JP4822647B2

JP4822647B2 - 電池

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Publication number: JP4822647B2
Application number: JP2002374599A
Authority: JP
Inventors: 康弘山内; 裕規片山
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004055511A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は正極芯体に正極合剤が塗布された正極と、負極芯体に負極合剤が塗布された負極がセパレータを介して相対向するように積層あるいは巻回された電極群を備え、正極芯体あるいは負極芯体の少なくとも一方の端部は正極合剤あるいは負極合剤が未塗布の未塗布部が形成されていて、該未塗布部に正極集電体あるいは負極集電体が溶接された集電構造を有する電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池、あるいはニッケル−水素化物蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池は、正極および負極の間にセパレータを介在させ、これらを渦巻状に巻回した後、正極あるいは負極の端部に集電体を接続して電極体を形成する。ついで、この電極体を金属製電池ケースに収納して集電体から延伸するリード部を封口体に溶接した後、封口体を電池ケースの開口部に絶縁ガスケットを介在させて装着して密閉することにより製造するようになされている。
【０００３】
このような非水電解質二次電池やアルカリ蓄電池が電動工具や電気自動車などの用途に使用される場合、高率での放電性能が要求されるため、内部抵抗の低減や電流分布の均一化を図る必要性が生じた。そこで、正極あるいは負極の少なくとも一方の電極の活物質が塗布されていない未塗布部側の芯体の端縁を他方の電極より突出させて、セパレータを介して積層あるいは巻回して電極群を形成した後、未塗布部側の芯体の端縁に集電体を溶接して集電を行う方法が提案されるようになった。
【０００４】
この場合、未塗布部側の芯体の端縁と集電体が溶接不良を生じないように、特許文献１（特開平１０−２６１４４１号公報）においては、集電体にスリットを形成し、このスリットに未塗布部側の芯体の端縁を差し込み、この部分にレーザを照射して未塗布部側の芯体の端縁と集電体とを溶接する方法が提案されている。これにより、信頼性良く未塗布部側の芯体の端縁と集電体とが溶接できるようになって、電池の内部抵抗が低減し、かつ抵抗のばらつきが少ない電池が得られるというものである。
【特許文献１】
特開平１０−２６１４４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、金属板にレーザを照射する場合、例えば、図１３（ａ）に示すように、平板の金属板ＭにレーザＬを照射すると、レーザＬの照射により溶融した金属が保持される部分がないため、図１３（ｂ）に示すように、溶融した金属Ｍｍは飛散して金属板Ｍに穴あきＨが生じるようになる。このため、上述した特開平１０−２６１４４１号公報に記載の方法により集電体にレーザを照射すると、レーザが集電体を透過したり、あるいは透過しない場合でも溶融した金属は表面張力で保持されることなく飛散することとなる。このため、溶接不良が発生して、場合によっては飛散した金属により内部短絡も発生するという問題も生じた。
【０００６】
一方、図１４（ａ）に示すように、金属板２０に凸部２１を形成し、この凸部２１の稜線に沿ってレーザＬを照射すると、レーザＬの照射により溶融した凸部２１の稜線近傍の金属２１ａは表面張力により凸部２１の稜線付近に保持されるため、図１４（ｂ）に示すように、凸部２１の頂点に穴あきが生じることはない。そこで、図１５（ａ）に示すような凸部２１を備えた金属板を集電体２０とし、この集電体２０の凸部２１内に電極１１の芯体露出部（活物質の未塗布部）１１ａの端縁を収束して差し込み、凸部２１の稜線に沿ってレーザＬを照射して溶接することを試みた。
【０００７】
この場合、集電体２０の平板部に位置する電極１１の芯体露出部１１ａの端縁は、集電体２０の押圧力により押し潰されるために、集電体２０の凸部２１内に収束して差し込まれた芯体露出部１１ａの端縁は、凸部２１内の先端部までは充分に差し込まれないこととなる。すると、凸部２１の稜線に沿ってレーザＬを照射すると、溶融した金属が芯体露出部１１ａの端縁から電極の中心部に向けて吸い込まれるので、図１５（ｂ）に示すように、集電体２０の凸部２１の稜線付近に穴あき２２が生じるとともに、溶融して飛散した金属２１ｂが電極間に落下して内部短絡が生じる原因ともなることが分かった。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、電極と集電体が容易に溶接でき、かつ電流分布が均一で集電抵抗を低減できる集電構造にして高率放電特性に優れた電池を提供できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電池は、正極芯体に正極合剤が塗布された正極と、負極芯体に負極合剤が塗布された負極がセパレータを介して相対向するように積層あるいは巻回された電極群を備え、正極芯体あるいは負極芯体の少なくとも一方の端部は正極合剤あるいは負極合剤が未塗布の未塗布部が形成されていて、該芯体の未塗布部に正極集電体あるいは負極集電体が溶接されている。そして、正極集電体あるいは負極集電体の少なくとも一方は略円板状の本体部と、該本体部より延出した略長方形状の集電タブ部とを備えているとともに、本体部は凹部と凸部とからなる接続部を備え、凸部は凹部内の底面から当該本体部の底面に向けて突出し、かつ該凸部の頂部の内底面が本体部の内底面より低位置になるように形成されていて、当該凸部内に電極群の芯体の未塗布部が収束して嵌入するようになされており、凸部内に収束して嵌入した芯体の未塗布部の一部と該凸部の一部とが該凸部の稜線に沿って溶接された集電構造を有している。
【００１０】
このように、少なくとも一方の集電体は略円板状の本体部と、該本体部より延出した略長方形状の集電タブ部とを備えているとともに、本体部に凹部と凸部とからなる接続部を備え、この接続部の凹部内の底面から本体部の底面に向けて突出し、かつ該凸部の頂部の内底面が本体部の内底面より低位置になるように形成された凸部を備えていると、集電体の接続部を芯体の未塗布部に嵌入させたときに、接続部の凸部内に芯体の未塗布部が適度に収束して進入するこことなる。これにより、芯体の未塗布部が過度に押し潰されることなく、凸部内に収束された芯体の未塗布部の一部と該凸部の一部を該凸部の稜線に沿って溶接することが可能となる。この場合、芯体の未塗布部が収束して進入した凸部の稜線に沿ってレーザなどのエネルギービームを照射することにより、集電体の溶融した金属が飛散することなく溶接できるようになる。これにより、正、負極間での短絡が防止できて内部抵抗が低減し、かつ電流分布が均一な集電構造が得られるようになる。この結果、高率放電特性に優れた電池を提供できるようになる。
【００１１】
そして、正極と負極がセパレータを介して渦巻状に巻回された渦巻状電極群を電極群として用いる場合には、正極集電体あるいは負極集電体に備えられた接続部の底面から突出する凸部の稜線が渦巻状電極群の略巻回軌跡に沿うように連続してあるいは不連続に配設されていると、芯体の未塗布部と接続部の凸部との溶接が強固になるので望ましい。この場合、正極集電体あるいは負極集電体に備えられた接続部の凹部および凸部はこれらの集電体の半径方向に連続してあるいは不連続に配設されていると、さらに好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を非水電解質二次電池に適用した場合の一実施の形態について、図１〜図１２に基づいて以下に説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。なお、図１は本発明の一実施の形態の非水電解質二次電池を模式的に示す電極群を除く部分の断面を示す一部未破断の断面図である。また、図２は図１の非水電解質二次電池に用いられる正極と負極をセパレータを介して重ね合わせた状態を模式的に示す正面図である。図３は図２の積層状態のものを渦巻状に巻回して形成した電極群を示す斜視図である。図４は実施例の集電体を示す図であり、図４（ａ）は斜視図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。また、図５〜図７は本発明にかかる他の実施例の集電体を表わす図である。
【００１３】
図８は比較例（従来例）の集電体を示す図であり、図８（ａ）は斜視図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。また、図９は図３の電極群に図４の集電体を取り付けて形成した電極体を示す斜視図である。また、図１０は図９の電極体の要部を示す断面図であり、図１０（ａ）は図３の電極群の上部に図４の集電体を配置した状態を示す断面図であり、図１０（ｂ）は集電体にレーザを照射して電極群の一方の電極と集電体を溶接した状態を示す断面図である。図１１は図３の電極群の上部および下部にそれぞれの集電体を溶接して形成した電極体を示す斜視図であり、図１２は図１１の電極体を外装缶内に収容する状態を示す斜視図である。
【００１４】
１．非水電解質二次電池
図１に示す本実施の形態の非水電解質二次電池１０は、図２に示すように、リチウム含有遷移金属複合酸化物を正極活物質として含有する正極１１と、天然黒鉛を負極活物質として含有する負極１３と、これらを隔離するセパレータ１５とを備えている。そして、セパレータ１５を間にして正極１１と負極１３を積層し、これを渦巻状に巻回した渦巻状電極群１０ａ’（図３参照）を金属製外装缶１６内に収容して備えている。この外装缶１６の開口部には正極端子１７ａと正極カバー１７ｂからなる封口蓋１７が配設されていて、ガスケット１８を介して外装缶１６の開口部が気密に封止されている。
【００１５】
この場合、後述するように渦巻状電極群１０ａ’の正極１１の上部には正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が接続されていて、この正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）より延出する正極集電タブ１２ａ−２（１２ｂ−２，１２ｃ−２，１２ｄ−２）が封口蓋１７の正極カバー１７ｂに溶接されている。そして、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の上部には絶縁板１９が配置されている。
【００１６】
また、後述するように渦巻状電極群１０ａ’の負極１３の下部には負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）が接続されていて、この負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）より延出する負極集電タブ１４ａ−２（１４ｂ−２，１４ｃ−２，１４ｄ−２）が外装缶１６の内底部に溶接されている。そして、封口蓋１７の正極端子１７ａと正極カバー１７ｂの間には図示しない圧力弁が配設されていて、電池内の圧力が上昇した際に、圧力弁が作動して電池内が所定の圧力以上にならないようになされている。
【００１７】
ここで、正極集電体１２ａは、図４（ａ）に示すように、略円板状の本体部１２ａ−１と、この本体部１２ａ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ａ−２を備えている。本体部１２ａ−１は直線形状の接続部１２ａ−３を備えており、図４（ｂ）に示すように、この接続部１２ａ−３には、凹部１２ａ−３ｂの底面から本体部１２ａ−１の底面に向けて突出する凸部１２ａ−３ａが形成されている。同様に、負極集電体１４ａは、図４（ａ）に示すように、略円板状の本体部１４ａ−１と、この本体部１４ａ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ａ−２を備えている。本体部１４ａ−１は直線形状の接続部１４ａ−３を備えており、図４（ｂ）に示すように、この接続部１４ａ−３には、凹部１４ａ−３ｂの底面から本体部１４ａ−１の底面に向けて突出する凸部１４ａ−３ａが形成されている。
【００１８】
また、正極集電体１２ｂは、図５（ａ）に示すように、略円板状の本体部１２ｂ−１と、この本体部１２ｂ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ｂ−２を備えている。本体部１２ｂ−１は円弧状の接続部１２ｂ−３を備えており、図５（ｂ）に示すように、この接続部１２ｂ−３には、凹部１２ｂ−３ｂの底面から本体部１２ｂ−１の底面に向けて突出する凸部１２ｂ−３ａが形成されている。同様に、負極集電体１４ｂは、図５（ａ）に示すように、略円板状の本体部１４ｂ−１と、この本体部１４ｂ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ｂ−２を備えている。本体部１４ｂ−１は円弧状の接続部１４ｂ−３を備えており、図５（ｂ）に示すように、この接続部１４ｂ−３には、凹部１４ｂ−３ｂの底面から本体部１４ｂ−１の底面に向けて突出する凸部１４ｂ−３ａが形成されている。
【００１９】
また、正極集電体１２ｃは、図６（ａ）に示すように、略円板状の本体部１２ｃ−１と、この本体部１２ｃ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ｃ−２を備えている。本体部１２ｃ−１は円弧状の接続部１２ｃ−３を備えており、図６（ｂ）に示すように、この接続部１２ｃ−３には、凹部１２ｃ−３ｂの底面から本体部１２ｃ−１の底面に向けて突出する凸部１２ｃ−３ａが形成されている。同様に、負極集電体１４ｃは、図６（ａ）に示すように、略円板状の本体部１４ｃ−１と、この本体部１４ｃ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ｃ−２を備えている。本体部１４ｃ−１は円弧状の接続部１４ｃ−３を備えており、図６（ｂ）に示すように、この接続部１４ｃ−３には、凹部１４ｃ−３ｂの底面から本体部１４ｃ−１の底面に向けて突出する凸部１４ｃ−３ａが形成されている。
【００２０】
また、正極集電体１２ｄは、図７（ａ）に示すように、略円板状の本体部１２ｄ−１と、この本体部１２ｄ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ｄ−２を備えている。本体部１２ｄ−１は円弧状の接続部１２ｄ−３を備えており、図７（ｂ）に示すように、この接続部１２ｄ−３には、凹部１２ｄ−３ｂの底面から本体部１２ｄ−１の底面に向けて突出する凸部１２ｄ−３ａが形成されている。同様に、負極集電体１４ｄは、図７（ａ）に示すように、略円板状の本体部１４ｄ−１と、この本体部１４ｄ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ｄ−２を備えている。本体部１４ｄ−１は円弧状の接続部１４ｄ−３を備えており、図７（ｂ）に示すように、この接続部１４ｄ−３には、凹部１４ｄ−３ｂの底面から本体部１４ｄ−１の底面に向けて突出する凸部１４ｄ−３ａが形成されている。
【００２１】
そして、正極集電体１２ａと渦巻状電極群１０ａ’の正極１１との接続（この場合、負極集電体１４ａと渦巻状電極群１０ａ’の負極１３との接続も同様であるので、その説明は省略する）は以下のようにしてなされている。即ち、図１０に示すように、凸部１２ａ−３ａ内に正極１１の上部に延出する芯体露出部（活物質の未塗布部）１１ａの一部が進入し、凸部１２ａ−３ａの稜線に沿って照射されたレーザ光により、凸部１２ａ−３ａの一部が溶融して該凸部１２ａ−３ａ内に進入した芯体露出部１１ａに溶着している。なお、他の正極集電体１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを用いる場合も、正極集電体１２ａを用いた場合と同様である。
【００２２】
この場合、正極１１はアルミニウム箔（厚み：１５μｍ）からなる正極芯体１１ａの上端から４．０ｍｍ幅の部分を除く両面に正極活物質が塗布されて形成されている。また、正極集電体１２ａは厚みが０．３ｍｍのアルミニウム板をプレス加工により成形して形成されている。そして、正極芯体１１ａの４．０ｍｍ幅の未塗布部の一部が正極集電体１２ａの凸部１２ａ−３ａ内に進入して、溶着されている。なお、他の正極集電体１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを用いる場合も、正極集電体１２ａを用いた場合とほぼ同様である。
【００２３】
また、負極１３は銅箔（厚み：１０μｍ）からなる負極芯体１３ａの下端から３．０ｍｍ幅の部分を除く両面に負極活物質が塗布されて形成されている。また、負極集電体１４ａは、厚みが０．３ｍｍのニッケル板あるいは銅板の表面にニッケルメッキを施したものをプレス加工により成形して形成されている。そして、負極芯体１３ａの３．０ｍｍ幅の未塗布部の一部が負極集電体１４ａの凸部１４ａ−３ａ内に進入して、溶着されている。なお、他の負極集電体１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを用いる場合も、負極集電体１４ａを用いた場合とほぼ同様である。
【００２４】
２．非水電解質二次電池の作製工程
ついで、上述のように構成される非水電解質二次電池の作製工程について、正極の作製工程、負極の作製工程、集電体の作製工程、電池の組立工程の順で、以下に具体的に説明する。
【００２５】
（１）正極の作製
まず、正極合剤として、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）８５質量部と、導電剤としての黒鉛粉末５質量部とカーボンブラック５質量部とを充分に混合した。この後、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶かした結着剤としてのフッ化ビニリデン系重合体を固形分として５質量部となるように混合して、正極合剤スラリーを作製した。ついで、得られた正極合剤スラリーを厚みが１５μｍの正極芯体（アルミニウム箔）１１ａの両面にドクターブレード法により塗布して、正極芯体１１ａの両面に正極合剤層１１ｂを形成した。
【００２６】
ついで、正極合剤層１１ｂを乾燥させた後、所定の厚み（例えば、厚みが１２０μｍ）になるまでローラプレス機により圧延した。この後、所定の寸法（例えば、幅が３２．５ｍｍで、長さが１１５５ｍｍ）になるように切断して正極１１を作製した。この場合、正極芯体１１ａの上端から４．０ｍｍまでは、正極芯体１１ａの両面に正極合剤層１１ｂが存在せずに、正極芯体１１ａの露出部分（未塗布部分）となるように正極合剤スラリーを塗布するようにしている。
【００２７】
（２）負極の作製
一方、天然黒鉛（Ｌｃ値が１５０Å以上で、ｄ値が３．３８Å以下のもの）粉末９５質量部に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶かした結着剤としてのフッ化ビニリデン系重合体を固形分として５質量部となるように混合して、負極合剤スラリーを調製した。この後、得られた負極合剤スラリーを厚みが１０μｍの負極芯体（銅箔）１３ａの両面にドクターブレード法により塗布して、負極芯体１３ａの両面に負極合剤層１３ｂを形成した。
【００２８】
ついで、負極合剤層１３ｂを乾燥させた後、所定の厚み（例えば、厚みが９５μｍ）になるまでローラプレス機により圧延した。この後、所定の寸法（例えば、幅が３３．５ｍｍで、長さが１２２０ｍｍ）になるように切断して負極１３を作製した。この場合、負極芯体１３ａの下端から３．０ｍｍまでは、負極芯体１３ａの両面に負極合剤層１３ｂが存在せずに、負極芯体１３ａの露出部分（未塗布部分）となるように負極合剤スラリーを塗布するようにしている。
【００２９】
ついで、上述のようにして作製した正極１１と負極１３とを用い、これらの正極１１と負極１３が厚みが２５〜３０μｍのポリエチレン製のセパレータ１５を介して相対向するように配置した。この場合、図２に示すように、正極１１の正極芯体１１ａの露出部（活物質未塗布部）が上方に突出するとともに、負極１３の負極芯体１３ａの露出部（活物質未塗布部）が下方に突出するように配置した。この後、これらの積層状態で渦巻状に巻回して、図３に示すような渦巻状電極群１０ａ’とした。
【００３０】
（３）集電体の作製
ａ．実施例１
まず、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のアルミニウム板を用意し、このアルミニウム板をプレス成形により、図４（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１２ａ−１と、この本体部１２ａ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ａ−２とを備えるように正極集電体１２ａを成形した。なお、本体部１２ａ−１の４箇所（上述した渦巻状電極群１０ａ’の渦巻の軌跡に沿う４箇所）に直線形状の接続部１２ａ−３を形成するとともに、この接続部１２ａ−３に凹部１２ａ−３ｂの底面から本体部１２ａ−１の底面に向けて突出する凸部１２ａ−３ａを形成するようにした。この場合、凸部１２ａ−３ａの頂部（稜線部）は本体部１２ａ−１の底面と略同一平面になるように形成している。これを実施例１の正極集電体１２ａとした。なお、本体部１２ａ−１の中心部には注液用の開口部１２ａ−４を形成している。この場合、本体部１２ａ−１の厚みｔ１と、凹部１２ａ−３ｂの厚みｔ２と、凸部１２ａ−３ａの厚みｔ３とが等しく（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝０．３０ｍｍ）なるように形成されている。
【００３１】
同様に、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のニッケル板あるいは銅板の表面にニッケルメッキを施したものを用意し、このニッケル板をプレス成形により、図４（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１４ａ−１と、この本体部１４ａ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ａ−２とを備えるように負極集電体１４ａを成形した。この場合も、本体部１４ａ−１の厚みｔ１と、凹部１４ａ−３ｂの厚みｔ２と、凸部１４ａ−３ａの厚みｔ３とが等しく（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝０．３０ｍｍ）なるように形成されている。
【００３２】
ｂ．実施例２
同様に、所定の厚み（例えば、０．４０ｍｍ）のアルミニウム板を用意し、このアルミニウム板をプレス成形により、図５（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１２ｂ−１と、この本体部１２ｂ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ｂ−２とを備えるように正極集電体１２ｂを成形した。なお、本体部１２ｂ−１の４箇所（上述した渦巻状電極群１０ａ’の渦巻の軌跡に沿う４箇所）に渦巻の軌跡に沿う円弧状の接続部１２ｂ−３を形成するとともに、この接続部１２ｂ−３に凹部１２ｂ−３ｂの底面から本体部１２ｂ−１の底面に向けて突出する凸部１２ｂ−３ａを形成するようにした。この場合、凸部１２ｂ−３ａの頂部（稜線部）は本体部１２ｂ−１の底面から若干突出するように形成している。これを実施例２の正極集電体１２ｂとした。なお、本体部１２ｂ−１の中心部には注液用の開口部１２ｂ−４を形成している。この場合、本体部１２ｂ−１の厚みｔ１は０．４０ｍｍ（ｔ１＝０．４０ｍｍ）で、凹部１２ｂ−３ｂの厚みｔ２は０．２１ｍｍ（ｔ２＝０．２１ｍｍ）で、凸部１２ｂ−３ａの厚みｔ３は０．３３ｍｍ（ｔ３＝０．３３ｍｍ：ｔ３＞ｔ２）になるように形成されている。
【００３３】
同様に、所定の厚み（例えば、０．４０ｍｍ）のニッケル板あるいは銅板の表面にニッケルメッキを施したものを用意し、このニッケル板をプレス成形により、図５（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１４ｂ−１と、この本体部１４ｂ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ｂ−２とを備えるように負極集電体１４ｂを成形した。この場合も、本体部１４ｂ−１の厚みｔ１は０．４０ｍｍ（ｔ１＝０．４０ｍｍ）で、凹部１４ｂ−３ｂの厚みｔ２は０．２１ｍｍ（ｔ２＝０．２１ｍｍ）で、凸部１４ｂ−３ａの厚みｔ３は０．３３ｍｍ（ｔ３＝０．３３ｍｍ：ｔ３＞ｔ２）になるように形成されている。
【００３４】
ｃ．実施例３
同様に、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のアルミニウム板を用意し、このアルミニウム板をプレス成形により、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１２ｃ−１と、この本体部１２ｃ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ｃ−２とを備えるように正極集電体１２ｃを成形した。なお、本体部１２ｃ−１の４箇所（上述した渦巻状電極群１０ａ’の渦巻の軌跡に沿う４箇所）に渦巻の軌跡に沿う円弧状の接続部１２ｃ−３を形成するとともに、この接続部１２ｃ−３に凹部１２ｃ−３ｂの底面から本体部１２ｃ−１の底面に向けて突出する凸部１２ｃ−３ａを形成するようにした。この場合、凸部１２ｃ−３ａの頂部（稜線部）は本体部１２ｃ−１の底面から若干突出するように形成している。これを実施例３の正極集電体１２ｃとした。なお、本体部１２ｃ−１の中心部には注液用の開口部１２ｃ−４を形成している。この場合、本体部１２ｃ−１の厚みｔ１は０．３０ｍｍ（ｔ１＝０．３０ｍｍ）で、凹部１２ｃ−３ｂの厚みｔ２は０．２１ｍｍ（ｔ２＝０．２１ｍｍ）で、凸部１２ｂ−３ａの厚みｔ３は０．３３ｍｍ（ｔ３＝０．３３ｍｍ：ｔ３＞ｔ２，ｔ１）になるように形成されている。
【００３５】
同様に、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のニッケル板あるいは銅板の表面にニッケルメッキを施したものを用意し、このニッケル板をプレス成形により、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１４ｃ−１と、この本体部１４ｃ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ｃ−２とを備えるように負極集電体１４ｃを成形した。この場合も、本体部１４ｃ−１の厚みｔ１は０．３０ｍｍ（ｔ１＝０．３０ｍｍ）で、凹部１４ｃ−３ｂの厚みｔ２は０．２１ｍｍ（ｔ２＝０．２１ｍｍ）で、凸部１４ｃ−３ａの厚みｔ３は０．３３ｍｍ（ｔ３＝０．３３ｍｍ：ｔ３＞ｔ２，ｔ１）になるように形成されている。
【００３６】
ｄ．実施例４
同様に、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のアルミニウム板を用意し、このアルミニウム板をプレス成形により、図７（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１２ｄ−１と、この本体部１２ｄ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１２ｄ−２とを備えるように正極集電体１２ｄを成形した。なお、本体部１２ｄ−１の４箇所（上述した渦巻状電極群１０ａ’の渦巻の軌跡に沿う４箇所）に渦巻の軌跡に沿う円弧状の接続部１２ｄ−３を形成するとともに、この接続部１２ｄ−３に凹部１２ｄ−３ｂの底面から本体部１２ｄ−１の底面に向けて突出する凸部１２ｄ−３ａを形成するようにした。この場合、凸部１２ｄ−３ａの頂部（稜線部）は本体部１２ｄ−１の底面と略同一平面になるように形成している。これを実施例４の正極集電体１２ｄとした。なお、本体部１２ｄ−１の中心部には注液用の開口部１２ｄ−４を形成している。この場合、本体部１２ｄ−１の厚みｔ１と、凹部１２ｄ−３ｂの厚みｔ２と、凸部１２ｄ−３ａの厚みｔ３とが等しく（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝０．３０ｍｍ）なるように形成されている。
【００３７】
同様に、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のニッケル板あるいは銅板の表面にニッケルメッキを施したものを用意し、このニッケル板をプレス成形により、図７（ａ），（ｂ）に示すように、略円板状の本体部１４ｄ−１と、この本体部１４ｄ−１より延出する略長方形状の集電タブ部１４ｄ−２とを備えるように負極集電体１４ｄを成形した。この場合も、本体部１４ｄ−１の厚みｔ１と、凹部１４ｄ−３ｂの厚みｔ２と、凸部１４ｄ−３ａの厚みｔ３とが等しく（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝０．３０ｍｍ）なるように形成されている。
【００３８】
ｅ．比較例（従来例）
一方、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のアルミニウム板を用意し、このアルミニウム板をプレス成形により、図８に示すように、略円板状の本体部２０ａと、この本体部２０ａより延出する略長方形状の集電タブ部２０ｂとを備え、かつ本体部２０ａの４箇所（上述した渦巻状電極群１０ａ’の渦巻の軌跡に沿う４箇所）に凸部２１を備えるとともに、この凸部２１の底部が本体部２０ａと略同一平面になるように正極集電体２０を成形した。これを比較例の正極集電体とした。なお、本体部２０ａの中心部には注液用の開口部２０ｄを形成している。
【００３９】
同様に、所定の厚み（例えば、０．３０ｍｍ）のニッケル板あるいは銅板の表面にニッケルメッキを施したものを用意し、このニッケル板をプレス成形により、図８に示すように、略円板状の本体部２２ａと、この本体部２２ａより延出する略長方形状の集電タブ部２２ｂとを備え、かつ本体部２２ａの４箇所（上述した渦巻状電極群１０ａ’の渦巻の軌跡に沿う４箇所）に凸部２３を備えるとともに、この凸部２３の底部が本体部２０ａと略同一平面になるように負極集電体２２を成形した。これを比較例の負極集電体とした。なお、本体部２２ａの中心部には注液用の開口部２２ｄを形成している。
【００４０】
（４）電池の組み立て工程
ついで、上述のようにして作製した正極集電体１２ａ〜１２ｄおよび２０を用い、これを上述のように作製した渦巻状電極群１０ａ’の上面に図９（なお、図９においては正極集電体１２ａを配置した場合のみ示しているが、正極集電体１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，２０においても同様である）に示すようにそれぞれ配置した。
このとき、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）においては、図１０（ａ）に示すように、凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）内に正極１１の上部に延出する芯体露出部（活物質の未塗布部）１１ａの一部が進入するようになるとともに、本体部１２ａ−１（１２ｂ−１，１２ｃ−１，１２ｄ−１）の底面に芯体露出部１１ａが接触するようになる。
一方、正極集電体２０においては、図１５（ａ）に示すように、集電体２０の平板部に位置する電極１１の芯体露出部１１ａの端縁は、集電体２０の押圧力により押し潰されるために、集電体２０の凸部２１内に差し込まれた芯体露出部１１ａの端縁は凸部２１内の先端部までは充分に差し込まれないこととなる。
【００４１】
この後、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）においては、凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）の稜線に沿ってレーザを照射して凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）の一部を溶融させた。これにより、図１０（ｂ）に示すように、凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）内に進入した芯体露出部１１ａと凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）の一部とを溶着させた。また、正極集電体２０においては、凸部２１の頂点にレーザを照射して凸部２１の一部を溶融させて、凸部２１内に進入した芯体露出部１１ａと凸部２１の一部とを溶着させた。
【００４２】
同様に、上述のようにして作製した負極集電体１４ａ〜１４ｄおよび２２を用い、これを渦巻状電極群１０ａ’の下面にそれぞれ配置した。この後、正極集電体１２ａ（あるいは正極集電体１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，２０）と同様に、レーザを照射して、渦巻状電極群１０ａ’の下面にそれぞれ負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）および２２を溶接した。
これにより、図１１に示すように、渦巻状電極群１０ａ’の上下面に、それぞれ正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）と負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）が溶接された渦巻状電極体１０ａを作製した。なお、図１１には、渦巻状電極群１０ａ’の上下面にそれぞれ正極集電体２０と負極集電体２２を溶接した渦巻状電極体を示していないが、この渦巻状電極体は渦巻状電極体１０ａとほぼ同様（以下においても、同様である）である。
【００４３】
ついで、図１に示すように、渦巻状電極体１０ａの正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の上部に絶縁板１９を配置するとともに、渦巻状電極体１０ａの外周部にポリプロピレン（ＰＰ）製の絶縁テープを巻き付けて、渦巻状電極体１０ａを固定した。ついで、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）（２０）の集電タブ部１２ａ−２（１２ｂ−２，１２ｃ−２，１２ｄ−２）（２０ｂ）を所定形状に折り曲げるとともに、負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）（２２）の集電タブ部１４ａ−２（１４ｂ−２，１４ｃ−２，１４ｄ−２）（２２ｂ）も所定形状に折り曲げた。この後、図１２に示すように、円筒状の金属製（鉄にニッケルメッキを施したもの）外装缶１６を用意し、この外装缶１６内に上述のようにして作製した渦巻状電極体１０ａをそれぞれ挿入した。
【００４４】
ついで、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）（２０）の注液用の開口部１２ａ−４（１２ｂ−４，１２ｃ−４，１２ｄ−４）（２０ｄ）より溶接電極を挿入して、負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）（２２）の集電タブ部１４ａ−２（１４ｂ−２，１４ｃ−２，１４ｄ−２）（２２ｂ）と外装缶１６の内底部とを抵抗溶接した。この後、外装缶１６の上部外周部の所定位置に溝入れ加工を施して、外装缶１６の上部外周部に凹部１６ａを形成した後、この凹部１６ａ上に絶縁ガスケット１８を装着した。ついで、正極端子１７ａと正極カバー１７ｂからなる封口蓋１７を用意した後、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）（２０）より延出する集電タブ部１２ａ−２（１２ｂ−２，１２ｃ−２，１２ｄ−２）（２０ｂ）の先端部を正極カバー１７ｂ底面に超音波溶接した。
【００４５】
この後、８０〜１１０℃に加熱された真空雰囲気中に配置して乾燥処理を行った後、外装缶１６の内部に非水電解液を注液し、封口蓋１７を絶縁ガスケット１８に装着して、外装缶１６の開口部をカシメて密封した。これにより、実施例１の非水電解質二次電池Ａと、実施例２の非水電解質二次電池Ｂと、実施例３の非水電解質二次電池Ｃと、実施例４の非水電解質二次電池Ｄと、比較例の非水電解質二次電池Ｘをそれぞれ作製した。なお、正極集電体１２ａおよび負極集電体１４ａを用いたものを非水電解質二次電池Ａとし、正極集電体１２ｂおよび負極集電体１４ｂを用いたものを非水電解質二次電池Ｂとし、正極集電体１２ｃおよび負極集電体１４ｃを用いたものを非水電解質二次電池Ｃとし、正極集電体１２ｄおよび負極集電体１４ｄを用いたものを非水電解質二次電池Ｄとし、正極集電体２０および負極集電体２２を用いたものを非水電解質二次電池Ｘとした。
【００４６】
ここで、電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）との等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１モル／リットル溶解した非水電解液を注入した。なお、溶媒に溶解される溶質としては、ＬｉＰＦ₆以外に、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＳＯ₃等を用いてもよい。さらに、ポリマー電解質、ポリマーに非水電解液を含浸させたようなゲル状電解質、固体電解質なども使用できる。
【００４７】
また、混合溶媒としては、上述したエチレンカーボネート（ＥＣ）にジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を混合したもの以外に、水素イオンを供給する能力のない非プロトン性溶媒を使用し、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）等の有機溶媒や、これらとジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１，２−ジメトキシ工タン（ＤＭＥ）、エトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）などの低沸点溶媒との混合溶媒を用いてもよい。
【００４８】
３．試験
（１）溶接不良
上述のようにして非水電解質二次電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘをそれぞれ１００個ずつ作製する過程において、まず、渦巻状電極群１０ａ’の上下面に、それぞれ正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）（２０）と負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）（２２）を溶接して渦巻状電極体１０ａを作製する際に、正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）（２０）あるいは負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）（２２）に穴空きが生じたか否かを目視により観測して、いずれかの集電体に穴空きが生じた個数を求めた。
すると、非水電解質二次電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、穴空きが生じた個数は０個であったのに対して、非水電解質二次電池Ｘにおいては、穴空きが生じた個数は２７個であった。そして、穴空きが生じた２７個（２７％）の非水電解質二次電池Ｘにおいては、穴空きが生じた位置に対応するセパレータが溶融して、正極１１と負極１３が短絡した状態であることが分かった。
【００４９】
（２）短絡不良
ついで、各集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）（２０）および１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）（２２）の溶接時に穴空きが生じなかった各１００個の渦巻状電極体１０ａを用い、これの正、負極間にそれぞれ３００Ｖの交流電圧を印加して、１０ｍＡ以上の電流が流れた場合には短絡不良と判定する短絡試験を行って、短絡不良の個数を求めた。すると、非水電解質二次電池Ａにおいては、短絡不良が生じた個数は３個であった。そして、短絡不良が生じた３個の電池Ａにおいては、全てが活物質粉末や異物に起因する短絡で、集電体１２ａ（１４ａ）の溶接とは関係のない部分の短絡であることが分かった。また、非水電解質二次電池Ｂ，Ｃにおいては、短絡不良が生じた個数は０個であり、非水電解質二次電池Ｄにおいては、短絡不良が生じた個数は２個であった。この場合も、全てが活物質粉末や異物に起因する短絡で、集電体１２ｄ（１４ｄ）の溶接とは関係のない部分の短絡であることが分かった。
【００５０】
これに対して、非水電解質二次電池Ｘにおいては、短絡不良が生じた個数は１１個であった。そして、短絡不良が生じた１１個の内、５個は集電体の溶融時の流れ込みに起因して生じたセパレータ溶融による正、負極間の短絡であることが分かった。また、３個は、芯体１１ａ（１３ａ）の未塗布部が過度に押し潰されたことにより生じた芯体１１ａ（１３ａ）のエッジによるセパレータ貫通に起因する正、負極間の短絡であることが分かった。更に、３個は、活物質粉末や異物に起因する短絡であることが分かった。
【００５１】
（３）電圧不良
ついで、上述のようにして作製した非水電解質二次電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘにおいて、上述の溶接不良および短絡不良が生じなかった各１００個の電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘを用い、これらの各電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘの定格容量の３０％を充電した後、室温で６日間放置した。ここで、６日間の放置により、０．１Ｖ以上の電圧降下が生じた電池を電圧不良と判定する放置試験を行って、電圧不良の個数を求めた。すると、非水電解質二次電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、電圧不良が生じた個数は０個であった。
【００５２】
これに対して、非水電解質二次電池Ｘにおいては、電圧不良が生じた個数は３個であった。そして、電圧不良が生じた全ての電池Ｘにおいては、芯体１１ａ（１３ａ）の未塗布部が過度に押し潰されたことにより生じた芯体１１ａ（１３ａ）のエッジによるセパレータ貫通に起因する正、負極間の短絡であることが分かった。そして、上述の各試験結果をまとめて表にすると、下記の表１に示すような結果となった。
【００５３】
（４）注液不良
ついで、上述のようにして作製した非水電解質二次電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘにおいて、上述の溶接不良、短絡不良および電圧不良が生じなかった各１００個の電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘを用い、これらの各電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘに電解液を注液した際に、３００秒以内に電解液の注液が完了しなかったものを注液不良と判定する注液試験を行った。この結果、下記の表１に示すような結果が得られた。
【００５４】
【表１】

【００５５】
上記表１の結果から明らかなように、比較例の電池Ｘは溶接不良、短絡不良、電圧不良、注液不良の発生が大きいのに対して、実施例の各電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはこれらの不良の発生が少ないことが分かる。これは、実施例の電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、各正極集電体１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の本体部１２ａ−１（１２ｂ−１，１２ｃ−１，１２ｄ−１）に接続部１２ａ−３（１２ｂ−３，１２ｃ−３，１２ｄ−３）が形成されているとともに、この接続部１２ａ−３（１２ｂ−３，１２ｃ−３，１２ｄ−３）に凹部１２ａ−３ｂ（１２ｂ−３ｂ，１２ｃ−３ｂ，１２ｄ−３ｂ）の底面から本体部１２ａ−１（１２ｂ−１，１２ｃ−１，１２ｄ−１）の底面に向けて突出する凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）が形成されている。そして、芯体露出部１１ａを凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）内に進入させた後、凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）の稜線に沿ってレーザを照射して、凸部１２ａ−３ａ（１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）の一部を溶融させている。
【００５６】
また、負極集電体１４ａ（１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）の本体部１４ａ−１（１４ｂ−１，１４ｃ−１，１４ｄ−１）接続部１４ａ−３（１４ｂ−３，１４ｃ−３，１４ｄ−３）が形成されているとともに、この接続部１４ａ−３（１４ｂ−３，１４ｃ−３，１４ｄ−３）に凹部１４ａ−３ｂ（１４ｂ−３ｂ，１４ｃ−３ｂ，１４ｄ−３ｂ）の底面から本体部１４ａ−１（１４ｂ−１，１４ｃ−１，１４ｄ−１）の底面に向けて突出する凸部１４ａ−３ａ（１４ｂ−３ａ，１４ｃ−３ａ，１４ｄ−３ａ）が形成されている。そして、芯体露出部１３ａを凸部１４ａ−３ａ（１４ｂ−３ａ，１４ｃ−３ａ，１４ｄ−３ａ）内に進入させた後、凸部１４ａ−３ａ（１４ｂ−３ａ，１４ｃ−３ａ，１４ｄ−３ａ）の稜線に沿ってレーザを照射して、凸部１４ａ−３ａ（１４ｂ−３ａ，１４ｃ−３ａ，１４ｄ−３ａ）の一部を溶融させている。
【００５７】
このため、比較例の電池Ｘのように、集電体２０（２２）の溶融金属の飛散によるセパレータ１５の溶融や、集電体２０（２２）の圧接時の芯体１１ａ（１３ａ）の未塗布部が過度に押し潰されたことにより生じた芯体１１ａ（１３ａ）のエッジによるセパレータ貫通に起因する正、負極間の短絡が生じなかったためと考えられる。
【００５８】
また、電池Ｂ，Ｃ，Ｄは電池Ａに比較して、溶接不良、短絡不良、電圧不良、注液不良の発生が少ないことが分かる。これは、電池Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、接続部１４ｂ−３（１４ｃ−３，１４ｄ−３）は直線形状ではなく、渦巻の軌跡に沿う円弧状に形成されているため、芯体露出部１１ａ（１３ａ）が凸部１２ｂ−３ａ（１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ）（１４ｂ−３ａ（１４ｃ−３ａ，１４ｄ−３ａ））内に進入するのが容易になる。これにより、溶接不良、短絡不良、電圧不良、注液不良の発生が減少したと考えられる。さらに、電池Ｂ，Ｃにおいては、凸部１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａの厚みが凹部１２ｂ−３ｂ，１２ｃ−３ｂの厚みよりも肉厚に形成されている。このため、電池Ｄのように、凸部１２ｄ−３ａの厚みと凹部１２ｄ−３ｂの厚みが等しい場合に比べて溶接強度が向上して、溶接不良が生じないこととなる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態においては、正極集電体および負極集電体に形成した凹部と凸部からなる接続部を、これらの集電体の本体部の渦巻状電極群の略巻回軌跡に沿う４箇所に不連続に形成する例について説明したが、接続部の配設箇所についてはこれに限らず、渦巻状電極群の略巻回軌跡に沿う適宜の数カ所に形成するようにしても良いし、あるいは略巻回軌跡に沿うように連続して形成するようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態においては、正極集電体および負極集電体に形成した凹部と凸部からなる接続部を集電体の半径方向の４箇所に不連続に配設する例について説明したが、これらの接続部を集電体の半径方向に連続して配設するようにしてもよく、その配設方向も集電体の半径方向の数カ所にしてもよい。また、上述した実施の形態においては、レーザを照射して各集電体と各電極を溶接する例について説明したが、レーザに代えて電子ビーム、イオンビームなどの他のエネルギービームを用いるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態においては、本発明を非水電解質二次電池に適用する例について説明したが、本発明は非水電解質二次電池に限らず、ニッケル−水素化物蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池、あるいは他の種類の電池に適用できることは明らかである。この場合、電極芯体として金属箔を用いた電極を使用した電池に適用すると特に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の非水電解質二次電池を模式的に示す電極群を除く部分の断面を示す一部破断の断面図である。
【図２】図１の非水電解質二次電池に用いられる正極と負極をセパレータを介して重ね合わせた状態を示す正面図である。
【図３】図２の積層状態のものを渦巻状に巻回して形成した電極群を示す斜視図である。
【図４】実施例１の集電体を示す図であり、図４（ａ）は斜視図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図５】実施例２の集電体を示す図であり、図５（ａ）は斜視図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図６】実施例３の集電体を示す図であり、図６（ａ）は斜視図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図７】実施例４の集電体を示す図であり、図７（ａ）は斜視図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ断面を示す図である。
【図８】比較例（従来例）の集電体を示す図であり、図８（ａ）は斜視図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ断面を示す図である。
【図９】図３の電極群に図４の集電体を取り付けて形成した電極体を示す斜視図である。
【図１０】図９の電極体の要部を示す断面図であり、図１０（ａ）は図３の電極群の上部に図４の集電体を配置した状態を示す断面図であり、図１０（ｂ）は集電体にレーザを照射して電極群の一方の電極と集電体を溶接した状態を示す断面図である。
【図１１】図３の電極群の上部および下部にそれぞれの集電体を溶接して形成した電極体を示す斜視図である。
【図１２】図１１の電極体を外装缶内に収容する状態を示す斜視図である。
【図１３】平板の金属板にレーザを照射して金属を溶融させる例を模式的に示す図であり、図１３（ａ）はレーザを照射する状態を模式的に示す断面図であり、図１３（ｂ）はレーザ照射後の状態を模式的に示す断面図である。
【図１４】凸部を形成した金属板の凸部にレーザを照射して金属を溶融させる例を模式的に示す図であり、図１４（ａ）はレーザを照射する状態を模式的に示す断面図であり、図１４（ｂ）はレーザ照射後の状態を模式的に示す断面図である。
【図１５】凸部を形成した金属板の凸部内に差し込まれた電極の芯体と凸部とをレーザにより溶融接合する例を模式的に示す図であり、図１５（ａ）はレーザを照射する状態を模式的に示す断面図であり、図１５（ｂ）はレーザ照射後の状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０…非水電解質二次電池、１０ａ…渦巻状電極体、１０ａ’…渦巻状電極群、１１…正極、１１ａ…正極芯体、１１ｂ…正極合剤層、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…正極集電体、１２ａ−１，１２ｂ−１，１２ｃ−１，１２ｄ−１…本体部、１２ａ−２，１２ｂ−２，１２ｃ−２，１２ｄ−２…正極集電タブ、１２ａ−３，１２ｂ−３，１２ｃ−３，１２ｄ−３…接続部、１２ａ−３ａ，１２ｂ−３ａ，１２ｃ−３ａ，１２ｄ−３ａ…凸部、１２ａ−３ｂ，１２ｂ−３ｂ，１２ｃ−３ｂ，１２ｄ−３ｂ…凹部、１２ａ−４，１２ｂ−４，１２ｃ−４，１２ｄ−４…開口部、１３…負極、１３ａ…負極芯体、１３ｂ…負極合剤層、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…負極集電体、１４ａ−１，１４ｂ−１，１４ｃ−１，１４ｄ−１…本体部、１４ａ−２，１４ｂ−２，１４ｃ−２，１４ｄ−２…負極集電タブ、１４ａ−３，１４ｂ−３，１４ｃ−３，１４ｄ−３…接続部、１４ａ−３ａ，１４ｂ−３ａ，１４ｃ−３ａ，１４ｄ−３ａ…凸部、１４ａ−３ｂ，１４ｂ−３ｂ，１４ｃ−３ｂ，１４ｄ−３ｂ…凹部、１４ａ−４，１４ｂ−４，１４ｃ−４，１４ｄ−４…注液用の開口部、１５…セパレータ、１６…金属製外装缶、１６ａ…凹部、１７…封口蓋、１７ａ…正極端子、１７ｂ…正極カバー、１８…絶縁ガスケット、１９…絶縁板

Claims

正極芯体に正極合剤が塗布された正極と、負極芯体に負極合剤が塗布された負極がセパレータを介して相対向するように積層あるいは巻回された電極群を備え、前記正極芯体あるいは負極芯体の少なくとも一方の端部は前記正極合剤あるいは負極合剤が未塗布の未塗布部が形成されていて、該芯体の未塗布部に正極集電体あるいは負極集電体が溶接された集電構造を有する電池であって、
前記正極集電体あるいは負極集電体の少なくとも一方は略円板状の本体部と、該本体部より延出した略長方形状の集電タブ部とを備えているとともに、前記本体部は凹部と凸部とからなる接続部を備え、前記凸部は前記凹部内の底面から当該本体部の底面に向けて突出し、かつ該凸部の頂部の内底面が前記本体部の内底面より低位置になるように形成されていて、当該凸部内に前記電極群の前記芯体の未塗布部が収束して嵌入するようになされており、
前記凸部内に収束して嵌入した前記芯体の未塗布部の一部と該凸部の一部とが該凸部の稜線に沿って溶接されていることを特徴とする電池。
前記凸部に照射されたエネルギービームにより前記芯体の未塗布部の一部と該凸部の一部とが該凸部の稜線に沿って溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
前記電極群は正極と負極がセパレータを介して渦巻状に巻回された渦巻状電極群であって、
前記正極集電体あるいは負極集電体に備えられた前記接続部は前記渦巻状電極群の略巻回軌跡に沿って連続してあるいは不連続に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池。
前記正極集電体あるいは負極集電体に備えられた前記接続部は前記渦巻状電極群の略巻回軌跡に沿うように円弧状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電池。
前記凸部の肉厚は前記凹部の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電池。
前記正極集電体あるいは負極集電体に備えられた前記接続部は当該集電体の半径方向に連続してあるいは不連続に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電池。
前記エネルギービームはレーザ光であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の電池。