JP2019087418A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】固定部材を用いることなく、絶縁部材を正極及び負極の集電タブに固定することができる電池の提供。【解決手段】端子に接続される接続部と、接続部から捲回電極群２に向けて延出され、固定部材１２と電気的に接続し、対向する二つの保持部１２ａ、１２ｂを外側から挟む二つの挟持部４ｃ，４ｄとを備えたリードと、対向する第１、第２の側壁とその間の湾曲部を有するＵ字部材と、Ｕ字部材の背面側にＵ字部材と一体的に設けられた背面部材２６ｄと、第１の側壁に形成されたリードの第１の挟持部４ｃと係合する、第２の側壁側に凸の第１の突起部２６ｅと、第２の側壁に形成されたリードの第２の挟持部４ｄと係合する、第１の側壁側に凸の第２の突起部２６ｆと、を備え、第１の突起部２６ｅが第１の挟持部４ｃに係合し、第２の突起部２６ｆが第２の挟持部４ｄに係合することでリードを挟む絶縁カバーを備える電池。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、電池に関する。

電池は、エネルギー密度が高いため、電気自動車、ハイブリッド自動車、電動バイク、及
びフォークリフトなどの電源として期待されている。電池は電極群から延出される正極及
び負極のタブが形成されているが、それを電池の外装缶から絶縁する必要があるため、絶
縁部材を備えている。また、外部からの振動によりその絶縁部材が外れてしまうことがあ
るため、絶縁部材をシールなどにより固定することがある。

特開２０１２-２２７１１０号公報

しかし、体積効率や部品点数削減の観点から、シールなどで固定する部材を省略すること
が好ましい。そこで、本発明が解決しようとする課題は、固定部材を用いることなく、絶
縁部材を正極及び負極タブに固定することができる電池を提供することである。

上記の課題を解決するために、本実施形態の電池は金属製の外装缶と、前記外装缶内に
収納され、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に重ねて捲回し、捲回軸方向の一端
に正極集電タブを有し、他端に負極集電タブを有した捲回電極群と、前記正極集電タブを
夫々所定の枚数挟み込む、二つの対向する正極保持部を備える正極固定部材と、前記負極
集電タブを夫々所定の枚数挟み込む二つの対向する負極保持部を備える負極固定部材と、
前記正極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、
前記正極固定部材と電気的に接続し、対向する二つの前記正極保持部を外側から挟む第１
の挟持部と第２の挟持部とを備えた正極リードと、前記負極端子に接続される接続部と、
前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、前記負極固定部材と電気的に接続し、
対向する二つの前記負極保持部を外側から挟む第３の挟持部と第４の挟持部とを備えた負
極リードと、対向する第１、第２の側壁とその間の湾曲部を有する正極側Ｕ字部材と、前
記正極側Ｕ字部材の背面側に前記正極側Ｕ字部材と一体的に設けられた正極側背面部材と
、前記第１の側壁に形成された前記正極リードの第１の挟持部と係合する、前記第２の側
壁側に凸の第１の突起部と、前記第２の側壁に形成された前記正極リードの第２の挟持部
と係合する、前記第１の側壁側に凸の第２の突起部と、を備え、前記第１の突起部が前記
第１の挟持部に係合し、前記第２の突起部が前記第２の挟持部に係合することで前記正極
リードを挟む正極絶縁カバーと、対向する第３、第４の側壁とその間の湾曲部を有する負
極側Ｕ字部材と、前記負極側Ｕ字部材の背面側に前記負極側Ｕ字部材と一体的に設けられ
た負極側背面部材と、前記第３の側壁に形成された前記負極リードの第３の挟持部と係合
する、前記第４の側壁側に凸の第３の突起部と、前記第４の側壁に形成された前記負極リ
ードの第４の挟持部と係合する、前記第３の側壁側に凸の第４の突起部と、を備え、前記
第３の突起部が前記第３の挟持部に係合し、前記第４の突起部が前記第４の挟持部に係合
することで前記負極リードを挟む負極絶縁カバーと、を有している。

第１実施形態の角型二次電池の外観を示す斜視図。 図１の電池の展開斜視図。 図１の電池に用いられる電極群の展開斜視図。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。 電池に用いられる負極絶縁カバーを示す図。 負極絶縁カバーを用いた電池をＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。 変形例に係る他の固定部材を用いた電池をＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。 第一の変形例に係る電池に用いられる負極絶縁カバーと負極リードを示す図。 第一の変形例に係る負極絶縁カバーを用いた電池をＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。 第一の変形例に係る負極絶縁カバーを用いた電池をＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。 第二の変形例に係る電池に用いられる負極絶縁カバーと負極固定部材を示す図。 第二の変形例に係る負極絶縁カバーと負極固定部材を用いた電池をＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を矢印方向から見た断面図。

以下、実施形態を図面に基づき説明する。

（実施形態）
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。非水電解質二次電池の一例とし
て、図１及び図２に、密閉型の角型非水電解質二次電池２０を示す。電池２０は、外装缶
１、偏平形状の捲回電極群２、正極リード３、負極リード４と、正極絶縁カバー２５、及
び、負極絶縁カバー２６と、蓋５と、固定部材１１、１２を備える。

外装缶１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄ある
いはステンレスなどの金属から形成される。捲回電極群２は、外装缶１内に収納される。

捲回電極群２は、一端に正極集電タブ８ａを有し、他端に負極集電タブ９ａを有する。
図３に、捲回電極群２の展開図を示す。正極８は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電
体８ｃと、その片面又は両面に形成された正極活物質層８ｂを含む。正極活物質層８ｂは
、帯状の正極集電体８ｃにその長手方向に沿う一端側に一定幅の領域（非塗工部）が残る
ように形成される。この非塗工部は、正極集電体８ｃが露出した部分であり、正極集電タ
ブ８ａになる。負極９も同様に、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体９ｃと、その片
面又は両面に形成された負極活物質層９ｂを含む。負極活物質層９ｂは、帯状の負極集電
体９ｃにその長手方向に沿う他端側（正極８の一端と反対側）に一定幅の領域（非塗工部
）が残るように形成される。この非塗工部は、負極集電体９ｃが露出した部分であり、負
極集電タブ９ａになる。

正極８と負極９は、帯状のセパレータ１０ａ，１０ｂと交互に重ねられる。このとき、
正極集電タブ８ａは、捲回軸方向の一端側に配置され、負極集電タブ９ａは他端側に配置
される。正極８の下に重ねられたセパレータ１０ａは、その長手方向に沿う一端が正極８
の正極集電タブ側の端部よりも内側に位置するように配置される。これにより、正極集電
タブ８ａが捲回電極群２を構成する正極活物質層８ｂ、負極活物質層９ｂおよびセパレー
タ１０ａから突出する。また、セパレータ１０ａは、その長手方向に沿う他端が正極８の
他端よりも外側に位置するように配置される。正極８と負極９の間に挟まれたセパレータ
１０ｂは、その長手方向に沿う一端が負極９の負極集電タブ側の端部よりも内側に位置す
るように配置される。これにより、負極集電タブ９ａが捲回電極群２を構成する正極活物
質層８ｂ、負極活物質層９ｂおよびセパレータ１０ｂから突出する。また、セパレータ１
０ｂは、その長手方向に沿う他端が負極９の他端よりも外側に位置するように配置される
。

重ねられたセパレータ１０ａ、正極８、セパレータ１０ｂ、負極９を捲回し、次いで、プ
レスすることにより、偏平形状の捲回電極群２が形成される。

図２に最もよく示されているように、捲回した捲回電極群２は、絶縁テープ３０で巻止
めする。絶縁テープ３０は、捲回電極群２の最外周の集電タブ以外の領域を被覆し、その
領域を絶縁性にする。絶縁テープ３０の巻き数は１周以上であってよい。

外装缶１の開口部には、金属製の蓋５が例えば溶接により気密に固定されている。正極
端子６及び負極端子７は、蓋５に絶縁ガスケット１４，１５を介してそれぞれかしめ固定
されている。正極端子６及び負極端子７は、蓋５の背面から外装缶１内部に向けてそれぞ
れ突出している。正極端子６及び負極端子７の固定方法は、絶縁ガスケット１４，１５で
のかしめ固定の他に、ガラスを用いるハーメティックシールであってよい。

正極リード３は、正極端子６に接続される接続部である接続プレート３ａと、接続プレ
ート３ａに開口された貫通孔３ｂと、接続プレート３ａから二股に分岐し、捲回電極群２
に捲回軸に対して垂直方向に向けて延出した挟持部である第１、第２の挟持部３ｃ、３ｄ
とを有する。接続プレート３ａは、正極端子６の箇所において蓋５の背面に絶縁シート（
図示せず）を介して当接すると共に、蓋５の背面から突出した正極端子６が貫通孔３ｂを
かしめ固定する。

同様に、負極リード４は、負極端子７に接続される接続部である接続プレート４ａと、
接続プレート４ａに開口された貫通孔４ｂと、接続プレート４ａから二股に分岐し、捲回
電極群２に捲回軸に対して垂直方向に向けて延出した挟持部である第１、第２の挟持部４
ｃ、４ｄとを有する。接続プレート４ａは、負極端子７の箇所において蓋５の背面に絶縁
シート（図示せず）を介して当接すると共に背面から突出した負極端子７に貫通孔４ｂを
かしめ固定する。なお、上記の溶接は抵抗溶接及び超音波溶接のような方法によって実施
されてよい。

正負極の集電タブと正負極のリードとは、図２に示すように集電タブを固定部材で部分
的に固定した状態で接合する。すなわち、正極集電タブ８ａは固定部材１１により固定さ
れ、負極集電タブ９ａも固定部材１２により固定されている。

正負極の固定部材は、正負極の集電タブを固定する際には対称的に配置されるが、互い
に同じ形状を有する。

まずは、正極集電タブ８ａを固定する固定部材１１を例にして図４を参照して詳述する。
正極集電タブ８ａは、捲回されているため、複数枚の集電タブが重なった中空長楕円形の
束から形成される。固定部材１１は、負極集電タブ８ａの中央付近において中空長楕円形
の短軸方向に対向する二箇所にそれぞれ嵌合して束ねるＵ字形の第１、第２の保持部１１
ａ、１１ｂと、正極集電タブ８ａで形成される楕円内部で第１、第２の保持部１１ａ、１
１ｂを連結する平坦な連結部１１ｃとを有する。正極集電タブ８ａは、第１、第２の保持
部１１ａ、１１ｂと、例えば溶接により接合される。

正極リード３の第１、第２の挟持部３ｃ，３ｄで固定部材１１が取り付けられた正極集
電タブ８ａを挟む。これにより、図４に示すように、第１の挟持部３ｃと第１の保持部１
１ａの外面とが接触し、第２の挟持部３ｄと第２の保持部１１ｂの外面とが接触する。こ
れらの接触箇所において、第１、第２の挟持部３ｃ、３ｄと第１、第２の保持部１１ａ，
１１ｂを例えば溶接により接合する。

なお、上記の溶接は抵抗溶接及び超音波溶接のような方法によって実施されてよい。

第１、第２の保持部１１ａ、１１ｂの厚さは、リード３の第１、第２の挟持部３ｃ、３
ｄの厚さよりも薄いことが望ましい。第１、第２の保持部１１ａ，１１ｂの厚さを薄くす
ることにより、正極集電タブ８ａの所定の二箇所に容易に固定することができる。また、
正極集電タブ８ａ、第１、第２の保持部１１ａ，１１ｂ及びリードの第１、第２の挟持部
３ｃ、３ｄの接合が容易になる。さらに、第１、第２の保持部１１ａ，１１ｂと正極集電
タブ８ａとの接合箇所の抵抗を低くすることができる。

なお、リード３の第１の挟持部３ｃから第２の挟持部３ｄまでの長さは、捲回電極群２
の厚さ方向の長さＴよりも小さくなるように決定する。

固定部材１１は、金属のような導電性材料から形成される。このため、捲回電極群２の
正極８は固定部材１１を通してリード３と電気的に接続され、さらにリード３を通して蓋
５の正極端子６に電気的に接続される。

このような固定部材を用いることにより、捲回電極群２の集電タブ部分の厚さを減少させ
、外装缶内にリードを配置するスペースを確保することができる。リードのためのスペー
スを新たに設ける必要がないため、電池２０のエネルギー密度を向上することができる。

なお、固定部材は、独立したＵ字形の第１の保持部及び／又は第２の保持部のみを有し
、連結部を有さない形状であってもよい。第１の保持部と第２の保持部は、それぞれ別部
材として独立して正極集電タブ８ａに固定されてよい。

次に、負極集電タブ９ａを固定する負極集電タブ１２を例にして図５を参照して詳述す
る。負極集電タブ９ａは、捲回されているため、複数枚の集電タブが重なった中空長楕円
形の束から形成される。固定部材１２は、負極集電タブ９ａの中央付近において中空長楕
円形の短軸方向に対向する二箇所にそれぞれ嵌合して束ねるＵ字形の第１、第２の保持部
１２ａ、１２ｂと、負極集電タブ９ａで形成される楕円内部で第１、第２の保持部１２ａ
、１２ｂを連結する平坦な連結部１２ｃとを有する。負極集電タブ９ａは、第１、第２の
保持部１２ａ、１２ｂと、例えば溶接により接合される。

負極リード４の第１、第２の挟持部４ｃ，４ｄで固定部材１２が取り付けられた負極集
電タブ９ａを挟む。これにより、図５に示すように、第１の挟持部４ｃと第１の保持部１
２ａの外面とが接触し、第２の挟持部４ｄと第２の保持部１２ｂの外面とが接触する。こ
れらの接触箇所において、第１、第２の挟持部４ｃ、４ｄと第１、第２の保持部１２ａ，
１２ｂを例えば溶接により接合する。

なお、上記の溶接は抵抗溶接及び超音波溶接のような方法によって実施されてよい。

第１、第２の保持部１２ａ、１２ｂの厚さは、リード４の第１、第２の挟持部４ｃ、４
ｄの厚さよりも薄いことが望ましい。第１、第２の保持部１２ａ，１２ｂの厚さを薄くす
ることにより、負極集電タブ９ａの所定の二箇所に容易に固定することができる。また、
負極集電タブ９ａ、第１、第２の保持部１２ａ，１２ｂ及びリードの第１、第２の挟持部
４ｃ、４ｄの接合が容易になる。さらに、第１、第２の保持部１２ａ，１２ｂと負極集電
タブ９ａとの接合箇所の抵抗を低くすることができる。

なお、リード４の第１の挟持部４ｃから第２の挟持部４ｄまでの長さは、捲回電極群２
の厚さ方向の長さＴよりも小さくなるように決定する。

固定部材１２は、金属のような導電性材料から形成される。このため、捲回電極群２の
負極９は固定部材１２を通してリード４と電気的に接続され、さらにリード４を通して蓋
５の負極端子７に電気的に接続される。

このような固定部材を用いることにより、捲回電極群２の集電タブ部分の厚さを減少させ
、外装缶内にリードを配置するスペースを確保することができる。リードのためのスペー
スを新たに設ける必要がないため、電池２０のエネルギー密度を向上することができる。

なお、固定部材は、独立したＵ字形の第１の保持部及び／又は第２の保持部のみを有し
、連結部を有さない形状であってもよい。第１の保持部と第２の保持部は、それぞれ独立
して負極集電タブ９ａに固定されてよい。

正負極の絶縁カバー２５，２６は、正負極のリードの第１、第２の挟持部で挟まれた捲
回電極群２の集電タブを含む両端部にそれぞれ嵌合され、それら挟持部および集電タブを
覆う。

正負極の集電タブおよびこれを挟むリードを覆う正負極の絶縁カバーは互に同形状であ
り、対称的に配置される。それ故、負極集電タブ９ａおよび負極リード４の第３、第４の
挟持部４ｃ、４ｄを覆う負極絶縁カバー２６を例にして、図６及び図７を参照して詳述す
る。

図６および図７に示すように負極絶縁カバー２６は、対向する第３、第４の側壁２６ｂ
、２６ｃを有するＵ字部材２６ａと、Ｕ字部材２６ａの背面に一体的に設けられた背面部
材２６ｄと、第３、第４の側壁２６ｂ、２６ｃの中央部付近の背面部材と反対側の端部に
それぞれに設けられ、U字の内側に凸となる第３、第４の突起部２６ｅ，２６ｆとから構
成される。Ｕ字部材２６ａは、下部が湾曲され、上端が開口している。Ｕ字部材２６ａは
、背面部材２６ｄと反対の面も開口している。

図６に示すように、負極絶縁カバー２６は、第３の側壁２６ｂ、第４の側壁２６ｃを有
するＵ字部材２６ａの下端の湾曲部において、背面部材２６ｄと反対方向に延びる延伸部
２６ｈを有する。なお、図２に示す負極絶縁カバー２６のように、延伸部２６ｈを設けな
くてもよい。

負極絶縁カバー２６は、第３の突起部２６ｅ、第４の突起部２６ｆがそれぞれ、負極リ
ードの第３の挟持部４ｃ、第４の挟持部４ｄに係合される。これにより、負極絶縁カバー
２６と負極リードが一体化される。また、Ｕ字部材２６ａの湾曲した下部が負極集電タブ
９ａの下部に当接する。

負極絶縁カバーは、樹脂の一体成型品であることが好ましく、絶縁性材料から形成され
る。例えば、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ま
たはポリエステル（ＰＥＴ）から形成されてよい。中でも、耐熱性、絶縁性とコストの観
点から、ポリプロピレンから形成されることが望ましい。

正極絶縁カバー２５は、上記の負極絶縁カバー２６と同じ構造を有する。正極絶縁カバ
ー２５と正極集電タブ８ａを含む捲回電極２の端部との関係は、前述した負極絶縁カバー
２６と正極集電タブ８ａを含む捲回電極群２の端部との関係と同様である。なお、
正極絶縁カバー２５は、対向する第１、第２の側壁２５ｂ、２５ｃを有するＵ字部材２５
ａと、Ｕ字部材２５ａの背面に一体的に設けられた背面部材２５ｄと、第１、第２の側壁
２５ｂ、２５ｃの中央部付近の背面部材と反対側の端部にそれぞれに設けられた第１、第
２の突起部２５ｅ，２５ｆとから構成される。Ｕ字部材２５ａは、下部が湾曲され、上端
が開口している。Ｕ字部材２５ａは、背面部材２５ｄと反対の面も開口している。

正極絶縁カバー２５は、第３の側壁２５ｂ、第４の側壁２５ｃを有するＵ字部材２５ａの
下端の湾曲部において、背面部材２５ｄと反対方向に延びる延伸部２５ｈを有する。なお
、図２に示す正極絶縁カバー２５のように、延伸部２５ｈを設けなくてもよい。

正極絶縁カバー２５は、第１の突起部２５ｅ、第２の突起部２５ｆがそれぞれ、正極リ
ードの第１の挟持部４ｃ、第２の挟持部４ｄに係合される。これにより、正極絶縁カバー
２５と正極リードが一体化される。また、Ｕ字部材２５ａの湾曲した下部が負極集電タブ
８ａの下部に当接する。

以上説明した実施形態に係る電池において、集電タブ及びリードが絶縁性材料からなる
絶縁カバーによって覆われるため、捲回電極群２は外装缶１と絶縁される。さらに、絶縁
カバーの突起部によって、集電タブとリードの接合箇所が係合されるため、電池に振動や
衝撃が加わった際にも、捲回電極群２の端部から外れにくくなる。また、絶縁カバーが存
在していることにより、電池内部における捲回電極群２の動揺を抑制することができる。
これにより、集電タブが変形もしくは破損してリードとの接合が外れることを防ぐことが
できる。よって、リード、集電タブ及び外装缶の絶縁性をより確実にすることができる。
また、連結部１１ｃ及び１２ｃが形成されているので、保持部１１aと１１ｂの間の距離
、および保持部１２aと１２ｂの間の距離が保たれるため、絶縁カバーが外れにくい。

これにより、捲回電極群２の端部に嵌められた正負極絶縁カバー２５，２６が、例えば
絶縁カバー固定テープなどを用いることなく捲回電極群２に固定することができるため、
絶縁に必要な部品点数を減少させることができると共に、絶縁部材の体積を少なくするこ
とができる。これにより、外装缶１内に収納可能な捲回電極群２の体積を増加させること
ができ、体積効率を向上させることができる。

蓋５は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属
から形成される。蓋５と外装缶１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。

外装缶１に蓋５が固定された後、蓋５に設けられた注入口２８から電解液（図示しない
）を注入する。注入後、電解液を偏平型電極群２に含浸させる。

なお、図８に示すように、固定部材１２の第１の保持部１２aと第２の保持部１２ｂが
、それぞれ独立して負極集電タブ９ａに固定されている場合であっても、負極集電タブ９
ａに適度の硬さがあり外力に対する反発力があるため、絶縁カバーが固定部材に接合され
た負極リードに係合することで同様の効果を奏する。正極の場合も同様である。

次に、絶縁カバー（例えば負極絶縁カバー３１）の第１変形例を図９及び図１０に示す。
本変形例において、実施例と同様の構成は同じ符号を付して説明を省略する。

図９には、負極絶縁カバー３１と負極リード３３を示している。図９に示すように、負
極絶縁カバー３１は、第３の側壁３１ｂ、第４の側壁３１ｃを有するＵ字部材３１ａの下
端の湾曲部において、背面部材３１ｄと反対方向に延びる延伸部３１ｈを有する。なお、
図２に示す負極絶縁カバー２６のように、延伸部３１ｈを設けなくてもよい。

また、第３の側壁３１ｂの略中央部にはU字の内側に凸となる第３の突起部３１ｅ、第
４の側壁３１ｃの略中央部にはU字の内側に凸となる第４の突起部３１ｆが設けられてい
る。

一方、負極リード３３の第３の挟持部３３ｄの外側には、負極絶縁カバー３１の第３の
側壁３１ｂに設けられた第３の突起部３１ｅに篏合する第１の溝部３３ｅが備わっており
、負極リード３３の第４の挟持部３３ｅの外側には、負極絶縁カバー３１の第４の側壁３
１ｃに設けられた第４の突起部３１ｆに篏合する第２の溝部３３ｆが備わっている。

図示を省略するが、正極絶縁カバー及び正極リードは、上記の負極絶縁カバー３１及び
負極リード３３と同じ構造を有する。すなわち、正極絶縁カバーは、第１の側壁、第２側
壁を有するＵ字部材の下端の湾曲部において、背面部材と反対方向に延びる延伸部を有す
る。また、第１の側壁の略中央部には第１の突起部、第２の側壁の略中央部には第２の突
起部が設けられている。なお、図２に示す正極絶縁カバー２５のように、延伸部を設けな
くてもよい。

一方、正極リードの第１の挟持部の外側には、正極絶縁カバーの第１の側壁に設けられ
た第１の突起部に篏合する第１の溝部が備わっており、正極リードの第２の挟持部の外側
には、正極絶縁カバーの第２の側壁に設けられた第２の突起部に篏合する第２の溝部が備
わっている。

以上説明した実施形態に係る電池において、集電タブ及びリードが絶縁性材料からなる
絶縁カバーによって覆われるため、捲回電極群２は外装缶１と絶縁される。さらに、絶縁
カバーの突起部によって、リードの溝部が篏合されるため、電池に振動や衝撃が加わった
際にも、絶縁カバーとリードとが外れにくくなる。これにより、リードが捲回電極群２と
接触することによる短絡の発生を防ぐことができる。また、絶縁カバーが存在しているこ
とにより、電池内部における捲回電極群２の動揺を抑制することができる。これにより、
集電タブが変形もしくは破損してリードとの接合が外れることを防ぐことができる。よっ
て、リード、集電タブ及び外装缶の絶縁性をより確実にすることができる。

これにより、捲回電極群２の端部に嵌められた正負極絶縁カバーが、例えば絶縁カバー
固定テープなどを用いることなく捲回電極群２に固定することができるため、絶縁に必要
な部品点数を減少させることができると共に、絶縁部材の体積を少なくすることができる
。これにより、外装缶１内に収納可能な捲回電極群２の体積を増加させることができ、体
積効率を向上させることができる。

なお、図１１に示すように、固定部材１２の第１の保持部と第２の保持部が、それぞれ
独立して負極集電タブ９ａに固定されている場合であっても、絶縁カバーが固定部材に接
合された負極リードに係合することで同様の効果を奏する。正極の場合も同様である。

次に、絶縁カバー（例えば負極絶縁カバー４１）の第２変形例を図１２及び図１３に示す
。本変形例において、実施例と同様の構成は同じ符号を付して説明を省略する。

図１２には、負極絶縁カバー４１と負極固定部材４３を示している。図１２に示すよう
に、負極絶縁カバー４１は、第３の側壁４１ｂ、第４の側壁４１ｃを有するＵ字部材４１
ａの下端の湾曲部において、背面部材４１ｄと反対方向に延びる延伸部４１ｈを有する。
なお、図２に示す負極絶縁カバー２６のように、延伸部４１ｈを設けなくてもよい。

また、背面部材４１ｄには負極側支持部４１ｅが設けられている。負極側支持部４１ｅは
円柱形状の延伸部とその円柱形状先端部に略球形状を組み合わせた形状を有しており、負
極絶縁カバー４１と同じ材質で形成されている。

一方、負極側固定部材４３は、負極集電タブ９ａの中央付近において中空長楕円形の短軸
方向に対向する二箇所にそれぞれ嵌合して束ねるＵ字形の第１、第２の保持部４３ａ、４
３ｂと、負極集電タブ９ａで形成される楕円内部で第１、第２の保持部４３ａ、４３ｂを
連結する平坦な連結部４３ｃとを有する。さらに、連結部４３ｃには、負極側支持部４１
ｅが挿通する負極側孔部４３ｄを備えている。なお、負極側孔部４３ｄは負極側支持部４
１ｅの略球形状よりも小さな孔が形成されている。

図示を省略するが、正極絶縁カバー及び正極側固定部材４２は、上記の負極絶縁カバー
４１及び負極側固定部材４３と同じ構造を有する。すなわち、正極絶縁カバーは、第１の
側壁、第２側壁を有するＵ字部材の下端の湾曲部において、背面部材と反対方向に延びる
延伸部を有する。なお、図２に示す正極絶縁カバー２５のように、この延伸部を設けなく
てもよい。

また、背面部材には正極側支持部が設けられている。正極側支持部は円柱形状とその円柱
形状先端部に略球形状を組み合わせた形状を有しており、正極絶縁カバーと同じ材質で形
成されている。

一方、正極側固定部材は、正極集電タブ８ａの中央付近において中空長楕円形の短軸方向
に対向する二箇所にそれぞれ嵌合して束ねるＵ字形の第１、第２の保持部と、正極集電タ
ブ８ａで形成される楕円内部で第１、第２の保持部を連結する平坦な連結部とを有する。
さらに、連結部には、正極側支持部が挿通する正極側孔部を備えている。なお、正極側孔
部は正極側支持部の略球形状よりも小さな孔が形成されている。

以上説明した実施形態に係る電池において、集電タブ及びリードが絶縁性材料からなる
絶縁カバーによって覆われるため、捲回電極群２は外装缶１と絶縁される。さらに、絶縁
カバーの支持部が固定部材の先端の略球形状が変形しつつ孔部に挿通することで、略球形
状により、支持部が孔部にロックされることとなる。よって、電池に振動や衝撃が加わっ
た際にも、絶縁カバーとリードとが外れにくくなる。これにより、リードが捲回電極群２
と接触することによる短絡の発生を防ぐことができる。また、絶縁カバーが存在している
ことにより、電池内部における捲回電極群２の動揺を抑制することができる。これにより
、集電タブが変形もしくは破損してリードとの接合が外れることを防ぐことができる。よ
って、リード、集電タブ及び外装缶の絶縁性をより確実にすることができる。

これにより、捲回電極群２の端部に嵌められた正負極絶縁カバー４０，４１が、例えば
絶縁カバー固定テープなどを用いることなく捲回電極群２に固定することができるため、
絶縁に必要な部品点数を減少させることができると共に、絶縁部材の体積を少なくするこ
とができる。これにより、外装缶１内に収納可能な捲回電極群２の体積を増加させること
ができ、体積効率を向上させることができる。

（正負極端子）
実施形態及び変形例の電池で使用可能な正負極端子材料の説明をする。負極活物質に炭
素系材料を使用するリチウムイオン二次電池の場合、一般に、正極端子材料には、アルミ
ニウムあるいはアルミニウム合金が使用される。また、負極端子材料には、銅、ニッケル
、ニッケルメッキされた鉄などの金属が使用される。また、負極活物質にチタン酸リチウ
ムを使用する場合は、上記の材料に加え、負極端子材料としてアルミニウムあるいはアル
ミニウム合金を使用できる。正負極端子にアルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用
する場合、正負極集電タブ、正負極固定部材及び正負極リードは、アルミニウムあるいは
アルミニウム合金から形成することが望ましい。

（正極）
次に、実施形態及び変形例の電池で用いることが可能な正極について説明する。

正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合
金箔からなる集電体に塗布し、乾燥することにより作製される。正極活物質としては、特
に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなど
が使用できる。好ましい活物質の例には、高い正極電位が得られるリチウムマンガン複合
酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄が
含まれる。

（負極）
次に、実施形態及び変形例の電池で用いることが可能な負極について説明する。

負極は、負極活物質を含むスラリーを金属箔からなる集電体に塗布し、乾燥することに
より作製される。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵
放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金、炭素質材料等が使用できる。特
に、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物
質が好適に用いられる。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、
アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応を抑えられることから、
負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウムもしくはアルミニウム合金の使用を
可能にする。その例には、チタン酸化物、チタン酸リチウムのようなリチウムチタン複合
酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、及び酸化珪素
が含まれる。中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。

リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以下となる、炭素質
材料等の物質を負極活物質に用いた場合は、負極集電体および負極関連構成部材にアルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金を使用すると、リチウムとの合金反応を生じるため、負
極集電体および負極関連構成部材には、銅、ニッケルなどが用いられる。

（セパレータ）
次に、実施形態及び変形例の電池で用いることが可能なセパレータについて説明する。

セパレータとしては、微多孔性の膜、織布、不織布、およびそれらの組合せを用いること
ができる。同一材料又は異種材料からなる積層物を用いることもできる。セパレータを形
成する材料の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合ポリ
マー、及びエチレン−ブテン共重合ポリマー、セルロースが含まれる。

（電解液）
次に、実施形態及び変形例の電池で用いることが可能な電解液について説明する。

非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製された非水電解
液が用いられる。非水溶媒の例には、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボ
ネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジ
エチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラク
トン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−
ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、及び、２−メ
チルテトラヒドロフランが含まれる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上を混合し
て使用してもよい。
電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌｉ
ＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6

）、及び、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）のようなリチウム塩
が含まれる。電解質は単独で使用しても、２種以上を混合して使用してもよい。電解質の
非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／Ｌとすることが望ましい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様
々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、
置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に
含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるもので
ある。

１…外装缶、２…捲回電極群、３…正極リード、４…負極リード、、５…蓋体、６…正極
端子、７…負極端子、８ａ…正極集電タブ、９ａ…負極集電タブ、１０ａ…セパレータ、
１０ｂ…セパレータ、１１…正極固定部材、１１ａ…第１の保持部、１１ｂ…第２の保持
部、１１ｃ…連結部、１２…負極固定部材、１２ａ…第１の保持部、１２ｂ…第２の保持
部、１２ｃ…連結部、２０…電池、２５…正極絶縁カバー、２５ｅ…第１の突起部、２５
ｆ…第２の突起部、２５ｈ…延伸部、２６…負極絶縁カバー、２６ｅ…第３の突起部、２
６ｆ…第４の突起部、２６ｈ…延伸部

Claims (3)

1. 金属製の外装缶と、
   前記外装缶内に収納され、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に重ねて捲回し、
   捲回軸方向の一端に正極集電タブを有し、他端に負極集電タブを有した捲回電極群と、
   前記正極集電タブを夫々所定の枚数挟み込む、二つの対向する正極保持部を備える正極
   固定部材と、
   前記負極集電タブを夫々所定の枚数挟み込む二つの対向する負極保持部を備える負極固定
   部材と、
   前記正極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、
   前記正極固定部材と電気的に接続し、対向する二つの前記正極保持部を外側から挟む第１
   の挟持部と第２の挟持部とを備えた正極リードと、
   前記負極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、
   前記負極固定部材と電気的に接続し、対向する二つの前記負極保持部を外側から挟む第３
   の挟持部と第４の挟持部とを備えた負極リードと、
   対向する第１、第２の側壁とその間の湾曲部を有する正極側Ｕ字部材と、前記正極側Ｕ字
   部材の背面側に前記正極側Ｕ字部材と一体的に設けられた正極側背面部材と、前記第１の
   側壁に形成された前記正極リードの第１の挟持部と係合する、前記第２の側壁側に凸の第
   １の突起部と、前記第２の側壁に形成された前記正極リードの第２の挟持部と係合する、
   前記第１の側壁側に凸の第２の突起部と、を備え、前記第１の突起部が前記第１の挟持部
   に係合し、前記第２の突起部が前記第２の挟持部に係合することで前記正極リードを挟む
   正極絶縁カバーと、
   対向する第３、第４の側壁とその間の湾曲部を有する負極側Ｕ字部材と、前記負極側Ｕ
   字部材の背面側に前記負極側Ｕ字部材と一体的に設けられた負極側背面部材と、前記第３
   の側壁に形成された前記負極リードの第３の挟持部と係合する、前記第４の側壁側に凸の
   第３の突起部と、前記第４の側壁に形成された前記負極リードの第４の挟持部と係合する
   、前記第３の側壁側に凸の第４の突起部と、を備え、前記第３の突起部が前記第３の挟持
   部に係合し、前記第４の突起部が前記第４の挟持部に係合することで前記負極リードを挟
   む負極絶縁カバーと、
   を備える電池。
2. 金属製の外装缶と、
   前記外装缶内に収納され、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に重ねて捲回し、
   捲回軸方向の一端に正極集電タブを有し、他端に負極集電タブを有した捲回電極群と、
   前記正極集電タブを夫々所定の枚数挟み込む二つの対向する正極保持部を備える正極固
   定部材と、
   前記負極集電タブを夫々所定の枚数挟み込む二つの対向する負極保持部を備える負極固定
   部材と、
   前記正極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、
   前記正極固定部材と電気的に接続し、対向する二つの前記正極保持部を外側から挟む第１
   の挟持部と第２の挟持部とを備えた正極リードと、
   前記負極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、
   前記負極固定部材と電気的に接続し、対向する二つの前記負極保持部を外側から挟む第３
   の挟持部と第４の挟持部とを備えた負極リードと、
   対向する第１、第２の側壁とその間の湾曲部を有する正極側Ｕ字部材と、前記正極側Ｕ字
   部材の背面側に前記正極側Ｕ字部材と一体的に設けられた正極側背面部材と、前記第１の
   側壁に形成された前記正極リードの第１の挟持部と篏合する、前記第２の側壁側に凸の第
   １の突起部と、前記第２の側壁に形成された前記正極リードの第２の挟持部と篏合する、
   前記第１の側壁側に凸の第２の突起部と、を備える正極絶縁カバーと、
   対向する第３、第４の側壁とその間の湾曲部を有する負極側Ｕ字部材と、、前記負極側
   Ｕ字部材の背面側に前記負極側Ｕ字部材と一体的に設けられた負極側背面部材と、前記第
   ３の側壁に形成された前記負極リードの第３の挟持部と篏合する、前記第４の側壁側に凸
   の第３の突起部と、前記第４の側壁に形成された前記負極リードの第４の挟持部と篏合す
   る、前記第３の側壁側に凸の第４の突起部と、を備える負極絶縁カバーと、を備え、
   前記正極リードは前記第１の挟持部の前記正極絶縁カバーに対向する部分に、前記第５
   の突起部に篏合する第１の溝部と、前記第２の挟持部の前記正極絶縁カバーに対向する部
   分に、前記第６の突起部に篏合する第２の溝部と、
   前記負極リードは前記第１の挟持部の前記負極絶縁カバーに対向する部分に前記第７の
   突起部に篏合する第３の溝部と、前記第２の挟持部の前記負極絶縁カバーに対向する部分
   に前記第８の突起部に篏合する第４の溝部と、
   を備え、
   前記第５の突起部が前記第１の溝部に篏合し、前記第６の突起部が前記第２の溝部に篏合
   することで前記正極絶縁カバーが前記正極リードを挟み、前記第７の突起部が前記第３の
   溝部に篏合し、前記第８の突起部が前記第３の溝部に篏合することで前記負極絶縁カバー
   が前記負極リードを挟む電池。
3. 金属製の外装缶と、
   前記外装缶内に収納され正極、セパレータ、負極、セパレータの順に重ねて捲回し、捲
   回軸方向の一端に正極集電タブを有し、他端に負極集電タブを有した捲回電極群と、
   前記外装缶の開口部に取り付けられ、正極端子及び負極端子を有する金属製の蓋と、
   前記正極集電タブを夫々所定の枚数挟み込む二つの対向する正極保持部と、前記保持部
   同士を連結し正極側孔部を備える連結部を備える正極固定部材と、
   前記負極集電タブを夫々所定の枚数挟み込む二つの対向する負極保持部と、前記保持部同
   士を連結する連結部と、前記連結部に負極側孔部を備える負極固定部材と、
   前記正極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され、
   前記正極固定部材を電気的に接続されるように挟む第１の挟持部と第２の挟持部とを備え
   た正極リードと、
   前記負極端子に接続される接続部と、前記接続部から前記捲回電極群に向けて延出され
   、前記負極固定部材を電気的に接続されるように挟む第３の挟持部と第４の挟持部とを備
   えた負極リードと、
   対向する第１、第２の側壁とその間の湾曲部を有する正極側Ｕ字部材と、正極側背面部
   材と、前記正極側背面部材に形成され、断面積が前記正極側孔部以下である正極延伸部と
   前記延伸部の先端に形成される正極先端部を前記正極側孔部に挿通することにより前記正
   極リードを固定する正極側支持部と、を備える正極絶縁カバーと、
   対向する第３、第４の側壁とその間の湾曲部を有する負極側Ｕ字部材と、負極側背面部
   材と、前記負極側背面部材に形成され、断面積が前記負極側孔部以下である正極延伸部と
   前記延伸部の先端に形成される負極先端部を前記負極側孔部に挿通することにより前記負
   極リードを固定する負極側支持部と、を備える負極絶縁カバーと、
   を備える電池。

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