JPH1173995A - 円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法 - Google Patents
円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法Info
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- JPH1173995A JPH1173995A JP9232176A JP23217697A JPH1173995A JP H1173995 A JPH1173995 A JP H1173995A JP 9232176 A JP9232176 A JP 9232176A JP 23217697 A JP23217697 A JP 23217697A JP H1173995 A JPH1173995 A JP H1173995A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型電池であっても電池の内部抵抗を飛躍的
に低減することができ、且つ生産性を高めることができ
る円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法の提供を
目的とする。 【解決手段】 正極集電体７と一体的に形成されると共
に上記セパレータの端部より突出形成された円弧状の電
流取出部５が、渦巻き電極体４の径方向に並設されるよ
うに各周回毎に設けられ、更に電流取出部５を重ね合わ
せて溶着することにより、少なくとも一つの面が面一と
なる取出端子６が形成され、しかも、この取出端子６の
上記面一となる上端面６ａと電流端子７とが溶着により
面接合されることを特徴とする。
に低減することができ、且つ生産性を高めることができ
る円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法の提供を
目的とする。 【解決手段】 正極集電体７と一体的に形成されると共
に上記セパレータの端部より突出形成された円弧状の電
流取出部５が、渦巻き電極体４の径方向に並設されるよ
うに各周回毎に設けられ、更に電流取出部５を重ね合わ
せて溶着することにより、少なくとも一つの面が面一と
なる取出端子６が形成され、しかも、この取出端子６の
上記面一となる上端面６ａと電流端子７とが溶着により
面接合されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒型非水電解液
二次電池及びその製造方法に関し、詳しくは電気自動車
等に用いられる高出力密度を必要とする円筒型非水電解
液二次電池及びその製造方法に関する。
二次電池及びその製造方法に関し、詳しくは電気自動車
等に用いられる高出力密度を必要とする円筒型非水電解
液二次電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種電池では、帯状の正極と負極とが
セパレータを介して渦巻き状に巻回される渦巻き電極体
を有しており、この渦巻き電極体からの集電方法として
は、上記正負極の端部に各々導電性タブを取り付け、こ
れら導電性タブと電流端子とを電気的に接続することに
より行われていた。このような構造の電池では、電流値
が小さな小型の円筒型非水電解液二次電池であれば、集
電効果を十分に発揮することができるが、電流値が大き
な大型の円筒型非水電解液二次電池では、電極面積が大
きくなることから、集電効果を十分に発揮することがで
きなくなるという課題を有していた。
セパレータを介して渦巻き状に巻回される渦巻き電極体
を有しており、この渦巻き電極体からの集電方法として
は、上記正負極の端部に各々導電性タブを取り付け、こ
れら導電性タブと電流端子とを電気的に接続することに
より行われていた。このような構造の電池では、電流値
が小さな小型の円筒型非水電解液二次電池であれば、集
電効果を十分に発揮することができるが、電流値が大き
な大型の円筒型非水電解液二次電池では、電極面積が大
きくなることから、集電効果を十分に発揮することがで
きなくなるという課題を有していた。
【０００３】そこで、以下に示すような集電方法を備え
た円筒型非水電解液二次電池が提案されている。 特開平６−２６７５２８号公報に示すように、帯状の
正極及び帯状の負極の集電体の長手方向の両端部には、
それぞれセパレータから突出する正極のリード取付部と
負極のリード取付部とが形成され、これら両リード取付
部には、各々複数の正極リードと複数の負極リードとが
溶接される構造の円筒型非水電解液二次電池。
た円筒型非水電解液二次電池が提案されている。 特開平６−２６７５２８号公報に示すように、帯状の
正極及び帯状の負極の集電体の長手方向の両端部には、
それぞれセパレータから突出する正極のリード取付部と
負極のリード取付部とが形成され、これら両リード取付
部には、各々複数の正極リードと複数の負極リードとが
溶接される構造の円筒型非水電解液二次電池。
【０００４】特開平８−１１５７４４号公報に示すよ
うに、帯状の正極及び帯状の負極の集電体の長手方向の
両端部には、それぞれセパレータから突出する正極集電
体の露出部と負極集電体の露出部とが形成され、上記正
極集電体の露出部は正極リードにより接続される一方、
上記負極集電体の露出部は負極リードにより接続され、
且つ正極リード及び負極リードが、接続部材を介して或
いは直接的に電流端子と接続される構造の円筒型非水電
解液二次電池。
うに、帯状の正極及び帯状の負極の集電体の長手方向の
両端部には、それぞれセパレータから突出する正極集電
体の露出部と負極集電体の露出部とが形成され、上記正
極集電体の露出部は正極リードにより接続される一方、
上記負極集電体の露出部は負極リードにより接続され、
且つ正極リード及び負極リードが、接続部材を介して或
いは直接的に電流端子と接続される構造の円筒型非水電
解液二次電池。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の円筒型非水電解液二次電池では、以下に示すような
課題を有していた。 の電池の課題 上記の電池では、正極リードと正極のリード取付部及
び負極リードと負極のリード取付部とは、溶接法にて接
続されているため、当該接続部分において接触抵抗が発
生する結果、電池の内部抵抗を飛躍的に低減することは
できない。加えて、複数の正極リード及び複数の負極リ
ードを各々電流端子と接続する際の作業が困難であるた
め、生産性が低下するという課題もある。
来の円筒型非水電解液二次電池では、以下に示すような
課題を有していた。 の電池の課題 上記の電池では、正極リードと正極のリード取付部及
び負極リードと負極のリード取付部とは、溶接法にて接
続されているため、当該接続部分において接触抵抗が発
生する結果、電池の内部抵抗を飛躍的に低減することは
できない。加えて、複数の正極リード及び複数の負極リ
ードを各々電流端子と接続する際の作業が困難であるた
め、生産性が低下するという課題もある。
【０００６】の電池の課題 上記の電池では、金属箔から成る正極リード及び負極
リードと、正極集電体の露出部及び負極集電体の露出部
とを一様に接続するのは困難であり、しかも、各リード
と各集電体とから形成される接続面は面状になっていな
いため、当該接続面において接続部材又は電流端子とを
レーザー法等により溶接する際、点状の溶接となる結
果、両者の接触面積が小さくなる。これらのことから、
生産性が悪く、しかも電池の内部抵抗を飛躍的に低減す
ることはできないという課題を有していた。
リードと、正極集電体の露出部及び負極集電体の露出部
とを一様に接続するのは困難であり、しかも、各リード
と各集電体とから形成される接続面は面状になっていな
いため、当該接続面において接続部材又は電流端子とを
レーザー法等により溶接する際、点状の溶接となる結
果、両者の接触面積が小さくなる。これらのことから、
生産性が悪く、しかも電池の内部抵抗を飛躍的に低減す
ることはできないという課題を有していた。
【０００７】本発明は、上記従来の課題を考慮して成さ
れたものであって、大型電池であっても電池の内部抵抗
を飛躍的に低減することができ、且つ生産性を高めるこ
とができる円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法
の提供を目的とする。
れたものであって、大型電池であっても電池の内部抵抗
を飛躍的に低減することができ、且つ生産性を高めるこ
とができる円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法
の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の円筒型非水電解液二次電池は、帯状の正極
集電体の両面に正極活物質層が形成された正極と、帯状
の負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極と
が、帯状のセパレータを介して渦巻き状に巻回される渦
巻き電極体を備え、上記正極及び負極が、直接的に或い
はリード線を介して電流端子と電気的に接続される構造
の円筒型非水電解液二次電池において、上記正極集電体
又は上記負極集電体のうち、少なくとも一方の集電体と
一体的に形成されると共に上記セパレータの端部より突
出形成された円弧状の電流取出部が、上記渦巻き電極体
の径方向に並設されるように各周回毎に設けられ、更に
上記電流取出部を重ね合わせて溶着することにより、少
なくとも一つの面が面一となる取出端子が形成され、し
かも、この取出端子の上記面一となる取出面と上記電流
端子又は上記リード線とが溶着により面接合されること
を特徴とする。
に、本発明の円筒型非水電解液二次電池は、帯状の正極
集電体の両面に正極活物質層が形成された正極と、帯状
の負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極と
が、帯状のセパレータを介して渦巻き状に巻回される渦
巻き電極体を備え、上記正極及び負極が、直接的に或い
はリード線を介して電流端子と電気的に接続される構造
の円筒型非水電解液二次電池において、上記正極集電体
又は上記負極集電体のうち、少なくとも一方の集電体と
一体的に形成されると共に上記セパレータの端部より突
出形成された円弧状の電流取出部が、上記渦巻き電極体
の径方向に並設されるように各周回毎に設けられ、更に
上記電流取出部を重ね合わせて溶着することにより、少
なくとも一つの面が面一となる取出端子が形成され、し
かも、この取出端子の上記面一となる取出面と上記電流
端子又は上記リード線とが溶着により面接合されること
を特徴とする。
【０００９】上記構成であれば、電流取出部を重ね合わ
せて溶着することにより形成される取出端子と正極集電
体及び／又は負極集電体とが一体的に形成され、しかも
取出端子と電流端子またはリード線との接合が面接合と
なっている。したがって、正極集電体及び／又は負極集
電体と電流端子との間の接触抵抗が大幅に減少し、電池
の内部抵抗が格段に減少する。また、各周回毎に電流取
出部が形成され、この電流取出部により形成される取出
端子が電流端子と電気的に接合されるため、集電体内で
の電位勾配が小さくて電流分布が偏ることがない。
せて溶着することにより形成される取出端子と正極集電
体及び／又は負極集電体とが一体的に形成され、しかも
取出端子と電流端子またはリード線との接合が面接合と
なっている。したがって、正極集電体及び／又は負極集
電体と電流端子との間の接触抵抗が大幅に減少し、電池
の内部抵抗が格段に減少する。また、各周回毎に電流取
出部が形成され、この電流取出部により形成される取出
端子が電流端子と電気的に接合されるため、集電体内で
の電位勾配が小さくて電流分布が偏ることがない。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の円
筒型非水電解液二次電池において、正極集電体と一体的
に形成された正極側の電流取出部と、負極集電体と一体
的に形成された負極側の電流取出部とを有し、且つ一方
の電流取出部は他方の電流取出部とは反対側に突出形成
されていることを特徴とする。このように一方の電流取
出部は他方の電流取出部とは反対側に突出形成されてい
れば、電池内部での短絡を防止できる。
筒型非水電解液二次電池において、正極集電体と一体的
に形成された正極側の電流取出部と、負極集電体と一体
的に形成された負極側の電流取出部とを有し、且つ一方
の電流取出部は他方の電流取出部とは反対側に突出形成
されていることを特徴とする。このように一方の電流取
出部は他方の電流取出部とは反対側に突出形成されてい
れば、電池内部での短絡を防止できる。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の円筒型非水電解液二次電池において、渦巻き電極
体の各周回における円周長さに対する電流取出部の円弧
長さの割合が、５％以上であることを特徴とする。渦巻
き電極体の各周回における円周長さに対する電流取出部
の円弧長さの割合が５％未満になると急激に放電容量が
低下するが、電流取出部の円弧長さの割合が５％以上で
あれば放電容量の差異は認められない。
記載の円筒型非水電解液二次電池において、渦巻き電極
体の各周回における円周長さに対する電流取出部の円弧
長さの割合が、５％以上であることを特徴とする。渦巻
き電極体の各周回における円周長さに対する電流取出部
の円弧長さの割合が５％未満になると急激に放電容量が
低下するが、電流取出部の円弧長さの割合が５％以上で
あれば放電容量の差異は認められない。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の円
筒型非水電解液二次電池において、取出端子が複数形成
されていることを特徴とする。このように取出端子を複
数形成すれば、渦巻き電極体の各周回における円周長さ
に対する電流取出部の円弧長さの割合を、容易に５％以
上とすることができる。
筒型非水電解液二次電池において、取出端子が複数形成
されていることを特徴とする。このように取出端子を複
数形成すれば、渦巻き電極体の各周回における円周長さ
に対する電流取出部の円弧長さの割合を、容易に５％以
上とすることができる。
【００１３】また、上記目的を達成するために、本発明
の円筒型非水電解液二次電池の製造方法は、帯状の正極
集電体の両面に正極活物質層が形成された正極と、帯状
の負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極と
のうち、少なくとも一方の極における集電体に活物質層
が形成されていない露出部が形成され、この露出部が帯
状のセパレータの端部より突出形成するように、上記両
極を上記セパレータを介して渦巻き状に巻回する第１ス
テップと、上記集電体の露出部の一部を残して露出部を
切断し、円弧状の電流取出部が上記渦巻き電極体の径方
向に並設されるように各周回毎に設ける第２ステップ
と、上記電流取出部を重ね合わせて溶着することによ
り、少なくとも一つの面が面一となる取出端子を形成す
る第３ステップと、上記取出端子の上記面一となる取出
面と上記電流端子又は上記リード線とを溶着により面接
合する第４ステップとを有することを特徴とする。
の円筒型非水電解液二次電池の製造方法は、帯状の正極
集電体の両面に正極活物質層が形成された正極と、帯状
の負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極と
のうち、少なくとも一方の極における集電体に活物質層
が形成されていない露出部が形成され、この露出部が帯
状のセパレータの端部より突出形成するように、上記両
極を上記セパレータを介して渦巻き状に巻回する第１ス
テップと、上記集電体の露出部の一部を残して露出部を
切断し、円弧状の電流取出部が上記渦巻き電極体の径方
向に並設されるように各周回毎に設ける第２ステップ
と、上記電流取出部を重ね合わせて溶着することによ
り、少なくとも一つの面が面一となる取出端子を形成す
る第３ステップと、上記取出端子の上記面一となる取出
面と上記電流端子又は上記リード線とを溶着により面接
合する第４ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】上記の方法であれば、露出部を加工するだ
けで取出端子を形成することができるので、電池の生産
性が向上する。また、取出端子を形成するための露出部
だけが残存する（即ち、露出部の大半は切断される）の
で、電池の重量増が最低限に抑えられ、電池の重量エネ
ルギー密度が向上する。
けで取出端子を形成することができるので、電池の生産
性が向上する。また、取出端子を形成するための露出部
だけが残存する（即ち、露出部の大半は切断される）の
で、電池の重量増が最低限に抑えられ、電池の重量エネ
ルギー密度が向上する。
【００１５】請求項６記載の発明は、請求項５記載の円
筒型非水電解液二次電池の製造方法において、第３ステ
ップにおける溶着は、非接触溶着法により行われること
を特徴とする。このように非接触溶着法により溶着すれ
ば、取出端子の作製時に、薄くて強度が小さな電流取出
部が変形するのを防止することができる。
筒型非水電解液二次電池の製造方法において、第３ステ
ップにおける溶着は、非接触溶着法により行われること
を特徴とする。このように非接触溶着法により溶着すれ
ば、取出端子の作製時に、薄くて強度が小さな電流取出
部が変形するのを防止することができる。
【００１６】請求項７記載の発明は、請求項６記載の円
筒型非水電解液二次電池の製造方法において、非接触溶
着法がレーザー溶着法であることを特徴とする。このよ
うに、非接触溶着法としてレーザー溶着法を用いれば、
ビーム溶着法の如く真空状態で溶着する必要がないの
で、作業性が向上する。加えて、溶接深さが大きいの
で、溶着強度を向上させることができる。
筒型非水電解液二次電池の製造方法において、非接触溶
着法がレーザー溶着法であることを特徴とする。このよ
うに、非接触溶着法としてレーザー溶着法を用いれば、
ビーム溶着法の如く真空状態で溶着する必要がないの
で、作業性が向上する。加えて、溶接深さが大きいの
で、溶着強度を向上させることができる。
【００１７】請求項８記載の発明は、請求項５記載の円
筒型非水電解液二次電池の製造方法において、第４ステ
ップにおける取出端子と上記電流端子との接続又は取出
端子とリード線との接続は、超音波溶着法、ビーム溶着
法、及びレーザー溶着法から成る群から選択される溶着
法により行われることを特徴とする。
筒型非水電解液二次電池の製造方法において、第４ステ
ップにおける取出端子と上記電流端子との接続又は取出
端子とリード線との接続は、超音波溶着法、ビーム溶着
法、及びレーザー溶着法から成る群から選択される溶着
法により行われることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
１２に基づいて、以下に説明する。先ず、図１に示すよ
うに、アルミニウムから成る帯状の正極集電体１ａ（厚
さ：０．０２ｍｍ）の両面に、ＬｉＣｏＯ2 から成る正
極活物質と炭素から成る導電助剤とポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶｄＦ）から成るバインダーとを混合した正極合
剤を塗布することにより、正極集電体１ａの両面に正極
活物質層１ｂが形成された正極１を作製する。尚、この
際、正極集電体１ａの長手方向の一方の端部には、正極
活物質層１ｂが存在しない未塗布部１ｃを形成する。
１２に基づいて、以下に説明する。先ず、図１に示すよ
うに、アルミニウムから成る帯状の正極集電体１ａ（厚
さ：０．０２ｍｍ）の両面に、ＬｉＣｏＯ2 から成る正
極活物質と炭素から成る導電助剤とポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶｄＦ）から成るバインダーとを混合した正極合
剤を塗布することにより、正極集電体１ａの両面に正極
活物質層１ｂが形成された正極１を作製する。尚、この
際、正極集電体１ａの長手方向の一方の端部には、正極
活物質層１ｂが存在しない未塗布部１ｃを形成する。
【００１９】これと並行して、図２に示すように、銅か
ら成る帯状の負極集電体２ａ（厚さ：０．０１８ｍｍ）
の両面に、天然黒鉛から成る負極活物質とＰＶｄＦから
成るバインダーとを混合した負極合剤を塗布することに
より、負極集電体２ａの両面に負極活物質層２ｂが形成
された負極２を作製する。尚、この際、負極集電体２ａ
の長手方向の他方の端部（上記正極１とは反対方向の端
部）には、負極活物質層２ｂが存在しない未塗布部２ｃ
を形成する。次に、図３に示すように、幅Ｌ3 が、上記
正極活物質層１ｂの幅Ｌ1 及び上記負極活物質層２ｂの
幅Ｌ2 より若干大きくなるように形成されたセパレータ
３を用意する。尚、このセパレータ３は、多孔性のポリ
エチレン又はポリプロピレンから成る。
ら成る帯状の負極集電体２ａ（厚さ：０．０１８ｍｍ）
の両面に、天然黒鉛から成る負極活物質とＰＶｄＦから
成るバインダーとを混合した負極合剤を塗布することに
より、負極集電体２ａの両面に負極活物質層２ｂが形成
された負極２を作製する。尚、この際、負極集電体２ａ
の長手方向の他方の端部（上記正極１とは反対方向の端
部）には、負極活物質層２ｂが存在しない未塗布部２ｃ
を形成する。次に、図３に示すように、幅Ｌ3 が、上記
正極活物質層１ｂの幅Ｌ1 及び上記負極活物質層２ｂの
幅Ｌ2 より若干大きくなるように形成されたセパレータ
３を用意する。尚、このセパレータ３は、多孔性のポリ
エチレン又はポリプロピレンから成る。
【００２０】次いで、図４及び図５に示すようにして正
極１、負極２、及びセパレータ３を重ね合わせつつ、図
６に示すように、これらを渦巻き状に巻回して渦巻き電
極体４を形成する。この際、正極側の未塗布部１ｃと、
負極側の未塗布部２ｃ（図６においては、未塗布部２ｃ
は図示せず）とを、セパレータ３の端部より突出するよ
うに形成する。この後、図６に示すように、渦巻き電極
体４の上端面と平行にレーザー光を照射しつつ、レーザ
ー光をＣ１方向に半回転移動させ、更にＢ１方向に渦巻
き電極体４の上端まで移動させて、未塗布部１ｃの右半
分を切除する。しかる後、渦巻き電極体４の上端面と平
行にレーザー光を照射しつつ、レーザー光をＣ２方向に
半回転移動させ、更にＢ２方向に渦巻き電極体４の上端
まで移動させて、未塗布部１ｃの左半分を切除する。こ
れにより、図７に示すように、セパレータ３の端部より
突出形成された円弧状の電流取出部５…が、各周回毎に
且つ上記渦巻き電極体４の径方向に並設されることにな
る。尚、上記図７及び後述の図８においては、理解の容
易のため、渦巻き電極体４の正極集電体１ａのみを図示
し、負極２及びセパレータ３等については省略してい
る。
極１、負極２、及びセパレータ３を重ね合わせつつ、図
６に示すように、これらを渦巻き状に巻回して渦巻き電
極体４を形成する。この際、正極側の未塗布部１ｃと、
負極側の未塗布部２ｃ（図６においては、未塗布部２ｃ
は図示せず）とを、セパレータ３の端部より突出するよ
うに形成する。この後、図６に示すように、渦巻き電極
体４の上端面と平行にレーザー光を照射しつつ、レーザ
ー光をＣ１方向に半回転移動させ、更にＢ１方向に渦巻
き電極体４の上端まで移動させて、未塗布部１ｃの右半
分を切除する。しかる後、渦巻き電極体４の上端面と平
行にレーザー光を照射しつつ、レーザー光をＣ２方向に
半回転移動させ、更にＢ２方向に渦巻き電極体４の上端
まで移動させて、未塗布部１ｃの左半分を切除する。こ
れにより、図７に示すように、セパレータ３の端部より
突出形成された円弧状の電流取出部５…が、各周回毎に
且つ上記渦巻き電極体４の径方向に並設されることにな
る。尚、上記図７及び後述の図８においては、理解の容
易のため、渦巻き電極体４の正極集電体１ａのみを図示
し、負極２及びセパレータ３等については省略してい
る。
【００２１】この後、図８に示すように、電流取出部５
…を重ね合わせて、レーザー光にて溶着することによ
り、少なくとも一つの面（本例では上端面６ａ）が面一
となる正極側の取出端子６が形成される。尚、図示しな
いが、負極側の未塗布部２ｃについても同様の処理がな
されている。最後に、図９に示すように、上記正極側の
取出端子６の上端面６ａ（電流取出面）とアルミニウム
から成る正極電流端子７とをレーザーにより溶着せし
め、両者を面接合し、更に負極側の取出端子８の下端面
８ａ（電流取出面）と銅から成る負極電流端子９とをレ
ーザーにより溶着せしめ、両者を面接合した。
…を重ね合わせて、レーザー光にて溶着することによ
り、少なくとも一つの面（本例では上端面６ａ）が面一
となる正極側の取出端子６が形成される。尚、図示しな
いが、負極側の未塗布部２ｃについても同様の処理がな
されている。最後に、図９に示すように、上記正極側の
取出端子６の上端面６ａ（電流取出面）とアルミニウム
から成る正極電流端子７とをレーザーにより溶着せし
め、両者を面接合し、更に負極側の取出端子８の下端面
８ａ（電流取出面）と銅から成る負極電流端子９とをレ
ーザーにより溶着せしめ、両者を面接合した。
【００２２】ここで、電流を円滑に取り出すためには、
渦巻き電極体４の各周回における円周長さに対する、前
記電流取出部５…の円弧長さの割合は、５％以上となる
ように構成するのが望ましい。ところが、渦巻き電極体
４の径が極めて大きい場合には、上記発明の実施の形態
の如く、渦巻き電極体４の中心部と外周部とにおける電
流取出部５…の円弧長さを同様としたのでは、円周長さ
の大きな外周部においては、円弧長さの割合が５％以下
となる。そこで、このような場合には、図１０に示すよ
うに、渦巻き電極体４の中心部から外周部にいくにつれ
て電流取出部５…の円弧長さを大きくするような構造と
するか、または図１１に示すように、正極側の取出端子
６と負極側の取出端子８とを２個或いはそれ以上形成す
るような構造とすれば良い。
渦巻き電極体４の各周回における円周長さに対する、前
記電流取出部５…の円弧長さの割合は、５％以上となる
ように構成するのが望ましい。ところが、渦巻き電極体
４の径が極めて大きい場合には、上記発明の実施の形態
の如く、渦巻き電極体４の中心部と外周部とにおける電
流取出部５…の円弧長さを同様としたのでは、円周長さ
の大きな外周部においては、円弧長さの割合が５％以下
となる。そこで、このような場合には、図１０に示すよ
うに、渦巻き電極体４の中心部から外周部にいくにつれ
て電流取出部５…の円弧長さを大きくするような構造と
するか、または図１１に示すように、正極側の取出端子
６と負極側の取出端子８とを２個或いはそれ以上形成す
るような構造とすれば良い。
【００２３】また、上記発明の実施の形態では、レーザ
ー溶接法によって、少なくとも一つの面が面一となる取
出端子６・８を形成しているが、ビーム溶接法によっ
て、このような取出端子６・８を形成しても良い。但
し、ビーム溶接法においては、真空状態で作業をしなけ
ればならないため、作業性が低下する。加えて、ビーム
溶接法はレーザー溶接法に比べて溶接深さが小さいの
で、溶着強度が小さくなる。したがって、取出端子６・
８の形成時には、レーザー溶接法を用いるのが望まし
い。尚、これら溶接法を用いる場合において、上端面６
ａと下端面８ａ（共に、電流取出面）との面積は、電池
容量から決定される最大電流値に応じて、適切に決定す
る必要がある。
ー溶接法によって、少なくとも一つの面が面一となる取
出端子６・８を形成しているが、ビーム溶接法によっ
て、このような取出端子６・８を形成しても良い。但
し、ビーム溶接法においては、真空状態で作業をしなけ
ればならないため、作業性が低下する。加えて、ビーム
溶接法はレーザー溶接法に比べて溶接深さが小さいの
で、溶着強度が小さくなる。したがって、取出端子６・
８の形成時には、レーザー溶接法を用いるのが望まし
い。尚、これら溶接法を用いる場合において、上端面６
ａと下端面８ａ（共に、電流取出面）との面積は、電池
容量から決定される最大電流値に応じて、適切に決定す
る必要がある。
【００２４】更に、正極側の取出端子６の上端面６ａと
正極電流端子７との接合、及び負極側の取出端子８の上
端面８ａと負極電流端子９との面接合はレーザー溶接法
にて行っているが、ビーム溶接法又は超音波溶接法を用
いて行っても良い。但し、上記の如くビーム溶接法にお
いては作業性が低下するという問題を有し、超音波溶接
法では両取出端子６・８が圧力により破損することがあ
るという問題を有するので、レーザー溶接法にて両者を
接合するのが望ましい。加えて、上記発明の実施の形態
では、両取出端子６・８と両電流端子７・９とをそれぞ
れ直接接合しているが、このような構造に限定するもの
ではなく、例えば図１２に示すように、正極リード線１
１及び負極リード線１０を介して両取出端子６・８と両
電流端子７・９とを電気的に接続するような構造であっ
ても良い。尚、この場合には、正極側の取出端子６と正
極リード線１１及び負極側の取出端子８と負極リード線
１０とが面接合されることになる。
正極電流端子７との接合、及び負極側の取出端子８の上
端面８ａと負極電流端子９との面接合はレーザー溶接法
にて行っているが、ビーム溶接法又は超音波溶接法を用
いて行っても良い。但し、上記の如くビーム溶接法にお
いては作業性が低下するという問題を有し、超音波溶接
法では両取出端子６・８が圧力により破損することがあ
るという問題を有するので、レーザー溶接法にて両者を
接合するのが望ましい。加えて、上記発明の実施の形態
では、両取出端子６・８と両電流端子７・９とをそれぞ
れ直接接合しているが、このような構造に限定するもの
ではなく、例えば図１２に示すように、正極リード線１
１及び負極リード線１０を介して両取出端子６・８と両
電流端子７・９とを電気的に接続するような構造であっ
ても良い。尚、この場合には、正極側の取出端子６と正
極リード線１１及び負極側の取出端子８と負極リード線
１０とが面接合されることになる。
【００２５】また、正極活物質としては、上述のＬｉＣ
ｏＯ2 に限定するものではなく、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭ
ｎ2 Ｏ4 等を用いることができ、更に負極活物質として
は、上述の天然黒鉛に限定するものではなく、人造黒鉛
等の他の炭素材料を用いることができる。加えて、正極
リード線１１としては、上述のアルミニウムに限定する
ものではなく、鉄、ステンレス鋼、ニッケル等を用いる
ことができ、また負極リード線１０としては、上述の銅
に限定するものではなく、鉄、ステンレス鋼、ニッケル
等を用いることができる。
ｏＯ2 に限定するものではなく、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭ
ｎ2 Ｏ4 等を用いることができ、更に負極活物質として
は、上述の天然黒鉛に限定するものではなく、人造黒鉛
等の他の炭素材料を用いることができる。加えて、正極
リード線１１としては、上述のアルミニウムに限定する
ものではなく、鉄、ステンレス鋼、ニッケル等を用いる
ことができ、また負極リード線１０としては、上述の銅
に限定するものではなく、鉄、ステンレス鋼、ニッケル
等を用いることができる。
【００２６】
〔実施例〕実施例としては、上記発明の実施の形態に示
した円筒型非水電解液二次電池を用いた。尚、この電池
の高さは４００ｍｍ、直径は６０ｍｍであり、更に公称
容量は７０Ａｈ、電池電圧は３．６Ｖである。このよう
な構造の電池を、以下本発明電池Ａと称する。
した円筒型非水電解液二次電池を用いた。尚、この電池
の高さは４００ｍｍ、直径は６０ｍｍであり、更に公称
容量は７０Ａｈ、電池電圧は３．６Ｖである。このよう
な構造の電池を、以下本発明電池Ａと称する。
【００２７】〔比較例〕比較例としては、前記従来の技
術で示した円筒型非水電解液二次電池（特開平６−２６
７５２８号公報に示す電池）を用いた。尚、電池高さ等
については、上記実施例と同様に形成した。このような
構造の電池を、以下比較電池Ｘと称する。
術で示した円筒型非水電解液二次電池（特開平６−２６
７５２８号公報に示す電池）を用いた。尚、電池高さ等
については、上記実施例と同様に形成した。このような
構造の電池を、以下比較電池Ｘと称する。
【００２８】〔実験１〕上記本発明電池Ａと比較電池Ｘ
とにおける、放電容量と電池電圧との関係を調べたの
で、その結果を図１３に示す。尚、本実験における充放
電条件は、０．１４Ｃ（９．８Ａ）の電流で電池電圧が
４．２Ｖとなるまで定電流充電した後、２Ｃ（１４０
Ａ）の電流で電池電圧が２．７Ｖとなるまで定電流放電
するという条件である。
とにおける、放電容量と電池電圧との関係を調べたの
で、その結果を図１３に示す。尚、本実験における充放
電条件は、０．１４Ｃ（９．８Ａ）の電流で電池電圧が
４．２Ｖとなるまで定電流充電した後、２Ｃ（１４０
Ａ）の電流で電池電圧が２．７Ｖとなるまで定電流放電
するという条件である。
【００２９】図１３から明らかなように、比較電池Ｘで
は放電容量が６２．３Ａｈであるのに対して、本発明電
池Ａでは放電容量が６８．９Ａｈであって、格段に容量
が大きくなっていることが認められる。これは、本発明
電池Ａでは、集電体と取出端子とが一体的に形成され、
しかも取出端子と電流端子との接合が面接合となってい
るので、集電体と電流端子との間の接触抵抗が大幅に減
少し、電池の内部抵抗が格段に減少するという理由によ
るものと考えられる。
は放電容量が６２．３Ａｈであるのに対して、本発明電
池Ａでは放電容量が６８．９Ａｈであって、格段に容量
が大きくなっていることが認められる。これは、本発明
電池Ａでは、集電体と取出端子とが一体的に形成され、
しかも取出端子と電流端子との接合が面接合となってい
るので、集電体と電流端子との間の接触抵抗が大幅に減
少し、電池の内部抵抗が格段に減少するという理由によ
るものと考えられる。
【００３０】〔実験２〕渦巻き電極体の円周長さに対す
る電流取出部の円弧長さの割合（以下、単に電流取出部
の円弧長さの割合と略する）と放電容量との関係につい
て調べたので、その結果を図１４に示す。図１４から明
らかなように、電流取出部の円弧長さの割合が５％未満
になると急激に放電容量が低下するが、電流取出部の円
弧長さの割合が５％以上であれば放電容量の差異は認め
られない。したがって、電流取出部の円弧長さの割合は
５％以上であることが望ましい。
る電流取出部の円弧長さの割合（以下、単に電流取出部
の円弧長さの割合と略する）と放電容量との関係につい
て調べたので、その結果を図１４に示す。図１４から明
らかなように、電流取出部の円弧長さの割合が５％未満
になると急激に放電容量が低下するが、電流取出部の円
弧長さの割合が５％以上であれば放電容量の差異は認め
られない。したがって、電流取出部の円弧長さの割合は
５％以上であることが望ましい。
【００３１】このような実験結果となるのは、電流取出
部の円弧長さの割合が５％未満であれば集電効果を十分
に発揮できないため、電池の内部抵抗が増大する一方、
電流取出部の円弧長さの割合が５％以上であればいくら
割合を大きくしても電池の内部抵抗が減少しないという
理由によるものと考えられる。
部の円弧長さの割合が５％未満であれば集電効果を十分
に発揮できないため、電池の内部抵抗が増大する一方、
電流取出部の円弧長さの割合が５％以上であればいくら
割合を大きくしても電池の内部抵抗が減少しないという
理由によるものと考えられる。
【００３２】
【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
電池の内部抵抗が格段に減少するので、電池の放電容量
を飛躍的に増大することができる。また、露出部を加工
するだけで取出端子を形成することができるので、電池
の生産性が向上し、しかも取出端子を形成するための露
出部だけが残存する（即ち、露出部の大半は切断され
る）ので、電池の重量増が最低限に抑えられ、電池の重
量エネルギー密度が向上するといった優れた効果を奏す
る。
電池の内部抵抗が格段に減少するので、電池の放電容量
を飛躍的に増大することができる。また、露出部を加工
するだけで取出端子を形成することができるので、電池
の生産性が向上し、しかも取出端子を形成するための露
出部だけが残存する（即ち、露出部の大半は切断され
る）ので、電池の重量増が最低限に抑えられ、電池の重
量エネルギー密度が向上するといった優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明に用いる正極の正面図である。
【図２】本発明に用いる負極の正面図である。
【図３】本発明に用いるセパレータの正面図である。
【図４】正極、負極、及びセパレータを重ね合わせたと
きの正面図である。
きの正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】電池の製造工程を示す斜視図である。
【図７】電池の製造工程を示す斜視図である。
【図８】電池の製造工程を示す斜視図である。
【図９】電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明の変形例を示す断面図である。
【図１３】本発明電池Ａと比較電池Ｘとにおける、放電
容量と電池電圧との関係を示すグラフである。
容量と電池電圧との関係を示すグラフである。
【図１４】渦巻き電極体の円周長さに対する電流取出部
の円弧長さの割合と放電容量との関係を示すグラフであ
る。
の円弧長さの割合と放電容量との関係を示すグラフであ
る。
１：正極 １ａ：正極集電体 １ｂ：正極活物質層 １ｃ：未塗布部 ２：負極 ２ａ：負極集電体 ２ｂ：負極活物質層 ２ｃ：未塗布部 ３：セパレータ ４：渦巻き電極体 ５：電流取取出部 ６：取出端子 ７：正極電流端子 ８：取出端子 ９：負極電流端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 帯状の正極集電体の両面に正極活物質層
が形成された正極と、帯状の負極集電体の両面に負極活
物質層が形成された負極とが、帯状のセパレータを介し
て渦巻き状に巻回される渦巻き電極体を備え、上記正極
及び負極が、直接的に或いはリード線を介して電流端子
と電気的に接続される構造の円筒型非水電解液二次電池
において、 上記正極集電体又は上記負極集電体のうち、少なくとも
一方の集電体と一体的に形成されると共に上記セパレー
タの端部より突出形成された円弧状の電流取出部が、上
記渦巻き電極体の径方向に並設されるように各周回毎に
設けられ、更に上記電流取出部を重ね合わせて溶着する
ことにより、少なくとも一つの面が面一となる取出端子
が形成され、しかも、この取出端子の上記面一となる取
出面と上記電流端子又は上記リード線とが溶着により面
接合されることを特徴とする円筒型非水電解液二次電
池。 - 【請求項２】 前記正極集電体と一体的に形成された正
極側の電流取出部と、前記負極集電体と一体的に形成さ
れた負極側の電流取出部とを有し、且つ一方の電流取出
部は他方の電流取出部とは反対側に突出形成されてい
る、請求項１記載の円筒型非水電解液二次電池。 - 【請求項３】 前記渦巻き電極体の各周回における円周
長さに対する、前記電流取出部の円弧長さの割合が、５
％以上である、請求項１または２記載の円筒型非水電解
液二次電池。 - 【請求項４】 前記取出端子が複数形成されている、請
求項３記載の円筒型非水電解液二次電池。 - 【請求項５】 帯状の正極集電体の両面に正極活物質層
が形成された正極と、帯状の負極集電体の両面に負極活
物質層が形成された負極とのうち、少なくとも一方の極
における集電体に活物質層が形成されていない露出部が
形成され、この露出部が帯状のセパレータの端部より突
出形成するように、上記両極を上記セパレータを介して
渦巻き状に巻回する第１ステップと、 上記集電体の露出部の一部を残して露出部を切断し、円
弧状の電流取出部が上記渦巻き電極体の径方向に並設さ
れるように各周回毎に設ける第２ステップと、 上記電流取出部を重ね合わせて溶着することにより、少
なくとも一つの面が面一となる取出端子を形成する第３
ステップと、 上記取出端子の上記面一となる取出面と上記電流端子又
は上記リード線とを溶着により面接合する第４ステップ
と、 を有することを特徴とする円筒型非水電解液二次電池の
製造方法。 - 【請求項６】 前記第３ステップにおける溶着は、非接
触溶着法により行われる、請求項５記載の円筒型非水電
解液二次電池の製造方法。 - 【請求項７】 前記非接触溶着法がレーザー溶着法であ
る、請求項６記載の円筒型非水電解液二次電池の製造方
法。 - 【請求項８】 前記第４ステップにおける取出端子と上
記電流端子との接続又は取出端子とリード線との接続
は、超音波溶着法、ビーム溶着法、及びレーザー溶着法
から成る群から選択される溶着法により行われる、請求
項５記載の円筒型非水電解液二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9232176A JPH1173995A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9232176A JPH1173995A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1173995A true JPH1173995A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=16935204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9232176A Pending JPH1173995A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 円筒型非水電解液二次電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1173995A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11312517A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池用電極の製造法 |
| JP2001102033A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池 |
| JP2008218234A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 電池、この電池を搭載した車両、及び、この電池を搭載した電池搭載機器 |
| JP2011077105A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Nippon Chemicon Corp | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
| CN102024936A (zh) * | 2009-09-18 | 2011-04-20 | 三星Sdi株式会社 | 制造用于可再充电电池的电极组件的方法 |
| JP2011096620A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池、その製造方法及び切断金型 |
| JP2012513076A (ja) * | 2008-11-27 | 2012-06-07 | エムプラス コーポレーション | 二次電池の製造方法及び二次電池 |
| JP2013543236A (ja) * | 2010-10-15 | 2013-11-28 | エー１２３ システムズ， インコーポレイテッド | 一体型バッテリタブ |
| JP2018166080A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 二次電池の製造方法 |
| CN114566609A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-31 | 江苏海基新能源股份有限公司 | 一种多变间距的正极片结构、圆柱型电池及其生产工艺 |
| WO2023096389A1 (ko) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 그 제조 방법 및 장치, 전극 조립체를 포함하는 원통형 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| WO2023171600A1 (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | パナソニックエナジ－株式会社 | 非水電解質二次電池 |
-
1997
- 1997-08-28 JP JP9232176A patent/JPH1173995A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11312517A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池用電極の製造法 |
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| JP2008218234A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 電池、この電池を搭載した車両、及び、この電池を搭載した電池搭載機器 |
| JP2012513076A (ja) * | 2008-11-27 | 2012-06-07 | エムプラス コーポレーション | 二次電池の製造方法及び二次電池 |
| CN102024936A (zh) * | 2009-09-18 | 2011-04-20 | 三星Sdi株式会社 | 制造用于可再充电电池的电极组件的方法 |
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| JP2013543236A (ja) * | 2010-10-15 | 2013-11-28 | エー１２３ システムズ， インコーポレイテッド | 一体型バッテリタブ |
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| CN114566609A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-31 | 江苏海基新能源股份有限公司 | 一种多变间距的正极片结构、圆柱型电池及其生产工艺 |
| WO2023171600A1 (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | パナソニックエナジ－株式会社 | 非水電解質二次電池 |
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