JP7471304B2 - 電池 - Google Patents

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Description

本発明は、電池に関するものである。
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）の駆動用電源、太陽光発電、風力発電等の出力変動を抑制するための用途や夜間に電力をためて昼間に利用するための系統電力のピークシフト用途等の定置用蓄電池システム等において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池などの電池が使用されている。
上記の電池は、その組み立て中等に異物が混入する場合があり、特に混入した異物が金属異物であると、内部短絡が引き起こされる場合がある。内部短絡のメカニズムとしては以下の通りである。
まず、金属異物が正極材料に付着すると、正極の高い電位によって電解液中に金属イオンとして溶解し、その金属イオンが負極に到達すると金属として析出する。そして、金属が正極に向かって成長するように析出し、金属がセパレータを突き破り正極に接触すると内部短絡が引き起こされる。
電池内へ金属異物等の異物が混入することを防止するために、通常、二次電池の組み立てはクリーンルームで行われる。また、組み立て中に電極体に付着した金属異物は、エアブロー、吸引、磁力吸着、研磨テープによる拭き取り等により除去される。
特許文献１には、袋状の多孔質体に電極体を挿入し、電極体が挿入された多孔質体を密閉容器に挿入して形成される密閉型電池が提案されている。
特開２００９－８７８１２号公報
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、電極体と密閉容器の蓋との間に多孔質体を配置する方法やメリットについては具体的に説明されておらず、その具体的方法が不明である。また、袋状の多孔質体を使用するので、その分だけ活物質の量が減少して電池容量が少なくなってしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電池容量を減少させることなく電極体内部への異物の侵入を効果的に抑制することができる電池を提供することにある。
本発明の電池は、正極板と負極板とがセパレータを介して積層され、かつ前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方にタブ部が設けられた電極体と、開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、前記開口を封口する封口板と、前記封口板に取り付けられた外部端子と、前記電極体と前記封口板との間に前記封口板と略平行に配置され、かつ前記外部端子に電気的に接続された略板状の集電体とを備えた電池であって、前記集電体の電極体側の面には、前記電極体のタブ部が溶接され、前記集電体の封口板側の面における前記タブ部の溶接領域の裏側に相当する領域が、封口板側被覆部材によって覆われている構成を備えている。
前記封口板には、内部側絶縁部材が固定され、当該内部側絶縁部材の電極体側の面には、平坦な平坦領域が形成され、前記集電体は、封口板側の面に第１領域、及び当該第１領域よりも電極体側に位置する第２領域が形成された略板状の第１集電体と、前記第１集電体の第２領域に溶接された略板状の第２集電体とを備え、前記第２集電体の厚さは、前記第１集電体の第１領域及び第２領域の段差と、前記封口板側被覆部材の厚さとの合計よりも大きく設定され、前記第１集電体の第１領域が前記封口板側被覆部材によって覆われ、前記第２集電体の封口板側の面が前記内部側絶縁部材の平坦領域に当接している一方、前記第２集電体の電極体側の面が前記第１集電体の第２領域に当接していてもよい。
前記タブ部における前記集電体との溶接部分が、電極体側被覆部材によって覆われていてもよい。
なお、本発明の電池は、正極板と負極板とがセパレータを介して積層され、かつ前記正極板に正極タブが設けられるとともに、前記負極板に負極タブが設けられた電極体と、開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、前記開口を封口する封口板と、前記封口板に取り付けられた正極端子及び負極端子と、前記電極体と前記封口板との間に前記封口板と略平行に配置され、かつ前記正極端子に電気的に接続された略板状の正極集電体、及び前記電極体と前記封口板との間に前記封口板と略平行に配置され、かつ前記負極端子に電気的に接続された略板状の負極集電体とを備えた電池であって、前記正極集電体の電極体側の面には、前記電極体の正極タブが溶接され、前記負極集電体の電極体側の面には、前記電極体の負極タブが溶接され、前記正極集電体の封口板側の面における前記正極タブの溶接領域の裏側に相当する領域が第１封口板側被覆部材によって覆われており、前記負極集電体の封口板側の面における前記負極タブの溶接領域の裏側に相当する領域が、第２封口板側被覆部材によって覆われている構成であってもよい。
本発明の電池は、集電体の封口板側の面における前記タブ部の溶接領域の裏側に相当する領域が、封口板側被覆部材によって覆われているので、溶接時に発生して集電体の封口板側の面に付着した粉塵が電極体の内部に侵入するのを抑制できる。
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。 正極板の平面図である。 負極板の平面図である。 電極体の平面図である。 第１正極集電体（正極集電体）の平面図である。 第１負極集電体（負極集電体）の平面図である。 第１正極集電体に正極タブ群を接続し、第１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。 第２正極集電体及び第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。 第２正極集電体に第１正極集電体を取り付け、第２負極集電体に第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。 図１０の状態に第１、第３及び第４のテープを取り付けた図である。 図１１の状態にカバー部材を取り付けた図である。 図１におけるXIII－XIII線に沿った断面図である。 図１におけるXIV－XIV線に沿った断面図である。 図８の状態に第２及び第５のテープを取り付けた図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
（実施形態）
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の開口を封口する略長方形板状の封口板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く、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。封口板２の長手方向両端部近傍には、正極端子挿入孔２ａ及び負極端子挿入孔２ｂが形成されている。封口板２の封口板２の長手方向中央よりも正極端子挿入孔２ａ寄りには、電解液注液孔１５が設けられており、電解液注液孔１５は電解液の注液後に封止部材（不図示）によって封止される。封口板２の長手方向中央には、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て、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。
角形外装体１は、図３に示す正極板４と図４に示す負極板５とがセパレータを介して積層された電極体３を、電解質と共に収容している。正極板４は正極タブ４０を有し、負極板５は負極タブ５０を有している。
図５に示すように、電極体３の封口板２側の端部には、封口板２側に突出する複数の正極タブ（タブ部）４０からなる正極タブ群４０Ａと、封口板２側に突出する複数の負極タブ（タブ部）５０からなる負極タブ群５０Ａが封口板２の長手方向に間隔を空けて設けられている。正極タブ群４０Ａは第１正極集電体６ａ及び第２正極集電体６ｂ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１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂを介して負極端子９に電気的に接続されている。
電極体３は、図８に示すように、セパレータを介して積層された複数の正極板４及び負極板５で構成された第１電極体要素３ａ及び第２電極体要素３ｂからなる。これら２つの電極体要素３ａ，３ｂは同じ構造を有している。第１電極体要素３ａは、第１正極タブ群４０Ａ１及び第１負極タブ群５０Ａ１を備え、第２電極体要素３ｂは、第２正極タブ群４０Ａ２及び第２負極タブ群５０Ａ２を備える。
第１正極集電体６ａは、図６及び図１３にも示すように、封口板２と略平行な板状に形成されている。詳しくは、第１正極集電体６ａの封口板２長手方向一端（反負極端子９側の端）寄りには、段差部６ｃが形成され、当該段差部６ｃよりも封口板２長手方向他端側の領域が、主板部６ｄを構成し、当該段差部６ｃよりも上記封口板２長手方向一端側の領域が、主板部６ｄよりも電極体３側に位置する電極体側板部６ｅを構成している。主板部６ｄ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孔６ｆが形成されている。電極体側板部６ｅには、薄肉部６ｇが形成されている。
第２正極集電体６ｂは、封口板２と略平行な板状に形成されている。
第１正極集電体６ａの電極体側板部６ｅの薄肉部６ｇは、第２正極集電体６ｂに電極体３側から一体に溶接されている。第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂとで正極集電体６が構成されている。
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。また、封口板２の正極端子挿入孔２ａ周りの電池内部側（電極体３側）には、第１内部側絶縁部材１８が配設されている。第１内部側絶縁部材１８は、封口板２に電池内部側から当接している。外部側絶縁部材１０及び第１内部側絶縁部材１８における封口板２の正極端子挿入孔２ａに対応する部分は、正極端子７挿入用の貫通孔が形成されている。第１内部側絶縁部材１８の電池内部側（電極体３側）には、カップ状の導電部材６５がその開口部を電池内部側に向けて配設されている。また、導電部材６５には、端子接続孔が貫通形成されている。また、導電部材６５の電池内部側には、円盤状の変形板６６が導電部材６５の開口部を塞ぐように配置されている。変形板６６の周縁が導電部材６５に溶接接続されることにより、導電部材６５の開口部が密封されている。なお、導電部材６５及び変形板６６はそれぞれ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。
第１正極集電体６ａ及び第２正極集電体６ｂと封口板２の間には樹脂製の第２内部側絶縁部材１１が配置されている。第２内部側絶縁部材１１は、封口板２の電解液注液孔１５周り及び変形板６６に電池内部側から当接している。第２内部側絶縁部材１１における封口板２の電解液注液孔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が電池内部側に向けて突設されている。さらに、筒状部１１ｂの縁の２箇所から電池内部側に突き出して当該２箇所をブリッジ状に連結する開口覆い部１１ｃが設けられている。また、第２内部側絶縁部材１１には、変形板６６の一部と重なる貫通孔が形成されている。
図８に示すように、第１正極集電体６ａの主板部６ｄの電極体３側の面における集電体貫通孔６ｆを封口板２短手方向両側から挟む２領域には、第１正極タブ群４０Ａ１の先端部及び第２正極タブ群４０Ａ２の先端部がそれぞれ溶接されている。つまり、第１正極タブ群４０Ａ１の先端部の溶接領域と第２正極タブ群４０Ａ２の先端部の溶接領域とは、集電体貫通孔６ｆを挟んで封口板２短手方向に互いに間隔を空けている。図８中、第１正極タブ群４０Ａ１の先端部、すなわち溶接部分を、符号６０ａで示し、第２正極タブ群４０Ａ２の先端部、すなわち溶接部分を、符号６０ｂで示す。そして、図１１に示すように、第１正極タブ群４０Ａ１及び第２正極タブ群４０Ａ２の溶接部分６０ａ，６０ｂと、第１正極集電体６ａの電極体３側の面におけるこれら溶接部分６０ａ，６０ｂに封口板２短手方向両側から挟まれた領域とが、電極体側被覆部材としての第１のテープ８１によって電極体３側から覆われている。第１のテープ８１の封口板２短手方向両端部は、第１正極タブ群４０Ａ１及び第２正極タブ群４０Ａ２の溶接部分６０ａ，６０ｂに貼り付けられている。一方、第１のテープ８１の封口板２短手方向中途部は、第１正極集電体６ａの集電体貫通孔６ｆ、第２内部側絶縁部材１１の注液開口１１ａ、開口覆い部１１ｃ、及び封口板２の電解液注液孔１５との間に隙間を有している。
また、図１５にも示すように、第１正極集電体６ａの主板部６ｄの封口板２側の面における前記第１正極タブ群４０Ａ１及び第２正極タブ群４０Ａ２の溶接領域の裏側に相当する領域は、それぞれ長方形状の封口板側被覆部材としての第２のテープ８２によって覆われている。第２のテープ８２は、その全体に亘って第１正極集電体６ａに貼り付けられている。
また、第１正極集電体６ａの電極体側板部６ｅには、第３のテープ８３が電極体３側から貼り付けられて第１正極集電体６ａにおける第２正極集電体６ｂとの溶接部分を覆っている。
第１負極集電体８ａは、図７及び図１４にも示すように、封口板２と略平行な板状に形成されている。詳しくは、第１負極集電体８ａの封口板２長手方向一端（反正極端子７側の端）寄りには、段部８ｃが形成され、当該段部８ｃよりも封口板２長手方向他端側の領域が、第１板状部８ｄを構成し、当該段部８ｃよりも上記封口板長手方向一端側の領域が、第１板状部８ｄよりも電極体３側に位置する第２板状部８ｅを構成している。第１板状部８ｄの封口板２側の面が第１領域ＲＥ１を構成し、第２板状部８ｅの封口板２側の面が第１領域ＲＥ１よりも電極体３側に位置する第２領域ＲＥ２を構成している。図１４中、第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の段差を符号Ｄで示す。第２板状部８ｅの電極体３側の面には、封口板２側に凹む凹部８ｆが形成されている。当該凹部８ｆには、薄肉部８ｇが形成されている。
第２負極集電体８ｂは、封口板２と略平行な板状に形成されている。第２負極集電体８ｂには、端子接続孔が形成されている。図１４中、第２負極集電体８ｂの厚さを符号Ｔ１で示す。
第２負極集電体８ｂは、第１負極集電体８ａの第２板状部８ｅの薄肉部８ｇ（第２領域ＲＥ）に一体に溶接され、第２負極集電体８ｂの電極体３側の面は、第１負極集電体８ａの第２領域ＲＥ２に当接している。第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂとで負極集電体８が構成されている。
第２負極集電体８ｂ、第１負極集電体８ａ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２負極集電体８ｂ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２負極集電体８ｂ及び第１負極集電体８ａ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。内部側絶縁部材１３は、封口板２に電池内部側から当接した状態で固定されている。外部側絶縁部材１２及び内部側絶縁部材１３における封口板２の負極端子挿入孔２ｂに対応する位置には、貫通孔が形成されている。
内部側絶縁部材１３の電極体３側の面には、平坦な平坦領域ＦＲＥが形成されている。当該平坦領域ＦＲＥには、第２負極集電体８ｂの封口板２側の面が当接している。
第１負極集電体８ａの第１板状部８ｄの電極体３側の面には、第１負極タブ群５０Ａ１の先端部及び第２負極タブ群５０Ａ２の先端部がそれぞれ溶接されている。つまり、第１負極タブ群５０Ａ１の先端部の溶接領域と第２負極タブ群５０Ａ２の先端部の溶接領域とは、封口板２短手方向に互いに間隔を空けている。図８中、第１負極タブ群５０Ａ１の先端部、すなわち溶接部分を、符号６１ａで示し、第２負極タブ群５０Ａ２の先端部、すなわち溶接部分を、符号６１ｂで示す。そして、第１負極タブ群５０Ａ１の先端部及び第２負極タブ群５０Ａ２の先端部、すなわち第１負極タブ群５０Ａ１及び第２負極タブ群５０Ａ２の溶接部分６１ａ，６１ｂと、第１板状部８ｄの電極体３側の面におけるこれら溶接部分６１ａ，６１ｂに封口板２短手方向両側から挟まれた領域と、第２板状部８ｅにおける第２負極集電体８ｂとの溶接部分が、電極体側被覆部材としての１枚の第４のテープ８４によって電極体３側から覆われている。第４のテープ８４は、第１負極タブ群５０Ａ１及び第２負極タブ群５０Ａ２の溶接部分６１ａ，６１ｂと、第２板状部８ｅの凹部８ｆ非形成領域とに貼り付けられている。
また、第１負極集電体８ａの第１板状部８ｄの封口板２側の面、すなわち第１領域ＲＥ１には、その外周端部を除く全体に亘って封口板側被覆部材としての１枚の第５のテープ８５が貼り付けられている。この第５のテープ８５は、第１負極集電体８ａの第１板状部８ｄの封口板２側の面（第１領域ＲＥ１）における第１負極タブ群５０Ａ１及び第２負極タブ群５０Ａ２の溶接領域の裏側に相当する２領域を覆っている。
第１～第５のテープ８１～８５は、ポリプロピレンフィルムからなる基材と、当該ポリプロピレンフィルムの一方の面に塗布されたゴム系の粘着剤からなる粘着層とで構成されている。第１～第５のテープ８１～８５の厚さは、互いに等しく設定されている。図１４中、第５のテープ８５の厚さを符号Ｔ２で示す。第２負極集電体８ｂの厚さＴ１は、第１負極集電体８ａの第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の段差Ｄと、第５のテープ８５の厚さＴ２との合計よりも大きく設定されている。
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。この電極体ホルダー１４により、電極体３と角形外装体１との間が確実に電気的に絶縁状態として保持されている。
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４の製造方法を説明する。
［正極活物質合剤層スラリーの作製］
例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混練して作成する。正極活物質としては、例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等のリチウム複合酸化物等が挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素樹脂等が挙げられる。導電剤としては、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。
［正極保護層スラリーの作製］
アルミナ粉末、導電剤としての黒鉛、結着剤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）などを混練し、保護層スラリーを作製する。
［正極活物質合剤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剤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。また、正極活物質合剤層スラリーが塗布される領域の幅方向の少なくともどちらか一方の端部に正極保護層スラリーが塗布されるようにする。
正極活物質合剤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て、スラリー中のＮＭＰを除去する。これにより正極活物質合剤層及び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、正極活物質合剤層を圧縮して正極原板とする。この正極原板を所定のサイズにカットして図３に示す正極板４を作成する。正極板４は矩形であって、上辺から正極タブ４０が突き出している。正極板４の上辺部分に沿って幅狭の正極保護層４ｃが形成されており、正極保護層４ｃの下から正極板４の下辺まで正極活物質合剤層４ｂが形成されている。なお、上述のように正極タブ４０は正極芯体から形成されてもよいし、別の部材を正極板４に接続して正極タブ４０としてもよい。
[負極板]
次に、負極板５の製造方法を説明する。
［負極活物質合剤層スラリーの作製］
負極活物質と、導電剤と、結着剤と、増粘剤を混練して作成。負極活物質としては、例えば、黒鉛等の炭素材料等が挙げられる。結着剤としては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が挙げられる。
［負極活物質合剤層の形成］
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剤層スラリーをダイコータにより塗布する。
負極活物質合剤層スラリーが塗布された負極芯体を乾燥させ、スラリー中の水を除去する。これにより負極活物質合剤層が形成される。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、負極活物質合剤層を圧縮して負極原板とする。この負極原板を所定のサイズにカットして図４に示す負極板５を作成する。負極板５は矩形であって、上辺から負極タブ５０が突き出している。負極タブ５０を除いた負極芯体の全面に負極活物質合剤層５ｂが形成されている。なお、上述のように負極タブ５０は負極芯体から形成されてもよいし、別の部材を負極板５に接続して負極タブ５０としてもよい。
[電極体の作製]
上述の方法で作製した複数の正極板４及び負極板５を、セパレータを介して積層し、積層型の電極体３を製造する。電極体３に含まれる正極板４及び負極板５のそれぞれの数は特に限定されないが、数十枚以上が好ましい。詳しくは、第１電極体要素３ａと第２電極体要素３ｂとを電極体３として作製する。
[集電体とタブの接続]
そして、図８に示すように、第１電極体要素３ａの第１正極タブ群４０Ａ１及び第２電極体要素３ｂの第２正極タブ群４０Ａ２を、図６に示す第１正極集電体６ａ（正極集電体６）の主板部６ｄの一方の面に溶接するとともに、第１電極体要素３ａの第１負極タブ群５０Ａ１及び第２電極体要素３ｂの第２負極タブ群５０Ａ２を、図７に示す第１負極集電体８ａ（負極集電体８）の第１板状部８ｄの一方の面に溶接する。
正極タブ群４０Ａと第１正極集電体６ａとの溶接接続及び負極タブ群５０Ａと第１負極集電体８ａとの溶接接続は、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接等により行うことができる。本実施形態では超音波溶接によって溶接接続がなされている。
その後、図１５に示すように、第１正極集電体６ａの主板部６ｄの他方の面に、２枚の第２のテープ８２を貼り付けるとともに、第１負極集電体８ａの第１板状部８ｄの他方の面に第５のテープ８５を貼り付ける。これにより、第２のテープ８２が、第１正極集電体６ａにおける正極タブ群４０Ａの接続面の反対側の面に付着した異物、特に正極タブ群４０Ａの溶接工程において発生した金属粉を捕捉して、異物が電極体３の内部に侵入するのを抑制できる。同様に、第５のテープ８５が、第１負極集電体８ａにおける負極タブ群５０Ａの接続面の反対側の面に付着した異物、特に負極タブ群５０Ａの溶接工程において発生した金属粉を捕捉して、異物が電極体３の内部に侵入するのを抑制できる。したがって、異物による内部短絡の発生を大きく抑制できる。
[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。図２及び図９を用いて、封口板２への各部品取り付けについて説明を行う。
封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲に外部側絶縁部材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第１内部側絶縁部材１８及びカップ状の導電部材６５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、第１内部側絶縁部材１８の貫通孔及び導電部材６５の端子接続孔に挿入し、正極端子７の先端を導電部材６５上にカシメる。これにより、正極端子７及び導電部材６５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導電部材６５を溶接接続することが好ましい。
また、導電部材６５の開口部を塞ぐように円盤状の変形板６６を配置し、変形板６６の周縁を導電部材６５に溶接接続する。これにより、導電部材６５の開口部が密封される。次に、封口板２の電解液注液孔１５周り及び変形板６６の電極体３側に、樹脂製の第２内部側絶縁部材１１を配置する。それから第２正極集電体６ｂを第２内部側絶縁部材１１の電池内部側に配置して、変形板６６と第２正極集電体６ｂとを第２内部側絶縁部材１１の貫通孔を通じて溶接接続する。
一方、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。また、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２負極集電体８ｂ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２負極集電体８ｂの端子接続孔に挿入し、負極端子９の先端を第２負極集電体８ｂ上にカシメる。これにより、負極端子９及び第２負極集電体８ｂ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２負極集電体８ｂを溶接接続することが好ましい。
［第１集電体と第２集電体の接続］
図１０は、第２正極集電体６ｂに第１正極集電体６ａを取り付け、第２負極集電体８ｂに第１負極集電体８ａ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。
第１及び第２正極タブ群４０Ａ１，４０Ａ２が接続された第１正極集電体６ａを、その一部（電極体側板部６ｅ）が第２正極集電体６ｂと重なるようにして、第２内部側絶縁部材１１上に配置する。そして、薄肉部６ｇにレーザー照射することにより、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂを溶接接続する。また、第１及び第２負極タブ群５０Ａ１，５０Ａ２が接続された第１負極集電体８ａを、その一部（第２板状部８ｅ）が第２負極集電体８ｂ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８ｇにレーザー照射することにより、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂを溶接接続する。このとき、図１４に示すように、第２負極集電体８ｂの厚さＴ１が、第１負極集電体８ａの第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の段差Ｄと、第５のテープ８５の厚さＴ２との合計よりも大きく設定されているので、第１負極集電体８ａの第２板状部８ｅが第２負極集電体８ｂから浮き上がりにくい。したがって、第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂとをより確実に溶接できる。
なお、本実施形態では、第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂとをレーザー溶接によって接続したが、超音波溶接、抵抗溶接等により接続してもよい。
その後、図１１に示すように、第１正極タブ群４０Ａ１及び第２正極タブ群４０Ａ２の溶接部分６０ａ，６０ｂと、第１正極集電体６ａの電極体３側の面におけるこれら溶接部分６０ａ，６０ｂによって封口板２短手方向両側から挟まれた領域とを覆うように上記溶接部分６０ａ，６０ｂに第１のテープ８１を貼り付ける。これにより、第１のテープ８１が溶接部分６０ａ，６０ｂの周りに存在している異物、特に正極タブ群４０Ａの溶接工程において発生した金属粉を捕捉して、異物が電極体３の内部に侵入するのを抑制できる。従って、異物による内部短絡の発生を大きく抑制できる。
また、第１正極集電体６ａにおける第２正極集電体６ｂとの溶接部分を覆うように、第３のテープ８３を第１正極集電体６ａの電極体側板部６ｅの電極体３側の面に貼り付ける。これにより、第３のテープ８３が第１正極集電体６ａにおける第２正極集電体６ｂとの溶接部分の周りに存在している異物、特に第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂとの溶接工程において発生した金属粉を捕捉して、異物が電極体３の内部に侵入するのを抑制できる。従って、異物による内部短絡の発生を大きく抑制できる。
さらに、第１負極タブ群５０Ａ１及び第２負極タブ群５０Ａ２の溶接部分６１ａ，６１ｂと、第１負極集電体８ａの電極体３側の面におけるこれら溶接部分６１ａ，６１ｂによって封口板２短手方向両側から挟まれた領域と、第１負極集電体８ａにおける第２負極集電体８ｂとの溶接部分を覆うように、第４のテープ８４を第１負極タブ群５０Ａ１及び第２負極タブ群５０Ａ２の溶接部分６１ａ，６１ｂと、第２板状部８ｅの凹部８ｆ非形成領域とに電極体３側から貼り付ける。これにより、第４のテープ８４が溶接部分６１ａ，６１ｂの周りに存在している異物、特に負極タブ群５０Ａの溶接工程において発生した金属粉を捕捉して、異物が電極体３の内部に侵入するのを抑制できる。従って、異物による内部短絡の発生を大きく抑制できる。
また、第４のテープ８４が第１負極集電体８ａにおける第２負極集電体８ｂとの溶接部分も覆うので、第４のテープ８４が第１負極集電体８ａにおける第２負極集電体８ｂとの溶接部分の周りに存在している異物、特に第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂとの溶接工程において発生した金属粉を捕捉して、異物が電極体３の内部に侵入するのを抑制できる。従って、異物による内部短絡の発生を大きく抑制できる。
それから、図１２に示すように第２正極集電体６ｂ全体と第１正極集電体６ａの電極体側板部６ｅと第３のテープ８３とをカバー部材８８によって覆う。
本実施形態では、第１～第５のテープ８１～８５の基材を、ポリプロピレンフィルムで構成したが、ポリプロピレンフィルム以外のプラスチックフィルムで構成してもよい。
また、第１～第５のテープ８１～８５の代わりに、熱や光等で硬化する封止樹脂等の塗布材料を被覆部材として用いてもよいし、金属箔や不織布などを用いた粘着シートを用いてもよい。
また、第１～第５のテープ８１～８５の代わりに、粘着層を有さないシートやクッション材を設けてもよい。
［二次電池の作製］
次に図１２における第１電極体要素３ａの上面と第２電極体要素３ｂ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４０Ａ１，４０Ａ２及び二つの負極タブ群５０Ａ１，５０Ａ２を湾曲させる。これにより、二つの電極体要素３ａ，３ｂを纏めて１つの電極体３とする。そして、まとめた電極体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。
電極体ホルダー１４で包まれた電極体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。それから、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。
（その他の実施形態）
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。
電極体３は、正極板４、負極板５及びセパレータを積層したあとで、これを巻回させた構造であってもよい。電極体要素３ａ，３ｂも巻回構造とすることができる。
上述の実施形態においては、角形外装体１内に二つの電極体要素３ａ，３ｂを配置する例を示したが、電極体要素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、正極集電体６及び負極集電体８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６及び負極集電体８はそれぞれ一つの部品から構成されてもよい。
上述の実施形態においては、タブ部を正極板４及び負極板５の両方に設けたが、いずれか一方だけに設けてもよい。
正極板４、負極板５、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。
１ 外装体
２ 封口板
３ 電極体
４ 正極板
５ 負極板
６ 正極集電体
７ 正極端子
８ 負極集電体
８ａ 第１負極集電体
８ｂ 第２負極集電体
９ 負極端子
１３ 内部側絶縁部材
４０ 正極タブ（タブ部）
５０ 負極タブ（タブ部）
８１ 第１のテープ（電極体側被覆部材）
８２ 第２のテープ（封口板側被覆部材）
８４ 第４のテープ（電極体側被覆部材）
８５ 第５のテープ（封口板側被覆部材）
ＦＲＥ 平坦領域
ＲＥ１ 第１領域
ＲＥ２ 第２領域

Claims (4)

  1. 正極板と負極板とがセパレータを介して積層され、かつ前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方にタブ部が設けられた電極体と、
    開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
    前記開口を封口する封口板と、
    前記封口板に取り付けられた外部端子と、
    前記電極体と前記封口板との間に前記封口板と略平行に配置され、かつ前記外部端子に電気的に接続された略板状の集電体とを備えた電池であって、
    前記集電体の電極体側の面には、前記電極体のタブ部が溶接され、
    前記集電体の封口板側の面における前記タブ部の溶接領域の裏側に相当する領域が、封口板側被覆部材によって覆われており、
    前記封口板には、内部側絶縁部材が固定され、当該内部側絶縁部材の電極体側の面には、平坦な平坦領域が形成され、
    前記集電体は、
    封口板側の面に第１領域、及び当該第１領域よりも電極体側に位置する第２領域が形成された略板状の第１集電体と、
    前記第１集電体の第２領域に溶接された略板状の第２集電体と、
    を備え、
    前記第２集電体の厚さは、前記第１集電体の第１領域及び第２領域の段差と、前記封口板側被覆部材の厚さとの合計よりも大きく設定され、
    前記第１集電体の第１領域が前記封口板側被覆部材によって覆われ、
    前記第２集電体の封口板側の面が前記内部側絶縁部材の平坦領域に当接している一方、前記第２集電体の電極体側の面が前記第１集電体の第２領域に当接していることを特徴とする電池。
  2. 請求項１に記載の電池において、
    前記タブ部における前記集電体との溶接部分が、電極体側被覆部材によって覆われていることを特徴とする電池。
  3. 請求項２に記載の電池において、
    前記電極体側被覆部材は粘着性を有することを特徴とする電池。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池において、
    前記封口板側被覆部材は粘着性を有することを特徴とする電池。
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