JP7291771B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
形されたものであることが好ましい。封口板2には電解液注液孔15が設けられており、電解液注液孔15は封止部材16で封止されている。封口板2には、電池ケース100内の圧力が所定値以上となったときに破断し電池ケース100内のガスを電池ケース100外に排出するガス排出弁17が設けられている。封口板2の電池内部側の面であって、ガス排出弁17の周囲には環状突起2cが設けられている。
図3は、正極板4の平面図である。正極板4は、矩形状の正極芯体4aの両面に正極活物質を含む正極活物質合剤層4bが形成された本体部を有する。本体部の端辺から正極芯体4aが突出しており、この突出した正極芯体4aが正極タブ40を構成する。なお、正極タブ40は、図3に示すように正極芯体4aの一部であっても良いし、他の部材を正極芯体4aに接続し、正極タブ40としてもよい。また、正極タブ40において正極活物質合剤層4bと隣接する部分には、正極活物質合剤層4bの電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する正極保護層4dが設けられることが好ましい。なお正極芯体4aとしてはアルミニウム箔、アルミニウム合金箔等の金属箔を用いることが好ましい。正極活物質としてはリチウム遷移金属複合酸化物等を用いることが好ましい。
図4は、負極板5の平面図である。負極板5は、矩形状の負極芯体5aの両面に負極活物質を含む負極活物質合剤層5bが形成された本体部を有する。本体部の端辺から負極芯体5aが突出しており、この突出した負極芯体5aが負極タブ50を構成する。なお、負極タブ50は、図4に示すように負極芯体5aの一部であっても良いし、他の部材を負極芯体5aに接続し、負極タブ50としてもよい。なお負極芯体5aとしては銅箔、銅合金箔等の金属箔を用いることが好ましい。負極活物質としては炭素材料やシリコン材料等を用いることが好ましい。
50枚の正極板4及び51枚の負極板5を上述の方法で作製し、これらをポリオレフィン製の方形状のセパレータを介して積層し積層型の電極体要素(第1の電極体要素3a、第2の電極体要素3b)を作製する。図5に示すように、積層型の電極体要素(第1の電極体要素3a、第2の電極体要素3b)は、一方の端部に、各正極板4の正極タブ40が積層された正極タブ群(第1正極タブ群40a、第2正極タブ群40b)、各負極板5の負極タブ50が積層された負極タブ群(第1負極タブ群50a、第2負極タブ群50b)を有する。
上述の方法で2つの電極体要素を作製し、それぞれ第1の電極体要素3a、第2の電極体要素3bとする。なお、第1の電極体要素3aと第2の電極体要素3bは全く同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。ここで、第1の電極体要素3aの複数枚の正極タブ40が第1正極タブ群40aを構成する。第1の電極体要素3aの複数枚の負極タブ50が第1負極タブ群50aを構成する。第2の電極体要素3bの複数枚の正極タブ40が第2正極タブ群40bを構成する。第2の電極体要素3bの複数枚の負極タブ50が第2負極タブ群50bを構成する。
封口板2の正極端子挿入孔2aの周囲の電池外面側に外部側絶縁部材10を配置する。封口板2の正極端子挿入孔2aの周囲の電池内面側に内部側絶縁部材11及び第1正極集電体6aを配置する。そして、正極端子7を電池外部側から、外部側絶縁部材10の貫通孔、封口板2の正極端子挿入孔2a、内部側絶縁部材11の貫通孔及び第1正極集電体6aの端子接続孔に挿入し、正極端子7の先端を第1正極集電体6a上にカシメる。これにより、正極端子7及び第1正極集電体6aが封口板2に固定される。なお、正極端子7においてカシメられた部分と第1正極集電体6aを溶接接続することが好ましい。
正極端子7と第1正極集電体6aの接続方法、負極端子9と第1負極集電体8aの接続方法の詳細を、負極端子9と第1負極集電体8aの接続方法を例に説明する。なお、正極端子7と第1正極集電体6aも、負極端子9と第1負極集電体8aの接続と同様の方法で行うことができる。
図10は、第1正極集電体6aに第2正極集電体6bを取り付け、第1負極集電体8aに第2負極集電体8bを取り付けた後の封口板2の電極体3側の面を示す図である。第1正極タブ群40a及び第2正極タブ群40bが接続された第2正極集電体6bが、内部側絶縁部材11のベース部11a上に配置されている。また、第2正極集電体6bの一部が第1正極集電体6a上に配置されている。そして、第2正極集電体6bの薄肉部6dが、第1正極集電体6aに溶接接続されており、溶接部62が形成されている。溶接部62は、開口部6cから離れた位置に形成されている。なお、レーザー等のエネルギー線の照射により溶接部62を形成することが好ましい。
面と対向するように配置されている。これにより、第1負極集電体8aと第2負極集電体8bを溶接する際に発生する熱により、内部側絶縁部材13が損傷すること抑制できる。
図13A及び図13Bは、第2正極集電体6bを第1正極集電体6aに接続した後の正極端子7近傍の斜視図である。なお、図13A及び図13Bにおいては、第2正極集電体6bに接続された第1正極タブ群40a及び第2正極タブ群40bは図示していない。図14は、カバー部材80を内部側絶縁部材11に接続した状態の正極端子7近傍の封口板2の短手方向に沿った断面図である。
樹脂製のカバー部材80は内部側絶縁部材11に接続されて、カバー部材80が第1正極集電体6aと電極体3の間に配置される。これにより、電極体3が封口板2側に移動することがあっても、電極体3が第1正極集電体6aや封口板2に接触することを防止できる。なお、カバー部材80と内部側絶縁部材11を別々の部品とすることにより、より製造がし易い二次電池となる。
ようにする。そして、カバー接続部80bの接続用突起80b2を第1壁部11cの接続用開口11eに嵌合することにより、カバー部材80を内部側絶縁部材11に接続することができる。なお、カバー接続部80bに接続用開口を設け、この接続用開口に内部側絶縁部材11の第1壁部11cに設けた接続用突起を嵌合してもよい。
図10における第1の電極体要素3aの上面と第2の電極体要素3bの上面とが直接ないし他の部材を介して接するように第1正極タブ群40a、第2正極タブ群40b、第1負極タブ群50a及び第2負極タブ群50bを湾曲させる。これにより、第1の電極体要素3aと第2の電極体要素3bを纏めて、一つの電極体3とする。なお、第1の電極体要素3aと第2の電極体要素3bを、テープ等により一つに纏めることが好ましい。あるいは、第1の電極体要素3aと第2の電極体要素3bを、箱状ないし袋状に成形した電極体ホルダー14内に配置して、一つに纏めることが好ましい。
上述の実施形態においては、電極体3が二つの電極体要素からなる例を示したが、これに限定されない。電極体3が三つ以上の電極体要素からなってもよい。電極体要素は、それぞれ積層型電極体に限定されず、帯状の正極板と帯状の負極板を帯状のセパレータを介して巻回した巻回型電極体であってもよい。 また、電極体3が一つの積層型電極体であってもよい。また、電極体3が、帯状の正極板と帯状の負極板を帯状のセパレータを介して巻回した一つの巻回型電極体であってもよい。
1・・・角形外装体
2・・・封口板
2a・・・正極端子挿入孔
2b・・・負極端子挿入孔
2c・・・環状突起
100・・・電池ケース
3・・・電極体
3a・・・第1の電極体要素
3b・・・第2の電極体要素
4・・・正極板
4a・・・正極芯体
4b・・・正極活物質合剤層
4d・・・正極保護層
40・・・正極タブ
40a・・・第1正極タブ群
40b・・・第2正極タブ群
5・・・負極板
5a・・・負極芯体
5b・・・負極活物質合剤層
50・・・負極タブ
50a・・・第1負極タブ群
50b・・・第2負極タブ群
6a・・・第1正極集電体
6x・・・集電体突起
6b・・・第2正極集電体
6b1・・・タブ接続部
6b2・・・集電体接続部
6b3・・・段差部
6c・・・開口部
6d・・・薄肉部
6e・・・集電体開口
7・・・正極端子
7a・・・フランジ部
7b・・・挿入部
7c・・・カシメ部
8a・・・第1負極集電体
8x・・・集電体突起
8y・・・端子接続孔
8z・・・テーパー部
8b・・・第2負極集電体
8b1・・・タブ接続部
8b2・・・集電体接続部
8b3・・・段差部
8c・・・開口部
8d・・・薄肉部
9・・・負極端子
9a・・・フランジ部
9b・・・挿入部
9c・・・カシメ部
9d・・・先端凹部
9x・・・第1金属部
9y・・・第2金属部
95・・・隙間
70・・・凝固部
70a・・・凹部
10・・・外部側絶縁部材
11・・・内部側絶縁部材
11a・・・ベース部
11b・・・第2壁部
11c・・・第1壁部
11d・・・外周リブ
11e・・・接続用開口
11f・・・注液開口
11g・・・筒状部
11x・・・絶縁部材凹部
12・・・外部側絶縁部材
13・・・内部側絶縁部材
13a・・・ベース部
13b・・・第3壁部
13c・・・外周リブ
13x・・・絶縁部材凹部
14・・・電極体ホルダー
15・・・電解液注液孔
16・・・封止部材
17・・・ガス排出弁
60、61、62、63・・・溶接部
80・・・カバー部材
80a・・・カバー部
80b・・・カバー接続部
80b1・・・縦壁
80b2・・・接続用突起
80c・・・根元開口
80d・・・支持部
Claims (4)
- 正極板と負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、
端子挿入孔を有し、前記開口を封口する封口板と、
前記端子挿入孔を貫通する端子と、
端子接続孔を有し、前記正極板又は前記負極板と電気的に接続された集電体と、
を有する二次電池であって、
前記端子は前記端子接続孔内に配置され、
前記端子接続孔は、第1孔部とこの第1孔部と接続した第2孔部とを有し、
前記第1孔部は、前記第2孔部より前記電極体側に設けられ、
前記第1孔部の内寸は、前記第2孔部の内寸より大きく、
前記端子は、前記端子接続孔において最も小さい内径を有する部分の内径よりも大きな外径を有するカシメ部を有し、
前記カシメ部と前記集電体は、前記カシメ部及び前記集電体の少なくとも一方が溶融し凝固した凝固部により接合されており、
前記凝固部には凹部が形成されており、
前記集電体の厚さ方向において、前記凹部の底部が、前記第2孔部より前記電極体側に位置する二次電池。 - 前記端子接続孔は、前記封口板から離れる方向に向かって徐々に内径が大きくなるテーパー部を有し、
前記第1孔部は、前記テーパー部に設けられる、請求項1に記載の二次電池。 - 前記カシメ部の少なくとも一部は、前記集電体における前記電極体側の面よりも前記電極体側に突出している請求項1又は2に記載の二次電池。
- 前記凝固部において前記凹部の底部に位置する部分の前記集電体の厚み方向における厚みが、前記凝固部において前記凹部の側壁部に位置する部分の前記端子接続孔の径方向における厚みよりも大きい請求項1~3のいずれかに記載の二次電池。
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