JP2018101568A - 角形二次電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い角形二次電池を提供する。【解決手段】正極板と負極板を含む電極体と、電極体を収容する角形外装体と、角形外装体の開口を封口する金属製の封口板２と、正極板及び封口板２に電気的に接続された正極集電体６とを備え、正極集電体６は封口板２に対向するように配置されるベース部６ａと、ベース部６ａの端部に設けられたリード部６ｂを有する。封口板２には突起２ａが設けられ、突起２ａはベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘに嵌合されて、突起２ａとベース部６ａとが接続される。ベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部は、リード部６ｂ側に、封口板２の長手方向に延びる直線部６ｙを有する。【選択図】図７

Description

本発明は角形二次電池及びその製造方法に関する。

電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等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等の角形二次電池が使用されている。

これらの角形二次電池では、開口を有する有底筒状の角形の外装体と、外装体の開口を封口する封口板により電池ケースが構成される。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。封口板にはそれぞれ絶縁部材を介して正極外部端子及び負極外部端子が取り付けられる。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。

また、下記特許文献１のように、正極集電体を封口板の電池内面に接続し、電池ケースが正極端子を兼ねる構成とする二次電池が提案されている。このような構成とすると、部品点数を削減できる等のメリットがある。しかしながら、正極集電体と封口板の接続方法について詳細には検討されていない。

特開２０１１−１８６４５号公報

電気自動車やハイブリッド電気自動車等の駆動用電源等に用いられる二次電池においては、強い衝撃や振動が加わった場合でも、電極体から電池外部への導電経路が破損・損傷し難い構造とすることが求められる。

本願発明の一つの目的は、より信頼性の高い角形二次電池及びその製造方法を提供することである。

本発明の一様態の角形二次電池は、
第１電極板と第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部と、前記ベース部の前記封口板の短手方向における一方の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口が設けられ、
前記突起が前記接続用開口に嵌合されて、前記封口板と前記ベース部が接続され、
前記接続用開口の縁部は、前記リード部側に、前記封口板の長手方向に延びる直線部を有する。

封口板に集電体が直接接続されていると、密閉性に関する信頼性がより高く、部品点数
が削減された角形二次電池となる。しかしながら、発明者はこのような形態の角形二次電池において、以下の課題が存在することを見出した。

集電体のベース部において、封口板の短手方向における端部にリード部が設けられている場合、より簡単な構成の角形二次電池となる。しかしながら、角形二次電池に強い衝撃や振動が加わり、電極体が角形外装体内で動くように力が加わった場合、集電体が電極体により引っ張られ封口板と集電体の接続部に負荷が加わり、当該接続部が損傷・破損する虞がある。

本発明の一様態の角形二次電池では、封口板に設けられた突起が集電体のベース部に設けられた接続用開口内に配置されて封口板とベース部が接続されている。更に、集電体のベース部に設けられた接続用開口の縁部は、リード部側に、封口板の長手方向に延びる直線部を有する。このため、電極体により集電体が引っ張られた際、負荷が封口板と集電体の接続部における一箇所に集中することを抑制できる。このため、封口板と集電体の接続部が損傷あるは破損することを効果的に抑制できる。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。

例えば、集電体のベース部に設けられた接続用開口が真円形状である場合、集電体が電極体に引っ張られた際の負荷が、接続用開口においてリード部に最も近い一点に集中する。そのため、この一点を起点に封口板と集電体の接続部が損傷あるいは破損する虞がある。これに対し、接続用開口の縁部においてリード部側に直線部が設けられていることにより、集電体が電極体に引っ張られた際の負荷が一点に集中することを防止できる。よって、封口板と集電体の接続部が損傷あるいは破損することを効果的に抑制できる。なお、突起の平面視の形状は、接続用開口に対応する形状であることが好ましい。また、突起は、接続用開口の直線部と対応する位置に、封口板の長手方向に延びる直線状の突起直線部を有することが好ましい。

前記直線部において前記ベース部と前記突起が溶接接続されていることが好ましい。このような構成であると、封口板と集電体の接続部の損傷や破損がより効果的に抑制できる。

平面視における前記接続用開口の形状が長円形状、又は方形状であることが好ましい。

前記リード部には、それぞれ前記封口板の長手方向に延びる第１折れ曲がり部と第２折れ曲がり部が設けられ、
前記第１折れ曲がり部は、前記封口板に対して垂直な方向において、前記第２折れ曲がり部よりも前記封口板側に位置し、
前記第１折れ曲がり部は、前記封口板の短手方向において、前記第２折れ曲がり部よりも外側に位置することが好ましい。
このような構成であると、第１折れ曲がり部及び第２折れ曲がり部において、電極体が集電体を引っ張る力を吸収できるため、封口板と集電体の接続部に負荷が加わることをより効果的に抑制できる。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。

前記第１電極板は正極板であり、前記第２電極板は負極板であることが好ましい。

本発明の一様態の角形二次電池の製造方法は、
第１電極板と第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部と、前記ベース部の前記封口板の短手方向における一方の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
前記封口板と前記集電体が接続された角形二次電池の製造方法であって、
前記ベース部となる部分に設けられた直線部を有する接続用開口内に、前記封口板に設けられた突起が位置するようにし、前記直線部が前記リード部となる部分側に位置するように、前記集電体を前記封口板上に配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記突起と前記集電体を溶接接続する溶接工程を有する。

このような方法によると、封口板と集電体の接続部が損傷あるいは破損することが抑制された、より信頼性の高い角形二次電池が得られる。

前記溶接工程の後、前記集電体を、前記ベース部となる部分と前記リード部となる部分の境界部で折り曲げる折り曲げ工程を有し、
前記折り曲げ工程の後、前記リード部に前記第１電極板が接続される工程を有することが好ましい。

予めベース部に対してリード部を曲げ加工した集電体を封口板に接続する場合に比べ、曲げ加工する前の集電体を封口板に接続することが好ましい。このような方法によると、集電体においてリード部となる部分が、集電体を封口板に接続する工程を阻害することを防止できる。そのため、封口板と集電体の接続部の品質をより高品質とし易い。

また、本発明の一様態の角形二次電池の製造方法では、封口板に設けられた突起が集電体のベース部に設けられた接続用開口に嵌合されている。そして、接続用開口においてリード部となる部分側に直線部が配置される。よって、ベース部とリード部の境界部となる位置で集電体を折り曲げた際、封口板と集電体の接続部における一点に負荷が集中することを抑制できる。よって、封口板と集電体の接続部の損傷や破損が抑制された信頼性の高い角形二次電池が得られる。

本発明によれば、より信頼性の高い角形二次電池となる。

実施形態に係る角形二次電池の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 実施形態に係る電極体の正面図である。 各部品を取り付けた後の封口板の電池内部側の面を示す図である。 封口板の電池内部側の面を示す図であり、突起の近傍の拡大図である。 正極集電体の平面図であり、ベース部近傍の拡大図である。 封口板上に正極集電体を配置した状態の平面図であり、封口板と正極集電体の接続部の近傍の拡大図である。 図８Ａは、封口板と正極集電体を溶接接続する前の図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図８Ｂは、封口板と正極集電体を溶接接続した後の図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図９Ａは、封口板と正極集電体を溶接接続する前の図７におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図９Ｂは、封口板と正極集電体を溶接接続した後の図７におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 封口板と正極集電体の接続部の近傍の封口板の短手方向に沿った断面図である。 図１１Ａは、変形例１に係る封口板の電池内部側の面を示す図である。図１１Ｂは、封口板上に正極集電体を配置した状態の平面図であり、封口板と正極集電体の接続部の近傍の拡大図である。 図１２Ａは、封口板と正極集電体を溶接接続する前の図１１ＢにおけるＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った断面図である。図１２Ｂは、封口板と正極集電体を溶接接続する前の図１１ＢにおけるＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。 図１３Ａは変形例２に係る溶接前の封口板と正極集電体の封口板の短手方向に沿った断面図である。図１３Ｂは変形例２に係る溶接後の封口板と正極集電体の封口板の短手方向に断面図である。

実施形態に係る角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

図１は角形二次電池２０の斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケースを備える。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることが好ましい。角形外装体１内には、正極板と負極板がセパレータを介して積層ないし巻回された電極体３が電解質と共に収容されている。電極体３と角形外装体１の間には絶縁シート１４が配置されている。

電極体３を構成する正極板には、正極集電体６が接続されている。正極集電体６は封口板２の電池内部側の面に接続されている。これにより、正極板は正極集電体６を介して封口板２に電気的に接続されている。正極集電体６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製であることが好ましい。

電極体３を構成する負極板には、負極集電体７が接続されている。負極集電体７は、負極外部端子８に接続されている。負極集電体７と封口板２の間には内部側絶縁部材９が配置されている。負極外部端子８と封口板２の間には外部側絶縁部材１０が配置されている。これにより、負極集電体７及び負極外部端子８は、封口板２と絶縁されている。負極集電体７は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることが好ましい。内部側絶縁部材９及び外部側絶縁部材１０は樹脂製であることが好ましい。負極外部端子８は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることが好ましい。また、図２に示すように負極外部端子８は、電池内部側に配置される第１金属部８ａと電池外部側に配置される第２金属部８ｂからなることが好ましい。このとき、第１金属部８ａは銅又は銅合金製であることが好ましい。第２金属部８ｂ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。このような構成であると、複数の角形二次電池を用いて組電池を作製する際、一方の角形二次電池の正極端子と他方の角形二次電池の負極端子を接続するバスバーとして、アルミニウム又はアルミニウム合金製のバスバーを好適に使用することができる。なお、第１金属部８ａの表面にはニッケル層が形成されていることが好ましい。

封口板２には、電池ケース内の圧力が所定値以上となった際に破断し、電池ケース内のガスを電池ケース外に排出するガス排出弁１７が設けられている。封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電池ケース内に電解液を注液した後、封止栓１６により封止される。

次に角形二次電池２０の製造方法について説明する。なお、実施形態に係る角形二次電池２０においては、正極板が第１電極板であり、負極板が第２電極板である。
[正極板の作製]
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電剤としての炭素材料、及び分散媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を含む正極合剤スラリーを作製する。この正極合剤スラリーを、正極芯体としての厚さ１５μｍの長尺状のアルミニウム箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、正極合剤スラリー中のＮＭＰを取り除き、正極芯体上に正極活物質層を形成する。その後、正極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行った後、所定の形状に裁断する。このようにして得られた正極板は、長尺状の正極芯体の幅方向の端部に、正極芯体の長手方向に沿って両面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を有する。

[負極板の作製]
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を含む負極合剤スラリーを作製する。この負極合剤スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの長尺状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極合剤スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行った後、所定の形状に裁断する。このようにして得られた負極板は、長尺状の負極芯体の幅方向の端部に、負極芯体の長手方向に沿って両面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。

[電極体の作製]
上述の方法で作製した正極板と負極板をセパレータを介して巻回することにより巻回型の電極体３を作製する。図３に示すように電極体３は、巻回軸方向における一方の端部に巻回された正極芯体露出部４を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部５を有する。なお、電極体３の最外周はセパレータで覆われていることが好ましい。

[負極集電体及び負極外部端子の封口板への取り付け]
封口板２に設けられた負極端子取り付け孔２ｄの周囲において、封口板２の電池内面側に内部側絶縁部材９と負極集電体７のベース部７ａを配置し、封口板２の電池外面側に外部側絶縁部材１０を配置する。次に、負極外部端子８を、外部側絶縁部材１０、封口板２、内部側絶縁部材９及び負極集電体７のベース部７ａのそれぞれに設けられた貫通孔に挿入し、負極外部端子８の先端部を負極集電体７のベース部７ａ上にカシメる。これにより、図２、図４に示すように、負極外部端子８、外部側絶縁部材１０、内部側絶縁部材９及び負極集電体７が封口板２に固定される。なお、負極外部端子８においてカシメられた部分と負極集電体７のベース部７ａを更にレーザ溶接等により溶接接続し、溶接接続部を形成することが好ましい（図示は省略）。

[正極集電体の封口板への取り付け]
図５に示すように、封口板２の電池内部側の面には、突起２ａが設けられている。突起２ａは、封口板２の短手方向において、封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図５においては上方）にずれている。なお、中心線Ｃは、封口板２の短手方向における封口板２の中心を通り、封口板２の長手方向に延びる。突起２ａの先端には、先端凹部２ｂが設けられている。突起２ａの平面視の形状は長円形状である。突起２ａは、直線状の突起直線部２ａ１を有する。

図６に示すように、正極集電体６のベース部６ａには、接続用開口６ｘが設けられている。接続用開口６ｘの平面視の形状は長円形状である。接続用開口６ｘの周囲には、環状の環状薄肉部６ｃが設けられている。また、接続用開口６ｘの縁部には環状突起６ｄが設けられている。なお、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０の端部には、切り欠き部６ｆ及び切り欠き部６ｇが設けられている。接続用開口６ｘは直線部６ｙを有する。

図７は、封口板２上に正極集電体６を配置した状態を示す図である。なお、図７においては、リード部６ｂはベース部６ａに対して曲げ加工されていない。封口板２に設けられた突起２ａが、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘに嵌合される。接続用開口６ｘは、封口板２の短手方向において、封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図７においては上方）にずれている。なお、図７及び図８Ａに示すように、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０を折り曲げる前の状態の正極集電体６を封口板２上に配置することが好ましい。但し、曲げ加工を行った後の正極集電体６を封口板２上に配置してもよい。

図８Ａ及び図９Ａにおいて、封口板２の突起２ａとベース部６ａにおける接続用開口６ｘの縁部にレーザ等のエネルギー線を照射する。これにより図８Ｂ及び図９Ｂに示すように、溶接接続部３０が形成され、封口板２の突起２ａとベース部６ａが溶接接続される。なお、溶接接続部３０は、ベース部６ａに設けられた環状突起６ｄと封口板２の突起２ａに形成されることが好ましい。

なお、溶接接続部３０は、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部の全周に亘って形成されることが好ましい。この場合、平面視で環状に溶接接続部３０が形成される。但し、接続用開口６ｘの縁部において、全周ではなく、それぞれ離間した複数個所に溶接接続部３０を形成してもよい。

なお、封口板２に設けられた突起２ａの先端には、先端凹部２ｂが形成されることが好ましい。このような構成であると、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部をエネルギー線の照射等により溶接する際、より大きな溶接接続部３０が形成される。したがって、封口板２と正極集電体６がより強固に接続される。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。なお、先端凹部２ｂは必須の構成ではない。

正極集電体６のベース部６ａにおいて、接続用開口６ｘの周囲には環状の環状薄肉部６ｃが設けられている。また、接続用開口６ｘの縁部には環状突起６ｄが設けられている。このような構成であると、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部をエネルギー線の照射等により溶接する際、より大きな溶接接続部が形成される。したがって、封口板２と正極集電体６がより強固に接続される。なお、環状突起６ｄの先端（図８Ａにおいては上端）は、正極集電体６のベース部６ａの電極体３側の面（図８Ａにおいては上面）よりも突出していないことが好ましい。なお、環状薄肉部６ｃ及び環状突起６ｄは必須の構成ではない。

図８Ａ及び図９Ａに示すように、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの封口板２側の端部（図８Ａにおいては下端）にテーパー部６ｅが形成されていることが好ましい。これにより、接続用開口６ｘ内に突起２ａを挿入する際、突起２ａが損傷することを防止できる。

なお、図１及び図２に示すように、封口板２の電池外部側の面において、突起２ａと対向する位置に凹部２ｃが形成されていることが好ましい。また、封口板２の電池外部側の面には、封口板２の長手方向に延びる一対の第１溝部２ｅと、封口板２の短手方向に延びる一対の第２溝部２ｆが設けられていることが好ましい。

[正極集電体及び負極集電体の折り曲げ]
封口板２に接続された正極集電体６について、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０で曲げ加工を行う。このとき、ベース部６ａを封口板２に押し付けた状態で、リード部６ｂをベース部６ａに対して曲げることが好ましい。

ここで、封口板２の短手方向において、リード部６ｂとベース部６ａの境界部４０（折り曲げられる部分）は、封口板２の中心線Ｃよりも一方側に位置し、封口板２と正極集電体６の接続部５０は封口板２の中心線Ｃよりも他方側にずれている。このため、封口板２と正極集電体６の接続部５０が、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０（折り曲げられる部分）からより離れた位置に存在する。したがって、ベース部６ａに対してリード部６ｂを折り曲げる際、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わることを抑制できる。よって、封口板２と正極集電体６の接続部５０が損傷・破損することを防止できる。

なお、図７に示すように、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０となる部分には、幅方向の端部に切り欠き部６ｇ及び切り欠き部６ｆを設けておくことが好ましい。これにより、正極集電体６を折り曲げ加工する際、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わることを抑制できる。

負極集電体７についても、ベース部７ａとリード部７ｂの境界部で折り曲げ加工を行う。

なお、正極集電体６及び負極集電体７は、封口板２に取り付けられるときは、平板状のものであることが好ましい。

[正極集電体及び負極集電体と電極体の接続]
正極集電体６のリード部６ｂを電極体３の巻回された正極芯体露出部４の最外面に溶接接続する。負極集電体７のリード部７ｂを電極体３の巻回された負極芯体露出部５の最外面に溶接接続する。なお、接続方法としては、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接等を用いることができる。

[角形二次電池の組立て]
封口板２に正極集電体６及び負極集電体７を介して接続された電極体３の周囲を絶縁シート１４で覆う。次に、絶縁シート１４で覆われた電極体３を角形外装体１に挿入する。そして、角形外装体１と封口板２をレーザ溶接することにより、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。その後、封口板２に設けられた電解液注液孔１５から角形外装体１内に非水溶媒と電解質塩を含む非水電解液を注入し、電解液注液孔１５を封止栓１６により封止する。封止栓１６としてはブラインドリベットを用いることが好ましい。なお、金属製の封止栓１６を封口板２に溶接接続することも可能である。

［角形二次電池２０］
図７に示すように、封口板２に設けられた突起２ａが、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘに嵌合されている。このため、封口板２と正極集電体６が強固に接続される。更に、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部は、リード部６ｂ側に封口板２の長手方向に延びる直線部６ｙを有する。このため、電極体３により正極集電体６が角形外装体１の底部方向に引っ張られた際、負荷が封口板２と正極集電体６の接続部５０における１点に集中することを抑制できる。よって、封口板２と正極集電体６の接続部５０が損傷あるは破損することを効果的に抑制できる。

なお、直線部６ｙにおいて、正極集電体６のベース部６ａと封口板２の突起２ａが溶接接続されていることが好ましい。このような構成であると、封口板２と正極集電体６の接続部５０が損傷・破損することをより効果的に防止できる。また、突起２ａにおいてベース部６ａの直線部６ｙに対向する部分は、直線状の突起直線部２ａ１であることが好ましい。

また、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部は、それぞれ封口板２の長手方向に延びる二つの直線部を有することが好ましい。また、封口板２の突起２ａは、平面視でその外周縁に、封口板２の長手方向に延びる二つの直線部を有することが好ましい。そして、接続用開口６ｘの縁部の二つの直線部が、それぞれ突起２ａの二つの直線部に対向するように配置されることが好ましい。このような構成であると、封口板２と正極集電体６の接続部５０がより損傷・破損し難くなる。

なお、封口板２に設けられる突起２ａの平面視の形状は特に限定されないが、長円形状や方形状等であることが好ましい。なお、方形状の場合、角部がＲ形状となっていてもよい。また、正極集電体６のベース部６ａに設けられる接続用開口６ｘの平面視の形状は特に限定されないが、長円形状や方形状等であることが好ましい。なお、方形状の場合、角部がＲ形状となっていてもよい。

図１０に示すように、角形二次電池２０では、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０が封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図１０において左側）に位置し、封口板２と正極集電体６の接続部５０は封口板２の中心線Ｃよりも他方側（図１０において右側）にずれている。このため、封口板２と正極集電体６の接続部５０が、ベース部６ａとリード部６ｂの境界部４０からより離れた位置に存在する。したがって、角形二次電池２０に強い衝撃や振動が加わり、電極体３が角形外装体１内で動くように力が加わり、電極体３に接続された正極集電体６が引っ張られたとしても、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わり難い形態となっている。このため、より信頼性の高い角形二次電池となる。なお、封口板２と正極集電体６の接続部５０を中心線Ｃ上に配置してもよい。

更に、正極集電体６のリード部６ｂには、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２が形成されている。正極集電体６が電極体３に引っ張られた際、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２が負荷を吸収するため、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わることをより効果的に抑制できる。なお、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２は、それぞれ線状であり、それぞれ封口板２の長手方向に沿って延びている（図１０においては、手前‐奥の方向）。封口板２に対して垂直な方向において、第１折れ曲がり部４１は、第２折れ曲がり部４２よりも封口板２側に位置している。また、封口板２の短手方向において、第１折れ曲がり部４１は、第２折れ曲がり部４２よりも外側、即ち、角形外装体１の側壁に近い側に位置している。第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２は、正極集電体６を封口板２に接続する前に形成しても良いし、正極集電体６を封口板２に接続した後に形成しても良い。また、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２は必ずしも設けなくてもよい。

[変形例１]
上述の実施形態においては、封口板２と正極集電体６の接続部５０が封口板２の中心線Ｃからずれた位置に配置される例を示したが、これに限定されない。変形例１は、封口板の形状及び正極集電体の形状が異なる以外は、上述の実施形態と同様の構成を有する。

図１１Ａに示すように、変形例１に係る封口板１０２では、封口板１０２の短手方向における中央に突起１０２ａが設けられている。突起１０２ａの先端には先端凹部１０２ｂが設けられている。

図１１Ｂに示すように、封口板１０２上に正極集電体１０６が配置されると、正極集電体１０６のベース部１０６ａに設けられた接続用開口１０６ｘも、封口板１０２の短手方向における中央に配置される。

図１２Ａは、封口板１０２と正極集電体１０６を溶接接続する前の図１１ＢにおけるＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った断面図である。図１２Ｂは、封口板１０２と正極集電体１０６を溶接接続する前の図１１ＢにおけるＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。このような状態で、突起１０２ａとベース部１０６ａにおける接続用開口１０６ｘの縁部が、エネルギー線の照射等により溶接接続される。但し、溶接接続部は環状に形成されても良いし、線状あるいは点状で複数個所に形成されてもよい。なお、正極集電体１０６のベース部１０６ａに設けられた接続用開口１０６ｘの直線部１０６ｙに、溶接接続部が形成されることが好ましい。

変形例１に係る角形二次電池においても、正極集電体１０６のベース部１０６ａに設けられた接続用開口１０６ｘの縁部は、リード部１０６ｂ側に封口板１０２の長手方向に延びる直線部１０６ｙを有する。このため、電極体３により正極集電体１０６が角形外装体１の底部方向に引っ張られた際、封口板１０２と正極集電体１０６の接続部１５０の１点に集中することを抑制できる。よって、封口板１０２と正極集電体１０６の接続部１５０が損傷あるは破損することを効果的に抑制できる。なお、突起１０２ａの突起直線部１０２ａ１がベース部１０６ａの直線部１０６ｙと対向するように配置されている。

なお、変形例１に係る正極集電体１０６は、上述の実施形態における正極集電体６と同様に、ベース部１０６ａとリード部１０６ｂを有する。ベース部１０６ａには、接続用開口１０６ｘが設けられており、接続用開口１０６ｘの周囲には環状薄肉部１０６ｃが設けられている。また、接続用開口１０６ｘの縁部には、環状突起１０６ｄが設けられている。また、ベース部１０６ａとリード部１０６ｂの境界部における両端には切り下記部１０６ｆ及び切り欠き部１０６ｇが設けられている。

[変形例２]
封口板に設ける突起を、正極集電体のベース部上にカシメ固定することも可能である。図１３Ａは、変形例２に係る封口板２０２及び正極集電体２０６を示す図であり、封口板２０２と正極集電体２０６を溶接する前の図８Ａに対応する断面図である。図１３Ｂは、変形例２に係る封口板２０２及び正極集電体２０６を示す図であり、封口板２０２と正極集電体２０６を溶接した後の図８Ｂに対応する断面図である。

図１３Ａに示すように、封口板２０２は突起２０２ａを有する。正極集電体２０６はベース部２０６ａとリード部２０６ｂを有する。ベース部２０６ａには接続用開口２０６ｘが設けられている。封口板２０２の突起２０２ａが、接続用開口２０６ｘと嵌合されるように、正極集電体２０６が封口板２０２上に配置される。そして、突起２０２ａの先端がベース部２０６ａ上にカシメられてカシメ部２０２ｘが形成される。なお、ベース部２０６ａにおいて接続用開口２０６ｘの周囲には環状薄肉部２０６ｃが設けられることが好ましい。このとき、カシメ部２０２ｘが、ベース部２０６ａの電極体３側の面（図１３Ａにおいては上方の面）から電極体３側に突出しないことが好ましい。

その後、突起２０２ａの先端に設けられたカシメ部２０２ｘとベース部２０６ａが溶接接続され、図１３Ｂに示すように溶接接続部２３０が形成される。このような構成であると、封口板２０２と正極集電体２０６がより強固に接続される。よってより信頼性の高い角形二次電池となる。

変形例２において、正極集電体２０６のベース部２０６ａに設けられた接続用開口２０６ｘの縁部は、リード部２０６ｂ側に封口板２０２の長手方向に延びる直線部２０６ｙを有する。このため、電極体３により正極集電体２０６が角形外装体１の底部方向に引っ張られた際、負荷が封口板２０２と正極集電体２０６の接続部２５０における１点に集中することを抑制できる。

変形例２において、ベース部２０６ａとリード部２０６ｂの境界部２４０は、封口板２０２の短手方向における中心線Ｃより一方側に配置されるようにすることが好ましい。また、封口板２０２と正極集電体２０６の接続部２５０は、封口板２０２の短手方向における中心線Ｃより他方側にずれていることが好ましい。なお、封口板２０２と正極集電体２０６の接続部２５０を中心線Ｃ上に配置することもできる。

≪その他≫
上述の実施形態及び変形例においては、封口板と正極集電体を接続する例を示した。しかしながら、封口板と負極集電体を同様の方法で接続することができる。この場合、封口板と正極集電体は絶縁する。

電極体の形態は特に限定されず、巻回電極体であっても良いし、積層型電極体であってもよい。

正極板、負極板、セパレータ、電解液等の構成は、公知の構成とすることができる。

上述の角形二次電池を複数個用いて組電池とすることができる。この場合、各角形二次電池において、角形外装体の一対の大面積側壁が両側から押圧され、一対の大面積側壁により電極体が挟持される状態とすることが好ましい。このような構成であると、角形二次電池に強い衝撃や振動が加わったとき、電極体が角形外装体内で動くことを抑制できる。したがって、封口板と正極集電体の接続部に負荷が加わることを抑制できる。

２０・・・角形二次電池

１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・突起
２ａ１・・・突起直線部
２ｂ・・・先端凹部
２ｃ・・・凹部
２ｄ・・・負極端子取り付け孔
２ｅ・・・第１溝部
２ｆ・・・第２溝部
３・・・電極体
４・・・正極芯体露出部
５・・・負極芯体露出部
６・・・正極集電体
６ａ・・・ベース部
６ｂ・・・リード部
６ｃ・・・環状薄肉部
６ｄ・・・環状突起
６ｅ・・・テーパー部
６ｆ・・・切り欠き部
６ｇ・・・切り欠き部
６ｘ・・・接続用開口
６ｙ・・・直線部
７・・・負極集電体
７ａ・・・ベース部
７ｂ・・・リード部
８・・・負極外部端子
８ａ・・・第１金属部
８ｂ・・・第２金属部
９・・・内部側絶縁部材
１０・・・外部側絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁
３０・・・溶接接続部
４０・・・境界部
４１・・・第１折れ曲がり部
４２・・・第２折れ曲がり部
５０・・・接続部

１０２・・・封口板
１０２ａ・・・突起
１０２ａ１・・・突起直線部
１０２ｂ・・・先端凹部
１０６・・・正極集電体
１０６ａ・・・ベース部
１０６ｂ・・・リード部
１０６ｃ・・・環状薄肉部
１０６ｄ・・・環状突起
１０６ｘ・・・接続用開口
１０６ｙ・・・直線部
１５０・・・接続部

２０２・・・封口板
２０２ａ・・・突起
２０２ｘ・・・カシメ部
２０６・・・正極集電体
２０６ａ・・・ベース部
２０６ｂ・・・リード部
２０６ｃ・・・環状薄肉部
２０６ｘ・・・接続用開口
２０６ｙ・・・直線部
２３０・・・溶接接続部
２４０・・・境界部
２５０・・・接続部

Claims (10)

1. 第１電極板と第２電極板を含む電極体と、
   開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
   前記開口を封口する封口板と、
   前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
   前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部と、前記ベース部の前記封口板の短手方向における一方の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
   前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
   前記ベース部に接続用開口が設けられ、
   前記突起が前記接続用開口に嵌合されて、前記封口板と前記ベース部が接続され、
   前記接続用開口の縁部は、前記リード部側に、前記封口板の長手方向に延びる直線部を有する角形二次電池。
2. 前記直線部において前記ベース部と前記突起が溶接接続された請求項１に記載の角形二次電池。
3. 平面視における前記接続用開口の形状が長円形状、又は方形状である請求項１又は２に記載の角形二次電池。
4. 前記リード部には、それぞれ前記封口板の長手方向に延びる第１折れ曲がり部と第２折れ曲がり部が設けられ、
   前記第１折れ曲がり部は、前記封口板に対して垂直な方向において、前記第２折れ曲がり部よりも前記封口板側に位置し、
   前記第１折れ曲がり部は、前記封口板の短手方向において、前記第２折れ曲がり部よりも外側に位置する請求項１〜３のいずれかに記載の角形二次電池。
5. 前記第１電極板は正極板であり、前記第２電極板は負極板である請求項１〜４のいずれかに記載の角形二次電池。
6. 第１電極板と第２電極板を含む電極体と、
   開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
   前記開口を封口する封口板と、
   前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
   前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部と、前記ベース部の前記封口板の短手方向における一方の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
   前記封口板と前記集電体が接続された角形二次電池の製造方法であって、
   前記ベース部となる部分に設けられた直線部を有する接続用開口内に、前記封口板に設けられた突起が位置するようにし、前記直線部が前記リード部となる部分側に位置するように、前記集電体を前記封口板上に配置する配置工程と、
   前記配置工程の後、前記突起と前記集電体を溶接接続する溶接工程を有する角形二次電池の製造方法。
7. 前記溶接工程の後、前記集電体を、前記ベース部となる部分と前記リード部となる部分の境界部で折り曲げる折り曲げ工程を有し、
   前記折り曲げ工程の後、前記リード部に前記第１電極板が接続される工程を有する請求項６に記載の角形二次電池の製造方法。
8. 前記直線部において前記ベース部と前記突起が溶接接続された請求項６又は７に記載の角形二次電池の製造方法。
9. 平面視における前記接続用開口の形状が長円形状、又は方形状である請求項６〜８のいずれかに記載の角形二次電池の製造方法。
10. 前記リード部には、それぞれ前記封口板の長手方向に延びる第１折れ曲がり部と第２折れ曲がり部が設けられ、
    前記第１折れ曲がり部は、前記封口板に対して垂直な方向において、前記第２折れ曲がり部よりも前記封口板側に位置し、
    前記第１折れ曲がり部は、前記封口板の短手方向において、前記第２折れ曲がり部よりも外側に位置する請求項６〜９のいずれかに記載の角形二次電池の製造方法。