JP2019057430A - 二次電池の製造方法 - Google Patents

二次電池の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019057430A
JP2019057430A JP2017181347A JP2017181347A JP2019057430A JP 2019057430 A JP2019057430 A JP 2019057430A JP 2017181347 A JP2017181347 A JP 2017181347A JP 2017181347 A JP2017181347 A JP 2017181347A JP 2019057430 A JP2019057430 A JP 2019057430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
negative electrode
positive electrode
secondary battery
rough surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017181347A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6988305B2 (ja
Inventor
亮一 脇元
Ryoichi Wakimoto
亮一 脇元
直也 多田
Naoya Tada
直也 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2017181347A priority Critical patent/JP6988305B2/ja
Priority to US16/134,290 priority patent/US20190088977A1/en
Priority to CN201811104199.7A priority patent/CN109546224A/zh
Publication of JP2019057430A publication Critical patent/JP2019057430A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6988305B2 publication Critical patent/JP6988305B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/045—Cells or batteries with folded plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193—Organic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

【課題】信頼性の高い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、開口を有し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封口板２と、負極板と電気的に接続されると共に封口板２に取り付けられた負極端子９を備え、負極板と負極端子９が第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂにより電気的に接続された二次電池の製造方法であって、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂがエネルギー線の照射により溶接接続される。第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの少なくとも一方には粗面部が設けられており、粗面部にエネルギー線を照射することにより、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂが溶接接続される。【選択図】図１１

Description

本開示は二次電池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外装体と、そ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納される。封口板には正極端子及び負極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。
正極板は、金属製の正極芯体と、正極芯体表面に形成された正極活物質合剤層を含む。正極芯体の一部には正極活物質合剤層が形成されない正極芯体露出部が形成される。そして、この正極芯体露出部に正極集電体が接続される。また、負極板は金属製の負極芯体と、負極芯体表面に形成された負極活物質合剤層を含む。負極芯体の一部には負極活物質合剤層が形成されない負極芯体露出部が形成される。そして、この負極芯体露出部に負極集電体が接続される。
例えば特許文献１においては、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いた角形二次電池が提案されている。
特開２０１４−１８２９９３号公報
車載用二次電池、特にＥＶやＰＨＥＶ等に用いられる二次電池に関しては、より体積エネルギー密度が高い二次電池の開発が求められる。電極体と端子を電気的に接続する集電部材が複数の集電体からなる構成とすることにより、より体積エネルギー密度が高い角形二次電池を作製し易くなる。このような場合、集電体間の接続部の信頼性の向上が望まれる。
本発明は、より信頼性の高い二次電池を提供することを目的とする。
本開示の一様態の二次電池の製造方法は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記封口板に取り付けられた端子と、
前記正極板又は前記負極板に設けられたタブ部と、
前記タブ部と前記端子とを電気的に接続する第１集電体及び第２集電体を備えた二次電池の製造方法であって、
前記第１集電体と前記第２集電体をエネルギー線の照射により溶接する溶接工程を有し
、
前記溶接工程を行う前の状態で、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方は、他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部を有し、
前記溶接工程において、前記粗面部にエネルギー線を照射することにより前記第１集電体と前記第２集電体を溶接接続する。
本開示の一様態の二次電池の製造方法では、電極体を構成する正極板又は負極板に設けられたタブ部と端子が、第１集電体及び第２集電体により接続される構成となっている。このため、封口板と電極体の間のスペースを小さくしたよりエネルギー密度の高い二次電池を作製し易い構造となる。
更に、第１集電体及び第２集電体の少なくとも一方に粗面部を設け、この粗面部にエネルギー線を照射することにより、第１集電体と第２集電体を溶接接続する。粗面部は、他の部分よりも表面粗さが大きいため、他の部分よりもエネルギー線が反射し難い。このため、粗面部にエネルギー線を照射したとき、第１負極集電体ないし第２負極集電体の温度が上昇し易く、第１負極集電体ないし第２負極集電体が溶融し易くなる。よって、より効率的に第１負極集電体と第２負極集電体を溶接接続することが可能となり、より信頼性の高い溶接接続部が形成される。また、スパッタやバリ等の発生を効果的に抑制できる。
このため、スパッタや脱落したバリにより内部短絡が生じることをより確実に防止された信頼性の高い二次電池となる。
前記電極体は、第１の電極体要素と第２の電極体要素を含み、
前記第１の電極体要素は複数の前記タブ部からなる第１タブ群を有し、
前記第２の電極体要素は複数の前記タブ部からなる第２タブ群を有し、
前記第２集電体に前記第１タブ群と前記第２タブ群を接続するタブ部接続工程と、
前記第１の電極体要素と前記第２の電極体要素を一つに纏める纏め工程を有し、
前記タブ部接続工程の後に前記溶接工程を行い、
前記溶接工程の後に前記纏め工程を行うことが好ましい。
このような方法によると、より体積エネルギー密度の高い二次電池を容易に作製できる。
前記第１集電体を前記端子と電気的に接続すると共に、前記封口板に固定する固定工程を有し、
前記固定工程の後、前記溶接工程を行うことがより好ましい。
このような方法によると、より体積エネルギー密度の高い二次電池を容易に作製できる。
前記溶接工程において、前記第１集電体に設けられた突起を前記第２集電体に設けられた開口又は切り欠きの内部に配置し、前記突起と前記開口又は切り欠きの縁部を溶接することが好ましい。
このような方法によると、第１集電体と第２集電体をより強固に溶接接続でき、より信頼性が向上した二次電池となる。
前記第２集電体において、前記開口又は切り欠きの周囲に前記粗面部を設けることができる。
前記第１集電体において、前記突起に前記粗面部を設けることができる。
前記突起を前記開口又は切り欠きの内部に配置する前の状態において、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方に前記粗面部を設けることができる。
このような方法によると、粗面部を設ける際に微小な金属粉が生じたとしても、第１集電体ないし第２集電体から容易に金属粉を除去することができる。そして、第１集電体ないし第２集電体から金属粉を除去した後、二次電池を組み立てることができるため、電池ケース内に金属粉が混入することを効果的に抑制できる。
前記突起を前記開口又は切り欠きの内部に配置した後、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方にエネルギー線を照射し前記粗面部を形成する粗面部形成工程を有し、
前記粗面部形成工程の後、前記溶接工程を行うことができる。
このような方法によると、所定の位置に確実に粗面部を形成することができるため、より信頼性の溶接接続部を形成できる。
前記第２集電体は、他の部分よりも厚みの薄い薄肉部を有し、
前記薄肉部の表面に前記粗面部が形成されており、
前記粗面部にエネルギー線を照射し、前記薄肉部を前記第１集電体に溶接接続することができる。
このような方法によると、第１集電体と第２集電体をより強固に溶接接続でき、より信頼性が向上した二次電池となる。
前記粗面部は、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方にエネルギー線を照射することにより形成することが好ましい。
このような方法によると、所定の位置に所定の表面粗さを有する粗面部を確実に形成することができる。
本開示によれば、より信頼性の高い二次電池を提供できる。
実施形態１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１に係る正極板の平面図である。 実施形態１に係る負極板の平面図である。 実施形態１に係る電極体要素の平面図である。 各部品を取り付けた後の封口板の下面図である。 第２正極集電体に正極タブ部を接続し、第２負極集電体に負極タブ部を接続する工程を示す図である。 （ａ）は第１負極集電体の平面図である。（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図である。（ｃ）は（ａ）における集電体突起近傍の拡大図である。（ｄ）は（ｂ）における集電体突起近傍の拡大図である。 （ａ）は第２負極集電体の平面図である。（ｂ）は（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った断面図である。（ｃ）は（ａ）における集電体開口近傍の拡大図である。（ｄ）は（ｂ）における集電体開口近傍の拡大図である。 図２における正極端子近傍の拡大図である。 図２における負極端子近傍の拡大図である。 実施形態２に係る二次電池の第１負極集電体と第２負極集電体の接続部近傍の拡大断面図である。（ａ）は溶接前の状態を示す図であり、（ｂ）は溶接後の状態を示す図である。 実施形態３に係る二次電池の第１負極集電体と第２負極集電体の接続部近傍の拡大断面図である。（ａ）は溶接前の状態を示す図であり、（ｂ）は溶接後の状態を示す図である。 実施形態４に係る二次電池の負極端子近傍の拡大図である。 実施形態４に係る二次電池の第１負極集電体と第２負極集電体の接続部近傍の拡大断面図である。（ａ）は溶接前の状態を示す図であり、（ｂ）は溶接後の状態を示す図である。
実施形態１に係る角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態１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線の断面図である。図１及び図２に示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体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１００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、正極板と負極板を含む電極体３が電解液と共に収容されている。電極体３と角形外装体１の間には樹脂製の絶縁シート１４が配置されている。
電極体３の封口板２側の端部には、正極タブ部４０及び負極タブ部５０が設けられている。正極タブ部４０は第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂを介して正極端子７に電気的に接続されている。負極タブ部５０は第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを介して負極端子９に電気的に接続されている。
第２正極集電体６ｂは封口板２に沿って配置され、第２正極集電体６ｂにおける電極体３側の面に正極タブ部４０が接続されており、正極タブ部４０が湾曲した状態となっている。このため、封口板２と電極体３の間のスペースを小さくすることができ、より体積エネルギー密度の高い二次電池となっている。また、第２負極集電体８ｂは封口板２に沿って配置され、第２負極集電体８ｂにおける電極体３側の面に負極タブ部５０が接続されており、負極タブ部５０が湾曲した状態となっている。このため、封口板２と電極体３の間のスペースを小さくすることができ、より体積エネルギー密度の高い二次電池となっている。
正極端子７は、樹脂製の外部側絶縁部材１１を介して封口板２に固定されている。負極端子９は、樹脂製の外部側絶縁部材１３を介して封口板２に固定されている。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製であ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、銅又は銅合金製であることがより好ましい。また、負極端子９は、電池ケース１００の内部側に銅又は銅合金からなる部分を有し、電池ケース１００の外部側にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分を有することが更に好ましい。なお、負極端子９の表面にニッケルメッキ等が施されていることが好ましい。
正極板と正極端子７の間の導電経路には、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に作動し、正極板と正極端子７の間の導電経路を遮断する電流遮断機構６０が設けられることが好ましい。電流遮断機構６０と電極体３の間には樹脂製のカバー部８０が配置されている。なお、負極板と負極端子９の間の導電経路に電流遮断機構を設けてもよい。
封口板２には電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に破断し、電池ケース１００内のガスを電池ケース１００外に排出するガス排出弁１７が設けられている。なお、ガス排出弁１７の作動圧は、電流遮断機構６０の作動圧よりも大きい値に設定する。
封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電解液注液孔１５から電池ケース１
００内に電解液を注液した後、電解液注液孔１５は封止栓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。
[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）を含む正極スラリーを作製する。この正極スラリーを、正極芯体としての厚さ１５μｍの矩形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、正極スラリー中のＮ−メチル−２−ピロリドンを取り除き、正極芯体上に正極活物質合剤層を形成する。その後、正極活物質合剤層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた正極板を所定の形状に切断する。
図３は、上述の方法で作製した正極板４の平面図である。図３に示すように、正極板４は、矩形状の正極芯体４ａの両面に正極活物質合剤層４ｂが形成された本体部を有する。正極板４には正極タブ部４０が設けられている。本体部の端辺から正極芯体４ａが突出しており、この突出した正極芯体４ａが正極タブ部４０を構成する。なお、正極タブ部４０は、図３に示すように正極芯体４ａの一部であっても良いし、他の部材を正極芯体４ａに接続し、正極タブ部４０としてもよい。また、正極タブ部４０において正極活物質合剤層４ｂと隣接する部分には、正極活物質合剤層４ｂよりも電気抵抗の大きい正極保護層を設けることができる。この正極保護層は、アルミナ、シリカ、ジルコニア等のセラミック粒子、及びバインダーを含むことが好ましい。また、正極保護層は、炭素材料等の導電性粒子を含むことが更に好ましい。
[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）、及び水を含む負極スラリーを作製する。この負極スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの矩形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、負極スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質合剤層を形成する。その後、負極活物質合剤層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた負極板を所定の形状に切断する。
図４は、上述の方法で作製した負極板５の平面図である。図４に示すように、負極板５は、矩形状の負極芯体５ａの両面に負極活物質合剤層５ｂが形成された本体部を有する。負極板５には負極タブ部５０が設けられている。本体部の端辺から負極芯体５ａが突出しており、この突出した負極芯体５ａが負極タブ部５０を構成する。なお、負極タブ部５０は、図４に示すように負極芯体５ａの一部であっても良いし、他の部材を負極芯体５ａに接続し、負極タブ部５０としてもよい。
[電極体要素の作製]
５０枚の正極板４及び５１枚の負極板５を上述の方法で作製し、これらをポリオレフィン製の方形状のセパレータを介して積層し積層型の電極体要素（３ａ、３ｂ）を作製する。図５に示すように、電極体要素（第１の電極体要素３ａ、第２の電極体要素３ｂ）は一方の端部に、複数枚の正極タブ部４０が積層された正極タブ群（第１の正極タブ群４０ａ、第２の正極タブ群４０ｂ）と、複数枚の負極タブ部５０が積層された負極タブ群（第１の負極タブ群５０ａ、第２の負極タブ群５０ｂ）を有する。電極体要素（３ａ、３ｂ）の両外面にはセパレータが配置され、テープ等により各極板及びセパレータが積層された状態に固定することができる。あるいは、セパレータに接着層を設け、セパレータと正極板４、セパレータと負極板５がそれぞれ接着されるようにしてもよい。
なお、セパレータの平面視の大きさは負極板５と同じ、あるいは負極板５よりも大きく
することが好ましい。２枚のセパレータの間に正極板４又は負極板５を配置し、セパレータの周縁近傍を部分的に熱溶着した状態とした後、正極板４と負極板５を積層してもよい。なお、電極体要素（３ａ、３ｂ）を作製するに当たり、長尺状のセパレータを用い、長尺状のセパレータを九十九折状にしながら正極板４及び負極板５を積層することもできる。また、長尺状のセパレータを用い、長尺状のセパレータを巻回しながら正極板４及び負極板５を積層することもできる。また、電極体要素は積層型に限定されない。長尺状の正極板と長尺状の負極板を長尺状のセパレータを介して巻回し、巻回型の電極体要素とすることができる。
[封口体の組立て]
図２、図６及び図１０を用いて、封口板２への正極端子７及び第１正極集電体６ａの取り付け方法及び電流遮断機構６０の構成を説明する。封口板２に設けられた正極端子取り付け孔２ａの外面側に外部側絶縁部材１１を配置し、正極端子取り付け孔２ａの内面側に内部側絶縁部材１０及びカップ状の導電部材６１を配置する。次に、正極端子７を、外部側絶縁部材１１の貫通孔、封口板２の正極端子取り付け孔２ａ、内部側絶縁部材１０の貫通孔及び導電部材６１の貫通孔のそれぞれに挿入する。そして、正極端子７の先端を導電部材６１上にカシメる。これにより、正極端子７、外部側絶縁部材１１、封口板２、内部側絶縁部材１０及び導電部材６１が固定される。なお、正極端子７においてカシメられた部分と導電部材６１はレーザ溶接等により溶接されることが好ましい。また、内部側絶縁部材１０及び外部側絶縁部材１１はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。
導電部材６１は電極体３側に開口部を有する。円盤状の変形板６２は、導電部材６１の開口部を塞ぐように配置され、変形板６２の周縁が導電部材６１に溶接接続される。これにより、導電部材６１の開口部が変形板６２により密閉されている。なお、導電部材６１及び変形板６２はそれぞれ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より好ましい。導電部材６１の電極体３側に設けられた開口部の形状は円形に限定されず、角形であってもよい。また、変形板６２の形状は、導電部材６１の開口部を密閉できる形状であればよい。
次に、変形板６２の電極体３側に、樹脂製の第１絶縁部材６３が配置される。第１絶縁部材６３は接続部を有し、この接続部が内部側絶縁部材１０に接続されることが好ましい。また、第１絶縁部材６３に爪状の引っ掛け固定部を設け、導電部材６１にフランジ部、凹部又は凸部を設け、第１絶縁部材６３の引っ掛け固定部を、導電部材６１にフランジ部、凹部又は凸部に固定することが好ましい。
第１絶縁部材６３の電極体３側の面には固定用突起が形成されている。また、第１絶縁部材６３は、変形板６２の下方に配置される絶縁部材第１領域６３ｘと、絶縁部材第１領域６３ｘにおける端部から封口板２に向かって延びる絶縁部材第２領域６３ｙと、絶縁部材第２領域６３ｙの端部から水平方向に延びる絶縁部材第３領域６３ｚを有することが好ましい。絶縁部材第３領域６３ｚにおいて、封口板２の電解液注液孔１５と対向する位置には、絶縁部材開口６３ａが設けられている。また、絶縁部材開口６３ａの縁部には、電極体３に向かって突出する絶縁部材突起６３ｂが設けられている。
次に、第１正極集電体６ａを第１絶縁部材６３の電極体３側に配置する。第１正極集電体６ａは、固定用貫通孔を有する。そして、第１絶縁部材６３の固定用突起を第１正極集電体６ａの固定用貫通孔に挿入し、固定用突起の先端を拡径し、第１絶縁部材６３と第１正極集電体６ａを固定する。これにより固定部７０が形成される。固定部７０は、図６に示すように、変形板６２と第１正極集電体６ａの接続部を囲むように設けられることが好ましい。固定部７０を２箇所以上設けることが好ましく、３箇所以上設けることが好ましく、４箇所以上設けることがより好ましい。
その後、第１絶縁部材６３に設けられた貫通孔を通じて、変形板６２と第１正極集電体６ａが溶接接続される。なお、第１正極集電体６ａは、薄肉部６ｃを有し、この薄肉部６ｃにおいて変形板６２と溶接接続されることが好ましい。薄肉部６ｃの中央には開口６ｄが設けられ、この開口６ｄの縁部を変形板６２と溶接接続することが好ましい。また、薄肉部６ｃには、変形板６２と第１正極集電体６ａの接続部を囲むように、環状のノッチ部を設けることがより好ましい。なお、予め第１絶縁部材６３と第１正極集電体６ａを接続し、第１正極集電体６ａが接続された第１絶縁部材６３を、変形板６２の電極体３側に配置することもできる。
電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったとき、変形板６２の中央部が上方（正極端子７側）に移動するように変形板６２が変形する。この変形板６２の変形に伴い、第１正極集電体６ａの薄肉部６ｃが破断する。これにより、正極板４と正極端子７の導電経路が切断される。
正極端子７に端子貫通孔７ｂを設けておき、この端子貫通孔７ｂを通じて電流遮断機構６０内部にガスを流し込み、変形板６２を第１正極集電体６ａに押し付けた状態で変形板６２と第１正極集電体６ａを溶接接続することができる。最終的に端子貫通孔７ｂは、端子封止部材７ａにより封止される。端子封止部材７ａは、金属板７ｘとゴム部材７ｙを有することが好ましい。
図２、図６及び図１１を用いて、封口板２への負極端子９及び第１負極集電体８ａの取り付け方法を説明する。封口板２に設けられた負極端子取り付け孔２ｂの外面側に外部側絶縁部材１３を配置し、負極端子取り付け孔２ｂの内面側に内部側絶縁部材１２及び第１負極集電体８ａを配置する。次に、負極端子９を、外部側絶縁部材１３の貫通孔、封口板２の負極端子取り付け孔２ｂ、内部側絶縁部材１２の貫通孔及び第１負極集電体８ａの貫通孔のそれぞれに挿入する。そして、負極端子９の先端を第１負極集電体８ａ上にカシメる。これにより、外部側絶縁部材１３、封口板２、内部側絶縁部材１２及び第１負極集電体８ａが固定される。なお、負極端子９においてカシメられた部分と第１負極集電体８ａはレーザ溶接等により溶接されることが好ましい。また、内部側絶縁部材１２及び外部側絶縁部材１３はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。
[第２集電体とタブ部の接続]
図７は、第２正極集電体６ｂへの正極タブ部４０の接続方法、第２負極集電体８ｂへの負極タブ部５０の接続方法を示す図である。上述の方法で２つの電極体要素を作製し、それぞれ第１の電極体要素３ａ、第２の電極体要素３ｂとする。なお、第１の電極体要素３ａと第２の電極体要素３ｂは全く同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。第１の電極体要素３ａは、複数の正極タブ部４０からなる第１の正極タブ群４０ａと、複数の負極タブ部５０からなる第１の負極タブ群５０ａを有する。第２の電極体要素３ｂは、複数の正極タブ部４０からなる第２の正極タブ群４０ｂと、複数の負極タブ部５０からなる第２の負極タブ群５０ｂを有する。
第１の電極体要素３ａと第２の電極体要素３ｂの間に、第２正極集電体６ｂと第２負極集電体８ｂを配置する。そして、第１の電極体要素３ａに設けられた第１の正極タブ群４０ａを第２正極集電体６ｂ上に配置し、第１の電極体要素３ａに設けられた第１の負極タブ群５０ａを第２負極集電体８ｂ上に配置する。また、第２の電極体要素３ｂに設けられた第２の正極タブ群４０ｂを第２正極集電体６ｂ上に配置し、第２の電極体要素３ｂに設けられた第２の負極タブ群５０ｂを第２負極集電体８ｂ上に配置する。第１の正極タブ群４０ａ及び第２の正極タブ群４０ｂはそれぞれ第２正極集電体６ｂに溶接接続され溶接部９０が形成される。第１の負極タブ群５０ａ及び第２の負極タブ群５０ｂはそれぞれ第２
負極集電体８ｂに溶接接続され溶接部９０が形成される。溶接方法は、超音波溶接、抵抗溶接、又はレーザ等のエネルギー線の照射による溶接が好ましい。特に超音波溶接が好ましい。
図７に示すように、第２正極集電体６ｂには開口部６ｚが設けられている。第２正極集電体６ｂを第１正極集電体６ａに接続した後、開口部６ｚは封口板２の電解液注液孔１５と対応する位置に配置される。
なお、封口板２に第１正極集電体６ａ及び第１負極集電体８ａを固定する固定工程と、第２正極集電体６ｂ及び第２負極集電体８ｂにそれぞれ正極タブ部４０及び負極タブ部５０を接続するタブ部接続工程は、いずれを先に行ってもよい。固定工程とタブ部接続工程の後、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂの接続及び第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂの接続を行うことが好ましい。これにより、より体積エネルギー密度の高い二次電池とすることができる。
[第１正極集電体と第２正極集電体の接続]
図６に示すように、第１正極集電体６ａには、集電体突起６ｘが設けられている。そして、図７に示すように、第２正極集電体６ｂには集電体開口６ｙが設けられている。図１０に示すように、第１正極集電体６ａの集電体突起６ｘが、第２正極集電体６ｂの集電体開口６ｙ内に位置するようにして、第２正極集電体６ｂを第１絶縁部材６３の絶縁部材第３領域６３ｚ上に配置する。そして、第１正極集電体６ａの集電体突起６ｘと第２正極集電体６ｂの集電体開口６ｙの縁部をレーザ等のエネルギー線の照射により溶接する。これにより、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂが接続される。なお、第２正極集電体６ｂの集電体開口６ｙの周囲には集電体第１凹部６ｆが設けられている。即ち、集電体第１凹部６ｆの中央に、集電体開口６ｙが形成されている。集電体第１凹部６ｆにおいて、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂが溶接接続されている。集電体開口６ｙの周囲に集電体第１凹部６ｆが形成されていると、集電体突起６ｘの高さを大きくすることなく、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂを溶接接続することができる。
図１０に示すように、第２正極集電体６ｂは、正極タブ部４０が接続されるタブ部接続領域６ｂ１と第１正極集電体６ａが接続される集電体接続領域６ｂ２を有する。また、第２正極集電体６ｂは、タブ部接続領域６ｂ１と集電体接続領域６ｂ２を繋ぐ接続領域６ｂ３を有する。封口板２に対して垂直な方向において、封口板２とタブ部接続領域６ｂ１の距離は、封口板２と集電体接続領域６ｂ２の距離よりも小さい。このような構成であると、集電部が占めるスペースをより小さくでき、より体積エネルギー密度の高い二次電池となる。
図７に示すように、第２正極集電体６ｂにおいて、集電体開口６ｙの両側にターゲット孔６ｅが設けられている。第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂをレーザ等のエネルギー線の照射により溶接する際、ターゲット孔６ｅを画像補正用のターゲットとすることが好ましい。ターゲット孔６ｅを画像検出し、位置補正を行い、集電体開口６ｙの形状に沿ってエネルギー線の照射を行うことが好ましい。
図１０に示すように、第１正極集電体６ａの第１絶縁部材６３と対向する面であって、集電体突起６ｘの裏側には集電体第２凹部６ｗが形成されている。これにより、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂの間により大きな溶接接続部を形成し易くなるため好ましい。また、集電体第２凹部６ｗが形成されていることにより、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂを溶接接続する際に、溶接時の熱により第１絶縁部材６３が損傷することを防止できる。
図１０に示すように、第１絶縁部材６３の絶縁部材突起６３ｂの下方（電極体３側）の先端が、第２正極集電体６ｂにおいて、開口部６ｚの周囲の下面よりも下方（電極体３側）に突出していることが好ましい。これにより、封止栓１６と第２正極集電体６ｂが接触することを確実に防止できる。
[第１負極集電体と第２負極集電体の接続]
図１１に示すように、第１負極集電体８ａには、集電体突起８ｘが設けられている。そして、図７に示すように、第２負極集電体８ｂには集電体開口８ｙが設けられている。図１１に示すように、第１負極集電体８ａの集電体突起８ｘが、第２負極集電体８ｂの集電体開口８ｙ内に位置するようにして、第２負極集電体８ｂを内部側絶縁部材１２上に配置する。そして、第１負極集電体８ａの集電体突起８ｘと第２負極集電体８ｂの集電体開口８ｙの縁部をレーザ等のエネルギー線の照射により溶接する。これにより、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂが接続され溶接接続部が形成される。なお、第２負極集電体８ｂの集電体開口８ｙの周囲には集電体第１凹部８ｇが設けられている。即ち、集電体第１凹部８ｇの中央に、集電体開口８ｙが形成されている。集電体第１凹部８ｇにおいて、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂが溶接接続されている。第２負極集電体８ｂには、第２正極集電体６ｂと同様にターゲット孔８ｋが設けられている。
第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂは、それぞれ銅又は銅合金製とすることが好ましい。
図１１に示すように、第１負極集電体８ａの内部側絶縁部材１２と対向する面であって、集電体突起８ｘの裏側には集電体第２凹部８ｗが形成されている。これにより、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂの間により大きな溶接接続部を形成し易くなるため好ましい。また、集電体第２凹部８ｗが形成されていることにより、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを溶接接続する際に、溶接時の熱により内部側絶縁部材１２が損傷することを防止できる。
図１１に示すように、第２負極集電体８ｂは、負極タブ部５０が接続されるタブ部接続領域８ｂ１と、第１負極集電体８ａが接続される集電体接続領域８ｂ２を有する。また、第２負極集電体８ｂは、タブ部接続領域８ｂ１と集電体接続領域８ｂ２を繋ぐ接続領域８ｂ３を有する。そして、封口板２に対して垂直な方向において、封口板２とタブ部接続領域８ｂ１の距離は、封口板２と集電体接続領域８ｂ２の距離よりも小さい。このような構成であると、集電部が占めるスペースをより小さくでき、より体積エネルギー密度の高い二次電池となる。また、第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂはそれぞれ、内部側絶縁部材１２を介して封口板２に沿って配置されることが好ましい。なお、内部側絶縁部材１２は複数の部品からなってもよい。
なお、内部側絶縁部材１２には、第２負極集電体８ｂに固定される固定部が形成されていることが好ましい。これにより、衝撃や振動等により第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂの接続部が損傷や破損することをより確実に防止できる。例えば、内部側絶縁部材１２に爪状の固定部が形成され、内部側絶縁部材１２の爪状の固定部を第２負極集電体８ｂに引っ掛け固定することができる。あるいは、内部側絶縁部材１２の突起を設け、第２負極集電体８ｂに固定用の開口や切り欠きを設け、第２負極集電体８ｂに固定用の開口や切り欠きに内部側絶縁部材１２の突起を挿入し、内部側絶縁部材１２の突起の先端部を拡径することにより固定してもよい。
なお、集電体突起６ｘ及び集電体突起８ｘの平面視における形状は、それぞれ真円状とすることもできるが、トラック形状、楕円状あるいは方形状（角部がＲ化されたものも含む）であることが好ましい。
＜電極体作製＞
図７における第１の電極体要素３ａの上面と第２の電極体要素３ｂの上面とが直接又は他の部材を介して接するように第１の正極タブ群４０ａ、第２の正極タブ群４０ｂ、第１の負極タブ群５０ａ及び第２の負極タブ群５０ｂを湾曲させる。これにより、第１の電極体要素３ａと第２の電極体要素３ｂを纏めて、一つの電極体３とする。
なお、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂを接続した後であって、第１の電極体要素３ａと第２の電極体要素３ｂを一つに纏める前に、カバー部８０を第１正極集電体６ａと対向する位置に配置することが好ましい。また、カバー部８０は、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂの溶接接続部を覆うように配置されることが好ましい。カバー部８０は、第１絶縁部材６３に接続することが好ましい。第１の電極体要素３ａと第２の電極体要素３ｂを一つに纏め電極体３とすることにより、電流遮断機構６０を構成する第１正極集電体６ａと電極体３の間にカバー部８０が配置される。
＜角形二次電池の組み立て＞
封口板２に取り付けられた電極体３を絶縁シート１４で覆い、角形外装体１に挿入する。なお、絶縁シート１４は平板状のものを箱状ないし袋状に曲げ成形したものであることが好ましい。そして、封口板２と角形外装体１をレーザ溶接等により接合し、角形外装体１の開口を封口する。その後、電解質溶媒及び電解質塩を含有する非水電解液を封口板２に設けられた電解液注液孔１５より注液する。そして、電解液注液孔１５を封止栓１６で封止する。
＜第１負極集電体と第２負極集電体の接続について＞
第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂのそれぞれの構成の詳細、及び第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂの接続方法の詳細について以下に説明する。
図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１負極集電体８ａには、端子挿入孔８ｃが設けられている。端子挿入孔８ｃに負極端子９が挿入される。端子挿入孔８ｃの周囲には、集電体第１凹部８ｄが設けられている。集電体第１凹部８ｄは、第１水平部８ｅと第１傾斜部８ｆを有する。第１負極集電体８ａには集電体突起８ｘが設けられている。第１負極集電体８ａにおいて、集電体突起８ｘの先端面には粗面部１７０が設けられている。粗面部１７０は、第１負極集電体８ａにおける他の部分よりも表面粗さが大きくなっている。粗面部１７０の表面粗さは、例えば、表面粗さの算術平均高さＳａが０．２μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがより好ましい。
図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、第２負極集電体８ｂには、集電体開口８ｙが設けられている。集電体開口８ｙの周囲には、集電体第１凹部８ｇが設けられている。集電体第１凹部８ｇは、第２水平部８ｈと第２傾斜部８ｉを有する。集電体開口８ｙの周囲に位置する第２水平部８ｈと第２傾斜部８ｉにはそれぞれ粗面部１７１が設けられている。粗面部１７１は、第２負極集電体８ｂにおける他の部分よりも表面粗さが大きくなっている。粗面部１７１の表面粗さは、例えば、表面粗さの算術平均高さＳａが０．２μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがより好ましい。
このような第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを用いて、上述の方法で角形二次電池２０を作製する。第１負極集電体８ａの集電体突起８ｘを、第２負極集電体８ｂの集電体開口８ｙ内に配置し、集電体突起８ｘと集電体開口８ｙの嵌合部にレーザ等のエネルギー線を照射し、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを溶接接続する。この際、第１負極集電体８ａにおける粗面部１７０と第２負極集電体８ｂにおける粗面部１７１とにエネルギー線が照射される。
粗面部１７０及び粗面部１７１は、他の部分に比べて表面粗さが大きい部分となっているため、エネルギー線が反射し難い。このため、粗面部１７０及び粗面部１７１にエネルギー線を照射したとき、第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの温度が上昇し易く、第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂが溶融し易くなる。よって、より効率的に第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを溶接接続することが可能となり、より信頼性の高い溶接接続部が形成される。また、スパッタやバリ等の発生を効果的に抑制できる。このため、スパッタや脱落したバリにより内部短絡が生じることをより確実に防止された信頼性の高い二次電池となる。なお、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂが、銅又は銅合金製の場合、融点が高くまたエネルギー線を反射し易いため、粗面部を設けて粗面部にエネルギー線を照射して溶接を行うことが特に効果的である。
なお、第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの両方に粗面部を設ける必要はない。第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの少なくとも一方に粗面部が設けられていればよい。また、第２負極集電体８ｂに粗面部を設ける場合は、集電体開口８ｙの周辺に粗面部を設けることが好ましい。第２負極集電体８ｂに集電体第１凹部８ｇを設けなくてもよい。また、集電体第１凹部８ｇが第２水平部８ｈと第２傾斜部８ｉを有する場合、第２水平部８ｈのみに粗面部を設けてもよい。
第１負極集電体８ａに粗面部を設ける場合、集電体突起８ｘの先端面に粗面部を設けることが好ましい。集電体突起８ｘの側面の表面粗さより、集電体突起８ｘの先端面の表面粗さを大きくすることが好ましい。集電体突起８ｘの側面の表面粗さを大きくしないことにより、集電体突起８ｘを集電体開口８ｙ内に挿入する際に、集電体突起８ｘが集電体開口８ｙの内面に接触して金属粉が発生することを抑制できる。
なお、第２負極集電体８ｂに集電体開口８ｙを設ける例を示したが、集電体開口８ｙに代えて切り欠きを設けてもよい。この場合、集電体突起８ｘを切り欠き内に配置し、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを溶接接続する。
第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの少なくとも一方に粗面部を形成する方法としては、第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの少なくとも一方にエネルギー線を照射する方法が特に好ましい。これにより、所定の範囲に確実に粗面部を形成することができる。例えば、レーザーマーカーにより粗面部を設けることができる。レーザとしては、波長５３２ｎｍのグリーンレーザを用いることができる。
なお、エネルギー線の照射以外の方法で粗面部を設ける方法としては、研磨剤、紙やすり、ブラスト処理、若しくは化学エッチングを用いることが考えられる。
第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの少なくとも一方に粗面部を設けるタイミングは特に限定されない。
［実施形態２］
実施形態２に係る角形二次電池は、第１負極集電体の集電体突起近傍の構成及び第２負極集電体の集電体開口近傍の構成以外は上述の実施形態１に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。図１２（ａ）は、第１負極集電体１０８ａと第２負極集電体１０８ｂの接続部近傍の拡大断面図であり、溶接前の状態を示す。図１２（ｂ）は、第１負極集電体１０８ａと第２負極集電体１０８ｂの接続部近傍の拡大断面図であり、溶接後の状態を示す。
図１２（ａ）に示すように、第１負極集電体１０８ａは集電体突起１０８ｘを有する。また、第２負極集電体１０８ｂは集電体開口１０８ｙを有する。集電体突起１０８ｘは、
集電体開口１０８ｙ内に配置される。第２負極集電体１０８ｂにおいて、集電体開口１０８ｙの周囲には粗面部１７３が形成されている。なお、集電体開口１０８ｙの周囲には集電体第１凹部１０８ｇが設けられており、粗面部１７３は集電体第１凹部１０８ｇ内に位置する。
第１負極集電体１０８ａの集電体突起１０８ｘの高さは、第２負極集電体１０８ｂの集電体開口１０８ｙの高さ（深さ）よりも小さい。このため、集電体突起１０８ｘの先端面が、集電体開口１０８ｙ内に位置する。このような構成とすることにより、第２負極集電体１０８ｂの集電体開口１０８ｙの高さ（深さ）、ないし第１負極集電体１０８ａの集電体突起１０８ｘの高さにバラツキが生じても、第１負極集電体１０８ａの集電体突起１０８ｘの高さと第２負極集電体１０８ｂの集電体開口１０８ｙの高さ（深さ）の大小関係が入れ替わることを効果的に防止できる。よって、より安定的に溶接接続が行える。そして、溶接接続部の信頼性をより高いものとすることができる。なお、第１負極集電体１０８ａの集電体突起１０８ｘの高さと第２負極集電体１０８ｂの集電体開口１０８ｙの高さ（深さ）の差は、１ｍｍ以下とすることが好ましく、０．５ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．２ｍｍ以下とすることが更に好ましい。また、０．０５ｍｍ以上とすることがより好ましい。但し、これに限定されない。
第１負極集電体１０８ａの集電体突起１０８ｘと第２負極集電体１０８ｂの集電体開口１０８ｙの嵌合部にレーザ等のエネルギー線を照射し、 図１２（ｂ）に示すように、溶接接続部１９０を形成する。
なお、エネルギー線は、集電体開口１０８ｙに設けられた粗面部１７３により多く照射され、第１負極集電体１０８ａの集電体突起１０８ｘよりも第２負極集電体１０８ｂの集電体開口１０８ｙの縁部がより多く溶融するようにする。これにより、より安定的に溶接接続が行える。なお、集電体突起１０８ｘの先端面に粗面部を設けてもよい。
［実施形態３］
実施形態３に係る角形二次電池は、第１負極集電体の集電体突起近傍の構成及び第２負極集電体の集電体開口近傍の構成以外は上述の実施形態１に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。図１３（ａ）は、第１負極集電体２０８ａと第２負極集電体２０８ｂの接続部近傍の拡大断面図であり、溶接前の状態を示す。図１３（ｂ）は、第１負極集電体２０８ａと第２負極集電体２０８ｂの接続部近傍の拡大断面図であり、溶接後の状態を示す。
図１３（ａ）に示すように、第１負極集電体２０８ａは集電体突起２０８ｘを有する。また、第２負極集電体２０８ｂは集電体開口２０８ｙを有する。集電体突起２０８ｘは、集電体開口２０８ｙ内に配置される。第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘの先端面には粗面部２７０が形成されている。なお、集電体開口２０８ｙの周囲には集電体第１凹部２０８ｇが設けられている。
第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘの高さは、第２負極集電体２０８ｂの集電体開口２０８ｙの高さ（深さ）よりも大きい。このため、集電体突起２０８ｘの先端面が、集電体開口２０８ｙの外に位置する。このような構成とすることにより、第２負極集電体２０８ｂの集電体開口１０８ｙの高さ（深さ）、ないし第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘの高さにバラツキが生じても、第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘの高さと第２負極集電体２０８ｂの集電体開口２０８ｙの高さ（深さ）の大小関係が入れ替わることを効果的に防止できる。よって、より安定的に溶接接続が行える。そして、溶接部の信頼性をより高いものとすることができる。なお、第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘの高さと第２負極集電体２０８ｂの集電体開口２０８ｙの高さ（深
さ）の差は、１ｍｍ以下とすることが好ましく、０．５ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．２ｍｍ以下とすることが更に好ましい。また、０．０５ｍｍ以上とすることがより好ましい。但し、これに限定されない。
第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘと第２負極集電体２０８ｂの集電体開口２０８ｙの嵌合部にレーザ等のエネルギー線を照射し、図１３（ｂ）に示すように、溶接接続部２９０を形成する。
なお、エネルギー線は、第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘに設けられた粗面部２７０により多く照射され、第２負極集電体１０８ｂよりも第１負極集電体２０８ａの集電体突起２０８ｘがより多く溶融するようにする。
これにより、より安定的に溶接接続が行える。なお、第２負極集電体２０８ｂの集電体開口２０８ｙの周囲に粗面部を設けてもよい。
［実施形態４］
実施形態４に係る角形二次電池は、第１負極集電体の集電体突起近傍の構成及び第２負極集電体の集電体開口近傍の構成以外は上述の実施形態１に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。図１４は、実施形態４に係る角形二次電池の負極端子９の近傍の断面図であり、封口板２の長手方向に沿った断面図である。
第２負極集電体３０８ｂは、負極タブ部５０が接続されるタブ部接続領域３０８ｂ１と、第１負極集電体３０８ａが接続される集電体接続領域３０８ｂ２を有する。また、第２負極集電体３０８ｂは、タブ部接続領域３０８ｂ１と集電体接続領域３０８ｂ２を繋ぐ接続領域３０８ｂ３を有する。
集電体接続領域３０８ｂ２には、他の部分よりも厚みの薄い薄肉部３０８ｘが設けられている。第２負極集電体３０８ｂの薄肉部３０８ｘが、第１負極集電体３０８ａと溶接接続され、溶接接続部３９０が形成されている。
図１５は、実施形態４に係る二次電池の第１負極集電体３０８ａと第２負極集電体３０８ｂの溶接接続部３９０の近傍の拡大断面図である。図１５（ａ）は溶接前の状態を示す図であり、図１５（ｂ）は溶接後の状態を示す図である。
図１５（ａ）に示すように、第２負極集電体３０８ｂの薄肉部３０８ｘには粗面部３７０が形成されている。そして、粗面部３７０にエネルギー線を照射することにより、図１５（ｂ）に示すように溶接接続部３９０が形成され、第１負極集電体３０８ａと第２負極集電体３０８ｂが溶接接続される。
＜その他＞
上述の実施形態１においては、電極体３が二つの電極体要素からなる例を示したが、これに限定されない。電極体３が一つの積層型電極体であってもよい。また、電極体３が、長尺状の正極板と長尺状の負極板をセパレータを介して巻回した一つの巻回型電極体であってもよい。あるいは、電極体３が３つ以上の電極体要素を含んでもよい。また、電極体要素は巻回型であってもよいし、積層型であってもよい。
第１正極集電体と第２正極集電体の接続、第１負極集電体と第２負極集電体の接続はそれぞれ、レーザ、電子ビーム、イオンビーム等のエネルギー線の照射による接続が好ましい。エネルギー線の種類は特に限定されず、第１負極集電体及び第２負極集電体を溶融させ溶接できるものであればよい。
上述の実施形態１においては、負極端子９のフランジ部を電池ケース１００の外部側に配置し、負極端子９を第１負極集電体８ａの端子挿入孔８ｃに挿入し、負極端子９を電池ケース１００の内部側でカシメる形態を示した。これに代えて、負極端子９のフランジ部を電池ケース１００の内部側に配置し、負極端子９を電池ケース１００の外部側に配置し導電性部材に設けた端子挿入孔に挿入し、負極端子９を電池ケース１００の外部側でカシメる形態としてもよい。この場合、負極端子９のフランジ部に第１負極集電体８ａを溶接接続するようにする。
上述の実施形態１においては、第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂの少なくとも一方に粗面部を設ける例を示した。第１正極集電体６ａ及び第２正極集電体６ｂの少なくとも一方に粗面部を設けることもできる。
上述の実施形態１においては、正極板と正極端子７の間の導電経路に電流遮断機構６０を設ける例を示したが、電流遮断機構６０を省略することもできる。電流遮断機構６０を設けない場合は、第１正極集電体及び第２正極集電体を、それぞれ第１負極集電体と第２負極集電体と同様の形状とすることができる。
２０・・・角形二次電池
１００・・・電池ケース
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子取り付け孔
２ｂ・・・負極端子取り付け孔
３・・・電極体
３ａ・・・第１の電極体要素
３ｂ・・・第２の電極体要素
４・・・正極板
４ａ・・・正極芯体
４ｂ・・・正極活物質合剤層
４０・・・正極タブ部
４０ａ・・・第１の正極タブ群
４０ｂ・・・第２の正極タブ群
５・・・負極板
５ａ・・・負極芯体
５ｂ・・・負極活物質合剤層
５０・・・負極タブ部
５０ａ・・・第１の負極タブ群
５０ｂ・・・第２の負極タブ群

６ａ・・・第１正極集電体
６ｃ・・・薄肉部
６ｄ・・・開口
６ｗ・・・集電体第２凹部
６ｘ・・・集電体突起

６ｂ・・・第２正極集電体
６ｂ１・・・タブ部接続領域
６ｂ２・・・集電体接続領域
６ｂ３・・・接続領域
６ｅ・・・ターゲット孔
６ｆ・・・集電体第１凹部
６ｙ・・・集電体開口
６ｚ・・・開口部

７・・・正極端子
７ａ・・・端子封止部材
７ｘ・・・金属板
７ｙ・・・ゴム部材
７ｂ・・・端子貫通孔

８ａ・・・第１負極集電体
８ｃ・・・端子挿入孔
８ｄ・・・集電体第１凹部
８ｅ・・・第１水平部
８ｆ・・・第１傾斜部
８ｗ・・・集電体第２凹部
８ｘ・・・集電体突起

８ｂ・・・第２負極集電体
８ｂ１・・・タブ部接続領域
８ｂ２・・・集電体接続領域
８ｂ３・・・接続領域
８ｇ・・・集電体第１凹部
８ｈ・・・第２水平部
８ｉ・・・第２傾斜部
８ｋ・・・ターゲット孔
８ｙ・・・集電体開口

９・・・負極端子
１０・・・内部側絶縁部材
１１・・・外部側絶縁部材
１２・・・内部側絶縁部材
１３・・・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
６０・・・電流遮断機構
６１・・・導電部材
６２・・・変形板
６３・・・第１絶縁部材
６３ａ・・・絶縁部材開口
６３ｂ・・・絶縁部材突起
６３ｘ・・・絶縁部材第１領域
６３ｙ・・・絶縁部材第２領域
６３ｚ・・・絶縁部材第３領域
７０・・・固定部
８０・・・カバー部
９０・・・溶接部
１７０、１７１・・・粗面部

１０８ａ、２０８ａ、３０８ａ・・・第１負極集電体
１０８ｂ、２０８ｂ、３０８ｂ・・・第２負極集電体
１０８ｘ、２０８ｘ・・・集電体突起
１０８ｙ、２０８ｙ・・・集電体開口
１０８ｇ、２０８ｇ・・・集電体第１凹部
１７３、２７０、３７０・・・粗面部
１９０、２９０、３９０・・・溶接接続部
３０８ｘ・・・薄肉部
３０８ｂ１・・・タブ部接続領域
３０８ｂ２・・・集電体接続領域
３０８ｂ３・・・接続領域

Claims (10)

  1. 正極板と負極板を含む電極体と、
    開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
    前記開口を封口する封口板と、
    前記封口板に取り付けられた端子と、
    前記正極板又は前記負極板に設けられたタブ部と、
    前記タブ部と前記端子とを電気的に接続する第１集電体及び第２集電体を備えた二次電池の製造方法であって、
    前記第１集電体と前記第２集電体をエネルギー線の照射により溶接する溶接工程を有し、
    前記溶接工程を行う前の状態で、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方は、他の部分よりも表面粗さが大きい粗面部を有し、
    前記溶接工程において、前記粗面部にエネルギー線を照射することにより前記第１集電体と前記第２集電体を溶接接続する二次電池の製造方法。
  2. 前記電極体は、第１の電極体要素と第２の電極体要素を含み、
    前記第１の電極体要素は複数の前記タブ部からなる第１タブ群を有し、
    前記第２の電極体要素は複数の前記タブ部からなる第２タブ群を有し、
    前記第２集電体に前記第１タブ群と前記第２タブ群を接続するタブ部接続工程と、
    前記第１の電極体要素と前記第２の電極体要素を一つに纏める纏め工程を有し、
    前記タブ部接続工程の後に前記溶接工程を行い、
    前記溶接工程の後に前記纏め工程を行う請求項１に記載の二次電池の製造方法。
  3. 前記第１集電体を前記端子と電気的に接続すると共に、前記封口板に固定
    する固定工程を有し、
    前記固定工程の後、前記溶接工程を行う請求項２に記載の二次電池の製造方法。
  4. 前記溶接工程において、前記第１集電体に設けられた突起を前記第２集電体に設けられた開口又は切り欠きの内部に配置し、前記突起と前記開口又は切り欠きの縁部を溶接する請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
  5. 前記第２集電体において、前記開口又は切り欠きの周囲に前記粗面部が設けられた請求項４に記載の二次電池の製造方法。
  6. 前記第１集電体において、前記突起に前記粗面部が設けられた請求項４又は５に記載の二次電池の製造方法。
  7. 前記突起を前記開口又は切り欠きの内部に配置する前の状態において、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方に前記粗面部が設けられた請求項４〜６のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
  8. 前記突起を前記開口又は切り欠きの内部に配置した後、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方にエネルギー線を照射し前記粗面部を形成する粗面部形成工程を有し、
    前記粗面部形成工程の後、前記溶接工程を行う請求項４〜６のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
  9. 前記第２集電体は、他の部分よりも厚みの薄い薄肉部を有し、
    前記薄肉部の表面に前記粗面部が形成されており、
    前記粗面部にエネルギー線を照射し、前記薄肉部を前記第１集電体に溶接接続する請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
  10. 前記粗面部は、前記第１集電体及び前記第２集電体の少なくとも一方にエネルギー線を照射することにより形成された請求項１〜９のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
JP2017181347A 2017-09-21 2017-09-21 二次電池の製造方法 Active JP6988305B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017181347A JP6988305B2 (ja) 2017-09-21 2017-09-21 二次電池の製造方法
US16/134,290 US20190088977A1 (en) 2017-09-21 2018-09-18 Method for manufacturing secondary battery
CN201811104199.7A CN109546224A (zh) 2017-09-21 2018-09-20 二次电池的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017181347A JP6988305B2 (ja) 2017-09-21 2017-09-21 二次電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019057430A true JP2019057430A (ja) 2019-04-11
JP6988305B2 JP6988305B2 (ja) 2022-01-05

Family

ID=65720680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017181347A Active JP6988305B2 (ja) 2017-09-21 2017-09-21 二次電池の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190088977A1 (ja)
JP (1) JP6988305B2 (ja)
CN (1) CN109546224A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7027790B2 (ja) * 2017-10-17 2022-03-02 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法
EP4311010A1 (en) * 2022-06-02 2024-01-24 Eve Power Co., Ltd. Battery, battery module and battery pack

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003263977A (ja) * 2002-03-11 2003-09-19 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
WO2009153914A1 (ja) * 2008-06-17 2009-12-23 パナソニック株式会社 電池およびその製造方法
WO2010131298A1 (ja) * 2009-05-15 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 レーザ溶接方法及びそれを含む電池の製造方法
US20130323546A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-05 Sb Limotive Co., Ltd. Rechargeable secondary battery
WO2015146365A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 株式会社豊田自動織機 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP2016219122A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 三洋電機株式会社 角形二次電池及びそれを用いた組電池、並びにその製造方法
WO2018021371A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4175975B2 (ja) * 2003-07-24 2008-11-05 三洋電機株式会社 電池およびその製造方法
JP5365873B2 (ja) * 2010-02-08 2013-12-11 ソニー株式会社 電極および電池
JP5788815B2 (ja) * 2012-01-27 2015-10-07 三洋電機株式会社 角形二次電池
JP2016103412A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 三洋電機株式会社 角形二次電池
JP6569322B2 (ja) * 2015-06-22 2019-09-04 三洋電機株式会社 二次電池及びそれを用いた組電池
JP2017059506A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトＬｉｔｈｉｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP6572736B2 (ja) * 2015-10-30 2019-09-11 三洋電機株式会社 角形二次電池の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003263977A (ja) * 2002-03-11 2003-09-19 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
WO2009153914A1 (ja) * 2008-06-17 2009-12-23 パナソニック株式会社 電池およびその製造方法
WO2010131298A1 (ja) * 2009-05-15 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 レーザ溶接方法及びそれを含む電池の製造方法
US20130323546A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-05 Sb Limotive Co., Ltd. Rechargeable secondary battery
WO2015146365A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 株式会社豊田自動織機 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP2016219122A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 三洋電機株式会社 角形二次電池及びそれを用いた組電池、並びにその製造方法
WO2018021371A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190088977A1 (en) 2019-03-21
JP6988305B2 (ja) 2022-01-05
CN109546224A (zh) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7006613B2 (ja) 角形二次電池
JP6915616B2 (ja) 二次電池
JP2022137297A (ja) 角形二次電池
JP7167427B2 (ja) 二次電池
JP6996308B2 (ja) 二次電池及びその製造方法
JP7027790B2 (ja) 二次電池の製造方法
CN109768211B (zh) 二次电池
US11289780B2 (en) Square secondary battery and method of manufacturing same
JPWO2018155522A1 (ja) 角形二次電池
JP2022065143A (ja) 二次電池
JP6935798B2 (ja) 二次電池の製造方法
JP7052363B2 (ja) 二次電池
JP7160340B2 (ja) 二次電池
CN110431689B (zh) 二次电池
JP6988305B2 (ja) 二次電池の製造方法
US20230327214A1 (en) Method of manufacturing square secondary battery
JP6750438B2 (ja) 角形二次電池
JP7152860B2 (ja) 二次電池及びその製造方法
JP2020177930A (ja) 角形二次電池
JP7291771B2 (ja) 二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20200611

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210922

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211115

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6988305

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151