WO2017141613A1

WO2017141613A1 - 角形二次電池

Info

Publication number: WO2017141613A1
Application number: PCT/JP2017/001650
Authority: WO
Inventors: 和昭浦野; 明秀田中; 小島　亮; 高光鎌田; 龍彦川崎
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2017-08-24
Also published as: JPWO2017141613A1

Abstract

本発明の課題は、生産性を高めながら高容量化を図ることができる角形二次電池を得ることである。本発明の角形二次電池１は、正極電極４１と負極電極４２を重ねて捲回した扁平状の捲回群４０を有する。そして、正極電極４１及び負極電極４２は、捲回群４０の捲回軸方向一方側に突出する複数のタブをそれぞれ有し、少なくとも１個以上のタブをタブセット１１１、１２１とし、隣接するタブセット間を切り欠き部１１２とした場合に、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗが一定であり、正極電極４１のタブセット１１１と負極電極４２のタブセット１２１は、捲回群４０の捲回中心軸Ｃを挟んで捲回群４０の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に分かれて配置されている。

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、角形二次電池が用いられている。このような角形二次電池として、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が着目され、その研究、開発及び商品化が急速に進められている。

　通常、角形二次電池は、捲回群の捲回軸方向の両端部に、それぞれ未塗工部を突出させ、未塗工部に電極端子又は集電体を接続している。このような未塗工部を有する正極及び負極は、帯状の電極にその長辺に平行な端部を除き、活物質を塗布し、乾燥し、プレスすることによって作製される。活物質が未塗布の、長辺に平行な端部が、未塗工部である。

　しかしながら、このような方法で電極を作製すると、電極の活物質密度を向上する目的で行うプレス工程で発生する塗工部と未塗工部に発生するプレス圧差のため、電極の幅へ歪が発生する。この歪の発生した正極電極及び負極電極は、長辺方向に湾曲して変形するために、捲回したときにずれが大きくなり、きれいに巻くことができなくなり、品質劣化につながる可能性もある。

　このようなことから、例えば特許文献１では、電極の未塗工部から短冊状のタブを複数打ち抜き、このタブをリード等に溶接することで電極群と正負極端子との電気的接続をとることが行われている。

特開2012-174411号公報

　特許文献１によれば、電極群と、複数の正極タブと、複数の負極タブとを備える電池が提供されているが、タブ間隔が等ピッチにおいて、そのタブの配置位置は、捲回群の捲回平坦部(直線部)のみに限られており、湾曲部には配置しないとしている。したがって、捲回の巻き数に応じて湾曲周長が増える分だけタブの位置がずれていくので、巻き数を増すことができない。

　また、さらに電池の内部の電極活物質占有率を高めるためには、正極タブと負極タブの両方を捲回群の同じ捲回軸方向一方側から取り出したほうが効率的であるが、特許文献１の構成では、正極タブと負極タブの位置が捲回群の厚さ方向に重なる位置に配置されている。したがって、捲回群の厚さ方向に正極タブと負極タブとを分ける必要があり、正負極の距離が狭く、端子との位置関係も垂直になり、接続が複雑になり、短絡の可能性もある。

　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、捲回群の巻き数を増やすことができ、かつ、捲回群の捲回軸方向一方側に突出する正極タブと負極タブを容易にかつ確実に分離して束ねることができる角形二次電池を提供することである。

　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重ねて捲回した扁平状の捲回群を有する角形二次電池であって、前記正極電極及び前記負極電極は、前記捲回群の捲回軸方向一方側に突出する複数のタブをそれぞれ有し、少なくとも１個以上のタブをタブセットとし、隣接するタブセット間を切り欠き部とした場合に、該タブセットの幅と前記切り欠き部の幅との和が一定であり、前記正極電極のタブセットと前記負極電極のタブセットは、前記捲回群の捲回中心軸を挟んで前記捲回群の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に分かれて配置されていることを特徴とする。

　本発明によれば、正極電極及び負極電極は、それぞれタブセットの幅と切り欠きの幅の和が一定であるので、各電極の製造が容易であり、生産性が高い。正極電極のタブセットと負極電極のタブセットが捲回群の捲回中心軸を挟んで捲回群の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に分かれて配置されているので、正極タブと負極タブとが重ならないように捲回群の扁平厚さ方向に束ねることができる。したがって、正極タブと負極タブを容易且つ確実に分離して束ねることができ、短絡などの可能性を回避でき、信頼性の高い角形二次電池を供給することができる。

　本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、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。

本実施形態における角形電池の外観斜視図。図１の角形電池の電池缶から取り外した分解斜視図。図２の角形電池の上方の部分断面図。実施例１における捲回群の構成を説明する図。図４に示す捲回群の投影図。実施例１における正極電極の平面図。捲回群の捲回軸方向一方側の端面を模式的に示す図。実施例２における正極電極の平面図。実施例３における正極電極の平面図。

［実施例１］
　図１は、本実施の形態に係わるリチウムイオン二次電池の外観斜視図、図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池の分解斜視図であり、正極リード板８１、負極リード板９１の接合前の状態を示し、図３は、リチウムイオン二次電池の上方の部分断面図である。

　リチウムイオン二次電池１は、図１及び図２、３に示すように、電池容器２内に発電要素５０を収容した構成を有している。電池容器２は、開口部４ａを有する電池缶４と、電池缶４の開口部４ａを封口する電池蓋３とを有する。発電要素５０は、正極電極４１と負極電極４２との間にセパレータ(図示せず)を介在させて重ね合わせた状態で扁平状に捲回した捲回群４０を有している。捲回群４０は、絶縁シート(図示せず)を介して電池容器２に収容されている。本実施例では、図２及び図３に示すように、捲回群４０を２個合わせて挿入した状態を示しているが、捲回群４０の数は電池容量に合わせて１個でも複数個でも電池容量に合わせて収容することができる。

　電池缶４及び電池蓋３は、共にアルミニウム合金で製作されており、電池蓋３は、レーザー溶接によって電池缶４に溶接される。電池蓋３には、第１の絶縁体６４、７４を介して正極端子６１と負極端子７１（一対の電極端子）が配設されており、蓋組立体を構成している。なお、電池蓋３には、正極端子６１及び負極端子７１の他に、電池容器２内の圧力が所定値よりも上昇すると開放されて電池容器２内のガスを排出するガス排出弁１３と、電池容器２内に非水電解液を注入するための注液口（図示せず）が配置されており、注液口は、非水電解液の注入後に注液栓１１が嵌合され、レーザー溶接によって封止される。非水電解液には、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へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）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。

　正極端子６１及び負極端子７１は、電池蓋３の長手方向一方側と他方側の互いに離れた位置に配置されている。正極端子６１及び負極端子７１は、電池蓋３の開口穴（不図示）に挿通されて電池蓋３の内側まで突出する接続部を有しており、正極接続板２１及び負極接続板３１にそれぞれ導通接続されている。

　正極端子６１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製作され、負極端子７１は、銅または銅合金で製作されている。正極端子６１と負極端子７１は、それぞれ電池蓋３の内側に第２の絶縁体６５が介在されており、電池蓋３から電気的に絶縁されている。正極端子６１及び負極端子７１は、それぞれ接続部の先端をかしめることによって、第１の絶縁体６４、７４及び第２の絶縁体６５を間に介して、正極接続板２１及び負極接続板３１とともに電池蓋３に固定される。

　正極接続板２１は、電池蓋３の下面に沿って電池蓋３の長手方向一方端側からセル中央方向である長手方向中央側に向かって延伸し、延伸した平坦部において、例えばレーザー溶接により正極タブセット１１１に接合されて導通される。負極接続板３１は、電池蓋３の下面に沿って電池蓋３の長手方向他方端側から長手方向中央側に向かって延伸し、延伸した平坦部において、例えばレーザー溶接により負極タブセット１２１に接合されて導通される。なお、正極接続板２１及び負極接続板３１を、正極タブセット１１１及び負極タブセット１２１に接合する方法は、レーザー溶接だけでなく、超音波溶接やかしめによる接合、固定などでもよい。

　捲回群４０は、捲回軸方向一方側に正極タブセット１１１と負極タブセット１２１を有しており、正極タブセット１１１は、正極接続板２１に接合されて導通し、負極タブセット１２１は、負極接続板３１に接合されて導通している。

　正極タブセット１１１と負極タブセット１２１は、平坦部に位置するタブと及び湾曲部に位置するタブのいずれもが捲回群４０の扁平厚さ方向に束ねられて正極接続板２１と負極接続板３１にそれぞれ接合される。正極接続板２１は、正極電極４１の湾曲部領域と平坦部領域にそれぞれ配置されたタブセット１１１を一括して接続し、負極接続板３１は、負極電極４２の湾曲部領域と平坦部領域にそれぞれ配置されたタブセット１２１を一括して接続する。

　捲回群４０は、絶縁シート(図示しない)に覆われた状態で電池缶４に挿入される。図２及び図３に示すように、捲回群４０の上方には、上部絶縁板１０１が配置される。上部絶縁板１０１には、正極タブセット１１１と負極タブセット１２１が挿通される貫通溝１０２が設けられている。

　正極タブセット１１１と負極タブセット１２１は、上部絶縁板１０１の底部に設置された貫通溝１０２に挿通されて、図３に示すように、上部絶縁板１０１内で折り曲げ収納される。

　図４は、捲回群の構成を説明する図であり、巻き終わり側を展開した状態の外観斜視図、図５は、図４に示す捲回群の投影図である。

　捲回群４０は、それぞれ負極電極４２、正極電極４１を配置して、その間には第１、第２セパレータ（図示せず）が位置し、扁平状に捲回することによって構成される。捲回群４０は、捲回装置の巻き軸スピンドルを回転させて、巻き軸スピンドルに第１、第２セパレータ、負極電極４２、正極電極４１を巻き取ることによって形成される。例えば、巻き軸スピンドルに第１、第２セパレータの捲き始め端部を保持させて巻き軸スピンドルを回転させ、巻き軸スピンドルによって巻き取られる第１、第２セパレータの間に負極電極４２の捲き始め端部を差し込み、次いで、負極電極４２との間に第１、第２セパレータのいずれか一方が介在されるように正極電極４１の捲き始め端部を第１、第２セパレータの間に差し込み、第１、第２セパレータ、負極電極４２、正極電極４１を一体に巻き取ることにより形成される。

　捲回群４０は、図４に示すように、最外周の電極が負極電極４２であり、さらにその外側に第１、第２セパレータの少なくとも一方が捲回される。第１、第２セパレータは、正極電極４１と負極電極４２を絶縁する役割を有している。負極電極４２の負極塗工部４２ａは、正極電極４１の正極塗工部４１ａよりも幅方向に大きく、これにより正極塗工部４１ａは、必ず負極塗工部４２ａに挟まれるように構成されている。

　負極電極４２においては、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）の両面に集電部（負極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さが７０μｍの負極電極を得た。

　なお、本実施の形態では、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等でよく、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４１においては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極電極箔）の両面に無地の集電部（正極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ９０μｍの正極電極を得た。

　また、本実施の形態では、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、本実施の形態では、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。

　正極電極４１は、正極集電体である正極電極箔の両面に正極活物質合剤を塗布した正極塗工部４１ａを有し、正極電極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極未塗工部（箔露出部）で構成された複数の正極タブセット１１１が設けられている。負極電極４２は、負極集電体である負極電極箔の両面に負極活物質合剤を塗布した負極塗工部４２ａを有し、正極電極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極未塗工部（箔露出部）で構成される複数の負極タブセット１２１が設けられている。正極タブセット１１１と負極タブセット１２１は、正極電極箔の金属面と負極電極箔の金属面がそれぞれ露出した領域であり、図４に示すように、捲回群４０の捲回軸方向一方側（同一側）の位置に配置される。

　図６は、実施例１における正極電極の平面図であり、正極タブセットのパターンを表すものである。

　正極タブセット１１１は、少なくとも１個以上のタブ１１０によって構成されており、例えば捲回群４０の１周ごとに同じパターンのピッチで設けられている。隣接する正極タブセット１１１の間には、切り欠き部１１２が設けられている。正極タブセット１１１と切り欠き部１１２は、正極電極４１の長手方向に順番に連続して形成されている。正極電極４１は、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗが一定に設定されている。したがって、例えば単一形状の打ち抜き型を用いた打ち抜き加工によって正極タブセット１１１を形成することができ、正極電極４１を簡単に製造することができる。

　正極電極４１におけるタブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂの和Ｌｗは、巻き軸スピンドルの周長よりも予め長く設定されており、捲回群４０の最内周の周長よりも長くなっている。そして、本実施例では、捲回群４０の１周分の長さ範囲内に少なくとも１つのタブが配置されるように設定されている。上記の説明では正極電極を例に説明したが、負極電極についても同様に構成されている。

　図７は、捲回群の捲回軸方向一方側の端面を模式的に示す図である。
　正極タブセット１１１と負極タブセット１２１は、捲回群４０の捲回中心軸Ｃを挟んで捲回群４０の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に分かれて配置されている。したがって、正極タブセット１１１と負極タブセット１２１をそれぞれ捲回群４０の扁平厚さ方向に束ねる際に、正極タブセット１１１と負極タブセット１２１とが重ならず、容易かつ確実に分離して束ねることができる。

　そして、正極タブセット１１１は、捲回群４０の捲回中心軸Ｃよりも捲回群４０の扁平厚さ方向である厚さ方向一方側の平坦部領域ＦＬ１から捲回群４０の一方の湾曲部領域ＲＬを介して捲回群４０の厚さ方向他方側の平坦部領域ＦＬ２までの間に分布して配置されている。負極タブセット１２１は、捲回群４０の捲回中心軸Ｃよりも捲回群４０の厚さ方向他方側の平坦部領域ＦＲ２から捲回群４０の他方の湾曲部領域ＲＲを介して捲回群４０の厚さ方向一方側の平坦部領域ＦＲ１までの間に分布して配置されている。

　また、特に図示していないが、正極タブセット１１１は、捲回群４０の厚さ方向一方側の平坦部領域ＦＬ１から捲回群４０の一方の湾曲部領域ＲＬまでの間に分布して配置され、負極タブセット１２１は、捲回群４０の厚さ方向他方側の平坦部領域ＦＲ２から捲回群４０の他方の湾曲部領域ＲＲまでの間に分布して配置された構成としてもよい。

　本実施例では、正極タブセット１１１及び負極タブセット１２１は、いずれも捲回群４０の平坦部だけでなく湾曲部にも配置されているので、平坦部だけに配置した場合と比較して、捲回群４０の捲回巻き数を増加させることができる。また、平坦部のタブだけでなく、湾曲部のタブも束ねるので、タブの重ね枚数を増やすことができ、タブの強度向上を図ることができる。

　正極タブセット１１１の巻き始めの始端位置ａ１は、捲回群４０の捲回中心軸Ｃよりも一方の湾曲部側の位置、より詳しくは平坦部領域ＦＬ１に配属され、負極タブセット１２１の巻き始めの始端位置ｂ１は、捲回群４０の捲回中心軸Ｃよりも他方の湾曲部側の位置、より詳しくは平坦部領域ＦＲ２に配属されている。

　正極電極４１及び負極電極４２は、例えば図６に示したように、それぞれタブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗが捲回群４０の巻き軸スピンドルの周長、すなわち、捲回群４０の最内周となる捲き始めの巻き周長Ｌよりも長く設定されている（Ｌｗ＞Ｌ）。したがって、捲回２周目は、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗが、捲回群４０の捲回巻き周長Ｌより長い分だけ１周目のタブセット１１１、１２１の位置ａ１、ｂ１よりも、２周目のタブセット１１１、１２１の位置ａ２、ｂ２の方が巻き進み、捲回群４０の捲回方向（スピンドル回転方向と反対の方向）に移行した位置に配置される。

　さらに３周目以降も同様の関係になるが（ａ３・・・、ｂ３・・・）、捲回群４０の巻き周長Ｌは、２×(正極電極厚み+負極電極厚み+２×セパレータ厚み)×(円周率)×(巻き数)分だけ、巻き数に従って増していく。

　したがって、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗと、捲回群４０の巻き周長Ｌとの差は、捲回群４０の巻き数が増すに従って縮まることになり、やがてタブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗと、巻き周長Ｌとの差がなくなり（Ｌｗ＝Ｌ）、差の関係が逆転して、巻き周長Ｌの方が、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗよりも大きくなる（Ｌｗ＜Ｌ）。したがって、タブセット１１１、１２１の位置は、直前のタブセット１１１、１２１の位置ａ４、ｂ４まで届かずに、折り返されて巻き進む方向とは反対の後退する方向（スピンドル回転方向と同じ方向）に移行することになり、その差は巻き数が増すに従って大きくなる。

　このタブセットの位置の関係は、捲回群４０の捲回軸方向からみたときに、タブセットの配列が内周から外周に向かうに連れて、隣接するタブセット同士の幅が漸次狭くなっている第１の領域（二点鎖線の内側に位置する中央領域）と、漸次広くなっている第２の領域（二点鎖線の外側に位置する外周領域）を有し、この２つの領域の境界に形成される変化点(折り返し位置ａ４、ｂ４)が捲回群４０の湾曲部若しくは平坦部に配置される配列となる。

　本実施例では、正極タブセット１１１は、捲回群４０の厚さ方向一方側の平坦部領域ＦＬ１から捲回群４０の捲回方向に移行し、捲回群４０の一方の湾曲部領域ＲＬを介して捲回群４０の厚さ方向他方側の平坦部領域ＦＬ２で折り返されて捲回群４０の捲回方向と反対方向に移行する配列となっている。そして、負極電極のタブセット１２１は、捲回群４０の厚さ方向他方側の平坦部領域ＦＲ２から捲回群４０の捲回方向に移行し、捲回群４０の他方の湾曲部領域ＲＲを介して捲回群４０の厚さ方向一方側の平坦部領域ＦＲ１で折り返されて捲回群４０の捲回方向と反対方向に移行する配列となっている。

　しかしながら、上記構成に限定されるものではなく、例えば、正極タブセット１１１は、捲回群４０の厚さ方向一方側の平坦部領域ＦＬ１から捲回群４０の捲回方向に移行して捲回群４０の一方の湾曲部領域ＲＬまで移行する、あるいは、湾曲部領域ＲＬで折り返されって平坦部領域ＦＬ１まで戻る配列としてもよい。同様に、負極タブセット１２１は、捲回群４０の厚さ方向他方側の平坦部領域ＦＲ２から捲回群４０の捲回方向に移行して捲回群４０の他方の湾曲部領域ＲＲまで移行する、あるいは、湾曲部ＲＲで折り返されて平坦部領域ＦＲ２まで戻る配列としてもよい。

　以上説明した実施例１の角形二次電池１は、次の様な作用効果を奏することができる。　本実施例では、正極タブセットと負極タブセットはそれぞれ捲回群４０の同一端部に突出しており、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂの和Ｌｗは一定であることから、正極電極及び負極電極の製造が容易であり、生産性が高い。

　そして、タブセットの配置位置として、捲回群４０の平坦部だけでなく湾曲部も含まれるので、捲回群４０の捲回巻き数を増加することができる。また、湾曲部先端を境にタブを束ねる際に、タブの重ね数量を増すことでタブの強度向上が図れる。そして、それぞれ正極タブセット１１１と負極タブセット１２１とが捲回群４０の扁平厚さ方向に互いに重ならないように設定されていることから、正極タブセット１１１と負極タブセット１２１を容易かつ確実に分離して束ねることができる。したがって、短絡などの可能性を回避でき、信頼性の高い角形二次電池を供給することができる。

［実施例２］
　次に、本発明の実施例２について図８を用いて説明する。
　図８は、実施例２における正極電極の平面図であり、正極タブセットのパターンを表すものである。

　実施例１で示した正極タブセット１１１のパターンは、捲回群４０に対して正極タブ１１０は、１周につき１個（１個/周）で示したが、正極タブ１１０自身は非常に薄いアルミニウム箔であるために生産の工程で破断する可能性もある。正極タブ１１０が破断した場合、その分の正極電極４１からの電流経路は距離が長くなり、電流抵抗も高くなる。

　実施例２では、正極タブセット１１１のパターンとして、少なくとも２個の正極タブ１１０ａ、１１０ｂを互いに近傍に配置した正極タブセット１１１のパターンを示している。このパターンによれば、仮に生産時に一つの正極タブ１１０ａが破断したとしても近傍にもうひとつの正極タブ１１０ｂがあるために、電流抵抗が上昇することはない。また、正極タブセット１１１のパターンが複数個になるほど、タブ破断による電流抵抗値の上昇のリスクは低くなる。

　この複数タブのタブセットは、電極全長において同一パターンであり、正極タブセット１１１の幅Ｌａとタブセット間の切り欠き部１１２の幅Ｌｂとの和Ｌｗは、一定であることから、例えば単一形状の打ち抜き型を用いた打ち抜き加工によって正極タブセット１１１を形成することができ、正極電極４１を簡単に製造することができる。

　なお、上記の説明では正極タブセットについて述べたが、負極タブセットについても同様である。

［実施例３］
　次に本発明の実施例３について図９を用いて説明する。
　図９は、実施例３における正極電極の平面図であり、正極タブセット１１１のパターンを表すものである。

　実施例１、２で示した正極タブセットのパターンは、捲回群４０の巻き周長１周内に単一のタブあるいは複数のタブを有するタブセットのパターンを例に挙げた。

　本実施例では、捲回巻き周長の数周をひとつのセットととらえ、そのセットの中で不等ピッチで設定した複数タブのタブセット幅と、そのセット間にある切り欠きの幅の和が一定であることを特徴とする。正極タブセット１１１及び負極タブセット１２１は、少なくとも捲回群４０の複数周分において複数のタブを不等ピッチで形成し、タブセットの幅Ｌａと切り欠き部の幅Ｌｂとの和Ｌｗが一定に設定されている。

　実施例３では、単一形状の打ち抜き型で少なくとも巻き初め周長２周以上の分を形成しており、タブは、１周に１個配置されるように形成している。したがって、１つの抜型には少なくとも２つのタブが存在しており、その少なくとも２つのタブをタブセット１１１としている。

　図９において、タブセット１１１は２つのタブ１１０で形成され、このピッチ間の値（２つのタブ１１０の間の距離）をＡとし、隣り合うタブセット１１１の切り欠き幅値をＢ（＝切り欠き幅Ｌｂ）とする。例えば、ピッチ値Ａと切り欠き幅値Ｂとが同じ（Ａ＝Ｂ）であれば、全ての隣り合うタブ同士のピッチ値は等ピッチとなる。タブ幅の値をｔとすると、(Ａ+ｔ)≧(Ｂ+ｔ)＞(巻き始め周長)となる。

　タブ１１０が捲回群４０の巻き周長１周につき１つ形成されている場合において、実施例１のように、捲回群４０の捲回軸方向からみたときに、タブセットの配列は、内周から外周に向かうに連れて隣接するタブセットの位置が巻き始め側のタブセットをまき終わり側のタブセットが巻き越している位置になる第１の領域（図７で二点鎖線の内側に位置する中央領域）と、内周から外周に向かうに連れて隣接するタブセットの位置が巻き始め側のタブセットをまき終わり側のタブセットが巻き越せない位置になる第２の領域（図７で二点鎖線の外側に位置する外周領域）を有する。

　周長は、巻き数が増すに従って捲回群両端の湾曲分だけ長くなっていく。よって、第１の領域は周長よりも(Ａ+ｔ)や(Ｂ+ｔ)が長いときであり、第２の領域は周長が(Ａ+ｔ)や(Ｂ+ｔ)よりも長くなったときを示す。そして、第１の領域と第２の領域の境界に位置する変化点(折り返し部)が、少なくとも捲回群４０の湾曲部領域若しくは捲回群４０の平坦部領域に配置される配列となる。

　捲回群の巻き終わりは第２の領域になるため、周長は(Ａ+ｔ)や(Ｂ+ｔ)よりも長くなっている。周長と(Ａ+ｔ)の差、また周長と(Ｂ+ｔ)の差が捲回群の巻くごとに交互に隣り合うタブのずれとなって巻かれていく。よって、(Ａ+ｔ)＞(Ｂ+ｔ)となっている場合、周長は巻き数によって増すにしても、長い距離の（Ａ+ｔ）の時のほうが(Ｂ+ｔ)の時よりも周長との差を縮めることになる。したがって、(Ａ+ｔ)＞(Ｂ+ｔ)となっている場合は、最外周となるタブがＡの巻き終わりに位置するタブになるようにすれば、Ａ－Ｂの差だけ隣り合うタブの位置ずれは小さくなる。したがって、全体のタブの位置ずれ範囲を小さくすることができ、場合によっては、捲回群４０の巻き数をさらに増やすことも可能となり、角形二次電池１の容量の拡大を図ることができる。

　本実施例では、単一形状の打ち抜き型によって形成されるタブセットの各々のタブのピッチ値Ａと切り欠き幅値Ｂにおいて、隣り合うＡ，Ｂの長い距離がある巻き終わり側のタブが捲回群４０の最外周のタブになるように捲回されていることを特徴とする。なお、タブは正極と負極の少なくともどちらかには適用されるものとする。

　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　角形二次電池
　２　電池容器
　３　電池蓋
　４　電池缶
１１　注液栓
１３　ガス排出弁
２１　正極接続板
３１　負極接続板
４０　捲回群
４１　正極電極
４２　負極電極
６１　正極端子
６４　第１の絶縁体
６５　第２の絶縁体
７１　負極端子
１０１　上部絶縁板
１１０　正極タブ
１１１　正極タブセット
１１２　切り欠き部
１２１　負極タブセット

Claims

　正極電極と負極電極を重ねて捲回した扁平状の捲回群を有する角形二次電池であって、
　前記正極電極及び前記負極電極は、前記捲回群の捲回軸方向一方側に突出する複数のタブをそれぞれ有し、少なくとも１個以上のタブをタブセットとし、隣接するタブセット間を切り欠き部とした場合に、該タブセットの幅と前記切り欠き部の幅との和が一定であり、
　前記正極電極のタブセットと前記負極電極のタブセットは、前記捲回群の捲回中心軸を挟んで前記捲回群の一方の湾曲部側と他方の湾曲部側に分かれて配置されていることを特徴とする角形二次電池。
　前記正極電極のタブセットは前記捲回群の捲回中心軸よりも前記捲回群の厚さ方向一方側の平坦部領域から前記捲回群の一方の湾曲部領域までの間、あるいは前記捲回群の一方の湾曲部領域を介して前記捲回群の厚さ方向他方側の平坦部領域までの間に分布して配置され、
　前記負極電極のタブセットは前記捲回群の捲回中心軸よりも前記捲回群の厚さ方向他方側の平坦部領域から前記捲回群の他方の湾曲部領域までの間、あるいは前記捲回群の他方の湾曲部領域を介して前記捲回群の厚さ方向一方側の平坦部領域までの間に分布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。
　前記正極電極のタブセットは、前記捲回群の厚さ方向一方側の平坦部領域から前記捲回群の捲回方向に移行し、前記捲回群の一方の湾曲部領域、あるいは前記捲回群の一方の湾曲部領域を介して前記捲回群の厚さ方向他方側の平坦部領域で折り返されて前記捲回群の捲回方向と反対方向に移行する配列となり、
　前記負極電極のタブセットは、前記捲回群の厚さ方向他方側の平坦部領域から前記捲回群の捲回方向に移行し、前記捲回群の他方の湾曲部領域、あるいは前記捲回群の他方の湾曲部領域を介して前記捲回群の厚さ方向一方側の平坦部領域で折り返されて前記捲回群の捲回方向と反対方向に移行する配列となることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
　前記正極電極のタブセットの幅と前記切り欠き部の幅との和、及び、前記負極電極のタブセットの幅と前記切り欠き部の幅との和は、前記捲回群の捲き始めの周長よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
　前記正極電極のタブセット及び前記負極電極のタブセットは、少なくとも前記捲回群の複数周分において複数のタブを不等ピッチで形成し、前記タブセットの幅と前記切り欠き部の幅との和が一定であることを特徴とする請求項４に記載の角形二次電池。
　単一形状の打ち抜き型により形成される正、負極タブセットの各々のタブのピッチ幅と切り欠き幅において、隣り合うタブ間が最も離れているタブの巻き終わり側のタブが捲回群の最外周のタブになるように捲回されていることを特徴とする請求項５に記載の角形二次電池。
　前記正極電極の前記湾曲部領域に配置されたタブセットと前記平坦部領域に配置されたタブセットが一括して正極接続板に接続され、
　前記負極電極の前記湾曲部領域に配置されたタブセットと前記平坦部領域に配置されたタブセットが一括して負極接続板に接続され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。