JP7469093B2 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
前記複数の集電体タブが結束後に接続されているリード端子と、を備え、
前記結束後の第1位置で、少なくとも前記集電体タブ同士が接合される第1接合部と、
前記第1接合部とは異なる第2位置で、前記結束後の前記集電体タブと前記リード端子とが接合される第2接合部と、を備えるリチウムイオン二次電池。
前記複数の集電体タブが結束後に接続されているリード端子と、を備え、
前記結束後の第1位置で、前記集電体タブ同士と、接続部材の一端側と、が接合される第1接合部と、
前記第1接合部とは異なる第2位置で、前記接続部材の他端側と前記リード端子とが接合される第2接合部と、を備えるリチウムイオン二次電池。
前記接合面上には前記第2位置が複数形成されており、それぞれの前記集電体タブは、直接又は前記接続部材を介して、最寄りの前記第2位置へ接続されるように分配されている、(2)から(6)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
まず、図1及び図2を用いて、本発明のリチウムイオン二次電池の全体構成を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池本体100とリード端子200との接合状態を示す概略側断面図であり、図2は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池本体の側断面図である。そして、図1に示すように、リチウムイオン二次電池100は、リチウムイオン二次電池本体100と、リード端子200とで構成されており、リチウムイオン二次電池本体100の複数の集電体タブ(図2における負極集電体タブ12a、12b、12c、12d)が結束されて、第1接合部300と、第2接合部400の2箇所の接合箇所で溶接されている。
負極活物質層11を構成する負極活物質としては、特に限定されるものではなく、固体電池の負極活物質として公知の物質を適用することができる。その組成についても特に制限はなく、固体電解質、導電助剤や結着剤等を含んでいてもよい。負極活物質としては、例えば、リチウム金属、Li-Al合金やLi-In合金等のリチウム合金、Li4Ti5O12等のチタン酸リチウム、炭素繊維や黒鉛等の炭素材料等が挙げられる。
負極集電体12は、特に限定されるものではなく、固体電池の負極に用いうる公知の集電体を適用することができる。例えば、ステンレス(SUS)箔、銅(Cu)箔等の金属箔が挙げられる。
正極活物質層21を構成する正極活物質としては、特に限定されるものではなく、固体電池の正極活物質として公知の物質を適用することができる。その組成についても特に制限はなく、固体電解質、導電助剤や結着剤等を含んでいてもよい。正極活物質としては、例えば、二硫化チタン、二硫化モリブデン、セレン化ニオブ、等の遷移金属カルコゲナイド、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2、LiMn2O4)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等の遷移金属酸化物等が挙げられる。
正極集電体22は、特に限定されるものではなく、固体電池の正極に用いうる公知の集電体を適用することができる。例えば、ステンレス(SUS)箔、アルミ(Al)箔等の金属箔が挙げられる。
複数の負極集電体タブ12a、12b、12c、12dは、積層体の一端面から同一方向に、略平行に面状に引き出されている。この実施形態では、それぞれの負極集電体12から延出されて負極集電体タブを構成している。
リード端子200は、その一端側がリチウムイオン二次電池本体100側の集電体タブと、溶接などによって電気的に接続されると共に、他端側は、図示しない、ラミネートフィルムなどの外装体から延出されて、リチウムイオン二次電池の外装体の電極部を構成する。
<<第1実施形態>>
図1に示すように、リチウムイオン二次電池は、リチウムイオン二次電池本体100と、リード端子200とで構成されており、リチウムイオン二次電池本体100の複数の集電体タブ(図2における負極集電体タブ12a、12b、12c、12d)が結束されて、第1接合部300と、第2接合部400の2箇所の接合箇所で溶接されている。なお、図1では正極側の接続構造は省略しているが、正極側でも同様の接続構造が可能であり、本発明においては、正極側、負極側のいずれかまたは両方に下記の接続構造を適用できる。
結束後、この実施形態においては、負極集電体タブ12a、12b、12c、12dのみが接合される第1接合部300を有する。この第1接合部300においては、リード端子200は接合されていない。つまり、本発明において、第1接合部300においては、集電体タブは負極の場合の一例である銅箔や、正極の場合の一例であるアルミ箔などの箔のみで構成されている。このため、溶接条件において、リード端子200の接合強度を考慮する必要がない。このため、弱い溶接条件にて、負極集電体タブ同士の電気的接合を重視した溶接により接合することができる結果、集電体タブの割れや切れを防止することが可能となる。
第1接合部300において接合された複数の集電体タブは、更にリード端子200側に結束状態又は略結束状態で延出されている。そして、延出先のリード端子200の一端側(リチウムイオン二次電池本体側)と重なる第2位置において、第2接合部400が形成されている。つまり、第2接合部400においては、結束された複数の負極集電体タブ12a、12b、12c、12dと、リード端子200とが溶接により接合されている。
図3に示すように、この実施形態においては、接続部材500を介して、集電体タブとリード端子とが接合されている点が、上記の第1実施形態と異なっている。以下実施形態の説明においては、図1と同様の構成については、図1と同様の図番を付してその説明を省略する。
溶接チップとは、集束された複数枚のタブを溶接する際、タブ切れやしわ等を防止するものであり、具体的には、リード端子と同材の線状および板状部材が例示できる。なお、本発明においては、接続部材は可撓性を有していることが好ましい。
図4に示すように、この実施形態においては、接続部材500aの厚さが、第1平面部510aと第2平面部520aで異なっており、具体的には、第1平面部510aが第2平面部520aより薄くなっている点が、上記の第2実施形態と異なっている。
図5は、本発明の第4実施形態に係るリチウムイオン二次電池本体とリード端子との接合状態を示す(a)概略側断面図、(b)概略斜視図である。この実施形態においては、リード端子250の形状が異なる。
図6は、本発明の第5実施形態に係るリチウムイオン二次電池本体とリード端子との接合状態を示す(a)概略側断面図、(b)概略斜視図である。この実施形態においても、リード端子260の形状が異なる。
11 負極活物質層
12 負極集電体
12a、12b、12c、12d 負極集電体タブ
20 正極
21 正極活物質層
22 正極集電体
22a、22b、22c、22d 正極集電体タブ
30 固体電解質層
100 リチウムイオン二次電池本体
200 リード端子
250、260 リード端子
251、261 基部
251a、261a 辺
251b、261b 上方リード端子
251c、261c 下方リード端子
300、310、300b、300c 第1接合部
400、410、400b、400c 第2接合部
500、500a 接続部材
510、510a 第1平面部
520、520a 第2平面部
530、530a 第3平面部
Claims (6)
- 正極集電体を備える正極と、電解質と、負極集電体を備える負極と、が繰り返し配置されている積層体において、両極の少なくとも一方の集電体が、前記積層体の端面からそれぞれ同一方向に引き出されて、複数の集電体タブを構成しているリチウムイオン二次電池本体と、
前記複数の集電体タブが結束後に接続されているリード端子と、を備え、
前記結束後の第1位置で、前記集電体タブ同士と、接続部材の一端側と、が接合される第1接合部と、
前記第1接合部とは異なる第2位置で、前記接続部材の他端側と前記リード端子とが接合される第2接合部と、を備え、前記接続部材が溶接チップである、リチウムイオン二次電池。 - 前記接続部材が略中央部に段差を有する板状部材である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記接続部材が可撓性を有する板状部材である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記接続部材の前記一端側の厚さが、前記他端側より薄い、請求項1から3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記積層体の前記端面に対向するように、前記リード端子の一端側の接合面が配置されており、
前記接合面上には前記第2位置が複数形成されており、それぞれの前記集電体タブは、直接又は前記接続部材を介して、最寄りの前記第2位置へ接続されるように分配されている、請求項1から4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。 - 前記リード端子の一端側が複数に分岐しており、複数の分岐先において、前記第2位置が複数形成されている、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池。
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