JP7463327B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池に関する。

特開２０２０－１７７９３０号公報には、タブを備える電極体と、電極体を備える外装体と、外装体を封口し、端子を備える封口板と、を備える二次電池が開示されている。ここで開示された二次電池では、電極体から突出した電極タブが、外装体に取り付けられた同極の集電端子に接合されている。この接合を介して、電極タブは、電池ケースの外部に配置された電極端子と電気的に接続されている。

特開２０２０－１７７９３０号公報

ところで、集電端子に接合された集電タブを電池ケース内に収容する場合、電池ケース内で、例えば集電タブに大きな負荷がかかるような折れ曲がりは極力起こらない、より良い状態で収納することが好ましい。

ここで開示される二次電池は、電極体と、上記電極体を収容する電池ケースと、上記電池ケースに取り付けられた集電端子とを有する。上記電極体は、複数の集電タブを有している。上記複数の集電タブは、重ねられた状態で束ねられた部位と、上記集電端子に接合された部位と、を有している。

かかる構成の二次電池では、集電タブが集電端子に接合された部位とは異なる位置で、複数の集電タブが重ねられた状態で束ねられており、電池ケースの内部において、各集電タブの折れ曲がりが抑制されている。また、複数の集電タブが一定の形状を保った状態で、電極体を電池ケースに収容することができる。そのため、上記折れ曲がりに起因する集電タブの損傷を抑制することができる。

ここで開示される二次電池の好ましい一態様では、上記複数の集電タブは、上記電極体から延びており、上記複数の集電タブが上記電極体から延びた方向において、上記束ねられた部位は、上記接合された部位よりも上記電極体側に設けられている。かかる構成によると、よりよく集電タブの折れ曲がりを抑制し、一定の形状を保った状態で電池ケースに収容することができる。

ここで開示される二次電池の好ましい一態様では、上記束ねられた部位では、固相接合により、または接着剤層を介して、各集電タブが相互に接合されている。かかる構成によると、固相接合により各集電タブを接合することで、上記の効果に加えて、より容易に複数の集電タブを束ねることができる。また、二次電池の抵抗を低減することができる。接着層を介して各集電タブを接着することで、集電タブへのダメージを低減することができ、よりよく上記折れ曲がり抑制効果を実現することができる。

ここで開示される二次電池の好ましい一態様では、上記束ねられた部位では、上記複数の集電タブが、固定部材によって相互に固定されている。固定部材によって複数の集電タブを固定することで、上記折れ曲がり抑制効果を実現することができる。

図１は、二次電池１００の部分断面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、複数の負極集電タブ２２ｔが束ねられた状態を示す平面図である。 図４は、複数の負極集電タブ２２ｔを束ねる一手段を説明する模式図である。 図５は、複数の負極集電タブ２２ｔが固定部材２によって固定された状態を示す平面図である。 図６は、複数の負極集電タブ２２ｔが固定部材３によって固定された状態を示す平面図である。

以下、ここで開示される二次電池の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」などの表記は、特に言及されない限りにおいて「Ａ以上Ｂ以下」を意味するとともに、「Ａを上回り、かつ、Ｂを下回る」を包含する。

本明細書において「二次電池」とは、電解質を介して一対の電極（正極と負極）の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じる蓄電デバイス一般をいう。かかる二次電池は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池の他に、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなども包含する。以下では、上述した二次電池のうち、リチウムイオン二次電池を対象とした場合の実施形態について説明する。

《第１実施形態》
〈二次電池１００〉
図１は、二次電池１００の部分断面図である。図１では、略直方体の電池ケース１０の片側の幅広面に沿って、内部を露出させた状態が描かれている。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図２では、略直方体の電池ケース１０の幅狭面から負極集電端子４３への負極集電タブ２２ｔの接合をみた部分断面図が模式的に描かれている。図１，２に示されているように、二次電池１００は、電池ケース１０と、電極体２０と、を有している。

〈電池ケース１０〉
電池ケース１０は、図１，２に示されているように、ケース本体１２と、蓋１４と、を有している。この実施形態では、ケース本体１２および蓋１４は、軽量化と所要の剛性を確保するとの観点で、それぞれアルミニウムまたはアルミニウムを主体とするアルミニウム合金で形成されている。

－ケース本体１２－
ケース本体１２は、図１に示されているように、電極体２０を収容しており、電極体２０を収容するための開口１２ｈを有している。ケース本体１２は、一側面が開口した略直方体の角形形状を有している。ケース本体１２は、図１，２に示されているように、略矩形の底面１２ａと、一対の幅広面１２ｂと、一対の幅狭面１２ｃとを有している。一対の幅広面１２ｂは、それぞれ底面１２ａのうち長辺から立ち上がっている。一対の幅狭面１２ｃは、それぞれ底面１２ａのうち短辺から立ち上がっている。開口１２ｈは、一対の幅広面１２ｂの長辺と一対の幅狭面１２ｃの短辺とで囲まれて形成されている。

またケース本体１２は、電極体２０と一緒に、図示しない電解液を収容していてもよい。電解液としては、非水系溶媒に支持塩を溶解させた非水電解液を使用できる。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、ＬｉＰＦ_６等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。

－蓋１４－
蓋１４は、ケース本体１２の開口１２ｈに取り付けられている。そして、蓋１４の周縁部が、ケース本体１２の開口１２ｈの縁に接合される。かかる接合は、例えば、隙間がない連続した溶接によるとよい。かかる溶接は、例えば、レーザー溶接によって実現されうる。ケース本体１２および蓋１４は、電極体の収容数（１つまたは複数。図２に示された実施形態では２つ）、サイズ等に応じた大きさを有している。蓋１４には、注液孔１５とガス排出弁１７とが設けられている。注液孔１５は、ケース本体１２に蓋１４を接合した後に電解液を注液するためのものである。注液孔１５は、封止部材１６により封止されている。ガス排出弁１７は、二次電池１００の内圧が所定値以上になったときに破断して、二次電池１００内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。

この実施形態では、蓋１４には、正極端子３０と、負極端子４０とが取り付けられている。正極端子３０は、正極外部端子３１と、接続部材３２と、正極集電端子３３と、を備えている。負極端子４０は、負極外部端子４１と、接続部材４２と、負極集電端子４３と、を備えている。正極外部端子３１および負極外部端子４１は、それぞれ外部絶縁部材５０を介して蓋１４の外側に取り付けられている。接続部材３２および正極集電端子３３と、接続部材４２および負極集電端子４３とは、各極側に設けられた内部絶縁部材６０を介して蓋１４の内側に取り付けられている。接続部材３２および正極集電端子３３と、接続部材４２および負極集電端子４３とは、蓋１４の内表面に沿って配置されている。正極集電端子３３は、正極集電タブ２１ｔを介して電極体２０の正極（詳しくは、正極シート２１）に接続されている。負極集電端子４３は、負極集電タブ２２ｔを介して電極体２０の負極（詳しくは、負極シート２２）に接続されている。

電極体２０の正極集電タブ２１ｔと、負極集電タブ２２ｔとは、図１に示されているように、蓋１４の長手方向の両側部にそれぞれ取り付けられた正極集電端子３３および負極集電端子４３にそれぞれ取り付けられている。電極体２０は、このように集電タブを介して蓋１４に取り付けられた状態で、ケース本体１２に収容されている。図１，２に示されるように、電極体２０は、幅広矩形面２０ａがケース本体１２の幅広面１２ｂに対向するように、ケース本体１２に収容されている。なお、集電端子と集電タブとの接続に関しては、後でさらに述べる。

以下、負極側を例に挙げて、二次電池１００における端子構造、および、電極体２０と蓋１４との接続を詳細に説明する。蓋１４は、図１に示されているように、負極外部端子４１を取り付けるための取付孔１９を有している。取付孔１９は、蓋１４の予め定められた位置において蓋１４を貫通している。蓋１４の取付孔１９には、外部絶縁部材５０を介在させて、負極外部端子４１が取り付けられている。

〈負極外部端子４１〉
ここで、負極の外部端子４１は、頭部４１ａと、軸部４１ｂとを備えている。頭部４１ａは、蓋１４の外側に配置される部位である。頭部４１ａは、取付孔１９よりも大きな略平板状の部位である。軸部４１ｂは、外部絶縁部材５０を介して取付孔１９に装着される部位である。軸部４１ｂは、頭部４１ａの略中央部から下方（図１では、ケース本体１２の内方）に突出している。軸部４１ｂの先端は、図１に示されているように、蓋１４の内部において、接続部材４２にかしめられる部位である。軸部４１ｂの先端は、蓋１４の取付孔１９および接続部材４２の貫通孔４２ａに挿通された状態で折曲げられて、接続部材４２にかしめられている。

〈外部絶縁部材５０〉
外部絶縁部材５０は、図１に示されているように、蓋１４の取付孔１９の内側面、および蓋１４の外側表面に取り付けられる部材である。この実施形態では、外部絶縁部材５０は、ベース部５０ａと、筒部５０ｂと、側壁５０ｃとを備えている。ベース部５０ａは、蓋１４の取付孔１９周りの外表面に装着される部位である。ベース部５０ａは、該外表面に合わせた面（この実施形態では、略平坦な面）を有する。筒部５０ｂは、ベース部５０ａの底面から突出している。筒部５０ｂは、蓋１４の取付孔１９に装着されるように該取付孔の内側面に沿った外形を有している。筒部５０ｂの内側面は、負極外部端子４１の軸部４１ｂが装着される装着孔となる。側壁５０ｃは、ベース部５０ａの周縁から上方に立ち上がっている。負極外部端子４１の頭部４１ａは、外部絶縁部材５０の側壁５０ｃで囲まれた部位に装着されている。

外部絶縁部材５０は、蓋１４と負極外部端子４１との間に配置され、これらの絶縁を確保している。また、外部絶縁部材５０は、蓋１４の取付孔１９の気密性を確保している。かかる観点で、耐薬品性や耐候性に優れた材料が用いられるとよい。この実施形態では、外部絶縁部材５０には、ＰＦＡが用いられている。ＰＦＡは、四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（Tetrafluoroethylene-Perfluoroalkylvinylether Copolymer）である。なお、外部絶縁部材５０に用いられる材料は、ＰＦＡに限定されない。

〈内部絶縁部材６０〉
内部絶縁部材６０は、蓋１４の取付孔１９の周りにおいて、蓋１４の内側に装着される部材である。内部絶縁部材６０は、平坦部６０ａと、孔６０ｂと、側壁６０ｃとを備えている。平坦部６０ａは、蓋１４の内表面に沿って配置される部位である。この実施形態では、平坦部６０ａは、略平板状の部位である。平坦部６０ａは、蓋１４の内表面に沿って配置され、ケース本体１２に収められるように、蓋１４からはみ出ない程度の大きさを有している。孔６０ｂは、取付孔１９に対応して設けられた孔である。この実施形態では、孔６０ｂは、平坦部６０ａの略中央部に設けられている。側壁６０ｃは、平坦部６０ａの周縁部から下方に立ち上がっている。平坦部６０ａには、接続部材４２と負極集電端子４３とが収められる内部絶縁部材６０は、ケース本体１２の内部に配置されるため、所要の耐薬品性を備えているとよい。この実施形態では、内部絶縁部材６０には、ＰＰＳが用いられている。ＰＰＳは、ポリフェニレンサルファイド樹脂（Poly Phenylene Sulfide Resin）である。なお、内部絶縁部材６０に用いられる材料は、ＰＰＳに限定されない。

〈接続部材４２〉
接続部材４２は、図１に示されているように、略平板状であり、貫通孔４２ａと、突起４２ｂとを備えている。接続部材４２は、内部絶縁部材６０の平坦部６０ａに装着される部材であり、負極外部端子４１と負極集電端子４３とを接続している。貫通孔４２ａには、負極外部端子４１の軸部４１ｂが挿通している。貫通孔４２ａの周囲には、軸部４１ｂがかしめられている。突起４２ｂは、負極集電端子４３の第１プレート部４３ａに設けられた貫通孔４３ａ１（図３参照）に嵌合される部位である。突起４２ｂの形状は、貫通孔４３ａ１に嵌合できる形状である。この実施形態では、蓋１４の内表面側からみた突起４２ｂの平面形状は、楕円形である。接続部材４２は、例えば、銅または銅合金で形成されている。

〈負極集電端子４３〉
負極集電端子４３は、図１～３に示されているように、内部絶縁部材６０を介して、蓋１４に取り付けられている。負極集電端子４３は、第１プレート部４３ａと、第２プレート部４３ｂと、段差部４３ｃとを備えている。第１プレート部４３ａは、接続部材４２の表面に沿って配置される部位である。この実施形態では、第１プレート部４３ａは、略平板状の部位である。第１プレート部４３ａは、貫通孔４３ａ１を有している。貫通孔４３ａ１には、接続部材４２の突起４２ｂが嵌合される。貫通孔４３ａ１は、突起４２ｂが嵌合できる形状に形成されている。第２プレート部４３ｂは、内部絶縁部材６０の平坦部６０ａに配置される部位である。この実施形態では、第２プレート部４３ｂは、略平板状の部位である。第２プレート部４３ｂには、負極集電タブ２２ｔが接合される。段差部４３ｃは、第１プレート部４３ａの一の端部から第２プレート部４３ｂの一の端部に向かって立ち上がり、両プレート部を連結する部位である。この実施形態では、段差部４３ｃは、接続部材４２の側壁に沿って配置されている。負極集電端子４３は、例えば、銅または銅合金で形成されている。

〈電極体２０〉
電極体２０は、二次電池１００の発電要素であり、正極と負極と、該正極と該負極とを離隔するセパレータを備えている。また、電極体２０は、外部と電気的に接続される集電タブを有している。図２に示されているように、この実施形態では、二次電池１００は、隣り合って配置される２つの電極体２０を備えている。かかる隣接する２つの電極体２０は、図１，２に示されているように、絶縁フィルム２９に覆われた状態で、ケース本体１２に収容されている。図１に示されているように、電極体２０は、正極要素としての正極シート２１と、負極要素としての負極シート２２と、セパレータとしてのセパレータシート２３とを備えている。正極シート２１および負極シート２２は、セパレータシート２３を介して積層された積層構造を備えている。ここでは、電極体２０は、予め定められた形状に形成された正極シート２１と負極シート２２とがセパレータシート２３を介在させて重ねられた、いわゆる積層型電極体が例示されている。

－正極シート２１－
正極シート２１は、図１に示されているように、略矩形状の正極集電箔２１ａと、正極集電箔２１ａに形成された正極活物質層２１ｂとを備えている。正極活物質層２１ｂは、正極集電箔２１ａの両側面にそれぞれ形成されている。この実施形態では、正極活物質層２１ｂの形成領域は、矩形状である。正極シート２１は、かかる正極活物質層２１ｂの形成領域の一の辺から突出する正極集電タブ２１ｔを有している（図３参照）。正極集電タブ２１ｔは、正極集電箔２１ａの一部であり、表面に正極活物質層２１ｂが形成されない活物質層未形成部である。この実施形態では、正極活物質層２１ｂと正極集電タブ２１ｔとの境界に、正極保護層２１ｐが形成されている（図３参照）。正極保護層２１ｐは、ここでは、正極集電タブ２１ｔの突出方向における正極活物質層２１ｂの端部に形成されており、正極集電タブ２１ｔと隣接している。なお、正極保護層２１ｐの形成は必須ではない。

正極集電箔２１ａには、例えば、アルミニウム箔が用いられうる。正極活物質層２１ｂは、正極活物質を含む層である。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。正極保護層２１ｐは、例えば、アルミナ等の無機フィラーを含む層である。

－負極シート２２－
負極シート２２は、図１に示されているように、略矩形状の負極集電箔２２ａと、負極集電箔２２ａに形成された負極活物質層２２ｂとを備えている。負極活物質層２２ｂは、負極集電箔２２ａの両側面にそれぞれ形成されている。この実施形態では、負極活物質層２２ｂの形成領域は、矩形状である。負極シート２２は、かかる負極活物質層２２ｂの形成領域の一の辺から突出する負極集電タブ２２ｔを有している（図３参照）。負極集電タブ２２ｔは、負極集電箔２２ａの一部であり、表面に負極活物質層２２ｂが形成されない活物質層未形成部である。

負極集電箔２２ａには、例えば銅箔が用いられうる。負極活物質層２２ｂは、負極活物質を含む層である。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。負極活物質は、一般的に天然黒鉛以外にも種々提案されており、特に限定されない。

－セパレータシート２３－
セパレータシート２３は、この実施形態では略矩形状であり、負極活物質層２２ｂを覆うことができるように、負極活物質層２２ｂよりも一回り大きく形成されている。セパレータシート２３には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。セパレータシート２３についても種々提案されており、特に限定されない。

図１に示されているように、底面１２ａの長辺方向における負極活物質層２２ｂの幅Ｗ２は、同方向における正極活物質層２１ｂの幅Ｗ１よりも広い。底面１２ａの長辺方向におけるセパレータシート２３の幅Ｗ３は、負極活物質層２２ｂの幅Ｗ２よりも広い。正極集電タブ２１ｔおよび負極集電タブ２２ｔは、セパレータシート２３からはみ出すように、所要の長さを備えている（図３参照）。正極シート２１と負極シート２２とセパレータシート２３とは、図１に示されているように、セパレータシート２３を介在させた状態で負極活物質層２２ｂが正極活物質層２１ｂを覆い、かつ、正極集電タブ２１ｔおよび負極集電タブ２２ｔが、それぞれセパレータシート２３からはみ出るように重ねられる。この実施形態では、正極シート２１と負極シート２２とがセパレータシート２３を介して重ねられて形成された矩形の領域では、正極シート２１の両面に正極活物質層２１ｂが形成されており、負極シート２２の両面に、負極活物質層２２ｂが形成されている。また、上記矩形の領域の一の端部では、複数の正極集電タブ２１ｔが重ね合わせられた状態で突出している。また、上記一の端部では、複数の負極集電タブ２２ｔが重ね合わせられた状態で突出している。

電極体２０は、図１，３に示されているように、正極集電タブ２１ｔおよび負極集電タブ２２ｔを除く電極体本体部が、一対の幅広矩形面２０ａを有する扁平な直方体形状である。この実施形態では、各電極シートおよびセパレータシート２３の積層方向Ｚの端面が幅広矩形面２０ａを構成している。上記電極体本体部における、一対の幅広矩形面２０ａを除く４つの側面は、正極シート２１、負極シート２２、およびセパレータシート２３の積層面である。

図１，２に示されているように、この実施形態では、電極体２０から突出した複数の負極集電タブ２２ｔは、重ねられた状態で負極集電端子４３の第２プレート部４３ｂに接合されている。

図３は、複数の負極集電タブ２２ｔが束ねられた状態を示す平面図である。図３に示されているように、正極集電端子３３と負極集電端子４３とは、それぞれ間隔を開け、集電タブを接合する接合面を上に向けて並べられている。この実施形態では、正極集電端子３３と負極集電端子４３とは、蓋１４に取り付けた後に、第２プレート部３３ｂと第２プレート部４３ｂとが蓋１４に設けられたガス排出弁１７側となるように配置される（図１参照）。２つの電極体２０は、正極集電端子３３および負極集電端子４３に対して、正極集電タブ２１ｔと負極集電タブ２２ｔとを向けて対称に配置されている。そして、正極集電タブ２１ｔと負極集電タブ２２ｔとは、正極集電端子３３および負極集電端子４３に重ねられて接合されている。

以下、ここでは、負極集電タブ２２ｔと負極集電端子４３との接合を説明する。この実施形態では、図３に示されているように、負極集電端子４３に対して対称に配置された２つの電極体２０からそれぞれ延びた負極集電タブ２２ｔの先端が向かい合わせになるように、第２プレート部４３ｂにおける上記接合面に配置されている。負極集電タブ２２ｔの少なくとも一部が、第２プレート部４３ｂに接合されて、接合部９０が形成されている。そして、負極集電端子４３に２つの負極集電タブ２２ｔが接合された後、負極集電タブ２２ｔが接合された状態の負極集電端子４３が蓋１４に取り付けられる。蓋１４に負極集電端子４３が取り付けられた後、電極体２０の幅広矩形面２０ａどうしが重ねられて、ケース本体１２に収容される（図２参照）。なお、負極集電タブ２２ｔを負極集電端子４３の第２プレート部４３ｂに接合する手段は、特に限定されず、例えば超音波接合、抵抗溶接、レーザー溶接等の従来公知の接合手段である。

ところで、複数の集電タブを重ねて、集電端子に接合して電極体を電池ケースに収容する際、集電タブが折れ曲がることがある。本発明者らは、かかる集電タブの折れ曲がりを抑制し、集電タブが一定の形状を保った状態で、電極体を電池ケースに収容したい、と考えている。本発明者らは、これによって、集電タブの折れ曲がりに起因する集電タブの損傷（例えば、折れ曲がり部分の千切れ、他の集電タブや電極体への突き刺さり等）を抑制することができると考えている。

－負極集電タブ２２ｔ－
図３に示されているように、負極集電タブ２２ｔは、帯状であり、電極体２０から負極集電端子４３の第２プレート部４３ｂに向かって延びている。同図中、負極集電タブ２２ｔが電極体２０から延びた方向を矢印Ｐで表しており、以下、「延伸方向Ｐ」とも称する。延伸方向Ｐは、例えば、負極集電タブ２２ｔの基端Ｂの幅方向Ｑの中心Ｒと、負極集電タブ２２ｔの先端の幅方向の中心Ｓとを結んだ線Ｌａで規定されうる。ここで、負極集電タブ２２ｔの基端Ｂは、負極集電端子４３と電極体２０の外縁との境界をいう。電極体２０の外縁は、例えば、電極体２０の幅広矩形面２０ａの周縁である。

この実施形態では、複数の負極集電タブ２２ｔは、重ねられた状態で束ねられた部位Ｔ１を有している。本明細書において、「複数の負極集電タブ２２ｔを束ねる」とは、例えば、複数の負極集電タブ２２ｔのみを一体化すること、および、後述の固定部材２または固定部材３を用いて複数の負極集電タブ２２ｔを一体化すること、をいう。

図３に示されているように、延伸方向Ｐにおいて、束ねられた部位Ｔ１は、接合部９０よりも電極体２０側に設けられている。点Ｒと点Ｓとを結んだ線分ＲＳの長さをＬｔとしたときに、束ねられた部位Ｔ１は、例えば、接合部９０よりも電極体２０側であって、基端Ｂから１／４Ｌｔ～３／４Ｌｔ離れた位置に設けられるとよい。

図４は、複数の負極集電タブ２２ｔを束ねる一手段を説明する模式図である。図４に示されているように、複数の負極集電タブ２２ｔは、例えば固相接合によって束ねられうる。この実施形態では、束ねられた部位Ｔ１は、固相接合によって形成されている。かかる固相接合としては、例えば、超音波接合が挙げられる。図４に示されているように、電極体２０から延びた複数の負極集電タブ２２ｔに、これらが重ねられた状態で超音波接合装置のホーンＨおよびアンビルＡで挟み込む。そして、複数の負極集電タブ２２ｔを、これらを重ねた方向に加圧しながら超音波エネルギーを付与する。これによって、複数の負極集電タブ２２ｔを束ねることができる。また、上記固相接合は、複数の負極集電タブ２２ｔを、上記重ねた方向から一対のプローブで挟み込み、加圧しながら加熱することによっても実現しうる。固相接合の諸条件は、特に限定されず、適宜設定される。

あるいは、複数の負極集電タブ２２ｔは、接着剤層を介して束ねられうる。このとき、束ねられた部位Ｔ１は、接着剤層の形成によって設けられる。例えば、まず、各負極集電タブ２２ｔにおける所定の部位に接着剤を塗布する。次いで、負極集電タブ２２ｔを重ね合わせる。次いで、負極集電タブ２２ｔを重ねた方向に圧力を付与する。これによって、複数の負極集電タブ２２ｔを束ねることができる。上記圧力の付与において、必要に応じて加熱してもよい。特に限定するものではないが、上記接着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を好ましく用いることができる。

特に限定するものではないが、負極集電タブ２２ｔの幅をＷｔとしたときに、接着剤層の形成幅は、例えば、１／４Ｗｔ～Ｗｔとすることができる。ここで、「負極集電タブ２２ｔの幅」とは、例えば、基端Ｂにおける、負極集電タブ２２ｔの幅方向Ｑの長さをいう。

そして、この実施形態では、蓋１４に取り付けられた複数の負極集電タブ２２ｔは、湾曲した状態でケース本体１２に収容される。図２に示されているように、電池ケース１０の幅狭面側からみた複数の負極集電タブ２２ｔの断面形状は、Ｓ字形状である。例えば、負極集電タブ２２ｔは、束ねられた部位Ｔ１が蓋１４側の湾曲部または該湾曲部近傍に配置されるように電池ケース１０に収容されるとよい。

上述のとおり、二次電池１００は、電極体２０と、電極体２０を収容する電池ケース１０と、電池ケース１０に取り付けられた負極集電端子４３と、を有している。電極体２０は、複数の負極集電タブ２２ｔを有している。複数の負極集電タブ２２ｔは、重ねられた状態で束ねられた部位Ｔ１と、負極集電端子４３に接合された部位（接合部９０）とを有している。換言すると、二次電池１００では、接合部９０とは異なる位置で、複数の負極集電タブ２２ｔが重ねられた状態で束ねられている。このため、電池ケース１０の内部において、各負極集電タブ２２ｔの折れ曲がりを抑制することができる。また、複数の負極集電タブ２２ｔが一定の形状（例えば、図２に示されているようなＳ字形状）を保った状態で、電極体２０を電池ケース１０に収容することができる。折れ曲がりに起因する負極集電タブ２２ｔの損傷を抑制することができる。

また、上記のとおり、複数の負極集電タブ２２ｔは、電極体２０から延びており、複数の負極集電タブ２２ｔが電極体２０から延びた方向（延伸方向Ｐ）において、束ねられた部位Ｔ１は、接合された部位（接合部９０）よりも電極体２０側に設けられている。複数の負極集電タブ２２ｔを接合部９０よりも電極体２０側で束ねることによって、よりよく負極集電タブ２２ｔの折れ曲がりを抑制し、一定の形状を保った状態で電池ケース１０に収容することができる。

また、この実施形態では、束ねられた部位Ｔ１では、固相接合により、または接着剤層を介して、各負極集電タブ２２ｔが相互に接合されている。各負極集電タブ２２ｔを固相接合することによって、各負極集電タブ２２ｔを束ねるための他の部材（例えば、後述の固定部材）や材料の使用を省略することができる。また、各負極集電タブ２２ｔを直接接合することができるため、抵抗を低減することができる。一方、接着剤層を介して各負極集電タブ２２ｔを接合（接着）することによって、負極集電タブ２２ｔへのダメージを低減し、よりよく折れ曲がりを抑制することができる。

以上、二次電池１００の端子近傍構造、および集電タブに関して、負極側を例に挙げて説明した。二次電池１００の端子近傍構造に関して、図１に示されているように、正極側では、接続部材３２と正極集電端子３３の第１プレート部３３ａとの間には、ヒューズ部材７０が配置されている。正極外部端子３１と電極体２０との間には、平板状の端子保護部材８０が配置されている。図１に示されているように、正極側に配置された内部絶縁部材６０の平坦部６０ａには、ケース本体１２の内方に向かって突出する筒状開口６０ａ１が設けられている。筒状開口６０ａ１は、注液孔１５の直下に配置されている。図１，３に示されているように、正極集電端子３３の第１プレート部３３ａには、接続部材３２の突起３２ａを装着する貫通孔３３ａ１と、ヒューズ部材７０に設けられた突起を装着する貫通孔３３ａ２と、が設けられている。また、正極集電端子３３の第２プレート部３３ｂには、筒状開口６０ａ１を装着する貫通孔３３ｂ１が設けられている。正極外部端子３１、接続部材３２、および正極集電端子３３は、いずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されうる。なお、図１において、符号１８は正極側の取付孔であり、符号３３ｃは正極集電端子３３の段差部である。それ以外は、基本的に負極側と同様であるため、ここでの説明を省略する。また、ヒューズ部材および端子保護部材の構成、および負極側と異なる構成であって本明細書に特に記載していない構成に関しては、ここで開示される技術を特徴づけるものではないため、説明を省略する。

正極側の集電タブと集電端子との接合に関しても、負極側と同様であるため、ここでの説明を省略する。また、二次電池１００は、上述した集電タブの形態を少なくとも１箇所有していればよい。ここで開示される技術の効果をよりよく実現する観点から、二次電池１００は、上述した集電タブの形態を正極および負極のいずれにも備えることが好ましい。

以上、ここで開示される技術の一実施形態について説明した。なお、上述した第１実施形態は、ここで開示される技術が適用された二次電池の一例を示すものであり、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。以下、ここで開示される技術の他の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、特に言及している点以外は、上記第１実施形態に係る二次電池１００と略同等の構成を採用することができる。

《その他の実施形態》
上記第１実施形態では、固相接合、または接着剤層を介した接合（接着）によって、複数の負極集電タブ２２ｔが所定の部位で束ねられていた。しかし、これに限定されない。図５は、複数の負極集電タブ２２ｔが固定部材２によって固定された状態を示す平面図である。図５に示されているように、複数の負極集電タブ２２ｔは、部位Ｔ１において束ねられている。この実施形態では、束ねられた部位Ｔ１では、複数の負極集電タブ２２ｔが、固定部材２によって相互に固定されている。固定部材２としては、例えば、接着テープが挙げられる。図５に示されている実施形態では、束ねられた部位Ｔ１では、複数の負極集電タブ２２ｔの周囲に接着テープ（固定部材２）を貼り付けることによって、該複数の負極集電タブ２２ｔが相互に固定されている。

接着テープとしては、例えば、耐薬品性（耐電解液性）を備える接着テープを使用することができる。特に限定するものではないが、基材（例えばポリオレフィン製フィルム）に、接着剤層（例えばＰＶＤＦ層）を有する接着テープを使用するとよい。かかる接着テープを用いて複数の負極集電タブ２２ｔを固定することによって、上記のとおり、負極集電タブ２２ｔの折れ曲がりを抑制し、一定の形状を維持した状態で電池ケース１０に収容することができる。また、接着テープによる固定であるため、負極集電タブ２２ｔへのダメージを低減することができる。

図６は、複数の負極集電タブ２２ｔが固定部材３によって固定された状態を示す平面図である。図６に示された実施形態では、束ねられた部位Ｔ１では、複数の負極集電タブ２２ｔが、固定部材３によって固定されている。固定部材３は、例えば金属製の針でありうる。かかる金属製の針としては、例えば、ステープルを使用することができる。図６に示されているように、複数の負極集電タブ２２ｔは、所謂ホチキス止めによって固定されうる。固定部材３を用いて複数の負極集電タブ２２ｔを固定することによって、上記のとおり、負極集電タブ２２ｔの折れ曲がりを抑制し、一定の形状を維持した状態で電池ケース１０に収容することができる。また、金属製の針による固定であるため、抵抗を低減することができる。

なお、固定部材３を構成する金属は、負極集電タブ２２ｔおよび正極集電タブ２１ｔの構成材料に合わせて選択されることが好ましい。複数の負極集電タブ２２ｔを固定する固定する固定部材３は、例えば、銅または銅合金製の針である。複数の正極集電タブ２１ｔを固定する固定部材３は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の針である。

また、上記第１実施形態に係る二次電池１００が備える電極体２０は積層型電極体であったが、捲回電極体を使用してもよい。

１０ 電池ケース
１２ ケース本体
１４ 蓋
１５ 注液孔
１６ 封止部材
１７ ガス排出弁
２０ 電極体
２１ 正極シート
２１ａ 正極集電箔
２１ｂ 正極活物質層
２１ｐ 正極保護層
２１ｔ 正極集電タブ
２２ 負極シート
２２ａ 負極集電箔
２２ｂ 負極活物質層
２２ｔ 負極集電タブ
２３ セパレータシート
２９ 絶縁フィルム
３０ 正極端子
３１ 正極外部端子
３２ 接続部材
３３ 正極集電端子
４０ 負極端子
４１ 負極外部端子
４２ 接続部材
４３ 負極集電端子
５０ 外部絶縁部材
６０ 内部絶縁部材
９０ 接合部
１００ 二次電池
Ｔ１ 束ねられた部位

Claims (3)

1. 電極体と、
   前記電極体を収容する電池ケースと、
   前記電池ケースに取り付けられた集電端子と
   を有し、
   前記電極体は、複数の集電タブを有し、
   前記複数の集電タブは、重ねられた状態で束ねられた部位と、前記集電端子に接合された部位と、を有しており、
   前記複数の集電タブは、前記電極体から延びており、
   前記複数の集電タブが前記電極体から延びた方向において、前記束ねられた部位は、前記接合された部位よりも前記電極体側に設けられており、
   前記束ねられた部位では、
   固相接合により、各集電タブが相互に接合されている、あるいは、
   金属製の固定部材によって、前記複数の集電タブが、相互に固定されている、二次電池。
2. 前記固定部材は、金属製の針である、請求項１に記載の二次電池。
3. 前記固定部材は、ステープルである、請求項１または２に記載の二次電池。

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