JP2020087835A - 円筒型電池及びその製造方法 - Google Patents

円筒型電池及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020087835A
JP2020087835A JP2018224066A JP2018224066A JP2020087835A JP 2020087835 A JP2020087835 A JP 2020087835A JP 2018224066 A JP2018224066 A JP 2018224066A JP 2018224066 A JP2018224066 A JP 2018224066A JP 2020087835 A JP2020087835 A JP 2020087835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrode tab
electrode plate
tab
cylindrical battery
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
JP2018224066A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7157956B2 (ja
Inventor
船見 浩司
Koji Funemi
浩司 船見
中井 出
Izuru Nakai
出 中井
一路 清水
Kazumichi Shimizu
一路 清水
裕史 高崎
Yuji Takasaki
裕史 高崎
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management 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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2018224066A priority Critical patent/JP7157956B2/ja
Priority to US16/656,121 priority patent/US11489239B2/en
Priority to CN201911070299.7A priority patent/CN111244378A/zh
Publication of JP2020087835A publication Critical patent/JP2020087835A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7157956B2 publication Critical patent/JP7157956B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422Cells or battery with cylindrical casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

【課題】回転トルク強度を向上した円筒型電池を提供する。【解決手段】第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端が接続されている第1電極板と、第1電極板と反対の極性である第2電極板とを有し、第1電極板と第2電極板とがセパレータを介して巻回されて構成される電極体と、電極体を収容する外装缶と、外装缶の開口縁を封口する封口体と、を備え、第1電極タブ及び第2電極タブは、第2電極板から第2電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置され、第1電極タブは、外装缶の底部に当接して溶接され、第2電極タブは、外装缶の底部と反対側の開口縁側に溶接された、円筒型電池である。【選択図】図1A

Description

本開示は、円筒型電池及びその製造方法に関する。
正極板、セパレータ及び負極板が共に巻かれた電極体の負極板から導出した電極タブを外装缶に接続させた電池がある。正極板に接続された電極タブは、フィルタに接続され正極と導通している。例えば、特許文献1にはこのような電池が記載されている。
特許文献1の電池において、負極板に接続された2本の電極タブ(リード)は、外装缶の底部中央部の同じ箇所に共に溶接されている。
特許第6147207号
しかしながら、従来の円筒型電池において、落下時の耐久性を向上させるために、電極体と外装缶との接続における回転トルク強度をさらに向上することが求められている。
従って、本開示は、前記課題を解決するものであり、回転トルク強度を向上した、円筒型電池及び円筒型電池の製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本開示の態様にかかる円筒型電池は、
第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端が接続されている第1電極板と、前記第1電極板と反対の極性である第2電極板とを有し、前記第1電極板と前記第2電極板とがセパレータを介して巻回されて構成される電極体と、
前記電極体を収容する外装缶と、
前記外装缶の開口縁を封口する封口体と、を備え、
前記第1電極タブ及び前記第2電極タブは、前記第1電極板から前記第1電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置され、
前記第1電極タブは、前記外装缶の底部に当接して溶接され、
前記第2電極タブは、前記外装缶の底部と反対側の前記開口縁側に溶接されている。
また、前記目的を達成するために、本開示の態様にかかる円筒型電池の製造方法は、
第1電極板に第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端を接続し、前記第1電極タブ及び第2電極タブは、前記第1電極板から前記第1電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置する工程と、
前記第1電極板の極性と反対の第2電極板と前記第1電極板とをセパレータを介して巻回して電極体を作成する工程と、
前記電極体を外装缶に収容する工程と、
前記第1電極タブを前記外装缶の底部に当接して溶接する工程と、
前記外装缶の開口縁を封口体により封口する工程と、を備え、
前記封口体により封口する工程において、前記第2電極タブは、前記外装缶の前記底部と反対側の前記外装缶の開口縁側に溶接する。
以上のように、本開示の前記態様によれば、缶の底部に接合された電極タブと接続される電極体に対する回転トルク強度を向上した円筒型電池及び円筒型電池の製造方法を提供することができる。
本開示の第1実施形態における電池の構成を模式的に示す縦断面図 本開示の第1実施形態における電極体を模式的に示す縦断面図 本開示の第1実施形態における電池の上方から見た平面図 図2Aの第2電極タブ29b周辺の部分拡大図 比較例における電池の上方から見た平面図 本開示の第1実施形態における電池の製造方法の流れを示すフローチャート 2本のタブ電極が接合されている第2電極板の平面図 本開示の第1実施形態における電池の製造方法を示す説明図 本開示の第1実施形態における電池の製造方法を示す説明図 本開示の第1実施形態における電池の製造方法を示す説明図 本開示の第1実施形態における電池の製造方法を示す説明図 本開示の第1実施形態における電池の製造方法を示す説明図 本開示の第2実施形態における電池の構成を模式的に示す縦断面図 本開示の第3実施形態における電池の構成を模式的に示す縦断面図 本開示の第3実施形態の変形例における電池の構成を模式的に示す縦断面図 本開示の変形例における電池の上方から見た平面図
本開示の一態様によれば、第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端が接続されている第1電極板と、前記第1電極板と反対の極性である第2電極板とを有し、前記第1電極板と前記第2電極板とがセパレータを介して巻回されて構成される電極体と、前記電極体を収容する外装缶と、前記外装缶の開口縁を封口する封口体と、を備え、前記第1電極タブ及び前記第2電極タブは、前記第1電極板から前記第1電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置され、前記第1電極タブは、前記外装缶の底部に当接して溶接され、前記第2電極タブは、前記外装缶の底部と反対側の前記開口縁側に溶接された、円筒型電池である。
また、本開示のもう一つの態様によれば、第1電極板に第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端を接続し、前記第1電極タブ及び第2電極タブは、前記第1電極板から前記第1電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置する工程と、前記第1電極板の極性と反対の第2電極板と前記第1電極板とをセパレータを介して巻回して電極体を作成する工程と、前記電極体を外装缶に収容する工程と、前記第1電極タブを前記外装缶の底部に当接して溶接する工程と、前記外装缶の開口縁を封口体により封口する工程と、を備え、前記封口体により封口する工程において、前記第2電極タブは、前記外装缶の前記底部と反対側の前記外装缶の開口縁側に溶接する、円筒型電池の製造方法である。
また、前記第2電極タブは、前記外装缶の前記開口縁に溶接されている。
また、前記第2電極タブは、前記封口体と前記開口縁との間に介在して溶接されている。
また、前記封口体は、外周部において中心方向に窪んだ凹部を有し、前記第2電極タブは、前記封口体の凹部に嵌められる。
また、前記円筒型電池は、複数本の前記第2電極タブを有する。
また、前記外装缶は縦断面視において前記外装缶の側部が前記底部から前記開口縁まで直線形状を有する。
また、前記第1電極タブは、前記外装缶の前記底部に沿って折り曲げられている。
また、前記第1電極板は負極板であり、前記第2電極板は正極板である。
(第1実施形態)
以下、本開示の第1実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本開示の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。更に、他の実施の形態との組合せも可能である。
図1A及び図1Bを参照する。図1Aは、本開示の第1実施形態における電池1の構成を模式的に示した縦断面図である。図1Bは、電極体9を模式的に示した縦断面図である。なお、以下の説明において、外装缶11において底部11c側を下方とし、封口体17側を上方とする。
電池1において、第1電極板5と第2電極板3とがセパレータ7を介して巻回軸Wsを中心として渦巻き状に巻かれた電極体9が、外装缶11内に電解液と共に収容されている。したがって、巻回軸Wsは、第1電極板5、第2電極板3のそれぞれの巻回軸でもある。第1実施形態において、例えば、第1電極板5は負極板であり、第2電極板3は正極板である。
電極体9の下部には絶縁板15が配置されている。絶縁板15は、例えば、円形であり、巻回された電極体9の最外周の下端部と接触する程度の大きさを有する。電極体9の上部には絶縁板16が配置されている。絶縁板16は、例えば、円形であり、巻回された電極体9の最外周の下端部と接触する程度の大きさを有し、後述する第3電極タブ21を上方に伸ばすための孔部16aを有する。外装缶11は、開口縁11aと、側部11bと、底部11cとを有する。外装缶11の開口縁11aは、封口体17で封口されている。
第1実施形態において、外装缶11の開口縁11aは、外装缶11の開口周辺部分を含み、例えば、外装缶11の上部内側部分、頂部、上部外側部分を含む。外装缶11の側部11bは、縦断面視において底部11cから開口縁11aまで上方へ直線状に延びている。封口体17は、例えば、金属製の板状部材である。
電極体9のいずれか一方の極板、例えば、負極板としての第1電極板5には、複数の電極タブ29が接合されている。電極タブ29は、第1電極板5から底部11cの方へ導出された第1電極タブ29aと、封口体17の方へ導出された第2電極タブ29bとを含む。
第1電極タブ29aは、側部11bに沿って底部11cの方へ延び、L字状に折り曲げられて底部11cに当接している。第2電極タブ29bは、側部11bに沿って直線状に封口体17の方へ延びている。
電極体9の他方の極板、例えば、正極板としての第2電極板3と接合された第3電極タブ21が接合部13を介して第2電極端子23と接合されている。第2電極端子23は、絶縁体25を介して封口体17と一体化されている。絶縁体25は、環状の形状を有し、封口体17の中心部に形成された孔に嵌め込まれている。また、絶縁体25の中心部に形成された孔には、第2電極端子23が嵌め込まれている。絶縁体25は第2電極端子23の周囲だけに配置されているので、絶縁体25のサイズを小さくすることができる。これにより、第2電極端子23を小型化し、絶縁性能を向上させることができる。
第2電極板3から導出された第3電極タブ21と第2電極端子23とが、接合部13でレーザ接合されている。第1電極板5から外装缶11の底部11cの方へ導出された第1電極タブ29aと外装缶11とが、接合部31でレーザ接合されている。また、第1電極板5から封口体17の方へ導出された第2電極タブ29bは、封口体17と、外装缶11の開口縁11aと、共にレーザ接合されてこれら3つの部材が溶融して接合された接合部19が形成されている。
封口体17が第1電極板5と導通しているので、封口体17は、例えば、負極領域となる。これにより、負極の外部接続端子を接続することができる領域が拡大される。
次に図2A及び図2Bを参照して、封口体17、第2電極タブ29bおよび外装缶11との接合部における位置関係を説明する。図2Aは、電池1の上方から見た平面図であり、図2Bは、図2Aの第2電極タブ29b周辺の部分拡大図である。
封口体17は、外周部において中心方向に窪んだ凹部17aを有する。凹部17aの深さは第2電極タブ29bの厚みと同じ又は略同じ長さに形成されている。したがって、第2電極タブ29bは、封口体17の凹部17aに嵌められると、封口体17と外装缶11の側部11bとが凹部17a以外の箇所において密着することができる。
図3は、封口体17に凹部17aが設けられていない場合の電池1Zの上方から見た平面図である。図3に示される電池1Zにおいて、第2電極タブ29bの厚みの分だけ、封口体17と外装缶11の開口縁11aとの間に隙間33が生じる。したがって、レーザにより封口体17と外装缶11とを溶接する際に、この隙間33により未接合や穴あきなどの溶接不良が発生するおそれがある。しかしながら、電池1のように、封口体17の外周部に第2電極タブ29bの厚みだけ切り欠きを入れた凹部17aを有している場合、隙間33を小さくすることができるので、溶接が安定し溶接不良を低減することができる。
次に、電池1の製造方法を、図4を参照して説明する。図4は、第1実施形態の電池1を製造する流れを示すフローチャートである。
まず、工程S1では、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bを第1電極板5に接続する。具体的には、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bが第1電極板5の巻回軸Wsに沿って互いに反対方向に延びるように、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bのそれぞれの一端を第1電極板5の所定の位置に接続する。例えば、図5に示すように、第1電極板5に対して、第1電極タブ29aの一端を接続する。さらに、第1電極タブ29aから間隔Lだけ離れた所に、第1電極タブ29aの延びる方向とは逆方向に延びるように第2電極タブ29bの一端を接続させる。第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bは、例えば、超音波溶接により第1電極板5に溶接される。次に、工程S2では、第3電極タブ21の一端を第2電極板3に接続する。
次に、工程S3では、巻取機を用いて、第1電極板5及び第1電極板5の極性の反対の第2電極板3を、セパレータ7を介して矢印Yの方向に巻回して電極体9を作成する。巻き終わりにある第1電極タブ29a、第2電極タブ29bは電極体9の外周側に配置される。
第1実施形態では、図6Aに示すように、電極体9において、第1電極タブ29aと第2電極タブ29bとが互いに対向する位置で巻き取られるように、第1電極板5上の第1電極タブ29aと第2電極タブ29bとの間隔Lが設定されている。また、第1電極板5に複数本の電極タブ29が接続されることで、電池1内部の電気抵抗を下げ、急速充電性能、急速放電性能を高めることができる。
次に、電極体9の完成後から、電極タブ29の折り曲げ、外装缶11とのレーザ接合までを説明する。
図6Aに示すように、電極体9から第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bがそれぞれ突き出ている。第1実施形態では、この第1電極タブ29aと第2電極タブ29bとは、巻回方向(回転方向)に対して、対向する位置関係にある。
次に、図6Bに示すように、円板状の絶縁板15を第1電極タブ29aが突出する電極体9の端部側に配置する。次に、第1電極タブ29aを、絶縁板15の直径方向外側から絶縁板15の面上に沿って、電極体9の内径方向に向けて折り曲げる。
次に、工程S4では、電極体9を長手方向に反転させ、図6Cに示すように、第1電極タブ29aが底側に位置するように外装缶11に挿入する。このようにして、電極体9を外装缶11内に収容する。
次に、工程S5では、図6Dに示すように、外装缶11の底側(図面上では下側)から、レーザビーム14を照射して、外装缶11の底部11cと第1電極タブ29aとを同時に溶接する。巻取体4の内部に溶融時のスパッタが入らないように、外装缶11側に位置する第1電極タブ29aは非貫通溶接して接合されている。
また、円板状の絶縁板16を第3電極タブ21が突出する電極体9の端部側に配置する。第3電極タブ21は、絶縁板16に形成された孔部16aを貫通する。
次に、工程S6では、封口体17の第2電極端子23と第3電極タブ21とを、外装缶11の外部でレーザ溶接する。溶接後、第3電極タブ21を折り曲げて、封口体17を外装缶11の開口縁11aに嵌入することで、外装缶11を封止する。ここで、外装缶11を封止する前に、電解液を注入することが望ましい。しかし、封口体17に電解液を注入するための穴を設けた場合などは、外装缶11を封止したのちに、電解液を注入することもできる。
次に、工程S7では、図6Eに示すように、封口体17の外周縁に沿ってレーザビーム14を照射して、外装缶11の開口縁11aと第2電極タブ29bと封口体17とを同時に溶接する。このようにして、封口体17により外装缶11の開口縁11aを封口する。
このように、第1実施形態の製造方法によって製造された電池1は、例えば、激しい負荷による信頼性試験(落下試験、振動試験等)であっても、回転トルク強度が強化されているので電極タブ29の接合外れが発生しにくい。
以上述べたように、第1実施形態にかかる円筒型の電池1によれば、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bのそれぞれの一端が接続されている第1電極板5と、第1電極板5と反対の極性である第2電極板3とを有し、第1電極板5と第2電極板3とがセパレータ7を介して巻回されて構成される電極体9を備える。電池1は、さらに、電極体9を収容する外装缶11と、外装缶11の開口縁11aを封口する封口体17と、を備える。第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bは、第2電極板3から第2電極板3の巻回軸Wsの一方側と他方側にそれぞれ突出して配置されている。第1電極タブ29aは、外装缶11の底部11cに当接して溶接されている。第2電極タブ29bは、外装缶11の底部11cと反対側の開口縁11a側に溶接されている。
また、第1実施形態にかかる円筒型の電池1の製造方法によれば、第1電極板5に第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bのそれぞれの一端を接続し、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bは、第1電極板5から第1電極板5の巻回軸Wsの一方側と他方側にそれぞれ突出して配置する工程S2を備える。また、電池1の製造方法は、第1電極板5の反対の極性の第2電極板3と第1電極板5とをセパレータ7を介して巻回して電極体9を作成する工程S3と、電極体9を外装缶11に収容する工程S4と、第1電極タブ29aを外装缶11の底部11cに当接して溶接する工程S5と、を備える。さらに、電池1の製造方法は、外装缶11の開口縁11aを封口体17により封口する工程S6と、を備え、封口体17により封口する工程S6において、第2電極タブ29bは、外装缶11の底部11cと反対側の外装缶11の開口縁11a側に溶接する。
このように、第1実施形態の円筒型の電池1の製造方法及び電池1は、第1電極板5から、外装缶11の底部11c側に延びる第1電極タブ29aに加えて、封口体17側にも延びる第2電極タブ29bを備える。第1電極板5から延びる電極タブ29が、封口体17と外装缶11と両方に接合されているので、異なる箇所で2本の第1、第2電極タブ29a、29bを接合することができ、回転トルク強度を向上させることができる。とくに、第2電極タブ29bを用いて封口体17と外装缶11との間で接合されているので、回転トルク強度をより向上させることができる。
また、第2電極タブ29bは、外装缶11の開口縁11aに溶接されている。第2電極タブ29bが外装缶11の開口縁11aに溶接されているので、第2電極タブ29bの溶接を容易に行うことができる。
また、第2電極タブ29bは、封口体17と開口縁11aとの間に介在して溶接されている。これにより、封口体17と第2電極タブ29bとが導通されるので、封口体17を第2電極タブ29の極性の領域とすることができる。
また、封口体17は、外周部において中心方向に窪んだ凹部17aを有し、第2電極タブ29bは、封口体17の凹部17aに嵌められる。これにより、封口体17と外装缶11との隙間を低減することができ、封口体17と外装缶11との溶接不良を低減することができる。また、封口体17の外周回転方向の位置決めを容易にすることができる。
また、外装缶11は縦断面視において外装缶11の側部11bが底部11cから開口縁11aまで直線形状を有する。これにより、従来のように、外装缶11を内方にかしめる必要がないので、工数を低減することができ、内容積も増大させることができる。また、外装缶11の曲げ加工が簡易になるので、外装缶11の材料としてステンレス材を用いることができる。
第1電極タブ29aは、外装缶11の底部11cに沿って折り曲げられている。これにより、第1電極タブ29aを電池1の中心部に配置することができる。この結果、第1電極タブ29aと外装缶11との溶接の際に、円周方向における第1電極タブ29aの位置決めをする必要がないので、外装缶11の底部11cの中心部で容易に溶接をすることができる。
(第2実施形態)
次に、図7を参照して第2実施形態における電池1Aについて説明する。図7は、本開示の第2実施形態における電池1Aの構成を模式的に示す縦断面図である。図7において、理解しやすくするために、第2電極タブ29bと、封口体17と、外装缶11Aの頂部11Adとが共にレーザ接合された接合部19Aを破線で示している。
図1の第1実施形態における電池1の構成と異なる点は、第2実施形態における電池1Aは、外装缶11Aの側部11Abの折り返し部11Aeと封口体17と第2電極タブ29bとを溶接する点である。したがって、この点及び以下に記載された事項以外の点については、第1実施形態と共通である。
具体的には、外装缶11Aの側部11Abは頂部11Adにおいて、底部11cに向けて折り返された、逆U字形状の折り返し部11Aeを有する。側部11Abは、折り返し部11Aeから、さらに外装缶11Aの直径方向内方に折り曲げられた延出部11Afを有する。この延出部11Afの先端部が開口縁11Aaを形成している。したがって、第2実施形態においては、延出部11Afに封口体17を載置することができるので、封口体17の位置決め精度を向上することができ、溶接作業を容易にすることができる。
(第3実施形態)
次に、図8Aを参照して、第3実施形態の電池について説明する。図8Aは、本開示の第3実施形態における電池1Bの構成を模式的に示した断面図である。図1の第1実施形態における電池1の構成と異なる点は、第2実施形態における電池1Bにおいて、第2電極タブ29Bbが内方に突出した横U字形状の折り返し部29Bbaを有することである。したがって、この点及び以下に記載された事項以外の点については、第1実施形態と共通である。
第3実施形態における第2電極タブ29の第2電極タブ29Bbは、折り返し部29Bbaを有することで、電極体9の直径方向に延びる部分を有する。したがって、第2電極タブ29Bbの折り返し部296Bba上に封口体17の一部を載置することができるので、封口体17の位置決めを容易にすることができる。
また、第2電極タブ29Bbは図8Bに示すような形状でもよい。具体的には、第2電極タブ29Cbは電極体9の内側から延出し、電極体9の直径方向外方に延びる延出部29Cbaを有し、さらに、延出部29Cbaの外端から底部11c側と反対方向に延びる。このような構成であっても、第2電極タブ29Cbの延出部29Cba上に封口体17の一部を載置することができるので、封口体17の位置決めを容易にすることができる。
本開示による各実施の形態において、第2電極タブ29は、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bと2つのタブ構成で説明してきたが、3つ以上のタブ構成に対しても有効である。図9は、本開示の変形例における電池の上方から見た平面図である。例えば、図9に示すように、第2電極タブ29bを外周に沿って90°ごとに配置してもよい。このように、封口体17の周囲に周長分だけ複数個の第2電極タブ29を増やすことが可能である。第2電極タブ29の本数が増えるほど、大電流を流すことができる。また、このように、電池を上方から見たとき複数本の第2電極タブ29bが等間隔に並ぶよう配置することが好ましい。このことで、複数本の第2電極タブ29bの重心が電池中心に近づき、電極体9のバランスを取ることができる。さらに、第3電極タブ21も電池中心からやや偏った位置で第2電極板3と接合されているため、第3電極タブ21および第2電極タブ29bのすべての重心が、電池中心に近づくように、それぞれを配置することが尚好ましい。
このように、円筒型の電池1は、複数本の第2電極タブ29bを有する。複数本の電極タブを外装缶11と第1電極板5との間に接続することで、大電流を流すことができ、急速充放電が可能となる。
また、本開示による各実施の形態において、電極タブ29の材質として、主に、ニッケル、銅、及び、銅とニッケルのクラッド材が使われている。特に、車載用電池においては、第1電極タブ29a及び第2電極タブ29bに大電流が流れるので、銅とニッケルのクラッド材が広く使われる。ニッケルタブでは電気抵抗が高く、大電流が流れると溶断する。また、銅タブでは、銅の母材自身の強度が弱く、機械的な負荷がかかった際に切断されてしまう。一方、レーザ溶接においては、レーザの波長に対して銅は吸収率が低く(反射率が高い)、ニッケルは吸収率が高い(反射率が低い)ので、金属材料的には、ニッケル材の方が溶融しやすい。
本開示は、上記実施の形態のものに限らず、次のように変形実施することができる。
(1)上記実施の形態において、密閉型の電池が記載されていたが、これに限らず、開放型の電池であってもよい。本開示が適用される密閉型の電池は、その種類に特に制限はなく、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、又は、ニッカド電池などにも適用することができる。また、二次電池に限らず、一次電池にも適用してもよい。
(2)上記実施の形態において、第1電極板5を負極板、第2電極板3を正極板としていたが、これに限らない。第1電極板5を正極板、第2電極板3を負極板としてもよい。
(3)上記実施の形態において、接合部13、接合部19、接合部19A、接合部31などの接合は、レーザ溶接以外にも、一般的な接合方法を用いることができる。電池内部への不純物の混入を防止するため、例えば抵抗溶接、超音波溶接など、金属的な接合方法であることが好ましい。
本開示の電池の製造方法、及び電池は、二次電池、一次電池に適用することができる。
1、1A、1B、1C 電池
3 第2電極板
5 第1電極板
7 セパレータ
9 電極体
11、11A、11B 外装缶
11a、11Aa 開口縁
11b、11Ab 側部
11c 底部
11Ad 頂部
11Ae 折り返し部
11Af 延出部
13 接合部
14 レーザビーム
15 絶縁板
16 絶縁板
16a 孔部
17 封口体
17a 凹部
19、19A 接合部
21 第3電極タブ
23 第2電極端子
25 絶縁体
29 電極タブ
29a 第1電極タブ
29b 第2電極タブ
31 接合部
33 隙間
Ws 巻回軸

Claims (15)

  1. 第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端が接続されている第1電極板と、前記第1電極板と反対の極性である第2電極板とを有し、前記第1電極板と前記第2電極板とがセパレータを介して巻回されて構成される電極体と、
    前記電極体を収容する外装缶と、
    前記外装缶の開口縁を封口する封口体と、を備え、
    前記第1電極タブ及び前記第2電極タブは、前記第1電極板から前記第1電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置され、
    前記第1電極タブは、前記外装缶の底部に当接して溶接され、
    前記第2電極タブは、前記外装缶の底部と反対側の前記開口縁側に溶接された、
    円筒型電池。
  2. 前記第2電極タブは、前記外装缶の前記開口縁に溶接された、
    請求項1に記載の円筒型電池。
  3. 前記第2電極タブは、前記封口体と前記開口縁との間に介在して溶接された、
    請求項2に記載の円筒型電池。
  4. 前記封口体は、外周部において中心方向に窪んだ凹部を有し、
    前記第2電極タブは、前記封口体の凹部に嵌められる、
    請求項3に記載の円筒型電池。
  5. 前記円筒型電池は、複数本の前記第2電極タブを有する、
    請求項1から4のいずれか1つに記載の円筒型電池。
  6. 前記外装缶は縦断面視において前記外装缶の側部が前記底部から前記開口縁まで直線形状を有する、
    請求項2から5のいずれか1つに記載の円筒型電池。
  7. 前記第1電極タブは、前記外装缶の前記底部に沿って折り曲げられた、
    請求項1から6のいずれか1つに記載の円筒型電池。
  8. 前記第1電極板は負極板であり、前記第2電極板は正極板である、
    請求項1から7のいずれか1つに記載の円筒型電池。
  9. 第1電極板に第1電極タブ及び第2電極タブのそれぞれの一端を接続し、前記第1電極タブ及び前記第2電極タブは、前記第1電極板から前記第1電極板の巻回軸の一方側と他方側にそれぞれ突出して配置する工程と、
    前記第1電極板の極性と反対の第2電極板と前記第1電極板とをセパレータを介して巻回して電極体を作成する工程と、
    前記電極体を外装缶に収容する工程と、
    前記第1電極タブを前記外装缶の底部に当接して溶接する工程と、
    前記外装缶の開口縁を封口体により封口する工程と、を備え、
    前記封口体により封口する工程において、前記第2電極タブは、前記外装缶の前記底部と反対側の前記外装缶の開口縁側に溶接する、
    円筒型電池の製造方法。
  10. 前記第2電極タブは、前記外装缶の開口縁に溶接された、
    請求項9に記載の円筒型電池の製造方法。
  11. 前記第2電極タブは、前記封口体と前記開口縁との間に介在して溶接された、
    請求項10に記載の円筒型電池の製造方法。
  12. 前記封口体は、外周部において中心方向に窪んだ凹部を有し、
    前記第2電極タブは、前記封口体の凹部に嵌められる、
    請求項11に記載の円筒型電池の製造方法。
  13. 前記円筒型電池は、複数本の前記第2電極タブを有する、
    請求項9から12のいずれか1つに記載の円筒型電池の製造方法。
  14. 前記外装缶は縦断面視において前記外装缶の側部が前記底部から前記開口縁まで直線形状を有する、
    請求項9から13のいずれか1つに記載の円筒型電池の製造方法。
  15. 前記第1電極タブは、前記外装缶の前記底部に沿って折り曲げられた、
    請求項9から14のいずれか1つに記載の円筒型電池の製造方法。
JP2018224066A 2018-11-29 2018-11-29 円筒型電池及びその製造方法 Active JP7157956B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018224066A JP7157956B2 (ja) 2018-11-29 2018-11-29 円筒型電池及びその製造方法
US16/656,121 US11489239B2 (en) 2018-11-29 2019-10-17 Cylindrical battery and method of manufacture thereof
CN201911070299.7A CN111244378A (zh) 2018-11-29 2019-11-05 圆筒型电池及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018224066A JP7157956B2 (ja) 2018-11-29 2018-11-29 円筒型電池及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020087835A true JP2020087835A (ja) 2020-06-04
JP7157956B2 JP7157956B2 (ja) 2022-10-21

Family

ID=70848805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018224066A Active JP7157956B2 (ja) 2018-11-29 2018-11-29 円筒型電池及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11489239B2 (ja)
JP (1) JP7157956B2 (ja)
CN (1) CN111244378A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022054654A (ja) * 2020-09-28 2022-04-07 株式会社村田製作所 二次電池およびその製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200094578A (ko) * 2019-01-30 2020-08-07 주식회사 엘지화학 원통형 이차 전지 및 이의 제조 방법
KR20220037993A (ko) * 2020-09-18 2022-03-25 주식회사 엘지에너지솔루션 버튼형 이차전지
DE102021103198A1 (de) 2021-02-11 2022-08-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeicherzelle und verfahren zu deren herstellung
CN116018718B (zh) * 2021-08-23 2024-01-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5882773U (ja) * 1981-11-30 1983-06-04 新神戸電機株式会社 円筒形電池
JPH08255609A (ja) * 1995-02-13 1996-10-01 Wilson Greatbatch Ltd 電気化学電池および電池ケース内での電極の運動を防止する方法
JPH11283586A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 電池とその製造方法
JP2000200595A (ja) * 1998-10-30 2000-07-18 Sanyo Electric Co Ltd 封口電池
JP2006031979A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造方法
JP2007335232A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池およびその製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5882773A (ja) 1981-11-11 1983-05-18 Tokyo Juki Ind Co Ltd ベルト式プリンタのハンマ−制御装置
JPH10340717A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Toshiba Battery Co Ltd 非水電解液二次電池
JP4003377B2 (ja) * 2000-06-14 2007-11-07 新神戸電機株式会社 非水電解液二次電池
JP3877619B2 (ja) 2002-03-15 2007-02-07 三洋電機株式会社 密閉型電池
CN201877474U (zh) * 2010-12-08 2011-06-22 北京普莱德新能源电池科技有限公司 方形锂离子动力电池结构
WO2012147782A1 (ja) * 2011-04-28 2012-11-01 三洋電機株式会社 密閉型電池及びその製造方法
KR20130063890A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 갖는 이차 전지
JP6147207B2 (ja) * 2014-02-27 2017-06-14 三洋電機株式会社 電池及び電池の製造方法
JP6735445B2 (ja) 2014-06-26 2020-08-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 捲回型電池
WO2016147564A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
KR102459618B1 (ko) * 2015-09-23 2022-10-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017085918A1 (ja) 2015-11-19 2017-05-26 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
WO2019111742A1 (ja) * 2017-12-08 2019-06-13 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US11302955B2 (en) * 2019-04-02 2022-04-12 Chongqing Jinkang Powertrain New Energy Co., Ltd. Battery cell design with a coated lithium reference electrode
KR20210097525A (ko) * 2020-01-30 2021-08-09 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 이차전지의 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5882773U (ja) * 1981-11-30 1983-06-04 新神戸電機株式会社 円筒形電池
JPH08255609A (ja) * 1995-02-13 1996-10-01 Wilson Greatbatch Ltd 電気化学電池および電池ケース内での電極の運動を防止する方法
JPH11283586A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 電池とその製造方法
JP2000200595A (ja) * 1998-10-30 2000-07-18 Sanyo Electric Co Ltd 封口電池
JP2006031979A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池の製造方法
JP2007335232A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022054654A (ja) * 2020-09-28 2022-04-07 株式会社村田製作所 二次電池およびその製造方法
JP7238873B2 (ja) 2020-09-28 2023-03-14 株式会社村田製作所 二次電池およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11489239B2 (en) 2022-11-01
US20200176750A1 (en) 2020-06-04
CN111244378A (zh) 2020-06-05
JP7157956B2 (ja) 2022-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020087835A (ja) 円筒型電池及びその製造方法
US8232002B2 (en) Sealed battery and manufacturing method thereof
JP6163783B2 (ja) 角形二次電池及びその製造方法
JP4588331B2 (ja) 角形電池とその製造方法
WO2020138492A1 (ja) 電池およびその製造方法
WO2012120774A1 (ja) 組電池および電池接続方法
JP2016225014A (ja) 円筒形二次電池
JP6939566B2 (ja) 蓄電素子
JP2021125304A (ja) 蓄電装置
US10084176B2 (en) Rechargeable battery
JP2016110859A (ja) 電流遮断装置および二次電池
JP6565873B2 (ja) 密閉型電池
JP4596842B2 (ja) 密閉型電池とその製造方法
WO2022107712A1 (ja) 円筒形電池
US20220123393A1 (en) Battery and method of manufacturing same
WO2015115641A1 (ja) 集電体の接続構造及び該接続構造を備えた蓄電器
JP2003297335A (ja) 蓄電池およびその製造方法
JP2016110701A (ja) 電流遮断機構の製造方法
WO2023054135A1 (ja) 蓄電装置および蓄電装置の製造方法
US20240014473A1 (en) Cylindrical battery
WO2023054134A1 (ja) 蓄電装置および蓄電装置の製造方法
WO2023157595A1 (ja) 円筒形電池およびその製造方法
US20230064158A1 (en) Sealed battery
WO2023127721A1 (ja) 蓄電装置
CN116097505A (zh) 蓄电装置以及蓄电装置的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210726

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220818

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: 20220906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220928

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7157956

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151