JP6802981B2 - 非水電解質二次電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、非水電解質二次電池、およびその製造方法に関する。
近年、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。
一般的なリチウムイオン二次電池は、正負の電極が積層された電極体と、非水電解質とが電池ケースに収容されている構成を有する。このような電極体は、通常、電極集電端子を介して、電池ケースに設けられた電極外部端子に電気的に接続される。このような構成のリチウムイオン二次電池を製造するに際し、電極に設けられた集電部を纏めてスリットを備える電極集電端子の該スリットに挿入し、集電部のスリットから突出した部分と電極集電端子とをレーザ溶接することが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
本発明者らの検討によれば、電極体を構成する電極の集電部をスリットに挿入する際に集電部がスリットに接触することにより破損するという問題があることがわかった。また、この集電部の破損は、スリットの幅を大きくすることにより抑制することができるが、スリットの幅を大きくすると、レーザ溶接の際にレーザがスリットを通り過ぎて電極体に損傷を与えやすくなるという問題があることがわかった。このような電極の集電部の破損および溶接時の電極体の損傷は、部品不良および製品不良を発生させるものであるために、非水電解質二次電池の歩留まりの低下を招くものである。
そこで本発明の目的は、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まりよく製造可能な非水電解質二次電池を提供することにある。
ここに開示される非水電解質二次電池は、複数の電極が積層された電極体と、非水電解質とを備える。前記電極はそれぞれ、集電体と、当該集電体上に形成された活物質層とを有する。前記電極はそれぞれ、活物質層非形成部である集電部を有する。前記電極の集電部は纏められて、二以上の部材から構成される電極集電端子の当該部材により前記電極体の積層方向に挟持されている。前記電極の集電部と、当該集電部を挟持する前記部材とが溶接されている。
このような構成によれば、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極体の集電部をスリットに挿入する際に集電部がスリットに接触することにより破損するという問題を解消することができる。また、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極集電端子の歪みによって溶接用のレーザがスリットを通り過ぎて電極体に損傷を与えるという問題を解消することができる。すなわち、このような構成によれば、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まりよく製造可能な非水電解質二次電池を提供することができる。
このような構成によれば、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極体の集電部をスリットに挿入する際に集電部がスリットに接触することにより破損するという問題を解消することができる。また、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極集電端子の歪みによって溶接用のレーザがスリットを通り過ぎて電極体に損傷を与えるという問題を解消することができる。すなわち、このような構成によれば、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まりよく製造可能な非水電解質二次電池を提供することができる。
ここに開示される非水電解質二次電池の好ましい一態様では、前記電極体の電極の集電部は、複数のグループに纏められて前記電極集電端子の前記部材により挟持されている。前記複数のグループ同士は、前記電極体の積層方向において重なり合わないように配置されている。前記複数のグループは、前記電極体の積層方向に段違いに配置されている。
このような構成によれば、溶接部の集電部のグループの積層方向の長さを小さくすることができ、溶接が容易となる。また、集電部の総量を小さくすることができる。
このような構成によれば、溶接部の集電部のグループの積層方向の長さを小さくすることができ、溶接が容易となる。また、集電部の総量を小さくすることができる。
ここに開示される非水電解質二次電池のより好ましい一態様では、前記電極集電端子は、第一の部材と第二の部材とから構成されている。前記複数のグループは、階段状に配置されて前記第一の部材と前記第二の部材に挟持されている。前記第一の部材および前記第二の部材は、前記複数のグループを挟持する部分が、前記階段状の複数のグループに適合する形状を有している。前記第一の部材および前記第二の部材の少なくとも一方は、一のグループに当接する部分と他のグループに当接する部分との間の前記電極体の積層方向の寸法が、前記一のグループに当接する部分および前記他のグループに当接する部分の積層方向の寸法よりも短い。
このような構成によれば、電極集電端子を構成する部材の前記寸法が短くなっている部分は、荷重による荷重方向の変形がし易くなっているため、集電部と、電極集電端子を構成する部材との密着性をさらに向上させることができる。したがって、溶接部での不良の発生をさらに抑制することができ、歩留まりをさらに向上させることができる。
このような構成によれば、電極集電端子を構成する部材の前記寸法が短くなっている部分は、荷重による荷重方向の変形がし易くなっているため、集電部と、電極集電端子を構成する部材との密着性をさらに向上させることができる。したがって、溶接部での不良の発生をさらに抑制することができ、歩留まりをさらに向上させることができる。
ここに開示される非水電解質二次電池の好ましい一態様では、前記非水電解質二次電池は、前記電極集電端子に取り付けられた電流遮断機構をさらに備える。
このような構成によれば、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極集電端子の歪みに由来する電流遮断機構の作動不良の発生（取り付け不良の発生）を抑制することができる。したがって、歩留まりをさらに向上させることができる。
このような構成によれば、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極集電端子の歪みに由来する電流遮断機構の作動不良の発生（取り付け不良の発生）を抑制することができる。したがって、歩留まりをさらに向上させることができる。
ここに開示される非水電解質二次電池の製造方法は、集電体と、当該集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ活物質層非形成部である集電部が設けられた複数の電極を作製する工程と、前記複数の電極を積層して電極体を作製する工程と、前記電極体の電極の集電部を纏めて、二以上の部材から構成される電極集電端子の当該部材により前記電極体の積層方向に挟持する工程と、前記電極の集電部と、当該集電部を挟持する部材とを溶接する工程と、を包含する。
このような構成によれば、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極体の集電部をスリットに挿入する際に集電部がスリットに接触することにより破損するという問題を解消することができる。また、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極集電端子の歪みによって溶接用のレーザがスリットを通り過ぎて電極体に損傷を与えるという問題を解消することができる。すなわち、このような構成によれば、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まりよく非水電解質二次電池を製造することができる。
このような構成によれば、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極体の集電部をスリットに挿入する際に集電部がスリットに接触することにより破損するという問題を解消することができる。また、電極集電端子としての複数の部材で電極体の集電部を挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極集電端子の歪みによって溶接用のレーザがスリットを通り過ぎて電極体に損傷を与えるという問題を解消することができる。すなわち、このような構成によれば、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まりよく非水電解質二次電池を製造することができる。
ここに開示される非水電解質二次電池の製造方法の好ましい一態様では、前記挟持する工程において、前記電極体の電極の集電部を複数のグループに纏めて前記電極集電端子の前記部材により挟持する。前記複数のグループ同士は、前記電極体の積層方向において重なり合わないように挟持され、かつ前記複数のグループは、前記電極体の積層方向に段違いに挟持される。
このような構成によれば、溶接部の集電部のグループの積層方向の長さを小さくすることができ、溶接が容易となる。また、集電部の総量を小さくすることができる。
このような構成によれば、溶接部の集電部のグループの積層方向の長さを小さくすることができ、溶接が容易となる。また、集電部の総量を小さくすることができる。
ここに開示される非水電解質二次電池の製造方法のより好ましい一態様では、前記電極集電端子は、第一の部材と第二の部材とから構成されている。前記挟持する工程において、階段状に配置された前記複数のグループを前記第一の部材と前記第二の部材により挟持する。前記第一の部材および前記第二の部材は、前記複数のグループを挟持する部分が、前記階段状の複数のグループに適合する形状を有している。前記第一の部材および前記第二の部材の少なくとも一方は、一のグループに当接する部分と他のグループに当接する部分との間の前記電極体の積層方向の寸法が、前記一のグループに当接する部分および前記他のグループに当接する部分の積層方向の寸法よりも短い。
このような構成によれば、電極集電端子を構成する部材の前記寸法が短くなっている部分は、荷重による荷重方向の変形がし易くなっているため、集電部と、電極集電端子を構成する部材との密着性をさらに向上させることができる。したがって、溶接部での不良の発生をさらに抑制することができ、歩留まりをさらに向上させることができる。
このような構成によれば、電極集電端子を構成する部材の前記寸法が短くなっている部分は、荷重による荷重方向の変形がし易くなっているため、集電部と、電極集電端子を構成する部材との密着性をさらに向上させることができる。したがって、溶接部での不良の発生をさらに抑制することができ、歩留まりをさらに向上させることができる。
ここに開示される非水電解質二次電池の製造方法の好ましい一態様では、前記製造方法が、前記電極集電端子に、電流遮断機構を取り付ける工程をさらに包含する。
このような構成によれば、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極集電端子の歪みに由来する電流遮断機構の作動不良の発生（取り付け不良の発生）を抑制することができる。したがって、歩留まりをさらに向上させることができる。
このような構成によれば、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極集電端子の歪みに由来する電流遮断機構の作動不良の発生（取り付け不良の発生）を抑制することができる。したがって、歩留まりをさらに向上させることができる。
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない非水電解質二次電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
図１は、本実施形態に係る非水電解質二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池１００の構成を模式的に示す断面図である。
なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、いわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、いわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
リチウムイオン二次電池１００は、複数の電極が積層された電極体１０Ａと、非水電解質９０とを備える。電極体１０Ａおよび非水電解質９０は、電池ケース８０に収容されている。電池ケース８０は、開口部を有するケース本体８２と、当該開口部を塞ぐケース蓋体８４とから構成されている。ケース蓋体８４は、電池ケース８０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された安全弁（図示せず）、および非水電解質９０を注入するための注液口（図示せず）を備えている。電池ケース８０の材質としては、ここでは、軽量で熱伝導性の良い金属材料（例、アルミニウム）が用いられているが、これに限定されず、例えば樹脂を用いてもよい。
図１に示すように、電極体１０Ａの正極２０は、正極集電部２６Ａに取り付けられた正極集電端子５０Ａを介して、ケース蓋体８４に取り付けられた正極外部端子７２と接続されている。また、電極体１０Ａの負極３０は、負極集電部３６Ａに取り付けられた負極集電端子６０Ａを介して、ケース蓋体８４に取り付けられた負極外部端子７４と接続されている。
また、図１では、正極集電端子５０Ａと正極外部端子７２との間の経路に、電流遮断機構（ＣＩＤ）７６が設けられている。電流遮断機構７６は、電池ケース８０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に、反転して電流を遮断する反転板を備えている。なお、電流遮断機構７６は、負極集電端子６０Ａに取り付けて、負極集電端子６０Ａと負極外部端子７４との間の経路に設けられていてもよい。
また、図１では、正極集電端子５０Ａと正極外部端子７２との間の経路に、電流遮断機構（ＣＩＤ）７６が設けられている。電流遮断機構７６は、電池ケース８０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に、反転して電流を遮断する反転板を備えている。なお、電流遮断機構７６は、負極集電端子６０Ａに取り付けて、負極集電端子６０Ａと負極外部端子７４との間の経路に設けられていてもよい。
非水電解質９０としては、従来のリチウムイオン二次電池と同様のもの（例えば、カーボネート類等の非水溶媒に、リチウム塩等の支持塩を溶解させた非水電解質等）を使用することができる。
図２に、リチウムイオン二次電池１００の電極体１０Ａの一部の分解斜視図を示す。図面中の符号Ｗはリチウムイオン二次電池１００の幅方向を示し、符号Ｄはリチウムイオン二次電池１００の厚み方向を示し、符号Ｈはリチウムイオン二次電池１００の高さ方向を示している。
電極体１０Ａは、正極２０と負極３０とがセパレータ４０を介して積層された構造を有する。図では省略されているが、複数の正極２０および複数の負極３０が、これらの間にセパレータ４０が介在しながら交互に積層されている。電極体１０Ａの積層方向は、ここでは厚み方向Ｄである。
電極体１０Ａは、正極２０と負極３０とがセパレータ４０を介して積層された構造を有する。図では省略されているが、複数の正極２０および複数の負極３０が、これらの間にセパレータ４０が介在しながら交互に積層されている。電極体１０Ａの積層方向は、ここでは厚み方向Ｄである。
正極２０は、正極集電体２２と、正極集電体２２上に形成された正極活物質層２４とを備えている。正極集電体２２には、例えば、アルミニウム箔等の金属箔が好適に使用される。図示例では、正極活物質層２４は、正極集電体２２の両面に設けられている。また、幅方向Ｗにおいて、正極活物質層２４は、正極集電部２６Ａを除き、正極集電体２２の全幅と同じ幅で形成されている。
正極活物質層２４は、正極活物質を含有する。正極活物質には、従来からリチウムイオン二次電池に正極活物質として用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。その例としては、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（例、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等）、リチウムニッケル複合酸化物（例、ＬｉＮｉＯ２等）、リチウムコバルト複合酸化物（例、ＬｉＣｏＯ２等）、リチウムニッケルマンガン複合酸化物（例、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等）などのリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。正極活物質層２４は、上述した正極活物質の他に、アセチレンブラック（ＡＢ）等の導電材や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のバインダを含有していてもよい。
正極２０は、電極体１０Ａの側面から幅方向Ｗに突出する正極活物質層非形成部である正極集電部（すなわち正極集電箔）２６Ａを有している。この正極集電部２６Ａでは、正極活物質層２４が形成されていないため、正極集電体２２が露出している。なお、正極集電部２６Ａの形状は図示したものに限られない。正極集電部２６Ａの高さ方向Ｈの位置は、後述のように変化する。
負極３０は、負極集電体３２と、負極集電体３２上に形成された負極活物質層３４とを備えている。負極集電体３２には、例えば、銅箔等の金属箔が好適に使用される。図示例では、負極活物質層３４は、負極集電体３２の両面に設けられている。また、幅方向Ｗにおいて、負極活物質層３４は、負極集電部３６Ａを除き、負極集電体３２の全幅と同じ幅で形成されている。
負極活物質層３４は、負極活物質を含有する。負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に負極活物質として用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。その例としては、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属窒化物などが挙げられる。負極活物質層３４は、上述した負極活物質の他に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のバインダや、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤を含有していてもよい。
負極３０は、電極体１０Ａの側面から幅方向Ｗに突出する負極活物質層非形成部である負極集電部（すなわち負極集電箔）３６Ａを有している。負極集電部３６Ａは、正極集電部２６Ａとは反対方向に突出している。この負極集電部３６Ａでは、負極活物質層３４が形成されていないため、負極集電体３２が露出している。なお、負極集電部３６Ａの形状は図示したものに限られない。負極集電部３６Ａの高さ方向Ｈの位置は、後述のように変化する。
セパレータ４０は、正極２０と負極３０とを隔てる絶縁性の部材である。この例では、セパレータ４０は、微小な孔を複数有する所定幅のシート材で構成されている。セパレータ４０には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。セパレータ４０は、耐熱層（ＨＲＬ）を有していてもよい。
図３（ａ）に、電極体１０Ａの正極２０側の側端部の斜視図を示す。図３（ｂ）に、電極体１０Ａの正極２０側の側面図を示す。
図３に示すように、正極集電端子５０Ａは、第一の端子部材５２Ａおよび第二の端子部材５４Ａの二つの部材から構成されている。正極集電端子５０Ａの上面は、電流遮断機構７６と当接する面となる。
複数の正極集電部２６Ａは、位置を変化させることにより３つのグループに分割され、纏められている。３つのグループは階段状に配置されている。すなわち、３つのグループは、電極体１０Ａの積層方向に沿って、電極体１０Ａの一の端部から他の端部に向かって順に位置を変えている。そして、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａの、正極集電部２６Ａのグループを挟持する部分は、階段状の複数のグループに適合する形状を有しており、各グループは、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより積層方向に挟持されている。
また、正極集電部２６Ａは、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａと溶接されており、溶接部２８Ａが形成されている。溶接部２８Ａの高さ方向Ｈの長さＬ２は、正極集電部２６Ａの一つのグループが、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａと当接する高さ方向の長さＬ１よりも短くなっている。
図３に示すように、正極集電端子５０Ａは、第一の端子部材５２Ａおよび第二の端子部材５４Ａの二つの部材から構成されている。正極集電端子５０Ａの上面は、電流遮断機構７６と当接する面となる。
複数の正極集電部２６Ａは、位置を変化させることにより３つのグループに分割され、纏められている。３つのグループは階段状に配置されている。すなわち、３つのグループは、電極体１０Ａの積層方向に沿って、電極体１０Ａの一の端部から他の端部に向かって順に位置を変えている。そして、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａの、正極集電部２６Ａのグループを挟持する部分は、階段状の複数のグループに適合する形状を有しており、各グループは、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより積層方向に挟持されている。
また、正極集電部２６Ａは、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａと溶接されており、溶接部２８Ａが形成されている。溶接部２８Ａの高さ方向Ｈの長さＬ２は、正極集電部２６Ａの一つのグループが、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａと当接する高さ方向の長さＬ１よりも短くなっている。
複数の端子部材（第一の端子部材５２Ａおよび第二の端子部材５４Ａ）で、正極集電部２６Ａを挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電端子で起こり得る、電極体の集電部をスリットに挿入する際に集電部がスリットに接触することにより破損するという問題を解消することができる。また、複数の端子部材（端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａ）で正極集電部２６Ａを挟み込むため、従来技術であるスリットを備える電極集電体で起こり得る、電極集電端子の歪みによって溶接用のレーザがスリットを通り過ぎて電極体に損傷を与えるという問題を解消することができる。
また、電極集電端子の歪みに由来する電流遮断機構の作動不良の発生（取り付け不良の発生）を抑制することができる。
また、電極集電端子の歪みに由来する電流遮断機構の作動不良の発生（取り付け不良の発生）を抑制することができる。
なお、分割された正極集電部２６Ａにより構成されるグループの数は図示例に限られない。電極体１０Ａが薄い場合には、正極集電部２６Ａは１つのグループのみであってもよい。
溶接部２８の信頼性の観点から、複数の正極集電部２６Ａと、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ｂとが密着した状態で、グループを構成する正極集電部（すなわち正極集電箔）２６Ａのすべてが溶接されることが好ましい。
そのため、正極集電部２６Ａのグループの数（言い換えると、正極集電部２６Ａを分割する数）は、複数であり、複数のグループ同士は、電極体１０Ａの積層方向において重なり合わないように配置されており、複数のグループは、電極体１０Ａの積層方向に段違いに配置されていることが好ましい。
このようにすれば、溶接部２８の正極集電部２６Ａのグループの積層方向の長さを小さくすることができ、溶接が容易となる。また、正極集電部２６Ａの総量を小さくすることができる。
溶接部２８の信頼性の観点から、複数の正極集電部２６Ａと、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ｂとが密着した状態で、グループを構成する正極集電部（すなわち正極集電箔）２６Ａのすべてが溶接されることが好ましい。
そのため、正極集電部２６Ａのグループの数（言い換えると、正極集電部２６Ａを分割する数）は、複数であり、複数のグループ同士は、電極体１０Ａの積層方向において重なり合わないように配置されており、複数のグループは、電極体１０Ａの積層方向に段違いに配置されていることが好ましい。
このようにすれば、溶接部２８の正極集電部２６Ａのグループの積層方向の長さを小さくすることができ、溶接が容易となる。また、正極集電部２６Ａの総量を小さくすることができる。
なお、分割された正極集電部２６Ａにより構成されるグループの数は、２つ以上６つ以下であることがより好ましい。グループの数が少な過ぎると、溶接部２８一箇所あたりの正極集電部（すなわち正極集電箔）２６Ａの枚数が増えるため、グループの積層方向（図２における方向Ｄでもある）の長さが大きくなる。グループの積層方向の長さが大きい場合、正極集電部２６Ａの突出方向の長さを大きくする必要がある。これは、溶接の前に、正極集電部２６Ａをグループとし、当該グループを端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ｂにより纏めて挟持する場合、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ｂの間から正極集電部２６Ａがはみ出るようにするためである。そして、グループの積層方向の長さが大きい場合、グループの中央部ほど、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ｂの間からはみ出る長さが大きくなる。その結果、溶接に必要な熱がより大きくなり、これにより、溶接時の多量の熱による電極体１０Ａのセパレータ４０への悪影響や、溶接に必要な装置の大型化等によるコストの増大を招くおそれがある。一方、グループの数が多くなり過ぎると、正極集電端子５０Ａの形状の複雑化を招くおそれがあり、また、正極集電部２６Ａを挟持する際の位置決め精度がより高くなって位置決め作業が煩雑化するおそれがある。
なお、正極集電端子５０Ａは、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａの二つの部材から構成されているが、正極集電部２６Ａのグループの数に応じて、二つよりも多い部材から構成されていてもよい。
なお、図３では、正極集電部２６Ａの複数のグループ同士が、電極体１０Ａの積層方向において重なり合わないように配置されており、複数のグループが、電極体１０Ａの積層方向に段違いに配置されているように、３つのグループは階段状に配置されている。しかしながら、正極集電部２６Ａの配置は階段状に限られない。
図４に、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００の第一の変形例が備える電極体１０Ｂを示す。図４（ａ）は、電極体１０Ｂの正極側の側端部の斜視図であり、図４（ｂ）電極体１０Ｂの正極側の側面図である。
図４に示すように、正極集電端子５０Ｂは、第一の端子部材５２Ｂおよび第二の端子部材５４Ｂの二つの部材から構成されている。
複数の正極集電部２６Ｂは、３つのグループに分割されて、纏められている。図３の例とは異なり、本例では、３つのグループが階段状に配置されていない。しかしながら、３つのグループは、電極体１０Ｂの積層方向において重なり合わないように配置されており、複数のグループが、電極体１０Ｂの積層方向に段違いに配置されている。
端子部材５２Ｂおよび端子部材５４Ｂの、正極集電部２６Ｂのグループを挟持する部分は、これらのグループに適合する形状を有しており、各グループは、端子部材５２Ｂおよび端子部材５４Ｂにより挟持されている。
また、正極集電部２６Ｂは、端子部材５２Ｂおよび端子部材５４Ｂと溶接されており、溶接部２８Ｂが形成されている。
図４に示すように、正極集電端子５０Ｂは、第一の端子部材５２Ｂおよび第二の端子部材５４Ｂの二つの部材から構成されている。
複数の正極集電部２６Ｂは、３つのグループに分割されて、纏められている。図３の例とは異なり、本例では、３つのグループが階段状に配置されていない。しかしながら、３つのグループは、電極体１０Ｂの積層方向において重なり合わないように配置されており、複数のグループが、電極体１０Ｂの積層方向に段違いに配置されている。
端子部材５２Ｂおよび端子部材５４Ｂの、正極集電部２６Ｂのグループを挟持する部分は、これらのグループに適合する形状を有しており、各グループは、端子部材５２Ｂおよび端子部材５４Ｂにより挟持されている。
また、正極集電部２６Ｂは、端子部材５２Ｂおよび端子部材５４Ｂと溶接されており、溶接部２８Ｂが形成されている。
図４に示す第一の変形例においても、正極集電部２６Ｂのグループの数が、複数であり、複数のグループ同士は、電極体１０Ｂの積層方向において重なり合わないように配置されており、複数のグループは、電極体１０Ｂの積層方向に段違いに配置されているため、溶接部２８Ｂの信頼性が高い。
図５に、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００の第二の変形例が備える電極体１０Ｃを示す。図５（ａ）は、電極体１０Ｃの正極側の側端部の斜視図であり、図５（ｂ）電極体１０Ｃの正極側の側面図であり、図５（ｃ）は、正極集電端子５０Ｃを構成する一部材５４Ｃの平面図である。
図５に示すように、正極集電端子５０Ｃは、第一の端子部材５２Ｃおよび第二の端子部材５４Ｃの二つの部材から構成されている。
複数の正極集電部２６Ｃは、３つのグループに分割されて、纏められている。３つのグループは階段状に配置されている。
端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃの、正極集電部２６Ｃのグループを挟持する部分は、これらのグループに適合する形状を有しており、各グループは、端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃにより挟持されている。
また、正極集電部２６Ｃは、端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃと溶接されており、溶接部２８Ｃが形成されている。
図５に示すように、正極集電端子５０Ｃは、第一の端子部材５２Ｃおよび第二の端子部材５４Ｃの二つの部材から構成されている。
複数の正極集電部２６Ｃは、３つのグループに分割されて、纏められている。３つのグループは階段状に配置されている。
端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃの、正極集電部２６Ｃのグループを挟持する部分は、これらのグループに適合する形状を有しており、各グループは、端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃにより挟持されている。
また、正極集電部２６Ｃは、端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃと溶接されており、溶接部２８Ｃが形成されている。
第二の変形例では、図３に示した例とは、正極集電端子５０Ｃの端子部材５４Ｃの形状が異なっている。具体的には、第二の変形例では、正極集電端子５０Ｃの端子部材５４Ｃが、電極体１０Ｃの積層方向におけるグループを挟持する端部と反対側の端部も、階段状に形成されている。
これにより、端子部材５０Ｃの一のグループに当接する部分５４Ｃａと、他のグループに当接する部分５４Ｃｂとの間の（部分５４Ｃｃの）電極体１０Ｃの積層方向の寸法Ｌｃが、一のグループに当接する部分５４Ｃａの積層方向の寸法Ｌａおよび他のグループに当接する部分５４Ｃｂの積層方向の寸法Ｌｂよりも短くなっている。
このような構成によれば、正極集電部２６Ｃを端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃにより挟持する際に、端子部材５０Ｃの一のグループに当接する部分５４Ｃａと、他のグループに当接する部分５４Ｃｂとの間の寸法の短い部分５４Ｃｃは、荷重による端子の荷重方向の変形がし易くなるため、正極集電部２６Ｃ、端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃの密着性をさらに向上させることができる。したがって、溶接部での不良の発生をさらに抑制することができ、歩留まりをさらに向上させることができる。
なお、正極集電端子５０Ｃのもう一方の端子部材５２Ｃにおいて、一のグループに当接する部分と他のグループに当接する部分との間の電極体の積層方向の寸法が、当該一のグループに当接する部分および当該他のグループに当接する部分の積層方向の寸法よりも短くしてもよい。また、端子部材５２Ｃと端子部材５４Ｃの両方において、このような構成としてもよい。
これにより、端子部材５０Ｃの一のグループに当接する部分５４Ｃａと、他のグループに当接する部分５４Ｃｂとの間の（部分５４Ｃｃの）電極体１０Ｃの積層方向の寸法Ｌｃが、一のグループに当接する部分５４Ｃａの積層方向の寸法Ｌａおよび他のグループに当接する部分５４Ｃｂの積層方向の寸法Ｌｂよりも短くなっている。
このような構成によれば、正極集電部２６Ｃを端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃにより挟持する際に、端子部材５０Ｃの一のグループに当接する部分５４Ｃａと、他のグループに当接する部分５４Ｃｂとの間の寸法の短い部分５４Ｃｃは、荷重による端子の荷重方向の変形がし易くなるため、正極集電部２６Ｃ、端子部材５２Ｃおよび端子部材５４Ｃの密着性をさらに向上させることができる。したがって、溶接部での不良の発生をさらに抑制することができ、歩留まりをさらに向上させることができる。
なお、正極集電端子５０Ｃのもう一方の端子部材５２Ｃにおいて、一のグループに当接する部分と他のグループに当接する部分との間の電極体の積層方向の寸法が、当該一のグループに当接する部分および当該他のグループに当接する部分の積層方向の寸法よりも短くしてもよい。また、端子部材５２Ｃと端子部材５４Ｃの両方において、このような構成としてもよい。
なお、上記の例ではいずれも正極２０側のみ具体的に説明したが、負極３０側も同様の構成を備える。しかしながら、正極２０側および負極３０側の一方のみ、上述した構成を備えていてもよい。
次に、本実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法について説明する。本実施形態に係る非水電解質二次電池は、集電体と、当該集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ活物質層非形成部である集電部が設けられた複数の電極を作製する工程（電極作製工程）と、当該複数の電極を積層して電極体を作製する工程（電極体作製工程）と、当該電極体の電極の集電部を纏めて、二以上の部材から構成される電極集電端子の当該部材により電極体の積層方向に挟持する工程（挟持工程）と、当該電極の集電部と、当該電極体を挟持する部材とを溶接する工程（溶接工程）とを包含する。
以下、図面を参照しながら、上記のリチウムイオン二次電池１００（図１〜３で例示するリチウムイオン二次電池１００）を例に挙げて本実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法について詳細に説明する。
以下、図面を参照しながら、上記のリチウムイオン二次電池１００（図１〜３で例示するリチウムイオン二次電池１００）を例に挙げて本実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法について詳細に説明する。
電極作製工程では、図２に示すような、正極２０および負極３０を作製する。
正極２０は、公知方法により従い作製することができる。例えば、正極集電体２２上に正極活物質層２４の構成成分を含有するペーストを塗布する。このとき、正極集電体２２の一の端部に沿ってペーストが塗布されていない部分を設けるように塗布する。すなわち、正極集電体２２が一の端部に沿って露出するように塗布する。塗布したペーストを乾燥し、必要に応じプレス処理して正極活物質層２４を形成する。正極集電体２２が露出した部分を、正極集電部２６Ａが形成されるようにカットする。
負極３０は、公知方法により従い作製することができる。例えば、負極集電体３２上に負極活物質層３４の構成成分を含有するペーストを塗布する。このとき、負極集電体３２の一の端部に沿ってペーストが塗布されていない部分を設けるように塗布する。すなわち、負極集電体３２が一の端部に沿って露出するように塗布する。塗布したペーストを乾燥し、必要に応じプレス処理して負極活物質層３４を形成する。負極集電体３２が露出した部分を、負極集電部３６Ａが形成されるようにカットする。
図３に示すように、電極体１０Ａにおいて、正極集電部２６Ａおよび負極集電部３６Ａを分割してグループとして纏める場合、正極集電部２６Ａおよび負極集電部３６Ａの位置が異なる正極２０および負極３０をそれぞれいくつか用意する。
正極２０は、公知方法により従い作製することができる。例えば、正極集電体２２上に正極活物質層２４の構成成分を含有するペーストを塗布する。このとき、正極集電体２２の一の端部に沿ってペーストが塗布されていない部分を設けるように塗布する。すなわち、正極集電体２２が一の端部に沿って露出するように塗布する。塗布したペーストを乾燥し、必要に応じプレス処理して正極活物質層２４を形成する。正極集電体２２が露出した部分を、正極集電部２６Ａが形成されるようにカットする。
負極３０は、公知方法により従い作製することができる。例えば、負極集電体３２上に負極活物質層３４の構成成分を含有するペーストを塗布する。このとき、負極集電体３２の一の端部に沿ってペーストが塗布されていない部分を設けるように塗布する。すなわち、負極集電体３２が一の端部に沿って露出するように塗布する。塗布したペーストを乾燥し、必要に応じプレス処理して負極活物質層３４を形成する。負極集電体３２が露出した部分を、負極集電部３６Ａが形成されるようにカットする。
図３に示すように、電極体１０Ａにおいて、正極集電部２６Ａおよび負極集電部３６Ａを分割してグループとして纏める場合、正極集電部２６Ａおよび負極集電部３６Ａの位置が異なる正極２０および負極３０をそれぞれいくつか用意する。
電極体作製工程では、複数の正極２０および負極３０を積層して、図６に示すような電極体１０Ａを作製する。このとき、正極２０と負極３０とを絶縁するために、セパレータ４０を、正極２０と負極３０との間に介在させる。また、正極集電部２６Ａおよび負極集電部３６Ａの位置をそれぞれ合わせながら積層する。図示例では、正極集電部２６Ａおよび負極集電部３６Ａがそれぞれ３つのグループに分割されており、各グループはブロック状になっている。３つのブロック状のグループは階段状に配置されている。
当該工程は、公知方法に従い行なうことができる。
当該工程は、公知方法に従い行なうことができる。
挟持工程については、電極体１０Ａの正極２０側についてのみ、図７を参照しながら具体的に説明するが、負極３０側についても挟持工程は同様にして実施することができる。
挟持工程では、図７に示すように、二以上の部材（ここでは、第一の端子部材５２Ａおよび第二の端子部材５４Ａ）から構成される正極集電端子５０Ａを準備する。そして、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより、階段状に配置された前記複数の正極集電部２６Ａのグループをそれぞれ積層方向に挟み込んで、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａを固定する。
図示例ではこのようにして、電極体１０Ａの正極集電部２６Ａを複数のグループに纏めて正極集電端子５０Ａの端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより挟持する。当該複数のグループ同士は、電極体１０Ａの積層方向において重なり合わないように挟持され、かつ当該複数のグループは、電極体１０Ａの積層方向に段違いに挟持される。
挟持工程では、図７に示すように、二以上の部材（ここでは、第一の端子部材５２Ａおよび第二の端子部材５４Ａ）から構成される正極集電端子５０Ａを準備する。そして、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより、階段状に配置された前記複数の正極集電部２６Ａのグループをそれぞれ積層方向に挟み込んで、端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａを固定する。
図示例ではこのようにして、電極体１０Ａの正極集電部２６Ａを複数のグループに纏めて正極集電端子５０Ａの端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより挟持する。当該複数のグループ同士は、電極体１０Ａの積層方向において重なり合わないように挟持され、かつ当該複数のグループは、電極体１０Ａの積層方向に段違いに挟持される。
溶接工程では端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａにより、正極集電部２６Ａを挟持した部分を、レーザ溶接等により溶接する。これにより、図３に示されるような、正極集電部２６Ａが端子部材５２Ａおよび端子部材５４Ａと接合された溶接部２８Ａが形成される。負極３０側についても溶接工程は同様にして実施することができる。
以上のようにして、電極体１０Ａを作製することができる。
以上のようにして、電極体１０Ａを作製することができる。
本実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法は、電極体を用いて非水電解質二次電池を用いる工程がさらに行なわれる。当該工程は、公知方法に従って行なうことができる。
具体例として、上記の電極体１０Ａを用いて、リチウムイオン二次電池１００を構築する工程について説明する。
具体例として、上記の電極体１０Ａを用いて、リチウムイオン二次電池１００を構築する工程について説明する。
まず、電池ケース８０を用意する。電池ケース８０は、開口部を有するケース本体８２と、当該開口部を塞ぐケース蓋体８４とから構成される。電池ケース８０の素材は、例えば、アルミニウム等である。ケース蓋体８４には、安全弁（図示せず）、および注液口（図示せず）が設けられている。
また、電極体１０Ａの正極集電端子５０Ａおよび負極集電端子６０Ａをそれぞれ、ケース蓋体８４の外部側に設けられた、正極外部端子７２および負極外部端子７４と接合する。
このとき、正極集電端子５０Ａに電流遮断機構７６を取り付ける工程を行なって、図１に示すように、正極集電端子５０Ａと正極外部端子７２との間の経路に、電流遮断機構７６を設けてもよい。なお、電流遮断機構７６を、負極集電端子６０Ａに取り付けて、負極側の負極集電端子６０Ａと負極外部端子７４との間の経路に設けてもよい。電流遮断機構７６の取り付けは、公知方法に従い行なうことができる。
続いて、電極体１０Ａをケース本体８２に収容しつつ、ケース本体８２の開口部をケース蓋体８４で塞ぎ、次いでケース本体８２とケース蓋体８４とを封止する。
そして、非水電解質９０を注液口から注入し、注液口を封止する。
このようにして、リチウムイオン二次電池１００を構築することができる。
また、電極体１０Ａの正極集電端子５０Ａおよび負極集電端子６０Ａをそれぞれ、ケース蓋体８４の外部側に設けられた、正極外部端子７２および負極外部端子７４と接合する。
このとき、正極集電端子５０Ａに電流遮断機構７６を取り付ける工程を行なって、図１に示すように、正極集電端子５０Ａと正極外部端子７２との間の経路に、電流遮断機構７６を設けてもよい。なお、電流遮断機構７６を、負極集電端子６０Ａに取り付けて、負極側の負極集電端子６０Ａと負極外部端子７４との間の経路に設けてもよい。電流遮断機構７６の取り付けは、公知方法に従い行なうことができる。
続いて、電極体１０Ａをケース本体８２に収容しつつ、ケース本体８２の開口部をケース蓋体８４で塞ぎ、次いでケース本体８２とケース蓋体８４とを封止する。
そして、非水電解質９０を注液口から注入し、注液口を封止する。
このようにして、リチウムイオン二次電池１００を構築することができる。
なお、本実施形態に係る非水電解質二次電池の第一の変形例を製造する場合には、上記電極体作製工程で、図８に示すように、電極体１０Ｂにおいて、電極集電部（図では正極集電部２６Ｂ側のみ示している）のグループを電極体の積層方向に段違いに配置すればよい。そして、上記挟持工程において、これらのグループに適合する形状の電極集電端子を用いればよい。
本実施形態に係る非水電解質二次電池の第二の変形例を製造する場合には、上記挟持工程で、正極集電端子５０Ａに代えて、図９に示す第一の端子部材５２Ｃおよび第二の端子部材５４Ｃから構成される正極集電端子５０Ｃを用いればよい。正極集電端子５０Ｃでは、図５に示すように、端子部材５０Ｃの一のグループに当接する部分５４Ｃａと、他のグループに当接する部分５４Ｃｂとの間の部分５４Ｃｃの電極体１０Ｃの積層方向の寸法Ｌｃが、一のグループに当接する部分５４Ｃａの積層方向の寸法Ｌａおよび他のグループに当接する部分５４Ｃｂの積層方向の寸法Ｌｂよりも短くなっている。また、負極側でも同様の負極集電端子を用いればよい。
本実施形態に係る非水電解質二次電池の第二の変形例を製造する場合には、上記挟持工程で、正極集電端子５０Ａに代えて、図９に示す第一の端子部材５２Ｃおよび第二の端子部材５４Ｃから構成される正極集電端子５０Ｃを用いればよい。正極集電端子５０Ｃでは、図５に示すように、端子部材５０Ｃの一のグループに当接する部分５４Ｃａと、他のグループに当接する部分５４Ｃｂとの間の部分５４Ｃｃの電極体１０Ｃの積層方向の寸法Ｌｃが、一のグループに当接する部分５４Ｃａの積層方向の寸法Ｌａおよび他のグループに当接する部分５４Ｃｂの積層方向の寸法Ｌｂよりも短くなっている。また、負極側でも同様の負極集電端子を用いればよい。
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
下記に示すリチウムイオン二次電池Ａ〜Ｃを作製し、下記の手順で評価した。
＜リチウムイオン二次電池の作製＞
〔リチウムイオン二次電池Ａ〕
上述の方法に従い、図３に示す形態（負極側も同様の構成）を有する電極体を作製し、これを用いてリチウムイオン二次電池Ａを作製した。正極集電体には、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用い、負極集電体には、厚さ１０μｍの銅箔を用いた。正極集電端子はアルミニウム製とし、正極集電端子の厚さは１．５ｍｍとした。負極集電端子は銅製とし、負極集電端子の厚さは１．０ｍｍとした。電極体には、高さ方向の長さが１４ｍｍである集電部のグループを階段状に３つ設けた。各グループを構成する集電箔（集電部）の枚数は２４枚とした。なお、正極側に、作動圧が０．７ＭＰａ以上に設定された電流遮断機構（ＣＩＤ）を取り付けた。溶接はレーザ溶接により行なった。
＜リチウムイオン二次電池の作製＞
〔リチウムイオン二次電池Ａ〕
上述の方法に従い、図３に示す形態（負極側も同様の構成）を有する電極体を作製し、これを用いてリチウムイオン二次電池Ａを作製した。正極集電体には、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用い、負極集電体には、厚さ１０μｍの銅箔を用いた。正極集電端子はアルミニウム製とし、正極集電端子の厚さは１．５ｍｍとした。負極集電端子は銅製とし、負極集電端子の厚さは１．０ｍｍとした。電極体には、高さ方向の長さが１４ｍｍである集電部のグループを階段状に３つ設けた。各グループを構成する集電箔（集電部）の枚数は２４枚とした。なお、正極側に、作動圧が０．７ＭＰａ以上に設定された電流遮断機構（ＣＩＤ）を取り付けた。溶接はレーザ溶接により行なった。
〔リチウムイオン二次電池Ｂ〕
図１０に示す形態（負極側も同様の構成）を有する電極体を作製し、これを用いてリチウムイオン二次電池Ｂを作製した。図１０に示す電極体１１０は、正極集電部１２６が纏められて、３本のスリット１５６を備え、単一部材からなる正極集電端子１５０によって保持され、正極集電部１２６と正極集電端子１５０が溶接された形態を有する。負極側も同様の形態を有する。リチウムイオン二次電池Ｂでは、正極集電端子１５０のスリット１５６の幅（加圧前）を０．６ｍｍに設定した。正極集電体には、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用い、負極集電体には、厚さ１０μｍの銅箔を用いた。正極集電端子はアルミニウム製とし、正極集電端子の厚さは１．５ｍｍとした。負極集電端子は銅製とし、負極集電端子の厚さは１．０ｍｍとした。集電部は、電極体の両端部に沿って設けた。なお、正極側に、作動圧が０．７ＭＰａ以上に設定された電流遮断機構（ＣＩＤ）を取り付けた。各スリットには、集電箔（集電部）を２４枚ずつ挿入し、スリットの幅方向から押圧した後、レーザ溶接した。
図１０に示す形態（負極側も同様の構成）を有する電極体を作製し、これを用いてリチウムイオン二次電池Ｂを作製した。図１０に示す電極体１１０は、正極集電部１２６が纏められて、３本のスリット１５６を備え、単一部材からなる正極集電端子１５０によって保持され、正極集電部１２６と正極集電端子１５０が溶接された形態を有する。負極側も同様の形態を有する。リチウムイオン二次電池Ｂでは、正極集電端子１５０のスリット１５６の幅（加圧前）を０．６ｍｍに設定した。正極集電体には、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用い、負極集電体には、厚さ１０μｍの銅箔を用いた。正極集電端子はアルミニウム製とし、正極集電端子の厚さは１．５ｍｍとした。負極集電端子は銅製とし、負極集電端子の厚さは１．０ｍｍとした。集電部は、電極体の両端部に沿って設けた。なお、正極側に、作動圧が０．７ＭＰａ以上に設定された電流遮断機構（ＣＩＤ）を取り付けた。各スリットには、集電箔（集電部）を２４枚ずつ挿入し、スリットの幅方向から押圧した後、レーザ溶接した。
〔リチウムイオン二次電池Ｃ〕
図１０に示す形態（負極側も同様の構成）を有する電極体を作製し、これを用いてリチウムイオン二次電池Ｃを作製した。リチウムイオン二次電池Ｃでは、正極集電端子１５０のスリット１５６の幅（加圧前）を１．０ｍｍに設定した。正極集電体には、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用い、負極集電体には、厚さ１０μｍの銅箔を用いた。正極集電端子はアルミニウム製とし、正極集電端子の厚さは１．５ｍｍとした。負極集電端子は銅製とし、負極集電端子の厚さは１．０ｍｍとした。集電部は、電極体の両端部に沿って設けた。なお、正極側に、作動圧が０．７ＭＰａ以上に設定された電流遮断機構（ＣＩＤ）を取り付けた。各スリットには、集電箔（集電部）を２４枚ずつ挿入し、スリットの幅方向から押圧した後、レーザ溶接した。
なお、リチウムイオン二次電池Ａが、本実施形態に係る非水電解質二次電池に該当し、リチウムイオン二次電池ＢおよびＣが、従来技術の非水電解質二次電池である。
図１０に示す形態（負極側も同様の構成）を有する電極体を作製し、これを用いてリチウムイオン二次電池Ｃを作製した。リチウムイオン二次電池Ｃでは、正極集電端子１５０のスリット１５６の幅（加圧前）を１．０ｍｍに設定した。正極集電体には、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を用い、負極集電体には、厚さ１０μｍの銅箔を用いた。正極集電端子はアルミニウム製とし、正極集電端子の厚さは１．５ｍｍとした。負極集電端子は銅製とし、負極集電端子の厚さは１．０ｍｍとした。集電部は、電極体の両端部に沿って設けた。なお、正極側に、作動圧が０．７ＭＰａ以上に設定された電流遮断機構（ＣＩＤ）を取り付けた。各スリットには、集電箔（集電部）を２４枚ずつ挿入し、スリットの幅方向から押圧した後、レーザ溶接した。
なお、リチウムイオン二次電池Ａが、本実施形態に係る非水電解質二次電池に該当し、リチウムイオン二次電池ＢおよびＣが、従来技術の非水電解質二次電池である。
＜リチウムイオン二次電池の評価＞
〔評価１：集電部の外観観察〕
各リチウムイオン二次電池の電極体について、集電部の破損の有無を調べた。具体的には、集電部は集電箔であるため、集電箔に裂け目や破断がないかについて観察した。集電箔に裂け目や破断が無かったものを良品、集電箔に裂け目や破断があったものを不良品と判断した。各リチウムイオン二次電池について、１０個のサンプルについて評価した。評価結果を、表１に「（良品サンプル数）／（作製サンプル数）」として示す。
〔評価１：集電部の外観観察〕
各リチウムイオン二次電池の電極体について、集電部の破損の有無を調べた。具体的には、集電部は集電箔であるため、集電箔に裂け目や破断がないかについて観察した。集電箔に裂け目や破断が無かったものを良品、集電箔に裂け目や破断があったものを不良品と判断した。各リチウムイオン二次電池について、１０個のサンプルについて評価した。評価結果を、表１に「（良品サンプル数）／（作製サンプル数）」として示す。
〔評価２：ＣＩＤの作動圧測定〕
各リチウムイオン二次電池について、ＣＩＤの作動圧を調べた。ＣＩＤの作動圧が、０．７ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下の範囲内のサンプルを良品とし、当該範囲外のサンプルを不良品とした。各リチウムイオン二次電池について、１０個のサンプルについて評価した。評価結果を、表１に「（良品サンプル数）／（作製サンプル数）」として示す。
各リチウムイオン二次電池について、ＣＩＤの作動圧を調べた。ＣＩＤの作動圧が、０．７ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下の範囲内のサンプルを良品とし、当該範囲外のサンプルを不良品とした。各リチウムイオン二次電池について、１０個のサンプルについて評価した。評価結果を、表１に「（良品サンプル数）／（作製サンプル数）」として示す。
〔評価３：溶接部の電極体の外観観察〕
各リチウムイオン二次電池の電極体の溶接部分を分解し、セパレータの焼損の有無を調べた。セパレータの焼損がなかったものを良品、セパレータに焼損があったものを不良品と判断した。各リチウムイオン二次電池について、１０個のサンプルについて評価した。評価結果を、表１に「（良品サンプル数）／（作製サンプル数）」として示す。
各リチウムイオン二次電池の電極体の溶接部分を分解し、セパレータの焼損の有無を調べた。セパレータの焼損がなかったものを良品、セパレータに焼損があったものを不良品と判断した。各リチウムイオン二次電池について、１０個のサンプルについて評価した。評価結果を、表１に「（良品サンプル数）／（作製サンプル数）」として示す。
表１からわかるように、本実施形態に係る非水電解質二次電池に該当するリチウムイオン二次電池Ａでは、評価１〜３のいずれにおいても不良品は見られなかった。
一方、評価１に関し、従来技術であるリチウムイオン二次電池Ｂでは、集電部のスリットの側面と接触した箇所に破断が見られたサンプルがあった。これは、スリット幅が狭く、集電部を集電端子のスリットに挿入する際に集電部がスリットの側面と接触して、破断したためである。
評価２に関し、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、ＣＩＤの作動圧が低下したサンプルがあった。これは、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、スリットを備える正極集電端子を取り付ける際に、集電部と密着させるためにスリットの幅方向から押圧して、スリットを閉じる操作を行なうが、これにより、正極集電端子の上面であるＣＩＤ取り付け面に歪みが生じたためである。なお、スリット幅の大きいリチウムイオン二次電池Ｃの方が、不良品が多かった。
評価３に関し、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、セパレータが焼損したサンプルがあった。これは、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、上記のスリットを閉じる操作によって、正極集電端子が捩れながら歪み、正極集電端子の脚部（集電部を挟持する部分）に段差が生じ、これにより、溶接のためのレーザが段差部分においてスリットを透り抜けたためである。なお、スリット幅の大きいリチウムイオン二次電池Ｃの方が脚部の変形が大きく、かつレーザが通り抜ける隙間ができやすいため、不良品が多かった。
以上のことから、本実施形態に係る非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池は、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まり（材料歩留まりおよび製品歩留まり）よく製造可能であることがわかる。
また、従来技術のようにスリットを備える単一の集電端子を用いる場合には、集電部を集電端子のスリットに挿入する前に集箔する必要がある。しかしながら、本実施形態に係る非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池の製造の際には、当該集箔操作を省略することができる。
一方、評価１に関し、従来技術であるリチウムイオン二次電池Ｂでは、集電部のスリットの側面と接触した箇所に破断が見られたサンプルがあった。これは、スリット幅が狭く、集電部を集電端子のスリットに挿入する際に集電部がスリットの側面と接触して、破断したためである。
評価２に関し、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、ＣＩＤの作動圧が低下したサンプルがあった。これは、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、スリットを備える正極集電端子を取り付ける際に、集電部と密着させるためにスリットの幅方向から押圧して、スリットを閉じる操作を行なうが、これにより、正極集電端子の上面であるＣＩＤ取り付け面に歪みが生じたためである。なお、スリット幅の大きいリチウムイオン二次電池Ｃの方が、不良品が多かった。
評価３に関し、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、セパレータが焼損したサンプルがあった。これは、従来技術であるリチウムイオン二次電池ＢおよびＣでは、上記のスリットを閉じる操作によって、正極集電端子が捩れながら歪み、正極集電端子の脚部（集電部を挟持する部分）に段差が生じ、これにより、溶接のためのレーザが段差部分においてスリットを透り抜けたためである。なお、スリット幅の大きいリチウムイオン二次電池Ｃの方が脚部の変形が大きく、かつレーザが通り抜ける隙間ができやすいため、不良品が多かった。
以上のことから、本実施形態に係る非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池は、製造時の電極の集電部の破損や溶接時の電極体の損傷が抑制されることによって歩留まり（材料歩留まりおよび製品歩留まり）よく製造可能であることがわかる。
また、従来技術のようにスリットを備える単一の集電端子を用いる場合には、集電部を集電端子のスリットに挿入する前に集箔する必要がある。しかしながら、本実施形態に係る非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池の製造の際には、当該集箔操作を省略することができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 電極体
２０ 正極
２２ 正極集電体
２４ 正極活物質層
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ 正極集電部
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ 溶接部
３０ 負極
３２ 負極集電体
３４ 負極活物質層
３６Ａ 負極集電部
４０ セパレータ
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 正極集電端子
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 第一の部材
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ 第二の部材
６０Ａ 負極集電端子
７２ 正極外部端子
７４ 負極外部端子
７６ 電流遮断機構
８０ 電池ケース
８２ ケース本体
８４ ケース蓋体
９０ 非水電解質
１００ リチウムイオン二次電池
２０ 正極
２２ 正極集電体
２４ 正極活物質層
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ 正極集電部
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ 溶接部
３０ 負極
３２ 負極集電体
３４ 負極活物質層
３６Ａ 負極集電部
４０ セパレータ
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 正極集電端子
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 第一の部材
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ 第二の部材
６０Ａ 負極集電端子
７２ 正極外部端子
７４ 負極外部端子
７６ 電流遮断機構
８０ 電池ケース
８２ ケース本体
８４ ケース蓋体
９０ 非水電解質
１００ リチウムイオン二次電池
Claims (6)
- 複数の電極が積層された電極体と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池であって、
前記電極はそれぞれ、集電体と、当該集電体上に形成された活物質層とを有し、
前記電極はそれぞれ、活物質層非形成部である集電部を有し、
前記電極の集電部は纏められて、二以上の部材から構成される電極集電端子の当該部材により前記電極体の積層方向に挟持されており、
前記電極の集電部と、当該集電部を挟持する前記部材とが溶接されており、
前記電極体の電極の集電部は、複数のグループに纏められて前記電極集電端子の前記部材により挟持されており、
前記複数のグループ同士は、前記電極体の積層方向において重なり合わないように配置されており、
前記複数のグループは、前記電極体の積層方向に段違いに配置されている、
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 - 前記電極集電端子は、第一の部材と第二の部材とから構成されており、
前記複数のグループは、階段状に配置されて前記第一の部材と前記第二の部材に挟持されており、
前記第一の部材および前記第二の部材は、前記複数のグループを挟持する部分が、前記階段状の複数のグループに適合する形状を有し、
前記第一の部材および前記第二の部材の少なくとも一方は、一のグループに当接する部分と他のグループに当接する部分との間の前記電極体の積層方向の寸法が、前記一のグループに当接する部分および前記他のグループに当接する部分の積層方向の寸法よりも短い、
請求項１に記載の非水電解質二次電池。 - 前記電極集電端子に取り付けられた電流遮断機構をさらに備える、
請求項１または２に記載の非水電解質二次電池。 - 集電体と、当該集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ活物質層非形成部である集電部が設けられた複数の電極を作製する工程と、
前記複数の電極を積層して電極体を作製する工程と、
前記電極体の電極の集電部を纏めて、二以上の部材から構成される電極集電端子の当該部材により前記電極体の積層方向に挟持する工程と、
前記電極の集電部と、当該集電部を挟持する部材とを溶接する工程と、
を包含し、
前記挟持する工程において、
前記電極体の電極の集電部を複数のグループに纏めて前記電極集電端子の前記部材により挟持するものであり、
前記複数のグループ同士は、前記電極体の積層方向において重なり合わないように挟持され、かつ
前記複数のグループは、前記電極体の積層方向に段違いに挟持される、
ことを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。 - 前記電極集電端子は、第一の部材と第二の部材とから構成されており、
前記挟持する工程において、階段状に配置された前記複数のグループを前記第一の部材と前記第二の部材により挟持するものであり、
前記第一の部材および前記第二の部材は、前記複数のグループを挟持する部分が、前記階段状の複数のグループに適合する形状を有し、
前記第一の部材および前記第二の部材の少なくとも一方は、一のグループに当接する部分と他のグループに当接する部分との間の前記電極体の積層方向の寸法が、前記一のグループに当接する部分および前記他のグループに当接する部分の積層方向の寸法よりも短い、
請求項４に記載の非水電解質二次電池の製造方法。 - 前記電極集電端子に、電流遮断機構を取り付ける工程をさらに包含する、
請求項４または５に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
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