セパレータ、及び非水電解質について説明する。

正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。

また、負極は、負極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、チタン酸リチウムのようなリチウムチタン複合酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。セパレータとしては、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材又は異種材の積層物等を用いることができる。

セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。
電解液は、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製された非水電解液が用いられる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ過リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／Ｌとすることが望ましい。

図３は、接続板３０、正極リード２８、及び正極集電タブ１２の溶接の手順の例を示す。なお、負極集電タブ１３側についても同じ手順で溶接が行われるため、詳細な説明を省略する。

まず、キャップ２４に、正極端子１４および負極端子１５と、正極リード２８および負極リード２９とがかしめにより固着されてキャップ組立体が形成される。即ち、キャップ組立体は、キャップ２４、正極端子１４、負極端子１５、正極リード２８、及び負極リード２９が一体に形成された構造を備える。

また、電極組立体１０がキャップ組立体に溶接されて、電極−キャップ組立体１８が形成される。この為に、電極組立体１０の正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、それぞれ所定の範囲内の枚数ずつバックアップリード１６により束ねられる。バックアップリード１６は、純アルミニウム系のアルミ合金（例えばＡ１０５０）により形成される導電性の部材である。正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、バックアップリード１６により束ねられることにより、容易に溶接されるようになる。なお、図３に示されるように、例えば正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、バックアップリード１６により４つの束に束ねられる。なお、正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、バックアップリード１６によりいくつの束に束ねられる構成であってもよい。

バックアップリード１６により形成された複数の束は、正極リード２８の二又形状の溶接部の間に緩挿される。さらに、バックアップリード１６により形成された複数の束の間に、接続板３０が介挿される。これにより、図４及び図５に示されるように、正極リード２８の二又形状の溶接部の間に隙間なく複数の接続板３０と正極集電タブ１２とが配置される。

なお、各接続板３０は、テーパ部３０ａを有する柱形状で形成されている。接続板３０は、例えば金属の押し出し加工によって形成される。また、接続板３０は、例えば切削加工によって形成されても良い。テーパ部３０ａは、例えば、直方体の１つの面の長辺に位置する直角が面取りされて形成された傾斜面である。テーパ部３０ａは、接続板３０がバックアップリード１６により形成された複数の束の間に介挿される場合に、バックアップリード１６と接する位置に形成されている。またさらに、正極リード２８のバックアップリード１６と接する位置の角が面取りされてテーパ部が形成されていてもよい。なお、テーパ部３０ａは、角が面取りされたものであれば如何なるものであってもよい。またさらに、テーパ部３０ａは、如何なる方法により形成されるものであってもよい。

接続板３０は、介挿される場合にテーパ部３０ａが形成されている側からバックアップリード１６の間に介挿される。テーパ部３０ａは、挿入方向の前側に形成されている。即ち、テーパ部３０ａは、接続板３０の介挿方向の前方に形成され、介挿方向に対して傾斜した傾斜面を備える。

上記のようにテーパ部３０ａが形成されていることにより、接続板３０をバックアップリード１６の間に介挿する場合に接続板３０とバックアップリード１６とが接触して介挿が妨げられることを防ぐことができる。これにより、容易に接続板３０をバックアップリード１６の間に介挿させることができる。この結果、電極−キャップ組立体１８の組み立てが容易になる。

図４は、電極−キャップ組立体１８を正極リード２８側から見た図である。また、図５は、図４のＡＡ線で電極−キャップ組立体１８の一部を切断した場合の断面図である。

正極リード２８は、二又形状の溶接部間に図５に示されるようにバックアップリード１６により束ねられた正極集電タブ１２の束間に接続板３０が挿入されて隙間が埋められる状態になる。この状態で、正極集電タブ１２を束ねた複数のバックアップリード１６、正極リード２８、及び接続板３０に対してレーザ溶接装置（図示せず）からレーザ光が照射される。これにより、バックアップリード１６、正極リード２８、及び接続板３０の一部が溶融されて凝固した溶接ビードが形成される。この結果、正極リード２８、バックアップリード１６、正極集電タブ１２、及び接続板３０が一体に溶接される。

本実施例において正極リード２８と、バックアップリード１６により束ねられた正極集電タブ１２と、接続板３０とを電極群１１の逆側からレーザ溶接によって溶接する例について説明したが、溶接方法は如何なる方法であってもよい。例えば、ＴＩＧ溶接、またはＭＩＧ溶接等のアーク溶接が用いられても良い。また、正極リード２８の二又形状の溶接部を挟み込む方向からの抵抗溶接、または超音波接合により溶接される構成であってもよい。

また、正極リード２８の溶接部には、テーパ部２８ａが設けられている。テーパ部２８ａは、正極リード２８の二又形状の溶接部の内縁側であり、且つ電極群１１と対向する側に設けられている。テーパ部２８ａは、テーパ部３０ａと同様に、直方体状の１つの面の長辺に位置する直角が面取りされて形成された傾斜面である。即ち、テーパ部２８ａは、正極リード２８の二又形状の溶接部の内縁側であり、且つ電極群１１に対向する側の角が面取りされて形成された傾斜面である。

正極集電タブ１２は、テーパ部２８ａが設けられている側から正極リード２８に対して緩挿される。このようにテーパ部２８ａが形成されていることにより、正極集電タブ１２を正極リード２８の間に緩挿する場合に正極集電タブ１２とバックアップリード１６とが接触して介挿が妨げられることを防ぐことができる。これにより、容易に正極集電タブ１２を正極リード２８の間に緩挿させることができる。この結果、電極−キャップ組立体１８の組み立てが容易になる。

上記した構成によると、複数の束に束ねられた集電タブが二又形状の溶接部を有するリードと、複数の接続板と、により挟み込まれて溶接される。これにより、集電タブをより多くの束に分けて束ねることが可能になる。

なお、図５に示されるように、正極集電タブ１２を束ねる数が多くなるごとに、束ねられて接続板３０と正極リード２８とに挟み込まれる為に曲げられた正極集電タブ１２の束の曲率を下げることができる。これにより、曲げられた正極集電タブ１２の束が電極群１１の捲回軸方向に広がることを防ぐことができる。この結果、電極群１１と正極リード２８との距離Ｌを縮めることができる。

このように、電極群１１と正極リード２８との距離Ｌを縮めることにより、電極群１１のスペースをより大きくすることができる。また、複数に束ねられた正極集電タブ１２の束の間に接続板３０が介挿されていることにより、導電経路の断面積が確保される。この結果、容量及びエネルギー効率が高い二次電池を提供することができる。

またさらに、外装缶内の各電気部材の小型化及び複雑化が進んでいる為に二次電池１の組立が困難になっているという問題もあった。そこで、上記のように接続板３０は、介挿方向に対して斜面を成すように形成されたテーパ部を備える。これにより、接続板３０の介挿が容易になった。この結果、より容易に組み立てることができる二次電池を提供することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。例えば、集電タブとリードとの隙間を埋める接続板は、図６乃至図８に示されるような形状であってもよい。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図６乃至図８は、二次電池１の他の例を示す。図６乃至図８の二次電池１は、図１乃至５の二次電池１と接続板の形状が異なる。

図６及び図７に示されるように、二次電池１のキャップ組立体１８は、接続板３３及び接続板３４を備える。

正極リード２８の二又形状の溶接部の間には、電極群１１の正極集電タブ１２が緩挿される。さらに、正極集電タブ１２が正極リード２８の二又形状の溶接部の間に緩挿されている状態で接続板３３が正極リード２８の二又形状の溶接部の間に介挿される。このように正極リード２８の二又形状の溶接部の間に正極集電タブ１２及び接続板３４が挟み込まれた状態で溶接により固着される。また、負極リード２９の二又形状の溶接部の間には、電極群１１の負極集電タブ１３と接続板３４とが挟み込まれて溶接により固着される。

接続板３３は、正極リード２８の間に介挿される導電部材である。接続板３３は、正極リード２８と同様の材質により形成されている。接続板３３は、正極リード２８と正極集電タブ１２と共に溶接された場合、正極集電タブ１２と正極リード２８とを電気的に接続する為の導電部材として機能する。

接続板３４は、負極リード２９の間に介挿される導電部材である。接続板３４は、負極リード２９と同様の材質により形成されている。接続板３４は、負極リード２９と負極集電タブ１３と共に溶接された場合、負極集電タブ１３と負極リード２９とを電気的に接続する為の導電部材として機能する。

接続板３３及び接続板３４は、同様の形状をしている。この為、接続板３３を例に挙げて形状について説明する。

図８は、図４の例で接続板３０の代わりに接続板３３が用いられた場合の断面図を示す。
接続板３３は、接続板３０と同様の材質により形成された導電性の部材である。接続板３３は、矩形状の断面に複数の溝３３ａが形成された構造を備える。接続板３３は、例えば金属の押し出し加工によって形成される。また、接続板３３は、例えば切削加工によって形成されても良い。溝３３ａは、正極リード２８が延出する方向と同じ方向に沿って形成されている。接続板３３の溝３３ａには、バックアップリード１６により束ねられた正極集電タブ１２が介挿される。即ち、溝３３ａは、正極集電タブ１２を挟持することができる。これにより、正極リード２８の二又形状の溶接部の間に電極群１１の正極集電タブ１２と接続板３３とが挟み込まれる状態になる。

この状態で、接続板３３の溝３３ａが形成されていない側の面の、溝３３ａの近傍に対してレーザ溶接装置（図示せず）からレーザ光が照射される。これにより、接続板３３に溶融部が形成される。さらに、この溶融部が溝３３ａにかけて貫通した場合にバックアップリード１６が露出する。これにより、レーザ光がバックアップリード１６に照射されてバックアップリード１６及び正極集電タブ１２が溶融されて凝固した溶接ビードが形成される。この結果、正極リード２８、バックアップリード１６、正極集電タブ１２、及び接続板３３が一体に溶接される。

なお、接続板３３は、接続板３０と同様にテーパ部３３ｂを備える。テーパ部３３ｂは、溝３３ａの両脇に設けられている。例えば、テーパ部３３ｂは、テーパ部３０ａと同様に角が面取りされて形成されたものである。この例では、テーパ部３３ｂは、溝３３ａの両脇の辺に位置する直角、及び接続板３３の外縁長辺に位置する直角が面取りされて形成される。なお、テーパ部３３ｂは、如何なる方法により形成されるものであってもよい。

接続板３３は、テーパ部３３ｂが形成されている側からバックアップリード１６の間に介挿される。即ち、テーパ部３３ｂは、挿入方向の前側に形成されている。

上記のようにテーパ部３３ｂが形成されている場合、容易に接続板３３をバックアップリード１６の間に介挿させることができる。上記のようにテーパ部３３ｂが形成されていることにより、接続板３３をバックアップリード１６の間に介挿させる場合に接続板３３とバックアップリード１６とが接触して介挿が妨げられることを防ぐことができる。これにより、容易に接続板３３をバックアップリード１６の間に介挿させることができる。この結果、電極−キャップ組立体１８の組み立てが容易になる。

また、このような構成によっても束ねられて接続板３３と正極リード２８とに挟み込まれる為に曲げられた正極集電タブ１２の束の曲率を下げることができる。これにより、曲げられた正極集電タブ１２の束が電極群１１の捲回軸方向に広がることを防ぐことができる。この結果、電極群１１と正極リード２８との距離Ｌを縮めることができる。

このように、電極群１１と正極リード２８との距離Ｌを縮めることにより、電極群１１のスペースをより大きくすることができる。また、複数に束ねられた正極集電タブ１２の束の間に接続板３３が介挿されていることにより、導電経路の断面積が確保される。この結果、容量及びエネルギー効率が高い二次電池を提供することができる。

この場合も、接続板３３は、介挿方向に対して斜面を成すように形成されたテーパ部を備える。これにより、接続板３３の介挿が容易になった。この結果、より容易に組み立てることができる二次電池を提供することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。例えば、集電タブとリードとの隙間を埋める接続板は、図９乃至図１４に示されるような形状であってもよい。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、正極集電タブ１２側の溶接の手順及び構成と、負極集電タブ１３側の溶接の手順及び構成は同じ為、正極集電タブ１２側を例に挙げて説明し、負極集電タブ１３側の説明を省略する。

図９は、接続板の他の例である接続板３５の例を示す。また、図１０は、接続板３５の変形例を示す。まず接続板３５の例について説明する。

接続板３５は、接続板３０と同様の材質により形成された導電性の部材である。接続板３５は、接続板３０乃至３４と同様に、正極リード２８または負極リード２９の二又形状の溶接部の間に集電タブと共に介挿され、リードと集電タブと一体に溶接される。接続板３５は、ベース部３５ａ、ブリッジ部３５ｂ、スリット３５ｃ、テーパ部３５ｄ、及び隆起部３５ｅなどの部分を備える。

ベース部３５ａは、柱状で形成されている。ブリッジ部３５ｂは、複数（図９の例では３つ）の柱状のベース部３５ａを連結する。二つのベース部３５ａは、平行であり、且つ所定の間隔をおいた状態でブリッジ部３５ｂにより連結される。これにより、二つのベース部３５ａの間にはスリット３５ｃが形成される。スリット３５ｃは、ベース部３５ａの長辺方向にベース部３５ａの一方の端縁から他方の端縁に亘って形成される。

なお、図９は、ブリッジ部３５ｂがベース部３５ａの一方の端縁に設けられている例を示す。また、図１０は、ブリッジ部３５ｂがベース部３５ａの両方の端縁に設けられている例を示す。ブリッジ部３５ｂは、ベース部３５ａどの位置に設けられていてもよい。

なお、接続板３５は、ベース部３５ａのブリッジ部３５ｂが設けられていない部分が、ブリッジ部３５ｂが設けられている部分に比べて図９の矢印Ｃの方向（ベース部３５ａの長辺と直交する方向）からの圧力に対する可撓性が高い。この為、スリット３５ｃに集電タブが介挿された状態で矢印Ｃの方向から圧力が加えられた場合、ブリッジ部３５ｂが撓み、スリット３５ｃに介挿された集電タブを隙間なく挟み込むことができる。

さらに、ベース部３５ａには、テーパ部３５ｄが形成される。テーパ部３５ｄは、ベース部３５ａの角が面取りされて形成された部分である。テーパ部３５ｄは、接続板３５が介挿される場合に挿入方向の前側に形成されている。即ち、接続板３５は、テーパ部３５ｄが形成されている側から正極リード２８または負極リード２９の二又形状の溶接部間に介挿される。

また、ベース部３５ａ上のテーパ部３５ｄと逆側の面には、隆起部３５ｅが形成される。隆起部３５ｅは、スリット３５ｃに沿って略凸条形状に形成される。隆起部３５ｅは、スリット３５ｃに挟み込まれた集電タブと接続板３５のベース部３５ａとが溶接される際に同時に溶融されて凝固した溶接ビードを形成する際の溶融しろとして機能する。

図１１に示されるように、まず正極リード２８の二又形状の溶接部間に正極集電タブ１２が介挿される。接続板３５は、テーパ部３５ｄ側を前方として電極群１１の捲回軸方向から正極リード２８の二又形状の溶接部間に装着される。

図１２は、接続板３５が装着された例を示す。図１３は、図１２のＣＣ線で電極−キャップ組立体１８の一部を切断した場合の断面図である。また、図１４は、図１２のＤＤ線で電極−キャップ組立体１８の一部を切断した場合の断面図である。

接続板３５が図１２のように装着された場合、図１３及び図１４に示されるように、接続板３５に形成されたテーパ部３５ｄにより、正極集電タブ１２が複数の束に区分され、区分された束が接続板３５の各スリット３５ｃ、または接続板３５と正極リード２８の溶接部との間に介挿される。

図１３に示されるように、ブリッジ部３５ｂは、スリット３５ｃを塞がないようにスリット３５ｃの外側から二つのベース部３５ａに亘って橋架される。これにより、スリット３５ｃは、正極集電タブ１２を挟み込むことができる形状として形成される。

また、図１４に示されるように、ブリッジ部３５ｂが存在しない部分では、スリット３５ｃに挟み込まれた正極集電タブ１２が隆起部３５ｅの間から露出する。

この状態で正極リード２８の両溶接部の外側から内側に向けて圧力が加えられた場合、接続板３５のブリッジ部３５ｂが撓み、各ベース部３５ａ、及び正極リード２８の溶接部により、正極集電タブ１２が挟み込まれて固定される。さらに、この状態で接続板３５の各ベース部３５ａと、正極リード２８の溶接部と、正極集電タブ１２とに対してレーザ溶接装置からレーザ光が照射される（図示せず）。これにより、各ベース部３５ａ、正極リード２８の溶接部、及び正極集電タブ１２の一部が溶融されて凝固した溶接ビードが形成される。この結果、正極リード２８、正極集電タブ１２、及び接続板３５が一体に溶接される。この結果、接続板３５、正極リード２８、及び正極集電タブ１２は、電極群１１と正極端子１４とを電気的に接続する為の導電部材として機能する。

上記のようにテーパ部３５ｄが形成されていることにより、接続板３５を正極リード２８の溶接部間に介挿させる場合に接続板３５と正極リード２８とが接触して介挿が妨げられることを防ぐことができる。さらに、上記のようにテーパ部３５ｄが形成されている場合、接続板３５が集電タブに対して押し込まれることにより集電タブが区分されて束ねられる。これにより、接続板３５のスリット３５ｃに束ねられた集電タブが介挿された状態になる。この結果、電極−キャップ組立体１８の組み立てが容易になる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について説明する。例えば、集電タブとリードとの隙間を埋める接続板は、図１５乃至図１８に示されるような形状であってもよい。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、正極集電タブ１２側の溶接の手順及び構成と、負極集電タブ１３側の溶接の手順及び構成は同じ為、正極集電タブ１２側を例に挙げて説明し、負極集電タブ１３側の説明を省略する。

図１５は、接続板の他の例である接続板３７の例を示す。

接続板３７は、接続板３０と同様の材質により形成された導電性の部材である。接続板３７は、例えば、板状の金属が波状にプレス加工されて図１５に示される形状で形成される。また、接続板３７は、例えば、切削加工や、押し出し加工によって図１５に示される形状で形成されていてもよい。

接続板３７は、バックアップリード部３７ａと、テーパ部３７ｂとを備える。バックアップリード部３７ａは、接続板３７の波型形状の波頭として形成されている。また、テーパ部３７ｂは、接続板３７の波型形状の波底として形成されている。

バックアップリード部３７ａは、バックアップリード１６と同様に、正極集電タブ１２を区分して束ねる。この為に、バックアップリード部３７ａは、バックアップリード１６と同様に、複数枚の正極集電タブ１２の束を介挿することができるＵ字状溝として形成されている。Ｕ字状溝として形成されているバックアップリード部３７ａは、テーパ部３７ｂに繋げられるように形成されている。

テーパ部３７ｂは、例えば接続板３５のテーパ部３５ｄと同様の形状で形成されている。即ち、テーパ部３７ｂは、挿入方向に対して斜面を成すように形成されている。接続板３７は、正極リード２８または負極リード２９の二又形状の溶接部の間に集電タブと共に介挿される。なお、テーパ部３７ｂは、接続板３７が介挿される場合に挿入方向の前側に形成されている。即ち、接続板３７は、テーパ部３７ｂが形成されている側から正極リード２８または負極リード２９の二又形状の溶接部間に介挿される。

図１６に示されるように、まず正極リード２８の二又形状の溶接部間に正極集電タブ１２が介挿される。接続板３７は、テーパ部３７ｂ側を前方として電極群１１の捲回軸方向から正極リード２８の二又形状の溶接部間に装着される。

図１７は、接続板３７が装着された例を示す。図１８は、図１７のＥＥ線で電極−キャップ組立体１８の一部を切断した場合の断面図である。

接続板３７が図１７のように装着された場合、図１８に示されるように、接続板３７に形成されたテーパ部３７ｂにより、正極集電タブ１２が複数の束に区分され、区分された束が接続板３７の各バックアップリード部３７ａのＵ字状溝に介挿される。

この状態で、それぞれ正極集電タブ１２を束ねた接続板３７の各バックアップリード部３７ａ、及び正極リード２８に対してレーザ溶接装置からレーザ光が照射される（図示せず）。これにより、バックアップリード部３７ａ、正極リード２８、及び正極集電タブ１２の一部が溶融されて凝固した溶接ビードが形成される。この結果、正極リード２８、正極集電タブ１２、及び接続板３７が一体に溶接され、電極群１１と正極端子１４とを電気的に接続する為の導電部材として機能する。

上記のようにバックアップリード部３７ａ及びテーパ部３７ｂが形成されていることにより、接続板３７を正極リード２８の溶接部間に介挿させる場合に接続板３７と正極リード２８とが接触して介挿が妨げられることを防ぐことができる。さらに、バックアップリード部３７ａがテーパ部３７ｂに繋げられるように一体に形成されていることにより、接続板３７は、集電タブに対して押し込まれた場合に、集電タブをテーパ部３７ｂにより区分しつつ、区分された集電タブをバックアップリード部３７ａのＵ字状溝に挟み込むことができる。この結果、電極−キャップ組立体１８の組み立てが容易になる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…二次電池、１０…電極組立体、１１…電極群、１２…正極集電タブ、１３…負極集電タブ、１４…正極端子、１５…負極端子、１６…バックアップリード、１８…キャップ組立体、１９…外装缶、２３…ガスケット、２４…キャップ、２８…正極リード、２９…負極リード、３０…接続板、３０ａ…テーパ部、３１…接続板、３２…電極ガード、３３…接続板、３３ａ…溝、３３ｂ…テーパ部、３４…接続板、３５…接続板、３５ａ…溶接部、３５ｂ…ブリッジ部、３５ｃ…スリット、３５ｄ…テーパ部、３５ｅ…隆起部、３７…接続板、３７ａ…バックアップリード部、３７ｂ…テーパ部。

Claims (6)

1. セパレータを介して重ねられた正極及び負極が偏平形状に捲回された電極群と、
   端子と、
   前記端子に接続された二又形状の溶接部を有するリードと、
   前記電極群から延出し、前記二又形状の溶接部の間に緩挿された集電タブと、
   前記溶接部の間に介挿され、前記溶接部と共に前記集電タブを挟持した状態で前記溶接部及び前記集電タブに溶接された接続板と、
   を具備する二次電池。
2. 前記接続板は、前記介挿の方向の前方に形成され、前記介挿の方向に対して傾斜した傾斜面を備える請求項１に記載の二次電池。
3. 前記接続板は、前記溶接部の延出方向と同じ方向に沿って形成され、前記集電タブを挟持する溝を備える請求項１に記載の二次電池。
4. 前記接続板は、前記溶接部の延出方向と同じ方向に沿って形成され、前記集電タブを挟持するスリットを備える請求項１に記載の二次電池。
5. 前記接続板は、前記スリットに沿って凸条形状に形成され、前記溶接部及び前記集電タブが溶接される場合に前記溶接部及び前記集電タブと同時に溶融する隆起部をさらに備える請求項４に記載の二次電池。
6. 前記接続板は、前記傾斜面に繋げられ、且つ前記溶接部の延出方向と同じ方向に沿って形成された、前記集電タブを挟持するＵ字状溝を備える請求項２に記載の二次電池。