JPH0992250A

JPH0992250A - 二次電池

Info

Publication number: JPH0992250A
Application number: JP7249933A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Iwazu; 聡岩津; Tatsuo Shimizu; 達夫清水; Hideya Takahashi; 秀哉高橋; Yosuke Kita; 洋輔北; Kiyoshi Katayama; 喜代志片山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-04-04
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: JP3633056B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電池内部で発生したガスを迅速かつスムーズ
に開放弁の入口まで誘導することができる二次電池を提
供する。【解決手段】本発明はリチウムイオン二次電池に関す
るものである。ここで、電極渦巻体３５は、正極電極１
３、負極電極１４、およびセパレータを巻き芯３１に巻
回したものである。また、短冊状リード１１は、正極電
極１３および負極電極１４のそれぞれの未塗布部からそ
の全長にわたり形成されたものである。極柱１０の円板
状部分２０の外周部の全周にわたり、短冊状リード１１
が溶接されている。絶縁カラー１２は、巻き芯３１と円
板状部分２０を絶縁している。円板状部分２０および絶
縁カラー１２の双方には連続するガス抜き孔２３および
２４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気自動車
用電源のように電気容量の大きな大型の電池に適用して
好適な二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】非水
電解液二次電池は、例えば電極のショートなどにより電
池に異常が起きた時は、発生したジュール熱によって電
解液が気化しガスが発生する。電極をロール状に巻いて
作る円筒型電池ではその時、ガスの抜け道としては、主
に図５Ａの矢印の方向にガスが抜ける事になる。ここ
で、スパイラル方向は距離が長すぎて流動抵抗が高いか
らである。

【０００３】小型の二次電池（１〜５Ａｈ級）の場合で
は、リードに流れる電流も小さいのでリードの数や断面
積も小さくてすむ。しかし、電池が大型になるにつれ
て、リード線に流れる定格電流も多くなり、リード線か
らのジュール熱も電流の２乗に比例して発生する為、発
熱量（電流の２乗）に合わせてリードの数や断面積を大
きくしなければならない。

【０００４】電極の集電体箔を利用してリード部を作る
電池においては、２０Ａｈ以上の電池の場合集電体箔そ
のものが薄い（例えば１０〜４０μｍ) 為、リードの数
を増やさなければならなかった。そのためリードの電流
を外部に伝える極柱は回りをリード箔に囲まれ、ガスの
出口が無くなるという問題があった。

【０００５】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、電池内部で発生したガスを迅速かつスムー
ズに開放弁の入口まで誘導することができる二次電池を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の二次電池は、正
極電極、負極電極、およびセパレータを巻き芯に巻回す
る電極渦巻体と、正極電極および負極電極のそれぞれの
未塗布部からその全長にわたり形成された短冊状リード
と、その円板状部分の外周部の全周にわたり、短冊状リ
ードが溶接された極柱と、巻き芯と円板状部分を絶縁す
る絶縁カラーとを有する二次電池において、円板状部分
および絶縁カラーの双方に連続するガス抜き孔を設けた
ものである。

【０００７】また、本発明の二次電池は、非水電解液二
次電池である上述構成の二次電池である。

【０００８】また、本発明の二次電池は、リチウムイオ
ン二次電池である上述構成の二次電池である。

【０００９】また、本発明の二次電池は、電気容量が１
０〜５００Ａｈの大型電池である上述構成の二次電池で
ある。

【００１０】本発明の二次電池によれば、円板状部分お
よび絶縁カラーの双方に連続するガス抜き孔を設けたの
で、発生したガスを迅速かつスムーズに開放弁の入口ま
で誘導することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明二次電池の一実施例
について図１〜図６を参照しながら説明する。図１およ
び図２は、それぞれ本例のリチウムイオン二次電池の要
部の断面図および側面図を示すものである。また、図５
は、本例のリチウムイオン二次電池の全体の構成を概略
示すものである。

【００１２】本例においては、図５に示すように、円筒
状の電池容器１７に電極渦巻体３５を収納してある。こ
の電極渦巻体３５は、図１に示すように、帯状の負極電
極１４と帯状の正極電極１３とをセパレータ３０を介し
て、巻き芯３１に巻回したものである。ここで、負極電
極１４の作製方法について説明する。負極電極１４の活
物質は、出発原料として石油ピッチを用い、これを酸素
を含む官能基を１０〜２０％導入（いわゆる酸素架橋）
した後、不活性ガス気流中１０００℃で熱処理して、ガ
ラス状炭素に近い性質を持った炭素材料を得、この炭素
材料を粉砕した平均粒径２０μｍの炭素材料粉末を使用
する。

【００１３】この炭素材料粉末を９０重量部と、結着剤
としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量とを
混合し、この混合物を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散
してスラリー状とし、このスラリー状の負極活物質を厚
さ１０μｍの帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一
に塗布して、厚さ１８０μｍの負極電極原板を作製し、
側部に負極電極のリード部となる未塗布部を残して、帯
状にカットして形成する。負極電極１４の形状は、幅が
３８３ｍｍであり、このうち塗布部分が３４８ｍｍで、
未塗布部分が３５ｍｍである。また、長さは６９４０ｍ
ｍである。

【００１４】正極電極１３は次の方法により作製する。
すなわち、平均粒径１５μｍのＬｉＣｏＯ₂の粉末を９
１重量部と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、
結着材としてフッ化ビニリデンを３重量部とを混合し、
この混合物を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散してスラ
リー状とし、このスラリー状の正極活物質を厚さ２０μ
ｍの帯状アルミ箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗
布して、厚さ１５０μｍの正極電極原板を作製し、側部
に正極電極のリード部となる未塗布部を残して、帯状に
カットして形成する。正極電極の形状は、幅が３７９ｍ
ｍであり、このうち塗布部分が３４４ｍで、未塗布部分
が３５ｍｍである。また、長さは７１５０ｍｍである。

【００１５】上述のように作製した正極電極１３および
負極電極１４のそれぞれの未塗布部は、巻き取り前に幅
１０ｍｍ、長さ３０ｍｍで、ピッチ１５ｍｍおきに短冊
状にカットし短冊状リードとする。ここで、正極電極１
３および負極電極１４の未塗布部は、上述の寸法で全長
にわたりカットされる。

【００１６】ここで、短冊状リード１１の長さは、電極
端から、極柱１０までの距離より長くなければならな
い。また、短冊状リード１１の幅は、この短冊状リード
１１の総断面積が最大通電電流値を満足させるよう設定
される。また、短冊状リード１１の折れ曲がりを考える
と幅は１０ｍｍ以下であることが望ましい。

【００１７】図６に示すように、正極電極１３、負極電
極１４、およびセパレータ３０は、正極電極１３・セパ
レータ３０・負極電極１４・セパレータ３０の順に重
ね、巻き芯３１に巻回され、電極渦巻体３５を形成す
る。このとき、この電極渦巻体３５の一側は正極電極１
３の短冊状リード１１、他側は負極電極１４の短冊状リ
ード１１として各々リードが集まるように短冊状リード
１１の位置は反対側になるように巻いていく。なお、セ
パレータ３０は、厚さ３８μｍで、３５３×７６００ｍ
ｍの幅にカットされた、微少な孔が形成されているポリ
エチレンのシートである。また、巻き芯３１の形状は、
たとえば外径が１７ｍｍ、内径が１４ｍｍ、長さが３５
４ｍｍの純アルミの円筒である。

【００１８】上述したように、電極渦巻体３５の巻き芯
３１の両側に短冊状リード１１を取り出しているので、
電極集電体で得られた電流を速やかに外部に取り出すこ
とができる。また、この短冊状リード１１は、細長い短
冊の形状に形成されているため、その変形が容易であ
り、極柱１０の円板状部分の外周部に沿って溶接するこ
とができる。

【００１９】正極電極１３、負極電極１４、およびセパ
レータ３０を巻き芯３１に巻き取った後、図１に示すよ
うに、短冊状リード部１１は、極柱１０の円板状部分の
外周部の全周にわたって略均等に押さえ金具３３により
押さえつけられる。なお、極柱１０の材質は、正極電極
は純アルミ（Ａ１０５０）であり、負極は純銅（Ｃ１１
００）である。また、押さえ金具３３の材質は、正極側
は純アルミ（Ａ１０５０）であり、負極側は純銅（Ｃ１
１００）である。

【００２０】短冊状リード部１１を、極柱１０の円板状
部分の外周部へ押さえ金具３３により押さえつけた後、
短冊状リード１１を極柱１０の円板状部分の上部端面に
てカットする。この後、極柱１０の円板状部分の上面よ
りレーザーを照射し、円板状部分の全周にわたり溶接を
行う。

【００２１】このように、電極集電体から出ている短冊
状リード１１と極柱１０とは、溶接により、しかも広い
面積で接合されているために、内部抵抗は低く、またば
らつきも小さい。しかも大面積という点から、特に大電
流放電特性に優れた電池が得られる。

【００２２】溶接された電極渦巻体３５および極柱１０
は、バックアップリング５１、シール８、セラミック突
き当て６、キャップ（天板）１、リング５０、およびセ
ラミックワッシャ５を組み込み、ナット７で締め込まれ
る。

【００２３】この後、図１に示すように、キャップ１の
外周を電池容器１７の中に圧入するとともにレーザー溶
接する。すなわち、キャップ１の上面よりその円周上に
レーザーを照射し、溶接して密閉する。このように、電
池容器１７のキャップ１をレーザーによって溶接を行う
ことにより、完全密閉構造の電池を得ることができる。

【００２４】なお、電池容器１７の材質は、ステンレス
鋼（ＳＵＳ３０４）であり、その肉厚は０．３〜０．５
ｍｍの範囲である。また、キャップ１の材質は、同じく
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、その肉厚３ｍｍ
である。

【００２５】図１からわかるように、正極の極柱１０の
先端部の外側には、Ｍ１４のおねじ（おねじ部１５）が
切られている。このおねじ部１５には、ナット７が配置
されている。このナット７を締め付けることにより、セ
ラミックワッシャ５およびセラミック突き当て６の間に
キャップ１を挟みつけて、極柱１０自身がキャップ１に
固定される。また、極柱１０の円板状部分とキャップ１
の間にシール８を挟みつけて内部の電解液が漏れないよ
うに密閉される。

【００２６】正極の極柱１０にはその中心部分にＭ６の
めねじ（めねじ部１６）が切られている。このめねじ部
１６は、外部との結線を行うときに使用するものであ
る。すなわち、このめねじ部１６に、ボルト１９を螺入
することにより、極柱の先端部の端面とボルト１９の頭
部との間にブスバーまたは導線を挟みつけて接続固定す
る。

【００２７】なお、図１に示すように、巻き芯３１と極
柱１０との間は、ポリプロピレン（ＰＰ）製の絶縁カラ
ー１２によって絶縁される。

【００２８】図１および図２に示すように、セラミック
ワッシャ５は、その中心に円形の孔を持つ円板の形状を
しており、ナット７とキャップ１との間に挟み込まれて
いる。このセラミックワッシャ５の材質はアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）である。

【００２９】このセラミックワッシャ５の目的は、極柱
１０とキャップ１とを絶縁することにあるが、その材質
が上述の通りアルミナであるので、絶縁性を確保するこ
とができる。

【００３０】また、極柱１０は、ナット７を締め付ける
ことによりキャップ１に固定されているので、セラミッ
クワッシャ５は、この締結力、すなわち圧縮力に十分耐
える剛性がなければならない。この点においても、セラ
ミックワッシャ５の材質がアルミナであるので、ナット
７による圧縮力に十分耐えることができる。さらに、材
質がアルミナであることから、締結後長期間経過しても
その形状が変化しないので、強い締結力を維持すること
ができる。また、アルミナは、温度変化に対してもその
剛性が変化しないので、広い範囲で温度が変化してもそ
の締結力を維持することができる。

【００３１】またさらに、アルミナは剛性が非常に高い
ので、ナット７をより強く締め付けることができる。そ
の結果、大きな締結力を得ることができ、車載運用で発
生する振動にも経時的にナット７がゆるんだりせず、十
分なシールが得られるので、非水電解液が漏れたりする
ことを防止できる密閉性を保持できる。

【００３２】セラミックワッシャ５とセラミック突き当
て６との間で、かつ、キャップ１の内側と極柱１０の外
側の間には、リング５０が配置されている。このリング
５０は、その断面形状が長方形のリングであり、ＰＰな
どの高分子材料からなっている。このリング５０は、ナ
ット７を締め付けることにより極柱１０をキャップ１に
固定するときに、極柱１０の中心軸を電池の長手方向の
中心軸に保持させるために用いるものである。

【００３３】キャップ１の内側の面と極柱１０の円板状
部分の間には、セラミック突き当て６が挟みつけられて
いる。このセラミック突き当て６は、セラミックワッシ
ャ５と同様に、その中心に円形の孔を持つ円板の形状を
しており、その材質はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）である。

【００３４】このセラミック突き当て６は、セラミック
ワッシャ５と同様に、極柱１０とキャップ１との絶縁性
を確保している。また、セラミック突き当て６はナット
７による圧縮力に十分耐えることができる。さらに、締
結後長期間経過しても強い締結力を維持することができ
る。また、セラミック突き当て６は、広い範囲で温度が
変化してもその締結力を維持することができる。またさ
らに、セラミック突き当て６は、大きな締結力を得るこ
とができ、車載運用で発生する振動にも経時的にナット
７がゆるんだりせず、十分なシールが得られるので、非
水電解液が漏れたりするのを防止できる。

【００３５】このほか、セラミック突き当て６は、その
外周の寸法をシール８の弾性変形がある程度以上起こら
ない位置に設定することにより、シール８の大きな弾性
変形を阻止し、その結果として、シール８の極柱１０の
軸方向の反発力を増大させることができる。このように
して、セラミック突き当て６を配置することにより、シ
ール８のシール力を十分な大きさまで増大させることが
できる。

【００３６】シール８の外周には、シール８に接する位
置にバックアップリング５１が配置されている。このバ
ックアップリング５１はＰＰからなるものである。この
バックアップリング５１により、シール８が電池内に存
在する非水電解液に触れ、膨潤して変形したときに、そ
の変形を阻止してシール８の極柱１０の軸方向の反発力
が低下するのを防止することができる。

【００３７】図１に示すように、極柱１０の図面上左側
には円板状部分２０が一体に形成されている。この円板
状部分２０の径は５４ｍｍであり、また厚さは３．５ｍ
ｍである。

【００３８】この極柱１０の円板状部分２０の外周付近
には、円板状部分２０の厚さ方向を貫通するガス抜き孔
２３が形成されている。このガス抜き孔２３は径が６ｍ
ｍであり、円板状部分２０の中心から径４４ｍｍの円周
上に設けられている。また、このガス抜き孔２３は全部
で８個設けられており、その位置は円板状部分２０の中
心軸を中心にして等角度の線上に設けられている（図３
参照）。

【００３９】極柱１０と電極渦巻体３５との間はＰＰ製
の絶縁カラー１２がある。この絶縁カラー１２にも円板
状部分２０のガス抜き孔２３と同じ位置に同じ径のガス
抜き孔２４を開けて、絶縁カラー１２と電極渦巻体３５
との間に存在するガスを通過させる。すなわち、このガ
ス抜き孔２４の径は６ｍｍであり、絶縁カラー１２の中
心から径４４ｍｍの円周上に設けられている。また、こ
のガス抜き孔２４は全部で８個設けられており、その位
置は絶縁カラー１２の中心軸を中心にして等角度の線上
に設けられている（図３参照）。なお、上述した円板状
部分２０のガス抜き孔２３と絶縁カラー１２のガス抜き
孔２４の位置はそれぞれが互いの接触面で一致するよう
に配置する。

【００４０】次に、電池内で発生したガスが、上述した
ガス抜け孔２３および２４を経由して、いかに電池の外
部に放出されるかを説明する。上述したように、非水電
解液二次電池においては、例えば電極のショートなどに
より電池に異常が発生した時は、発生したジュール熱に
よって非水電解液が気化しガスが発生する。電極をロー
ル状に巻いて作る円筒型電池ではその時、ガスの抜け道
としては、主に図５Ａの矢印の方向にガスが抜ける事に
なる。電極渦巻体３５のスパイラル方向は距離が長すぎ
て流動抵抗が高いからである。

【００４１】図５Ａに示すように、異常箇所２６で発生
したガスは、矢印で示すガス抜け方向に流れる。この
後、図１に示すように、電極間を通ったガスは電池の円
筒方向に抜けていき、電極渦巻体３５の端部まで流れて
くる。

【００４２】一方、短冊状リード１１は集電体箔の余白
を短冊状に切り極柱１０の円板状部分２０に押さえ金具
３３とともにレーザー溶接されている。ここで、集電体
箔の厚さは、正極集電体では２０μｍ、負極集電体では
１０μｍである。この短冊状リード１１は大電流に対応
させるため、その幅を１０ｍｍとするとともに、この短
冊状リード１１を全部で５０本以上極柱１０の円板状部
分２０に巻きつけている。ここで、短冊状リード１１自
身が薄いため柔軟性をもつので、ガスの発生により内圧
が高くなっても短冊状リード１１がしなり、極柱１０の
円板状部分２０の脇からガスが出ていく通り道を塞いで
しまう。

【００４３】短冊状リード１１を極柱１０の円板状部分
２０の外周に溶接する際、短冊状リード１１の脇からガ
スを抜けさせるためには、たとえば図４に示すように、
各短冊状リード１１の位相を合わせてガス抜きスペース
２５を設ける必要がある。しかし、これでは短冊状リー
ド１１の位相を電極渦巻体３５における個々の電極の位
置する径に応じて設定しなければならない。また、電極
厚みのむらにより影響され、管理が困難になるという問
題がある。

【００４４】そのため、極柱１０の円板状部分２０と絶
縁カラー１２の双方に同じ位置に同じ径の孔を開け、ガ
スの通り道を設けることにしたのである。

【００４５】図１からわかるように、電極渦巻体３５の
端部から放出されたガスは、電極渦巻体３５と絶縁カラ
ー１２の間に形成された空間に達する。この空間に達し
たガスは、絶縁カラー１２に設けられた８個のガス抜き
孔２４を通じてほぼ均一に流れることができる。

【００４６】絶縁カラー１２のガス抜き孔２４を通った
ガスは、このガス抜き孔２４に直結された円板状部分２
０に設けられたガス抜き孔２３を通る。

【００４７】円板状部分２０のガス抜き孔２３から放出
されたガスは、円板状部分２０とキャップ１に挟まれた
空間に放出される。この円板状部分２０とキャップ１に
挟まれた空間、並びに、この空間に連続している、押さ
え金具３３と電池容器１７の内面に挟まれた空間は、円
筒状の空間を形成しているので、放出されたガスはこれ
らの円筒状の空間を自由に通過することができる。した
がって、図１に示すように、開放弁９の入口が図面上キ
ャップ１の下の方１カ所に設けてあるが、ガスは上述し
た円筒状の空間を経由して、開放弁の入口に達すること
ができる。

【００４８】図１および図２に示すように、キャップ１
の中心から外れた位置に開放弁９が設置してある。この
開放弁９は、キャップ１に設けられた孔にねじ込み式で
固定されている。この開放弁９は、電池容器の内部の圧
力が上昇したときに内部のガスを外部に放出するための
ものである。開放弁９の中に配置された弁は、バネによ
り電池の内側に押しつけられ、電池内部の液密を図って
いる。

【００４９】上述したような原因で、電池内部の圧力が
上昇すると、開放弁９の中の弁が電池の外側に押しつけ
られる。この結果電池内部のガスは、弁の移動により生
じた隙間を通じて、図１に示すように、開放弁９の側面
に設けられた孔を通して外部に放出される。この開放弁
９の設置により電池内部の圧力が上昇しても、ある一定
以上の圧力になることを防止することができる。

【００５０】なお、円板状部分２０に設けた８個のガス
抜き孔２３のうち、１個のガス抜き孔２３には、キャッ
プ１に固定された回転止めピン２１がはめ込まれてい
る。

【００５１】極柱１０を電池容器１７に固定するとき、
すなわちナット７を回すときに、極柱１０がキャップ１
に対して自由に回転できる状態になっていると、ナット
７の締め込みにつれて極柱１０が回転することになる。
極柱１０が回転すると、これにつれてセラミックワッシ
ャ５、リング５０、セラミック突き当て６、およびバッ
クアップリング５１が回転する。

【００５２】一方、ナット７の締め込みにより極柱１０
が回転すると、シール８はキャップ１の内側と円板状部
分２０の上面からそれぞれ反対方向の摩擦力を受けるこ
とになる。したがって、この両者の摩擦力により、シー
ル８の双方の接触面が磨耗し、本来の目的であるシール
性を損なうおそれがある。

【００５３】また、ナット７の締め込みにより極柱１０
が回転すると、短冊状リード１１にも負荷がかかり、短
冊状リード１１にねじれが生じてくる。これにより最終
的に短冊状リード１１が破損するおそれもでてくる。

【００５４】一方。めねじ部１６に、ボルト１９を螺入
することにより、極柱の先端部の端面とボルト１９の頭
部との間にブスバーまたは導線を挟みつけて、ボルト１
９を締め付けたとき、ナット７の締めが不十分な場合
は、極柱１０がわずかながらでも回転することになる。
極柱１０が回転すれば、上述したような障害がここでも
発生することになる。

【００５５】そこで、回転止めピン２１を絶縁カラーを
介して、極柱１０の円板状部分２０設けられてガス抜き
孔２３の１個にはめ込むこととした。

【００５６】これにより、ナット７またはボルト１９の
締め付けにより、極柱１０にトルクがかかっても、回転
止めピン２１が極柱１０の円板状部分２０の回転を阻止
するので、この円板状部分の一体になっている極柱１０
は回らないことになる。

【００５７】次に、極柱１０、絶縁カラー１２およびそ
の周辺の部品の組立の工程を図３に基づいて説明する。
まず、絶縁カラー１２の表面に設けられた穴に、極柱１
０の裏側に設けられて凸部をはめ込んで、絶縁カラー１
２を極柱１０に固定する。このとき極柱１０の円板状部
分に設けたガス抜き孔２３と絶縁カラー１２に設けたガ
ス抜き孔２４のそれぞれの位置を一致させる。次に、バ
ックアップリング５１を極柱１０の円板状部分２０の表
面に設けられた溝２６にはめ込む。次に、シール８をバ
ックアップリング５１の内側に入れるとともに極柱１０
の円板状部分２０の表面に接触させる。次に、セラミッ
ク突き当て６をシール８の内側に入れるとともに極柱１
０の円板状部分２０の表面に接触させる。

【００５８】一方、キャップ１のはじの方に設けられた
ピン固定用孔に回転止めピン２１をはめ込み溶接で固定
する。さらに、この回転止めピン２１に絶縁カラー２２
をはめ込んでおく。

【００５９】回転止めピン２１を固定し、絶縁カラー２
２をつけたキャップ１を、上述したバックアップリング
５１、シール８、およびセラミック突き当て６をつけた
円板状部分の上に置くと同時に、絶縁カラー２２の付い
た回転止めピン２１を極柱１０の円板状部分２０に設け
られた一個のガス抜き孔２３の中にはめ込む。

【００６０】次に、キャップ１の内側と極柱１０のおね
じ部１５の間にリング５０を入れる。さらにその上に、
セラミックワッシャ５を置き、最後にナット７を極柱１
０のおねじ部１０にはめ込み締め込む。

【００６１】以上のことから、本例によれば、電極渦巻
体の中で発生したガスを迅速かつスムーズに開放弁の入
口まで誘導することができる。また、短冊状リードを極
柱の円板状部分の外周に溶接する際、短冊状リードの脇
からガスを抜けさせるためには各短冊状リードの位相を
合わせてガス抜きスペースを設ける必要があるが、本発
明では、短冊状リードの位相をランダムにすることがで
きるので、電極厚みむらの管理が容易になり、生産性を
向上させることができる。また、極柱の円板状部分に孔
を開ける事で円板状部分の体積を減少させることができ
るので、電池全体の軽量化を図ることができる。また、
電解液を電池内部に注入する時にも電極渦巻体までの電
解液の通り道を兼ねることができる。

【００６２】図１に示すように、キャップ１の中心より
外れた位置に、電解液注入口３２が設けてある。この電
解液注入口３２は電池構造体の組立後に、電解液を電池
内部に注入するのに用いられる。

【００６３】また、図１および図２に示すように、キャ
ップ１の中心より外れた電解液注入口の位置に、メクラ
栓４が配置してある。このメクラ栓４は、電解液注入口
３２にメタルシール２を介してねじ込み式で締められ、
電池容器を密閉する。

【００６４】また、メクラ栓４の頭部とキャップ１の表
面との間には、メタルシール２が挟みつけられている。
このメタルシール２はその断面形状が長方形のリングで
あり、その材質は純アルミよりなるものである。

【００６５】一方、メタルシール２に接する金属部分は
電池のキャップ１とメクラ栓４の頭部であり、これらは
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）で作製してある。

【００６６】なお、ステンレス鋼と純アルミの２種類の
金属を接触させて、本例の電池の非水電解液に触れさせ
ても、純アルミの腐食は進まないことが確認されてい
る。

【００６７】このように、純アルミからなるメタルシー
ルを用いることにより、たとえばゴム材などの高分子材
料からなるシールに比べ、外部とのガスや水分の透過性
・通過性を低く抑えることができ、電池の寿命を長くす
ることができる。また、純アルミは高分子材料に比べ寿
命が長いので、純アルミからなるメタルシールをメクラ
栓のシールに使用すれば半永久的に使用することがで
き、シールの交換の必要がなくなる。また、図１に示す
ように、上述した開放弁９のシールにも純アルミからな
るメタルシールを使用することができる。

【００６８】なお以下に、電池容器内への非水電解液の
注入方法について説明する。まず、注入アタッチメント
を電解液注入口３２にねじ込んで固定する。これによ
り、電解液（ＥＬ）タンク内に貯蔵してある非水電解液
と電池容器とがパイプを通して連結される。この電解液
タンク内の非水電解液の液面より高い空間の部分は、切
り替えバルブを介して、真空ポンプと連結されている。

【００６９】なお、本例に使用する電解液は、プロピレ
ンカーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒の中
にＬｉＰＦ₆を１モル／ｌの割合で溶解して形成したも
のである。

【００７０】次に、真空ポンプを作動させる。真空ポン
プが作動すると、電池内部の空気が電池容器の外に放出
され、電池容器の内部が大気圧に比べて負圧になる。

【００７１】次に、真空ポンプと電解液タンクとの間に
ある切り替えバルブを切り替えて、電解液タンクの液面
を大気に開放する。すると、タンク内の圧力が電池容器
内より高くなるので、タンク内の非水電解液が押し出さ
れて電池容器内に浸入する。

【００７２】上述した工程を何度か繰り返すことによ
り、電池容器内に所定の非水電解液を注入することがで
きる。

【００７３】非水電解液の注入後は、電池容器から電解
液が電池外部に出ていかないようにシールする必要があ
る。そのため、電解液注入口３２にメタルシール２を介
してメクラ栓４をねじ込み式で締め、電池容器を密閉す
る。

【００７４】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極渦巻体の中で発生したガスを迅速かつスムーズに開
放弁の入口まで誘導することができる。また、短冊状リ
ードの位相をランダムにすることができるので、電極厚
みむらの管理が容易になり、生産性を向上させることが
できる。また、極柱の円板状部分に孔を開ける事で円板
状部分の体積を減少させることができるので、電池全体
の軽量化を図ることができる。また、電解液を電池内部
に注入する時にも電極渦巻体までの電解液の通り道を兼
ねることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二次電池の一実施例の要部を示す断面
図である。

【図２】本発明の二次電池の一実施例の要部を示す側面
図である。

【図３】本発明二次電池の要部の組立て工程を示す図で
ある。

【図４】ガス抜きスペースを設けた電極渦巻体を示す図
である。

【図５】本発明の二次電池の一実施例の全体を示す断面
図である。

【図６】二次電池の正極電極および負極電極の巻取り方
法を示す斜視図である。

【符号の説明】

１キャップ（天板）２、３メタルシール４メクラ栓５セラミックワッシャ６セラミック付き当て７ナット８シール９開放弁１０極柱１１短冊状リード１２絶縁カラー１３正極電極１４負極電極１５おねじ部１６めねじ部１７電池容器１８プラスマーク１９ボルト２０円板状部分２１回転止めピン２２絶縁カラー２３、２４ガス抜き孔２５ガス抜きスペース２６異常箇所３１巻き芯３２電解液注入口３３押さえ金具３５電極渦巻体５０リング５１バックアップリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋秀哉福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１番地の１株式会社ソニー・エナジー・テック内 (72)発明者北洋輔東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者片山喜代志福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１番地の１株式会社ソニー・エナジー・テック内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極電極、負極電極、およびセパレータ
を巻き芯に巻回する電極渦巻体と、上記正極電極および上記負極電極のそれぞれの未塗布部
からその全長にわたり形成された短冊状リードと、その円板状部分の外周部の全周にわたり、上記短冊状リ
ードが溶接された極柱と、上記巻き芯と上記円板状部分を絶縁する絶縁カラーとを
有する二次電池において、上記円板状部分および上記絶縁カラーの双方に連続する
ガス抜き孔を設けたことを特徴とする二次電池。
【請求項２】非水電解液二次電池であることを特徴と
する請求項１記載の二次電池。
【請求項３】リチウムイオン二次電池であることを特
徴とする請求項１記載の二次電池。
【請求項４】電気容量が１０〜５００Ａｈの大型電池
であることを特徴とする請求項１記載の二次電池。