WO2018016194A1 - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents

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Inventor
暁宏 茂出木
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Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery and a manufacturing method thereof.
  • a secondary battery has a configuration in which a sheet-like positive electrode and a negative electrode are laminated or wound with a separator in between, and are housed in an exterior body such as an exterior film or a metal can together with an electrolyte and sealed. is there. From the exterior body, strip-like electrode lead tabs serving as external terminals (positive electrode terminal and negative electrode terminal) connected to the positive electrode and the negative electrode are respectively drawn out.
  • Recent rechargeable batteries are used not only in various portable devices such as mobile phones, notebook type and tablet type personal computers, but also as power sources for electric assist bicycles, electric cars, hybrid cars and the like. Furthermore, the secondary battery is also used for storing electric power generated by a renewable power source such as a solar battery, which is being introduced to realize a low-carbon society associated with the global warming problem.
  • a renewable power source such as a solar battery
  • the electrode lead-out tab is joined to a positive electrode current collector foil in which a plurality of positive electrode tabs formed at the end of each sheet-like positive electrode are laminated.
  • the electrode lead-out tab is joined to a negative electrode current collector foil in which a plurality of negative electrode tabs formed at the end of each sheet-like negative electrode are laminated.
  • ultrasonic welding is used for joining the electrode lead-out tab and the positive electrode current collector foil and joining the electrode lead-out tab and the negative electrode current collector foil.
  • an electrode lead-out tab is placed on the anvil of an ultrasonic bonding apparatus having an uneven surface, a positive electrode current collector foil or a negative electrode current collector foil is disposed on the upper surface, and a positive electrode current collector foil or a negative electrode current collector is further disposed.
  • a horn of an ultrasonic bonding apparatus is brought into contact with the foil and welded. At this time, if the intensity of the ultrasonic vibration is large, the positive electrode current collector foil or the negative electrode current collector foil in contact with the horn may be cut or damaged by the ultrasonic vibration transmitted from the horn.
  • Patent Document 1 a protective member made of a metal plate is disposed between the positive electrode current collector foil or the negative electrode current collector foil and the horn of the ultrasonic bonding apparatus, and the positive electrode current collector is detected from ultrasonic vibration using the protective member.
  • a method of protecting the electric foil and the negative electrode current collector foil has been proposed.
  • the joint between the electrode lead-out tab and the positive electrode current collector foil and the joint between the electrode lead-out tab and the negative electrode current collector foil are provided in the vicinity of the sheet-like positive electrode and negative electrode, respectively.
  • uneven portions such as burrs and protrusions are generated on the surface of the electrode lead-out tab that contacts the anvil of the ultrasonic bonding apparatus and the surface of the protective member that contacts the horn of the ultrasonic bonding apparatus. Therefore, in the secondary battery in which the joint portion is accommodated in the exterior body, the uneven portion generated on the surface of the joint portion may damage and damage the inside of the exterior film that is the exterior body of the secondary battery.
  • Patent Document 1 in order to protect the inside of the exterior film from the concavo-convex portion, a belt-shaped protective member longer than the width of the electrode lead-out tab is prepared, and the protective member is bent after ultrasonic welding so as to cover the concavo-convex portion. Proposed configuration.
  • ultrasonic welding does not generate electrical resistance at the joint due to its principle.
  • the electrode lead-out tab and each electrode tab are not completely welded, and thus an electrical resistance mainly due to contact resistance is generated.
  • the contact resistance is increased in a positive electrode current collector foil in which a plurality of positive electrode tabs are stacked and a negative electrode current collector foil in which a plurality of negative electrode tabs are stacked. Therefore, when a large current flows through the electrode lead-out tab, the electrical resistance of the joint becomes a factor of wasteful power consumption of the secondary battery.
  • Patent Document 1 proposes a technique for protecting the interior of the exterior film from burrs, protrusions, and the like generated on the surface of the electrode lead-out tab and the surface of the protective member during ultrasonic welding. No technique is shown for reducing electrical resistance.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery that can further reduce the electrical resistance at the joint between the electrode lead-out tab and the electrode tab, and a method for manufacturing the same.
  • the secondary battery of the present invention includes electrode tabs respectively formed at end portions of a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes, A strip-like electrode lead-out tab connected to the plurality of positive electrodes or the plurality of negative electrodes via the electrode tabs; A strip-shaped auxiliary tab, Have In a joint portion that joins the plurality of electrode tabs, the electrode lead-out tab, and the auxiliary tab, A plurality of the electrode tabs and the electrode lead-out tabs to be joined are covered integrally with the auxiliary tabs.
  • the manufacturing method of the secondary battery of the present invention includes an electrode tab formed at each end of the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes, A strip-like electrode lead-out tab connected to the plurality of positive electrodes or the plurality of negative electrodes via the electrode tabs; A method for producing a secondary battery having Prepare a strip-shaped auxiliary tab, In a joint portion that joins the plurality of electrode tabs, the electrode lead-out tab, and the auxiliary tab, In this method, a plurality of the electrode tabs and the electrode lead-out tabs to be joined are covered by the auxiliary tabs so as to be joined together.
  • FIG. 1 is a plan view showing one structural example of the secondary battery of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery shown in FIG. 1 as viewed from the line A-A ′.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of an electrode laminate housed in the battery body of the secondary battery shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the joined portion of the electrode laminate shown in FIG. 3 as viewed from the line A-A ′.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another shape example of the auxiliary tab.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the auxiliary tab.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another shape example of the auxiliary tab.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing another shape example of the auxiliary tab.
  • FIG. 1 is a plan view showing a structural example of the secondary battery of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery shown in FIG.
  • the secondary battery 1 of the present invention includes a battery body 11, a strip-like positive electrode extraction tab 12, and a negative electrode extraction tab 13.
  • the battery body 11 has a configuration in which an exterior film such as a metal film or a laminate film obtained by laminating a metal thin film and a heat-fusible resin film is used as an exterior body and the outer periphery of the exterior film is sealed by thermal fusion. is there.
  • the strip-like positive electrode extraction tab 12 and the negative electrode extraction tab 13 are each extracted from a sealing portion 14 provided on one short side of the battery body 11.
  • Gasket portions 15 are respectively provided at portions where the positive electrode pull-out tab 12 and the negative electrode pull-out tab 13 are in contact with the sealing portion 14 of the outer film, and the sealing performance of the outer film is enhanced by the gasket portion 15.
  • a sheet-like positive electrode 100 and a negative electrode 200 are stacked inside a battery body 11 with a separator 300 therebetween, and are stored together with an electrolytic solution.
  • a positive electrode tab 105 is provided at each end of each positive electrode 100, and the plurality of positive electrode tabs 105 are joined to the positive electrode lead-out tab 12 at the joint 110.
  • a negative electrode tab 205 is provided at each end of each negative electrode 200, and the plurality of negative electrode tabs 205 are joined to the negative electrode lead-out tab 13 at the joint portion 210.
  • ultrasonic welding is used for joining the positive electrode tab 105 and the positive electrode lead tab 12 and joining the negative electrode tab 205 and the negative electrode lead tab 13.
  • the positive electrode tab 105 and the negative electrode tab 205 are collectively referred to as an “electrode tab”
  • the positive electrode extraction tab 12 and the negative electrode extraction tab 13 are collectively referred to as an “electrode extraction tab”.
  • FIG. 3 is a plan view showing one configuration example of an electrode body housed in the battery body of the secondary battery shown in FIG.
  • the electrode body 400 has a configuration in which a sheet-like positive electrode 100 and a negative electrode 200 are stacked with a separator 300 therebetween. Each end of the electrode body 400 is fixed using an adhesive tape 410 so that the positive electrode 100, the negative electrode 200, and the separator 300 are not displaced from each other.
  • the secondary battery 1 has a configuration in which the electrode body in which the sheet-like positive electrode 100 and the negative electrode 200 are wound with the separator 300 interposed therebetween is enclosed in the battery body 11.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the joint portion of the electrode laminate shown in FIG. 3 as seen from the line A-A ′.
  • FIG. 4 shows a state in which the positive electrode tab (electrode tab) 105 and the positive electrode extraction tab (electrode extraction tab) 12 are bonded together by using an ultrasonic bonding apparatus together with a configuration example of the bonding portion 110.
  • FIG. 4 only the configuration example of the joint portion 110 between the positive electrode tab 105 and the positive electrode lead tab 12 is shown, but the joint portion 210 between the negative electrode tab 205 and the negative electrode lead tab 13 has the same configuration.
  • the secondary battery of the present invention includes a strip-shaped auxiliary tab 111 that covers the positive electrode pull-out tab 12 and the plurality of positive electrode tabs 105.
  • the auxiliary tab 111 is disposed so as to surround the positive electrode extraction tab 12 and the plurality of positive electrode tabs 105 in a direction orthogonal to the extraction direction of the positive electrode extraction tab 12. Further, in the present invention, the anvil and the horn of the ultrasonic bonding apparatus are brought into contact with and welded to two surfaces parallel to the strip-like positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 in the outer peripheral surface of the auxiliary tab 111.
  • the positive electrode tab 105, the positive electrode extraction tab 12, and the auxiliary tab 111 are integrally joined.
  • the same material as the positive electrode pull-out tab 12 and the negative electrode pull-out tab 13 may be used for the auxiliary tab 111.
  • the positive electrode pull-out tab 12 is made of aluminum, aluminum may be used for the auxiliary tab 111 used at the joint 110 of the positive electrode pull-out tab 12.
  • the negative electrode extraction tab 13 is formed of a material different from that of the positive electrode extraction tab 12, the same material as that of the negative electrode extraction tab 13 may be used for the auxiliary tab 111 used in the joint portion 210 of the negative electrode extraction tab 13.
  • nickel, nickel-plated copper plate, nickel-copper clad material covered with nickel, or the like is used for the negative electrode extraction tab 13, for example, nickel, nickel-plated copper plate, nickel-copper clad material covered with nickel, or the like is used.
  • the auxiliary tab 111 functions as a protective member that protects the positive electrode tab 105 during ultrasonic welding.
  • the positive tab 105 separated from the positive lead tab 12 has a large contact resistance by welding on two surfaces parallel to the strip-shaped positive tab 105 and the positive lead tab 12 on the outer peripheral surface of the auxiliary tab 111.
  • the positive electrode extraction tab 12 is electrically connected via the auxiliary tab 111. Therefore, the electrical resistance at the joint 110 between the positive electrode tab (electrode lead tab) 12 and the positive electrode tab (electrode tab) 105 can be further reduced.
  • the negative electrode tab 205 can be protected from ultrasonic vibration and the electrical resistance at the joint portion 210 can be further reduced.
  • FIG. 4 shows an example in which a plurality of positive electrode tabs 105 are stacked on the upper surface (one surface) side of the positive electrode extraction tab 12, but the plurality of positive electrode tabs 105 are formed on the upper surface (one surface) of the positive electrode extraction tab 12. ) Side and a lower surface (the other surface) side opposite to the upper surface. If the plurality of positive electrode tabs 105 are divided and arranged on one surface side and the other surface side of the positive electrode extraction tab 12, the number of positive electrode tabs 105 stacked on each surface can be reduced.
  • the electrical resistance at the joint 110 can be further reduced as compared with the configuration in which the positive electrode tabs 105 are arranged only on one surface of the positive electrode extraction tab 12.
  • the configuration in which the plurality of positive electrode tabs 105 are divided and arranged on one surface side and the other surface side of the positive electrode extraction tab 12 can also be applied to the case where the auxiliary tab 111 shown in FIGS. 5 to 8 described later is used.
  • an auxiliary tab 111 having a U-shaped cross section when viewed from the line AA ′ of the electrode laminate shown in FIG. 3 is provided, and a positive electrode tab 105 and a positive electrode extraction tab are provided in the concave portion of the auxiliary tab 111.
  • the auxiliary tab 111 is not limited to the shape shown in FIG. 5 to 8 show other examples of the shape of the auxiliary tab.
  • FIGS. 5 to 8 are sectional views taken along the line A-A 'of the electrode laminate shown in FIG. 3, similarly to FIG. 5 to 8, as in FIG. 4, together with the configuration example of the joint portion 110, the positive electrode tab 105 and the positive electrode lead-out tab 12 are combined with the strip-shaped positive electrode tab 105 and the positive electrode using an ultrasonic bonding apparatus. A state in which welding and joining are performed on two surfaces parallel to the drawer tab 12 is shown.
  • FIGS. 5 to 8 show only the configuration example of the joint portion 110 for joining the positive electrode tab 105 and the positive electrode lead tab 12, but the joint portion 210 for joining the negative electrode tab 205 and the negative electrode lead tab 13 is the same. It is a configuration.
  • FIG. 5 shows an example in which a plurality of positive electrode tabs 105 and positive electrode pull-out tabs 12 are respectively arranged in the recesses of the auxiliary tab 111 having a U-shaped cross section, and both end portions of the auxiliary tab 111 are bent inward in an L shape. Is shown.
  • the auxiliary tab 111, the positive electrode pull-out tab 12, and the plurality of positive electrode tabs 105 are formed on two surfaces parallel to the strip-shaped positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 on the outer peripheral surface of the auxiliary tab 111, The horns are brought into contact with each other and welded together.
  • FIG. 5 shows an example in which both end portions of the auxiliary tab 111 are bent inward in an L-shape in a direction parallel to the strip-like positive electrode tab 105 and the positive electrode extraction tab 12. In the thickness direction of the tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12, both end portions may be bent inward in an L shape.
  • the positions of the auxiliary tab 111 with respect to the positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 are fixed by bending both ends of the auxiliary tab 111 inward in an L shape. Is suppressed. Similar effects can be obtained with the shape of the auxiliary tab 111 shown in FIGS.
  • FIG. 6 includes an auxiliary tab 111 and a metal plate 112 having a U-shaped cross section, and a positive electrode pull-out tab 12 and a plurality of positive electrode tabs 105 are disposed in the recess of the auxiliary tab 111, and the recess of the auxiliary tab 111 is formed on the metal plate.
  • An example in which the recess 112 is closed is shown.
  • the auxiliary tab 111, the metal plate 112, the positive electrode pull-out tab 12, and the plurality of positive electrode tabs 105 are two surfaces parallel to the strip-shaped positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 among the outer peripheral surfaces of the auxiliary tab 111 and metal plate 112
  • the anvil and horn of the ultrasonic bonding apparatus are brought into contact with each other and welded together to join together.
  • the metal plate 112 may be formed using the same material as the auxiliary tab 111.
  • FIG. 6 shows an example in which the plurality of positive electrode tabs 105 are divided and arranged on one surface side and the other surface side of the metal plate 112 located in the concave portion of the auxiliary tab 111.
  • the tab 105 may not be divided and arranged.
  • the plurality of positive electrode tabs 105 may be collectively arranged on one surface side or the other surface side of the metal plate 112 located in the recess of the auxiliary tab 111.
  • FIG. 7 shows that a plurality of positive electrode tabs 105 and positive electrode pull-out tabs 12 are respectively disposed in the recesses of the auxiliary tab 111 having a U-shaped cross-section with one of the opposite sides extended, and the extended one end portion is An example of a shape folded back into the recess of the auxiliary tab 111 is shown.
  • the auxiliary tab 111, the positive electrode pull-out tab 12, and the plurality of positive electrode tabs 105 are formed on two surfaces parallel to the strip-shaped positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 on the outer peripheral surface of the auxiliary tab 111, The horns are brought into contact with each other and welded together.
  • FIG. 7 shows an example in which a plurality of positive electrode tabs 105 are divided and arranged on one surface side and the other surface side of the auxiliary tab end portion folded back into the recess. It is not necessary to divide and arrange.
  • the plurality of positive electrode tabs 105 may be collectively arranged on one surface side or the other surface side of the auxiliary tab end portion folded back into the recess.
  • FIG. 8 shows an example of a shape in which the positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 are respectively disposed in the concave portion of the U-shaped auxiliary tab 111 and both end portions of the auxiliary tab 111 are folded back into the concave portion.
  • the auxiliary tab 111, the positive electrode pull-out tab 12, and the plurality of positive electrode tabs 105 are formed on two surfaces parallel to the strip-shaped positive electrode tab 105 and the positive electrode pull-out tab 12 on the outer peripheral surface of the auxiliary tab 111, The horns are brought into contact with each other and welded together.
  • FIG. 8 shows an example in which a plurality of positive electrode tabs 105 are divided into three parts at two auxiliary tab ends folded back into the recesses, but the plurality of positive electrode tabs 105 are divided into two parts. It may be arranged or may not be divided and arranged.
  • the plurality of positive electrode tabs 105 may be divided and arranged on one surface side and the other surface side of any one of the auxiliary tab end portions of the two auxiliary tab end portions folded back into the recesses.
  • the plurality of positive electrode tabs 105 may be collectively arranged on one surface side or the other surface side of one of the auxiliary tab end portions of the two auxiliary tab end portions folded back into the recess. .
  • the auxiliary tab 111 is usually formed by being bent so as to have the same size (area) as the surface on which the anvil and horn of the ultrasonic bonding apparatus abut. If the auxiliary tab 111 after bending is larger than the surface contacting the anvil and horn of the ultrasonic bonding apparatus, the periphery of the auxiliary tab 111 may be lifted after ultrasonic welding, and the inside of the exterior film as an exterior body may be damaged. In particular, in the example shown in FIGS. 4 to 7, one end portion or both end portions of the auxiliary tab 111 are located on the outermost periphery of the joint portion 110, so that the end portion that is lifted after ultrasonic welding damages the inside of the exterior film. Part.
  • the auxiliary tab 111 shown in FIG. 8 has a shape in which both end portions are folded back into the recesses, and the end portion which is a sharp portion is not exposed to the outside, so that it is more external than the auxiliary tab 111 shown in FIGS. Failure to damage the inside of the film is suppressed.

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Abstract

二次電池は、複数の正極及び複数の負極の端部にそれぞれ形成された電極タブと、電極タブを介して複数の正極または複数の負極と接続される帯板状の電極引き出しタブと、帯板状の補助タブとを有し、複数の電極タブと電極引き出しタブと補助タブとを接合する接合部において、接合対象となる複数の電極タブ及び電極引き出しタブが補助タブで覆われることで一体的に接合されている。

Description

二次電池およびその製造方法
　本発明は二次電池およびその製造方法に関する。
　一般に、二次電池は、シート状の正極及び負極がセパレータを間に有して積層または巻回されて、電解液と共に外装フィルムや金属缶等の外装体に収容されて封止された構成である。外装体からは、正極及び負極と接続された外部端子（正極端子及び負極端子）となる帯板状の電極引き出しタブがそれぞれ引き出される。
　近年の二次電池は、携帯電話機、ノート型やタブレット型のパーソナルコンピュータ等の各種携帯機器で用いられるだけでなく、電動アシスト自転車、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源としても用いられる。さらに、二次電池は、地球温暖化問題に伴う低炭素社会の実現へ向けて導入されつつある、太陽電池等の再生可能電源で発電された電力の貯蔵にも用いられる。二次電池を電力貯蔵や電気自動車等の大型の電源として用いる場合、上記電極引き出しタブ（外部端子）には大きな電流が流れるため、該電極引き出しタブの抵抗値を小さくする必要がある。
　電極引き出しタブは、シート状の各正極の端部に形成された複数の正極タブを積層した正極集電箔と接合される。また、電極引き出しタブは、シート状の各負極の端部に形成された複数の負極タブを積層した負極集電箔と接合される。電極引き出しタブと正極集電箔との接合及び電極引き出しタブと負極集電箔との接合には、例えば超音波溶接が用いられる。
　超音波溶接では、凹凸面を有する超音波接合装置のアンビル上に電極引き出しタブを載置し、その上面に正極集電箔または負極集電箔を配置し、さらに正極集電箔または負極集電箔上に超音波接合装置のホーンを当接して溶接する。このとき、超音波振動の強度が大きいと、ホーンと当接する正極集電箔または負極集電箔がホーンから伝わる超音波振動によって切断・損傷するおそれがある。そのため、例えば特許文献１では、正極集電箔または負極集電箔と超音波接合装置のホーンとの間に金属板から成る保護部材を配置し、該保護部材を用いて超音波振動から正極集電箔や負極集電箔を保護する方法を提案している。
　なお、電極引き出しタブと正極集電箔の接合部及び電極引き出しタブと負極集電箔の接合部は、それぞれシート状の正極及び負極の近傍に設けるため、通常、外装体内に収納される。一方、超音波溶接では、超音波接合装置のアンビルと当接する電極引き出しタブの表面、並びに超音波接合装置のホーンと当接する保護部材の表面に、バリ、突起等の凹凸部が発生する。そのため、上記接合部が外装体内に収納される二次電池では、該接合部の表面で発生した凹凸部が該二次電池の外装体である外装フィルムの内部を傷つけて損傷させるおそれがある。
　そこで、特許文献１では、凹凸部から外装フィルム内部を保護するため、電極引き出しタブの幅よりも長い帯状の保護部材を用意し、超音波溶接後に該保護部材を折り曲げて凹凸部を覆うようにした構成を提案している。
　ところで、超音波溶接は、その原理上、接合部で電気抵抗を発生させることがない。しかしながら、実際の接合部では、電極引き出しタブと各電極タブとが完全に溶着するわけではないため、接触抵抗を主要因とする電気抵抗が発生する。特に複数の正極タブを積層した正極集電箔及び複数の負極タブを積層した負極集電箔で接触抵抗が大きくなる。したがって、電極引き出しタブに大きな電流が流れる場合、上記接合部の電気抵抗が二次電池の無駄な電力消費の要因となる。
　上述したように特許文献１は、超音波溶接時に電極引き出しタブの表面及び保護部材の表面で発生するバリ、突起等から外装フィルム内部を保護するための技術を提案したものであり、接合部における電気抵抗を低減するための技術は何も示していない。
国際公開第２０１３／０３１９３７号
　そこで、本発明は、電極引き出しタブと電極タブの接合部における電気抵抗をより低減できる二次電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明の二次電池は、複数の正極及び複数の負極の端部にそれぞれ形成された電極タブと、
　前記電極タブを介して複数の前記正極または複数の前記負極と接続される帯板状の電極引き出しタブと、
　帯板状の補助タブと、
を有し、
　複数の前記電極タブと前記電極引き出しタブと前記補助タブとを接合する接合部において、
　接合対象となる複数の前記電極タブ及び前記電極引き出しタブが前記補助タブで覆われることで一体的に接合された構成である。
　一方、本発明の二次電池の製造方法は、複数の正極及び複数の負極の端部にそれぞれ形成された電極タブと、
　前記電極タブを介して複数の前記正極または複数の前記負極と接続される帯板状の電極引き出しタブと、
を有する二次電池の製造方法であって、
　帯板状の補助タブを用意し、
　複数の前記電極タブと前記電極引き出しタブと前記補助タブとを接合する接合部において、
　接合対象となる複数の前記電極タブ及び前記電極引き出しタブを前記補助タブで覆うことで一体的に接合する方法である。
図１は、本発明の二次電池の一構成例を示す平面図である。 図２は、図１に示した二次電池をＡ－Ａ’線から見た断面図である。 図３は、図１に示した二次電池の電池本体内に収納される電極積層体の一構成例を示す平面図である。 図４は、図３に示した電極積層体の接合部をＡ－Ａ’線から見た断面図である。 図５は、補助タブのその他の形状例を示す断面図である。 図６は、補助タブのその他の形状例を示す断面図である。 図７は、補助タブのその他の形状例を示す断面図である。 図８は、補助タブのその他の形状例を示す断面図である。
　次に本発明について図面を用いて説明する。
　図１は本発明の二次電池の一構成例を示す平面図であり、図２は図１に示した二次電池をＡ－Ａ’線から見た断面図である。
　図１で示すように、本発明の二次電池１は、電池本体１１、帯板状の正極引き出しタブ１２及び負極引き出しタブ１３を有する。
　電池本体１１は、金属フィルム、あるいは金属薄膜と熱融着性樹脂フィルムとを積層したラミネートフィルム等の外装フィルムを外装体とし、該外装フィルムの外周を熱融着することで封止した構成である。帯板状の正極引き出しタブ１２及び負極引き出しタブ１３は、電池本体１１の一方の短辺に設けた封口部１４からそれぞれ引き出される。正極引き出しタブ１２及び負極引き出しタブ１３と外装フィルムの封口部１４とが当接する部位にはガスケット部１５がそれぞれ設けられ、該ガスケット部１５により外装フィルムの封止性能が高められている。
　図２で示すように、電池本体１１内部には、シート状の正極１００及び負極２００がセパレータ３００を間に有して積層されて、電解液と共に収納される。各正極１００の端部にはそれぞれ正極タブ１０５が設けられ、該複数の正極タブ１０５が、接合部１１０にて正極引き出しタブ１２と接合される。図２では示していないが、各負極２００の端部にはそれぞれ負極タブ２０５が設けられ、該複数の負極タブ２０５が接合部２１０にて負極引き出しタブ１３と接合される。上述したように、正極タブ１０５と正極引き出しタブ１２との接合、並びに負極タブ２０５と負極引き出しタブ１３との接合には、例えば超音波溶接を用いる。
　本明細書では、正極タブ１０５及び負極タブ２０５を総称する場合は「電極タブ」と称し、正極引き出しタブ１２及び負極引き出しタブ１３を総称する場合は「電極引き出しタブ」と称す。
　図３は、図１に示した二次電池の電池本体内に収納される電極体の一構成例を示す平面図である。
　図３で示すように、電極体４００は、シート状の正極１００及び負極２００がセパレータ３００を間に有して積層された構成である。電極体４００は、正極１００、負極２００及びセパレータ３００が互いに位置ずれしないように、粘着テープ４１０を用いて各端辺がそれぞれ固定されている。上述したように、二次電池１には、シート状の正極１００及び負極２００がセパレータ３００を間に有して巻回された電極体が、電池本体１１内に封入された構成もある。
　図４は、図３に示した電極積層体の接合部をＡ－Ａ’線から見た断面図である。図４は、接合部１１０の構成例と共に、超音波接合装置を用いて正極タブ（電極タブ）１０５と正極引き出しタブ（電極引き出しタブ）１２とを接合する様子を示している。図４では、正極タブ１０５と正極引き出しタブ１２の接合部１１０の構成例のみを示しているが、負極タブ２０５と負極引き出しタブ１３の接合部２１０も同様の構成である。
　図４で示すように、本発明の二次電池は、正極引き出しタブ１２と複数の正極タブ１０５とを覆う帯板状の補助タブ１１１を備える。補助タブ１１１は、正極引き出しタブ１２の引き出し方向と直交する方向に、正極引き出しタブ１２及び複数の正極タブ１０５をそれぞれ囲むように配置される。
　また、本発明では、補助タブ１１１の外周面のうち、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面に超音波接合装置のアンビル及びホーンを当接させて溶接することで、正極タブ１０５、正極引き出しタブ１２及び補助タブ１１１を一体的に接合する。
　補助タブ１１１には、正極引き出しタブ１２や負極引き出しタブ１３と同じ材料を用いればよい。例えば、正極引き出しタブ１２がアルミニウムで形成されている場合、正極引き出しタブ１２の接合部１１０で用いる補助タブ１１１にもアルミニウムを用いればよい。負極引き出しタブ１３が正極引き出しタブ１２と異なる材料で形成されている場合、負極引き出しタブ１３の接合部２１０で用いる補助タブ１１１には、該負極引き出しタブ１３と同じ材料を用いればよい。負極引き出しタブ１３には、例えばニッケル、ニッケルめっき銅板、ニッケルで覆われたニッケル銅クラッド材等が用いられる。
　このように補助タブ１１１を正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と一体的に接合することで、補助タブ１１１が超音波溶接時における正極タブ１０５を保護する保護部材として機能する。また、補助タブ１１１の外周面のうち、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面で溶接することで、正極引き出しタブ１２から離間した正極タブ１０５は、接触抵抗が大きくなる他の正極タブ１０５ではなく、補助タブ１１１を介して正極引き出しタブ１２と電気的に接続される。そのため、正極引き出しタブ（電極引き出しタブ）１２と正極タブ（電極タブ）１０５との接合部１１０における電気抵抗をより低減できる。
　同様に、補助タブ１１１を負極タブ２０５及び負極引き出しタブ１３と一体的に接合することで、超音波振動から負極タブ２０５を保護できると共に接合部２１０における電気抵抗をより低減できる。
　図４では、正極引き出しタブ１２の上面（一方の面）側に複数の正極タブ１０５が積層された例を示しているが、複数の正極タブ１０５は、正極引き出しタブ１２の上面（一方の面）側と、該上面と対向する下面（他方の面）側とに分割して配置してもよい。複数の正極タブ１０５を正極引き出しタブ１２の一方の面側と他方の面側とに分割して配置すれば、各面上に積層する正極タブ１０５の数を低減できる。したがって、正極タブ１０５どうしの接触抵抗が低減するため、正極引き出しタブ１２の一方の面にのみ正極タブ１０５を配置する構成よりも接合部１１０における電気抵抗をより低減できる。複数の正極タブ１０５を正極引き出しタブ１２の一方の面側と他方の面側とに分割して配置する構成は、後述する図５～図８で示す補助タブ１１１を用いる場合にも適用できる。
　上記特許文献１に記載されているように、超音波接合装置のアンビル及びホーンと当接する補助タブ１１１の表面には超音波溶接によってバリ、突起等の凹凸部が発生し、該凹凸部で外装フィルム内部が傷つくおそれがある。そのため、超音波溶接後の補助タブ１１１の表面では、保護テープ等を用いて溶接痕である凹凸部を覆うことで該凹凸部から外装フィルム内部を保護することが好ましい。
　なお、図４では、図３で示した電極積層体のＡ－Ａ’線から見て断面がＵ字状の補助タブ１１１を備え、該補助タブ１１１の凹部内に正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２をそれぞれ配置する例を示しているが、補助タブ１１１は図４に示した形状に限定されるものではない。図５～図８に、補助タブのその他の形状例を示す。
　図５～図８は、図４と同様に、図３で示した電極積層体のＡ－Ａ’線から見た断面図を示している。また、図５～図８は、図４と同様に、接合部１１０の構成例と共に、超音波接合装置を用いて正極タブ１０５と正極引き出しタブ１２とを、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面にて溶接・接合する様子を示している。図５～図８では、正極タブ１０５と正極引き出しタブ１２とを接合する接合部１１０の構成例のみを示しているが、負極タブ２０５と負極引き出しタブ１３とを接合する接合部２１０も同様の構成である。
　図５は、断面がＵ字状の補助タブ１１１の凹部内に複数の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２をそれぞれ配置し、該補助タブ１１１の両端部をそれぞれＬ字状に内側へ折り曲げた例を示している。補助タブ１１１、正極引き出しタブ１２及び複数の正極タブ１０５は、補助タブ１１１の外周面のうち、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面に超音波接合装置のアンビル及びホーンを当接させて溶接することで一体的に接合する。
　図５では、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な方向に補助タブ１１１の両端部をそれぞれＬ字状に内側へ折り曲げた例を示しているが、補助タブ１１１は、正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２の厚さ方向に、その両端部をそれぞれＬ字状に内側へ折り曲げる形状としてもよい。
　図５に示す補助タブ１１１では、該補助タブ１１１の両端部をそれぞれＬ字状に内側へ折り曲げることで、正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２に対する補助タブ１１１の位置が固定されて該補助タブ１１１の位置ずれが抑制される。同様の効果は、後述する図６～図８で示す補助タブ１１１の形状でも得ることができる。
　図６は、断面がＵ字状の補助タブ１１１及び金属板１１２を備え、補助タブ１１１の凹部内に正極引き出しタブ１２及び複数の正極タブ１０５を配置し、該補助タブ１１１の凹部を金属板１１２の凹部で塞いだ例を示している。
　補助タブ１１１、金属板１１２、正極引き出しタブ１２及び複数の正極タブ１０５は、補助タブ１１１及び金属板１１２の外周面のうち、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面に超音波接合装置のアンビル及びホーンを当接させて溶接することで一体的に接合する。金属板１１２は、補助タブ１１１と同じ材料を用いて形成すればよい。
　図６では、複数の正極タブ１０５を、補助タブ１１１の凹部内に位置する金属板１１２の一方の面側と他方の面側とに分割して配置する例を示しているが、複数の正極タブ１０５は分割して配置しなくてもよい。例えば、複数の正極タブ１０５は、補助タブ１１１の凹部内に位置する金属板１１２の一方の面側または他方の面側に一括して配置してもよい。
　図７は、対向する一方の辺が延伸された断面がＵ字状の補助タブ１１１の凹部内に複数の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２をそれぞれ配置し、該延伸された一方の端部を補助タブ１１１の凹部内に折り返した形状例を示している。補助タブ１１１、正極引き出しタブ１２及び複数の正極タブ１０５は、補助タブ１１１の外周面のうち、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面に超音波接合装置のアンビル及びホーンを当接させて溶接することで一体的に接合する。
　図７では、複数の正極タブ１０５を、凹部内に折り返した補助タブ端部の一方の面側と他方の面側とに分割して配置する例を示しているが、複数の正極タブ１０５は分割して配置しなくてもよい。例えば、複数の正極タブ１０５は、凹部内に折り返した補助タブ端部の一方の面側または他方の面側に一括して配置してもよい。
　図８は、Ｕ字状の補助タブ１１１の凹部内に正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２をそれぞれ配置し、該補助タブ１１１の両端部をそれぞれ凹部内に折り返した形状例を示している。補助タブ１１１、正極引き出しタブ１２及び複数の正極タブ１０５は、補助タブ１１１の外周面のうち、帯板状の正極タブ１０５及び正極引き出しタブ１２と平行な２面に超音波接合装置のアンビル及びホーンを当接させて溶接することで一体的に接合する。
　図８は、複数の正極タブ１０５を、凹部内に折り返した２つの補助タブ端部で３つに分割して配置する例を示しているが、複数の正極タブ１０５は２つに分割して配置してもよく、分割して配置しなくてもよい。例えば、複数の正極タブ１０５は、凹部内に折り返した２つの補助タブ端部のうち、いずれか一方の補助タブ端部の一方の面側と他方の面側とに分割して配置してもよい。また、複数の正極タブ１０５は、凹部内に折り返した２つの補助タブ端部のうち、いずれか一方の補助タブ端部の一方の面側または他方の面側に一括して配置してもよい。
　補助タブ１１１は、通常、超音波接合装置のアンビル及びホーンが当接する面と同程度の大きさ（面積）となるように折り曲げて成形する。折り曲げ後の補助タブ１１１が超音波接合装置のアンビル及びホーンと当接する面よりも大きいと、超音波溶接後に該補助タブ１１１の周囲が浮き上がり、外装体である外装フィルム内部を傷つけるおそれがある。特に図４～図７で示した例では、補助タブ１１１の一方の端部または両端部が接合部１１０の最外周に位置するため、超音波溶接後に浮き上がった端部が外装フィルム内部を傷つける鋭利部となる。
　図８に示した補助タブ１１１は、両端部をそれぞれ凹部内に折り返した形状であり、鋭利部となる端部が外部に露出しないため、図４～図７に示した補助タブ１１１よりも外装フィルム内部が傷つく不具合が抑制される。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
　この出願は、２０１６年　７月２１日に出願された特願２０１６－１４３１４５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

  1. 　複数の正極及び複数の負極の端部にそれぞれ形成された電極タブと、
    　前記電極タブを介して複数の前記正極または複数の前記負極と接続される帯板状の電極引き出しタブと、
    　帯板状の補助タブと、
    を有し、
    　複数の前記電極タブと前記電極引き出しタブと前記補助タブとを接合する接合部において、
    　接合対象となる複数の前記電極タブ及び前記電極引き出しタブが前記補助タブで覆われることで一体的に接合された二次電池。
  2. 　前記補助タブは、断面がＵ字状である請求項１記載の二次電池。
  3. 　前記接合部は、
    　断面がＵ字状の金属板をさらに有し、
    　前記補助タブの凹部が、前記金属板の凹部で塞がれ、前記電極タブ、前記電極引き出しタブ、前記補助タブ及び前記金属板が一体的に接合された請求項２記載の二次電池。
  4. 　前記補助タブは、断面がＵ字状の両端部がＬ字状に内側へ折り曲げられた形状である請求項１記載の二次電池。
  5. 　前記補助タブは、断面がＵ字状の対向する一方の辺が延伸され、該延伸された一方の辺の端部が凹部内に折り返された形状である請求項１記載の二次電池。
  6. 　前記補助タブは、断面がＵ字状の両端部が凹部内にそれぞれ折り返された形状である請求項１記載の二次電池。
  7. 　複数の前記電極タブが、前記電極引き出しタブの一方の面と該面と対向する他方の面とに分割してそれぞれ配置された請求項１から６のいずれか１項に記載の二次電池。
  8. 　複数の正極及び複数の負極の端部にそれぞれ形成された電極タブと、
    　前記電極タブを介して複数の前記正極または複数の前記負極と接続される帯板状の電極引き出しタブと、
    を有する二次電池の製造方法であって、
    　帯板状の補助タブを用意し、
    　複数の前記電極タブと前記電極引き出しタブと前記補助タブとを接合する接合部において、
    　接合対象となる複数の前記電極タブ及び前記電極引き出しタブを前記補助タブで覆うことで一体的に接合する二次電池の製造方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113268U (ja) * 1982-01-26 1983-08-02 古河電池株式会社 極板耳群端子集結装置
JP2001256950A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池
JP2003187778A (ja) * 2001-12-21 2003-07-04 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
JP2003197174A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
WO2013031937A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2013534361A (ja) * 2010-08-17 2013-09-02 エルジー・ケム・リミテッド 改善したリード構造の二次電池
JP2014132590A (ja) * 2009-06-17 2014-07-17 Gs Yuasa Corp 電池及び電池の製造方法
JP2015008085A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 株式会社リチウムエナジージャパン 蓄電素子

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113268U (ja) * 1982-01-26 1983-08-02 古河電池株式会社 極板耳群端子集結装置
JP2001256950A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池
JP2003187778A (ja) * 2001-12-21 2003-07-04 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
JP2003197174A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
JP2014132590A (ja) * 2009-06-17 2014-07-17 Gs Yuasa Corp 電池及び電池の製造方法
JP2013534361A (ja) * 2010-08-17 2013-09-02 エルジー・ケム・リミテッド 改善したリード構造の二次電池
WO2013031937A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2015008085A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 株式会社リチウムエナジージャパン 蓄電素子

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