WO2023286600A1 - 円筒形電池及び円筒形電池の製造方法 - Google Patents

円筒形電池及び円筒形電池の製造方法 Download PDF

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卓 松村
友彰 忍
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三洋電機株式会社
パナソニックホールディングス株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to cylindrical batteries and methods of manufacturing cylindrical batteries.
  • Patent Document 1 there is one described in Patent Document 1 as a cylindrical battery.
  • a core of the electrode protrudes from an axial end of the electrode body, and the protruding core and the current collector plate are laser-welded.
  • the current collector plate has a pressing surface that is convex on the side facing the core body, and the pressing surface is pressed against the core body more strongly than the peripheral portion, thereby increasing the contact area between the current collector plate and the core body. ing.
  • a large longitudinal area of the elongated electrode is electrically connected to the collector plate, thereby reducing the electrical resistance between the electrode and the collector plate.
  • an object of the present disclosure is to provide a cylindrical battery in which the connection between the current collector plate and the core body is stabilized while suppressing damage to the electrode body.
  • a cylindrical battery that is one aspect of the present disclosure contains an electrode body in which a first electrode and a second electrode having different polarities are wound with a separator interposed therebetween, a non-aqueous electrolyte, and the electrode body and the non-aqueous electrolyte. Equipped with a bottomed cylindrical outer can and a sealing member that closes the opening of the outer can, and the first electrode has a core and a mixture layer laminated on at least a part of the surface of the core.
  • the protruding portion in which the core protrudes from one end surface of the electrode body in the winding axial direction, the protruding portion being arranged with a substantially constant width along the radial direction of the electrode body; and a non-welding area adjacent to the welding area, wherein the projections in the welding area have projections projecting from the central part at both ends in the width direction, and the projections are located relative to the projections in the non-welding area
  • the protruding part of the welding area is welded to the collector plate, and the collector plate is connected to the outer can or the sealing body.
  • a method for manufacturing a cylindrical battery which is one aspect of the present disclosure, includes an electrode body in which a first electrode and a second electrode having mutually different polarities are wound with a separator interposed therebetween, a non-aqueous electrolyte, and an electrode body and the non-aqueous electrolyte and a sealing member that closes the opening of the outer can, wherein the first electrode comprises a core and a mixture layer laminated on at least a part of the surface of the core.
  • the manufacturing method of the cylindrical battery comprising: folding the projecting portion radially inward; Welding regions having protrusions projecting from the central portion at both ends in the width direction perpendicular to the radial direction of the electrode body, and the protrusions being arranged closer to the center of the electrode body in the winding axial direction than the protrusions forming a non-welded region; welding a protrusion of the welded region to a current collector; and connecting the current collector to an outer can or closure.
  • the cylindrical battery according to the present disclosure it is possible to stabilize the connection between the current collector plate and the core body while suppressing damage to the electrode body.
  • FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a cylindrical battery according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view for explaining the structure of an electrode body
  • FIG. 4 is a plan view of the lower current collector plate viewed from above in the axial direction
  • FIG. 4 is a plan view of the electrode assembly before welding the lower current collector plate, viewed from below
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4
  • FIG. 5B is a view corresponding to FIG. 5A in the electrode assembly after welding the current collector plate
  • It is a figure explaining the formation method of a non-welding area.
  • FIG. 4 is a plan view of an end face of an electrode body in which a welded area and a non-welded area are formed;
  • the cylindrical battery of the present disclosure may be a primary battery or a secondary battery.
  • a battery using an aqueous electrolyte or a battery using a non-aqueous electrolyte may be used.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery (lithium ion battery) using a non-aqueous electrolyte is exemplified below as the cylindrical battery 10 of one embodiment, but the cylindrical battery of the present disclosure is not limited to this.
  • FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a cylindrical battery 10 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of an electrode body 14.
  • a cylindrical battery 10 includes a wound electrode body 14, a non-aqueous electrolyte (not shown), and a bottomed cylindrical metal outer can containing the electrode body 14 and the non-aqueous electrolyte. 15, and a sealing member 16 that closes the opening of the outer can 15.
  • the electrode body 14 has a wound structure in which a long positive electrode 11 and a long negative electrode 12 are wound with two long separators 13 interposed therebetween. Also, the positive electrode 11 protrudes above the negative electrode 12 and the separator 13 , and the negative electrode 12 protrudes below the positive electrode 11 and the separator 13 .
  • the positive electrode projecting portion 11a in which the positive electrode core is exposed without the positive electrode mixture layer 11b provided, extends in the axial direction from the end of the winding start side in the longitudinal direction of the long positive electrode 11 to the end of the winding end side. at the upper end.
  • the negative electrode 12 has the negative electrode protruding portion 12a in which the negative electrode mixture layer 12b is not provided and the negative electrode core is exposed. at the lower end of the direction. Therefore, the axially upper end of the electrode body 14 is composed of the positive electrode projecting portion 11a, and the axially lower end of the electrode body 14 is composed of the negative electrode projecting portion 12a.
  • the non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous solvent include esters, ethers, nitriles, amides, and mixed solvents of two or more thereof.
  • the non-aqueous solvent may contain halogen-substituted products in which at least part of the hydrogen atoms of these solvents are substituted with halogen atoms such as fluorine.
  • the non-aqueous electrolyte is not limited to a liquid electrolyte, and may be a solid electrolyte using a gel polymer or the like.
  • a lithium salt such as LiPF 6 is used as the electrolyte salt.
  • the positive electrode 11 has a positive electrode core and positive electrode mixture layers 11b formed on both sides of the positive electrode core.
  • a metal foil such as aluminum or an aluminum alloy that is stable in the potential range of the positive electrode 11, a film having the metal on the surface layer, or the like can be used.
  • the positive electrode mixture layer 11b contains a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.
  • the positive electrode 11 is formed by, for example, coating a positive electrode core with a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and the like, drying the coating film, and then compressing the positive electrode mixture layer 11b to form a positive electrode. It can be produced by forming on both sides of the core.
  • the positive electrode mixture layer 11b may be formed only on one side of the positive electrode core.
  • the positive electrode active material is composed mainly of a lithium-containing metal composite oxide.
  • Metal elements contained in the lithium-containing metal composite oxide include Ni, Co, Mn, Al, B, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Ga, Sr, Zr, Nb, In, Sn , Ta, W, and the like.
  • An example of a preferable lithium-containing metal composite oxide is a composite oxide containing at least one of Ni, Co, Mn and Al.
  • Carbon materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, and graphite can be exemplified as the conductive agent contained in the positive electrode mixture layer 11b.
  • the binder contained in the positive electrode mixture layer 11b include fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyimide resins, acrylic resins, and polyolefin resins. can. These resins may be used in combination with cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose (CMC) or salts thereof, polyethylene oxide (PEO), and the like.
  • the negative electrode 12 has a negative electrode core and negative electrode mixture layers 12b formed on both sides of the negative electrode core.
  • a metal foil such as copper or a copper alloy that is stable in the potential range of the negative electrode 12, a film having the metal on the surface layer, or the like can be used.
  • the negative electrode mixture layer 12b contains a negative electrode active material and a binder.
  • a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material, a binder, and the like is applied onto the negative electrode core, the coating film is dried, and then compressed to form the negative electrode mixture layer 12b on the negative electrode core. It can be produced by forming on both sides.
  • the negative electrode mixture layer 12b may be formed only on one side of the negative electrode core.
  • a carbon material that reversibly absorbs and releases lithium ions is generally used as the negative electrode active material.
  • Preferred carbon materials are graphite such as natural graphite such as flake graphite, massive graphite and earthy graphite, massive artificial graphite and artificial graphite such as graphitized mesophase carbon microbeads.
  • the negative electrode mixture layer 12b may contain a Si material containing silicon (Si) as a negative electrode active material.
  • a metal other than Si that forms an alloy with lithium, an alloy containing the metal, a compound containing the metal, or the like may be used as the negative electrode active material.
  • the binder contained in the negative electrode mixture layer 12b may be fluorine resin, PAN, polyimide resin, acrylic resin, polyolefin resin, or the like, but preferably styrene-butadiene rubber ( SBR) or its modified form is used.
  • the negative electrode mixture layer 12b may contain, for example, CMC or its salt, polyacrylic acid (PAA) or its salt, polyvinyl alcohol, etc., in addition to SBR or the like.
  • a porous sheet having ion permeability and insulation is used for the separator 13 .
  • porous sheets include microporous thin films, woven fabrics, and non-woven fabrics.
  • polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, cellulose, and the like are preferable.
  • the separator 13 may have either a single layer structure or a laminated structure.
  • a heat-resistant layer or the like may be formed on the surface of the separator 13 .
  • the cylindrical battery 10 has a metal lower current collector plate (negative electrode current collector plate) made of nickel, nickel alloy, or the like on the outer (lower) side of the electrode body 14 in the axial direction. ) 17.
  • a negative electrode protruding portion 12 a protruding from the electrode assembly 14 is joined to a lower collector plate 17 , and the lower collector plate 17 is joined to the inner surface of the bottom plate of the outer can 15 .
  • the outer can 15 to which the negative electrode projecting portion 12a is electrically connected via the lower current collector plate 17 serves as a negative electrode terminal.
  • the axial length of the negative electrode projecting portion 12a is, for example, 2 mm to 20 mm.
  • the cylindrical battery 10 is provided with an upper collector plate (positive collector plate) 18 made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy on the outer (upper) side of the electrode body 14 in the axial direction. It has an annular insulating plate 19 .
  • the upper collector plate 18 has the same shape as the lower collector plate 17 .
  • the cylindrical battery 10 further includes a sealing body 16 and connection leads 20 made of metal such as aluminum or aluminum alloy.
  • a lower end portion of the connection lead 20 is joined to the upper surface of the upper current collector plate 18 by welding or the like.
  • the connection lead 20 extends through the through hole of the insulating plate 19 toward the sealing member 16 , and the upper end of the connection lead 20 is connected to the lower surface of the filter 22 of the sealing member 16 by welding or the like.
  • a cap 26 forming a top plate of the sealing member 16 is electrically connected to the filter 22, and the cap 26 serves as a positive electrode terminal.
  • the cylindrical battery 10 further includes a resin gasket 27 arranged between the outer can 15 and the sealing member 16 .
  • the gasket 27 is sandwiched between the outer can 15 and the sealing member 16 to insulate the sealing member 16 from the outer can 15 .
  • the gasket 27 has a role of a sealing material for keeping the inside of the battery airtight, and a role of an insulating material for insulating the outer can 15 and the sealing body 16 .
  • the outer can 15 has an annular grooved portion 21 in a part in the axial direction.
  • the grooved portion 21 can be formed, for example, by spinning a portion of the side surface radially inward to recess it radially inward.
  • the outer can 15 has a bottomed tubular portion including a grooved portion 21 and an annular shoulder portion.
  • the bottomed cylindrical portion accommodates the electrode body 14 and the non-aqueous electrolyte, and the shoulder portion is bent radially inward from the opening-side end portion of the bottomed cylindrical portion and extends inward.
  • the shoulder portion is formed when the upper end portion of the outer can 15 is folded inward and crimped to the peripheral portion of the sealing member 16 .
  • the sealing member 16 is crimped and fixed to the outer can 15 via a gasket 27 between the shoulder portion and the grooved portion 21 .
  • the internal space of the cylindrical battery 10 is sealed.
  • the sealing body 16 has a structure in which a filter 22, a lower valve body 23, an insulating member 24, an upper valve body 25, and a cap 26 are layered in order from the electrode body 14 side.
  • Each member constituting the sealing member 16 has, for example, a disk shape or a ring shape, and each member other than the insulating member 24 is electrically connected to each other.
  • Filter 22 has at least one through hole.
  • the lower valve body 23 and the upper valve body 25 are connected at their central portions, and an insulating member 24 is interposed between their peripheral edge portions.
  • the electrode body 14 and the lower current collector plate 17 in the lower portion of the cylindrical battery 10 will be described with reference to FIGS. 3 to 6C. It should be noted that the electrode body 14 and the upper current collector plate 18 may be joined in the same way in the upper part of the cylindrical battery 10 .
  • FIG. 3 is a plan view of the lower current collector plate 17 viewed from above in the axial direction.
  • the lower collector plate 17 has a shape in which four flat plates extend in a substantially cross shape from the center.
  • the lower collector plate 17 has base portions 17a at both ends in the direction in which the flat plate extends, and a ridge portion 17b protruding upward at the center.
  • the groove portion provided on the lower surface of the ridge portion 17b is irradiated with a laser beam.
  • the upper surface of the ridge portion 17b and the negative electrode projecting portion 12a are welded.
  • the material of the lower current collector plate 17 is not particularly limited as long as it has conductivity, but it is preferably the same material as the outer can 15 . This makes it easier to connect the lower current collector plate 17 and the outer can 15 by welding.
  • the material of the lower collector plate 17 and the outer can 15 is, for example, nickel-plated carbon steel.
  • FIG. 4 is a plan view of the electrode assembly 14 before the lower current collector plate 17 is welded, viewed from below.
  • a negative electrode protruding portion 12a formed by protruding the negative electrode core is present on the lower end face of the electrode body 14 in the winding axis direction.
  • the negative electrode protruding portion 12 a includes a welding region 30 arranged with a substantially constant width along the radial direction of the electrode body 14 and a non-welding region 32 adjacent to the welding region 30 .
  • the welding area 30 is preferably arranged from the outermost circumference to the innermost circumference of the electrode body 14 . In this embodiment, as shown in FIG.
  • the welding regions 30 are formed at positions corresponding to the ridges 17b of the lower current collector plate 17, and four non-welding regions 32 are formed between the welding regions 30. is formed. In this manner, the welding regions 30 can be formed at positions corresponding to the protrusions 17b of the lower collector plate 17. As shown in FIG. As will be described later, the welding region 30 and the non-welding region 32 are formed by folding the negative electrode protruding portion 12a, which protrudes substantially upright from the end surface of the electrode body 14 in the winding axial direction, radially inward of the electrode body 14. be done.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4, showing cross sections of the welded region 30 and the non-welded region 32 before the lower current collector plate 17 is welded.
  • the negative electrode protruding portion 12a in the welding region 30 has protruding portions 30b protruding from the central portion 30a at both ends of the welding region 30 in the width direction.
  • the surplus foil of the negative electrode core which is generated by folding the negative electrode protruding portion 12a in the radial direction of the electrode body 14, can be moved toward the non-welding region 32, and the folding surface of the central portion 30a can be stabilized.
  • the projecting portion 17b of the lower current collector plate 17 can be reliably brought into contact with the central portion 30a in the welding region 30, thereby improving weldability.
  • the width direction of the welding region 30 is perpendicular to the radial direction of the electrode body 14 .
  • the width W1 of the welded region 30 and the width W2 of the central portion 30a preferably satisfy the relationship W2/W1 ⁇ 0.9. This further improves the weldability between the protrusion 17b of the lower current collector plate 17 and the negative electrode projecting portion 12a.
  • FIG. 5B is a view corresponding to FIG. 5A in the electrode body 14 after welding the lower current collector plate 17.
  • FIG. 5B is a view corresponding to FIG. 5A in the electrode body 14 after welding the lower current collector plate 17.
  • FIG. 5B By welding while pressing the lower current collector plate 17, the negative electrode projecting portion 12a of the welding region 30 is deformed, and the width W3 of the central portion 30a of the welding region 30 is larger than the width W2 of the central portion 30a before welding. narrow. That is, the width W2 and the width W3 satisfy the relationship of W2>W3.
  • the protrusions 30b at both ends in the width direction after welding are wider than before welding.
  • the width W3 is approximately the same as the width of the protrusion 17b of the lower collector plate 17, for example.
  • the non-welding region 32 is formed by folding the negative electrode projecting portion 12a radially inward of the electrode body 14 from four directions.
  • FIG. 6B in four regions where the negative electrode protruding portions 12 a standing upright between the non-welding regions 32 remain, the negative electrode protruding portions 12 a are folded radially inward of the electrode body 14 to form the welding regions.
  • FIG. 6C is a plan view when looking at the end face of the electrode body 14 in which the welded region 30 and the non-welded region 32 are formed.
  • An experimental sample was prepared by folding a negative electrode core protruding from the end of the electrode body in the winding axial direction to form a welded region and a non-welded region in the same manner as in the example shown in FIG.
  • a comparative sample was prepared in which the negative electrode core protruding from the end of the electrode body in the winding axis direction was not folded but kept upright.
  • the experimental sample and the comparative sample were laser-welded by irradiating a laser beam from the lower current collector side while pressing the lower current collector plate having the same configuration as the example shown in FIG.
  • the load to press the lower current collector plate on the experimental sample and the comparative sample was varied, and five experimental samples and five comparative samples were prepared for each level of load, and weldability and damage to the electrode body were evaluated. made an evaluation.
  • Table 1 shows the results of the experimental samples
  • Table 2 shows the results of the comparative samples.
  • the load ratios in Tables 1 and 2 are ratios to the load that can be welded when using a separately measured comparative sample.
  • the cylindrical battery 10 includes the upper collector plate 18 arranged above the electrode assembly 14 and the lower collector plate 17 arranged below the electrode assembly 14. bottom.
  • a cylindrical battery may have only an upper current collector or only a lower current collector.
  • the exposed portion of the electrode core on the side where the collector plate is not provided may be electrically connected to the sealing member or the outer can using one or more leads joined thereto.
  • the lower current collector plate 17 and the upper current collector plate 18 are both cross-shaped, but are not limited to this example. good too.
  • the shape, material, etc. of the upper current collector plate 18 may be the same as or different from the shape, material, etc., of the lower current collector plate 17 .
  • the welding region 30 is formed after forming the non-welding region 32, but the non-welding region 32 may be formed after forming the welding region 30, or the welding region 30 and the non-welding region 32 may They may be formed at the same time.

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Abstract

電極体の損傷を抑制しつつ、集電板と芯体の接続を安定させた円筒形電池を提供する。円筒形電池１０において、負極１２は、芯体と、芯体の表面の少なくとも一部に積層された合剤層１２ｂとを有し、且つ、電極体１４の巻回軸方向の一方の端面から芯体が突出した突出部１２ａを有し、突出部１２ａは、電極体の径方向に沿って略一定の幅で配置された溶接領域と、溶接領域に隣接する非溶接領域とを含み、溶接領域における突出部は、幅方向の両端に中央部に対して突起した突起部を有し、突起部は、非溶接領域における突出部に対して突起しており、溶接領域の突出部１２ａは、下側集電板１７に溶接されており、下側集電板１７は、外装缶１５に接続されている。

Description

円筒形電池及び円筒形電池の製造方法
　本開示は、円筒形電池及び円筒形電池の製造方法に関する。
　従来、円筒形電池としては、特許文献１に記載されているものがある。この円筒形電池では、電極体における軸方向の端部から電極の芯体を突出させ、突出した芯体と集電板をレーザ溶接している。集電板は、芯体に対向する側に凸である押圧面を有し、押圧面が周辺部分よりも強く芯体に押し当てられることで、集電板と芯体の接触面積を大きくしている。このようにして、長尺状の電極における長手方向の広範な領域を集電板に電気的に接続して、電極と集電板の間の電気抵抗を低減している。
特開２０１０－２５７８５１号公報
　しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、集電板が押圧面を有しても、集電板を芯体に強く押し当てると、合剤層の端部において剥がれが生じる場合があり、また、集電板を芯体に弱く押し当てると、集電板と芯体の接触が不安定になり、溶接が均一にできない場合があることが判明した。特許文献１に記載の技術は、電極体の損傷を抑制しつつ、集電板と芯体の接続を安定させるには不十分であり、未だ改善の余地がある。
　そこで、本開示の目的は、電極体の損傷を抑制しつつ、集電板と芯体の接続を安定させた円筒形電池を提供することにある。
　本開示の一態様である円筒形電池は、互いに極性の異なる第１電極及び第２電極がセパレータを介して巻回された電極体と、非水電解質と、電極体及び非水電解質を収容する有底円筒形状の外装缶と、外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備え、第１電極は、芯体と、芯体の表面の少なくとも一部に積層された合剤層とを有し、且つ、電極体の巻回軸方向の一方の端面から芯体が突出した突出部を有し、突出部は、電極体の径方向に沿って略一定の幅で配置された溶接領域と、溶接領域に隣接する非溶接領域とを含み、溶接領域における突出部は、幅方向の両端に中央部に対して突起した突起部を有し、突起部は、非溶接領域における突出部に対して突起しており、溶接領域の突出部は、集電板に溶接されており、集電板は、外装缶又は封口体に接続されていることを特徴とする。
　本開示の一態様である円筒形電池の製造方法は、互いに極性の異なる第１電極及び第２電極がセパレータを介して巻回された電極体と、非水電解質と、電極体及び非水電解質を収容する有底円筒形状の外装缶と、外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備え、第１電極が、芯体と、芯体の表面の少なくとも一部に積層された合剤層とを有し、且つ、電極体の巻回軸方向の一方の端面から芯体が突出した突出部を有する、円筒形電池の製造方法であって、突出部を電極体の径方向内側に折り畳み、電極体の径方向に直交する幅方向の両端に中央部に対して突起した突起部を有する溶接領域、及び、突出部が突起部よりも電極体の巻回軸方向の中心側に配置された非溶接領域を形成するステップと、溶接領域の突出部を集電板に溶接するステップと、集電板を、外装缶又は封口体に接続するステップとを含むことを特徴とする。
　本開示に係る円筒形電池によれば、電極体の損傷を抑制しつつ、集電板と芯体の接続を安定させることができる。
本開示の一実施形態に係る円筒形電池の軸方向の断面図である。 電極体の構造を説明する斜視図である。 下側集電板を軸方向の上側から見たときの平面図である。 下側集電板を溶接する前の電極体を下側から見たときの平面図である。 図４におけるＡ－Ａ線断面図である。 集電板を溶接した後の電極体において、図５Ａに対応する図である。 非溶接領域の形成方法について説明する図である。 溶接部の形成方法について説明する図である。 溶接領域及び非溶接領域を形成した電極体の端面を見たときの平面図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示に係る円筒形電池の実施形態について詳細に説明する。なお、本開示の円筒形電池は、一次電池でもよく、二次電池でもよい。また、水系電解質を用いた電池でもよく、非水電解質を用いた電池でもよい。以下では、一実施形態である円筒形電池１０として、非水電解質を用いた非水電解質二次電池（リチウムイオン電池）を例示するが、本開示の円筒形電池はこれに限定されない。
　以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。以下の実施形態では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。本明細書では、説明の便宜上、円筒形電池１０の軸方向（高さ方向）の封口体１６側を「上」とし、軸方向の外装缶１５の底板側を「下」とする。以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。
　＜一実施形態の円筒形電池の構成＞
　図１は、本開示の一実施形態に係る円筒形電池１０の軸方向の断面図であり、図２は、電極体１４の構造を説明する斜視図である。図１に示すように、円筒形電池１０は、巻回型の電極体１４、非水電解質（図示せず）、電極体１４及び非水電解質を収容する有底円筒形状で金属製の外装缶１５、及び外装缶１５の開口部を塞ぐ封口体１６を備える。
　図２に示すように、電極体１４は、長尺状の正極１１と長尺状の負極１２が長尺状の２枚のセパレータ１３を介して巻回された巻回構造を有する。また、正極１１は、負極１２及びセパレータ１３よりも上方に突出し、負極１２は、正極１１及びセパレータ１３よりも下方に突出する。正極１１は、正極合剤層１１ｂが設けられずに正極芯体が露出した正極突出部１１ａを長尺状の正極１１の長手方向の巻き始め側の端から巻き終わり側の端まで軸方向の上側端部に有する。また、負極１２は、負極合剤層１２ｂが設けられずに負極芯体が露出した負極突出部１２ａを長尺状の負極１２の長手方向の巻き始め側の端から巻き終わり側の端まで軸方向の下側端部に有する。このため、電極体１４の軸方向の上側端部は、正極突出部１１ａで構成され、電極体１４の軸方向の下側端部は、負極突出部１２ａで構成される。
　非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、およびこれらの２種以上の混合溶媒等を用いてもよい。非水溶媒は、これら溶媒の水素原子の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有してもよい。なお、非水電解質は液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。電解質塩には、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩が使用される。
　正極１１は、正極芯体と、正極芯体の両面に形成された正極合剤層１１ｂを有する。正極芯体には、アルミニウム、アルミニウム合金など、正極１１の電位範囲で安定な金属箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極合剤層１１ｂは、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含む。正極１１は、例えば正極芯体上に正極活物質、導電剤、及び結着剤等を含む正極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して正極合剤層１１ｂを正極芯体の両面に形成することにより作製できる。なお、正極合剤層１１ｂは、正極芯体の片面のみに形成されてもよい。
　正極活物質は、リチウム含有金属複合酸化物を主成分として構成される。リチウム含有金属複合酸化物に含有される金属元素としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。好ましいリチウム含有金属複合酸化物の一例は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含有する複合酸化物である。
　正極合剤層１１ｂに含まれる導電剤としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料が例示できる。正極合剤層１１ｂに含まれる結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂などが例示できる。これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）又はその塩等のセルロース誘導体、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などが併用されてもよい。
　負極１２は、負極芯体と、負極芯体の両面に形成された負極合剤層１２ｂを有する。負極芯体には、銅、銅合金など、負極１２の電位範囲で安定な金属箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極合剤層１２ｂは、負極活物質、及び結着剤を含む。負極１２は、例えば負極芯体上に負極活物質、及び結着剤等を含む負極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して負極合剤層１２ｂを負極芯体の両面に形成することにより作製できる。なお、負極合剤層１２ｂは、負極芯体の片面のみに形成されてもよい。
　負極活物質には、一般的に、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出する炭素材料が用いられる。好ましい炭素材料は、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、塊状人造黒鉛、黒鉛化メソフェーズカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛などの黒鉛である。負極合剤層１２ｂには、負極活物質として、ケイ素（Ｓｉ）を含有するＳｉ材料が含まれていてもよい。また、負極活物質には、Ｓｉ以外のリチウムと合金化する金属、当該金属を含有する合金、当該金属を含有する化合物等が用いられてもよい。
　負極合剤層１２ｂに含まれる結着剤には、正極１１の場合と同様に、フッ素樹脂、ＰＡＮ、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂等を用いてもよいが、好ましくはスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）又はその変性体を用いる。負極合剤層１２ｂには、例えばＳＢＲ等に加えて、ＣＭＣ又はその塩、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）又はその塩、ポリビニルアルコールなどが含まれていてもよい。
　セパレータ１３には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。セパレータ１３の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、セルロースなどが好ましい。セパレータ１３は、単層構造、積層構造のいずれでもよい。セパレータ１３の表面には、耐熱層などが形成されてもよい。
　図１に示すように、円筒形電池１０は、電極体１４よりも軸方向の外方（下方）側にニッケルやニッケル合金等で構成される金属製の下側集電板（負極集電板）１７を有する。電極体１４から突出した負極突出部１２ａが下側集電板１７に接合されており、下側集電板１７が外装缶１５の底板の内面に接合されている。負極突出部１２ａが下側集電板１７を介して電気的に接続される外装缶１５が負極端子となる。負極突出部１２ａの軸方向の長さは、例えば、２ｍｍ～２０ｍｍである。
　円筒形電池１０は、電極体１４の軸方向の外方（上方）にアルミニウムやアルミニウム合金等の金属で構成される上側集電板（正極集電板）１８を備え、その軸方向の上側に円環状の絶縁板１９を有する。本実施形態において、上側集電板１８は、下側集電板１７と同じ形状を有する。
　円筒形電池１０は、更に、封口体１６と、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属で構成される接続リード２０とを備える。接続リード２０の下端部は、上側集電板１８の上面に溶接等で接合される。接続リード２０は、絶縁板１９の貫通孔を通って封口体１６側に延び、接続リード２０の上端部は、封口体１６のフィルタ２２の下面に溶接等で接続される。封口体１６の天板を構成するキャップ２６がフィルタ２２と電気的に接続され、キャップ２６が正極端子となる。
　円筒形電池１０は、外装缶１５と封口体１６との間に配置される樹脂製のガスケット２７を更に備える。ガスケット２７は、外装缶１５と封口体１６に挟持され、封口体１６を外装缶１５に対して絶縁する。ガスケット２７は、電池内部の気密性を保つためのシール材の役割と、外装缶１５と封口体１６を絶縁する絶縁材としての役割を有する。外装缶１５は、軸方向の一部に環状の溝入部２１を有する。
　溝入部２１は、例えば、側面の一部を、径方向内側にスピニング加工して径方向内側に窪ませることで形成できる。外装缶１５は、溝入部２１を含む有底筒状部と、環状の肩部を有する。有底筒状部は、電極体１４と非水電解質を収容し、肩部は、有底筒状部の開口側の端部から径方向内側に折り曲げられて該内側に延びる。肩部は、外装缶１５の上端部を内側に折り曲げて封口体１６の周縁部にかしめる際に形成される。封口体１６は、肩部と溝入部２１の間にガスケット２７を介して外装缶１５にかしめ固定される。このようにして、円筒形電池１０の内部空間を密閉する。
　封口体１６は、電極体１４側から順に、フィルタ２２、下弁体２３、絶縁部材２４、上弁体２５、及びキャップ２６が積層された構造を有する。封口体１６を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２４を除く各部材は互いに電気的に接続されている。フィルタ２２は、少なくとも１つの貫通孔を有する。また、下弁体２３と上弁体２５は、各々の中央部で接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２４が介在している。
　円筒形電池１０が異常発熱して、円筒形電池１０の内圧が上昇すると、下弁体２３が上弁体２５をキャップ２６側に押し上げるように変形して破断し、下弁体２３と上弁体２５の間の電流経路が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２５が破断して、キャップ２６の貫通孔２６ａからガスが排出される。このガスの排出により、円筒形電池１０の内圧が過度に上昇して円筒形電池１０が破裂することを防止でき、円筒形電池１０の安全性を高くできる。
　次に、図３～図６Ｃを参照しつつ、円筒形電池１０の下部における電極体１４と下側集電板１７との接合について説明する。なお、円筒形電池１０の上部において、電極体１４と上側集電板１８とを同様にして接合してもよい。
　図３は、下側集電板１７を軸方向の上側から見たときの平面図である。図３に示すように、下側集電板１７は、中心から４本の平板が略十字状に延伸した形状を有する。下側集電板１７は、平板が延伸する方向に向かって、両端に基部１７ａを有し、中央に上側に突出した突条部１７ｂを有する。下側集電板１７を電極体１４の軸方向の下側端部を構成する負極突出部１２ａに押圧した状態で、突条部１７ｂの下面に設けられた溝部にレーザ光を照射することで、突条部１７ｂの上面と負極突出部１２ａが溶接される。下側集電板１７の材質は、導電性を有していれば特に限定されないが、外装缶１５と同じ材質であることが好ましい。これにより、下側集電板１７と外装缶１５が溶接により接続しやすくなる。下側集電板１７及び外装缶１５の材質は、例えば、炭素鋼にニッケルメッキを施したものである。
　図４は、下側集電板１７を溶接する前の電極体１４を下側から見たときの平面図である。電極体１４の巻回軸方向の下側の端面には、負極芯体が突出した負極突出部１２ａが存在する。負極突出部１２ａは、電極体１４の径方向に沿って略一定の幅で配置された溶接領域３０と、溶接領域３０に隣接する非溶接領域３２とを含む。溶接領域３０は、電極体１４の最外周から最内周に亘って配置されていることが好ましい。本実施形態においては、図４に示すように、下側集電板１７の突条部１７ｂに対応する位置に４つの溶接領域３０が形成され、溶接領域３０の間に４つの非溶接領域３２が形成されている。このように、下側集電板１７の突条部１７ｂに対応する位置に溶接領域３０を形成することができる。溶接領域３０及び非溶接領域３２は、後述するように、電極体１４の巻回軸方向の端面から略起立して突出している負極突出部１２ａを電極体１４の径方向内側に折り畳むことで形成される。
　図５Ａは、図４におけるＡ－Ａ線断面図であり、下側集電板１７を溶接する前の溶接領域３０及び非溶接領域３２の断面を表している。溶接領域３０における負極突出部１２ａは、溶接領域３０の幅方向の両端に中央部３０ａに対して突起した突起部３０ｂを有する。これにより、電極体１４の径方向に負極突出部１２ａを折り畳むことにより生じる負極芯体の余剰箔を非溶接領域３２側に寄せて、中央部３０ａの折り畳み面を安定化させることができる。したがって、溶接領域３０における中央部３０ａに下側集電板１７の突条部１７ｂを確実に接触させることができ、溶接性が向上する。なお、溶接領域３０の幅方向は、電極体１４の径方向に直交している。
　図５Ａにおいて、溶接領域３０の幅Ｗ１と中央部３０ａの幅Ｗ２とは、Ｗ２／Ｗ１＜０．９の関係を満たすことが好ましい。これにより、下側集電板１７の突条部１７ｂと負極突出部１２ａとの溶接性がより向上する。
　図５Ｂは、下側集電板１７を溶接した後の電極体１４において、図５Ａに対応する図である。下側集電板１７を押圧しつつ溶接することで、溶接領域３０の負極突出部１２ａが変形し、溶接領域３０の中央部３０ａの幅Ｗ３は、溶接前の中央部３０ａの幅Ｗ２よりも狭くなる。即ち、幅Ｗ２と幅Ｗ３は、Ｗ２＞Ｗ３の関係を満たす。一方、溶接後の幅方向両端の突起部３０ｂは、溶接前に比べて、幅が広くなる。幅Ｗ３は、例えば、下側集電板１７の突条部１７ｂの幅とほぼ同じである。
　次に、図６Ａ～図６Ｃを参照しつつ、溶接領域３０及び非溶接領域３２を形成する方法の一例について説明する。本実施形態においては、まず、図６Ａに示すように、４方向から負極突出部１２ａを電極体１４の径方向内側に折り畳むことで、非溶接領域３２を形成する。次に、図６Ｂに示すように、非溶接領域３２の間で起立した負極突出部１２ａが残っている４つの領域で、負極突出部１２ａを電極体１４の径方向内側に折り畳むことで溶接領域３０を形成する。例えば、溶接領域の３０の負極突出部１２ａを折り畳む際、負極突出部１２ａの端面からの折り曲げ量を調整することで、溶接領域３０の負極突出部１２ａを非溶接領域３２における負極突出部１２ａに対して突出させることができる。これにより、非溶接領域３２における負極突出部１２ａが、突起部３０ｂよりも電極体１４の巻回軸方向の中心側に配置される。図６Ｃは、溶接領域３０及び非溶接領域３２を形成した電極体１４の端面を見たときの平面図である。
　＜作用効果確認試験＞
　電極体の巻回軸方向の端部から突出した負極芯体を折り畳み、図４に示す例と同様に溶接領域及び非溶接領域を形成した実験試料を準備した。また、電極体の巻回軸方向の端部から突出した負極芯体を折り畳まず起立したままとした比較試料を準備した。実験試料及び比較試料に対して、図３に示す例と同様の構成を有する下側集電板を押し当てた状態で下側集電板側からレーザ光を照射し、レーザ溶接を行った。実験試料及び比較試料に対して下側集電板を押し当てる荷重を変化させ、１水準の荷重に対して、実験試料と比較試料を５個ずつ作製して、溶接性と電極体の損傷について評価を行った。
　［溶接性の評価］
　下側集電板と負極芯体との溶接が適切か否かを目視で確認した。全ての試料で溶接が十分だった場合にはＯＫとし、溶接が不十分な試料が１つ以上あった場合にはＮＧとした。
　［電極体の損傷の評価］
　Ｘ線ＣＴ装置（島津製作所製、ＳＭＸ－２２５ＣＴ　ＦＰＤ　ＨＲ）を用いて各試料の断面を観察し、さらに、各試料を切断した断面切断サンプルで状態を確認して、負極芯体と負極合剤層の界面での剥がれが発生していないかを確認した。全ての試料で剥がれが発生していない場合にはＯＫとし、剥がれが発生している試料が１つ以上あった場合にはＮＧとした。
　実験試料についての結果を表１に示し、比較試料についての結果を表２に示す。表１及び表２における荷重比は、別途測定した比較試料を用いた際に溶接可能な荷重に対する比である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１に示すように、本開示に係る実験試料では、荷重比が０．６７～０．３３の範囲で、電極体の損傷を抑制しつつ、集電板と芯体の接続を安定させることができた。一方、比較試料では、電極体の損傷抑制と溶接性の両立はできなかった。
　＜変形例＞
　本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、円筒形電池１０が、電極体１４の上側に配置される上側集電板１８と、電極体１４の下側に配置される下側集電板１７を備える場合について説明した。しかし、円筒形電池は、上側集電板のみを有してもよく、又は下側集電板のみを有してもよい。また、その場合、集電板が設けられない側の電極芯体露出部は、それに接合された１以上のリードを用いて封口体又は外装缶に電気的に接続すればよい。
　上記実施形態では、下側集電板１７及び上側集電板１８の形状は、いずれも十字形状であったが、この例に限定されず、例えば、突条部を有する円板形状であってもよい。また、上側集電板１８の形状、材質等は、下側集電板１７の形状、材質等と、同じであってよいし、異なっていてもよい。
　上記実施形態では、非溶接領域３２を形成した後に溶接領域３０を形成したが、溶接領域３０を形成した後に非溶接領域３２を形成してもよいし、溶接領域３０と非溶接領域３２とを同時に形成してもよい。
　１０　円筒形電池、１１　正極、１１ａ　正極突出部（突出部）、１２　負極、１２ａ　負極突出部（突出部）、１２ｂ　合剤層、１３　セパレータ、１４　電極体、１５　外装缶、１６　封口体、１７　下側集電板（集電板）、１７ａ　基部、１７ｂ　突条部、１８　上側集電板（集電板）、１９　絶縁板、２０　接続リード、２１　溝入部、２２　フィルタ、２３　下弁体、２４　絶縁部材、２５　上弁体、２６　キャップ、２６ａ　貫通孔、２７　ガスケット、３０　溶接領域、３０ａ　中央部、３０ｂ　突起部、３２　非溶接領域

Claims (4)

  1. 　互いに極性の異なる第１電極及び第２電極がセパレータを介して巻回された電極体と、非水電解質と、前記電極体及び前記非水電解質を収容する有底円筒形状の外装缶と、前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備える円筒形電池であって、
    　前記第１電極は、芯体と、前記芯体の表面の少なくとも一部に積層された合剤層とを有し、且つ、前記電極体の巻回軸方向の一方の端面から前記芯体が突出した突出部を有し、
    　前記突出部は、前記電極体の径方向に沿って略一定の幅で配置された溶接領域と、前記溶接領域に隣接する非溶接領域とを含み、
    　前記溶接領域における前記突出部は、幅方向の両端に中央部に対して突起した突起部を有し、
    　前記突起部は、前記非溶接領域における前記突出部に対して突起しており、
    　前記溶接領域の前記突出部は、集電板に溶接されており、
    　前記集電板は、前記外装缶又は前記封口体に接続されている、円筒形電池。
  2. 　互いに極性の異なる第１電極及び第２電極がセパレータを介して巻回された電極体と、非水電解質と、前記電極体及び前記非水電解質を収容する有底円筒形状の外装缶と、前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備え、前記第１電極が、芯体と、前記芯体の表面の少なくとも一部に積層された合剤層とを有し、且つ、前記電極体の巻回軸方向の一方の端面から前記芯体が突出した突出部を有する、円筒形電池の製造方法であって、
    　前記突出部を前記電極体の径方向内側に折り畳み、前記電極体の径方向に直交する幅方向の両端に中央部に対して突起した突起部を有する溶接領域、及び、前記突出部が前記突起部よりも前記電極体の巻回軸方向の中心側に配置された非溶接領域を形成するステップと、
    　前記溶接領域の前記突出部を集電板に溶接するステップと、
    　前記集電板を、前記外装缶又は前記封口体に接続するステップとを含む、円筒形電池の製造方法。
  3. 　前記溶接領域の前記突出部を前記集電板に溶接する前において、前記溶接領域の幅Ｗ１と前記中央部の幅Ｗ２とは、Ｗ２／Ｗ１＜０．９の関係を満たす、請求項２に記載の円筒形電池の製造方法。
  4. 　前記溶接領域の前記突出部を前記集電板に溶接する前の前記中央部の幅Ｗ２と、前記溶接領域の前記突出部を前記集電板に溶接した後の前記中央部の幅Ｗ３とは、Ｗ２＞Ｗ３の関係を示満たす、請求項２又は３に記載の円筒形電池の製造方法。
     
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007265846A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 円筒形電池およびその製造方法
JP2007335156A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Honda Motor Co Ltd 蓄電素子
JP2010257851A (ja) 2009-04-27 2010-11-11 Toyota Motor Corp 電池の製造方法
WO2013001821A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 日本ケミコン株式会社 蓄電デバイスおよび蓄電デバイスの製造方法
WO2021020117A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電子機器、電動工具、電動式航空機及び電動車両

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007265846A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 円筒形電池およびその製造方法
JP2007335156A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Honda Motor Co Ltd 蓄電素子
JP2010257851A (ja) 2009-04-27 2010-11-11 Toyota Motor Corp 電池の製造方法
WO2013001821A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 日本ケミコン株式会社 蓄電デバイスおよび蓄電デバイスの製造方法
WO2021020117A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電子機器、電動工具、電動式航空機及び電動車両

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