(57)【要約】【課題】部品点数を増加させることなく、組立工程を簡略化すると共に生産性を向上させることができる二次電池を提供する。【解決手段】絶縁シート５は、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端部に形成された一対の金属箔露出部４１ｃ、４２ｃと電池缶４との間に介在される一対の第１の絶縁シート１５、１６と、第１の絶縁シート１５、１６よりも薄く、一対の第１の絶縁シート１５、１６の間に亘って延在して合剤層積層領域４０ｄと電池缶４との間に介在されかつ一対の導電部４１ｃ、４２ｃと電池缶４との間で第１の絶縁シート１５、１６と重なる第２の絶縁シート１４と、を有する。第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４は、互いに重なり合う部分の少なくとも一部が熱溶着により互いに接合されている。【選択図】図５
2014164805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔の一側縁に露出部を残して合剤層が形成された正負の電極を捲回軸方向の両端に前記露出部が位置するように積層して捲回することで、前記捲回軸方向の両端に一対の導電部が形成され、該一対の導電部の間に合剤層積層領域が形成された電極群と、前記電極群を収容する電池缶と、前記電極群と前記電池缶との間に介在される絶縁シートと、を備えた二次電池であって、
前記絶縁シートは、
前記一対の導電部と前記電池缶との間に介在される一対の第１の絶縁シートと、
前記第１の絶縁シートよりも薄く、前記一対の第１の絶縁シートの間に亘って延在して前記合剤層積層領域と前記電池缶との間に介在されかつ前記一対の導電部と前記電池缶との間で前記第１の絶縁シートと重なる第２の絶縁シートと、を有し、
前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートは、互いに重なり合う部分の少なくとも一部が熱溶着により互いに接合されている
ことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記電池缶は、一対の対向する幅広面を有する扁平箱型に形成され、
前記電極群は、前記幅広面に対向する一対の平面部とその両側にそれぞれ連続して形成された一対の湾曲部とを有し、
前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートは、前記電極群の前記導電部の前記電池缶底面側の湾曲部に相対する位置で熱溶着により互いに接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記電池缶の幅広面と前記電極群の平面部との間に配置されて前記一対の導電部に接続される一対の集電板をさらに備え、
前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートは、前記集電板と前記電池缶との間で熱溶着により互いに接合されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１の絶縁シートは、前記電極群の前記捲回軸方向の端面に対向する部分に開口部を有し、
前記開口部は、前記第１の絶縁シートと第２の絶縁シートとを熱溶着により互いに接合する際に、これらと前記電極群との間に配置される支持材を挿入可能な位置および形状に開口されている
ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記開口部は、前記電極群の平面部に垂直な方向において、前記平面部と前記第２の絶縁シートとの間に連通する位置に開口されている
ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記熱溶着がスポット溶着である
ことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記電池缶は、前記電極群を挿入するための開口を有し、
前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートとが、前記電池缶の開口の近傍において前記スポット溶着により接合されている
ことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記一対の第１の絶縁シートの各々は、前記電池缶の一方の前記幅広面に対向する部分と他方の前記幅広面に対向する部分とが、それぞれ一点ずつ前記第２の絶縁シートと接合されている
ことを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記一対の第１の絶縁シートの各々は、前記第２の絶縁シートと多数点のスポット溶着により接合される
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車載用途等に使用される二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車等の動力源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が進められている。車載用途の二次電池は、電池缶に収納された電極群に対して様々な衝撃や荷重等の外力が作用することがある。そのため、二次電池内でのショートの防止が必要である。
【０００３】
例えば、電極群及び集電タブ並びにリードを外装缶から絶縁する構造の電池において、電極群の最外周を粘着性の絶縁テープで絶縁し、正極リードと正極集電タブにおける外装缶の内面と対向する部分を樹脂成型品からなる第１の絶縁カバーで覆い、負極リードと負極集電タブにおける外装缶の内面と対向する部分を樹脂成型品からなる第２の絶縁カバーで覆い、第１、２の絶縁カバーと電極群の最外周の絶縁テープをテープで固定した技術が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１-４９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術は、絶縁テープと第１及び第２の絶縁カバーとを固定することで電極群を挿入する際に安定して確実に絶縁部材の位置規制ができる。しかし、絶縁カバーの固定にテープを使用した場合、組立工程が複雑になると共に部品点数も増しコストアップの要因となる。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増加させることなく、組立工程を簡略化すると共に生産性を向上させることができる二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の二次電池は、金属箔の一側縁に露出部を残して合剤層が形成された正負の電極を捲回軸方向の両端に前記露出部が位置するように積層して捲回することで、前記捲回軸方向の両端に一対の導電部が形成され、該一対の導電部の間に合剤層積層領域が形成された電極群と、前記電極群を収容する電池缶と、前記電極群と前記電池缶との間に介在される絶縁シートと、を備えている。前記絶縁シートは、前記一対の導電部と前記電池缶との間に介在される一対の第１の絶縁シートと、前記第１の絶縁シートよりも薄く、前記一対の第１の絶縁シートの間に亘って延在して前記合剤層積層領域と前記電池缶との間に介在されかつ前記一対の導電部と前記電池缶との間で前記第１の絶縁シートと重なる第２の絶縁シートと、を有し、前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートは、互いに重なり合う部分の少なくとも一部が熱溶着により互いに接合されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品点数を増加させることなく、組立工程を簡略化すると共に生産性を向上させた二次電池を提供することができる。
【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る二次電池の外観斜視図。
【図２】図１の二次電池の分解斜視図。
【図３】電池蓋・発電要素の分解斜視図。
【図４】電極群の巻き終り側を展開した状態を示す外観斜視図。
【図５】絶縁シートの熱溶着を示す斜視図。
【図６】絶縁シートの多点での熱溶着を示す斜視図。
【図７】第２実施形態に係る絶縁シートの解斜視図。
【図８】図７の絶縁シートの開口部近傍の断面図。
【図９】第３実施形態に係る絶縁シートの展開斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
［全体構造］
本発明の二次電池を、角形のリチウムイオン二次電池に適用した場合について、図面と共に説明する。図１は本実施形態における二次電池の外観斜視図、図２はその分解斜視図、図３は電池蓋・発電要素の分解斜視図である。
【００１２】
二次電池１は、電池蓋３および電池缶４とから構成される薄型のほぼ直方体形状の電池容器２内に、発電要素である電極群４０が収容され、図示はしないが非水電解液が注入されて構成されている。電池缶４は、一対の幅の広い側面である幅広面４ａと一対の幅の狭い側面と底面とを有する扁平箱形に形成されている。電池蓋３および電池缶４は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有する金属材料により形成される。
【００１３】
電池蓋３には、正極集電板２１、負極集電板３１等が一体的に組み付けられ、電池蓋ユニット１０として構成される。電池蓋ユニット１０の正極集電板２１および負極集電板３１は、それぞれ、電極群４０の正極導電部４０ｅまたは負極導電部４０ｆに、例えば、超音波溶接により接合される。これにより、電池蓋ユニット１０と電極群４０とが組み合わされ、電池蓋・発電要素５０とされる。電池蓋・発電要素５０を電池缶４の開口部から電池缶４の内部に挿入することで、電極群４０が電池缶４に収容され、最終的には電池缶４の開口部が電池蓋３によって塞がれるようになっている。
【００１４】
電池蓋・発電要素５０を電池缶４に挿入する際には、図２に示すように、電極群４０が絶縁シート５によってその周囲を覆われることで電池缶４に直接触れないように絶縁されて、電池缶４に収容される。なお、絶縁シート５の構成については、後で詳細に説明する。電池蓋３がレーザ溶接により電池缶４と接合されることで、電池容器２が密閉される。
【００１５】
電池蓋３には、非水電解液を注入するための注液口３ａと、過充電等により電池容器２の内部圧力が基準値を超えて上昇した際に、圧力を抜くための安全弁１３が設けられている。注液口３ａは、電解液注入後に、注液栓１１が嵌合されたうえ、レーザ溶接によって塞がれる。
【００１６】
非水電解液には、例えばエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。
【００１７】
図４は、電極積層体の巻き終り側の端部を展開した状態の電極群４０の外観斜視図である。電極群４０は、正極電極４１、負極電極４２と、第１、第２のセパレータ４３、４４とを交互に重ねて積層させた電極積層体を、図示しない軸芯の周りに扁平状に捲回して設けられた捲回電極群である。電極群４０は、平面部４０ｂと、平面部４０ｂの両側にそれぞれ連続して形成された一対の湾曲部４０ｃとを有している。正極電極４１、負極電極４２と第１、第２のセパレータ４３、４４とは、平面部４０ｂにおいて平坦な状態で積層され、湾曲部４０ｃにおいて半円筒状に湾曲した状態で積層されている。電極群４０が電池缶４に収容された状態で、電極群４０の平面部４０ｂは電池缶４の幅広面４ａに対向する。
【００１８】
正極電極４１は、例えば、アルミニウム箔等からなる正極金属箔４１ａの表裏両面に正極合剤層４１ｂが形成されたものである。正極合剤層４１ｂは、一側縁に正極金属箔４１ａが露出された露出部４１ｃを残して正極金属箔４１ａに塗工される。この正極合剤層４１ｂが形成されず正極金属箔４１ａが露出した帯状の露出部４１ｃが捲回されて、図３に示すように電極群４０において正極集電板２１に接合される正極導電部４０ｅとなる。
【００１９】
負極電極４２は、例えば、銅箔等からなる負極金属箔４２ａの表裏両面に負極合剤層４２ｂが形成されたものである。負極合剤層４２ｂは、一側縁に負極金属箔４２ａが露出された露出部４２ｃを残して負極金属箔４２ａに塗工される。この負極合剤層４２ｂが形成されず、負極金属箔４２ａが露出された帯状の露出部４２ｃが捲回されて、図３に示すように電極群４０において負極集電板３１に接合される負極導電部４０ｆとなる。
【００２０】
正極合剤層４１ｂは、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという）とを添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという）を添加し、混練して作製する。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に露出部４１ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部の厚さ（表裏両面の合計）９０μｍの正極電極４１を得る。
【００２１】
負極合剤層４２ｂを形成する際は、まず、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練して負極合剤を作製する。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔の両面に露出部４２ｃを残して塗布することにより負極合剤層４２ｂを形成する。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さ（表裏両面の合計）が７０μｍの負極電極４２を得る。
【００２２】
電極群４０を形成するには、図示しない軸芯に第１、第２のセパレータ４３、４４の各先端部を溶着させ、第１、第２のセパレータ４３、４４と、正極電極４１及び負極電極４２とが交互に重なるようにして捲回する。このとき、正極電極４１の巻始め側端部が負極電極４２の巻始め側端部よりも捲回後の電極群４０の内側に位置するように、正極電極４１の巻始め側端部を負極電極４２の巻始め側端部よりも軸芯側に配置して捲回する。ここで、この電極群４０の軸芯と平行な方向すなわち露出部４１ｃ、４２ｃの幅方向と平行な方向を捲回軸方向Ｄと定義する。この場合、正極の露出部４１ｃと負極の露出部４２ｃとは、電極群４０の捲回軸方向Ｄの一方側と他方側の側縁に位置するように配置する。すなわち、正負の電極４１、４２は、捲回軸方向Ｄの両端に露出部４１ｃ、４２ｃが位置するように積層して捲回する。これにより、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端に一対の導電部４０ｅ、４０ｆが形成される。
【００２３】
負極合剤層４２ｂの幅、すなわち捲回軸方向Ｄの長さは、正極合剤層４１ｂの幅よりも広く形成されている。また、第１のセパレータ４３の幅は、電極群４０の一方の側縁において、正極電極４１の露出部４１ｃが第１のセパレータ４３から露出する寸法とされている。第２のセパレータ４４の幅は、電極群４０の他方の側縁において、負極電極４２の露出部４２ｃが第２のセパレータ４４から露出する寸法とされている。
【００２４】
電極群４０の巻始め側、換言すれば、軸芯側には空洞部４０ａ（図４参照）が形成されている。また、電極群４０の巻終り側は、最外周が第２のセパレータ４４であり、その内側が負極電極４２である。従って、正極合剤層４１ｂは、巻始め側から巻終り側までの全長に亘り、幅方向においてもすべての部分が負極合剤層４２ｂにより覆われている。
【００２５】
図３に示すように、電極群４０は、捲回軸方向Ｄの中央部に、正極電極４１の正極合剤層４１ｂと負極電極４２の負極合剤層４２ｂとが重なり合って積層された合剤層積層領域４０ｄが形成されている。そして、正極導電部４０ｅが電極群４０の捲回軸方向Ｄの一方の側縁に配置されて外部に露出しており、負極導電部４０ｆが電極群４０の捲回軸方向Ｄの他方の側縁に配置されて外部に露出している。正極導電部４０ｅおよび負極導電部４０ｆにそれぞれ接続された正極集電板２１および負極集電板３１は、電極群４０が電池缶４に収容された状態で、電池缶４の幅広面４ａと電極群４０の平面部４０ｂとの間に配置される。
【００２６】
電池蓋ユニット１０は、図３に示されるように、電池蓋３と、正極端子部６０と、負極端子部７０を備える。正極端子部６０は、外部正極端子６１、正極接続端子６２、正極端子板６３、絶縁板６４および正極集電板２１から構成される。外部正極端子６１、正極端子板６３、正極接続端子６２および正極集電板２１は、一体的に固定され、電池蓋３に取り付けられている。
【００２７】
正極端子部６０を作製するには次のようにする。予め、正極集電板２１を正極接続端子６２にかしめておく。そして、電池蓋３の貫通孔に絶縁板６４を、電池蓋３の貫通孔と絶縁板６４の貫通孔とを位置合わせして配置する。次に、外部正極端子６１を正極端子板６３に設けられた貫通孔に嵌入し、絶縁板６４上で正極端子板６３に固定する。外部正極端子６１と正極端子板６３にかしめてもよい。そして、正極集電板２１がかしめられた正極接続端子６２を電池蓋３の裏側から絶縁板６４の貫通孔に挿通する。正極接続端子６２の先端側は、正極端子板６３の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を有しており、この正極接続端子６２の先端部分をかしめることにより、正極端子部６０が電池蓋３に一体的に組み付けられる。
【００２８】
この状態において、正極集電板２１、正極接続端子６２、正極端子板６３および外部正極端子６１は、電気的に接続されている。また、正極集電板２１、正極接続端子６２、正極端子板６３および外部正極端子６１は、絶縁板６４により電池蓋３から絶縁されている。
【００２９】
負極端子部７０は、外部負極端子７１、負極接続端子７２、負極端子板７３、絶縁板７４および負極集電板３１から構成される。負極端子部７０は、正極端子部６０と同様な構造であり、外部負極端子７１、負極端子板７３、負極接続端子７２および負極集電板３１は、一体的に固定され、電池蓋３に取り付けられている。
【００３０】
この状態において、負極集電板３１、負極接続端子７２、負極端子板７３および外部負極端子７１は、電気的に接続されている。また、負極集電板３１、負極接続端子７２、負極端子板７３および外部負極端子７１は、絶縁板７４により電池蓋３から絶縁されている。
【００３１】
二次電池１は、正極・負極の集電板２１、３１を電極群４０に接合することにより、外部正極端子６１および外部負極端子７１に接続された外部電子機器に対して、充放電が可能となる。
【００３２】
正極集電板２１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成されている。正極集電板２１は、電池蓋３の下面に沿って取り付けられる平板状の本体部２２と、本体部２２の幅方向両端部でそれぞれ下方にほぼ９０°に折曲された一対の支持部２２ａを有する。これら一対の支持部２２ａの先端には、それぞれ平坦状の接合片２３が形成されている。各接合片２３は、電極群４０に例えば超音波溶接により接合される。接合片２３は、それぞれ、支持部２２ａに対して傾斜した角度に折曲されている。一対の接合片２３は、電池蓋３の長辺方向中央側から外側に向かって移行するにしたがって電池蓋３の短辺方向に互いに離反するように傾斜しており、その傾斜方向は相互に逆方向であるが中心面に対して同一の角度であり、線対称となっている。一対の接合片２３は、その間に電極群４０の正極導電部４０ｅが挿入され、電極群４０の正極導電部４０ｅをハの字状に開いた状態で、正極導電部４０ｅに例えば超音波溶接により接合される。
【００３３】
負極集電板３１は、銅または銅合金により形成されているが、正極集電板２１と同じ構造を有している。負極集電板３１は、電池蓋３の下面に沿って取り付けられる平板状の本体部３２と、本体部３２の幅方向両端部でそれぞれ下方にほぼ９０°に折曲された一対の支持部３２ａを有する。これら一対の支持部３２ａの先端には、それぞれ平坦状の接合片３３が形成されている。各接合片３３は、電極群４０に例えば超音波溶接により接合される。接合片３３は、それぞれ、支持部３２ａに対して傾斜した角度に折曲されている。一対の接合片３３は、電池蓋３の長辺方向中央側から外側に向かって移行するにしたがって電池蓋３の短辺方向に互いに離反するように傾斜しており、傾斜方向は相互に逆方向であるが中心面に対して同一の角度であり、線対称となっている。一対の接合片３３は、その間に電極群４０の負極導電部４０ｆが挿入され、電極群４０の負極導電部４０ｆをハの字状に開いた状態で、負極導電部４０ｆに超音波溶接により接合される。
【００３４】
［絶縁シート］
次に、絶縁シート５の構成について詳細に説明する。
【００３５】
図２に示すように、絶縁シート５は、電極群４０の周囲を覆った状態で電池蓋・発電要素５０と共に電池缶４内に収納され、電極群４０と電池缶４の内壁との間に介在されて、電極群４０と電池缶４とを電気的に隔離する構成を有している。
【００３６】
絶縁シート５は、例えばシート状の絶縁性材料を所望の形状に折り曲げることにより形成されている。絶縁シート５に用いられる絶縁性材料としては、絶縁性が良好でシワ等ができ難く、耐熱性が高い合成樹脂材料であることが好ましく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂材料、またポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド等を好適に使用することができる。
【００３７】
絶縁シート５は、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端部に形成された一対の導電部４０ｅ、４０ｆを覆う一対の第１の絶縁シート１５、１６と、これら一対の第１の絶縁シート１５、１６の間に延在する第２の絶縁シート１４とにより構成されている。
【００３８】
第１の絶縁シート１５、１６は、上述のシート状の絶縁性材料を折り曲げて形成してもよく、また、絶縁性材料を射出成形や真空成形をすることなどにより形成してもよい。第１の絶縁シート１５、１６は、例えば、重力に影響されず単独で形状を保てる程度の剛性を有する厚みに形成されている。また、第１の絶縁シート１５、１６の厚みは、二次電池１が組み立てられた状態で、外力および熱などによる絶縁シート５の損傷を防止できる厚みに形成することが望ましい。第１の絶縁シート１５、１６の厚みは、例えば１００〜３００μｍとすることができる。
【００３９】
第２の絶縁シート１４は、例えば、上記の絶縁材料により柔軟性あるいは可撓性を有する厚みに形成されている。第２の絶縁シート１４の厚みは、二次電池１の電池容量を増加させる観点から、可能な限り薄くすることが好ましい。第２の絶縁シート１４の厚みは、第１の絶縁シート１５、１６の厚みよりも薄く、例えば２０μｍ〜８０μｍとすることができる。第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とは同じ材料である必要はなく、それぞれ上述の絶縁性材料から適宜選択することができる。
【００４０】
第２の絶縁シート１４は、図２に示すように、１枚の矩形のシート部材を二つに折り畳むようにして、電池蓋・発電要素５０の下方から電極群４０に被せることにより、電極群４０を捲回軸方向Ｄの両側の端部間に亘って覆うように構成されている。第２の絶縁シート１４は、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端部間に亘って延在する横幅を有している。そして、電池蓋３の下面近傍から下方に向かって延在して電極群４０の平面部４０ｂの一方面に対向し、電極群４０の下側の湾曲部４０ｃに沿ってＵターンされ、平面部４０ｂの他方面に対向し、電池蓋３の下面近傍まで延在する長さを有している。第２の絶縁シート１４は、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆと、導電部４０ｅ、４０ｆに接続された集電板２１、３１と、導電部４０ｅ、４０ｆの間の合剤層積層領域４０ｄと、を覆っている。
【００４１】
第１の絶縁シート１５は、図２に示すように、第１の絶縁シート１５を電極群４０の捲回軸方向Ｄにおける一方側である正極側の端部に取り付けた状態で、電極群４０の端面に対向する対向面部１５ａと、電極群４０を間に介して対峙する一対の側面部１５ｂ、１５ｂを有しており、その断面形状がコ字状になっている。さらに、第１の絶縁シート１５は、一対の側面部１５ｂ、１５ｂの下端部間に、電極群４０の底部側の湾曲部４０ｃに対向する底面部１５ｃを有している。なお、第１の絶縁シート１５の電池蓋３側は、正極集電板２１の本体部２２及び一対の支持部２２ａとの干渉を避けるべく、開放されている。
【００４２】
対向面部１５ａは、電極群４０の電池蓋３側の湾曲部４０ｃから底部側の湾曲部４０ｃの間に亘って一定幅で延在する矩形の平板形状を有している。一対の側面部１５ｂ、１５ｂは、対向面部１５ａの幅方向両側でそれぞれ電極群４０の平面部４０ｂ、４０ｂに対向するように折曲されて形成されている。一対の側面部１５ｂ、１５ｂは、電極群４０の平面部４０ｂとその両側に配置された第２の絶縁シート１４を間に挟持する。各側面部１５ｂ、１５ｂもしくは支持部２２ａは、正極導電部４０ｅとほぼ同一の幅寸法を有しており、第１の絶縁シート１５を電極群４０に取り付けた状態で、正極導電部４０ｅの最外周を覆う。
【００４３】
第１の絶縁シート１６は、第１の絶縁シート１６を電極群４０の捲回軸方向Ｄにおける他方側である負極側の端部に取り付けた状態で、電極群４０の端面に対向する対向面部１６ａと、電極群４０を間に介して対峙する一対の側面部１６ｂ、１６ｂを有しており、その断面形状がコ字状になっている。さらに、第１の絶縁シート１６は、一対の側面部１６ｂ、１６ｂの下端部間に、電極群４０の底部側の湾曲部４０ｃに対向する底面部１６ｃを有している。なお、第１の絶縁シート１６の電池蓋３側は、負極集電板３１の本体部３２及び一対の支持部３２ａとの干渉を避けるべく、開放されている。
【００４４】
対向面部１６ａは、電池蓋３側の湾曲部４０ｃから底部側の湾曲部４０ｃの間に亘って一定幅で延在する矩形の平板形状を有している。一対の側面部１６ｂ、１６ｂは、対向面部１６ａの幅方向両側でそれぞれ折曲されて形成されており、電極群４０の平面部４０ｂもしくは支持部３２ａとその両側に配置された第２の絶縁シート１４を間に挟持する。各側面部１６ｂ、１６ｂは、負極導電部４０ｆとほぼ同一の幅寸法を有しており、第１の絶縁シート１６を電極群４０に取り付けた状態で、負極導電部４０ｆの最外周を覆う。
【００４５】
第１の絶縁シート１５、１６は、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆ、これら導電部４０ｅ、４０ｆに接続された集電板２１、３１、およびこれらを覆う第２の絶縁シート１４の両端部を覆っている。すなわち、第１の絶縁シート１５、１６は、導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４の内壁との間で第２の絶縁シート１４と重なる。詳細には、第１の絶縁シート１５、１６の側面部１５ｂ、１６ｂと第２の絶縁シート１４の捲回軸方向Ｄの両端部とが、導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４の内壁との間で重なる。また、第１の絶縁シート１５、１６は、集電板２１、３１と電池缶４の内壁との間で、第２の絶縁シート１４と重なる。詳細には、第１の絶縁シート１５、１６の側面部１５ｂ、１６ｂと第２の絶縁シート１４の捲回軸方向Ｄの両端部とが、集電板２１、３１と電池缶４の内壁との間で重なる。
【００４６】
すなわち、第１の絶縁シート１５、１６は、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４の内壁との間および集電板２１、３１と電池缶４の内壁との間で、第２の絶縁シート１４の両端部の外側すなわち電池缶４の内壁側に重なっている。詳細には、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆを中心として、その外側に集電板２１、３１が配置され、その外側に第２の絶縁シート１４が配置され、その外側に第１の絶縁シート１５、１６の側面部１５ｂ、１６ｂが配置されている。
【００４７】
このように、第１の絶縁シート１５、１６および第２の絶縁シート１４は、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４の内壁との間、および集電板２１、３１と電池缶４の内壁との間に介在される。また、第２の絶縁シート１４は、第１の絶縁シート１５、１６の間に延在する部分が、電極群４０の合剤層積層領域４０ｄと電池缶４の内壁との間に介在される。
【００４８】
図５は、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との熱溶着を示す斜視図である。第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とは、互いに重なり合う部分の少なくとも一部が溶着により互いに接合される。第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との溶着は、超音波溶着、高周波溶着、レーザ溶着などを用いてもよいが、絶縁性材料の材質、シート厚み、および生産性のなどの観点から、熱溶着であることが好ましい。また、熱溶着は、熱風式溶着、熱板式溶着、コテ式溶着などを用いてもよいが、コストおよび生産性の観点から、インパルス式溶着であることが好ましい。ここで、インパルス式溶着とは、ヒータを被加熱物に押し当てて被加熱物に圧力を加えた状態で、ヒータを瞬間的に発熱させることで被加熱物を加熱して溶着する方法である。
【００４９】
本実施形態では、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４は、集電板２１、３１と電池缶４との間で互いに重なり合う部分が、インパルス式溶着を用いたスポット溶着によって熱溶着されて互いに接合される。第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との熱溶着による接合は、電池蓋・発電要素５０を電池缶４に収容する前に、以下の手順で行われる。
【００５０】
まず、図２に示すように、第２の絶縁シート１４を二つに折り畳むようにして、電池蓋・発電要素５０の下方から電極群４０に被せる。これにより、図３に示す電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆ、集電板２１、３１および合剤層積層領域４０ｄが第２の絶縁シート１４に覆われて、これらの外側すなわち電池缶４の幅広面４ａの内壁側に、第２の絶縁シート１４が配置される。
【００５１】
次に、第２の絶縁シート１４の上から電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆおよび集電板２１、３１を覆うように、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端部に第１の絶縁シート１５、１６を被せる。これにより、電極群４０の正極導電部４０ｅおよび正極集電板２１の外側すなわち電池缶４の幅広面４ａの内壁側に、第２の絶縁シート１４の正極側の端部と第１の絶縁シート１５の側面部１５ｂとが、この順に配置される。また、電極群４０の負極導電部４０ｆおよび負極集電板３１の外側すなわち電池缶４の幅広面４ａの内壁側に、第２の絶縁シート１４の負極側の端部と第１のシート１６の側面部１６ｂとが、この順に配置される。さらに、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端面に第１の絶縁シート１５、１６の対向面部１５ａ、１６ａが対向して配置され、電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端面が第１の絶縁シート１５、１６によって覆われる。
【００５２】
次いで、図５に示すように、ヒータＨを、第１の絶縁シート１５、１６の外側、すなわち電極群４０を電池缶４に収容した際の幅広面４ａの内壁側から、第１の絶縁シート１５、１６に押し付ける。このとき、第１のシート１５、１６と第２の絶縁シート１４とが互いに重なり合い、これらの内側すなわち電極群４０側に集電板２１、３１が配置されている箇所において、ヒータＨを第１の絶縁シート１５、１６に押し付ける。そして、互いに重ねられた第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との内側すなわち電極群４０側を集電板２１、３１によって支持し、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを集電板２１、３１とヒータＨとの間に挟持して圧力を加える。この状態で、ヒータＨを瞬間的に発熱させて第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により互いに接合する。
【００５３】
より詳細には、第１の絶縁シート１５の側面部１５ｂと第２の絶縁シート１４の正極側の端部とが互いに重ねられ、かつこれらの内側すなわち電極群４０側に正極集電板２１が配置されている部分において、ヒータＨを第１の絶縁シート１５の側面部１５ｂに押し付ける。このとき、電池蓋３の近傍において、正極集電板２１の一対の支持部２２ａを外側、すなわち電極群４０を電池缶４に収容した際の一対の幅広面４ａの内壁側から挟みこむようにして、一対のヒータＨを一対の第１の絶縁シート１５の側面部１５ｂに押し付ける。そして、互いに重ねられた第１の絶縁シート１５の側面部１５ｂと第２の絶縁シート１４の正極側の端部の内側すなわち電極群４０側を正極集電板２１の支持部２２ａによって支持する。このように、第１の絶縁シート１５と第２の絶縁シート１４とを、ヒータＨと正極集電板２１の支持部２２ａとの間に挟持することで、第１の絶縁シート１５と第２の絶縁シート１４とに圧力を加える。この状態でヒータＨを瞬間的に発熱させて、第１の絶縁シート１５と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により接合する。
【００５４】
同様に、第１の絶縁シート１６の側面部１６ｂと第２の絶縁シート１４の負極側の端部とが互いに重ねられ、かつこれらの内側すなわち電極群４０側に負極集電板３１が配置されている部分において、ヒータＨを第１の絶縁シート１６の側面部１６ｂに押し付ける。このとき、電池蓋３の近傍において、負極集電板３１の一対の支持部３２ａを外側、すなわち電極群４０を電池缶４に収容した際の一対の幅広面４ａの内壁側から挟みこむようにして、一対のヒータＨを一対の第１の絶縁シート１６の側面部１６ｂに押し付ける。そして、互いに重ねられた第１の絶縁シート１６の側面部１６ｂと第２の絶縁シート１４の負極側の端部の内側すなわち電極群４０側を負極集電板３１の支持部３２ａによって支持する。このように、第１の絶縁シート１６と第２の絶縁シート１４とを、ヒータＨと負極集電板３１の支持部３２ａとの間に挟持することで、第１の絶縁シート１６と第２の絶縁シート１４とに圧力を加える。この状態でヒータＨを瞬間的に発熱させて、第１の絶縁シート１６と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により接合する。なお、一対の第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との熱溶着は、同時に行うことができる。
【００５５】
以上により、一対の第１の絶縁シート１５、１６の各々は、電池缶４の一方の幅広面４ａに対向する側面部１５ｂ、１６ｂと、他方の幅広面４ａに対向する側面部１５ｂ、１６ｂとが、電池蓋３の近傍において、それぞれ一点ずつ第２の絶縁シート１４と接合された状態になる。これにより、電池蓋・発電要素５０は、電極群４０が電池蓋３側を除いて絶縁シート５によって包み込まれ、電極群４０に絶縁シート５が装着された状態になる。その後、電池蓋・発電要素５０は、電池缶４に収容される。これにより、絶縁シート５は、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間、及び、集電板２１、３１と電池缶４との間に介在される。その後、電池缶４の開口部を電池蓋３によって密閉し、電池容器２内に注液口３ａを介して非水電解液を注入し、注液口３ａを注液栓１１によって塞ぐことで、二次電池１が完成する。
【００５６】
次に、本実施形態の二次電池１の作用について説明する。
【００５７】
上述のように、本実施形態の二次電池１は、電極群４０一対の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間に介在される一対の第１の絶縁シート１５、１６と、第１の絶縁シート１５、１６よりも薄く、第１の絶縁シート１５、１６の間に亘って延在する第２の絶縁シート１４と、を有している。第２の絶縁シート１４は、合剤層積層領域４０ｄと電池缶４との間に介在され、かつ一対の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間で第１の絶縁シート１５、１６と重なっている。そして、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４は、互いに重なり合う部分の少なくとも一部が熱溶着により互いに接合されている。
【００５８】
そのため、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４をテープ等の接合用部材を用いて接合する場合と比較して、部品点数が増加せず、作業性も良好であり、生産性が向上する。また、一対の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間に、比較的シート厚みが厚い第１の絶縁シート１５、１６を介在させている。したがって、導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との絶縁性を向上させることができる。また、第２の絶縁シート１４が導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間で第１の絶縁シート１５、１６と重なることで、導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４とが、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４によって２重に絶縁される。したがって、導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との絶縁性をさらに向上させることができる。
【００５９】
また、第２の絶縁シート１４は第１の絶縁シート１５、１６よりも薄く、第１の絶縁シート１５、１６の間に延在している。電極群４０の第１の絶縁シート１５、１６の間の部分、すなわち導電部４０ｅ、４０ｆの間の部分は、電極群４０を構成する電極４１、４２の合剤層４１ｂ、４２ｂが積層されている合剤層積層領域４０ｄである。そのため、上述のように第２の絶縁シート１４の厚みは極力薄くされ、例えば２０μｍ〜８０μｍの厚みとされている。このように、合剤層積層領域４０ｄを覆う第２の絶縁シート１４を極力薄くすることで、電極群４０の合剤層積層領域４０ｄの総厚および電極積層体の巻き数を増加させることができる。したがって、二次電池１の電池容量を増加させ、体積エネルギー密度を高くすることができる。また、第２の絶縁シート１４を薄くすることによって、電池缶４との間のクリアランスを大きくすることができる。したがって、二次電池１の充放電に伴う合剤層積層領域４０ｄの膨張収縮による電池缶４の膨らみを防ぐことができる。また、電極群４０の合剤層積層領域４０ｄと電池缶４との間に薄い第２の絶縁シート１４を配置することで、電極群４０を電池缶４に挿入する際にセパレータ４４を傷つけることなくスムーズに挿入することができる。
【００６０】
しかし、第２の絶縁シート１４の厚みが２０μｍよりも小さい場合や第２の絶縁シート１４を設置しなかった場合には、電極群４０の最外周に配置されたセパレータ４４が損傷しやすくなる。すなわち、セパレータ４４は多孔質で薄くて柔らかい樹脂フィルムであることから、電極群４０を電池缶４に挿入する際にセパレータ４４が破れたり、キズが付いたりして内部短絡などの不具合に繋がる可能性がある。また、第２の絶縁シート１４を設置しなかった場合、セパレータ４４と電池缶４の間の滑り摩擦が大きいこともセパレータ４４の破れの原因となり、生産性の低下を招く。したがって、第２の絶縁シート１４は必要であり、例えば２０μｍ以上の厚みを有することが好ましい。
【００６１】
また、第２の絶縁シート１４は第１の絶縁シート１５、１６よりも薄いので、第２の絶縁シート１４の柔軟性あるいは可撓性を、第１の絶縁シート１５、１６のそれよりも高くすることができる。したがって、上述のように第２の絶縁シート１４を半分に折り曲げるようにして電極群４０を全体的に覆うことができ、作業が容易になる。また、第２の絶縁シート１４をこのように電極群４０に被せることで、第２の絶縁シート１４の折り曲げた部分が、電池缶４の底面側に位置する電極群４０の湾曲部４０ｃと接し、これらの間の摩擦抵抗により第２の絶縁シート１４の位置ずれが防止される。
【００６２】
また、第１の絶縁シート１５、１６は第２の絶縁シート１４よりも厚いので、第１の絶縁シート１５、１６の剛性を第２の絶縁シート１４のそれよりも高くすることができる。したがって、上述のように、予め第１の絶縁シート１５、１６の形状を、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆおよび電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端面を覆う形状に成形しておくことができる。第１の絶縁シート１５、１６を予めこのように成形しておくことで、第１の絶縁シート１５、１６を電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端部に被せるだけで、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆおよび電極群４０の捲回軸方向Ｄの両端面を覆うことができる。したがって、第１の絶縁シート１５、１６を導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間に介在させる工程が容易になる。
【００６３】
また、上述のように半分に折り曲げるようにして電極群４０を覆った第２の絶縁シート１４の上から、予め成形した第１の絶縁シート１５、１６を被せることができる。これにより、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆ上で第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４が重なり、正極側の第１の絶縁シート１５の一対の側面部１５ｂ、１５ｂの間に、第２の絶縁シート１４の正極側の端部が挟持される。また、負極側の第１の絶縁シート１６の一対の側面部１６ｂ、１６ｂの間に、第２の絶縁シート１４の負極側の端部が挟持される。このように、半分に折り曲げられた第２の絶縁シート１４の捲回軸方向Ｄの両端部が第１のシート１５、１６によって挟持されることで、第２の絶縁シート１４の開きが防止され、絶縁シート５の形状が保持される。この状態で、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により接合することで、作業性が良好になり、生産性が向上する。
【００６４】
また、上述のように半分に折り曲げるようにして電極群４０を覆った第２の絶縁シート１４の上から、予め成形した第１の絶縁シート１５、１６を被せることで、第１の絶縁シート１５、１６が第２の絶縁シートの外側すなわち電池缶４側に重ねられる。そのため、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により接合する際に、ヒータＨを比較的厚い第１の絶縁シート１５、１６に押し当てることができる。したがって、比較的薄い第２の絶縁シート１４がヒータＨと接触して損傷することを防止することができる。また、比較的厚い第１の絶縁シート１５、１６を介して比較的薄い第２の絶縁シート１４がヒータＨによって間接的に加熱される。したがって、第２の絶縁シート１４が熱により損傷して溶着不良となることを防止できる。
【００６５】
また、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により接合することで、電池蓋・発電要素５０を電池缶４に挿入する際に、電極群４０に対する第１の絶縁シート１５、１６の位置ずれが防止される。したがって、第１の絶縁シート１５、１６が電池蓋３と電池缶４の間に挟まれることを防止し、電池蓋３と電池缶４との間をレーザ溶接して封止する際の溶接不良を防止することができる。
【００６６】
また、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４は、集電板２１、３１と電池缶４との間で熱溶着により互いに接合されている。そのため、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４の内側すなわち電極群４０側を、集電板２１、３１の支持部２２ａ、３２ａによって支持することができる。これにより、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４を、集電板２１、３１の支持部２２ａ、３２ａとヒータＨとの間に挟持して、圧力を加えた状態で溶着することができる。したがって、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との溶着不良を防止して、これらを確実に接合することができる。
【００６７】
本実施形態において、第１の絶縁シート１５、１６は極力厚くされ、例えば１００〜３００μｍの厚みとされている。第１の絶縁シート１５、１６は、二次電池１が組み立てられた状態で、電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間に介在される部位と、集電板２１、３１と電池缶４との間に介在される部位とを有する。そのため、電池缶４もしくは端子部６０、７０に外力が加わった場合に、第１の絶縁シート１５、１６は、集電板２１、３１と電池缶４との間に挟まれて、これらに強く押し当る可能性がある。また、電極群４０を絶縁シート５と共に電池缶４に挿入する際に、集電板２１、３１が第１の絶縁シート１５、１６を介して電池缶４に接触し、第１の絶縁シート１５、１６が集電板２１、３１および電池缶４と擦れる可能性がある。さらに、集電板２１、３１に大電流が流れた時に、集電板２１、３１が高温になる可能性がある。しかし、本実施形態では、上記のように第１の絶縁シート１５、１６が極力厚くされているので、第１の絶縁シート１５、１６の強度を向上させ、損傷を防止することができる。したがって、上記のような外力や高温に耐え電極群４０の導電部４０ｅ、４０ｆと電池缶４との間、或いは、集電板２１、３１と電池缶４との間の絶縁を維持することができる。
【００６８】
また、第１の絶縁シート１５、１６の各々と第２の絶縁シート１４とはスポット溶着により接合される。そのため、図２に示すように、電池蓋・発電要素５０を電池缶４に挿入する前に、電極群４０に第２の絶縁シート１４を被せ、さらにその上に第１の絶縁シート１５、１６を被せた状態で、図５に示すように、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とが重なった部分にヒータＨを押し付けて、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを容易かつ瞬間的に接合することができる。したがって、二次電池１の製造工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００６９】
また、第１の絶縁シート１５、１６の各々は、電池缶４の一方の幅広面４ａに対向する部分と他方の幅広面４ａに対向する部分とが、それぞれ一点ずつ第２の絶縁シート１４と接合されている。これにより、電極群４０を両側から挟みこむ部分において第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とが接合される。そのため、周囲を絶縁シート５によって覆われた電極群４０を電池缶４に挿入する際に、絶縁シート５が第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とに分離し難くなり、作業性が向上する。また、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との溶着点を最小限にして生産性を向上させることができる。また、第１の絶縁シート１５、１６の底面部１５ｃ、１６ｃを第２の絶縁シート１４と常に密着させた状態にして互いに摩擦力を作用させることができ、溶着点を最小限にしつつ、絶縁シート５が第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とに分離し難くすることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、電池蓋３の近傍すなわち電池缶４の開口部の近傍において第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とをスポット溶着により接合している。そのため、電極群４０を電池缶４に挿入し始めてから挿入を完了するまで、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とが分離することを確実に防止できる。
【００７１】
また、部分的に厚さの異なる絶縁シートを射出成型により一体的に製造することは困難であるだけでなく、そのような絶縁シートを電極群４０に被せる際にも部分的に剛性が異なることから作業性が悪化し、生産性が低下する。しかし、本実施形態の絶縁シート５は、別の部材である第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とにより構成されている。したがって、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４のそれぞれを、最適な厚みに製造することが容易になる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、厚みの異なる第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とが、互いに重なった位置で熱溶着により一部分を一体的に溶着されることにより、電極群４０を確実に包み込むことができる。さらに、電極群４０を電池缶４に挿入する際に絶縁シート５のずれが防止され、二次電池１の組立も容易になり生産性も向上する。また、上記構成を有する二次電池１によれば、電池容量を低下させることなく、外力に対する電極群４０と電池缶４との間の絶縁性を高めることができる。
【００７３】
以上の説明では、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との熱溶着による接合は、電池蓋３の近傍における電極群４０の厚み方向両側の１点ずつとしたが、この熱溶着による接合を電極群４０の厚み方向両側でそれぞれ多点としてもよい。この場合について、図６を用いて説明する。
【００７４】
図６は絶縁シートの多点での熱溶着を示す斜視図である。図６に示すように、電極群４０の厚み方向両側において、電池蓋３の近傍だけでなく電極群４０の高さ方向の複数の溶着点Ｐにおいて熱溶着することも可能であり、これによってさらに確実に、また強固に電極群４０を包み込むことができる。なお、高さ方向の複数の溶着点Ｐにおける熱溶着は、図５に示すように、ヒータＨを用いたインパルス式溶着によって順次行ってもよいし、複数のヒータＨを用いて一括して行ってもよい。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、図７および図８を参照して説明する。
【００７６】
図７は、第２実施形態に係る絶縁シートの分解斜視図である。図８は、電池蓋３と平行な面における第１の絶縁シート１５の開口部１５ｄの近傍の断面図である。
【００７７】
本実施形態の二次電池は、上述の第１実施形態において説明した二次電池１と、電池蓋・発電要素および絶縁シートの構成が異なっている。その他の構成は第１実施形態の二次電池と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７８】
本実施形態の電池蓋・発電要素１５０は、正極集電板１２１および負極集電板１３１の構成のみが第１実施形態の電池蓋・発電要素５０と異なっている。正極集電板１２１は、電池蓋３の下面に沿って取り付けられる平板状の本体部１２２と、本体部１２２の幅方向の一方の端部で下方にほぼ９０°に折曲されて電池缶４の一方の幅広面４ａと対向する支持部１２２ａを有する。支持部１２２ａの先端には、平坦状の接合片１２３が形成されている。接合片１２３は、電極群４０の一対の平面部４０ｂの片側に当接し、反対側に当て板をされた状態で例えば超音波溶接により正極導電部４０ｅに接合されることで、正極導電部４０ｅに固定されて電気的に接続されている。また、本実施形態の負極集電板１３１も、電極群４０の負極側に正極集電板１２１と同じ構造で設けられている。
【００７９】
本実施形態の絶縁シート１０５は、一対の第１の絶縁シート１５、１６の対向面部１５ａ、１６ａにそれぞれ開口部１５ｄ、１６ｄが形成されている点のみが、第１実施形態の絶縁シート５と異なっている。したがって、各々の第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とは、電池蓋３の近傍の電極群４０の厚み方向両側において熱溶着により一点ずつ接合される。すなわち、電極群４０の集電板１２１、１３１が設けられている側において、第１の絶縁シート１５、１６の各々と第２の絶縁シート１４とは、これらが集電板１２１、１３１上で重なり合う部分の一点がスポット溶着により互いに接合される。また、電極群４０の集電板１２１、１３１が設けられていない側においても、第１の絶縁シート１５、１６の各々と第２の絶縁シート１４とは、これらが重なり合う部分の一点がスポット溶着により互いに接合される。換言すると、第１の絶縁シート１５、１６の各々と第２の絶縁シート１４とは、電池缶４の一方の幅広面４ａと集電板１２１、１３１との間の位置と、電池缶４の反対側の他方の幅広面４ａと対向する位置とにそれぞれ一点ずつ溶着点Ｐを有している。
【００８０】
開口部１５ｄ、１６ｄは、電極群４０の捲回軸方向Ｄの端面に対向する第１の絶縁シート１５、１６の対向面部１５ａ、１６ａに設けられている。図８に示すように、開口部１５ｄは、第１の絶縁シート１５と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により互いに接合する際に、第１の絶縁シート１５および第２の絶縁シート１４と電極群４０との間に配置される支持材８０を挿入可能な位置および形状に開口されている。同様に、開口部１６ｄは、第１の絶縁シート１６と第２の絶縁シート１４とを熱溶着により互いに接合する際に、第１の絶縁シート１６および第２の絶縁シート１４と電極群４０との間に配置される支持材８０を挿入可能な位置および形状に開口されている。
【００８１】
支持材８０は、第１の絶縁シート１５、１６および第２の絶縁シート１４を溶着点Ｐにおいて接合する際に、第１の絶縁シート１５、１６および第２の絶縁シート１４を電極群４０側から支持するための部材である。上述のヒータＨ（熱溶着チップ）は、支持材８０との間に第１の絶縁シート１５、１６および第２の絶縁シート１４を挟み込んで、溶着点Ｐにおいて接合する。支持材８０は、例えば細長い板状の形状を有し、ヒータＨを所定の圧力で押し当てても撓まない強度を保持しているものであれば特に限定されない。支持材８０の材料としては、例えば金属や硬質プラスチック、セラミック、積層板などを用いることができる。
【００８２】
図８に示すように、開口部１５ｄ、１６ｄは、電池缶４の幅広面４ａに垂直な方向、すなわち電極群４０の平面部４０ｂに垂直な方向において、平面部４０ｂと第２の絶縁シート１４との間に連通する位置に開口されている。また、開口部１５ｄ、１６ｄは、電池缶４の底面と垂直な電池缶４の高さ方向において、少なくとも溶着点Ｐと同じ高さを含む高さに必要な開口幅で開口されている。すなわち、開口部１５ｄ、１６ｄは、支持材８０を開口部１５ｄ、１６ｄから捲回軸方向Ｄに挿入したときに、支持材８０を第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との溶着点Ｐと電極群４０との間に配置することができるように開口されている。
【００８３】
開口部１５ｄ、１６ｄは、通常、溶着点Ｐの近傍あるいは溶着点Ｐと隣接して設けられることになるが、支持材８０の形状に応じてその位置を適宜変更することができる。本実施形態においては、細長い板状の支持材８０を第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４の溶着点Ｐの電極群４０側に配置することができるように、対向面部１５ａ、１６ａと側面部１５ｂ、１６ｂとの間のコーナー部に沿った一部分に溶着点Ｐと隣接して開口部１５ｄ、１６ｄが形成されている。
【００８４】
また、開口部１５ｄ、１６ｄの形状に関して、支持材８０を挿入可能な形状とは、支持材８０の断面の形状および寸法に対応した形状に開口されていることを含む。したがって、板状の支持材８０を用いる場合には、開口部１５ｄ、１６ｄの形状を支持材８０の断面形状よりも一回り大きい長孔状あるいは溝孔状の形状とすることができる。また、湾曲した支持材８０を用いる場合などには、適宜その挿入に適した形状に開口部１５ｄ、１６ｄを形成することができる。なお、絶縁性の観点から、開口部１５ｄ、１６ｄはできるだけ小さいことが好ましい。
【００８５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００８６】
上述の第１実施形態においては、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とが導電部４０ｅ、４０ｆ上において重なり合い、これらが集電板２１、３１上の溶着点Ｐにおいて接合される。そのため、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを溶着するために、電極群４０の外側からヒータＨを押し当てた際に、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４が集電板２１、３１によって支持される。したがって、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４は、ヒータＨと集電板２１、３１との間に挟まれて圧力が加えられた状態でヒータＨの熱が伝達されて溶着される。
【００８７】
しかしながら、本実施形態では、図７に示すように、集電板１２１、１３１が電極群４０の片側に設けられている。そのため、電極群４０の集電板１２１、１３１が設けられていない側では、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４との接合時に、これらを集電板１２１、１３１によって支持することができない。第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４を電極群４０側から支持せずに溶着した場合、これらにヒータＨの熱と圧力が十分に伝わらないため、溶着不良となる可能性が高い。
【００８８】
そこで、本実施形態では、第１の絶縁シート１５、１６が電極群４０の捲回軸方向Ｄの端縁または端面に対向する部分であり、第２の絶縁シート１４に重ならない部分である対向面部１５ａ、１６ａに、支持材８０を挿入可能な開口部１５ｄ、１６ｄを設けている。そのため、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを溶着する際に、開口部１５ｄ、１６ｄから支持材８０を挿入して第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４を電極群４０側から支持することができる。これにより、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４は、ヒータＨと支持材８０との間に挟持されて圧力が加えられた状態でヒータＨの熱が伝達されて溶着される。よって、電極群４０の集電板１２１、１３１が設けられていない側であっても、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを良好に溶着することができ、溶着不良を防止することができる。
【００８９】
また、開口部１５ｄ、１６ｄは、電極群４０の厚み方向すなわち平面部４０ｂと垂直な方向において電極群４０の平面部４０ｂよりも外側すなわち電池缶４の幅広面４ａ側が開口されている。そのため、支持材８０を電極群４０の捲回軸方向Ｄから開口部１５ｄ、１６ｄに挿入することで、支持材８０を電極群４０と第２の絶縁シート１４との間に確実に配置することができる。これにより、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４とを溶着点Ｐで溶着する際に、第１の絶縁シート１５、１６と第２の絶縁シート１４を電極群４０側から支持材８０によって確実に支持することができる。
【００９０】
<第３実施形態>
次に、本発明の第３実施形態について、図９を参照して説明する。
【００９１】
図９は、第３実施形態に係る絶縁シートの分解斜視図である。
【００９２】
第１，２実施形態では、第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４により電極群４０を覆い包んだ上で、第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４を重ね合わせ、集電板２１，３１の相対する部分に押し当てることで接合していた。これに対して、第３実施形態は集電板２１、３１の相対する部分ではなく、電極群４０の底面の湾曲部４０ｃに相対する第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４の重なり合った部分を接合することを特徴としている。すなわち、第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４は、電極群４０の一対の湾曲部４０ｃのうち、電池缶４の底面に対向する電池缶４底面側の湾曲部４０ｃにおける導電部４０ｅ，４０ｆ（図３参照）に相対する位置で、熱溶着により接合されている。
【００９３】
この実施形態によれば、第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４を、これらが電極群４０を覆い包む前にヒータＨで接合することから、事前に作業することが可能であり、それによって３つの絶縁シートを組立前に一体化することで第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４の電極群４０を覆い包む際に発生する可能性がある位置ずれを防止することができ、組立作業性が容易になる。
【００９４】
なお、この実施形態は、第１，２実施形態と併せて実施することもでき、それによってより確実に電極群４０を第１の絶縁シート１５，１６と第２の絶縁シート１４によって覆い包むことができる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００９６】
例えば、上述の実施の形態では、電極群の最外周はセパレータである場合を例に説明した。しかし、電極群は、絶縁シートによって覆われているので、最外周をセパレータではなく、正極電極又は負極電極とすることもできる。これにより、電極群におけるセパレータの捲回長さを短くすることができ、コストを下げることができる。
【００９７】
また、上述の実施形態では、第１、第２の絶縁シートについて、これらが互いに重なり合う部分の一部が熱溶着により互いに接合される場合について説明した。しかし、第１、第２の絶縁シートは、互いに重なり合う部分のすべてが熱溶着により接合される構成であってもよい。また、第１、第２の絶縁シートは、互いに重なり合う部分が線状に溶着された構成であってもよい。  
【００９８】
また、上述の実施形態では第２の絶縁シートが電極群の捲回軸方向の両端縁まで延在する構成について説明したが、第２の絶縁シートは必ずしも導電部の全幅を覆う構成でなくてよい。すなわち、第２の絶縁シートは、少なくとも第１の絶縁シートと第２の絶縁シートとの接合箇所において第１の絶縁シートと重なるように合剤層積層領域から導電部まで延出されていればよい。例えば、第２の絶縁シートを電極群の両端縁の手前まで延在させる構成であってもよい。また、第１の絶縁シートと第２の絶縁シートとの接合箇所に対応して、第２の絶縁シートが合剤層積層領域から導電部へ舌片状に突出するように、合剤層積層領域を覆う第２の絶縁シートを部分的に導電部上に延出させた構成であってもよい。
【００９９】
また、上述の実施形態では、絶縁シートの電池蓋側が開放されている構成について説明したが、絶縁シートに電池蓋と電極群との間あるいは電池蓋と集電板との間を絶縁する舌片状の部分を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１  二次電池
４  電池缶
４ａ  幅広面
５、１０５  絶縁シート
１４  第２の絶縁シート
１５、１６  第１の絶縁シート
１５ｄ、１６ｄ  開口部
２１、１２１  正極集電板
３１、１３１  負極集電板
４０  電極群
４０ｂ  平面部
４０ｄ  合剤層積層領域
４０ｅ  導電部（正極導電部）
４０ｆ  導電部（負極導電部）
４１  正極電極
４１ａ  正極金属箔
４１ｂ  正極合剤層
４１ｃ  露出部（正極露出部）
４２  負極電極
４２ａ  負極金属箔
４２ｂ  負極合剤層
４２ｃ  露出部（負極露出部）
Ｄ  捲回軸方向
【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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