JP2017188338A

JP2017188338A - 二次電池

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Publication number: JP2017188338A
Application number: JP2016076884A
Authority: JP
Inventors: 山田　直毅; Naoki Yamada; 直毅山田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12

Abstract

【課題】二次電池を周辺の部品と係合等により位置を確定し、走行時の振動や加速度への対応を容易にする手段を提供すること。【解決手段】本発明の二次電池１は、正極電極３４と負極電極３２が捲回された捲回体４と、捲回体４が収容されるフィルム状包装体２１により構成される電池容器２と、電池容器２の開口部２Ｄを密閉封止する蓋板３とを有する。そして、捲回体４は、捲回軸方向一方側の端面に正極集電凸部３４ｂと負極集電凸部３２ｂを有し、端面が蓋板３に対向して配置されている。蓋板３は、正極集電凸部３４ｂと負極集電凸部３２ｂにそれぞれ接続される正極側端子構成部５と負極側端子構成部６を有している。電池容器２は、開口部２Ｄの開口端縁が蓋板３の側面に固定され、蓋板３は、蓋板３の側面に電池容器２から露出する露出部を有していることを特徴としている。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば自動車用の電源として用いられるリチウムイオン二次電池の構造に関する。

近年、リチウムイオン二次電池は、電気自動車及びハイブリッド自動車の電源として用いられている。自動車用のリチウムイオン二次電池は、高出力、高エネルギー密度および長寿命であることが要求されている。また、パソコンや携帯機器に用いられる二次電池と比較して、必要とされる容量が格段に大きい。

また、自動車へ搭載する際には、限られた空間内に効率よく電池を設置することが求められており、形状の自由度の観点から、例えばラミネート構造が提案されている。

しかし、自動車用の二次電池には種々の安全対策が求められており、例えば耐衝撃性を確保するために高い剛性の電池とすることも重要である。ラミネート構造は例えば缶構造と比較して外装材単独では強度が低く、特に電気的な接続のための端子部分周辺の耐衝撃性が低いことが懸念される。このため、例えば特許文献１には、端子部品を有する蓋を有する構造が提案されている。

また、例えば特許文献２には、電極群を捲回して作製した後、蓋板に設置した集電部品と、電極群の捲回軸方向一方側と他方側に露出する二つの集電体とを、それぞれ接続し、角形の金属缶からなる電池容器に収納、密閉することで、角形の金属容器の中に電極群を収納する構造が提案されている。

特許第４８６２２７７号特開２００６-３１８６７１号公報

しかしながら、特許文献１の構造は、蓋の側面に対して全面に亘って外装材が固定されている。したがって、蓋板の露出部分である上面以外は柔軟な樹脂層が表面を覆うため、寸法精度が低下し、かつ保持具の使用が困難である。

特に自動車用のリチウムイオン二次電池は、走行時の振動や加速度に対応するため周辺の部品との係合等により位置を確定する必要があるが、前記外装材が蓋板の側面全面を覆って固定された二次電池では、二次電池の外側に位置する蓋板の一方の面以外に寸法精度が確保できる部位が無く、保持具の使用が困難であり、前記振動や加速度への対応が難しい。

また、特許文献２の構造では、正負極各端子それぞれと接続する集電部品のための空間を確保する必要がある。すなわち電池容器の内容積に占める電極群の、特に合材層を設置するための空間が狭くなる懸念がある。合材層を設置するための空間が狭くなるということは、すなわち電池の容量の増大が困難となる。これは特に自動車用途向けに重視される容量確保が困難となることを示す。

また、電池あたりの容量の増大には、電池寸法の拡大も選択肢としてあるが、特に金属缶を電池容器とする場合は、寸法変更の都度、金属缶形成の金型変更等の大規模なプロセス変更が必要であり、かつ、集電部品も大型化する必要があることから、電池容器の内容積増大に比較して、電極合材層を設置するための空間の増大割合が相対的に低く、大型化の効果が抑制されるという懸念がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、例えば自動車用のリチウムイオン二次電池の体積当りの容量の増大を容易とすることを目的とする。さらに電池の寸法変更への対応も簡便としつつ、周辺の部品と嵌合等により位置を確定し、走行時の振動や加速度への対応を容易にする手段を提供することを併せて目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の二次電池は、正極電極と負極電極が間にセパレータを介して捲回された捲回体と、該捲回体が収容されるフィルム状包装体により構成される電池容器と、該電池容器の開口部を密閉封止する蓋板とを有する二次電池であって、前記捲回体は、該捲回体の捲回軸方向一方側の端面に正極集電凸部と負極集電凸部を有し、該端面が前記蓋板に対向して配置され、前記蓋板は、前記正極集電凸部と前記負極集電凸部にそれぞれ接続される正極側端子構成部と負極側端子構成部を有し、前記電池容器は、該電池容器の開口部の開口端縁が前記蓋板の側面に固定され、前記蓋板は、該蓋板の側面に前記電池容器から露出する露出部を有していることを特徴とする。

本発明の二次電池によれば、二次電池の内容積を効率的に利用でき、体積あたり容量の高い二次電池を容易に実現できる。さらに、周辺の部品と嵌合等により位置を確定でき、走行時の振動や加速度への対応が容易な二次電池とすることも併せて実現できる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１実施形態における二次電池の外観斜視図。図１に示す二次電池の分解斜視図。蓋板の構成を説明する図。電池容器の蓋板への固定構造を説明する図。捲回体の基本構成を示した斜視図。本発明の二次電池の保持具への保持方法を説明する分解斜視図。本発明の二次電池の保持具への保持状態を示す断面図。図７のＢ部拡大図。電池容器の構成例を説明する図。電池容器の他の構成例を説明する図。図１０に示す電池容器の変形例を説明する図。電池容器の他の構成例を説明する図。電池容器の他の構成例を説明する図。電池容器の他の構成例を説明する図。本発明の第２実施形態における二次電池の外観斜視図。蓋板の構成を説明する図。電池容器の固定構造の一例を説明する図。電池容器の固定構造の他の一例を説明する図。電池容器の固定構造の他の一例を説明する図。本発明の第３実施形態における蓋板の構成を説明する図。本発明の第３実施形態における蓋板の構成を説明する図。本発明の第４実施形態におけるリチウムイオン二次電池の構成を説明する図。

次に、本発明の実施形態について説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
［１．電池の概略構成］
図１は、本実施形態における二次電池の外観斜視図、図２は、図１に示す二次電池の分解斜視図である。図３は、蓋板の構成を説明する図であり、図３（ａ）は、蓋板の構造を模式的に示した正面図、図３（ｂ）は、下面図である。そして、図４は、フィルム状包装体の蓋板への固定構造を説明する図である。

二次電池１は、リチウムイオン二次電池であり、発電要素である捲回体４を収容する電池容器２と、電池容器２の開口部２Ｄを閉塞して密封する蓋板３を備えている。電池容器２は、フィルム状包装体によって構成されており、蓋板３は、所定の板厚を有する金属製の板状部材によって構成されている。捲回体４は、正極側端子構成部５と負極側端子構成部６によって蓋板３に支持されている。

電池容器２を構成するフィルム状包装体２１は、好ましくは金属製フィルムと樹脂製フィルムとの積層構造、又は金属製フィルム上に樹脂層を形成した積層構造を有しており、本実施例では、図４に示すように、金属製フィルム２２の両面に樹脂層２３を形成した積層構造のラミネート材を用いている。金属製フィルム２２の材質は、ＳＵＳ又はアルミニウム等が好ましい。

電池容器２は、電解液を貯留可能な有底の箱形状を有している。電池容器２は、長辺と短辺を有する底面２Ａと、底面２Ａの互いに離間する長辺からそれぞれ起立する一対の幅広側面２Ｂ、２Ｂと、底面２Ａの互いに離間する短辺からそれぞれ起立する一対の幅狭側面２Ｃ、２Ｃとを有しており、上部には上方に向かって開口する矩形の開口部２Ｄが形成されている。

フィルム状包装体２１を用いてなる電池容器２は、例えば１枚のフィルム状部材を折り曲げと溶着または溶接により一面が開口された扁平な矩形箱形状とすることにより得ることができ、或いは、間に発電要素を挟み込めるような形態に成形した２枚のフィルム状包装体の縁部のうち、開口部以外に位置する部位を互いに溶着することにより得ることができる。

フィルム状包装体２１から電池容器２を組み立てるための溶着方法としては、例えば金属製フィルム２２としてアルミニウムを使用したフィルム状包装体２１では、積層された樹脂層２３を融点以上に加熱して溶着する熱溶着が適する。アルミニウム同士の溶接は、アルミニウムの熱伝導性に起因して十分な溶融が困難であり、均一な溶着部が得られず密閉性が低下する可能性がある。

金属製フィルム２２にＳＵＳ薄膜を適用したフィルム状包装体２１の場合は、前述の樹脂層２３の熱溶着以外に、ＳＵＳの熱伝導性が相対的に低く、溶接に適する材料であることから、レーザー溶接、抵抗溶接等の手法による金属フィルム同士の溶接も可能である。このように金属同士の溶接により、密閉性を高くでき、外部からの水分等の浸透の抑制を容易にできる。溶接の方法としては、位置精度と作業性の観点から、レーザー溶接が好ましい。

蓋板３は、電池容器２に溶接されて電池容器２の開口部２Ｄを密閉封止している。蓋板３は、金属製の材料からなり、ＳＵＳ材又はアルミニウム等が好ましい。特に、金属製フィルムにＳＵＳ薄膜を適用したフィルム状包装体２１を電池容器２に用いた場合、類似組成のＳＵＳ材を蓋板３の少なくとも溶接部が含むようにすることで、電池容器２との溶接性が向上し、電池の密閉性が高まる。

蓋板３は、図３（ａ）に示すように、一定の厚みを有する平板部１０と、平板部１０の下面に突出して設けられたリブ１１を有している。平板部１０は、電池容器２の開口部２Ｄよりも大きな矩形状を有している。リブ１１は、電池容器２が溶接される溶接部を構成するものであり、図３（ｂ）に示すように、平板部１０の外端縁部に沿って周状に連続して形成されている。蓋板３は、側面として、平板部１０の側面１０ａとリブ１１のリブ外側面１１ａを有する。

リブ１１は、平板部１０の外端縁部よりも内側に入り込んだ位置でかつ平板部１０の外端縁部との間にフィルム状包装体２１の厚みよりも大きな間隔を有する位置に設けられている。リブ１１は、電池容器２の開口部２Ｄから電池容器２内に挿入されて、リブ外側面１１ａが所定高さに亘って電池容器２の内壁面に対向する大きさを有している。

電池容器２を蓋板３に溶接する場合、まず、電池容器２の開口部２Ｄから電池容器２内に蓋板３のリブ１１を挿入し、電池容器２の開口部２Ｄの開口端部をリブ外側面１１ａに対向させる。そして、電池容器２の外側から開口端部に向かってレーザー溶接のレーザービームを照射する。レーザービームは、電池容器２の開口端部に沿って全周に亘って連続して照射される。

電池容器２は、レーザービームの照射により電池容器２の開口部２Ｄの開口端部が蓋板３のリブ１１のリブ外側面１１ａに溶接されて固定され、密閉封止される。図１に示す破線ＷＬは、レーザー溶接による溶接痕を模式的に示すものである。電池容器２は、レーザー溶接によってフィルム状包装体２１のレーザービームが照射された箇所の樹脂層２３が蒸発し、図４に示すように、フィルム状包装体２１の金属製フィルム２２が蓋板３のリブ１１に溶接される。

蓋板３は、側面のうち、リブ１１のリブ外側面１１ａが電池容器２によって覆われているのに対して、平板部１０の側面１０ａが電池容器２で覆われることなく外部に露出している。すなわち、平板部１０の側面１０ａは、蓋板３の側面の少なくとも一部が外部に露出する露出部を構成する。この蓋板３の露出部である平板部１０の側面１０ａは、平板部１０の下面１０ｂに沿った方向であるリチウムイオン二次電池１の横方向の位置決めの基準点となり、かつ金属製である蓋板３を用いてリチウムイオン二次電池１を固定することができる。したがって、所望の位置にリチウムイオン二次電池１を位置決めすることができ、電池の保持が容易となる。

仮に蓋板３の平板部１０の側面１０ａが電池容器２によって完全に覆われて外部に全く露出していないとすると、フィルム状包装体２１を構成する樹脂層２３の柔軟性と平滑性が主因となり、リチウムイオン二次電池の位置決め精度が低下し、十分な固定ができず、結果として保持が困難となるおそれがある。特に、溶接部分は、溶接後の形状が一定とならず、不規則な凹凸面を形成するので、位置決めする際の基準面とすることはできず、確実な保持も困難である。

本実施例では、電池容器２は蓋板３のリブ１１に固定されており、蓋板３の平板部１０の側面１０ａは電池容器２によって覆われず、露出部として外部に露出している。したがって、側面１０ａを他の部材と当接させたり、挟み込むことができ、リチウムイオン二次電池１を位置決めする際の基準面として用いることができる。蓋板３の平板部１０は、側面１０ａの形状が一定であり、リチウムイオン二次電池１の横方向の位置決め精度を向上させることができる。

また、本実施例では、リブ１１が平板部１０の外端縁部よりも内側に入り込んだ位置でかつ平板部１０の外端縁部との間にフィルム状包装体２１の厚みよりも大きな間隔を有する位置に設けられているので、蓋板３に電池容器２を固定した場合に、平板部１０の側面１０ａが電池容器２よりも横方向に突出した位置に配置される。したがって、側面１０ａを他の部材と当接させたり、平板部１０を挟み込んで保持することが容易にできる。

蓋板３は、捲回体４の正極電極３４と電気的に接続された正極側端子構成部５と、捲回体４の負極電極３２と電気的に接続された負極側端子構成部６を備えている。

正極側端子構成部５は、蓋板３の外側に配置される正極外部端子５１および正極側外部絶縁体５２と、電池容器２の内部に配置される正極集電端子およびガスケット（ともに図示せず）から構成される。正極外部端子５１と正極側外部絶縁体５２と正極集電端子とガスケットは、一体的に固定され、蓋板３に取り付けられている。この状態において、正極外部端子５１と正極集電端子は、互いに電気的に接続されており、正極側外部絶縁体５２およびガスケットによって蓋板３から絶縁されている。

一方、負極側端子構成部６は、蓋板３の外側に配置される負極外部端子６１および負極側外部絶縁体６２と、電池容器２の内部に配置される負極集電端子６２およびガスケット（ともに図示せず）から構成される。負極側端子構成部６は、正極側端子構成部５と同様な構造であり、負極外部端子６１と負極側外部絶縁体６２と負極集電端子とガスケットは、一体的に固定され、蓋板３に取り付けられている。この状態において、負極外部端子６１と負極集電端子は、電気的に接続されており、負極側外部絶縁体およびガスケットによって蓋板３から絶縁されている。

なお、正極外部端子５１及び負極外部端子６１は、それぞれ蓋板３の外部に突出しており、さらにねじ構造を有している。そのため、電池を外部の回路と接続する場合には、穴または切り欠きが設けられたバスバー（図示せず）に正極外部端子５１又は負極外部端子６１を挿通させ、ナットで組みつける構造となる。これにより、電池と外部の回路とは、電気的に接続される。

蓋板３には、安全弁としてガス排出弁７１が設けられている。ガス排出弁７１は、プレス加工によって蓋板３を部分的に薄肉化することで形成されている。なお、薄膜部材を蓋板３の開口にレーザー溶接等により取り付けて、薄肉部分をガス排出弁としてもよい。ガス排出弁７１は、角形二次電池１が過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。

さらに蓋板３には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔７２が穿設されている。注液孔７２は、電解液を注入後に注液栓７３によって封止される。電解液としては、たとえば、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用いることができる。

図５は、捲回体４の基本構成を示した斜視図であり、巻き終わり端部を分解した状態を示している。

捲回体４は、負極電極３２と正極電極３４を間にセパレータ３３、３５を挟み込んで扁平状に捲回することによって構成されている。具体的には、負極電極３２、セパレータ３３、正極電極３４、セパレータ３５を重ね合わせた状態で捲回することにより構成される。捲回体４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。

正極電極３４は、正極集電体である正極金属箔の両面に正極活物質合剤を塗布した正極合剤層３４ａを有し、正極金属箔の幅方向一方側の長辺端部に、正極活物質合剤を塗布しない正極金属箔露出部が設けられ、正極金属箔露出部に複数の集電凸部（正極集電凸部）３４ｂが形成されている。負極電極３２は、負極集電体である負極金属箔の両面に負極活物質合剤を塗布した負極合剤層３２ａを有し、負極金属箔の幅方向一方側の長辺端部に、負極活物質合剤を塗布しない負極金属箔露出部が設けられ、負極金属箔露出部に複数の集電凸部（負極集電凸部）３２ｂが形成されている。

負極電極３２の負極合剤層は、正極電極３４の正極合剤層よりも捲回軸方向に広くなっており、セパレータ３３、３５を重ね合わせて捲回した場合に正極合剤層が必ず負極合剤層に挟まれるように構成されている。正極電極３４および負極電極３２は、金属箔露出部がそれぞれ捲回軸方向一方側に配置されるように互いに重ね合わされて捲回される。

正極電極３４および負極電極３２は、各金属箔露出部の一部がそれぞれ捲回幅方向一方側に突出して形成された集電凸部３４ｂ、３２ｂを有している。集電凸部３４ｂ、３２ｂは、正極電極３４及び負極電極３２の長手方向にそれぞれ所定間隔を有して複数設けられており、正極電極３４および負極電極３２を捲回した状態でそれぞれ捲回体４の平坦部で捲回体４の扁平厚さ方向に重なり合う位置に配置されている。

正極電極３４及び負極電極３２は、複数の集電凸部３４ｂ、３２ｂがセパレータ３３、３５から捲回軸方向一方側に突出して対角の位置、すなわち、捲回体４の捲回軸方向一方側の端面において互いに捲回体４の厚さ方向一方側と他方側に分かれた位置で且つ、捲回体４の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に偏った位置に配置されており、かかる位置でそれぞれ重なって配置されるように、正極電極３４と負極電極３２との長手方向の相対位置が決定されて捲回される。具体的には、負極電極３２の互いに隣り合う集電凸部３２ｂの中間位置に正極電極３４の集電凸部３４ｂが配置されるように、正極電極３４と負極電極３２とが重ね合わされて捲回される。

集電凸部３４ｂ、３２ｂは、捲回体４の平坦部で捲回体４の厚さ方向にそれぞれ束ねられ、正極側端子構成部５の正極集電端子及び負極側端子構成部６の負極集電端子に溶接等により接続される。これにより、捲回体４は、正極側端子構成部５の正極集電端子及び負極側端子構成部６の負極集電端子によって蓋板３に吊り下げられた状態で支持される。なお、セパレータ３３、３５は、負極合剤層が塗布された部分よりも捲回幅方向に広いが、正極箔露出部、負極箔露出部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。

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、ＴｉＳｉ_２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ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）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、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。

捲回体４には、軸芯を有しているタイプと、軸芯を有していないタイプのいずれを用いてもよいが、本実施形態では、軸芯を有しているタイプのものを用いている。軸芯には、例えば、正極金属箔、負極金属箔、セパレータ３３、３５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。

各集電凸部３４ｂ、３２ｂは、図２に示すように、捲回体４の捲回軸方向一方側の端面において対角となる位置、すなわち、捲回体４の捲回軸方向一方側の端面において互いに捲回体４の厚さ方向一方側と他方側に分かれた位置で且つ、捲回体４の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に偏った位置でそれぞれ重なって配置されている。そして、集電凸部３４ｂ、３２ｂは、捲回体４の厚さ方向中心側に位置する集電凸部よりも捲回体４の厚さ方向外側に位置する集電凸部の方が、正極電極３４及び負極電極３２の長手方向の長さである幅が広くなるように幅広に形成されている。

本実施例では、各集電凸部３４ｂ、３２ｂは、捲回体４の厚さ方向中心から厚さ方向外側に移行するにしたがって集電凸部幅が漸次広くなっており、特に、捲回体４の厚さ方向中心から外側に移行するにしたがって幅方向両端部が互いに離間する方向に段階的に広がるように構成されている。

集電凸部３４ｂ、３２ｂは、捲回体４を捲回する前に回転カッタ等で形成することができる。その場合、集電凸部３４ｂ、３２ｂのそれぞれの間隔は誤差の範囲内で一定となる。集電凸部３４ｂ、３２ｂがそれぞれの位置で内周側から外周側まで重なる位置に配置されるために、集電凸部３４ｂ、３２ｂの幅をそれぞれ内周側から外周側へ周長の増加分だけ広くしている。このため、集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群（正極電極集電凸部群、負極電極集電凸部群）は概ね台形形状になる。

集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群は、図５に示すように、捲回体４の扁平厚さ方向中央から外側に移行するにしたがって、両側端が互いに離間する方向に広がる平面視で略等脚台形の形状を有している。集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群を平面視で略等脚台形の形状とするには、捲回体４を巻回する前に、回転カッタ等で金属箔を切除する長さを一定とし、残る集電凸部３４ｂ、３２ｂの長さが漸次長くなるように制御すればよい。したがって、捲回体４を容易に作成できる。また、集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群を平面視で略等脚台形の形状とすることによって、捲回軸方向一方側の端面におけるガス排出面積を広く確保でき、捲回体４からガスをより円滑に排出させることができる。

集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群は、捲回体４の厚さ方向中心に最も近い位置に配置される最内周の集電凸部３４ｂと集電凸部３２ｂとが互いに捲回体４の厚さ方向に対向しておらず、捲回体４の平坦部に沿って一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に離れた非対向位置に配置されている。したがって、集電凸部３４ｂと集電凸部３２ｂとの間に所定の離間距離を確保することができる。したがって、例えば自動車に搭載した角形二次電池が衝突事故等により変形した場合に、最内周の集電凸部３４ｂと集電凸部３２ｂとが互いに接触する可能性を低くし、短絡リスクを小さくすることができる。

集電凸部３４ｂの集電凸部群は、捲回体４の扁平厚さ方向に束ねられて、その厚さ方向外側の面に正極側端子構成部５の正極集電端子の溶接部が接面した状態で配置されて溶接接合される。同様に、集電凸部３２ｂの集電凸部群は、捲回体４の扁平厚さ方向に束ねられて、その厚さ方向外側の面に負極側端子構成部６の負極集電端子の溶接部が接面した状態で配置されて溶接接合される。

集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群は、捲回体４の厚さ方向中心側に位置する集電凸部よりも厚さ方向外側に位置する集電凸部の方が幅広に形成されているので、正極集電端子の溶接部および負極集電端子の溶接部に接合するための溶接面積が広くなる。したがって、捲回体４の重量を支える面積が広くなり、捲回体４を蓋板３に吊り下げる支持強度に優れる。したがって、変形時における集電凸部３４ｂと集電凸部３２ｂとの短絡の可能性を低く抑えつつ、捲回体４の支持強度を高くすることができる。

例えばハイブリッド自動車の走行モータの駆動源として用いられる角形二次電池は、携帯電話などの民生品のものと比較して捲回体４が大きく、重量も重い。したがって、従来のように集電凸部が一定幅のものを用いたのでは、走行時における振動などが作用して耐久性に影響を与えることが懸念される。これに対して、本実施例では、捲回体４の厚さ方向中心側に位置する集電凸部よりも厚さ方向外側に位置する集電凸部の方が幅広に形成されているので、支持強度に優れ、ハイブリッド自動車用などの用途に耐え得る、高い耐久性を有する。また、集電凸部を幅広にすることで、電流の抵抗値が減少し、導電性を向上させることができる。

本実施例では、集電凸部３４ｂ、３２ｂの集電凸部群は、いずれも厚さ方向外側に正極集電端子の溶接部と負極集電端子の溶接部が配置されて溶接接合されているが、いずれも厚さ方向内側に配置されて溶接接合されてもよく、また、厚さ方向一方側に配置されて溶接接合されてもよい。そして、溶接接合は、超音波溶接により行われるが、抵抗溶接により行われてもよい。

捲回体４は、捲回体４の捲回軸方向一方側の端面に正極電極３４の集電凸部３４ｂと負極電極３２の集電凸部３２ｂを有し、その端面が蓋板３に対向して配置されている。そして、正極電極３４の集電凸部３４ｂと負極電極３２の集電凸部３２ｂが、蓋板３に設けられている正極側端子構成部５の正極集電端子と負極側端子構成部６の負極集電端子にそれぞれ接合されて電気的に接続されている。したがって、特許文献２の構造のように、捲回体４を間に介してその両側に、集電部品のための空間を確保する必要がない。したがって、電池容器の内容積に占める電極群の合材層を設置するための空間が集電部品によって狭められることはなく、電池容量の高容量化を図ることができる。また、集電部品の長さを短くすることができ、その分だけ重量を軽くする軽量化が可能となる。

図６は、本発明の二次電池の保持具への保持方法を説明する分解斜視図、図７は、本発明の二次電池の保持具への保持状態を示す断面図、図８は、図７のＢ部拡大図である。

従来、特に自動車用のリチウムイオン二次電池には、金属板に深絞り加工を施すことにより形成される箱状の電池缶が好適に用いられてきた。電池缶を用いること電池容器の強度を高めると共に、周辺に治具を設置して固定する際の寸法精度に優れるためである。

しかしながら、前記電池缶では、缶壁の厚みは０．５ｍｍ程度が限界であり、さらに薄くすることは困難であった。更に薄くすることが困難な要因は、金属板を変形させることによる手法では、その製造過程で厚みが薄くなる傾向にある部分と、比較的当初の厚みが保持される傾向にある部分とが混在するため、電池缶全体では厚みのばらつきが存在することが挙げられる。

このような缶壁の厚みのばらつきは、例えば電池容器の耐圧性に偏りを生じさせ、電池内圧が上昇した場合には、特定の部分から破裂し、内容物が噴出し、場合によっては超高温状態に発展する可能性が高まる。また、電池缶を得る工程中で、例えば防錆加工等の追加加工を施す場合、厚みが薄い部分については物理的に破壊する可能性が高まり、歩留まり低下の一因となり得る。

缶壁の厚みのばらつきから想起される問題の解決策として、電池容器２に適用したフィルム状包装体２１が挙げられる。フィルム状包装体２１は、あらかじめ薄膜状に成形されていることから、フィルム状包装体２１を用いて箱状の電池容器２を作製した場合、箱壁の厚みのばらつきが極めて少ないものとすることができる。フィルム状包装体２１は、接合部分の強度を確保できれば、耐圧性については偏りが少ない。したがって、蓋板３などの特定の部位に圧力を緩和するためのガス排出弁７１などの機構を設けることで、より安全性の高いリチウムイオン二次電池１とすることができる。

フィルム状包装体２１はその構造上非常に柔軟性が高いことが一般的で、電池内圧に対しては前述の深絞り法により得られる缶構造と比較して膨張しやすいという懸念が生じる。この懸念に対しては、例えば図６に示すように、リチウムイオン二次電池１を設置する位置の周辺に、リチウムイオン二次電池１の保持の他、耐圧性を付与する機能を併せ持つ保持具７を設置し、リチウムイオン二次電池１を保持することで対策が容易となる。

保持具７は、例えば強化プラスチックなどの樹脂材料を用いて構成されており、電池容器２を収容可能な箱形状を有している。保持具７は、電池容器２との間に所定の間隙を有して対向する内壁面７ａを有しており、電池容器２を内壁面７ａに当接させて電池容器２の膨張を抑制することができる。保持具７の上面には、蓋板３と係合可能な段差部７ｂが設けられている。

段差部７ｂは、蓋板３を乗せることによって平板部１０の下面１０ｂと当接し、平板部１０の厚み方向であるリチウムイオン二次電池１の高さ方向の位置決めを行う。また、平板部１０の側面１０ａと当接し、平板部１０の下面１０ｂに沿った方向であるリチウムイオン二次電池１の横方向の位置決めを行う。そして、平板部１０に穿設された貫通孔１２にねじを挿通して、保持具７にリチウムイオン二次電池１を固定することができる。

保持具７がフィルム状包装体２１からなる電池容器２の膨張を抑制することで、使用時の電池内圧の変動に伴うリチウムイオン二次電池１の変形を抑制し、かつ異常時に電池内圧が設計値以上に上昇した場合には、例えば蓋板３に設置した感圧型の電流遮断弁（図示せず）が電流を遮断し、電池の使用を停止する。そして、さらに内圧が上昇した場合には、同様に蓋板３に設置したガス排出弁７１が圧力により破裂開弁し、圧力を放出することで電池自体の破裂を防止するなどの対策が図れる。

ところで、特に車載用途等に用いられる二次電池は、必要とされる出力が大きいことから電池単独で使用される以外に、２個以上の二次電池を直列に接続した組電池として使用される可能性も高い。このような場合、特に角形の電池を使用する際は、前述の耐圧性を付与する保持具７を個々に設置するのではなく、例えば電池同士を互いに密着するよう配置し、周囲を十分な強度を示す構造部材で固定して、二次電池自体も隣接する二次電池に対して耐圧性を付与する部品として使用する形態も可能である。

二次電池１の保持具７への保持方法は、係合による他、蓋板３の露出部分を挟み込む部材、いわゆるクランプを用いて固定する、あるいは金属製である蓋板３に対して外部から金属部品を溶接して固定する等の手法も選択可能であり、所望の固定の状況に応じて適宜選択することができる。

以上のように作製した、電極及び非水電解液を組み合わせ、所望の電池を製造することができる。

［２−１．実施例１］
＜電池容器の作製＞
金属製フィルム２２にＳＵＳを適用したフィルム状包装体２１を、所望の電池容器２の展開図に沿う形状および溶接位置を考慮した形状に切断した。切断後、折り曲げることで一面が開口された扁平な矩形箱状を得た。さらに、所望の開口部２Ｄ以外のフィルム状包装体２１の縁部を、レーザー溶接により対向する部位と接続して、角形缶状の電池容器２を得た。

図９は、一枚のフィルム状包装体を折り曲げて形成される電池容器の構成を説明する図であり、図９（ａ）は、電池容器の展開図、図９（ｂ）は、電池容器の組み立て図、図９（ｃ）は、図９（ａ）に示すＣ部の位置におけるシール構造を説明する断面図である。

電池容器２は、例えば図９（ａ）に示すように、所望の電池容器２の展開図に沿う形状に切断されたフィルム状包装体２０１を、折り曲げ線ＢＬに沿って折り曲げて有底の扁平な箱形状に組み立てられる。そして、対向して重なり合う部位であるタブ２０２をレーザー溶接により接合して電解液が漏れないようにシールする。また、例えば図９（ａ）のＣ部に示すように、電池容器２を組み立てた際に底面２Ａの隅にピンホールが形成されるおそれがあるので、組み立て後に底面２Ａの四隅に図９（ｃ）に示すような樹脂２０３を塗布してシールする。

＜蓋板の作製＞
この電池容器２の開口部２Ｄの形状に沿うよう、蓋板３の下面１０ｂにリブ１１を設けた。リブ１１の材質は、フィルム状包装体が含むＳＵＳ材に類似した組成とし、溶接性を向上させた。加えて、この蓋板３には電池の安全性向上のため、ガス排出弁７１を設置し、さらに正極集電端子５２と正極外部端子５１との間に、電池内圧の異常上昇を感知して電流を遮断するＣＩＤ(電流遮断弁、図示せず)を設けた。

＜負極電極の作製＞
負極電極３２に関しては、非晶質炭素により表面を被覆された、平均粒径２１μｍ（Ｄ５０）、比表面積３．９×１０^３ｍ^２／ｋｇである天然黒鉛、ＳＢＲ、およびＣＭＣを、重量比で９８．０：１．０：１．０となるように混合した。最後に精製水を加え、固形分比率５０重量％の水系スラリーを得た。得られたスラリーの粘度は２．３Ｐａ・ｓｅｃであった。

なお、粘度は、ＪＩＳＺ８８０３準拠の円錐平板型粘度計と用いて測定した。スラリーをダイコート法により、厚さ１０μｍの銅箔の表面に、塗布量が９５ｇ／ｍ^２となるように塗布して十分に乾燥させ、さらにプレスを施し、合剤密度が１．５ｇ／ｃｍ^３の負極を作製した。負極電極３２は、塗布の長手方向片側の端部に、合剤層の無い負極未塗工部３２ｂを設け、後述の電池組み立てに際して、集電部品を取り付ける部分とした。

＜正極電極の作製＞
正極電極３４に関しては、正極活物質としてニッケルコバルトマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＮｉ_{１−ｘ−ｙ}Ｃｏ_ｘＭｎ_ｙＯ_２重量比としてＮｉ：Ｃｏ：Ｍｎ＝５：２：３）、導電材として鱗片状黒鉛、アセチレンブラック、及び結着材としてＰＶＤＦとを、重量比で９２：４．５：０．５：３．０の比率で混合し、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１５μｍのアルミニウム箔（正極電極箔）の表面に、片側の塗布量が１８５ｇ／ｍ^２となるように塗布して十分に乾燥させ、さらにプレスを施し、合剤密度が２．７５ｇ／ｃｍ^３の正極を作製した。そして、負極電極３２と同様に正極電極３４の長手方向片側端部には、未塗工部（正極未塗工部３４ｂ）を設けた。

＜捲回体の作製＞
上記作製した負極電極３２と正極電極３４を、互いに接触しないよう、間にセパレータを設置して捲回し、捲回体４を得た。

＜電池の作製＞
得られた捲回体４の正極未塗工部３４ｂと負極未塗工部３２ｂに、正極側端子構成部５の正極集電端子と負極側端子構成部６の負極集電端子を溶接し、電池容器２に格納した。電池容器２の開口部２Ｄと、蓋板３のリブ１１とを接触させ、レーザー溶接により接続し、電池容器２を密閉封止した。さらに注液孔７２から電解液を注入してリチウムイオン二次電池１を作製した。

＜得られた電池の形状＞
このようにして得られたリチウムイオン二次電池１は、蓋板３の側面１０ａが電池容器２から露出しており、露出部を構成している。したがって、保持具７との位置決め精度を高くすることができる。特に蓋板３が係合するよう設計された保持具７との組み合わせにより、高い精度の位置決めと、高い耐振動性を実現できる。

［２−２．実施例２］
＜電池容器の作製＞
立体成形した２枚のフィルム状包装体２１１を向かい合わせて間に捲回体４を挟み込めるような形態とし、これら２枚のフィルム状包装体２１１の縁部のうち、開口部２Ｄ以外に位置する部位を互いにレーザー溶接して電池容器２を得た。

図１０は、電池容器の他の構成を説明する図であり、図１０（ａ）は、分解状態を示す斜視図、図１０（ｂ）は、組み立て状態を示す斜視図である。

電池容器２は、立体成形済みの２枚のフィルム状包装体２１１を接合することによって構成されている。各フィルム状包装体２１１は、図１０（ａ）に示すように、幅広側面２Ｂを構成する平面部２１２と、幅狭側面２Ｃの一部を構成する平面部２１３と、底面２Ａの一部を構成する平面部２１４を有している。平面部２１３と２１４は、電池容器２の厚さ幅の半分の幅を有している。そして、平面部２１３と２１４の縁部にはフランジ２１５が設けられている。電池容器２は、図１０（ｂ）に示すように、上記一対のフィルム状包装体２１１のフランジ２１５同士を当接させ、レーザー溶接によって接合することによって形成される。

＜蓋板の作製＞
実施例１と同様に、電池容器２の開口部２Ｄに沿うよう、蓋板３の平板部１０にリブ１１を設けた。ガス排出弁７１及びＣＩＤも、実施例１と同様に設けた。

＜電池の作製＞
実施例１と同様に、捲回体４に正極側端子構成部５の正極集電端子と負極側端子構成部６の負極集電端子を溶接し、電池容器２に格納した。電池容器２の開口部２Ｄと、蓋板３のリブ１１とを接触させ、レーザー溶接により接続し、電池を密閉封止した。さらに注液孔７２から電池容器２内に電解液を注入してリチウムイオン二次電池１を作製した。

＜得られた電池の形状＞
このようにして得られたリチウムイオン二次電池１は、実施例１にて得られたものと同様に、蓋板３の側面１０ａが露出部となり、保持具７との位置決め精度を高くすることができる。特に係合するよう設計された保持具７との組み合わせにより、高い精度の位置決めと、高い耐振動性を実現できる。

図１１は、図１０に示す電池容器の変形例を説明する図であり、図１１（ａ）は、組み立て状態を示す斜視図、図１１（ｂ）は、要部を拡大して示す平面図である。

この変形例では、幅狭側面２Ｃを構成する平面部２１３が平面部２１２に対して傾斜している。平面部２１３は、図１１（ｂ）に示すように、幅広側面２Ｂを構成する平面部２１２からフランジ２１５に接近するに応じて横幅方向に突出するように傾斜している。そして、リブ１１も、平面部２１３と対峙するようにリブ外側面１１ａが傾斜して形成されている。

上記した図１０に示す構造の場合、平面部２１３が平面部２１２に対して直角なので、互いに重なり合う一対の平面部２１３の間の角度が１８０度となる。したがって、蓋板３のリブ外側面１１ａと接合した場合に、平面部２１３同士の境界部分と蓋板３のリブ外側面１１ａとの間の隙間が大きくなり、密閉性に影響を与えるおそれがある。

これに対して、図１１に示す構成によれば、平面部２１３の傾斜によりフランジ２１５同士の境界部分の角度が鋭角になっており、蓋板３のリブ外側面１１ａも平面部２１３に沿って傾斜している。したがって、一対の平面部２１３の境界部分と蓋板３のリブ外側面１１ａとの間の隙間を小さくすることができ、蓋板３によって電池容器２をより確実に密閉封止できる。

図１２〜図１４は、電池容器の他の構成例を説明する図である。
電池容器２を形成する方法は、図１０と図１１に示す方法に限定されるものではなく、種々の方法により形成することができる。例えば、図１２に示す例では、１枚のフィルム状包装体２１をＵ字状に折り曲げて、横幅方向両端を綴じ合わせることにより形成されている。電池容器２の一対の幅狭側面２Ｃには、綴じ耳２２１が設けられる。

そして、図１３に示す例では、１枚のフィルム状包装体２１を、両端部の内壁面同士が重なるように接合して筒状とし、さらに底面２Ａとなる下端を綴じ合わせることにより形成される。電池容器２の一方の幅狭側面２Ｃと底面２Ａには、綴じ耳２２２が設けられる。

また、図１４に示す例では、１枚のフィルム状包装体２１を、一方端部２２４の内壁面と他方端部２２５の外壁面とが重なるように接合して円筒状とし、さらに底面２Ａとなる下端を綴じ合わせることにより形成される。電池容器２の底面２Ａには、綴じ耳２２３が設けられる。

図１２及び図１３に示す構成によれば、図１０と図１１に示す電池容器２と比較して、綴じ耳２２１、２２２の長さを短くすることができ、シール性を向上させることができる。図１４に示す構成によれば、綴じ耳２２３の長さをより短くすることができ、電池容器２を小型化できる。

＜＜第２実施形態＞＞
図１５は、本発明の第２実施形態における二次電池の外観斜視図、図１６は、蓋板の構成を説明する図、図１７は、電池容器の固定構造の一例を説明する図である。なお、上述の第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することで詳細な説明は省略する。本実施形態において特徴的なことは、蓋板３の平板部１０の側面１０ａの一部である下領域に電池容器２が固定され、側面１０ａの一部である上領域を電池容器２によって覆われずに外部に露出する露出部としたことである。

リチウムイオン二次電池１は、第１実施形態と同様に、捲回体４（図２を参照）を収容する電池容器２と、電池容器２の開口部２Ｄを閉塞する蓋板３を有しており、電池容器２は、フィルム状包装体２１によって構成され、蓋板３は、フィルム状包装体２１の金属製フィルム２２に類似した組成の金属材料によって構成されている。

本実施形態では、蓋板３の平板部１０は略一定の厚みを有しており、第１実施形態におけるリブ１１（図２を参照）は設けられていない。平板部１０は、電池容器２の開口部２Ｄに挿入可能な大きさを有しており、第１実施形態と比較して厚みが大きく、側面１０ａが広くなっている。側面１０ａは、下面１０ｂ側に位置する下領域と、表面１０ｃ側に位置する上領域を有している。

電池容器２は、開口部２Ｄから蓋板３を挿入して、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、蓋板３の側面の下領域が電池容器２の開口端部と対向配置され、側面１０ａの上領域が電池容器２から突出して露出する位置に配置される。

そして、電池容器２の開口端部が蓋板３の側面１０ａの下領域にレーザー溶接されて、密閉封止される。電池容器２を密閉封止した蓋板３の側面１０ａの上領域は、電池容器２によって覆われておらず、外部に露出する露出部を構成する。

したがって、蓋板３の側面１０ａの上領域を、リチウムイオン二次電池１の横方向の位置決めの基準点として、所望の位置にリチウムイオン二次電池１を位置決めすることができ、電池の保持が容易となる。蓋板３は、第１実施形態のものと比較して形状が単純で作りやすく、製造コストを下げることができる。

図１８と図１９は、電池容器の固定構造の他の一例を説明する図である。
上述の例では、蓋板３の厚みが分厚い場合について説明したが、例えば蓋板３はその側面が電池容器２の開口部２Ｄの開口端縁と固定される下領域と、露出部として外部に露出する上領域を有していればよい。図１８及び図１９に示す例では、平板部１０の厚みは第１実施形態と同様に薄いが、平板部１０の外端縁部にリブ１２、１３が設けられており、蓋板３の側面が下方もしくは上方に延長拡大している。なお、平板部１０は、電池容器２の開口部２Ｄに挿入可能な大きさを有している。蓋板３の側面が平板部１０の側面１０ａと、平板部１０の側面１０ａに面一に連続するリブ１２、１３のリブ外側面１２ａ、１３ａによって構成されている。

図１８に示すリブ１２は、平板部１０の外端縁部から下方に向かって突出しており、リブ外側面１２ａが平板部１０の側面１０ａと面一に連続している。図１８に示す構成の場合、蓋板３の側面は、平板部１０の側面１０ａとリブ１２のリブ外側面１２ａによって構成されており、リブ１２側が電池容器２に溶接される下領域となり、平板部１０側が外部に露出する上領域となる。

図１９に示すリブ１３は、平板部１０の外端縁部から上方に向かって突出しており、リブ外側面１３ａが平板部１０の側面１０ａと面一に連続している。図１９に示す構成の場合、蓋板３の側面は、平板部１０の側面１０ａとリブ１３のリブ外側面１３ａによって構成されており、平板部１０側が電池容器２に溶接される下領域となり、リブ１３側が外部に露出する上領域となる。

蓋板３は、開口部２Ｄから電池容器２内に挿入されて、蓋板３の側面の下領域が電池容器２の開口部２Ｄの内壁面と対向配置され、蓋板３の側面の上領域が電池容器２から突出して露出する位置に配置される。そして、電池容器２の開口部２Ｄの開口端縁が蓋板３の側面の下領域にレーザー溶接されて、密閉封止される。蓋板３の側面の上領域は、電池容器２によって覆われておらず、外部に露出する露出部を構成する。

したがって、図１５〜図１７に示す構成と同様に、蓋板３の側面の上領域を、リチウムイオン二次電池１の横方向の位置決めの基準点として、所望の位置にリチウムイオン二次電池１を位置決めすることができ、電池の保持が容易となる。そして、図１５〜図１７に示す構成と比較して、平板部１０の肉厚を薄くすることができ、材料費の削減、及び軽量化を図ることができる。

＜＜第３実施形態＞＞
図２０と図２１は、本発明の第３実施形態における蓋板の構成例をそれぞれ示す図である。なお、上述の第１及び第２実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することで詳細な説明は省略する。

本実施形態において特徴的なことは、電池容器２の幅広側面２Ｂと幅狭側面２Ｃのいずれか一方が蓋板３の平板部１０の側面１０ａよりも突出している構成としたことである。

上述の第１実施形態では、電池容器２の幅広側面２Ｂと幅狭側面２Ｃの両方が蓋板３の平板部１０の側面１０ａよりも内側に配置されている構成を有し、第２実施形態では、電池容器２の幅広側面２Ｂと幅狭側面２Ｃの両方が蓋板３の平板部１０の側面１０ａよりも突出している構成を有している。これに対して、本実施形態では、電池容器２の幅広側面２Ｂと幅狭側面２Ｃのいずれか一方が蓋板３の平板部１０の側面１０ａよりも突出している構成を有している。

図２０に示す構成例では、平板部１０の長辺方向の長さとリブ１１の長辺方向の長さが同じであり、短辺において、平板部１０の側面１０ａとリブ１１のリブ外側面１１ａとが面一に連続して形成されている。電池容器２は、図２０（ａ）及び図２０（ｃ）に示すように、電池容器２の幅狭側面２Ｃが電池容器２よりも突出した位置に配置される。

一方、平板部１０の短辺方向の長さはリブ１１の短辺方向の長さよりも長く、長辺において、平板部１０の側面１０ａの方がリブのリブ外側面１１ａよりも突出した位置に配置されている。電池容器２は、図２０（ｂ）に示すように、蓋板３の平板部１０の側面１０ａが電池容器２の幅広側面２Ｂよりも側方に突出した位置に配置される。

上記した図２０に示す構成によれば、第１及び第２実施形態よりも平板部１０の長辺方向の長さを短くすることができ、単電池として小型化を図ることができる。そして、例えば複数のリチウムイオン二次電池１を電池容器２の厚さ方向に並べて組電池を構成した場合に、互いに隣り合うリチウムイオン二次電池１の蓋板３を平板部１０の側面１０ａ同士で当接させて位置決めすることができる。

図２１に示す構成例では、平板部１０の短辺方向の長さとリブ１１の短辺方向の長さが同じであり、長辺において、平板部１０の側面１０ａとリブ１１のリブ外側面１１ａとが面一に連続して形成されている。電池容器２は、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）に示すように、電池容器２の幅広側面２Ｂが電池容器２よりも突出した位置に配置される。

一方、平板部１０の長辺方向の長さはリブ１１の長辺方向の長さよりも長く、短辺において、平板部１０の側面１０ａの方がリブ１１のリブ外側面１１ａよりも突出した位置に配置されている。電池容器２は、図２１（ｃ）に示すように、蓋板３の平板部１０の側面１０ａが電池容器２の幅狭側面２Ｃよりも側方に突出した位置に配置される。

上記した図２１に示す構成によれば、電池容器２の幅狭側面２Ｃよりも側方に突出した蓋板３の平板部１０の側面１０ａによって位置決めを行うことができる。そして、第１及び第２実施形態よりも平板部１０の短辺方向の長さを短くすることができ、単電池として小型化を図ることができる。そして、例えば複数のリチウムイオン二次電池１を電池容器２の厚さ方向に並べて組電池を構成した場合に、互いに隣り合う電池容器２同士を当接させて列方向の長さを短くすることができ、組電池の小型化を図ることができる。

＜＜第４実施形態＞＞
図２２は、第４実施形態におけるリチウムイオン二次電池の構成を説明する図であり、図２２（ａ）は、斜視図、図２２（ｂ）は、要部を拡大して正面から示す図である。なお、上述の第１及び第２実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することで詳細な説明は省略する。

本実施形態において特徴的なことは、電池容器２の開口部２Ｄの開口端縁に切り欠き部を設けて蓋板３の側面を部分的に外部に露出させた露出部としたことである。
電池容器２は、開口部２Ｄの開口端縁がリブ１３の上端と同じ高さ位置に配置されて、蓋板３の平板部１０の側面１０ａに溶接されている。電池容器２は、開口部２Ｄの開口端縁を部分的に切り欠いて形成した切り欠き部２Ｅを有している。切り欠き部２Ｅは、一対の幅広側面２Ｂにそれぞれ設けられており、長辺方向中央位置に形成されている。蓋板３は、電池容器２の切り欠き部２Ｅによって側面の一部が露出して露出部が形成されている。上記した図２２に示す構成によれば、電池容器２の切り欠き部２Ｅから露出した蓋板３の側面の露出部を基準としてリチウムイオン二次電池１の横方向の位置決めを行うことができる。

本発明におけるリチウムイオン二次電池１は、電池容器２に金属製のフィルム状包装体２１を有しており高容量であり、かつ蓋板３の側面の露出部を利用して、周囲の部材と高い位置精度で保持することが可能となり、長期間に渡る使用に耐え、特に自動車、鉄道用等の用途に好適に用いることができる。

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角形二次電池
２電池容器
３蓋板
４捲回体
７保持具
１０平板部
１１〜１４リブ
３２負極
３４正極

Claims

正極電極と負極電極が間にセパレータを介して捲回された捲回体と、該捲回体が収容されるフィルム状包装体により構成される電池容器と、該電池容器の開口部を密閉封止する蓋板とを有する二次電池であって、
前記捲回体は、該捲回体の捲回軸方向一方側の端面に正極集電凸部と負極集電凸部を有し、該端面が前記蓋板に対向して配置され、
前記蓋板は、前記正極集電凸部と前記負極集電凸部にそれぞれ接続される正極側端子構成部と負極側端子構成部を有し、
前記電池容器は、該電池容器の開口部の開口端縁が前記蓋板の側面に固定され、
前記蓋板は、該蓋板の側面に前記電池容器から露出する露出部を有していることを特徴とする二次電池。
前記フィルム状包装体が金属製フィルムと樹脂層の積層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記蓋板がＳＵＳ材により構成され、
前記フィルム状包装体の金属製フィルムがＳＵＳ薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
前記電池容器は、該電池容器の開口部の開口端縁が前記蓋板の側面に溶接により固定されていることを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
前記蓋板は、前記電池容器の開口部よりも大きな形状を有する平板部と、該平板部の裏面でかつ前記平板部の側面よりも内側の位置に突出するリブとを有しており、該リブのリブ外側面に前記電池容器の開口部の開口端縁が固定されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記蓋板は、所定の板厚を有する平板部を有しており、前記平板部の側面のうち、前記平板部の裏面側に位置する下領域に前記電池容器の開口部の開口端縁が固定され、前記平板部の表面側に位置する上領域が前記電池容器から外部に露出して前記露出部を構成していることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記蓋板は、前記電池容器の開口部に挿入可能な大きさを有する平板部と、該平板部の外端縁部から上方または下方に向かって突出するリブとを有し、前記蓋板の側面が前記平板部の側面と、該平板部の側面に面一に連続する前記リブのリブ外側面とによって構成され、前記蓋板の側面のうち、前記平板部の裏面側に位置する下領域に前記電池容器の開口部の開口端縁が固定され、前記平板部の表面側に位置する上領域が前記電池容器から外部に露出して前記露出部を構成していることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記電池容器は、該電池容器の開口部の開口端縁を部分的に切り欠いて形成した切り欠き部を有しており、
前記蓋板は、前記電池容器の切り欠き部によって側面の一部が露出して前記露出部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記蓋板が、安全弁を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の二次電池。
前記蓋板が、電流遮断弁を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の二次電池。