JP2016111020A - Flat battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は活物質層による積層構造の電極群を金属ケースに内包した扁平型電池に関する。 The present invention relates to a flat battery in which an electrode group having a laminated structure of active material layers is enclosed in a metal case.
電池は、金属箔の表面に活物質層（所定の活物質とバインダー剤との混合物）を設けてなる正極及び負極の電極板を、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向させ、その間に電解液を介在させる構造を有している。 In the battery, positive and negative electrode plates, each having an active material layer (a mixture of a predetermined active material and a binder agent) provided on the surface of a metal foil, are opposed to each other while being electrically insulated through a separator. It has a structure in which an electrolyte is interposed.
電極板同士が対向してなる構成を電極群と呼び、この電極群を所定の形状の電池ケースに収納し、電池ケースの所定の電極端子に正極及び負極をそれぞれ電気的に接続することで、一次又は二次電池として機能する。 The configuration in which the electrode plates are opposed to each other is called an electrode group, this electrode group is housed in a battery case of a predetermined shape, and a positive electrode and a negative electrode are electrically connected to predetermined electrode terminals of the battery case, respectively. Functions as a primary or secondary battery.
ボタン型やコインセル型二次電池に代表される扁平型電池は、多くの場合、電池ケースが金属で構成されており、それぞれの極性の電極端子を兼ねている。この電池ケースは、正極の電極端子となるケースと、負極の電極端子となるケースとが電気的に絶縁された状態で嵌合や接着などで固定されている（以降、電池ケースを金属ケースと称する。）。 In many cases, flat batteries typified by button-type and coin-cell-type secondary batteries have a battery case made of metal, which also serves as an electrode terminal of each polarity. The battery case is fixed by fitting or bonding in a state where the case serving as the positive electrode terminal and the case serving as the negative electrode terminal are electrically insulated (hereinafter, the battery case is referred to as a metal case). Called).
特に近年、高機能携帯電話や小型情報端末等の携帯電子機器の進歩に伴い、搭載される電池もますます小型薄型化が求められており、扁平型電池が採用される場合が多くなってきている。同時に、このような電子機器の多機能化によって機器の消費電力も増大する傾向にあり、より電池容量が大きい扁平型の一次、二次電池が求められている。こうした背景から、一次電池の場合は放電レートが高く、二次電池の場合は充放電レートが高く、しかも薄型かつ小型大容量の扁平型電池の提案が多くなされている。 In recent years, with the advancement of portable electronic devices such as high-function mobile phones and small information terminals, batteries to be mounted are increasingly required to be smaller and thinner, and flat batteries are increasingly used. Yes. At the same time, the power consumption of the devices tends to increase due to the multi-functionalization of such electronic devices, and flat primary and secondary batteries with larger battery capacities are demanded. Against this background, many proposals have been made for flat batteries having a high discharge rate in the case of primary batteries and a high charge / discharge rate in the case of secondary batteries, and which are thin, small and large in capacity.
扁平型電池は、小型で薄い形状であるため、金属ケースの限られたスペースの中で正極の電極板と負極の電極板とを対向させただけでは十分な蓄電量を確保できない。そこで、より多くの蓄電量を得るために、金属ケースよりも大きな面積の電極板を用いるものが多い。 Since the flat battery is small and thin, it is not possible to secure a sufficient amount of electricity storage by simply facing the positive electrode plate and the negative electrode plate in a limited space of the metal case. Therefore, in order to obtain a larger amount of stored electricity, many use an electrode plate having a larger area than the metal case.
そのような構成の扁平型電池にあっては、大きな面積の電極板を如何にして所定のサイズの金属ケースに収納するかが重要であって、それに関する技術も多くの提案がなされており、例えば、電極板を折り畳む構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 In a flat battery having such a configuration, it is important how to store a large-area electrode plate in a metal case of a predetermined size, and many proposals have been made regarding the technology related thereto. For example, the structure which folds an electrode plate is proposed (for example, refer patent document 1).
ここで、特許文献１に開示された扁平型電池（コイン形二次電池）の概略構造を、図２２を用いて説明する。
Here, the schematic structure of the flat battery (coin-type secondary battery) disclosed in
図２２（ａ）は、扁平型電池の正極の電極板（以下、正極板と称する）２００を示した平面図、図２２（ｂ）は、負極の電極板（以下、負極板と称する）２１０を示した平面図、図２２（ｃ）は負極板２１０の断面図、図２２（ｄ）は正極板２００と負極板２１０とを折り畳んだ電極群３００を模式的に示した断面図である。
22A is a plan view showing a positive electrode plate (hereinafter referred to as positive electrode plate) 200 of a flat battery, and FIG. 22B is a negative electrode plate (hereinafter referred to as negative electrode plate) 210. FIG. 22C is a cross-sectional view of the negative electrode plate 210, and FIG. 22D is a cross-sectional view schematically showing an
図２２（ａ）において、正極板２００は金属箔でなる帯状の集電体２０１の図面上の上面に、平面視で円形の活物質層からなる電極部２０２が所定の間隔を開けて複数形成されている。電極部２０２の下面は、同じ大きさの集電体２０１となっている。
In FIG. 22 (a), a plurality of
同様に、図２２（ｂ）、図２２（ｃ）に示したように、負極板２１０も金属箔でなる帯
状の集電体２１１の図面上の上面に、平面視で円形の活物質層からなる電極部２１２が所定の間隔を開けて複数形成されている。電極部２１２の下面は、同じ大きさの集電体２１１となっている。
Similarly, as shown in FIG. 22B and FIG. 22C, the negative electrode plate 210 is also formed from a circular active material layer in a plan view on the upper surface of the strip-shaped
また、集電体２１１の一方の端部には、接続タブ部２１１ａが形成されている。接続タブ部２１１ａは、負極板２１０と後述する金属ケース（図２３参照）とを電気的に接続するためのタブであって、溶接等を行う部分である。
A connection tab portion 211 a is formed at one end of the
接続タブ部２１１ａは、電極部２１２よりも面積が小さく、平面視で矩形形状となっている。この接続タブ部２１１ａの長さが長いほど溶接等を行う際に電極部２１２が邪魔にならず、作業性が向上する。
The connection tab portion 211a has a smaller area than the
なお、正極板２００には接続タブ部はないが、これは、正極板２００は金属ケースとの接続を集電体２０１との面接触により行うためである。もちろん、正極板２００の集電体２０１の端部を延設して接続タブ部を設けるようにし、溶接等により金属ケースに接続してもよい。
The
図２２（ｄ）は、正極板２００と負極板２１０とを後述する金属ケースに納めるために、正極板２００と負極板２１０とを折り畳んだ電極群３００を示している。
FIG. 22D shows an
電極群３００は、正極板２００と負極板２１０とのそれぞれの電極部同士を対向させて重ねる。その後、電極部２０２、２１２が対向するように折り畳むことで、電極板が交互に折り返す、所謂、蛇腹折り構造の電極群３００が構成される。
The
なお、正極板２００と負極板２１０との間にはセパレータを設けて双方を電気的に分離しているが、図面を見やすくするために省略している。
Note that a separator is provided between the
特許文献１に示した従来技術は、この電極群３００を金属ケースに収納し、集電体２０１、及び集電体２１１の接続タブ部２１１ａを、それぞれ金属ケースの所定の部分に電気的に接続して二次電池を構成している。このようにすることで、金属ケースよりも面積の大きな電極板を収納することができる。
In the prior art disclosed in
特許文献１に示した従来技術は、正極板と負極板とを折り畳んで収納することで、正極板と負極板の面積を大きくし電池容量を増やすことができるが、接続タブ部２１１ａも折り畳んで電極板と金属ケースの間に収納するために、接続タブ部２１１ａの厚み分によって正極板と負極板の折り畳み回数が減り（すなわち、正極板と負極板の対向面積が減り）、電池容量の増加が制限される問題がある。
The conventional technique shown in
また、接続タブ部２１１ａによって、正極板と負極板とのそれぞれの電極部が対向する部分に段差が生じ、二次電池としてのサイクル特性等が劣ること、及び製造工程での生産性が低いという課題がある。以下、特許文献１に示した従来技術の課題を、図２３を用いて詳述する。
In addition, the connection tab portion 211a causes a step in a portion where the electrode portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate face each other, resulting in poor cycle characteristics as a secondary battery and low productivity in the manufacturing process. There are challenges. Hereinafter, the problem of the prior art disclosed in
図２３は、特許文献１に示した従来技術の課題を説明するために模式的に示した二次電
池の断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of a secondary battery schematically shown in order to explain the problems of the prior art disclosed in
図２３（ａ）は電極群の断面の変化を示す断面図であり、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）の切断線Ｘ−Ｘ´による断面図である。 FIG. 23A is a cross-sectional view showing a change in the cross section of the electrode group, and FIG. 23B is a cross-sectional view taken along the cutting line XX ′ in FIG.
図２３において、符号４００は電極群３００を搭載した二次電池、符号４０１は金属ケースを構成する正極缶、符号４０２は金属ケースを構成する負極缶である。符号４０３は正極缶４０１と負極缶４０２との間に設けるガスケットである。
In FIG. 23,
二次電池４００を組み立てるとき、電極群３００を正極缶４０１に載置し、予め接続タブ部２１１ａと溶接等により電気的に接続しておいた負極缶４０２を、ガスケット４０３を介して嵌合させてなる。
When assembling the
ここで、電極群３００の上端面にあっては、負極缶４０２と接続している接続タブ部２１１ａが折り畳まれている。具体的には、接続タブ部２１１ａを負極缶４０２が置いてある位置まで引き伸ばし、そこで溶接等で接続する。その後に負極缶４０２を正極缶４０１の位置まで移動させる。このとき、負極板２１０の接続タブ部２１１ａは、金属ケース内に収まるように折り畳まれるのである。接続タブ部２１１ａは、すでに説明したように電極部よりも小さく、平面視で矩形形状となっているから、電極群３００の上端面の一部分に畳まれる。
Here, on the upper end surface of the
この状態で、正極缶４０１と負極缶４０２とを嵌合するために、図２３（ａ）に示すように、正極缶４０１及び負極缶４０２に上下方向に圧力Ｐを加えるので、内部の電極群３００には圧縮する方向の機械的ストレスが加わる。 In this state, in order to fit the positive electrode can 401 and the negative electrode can 402, pressure P is applied to the positive electrode can 401 and the negative electrode can 402 in the vertical direction as shown in FIG. 300 is subjected to mechanical stress in the compressing direction.
このとき、電極群３００の上端面には、折り畳まれた接続タブ部２１１ａがあるので、その厚み分に相当する隙間ΔＴが電極群３００の上端面に生じることになる。
At this time, the upper end surface of the
この折り畳まれた接続タブ部２１１ａによる隙間ΔＴによって、電極群３００は金属ケース内部の高さを有効に使うことができず、隙間ΔＴの厚み分だけ、正極板と負極板の電極部の積層枚数が減って、電池容量が制限される問題がある。
Due to the gap ΔT between the folded connection tab portions 211a, the
また、正極缶４０１と負極缶４０２への圧力Ｐが、仮に均一だったとしても、電極群３００の上端部には、前述したように折り畳まれた接続タブ部２１１ａがあるために、圧力Ｐによって生じる機械的ストレスは、電極群３００に均一には加わらない。
Further, even if the pressure P to the positive electrode can 401 and the negative electrode can 402 is uniform, the upper end portion of the
すなわち、図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示したように、電極群３００にあっては、接続タブ部２１１ａが電極群３００に厚み方向で重なっている部分が、重なっていない部分に比べて、接続タブ部２１１ａの厚みによって押し込まれてしまうのである。このため、領域Ｚ（楕円の点線で示す）においては、電極群３００を構成する正極板２００の電極部２０２及び負極板２１０の電極部２１２の形状が歪んで段差が生じてしまう。
That is, as shown in FIGS. 23A and 23B, in the
この領域Ｚにおける形状変化によって、正極板２００の電極部２０２及び負極板２１０の電極部２１２、集電体２０１及び集電体２１１、もちろん、図示はしないがセパレータにも局部的な歪みが生じ、素材（特に活物質層）の亀裂や劣化を生じて、充放電特性（サイクル特性）の劣化や電池としての信頼性低下が生じる問題がある。
Due to the shape change in this region Z, the
また、局部的な歪みによって電極間の距離の一様性が失われ、電極間の距離が他より狭い領域が生じると、その領域では電極間の電気抵抗が小さくなるので、例えばリチウムイオン二次電池の場合、充電時に電気抵抗が小さい領域に充電電流が集中的に流れる現象が
発生する。その結果、電流の集中によって熱が発生し、その熱よってリチウム金属が負極上に析出し、最悪の場合、正極板と負極板とが短絡してしまう危険性がある。
Also, when the distance between the electrodes is lost due to local distortion and a region where the distance between the electrodes is narrower than the others is generated, the electrical resistance between the electrodes is reduced in that region. In the case of a battery, a phenomenon occurs in which a charging current flows intensively in a region where electric resistance is small during charging. As a result, heat is generated due to the concentration of current, and lithium metal is deposited on the negative electrode by the heat. In the worst case, there is a risk that the positive electrode plate and the negative electrode plate are short-circuited.
このような問題を解決するには接続タブ部２１１ａの長さを短くし、接続タブ部２１１ａが折り畳まれた厚みを薄くすればよい。しかし、接続タブ部２１１ａの長さを短くすると、負極缶４０２との溶接等による電気的な接続の際に、長さに余裕がなくなり、正しく電気的接続ができなくなるばかりか、接続のための十分な作業領域の確保もできなくなって、製造工程での生産性、作業性が低下してしまう問題がある。 In order to solve such a problem, the length of the connection tab portion 211a may be reduced and the thickness of the folded connection tab portion 211a may be reduced. However, if the length of the connection tab portion 211a is shortened, there is not enough room in the length of the electrical connection by welding or the like with the negative electrode can 402, and the electrical connection cannot be performed correctly. There is a problem that a sufficient work area cannot be secured, and productivity and workability in the manufacturing process are deteriorated.
また逆に、接続タブ部２１１ａの長さを長くし、金属ケース内の周辺の空き領域に入れ込むことで、その折り畳み部分を電極群３００の上端面には設けないようにすることも考えられる。
On the other hand, it is conceivable that the length of the connection tab portion 211a is increased and inserted into a free space around the metal case so that the folded portion is not provided on the upper end surface of the
しかし、電池容量を増やすために電極群３００は、金属ケース内に載置できる範囲において、できるだけ大きくするよう設計される。そのため、そもそも金属ケース内に余剰な領域は殆どないか極わずかである。そのような小さな余剰領域に、無理に接続タブ部２１１ａを押し込もうとすると、断線や正極板２００との意図しない短絡などが発生し、電池としての生産性や歩留まりが低下してしまう。
However, in order to increase the battery capacity, the
本発明の目的は、上記課題を解決するためにある。すなわち、扁平型電池の金属ケースの内部スペースを有効に用いるために接続タブ部による余分な隙間を排除して、高容量の扁平型電池を提供することである。また、二次電池に応用した場合は、正極板と負極板との対向状態が平行平面になることで段差を無くし、充放電特性に優れ、信頼性の高い二次電池を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above problems. In other words, in order to effectively use the internal space of the metal case of the flat battery, an excess gap due to the connection tab portion is eliminated, and a high capacity flat battery is provided. In addition, when applied to a secondary battery, the opposing state of the positive electrode plate and the negative electrode plate is a parallel plane, thereby eliminating a step, providing a secondary battery with excellent charge / discharge characteristics and high reliability. .
上記課題を解決するため本発明の扁平型電池は下記記載の構成を採用する。 In order to solve the above problems, the flat battery of the present invention adopts the following configuration.
本発明の扁平型電池は、金属箔の表面に活物質層が形成された帯形状の正極板及び負極板を有し、正極板と負極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成し、金属ケースに内包した扁平型電池において、接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置し、その接続タブ部は、金属ケースと導通するための金属箔が露出したケース接続部と連結部とを有し、ケース接続部と連結部とを合わせた平面視での大きさは、複数の層を構成する各層における対向形状と略同じ大きさであることを特徴とする。 The flat battery of the present invention has a strip-shaped positive electrode plate and negative electrode plate in which an active material layer is formed on the surface of a metal foil, and a plurality of the flat batteries are wound or folded so that the positive electrode plate and the negative electrode plate face each other. In a flat battery in which a layer is formed and encapsulated in a metal case, the connection tab portion is disposed at the end of the positive electrode plate or the negative electrode plate, and the connection tab portion is exposed to the metal foil for conducting with the metal case It has a connection part and a connection part, and the size in a plan view combining the case connection part and the connection part is approximately the same size as the opposing shape in each layer constituting a plurality of layers. .
上記構成により、接続タブ部を構成するケース接続部と連結部とを合わせた平面視の大きさが、正極板と負極板の各層における対向形状と略同じ大きさとなるので、正極板と負極板との対向状態が平行平面にすることができる。正極板と負極板に歪みや段差が発生することがないので、正極板と負極板とのギャップを均一にすることができる。その結果、活物質層等の亀裂や劣化を防止して、二次電池に応用した場合は、サイクル特性に優れ、信頼性の高い扁平型電池を提供できる。 With the above configuration, since the size in plan view of the case connecting portion and the connecting portion constituting the connection tab portion is substantially the same as the opposing shape in each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate, the positive electrode plate and the negative electrode plate Can be parallel planes. Since no distortion or step is generated between the positive electrode plate and the negative electrode plate, the gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be made uniform. As a result, when applied to a secondary battery while preventing cracking and deterioration of the active material layer or the like, a flat battery having excellent cycle characteristics and high reliability can be provided.
さらに、ケース接続部と連結部とは、略同じ大きさにしてもよい。 Further, the case connecting portion and the connecting portion may be approximately the same size.
これにより、接続タブ部を構成するケース接続部と連結部とは略同じ大きさであるので、ケース接続部と連結部とを展開して引き延ばした場合、バランスよく安定して引き延ばすことができる。その結果、金属ケースと正極板又は負極板を必要十分な距離まで離すことができるので、金属ケースと接続タブ部との接続作業の作業性が向上し、製造工程での生産性を高めることができる。 Thereby, since the case connection part and connection part which comprise a connection tab part are the substantially same magnitude | size, when a case connection part and a connection part are expand | deployed and extended, it can be extended stably with sufficient balance. As a result, since the metal case and the positive electrode plate or the negative electrode plate can be separated to a necessary and sufficient distance, the workability of the connection work between the metal case and the connection tab portion is improved, and the productivity in the manufacturing process can be increased. it can.
さらに、ケース接続部と連結部は、厚み方向に重ならないようにしてもよい。 Furthermore, the case connecting portion and the connecting portion may not overlap in the thickness direction.
これにより、従来例のように接続タブ部が折り畳まれて厚み方向で重ねられた場合と比較して、正極板と負極板の積層枚数を増やすことができ、その結果、高容量の扁平型電池を実現できる。また、ケース接続部と連結部とが重ならないので、正極板と負極板との対向状態において段差を生じず、双方を平行平面にすることができる。 This makes it possible to increase the number of stacked positive and negative electrode plates as compared with the case where the connection tabs are folded and stacked in the thickness direction as in the conventional example, and as a result, a high capacity flat battery Can be realized. Moreover, since the case connecting portion and the connecting portion do not overlap, no step is produced in the opposed state of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and both can be made parallel planes.
また、ケース接続部と連結部とは、接続タブ部にスリットを設けて形成されていてもよい。 Moreover, the case connection part and the connection part may be formed by providing a slit in the connection tab part.
さらに、スリットは、正極板又は負極板の長手方向に沿って形成されていてもよく、接続タブ部の外周に沿って形成されていてもよく、接続タブ部において螺旋状に形成されていてもよい。 Furthermore, the slit may be formed along the longitudinal direction of the positive electrode plate or the negative electrode plate, may be formed along the outer periphery of the connection tab portion, or may be formed in a spiral shape at the connection tab portion. Good.
本発明によれば、正極板と負極板とを巻回又は折り畳んで複数の層による電極群を形成し、接続タブ部を構成するケース接続部と連結部とが略同じ大きさで、且つ、互いに重ならない構成であるので、接続タブ部自体の厚みが厚くならず、その分、正極板と負極板との積層回数を増やすことができる。その結果、正極板と負極板との対向面積が増えて高容量の扁平型電池を提供できる。 According to the present invention, the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound or folded to form an electrode group with a plurality of layers, the case connecting portion and the connecting portion constituting the connecting tab portion are substantially the same size, and Since it is the structure which does not mutually overlap, the thickness of connection tab part itself does not become thick, and can increase the frequency | count of lamination | stacking of a positive electrode plate and a negative electrode plate by that much. As a result, the facing area between the positive electrode plate and the negative electrode plate is increased, and a high capacity flat battery can be provided.
また、ケース接続部と連結部とを合わせた平面視の大きさが、正極板と負極板の各層における対向形状と略同じ大きさとなるので、正極板と負極板との対向状態が平行平面になって正極板と負極板とに歪みや段差が発生することを防ぎ、正極板と負極板とのギャップを均一にすることができる。その結果、活物質層等の亀裂や劣化を防止して、二次電池である場合、サイクル特性に優れ、信頼性の高い扁平型電池を提供できる。 In addition, since the size in plan view of the case connecting portion and the connecting portion is substantially the same as the opposing shape in each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate, the opposing state of the positive electrode plate and the negative electrode plate is a parallel plane. Thus, it is possible to prevent the positive electrode plate and the negative electrode plate from being distorted or stepped, and to make the gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate uniform. As a result, cracks and deterioration of the active material layer and the like can be prevented, and in the case of a secondary battery, a flat battery with excellent cycle characteristics and high reliability can be provided.
また、金属ケースと電極群とを電気的に接続する接続作業時に、接続タブ部のケース接続部と連結部とを展開して引き延ばすことで、金属ケースと電極群との物理的な距離を離すことができる。その結果、接続作業の作業領域を十分確保できるようになり、接続作業の作業性が向上し、且つ、接続を溶接で実施した場合、溶接の熱が電極群に伝達することを防ぐことができる。 In addition, when connecting the metal case and the electrode group electrically, the physical connection between the metal case and the electrode group is increased by expanding and extending the case connecting portion and the connecting portion of the connection tab portion. be able to. As a result, a work area for the connection work can be secured sufficiently, the workability of the connection work is improved, and when the connection is performed by welding, it is possible to prevent the heat of welding from being transmitted to the electrode group. .
以下図面に基づいて扁平型電池の具体的な実施形態、及びその変形例を詳述する。
［実施形態の説明］
第１の実施形態は、本発明の基本的な構成であり、金属箔の表面に活物質層が形成された帯形状の正極板及び負極板を有し、正極板と負極板とが対向するように九十九折りによって複数の層でなる電極群を形成している。そして、正極板と負極板との各層と平面視で略同じ大きさの接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置している。接続タブ部は、ケース接続部と連結部とからなり、ケース接続部と連結部とは略同じ大きさ、又はケース接続部が連結部より小さく、且つ、互いに重ならない構成である。
Hereinafter, specific embodiments of the flat battery and modifications thereof will be described in detail with reference to the drawings.
[Description of Embodiment]
The first embodiment is a basic configuration of the present invention, and includes a strip-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate in which an active material layer is formed on the surface of a metal foil, and the positive electrode plate and the negative electrode plate face each other. Thus, the electrode group which consists of a several layer is formed by the 99-fold. And the connection tab part of the substantially the same magnitude | size by planar view with each layer of a positive electrode plate and a negative electrode plate is arrange | positioned at the terminal of a positive electrode plate or a negative electrode plate. The connection tab portion includes a case connection portion and a connection portion, and the case connection portion and the connection portion have substantially the same size, or the case connection portion is smaller than the connection portion and does not overlap each other.
第２の実施形態は、正極板と負極板とが対向するように巻回によって複数の層でなる電極群を形成している。正極板と負極板との各層と平面視で略同じ大きさの接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置し、接続タブ部はケース接続部と連結部とからなり、ケース接続部と連結部とは略同じ大きさで互いに重ならない構成である。 In the second embodiment, an electrode group composed of a plurality of layers is formed by winding so that the positive electrode plate and the negative electrode plate face each other. A connection tab portion having substantially the same size in plan view as each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate is disposed at the end of the positive electrode plate or the negative electrode plate, and the connection tab portion includes a case connection portion and a coupling portion, The connecting portion is substantially the same size and does not overlap each other.
第３の実施形態は、正極板と負極板との各層と平面視で略同じ大きさの接続タブ部を正極板と負極板の両方の末端にそれぞれ配置し、各接続タブ部は、ケース接続部と連結部とからなり、ケース接続部と連結部とは略同じ大きさで互いに重ならない構成である。 In the third embodiment, connection tab portions having substantially the same size as each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate are arranged at both ends of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and each connection tab portion is connected to the case. The case connecting portion and the connecting portion are substantially the same size and do not overlap each other.
なお、各実施形態として特に限定するものではないが、一例として扁平型二次電池を例として説明する。また、説明にあっては、その説明及び図は一実施形態であって、これに限定されるものではない。また、図面における寸法は実際の形状を反映したものではなく図面を見やすくするため、一部誇張して記載している場合がある。また、発明に直接関係しない一部の要素は省略し、各実施形態において同一又は相当する要素には同一番号を付与して重複する説明は省略するものとする。 In addition, although not specifically limited as each embodiment, a flat secondary battery will be described as an example. Moreover, in description, the description and figure are one Embodiment, Comprising: It is not limited to this. In addition, dimensions in the drawings do not reflect actual shapes and may be exaggerated in part in order to make the drawings easier to see. In addition, some elements not directly related to the invention are omitted, and the same or corresponding elements in each embodiment are given the same numbers, and redundant descriptions are omitted.
［第１の実施形態における正極板の構造説明：図１］
まず、第１の実施形態における扁平型電池の正極板の構造を、図１を用いて説明する。
[Structure Explanation of Positive Electrode Plate in First Embodiment: FIG. 1]
First, the structure of the positive electrode plate of the flat battery in the first embodiment will be described with reference to FIG.
図１（ａ）は扁平型電池の正極板の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）で示す切断線Ａ−Ａ´による正極板の長手方向の断面図であり、図１（ｃ）は接続タブ部の拡大平面図である。 FIG. 1A is a plan view of a positive electrode plate of a flat battery, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view of the positive electrode plate taken along a cutting line AA ′ shown in FIG. FIG. 1C is an enlarged plan view of the connection tab portion.
図１において、符号１０は第１の実施形態の正極板である。正極板１０は、帯形状の金属箔１０ｐの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。活物質層はこの例では、金属箔１０ｐの表面裏面に計１１箇所に設けている。活物質層は平面視で例えば八角形で構成している。これら活物質層は、正極板１０の電極部となり、正極部１１〜正極部２１と称する。各正極部１１〜２１の間は金属箔１０ｐによって接続されており、この部分を接続部１０ｒと称する。この接続部１０ｒは、活物質層が設けられておらず金属箔１０ｐが露出している状態となっている。
In FIG. 1, the code |
正極板１０の金属箔（正極集電体）１０ｐは、例えばアルミニウム箔を用いる。特に限定しないがその厚みは２０μｍである。この金属箔１０ｐの表面に、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ2）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）等の正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤及び、ポリフッ化ビニリデン等
のバインダー剤との混合物で構成した活物資層を形成する。この活物質層を所定の形状に形成することで、正極板１０の電極部である正極部１１〜２１が構成される。
For the metal foil (positive electrode current collector) 10p of the
正極板１０の電極部である正極部１１〜２１の配置は一例として、次のようになっている。図面上左側から、金属箔１０ｐの表面の一方の端部に位置する正極部１２と、金属箔１０ｐを挟んで正極部１２と相対するように金属箔１０ｐの裏面に正極部１１が配置されている。以下同様に、金属箔１０ｐを挟み、正極部１３と正極部１４、正極部１６と正極部１５、正極部１７と正極部１８、正極部２０と正極部１９が、それぞれ配置されている。また、金属箔１０ｐの他方の端部の表面に位置する正極部２１と平面的に重なる位置の金属箔１０ｐの裏面には接着層２２ｇが設けられている。
As an example, the arrangement of the
なお、電極板には表面や裏面といった概念はあまり意味を持たないが、電極板のどちらの面にどの電極部を設けているかを説明しやすくするために、表面及び裏面と表現している。正極板１０は、図１（ｂ）において図面上方が表面、下方が裏面と定義している。以降、この定義により表面及び裏面と表現して説明する。
Note that the concept of the front and back surfaces of the electrode plate does not have much meaning, but in order to easily explain which electrode portion is provided on which side of the electrode plate, it is expressed as the front and back surfaces. In FIG. 1B, the
接着層２２ｇは、正極板１０を折り畳んだときに折り曲げた部分がばらけたり広がったりしないようにする目的で設ける固定用の粘着層である。例えば、ポリイミドフィルムを基材にした絶縁性のテープなど、知られた接着物で構成することができる。
The adhesive layer 22g is a fixing adhesive layer provided for the purpose of preventing the folded portion from spreading or spreading when the
接着層２２ｇは、平面視で電極群を構成する各層における対向形状、つまり１つの電極部（正極部１１〜正極部２１のそれぞれ）と略同じ大きさである。また、その厚みは、特に制限はないが、この接着層２２ｇの厚さは薄くする方が好ましい。なぜなら、折り畳んだ電極群の厚さも薄くできるからである。なお、接着層２２ｇは無くてもよい。
The adhesive layer 22g has substantially the same size as the opposing shape in each layer constituting the electrode group in plan view, that is, one electrode part (each of the
次に、第１の実施形態の重要な要素である接続タブ部２５の構造を図１（ｃ）の拡大図を用いて説明する。
Next, the structure of the
正極板１０の図面の右側の端部（以降、末端と称する）には、金属箔１０ｐを延出した接続タブ部２５が配置されている。この接続タブ部２５は、後述する金属ケースと導通するための金属箔１０ｐが露出したケース接続部２６と連結部２７とからなる。
A
接続タブ部２５は、正極部２１との間の接続部１０ｒの方向から正極板１０の長手方向
に沿って接続タブ部２５の略中央を通るスリット２８が設けられることで、ケース接続部２６と連結部２７とが形成される。このケース接続部２６と連結部２７とは、スリット２８の端部にある繋がり部２９によってのみ繋がっている。この構成によって、ケース接続部２６と連結部２７とは、スリット２８によってほぼ分離され、略同じ大きさとなっている。
The
また、ケース接続部２６と連結部２７とは接続タブ部２５をスリット２８により平面的に分割してなるため、その厚さは、金属箔１０ｐと同じである。このため、厚さ方向で双方に段差が生じることもない。
Moreover, since the
ケース接続部２６と連結部２７とを合わせた接続タブ部２５の平面視での大きさは、折り畳むことで複数の層を構成する正極部１１〜２１の対向形状と略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部２５の形状（すなわち、八角形）も正極部１１〜２１と略同じにしている。
The size in plan view of the connecting
このように、接続タブ部２５を各電極部（正極部１１〜正極部２１のそれぞれ）と略同じ大きさとすることで、詳細は後述するが、電極群を金属ケースに内包する際に、電極板に歪みや段差が発生せず、正極板と後述する負極板との対向状態が平行平面とすることができる。
As described in detail later, the
また、接続タブ部２５のケース接続部２６と連結部２７とは、厚み方向に重なることもないので、接続タブ部２５の厚みは金属箔１０ｐの１枚分の厚みと等しい。これにより、詳細は後述するが、電極板を折り畳んで電極群を形成する際に、接続タブ部２５が占有する厚みを最小限にできるので、電極部の積層枚数を増やして電池容量を最大限に増やすことが可能となる。
Moreover, since the
この接続タブ部２５は、正極板１０を後述する金属ケースと電気的に接続するためのものであり、接続タブ部２５のケース接続部２６と金属ケースとを溶接によって電気的に接続する。このために、接続タブ部２５の表面は、金属箔１０ｐが露出している。
The
［第１の実施形態における負極板の構造説明：図２］
次に、第１の実施形態における扁平型電池の負極板の構造を、図２を用いて説明する。
[Description of Structure of Negative Electrode Plate in First Embodiment: FIG. 2]
Next, the structure of the negative electrode plate of the flat battery in the first embodiment will be described with reference to FIG.
図２（ａ）は扁平型電池の負極板の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）で示す切断線Ｂ−Ｂ´による負極板の長手方向の断面図である。 2A is a plan view of the negative electrode plate of the flat battery, and FIG. 2B is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the negative electrode plate taken along the cutting line BB ′ shown in FIG.
図２において、符号４０は第１の実施形態の負極板である。負極板４０は、帯形状の金属箔４０ｐの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。活物質層はこの例では、金属箔４０ｐの表面裏面に計１１箇所に設けている。活物質層は平面視で例えば、正極板１０と同様に八角形で構成している。これら活物質層は、負極板１０の電極部となり、負極部４１〜負極部５１と称する。各負極部４１〜５１の間は金属箔４０ｐによって接続されており、この部分を接続部４０ｒと称する。この接続部４０ｒは、活物質層が設けられておらず金属箔４０ｐが露出している状態となっている。
In FIG. 2, the code |
負極板４０の金属箔（負極集電体）４０ｐは、例えば銅箔を用いる。特に限定しないがその厚みは２０μｍである。この金属箔４０ｐの表面に、グラファイト等の負極活物質とポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物資層を設ける。この活物質層を所定の形状に形成することで、負極板４０の電極部である負極部４１〜負極部５１が構成される。
As the metal foil (negative electrode current collector) 40p of the
負極板４０の電極部である負極部４１〜５１の配置は一例として、次のようになっている。図面上左側から、金属箔４０ｐの表面の一方の端部に位置する負極部５１と、金属箔４０ｐを挟んで負極部５１と相対するように金属箔４０ｐの裏面に負極部５０が配置されている。以下同様に、金属箔１０ｐを挟み、負極部４８と負極部４９、負極部４７と負極部４６、負極部４４と負極部４５、負極部４３と負極部４２が、それぞれ配置されている。また、金属箔４０ｐの他方の端部の裏面に位置する負極部４１と平面的に重なる位置の金属箔４０ｐの表面には接着層４１ｇが設けられている。
As an example, the arrangement of the
接着層４１ｇは、正極板１０と同様に、負極板４０を折り畳んだときに折り曲げた部分がばらけたり広がったりしないようにする目的で設ける固定用の粘着層である。例えば、ポリイミドフィルムを基材にした絶縁性のテープなど、知られた接着物で構成することができる。
Similar to the
接着層４１ｇは、平面視で電極群を構成する各層における対向形状、つまり１つの電極部（負極部４１〜負極部５１のそれぞれ）と略同じ大きさである。なお、接着層４１ｇは無くてもよい。
The adhesive layer 41g has substantially the same size as the opposing shape in each layer constituting the electrode group in plan view, that is, one electrode part (each of the
負極板４０の図面上右側の末端には、金属箔４０ｐを延出した接続タブ部５５が配置されている。この接続タブ部５５は、正極板１０の接続タブ部２５と異なりスリットがなく板状であり、その大きさは、折り畳むことで複数の層を構成する負極部４１〜５１の対向形状と平面視で略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部５５の形状（すなわち、八角形）も負極部４１〜５１と略同じにしている。
A
この接続タブ部５５は、負極板４０を後述する金属ケースと電気的に接続するためのものであり、本実施形態では、接続タブ部５５と金属ケースとを面接触で電気的に接続する例とする。このため、接続タブ部５５の表面は、金属箔４０ｐが露出している。
The
なお、正極板１０と負極板４０との各電極部の形状は、本実施形態では八角形であるが、電極部の形状は限定されず、任意の多角形、又は円形等でもよい。
In addition, although the shape of each electrode part of the
［第１の実施形態における扁平型電池の電極群の形成方法の説明：図３〜図９］
次に、第１の実施形態における扁平型電池の電極群の形成方法（折り畳み手順）を、図３〜図９を用いて説明する。なお、電極群の形成にあっては、正極板と負極板とのそれぞれの電極部同士を重ねて交互に折り畳む、九十九折りにて形成する例で説明する。
[Description of Method for Forming Electrode Group of Flat Battery in First Embodiment: FIGS. 3 to 9]
Next, the formation method (folding procedure) of the electrode group of the flat battery according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the formation of the electrode group, an example in which the electrode portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate are formed by ninety-nine folds in which the electrode portions are overlapped and alternately folded will be described.
九十九折りとは、帯形状の２つ構造物の一部を重ね、交互に折り畳む公知の手法である。本実施形態では、正極板及び負極板を構成する互いの電極部同士を重ね、正極板と負極板とを交互に折り畳むことで九十九折りとする。 Ninety-nine folds are a known technique in which a part of two belt-shaped structures are overlapped and folded alternately. In the present embodiment, the electrode portions constituting the positive electrode plate and the negative electrode plate are overlapped with each other, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately folded to obtain ninety-nine folds.
図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）、図６、図７、図８は、正極板１０と負極板４０との九十九折りによる電極群の形成工程を説明する平面図であり、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）は、それぞれ図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）に示す正極板１０と負極板４０との重なり部分Ｑ（円形の点線で示す）の部分断面図である。また、図９は、九十九折りによって形成された電極群の断面図である。
3A, FIG. 4A, FIG. 5A, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 explain the electrode group forming process by the ninety-nine fold of the
［折り畳みの準備：図３（ａ）］
まず、折り畳みの準備を、図３（ａ）を用いて説明する。図３（ａ）において、負極板４０の裏面側を図面の手前側に向けて配置する。この状態では、負極板４０の裏面を構成する負極部５０、４９、４６、４５、４２、４１、及び接続タブ部５５の裏面が図面の手前側に見える。
[Preparation for folding: Fig. 3 (a)]
First, preparation for folding will be described with reference to FIG. In Fig.3 (a), the back surface side of the
次に、正極板１０の表面側を図面の手前側に向けて配置する。この状態では、正極板１０の表面を構成する正極部１２、１３、１６、１７、２０、２１、及び接続タブ部２５の表面が図面の手前側に見える。
Next, the surface side of the
なお、正極板１０、負極板４０のそれぞれの電極部の符号振りが順番通りでないのは、正極板１０と負極板４０とを九十九折りにしたとき、対向する正極部と負極部との一桁目の符号が揃うようにしたためである。次に、正極板１０と負極板４０を平面的に９０度ずれるように配置する。
In addition, the code | symbol swing of each electrode part of the
［第１回目の折り畳み：図３］
次に、図３（ａ）に示すように、負極板４０の負極部４１と正極板１０の正極部１１（裏面）とが対向するように負極板４０の上部に正極板１０を重ねる。次に、負極板４０の接続タブ部５５が接着層４１ｇと接するように（図２（ｂ）も参照）、接続タブ部５５を矢印Ｆ１の方向へ裏側に折り畳む。なお、この作業は電極群を形成し終わってから行ってもよい。
[First folding: Fig. 3]
Next, as shown in FIG. 3A, the
次に、負極板４０の負極部４２と負極部４１（図面上はその負極板４１の上部には正極板１０の正極部１２が重なっている）との間の接続部４０ｒに、折り曲げ線Ｄ１を規定する（点線で示す）。そして、折り曲げ線Ｄ１を谷にして、負極板４０を矢印Ｆ２の方向に折り畳む。これにより、負極板４０の負極部４２は、正極板１０の正極部１２の上に重なる。
Next, a fold line D1 is formed at a connecting
この結果、図３（ｂ）に示すように、重なり部分Ｑ（図３（ａ）参照）においては、負極板４０の上に正極板１０が積層されており、さらに、負極板４０を矢印Ｆ２の方向に折り畳むことで、正極板１０の上に負極板４０が積層される。このとき、負極板４０の最下部は接続タブ部５５となっている。この接続タブ部５５と後述する金属ケースとが面接触によって電気的に接続される。
As a result, as shown in FIG. 3B, in the overlapping portion Q (see FIG. 3A), the
また、図３（ｂ）において、図面上の下方から負極板４０の負極部４１と正極板１０の正極部１１とが対向し、その上側では、正極板１０の正極部１２と負極板の４０の負極部４２とが対向する。このように、対向する電極部の一桁目の符号が揃うよう配置される。なお、対向する電極部の間にはセパレータが存在するが、セパレータについては後述する。
3B, the
［第２回目の折り畳み：図４］
次に、図４（ａ）に示すように、正極板１０の正極部１３と正極部１２（図面上はその正極部１２の上部には負極板４０の負極部４３が重なっている）との間の連結部１０ｒに、折り曲げ線Ｄ２を規定する。そして、折り曲げ線Ｄ２を谷にして、正極板１０を矢印Ｆ３の方向に折り畳む。これにより、正極板１０の正極部１３は、負極板４０の負極部４３の上に重なる。
[Second folding: Fig. 4]
Next, as shown in FIG. 4A, the positive electrode portion 13 of the
この結果、図４（ｂ）に示すように、重なり部分Ｑ（図４（ａ）参照）においては、負極板４０の上に正極板１０が積層される。すなわち、負極板４０の負極部４３と正極板１０の正極部１３が対向するように配置される。
As a result, as shown in FIG. 4B, the
［第３回目から第１０回目の折り畳み：図５〜図８］
以上の説明の要領で、順次折り畳みを繰り返す。第３回目の折り畳みは、図５（ａ）に示すように、折り曲げ線Ｄ３を谷にして、負極板４０を矢印Ｆ４の方向に折り畳み、正極板１０の上に重ねる。この結果、図５（ｂ）に示すように、重なり部分Ｑ（図５（ａ）参
照）においては、正極板１０の上に負極板４０が積層される。すなわち、正極板１０の正極部１４と負極板４０の負極部４４が対向するように配置される。
[3rd to 10th folding: FIGS. 5 to 8]
Folding is repeated sequentially as described above. As shown in FIG. 5A, the third folding is performed by folding the
第４回目の折り畳みは、図６（ａ）に示すように、折り曲げ線Ｄ４を谷にして、正極板１０を矢印Ｆ５の方向に折り畳み、負極板４０の上に重ねる。第５回目の折り畳みは、図６（ｂ）に示すように、折り曲げ線Ｄ５を谷にして、負極板４０を矢印Ｆ６の方向に折り畳み、正極板１０の上に重ねる。
As shown in FIG. 6A, the fourth folding is performed by folding the
第６回目の折り畳みは、図７（ａ）に示すように、折り曲げ線Ｄ６を谷にして、正極板１０を矢印Ｆ７の方向に折り畳み、負極板４０の上に重ねる。第７回目の折り畳みは、図７（ｂ）に示すように、折り曲げ線Ｄ７を谷にして、負極板４０を矢印Ｆ８の方向に折り畳み、正極板１０の上に重ねる。第８回目の折り畳みは、図７（ｃ）に示すように、折り曲げ線Ｄ８を谷にして、正極板１０を矢印Ｆ９の方向に折り畳み、負極板４０の上に重ねる。
As shown in FIG. 7A, the sixth folding is performed by folding the
第９回目の折り畳みは、図８（ａ）に示すように、折り曲げ線Ｄ９を谷にして、負極板４０を矢印Ｆ１０の方向に折り畳み、正極板１０の上に重ねる。第１０回目の折り畳みは、図８（ｂ）に示すように、折り曲げ線Ｄ１０を谷にして、正極板１０を矢印Ｆ１１の方向に折り畳み、負極板４０の上に重ねる。
As shown in FIG. 8A, the ninth folding is performed by folding the
以上で正極板１０と負極板４０との九十九折りによる折り畳みは終了し、電極群が形成される。その様子を図８（ｃ）の平面図で示す。図８（ｃ）において、符号１００は電極群であり、電極群１００は、九十九折りにより折り畳まれた正極板１０と負極板４０とによって構成される。電極群１００の図面上の最上面は、接着層２２ｇが配置されており、接着層２２ｇの図面上の側面には、正極板１０の末端に位置する接続タブ部２５が配置されている。
The folding by the ninety-nine fold between the
［電極群の構成説明：図９］
次に、電極群１００の構成を、図９を用いて説明する。図９は、図８（ｃ）に示す切断線Ｃ−Ｃ´による電極群１００の断面図である。
[Configuration of electrode group: FIG. 9]
Next, the configuration of the electrode group 100 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the electrode group 100 taken along the section line CC ′ shown in FIG.
図９において、電極群１００は、正極板１０と負極板４０とを九十九折りによって交互に積層してなり、電極群１００の最上面は、前述したように、正極板１０の接着層２２ｇと接続タブ部２５とが配置されている。
In FIG. 9, the electrode group 100 is formed by alternately stacking
また、電極群１００の最下面は、負極板４０の接続タブ部５５が配置されている。このように、最上面と最下面とに正極板１０と負極板４０とを分けることで、後述する金属ケースへの組み込みがしやすくなるのである。なお、正極板１０の接続タブ部２５が折り畳まれていないのは、後述する金属ケースとの電気的な接続のためである。ここで、対向する正極部と負極部との積層枚数は一例として１１枚となっているが、もちろん積層枚数は限定されず、枚数が多いほど電極板の対向面積が増えるので、高容量の電池を実現できる。
Further, the
また、電極群１００の正極板１０と負極板４０との間には、双方を電気的に分離するセパレータが配置されている。このセパレータは、例えば微多孔性ポリエチレンフィルムを用い、正極板１０と負極板４０とを電気的に隔離し、且つ微細孔を通ってイオンが移動する材質からなる従来の構成であり、特に発明の主要部をなすものではないので、本実施形態の説明においては図示を省略している。
Further, a separator that electrically separates both is disposed between the
［扁平型電池の製造方法の説明：図１、図２、図１０〜図１３］
次に、図１と図２及び図１０〜図１３を用いて扁平型電池の製造方法を説明する。製造方法の手順として、図１０に示すフローチャートを基にして各製造工程を説明するが、各工程の説明では必要に応じて各図面を参照する。ここで、図１１は、電極群１００の接続タブ部２５を展開する工程を示している。図１２は、電極群１００の接続タブ部２５を展開した状態で、金属ケースに接続する工程を示している。図１３は、電極群１００を金属ケースに溶接によって接続する工程から金属ケースの嵌合工程までを示している。
[Description of Manufacturing Method of Flat Battery: FIGS. 1, 2, 10 to 13]
Next, a method for manufacturing a flat battery will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 10 to 13. As a procedure of the manufacturing method, each manufacturing process will be described based on the flowchart shown in FIG. 10. In the description of each process, each drawing is referred to as necessary. Here, FIG. 11 shows a step of expanding the
［電極板形成工程ＳＴ１の説明：図１、図２］
図１０に示す電極板形成工程ＳＴ１は、正極板１０及び負極板４０を形成する工程である。まず、正極板１０の形成工程について図１を参照して説明する。
[Description of Electrode Plate Forming Step ST1: FIGS. 1 and 2]
The electrode plate forming step ST1 shown in FIG. 10 is a step of forming the
正極板１０の金属箔１０ｐとなる所定の形状のアルミニウム箔を用意する。そのアルミニウム箔に正極板１０となる部分を規定する。生産性を考慮に入れると、アルミニウム箔は、複数の正極板１０を得られるサイズにすることが望ましい。このアルミニウム箔の両面に、ニッケル酸リチウムなどの正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤及びポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤と、の混合物で構成した活物資層を形成する。その形成は液状となる上記材料を所定の膜厚（例えば、５０μｍ）となるように塗布し、所定の温度で乾燥（例えば、常温で数十分）してなる。
An aluminum foil having a predetermined shape to be the
その後、正極の活物質層が形成されたアルミニウム箔から正極板１０となる帯状の板材を切り出す。そして、連結部１０ｒ、接続タブ部２５の部分に相当する領域の正極活物質を除去することで、正極部１１〜正極部２１、接続タブ部２５が規定され、正極板１０が完成する。
Thereafter, a strip-shaped plate material to be the
除去にあっては、特に限定しないが、先端がへら状となる治具による削り出しで行うことができる。もちろん、予めアルミニウム箔の所定の部分にマスクを施し、正極活物質が塗布されないようにすることもできる。 Although it does not specifically limit in removal, it can carry out by the cutting-out with the jig | tool with a front-end | tip spatula shape. Of course, a predetermined portion of the aluminum foil may be masked in advance so that the positive electrode active material is not applied.
なお、アルミニウム箔からの切り出し前に、前述の正極の活物質の部分的な除去を行ってもかまわない。例えば、金属箔１０ｐに活物質層を塗布した後、乾燥する前に除去を行ってもよい。
Note that the positive electrode active material may be partially removed before cutting out from the aluminum foil. For example, after applying an active material layer to the
そして、正極板１０の正極部２１の金属箔１０ｐを挟み、その表面に接着層２２ｇを形成する。この接着層２２ｇは、接着テープ層とすれば、この後に行う負極板４０との折り畳み後に装着してもかまわない。
And the
次に、負極板４０の形成工程について図２を参照して説明する。負極板４０の金属箔４０ｐとなる所定の形状の銅箔を用意する。その銅箔に負極板４０となる部分を規定する。正極板１０と同様に生産性を考慮に入れると、銅箔は、複数の負極板４０を得られるサイズにすることが望ましい。
Next, the formation process of the
この銅箔の両面に、グラファイト等の負極活物質と、ポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤と、の混合物で構成した活物資層を形成する。その形成は液状となる上記材料を所定の膜厚（例えば、５０μｍ）となるように塗布し、所定の温度で乾燥（例えば、常温で数十分）してなる。 An active material layer composed of a mixture of a negative electrode active material such as graphite and a binder agent such as polyvinylidene fluoride is formed on both surfaces of the copper foil. The formation is performed by applying the above-described material in a liquid state to a predetermined film thickness (for example, 50 μm) and drying at a predetermined temperature (for example, several tens of minutes at normal temperature).
その後、負極の活物質層が形成された銅箔から負極板４０となる帯状の板材を切り出す。そして、連結部４０ｒ、接続タブ部５５の部分に相当する領域の負極活物質を除去することで、負極部４１〜負極部５１、接続タブ部５５が規定され、負極板４０が完成する。活物質層の部分的な除去は、正極板１０の場合と同様な手法を用いることができ、もちろ
ん、銅箔からの切り出し前に上述の負極の活物質の部分的な除去を行ってもかまわない。
Thereafter, a strip-shaped plate material to be the
そして、負極板４０の所定の部分に接着層４１ｇを形成する。この接着層４１ｇは、正極板１０の接着層２２ｇと同様に接着テープ層とすれば、この後に行う正極板１０との折り畳み後に装着してもかまわない。
Then, an adhesive layer 41 g is formed on a predetermined portion of the
次に、正極板１０と負極板４０とを電気的に分離するセパレータについて説明する。
Next, a separator that electrically separates the
セパレータは、前述したように微多孔性ポリエチレンフィルムを用いることができる。セパレータは正極板１０や負極板４０と同様に、独立して双方の電極板の間に設けてもよいが、よく知られているように、その形状を袋状にして、正極板１０又は負極板４０のどちらかを包むようにし、その周囲を閉じるような形状にしてもかまわない。そうすることで、電極群１００を形成するために、正極板１０と負極板４０とを折り畳む作業がしやすくなるというメリットもある。
As the separator, a microporous polyethylene film can be used as described above. Like the
例えば、正極板１０を包む場合、正極板１０の接続タブ部２５と接着層２２ｇを設ける部分の金属箔１０ｐの部分とを露出するよう形成する。
For example, when the
もちろん、接着層２２ｇは、セパレータで正極板１０を包み込んだ後に設けてもかまわない。その際は、図１（ｂ）に示すように、金属箔１０ｐの正極部２１と対向する位置に設けることは無論である。
Of course, the adhesive layer 22g may be provided after the
［電極群形成工程ＳＴ２の説明：図３〜図９］
図１０に示す電極群形成工程ＳＴ２は、正極板１０と負極板４０とを巻回又は折り畳んで、正極板と負極板とが積層された電極群を形成する工程である。この工程については、第１の実施形態として九十九折りを用いた折り畳みにより電極群１００を形成する様子を、図３〜図９を用いて詳述したので、ここでの説明は省略する。
[Description of Electrode Group Formation Step ST2: FIGS. 3 to 9]
The electrode group forming step ST2 shown in FIG. 10 is a step in which the
なお、電極群１００は、正極板１０と負極板４０とを積層してなるので、平面視では電極群１００を構成する各層における電極板同士の対向形状は、正極板１０の１つの電極部（正極部１１〜正極部２１のそれぞれ）又は負極板４０の１つの電極部（負極部４１〜負極部５１のそれぞれ）と略同じ形状及び大きさとなっている。
In addition, since the electrode group 100 is formed by laminating the
電極群１００は、搭載される金属ケースにおいて電極群１００を載置するエリアに無駄なスペースが生じないよう、予めこの１つの電極部の平面視のサイズを決める。したがって、前述の正極板１０及び負極板４０の形成において、それぞれの電極部のサイズもこれに鑑みて決めるのである。
The size of the electrode group 100 in plan view of the one electrode portion is determined in advance so that a useless space does not occur in the area where the electrode group 100 is placed in the metal case to be mounted. Therefore, in the formation of the
［接続タブ部の展開工程ＳＴ３の説明：図１１］
図１０に示す接続タブ部の展開工程ＳＴ３は、正極板１０の末端に配置される接続タブ部２５を展開して、金属ケースに接続するための準備工程であり、図１１を用いて説明する。
[Description of Expansion Step ST3 of Connection Tab Part: FIG. 11]
The connection tab portion development step ST3 shown in FIG. 10 is a preparation step for expanding the
図１１（ａ）に示すように、接続タブ部２５が図面上電極群１００の下側となるように電極群１００を組み立て治具などの上に配置し、接続タブ部２５を電極群１００から矢印Ｅ１の方向に展開させ、電極群１００と接続タブ部２５との角度が所定の展開角度θ１となるようにする。この作業は、加工治具等を用いて行う。
As shown in FIG. 11A, the electrode group 100 is arranged on an assembly jig or the like so that the
このとき、接続タブ部２５は、接続部１０ｒによって正極板１０と接続しているので（図１（ｃ）も参照）、接続部１０ｒが所定の角度に折れ曲がることによって接続タブ部２
５が展開される。展開角度θ１は、限定されないが、たとえば、９０度又はそれ以上が好ましい。このとき、接続タブ部２５のケース接続部２６と連結部２７とは略平行である。
At this time, since the
5 is expanded. The development angle θ1 is not limited, but is preferably 90 degrees or more, for example. At this time, the
次に、図１１（ｂ）に示すように、接続タブ部２５のケース接続部２６を連結部２７から離すように矢印Ｅ２の方向に展開する。
Next, as shown in FIG. 11B, the
ここで、前述したように、ケース接続部２６と連結部２７とは、スリット２８によって、略分離されており、繋がり部２９の狭い部分のみで繋がっている。このため、ケース接続部２６を矢印Ｅ２の方向に展開しようとすると、繋がり部２９が曲がることによって、ケース接続部２６は、わずかな力で簡単に展開できる。この作業も加工治具等を用いて行う。
Here, as described above, the
次に、図１１（ｃ）に示すように、接続タブ部２５のケース接続部２６を矢印Ｅ２の方向にさらに展開して、連結部２７との角度が所定の展開角度θ２となるようにする。
Next, as shown in FIG. 11C, the
ここで、ケース接続部２６は、金属ケースと接続するために展開するのであり、接続作業の作業性を考慮すると、電極群１００と展開したケース接続部２６とが略平行になるように、且つ、電極群１００とケース接続部２６との距離ができるだけ離れるような角度に展開することが好ましい。
Here, the
［第１のケース接続工程ＳＴ４の説明：図１２、図１３（ａ）］
図１０に示す第１のケース接続工程ＳＴ４は、金属ケースを構成する第１の金属部材と、正極板又は負極板の一方の接続タブ部と、を電気的に接続する工程であり、図１２と図１３（ａ）を用いて説明する。説明にあっては、金属ケースを構成する第１の金属部材を正極缶と称し、この正極缶と電気的に接続する電極板を正極板１０として説明する。また、後述する工程で説明するが、負極板４０と接続する金属ケースを構成する第２の金属部材を負極缶と称する。なお、図１３において、符号４は、正極缶２と負極缶３を電気的に絶縁するガスケットである。
[Description of First Case Connection Step ST4: FIGS. 12 and 13 (a)]
The first case connection step ST4 shown in FIG. 10 is a step of electrically connecting the first metal member constituting the metal case and one connection tab portion of the positive electrode plate or the negative electrode plate. And FIG. 13 (a). In the description, the first metal member constituting the metal case is referred to as a positive electrode can, and the electrode plate electrically connected to the positive electrode can is described as the
図１２において、符号２は扁平型電池の金属ケースを構成する正極缶である。正極缶２は一例として扁平の筒状であり、その材質は、例えばステンレスである。また、符号３は扁平型電池の金属ケースを構成する負極缶である。負極缶３は、一例として皿状であり、その材質は、例えばステンレスである。正極缶２には、負極缶３と嵌合する部分に正極缶２と負極缶３とを電気的に絶縁するガスケットが配置される。
In FIG. 12,
電極群１００は、前述したように、接続タブ部２５が図面上電極群１００の下側となるように配置し、この状態で接続タブ部２５を電極群１００から上述の如く展開し、さらに、ケース接続部２６を連結部２７から展開している。
As described above, the electrode group 100 is arranged so that the
次に、電極群１００の接続タブ部２５を展開した状態で、電極群１００を正極缶２に近づけ、接続タブ部２５のケース接続部２６が正極缶２の内側の正極接続部２ａ（点線で示す）に密着するように、電極群１００を矢印Ｇ１の方向に移動させる。これにより、接続タブ部２５のケース接続部２６の材質はアルミニウムであり、正極缶２の材質はステンレスであるので、金属同士が接触している状態となる。
Next, in a state where the
このとき、電極群１００は正極缶２の外側に位置するように、すなわち、正極接続部２ａと平面的に重ならないような離れた位置に、治具などに載置するなどしておく。ここで、ケース接続部２６を正極缶２の正極接続部２ａと密着した状態で、電極群１００を正極接続部２ａと平面的に重ならないようにできるのは、接続タブ部２５の連結部２７が電極群１００から展開し、さらに、ケース接続部２６が連結部２７から展開することで、電極
群１００とケース接続部２６が連結部２７の大きさだけ、離れた距離に配置できるからである。
At this time, the electrode group 100 is placed on a jig or the like so as to be located outside the positive electrode can 2, that is, at a position where it does not overlap the positive electrode connection portion 2 a in plan view. Here, in a state where the
これにより、詳細は後述するが、ケース接続部２６と正極缶２の正極接続部２ａとを溶接によって接続する作業において、電極群１００が邪魔にならないので作業性が向上する。また、溶接による熱が連結部２７によって電極群１００に伝わりにくくなるので、電極群１００が熱によるダメージを受けなくなる。
Thereby, although mentioned later for details, in the operation | work which connects the
次に、ケース接続部２６と正極缶２の正極接続部２ａとを超音波溶接によって接続する実際の溶接工程を、図１３（ａ）の断面図を用いて説明する。図１３（ａ）において、接続タブ部２５のケース接続部２６を正極缶２の正極接続部２ａに密着させた状態で、ケース接続部２６に超音波溶接機の溶接ヘッドＴＨを矢印Ｇ２方向から密着させる。
Next, an actual welding process for connecting the
この状態で、溶接ヘッドＴＨを超音波振動させると、その振動がケース接続部２６と正極接続部２ａに伝達し、双方を構成する材料同士が結合される。この状態は、金属粒子同士が極度に接近した状態であり、所謂、冶金結合となっている。このため、双方の金属は強力に結合する。
In this state, when the welding head TH is ultrasonically vibrated, the vibration is transmitted to the
前述したように、ケース接続部２６は例えばアルミニウムであり、正極接続部２ａはステンレスであるが、知られているように異種間金属であっても超音波溶接であれば結合させることができ、ケース接続部２６（すなわち、正極板１０）と正極缶２とは電気的機械的に接続される。
As described above, the
上記説明では、双方の金属を超音波溶接で結合させる例を説明したが、もちろんこれに限定はしない。例えば、抵抗溶接を用いることができる。その場合、溶接ヘッドＴＨは抵抗溶接機の溶接ヘッドとなり、ケース接続部２６と正極接続部２ａとを接した状態で、ケース接続部２６の表面に抵抗溶接用の接続材料（例えば、ステンレス片）を乗せ、溶接ヘッドＴＨを押圧しつつ所定の電流を印加させる。これにより、ケース接続部２６と正極接続部２ａとは接続（合金化）される。
In the above description, an example in which both metals are joined by ultrasonic welding has been described, but the present invention is not limited to this. For example, resistance welding can be used. In that case, the welding head TH becomes a welding head of a resistance welding machine, and the connection material (for example, stainless steel piece) for resistance welding is applied to the surface of the
上述の超音波溶接は、比較的低い温度で結合させることができる。一般に金属の溶解温度の１／３以下で結合可能といわれている。このように熱が発生しにくいという利点があるが、一般的に超音波溶接機は装置が大きくなる傾向があるため、作業性が低下する可能性もある。 The ultrasonic welding described above can be bonded at a relatively low temperature. In general, it is said that bonding is possible at 1/3 or less of the melting temperature of metal. Although there is an advantage that heat is hardly generated as described above, since an ultrasonic welding machine generally tends to be large in size, workability may be reduced.
上述のように、どちらの溶接手法を用いるかは、電池の形状や電極群のサイズ等に鑑みて決めればよいが、本発明の扁平型電池は、図１３（ａ）で示す溶接工程に示すように、正極缶２の上部から矢印Ｇ２に沿って溶接ヘッドＴＨを移動させても、電極群１００が邪魔になることがない。これは、電極群１００には前述したようにケース接続部２６と連結部２７とからなる接続タブ部２５が設けられ、ケース接続部２６と連結部２７とが電極群１００からそれぞれ展開することで（図１１も参照）、電極群１００は連結部２７の大きさ（長さ）だけ正極缶２より離れた位置に退避させておくことができるからである。
As described above, which welding method is used may be determined in view of the shape of the battery, the size of the electrode group, and the like, but the flat battery of the present invention is shown in the welding process shown in FIG. Thus, even if the welding head TH is moved along the arrow G2 from the upper part of the positive electrode can 2, the electrode group 100 does not get in the way. This is because the electrode group 100 is provided with the
このため、どのような溶接手法を採用しても、溶接の作業領域が十分確保されて、電極群１００が溶接作業を妨害することがなく、溶接工程の作業性が向上する。 For this reason, no matter what welding method is adopted, a welding work area is sufficiently ensured, and the electrode group 100 does not interfere with the welding work, so that the workability of the welding process is improved.
また、正極缶２とケース接続部２６との溶接箇所から電極群１００が離れているので、抵抗溶接などの手法を採用し、溶接時に熱が発生したとしても、その熱は電極群１００に伝達しにくく、電極群１００が熱によってダメージを受け、電池としての性能や信頼性が低下することを防ぐメリットがある。
Further, since the electrode group 100 is separated from the welded portion between the positive electrode can 2 and the
また、同様に電極群１００が溶接箇所から離れているので、溶接時にケース接続部２６にかかる応力が電極群１００に伝達することを防ぎ、機械的なダメージが電極群１００に及ぶこともない。
Similarly, since the electrode group 100 is separated from the welded portion, stress applied to the
前述したように、接続タブ部２５を構成するケース接続部２６と連結部２７とは略同じ大きさであるので、電極群１００からケース接続部２６と連結部２７とを展開して引き延ばした場合、バランスよく安定して引き延ばすことができる。その結果、正極缶２と電極群１００とを必要十分な距離まで離すことができるので、正極缶２とケース接続部２６との溶接作業の作業性が向上する。
As described above, since the
もちろん、ケース接続部２６と連結部２７とを展開する際に、繋がり部２９がスムースに折れるので、よじれたり曲がったりすることもし難く、ケース接続部２６と連結部２７とが切断されてしまうようなこともない。
Of course, when the
［電極群載置工程ＳＴ５の説明：図１３（ａ）、図１３（ｂ）］
図１０に示す電極群載置工程ＳＴ５は、正極缶２を電極群１００の下面に平行に移動させ、さらに、電極群１００を正極缶２の内部に降下させることで、電極群１００を正極缶２に載置する工程である。
[Description of Electrode Group Placement Step ST5: FIGS. 13 (a) and 13 (b)]
In the electrode group mounting step ST5 shown in FIG. 10, the positive electrode can 2 is moved in parallel to the lower surface of the electrode group 100, and the electrode group 100 is further lowered to the inside of the positive electrode can 2. 2 is a process of placing on the surface.
図１３（ａ）において、接続タブ部２５のケース接続部２６と正極缶２との溶接が終了し、矢印Ｇ２とは反対の方向などに溶接ヘッドＴＨを移動させた後（適宜、冷却時間を設ける）、正極缶２を矢印Ｇ３の方向にスライドさせ、電極群１００の下部に移動させる。この正極缶２の移動は、図示はしないが移動レール等を備えた公知の治具などにより行うことができる。このとき、接続タブ部２５の連結部２７は、正極缶２の移動と共に、展開が閉じられる方向に展開角度が変えられる。
In FIG. 13A, after the welding of the
次に、図１３（ｂ）に示すように、正極缶２が電極群１００の直下に位置した状態で、電極群１００を降下させ、正極缶２に納める。この電極群１００の移動は、図示はしないが移動レール等を備えた公知の治具や電極群１００を把持して移動可能な治具などにより行う。 Next, as illustrated in FIG. 13B, the electrode group 100 is lowered and placed in the positive electrode can 2 in a state where the positive electrode can 2 is positioned directly below the electrode group 100. The electrode group 100 is moved by a known jig (not shown) provided with a moving rail or the like, or a jig that can move by holding the electrode group 100.
このとき、接続タブ部２５の連結部２７は、電極群１００の降下と共にさらに閉じられ、電極群１００が正極缶２の内部に載置された時点で、正極缶２に溶接されているケース接続部２６と連結部２７とは、完全に閉じられて元の接続タブ部２５の状態（図１（ｃ）参照）に戻ることになる。
At this time, the connecting
ここで、接続タブ部２５のケース接続部２６と連結部２７とが完全に閉じられて元の状態に戻ると、前述したように、双方の厚みは同じであること、そしてケース接続部２６と連結部２７とを合わせた平面視の大きさは、電極部の各層における対向形状と略同じ大きさであることから、電極群１００を構成する正極板１０と負極板４０との対向状態は平行平面となる。
Here, when the
また、接続タブ部２５のケース接続部２６と連結部２７とは、前述したように厚み方向に重なることがないので、閉じられた接続タブ部２５の厚みは、金属箔１０ｐの１枚分の厚みである（例えば、２０μｍ）。これにより、正極缶２の内部で接続タブ部２５が占有する厚みを最小限にできるので、その分、電極群１００の電極部の積層枚数を増やして電池容量を最大限に増やすことが可能となる。また、電池容量が同じであれば、さらに薄型の扁平型電池を実現できる。
Moreover, since the
［電解液注入工程ＳＴ６の説明］
図１０に示す電解液注入工程ＳＴ６は、金属ケース内（正極缶２内）に電解液を注入する工程である。
[Description of Electrolyte Injection Step ST6]
The electrolyte solution injection step ST6 shown in FIG. 10 is a step of injecting the electrolyte solution into the metal case (in the positive electrode can 2).
すでに説明した電極群載置工程ＳＴ５で電極群１００は金属ケースを構成する正極缶２に載置されたので、次に電解液を注入する電解液注入工程を実施する。電解液は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩やエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）のような溶媒を用いることができ、図示はしないが、公知の滴下装置により適量が注入される。なお、電解液は特に発明の主要部をなすものではないので、本実施形態の説明においては図示を省略している。 Since the electrode group 100 has been placed on the positive electrode can 2 constituting the metal case in the electrode group placement step ST5 already described, the electrolyte solution injection step for injecting the electrolyte solution is performed next. For example, a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF6) or a solvent such as ethylene carbonate (EC) or propylene carbonate (PC) can be used as the electrolytic solution. The appropriate amount is injected. In addition, since electrolyte solution does not form the main part of invention in particular, illustration is abbreviate | omitted in description of this embodiment.
［第２のケース接続工程ＳＴ７の説明：図１３（ｃ）］
図１０に示す第２のケース接続工程ＳＴ７は、金属ケースを構成する負極缶３と、負極板の一方の接続タブ部と、を電気的に接続する工程であり、図１３（ｃ）を用いて説明する。説明にあっては、金属ケースを構成する負極缶３と、この負極缶と電気的に接続する電極板を負極板４０として説明する。
[Description of Second Case Connection Step ST7: FIG. 13 (c)]
The second case connection step ST7 shown in FIG. 10 is a step of electrically connecting the negative electrode can 3 constituting the metal case and one connection tab portion of the negative electrode plate, and FIG. 13C is used. I will explain. In the description, the negative electrode can 3 constituting the metal case and the electrode plate electrically connected to the negative electrode can are described as the
図１３（ｃ）において、電極群１００の最上面には、負極板４０の接続タブ部５５が配置されている。この接続タブ部５５は金属箔４０ｐであるので、電極群１００の最上面は金属箔４０ｐが露出していることになる。この金属箔４０ｐの材質は、前述したように、例えば銅である。
In FIG. 13C, the
ここで、負極缶３を矢印Ｇ４の方向に移動させて、負極缶３を正極缶２の内側に填め込むと共に、負極缶３に傷等が入らないように配慮した押さえ治具等を用いて負極缶３にＧ４の方向から圧力を加えて電極群１００を圧縮する。 Here, the negative electrode can 3 is moved in the direction of the arrow G4 so that the negative electrode can 3 is inserted inside the positive electrode can 2 and a holding jig or the like is used so that the negative electrode can 3 is not damaged. The electrode group 100 is compressed by applying pressure to the negative electrode can 3 from the direction of G4.
これにより、負極缶３の内面（つまり、電極群１００との対向面）と電極群１００の最上面の接続タブ部５５とは、面接触によって電気的に接続される。なお、接続を確実にするために、負極缶３の内面と接続タブ部５５を、図示はしないが、公知の導電性接着剤や導電性テープなどを用いて接着してもよい。このようにすることで、図１３（ｃ）には図示はしないが、正極缶２と負極缶３とが填め込まれた状態では、正極缶２の内部の周辺にリング状に配置されたガスケット４の溝に負極缶３の外周部分が填め込まれた状態となる。
Thereby, the inner surface of the negative electrode can 3 (that is, the surface facing the electrode group 100) and the uppermost
［金属ケース嵌合工程ＳＴ８の説明：図１３（ｄ）］
図１０に示す金属ケース嵌合工程ＳＴ８は、正極缶２と負極缶３とをガスケット４を介して嵌合又は接着し、電極群１００を金属ケースに内包して扁平型電池を完成する工程である。
[Description of Metal Case Fitting Step ST8: FIG. 13 (d)]
The metal case fitting step ST8 shown in FIG. 10 is a step in which the positive electrode can 2 and the negative electrode can 3 are fitted or bonded via the
次に、図１３（ｄ）に示すように、負極缶３を押圧した状態で、正極缶２の外周部全体に矢印Ｇ５の方向から所定の圧力を加えて、正極缶２と負極缶３とを嵌合する。このとき、図示はしないが、正極缶２に傷等が入らないように配慮した押さえ治具等を用いて正極缶２を押すとよい。これにより、正極缶２と負極缶３とは嵌合されるが、ガスケット４を介しているので、電気的に絶縁されると共に、外部から水分やごみなどの不純物の侵入を防止する。
Next, as shown in FIG. 13 (d), in a state where the negative electrode can 3 is pressed, a predetermined pressure is applied to the entire outer periphery of the positive electrode can 2 from the direction of the arrow G5, and the positive electrode can 2, the negative electrode can 3 and To fit. At this time, although not shown in the figure, the positive electrode can 2 may be pushed using a holding jig or the like that takes into consideration that the positive electrode can 2 is not damaged. Thereby, although the positive electrode can 2 and the negative electrode can 3 are fitted, since the
ここで、負極缶３を正極缶２に嵌合させるとき、負極缶３をさらに押圧することで負極缶３と電極群１００の接続タブ部５５との電気的な接触をさらに強固にすることができる。
Here, when the negative electrode can 3 is fitted to the positive electrode can 2, the negative electrode can 3 is further pressed to further strengthen the electrical contact between the negative electrode can 3 and the
前述した第２のケース接続工程ＳＴ７とこの金属ケース嵌合工程ＳＴ８とは、独立した製造工程として説明したが、双方の工程を同時に実施してもよい。すなわち、負極缶３を矢印Ｇ４の方向から押しつつ、正極缶２を矢印Ｇ５の方向から押すのである。 The second case connection step ST7 and the metal case fitting step ST8 described above have been described as independent manufacturing steps, but both steps may be performed simultaneously. That is, the positive electrode can 2 is pushed from the direction of the arrow G5 while the negative electrode can 3 is pushed from the direction of the arrow G4.
以上のような製造工程によって、電極群１００は金属ケースに内包されて扁平型電池１が完成する（図１３（ｄ）参照）。説明したように、接続タブ部２５がケース接続部２６と連結部２７とで構成しているため、製造時に電極群１００を金属缶から遠ざけることができるため、作業性がよい。
Through the manufacturing process as described above, the electrode group 100 is enclosed in a metal case to complete the flat battery 1 (see FIG. 13D). As described above, since the
また、金属ケース嵌合工程ＳＴ８で負極缶３が押圧されても、電極群１００の上面及び下面がフラットであるので、従来技術とは異なり電極群１００に掛る力を均一にすることができる。その結果、電極群１００の正極板１０と負極板４０との対向状態を平行平面にすることができる。
Even when the negative electrode can 3 is pressed in the metal case fitting step ST8, the upper and lower surfaces of the electrode group 100 are flat, so that the force applied to the electrode group 100 can be made uniform, unlike the prior art. As a result, the opposing state of the
以上のように第１の実施形態によれば、正極板１０と負極板４０とを九十九折りによって電極群１００を形成し、接続タブ部２５を構成するケース接続部２６と連結部２７とが略同じ大きさで互いに重ならない配置であるので、電極群１００を金属ケースに内包させたとき、接続タブ部２５を最小限に薄く構成できる。その結果、接続タブ部２５による余分な隙間を排除して、正極板１０と負極板４０との各電極部の積層枚数を増やすことが可能となり、正極板と負極板との対向面積が増えて高容量の扁平型電池を提供できる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、ケース接続部２６と連結部２７とを合わせた接続タブ部２５の平面視の大きさが、正極板１０と負極板４０の各層における対向形状と略同じ大きさなので、正極板１０と負極板４０との対向状態が平行平面になって歪みや段差が生じることが無く、正極板と負極板のギャップを均一にすることができる。その結果、活物質層等に亀裂や劣化、電気的ショートが生じることがなく、サイクル特性に優れ、信頼性の高い扁平型電池を提供できる。
Further, since the size in plan view of the
また、ケース接続部２６と連結部２７とを展開して引き延ばすことで、連結部２７が有効に作用して電極群１００とケース接続部２６との物理的な距離を離すことができ、その結果、金属ケースとケース接続部２６とを溶接する際の作業性が向上し、且つ、溶接時の熱が電極群１００に伝わることを防ぎ、熱によるダメージを防止することができる。
Further, by expanding and extending the
［第１の実施形態の変形例１の説明：図１４］
次に、第１の実施形態の変形例１における扁平型電池の接続タブ部の構成を、図１４を用いて説明する。第１の実施形態の変形例１は、接続タブ部に隣接する電極部側から、接続タブ部の外周に沿って同じ形状の２つの切り込みによるスリットを設けている。この２つのスリットにより、接続タブ部を構成するケース接続部が連結部の周囲に配置されるという特徴を有しており、ケース接続部は連結部より面積が小さくなっている。
[Explanation of
Next, the structure of the connection tab part of the flat battery in the
もちろん、正極板と負極板との各層と平面視で略同じ大きさの接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置している点と、ケース接続部と連結部とは互いに重ならない構成である点は、他の実施形態と同様である。 Of course, the connection tab portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate and the case connection portion and the connecting portion do not overlap each other, with the connection tab portion having substantially the same size in plan view as that of each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate. This is the same as in the other embodiments.
図１４において、符号３０は第１の実施形態の変形例１の接続タブ部である。接続タブ部３０は、第１実施形態と同様に、正極板１０の末端に金属箔１０ｐを延出して配置される。従って、接続タブ部３０は、正極板１０の正極部２１と接続部１０ｒを介して接続されている。第１実施形態の変形例１は、この接続タブ部３０の構成に特徴があり、正極板１０、負極板４０、及び、九十九折りによって形成する電極群１００の構成は他の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
In FIG. 14,
接続タブ部３０は、ケース接続部３１と連結部３２とからなり、接続タブ部３０の外周に沿って設けられた２つのスリット３３ａ、３３ｂによってほぼ分離され、スリット３３ａ、３３ｂの端部にある繋がり部３４によってのみ繋がれている。
The
ケース接続部３１と連結部３２とを合わせた接続タブ部３０の平面視での大きさは、折り畳むことで複数の層を構成する正極部１１〜２１（図１参照）の対向形状と略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部３０形状も正極部１１〜２１の八角形と略同じにしている。
The size in plan view of the
連結部３２は、接続タブ部３０の略中央に位置し、スリット３３ａ、３３ｂがその周辺に形成されることで、ケース接続部３１は連結部３２より面積が小さく、連結部３２の周囲に２つに別れた略円弧状に配置されている。
The
このケース接続部３１が、金属ケースと溶接によって接続されるが、その接続位置は任意である。例えば、図示するように、ケース接続部３１の２箇所の先端付近に、それぞれ溶接部３１ａ、３１ｂを設けて溶接する。
Although this
このようにすれば、抵抗溶接を行う場合であっても、その溶接箇所から正極板１０の電極部２１まで熱が伝搬する距離が遠くなるので、溶接作業時に発生する熱の影響を少なくできる。
In this way, even when resistance welding is performed, the distance that heat propagates from the welding location to the
また、接続タブ部３０を金属ケースに接続する際の展開方法は、他の実施形態と同様である。図１４において、ケース接続部３１を治具等で固定した状態で、正極板１０（すなわち、電極群１００）を図面上の左側から右側に矢印Ｊ１の方向に移動することで、繋がり部３４が折り曲がって展開することができる。これにより、電極群１００をケース接続部３１から物理的に離すことができるので、溶接作業において電極群１００が邪魔になることはない。
Moreover, the expansion | deployment method at the time of connecting the
また、接続タブ部３０のケース接続部３１と連結部３２とは、第１の実施形態の接続タブ部２５と同様に、厚み方向に重なることがないので、電極群１００を形成して金属ケースに載置する際、接続タブ部３０の厚みは金属箔１０ｐの１枚分の厚みと等しくなる。これにより、接続タブ部３０が占有する厚みを最小限にできるので、電極部の積層枚数を増やして電池容量を最大限に増やすことが可能となる。
Further, since the
また、図示した例では、溶接部３１ａ、３１ｂは２つであるが、より多くすることもできる。そうすれば、複数個所で溶接することができるので、万が一、どれか１つの溶接個所に接続不良などの不具合が生じても、ケース接続部３１と金属缶とは絶縁することがない。つまり、溶接の信頼性を高めて金属ケースとの電気的な接続を確実にできる。
In the illustrated example, the number of the welded
なお、溶接箇所は、逆に１箇所でもよい。そうすれば作業時間を短縮することもできる。ケース接続部と金属缶との電気的な接続は、双方のサイズ等により決めることができるので、適宜変更すればよい。 Note that the number of welding points may be one. Then, the work time can be shortened. Since the electrical connection between the case connecting portion and the metal can can be determined by the size of both, etc., it may be changed as appropriate.
［第１の実施形態の変形例２の説明：図１５］
次に、第１の実施形態の変形例２における扁平型電池の接続タブ部の構成を、図１５を用いて説明する。第１の実施形態の変形例２は、正極板又は負極板の長手方向に沿って接続タブ部に隣接する電極部側からと、接続タブ部の端部側からの切り込みとによる異なる形状の２つのスリットを設けている。この２つのスリットにより、接続タブ部を構成する連結部に新たな繋がり部を形成でき、連結部が２分割されているという特徴を有している
。このため、ケース接続部は連結部よりも面積がより小さくなっている。
[Description of
Next, the structure of the connection tab part of the flat battery in the
もちろん、正極板と負極板との各層と平面視で略同じ大きさの接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置している点と、ケース接続部と連結部とは互いに重ならない構成である点は、他の実施形態と同様である。 Of course, the connection tab portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate and the case connection portion and the connecting portion do not overlap each other, with the connection tab portion having substantially the same size in plan view as that of each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate. This is the same as in the other embodiments.
図１５において、符号３５は第１の実施形態の変形例２の接続タブ部である。接続タブ部３５は、第１実施形態と同様に、正極板１０の末端に金属箔１０ｐを延出して配置される。従って、接続タブ部３５は、正極板１０の正極部２１と接続部１０ｒを介して接続されている。本変形例は、この接続タブ部３５の構成に特徴があり、正極板１０、負極板４０、及び、九十九折りによって形成する電極群１００の構成は他の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
In FIG. 15, reference numeral 35 denotes a connection tab portion of
接続タブ部３５は、ケース接続部３６と連結部３７とからなり、スリット３８ａによってほぼ分離され、スリット３８ａの端部にある繋がり部３９ａによってのみ繋がっている。また、連結部３７は、スリット３８ｂによって第１連結部３７ａと第２連結部３７ｂに分かれており、スリット３８ｂの端部にある繋がり部３９ｂによって繋がっている。このような構成によって、ケース接続部３６は連結部３７より面積が小さくなっており、もちろん、厚み方向には互いに重ならない。
The connection tab portion 35 includes a case connection portion 36 and a
また、ケース接続部３６と連結部３７とを合わせた接続タブ部３５の平面視での大きさは、折り畳むことで複数の層を構成する正極部１１〜２１（図１参照）の対向形状と略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部３５形状も正極部１１〜２１と略同じにしている。
Further, the size of the connection tab portion 35 in which the case connection portion 36 and the
また、接続タブ部３５を金属ケースに接続する際の展開方法は、図１５において、ケース接続部３６を治具等で固定した状態で、正極板１０（すなわち、電極群１００）を図面上の左側へ、すなわち、矢印Ｊ２の方向に移動することで、２つの繋がり部３９ａ及び３９ｂがそれぞれ折り曲がり、第１連結部３７ａと第２連結部３７ｂとが展開される。
Further, the developing method for connecting the connection tab portion 35 to the metal case is shown in FIG. 15, with the case connection portion 36 fixed by a jig or the like, and the positive electrode plate 10 (that is, the electrode group 100) on the drawing. By moving to the left side, that is, in the direction of the arrow J2, the two connecting portions 39a and 39b are bent, and the first connecting portion 37a and the second connecting
このように、ケース接続部３６の面積を連結部３７よりも小さくし、連結部３７をスリット３８ｂによって２つに分離して連結部３７にも繋がり部３９ｂを設けることで、連結部３７が展開されるとより長く引き伸ばすことができる。これによりケース接続部３６と電極群１００との距離を大きく離すことができる。
Thus, the area of the case connecting portion 36 is made smaller than the connecting
また、接続タブ部３５のケース接続部３６と連結部３７とは、第１の実施形態の接続タブ部２５と同様に、厚み方向に重なることがないので、接続タブ部３５が占有する厚みを最小限にでき、電極部の積層枚数を増やして電池容量を最大限に増やすことが可能となる。
Moreover, since the case connection part 36 and the
［第１の実施形態の変形例３の説明：図１６］
次に、第１の実施形態の変形例３における扁平型電池の接続タブ部の構成を、図１６を用いて説明する。第１の実施形態の変形例３は、接続タブ部に隣接する電極部側から螺旋状の切り込みによるスリットを設けている。このスリットにより、接続タブ部を構成するケース接続部が螺旋状の連結部の中央に配置されるという特徴を有している。
[Description of
Next, the structure of the connection tab part of the flat battery in the
もちろん、正極板と負極板との各層と平面視で略同じ大きさの接続タブ部を正極板又は負極板の末端に配置している点と、ケース接続部と連結部とは互いに重ならない構成である点は、他の実施形態と同様である。 Of course, the connection tab portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate and the case connection portion and the connecting portion do not overlap each other, with the connection tab portion having substantially the same size in plan view as that of each layer of the positive electrode plate and the negative electrode plate. This is the same as in the other embodiments.
図１６において、符号３０は本変形例の接続タブ部である。接続タブ部３０は、他の実施形態と同様に、正極板１０の末端に金属箔１０ｐを延出して配置される。従って、接続タブ部３０は、正極板１０の正極部２１と接続部１０ｒを介して接続されている。本変形例は、この接続タブ部３０の構成に特徴があり、正極板１０、負極板４０、及び、九十九折りによって形成する電極群１００の構成は他の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
In FIG. 16,
接続タブ部３０は、ケース接続部３１と連結部３２とからなり、スリット３３によってほぼ分離され、繋がり部３４によってのみ繋がれている。
The
ケース接続部３１と連結部３２とを合わせた接続タブ部３０の平面視での大きさは、折り畳むことで複数の層を構成する正極部１１〜２１（図１参照）の対向形状と略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部３０形状も正極部１１〜２１の八角形と略同じにしている。
The size in plan view of the
ケース接続部３１は、接続タブ部３０の略中央に位置し、螺旋状の連結部３２およびスリット３３がその周辺に形成されることで、連結部３２より面積が小さくなっている。このケース接続部３１が、金属ケースと溶接によって接続されるが、その接続位置は任意である。例えば、図示するように、ケース接続部３１の中央に溶接部３１ａを設けて溶接する。このようにすれば、抵抗溶接を行う場合であっても、その溶接箇所から正極板１０の電極部２１まで熱が伝搬する距離が遠くなるので、溶接作業時に発生する熱の影響を少なくできる。
The
また、接続タブ部３０を金属ケースに接続する際の展開方法は、先の実施形態と同様である。図１６において、ケース接続部３１を治具等で固定した状態で、正極板１０（すなわち、電極群１００）を図面上の右側から左側に矢印Ｊ３の方向に移動することで、繋がり部３４が折り曲がって展開することができる。これにより、電極群１００をケース接続部３１から物理的に離すことができるので、溶接作業において電極群１００が邪魔になることはない。
Moreover, the expansion | deployment method at the time of connecting the
また、接続タブ部３０のケース接続部３１と連結部３２とは、先の実施形態と同様に、厚み方向に重なることがないので、電極群１００を形成して金属ケースに載置する際、接続タブ部３０の厚みは金属箔１０ｐの１枚分の厚みと等しくなる。これにより、接続タブ部３０が占有する厚みを最小限にできるので、電極部の積層枚数を増やして電池容量を最大限に増やすことが可能となる。
Moreover, since the
［第２の実施形態における正極板と負極板の構造説明：図１７］
次に、第２の実施形態における扁平型電池の正極板と負極板の構造を、図１７を用いて説明する。この第２の実施形態は、電極群の形成において、第１の実施形態で説明したように、正極板と負極板とを九十九折りするのではなく、正極板と負極板とを対向させた後、巻回することで電極群を形成する例である。
[Description of Structure of Positive Plate and Negative Plate in Second Embodiment: FIG. 17]
Next, the structure of the positive electrode plate and the negative electrode plate of the flat battery according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, in the formation of the electrode group, as explained in the first embodiment, the positive electrode plate and the negative electrode plate are not opposed to each other, but the positive electrode plate and the negative electrode plate are opposed to each other. Then, the electrode group is formed by winding.
図１７（ａ）は、扁平型電池の正極板の平面図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）で示す切断線Ｋ−Ｋ´による正極板の長手方向の断面図である。図１７（ｃ）は扁平型電池の負極板の平面図であり、図１７（ｄ）は、図１７（ｃ）で示す切断線Ｌ−Ｌ´による負極板の長手方向の断面図である。 FIG. 17A is a plan view of the positive electrode plate of the flat battery, and FIG. 17B is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the positive electrode plate taken along the cutting line KK ′ shown in FIG. . FIG. 17C is a plan view of the negative electrode plate of the flat battery, and FIG. 17D is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the negative electrode plate taken along the cutting line LL ′ shown in FIG.
まず、第２の実施形態の正極板の説明をする。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、符号６０は第２の実施形態の正極板である。
First, the positive electrode plate of 2nd Embodiment is demonstrated. In FIG. 17A and FIG. 17B,
正極板６０は、帯形状の金属箔６０ｐの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。活物質層はこの例では、９箇所に設けているが、活物質層の数は限定されない。活物質層は平面視で、例えば四角形で構成している。これら活物質層は正極板６０の電極部となり、金属箔６０ｐの表面の複数の電極部を正極部６１と称し、金属箔６０ｐの裏面の複数の電極部を正極部６２と称する。
The
また、金属箔６０ｐの裏面の図面上の左端の電極部を正極部６２ａと定義する。この正極部６２ａは、正極板６０を巻回するときに負極部と対向させる最初の正極部となる。また、隣接する各正極部は金属箔６０ｐによって接続されており、この部分を接続部６０ｒと称する。この接続部６０ｒは、活物質層が設けられておらず金属箔６０ｐが露出している状態となっている。
Further, the leftmost electrode portion on the back surface of the metal foil 60p is defined as a positive electrode portion 62a. The positive electrode portion 62a is the first positive electrode portion that faces the negative electrode portion when the
接続部６０ｒの幅（すなわち、各正極部の間隔）は、図面上、左端の正極部６２ａを接続する接続部６０ｒの幅を短くし、右側に進むにつれて幅を長くするとよい（正極板６０の表面も裏面も同じである）。これは、正極板６０の巻回の数が増えることで巻回の径が大きくなり、正極部の間隔を広げる必要があるからである。
The width of the connecting
正極板６０の図面上右側の末端には、金属箔６０ｐを延出した接続タブ部７０が配置されている。この接続タブ部７０は、第１の実施形態と同様に、金属箔６０ｐが露出したケース接続部７１と連結部７２とからなり、接続タブ部７０の略中央に正極板６０の長手方向に沿ったスリット７３が設けられることで、ケース接続部７１と連結部７２とが形成される。
At the right end of the
また、ケース接続部７１と連結部７２とは、スリット７３の端部にある繋がり部７４によってのみ繋がっている。この構成によって、ケース接続部７１と連結部７２とは、スリット７３によってほぼ分離されて略同じ大きさであり、また、厚さ方向で重なることがない。
The case connecting portion 71 and the connecting
ケース接続部７１と連結部７２とを合わせた接続タブ部７０の平面視での大きさは、巻回することで複数の層を構成する正極部６１、６２の対向形状と略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部７０の形状も正極部６１、６２と略同じにしている。
The size in the plan view of the connecting
このように、接続タブ部７０を各正極部と略同じ大きさとすることで、詳細は後述するが、電極板を巻回して電極群を形成し金属ケースに内包する際に、正極板と負極板との対向状態が平行平面となるので、電極板に歪みや段差が発生しない。
As described in detail later, the
また、接続タブ部７０のケース接続部７１と連結部７２は、厚み方向に重なることがないので、接続タブ部７０の厚みは金属箔６０ｐの１枚分の厚みと等しくなる。これにより、電極板を巻回して電極群を形成する際に、接続タブ部７０が占有する厚みを最小限にできるので、電極部の積層枚数を増やして電池容量を最大限に増やすことが可能となる。
Moreover, since the case connection part 71 and the
また、接続タブ部７０に隣接する金属箔６０ｐの表面には接着層６３ｇが設けられている。接着層６３ｇは、正極板６０を巻回したときに正極板６０がばらけたり広がったりしないようにする目的で設ける固定用の粘着層である。接着層６３ｇは、平面視で電極群を構成する各層における対向形状と略同じ大きさである。なお、接着層６３ｇは、第１の実施形態で説明した接着層２２ｇと同様の材質で構成でき、もちろん無くてもよい。
An adhesive layer 63g is provided on the surface of the metal foil 60p adjacent to the
次に、負極板の説明をする。図１７（ｃ）と図１７（ｄ）において、符号８０は負極板である。負極板８０は、帯形状の金属箔８０ｐの表面の所定の部分に複数の活物質層を設けている。活物質層はこの例では、９箇所に設けているが、活物質層の数は限定されない
。活物質層は平面視で例えば四角形で構成している。
Next, the negative electrode plate will be described. In FIG. 17C and FIG. 17D,
これら活物質層は、負極板８０の電極部となり、金属箔８０ｐの表面の複数の電極部を負極部８１と称し、金属箔８０ｐの裏面の複数の電極部を負極部８２と称する。また、金属箔８０ｐの裏面の図面上の左端の電極部を負極部８２ａと定義する。この負極部８２ａは、負極板８０を巻回するときに正極部と対向させる最初の負極部となる。
These active material layers serve as electrode portions of the
また、隣接する各負極部は金属箔８０ｐによって接続されており、この部分を接続部８０ｒと称する。また、接続部８０ｒの幅は、正極板６０の接続部６０ｒと同様に、最初の巻回部分が短く、徐々に長くなるようにするとよい。
Moreover, each adjacent negative electrode part is connected by the metal foil 80p, and this part is called the connection part 80r. Further, the width of the connecting portion 80r is preferably set so that the initial winding portion is short and gradually becomes long like the connecting
負極板８０の図面上右側の末端には、金属箔８０ｐを延出した接続タブ部９０が配置されている。この接続タブ部９０は、第１の実施形態の接続タブ部５５と同様に、スリットがなく板状であり、その大きさは折り畳むことで複数の層を構成する負極部８１、８２の対向形状と平面視で略同じ大きさである。なお、この実施形態では接続タブ部９０の形状も負極部８１、８２と略同じにしている。
At the right end of the
この接続タブ部９０は、負極板８０を金属ケースと電気的に接続するためのものであり、本実施形態では、接続タブ部９０と金属ケースとを面接触で電気的に接続する例とする。このため、接続タブ部９０の表面は、金属箔８０ｐが露出している。また、接続タブ部９０に隣接する金属箔８０ｐの表面には、正極板６０の接着層６３ｇと同様な接着層８３ｇが設けられている。なお、正極板６０、負極板８０をそれぞれ構成する各要素の材質は、第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
The
［第２の実施形態における電極群の構成説明：図１８］
次に、第２の実施形態の電極群の構成を、図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は、第２の実施形態の電極群の斜視図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）で示す切断線Ｍ−Ｍ´による電極群の断面図である。
[Description of Configuration of Electrode Group in Second Embodiment: FIG. 18]
Next, the structure of the electrode group of 2nd Embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 18A is a perspective view of the electrode group of the second embodiment, and FIG. 18B is a cross-sectional view of the electrode group along the cutting line MM ′ shown in FIG.
図１８（ａ）において、符号１１０は第２の実施形態の電極群である。電極群１１０は、正極板６０及び負極板８０の端部の電極部を対向させ、そこから順次、正極板６０と負極板８０とを巻回することで形成される。
In FIG. 18A, reference numeral 110 denotes an electrode group according to the second embodiment. The electrode group 110 is formed by facing the electrode portions at the ends of the
電極群１１０は、正極板６０の各正極部６１、６２と負極板８０の各負極部８１、８２とが厚み方向に重ねられ、図１８（ｂ）に示すように、電極群１１０の側面にあっては、正極板６０の接続部６０ｒと負極板８０の接続部８０ｒとが各電極部を接続している。また、電極群１１０の図面上の上面には、正極板６０の末端の接続タブ部７０が配置され、電極群１１０の下面には、負極板８０の末端の接続タブ部９０が配置される。
In the electrode group 110, the positive electrode portions 61 and 62 of the
図１８（ｂ）の断面図において、電極群１１０の中心に、前述した正極部６２ａと負極部８２ａとが対向して配置され、その位置から正極板６０と負極板８０とが対向して巻回されている様子が理解できる。すなわち、電極群１１０は、正極板６０の各正極部６１、６２と負極板８０の各負極部８１、８２とが、巻回によって厚み方向に交互に重ねられ積層して形成される。
18B, in the center of the electrode group 110, the positive electrode portion 62a and the negative electrode portion 82a described above are arranged to face each other, and the
そして、前述したように、電極群１１０の最上面は、正極板６０の接続タブ部７０が配置され、接続タブ部７０の下面には、負極板７０の接着層８３ｇが配置され、接続タブ部７０を接着する機能を有している。また、電極群１１０の最下面は、負極板８０の接続タブ部９０が配置され、その接続タブ部９０の上面には、正極板６０の接着層６３ｇが配置され、接続タブ部９０を接着する機能を有している。
As described above, the
なお、これら接着層６３ｇによる接続タブ部９０との接着及び、接着層８３ｇによる接続タブ部７０との接着については、電極群１１０を構成する要素として説明したものであって、実際には電極群１１０は、金属ケースに搭載され、正極板と負極板とはそれぞれ金属缶に電気的に接続されるのであるから、そのような電気的な接続の後に接着されるものである。
The adhesion to the
このように、電極群１１０の最上面と最下面に正極板６０と負極板８０とを分けることで、金属ケースへの組み込みがしやすくなるのである。また電極群１１０の正極板６０と負極板８０との間には、双方を電気的に分離するセパレータが配置されている。
As described above, by separating the
［第２の実施形態における接続タブ部の展開の説明：図１９］
次に、巻回によって形成した電極群１１０の接続タブ部７０を金属ケースに接続するために、接続タブ部７０を展開する様子を、図１９を用いて説明する。
[Explanation of Expansion of Connection Tab Part in Second Embodiment: FIG. 19]
Next, a state where the
なお、ここでは接続タブ部７０のケース接続部７１が金属ケースと接続するために展開する様子を説明するものであるから、接続タブ部７０は接着層８３ｇと接着されて固定される前であることを理解されたい。
Here, since the case connection portion 71 of the
図１９（ａ）に示すように、接続タブ部７０が図面上電極群１１０の下側となるように電極群１１０を配置し、接続タブ部７０を電極群１１０から矢印Ｎ１の方向に展開して、所定の展開角度θ３となるようにする。このとき、接続タブ部７０は、接続部６０ｒによって正極板６０と接続しているので（図１７（ａ）参照）、接続部６０ｒが所定の角度に折り曲がることによって接続タブ部７０が展開される。展開角度θ３は限定されないが、例えば、９０度又はそれ以上が好ましい。このとき、接続タブ部７０のケース接続部７１と連結部７２とは略平行である。
As shown in FIG. 19A, the electrode group 110 is arranged so that the
次に、図１９（ｂ）に示すように、接続タブ部７０のケース接続部７１を連結部７２から離すように矢印Ｎ２の方向に展開する。ここで、前述したように、ケース接続部７１と連結部７２とは、スリット７３によって、ほぼ分離されており、繋がり部７４の狭い部分のみで繋がっている。このため、ケース接続部７１を矢印Ｎ２の方向に展開しようとすると、繋がり部７４が曲がることによって、ケース接続部７１は、わずかな力で簡単に展開できる。
Next, as shown in FIG. 19B, the case connecting portion 71 of the connecting
次に、図１９（ｃ）に示すように、接続タブ部７０のケース接続部７１を矢印Ｎ２の方向にさらに展開して、連結部７２との角度が所定の展開角度θ４となるようにする。ここで、ケース接続部７１は、金属ケースと接続するために展開するのであり、作業性を考慮すると、電極群１１０と展開したケース接続部７１が略平行になるように展開することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 19C, the case connection portion 71 of the
このように、電極群１１０の接続タブ部７０を展開して後、金属ケースの正極缶と接続タブ部７０を溶接によって接続するが、この接続工程以降の各工程（図１０のＳＴ４〜ＳＴ８）は、第１の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this way, after the
以上のように、第２の実施形態は、正極板６０と負極板８０とを巻回することで電極群１１０を形成するので、電極群の形成工程が比較的簡単になるというメリットがある。
As described above, since the electrode group 110 is formed by winding the
また、接続タブ部７０、９０の平面視の大きさが、正極板６０及び負極板８０の各層における対向形状と略同じ大きさであること、接続タブ部７０を構成するケース接続部７１と連結部７２とは、略同じ大きさで、且つ、厚み方向に重ならない配置であることは、第
１の実施形態と同様であるから、同様に、様々な優れた効果を備えた扁平型電池を提供することができる。
In addition, the size of the
なお、本実施形態では、帯形状の金属箔の表面の所定の部分に複数の活物質層を設ける構成としたが、金属箔に活物質層を一様に、かつ帯形状に形成した電極板を用いてもよい。すなわち、帯形状の金属箔の表面に活物質層を切れ目なく一様に形成した正極板と負極板とを作成し、これを対向させて巻回することで、複数層からなる電極群を形成してもよい。こうすることで、金属箔が露出した接続部がない分、正極板と負極板との対向面積を増やすことができる。 In this embodiment, a plurality of active material layers are provided on a predetermined portion of the surface of the strip-shaped metal foil. However, the electrode plate is formed with the active material layers uniformly and strip-shaped on the metal foil. May be used. That is, a positive electrode plate and a negative electrode plate in which an active material layer is uniformly formed on the surface of a strip-shaped metal foil are created, and wound in opposition to each other, thereby forming an electrode group consisting of a plurality of layers. May be. By doing so, the facing area between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be increased by the amount of the connection portion where the metal foil is exposed.
もちろん、上述のような、帯形状の金属箔の表面に活物質層を切れ目なく一様に形成した正極板と負極板とを作成し、交互に折り返す蛇腹折りをして複数層からなる電極群を形成してもよい。また、上述のように展開してなる接続タブ部を負極板に設ける例で説明したが、もちろん、正極板に設けてもよい。 Of course, as described above, a positive electrode plate and a negative electrode plate in which an active material layer is uniformly formed on the surface of a strip-shaped metal foil are created, and a plurality of layers of electrodes are formed by folding the bellows alternately. May be formed. Moreover, although the example which provides the connection tab part expand | deployed as mentioned above in the negative electrode plate was demonstrated, of course, you may provide in a positive electrode plate.
また、接続タブ部７０の構成を第１の実施形態と同様に、ケース接続部７１と連結部７２が略同じ大きさの構成として説明したが、接続タブ部７０は、第１の実施形態の変形例１（図１４参照）、変形例２（図１５参照）又は変形例３（図１６参照）の構成でもよい。
Moreover, although the structure of the
［第３の実施形態における扁平型電池極板の電極群の構造説明：図２０］
次に、第３の実施形態における扁平型電池の電極群の構造を図２０を用いて説明する。この第３の実施形態は、ケース接続部と連結部とからなる接続タブ部を正極板と負極板の両方に備えた構成である。
[Description of Structure of Electrode Group of Flat Battery Electrode Plate in Third Embodiment: FIG. 20]
Next, the structure of the electrode group of the flat battery according to the third embodiment will be described with reference to FIG. This 3rd Embodiment is the structure which provided the connection tab part which consists of a case connection part and a connection part in both the positive electrode plate and the negative electrode plate.
図２０（ａ）は、正極板と負極板との両方に備えられた接続タブ部を展開した斜視図であり、図２０（ｂ）は、正極板と負極板との両方に備えられた接続タブ部のケース接続部をさらに展開した斜視図である。図２０（ａ）において、符号１２０は第３の実施形態の電極群である。電極群１２０は、第１の実施形態の電極群１００と基本構成が同じであり、九十九折りの正極板１０と負極板４０とによって構成される。
FIG. 20A is a perspective view in which connection tab portions provided in both the positive electrode plate and the negative electrode plate are developed, and FIG. 20B is a connection provided in both the positive electrode plate and the negative electrode plate. It is the perspective view which expanded the case connection part of the tab part further. In FIG. 20A, reference numeral 120 denotes an electrode group according to the third embodiment. The electrode group 120 has the same basic configuration as the electrode group 100 of the first embodiment, and is configured by a ninety-nine-fold
電極群１２０の一方の面（図面上の下面）には、第１の実施形態と同様に、正極板１０の金属箔１０ｐを延出した接続タブ部２５が配置されている。接続タブ部２５は、金属箔１０ｐが露出したケース接続部２６と連結部２７とからなり、スリット２８によってほぼ分離され、双方は繋がり部２９によってのみ繋がっている。
On one surface (the lower surface in the drawing) of the electrode group 120, a
また、電極群１２０の他方の面（図面上の上面）には、負極板４０の金属箔４０ｐを延出した接続タブ部５５´が配置されている。接続タブ部５５´は、第１の実施形態の負極板４０の接続タブ部５５とは異なり、金属箔４０ｐが露出したケース接続部５６と連結部５７とからなり、スリット５８によってほぼ分離され、双方は繋がり部５９によってのみ繋がっている。
Further, on the other surface (upper surface in the drawing) of the electrode group 120, a
図２０（ｂ）は、接続タブ部２５のケース接続部２６を連結部２７から展開し、また、接続タブ部５５´のケース接続部５６を連結部５７から展開し、ケース接続部２６及びケース接続部５６の展開した角度を電極群１２０と略平行にした様子を示している。このように、接続タブ部２５と接続タブ部５５´を展開することで、電極群１２０と金属ケースとの接続を容易にすることができる。
20B, the
［第３の実施形態における電極群と金属ケースの接続の説明：図２１］
次に、第３の実施形態における電極群を金属ケースに接続する様子を、図２１を用いて
説明する。図２１に示すように、電極群１２０を正極板１０の接続タブ部２５が図面上の下側となり、負極板４０の接続タブ部５５´が図面上の上側となるように配置する。
[Description of Connection between Electrode Group and Metal Case in Third Embodiment: FIG. 21]
Next, how the electrode group in the third embodiment is connected to the metal case will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 21, the electrode group 120 is arranged such that the
接続タブ部２５は、図２０（ｂ）に示す状態と同様に、電極群１２０から展開し、さらに、ケース接続部２６を連結部２７から展開した状態とする。また同様に、接続タブ部５５´は電極群１２０から展開し、さらに、ケース接続部５６を連結部５７から展開した状態とする。この展開によって、前述したように、ケース接続部２６とケース接続部５６の向きは電極群１２０と略平行になる。
Similarly to the state shown in FIG. 20B, the
次に、電極群１２０の接続タブ部２５を展開した状態で、金属ケースの正極缶２を公知の治具などを用いて矢印Ｓ１の方向に移動させて、接続タブ部２５のケース接続部２６が正極缶２の内側の正極接続部２ａに密着するようにする。また、電極群１２０の接続タブ部５５´を展開した状態で、金属ケースの負極缶３を矢印Ｓ２の方向に公知の治具などを用いて移動させて、接続タブ部５５´のケース接続部５６が負極缶３の内側の負極接続部に密着するようにする。
Next, in a state where the
ケース接続部２６、５６と正極缶２及び負極缶３との材質は、金属である。例えば、ケース接続部２６、５６の材質はアルミニウムであり、正極缶２と負極缶３の材質はステンレスである。これにより、金属同士が接触している状態となる。
The material of the
この状態で、例えば、超音波溶接機によってケース接続部２６と正極缶２と、及び、ケース接続部５６と負極缶３とをそれぞれ溶接し、その後、電解液を注入し、正極缶２と負極缶３とを嵌合することで扁平型電池が完成する。なお、接続工程（溶接工程）以降は、第１の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this state, for example, the
以上のように、第３の実施形態における電極群１２０は、ケース接続部と連結部とからなる接続タブ部を正極板１０と負極板４０との両方に備えている。この構成によって、正極缶２と負極缶３との両方が電極群１２０と溶接によって接続できるので、金属ケースと電極群１２０との電気的接続の信頼性が向上し、環境変化が激しい中での使用にも耐えられる耐環境性に優れた扁平型電池を提供できる。
As described above, the electrode group 120 according to the third embodiment includes both the
また、正極板１０の接続タブ部２５と負極板４０の接続タブ部５５´とのそれぞれのケース接続部と連結部とを展開することで、溶接作業において、電極群１２０を正極缶２と負極缶３の両方から十分に離した状態で行うことができるので、溶接工程での作業性が向上する。
Further, by expanding the respective case connection portions and connection portions of the
また、接続タブ部２５、５５´の平面視の大きさは正極板１０と負極板４０との各層における対向形状と略同じ大きさであり、且つ、接続タブ部２５のケース接続部２６と連結部２７も、接続タブ部５５´のケース接続部５６と連結部５７も、共に略同じ大きさで重ならない配置であるので、第１の実施形態と同様に様々な優れた効果を備えた扁平型電池を提供することができる。
The size of the
なお、第３の実施形態における電極群１２０は、正極板１０と負極板４０とを九十九折りによって積層する例を示したが、電極群１２０の形態は限定されるものではなく、たとえば、第２の実施形態のような巻回や、蛇腹折りによって電極群を形成してもよい。また、第３の実施形態の接続タブ部２５、５５´の構成を第１の実施形態と同様に、それぞれのケース接続部と連結部が略同じ大きさの構成で説明したが、接続タブ部２５、５５´は、第１の実施形態の変形例１（図１４参照）、変形例２（図１５参照）又は変形例３（図１６参照）の構成としてもよい。
In addition, although the electrode group 120 in 3rd Embodiment showed the example which laminates | stacks the
このように、本発明の扁平型電池の実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。 Thus, the embodiment of the flat battery of the present invention is not limited to this, and may be arbitrarily changed as long as it satisfies the gist of the present invention.
１ 扁平型電池
２ 正極缶
３ 負極缶
１０、６０ 正極板
１０ｐ、４０ｐ、６０ｐ、８０ｐ 金属箔
１０ｒ、４０ｒ、６０ｒ、８０ｒ 接続部
１１〜２１、６１、６２ 正極部
２５、３０、３５、５５、５５´、７０、９０ 接続タブ部
２６、３１、３６、５６、７１ ケース接続部
２７、３２、３７、５７、７２ 連結部
２８、３３、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、５８、７３ スリット
２９、３４、３９ａ、３９ｂ、５９、７４ 繋がり部
４０、８０ 負極板
４１〜５１、８１、８２ 負極部
１００、１１０、１２０ 電極群
ＴＨ 溶接ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記正極板と前記負極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成し、金属ケースに内包した扁平型電池において、
接続タブ部を前記正極板又は前記負極板の末端に配置し、
前記接続タブ部は、前記金属ケースと導通するための前記金属箔が露出したケース接続部と連結部とを有し、
前記ケース接続部と前記連結部とを合わせた平面視での大きさは、前記複数の層を構成する各層における対向形状と略同じ大きさである
ことを特徴とする扁平型電池。 It has a strip-shaped positive electrode plate and negative electrode plate in which an active material layer is formed on the surface of the metal foil,
In the flat battery in which a plurality of layers are formed by winding or folding so that the positive electrode plate and the negative electrode plate are opposed to each other,
A connection tab portion is arranged at the end of the positive electrode plate or the negative electrode plate,
The connection tab portion has a case connection portion and a coupling portion where the metal foil for conduction with the metal case is exposed,
The size of the case connecting portion and the connecting portion in plan view is substantially the same as the opposing shape in each layer constituting the plurality of layers.
ことを特徴とする請求項１に記載の扁平型電池。 The flat battery according to claim 1, wherein the case connection portion and the connection portion have substantially the same size.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の扁平型電池。 The flat battery according to claim 1, wherein the case connecting portion and the connecting portion do not overlap in the thickness direction.
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の扁平型電池。 The flat battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the case connection portion and the connection portion are formed by providing a slit in the connection tab portion.
ことを特徴とする請求項４に記載の扁平型電池。 The flat battery according to claim 4, wherein the slit is formed along a longitudinal direction of the positive electrode plate or the negative electrode plate.
ことを特徴とする請求項４に記載の扁平型電池。 The flat battery according to claim 4, wherein the slit is formed along an outer periphery of the connection tab portion.
ことを特徴とする請求項４に記載の扁平型電池。
The flat battery according to claim 4, wherein the slit is formed in a spiral shape in the connection tab portion.
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-
2015
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