JP2017010743A - 二次電池及びそれを用いた組電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性の高い二次電池及びそれを用いた組電池を提供する。【解決手段】負極端子9の挿入部9bは、外部側絶縁部材13、封口板3、内部側絶縁部材12及び負極集電体8の端子接続部8aにそれぞれに設けられた貫通穴に挿入され、先端部がカシメられている。端子接続部8aにおいて貫通穴8dの周囲にはザグリ穴8eが設けられている。負極端子9の挿入部9bの先端はザグリ穴8e内で拡径されている。挿入部9bにおいてカシメられた部分の先端側に設けられた薄肉部9cの先端とザグリ穴8eの縁部が高エネルギー線の照射により溶接されており、ザグリ穴8eの外周側には溝部8fが設けられている。【選択図】図5

Description

本発明は、二次電池及びそれを用いた組電池に関する。
電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV、PHEV)の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池が使用されている。これらの二次電池をEVないしHEV、PHEV等の車載用電池として使用する場合、高容量ないし高出力特性が要求されるので、多数の二次電池が直列ないし並列に接続された組電池として使用される。
これらの二次電池では、開口を有する金属製の外装体と、その開口を封止する封口板により電池ケースが形成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が、電解液と共に収容される。封口板には正極端子及び負極端子が固定される。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
端子と集電体の接続方法として、例えば集電体に貫通穴を設けて、この貫通穴に端子の一方端側を挿入し、端子の先端をカシメることにより端子と集電体を接続する方法がある。
例えば、特許文献1では、集電体の貫通穴の周囲にザグリ穴を設け、端子の先端部をザグリ穴内で拡径し、端子において拡径された部分とザグリ穴の縁部を溶接接続することが開示されている。
特開2011−76867号公報
端子と集電体の接続方法として図8に示すような構造が考えられる。なお、図8において上方が電池内部側であり、下方が電池外部側である。端子119は鍔部119aと鍔部119aの一方の面に形成された挿入部119bを有する。端子119の挿入部119bが電池外部側から外部側絶縁部材113、封口板103、内部側絶縁部材112、及び集電体108のそれぞれに設けられた貫通穴に挿入される。そして、挿入部119bの先端側がカシメられる。集電体108の貫通穴の周囲にはザグリ穴118cが形成されており、挿入部119bの先端側はザグリ穴118c内で拡径されている。挿入部119bの先端側には更に薄肉部119dが形成されている。薄肉部119dの先端とザグリ穴118cの縁部がレーザー等の高エネルギー線の照射により溶接され、溶接部122が形成される。
発明者らは、端子と集電体の接続部に関する開発を行うなかで、上述の構成において
次の課題があることを見出した。
集電体108のザグリ穴118cは、通常プレス加工により形成される。そのため、図9に示すように、集電体108のザグリ穴118cの縁部に形成される角部がR形状となり、このRが大きくなる場合がある。そして、角部のRが大きくなった場合、端子119の挿入部119bにおいてカシメられた部分の先端と集電体108の間に大きな隙間200
が生じる虞がある。そして、このような大きな隙間200が存在すると、高エネルギー線の照射により端子119と集電体108をうまく溶接を行えないという課題が存在する。
本発明は、端子と集電体の接続部の信頼性がより向上した二次電池及びそれを用いた組電池を提供することを目的とする。
本発明の一つの形態の二次電池は、
正極板及び負極板を有する電極体と、
開口を有し前記電極体を収容する外装体と、
端子取り付け孔を有し前記開口を封口する封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された集電体と、
前記集電体に接続され、前記端子取り付け孔に挿入された端子と、を備えた二次電池であって、
前記集電体は貫通穴を有し、前記貫通穴の周囲にはザグリ穴が形成され、
前記端子は、前記貫通穴に挿入され、先端側が前記ザグリ穴内でカシメられ、
前記端子においてカシメられた部分の先端は前記集電体に溶接されており、
前記集電体において前記ザグリ穴の外周側には溝部が設けられている。
このような構成によると、端子と集電体とがカシメ及び溶接により強固に固定されるため、内部抵抗が低く、且つ耐振動性に優れた二次電池となる。更に、上記構成では、ザグリ穴の外周側に溝部が形成されているため、ザグリ穴の縁部に形成される角部のRが大きくなることを確実に防止できる。このため、端子においてカシメられた部分の先端と集電体の間に大きな隙間が生じることを防止できる。よって、端子においてカシメられた部分の先端と集電体の溶接部の品質がより向上し、より信頼性の高い二次電池となる。
前記溝部の深さは、前記ザグリ穴の深さよりも小さいことが好ましい。
前記ザグリ穴と前記溝部の距離は、前記ザグリ穴の深さよりも大きいことが好ましい。
前記ザグリ穴の深さは、0.2〜1.0mmであることが好ましく、0.2〜0.5mmであることがより好ましく、0.2〜0.4mmであることがさらに好ましい。
前記溝部の深さは、0.1〜0.5mmであることが好ましく、0.1〜0.3mmであることがより好ましく、0.15〜0.25mmであることがさらに好ましい。
前記ザグリ穴と前記溝部の距離は、0.3〜2.0mmであることが好ましく、0.55〜1.0mmであることがより好ましく、0.5〜0.8mmであることがさらに好ましい。
前記ザグリ穴の平面視の形状は楕円形状又はトラック形状であることが好ましい。
前記溝部は、前記ザグリ穴の両側に複数に分割して設けられていることが好ましい。
上記のいずれかの二次電池を複数個直列ないし並列に接続し組電池として用いることが好ましい。
図1Aは実施形態に係る二次電池の断面図であり、図1Bは図1AのIB−IB線に沿った断面図である。 実施形態に係る二次電池の負極端子周辺の組立前の斜視図である。 負極集電体の端子接続部の電極体側の面の平面図である。 図3におけるIV−IV線に沿った断面図である。 実施形態に係る二次電池の負極端子周辺の断面図である。 実施形態に係る二次電池における負極端子と負極集電体の接続部を示す図である。 図5におけるVII部の拡大図である。 従来技術に係る二次電池の負極端子周辺の断面図である。 図8におけるIX部の拡大図である。
以下に本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の形態に限定されない。まず、図1を用いて実施形態に係る角形二次電池20の構成を説明する。
図1に示すように、角形二次電池20は、上方に開口部を有する金属製の角形外装体2と、当該開口部を封口する金属製の封口板3を備える。角形外装体2及び封口板3により電池ケースが構成される。角形外装体2及び封口板3は、それぞれ金属製であり、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。前記角形外装体2内には、正極板と負極板とがセパレータ(いずれも図示省略)を介して巻回された扁平状の巻回電極体1が電解液と共に収容される。正極板は、金属製の正極芯体上に正極活物質を含む正極活物質合剤層が形成され、長手方向に沿って正極芯体が露出する部分が形成されたものである。また負極板は、金属製の負極芯体上に負極活物質を含む負極活物質合剤層が形成され、長手方向に沿って負極芯体が露出する部分が形成されたものである。なお、正極芯体はアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、負極芯体は銅又は銅合金製であることが好ましい。
巻回電極体1は巻回軸方向の一方側に正極活物質合剤層が形成されていない正極芯体露出部4を有し、巻回軸方向の他方側に負極活物質合剤層が形成されていない負極芯体露出部5を有する。正極芯体露出部4には、正極集電体6が溶接接続されている。正極集電体6には正極端子7が接続されている。負極芯体露出部5には、負極集電体8が溶接接続されている。負極集電体8には負極端子9が接続されている。なお、正極芯体露出部4において正極集電体6が配置される側と反対側の面には正極集電体受け部品が配置されている。また、負極芯体露出部5において負極集電体8が配置される側と反対側の面には負極集電体受け部品30が配置されている。
正極集電体6は、正極端子7に接続される端子接続部、端子接続部から巻回電極体1側に延びるリード部6b、リード部6bの先端側に設けられ正極芯体露出部4に接続される接続部6cを有する。正極集電体6はアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。また、正極集電体6の厚みは0.5〜2mm程度とすることが好ましい。
負極集電体8は、負極端子9に接続される端子接続部8a、端子接続部8aから巻回電極体1側に延びるリード部8b、リード部8bの先端側に設けられ負極芯体露出部5に接続される接続部8cを有する。負極集電体8は銅又は銅合金製であることが好ましい。また、負極集電体8の厚みは0.5〜2mm程度とすることが好ましい。
正極端子7及び正極集電体6はそれぞれ内部側絶縁部材10、外部側絶縁部材11を介して封口板3に固定される。負極端子9及び負極集電体8はそれぞれ内部側絶縁部材12、外部側絶縁部材13を介して封口板3に固定される。内部側絶縁部材10、12は、封口板3と各端子の間にそれぞれ配置され、外部側絶縁部材11、13は、封口板3と各集電体の間にそれぞれ配置されている。正極端子7は鍔部7aと、鍔部7aの一方面側に設けられた挿入部を有する。また、負極端子9は鍔部9aと鍔部9aの一方面側に設けられ
た挿入部9bを有する。巻回電極体1は絶縁シート14に覆われた状態で角形外装体2内に収容される。絶縁シート14は、巻回電極体1を覆い巻回電極体1と角形外装体2の間に配置されている。封口板3は角形外装体2の開口縁部にレーザー溶接等により溶接接続される。封口板3は電解液注液孔15を有し、この電解液注液孔15は電解液を注液後、封止栓16により封止される。封口板3には電池内部の圧力が高くなった場合にガスを排出するためのガス排出弁17が形成されている。正極端子7は、金属製であることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることがより好ましい。負極端子9は、金属製であることが好ましく、銅又は銅合金からなることが好ましい。また、アルミニウム又はアルミニウム合金と、銅又は銅合金とを組み合わせて端子とすることもできる。内部側絶縁部材10、外部側絶縁部材11、内部側絶縁部材12及び外部側絶縁部材13は樹脂製であることが好ましい。
次に、巻回電極体1の製造方法について説明する。
正極活物質として例えばコバルト酸リチウム(LiCoO)を含む正極合剤を、正極芯体である厚さ15μmの矩形状のアルミニウム箔の両面に塗布して正極活物質合剤層を形成し、短辺方向の一方側の端部に正極活物質合剤が塗布されていない所定幅の正極芯体露出部を形成することにより、正極板を作製する。また。負極活物質として例えば天然黒鉛粉末を含む負極合剤を、負極芯体である厚さ8μmの矩形状の銅箔の両面に塗布して負極活物質合剤層を形成し、短辺方向の一方側の端部に負極活物質合剤が塗布されていない所定幅の負極芯体露出部を形成することにより、負極板を作製する。
上述の方法で得られた正極板の正極芯体露出部と負極板の負極芯体露出部とがそれぞれ対向する電極の活物質合剤層と重ならないようにずらして、ポリエチレン製の多孔質セパレータを間に介在させて巻回する。これにより、一方の端部に複数のアルミニウム箔が積層された正極芯体露出部4が形成され、他方の端部に複数の銅箔が積層された負極芯体露出部5を備えた扁平状の巻回電極体1を作製する。
次に、正極集電体6及び負極集電体8の封口板3への取り付け状態を負極側を例に説明する。なお、正極側についても負極側と同様の構成とすることができる。
図2は、負極端子9側の組立前の斜視図である。封口板3の電池外部側に外部側絶縁部材13が配置され、封口板3の電池内部側に内部側絶縁部材12及び負極集電体8の端子接続部8aを配置する。そして、電池外部側から負極端子9の挿入部9bを、外部側絶縁部材13、封口板3、内部側絶縁部材12及び端子接続部8aのそれぞれに設けられた貫通穴に挿入され、挿入部9bの先端側がカシメられる。これにより、負極端子9、外部側絶縁部材13、封口板3、内部側絶縁部材12及び端子接続部8aが一体的に固定される。なお、封口板3に設けられた貫通穴が端子取り付け孔3aとなる。また、外部側絶縁部材13は筒状部13aを有し、この筒状部13aが封口板3と挿入部9bの間に配置される。
図3は負極集電体8の端子接続部8aの平面図であり、巻回電極体1側の面を示す図である。図4は、図3におけるIV−IV線に沿った断面図である。端子接続部8aには貫通穴8dが形成され、貫通穴8dの周囲にはザグリ穴8eが形成されている。そして、ザグリ穴8eの外周側には溝部8fが形成されている。なお、ザグリ穴8eと溝部8fは、それぞれの形状に対応した凹凸を有する金型を用いてプレス加工により同時に形成される。これにより、ザグリ穴8eの縁部近傍の金属が外周側に流れることを抑制できるため、ザグリ穴8eの縁部に形成される角部のRが大きくなることを確実に防止できる。
貫通穴8dの平面視の形状は楕円形又はトラック形状であることが好ましい。そして、負極端子9の挿入部9bの封口板3に対して平行な方向の断面形状を、貫通穴8dの平面
視の形状と同様の形状とすることが好ましい。これにより、封口板3に対して負極端子9が回転することを防止できる。
ザグリ穴8eの平面視の形状は楕円形又はトラック形状であることが好ましい。このような構成であると、負極端子9の挿入部9bがザグリ穴8e内でカシメられることにより、封口板3に対して負極端子9が回転することをより確実に防止できる。貫通穴8dの中心を通り封口板3の長手方向に延びる直線上において、封口板3の長手方向におけるザグリ穴8eの長さをL1とする。また、貫通穴8dの中心を通り封口板3の短手方向に延びる直線上において、封口板3の長手方向におけるザグリ穴8eの長さをL2とする。このとき、長さL2を長さL1よりも大きくすることが好ましい。これにより、貫通穴8dの中心を通り封口板3の短手方向に延びる直線上において、負極端子9が端子接続部8aにより強固にカシメ固定される。
負極集電体8において、溝部8fはザグリ穴8eの縁部に沿って弧状に形成されている。また、環状ではなく、ザグリ穴8eの両側に分割して形成されている。なお、溝部8fを更に複数個に分割して設けることもできる。溝部8fを環状としてもよい。
このような負極集電体8を用いて、上述の方法で負極端子9、外部側絶縁部材13、封口板3、内部側絶縁部材12及び負極集電体8を一体的に固定する。
図5は、角形二次電池20の負極端子9の周辺の断面図であり、封口板3の長手方向に沿った断面図である。なお、図5において上方が電池内部側であり、下方が電池外部側である。また、図中右側に位置する挿入部9bの先端と端子接続部8aのザグリ穴8eの縁部の接続部については、溶接接続する前の状態を示している。図5に示すように、負極端子9の挿入部9bは、電池外部側から外部側絶縁部材13、封口板3、内部側絶縁部材12及び負極集電体8の端子接続部8aにそれぞれに設けられた貫通穴に挿入され先端側が、ザグリ穴8e内でカシメられる。そして、挿入部9bにおいてカシメられた部分の先端側は更にプレス加工され薄肉部9cが形成される。その後、薄肉部9cの先端と端子接続部8aのザグリ穴8eの縁部にレーザー等の高エネルギー線を照射することにより溶接部50が形成される。
角形二次電池20では、ザグリ穴8eの外周側、即ち挿入部9bの拡径方向における外側に溝部8fが形成されているため、薄肉部9cの先端とザグリ穴8eの縁部の間に大きな隙間が生じていない。よって、薄肉部9cの先端と端子接続部体8aのザグリ穴8eの縁部の間の溶接部における不良が生じることをより確実に防止できる。
図6は、負極端子9と負極集電体8の接続部を巻回電極体1側から見た図である。溶接部50は、ザグリ穴8eの縁部に沿って、弧状に形成される。また、溝部8fは、溶接部50の外周側に形成される。溝部8fは、ザグリ穴8eの縁部に沿って、弧状に形成される。なお、溝部8fは、溶接部50の外周側に形成されていればよい。図6に示すように、溝部8fが環状ではなく、別々に分割して設けられていることが好ましい。このような形状であると、負極集電体8の端子接続部8aにおける導電経路の断面積が必要以上に小さくなることを防止できる。
図7は図5におけるVII部の拡大図である。なお、図7は溶接部50が形成される前の状態を示す。
上述のとおり、負極集電体8の端子接続部8aにおいて、ザグリ穴8eの外周側には溝部8fが形成されているため、ザグリ穴8eの縁部に形成される角部のRが大きくなることを防止できる。
図7に示すように、溝部8fの深さD2を、ザグリ穴8eの深さD1と同じあるいは、ザグリ穴8eの深さD1よりも小さくすることが好ましい。また、溝部8fの深さD2を、ザグリ穴8eの深さD1よりも小さくすることがより好ましい。負極端子9の挿入部9bの先端をカシメたとき、あるいは、薄肉部9cを形成したときに、挿入部9bの先端がザグリ穴8eの内側壁部を外周側に強く押圧し、ザグリ穴8eと溝部8fの間に位置する部分が外周側に倒れ込むように変形する虞がある。なお、このような課題は、薄肉部9cが形成される場合に特に生じ易い。溝部8fの深さD2を、ザグリ穴8eの深さD1と同じ、あるいはザグリ穴8eの深さD1よりも小さくすることによりこのような課題が生じることを防止できる。
また、ザグリ穴8eと溝部8fの距離W1をザグリ穴8eの深さD1よりも大きくすることが好ましい。これにより、負極端子9の挿入部9bの先端をカシメたとき、あるいは、薄肉部9cを形成したときに、ザグリ穴8eと溝部8fの間に位置する部分が外周側に倒れ込むように変形することを防止できる。なお、ザグリ穴8eの深さD1は、0.2〜1.0mmであることが好ましく、0.2〜0.5mmであることがより好ましく、0.2〜0.4mmであることがさらに好ましい。溝部8fの深さD2は、0.1〜0.5mmであることが好ましく、0.1〜0.3mmであることがより好ましく、0.15〜0.25mmであることがさらに好ましい。ザグリ穴8eの縁部と溝部8fの距離W1は、0.3〜2.0mmであることが好ましく、0.5〜1.0mmであることがより好ましく、0.5〜0.8mmであることがさらに好ましい。ザグリ穴8eの幅W2は、0.1〜1.0mmであることが好ましく、0.1〜0.5mmであることがより好ましい。
貫通穴8dの中心を通り封口板3の長手方向に延びる直線上において、封口板3の長手方向におけるザグリ穴8eの長さをL1とする。また、貫通穴8dの中心を通り封口板3の長手方向に延びる直線上において、封口板3の長手方向における薄肉部9cの長さをW3とする。このとき、図7に示すように長さL1と長さW3の関係が、W3≦0.5L1であることが好ましく、W3≦0.6×L1であることがより好ましい。これにより、負極端子9が端子接続部8aにより強固にカシメ固定される。
また、負極集電体8の端子接続部8aの厚み(ザグリ穴8eや溝部8fが形成されていない部分の厚み)は、0.5〜2mmとすることが好ましい。
次に正極集電体6及び負極集電体8の巻回電極体1への取り付け方法について説明する。なお、正極集電体6の巻回電極体1への取り付けと、負極集電体8の巻回電極体1への取り付けは、実質的に同様の方法で行えるため、負極側を例にして取り付け方法を以下に説明する。
負極集電体8を巻回された負極芯体露出部5の最外面上に配置する。そして、巻回された負極芯体露出部5において負極集電体8が配置された側とは反対側の面に負極集電体受け部品30を配置する。そして、一方の抵抗溶接用電極を負極集電体8の外面に当接し、他方の抵抗溶接用電極を負極集電体受け部品30の外面に当接する。そして、一対の抵抗溶接用電極で、負極集電体8、負極芯体露出部5及び負極集電体受け部品30を挟み込んだ状態で抵抗溶接電流を流し、負極集電体8、負極芯体露出部5及び負極集電体受け部品30を抵抗溶接する。なお、負極集電体受け部品30は必須の構成ではなく、負極集電体受け部品30を省略することもできる。
なお、負極集電体8と負極芯体露出部5の溶接接続部の周囲の負極集電体8と負極芯体露出部5の間には絶縁性フィルムを配置することが好ましい。また、負極集電体受け部品30と負極芯体露出部5の溶接接続部の周囲の負極集電体受け部品30と負極芯体露出部5の間には絶縁性フィルムを配置することが好ましい。
<二次電池の組み立て>
正極集電体6及び負極集電体8に接続された巻回電極体1を、箱状に折り曲げられた絶縁シート14内に配置した状態で、角形外装体2に挿入する。そして、封口板3と角形外装体2の接合部をレーザー溶接により溶接し、角形外装体2の開口部を封口する。その後、封口板3に設けられた電解液注液孔15から非水電解液を注液し、封止栓16により電解液注液孔15を封止し、角形二次電池20を作製する。
本願発明は、正極側及び負極側の少なくとも一方に適用されていればよい。
<その他>
上記実施の形態では、巻回電極体を用いた例を示したが、複数の正極板と複数の負極板をセパレータを介して積層した積層型電極体を用いることができる。また、集電体と芯体露出部の接続方法は特に限定されず、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー等の高エネルギー線の照射による溶接等を用いることができる。
正極板と正極端子の間の導電経路又は負極板と負極端子の間の導電経路に感圧式の電流遮断機構を設けることもできる。
1・・・巻回電極体
2・・・角形外装体
3・・・封口板
3a・・・端子取り付け孔
4・・・正極芯体露出部
5・・・負極芯体露出部
6・・・正極集電体
6b・・・リード部 6c・・・接続部
7・・・正極端子 7a・・・鍔部
8・・・負極集電体
8a・・・端子接続部 8b・・・リード部 8c・・・接続部
8d・・・貫通穴 8e・・・ザグリ穴 8f・・・溝部
9・・・負極端子
9a・・・鍔部 9b・・・挿入部 9c・・・薄肉部

10、12・・・内部側絶縁部材
11、13・・・外部側絶縁部材
13a・・・筒状部
14・・・絶縁シート
15・・・電解液注液孔
16・・・封止栓
17・・・ガス排出弁
20・・・角形二次電池

30・・・負極集電体受け部品
50・・・溶接部


















Claims (7)

  1. 正極板及び負極板を有する電極体と、
    開口を有し前記電極体を収容する外装体と、
    端子取り付け孔を有し前記開口を封口する封口板と、
    前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された集電体と、
    前記集電体に接続され、前記端子取り付け孔に挿入された端子と、を備えた二次電池であって、
    前記集電体は貫通穴を有し、前記貫通穴の周囲にはザグリ穴が形成され、
    前記端子は、前記貫通穴に挿入され、先端側が前記ザグリ穴内でカシメられ、
    前記端子においてカシメられた部分の先端は前記集電体に溶接されており、
    前記集電体において前記ザグリ穴の外周側には溝部が設けられた二次電池。
  2. 前記溝部の深さは、前記ザグリ穴の深さよりも小さい請求項1に記載の二次電池。
  3. 前記ザグリ穴と前記溝部の距離は、前記ザグリ穴の深さよりも大きい請求項1又は2に記載の二次電池。
  4. 前記ザグリ穴の深さは、0.2〜1.0mmであり、
    前記溝部の深さは、0.1〜0.5mmであり、
    前記ザグリ穴と前記溝部の距離は、0.3〜2.0mmである請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池。
  5. 前記ザグリ穴の平面視の形状は楕円形状又はトラック形状である請求項1〜4のいずれかに記載の二次電池。
  6. 前記溝部は、前記ザグリ穴の両側に複数に分割して設けられた請求項1〜5のいずれかに記載の二次電池。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の二次電池を複数個用いた組電池。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020136105A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 三洋電機株式会社 二次電池
JP2022028968A (ja) * 2018-01-17 2022-02-16 三洋電機株式会社 二次電池
JP2022086153A (ja) * 2020-11-30 2022-06-09 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法、ならびに成形金型
JP2022114711A (ja) * 2021-01-27 2022-08-08 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法
EP4109614A1 (en) 2021-06-24 2022-12-28 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Battery and manufacturing method of battery
JP2023047639A (ja) * 2021-09-27 2023-04-06 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6988305B2 (ja) * 2017-09-21 2022-01-05 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法
JP6996308B2 (ja) * 2018-01-17 2022-01-17 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
JP7001957B2 (ja) 2018-03-02 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法および電池
JP7256780B2 (ja) * 2020-09-17 2023-04-12 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池用端子および二次電池用端子の製造方法
JP7236422B2 (ja) * 2020-11-16 2023-03-09 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法
JP7285817B2 (ja) * 2020-12-11 2023-06-02 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 密閉型電池および密閉型電池の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011060672A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Toyota Motor Corp 電池の製造装置、製造方法、および電池
JP2011076867A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
JP2013182724A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 角形二次電池
JP2014165155A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Sanyo Electric Co Ltd 角形二次電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4304919B2 (ja) 2002-06-04 2009-07-29 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 電池
JP5121279B2 (ja) 2007-03-30 2013-01-16 三洋電機株式会社 密閉型電池の製造方法
JP5213404B2 (ja) * 2007-09-28 2013-06-19 三洋電機株式会社 密閉電池及びその製造方法
JP5637181B2 (ja) * 2012-06-29 2014-12-10 トヨタ自動車株式会社 電池、電池の製造方法、及び、電池製造用マスク部材
JP5716713B2 (ja) * 2012-08-07 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池
JP5772769B2 (ja) * 2012-09-03 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法
JP2015046301A (ja) * 2013-08-28 2015-03-12 トヨタ自動車株式会社 二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011060672A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Toyota Motor Corp 電池の製造装置、製造方法、および電池
JP2011076867A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
JP2013182724A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 角形二次電池
JP2014165155A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Sanyo Electric Co Ltd 角形二次電池

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022028968A (ja) * 2018-01-17 2022-02-16 三洋電機株式会社 二次電池
JP7291771B2 (ja) 2018-01-17 2023-06-15 三洋電機株式会社 二次電池
US11742524B2 (en) 2019-02-21 2023-08-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Secondary battery
JP2020136105A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 三洋電機株式会社 二次電池
JP7355506B2 (ja) 2019-02-21 2023-10-03 三洋電機株式会社 二次電池
JP2022086153A (ja) * 2020-11-30 2022-06-09 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法、ならびに成形金型
US11984623B2 (en) 2020-11-30 2024-05-14 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Battery, method of manufacturing battery, and molding die
JP7416681B2 (ja) 2020-11-30 2024-01-17 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法
JP2022114711A (ja) * 2021-01-27 2022-08-08 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法
JP7216750B2 (ja) 2021-01-27 2023-02-01 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法
JP7402199B2 (ja) 2021-06-24 2023-12-20 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池および該電池の製造方法
JP2023003479A (ja) * 2021-06-24 2023-01-17 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池および該電池の製造方法
KR20230000451A (ko) 2021-06-24 2023-01-02 프라임 플래닛 에너지 앤드 솔루션즈 가부시키가이샤 전지 및 해당 전지의 제조 방법
EP4109614A1 (en) 2021-06-24 2022-12-28 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Battery and manufacturing method of battery
JP2023047639A (ja) * 2021-09-27 2023-04-06 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池
JP7443308B2 (ja) 2021-09-27 2024-03-05 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池

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