JP6572736B2 - 角形二次電池の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は角形二次電池の製造方法に関する。
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池等の角形二次電池が使用されている。
これらの角形二次電池では、開口を有する有底筒状の角形外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが形成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が電解液と共に収容される。封口板には正極端子及び負極端子が取り付けられる。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
正極板は、金属製の正極芯体と、正極芯体表面に形成された正極活物質層を含む。正極芯体の一部には正極活物質層が形成されない正極芯体露出部が形成される。そして、この正極芯体露出部に正極集電体が接続される。また、負極板は金属製の負極芯体と、負極芯体表面に形成された負極活物質層を含む。負極芯体の一部には負極活物質層が形成されない負極芯体露出部が形成される。そして、この負極芯体露出部に負極集電体が接続される。
例えば特許文献１においては、一方の端部に巻回された正極芯体露出部を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部を有する巻回電極体を用いた角形二次電池が提案されている。また、特許文献２においては、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いた角形二次電池が提案されている。
特開２００９−０３２６４０号公報 特開２００８−２２６６２５号公報
車載用二次電池、特にＥＶやＰＨＥＶ等に用いられる二次電池に関しては、より体積エネルギー密度が高く電池容量の大きな二次電池の開発が求められる。上記特許文献１に開示されている角形二次電池の場合、電池ケース内には、巻回された正極芯体露出部及び巻回された負極芯体露出部が配置される左右のスペース、及び封口板と巻回電極体の間の上部のスペースが必要であり、二次電池の体積エネルギー密度を増加させることが困難である原因となっている。
これに対し、上記特許文献２に開示されている角形二次電池のように、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いると、体積エネルギー密度の高い角形二次電池が得られ易くなる。しかしながら、単に一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いたとしても、従来の製造方法、特に従来の集電部の組み立て方法では体積エネルギー密度が更に向上した角形二次電池を製造することが困難であった。
本発明は、高い体積エネルギー密度を有する角形二次電池を提供することを目的とする
。
本発明の一様態の角形二次電池の製造方法は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記正極板に電気的に接続された正極集電体と、
前記負極板に電気的に接続された負極集電体と、を備えた角形二次電池の製造方法であって、
前記封口板に前記正極集電体及び前記負極集電体を取り付ける取り付け工程と、
前記封口板の短手方向において、
前記封口板の一方側に、第１正極タブ部を有する前記正極板及び第１負極タブ部を有する前記負極板を含む第１電極体要素を配置し、
前記封口板の他方側に、第２正極タブ部を有する前記正極板及び第２負極タブ部を有する前記負極板を含む第２電極体要素を配置し、
前記第１正極タブ部及び前記第２正極タブ部を前記正極集電体に電気的に接続し、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部を前記負極集電体に電気的に接続する接続工程と、
前記第１電極体要素と前記第２電極体要素を一つに纏める纏め工程を有する。
上述の方法によると、タブ部及び集電体からなる集電部が占める体積を非常に小さくすることが可能となるため、より体積エネルギー密度の高い角形二次電池が容易に得られる。
なお、接続工程において、各電極体要素の配置、及び各タブ部と集電体の接続の順序は特に限定されない。接続工程において、第１電極体要素及び第２電極体要素をそれぞれ封口板の両側に配置した後、第１正極タブ部及び第２正極タブ部を正極集電体に電気的に接続し、第１負極タブ部及び第２負極タブ部を負極集電体に電気的に接続してもよい。また、接続工程において、第１電極体要素を封口板の一方側に配置し、第１正極タブ部を正極集電体に電気的に接続し、第１負極タブ部を負極集電体に電気的に接続した後、第２電極体要素を封口板の他方側に配置し、第２正極タブ部を正極集電体に電気的に接続し、第２負極タブ部を負極集電体に電気的に接続してもよい。
前記正極集電体は正極絶縁部材を介して前記封口板上に配置され、
前記負極集電体は負極絶縁部材を介して前記封口板上に配置されていることが好ましい。
前記第１電極体要素は、複数枚の前記正極板及び複数枚の前記負極板を含み、
前記第１正極タブ部は積層されており、前記第１負極タブは積層されており、
前記第２電極体要素は、複数枚の前記正極板及び複数枚の前記負極板を含み、
前記第２正極タブ部は積層されており、前記第２負極タブは積層されていることが好ましい。
前記纏め工程において、前記第１電極体要素における一方の面と、前記第２電極体要素における一方の面とを接触させることが好ましい。
前記纏め工程において、前記第１正極タブ部、前記第２正極タブ部、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部を湾曲させることが好ましい。
前記接続工程において、
前記第１正極タブ部、前記第２正極タブ部、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部の少なくとも一つには予め補助導電部材が接続され、
前記第１正極タブ部、前記第２正極タブ部、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部の少なくとも一つは、前記補助導電部材を介して前記正極集電体又は前記負極集電体に電気的に接続されることが好ましい。
本発明によれば、高い体積エネルギー密度を有する角形二次電池を提供することができる。
実施形態に係る角形二次電池の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 実施形態に係る正極板及び負極板の平面図である。 実施形態に係る電極体要素の平面図である。 封口板の長手方向に沿った電流遮断機構近傍の断面図である。 封口板の短手方向に沿った電流遮断機構近傍の断面図である。 集電体等が取り付けられた封口板の電池内面側を示す図である。 図１１のＸＩＩ―ＸＩＩ線に沿った断面図である。 変形例に係る角形二次電池の図１２に対応する図である。 補助部材の平面図である。 変形例に係る角形二次電池の図１２に対応する図である。 変形例に係る角形二次電池に用いる電極体要素の断面図である。
実施形態に係る角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
図１〜６に示すように、角形二次電池２０は、開口を有する角形外装体１と、当該開口を封口する封口板２を備える。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる。角形外装体１は、底部１ａ、一対の大面積側壁１ｂ及び一対の小面積側壁１ｃを有する。角形外装体１は、底部１ａと対向する位置に開口を有する角形の有底筒状の外装体である。角形外装体１内には、複数の正極板と複数の負極板がセパレータを介して積層された積層型の電極体３が電解質と共に収容されている。
正極板４は、金属製の正極芯体と、正極芯体上に形成された正極活物質を含む正極活物質層４ａを有する。正極板４は一つの端辺に正極芯体が露出する正極芯体露出部４ｂを有する。なお、正極芯体としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。負極板５は、金属製の負極芯体と、負極芯体上に形成された負極活物質を含む負極活物質層５ａを有する。負極板５は一つの端辺に負極芯体が露出する負極芯体露出部５ｂを有する。なお、負極芯体としては銅箔又は銅合金箔を用いることが好ましい。角形二次電池２０では、正極芯体露出部４ｂが正極タブ部４ｃを構成し、負極芯体露出部５ｂが負極タブ部５ｃを構成している。
電極体３において、封口板２側の端部に、正極タブ部４ｃが積層され正極タブ群（４ｘ、４ｙ）を構成した状態で配置され、また、負極タブ部５ｃが積層され負極タブ群（５ｘ、５ｙ）を構成した状態で配置されている。積層された正極タブ部４ｃは正極集電体６のリード部６ｃに接続されている。そして、この正極集電体６に正極端子７が電気的に接続されている。積層された負極タブ部５ｃは負極集電体８のリード部８ｃに接続されている。そして、この負極集電体８に負極端子９が電気的に接続されている。正極板４と正極端子７の間の導電経路には感圧式の電流遮断機構４０が設けられている。電流遮断機構４０は電池内部の圧力が所定値以上となったときに作動し、正極板４と正極端子７の間の導電経路が切断されることにより電流が遮断される。なお、負極板５と負極端子９の間の導電経路に感圧式の電流遮断機構４０が設けてもよい。
正極端子７は内部側絶縁部材１０及び外部側絶縁部材１１により封口板２と電気的に絶縁された状態で封口板２に取り付けられている。また、負極端子９は内部側絶縁部材１２及び外部側絶縁部材１３により封口板２と電気的に絶縁された状態で封口板２に取り付けられている。内部側絶縁部材１０、１２及び外部側絶縁部材１１、１３はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。正極端子７には、端子貫通穴７ｘが設けられており、端子貫通穴７ｘは端子栓７ｙにより封止されている。
電極体３は絶縁シート１４に覆われた状態で角形外装体１内に収容されている。絶縁シート１４としては、箱状に折り曲げられた樹脂シート、あるいは袋状の樹脂シートを用いることが好ましい。封口板２は角形外装体１の開口縁部にレーザ溶接等により接合されている。封口板２は電解液注液孔１５を有し、この電解液注液孔１５は電解液を注液した後、封止栓１６により封止される。封口板２には電池内部の圧力が所定値以上となった場合に作動し、電池内部のガスを電池外部に排出するためのガス排出弁１７が形成されている。なお、ガス排出弁１７の作動圧は、電流遮断機構４０の作動圧よりも高い値に設定する。
次に角形二次電池２０の製造方法について説明する。
［正極板の作製］
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電剤としての炭素材料、及びＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を含む正極スラリーを作製する。この正極スラリーを、正極芯体としての厚さ１５μｍの矩形状のアルミニウム箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、正極スラリー中のＮ−メチルピロリドンを取り除き、正極芯体上に正極活物質層を形成する。その後、正極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた正極板を所定の形状に裁断する。
［負極板の作製］
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び水を含む負極スラリーを作製する。この負極スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの矩形状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた負極板を所定の形状に裁断する。
図７は裁断後の正極板４（図７中の（ａ））、負極板５（図７中の（ｂ））の平面図である。正極板４は、正極芯体の両面に正極活物質層４ａが形成された方形状の領域を有し、その一辺に正極芯体露出部４ｂが正極タブ部４ｃとして形成されている。負極板５は、負極芯体の両面に負極活物質層５ａが形成された方形状の領域を有し、その一辺に負極芯
体露出５ｂが負極タブ部５ｃとして形成されている。なお、正極板４の大きさは負極板５の大きさよりも僅かに小さくされている。正極タブ部４ｃの根本部分には絶縁層ないし、正極芯体よりも電気抵抗が高い保護層４ｄを設けることが好ましい。なお、正極芯体露出部４ｂないし負極芯体露出部５ｂに他の導電部材を接続し、正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃとすることも可能である。
［電極体要素の作製］
５０枚の正極板４及び５１枚の負極板５を上述の方法で作製し、これらをポリオレフィン製の方形状のセパレータを介して積層し積層型の電極体要素（３ｘ、３ｙ）を作製する。図８に示すように、積層型の電極体要素（３ｘ、３ｙ）は、一方の端部において、各正極板４の正極タブ部４ｃが積層され、各負極板５の負極タブ部５ｃが積層されるように作製される。電極体要素（３ｘ、３ｙ）の両外面にはセパレータが配置され、テープ１８等により各極板及びセパレータが積層された状態に固定することができる。あるいは、セパレータに接着層を設け、セパレータと正極板４、セパレータと負極板５がそれぞれ接着されるようにしてもよい。なおセパレータの平面視の大きさは負極板５と同じ、あるいは負極板５よりも大きくする。２枚のセパレータの間に正極板４を配置し、セパレータの周縁を熱溶着した状態とした後、正極板４と負極板５を積層してもよい。
＜正極端子及び電流遮断機構の封口板への取り付け＞
図９は、封口板２の長手方向に沿った電流遮断機構４０近傍の断面図である。図１０は、封口板２の短手方向に沿った電流遮断機構４０近傍の断面図である。
封口板２には、正極端子取り付け孔２ａとして貫通穴が形成されている。正極端子取り付け孔２ａの電池外面側に外部側絶縁部材１１を配置し、電池内面側に内部側絶縁部材１０及び導電部材４１を配置する。そして、外部側絶縁部材１１、封口板２、内部側絶縁部材１０及び導電部材４１のそれぞれに形成された貫通穴に電池外部側から正極端子７を挿入し、正極端子７の先端を導電部材４１上に加締める。なお、さらに正極端子７の先端の加締め部を導電部材４１上に溶接することが好ましい。
導電部材４１は電極体３側に開口部４１ｘを有するカップ形状であることが好ましい。導電部材４１は、封口板２と平行に配置されるベース部４１ａと、ベース部４１ａから電極体３側に延びる筒状部４１ｂを有する。筒状部４１ｂは円筒形であってもよく、角形の筒状部であってもよい。導電部材４１は金属製であり、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。正極端子７はベース部４１ａに接続される。なお、正極端子７と導電部材４１が一体的な部品としてもよい。この場合、正極端子７は、電池内部側から各部品の貫通穴に挿入され、電池外部側で加締められる。
内部側絶縁部材１０は、封口板２と導電部材４１のベース部４１ａの間に配置される絶縁部材本体部１０ａと、絶縁部材本体部１０ａの封口板２の短手方向における両端部から電極体３側に延びる一対の絶縁部材第１側壁１０ｂと、絶縁部材本体部１０ａの封口板２の長手方向における両端部から電極体３側に延びる一対の絶縁部材第２側壁１０ｃを有する。絶縁部材第１側壁１０ｂの外面には凸部１０ｄが形成されている。
次に、変形板４２を導電部材４１の電極体３側の開口部４１ｘを塞ぐように配置し、変形板４２の外周縁を導電部材４１にレーザ溶接等により接合する。これにより、導電部材４１の電極体３側の開口部４１ｘを気密に封止する。変形板４２は金属製であり、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。変形板４２は、導電部材４１の開口部４１ｘと同じ形状にすることが好ましい。角形二次電池２０では、変形板４２は平面視で円形状である。
次に絶縁板４３を変形板４２の電極体３側の面に配置する。絶縁板４３は、変形板４２と正極集電体６の集電体本体部６ａの間に配置される絶縁板本体部４３ａと、絶縁板本体部４３ａの封口板２の短手方向における両端部から封口板２側に延びる一対の絶縁板第１側壁４３ｂを有する。絶縁板本体部４３ａには、絶縁板貫通穴４３ｃ、第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、第４突起４３ｄ４が形成されている。また、絶縁板第１側壁４３ｂの内面には、凹部４３ｅが形成されている。
絶縁板本体部４３ａに形成された絶縁板貫通穴４３ｃには変形板４２の中央部に形成された突出部４２ａが挿入される。また、絶縁板第１側壁４３ｂの内面は、絶縁部材第１側壁１０ｂの外面と対向するように配置される。そして、凸部１０ｃが凹部４３ｅと嵌合することにより、絶縁部材１０と絶縁板４３が接続される。なお、この凹部４３ｅを貫通穴としてもよい。
導電部材４１の電極体３側の端部にフランジ部４１ｃが設けられている。そして、絶縁板本体部４３ａの封口板２側の面には、導電部材４１のフランジ部４１ｃに引っ掛けられる引っ掛け固定部を設けることが好ましい。これにより、絶縁板４３を導電部材４１に固定する。
＜正極集電体＞
図９〜１１に示すように、正極集電体６は、集電体本体部６ａと、リード部６ｃと、集電体本体部６ａとリード部６ｃを繋ぐ集電体接続部６ｂを有する。
集電体本体部６ａには、接続用貫通穴６ｄが形成されており、この接続用貫通穴６ｄの周囲には薄肉部６ｅが形成されている。また、薄肉部６ｅ内には環状の溝部６ｆが接続用貫通穴６ｄを囲むように形成されている。溝部６ｆの厚み（残厚み）は、薄肉部６ｅよりも小さくなっている。ここで、環状の溝部６ｆが脆弱部となり、変形板４２の変形に伴い破断する。即ち、この脆弱部が破断予定部となっている。なお、脆弱部の破断により導電経路が切断されればよいため、薄肉部６ｅ及び溝部６ｆを両方設ける必要はない。薄肉部６ｅのみ、あるいは溝部６ｆのみを設けるようにしてもよい。あるいは、薄肉部６ｅや溝部６ｆを設けず、変形板４２と集電体本体部６ａの接続部を脆弱部とすることもできる。あるいは、変形板４２に薄肉部ないし溝部等の脆弱部を設けることもできる。なお、接続用貫通穴６ｄは必須の構成ではなく、集電体本体部６ａに設けた薄肉部を変形板４２に接続することもできる。
集電体本体部６ａには第１固定用貫通穴６ｙ１、第２固定用貫通穴６ｙ２、第３固定用貫通穴６ｙ３、第４固定用貫通穴６ｙ４が設けられている。第１固定用貫通穴６ｙ１、第２固定用貫通穴６ｙ２、第３固定用貫通穴６ｙ３、及び第４固定用貫通穴６ｙ４のそれぞれの周囲には凹部が設けられている。
［正極集電体の取り付け］
上述の正極集電体６を絶縁板４３の電極体３側の面に配置する。このとき、絶縁板４３に形成された第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、第４突起４３ｄ４を、それぞれ、正極集電体６に形成された第１固定用貫通穴６ｙ１、第２固定用貫通穴６ｙ２、第３固定用貫通穴６ｙ３、第４固定用貫通穴６ｙ４に挿入する。そして第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、第４突起４３ｄ４の先端を拡径することにより、絶縁板４３に正極集電体６を固定する。これにより第１固定部７０ａ、第２固定部７０ｂ、第３固定部７０ｃ、第４固定部７０ｄが形成される。なお、各突起を固定用貫通穴に圧入するようにしてもよい。
正極端子７に形成された端子貫通穴７ｘを通じ電池外部側からガスを送り込み、変形板
４２を正極集電体６の集電体本体部６ａに押し付けた状態とする。この状態で、正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた接続用貫通穴６ｄの縁部と変形板４２をレーザ溶接等により接合する。なお、接続用貫通穴６ｄは必須の構成ではなく、接続用貫通穴６ｘを有していない集電体本体部６ａを変形板４２に接合することもできる。端子貫通穴７ｘは端子栓７ｙで封止する。
図９〜図１１に示すように、絶縁板４３の電池内部側の面には正極集電体６の集電体本体部６ａが配置される。集電体本体部６ａの端部には、集電体本体部６ａから封口板２側に延びる集電体接続部６ｂが設けられている。そして、集電体接続部６ｂの封口板２側の端部から封口板２に沿ってガス排出弁１７側に延びるようにリード部６ｃが設けられている。リード部６ｃは封口板２に対して平行に配置されている。リード部６ｃはリード部絶縁部材１９（正極絶縁部材）を介して封口板２上に配置されている。なお、リード部絶縁部材１９は、内部側絶縁部材１０又は絶縁板４３と一体的に形成されていてもよい。
＜負極端子の封口板への取り付け＞
封口板２には、負極端子取り付け孔２ｂとして貫通穴が形成されている。負極端子取り付け孔２ｂの外面側に外部側絶縁部材１３を配置し、内面側に内部側絶縁部材１２及び負極集電体８の集電体本体部８ａを配置する。集電体本体部８ａには、貫通穴８ｄが設けられている。そして、外部側絶縁部材１３、封口板２、内部側絶縁部材１２及び負極集電体８の集電体本体部８ａのそれぞれに形成された貫通穴に電池外部側から負極端子９を挿入し、負極端子９の先端を負極集電体８上に加締める。そして、負極端子９において加締められた部分を負極集電体８に溶接する。内部側絶縁部材１２が負極絶縁部材の役割を果たす。なお、正極側に電流遮断機構４０を設けない場合、正極集電体６及び正極端子７の封口板２の取り付けは、負極側と同様の構成とすることができる。
＜タブ部と集電体の接続＞
図１１及び図１２に示すように、封口板２の短手方向（図１１では上下方向、図１２では左右方向）における一方側に第１電極体要素３ｘを配置し、他方側に第２電極体要素３ｙを配置する。そして、第１電極体要素３ｘの第１正極タブ群４ｘを正極集電体６のリード部６ｃ上に配置し、第１電極体要素３ｘの第１負極タブ群５ｘを負極集電体８のリード部８ｃ上に配置する。また、第２電極体要素３ｙの第２正極タブ群４ｙを正極集電体６のリード部６ｃ上に配置し、第２電極体要素３ｙの第２負極タブ群５ｙを負極集電体８のリード部８ｃ上に配置する。このとき第１電極体要素３ｘにおいて、第１正極タブ群４ｘを構成する各正極タブ部４ｃは、第１電極体要素３ｘの下面３ｘ２側に束ねられている。また、第１負極タブ群５ｘを構成する各負極タブ部５ｃは、第１電極体要素３ｘの下面３ｘ２側に束ねられている。同様に、第２電極体要素３ｙにおいて、第２正極タブ群４ｙを構成する各正極タブ部４ｃは、第２電極体要素３ｙの下面３ｙ２側に束ねられ、第３負極タブ群５ｙを構成する各負極タブ部５ｃは、第２電極体要素３ｙの下面３ｙ２側に束ねられている。
そして、上方からレーザ光等の高エネルギー線を、正極集電体６のリード部６ｃ上に配置された第１正極タブ群４ｘ及び第２正極タブ群４ｙに照射し、第１正極タブ群４ｘ及び第２正極タブ群４ｙをリード部６ｃに溶接する。また、上方からレーザ光等の高エネルギー線を、負極集電体８のリード部８ｃ上に配置された第１負極タブ群５ｘ及び第２負極タブ群５ｙに照射し、第１負極タブ群５ｘ及び第２負極タブ群５ｙをリード部８ｃに溶接する。これにより、溶接部５０ｘ、５０ｙ、６０ｘ及び６０ｙが形成される。
なお、第１電極体要素３ｘ及び第２電極体要素３ｙのそれぞれについて、タブ部を集電体に接続する前に、予め正極タブ部４ｃ同士を溶接等により接合し、予備接合部５１ｘ、５１ｙを形成しておくことが好ましい。また、負極側についても同様に、予め負極タブ部
５ｃ同士を接合し、予備接合部を形成しておくことが好ましい。なお、予備接合部５１ｘ及び５１ｙは、正極集電体６のリード部６ｃと対向する位置に設けられることが好ましい。これにより、纏め工程において正極タブ部４ｃを湾曲させる場合に、予備接合部により湾曲処理が阻害することが抑制される。湾曲処理後の正極タブ部４ｃにおいてリード部６ｃと平行に配置される領域に予備接合部５１ｘ及び５１ｙが設けられていることがより好ましい。
＜電極体作製＞
図１２における第１電極体要素３ｘの上面３ｘ１と第２電極体要素３ｙの上面３ｙ１とが接するように第１正極タブ群４ｘ、第２正極タブ群４ｙ、第１負極タブ群５ｘ及び第２負極タブ群５ｙを折り曲げる。これにより、第１電極体要素３ｘと第２電極体要素３ｙにより、図３〜６に示すように一つの電極体３となる。
＜角形二次電池の組み立て＞
封口板２に取り付けられた電極体３を絶縁シート１４で覆い、角形外装体１に挿入する。そして、封口板２と角形外装体１をレーザ溶接等により接合し、角形外装体１の開口を封口する。その後、電解質溶媒及び電解質塩を含有する非水電解質を封口板２に設けられた電解液注液孔１５より注液する。そして、電解液注液孔１５を封止栓１６で封止する。
＜角形二次電池の製造方法について＞
上述の方法によると、正極タブ部４ｃと正極集電体６の接続部、負極タブ部５ｃと負極集電体８の接続部等からなる集電部の構造を複雑にすることなく、容易に集電部が占める空間をより小さくすることができる。よって、より簡単な方法でより体積エネルギー密度の高い角形二次電池を製造することができる。
また、正極タブ部４ｃを正極集電体６に接続した後、ないし負極タブ部５ｃを負極集電体８に接続した後に、正極集電体６ないし負極集電体８を曲げ加工する必要がないため、正極タブ部４ｃと正極集電体６の接続部ないし負極タブ部５ｃと負極集電体８の接続部が損傷することを防止できる。
以下に変形例について説明する。なお、変形例において上述の角形二次電池２０と同じ構成については、角形二次電池２０と同じ符号を付与している。また、特に説明を行わない部分は、上述の角形二次電池２０と同じ構成とすることができる。
＜変形例１＞
図１３の（ａ）は変形例１に係る角形二次電池の図１２に対応する図である。図１３の（ａ）に示すように、第１正極タブ群４ｘ及び第２正極タブ群４ｙ上に金属製の補助部材３０を配置した状態で、第１正極タブ群４ｘ及び第２正極タブ群４ｙを正極集電体６のリード部６ｃに接続することができる。
図１４は、補助部材３０の平面図である。補助部材３０の本体部３０ａには二つのスリット部３０ｂが形成されている。スリット部３０ｂは封口板２の長手方向に沿って延びるように配置される。本体部３０ａの両端（封口板２の短手方向の両端）には、折れ曲がり部３０ｃが形成されている。折れ曲がり部３０ｃは、本体部３０ａから立ち上がるように本体部３０ａから折れ曲がっている。
接続手順として、まず補助部材３０と正極集電体６のリード部６ｃで第１正極タブ群４ｘ及び第２正極タブ群４ｙを挟み込んだ状態とする。そして、補助部材３０に設けられたスリット３０ｂの縁部にレーザ光等の高エネルギー線を照射することにより、補助部材３０と、第１正極タブ群４ｘないし第２正極タブ群４ｙと、正極集電体６のリード部６ｃを
溶接する。補助部材３０に折れ曲がり部３０ｃが設けられていると、溶接時に発生する金属スパッタが電極体要素（３ｘ、３ｙ）側に飛散し、電極体要素（３ｘ、３ｙ）が損傷することを防止できる。
図１３の（ａ）に示すように、封口板２の短手方向において、溶接部５０ｘが離れて２列形成されることにより、第１正極タブ群５ｘが正極集電体６のリード部６ｃにより強固に接続される。溶接部５０ｙについても同様である。
なお、負極側についても正極側と同様に補助部材を用いることができる。正極側の補助部材はアルミニウムあるいはアルミニウム合金製であることが好ましい。負極側の補助部材は銅あるいは銅合金製であることが好ましい。
＜変形例２＞
図１３の（ｂ）は変形例２に係る角形二次電池の図１２に対応する図である。変形例２と変形例１の違いは、補助部材３０の形態及び正極タブ部４ｃ及び負極タブ部５ｃの束ね方である。変形例２のように、補助部材３０を二つに分割することも可能である。即ち、一方の補助部材３０は第１正極タブ群４ｘに接続され、他方の補助部材３０は第２正極タブ群４ｙに接続される。また、変形例２のように、正極タブ部４ｃを、第１電極体要素３ｘ及び第２電極体要素３ｙのそれぞれにおいて、電極板の積層方向における中央部に束ねることも可能性ある。
＜変形例３＞
図１３の（ｃ）は変形例３に係る角形二次電池の図１２に対応する図である。変形例３と変形例１の違いは、補助部材３０の形態である。変形例３のように、補助部材３０にスリット３０ｂを設ける代わりに薄肉部３０ｄを設けることができる。そして、薄肉部３０ｄにレーザ光等の高エネルギー線を照射し、補助部材３０と、第１正極タブ群４ｘないし第２正極タブ群４ｙと、正極集電体６のリード部６ｃの溶接することができる。
＜変形例４＞
図１５は変形例４に係る角形二次電池の図１２に対応する図である。図１５に示すように、電極体要素（３ｘ、３ｙ）を封口板２に対して傾斜させた状態で、第１正極タブ群４ｘ、第２正極タブ群４ｙ、第１負極タブ群５ｘ及び第２負極タブ群５ｙをそれぞれ正極集電体６及び負極集電体８に接続することができる。このような方法によると、第１電極体要素３ｘと第２電極体要素３ｙを一つに纏めるために、正極リード部４ｃ及び負極リード部５ｃを曲げたときに、正極リード部４ｃ、負極リード部５ｃ、正極リード部４ｃと正極集電体６の接合部、あるいは負極リード部５ｃと負極集電体８の接続部等に加わる負荷を低減できる。よって、より信頼性の高い角形二次電池が得られる。なお、電極体要素（３ｘ、３ｙ）と封口板２が成す角θは、５°〜７０°とすることが好ましく、５°〜６０°とすることがより好ましい。
＜変形例５＞
変形例１〜３においては、補助部材３０と正極タブ群（４ｘ、４ｙ）を同時に正極集電体６のリード部６ｃに溶接する例を示した。しかしながら、予め正極タブ群（４ｘ、４ｙ）ないし負極タブ群（５ｘ、５ｙ）に補助導電部材を接続しておくことができる。そして、正極タブ群（４ｘ、４ｙ）ないし負極タブ群（５ｘ、５ｙ）に接合された補助導電部材を集電体に接続することができる。
図１６は変形例５に係る角形二次電池に関し、第１電極体要素３ｘの第１正極タブ群４ｘに補助導電部材を接続した図である。図１６の（ａ）に示すように、第１電極体要素３ｘの第１正極タブ群４ｘに補助導電部材３００を溶接により接続することができる。なお
、溶接により溶接部５００ｘが形成される。そして、その後、補助導電部材３００を正極集電体６のリード部６ｃに接続する。補助導電部材３００の正極集電体６のリード部６ｃへの接続方法としては、補助導電部材３００の両端部を正極集電体６のリード部６ｃにレーザ溶接することができる。
また、図１６の（ｂ）に示すように、２枚の補助導電部材３００及び３０１により第１電極体要素３ｘの第１正極タブ群４ｘを挟み込んだ状態で、第１正極タブ群４ｘに補助導電部材３００及び３０１を予め接続することができる。なお、第１正極タブ群４ｘ、補助導電部材３００及び補助導電部材３０１に溶接部５００ｙが形成される。そして、その後、補助導電部材３００及び３０１の少なくとも一方を正極集電体６のリード部６ｃに接続する。なお、第１正極タブ群４ｘと補助導電部材３００及び３０１の接続方法、補助導電部材３００及び３０１の少なくとも一方と正極集電体６のリード部６ｃの接続方法は特に限定されず、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接等を用いることができる。また、予め第１正極タブ群４ｘと補助導電部材３００及び３０１をカシメ等により接続し、その後、補助導電部材３００及び３０１の少なくとも一方を正極集電体６のリード部６ｃに溶接接合することもできる。
＜その他＞
本発明は正極側及び負極側の少なくとも一方に適用されていればよい。
正極タブ部と正極集電体の接続方法、負極タブ部と負極集電体の接続方法は特に限定されず、抵抗溶接、レーザ等の高エネルギー線の照射による溶接、超音波溶接等を用いることができる。高エネルギー線としては、レーザ、電子ビーム、イオンビーム等を用いることができる。
電極体要素は積層型に限定されない。帯状の正極板と、帯状の負極板を、帯状のセパレータを介して巻回して電極体要素とすることもできる。
１・・・角形外装体
１ａ・・・底部 １ｂ・・・大面積側壁 １ｃ・・・小面積側壁
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子取り付け孔 ２ｂ・・・負極端子取り付け孔

３・・・電極体
３ｘ・・・第１電極体要素
３ｙ・・・第２電極体要素

４・・・正極板
４ａ・・・正極活物質層 ４ｂ・・・正極芯体露出部
４ｃ・・・正極タブ部 ４ｄ・・・保護層
４ｘ・・・第１正極タブ群 ４ｙ・・・第２正極タブ群

５・・・負極板
５ａ・・・負極活物質層 ５ｂ・・・負極芯体露出部
５ｃ・・・負極タブ部
５ｘ・・・第１負極タブ群 ５ｙ・・・第２負極タブ群

６・・・正極集電体
６ａ・・・集電体本体部 ６ｂ・・・集電体接続部 ６ｃ・・・リード部
６ｄ・・・接続用貫通穴 ６ｅ・・・薄肉部
６ｆ・・・溝部
６ｙ１・・・第１固定用貫通穴 ６ｙ２・・・第２固定用貫通穴
６ｙ３・・・第３固定用貫通穴 ６ｙ４・・・第４固定用貫通穴

７・・・正極端子
７ｘ・・・端子貫通穴 ７ｙ・・・端子栓
８・・・負極集電体
８ａ・・・集電体本体部 ８ｃ・・・リード部
８ｄ・・・貫通穴

９・・・負極端子
１０、１２・・・内部側絶縁部材
１０ａ・・・絶縁部材本体部 １０ｂ・・・絶縁部材第１側壁
１０ｃ・・・絶縁部材第２側壁
１０ｄ・・・凸部
１１、１３・・・外部側絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁
１８・・・テープ
１９・・・リード部絶縁部材

２０・・・角形二次電池

３０・・・補助部材
３０ａ・・・本体部
３０ｂ・・・スリット
３０ｃ・・・折れ曲がり部
３０ｄ・・・薄肉部

４０・・・電流遮断機構
４１・・・導電部材
４１ａ・・・ベース部 ４１ｂ・・・筒状部 ４１ｃ・・・フランジ部
４２・・・変形板
４２ａ・・・突出部
４３・・・絶縁板
４３ａ・・・絶縁板本体部 ４３ｂ・・・絶縁板第１側壁
４３ｃ・・・絶縁板貫通穴
４３ｄ１・・・第１突起 ４３ｄ２・・・第２突起
４３ｄ３・・・第３突起 ４３ｄ４・・・第４突起

５０ｘ、５０ｙ・・・溶接部
５１ｘ、５１ｙ・・・補助接合部
６０ｘ、６０ｙ・・・溶接部

７０ａ・・・第１固定部 ７０ｂ・・・第２固定部
７０ｃ・・・第３固定部 ７０ｄ・・・第４固定部

３００・・・補助導電部材
３０１・・・補助導電部材

５００ｘ・・・溶接部
５００ｙ・・・溶接部

Claims (6)

  1. 正極板と負極板を含む電極体と、
    開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
    前記開口を封口する封口板と、
    前記正極板に電気的に接続された正極集電体と、
    前記負極板に電気的に接続された負極集電体と、を備えた角形二次電池の製造方法であって、
    前記封口板に前記正極集電体及び前記負極集電体を取り付ける取り付け工程と、
    前記封口板の短手方向において、
    前記封口板の一方側に、第１正極タブ部を有する前記正極板及び第１負極タブ部を有する前記負極板を含む第１電極体要素を配置し、
    前記封口板の他方側に、第２正極タブ部を有する前記正極板及び第２負極タブ部を有する前記負極板を含む第２電極体要素を配置し、
    前記第１正極タブ部及び前記第２正極タブ部を前記正極集電体に電気的に接続し、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部を前記負極集電体に電気的に接続する接続工程と、
    前記第１電極体要素と前記第２電極体要素を一つに纏める纏め工程を有する角形二次電池の製造方法。
  2. 前記正極集電体は正極絶縁部材を介して前記封口板上に配置され、
    前記負極集電体は負極絶縁部材を介して前記封口板上に配置されている請求項１に記載の角形二次電池の製造方法。
  3. 前記第１電極体要素は、複数枚の前記正極板及び複数枚の前記負極板を含み、
    前記第１正極タブ部は積層されており、前記第１負極タブは積層されており、
    前記第２電極体要素は、複数枚の前記正極板及び複数枚の前記負極板を含み、
    前記第２正極タブ部は積層されており、前記第２負極タブは積層されている請求項１又は２に記載の角形二次電池の製造方法。
  4. 前記纏め工程において、前記第１電極体要素における一方の面と、前記第２電極体要素における一方の面とを接触させる請求項１〜３のいずれかに記載の角形二次電池の製造方法。
  5. 前記纏め工程において、前記第１正極タブ部、前記第２正極タブ部、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部を湾曲させる請求項１〜４のいずれかに記載の角形二次電池の製造方法。
  6. 前記接続工程において、
    前記第１正極タブ部、前記第２正極タブ部、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部の少なくとも一つには予め補助導電部材が接続され、
    前記第１正極タブ部、前記第２正極タブ部、前記第１負極タブ部及び前記第２負極タブ部の少なくとも一つは、前記補助導電部材を介して前記正極集電体又は前記負極集電体に電気的に接続される請求項１〜５のいずれかに記載の角形二次電池の製造方法。
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