JPH11354095A

JPH11354095A - 電池

Info

Publication number: JPH11354095A
Application number: JP10158839A
Authority: JP
Inventors: Takao Fukunaga; 福永　　孝夫; Zenzo Hagiwara; 善三萩原; Masaru Takaguchi; 勝高口; Hideyuki Sugiyama; 秀幸杉山
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】第２集電板３の電流容量を増加させる電池の
集電体を提供する。【解決手段】第２集電板の金属板を折り返して重ね合
わせ折り返し部３ｃを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻回型や積層形の
電極の端縁部等をＵ字状の集電部に挟み込んで接続固定
する電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】長円筒形の巻回型の発電要素１を備えた
非水電解質二次電池の構成例を図８に示す。この発電要
素１は、帯状の負極１ａと正極１ｂを帯状のセパレータ
１ｃを介して長円筒形に巻回して構成したものであり、
負極１ａと正極１ｂをそれぞれ上下に少しずつずらして
巻回することにより、発電要素１の上端側には負極１ａ
の上方端縁部のみを突出させ、下端側には正極１ｂの下
方端縁部のみを突出させている。この際、負極１ａは上
方端縁部には活物質を塗布せず、正極１ｂは下方端縁部
には活物質を塗布しないようにして、それぞれ発電要素
１の上下端にはこれら負極１ａと正極１ｂの金属箔を露
出させるようにする。また、セパレータ１ｃは、これら
負極１ａと正極１ｂが重なり合う部分は確実に覆うが、
上下の端縁部は覆わないような幅で巻回する。

【０００３】上記非水電解質二次電池は、従来図９に示
すような第１集電板２と第２集電板３を発電要素１の上
端部に配置して負極１ａの集電を行っていた。即ち、第
１集電板２は、矩形の銅板を蛇腹状に繰り返し屈曲させ
ると共に、下向きの各凹部の溝幅をさらに狭めることに
よりそれぞれスリット状の隙間を形成して６箇所のＵ字
状の集電部２ａを形成したものである。ただし、両端２
箇所の集電部２ａは、銅板の折り返しを長くしてＵ字状
の上方に隙間のない折り返し部からなる接続片２ｄが突
設されるようにしている。第２集電板３は、第１集電板
２と同じ銅板をプレス加工したものであり、この第１集
電板２の上方を覆う銅板の両端部をそれぞれ屈曲させて
下向きの凹部を形成することによりＵ字状の接続部３ａ
としている。また、この第２集電板３は、これら接続部
３ａの間の銅板が一方の側方に引き出されて端子接続部
３ｂが形成され、ここに負極端子４を接続固定してい
る。

【０００４】上記第１集電板２は、図１０に示すよう
に、発電要素１の上端に突出する負極１ａの端縁部を各
集電部２ａの下向きの凹部に複数枚ずつまとめて挟み込
んで、これらの集電部２ａを両側から押圧して圧着する
と共に超音波溶接を行うことにより接続固定する。な
お、図面では簡単のため、発電要素１の負極１ａや正極
１ｂ等を少ない巻き数で粗く巻回しているが、実際は極
めて密に多くの巻き数で巻回しているので、集電部２ａ
のスリット状の各隙間には負極１ａの多数の端縁部がそ
れぞれ挟み込まれて接続固定される。そして、第２集電
板３をこの第１集電板２上に重ねて配置し、接続部３ａ
の凹部に接続片２ｄをそれぞれ挿入すると共に、これら
の接続部３ａを両側から押圧してかしめることにより接
続固定する。また、発電要素１の下端に突出する正極１
ｂも、第１集電板２や第２集電板３と同様の構造のアル
ミニウム板からなる図示しない集電体を介して正極端子
に接続される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記長円筒
形の非水電解質二次電池を電気自動車やハイブリットカ
ー等で用いる場合には、短時間に極めて大きい電流を充
放電させる必要が生じる。しかし、従来の第２集電板３
は、接続部３ａによって第１集電板２の接続片２ｄを接
続固定するために銅板の厚さに限度があり、十分な電流
容量を有する断面積の大きなものを用いることができな
かった。このため、従来は、大電流が流れると第２集電
板３での発熱が大きくなりすぎるという問題があった。
また、この事情は正極側の集電体でも同じである。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、第２集電板に金属板の折り返しなどにより肉
厚部を設けることにより、この第２集電板での電流容量
を増加させることができる電池を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電極
の端縁部又はこの電極に接続されたタブリードの端縁部
を挟み込むためのＵ字状部を有する第一の集電板と、こ
の第一の集電板に突設された接続部に接続するための接
続部を有する第二の集電板とを備えた電池において、第
二の集電板は、第一の集電板の接続部の厚さよりも大き
い厚さを有する肉厚部分を備えたものであることを特徴
とする。

【０００８】請求項１の発明によれば、第二の集電板に
肉厚部が設けられるので、この部分の断面積が大きくな
り電流容量を増大させることができる。なお、ここでい
う第一の集電部のＵ字状部は、凹状の奥が円弧状になっ
ている場合に限らず、例えば角ばって折れ曲がったコの
字状のようなものも含む。

【０００９】請求項２の発明は、第二の集電板における
肉厚部分が、この第二の集電板の金属板を折り返すこと
により形成されたものであることを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明によれば、第二の集電板が
その金属板を折り返して重ね合わされるので、この部分
が倍の板厚の肉厚部となり電流容量を増大させることが
できる。しかも、接続部の板厚は、折り返し部分の半分
のままなので、接続固定作業が困難になるようなおそれ
も生じない。

【００１１】請求項３の発明は、第二の集電板における
肉厚部分が、この第二の集電板の側縁部分に形成された
ものであり、かつ、この第二の集電板における接続部
が、この第二の集電板の側縁部分よりも中央よりに形成
されたものであることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明によれば、第二の集電板の
側縁部分に肉厚部分が形成されるので、金属板の折り返
しや張り合わせなどによる肉厚部分の形成が容易とな
る。

【００１３】請求項４の発明は、第二の集電板における
接続部が、第一の集電板の接続部を挟み込むＵ字状に形
成されたものであることを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明によれば、第一の集電板の
接続部を第二の集電板のＵ字状の接続部で挟み込むの
で、これを両側からかしめたり溶接するだけで容易に接
続固定することができるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１〜図７は本発明の一実施
形態を示すものであって、図１は発電要素に接続固定す
る前の第１集電板と第２集電板を示す斜視図、図２は第
１集電板を示す斜視図、図３は発電要素に接続固定した
後の第１集電板と第２集電板を示す斜視図、図４は他の
構成の第２集電板を用いた場合における発電要素に接続
固定する前の第１集電板と第２集電板を示す斜視図、図
５は他の構成の第２集電板を用いた場合における発電要
素に接続固定した後の第１集電板と他の構成の第２集電
板を示す斜視図、図６は他の構成の第１集電板を示す斜
視図、図７は他の構成の第１集電板の折り返し部を折り
返す前の状態を示す斜視図である。なお、図８〜図１０
に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ
番号を付記する。

【００１６】本実施形態は、長円筒形に巻回した巻回形
の発電要素１を備えた非水電解質二次電池について説明
する。この非水電解質二次電池の発電要素１は、図８に
示したように、負極１ａと正極１ｂをそれぞれ上下に少
しずつずらして巻回することにより、この発電要素１の
上端側には負極１ａの上方端縁部のみを突出させ、下端
側には正極１ｂの下方端縁部のみを突出させたものであ
る。負極１ａは、帯状の銅箔の表面にグラファイト等を
塗布したものであり、正極１ｂは、帯状のアルミニウム
箔の表面にリチウムコバルト複合酸化物等の正極活物質
を塗布したものである。ただし、負極１ａは、上方端縁
部を除いた部分にのみグラファイト等を塗布し、正極１
ｂは、下方端縁部を除いた部分にのみ正極活物質を塗布
しておくことにより、それぞれ発電要素１の上下端には
銅箔とアルミニウム箔を露出させて突出させるようにす
る。セパレータ１ｃは、帯状の微多孔性樹脂フィルムを
用い、これら負極１ａと正極１ｂが重なり合う部分は確
実に覆うが、上下の端縁部は覆わないような幅で巻回す
る。

【００１７】上記発電要素１の負極１ａには、図１に示
すような２個の第１集電板２と１個の第２集電板３とが
接続される。第１集電板２は、図２に示すように、矩形
の銅板をプレス加工したものであり、同じ形状のものを
２個組み合わせて使用する。各第１集電板２は、矩形の
銅板を蛇腹状に繰り返し屈曲させると共に、下向きの各
凹部の溝幅をさらに狭めることによりそれぞれスリット
状の隙間を形成して３箇所のＵ字状の集電部２ａを形成
したものである。また、一方の端の集電部２ａは、端部
から半分の幅の銅板が引き出されると共にこれを上方に
向けて屈曲させることにより接続片２ｂを突設してい
る。この第１集電板２は、２個を接続片２ｂ同士が前後
に連なるようにして向かい合わせに配置して使用する。

【００１８】第２集電板３は、図１に示すように、第１
集電板２と同じ銅板をプレス加工したものであり、手前
側の中央部の銅板を２箇所でそれぞれ屈曲させて下向き
の凹部を形成することによりＵ字状の接続部３ａを前後
に連ねて形成している。また、これらの接続部３ａの後
方には中央に貫通孔を設けた端子接続部３ｂが形成さ
れ、負極端子４を接続固定するようになっている。負極
端子４は、下端部を貫通孔に挿入してかしめることによ
りこの端子接続部３ｂに接続固定される。さらに、第２
集電板３は、両側辺の銅板を折り返して下方に重ね合わ
せることにより、板厚が倍になった肉圧部分である折り
返し部３ｃを形成している。

【００１９】上記２個の第１集電板２は、図３に示すよ
うに、発電要素１の上端に突出する負極１ａの端縁部の
銅箔が露出した部分を各集電部２ａの凹部に複数枚ずつ
まとめて挟み込んでかしめると共に超音波溶接によって
接続固定する。ただし、図面では簡単のため、発電要素
１の負極１ａや正極１ｂ等を少ない巻き数で粗く巻回し
ているが、実際は極めて密に多くの巻き数で巻回してい
るので、各集電部２ａの凹部には負極１ａの多数の端縁
部がそれぞれ挟み込まれて接続固定される。第２集電板
３は、この第１集電板２上に重ねて配置し、接続部３ａ
の凹部に接続片２ｂをそれぞれ挿入する。そして、これ
らの接続部３ａを両側から押圧してかしめると共に超音
波溶接によって接続固定する。

【００２０】なお、ここでは、第２集電板３の接続部３
ａが銅板を屈曲させて下向きの凹部を形成したＵ字状の
ものである場合について示したが、図４に示すように、
第２集電板３の手前側の中央部の銅板を２箇所でそれぞ
れ上方にまっすぐに屈曲させただけのものとすることも
できる。この場合、第２集電板３は、図５に示すよう
に、第１集電板２上に重ねて配置した後に、この第２集
電板３の接続部３ａを第１集電板２の接続片２ｂと重ね
合わせてスポット溶接等により接続固定すればよい。

【００２１】以上のようにして第２集電板３の接続部３
ａを第１集電板２の接続片２ｂに接続固定すれば、発電
要素１の負極１ａは、いずれかの第１集電板２からこの
第２集電板３を介して負極端子４に接続されることにな
る。また、発電要素１の下端に突出する正極１ｂも、こ
れら第１集電板２や第２集電板３と同様の構造のアルミ
ニウム板からなる図示しない集電体を介して正極端子に
接続することができる。

【００２２】上記構成により、発電要素１の負極１ａ
は、板厚が倍になった折り返し部３ｃを有する第２集電
板３を介して負極端子４に接続される。また、発電要素
１の正極１ｂも同様に正極端子に接続される。従って、
本実施形態の集電体は、この第２集電板３の電流容量の
増加によって、大電流を充放電した場合の発熱を抑制す
ることができるようになる。

【００２３】なお、上記実施形態では、２個の第１集電
板２を組み合わせて用いる場合について説明したが、１
個の第１集電板２だけを用いるようにすることも可能で
ある。例えば、従来例として図９〜図１０に示したよう
な１個の第１集電板２を用いる場合、第２集電板３は、
図６に示すような構成とすればよい。即ち、この第２集
電板３は、図７に示すように、銅板の両端部に形成され
たＵ字状の接続部３ａの間の銅板を前後方向に引き出
し、奥側に端子接続部３ｂを形成すると共に、手前側に
折り返し部３ｃを形成する。そして、この折り返し部３
ｃを折り返して接続部３ａの間の銅板の上に重ね合わせ
ることにより、図６に示すように、板厚が倍になった肉
圧部分を形成することができる。

【００２４】また、上記実施形態では、負極１ａの端縁
部を直接第１集電板２の集電部２ａに接続固定する場合
について説明したが、この負極１ａに接続されたタブリ
ードの端縁部を集電部２ａに接続固定するようにしても
よい。さらに、上記実施形態では、巻回型の発電要素１
に用いる集電板について説明したが、積層型の発電要素
１に用いる集電体についても同様に実施可能である。ま
た、上記実施形態では、非水電解質二次電池について説
明したが、本発明は、その他の電池一般に実施可能であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池によれば、第二の集電板の肉厚部分の断面積が大
きくなるので電流容量を増大させることができ、大電流
の充放電の際の発熱を減少させることができるようにな
る。しかも、接続部の板厚は元のままなので、第一の集
電板の接続部との接続固定作業が困難になるようなおそ
れも生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、発電
要素に接続固定する前の第１集電板と第２集電板を示す
斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、第１
集電板を示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、発電
要素に接続固定した後の第１集電板と第２集電板を示す
斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、他の
構成の第２集電板を用いた場合における発電要素に接続
固定する前の第１集電板と第２集電板を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態を示すものであって、他の
構成の第２集電板を用いた場合における発電要素に接続
固定した後の第１集電板と他の構成の第２集電板を示す
斜視図である。

【図６】本発明の一実施形態を示すものであって、他の
構成の第１集電板を示す斜視図である。

【図７】本発明の一実施形態を示すものであって、他の
構成の第１集電板の折り返し部を折り返す前の状態を示
す斜視図である。

【図８】非水電解質二次電池の発電要素の構成を示す斜
視図である。

【図９】従来例を示すものであって、発電要素に接続固
定する前の第１集電板と第２集電板を示す斜視図であ
る。

【図１０】従来例を示すものであって、発電要素に接続
固定した後の第１集電板と第２集電板を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１発電要素１ａ負極１ｂ正極２第１集電板２ａ集電部２ｂ接続片３第２集電板３ａ接続部３ｃ折り返し部４負極端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高口勝京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内 (72)発明者杉山秀幸京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極の端縁部又はこの電極に接続された
タブリードの端縁部を挟み込むためのＵ字状部を有する
第一の集電板と、この第一の集電板に突設された接続部
に接続するための接続部を有する第二の集電板とを備え
た電池において、第二の集電板は、第一の集電板の接続部の厚さよりも大
きい厚さを有する肉厚部分を備えたものであることを特
徴とする電池。
【請求項２】第二の集電板における肉厚部分が、この
第二の集電板の金属板を折り返すことにより形成された
ものであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】第二の集電板における肉厚部分が、この
第二の集電板の側縁部分に形成されたものであり、か
つ、この第二の集電板における接続部が、この第二の集
電板の側縁部分よりも中央よりに形成されたものである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池。
【請求項４】第二の集電板における接続部が、第一の
集電板の接続部を挟み込むＵ字状に形成されたものであ
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに
記載の電池。