(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜によって分離された正極板および負極板を芯棒（２）に巻きつけることによって形成された円筒形電池電極集合体（１）を備える円筒形電池であって、前記円筒形電池電極集合体（１）の一端に位置する正極リードアウト端子（３）の内端面は、前記円筒形電池電極集合体（１）の前記一端にて正極板の端部全体に直接接続され、前記円筒形電池電極集合体（１）の他端に位置する負極リードアウト端子（４）の内端面は、前記円筒形電池電極集合体（１）の前記他端にて負極板の端部全体に直接接続され、
それぞれの端部に溝を有する前記正極リードアウト端子（３）および前記負極リードアウト端子（４）を備えており、
前記正極リードアウト端子（３）および前記負極リードアウト端子（４）とこれらに対応する前記正極板および前記負極板の端部全体との間に信頼性のある接触接続をなすために、弾性部材が、前記溝内の互いに離れた位置へ２つ、配置されており、
前記溝に配置される前記弾性部材は、前記正極リードアウト端子の正極板の端部全体との信頼性のある接触接続をなすために、前記正極板に接する、溝の薄板状の側壁を押圧し、
前記溝に配置される前記弾性部材は、前記負極リードアウト端子の負極板の端部全体との信頼性のある接触接続をなすために、前記負極板に接する、溝の薄板状の側壁を押圧することを特徴とする円筒形電池。 
【請求項２】
前記円筒形電池の一端または両端が一または複数の安全弁をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１に記載の円筒形電池。
【請求項３】
前記正極リードアウト端子（３）および前記負極リードアウト端子（４）の後端部は、容器（５）の各端部にて押圧された少なくとも二つの環状圧着溝と接触しており、封止端縁（１５）は容器（５）の２つの口部に押圧されていることを特徴とする請求項１に記載
の円筒形電池。
【請求項４】
前記弾性部材は、バネ（７）またはラバーパッド（１２）であることを特徴とする請求項１に記載の円筒形電池。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池に関し、詳細には円筒形二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、世界的なエネルギー不足と環境保護の意識の高まりによって、市場において電気自動車用電池およびエネルギー貯蔵電池の人気が高まり普及してきている。一般的に、市場における大容量の二次電池（ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池、鉛蓄電池）は、長方形であり、特にニッケル水素電池に関してはこれが当てはまる。２０Ａｈよりも大きい容量のニッケル水素電池は長方形の形状を採用しており、これは熱暴走を起こし易い大容量電池においては熱を分散させることが困難であるからである。しかしながら、長方形の二次電池は固有の欠点によって市場の要求に沿うことができず、一方、従来の円筒形の二次電池は、大電流充放電能力と、電池の内部からの熱の分散性能とを改善することが求められている。更に、既存の二次電池の正極板と負極板はラグ（突起）を介してリードアウト端子とはんだ接続されており、このラグにははんだ付けポイントが作られており、はんだ付け接続片が必要である。電流が大きいときや電池の短絡（ショート）が生じたときは、このラグまたは接続片が加熱されて赤熱し、これによって電池が燃焼したり危険を伴う重大な事故が生じたりする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記先行技術の欠点に鑑み、本発明は正極および負極を両端に配置した円筒形電池を提供し、正極板および負極板の電流を両端から流すことができ、大電流充放電性能を著しく高め、電池内での熱分散の性能を効率的に向上させ、安全性能も向上させるものである。
【０００４】
本発明の実施形態によると、円筒形電池は、隔膜によって分離された正極板および負極板を芯棒に巻きつけることによって形成された円筒形電池の電極集合体（以下、円筒形電池電極集合体）を備えている。この円筒形電池は、前記円筒形電池電極集合体の一端に位置する正極リードアウト端子の内端面が、前記円筒形電池電極集合体の前記一端にて正極板の端部全体に直接接続され、前記円筒形電池電極集合体の他端に位置する負極リードアウト端子の内端面が、前記円筒形電池電極集合体の前記他端にて負極板の端部全体に直接接続され、これにより、前記正電極リードアウト端子および前記負電極リードアウト端子が別々に前記円筒形電池の両端にて配置されるように無はんだの面接触バス構造体を形成することを特徴とする。
【０００５】
本発明を以下に更に記載する。
【０００６】
図１に示すように、円筒形電池は、隔膜によって分離された正極板および負極板を芯棒２に巻きつけることによって形成された円筒形電池電極集合体１を備えている。この円筒形電池は、前記円筒形電池電極集合体１の一端（図１の左端）に位置する正極リードアウト端子３の内端面が、前記円筒形電池電極集合体１の前記一端（図１の左端）にて正極板の端部全体に直接接続され、前記円筒形電池電極集合体１の他端（図１の右端）に位置する負極リードアウト端子４の内端面が、前記円筒形電池電極集合体１の前記他端（図１の右端）にて負極板の端部全体に直接接続され、これにより、前記正電極リードアウト端子および前記負電極リードアウト端子が別々に前記円筒形電池の両端にて配置されるように無はんだの面接触バス構造体を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、正極および負極が別々に電池の両端に配置されているため、正極板および負極板の電流が両端から流れ、電池の内部抵抗および生じる熱を著しく減少させる。正極リードアウト端子および負極リードアウト端子はそれぞれに対応する電極の端部の電極面全体と直接的に接続（ラグなし接続、無はんだ接続、および直接的な表面接続）されるため、電池の大電流充放電性能を著しく高め、異常な状態での大電流または短絡が生じても電池の安全を保証し、最大の熱分散領域（電池の両端および容器を含む）で電池内の熱を分散させ、電池内の熱分散の性能を著しく向上させる。更に、必要であれば、正極リードアウト端子および負極リードアウト端子の外端部は、熱分散フィン構造を有するように作られるか、熱分散フィンと接触するように作られ、これにより電池の熱分散をより効率的に向上させることができる。円筒形電池電極集合体は芯棒に巻きつけられており、巻きつけた後にコイリング・マシン上でロールコア（芯棒）を引き抜く必要がなく、よって、ロールコアが引き抜かれるときに隔膜が引き裂かれることによる電池短絡もしくはマイクロショートを回避し、または電池電極集合体がパゴダ状の形態となることを避けることができる。
【０００８】
本発明によると、少なくとも二つの環状圧着溝が、正極リードアウト端子および負極リードアウト端子の周囲であって電池容器（鋼製容器）の各端部にて押圧されて、封止端縁が容器の２つの口部にて押圧される。係る構造によって、電池が構造的に十分な剛性を有し、かつ電池の内部が１００Ｋｇ以上の圧力に耐えることができ、よって電池の安全性能を向上させることができる。
【０００９】
上記の通り、本発明は、円筒形電池であって、優れた大電流充放電性能および安全性能を有し、発熱を低下させ、電池の効率的な熱分散を達成するものを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１および図２を参照すると、本発明の円筒形電池は、隔膜によって分離された正極板および負極板を巻きつけることによって形成された円筒形電池電極集合体１を備えている。この円筒形電池電極集合体１は芯棒２に巻きつけられ、絶縁ラバーカバー６で内張りされた容器５内に収容されている。円筒形電池電極集合体１の一端に位置する正極リードアウト端子３の内端面は、これに対応する円筒形電池電極集合体１の端部にて正極板の端部全体に直接接続されており、一方、円筒形電池電極集合体１の他端に位置する負極リードアウト端子４の内端面は、これに対応する円筒形電池電極集合体１の端部にて負極板の端部全体に直接接続されており、これにより、正電極リードアウト端子および負電極リードアウト端子が別々に電池の両端に配置されるように無はんだの面接触バス構造体を形成する。
【００１１】
図１に示されるように、円筒形電池電極集合体１の両端における正極リードアウト端子３および負極リードアウト端子４は、金属材料から作られているか、耐腐食性材料でメッキされた金属から作られており、ネジ９を介して芯棒２の端部にそれぞれ接続されている。
【００１２】
電池の容器５は、金属材料（例えば鋼製容器が適用される）や、耐腐食性材料でメッキされた金属や、プラスチックや、金属膜でメッキされたプラスチックから作ることができる。
【００１３】
電池が誤用されたときにこの電池の安全を確保するように、一または複数の安全弁１３が電池の一端または両端に設けられている。安全弁１３は、先行技術の構造を採用することができ、あるいは、安全弁座８と、この安全弁座８の前部空洞内に封止目的で配置されたラバーボール１１と、安全蓋１０とを備えて正極リードアウト端子３または負極リードアウト端子４にそれぞれ配置された安全弁でよい（前部空洞は通路を介して電池の内部空洞と連通する）。
【００１４】
更に、正極リードアウト端子３および負極リードアウト端子４の後端部は、容器５の各端部に押圧された少なくとも二つの環状圧着溝と接触し得、封止端縁１５は容器５の２つの口部に押圧されている。係る構造によって、電池が構造的に十分な剛性を有し、かつ電池の内部が１００Ｋｇ以上の圧力に耐えることができ、よって電池の防爆性を保証することができる。
【００１５】
鋼製容器は本発明の電池に適用される場合に熱放散の効果も有する。絶縁スリーブ（例えば、絶縁ラバーカバーやその他の熱伝導性絶縁材料から作られたもの）が鋼製容器内に配置される。本発明は金属製容器を有しているが電導性を有しない円筒形電池であり、これは電気自動車に非常に重要なことである。
【００１６】
更に、正極リードアウト端子３または負極リードアウト端子４は、弾性部材からなる溝も備えており、弾性部材は、正極リードアウト端子３または負極リードアウト端子４と正極板および負極板の端部全体と間に信頼性のある接続をなすために配置されている。弾性部材はバネ７、ラバーパッド１２その他の適当な弾性部材でよい。
【００１７】
本発明の電池は、一般的な容量性能、常温での大電流性能、低温性能、高温性能、安全性能、自己放電性能等に関し、国家によって規定された方法によってテストされている。ハイブリッドバス用に設計された３０Ａｈの電池が一例として用いられ、そのテスト結果を以下に示す。
【００１８】
（ａ）個々の電池が公共交通手段の安全基準を完全に満たすことができる。
【００１９】
（ｂ）個々の電池の高温／低温性能の観点から、その温度範囲は比較的広く、３０℃から６５℃までの間である。この電池は７０℃でも動作することができる。温度が高くても低くても、この電池は大電流で充放電され、環境（特に昼夜の温度差が激しい地域）に対して適応性が高い。
【００２０】
（ｃ）大電流充電性能に関して、個々の電池は、５００Wの定電力で１０Cの速度で連続して充電することができる。個々の電池を２７０個組み合わせることで形成されたエネルギーパックに関しては、１３５KWの大電力充電が可能で、充電電圧は４３２V以下であり（個々の電池の実際の２０秒パルス充電電圧は１．６Vである）、発電機のピーク電力をより完全に吸収することができ、高エネルギー回収能力および省エネ効果が達成される。
【００２１】
本発明の詳細な説明を上記に記載した。本発明の原理および実施例を示すために特定の形態について記載したが、上記実施例の説明は本発明の方法および核となる思想の理解を助けることを目的としている。本発明の思想によって、特定の実施例および適用範囲は当業者によって変更され得る。すなわち、本明細書の内容は本発明を限定するものとして理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は一実施形態における円筒形電池の長手方向断面図である。
【図２】図２は図１に示した製品の様々な部材を分離した状態で示す立体的構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    円筒形電池電極集合体
２    芯棒
３    正電極リードアウト端子
４    負電極リードアウト端子
５    容器
６    絶縁ラバーカバー
７    バネ
８    安全弁座
９    ネジ
１０    安全蓋
１１    ラバーボール
１２    ラバーパッド
１３    安全弁
【図１】
0005559334.tif 000002
【図２】
0005559334.tif 000003