WO2024034310A1 - 二次電池及びその組電池 - Google Patents

二次電池及びその組電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2024034310A1
WO2024034310A1 PCT/JP2023/025530 JP2023025530W WO2024034310A1 WO 2024034310 A1 WO2024034310 A1 WO 2024034310A1 JP 2023025530 W JP2023025530 W JP 2023025530W WO 2024034310 A1 WO2024034310 A1 WO 2024034310A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
secondary battery
power generation
generation element
lid plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/025530
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和雄 生田
雄矢 眞田
Original Assignee
Ｎｉｓｓｈａ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｎｉｓｓｈａ株式会社 filed Critical Ｎｉｓｓｈａ株式会社
Publication of WO2024034310A1 publication Critical patent/WO2024034310A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/155—Lids or covers characterised by the material
    • H01M50/157—Inorganic material
    • H01M50/159—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery and an assembled battery configured by connecting a plurality of secondary batteries in series.
  • a power generating element is housed in a cylindrical metal battery can with a bottom, and then a metal lid plate is press-fitted inside the open end of the battery can.
  • a method has been adopted in which this press-fit joint is welded using a laser beam irradiated from above the cover plate.
  • foreign objects such as burrs may be generated and enter the battery can, or welding particles (spatter) may enter the battery can. Intrusions caused the battery performance to deteriorate.
  • Patent Document 1 a method in which a stepped portion is provided on the inner peripheral side of the open end of a battery can, a lid plate is placed on this stepped portion, and the combined peripheral surfaces of the two are laser welded from above the lid plate (patent document 1).
  • Reference 2 or the lid plate is made into a stepped shape, the small diameter part is fitted into the battery can, and the large diameter part is overlapped with the battery can, and the overlapping part of both is laser beamed from the side of the lid plate.
  • Patent Document 3 A welding method (Patent Document 3) and the like have been proposed.
  • both proposals can prevent foreign matter from entering due to press-fitting, they do not prevent spatter from entering the battery can because the welded part expands to the inner circumference of the battery can. This is insufficient as a measure to prevent battery performance from deteriorating due to substances.
  • Patent Document 4 discloses a sealed battery in which a lid plate is welded and fixed to the open end of a battery can housing a power generating element, and in which an annular flange part that extends outward at the open end of the battery can is disclosed. It is disclosed that the outer edge of the cover plate is aligned with the flange portion, and the combined portion is laser welded from the upper surface side of the cover plate. With this configuration, the welded portion is set on the outer side of the outer peripheral surface of the battery can, thereby eliminating the risk of spatter caused by welding entering the battery can.
  • secondary batteries are currently becoming popular for power storage systems such as electric vehicles and solar power generation. These secondary batteries often have a rectangular shape from the viewpoint of applicability to products and various systems, and storage capacity.
  • the degree of freedom in shape is low. Therefore, it is difficult to reduce the thickness of a rectangular secondary battery.
  • a rectangular battery can is formed by shallow drawing and the power generation element is stored lying on the bottom of the battery can, it is possible to make the secondary battery rectangular and thin. It is.
  • a metal member called a bus bar is connected by a metal member called a bus bar.
  • a restraining load is applied by a restraining member to a secondary battery group in which a plurality of secondary batteries are arranged one on top of the other. If the secondary batteries are arranged so that the battery cans and lid plates of each secondary battery are all oriented in the same direction, the external terminals of the assembled batteries with the same polarity are lined up in a row in the direction in which the secondary batteries are arranged, so the adjacent A bus bar must be hung diagonally between the secondary batteries to connect them in series, which creates a problem of increasing the size of the bus bar. Further, the bus bar diagonally hung between adjacent secondary batteries becomes an obstacle to arranging a duct on the top surface of the assembled battery through which smoke, steam, etc. released from the safety valve of the secondary battery passes.
  • the secondary batteries are arranged so that the battery cans and lid plates of adjacent secondary batteries face in opposite directions, that is, the shallow draw bottoms of the battery cans of adjacent secondary batteries and the lid plates of adjacent secondary batteries face each other.
  • the external terminals of the assembled battery have the same polarity in a zigzag manner with respect to the arrangement direction of the secondary batteries, it is not necessary to connect the adjacent secondary batteries in series by diagonally hanging a bus bar between them. That is, the external terminals are connected by a plurality of bus bars parallel to the direction in which the secondary batteries are arranged.
  • the present invention solves the above problems and provides a rectangular secondary battery in which a shallowly drawn battery can and a lid plate are welded and sealed, and when the assembled battery is assembled, the bus bar becomes large. To provide a secondary battery and an assembled battery thereof that do not interfere with duct arrangement or concentrate stress due to restraint load on weld beads.
  • a secondary battery includes a power generation element, a battery can, a nonaqueous electrolyte, a lid plate, and a pair of external terminals.
  • the power generation element is a flat element that includes a plurality of stacked positive electrodes, negative electrodes, and separators that insulate them.
  • the battery can has a rectangular, shallowly drawn shape, and is made of metal and houses a power generation element lying down. Further, the battery can has a flange portion around the opening thereof.
  • the non-aqueous electrolyte is filled in a battery can housing a power generation element.
  • the lid plate is made of metal and its outer edge is welded and fixed to the flange portion of the battery can to cover the battery can. Further, the lid plate has a convex portion that projects planarly from the outer edge in a region inside the outer edge.
  • One of the pair of external terminals is disposed on one of the side walls of the battery can and electrically connected to one of the positive and negative electrodes of the power generation element.
  • the other of the pair of external terminals is placed on one side of the cover plate on the same side as the side wall where one of the external terminals is placed, and at a position that is line symmetrical with the one external terminal in plan view. is electrically connected to the other of the positive and negative electrodes.
  • a plurality of battery packs are arranged with the front and back sides of the main surfaces alternately arranged in a direction perpendicular to the main surface having the maximum area with the pair of positive and negative external terminals on the upper side. Further, adjacent secondary batteries are connected in series by bus bars. Furthermore, a restraint load is applied by the restraint member in the arrangement direction of the secondary batteries.
  • the external terminals are connected by two bus bars parallel to the direction in which the secondary batteries are arranged, so the bus bars do not become large or interfere with the duct arrangement.
  • the lid plate of each secondary battery has a convex portion that projects planarly from the outer edge in the area inside the outer edge, when the battery is assembled, the outer edges of adjacent lid plates are Do not touch. Therefore, stress due to restraint load is not concentrated on the weld bead.
  • the height of the convex portion of the lid plate of the above-mentioned secondary battery may be 0.1 to 3 mm.
  • the lid plate of the above-mentioned secondary battery may be a shallowly drawn metal plate, and the shallowly drawn portion may constitute a convex portion.
  • the lid plate of the above-mentioned secondary battery is a laminate of a flat metal plate and a protrusion forming layer having a smaller area than the metal plate, and the protrusion is formed by the thickness of the laminated protrusion forming layer. You may do so.
  • the convex-forming layers are laminated, the convex portions protruding in a plane may exist divided into a plurality of regions in a plan view, and there may be gaps between the convex portions between the plurality of regions.
  • the bus bar when the secondary battery is made into an assembled battery, the bus bar does not become large or interfere with duct arrangement, and stress due to restraint load does not concentrate on the weld bead.
  • FIG. 1 is a front and back perspective view showing an example of the external appearance of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is an exploded perspective view illustrating an example of the internal structure of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a convex structure on the lid plate of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an assembled battery using a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partially enlarged sectional view showing an example of a convex structure on a lid plate of a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example of various convex structures on a lid plate of a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
  • the present invention is applied to a lithium ion secondary battery, which is an example of a secondary battery.
  • the secondary battery of the present invention is not limited to a lithium ion secondary battery.
  • FIG. 1 is a front and back perspective view showing an example of the external appearance of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 (a) is a perspective view seen from the battery can side, and (b) is a perspective view seen from the lid plate side.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of the internal structure of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
  • the nonaqueous electrolyte of the secondary battery originally filled in the battery can is removed so that the internal structure of the lithium ion secondary battery can be seen.
  • FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of the convex structure on the lid plate of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
  • the lithium ion secondary battery 1 of the first embodiment has a rectangular flat shape, and includes a power generation element 2, a battery can 3 that houses the power generation element 2, and a power generation element 2.
  • external terminals a positive terminal 6 and a negative terminal 7).
  • the power generation element 2 is a flat element that includes a positive electrode, a negative electrode, and a plurality of separators that insulate them.
  • a power generation element 2 may be, for example, a laminated type including a plurality of positive electrodes, a plurality of negative electrodes, and a plurality of separators, each of which is laminated one by one.
  • the positive electrodes and negative electrodes are alternately stacked one by one, and the outermost electrodes are both negative electrodes.
  • separators are arranged between the positive electrode and the negative electrode and at the outermost part of the power generating element 2. Further, the main surface of the power generation element 2 is parallel to the electrode surfaces of the positive and negative electrodes.
  • the laminated type power generation element 2 may be configured by combining a plurality of positive electrodes, a plurality of negative electrodes, and a single folded separator.
  • Tsuzura-folding is a method of folding in a zigzag pattern.
  • the separator is folded in a zigzag pattern, and is sandwiched between the positive electrode 11 and the negative electrode 12, which are alternately laminated as one continuous band-shaped member.
  • one end side of this separator is also arranged at the outermost side of the power generation element 2.
  • the main surface of the power generation element 2 is parallel to the electrode surfaces of the positive and negative electrodes.
  • the power generation element 2 a wound type in which a single laminated sheet including a positive electrode, a negative electrode, and two separators is wound multiple times can also be used.
  • the winding of the winding type power generation element 2 is also flat winding.
  • the positive electrode constituting the power generation element 2 has a configuration in which positive electrode active material layers are supported on both surfaces of a positive electrode current collector.
  • the positive electrode current collector has a function of collecting current from the positive electrode active material layer.
  • the positive electrode current collector is made of a metal foil such as aluminum, titanium, stainless steel, nickel, or iron, or an alloy foil made of an alloy thereof, and has a thickness of about 1 ⁇ m to about 500 ⁇ m. There is.
  • the positive electrode active material layer is configured to include a positive electrode active material that can insert and release lithium ions.
  • the positive electrode active material include oxides containing lithium. Specifically, examples include LiCoO 2 , LiFeO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , and compounds in which some of the transition metals in these oxides are replaced with other metal elements.
  • the negative electrode constituting the power generation element 2 has a configuration in which negative electrode active material layers are supported on both sides of a negative electrode current collector.
  • the negative electrode current collector has a function of collecting current from the negative electrode active material layer.
  • This negative electrode current collector is composed of a metal foil such as copper, nickel, stainless steel, iron, or a nickel plating layer, or an alloy foil made of an alloy thereof, and has a thickness of about 1 ⁇ m to about 100 ⁇ m. are doing.
  • the negative electrode active material layer is configured to include a negative electrode active material that can insert and release lithium ions.
  • the negative electrode active material is made of, for example, a material capable of intercalating and deintercalating lithium.
  • natural graphite or artificial graphite in the form of particles may be used.
  • artificial graphite obtained by graphitizing mesocarbon microbeads, mesophase pitch powder, isotropic pitch powder, etc.
  • graphite particles having amorphous carbon attached to their surfaces can also be used.
  • lithium transition metal oxides, lithium transition metal nitrides, transition metal oxides, silicon oxides, and the like can also be used.
  • lithium titanate typified by Li 4 Ti 5 O 12 may be used.
  • the separator constituting the power generation element 2 is a member having holes for transmitting ions.
  • the separator should preferably have sufficient strength and be able to hold a large amount of nonaqueous electrolyte, and from this point of view, for example, microporous films or nonwoven fabrics containing polyethylene, polypropylene, or ethylene-propylene copolymers are preferable. .
  • a microporous film made of a polymer such as (meth)acrylic ester can be used.
  • a multilayer film in which these microporous films are stacked can also be used.
  • the thickness of the separator is preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the porosity of the separator is preferably 30% to 90%.
  • the power generation element 2 has a pair of external terminals ( It is electrically connected to the positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7).
  • the positive electrode tab 21 and the negative electrode tab 22 protrude from the same end surface of the power generation element 2.
  • the positive electrode tab 21 and the negative electrode tab 22 can be made of the same material as the current collector, but may be made of different materials.
  • Non-Aqueous Electrolyte The non-aqueous electrolyte (not shown) sealed together with the power generation element 2 in the battery can 3 is not particularly limited, but may be a solvent such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, Esters such as butylene carbonate, diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), ⁇ -butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, diethyl ether, dimethoxyethane, Ethers such as ethoxyethane and methoxyethoxyethane, polar solvents such as dimethylsulfoxide, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, methyl formate, and methyl acetate can be used. These solvents may be used alone, or two or more of them may be mixed and used as
  • the battery can 3 is a flat square metal can. This battery can 3 is formed by shallow drawing a metal plate.
  • the shallow drawn shape of the battery can 3 includes a rectangular bottom 31, side walls 32 that stand up on each of the four sides of the bottom 31, and an opening 33 formed by the ends of the four side walls 32 on the opposite side from the bottom 31. and a flange portion 34 projecting around the opening 33. Note that the bottom portion 31 of the battery can 3 and the flange portion 34 are parallel.
  • the bottom part 31, side wall part 32, and opening part 33 of the battery can 3 are of a size that allows the flat power generating element 2 to be stored with it lying down, that is, with the main surface of the power generating element 2 facing the bottom part 31.
  • the battery can 3 is formed such that, for example, the length in the vertical direction on the outer surface side of the bottom portion 31 (length L1 in the Y direction in FIG. 2) is 202 mm, and the length in the horizontal direction on the outer surface side of the bottom portion 31 is 202 mm.
  • the length (length W1 in the X direction in FIG. 2) is 94 mm.
  • the depth of the outer surface of the battery can 3 (length T1 in the Z direction in FIG. 2) is, for example, 4 mm.
  • the size of the opening 33 of the battery can 3 is the same as the size of the bottom 31 or slightly larger than the size of the bottom 31. In the latter case, the inclination of the inner surface of the side wall portion 32 is, for example, about 5°.
  • the size of the flange portion 34 of the battery can 3 is large enough to be welded and fixed to an outer edge portion 51a of a cover plate 5, which will be described later.
  • the length of the flange portion 34 in the projecting direction (W2 in the X direction and Y direction in FIG. 2) is, for example, 3 mm. Note that each numerical value of the size of the battery can 3 shown in this paragraph and the previous paragraph is an example, and the present invention is not limited thereto.
  • Shallow drawing is a type of drawing. The drawing process. It is a processing method that seamlessly creates bottomed containers of various shapes from a single thin metal plate. In general, shallow drawing is used to make shallow containers such as ashtrays and frying pans, and deep drawing is used to draw items that are deeper than the opening size of the cylinder (diameter of the cylinder or mouth of a square cylinder). It's called processing. Shallow drawing in the present invention is to form a battery can 3 whose bottom is the main surface of the rectangular flat lithium ion secondary battery 1.
  • the metal plate used for shallow drawing of the battery can 3 can be formed using, for example, a metal plate of iron, stainless steel, aluminum, copper, or the like. Further, the thickness of the metal plate can be, for example, 0.1 mm to 1 mm.
  • one of the four side walls 32 of the battery can 3 is provided with a safety valve 8 in the center that is opened when the battery internal pressure exceeds a specified pressure (see FIGS. 1 and 2).
  • the increase in battery internal pressure is caused by excessive heat generation due to deterioration, overcharging, etc.
  • the safety valve 8 is, for example, a through hole sealed from the outside with a cap, and is opened when the cap is removed due to an increase in the internal pressure of the battery.
  • the safety valve 8 is preferably provided on the side wall portion 32 that is on the upper side when a battery is assembled using a plurality of secondary batteries.
  • the outer surface of the metal battery can 3 is further covered with an insulating film (not shown) for the reason described in "2. Structure of assembled battery” below.
  • the lid plate 5 is made of metal, and its outer edge portion 51 a is welded and fixed to the flange portion 34 of the battery can 3 to cover the battery can 3 .
  • This cover plate 5 and battery can 3 constitute an outer container for the lithium ion secondary battery 1.
  • the cover plate 5 has a rectangular shape that covers the opening 33 of the battery can 3, and has an inner area from the outer edge 51a of the metal plate 51 constituting the cover plate 5. It has a convex portion 52 that projects in a planar manner toward the outer surface side than the outer edge portion 51a. Note that the bottom 31 of the battery can 3 and the top surface of the convex portion 52 of the lid plate 5 are parallel. Note that, as shown in FIG.
  • the convex portion 52 of the lid plate 5 in the first embodiment is formed by shallow drawing a flat metal plate. That is, the lid plate 5 is a shallowly drawn metal plate 51, and the shallowly drawn portion forms a convex portion 52 on the outer surface side of the lid plate 5.
  • the size of the cover plate 5 is such that its outer edge 51a overlaps the flange portion 34 of the battery can 3 and can be fixed by welding.
  • the height of the convex portion 52 of the lid plate 5 (T2 in the Z direction in FIG. 1(b)) is 0.1 to 3 mm, preferably 0.1 to 2 mm. If the height of the convex portion 52 is less than 0.1 mm, when the assembled battery 10 is constructed by arranging the lid plates 5 of adjacent lithium ion secondary batteries 1 so as to face each other, the lid plates 5 may come into contact with each other. As a result, it is impossible to avoid concentration of stress on the weld bead at the welded portion between the battery can 3 and the lid plate 5.
  • the height of the convex portion 52 exceeds 3 mm, a problem arises in that the laser beam used for welding interferes with the side surface of the convex portion 52. (Of course, it is possible to irradiate the laser beam at a further angle, but this would exceed the range that can be processed with a galvano scanner and reduce productivity.
  • metal plate 51 used for shallow drawing of the lid plate 5 a metal plate made of the same material and thickness as used for the battery can 3 can be used.
  • the outer edge portion 51a of the lid plate 5 and the flange portion 34 of the battery can 3 are fixed by welding with a laser or the like. Further, the non-aqueous electrolyte is injected through a liquid injection hole (not shown) after the opening 33 of the battery can 3 is sealed with the lid plate 5. After a sealing member having approximately the same diameter as the liquid injection hole is installed in the liquid injection hole, the liquid injection hole is sealed by welding using a laser or the like.
  • the location where the liquid injection hole is formed is not particularly limited.
  • a liquid injection hole may be provided in either the bottom portion 31 or the four side wall portions 32 of the battery can 3, or the liquid injection hole may be provided in the lid plate 5. Further, it is preferable that the outer surface of the metal lid plate 5 is further covered with an insulating film (not shown) for the reason described in "2. Structure of assembled battery" described later.
  • the lithium ion secondary battery 1 includes a positive electrode terminal 6 and a negative electrode terminal 7 as a pair of external terminals (see FIGS. 1 and 2), and is electrically connected to a positive electrode and a negative electrode (not shown) of the power generation element 2. . Therefore, as shown in FIG. 2, the power generating element 2 housed in the battery can 3 has a positive electrode tab 21 that mediates between the positive electrode and the positive electrode terminal 6 that is the external terminal, and a positive electrode tab 21 that mediates between the positive electrode and the negative electrode terminal 7 that is the external terminal.
  • a negative electrode tab 22 is provided to protrude from the same end surface of the power generating element 2.
  • the positive electrode terminal 6 is arranged on one of the side walls 32 of the battery can 3.
  • This positive electrode terminal 6 is, for example, a thin plate-shaped positive electrode terminal main body 61 inserted into a through hole 35 of a side wall 32 of the battery can 3, and a contact between the positive electrode terminal main body 61 and the inner wall of the through hole 35 of the battery can 3. (See FIGS. 1 and 2).
  • the gap between the positive electrode terminal main body 61 and the inner wall of the through hole 35 of the battery can 3 is completely sealed by an insulating member 62.
  • the negative electrode terminal 7 is arranged on one side of the lid body 5, which is the same side as the side wall portion 32 of the battery can 3 on which the positive electrode terminal 6 is arranged. Further, the negative electrode terminal 7 and the positive electrode terminal 6 are arranged in a line-symmetrical position in a plan view.
  • This negative electrode terminal 7 is, for example, punched out of a metal plate as an integral pattern continuous with the rectangular lid 5 (see FIGS. 1 and 2). Note that the positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7 do not need to be perfectly symmetrical in plan view, as long as the effects of the present invention described in this specification can be obtained, and a slight positional deviation is within an allowable range. It is. Further, the negative electrode terminal 7, which is separate from the rectangular lid 5, may be fixed to the lid 5 by laser welding or the like.
  • connection structure of the positive terminal 6 and the negative terminal 7 can be replaced as long as the positive terminal 6 and the positive electrode of the power generating element 2 and the negative terminal 7 and the positive electrode of the power generating element 2 are respectively electrically connected correctly. good.
  • any known connection structure other than the connection structure shown in the first embodiment can be appropriately adopted.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of an assembled battery using the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
  • the assembled battery 10 using the lithium ion secondary battery 1 of the first embodiment has a plurality of lithium ion secondary batteries 1 in the direction perpendicular to the main surface having the maximum area. It is located.
  • the assembled battery 10 also includes a bus bar 11 that connects adjacent lithium ion secondary batteries 1, 1 in series. Further, the assembled battery 10 includes a restraining member (band 12 as an example) that applies a restraining load in the arrangement direction of the lithium ion secondary batteries 1. In the example shown in FIG. 4, there are seven lithium ion secondary batteries 1.
  • the plurality of lithium ion secondary batteries 1 constituting the assembled battery 10 are arranged so that a pair of positive and negative external terminals (positive terminal 6 and negative terminal 7) are on the upper side. ing.
  • the plurality of lithium ion secondary batteries 1 constituting the assembled battery 10 are arranged with the front and back of the main surfaces alternately switched. For example, if the lid plate 5 side of the lithium ion secondary battery 1 is the front surface and the battery can 3 side is the back surface, then the plurality of lithium ion secondary batteries 1 in the assembled battery 10 are front and back, back and front, front and back. ,..., arranged like front and back.
  • each lithium ion secondary battery 1 since the positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7 of each lithium ion secondary battery 1 are arranged at symmetrical positions in plan view (see FIGS. 1 and 2), The external terminals are arranged in two rows in the arrangement direction of the lithium ion secondary battery 1. In one column, the positive and negative terminals are alternately arranged such as positive terminal 6, negative terminal 7, positive terminal 6, negative terminal 7, . . . , positive terminal 6, negative terminal 7. In addition, in the other column, positive and negative terminals are alternately arranged such as negative terminal 7, positive terminal 6, negative terminal 7, positive terminal 6, . . . negative terminal 7, positive terminal 6. In the example shown in FIG. 4, seven external terminals of the lithium ion secondary battery 1 are arranged in each row.
  • each lithium ion secondary battery 1 of this embodiment When a plurality of lithium ion secondary batteries 1 of this embodiment are arranged to form a battery pack 10, since the case formed by welding and fixing the metal battery can 3 and the lid plate 5 has a potential, the lithium ion secondary 1 must be insulated from each other.
  • the insulating means it is preferable to cover the portion of the metal case surface of each lithium ion secondary battery 1 that comes into contact with the adjacent lithium ion secondary battery 1 with an insulating film (not shown). Further, as another insulation means, each lithium ion secondary battery 1 may be housed in an insulating bag, or an insulating plate may be sandwiched between the lithium ion secondary batteries 1 (not shown). ).
  • the busbar 11 is a metal member that connects adjacent lithium ion secondary batteries 1, 1 in series. As described above, the external terminals on the upper side of the assembled battery 19 are arranged in two rows in the arrangement direction of the lithium ion secondary batteries 1. In each column, negative terminals 7 and positive terminals 6 are arranged alternately. Therefore, as shown in FIG. 4, the bus bar 11 is not hung diagonally between adjacent lithium ion secondary batteries 1, but is passed parallel to the arrangement direction of the lithium ion secondary batteries 1. In the assembled battery 10 having such a configuration, the external terminals are connected by a plurality of bus bars 11 arranged in two rows in the direction in which the lithium ion secondary batteries 1 are arranged. It doesn't become.
  • bus bar 11 for example, copper, aluminum, steel, nickel, alloys thereof, etc. can be used.
  • the external terminals arranged in two rows in the arrangement direction of the lithium ion secondary batteries 1 are connected by three bus bars 11 in each row.
  • the plurality of lithium ion secondary batteries 1 are sandwiched between two end plates 13, 13 from both sides.
  • the assembled battery terminals 14, 14 provided on the upper surfaces of the two end plates 13, 13 are electrically connected to the outermost positive terminal 6, negative terminal 7 of the assembled battery 10, and a metal member similar to the bus bar 11. It is connected.
  • the band 12 is a member that restrains the plurality of lithium ion secondary batteries 1 of the assembled battery 10 so that the lithium ion secondary batteries 1 are not separated from each other.
  • two parallel bands 12 are arranged on the sides of the assembled battery 10 (the upper surface where the positive electrode electrons 6 and the negative electrode electrons 7 of the lithium ion secondary battery 1 are arranged, and the lower surface opposite to the upper surface). (remaining surface excluding))
  • a plurality of lithium ion secondary batteries 1 are bound from above.
  • the lid plate 5 of each lithium ion secondary battery 1 has a convex portion 52 that projects planarly from the outer edge portion 51 in an area inside the outer edge portion 51. , the outer edges 51 of the lid plates 5 of adjacent lithium ion secondary batteries 1 do not touch each other. Therefore, stress due to restraint load is not concentrated on the weld bead.
  • band iron is preferable. Further, in addition to the band 12, a shaft, a slit structure for press-fitting, or the like may be used as a restraining member.
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing an example of a convex structure on a lid plate of a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
  • the cover plate 5 is a shallowly drawn metal plate 51, and the shallowly drawn portion forms a convex portion 52 on the outer surface of the cover plate 5 (see FIG. 3). ), but the lithium ion secondary battery 1 of the present invention is not limited thereto.
  • the convex portion 52 may be formed by the thickness of the forming layer 54 (second embodiment).
  • the size of the metal plate 53 is such that its outer edge portion 53a overlaps the flange portion 34 of the battery can 3 and can be fixed by welding. Moreover, the thickness of the metal plate 53 may be different from the metal plate 51 of the lid plate 5 of the first embodiment since shallow drawing is not performed.
  • the convex portion forming layer 54 which has a smaller area than the metal plate 53, constitutes the convex portion 52 of the lid plate 5 by laminating the layers as described above.
  • the height of the convex portion 52 of the lid plate 5 of the second embodiment (that is, equivalent to or approximate to the thickness of the convex portion forming layer 54) is the same as that of the convex portion 52 of the lid plate 5 of the first embodiment.
  • the flat metal plate 53 can be formed using a material such as iron, stainless steel, aluminum, or copper, similarly to the metal plate 51 of the lid plate 5 of the first embodiment.
  • the thickness of the flat metal plate 53 can be, for example, 0.1 to 1 mm, similar to the metal plate 51 of the lid plate 5 of the first embodiment.
  • the lid plate 5 of the first and second embodiments does not function as the lid plate 5 if the thickness of the metal plates 51 and 53 is less than 0.1 mm. When the thickness of the metal plates 51, 53 exceeds 1 mm, it becomes difficult to fix the outer edges 51a, 53a to the battery can 3 by laser welding.
  • the protrusion forming layer 54 can be made of the same material as the metal plate 53, it is more preferable to use an insulating material.
  • resin films or coatings made of polyethylene, polypropylene, nylon, ABS, PBT, Bakelite, polyacetal, vinyl chloride, fluororesin, PAI, PEEK, PEI, PI, etc., epoxy glass plates, and ceramic plates can be used.
  • the height of the protrusion 52 formed by laminating the protrusion forming layer 54 can be, for example, 0.1 mm to 3 mm. If the height of the convex portion 52 is less than 0.1 mm, the lid plates 5 of adjacent lithium ion secondary batteries 1 may come into contact with each other when the assembled battery 10 is arranged so that the lid plates 5 of adjacent lithium ion secondary batteries 1 face each other. Therefore, it is impossible to avoid concentration of stress on the weld bead at the welded portion between the battery can 3 and the lid plate 5. If the height of the protrusion 52 exceeds 3 mm, a problem arises in that the laser beam used for welding interferes with the side surface of the protrusion 52. (Of course, it is possible to irradiate the laser beam at a further angle, but this would exceed the range that can be processed with a galvano scanner and reduce productivity.
  • adhesion with double-sided tape or an adhesive can be used as a method for laminating the convex portion forming layer 54 on the metal plate 53.
  • double-sided tape or adhesive its thickness is included in the height of the convex portion 52.
  • the convex portion 52 of the lid plate 5 in this embodiment can uniformly protrude from the outer edge portion 53a of the lid plate 5 toward the inner region as shown in FIG. 6(a), but is not limited to this.
  • the convex portion 52 protruding in a planar shape may exist divided into a plurality of regions in a plan view, and a gap 55 between the convex portion forming layers 54 may be provided between the plurality of regions. Examples include horizontal arrangement in the X direction (see FIG. 6(b)), vertical arrangement in the Y direction (see FIG. 6(c)), and vertical and horizontal arrangement in the XY directions (see FIG. 6(d)).
  • the arrangement direction and number can be changed and set as appropriate. With this configuration, the gap 55 can be used as a passage for cooling air for the assembled battery 10.
  • the present invention is not limited to the embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the invention.
  • the number of each member of the secondary battery 1 is not limited to what is described as an example in this specification.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

【課題】　浅絞り形状の電池缶と蓋板とを溶接固定して密閉した角型の二次電池であって、組電池にしたときに、バスバーが大型化したりダクト配置の邪魔になったりせず、溶接ビードに拘束荷重による応力も集中しない、二次電池及びその組電池を提供する。 【解決手段】　本発明の二次電池１は、発電要素と、電池缶３と、非水電解液と、蓋板５と、一対の外部端子６，７とを備えている。電池缶３は、角型の浅絞り形状であり、発電要素を寝かせて収納している金属製のものである。また、電池缶３は、その開口部の周囲にフランジ部３４を有している。非水電解液は、発電要素を収納した電池缶３に充填されている。蓋板５は、その外縁部５１ａが電池缶３のフランジ部３４と溶接固定されて電池缶３に蓋をする金属製のものである。また、蓋板５は、外縁部５１ａより内側領域に外縁部５１ａよりも平面状に突出した凸部５２を有している。

Description

二次電池及びその組電池
　本発明は、二次電池及び該二次電池が複数直列に接続して構成された組電池に関する。
　従来、二次電池を製造するには、金属製で有底筒状の電池缶に発電要素を収納した後、電池缶の開口端部で囲まれた内側に金属製の蓋板を圧入して、この圧入合せ部を、蓋板の上方から照射したレーザビームにより溶接する方法が一般に採用されていた。
　しかし、電池缶に蓋板を圧入する際、バリ等の異物が発生して電池缶内に侵入したり、溶接の溶込み粒子（スパッタ）が電池缶内に侵入したりすることがあり、これらの侵入物が電池性能を低下させる原因になっていた。
　そこで、この種の密閉型二次電池の製造方法としては、電池缶の開口端部に蓋板の外縁部を重ね合せて、この重ね合せ部を、蓋板の側方からレーザー溶接する方法（特許文献１）、電池缶の開口端部の内周側に段部を設け、この段部に蓋板を載せて、両者の周面合せ部を、蓋板の上方からレーザー溶接する方法（特許文献２）、あるいは蓋板を段付き形状として、その小径部分を電池缶に嵌入させた状態でその大径部分を電池缶に重ね合せ、両者の重ね合せ部を、蓋板の側方からレーザー溶接する方法（特許文献３）などが提案されている。
　しかし、いずれの提案も、した圧入に伴う異物混入は防止できるものの、何れも溶接部が電池缶の内周側まで拡大するため、電池缶内へのスパッタの侵入を避けることはできず、侵入物による電池性能の低下を防止する対策としては不十分である。
　これに対して、特許文献４には、発電要素を収納した電池缶の開口端部に蓋板を溶接固定してなる密閉型電池において、電池缶の開口端部に外側へ広がる環状のフランジ部を設け、該フランジ部に蓋板の外縁部を合せて、この合せ部を蓋板の上面側からレーザー溶接することが開示されている。
　このように構成することにより、溶接部が電池缶の外周面の外側部位に設定されることで、溶接に伴うスパッタが電池缶内に侵入する危険はなくなる。
特開平３－９３１４８号公報 特開２０００－２３１９０８号公報 特開平１１－３０７０６５号公報 特開２００３－１３２８５７公報
　ところで、現在、二次電池は、電気自動車や太陽光発電などの蓄電システムに向けて普及している。これらの二次電池は、製品や各システムへの適用性、収容性の観点から角型形状が採用されることが多い。ただし、深絞り加工によって有底筒状の電池缶に成形する場合には、形状自由度が低い。そのため、角型形状の二次電池を薄型化することが難しい。
　これに対して、浅絞り加工によって角型形状の電池缶に成形し、電池缶の底に発電要素を寝かせて収納するようにすれば、二次電池を角型形状かつ薄型化することも可能である。
　しかしながら、電池缶が浅絞り加工による角型である二次電池は、複数個を直列接続して組電池とした際に、新たな問題が生ずる。
　すなわち、この組電池では、二次電池の最大面積の主面に垂直な方向に複数個の二次電池が重ねて配置される。このとき、各々の二次電池の正負一対の外部端子は、二次電池の側部のうち組電池の上面となる側部に当該側部の長手方向に分かれて設けられる。隣接する二次電池どうしを直列接続するには、一つの二次電池の一対の外部端子のうち一方（例えば正極端子）と、隣接する二次電池の一対の外部端子のうち他方（例えば負極端子）とをバスバーと呼ばれる金属部材で接続することになる。また、複数個の二次電池が重ねて配置された二次電池群には、拘束部材にて拘束荷重が加えられる。
　各々の二次電池の電池缶と蓋板とが全て同じ向きになるように二次電池を配置した場合、組電池は同じ極の外部端子が二次電池の配置方向に一列に並ぶため、隣接する二次電池間でバスバーを斜め掛けして直列接続しなければならず、バスバーが大型化する問題が生じる。また、隣接する二次電池間で斜め掛けしたバスバーは、二次電池の安全弁から解放される煙、蒸気等が通過するダクトを組電池の上面に配置するのに邪魔になる。
　また、隣接する二次電池間で電池缶と蓋板とが反対向きになるように二次電池を配置した、すなわち隣接する二次電池の電池缶の浅絞り底面どうし、蓋板どうしが対向する場合、組電池は同じ極の外部端子が二次電池の配置方向に対してジグザグに進むため、隣接する二次電池間でバスバーを斜め掛けして直列接続しなくてもよい。つまり、二次電池の配置方向に平行な複数のバスバーによって、外部端子が接続される。
　しかし、この場合、隣接する二次電池の蓋板どうしが対向するため、電池缶のフランジ部と蓋板との合せ部、すなわちレーザー溶接による溶接部分どうしが重なることになる。複数個の二次電池を組電池に組むために、拘束部材によって二次電池の配列方向に拘束荷重が加えられているので、溶接部分が重なるにも拘束荷重が加わる。その結果、溶接部分の溶接ビードに応力が集中して耐久性が低下するという問題がある。
　したがって、本発明は、の課題を解決し、浅絞り形状の電池缶と蓋板とを溶接固定して密閉した角型の二次電池であって、組電池にしたときに、バスバーが大型化したりダクト配置の邪魔になったりせず、溶接ビードに拘束荷重による応力も集中しない、二次電池及びその組電池を提供することである。
　以下に、題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
　本発明の一見地に係る二次電池は、発電要素と、電池缶と、非水電解液と、蓋板と、一対の外部端子とを備えている。
　発電要素は、正極、負極及びこれらを絶縁するセパレータを複数重ねて含む、扁平なものである。
　電池缶は、角型の浅絞り形状であり、発電要素を寝かせて収納している金属製のものである。また、電池缶は、その開口部の周囲にフランジ部を有している。非水電解液は、発電要素を収納した電池缶に充填されている。
　蓋板は、その外縁部が電池缶のフランジ部と溶接固定されて電池缶に蓋をする金属製のものである。また、蓋板は、外縁部より内側領域に外縁部よりも平面状に突出した凸部を有している。
　一対の外部端子のうち一方は、電池缶の側壁部の一つに配置され、発電要素の正極及び負極の一方と電気的に接続されている。一対の外部端子のうち他方は、一方の外部端子が配置された側壁部と同じ側である蓋板の一辺で、かつ、一方の外部端子と平面視で線対象な位置に配置され、発電要素の正極及び負極の他方と電気的に接続されている。
　また、本発明の一見地に係る組電池は、正負一対の外部端子を上側として最大面積を有する主面に垂直な方向に対して主面の表裏を交互に入れ替えながら複数配置されている。また、隣接する二次電池どうしは、バスバーによって直列接続されている。さらに拘束部材によって二次電池の配列方向に拘束荷重が加えられている。
　このような構成を有する組電池は、二次電池の配置方向に平行な２本のバスバーによって外部端子が接続されるので、バスバーが、大型化したり、ダクト配置の邪魔になったりしない。
　また、各々の二次電池の蓋板が外縁部より内側領域に外縁部よりも平面状に突出した凸部を有しているので、組電池にしたときに隣接する蓋板の外縁部どうしが接しない。したがって、溶接ビードに拘束荷重による応力も集中しない。
　なお、上述の二次電池の蓋板は、凸部の高さを、０．１～３ｍｍとしてもよい。
　また、上述の二次電池の蓋板は、浅絞りされた金属板であり、その浅絞り部分が凸部を構成していてもよい。
　また、上述の二次電池の蓋板は、平板からなる金属板と金属板よりも面積の小さい凸部形成層との積層体であり、凸部形成層が積層された厚みで凸部を構成していてもよい。さらに、凸部形成層を積層する場合、平面状に突出した凸部が平面視で複数領域に分割されて存在し、当該複数領域間に凸部どうしの隙間を有していてもよい。
　本発明の二次電池及び組電池によれば、二次電池を組電池にしたときに、バスバーが大型化したりダクト配置の邪魔になったりせず、溶接ビードに拘束荷重による応力も集中しない。
本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外観の一例を示す表裏の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の内部構造の一例示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の蓋板における凸部構造の一例を示す部分拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池を用いた組電池の一例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るリチウムイオン二次電池の蓋板における凸部構造の一例を示す部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るリチウムイオン二次電池の蓋板における各種の凸部構造の一例を示す平面図である。
　以下の実施形態では、二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池に本発明を適用した場合について説明する。本発明の二次電池は、リチウムイオン二次電池に限定されない。
［第１実施形態］　
　以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づき説明する。
１．二次電池の構造
　図１は、本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外観の一例を示す表裏の斜視図である。図１中、（ａ）は電池缶側から見た斜視図であり、（ｂ）は蓋板側からみた斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の内部構造の一例を示す分解斜視図である。なお、図２では、リチウムイオン二次電池の内部構造がわかるように、本来電池缶に充填されている二次電池の非水電解液を取り除いた状態で描いている。図３は、本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の蓋板における凸部構造の一例を示す部分拡大断面図である。
　第１実施形態のリチウムイオン二次電池１は、図１及び図２に示すように、角型扁平形状を有しており、発電要素２と、発電要素２を収納する電池缶３と、発電要素２を収納した電池缶３に充填された非水電解液（図示せず）と、電池缶３に蓋をする蓋板５と、発電要素２の正極及び負極と電気的に接続される一対の外部端子（正極端子６及び負極端子７）と、を備えている。
１―ａ．発電要素
　発電要素２は、正極、負極及びこれらを絶縁するセパレータを複数重ねて含む、扁平なものである。
　このような発電要素２としては、例えば、正極、負極及びセパレータをそれぞれ複数枚備え、正極、負極及びセパレータが一つずつ積層される積層タイプがある。なお、正極及び負極は、１つずつ交互に積層され、それらの最も外側はいずれも負極である。また、さらに、正極と負極の間及び発電要素２における最も外側には、セパレータがそれぞれ配置されている。また、発電要素２の主面は、正極及び負極の電極面に平行である。
　また、積層タイプの発電要素２の別の例としては、複数枚の正極と複数枚の負極と一枚のつづら折りされセパレータとを組み合わせて構成されていてもよい。つづら折りとは、ジグザグに折りたたむ折り方である。つまり、セパレータは、つづら折りによりジグザグに折られることで、連続した一枚の帯状の部材で交互に積層される正極１１と負極１２の間に挟み込まれる。また、このセパレータの一端側は発電要素２における最も外側にも配置されている。また、発電要素２の主面は、正極及び負極の電極面に平行である。
　また、発電要素２としては、正極、負極及び二枚のセパレータを備えた一枚の積層シートが、複数回巻かれた捲回タイプを用いることもできる。ただし、本発明においては発電要素２が扁平なものであるので、捲回タイプの発電要素２の巻きも扁平巻きである。
（１）正極
　発電要素２を構成する正極は、正極集電体の両面に、正極活物質層が担持された構成を有している。
　正極集電体は、正極活物質層の集電を行う機能を有している。この正極集電体は、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄などの金属箔、又は、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約１μｍ～約５００μｍの厚みを有している。
　正極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る正極活物質を含んで構成されている。正極活物質としては、例えば、リチウムを含有した酸化物が挙げられる。具体的には、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、及び、これら酸化物中の遷移金属を一部他の金属元素で置換した化合物などが挙げられる。
（２）負極
　発電要素２を構成する負極は、負極集電体の両面に、負極活物質層が担持された構成を有している。
　負極集電体は、負極活物質層の集電を行う機能を有している。この負極集電体は、例えば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、鉄、ニッケルメッキ層などの金属箔、又は、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約１μｍ～約１００μｍの厚みを有している。
　負極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る負極活物質を含んで構成されている。負極活物質としては、例えば、リチウムの吸蔵・放出が可能な物質からなる。具体的には、粒子状（鱗片状、塊状、繊維状、ウィスカー状、球状、粉砕粒子状など）の天然黒鉛もしくは人造黒鉛が挙げられる。なお、負極活物質として、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ粉末、等方性ピッチ粉末などを黒鉛化して得られる人造黒鉛を使用してもよい。また、非晶質炭素を表面付着させた黒鉛粒子を使用することもできる。さらに、リチウム遷移金属酸化物リチウム遷移金属窒化物、遷移金属酸化物及び酸化シリコンなども使用可能である。リチウム遷移金属酸化物としては、例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２に代表されるチタン酸リチウムを用いるとよい。
（３）セパレータ
　発電要素２を構成するセパレータは、イオンを透過するための孔を有する部材である。
　セパレータとしては、強度が十分でかつ非水電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はエチレン－プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。その他にも、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル、セルロース、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステルなどの高分子からなる微多孔フィルムなどを用いることができる。さらに、これらの微多孔フィルムを重ね合わせた多層フィルムを用いることもできる。セパレータの厚みとしては、５μｍ～１００μｍが好ましい。また、セパレータの空隙率としては、３０％～９０％が好ましい。
（４）電極タブ
　発電要素２は、図２に示すように、正極の正極集電体から正極タブ２１を介して、負極の負極集電体から負極タブ２２を介して、一対の外部端子（正極端子６及び負極端子７）と電気的に接続されている。正極タブ２１及び負極タブ２２は、発電要素２の同じ端面より突出している。この正極タブ２１及び負極タブ２２には、集電体と同材質のものを用いることが可能であるが、異なる材質でも構わない。
１－ｂ．非水電解液
　電池缶３内に発電要素２とともに封入される非水電解液（図示せず）は、特に限定されるものではないが、溶媒として、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ－ブチロラクトンなどのエステル類や、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフランジ部オキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどのエーテル類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、ギ酸メチル、酢酸メチルなどの極性溶媒を使用することができる。これらの溶媒は単独で使用してもよいし、２種以上を混合して混合溶媒として使用してもよい。
１－ｃ．電池缶
　電池缶３は、扁平な金属製の角型缶である。この電池缶３は、金属板を浅絞り加工することによって形成されている。電池缶３の浅絞り形状は、矩形状の底部３１と、底部３１の四辺においてそれぞれ立ち上がる側壁部３２と、４つの側壁部３２の底部３１とは反対側の端部で構成される開口部３３と、開口部３３の周囲に張り出すフランジ部３４を有している。なお、電池缶３の底部３１とフランジ部３４とは平行である。
　電池缶３の底部３１、側壁部３２及び開口部３３のサイズは、扁平な発電要素２を寝かせて、すなわち発電要素２の主面が底部３１と対向するようにして収納可能な大きさとなっている。具体的には、電池缶３は、例えば、底部３１における外面側の縦方向の長さ（図２のＹ方向の長さＬ１）が２０２ｍｍに形成されており、底部３１における外面側の横方向の長さ（図２のＸ方向の長さＷ１）が９４ｍｍに形成されている。電池缶３の外面部の深さ（図２のＺ方向の長さＴ１）は、例えば、４ｍｍに形成されている。
　また、電池缶３の開口部３３のサイズは、底部３１のサイズと同じか、底部３１のサイズより僅かに大きい。後者の場合には、側壁部３２における内面側の傾きが、例えば、５°程度となる。
　電池缶３のフランジ部３４のサイズは、後述する蓋板５の外縁部５１ａと溶接固定するのに十分な大きさとなっている。フランジ部３４の張り出し方向の長さ（図２のＸ方向、Ｙ方向のＷ２）は、例えば、３ｍｍに形成されている。
　なお、本段落及び前段落で示した電池缶３のサイズの各数値は一例であり、本発明はこれに限定されない。
　浅絞り加工は、絞り加工の一種である。絞り加工は。一枚の薄い金属板から様々な形状の有底容器をつなぎ目なく作る加工法である。一般的には、灰皿やフライパンのような浅い容器を作る絞り加工を浅絞り加工、深さが筒の開口部サイズ（円筒の直径や角筒の口辺）のと比べて深いものを深絞り加工と呼ぶ。本発明における浅絞り加工とは、角型扁平状のリチウムイオン二次電池１の主面を底とする電池缶３を成形するものである。
　なお、電池缶３の浅絞り加工に用いる金属板としては、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム、銅などの金属板を用いて形成することができる。また、金属板の厚みは、例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍとすることができる。
　また、電池缶３の４つの側壁部３２のうち１つには、中央部に電池内圧が規定圧を超えた場合に開放される安全弁８が設けられている（図１、図２参照）。電池内圧の上昇は、劣化や過充電等による過度な発熱によって生じる。この安全弁８は、例えば、貫通孔を外部からキャップで封止したものであり、電池内圧の上昇によりキャップが外れることで開放される。なお、安全弁８は、複数個の二次電池を用いて組電池としたときに上側となる側壁部３２に設けるのが好ましい。
　また、金属製の電池缶３は、後述する「２．組電池の構造」項に記載の理由で、その外側表面をさらに絶縁フィルムで被覆されているのが好ましい（図示せず）。
１－ｄ．蓋板
　蓋板５は、金属製であり、その外縁部５１ａが電池缶３のフランジ部３４と溶接固定されて電池缶３に蓋をするものである。この蓋板５と電池缶３とでリチウムイオン二次電池１の外装容器が構成される。蓋板５の形状は、図１及び図２に示すように、電池缶３の開口部３３に蓋をする矩形状であり、蓋板５を構成する金属板５１の外縁部５１ａより内側領域に外縁部５１ａよりも外面側に平面状に突出した凸部５２を有している。なお、電池缶３の底部３１と蓋板５の凸部５２における頂面とは平行である。
　なお、第１実施形態における蓋板５の凸部５２は、図３に示すように、平板状の金属板を浅絞り加工することによって形成されている。すなわち、蓋板５が浅絞りされた金属板５１であり、その浅絞り部分が蓋板５の外面側において凸部５２を構成する。
　この蓋板５のサイズは、その外縁部５１ａが電池缶３のフランジ部３４と重なって溶接固定が可能な大きさとなっている。
　この蓋板５の凸部５２の高さ（図１（ｂ）のＺ方向のＴ２）は、０．１～３ｍｍであり、好ましくは０．１～２ｍｍである。凸部５２の高さが０．１ｍｍを満たないと、隣接するリチウムイオン二次電池１の蓋板５どうしが対向するように配置して組電池１０としたときに、蓋板５どうしが接触してしまい、電池缶３と蓋板５との溶接部分の溶接ビードに応力が集中することを回避できない。凸部５２の高さが３ｍｍを超えると、溶接に用いるレーザー光と凸部５２の側面が干渉するという問題が生じる。（もちろん、レーザー光をさらに傾けて照射することも考えられるが、ガルバノスキャナで加工できる範囲を超えてしまい、生産性が低下する。
　なお、蓋板５の浅絞り加工に用いる金属板５１としては、電池缶３に用いたのと同様の材料、厚みからなる金属板を用いることができる。
　なお、蓋板５の外縁部５１aと電池缶３のフランジ部３４とは、レーザー等で溶接することで固定される。
　また、非水電解液は、電池缶３の開口部３３が蓋板５で封口された後に、注液孔（図示しない）から注液されている。そして、注液孔とほぼ同じ直径の封口部材を注液孔に設置した後、レーザー等の溶接により、注液孔が封口されている。注液孔の形成場所は、特に限定されない。電池缶３の底部３１及び４つの側壁部３２のいずれかに注液孔を設けてもよいし、蓋板５に注液孔を設けてもよい。
　また、金属製の蓋板５は、後述する「２．組電池の構造」項に記載の理由で、その外側表面をさらに絶縁フィルムで被覆されているのが好ましい（図示せず）。
1－ｅ．外部端子
　リチウムイオン二次電池１は、一対の外部端子である正極端子６及び負極端子７を備え（図１，図２参照）、発電要素２の図示しない正極及び負極と電気的に接続される。そのため、電池缶３内に収納された発電要素２には、図２に示すように、正極と外部端子である正極端子６とを仲介する正極タブ２１、負極と外部端子である負極端子７とを仲介する負極タブ２２が、発電要素２の同じ端面から突出するように設けられている。
　正極端子６は、電池缶３の側壁部３２の一つに配置されている。この正極端子６は、例えば、電池缶３の側壁部３２が有する貫通孔３５に挿入されている薄板状の正極端子本体６１と、正極端子本体６１と電池缶３の貫通孔３５内壁との接触を防止する絶縁部材６２とを備えている（図1，図２参照）。正極端子本体６１と電池缶３の貫通孔３５内壁との間の隙間は、絶縁部材６２によって完全密封されている。
　負極端子７は、正極端子６が配置された電池缶３の側壁部３２と同じ側である蓋体５の一辺に配置されている。また、負極端子７は、正極端子６と平面視で線対象な位置に配置されている。この負極端子７は、例えば、矩形状の蓋体５と連続する一体のパターンとして、金属板から打ち抜かれたものである（図1，図２参照）。
　なお、正極端子６と負極端子７は、本明細書に記載の本発明の効果が得られるのであれば、平面視で完全な線対象となっていなくてもよく、多少の位置ずれは許容範囲である。
　また、矩形状の蓋体５とは別体の負極端子７を、蓋体５にレーザー等の溶接で固定してもよい。
　また、正極端子６及び負極端子７は、正極端子６と発電要素２の正極、負極端子７と発電要素２の正極がそれぞれ電気的に正しく接続されていれば、上記した接続構造を入れ替えてもよい。さらに、本発明の外部端子は、第１実施形態で示した接続構造以外の公知のものを適宜採用することができる。
２．組電池の構造
　図４は、本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池を用いた組電池の一例を示す斜視図である。
　第１実施形態のリチウムイオン二次電池１を用いた組電池１０は、図４に示すように、上記したリチウムイオン二次電池１が、最大面積を有する主面に垂直な方向に対して複数配置されている。また、組電池１０は、隣接するリチウムイオン二次電池１，１どうしを直列接続するバスバー１１を備えている。さらに、組電池１０は、リチウムイオン二次電池１の配列方向に拘束荷重を加える拘束部材（一例としてバンド１２）を備えている。図４に示す例では、リチウムイオン二次電池１は７個である。
２―ａ．二次電池の配列
　組電池１０を構成する複数のリチウムイオン二次電池１は、図４に示すように、正負一対の外部端子（正極端子６及び負極端子７）が上側となるように配置されている。
　また、組電池１０を構成する複数のリチウムイオン二次電池１は、図４に示すように、主面の表裏を交互に入れ替えながら配置されている。例えば、リチウムイオン二次電池１について蓋板５側を表（おもて）面、電池缶３側を裏面とすると、組電池１０における複数のリチウムイオン二次電池１は、表裏、裏表、表裏、・・・・・、裏表のように配置される。このとき、各リチウムイオン二次電池１における正極端子６と負極端子７とは、平面視で線対象な位置に配置されている（図１，図２参照）ので、組電池１９の上側にある外部端子は、リチウムイオン二次電池１の配列方向に２列になって並んでいる。そして、一方の列は、正極端子６、負極端子７、正極端子６、負極端子７、・・・・、正極端子６、負極端子７と正負が交互に並ぶ。また、他方の列は、負極端子７、正極端子６、負極端子７、正極端子６、・・・・、負極端子７、正極端子６と正負が交互に並ぶ。図４に示す例では、リチウムイオン二次電池１の外部端子は各列７個並ぶ。
　本実施形態のリチウムイオン二次電池１を複数並べて組電池１０とする場合、金属製の電池缶３と蓋板５とを溶接固定してなるケースに電位を有することから、リチウムイオン二次電池１どうしを絶縁する必要がある。絶縁手段としては、各々のリチウムイオン二次電池１の金属製のケース表面のうち隣のリチウムイオン二次電池１と接触する部分を絶縁フィルムで被覆することが好ましい（図示せず）。また、別の絶縁手段としては、また、各々のリチウムイオン二次電池１を絶縁袋に収納したり、リチウムイオン二次電池１どうしの間に絶縁板を挟んだりしてもよい（図示せず）。
２―ｂ．バスバー
　バスバー１１は、隣接するリチウムイオン二次電池１，１どうしを直列接続する金属部材である。
　上述したように、組電池１９の上側にある外部端子は、リチウムイオン二次電池１の配列方向に２列になって並んでいる。そして、各列において負極端子７と正極端子６が交互に並んでいる。したがって、図４に示すように、バスバー１１は、隣接するリチウムイオン二次電池１間で斜め掛けすることなく、リチウムイオン二次電池１の配列方向に平行に渡されることになる。
　このような構成を有する組電池１０は、リチウムイオン二次電池１の配置方向に２列に並ぶ複数のバスバー１１によって外部端子が接続されるので、バスバー１１が、大型化したり、ダクト配置の邪魔になったりしない。
　バスバー１１の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、スチール、ニッケル及びそれらの合金などを用いることができる。
　また、図４に示す組電池１９の例では、リチウムイオン二次電池１の配列方向に２列になって並んでいる外部端子を、各列３本ずつのバスバー１１で接続している。
　なお、図４中、複数のリチウムイオン二次電池１は、２つのエンドプレート１３，１３によって両側より挟まれている。また、２つのエンドプレート１３，１３の上面に設けられた組電池端子１４，１４が組電池１０の最外側の正極端子６、負極端子７と、バスバー１１と同様の金属部材によって、電気的に接続されている。
２―ｃ．バンド
　バンド１２は、組電池１０の複数のリチウムイオン二次電池１を、リチウムイオン二次電池１どうしが分離しないように拘束する部材である。
　図４に示す例では、２本の平行なバンド１２が、組電池１０の側面（リチウムイオン二次電池１の正極電子６及び負極電子７の配置された上面と、当該上面と対抗する下面とを除く残りの面）上から、複数のリチウムイオン二次電池１を縛っている。
　このような構成を有する組電池１０は、各々のリチウムイオン二次電池１の蓋板５が外縁部５１より内側領域に外縁部５１よりも平面状に突出した凸部５２を有しているので、隣接するリチウムイオン二次電池１の蓋板５の外縁部５１どうしが接しない。したがって、溶接ビードに拘束荷重による応力も集中しない。
　バンド１２としては、帯鉄が好ましい。
　また、バンド１２以外に、シャフト、圧入用のスリット構造体などを拘束部材として用いてもよい。
［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態を、図面に基づき説明する。
　図５は、本発明の第２実施形態に係るリチウムイオン二次電池の蓋板における凸部構造の一例を示す部分拡大断面図である。
　第１実施形態のリチウムイオン二次電池１では　蓋板５が浅絞りされた金属板５１であり、その浅絞り部分が蓋板５の外面側において凸部５２を構成している（図３参照）が、本発明のリチウムイオン二次電池１は、これに限定されない。
　例えば、リチウムイオン二次電池１は、図５に示すように、蓋板５が平板からなる金属板５３と金属板５３よりも面積の小さい凸部形成層５４との積層体であり、凸部形成層５４が積層された厚みで凸部５２を構成していてもよい（第２実施形態）。
　金属板５３のサイズは、第１実施形態の蓋板５の金属板５１と同様、その外縁部５３ａが電池缶３のフランジ部３４と重なって溶接固定が可能な大きさとなっている。また、金属板５３の厚みは、浅絞り加工を行わないので、第１実施形態の蓋板５の金属板５１と異なっていてもよい。
　金属板５３よりも面積の小さい凸部形成層５４は、上記したようにその積層により蓋板５の凸部５２を構成している。第２実施形態の蓋板５の凸部５２の高さ（つまり、凸部形成層５４の厚みと同等又は近似）は、第１実施形態の蓋板５の凸部５２と同様である。
　平板からなる金属板５３としては、第１実施形態の蓋板５の金属板５１と同様に、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム、銅などの材料を用いて形成することができる。なお、平板からなる金属板５３の厚みは、第１実施形態の蓋板５の金属板５１と同様に、例えば、０．１～１ｍｍとすることができる。
　第１及び第２実施形態の蓋板５は、金属板５１，５３の厚みが０．１ｍｍを満たないと、蓋板５として機能しない。金属板５１，５３の厚みが１ｍｍを超えると、その外縁部５１ａ，５３ａにおいてレーザー溶接で電池缶３と固定することが困難になる。
　凸部形成層５４としては、金属板５３と同様の材料とすることもできるが、より好ましくは絶縁性の材料を用いる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳ、ＰＢＴ，ベークライト、ポリアセタール、塩化ビニル、フッ素樹脂、ＰＡＩ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＩなどからなる樹脂フィルムや被膜、エポキシガラス板、セラミックス板を用いることができる。
　なお、凸部形成層５４の積層によって形成される凸部５２の高さは、例えば、０．１ｍｍ～３ｍｍとすることができる。凸部５２の高さが０．１ｍｍを満たないと、隣接するリチウムイオン二次電池１の蓋板５どうしが対向するように配置して組電池１０としたときに、蓋板５どうしが接触してしまい、電池缶３と蓋板５との溶接部分の溶接ビードに応力が集中することを回避できない。凸部５２の高さが３ｍｍを超えると、溶接に用いるレーザー光と凸部５２の側面が干渉するという問題が生じる。（もちろん、レーザー光をさらに傾けて照射することも考えられるが、ガルバノスキャナで加工できる範囲を超えてしまい、生産性が低下する。
　金属板５３に対する凸部形成層５４の積層方法としては、両面テープ又は接着材（ともに図示しない）による接着、コーティング、転写などを用いることができる。両面テープ又は接着材を用いる場合は、その厚みが凸部５２の高さに含まれる。
　また、本実施形態における蓋板５の凸部５２は、図６（ａ）に示すように、蓋板５の外縁部５３ａより内側領域に一様に突出することができるが、これに限定されない。例えば、平面状に突出した凸部５２が平面視で複数領域に分割されて存在し、複数領域間に凸部形成層５４どうしの隙間５５を有していてもよい。一例としては、Ｘ方向に横配列（図６（ｂ）参照）、Ｙ方向に縦配列（図６（ｃ）参照）、ＸＹ方向に縦横配列（図６（ｄ）参照）などである。また、図示した例以外にも、配列方向や数を変更して適宜設定することができる。
　このように構成することによって、隙間５５を組電池１０の冷却風の通路として使うことができる。
　その他の構成については、第１実施形態と同様であるから説明を省略する。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、二次電池１の各部材の数も、本明細書で一例として記載したものに限定されない。
　１　二次電池
　２　発電要素
　２１　正極タブ
　２２　負極タブ
　３　電池缶
　３１　底部
　３２　側壁部
　３３　開口部
　３４　フランジ部
　３５　貫通孔
　５　蓋板
　５１，５３　金属板
　５１ａ，５３ａ　外縁部
　５２　凸部
　５４　凸部形成層
　５５　隙間
　６　正極端子
　７　負極端子
　８　安全弁
　１０　組電池
　１１　バスバー
　１２　バンド
　１３　エンドプレート
　１４　組電池端子

Claims (6)

  1. 　正極、負極及びこれらを絶縁するセパレータを複数重ねて含む扁平な発電要素と、
    　角型の浅絞り形状であり、その開口部の周囲にフランジ部を有し、前記発電要素を寝かせて収納する金属製の電池缶と、
    　前記発電要素を収納した前記電池缶に充填された非水電解液と、
    　その外縁部が前記電池缶の前記フランジ部と溶接固定されて前記電池缶に蓋をし、前記外縁部より内側領域に前記外縁部よりも外面側に平面状に突出した凸部を有する金属製の蓋板と、
    　前記電池缶の側壁部の一つに配置され、前記発電要素の正極及び負極の一方と電気的に接続される一方の外部端子と、
    　一方の前記外部端子が配置された前記側壁部と同じ側である前記蓋体の一辺で、かつ、一方の前記外部端子と平面視で線対象な位置に配置され、前記発電要素の正極及び負極の他方と電気的に接続される他方の外部端子と、
    を備えた二次電池。
  2. 　前記蓋板の前記凸部の高さが、０．１～３ｍｍである、請求項１記載の二次電池。
  3. 　前記蓋板が浅絞りされた金属板であり、その浅絞り部分が前記蓋板の外面側において前記凸部を構成する、請求項１又は請求項２のいずれか記載の二次電池。
  4. 　前記蓋板が平板からなる金属板と当該金属板よりも面積の小さい凸部形成層との積層体であり、前記凸部形成層が積層された厚みで前記凸部を構成する、請求項１又は請求項２のいずれか記載の二次電池。
  5. 　平面状に突出した前記凸部が平面視で複数領域に分割されて存在し、当該複数領域間に前記凸部どうしの隙間を有する、請求項４記載の二次電池。
  6. 　請求項１に記載の二次電池が、正負一対の前記外部端子を上側として最大面積を有する主面に垂直な方向に対して前記主面の表裏を交互に入れ替えながら複数配置され、
    　さらに隣接する前記二次電池どうしがバスバーによって直列接続され、
    　拘束部材によって前記二次電池の配列方向に拘束荷重が加えられている、
    組電池。
PCT/JP2023/025530 2022-08-09 2023-07-11 二次電池及びその組電池 WO2024034310A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022127167A JP2024024378A (ja) 2022-08-09 2022-08-09 二次電池及びその組電池
JP2022-127167 2022-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024034310A1 true WO2024034310A1 (ja) 2024-02-15

Family

ID=89851415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/025530 WO2024034310A1 (ja) 2022-08-09 2023-07-11 二次電池及びその組電池

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024024378A (ja)
WO (1) WO2024034310A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001167744A (ja) * 1999-09-30 2001-06-22 Canon Inc リチウム二次電池及びその製造方法
JP2004006226A (ja) * 2002-04-17 2004-01-08 Hitachi Maxell Ltd 電池
JP6162826B2 (ja) * 2014-01-29 2017-07-12 株式会社東芝 電池及び封口体ユニット
JP2019106243A (ja) * 2017-12-08 2019-06-27 日鉄日新製鋼株式会社 電池外装材、電池、およびそれらの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001167744A (ja) * 1999-09-30 2001-06-22 Canon Inc リチウム二次電池及びその製造方法
JP2004006226A (ja) * 2002-04-17 2004-01-08 Hitachi Maxell Ltd 電池
JP6162826B2 (ja) * 2014-01-29 2017-07-12 株式会社東芝 電池及び封口体ユニット
JP2019106243A (ja) * 2017-12-08 2019-06-27 日鉄日新製鋼株式会社 電池外装材、電池、およびそれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024024378A (ja) 2024-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130177787A1 (en) Current collector and nonaqueous secondary battery
CN103682232B (zh) 电池
US20140017565A1 (en) Rechargeable battery having current collection plate with protrusion
JP5957239B2 (ja) 二次電池
KR101675623B1 (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
WO2017174374A1 (en) Energy storage device
JP6757499B2 (ja) 二次電池
EP3293799B1 (en) Sealed secondary battery
US20110076544A1 (en) Stack type battery
JP6697685B2 (ja) 密閉型電池および組電池
JP6270613B2 (ja) 角形二次電池
JP5161421B2 (ja) 非水電解質電池
KR101821488B1 (ko) 전지
US9843028B2 (en) Secondary battery
EP3709422B1 (en) Battery and battery pack
US20190260086A1 (en) Secondary battery
US10693120B2 (en) Energy storage device
WO2024034310A1 (ja) 二次電池及びその組電池
US10601019B2 (en) Energy storage device
JP5526514B2 (ja) 双極型電池、およびこれを用いた組電池
JP2012004141A (ja) 非水電解質電池
EP4254589A1 (en) Electricity storage device
US20230187793A1 (en) Electrochemical element and corresponding battery
WO2022185464A1 (ja) 電極、電極群及び電池
WO2023054582A1 (ja) 二次電池およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23852293

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1