JP7232229B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池に関する。具体的には、捲回電極体と、捲回電極体に接続される集電端子とを備えた二次電池に関する。

現在、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池は、車両や携帯用端末などの様々な分野で広く使用されている。かかる二次電池は、例えば、捲回電極体と、当該捲回電極体を収容するケースと、車両のモータ等の外部機器と接続される外部端子とを備えている。そして、かかる構造の二次電池では、ケース外部に露出した外部端子と、ケース内に収容された捲回電極体とを電気的に接続するために、集電端子と呼ばれる導電部材が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

図９は、従来の集電端子と捲回電極体との接続構造の一例を示す断面図である。図９に示す捲回電極体１２０は、正極シートと負極シートとからなる一対の電極シート１５０を捲回することによって形成される。各々の電極シート１５０は、箔状の集電体１５２と、当該集電体１５２の表面に塗工された電極合材層１５４とを備えている。そして、この電極シート１５０の幅方向Ｘの一方の側縁部には、電極合材層１５４が塗工されておらず、集電体１５２が露出した未塗工部１５６が形成されている。そして、この捲回電極体１２０では、一方の電極シート１５０ａの未塗工部１５６が他方の電極シート１５０ｂの側縁部からはみ出すように、セパレータ１７０を介して各々の電極シート１５０が積層・捲回される。これによって、捲回電極体１２０の幅方向Ｘの側縁部には、未塗工部１５６（集電体１５２）が捲回された集電体捲回部１２４が形成される。また、この捲回電極体１２０の幅方向Ｘの中央部には、電極合材層１５４が捲回されたコア部１２２が形成される。次に、幅方向Ｘにおける集電体捲回部１２４の側縁部は奥行方向Ｙに沿って押し潰されており、当該押し潰された部分には集電体束１２６が形成される。この集電体束１２６は、複数の集電体１５２が束ねられて密着した部分であり、ここに集電端子１３０が接続される。このように、複数の集電体１５２が密着した部分に集電端子１３０を接続することによって、電気抵抗が低い良好な導電経路を形成できる。

特開２０１７－７９１３９号公報

しかしながら、図９に示す接続構造を採用した場合、二次電池の製造中に、集電体束１２６や集電端子１３０が脱落するような不良品が発生し、歩留まりが低下することがあった。具体的には、上述の接続構造では、集電体捲回部１２４の側縁部を押し潰して集電体束１２６を形成するため、コア部１２２と集電体束１２６との間に収束部１２５が形成される。この収束部１２５における集電体１５２には、集箔に伴う強いテンションが掛かりやすい。そして、集電体束１２６の形成中に集電体１５２の強度を上回る強いテンションが掛かった場合、集電体束１２６が脱落するような大きな破断が生じるおそれがある。また、集電体束１２６の形成中に集電体１５２が破断しなかったとしても、その後の工程（例えば集電端子１３０の接続）で付いた僅かな傷が拡がって、集電体束１２６や集電端子１３０が脱落するような大きな破断に成長することもある。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、集電体の破断による集電体束や集電端子の脱落を防止し、二次電池の製造における歩留まり向上に貢献する技術を提供することを目的とする。

上記目的を実現するべく、ここに開示される技術によって、以下の構成の二次電池が提供される。

ここに開示される二次電池は、正極シートと負極シートとからなる一対の電極シートが捲回された捲回電極体と、捲回電極体に接続される集電端子とを備えている。この電極シートは、長尺な箔状の集電体と、集電体の表面に塗工された電極合材層と、幅方向の一方の側縁部に形成されており、電極合材層が塗工されておらず、集電体が露出している未塗工部とを備えている。また、この二次電池の捲回電極体は、幅方向の中央部に形成されており、一対の電極シートの電極合材層が対向するように捲回されたコア部と、幅方向の両側縁部に形成されており、他方の電極シートからはみ出した状態の未塗工部が捲回された集電体捲回部と、集電体捲回部の少なくとも一部の領域に形成され、複数層の未塗工部が束ねられて密着していると共に、集電端子が接続されている集電体束とを備えている。そして、ここに開示される二次電池では、幅方向における集電体束とコア部との間に、集電体捲回部を貫通し、かつ、集電体束に沿うように連続的に延びる長尺のスリットが形成されている。

上記構成の二次電池では、集電体束とコア部との間に長尺のスリットが形成されており、当該長尺のスリットによって集電体束とコア部とが切り離されている。これによって、集電体束を形成する際に、集電体束とコア部との間に存在する集電体に対してテンションが掛かることを防止できる。従って、ここに開示される技術によると、集電体束や集電端子が脱落するような大きな破断が集電体に生じることを防止し、二次電池の製造における歩留まり向上に貢献することができる。

ここに開示される二次電池の好適な一態様において、スリットは、少なくとも、集電体捲回部の上端を含む領域に形成されている。これによって、集電体束とコア部との間に存在する集電体にテンションが掛かることを好適に防止できる。

ここに開示される二次電池の好適な一態様において、高さ方向における集電体束の長さＬ１に対するスリットの長さＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ１）は、１／４以上１以下である。これによって、集電体束とコア部との間に存在する集電体にテンションが掛かることをより好適に防止できると共に、必要以上に長いスリットが形成されることによる電池抵抗の上昇を抑制できる。

また、ここに開示される二次電池の好適な一態様では、スリットの両端部の少なくとも一方に、スリットの幅よりも大きな直径を有する円形の開口部である終端孔が形成されている。これによって、スリットの端部から当該スリットが延びるように集電体が破断することを好適に防止できる。

また、ここに開示される二次電池の好適な一態様では、捲回電極体の全幅Ｗ１に対する集電体捲回部の幅Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が０．０４以下である。一般に、集電体捲回部（未塗工部）の幅Ｗ２を狭くすると、スペース効率が増加して電池性能が向上する一方で、集電体束とコア部との間に存在する集電体に強いテンションが掛かりやすくなる。これに対して、ここに開示される二次電池では、集電体束とコア部との間に存在する集電体にテンションが掛かること自体を防止できるため、スペース効率の増加のために集電体捲回部の幅Ｗ２を狭くしたとしても、集電端子や集電体束の脱落を好適に防止できる。

一実施形態に係る二次電池の内部構造を模式的に示す正面図である。 一実施形態における捲回電極体を模式的に示す斜視図である。 一実施形態に係る二次電池の捲回電極体と集電端子との接続部分を模式的に示す側面図である。 一実施形態に係る二次電池の捲回電極体と集電端子との接続部分を模式的に示す正面図である。 図４中のＶ－Ｖ矢視断面図である。 一実施形態における捲回電極体の作製に使用される電極シートを模式的に示す平面図である。 一実施形態における捲回電極体の作製を説明する側面図である。 一実施形態における捲回電極体と集電端子との接続を説明する断面図である。 従来の電池における捲回電極体と電極端子との接続を模式的に示す断面図である。

以下、ここに開示される二次電池の一実施形態について説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここに開示される技術の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。すなわち、ここに開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の説明で参照する図面では、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付している。さらに、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。そして、各図における符号Ｘは「幅方向」を示し、符号Ｙは「奥行方向」を示し、符号Ｚは「高さ方向」を示すものとする。但し、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであり、使用中や製造中の二次電池の設置態様を限定することを意図したものではない。

なお、本明細書における「二次電池」とは、電解質を介して一対の電極（正極と負極）の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じる蓄電デバイス一般をいう。かかる二次電池は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池の他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなども包含する。ここに開示される技術は、特定の種類の二次電池に限定されず、捲回電極体と集電端子を備えた二次電池全般に広く適用できる。

１．二次電池の構造
以下、本実施形態に係る二次電池の構造について図１～図５を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る二次電池の内部構造を模式的に示す正面図である。図２は、本実施形態における捲回電極体を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る二次電池の捲回電極体と集電端子との接続部分を模式的に示す側面図である。図４は、本実施形態に係る二次電池の捲回電極体と集電端子との接続部分を模式的に示す正面図である。図５は、図４中のＶ－Ｖ矢視断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る二次電池１では、ケース１０の内部に、捲回電極体２０と電解質（図示せず）が収容されている。また、ケース１０の外面には、車両のモータ等の外部機器と接続される外部端子４０が取り付けられている。そして、本実施形態に係る二次電池１では、集電端子３０を介して捲回電極体２０と外部端子４０とが電気的に接続されている。以下、かかる構成の二次電池１について具体的に説明する。

（１）ケース
ケース１０は、捲回電極体２０と電解質（図示省略）を収容することができればよく、その構造は特に限定されない。例えば、図１に示す構造の二次電池１では、扁平な角形のケース１０が用いられている。かかるケース１０は、上面が開口した箱状のケース本体１２と、当該ケース本体１２の上面開口を塞ぐ蓋体１４とを備えている。なお、ケース１０の素材は、特に限定されず、所定の強度を有する素材を制限なく使用できる。ケース１０の素材の一例としては、アルミニウム（典型的にはアルミニウム合金）が挙げられる。

（２）端子構造
上述したように、ケース１０（蓋体１４）の外面には、二次電池１と外部機器とを接続するための接続部材である外部端子４０が取り付けられている。この外部端子４０は、集電端子３０を介して、ケース１０内部の捲回電極体２０と電気的に接続されている。具体的には、集電端子３０は、高さ方向Ｚに延びる長尺な板状部材であり、その下端部３０ａが捲回電極体２０と接続されている。一方、集電端子３０の上端部３０ｂは、ケース１０（蓋体１４）を貫通し、ケース１０の外部に露出している。そして、この集電端子３０の上端部３０ｂは、外部接続部材４２を介して外部端子４０に接続されている。また、この集電端子３０の幅寸法（幅方向Ｘにおける長さ）は、５ｍｍ～１０ｍｍ程度が好適である。これによって、捲回電極体２０に対して充分な接続面積を確保できる。

（３）捲回電極体
図２に示すように、捲回電極体２０は、正極シートと負極シートとから構成された一対の電極シート５０を備えている。この一対の電極シート５０は、それぞれ、集電体５２と、電極合材層５４と、未塗工部５６を備えている。集電体５２は、長尺な箔状の導電部材である。この集電体５２の厚みは、１０μｍ～１５０μｍ（例えば１００μｍ程度）とすることができる。次に、電極合材層５４は、集電体５２の表面に塗工されている。この電極合材層５４には、電荷担体（例えばＬｉイオン）を吸蔵・放出する粒子状材料である活物質が含まれている。なお、電極合材層５４には、活物質の他に、バインダや導電材などの添加剤が含まれていてもよい。次に、未塗工部５６は、電極合材層５４が塗工されておらず、集電体５２が露出した領域である。この未塗工部５６は、各々の電極シート５０の幅方向Ｘの一方の側縁部に形成されている。なお、電極シート５０を構成する各部材（集電体５２、電極合材層５４）の材料は、特に限定されず、従来公知の材料の中から極性に応じたものを特に制限なく選択できる。一例として、リチウムイオン二次電池を構築する場合には、正極側の集電体にアルミニウム箔を使用し、正極側の活物質にリチウム遷移金属複合酸化物（例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物）を使用することができる。一方、リチウムイオン二次電池の負極側の集電体には銅箔を使用でき、負極側の活物質には炭素系材料（例えば、カーボンブラック）を使用できる。

そして、本実施形態における捲回電極体２０は、絶縁シートであるセパレータ７０を介して一対の電極シート５０を積層させた積層体を形成し、当該積層体を捲回することによって作製される。これによって、捲回電極体２０の幅方向Ｘの中央部には、一対の電極シート５０の電極合材層５４が対向するように捲回されたコア部２２が形成される。また、この捲回電極体２０では、幅方向Ｘの両側縁部の各々において、一方の電極シート５０の未塗工部５６が他方の電極シート５０からはみ出すように各々の電極シート５０が積層されている。このため、捲回電極体２０の両側縁部には、他方の電極シート５０からはみ出した状態の未塗工部５６が捲回された集電体捲回部２４が形成されている。かかる構成の捲回電極体２０を備えた二次電池１では、電極合材層５４が対向したコア部２２が主な充放電反応の場となり、未塗工部５６（集電体５２）が捲回された集電体捲回部２４が集電端子３０との接続の場となる（図１参照）。また、ここに開示される技術を限定することを意図したものではないが、図１に示される捲回集電体２０の全幅Ｗ１は２９０ｍｍ～３００ｍｍが好適であり、捲回集電体２０の高さ寸法Ｚ１は９０ｍｍ～１００ｍｍが好適である。また、図３に示される捲回電極体２０の最大厚み（コア部２２の厚みＴ１）は３６ｍｍ～３９ｍｍが好適である。

（４）捲回電極体と集電端子との接続構造
図３に示すように、本実施形態における捲回電極体２０では、上記集電体捲回部２４の少なくとも一部の領域に集電体束２６が形成されており、当該集電体束２６に集電端子３０が接続されている。具体的には、集電体束２６は、集電体捲回部２４の一部（典型的には、集電体捲回部２４の上端部）を奥行方向Ｙに沿って挟み込むように押圧し、当該集電体捲回部２４の一部を押し潰すことによって形成される。そして、この集電体束２６では、捲回された複数層の未塗工部５６（集電体５２）が束ねられて密着している。そして、本実施形態に係る二次電池１では、集電体束２６と集電端子３０の下端部３０ａとが、面接触した状態で接続されている。このように、複数層の集電体５２が密着した集電体束２６に集電端子３０を接続することによって、導電性に優れた（電気抵抗の少ない）導電経路を形成できる。なお、集電体束２６と集電端子３０を接続する手段は、特に限定されず、従来公知の接続手段を特に制限なく採用できる。かかる接続手段の一例として、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接などが挙げられる。

そして、図４に示すように、本実施形態に係る二次電池１では、幅方向Ｘにおける集電体束２６とコア部２２との間に、集電体捲回部２４を貫通する長尺のスリット２８が形成されている。かかるスリット２８は、高さ方向Ｚにおいて集電体束２６に沿うように連続的に形成されている。例えば、図４に示すスリット２８は、集電体束２６と略平行になるように高さ方向Ｚに沿って延びている。かかる構成の捲回電極体２０では、図４および図５に示すように、集電体捲回部２４のうち、スリット２８よりも外側に位置する領域がコア部２２から切り離される。そして、図５に示すように、集電体捲回部２４のうち、コア部２２から切り離された領域を押し潰して集電体束２６を形成した場合、従来の収束部１２５（図９参照）のような強いテンションが掛かる領域が形成されない。このため、本実施形態に係る二次電池１によると、コア部２２と集電体束２６との間に存在する未塗工部５６（集電体５２）が破断することによる集電体束２６や集電端子３０の脱落を防止し、製造工程における二次電池の歩留まり向上に貢献できる。

なお、高さ方向Ｚにおけるスリット２８の長さＬ２（図４参照）は、特に限定されず、捲回電極体２０や集電端子３０の寸法に応じて適宜変更することができる。例えば、集電体束２６の長さＬ１に対するスリット２８の長さＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ１）は、１／４以上が好ましい。このような充分な長さのスリット２８を形成することによって、集電体束２６とコア部２２との間の集電体５２に強いテンションが掛かることを好適に防止できる。一方で、本実施形態に係る二次電池１の集電体捲回部２４では、スリット２８を回り込むように電流が流れるため、スリット２８の長さＬ２を必要以上に長くすると電池抵抗が上昇する可能性がある。かかる観点から、上記Ｌ２／Ｌ１は、１以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。なお、具体的なスリット２８の長さＬ２は、５０ｍｍ～１００ｍｍが好適である。また、本明細書における「集電体束２６の長さＬ１」は、図４に示すように、集電体捲回部２４の上端２４ａから集電端子３０の下端３０ｃまでの高さ寸法を示すものとする。

また、図４に示すように、本実施形態におけるスリット２８は、集電体捲回部２４の上端２４ａを含む領域に形成されている。これによって、高さ方向Ｚの上端部における集電体束２６の全てがコア部２２から切り離されるため、集電体束２６とコア部２２との間に存在する集電体５２に大きなテンションが掛かることを確実に防止できる。また、コア部２２の側縁２２ａからスリット２８までの距離は１ｍｍ～２ｍｍ程度が好適である。このように、コア部２２の側縁２２ａとスリット２８との間に一定の間隔を設けることによって、スリット２８の形成時に電極合材層５４を破損させることを適切に防止できる。

さらに、本実施形態におけるスリット２８の端部には、当該スリット２８の幅よりも大きな直径を有する円形の開口部（終端孔２８ａ）が形成されている。例えば、振動などの外力が集電体捲回部２４に加わった際にスリット２８の端部に応力が集中すると、当該スリット２８が延びるように集電体５２が破断する可能性がある。これに対して、上述のような終端孔２８ａを形成すると、スリット２８の端部に掛かった応力を分散できるため、スリット２８が延びるように集電体５２が破断することを抑制できる。具体的には、スリット２８の幅が１ｍｍ～２．５ｍｍであった場合、終端孔２８ａの直径は２ｍｍ～５ｍｍ程度が好適であり、３ｍｍ～５ｍｍ程度がより好適である。

（４）充放電領域の体積
また、本実施形態に係る二次電池１は、電極合材層５４の体積を増加させることが容易になるという利点も有している。具体的には、捲回電極体に含まれる電極合材層の体積を増加させることによって、二次電池のスペース効率（ケース内のスペースに対する充放電領域の体積割合）が増加し、電池容量等の電池性能を向上させることができる。しかし、電極合材層の体積を増加させた捲回電極体を使用すると、集電体の破断による集電体束や集電端子の脱落が生じやすくなるという問題が生じる。これに対し、本実施形態に係る二次電池１では、電極合材層５４の体積が大きな捲回電極体２０を使用した場合でも、集電体束２６や集電端子３０の脱落を好適に防止できる。以下、具体的に説明する。

二次電池のスペース効率を増加させる手段の一つとして、充放電領域であるコア部（電極合材層の塗工領域）の幅を広くし、集電体捲回部（未塗工部）の幅を狭くするという手段が挙げられる。しかしながら、このような集電体捲回部の幅が狭い捲回電極体を用いると、集電端子を接続できる程度の幅を有した集電体束を形成するために非常に強いテンションで集電体を集箔する必要があり、集電体の破断による集電体束や集電端子の脱落が頻発して歩留まりが大きく低下するおそれがある。これに対して、本実施形態に係る二次電池１では、スリット２８によってコア部２２と集電体束２６が切り離されているため、集電体捲回部２４の幅Ｗ２を狭くしても、コア部２２と集電体束２６との間の集電体５２に強いテンションを掛けることなく、充分な幅の集電体束２６を形成できる。一例として、従来の二次電池では、捲回電極体の全幅に対する集電体捲回部の幅の比率が０．１を下回ると、集電体束や集電端子の脱落が頻発すると考えられている。これに対して、本実施形態に係る二次電池１では、捲回電極体２０の全幅Ｗ１に対する集電体捲回部２４の幅Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が０．０４以下であっても、集電体束２６や集電端子３０の脱落を好適に防止できる。すなわち、本実施形態によると、歩留まりを低下させることなく、スペース効率が高く電池性能に優れた二次電池１を製造することができる。なお、本実施形態における集電体捲回部２４の幅Ｗ２の具体的な寸法は、５ｍｍ～１０ｍｍ程度が適当である。

また、二次電池のスペース効率を増加させる他の手段として、電極合材層を厚くするという手段や電極シートの捲回数を増加させるという手段が挙げられる。しかしながら、これらの手段によってコア部の厚みが増加した場合も、コア部と集電体束との間の集電体に強いテンションが掛りやすくなるため、集電体束や集電端子の脱落による歩留まり低下が生じ得る。これに対して、本実施形態に係る二次電池１では、スリット２８によってコア部２２と集電体束２６とが切り離されているため、コア部２２の厚みＴ１が厚い場合でも、コア部２２と集電体束２６との間の集電体５２に強いテンションが掛かることを防止できる。一例として、従来の二次電池では、コア部の厚みに対する集電体束の厚みの比率が１／５を下回ると集電体束や集電端子の脱落が生じ始め、１／１０を下回ると集電体束や集電端子の脱落が生じる頻度が顕著に増加すると考えられている。これに対して、本実施形態に係る二次電池１では、コア部２２の厚みＴ１に対する集電体束２６の厚みＴ２の比率（Ｔ２／Ｔ１）が１／５以下（好適には１／１０以下）であっても、集電体束２６や集電端子３０の脱落を好適に防止できる。

２．二次電池の製造方法
以上、本実施形態に係る二次電池１の構造について説明した。次に、かかる構造の二次電池１を製造する方法の一例について図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態における捲回電極体に使用される電極シートを模式的に示す平面図である。図７は、本実施形態における捲回電極体の作製を説明する側面図である。図８は、本実施形態における捲回電極体と集電端子との接続を説明する断面図である。なお、ここに開示される二次電池は、以下で説明する製造方法によって製造された二次電池に限定されない。

先ず、図６に示すように、本実施形態に係る製造方法では、捲回電極体の構成部材である電極シート５０を準備し、当該電極シート５０の未塗工部５６に、電極シート５０の長手方向に沿って延びる長尺の開口部５９を複数形成する。このとき、本実施形態では、長尺な開口部５９の両端に円形の孔５９ａを作成する。そして、後述する電極シート５０の捲回において、複数の開口部５９の各々が同じ位置に積層されるように、複数の開口部５９の各々の間隔を適宜調節する。なお、開口部５９を形成する手段は、特に限定されず、打ち抜き加工、切削加工、レーザ溶融などの手段を特に制限なく使用できる。

次に、図７に示すように、本実施形態に係る製造方法では、一対の電極シート５０を積層しながら捲回する。本工程の具体的な手順としては、最初に、電極シート５０のみが捲回された電極供給部５０Ａと、セパレータ７０のみが捲回されたセパレータ供給部７０Ａを準備する。そして、電極供給部５０Ａから電極シート５０を巻き出すと共に、セパレータ供給部７０Ａからセパレータ７０を巻き出し、電極シート５０とセパレータ７０の各々の先端を円柱状の捲回軸ＷＬに取り付ける。この状態で捲回軸ＷＬを回転させると、セパレータ７０を介して一対の電極シート５０が積層されながら捲回され、捲回軸ＷＬの外周に円筒状の捲回体２０Ａが形成される。このとき、各々の電極シート５０の開口部５９が同じ位置に積層されることによって、集電体捲回部２４を貫通するスリット２８が形成される（図２参照）。そして、このスリット２８が集電体捲回部２４の上端２４ａで折り返されるように円筒状の捲回体２０Ａを押し潰し、扁平形状の捲回電極体２０を作製する。これによって、集電体捲回部２４の上端２４ａを含む領域に、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺のスリット２８が形成され、スリット２８よりも外側に位置する集電体捲回部２４Ａがコア部２２から切り離される。さらに、本実施形態では、上記開口部５９の両端に形成された円形の孔５９ａが同じ位置に積層されることによって、スリット２８の両端部に終端孔２８ａが形成される。

そして、本実施形態に係る製造方法では、図８に示すように、コア部２２から切り離された集電体捲回部２４Ａを押し潰して集電体束２６を形成し、当該集電体束２６に集電端子３０を接続する。具体的な手順としては、最初に、コア部２２から切り離された集電体捲回部２４Ａのうち、スリット２８に隣接した領域２４Ａ１を一対の箔押え治具Ｐ１で挟持して固定する。次に、箔押え治具Ｐ１と隣接するように集電端子３０を配置し、集電体捲回部２４Ａと集電端子３０とを面接触させる。そして、集電端子３０と集電体捲回部２４Ａを一対の押圧治具Ｐ２で挟持し、コア部２２から切り離された集電体捲回部２４Ａを押し潰す。これによって、複数層の集電体５２が束ねられた集電体束２６が形成される。そして、この集電体束２６に集電端子３０を接続することによって、捲回電極体２０と集電端子３０とが電気的に接続される。なお、集電体束２６と集電端子３０とを超音波接合する場合には、上記一対の押圧治具Ｐ２の一方にホーンを内蔵し、他方の押圧治具Ｐ２をアンビル（受け治具）とすることが好ましい。これによって、集電体束２６を押圧成形しながら集電端子３０を接続することができる。

以上の通り、本実施形態に係る製造方法では、コア部２２から切り離された集電体捲回部２４Ａを押し潰して集電体束２６を形成している。これによって、コア部２２と集電体束２６との間に存在する集電体５２（未塗工部５６）に強いテンションが掛かることを防止できる。したがって、本実施形態に係る製造方法によると、集電体５２の大きな破断による集電体束２６や集電端子３０の脱落を防止し、二次電池１の製造における歩留まり向上に貢献できる。

３．他の実施形態
以上、ここに開示される技術の一実施形態について説明した。但し、上述の実施形態は、ここに開示される技術を限定することを意図したものではない。すなわち、ここに開示される二次電池は、上述した実施形態に係る二次電池１に対して種々の変更を行ったものを包含し得る。

例えば、上述した実施形態に係る二次電池１のスリット２８は、集電体束２６と略平行になるように高さ方向Ｚに沿って延びている（図４参照）。しかし、スリットは、コア部と集電体束との間において、集電体束に沿うように形成されていればよく、集電体束に対して略平行である必要はない。例えば、直線的なスリットと集電体束とが交差する角度が０°（平行）～４５°程度であれば、集電体束とコア部とを適切に切り離し、集電体束とコア部との間の集電体に大きなテンションが掛かることを防止できる。また、スリットは、直線的である必要もなく、集電体束とコア部とを切り離すことができれば正面視において湾曲するような形状であってもよい。

また、上述した実施形態におけるスリット２８は、集電体捲回部２４の上端２４ａを含む領域に形成されている。これによって、集電体束２８とコア部２２との間に存在する集電体５２にテンションが掛かることを好適に防止し、集電体５２の破断を確実に防止できる。但し、この集電体捲回部２４の上端２４ａには、スリット２８が形成されていなくてもよい。換言すると、集電体捲回部２４の上端２４ａでは、集電体５２を介して集電体束２６とコア部２２とが繋がっていてもよい。このような構成を採用した場合、集電体捲回部２４の上端２４ａに存在する集電体５２が破断しやすくなるが、この部分の集電体５２が破断したとしても、集電端子３０や集電体束２６が脱落するような大きな破断に成長しないため、二次電池１の製造における歩留まりには影響しないと解される。

また、図２に示すように、上述した実施形態では、捲回電極体２０の両側縁部の集電体捲回部２４の各々にスリット２８が形成されている。しかしながら、スリット２８は、一方の集電体捲回部２４のみに形成されていてもよい。さらに、上述した実施形態では、スリット２８の端部に終端孔２８ａが形成されているが、かかる終端孔２８ａも必須の構造ではない。ここに開示される技術では、集電体束とコア部との間の集電体に強いテンションが掛かること自体が防止されているため、スリットの端部に終端孔が形成されていなくても、スリットが延びるような破断が生じることを充分に抑制できる。また、スリットの端部に終端孔を形成していない場合でも、当該スリットの端部に保護テープ等を貼り付けることによって、スリットが延びるような破断を確実に防止できる。

また、上述の実施形態に係る製造方法では、未塗工部５６に長尺の開口部５９が複数形成された電極シート５０を使用し、当該複数の開口部５９を同じ位置に積層させることによってスリット２８を形成している（図２及び図６参照）。しかし、図４に示すようなスリット２８を形成する手段は、上述した製造方法に限定されない。例えば、捲回電極体２０を作製した後にコア部２２の側縁２２ａに沿って集電体捲回部２４を裁断した場合でも、コア部２２と集電体束２６の間にスリット２８を形成できる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１ 二次電池
１０ ケース
１２ ケース本体
１４ 蓋体
２０ 捲回電極体
２０Ａ 捲回体
２２ コア部
２４ 集電体捲回部
２４ａ 上端
２６ 集電体束
２８ スリット
２８ａ 終端孔
３０ 集電端子
３０ａ 下端部
３０ｂ 上端部
３０ｃ 下端
４０ 外部端子
４２ 外部接続部材
５０ 電極シート
５２ 集電体
５４ 電極合材層
５６ 未塗工部
７０ セパレータ

Claims (3)

1. 正極シートと負極シートとからなる一対の電極シートが捲回された捲回電極体と、前記捲回電極体に接続される集電端子とを備えた二次電池であって、
   前記電極シートは、
   長尺な箔状の集電体と、
   前記集電体の表面に塗工された電極合材層と、
   幅方向の一方の側縁部に形成されており、前記電極合材層が塗工されておらず、前記集電体が露出している未塗工部と
   を備え、
   前記捲回電極体は、
   幅方向の中央部に形成されており、前記一対の電極シートの前記電極合材層が対向するように捲回されたコア部と、
   幅方向の両側縁部に形成されており、他方の前記電極シートからはみ出した状態の前記未塗工部が捲回された集電体捲回部と、
   前記集電体捲回部の少なくとも一部の領域に形成され、複数層の前記未塗工部が束ねられて密着していると共に、その外表面に前記集電端子が接続されている集電体束と
   を備えており、
   幅方向における前記集電体束と前記コア部との間に、前記集電体捲回部を貫通し、かつ、前記集電体束に沿うように連続的に延びる長尺のスリットが形成されており、
   前記スリットは、少なくとも、前記集電体捲回部の上端を含む領域に形成されており、
   高さ方向における前記集電体束の長さＬ１に対する前記スリットの長さＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ１）は、１／４以上１以下である、二次電池。
2. 前記スリットの両端部の少なくとも一方に、前記スリットの幅よりも大きな直径を有する円形の開口部である終端孔が形成されている、請求項１に記載の二次電池。
3. 前記捲回電極体の全幅Ｗ１に対する前記集電体捲回部の幅Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が０．０４以下である、請求項１または２に記載の二次電池。

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