WO2020170598A1 - 電極板及びその製造方法、二次電池及びその製造方法 - Google Patents

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core body
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田村　和明
曲　佳文
赤穂　篤俊
晶 西田
健太郎 塚本
山田　智之
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三洋電機株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrode plate and a manufacturing method thereof, a secondary battery and a manufacturing method thereof.
  • Secondary batteries such as alkaline secondary batteries and non-aqueous electrolyte secondary batteries are used in drive power sources for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV, PHEV).
  • EV electric vehicles
  • HEV hybrid electric vehicles
  • a battery case is composed of a bottomed tubular exterior body having an opening and a sealing plate for sealing the opening.
  • An electrode body including a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator is housed in the battery case together with an electrolyte.
  • a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are attached to the sealing plate.
  • the positive electrode terminal is electrically connected to the positive electrode plate via the positive electrode current collector, and the negative electrode terminal is electrically connected to the negative electrode plate via the negative electrode current collector.
  • One object of the present disclosure is to provide a highly reliable electrode plate and secondary battery.
  • An electrode plate having a metal core and an active material layer formed on the core,
  • the core body has, on an end side of the core body, a thick portion having a thickness larger than a thickness of a portion where the active material layers are formed on both surfaces of the core body, A first region extending into the thick portion from a portion where the active material layer is formed on both surfaces of the core, and a second region located outside the first region in the thick portion,
  • the average of the maximum diameters of the crystal grains of the metal forming the first region is smaller than the average of the maximum diameters of the crystal grains of the metal forming the second region,
  • the width W2 of the thick portion of the width W1 of the first region located inside the thick portion is 0.15 or more.
  • the core is melted by the irradiation of energy rays and the melted portion is solidified. Since the molten core body is solidified in a rolled state due to surface tension, a thick portion thicker than the central region of the core body is formed in the cut portion of the core body.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the vicinity of the cut part of the electrode plate cut by the irradiation of energy rays such as a laser.
  • a thick portion 204x having a thickness larger than the thickness of the central region of the core body 204a is formed at the cut portion of the core body 204a.
  • the thick portion 204x is configured by the melted and solidified portion 204z in which the core body 204a is melted and solidified at the time of cutting.
  • a boundary 900 between the non-melted portion 204y and the melted and solidified portion 204z which has not been melted in the core body 204a at the time of cutting is formed at the base portion of the thick portion 204x.
  • the length of the boundary 900 is substantially the same as the thickness of the core body 204a in the central region of the core body 204a. Has become. In such a state, the melted and solidified portion 204z is easily separated from the core body 204a at the boundary 900. The melted and solidified portion 204z detached from the core body 204a may damage the separator and cause a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • the boundary between the first region and the second region is formed in the thick portion, so that the thick portion formed at the end of the core is separated from the core. It will be difficult to remove. Therefore, a highly reliable secondary battery in which a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate is suppressed can be provided.
  • the size of the crystal grains of the metal constituting each of the non-melted part, which is the region that has not been melted in the core body and the melted and solidified part, which is the region that has been melted and solidified in the core body, are different when the original electrode plate is cut.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the first region, which is the non-melting portion is smaller than the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the second region, which is the melt-solidifying portion. Also make it smaller.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the first region means observing a plurality of crystal grains of the metal forming the first region, and measuring the diameter of the portion having the largest diameter in each crystal grain.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the second region means that a plurality of crystal grains of the metal forming the second region are observed, and the diameter of the largest portion of each crystal grain is measured. The average value is calculated.
  • a secondary battery according to an aspect of the present disclosure includes the electrode plate and another electrode plate having a polarity different from that of the electrode plate.
  • a method of manufacturing an electrode plate according to an aspect of the present disclosure A method of manufacturing an electrode plate comprising a metal core and an active material layer formed on the core, An active material layer forming step of forming the active material layer on the core, A laser cutting step of laser cutting the core body, After the laser cutting step, the core has a thick portion having a thickness larger than a thickness of a portion where the active material layers are formed on both surfaces of the core, in a cutting portion of the core, A first region extending into the thick portion from a portion where the active material layer is formed on both surfaces of the core, and a second region located outside the first region in the thick portion, In a cross section along the thickness direction of the core body and a cross section perpendicular to the direction in which the cut portion extends, the width W2 of the thick portion of the width W1 of the first region located inside the thick portion The ratio (W1/W2) to 0.15 or more, The first region is a non-melted portion that has not melted in the laser cutting step, The second region is a melt
  • the thick portion formed in the cut portion of the core body is difficult to detach from the core body. Therefore, a highly reliable secondary battery in which a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate is suppressed can be provided.
  • the method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present disclosure is a method of manufacturing a secondary battery including an electrode plate manufactured by the above method, and another electrode plate having a polarity different from that of the electrode plate. Is the way.
  • a highly reliable electrode plate and a secondary battery using the same can be provided.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • A is a top view of a positive electrode original plate.
  • B is a plan view of the positive electrode original plate after tab formation.
  • C is a plan view of a final positive electrode original plate.
  • D is a plan view of the positive electrode plate.
  • FIG. 4 is a sectional view of a section taken along line IV-IV in FIG.
  • A) is a top view of a negative electrode original plate.
  • (B) is a plan view of the negative electrode original plate after tab formation.
  • C is a plan view of the final negative electrode original plate.
  • D is a top view of a negative electrode plate.
  • FIG. 4 It is a top view of the spirally wound electrode body which concerns on embodiment. It is a figure which shows the state which connected the positive electrode tab group to the 2nd positive electrode electrical power collector, and connected the negative electrode tab group to the 2nd negative electrode electrical power collector. It is a figure which shows the surface by the side of an electrode body of the sealing plate after attaching a 1st positive electrode electrical power collector and a 1st negative electrode electrical power collector. It is a figure which shows the surface by the side of an electrode body of the sealing plate after attaching a 2nd positive electrode electrical power collector to a 1st positive electrode electrical power collector, and attaching a 2nd negative electrode electrical power collector to a 1st negative electrode electrical power collector. It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 which concerns on the modified example 1. It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 which concerns on a reference example.
  • the prismatic secondary battery 20 includes a battery case 100 including a rectangular outer casing 1 having a bottomed rectangular tubular shape having an opening, and a sealing plate 2 for sealing the opening of the rectangular outer casing 1. ..
  • the prismatic outer casing 1 and the sealing plate 2 are preferably made of metal.
  • a spirally wound electrode body 3 including a positive electrode plate and a negative electrode plate is accommodated in the prismatic outer casing 1 together with an electrolyte.
  • a positive electrode tab group 40A including a plurality of positive electrode tabs 40 and a negative electrode tab group 50A including a plurality of negative electrode tabs 50 are provided at the end of the spirally wound electrode body 3 on the side of the sealing plate 2.
  • the positive electrode tab group 40A is electrically connected to the positive electrode terminal 7 via the second positive electrode current collector 6b and the first positive electrode current collector 6a.
  • the negative electrode tab group 50A is electrically connected to the negative electrode terminal 9 via the second negative electrode current collector 8b and the first negative electrode current collector 8a.
  • the first positive electrode current collector 6a and the second positive electrode current collector 6b form the positive electrode current collector 6.
  • the positive electrode current collector 6 may be a single component.
  • the first negative electrode current collector 8a and the second negative electrode current collector 8b form the negative electrode current collector 8. Note that the negative electrode current collector 8 may be a single component.
  • the first positive electrode current collector 6a, the second positive electrode current collector 6b, and the positive electrode terminal 7 are preferably made of metal, and more preferably made of aluminum or aluminum alloy.
  • An external insulating member 10 made of resin is arranged between the positive electrode terminal 7 and the sealing plate 2.
  • An inner insulating member 11 made of resin is disposed between the first positive electrode current collector 6 a and the second positive electrode current collector 6 b and the sealing plate 2.
  • the first negative electrode current collector 8a, the second negative electrode current collector 8b, and the negative electrode terminal 9 are preferably made of metal, and more preferably made of copper or a copper alloy. Further, the negative electrode terminal 9 preferably has a portion made of aluminum or an aluminum alloy and a portion made of copper or a copper alloy. In this case, it is preferable that the portion made of copper or a copper alloy is connected to the first negative electrode current collector 8a so that the portion made of aluminum or an aluminum alloy projects outside the sealing plate 2.
  • An external insulating member 12 made of resin is arranged between the negative electrode terminal 9 and the sealing plate 2.
  • An inner insulating member 13 made of resin is disposed between the first negative electrode current collector 8 a and the second negative electrode current collector 8 b and the sealing plate 2.
  • an electrode body holder 14 made of a resin insulating sheet is arranged between the spirally wound electrode body 3 and the prismatic outer casing 1. It is preferable that the electrode body holder 14 be formed by bending an insulating sheet made of resin into a bag shape or a box shape.
  • the sealing plate 2 is provided with an electrolyte solution injection hole 15, and the electrolyte solution injection hole 15 is sealed with a sealing member 16.
  • the sealing plate 2 is provided with a gas discharge valve 17 that breaks and discharges the gas inside the battery case 100 to the outside of the battery case 100 when the pressure inside the battery case 100 exceeds a predetermined value.
  • Lithium nickel cobalt manganese composite oxide as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, a carbon material as a conductive material, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium are lithium nickel.
  • the cobalt-manganese composite oxide:PVdF:carbon material is kneaded to a mass ratio of 97.5:1:1.5 to prepare a positive electrode active material layer slurry.
  • Alumina powder, a carbon material as a conductive material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium were used, and the mass ratio of alumina powder:carbon material:PVdF was 83. Kneading is carried out to obtain a protective layer slurry.
  • the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry produced by the above-mentioned method are applied to both surfaces of an aluminum foil or an aluminum alloy foil as a positive electrode core by a die coater. At this time, the positive electrode active material layer slurry is applied to the center of the positive electrode core body in the width direction. In addition, the positive electrode protective layer slurry is applied to both ends in the width direction of the region where the positive electrode active material layer slurry is applied.
  • the positive electrode core body coated with the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry is dried to remove NMP contained in the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry. As a result, the positive electrode active material layer and the protective layer are formed. Then, the positive electrode active material layer is compressed by passing between a pair of press rollers to obtain a positive electrode original plate 400.
  • FIG. 3A is a plan view of the positive electrode original plate 400 manufactured by the above method.
  • a positive electrode active material layer 4b is formed on both surfaces of the strip-shaped positive electrode core body 4a along the longitudinal direction of the positive electrode core body 4a.
  • the positive electrode protective layer 4c is formed at both ends in the width direction of the region where the positive electrode active material layer 4b is formed.
  • the positive electrode core body exposed portions 4d are formed on both ends of the positive electrode original plate 400 in the width direction along the longitudinal direction of the positive electrode original plate 400.
  • the thickness of the positive electrode active material layer 4b is preferably larger than the thickness of the positive electrode protective layer 4c.
  • FIG. 3B is a plan view of the positive electrode original plate 401 after tab formation.
  • the positive electrode raw plate 401 after tab formation is manufactured by cutting the positive electrode core exposed portion 4d of the positive electrode raw plate 400 into a predetermined shape.
  • the cutting of the positive electrode original plate 400 can be performed by irradiation with energy rays such as a laser, a mold, or a cutter.
  • a plurality of positive electrode tabs 40 are formed at both ends in the width direction of the positive electrode original plate 401 after tab formation along the longitudinal direction of the positive electrode original plate 401 after tab formation.
  • the positive electrode tab 40 includes the positive electrode core exposed portion 4d. As shown in FIG.
  • the positive electrode is formed such that the positive electrode protective layer 4c remains at the root of the positive electrode tab 40 and the end of the positive electrode original plate 401 after the tab is formed between the adjacent positive electrode tabs 40.
  • the original plate 400 can be cut.
  • the positive electrode protective layer 4c is not an essential component and can be omitted. Further, the portion where the positive electrode active material layer 4b is formed is cut so that the positive electrode protective layer 4c does not remain on the edge of the positive electrode original plate 401 after the tab formation, which is formed between the adjacent positive electrode tabs 40. Good.
  • the laser output is preferably 100 W to 1500 W, more preferably 550 W to 1000 W, and further preferably 600 W to 1000 W.
  • the scanning speed of the laser is preferably 100 mm/s to 5000 mm/s. However, it is not limited to this.
  • a continuous wave (CW) laser or a pulsed laser may be used.
  • FIG. 3C is a plan view of the final positive electrode original plate 402.
  • the positive electrode original plate 401 after tab formation is cut along the longitudinal direction of the positive electrode original plate 401 after tab formation at the center in the width direction.
  • the final positive electrode original plate 402 having the size in the width direction which is the size of the positive electrode plate 4 is obtained. That is, the final positive electrode original plate 402 is in a state before being cut to the length of the positive electrode plate 4 in the length direction.
  • FIG. 3D is a plan view of the positive electrode plate 4.
  • the final positive electrode original plate 402 is cut into a predetermined length to form the positive electrode plate 4.
  • three end sides other than the first end side 4 ⁇ /b>A on which the positive electrode tab 40 is formed the end sides extending in the longitudinal direction of the positive electrode plate 4 and opposite to the first end side 4 ⁇ /b>A).
  • the two end sides of the positive electrode plate 4 extending in the lateral direction are preferably cut by a method other than irradiation with energy rays, such as a die or a cutter (cutting blade).
  • the thick portion 4x may not be formed at the end portion of the positive electrode core body 4a located at three end sides other than the first end side 4A where the positive electrode tab 40 is formed.
  • the wound electrode body 3 be provided with a positive electrode tab 40 for each layer of the positive electrode plate 4. That is, it is preferable that the number of stacked positive electrode plates 4 and the number of stacked positive electrode tabs 40 are the same or substantially the same. Therefore, as shown in FIG. 3D, in the positive electrode plate 4, a portion where the positive electrode tabs 40 are arranged at a short distance (D1) and a portion where the positive electrode tabs 40 are arranged at a long distance (D2). There is an arranged part. Then, in the wound electrode body 3, the diameter increases from the winding center toward the winding outer side (outer peripheral side).
  • the distances D1 and D2 are gradually increased from the winding start end to the winding end end of the positive electrode plate 4 so that the positions of the positive electrode tabs 40 are aligned. It is preferable to set it to be large. The same applies to the negative electrode tab 50 described later.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3D, and is a cross-sectional view of the positive electrode plate 4 in the vicinity of the first end side 4A where the positive electrode tab 40 is provided.
  • the vicinity of the first edge 4A of the positive electrode plate 4 has an active material layer non-formation region in which the positive electrode active material layer 4b is not formed in the positive electrode core body 4a.
  • a positive electrode protective layer 4c is formed in a portion adjacent to the positive electrode active material layer 4b in the active material layer non-forming region.
  • a thick portion 4x having a thickness larger than the thickness T1 of the portion of the positive electrode core body 4a where the positive electrode active material layers 4b are formed is formed.
  • the thickness of the thickest portion 4x is T2.
  • the thick portion 4x is formed by melting the positive electrode core body 4a by irradiation with an energy ray such as a laser and then solidifying the melted positive electrode core body 4a.
  • a portion of the positive electrode core body 4a that is not melted by irradiation with energy rays is referred to as a non-melted portion (first region) 4y.
  • the portion of the positive electrode core body 4a that has been melted and solidified by irradiation with energy rays is referred to as a molten and solidified portion (second region) 4z.
  • the first region 4y extends from the region where the positive electrode active material layers 4b are formed on both surfaces of the positive electrode core body 4a to the inside of the thick portion 4x. It is preferable that the first region 4y is located inside the thick portion 4x and the second region 4z is located outside thereof.
  • the ratio (W1/W2) of the width W1 of the portion (first region) 4y to the width W2 of the thick portion 4x is preferably 0.15 or more.
  • W1/W2 is more preferably 0.2 or more, and further preferably 0.3 or more.
  • W1/W2 is preferably 0.8 or less, and more preferably 0.7 or less.
  • the length of the boundary 600 is preferably 1.5 times or more the thickness T1 of the portion of the positive electrode core body 4a where the positive electrode active material layers 4b are formed on both sides.
  • the value of T2/T1 is 1 It is preferably from 0.1 to 4.0, more preferably from 1.1 to 2.5. With such a configuration, it becomes difficult for the thick portion 4x to come into contact with the adjacent separator, so that the melted and solidified portion (second region) 4z becomes more difficult to fall off from the positive electrode core body 4a.
  • the average of the maximum diameters of the crystal grains of the metal forming the non-melted portion (first region) 4y is the maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the melt-solidified portion (second region) 4z. Smaller than the average of.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the non-melting portion 4y is calculated by observing a plurality of crystal grains of the metal forming the non-melting portion 4y in the cross section corresponding to FIG. Specifically, the diameter of the largest diameter portion of each crystal grain of the metal forming the non-melted portion 4y is measured, and the average value thereof is calculated to be the average of the maximum crystal grain diameters.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the second region 4z is calculated by observing a plurality of crystal grains of the metal forming the second region 4z in the cross section corresponding to FIG. Specifically, the diameter of the largest diameter portion of each crystal grain of the metal forming the second region 4z is measured, and the average value is calculated to be the average of the maximum crystal grain diameters.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the non-melted portion (first region) 4y can be set to, for example, 2 to 20 ⁇ m.
  • the average maximum diameter of the crystal grains of the metal forming the melt-solidified portion (second region) 4z may be, for example, 5 to 30 ⁇ m. However, it is not limited to this.
  • the negative electrode active material layer slurry produced by the above method is applied to both surfaces of a copper foil having a thickness of 8 ⁇ m as a negative electrode core by a die coater.
  • the negative electrode core body to which the negative electrode active material layer slurry is applied is dried to remove water contained in the negative electrode active material layer slurry. Thereby, the negative electrode active material layer is formed. After that, the negative electrode active material layer is compressed by passing between the pair of press rollers to obtain the negative electrode original plate 500.
  • FIG. 5A is a plan view of the negative electrode original plate 500 manufactured by the above method.
  • Negative electrode active material layers 5b are formed on both surfaces of the strip-shaped negative electrode core 5a along the longitudinal direction of the negative electrode core 5a.
  • negative electrode core exposed portions 5c are formed at both ends of the negative electrode original plate 500 in the width direction along the longitudinal direction of the negative electrode original plate 500.
  • FIG. 5B is a plan view of the negative electrode original plate 501 after tab formation.
  • the negative electrode original plate 501 after tab formation is manufactured by cutting the negative electrode core exposed portion 5c of the negative electrode original plate 501 after tab formation into a predetermined shape.
  • the cutting of the negative electrode original plate 500 can be performed by irradiation with energy rays such as a laser, a mold, a cutter, or the like.
  • a plurality of negative electrode tabs 50 are formed at both ends in the width direction of the negative electrode original plate 501 after tab formation along the longitudinal direction of the negative electrode original plate 501 after tab formation.
  • the negative electrode tab 50 includes the negative electrode core exposed portion 5c.
  • it is preferable that the negative electrode original plate 500 is cut by irradiation with energy rays to form the negative electrode tab 50.
  • FIG. 5C is a plan view of the final negative electrode original plate 502.
  • the negative electrode original plate 501 after tab formation is cut at the central portion in the width direction along the longitudinal direction of the negative electrode original plate 501 after tab formation.
  • the final negative electrode original plate 502 whose size in the width direction is the size of the negative electrode plate 5 is obtained. That is, the final negative electrode original plate 502 is in a state before being cut to the length of the negative electrode plate 5 in the length direction.
  • FIG. 5D is a plan view of the negative electrode plate 5.
  • the final negative electrode original plate 502 is cut into a predetermined length to form the negative electrode plate 5.
  • the positive electrode plate 4 and the negative electrode plate 5 produced by the above-described method are wound around the strip-shaped separator 70 made of polyolefin to manufacture the flat wound electrode body 3.
  • one end of the final positive electrode original plate 402 and one end of the final negative electrode original plate 502 are supplied to the winding machine, and the final positive electrode original plate 402 and the final negative electrode original plate 502 are set to a predetermined value during or after winding. It is preferable to cut at the position.
  • FIG. 6 is a plan view of the spirally wound electrode body 3.
  • a positive electrode tab group 40A including a plurality of positive electrode tabs 40 and a negative electrode tab group 50A including a plurality of negative electrode tabs 50 are provided at one end in the direction in which the winding axis extends.
  • the number of stacked positive electrode tabs 40 is preferably 0.8 ⁇ N1 or more, and 0.9 ⁇ N1 or more. More preferably.
  • the number of stacked negative electrode tabs 50 is preferably 0.8 ⁇ N2 or more, and 0.9 ⁇ N2 or more. More preferably.
  • the positive electrode tab group 40A of the two wound electrode bodies 3 is connected to the second positive electrode current collector 6b, and the negative electrode tab group 50A of the two wound electrode bodies 3 is connected to the second negative electrode current collector. Connect to body 8b.
  • the positive electrode tab group 40A is bonded to the second positive electrode current collector 6b to form the bonding portion 60.
  • the negative electrode tab group 50A is bonded to the second negative electrode current collector 8b to form a bonding portion 61.
  • ultrasonic welding ultrasonic joining
  • resistance welding resistance welding
  • laser welding or the like can be used.
  • a thin portion 6c is formed in the second positive electrode current collector 6b, and a current collector opening 6d is formed in the thin portion 6c.
  • the second positive electrode current collector 6b is joined to the first positive electrode current collector 6a.
  • a current collector through hole 6e is formed at a position facing the electrolyte solution injection hole 15 of the sealing plate 2.
  • a thin portion 8c is formed on the second negative electrode collector 8b, and a collector opening 8d is formed in the thin portion 8c. At this thin portion 8c, the second negative electrode current collector 8b is joined to the first negative electrode current collector 8a.
  • FIG. 8 is a view showing a surface of the sealing plate 2 on which the respective components are attached, which is on the inner side of the battery. Each component is attached to the sealing plate 2 as follows.
  • the outer insulating member 10 is arranged on the outer surface of the battery around the positive electrode terminal insertion hole 2a of the sealing plate 2.
  • the inner insulating member 11 and the first positive electrode current collector 6a are arranged on the inner surface of the battery around the positive electrode terminal insertion hole 2a of the sealing plate 2.
  • the positive electrode terminal 7 is provided from the outside of the battery to the through hole of the outer insulating member 10, the positive electrode terminal insertion hole 2a of the sealing plate 2, the through hole of the inner insulating member 11 and the through hole of the first positive electrode current collector 6a.
  • the tip of the positive electrode terminal 7 is crimped onto the first positive electrode current collector 6a.
  • the positive electrode terminal 7 and the first positive electrode current collector 6a are fixed to the sealing plate 2. It is preferable to weld the crimped portion of the positive electrode terminal 7 and the first positive electrode current collector 6a.
  • the outer insulating member 12 is arranged on the outer surface of the battery around the negative electrode terminal insertion hole 2b of the sealing plate 2.
  • the inner insulating member 13 and the first negative electrode current collector 8a are arranged on the inner surface of the battery around the negative electrode terminal insertion hole 2b of the sealing plate 2.
  • the negative electrode terminal 9 is provided from the outside of the battery to the through hole of the external insulating member 12, the negative electrode terminal insertion hole 2b of the sealing plate 2, the through hole of the internal insulating member 13, and the through hole of the first negative electrode current collector 8a.
  • the tip of the negative electrode terminal 9 is crimped onto the first negative electrode current collector 8a.
  • the negative electrode terminal 9 and the first negative electrode current collector 8a are fixed to the sealing plate 2. It is preferable to weld the crimped portion of the negative electrode terminal 9 and the first negative electrode current collector 8a.
  • a liquid injection opening 11a is provided in a portion of the inner insulating member 11 that faces the electrolyte liquid injection hole 15 provided in the sealing plate 2. Further, a cylindrical portion 11b is provided at the edge of the liquid injection opening 11a.
  • FIG. 9 shows the inside of the battery of the sealing plate 2 after the second positive electrode current collector 6b is attached to the first positive electrode current collector 6a and the second negative electrode current collector 8b is attached to the first negative electrode current collector 8a. It is a figure which shows a surface.
  • the second positive electrode current collector 6b to which the positive electrode tab group 40A is connected is arranged on the inner insulating member 11 such that a part thereof overlaps the first positive electrode current collector 6a. Then, by irradiating the thin portion 6c with a laser, the second positive electrode current collector 6b and the first positive electrode current collector 6a are joined. As a result, the joint portion 62 is formed.
  • the second negative electrode current collector 8b to which the negative electrode tab group 50A is connected is arranged on the inner insulating member 13 such that a part thereof overlaps the first negative electrode current collector 8a. Then, by irradiating the thin portion 8c with a laser, the second negative electrode current collector 8b and the first negative electrode current collector 8a are joined. As a result, the joint portion 63 is formed.
  • the two positive electrode tab groups 40A and the two negative electrode tab groups 50A are curved so that the upper surface of the one spirally wound electrode body 3 and the upper surface of the other spirally wound electrode body 3 in FIG. 9 are in direct contact with each other or through other members. Let As a result, the two spirally wound electrode bodies 3 are put together. Then, the two spirally wound electrode bodies 3 are arranged in the electrode body holder 14 made of an insulating sheet formed in a box shape or a bag shape.
  • the one positive electrode tab group 40A and the other positive electrode tab group 40A are curved in different directions. Further, the one negative electrode tab group 50A and the other negative electrode tab group 50A are curved in different directions.
  • Positive electrode plates of Samples 1 to 7 were produced by the following method.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 15 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS Aluminum 3003 material (A3003) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 600 W, a scanning speed of 4000 mm/s, and a spot diameter of 19.3 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size by using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 1.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 15 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS Aluminum 3003 material (A3003) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 900 W, a scanning speed of 4000 mm/s, and a spot diameter of 19.3 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 2.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 15 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS aluminum 1085 material (A1085) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 600 W, a scanning speed of 4000 mm/s, and a spot diameter of 19.3 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size by using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 3.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 15 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS aluminum 1085 material (A1085) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 900 W, a scanning speed of 4000 mm/s, and a spot diameter of 19.3 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 4.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 15 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS Aluminum 3003 material (A3003) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 900 W, a scanning speed of 4000 mm/s, and a spot diameter of 30.2 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size by using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 5.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 15 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS Aluminum 3003 material (A3003) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 900 W, a scanning speed of 2000 mm/s, and a spot diameter of 30.2 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size by using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 6.
  • a positive electrode original plate was produced by the above-described method using a 20 ⁇ m thick aluminum alloy foil made of Japanese Industrial Standard JIS Aluminum 3003 material (A3003) as the positive electrode core. Then, this positive electrode original plate was cut using a continuous wave laser to prepare a positive electrode original plate after tab formation. The laser conditions were an output of 900 W, a scanning speed of 4000 mm/s, and a spot diameter of 30.2 ⁇ m. After that, the positive electrode original plate after tab formation was cut into a predetermined size by using a cutter to obtain a positive electrode plate of Sample 7.
  • the value of W1/W2 can be changed depending on the material of the positive electrode core, the thickness of the positive electrode core, and the cutting conditions (laser conditions). It is considered that the value of W1/W2 can be increased by minimizing the portion of the positive electrode core that melts during cutting.
  • the positive electrode core is less likely to melt and the value of W1/W2 can be easily increased. Conceivable.
  • the amount of Mn contained in the aluminum alloy foil forming the positive electrode core is preferably 0.5 to 2% by mass.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the positive electrode plate according to Modification 1 corresponding to FIG. 4.
  • the positive electrode active material layer 4b is formed on both surfaces of the positive electrode core body 104a made of aluminum or aluminum alloy. Further, in the positive electrode core body 104a, the positive electrode protective layer 4c is formed on both surfaces near the end of the positive electrode active material layer 4b.
  • a thick portion 104x is formed at an end portion which is a cut portion of the positive electrode core body 104a.
  • the non-melted portion (first region) 104y that was not melted at the time of cutting extends from the portion of the positive electrode core body 104a where the positive electrode active material layers 4b are formed to the inside of the thick portion 104x.
  • a melt-solidified portion (second region) 104z is formed outside the non-melted portion (first region) 104y.
  • the melted and solidified portion (second region) 104z is a portion where the positive electrode core body 104a is melted and solidified by irradiation with energy rays.
  • a boundary 800 between the non-melting portion 104y and the melting and solidifying portion 104z is formed inside the thick portion 104x.
  • the thick portion 104x has a flat shape in a cross section along the thickness direction of the positive electrode core body 104a and perpendicular to the direction in which the cut portion extends.
  • the width W3 of the thick portion 104x is larger than the thickness T3 of the thickest portion of the thick portion 104x.
  • a flat portion 104e is formed on the upper surface of the thick portion 104x.
  • a flat portion 104f is formed on the lower surface of the thick portion 104x.
  • the cross-sectional shape of the thick portion formed in the cut portion of the positive electrode core body when the positive electrode core body is cut by the irradiation of energy rays becomes closer to a sphere as the melting portion of the positive electrode core body is larger.
  • melting of the positive electrode core body is suppressed to a necessary minimum, and the cross-sectional shape of the thick portion is flat, as in Modification 1.
  • the cross-sectional shape of the thick portion is a flat shape, as compared with the case where the cross-sectional shape of the thick portion is spherical, it becomes difficult for the thick portion to contact an adjacent separator, so the thick portion from the positive electrode core body Desorption can be suppressed more effectively.
  • the core body made of aluminum or aluminum alloy is used as the positive electrode core body is shown, but the core body made of aluminum or aluminum alloy may be used as the negative electrode core body. Further, the core may be made of metal, and may be made of copper or copper alloy.
  • the protective layer is not an essential configuration.
  • the protective layer may not be provided.
  • the number of wound electrode bodies may be one, or three or more.
  • the electrode body may be a laminated type electrode body.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector each include two parts
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may each include one part.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are each a single component, after connecting the positive electrode tab group and the negative electrode tab group to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector respectively, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector Is preferably connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal attached to the sealing plate, respectively.
  • Known materials can be used for the positive electrode plate, the negative electrode plate, the separator, the electrolyte, and the like.
  • Negative electrode tab 50A Negative electrode tab group 500... Negative electrode original plate 501... Negative electrode original plate after tab formation 502... Final negative electrode original plate 6... Positive electrode current collector 6a... First positive electrode current collector 6b... Second positive electrode current collector 6c... Thin portion 6d... Current collector opening 6e ... Current collector through hole 7... Positive electrode terminal 8... Negative electrode current collector 8a... First negative electrode current collector 8b... Second negative electrode current collector 8c... Thin portion 8d... ..Current collector opening 9... Negative electrode terminal 10... External insulating member 11... Internal insulating member 11a... Liquid injection opening 11b... Cylindrical portion 12... External insulating member 13... Inner side insulating member 14... Electrode holder 15... Electrolyte injection hole 16...
  • Sealing member 17 Gas exhaust valves 60, 61, 62, 63... Joining parts 104a... Positive electrode core body 104e, 104f... Flat part 104x... Thick part 104y... Non-melting part (first region) 104z: Melting and solidifying section (second area) 800...boundary 204a... Core body 204x... Thick portion 204y... Non-melting portion (first region) 204z: Melting and solidifying section (second area) 900... boundary

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Abstract

正極芯体（４ａ）上に形成された正極活物質層（４ｂ）とを有する正極板であって、正極芯体（４ａ）の端辺に正極芯体（４ａ）において両面に正極活物質層（４ｂ）が形成された部分の厚みよりも大きな厚みを有する肉厚部（４ｘ）が形成され、正極芯体（４ａ）において両面に正極活物質層（４ｂ）が形成された部分から肉厚部（４ｘ）内に延びる第１領域（４ｙ）と、肉厚部（４ｘ）において第１領域（４ｙ）の外側に位置する第２領域（４ｚ）を有し、第１領域（４ｙ）を構成する金属の結晶粒の最大径の平均が第２領域（４ｚ）を構成する金属の結晶粒の最大径の平均よりも小さく、正極芯体（４ａ）の厚み方向に沿った断面であり正極芯体（４ａ）の端辺が延びる方向に対して垂直な断面において、肉厚部（４ｘ）の内部に位置する第１領域（４ｙ）の幅Ｗ１の肉厚部（４ｘ）の幅Ｗ２に対する割合（Ｗ１／Ｗ２）が０．１５以上である。

Description

電極板及びその製造方法、二次電池及びその製造方法
　本開示は、電極板及びその製造方法、二次電池及びその製造方法に関する。
　電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池等の二次電池が使用されている。
　これらの二次電池では、開口を有する有底筒状の外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが構成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が電解質と共に収容される。封口板には正極端子及び負極端子が取り付けられる。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
　このような二次電池として、複数の正極タブを有する帯状の正極板と、複数の負極タブを有する帯状の負極板とを、帯状のセパレータを介して巻回した偏平状の巻回電極体を備えた二次電池が提案されている（下記特許文献１）。
　また、正極板ないし負極板を連続発振型レーザーで切断することにより、正極板ないし負極板を構成する芯体（集電箔）の切断部に芯体の厚みよりも厚みの大きい曲面部が形成される技術が提案されている（下記特許文献２）。
特開２０１６－１１５４０９号公報 特開２０１６－３３９１２号公報
　本開示は、信頼性の高い電極板及び二次電池を提供することを一つの目的とする。
　本開示の一形態に係る電極板は、
　金属製の芯体と、前記芯体上に形成された活物質層と、を有する電極板であって、
　前記芯体は、前記芯体の端辺に、前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分の厚みよりも大きな厚みを有する肉厚部を有し、
　前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分から前記肉厚部内に延びる第１領域と、前記肉厚部において前記第１領域の外側に位置する第２領域を有し、
　前記第１領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均が、前記第２領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均よりも小さく、
　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記端辺が延びる方向に対して垂直な断面において、前記肉厚部の内部に位置する前記第１領域の幅Ｗ１の前記肉厚部の幅Ｗ２に対する割合（Ｗ１／Ｗ２）が、０．１５以上である。
　電極原板をレーザー等のエネルギー線の照射により切断した場合、エネルギー線の照射により芯体が溶融し、溶融した部分は凝固する。溶融した芯体は表面張力により丸まった状態で凝固するため、芯体の切断部には、芯体の中央領域よりも厚みの厚い肉厚部が生じる。
　図１１は、レーザー等のエネルギー線の照射により切断された電極板の切断部近傍の断面図である。芯体２０４ａの切断部には、芯体２０４ａの中央領域の厚みよりも厚みの大きい肉厚部２０４ｘが形成されている。肉厚部２０４ｘは、切断時に芯体２０４ａが溶融し凝固した溶融凝固部２０４ｚにより構成される。切断時に芯体２０４ａにおいて溶融しなかった非溶融部２０４ｙと溶融凝固部２０４ｚの境界９００は、肉厚部２０４ｘの付け根部分に形成される。また、芯体２０４ａの厚み方向に沿った断面であり切断部が延びる方向に対して垂直な断面において、境界９００の長さは、芯体２０４ａの中央領域における芯体２０４ａの厚みと略同じとなっている。このような状態であると、境界９００を境に溶融凝固部２０４ｚが、芯体２０４ａから脱離し易くなる。そして、芯体２０４ａから脱離した溶融凝固部２０４ｚが、セパレータを損傷させ、正極板と負極板の短絡の原因となる可能性がある。
　本開示の一形態に係る電極板の構成によると、第１領域と第２領域の境界が肉厚部内に形成されることにより、芯体の端部に形成された肉厚部が芯体から脱離し難い構成となる。よって、正極板と負極板の短絡が抑制された信頼性の高い二次電池を提供することができる。
　電極原板の切断時に、芯体において溶融しなかった領域である非溶融部と、芯体において溶融し凝固した領域である溶融凝固部では、それぞれを構成する金属の結晶粒の大きさが異なる。なお、本開示においては、非溶融部である第１領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均が、溶融凝固部である第２領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均よりも小さくする。ここで、第１領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均とは、第１領域を構成する金属の結晶粒を複数個観測し、各結晶粒において径が最も大きい部分の径を測定し、その平均値を算出したものである。第２領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均とは、第２領域を構成する金属の結晶粒を複数個観測し、各結晶粒において径が最も大きい部分の径を測定し、その平均値を算出したものである。
　本開示の一形態に係る二次電池は、前記電極板と、前記電極板とは極性の異なる他の電極板と、を備える。
　本開示の一形態に係る電極板の製造方法は、
　金属製の芯体と、前記芯体上に形成された活物質層と、を有する電極板の製造方法であって、
　前記芯体上に前記活物質層を形成する活物質層形成工程と、
　前記芯体をレーザー切断するレーザー切断工程と、を有し、
　前記レーザー切断工程の後、前記芯体は、前記芯体の切断部に、前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分の厚みよりも大きな厚みを有する肉厚部を有し、
　前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分から前記肉厚部内に延びる第１領域と、前記肉厚部において前記第１領域の外側に位置する第２領域を有し、
　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記切断部が延びる方向に対して垂直な断面において、前記肉厚部の内部に位置する前記第１領域の幅Ｗ１の前記肉厚部の幅Ｗ２に対する割合（Ｗ１／Ｗ２）が、０．１５以上であり、
　前記第１領域は、前記レーザー切断工程において溶融しなかった非溶融部であり、
　前記第２領域は、前記レーザー切断工程において溶融した後凝固した溶融凝固部である。
　本開示の一形態に係る電極板の製造方法によると、芯体の切断部に形成された肉厚部が芯体から脱離し難い構成となる。よって、正極板と負極板の短絡が抑制された信頼性の高い二次電池を提供することができる。なお、本開示の一形態に係る二次電池の製造方法は、上述の方法により製造された電極板と、前記電極板とは極性の異なる他の電極板と、を備えた二次電池の製造方法である。
　本開示によると、信頼性の高い電極板及びそれを用いた二次電池を提供できる。
実施形態に係る二次電池の斜視図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 （ａ）は正極原板の平面図である。（ｂ）はタブ形成後の正極原板の平面図である。（ｃ）は最終正極原板の平面図である。（ｄ）は正極板の平面図である。 図３（ｄ）のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面の断面図である。 （ａ）は負極原板の平面図である。（ｂ）はタブ形成後の負極原板の平面図である。（ｃ）は最終負極原板の平面図である。（ｄ）は負極板の平面図である。 実施形態に係る巻回電極体の平面図である。 第２正極集電体に正極タブ群を接続し、第２負極集電体に負極タブ群を接続した状態を示す図である。 第１正極集電体及び第１負極集電体を取り付けた後の封口板の電極体側の面を示す図である。 第１正極集電体に第２正極集電体を取り付け、第１負極集電体に第２負極集電体を取り付けた後の封口板の電極体側の面を示す図である。 変形例１に係る図４に対応する断面図である。 参考例に係る図４に対応する断面図である。
　実施形態に係る二次電池としての角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に限定されない。
　図１及び図２に示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケース１００を備える。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましい。角形外装体１内には、正極板と負極板を含む巻回電極体３が電解質と共に収容されている。
　巻回電極体３の封口板２側の端部には、複数の正極タブ４０からなる正極タブ群４０Ａと、複数の負極タブ５０からなる負極タブ群５０Ａが設けられている。正極タブ群４０Ａは第２正極集電体６ｂ及び第１正極集電体６ａを介して正極端子７に電気的に接続されている。負極タブ群５０Ａは第２負極集電体８ｂ及び第１負極集電体８ａを介して負極端子９に電気的に接続されている。第１正極集電体６ａと第２正極集電体６ｂが正極集電体６を構成している。なお、正極集電体６を一つの部品としてもよい。第１負極集電体８ａと第２負極集電体８ｂが負極集電体８を構成している。なお、負極集電体８を一つの部品としてもよい。
　第１正極集電体６ａ、第２正極集電体６ｂ及び正極端子７は金属製であることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることがより好ましい。正極端子７と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置されている。第１正極集電体６ａ及び第２正極集電体６ｂと封口板２の間には樹脂製の内部側絶縁部材１１が配置されている。
　第１負極集電体８ａ、第２負極集電体８ｂ及び負極端子９は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることがより好ましい。また、負極端子９は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分と、銅又は銅合金からなる部分を有するようにすることが好ましい。この場合、銅又は銅合金からなる部分を第１負極集電体８ａに接続し、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部分を封口板２よりも外部側に突出するようにすることが好ましい。負極端子９と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１２が配置されている。第１負極集電体８ａ及び第２負極集電体８ｂと封口板２の間には樹脂製の内部側絶縁部材１３が配置されている。
　巻回電極体３と角形外装体１の間には樹脂製の絶縁シートからなる電極体ホルダー１４が配置されている。電極体ホルダー１４は、樹脂製の絶縁シートが袋状又は箱状に折り曲げ成形されたものであることが好ましい。封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電解液注液孔１５は封止部材１６で封止されている。封口板２には、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったときに破断し電池ケース１００内のガスを電池ケース１００外に排出するガス排出弁１７が設けられている。
　　次に角形二次電池２０の製造方法及び各構成の詳細を説明する。
　[正極板]
　まず、正極板の製造方法を説明する。
　［正極活物質層スラリーの作製］
　正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電材としての炭素材料、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）をリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質層スラリーを作製する。
　［正極保護層スラリーの作製］
　アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４ となるように混練し、保護層スラリーを作製
する。
　［正極活物質層及び正極保護層の形成］
　正極芯体としてアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔の両面に、上述の方法で作製した正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーをダイコータにより塗布する。このとき、正極芯体の幅方向の中央に正極活物質層スラリーが塗布される。また、正極活物質層スラリーが塗布される領域の幅方向の両端に正極保護層スラリーが塗布されるようにする。
　正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーが塗布された正極芯体を乾燥させ、正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去する。これにより正極活物質層及び保護層が形成される。その後、一対のプレスローラの間を通過させることにより、正極活物質層を圧縮して正極原板４００とする。
　図３（ａ）は、上述の方法で作製された正極原板４００の平面図である。帯状の正極芯体４ａの両面には、正極芯体４ａの長手方向に沿って正極活物質層４ｂが形成されている。正極芯体４ａにおいて、正極活物質層４ｂが形成された領域の幅方向の両端部には正極保護層４ｃが形成されている。そして、正極原板４００の幅方向の両端部には、正極原板４００の長手方向に沿って正極芯体露出部４ｄが形成されている。なお、正極活物質層４ｂの厚みは、正極保護層４ｃの厚みよりも大きいことが好ましい。
　図３（ｂ）は、タブ形成後の正極原板４０１の平面図である。正極原板４００の正極芯体露出部４ｄを所定形状に切断することにより、タブ形成後の正極原板４０１を作製する。正極原板４００の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができる。タブ形成後の正極原板４０１においては、タブ形成後の正極原板４０１の幅方向の両端に、タブ形成後の正極原板４０１の長手方向に沿って複数の正極タブ４０が形成される。なお、正極タブ４０は正極芯体露出部４ｄからなる。図３（ｂ）に示すように、正極タブ４０の根元、及び隣接する正極タブ４０同士の間に形成されるタブ形成後の正極原板４０１の端部に、正極保護層４ｃが残るように正極原板４００を切断することが出来る。なお、正極保護層４ｃは必須の構成ではなく、省略することもできる。また、正極活物質層４ｂが形成された部分を切断し、隣接する正極タブ４０同士の間に形成されるタブ形成後の正極原板４０１の端辺に、正極保護層４ｃが残らないようにしてもよい。なお、正極原板４００をエネルギー線の照射により切断し、正極タブ４０を形成することが好ましい。
　正極原板４００をレーザーを用いて切断する場合は、レーザーの出力は、１００Ｗ～１５００Ｗであることが好ましく、５５０Ｗ～１０００Ｗであることがより好ましく、６００Ｗ～１０００Ｗであることがさらに好ましい。レーザーの走査速度は１００ｍｍ／ｓ～５０００ｍｍ／ｓであることが好ましい。但し、これに限定されない。連続発振（ＣＷ）レーザーを用いてもよいし、パルスレーザーを用いてもよい。
　図３（ｃ）は、最終正極原板４０２の平面図である。タブ形成後の正極原板４０１の長手方向に沿って、タブ形成後の正極原板４０１を幅方向における中央部で切断する。これにより、幅方向の大きさが正極板４の大きさである最終正極原板４０２となる。即ち最終正極原板４０２は、長さ方向について正極板４の長さに切断する前の状態である。
　図３（ｄ）は、正極板４の平面図である。最終正極原板４０２を所定長さに切断することにより、正極板４とする。なお、生産性をより向上させるためには、後述する巻回電極体の作製工程において最終正極原板４０２を切断することが好ましい。即ち、巻回電極体を巻回しながら、あるいは巻回した後に、巻き終り端部となる部分を切断することが好ましい。なお、正極板４において、正極タブ４０が形成される第１端辺４Ａ以外の３つの端辺（正極板４の長手方向に延びる端辺であって第１端辺４Ａと反対側の端辺、及び正極板４の短手方向に延びる二つの端辺）は、金型やカッター（裁断刃）等のエネルギー線の照射以外の方法で切断することが好ましい。正極板４において、正極タブ４０が形成される第１端辺４Ａ以外の３つの端辺に位置する正極芯体４ａの端部には肉厚部４ｘは形成されていないようにできる。
　より高出力な二次電池とするため、巻回電極体３においては、正極板４の各層毎に正極タブ４０が設けられることが好ましい。即ち、正極板４の積層数と正極タブ４０の積層数が同じ、あるいは略同じであることが好ましい。したがって、図３（ｄ）に示すように、正極板４においては、正極タブ４０同士が近い距離（Ｄ１）をおいて配置された部分と、正極タブ４０同士が遠い距離（Ｄ２）をおいて配置された部分が存在する。そして、巻回電極体３において巻回中心から巻回外側（外周側）に向かって径が大きくなる。したがって、正極タブ４０を積層した場合に、それぞれの正極タブ４０の位置が揃うようにするため、正極板４の巻き始め端部から巻き終わり端部に向かって、距離Ｄ１及び距離Ｄ２はそれぞれ徐々に大きくなるように設定することが好ましい。なお、後述する負極タブ５０についても同様である。
　図４は、図３（ｄ）のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図であり、正極板４において正極タブ４０が設けられた第１端辺４Ａ近傍の断面図である。図４に示すように、正極板４の第１端辺４Ａ近傍は、正極芯体４ａにおいて正極活物質層４ｂが形成されていない活物質層非形成領域を有する。活物質層非形成領域において、正極活物質層４ｂと隣接する部分には、正極保護層４ｃが形成されている。
　正極芯体４ａの端部には、正極芯体４ａにおいて両面に正極活物質層４ｂが形成された部分の厚みＴ１よりも厚みの大きい肉厚部４ｘが形成されている。肉厚部４ｘにおいて最も厚みが大きい部分の厚みはＴ２である。
　肉厚部４ｘは、レーザー等のエネルギー線の照射により正極芯体４ａが溶融し、その後、溶融した正極芯体４ａが凝固することにより形成される。
　ここで、正極芯体４ａにおいてエネルギー線の照射により溶融しない部分を非溶融部（第１領域）４ｙとする。また、正極芯体４ａにおいてエネルギー線の照射により溶融し、凝固した部分を、溶融凝固部（第２領域）４ｚとする。
　図４に示すように、正極芯体４ａにおいて両面に正極活物質層４ｂが形成されている領域から肉厚部４ｘの内部まで第１領域４ｙが延びていることが好ましい。肉厚部４ｘの内部に第１領域４ｙが位置し、その外側に第２領域４ｚが位置していることが好ましい。
　図４に示す断面、即ち、正極芯体４ａの厚み方向に沿った断面であり正極芯体４ａの端辺が延びる方向に対して垂直な断面において、肉厚部４ｘの内部に位置する非溶融部（第１領域）４ｙの幅Ｗ１の肉厚部４ｘの幅Ｗ２に対する割合（Ｗ１／Ｗ２）が、０．１５以上であることが好ましい。このような構成であると、非溶融部（第１領域）４ｙと溶融凝固部（第２領域）４ｚの境界６００が肉厚部４ｘの内部に配置されることにより、溶融凝固部（第２領域）４ｚが正極芯体４ａから脱落し難くなる。Ｗ１／Ｗ２は、０．２以上であることがより好ましく、０．３以上であることがさらに好ましい。Ｗ１／Ｗ２は、０．８以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましい。
　図４に示す断面において、境界６００の長さは、正極芯体４ａにおいて両面に正極活物質層４ｂが形成されている部分の厚みＴ１の１．５倍以上であることが好ましい。このような構成であると、溶融凝固部（第２領域）４ｚが正極芯体４ａからより脱落し難くなる。
　正極芯体４ａにおいて両面に正極活物質層４ｂが形成された部分の厚みをＴ１とし、　肉厚部４ｘにおいて最も厚みの大きい分部の厚みをＴ２としたとき、Ｔ２／Ｔ１の値が、１．１～４．０であることが好ましく、１．１～２．５がより好ましい。このような構成であると、肉厚部４ｘが隣接するセパレータと接触し難くなるため、溶融凝固部（第２領域）４ｚが正極芯体４ａからより脱落し難くなる。
　図４に対応する断面において、非溶融部（第１領域）４ｙを構成する金属の結晶粒の最大径の平均は、溶融凝固部（第２領域）４ｚを構成する金属の結晶粒の最大径の平均よりも小さい。
　非溶融部４ｙを構成する金属の結晶粒の最大径の平均は、図４に対応する断面において、非溶融部４ｙを構成する金属の結晶粒を複数個観察することにより算出される。具体的には、非溶融部４ｙを構成する金属の各結晶粒において径が最も大きい部分の径をそれぞれ測定し、その平均値を算出し、結晶粒の最大径の平均とする。
　第２領域４ｚを構成する金属の結晶粒の最大径の平均は、図４に対応する断面において、第２領域４ｚを構成する金属の結晶粒を複数個観察することにより算出される。具体的には、第２領域４ｚを構成する金属の各結晶粒において径が最も大きい部分の径をそれぞれ測定し、その平均値を算出し、結晶粒の最大径の平均とする。
　非溶融部（第１領域）４ｙを構成する金属の結晶粒の最大径の平均は、例えば２～２０μｍとすることができる。溶融凝固部（第２領域）４ｚを構成する金属の結晶粒の最大径の平均は、例えば５～３０μｍとすることができる。但し、これに限定されない。
　[負極板]
　次に、負極板の製造方法を説明する。
［負極活物質層スラリーの作製］
　負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練し、負極活物質層スラリーを作製する。
　［負極活物質層の形成］
　負極芯体としての厚さ８μｍの銅箔の両面に、上述の方法で作製した負極活物質層スラリーをダイコータにより塗布する。
　負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去する。これにより負極活物質層が形成される。その後、一対のプレスローラの間を通過させることにより、負極活物質層を圧縮して負極原板５００とする。
　図５（ａ）は、上述の方法で作製された負極原板５００の平面図である。帯状の負極芯体５ａの両面には、負極芯体５ａの長手方向に沿って負極活物質層５ｂが形成されている。そして、負極原板５００の幅方向の両端部には、負極原板５００の長手方向に沿って負極芯体露出部５ｃが形成されている。
　図５（ｂ）は、タブ形成後の負極原板５０１の平面図である。タブ形成後の負極原板５０１の負極芯体露出部５ｃを所定形状に切断することにより、タブ形成後の負極原板５０１を作製する。負極原板５００の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができる。タブ形成後の負極原板５０１においては、タブ形成後の負極原板５０１の幅方向の両端に、タブ形成後の負極原板５０１の長手方向に沿って複数の負極タブ５０が形成される。なお、負極タブ５０は負極芯体露出部５ｃからなる。なお、負極原板５００をエネルギー線の照射により切断し、負極タブ５０を形成することが好ましい。
　図５（ｃ）は、最終負極原板５０２の平面図である。タブ形成後の負極原板５０１の長手方向に沿って、タブ形成後の負極原板５０１を幅方向における中央部で切断する。これにより、幅方向の大きさが負極板５の大きさである最終負極原板５０２となる。即ち最終負極原板５０２は、長さ方向について負極板５の長さに切断する前の状態である。
　図５（ｄ）は、負極板５の平面図である。最終負極原板５０２を所定長さに切断することにより、負極板５とする。なお、生産性をより向上させるためには、後述する巻回電極体の作製工程において最終負極原板５０２を切断することが好ましい。即ち、巻回電極体を巻回しながら、あるいは巻回した後に、巻き終り端部となる部分を切断することが好ましい。
　[巻回電極体の作製]
　上述の方法で作製した正極板４及び負極板５を、ポリオレフィン製の帯状のセパレータ７０を介して巻回し、偏平状の巻回電極体３を製造する。なお、上述の通り、最終正極原板４０２の一方端と、最終負極原板５０２の一方端を巻き取り機に供給し、巻回中あるいは巻回後に、最終正極原板４０２と最終負極原板５０２を所定の位置で切断することが好ましい。
　図６は、巻回電極体３の平面図である。巻回電極体３において、巻回軸が延びる方向における一つの端部には、複数の正極タブ４０からなる正極タブ群４０Ａと、複数の負極タブ５０からなる負極タブ群５０Ａが設けられる。
巻回電極体３において、正極板４の積層数をＮ１（層）としたとき、積層される正極タブ４０の枚数は０．８×Ｎ１以上であることが好ましく、０．９×Ｎ１以上であることがより好ましい。
　巻回電極体３において、負極板５の積層数をＮ２（層）としたとき、積層される負極タブ５０の枚数は０．８×Ｎ２以上であることが好ましく、０．９×Ｎ２以上であることがより好ましい。
　[集電体とタブの接続]
　図７に示すように、二つの巻回電極体３の正極タブ群４０Ａを第２正極集電体６ｂに接続すると共に、二つの巻回電極体３の負極タブ群５０Ａを第２負極集電体８ｂに接続する。正極タブ群４０Ａは第２正極集電体６ｂに接合されて接合部６０が形成される。負極タブ群５０Ａは第２負極集電体８ｂに接合されて接合部６１が形成される。接合方法としては、超音波溶接（超音波接合）、抵抗溶接、レーザー溶接等を用いることができる。
　第２正極集電体６ｂには、薄肉部６ｃが形成され、薄肉部６ｃ内には集電体開口６ｄが形成されている。この薄肉部６ｃにおいて、第２正極集電体６ｂは第１正極集電体６ａに接合される。第２正極集電体６ｂには、封口板２の電解液注液孔１５と対向する位置に集電体貫通穴６ｅが形成されている。第２負極集電体８ｂには、薄肉部８ｃが形成され、薄肉部８ｃ内には集電体開口８ｄが形成されている。この薄肉部８ｃにおいて、第２負極集電体８ｂは第１負極集電体８ａに接合される。
　[封口板への各部品取り付け] 
　図８は、各部品を取り付けた封口板２の電池内部側の面を示す図である。封口板２への各部品取り付けは次のように行われる。
　封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材１０を配置する。封口板２の正極端子挿入孔２ａの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材１１及び第１正極集電体６ａを配置する。そして、正極端子７を電池外部側から、外部側絶縁部材１０の貫通孔、封口板２の正極端子挿入孔２ａ、内部側絶縁部材１１の貫通孔及び第１正極集電体６ａの貫通孔に挿入し、正極端子７の先端を第１正極集電体６ａ上にカシメる。これにより、正極端子７及び第１正極集電体６ａが封口板２に固定される。なお、正極端子７においてカシメられた部分と第１正極集電体６ａを溶接することが好ましい。
　封口板２の負極端子挿入孔２ｂの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材１２を配置する。封口板２の負極端子挿入孔２ｂの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材１３及び第１負極集電体８ａを配置する。そして、負極端子９を電池外部側から、外部側絶縁部材１２の貫通孔、封口板２の負極端子挿入孔２ｂ、内部側絶縁部材１３の貫通孔及び第１負極集電体８ａの貫通孔に挿入し、負極端子９の先端を第１負極集電体８ａ上にカシメる。これにより、負極端子９及び第１負極集電体８ａが封口板２に固定される。なお、負極端子９においてカシメられた部分と第１負極集電体８ａを溶接することが好ましい。
　内部側絶縁部材１１において、封口板２に設けられた電解液注液孔１５と対向する部分には、注液開口１１ａが設けられている。また、注液開口１１ａの縁部には筒状部１１ｂが設けられている。
　［第１集電体と第２集電体の接続］
　図９は、第１正極集電体６ａに第２正極集電体６ｂを取り付け、第１負極集電体８ａに第２負極集電体８ｂを取り付けた後の封口板２の電池内部側の面を示す図である。
正極タブ群４０Ａが接続された第２正極集電体６ｂを、その一部が第１正極集電体６ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１１上に配置する。そして、薄肉部６ｃにレーザー照射することにより、第２正極集電体６ｂと第１正極集電体６ａを接合する。これにより接合部６２が形成される。また、負極タブ群５０Ａが接続された第２負極集電体８ｂを、その一部が第１負極集電体８ａと重なるようにして、内部側絶縁部材１３上に配置する。そして、薄肉部８ｃにレーザー照射することにより、第２負極集電体８ｂと第１負極集電体８ａを接合する。これにより接合部６３が形成される。
　［二次電池の作製］
　図９における一方の巻回電極体３の上面と他方の巻回電極体３の上面とが直接ないし他の部材を介して接するように二つの正極タブ群４０Ａ及び二つの負極タブ群５０Ａを湾曲させる。これにより、二つの巻回電極体３を一つに纏める。そして、二つの巻回電極体３を、箱状ないし袋状に成形した絶縁シートからなる電極体ホルダー１４内に配置する。
　一方の正極タブ群４０Ａと他方の正極タブ群４０Ａとは、それぞれ異なる向きに湾曲した状態となる。また、一方の負極タブ群５０Ａと他方の負極タブ群５０Ａとは、それぞれ異なる向きに湾曲した状態となる。
　電極体ホルダー１４で包まれた二つの巻回電極体３を角形外装体１に挿入する。そして、封口板２と角形外装体１を溶接し、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。そして、封口板２に設けられた電解液注液孔１５を通じて角形外装体１内に電解液を注液する。その後、電解液注液孔１５をブラインドリベット等の封止部材１６により封止する。これにより角形二次電池２０が完成する。
　以下の方法でサンプル１～７に係る正極板を作製した。
　[サンプル１]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム３００３材（Ａ３００３）からなる厚み１５μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力６００Ｗ、走査速度４０００ｍｍ／ｓ、スポット径１９．３μｍとした。
　その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル１の正極板とした。
　[サンプル２]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム３００３材（Ａ３００３）からなる厚み１５μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力９００Ｗ、走査速度４０００ｍｍ／ｓ、スポット径１９．３μｍとした。
　その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル２の正極板とした。
　[サンプル３]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム１０８５材（Ａ１０８５）からなる厚み１５μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力６００Ｗ、走査速度４０００ｍｍ／ｓ、スポット径１９．３μｍとした。
　その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル３の正極板とした。
　[サンプル４]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム１０８５材（Ａ１０８５）からなる厚み１５μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力９００Ｗ、走査速度４０００ｍｍ／ｓ、スポット径１９．３μｍとした。　
その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル４の正極板とした。
　[サンプル５]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム３００３材（Ａ３００３）からなる厚み１５μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力９００Ｗ、走査速度４０００ｍｍ／ｓ、スポット径３０．２μｍとした。　
その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル５の正極板とした。
　[サンプル６]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム３００３材（Ａ３００３）からなる厚み１５μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力９００Ｗ、走査速度２０００ｍｍ／ｓ、スポット径３０．２μｍとした。　
その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル６の正極板とした。
　[サンプル７]
　正極芯体として日本工業規格ＪＩＳアルミニウム３００３材（Ａ３００３）からなる厚み２０μｍのアルミニウム合金箔を用いて上述の方法で正極原板を作製した。
　そして、この正極原板を、連続発振型レーザーを用いて切断し、タブ形成後の正極原板を作製した。なお、レーザーの条件は、出力９００Ｗ、走査速度４０００ｍｍ／ｓ、スポット径３０．２μｍとした。　
その後、その後カッターを用いてタブ形成後の正極原板を所定サイズに切断し、サンプル７の正極板とした。
　サンプル１～７の正極板について、図４に対応する断面を観察し、肉厚部４ｘ内に位置する第１領域４ｙの幅Ｗ１（μｍ）、及び肉厚部４ｘの幅Ｗ２（μｍ）を測定した。各サンプルにおける正極芯体の材質、芯体の厚み、切断条件、及びＷ１／Ｗ２の値を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、正極芯体の材質、正極芯体の厚み、切断条件（レーザー条件）により、Ｗ１／Ｗ２の値を変化させることができることが分かる。切断時に正極芯体において溶融する部分を必要最小限に抑えることで、Ｗ１／Ｗ２の値を大きくすることができると考えられる。
　なお、正極芯体としては、サンプル３及び４のような純アルミニウム箔よりも、Ｍｎを含むアルミニウム合金箔を用いることにより、正極芯体が溶融し難く、Ｗ１／Ｗ２の値を大きくし易くなると考えられる。なお、正極芯体を構成するアルミニウム合金箔に含まれるＭｎの量は、０．５～２質量％であることが好ましい。
　[変形例１]
　図１０は、変形例１に係る正極板の図４に対応する断面図である。アルミニウム又はアルミニウム合金製の正極芯体１０４ａの両面には正極活物質層４ｂが形成されている。また、正極芯体１０４ａにおいて正極活物質層４ｂの端部近傍の両面には正極保護層４ｃが形成されている。正極芯体１０４ａの切断部である端部には、肉厚部１０４ｘが形成されている。切断時に溶融しなかった非溶融部（第１領域）１０４ｙは、正極芯体１０４ａにおいて両面に正極活物質層４ｂが形成された部分から、肉厚部１０４ｘの内部にまで延びている。肉厚部１０４ｘにおいて、非溶融部（第１領域）１０４ｙの外側には溶融凝固部（第２領域）１０４ｚが形成されている。溶融凝固部（第２領域）１０４ｚは、エネルギー線の照射により正極芯体１０４ａが溶融し、凝固した部分である。肉厚部１０４ｘの内部には、非溶融部１０４ｙと溶融凝固部１０４ｚの境界８００が形成されている。
　正極芯体１０４ａの厚み方向に沿った断面であり切断部が延びる方向に対して垂直な断面において、肉厚部１０４ｘは偏平形状を有する。肉厚部１０４ｘの幅Ｗ３は、肉厚部１０４ｘにおいて最も厚みの大きい部分の厚みＴ３よりも大きい。肉厚部１０４ｘの上面には平坦部１０４ｅが形成されている。肉厚部１０４ｘの下面には平坦部１０４ｆが形成されている。
　エネルギー線の照射により正極芯体を切断した際に正極芯体の切断部に形成される肉厚部の断面形状は、正極芯体において溶融する部分が大きいほど球状に近づくと考えられる。上述のサンプル１及び２の正極板では、正極芯体の溶融が必要最小限に抑えられており、変形例１のように、肉厚部の断面形状が偏平形状となっている。
肉厚部の断面形状が偏平形状であると、肉厚部の断面形状が球状である場合と比較し、肉厚部が隣接するセパレータと接触し難くなるため、正極芯体から肉厚部が脱離することをより効果的に抑制できる。
　≪その他≫
　上述の実施形態においては正極芯体としてアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯体を用いる例を示したが、負極芯体としてアルミニウム又はアルミニウム合金製の芯体を用いてもよい。また、芯体は金属製であればよく、銅又は銅合金製であってもよい。
　上述の実施形態においては正極板に保護層を設ける例を示したが、保護層は必須の構成ではない。保護層を設けなくてもよい。
　上述の実施形態においては、電池ケース内に二つの巻回電極体を配置する例を示したが、巻回電極体は一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。また、電極体は積層型の電極体であってもよい。
　上述の実施形態においては、正極集電体及び負極集電体がそれぞれ二つの部品からなる例を示したが、正極集電体及び負極集電体はそれぞれ一つの部品から構成されてもよい。正極集電体と負極集電体がそれぞれ一つの部品である場合、正極集電体と負極集電体にそれぞれ正極タブ群と負極タブ群を接続した後、正極集電体と負極集電体を封口板に取り付けられた正極端子と負極端子にそれぞれ接続することが好ましい。
　正極板、負極板、セパレータ、及び電解質等に関しては、公知の材料を用いることができる。
２０・・・角形二次電池
１・・・角形外装体　
２・・・封口板
　２ａ・・・正極端子挿入孔　
　２ｂ・・・負極端子挿入孔
１００・・・電池ケース
３・・・巻回電極体
４・・・正極板
　４Ａ・・・第１端辺
　４ａ・・・正極芯体
　４ｂ・・・正極活物質層
　４ｃ・・・正極保護層
　４ｄ・・・正極芯体露出部
　４ｘ・・・肉厚部
　４ｙ・・・非溶融部（第１領域）
　４ｚ・・・溶融凝固部（第２領域）
６００・・・境界
４０・・・正極タブ
　４０Ａ・・・正極タブ群
４００・・・正極原板
４０１・・・タブ形成後の正極原板
４０２・・・最終正極原板
５・・・負極板
　５ａ・・・負極芯体
　５ｂ・・・負極活物質層
　５ｃ・・・負極芯体露出部
　５０・・・負極タブ
　５０Ａ・・・負極タブ群
５００・・・負極原板
５０１・・・タブ形成後の負極原板
５０２・・・最終負極原板
６・・・正極集電体
　６ａ・・・第１正極集電体
　６ｂ・・・第２正極集電体
　６ｃ・・・薄肉部
　６ｄ・・・集電体開口
　６ｅ・・・集電体貫通穴
７・・・正極端子
８・・・負極集電体
　８ａ・・・第１負極集電体
　８ｂ・・・第２負極集電体
　８ｃ・・・薄肉部
　８ｄ・・・集電体開口
９・・・負極端子
１０・・・外部側絶縁部材
１１・・・内部側絶縁部材
　１１ａ・・・注液開口
　１１ｂ・・・筒状部
１２・・・外部側絶縁部材
１３・・・内部側絶縁部材
１４・・・電極体ホルダー
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止部材
１７・・・ガス排出弁
６０、６１、６２、６３・・・接合部
　１０４ａ・・・正極芯体
　１０４ｅ、１０４ｆ・・・平坦部
　１０４ｘ・・・肉厚部
　１０４ｙ・・・非溶融部（第１領域）
　１０４ｚ・・・溶融凝固部（第２領域）
８００・・・境界

　２０４ａ・・・芯体
　２０４ｘ・・・肉厚部
　２０４ｙ・・・非溶融部（第１領域）
　２０４ｚ・・・溶融凝固部（第２領域）
９００・・・境界

Claims (10)

  1. 　金属製の芯体と、前記芯体上に形成された活物質層と、を有する電極板であって、
    　前記芯体は、前記芯体の端辺に、前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分の厚みよりも大きな厚みを有する肉厚部を有し、
    　前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分から前記肉厚部内に延びる第１領域と、前記肉厚部において前記第１領域の外側に位置する第２領域を有し、
    　前記第１領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均が、前記第２領域を構成する金属の結晶粒の最大径の平均よりも小さく、
    　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記端辺が延びる方向に対して垂直な断面において、前記肉厚部の内部に位置する前記第１領域の幅Ｗ１の前記肉厚部の幅Ｗ２に対する割合（Ｗ１／Ｗ２）が、０．１５以上である電極板。
  2. 　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記端辺が延びる方向に対して垂直な断面において、前記第１領域と前記第２領域の境界の長さは、前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分の厚みの１．５倍以上である請求項１に記載の電極板。
  3. 　前記芯体は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である請求項１又は２に記載の電極板。
  4. 　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記端辺が延びる方向に対して垂直な断面において、前記肉厚部の幅は、前記肉厚部の最大厚みよりも大きい請求項１～３のいずれかに記載の電極板。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の電極板と、
    　前記電極板とは極性の異なる他の電極板と、を備えた二次電池。
  6. 　金属製の芯体と、前記芯体上に形成された活物質層と、を有する電極板の製造方法であって、
    　前記芯体上に前記活物質層を形成する活物質層形成工程と、
    　前記芯体をレーザー切断するレーザー切断工程と、を有し、
    　前記レーザー切断工程の後、前記芯体は、前記芯体の切断部に、前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分の厚みよりも大きな厚みを有する肉厚部を有し、
    　前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分から前記肉厚部内に延びる第１領域と、前記肉厚部において前記第１領域の外側に位置する第２領域を有し、
    　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記切断部が延びる方向に対して垂直な断面において、前記肉厚部の内部に位置する前記第１領域の幅Ｗ１の前記肉厚部の幅Ｗ２に対する割合（Ｗ１／Ｗ２）が、０．１５以上であり、
    　前記第１領域は、前記レーザー切断工程において溶融しなかった非溶融部であり、
    　前記第２領域は、前記レーザー切断工程において溶融した後凝固した溶融凝固部である電極板の製造方法。
  7. 　前記レーザー切断工程の後、前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記切断部が延びる方向に対して垂直な断面において、前記第１領域と前記第２領域の境界の長さは、前記芯体において両面に前記活物質層が形成された部分の厚みの１．５倍以上である請求項６に記載の電極板の製造方法。
  8. 　前記芯体は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である請求項６又は７に記載の電極板の製造方法。
  9. 　前記芯体の厚み方向に沿った断面であり前記切断部が延びる方向に対して垂直な断面において、前記肉厚部の幅は、前記肉厚部の最大厚みよりも大きい請求項６～８のいずれかに記載の電極板の製造方法。
  10. 　請求項６～９のいずれかに記載の製造方法により製造された電極板と、
    前記電極板とは極性の異なる他の電極板と、を備えた二次電池の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020137715A1 (ja) * 2018-12-27 2021-11-11 三洋電機株式会社 電極板及びそれを用いた二次電池
JP2022116966A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池
JP7485643B2 (ja) 2021-11-25 2024-05-16 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 レーザー加工された正極の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010086807A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Toshiba Corp 非水電解質電池
JP2013241293A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス板のレーザ溶断方法
JP2016033912A (ja) 2014-07-30 2016-03-10 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 二次電池およびその製造方法
JP2016115409A (ja) 2014-12-11 2016-06-23 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2016219327A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
WO2018004177A1 (ko) * 2016-06-27 2018-01-04 삼성에스디아이(주) 이차 전지의 제조 방법 및 이를 이용한 이차 전지

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012174594A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Toshiba Corp 非水電解質二次電池
EP3032632B1 (en) * 2013-08-09 2020-04-08 Envision AESC Energy Devices Ltd. Secondary battery and method for manufacturing same
WO2017077698A1 (ja) * 2015-11-06 2017-05-11 三洋電機株式会社 蓄電装置用電極板及び蓄電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010086807A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Toshiba Corp 非水電解質電池
JP2013241293A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス板のレーザ溶断方法
JP2016033912A (ja) 2014-07-30 2016-03-10 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 二次電池およびその製造方法
JP2016115409A (ja) 2014-12-11 2016-06-23 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2016219327A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
WO2018004177A1 (ko) * 2016-06-27 2018-01-04 삼성에스디아이(주) 이차 전지의 제조 방법 및 이를 이용한 이차 전지

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020137715A1 (ja) * 2018-12-27 2021-11-11 三洋電機株式会社 電極板及びそれを用いた二次電池
EP3905384A4 (en) * 2018-12-27 2022-02-16 SANYO Electric Co., Ltd. FLAT ELECTRODE AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE LATTER
JP2022116966A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池
JP7275173B2 (ja) 2021-01-29 2023-05-17 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池
JP7485643B2 (ja) 2021-11-25 2024-05-16 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 レーザー加工された正極の製造方法

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