JP2017084666A - 角形蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】捲回電極群の表面等に付着している金属等の異物が、扁平捲回電極群の各湾曲部に形成される開口部から捲回電極群内部に混入して、内部短絡が発生するのを抑制する角形蓄電素子の提供。
【解決手段】正極電極、負極電極およびセパレータを有し、正・負極電極およびセパレータが捲回軸方向に直交する方向の両端に湾曲部３ａを有するように捲回された捲回電極群と、正・負極電極の一側縁または他側縁のそれぞれが束ねて接合される接合用部材とを備え、正・負極電極のそれぞれには、少なくとも湾曲部３ａの端面中央に、捲回電極群の外部に連通する電極箔隙間が形成され、捲回電極群に、電極箔隙間の外部に連通する開口部６１ａを覆う多孔質フィルム５０が固定されている角形蓄電素子。
【選択図】図６

Description

本発明は、角形蓄電素子に関する。

角形リチウムイオン二次電池等の角形二次電池では、帯状の正極と負極とをセパレータを介して重ねて捲回してなる捲回電極群と、電解液とが角形の容器内に収容されている。捲回電極群の捲回軸方向の一方および他方の側端に、正極電極と負極電極のそれぞれの未塗工部がセパレータから露出され、露出された未塗工部がそれぞれ正極集電体または負極集電体に溶接されている。このような構造とすることで、簡便な構成を可能にし、かつ電極端子や正・負極集電体に至る通電経路を短くし、接続抵抗を小さくして高出力が得られる。

このような角形二次電池では、電池内部に金属異物が混入すると内部短絡を生じ電池に不具合を引き起こす可能性がある。この対応の一例として、捲回電極群を袋状に形成した絶縁材料で覆う構造とした電池が知られている。絶縁材料としては、電解液を流通し得る細孔を有する多孔質材料が用いられている。この構造により、電池蓋の注液口から電解液を注入する際、電解液に導電性異物が混入していても、捲回電極群の内部短絡を防止することができると記載されている。

特開２００９−３０１８９２号公報

特許文献１に記載の技術では、捲回電極群の表面等に付着している金属等の異物は、袋状の多孔質フィルム内に収容されることになる。袋状の多孔質フィルム内に収容された異物は、電解液と共に捲回電極群の開口部から、捲回電極群の内部に混入する可能性がある。これにより、捲回電極群の内部で短絡を生じ、電圧低下等の電池の不具合を引き起こす可能性がある。

本発明の一態様によると、角形蓄電素子は、正極電極、負極電極およびセパレータを有し、前記正極電極の一側縁および前記負極電極の前記一側縁に対向する他側縁のそれぞれが前記セパレータから露出する箔露出部を有するように積層され、前記正極電極、前記負極電極、前記セパレータが捲回軸方向に直交する方向の両端に湾曲部を有するように捲回された捲回電極群と、前記正極電極の前記一側縁および前記負極電極の前記他側縁のそれぞれが束ねて接合される接合用部材とを備え、前記正極電極および前記負極電極のそれぞれには、少なくとも前記湾曲部の端面中央に、前記捲回電極群の外部に連通する電極箔隙間が形成され、前記捲回電極群に、前記電極箔隙間の外部に連通する開口部を覆う多孔質フィルムが固定されている。

本発明によれば、捲回電極群の表面等に付着している異物が捲回電極群の湾曲部内部の電極箔隙間に混入するのを抑制することができる。

本発明の角形蓄電素子の実施形態１としての角形二次電池の外観斜視図。 図１に図示された角形二次電池の分解斜視図。 図２に図示された角形二次電池の分解斜視図において、電池蓋を組付けた状態を示す斜視図。 図２に図示された捲回電極群の一部を展開した状態を示す分解斜視図。 捲回電極群の負極側における湾曲部に多孔質フィルムを固定した状態を示す外観斜視図。 図５における領域ＶＩの詳細図。 本発明の実施形態２を示し、捲回電極群の負極側における湾曲部に多孔質フィルムを固定した状態を示す外観斜視図。 図７にける領域ＶＩＩＩの詳細図。

−実施形態１−
以下、本発明の角形蓄電素子の実施形態１を図１〜図６を参照して説明する。
なお、以下では、角形蓄電素子としてリチウムイオン角形二次電池を例として説明する。
図１は、角形二次電池１００の外観斜視図である。
角形二次電池１００は、電池缶１および電池蓋６を備え、扁平型に形成されている。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、底面１ｄとを有し、その上方に開口部１ａ（図２参照）を有する。

電池缶１内には、捲回電極群３（図２参照）が収容され、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の上方の開口部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を介して捲回電極群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、電池缶１と電池蓋６により構成される電池容器の内部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、図１に図示された角形二次電池の分解斜視図であり、図３は、図２に図示された角形二次電池の分解斜視図において、電池蓋を組付けた状態を示す斜視図である。
角形二次電池１００の電池缶１は、矩形の底面１ｄと、底面１ｄから立ち上がる角筒状の幅広側面１ｂおよび幅狭側面１ｃと、幅広側面１ｂおよび幅狭側面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、絶縁材からなる保護フィルム２を介して捲回電極群３が収容されている。

捲回電極群３は、扁平形状に捲回されており、捲回軸方向と直交する方向（ｙ方向）の両端に形成された断面半円形状の一対の湾曲部３ａ、３ｂと、これら一対の湾曲部３ａ、３ｂの間に連続して形成される一対の扁平面３ｃとを有している。なお、以下の説明において、捲回軸方向を図示のｘ方向とし、捲回軸に直交する方向を図示のｙ方向とする。捲回電極群３は、捲回軸方向（ｘ方向）の両側部を電池缶１の幅広側面１ｂの内面および幅狭側面１ｃの内面に沿わせながら、湾曲部３ｂを下方にして電池缶１内に挿入され、上方の湾曲部３ａ側が電池缶１の開口部１ａ側に配置される。なお、図３では、保護フィルム２は折畳まれて電池缶１内に収容された状態となっている。

捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃ（図４も参照）は、正極集電板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、捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃ（図４も参照）は、負極集電板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を介して捲回電極群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を介して捲回電極群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。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口９が穿設されている。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。

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（ＬｉＰＦ_６）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、それぞれ、正極集電板４４の正極集電板基部４１、負極集電板２４の負極集電板基部２１よりも電池缶１の底面１ｄ側に向けて突出される。この突出した状態で、正極接続部１４ａおよび負極接続部１２ａは、先端がかしめられる。これにより、正極外部端子１４と正極集電板４４とが、また、負極外部端子１２と負極集電板２４とが電池蓋６に一体に固定される。正極外部端子１４および負極外部端子１２のそれぞれと電池蓋６との間には、ガスケット５が介在される。また、正極集電板４４および負極集電板２４のそれぞれと電池蓋６との間には、絶縁板７が介在される。これにより、正極集電板４４および正極外部端子１４は電池蓋６と絶縁されている。また、負極集電板２４および負極外部端子１２は電池蓋６と絶縁されている。

正極集電板４４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を有する。また、正極集電板４４は、正極集電板基部４１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広側面１ｂに沿って底面１ｄ側に向かって延出される正極側接続端部４２を有している。正極側接続端部４２は、捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される。
同様に、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負極集電板基部２１を有する。また、負極集電板２４は、負極集電板基部２１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広側面１ｂに沿って底面１ｄ側に向かって延出される負極側接続端部２２を有している。負極側接続端部２２は、捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される。
正極集電板基部４１、負極集電板基部２１のそれぞれには、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。

捲回電極群３の扁平面３ｃに沿う方向でかつ捲回電極群３の捲回軸方向に直交する方向（ｙ方向）を中心軸方向として前記捲回電極群３の周囲には保護フィルム２が巻き付けられている。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、捲回電極群３の扁平面３ｃと平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向（ｙ方向）を巻き付け中心として捲回電極群３を巻き付けることができる長さを有している。

図４は、捲回電極群３の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。
捲回電極群３は、負極電極３２と正極電極３４との間にセパレータ３３、３５を積層して扁平状に捲回することによって構成されている。捲回電極群３は、最外周の電極が負極電極３２であり、さらにその外周側にセパレータ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。
正極電極３４は、正極集電体である正極金属箔３４ａの表裏両面に正極活物質合剤が塗布された正極合剤層３４ｂを有する。正極金属箔３４ａの幅方向（ｘ方向）の一方側の端部には、正極活物質合剤が塗布されていない正極金属箔露出部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金属箔３２ａの表裏両面に負極活物質合剤が塗布された負極合剤層３２ｂを有する。負極金属箔３２ａの幅方向（ｘ方向）の他方側の端部には、負極活物質合剤が塗布されていない負極金属箔露出部３２ｃが設けられている。正極金属箔露出部３４ｃと負極金属箔露出部３２ｃは、正・負極金属箔３４ａ、３２ａ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の負極合剤層３２ｂは、正極電極３４の正極合剤層３４ｂよりも幅方向（ｘ方向）に大きく、これにより正極合剤層３４ｂは、必ず負極合剤層３２ｂに挟まれるように構成されている。正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃは、それぞれ、束ねられて溶接等により接合される。尚、セパレータ３３、３５は幅方向（ｘ方向）で負極合剤層３２ｂよりも広いが、セパレータ３３、３５は、正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃが露出する位置に積層されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。

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（負極金属箔）の両面に溶接部（負極未塗工部）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（正極金属箔）の両面に溶接部（正極未塗工部）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３４、負極電極３２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（図示せず）としては例えば、正極金属箔３４ａ、負極金属箔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。

捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂのそれぞれのｘ方向の両側端部には、多孔質フィルム５０が固定される。以下、多孔質フィルム５０の固定構造および機能について説明する。なお、図２、図３では、各多孔質フィルム５０が、捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂに固定される前の状態を示している。
捲回電極群３は、図４に図示されるように、セパレータ３５、負極電極３２、セパレータ３３および正極電極３４を積層し、この積層した状態で、不図示の軸芯の周囲に扁平状に捲回することによって構成されている。

捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃは、正極集電板４４と正極側リボン４０（図３参照）との間に配置され、正極集電板４４と正極側リボン４０とにより挟圧された状態で、例えば、超音波溶接や抵抗溶接等の溶接により接合される。同様に、捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃは、負極集電板２４と負極側リボン３０（図３参照）との間に配置され、負極集電板２４と負極側リボン３０とにより挟圧された状態で、超音波溶接や抵抗溶接等の溶接により接合される。なお、後述するが、捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃと正極集電板４４と正極側リボン４０とを溶接する際、または捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃと負極集電板２４と負極側リボン３０とを溶接する際、湾曲部３ａ、３ｂのそれぞれに多孔質フィルム５０が固定された状態で行う。

捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃのｙ方向における中央領域は、負極集電板２４と負極側リボン３０とにより挟圧された状態で溶接されるため、溶接後は、押し潰された薄い平坦部となる。この薄い平坦部の両側に、この薄い平坦部よりも厚い湾曲部３ａ、３ｂが形成される。湾曲部３ａ、３ｂの軸芯部には、負極電極３２の負極金属箔３２ａの最内周における対向部分が離間した金属箔隙間が形成されている。この金属箔隙間は、湾曲部３ａ、３ｂのｘ方向の側端面６１の開口部６１ａ（図２、図３参照）から外部に連通する。同様に、捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃのｙ方向における中央領域は、正極集電板４４と正極側リボン４０とにより挟圧された状態で溶接されるため、溶接後は、押し潰された薄い平坦部となる。この薄い平坦部の両側に、この薄い平坦部よりも厚い湾曲部３ａ、３ｂが形成される。湾曲部３ａ、３ｂの軸芯部には、正極電極３４の正極金属箔３４ａの最内周の部分が離間した金属箔隙間が形成される。図示はしないが、この金属箔隙間は、負極側の開口部６１ａと同様に、湾曲部３ａ、３ｂの捲回軸方向（ｘ方向）の側端面から外部連通する開口部を有する。

このように、湾曲部３ａ、３ｂの軸芯部には、負極電極３２の負極金属箔３２ａの最内周の部分または正極電極３４の正極金属箔３４ａの最内周の部分が離間した金属箔隙間が形成されている。そして、この金属箔隙間は、湾曲部３ａ、３ｂのｘ方向の側端面６１の開口部６１ａを介して外部に連通している。
上述したように、湾曲部３ａ、３ｂのｘ軸方向端面に中心部に形成された開口部６１ａの外側には、捲回された金属箔間に隙間が形成される。これら金属箔隙間は、捲回電極群３の内部部材、すなわち、正極電極３４、負極電極３２、セパレータ３３、３５に電解液が流れる流路の出入口となっている。捲回電極群３のいずれかの部位に、例えば、負極集電板２４、正極集電板４４の溶接部分や、電池缶１の内部等に異物が付着していると、その異物は電解液に浮遊して、金属箔隙間に入り込み、捲回電極群３の内部に混入する可能性がある。例えば、金属の微粉が金属箔隙間から捲回電極群３の内部に入り込んだ場合、金属が溶解析出反応を起こし、正極電極３４と負極電極３２間で内部短絡が生じる可能性がある。
このように、導電性の異物に起因する捲回電極群３の内部短絡を防止するには、金属箔隙間に導電性の異物が混入するのを抑制する必要がある。

図５は、捲回電極群の負極側における湾曲部に多孔質フィルムを固定した状態を示す外観斜視図であり、図６は、図５における領域ＶＩの詳細図である。
図５に図示されるように、捲回電極群３の上下両端の湾曲部３ａ、３ｂの負極側の端部には、多孔質フィルム５０が固定されている。多孔質フィルム５０は、湾曲部３ａまたは３ｂのそれぞれの側端面６１および側端面６１に隣接する湾曲部３ａ、３ｂの外周面に固定されている。湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１に形成された開口部６１ａは、多孔質フィルム５０により覆われている。すなわち、負極金属箔３２ａの軸芯部における開口部６１ａとその外周の金属箔隙間は、外部から封止される。湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１に隣接する外周面を覆う多孔質フィルム５０の端部は、ｘ方向には、セパレータ３３または３５（図４参照）に達する位置まで延在されている。
図示はしないが、捲回電極群３の正極側においても負極側と同様であり、上下両端の湾曲部３ａ、３ｂのそれぞれの側端面および該側端面に隣接する湾曲部３ａ、３ｂの外周面に多孔質フィルム５０が固定されている。

多孔質フィルム５０は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂により形成されている。多孔質フィルム５０は、電解液を流通するための多数の細孔を有している。多孔質フィルム５０の平均細孔径は、セパレータの厚み以下とすることが好ましい。但し、電解液および発生ガスの透過性を阻害することがないようにする必要があり、この観点から、多孔質フィルム５０の平均細孔径は、０．１μｍ程度以上とすることが好ましい。

多孔質フィルム５０は、その固定する前の形状は、平坦なシート状部材である。シート状部材の厚さは、例えば、２０〜５０μｍであり、シート状部材は柔軟性を有している。このシート状部材である多孔質フィルム５０の中央領域を湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１に押し当て、側端面６１に形成された開口部６１ａを覆う。そして、多孔質フィルム５０の周縁部を、湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１の外周面に沿って折曲げる。
多孔質フィルム５０を固定するには、例えば、絶縁性の接着テープにより多孔質フィルム５０と共に捲回電極群３に接着する。または、多孔質フィルム５０をセパレータ３３、または３５の最外周に溶着する。あるいは、多孔質フィルム５０の片面に接着剤が塗布されており、セパレータ３３、３５の最外周に接着する。他の固定手段を採用することも可能であり、特にこの固定手段に限定されるものではない。捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂの電極箔隙間が外部に連通する開口部６１ａとその外周を塞ぐように固定するのであれば、どのような固定手段であってもよい。特に、異物の大部分は開口部６１ａから入り込むので、少なくとも、多孔質フィルム５０により開口部６１ａを塞ぐようしてもよい。

多孔質フィルム５０を、捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂのそれぞれに固定した後、捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃと正極集電板４４と正極側リボン４０とを溶接し、また、捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃと負極集電板２４と負極側リボン３０とを溶接する。このとき、正極側リボン４０および負極側リボン３０のそれぞれのｙ方向の両端部は、多孔質フィルム５０の端部５１（図６参照）に重なるように配置し、この状態で溶接する。つまり、捲回電極群３の負極金属箔露出部３２の最外周部上または捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃの最外周部上に多孔質フィルム５０を配置し、この多孔質フィルム５０の端部５１の一部に重ねるように負極金属箔露出部３２上または正極金属箔露出部３４ｃの最外周部上に負極側リボン３０または正極側リボン４０を配置して溶接を行う。

このように、多孔質フィルム５０を捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂのそれぞれに固定した後に溶接を行うと、溶接時に飛散する金属のスパッタが捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂの正・負極の電極箔隙間に侵入するのを多孔質フィルム５０により防止することができる。また、負極側リボン３０または正極側リボン４０を多孔質フィルム５０の端部５１の一部に重ねた状態で溶接を行うと、多孔質フィルム５０と正極側リボン４０との間、または多孔質フィルム５０と負極側リボン３０との間に間隙が生じることが無くなり、捲回電極群３内部への異物の混入の抑制がより確実となる。また、正・負極側リボン４０、３０と多孔質フィルム５０との位置合わせが容易となり、生産性がよくなる。

但し、この方法に特定されるものではなく、捲回電極群３の正極金属箔露出部３４ｃ、正極集電板４４、正極側リボン４０を溶接後、または捲回電極群３の負極金属箔露出部３２ｃ、負極集電板２４、負極側リボン３０を溶接後に、多孔質フィルム５０を湾曲部３ａ、３ｂに固定するようにしてもよい。

なお、捲回電極群３、多孔質フィルム５０、電池蓋６が全て組付けられたアセンブリを絶縁カバーで覆い、電池缶１の内部に挿入し、電池缶１の上面と電池蓋６をレーザ溶接で接合することにより、図１に図示された角形二次電池１００を得ることができる。

上記実施形態１によれば、下記の効果を奏する。
（１）捲回軸方向と直交する方向（ｙ方向）の両端に形成された断面半円形状の一対の湾曲部３ａ、３ｂを有する捲回電極群３に、各湾曲部３ａ、３ｂの軸芯部に形成される正・負極の電極箔隙間の外部に連通する開口部６１ａを覆う多孔質フィルム５０を固定した。このため、捲回電極群３の表面等に付着している異物が捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂの電極箔隙間の外部に連通する開口部６１ａから、捲回電極群３の内部に混入するのを抑制することができる。

（２）多孔質フィルム５０は、シート状フィルムの中央部を湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１に押し当て、少なくとも側端面６１に形成された開口部６１ａを覆い、この状態で、接着や溶接等の固定手段により湾曲部３ａ、３ｂに固定することができる。このため、部品コストが安価であり、また、固定作業も容易で、組立コストも安価にすることができる。

（３）多孔質フィルム５０を、捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂのそれぞれに固定した後、捲回電極群３の正・負極金属箔露出部３４ｃ、３２と正・負極集電板４４、４２と正・負極側リボン４０、３０とを溶接する。これにより、溶接時に飛散する金属のスパッタが捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂの正・負極の電極箔隙間に侵入するのを多孔質フィルム５０により防止することができる。

（４）正・負極側リボン４０、３０のそれぞれの両端部を、多孔質フィルム５０の端部５１に重なるように配置し、この状態で溶接する。これにより、多孔質フィルム５０と正・負極側リボン３０それぞれとの間に間隙が生じることが無くなり、捲回電極群３内部への異物の混入の抑制がより確実となる。また、正・負極側リボン４０、３０と多孔質フィルム５０との位置合わせが容易となり、生産性がよくなる。

−実施形態２−
図７は、本発明の実施形態２を示し、捲回電極群の負極側における湾曲部に多孔質フィルムを固定した状態を示す外観斜視図であり、図８は、図７にける領域ＶＩＩＩの詳細図である。
実施形態２として示す角形二次電池１００では、負極側においては、多孔質フィルム５０の端部のｘ方向の位置は負極金属箔露出部３２ｃの幅の領域内にあり、セパレータ３３の端部に達していない。つまり、負極側における多孔質フィルム５０は、負極金属箔露出部３２ｃの最外周の部分の一部のみを覆っている。同様に、図示はしないが、正極側においては、多孔質フィルム５０のｘ方向の端部の位置は正極金属箔露出部３４ｃの幅の領域内にあり、セパレータ３５の端部に達していない。つまり、正極側における多孔質フィルム５０は、正極金属箔露出部３４ｃの最外周の部分の一部のみを覆っている。各多孔質フィルム５０の捲回電極群３への固定は、実施形態１と同様な固定手段を用いることができる。

実施形態２の他の構成は、実施形態１と同様である。
従って、実施形態２においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
加えて、実施形態２では、多孔質フィルム５０は、負極金属箔露出部３２ｃまたは正極金属箔露出部３４ｃの最外周の部分上に配置される。このため、多孔質フィルム５０の外周面の高さ（ｙ方向に位置）を、負極電極３２または正極電極３４上に配置されるセパレータ３３、３５の最外周の外周面の高さとほぼ同一面にすることも可能である。これにより、捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂの外周に巻き付けた構造としたものでありながら、捲回電極群３のｙ方向の高さを、多孔質フィルム５０を備えていない従来の捲回電極群とほぼ同一にすることができる。つまり、従来の捲回電極群との互換性を有する。

なお、上記各実施形態では、多孔質フィルム５０により、捲回電極群３の各湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１および該側端面６１に隣接する湾曲部３ａ、３ｂの外周面を覆う構成として例示した。しかし、多孔質フィルム５０により、側端面６１に形成された開口部６１ａを覆う構成であれば、捲回電極群３の湾曲部３ａ、３ｂの側端面６１のみを覆う構成としてもよい。

上記各実施形態では、多孔質フィルム５０を平坦なシート部材を、湾曲部３ａ、３ｂの外周面に沿って変形して固定する構造として例示した。しかし、多孔質フィルム５０は、成形により、予め、所要の形状に形成しておいてもよい。

上記実施形態における電池蓋６の構造や、該電池蓋６に組付けられる正・負極側の各部材は、単に一例として例示するものであり、適宜、変更して適用することが可能である。

上記各実施形態では、角形二次電池１００をリチウムイオン電池として例示した。しかし、本発明は、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる角形二次電池１００にも適用が可能である。さらに、本発明は、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

３ 捲回電極群
３ａ、３ｂ 湾曲部
２４ 負極集電板
３０ 負極側リボン
３２ 負極電極
３２ａ 負極金属箔
３２ｂ 負極合剤層
３２ｃ 負極金属箔露出部
３３、３５ セパレータ
３４ 正極電極
３４ａ 正極金属箔
３４ｂ 正極合剤層
３４ｃ 正極金属箔露出部
４０ 正極側リボン
４４ 正極集電板
５０ 多孔質フィルム
５１ 端部
６１ 側端面
６１ａ 開口部
１００ 角形二次電池

Claims (6)

1. 正極電極、負極電極およびセパレータを有し、前記正極電極の一側縁および前記負極電極の前記一側縁に対向する他側縁のそれぞれが前記セパレータから露出する箔露出部を有するように積層され、前記正極電極と前記負極電極と前記セパレータとが捲回軸方向に直交する方向の両端に湾曲部を有するように捲回された捲回電極群と、
   前記正極電極の前記一側縁および前記負極電極の前記他側縁のそれぞれが束ねて接合される接合用部材とを備え、
   前記正極電極および前記負極電極のそれぞれには、少なくとも前記湾曲部の端面中央に、前記捲回電極群の外部に連通する電極箔隙間が形成され、
   前記捲回電極群に、前記電極箔隙間の外部に連通する開口部を覆う多孔質フィルムが固定されている角形蓄電素子。
2. 請求項１に記載の角形蓄電素子において、
   前記多孔質フィルムは、前記湾曲部の側端面に固定されている角形蓄電素子。
3. 請求項１に記載の角形蓄電素子において、
   前記多孔質フィルムは、前記捲回電極群の最外周の前記箔露出部に固定されている角形蓄電素子。
4. 請求項１に記載の角形蓄電素子において、
   前記多孔質フィルムは、前記捲回電極群の最外周の前記セパレータに固定されている角形蓄電素子。
5. 請求項１に記載の角形蓄電素子において、
   前記多孔質フィルムは、前記接合用部材側の端部が、前記接合用部材と前記正極電極または前記負極電極との間に配置されている角形蓄電素子。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の角形蓄電素子において、
   前記多孔質フィルムは、シート状部材により形成されている角形蓄電素子。
   

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