JP6014990B2 - 電池、集電体、及び集電体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池、集電体、及び集電体の製造方法に関する。

非水電解質二次電池等の電池は、発電要素の正極と負極をそれぞれ正負の外部端子に電気的に接続するための正負の集電体を備える。集電体は例えばリベットを使用したカシメ等の手段により電池の蓋体に固定される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２１２１１１号公報

特に、電気自動車等の車両用の非水電解質二次電池では、集電体に長期間の耐振動性、耐衝撃性が要求される。しかし、従来の電池では集電体の耐振動性、耐衝撃性について十分な考慮及び検討がなされていない。そのため、振動や衝撃が作用する環境下で従来の電池を長期間使用すると、集電体の耐振動性や耐衝撃性の不足に起因して電気抵抗が増加する。

本発明は、電池において、集電体の耐振動性と耐衝撃性を向上することによって電気抵抗の増加を防ぐことを課題とする。

本発明の第１の態様は、外装体の内部に配置された発電要素と少なくとも一部が前記外装体の外部に配置された外部端子とを電気的に接続する集電体を備える電池であって、前記集電体は、貫通孔を有し、この貫通孔を通して前記外部端子がカシメ固定されており、前記外部端子と電気的に接続される基部と、前記基部から突出して前記発電要素に接続される接続部と、前記基部の外周縁のうち、前記貫通孔から前記接続部に向けた方向と同方向に沿うとともに、前記貫通孔と前記外装体との間に位置する部分に少なくとも設けられたリブとを備える電池を提供する。

具体的には、前記リブは前記基部の前記貫通孔の周囲に設けられている。

絞り加工でリブを形成することで、集電体の基部の特にリブの周辺に加工硬化が生じて局所的に降伏応力が増加するので、集電体の基部の塑性変形が抑制できる。従って、絞り加工でリブを形成することで、集電体の耐振動性及び耐衝撃性がさらに向上する。

より具体的には、前記リブは前記接続部と同じ向きに前記基部から突出する主部を備える。

このような主部を有するリブを設けることで、集電体の基部の断面係数や極断面係数が高くなるので振動や衝撃による曲げやねじりに対する集電体の基部の強度が向上する。その結果、集電体の耐振動性及び耐衝撃性が向上し、電気抵抗の増加を防ぐことができる。

前記リブは前記主部の先端から突出する延長部をさらに備える事が好ましい。

主部の先端に延長部を設けることで、集電体の基部の断面係数や極断面係数がさらに高くなるので振動や衝撃による曲げやねじりに対する集電体の基部の強度がより一層向上する。その結果、集電体の耐振動性及び耐衝撃性がさらに向上し、電気抵抗の増加をより確実に防ぐことができる。

好ましくは、前記外装体は、内側面に凹部が形成された蓋体を備え、前記集電体の前記基部を前記凹部内に配置する。
この場合、基部が平板状であっても、基部全体を蓋体の凹部内に配置することで、電池内の容量を大きくすることができ、製造時の位置合わせが容易に行うことができる。

好ましくは、前記外装体は、内側面に凹部が形成された蓋体を備え、前記集電体の前記基部は、前記凹部内に配置された第１の部分と、前記凹部に隣接する前記蓋体の内側面に配置され、前記接続部が設けられている第２の部分と、前記第１及び第２の部分を互いに段違になるように連結する連結部とを備える。

集電体の基部を、単なる平板状ではなく、段違いとなるように連結部で連結された第１及び第２の部分を備える構成とすることで、振動や衝撃による曲げやねじりに対する集電体の基部の強度がさらに向上する。その結果、集電体の耐振動性及び耐衝撃性がさらに向上し、電気抵抗の増加をより確実に防ぐことができる。また、段違いの基部のうち第１の部分を蓋体の凹部に配置し、第２の部分を蓋体の下面に配置することで、電池の蓋体に対する集電体の取付強度が向上し、この点でも集電体の耐振動性及び耐衝撃性が高まる。このように耐振動性及び耐衝撃性をより一層向上することで、電気抵抗の増加をより一層確実に防ぐことができる。

この場合、前記リブの前記主部は、前記基部の前記第１の部分の外周縁のうち前記連結部との連結する部分を除く部分に設けることが好ましい。集電体の基部の第１の部分が浅いトレー状となるので、この形状によっても振動や衝撃によりも曲げやねじりに対する基部の強度を向上できる。

特に、前記接続部は前記リブの前記延長部に接続されていることが好ましい。この場合、前記リブの前記主部は、前記基部の前記第２の部分にさらに設けられ、前記リブの前記延長部は前記基部のうち前記第１の部分の前記第２の部分側と前記第２の部分とに設けられていることが好ましい。この構成により、集電体の接続部と基部との接続部分の長さが延びるので、集電体全体としての剛性が向上し、振動や衝撃により曲げやねじりに対する強度がさらに向上する。

本発明の第２の態様は、電池の外装体の内部に配置された発電要素と前記外装体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子とを電気的に接続する集電体であって、貫通孔を有し、この貫通孔を通して前記外部端子がカシメ固定される基部と、前記基部から突出して前記発電要素に接続される接続部と、前記基部の外周縁のうち、前記貫通孔から前記接続部に向けた方向と同方向に沿うとともに、前記貫通孔と前記外装体との間に位置する部分に少なくとも設けられたリブとを備える集電体を提供する。
本発明の第３の態様は、電池の外装体の内部に配置された発電要素と前記外装体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子とを電気的に接続する集電体であって、貫通孔を有し、この貫通孔を通して前記外部端子がカシメ固定される基部と、前記基部から突出して前記発電要素に接続される接続部と、前記基部の外周縁のうち、前記貫通孔から前記接続部に向けた方向と同方向に沿うとともに、前記貫通孔と前記外装体との間に位置する部分に少なくとも設けられたリブとを備える集電体の製造方法であって、前記リブは前記基部に対する絞り加工で形成されている、集電体の製造方法を提供する。

本発明によれば、電池の発電要素と外部端子とを電気的に接続する集電体は、外装体に対して固定されると共に外部端子と電気的に接続される基部にリブを備える。そのため、集電体の基部の断面係数や極断面係数が高くなるので振動や衝撃による曲げやねじりに対する集電体の基部の強度が向上し、高い耐振動性及び耐衝撃性を得ることができ、それによって、電気抵抗の増加を防ぐことができる。特に、絞り加工でリブを形成することで基部の塑性変形が抑制でき、集電体の耐振動性及び耐衝撃性をさらに向上でき、電気抵抗の増加をより確実に防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係る電池の一部断面正面図。 図１の蓋体を上方から見た斜視図。 図２の分解斜視図。 図１の蓋体を下方から見た斜視図。 本発明の第１実施形態に係る負極集電体を天地逆の姿勢とした部分拡大斜視図。 本発明の第１実施形態に係る負極集電体を天地逆の姿勢として他の方向から見た部分拡大斜視図。 本発明の第１実施形態に係る正極集電体を天地逆の姿勢とした部分拡大斜視図。 本発明の第１実施形態に係る正極集電体を天地逆の姿勢として他の方向から見た部分拡大斜視図。 本発明の第２実施形態に係る負極集電体を天地逆の姿勢とした部分拡大斜視図。 本発明の第２実施形態に係る負極集電体を天地逆の姿勢として他の方向から見た部分拡大斜視図。 本発明の第２実施形態に係る負極集電体を天地逆の姿勢としてさらに他の方向から見た部分拡大斜視図。 本発明の第２実施形態に係る正極集電体を天地逆の姿勢とした部分拡大斜視図。 本発明の第２実施形態に係る正極集電体を天地逆の姿勢として他の方向から見た部分拡大斜視図。 本発明の第２実施形態に係る正極集電体を天地逆の姿勢としてさらに他の方向から見た部分拡大斜視図。 比較例の負極集電体を天地逆の姿勢とした部分拡大斜視図。 試験回数と抵抗変化率の関係を示すグラフ。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る非水電解質二次電池１（以下、単に電池という）を示す。この電池１は、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成され直方体状の電池容器２内に発電要素３を収容し、電池容器２の上端開口を蓋体４で封止したものである。電池容器２と蓋体４とで外装体を構成している。蓋体４の外部には負極外部端子１４と正極外部端子１５の上面が露出している。

発電要素３は、銅箔からなる負極５と、アルミニウム箔からなる正極６との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータ７を配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータ７に対して負極５と正極６とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらせた状態で扁平状に巻回されている。発電要素３は、負極５が負極集電体１２を介して負極外部端子１４に電気的に接続され、正極６が正極集電体１３を介して正極外部端子１５に電気的に接続されている。

図２から図４を併せて参照すると、蓋体４は、平面視矩形状の長尺な金属製の板状で、長手方向の中央付近に安全弁８が装着され、一端側に注液孔９が設けられている。

蓋体４の両端部には、上面４ｂから上方に向かって膨出する平面視略矩形状の係合受部１１がそれぞれ形成されている。各係合受部１１では、蓋体４の下面４ａを窪ませて係合凹部１１ａが形成されている。また、蓋体４の下面４ａには係合凹部１１ａの一辺を除く周囲に浅いガイド凹部１１ｂがそれぞれ形成されている。また、係合凹部１１ａを構成する天井面の中心部分には貫通孔１１ｃが形成されている。

図において左側の係合受部１１及びガイド凹部１１ｂには、負極集電体１２及び負極外部端子１４が上パッキン１６と負極下パッキン１７を介してそれぞれ取り付けられている。

上パッキン１６は、隔壁１６ａによって、上方側の端子保持凹部１６ｂと、下方側の装着用凹部１６ｃとを区画した樹脂製の部品であり、隔壁１６ａの中央部分には下方側に延びる両端開口の筒状部１６ｄが設けられている。上パッキン１６は、係合受部１１の上かから被せ、装着用凹部１６ｃ内に係合受部１１を収容することで蓋体４に装着される。筒状部１６ｄは貫通孔１１ｃに挿通されて係止凹部１１ａ内に進入している。また、上パッキン１６が備える２つの舌状片１６ｅの係止孔１６ｆには、蓋体４の上面４ｂから突出する係止突部１９が挿通されている。

負極下パッキン１７は、蓋体４の係合凹部１１ａ内に配置される膨出部１７ａと、この膨出部１７ａに連続して設けられて係合受部１１のガイド凹部１１ｂに配置される平坦部１７ｂとを備える。膨出部１７ａは、係合受部１１の係合凹部１１ａの一辺側を除く部分の内面に沿った形状を有する。また、膨出部１７ａには貫通孔１７ｃが形成されている。この貫通孔１７ｃには上パッキン１６の筒状部１６ｄの下端付近が差し込まれている。

負極外部端子１４は、平面視矩形状のアルミニウム製の板状体２１と、銅製のリベット２２とを備える。リベット２２は、顎部２２ａを板状体２１の中央部分に形成した貫通孔２１ａに圧入することで、軸部２２ｂが突出した状態で板状部２１に固定される。板状体２１は上パッキン１６の端子保持凹部１６ｂに収容される。

負極集電体１２の基部３１は、負極下パッキン１７の膨出部１７ａ及び平坦部１７ｂの下側に重ねて配置される。負極集電体１２については後述する。

負極外部端子１４のリベット２２の軸部２２ｂを上パッキン１６の筒状部１６ｄ及び負極集電体１２の基部３１に形成された貫通孔３３ａを挿通させた後に、先端を押し広げて大径部２２ｃを形成することで、負極外部端子１４、上パッキン１６、負極下パッキン１７、及び負極集電体１２の基部３１が蓋体４に対してカシメ固定されている。

図において右側の係合受部１１及びガイド凹部１１ｂには、正極集電体１３及び正極外部端子１５が上パッキン１６及び正極下パッキン１８を介してそれぞれ取り付けられている。

負極側と同様に上パッキン１６が係合受部１１に装着されている。一方、正極側下パッキン１８は貫通孔１８ａを設けた平板状であり、係合凹部１１ａ内に配置される。

正極外部端子１５はアルミニウム製で、平面視矩形状の板状体１５ａと、その下面中央部から突出する筒状の軸部１５ｂとを備える。板状体１５ａは上パッキン１６の端子保持凹部１６ｂに収容される。

正極集電体１３の基部３１は、正極下パッキン１８の下側に重ねて配置される。正極集電体１３については後に詳述する。

正極外部端子１５の軸部１５ｂを上パッキン１６の筒状部１６ｄ及び正極集電体１３の基部３１に形成された貫通孔３３ａを挿通させた後に、先端を押し広げて大径部１５ｃを形成することで、正極外部端子２８、上パッキン１６、正極下パッキン１８、及び正極集電体１３の基部３１が蓋体４に対してカシメ固定されている。

図５Ａ及び図５Ｂに示す負極集電体１２は銅製で、図６Ａ及び図６Ｂに示す正極集電体１３はアルミニウム製であり、いずれも板材のプレス加工により製造される。負極集電体１２及び正極集電体１３は同様の構造を有するので、以下、負極集電体１２について詳細に説明する。正極集電体１３については、負極集電体１２と同一ないし同様の要素には同一の符号を付し、負極集電体１２と相違している点について説明する。

図５Ａ及び図５Ｂに示す負極集電体１２は、基部３１と、一対の脚部（接続部）３２，３２とを備える。図４を併せて参照すると、基部３１は、蓋体４の下面４ａに形成された係合凹部１１ａ内に配置されて負極下パッキン１７の膨出部１７ａの下側に重ねて配置される固定部（第１の部分）３３と、係合凹部１１ａに隣接する位置で負極下パッキン１７の平坦部１７ｂの下側に重ねて配置される台座部（第２の部分）３４とを備える。図１に示す姿勢で電池１を配置したときに、固定部３３と台座部３４はいずれも水平面（ＸＹ平面）上に配置されるが、高さ方向の位置（Ｚ方向）の位置は同じではなく、固定部３３と台座部３４とは段違いの位置関係で配置されている。具体的には、蓋体４の係合凹部１１ａ内に収容された固定部３３は、蓋体４の下面４ｂに配置された台座部３４よりも上方に位置している。段違いの固定部３３と台座部３４は、図１に示す姿勢で電池１を配置したときに概ね垂直面（ＹＺ平面）に沿って拡がる連結部３５により連結されている。

固定部３３の中央には負極外部端子１４のリベット２２の軸部２２ｂを挿通させるための貫通孔３３ａが形成されている。前述したように、固定部３３はリベット２２によって負極外部端子２８、上パッキン１６、及び負極下パッキン１７と共に蓋体４に対してカシメ固定されている。また、固定部３３はリベット２２を介して負極外部端子１４の板状体２１に電気的に接続されている。

台座部３４は概ね矩形板状である。台座部３４の４辺のうち、連結部３５を介して固定部３３が連結された一辺以外の互い対向する２辺（基部３１の幅方向に対向する２辺）から、一定幅の細長い矩形状の脚部３２，３２が互いに平行に突出している。図１に示す姿勢で電池１を配置したときに、脚部３２，３２は台座部３４から概ね鉛直方向下向き（−Ｚ方向）に延びており、発電要素３の負極５（銅箔）に隣接して配置される。脚部３２，３２と発電要素３の負極５とは、図１にのみ模式的に示すクリップ１０により電気的に接続され、かつ機械的に互いに連結されている。

図５Ａ及び図５Ｂに最も明瞭に示すように、負極集電体１２の基部３１のうち、固定部３３には、壁状のリブ３７が形成されている。リブ３７は、脚部３２，３２の突出方向並びに固定部３３から台座部３４に向けて連結部３５が延びる方向と同方向に突出するように基部３１から立ち上がっている。具体的には、リブ３７は概ね矩形状の固定部３３の４辺のうち連結部３５とつながる一辺を除く３つの辺に沿った直線部分３７ａ，３７ｂ，３７ｃ、直線部分３７ａと直線部分３７ｃをつなぐ弧状部３７ｄ、及び直線部分３７ｂと直線部分３７ｃをつなぐ弧状部３７ｅを備える。また、リブ３７は直線部分３７ａ，３７ｂの端部から台座部３４へ立ち上がるアール状部３７ｆ，３７ｇを備える。言い換えれば、連結部３５との接続側の辺を除く基部３１の外周縁に沿ってリブ３７が形成されている。

また、アール状部３７ｆ，３７ｇを除くリブ３７の高さＨ１（図５Ａにおいて固定部３３の上面からリブ３７の先端面までの距離）は、基部３１の寸法等の条件に応じて、例えば１〜１０ｍｍ程度の範囲に設定される。本実施形態では、アール状部３７ｆ，３７ｇを除くリブ３７の高さＨ１を概ね一定としているが、リブ３７の個々の部位毎に高さを異ならせてもよい。

３辺にリブ３７が形成されて残りの一辺には連結部３５がつながっているので、固定部３３は全体としていわば浅いトレーのような形状を呈しており、その中央にカシメ固定用の貫通孔３３ａが位置している。

板材に対して絞り加工を施すことで、固定部３３と台座部３４とを連結部３５を介して段違いの位置とし、かつ固定部３３の外周縁に沿ってリブ３７を設けている。言い換えれば、負極集電体１２の基部３１では絞り加工により、固定部３３を浅いトレーのような形状としている。

正極集電体１３のうち、蓋体４の係合凹部１１ａ内に配置される固定部３３は正極下パッキン１８に重ねられるが、係合凹部１１ａに隣接する位置に配置される台座部３４は蓋体４の下面４ａに対して正極下パッキン１８を介することなく配置される（図４参照）。正極集電体１３の脚部３２，３２は図１にのみ模式的に示すクリップ１０により発電要素３の正極６に対して電気的に接続され、かつ機械的に連結されている。

電池１に対して振動や衝撃が加えられると、負極集電体１２及び正極集電体１３には、図２、図５Ａ、及び図６Ａにおいて矢印Ｆで模式的に示すＸ方向の力が主に作用する。その理由は、電池容器２内での発電要素３がＹ方向の変位は電池容器２の両側壁内面で拘束されるのに対し、負極集電体１２及び正極集電体１３との接続のための空間を確保するために、Ｘ方向には電池容器２内で発電要素３が変位する余地が残されているためである。本実施形態では、リブ３７を設けることで、矢印Ｆで示すような曲げに対して負極集電体１２及び正極集電体１３が備える基部３１の固定部３３（カシメにより蓋体４に固定されている）の断面係数を高くし、負極集電体１２及び正極集電体の基部３１の強度を高めている。

また、再度図１を参照すると、蓋体４と発電要素３との間には電解液の充填のための空間が設けられているので、電池１に対して振動や衝撃が加えられた場合、Ｘ方向だけでなくＺ方向にも電池容器２内で発電要素３が変位する余地が残されている。そのため、負極集電体１２及び正極集電体１３が備える基部３１の固定部３３には概ねＸ軸まわりのねじろうとする力も作用する。本実施形態ではリブ３７を設けることで、この種のねじりに対して、負極集電体１２及び正極集電体１３が備える基部３１の固定部３３の極断面係数を高く設定し、負極集電体１２及び正極集電体の基部３１の強度を高めている。

以上のように、リブ３７を設けることで、基部３１の断面係数や極断面係数が高くなるので振動や衝撃による曲げやねじりに対する負極集電体１２及び正極集電体１３の基部３１の強度が向上する。その結果、負極集電体１２及び正極集電体１３の耐振動性及び耐衝撃性が向上する。そして、耐振動性及び耐衝撃性の向上によって電気抵抗の増加を防ぐことができる。

また、前述のように基部３１の固定部３３はリブ３７と連結部３５によって浅いトレー状としているが、かかる形状も振動や衝撃による曲げやねじりに対する基部３１の強度向上に寄与している。

リブ３７の形成、並びに連結部３５で固定部３３と台座部３４を段違いとする構造の形成は基部３１の固定部３３に対して絞り加工を施すことでなされている。絞り加工でリブ３７を形成することで、基部３１の特にリブ３７の周辺に加工硬化が生じて局所的に降伏応力が増加するので、負極集電体１２及び正極集電体１３の基部３１の塑性変形が抑制できる。つまり、リブ３７を絞り加工で形成しているため、負極集電体１２及び正極集電体１３の耐振動性及び耐衝撃性がさらに向上し、電気抵抗の増加をより確実に防ぐことができる。

基部３１を、単なる平板状ではなく、固定部３３と台座部３４が連結部３５で段違いで連結された構成としたことも、振動や衝撃による曲げやねじりに対する負極集電体１２及び正極集電体１３の基部３１の強度を高め、負極集電体１２及び正極集電体１３の耐振動性及び耐衝撃性の向上とそれによる電気抵抗の増加の防止に寄与している。

また、段違いの基部３１のうち、固定部３３を蓋体４の係合凹部１１ａ内に配置し、台座部３４を蓋体４の下面４ａに配置することで、電池１の蓋体４に対する負極集電体１２及び正極集電体１３の取付強度が向上し、この点でも耐振動性及び耐衝撃性が高まり電気抵抗の増加を防止できる。

（第２実施形態）
図７Ａから図８Ｃに示す本発明の第２実施形態は、図７Ａから図７Ｃに示す銅製の負極集電体１２自体の構造と、図８Ａから図８Ｃに示すアルミニウム製の正極集電体１３自体の構造に第１実施形態とは異なる点がある。電池１のその他の構造、特に負極及び正極集電体１２，１３の発電要素３や負極及び正極外部端子１４，１５に対する接続構造や、負極及び集電体１２，１３の蓋体４への取付構造は第１実施形態と同様である。また、本実施形態の負極集電体１２及び正極集電体１３も同様の構造を有するので、以下、負極集電体１２について詳細に説明する。正極集電体１３については、負極集電体１２と同一ないし同様の要素には同一の符号を付し、負極集電体１２と相違している点について説明する。

図７Ａから図７Ｃに示す負極集電体１２では、リブ３７は壁状の主部３７ｈと主部３７ｈの先端から外側横向き（図においてＹ方向）に突出する一対の延長部３７ｉ，３７ｊとを備える。なお、第１実施形態の負極及び正極集電体１２，１３のリブ３７は本実施形態におけるリブ３７のうち主部３７ｈのみを備える構成に相当する。

リブ３７の主部３７ｈは負極集電体１２の基部３１のうち、固定部３３、台座部３４、及び連結部３５に設けられている。まず、概ね矩形状の固定部３３では、リブ３７の主部３７ｈは４辺のうち連結部３５とつながる一辺を除く３つの辺に沿った直線部分３７ａ，３７ｂ，３７ｃ、直線部分３７ａと直線部分３７ｃをつなぐ弧状部３７ｄ、及び直線部分３７ａと直線部分３７ｃをつなぐ弧状部３７ｅを備える。また、概ね矩形板状の台座部３４では連結部３５を介して固定部３３が連結された一辺以外の互い対向する２辺（基部３１の幅方向に対向する２辺）にリブ３７の主部３７ｈの直線部分３７ｋ，３７ｍが設けられている。さらに、連結部３５の互い対向する２辺（基部３１の幅方向に対向する２辺）には、固定部３３に設けられた直線部３７ａ，３７ｂと台座部３４に設けられた直線部分３７ｋ，３７ｍとを連結するように、直線部分３７ｎ，３７ｐが設けられている。

本実施形態では台座部３４と連結部３５にもリブ３７の壁状の主部３７ｈを設けることで、固定部３３のみでなく台座歩３４や連結部３５についても断面係数や極断面係数を高く設定し、この点でも負極集電体１２の強度を高めることができる。

リブ３７の主部３７ｈのうち、固定部３３に設けられた互いに対向する直線部分３７ａ，３７ｂ、これら直線部分３７ａ，３７ｂと連続する連結部３５に設けられた直線部分３７ｎ，３７ｐ、及びこれらの直線部分３７ｎ，３７ｐと連続する台座部３４に設けられた直線部分３７ｋ，３７ｍに前述した延長部３７ｉ，３７ｊが設けられている。固定部３３に設けられた互いに対向する直線部分３７ａ，３７ｂでは、その全長ではなく、連結部３５から貫通孔３３ａの中心に相当する位置付近の部分（連結部３５側）に延長部３７ｉ，３７ｊが設けられている。要するに、互いに対向する延長部３７ｉ，３７ｊは台座部３４の端部から固定部３３の途中まで延びている。

リブ３７の主部３７ｈの先端に延長部３７ｉ，３７ｊを設けることで、負極集電体１２の基部３１の断面係数や極断面係数がさらに高くなるので振動や衝撃による曲げやねじりに対する負極集電体１２の基部３１の強度がより一層向上する。その結果、負極集電体１２の耐振動性及び耐衝撃性がさらに向上し、電気抵抗の増加をより確実に防ぐことができる。

負極集電体１２の一対の脚部３２，３２は延長部３７ｉ，３７ｊから突出している。具体的には、これらの脚部３２，３２は下端側の着座部３２ａを介して延長部３７ｉ，３７ｊに固定されており、この着座部３２ａは延長部３７ｉ，３７ｊの長手方向の概ね全長にわたって延びている。つまり、一対の脚部３２，３２が基部３１に接続される部分は、台座部３４を越えて固定部３３の途中（貫通孔３３ａの中心に相当する位置）まで延びている。脚部３２，３２と基部３１との接続部分である着座部３２ａの長さを延ばすことで、負極集電体１２の全体としての剛性が向上し、振動や衝撃による曲げやねじりに対する強度がさらに向上する。

図８Ａから図８Ｃに示す正極集電体１３は、図７Ａから図７Ｃに示す負極集電体１２より、固定部３３の長手方向の長さが長く設定されている。また、固定部３３の長手方向の先端にはリブ３７の直線部分３７ｃの上端から延びる舌状部３８が設けられている。この舌状部３８は正極集電体１３を蓋体４へ溶接するために設けられている。

本発明の効果を確認するための試験を行った。この試験では、図５Ａ及び図５Ｂに示す銅製の負極集電体１２を使用した（以下、この負極集電体１２を必要に応じて実施例という。）。実施例の負極集電体１２の寸法は以下の通りであった。まず、基部３１の全長Ｌは４５ｍｍ、固定部３３の幅Ｗ１は２５ｍｍ、台座部３４の幅Ｗ２は３５ｍｍであった。また、アール状部３７ｆ，３７ｇを除くリブ３７の高さＨ１は３ｍｍであった。さらに、図５Ａにおいて固定部３３の上面から台座部３４の下面までの高さＨ２は７ｍｍであった。また、比較例として図９に示す銅製の負極集電体１２’を準備した。比較例の負極集電体１２’は実施例の負極集電体１２と同様の寸法を有するが、カシメ用の貫通孔３３ａ’が形成された基部３３’は平坦な板状であり、リブは形成されておらず段違いの構造も有さない。

ＵＮ（国連）試験基準マニュアルで規定された耐振動性、耐衝撃性に関する試験条件を３回繰り返して電池の抵抗の変化率を測定した。試験結果を以下の表１及び図１０に示す。図１０において、丸印が比較例で四角印が実施例である。

表１及び図１０から明らかなように、比較例では試験前後で抵抗が１００％から１０％増加した１１０％となったのに対し、実施例では試験前後で抵抗は１００％から５％だけ増加して１０５％となった。この結果から、本発明によって集電体の耐振動性及び耐衝撃性が向上し、それによって電気抵抗の増加を防止できることが確認できる。

本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
図９に示す比較例のように段違い構造ではなく単なる平板状の基部の外周縁にリブ３７と同様のリブを設けても、集電体の基部の強度を高めて耐振動性及び耐衝撃性が向上できる。このような平板状の基部を有する集電体の場合、基部全体を蓋体４の凹部に収容してもよい。この場合でも、電池内の容量を大きくすることができ、製造時の位置合わせが容易である。
また、非水電解質二次電池を例に本発明を説明したが、非水電解質二次電池以外の電池にも本発明を適用できる。

１ 非水電解質二次電池
２ 電池容器
３ 発電要素
４ 蓋体
４ａ 下面
４ｂ 上面
５ 負極
６ 正極
７ セパレータ
８ 安全弁
９ 注液孔
１０ クリップ
１１ 係合受部
１１ａ 係合凹部
１１ｂ ガイド凹部
１１ｃ 貫通孔
１２ 負極集電体
１３ 正極集電体
１４ 負極外部端子
１５ 正極外部端子
１５ａ 板状体
１５ｂ 軸部
１５ｃ 大径部
１６ 上パッキン
１６ａ 隔壁
１６ｂ 端子保持凹部
１６ｃ 装着用凹部
１６ｄ 筒状部
１６ｅ 舌状部
１６ｆ 係合孔
１７ 負極下パッキン
１７ａ 膨出部
１７ｂ 平坦部
１７ｃ 貫通孔
１８ 正極下パッキン
１９ 係止突部
２１ 板状体
２１ａ 貫通孔
２２ リベット
２２ａ 顎部
２２ｂ 軸部
２２ｃ 大径部
３１ 基部
３２ 脚部
３２ａ 着座部
３３ 固定部
３３ａ 貫通孔
３４ 台座部
３５ 連結部
３７ リブ
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ 直線部
３７ｄ，３７ｅ 弧状部
３７ｆ，３７ｇ アール状部
３７ｈ 主部
３７ｉ，３７ｊ 延長部
３７ｋ，３７ｍ 直線部（台座部）
３７ｎ，３７ｐ 直線部（連結部）
３８ 舌状部

Claims (11)

1. 外装体の内部に配置された発電要素と少なくとも一部が前記外装体の外部に配置された外部端子とを電気的に接続する集電体を備える電池であって、
   前記集電体は、
   貫通孔を有し、この貫通孔を通して前記外部端子がカシメ固定されており、前記外部端子と電気的に接続される基部と、
   前記基部から突出して前記発電要素に接続される接続部と、
   前記基部の外周縁のうち、前記貫通孔から前記接続部に向けた方向と同方向に沿うとともに、前記貫通孔と前記外装体との間に位置する部分に少なくとも設けられたリブと
   を備える電池。
2. 前記リブは前記基部の前記貫通孔の周囲に設けられている、請求項１に記載の電池。
3. 前記リブは前記接続部と同じ向きに前記基部から突出する主部を備える請求項１又は２に記載の電池。
4. 前記リブは前記主部の先端から突出する延長部をさらに備える、請求項３に記載の電池。
5. 前記外装体は、内側面に凹部が形成された蓋体を備え、
   前記集電体の前記基部を前記凹部内に配置した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。
6. 前記外装体は、内側面に凹部が形成された蓋体を備え、
   前記集電体の前記基部は、
   前記凹部内に配置された第１の部分と、
   前記凹部に隣接する前記蓋体の内側面に配置され、前記接続部が設けられている第２の部分と、
   前記第１及び第２の部分を互いに段違になるように連結する連結部と
   を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池。
7. 前記外装体は、内側面に凹部が形成された蓋体を備え、
   前記集電体の前記基部は、
   前記凹部内に配置された第１の部分と、
   前記凹部に隣接する前記蓋体の内側面に配置され、前記接続部が設けられている第２の部分と、
   前記第１及び第２の部分を互いに段違になるように連結する連結部と
   を備え
   前記リブの前記主部は、前記基部の前記第１の部分の外周縁のうち前記連結部との連結する部分を除く部分に設けられている、請求項４に記載の電池。
8. 前記接続部は前記リブの前記延長部に接続されている、請求項７に記載の電池。
9. 前記リブの前記主部は、前記基部の前記第２の部分にさらに設けられ、
   前記リブの前記延長部は前記基部のうち前記第１の部分の前記第２の部分側と前記第２の部分とに設けられている、請求項８に記載の電池。
10. 電池の外装体の内部に配置された発電要素と前記外装体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子とを電気的に接続する集電体であって、
    貫通孔を有し、この貫通孔を通して前記外部端子がカシメ固定される基部と、
    前記基部から突出して前記発電要素に接続される接続部と、
    前記基部の外周縁のうち、前記貫通孔から前記接続部に向けた方向と同方向に沿うとともに、前記貫通孔と前記外装体との間に位置する部分に少なくとも設けられたリブと
    を備える集電体。
11. 電池の外装体の内部に配置された発電要素と前記外装体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子とを電気的に接続する集電体であって、
    貫通孔を有し、この貫通孔を通して前記外部端子がカシメ固定される基部と、
    前記基部から突出して前記発電要素に接続される接続部と、
    前記基部の外周縁のうち、前記貫通孔から前記接続部に向けた方向と同方向に沿うとともに、前記貫通孔と前記外装体との間に位置する部分に少なくとも設けられたリブと
    を備える集電体の製造方法であって、
    前記リブは前記基部に対する絞り加工で形成されている、集電体の製造方法。

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