JP6853762B2 - Secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は二次電池に関し、例えば、複数の正極シートと複数の負極シートを有し、正極シートと負極シートが交互に積層される構造を有する二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery, for example, a secondary battery having a plurality of positive electrode sheets and a plurality of negative electrode sheets, and having a structure in which positive electrode sheets and negative electrode sheets are alternately laminated.
二次電池では、正極シートと負極シートとによりセパレータを挟み込む構造により発電体を形成する。また、二次電池は、発電体の面積の大きさにより電池容量が決まる。二次電池では、１つの電池セルの体積辺りの電池容量（以下容量効率と称す）を高めるために、発電体の電池セル内への収納方法が様々考えられている。収納方法の１つとして、広い面積のシート状の発電体を巻いて筒形状とする捲回体構造がある。また、別の収納方法として、複数の正極板と複数の負極板及び複数のセパレータを、正極シートと負極シートとの間にセパレータが挟まれる形態で積層する積層構造がある。 In the secondary battery, the power generator is formed by a structure in which the separator is sandwiched between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. In addition, the battery capacity of a secondary battery is determined by the size of the area of the generator. In the secondary battery, various methods of storing the generator in the battery cell have been considered in order to increase the battery capacity per volume of one battery cell (hereinafter referred to as capacity efficiency). As one of the storage methods, there is a wound body structure in which a sheet-shaped power generator having a large area is wound into a tubular shape. Further, as another storage method, there is a laminated structure in which a plurality of positive electrode plates, a plurality of negative electrode plates, and a plurality of separators are laminated so that the separator is sandwiched between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
捲回体構造は、シート状の電極等を屈曲させなければならず、屈曲による活物質の脱落が発生しやすく大容量化には不向きな特徴がある。一方、積層構造では、発電体内で電極等の屈曲はないため大容量化に好適であるという特徴がある。しかしながら、積層構造の発電体を採用した場合、発電体で発電された電流を取り出す構造として、正極板と負極板それぞれに発電体から突出するようなタブ部を設け、このタブ部に集電板を取り付ける構造が必要になる。そのため、タブ部の形状及びタブ部への集電板の取り付け方法によって、電池セルの体積に示す発電体の大きさが制限される問題がある。特許文献１に集積構造の発電体を有する二次電池におけるタブ部の構造及びタブ部への集電板の取り付け方法の一例が開示されている。
The wound body structure has a feature that the sheet-shaped electrode or the like must be bent, and the active material is likely to fall off due to the bending, which is unsuitable for increasing the capacity. On the other hand, the laminated structure is characterized in that it is suitable for increasing the capacity because the electrodes and the like are not bent in the power generation body. However, when a power generator having a laminated structure is adopted, as a structure for extracting the current generated by the power generator, a tab portion is provided on each of the positive electrode plate and the negative electrode plate so as to protrude from the generator, and the current collecting plate is provided on this tab portion. A structure is required to attach the. Therefore, there is a problem that the size of the power generator indicated by the volume of the battery cell is limited by the shape of the tab portion and the method of attaching the current collector plate to the tab portion.
特許文献１に記載の二次電池は、正負極板の少なくとも一方の極板の端縁部を他方の極板の端縁部より突出させ、セパレータを介して巻回あるいは積層してなる発電素子を有する非水電解質二次電池において、少なくとも該発電素子の突出した極板の端縁部の一方に設けられた１ｍｍ以上５ｃｍ以下の幅の活物質未塗布部が集電体とレーザー溶接される。
The secondary battery described in
しかしながら、特許文献１に記載の二次電池では、極板の端縁部を複数枚束ねて集電体とレーザー溶接する。そのため、集電体に複数の端縁部を束ねて差し込むための構造が必要であるため、集電体の厚みが大きくなる。つまり、特許文献１に記載の二次電池では、集電体の厚みに起因して電池セルの体積辺りの発電体の体積が制限され、電池容量の大容量化の妨げとなる問題がある。
However, in the secondary battery described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、集電板に要する体積を削減することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the volume required for a current collector plate.
本発明の二次電池の一態様は、正極シートの正極活物質充填部と負極シートの負極活物質充填部とが交互に複数枚積層され、かつ、前記正極活物質充填部と前記負極活物質充填部との間にセパレータが挟まれるように形成された積層発電体と前記正極シートの一部であって、前記積層発電体から突出するように前記積層発電体の側面に設けられた正極タブ部と、前記正極タブ部と接合される正極集電板と、前記負極シートの一部であって、前記積層発電体から突出するように前記積層発電体の側面に設けられた負極タブ部と、前記負極タブ部と接合される負極集電板と、を有し、前記正極タブ部及び前記負極タブ部は、それぞれ、前記積層発電体に対抗する辺に複数の凹凸が形成される凹凸辺を有し、前記正極集電板と前記負極集電板は、前記凹凸辺の凸部に対応した位置に設けられる複数のスリットが形成され、前記凹凸辺と前記複数のスリットは、前記凹凸辺の凸部が前記スリットに嵌め込まれた状態で固定される。
を有する。
In one aspect of the secondary battery of the present invention, a plurality of positive electrode active material filling portions and negative electrode active material filling portions of the negative electrode sheet are alternately laminated, and the positive electrode active material filling portion and the negative electrode active material are laminated. A laminated power generation body formed so that a separator is sandwiched between the filling portion and a part of the positive electrode sheet, and a positive electrode tab provided on a side surface of the laminated power generation body so as to protrude from the laminated power generation body. A positive electrode current collector plate joined to the positive electrode tab portion, and a negative electrode tab portion that is a part of the negative electrode sheet and is provided on the side surface of the laminated generator so as to protrude from the laminated generator. A negative electrode current collector plate to be joined to the negative electrode tab portion, and the positive electrode tab portion and the negative electrode tab portion each have an uneven side on which a plurality of irregularities are formed on a side facing the laminated generator. The positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate are formed with a plurality of slits provided at positions corresponding to the convex portions of the concave-convex side, and the concave-convex side and the plurality of slits are formed on the concave-convex side. The convex portion of the above is fixed in a state of being fitted into the slit.
Have.
本発明にかかる二次電池は、積層発電体からの電流取り出し部となる正極タブ部及び負極タブ部が集電板のスリットに嵌め込まれた状態で固定される。これにより、本発明にかかる二次電池では、集電板の厚みを小さくすることができる。 The secondary battery according to the present invention is fixed in a state where the positive electrode tab portion and the negative electrode tab portion, which are the current extraction portions from the laminated generator, are fitted into the slits of the current collector plate. As a result, in the secondary battery according to the present invention, the thickness of the current collector plate can be reduced.
本発明の二次電池によれば、二次電池のセル体積あたりの発電体の体積を大きくすることができる。 According to the secondary battery of the present invention, the volume of the generator per cell volume of the secondary battery can be increased.
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to clarify the explanation, the following description and drawings have been omitted or simplified as appropriate. In each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.
まず、図１に実施の形態１にかかる二次電池の組み立て工程の流れを説明するフローチャートを示す。そして、実施の形態１にかかる二次電池の組み立て方法について説明する。 First, FIG. 1 shows a flowchart illustrating a flow of a secondary battery assembly process according to the first embodiment. Then, the method of assembling the secondary battery according to the first embodiment will be described.
図１に示すように、実施の形態１にかかる二次電池では、まず、電極板となる部材の大きなシートからレーザーカッターにより、電極シートを切り出す（ステップＳ１）。このとき、切り出された電極シートは、導電性の金属シートであり、発電に必要な活物質の塗布はなされていない。また、電極板の部材は、例えば、負極シートはアルミニウムを主成分とするものであり、負極シートは銅を主成分とするものである。このステップＳ１の切り出し工程でレーザーカッターを用いる。このとき負極シートに関しては酸素雰囲気中でレーザーカッターによる切り出しを行う。これにより、切り出された負極シートの外周には酸化膜が形成される。負極シートの外周に酸化膜が形成されることで、集電板の溶接工程において溶接が容易になる効果を奏する。 As shown in FIG. 1, in the secondary battery according to the first embodiment, first, an electrode sheet is cut out from a large sheet of a member to be an electrode plate by a laser cutter (step S1). At this time, the cut-out electrode sheet is a conductive metal sheet, and the active material necessary for power generation is not applied. Further, as for the members of the electrode plate, for example, the negative electrode sheet is mainly composed of aluminum, and the negative electrode sheet is mainly composed of copper. A laser cutter is used in the cutting step of step S1. At this time, the negative electrode sheet is cut out by a laser cutter in an oxygen atmosphere. As a result, an oxide film is formed on the outer periphery of the cut out negative electrode sheet. By forming an oxide film on the outer periphery of the negative electrode sheet, it has the effect of facilitating welding in the welding process of the current collector plate.
次いで、ステップＳ１で切り出した電極シートに活物質を塗布する（ステップＳ２）。このとき、正極となる電極シート（以下、正極シートと称す）には電極シートを正極として機能させるために必要な活物質（例えば、LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2等）を塗布する。また、負極となる電極シート（以下、負極シートと称す）には電極シートを負極として機能させるために必要な活物質（例えば、黒鉛（LiC6）、チタネイト（Li4Ti5O12）等）を塗布する。また、この活物質塗布工程では、電極シートの一部については活物質を塗布せずに、電池からの電流取りだし電極、或いは、電池の充電時の電流注入電極として用いるタブ部とする。 Next, the active material is applied to the electrode sheet cut out in step S1 (step S2). At this time, the electrode sheet serving as the positive electrode (hereinafter referred to as the positive electrode sheet) is coated with an active material (for example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2, etc.) necessary for the electrode sheet to function as the positive electrode. The electrode sheet (hereinafter, referred to as a negative electrode sheet) serving as the negative electrode is required to function the electrode sheet as a negative electrode active material (e.g., graphite (LiC 6), Chitaneito (Li 4 Ti 5 O1 2), etc.) Is applied. Further, in this active material coating step, a part of the electrode sheet is not coated with the active material, but is used as a current extraction electrode from the battery or a tab portion used as a current injection electrode when charging the battery.
次いで、ステップＳ２で形成した正極シートと負極シートとにセパレータを加え、正極シートと負極シートとの間にセパレータが挟まれるように、正極シートと負極シートとを複数枚積層して、積層発電体を形成する（ステップＳ３）。この積層工程では、電極シートのタブ部については、積層発電体から突出するように、各シートを積層する。また、以下の説明では、正極シートのタブ部を正極タブ部と称し、負極シートのタブ部を負極タブ部と称す。複数の正極シートは、正極タブ部が積層発電体の一辺の所定の位置で積層発電体から突出するように積層される。複数の負極シートは、負極タブ部が積層発電体の一辺の所定の位置で積層発電体から突出するように積層される。 Next, a separator is added to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet formed in step S2, and a plurality of positive electrode sheets and negative electrode sheets are laminated so that the separator is sandwiched between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet to form a laminated power generator. (Step S3). In this laminating step, each sheet is laminated so that the tab portion of the electrode sheet protrudes from the laminated power generator. Further, in the following description, the tab portion of the positive electrode sheet is referred to as a positive electrode tab portion, and the tab portion of the negative electrode sheet is referred to as a negative electrode tab portion. The plurality of positive electrode sheets are laminated so that the positive electrode tab portion protrudes from the laminated generator at a predetermined position on one side of the laminated generator. The plurality of negative electrode sheets are laminated so that the negative electrode tab portion protrudes from the laminated generator at a predetermined position on one side of the laminated generator.
次いで、積層発電体から突出したタブ部に集電板を嵌め込む（ステップＳ４）。この集電板はめ込み工程では、正極タブ部には正極集電板が嵌め込まれ、負極タブ部には負極集電板が嵌め込まれる。また、集電板は、例えば、アルミニウムを主成分とするものである。 Next, the current collector plate is fitted into the tab portion protruding from the laminated power generator (step S4). In this current collector fitting step, the positive electrode current collector plate is fitted into the positive electrode tab portion, and the negative electrode current collector plate is fitted into the negative electrode tab portion. Further, the current collector plate contains, for example, aluminum as a main component.
次いで、レーザー溶接により、集電板とタブ部とを接合する（ステップＳ５）。その後、集電板が取り付けられた積層発電体をセルケースに収納し（ステップＳ６）、セルケース内に電解液を注入して（ステップＳ７）、その状態でセルケースを封止する（ステップＳ８）。これにより、電池セルの組み立てが完了する。 Next, the current collector plate and the tab portion are joined by laser welding (step S5). After that, the laminated power generator to which the current collector is attached is housed in the cell case (step S6), the electrolytic solution is injected into the cell case (step S7), and the cell case is sealed in that state (step S8). ). This completes the assembly of the battery cell.
実施の形態１にかかる二次電池では、電極シートの形状、及び、集電板の取り付け方法に特徴の１つを有する。そこで、以下では、電極シートの形状、及び、集電板の取り付け方法について詳細に説明する。 The secondary battery according to the first embodiment has one of the features in the shape of the electrode sheet and the method of attaching the current collector plate. Therefore, in the following, the shape of the electrode sheet and the method of attaching the current collector plate will be described in detail.
図２に実施の形態１にかかる二次電池の正極シート及び負極シートの形状を説明する図を示す。図２では、上図に正極シート１０を示し、下図に負極シート２０を示した。図２に示すように、正極シート１０は、正極活物質充填部１１と正極タブ部１２とを有する。正極活物質充填部１１は、正極シート１０のうち活物質が塗布された領域である。正極タブ部１２は、正極シート１０のうち活物質が未塗布の領域である。また、負極シート２０は、負極活物質充填部２１と負極タブ部２２とを有する。負極活物質充填部２１は、負極シート２０のうち活物質が塗布された領域である。正極タブ部１２は、正極シート１０のうち活物質が未塗布の領域である。
FIG. 2 shows a diagram illustrating the shapes of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet of the secondary battery according to the first embodiment. In FIG. 2, the
正極活物質充填部１１及び負極活物質充填部２１は、この後の積層工程において重ね合わせられる。また、正極タブ部１２及び負極タブ部２２は、正極活物質充填部１１及び負極活物質充填部２１から突出するように設けられる。正極タブ部１２は、正極活物質充填部１１と正極タブ部１２との境界線に対向する辺に複数の凹凸が形成される凹凸辺を有する。また、負極タブ部２２は、負極活物質重点部２１と負極タブ部２２との境界線に対向する辺に複数の凹凸が形成される凹凸辺を有する。正極タブ部１２及び負極タブ部２２は、電極シートを重ね合わせた際に互いに重なり合わない位置（対向する位置）に形成される。一方、同じ極性のタブ部は、電極シートを重ね合わせた際に互いに重なり合う位置に形成される。
The positive electrode active
図２に示す例では、タブ部の凹凸形状として、連続した山形形状とされる。しかし、凹凸形状は、先端が尖った山形形状に限らず後述する集電板のスリットに嵌め込む形状の凸部が形成されるものであれば櫛形状であっても構わない。 In the example shown in FIG. 2, the uneven shape of the tab portion is a continuous chevron shape. However, the uneven shape is not limited to the chevron shape with a sharp tip, and may be a comb shape as long as a convex portion having a shape to be fitted into the slit of the current collector plate described later is formed.
続いて、電極シートの積層状態について説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかる二次電池の正極シート１０及び負極シート２０の積層状態を説明する図を示す。なお、実際には、正極シート１０と負極シート２０は、セパレータを挟んで重ね合わせられるが、図３ではセパレータの図示は省略した。
Subsequently, the laminated state of the electrode sheets will be described. Therefore, FIG. 3 shows a diagram illustrating a laminated state of the
図３に示すように、実施の形態１にかかる二次電池では、正極活物質充填部１１及び負極活物質充填部２１が重なり合うように正極シート１０及び正極タブ部１２が積層される。そして、正極板１１及び負極板２１が重なり合って積層されている部分が積層発電体１となる。一方、正極タブ部１２は、積層発電体１が形成される領域の一辺で重なり合う。また、負極タブ部２２は、積層発電体１が形成される領域の一辺であって、正極タブ部１２が突出する辺と対向する辺側で重なり合う。
As shown in FIG. 3, in the secondary battery according to the first embodiment, the
続いて、集電板の形状について説明する。そこで、図４に実施の形態１にかかる二次電池の集電板の形状を説明する図を示す。実施の形態１にかかる二次電池では、正極タブ部１２に対応する正極集電板１３と、負極タブ部２２に対応する負極集電板２３とを用いる。正極集電板１３及び正極集電板１３は、タブ部の凹凸辺の凸部分に対応する位置にスリットを有する。そして、このスリットにタブ部の凸部を嵌め込むようにして、正極集電板１３及び負極集電板２３は、正極タブ部１２及び正極集電板１３に取り付けられる。
Subsequently, the shape of the current collector plate will be described. Therefore, FIG. 4 shows a diagram illustrating the shape of the current collector plate of the secondary battery according to the first embodiment. In the secondary battery according to the first embodiment, the positive electrode
続いて、正極シート１０及び負極シート２０と、正極集電板１３及び負極集電板２３の接合方法について説明する。図５に実施の形態１にかかる二次電池の正極シート１０及び負極シート２０と集電板の接合方法を説明する図を示す。
Subsequently, a method of joining the
図５に示すように、実施の形態１にかかる二次電池では、正極タブ部１２の凸部に正極集電板１３が嵌め込まれた状態で正極集電板１３のスリット部分にレーザーを照射してレーザー溶接を行うことで、正極集電板１３を正極タブ部１２と接合する。負極タブ部２２及び負極集電板２３についても、正極タブ部１２及び正極集電板１３と同様にレーザー溶接を行うことで、負極タブ部２２と負極集電板２３とを接合する。
As shown in FIG. 5, in the secondary battery according to the first embodiment, the slit portion of the positive electrode
ここで、実施の形態１にかかる二次電池では、正極集電板１３及び負極集電板２３のスリットに正極タブ部１２及び負極タブ部２２の凸部が嵌合した状態でレーザー溶接を行う。正極タブ部１２及び負極タブ部２２の凸部は集電板から突出していても、していなくても良い。
Here, in the secondary battery according to the first embodiment, laser welding is performed in a state where the convex portions of the positive
また、実施の形態１にかかる二次電池では、負極シート２０となる銅箔から酸素雰囲気中でレーザーカッターを用いて切り出すことで負極シート２０の外周に酸化膜が形成される。レーザー溶接を行う際には、この酸化膜によりレーザーの吸収率が高まる。そのため、実施の形態１にかかる二次電池では、アルミニウムを主成分とする正極側とほぼ同じ速度及びレーザー強度でタブ部と集電板とを溶接することができる。レーザー光の波長λは４００〜６００μｍ程度とすることで、負極シート２０の酸化膜によるレーザー吸収率の向上効果を一層高めることができる。
Further, in the secondary battery according to the first embodiment, an oxide film is formed on the outer periphery of the
また、実施の形態１にかかる二次電池では、タブ部に直接レーザーが照射されるので、タブ部の凹凸部の凸部がレーザー溶接時の溶融開始点となり、トップハット分布レーザーによる溶接が容易になる。また、タブ部の凹凸部の凸部が溶融開始点となることでスパッタの発生を防止することができる。また、タブ部に直接レーザーが照射され、上記のような態様で容易に溶接されるので、前述の特許文献１のようにタブ部を集電板により固定しなくても、好適に溶接が可能である。
Further, in the secondary battery according to the first embodiment, since the tab portion is directly irradiated with the laser, the convex portion of the uneven portion of the tab portion becomes the melting start point at the time of laser welding, and welding by the top hat distribution laser is easy. become. Further, since the convex portion of the uneven portion of the tab portion serves as the melting start point, it is possible to prevent the occurrence of spatter. Further, since the tab portion is directly irradiated with the laser and easily welded in the above manner, welding can be suitably performed without fixing the tab portion with the current collector plate as in
上記説明より、実施の形態１にかかる二次電池では、タブ部の集積板を取り付ける辺に凹凸を設け、凸部を集積板に形成されたスリットに嵌合した状態でレーザー溶接を行うことで、積層発電体と集電板とを接合する。これにより、実施の形態１にかかる二次電池では、積層発電体と集電板との距離を狭くし、セルケースの体積辺りの積層発電体の体積の割合を大きくすることができる。つまり、実施の形態１にかかる二次電池では、積層発電体と集電板との距離を従来よりも小さくすることでセルケース辺りの電池容量を高めることができる。 From the above description, in the secondary battery according to the first embodiment, unevenness is provided on the side where the integrated plate of the tab portion is attached, and laser welding is performed in a state where the convex portion is fitted into the slit formed in the integrated plate. , Join the laminated power generator and the current collector plate. As a result, in the secondary battery according to the first embodiment, the distance between the laminated power generation body and the current collector plate can be narrowed, and the volume ratio of the laminated power generation body around the volume of the cell case can be increased. That is, in the secondary battery according to the first embodiment, the battery capacity around the cell case can be increased by making the distance between the laminated generator and the current collector plate smaller than before.
また、実施の形態１にかかる二次電池では、溶接の対象となるタブ部が集電板に形成されたスリットに集められているため、金属泊のみが急激に溶融せず、良好な熱伝導溶接が可能となる。 Further, in the secondary battery according to the first embodiment, since the tab portion to be welded is collected in the slit formed in the current collector plate, only the metal anchor does not melt rapidly and good heat conduction. Welding is possible.
また、実施の形態１にかかる二次電池では、酸素雰囲気中で負極シート２０をレーザーカッターにより部材シート（例えば銅箔シート）から切り出す。これにより、負極シート２０の外周には酸化膜が形成される。そして、この酸化膜により、負極シート２０と正極シート１０とをほぼ同一のスキャン速度、レーザー強度で溶接することが可能になる。また、負極板２１に塗布された活物質は熱により特性が劣化する傾向があるが、負極シート２０の外周に酸化膜を形成することで、溶接に要する時間を短縮できる。これにより、実施の形態１にかかる二次電池では、負極板２１に塗布された活物質の特性劣化を防いで、電池容量の減少を防ぐことができる。
Further, in the secondary battery according to the first embodiment, the
なお、実施の形態１にかかる二次電池の構造及び組み立て方法は、リチウムイオン電池を組み立てる際により効果を奏する。リチウムイオン電池では、正極シート１０及び負極シート２０の板厚がニッケル水素電池等の他の電池よりも薄く、０．２ｍｍ以下程度の厚みしかない。そのため、レーザー溶接において溶接速度を高めるためにレーザー強度を強くするとタブ部のシートが飛んでしまい、溶接ができなくなる問題がある。しかしながら、実施の形態１にかかる二次電池の構造によれば、集電板のスリット内にまとまってタブ部となるシートが収まるため、シートの塊に対してレーザーが照射され、上記のような問題は発生しない。また、負極シート２０の外周の酸化膜により、レーザー強度を落としても溶接速度を高めることができる。
The structure and assembly method of the secondary battery according to the first embodiment are more effective when assembling the lithium ion battery. In the lithium ion battery, the thickness of the
実施の形態２
実施の形態２では、正極シート１０及び負極シート２０のシート形状の別の例となる正極シート３０及び負極シート４０を用いた二次電池について説明する。実施の形態１にかかる二次電池では、積層発電体１の対向する二辺の一方に正極タブ部１２を設け、他方に負極タブ部２２を設けた。一方、実施の形態２にかかる二次電池では、積層発電体１の辺の一辺に正極タブ部及び負極タブ部を設ける。そこで、図６に実施の形態２にかかる二次電池の正極シート及び負極シートの形状を説明する図を示す。図６では、上図に正極シート３０を示し、下図に負極シート４０を示す。
In the second embodiment, a secondary battery using the
図６に示すように、実施の形態２では、正極シート３０が正極活物質充填部３１及び正極タブ部３２を有し、負極シート４０が負極活物質充填部４１及び負極タブ部４２を有する。そして、正極活物質充填部３１及び負極活物質充填部４１は、同一形状を有する。そして、正極活物質充填部３１及び負極活物質充填部４１の同一の辺に正極タブ部３２及び負極タブ部４２が形成される。また、正極タブ部３２及び負極タブ部４２は、積層発電体を構成する正極活物質充填部３１及び負極活物質充填部４１の同一辺に形成されるが、正極シート３０及び負極シート４０を重ね合わせた際に互いに異なる位置になるように形成される。
As shown in FIG. 6, in the second embodiment, the
続いて、図７に実施の形態２にかかる二次電池の正極シート３０及び負極シート４０の積層状態と、集電板の形状と、を説明する図を示す。図７に示すように、実施の形態２にかかる二次電池では、正極シート３０の正極活物質充填部３１、負極シート４０の負極活物質充填部４１及びセパレータ（不図示）が積層されて積層発電体が形成される。また、実施の形態２にかかる二次電池では、積層発電体の一辺で、正極タブ部３２及び負極タブ部４２が重ね合わされる。このとき、正極タブ部３２が重ね合わせられる位置と、負極タブ部４２が重ね合わされる位置は、異なる位置（例えば、正極タブ部３２が図面右側、負極タブ部４２が図面左側）となる。
Subsequently, FIG. 7 shows a diagram illustrating a laminated state of the
そして、実施の形態２にかかる二次電池においても、タブ部の凸部に対応した位置にスリットを有する集電板がタブ部に嵌め込まれる。図７に示す例では、正極集電板３３に正極集電板３３が嵌め込まれ、負極集電板４３には負極タブ部４２が嵌め込まれる。
Then, also in the secondary battery according to the second embodiment, a current collector plate having a slit at a position corresponding to the convex portion of the tab portion is fitted into the tab portion. In the example shown in FIG. 7, the positive electrode
続いて、図８に実施の形態２にかかる二次電池の正極シート３０及び負極シート４０と集電板の接合状態を説明する図を示す。図８に示すように、実施の形態１にかかる二次電池では、正極タブ部３２の凸部に正極集電板３３が嵌め込まれた状態で正極集電板３３のスリット部分にレーザーを照射してレーザー溶接を行うことで、正極集電板３３を正極タブ部３２と接合する。負極タブ部４２及び負極集電板４３についても、正極タブ部３２及び正極集電板３３と同様にレーザー溶接を行うことで、負極タブ部４２と負極集電板４３とを接合する。
Subsequently, FIG. 8 shows a diagram illustrating a bonding state between the
ここで、実施の形態２にかかる二次電池においても、正極集電板３３及び負極集電板４３のスリットに正極タブ部３２及び負極タブ部４２の凸部が嵌合した状態でレーザー溶接を行う。正極タブ部３２及び負極タブ部４２の凸部は集電板から突出していても、していなくても良い。
Here, also in the secondary battery according to the second embodiment, laser welding is performed in a state where the convex portions of the positive
上記説明より、実施の形態２にかかる二次電池においても、タブ部に凸部を設け、この凸部を集電板のスリットに嵌め込んだ状態でレーザー溶接を行うことで、積層発電体との距離が近い位置に集電板を設けることができる。また、実施の形態２にかかる二次電池においても、タブ部に凸部を設け、この凸部を集電板のスリットに嵌め込んだ状態でレーザー溶接を行うことで、実施の形態１と同様に、金属泊のみが急激に溶融せず、良好な熱伝導溶接を実現できる。 From the above description, also in the secondary battery according to the second embodiment, a convex portion is provided on the tab portion, and laser welding is performed with the convex portion fitted in the slit of the current collector plate to form a laminated power generator. The current collector plate can be provided at a position where the distance between the two is short. Further, also in the secondary battery according to the second embodiment, the same as that of the first embodiment is performed by providing a convex portion on the tab portion and performing laser welding with the convex portion fitted in the slit of the current collector plate. In addition, only the metal stay does not melt rapidly, and good heat conduction welding can be realized.
実施の形態３
実施の形態３では、タブ部の形状の変形例について説明する。そこで、図９に実施の形態３にかかる二次電池の正極シート及び負極シートの積層状態と、正極シート及び負極シートの形状と、を説明する図を示す。
In the third embodiment, a modified example of the shape of the tab portion will be described. Therefore, FIG. 9 shows a diagram illustrating a laminated state of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet of the secondary battery and the shapes of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet according to the third embodiment.
図９では、積層発電体のシート積層方向と直交する方向から積層発電体を見たものである。図９に示すように、実施の形態３では、積層発電体の高さＨａは一定である。一方、正極シート１０については、積層方向の中心に位置する正極シート１０のタブ高さＨｂ１が最も低く、積層位置が外に行くほどタブ高さＨｂ２が最も高くなるように形成される。なお、前述した通り、正極シート及び負極シートは、レーザーカッターにより切り出されるものであるため、本実施の形態のような形状の異なるシートも容易に作成可能である。
In FIG. 9, the laminated power generation body is viewed from a direction orthogonal to the sheet stacking direction of the laminated power generation body. As shown in FIG. 9, in the third embodiment, the height Ha of the laminated power generator is constant. On the other hand, the
続いて、図１０に実施の形態３にかかる二次電池の正極シート及び負極シートのかしめ工程を説明する図を示す。図１０に示すように、実施の形態３では、シートの積層方向の中心位置の正極シート１０をかしめ中心として、積層方向の両側から均等に複数枚の正極シート１０をかしめ治具５０によりかしめる。このとき、かしめ中心に位置する正極シート１０以外の正極シート１０は、積層発電体に沿って折り曲げられるように複数の正極シート１０が束ねられる。
Subsequently, FIG. 10 shows a diagram illustrating a caulking step of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet of the secondary battery according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, in the third embodiment, a plurality of
このようなかしめ工程を行う場合、図９に示したように、かしめた場合の折り曲げ距離を考慮して、シートの積層位置に応じたタブ部の高さＨｂを設定することで、かしめた後のタブ部の高さはシートによらずかしめ中心となる正極シート１０のタブ高さＨｂ１に揃えられる。つまり、このかしめ工程により、実施の形態３にかかる二次電池では、正極タブ部１２及び負極タブ部２２は、同一極性の複数のタブ部が密着するように束ねられた状態で凹凸辺と積層発電体の辺との距離Ｈｂが積層発電体の積層方向において一定となる。なお、タブ高さＨｂ１は、タブ部の凹部の底辺で測定すると誤差が少なくなる。
When performing such a caulking step, as shown in FIG. 9, by setting the height Hb of the tab portion according to the stacking position of the sheets in consideration of the bending distance at the time of caulking, after caulking. The height of the tab portion of the
そして、実施の形態３では、タブ部をかしめた状態で、タブ部に対してレーザー溶接による仮止めを行い、仮止め後に集電板をタブ部の凸部に嵌め込む。その後、タブ部と集電板とをレーザー溶接により接合する。 Then, in the third embodiment, with the tab portion crimped, the tab portion is temporarily fixed by laser welding, and after the temporary fixing, the current collector plate is fitted into the convex portion of the tab portion. After that, the tab portion and the current collector plate are joined by laser welding.
上記説明より、実施の形態３にかかる二次電池では、タブ部をかしめ治具５０により束ねた後にタブ部と集電板とを溶接する。これにより、実施の形態３にかかる二次電池では、他の実施の形態よりも溶接時のタブ部の密度が高くなり、他の実施形態よりも金属泊のみが急激に溶融せず、良好な熱伝導溶接を行うことができる。
From the above description, in the secondary battery according to the third embodiment, the tab portions and the current collector plate are welded after the tab portions are bundled by the
また、実施の形態３にかかる二次電池では、かしめた状態での折り曲げ距離を考慮してタブの高さを調節する。これにより、実施の形態３では、かしめた後のタブ部の高さを抑えながら、均一にすることができる。つまり、実施の形態３にかかる二次電池では、タブ部をかしめることによって、集電板と積層発電体との距離が大きくなることはなく、他の実施の形態と同様にセルケース辺りの積層発電体の体積の割合を高くすることができる。 Further, in the secondary battery according to the third embodiment, the height of the tab is adjusted in consideration of the bending distance in the crimped state. Thereby, in the third embodiment, the height of the tab portion after crimping can be suppressed and made uniform. That is, in the secondary battery according to the third embodiment, the distance between the current collector plate and the laminated power generator is not increased by crimping the tab portion, and the cell case area is the same as in the other embodiments. The volume ratio of the laminated power generator can be increased.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
１ 積層発電体
１０ 正極シート
１１ 正極活物質充填部
１２ 正極タブ部
１３ 正極集電板
２０ 負極シート
２１ 負極活物質充填部
２２ 負極タブ部
２３ 負極集電板
３０ 正極シート
３１ 正極活物質充填部
３２ 正極タブ部
３３ 正極集電板
４０ 負極シート
４１ 負極活物質充填部
４２ 負極タブ部
４３ 負極集電板
５０ かしめ治具
1 Laminated
Claims (8)
前記正極シートの一部であって、前記積層発電体から突出するように前記積層発電体の側面に設けられた正極タブ部と、
前記正極タブ部と接合される正極集電板と、
前記負極シートの一部であって、前記積層発電体から突出するように前記積層発電体の側面に設けられた負極タブ部と、
前記負極タブ部と接合される負極集電板と、を有し、
前記正極タブ部及び前記負極タブ部は、それぞれ、前記積層発電体に対向する辺に複数の凹凸が形成される凹凸辺を有し、
前記正極集電板と前記負極集電板は、前記凹凸辺の凸部に対応した位置に、前記積層発電体を構成するシートの積層方向に複数枚の対応するタブ部が填め込まれる長さで設けられる複数のスリットが形成され、
前記正極タブ部及び前記負極タブ部は、同一極性の複数のタブ部が束ねられた状態で前記スリットに嵌め込まれるように固定される二次電池。 A plurality of positive electrode active material filling portions and negative electrode active material filling portions of the negative electrode sheet are alternately laminated, and a separator is sandwiched between the positive electrode active material filling portion and the negative electrode active material filling portion. a stacked power generating body formed,
A positive electrode tab portion that is a part of the positive electrode sheet and is provided on the side surface of the laminated power generation body so as to protrude from the laminated power generation body.
A positive electrode current collector plate joined to the positive electrode tab portion and
A negative electrode tab portion that is a part of the negative electrode sheet and is provided on the side surface of the laminated power generation body so as to protrude from the laminated power generation body.
It has a negative electrode current collector plate to be joined to the negative electrode tab portion, and has.
The positive electrode tab portion and the negative electrode tab portion each have an uneven side on which a plurality of irregularities are formed on the side facing the laminated power generator.
The positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate have a length in which a plurality of corresponding tab portions are fitted in the positions corresponding to the convex portions of the uneven side in the laminating direction of the sheets constituting the laminated power generator. a plurality of slits provided in are formed,
The positive electrode tab portion and the negative electrode tab portion are secondary batteries fixed so as to be fitted into the slit in a state where a plurality of tab portions having the same polarity are bundled.
前記負極タブ部は、前記積層発電体の一辺のうち前記正極タブ部が設けられる辺と対向する辺に設けられる請求項１又は２に記載の二次電池。 The positive electrode tab portion is provided on one side of the laminated power generator.
The secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the negative electrode tab portion is provided on one side of the laminated power generator that faces the side on which the positive electrode tab portion is provided.
前記正極タブ部及び前記負極タブ部には、活物質が塗装されていない請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池。 The positive electrode active material filling portion and the negative electrode active material filling portion constituting the laminated power generator are coated with an active material.
The secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the positive electrode tab portion and the negative electrode tab portion are not coated with an active material.
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