JP6562726B2 - 角形二次電池及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、角形二次電池及びその製造方法に関する。

従来から、例えばノートパソコン、携帯端末等の電気製品にリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池が搭載されている。また、電気自動車、ハイブリッド自動車等の動力源として、一般的に他の二次電池よりもエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池が使用されている。このような二次電池の一例として、長尺の箔状の集電体に電極活物質が保持された正負の電極シートをセパレータとともに捲回して電極体を構成し、その捲回電極体を電解質とともに角形の電池ケースに収容してなる捲回型の角形二次電池が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。

特許文献１に記載された発明は、箔状の集電体が積層されてなる集電体積層部の各層が十分に接合され、集電端子が該集電体積層部から剥離され難い接合強度に優れた信頼性の高い二次電池を提供することを課題とし、その解決手段として以下の構成を開示している。捲回電極体の両端部に構成された正負極それぞれの集電体積層部のうち少なくとも一方の極の集電体積層部は、超音波溶接により上記集電端子と接合されている。

捲回型の角形二次電池の他の例として、電極体と集電体との電気抵抗を減少させることを課題とするものが開示されている（例えば、下記特許文献２を参照）。特許文献２に記載された角形二次電池は、電極体のリード部分と集電体の接続部分に、溶接部と圧接部が設けられている。溶接部では、集電体の脚部にリード部を溶接して接続している。圧接部は、溶接部よりも電極体の内側に配置されている。圧接部ではリード部を構成する複数層の未塗工部が集電体の脚部を例えば冷間圧接により圧接している。

特開２０１０−２８２８４６号公報 特開２０１５−３７０４１号公報

角形二次電池では、例えば、容量やエネルギー密度の向上を目的として、捲回体における電極の捲回数を増加させたり、高さ寸法を低減したりすることが要求される場合がある。このような捲回体の捲回数を増加や、高さ寸法の低減は、扁平な捲回体の厚さを増加させる要因となる。捲回体の厚さが増加すると、特許文献１に記載された角形二次電池のように、一方の極の集電体積層部を厚さ方向に一つに束ねて超音波溶接により集電端子と接合することが困難になる虞がある。

捲回体の厚さが増加した場合には、特許文献２に記載された角形二次電池のように、電極体の一方の極のリード部分を二つに分け、二つに分けた部分をそれぞれ溶接して接合することができる。このように、捲回体のリード部分を二つに分けて束ね、溶接部において接合するときには、未塗工部は、捲回軸方向の内側、すなわち電極の合剤層側の部分において、変形量が相対的に大きくなる。また、未塗工部は、捲回体の捲回軸方向の外側、すなわち電極の箔露出部の捲回軸方向の端部側の部分において、変形量が相対的小さくなる。

そのため、未塗工部は、捲回軸方向の内側の部分に作用する応力が、捲回軸方向の外側の部分に作用する応力よりも大きくなり、捲回軸方向の内側の部分が切断されやすくなる。このような未塗工部に作用する応力を低減するために、溶接部の面積を減少させることが考えられる。しかし、溶接部の面積を減少させると、電気抵抗が増加するだけでなく、電極体のリード部分の接合強度が低下する。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、電極を捲回した捲回体において、電極の箔露出部が積層された部分を二つに分けて接合するときに、箔露出部の切断を防止しつつ、電気抵抗の増加を抑制することができる角形二次電池を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明の角形二次電池は、捲回軸を中心に電極を捲回した扁平な捲回体と、該捲回体の捲回軸方向の一端と他端で積層された前記電極の箔露出部を該捲回体の厚さ方向において前記捲回軸の両側に二つに分けて束ねた接合部と、を備えた角形二次電池であって、前記捲回体は、前記捲回軸方向及び前記厚さ方向に垂直な高さ方向の両側に前記電極が湾曲して積層された湾曲部を有し、前記接合部は、前記捲回軸側の内側表面と前記捲回軸と反対側の外側表面の少なくとも一方において、少なくとも一方の前記湾曲部と前記高さ方向に隣接する端部における前記捲回体の前記捲回軸方向の端部側よりも、該端部における前記電極の合剤層側の方が、該湾曲部から前記高さ方向に離れるように配置されていることを特徴とする。換言すると、本発明の角形二次電池は、捲回軸を中心に電極を捲回した扁平な捲回体と、該捲回体の捲回軸方向の一端と他端で積層された前記電極の箔露出部を該捲回体の厚さ方向において前記捲回軸の両側に二つに分けて束ねた接合部と、を備えた角形二次電池であって、前記接合部は、前記捲回軸側の内側表面と前記捲回軸と反対側の外側表面の少なくとも一方において、前記捲回軸方向及び前記厚さ方向に垂直な高さ方向の寸法が、前記電極の合剤層側へ向けて漸減することを特徴とする。

本発明の角形二次電池によれば、電極を捲回した捲回体において、電極の箔露出部が積層された部分を二つに分けて接合するときに、箔露出部の切断を防止しつつ電気抵抗の増加を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る角形二次電池の外観斜視図。 図１に示す角形二次電池の蓋組立体と捲回体の分解斜視図。 図２に示す捲回体の分解斜視図。 図２に示す捲回体を集電板に接合した状態を示す断面図。 図４に示す矢印V方向から見た捲回体の側面図。 図１に示す角形二次電池の変形例１を示す図５に相当する側面図。 図１に示す角形二次電池の変形例２を示す図５に相当する側面図。 図１に示す角形二次電池の変形例３を示す図５に相当する側面図。 図１に示す角形二次電池の変形例４を示す図５に相当する側面図。 図１に示す角形二次電池の変形例５を示す図５に相当する側面図。 図１に示す角形二次電池の変形例６を示す図５に相当する側面図。 図１に示す角形二次電池の製造方法の説明図。

［角形二次電池］
以下、図面を参照して本発明の角形二次電池の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために、図面における各部の縮尺を適宜変更する場合がある。また、以下の説明における上下左右は、各部材の位置関係を説明する便宜的な方向であり、必ずしも鉛直方向や水平方向に対応するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る角形二次電池１００の外観斜視図である。図２は、図１に示す角形二次電池１００の蓋組立体と捲回体３０の分解斜視図である。以下では、電極を捲回した捲回体３０の捲回中心軸である捲回軸Ａに平行な捲回軸方向ＸをＸ軸、扁平な捲回体３０の厚さ方向ＹをＹ軸、捲回軸方向Ｘ及び厚さ方向Ｙに垂直な高さ方向ＺをＺ軸とするＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。

本実施形態の角形二次電池１００は、主に、扁平角形の電池容器１０と、電池容器１０の外部に配置された一対の外部端子２０と、電池容器１０の内部に収容された扁平な捲回体３０と、外部端子２０と捲回体３０とを電気的に接続する一対の集電板４０とを備える。詳細については後述するが、本実施形態の角形二次電池１００は、捲回体３０の箔積層部３１ｄ，３２ｄに設けられ、集電板４０に対して接合される接合部３１ｅ，３２ｅの形状に特徴を有している。

電池容器１０は、上部に開口部を有する有底角筒状の電池缶１１と、電池缶１１の開口部を閉塞する電池蓋１２とを備えている。電池容器１０は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金によって製作することができ、電池缶１１は、これらの材料を、例えば深絞り加工することによって製作することができる。電池缶１１は、概ね長方形平板状の底壁１１ｂと、底壁１１ｂの長手方向に沿う一対の矩形の広側壁１１ａと、底壁１１ｂの短手方向に沿う一対の矩形の狭側壁１１ｃとを有している。

電池蓋１２は、平面形状が概ね長方形の平板状の部材であり、例えばレーザ溶接によって電池缶１１の開口部に全周に亘って接合されることで、電池缶１１の開口部を閉塞している。電池蓋１２は、捲回軸方向Ｘに沿う長手方向の両端部に外部端子２０が設けられ、長手方向の中間部にガス排出弁１３及び注液口１４が設けられている。

ガス排出弁１３は、例えば、電池蓋１２をプレス加工して薄肉化し、又は薄膜状の部材を電池蓋１２に設けた開口にレーザ溶接等によって接合することによって形成されている。ガス排出弁１３は、電池容器１０の内圧が所定の圧力を超えて上昇したときに開裂して電池容器１０の内圧を低減する。注液口１４は、電池缶１１を電池蓋１２によって閉塞した電池容器１０内に非水電解液を注入するために設けられ、非水電解液の注入後に、例えばレーザ溶接によって注液栓１５を接合することによって封止される。

一対の外部端子２０の一方は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金によって製作された正極外部端子２０Ａであり、他方は、例えば銅又は銅合金によって製作された負極外部端子２０Ｂである。各外部端子２０は、電池容器１０の外部に配置された外部絶縁体２１と、電池容器１０の内部に配置された不図示の内部絶縁体及びガスケットとを介して、電池蓋１２に対して電気的に絶縁されている。各外部端子２０は、接続ボルト２２、端子板２３、及び接続部材２４を備えている。

端子板２３は、外部絶縁体２１を介して電池蓋１２の上面に配置された板状の部材であり、電池蓋１２の長手方向に延びて中央部にくびれが形成されている。端子板２３は、中央部のくびれを挟んで長手方向に並設された二つの貫通孔を有し、一方の貫通孔には下方から上方へ向けて接続ボルト２２が挿通され、他方の貫通孔には上方から下方へ向けて接続部材２４が挿通されている。

接続部材２４は、端子板２３及び電池蓋１２を貫通する柱状の部材であり、端子板２３の貫通孔から突出した上端部を端子板２３の上面で塑性変形させてかしめることによって、端子板２３に電気的に接続されている。接続ボルト２２は、例えば、複数の角形二次電池１００の外部端子２０間を接続する不図示のバスバーに設けられた貫通孔又は切り欠きに挿通させてナットを螺合することで、バスバーを外部端子２０に固定して電気的に接続することができる。

一対の集電板４０の一方は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金によって製作された正極集電板４０Ａであり、他方は、例えば銅又は銅合金によって製作された負極集電板４０Ｂである。各集電板４０は、電池容器１０の内部に配置された内部絶縁体及びガスケットを介して、電池蓋１２に対して電気的に絶縁されている。各集電板４０は、電池蓋１２に略平行に配置される基部４１と、捲回体３０を構成する電極に接続される一対の接続片４２と、を備えている。

集電板４０の基部４１は、電池蓋１２の長手方向を長手方向、電池蓋１２の短手方向を短手方向とする概ね長方形の平板状に形成され、外部端子２０の接続部材２４を挿通させる貫通孔を有している。集電板４０の接続片４２は、電池蓋１２の短辺側の基部４１の長手方向端部に設けられ、基部４１の短手方向の両側で下方へ曲折され、電池缶１１の広側壁１１ａに沿って電池缶１１の底壁１１ｂへ向けて垂下する一対の板状に形成されている。

集電板４０の一対の接続片４２の下方側の捲回体３０に接合される部分は、一対の接続片４２間の間隔が徐々に拡大するように、捲回軸方向Ｘの外側が、扁平な捲回体３０の厚さ方向Ｙの外側へ向けて曲折されている。すなわち、集電板４０の一対の接続片４２の下方側の部分は、電池蓋１２の上面又は下面に垂直な方向から見て、電池蓋１２の長手方向の中央部側の間隔が狭く、電池蓋１２の長手方向の端部側の間隔が広い、電池蓋１２の長手方向の端部側に向けて開いたＶ字を成すように曲折されている。また、集電板４０の一対の接続片４２は、捲回体３０の捲回軸Ａに概ね対称に設けられている。

同極の外部端子２０と集電板４０とは、外部端子２０の接続部材２４によって電気的に接続されている。具体的には、電池蓋１２の貫通孔を貫通した外部端子２０の接続部材２４は、集電板４０の基部４１の貫通孔に挿通されて基部４１を貫通する。集電板４０の基部４１を貫通した外部端子２０の接続部材２４の下端は、集電板４０の基部４１の下面で塑性変形させてかしめられる。これにより、同極の外部端子２０と集電板４０とが、外部端子２０の接続部材２４によって電気的に接続される。

また、外部端子２０、集電板４０、外部絶縁体２１、ガスケット及び内部絶縁体は、外部端子２０の接続部材２４の上端と下端をかしめることによって電池蓋１２に一体的に固定され、電池蓋１２と共に蓋組立体を構成している。正極集電板４０Ａと負極集電板４０Ｂは、それぞれ、一対の接続片４２を介して、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの一端に設けられた正極電極３１の箔積層部３１ｄと、他端に設けられた負極電極３２の箔積層部３２ｄに接合される。

図３は、図２に示す角形二次電池１００の捲回体３０の巻き終わり側の端部を展開した状態を示す分解斜視図である。

本実施形態の角形二次電池１００において、捲回体３０は、正極電極３１、負極電極３２及びセパレータ３３，３４を捲回するための軸芯３５を備えている。軸芯３５は、捲回体３０の平面形状に対応した略矩形の平板状の部材であり、捲回軸Ａが中心線となっている。軸芯３５は、絶縁性の材料、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等によって製作することができる。

捲回体３０は、帯状のセパレータ３３，３４を介在させて積層した帯状の正極電極３１及び負極電極３２を、捲回軸Ａに平行で扁平な軸芯３５の周りに捲回した扁平な捲回電極群である。すなわち、捲回体３０は、捲回軸Ａを中心に電極を捲回した扁平な捲回体である。

セパレータ３３，３４は、正極電極３１と負極電極３２との間を絶縁すると共に、最外周に捲回された負極電極３２の外側にもセパレータ３４が捲回されている。セパレータ３３，３４は、例えば、ポリオレフィン系の樹脂材料によって製作することができ、具体的には、ポリプロピレン樹脂材料及びポリエチレン樹脂の少なくとも一方を含む多孔質の樹脂材料によって製作されている。

捲回体３０は、正極電極３１及び負極電極３２が平坦に積層された厚さ方向Ｙ両側の一対の平面部３０ａと、平面部３０ａの高さ方向Ｚ両側で正極電極３１及び負極電極３２が湾曲して積層された半円筒状の一対の湾曲部３０ｂを有している。一対の湾曲部３０ｂは、捲回体３０の捲回軸方向Ｘ及び厚さ方向Ｙに垂直な高さ方向Ｚの両側に形成されている。捲回体３０は、捲回軸Ａが電池缶１１の底壁１１ｂ及び広側壁１１ａと平行になるように電池缶１１内に挿入され、一対の平面部３０ａが電池缶１１の一対の広側壁１１ａに対向して配置され、一対の湾曲部３０ｂが電池蓋１２及び電池缶１１の底壁１１ｂに対向して配置される。

正極電極３１は、正極集電体である正極箔３１ａと、正極箔３１ａの両面に正極活物質合剤を塗工することによって形成された正極合剤層３１ｂとを有している。正極電極３１の幅方向の一側は、正極合剤層３１ｂが形成されない未塗工部であり、正極箔３１ａが露出した箔露出部３１ｃとされている。正極電極３１は、箔露出部３１ｃが負極電極３２の箔露出部３２ｃと捲回軸方向Ｘの反対側に配置されて、捲回軸Ａを中心として軸芯３５の周りに捲回されている。

正極電極３１は、例えば、正極活物質に導電材、結着剤及び分散溶媒を添加して混練した正極活物質合剤を、幅方向の一側を除いて正極箔３１ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。正極箔３１ａとしては、例えば、厚さ約２０μｍのアルミニウム箔を用いることができる。正極箔３１ａの厚みを含まない正極合剤層３１ｂの厚さは、例えば、約９０μｍである。

正極活物質合剤の材料としては、例えば、正極活物質として１００重量部のマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）を、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛を、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を、それぞれ用いることができる。正極活物質は、前記したマンガン酸リチウムに限定されず、例えば、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム、一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物を用いてもよい。また、正極活物質として、層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、及びこれらの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウム−金属複合酸化物を用いてもよい。

負極電極３２は、負極集電体である負極箔３２ａと、負極箔３２ａの両面に負極活物質合剤を塗工することによって形成された負極合剤層３２ｂとを有している。負極電極３２の幅方向の一側は、負極合剤層３２ｂが形成されない未塗工部であり、負極箔３２ａが露出した箔露出部３２ｃとされている。負極電極３２は、箔露出部３２ｃが正極電極３１の箔露出部３１ｃと捲回軸方向Ｘの反対側に配置されて、捲回軸Ａを中心として軸芯３５の周りに捲回されている。

負極電極３２は、例えば、負極活物質に結着剤及び分散溶媒を添加して混練した負極活物質合剤を、幅方向の一側を除く負極箔３２ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。負極箔３２ａとしては、例えば、厚さ約１０μｍの銅箔を用いることができる。負極箔３２ａの厚みを含まない負極合剤層３２ｂの厚さは、例えば、約７０μｍである。

負極活物質合剤の材料としては、例えば、負極活物質として１００重量部の非晶質炭素粉末を、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦを、分散溶媒としてＮＭＰをそれぞれ用いることができる。負極活物質は、前記した非晶質炭素に限定されず、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ_２等）、又はそれらの複合材料を用いてもよい。負極活物質の粒子形状についても特に限定されず、鱗片状、球状、繊維状又は塊状等の粒子形状を適宜選択することができる。

なお、前記した正極合剤層３１ｂ及び負極合剤層３２ｂに用いる結着材は、ＰＶＤＦに限定されない。前記した結着材として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。

捲回体３０の捲回軸方向Ｘにおいて、負極電極３２の負極合剤層３２ｂの幅は、正極電極３１の正極合剤層３１ｂの幅よりも広くなっている。また、捲回体３０の最内周と最外周には負極電極３２が捲回されている。これにより、正極合剤層３１ｂは、捲回体３０の最内周から最外周まで負極合剤層３２ｂの間に挟まれている。

捲回体３０は、捲回軸方向Ｘの両端部に、集電板４０を接合するための電極の箔積層部３１ｄ，３２ｄが設けられている。より詳細には、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの一方の端部に、正極電極３１の箔露出部３１ｃが捲回されて積層された正極電極３１の箔積層部３１ｄが設けられ、捲回軸方向Ｘの他方の端部に負極電極３２の箔露出部３２ｃが捲回されて積層された負極電極３２の箔積層部３２ｄが設けられている。

図４は、図２に示す捲回体３０を集電板４０に接合した状態を示す断面図である。図５は、図４に示す矢印V方向から見た捲回体３０及び集電板４０の側面図である。なお、図４及び図５では、負極側の構成を示し、負極側と同様の構成を有する正極側の構成については、負極側の構成に括弧付きの符号を付して図示を省略する。

本実施形態の角形二次電池１００は、前述のように、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの一端と他端で積層された正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃ、すなわち箔積層部３１ｄ，３２ｄを有している。また、角形二次電池１００は、箔積層部３１ｄ，３２ｄを捲回体３０の厚さ方向Ｙにおいて捲回軸Ａの両側に二つに分けて束ねた接合部３１ｅ，３２ｅを備えている。

集電板４０は、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅに接合される一対の接続片４２を有している。また、本実施形態の角形二次電池１００は、集電板４０の接続片４２との間に捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅを挟んで接合部３１ｅ，３２ｅに接合される金属板５０を備えている。金属板５０のうち、捲回体３０の捲回軸方向Ｘにおいて、軸芯３５の一端に固定された正極金属板５０Ａは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって製作され、軸芯３５の他端に固定された負極金属板５０Ｂは、例えば、銅又は銅合金によって製作されている。以下、正極金属板５０Ａと負極金属板５０Ｂを区別する必要がない場合には、これらを金属板５０として説明する。金属板５０の厚さは、例えば、正極箔３１ａ又は負極箔３２ａよりも厚く、集電板４０の厚さよりも薄い。

本実施形態において、軸芯３５は、捲回軸方向Ｘの一端と他端に溝部３５ａが設けられている。溝部３５ａは、軸芯３５の捲回軸方向Ｘの端面から捲回軸方向Ｘに所定の深さを有し、底部近傍の溝幅が一定であり、開口部近傍にＶ字状の傾斜面が形成され、開口部近傍の溝幅が拡大されている。本実施形態の角形二次電池１００において、金属板５０の端部は、軸芯３５に設けられた溝部３５ａに挟み込まれて固定されている。また、金属板５０は、扁平な捲回体３０の厚さ方向Ｙにおいて箔積層部３２ｄを捲回軸Ａの両側に二つに分けるように拡開された第１の部分５１及び第２の部分５２を備えている。

二つに束ねられた捲回体３０の箔積層部３１ｄ，３２ｄは、集電板４０の一対の接続片４２と、金属板５０の第１の部分５１及び第２の部分５２との間に挟持された状態で、例えば超音波圧接によって集電板４０及び金属板５０に接合され、接合部３１ｅ，３２ｅが形成される。本実施形態の角形二次電池１００において、集電板４０の接続片４２は、接合部３１ｅ，３２ｅの捲回軸Ａと反対側の外側表面３１ｆ，３２ｆに接合され、金属板５０の第１の部分５１及び第２の部分５２は、接合部３１ｅ，３２ｅの捲回軸Ａ側の内側表面３１ｇ，３２ｇに接合されている。

なお、金属板５０を軸芯３５に固定しない場合には、集電板４０の接続片４２を接合部３１ｅ，３２ｅの捲回軸Ａ側の内側表面３１ｇ，３２ｇに接合し、金属板５０を接合部３１ｅ，３２ｅの捲回軸Ａと反対側の外側表面３１ｆ，３２ｆに接合してもよい。すなわち、集電板４０は、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇ又は外側表面３１ｆ，３２ｆのどちらかに接合されていればよい。

これにより、捲回体３０は、接合部３１ｅ，３２ｅに接続された集電板４０を介して電池容器１０の外部に設けられた外部端子２０に接続される。より具体的には、捲回体３０は、正極電極３１が正極集電板４０Ａを介して正極外部端子２０Ａに電気的に接続され、負極電極３２が負極集電板４０Ｂを介して負極外部端子２０Ｂに電気的に接続され、集電板４０を介して蓋組立体に固定される。

ここで、図３に示すように、捲回体３０の捲回軸Ａに平行な捲回軸方向Ｘにおいて、セパレータ３３，３４の幅は負極合剤層３２ｂの幅よりも広いが、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃは、それぞれセパレータ３３，３４の幅方向端部よりも幅方向外側に突出している。したがって、セパレータ３３，３４は、正極電極３１及び負極電極３２の箔積層部３１ｄ，３２ｄを集電板４０及び金属板５０に超音波圧接する際の支障にはならない。

図３及び図５に示すように、本実施形態の角形二次電池１００では、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚの両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている。すなわち、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、捲回軸方向Ｘ及び厚さ方向Ｙに垂直な高さ方向Ｚの寸法Ｈが、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から、合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減している。換言すると、接合部３１ｅ，３２ｅは、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側へ向けて漸減している。

これにより、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈは、箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側、すなわち捲回軸方向Ｘの外側の端縁で最大となり、正極電極３１及び負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側、すなわち捲回軸方向Ｘの内側の端縁で最小になっている。ここで、捲回軸方向Ｘの外側とは、捲回体３０上の任意の位置を基準として、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側を意味する。また、捲回軸方向Ｘの内側とは、捲回体３０上の任意の位置を基準として、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの中心側を意味する。

すなわち、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側から中心側へ向けて漸減している。また、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈは、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側の端縁で最大となり、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの中心側、すなわち負極電極３２の合剤層３２ｂ側の端縁で最小になっている。

なお、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆの少なくとも一方において、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減していればよい。すなわち、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆのいずれか一方においてのみ、接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈが、箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減していてもよい。

この場合、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆのいずれか他方における形状は、正方形、長方形、平行四辺形、菱形等を含む矩形であってもよい。また、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇ及び外側表面３１ｆ，３２ｆの双方において、接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈが、箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減していてもよい。

また、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの上下の端縁は、捲回軸方向Ｘの内側で捲回体３０の平面部３０ａと湾曲部３０ｂとの境界３０ｃからの高さ方向Ｚにおける距離Ｄ１が最大となり、捲回軸方向Ｘの外側で境界３０ｃからの高さ方向Ｚにおける距離Ｄ２が最小になっている。換言すると、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの上下の端縁は、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側で境界３０ｃからの距離Ｄ１が最大となり、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの中心側すなわち負極電極３２の合剤層３２ｂ側で境界３０ｃからの距離Ｄ２が最小になっている。

また、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇの面積と外側表面３１ｆ，３２ｆの面積とが等しくてもよいし、異なっていてもよい。接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇの面積と外側表面３１ｆ，３２ｆの面積とが異なる場合、内側表面３１ｇ，３２ｇの面積が外側表面３１ｆ，３２ｆの面積よりも小さいことが好ましい。本実施形態の角形二次電池１００において、接合部３１ｅ，３２ｅは、捲回軸方向Ｘの内側の端縁を上底とし、捲回軸方向Ｘの外側の端縁を下底とする台形の形状に形成されている。

また、図４に示すように、集電板４０の一対の接続片４２は、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側から外側へ向けて、捲回体３０の厚さ方向Ｙにおける間隔が徐々に広がるＶ字状に設けられている。そして、接続片４２に接合された捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側の端縁が捲回軸Ａに近い厚さ方向Ｙの内側に配置され、捲回軸方向Ｘの外側の端縁が捲回軸Ａから離れた厚さ方向Ｙの外側に配置されている。ここで、厚さ方向Ｙの内側とは、捲回体３０の任意の位置を基準として、捲回体３０の厚さ方向Ｙの中心側すなわち捲回軸Ａ側を意味する。また、厚さ方向Ｙの外側とは、捲回体３０の任意の位置を基準として、捲回体３０の厚さ方向Ｙの端部側を意味する。

集電板４０及び金属板５０を捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅに接合することで、図２に示す蓋組立体が構成される。蓋組立体を構成する捲回体３０は、捲回軸方向Ｘの両端部を除いて、絶縁保護フィルム６１によって覆われる。また、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの両端部及び一対の集電板４０は、一対の絶縁ケース６２によって覆われる。絶縁保護フィルム６１及び絶縁ケース６２は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂材料によって製作され、捲回体３０及び集電板４０を電池缶１１に対して絶縁する。なお、絶縁保護フィルム６１及び絶縁ケース６２は、一体に設けられていてもよい。

蓋組立体は、捲回体３０を電池缶１１の開口部から挿入し、電池蓋１２によって電池缶１１の開口部を閉塞した状態で、例えばレーザ溶接によって電池蓋１２を電池缶１１の開口部の全周に亘って接合することで、電池缶１１に接合される。その後、電池蓋１２の注液口１４を介して電池容器１０内に非水電解液を注入し、例えばレーザ溶接によって注液口１４に注液栓１５を接合して電池容器１０を密閉する。電池容器１０に注入する非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。

以上の構成により、角形二次電池１００は、供給された外部発電電力を外部端子２０及び集電板４０を介して捲回体３０に蓄積して充電され、捲回体３０に蓄積された電力を集電板４０及び外部端子２０を介して外部機器に供給することができる。

以下、本実施形態の角形二次電池１００の作用について説明する。

前述のように、本実施形態の角形二次電池１００は、捲回軸Ａを中心に正極電極３１及び負極電極３２を捲回した扁平な捲回体３０を備えている。捲回体３０は、捲回軸方向Ｘの一端と他端に、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが積層された箔積層部３１ｄ，３２ｄを有している。箔積層部３１ｄ，３２ｄは、捲回体３０の厚さ方向Ｙにおいて捲回軸Ａの両側に二つに分けて束ねられた接合部３１ｅ，３２ｅを有している。また、角形二次電池１００は、接合部３１ｅ，３２ｅの捲回軸Ａ側の内側表面３１ｇ，３２ｇ又は捲回軸Ａと反対側の外側表面３１ｆ，３２ｆに接合される集電板４０を備えている。

また、本実施形態の角形二次電池１００では、捲回体３０の箔積層部３１ｄ，３２ｄを二つに分けて束ねるために、図２及び図３に示す拡開前の状態から、図４及び図５に示す拡開された状態にしている。このように捲回体３０の箔積層部３１ｄ，３２ｄが拡介された状態では、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃの変形量は、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側が大きく、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの外側が小さくなる傾向がある。

ここで、捲回体３０の箔積層部３１ｄ，３２ｄに設けられる接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの外側から内側へ向けて均一であるか又は漸増する場合を仮定する。この場合、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側で、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが高さ方向Ｚの比較的広い範囲に亘って固定される。すると、接合部３１ｅ，３２ｅを集電板４０に接合するときや、角形二次電池１００に振動が加わったときに、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側で、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃに大きな応力が作用し、箔露出部３１ｃ，３２ｃが切断される虞がある。箔露出部３１ｃ，３２ｃの切断は、望ましくない異物の発生や電気抵抗の増加に繋がる虞がある。

そこで、本実施形態の角形二次電池１００では、図４及び図５に示すように、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆの少なくとも一方において、接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈを、箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減させている。すなわち、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚ両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている（図３を参照）。

これにより、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側で、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、箔露出部３１ｃ，３２ｃに作用する応力を低減することができる。したがって、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅを集電板４０に接合するときや、角形二次電池１００に振動が加わったときに、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側で、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが切断されるのを防止することができる。

また、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈは、箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減することで、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの外側で最大となり、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの内側で最小になっている。これにより、接合部３１ｅ，３２ｅの高さ方向Ｚの寸法Ｈを、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの外側で、集電板４０の接続片４２に接合可能な最大の寸法に設定し、接合部３１ｅ，３２ｅの面積を大きくすることができる。

より具体的には、本実施形態の角形二次電池１００において、接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆの少なくとも一方において、捲回軸方向Ｘの内側、すなわち合剤層３１ｂ，３２ｂ側の端縁を上底とし、捲回軸方向Ｘの外側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの端部側の端縁を下底とする台形の形状に形成されている。したがって、前記した特許文献２に記載されているような従来の楕円形の溶接部と比較して、接合部３１ｅ，３２ｅの面積をより大きくすることができ、正極電極３１及び負極電極３２と集電板４０との間の電気抵抗をより低減することが可能になる。

また、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇの面積と外側表面３１ｆ，３２ｆの面積とが異なる場合には、例えば、超音波圧接に使用するホーンとアンビルの位置決め精度を緩和し、接合部３１ｅ，３２ｅの形成を容易にすることができる。この場合、接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇの面積が、外側表面３１ｆ，３２ｆの面積よりも小さいことが好ましい。これにより、面積の大きい接合部３１ｅ，３２ｅの外側表面３１ｆ，３２ｆに隣接してアンビルを配置し、面積の小さい接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇに隣接してホーンを配置して超音波圧接を行うことができる。

捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、外側表面３１ｆ，３２ｆに集電板４０が接合され、内側表面３１ｇ，３２ｇに金属板５０が接合されている。これにより、集電板４０と金属板５０との間に捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅを挟持した状態で、これらを超音波圧接によって接合することができ、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃにしわが発生するのを防止できる。

以上説明したように、本実施形態の角形二次電池１００によれば、正極電極３１及び負極電極３２を捲回した捲回体３０において、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが積層された箔積層部３１ｄ，３２ｄを二つに分けて集電板４０に接合するときに、箔露出部３１ｃ，３２ｃの切断を防止しつつ電気抵抗の増加を抑制することができる。

なお、前述の実施形態では、接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆの少なくとも一方で台形の形状を有し、金属板５０の高さ方向Ｚの寸法が捲回軸方向Ｘで一定である角形二次電池１００について説明した。しかし、角形二次電池１００は、接合部３１ｅ，３２ｅの形状が台形である場合に限定されず、金属板５０の高さ方向Ｚの寸法が捲回軸方向Ｘで一定でなくてもよく、金属板５０を有しなくてもよい。以下、本実施形態の角形二次電池１００の変形例１から変形例６について、図６から図１１を用いて説明する。

図６は、角形二次電池１００の変形例１を示す図５に相当する捲回体３０の側面図である。本変形例では、接合部３１ｅ，３２ｅは、半楕円形又は半長円形の形状に形成されている。これにより、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚ両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている（図３を参照）。換言すると、接合部３１ｅ，３２ｅは、捲回軸方向Ｘの外側の端縁が高さ方向Ｚに沿う直線状に形成され、曲線状の部分が捲回軸方向Ｘの内側に向くように形成され、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減している。

本変形例の角形二次電池によれば、前述の実施形態の接合部３１ｅ，３２ｅの形状と比較して面積はやや減少するが、捲回軸方向Ｘの内側で正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、前述の実施形態の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。また、接合部３１ｅ，３２ｅの捲回軸方向Ｘの内側の部分に角部が形成されず、応力の集中を防止して正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが切断されるのを効果的に防止することができる。

図７は、角形二次電池１００の変形例２を示す図５に相当する捲回体の側面図である。本変形例では、接合部３１ｅ，３２ｅは、三角形の形状に形成されている。これにより、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚ両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている（図３を参照）。

換言すると、本変形例においては、接合部３１ｅ，３２ｅは、頂点が捲回軸方向Ｘの内側を向き、底辺が高さ方向Ｚに沿って捲回軸方向Ｘの外側に配置された二等辺三角形の形状に形成されている。これにより、接合部３１ｅ，３２ｅは、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減している。本変形例の角形二次電池によれば、変形例１の接合部３１ｅ，３２ｅの形状と比較して面積はやや減少するが、捲回軸方向Ｘの内側で正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、前述の実施形態の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。

図８は、角形二次電池１００の変形例３を示す図５に相当する捲回体の側面図である。本変形例では、接合部３１ｅ，３２ｅは、階段状の形状に形成されている。これにより、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚ両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている（図３を参照）。

より具体的には、接合部３１ｅ，３２ｅは、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて、高さ方向Ｚの両側からステップ状に減少している。図５に示す例では、高さ方向Ｚの段差が一段である場合を示しているが、捲回軸方向Ｘの外側から内側へ向けて複数の高さ方向Ｚの段差を設けてもよい。これにより、本変形例の接合部３１ｅ，３２ｅの形状を実施形態及び変形例１の接合部３１ｅ，３２ｅの形状に近づけることができる。本変形例の角形二次電池によれば、変形例１の接合部３１ｅ，３２ｅの形状と比較して面積はやや減少するが、捲回軸方向Ｘの内側で正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、前述の実施形態の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。

図９は、角形二次電池１００の変形例４を示す図５に相当する捲回体の側面図である。本変形例では、接合部３１ｅ，３２ｅは、Ｖ字形に形成されている。これにより、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚ両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている（図３を参照）。

より具体的には、接合部３１ｅ，３２ｅは、前述の実施形態で説明した台形の接合部３１ｅ，３２ｅが、高さ方向の中央部で分離され、捲回軸方向Ｘの内側から外側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて開いたＶ字形の配置とされている。なお、本変形例では、接合部３１ｅ，３２ｅが高さ方向Ｚにおいて２つに分離されている場合について示しているが、接合部３１ｅ，３２ｅが高さ方向Ｚにおいて３つ以上に分離されていてもよい。本変形例の角形二次電池によれば、変形例１の接合部３１ｅ，３２ｅの形状と比較して面積はやや減少するが、捲回軸方向Ｘの内側で正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、前述の実施形態の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。

図１０は、角形二次電池１００の変形例５を示す図５に相当する捲回体の側面図である。本変形例では、金属板５０は、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて、高さ方向Ｚの寸法Ｈ’が漸減している。すなわち、金属板５０は、捲回軸方向Ｘの外側の端縁において、高さ方向Ｚの寸法Ｈ’が最大になり、捲回軸方向Ｘの内側の端縁において、高さ方向Ｚの寸法Ｈ’が最小になっている。また、本変形例の角形二次電池は、前述の実施形態で説明した角形二次電池１００と同様の台形の接合部３１ｅ，３２ｅを有している。本変形例の角形二次電池によれば、接合部３１ｅ，３２ｅよって前述の実施形態の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。さらに、金属板５０によって捲回軸方向Ｘの内側で正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃの切断をより効果的に防止できる。

図１１は、角形二次電池１００の変形例６を示す図５に相当する捲回体の側面図である。本変形例の角形二次電池は、金属板５０を有しないが、前述の実施形態の角形二次電池１００と同様に、集電板４０が捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅの外側表面３１ｆ，３２ｆに接合されている。また、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇ及び外側表面３１ｆ，３２ｆの双方において、両方の湾曲部３０ｂと高さ方向Ｚに隣接する高さ方向Ｚ両側の端部における捲回体３０の捲回軸方向Ｘの端部側よりも、該端部における正極電極３１、負極電極３２の合剤層３１ｂ，３２ｂ側の方が、湾曲部３０ｂから高さ方向Ｚに離れるように配置されている（図３を参照）。

換言すると、接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇ及び外側表面３１ｆ，３２ｆの双方において、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減する台形の形状に形成されている。本変形例の角形二次電池によれば、捲回軸方向Ｘの内側で正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが固定される高さ方向Ｚの範囲を減少させ、前述の実施形態の角形二次電池１００と同様の効果を得ることができる。

［角形二次電池の製造方法］
以下、本発明の角形二次電池の製造方法の実施形態について、図１から図５を援用し、図１２を用いて説明する。本実施形態の角形二次電池１００の製造方法は、主に、捲回工程、結束工程と、接合工程を備えている。

（捲回工程）
捲回工程では、図３に示すように、正極電極３１及び負極電極３２の間にセパレータ３３，３４を介在させて捲回軸Ａに平行な軸芯３５を中心に捲回して扁平な捲回体３０を製作する。捲回体３０は、正極電極３１の箔露出部３１ｃと、負極電極３２の箔露出部３２ｃとをそれぞれ捲回軸方向Ｘの一端と他端に配置して捲回することで、捲回軸方向Ｘの一端と他端に箔露出部３１ｃ，３２ｃが積層された箔積層部３１ｄ，３２ｄが形成される。

（結束工程）
結束工程では、図４及び図５に示すように、捲回体３０の捲回軸方向Ｘの一端と他端の箔積層部３１ｄ，３２ｄを、捲回体３０の厚さ方向Ｙにおいて捲回軸Ａを挟んで二つに分けて束ねる。本実施形態の角形二次電池１００は、軸芯３５に固定された金属板５０を有している。そのため、金属板５０の第１の部分５１と第２の部分５２とを捲回体３０の厚さ方向Ｙに広げるように拡開することで、箔積層部３１ｄ，３２ｄを二つに分けることができる。

（接合工程）
接合工程では、二つに分けて束ねた箔露出部３１ｃ，３２ｃ、すなわち箔積層部３１ｄ，３２ｄを、それぞれ超音波圧接によって接合して接合部３１ｅ，３２ｅを形成し、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇ又は外側表面３１ｆ，３２ｆに集電板４０を接合する。

図１２は、本実施形態の角形二次電池１００の製造方法の説明図である。図１２において、（ａ）は、接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇの平面図、（ｂ）は、接合部３１ｅ，３２ｅの外側表面３１ｆ，３２ｆの平面図、（ｃ）は、ホーン２００の側面図、（ｄ）は、アンビル３００の側面図である。

本実施形態の角形二次電池１００の製造方法では、接合工程において、接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆの少なくとも一方において、捲回体３０の捲回軸方向Ｘ及び厚さ方向Ｙに垂直な高さ方向Ｚの寸法が、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減する形状に形成される。

具体的には、図１２に示す例では、接合部３１ｅ，３２ｅは、内側表面３１ｇ，３２ｇにおいて、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減する台形の形状に形成されている。一方、接合部３１ｅ，３２ｅは、外側表面３１ｆ，３２ｆにおいて、高さ方向Ｚに平行な長辺を有する長方形の形状に形成される。

接合工程では、二つに分けて束ねた箔露出部３１ｃ，３２ｃ、すなわち箔積層部３１ｄ，３２ｄの捲回軸Ａと反対側の外側表面に隣接させてアンビル３００を配置し、捲回軸Ａ側の内側表面に隣接させてホーン２００を配置する。ホーン２００の箔積層部３１ｄ，３２ｄに対向する面に、複数の凸部２０１を形成してもよい。また、アンビル３００の箔積層部３１ｄ，３２ｄに対向する面に、複数の凸部３０１を形成してもよい。凸部２０１,３０１の形状は、特に限定されず、例えば、四角柱、円柱、三角柱、円錐、三角錐等の形状を用いることができる。

そして、集電板４０と金属板５０との間に箔積層部３１ｄ，３２ｄを挟持し、ホーン２００とアンビル３００を用いた超音波圧接によって、箔積層部３１ｄ，３２ｄに接合部３１ｅ，３２ｅを形成し、接合部３１ｅ，３２ｅを集電板４０と金属板５０に接合する。ホーン２００及びアンビル３００に凸部２０１,３０１を形成することで、ホーン２００及びアンビル３００に接する集電板４０及び金属板５０との間に作用する摩擦力を増加させ、超音波圧接を効果的に行うことができる。なお、金属板５０を有しない場合にも、同様に、ホーン２００及びアンビル３００と集電板４０及び箔積層部３１ｄ，３２ｄとの間に作用する摩擦力を増加させ、超音波圧接を効果的に行うことができる。

ここで、アンビル３００の箔積層部３１ｄ，３２ｄに対向する面の面積は、ホーン２００の箔積層部３１ｄ，３２ｄに対向する面の面積よりも大きい。そのため、接合部３１ｅ，３２ｅは、アンビル３００に隣接して配置された外側表面３１ｆ，３２ｆの面積がホーン２００に隣接して配置された内側表面３１ｇ，３２ｇの面積よりも大きくなる。これにより、ホーン２００とアンビル３００との位置合わせ精度を緩和し、超音波圧接を容易にすることができる。また、ホーン２００を接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇに隣接して配置することで、アンビル３００を接合部３１ｅ，３２ｅの内側表面３１ｇ，３２ｇに隣接して配置する場合と比較して超音波圧接を容易にすることができる。

本実施形態の角形二次電池１００の製造方法によれば、捲回体３０の接合部３１ｅ，３２ｅを、内側表面３１ｇ，３２ｇと外側表面３１ｆ，３２ｆの少なくとも一方において、高さ方向Ｚの寸法Ｈが、捲回軸方向Ｘの外側から内側、すなわち箔露出部３１ｃ，３２ｃの捲回軸方向Ｘの端部側から合剤層３１ｂ，３２ｂ側へ向けて漸減する形状に形成することができる。したがって、正極電極３１及び負極電極３２を捲回した捲回体３０において、正極電極３１及び負極電極３２の箔露出部３１ｃ，３２ｃが積層された部分を二つに分けて集電板４０に接合するとき又は角形二次電池１００に振動が加わったときに、箔露出部３１ｃ，３２ｃの切断を防止しつつ、電気抵抗の増加を抑制することができる。

なお、本実施形態の角形二次電池１００の製造方法では、捲回体３０の箔積層部３１ｄ，３２ｄの捲回軸Ａと反対側の外側表面に隣接させてアンビル３００を配置し、捲回軸Ａ側の内側表面に隣接させてホーン２００を配置する例について説明した。しかし、箔積層部３１ｄ，３２ｄの外側表面に隣接させてホーン２００を配置し、箔積層部３１ｄ，３２ｄの内側表面に隣接させてアンビル３００を配置することも可能である。この場合、接合部３１ｅ，３２ｅは、アンビル３００に隣接して配置された内側表面３１ｇ，３２ｇの面積がホーン２００に隣接して配置された外側表面３１ｆ，３２ｆの面積よりも大きくなる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

３０ 捲回体、３１ 正極電極（電極）、３１ｂ 正極合剤層（合剤層）、３１ｃ 箔露出部、３１ｅ 接合部、３１ｆ 外側表面、３１ｇ 内側表面、３２ 負極電極（電極）、３２ｂ 負極合剤層（合剤層）、３２ｃ 箔露出部、３２ｅ 接合部、３２ｆ 外側表面、３２ｇ 内側表面、４０ 集電板、４０Ａ 正極集電板、４０Ｂ 負極集電板、５０ 金属板、１００ 角形二次電池、２００ ホーン、３００ アンビル、Ａ 捲回軸、Ｈ 接合部の高さ方向の寸法、Ｈ’ 金属板の高さ方向の寸法、Ｘ 捲回軸方向、Ｙ 厚さ方向、Ｚ 高さ方向

Claims (7)

1. 捲回軸を中心に電極を捲回した扁平な捲回体と、該捲回体の捲回軸方向の一端と他端で積層された前記電極の箔露出部を該捲回体の厚さ方向において前記捲回軸の両側に二つに分けて束ねた接合部と、を備えた角形二次電池であって、
   前記捲回体は、前記捲回軸方向及び前記厚さ方向に垂直な高さ方向の両側に前記電極が湾曲して積層された湾曲部を有し、
   前記接合部は、前記捲回軸側の内側表面と前記捲回軸と反対側の外側表面の少なくとも一方において、少なくとも一方の前記湾曲部と前記高さ方向に隣接する端部における前記捲回体の前記捲回軸方向の端部側よりも、該端部における前記電極の合剤層側の方が、該湾曲部から前記高さ方向に離れるように配置され、
   前記接合部は、前記内側表面の面積と前記外側表面の面積とが異なることを特徴とする角形二次電池。
2. 前記接合部は、前記内側表面の面積が、前記外側表面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
3. 前記接合部は、前記外側表面に集電板が接合され、前記内側表面に金属板が接合されることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
4. 前記金属板は、前記捲回軸方向の外側から内側へ向けて、前記高さ方向の寸法が漸減していることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
5. 前記接合部は、前記内側表面の形状が、台形、三角形、半円形、半楕円形、半長円形、Ｖ字形、又は、階段形であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の角形二次電池。
6. 前記接合部は、前記外側表面の形状が、矩形、台形、三角形、半円形、半楕円形、半長円形、又は、階段形であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の角形二次電池。
7. 捲回軸を中心に電極を捲回して扁平な捲回体を製作する捲回工程と、前記捲回体の捲回軸方向の一端と他端に積層された前記電極の箔露出部を該捲回体の厚さ方向において前記捲回軸を挟んで二つに分けて束ねる結束工程と、二つに分けて束ねた前記箔露出部をそれぞれ超音波圧接によって接合して接合部を形成する接合工程と、を備えた角形二次電池の製造方法であって、
   前記接合工程において、前記接合部は、前記捲回軸側の内側表面と前記捲回軸と反対側の外側表面の少なくとも一方において、前記捲回軸方向及び前記厚さ方向に垂直な高さ方向の寸法が、前記電極の合剤層側へ向けて漸減する形状に形成され、
   前記接合工程において、束ねた前記箔露出部の前記捲回軸側の内側表面又は前記捲回軸と反対側の外側表面のうち、一方の表面に隣接させてアンビルを配置し、他方の表面に隣接させてホーンを配置し、前記アンビルに隣接して配置された表面の面積が前記ホーンに隣接して配置された表面の面積よりも大きい前記接合部を形成することを特徴とする角形二次電池の製造方法。

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