(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯の周囲に複数の正極リードを有する正極電極および複数の負極リードを有する負極電極が捲回された電極群の上部に、前記正極電極の前記複数の正極リードおよび前記負極電極の前記複数の負極リードの一方に接続された電極集電部材が配され、前記電極集電部材上に蓋ユニットが配され、前記電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合され、前記電極群、前記電極集電部材および前記導電リードと共に電解液が収容された電池容器と前記蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、
前記電極集電部材と前記蓋ユニットとは、前記蓋ユニットに接合された一端部が、前記電極集電部材に接合された他端部とは、前記軸芯の中心軸を通り、前記他端部と前記軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、前記導電リードの前記一端部が前記蓋ユニットに接続される接合面と前記導電リードの前記他端部が前記電極集電部材に接合される接合面とが同一面となるよう、１箇所の折返し部で折り返された１つの前記導電リードにより接続されてなることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、前記正極電極および前記負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、前記電極集電部材上に蓋ユニットが配され、前記電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合され、前記電極群、前記電極集電部材および前記導電リードと共に電解液が収容された電池容器と前記蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、
前記電極集電部材と前記蓋ユニットとは、前記蓋ユニットに接合された一端部が、前記電極集電部材に接合された他端部とは、前記軸芯の中心軸を通り、前記他端部と前記軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、折り返されることなく、前記他端部と前記一端部との間で直線状に延出された１つの前記導電リードにより接続されてなることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、前記正極電極および前記負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、前記電極集電部材上に蓋ユニットが配され、前記電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合され、前記電極群、前記電極集電部材および前記導電リードと共に電解液が収容された電池容器と前記蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、
前記電極集電部材と前記蓋ユニットとは、前記蓋ユニットに接合された一端部が、前記電極集電部材に接合された他端部とは、前記軸芯の中心軸を通り、前記他端部と前記軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して同じ側に位置し、かつ、前記中心面を超えない位置で折り返された１つの前記導電リードにより接続されてなることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二次電池において、前記導電リードは、複数の導電薄膜が積層されて形成され、前記電極集電部材に接合された一端部および前記蓋ユニットに接合された他端部を除く部分の表面に絶縁膜が形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項５】
請求項１に記載の二次電池において、前記導電リードは、前記蓋ユニットに接合された一端部側に前記折返し部を有することを特徴とする二次電池。
【請求項６】
請求項１に記載の二次電池において、前記導電リードは、前記電極集電部材に接合された他端部側に前記折返し部を有することを特徴とする二次電池。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池において、前記蓋ユニットは、前記導電リードの一端部が接合された接続板と、前記接続板に接合されたダイアフラムと、前記ダイアフラムにかしめられた蓋体とを含むことを特徴とする二次電池。
【請求項８】
軸芯の周囲に複数の正極リードを有する正極電極および複数の負極リードを有する負極電極が捲回された電極群の上部に、前記正極電極の前記複数の正極リードおよび前記負極電極の前記複数の負極リードの一方に接続された電極集電部材が配され、前記電極集電部材上に蓋ユニットが配され、前記電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合され、前記電極群、前記電極集電部材および前記導電リードと共に電解液が収容された電池容器と前記蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、
前記導電リードの他端部を前記電極集電部材に接合する工程と、
前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程と、
前記蓋ユニットを、絶縁材を介して前記電池容器にかしめる工程と、を含み、
前記電池容器と前記蓋ユニットとを密封した状態で、前記導電リードの一端部が、前記電極集電部材に接合される他端部とは、前記軸芯の中心軸を通り、前記他端部と前記軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合される接合面と、前記導電リードの他端部が前記電極集電部材に接合される接合面とが同一面となる状態で接合され、かつ、前記導電リードが、１つの折り返し部で折り返されていることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の二次電池の製造方法において、前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程は、前記導電リードの一端部が、前記電極集電部材に接合された他端部と前記中心面に対して同一側に位置し、かつ、前記導電リードの一端部が前記電池容器の側面よりも外側の位置に引き出された状態で接合する工程であることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の二次電池の製造方法において、前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程は、前記導電リードの一端部を、前記中心面に対して前記導電リードの他端部と同一側に引き出して行い、前記導電リードの前記折返し部を、前記中心面よりも、前記蓋ユニットに接合された前記一端部側に形成することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の二次電池の製造方法において、前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程は、前記導電リードの一端部を、前記中心面に対して前記導電リードの他端部と同一側に引き出して行い、前記導電リードの前記折返し部を、前記中心面よりも前記電極集電部材に接合された前記他端部側に形成することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１２】
軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、前記正極電極および前記負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、前記電極集電部材上に蓋ユニットが配され、前記電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合され、前記電極群、前記電極集電部材および前記導電リードと共に電解液が収容された電池容器と前記蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、
前記導電リードの他端部を前記電極集電部材に接合する工程と、
前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程と、
前記蓋ユニットを、絶縁材を介して前記電池容器にかしめる工程と、を含み、
前記導電リードの他端部を前記電極集電部材に接合する工程は、前記導電リードの一端部が、前記電極集電部材に接合される他端部とは、前記軸芯の中心軸を通り、前記他端部と前記軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側の位置で行い、前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程は、前記導電リードの一端部を、前記導電リードの他端部が接合された前記電極集電部材の接合面に対して９０°未満の角度に傾斜させて、前記導電リードに折返し部が形成されないように接合する工程であることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法において、前記蓋ユニットは、前記導電リードの一端部が接合された接続板と、前記接続板に接合されたダイアフラムと、前記ダイアフラムにかしめられた蓋体とを含み、前記導電リードの一端部を前記電池容器の外部に引き出して前記蓋ユニットに接合する工程は、レーザを照射してレーザ溶接を行う工程であることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１４】
軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、前記正極電極および前記負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、前記電極集電部材上に蓋ユニットが配され、前記電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、前記導電リードの一端部が前記蓋ユニットに接合され、前記電極群、前記電極集電部材および前記導電リードと共に電解液が収容された電池容器と前記蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、
前記導電リードの他端部と前記電極集電部材とを接合する工程と、
前記導電リードを、前記導電リードの一端部が、前記電極集電部材に接合される他端部とは、前記軸芯の中心軸を通り、前記他端部と前記軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して同じ側に位置し、かつ、前記中心面を超えない位置で折り返す工程と、
前記蓋ユニットと前記電極集電部材との間からレーザ誘導部材を挿入する工程と、
前記導電リードの一端部と前記蓋ユニットとを接合する工程と、
前記蓋ユニットを、絶縁材を介して前記電池容器にかしめる工程と、
を含むことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の二次電池の製造方法において、前記導電リードの一端部と前記蓋ユニットとを接合する工程は、前記導電リードの他端部と前記電極集電部材とを接合する工程の後工程であり、前記蓋ユニットと前記電極集電部材との間から挿入されたレーザ誘導部材によりレーザ溶接される工程を含むことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の二次電池の製造方法において、前記導電リードの他端部と前記電極集電部材とを接合する工程は、前記導電リードの一端部と前記蓋ユニットとを接合する工程の後工程であり、前記蓋ユニットと前記電極集電部材との間から挿入されたレーザ誘導部材によりレーザ溶接される工程を含むことを特徴とする二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池等に代表される円筒形二次電池においては、正極合剤が形成された正極電極と負極合剤が形成された負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回して電極群を構成する。電極群の上部側には、正極集電部材が配置され、この正極集電部材に、正極電極に形成された、通常、タブと言われる複数の正極リードが接合される。正極集電部材の上部側には、蓋体が配置され、正極集電部材と蓋体とはフレキシブルなリード板（導電リード）で接続される。蓋体は、電極群および正極集電部材等が収容され、電解液が注入された電池容器に絶縁材を介してかしめられ外部から密封される。
【０００３】
正極集電部材と蓋体とを導電リードにより接続する方法として次に記載する方法が知られている。導電リードとして、複数のアルミニウム薄板を束ねて形成したものを２つ用い、１つの導電リードの一端部を、爆裂板等にかしめられた蓋体に超音波溶接する。また、もう１つの導電リードの一端部を、電池容器に収容された正極集電部材に超音波溶接する。そして、この後、上記した２つの導電リードの他端部同士を超音波溶接する（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載された方法は、２つの導電リードを用いるため、導電リードの長さが長くなり、その分、電池内部抵抗が大きいものである。また、２つの導電リードを接合するので工程数が多い。
【０００４】
また、１つの導電リードのみを用いる二次電池の構造として、導電リードの一端部を正極集電部材に接合し、この導電リードを二次電池の中心面の反対側で折り返して、他端部を一端部と同一側に戻して、その位置で蓋体に接合するものが知られている。この場合、導電リードにより正極集電部材と蓋体との電気的接続をした後、電池容器と蓋体を封止するとしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５２７０７号公報
【特許文献２】特開平１１−３０７０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載された二次電池は、導電リードを１つ用いるので、特許文献１に記載された導電リードを２つ用いる二次電池よりも導電リードの長さを短くすることが可能な構造を有している。しかし、特許文献２に記載された二次電池においても、導電リードを二次電池の中心面の反対側で折り返し、他端部を一端部と二次電池の中心面の同一側に戻すようにしているので、導電リードの長さは未だ長い。
加えて、特許文献２には、１つの短い導電リードを有する二次電池を作製する方法についての開示が無い。仮に、特許文献１に記載のような超音波溶接方法を採用しようとするには、図２に図示された導電リードは短すぎる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の二次電池は、軸芯の周囲に複数の正極リードを有する正極電極および複数の負極リードを有する負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極の複数の正極リードおよび負極電極の複数の負極リードの一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、導電リードの一端部が蓋ユニットに接続される接合面と導電リードの他端部が電極集電部材に接合される接合面とが同一面となるよう、１箇所の折返し部で折り返された１つの導電リードにより接続されてなることを特徴とする。
また、本発明の二次電池は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、折り返されることなく、他端部と一端部との間で直線状に延出された１つの導電リードにより接続されてなることを特徴とする。
さらに、本発明の二次電池は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して同じ側に位置し、かつ、中心面を超えない位置で折り返された１つの導電リードにより接続されてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の二次電池の製造方法は、軸芯の周囲に複数の正極リードを有する正極電極および複数の負極リードを有する負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極の複数の正極リードおよび負極電極の複数の負極リードの一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、導電リードの他端部を電極集電部材に接合する工程と、導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して蓋ユニットに接合する工程と、蓋ユニットを、絶縁材を介して電池容器にかしめる工程と、を含み、電池容器と蓋ユニットとを密封した状態で、導電リードの一端部が、電極集電部材に接合される他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合される接合面と、導電リードの他端部が電極集電部材に接合される接合面とが同一面となる状態で接合され、かつ、導電リードが、１つの折り返し部で折り返されていることを特徴とする。
また、本発明の二次電池の製造方法は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、導電リードの他端部を電極集電部材に接合する工程と、導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して蓋ユニットに接合する工程と、蓋ユニットを、絶縁材を介して電池容器にかしめる工程と、を含み、導電リードの他端部を電極集電部材に接合する工程は、導電リードの一端部が、電極集電部材に接合される他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側の位置で行い、導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して蓋ユニットに接合する工程は、導電リードの一端部を、導電リードの他端部が接合された電極集電部材の接合面に対して９０°未満の角度に傾斜させて、導電リードに折返し部が形成されないように接合する工程であることを特徴とする。
さらに、本発明の二次電池の製造方法は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、導電リードの他端部と電極集電部材とを接合する工程と、導電リードを、導電リードの一端部が、電極集電部材に接合される他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して同じ側に位置し、かつ、中心面を超えない位置で折り返す工程と、蓋ユニットと電極集電部材との間からレーザ誘導部材を挿入する工程と、導電リードの一端部と蓋ユニットとを接合する工程と、蓋ユニットを、絶縁材を介して電池容器にかしめる工程と、含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の二次電池は、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部と中心面に対して反対側に位置し、かつ、一端部の蓋ユニットとの接合面が電極集電部材に接合される接合面と同一面となるよう１箇所の折返し部で折り返された１つの導電リードにより接続される構造である。また、この発明の二次電池は、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部と中心面に対して反対側に位置し、かつ、折り返されることなく、他端部と一端部との間で直線状に延出された１つの導電リードにより接続される構造である。さらに、この発明の二次電池は、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部と中心面に対して同じ側に位置し、かつ、中心面を超えない位置で折り返された１つの導電リードにより接続される構造である。このため、導電リードを大変短い長さにすることができる。
さらに、この発明の二次電池の製造方法によれば、他端部が電極集電部材に接合された導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して、導電リードの一端部が電極集電部材に接合された他端部と中心面に対して反対側に位置し、かつ、電極集電部材に接合される接合面と同一面となるように１箇所で折り返して蓋ユニットに接合する。また、この発明の二次電池の製造方法によれば、他端部が電極集電部材に接合された導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して、導電リードの他端部が電極集電部材に接合された一端部と中心面に対して反対側に位置し、かつ、折り返されることなく、他端部と一端部との間で直線状に延出された１つの導電リードにより接続に蓋ユニットに接合する。さらに、この発明の二次電池の製造方法は、導電リードの他端部と電極集電部材とを接合する工程と、蓋ユニットと電極集電部材との間からレーザ誘導部材を挿入する工程と、導電リードの一端部と蓋ユニットとを接合する工程を有する。このため、導電リードの長さが短い場合でも、電極集電部材と蓋ユニットとを接続することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の二次電池の実施形態１としての円筒形二次電池の断面図。
【図２】図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図。
【図３】図１の電極群の詳細を示すための一部を切断した状態の斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、導電リードを仮止めする方法を説明するための導電リードの断面図。
【図５】図１に図示された二次電池の製造方法の工程を説明するための要部の断面図。
【図６】図５に図示された次の工程を説明するための要部の断面図。
【図７】図６に図示された次の工程を説明するための要部の断面図。
【図８】図７に図示された次の工程を説明するための要部の断面図。
【図９】この発明の二次電池の実施形態２としての円筒形二次電池の要部の断面図。
【図１０】図９に図示された円筒形二次電池の製造方法を説明するための要部の断面図。
【図１１】この発明の二次電池の実施形態３としての円筒形二次電池の要部の断面図。
【図１２】図１１に図示された円筒形二次電池の製造方法を説明するための要部の断面図。
【図１３】本発明の中心面を説明するための円筒形二次電池の上面図。
【図１４】この発明の二次電池の実施形態４としての円筒形二次電池の要部の断面図。
【図１５】図１４に図示された円筒形二次電池の製造方法を説明するための要部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
−円筒形二次電池の構造−
以下、この発明の二次電池を、リチウムイオン円筒形二次電池に適用した一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、この発明の円筒形二次電池の一実施形態を示す断面図であり、図２は、図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図である。
円筒形二次電池１は、例えば、外形４０ｍｍφ、高さ１００ｍｍの寸法を有する。
この円筒形二次電池１は、有底円筒形の電池容器２およびハット形の蓋体３の内部に、以下に説明する発電用の各構成部材を収容している。有底円筒形の電池容器２には、その開放側である上端部側に電池容器２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
【００１２】
１０は、電極群であり、中央部に軸芯１５を有し、軸芯１５の周囲に正極電極および負極電極が捲回されている。図３は、電極群１０の構造の詳細を示し、一部を切断した状態の斜視図である。図３に図示されるように、電極群１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構成を有する。
軸芯１５は、中空円筒状を有し、軸芯１５には、負極電極１２、第１のセパレータ１３、正極電極１１および第２のセパレータ１４が、この順に積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。また、最外周は負極電極１２およびその外周に捲回された第１のセパレータ１３となっている。最外周の第１のセパレータ１３が接着テープ１９で止められる（図２参照）。
【００１３】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極シート１１ａと、この正極シート１１ａの両面に正極合剤１１ｂが塗布された正極処理部を有する。正極シート１１ａの長手方向に沿う上方側の一側縁は、正極合剤１１ｂが塗布されずアルミニウム箔が表出した正極合剤未処理部１１ｃとなっている。この正極合剤未処理部１１ｃには、軸芯１５と平行に上方に突き出す多数の正極リード１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００１４】
正極合剤１１ｂは正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質はリチウム酸化物が好ましい。例として、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウム複合酸化物（コバルト、ニッケル、マンガンから選ばれる２種類以上を含むリチウム酸化物）などが挙げられる。正極導電材は、正極合剤中におけるリチウムの吸蔵放出反応で生じた電子の正極電極への伝達を補助できるものであれば制限は無い。正極導電材の例として、黒鉛やアセチレンブラックなどが挙げられる。
【００１５】
正極バインダは、正極活物質と正極導電材を結着させ、また正極合剤と正極集電体を結着させることが可能であり、非水電解液との接触により、大幅に劣化しなければ特に制限はない。正極バインダの例としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。正極合剤層の形成方法は、正極電極上に正極合剤が形成される方法であれば制限はない。正極合剤１１ｂの形成方法の例として、正極合剤１１ｂの構成物質の分散溶液を正極シート１１ａ上に塗布する方法が挙げられる。
【００１６】
正極合剤１１ｂを正極シート１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、などが挙げられる。正極合剤１１ｂに分散溶液の溶媒例として、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）や水等を添加し、混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。正極合剤１１ｂの塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極シート１１ａを裁断する際、正極リード１６を一体的に形成する。すべての正極リード１６の長さは、ほぼ同じである。
【００１７】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有し、負極シート１２ａと、この負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂが塗布された負極処理部を有する。負極シート１２ａの長手方向に沿う下方側の側縁は、負極合剤１２ｂが塗布されず銅箔が表出した負極合剤未処理部１２ｃとなっている。この負極合剤未処理部１２ｃには、正極リード１６とは反対方向に延出された、多数の負極リード１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００１８】
負極合剤１２ｂは、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極合剤１２ｂは、アセチレンブラックなどの負極導電材を有しても良い。負極活物質としては、黒鉛炭素を用いることが好ましい。黒鉛炭素を用いることにより、大容量が要求されるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車向けのリチウムイオン二次電池が作製できる。負極合剤１２ｂの形成方法は、負極シート１２ａ上に負極合剤１２ｂが形成される方法であれば制限はない。負極合剤１２ｂを負極シート１２ａに塗布する方法の例として、負極合剤１２ｂの構成物質の分散溶液を負極シート１２ａ上に塗布する方法が挙げられる。塗布方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法などが挙げられる。
【００１９】
負極合剤１２ｂを負極シート１２ａに塗布する方法の例として、負極合剤１２ｂに分散溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンや水を添加し、混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤１２ｂの塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極シート１２ａを裁断する際、負極リード１７を一体的に形成する。すべての負極リード１７の長さは、ほぼ同じである。
【００２０】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅をＷS、負極シート１２ａに形成される負極合剤１２ｂの幅をＷC、正極シート１１ａに形成される正極合剤１１ｂの幅をＷAとした場合、下記の式を満足するように形成される。
ＷS＞ＷC＞ＷA（図３参照）
すなわち、正極合剤１１ｂの幅ＷAよりも、常に、負極合剤１２ｂの幅ＷCが大きい。これは、リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透するが、負極側に負極活物質が形成されておらず負極シート１２ａが露出していると負極シート１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となるからである。
【００２１】
セパレータ１３は、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜である。
図１および図３において、中空な円筒形状の軸芯１５は軸方向（図面の上下方向）の上端部の内面に径大の溝１５ａが形成され、この溝１５ａに正極集電部材（電極集電部材）２５が圧入されている。正極集電部材２５は、例えば、アルミニウムにより形成され、円盤状の基部２５ａ、この基部２５ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２５ｂ、および外周縁において蓋体３側に突き出す上部筒部２５ｃを有する。正極集電部材２５の基部２５ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部２５ｄ（図２参照）が形成されている。また、正極集電部材２５には開口部２５ｅ（図２参照）が形成されているが、開口部２５ｅの機能については後述する。
【００２２】
正極シート１１ａの正極リード１６は、すべて、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃに溶接される。この場合、図２に図示されるように、正極リード１６は、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃ上に重なり合って接合される。各正極リード１６は大変薄いため、１つでは大電流を取りだすことができない。このため、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまでの全長に亘り、多数の正極リード１６が所定間隔に形成されている。
【００２３】
正極集電部材２５は、電解液によって酸化されるので、アルミニウムで形成することにより信頼性を向上することができる。アルミニウムは、なんらかの加工により表面が表出すると、直ちに、表面に酸化アルミウム皮膜が形成され、この酸化アルミニウム皮膜により、電解液による酸化を防止することができる。
また、正極集電部材２５をアルミニウムで形成することにより、正極シート１１ａの正極リード１６を超音波溶接またはスポット溶接等により溶接することが可能となる。
【００２４】
軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電部材（電極集電部材）２１が圧入されて固定されている。負極集電部材２１は、例えば、銅により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池容器２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。
負極シート１２ａの負極リード１７は、すべて、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃに超音波溶接等により溶接される。各負極リード１７は大変薄いため、大電流を取りだすために、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまで全長にわたり、所定間隔で多数形成されている。
【００２５】
負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極シート１２ａの負極リード１７およびリング状の押え部材２２が溶接されている。多数の負極リード１７は、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
負極集電部材２１の下面には、銅製の負極通電リード２３が溶接されている。
負極通電リード２３は、電池容器２の底部において、電池容器２に溶接されている。電池容器２は、例えば、０．５ｍｍの厚さの炭素鋼で形成され、表面にニッケルメッキが施されている。このような材料を用いることにより、負極通電リード２３は、電池容器２に抵抗溶接等により溶接することができる。
ここで、正極集電部材２５に形成された開口部２５ｅは、負極通電リード２３を電池容器２に溶接するための電極棒（図示せず）を挿通するためのものである。より詳細には、電極棒を正極集電部材２５に形成された開口部２５ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で負極通電リード２３を電池容器２の底部内面に押し付けて抵抗溶接を行う。
【００２６】
正極集電部材２５の上部筒部２５ｃの外周には、正極シート１１ａの正極リード１６およびリング状の押え部材２６が溶接されている。多数の正極リード１６は、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃの外周に密着させておき、正極リード１６の外周に押え部材２６を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
多数の正極リード１６が正極集電部材２５に溶接され、多数の負極リード１７が負極集電部材２１に溶接されることにより、正極集電部材２５、負極集電部材２１および電極群１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される（図２参照）。但し、図２においては、図示の都合上、負極集電部材２１、押え部材２２および負極通電リード２３は発電ユニット２０から分離して図示されている。
【００２７】
また、正極集電部材２５の基部２５ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルなリード板（導電リード）４１が、その一端をレーザ溶接により接合されている。リード板４１は、複数枚のアルミニウム箔を積層して一体化することにより、大電流を流すことが可能とされ、且つ、フレキシブル性を付与されている。つまり、大電流を流すには接続部材の厚さを大きくする必要があるが、１枚の金属板で形成すると剛性が大きくなり、フレキシブル性が損なわれる。そこで、板厚の小さな多数のアルミニウム箔を積層してフレキシブル性を持たせている。リード板４１の厚さは、例えば、０．５ｍｍ程度であり、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム箔を５枚積層して形成される。
【００２８】
正極集電部材２５の上部筒部２５ｃ上には、蓋ユニット３０が配置されている。蓋ユニット３０は、リング形状をした絶縁板３６、絶縁板３６に設けられた開口部３６ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめにより固定された蓋体３により構成される。
絶縁板３６は、円形の開口部３６ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング形状を有し、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃ上に載置されている。
絶縁板３６は、開口部３６ａ（図２参照）と下方に突出す側部３６ｂを有している。絶縁材３６の開口部３６ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、フレキシブルなリード板４１の他端が、接続板３５にレーザ溶接により接合されている。
【００２９】
リード板４１は、上述した如く、一端が正極集電部材２５の基部２５ａの上面に接合され、軸芯１５に対して反対側に延出されている。そして、折返し部４１ａでＵ字形状に１８０°折り返され、一端とは中心面に対し反対面側の位置で接続板３５に接合されている。正極集電部材２５に接合された一端の接合面と接続板３５に接合された他端の接合面とは同一面である。図１３は、中心面を説明するための円筒形二次電池の上面図である。中心面とは、軸芯１５の中心軸Ｏを通り、一端部４１ｂと軸芯１５の中心軸Ｏを結ぶ面Ｓ―Ｏに垂直な面Ｃ−Ｃである。ここで、面Ｓ−Ｏおよび面Ｃ−Ｃは、軸芯１５の中心軸Ｏと平行に、図の垂直方向に延出される面である。すなわち、リード板４１の一端部４１ｂと他端部４１ｃとは、相互に、中心面Ｃ−Ｃに対して反対面側の位置で、それぞれ、正極集電部材２５および接続板３５に接合されているので、他端部４１ｃが一端部４１ｂと同一面側まで戻されて接合される構造に比して、リード板４１の長さが短くなっている。
リード板４１を正極集電部材２５および接続板３５に接合する方法については、その詳細を後述する。
【００３０】
接続板３５は、アルミニウム合金で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の厚さは、例えば、１ｍｍ程度である。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂ（図２参照））が形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能も有している。
【００３１】
接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦拡散接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム合金で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、第１段階として、上方に反り、接続板３５の突起部３５ａとの接合を剥離して接続板３５から離間し、接続板３５との導通を絶つ。第２段階として、それでも内圧が上昇する場合は切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００３２】
ダイアフラム３７は周縁部において蓋体３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に蓋体３側に向かって垂直に起立する側部３７ｂを有している。この側部３７ｂ内に蓋体３を収容し、かしめ加工により、側部３７ｂを蓋体３の上面側に屈曲して固定する。
蓋体３は、炭素鋼等の鉄で形成してニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａとこの周縁部３ａから上方に突出す有頭無底の筒部３ｂを有するハット形を有する。筒部３ｂには複数の開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。
なお、蓋体３が鉄で形成されている場合には、別の円筒形二次電池と直列に接合する際、鉄で形成された別の円筒形二次電池とスポット溶接により接合することが可能である。
【００３３】
ダイアフラム３７の側部３７ｂと周縁部を覆ってガスケット４３が設けられている。ガスケット４３は、当初、図２に図示されるように、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂと、内周側に、基部４３ａから下方に向けてほぼ垂直に垂下して形成された筒部４３ｃとを有する形状を有している。
そして、プレス等により、電池容器２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを折曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と蓋体３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、蓋体３とダイアフラム３７とがガスケット４３を介して電池容器２に固定される。
【００３４】
電池容器２の内部には、非水電解液が所定量注入されている。非水電解液の一例としては、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液を用いることが好ましい。リチウム塩の例として、フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、などが挙げられる。また、カーボネート系溶媒の例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、或いは上記溶媒の１種類以上から選ばれる溶媒を混合したもの、が挙げられる。
次に、図１〜３に図示された本発明の実施形態１としての円筒形二次電池の製造方法の一例について説明する
【００３５】
−円筒形二次電池の製造方法−
〔電極群作製〕
先ず、電極群１０を作製する。
正極シート１１ａの両面に、正極合剤１１ｂおよび正極合剤未処理部１１ｃが形成され、また、多数の正極リード１６が正極シート１１ａに一体に形成された正極電極１１を作製する。また、負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂおよび負極処理部１２ｃが形成され、多数の負極リード１７が負極シート１２ａに一体に形成された負極電極１２を作製する。
【００３６】
次に、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の最も内側の側縁部を軸芯１５に溶接する。次に、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４を軸芯１５に１〜数周捲回し、次に、第２のセパレータ１４と第１のセパレータ１３との間に負極電極１２を挟み込み、所定角度、軸芯１５を捲回する。次に、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４との間に正極電極１１を挟み込む。そして、この状態で、所定の巻数分、捲回して電極群１０を作製する。
【００３７】
〔発電ユニット作製〕
上述の方法で作製した電極群１０の軸芯１５の下部に負極集電部材２１を取り付ける。負極集電部材２１の取り付けは、負極集電部材２１の開口部２１ｂを軸芯１５の下端部に設けられた段部１５ｂに嵌入して行う。次に、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周の全周囲に亘り、負極リード１７をほぼ均等に配分して密着し、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、負極集電部材２１に負極リード１７および押え部材２２を溶接する。次に、軸芯１５の下端面と負極集電部材２１とに跨るように負極通電リード２３を負極集電部材２１に溶接する。
【００３８】
次に、リード板４１が溶接された正極集電部材２５の下部筒部２５ｂを軸芯１５の上端側に設けられた溝１５ａに嵌合する。この状態で、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃの外周の全周囲に亘り、正極リード１６をほぼ均等に配分して密着し、正極１６の外周に押え部材２６を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、正極集電部材２５に正極リード１６および押え部材２６を溶接する。このようにして、図２に図示される発電ユニット２０が作製される。
【００３９】
〔電池容器への収容〕
次に、発電ユニット２０を収容可能なサイズを有する金属製の有底円筒部材に、上述の工程を経て作製された発電ユニット２０を収容する。有底円筒部材は、電池容器２となるものである。以下において、説明を簡素にして明瞭にするために、この有底円筒部材を電池容器２として説明する。
【００４０】
〔負極接合〕
電池容器２内に収納した発電ユニット２０の負極通電リード２２を、電池容器２に抵抗溶接等により溶接する。この場合、正極集電部材２５の開口部２５ｅから、図示はしないが、電極棒を差し込み、軸芯１５の中空部を挿通して、負極通電リード２３を電池容器２の底部に押し付けて溶接する。次に、電池容器２の上端部側の一部を絞り加工して内方に突出し、外面にほぼＶ字状の溝２ａを形成する。
電池容器２の溝２ａは、発電ユニット２０の上端部、換言すれば、正極集電部材２５の上端部近傍に位置するように形成する。
【００４１】
〔電解液注入〕
次に、発電ユニット２０が収容された電池容器２の内部に、非水電解液を所定量注入する。非水電解液は、上述した如く、例えば、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液を用いる。
【００４２】
〔蓋ユニット作製〕
一方、上記電池容器２に対する組立プロセスとは別に、蓋ユニット３０を作製しておく。
蓋ユニット３０は、前述した如く、絶縁板３６、絶縁板３６に設けられた開口部３６ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７にかしめにより固定された蓋体３により構成されている。
【００４３】
蓋ユニット３０を作製するには、先ず、ダイアフラム３７に蓋体３を固定しておく。ダイアフラム３７と蓋体３との固定は、かしめ等により行う。図２に図示された如く、当初、ダイアフラム３７の側壁３７ｂは基部３７ａに垂直に形成されているので、蓋体３の周縁部３ａをダイアフラム３７の側壁３７ｂ内に配置する。そして、ダイアフラム３７の側壁３７ｂをプレス等により変形させて、蓋体３の周縁部の上面および下面、および外周側面を覆って圧接する。
【００４４】
また、接続板３５を絶縁板３６の開口部３６ａに嵌合して取り付けておく。そして、接続板３５の突起部３５ａを、蓋体３が固定されたダイアフラム３７の底面に溶接する。この場合の溶接方法は、抵抗溶接または摩擦拡散接合を用いることができる。接続板３５とダイアフラム３７を溶接することにより、接続板３５が嵌合された絶縁板３６および接続板３５に固定された蓋体３が接続板３５およびダイアフラム３７に一体化される。
【００４５】
〔正極接合〕
次に、電極群１０と蓋ユニット３０とを電気的に接続する。しかし、その前に、電池容器２の溝２ａの上にガスケット４３を載置しておく。この状態におけるガスケット４３は、図２に図示するように、リング状の基部４３ａの上方に、基部４３ａに対して垂直な外周壁部４３ｂを有する構造となっている。この構造で、ガスケット４３は、電池容器２の溝２ａ上部の内側に留まっている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）をあげることができる。また、例えば、電池容器２が厚さ０．５ｍｍの炭素鋼製で、外径が４０ｍｍΦの場合、ガスケット４３の厚さは１ｍｍ程度とされる。
【００４６】
そして、リード板４１の一端部４１ｂを正極集電部材２５の基部２５ａの上面に超音波溶接等により接合する。この場合、上述した如く、リード板４１はアルミニウム箔等からなる金属箔を複数枚積層して構成されているので、仮止めを行っておくと、ばらつきを防ぎ、位置合わせが容易となる。図４（ａ）〜（ｃ）は、この仮止め工程を説明するためのリード板４１の断面図である。
【００４７】
先ず、図４（ａ）に図示されるように、例えば、幅６ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度のアルミニウム合金製箔を５枚程度重ねる。
そして、図４（ｂ）に図示されるように一端側における長さ４ｍｍ程度、幅４ｍｍ程度の範囲を超音波溶接等の方法で接合し、一端側仮止め部４１ｂを形成する。幅方向においては、一端側仮止め部４１ｂが中央に位置するようにすることが望ましい。
次に、図４（ｃ）に図示されるように、仮止め接合されていない一端部４１ｂの根元部をＵ字形状に１８０°折曲して折返し部４１ａを形成する。そして、他端側における長さ４ｍｍ程度、幅４ｍｍ程度の範囲を超音波溶接等の方法で接合し、他端側仮止め部４１ｃを形成する。幅方向においては、他端側仮止め部４１ｃが中央に位置するようにすることが望ましい。
【００４８】
仮止めのための溶接は、合金箔が剥がれない程度の接合強度を有するように行えば十分であり、合金箔を損傷させるほど強過ぎないように行う。一例としては、１０Ｊ程度の超音波溶接とする。この仮止めは、必須ではない。また、仮止めを行うにしても、例えば、一方の側のみで行うようにしてもよい。
【００４９】
図５〜図８は、リード板４１により正極集電部材２５と蓋ユニット３０とを電気的に接続する方法を説明するための要部の断面である。
上述の如く準備したリード板４１の他端側仮止め部（以下「他端部」という）４１ｃを電池容器２に収容された正極集電部材２５の基部２５ａの上面に超音波溶接等により接合する。この場合、他端部４１ｃの接合は、図５に図示されるように、一端側仮止め部（以下「一端部」という）４１ｂを軸芯１５の反対側に配置した状態、換言すれば、一端部４１ｂが中心面に対して反対側に位置する状態で行う。この状態では、リード板４１の折返し部４１ａおよび一端部４１ｂは、電池容器２内に収容された正極集電部材４１の上部筒部２５ｃ内に位置している。
【００５０】
次に、図６に図示されるように、リード板４１の仮止め接合されていない他端部４１ｃの根元を軸として、図６において時計方向に、一端部４１ｂが軸芯１５の中心軸を越えて電池容器２の外部に達するまで回動する。この状態では、リード板４１の一端部４１ｂと他端部４１ｃとは、中心面に対して同一側の位置となっている。また、リード板４１の一端部４１ｂは、電池容器２の上端よりも高い位置であり、且つ、電池容器２の側面よりも外側の位置に引き出されている。
【００５１】
このような状態のリード板４１の一端部４１ｂに、上述した蓋ユニット３０を接合する。
蓋ユニット３０の接続板３５を、図示はしない保持具により、リード板４１の一端部４１ｂに接触させた状態に保持し、実線で示す矢印方向からレーザを照射してレーザ溶接する。この場合、蓋ユニット３０の接続板３５に接合されるリード板４１の一端部４１ｂの接合面は、正極集電部材２５の基部２５ａに接合されている他端部４１ｃの接合面と同一面側である。また、溶接条件は、一例として、２０００Ｗ、１秒程度である。
【００５２】
この実施形態においては、レーザ溶接は、リード板４１の一端部４１ｂが電池容器２の側面の外部に引き出された位置で行われるため、溶接時に発生する微細金属異物が電池容器２内に入ることを防止することができる。レーザ溶接の際に、電池容器２の上部側開口部を閉塞部材で覆っておけば、溶接時に発生する微細金属異物が電池容器２内に入ることを、さらに、確実に防止することが可能となる。
【００５３】
また、リード板４１は、正極集電部材２５または接続板３５に溶接された他端部４１ｃおよび一端部４１ｂ以外の部分は、溶接されず浮いているため、振動等により正極集電部材２５または接続板３５に接触したり離間したりする。リード板４１の溶接された以外の部分が正極集電部材２５または接続板３５に接触すると、電流の分流あるいは接触点への電流集中による電池内部抵抗の上昇が発生し、電池機能が低下する。
【００５４】
これを防ぐために、リード板４１には、一端部４１ｂおよび他端部４１ｃ以外の部分の表面に粘着フィルムを巻き付ける、あるいは絶縁塗料を塗布するなどの方法で絶縁膜を形成しておくことが望ましい。絶縁膜の形成は、リード板４１を正極集電部材２５および接続板３５に接合する工程の前に行う。
【００５５】
なお、図６においては、蓋ユニット３０の接続板３５が電池容器２の側面とほぼ垂直な状態で、リード板４１の一端部４１ｂをレーザ溶接するように図示されている。しかし、蓋ユニット３０は、接続板３５が、例えば、同図に点線で示すように、ほぼ垂直な状態から反時計方向に回転した状態でも、レーザは、二点鎖線の矢印で示すように、リード板４１の一端部４１ｂに照射することが可能である。要は、リード板４１の一端部４１ｂおよび蓋ユニット３０の接続板３５を電池容器２の外部からレーザ照射が可能な方向に向けて行えばよい。
【００５６】
次に、図７に図示されるように、リード板４１の一端部４１ｂが接合された蓋ユニット３０を、リード板４１の仮止め接合されていない他端部４１ｃの根元を軸に、リード板４１と共に、図７において反時計方向に、軸芯１５の中心軸を越える位置まで回動する。この場合、リード板４１が損傷したり、リード板４１の他端部４１ｃおよび一端部４１ｂが剥離したりすることがないように、引張力が、例えば、１Ｎ以下になるように制御しながら回動する。そして、図７の状態からは、リード板４１の仮止め接合されていない一端部４１ｂの根元を軸に、蓋ユニット３０を同図において時計方向に、つまり、蓋体３の上面が水平になるように回動する。
【００５７】
そして、蓋ユニット３０の蓋体３の上面がほぼ水平になった状態で、図８に図示されるように、蓋ユニット３０のダイアフラム３７の周縁部をガスケット４３上に載置する。
このように、リード板４１は一端部４１ｂが蓋ユニット３０と共に、図７に図示されるように中心面に対して反対側に回動された後、図８に図示されるように、蓋ユニット３０が水平となるように回動される。このため、リード板４１の一端部４１ｂの根元に、図８に図示されるような折返し部４１ａが形成される。
【００５８】
〔封口〕
上記の状態において、次に、電池容器２の溝２ａと上端面の間の部分をプレスにより圧縮する、いわゆる、かしめ加工により、ガスケット４３と共にダイアフラム３７を電池容器２に固定する。
これにより、蓋ユニット３０がガスケット４３を介して電池容器２に固定され、また、正極集電部材２５と蓋体３がリード板４１を介して導電接続され、図１に図示された円筒形二次電池１が作製される。
【００５９】
上述した通り、本発明の二次電池およびその製造方法によれば、正極集電部材２５と蓋ユニット３０とは、蓋ユニット３０に接合されたリード板４１の一端部４１ｂが、正極集電部材２５に接合された他端部４１ｃと中心面に対して反対側に位置する。また、折返し部４１ａが1箇所とされた１つリード板４１により接続される構造である。このため、リード板４１の長さを大変短いものとすることができる。また、他端部４１ｃが正極集電部材２５に接合されたリード板４１の一端部４１ｂを電池容器２の外部に引き出して蓋ユニット３０に接合するので、リード板４１の長さが短い場合でも、正極集電部材２５と蓋ユニット３０とを溶接により接合することが可能である。この場合、リード板４１と蓋ユニット３０との接合は、レーザ溶接であるので、蓋ユニット３０を電池容器２から引き出す長さがより短い場合でも、溶接することが可能であり、且つ、作業性もよい。さらに、リード板４１の接合部以外の部分の表面に絶縁膜を設けるので、振動等によりリード板４１が他の電極部材に接触しても、分流や接触点における電流集中を防止し、内部抵抗の増大等、電池特性の低下を防止することができる。
【００６０】
（実施形態２）
図９は、本発明の二次電池の実施形態２を示し、蓋ユニット３０と電極群１０の接合部領域を示す断面図である。
実施形態２における二次電池が実施形態１と異なる点は、リード板４１の折返し部４１ａが、他端部４１ｃの近傍に形成されている点である。
すなわち、リード板４１は、正極集電部材２５の基部２５ａの上面に接合された他端部４１ｃの根元においてＵ字形状に１８０℃折曲され、一端部４１ｂが中心面に対して、換言すれば軸芯１５に対して、反対側に延出されている。そして、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃ内において、蓋ユニット３０の接続板３５の下面に接合されている。
【００６１】
図１０は、実施形態２の二次電池を形成する方法を説明するための断面図である。リード板４１の他端部４１ｃを正極集電部材２５の基部２５ａの上面に超音波溶接等により接合する。この溶接は、リード板４１の一端部４１ｂを、中心面に対して他端部４１ｃと同一側の、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃの外側に引き出した状態で行う。リード板４１の一端部４１ｂを電池容器２の側面よりも外側に引き出して行ってもよい。
【００６２】
リード板４１の他端部４１ｃを正極集電部材２５に溶接した後は、リード板４１を、図１０に図示する如く、ほぼ垂直方向に立て、リード板４１の一端部４１ｂに、蓋ユニット３０の接続板３５の接合箇所を接触させ、保持具（図示せず）によりこの状態に保持する。この状態では、リード板４１の一端部４１ｂおよび蓋ユニット３０における接続板３５の接合箇所は電池容器２の上端の外側に位置している。そして、矢印方向からレーザを照射してレーザ溶接する。この場合にも、蓋ユニット３０の接続板３５が接合されるリード板４１の一端部４１ｂの接合面は、正極集電部材２５の基部２５ａに接合されている他端部４１ｃの接合面と同一面側である。また、溶接条件は、実施形態１と同様である。
【００６３】
リード板４１の一端部４１ｂを蓋ユニット３０の接続板３５に溶接した後は、蓋ユニット３０と共にリード板４１を、他端部４１ｃの根元を軸として、図１０において反時計方向に回動する。この回動により、リード板４１に折返し部４１ａが形成される。この後は、蓋ユニット３０のダイアフラムの周縁部を、ガスケット４３上に載置し、以下、実施形態１と同様に封口をすればよい。
【００６４】
上記においては、リード板４１の一端部４１ｂと蓋ユニット３０の接続板３５とのレーザ溶接を、リード板４１および蓋ユニット３０をほぼ垂直に立てた状態で行う場合で説明した。しかし、リード板４１および蓋ユニット３０を、図１０において、さらに時計方向に回動した状態においても、換言すれば、接続板３５のリード板４１に溶接する面を天を向く方向に傾斜させた状態としても、レーザ溶接を行うことができる。また、逆に、垂直方向から僅かに反時計方向に回動した位置であっても、レーザ溶接は可能であり、要は、電池容器２がレーザの照射に障害とならない姿勢とすればよい。
【００６５】
実施形態２においては、リード板４１の他端部４１ｃを、中心面に対し一端部４１ｂと同一側の、正極集電部材２５の側面より外側に引き出した状態で正極電極２５に超音波溶接する。そして、リード板４１の一端部４１ｂを、中心面に対して他端部４１ｃと同一側における電池容器２の外側に引き出した状態でレーザ溶接する。このため、実施形態１の場合と同様、リード板４１の長さを短くすることが可能となる。
【００６６】
（実施形態３）
図１１は、本発明の実施形態３を示し、蓋ユニット３０と電極群１０の接合部領域を示す断面図である。
実施形態３が他の実施形態と異なる点は、リード板４１に折返し部が形成されていない点である。
より詳細には、図１１に図示されるように、他端部４１ｃが正極集電部材２５の基部２５ａの上面に接合されたリード板４１は、一端部４１ｂが中心面に対して他端部４１ｃの反対側に直線状に延出され、一端部４１ｂと他端部４１ｃとの間に折返し部４１ａ等の折曲部を有すること無く接続板３５に接合されている。ここでは、直線状とは、折返し部や折曲部がないことを意味するが、湾曲あるいは緩やかなうねり等、多少の凹凸を有するものは含むものである。接続板３５の下面に接合されたリード板４１の一端部４１ｂの接合面は、正極集電部材２５に接合された他端部４１ｃの接合面とは反対側の面となっている。また、接続板３５に接合されたリード板４１の一端部４１ｂは、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃの内側に位置している。
【００６７】
図１２は、図１１に図示された実施形態３の接合方法を説明するための断面図である。
リード板４１の他端部４１ｃを正極集電部材２５の基部２５ａの上面に超音波溶接等により接合する。この場合、リード板４１の一端部４１ｂは、中心面に対して他端部４１ｃの反対側の、正極集電部材２５の上部筒部２５ｃ内に配置されている。
【００６８】
次に、リード板４１の一端部４１ｂ側を、リード板４１の他端部４１ｃの根元を軸として、図１２に示すように、時計方向に９０°未満の範囲で回動する。この場合には、リード板４１の一端部４１ｂは、回動後においても、中心面に対して他端部４１ｃの反対側に位置する状態は変わらない。そして、リード板４１の一端部４１ｂに蓋ユニット３０の接続板３５の接合箇所を接触させて保持具（図示せず）で保持する。これにより、蓋ユニット３０は、図１２に図示されるように傾斜する。つまり、蓋ユニット３０の接続板３５の接合箇所が電池容器２の上端よりも上方に位置し、且つ、蓋ユニット３０の他端側の一部が電池容器２内に配置された状態に傾斜する。
【００６９】
この状態を保持治具（図示せず）により保持して、矢印方向からレーザを照射してレーザ溶接する。蓋ユニット３０の接続板３５が接触するリード板４１の他端部４１ｃの接合面は、正極集電部材２５の基部２５ａに接合されている一端部４１ｂの接合面と反対側の面となる。また、溶接条件は、実施形態１と同様である。
【００７０】
実施形態３においては、リード板４１の一端部４１ｂを、正極集電部材２５に接合された他端部４１ｃとは中心面に対して反対側の位置で、且つ、正極集電部材２５の外周の範囲内に配置する。そして、リード板４１の一端部４１ｂを、正極集電部材２５に接合された他端部４１ｃの接合面に対し、９０°未満の範囲内で持ち上げた状態でレーザを照射して、蓋ユニット３０の接続板３５にレーザ溶接する。このため、リード板４１に折返し部が形成されること無く正極集電部材２５と接続板３５との接合が可能となる。
従って、実施形態１および２の場合よりも、さらに、リード板４１の長さを短くすることができる。
【００７１】
（実施形態４）
実施形態１〜３は、蓋ユニット３０に接合されたリード板の一端部４１ｂと正極集電部材２５に接合されたリード板４１の他端部４１ｃとが中心面に対して反対側に位置する構造であった。
これに対して、図１４に図示された実施形態４として示される円筒形二次電池１では、蓋ユニット３０に接合されたリード板４１の一端部４１ｂと、正極集電部材２５に接合されたリード板４１の他端部４１ｃとが中心面に対して同一側に位置する構造を有する。しかも、リード板４１の折返し部４１ａは、中心面を超えておらず、一端部４１ｂおよび他端部４１ｃと同一側に位置している。このため、リード板４１の全長がより短くなり、その抵抗を小さいものとすることができる。
【００７２】
図１５は、図１４に図示された実施形態４の円筒形二次電池を製造する方法を示す断面図である。
先ず、リード板４１の他端部４１ｃを正極集電部材２５の基部２５ａの上面に超音波溶接等により接合する。
次に、蓋ユニット３０における中心面と反対側の一端側をガスケット４３内の上部に配置し、他端側、すなわち、リード板４１の他端部４１ｃ側を電池容器２の外部に位置するように傾斜させる。これにより、リード板４１の他端側と電池容器２の上端部との間に隙間を設け、この状態で、図示しない保持治具で保持する。リード板４１を折返し部４１ａで折り曲げると、弾性を有するリード板の復元力により一端部４１ｂが蓋ユニット３０のダイアフラム３７の下面に圧接される。この場合、リード板４１ｂの一端部４１ｂが接触するダイアフラム３７における位置は、中心面に対し、リード板４１の他端部４１ｃと同一側であり、かつ、ダイアフラム３７における円周方向および半径方向の位置は他端部４１ｂが接合された正極電極２５における円周方向および半径方向の位置と略同じである。つまり、リード板４１が最も短い長さで、蓋ユニット３０と電池容器２との隙間が最も大きくなる位置である。
【００７３】
この状態で、図１５に図示されるように、蓋ユニット３０と電池容器２との隙間から、レーザ誘導ファイバ線（レーザ誘導部材）５０を電池容器２内に挿入する。そして、レーザ誘導ファイバ線５０のレーザ照射口５１をリード板４１の一端部４１ｂとダイアフラム３７の接触部に対向させて位置決めして、レーザを照射し、リード板４１の一端部４１ｂをダイアフラム３７に接合する。
溶接が完了したら、図１４に図示するように、蓋ユニット３０全体をガスケット４３内に収容する。蓋ユニット３０全体をガスケット４３内に収容すると、図１４に図示されるように、リード板４１は中間部に折返し部４１ａが形成されるように折曲される。この後は、実施形態１と同様に封口をすればよい。
【００７４】
実施形態４に示す本発明係る二次電池では、蓋ユニット３０に接合されたリード板４１の一端部４１ｂと正極集電部材２５に接合されたリード板４１の他端部４１ｃとが中心面に対して同一側に位置している。しかも、リード板４１の折返し部４１ａは、中心面を超えておらず、一端部４１ｂおよび他端部４１ｃと同一側で折り返されている。このため、リード板４１の全長がより短くなり、その分、二次電池の内部抵抗を小さいものとすることができる、という効果を奏する。
【００７５】
なお、図１４において、リード板４１の一端部４１ｂと他端部４１ｃの間に位置する折返し部４１ａは、略３６０度の角度で折り返された状態に図示されているが、正極電極集電部材２５とダイアフラム３７の間隔が大きい場合には、この折り返しの角度は、くの字形状の緩やかな角度に折り曲げられた折返し部となる。この発明では、このように緩やかな角度に折り曲げられている場合を含めて折返し部という。
【００７６】
また、実施形態４において、予め、リード板４１の一端部側をダイアフラム３７に溶接しておき、蓋ユニット３０と電池容器２との間からレーザ誘導ファイバ線５０を挿入して、リード板４１の他端部４１ｃを正極集電部材２５にレーザ溶接するようにしてもよい。また、図１５では、蓋ユニット３０を傾斜させた状態で、ユニット３０と電池容器２との隙間から、レーザ誘導ファイバ線５０を電池容器２内に挿入する場合で説明した、蓋ユニット３０を傾斜させず、正極集電部材２５の基部２５ａと平行に持ち上げ、この状態で、蓋ユニット３０と電池容器２との間からレーザ誘導ファイバ線５０を挿入するようにしてもよい。
【００７７】
リード板４１を正極電極部材２５またはダイアフラム３７にレーザ溶接するに際し、実施形態１〜３においてもレーザ誘導ファイバ線５０を用いるようにしてもよい。特に、実施形態３においては、リード板４１に折返し部４１ａが形成されておらず、リード板４１の全長が短いので、レーザ誘導ファイバ線５０を用いる方法が有効となる。
【００７８】
また、上記各実施形態においては、蓋ユニット３０が、蓋体３、ダイアフラム３７、接続板３５および絶縁板３６により構成されるものとして説明した。しかし、蓋ユニット３０は、実施形態に示した構造に限られるものではない。例えば、ダイアフラム３７または接続板３５が一体化された部材を有するとか、ダイアフラム３７と接続板３５の上下の配置が逆であるような構造でもよく、要は、正極集電部材が溶接される部材および電池の端子としての部材を有する蓋ユニットに対し、幅広く適用が可能である。
【００７９】
上記各実施形態では、蓋ユニット３０に正極電極を接続する場合で説明したが、負極電極を接続する場合にも適用が可能である。
【００８０】
また、上記各実施形態では、円筒形二次電池として、リチウム電池を例として説明したが、この発明は、リチウム電池に限られるものではなく、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池など、他の円筒形二次電池にも適用をすることができる。
【００８１】
その他、本発明の二次電池は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、本発明の二次電池は、軸芯の周囲に複数の正極リードを有する正極電極および複数の負極リードを有する負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極の複数の正極リードおよび負極電極の複数の負極リードの一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、導電リードの一端部が蓋ユニットに接続される接合面と導電リードの他端部が電極集電部材に接合される接合面とが同一面となるよう、１箇所の折返し部で折り返された１つの導電リードにより接続されてなるものであればよい。
また、本発明の二次電池は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、折り返されることなく、他端部と一端部との間で直線状に延出された１つの導電リードにより接続されてなるものであればよい。
さらに、本発明の二次電池は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池において、電極集電部材と蓋ユニットとは、蓋ユニットに接合された一端部が、電極集電部材に接合された他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して同じ側に位置し、かつ、中心面を超えない位置で折り返された１つの導電リードにより接続されてなるものであればよい。
【００８２】
また、本発明の二次電池の製造方法は、軸芯の周囲に複数の正極リードを有する正極電極および複数の負極リードを有する負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極の複数の正極リードおよび負極電極の複数の負極リードの一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、導電リードの他端部を電極集電部材に接合する工程と、導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して蓋ユニットに接合する工程と、蓋ユニットを、絶縁材を介して電池容器にかしめる工程と、を含み、電池容器と蓋ユニットとを密封した状態で、導電リードの一端部が、電極集電部材に接合される他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側に位置し、かつ、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合される接合面と、導電リードの他端部が電極集電部材に接合される接合面とが同一面となる状態で接合され、かつ、導電リードが、１つの折り返し部で折り返されているものであればよい。
また、本発明の二次電池の製造方法は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、導電リードの他端部を電極集電部材に接合する工程と、導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して蓋ユニットに接合する工程と、蓋ユニットを、絶縁材を介して電池容器にかしめる工程と、を含み、導電リードの他端部を電極集電部材に接合する工程は、導電リードの一端部が、電極集電部材に接合される他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して反対側の位置で行い、導電リードの一端部を電池容器の外部に引き出して蓋ユニットに接合する工程は、導電リードの一端部を、導電リードの他端部が接合された電極集電部材の接合面に対して９０°未満の角度に傾斜させて、導電リードに折返し部が形成されないように接合する工程であるものであればよい。
さらに、本発明の二次電池の製造方法は、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された電極群の上部に、正極電極および負極電極の一方に接続された電極集電部材が配され、電極集電部材上に蓋ユニットが配され、電極集電部材にフレキシブルな導電リードの他端部が接合され、導電リードの一端部が蓋ユニットに接合され、電極群、電極集電部材および導電リードと共に電解液が収容された電池容器と蓋ユニットとを絶縁材を介在して外部より密封した二次電池の製造方法において、導電リードの他端部と電極集電部材とを接合する工程と、導電リードを、導電リードの一端部が、電極集電部材に接合される他端部とは、軸芯の中心軸を通り、他端部と軸芯の中心軸を結ぶ面に垂直な面である中心面に対して同じ側に位置し、かつ、中心面を超えない位置で折り返す工程と、蓋ユニットと電極集電部材との間からレーザ誘導部材を挿入する工程と、導電リードの一端部と蓋ユニットとを接合する工程と、蓋ユニットを、絶縁材を介して電池容器にかしめる工程と、含むものであればよい。
【符号の説明】
【００８３】
１    円筒形二次電池
２    電池容器
１０  電極群
１１  正極電極
１２  負極電極
１５  軸芯
１６  正極リード
１７  負極リード
２０  発電ユニット
２１  負極集電部材（電極集電部材）
２５  正極集電部材（電極集電部材）
３０  蓋ユニット
３５  接続板
３６  絶縁板
３７  ダイアフラム
４１  リード板（導電リード）
４１ａ  折返し部
４１ｂ  一端側仮止め部（一端部）
４１ｃ  他端側仮止め部（他端部）
４３    ガスケット
５０  レーザ誘導ファイバ線（レーザ誘導部材）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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