JPWO2015093288A1 - 角形二次電池 - Google Patents

Abstract

絶縁板と各集電板との回転を防止するとともに、これらの組立性を向上させることにより、生産性を向上することができる角形二次電池を提供する。セパレータを介して重ねた電極を捲回した捲回群３と、捲回群３の電極に電気的に接続される集電板２４，４４と、集電板２４，４４と共に捲回群３を収納する電池缶１と、電池缶１の開口部１ａを封口する電池蓋６と、電池蓋と各集電板との間に配置された絶縁板７とを備えた角形二次電池１００である。絶縁板７には、各集電板に対して位置決めを行う凸部１７が形成され、集電板２４には、凸部１７に係合する係合部２７が形成され、凸部１７の凸部側面１７ａと、凸部側面１７ａと対向する係合部２７の係合側面２７ａとのいずれか一方は、凸部の凸部側面１７ａを周回する方向に沿って湾曲した曲面を有している。

Description

本発明は、例えば車載用途等に使用される角形二次電池に関する。

近年、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として大容量（Ｗｈ）の二次電池が開発されており、その中でもエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池等の角形二次電池が注目されている。

このような、角形二次電池として、例えば、電池缶と、電池蓋と、正負極端子との端子接続部を有する正負極集電板と、端子接続部と電池蓋との間に介在される絶縁板とを備えた角形二次電池が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ここで、角形二次電池の電池蓋には円形凸部が形成され、絶縁板には円形凸部に嵌合する円形凹部が形成されている。さらに、各集電板の端子接続部には平面状の側面が形成されており、絶縁板には集電板の側面と係合する係合面を有した凹部が形成されている。このような構成にすることにより、各集電体を絶縁板に係合させ、さらには絶縁板を電池蓋に嵌合することにより、正負極端子に回転力が作用したとしても、電池本体（電池蓋）に対して正負極端子が回転することを防止することができる。

特開２０１３−０９３１６０号公報

しかしながら、特許文献１に示された正負集電板の側面と、これに係合する絶縁板の凹部の係合面は、ともに平面状であるため、絶縁板の凹部に正負極集電板を挿入する際に、組立性が損なわれるおそれがあった。具体的には、角型二次電池を組立てる際に、絶縁板を介して電池蓋と各集電板とがかしめにより接続されるが、各集電板の側面と、正負集電板の係合面とは平面状であるため、これらの面同士を略平行に配置せねばならず、これらの面精度および配置精度を要するため、その組立性が損なわれるおそれがあった。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、絶縁板と各集電板との回転を防止するとともに、これらの組立性を向上させることにより、生産性を向上することができる角形二次電池を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る角形二次電池は、セパレータを介して重ねた電極を捲回した捲回群と、該捲回群の電極に電気的に接続される集電板と、該集電板と共に前記捲回群を収納する電池缶と、該電池缶の開口部を封口する電池蓋と、該電池蓋に配置され、前記電池缶内で前記各集電板と接続される外部端子と、前記電池蓋と前記集電板との間に配置された絶縁板と、を少なくとも備えた角形二次電池であって、前記絶縁板には、凸部が形成されており、前記集電板には、前記凸部に係合する係合部が形成されており、前記凸部の凸部側面と、該凸部側面と対向する前記係合部の係合側面と、のいずれか一方は、前記凸部の凸部側面を周回する方向に沿って湾曲した曲面を有していることを特徴とする。

本発明によれば、絶縁板と各集電板との回転を防止するとともに、これらの組立性を向上させることにより、生産性を向上することができる。

本発明の実施例１に係る角形二次電池の外観斜視図である。 図１に示す角形二次電池の分解斜視図である。 図２に示す捲回電極群の分解斜視図である。 （ａ）は、図２に示す電池蓋組立体の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す電池蓋組立体の分解斜視図である。 図４（ａ）のＡ−Ａ矢印断面図である。 （ａ）は図２に示す負極集電板の上面図であり、（ｂ）は図２に示す絶縁板の上面図である。 （ａ）は実施例２に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例２に係る絶縁板の上面図である。 （ａ）は実施例３に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例３に係る絶縁板の上面図である。 （ａ）は実施例４に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例４に係る絶縁板の上面図である。 （ａ）は実施例５に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例５に係る絶縁板の上面図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。
〔実施例１〕
図１は、角形二次電池の外観斜視図である。図２は、角形二次電池の分解斜視図である。

角形二次電池（扁平捲回形二次電池）１００は、電池缶１および蓋（電池蓋）６を備える。電池缶１は、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面１ｂと相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面１ｃとを有する側面と底面１ｄを有し、その上方に開口部１ａを有する。

電池缶１内には、後述する正極集電板４４および負極集電板２４に電気的に接続された捲回群（捲回電極群）３が収納され、電池缶１の開口部１ａが電池蓋６によって封止されている。電池蓋６は略矩形平板状であって、電池缶１の上方開口部１ａを塞ぐように溶接されて電池缶１を封止している。電池蓋６には、正極外部端子１４と、負極外部端子１２が設けられている。正極外部端子１４と負極外部端子１２から正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３に充電され、また外部負荷に電力が供給される。電池蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設けられ、電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、扁平捲回形二次電池１００の安全性が確保される。

扁平捲回形二次電池１００の電池缶１は、矩形の底面１ｄと、底面１ｄから立ち上がる角筒状の側面１ｂ、１ｃと、側面１ｂ、１ｃの上端で上方に向かって開放された開口部１ａとを有している。電池缶１内には、絶縁保護フィルム２を介して捲回群３が収容されている。

捲回群３は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。捲回群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように、一方の湾曲部側から電池缶１内に挿入され、他方の湾曲部側が上部開口側に配置される。

捲回群３の正極電極箔露出部３４ｃは、正極集電板（集電端子）４４を介して電池蓋６に設けられた正極外部端子１４と電気的に接続されている。また、捲回群３の負極電極箔露出部３２ｃは、負極集電板（集電端子）２４を介して電池蓋６に設けられた負極外部端子１２と電気的に接続されている。これにより、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３へ外部発電電力が供給され充電される。

正極集電板４４と負極集電板２４、および、正極外部端子１４と負極外部端子１２を、それぞれ電池蓋６から電気的に絶縁するために、ガスケット５および絶縁板７が電池蓋６に設けられている。また、注液口９から電池缶１内に電解液を注入した後、電池蓋６に注液栓１１をレーザ溶接により接合して注液口９を封止し、扁平捲回形二次電池１００を密閉する。

ここで、正極外部端子１４および正極集電板４４の形成素材としては、例えばアルミニウム合金が挙げられ、負極外部端子１２および負極集電板２４の形成素材としては、例えば銅合金が挙げられる。また、絶縁板７およびガスケット５の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。

また、電池蓋６には、電池容器内に電解液を注入するための注液口９が穿設されており、この注液口９は、電解液を電池容器内に注入した後に注液栓１１によって封止される。ここで、電池容器内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。

正極外部端子１４、負極外部端子１２は、バスバー等に溶接接合される溶接接合部を有している。溶接接合部は、電池蓋６から上方に突出する直方体のブロック形状を有しており、下面が電池蓋６の表面に対向し、上面が所定高さ位置で電池蓋６と平行になる構成を有している。

正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａは、電池蓋６の正極側貫通孔４６、負極側貫通孔２６に挿入可能な円柱形状を有しており、電池蓋６を貫通して正極集電板４４、負極集電板２４の正極集電板基部４１、負極集電板基部２１よりも電池缶１の内部側に突出している。突出した正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａの先端はかしめられて、これにより、正極外部端子１４、負極外部端子１２と、正極集電板４４、負極集電板２４とを電池蓋６に一体に固定している。正極外部端子１４、負極外部端子１２と電池蓋６との間には、ガスケット５，５が介在しており、正極集電板４４、負極集電板２４と電池蓋６との間には、絶縁板７，７が介在している。

正極集電板４４、負極集電板２４は、電池蓋６の下面に対向して配置される、長辺および短辺からなる矩形板状の正極集電板基部４１、負極集電板基部２１と、正極集電板基部４１、負極集電板基部２１の側端で折曲された正極側接続部（正極接続部）４２、負極側接続部（負極接続部）２２とを有している。

正極側接続部４２、負極側接続部２２は、電池缶１の幅広面１ｂに沿って底面側に向かって延出し、捲回群３の正極電極箔露出部３４ｃ、負極電極箔露出部３２ｃに対向して重ね合わされた状態で電気的に接続されている。正極集電板基部４１、負極集電板基部２１には、正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａが挿通される正極側開口穴４３、負極側開口穴２３がそれぞれ形成されている。

捲回群３の扁平面に沿う方向でかつ捲回群３の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として前記捲回群３の周囲には絶縁保護フィルム２が巻き付けられている。絶縁保護フィルム２は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回群３の扁平面と平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として巻き付けることができる長さを有している。

図３は、捲回電極群の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。捲回群３は、負極電極３２と正極電極３４を間にセパレータ３３、３５を介して扁平状に捲回することによって構成されている。捲回群３は、最外周の電極が負極電極３２であり、さらにその外側にセパレータ３３、３５が捲回される。セパレータ３３、３５は、正極電極３４と負極電極３２との間を絶縁する役割を有している。

負極電極３２の負極合剤層３２ｂが塗布された部分は、正極電極３４の正極合剤層３４ｂが塗布された部分よりも幅方向に大きく、これにより正極合剤層３４ｂが塗布された部分は、必ず負極合剤層３２ｂが塗布された部分に挟まれるように構成されている。正極電極箔露出部３４ｃ、負極電極箔露出部３２ｃは、平面部分で束ねられて溶接等により接続される。尚、セパレータ３３、３５は幅方向で負極合剤層３２ｂが塗布された部分よりも広いが、正極電極箔露出部３４ｃ、負極電極箔露出部３２ｃで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。

正極電極３４は、正極集電板である正極電極箔の両面に正極活物質合剤を有し、正極電極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極電極箔露出部３４ｃが設けられている。

負極電極３２は、負極集電板である負極電極箔の両面に負極活物質合剤を有し、正極電極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極電極箔露出部３２ｃが設けられている。正極電極箔露出部３４ｃと負極電極箔露出部３２ｃは、電極箔の金属面が露出した領域であり、捲回軸方向の一方側と他方側の位置に配置されるように捲回される。

負極電極３２に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔（負極電極箔）の両面に溶接部（負極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ７０μｍの負極電極３２を得た。

尚、本実施例では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ₂等）、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。

正極電極３４に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極電極箔）の両面に溶接部（正極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ９０μｍの正極電極３４を得た。

また、本実施例では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。

また、本実施例では、正極電極、負極電極における塗工部の結着材としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。

また、軸芯としては例えば、正極電極箔３１ａ、負極電極箔３２ａ、セパレータ３３のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。

図４（ａ）は、図２に示す電池蓋組立体１０６の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す電池蓋組立体１０６の分解斜視図である。図４では負極側の構成を示しているが、負極側と正極側とは同様の形状、構成であるため、便宜上、かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号を付している。なお、図４（ｂ）では、負極外部端子１２およびガスケット５の図示を省略している。以下に図２および図４（ａ），（ｂ）を参照して、電池蓋組立体１０６を詳述する。

図２および図４（ａ）に示すように、電池蓋組立体１０６は、電池蓋６と、電池蓋６に設けられた正極側貫通孔４６および負極側貫通孔２６のそれぞれに取り付けられた正極外部端子１４および負極外部端子１２と、正極集電板４４および負極集電板２４と、一対のガスケット５，５と、一対の絶縁板７，７とを含んで構成されている。各絶縁板７は、電池蓋６と各集電板２４（４４）とを絶縁するように電池蓋６と各集電板２４（４４）との間に配置されている。

図４（ｂ）に示すように、電池蓋６には、負極側貫通孔２６と電池缶１の内側に向かって突出する一対の円形凸部５６が設けられている。負極側貫通孔２６には、ガスケット５を介して負極外部端子１２が挿通される。円形凸部５６は、電池蓋６の外表面から内側に向かってプレス加工されることで有底円筒形状に形成され、絶縁板７に形成された凹部５７に係合する。なお、絶縁板７は、電池蓋６側の面に凹部５７が形成されることで、反対側の面に電池缶１の底面１ｄに向けて突出する矩形の凸部が設けられている。

さらに、図２に示すように、負極集電板２４は、電池蓋６の内面に沿って配置される矩形板状の負極集電板基部２１と、負極集電板基部２１の一辺側部から略直角に曲がって、電池缶１の幅広側面１ｂに沿いながら電池缶１の底面１ｄに向かって延在する負極側接続部（電極接続部）２２を備えている。負極側接続部２２は、超音波接合により、捲回群３の負極電極箔露出部３２ｃに電気的に接続される部分である。

同様に、正極集電板４４は、電池蓋６の内面に沿って配置される矩形板状の正極集電板基部４１と、正極集電板基部４１の一辺側部から略直角に曲がって、電池缶１の幅広側面１ｂに沿いながら電池缶１の底面１ｄに向かって延在する正極側接続部（電極接続部）４２を備えている。正極側接続部４２は、超音波接合により、捲回群３の正極電極箔露出部３４ｃに電気的に接続される部分である。

図４（ｂ）に示すように、絶縁板７には、負極集電板２４に対して位置決めを行う位置決め凸部１７が形成されており、負極集電板２４の負極集電板基部２１には、位置決め凸部１７に係合する係合部２７が形成されている。本実施例では、位置決め凸部１７は、円柱状を有したピンであり、係合部２７は、位置決め凸部１７に係合する丸穴の貫通孔である。これにより、位置決め凸部１７の凸部側面１７ａと、凸部側面１７ａと対向する係合部２７の係合側面２７ａとの双方の面は、位置決め凸部１７の凸部側面１７ａを周回する方向に沿って湾曲した曲面を有している。凸部側面１７ａと係合側面２７ａとは、異なる曲率の曲面であることが好ましい。具体的には、凸部側面１７ａの曲率は、係合側面２７ａの曲率に比べて小さいことが好ましい。なお、凸部側面１７ａと係合側面２７ａとは同じ曲率であってもよい。さらに、位置決め凸部１７の先端には、面取り部１７ｂが形成されているので、係合部２７に位置決め凸部１７を案内し易くなる。

同様に、正極側の絶縁板７にも、正極集電板４４に対して位置決めを行う位置決め凸部１７が形成されており、正極集電板４４の正極集電板基部４１には、位置決め凸部１７に係合する係合部４７が形成されている。前記したように凸部側面１７ａと、係合側面４７ａとは、少なくとも一方が曲面を有している（本実施例の場合には双方が曲面となっている）。

電池蓋組立体１０６は、電池蓋６が電池缶１に接合された状態で、負極集電板２４の負極集電板基部２１の内側側面２１ａおよび外側側面２１ｂは、電池缶１の幅狭側面１ｃに平行に配置されることになる。同様に、正極集電板４４の正極集電板基部４１の内側側面４１ａおよび外側側面４１ｂは、電池缶１の幅狭側面１ｃに平行に配置されることになる。

図５は、図４（ａ）のＡ−Ａ矢印断面図である。図６（ａ）は図２に示す負極集電板２４の上面図であり、（ｂ）は図２に示す絶縁板７の上面図である。

図５に示すように、負極側では、負極外部端子１２をガスケット５に挿通する。さらに、ガスケット５に挿通した負極外部端子１２を、電池蓋６に設けられた負極側貫通孔２６に挿通する。さらに、電池蓋６に設けられた円形凸部５６を絶縁板７に設けられた凹部５７に係合させるとともに、負極外部端子１２を絶縁板７に設けられた貫通孔６７に挿通する。このようにして電池蓋６に対して絶縁板７の位置決めがされる。

さらに、絶縁板７に設けられた位置決め凸部１７および負極外部端子１２を、負極集電板２４に挿通する。具体的には、負極集電板２４の負極集電板基部２１に設けられた係合部２７に位置決め凸部１７を係合させ、負極外部端子１２を負極側開口穴２３に挿通させる。これにより、絶縁板７と負極集電板２４の位置決めがされる。また、負極集電板２４の負極集電板基部２１と絶縁板７に設けられた凹部５７の外壁部には隙間が設けられる。

同様に、正極側では、正極外部端子１４をガスケット５に挿通する。次にガスケット５に挿通した正極外部端子１４を、電池蓋６に設けられた正極側貫通孔４６に挿通する。次に、電池蓋６に設けられた円形凸部５６を絶縁板７に設けられた凹部５７と係合させるとともに、正極外部端子１４を絶縁板７に設けられた貫通孔６７に挿通する。このようにして電池蓋６に対して絶縁板７の位置決めがされる。

さらに、絶縁板７に設けられた位置決め凸部１７および正極外部端子１４を、正極集電板４４に挿通する。具体的には、正極集電板４４の正極集電板基部４１に設けられた係合部２７に位置決め凸部１７を係合させ、正極外部端子１４を正極側開口穴４３に挿通させる。これにより、絶縁板７と正極集電板４４の位置決めがされる。また、正極集電板４４の正極集電板基部４１と絶縁板７に設けられている凹部５７の外壁部には隙間が設けられる。

ここで、前記したように、位置決め凸部１７の凸部側面１７ａと、係合部２７の係合側面２７ａ（４７ａ）とは、少なくとも一方が曲面を有している（本実施例の場合には双方が曲面となっている）。これにより、絶縁板７と負極集電板基部２１との位置決めおよび回転防止を平面同士で行う場合と比較して、絶縁板７と負極集電板基部２１との凸部１７を中心とする回転方向の角度のずれを許容し、組立性を向上させることができる。また、角度のずれが生じたとしても、絶縁板７が負極集電板基部２１に乗り上げることがない。さらに、絶縁板７の貫通孔６７に負極外部端子１２の負極接続部１２ａが挿通されるので、絶縁板７と負極集電板基部２１との相対的な回転が防止され、組立に必要な精度で絶縁板７と負極集電板基部２１とを位置決めすることができる。

また、位置決め凸部１７の凸部側面１７ａの曲率が係合部２７の係合側面２７ａの曲率に比べて小さい場合には、曲率が等しい場合と比較して、位置決め凸部１７を係合部２７に係合させる際に、凸部側面１７ａを係合側面２７ａに当接させ、位置決め凸部１７を係合側面２７ａによって係合部２７との係合位置に案内することが容易になる。したがって、位置決め凸部１７を係合部２７に係合させる際の組立性を向上させることができる。

また、電池蓋６および負極外部端子１２に対する絶縁板７の位置を決める要素は、電池蓋６の円形凸部５６とこれに係合する絶縁板７の凹部５７との組み合わせ、および負極外部端子１２とこれが挿通する絶縁板７の貫通孔６７との組み合わせからなる、最少４つの寸法要素で位置決め可能となり、組立時に影響する寸法要素を少なくすることができる。

同様に、絶縁板７および負極外部端子１２に対する負極集電板２４の位置を決める要素は、絶縁板７の位置決め凸部１７とこれに係合する負極集電板２４の係合部２７との組み合わせ、および負極外部端子１２とこれが挿通する負極集電板２４の負極側開口穴２３との組み合わせからなる、最少４つの寸法要素で位置決め可能となり、組立時に影響する寸法要素を少なくすることができる。組立時に影響する寸法要素を少なくすることおよび部分接触による位置決めとすることで組立性を向上させることが可能となる。上述した内容は、負極側の説明であるが、正極側も同様である。

本実施例によれば、負極外部端子１２を中心とした回転力が作用した場合、この回転力は、負極接続部（端子接続部）１２ａを介し、負極集電板基部２１へ作用する。負極集電板基部２１へ作用した回転力を係合部２７の係合側面（内壁面）２７ａを介して、絶縁板７の位置決め凸部１７へ作用させることができる。さらに位置決め凸部１７に作用した回転力は、絶縁板７の凹部５７を介して、電池蓋６の円形凸部５６に作用させることができる。

このようにして、電池蓋６に対する負極外部端子１２の回転を防止することができることになり、負極外部端子１２の回転に伴い、負極外部端子１２にかしめにより接続された負極集電板２４の回転も防止することができる。さらに、本実施例では、係合部２７を、位置決め凸部１７に係合する貫通孔としたことにより、位置決め凸部１７が係合部４７に乗り上げることを抑制することができる。

また、負極集電板２４の負極外部端子１２に接続された端子接続部１２ａを挟んで、一方側には各集電板の係合部２７が配置されており、他方側には、捲回群に電気的に接続される負極側接続部（電極接続部）２２が配置されている。このような配置関係を満たすことにより、捲回群３からの電流経路をこれまでと同様に確保し、係合部２７による電流経路の阻害を防止することができる。さらに、外部短絡のような大電流が生じた場合においても、係合部２７を起点とした負極集電板基部２１の溶断を防止することができる。

さらに、位置決め凸部１７の凸部側面１７ａと、凸部側面１７ａと対向する係合部２７の係合側面２７ａとの少なくとも一方（本実施例では双方）が、位置決め凸部１７の凸部側面１７ａを周回する方向に沿って湾曲した曲面を有しているので、例えば、凸部側面１７ａと係合側面２７において線接触のような部分接触による位置決めとすることが可能となり、組立性が向上する。特に、本実施例では、位置決め凸部１７を円柱状のピンとし、係合部２７をこれに係合する丸穴としたことにより、このような部分接触がし易く、位置決めをより容易にすることができる。

さらに、係合部２７は負極外部端子１２の中心から離れた位置に配置されることが望ましい。これにより、組み付け時および使用時における負極集電板２４の回転を抑制することができる。また、係合部２７は円形に限定されるものではなく、楕円形でもよい。以上、負極側についての効果を示したが、正極側も同じ構造を有しているため正極側も同様の効果を期待することができる。

以上説明したように、本実施例の角形二次電池１００によれば、絶縁板７と各集電板２４，４４との回転を防止するとともに、これらの組立性を向上させることにより、生産性を向上することができる。

〔実施例２〕
図７（ａ）は実施例２に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例２に係る絶縁板の上面図である。実施例２が実施例１と相違する点は、正極および負極の集電板の係合部（切欠き）と、絶縁板の位置決め凸部であるので、実施例１の部位と関連する部位には、２００番代の符号を付し、相違する機能のみを詳述する。さらにこれ以外の部材は実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁板２０７には、負極集電板２２４に対して位置決めを行う位置決め凸部２１７が形成されており、負極集電板２２４の負極集電板基部２２１には、位置決め凸部２１７に係合する係合部２２７が形成されている。

本実施例では、位置決め凸部２１７は円柱状を有したピンであり、負極集電板２２４の負極集電板基部２２１に貫通している。また、係合部２２７は、位置決め凸部２１７に係合する切欠きであり、負極集電板２２４の負極集電板基部２２１の周縁に形成されている。より具体的には、絶縁板２０７に当接する部分である、負極集電板２２４の負極集電板基部２２１は、長辺および短辺からなる矩形板状であり、係合部２２７である切欠きは、負極集電板基部２２１の短辺に形成されている。

このような結果、実施例１に示す効果に加え、負極集電板基部２２１の周縁に係合部２２７を設けることにより、負極外部端子の中心（具体的には図７（ａ）の負極側開口穴２２３の位置）からより離れた位置に係合部２２７を配置することができるので、負極外部端子を回転軸とした負極集電板２２４の回転を抑制することができる。特に、本実施形態では、負極集電板基部２２１の短辺に係合部２２７（切欠き）を設けたことにより、組立時に長辺方向に沿った負極集電板基部２２１の組み付けの余裕代が増すとともに、１つの切欠きで負極集電板２２４の回転をより確実に抑制することができる。

〔実施例３〕
図８（ａ）は実施例３に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例３に係る絶縁板の上面図である。実施例３が実施例１と相違する点は、正極および負極の集電板の係合部と、絶縁板の位置決め凸部とを複数設けた点であるので、実施例１の部位と関連する部位には、３００番代の符号を付し、相違する機能のみを詳述する。さらにこれ以外の部材は実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁板３０７には、負極集電板３２４に対して位置決めを行うための２つの位置決め凸部（円柱状のピン）３１７，３１７が形成されており、負極集電板３２４の負極集電板基部３２１には、２つの位置決め凸部３１７，３１７に係合する２つの係合部（丸穴）３２７，３２７が形成されている。

このような結果、実施例１に示す効果に加え、絶縁板３０７の位置決め凸部３１７と、これに係合する負極集電板３２４の係合部３２７とを複数設けることにより、絶縁板３０７と負極集電板３２４との相対的な回転をより確実に抑えることができる。

〔実施例４〕
図９（ａ）は実施例４に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例４に係る絶縁板の上面図である。実施例４が実施例１と相違する点は、正極および負極の集電板の係合部（切欠き）と、絶縁板の位置決め凸部とを複数設けた点であるので、実施例４の部位と関連する部位には、４００番代の符号を付し相違する機能のみを詳述する。さらにこれ以外の部材は実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁板４０７には、負極集電板４２４に対して位置決めを行う２つの位置決め凸部４１７，４１７が形成されており、負極集電板４２４の負極集電板基部４２１には、２つの位置決め凸部４１７，４１７に係合する係合部４２７，４２７が形成されている。

本実施例では、各位置決め凸部４１７は半円柱状を有したピンであり、負極集電板４２４の負極集電板基部４２１に貫通している。また、係合部４２７は、位置決め凸部４１７に係合する切欠きであり、負極集電板４２４の負極集電板基部４２１の周縁に形成されている。より具体的には、絶縁板４０７に当接する部分である、負極集電板４２４の負極集電板基部４２１は、長辺および短辺からなる矩形板状であり、係合部４２７，４２７である一対の切欠きは、負極集電板基部４２１の周縁である対向する長辺の向かい合った位置に形成されている。

このような結果、実施例１に示す効果に加え、本実施形態では、係合部４２７として、負極集電板基部４２１の対向する長辺の向かい合った位置に切欠きを設けたことにより、組立時に短辺方向に沿った負極集電板基部４２１の組み付けの余裕代が増す。さらに、負極集電板４２４の回転を両側から拘束することができ、これにより、絶縁板４０７と負極集電板４２４との相対的な回転を抑えることができる。

〔実施例５〕
図１０（ａ）は実施例５に係る負極集電板の上面図であり、（ｂ）は実施例５に係る絶縁板の上面図である。実施例５が実施例１と相違する点は、負極側接続部、位置決め凸部、および係合部の配置関係である。すなわち、本実施形態では、負極集電板５２４の負極側接続部５２２が、実施例１に比べて電池缶の内側に配置され、絶縁板５０７の位置決め部５１７とこれに係合する係合部５２７が電池缶の外側に配置される。このような構造であっても、実施例１と同様の効果を期待することができる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１ 電池缶
１ａ 開口部
２ 絶縁保護フィルム
３ 捲回群
５ ガスケット
６ 電池蓋
７ 絶縁板
１２ 負極外部端子
１２ａ 負極接続部
１４ 正極外部端子
１４ａ 正極接続部
１７ 位置決め凸部
２１ 負極集電板基部
２２ 負極側接続部
２３ 負極側開口穴
２４ 負極集電板
２６ 負極側貫通孔
２７ 係合部
３２ 負極電極
３３ セパレータ
３４ 正極電極
３５ セパレータ
４１ 正極集電板基部
４２ 正極側接続部
４３ 正極側開口穴
４４ 正極集電板
４５ 正極側接続部
４６ 正極側貫通孔
４７ 係合部
５６ 円形凸部
５７ 凹部
６７ 貫通孔
１００ 二次電池
１０６ 電池蓋組立体

Claims (9)

1. セパレータを介して重ねた電極を捲回した捲回群と、
   該捲回群の電極に電気的に接続される集電板と、
   該集電板と共に前記捲回群を収納する電池缶と、
   該電池缶の開口部を封口する電池蓋と、
   該電池蓋に配置され、前記電池缶内で前記各集電板と接続される外部端子と、
   前記電池蓋と前記集電板との間に配置された絶縁板と、を少なくとも備えた角形二次電池であって、
   前記絶縁板には、凸部が形成されており、
   前記集電板には、前記凸部に係合する係合部が形成されており、
   前記凸部の凸部側面と、該凸部側面と対向する前記係合部の係合側面と、のいずれか一方は、前記凸部の凸部側面を周回する方向に沿って湾曲した曲面を有していることを特徴とする角形二次電池。
2. 前記集電板に応じて前記外部端子に接続された端子接続部を挟んで、一方側には前記集電板の係合部が配置されており、他方側には、前記捲回群に電気的に接続される電極接続部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
3. 前記凸部は前記集電板を貫通していることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
4. 前記集電板の係合部は貫通孔であることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
5. 前記集電板の係合部は切欠きであることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
6. 前記凸部と該凸部に係合する係合部を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
7. 前記複数の係合部は、前記集電板の対向する周縁に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の角形二次電池。
8. 前記凸部の先端には面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
9. 前記凸部は円柱状のピンであり、前記係合部は丸穴であることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。

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