JP7098901B2 - 二次電池及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は二次電池及びその製造方法に関する。
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池等の角形二次電池が使用されている。
これらの角形二次電池では、開口を有する有底筒状の角形の外装体と、外装体の開口を封口する封口板により電池ケースが構成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が電解液と共に収容される。封口板にはそれぞれ絶縁部材を介して正極外部端子及び負極外部端子が取り付けられる。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
また、下記特許文献１のように、正極集電体を封口板の電池内面に接続し、電池ケースが正極端子を兼ねる構成とする二次電池が提案されている。このような構成とすると、部品点数を削減できる等のメリットがある。しかしながら、正極集電体と封口板の接続方法について詳細には検討されていない。
電気自動車やハイブリッド電気自動車等の駆動用電源等に用いられる二次電池においては、強い衝撃や振動が加わった場合でも、電極体から電池外部への導電経路が破損・損傷し難い構造とすることが求められる。
本願発明の一つの目的は、より信頼性の高い二次電池及びその製造方法を提供することである。
本発明の一つの様態の二次電池は、
第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成されている。
第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成されている。
本発明の一つの様態の二次電池では、封口板に設けられた突起が集電体に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、封口板に設けられた突起とベース部が溶接接続されている。よって、封口板と集電体が強固に接続され、封口板と集電体の接続部の信頼性が高い。
本発明の一つの様態の二次電池において、
前記集電体は、前記ベース部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記リード部の境界に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有する構成とすることができる。
前記集電体は、前記ベース部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記リード部の境界に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有する構成とすることができる。
二次電池に強い衝撃や振動が加わったとき、集電体が電極体に引っ張られることにより、突起とベース部の境界部のうちベース部とリード部の境界に最も近い部分に、強い負荷が加わる。突起とベース部の境界部においてベース部とリード部の境界に最も近い部分に、他の領域に比べて溶接ナゲットが密に形成されていると、最も負荷が加わり易い部分がより強固に接続される。よって、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い。また、突起とベース部の境界部において、封口板と集電体の接続部の信頼性に比較的に寄与し難い部分においては、溶接ナゲットの形成状態をより疎とすることにより、溶接ナゲットを形成する際に金属スパッタが発生することを抑制できる。よって、より信頼性の高い二次電池となる。なお、金属スパッタは各部品に付着し金属異物となり、内部短絡の原因となりうるため、金属スパッタの発生を抑制することが好ましい。
本発明の一つの様態の二次電池において、
前記二次電池は角形二次電池であり、
前記リード部は、前記封口板の短手方向における前記ベース部の端部に設けられており、
前記境界部は、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域を有し、
前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられた構成とすることができる。このような構成であると、より二次電池を容易に製造することができる。
前記二次電池は角形二次電池であり、
前記リード部は、前記封口板の短手方向における前記ベース部の端部に設けられており、
前記境界部は、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域を有し、
前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられた構成とすることができる。このような構成であると、より二次電池を容易に製造することができる。
なお、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域は、直線状であることが好ましい。このような構成であると、一点に負荷が集中することを抑制できるため、より信頼性の高い二次電池となる。
本発明の一つの様態の二次電池において、
前記ベース部に前記接続用開口が設けられ、
前記境界部の平面視の形状は長円形状であり、第１直線部、第２直線部、第１曲線部及び第２曲線部を有し、
前記第１直線部は前記第２直線部よりも、前記ベース部と前記リード部の境界の近くに位置し、
前記第１直線部に前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられ、
前記第１直線部では、前記第１曲線部及び前記第２曲線部よりも溶接ナゲットが密に形成された構成とすることができる。このような構成によると、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い二次電池となる。
前記ベース部に前記接続用開口が設けられ、
前記境界部の平面視の形状は長円形状であり、第１直線部、第２直線部、第１曲線部及び第２曲線部を有し、
前記第１直線部は前記第２直線部よりも、前記ベース部と前記リード部の境界の近くに位置し、
前記第１直線部に前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられ、
前記第１直線部では、前記第１曲線部及び前記第２曲線部よりも溶接ナゲットが密に形成された構成とすることができる。このような構成によると、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い二次電池となる。
前記第１直線部及び前記第２直線部は、それぞれ前記封口板の長手方向に延びる構成とすることができる。
本発明の一つの様態の二次電池において、
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も
近い部分に、前記ベース部と前記タブ部の接続部に沿った直線部を有する構成とすることができる。
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も
近い部分に、前記ベース部と前記タブ部の接続部に沿った直線部を有する構成とすることができる。
二次電池に強い衝撃や振動が加わったとき、集電体がタブ部を介して電極体に引っ張られることにより、突起とベース部の境界部のうちベース部とリード部の接続部に最も近い部分に、強い負荷が加わる。突起とベース部の境界部であって、ベース部とタブ部の接続部に最も近い部分に、ベース部とタブ部の接続部に沿った直線部が設けられていることにより、１点に負荷が集中すること防止できる。よって、より信頼性の高い二次電池となる。
本発明の一つの様態の二次電池において、
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有する構成とすることができる。突起とベース部の境界部においてベース部とタブ部の接続部に最も近い部分に、他の領域に比べて溶接ナゲットが密に形成されていると、最も負荷が加わり易い部分がより強固に接続される。よって、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い。また、突起とベース部の境界部において、封口板と集電体の接続部の信頼性に比較的に寄与し難い部分においては、溶接ナゲットの形成状態をより疎とすることにより、溶接ナゲットを形成する際に金属スパッタが発生することを抑制できる。よって、より信頼性の高い二次電池となる。
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有する構成とすることができる。突起とベース部の境界部においてベース部とタブ部の接続部に最も近い部分に、他の領域に比べて溶接ナゲットが密に形成されていると、最も負荷が加わり易い部分がより強固に接続される。よって、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い。また、突起とベース部の境界部において、封口板と集電体の接続部の信頼性に比較的に寄与し難い部分においては、溶接ナゲットの形成状態をより疎とすることにより、溶接ナゲットを形成する際に金属スパッタが発生することを抑制できる。よって、より信頼性の高い二次電池となる。
前記境界部は、前記ベース部と前記タブ部の接続部に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられることが好ましい。これにより、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い二次電池となる。
本発明の一つの様態の二次電池の製造方法は、
第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有する二次電池の製造方法であって、
前記封口板に設けられた突起を、前記ベース部に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部内に配置する配置工程と、
前記突起と前記ベース部にエネルギー線を照射し、前記突起と前記ベース部を溶接接続し溶接ナゲットを形成する溶接工程と、を有する。
第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有する二次電池の製造方法であって、
前記封口板に設けられた突起を、前記ベース部に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部内に配置する配置工程と、
前記突起と前記ベース部にエネルギー線を照射し、前記突起と前記ベース部を溶接接続し溶接ナゲットを形成する溶接工程と、を有する。
本発明の一つの様態の二次電池の製造方法によると、封口板に設けられた突起が集電体に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、封口板に設けられた突起とベース部が溶接接続されている。よって、封口板と集電体が強固に接続され、封口板と集電体の接続部の信頼性が高い二次電池となる。
本発明の一つの様態の二次電池の製造方法では、
前記集電体は、前記ベース部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有する二次電池の製造方法であって、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記リード部の境界に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記接続用開口又は接続用切り欠き部の縁部とを溶接接
続する構成とすることができる。
これにより、封口板と集電体の接続部の信頼性が高く、また、内部短絡がより確実に防止されたより信頼性の高い二次電池となる。
前記集電体は、前記ベース部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有する二次電池の製造方法であって、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記リード部の境界に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記接続用開口又は接続用切り欠き部の縁部とを溶接接
続する構成とすることができる。
これにより、封口板と集電体の接続部の信頼性が高く、また、内部短絡がより確実に防止されたより信頼性の高い二次電池となる。
前記二次電池は角形二次電池であり、
前記ベース部は、前記封口板の短手方向における前記ベース部の端部に設けられており、
前記境界部は、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域を有し、
前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が形成される構成とすることができる。これにより、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い二次電池となる。
前記ベース部は、前記封口板の短手方向における前記ベース部の端部に設けられており、
前記境界部は、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域を有し、
前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が形成される構成とすることができる。これにより、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い二次電池となる。
前記溶接工程の後、前記リード部を前記ベース部に対して折り曲げる折り曲げ工程を有する構成とすることができる。これにより、より信頼性の高い二次電池をより効率的に製造できる。
本発明の一つの様態の二次電池の製造方法では、
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続された二次電池の製造方法であって、
複数の前記タブ部が積層された第１タブ群と、複数の前記タブ部が積層された第２タブ群とを、前記ベース部に接続するタブ群接続工程と、
前記第１タブ群と前記第２タブ群をそれぞれ異なる方向に湾曲させる湾曲工程と、を有し、
前記タブ群接続工程の後に前記溶接工程を行い、
前記溶接工程の後に前記湾曲工程を行うことができる。
これにより、より体積エネルギー密度が高く、信頼性の高い二次電池となる。
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続された二次電池の製造方法であって、
複数の前記タブ部が積層された第１タブ群と、複数の前記タブ部が積層された第２タブ群とを、前記ベース部に接続するタブ群接続工程と、
前記第１タブ群と前記第２タブ群をそれぞれ異なる方向に湾曲させる湾曲工程と、を有し、
前記タブ群接続工程の後に前記溶接工程を行い、
前記溶接工程の後に前記湾曲工程を行うことができる。
これにより、より体積エネルギー密度が高く、信頼性の高い二次電池となる。
前記第１電極板に設けられたタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続された二次電池の製造方法であって、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記ベース部を溶接接続する構成とすることができる。
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続された二次電池の製造方法であって、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記ベース部を溶接接続する構成とすることができる。
突起とベース部の境界部においてベース部とタブ部の接続部に最も近い部分に、他の領域に比べて溶接ナゲットが密に形成されていると、最も負荷が加わり易い部分がより強固に接続される。よって、封口板と集電体の接続部の信頼性がより高い。また、突起とベース部の境界部において、封口板と集電体の接続部の信頼性に比較的に寄与し難い部分においては、溶接ナゲットの形成状態をより疎とすることにより、溶接ナゲットを形成する際に金属スパッタが発生することを抑制できる。よって、より信頼性の高い二次電池となる。
本発明によれば、より信頼性の高い二次電池となる。
実施形態１に係る角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態１に限定されない。
図１は角形二次電池２０の斜視図である。図２は図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケースを備える。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることが好ましい。角形外装体１内には、正極板と負極板がセパレータを介して積層ないし巻回された電極体３が電解質と共に収容されている。電極体３と角形外装体１の間には絶縁シート１４が配置されている。
電極体３を構成する正極板には、正極集電体６が接続されている。正極集電体６は封口板２の電池内部側の面に接続されている。これにより、正極板は正極集電体６を介して封口板２に電気的に接続されている。正極集電体６は金属製であることが好ましく、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。
電極体３を構成する負極板には、負極集電体７が接続されている。負極集電体７は、負極外部端子８に接続されている。負極集電体７と封口板２の間には内部側絶縁部材９が配置されている。負極外部端子８と封口板２の間には外部側絶縁部材１０が配置されている。これにより、負極集電体７及び負極外部端子８は、封口板２と絶縁されている。負極集電体７は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることが好ましい。内部側絶縁部材９及び外部側絶縁部材１０は樹脂製であることが好ましい。負極外部端子８は金属製であることが好ましく、銅又は銅合金製であることが好ましい。また、図２に示すように負極外部端子８は、電池内部側に配置される第１金属部８ａと電池外部側に配置される第２金属部８ｂからなることが好ましい。このとき、第１金属部８ａは銅又は銅合金製であることが好ましい。第２金属部８ｂはアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。このような構成であると、複数の角形二次電池を用いて組電池を作製する際、一方の角形二次電池の正極端子と他方の角形二次電池の負極端子を接続するバスバーとして、アルミニウム又はアルミニウム合金製のバスバーを好適に使用することができる。なお、第１金属部８ａの表面にはニッケル層が形成されていることが好ましい。
封口板２には、電池ケース内の圧力が所定値以上となった際に破断し、電池ケース内のガスを電池ケース外に排出するガス排出弁１７が設けられている。封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電池ケース内に電解液を注液した後、封止栓１６により封止される。
次に角形二次電池２０の製造方法について説明する。なお、実施形態１に係る角形二次電池２０においては、正極板が第１電極板であり、負極板が第２電極板である。
[正極板の作製]
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電剤としての炭素材料、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を含む正極合剤スラリーを作製する。この正極合剤スラリーを、正極芯体としての厚さ１５μｍの長尺状のアルミニウム箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、正極合剤スラリー中のＮＭＰを取り除き、正極芯体上に正極活物質層を形成する。その後、正極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行った後、所定の形状に裁断する。このようにして得られた正極板は、長尺状の正極芯体の幅方向の端部に、正極芯体の長手方向に沿って両面に正極活物質合剤層が形成されていない正極芯体露出部４を有する。
[正極板の作製]
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電剤としての炭素材料、及び分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を含む正極合剤スラリーを作製する。この正極合剤スラリーを、正極芯体としての厚さ１５μｍの長尺状のアルミニウム箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、正極合剤スラリー中のＮＭＰを取り除き、正極芯体上に正極活物質層を形成する。その後、正極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行った後、所定の形状に裁断する。このようにして得られた正極板は、長尺状の正極芯体の幅方向の端部に、正極芯体の長手方向に沿って両面に正極活物質合剤層が形成されていない正極芯体露出部４を有する。
[負極板の作製]
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を含む負極合剤スラリーを作製する。この負極合剤スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの長尺状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極合剤スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行った後、所定の形状に裁断する。このようにして得られた負極板は、長尺状の負極芯体の幅方向の端部に、負極芯体の長手方向に沿って両面に負極活物質合剤層が形成されていない負極芯体露出部５を有する。
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び分散媒としての水を含む負極合剤スラリーを作製する。この負極合剤スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの長尺状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極合剤スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行った後、所定の形状に裁断する。このようにして得られた負極板は、長尺状の負極芯体の幅方向の端部に、負極芯体の長手方向に沿って両面に負極活物質合剤層が形成されていない負極芯体露出部５を有する。
[電極体の作製]
上述の方法で作製した正極板と負極板をセパレータを介して巻回することにより巻回型の電極体３を作製する。図３に示すように電極体３は、巻回軸方向における一方の端部に巻回された正極芯体露出部４を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部５を有する。なお、電極体３の最外周はセパレータで覆われていることが好ましい。
上述の方法で作製した正極板と負極板をセパレータを介して巻回することにより巻回型の電極体３を作製する。図３に示すように電極体３は、巻回軸方向における一方の端部に巻回された正極芯体露出部４を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部５を有する。なお、電極体３の最外周はセパレータで覆われていることが好ましい。
[負極集電体及び負極外部端子の封口板への取り付け]
封口板２に設けられた負極端子取り付け孔２ｄの周囲において、封口板２の電池内面側に内部側絶縁部材９と負極集電体７のベース部７ａを配置し、封口板２の電池外面側に外部側絶縁部材１０を配置する。次に、負極外部端子８を、外部側絶縁部材１０の貫通孔、封口板２の負極端子取り付け孔２ｄ、内部側絶縁部材９の貫通孔及び負極集電体７のベース部７ａの貫通孔のそれぞれに挿入し、負極外部端子８の先端部を負極集電体７のベース部７ａ上にカシメる。これにより、図２、図４に示すように、負極外部端子８、外部側絶縁部材１０、内部側絶縁部材９及び負極集電体７が封口板２に固定される。なお、負極外部端子８においてカシメられた部分と負極集電体７のベース部７ａを更にレーザ溶接等により溶接接続し、溶接接続部を形成することが好ましい（図示は省略）。
封口板２に設けられた負極端子取り付け孔２ｄの周囲において、封口板２の電池内面側に内部側絶縁部材９と負極集電体７のベース部７ａを配置し、封口板２の電池外面側に外部側絶縁部材１０を配置する。次に、負極外部端子８を、外部側絶縁部材１０の貫通孔、封口板２の負極端子取り付け孔２ｄ、内部側絶縁部材９の貫通孔及び負極集電体７のベース部７ａの貫通孔のそれぞれに挿入し、負極外部端子８の先端部を負極集電体７のベース部７ａ上にカシメる。これにより、図２、図４に示すように、負極外部端子８、外部側絶縁部材１０、内部側絶縁部材９及び負極集電体７が封口板２に固定される。なお、負極外部端子８においてカシメられた部分と負極集電体７のベース部７ａを更にレーザ溶接等により溶接接続し、溶接接続部を形成することが好ましい（図示は省略）。
[正極集電体の封口板への取り付け]
図５に示すように、封口板２の電池内部側の面には、突起２ａが設けられている。突起２ａは、封口板２の短手方向において、封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図５においては上方）にずれている。なお、中心線Ｃは、封口板２の短手方向における封口板２の中心を通り、封口板２の長手方向に延びる。突起２ａの先端には、先端凹部２ｂが設けられている。突起２ａの平面視の形状は長円形状である。突起２ａは、直線状の突起直線部２ａ１を有する。なお、突起２ａを中心線Ｃ上に設けてもよい。
図５に示すように、封口板２の電池内部側の面には、突起２ａが設けられている。突起２ａは、封口板２の短手方向において、封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図５においては上方）にずれている。なお、中心線Ｃは、封口板２の短手方向における封口板２の中心を通り、封口板２の長手方向に延びる。突起２ａの先端には、先端凹部２ｂが設けられている。突起２ａの平面視の形状は長円形状である。突起２ａは、直線状の突起直線部２ａ１を有する。なお、突起２ａを中心線Ｃ上に設けてもよい。
図６に示すように、正極集電体６のベース部６ａには、接続用開口６ｘが設けられている。接続用開口６ｘの平面視の形状は長円形状である。接続用開口６ｘの周囲には、環状の環状薄肉部６ｃが設けられている。また、接続用開口６ｘの縁部には環状突起６ｄが設けられている。なお、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０の端部には、切り欠き部６ｆ及び切り欠き部６ｇが設けられている。接続用開口６ｘは直線部６ｙを有する。
図７は、封口板２上に正極集電体６を配置した状態を示す図である。なお、図７においては、リード部６ｂはベース部６ａに対して曲げ加工されていない。封口板２に設けられた突起２ａが、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘに嵌合される。接続用開口６ｘは、封口板２の短手方向において、封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図７においては上方）にずれている。なお、図７及び図８Ａに示すように、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０を折り曲げる前の状態の正極集電体６を封口板２上に配置することが好ましい。但し、曲げ加工を行った後の正極集電体６を封口板２上に配置してもよい。
図８Ａ及び図９Ａにおいて、封口板２の突起２ａとベース部６ａにおける接続用開口６ｘの縁部にレーザ等のエネルギー線を照射する。これにより図８Ｂ及び図９Ｂに示すように、溶接ナゲット３０が形成され、封口板２の突起２ａとベース部６ａが溶接接続される。なお、溶接ナゲット３０は、ベース部６ａに設けられた環状突起６ｄと封口板２の突起２ａに形成されることが好ましい。
なお、封口板２に設けられた突起２ａの先端には、先端凹部２ｂが形成されることが好ましい。このような構成であると、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部をエネルギー線の照射等により溶接する際、より大きな溶接ナゲット３０が形成される。したがって、封口板２と正極集電体６がより強固に接続される。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。なお、先端凹部２ｂは必須の構成ではない。
正極集電体６のベース部６ａにおいて、接続用開口６ｘの周囲には環状の環状薄肉部６ｃが設けられている。また、接続用開口６ｘの縁部には環状突起６ｄが設けられている。このような構成であると、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部をエネルギー線の照射等により溶接する際、より大きな溶接接続
部が形成される。したがって、封口板２と正極集電体６がより強固に接続される。なお、環状突起６ｄの先端（図８Ａにおいては上端）は、正極集電体６のベース部６ａの電極体３側の面（図８Ａにおいては上面）よりも突出していないことが好ましい。なお、環状薄肉部６ｃ及び環状突起６ｄは必須の構成ではない。
部が形成される。したがって、封口板２と正極集電体６がより強固に接続される。なお、環状突起６ｄの先端（図８Ａにおいては上端）は、正極集電体６のベース部６ａの電極体３側の面（図８Ａにおいては上面）よりも突出していないことが好ましい。なお、環状薄肉部６ｃ及び環状突起６ｄは必須の構成ではない。
図８Ａ及び図９Ａに示すように、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの封口板２側の端部（図８Ａにおいては下端）にテーパー部６ｅが形成されていることが好ましい。これにより、接続用開口６ｘ内に突起２ａを挿入する際、突起２ａが損傷することを防止できる。
なお、図１及び図２に示すように、封口板２の電池外部側の面において、突起２ａと対向する位置に凹部２ｃが形成されていることが好ましい。また、封口板２の電池外部側の面には、封口板２の長手方向に延びる一対の第１溝部２ｅと、封口板２の短手方向に延びる一対の第２溝部２ｆが設けられていることが好ましい。
[正極集電体及び負極集電体の折り曲げ]
封口板２に接続された正極集電体６について、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０で曲げ加工を行う。このとき、ベース部６ａを封口板２に押し付けた状態で、リード部６ｂをベース部６ａに対して曲げることが好ましい。
封口板２に接続された正極集電体６について、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０で曲げ加工を行う。このとき、ベース部６ａを封口板２に押し付けた状態で、リード部６ｂをベース部６ａに対して曲げることが好ましい。
ここで、封口板２の短手方向において、リード部６ｂとベース部６ａの第１境界部４０（折り曲げられる部分）は、封口板２の中心線Ｃよりも一方側に位置し、封口板２と正極集電体６の接続部５０は封口板２の中心線Ｃよりも他方側にずれている。このため、封口板２と正極集電体６の接続部５０が、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０（折り曲げられる部分）からより離れた位置に存在する。したがって、ベース部６ａに対してリード部６ｂを折り曲げる際、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わることをより効果的に抑制できる。よって、封口板２と正極集電体６の接続部５０が損傷・破損することをより効果的に防止できる。
なお、図７に示すように、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０となる部分には、幅方向の端部に切り欠き部６ｇ及び切り欠き部６ｆを設けておくことが好ましい。これにより、正極集電体６を折り曲げ加工する際、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わることを抑制できる。
負極集電体７についても、ベース部７ａとリード部７ｂの境界部で折り曲げ加工を行う。
なお、正極集電体６及び負極集電体７は、封口板２に取り付けられるときは、平板状のものであることが好ましい。
[正極集電体及び負極集電体と電極体の接続]
正極集電体６のリード部６ｂを電極体３の巻回された正極芯体露出部４の最外面に溶接接続する。負極集電体７のリード部７ｂを電極体３の巻回された負極芯体露出部５の最外面に溶接接続する。なお、接続方法としては、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接等を用いることができる。
正極集電体６のリード部６ｂを電極体３の巻回された正極芯体露出部４の最外面に溶接接続する。負極集電体７のリード部７ｂを電極体３の巻回された負極芯体露出部５の最外面に溶接接続する。なお、接続方法としては、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接等を用いることができる。
[角形二次電池の組立て]
封口板２に正極集電体６及び負極集電体７を介して接続された電極体３の周囲を絶縁シート１４で覆う。次に、絶縁シート１４で覆われた電極体３を角形外装体１に挿入する。そして、角形外装体１と封口板２をレーザ溶接することにより、角形外装体１の開口を封
口板２により封口する。その後、封口板２に設けられた電解液注液孔１５から角形外装体１内に非水溶媒と電解質塩を含む非水電解液を注入し、電解液注液孔１５を封止栓１６により封止する。封止栓１６としてはブラインドリベットを用いることが好ましい。なお、金属製の封止栓１６を封口板２に溶接接続することも可能である。
封口板２に正極集電体６及び負極集電体７を介して接続された電極体３の周囲を絶縁シート１４で覆う。次に、絶縁シート１４で覆われた電極体３を角形外装体１に挿入する。そして、角形外装体１と封口板２をレーザ溶接することにより、角形外装体１の開口を封
口板２により封口する。その後、封口板２に設けられた電解液注液孔１５から角形外装体１内に非水溶媒と電解質塩を含む非水電解液を注入し、電解液注液孔１５を封止栓１６により封止する。封止栓１６としてはブラインドリベットを用いることが好ましい。なお、金属製の封止栓１６を封口板２に溶接接続することも可能である。
［角形二次電池２０］
図７に示すように、封口板２に設けられた突起２ａが、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘに嵌合されている。このため、封口板２と正極集電体６が強固に接続される。更に、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部は、リード部６ｂ側に封口板２の長手方向に延びる直線部６ｙを有する。このため、電極体３により正極集電体６が角形外装体１の底部方向に引っ張られた際、負荷が封口板２と正極集電体６の接続部５０における１点に集中することを抑制できる。よって、封口板２と正極集電体６の接続部５０が損傷あるいは破損することをより効果的に抑制できる。
図７に示すように、封口板２に設けられた突起２ａが、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘに嵌合されている。このため、封口板２と正極集電体６が強固に接続される。更に、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部は、リード部６ｂ側に封口板２の長手方向に延びる直線部６ｙを有する。このため、電極体３により正極集電体６が角形外装体１の底部方向に引っ張られた際、負荷が封口板２と正極集電体６の接続部５０における１点に集中することを抑制できる。よって、封口板２と正極集電体６の接続部５０が損傷あるいは破損することをより効果的に抑制できる。
また、正極集電体６のベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部は、それぞれ封口板２の長手方向に延びる二つの直線部を有することが好ましい。また、封口板２の突起２ａは、平面視でその外周縁に、封口板２の長手方向に延びる二つの直線部を有することが好ましい。そして、接続用開口６ｘの縁部の二つの直線部が、それぞれ突起２ａの二つの直線部に対向するように配置されることが好ましい。このような構成であると、封口板２と正極集電体６の接続部５０がより損傷・破損し難くなる。
図１０に示すように、角形二次電池２０では、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０が封口板２の中心線Ｃよりも一方側（図１０において左側）に位置し、封口板２と正極集電体６の接続部５０は封口板２の中心線Ｃよりも他方側（図１０において右側）にずれている。このため、封口板２と正極集電体６の接続部５０が、ベース部６ａとリード部６ｂの第１境界部４０からより離れた位置に存在する。したがって、角形二次電池２０に強い衝撃や振動が加わり、電極体３が角形外装体１内で動くように力が加わり、電極体３に接続された正極集電体６が引っ張られたとしても、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わり難い形態となっている。このため、より信頼性の高い角形二次電池となる。なお、封口板２と正極集電体６の接続部５０を中心線Ｃ上に配置してもよい。
更に、正極集電体６のリード部６ｂには、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２が形成されている。正極集電体６が電極体３に引っ張られた際、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２が負荷を吸収するため、封口板２と正極集電体６の接続部５０に負荷が加わることをより効果的に抑制できる。なお、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２は、それぞれ線状であり、それぞれ封口板２の長手方向に沿って延びている（図１０においては、手前‐奥の方向）。封口板２に対して垂直な方向において、第１折れ曲がり部４１は、第２折れ曲がり部４２よりも封口板２側に位置している。また、封口板２の短手方向において、第１折れ曲がり部４１は、第２折れ曲がり部４２よりも外側、即ち、角形外装体１の側壁に近い側に位置している。第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２は、正極集電体６を封口板２に接続する前に形成しても良いし、正極集電体６を封口板２に接続した後に形成しても良い。また、第１折れ曲がり部４１と第２折れ曲がり部４２は必ずしも設けなくてもよい。
［封口板と正極集電体の接続部］
図１１は、実施形態１に係る角形二次電池２０における封口板２と正極集電体６のベース部６ａの接続部近傍の拡大図である。なお、図１１は、封口板２に対して垂直な方向から封口板２と正極集電体６のベース部６ａの接続部近傍を見た図である。また、図１１においては、封口板２の先端凹部２ｂ、正極集電体６の環状薄肉部６ｃ及び環状突起６ｄの図示は省略している。
図１１は、実施形態１に係る角形二次電池２０における封口板２と正極集電体６のベース部６ａの接続部近傍の拡大図である。なお、図１１は、封口板２に対して垂直な方向から封口板２と正極集電体６のベース部６ａの接続部近傍を見た図である。また、図１１においては、封口板２の先端凹部２ｂ、正極集電体６の環状薄肉部６ｃ及び環状突起６ｄの図示は省略している。
図１１に示すように、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａの境界部である第２境界部６０は、長円形状である。ここで、第２境界部６０は、突起２ａとベース部６ａに設けられた接続用開口６ｘの縁部の境界でもある。
そして、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａの第２境界部６０は、第１直線部６０ａ、第２直線部６０ｂ、第１曲線部６０ｃ及び第２曲線部６０ｄを有する。なお、第２境界部６０の第１直線部６０ａは、ベース部６ａの接続用開口６ｘの直線部６ｙと封口板２の突起２ａの突起直線部２ａ１の境界に相当する。
第２境界部６０において、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０側に位置する第１直線部６０ａにおいては、第２境界部６０における他の領域に比べて、溶接ナゲット３０が密に形成されている。角形二次電池２０においては、第１直線部６０ａにおける溶接ナゲット３０同士の距離が、他の領域における溶接ナゲット３０間の距離よりも小さくすることにより、溶接ナゲット３０がより密に形成されている。
そして、封口板２の突起２ａと正極集電体６のベース部６ａの第２境界部６０は、第１直線部６０ａ、第２直線部６０ｂ、第１曲線部６０ｃ及び第２曲線部６０ｄを有する。なお、第２境界部６０の第１直線部６０ａは、ベース部６ａの接続用開口６ｘの直線部６ｙと封口板２の突起２ａの突起直線部２ａ１の境界に相当する。
第２境界部６０において、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０側に位置する第１直線部６０ａにおいては、第２境界部６０における他の領域に比べて、溶接ナゲット３０が密に形成されている。角形二次電池２０においては、第１直線部６０ａにおける溶接ナゲット３０同士の距離が、他の領域における溶接ナゲット３０間の距離よりも小さくすることにより、溶接ナゲット３０がより密に形成されている。
図１２（ａ）は、封口板２の突起２ａとベース部６ａの第２境界部６０の第１直線部６０ａの封口板２の厚み方向における境界面を示す図である。図１２（ｂ）は、封口板２の突起２ａとベース部６ａの第２境界部６０の第２直線部６０ｂの封口板２の厚み方向における境界面を示す図である。第１直線部６０ａと第２直線部６０ｂでは、一つの溶接ナゲット３０のサイズは同じであるが、溶接ナゲット３０同士の距離が異なる。第１直線部６０ａでは溶接ナゲット３０同士が重なるように形成されており、第２直線部６０ｂに比べ密に溶接ナゲット３０が形成されている。
第２境界部６０のうち、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０の近くに位置する領域にどのように溶接ナゲット３０を形成するかにより、封口板２と正極集電体６の接続部の信頼性が異なる。
角形二次電池２０に衝撃や振動が加わったとき、電極体３により正極集電体６が引っ張られるように力が加わる。そして、封口板２に設けられた突起２ａと正極集電体６のベース部６ａの接続部のうち、リード部６ｂに最も近い位置に最も負荷が加わる。このため、角形二次電池２０のように、第２境界部６０のうち、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０の近くに位置する領域に、溶接ナゲット３０を密に形成することにより、封口板２と正極集電体６の接続部の信頼性がより高いものとなる。
角形二次電池２０に衝撃や振動が加わったとき、電極体３により正極集電体６が引っ張られるように力が加わる。そして、封口板２に設けられた突起２ａと正極集電体６のベース部６ａの接続部のうち、リード部６ｂに最も近い位置に最も負荷が加わる。このため、角形二次電池２０のように、第２境界部６０のうち、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０の近くに位置する領域に、溶接ナゲット３０を密に形成することにより、封口板２と正極集電体６の接続部の信頼性がより高いものとなる。
なお、第２境界部６０の全領域において溶接ナゲット３０を同じ状態に形成した場合、溶接の際に必要なエネルギーが多くなると共に、溶接の際に生じる
金属スパッタ等の発生の確率が高くなる可能性がある。実施形態１に係る角形二次電池２０では、第２境界部６０において、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０側に位置する第１直線部６０ａにおいては、第２境界部６０における他の領域に比べて、溶接ナゲット３０が密に形成されているため、封口板２と正極集電体６の接続部の信頼性を高くすると共に、溶接時に必要なエネルギーを低減すると共に、スパッタ等の発生を抑制し、内部短絡等の発生をより効果的に抑制できる。
金属スパッタ等の発生の確率が高くなる可能性がある。実施形態１に係る角形二次電池２０では、第２境界部６０において、ベース部６ａとリード部６ｂの境界である第１境界部４０側に位置する第１直線部６０ａにおいては、第２境界部６０における他の領域に比べて、溶接ナゲット３０が密に形成されているため、封口板２と正極集電体６の接続部の信頼性を高くすると共に、溶接時に必要なエネルギーを低減すると共に、スパッタ等の発生を抑制し、内部短絡等の発生をより効果的に抑制できる。
［実施形態２］
図１３は、実施形態２に係る角形二次電池の図１１に対応する図である。実施形態２に係る角形二次電池は、溶接ナゲット３０の形成状態が異なる以外は実施形態１に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。
図１３は、実施形態２に係る角形二次電池の図１１に対応する図である。実施形態２に係る角形二次電池は、溶接ナゲット３０の形成状態が異なる以外は実施形態１に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。
図１２に示すように、実施形態２に係る角形二次電池では、第１直線部６０ａ及び第２直線部６０ｂにおいては、第１曲線部６０ｃ及び第２曲線部６０ｄよりも溶接ナゲット３０が密に形成されている。
［実施形態３］
図１４は、実施形態３に係る角形二次電池の図１１に対応する図である。実施形態３に係る角形二次電池は、溶接ナゲット３０の形成状態が異なる以外は実施形態に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。
図１４は、実施形態３に係る角形二次電池の図１１に対応する図である。実施形態３に係る角形二次電池は、溶接ナゲット３０の形成状態が異なる以外は実施形態に係る角形二次電池２０と同様の構成を有する。
図１４に示すように、実施形態３に係る角形二次電池では、第２直線部６０ｂには溶接ナゲット３０が形成されていない。また、第１直線部６０ａにおいては、第１曲線部６０ｃ及び第２曲線部６０ｄよりも溶接ナゲット３０が密に形成されている。
図１５（ａ）は、封口板２の突起２ａとベース部６ａの第２境界部６０の第１直線部６０ａの封口板２の厚み方向における境界面を示す図である。図１５（ｂ）は、封口板２の突起２ａとベース部６ａの第２境界部６０の第１曲線部６０ｃの封口板２の厚み方向における境界面を示す図である。第１直線部６０ａと第１曲線部６０ｃでは、一つの溶接ナゲット３０のサイズは同じであるが、溶接ナゲット３０同士の距離が異なる。第１直線部６０ａでは溶接ナゲット３０同士がより多く重なるように形成されており、第１曲線部６０ｃに比べ密に溶接ナゲット３０が形成されている。
［実施形態４］
図１６は、実施形態４に係る角形二次電池における組立て途中の封口板の電池内面側を示す図である。
実施形態４に係る角形二次電池では、電極体が第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂを含む。第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂは、それぞれ正極板と負極板を含む。正極板に正極タブが設けられ、負極板には負極タブが設けられている。正極タブは正極芯体の一部であり、負極タブは負極芯体の一部とすることができる。
図１６は、実施形態４に係る角形二次電池における組立て途中の封口板の電池内面側を示す図である。
実施形態４に係る角形二次電池では、電極体が第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂを含む。第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂは、それぞれ正極板と負極板を含む。正極板に正極タブが設けられ、負極板には負極タブが設けられている。正極タブは正極芯体の一部であり、負極タブは負極芯体の一部とすることができる。
第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂは、それぞれ複数の正極板と複数の負極板を含む積層型の電極体要素であってもよい。この場合、一つの正極板に少なくとも一つの正極タブ部が設けられ、一つの負極板に少なくとも一つの負極タブ部が設けられる。第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂは、帯状の正極板と帯状の負極板をセパレータを介して巻回した巻回型の電極体要素であってもよい。この場合、正極板に複数の正極タブ部を間隔をおいて設け、負極板に複数の負極タブ部を間隔をおいて設けることができる。
第１電極体要素１０３Ａに含まれる正極板の正極タブは積層されて第１正極タブ群１４０Ａを構成する。第１電極体要素１０３Ａに含まれる負極板の負極タブは積層されて第１負極タブ群１５０Ａを構成する。第２電極体要素１０３Ｂに含まれる正極板の正極タブは積層されて第２正極タブ群１４０Ｂを構成する。第２電極体要素１０３Ｂに含まれる負極板の負極タブは積層されて第２負極タブ群１５０Ｂを構成する。
第１正極タブ群１４０Ａと第２正極タブ群１４０Ｂは、正極集電体１０６に
溶接接続される。また、第１負極タブ群１５０Ａと第２負極タブ群１５０Ｂは負極集電体１０９に溶接接続される。これにより、溶接部１２０が形成される。
溶接接続される。また、第１負極タブ群１５０Ａと第２負極タブ群１５０Ｂは負極集電体１０９に溶接接続される。これにより、溶接部１２０が形成される。
封口板２には外部絶縁部材（図示省略）と内部絶縁部材１１４を介して負極端子（図示省略）が固定される。また、封口板２には突起２ａが設けられる。
第１正極タブ群１４０Ａと第２正極タブ群１４０Ｂが接続された正極集電体１０６が封口板２に設けられた突起２ａに接続される。また、第１負極タブ群１５０Ａと第２負極タブ群１５０Ｂが接続された負極集電体１０９が封口板２に固定された負極端子に接続されて、溶接部１２１が形成される。このようにして、図１６に示す状態となる。
第１正極タブ群１４０Ａと第２正極タブ群１４０Ｂが接続された正極集電体１０６が封口板２に設けられた突起２ａに接続される。また、第１負極タブ群１５０Ａと第２負極タブ群１５０Ｂが接続された負極集電体１０９が封口板２に固定された負極端子に接続されて、溶接部１２１が形成される。このようにして、図１６に示す状態となる。
その後、第１電極体要素１０３Ａと第２電極体要素１０３Ｂを一つに纏める。これにより、第１正極タブ群１４０Ａと第２正極タブ群１４０Ｂが異なる方向に湾曲し、第１負極タブ群１５０Ａと第２負極タブ群１５０Ｂが異なる方向に湾曲する。このような方法で角形二次電池を作製すると、図１７に示すように封口板２と、第１電極体要素１０３Ａ及び第２電極体要素１０３Ｂにより構成される電極体の間のスペースを小さくすることができる。よって、より体積エネルギー密度の高い角形二次電池とすることができる。また、第１正極タブ群１４０Ａと第２正極タブ群１４０Ｂがそれぞれ湾曲しており、封口板２の突起２ａと正極集電体１０６の接続部に負荷が加わり難い構成となる。
なお、実施形態４に係る角形二次電池について、特に説明がない部分については、実施形態１に係る角形二次電池２０と同様の構成とすることができる。
図１７及び図１８に示すように、封口板２の突起２ａを正極集電体１０６の接続用開口１０６ｘに嵌合する。そして、突起２ａと正極集電体１０６が溶接接続され、溶接ナゲット１３０が形成される。このような構成とすることで、封口板２と正極集電体１０６の接続部の信頼性が高い二次電池となる。
図１８に示すように、突起２ａと正極集電体１０６の第３境界部１６０が、第１正極タブ群１４０Ａと正極集電体１０６の溶接部１２０に沿った第１直線部１６０ａと、第２正極タブ群１４０Ｂと正極集電体１０６の溶接部１２０に沿った第２直線部１６０ｂとを有することが好ましい。このような構成とすることにより、角形二次電池に強い衝撃や振動が加わった際に、封口板２と正極集電体１０６の接続部における１点に負荷が集中することを効果的に抑制できる。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。
また、図１８に示すように、突起２ａと正極集電体１０６の第３境界部１６０のうち正極集電体１０６と第１正極タブ群１４０Ａの溶接部１２０に最も近い部分、及び突起２ａと正極集電体１０６の第３境界部１６０のうち正極集電体１０６と第２正極タブ群１４０Ｂの溶接部１２０に最も近い部分に、他の領域よりも溶接ナゲット１３０が密に形成されている。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。なお、突起２ａと正極集電体１０６の第３境界部１６０のうち、第１曲線部１６０ｃ及び第２曲線部１６０ｄに溶接ナゲットを形成することもできる。
なお、実施形態４に角形二次電池において、突起２ａと正極集電体１０６の境界部の全領域に溶接ナゲット１３０を実質的に同じ状態に設けることも考えられる。この場合、金属スパッタが生じる可能性は高くなるものの、封口板２と正極集電体１０６の接続部の信頼性は向上する。
なお、実施形態４に係る角形二次電池では、正極集電体１０６が平板状であり、正極集電体１０６の全体が封口板２と対向するように配置されている。したがって、正極集電体１０６の全体がベース部となっている。
実施形態４において、封口板２の突起２ａの構造は、実施形態１に係る角形二次電池２０と同様とすることができる。また、実施形態４において、正極集電体１０６の構造を、実施形態１に係る角形二次電池２０における正極集電体６のベース部６ａの形状と同様とすることができる。
≪その他≫
溶接ナゲットの径は、例えば０．３ｍｍ～１．２ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ～１．２ｍｍであることがより好ましく、０．５ｍｍ～１．０ｍｍであることが更に好ましい。溶接ナゲットの深度は、例えば０．１ｍｍ～１．５ｍｍであることが好ましく、
０．２ｍｍ～１．０ｍｍであることがより好ましく、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることが更に好ましい。そして、突起とベース部の境界部であってベース部とリード部の境界に最も近い部分、あるいは、突起とベース部の境界部であってベース部とタブ部の接続部に最も近い部分には、溶接ナゲットが線状に形成されるか、スポット状の溶接ナゲットが重なって形成された領域が形成されていることが好ましい。
溶接ナゲットの径は、例えば０．３ｍｍ～１．２ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ～１．２ｍｍであることがより好ましく、０．５ｍｍ～１．０ｍｍであることが更に好ましい。溶接ナゲットの深度は、例えば０．１ｍｍ～１．５ｍｍであることが好ましく、
０．２ｍｍ～１．０ｍｍであることがより好ましく、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることが更に好ましい。そして、突起とベース部の境界部であってベース部とリード部の境界に最も近い部分、あるいは、突起とベース部の境界部であってベース部とタブ部の接続部に最も近い部分には、溶接ナゲットが線状に形成されるか、スポット状の溶接ナゲットが重なって形成された領域が形成されていることが好ましい。
集電体のベース部に接続用開口を設ける代わりに、集電体のベース部の外周近傍に接続用切り欠き部を設けることもできる。また、封口板に設けたと突起と負極集電体のベース部に設けた接続用開口又は接続用切り欠き部を嵌合し、溶接接続することもできる。
溶接ナゲットの形成状態の疎と密の比較については、例えば、突起とベース部の境界を通り、封口板の厚み方向に沿った境界面において、その面積当りの溶接ナゲットが占める面積の割合で比較することができる。
連続発振型のレーザ等を用いて、連続的に形成された溶接ナゲットを形成することもできる。
封口板の突起と集電体のベース部の境界部の平面視の形状は、方形状（各コーナー部がＲ化された形状も含む）あるいは楕円形状等とすることもできる。
なお、封口板の突起と集電体のベース部の境界部の平面視の形状が略方形状の場合、略方形状を構成する直線部がベース部とリード部の境界部に沿って配置されるようにすることが好ましい。そして、ベース部とリード部の境界部に沿って配置される直線部に、他の領域よりも密に溶接ナゲットが形成されることが好ましい。
また、封口板の突起と集電体のベース部の境界部の平面視の形状が楕円形状の場合、楕円形状を構成する湾曲率が小さい領域が、ベース部とリード部の境界部に沿って配置されるようにすることが好ましい。そして、ベース部とリード部の境界部に沿って配置される湾曲率が小さい領域に、他の領域よりも密に溶接ナゲットが形成されることが好ましい。
溶接ナゲットの径を変化させることにより、あるいは、溶接ナゲットの深度（深さ）等を変化させることにより、溶接ナゲットの疎と密を制御することもできる。
２０・・・角形二次電池
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・突起
２ａ１・・・突起直線部
２ｂ・・・先端凹部
２ｃ・・・凹部
２ｄ・・・負極端子取り付け孔
３・・・電極体
４・・・正極芯体露出部
５・・・負極芯体露出部
６・・・正極集電体
６ａ・・・ベース部
６ｂ・・・リード部
６ｃ・・・環状薄肉部
６ｄ・・・環状突起
６ｅ・・・テーパー部
６ｆ・・・切り欠き部
６ｇ・・・切り欠き部
６ｘ・・・接続用開口
６ｙ・・・直線部
７・・・負極集電体
７ａ・・・ベース部
７ｂ・・・リード部
８・・・負極外部端子
８ａ・・・第１金属部
８ｂ・・・第２金属部
９・・・内部側絶縁部材
１０・・・外部側絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁
３０・・・溶接ナゲット
４０・・・第１境界部
４１・・・第１折れ曲がり部
４２・・・第２折れ曲がり部
５０・・・接続部
６０・・・第２境界部
６０ａ・・・第１直線部
６０ｂ・・・第２直線部
６０ｃ・・・第１曲線部
６０ｄ・・・第２曲線部
１０３Ａ・・・第１電極体要素
１０３Ｂ・・・第２電極体要素
１４０Ａ・・・第１正極タブ群
１４０Ｂ・・・第２正極タブ群
１５０Ａ・・・第１負極タブ群
１５０Ｂ・・・第２負極タブ群
１０６・・・正極集電体
１０６ｘ・・・接続用開口
１０９・・・負極集電体
１１４・・・内部絶縁部材
１２０、１２１・・・溶接部
１３０・・・溶接ナゲット
１６０・・・第３境界部
１６０ａ・・・第１直線部
１６０ｂ・・・第２直線部
１６０ｃ・・・第１曲線部
１６０ｄ・・・第２曲線部
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・突起
２ａ１・・・突起直線部
２ｂ・・・先端凹部
２ｃ・・・凹部
２ｄ・・・負極端子取り付け孔
３・・・電極体
４・・・正極芯体露出部
５・・・負極芯体露出部
６・・・正極集電体
６ａ・・・ベース部
６ｂ・・・リード部
６ｃ・・・環状薄肉部
６ｄ・・・環状突起
６ｅ・・・テーパー部
６ｆ・・・切り欠き部
６ｇ・・・切り欠き部
６ｘ・・・接続用開口
６ｙ・・・直線部
７・・・負極集電体
７ａ・・・ベース部
７ｂ・・・リード部
８・・・負極外部端子
８ａ・・・第１金属部
８ｂ・・・第２金属部
９・・・内部側絶縁部材
１０・・・外部側絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁
３０・・・溶接ナゲット
４０・・・第１境界部
４１・・・第１折れ曲がり部
４２・・・第２折れ曲がり部
５０・・・接続部
６０・・・第２境界部
６０ａ・・・第１直線部
６０ｂ・・・第２直線部
６０ｃ・・・第１曲線部
６０ｄ・・・第２曲線部
１０３Ａ・・・第１電極体要素
１０３Ｂ・・・第２電極体要素
１４０Ａ・・・第１正極タブ群
１４０Ｂ・・・第２正極タブ群
１５０Ａ・・・第１負極タブ群
１５０Ｂ・・・第２負極タブ群
１０６・・・正極集電体
１０６ｘ・・・接続用開口
１０９・・・負極集電体
１１４・・・内部絶縁部材
１２０、１２１・・・溶接部
１３０・・・溶接ナゲット
１６０・・・第３境界部
１６０ａ・・・第１直線部
１６０ｂ・・・第２直線部
１６０ｃ・・・第１曲線部
１６０ｄ・・・第２曲線部
Claims (12)
- 第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成され、
前記集電体は、前記ベース部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記リード部の境界に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有する、二次電池。 - 前記二次電池は角形二次電池であり、
前記リード部は、前記封口板の短手方向における前記ベース部の端部に設けられており、
前記境界部は、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域を有し、
前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられた、請求項１に記載の二次電池。 - 第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成され、
前記第１電極板に設けられた複数のタブ部を備え、
前記複数のタブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記ベース部と前記タブ部の接続部に沿った直線部を有する、二次電池。 - 複数の第１電極板と、前記複数の第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記複数の第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成され、
前記複数の第１電極板はそれぞれタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記ベース部と前記タブ部の接続部に沿った直線部を有する、二次電池。 - 第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成され、
前記第１電極板は複数のタブ部を備え、
前記複数のタブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有する、二次電池。 - 複数の第１電極板と、前記複数の第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記複数の第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有し、
前記封口板の前記電極体側の面に突起が設けられ、
前記ベース部に接続用開口又は接続用切り欠き部が設けられ、
前記突起が前記接続用開口又は接続用切り欠き部に嵌合され、
前記突起と前記ベース部が溶接されて溶接ナゲットが形成され、
前記複数の第１電極板はタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続され、
前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域を有
する、二次電池。 - 前記境界部は、前記ベース部と前記複数のタブ部の接続部に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が設けられた請求項５または６に記載の二次電池。
- 第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部と前記ベース部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有する二次電池の製造方法であって、
前記封口板に設けられた突起を、前記ベース部に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部内に配置する配置工程と、
前記突起と前記ベース部にエネルギー線を照射し、前記突起と前記ベース部を溶接接続し溶接ナゲットを形成する溶接工程と、を有し、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記リード部の境界に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記接続用開口又は接続用切り欠き部の縁部とを溶接接続する、二次電池の製造方法。 - 前記二次電池は角形二次電池であり、
前記ベース部は、前記封口板の短手方向における前記ベース部の端部に設けられており、
前記境界部は、前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域を有し、
前記ベース部と前記リード部の境界に沿って延びる領域に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成された領域が形成された、請求項８に記載の二次電池の製造方法。 - 前記溶接工程の後、前記リード部を前記ベース部に対して折り曲げる折り曲げ工程を有する請求項８又は９に記載の二次電池の製造方法。
- 複数の第１電極板と、前記第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有する二次電池の製造方法であって、
前記封口板に設けられた突起を、前記ベース部に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部内に配置する配置工程と、
前記突起と前記ベース部にエネルギー線を照射し、前記突起と前記ベース部を溶接接続し溶接ナゲットを形成する溶接工程と、を有し、
前記複数の第１電極板はそれぞれ複数のタブ部を備え、
前記複数のタブ部が積層されて前記ベース部に接続された二次電池の製造方法であって、
前記複数の第１電極板において、第１電極板の前記複数のタブ部が積層された第１タブ群と、第１電極板の前記複数のタブ部が積層された第２タブ群とを、前記ベース部に接続するタブ群接続工程と、
前記第１タブ群と前記第２タブ群をそれぞれ異なる方向に湾曲させる湾曲工程と、を有し、
前記タブ群接続工程の後に前記溶接工程を行い、
前記溶接工程の後に前記湾曲工程を行い、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記ベース部を溶接接続する、二次電池の製造方法。 - 複数の第１電極板と、前記複数の第１電極板とは極性の異なる第２電極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記複数の第１電極板に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、前記封口板に対向するように配置されたベース部を有する二次電池の製造方法であって、
前記封口板に設けられた突起を、前記ベース部に設けられた接続用開口又は接続用切り欠き部内に配置する配置工程と、
前記突起と前記ベース部にエネルギー線を照射し、前記突起と前記ベース部を溶接接続し溶接ナゲットを形成する溶接工程と、を有し、
前記複数の第１電極板はタブ部を備え、
複数の前記タブ部が積層されて前記ベース部に接続された二次電池の製造方法であって、
複数の前記タブ部が積層された第１タブ群と、複数の前記タブ部が積層された第２タブ群とを、前記ベース部に接続するタブ群接続工程と、
前記第１タブ群と前記第２タブ群をそれぞれ異なる方向に湾曲させる湾曲工程と、を有し、
前記タブ群接続工程の後に前記溶接工程を行い、
前記溶接工程の後に前記湾曲工程を行い、
前記溶接工程において、前記突起と前記ベース部の境界部であって、前記ベース部と前記タブ部の接続部に最も近い部分に、前記境界部における他の領域よりも溶接ナゲットが密に形成されるように前記突起と前記ベース部を溶接接続する、二次電池の製造方法。
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