JP4514434B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
巻き取り電極体(2)の両電極端縁(28)(29)にはそれぞれ帯状の集電板(8)(80)が接合され、該集電板(8)(80)が図1に示す電極端子機構(4)(40)に連結されて、該電極端子機構(4)(40)から巻き取り電極体(2)の発生電力を取り出すことが可能となっている。
正極側の集電板(8)を正極側の電極端縁(28)に接合する工程においては、先ず、集電板(8)を電極端縁(28)に押し付け、凸条部(82)を電極端縁(28)に食い込ませる。これによって、凸条部(82)と電極端縁(28)の間には、円筒面からなる接合部が形成される。次に、該接合面にレーザ溶接を施すことにより、凸条部(82)と電極端縁(28)が大きな接触面積で接合されることとなる。
溶接性の改善として図10に示す集電構造が提案されている。この構造は、集電板の形状をコの字状にしていることにより、電極群の両端部の広がりを抑えるものである。しかしながら、この構造では、巻き取り電極体(2)の電極端縁(28)(29)を形成する電極の芯体の厚さが薄く隣接する芯体の間隔は、従来と変わらず大きいので、大きな出力でレーザ溶接を施すと前記溶接接合部が溶断しレーザ出力を増大することができなかった。
しかしながら、図10に示す集電構造において、巻き取り電極体(2)の電極端縁(28)(29)を形成する電極の芯体の厚さが薄く、隣接する芯体の間隔が大きい場合には、従来よりも大きな出力もってレーザ溶接を施すと、前記溶接接合部が溶断する虞があった。
そこで本発明の目的は、集電板を電極体の電極端縁に溶接する際の出力を従来よりも増大させた場合にも、集電板を電極体に確実に接合することが出来る二次電池を提供することである。
前記電極体は、両極の積層方向に扁平な形状を呈しており、該電極体の両端部に突出する正負一対の電極端縁(28)(29)には、該電極端縁(28)(29)を覆う集電板(3)(30)がそれぞれ設置されている。該集電板(3)(30)は、電極体の積層方向の厚さ以下の幅を有する平板部(31)を具え、該平板部(31)の幅方向の両端部には、電極端縁(28)(29)に向けて所定の開き角度で突出する一対のリブ(32)(32)が前記両端部に沿って形成されており、両電極端縁(28)(29)はそれぞれ、両リブ(32)(32)の間に束ねられた状態で集電板(3)(30)に接合されている。又、両集電板(3)(30)はそれぞれ、リード部材(5)(50)を介して電極端子機構(4)(40)に連結されている。
又、前記複数枚の芯体端部は、一対のリブによって平板部(31)の中央部に向かって互いに寄せ集められて、束ねられる。そして、電極端縁(28)(29)は、前記複数枚の芯体端部が密に束ねられた状態で集電板(3)(30)に接合されることになるので、該接合部にレーザビーム若しくは電子ビームを照射して溶接を施す際に、出力を増大させて、溶接接合部に従来よりも大きな溶接熱を発生させた場合にも、該溶接接合部にて溶断が生じることはなく、両集電板(3)(30)は確実に電極端縁(28)(29)に接合される。
従って、組立工程にて、両集電板(3)(30)を電極端縁(28)(29)にそれぞれ押し付けることにより、両集電板(3)(30)の各凸条部(33)はそれぞれ、均一に電極端縁(28)(29)に食い込むことになり、各凸条部(33)と電極端縁(28)(29)との接触部に溶接を施すことによって、各凸条部(33)と電極端縁(28)(29)はそれぞれ大きな接触面積で接合される。
又、切り起し片(35)の形成に伴って平板部(31)に開口(36)が開設されるので、該開口(36)によって、組立工程で電極体に電解液を含浸させる際の電解液の通路が確保されることになる。
第1実施例
本実施例の角形二次電池においては、図1に示す如く、アルミニウム製の直方体状の缶本体(11)の開口部に、アルミニウム製の封口板(12)を溶接して、直方体状の電池缶(1)が構成されている。該電池缶(1)の内部には、巻き取り電極体(2)が収容されている。該巻き取り電極体(2)は、例えば17mm×50mm×90mmの外形寸法を有している。
又、電池缶(1)の封口板(12)には、電池缶(1)の内圧が上昇したときに動作すべきガス排出弁(13)と、組立工程で電池缶(1)の内部に電解液を注入するための注液孔を塞ぐ注液栓(14)とが取り付けられている。
正極(21)及び負極(23)は、それぞれセパレータ(22)上に幅方向へずらして重ね合わせ、正極(21)及び負極(23)の前記非塗工部をセパレータ(22)の両端縁からそれぞれ外側へ突出させる。そして、これらを渦巻き状に巻き取った後、電極体の外周面を両側から圧縮することにより、巻き軸に垂直な方向に扁平な形状を呈する巻き取り電極体(2)が形成される。又、巻き取り電極体(2)の中央部には、両端部を貫通する中央孔(210)が形成されている。
正負一対の集電板(3)(30)はそれぞれ、巻き取り電極体(2)の厚さよりも僅かに小さな幅を有する帯状の平板部(31)を具え、平板部(31)の幅方向の両端部には、電極端縁(28)(29)に向けて突出する一対のリブ(32)(32)が前記両端部に沿って形成されている。尚、集電板(3)(30)の厚さは0.5mmであり、平板部(31)は14mm×50mm、リブ(32)は2mm×50mmの外形寸法を有している。
両リブ(32)(32)は、巻き取り電極体(2)の電極端縁(28)(29)と対向することとなる平板部(31)の裏面に対してそれぞれ120度の開き角度を有している。又、平板部(31)には、一対のリブ(32)(32)と交差する方向に伸びる複数(本実施例では3つ)の凸条部(33)が、電極端縁(28)(29)に向かって突設されると共に、隣接する凸条部(33)の間にはそれぞれ、複数(本実施例では3つ)の貫通孔(34)が開設されている。
尚、正極側の集電板(3)はアルミニウム製であり、負極側の集電板(30)はニッケル製である。
又、巻き取り電極体(2)の両端部には、円弧の屈曲部を有する帯状のリード部材(5)(50)が設置され、該リード部材(5)(50)の一方の端部が集電板(3)(30)の平板部(31)の裏面に溶接されると共に、該リード部材(5)(50)の他方の端部が電極端子機構(4)(40)の基端部にかしめ固定される。
尚、正極側のリード部材(5)はアルミニウム製であり、負極側のリード部材(50)はニッケル製である。
負極側の電極端子機構(40)も、端子部材(41)がニッケル製である点を除いて同様の構造を有している。
次に、巻き取り電極体(2)の両端部から突出している電極端縁(28)(29)に集電板(3)(30)を押し付ける。ここで、集電板(3)(30)の剛性は、プレス加工により形成された一対のリブ(32)(32)及び凸条部(33)によって大きなものとなっているので、集電板(3)(30)を電極端縁(28)(29)に押し付ける押圧力によって集電板(3)(30)の平板部(31)が変形する虞はない。
従って、両集電板(3)(30)を電極端縁(28)(29)にそれぞれ押し付けることによって、両集電板(3)(30)の凸条部(33)は電極端縁(28)(29)にそれぞれ均一に食い込み、各凸条部(33)と電極端縁(28)(29)の間には、円筒面からなる接合部が形成される。
その後、両リード部材(5)(50)の前記一方の端部をそれぞれ集電板(3)(30)の平板部(31)の裏面に溶接する。
尚、電解液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:1で混合した溶媒に、LiPF6を1mol/lの割合で溶解したものである。
最後に前記注液孔を注液栓(14)によって封止し、電池の組立を終了する。
図7及び図8に示す本実施例の角形二次電池は、集電板(3)(30)の構造において上記第1実施例と異なるが、他の構造は第1実施例と同じであるので、集電板(3)(30)の構造についてのみ説明し、他の構造については同じ符号を付して説明を省略する。
(11) 缶本体
(12) 封口板
(2) 巻き取り電極体
(28) 電極端縁
(29) 電極端縁
(3) 集電板
(30) 集電板
(31) 平板部
(32) リブ
(33) 凸条部
(34) 貫通孔
(35) 切り起し片
(36) 開口
(4) 電極端子機構
(40) 電極端子機構
(5) リード部材
(50) リード部材
(6) 絶縁テープ
(210) 巻き芯
Claims (3)
- 電池缶(1)の内部に、それぞれ帯状の正極(21)と負極(23)の間にセパレータ(22)を介在させて積層した巻き取り電極体が収容され、電極体が発生する電力を電池缶(1)に設けた正負一対の電極端子機構(4)(40)から取り出すことが出来る二次電池において、
前記電極体は、両極の積層方向に扁平な形状を呈しており、該電極体の両端部に突出する正負一対の電極端縁(28)(29)は、それぞれ正極及び負極の芯体の端縁が突出したものであり、該電極端縁(28)(29)を覆う集電板(3)(30)がそれぞれ設置されており、該集電板(3)(30)は、電極体の積層方向の厚さ以下の幅を有する平板部(31)を具え、該平板部(31)の幅方向の両端部には、電極端縁(28)(29)に向けて所定の開き角度で突出する一対のリブ(32)(32)が前記両端部に沿って形成されており、両電極端縁(28)(29)はそれぞれ、両リブ(32)(32)の間に束ねられた状態で集電板(3)(30)に接合され、両集電板(3)(30)はそれぞれ、リード部材(5)(50)を介して電極端子機構(4)(40)に連結され、集電板(3)(30)の平板部(31)には、一対のリブ(32)(32)と交差する方向に伸びる複数の凸条部(33)が、電極端縁(28)(29)に向かって突設され、且つ、電極端縁(28)(29)に向かって突出する一対の切り起し片(35)(35)が形成されており、両切り起し片(35)(35)はそれぞれ、平板部(31)に対して90度未満の角度範囲で切り起こされ、一方のリブ(32)側の切り起し片(35)は、該一方のリブ(32)と共に電極端縁を束ね、他方のリブ(32)側の切り起し片(35)は、該他方のリブ(3
2)と共に電極端縁を束ねていることを特徴とする二次電池。 - 両リブ(32)(32)は、平板部(31)に対して90度を超え且つ180度未満の開き角度を有している請求項1に記載の二次電池。
- 集電板(3)(30)の平板部(31)には、1或いは複数の貫通孔(34)が形成されている請求項1乃至請求項2の何れかに記載の二次電池。
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JP2005142026A (ja) | 2005-06-02 |
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