【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長円筒形巻回型の
発電要素を２個以上備えた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】角形電池では、長円筒形巻回型の発電要
素を複数個重ね合わせ電池容器に収納して用いる場合が
ある。例えば図４に示す非水電解質二次電池は、４個の
長円筒形巻回型の発電要素１を重ね合わせて電池容器２
に収納している。発電要素１は、正負の電極を長円筒形
に巻回したものである。また、４個の発電要素１は、周
側面の平坦部同士を重ね合わせて、両端部にそれぞれ集
電接続体３を接続固定している。集電接続体３は、発電
要素１の端部に突出する正極や負極の金属箔を波板状の
凹部に挟み込んで溶接したものであり、この発電要素１
の正極や負極を端子４と接続するリードの役割を果た
す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記長円筒
形巻回型の発電要素１は、周側面の平坦部が徐々に湾曲
して膨らみ、形状が長円筒形から円筒形に変化する傾向
がある。そして、このような変形が生じると、巻回され
た電極の極間距離が広がり電池性能が低下するだけでな
く、周側面の平坦部の外側への膨らみが電池容器２を圧
迫するという問題が生じていた。
【０００４】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、複数個の長円筒形巻回型の発電要素
を重ね合わせてシート材で締め付け覆うことにより、極
間距離を一定に保ち外側への膨らみもなくすことができ
る電池を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の電池は、個以
上の長円筒形巻回型の発電要素であって、周側面の平坦
部同士を重ね合わせたものの、これら重ね合わせた発電
要素の周側面の周囲をシート材で締め付けたことを特徴
とする。
【０００６】請求項１の発明によれば、複数個の発電要
素が重なり合い、これを覆うシート材によって締め付け
られるので、各発電要素の周側面の平坦部が押し合うこ
とになり、この平坦部が膨らむのを抑制することができ
る。従って、この電池は、各発電要素の電極の極間距離
が広がったり、この発電要素が円筒形に変形しようとす
るようなことがなくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【０００８】図１〜図３は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１は２個の発電要素をシート材で覆い粘
着テープで締着する工程を示す斜視図、図２はシート材
で覆い粘着テープで締着した２個の発電要素の斜視図、
図３はシート材で覆い粘着テープで締着した発電要素に
集電接続体を接続固定する工程を示す斜視図である。な
お、図４に示した従来例と同様の機能を有する構成部材
には同じ番号を付記する。
【０００９】本実施形態は、図４に示した従来例と同様
に、４個の長円筒形巻回型の発電要素１を電池容器２に
収納した角形の非水電解質二次電池について説明する。
この非水電解質二次電池は、電気自動車等に用いられる
大型の角形電池であり、４個の長円筒形巻回型の発電要
素１を、周側面の平坦部同士を重ね合わせて電池容器２
に収納すると共に、これらの発電要素１を集電接続体３
を介して正負の端子４に並列に接続したものである。各
発電要素１は、帯状の正極と負極をセパレータを介して
長円筒形に巻回したものである。また、正極は、集電体
となる帯状のアルミニウム箔の表面に、この帯状の一方
の側端部を除いて正極活物質を担持させたものであり、
負極は、集電体となる帯状の銅箔の表面に、この帯状の
他方の側端部を除いて負極活物質を担持させたものであ
る。そして、これら帯状の正極と負極を互いに巻回軸方
向に少しずらして巻回することにより、発電要素１の一
方の端部には、正極における正極活物質の未塗工部とな
るアルミニウム箔をはみ出させ、他方の端部には、負極
における負極活物質の未塗工部となる銅箔をはみ出させ
るようにしている。
【００１０】上記４個の発電要素１は、長円筒形の周側
面の平坦部同士を重ね合わせて並べられる。この際、本
実施形態では、図１に示すように、２個の発電要素１，
１の周側面の周囲を２枚のシート材５で覆い粘着テープ
６によって締着する。即ち、まず１枚のシート材５の上
に２個の発電要素１，１を重ね合わせて載置し、その上
にもう１枚のシート材５を載置する。次に、矢印Ｐに示
すように、これらのシート材５，５を介して２個の発電
要素１，１の両端の平坦部をプレス機等により上下から
圧迫する。そして、この圧迫を加えた状態で、上下のシ
ート材５，５を両側に引っ張りながら２個の発電要素
１，１の両側面にそれぞれ沿わせ、これらの端部同士を
粘着テープ６で固着する。即ち、シート材５，５は、２
個の発電要素１，１の周側面の周囲を覆い、締め付けら
れた状態で固着される（締着される）。従って、２個の
発電要素１，１は、図２に示すように、周側面の平坦部
同士を重ね合わせた状態でシート材５，５によって締め
付けられるので、プレス機等による上下方向の圧迫を解
除した後も、この圧迫されていたときの状態を維持する
ことができるようになる。
【００１１】本実施形態では、シート材５としてポリフ
ェニルサルファイト樹脂（ＰＰＳ）のシートを使用し、
粘着テープ６としてポリイミドのシートの片面に粘着剤
を塗布したものを使用している。ただし、これらシート
材５や粘着テープ６の材質は、このような樹脂に限定さ
れず、耐電解液性や耐熱性を備えた延性の小さいシート
材であれば、どのようなものを用いてもよく、例えば樹
脂以外では、布、不織布又は紙等を用いることができ
る。また、粘着テープ６を用いる代りに、シート材５に
粘着剤や接着剤を塗布したり、熱溶着等により、これら
シート材５，５同士を直接固着することもできる。
【００１２】本実施形態の非水電解質二次電池は、図３
に示すように、上記シート材５を締着した２個の発電要
素１を２組、周側面の平坦部同士を重ね合わせて並べ、
両端部にそれぞれ集電接続体３，３を配置して接続固定
する。各集電接続体３は、波板状の金属板の中央部の上
方に端子４を接続固定したものである。そして、正の集
電接続体３は、この波板状の各凹部に、各発電要素１の
一方の端部にはみ出した正極のアルミニウム箔を挟み込
んで超音波溶接により接続固定することにより、４個の
発電要素１の正極を並列に正の端子４に接続し、負の集
電接続体３は、この波板状の各凹部に、各発電要素１の
他方の端部にはみ出した負極の銅箔を挟み込んで超音波
溶接により接続固定することにより、４個の発電要素１
の負極を並列に負の端子４に接続するようになってい
る。
【００１３】上記のようにして集電接続体３を介して正
負の端子４に接続された４個の発電要素１は、図４に示
した金属製の筐体の電池容器２に収納され、この電池容
器２の上端開口部を図示しない蓋板で塞がれる。この
際、正負の端子４の上端部は、絶縁封止材を介して蓋板
を貫通し外部に突出させるようになっている。そして、
この電池容器２の内部に非水電解液を充填して内部を密
閉することにより、非水電解質二次電池が完成する。
【００１４】上記構成により、本実施形態の非水電解質
二次電池は、発電要素１が２個ずつ、平坦部同士を重ね
合わせた状態でシート材５によって締め付けられるの
で、これらの発電要素１の周側面の平坦部同士が押し合
うことになり、この平坦部が膨らんで長円筒形が円筒形
に変形しようとするのを抑制することができる。このた
め、各発電要素１の電極の極間距離が広がって電池性能
が低下するのを防止できるようになる。また、これらの
発電要素１が電池容器２内のスペースを圧迫したり、こ
の電池容器２を内側から圧迫して外部に膨らませるよう
なことがなくなる。
【００１５】特に、本実施形態では、２個の発電要素１
を圧迫した状態でシート材５を締着するので、これらの
発電要素１の周側面の平坦部同士が十分に押し合った状
態で締め付けられることになり、これらの平坦部が膨ら
むのを確実に防止することができるようになる。しかし
ながら、シート材５を締着する際に、２個の発電要素１
の周側面の平坦部同士が十分に押し合うように強く締め
付けるようにすれば、これらの発電要素１の圧迫工程は
省略することもできる。しかも、シート材５を上下に２
枚配置して、２個の発電要素１の両側部で固着するの
は、これらの発電要素１の両端の平坦部がプレス機等に
よって圧迫されるからであり、この圧迫工程が省略され
る場合には、１枚のシート材５で２個の発電要素１の周
側面の全周を覆い、周側面の適宜の位置で締着すること
ができる。
【００１６】また、本実施形態では、２個の発電要素１
の周側面の周囲を巻回軸方向の全長よりも少し短い幅の
シート材５で覆うようにした場合を示したが、例えば巻
回軸方向の中央部だけを狭い幅のシート材５で覆うよう
にすることもできる。さらに、巻回軸方向に沿った複数
箇所をそれぞれ狭い幅のシート材５で覆うようにするこ
ともできる。しかも、このように幅の狭いシート材５を
用いる場合には、２個の発電要素１の両端の平坦部に、
シート材５によって覆われない部分ができるので、この
部分だけをプレス機等で圧迫するようにすれば、１枚の
シート材５でこれらの発電要素１の周側面の全周を覆う
ようにすることができる。
【００１７】なお、上記実施形態では、２個の発電要素
１をシート材５で覆う場合について示したが、３個以上
の任意個の発電要素１をシート材５で覆うことができ
る。例えば本実施形態の非水電解質二次電池は、４個の
発電要素１を用いるので、これらを一括してシート材５
で覆うことができる。ただし、本実施形態では、２個ず
つの発電要素１の間に集電接続体３の一部を挟み込むよ
うにしているために、シート材５で覆う発電要素１の個
数も２個ずつに分けていた。しかしながら、発電要素１
と端子４との間を接続する集電接続体３の構成は任意で
あり、発電要素１の間に挟み込む必要のない構成の集電
接続体３を用いれば、４個の発電要素１を一括してシー
ト材５で覆うことができる。また、発電要素１と端子４
との間は、このような集電接続体３を用いることなく接
続することもできる。
【００１８】また、上記実施形態では、正極と負極をず
らして巻回することにより、これらを両端部にはみ出さ
せた発電要素１について示したが、正極と負極を巻回し
て長円筒形とした巻回形の発電要素１であれば構成は任
意である。従って、巻回時には必ずしも長円筒形になっ
ている必要はなく、円筒形に巻回後に周側面を両側から
圧迫することにより長円筒形に形成した発電要素１にも
同様に実施可能である。さらに、複数個の発電要素１を
シート材５で覆うまでは、各発電要素１の巻回軸に直交
する断面形状は、長円形ではなく楕円形等の形状であっ
てもよい。
【００１９】また、上記実施形態では、非水電解質二次
電池について示したが、長円筒形巻回型の発電要素１を
２個以上用いる電池であれば、この電池の種類は問わな
い。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池によれば、重なり合った発電要素をシート材が覆
い締め付けるので、各発電要素の周側面の平坦部が膨ら
むのを抑制することができ、これら各発電要素の電極の
極間距離が広がったり円筒形に変形しようとするのを防
止できるようになる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery having at least two long cylindrical wound power generating elements. 2. Description of the Related Art In some rectangular batteries, a plurality of long cylindrical wound-type power generating elements are stacked and used in a battery container. For example, a nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG.
Stored in. The power generating element 1 is formed by winding positive and negative electrodes in a long cylindrical shape. In addition, the four power generating elements 1 are formed by overlapping flat portions on the peripheral side surfaces and connecting and fixing the current collectors 3 to both ends. The current collector 3 is formed by sandwiching and welding a metal foil of a positive electrode or a negative electrode projecting from an end portion of the power generating element 1 into a corrugated concave portion.
And serves as a lead for connecting the positive electrode and the negative electrode to the terminal 4. [0003] However, in the long cylindrical winding type power generating element 1, the flat portion on the peripheral side surface gradually curves and expands, and the shape changes from the long cylindrical shape to the cylindrical shape. Tend to. When such deformation occurs, not only the distance between the wound electrodes increases and the battery performance deteriorates, but also the problem that the bulge to the outside of the flat portion on the peripheral side surface presses the battery container 2 occurs. Had occurred. The present invention has been made in order to cope with such a situation, and a plurality of long cylindrical wound-type power generating elements are overlapped and fastened and covered with a sheet material so that the distance between the poles can be kept constant. It is an object of the present invention to provide a battery that can keep the battery from bulging outward. [0005] The battery according to claim 1 is a power generating element of a plurality of long cylindrical winding type, wherein flat portions on the peripheral side face are overlapped with each other. The periphery of the peripheral side surface of the power generating element is fastened with a sheet material. According to the first aspect of the present invention, since the plurality of power generating elements overlap and are fastened by the sheet material covering the power generating elements, the flat portions on the peripheral side surfaces of the power generating elements are pressed together, and the flat portions are pressed. Inflation can be suppressed. Therefore, in this battery, the distance between the electrodes of each power generation element is not increased, and this power generation element does not tend to deform into a cylindrical shape. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a step of covering two power generating elements with a sheet material and fastening them with an adhesive tape, and FIG. Perspective view of two power generating elements covered with a sheet material and fastened with an adhesive tape,
FIG. 3 is a perspective view showing a step of connecting and fixing a current collector to a power generating element covered with a sheet material and fastened with an adhesive tape. Components having the same functions as those of the conventional example shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, a rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery in which four long cylindrical wound power generating elements 1 are housed in a battery container 2 as in the conventional example shown in FIG. 4 will be described. .
This non-aqueous electrolyte secondary battery is a large-sized rectangular battery used for electric vehicles and the like. A battery container 2 is formed by stacking four long cylindrical wound-type power generating elements 1 with flat portions on the peripheral side thereof.
And these power generating elements 1 are connected to the current collecting connector 3
Are connected in parallel to the positive and negative terminals 4 via. Each power generating element 1 is formed by winding a strip-shaped positive electrode and negative electrode into a long cylindrical shape via a separator. The positive electrode has a positive electrode active material supported on the surface of a band-shaped aluminum foil serving as a current collector except for one side end of the band,
The negative electrode is obtained by supporting a negative electrode active material on the surface of a strip-shaped copper foil serving as a current collector except for the other side end of the strip. Then, by winding the strip-shaped positive electrode and the negative electrode slightly apart from each other in the winding axis direction, one end of the power generating element 1 is provided with an aluminum foil that is an uncoated portion of the positive electrode active material in the positive electrode. The copper foil which becomes the uncoated portion of the negative electrode active material in the negative electrode is protruded from the other end. The four power generating elements 1 are arranged such that flat portions on the peripheral side surface of a long cylindrical shape are overlapped with each other. At this time, in the present embodiment, as shown in FIG.
The periphery of the peripheral side surface of one is covered with two sheet materials 5 and fastened with an adhesive tape 6. That is, first, two power generating elements 1 and 1 are placed on one sheet material 5 in a superimposed manner, and another sheet material 5 is placed thereon. Next, as shown by the arrow P, the flat portions at both ends of the two power generating elements 1, 1 are pressed from above and below by a press or the like via these sheet materials 5, 5. Then, in a state where the compression is applied, the upper and lower sheet members 5, 5 are pulled along both sides, respectively, along the two side surfaces of the two power generation elements 1, 1 and these ends are fixed to each other with the adhesive tape 6. . That is, the sheet materials 5 and 5 are 2
The power generating elements 1 and 1 cover the periphery of the peripheral side surface and are fixed (fastened) in a tightened state. Therefore, as shown in FIG. 2, the two power generating elements 1, 1 are fastened by the sheet members 5, 5 in a state where the flat portions on the peripheral side are overlapped with each other. Even after the release, the state at the time of being pressed can be maintained. In the present embodiment, a sheet of polyphenylsulfite resin (PPS) is used as the sheet material 5,
As the adhesive tape 6, a polyimide sheet having one surface coated with an adhesive is used. However, the material of the sheet material 5 and the adhesive tape 6 is not limited to such a resin, and any material may be used as long as it is a sheet material having low resistance to electrolyte and heat resistance and having low ductility. For example, besides resin, cloth, nonwoven fabric, paper or the like can be used. Instead of using the adhesive tape 6, an adhesive or an adhesive may be applied to the sheet material 5, or the sheet materials 5 and 5 may be directly fixed to each other by heat welding or the like. The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment is shown in FIG.
As shown in the figure, two sets of two power generating elements 1 to which the sheet members 5 are fastened are arranged such that the flat portions on the peripheral side are overlapped with each other,
Current collecting connectors 3 and 3 are arranged at both ends, respectively, and connected and fixed. Each current collector 3 has a terminal 4 connected and fixed above a central portion of a corrugated metal plate. Then, the positive current collector 3 is connected and fixed by ultrasonic welding by sandwiching the positive electrode aluminum foil protruding at one end of each power generating element 1 into each of the corrugated plate-shaped concave portions by ultrasonic welding. The positive electrodes of the power generating elements 1 are connected in parallel to the positive terminal 4, and the negative current collector 3 is inserted into each of the corrugated plate-shaped recesses at the other end of each power generating element 1. By connecting and fixing the copper foil by ultrasonic welding, the four power generating elements 1
Are connected to the negative terminal 4 in parallel. The four power generating elements 1 connected to the positive and negative terminals 4 via the current collector 3 as described above are housed in a battery case 2 of a metal case shown in FIG. The upper end opening of the battery container 2 is closed by a cover plate (not shown). At this time, the upper ends of the positive and negative terminals 4 penetrate the lid plate via the insulating sealing material and are projected to the outside. And
A non-aqueous electrolyte secondary battery is completed by filling the inside of the battery container 2 with a non-aqueous electrolyte and sealing the inside. According to the above configuration, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment is fastened by the sheet material 5 with the power generating elements 1 being two by two and the flat portions being overlapped with each other. The flat portions on the peripheral side face are pressed against each other, so that it is possible to prevent the flat portion from expanding and the long cylindrical shape from being deformed into a cylindrical shape. For this reason, it becomes possible to prevent a decrease in battery performance due to an increase in the distance between the electrodes of each power generating element 1. In addition, these power generating elements 1 do not press the space in the battery container 2 or press the battery container 2 from the inside to expand to the outside. Particularly, in this embodiment, the two power generating elements 1
The sheet material 5 is tightened in a state where the flat portions are pressed, so that the flat portions on the peripheral side surfaces of the power generating elements 1 are tightened in a state where the flat portions are sufficiently pressed together, and it is ensured that these flat portions expand. Can be prevented. However, when fastening the sheet material 5, the two power generating elements 1
If the flat portions on the peripheral side surfaces are strongly tightened so as to sufficiently press each other, the step of pressing these power generating elements 1 can be omitted. Moreover, the sheet material 5 is moved up and down by 2
The two power generating elements 1 are arranged and fixed at both sides of the power generating elements 1 because the flat portions at both ends of the power generating elements 1 are pressed by a press or the like, and when this pressing step is omitted. In this case, the entire periphery of the two power generating elements 1 can be covered with one sheet material 5 and fastened at an appropriate position on the peripheral side. In this embodiment, the two power generating elements 1
Has been shown to cover the periphery of the peripheral side surface with a sheet material 5 having a width slightly shorter than the entire length in the winding axis direction. For example, only the central portion in the winding axis direction is covered with the sheet material 5 having a narrow width. You can also do so. Furthermore, it is also possible to cover a plurality of locations along the winding axis direction with the sheet material 5 having a narrow width. Moreover, when such a narrow sheet material 5 is used, the flat portions at both ends of the two power generating elements 1
Since a portion that is not covered by the sheet material 5 is formed, if only this portion is pressed by a press machine or the like, one sheet material 5 covers the entire periphery of the peripheral side surface of the power generating element 1. be able to. In the above embodiment, the case where two power generating elements 1 are covered with the sheet material 5 has been described. However, three or more arbitrary power generating elements 1 can be covered with the sheet material 5. For example, since the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment uses four power generating elements 1, these are collectively
Can be covered with. However, in the present embodiment, since a part of the current collecting connector 3 is sandwiched between every two power generating elements 1, the number of the power generating elements 1 covered with the sheet material 5 is also divided into two. I was However, power generation element 1
The configuration of the current collecting connector 3 that connects between the power generating element 1 and the terminal 4 is arbitrary. If the current collecting connector 3 having a configuration that does not need to be interposed between the power generating elements 1 is used, the four power generating elements 1 Then, it can be covered with the sheet material 5. Also, a power generating element 1 and a terminal 4
Can be connected without using such a current collector 3. Further, in the above embodiment, the power generating element 1 in which the positive electrode and the negative electrode are shifted and wound so as to protrude to both ends is shown. However, the positive electrode and the negative electrode are wound to form a long cylindrical shape. The configuration is arbitrary as long as it is a wound power generating element 1. Therefore, it is not always necessary to have a long cylindrical shape at the time of winding, and the present invention can be similarly applied to the power generating element 1 formed into a long cylindrical shape by pressing the peripheral side surface from both sides after winding into a cylindrical shape. Further, until the plurality of power generating elements 1 are covered with the sheet material 5, the cross-sectional shape orthogonal to the winding axis of each power generating element 1 may be an elliptical shape instead of an oval shape. Further, in the above embodiment, the non-aqueous electrolyte secondary battery has been described, but any type of battery may be used as long as the battery uses two or more long cylindrical wound power generating elements 1. As is clear from the above description, according to the battery of the present invention, the sheet material covers and tightens the overlapping power generating elements, so that the flat portion on the peripheral side surface of each power generating element does not expand. Thus, it is possible to prevent the distance between the electrodes of these power generating elements from increasing or from trying to deform into a cylindrical shape.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、２個
の発電要素をシート材で覆い粘着テープで締着する工程
を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、シー
ト材で覆い粘着テープで締着した２個の発電要素の斜視
図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、シー
ト材で覆い粘着テープで締着した発電要素に集電接続体
を接続固定する工程を示す斜視図である。
【図４】従来例を示すものであって、長円筒形巻回型の
４個の発電要素を用いた非水電解質二次電池の構造を説
明するための分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 発電要素
５ シート材
６ 粘着テープBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a step of covering two power generating elements with a sheet material and fastening with a pressure-sensitive adhesive tape. FIG. 2, showing one embodiment of the present invention, is a perspective view of two power generating elements covered with a sheet material and fastened with an adhesive tape. FIG. 3, showing an embodiment of the present invention, is a perspective view illustrating a step of connecting and fixing a current collecting connector to a power generating element covered with a sheet material and fastened with an adhesive tape. FIG. 4, which shows a conventional example, is an exploded perspective view for explaining the structure of a non-aqueous electrolyte secondary battery using four long cylindrical winding type power generating elements. [Description of Signs] 1 Power generation element 5 Sheet material 6 Adhesive tape
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Ｆターム(参考） 5H022 AA09 AA18 AA19 BB03 CC19
CC22 CC25 EE01
5H028 AA01 AA05 BB04 BB07 CC01
CC12 CC22 EE06
5H029 AJ12 BJ06 CJ03 CJ06 CJ07
DJ04 EJ12 HJ12 Continuation of front page
F term (reference) 5H022 AA09 AA18 AA19 BB03 CC19
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5H029 AJ12 BJ06 CJ03 CJ06 CJ07
DJ04 EJ12 HJ12