(57)【要約】【課題】内部抵抗を低減し、小型化を図ることができる二次電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池は、電池缶１と、電池缶１の開口部を封止する電池蓋３とを備えている。電池缶１と電池蓋３とで画定される空間内には、正負極板が捲回された発電要素群６が配置されている。電池缶１は、開口部の外周を構成する４辺のうち直交する２辺のいずれの長さより他の１辺の長さが小さい浅型で有底直方体状に形成されている。発電要素群６では、正負極板の活物質合剤の未塗工部６Ａ、６Ｂが互いに反対側に露出している。発電要素群６は、貫通孔１Ｂの直上に未塗工部６Ａ、６Ｂが位置するように配置されている。未塗工部６Ａ、６Ｂに接続され、貫通孔１Ｂを介して電池外部と導通する接続部材９Ａ、９Ｂを有している。電流経路の長さが小さくなり幅が大きくなる。【選択図】図３
2010103027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浅型有底直方体形状であって、前記浅型有底直方体の底と直交する１辺の長さが他の２辺の長さより小さく、前記底の外周を構成する４辺のうち対向する２辺の近傍にそれぞれ貫通孔が形成された電池缶と、
前記電池缶の底の反対側に形成された開口部を封止する電池蓋と、
前記電池缶と前記電池蓋とで画定された空間内に配置され、捲回若しくは積層され活物質合剤の未塗工部が互いに反対側に形成された正負極板を有し、前記正負極板の未塗工部が前記電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置する発電要素群と、
前記正負極板の未塗工部にそれぞれ電気的および機械的に接続され、前記電池缶の貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、
を備えた二次電池。
【請求項２】
前記貫通孔は前記底の両端部側に形成されており、前記正極板に接続され前記貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、前記負極板に接続され前記貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、が互いに反対方向に延在していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記電池缶は、前記底の外周を構成する４辺のうち対向する２辺の近傍に前記底の面より前記電池蓋側に位置するオフセット面をそれぞれ有しており、前記オフセット面に前記貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記電池缶には前記オフセット面に複数の前記貫通孔がそれぞれ形成されており、前記接続部材は前記貫通孔のそれぞれを介して前記正負極板の未塗工部に電気的および機械的に接続されたことを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記接続部材は、前記正負極板の未塗工部に電気的および機械的に接続された接続部と、前記接続部と一体に形成され前記電池缶の外部に延出された延出部とを有し、前記延出部は、前記電池缶の外底および前記底と直交する１辺に沿うように屈曲しており、一端部が前記電池蓋側に延出していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記電池缶は、前記貫通孔が近傍に形成された２辺以外のいずれか１辺と隣接する側面に、電池内圧上昇時に内圧を解放する安全弁を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項７】
前記電池蓋は、輪郭が前記電池缶の開口部を形成する部材の輪郭と合致し、前記電池缶の開口部に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項８】
前記接続部材は、前記未塗工部の前記電池缶の底側の面にそれぞれ一面側が接合された接続板と、突出端面が平坦状の突出部を一側に有し他側が外部に導出された外部端子とで構成され、前記外部端子の突出端面がそれぞれ前記電池缶の貫通孔を介して前記接続板の他面側に接合されたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記接続部材は、平板状の外部端子と、前記外部端子に固定されたカップ状の接続端子とで構成され、前記接続端子のカップ外底面がそれぞれ前記電池缶の貫通孔を介して前記未塗工部に接合されたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記電池缶および前記電池蓋は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１１】
浅型有底直方体形状であって、前記浅型有底直方体の底と直交する１辺の長さが他の２辺の長さより小さく、前記底の外周を構成する４辺のうち対向する２辺の近傍にそれぞれ貫通孔が形成された電池缶と、
前記電池缶の底の反対側に形成された開口部を封止する電池蓋と、
前記電池缶と前記電池蓋とで画定された空間内に配置され、捲回若しくは積層され活物質合剤の未塗工部が互いに反対側に形成された正負極板を有し、前記正負極板の未塗工部が前記電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置する発電要素群と、
前記正負極板の未塗工部にそれぞれ電気的および機械的に接続され、前記電池缶の貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、
前記発電要素群および前記電池蓋の間と、前記発電要素群および前記電池缶の間とにそれぞれ配された樹脂製板材と、
を備えた二次電池。
【請求項１２】
前記発電要素群および前記電池缶の間に配された樹脂製板材は、前記電池缶の貫通孔に対応する位置に切り欠きが形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記発電要素群および前記電池蓋の間に配された樹脂製板材は、外周を構成する少なくとも１辺に切り欠きが形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１４】
請求項１に記載の二次電池の製造方法であって、
前記電池缶の貫通孔に絶縁部材を介在させて前記接続部材を固定する固定ステップと、
前記電池缶内に前記発電要素群を載置し、前記接続部材と前記正負極板の未塗工部とを電気的および機械的に接続する接続ステップと、
前記電池缶と前記電池蓋とを接合する接合ステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項１５】
前記接続ステップでは、前記発電要素群を前記正負極板の未塗工部が前記電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置させて載置することを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池およびその製造方法に係り、特に、直方体状で開口部が形成された電池缶と、電池缶の開口部を封止する電池蓋と、電池缶と電池蓋とで画定された空間内に配置され、正負極板を有する発電要素群と、を備えた二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境保護の社会動向を受け、ハイブリッド車や電気自動車等の車両駆動用二次電池の実用化、普及が急務であり、盛んに開発競争が行われている。車両駆動用二次電池の構造としては、発電要素たる正極、負極双方のシート（正負極板）と、正負極板間の絶縁用のセパレータと、電解液とが、金属製や樹脂製の密閉容器内に収容され、発電要素の両極とそれぞれ接合された外部端子を設けたものが広く知られている。これまでに実用化された二次電池では、その外形が円柱状をなしたものがほとんどであった。ところが、車両駆動用二次電池では、出力や容量の向上を図るために数十から多いときには百超の個数の二次電池をまとめて組電池とし、１つの車両に搭載することが必要であり、実装密度の向上を図る観点から、角形状の二次電池が盛んに実用化検討されるようになっている。
【０００３】
従来知られる角形二次電池は、通常、以下のように構成されている。すなわち、図８に示すように、二次電池７０は、深絞り法により開口部の直交する２辺の寸法より深さ寸法を大きく形成した金属製の電池缶４１を有している。電池缶４１には、絶縁ケース４７を介して発電要素群４６が収容されている。発電要素群４６は、集電箔を有する正負極板が捲回または積層されており、両端部に正負極合剤の未塗工部４６Ａ、４６Ｂがそれぞれ形成されている。未塗工部４６Ａ、４６Ｂには、それぞれ接続板４５Ａ、４５Ｂが接合部４８Ａ、４８Ｂで、例えば、超音波接合法により接合されている。電池缶４１の開口部には、金属製の電池蓋４３が配置されている。電池蓋４３には、外部と接続するための正極端子４４Ａ、負極端子４４Ｂが、電池蓋４３との電気的接触を避け、かつ、電池内部の気密を保つためのシール５３を介して固定されている。電池缶４１の開口部が電池蓋４３で、例えば、レーザービーム溶接法により封止されている。電池缶４１内には注液口６０から電解液が注入されており、注液口６０が例えばレーザービーム溶接法により気密封止されている。
【０００４】
このような二次電池７０では、以下のような問題があるが、説明を簡単にするために、二次電池における三次元の３方向を次のように定義する。すなわち、発電要素群４６の未塗工部４６Ａ、４６Ｂを結ぶ方向をＷＨ方向、捲回または積層された正負極板の厚み方向をＤＨ方向、ＷＨ方向およびＤＨ方向と直交する方向をＨＨ方向と呼称する。
【０００５】
二次電池７０では、接続板４５Ａ、４５Ｂが、未塗工部４６Ａ、４６Ｂとの接合部４８Ａ、４８Ｂから二次電池７０のＨＨ方向上端に位置する正極端子４４Ａ、負極端子４４Ｂまで、発電要素群４６の外郭に沿うようにそれぞれ屈曲され延出されている。また、接続板４５Ａ、４５Ｂの幅は、電池缶４１に収容することから、電池缶４１のＤＨ方向内寸以下の大きさとなる。すなわち、接続板４５Ａ、４５Ｂの形状は、発電要素群４６や電池缶４１の形状で制限され、電流経路長が大きくなり、電流経路幅が小さくなることを余儀なくされる。電気抵抗は、電流経路長に比例し、電流経路幅に反比例するので、接続板４５Ａ、４５Ｂの抵抗が比較的大きくならざるを得ない。接続板４５Ａ、４５Ｂの抵抗は電池内部抵抗の一部であるから、電池内部抵抗も比較的大きくなり、結果として、充放電特性等の電池性能に悪影響を与えることとなる。換言すれば、二次電池７０では、（１）電池内部抵抗の低減が難しくなる、という問題がある。
【０００６】
また、接続板４５Ａ、４５Ｂが電池缶４１内で発電要素群４６の外郭に沿うように屈曲しながら延出されている。電池缶４１では、発電要素群４６および接続板４５Ａ、４５Ｂを全体的に包含する形状を採るため、電池缶４１の外形すなわち電池外形が大型化する。さらには、電池缶４１が発電要素群４６のＤＨ方向寸法に概ねあわせた開口部の幅寸法およびＨＨ方向寸法に概ねあわせた深さ寸法を持つため、狭幅の電池缶４１の奥深くまで発電要素群４６を挿入することとなり、作業性が低下する。特に、発電要素群４６は電池缶４１への収容前の段階では各層（正負極板やセパレータ）の平坦度の影響でＤＨ方向寸法が電池缶４１の開口部より大きくなる場合がある。この場合、電池缶４１に発電要素群４６を収容し難くなるうえ、発電要素群４６の表面が電池缶４１の開口部の端（エッジ）で擦られるため、発電要素群４６の損傷や材料粉の電池缶４１内への侵入等の不具合を生じる可能性がある。このような電池缶４１の作製では、多くの工程に分割して徐々に形成する深絞り法を採用せざるを得ないため、金型コストや製造コストが高くなる。つまり、二次電池７０では、（２）電池外形が大型化する、（３）電池缶４１に発電要素群４６を収容し難くなる、（４）電池缶４１がコスト高となる、という問題もある。
【０００７】
これら（１）〜（４）の問題を解決するために、開口部を大きくし、ＤＨ方向の大きさを小さくした比較的浅型の電池缶を用い、平板状の電池蓋で封口する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ところが、特許文献１の技術では、電池蓋に正負極端子がそれぞれ配置されるため、次のような問題がある。すなわち、車両用二次電池システムでは、上述したように、数十から場合によっては百超の個数の二次電池が直列ないし並列に接続され、所望の出力、容量を備える組電池が構成される。このとき、各二次電池は、一般に、ＤＨ方向に配列され、実装密度の観点から隣接電池との間隔が数ｍｍ程度に制限される。特許文献１の技術では、電池蓋に配置された正負極端子が隣接する二次電池との間に隠れてしまい、二次電池間の接続を行うことが物理的に難しくなる。換言すれば、特許文献１の二次電池では、（５）組電池化が難しくなる、という問題がある。これを回避するためには、正負極端子を電池缶のＷＨ方向またはＨＨ方向の外郭より外側にそれぞれ延出させておく必要がある。ところが、電池缶と電池蓋との溶接時に、レーザービームや電子ビームを電池蓋の上側から照射すると、ビームが正負極端子の直上を通過することとなり、直下の電池缶と電池蓋との溶接が行えなくなる。反対に、電池缶の底面側からビームを照射する手段も考えられるが、一般に、ＤＨ方向寸法が１０ないし２０ｍｍ程度の二次電池では缶底面がビーム源に干渉してしまう。従って、特許文献１の技術では、正負極端子をＷＨ方向またはＨＨ方向の外郭より外側にそれぞれ延出することができず、組電池化が難しくなる。
【０００８】
上述した（１）〜（４）に加え、（５）の問題も解決するために、正負極端子を電池缶の側面からＷＨ方向の外郭より外側へそれぞれ延出した技術が開示されている（特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。特許文献２〜特許文献４の技術では、正負極端子を電池缶の外郭より外側へそれぞれ延出したことで、電池蓋の上面側から溶接ビームを照射しても正負極端子に干渉することを抑制することができる。
【０００９】
【特許文献１】特許第３９９７３６９号公報
【特許文献２】特許第３４２７２１６号公報
【特許文献３】特許第３４８２６０４号公報
【特許文献４】特許第３５５３７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、電池組立に際しては、二次電池を構成する各部材（各構造要素）やその組立を支援する治具の動作方向が一定方向、理想的には二次電池の天地方向に統一されていることが望ましいのに対して、特許文献２〜特許文献４の技術では次のような問題がある。すなわち、電池缶の側面（開口部と直交する面）で、収容した発電要素群と外部との導通が図られるため、正負極端子を外側からＷＨ方向に移動させて電池缶の側面にそれぞれ挿入することが不可欠となり、組立に手間がかかりコスト高となる。さらには、正負極端子の挿入後に、発電要素群と正負極端子とがそれぞれ接続されるため、電池缶内で接続部分を支持することが難しく、ＤＨ方向の荷重をかけにくくなる。このため、（６）電池組立、ひいては、電池製造のコスト高を招く、という問題がある。また、電池缶と電池蓋とを二重巻締め法により気密封口することは、柔軟性を持つ鉄系材料を主材とする電池缶では可能であり、広く行われている（特許文献２も参照）。ところが、電池の軽量化を図る観点から要望されているアルミニウム系材料では、亀裂その他の不具合を生じるため、気密封口を実現することが難しくなる。このため、（７）電池缶、電池蓋の軽量化が難しくなる、という問題がある。従って、上述した（５）〜（７）の問題を生じることなく、（１）〜（４）の問題を解決すること、とりわけ、（１）の内部抵抗および（２）の電池外形の問題を解決することが難しくなっているのが現状である。
【００１１】
本発明は上記事案に鑑み、内部抵抗を低減した二次電池を提供することを第１の課題とし、小型化を図ることができる二次電池を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、浅型有底直方体形状であって、前記浅型有底直方体の底と直交する１辺の長さが他の２辺の長さより小さく、前記底の外周を構成する４辺のうち対向する２辺の近傍にそれぞれ貫通孔が形成された電池缶と、前記電池缶の底の反対側に形成された開口部を封止する電池蓋と、前記電池缶と前記電池蓋とで画定された空間内に配置され、捲回若しくは積層され活物質合剤の未塗工部が互いに反対側に形成された正負極板を有し、前記正負極板の未塗工部が前記電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置する発電要素群と、前記正負極板の未塗工部にそれぞれ電気的および機械的に接続され、前記電池缶の貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、を備えた二次電池である。
【００１３】
第１の態様では、発電要素群を構成する正負極板の未塗工部が電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置し、未塗工部にそれぞれ接続された接続部材が貫通孔を介して電池外部に導通されるので、発電要素群から電池外部に至る電流経路が短くなり内部抵抗を低減することができると共に、電池缶内部がコンパクト化され電池の小型化を図ることができる。
【００１４】
第１の態様において、貫通孔が底の両端部側に形成されており、正極板に接続され貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、負極板に接続され貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、が互いに反対方向に延在していてもよい。また、電池缶が、底の外周を構成する４辺のうち対向する２辺の近傍に底の面より電池蓋側に位置するオフセット面をそれぞれ有しており、オフセット面に貫通孔が形成されていてもよい。このとき、電池缶にはオフセット面に複数の貫通孔がそれぞれ形成されており、接続部材が貫通孔のそれぞれを介して正負極板の未塗工部に電気的および機械的に接続されていてもよい。また、接続部材が、正負極板の未塗工部に電気的および機械的に接続された接続部と、接続部と一体に形成され電池缶の外部に延出された延出部とを有し、延出部が、電池缶の外底および底と直交する１辺に沿うように屈曲しており、一端部が電池蓋側に延出していてもよい。電池缶を、貫通孔が近傍に形成された２辺以外のいずれか１辺と隣接する側面に、電池内圧上昇時に内圧を解放する安全弁を有するようにしてもよい。また、電池蓋が、輪郭が電池缶の開口部を形成する部材の輪郭と合致し、電池缶の開口部に溶接されていてもよい。また、接続部材が、未塗工部の電池缶の底側の面にそれぞれ一面側が接合された接続板と、突出端面が平坦状の突出部を一側に有し他側が外部に導出された外部端子とで構成され、外部端子の突出端面がそれぞれ電池缶の貫通孔を介して接続板の他面側に接合されていてもよい。接続部材が、平板状の外部端子と、外部端子に固定されたカップ状の接続端子とで構成され、接続端子のカップ外底面がそれぞれ電池缶の貫通孔を介して未塗工部に接合されていてもよい。電池缶および電池蓋をアルミニウム製またはアルミニウム合金製とすることができる。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、浅型有底直方体形状であって、前記浅型有底直方体の底と直交する１辺の長さが他の２辺の長さより小さく、前記底の外周を構成する４辺のうち対向する２辺の近傍にそれぞれ貫通孔が形成された電池缶と、前記電池缶の底の反対側に形成された開口部を封止する電池蓋と、前記電池缶と前記電池蓋とで画定された空間内に配置され、捲回若しくは積層され活物質合剤の未塗工部が互いに反対側に形成された正負極板を有し、前記正負極板の未塗工部が前記電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置する発電要素群と、前記正負極板の未塗工部にそれぞれ電気的および機械的に接続され、前記電池缶の貫通孔を介して電池外部と導通する接続部材と、前記発電要素群および前記電池蓋の間と、前記発電要素群および前記電池缶の間とにそれぞれ配された樹脂製板材と、を備えた二次電池である。この場合において、発電要素群および電池缶の間に配された樹脂製板材が、電池缶の貫通孔に対応する位置に切り欠きが形成されていてもよい。また、発電要素群および電池蓋の間に配された樹脂製板材が、外周を構成する少なくとも１辺に切り欠きが形成されていてもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の第３の態様は、第１の態様の二次電池の製造方法であって、前記電池缶の貫通孔に絶縁部材を介在させて前記接続部材を固定する固定ステップと、前記電池缶内に前記発電要素群を載置し、前記接続部材と前記正負極板の未塗工部とを電気的および機械的に接続する接続ステップと、前記電池缶と前記電池蓋とを接合する接合ステップと、を含むことを特徴とする。この場合において、接続ステップで、発電要素群を正負極板の未塗工部が電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置させて載置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発電要素群を構成する正負極板の未塗工部が電池缶の貫通孔の形成面にそれぞれ対向するように内側に位置し、未塗工部にそれぞれ接続された接続部材が貫通孔を介して電池外部に導通されるので、発電要素群から電池外部に至る電流経路が短くなり内部抵抗を低減することができると共に、電池缶内部がコンパクト化され電池の小型化を図ることができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を適用したリチウムイオン二次電池の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態のリチウムイオン二次電池３０は、全面が開口された開口部を有する電池缶１と、電池缶１の開口部を封止する電池蓋３とを備えている。電池缶１と電池蓋３とで画定される空間内には、正負極板が捲回された発電要素群が電解液に浸潤させて配置されている。
【００２０】
電池缶１は、開口部の外周を構成する４辺のうち直交する２辺のいずれの長さより、該２辺と直交する他の１辺の長さが小さく形成されている。すなわち、電池缶１は、底と直交する１辺の長さが他の２辺の長さより小さい浅型で有底直方体状に形成されている。電池缶１の材質には、本例ではアルミニウムが用いられている。電池缶１の底面と直交し、互いに対面する２つの側面（図１（Ａ）の左右両側）には、それぞれ正極端子４Ａ、負極端子４Ｂ（接続部材の一部）が配されている。電池缶１は、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂが配されていない側面のうち１方に、電池内圧が上昇する不測の事態に際し、自動的に開裂して内圧を解放するための脆弱部（安全弁）が形成されており、脆弱部が形成された部分には円筒状の保護部材２１が配されている。電池蓋３は、輪郭が電池缶１の開口部が形成された部分の輪郭に合致する平板状に形成されている。この電池蓋３では、厚み方向の凹凸量が電池缶１の凹凸量より小さく形成されている。電池蓋３には、電解液を注液するための注液口が形成されており、注液口が注液栓２２で密栓されている。電池蓋３の材質には、本例ではアルミニウムが用いられている。
【００２１】
電池缶１は、図１（Ｂ）に示すように、底面１Ａの外周を構成する４辺のうち対向する２辺近傍で該２辺の略中央部にそれぞれオフセット面１１が形成されている。オフセット面１１は、底面１Ａより電池蓋３側に位置している。つまり、底面１Ａおよび電池蓋３間の距離に比べ、オフセット面１１および電池蓋３間の距離が小さくなっている。換言すれば、底面１Ａには、対向する２辺近傍に窪みが形成されている。オフセット面１１には、略中央部にそれぞれ貫通孔が形成されている。貫通孔は、電池缶１の底の両端側に形成されており、近傍の辺、すなわち、底面１Ａの外縁に沿う長円形状に形成されている。貫通孔には、絶縁用のシール１３を介して正極端子４Ａの一側、負極端子４Ｂの一側がそれぞれ挿着されている。正極端子４Ａ、負極端子４Ｂは、いずれも幅広形状で、それぞれの他側が電池缶１の底面１Ａ（オフセット面１１）から側面にかけてシール１３を介して延出している。すなわち、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂは、電池缶１のオフセット面１１を始点として側面方向へ延出し、底面１Ａの外縁で屈曲して電池蓋３方向へ延出している。更に、電池缶１の側面の位置で、再度屈曲し、電池缶１の外郭より外側に延出した部分を終点としている。
【００２２】
ここで、以下の説明を簡単にするために、リチウムイオン二次電池３０における三次元の３方向を次のように定義する。すなわち、電池缶１の正極端子４Ａ、負極端子４Ｂを結ぶ方向をＷＨ方向とし、電池缶１の底面１Ａと電池蓋３とを結ぶ厚み方向をＤＨ方向とし、ＷＨ方向およびＤＨ方向と直交する方向をＨＨ方向とする。
【００２３】
図２に示すように、電池缶１と電池蓋３とで画定される空間内には、発電要素群６が配置されている。発電要素群６は、正負極板が扁平状（断面長円状）に捲回されている。発電要素群６の対向する両端部（ＷＨ方向両側）には、正負極板の活物質合剤の未塗工部６Ａ、６Ｂが露出している。すなわち、正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂは、互いに反対側に配置されている。未塗工部６Ａ、６Ｂは、ＨＨ方向略中央部がそれぞれ平坦状にプレス加工されている。プレス加工された略中央部では、ＨＨ方向両側と、正負極板の活物質合剤の塗工部側とが傾斜状に形成されている。
【００２４】
未塗工部６Ａ、６Ｂの電池缶１側には、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂに接続するための接続板５Ａ、５Ｂ（接続部材の一部）がそれぞれ配されている。接続板５Ａ、５Ｂは、平板状の部材が断面Ｌ字状に曲げられており、未塗工部６Ａ、６Ｂから正負極板の塗工部側の傾斜面に沿うように配されている。一方、未塗工部６Ａ、６Ｂの電池蓋３側には、接続板５Ａ、５Ｂとの接合時に未塗工部６Ａ、６Ｂの平坦性を保持するための接合板２３Ａ、２３Ｂがそれぞれ配されている。接合板２３Ａ、２３Ｂは、平板状の部材が断面Ｌ字状に曲げられており、未塗工部６Ａ、６Ｂから正負極板の塗工部側の傾斜面に沿うように配されている。換言すれば、未塗工部６Ａ、６ＢのＤＨ方向では、電池缶１側にそれぞれ接続板５Ａ、５Ｂが配されており、電池蓋３側にそれぞれ接合板２３Ａ、２３Ｂが配されている。未塗工部６Ａは、接続板５Ａおよび接合板２３Ａで挟まれ、例えば、超音波接合により機械的および電気的に接合されている。未塗工部６Ｂは、接続板５Ｂおよび接合板２３Ｂで挟まれ、未塗工部６Ａ側と同様に接合されている。すなわち、未塗工部６Ａ、６Ｂは、それぞれ一面側が接続板５Ａ、５Ｂの一面側と接合されている。本例では、接続板５Ａ、接合板２３Ａの材質としてアルミニウム、接続板５Ｂ、接合板２３Ｂの材質として銅がそれぞれ用いられている。
【００２５】
電池缶１の底面１Ａには、ＷＨ方向両側に貫通孔１Ｂがそれぞれ形成されている。貫通孔１Ｂには、シール１３を介して正極端子４Ａ、負極端子４Ｂがそれぞれ挿着されている。シール１３は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂製で、矩形平板状の部材が断面Ｌ字状に曲げられている。シール１３は、一側に貫通孔１Ｂと同形状の貫通孔が形成されており、該貫通孔の周縁部に貫通孔１Ｂに挿着可能なリング状の突部を有している。このリング状の突部外周面には、貫通孔１Ｂの内周側端部を挿着可能な溝が形成されている。すなわち、リング状の突部の溝に貫通孔１Ｂの内周側端部が挿入され、シール１３が電池缶１に固定される。
【００２６】
電池蓋３には、ＷＨ方向一側の端部の略中央部に、電解液を注液するための注液口２０が形成されている。この注液口２０は、注液栓２２で密栓される。発電要素群６と電池缶１との間には樹脂製で板状の絶縁ケース７Ａ（樹脂製板材）が配置されており、発電要素群６と電池蓋３との間には樹脂製で板状の絶縁ケース７Ｂ（樹脂製板材）が配置されている。すなわち、発電要素群６のＤＨ方向両側には、絶縁ケース７Ａ、７Ｂがそれぞれ配置されている。絶縁ケース７Ａには、対向する２辺の略中央部（ＷＨ方向両側）で電池缶１の貫通孔１Ｂに対応する位置にそれぞれ切り欠きが形成されている。切り欠きは、正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂのプレス加工された部分とほぼ同じ形状に形成されている。絶縁ケース７Ｂは、絶縁ケース７Ａと同形状に形成されており、ＷＨ方向両側の略中央部にそれぞれ切り欠きが形成されている。絶縁ケース７Ｂに形成された一方の切り欠きは、注液口２０に対応する位置に形成されている。絶縁ケース７Ａ、７Ｂでは、ＨＨ方向両側の端部が発電要素群６の形状に合うようにそれぞれ発電要素群６側に湾曲している。このため、絶縁ケース７ＡのＨＨ方向両側の湾曲した縁が絶縁ケース７ＢのＨＨ方向両側の湾曲した縁と当接し、絶縁ケース７Ａ、７Ｂが互いにＤＨ方向に押し合うようになる。絶縁ケース７Ａ、７ＢのＷＨ方向両側に形成された切り欠きの縁部では、発電要素群６の未塗工部６Ａ、６Ｂの形状に合うようにそれぞれ傾斜状に形成されている。このため、発電要素群６は、絶縁ケース７Ａ、７Ｂに挟まれた状態で、電池缶１と電池蓋３とで画定される空間内に配置される。絶縁ケース７Ａ、７Ｂは、発電要素群６と、電池缶１、電池蓋３との絶縁を確保すると共に、外力が作用したときに発電要素群６に対する外部応力を緩和する機能を果たしている。絶縁ケース７Ａ、７Ｂの材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂を用いることができる。
【００２７】
正極端子４Ａ、負極端子４Ｂは、それぞれ正極板、負極板を構成する集電箔と同じ材質で広幅矩形状の部材が断面Ｌ字状に曲げられている。本例では、正極端子４Ａの材質としてアルミニウム、負極端子４Ｂの材質として銅がそれぞれ用いられている。正極端子４Ａ、負極端子４Ｂは、それぞれ一側に貫通孔１Ｂと同形状の突出部Ｔを有している。突出部Ｔは、突出端面が平坦状に形成されている。正極端子４Ａ、負極端子４Ｂは、突出部Ｔがそれぞれシール１３を介して貫通孔１Ｂに挿着されている。突出部Ｔの突出端面は、それぞれ接続板５Ａ、５Ｂの他面側に、例えば、レーザー溶接で接合され機械的および電気的に接続される。
【００２８】
次に、発電要素群６と正極端子４Ａ、負極端子４Ｂとの接続形態について説明するが、正極側、負極側ともに同様に形成されているため、正極側についてのみ説明する。図３に示すように、正極板の未塗工部６Ａには、電池蓋３側に接合板２３Ａが接合されており、底面１Ａ側（一面側）に接続板５Ａ（の一面側）が接合されている。発電要素群６と、電池缶１および電池蓋３との間には、それぞれ絶縁ケース７Ａ、７Ｂが配置されている。底面１ＡのＷＨ方向一側の端部には、底面１Ａの外縁に沿うようにオフセット面１１が形成されている。オフセット面１１の略中央部には、貫通孔１Ｂが形成されている。貫通孔１Ｂには、シール１３を介して正極端子４Ａが挿着されている。正極端子４Ａの突出部Ｔの突出端面が接続板５Ａ（の他面側）に接合されている。すなわち、本例では、正極端子４Ａおよび接続板５Ａが、未塗工部６Ａに電気的機械的に接続され、貫通孔１Ｂを介して電池外部と導通するための接続部材９Ａを構成している（負極側では接続部材９Ｂに相当する。）。この接続部材９Ａでは、未塗工部６Ａに電気的および機械的に接続された接続部９Ａａと、接続部９Ａａと一体に形成され電池缶１の外部に延出された延出部９Ａｂとを有している。接続部９Ａａは接続板５Ａと正極端子４Ａの突出部Ｔを含む一側の部分とで構成され、延出部９Ａｂは正極端子４Ａの他側の部分で構成されている。延出部９Ａｂは、電池缶１の底面１Ａおよび底面１Ａに隣接する側面に沿うように底面１Ａの外縁で屈曲しており、一端部が電池蓋３側に延出している。延出部９Ａｂの電池缶１の側面に位置する部分は、ＨＨ方向の略中央部で屈曲しており、屈曲部分が電池缶１の外郭より外側、すなわち、ＷＨ方向外側に延出している。負極側でも正極側と同様に形成されていることから、正極端子４Aと負極端子４Ｂと（接続部材９Ａと接続部材９Ｂと）が互いに反対方向に延在している。
【００２９】
電池缶１の開口端部には、電池蓋３の厚みに相当する深さ分で薄肉化された合わせ部２４が形成されている。つまり、電池缶１の開口部では、電池蓋３の厚み分の深さ位置に段差を有している。電池蓋３は、電池缶１の合わせ部２４に嵌合している。電池蓋３の全周が合わせ部２４と溶接されている。
【００３０】
発電要素群６は、正極板および負極板をセパレータを介して捲回し配置することで形成されている。図４（Ａ）に示すように、捲回式の発電要素群６では、帯状の正極板６Ｅと、帯状の負極板６Ｄとが、帯状の２枚のセパレータ６Ｃを介して捲回されている。このとき、正極板６Ｅの未塗工部６Ａと、負極板６Ｄの未塗工部６Ｂとが発電要素群６の両端面にそれぞれ位置するように、断面長円状に捲回されている。得られる発電要素群６では、未塗工部６Ａ、６ＢがＷＨ方向で互いに反対側に配置されている。
【００３１】
発電要素群６を構成する正極板６Ｅは、正極集電箔としてアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の両面には、正極活物質としてマンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物を含む正極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗着されている。正極活物質合剤には、正極活物質以外に、炭素材料等の導電材およびポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）等のバインダ（結着材）が配合されている。アルミニウム箔への正極活物質合剤の塗工時には、Ｎ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）等の分散溶媒で粘度調整される。このとき、アルミニウム箔の長寸方向一側の側縁に正極活物質合剤の塗工されない未塗工部６Ａが形成される。すなわち、未塗工部６Ａでは、アルミニウム箔が露出している。正極板６Ｅは、乾燥後ロールプレスで密度が調整されている。
【００３２】
一方、負極板６Ｄは、負極集電箔として銅箔を有している。銅箔の両面には、負極活物質としてリチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含む負極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗着されている。負極活物質合剤には、負極活物質以外に、アセチレンブラック等の導電材やＰＶＤＦ等のバインダが配合されている。銅箔への負極活物質合剤の塗工時には、ＮＭＰ等の分散溶媒で粘度調整される。このとき、銅箔の長寸方向一側の側縁に負極活物質合剤の塗工されない未塗工部６Ｂが形成される。すなわち、未塗工部６Ｂでは、銅箔が露出している。負極板６Ｄは、乾燥後ロールプレスで密度が調整されている。なお、負極板６Ｄの長さは、正極板６Ｅおよび負極板６Ｄを捲回したときに、捲回最内周および最外周で捲回方向に正極板６Ｅが負極板６Ｄからはみ出すことがないように、正極板６Ｅの長さより長く設定されている。また、負極活物質合剤の塗着部の幅（ＷＨ方向の長さ）は、発電要素群６の長手方向（ＷＨ方向）において正極活物質合剤の塗着部が負極活物質合剤の塗着部からはみ出すことがないように、正極活物質合剤の塗着部の幅より長く設定されている。
【００３３】
（製造）
リチウムイオン二次電池３０は、次のように製造されたものである。すなわち、リチウムイオン二次電池３０は、正負極板を捲回した後、未塗工部６Ａ、６Ｂに接続板５Ａ、５Ｂおよび接合板２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ接合して発電要素群６を準備する準備ステップ、電池缶１の貫通孔１Ｂにシール１３を介して正極端子４Ａ、負極端子４Ｂをそれぞれ固定する固定ステップ、電池缶１内に発電要素群６を載置し、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂを接続板５Ａ、５Ｂとそれぞれ電気的および機械的に接続する接続ステップ、電池缶１と電池蓋３とを接合する接合ステップを経て製造される。以下、ステップ順に説明する。
【００３４】
（準備ステップ）
準備ステップでは、予め作製した正極板６Ｅと、負極板６Ｄとをセパレータ６Ｃを介して捲回する。このとき、正極板６Ｅの未塗工部６Ａと負極板６Ｄの未塗工部６Ｂとが互いに反対側に配置されるように、セパレータ６Ｃ、負極板６Ｄ、セパレータ６Ｃ、正極板６Ｅの順に積層し、一側から断面長円状に捲回する。捲き始め部分および巻き終わり部分には、セパレータ６Ｃのみを２〜３周程度捲回する。互いに反対側にそれぞれ断面渦巻状に形成された未塗工部６Ａ、６ＢのＨＨ方向略中央部を平坦状にプレス加工する（図２、図４も参照）。未塗工部６Ａ、６Ｂの一側にそれぞれ接続板５Ａ、５Ｂを配し、他側にそれぞれ接合板２３Ａ、２３Ｂを配する。未塗工部６Ａ側、未塗工部６Ｂ側にそれぞれ超音波処理を施し、接続板５Ａ、未塗工部６Ａおよび接合板２３Ａと、接続板５Ｂ、未塗工部６Ｂおよび接合板２３Ｂと、をそれぞれ一体となるように接合することで発電要素群６を得る。
【００３５】
（固定ステップ）
固定ステップでは、電池缶１の貫通孔１Ｂにシール１３を介して正極端子４Ａ、負極端子４Ｂをそれぞれ固定する。シール１３の貫通孔に正極端子４Ａ、負極端子４Ｂの突出部Ｔをそれぞれ挿入し、シール１３のリング状の突出部を貫通孔１Ｂに固定することで、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂがそれぞれ貫通孔１Ｂに挿着される。本例では、電池缶１と正極端子４Ａ、負極端子４Ｂとを一定の間隔に保持した状態で隙間にＰＰＳやＰＢＴの樹脂材料をトランスファモールドすることでシール１３を形成する。トランスファモールドにより、電池缶１と正極端子４Ａ、負極端子４Ｂとの相対位置が固定され、両者間の絶縁が確保され、かつ、気密が確立される。
【００３６】
（接続ステップ）
接続ステップでは、準備ステップで作製した発電要素群６を電池缶１内に絶縁ケース７Ａを介して載置する。このとき、ＷＨ方向両側に形成された貫通孔１Ｂの直上に未塗工部６Ａ、６Ｂが位置するように載置する。また、未塗工部６Ａ、６Ｂにそれぞれ接合された接続板５Ａ、５Ｂが電池缶１の内底面と対向するように載置する。接続板５Ａ、５Ｂと、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂとをそれぞれレーザービーム溶接で電気的、機械的に接続する。このとき、電池缶１の底面１Ａ側、すなわち、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂの窪み部分側から接続板５Ａ、５Ｂ側に向けてレーザービームを照射する。なお、絶縁ケース７ＡにはＷＨ方向両側に切り欠きが形成されているため、接続板５Ａ、５Ｂと、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂとの接続時に支障を生じることはない。
【００３７】
（接合ステップ）
接合ステップでは、接続ステップで接続板５Ａ、５Ｂと正極端子４Ａ、負極端子４Ｂとがそれぞれ接続された発電要素群６に絶縁ケース７Ｂを載置する。電池蓋３の外周端を電池缶１の開口部に形成された合わせ部２４に嵌合させる。電池蓋３の上方から電池蓋３と合わせ部２４との嵌合部分に向けてレーザービームを照射し、電池缶１と電池蓋３とを溶接する。注液口２０から電解液を注液した後、注液口を注液栓２２で密栓し、リチウムイオン二次電池３０の製造を完成させる。電解液として、本例では、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液が用いられている。なお、絶縁ケース７ＢのＷＨ方向両側に形成された切り欠きの一方が、注液口２０に対応する位置に形成されているため、絶縁ケース７Ｂが注液の障害となることはない。
【００３８】
（作用等）
次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池３０の作用等について説明する。
【００３９】
従来角形二次電池は、通常、以下のように構成されている。すなわち、図８に示すように、二次電池７０は、深絞り法により開口部の直交する２辺の寸法より深さ寸法を大きく形成した電池缶４１を有している。電池缶４１には、絶縁ケース４７を介して発電要素群４６が収容されている。発電要素群４６は、両端部に正負極板の活物質合剤の未塗工部４６Ａ、４６Ｂがそれぞれ形成されている。未塗工部４６Ａ、４６Ｂには、それぞれ接続板４５Ａ、４５Ｂが接合部４８Ａ、４８Ｂで接合されている。電池缶４１の開口部が電池蓋４３で封止されている。電池蓋４３には、正極端子４４Ａ、負極端子４４Ｂがシール５３を介して固定されている。電池缶４１内には注液口６０から電解液が注入されており、注液口６０が気密封止されている。
【００４０】
このような二次電池７０では、接続板４５Ａ、４５Ｂが、接合部４８Ａ、４８Ｂから正極端子４４Ａ、負極端子４４Ｂまで、発電要素群４６の外郭に沿うようにそれぞれ延出されている。また、接続板４５Ａ、４５Ｂの幅が電池缶４１の厚み方向内寸以下の大きさとなる。すなわち、接続板４５Ａ、４５Ｂの形状は、発電要素群４６や電池缶４１の形状で制限され、電流経路長が大きくなり、電流経路幅が小さくなる。このため、接続板４５Ａ、４５Ｂの電気抵抗、ひいては、電池内部抵抗が大きくなり、充放電特性等の電池性能に悪影響を与えることとなる。換言すれば、（１）電池内部抵抗の低減が難しくなる、という問題がある。また、電池缶４１では、発電要素群４６および接続板４５Ａ、４５Ｂを全体的に包含する形状を採るため、電池缶４１の外形が大型化する。さらには、狭幅の電池缶４１の奥深くまで発電要素群４６を挿入するため、作業性が低下する。特に、発電要素群４６の表面が電池缶４１の開口部で擦られると、発電要素群４６の損傷や材料粉の電池缶４１内への侵入等の不具合を生じる可能性がある。この電池缶４１の作製では、深絞り法を採用せざるを得ないため、コスト高となる。つまり、二次電池７０では、（２）電池外形が大型化する、（３）電池缶４１に発電要素群４６を収容し難くなる、（４）電池缶４１がコスト高となる、という問題もある。
【００４１】
（１）〜（４）の問題を解決するために、開口部を大きくし、ＤＨ方向の大きさを小さくした浅型の電池缶を用いる技術もあるが、電池蓋に正負極端子が配設されると、次のような問題がある。すなわち、車両用二次電池システムでは、複数個の二次電池がＤＨ方向に配列され、直列ないし並列に接続された組電池が構成される。このため、正負極端子が隠れてしまい、二次電池間の接続を行うことが物理的に難しくなる。換言すれば、（５）組電池化が難しくなる、という問題がある。これを回避するには、正負極端子を電池缶のＷＨ方向またはＨＨ方向外側にそれぞれ延出させておく必要があるが、レーザービームや電子ビームを電池蓋の上側から照射すると、ビームが正負極端子の直上を通過することとなり、直下の電池缶と電池蓋との溶接が行えなくなる。また、電池組立に際しては、二次電池の各部材やその組立を支援する治具の動作方向が一定方向、理想的には二次電池の天地方向に統一されていることが望ましい。ところが、正負極端子を電池缶の側面からＷＨ方向外側へそれぞれ延出すると、電池缶の側面で発電要素群と電池外部との導通が図られるため、正負極端子をＷＨ方向外側から電池缶の側面に挿入することが不可欠となり、組立に手間がかかる。さらには、発電要素群と正負極端子との接続時に、電池缶内で接続部分を支持することが難しくなる。従って、（６）電池製造のコスト高を招く、という問題がある。また、鉄系材料を主材とする電池缶と電池蓋とでは二重巻締め法等により気密封口することが容易であるが、電池の軽量化を図る観点から要望されているアルミニウム系材料では、亀裂その他の不具合を生じるため、実現が難しくなる。このため、（７）電池缶、電池蓋の軽量化が難しくなる、という問題がある。本実施形態は、これら（１）〜（７）の問題を解決することができる二次電池である。
【００４２】
本実施形態のリチウムイオン二次電池３０では、電池缶１の底面１ＡのＷＨ方向両端部に形成されたオフセット面１１に貫通孔１Ｂがそれぞれ形成されている。この貫通孔１Ｂに正極端子４Ａ、負極端子４Ｂがそれぞれ固定されている。発電要素群６を構成する正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂは、電池缶１の貫通孔１Ｂの内側直上に位置している。未塗工部６Ａに接続された接続板５Ａと正極端子４Ａとが接合され、未塗工部６Ｂに接続された接続板５Ｂと負極端子４Ｂとが接合されている。このため、発電要素群６から正極端子４Ａ、負極端子４Ｂに到る電流経路の長さが小さくなるので、電気抵抗を低減することができる。また、接続板５Ａ、５Ｂでは、正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂの幅（ＨＨ方向の長さ）の分で広幅にすることができる。このため、電流経路の幅が大きくなるので電気抵抗を低減することができる。換言すれば、発電要素群６から電池外部に至る電流経路の長さおよび幅を、発電要素群６の大きさや電池缶１の形状に影響されることなく設定することができる。電流経路の長さにおいては、未塗工部６Ａ、６Ｂから直近の電池缶１の側面までと短くでき、また、幅においては、未塗工部６Ａ、６Ｂの幅の分で自由に広くすることができる。従って、リチウムイオン二次電池３０では、内部抵抗の低減を図ることができ、充放電特性等の電池性能を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、電池缶１の貫通孔１Ｂの内側直上に発電要素群６を構成する正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂがそれぞれ位置している。このため、電池缶１内では、従来の二次電池７０のように発電要素群４６の外郭に沿ってＷＨ方向やＨＨ方向に接続板４５Ａ、４５Ｂを延出することがなくなる（図８も参照）。これにより、電池缶１では、ＷＨ方向、ＨＨ方向の必要寸法を小さく抑えることができ、その結果、電池サイズの小型化を図ることができる。
【００４４】
更に、本実施形態では、電池缶１が開口部の外周を構成する４辺のうち直交する２辺のいずれの長さより、該２辺と直交する１辺の長さが小さい浅型で有底直方体状に形成されている。このため、電池缶１の開口部では、ＷＨ方向、ＨＨ方向の寸法が大きくなり、ＤＨ方向の寸法が小さくなるので、発電要素群６を電池缶１と電池蓋３とで画定される空間内に収容しやすくなる。これにより、電池缶１の開口部のエッジで発電要素群６の表面等を損傷することも抑制することができる。また、電池缶１が浅型のため、電池缶製造時の絞りや鍛造の工程数を低減することができる。従って、電池缶１の製造を容易にすることができ、発電要素群６の電池缶１への収容に手間を要せず、損傷による不良発生を抑制することができる。この結果、電池製造の効率向上、低コスト化を図ることができる。
【００４５】
また更に、本実施形態では、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂの端部がそれぞれ電池缶１のＷＨ方向外郭より外側に延出されている。電池蓋３が略平坦な形状を有しており、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂを固定した貫通孔１Ｂが電池缶１のオフセット面１１に形成されている。このため、リチウムイオン二次電池３０では、ＤＨ方向両側が概ね平坦に形成される。これにより、複数のリチウムイオン二次電池３０をＤＨ方向に配列することで、直並列に接続した組電池を容易に作製することができる。また、正負極端子がいずれも電池蓋に配置された従来の二次電池７０と比べて、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂを移動させる工程を経ることなく、組電池を組み立てることができる。従って、組電池の組立を低コスト化するとともに、組電池化することで高容量化、高出力化が可能となるので、車両用二次電池システムとして好適に使用することができる。
【００４６】
更にまた、従来の鉄を主材とした電池缶や電池蓋では二重巻締め法等により気密化が容易であるのに対して、アルミニウムを主材とした電池缶および電池蓋に二重巻締め法を適用した場合は、亀裂等が生じ気密化を図ることが難しくなる。本実施形態では、電池缶１および電池蓋３をレーザービーム等で溶接することができる。このため、電池缶１、電池蓋３をアルミニウムを主材として形成することができる。これにより、電池缶１、電池蓋３が軽量化されるので、電池全体の軽量化を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、電池缶１にオフセット面１１が形成されている。このため、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂの電池厚さ方向（ＤＨ方向）への出っ張りをなくし、電池厚さ寸法への関与をなくすことができる。これにより、リチウムイオン二次電池３０の薄型化を図ることができる。また、オフセット面１１に貫通孔１Ｂを形成することで、正極端子４Ａ、負極端子４Ｂと正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂとの距離を小さくすることにもつながる。この結果、電流経路の長さを一層低減することができ、更なる内部抵抗の低減を図ることができる。
【００４８】
更に、本実施形態では、発電要素群６と電池缶１との間には絶縁ケース７Ａが配置されており、発電要素群６と電池蓋３との間には絶縁ケース７Ｂが配置されている。すなわち、発電要素群６は、絶縁ケース７Ａ、７Ｂに挟まれた状態で、電池缶１と電池蓋３とで画定される空間内に配置される。このため、発電要素群６と、電池缶１、電池蓋３との絶縁を確保することができる。また、絶縁ケース７ＡのＨＨ方向両側の縁が絶縁ケース７ＢのＨＨ方向両側の縁と当接している。このため、絶縁ケース７Ａ、７Ｂが互いにＤＨ方向に押し合うため、外力が作用したときに発電要素群６に対する外部応力を緩和することができる。従って、絶縁ケース７Ａ、７Ｂを配置することで、絶縁を確保するとともに、外力が作用しても発電要素群６を保護することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、正極板の未塗工部６Ａに電気的および機械的に接続され、貫通孔１Ｂを介して電池外部と導通するための接続部材９Ａを、突出端面が平坦状に形成された突出部Ｔを有する正極端子４Ａおよび平板状の接続板５Ａで構成する例を示したが（負極側も同様。）、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、接続部材が、平板状の正極端子と、この正極端子に固定されたカップ状の接続端子とで構成され、接続端子のカップ外底面が電池缶の貫通孔を介して正極板の未塗工部に接合されるようにしてもよい。このように構成する例について、以下に説明する。
【００５０】
図５に示すように、正極端子１４Ａ、負極端子１４Ｂは、いずれも、略長円形で平板状に形成されており、長手方向両側に円形状の貫通孔が形成されている。正極端子１４Ａ、負極端子１４Ｂは、それぞれ一側の貫通孔が、電池缶１の底面１Ａの両端部（図５の左右両側）で略中央部の各１箇所の接続部２８Ａ、２８Ｂにそれぞれ接続されている。正極端子１４Ａ、負極端子１４Ｂは、他側が電池缶１の外郭より外側に延出している。図６に示すように、接続端子１５Ｂは、窪み部２５を有する金属製でカップ状（円柱状）に形成されている。接続端子１５Ｂのカップ外底面は略平坦に形成されている。接続端子１５Ｂはカップ外底面側の外周に鍔部２６を有している。負極端子１４Ｂは、一側の貫通孔に接続端子１５Ｂの開口側端部が挿着されている。接続端子１５Ｂは、シール１３を介して電池缶１のオフセット面１１に形成された貫通孔１Ｂに挿着されている。接続端子１５Ｂの開口端部は、カシメ部２７でカシメ固定されている。すなわち、接続端子１５Ｂは、鍔部２６およびカシメ部２７でオフセット面１１、負極端子１４Ｂおよびシール１３を圧縮して相互の相対位置が固定されている。このシール１３により電池缶１と負極端子１４Ｂとの絶縁および電池缶１内の気密が確保されている。接続端子１５Ｂのカップ外底面は、電池缶１の貫通孔１Ｂの内側直上に載置された発電要素群６を構成する負極板の未塗工部６Ｂと、例えば、超音波接合法により接合されている。
【００５１】
このように構成することで、上述した本実施形態と同様の効果が得られることに加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、上述した本実施形態では接続板５Ｂと負極端子４Ｂとをレーザービームで溶接するのに対して、接続端子１５Ｂと負極端子１４Ｂとがカシメ固定されるため、溶接を不要とすることができる。このため、工程の簡素化を図ることができる。ただし、接続端子１５Ｂと負極端子１４Ｂとの電気的な導通特性に懸念がある場合は、両者の接触部に溶接を施してもよいことはいうまでもない。また、図５、図６では負極端子１４Ｂが電池外部にまっすぐに延出する例を示しているが、複数の電池を組電池化する場合には、上述した本実施形態の正極端子４Ａ、負極端子４Ｂのように形成することも可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、電池缶１の貫通孔１Ｂを正負極側でそれぞれ１箇所に形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。正負極側でそれぞれ複数の貫通孔１Ｂを形成するようにしてもよい。このことは次のようにして実現することができる。すなわち、図７に示すように、正極端子１６Ａ、負極端子１６Ｂは、いずれも、矩形平板状に形成されており、対向する２辺のうち一側の辺に１つ、他側の辺に２つの貫通孔が形成されている。正極端子１６Ａ、負極端子１６Ｂは、他側の辺に形成された２つの貫通孔が電池缶１の底面１Ａの両端部（図７の左右両側）の各２箇所の接続部２８Ａ−１、２８Ａ−２、２８Ｂ−１、２８Ｂ−２にそれぞれ接続されている。正極端子１６Ａ、負極端子１６Ｂは、それぞれ、上述したカップ状の接続端子１５Ｂを介して正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂに接続されている。このように構成することで、次のような効果を得ることができる。すなわち、正負極板の未塗工部６Ａ、６Ｂと、正極端子１６Ａ、負極端子１６Ｂとが、それぞれ２箇所で接続されるため、電流経路の面積が増大するとともに、電流密度が均一化されるため、電池内部抵抗の一層の低減を図ることができる。
【００５３】
更に、本実施形態では、発電要素群６として、正負極板を捲回して形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、正負極板を積層して形成することも可能である。図４（Ｂ）に示すように、積層式の発電要素群６では、矩形状の正極板６Ｅと、矩形状の負極板６Ｄとが、矩形状のセパレータ６Ｃを介して交互に積層されている。このとき、未塗工部６Ａ、６Ｂが発電要素群６の両端面にそれぞれ位置するように積層されている。このような積層式の発電要素群でも、上述した本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また更に、本実施形態では、電池缶１および電池蓋３の材質としてアルミニウムを用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アルミニウム系の合金を用いるようにしてもよい。アルミニウムやアルミニウム系合金を用いることで、鉄系の材料を用いた場合と比較して軽量化を図ることができる。
【００５５】
更にまた、本実施形態では、電池缶１の開口端部に合わせ部２４が形成されている例を示したが、合わせ部２４を形成せずに、電池缶１を電池蓋３で封止するようにしてもよい。この場合、電池蓋３の輪郭が電池缶１の開口部を形成する部材の輪郭と合致していればよく、開口部の端に電池蓋３の外縁部を重ねて溶接するようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、絶縁ケース７Ａ、７Ｂを同形状に形成した例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。絶縁ケース７Ｂでは、ＷＨ方向両側に切り欠きを形成することに代えて、注液口２０に対応する部分を含む少なくとも１辺に切り欠きを形成すればよい。製造工程中の部品管理を考慮すれば、絶縁ケース７Ａ、７Ｂを同形状に形成することが好ましい。また、絶縁ケース７Ａ、７Ｂでは、ＷＨ方向両側の外縁まで切り欠きを形成した例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、外縁を残すように端部に貫通孔（切り抜き）を形成してもよい。すなわち、本発明でいう切り欠きは孔を含む概念である。
【００５７】
更に、本実施形態では、二次電池としてリチウムイオン二次電池３０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、二次電池一般に適用することができる。また、正極活物質としてマンガン酸リチウム、負極活物質として黒鉛をそれぞれ例示したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、通常リチウムイオン二次電池に用いられる活物質を用いることもできる。正極活物質としては、リチウムイオンを挿入・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムイオンを挿入したリチウム遷移金属複合酸化物を用いればよく、リチウム遷移金属複合酸化物の結晶中のリチウムや遷移金属の一部をそれら以外の元素で置換あるいはドープした材料を使用するようにしてもよい。さらに、結晶構造についても特に制限はなく、スピネル系、層状系、オリビン系のいずれの結晶構造を有していてもよい。一方、黒鉛以外の負極活物質としては、例えば、コークスや非晶質炭素等の炭素材を挙げることができ、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００５８】
また更に、本発明は、本実施形態で例示した導電材やバインダについても特に限定されず、通常リチウムイオン二次電池に用いられているいずれのものも使用可能である。本実施形態以外で用いることのできるバインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体およびこれらの混合体等を挙げることができる。
【００５９】
更にまた、本実施形態では、エチレンカーボネート等の炭酸エチレン系有機溶媒にＬｉＰＦ６を溶解した非水電解液を例示したが、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いてもよく、本発明は用いられるリチウム塩や有機溶媒には特に制限されるものではない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒としてはジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、スルホラン、プロピオニトリル等、または、これらの２種以上を混合した混合溶媒を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は内部抵抗を低減し、小型化を図ることができる二次電池を提供するため、二次電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用した実施形態の二次電池の外観を示し、（Ａ）は電池蓋方向から見た斜視図であり、（Ｂ）は電池缶底面方向から見た斜視図である。
【図２】実施形態の二次電池を示し、図１（Ａ）のＱ−Ｑ断面を示す斜視図である。
【図３】実施形態の二次電池の部品構成を示す分解斜視図である。
【図４】実施形態の二次電池を構成する発電要素群の外観を示し、（Ａ）は正負極板を捲回する形態の斜視図であり、（Ｂ）は正負極板を積層する形態の斜視図である。
【図５】本発明を適用した別の形態の二次電池を示す底面図である。
【図６】別の形態の二次電池の発電要素群と外部端子との接続部分を示す部分断面図である。
【図７】本発明を適用した他の形態の二次電池を示す底面図である。
【図８】従来の角型二次電池を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  電池缶
１Ａ  底面
１Ｂ  貫通孔
３  電池蓋
４Ａ  正極端子
４Ｂ  負極端子
５Ａ、５Ｂ  接続板
６  発電要素群
６Ａ、６Ｂ  未塗工部
９Ａ、９Ｂ  接続部材
３０  リチウムイオン二次電池（二次電池）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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