JPH0992258A

JPH0992258A - 二次電池

Info

Publication number: JPH0992258A
Application number: JP7249944A
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; Etsuo Ogami; 悦夫大上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Sony Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; 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: JP3678813B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブスバーまたは導線を極柱に固定するための
ねじ部のスペースを確保するとともに、大幅な体積エネ
ルギー密度の上昇を図ることができる二次電池を提供す
る。【解決手段】本発明の二次電池は、帯状の正極電極１
３、負極電極１４、およびセパレータを巻いてつくる二
次電池に関するものである。ここで、ブスバーまたは導
線を挟みつけて固定するボルト１９のために、極柱１０
に設けためねじ部１６を、巻き芯３１の空間スペースに
配置してある。この結果、ブスバーまたは導線を極柱に
固定するためのねじ部のスペースを確保するとともに、
大幅な体積エネルギー密度の上昇を図ることができる。

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】従来の円筒形で帯状電極を巻いてつくる
二次電池は図８のようになっており、必ず中心部は大な
り小なりのロール状電極の巻き付けるための巻き芯３１
が必要であり、空間スペースが生じていた。

【０００３】小型の二次電池、たとえば１〜５Ａｈ級の
二次電池の場合では、容量を極力稼ぎたいために、せい
ぜい２〜３ｍｍ程度の空間スペースに設定されることが
多く、この空間スペースの使い道としては、電池が異常
を起こして時に内圧上昇が急激にならないように圧力上
昇の緩衝部（ボイド）として利用される程度であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、電気自動車用電
源のように電気容量の大きなものでは、結線するブスバ
ーまたは導線は流れる電流に応じて太くせねばならず、
電極端子との接触部分もリジッドなものでないと接触不
良を起こし、電気抵抗の高いところが発熱したりして危
険である。

【０００５】そのため、固定を確かなものにするために
ボルト締めなどの手法がとられることが多い。

【０００６】しかしながら、そのねじ部のスペースを確
保するために、電池の体積エネルギー密度が減少してし
まうといった問題が生じた。

【０００７】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、ブスバーまたは導線を極柱に固定するため
のねじ部のスペースを確保するとともに、大幅な体積エ
ネルギー密度の上昇を図ることができる二次電池を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の二次電池は、帯
状の正極電極、負極電極、およびセパレータを巻いてつ
くる二次電池において、ブスバーまたは導線を挟みつけ
て固定するボルトのために、極柱に設けためねじ部を、
巻き芯の空間スペース、または巻かれた電極の中心の空
間スペースに配置したものである。

【０００９】また、本発明の二次電池は非水電解液二次
電池、すなわちリチウムイオン二次電池であり、その電
気容量は１０〜５００Ａｈ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、ブスバーまた
は導線を挟みつけて固定するボルトのために、極柱に設
けためねじ部を、巻き芯の空間スペース、または巻かれ
た電極の中心の空間スペースに配置することにより、ブ
スバーまたは導線を極柱に固定するためのねじ部のスペ
ースを確保でき、無駄なスペースが生ずることはない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明二次電池の実施例に
ついて図１〜図７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、正極は純
アルミ（Ａ１０５０）であり、負極は純銅（Ｃ１１０
０）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（Ｃ１１
００）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、溶接して密封する。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】電池構造のうち、極柱にボルトを螺入した
場合について、その断面図と電池の中心軸方向からみた
側面図は、それぞれ図１および図２に示すとおりであ
る。また、極柱にボルトを螺入していない場合につい
て、その断面図と電池の中心軸方向からみた側面図は、
それぞれ図３および図４に示すとおりである。

【００２６】図１および図３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。

【００２７】図１および図３からわかるように、正極の
極柱１０にはその中心部分にＭ６のめねじ（めねじ部１
６）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固定する。

【００２８】ここで、めねじ部１６を、極柱１０の先端
部の端面からすぐに設けないで、おねじ部１５から離れ
た深い位置に設けた理由を説明する。図１および図３か
らわかるように、極柱の先端部の外側、すなわちＭ１４
のおねじ部１５にはシールと極柱の固定を目的としたナ
ット７がある。このため、同じ高さにＭ６のめねじ部を
配すると、Ｍ６のめねじ部に対するボルトを固定する
際、外部方向に力が加わることになる。したがって、何
度もＭ６のめねじ部を締めたり緩めたりすると、Ｍ１４
のおねじ部に対するナット７の締結力に影響を及ぼすこ
とになる。

【００２９】すなわち、図９に示すような従来の二次電
池の要部断面の構造では、ナット７の締め付けによる応
力集中部位Ａとブスバーなどの固定用のボルト１９の締
め付けによる応力集中部位Ｂが接近しており、極柱１０
が破壊するおそれがある。ここで、極柱１０の径を大き
くしたりして対応すると、電池のエネルギー密度が小さ
くなるという問題がでてくる。

【００３０】また、低硬度材である純アルミ（Ａ１０５
０）がボルト１９の締結による面圧で極柱１０の先端の
端面がへたると、締め付け軸力低下、すなわちねじのゆ
るみにつながってしまう。

【００３１】この理由により、Ｍ６のめねじ部１６はＭ
１４のおねじ部１５と同じ高さのところはカウンタボア
で逃がしておくこととした。ここで、極柱１０の先端部
の端面からめねじ部１６の上端までの距離ｌは、おねじ
部１５の終端よりもさらに余裕をみて２０ｍｍをとるこ
ととした（図３参照）。

【００３２】図３のような構造にすると、まず、ボルト
１９の締め付けによる圧縮力により、図９に示したナッ
ト７の締め付けによる応力集中部位Ａの応力集中を緩和
できる。また、極柱１０の先端の端面がへたってもボル
ト１９の伸び量が多いので、すなわちカウンターボア長
ｌ（図３参照）が長いので、ボルト１９の伸び量が多く
なるので、軸力低下が低減できる。すなわちねじのゆる
みを防止することができる。

【００３３】次に、めねじ部１６の長さがどの程度必要
かについて説明する。Ｍ６のめねじ部１６は、電流エネ
ルギーを取り出すためにブスバーまたは導線を極柱１０
に固定するものであるが、本例の二次電池は１０〜５０
０Ａｈの大型電池であり、１Ｃ放電率で電流を取り出す
にしても、取付けが不完全だと接触不良を起こしたりし
て危険である。特に電池が電気自動車用二次電池のよう
に車載されるものであれば、振動に対して強くなければ
ならず、締結力は強いものが当然に要求される。

【００３４】本例の場合、めねじ部１６の母材は正極の
場合、純アルミ（Ａ１０５０）であり、弾性限度は７．
６ｋｇｆ／ｍｍ²程度と非常に小さい。なお、めねじ部
１６の母材の硬さはＨＶ３４〜３５の範囲である。

【００３５】ボルト１９の締結力をステンレス鋼ベース
の母材と同じにするためには、ねじ山１本にかかる締結
時のせん断力を小さくし、かつ、ねじ山の数を増やすこ
とで解決する必要がある。そのため、めねじ部１６の長
さは長くする必要がある。

【００３６】そこで、めねじ部１６の長さがどの程度必
要かについて、実験的に求めた。図７は、めねじに純ア
ルミ（Ａ１０５０）を使用し、おねじにＳＵＳ３０４を
使用した場合の引張力（締結力）とねじの破壊点の関係
を示したものである。すなわち、純アルミ母材のめねじ
とＳＵＳ母材のおねじボルトの「ねじかみ合い長さ」
（図１参照）と引張力（締結力）の関係を調べたもので
ある。ここで、ねじ山のピッチは、並目と細目の二種類
について検討した。細目はねじ山のピッチが並目より小
さいものをいう。

【００３７】図７に示した測定値のうち右上がりの斜線
でその傾向を示した２本の直線部分は、ボルトが破断す
る前にめねじのねじ山が破壊していることを表してい
る。また、図７に示した測定値のうち横軸に平行な線で
その傾向を示した１本の直線部分は、めねじのねじ山が
破壊する前にボルトが破断していることを表している。
この部分の測定は並目および細目のねじ山について行っ
たものである。

【００３８】図７からわかるように、並目のねじ山にお
いては、ねじかみ合わせ長さが約１５ｍｍ以上になると
ボルト自身が破断することになる。したがって、Ｍ６の
めねじの場合、ステンレス鋼製ボルトの母材並にめねじ
の強度を持たせようとした場合、ねじかみ合い長を１５
ｍｍ以上にしなければならないことがわかる。なお、本
例では並目のねじ山を持つめねじ部とボルトを用い、ね
じかみ合い長を１５ｍｍより長くした。

【００３９】次に、極柱１０のめねじ部１６を電池のど
の部分に配置するのが最適であるかについて説明する。

【００４０】上述した長いめねじ部１６を電池の中に配
置するために、電極部より外側へ配置することになる
と、空間となる部分、すなわち無駄なスペースが多くな
り、電池の体積エネルギー密度が低くなる。このため、
車載用など限られたスペースに配置する用途の電池の場
合不利になる。

【００４１】車載用電池は、本例の電池のように５０Ａ
ｈや１００Ａｈなどの大容量のものが一般的である。し
たがって円筒形電池で構成する場合は、円筒の径を６
６．７５ｍｍ、また円筒の長さを３８６．５ｍｍのよう
に大きくつくることになる。この際、巻き芯３１自体も
ＡＶ用二次電池のような３〜４ｍｍの巻き芯では剛性が
不足するためにある程度大きくする必要が生じる。

【００４２】このため、中心部に配置される巻き芯が外
径１７ｍｍのように大きくすることが可能になり、本例
のＭ６のめねじ部１６を巻き芯の内側の空間スペースの
中に収納することが可能となる。なお、電極とセパレー
タを巻き取った後に、巻き芯を抜き取った場合でも、巻
かれた電極の中心には円柱状の空間スペースができるの
で、この場合もＭ６のめねじ部１６をこの空間スペース
に収納することができる。したがって、本例によれば、
Ｍ６のめねじ部１６と電極巻取り部をオーバーラップさ
せることにより、大幅な体積エネルギー密度の上昇を図
ることができる。

【００４３】なお、図１および図３に示すように、外径
１７ｍｍ、内径１４ｍｍの巻き芯３１と極柱１０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。また、負極の極柱においてもその構造
は、図５に示すように、正極の構造と同じである。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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は、開放弁９が設置してある。
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。

【００５４】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。

【００５５】何かの原因で、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、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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池のよ
うに大容量の電池で、円筒形電池を構成する場合は、円
筒の径および円筒の長さを大きくつくることになる。こ
の際、巻き芯３１自体も剛性を確保するためにある程度
大きくする必要が生じる。このため、中心部に配置され
る巻き芯が外径１７ｍｍのように大きくすることが可能
になり、Ｍ６のめねじ部１６を巻き芯の内側の空間スペ
ースの中に収納することができる。

【００７０】また、電極とセパレータを巻き取った後
に、巻き芯を抜き取った場合でも、巻かれた電極の中心
には円柱状の空間スペースができるので、この場合もＭ
６のめねじ部１６をこの空間スペースに収納することが
できる。

【００７１】したがって、本発明によれば、Ｍ６のめね
じ部１６を巻き芯の空間スペース、または巻かれた電極
の中心の空間スペースに配置することにより、大幅な体
積エネルギー密度の上昇を図ることができる。

【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】本発明の二次電池の一実施例の要部を示す断面
図である。

【図４】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。

【図７】純アルミ（Ａ１０５０）のめねじせん断破壊試
験結果を示す図である。

【図８】従来の二次電池の例を示す斜視図である。

【図９】従来の二次電池の要部断面図である。

【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ａねじかみ合い長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水達夫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 (72)発明者大上悦夫神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状の正極電極、負極電極、およびセパ
レータを巻いてつくる二次電池において、ブスバーまたは導線を挟みつけて固定するボルトのため
に、極柱に設けためねじ部を、巻き芯の空間スペース、または巻かれた電極の中心の空
間スペースに配置し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。