JP7329538B2 - 二次電池及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は二次電池及びそ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二次電池が使用されている。

これらの二次電池では、開口を有する有底筒状の外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが構成される。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質と共に収容される。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。

このような二次電池として、複数の正極タブを有する帯状の正極板と、複数の負極タブを有する帯状の負極板とを、帯状のセパレータを解して巻回した偏平状の巻回電極体を備えた二次電池が提案されている（下記特許文献１）。

特開２０１６－１１５４０９号公報

複数のタブを有する電極板を含む偏平状の巻回電極体を備えた二次電池においては、電極板に設けられる複数のタブの間隔は均一ではなく、異なる間隔をおいてタブが設けられている。それぞれ異なる間隔を置いて複数のタブが設けられた帯状の電極板を製造する場合、電極板原板の切断工程の途中で不具合が生じて電極体における電極板の巻き始め端部となる部分の位置が分からなくなる虞がある。このような場合、生産性が低下し、場合によっては電極板の廃棄ロスが多く生じる虞がある。

本発明は、生産性の高い二次電池を提供することを一つの目的とする。

本発明の一形態に係る二次電池は、
複数の第１電極タブを有する帯状の第１電極板と、
複数の第２電極タブを有する帯状の第２電極板と、
前記第１電極板と前記第２電極板を、帯状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体と、
前記複数の第１電極タブが積層された状態で接続された集電体と、を備える二次電池であって、
前記複数の第１電極タブのうちの一部の第１電極タブに識別部が形成されている。

上述の構成によると、第１電極原板を切断する工程の途中で不具合が生じて巻回電極体における第１電極板の巻き始め端部となる部分の位置が分からなくなった場合でも、タブに設けられた識別部に基づき、巻回電極体における第１電極板の巻き始め端部を特定することが可能となる。よって、生産性の低下を効果的に抑制できる。

前記第１電極板の長手方向において、前記識別部が形成された前記第１電極タブは、前記第１電極板の巻き始め端部よりも前記第１電極板の巻き終わり端部に近い位置に配置されることが好ましい。

前記識別部は、前記第１電極タブに形成された切り欠き、開口、ないしマークであることが好ましい。

前記識別部は前記第１電極タブに形成された切り欠き又は開口であり、
前記開口又は切り欠きの縁部における前記第１電極タブの厚みは、前記第１電極タブ部の前記縁部よりも前記第１電極タブの中央側における前記第１電極タブの厚みよりも大きいことが好ましい。

前記識別部は、積層された前記複数の第１電極タブのうち、前記第１電極タブの積層方向における最外面に位置する前記第１電極タブに形成されることが好ましい。

前記第１電極タブの積層方向において、積層された前記複数の第１電極タブの最外面であって、前記集電体側とは反対側の最外面に配置された前記第１電極タブに前記識別部が形成されることが好ましい。

前記複数の第１電極タブと前記集電体が接合された接合部を有し、
前記第１電極タブの突出方向において、前記接合部よりも前記第１電極タブの先端側に前記識別部が形成されることが好ましい。

本発明の一形態に係る二次電池の製造方法は、
複数の第１電極タブを有する帯状の第１電極板と、
複数の第２電極タブを有する帯状の第２電極板と、
前記第１電極板と前記第２電極板を、帯状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体と、
前記複数の前記第１電極タブが積層された状態で接続された集電体と、を備える二次電池の製造方法であって、
複数の第１電極タブを有する第１電極原板を作製すると共に、複数の第１電極タブのうちの一部の第１電極タブに識別部を形成する原板作製工程と、
前記原板作製工程の後、前記第１電極原板を切断し、第１電極板を作製する電極板作製工程と、
前記複数の第１電極タブを積層して集電体に接続する接続工程と、を有する。

上述の構成によると、第１電極原板を切断する工程の途中で不具合が生じて巻回電極体における第１電極板の巻き始め端部となる部分の位置が分からなくなった場合でも、タブに設けられた識別部に基づき、巻回電極体における第１電極板の巻き始め端部を特定することが可能となる。よって、生産性の低下を効果的に抑制できる。

前記識別部は、第１電極タブに形成された開口又は切り欠きであり、
前記接続工程において、前記複数の第１電極タブと前記集電体を超音波接合により接合して接合部を形成し、
前記識別部は、前記接合部よりも前記第１電極タブの先端側に配置されることが好ましい。

前記接続工程において、アンビルとホーンにより前記複数の第１電極タブと前記集電体を挟み込んで、前記ホーンを前記第１電極タブの幅方向において振動させることにより超音波接合を行うことが好ましい。

本発明によると、生産性の高い二次電池を提供できる。

実施形態に係る二次電池の斜視図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 （ａ）は正極原板の平面図である。（ｂ）はタブ形成後の正極原板の平面図である。（ｃ）は最終正極原板の平面図である。（ｄ）は正極板の平面図である。 （ａ）は負極原板の平面図である。（ｂ）はタブ形成後の負極原板の平面図である。（ｃ）は最終負極原板の平面図である。（ｄ）は負極板の平面図である。 実施形態に係る巻回電極体の平面図である。 第２正極集電体に正極タブ群を接続し、第２負極集電体に負極タブ群を接続した状態を示す図である。 正極タブ群と第２正極集電体の接合部近傍の平面図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面の断面図である。 第１正極集電体及び第１負極集電体を取り付けた後の封口板の電極体側の面を示す図である。 第１正極集電体に第２正極集電体を取り付け、第１負極集電体に第２負極集電体を取り付けた後の封口板の電極体側の面を示す図である。

実施形態に係る二次電池としての角形二次電池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及び図２に示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケース１００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い。角形外装体１内には、正極板と負極板を含む巻回電極体３が電解質と共に収容されている。

巻回電極体３の封口板２側の端部には、複数の正極タブ４０からなる正極タブ群４０Ａと、複数の負極タブ５０からなる負極タブ群５０Ａが設けられている。正極タブ群４０Ａは第２正極集電体６ｂ及び第１正極集電体６ａを介して正極端子７に電気的に接続されている。負極タブ群５０Ａは第２負極集電体８ｂ及び第１負極集電体８ａを介して負極端子９に電気的に接続されている。

第１正極集電体６ａ、第２正極集電体６ｂ及び正極端子７は金属製であることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることがより好ましい。正極端子７と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置されている。第１正極集電体６ａ及び第２正極集電体６ｂと封口板２の間には樹脂製の内部側絶縁部材１１が配置されている。

第１負極集電体８ａ、第２負極集電体８ｂ及び負極端子９は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることがより好ましい。また、負極端子９は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分と、銅又は銅合金からなる部分を有するようにすることが好ましい。この場合、銅又は銅合金からなる部分を第１負極集電体８ａに接続し、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分を封口板２よりも外部側に突出するようにすることが好ましい。負極端子９と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１２が配置されている。第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂと封口板２の間には樹脂製の内部側絶縁部材１３が配置されている。

巻回電極体３と角形外装体１の間には樹脂製の樹脂シートからなる電極体ホルダー１４が配置されている。電極体ホルダー１４は、樹脂製の絶縁シートを袋状又は箱状に折り曲げ成形されたものであることが好ましい。封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電解液注液孔１５は封止部材１６で封止されている。封口板２には、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったときに破断し電池ケース１００内のガスを電池ケース１００外に排出するガス排出弁１７が設けられている。

次に角形二次電池２０の製造方法及び各構成の詳細を説明する。

[正極板]
まず、正極板の製造方法を説明する。
［正極活物質合材層スラリーの作製］
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、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電材としての炭素材料、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）をリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質合材層スラリーを作製する。

［正極保護層スラリーの作製］
アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４ となるように混練し、保護層スラリーを作製
する。

［正極活物質合材層及び正極保護層の形成］
正極芯体としての厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面に、上述の方法で作製した正極活物質合材層スラリー及び正極保護層スラリーをダイコータにより塗布する。このとき、正極芯体の幅方向の中央に正極活物質合材層スラリーが塗布される。また、正極活物質合材層スラリーが塗布される領域の幅方向の両端に正極保護層スラリーが塗布されるようにする。

正極活物質合材層スラリー及び正極保護層スラリーが塗布された正極芯体を乾燥させ、正極活物質合材層スラリー及び正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去する。これにより正極活物質合材層及び正極保護層が形成される。その後、一対のプレスローラの間を通過させることにより、正極活物質合材層を圧縮して正極原板４００とする。

図３（ａ）は、上述の方法で作製された正極原板４００の平面図である。帯状の正極芯体４ａの両面には、正極芯体４ａの長手方向に沿って正極活物質合材層４ｂが形成されている。正極芯体４ａにおいて、正極活物質合材層４ｂが形成された領域の幅方向の両端部近傍には正極保護層４ｃが形成されている。そして、正極原板４００の幅方向の両端部には、正極原板４００の長手方向に沿って正極芯体露出部４ｅが形成されている。なお、正極活物質合材層４ｂの厚みは、正極保護層４ｃの厚みよりも大きいことが好ましい。

［タブの形成］
図３（ｂ）は、タブ形成後の正極原板４０１の平面図である。正極原板４００の正極芯体露出部４ｅを所定形状に切断することにより、タブ形成後の正極原板４０１を作製する。正極原板４００の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができる。タブ形成後の正極原板４０１においては、タブ形成後の正極原板４０１の幅方向の両端に複数の正極タブ４０が形成される。なお、正極タブ４０は正極芯体露出部４ｅからなる。図３（ｂ）に示すように、正極タブ４０の根元、及び隣接する正極タブ４０同士の間に形成されるタブ形成後の正極原板４０１の端部に、正極保護層４ｃが残るように正極原板４００を切断することが出来る。なお、正極保護層４ｃは必須の構成ではなく、省略することもできる。また、正極活物質合材層４ｂが形成された部分を切断し、隣接する正極タブ４０同士の間に形成されるタブ形成後の正極原板４０１の端部に、正極保護層４ｃが残らないようにしてもよい。なお、正極原板４００をエネルギー線の照射により切断し、正極タブ４０を形成することが好ましい。

複数の正極タブ４０において、その一部には、識別部８０が形成されている。角形二次電池２０においては、識別部８０は正極タブ４０の外周縁に形成された切り欠き部である。この識別部８０は、正極タブ４０を形成する際に設けることが好ましい。但し、正極タブ４０を形成した後、正極タブ４０に識別部８０を形成してもよい。

図３（ｃ）は、最終正極原板４０２の平面図である。タブ形成後の正極原板４０１の長手方向に沿って、タブ形成後の正極原板４０１を幅方向における中央部で切断する。これにより、幅方向の大きさが正極板４の大きさである最終正極原板４０２となる。即ち最終正極原板４０２は、長さ方向について正極板４の長さに切断する前の状態である。

図３（ｄ）は、正極板４の平面図である。最終正極原板４０２を所定長さに切断することにより、正極板４とする。このとき、一部の正極タブ４０に形成された識別部８０を基点とし、識別部８０から所定距離にある位置で最終正極原板４０２を切断することが好ましい。

なお、生産性をより向上させるためには、後述する巻回電極体の作製工程において最終正極原板４０２を切断することが好ましい。即ち、巻回電極体を巻回しながら、あるいは巻回した後に、巻き終り端部（次の正極板４においては巻き初め端部）となる部分を切断することが好ましい。

ここで、部分的な不良等が原因で最終正極原板４０２の一部を除去することが考えられる。その場合、最終正極原板４０２の一部を除去した後、正極板４の巻き始め端部となる部分（最終正極原板４０２の切断部）を特定する際、正極タブ４０に設けられた識別部８０を読み取ることによって、正極板４の巻き始め端部となる部分を特定することができ、生産性の低下を効果的に抑制できる。

より高出力な二次電池とするため、巻回電極体３においては、正極板４の各層毎に正極タブ４０が設けられることが好ましい。即ち、正極板４の積層数と正極タブ４０の積層数が同じ、あるいは略同じであることが好ましい。したがって、図３（ｄ）に示すように、正極板４においては、正極タブ４０同士が近い距離（Ｄ１）をおいて配置された部分と、正極タブ４０同士が遠い距離（Ｄ２）をおいて配置された部分が存在する。そして、巻回電極体３では、巻回中心から外側に向かって正極板４の巻回径が大きくなる。したがって、正極タブ４０を積層した場合に、それぞれの正極タブ４０の位置が揃うようにするため、正極板４の巻き始め端部から巻き終わり端部に向かって、距離Ｄ１及び距離Ｄ２はそれぞれ徐々に大きくなるように設定することが好ましい。なお、後述する負極タブ５０についても同様である。

識別部８０が設けられた正極タブ４０の位置から、正極板４の巻き終わり端部（切断部）までの距離はより近い方が好ましい。識別部８０を読み取ってから、正極板４の巻き終わり端部（切断部）までの距離が大きい場合、識別部８０が形成されている正極タブ４０から正極板４の巻き終わり端部（切断部）までに配置される正極タブ４０の数や距離に基づき正極板４の巻き終わり端部（切断部）を特定し、最終正極原板４０２を切断する場合、正極板４の長さの精度を確保することが難しくなる。
したがって、正極板４の長手方向において、識別部８０が形成された正極タブ４０は、正極板４の巻き始め端部よりも正極板４の巻き終わり端部に近い位置に配置されることが好ましい。
また、正極板４の巻き終わり端部から最も近い位置にある正極タブ４０に識別部８０が設けられていることがより好ましい。
あるいは、正極板４の巻き終わり端部から最も近い位置にある正極タブ４０及び正極板４の巻き終わり端部から２番目に近い位置にある正極タブの少なくとも一方の正極タブ４０に識別部８０が設けられていることがより好ましい。
なお、正極板４の巻き終わり端部から最も近い位置にある正極タブ４０及び正極板４の巻き終わり端部から２番目に近い位置にある正極タブのそれぞれに識別部８０が設けられていてもよい。
なお、後述する負極タブ５０に設けられる識別部８１についても同様である。

一枚の正極板４は、複数の正極タブ４０を有する。この複数の正極タブ４０のうちの一部のみに識別部８０を設ける。即ち、全ての正極タブ４０には識別部８０を設けない。

[負極板]
次に、負極板の製造方法を説明する。
［負極活物質合材層スラリーの作製］
負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練し、負極活物質合材層スラリーを作製する。

［負極活物質合材層の形成］
負極芯体としての厚さ８μｍの銅箔の両面に、上述の方法で作製した負極活物質合材層スラリーをダイコータにより塗布する。

負極活物質合材層スラリーが塗布された負極芯体を乾燥させ、負極活物質合材層スラリー中の水を除去する。これにより負極活物質合材層が形成される。その後、一対のプレスローラの間を通過させることにより、負極活物質合材層を圧縮して負極原板５００とする。

図４（ａ）は、上述の方法で作製された負極原板５００の平面図である。帯状の負極芯体５ａの両面には、負極芯体５ａの長手方向に沿って負極活物質合材層５ｂが形成されている。そして、負極原板５００の幅方向の両端部には、負極原板５００の長手方向に沿って負極芯体露出部５ｃが形成されている。

［タブの形成］
図４（ｂ）は、タブ形成後の負極原板５０１の平面図である。タブ形成後の負極原板５０１の負極芯体露出部５ｃを所定形状に切断することにより、タブ形成後の負極原板５０１を作製する。負極原板５００の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができる。タブ形成後の負極原板５０１においては、タブ形成後の負極原板５０１の幅方向の両端に複数の負極タブ５０が形成される。なお、負極タブ５０は負極芯体露出部５ｃからなる。なお、負極原板５００をエネルギー線の照射により切断し、負極タブ５０を形成することが好ましい。

複数の負極タブ５０において、その一部には、識別部８１が形成されている。角形二次電池２０においては、識別部８１は負極タブ５０の外周縁に形成された切り欠き部である。この識別部８１は、負極タブ５０を形成する際に設けることが好ましい。但し、負極タブ５０を形成した後、負極タブ５０に識別部８１を形成してもよい。

図４（ｃ）は、最終負極原板５０２の平面図である。タブ形成後の負極原板５０１の長手方向に沿って、タブ形成後の負極原板５０１を幅方向における中央部で切断する。これにより、幅方向の大きさが負極板５の大きさである最終負極原板５０２となる。即ち最終負極原板５０２は、長さ方向について負極板５の長さに切断する前の状態である。

図４（ｄ）は、負極板５の平面図である。最終負極原板５０２を所定長さに切断することにより、負極板５とする。このとき、一部の負極タブ５０に形成された識別部８１を基点とし、識別部８１から所定距離にある位置で最終負極原板５０２を切断することが好ましい。

なお、生産性をより向上させるためには、後述する巻回電極体の作製工程において最終負極原板５０２を切断することが好ましい。即ち、巻回電極体を巻回しながら、あるいは巻回した後に、巻き終り端部となる部分を切断することが好ましい。

ここで、部分的な不良等が原因で最終負極原板５０２の一部を除去することが考えられる。その場合、最終負極原板５０２の一部を除去した後、負極板５の巻き始め端部となる部分（最終負極原板５０２の切断部）を特定する際、負極タブ５０に設けられた識別部８１を読み取ることによって、負極板５の巻き始め端部となる部分を特定することができ、生産性の低下を効果的に抑制できる。

一枚の負極板５は、複数の負極タブ５０を有する。この複数の負極タブ５０のうちの一部のみに識別部８１を設ける。即ち、全ての負極タブ５０には識別部８１を設けない。

[巻回電極体の作製]
上述の方法で作製した正極板４及び負極板５を、帯状のセパレータを介して巻回し、偏平状の巻回電極体３を製造する。なお、上述の通り、最終正極原板４０２の一方端と、最終負極原板５０２の一方端を巻き取り機に供給し、巻回中あるいは巻回後に、最終正極原板４０２と最終負極原板５０２を所定の位置で切断することが好ましい。図５は、巻回電極体３の平面図である。巻回電極体３において、巻回軸が延びる方向における一つの端部には、複数の正極タブ４０からなる正極タブ群４０Ａと、複数の負極タブ５０からなる負極タブ群５０Ａが設けられる。

巻回電極体３では、正極タブ群４０Ａにおいて、正極タブ４０の積層方向における最外面に位置する正極タブ４０に識別部８０が形成されている。このため、正極タブ群４０Ａにおいて、どの部分に識別部８０が位置するかが容易に確認できる。

巻回電極体３では、負極タブ群５０Ａにおいて、負極タブ５０の積層方向における最外面に位置する負極タブ５０に識別部８１が形成されている。このため、負極タブ群５０Ａにおいて、どの部分に識別部８１が位置するかが容易に確認できる。

識別部８０は、正極板４の長手方向において、巻回電極体３となった状態における巻き始め端部よりも、巻き終り端部に近い位置に形成されることが好ましい。また、識別部８１は、負極板５の長手方向において、巻回電極体３となった状態における巻き始め端部よりも、巻き終り端部に近い位置に形成されることが好ましい。

巻回電極体３において、正極板４の積層数をＮ１（層）としたとき、積層される正極タブ４０の枚数は０．８×Ｎ１以上であることが好ましく、０．９×Ｎ１以上であることがより好ましい。
巻回電極体３において、負極板５の積層数をＮ２（層）としたとき、積層される負極タブ５０の枚数は０．８×Ｎ２以上であることが好ましく、０．９×Ｎ２以上であることがより好ましい。

[集電体とタブの接続]
図６に示すように、二つの巻回電極体３の正極タブ群４０Ａを第２正極集電体６ｂに接続すると共に、二つの巻回電極体３の負極タブ群５０Ａを第２負極集電体８ｂに接続する。正極タブ群４０Ａは第２正極集電体６ｂに接合されて接合部６０が形成される。負極タブ群５０Ａは第２負極集電体８ｂに接合されて接合部６１が形成される。接合方法としては、超音波溶接（超音波接合）、抵抗溶接、レーザ溶接等を用いることができる。

第２正極集電体６ｂには、薄肉部６ｃが形成され、薄肉部６ｃ内には集電体開口６ｄが形成されている。この薄肉部６ｃにおいて、第２正極集電体６ｂは第１正極集電体６ａに接合される。第２正極集電体６ｂには、封口板２の電解液注液孔１５と対向する位置に集電体貫通穴６ｅが形成されている。

第２負極集電体８ｂには、薄肉部８ｃが形成され、薄肉部８ｃ内には集電体開口８ｄが形成されている。この薄肉部８ｃにおいて、第２負極集電体８ｂは第１負極集電体８ａに接合される。

図７は、図６における正極タブ群４０Ａと第２正極集電体６ｂの接合部近傍の平面図である。積層された複数の正極タブ４０からなる正極タブ群４０Ａにおいて、積層方向における最外面に位置する正極タブ４０に識別部８０が形成されている。このため、接合部６０が形成される位置に識別部８０が配置されることを確実に防止できる。特に、正極タブ４０の積層方向における最外面であり、且つ、第２正極集電体６ｂ側とは反対側の最外面に位置する正極タブ４０に識別部８０が形成されていることにより、接合部６０が形成される位置に識別部８０が配置されることをより確実に防止できる。よって、正極タブ群４０Ａと第２正極集電体６ｂの接合部６０の強度にバラツキが生じることを効果的に抑制できるため、信頼性がより高い二次電池となる。

なお、正極タブ４０の積層方向における第２正極集電体６ｂ側の最外面に位置する正極タブ４０に識別部８０が形成されている場合でも、正極タブ群４０Ａを第２正極集電体６ｂ上に配置する前に、識別部８０の位置を確認することができる。

正極タブ群４０Ａにおいて、複数の正極タブ４０をズレなく積層することは困難である。このため、正極タブ４０の積層方向における中央部に位置する正極タブ４０に識別部８０が設けられている場合、識別部８０の位置を正確に把握することは困難である。そのため、場合によっては、識別部８０が形成された部分に接合部６０が形成され、正極タブ群４０Ａと第２正極集電体６ｂの接続部の信頼性が低下する虞がある。このような課題を解決するためには、正極タブ群４０Ａにおいて、正極タブ４０の積層方向における最外面に位置する正極タブ４０に識別部８０が設けられていることが好ましい。更には、正極タブ群４０Ａにおいて、第２正極集電体６ｂ側とは反対側の最外面に位置する正極タブ４０に識別部８０が設けられていることが好ましい。

正極タブ４０において識別部８０が形成される位置は、正極タブ４０の正極板４の本体部（正極活物質合材層４ｂが形成されている領域）からの突出方向において、接合部６０よりも、正極タブ４０の先端側に設けられていることが好ましい。これにより、正極タブ群４０Ａと第２正極集電体６ｂを接合する際、正極タブ４０が識別部８０を基点として破損、損傷しても、正極板４の本体部から第２正極集電体６ｂへの導電性の低下を防止できる。このような効果は、正極タブ群４０Ａにおいて、積層方向の中央部に位置する正極タブ４０に識別部８０を設ける場合も効果が得られる。

正極タブ群４０Ａと第２正極集電体６ｂを超音波溶接する場合は、正極タブ群４０Ａと第２正極集電体６ｂをアンビルとホーンで挟み込み、ホーンを振動させることにより超音波溶接を行う。この場合、ホーンは、正極タブ４０の幅方向（図７においては左右方向）において振動させることが好ましい。このような場合、識別部８０が、接合部６０となる部分よりも、正極タブ４０の先端側（図７においては上端側）に形成されていることにより、正極タブ４０の損傷や破損を効果的に抑制できる。即ち、超音波溶接時の振動により正極タブ４０が破損・損傷することを効果的に抑制できる。

図８は、図７におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面の正極タブ４０の断面図である。正極タブ４０に設けられた識別部８０としての切り欠きの縁部には、正極タブ４０の中央部の厚みよりも厚みの大きい肉厚部４ｘが形成されている。この肉厚部４ｘが形成されていることにより、識別部８０を基点として、正極タブ４０が破損や損傷することを効果的に防止できる。肉厚部４ｘの厚みは、正極タブ４０の中央部の厚みの１．１倍以上であることが好ましく、１．２倍以上であることがより好ましい。

なお、正極タブ群４０Ａに関して説明を行った構成およびその効果については、負極タブ群５０Ａについても同様である。また、識別部が切り欠きの場合について説明を行ったが、識別部が開口の場合も同様である。なお、生産性や信頼性を考慮した場合、識別部は開口よりも切り欠きであることが好ましい。

[封口板への各部品取り付け]
図９は、各部品を取り付けた封口板２の電池内部側の面を示す図である。封口板２への各部品取り付けは次のように行われる。

封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材１０を配置する。封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材１１及び第１正極集電体６ａを配置する。そして、正極端子７を電池外部側から、外部側絶縁部材１０の貫通孔、封口板２の正極端子挿入孔２ａ、内部側絶縁部材１１の貫通孔及び第１正極集電体６ａの貫通孔に挿入し、正極端子７の先端を第１正極集電体６ａ上にカシメる。これにより、正極端子７及び第１正極集電体６ａが封口板２に固定される。なお、正極端子７においてカシメられた部分と第１正極集電体６ａを溶接することが好ましい。

封口板２の負極端子挿入孔２ｂの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材１２を配置する。封口板２の負極端子挿入孔２ｂの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材１３及び第１負極集電体８ａを配置する。そして、負極端子９を電池外部側から、外部側絶縁部材１２の貫通孔、封口板２の負極端子挿入孔２ｂ、内部側絶縁部材１３の貫通孔及び第１負極集電体８ａの貫通孔に挿入し、負極端子９の先端を第１負極集電体８ａ上にカシメる。これにより、負極端子９及び第１負極集電体８ａが封口板２に固定される。なお、負極端子９においてカシメられた部分と第１負極集電体８ａを溶接することが好ましい。

内部側絶縁部材１１において、封口板２に設けられた電解液注液孔１５と対向する部分には、注液開口１１ａが設けられている。また、注液開口１１ａの縁部には筒状部１１ｂが設けられている。

［第１集電体と第２集電体の接続］
図１０は、第１正極集電体６ａに第２正極集電体６ｂを取り付け、第１負極集電体８ａに第２負極集電体８ｂを取り付けた後の封口板２の電池内部側の面を示す図である。
正極タブ群４０Ａが接続された第２正極集電体６ｂを、その一部が第１正極集電体６ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１１上に配置する。そして、薄肉部６ｃにレーザー照射することにより、第２正極集電体６ｂと第１正極集電体６ａを接合する。これにより接合部６２が形成される。また、負極タブ群５０Ａが接続された第２負極集電体８ｂを、その一部が第１負極集電体８ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１３上に配置する。そして、薄肉部８ｃにレーザー照射することにより、第２負極集電体８ｂと第１負極集電体８ａを接合する。これにより接合部６３が形成される。

［二次電池の作製］
図１０における一方の巻回電極体３の上面と他方の巻回電極体３の上面とが直接ないし他の部材を介して接するように二つの正極タブ群４０Ａ及び二つの負極タブ群５０Ａを湾曲させる。これにより、二つの巻回電極体３を一つに纏める。そして、二つの巻回電極体３を、箱状ないし袋状に成形した絶縁シートからなる電極体ホルダー１４内に配置する。

一方の正極タブ群４０Ａと他方の正極タブ群４０Ａとは、それぞれ異なる向きに湾曲した状態となる。また、一方の負極タブ群５０Ａと他方の負極タブ群５０Ａとは、それぞれ異なる向きに湾曲した状態となる。

電極体ホルダー１４で包まれた二つの巻回電極体３を角形外装体１に挿入する。そして、封口板２と角形外装体１を溶接し、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。そして、封口板２に設けられた電解液注液孔１５を通じて角形外装体１内に電解液を注液する。その後、電解液注液孔１５をブラインドリベット等の封止部材１６により封止する。これにより角形二次電池２０が完成する。

＜その他＞
上述の実施形態においては、電池ケース内に二つの巻回電極体を配置する例を示したが、巻回電極体は一つであっても良いし、三つ以上であってもよい。

上述の実施形態においては、正極タブ及び負極タブの両方に識別部を設ける例を示したが、いずれか一方側のみに識別部を設けることもできる。

上述の実施形態においては、正極集電体及び負極集電体がそれぞれ二つの部品からなる例を示したが、正極集電体及び負極集電体はそれぞれ一つの部品から構成されてもよい。正極集電体と負極集電体がそれぞれ一つの部品である場合、正極集電体と負極集電体にそれぞれ正極タブ群と負極タブ群を接続した後、正極集電体と負極集電体を封口板に取り付けられた正極端子と負極端子にそれぞれ接続することが好ましい。なお、正極板と正極端子の間の導電経路に電流遮断機構を設けることもできる。

上述の実施形態においては、識別部として、タブに切り欠きを設ける例を示したが、これに限定されない。識別部は、タブに形成された開口であっても良い。また、識別部として、タブにマークを形成してもよい。マークの形成方法としては、印字、塗料の塗布や、レーザマーカー等を用いることができる。タブに、テープ等の別の部品を接続し、識別部とすることもできる。

複数のタブのうち、一部に切り欠きや開口等が形成されていないタブを設け、切り欠きや開口等が形成されていない部分を識別部とすることも考えられる。但し、そのような場合、識別部を設けるタブの数が多くなり生産性を低下させる虞があるため、あまり好ましくない。

正極板、負極板、セパレータ、及び電解質等に関しては、公知の材料を用いることができる。

２０・・・角形二次電池
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子挿入孔
２ｂ・・・負極端子挿入孔
１００・・・電池ケース
３・・・巻回電極体
４・・・正極板
４ａ・・・正極芯体
４ｂ・・・正極活物質合材層
４ｃ・・・正極保護層
４ｅ・・・正極芯体露出部
４ｘ・・・肉厚部
４０・・・正極タブ
４０Ａ・・・正極タブ群
４００・・・正極原板
４０１・・・タブ形成後の正極原板
４０２・・・最終正極原板

５・・・負極板
５ａ・・・負極芯体
５ｂ・・・負極活物質合材層
５ｃ・・・負極芯体露出部
５０・・・負極タブ
５０Ａ・・・負極タブ群
５００・・・負極原板
５０１・・・タブ形成後の負極原板
５０２・・・最終負極原板

６ａ・・・第１正極集電体
６ｂ・・・第２正極集電体
６ｃ・・・薄肉部
６ｄ・・・集電体開口
６ｅ・・・集電体貫通穴

７・・・正極端子

８ａ・・・第１負極集電体
８ｂ・・・第２負極集電体
８ｃ・・・薄肉部
８ｄ・・・集電体開口

９・・・負極端子

１０・・・外部側絶縁部材
１１・・・内部側絶縁部材
１１ａ・・・注液開口
１１ｂ・・・筒状部
１２・・・外部側絶縁部材
１３・・・内部側絶縁部材

１４・・・電極体ホルダー
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止部材
１７・・・ガス排出弁

６０、６１、６２、６３・・・接合部

８０、８１・・・識別部

Claims (10)

1. 異なる間隔をおいて設けられた複数の第１電極タブを有する帯状の第１電極板と、
   複数の第２電極タブを有する帯状の第２電極板と、
   前記第１電極板と前記第２電極板を、帯状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体と、
   前記複数の第１電極タブが積層された状態で接続された集電体と、を備える二次電池であって、
   前記複数の第１電極タブのうちの一部の第１電極タブに識別部が形成された二次電池。
2. 前記第１電極板の長手方向において、前記識別部が形成された前記第１電極タブは、前記第１電極板の巻き始め端部よりも前記第１電極板の巻き終わり端部に近い位置に配置された請求項１に記載の二次電池。
3. 前記識別部は、前記第１電極タブに形成された切り欠き、開口、ないしマークである請求項１又は２に記載の二次電池。
4. 前記識別部は、前記第１電極タブに形成された開口又は切り欠きであり、
   前記開口又は切り欠きの縁部における前記第１電極タブの厚みは、前記第１電極タブの前記縁部よりも前記第１電極タブの中央側における前記第１電極タブの厚みよりも大きい請求項３に記載の二次電池。
5. 前記識別部は、積層された前記複数の第１電極タブのうち、前記第１電極タブの積層方向における最外面に位置する前記第１電極タブに形成された請求項１～４のいずれかに記載の二次電池。
6. 前記第１電極タブの積層方向において、積層された前記複数の第１電極タブの最外面であって、前記集電体側とは反対側の最外面に配置された前記第１電極タブに前記識別部が形成された請求項５に記載の二次電池。
7. 前記複数の第１電極タブと前記集電体が接合された接合部を有し、
   前記第１電極タブの突出方向において、前記接合部よりも前記第１電極タブの先端側に前記識別部が形成された請求項１～６のいずれかに記載の二次電池。
8. 異なる間隔をおいて設けられた複数の第１電極タブを有する帯状の第１電極板と、
   複数の第２電極タブを有する帯状の第２電極板と、
   前記第１電極板と前記第２電極板を、帯状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体と、
   前記異なる間隔をおいて設けられた複数の第１電極タブが積層された状態で接続された集電体と、を備える二次電池の製造方法であって、
   異なる間隔をおいて設けられた複数の第１電極タブを有する第１電極原板を作製すると共に、前記異なる間隔をおいて設けられた複数の第１電極タブのうちの一部の第１電極タブに識別部を形成する原板作製工程と、
   前記原板作製工程の後、前記第１電極原板を切断し、第１電極板を作製する電極板作製工程と、
   前記異なる間隔をおいて設けられた複数の第１電極タブを積層して集電体に接続する接続工程と、を有する二次電池の製造方法。
9. 前記識別部は、前記第１電極タブに形成された開口又は切り欠きであり、
   前記接続工程において、前記複数の第１電極タブと前記集電体を超音波接合により接合して接合部を形成し、
   前記識別部は、前記接合部よりも前記第１電極タブの先端側に配置された請求項８に記載の二次電池の製造方法。
10. 前記接続工程において、アンビルとホーンにより前記複数の第１電極タブと前記集電体を挟み込んで、前記ホーンを前記第１電極タブの幅方向において振動させることにより超音波接合を行う請求項９に記載の二次電池の製造方法。

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