JPWO2016076108A1 - 角形二次電池 - Google Patents
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Abstract
振動や衝撃を加えた時に、故障が無く信頼性が高い電池を提供する。本発明の角形二次電池１００は、正極電極３４と負極電極３２を間にセパレータ３３、３５を介して捲回した扁平状の捲回群３と、捲回群３を収容する電池缶１と、電池缶１を封止する電池蓋６と、電池蓋６に設けられた正極集電板４４及び負極集電板２４を有する。そして、捲回群３は、捲回軸方向一方側の端面に予め設定された一対の対角領域Ａ１、Ａ３に複数の正極集電タブ３４ｃと複数の負極集電タブ３２ｃとが分かれて配置されて正極集電板４４及び負極集電板２４にそれぞれ接合されることによって電池蓋６に支持されている。
Description
本発明は、帯状の正極電極および負極電極を間にセパレータを挟み込んで捲回して扁平状に形成された電極群を有する角形二次電池に関する。
従来から、車両やその他の機器に使用される密閉型のリチウムイオン二次電池等においては高い信頼性が求められている。そして、信頼性の観点の一つとして、衝撃や振動に対する強さが挙げられる。
特許文献１には、非水電解質電池の電極群として、扁平状に捲回されて捲回軸方向一方側の端面から複数の正極集電タブと複数の負極集電タブとがそれぞれ位置を揃えて突出された構成の電極群が示されている。この電極群は、正負極集電タブが外部取り出し用電流端子の付いたキャップ体にレーザ溶接にて固定される。非水電解質電池は、キャップ体が付いた電極群をアウター缶に挿入し、キャップ体をアウター缶にレーザ溶接して封口し、キャップ体に設けてある注入口から非水電解液を注液した後に注入口を封止栓で封口することにより作製される。
特許文献１に示す電極群を、電気自動車ＥＶ用やハイブリッド自動車ＨＥＶ用に用いられる比較的大型のものに適用した場合に、例えば走行等により振動や衝撃が加えられて、外部取り出し用電流端子に固定される集電タブや、集電板との間の接合強度への影響が懸念される。
本発明は、上記の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、衝撃や振動に対する信頼性の高い角形二次電池を得ることである。
発明者らが鋭意検討を行った結果、捲回群の捲回軸方向一方側に突出した複数の正極集電タブと複数の負極集電タブを正極集電板と負極集電板にそれぞれ接合して捲回群を電池蓋に支持する構造の電池においては、正極集電板と正極電極タブとの接続位置と、負極集電板と負極集電タブとの接続位置との関係が、振動や衝撃に対する信頼性向上のために重要であることがわかった。
上記課題を解決する本発明の角形二次電池は、正極電極と負極電極を間にセパレータを介して捲回した扁平状の捲回群と、該捲回群を収容する電池缶と、該電池缶を封止する電池蓋と、該電池蓋に設けられた正極集電板及び負極集電板と、を有する角形二次電池であって、前記捲回群は、捲回軸方向一方側の端面に予め設定された一対の対角領域に複数の正極集電タブと複数の負極集電タブとが分かれて配置されて前記正極集電板及び前記負極集電板にそれぞれ接合されることによって前記電池蓋に支持されていることを特徴とする。
本発明によれば、衝撃や振動に対する信頼性の高い角形二次電池を提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明を実施するための形態（以下、適宜「本実施形態」と言う。）について詳細に説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の実施形態では、角形二次電池がリチウムイオン二次電池の場合を例に説明するが、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、他の角形二次電池に適用可能である。
＜実施例１＞
図１は、実施例１における角形二次電池の外観斜視図、図２は、実施例１における角形二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池１００は、扁平状の捲回群３を不図示の電解液と共に電池容器に封入した構造を有している。電池容器は、電池缶１および電池蓋６を備えている。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と底面１ｄを有しており、上部は開口部１ａによって開放されている。
図１は、実施例１における角形二次電池の外観斜視図、図２は、実施例１における角形二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池１００は、扁平状の捲回群３を不図示の電解液と共に電池容器に封入した構造を有している。電池容器は、電池缶１および電池蓋６を備えている。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と底面１ｄを有しており、上部は開口部１ａによって開放されている。
電池缶１内には、捲回群３が収納され、電池缶１の開口部１ａが電池蓋６によって封止される。電池蓋６は，略矩形平板状であって、電池缶１の開口部１ａを塞ぐように溶接されて電池缶１を封止している。角形二次電池１００は、電池蓋６に開口する注液口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を封止することにより密閉される。
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は、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を間に介して設けられている。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、角形二次電池１００の安全性が確保される。
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。絶縁保護フィルム２は、捲回群３を包むように折り畳まれて、捲回群３と共に電池缶１に挿入される。
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坦部を有している。そして、捲回群３の捲回軸方向一方側の端面には、正極電極３４の正極金属箔露出部よりなる複数の正極集電タブ３４ｃと負極電極３２の負極金属箔露出部よりなる複数の負極集電タブ３２ｃとが突出して設けられている。
複数の正極集電タブ３４ｃと複数の負極集電タブ３２ｃは、捲回群の捲回軸方向一方側の端面に予め設定された一対の対角領域に分かれて配置されており、かかる位置で揃えて突出することによりそれぞれがタブ群をなしている。捲回群３は、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群が、電池蓋６の正極集電板４４及び負極集電板２４にそれぞれ接合されることによって電池蓋６に支持されている。
捲回群３は、捲回軸方向が電池缶１の縦幅方向（高さ方向）に沿うように捲回軸方向一方側から電池缶１内に挿入され、正極集電タブ３４ｃと負極集電タブ３２ｃとが突出していない捲回軸方向他方側の端面が電池缶１の底面１ｄに対向して配置され、正極集電タブ３４ｃと負極集電タブ３２ｃとが突出している捲回軸方向一方側の端面が電池缶１の開口部１ａ側に配置される。
本実施例における捲回群３は、捲回軸方向一方側に正極電極３４の正極集電タブ３４ｃと負極電極３２の負極集電タブ３２ｃの両方が配置された構成を有しているので、正極電極３４の正極金属箔露出部と負極電極３２の負極金属箔露出部とが捲回軸方向一方側と他方側に分かれて配置されている従来公知の捲回群と比較して、電池缶１の大きさが同じ場合に電極合剤層の幅をより広くすることができる。すなわち、電池缶１内のデッドスペースを削減して電池缶１内における電極合剤層の占有体積を増やすことができ、電池の高容量化を図ることができる。
正極集電タブ３４ｃのタブ群は、互いに捲回群３の厚さ方向に重ねて束ねられ、正極集電板（集電端子）４４に接合されており、正極集電板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。同様に、負極集電タブ３２ｃのタブ群は、互いに捲回群３の厚さ方向に重ねて束ねられ、負極集電板（集電端子）２４に接合されており、負極集電板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、捲回群３は、電池缶１内で電池蓋６に支持される。そして、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。
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が開口しており、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、正極外部端子１４、負極外部端子１２の下面からそれぞれ突出して先端が電池蓋６の正極側貫通孔６Ｂ、負極側貫通孔６Ａに挿入可能な円柱形状を有している。正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａは、電池蓋６を貫通して正極集電板４４、負極集電板２４の集電板基部４１、２１よりも電池缶１の内部側に突出しており、先端がかしめられて、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が介在され、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が介在される。
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矩形板状の集電板基部４１、２１と、集電板基部４１、２１の側端でそれぞれ折曲されて、電池缶１の幅広側面１ｂに沿って底面１ｄ側に向かって突出し、捲回群３の正極集電タブ３４ｃのタブ群及び負極集電タブ３２ｃのタブ群に対向し、重ね合わされた状態でこれらタブ群に接合される接合端部４２、２２を有している。集電板基部４１、２１には、正極接続部１４ａ及び負極接続部１２ａが挿通される開口穴４３、２３がそれぞれ形成されている。
捲回群３の平坦部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て捲回群３を包み込むことができる。
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を挟み込んで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。
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を挟み込んで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。
正極電極３４は、正極集電体である正極金属箔の両面に正極活物質合剤を塗布した正極合剤層３４ｂを有し、正極金属箔の幅方向一方側の長辺端部に、正極活物質合剤を塗布しない正極金属箔露出部が設けられ、正極金属箔露出部に複数の正極集電タブ３４ｃが形成されている。負極電極３２は、負極集電体である負極金属箔の両面に負極活物質合剤を塗布した負極合剤層３２ｂを有し、負極金属箔の幅方向一方側の長辺端部に、負極活物質合剤を塗布しない負極金属箔露出部が設けられ、負極金属箔露出部に複数の負極集電タブ３２ｃが形成されている。
負極電極３２の負極合剤層３２ｂは、正極電極３４の正極合剤層３４ｂよりも捲回幅方向に大きくなっており、セパレータ３３、３５を重ね合わせて捲回した場合に正極合剤層が必ず負極合剤層に挟まれるように構成されている。
正極電極３４および負極電極３２は、金属箔露出部がそれぞれ捲回軸方向一方側に配置されるように互いに重ね合わされて捲回される。複数の正極集電タブ３４ｃと複数の負極集電タブ３２ｃは、正極電極３４及び負極電極３２の長手方向にそれぞれ所定間隔を有して設けられており、正極電極３４および負極電極３２を捲回した状態でそれぞれ捲回群３の平坦部で捲回群３の厚さ方向に重なり合う位置に形成されている。
正極電極３４及び負極電極３２は、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群がセパレータ３３、３５から捲回軸方向一方側に突出して対角の位置、すなわち、捲回軸方向一方側の端面に予め設定された一対の対角領域に分かれて配置されるように、正極電極３４と負極電極３２との長手方向の相対位置が決定されて捲回される。具体的には、負極電極３２の互いに隣り合う負極集電タブ３２ｃの中間位置に正極電極３４の正極集電タブ３４ｃが配置されるように、正極電極３４と負極電極３２の相対位置が調整されて互いに重ね合わされて捲回される。
なお、一対の対角領域とは、捲回群３の捲回軸方向一方側の端面において互いに捲回群３の厚さ方向一方側と他方側に分かれた位置で且つ、捲回群３の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に偏った２つの領域を示す。
正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃタブ群は、捲回群３の平坦部で捲回群３の厚さ方向にそれぞれ束ねられ、正極集電板４４の接合端部４２及び負極集電板２４の接合端部２２に超音波溶接等により接合される。これにより、捲回群３は、正極集電板４４と負極集電板２４によって電池蓋６に吊り下げられた状態で支持される。なお、セパレータ３３、３５は、負極合剤層が塗布された部分よりも捲回幅方向に広いが、正極箔露出部、負極箔露出部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。
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、本実施形態では、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（正極金属箔）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、本実施形態では、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、本実施形態では、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。
捲回群３には、軸芯を有しているタイプと、軸芯を有していないタイプのいずれを用いてもよいが、本実施例では、軸芯を有しているタイプのものを用いている。軸芯には、例えば、正極金属箔、負極金属箔、セパレータ３３、３５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は、電池蓋を電池缶の底面側から見た図、図５は、実施例１における捲回群と集電板との接合状態を説明する図、図６は、図５のＸ１−Ｘ１線断面およびＸ２−Ｘ２線断面の矢視図である。
捲回群３の捲回軸方向一方側の端面を、図５に示すように、捲回群３の厚さ方向中心線Ｃｄと捲回幅方向中心線Ｃｗによって４つの領域Ａ１〜Ａ４に分割した場合に、対角の位置にある領域Ａ１とＡ３に正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群が分かれて配置されている。本実施例では、正極集電タブ３４ｃのタブ群が対角領域Ａ１に配置され、負極集電タブ３２ｃのタブ群が対角領域Ａ３に配置されている。
電池蓋６は、図４に示すように、正極集電板４４の接合端部４２が複数の正極集電タブ３４ｃに対向して接面する位置に配置されており、また、負極集電板２４の接合端部２２が複数の負極集電タブ３２ｃに対向して接面する位置に配置されている。正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群は、図５及び図６に示すように、捲回群３の厚さ方向に束ねられている。そして、正極集電タブ３４ｃのタブ群は、捲回群３の厚さ方向内側に正極集電板４４の接合端部４２が対向して配置され、負極集電タブ３２ｃのタブ群は、捲回群３の厚さ方向外側に負極集電板２４の接合端部２２が対向して配置されて、超音波溶接等により接合される。したがって、正極集電タブ３４ｃのタブ群と正極集電板４４の接合端部４２との接続位置は、対角領域Ａ１となり、負極集電タブ３２ｃのタブ群と負極集電板２４の接合端部２２との接続位置は、対角領域Ａ３となる。
本実施例では、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群は、各タブ群の厚さ方向中心に向かって寄せるように束ねている。したがって、各タブ群の厚さ方向一方側に寄せて束ねるよりも、正極集電タブ３４ｃと負極集電タブ３２ｃの高さを短くすることができ、その分だけ、正極電極３４及び負極電極３２の合剤層の大きさを広く確保でき、電池容量を増やすことができる。
そして、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群を、各タブ群の厚さ方向中心に寄せて束ねることにより、束ねる際の正極集電タブ３４ｃと負極集電タブ３２ｃへの応力が小さくなり、振動及び衝撃に対する信頼性を更に高めることができる。ただし、各タブ群を寄せる位置は、タブ群の厚さ方向中心に限定されるものではなく、厚さ方向一方側に偏って寄せてもよい。
本実施例の角形二次電池１００によれば、捲回群３は、捲回軸方向一方側の端面に予め設定された一対の対角領域Ａ１、Ａ３に正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群とが分かれて配置されており、正極集電板４４及び負極集電板２４にそれぞれ接合されることによって電池蓋６に支持されている。したがって、捲回群３に対して捲回群３の厚さ方向あるいは捲回幅方向の力が作用した場合に、一対の対角領域Ａ１、Ａ３のうちのいずれか一方に配置されている集電タブ及び集電板が支えとなって踏ん張り、かかる力に対して抗することができる。
例えば、車両に搭載された角形二次電池の捲回群３に対して、走行中の振動や衝撃が図５に示す厚さ方向の力Ｆ１として作用した場合に、力Ｆ１に対して後方に移動しようとする捲回群３を、後側となる正極集電タブ３４ｃのタブ群と正極集電板４４の接合端部４２が支えて踏ん張り、捲回群３の厚さ方向への移動を防ぐことができる。同様に、例えば図５に示す捲回群３に捲回幅方向の力Ｆ２が作用した場合に、力Ｆ２に対して後方に移動しようとする捲回群３を、後側となる負極集電タブ３２ｃと負極集電板２４の接合端部２２が支えて踏ん張り、捲回群３の捲回幅方向への移動を防ぐことができる。また、扁平形状を有する捲回群３は、角形の電池缶１に収容されているので、捲回中心を中心とした回転方向の力が作用した場合に、回転方向の移動が規制される。
したがって、捲回群３を電池缶１内で安定して支持することができ、衝撃や振動に対する信頼性の高い角形二次電池を得ることができる。
そして、本実施例では、正極集電板４４の接合端部４２は、正極集電タブ３４ｃのタブ群に対して捲回群３の厚さ方向外側に対向して配置され、負極集電板２４の接合端部２２は、負極集電タブ３２ｃのタブ群に対して捲回群３の厚さ方向内側に対向して配置されている。
したがって、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群を正極集電板４４と負極集電板２４にそれぞれ超音波溶接する場合に、正極集電板４４と負極集電板２４とが取り付けられた電池蓋６を横向きに配置し、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２の上に、正極集電タブ３４ｃのタブ群及び負極集電タブ３２ｃのタブ群がそれぞれ位置するように捲回群３を配置し、これらをホーンとアンビルで上下方向から挟み込むことによって、超音波溶接することができる。したがって、集電タブと集電板との接合作業を容易にでき、角形二次電池の生産性を向上させることができる。
また、本実施例では、正極集電板４４の接合端部４２と複数の正極集電タブ３４ｃとの接続位置と、負極集電板２４の接合端部２２と複数の負極集電タブ３２ｃとの接続位置とが、捲回群３の捲回中心（ＣｄとＣｗの交点）に対して点対称の位置に設けられている。したがって、捲回群３を電池蓋６に対してバランスよく支持することができる。
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について図７及び図８を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
次に、本発明の実施例２について図７及び図８を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
図７は、実施例２における捲回群と集電板との接合状態を説明する図、図８は、図７のＸ１−Ｘ１線断面およびＸ２−Ｘ２線断面の矢視図である。
本実施例において特徴的なことは、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群に対して、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２をいずれも捲回群３の厚さ方向外側に対向して配置し、接合した構成としたことである。
本構成によれば、正極集電タブ３４ｃのタブ群と正極集電板４４の接合端部４２との接続位置と、負極集電タブ３２ｃのタブ群と負極集電板２４の接合端部２２との接続位置との間における捲回群３の厚さ方向の離間距離を、実施例１よりも大きく確保することができる。
したがって、例えば図７に示す捲回群３に対して厚さ方向の力Ｆ１が作用した場合に、抗する力を大きくすることができ、捲回群３の厚さ方向への移動をより確実に防ぐことができる。したがって、捲回群３を電池缶１内で安定して支持でき、衝撃や振動に対する信頼性の高い角形二次電池を得ることができる。
＜実施例３＞
次に、本発明の実施例３について図９及び図１０を用いて説明する。なお、上述の各実施例と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
次に、本発明の実施例３について図９及び図１０を用いて説明する。なお、上述の各実施例と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
図９は、実施例３における捲回群と集電板との接合状態を説明する図、図１０は、図９のＸ１−Ｘ１線断面およびＸ２−Ｘ２線断面の矢視図である。
本実施例において特徴的なことは、正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群に対して、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２をいずれも捲回群３の厚さ方向内側に対向して配置し、接合させた構成としたことである。
本構成によれば、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２が捲回群３の厚さ方向外側に張り出すのを防ぐことができ、接続位置の周辺をコンパクトにすることができる。
また、正極集電タブ３４ｃのタブ群と正極集電板４４の接合端部４２との接続位置と、負極集電タブ３２ｃのタブ群と負極集電板２４の接合端部２２との接続位置との間における捲回群３の厚さ方向の離間距離を、実施例１よりも小さくすることができる。
したがって、例えば図７に示す捲回群３に対して厚さ方向の力Ｆ１が作用した場合に、抗する力を小さくすることができ、捲回群３への移動応力を小さくすることができる。したがって、捲回群３がよれる場合に、それを防ぐことができる。
＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について図１１及び図１２を用いて説明する。なお、上述の各実施例と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
次に、本発明の実施例４について図１１及び図１２を用いて説明する。なお、上述の各実施例と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
図１１は、実施例４における角形二次電池の分解斜視図、図１２は、実施例４における捲回群と集電板との接合状態を説明する図である。
本実施例において特徴的なことは、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２とを、集電板基部４１、２１に対して同じ側である捲回群３の厚さ方向一方側の側端に設けたことである。
正極集電板４４は、図１１及び図１２に示すように、集電板基部４１と接合端部４２との間に、略Ｌ字状の中間部４５を有している。中間部４５は、接合端部４２を正極集電タブ３４ｃのタブ群に対して捲回群３の厚さ方向内側に対向して配置する。負極集電板２４は、接合端部２２を負極集電タブ３２ｃのタブ群に対して捲回群３の厚さ方向外側に対向して配置する。
本実施例によれば、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２を、集電板基部４１、２１に対して同じ側である捲回群３の厚さ方向一方側の側端に設けたので、正極集電板４４の接合端部４２と負極集電板２４の接合端部２２を正極集電タブ３４ｃのタブ群と負極集電タブ３２ｃのタブ群に接合する際に、接合端部４２が邪魔にならず、接合作業を容易に行うことができる。また、Ｌ字型を設ける事で、その他形状の自由度をあげることが可能である。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１ 電池缶
３ 捲回群
６ 電池蓋
２２ 接合端部
２４ 負極集電板
３２ 負極電極
３２ｃ 負極集電タブ
３３、３５ セパレータ
３４ 正極電極
３４ｃ 正極集電タブ
４２ 接合端部
４４ 正極集電板
３ 捲回群
６ 電池蓋
２２ 接合端部
２４ 負極集電板
３２ 負極電極
３２ｃ 負極集電タブ
３３、３５ セパレータ
３４ 正極電極
３４ｃ 正極集電タブ
４２ 接合端部
４４ 正極集電板
Claims (5)
- 正極電極と負極電極を間にセパレータを介して捲回した扁平状の捲回群と、該捲回群を収容する電池缶と、該電池缶を封止する電池蓋と、該電池蓋に設けられた正極集電板及び負極集電板と、を有する角形二次電池であって、
前記捲回群は、捲回軸方向一方側の端面に予め設定された一対の対角領域に複数の正極集電タブと複数の負極集電タブとが分かれて配置されて前記正極集電板及び前記負極集電板にそれぞれ接合されることによって前記電池蓋に支持されていることを特徴とする角形二次電池。 - 前記正極集電板と前記負極集電板は、前記電池蓋から電池缶内に突出して前記複数の正極集電タブ及び前記複数の負極集電タブにそれぞれ接合される接合端部を有しており、
前記正極集電板の接合端部が前記複数の正極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向外側に対向しかつ、前記負極集電板の接合端部が前記複数の負極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向内側に対向して配置され、または、
前記正極集電板の接合端部が前記複数の正極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向内側に対向しかつ、前記負極集電板の接合端部が前記複数の負極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向外側に対向して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。 - 前記正極集電板と前記負極集電板は、前記電池蓋から電池缶内に突出して前記複数の正極集電タブ及び前記複数の負極集電タブにそれぞれ接合される接合端部を有しており、
前記正極集電板の接合端部が前記複数の正極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向外側に対向しかつ、前記負極集電板の接合端部が前記複数の負極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向外側に対向して配置され、または、
前記正極集電板の接合端部が前記複数の正極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向内側に対向しかつ、前記負極集電板の接合端部が前記複数の負極集電タブに対して前記捲回群の厚さ方向内側に対向して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。 - 前記複数の正極集電タブは、該複数の正極集電タブの厚さ方向中央に寄せて束ねられ前記正極集電板の接合端部に接合され、
前記複数の負極集電タブは、該複数の負極集電タブの厚さ方向中央に寄せて束ねられ前記負極集電板の接合端部に接合されていることを特徴とする請求項２または３に記載の角形二次電池。 - 前記正極集電板の接合端部と前記複数の正極集電タブとの接続位置と、前記負極集電板の接合端部と前記複数の負極集電タブとの接続位置とが、前記捲回群の捲回中心に対して点対称の位置に設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の角形二次電池。
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