JP3829086B2 - Non-aqueous electrolyte battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型でありながらも大容量を有する密閉形電池であるリチウムイオン二次電池などの非水電解液(有機溶媒系電解液)電池およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年では、AV機器あるいはパソコンや携帯形通信機器などの電気機器のポータブル化やコードレス化が急速に促進されている。これらの電気機器の駆動用電源としては、従来においてニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池が主に用いられていたが、近年では、特に、急速充電が可能でエネルギ密度が高く、高い安全性を有するリチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池が主流になりつつある。この非水電解液二次電池では、高エネルギ密度や負荷特性に優れた密閉型とし、さらに、機器の薄型化に適し、且つスペース効果の高い角形とすることが促進されている。
【0003】
ところで、近年では、非水電解液二次電池に対し単位体積当たりの電池容量の一層の向上を図る要望が高い。そこで、従来では、単位体積当たりの電池容量の向上を目的として、正,負極板の芯材(一般に正極板はアルミニウム製芯材、負極板には、銅製の芯材がそれぞれ用いられている)を可及的に薄くして、その正,負極板の芯材に正,負極集電用の各リードを抵抗溶接などで接続する手段を採用することが検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、抵抗溶接に際しては、溶接対象物の双方の厚さに大きな差がないことが好ましく、上述のように正,負極板の各々の芯材を薄くするのに対応して正,負極集電用の各リードの厚みを薄くすることは可能である。しかしながら、正極集電用リードまたは負極集電用リードにおける芯材との溶接部とは反対側の端部を溶接する封口板は、電池内圧の上昇に対し所定の耐圧性能を有してことが必要であることから、芯材に対し数倍の厚みに設定せざるおえない。そのため、図6(a)に示すように、電極群1の芯材(図示せず)に一端を接続した厚みの薄いリード2の他端部をこのリード2の数倍の厚みを有する封口板3に一対の抵抗溶接電極4A,4Bを用いて抵抗溶接した場合には、この溶接時に厚みの薄いリード2が封口板3よりも先に溶けるので、同図(b)に示すように、溶接部周辺に亀裂7が入ったり、あるいはスパークして穴が開いたりし、溶接の接合強度および機械的強度が低下するだけでなく、電池としたときの充放電時の内部抵抗が増大してしまうという問題が生じる。
【0005】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、集電用リードと封口板などとの接合強度や機械的強度の低下を招くことなしに単位体積当たりの電池容量の向上を図ることができる構成を備えた非水電解液電池およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る非水電解液電池は、電極群と電解液とを収容して一方の電極を兼ねる電池ケースと、前記電池ケースに対しこれの開口部を封止して電気的に接続された封口板と、前記封口板に絶縁ガスケットを介し絶縁状態に配設されて他方の電極となる電極ターミナルと、前記電極群の正,負の両極板の各芯材に各々の一端部がそれぞれ接合されて前記電極群から取り出され、各々の他端部が前記封口板および前記電極ターミナルのうちの一方または他方にそれぞれ抵抗溶接にて接合された正極集電用リードおよび負極集電用リードとを備え、前記正,負の両極板の各々の芯材の厚みは8〜20μmに設定され、前記正極集電用リードおよび負極集電用リードは、厚みが50μm以下に設定されている薄肉短冊状のリード片部の他端部に、前記リード片部よりも大きな厚みに形成された接続部を有していることを特徴としている。
【0007】
この非水電解液電池では、正、負極集電用リードのリード片部の他端部に大きな厚みの接続部を備えているので、上記リード片部の厚みを50μm以下に可及的に薄く設定しても、接続部を介して厚みの大きな封口板などに対し亀裂や穿孔などの不具合が生じることなく抵抗溶接にて接合することができ、十分な接合強度や機械的強度を確保できる。この効果を得ながらも、正、負極集電用リードの各リード片部は、上述のように厚みを50μm以下に可及的に薄くできるので、正,負極板の各芯材の厚みを8〜20μmに、正、負極集電用リードの各々のリード片部の厚みを50μm以下に薄くして単位体積当たりの電池容量の向上を図ることができる。
【0009】
この構成によれば、正,負極板の全体の厚みが従来の極板と同様になるように設定した場合、芯材の厚みを薄くした分だけ単位体積当たりの電池容量の増大を図ることができる。また、正,負極板は正、負極集電用リードの各々のリード片部の一端部を芯材の巻き始め端または巻き終わり端に接合して渦巻状に巻回されるので、リード片部の厚みを薄くした分だけ電極群における渦巻状の中央部分が薄くなるから、従来と同様の外形を有する電極群を構成する場合に渦巻状の中央部分が薄くなった分だけ巻回数を増やすことができ、これによっても単位体積当たりの電池容量を一層向上させることができる。
【0010】
また、上記発明における正極集電用リードおよび負極集電用リードは、リード片部の他端部に接続部を一体に有する形状に金型成形または/およびトリミング加工によって形成されたものであることが好ましい。この構成によれば、リードを生産性良く大量生産できる。
【0011】
一方、上記発明における正極集電用リードおよび負極集電用リードは、薄肉短冊状のリード片部の他端部を折り畳みまたは渦巻状に巻回したのちに、加圧加工を施すことによる圧潰手段で接続部が形成されたものとすることもできる。この構成によれば、例えば金属箔を単なる薄肉短冊状に切断するだけでリード片部を形成でき、そのリード片部の端部に折曲および加圧の加工を施すだけで接続部を形成できるから、特に、加工性に優れたアルミニウムを素材とする場合には、接続部を容易に形成することができ、やはり生産性良く大量生産できる。
【0012】
また、上記発明における正極集電用リードおよび負極集電用リードは、薄肉短冊状のリード片部の他端部に前記リード片部よりも厚みの大きな接続部を貼着して形成することもできる。この構成によれば、例えば金属箔を単なる薄肉短冊状に切断して形成したリード片部の端部に、厚みの大きな接続部を接着手段などによって取り付けることにより形成できるので、金型による成形加工や折曲および加圧の加工などが不要となるので、所要の形状を有するものを安価に大量生産できる。
【0013】
本発明の非水電解液電池の製造方法は、正極集電用リードおよび負極集電用リードにおける薄肉短冊状に形成されたリード片部の一端部が正極板および負極板の各芯材に接合された電極群を電池ケース内に収納する工程と、前記正極集電用リードの前記リード片部の他端部にこれよりも大きな厚みに形成された接続部をアルミニウム製の封口板に接合するとともに、前記負極集電用リードの前記リード片部の他端部にこれよりも大きな厚みに形成された接続部を、前記封口板に絶縁状態で配設された負極ターミナルに接合する工程と、前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合して接合することによって前記電池ケースを封口する工程と、前記封口板の注液孔から電解液を前記電池ケース内に注入したのちに、前記注液孔を封栓する工程とを有していることを特徴としている。
【0014】
この非水電解液電池の製造方法では、アルミニウム製の正極集電用リードのリード片部の他端に設けた厚みの大きい接続部を同一素材のアルミニウム製の封口板に溶接により接合し、例えばニッケル製の負極集電用リードのリード片部の他端に設けた厚みの大きい接続部を、絶縁ガスケットにより封口板に絶縁して配設した負極ターミナルに接合するので、本発明の非水電解液電池を不具合の発生を防止しながら生産性良く製造することができる。
【0015】
上記発明の製造方法において、負極板の銅製の芯材における少なくとも負極集電用リードの接合箇所に表面処理を施して粗面化し、この粗面化した前記芯材の箇所に前記負極集電用リードのリード片部の一端部を抵抗溶接して接合することが好ましい。これにより、例えば、ニッケル製の負極集電用リードは、銅製の負極側芯材に抵抗溶接することが可能となる。すなわち、負極集電用リードと負極側芯材とを接触させたときには、負極側芯材の表面の粗面化によって接触抵抗が上がるから、抵抗溶接によって支障なく接合することができ、非水電解液電池をコストダウンしながらも生産性良く大量生産することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る非水電解液電池を示す縦断面図、図2はその非水電解液電池の分解斜視図である。これらの図において、アルミニウム製の有底角筒状の電池ケース8内には、正極板、負極板およびセパレータを渦巻状に巻回して横断面形状を長円形とした電極群9が収納されている。
【0017】
アルミニウム製の正極集電用リード10およびニッケル製の負極集電用リード11は、図2に明示するように、薄肉短冊状となった正極側および負極側リード片部15,16の各々の他端部に、大きな厚みに設定された溶接用の正極側接続部12および負極側接続部13がそれぞれ一体形成された形状を有している。正極側および負極側リード片部15,16の各々の一端側(図の下端側)は、それぞれ正極板および負極板の各々の芯材に溶接されて電極群9から取り出されている。正極板および負極板は、単位体積当たりの電池容量の向上を図るために、その厚みを可及的に薄く設定されているが、これについての詳細は後述する。正極集電用リード10および負極集電用リード11の各々のリード片部15,16は、上述の芯材の厚みを薄くしたのに対応して薄いを厚みに設定されている。
【0018】
上記正極集電用リード10および負極集電用リード11の他端部はそれぞれ枠体14の挿通孔14a,14bに挿通されたのち、それらの他端の正極側接続部12は平板状のアルミニウム製封口板17に、負極側接続部13は負極端子板18にそれぞれ溶接されている。この溶接としては、抵抗溶接、レーザー溶接または超音波溶接の何れかを採用できるが、この実施の形態では抵抗溶接を行う。
【0019】
上記枠体14は電池ケース8の開口部近傍箇所に嵌着され、封口板17は、枠体14上に載置して支持された状態で電池ケース8にレーザー溶接されて、電池ケース8の開口部を封口している。封口板17の中央部の凹所19には上部絶縁ガスケット20が嵌め入れられており、ニッケルめっきされた鉄製のリベットからなる負極ターミナル21は、上部絶縁ガスケット20を介在して封口板17に対し絶縁された状態で上部絶縁ガスケット20および封口板17の各々の挿通孔に挿通されている。この負極ターミナル21における上記上部絶縁ガスケット20および封口板17をそれぞれ挿通した下部は、さらに下部絶縁ガスケット22および上記負極端子板18の各々の取付孔22a,18aにそれぞれ挿通されたのち、下端部をかしめ加工されている。これにより、負極端子板18は、下部絶縁ガスケット22を介して封口板17に対し電気絶縁され、且つ上記かしめ加工部を介して負極ターミナル21に電気的接続状態で取り付けられている。
【0020】
組み立てに際して、封口板17は、負極ターミナル21によって上部絶縁ガスケット20、下部絶縁ガスケット22および負極端子板18が取り付けられた状態で電池ケース8の開口部に嵌入して溶接される。そののち、電池ケース8内には、封口板17の注液孔17aを通じて電解液(図示せず)が注入される。注液孔17aは、電解液の注入後に封栓23で閉塞される。
【0021】
また、封口板17には、注液口17aとは反対側の箇所に安全弁用孔部17bが形成されている。図1に示すように、安全弁用孔部17bは、封口板17の下面にクラッド工法で設けられたアルミニウム箔膜24で閉塞されており、この樹脂膜24における安全弁用孔部17bを塞いでいる部分は、電池内圧の上昇時に破断してガスを外部に放出するための安全弁24aを構成している。一方、電池ケース8の底壁下面には正極ターミナル27が溶接されている。したがって、この非水電解液電池は、電池ケース8が正極で、リベットからなる負極ターミナル21が負極となる。
【0022】
図3(a)は、正極集電用リード10または負極集電用リード11の各々のリード片部15,16の一端部を正極板28または負極板29の正極側芯材30または負極側芯材31に接続した状態を示す斜視図である。正極板28はアルミニウムからなる正極側芯材30の両面に正極活物質32を塗着して構成され、負極板29は銅からなる負極側芯材31の両面に負極活物質33を塗着して構成されている。すなわち、正極板28および負極板29は、形成素材が異なるだけで、共に同一構成であり、リード10,11との接続形態も同様であるので、同図には正負両方の符号を付してある。
【0023】
この実施の形態では、正,負極板28,29の各々の芯材30,31が8〜20μm以下の可及的に小さい厚みt1に形成されている。これに伴って、正、負極側集電用リード10,11の各々の薄肉短冊状のリード片部15,16の厚みt2は、50μm以下に極めて薄く設定されており、このリード片部15,16の他端部に厚みt3の大きな接続部12,13が一体に形成されている。なお、芯材30,31とこれの両側の活物質32,33を含む極板28,29全体の厚みtは120〜180μmである。
【0024】
これに対し従来の非水電解液電池の極板は、比較のために同図(b)に示すように、芯材30,31の厚みT1が30μm程度であり、それに伴ってリード2の厚みT2は100μm程度に設定されている。なお、芯材30,31とこれの両側の活物質32,33を含む極板全体の厚みtは、上記実施の形態と同様に140〜190μm程度である。
【0025】
したがって、上記実施の形態では、正,負極板28,29の全体の厚みtが従来の極板と同様になるように設定した場合、芯材30,31の厚みt1が薄くなった分だけ単位体積当たりの電池容量の増大を図ることができる。また、正,負極板28,29は正、負極集電用リード10,11の各々のリード片部15,16の一端部を芯材30,31の巻き始め端に溶接して渦巻状に巻回されるので、リード片部15,16の厚みt2が従来の100μmから50μmと薄くなった分だけ電極群9における渦巻状の中央部分が薄くなるから、従来と同様の外形を有する電極群9を構成する場合に渦巻状の中央部分が薄くなった分だけ巻回数を増やすことができ、これによっても単位体積当たりの電池容量が約2%程度向上する。
【0026】
上記実施の形態の非水電解液電池では、正,負極側芯材30,31および正、負極集電用リード10,11の各々のリード片部15,16の厚みt1,t2を薄くして単位体積当たりの電池容量の向上を図りながらも、厚みt2が薄いリード片部15,16と封口板17および負極端子板18との溶接部分には、十分な接合強度や機械的強度を確保できる。すなわち、図3に明示するように、正,負極集電用リード10,11は、一端側が芯材30,31に溶接により接続されたリード片部15,16の他端部に厚みt3の大きな正,負極側接続部12,13が一体形成された形状を有しているので、正,負極側接続部12,13の厚みt3は溶接対象の封口板17または負極端子板18の厚みに適合するよう設定できるから、不具合が発生することなく溶接することができる。この点について、図4を参照しながら詳述する。
【0027】
図4(a)は、正極集電用リード10を封口板17に抵抗溶接する状態を示した縦断面図である。電池ケース8内に収納した電極群9から枠体14の挿通孔14aを通じて取り出した正極集電用リード10は、これの他端部の正極側溶接部12が封口板17に対し一対の抵抗溶接電極4A,4Bを用いて抵抗溶接することにより、同図(b)に示すように、正極側溶接部12が封口板17に接合される。このとき、正極側接続部12は、封口板17と略同じ厚みに設定されているので、封口板17とほぼ同時に溶けて高い接合強度で接合され、その接合部の周辺に亀裂が生じたり、孔が開いたりするといった不具合が生じることがないので、高い機械的強度を確保できる。なお、同図に符号のみ示しているように、負極集電用リード11の負極側接続部13の負極端子板18への接続は、上述した正極集電用リード10と同様に支障なく抵抗溶接することにより行える。
【0028】
ところで、上記正極集電用リード10は、非水電解液に対して優れた耐腐食性を有して取扱い易いアルミニウムを素材として形成され、負極集電用リード11はニッケルを素材として形成されている。一方、上述したように、正極側芯材30アルミニウムで形成され、負極側芯材31は銅により形成されている。したがって、正極集電用リード10と正極側芯材30とは、同一素材であることから、容易に抵抗溶接によって接合できる。これに対し、ニッケル製の負極集電用リード11は、銅製の負極側芯材31に対しレーザー溶接または超音波溶接によって接合することになる。ところが、レーザー溶接または超音波溶接は何れも大掛かりな装置を必要とし、特に超音波溶接では、超音波を照射するホーンの磨耗が激しいために、このホーンを早期に交換する必要があり、大量生産に問題がある。
【0029】
そこで、上記実施の形態では、負極側芯材31における少なくとも負極集電用リード11の溶接箇所が、表面処理を施すことによって表面が粗面化されている。これにより、負極集電用リード11と負極側芯材31とは、粗面化によって接触抵抗が上がるから、抵抗溶接によって支障なく接合することができ、上記実施の形態の非水電解液電池をコストダウンしながらも生産性良く大量生産することが可能となる。
【0030】
図5(a)〜(e)は、上記実施の形態の非水電解液電池に好適に用いることができる種類の異なる正極集電用または負極集電用のリード10,11を示したものであり、これらは正極集電用および負極集電用の双方に用いることができるが、いま、正極集電用リード10として説明する。(a)の正極集電用リード10は、金型を用いた成形加工により、正極側リード片部15の端部に矩形状の正極側接続部12を一体に有した形状に形成されたものであり、生産性良く大量生産できる。
【0031】
(b)の正極集電用リード10は、(a)のものと同様に金型を用いた成形加工によって形成したのちに、正極側接続部12における薄肉短冊状部のリード片部との境界部分にトリミング加工を施してテーパー面34を形成したものである。この正極集電用リード10では、(a)のものと同様に生産性良く大量生産できる効果を得られるのに加えて、組立時においてリード片部15を折曲させる際に接続部12とリード片部15との境界部分に生じ易い切断や亀裂をテーパー面34によって確実に防止できる利点がある。
【0032】
(c)の正極集電用リード10は、薄肉短冊状のリード片部15の端部を交互に反対方向に折り畳むようにして重ね合わせたのちに、この重ね合わせ部を加圧加工により圧潰することによって接続部12を形成したものである。(d)の正極集電用リード10は、薄肉短冊状のリード片部の端部を渦巻状に巻き込んで重ね合わせたのちに、この重ね合わせ部を加圧加工により圧潰することによって接続部12を形成したものである。この(C),(d)の各正極用集電リード10は、例えば金属箔を単なる薄肉短冊状に切断するだけでリード片部15を形成でき、そのリード片部15の端部に折曲および加圧の加工を施すだけで接続部12を形成でき、特に、この正極用集電リード10は加工性に優れたアルミニウムを素材とするので、接続部12を容易に形成することができ、やはり生産性良く大量生産できる。
【0033】
(e)の正極集電用リード10は、例えば金属箔を単なる薄肉短冊状に切断して形成したリード片部15の端部に、矩形状の接続部12を接着手段などによって取り付けるものであり、金型による成形加工や折曲および加圧の加工が不要となるので、やはり所要の形状を有するものを生産性良く大量生産できる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように本発明の非水電解液電池によれば、正、負極集電用リードのリード片部の他端部に大きな厚みの溶接用の接続部を備えた構成としたので、上記リード片部の厚みを可及的に薄く設定しても、接続部を介して厚みの大きな封口板などに対し亀裂や穿孔などの不具合が生じることなく抵抗溶接にて接合することができ、十分な接合強度や機械的強度を確保できる。この効果を得ながらも、正、負極集電用リードの各リード片部は、上述のように厚みを可及的に薄くできるので、正,負極板の各芯材および正、負極集電用リードの各々のリード片部の厚みを共に薄くして単位体積当たりの電池容量の向上を図ることができる。
【0035】
また、本発明の非水電解液電池の製造方法によれば、アルミニウム製の正極集電用リードのリード片部の他端に設けた厚みの大きい接続部を同一素材のアルミニウム製の封口板に溶接により接合し、ニッケル製の負極集電用リードのリード片部の他端に設けた厚みの大きい接続部を、絶縁ガスケットにより封口板に絶縁して配設した負極ターミナルに溶接により接合するので、本発明の非水電解液電池を不具合の発生を防止しながら生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る非水電解液電池を示す縦断面図。
【図2】同上の非水電解液電池を示す分解斜視図。
【図3】(a)は同上の非水電解液電池におけるリードを極板の芯材に接続した状態を示す斜視図、(b)は比較のために示した従来の非水電解液電池におけるリードを極板の芯材に接続した状態を示す斜視図。
【図4】(a)は同上の非水電解液電池の製造過程における正極集電用リードを封口板に抵抗溶接する状態を示す縦断面図、(b)は組み立て後の切断側面図。
【図5】(a)〜(e)はそれぞれ同上の非水電解液電池における種類の異なる正,負極集電用リードをそれぞれ示す斜視図または分解斜視図。
【図6】(a),(b)は従来の非水電解液電池の製造過程を示す一部の縦断面図および側面図。
【符号の説明】
9 電極群
8 電池ケース
10 正極集電用リード
11 負極集電用リード
12 正極側接続部
13 負極側接続部
15 正極側リード片部
16 負極側リード片部
17 封口板
20 上部絶縁ガスケット(絶縁ガスケット)
21 負極ターミナル(電極ターミナル)
28 正極板
29 負極板
30 正極側芯材
31 負極側芯材
t1 芯材の厚み
t2 リードの厚み[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte (organic solvent-based electrolyte) battery such as a lithium ion secondary battery that is a sealed battery having a small capacity but a large capacity, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, portable and cordless electronic devices such as AV devices or personal computers and portable communication devices have been rapidly promoted. Conventionally, nickel cadmium batteries and nickel metal hydride batteries have been mainly used as power sources for driving these electric devices. However, in recent years, lithium batteries that can be rapidly charged, have high energy density, and are highly safe. Non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by ion secondary batteries are becoming mainstream. In this non-aqueous electrolyte secondary battery, it is promoted to be a sealed type excellent in high energy density and load characteristics, and to be a square shape suitable for thinning of the device and having a high space effect.
[0003]
By the way, in recent years, there is a high demand for non-aqueous electrolyte secondary batteries to further improve battery capacity per unit volume. Therefore, conventionally, for the purpose of improving the battery capacity per unit volume, the core material of the positive and negative electrode plates (generally, the positive electrode plate is made of an aluminum core material and the negative electrode plate is made of a copper core material). It is considered to adopt a means for connecting the positive and negative current collecting leads to the core material of the positive and negative electrode plates by resistance welding or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in resistance welding, it is preferable that there is no significant difference between the thicknesses of both of the objects to be welded. As described above, the positive and negative current collectors correspond to the thinning of the cores of the positive and negative electrodes. It is possible to reduce the thickness of each lead. However, the sealing plate that welds the end of the positive electrode current collecting lead or the negative electrode current collecting lead opposite to the welded portion with the core member may have a predetermined pressure resistance performance against an increase in battery internal pressure. Since it is necessary, it must be set several times as thick as the core material. Therefore, as shown in FIG. 6A, the other end portion of the
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and it is possible to improve the battery capacity per unit volume without causing a decrease in bonding strength or mechanical strength between the current collecting lead and the sealing plate. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery having a configuration that can be achieved and a method for manufacturing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention includes a battery case containing an electrode group and an electrolyte and serving as one electrode, and an opening for the battery case sealed. A sealing plate electrically connected to each other, an electrode terminal which is disposed in an insulating state on the sealing plate via an insulating gasket and serves as the other electrode, and each core material of the positive and negative bipolar plates of the
[0007]
In this non-aqueous electrolyte battery, since the connecting portion having a large thickness is provided at the other end portion of the lead piece portion of the positive and negative electrode current collecting leads, the thickness of the lead piece portion is made as thin as 50 μm or less. Even if it sets, it can join by resistance welding, without producing troubles, such as a crack and a piercing | piercing, with respect to a sealing plate with a large thickness etc. via a connection part, and can ensure sufficient joining strength and mechanical strength. While obtain this effect, positive, the lead piece of the negative electrode current collecting lead, since the thickness as described above can be below as much as possible thin 50 [mu] m, positive, the thickness of the core members of the
[0009]
According to this configuration, when the total thickness of the positive and negative electrode plates is set to be the same as that of the conventional electrode plate, the battery capacity per unit volume can be increased by the thickness of the core material. it can. The positive and negative electrode plates are wound in a spiral shape by joining one end of each lead piece of the positive and negative current collecting leads to the winding start end or winding end of the core member. Since the spiral central part of the electrode group becomes thinner as the thickness of the electrode becomes thinner, when forming an electrode group having the same external shape as before, the number of turns is increased by the amount of the thinner spiral central part. As a result, the battery capacity per unit volume can be further improved.
[0010]
Further, the positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead in the above invention are formed by molding or / and trimming into a shape integrally having a connection portion at the other end portion of the lead piece portion. Is preferred. According to this configuration, the leads can be mass-produced with high productivity.
[0011]
On the other hand, the positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead in the above invention are a crushing means by applying pressure processing after the other end portion of the thin strip-like lead piece portion is folded or spirally wound. It can also be assumed that a connection portion is formed. According to this configuration, for example, a lead piece can be formed simply by cutting a metal foil into a thin strip shape, and a connecting portion can be formed simply by bending and pressing the end of the lead piece. Therefore, in particular, when aluminum having excellent workability is used as a material, the connecting portion can be easily formed, and mass production can be performed with high productivity.
[0012]
In addition, the positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead in the above invention may be formed by attaching a connecting portion having a thickness larger than that of the lead piece portion to the other end portion of the thin strip-like lead piece portion. it can. According to this configuration, for example, a metal foil can be formed by attaching a thick connecting portion to the end portion of a lead piece portion formed by cutting a thin strip into a thin strip shape by means of an adhesive or the like. No need for bending, pressing and pressing, etc., so that a product having a required shape can be mass-produced at low cost.
[0013]
In the method for producing a non-aqueous electrolyte battery according to the present invention, one end of a lead strip portion formed in a thin strip shape in the positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead is bonded to each core material of the positive electrode plate and the negative electrode plate. A step of housing the formed electrode group in the battery case, and joining a connecting portion formed at a thickness larger than the other end portion of the lead piece portion of the positive electrode current collecting lead to an aluminum sealing plate A step of joining a connecting portion formed at a thickness larger than the other end of the lead piece portion of the negative electrode current collecting lead to a negative electrode terminal disposed in an insulating state on the sealing plate; The step of sealing the battery case by fitting and joining the sealing plate to the opening of the battery case, and after injecting the electrolyte into the battery case from the injection hole of the sealing plate, The process of sealing the injection hole It is characterized by having.
[0014]
In this non-aqueous electrolyte battery manufacturing method, a thick connecting portion provided at the other end of the lead piece portion of the aluminum positive electrode current collecting lead is joined to an aluminum sealing plate made of the same material by welding, for example, Since the thick connecting portion provided at the other end of the lead piece portion of the nickel negative electrode current collecting lead is joined to the negative electrode terminal that is insulated from the sealing plate by the insulating gasket, the non-aqueous electrolysis of the present invention The liquid battery can be manufactured with good productivity while preventing the occurrence of defects.
[0015]
In the manufacturing method of the above invention, at least a joint portion of the negative electrode current collecting lead in the copper core material of the negative electrode plate is subjected to surface treatment to be roughened, and the roughened core material portion is used for collecting the negative electrode current. It is preferable to join one end of the lead piece of the lead by resistance welding. Thereby, for example, the negative electrode current collecting lead made of nickel can be resistance-welded to the negative electrode core material made of copper. That is, when the negative electrode current collecting lead and the negative electrode side core material are brought into contact with each other, the contact resistance increases due to the roughening of the surface of the negative electrode side core material. It is possible to mass-produce liquid batteries with high productivity while reducing costs.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a nonaqueous electrolyte battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the nonaqueous electrolyte battery. In these figures, an
[0017]
The positive electrode current collecting
[0018]
After the other end portions of the positive electrode current collecting
[0019]
The
[0020]
During assembly, the sealing
[0021]
The sealing
[0022]
FIG. 3A shows one end portion of each of the
[0023]
In this embodiment, the
[0024]
On the other hand, the electrode plate of the conventional non-aqueous electrolyte battery has a thickness T1 of the
[0025]
Therefore, in the above embodiment, when the total thickness t of the positive and
[0026]
In the non-aqueous electrolyte battery of the above embodiment, the thicknesses t1 and t2 of the
[0027]
FIG. 4A is a longitudinal sectional view showing a state in which the positive electrode current collecting
[0028]
By the way, the positive electrode current collecting
[0029]
Therefore, in the above embodiment, the surface of the negative electrode
[0030]
5 (a) to 5 (e) show different types of positive and negative current collecting leads 10 and 11 that can be suitably used in the non-aqueous electrolyte battery of the above embodiment. These can be used for both positive electrode current collection and negative electrode current collection, but will now be described as a positive electrode
[0031]
The positive electrode current collecting
[0032]
(C) The positive electrode current collecting
[0033]
The positive electrode current collecting
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, the lead is provided with a connecting portion for welding having a large thickness at the other end of the lead piece of the positive and negative current collecting leads. Even if the thickness of one part is set as thin as possible, it can be joined by resistance welding to the sealing plate with a large thickness through the connecting part without causing defects such as cracks and perforations. Bonding strength and mechanical strength can be secured. While obtaining this effect, the lead piece portions of the positive and negative current collecting leads can be made as thin as possible as described above. It is possible to improve the battery capacity per unit volume by reducing the thickness of each lead piece portion of the lead.
[0035]
Further, according to the method for producing a non-aqueous electrolyte battery of the present invention, the thick connecting portion provided at the other end of the lead piece portion of the aluminum positive electrode current collecting lead is formed on the aluminum sealing plate made of the same material. Joined by welding, the thick connecting part provided at the other end of the lead piece of the nickel negative electrode current collecting lead is joined by welding to the negative electrode terminal that is insulated from the sealing plate by an insulating gasket. The non-aqueous electrolyte battery of the present invention can be manufactured with good productivity while preventing the occurrence of problems.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a nonaqueous electrolyte battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the same nonaqueous electrolyte battery.
FIG. 3A is a perspective view showing a state in which the lead in the above nonaqueous electrolyte battery is connected to the core of the electrode plate, and FIG. 3B is a conventional nonaqueous electrolyte battery shown for comparison. The perspective view which shows the state which connected the lead | read | reed to the core material of the electrode plate.
4A is a longitudinal sectional view showing a state in which the positive electrode current collecting lead is resistance-welded to the sealing plate in the manufacturing process of the nonaqueous electrolyte battery, and FIG. 4B is a cut side view after assembly.
FIGS. 5A to 5E are a perspective view or an exploded perspective view showing positive and negative current collecting leads of different types in the nonaqueous electrolyte battery of the same.
6A and 6B are a partial longitudinal sectional view and a side view showing a manufacturing process of a conventional non-aqueous electrolyte battery.
[Explanation of symbols]
9
21 Negative terminal (electrode terminal)
28
Claims (6)
前記電池ケースに対しこれの開口部を封止して電気的に接続された封口板と、
前記封口板に絶縁ガスケットを介し絶縁状態に配設されて他方の電極となる電極ターミナルと、
前記電極群の正,負の両極板の各芯材に各々の一端部がそれぞれ接合されて前記電極群から取り出され、各々の他端部が前記封口板および前記電極ターミナルのうちの一方または他方にそれぞれ抵抗溶接にて接合された正極集電用リードおよび負極集電用リードとを備え、
前記正,負の両極板の各々の芯材の厚みは8〜20μmに設定され、
前記正極集電用リードおよび負極集電用リードは、厚みが50μm以下に設定されている薄肉短冊状のリード片部の他端部に、前記リード片部よりも大きな厚みに形成された接続部を有していることを特徴とする非水電解液電池。A battery case that houses an electrode group and an electrolyte and serves as one electrode;
A sealing plate electrically sealed by sealing the opening of the battery case;
An electrode terminal which is disposed in an insulating state via an insulating gasket on the sealing plate and becomes the other electrode;
One end of each of the positive and negative bipolar plates of the electrode group is joined to each other and taken out from the electrode group, and the other end is one or the other of the sealing plate and the electrode terminal. Each having a positive current collecting lead and a negative current collecting lead joined by resistance welding ,
The thickness of each of the positive and negative bipolar plates is set to 8 to 20 μm,
The positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead are connected to the other end portion of the thin strip-shaped lead piece portion whose thickness is set to 50 μm or less, and is formed to have a larger thickness than the lead piece portion. A nonaqueous electrolyte battery characterized by comprising:
前記正極集電用リードの前記リード片部の他端部にこれよりも大きな厚みに形成された接続部をアルミニウム製の封口板に溶接して接合するとともに、前記負極集電用リードの前記リード片部の他端部にこれよりも大きな厚みに形成された接続部を、前記封口板に絶縁状態で配設された負極ターミナルに接合する工程と、
前記封口板を前記電池ケースの開口部に嵌合して前記電池ケースを封口する工程と、
前記封口板の注液孔から電解液を前記電池ケース内に注入したのちに、前記注液孔を封栓する工程とを有していることを特徴とする非水電解液電池の製造方法。A step of accommodating in the battery case an electrode group in which one end portion of the lead strip portion formed in a thin strip shape in the positive electrode current collecting lead and the negative electrode current collecting lead is bonded to each core material of the positive electrode plate and the negative electrode plate; ,
A connecting portion formed to a thickness larger than the other end of the lead piece portion of the positive electrode current collecting lead is welded to an aluminum sealing plate, and the lead of the negative electrode current collecting lead is joined. A step of joining a connecting portion formed on the other end of the one piece with a thickness larger than this to a negative electrode terminal disposed in an insulating state on the sealing plate;
Fitting the sealing plate into the opening of the battery case and sealing the battery case;
And a step of sealing the liquid injection hole after injecting the electrolyte from the liquid injection hole of the sealing plate into the battery case.
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