WO2016080177A1 - 角形二次電池 - Google Patents

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WO2016080177A1
WO2016080177A1 PCT/JP2015/080869 JP2015080869W WO2016080177A1 WO 2016080177 A1 WO2016080177 A1 WO 2016080177A1 JP 2015080869 W JP2015080869 W JP 2015080869W WO 2016080177 A1 WO2016080177 A1 WO 2016080177A1
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WO
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positive
electrode group
secondary battery
portions
negative electrodes
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Application number
PCT/JP2015/080869
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English (en)
French (fr)
Inventor
独志 西森
伸行 堀
正明 岩佐
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a rectangular secondary battery used for in-vehicle use.
  • an in-vehicle power source that supplies power to an electric motor or the like mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, or a power source for other devices, for example, a lithium ion secondary battery having a high energy density, etc.
  • the rectangular secondary battery is used.
  • a prismatic secondary battery a positive electrode and a negative electrode wound in a spiral shape via a separator, a plurality of positive electrode tabs electrically connected to the positive electrode, and the negative electrode are electrically connected
  • a battery including a plurality of negative electrode tabs is disclosed (for example, see Patent Document 1 below).
  • Patent Document 1 has an object to provide a battery having high productivity and high output characteristics, and discloses a battery having the following configuration.
  • At least one of the positive electrode tab and the negative electrode tab has a tab interval that changes at an equal pitch, and protrudes from one or both end faces of the electrode group.
  • a is the length of the linear portion of the electrode group
  • T 1 is the thickness of the positive electrode
  • T 2 is the thickness of the negative electrode
  • T 3 is the thickness of the separator
  • b is 2 ⁇ (T 1 + T 2 + T 3 ), the formula: bm 2 ⁇ 2a ⁇ 0 is satisfied.
  • a positive electrode and a negative electrode used in a prismatic secondary battery include a current collector made of a strip-shaped metal foil or the like, and a mixture layer containing an active material is formed on the front and back surfaces excluding one end in the width direction of the current collector. A current collector exposed portion is formed at one end in the width direction of the current collector.
  • a winding electrode group is manufactured by laminating
  • the present invention has been made in view of the problems described above, and is a prismatic secondary battery that can suppress a decrease in productivity and can easily allow an electrolyte to penetrate between electrodes even when the capacity is increased.
  • the purpose is to provide.
  • the rectangular secondary battery of the present invention comprises a flat electrode group in which positive and negative electrodes are wound and the respective current collector exposed portions are disposed at one end and the other end in the winding axis direction,
  • a rectangular secondary battery including the electrode group and a flat rectangular battery container that stores an electrolyte solution, wherein the current collector exposed portion includes a plurality of uniform lengths of the positive and negative electrodes in the winding direction.
  • the electrode group has a plurality of tab portions in which the length in the winding direction gradually increases from the starting end to the end of the winding of the positive and negative electrodes, and the positive and negative electrodes are flat in the electrode group.
  • the plurality of tab portions are arranged so as to overlap with the flat portion wound around the flat portion, and the plurality of cutout portions are formed on at least one of the curved portions where the positive and negative electrodes are bent and wound on both sides of the flat portion. Are superimposed and arranged.
  • the prismatic secondary battery of the present invention it is possible to facilitate manufacture by suppressing a decrease in productivity by forming a plurality of notches having an equal length in the current collector exposed portion of the positive and negative electrodes. it can.
  • the notches allow the electrolyte solution in the direction of the winding axis of the positive and negative electrodes.
  • the permeation path can be shortened to facilitate the permeation of the electrolyte between the electrodes.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a prismatic secondary battery according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the disassembled perspective view of the square secondary battery shown in FIG. The disassembled perspective view which expand
  • the schematic block diagram of the winding apparatus which manufactures the electrode group shown in FIG. The side view equivalent to FIG. 4 of the electrode group of the square secondary battery which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • the side view equivalent to FIG. 4 of the electrode group of the square secondary battery which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • the side view equivalent to FIG. 4 of the electrode group of the square secondary battery which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a prismatic secondary battery 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the prismatic secondary battery 100 shown in FIG.
  • the prismatic secondary battery 100 of the present embodiment is, for example, a prismatic lithium ion secondary battery including a flat rectangular battery container 10.
  • the battery container 10 includes a bottomed rectangular tube-shaped battery can 11 having an opening 11d at the top, and a rectangular plate-shaped battery lid 12 that seals the opening 11d of the battery can 11.
  • the battery can 11 includes a wide side wall 11a having a large area along the width direction, a rectangular bottom wall 11c having a short side direction in the thickness direction and a long side direction in the width direction, and a narrow side wall having a small area along the thickness direction. 11b.
  • the battery can 11 and the battery lid 12 are made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, for example.
  • positive and negative external terminals 20A and 20B are arranged outside the battery lid 12.
  • the positive external terminal 20A is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy
  • the negative external terminal 20B is made of, for example, copper or a copper alloy.
  • the external terminals 20A and 20B of the positive electrode and the negative electrode are collectively referred to as the external terminal 20.
  • the gasket 2 is disposed between the external terminal 20 and the battery lid 12 around the through hole 12a of the battery lid 12.
  • the gasket 2 electrically insulates the external terminal 20 and the battery cover 12 and is compressed between the external terminal 20 and the battery cover 12 so as to be in close contact therewith, thereby sealing the through hole 12a of the battery cover 12. ing.
  • a gas discharge valve 13 and a liquid inlet 14 are provided between the positive external terminal 20A and the negative external terminal 20B of the battery lid 12.
  • the gas discharge valve 13 is provided, for example, by thinning the battery lid 12 to form a groove 13a, and is cleaved to release the internal gas when the internal pressure of the battery container 10 exceeds a predetermined value. As a result, the pressure inside the battery container 10 is reduced.
  • the liquid injection port 14 is used for injecting an electrolytic solution into the battery container 10, and the liquid injection plug 15 is welded and sealed by laser welding, for example.
  • the external terminal 20 has a weld joint 21 that is welded to a bus bar or the like.
  • the welded joint portion 21 is formed in a block shape having a substantially rectangular parallelepiped shape, the lower end surface faces the upper surface of the battery lid 12, and the upper end surface is parallel to the upper surface of the battery lid 12.
  • a columnar connection portion 22 extending in a direction perpendicular to the upper surface of the battery lid 12 is provided on the lower end surface of the weld joint portion 21.
  • the positive and negative current collecting plates 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are respectively bent at the rectangular plate-like base portion 31 disposed opposite to the lower surface of the battery lid 12 and the side end of the base portion 31, and are formed on the wide side wall 11 a of the battery can 11. And a terminal portion 32 extending toward the bottom wall 11c.
  • the positive and negative current collecting plates 30A and 30B have tabs of positive and negative electrodes 41 and 42 (see FIG. 3) of the electrode group 40 described later, for example, by ultrasonic welding or resistance welding. It is joined to the portions 41e and 42e.
  • the positive and negative current collecting plates 30A and 30B are electrically connected to the electrode group 40, and support the electrode group 40 at a predetermined position inside the battery container 10.
  • the positive collector plate 30A is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy
  • the negative collector plate 30B is made of, for example, copper or a copper alloy.
  • the positive and negative current collecting plates 30A and 30B are collectively referred to as the current collecting plate 30.
  • the gasket 2 that is an insulating member is disposed between the battery cover 12 and the external terminal 20, and the external terminal 20 and the battery cover 12 are electrically insulated.
  • the insulating plate 3 is disposed between the inner surface, that is, the lower surface of the battery lid 12 and the base 31 of the current collector plate 30 accommodated in the battery can 11 so that the battery lid 12 and the current collector plate 30 are electrically insulated. ing.
  • the gasket 2 and the insulating plate 3 are made of an insulating resin material such as polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, or perfluoroalkoxy fluororesin.
  • External terminal 20, gasket 2, insulating plate 3, and current collector plate 30 are caulked and fixed to battery lid 12.
  • the connecting portion 22 of the external terminal 20 is inserted into the through hole 2 a of the gasket 2, the through hole 12 a of the battery cover 12, the through hole 3 a of the insulating plate 3, and the through hole 31 a of the base 31 of the current collector plate 30.
  • the tip of the connecting portion 22 is plastically deformed to expand the diameter, thereby forming the caulking portion 22c.
  • the external terminal 20, the gasket 2, the insulating plate 3, and the current collecting plate 30 are caulked and fixed to the battery lid 12, and the positive and negative external terminals 20A and 20B are connected to the positive and negative current collecting plates 30A and 30B, respectively.
  • the electrode group 40 is formed by bundling a plurality of tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 (see FIG. 3) and bonding them to the junction region 32a of the terminal portions 32 of the positive and negative current collecting plates 30A and 30B, respectively.
  • the battery lid 12 is fixed via positive and negative current collecting plates 30A and 30B.
  • the permeation portion 40c that promotes the permeation of the electrolytic solution between the positive and negative electrodes 41, 42 is provided in the curved portion 40b of the electrode group 40. It is formed.
  • the electrode group 40 is covered with an insulating protective film 4 made of a synthetic resin such as polypropylene and electrically insulated from the battery can 11, and is inserted into the battery can 11 from the opening 11 d of the battery can 11. Thereafter, for example, the battery lid 12 is welded over the entire circumference of the opening 11d of the battery can 11 by laser welding, and the opening 11d of the battery can 11 is sealed with the battery lid 12, so that the battery container 10 is It is formed.
  • an insulating protective film 4 made of a synthetic resin such as polypropylene and electrically insulated from the battery can 11, and is inserted into the battery can 11 from the opening 11 d of the battery can 11. Thereafter, for example, the battery lid 12 is welded over the entire circumference of the opening 11d of the battery can 11 by laser welding, and the opening 11d of the battery can 11 is sealed with the battery lid 12, so that the battery container 10 is It is formed.
  • the nonaqueous electrolytic solution is injected into the battery container 10 through the liquid injection port 14 of the battery lid 12 to accommodate the nonaqueous electrolytic solution in the battery can 11, and the injection plug 15 is injected by laser welding, for example.
  • the liquid port 14 is bonded and sealed.
  • the electrode group 40 and the electrolytic solution are accommodated in the flat rectangular sealed battery case 10.
  • the non-aqueous electrolyte injected into the battery container 10 include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in a mixed solution in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 2. Can be used at a concentration of 1 mol / liter.
  • the prismatic secondary battery 100 of the present embodiment accumulates the power supplied from the generator or the like in the electrode group 40 via the external terminal 20 and the current collector plate 30 and accumulates in the electrode group 40. Electric power is supplied to an external motor or the like via the current collector plate 30 and the external terminal 20.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view in which a part of the electrode group 40 shown in FIG. 2 is developed.
  • 4 is a side view of the electrode group 40 shown in FIG. 2 as viewed from the direction of the winding axis D, showing a state before the tab portions 41e and 42e are bundled.
  • 4 shows the configuration of the electrode group 40 as viewed from the tab portion 41e side of the positive electrode 41, the configuration of the electrode group 40 as viewed from the tab portion 42e side of the negative electrode 42 is the same. Therefore, in FIG. 4, the configuration of the electrode group 40 as viewed from the tab portion 42 e side of the negative electrode 42 is also described with reference numerals in parentheses.
  • the electrode group 40 is a flat wound electrode group in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are wound and the current collector exposed portions 41c and 42c are arranged at one end and the other end in the winding axis D direction. More specifically, the electrode group 40 is formed by winding the positive and negative electrodes 41 and 42 with the separators 43 and 44 interposed therebetween around an axis 50 parallel to the winding axis D to form a flat shape. It is an electrode group.
  • the electrode group 40 includes a flat portion 40a in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are wound flat, and a curved portion 40b in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are bent on both sides of the flat portion 40a. is doing.
  • the flat portion 40a faces the wide side wall 11a of the battery can 11, and the curved portion 40b on one side of the flat portion 40a, that is, the lower side, faces the bottom portion, that is, the bottom wall 11c of the battery can 11, and the flat portion 40a.
  • the curved portion 40b on the opposite side, that is, on the upper side, is disposed to face the battery lid 12.
  • the separators 43 and 44 insulate the positive electrode 41 and the negative electrode 42, and the separator 44 is wound outside the negative electrode 42 wound around the outermost periphery.
  • the separators 43 and 44 are made of, for example, a porous polyethylene resin.
  • the positive electrode 41 has a positive electrode foil 41a that is a positive electrode current collector, and a positive electrode mixture layer 41b made of a positive electrode active material mixture applied to both surfaces of the positive electrode foil 41a.
  • One side in the width direction of the positive electrode 41 is a current collector exposed portion 41 c where the positive electrode mixture layer 41 b is not formed and the positive foil 41 a is exposed.
  • the positive electrode 41 is wound around the winding axis D such that the current collector exposed portion 41 c is arranged on the opposite side of the current collector exposed portion 42 c of the negative electrode 42 in the winding axis D direction.
  • the current collector exposed portion 41c includes a plurality of cutout portions 41d having a length L1d that is uniform in the winding direction R of the positive electrode 41, and a length L1e in the winding direction R that is the starting end of winding of the positive electrode 41 ( A plurality of tab portions 41e that gradually increase from the (not shown) toward the end 41E.
  • the positive electrode 41 for example, a positive electrode active material mixture kneaded by adding a conductive material, a binder and a dispersion solvent to the positive electrode active material, is applied to both surfaces of the positive electrode foil 41a except for one side in the width direction, It can be produced by drying, pressing and cutting.
  • As the positive electrode foil 41a for example, an aluminum foil with a thickness of about 20 ⁇ m can be used.
  • the thickness of the positive electrode mixture layer 41b not including the thickness of the positive electrode foil 41a is, for example, about 90 ⁇ m.
  • the positive electrode active material mixture for example, 100 parts by weight of lithium manganate (chemical formula LiMn 2 O 4 ) is used as the positive electrode active material, 10 parts by weight of flaky graphite as the conductive material, and 10% by weight as the binder.
  • Part of polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF) and N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) can be used as a dispersion solvent.
  • the positive electrode active material is not limited to the above-described lithium manganate.
  • another lithium manganate having a spinel crystal structure, or a lithium manganese composite oxide partially substituted or doped with a metal element may be used.
  • lithium cobalt oxide or lithium titanate having a layered crystal structure, or a lithium-metal composite oxide in which a part thereof is substituted or doped with a metal element may be used.
  • the negative electrode 42 has a negative electrode foil 42a which is a negative electrode current collector, and a negative electrode mixture layer 42b made of a negative electrode active material mixture coated on both surfaces of the negative electrode foil 42a.
  • One side in the width direction of the negative electrode 42 is a current collector exposed portion 42c in which the negative electrode mixture layer 42b is not formed and the negative foil 42a is exposed.
  • the negative electrode 42 is wound around the winding axis D such that the current collector exposed portion 42 c is disposed on the opposite side of the current collector exposed portion 41 c of the positive electrode 41 in the winding axis D direction.
  • the current collector exposed portion 42 c of the negative electrode 42 includes a plurality of cutout portions 42 d having a length L 2 d that is uniform in the winding direction R of the negative electrode 42, and a length L 2 e in the winding direction R of the negative electrode 42. And a plurality of tab portions 42e that gradually increase from the start end (not shown) of the rotation toward the end 42E.
  • the negative electrode 42 is prepared by applying a negative electrode active material mixture kneaded by adding a binder and a dispersion solvent to the negative electrode active material on both sides of the negative electrode foil 42a except for one side in the width direction, drying, pressing, It can be produced by cutting.
  • a negative electrode foil 42a for example, a copper foil having a thickness of about 10 ⁇ m can be used.
  • the thickness of the negative electrode mixture layer 42b not including the thickness of the negative electrode foil 42a is, for example, about 70 ⁇ m.
  • the negative electrode active material mixture for example, 100 parts by weight of amorphous carbon powder as the negative electrode active material, 10 parts by weight of PVDF as the binder, and NMP as the dispersion solvent can be used.
  • the negative electrode active material is not limited to the above-mentioned amorphous carbon, and natural graphite capable of inserting and removing lithium ions, various artificial graphite materials, carbonaceous materials such as coke, and compounds such as Si and Sn (for example, , SiO, TiSi 2 or the like), or a composite material thereof.
  • the particle shape of the negative electrode active material is not particularly limited, and a particle shape such as a scale shape, a spherical shape, a fiber shape, or a lump shape can be appropriately selected.
  • the binder used for the positive electrode and negative electrode mixture layers 41b and 42b is not limited to PVDF.
  • the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, polystyrene, polybutadiene, butyl rubber, nitrile rubber, styrene butadiene rubber, polysulfide rubber, nitrocellulose, cyanoethyl cellulose, various latexes, acrylonitrile, and vinyl fluoride.
  • Polymers such as vinylidene fluoride, propylene fluoride, chloroprene fluoride, and acrylic resins, and mixtures thereof may be used.
  • the axial core 50 when the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are wound with the separators 43 and 44 interposed therebetween is, for example, more flexible than the positive foil 41a, the negative foil 42a, and the separators 43 and 44.
  • What wound the high resin sheet 51 can be used.
  • the resin sheet 51 for example, a polypropylene sheet having a thickness of 150 ⁇ m can be used, but the material is not particularly limited as long as it has insulating properties, appropriate rigidity, and elasticity.
  • the width of the resin sheet 51 in the winding axis D direction is such that the negative electrode mixture layer 42b can be wound so that the negative electrode mixture layer 42b can be wound with the entire outermost peripheral surface of the shaft center 50 in contact with the negative electrode mixture layer 42b. It is desirable that the width be equal to or greater than the width in the winding axis D direction. Further, the width of the resin sheet 51 in the winding axis D direction is such that the tab portions 41e and 42e when the tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 are bundled and welded to the positive and negative current collector plates 30A and 30B, respectively. The width is set so as not to insulate. In the present embodiment, the width of the resin sheet 51 in the winding axis D direction is equal to the width of the separators 43 and 44 in the winding axis D direction.
  • the width of the negative electrode mixture layer 42 b of the negative electrode 42 is wider than the width of the positive electrode mixture layer 41 b of the positive electrode 41 in the winding axis D direction of the electrode group 40.
  • a negative electrode 42 is wound around the innermost and outermost circumferences of the electrode group 40.
  • the positive electrode mixture layer 41b is sandwiched between the negative electrode mixture layer 42b from the innermost periphery to the outermost periphery of the electrode group 40.
  • the plurality of tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 arranged so as to overlap in the thickness T direction of the flat portion 40a of the electrode group 40 are bundled together in the thickness T direction.
  • the length L1e of the tab portions 41e and 42e on the winding start end side of the positive and negative electrodes 41 and 42 that is, the inner peripheral side of the electrode group 40
  • the electrode group 40 has overlapping regions A1 and A2 in which all the tab portions 41e of the positive electrode 41 and all the tab portions 42e of the negative electrode 42 can be bundled on the flat portion 40a.
  • the tab portions 41e and 42e bundled in the overlapping regions A1 and A2 are, for example, positive and negative extending in a direction perpendicular to the winding axis D along the flat portion 40a of the electrode group 40 by ultrasonic pressure welding or resistance welding, for example.
  • the current collector plates 30A and 30B are joined to the joining region 32a of the terminal portion 32.
  • the positive and negative external terminals 20A and 20B are electrically connected to the positive and negative electrodes 41 and 42 constituting the electrode group 40 via the positive and negative current collecting plates 30A and 30B, respectively.
  • the lengths L1e and L2e in the winding direction R of the innermost tab portions 41e and 42e are equal to or longer than the length L3 of the joining region 32a of the current collector plate 30 to be joined.
  • the width of the separators 43 and 44 is wider than the width of the negative electrode mixture layer 42b, but the tab portions 41e and 42e of the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are respectively separated from the separator 43. , 44 protrudes outward in the width direction from the end in the width direction. Therefore, the separators 43 and 44 do not hinder the welding when the tab portions 41e and 42e are bundled.
  • a plurality of tab portions 41e and 42e are arranged so as to overlap in the thickness T direction of the flat portion 40a on a flat portion 40a in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are wound flat.
  • a plurality of notches 41d and 42d are arranged so as to overlap both of the curved portions 40b in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are curved on both sides of the flat portion 40a. . That is, in the electrode group 40, a plurality of notches 41d and 42d are arranged so as to overlap from the inner periphery side to the outer periphery side, so that the electrolyte solution penetrates between the positive and negative electrodes 41 and 42 in the curved portion 40b.
  • the permeation part 40c which promotes is formed.
  • a notch portion 41 d is formed in the current collector exposed portion 41 c of the positive electrode 41.
  • the distance in the winding axis D direction from the end of the positive electrode 41 to the positive electrode mixture layer 41b is formed by the tab part 41e other than the penetration part 40c. It is shorter than the part that has been.
  • a notch portion 42 d is formed in the current collector exposed portion 42 c of the negative electrode 42 in the permeation portion 40 c on the other end side in the winding axis D direction of the electrode group 40.
  • the distance in the winding axis D direction from the end of the negative electrode 42 to the positive electrode mixture layer 41b is such that the tab part 42e other than the penetration part 40c has It is shorter than the formed part.
  • the electrode group 40 has one end and the other end in the winding axis D direction, and a plurality of notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are respectively curved portions 40b on both sides of the flat portion 40a.
  • the penetrating portions 40c are formed in a total of four places.
  • the plurality of cutout portions 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 may be disposed so as to overlap with at least one of the curved portions 40b on both sides of the flat portion 40a.
  • the length L1e of the tab portions 41e and 42e on the start end side of the positive and negative electrodes 41 and 42, that is, the inner peripheral side of the electrode group 40 is the end 41E and 42E side of the positive and negative electrodes 41 and 42, that is, the outer periphery. It is shorter than the length L1e of the tab portions 41e and 42e on the side.
  • the recessed part 40d opened toward the vertex P of the curved part 40b is formed in the flat part 40a of the electrode group 40 by the edge part of the some tab parts 41e and 42e adjacent to the osmosis
  • the depth d in the direction perpendicular to the winding axis D along the flat portion 40a gradually increases from both ends in the thickness T direction of the flat portion 40a of the electrode group 40 toward the center.
  • the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d in the winding direction R of the positive and negative electrodes 41 and 42 are longer than the length L4 along the outer periphery of the curved portion 40b of the electrode group 40.
  • the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d are substantially equal to the length L4 along the outer periphery of the curved portion 40b of the electrode group 40.
  • the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 have the centers C of the lengths L1d and L2d in the winding direction R positioned at the apex P of the bending portion 40.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the winding device 200 of the electrode group 40.
  • the winding device 200 is rotatably supported at the center of the device and is rotated clockwise by a rotation driving device (not shown), a flat winding core 202 fixed to the spindle 201, and a rotating shaft from a rotating shaft 203a. 203f and feed rollers 204a to 204f.
  • the winding device 200 includes cutters 205a to 205f, circular cutters 206a and 206c, a heater head 207, a heater moving mechanism 208, a temporary pressing mechanism 209, and a pasting mechanism 210.
  • the spindle 201 is driven to rotate to rotate the winding core 202 clockwise.
  • the rotating shafts 203a to 203f respectively hold the roll-shaped positive electrode 41, the separator 43, the negative electrode 42, the separator 44, the resin sheet 51, and the adhesive tape 61 in a rotatable manner.
  • the feed rollers 204 a to 204 f feed out the positive electrode 41, the separator 43, the negative electrode 42, the separator 44, the resin sheet 51 and the adhesive tape 61 held on the rotation shafts 203 a to 203 f and supply them around the winding core 202.
  • the cutters 205a to 205f cut the positive electrode 41, the separator 43, the negative electrode 42, the separator 44, the resin sheet 51, and the adhesive tape 61, which are fed by the feed rollers 204a to 204f, to a predetermined length.
  • the circular cutters 206a and 206c are pressed against the current collector exposed portions 41c and 42c of the positive electrode 41 and the negative electrode 42, respectively, and, for example, rotate once so that the current collector exposed portions 41c and 42c Cut out to length.
  • the heater head 207 is moved by the heater moving mechanism 208 and welds the winding start end portions of the separators 43 and 44 to the shaft core 50.
  • the temporary pressing mechanism 209 temporarily presses the resin sheet 51 so that the resin sheet 51 cannot be unwound from the winding core 202 when the resin sheet 51 wound around the winding core 202 is cut.
  • the affixing mechanism 210 affixes the adhesive tape 61 cut by the cutter 205f to the winding end portion 44E of the outermost separator 44 of the electrode group 40 shown in FIG.
  • the roll-shaped resin sheet 51 held by the rotating shaft 203e is fed out by the feed roller 204e, and the starting end portion of the winding is fixed to the winding core 202.
  • the spindle 201 is rotated to rotate the winding core 202 one or more times, the resin sheet 51 is wound around the winding core 202, temporarily pressed by the temporary pressing mechanism 209 to prevent loose winding, and cut by the cutter 205e.
  • the shaft core 50 is formed by the resin sheet 51.
  • the roll-shaped separators 43 and 44 held by the rotating shafts 203b and 203d are fed out by the feed rollers 204b and 204d, and the heater head 207 is moved by the heater moving mechanism 208 so that the starting end portion of the winding becomes the shaft core 50. Heat weld.
  • the winding start end portions of the separators 43 and 44 may be fixed to the shaft core 50 by the adhesive tape 61.
  • the spindle 201 is rotated to rotate the winding core 202 one or more times, and the separators 43 and 44 are wound around the shaft core 50.
  • the roll-shaped negative electrode 42 held on the rotating shaft 203c is fed out by the feed roller 204c, and the starting end portion of the winding is sandwiched between the separators 43 and 44.
  • the circular cutter 206c is pressed against the current collector exposed portion 42c of the negative electrode 42 at a predetermined time interval, and is rotated once each time.
  • the current collector exposed portion 42c is cut out at a predetermined length corresponding to the circumferential length of the circular cutter 206c, for example, and cut into a uniform length L2d in the winding direction R.
  • a notch 42d is formed.
  • the roll-shaped positive electrode 41 held by the rotary shaft 203a is fed out by the feed roller 204a, and the winding start end is set as the separators 43, 44. Between them.
  • the positive electrode 41 is fed out by the roller 204a, for example, the circular cutter 206a is pressed against the current collector exposed portion 41c of the positive electrode 41 at a predetermined time interval, and is rotated once each time.
  • the current collector exposed portion 41c is cut out at a predetermined length corresponding to the circumferential length of the circular cutter 206a, for example, and cut into a uniform length L1d in the winding direction R. A notch 41d is formed.
  • the spindle 201 is rotated to rotate the winding core 202, and the separator 43, the negative electrode 42, the separator 44, and the positive electrode 41 are stacked on the shaft 50 in this order from the inner peripheral side to the outer peripheral side. Go around and go.
  • the positive electrode 41 is cut by the cutter 205 a
  • the separator 43 is cut by the cutter 205 b
  • the negative electrode 42 is cut approximately one turn to the outer peripheral side of the positive electrode 41 through the separator 43.
  • the negative electrode 42 is cut with a cutter 205c.
  • the electrode group 40 of the present embodiment can be manufactured.
  • the lengths L1d and L2d in the winding direction R are formed on the current collector exposed portions 41c and 42c of the positive and negative electrodes 41 and 42 constituting the electrode group 40 as described above.
  • a plurality of equal cutout portions 41d and 42d are provided.
  • a plurality of tab portions 41e and 42e are provided in which the lengths L1d and L2d in the winding direction R gradually increase from the winding start ends (not shown) of the positive and negative electrodes 41 and 42 toward the end ends 41E and 42E. ing.
  • the prismatic secondary battery 100 of the present embodiment it is possible to easily manufacture the electrode group 40 and suppress a decrease in productivity.
  • the tab interval between the positive electrode tab and the negative electrode tab that is, the length of the notch in the winding direction for winding the electrode changes at an equal pitch. Therefore, in order to form notches having different lengths, for example, it is necessary to use a plurality of circular cutters having different diameters or to introduce a laser device instead of the circular cutter. In this case, not only the device becomes complicated and large, but the cost increases, but also the battery manufacturing process becomes complicated and the productivity may decrease.
  • a plurality of tab portions 41e and 42e are arranged so as to overlap with a flat portion 40a of the electrode group 40 in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are wound flat.
  • a plurality of notches 41d and 42d are arranged so as to overlap at least one of the curved portions 40b of the electrode group 40 in which the positive and negative electrodes 41 and 42 are curved and wound on both sides of the flat portion 40a.
  • the current collector exposed portions 41c and 42c are cut out from the innermost circumference to the outermost circumference, and the positive electrode 41 in the winding axis D direction is cut.
  • the distance from the end portion to the positive electrode mixture layer 41b is shortened as compared with the portion where the tab portion 41e is formed.
  • the current collector exposed portions 41c and 42c are cut out from the innermost circumference to the outermost circumference, and the negative electrode 42 is turned in the winding axis D direction.
  • the distance from the end portion to the negative electrode mixture layer 42b is shortened compared to the portion where the tab portion 41e is formed.
  • the electrolyte can be easily penetrated to the innermost periphery where the electrolyte is less likely to penetrate. Further, the path through which the electrolytic solution in the battery container 10 permeates between the positive and negative electrodes 41 and 42 can be shortened, and the permeation of the electrolytic solution can be prevented from being hindered by the current collector exposed portions 41c and 42c. it can.
  • the electrode group 40 It is possible to make the electrolyte solution easily penetrate between the positive and negative electrodes 41 and 42. Thereby, in the manufacturing process of the prismatic secondary battery 100, the time required for the step of injecting the electrolyte into the battery container 10 can be shortened, and the productivity of the prismatic secondary battery can be improved.
  • the prismatic secondary battery 100 of the present embodiment has a plurality of notches 41d and 42d superimposed on the curved portion 40b of the electrode group 40, so that the positive and negative electrodes 41 and 42 are disposed on the curved portion 40b.
  • a permeation part 40c that promotes permeation of the electrolyte into the electrode is formed.
  • the electrode group 40 includes the permeation portion 40c, in the step of injecting the electrolyte solution into the battery container 10, not only can the penetration of the electrolyte solution between the positive and negative electrodes 41 and 42 be promoted, It is possible to easily allow the electrolytic solution accumulated between the battery container 10 and the electrode group 40 to permeate between the positive and negative electrodes 41 and 42 from the permeation portion 40c.
  • the electrode group 40 includes a plurality of notches at both one end and the other end in the winding axis D direction, both on the curved portions 40b on both sides of the flat portion 40a. 41d and 42d are overlapped and a total of four permeation portions 40c are formed. Therefore, the permeation part 40c is formed only in one end part of the electrode group 40 in the winding axis D direction, or the permeation part 40c is formed only in one of the curved parts 40b on both sides of the flat part 40a. Compared to the case, the electrolyte can be more easily penetrated between the positive and negative electrodes 41 and 42.
  • the electrode group 40 includes the lengths L1e and L2e of the tab portions 41e and 42e on the winding start end sides of the positive and negative electrodes 41 and 42, and the winding end points 41E and 42E. It is shorter than the lengths L1e and L2e of the tab portions 41e and 42e on the 42E side.
  • the recessed part 40d opened toward the curved part 40b is formed in the flat part 40a by the edge part of the some tab parts 41e and 42e adjacent to the penetration part 40c of the electrode group 40.
  • the recess 40d has a depth d gradually increasing in the direction perpendicular to the winding axis D along the flat portion 40a from both ends in the thickness T direction of the flat portion 40a toward the center.
  • the electrolytic solution is received by the concave portion 40 d of the electrode group 40 to guide the electrolytic solution to the permeation portion 40 c, and the electrolytic solution from the permeation portion 40 c to between the positive and negative electrodes 41 and 42. Can be further promoted. Further, for example, when vibration or inertia force acts on the square secondary battery 100 and the electrolytic solution accumulated in the battery container 10 repels, the electrolytic solution is received by the concave portion 40d of the electrode group 40 and the permeation portion 40c. Thus, the electrolyte solution can be led to further promote the penetration of the electrolyte solution from the infiltration portion 40 c to the positive and negative electrodes 41, 42.
  • the lengths L1d and L2d in the winding direction R of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 of the electrode group 40 shown in FIG. It is more than length L4 along the outer periphery of the curved part 40b of the electrode group 40 to show. Therefore, the permeation part 40c is formed on the entire curved part 40b of the electrode group 40, and the permeation part 40c is also formed on a part of the inner peripheral side of the flat part 40a so as to perform electrolysis between the positive and negative electrodes 41 and 42. The penetration of the liquid can be further promoted.
  • the notches 41 d and 42 d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are the centers of the lengths L1 d and L2 d in the winding direction R. C is located at the apex P of the bending portion 40b.
  • permeation part 40c and the recessed part 40d symmetrical to the plane which passes the center of the thickness T of the electrode group 40 are formed, and electrolyte solution can be osmose
  • the lengths L1e and L2e in the winding direction R of the innermost tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 are set to a plurality of tab portions 41e and 42e. It is the length L3 or more of the joining area
  • the electrode group 40 includes a curved portion 40b on one side of the flat portion 40a that faces the bottom of the battery can 11, that is, the bottom wall 11c, and a curved portion on the opposite side of the flat portion 40a.
  • 40 b is arranged to face the battery lid 12.
  • the electrolyte accumulated in the battery container 10 is infiltrated between the positive and negative electrodes 41 and 42 by the permeation portion 40 c formed in the curved portion 40 b facing the bottom wall 11 c of the battery can 11, so that the battery lid 12
  • the electrolyte solution injected from the liquid injection port 14 of the battery lid 12 can be infiltrated between the positive and negative electrodes 41 and 42 by the permeation portion 40c formed in the opposing curved portion 40b.
  • the prismatic secondary battery 100 of the present embodiment it is possible to suppress a decrease in productivity, and to penetrate the electrolytic solution between the positive and negative electrodes 41 and 42 even when the capacity is increased. It can be made easy.
  • Embodiment 2 of the square secondary battery of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG. 5 and FIG.
  • FIG. 6 is a side view of the electrode group 40A of the prismatic secondary battery of the present embodiment corresponding to FIG. 4 of the first embodiment.
  • the prismatic secondary battery of the present embodiment is such that the length L3 of the junction region 32a of the current collector plate 30 is shorter, and the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are longer. This is different from the prismatic secondary battery 100 of the first embodiment. Since the other points of the rectangular secondary battery of the present embodiment are the same as those of the rectangular secondary battery 100 of the first embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d are the length in the direction perpendicular to the winding axis D of the flat portion 40a of the electrode group 40, that is, the flange of the shaft core 50. This is approximately equal to the difference between the length L5 in the direction perpendicular to the rotation axis D and the lengths L1e and L2e of the innermost tab portions 41e and 42e of the electrode group 40.
  • the length L1e of the innermost tab portions 41e and 42e of the electrode group 40 is equal to or slightly shorter than the length L3 of the joining region 32a of the current collector plate 30.
  • the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d are overlapped regions of the tab portions 41e and 42e joined to the length L5 of the shaft core 50 and the joining region 32a of the current collector plate 30 having the length L3. It is approximately equal to the difference between the lengths of A1 and A2.
  • the length L3 of the junction region 32a of the current collector plate 30 is shorter, and the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are longer.
  • the permeation part 40c is formed in a wider range of the flat part 40a. Therefore, according to the prismatic secondary battery of the present embodiment, not only the same effect as that of the prismatic secondary battery 100 of the first embodiment can be obtained, but also the area of the permeation portion 40c can be increased and the electrolyte can be made positive and negative. , 42 can be more easily penetrated.
  • FIG. 7 is a side view of the electrode group 40B of the prismatic secondary battery of the present embodiment corresponding to FIG. 4 of the first embodiment.
  • the electrode group 40B has a plurality of notches 41d and 42d on one end and the other end in the winding axis D direction on one of the curved portions 40b on both sides of the flat portion 40a.
  • the permeation part 40c is formed by overlapping. Since the other points of the rectangular secondary battery of the present embodiment are the same as those of the rectangular secondary battery 100 of the first embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the prismatic secondary battery of the present embodiment not only the effect similar to that of the prismatic secondary battery 100 of Embodiment 1 can be obtained by the penetration portion 40c of the electrode group 40B, but the current collector exposed portions 41c and 42c can be cut. The region where the notches 41d and 42d are not formed can be increased. Thereby, the change of a current path is small when using a square secondary battery, and it can suppress that electrical resistance becomes high.
  • the permeation portion 40c may be provided at both ends of the electrode group 40B in the winding axis D direction and on the curved portion 40b facing the battery lid 12, and at both ends of the electrode group 40B in the winding axis D direction, the battery can 11 may be provided on the curved portion 40b facing the bottom wall 11c.
  • the permeation portion 40c is provided on the curved portion 40b facing the battery lid 12 at one end of the electrode group 40B in the winding axis D direction, and the bottom wall of the battery can 11 at the other end of the electrode group 40B in the winding axis D direction. You may provide in the curved part 40b facing 11c.
  • the rectangular secondary battery according to the first embodiment even when the permeation portion 40c is formed on one of the curved portions 40b on both sides of the flat portion 40a at one end and the other end in the winding axis D direction of the electrode group 40B, the rectangular secondary battery according to the first embodiment. The same effect as 100 can be obtained.
  • FIG. 8 is a side view of an electrode group 40 ⁇ / b> C of the prismatic secondary battery of the present embodiment corresponding to FIG. 4 of Embodiment 1 described above.
  • the electrode group 40C of the prismatic secondary battery of the present embodiment is that the centers C of the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are shifted from the apex P of the curved portion 40b.
  • FIG. 6 is different from the electrode group 40A of the prismatic secondary battery of the second embodiment shown in FIG. Since the other points of the prismatic secondary battery of the present embodiment are the same as those of the prismatic secondary battery of the second embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the centers C of the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are shifted from the vertex P of the curved portion 40b. Therefore, the positions of the tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 on both sides in the thickness direction of the electrode group 40C across the winding axis D and the axis 50 are wound along the flat portion 40a. It is shifted in the direction perpendicular to Such a shift occurs due to, for example, a shift in the position where the positive and negative electrodes 41 and 42 are sandwiched between the separators 43 and 44.
  • the overlapping regions A1 and A2 where the tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 respectively overlap in the thickness direction of the electrode group 40 are wound along the flat portion 40a.
  • the length in the direction perpendicular to the axis D is equal to or longer than the length L3 of the joining region 32a of the current collector plate 30. Therefore, the positions of the tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 on the both sides in the thickness direction of the electrode group 40C around the winding axis D and the axis 50 are wound along the flat portion 40a. Even if they are displaced in a direction perpendicular to the tabs 41, it is possible to secure a bonding area between the tab portions 41 e and 42 e and the current collector plate 30.
  • the prismatic secondary battery of this embodiment the same effect as that of the prismatic secondary battery of Embodiment 2 can be obtained.
  • the notches 41d and 42d and the tabs 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 it is possible to prevent the productivity of the rectangular secondary battery from being lowered.
  • FIG. 9 is a side view of an electrode group 40D of the prismatic secondary battery according to the present embodiment corresponding to FIG. 4 of the first embodiment.
  • the electrode group 40D of the prismatic secondary battery according to the present embodiment has the current collector exposed portions 41c and 42c continuously cut out from the start of winding of the positive and negative electrodes 41 and 42 for a predetermined number of times, and a tab.
  • the electrode group 40 of the prismatic secondary battery 100 of the first embodiment shown in FIG. 4 in that an inner permeation portion 40e that promotes permeation of the electrolytic solution is formed on the inner peripheral side of the portions 41e and 42e and the permeation portion 40c. Is different. Since the other points of the rectangular secondary battery of the present embodiment are the same as those of the rectangular secondary battery 100 of the first embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the current collector exposed portions 41c and 42c are continuously cut out over a predetermined length in advance.
  • the electrode group 40 is formed with an inner permeation portion 40e that promotes permeation of the electrolyte solution on the inner peripheral side of the tab portions 41e and 42e and the permeation portion 40c. Therefore, not only can the same effect as the prismatic secondary battery 100 of the first embodiment be obtained, but also the electrolyte can be more easily permeated between the positive and negative electrodes 41 and 42 by guiding the electrolyte from the permeation portion 40c to the inner permeation portion 40e. be able to.
  • the current collector exposed portions 41c and 42c are continuously cut out from the start of winding of the positive and negative electrodes 41 and 42 for a predetermined number of times of the electrode group 40D.
  • the current collector exposed portions 41c and 42c may be continuously cut out from the end of winding of the positive and negative electrodes 41 and 42 to a predetermined number of times of winding of the electrode group 40D.
  • stimulates permeation of electrolyte solution can be formed in the outer peripheral side of tab part 41e, 42e.
  • the electrolytic solution accumulated in the battery container 10 can be easily permeated from the outer permeation portion.
  • the tab portions 41e and 42e are bundled, the tab portions 41e and 42e on the outer peripheral side where the most tension acts are removed, and the tab portions 41e and 42e can be easily bundled, so that the reliability of the joining with the current collector plate 30 is improved. Can be improved.
  • FIG. 10 is an external perspective view of a prismatic secondary battery 100A according to the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the prismatic secondary battery 100A shown in FIG.
  • FIG. 12 is a side view of the electrode group 40E of the prismatic secondary battery of the present embodiment corresponding to FIG. 4 of the first embodiment.
  • illustration of the battery can 11 is abbreviate
  • the prismatic secondary battery 100A of the present embodiment is mainly composed of the configuration of the external terminals 20 and the current collector plate 30 and the way of bundling the tab portions 41e and 42e of the electrode group 40E. Is different. Since the other points of the rectangular secondary battery 100A of the present embodiment are the same as those of the rectangular secondary battery 100 of the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the external terminal 20 includes a cylindrical connection terminal 23, a connection plate 24 disposed on the gasket 2, and a bolt 25 that penetrates a through hole of the connection plate 24.
  • the connection terminal 23 is connected to the base 31 of the current collector plate 30, passes through the through hole of the battery lid 12, the through hole of the gasket 2, and the through hole of the connection plate 24, and expands on the upper surface of the connection plate 24. It is crimped by plastic deformation.
  • the current collector plate 30 is fixed to the battery lid 12 via the insulating plate by the connection terminal 23 and is electrically connected to the connection plate 24.
  • the connection plate 24 is fixed to the battery lid 12 via the gasket 2 by the connection terminal 23 and is electrically connected to the current collector plate 30.
  • the bolt 25 is fixed to the battery lid 12 via the gasket 2 by the connection plate 24 and is electrically connected to the connection plate 24.
  • the bolt 25 is fastened to a bus bar (not shown), for example.
  • the current collector plate 30 has a pair of terminal portions 32 extending along the flat portion 40a of the electrode group 40E on both sides in the thickness T direction of the electrode group 40E of the base portion 31 fixed to the battery lid 12 via an insulating plate. Have.
  • the plurality of tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 of the electrode group 40E are respectively bundled in two in the thickness T direction of the electrode group 40E with the winding axis D or the shaft core 50 being sandwiched therebetween.
  • the current collector plates 30A and 30B are connected to the joining regions 32a of the pair of terminal portions 32, respectively.
  • the electrode group 40E includes an overlapping region A11, in which a plurality of tab portions 41e and 42e divided into two in the thickness T direction can be bundled in the thickness T direction.
  • A21 and overlapping regions A12 and A22 are provided.
  • the plurality of tab portions 41e and 42e that are bundled by being divided into two in the thickness T direction of the electrode group 40E are a pair of terminals of the positive and negative current collecting plates 30A and 30B in the overlapping regions A11 and A21 and the overlapping regions A12 and A22. They are connected to the joining regions of the parts 32, respectively.
  • the electrode group 40E is supported by the current collector plate 30 and connected to the external terminal 20 via the current collector plate 30.
  • the electrode group 40E supported by the current collector plate 30 is accommodated in the battery can 11 with its periphery covered by an insulating resin sheet 4A having insulation properties such as polypropylene and an insulating case 4B, for example.
  • the battery lid 12 is welded to the portion 11 d and is accommodated in the battery container 10.
  • the electrode group 40E has the same configuration as the electrode group 40 of the square secondary battery 100 of the first embodiment. Therefore, according to the prismatic secondary battery 100A of the present embodiment, the same effects as those of the prismatic secondary battery 100 of Embodiment 1 can be obtained.
  • the plurality of tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 of the electrode group 40E are respectively wound around the winding axis D or the axis in the thickness T direction of the electrode group 40E. It is bundled into two parts with the core 50 in between. For this reason, even if the number of turns of the electrode group 40E increases, the number of tab portions 41e and 42e to be bundled can be reduced, and the reliability of joining to the current collector plate 30 can be improved. Furthermore, the electrolyte solution can be easily introduced into the positive and negative electrodes 41 and 42 by introducing the electrolyte solution into the inner peripheral side of the electrode group 40E where the electrolyte solution is difficult to penetrate.
  • FIG. 13 is a side view of the electrode group 40F of the prismatic secondary battery of the present embodiment corresponding to FIG. 12 of the aforementioned sixth embodiment.
  • the length L3 of the joining region 32a of the current collector plate 30 is shorter, and the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are the same.
  • Embodiment 5 shown in FIG. 12 in that the longer point and the center C of the lengths L1d and L2d of the notches 41d and 42d of the positive and negative electrodes 41 and 42 are displaced from the vertex P of the curved portion 40b. This is different from the electrode group 40E of the rectangular secondary battery 100A.
  • the other points of the prismatic secondary battery of the present embodiment are the same as those of the prismatic secondary battery 100A of the fifth embodiment, and therefore the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the electrode group 40F includes the electrode group 40C of the prismatic secondary battery of Embodiment 4 shown in FIG. 8 and the prismatic secondary battery 100A of Embodiment 5 shown in FIG.
  • the same effects as those of the electrode group 40E can be obtained.
  • the plurality of tab portions 41e and 42e of the positive and negative electrodes 41 and 42 of the electrode group 40F are respectively bundled in two in the thickness T direction of the electrode group 40F with the winding axis D or the axis 50 interposed therebetween. Therefore, it becomes easier to tolerate displacement of the positions of the tab portions 41e and 42e.

Abstract

　生産性の低下を抑制することができ、かつ、高容量化させても電極間に電解液を浸透させやすくすることができる角形二次電池を提供する。正負の電極４１，４２の集電体露出部４１ｃ，４２ｃは、正負の電極４１，４２の捲回方向Ｒの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄが均等な複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄと、捲回方向Ｒの長さＬ１ｅ，Ｌ２ｅが正負の電極４１，４２の捲回の始端から終端４１Ｅ，４２Ｅへ向けて漸次増加する複数のタブ部４１ｅ，４２ｅとを有する。電極群４０は、正負の電極４１，４２が平坦に捲回された平坦部４０ａに複数のタブ部４１ｅ，４２ｅが重畳して配置され、該平坦部４０ａの両側で正負の電極４１，４２が湾曲して捲回された湾曲部４０ｂの少なくとも一方に複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが重畳して配置されている。

Description

角形二次電池
　本発明は、車載用途等に使用される角形二次電池に関する。
　従来から、例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両に搭載された電気モーター等に電力を供給する車載用電源又はその他の機器の電源として、例えば、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池等の角形二次電池が用いられている。角形二次電池の一例として、正極と負極がセパレータを介して渦巻き状に巻回された電極群と、前記正極と電気的に接続された複数の正極タブと、前記負極と電気的に接続された複数の負極タブとを備える電池が開示されている（例えば、下記特許文献１を参照）。
　特許文献１に記載された発明は生産性が高く、出力特性の高い電池を提供することを課題とし、次のような構成を備えた電池を開示している。正極タブ及び負極タブのうち少なくとも一方は、タブ間隔が等ピッチで変化し、かつ電極群の一方又は両方の端面から突出する。そして、電極群は、ａを電極群の直線部の長さ、Ｔ１を正極の厚さ、Ｔ２を負極の厚さ、Ｔ３をセパレータの厚さ、ｂを２π（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）として、式：ｂｍ２－２ａ＜０を満たす。
　一般に、角形二次電池に用いられる正極及び負極は、帯状の金属箔等からなる集電体を備え、集電体の幅方向一端を除く表裏面に活物質を含む合剤層が形成され、集電体の幅方向一端に集電体露出部が形成される。そして、正極と負極とを、セパレータを介在させて積層して捲回することで、捲回電極群が製作される。捲回電極群は、捲回軸方向の端部で集電体露出部が外部端子に接続された集電板に接合され、絶縁シートによって覆われて電池容器に収容され、電池容器内に電解液が注入され、電極間に電解液が浸透する。
特開２０１２－１７４４１１号公報
　例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両では、航続距離の一層の長距離化が要求されており、角形二次電池の更なる高容量化への要求が高まっている。角形二次電池を高容量化するには、電極を高密度に捲回したり、電極の厚さを増加させたりする必要がある。そのため、角形二次電池を高容量化すると、電極間に電解液が浸透し難くなるという課題がある。また、電解液は、捲回電極群の捲回軸方向端部の集電体露出部の間の隙間を介して電極間に浸透するため、外部端子に接続された集電板に集電体露出部を接合して束ねると、電極間に電解液がより浸透し難くなる。
　特許文献１に記載されている電池は、正極タブ及び負極タブを形成するため、正極及び負極の集電体露出部に切り欠き部を形成している。集電体露出部に切り欠き部が形成された部分では、捲回電極群の捲回軸方向の端部から電極間に電解液が浸透する経路が短くなり、電解液が浸透しやすくなることが考えられる。しかし、正極タブ及び負極タブのタブ間隔、すなわち電極を捲回する捲回方向の切り欠き部の長さが、等ピッチで変化するため、例えば、タブ間隔に合わせた複数のカッターが必要になるなど、角形二次電池の製造工程が複雑化して生産性が低下する虞がある。
　本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、生産性の低下を抑制することができ、かつ、高容量化しても電極間に電解液を浸透させやすく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する。
　前記目的を達成するために、本発明の角形二次電池は、正負の電極を捲回してそれぞれの集電体露出部を捲回軸方向の一端と他端に配置した扁平な電極群と、該電極群及び電解液を収容する扁平角形の電池容器とを備えた角形二次電池であって、前記集電体露出部は、前記正負の電極の捲回方向の長さが均等な複数の切り欠き部と、前記捲回方向の長さが前記正負の電極の捲回の始端から終端へ向けて漸次増加する複数のタブ部とを有し、前記電極群は、前記正負の電極が平坦に捲回された平坦部に前記複数のタブ部が重畳して配置され、該平坦部の両側で前記正負の電極が湾曲して捲回された湾曲部の少なくとも一方に前記複数の切り欠き部が重畳して配置されていることを特徴とする。
　本発明の角形二次電池によれば、正負の電極の集電体露出部に均等な長さの複数の切り欠き部を形成することで製造を容易にして生産性の低下を抑制することができる。また、複数の切り欠き部を電極群の湾曲部に重畳して配置することで、角形二次電池を高容量化させても、切り欠き部によって正負の電極の捲回軸方向における電解液の浸透経路を短縮して、電極間に電解液を浸透させやすくすることができる。
本発明の実施形態１に係る角形二次電池の外観斜視図。 図１に示す角形二次電池の分解斜視図。 図２に示す電極群の一部を展開した分解斜視図。 図２に示す電極群の捲回軸方向から見た側面図。 図２に示す電極群を製造する捲回装置の概略構成図。 本発明の実施形態２に係る角形二次電池の電極群の図４に相当する側面図。 本発明の実施形態３に係る角形二次電池の電極群の図４に相当する側面図。 本発明の実施形態４に係る角形二次電池の電極群の図４に相当する側面図。 本発明の実施形態５に係る角形二次電池の電極群の図４に相当する側面図。 本発明の実施形態６に係る角形二次電池の外観斜視図。 図１０に示す角形二次電池の分解斜視図。 図１１に示す電極群の捲回軸方向から見た側面図。 本発明の実施形態７に係る角形二次電池の電極群の図１２に相当する側面図。
　以下、図面を参照して本発明の角形二次電池の実施形態について詳細に説明する。
（実施形態１）
　図１は、本発明の実施形態１に係る角形二次電池１００の外観斜視図である。図２は、図１に示す角形二次電池１００の分解斜視図である。
　本実施形態の角形二次電池１００は、例えば、扁平角形の電池容器１０を備える角形リチウムイオン二次電池である。電池容器１０は、上部に開口部１１ｄを有する有底角筒状の電池缶１１と、該電池缶１１の開口部１１ｄを封止する長方形板状の電池蓋１２とを有している。電池缶１１は、幅方向に沿う面積の大きい広側壁１１ａと、厚さ方向を短辺方向、幅方向を長辺方向とする長方形の底壁１１ｃと、厚さ方向に沿う面積の小さい狭側壁１１ｂとを有している。電池缶１１及び電池蓋１２は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料によって製作されている。
　電池蓋１２の長手方向の両端には、電池蓋１２の外側に、正極及び負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂが配置されている。正極外部端子２０Ａは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって製作され、負極外部端子２０Ｂは、例えば、銅又は銅合金によって製作されている。以下、正極側と負極側を特に区別する必要がない場合には、正極及び負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂを一括して外部端子２０と表記する。
　電池蓋１２の貫通孔１２ａの周囲で、外部端子２０と電池蓋１２との間には、ガスケット２が配置されている。ガスケット２は、外部端子２０と電池蓋１２とを電気的に絶縁するとともに、外部端子２０と電池蓋１２との間で圧縮されてこれらに密着し、電池蓋１２の貫通孔１２ａを封止している。
　電池蓋１２の正極外部端子２０Ａと負極外部端子２０Ｂの間には、ガス排出弁１３と注液口１４とが設けられている。ガス排出弁１３は、例えば、電池蓋１２を薄肉化して溝部１３ａを形成することによって設けられ、電池容器１０の内部の圧力が所定値を超えて上昇した時に開裂して内部のガスを放出することで、電池容器１０の内部の圧力を低下させる。注液口１４は、電池容器１０の内部に電解液を注入するのに用いられ、例えばレーザ溶接によって注液栓１５が溶接されて封止されている。
　外部端子２０は、バスバー等に溶接接合される溶接接合部２１を有している。溶接接合部２１は、概ね直方体形状を有するブロック状に形成され、下端面が電池蓋１２の上面に対向し、上端面が電池蓋１２の上面と平行になっている。溶接接合部２１の下端面には、電池蓋１２の上面に垂直な方向に延びる柱状の接続部２２が設けられている。
　正負の集電板３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ、電池蓋１２の下面に対向して配置される矩形板状の基部３１と、基部３１の側端で折曲されて電池缶１１の広側壁１１ａに沿って底壁１１ｃに向かって延びる端子部３２とを有している。正負の集電板３０Ａ，３０Ｂは、それぞれの端子部３２の接合領域３２ａが、例えば、超音波圧接又は抵抗溶接等によって後述する電極群４０の正負の電極４１，４２（図３参照）のタブ部４１ｅ，４２ｅに接合されている。
　これにより、正極及び負極の集電板３０Ａ，３０Ｂは、電極群４０と電気的に接続され、電極群４０を電池容器１０内部の所定位置に支持している。正極の集電板３０Ａは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって製作され、負極の集電板３０Ｂは、例えば銅又は銅合金によって製作されている。以下、正極及び負極の集電板３０Ａ，３０Ｂを特に区別する必要がない場合には、正負の集電板３０Ａ，３０Ｂを一括して集電板３０と表記する。
　電池蓋１２と外部端子２０との間には、絶縁部材であるガスケット２が配置され、外部端子２０と電池蓋１２とが電気的に絶縁されている。電池蓋１２の内面すなわち下面と、電池缶１１に収容される集電板３０の基部３１との間には絶縁板３が配置され、電池蓋１２と集電板３０とが電気的に絶縁されている。ガスケット２及び絶縁板３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料によって製作されている。
　外部端子２０、ガスケット２、絶縁板３及び集電板３０は、電池蓋１２にかしめ固定されている。具体的には、ガスケット２の貫通孔２ａ、電池蓋１２の貫通孔１２ａ、絶縁板３の貫通孔３ａ、及び集電板３０の基部３１の貫通孔３１ａに、外部端子２０の接続部２２を挿通させた後、接続部２２の先端を塑性変形させて拡径し、かしめ部２２ｃを形成する。これにより、外部端子２０、ガスケット２、絶縁板３及び集電板３０が電池蓋１２にかしめ固定され、正負の外部端子２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ正負の集電板３０Ａ，３０Ｂに接続されている。
　電極群４０は、正負の電極４１，４２（図３参照）の複数のタブ部４１ｅ，４２ｅを束ねてそれぞれ正負の集電板３０Ａ，３０Ｂの端子部３２の接合領域３２ａに接合することで、正負の集電板３０Ａ，３０Ｂを介して電池蓋１２に固定されている。詳細は後述するが、本実施形態の角形二次電池１００の特徴の一つは、電極群４０の湾曲部４０ｂに正負の電極４１，４２間への電解液の浸透を促進する浸透部４０ｃが形成されていることである。
　電極群４０は、例えば、ポリプロピレン等の合成樹脂製の絶縁保護フィルム４によって覆われて電池缶１１と電気的に絶縁され、電池缶１１の開口部１１ｄから電池缶１１内部に挿入されている。その後、例えば、レーザ溶接によって、電池蓋１２を電池缶１１の開口部１１ｄの全周に亘って溶接し、電池缶１１の開口部１１ｄを電池蓋１２によって封止することで、電池容器１０が形成される。
　その後、電池蓋１２の注液口１４を介して電池容器１０の内部に非水電解液を注入して電池缶１１に非水電解液を収容し、例えば、レーザ溶接によって注液栓１５を注液口１４に接合して封止する。これにより、扁平角形の密閉された電池容器１０に、電極群４０及び電解液が収容されている。電池容器１０の内部に注入する非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。
　以上の構成により、本実施形態の角形二次電池１００は、発電機等から供給された電力を、外部端子２０及び集電板３０を介して電極群４０に蓄積し、電極群４０に蓄積した電力を、集電板３０及び外部端子２０を介して外部のモーター等に供給する。
　図３は、図２に示す電極群４０の一部を展開した分解斜視図である。図４は、図２に示す電極群４０のタブ部４１ｅ，４２ｅを束ねる前の状態を示す捲回軸Ｄ方向から見た側面図である。図４は、正極電極４１のタブ部４１ｅ側から見た電極群４０の構成を示しているが、負極電極４２のタブ部４２ｅ側から見た電極群４０の構成も同様である。そのため、図４では、負極電極４２のタブ部４２ｅ側から見た電極群４０の構成を、括弧付の符号で併記する。
　電極群４０は、正負の電極４１，４２を捲回して、それぞれの集電体露出部４１ｃ，４２ｃを捲回軸Ｄ方向の一端と他端に配置した扁平な捲回電極群である。より詳細には、電極群４０は、セパレータ４３，４４を介在させて積層した正負の電極４１，４２を捲回軸Ｄに平行な軸芯５０の周りに捲回して扁平形状に成形した捲回電極群である。電極群４０は、正負の電極４１，４２が平坦に捲回された平坦部４０ａと、該平坦部４０ａの両側で正負の電極４１，４２が湾曲して捲回された湾曲部４０ｂとを有している。
　電極群４０は、平坦部４０ａが電池缶１１の広側壁１１ａに対向し、平坦部４０ａの片側すなわち下方側の湾曲部４０ｂが、電池缶１１の底部すなわち底壁１１ｃに対向し、平坦部４０ａの反対側すなわち上方側の湾曲部４０ｂが、電池蓋１２に対向して配置される。セパレータ４３，４４は、正極電極４１と負極電極４２との間を絶縁すると共に、最外周に捲回された負極電極４２の外側にもセパレータ４４が捲回されている。セパレータ４３，４４は、例えば、多孔質のポリエチレン樹脂によって製作されている。
　正極電極４１は、正極集電体である正極箔４１ａと、正極箔４１ａの両面に塗布された正極活物質合剤からなる正極合剤層４１ｂとを有している。正極電極４１の幅方向の一側は、正極合剤層４１ｂが形成されず、正極箔４１ａが露出した集電体露出部４１ｃとされている。正極電極４１は、集電体露出部４１ｃが負極電極４２の集電体露出部４２ｃと捲回軸Ｄ方向の反対側に配置されて、捲回軸Ｄの周りに捲回されている。集電体露出部４１ｃは、正極電極４１の捲回方向Ｒに均等な長さＬ１ｄを有する複数の切り欠き部４１ｄと、捲回方向Ｒの長さＬ１ｅが正極電極４１の捲回の始端（図示省略）から終端４１Ｅへ向けて漸次増加する複数のタブ部４１ｅとを有している。
　正極電極４１は、例えば、正極活物質に導電材、結着剤及び分散溶媒を添加して混練した正極活物質合剤を、幅方向の一側を除いて正極箔４１ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。正極箔４１ａとしては、例えば、厚さ約２０μｍのアルミニウム箔を用いることができる。正極箔４１ａの厚みを含まない正極合剤層４１ｂの厚さは、例えば、約９０μｍである。
　正極活物質合剤の材料としては、例えば、正極活物質として１００重量部のマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）を、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛を、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、分散溶媒としてＮ－メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を、それぞれ用いることができる。正極活物質は、前記したマンガン酸リチウムに限定されず、例えば、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム、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を用いてもよい。また、正極活物質として、層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、及びこれらの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウム－金属複合酸化物を用いてもよい。
　負極電極４２は、負極集電体である負極箔４２ａと、負極箔４２ａの両面に塗布された負極活物質合剤からなる負極合剤層４２ｂとを有している。負極電極４２の幅方向の一側は、負極合剤層４２ｂが形成されず、負極箔４２ａが露出した集電体露出部４２ｃとされている。負極電極４２は、その集電体露出部４２ｃが正極電極４１の集電体露出部４１ｃと捲回軸Ｄ方向の反対側に配置されて、捲回軸Ｄの周りに捲回されている。負極電極４２の集電体露出部４２ｃは、負極電極４２の捲回方向Ｒに均等な長さＬ２ｄを有する複数の切り欠き部４２ｄと、捲回方向Ｒの長さＬ２ｅが負極電極４２の捲回の始端（図示省略）から終端４２Ｅへ向けて漸次増加する複数のタブ部４２ｅとを有している。
　負極電極４２は、例えば、負極活物質に結着剤及び分散溶媒を添加して混練した負極活物質合剤を、幅方向の一側を除く負極箔４２ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。負極箔４２ａとしては、例えば、厚さ約１０μｍの銅箔を用いることができる。負極箔４２ａの厚みを含まない負極合剤層４２ｂの厚さは、例えば、約７０μｍである。
　負極活物質合剤の材料としては、例えば、負極活物質として１００重量部の非晶質炭素粉末を、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦを、分散溶媒としてＮＭＰをそれぞれ用いることができる。負極活物質は、前記した非晶質炭素に限定されず、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）、又はそれらの複合材料を用いてもよい。負極活物質の粒子形状についても特に限定されず、鱗片状、球状、繊維状又は塊状等の粒子形状を適宜選択することができる。
　なお、前記した正極及び負極の合剤層４１ｂ，４２ｂに用いる結着材は、ＰＶＤＦに限定されない。前記した結着材として、例えば、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及びこれらの混合体などを用いてもよい。
　また、セパレータ４３，４４を介在させて正極電極４１及び負極電極４２を重ねて捲回する際の軸芯５０は、例えば、正極箔４１ａ、負極箔４２ａ、セパレータ４３，４４のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シート５１を捲回したものを用いることができる。樹脂シート５１としては、例えば、厚さが１５０μｍのポリプロピレン製のシートを用いることができるが、絶縁性と適度な剛性及び弾力性を有するものであれば、材質は特に限定されない。このような樹脂シート５１を捲回した軸芯５０を用いることで、軸芯５０の径方向の弾性力によって、正負の電極４１，４２及びセパレータ４３，４４を軸芯５０の最外周面に密着させて沿わせることができる。これにより、正負の電極４１，４２及びセパレータ４３，４４の捲回の始端部が捲回時に緩むのを防止できる。
　樹脂シート５１の捲回軸Ｄ方向の幅は、軸心５０の最外周面全体に負極合剤層４２ｂが接した状態で負極電極４２を捲回することができるように、負極合剤層４２ｂの捲回軸Ｄ方向の幅以上にすることが望ましい。また、樹脂シート５１の捲回軸Ｄ方向の幅は、正負の電極４１，４２のタブ部４１ｅ，４２ｅをそれぞれ束ねて正負の集電板３０Ａ，３０Ｂに溶接する際に、タブ部４１ｅ，４２ｅの間を絶縁しない幅に設定されている。本実施形態において、樹脂シート５１の捲回軸Ｄ方向の幅は、セパレータ４３，４４の捲回軸Ｄ方向の幅と同等である。
　電極群４０の捲回軸Ｄ方向において、負極電極４２の負極合剤層４２ｂの幅は、正極電極４１の正極合剤層４１ｂの幅よりも広くなっている。また、電極群４０の最内周と最外周には負極電極４２が捲回されている。これにより、正極合剤層４１ｂは、電極群４０の最内周から最外周まで負極合剤層４２ｂの間に挟まれている。
　電極群４０の平坦部４０ａの厚さＴ方向に重畳して配置された正負の電極４１，４２の複数のタブ部４１ｅ，４２ｅは、それぞれ、厚さＴ方向に一つに束ねられる。ここで、正負の電極４１，４２の捲回の始端側、すなわち電極群４０の内周側のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅは、正負の電極４１，４２の終端４１Ｅ，４２Ｅ側、すなわち外周側のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅよりも短い。これにより、電極群４０は、平坦部４０ａに、正極電極４１のすべてのタブ部４１ｅと負極電極４２のすべてのタブ部４２ｅとをそれぞれ束ねることが可能な重畳領域Ａ１，Ａ２を有している。
　重畳領域Ａ１，Ａ２で束ねられたタブ部４１ｅ，４２ｅは、例えば、超音波圧接又は抵抗溶接等によって、それぞれ、電極群４０の平坦部４０ａに沿って捲回軸Ｄに垂直な方向に延びる正負の集電板３０Ａ，３０Ｂの端子部３２の接合領域３２ａに接合されている。これにより、正極及び負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂが、それぞれ正極及び負極の集電板３０Ａ，３０Ｂを介して、電極群４０を構成する正負の電極４１，４２とそれぞれ電気的に接続される。
　ここで、最内周のタブ部４１ｅ，４２ｅの捲回方向Ｒの長さＬ１ｅ，Ｌ２ｅは、接合される集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３以上である。なお、電極群４０の捲回軸Ｄ方向において、セパレータ４３，４４の幅は負極合剤層４２ｂの幅よりも広いが、正極電極４１及び負極電極４２のタブ部４１ｅ，４２ｅは、それぞれセパレータ４３，４４の幅方向端部よりも幅方向外側に突出している。したがって、セパレータ４３，４４は、タブ部４１ｅ，４２ｅを束ねて溶接する際の支障にはならない。
　電極群４０は、正負の電極４１，４２が平坦に捲回された平坦部４０ａに複数のタブ部４１ｅ，４２ｅが平坦部４０ａの厚さＴ方向に重畳して配置されている。また、電極群４０は、平坦部４０ａの両側で正負の電極４１，４２が湾曲して捲回された湾曲部４０ｂの双方に、複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが重畳して配置されている。すなわち、電極群４０は、複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが、内周側から外周側まで重畳して配置されることで、湾曲部４０ｂに正負の電極４１，４２間への電解液の浸透を促進する浸透部４０ｃが形成されている。
　電極群４０の捲回軸Ｄ方向の一端側の浸透部４０ｃでは、正極電極４１の集電体露出部４１ｃに切り欠き部４１ｄが形成されている。これにより、捲回軸Ｄ方向の一端側の浸透部４０ｃでは、正極電極４１の端部から正極合剤層４１ｂまでの捲回軸Ｄ方向の距離が、浸透部４０ｃ以外のタブ部４１ｅが形成されている部分よりも短くなっている。同様に、電極群４０の捲回軸Ｄ方向の他端側の浸透部４０ｃでは、負極電極４２の集電体露出部４２ｃに切り欠き部４２ｄが形成されている。これにより、捲回軸Ｄ方向の他端側の浸透部４０ｃでは、負極電極４２の端部から正極合剤層４１ｂまでの捲回軸Ｄ方向の距離が、浸透部４０ｃ以外のタブ部４２ｅが形成されている部分よりも短くなっている。
　本実施形態において、電極群４０は、捲回軸Ｄ方向の一端と他端で、正負の電極４１，４２の複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが、それぞれ、平坦部４０ａの両側の湾曲部４０ｂの双方に重畳して配置され、合計４箇所に浸透部４０ｃが形成されている。しかし、正負の電極４１，４２の複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄは、それぞれ、平坦部４０ａの両側の湾曲部４０ｂの少なくとも一方に重畳して配置されていればよい。
　電極群４０は、正負の電極４１，４２の始端側、すなわち電極群４０の内周側のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅが、正負の電極４１，４２の終端４１Ｅ，４２Ｅ側、すなわち外周側のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅよりも短い。これにより、浸透部４０ｃに隣接する複数のタブ部４１ｅ，４２ｅの端部によって、電極群４０の平坦部４０ａに、湾曲部４０ｂの頂点Ｐへ向けて開口する凹部４０ｄが形成されている。凹部４０ｄは、電極群４０の平坦部４０ａの厚さＴ方向の両端から中央へ向けて、平坦部４０ａに沿う捲回軸Ｄに垂直な方向の深さｄが漸次深くなっている。
　また、正負の電極４１，４２の捲回方向Ｒにおける切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄは、電極群４０の湾曲部４０ｂの外周に沿う長さＬ４以上である。本実施形態において、切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄは、電極群４０の湾曲部４０ｂの外周に沿う長さＬ４と略等しくなっている。また、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄは、捲回方向Ｒの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄの中心Ｃが湾曲部４０の頂点Ｐに位置している。
　次に、図５を参照して電極群４０の製造方法について説明する。図５は、電極群４０の捲回装置２００の構成を概略的に示す図である。
　捲回装置２００は、装置中央に回転可能に支持されて不図示の回転駆動装置によって時計回りに回転するスピンドル２０１と、スピンドル２０１に固定された扁平な巻き芯２０２と、回転軸２０３ａから回転軸２０３ｆと、送りローラ２０４ａから２０４ｆとを備える。また、捲回装置２００は、カッター２０５ａから２０５ｆと、円形カッター２０６ａ及び２０６ｃと、ヒータヘッド２０７と、ヒータ移動機構２０８と、仮押さえ機構２０９と、貼付機構２１０とを備える。
　スピンドル２０１は、回転駆動されることで、巻き芯２０２を時計回りに回転させる。回転軸２０３ａから２０３ｆは、それぞれ、ロール状の正極電極４１、セパレータ４３、負極電極４２、セパレータ４４、樹脂シート５１及び粘着テープ６１を、回転可能に保持する。送りローラ２０４ａから２０４ｆは、回転軸２０３ａから２０３ｆに保持された正極電極４１、セパレータ４３、負極電極４２、セパレータ４４、樹脂シート５１及び粘着テープ６１を繰り出して、巻き芯２０２の周囲に供給する。
　カッター２０５ａから２０５ｆは、送りローラ２０４ａから２０４ｆが繰り出した正極電極４１、セパレータ４３、負極電極４２、セパレータ４４、樹脂シート５１及び粘着テープ６１を所定の長さで切断する。円形カッター２０６ａ及び２０６ｃは、それぞれ、正極電極４１及び負極電極４２の集電体露出部４１ｃ，４２ｃに押し当てられて、例えば、一回転することで、集電体露出部４１ｃ，４２ｃを所定の長さに切り欠く。
　ヒータヘッド２０７は、ヒータ移動機構２０８によって移動し、セパレータ４３，４４の捲回の始端部を軸芯５０に溶着する。仮押さえ機構２０９は、巻き芯２０２に巻きつけた樹脂シート５１を切断する際に、樹脂シート５１が巻き芯２０２から解けないように、樹脂シート５１を仮押さえする。貼付機構２１０は、カッター２０５ｆによって切断された粘着テープ６１を、図３に示す電極群４０の最外周のセパレータ４４の捲回の終端部４４Ｅに貼り付ける。
　捲回装置２００によって電極群４０を製作するには、まず、回転軸２０３ｅに保持されたロール状の樹脂シート５１を、送りローラ２０４ｅによって繰り出して、捲回の始端部を巻き芯２０２に固定する。次に、スピンドル２０１を回転駆動させて巻き芯２０２を１周以上回転させ、樹脂シート５１を巻き芯２０２に捲回し、仮押さえ機構２０９によって仮押さえして巻緩みを防止し、カッター２０５ｅによって切断して、樹脂シート５１によって軸芯５０を形成する。
　次に、回転軸２０３ｂ，２０３ｄに保持されたロール状のセパレータ４３，４４を送りローラ２０４ｂ，２０４ｄによって繰り出し、ヒータ移動機構２０８によってヒータヘッド２０７を移動させて捲回の始端部を軸芯５０に熱溶着する。なお、セパレータ４３，４４の捲回の始端部は、粘着テープ６１によって軸芯５０に固定してもよい。その後、スピンドル２０１を回転駆動させて巻き芯２０２を１周以上回転させ、軸芯５０にセパレータ４３，４４を捲回する。
　次に、回転軸２０３ｃに保持されたロール状の負極電極４２を、送りローラ２０４ｃによって繰り出して、捲回の始端部をセパレータ４３，４４の間に挟み込む。ここで、送りローラ２０４ｃによって負極電極４２を繰り出す際に、例えば、円形カッター２０６ｃを、所定の時間間隔で負極電極４２の集電体露出部４２ｃに押し当て、その都度、一回転させる。これにより、図３に示すように、集電体露出部４２ｃが、例えば、円形カッター２０６ｃの周長に対応する所定の長さで切り欠かれ、捲回方向Ｒに均等な長さＬ２ｄの切り欠き部４２ｄが形成される。
　次に、負極電極４２を軸芯５０に１周捲回したところで、回転軸２０３ａに保持されたロール状の正極電極４１を、送りローラ２０４ａによって繰り出して、捲回の始端部をセパレータ４３，４４の間に挟み込む。ここで、ローラ２０４ａによって正極電極４１を繰り出す際に、例えば、円形カッター２０６ａを、所定の時間間隔で正極電極４１の集電体露出部４１ｃに押し当て、その都度、一回転させる。これにより、図３に示すように、集電体露出部４１ｃが、例えば、円形カッター２０６ａの周長に対応する所定の長さで切り欠かれ、捲回方向Ｒに均等な長さＬ１ｄの切り欠き部４１ｄが形成される。
　次に、スピンドル２０１を回転駆動させて巻き芯２０２を回転させ、軸芯５０に、セパレータ４３、負極電極４２、セパレータ４４、及び正極電極４１を、内周側から外周側へこの順で積層させて捲回して行く。これらが所定の捲回数に達したら、正極電極４１をカッター２０５ａで切断し、セパレータ４３をカッター２０５ｂで切断し、セパレータ４３を介して正極電極４１の外周側に負極電極４２を概ね１周分捲回してから、負極電極４２をカッター２０５ｃで切断する。
　次に、セパレータ４４を負極電極４２の外周側に捲回した後、カッター２０５ｄによって切断する。その際、電極群４０が解けないように、回転軸２０３ｆに保持された粘着テープ６１を、送りローラ２０４ｆによって繰り出して、カッター２０５ｆで所定の長さに切断し、貼付機構２１０によってセパレータ４４の捲回の終端部４４Ｅに貼り付ける。以上により、本実施形態の電極群４０を製作することができる。
　以下、本実施形態の角形二次電池１００の作用について説明する。
　本実施形態の角形二次電池１００は、前述のように、電極群４０を構成する正負の電極４１，４２の集電体露出部４１ｃ，４２ｃに、捲回方向Ｒの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄが均等な複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが設けられている。また、捲回方向Ｒの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄが、正負の電極４１，４２の捲回の始端（図示略）から終端４１Ｅ，４２Ｅへ向けて漸次増加する複数のタブ部４１ｅ，４２ｅが設けられている。
　そのため、例えば、円形カッター２０６ａ，２０６ｃを所定の時間間隔で正負の電極４１，４２の集電体露出部４１ｃ，４２ｃに押し当てることで、正負の電極４１，４２に切り欠き部４１ｄ，４２ｄと、タブ部４１ｅ，４２ｅを容易に形成することができる。したがって、本実施形態の角形二次電池１００によれば、電極群４０の製造を容易にして生産性の低下を抑制することができる。
　これに対し、前記特許文献１に記載の従来の電池では、正極タブ及び負極タブのタブ間隔、すなわち電極を捲回する捲回方向の切り欠き部の長さが、等ピッチで変化する。そのため、異なる長さの切り欠き部を形成するために、例えば、異なる径の複数の円形カッターを用いたり、円形カッターの代わりにレーザ装置を導入したりする必要がある。この場合、装置が複雑化、大型化してコストが上昇するだけでなく、電池の製造工程が複雑化して生産性が低下する虞がある。
　また、本実施形態の角形二次電池１００は、正負の電極４１，４２が平坦に捲回された電極群４０の平坦部４０ａに複数のタブ部４１ｅ，４２ｅが重畳して配置されている。また、平坦部４０ａの両側で正負の電極４１，４２が湾曲して捲回された電極群４０の湾曲部４０ｂの少なくとも一方に複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが重畳して配置されている。
　これにより、電極群４０の捲回軸Ｄ方向の一端の湾曲部４０ｂにおいて、最内周から最外周まで集電体露出部４１ｃ，４２ｃが切り欠かれ、正極電極４１の捲回軸Ｄ方向の端部から正極合剤層４１ｂまでの距離が、タブ部４１ｅが形成されている部分と比較して短縮される。同様に、電極群４０の捲回軸Ｄ方向の他端の湾曲部４０ｂにおいて、最内周から最外周まで集電体露出部４１ｃ，４２ｃが切り欠かれ、負極電極４２の捲回軸Ｄ方向の端部から負極合剤層４２ｂまでの距離が、タブ部４１ｅが形成されている部分と比較して短縮される。
　そのため、電極群４０の湾曲部４０ｂにおいて、より電解液が浸透しにくい最内周まで電解液を浸透させやすくすることができる。また、電池容器１０内の電解液が正負の電極４１，４２間に浸透する経路を短縮することができ、電解液の浸透が集電体露出部４１ｃ，４２ｃによって妨げられるのを防止することができる。
　したがって、本実施形態の角形二次電池１００によれば、高容量化によって正負の電極４１，４２を高密度に捲回したり、正負の電極４１，４２が厚くなったりしても、電極群４０の正負の電極４１，４２間に電解液を浸透させやすくすることができる。これにより、角形二次電池１００の製造工程において、電池容器１０内へ電解液を注入する工程に要する時間を短縮し、角形二次電池の生産性を向上させることができる。
　すなわち、本実施形態の角形二次電池１００は、電極群４０の湾曲部４０ｂに複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが重畳して配置されることで、湾曲部４０ｂに正負の電極４１，４２間への電解液の浸透を促進する浸透部４０ｃが形成されている。このように、電極群４０が浸透部４０ｃを有することで、電池容器１０に電解液を注入する工程において、正負の電極４１，４２間への電解液の浸透を促進することができるだけでなく、電池容器１０と電極群４０との間に溜まった電解液を浸透部４０ｃから正負の電極４１，４２間へ浸透させやすくすることができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００において、電極群４０は、捲回軸Ｄ方向の一端と他端で、それぞれ、平坦部４０ａの両側の湾曲部４０ｂの双方に、複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが重畳して配置され、合計４つの浸透部４０ｃが形成されている。したがって、電極群４０の捲回軸Ｄ方向の一方の端部のみに浸透部４０ｃが形成されている場合や、平坦部４０ａの両側の湾曲部４０ｂの一方のみに浸透部４０ｃが形成されている場合と比較して、より電解液を正負の電極４１，４２間に浸透させやすくすることができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００において、電極群４０は、正負の電極４１，４２の捲回の始端側のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅ，Ｌ２ｅが、捲回の終端４１Ｅ，４２Ｅ側のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅ，Ｌ２ｅよりも短い。これにより、電極群４０の浸透部４０ｃに隣接する複数のタブ部４１ｅ，４２ｅの端部によって、平坦部４０ａに湾曲部４０ｂへ向けて開口する凹部４０ｄが形成されている。また、凹部４０ｄは、平坦部４０ａの厚さＴ方向の両端から中央へ向けて、平坦部４０ａに沿う捲回軸Ｄに垂直な方向の深さｄが漸次深くなっている。
　そのため、電解液を電池容器１０に注入する工程において、電極群４０の凹部４０ｄによって電解液を受けて浸透部４０ｃに電解液を導き、浸透部４０ｃから正負の電極４１，４２間への電解液の浸透をより促進することができる。また、例えば、角形二次電池１００に振動や慣性力が作用し、電池容器１０内に溜まった電解液が撥ね上がった場合などに、電極群４０の凹部４０ｄによって電解液を受けて浸透部４０ｃに電解液を導き、浸透部４０ｃから正負の電極４１，４２間への電解液の浸透をより促進することができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００において、図３に示す電極群４０の正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの捲回方向Ｒの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄは、図４に示す電極群４０の湾曲部４０ｂの外周に沿う長さＬ４以上である。そのため、電極群４０の湾曲部４０ｂの全体に浸透部４０ｃを形成するとともに、平坦部４０ａの内周側の一部にも浸透部４０ｃを形成して、正負の電極４１，４２間への電解液の浸透をより促進することができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００において、図３及び図４に示すように、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄは、捲回方向Ｒの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄの中心Ｃが、湾曲部４０ｂの頂点Ｐに位置している。これにより、電極群４０の厚さＴの中心を通る平面に対称な浸透部４０ｃ及び凹部４０ｄを形成し、電解液をバランスよく正負の電極４１，４２間へ浸透させることができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００において、正負の電極４１，４２の最内周のタブ部４１ｅ，４２ｅの捲回方向Ｒの長さＬ１ｅ，Ｌ２ｅは、複数のタブ部４１ｅ，４２ｅに接合される集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３以上である。これにより、タブ部４１ｅ，４２ｅと集電板３０との接合面積を十分に確保して、電気抵抗が増加するのを防止できるだけでなく、接合強度が低下するのを防止して、電極群４０を安定して支持することができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００において、電極群４０は、平坦部４０ａの片側の湾曲部４０ｂが電池缶１１の底部すなわち底壁１１ｃに対向し、平坦部４０ａの反対側の湾曲部４０ｂが電池蓋１２に対向して配置されている。これにより、電池缶１１の底壁１１ｃに対向する湾曲部４０ｂに形成された浸透部４０ｃによって、電池容器１０内に溜まった電解液を正負の電極４１，４２間へ浸透させ、電池蓋１２に対向する湾曲部４０ｂに形成された浸透部４０ｃによって、電池蓋１２の注液口１４から注入された電解液を正負の電極４１，４２間へ浸透させることができる。
　以上説明したように、本実施形態の角形二次電池１００によれば、生産性の低下を抑制することができ、かつ、高容量化させても正負の電極４１，４２間に電解液を浸透させやすくすることができる。
（実施形態２）
　以下、本発明の角形二次電池の実施形態２について、図１から図３及び図５を援用し、図６を用いて説明する。図６は、前述の実施形態１の図４に相当する本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ａの側面図である。
　本実施形態の角形二次電池は、集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３がより短く、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄがより長い点で、実施形態１の角形二次電池１００と異なっている。本実施形態の角形二次電池のその他の点は、実施形態１の角形二次電池１００と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の角形二次電池は、切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄが、電極群４０の平坦部４０ａの捲回軸Ｄに垂直な方向の長さ、すなわち軸芯５０の捲回軸Ｄに垂直な方向の長さＬ５と、電極群４０の最内周のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅ，Ｌ２ｅとの差に略等しい。電極群４０の最内周のタブ部４１ｅ，４２ｅの長さＬ１ｅは、集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３と等しいか、それよりも僅かに短い。換言すると、切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄは、軸芯５０の長さＬ５と、長さＬ３の集電板３０の接合領域３２ａに接合されるタブ部４１ｅ，４２ｅの重畳領域Ａ１，Ａ２の長さとの差に略等しい。
　本実施形態の角形二次電池では、集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３がより短く、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄがより長くなることで、浸透部４０ｃが平坦部４０ａのより広い範囲に形成されている。したがって、本実施形態の角形二次電池によれば、実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果を得られるだけでなく、浸透部４０ｃの面積を増加させて電解液を正負の電極４１，４２間により浸透しやすくすることができる。
（実施形態３）
　以下、本発明の角形二次電池の実施形態３について、図１から図３及び図５を援用し、図７を用いて説明する。図７は、前述の実施形態１の図４に相当する本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｂの側面図である。
　本実施形態の角形二次電池は、電極群４０Ｂが、捲回軸Ｄ方向の一端と他端で、それぞれ、平坦部４０ａの両側の湾曲部４０ｂの一方に、複数の切り欠き部４１ｄ，４２ｄが重畳して配置されて浸透部４０ｃが形成されている点で、実施形態１の角形二次電池１００と異なっている。本実施形態の角形二次電池のその他の点は、実施形態１の角形二次電池１００と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の角形二次電池によれば、電極群４０Ｂの浸透部４０ｃによって実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果が得られるだけでなく、集電体露出部４１ｃ，４２ｃに切り欠き部４１ｄ，４２ｄが形成されない領域を増加させることができる。これにより、角形二次電池の使用時に電流経路の変化が小さく、電気抵抗が高くなるのを抑制することができる。
　なお、浸透部４０ｃは、電極群４０Ｂの捲回軸Ｄ方向の両端で、電池蓋１２に対向する湾曲部４０ｂに設けてもよく、電極群４０Ｂの捲回軸Ｄ方向の両端で、電池缶１１の底壁１１ｃに対向する湾曲部４０ｂに設けてもよい。また、浸透部４０ｃは、電極群４０Ｂの捲回軸Ｄ方向の一端で電池蓋１２に対向する湾曲部４０ｂに設け、電極群４０Ｂの捲回軸Ｄ方向の他端で電池缶１１の底壁１１ｃに対向する湾曲部４０ｂに設けてもよい。これにより、電極群４０Ｂの捲回軸Ｄ方向の一端と他端で、それぞれ、平坦部４０ａの両側の湾曲部４０ｂの一方に浸透部４０ｃを形成する場合でも、実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果を得ることが可能なる。
（実施形態４）
　以下、本発明の角形二次電池の実施形態４について、図１から図３、並びに図５及び図６を援用し、図８を用いて説明する。図８は、前述の実施形態１の図４に相当する本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｃの側面図である。
　本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｃは、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄの中心Ｃが、湾曲部４０ｂの頂点Ｐからずれている点で、図６に示す実施形態２の角形二次電池の電極群４０Ａと異なっている。本実施形態の角形二次電池のその他の点は、実施形態２の角形二次電池と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の角形二次電池では、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄの中心Ｃが、湾曲部４０ｂの頂点Ｐからずれている。そのため、捲回軸Ｄ及び軸芯５０を挟んで、電極群４０Ｃの厚さ方向両側で、正負の電極４１，４２のタブ部４１ｅ，４２ｅの位置が、平坦部４０ａに沿って捲回軸Ｄに垂直な方向にずれている。このようなずれは、例えば、正負の電極４１，４２をセパレータ４３，４４の間に挟み込む位置のずれなどによって発生する。
　本実施形態の角形二次電池では、正負の電極４１，４２それぞれのタブ部４１ｅ，４２ｅが、電極群４０の厚さ方向にすべて重なる重畳領域Ａ１，Ａ２が、平坦部４０ａに沿って捲回軸Ｄに垂直な方向で、集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３と同等以上の長さを有している。そのため、捲回軸Ｄ及び軸芯５０を中心に、電極群４０Ｃの厚さ方向両側で、正負の電極４１，４２のタブ部４１ｅ，４２ｅの位置が、平坦部４０ａに沿って捲回軸Ｄに垂直な方向にずれても、タブ部４１ｅ，４２ｅと集電板３０の接合面積を確保することができる。
　したがって、本実施形態の角形二次電池によれば、実施形態２の角形二次電池と同様の効果を得ることができる。また、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄ及びタブ部４１ｅ，４２ｅのずれを許容することで、角形二次電池の生産性が低下するのを防止できる。
（実施形態５）
　以下、本発明の角形二次電池の実施形態５について、図１から図３及び図５を援用し、図９を用いて説明する。図９は、前述の実施形態１の図４に相当する本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｄの側面図である。
　本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｄは、正負の電極４１，４２の捲回の始端から所定の捲回数に亘って集電体露出部４１ｃ，４２ｃが連続的に切り欠かれ、タブ部４１ｅ，４２ｅ及び浸透部４０ｃの内周側に電解液の浸透を促進する内周浸透部４０ｅが形成されている点で、図４に示す実施形態１の角形二次電池１００の電極群４０と異なっている。本実施形態の角形二次電池のその他の点は、実施形態１の角形二次電池１００と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の角形二次電池において、正負の電極４１，４２の捲回の始端から電極群４０Ｄの所定の捲回数に亘って集電体露出部４１ｃ，４２ｃを連続的に切り欠くには、例えば、正負の電極４１，４２が回転カッター２０６ａ，２０６ｃを通過する前に、予め集電体露出部４１ｃ，４２ｃを所定の長さに亘って連続的に切り欠いておく。
　本実施形態の角形二次電池において、電極群４０には、タブ部４１ｅ，４２ｅ及び浸透部４０ｃの内周側に電解液の浸透を促進する内周浸透部４０ｅが形成されている。そのため、実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができるだけでなく、電解液を浸透部４０ｃから内周浸透部４０ｅに導いて正負の電極４１，４２間により浸透させやすくすることができる。
　なお、本実施形態の角形二次電池では、正負の電極４１，４２の捲回の始端から電極群４０Ｄの所定の捲回数に亘って集電体露出部４１ｃ，４２ｃを連続的に切り欠く例について説明したが、正負の電極４１，４２の捲回の終端から電極群４０Ｄの所定の捲回数に亘って集電体露出部４１ｃ，４２ｃを連続的に切り欠いてもよい。
　これにより、タブ部４１ｅ，４２ｅの外周側に、電解液の浸透を促進する外周浸透部を形成することができる。この場合、電池容器１０内に溜まった電解液を外周浸透部から浸透させやすくすることができる。加えて、タブ部４１ｅ，４２ｅを束ねる際に最も張力が作用する外周側のタブ部４１ｅ，４２ｅが除去され、タブ部４１ｅ，４２ｅを束ねやすくして、集電板３０との接合の信頼性を向上させることができる。
（実施形態６）
　以下、本発明の角形二次電池の実施形態６について、図３及び図５を援用し、図１０から図１２用いて説明する。図１０は、実施形態６に係る角形二次電池１００Ａの外観斜視図である。図１１は、図１０に示す角形二次電池１００Ａの分解斜視図である。図１２は、前述の実施形態１の図４に相当する本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｅの側面図である。なお、図１１では、電池缶１１の図示を省略している。
　本実施形態の角形二次電池１００Ａは、主に、外部端子２０及び集電板３０の構成と、の電極群４０Ｅのタブ部４１ｅ，４２ｅの束ね方が、実施形態１の角形二次電池１００と異なっている。本実施形態の角形二次電池１００Ａのその他の点は、実施形態１の角形二次電池１００と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の角形二次電池１００Ａは、外部端子２０が、円筒状の接続端子２３と、ガスケット２上に配置される接続板２４と、接続板２４の貫通孔を貫通するボルト２５を備えている。接続端子２３は、集電板３０の基部３１に接続され、電池蓋１２の貫通孔と、ガスケット２の貫通孔と、接続板２４の貫通孔を貫通し、接続板２４の上面で拡径するように塑性変形してかしめられている。
　これにより、集電板３０は、接続端子２３によって絶縁板を介して電池蓋１２に固定され、接続板２４に電気的に接続される。同様に、接続板２４は、接続端子２３によってガスケット２を介して電池蓋１２に固定され、集電板３０に電気的に接続される。また、ボルト２５は、接続板２４によってガスケット２を介して電池蓋１２に固定され、接続板２４と電気的に接続される。ボルト２５は、例えば、図示を省略するバスバーに締結される。
　集電板３０は、絶縁板を介して電池蓋１２に固定された基部３１の電極群４０Ｅの厚さＴ方向の両側に、電極群４０Ｅの平坦部４０ａに沿って延びる一対の端子部３２を有している。電極群４０Ｅの正負の電極４１，４２の複数のタブ部４１ｅ，４２ｅは、それぞれ、電極群４０Ｅの厚さＴ方向で捲回軸Ｄ又は軸芯５０を挟んで二分割して束ねられ、正負の集電板３０Ａ，３０Ｂの一対の端子部３２の接合領域３２ａにそれぞれ接続される。
　より具体的には、図１２に示すように、電極群４０Ｅは、厚さＴ方向で二分割した複数のタブ部４１ｅ，４２ｅを、それぞれ厚さＴ方向にすべて束ねることができる重畳領域Ａ１１，Ａ２１及び重畳領域Ａ１２，Ａ２２を有している。電極群４０Ｅの厚さＴ方向で二分割して束ねられた複数のタブ部４１ｅ，４２ｅは、重畳領域Ａ１１，Ａ２１及び重畳領域Ａ１２，Ａ２２において、正負の集電板３０Ａ，３０Ｂの一対の端子部３２の接合領域にそれぞれ接続される。
　これにより、電極群４０Ｅは、集電板３０によって支持され、集電板３０を介して外部端子２０に接続される。集電板３０によって支持された電極群４０Ｅは、例えば、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂製の絶縁シート４Ａ及び絶縁ケース４Ｂによって周囲が覆われて電池缶１１に収容され、電池缶１１の開口部１１ｄに電池蓋１２が溶接され、電池容器１０内に収容される。
　本実施形態の角形二次電池１００Ａは、電極群４０Ｅが、実施形態１の角形二次電池１００の電極群４０と同様の構成を有している。したがって、本実施形態の角形二次電池１００Ａによれば、実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。
　また、本実施形態の角形二次電池１００Ａは、電極群４０Ｅの正負の電極４１，４２の複数のタブ部４１ｅ，４２ｅが、それぞれ、電極群４０Ｅの厚さＴ方向で捲回軸Ｄ又は軸芯５０を挟んで二分割して束ねられている。そのため、電極群４０Ｅの捲回数が増加しても、束ねるタブ部４１ｅ，４２ｅの数を減少させ、集電板３０に対する接合の信頼性を向上させることができる。さらに、電解液が浸透しにくい電極群４０Ｅの内周側に電解液を導入して、正負の電極４１，４２間に電解液を浸透しやすくすることができる。
（実施形態７）
　以下、本発明の角形二次電池の実施形態７について、図３、図５、図１０及び図１１を援用し、図１３用いて説明する。図１３は、前述の実施形態６の図１２に相当する本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｆの側面図である。
　本実施形態の角形二次電池の電極群４０Ｆは、集電板３０の接合領域３２ａの長さＬ３がより短く、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄがより長い点、及び、正負の電極４１，４２の切り欠き部４１ｄ，４２ｄの長さＬ１ｄ，Ｌ２ｄの中心Ｃが、湾曲部４０ｂの頂点Ｐからずれている点で、図１２に示す実施形態５の角形二次電池１００Ａの電極群４０Ｅと異なっている。本実施形態の角形二次電池のその他の点は、実施形態５の角形二次電池１００Ａと同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の角形二次電池によれば、電極群４０Ｆによって、図８に示す実施形態４の角形二次電池の電極群４０Ｃ、及び、図１２に示す実施形態５の角形二次電池１００Ａの電極群４０Ｅと同様の効果が得られる。さらに、電極群４０Ｆの正負の電極４１，４２の複数のタブ部４１ｅ，４２ｅが、それぞれ、電極群４０Ｆの厚さＴ方向で捲回軸Ｄ又は軸芯５０を挟んで二分割して束ねられているので、タブ部４１ｅ，４２ｅの位置のずれをより許容しやすくなる。
　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。例えば、前述の実施形態７では、図１０から図１２に示す実施形態６と、図８に示す実施形態５との組み合わせについて説明したが、実施形態６は、図６、７及び９に示す実施形態２、４及び６とそれぞれ組み合わせることも可能である。
１０　電池容器、１１　電池缶、１１ｄ　開口部、１１ｃ　底壁（底部）、１２　電池蓋、２０　外部端子、２０Ａ　正極外部端子、２０Ｂ　負極外部端子、３０　集電板、３０Ａ　正極集電板、３０Ｂ　負極集電板、３２　端子部、３２ａ　接合領域、４０　電極群、４０ａ　平坦部、４０ｂ　湾曲部、４０ｃ　浸透部、４０ｄ　凹部、４０ｅ　内周浸透部、４１　電極（正極電極）、４１ｃ　集電体露出部、４１ｄ　切り欠き部、４１ｅ　タブ部、４１Ｅ　終端、４２　電極（負極電極）、４２ｃ　集電体露出部、４２ｄ　切り欠き部、４２ｅ　タブ部、４２Ｅ　終端、４３　セパレータ、４４　セパレータ、１００　角形二次電池、１００Ａ　角形二次電池、Ｃ　長さの中心、ｄ　深さ、Ｄ　捲回軸、Ｌ１ｄ　切り欠き部の長さ、Ｌ１ｅ　タブ部の長さ、Ｌ２ｄ　切り欠き部の長さ、Ｌ２ｅ　タブ部の長さ、Ｌ３　接合領域の長さ、Ｌ４　外周に沿う長さ、Ｐ　頂点、Ｒ　捲回方向、Ｔ　厚さ

Claims (12)

  1. 　正負の電極を捲回してそれぞれの集電体露出部を捲回軸方向の一端と他端に配置した扁平な電極群と、該電極群及び電解液を収容する扁平角形の電池容器とを備えた角形二次電池であって、
    　前記集電体露出部は、前記正負の電極の捲回方向の長さが均等な複数の切り欠き部と、前記捲回方向の長さが前記正負の電極の捲回の始端から終端へ向けて漸次増加する複数のタブ部とを有し、
    　前記電極群は、前記正負の電極が平坦に捲回された平坦部に前記複数のタブ部が重畳して配置され、該平坦部の両側で前記正負の電極が湾曲して捲回された湾曲部の少なくとも一方に前記複数の切り欠き部が重畳して配置されていることを特徴とする角形二次電池。
  2. 　前記電極群は、前記複数の切り欠き部が重畳して配置されることで、前記湾曲部に前記正負の電極間への前記電解液の浸透を促進する浸透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。
  3. 　前記電極群は、前記捲回軸方向の一端と他端で、それぞれ、前記平坦部の両側の前記湾曲部の双方に、前記複数の切り欠き部が重畳して配置されて前記浸透部が形成され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. 　前記電極群は、前記捲回軸方向の一端と他端で、それぞれ、前記平坦部の両側の前記湾曲部の一方に、前記複数の切り欠き部が重畳して配置されて前記浸透部が形成され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。
  5. 　前記電極群は、前記正負の電極の前記始端から所定の捲回数に亘って前記集電体露出部が連続的に切り欠かれ、前記タブ部及び前記浸透部の内周側に前記電解液の浸透を促進する内周浸透部が形成され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。
  6. 　前記電極群は、前記正負の電極の前記始端側の前記タブ部の前記長さが前記終端側の前記タブ部の前記長さよりも短いことで、前記浸透部に隣接する前記複数のタブ部の端部によって、前記平坦部に前記湾曲部へ向けて開口する凹部が形成され、
    　前記凹部は、前記平坦部の厚さ方向の両端から中央へ向けて、前記平坦部に沿う前記捲回軸に垂直な方向の深さが漸次深くなることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
  7. 　前記切り欠き部の前記長さは、前記電極群の前記湾曲部の外周に沿う長さ以上であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の角形二次電池。
  8. 　前記切り欠き部は、前記長さの中心が前記湾曲部の頂点に位置することを特徴とする請求項７に記載の角形二次電池。
  9. 　前記切り欠き部は、前記長さの中心が前記湾曲部の頂点からずれていることを特徴とする請求項７に記載の角形二次電池。
  10. 　前記電極群の前記平坦部に沿って前記捲回軸に垂直な方向に延び、前記正負の電極の前記複数のタブ部にそれぞれ接合される正負の集電板を備え、
    　最内周の前記タブ部の前記長さは、前記複数のタブ部に接合される前記集電板の接合領域の長さ以上であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の角形二次電池。
  11. 　前記正負の集電板は、それぞれ、前記電極群の厚さ方向の両側に、前記平坦部に沿って前記捲回軸に垂直な方向に延びる一対の端子部を備え、
    　前記複数のタブ部は、前記電極群の厚さ方向で二分割され、前記一対の端子部の前記接合領域にそれぞれ接合されることを特徴とする請求項１０に記載の角形二次電池。
  12. 　前記電池容器は、上部に開口部を有する電池缶と、該電池缶の前記開口部を封止する電池蓋とを備え、
    　前記電極群は、前記平坦部の片側の前記湾曲部が前記電池缶の底部に対向し、前記平坦部の反対側の前記湾曲部が前記電池蓋に対向して配置されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の角形二次電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019088053A1 (ja) * 2017-10-30 2019-05-09 株式会社東芝 電池および電池の製造方法
CN112335116A (zh) * 2018-10-24 2021-02-05 株式会社东芝 电池以及电池组
CN114284647A (zh) * 2021-12-17 2022-04-05 上海瑞浦青创新能源有限公司 锂电池非等极耳与极柱的连接结构
CN114447536A (zh) * 2020-11-05 2022-05-06 泰星能源解决方案有限公司 电池及电池的制造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6994152B2 (ja) * 2017-11-14 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
JP7373120B2 (ja) * 2020-05-07 2023-11-02 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10162861A (ja) * 1996-11-27 1998-06-19 Kazuo Tagawa リチウムイオン電池の電極構造およびその製造法
JP2014007036A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池
JP2014032814A (ja) * 2012-08-02 2014-02-20 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10162861A (ja) * 1996-11-27 1998-06-19 Kazuo Tagawa リチウムイオン電池の電極構造およびその製造法
JP2014007036A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池
JP2014032814A (ja) * 2012-08-02 2014-02-20 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019088053A1 (ja) * 2017-10-30 2019-05-09 株式会社東芝 電池および電池の製造方法
CN110945684A (zh) * 2017-10-30 2020-03-31 株式会社东芝 电池及电池的制造方法
JPWO2019088053A1 (ja) * 2017-10-30 2020-04-16 株式会社東芝 電池および電池の製造方法
CN112335116A (zh) * 2018-10-24 2021-02-05 株式会社东芝 电池以及电池组
CN112335116B (zh) * 2018-10-24 2022-11-25 株式会社东芝 电池以及电池组
CN114447536A (zh) * 2020-11-05 2022-05-06 泰星能源解决方案有限公司 电池及电池的制造方法
CN114284647A (zh) * 2021-12-17 2022-04-05 上海瑞浦青创新能源有限公司 锂电池非等极耳与极柱的连接结构
CN114284647B (zh) * 2021-12-17 2023-12-05 上海瑞浦青创新能源有限公司 锂电池非等极耳与极柱的连接结构

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