(57)【要約】【課題】  集電タブの幅寸法を大きくしても、製造時における集電タブの変形を抑制することができる二次電池用極板を提供する。【解決手段】  正極タブ３５の幅方向の中心に、スリットＳを形成し、正極タブ３５を２つの正極タブ部分３７及び３９に分ける。スリットＳは、正極タブ３５と正極活物質層未形成部３１ａとの境界部３１ｂから、正極タブ３５の正極活物質層未形成部３１ａとは反対側に位置する端縁３１ｃまで形成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部出力端子に電気的に接続される集電タブと集電部とを一体に備えた金属箔からなる集電板と、前記集電部上に形成された活物質層とを備えてなる二次電池用極板であって、
前記集電タブには前記集電部から離れる方向に延び且つ少なくとも前記金属箔の厚み方向の両方向に開口して前記集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときに前記集電タブの変形を抑制する１以上のスリットが形成されていることを特徴とする二次電池用極板。
【請求項２】
前記スリットは、前記集電タブと前記集電部との境界部から前記集電タブの前記集電部とは反対側に位置する端縁に向かって延びている請求項１に記載の二次電池用極板。
【請求項３】
前記スリットは、前記端縁に向かって開口している請求項２に記載の二次電池用極板。
【請求項４】
前記スリットは、前記集電タブと前記集電部との境界部から、前記集電タブの前記集電部とは反対側に位置する端縁から離れた位置まで延びている請求項１に記載の二次電池用極板。
【請求項５】
前記スリットの前記集電部側の端部は、角部を有しない形状を有している請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池用極板。
【請求項６】
前記集電タブの前記集電部から離れる方向に延びる一対の辺と、前記集電部の前記集電タブがつながる一つの辺との間の角度が鈍角である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池用極板。
【請求項７】
前記集電タブは、前記１以上のスリットにより複数の集電タブ部分に分けられており、
前記複数の集電タブ部分の幅寸法は、前記スリットの幅寸法よりも大きい請求項２に記載の二次電池用極板。
【請求項８】
帯状の金属箔の長手方向の一辺に沿って活物質層を形成する工程と、前記活物質層が形成された帯状の金属箔の活物質層が形成されていない部分を所定のパターンに切断して複数の集電タブを形成する工程と、前記複数の集電タブを形成した帯状の金属箔を加熱されたロールプレス装置により所定のプレス圧で圧縮して前記活物質層の厚みを均一にする工程と、圧縮した前記活物質層を備えた帯状の前記金属箔を所定の幅ごとに切断する工程とにより二次電池用極板を製造する方法であって、
前記集電タブには前記集電部から離れる方向に延び且つ少なくとも前記金属箔の厚み方向の両方向に開口して前記集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときに前記集電タブの変形を抑制する１以上のスリットが形成されていることを特徴とする二次電池用極板の製造方法。
【請求項９】
前記スリットは、前記集電タブと前記集電部との境界部から前記集電タブの前記集電部とは反対側に位置する端縁に向かって延びている請求項８に記載の二次電池用極板の製造方法。
【請求項１０】
前記スリットは、前記端縁に向かって開口している請求項９に記載の二次電池用極板の製造方法。
【請求項１１】
前記スリットは、前記集電タブと前記集電部との境界部から、前記集電タブの前記集電部とは反対側に位置する端縁から離れた位置まで延びている請求項８に記載の二次電池用極板の製造方法。
【請求項１２】
前記スリットの前記集電部側の端部は、角部を有しない形状を有している請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の二次電池用極板の製造方法。
【請求項１３】
前記集電タブの前記集電部から離れる方向に延びる一対の辺と、前記集電部の前記集電タブがつながる一つの辺との間の角度が鈍角である請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の二次電池用極板の製造方法。
【請求項１４】
前記集電タブは、前記１以上のスリットにより複数の集電タブ部分に分けられており、
前記複数の集電タブ部分の幅寸法は、前記スリットの幅寸法よりも大きい請求項１０に記載の二次電池用極板の製造方法。
【請求項１５】
外部出力端子に接続される集電タブと集電部とを一体に備えた金属箔からなる集電板と、前記集電部上に形成された活物質層とをそれぞれ備える複数枚の正極板と複数枚の負極板とが、それぞれセパレータを介して積層された二次電池であって、
前記複数枚の正極板の集電タブ及び前記複数枚の負極板の集電タブの少なくとも一方には、前記正極板または前記負極板の集電部から離れる方向に延び且つ少なくとも前記金属箔の厚み方向の両方向に開口して前記正極板または前記負極板の前記集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときに前記正極板または前記負極板の前記集電タブの変形を抑制する１以上のスリットが形成されていることを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用極板及び二次電池用極板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題を背景にして、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、フォークリフト、ショベルカー等の移動体のみならず、ＵＰＳ（無停電電源装置）、太陽光発電の電力貯蔵などの産業用用途にも、リチウムイオン電池を代表とする二次電池の適用が図られている。このような二次電池の用途拡大に伴って、大容量化、大電流化、高エネルギー密度化が求められている。
【０００３】
二次電池の構造としては、帯状の負極板、セパレータ、正極板を捲回した円筒型構造と、短冊状の負極、セパレータ及び正極を交互に配置した積層型構造とに大別される。積層型構造の二次電池は、極板を捲回するための軸芯等が不要である。また、外部出力用の正極及び負極端子を同一面に形成することができる。そのため、積層型構造の二次電池は、円筒型構造の二次電池に比べて、発電に関与しない部分の体積を小さくできるため、二次電池のエネルギー密度を高くすることができる。
【０００４】
積層型の二次電池の極板は、活物質層が形成された短冊状の金属箔からなる集電板の一辺に集電タブを有しており、この集電タブを端子部材に接続する。このような積層型の二次電池では、大容量化及び大電流化するために極板を大型化する場合がある。極板を大型化すると、集電タブを流れる電流量が大きくなるので、集電タブは発熱しやすくなる。そのため、極板を大型化する場合には、集電タブにおける電気抵抗を低減するために、集電タブの面積を大きくする必要がある。従来の二次電池の極板には、タブを流れる電流量の大きさに応じて集電タブの幅を大きくすることにより、集電タブの面積を大きくしたものがある。また、特開平１−２５５１６４号公報（特許文献１）には、１枚の極板に２枚の耳部（集電タブ）を形成することにより、集電タブ全体の面積を大きくした電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２５５１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、金属箔からなる集電板を用いる二次電池の極板は、帯状の金属箔の長手方向の一辺に沿って活物質層を形成する工程と、活物質層が形成された帯状の金属箔の活物質層が形成されていない部分をタブ形成切断装置で切断して複数の集電タブを形成する工程と、集電タブを形成した帯状の金属箔を加熱されたロールプレス装置により所定のプレス圧で圧縮して活物質層の厚みを均一にする工程と、活物質層の厚みを均一にした帯状の金属箔を切断装置で所定の幅に切断する工程とにより製造される。各工程における帯状の金属箔は、各装置内に搬入される前は、ロール状に巻き取られている。また、各装置から搬出された帯状の金属箔は、次の工程のために再度ロール状に巻き取られる。このように極板の製造工程においては、帯状の金属箔は複数回に亘ってロール状に巻き取られ、また巻き戻される。またタブ形成切断装置及びロールプレス装置は、繰り出し用、ガイド用、方向転換用、張力調整用等の種々の回転ロールを供えている。帯状の金属箔は、タブ形成切断機及びロールプレス機の内部で移動する際に、これらの回転ロールと接触して、回転ロールの曲面に従って湾曲する。
【０００７】
二次電池を大容量化及び大電流化するために集電タブの幅寸法を広くすると、集電タブの剛性は高くなる。そのため、幅寸法を広くした集電タブは、集電タブの形成後の金属箔をロール状に巻取る際の曲率あるいはタブ形成切断装置内及びロールプレス装置内で接触する回転ロールの曲面の曲率が大きい場合には、巻取り工程における巻き取りロールの曲面あるいは回転ロールの曲面に追従できないことが生じる。そのため集電タブの幅寸法を単純に広くした従来の極板では、集電タブの根元部分に応力が集中して集電タブの根元部分が折れ曲がったり、あるいは集電タブの根元部分に亀裂が入って不良品となり、極板の歩留まりが悪いとう問題が生じる。
【０００８】
また特許文献１の二次電池では、集電タブ１枚当たりの幅を小さくできるものの、２枚の集電タブの間隔が端子部材の極柱よりも広く形成されている。そのため集電タブの間隔に合わせて端子部材を大型化させなければならないので、二次電池の体積が大きくなって二次電池のエネルギー密度が下がってしまうという問題がある。さらに特許文献１の二次電池では、２枚のタブは端子部材の異なる面に接続しなければならず、集電タブと端子部材との接続に必要な工程が増えてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、集電タブの幅寸法を大きくしても、製造時における集電タブの変形を抑制することができる二次電池用極板を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、上記目的に加えて、二次電池のエネルギー密度が下がらない二次電池用極板を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときにタブの変形を抑制することができる二次電池用極板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、外部出力端子に接続される集電タブと集電部とを一体に備えた金属箔からなる集電板と、集電部上に形成された活物質層とを備える二次電池用極板及びその製造方法を改良の対象とする。製造方法では、帯状の金属箔の長手方向の一辺に沿って活物質層を形成する工程と、活物質層が形成された帯状の金属箔の活物質層が形成されていない部分を所定のパターンに切断して複数の集電タブを形成する工程と、複数の集電タブを形成した帯状の金属箔を加熱されたロールプレス装置により所定のプレス圧で圧縮して活物質層の厚みを均一にする工程と、圧縮した活物質層を備えた帯状の金属箔を所定の幅ごとに切断する工程とにより二次電池用極板を製造する。
【００１３】
本発明では、集電部から離れる方向に延び且つ少なくとも金属箔の厚み方向の両方向に開口して集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときにタブの変形を抑制する１以上のスリットを集電タブに形成する。このように構成すると二次電池を大容量化及び大電流化するために集電タブの幅寸法を大きくしても、スリットが形成された部分の集電タブの剛性が低くなるので、集電タブは、巻取り工程における巻き取りロールの曲面または回転ロールの曲面に確実に追従することができる。そのため、集電タブの根本部分に応力が集中することを抑制できるので、集電タブの根元部分が折れ曲がったり、あるいは集電タブの根元部分に亀裂が入って集電タブが変形することを抑制することができる。
【００１４】
スリットは、集電タブと集電部との境界部から集電タブの集電部とは反対側に位置する端縁に向かって延びていることが好ましい。集電タブと集電部との境界部からスリットを形成すると、境界部付近の剛性が低くなる。そのため、境界部が位置する集電タブの根本部分に応力が集中することがさらに抑制されて、集電タブの変形をより抑制することができる。
【００１５】
スリットは、集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときにタブの変形を抑制することができれば、任意の構成とすることができる。例えばスリットは、端縁に向かって開口するように形成してもよい。このように構成するとスリットの両側に位置する集電タブの構成部分の幅寸法が小さくなり、集電タブの剛性を部分部分で低くすることができるので、集電タブの端縁側の変形を確実に抑制することができる。
【００１６】
なお、集電タブの剛性を必要なレベルまで低くすることができるのであれば、集電タブと集電部との境界部から、集電タブの集電部とは反対側に位置する端縁から離れた位置まで延びるようにスリットを形成してもよい。このように構成すると、集電タブの端縁側に開くスリットにはならないため、集電タブの端縁側が２つに分離されない。そのため、集電タブの剛性を下げて、しかも外部出力端子に集電タブを接続する作業を簡単に行うことができる。
【００１７】
スリットの集電部側の端部に角部があると、集電タブに加えられた応力がこの角部に集中して、集電タブの変形や集電タブの破損の原因となる場合がある。そのためスリットは、集電部側の端部に角部を有しない形状を有していることが好ましい。このように構成すると、集電タブに加えられた応力が集中する部分がなくなるので、集電タブの変形・破損の発生をより抑制することができる。
【００１８】
集電タブの集電部から離れる方向に延びる一対の辺と、集電部の集電タブがつながる一つの辺との間の角度は、鈍角であることが好ましい。集電タブと集電部との間の角度を鈍角にすると、鋭角の場合よりも、集電タブの根本部分に加わる応力を分散させることができるので、タブの変形をより抑制することができる。
【００１９】
スリットの具体的な幅寸法としては例えば、集電タブを１以上のスリットにより複数の集電タブ部分に分けた場合に、複数の集電タブ部分の幅寸法はスリットの幅寸法よりも大きくなるように定めることができる。
【００２０】
本発明は、リチウムイオン二次電池を含む非水電解液二次電池用として把握することもできる。この場合には、正極板の集電タブ及び負極板の集電タブの少なくとも一方に、スリットを形成すればよい。スリットを形成するのは、集電タブが予め定めた幅寸法よりも長くなるほうの極板の集電タブである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の二次電池用極板の第１の実施の形態を適用したリチウムイオン二次電池の一部破断正面図である。
【図２】電池缶を取り除いた状態のリチウムイオン二次電池の右側面図である。
【図３】本実施の形態のリチウムイオン電池の正極板を模式的に示す図である。
【図４】正極タブの拡大図である。
【図５】実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２おいて作製したリチウムイオン電池におけるタブ切れの結果を示す表である。
【図６】正極タブ部分を正極端子の端子本体部に接続した状態を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における正極タブの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の二次電池用極板及び二次電池の実施の形態の構成を詳細に説明する。図１は、本発明の二次電池用極板の第１の実施の形態を適用したリチウムイオン二次電池１の一部破断正面図である。なお、本実施の形態では、理解を容易にするため、一部の部品の厚み寸法を誇張して描いている。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のリチウムイオン二次電池１は、極板群３と、極板群３を内部に収容するアルミニウム合金製の角型の電池容器５とを備えている。電池容器５は、インパクトプレス成形またはダイキャスト成形で形成されており、一方の端部が開口する電池缶７と、電池蓋９とを備えている。電池容器５は、例えば、フッ素系、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ系、ＰＯＭ、ＰＥＥＫ、ＢＴレジンなどの電解液に侵食されない樹脂製またはステンレス製とすることができる。電池容器５は、極板群３を電池缶７に挿入した後、電池缶７の開口周縁部と、電池蓋９の周縁部とを溶接することで密閉されている。
【００２４】
電池蓋９には、アルミニウム製の正極端子１１及び銅製の負極端子１３が固定されている。正極端子１１及び負極端子１３は、電池蓋９の蓋板を貫通して電池容器５の外部に突出する端子部１１ａ及び１３ａと、電池容器内に配置される端子本体部１１ｂ及び１３ｂとをそれぞれ有している。
【００２５】
正極端子１１及び負極端子１３と電池蓋９の間には、円環状の内側パッキン１５がそれぞれ設けられている。電池蓋９の外側には、電池蓋９を介して内側パッキン１５と対向する位置に、円環状の外側パッキン１７と、平ワッシャ１９と、歯付きワッシャ２１とが重ねられた状態で設けられている。正極端子１１及び負極端子１３は、内側パッキン１５、外側パッキン１７、平ワッシャ１９及び歯付きワッシャ２１を介して、ネジ部の先端に設けられたナット２３より、電池蓋９にそれぞれ固定されている。電池蓋９の正極端子１１及び負極端子１３が設けられた部分は、内側パッキン１５及び外側パッキン１７により、電池容器５内の密閉・封止状態を確保している。
【００２６】
電池蓋９には、金属製の箔を溶接した図示しないガス排出弁及び注液口が配設されている。ガス排出弁は、電池内圧上昇時に金属製の箔が開裂して内部のガスを放出する機能を有している。ガス排出弁の材質は、溶接のし易さから電池蓋９と同じ材質であることが好ましい。注液口からは、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）または４フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）を溶解した図示しない非水電解液が注入される。電解液注入後、図示しない液口栓により注液口は密閉されている。
【００２７】
図２は、電池缶７を取り除いた状態のリチウムイオン二次電池１の右側面図である。なお図２においては、理解を容易にするために各構成部材を模式的に示している。そのため、図２に示した各構成部材は、実際の電極群の構成部材とは、形状及び寸法等が異なる。極板群３は、複数枚の正極板３０と、複数枚の負極板４０とがセパレータ５０を介して交互に積層されて構成されている。セパレータ５０は、正極板３０と負極板４０とが接触して短絡することを防止している。
【００２８】
図３は、本実施の形態のリチウムイオン電池の正極板３０を模式的に示す図である。正極板３０は、厚さ約２０μｍの帯状のアルミニウム箔からなる正極集電体３１と、正極集電体３１の両面に設けられた正極活物質層３３とを有している。本実施の形態の正極板３０の正極集電体３１は、高さ方向の一方の辺すなわち正極タブ３５が形成される一方の辺に沿って、正極活物質層３３が形成されていない正極活物質層未形成部３１ａを有している。本実施の形態の正極集電体３１では、正極活物質層３３が形成された部分と、正極活物質層未形成部３１ａとにより正極集電部が形成されている。
【００２９】
正極集電体３１は、正極活物質層未形成部３１ａと一体的に形成された正極タブ３５を有している。正極タブ３５の幅方向の中心には、１つのスリットＳが形成されている。正極タブ３５は、スリットＳにより２つの正極タブ部分３７及び３９に分けられている。本実施の形態のスリットＳは、正極タブ３５と正極活物質層未形成部３１ａ（正極集電部）との境界部３１ｂから延びるように形成されており（正極集電部から離れる方向に延びており）、しかも金属箔の厚み方向の両方向に開口し且つ正極活物質層未形成部３１ａ（正極集電部）とは反対側に位置する端縁３１ｃに向かって開口している。スリットＳの幅寸法、長さ寸法及び形状は、正極タブ３５の側面に沿って外部から力が加わったときにタブの変形を抑制するように定められている。正極タブ部分３７及び３９は、正極端子１１に接続するために、極板群３の積層方向の寸法の半分以上の長さを有している。また、正極タブ部分３７及び３９は、スリットＳよりも幅寸法が大きくなるように形成されている。
【００３０】
正極板３０は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、長さが数百メートルあり、切断後に正極集電体３１となる帯状のアルミニウム箔に、例えばリチウムマンガン複酸化物粉末と、導電材として鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを重量比８５：１０：５の割合で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したスラリを、転写により塗布して正極活物質層３３を形成する。その後、この正極活物質層３３を乾燥した後、帯状のアルミニウム箔をロール状に巻き取る。正極活物質層３３は、帯状のアルミニウム箔の長手方向の一辺に沿った部分には形成されない。次にロール状に巻き取られたアルミニウム箔を引き出して、繰り出し用、ガイド用、方向転換用及び張力調整用等の回転ロールを有する公知のタブ形成切断機内に送り込み、正極活物質層未形成部３１ａの一部を切断することにより、帯状のアルミニウム箔に複数の正極タブ３５を一体的に形成し、複数の正極タブ３５が形成された帯状のアルミニウム箔をロール状に巻き取る。正極活物質層未形成部３１ａの一部を切断して複数の正極タブ３５を形成するのと同時に、複数の正極タブ３５の幅方向の中心をタブ形成切断機で切断して、スリットＳが形成されて、２つの正極タブ部分３７及び３９が形成される。正極タブ３５が複数形成されてロール状に巻き取られたアルミニウム箔を順次引き出して、繰り出し用、ガイド用、方向転換用、張力調整用及び加熱されたプレス用の回転ローラを有する公知の図示しないロールプレス機内に送り込み、所定のプレス圧で正極活物質層３３を圧縮して正極活物質層３３の厚みを均一にして、再度ロール状に巻き取る。最後に、ロール状に巻き取られたアルミニウム箔を、公知の図示しない切断装置で所定の幅に切断する。正極タブ３５を構成する正極タブ部分３７及び３９は、正極端子１１の端子本体部１１ｂに超音波溶接またはレーザ溶接により接合される。
【００３１】
負極板４０は、厚さ約１０μｍの帯状の電解銅箔からなる負極集電体４１と、負極集電体４１の両面に設けられた負極活物質層４３とを有している。負極板４０は、負極活物質層４３が形成されていない負極活物質層未形成部４１ａと、負極活物質層未形成部４１ａと一体的に形成された負極タブ４５（負極タブ部分４７及び４９）とを備えている。本実施の形態の負極板４０は、正極板３０と同様の構成を有している。そのため負極板４０の詳細については、図３乃至図６に示す正極板の各部材に、負極板４０の同様の構成を有する各部材の符号を括弧を付けて併記して、図示を省略する。
【００３２】
負極板４０は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、長さが数百メートルあり、切断後に負極集電体４１となる帯状の電解銅箔に、例えば非晶質炭素粉末９０質量部に対し、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０質量部添加し、これに分散溶媒のＮＭＰを添加、混練したスラリを、転写により塗布して負極活物質層４３を形成し、この負極活物質層４３を乾燥した後、帯状の電解銅箔をロール状に巻き取る。負極活物質層４３を形成した後の工程は、正極板３０と同様の工程であるので、説明を省略する。
【００３３】
セパレータ５０は、リチウムイオンが通過可能なポリエチレン製の多孔質材によりほぼ長方形形状のシート状に形成されている。なおセパレータ５０は、正極板３０の正極集電体３１と負極板４０の負極集電体４１とが積層状態で接触することを阻止できる大きさを有している。
【００３４】
なお、図２においては、図示を容易にするために、６枚の正極板と６枚の負極板と１２枚のセパレータのみが示されているが、正極板、負極板及びセパレータの枚数は、製造するリチウムイオン電池の電池容量によって決まり、例えば電池容量が数百Ａｈの場合には、数百枚の正極板及び負極板が積層される。
【００３５】
図４は、正極タブ３５（正極タブ部分３７及び３９）の好ましい例の拡大図である。この正極タブ部分３７は、互いに対向し、かつ、正極活物質層未形成部３１ａから離れる方向に延びる２つの辺３７Ａ及び３７Ｂと、２つの辺３７Ａ及び３７Ｂとを接続する辺３７Ｃとを有している。正極タブ部分３９も同様に、辺３９Ａ、３９Ｂ及び３９Ｃを有している。本実施の形態では、正極タブ部分３７が形成された辺と正極タブ部分３７の辺３７Ａ及び３７Ｂとの間の角度θ１及びθ２がいずれも９０°よりも大きい鈍角となるように正極タブ部分３７は形成されている。また、正極タブ部分３９が形成された辺と正極タブ部分３９の辺３９Ａ及び３９Ｂとの間の角度θ３及びθ４がいずれも９０°よりも大きい鈍角となるように正極タブ部分３９は形成されている。従って、極板の製造工程において正極タブ３５（正極タブ部分３７及び３９）は、各種の回転ロールの間を通過する際に、正極集電部との境界部側から回転ロールに接触していくこととなる。そのため、正極タブ３５の根本部分に応力が集中することを抑制でき、正極タブ３５の根元部分が折れ曲がったり、正極タブ３５の根元部分に亀裂が入って正極タブ３５が変形することを抑制することができる。また、本実施の形態では、正極タブ部分３７の辺３７Ａ及び３７Ｂと、正極集電部との境界部を、円弧状に湾曲する形状に形成している。正極タブ部分３９の辺３９Ａ及び３９Ｂと、正極集電部との境界部も同様に、円弧状に湾曲する形状に形成している。そのため、正極タブ部分３７及び３９と正極集電部との境界部に角部が形成されないので、正極タブ３５が根本から変形することがより抑制されている。本実施の形態ではさらに、正極タブ部分３７の辺３７Ａ及び３７Ｂと辺３７Ｃとの間の角度θ５及びθ６を鈍角とし、正極タブ部分３９の辺３９Ａ及び３９Ｂと辺３９Ｃとの間の角度θ７及びθ８を鈍角としている。そして、正極タブ部分３７の辺３７Ａ及び３７Ｂと、辺３７Ｃとの境界部を、円弧状に湾曲する形状に形成し、正極タブ部分３９の辺３９Ａ及び３９Ｂと、辺３９Ｃとの境界部を、円弧状に湾曲する形状に形成している。そのため正極タブ部分３７及び３９が先端部分から変形することも抑制されている。
【００３６】
本発明の効果を確認するために、従来の集電タブと本発明の集電タブとについて、製造時におけるタブ切れの起こる割合について比較実験を行った。
【００３７】
［実施例１］
幅３２ｍｍの集電タブの幅方向の中心に、幅２ｍｍのスリットを形成して幅１５ｍｍの２つの集電タブ部分を金属集電体に形成した。２つの集電タブ部分の合計幅は、３０ｍｍである。この金属集電体を用いてリチウムイオン電池を作製した。
【００３８】
［実施例２］
幅４２ｍｍの集電タブの幅方向の中心に、幅２ｍｍのスリットを形成して幅２０ｍｍの２つの集電タブ部分を金属集電体に形成した。２つの集電タブ部分の合計幅は、４０ｍｍである。この金属集電体を用いてリチウムイオン電池を作製した。
【００３９】
［比較例１］
スリットが形成されていない幅３０ｍｍの集電タブを金属集電体に形成した。この金属集電体を用いてリチウムイオン電池を作製した。
【００４０】
［比較例２］
スリットが形成されていない幅４０ｍｍの集電タブを金属集電体に形成した。この金属集電体を用いてリチウムイオン電池を作製した。
【００４１】
図５には、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２おいて作製したリチウムイオン電池におけるタブ切れの結果の表が示されている。表中の結果欄の「○」はタブ切れが全く起こらなかったことを示している。「△」は、全タブにおけるタブ切れの割合が２０％以下であったことを示している。「×」は、全タブにおけるタブ切れの割合が２０％以上であったことを示している。図５に示すように、実施例１では、タブ切れが全く起きていない。これに対して、比較例１では、２０％以下ではあるものの、タブ切れが生じている。そのため本発明は、従来よりも歩留まりがよく、電池の作製に適していることが確認された。また実施例２は、実施例１よりも集電タブの合計幅寸法を３０％以上も大きくしたものの、タブ切れが全く起きていない。これに対して、比較例２では、比較例１に対してタブの寸法を３０％以上も大きくしたため、タブ切れの割合が２０％以上に増加してしまった。このように本発明は、タブの合計幅を大きくしてもタブ切れが生じることを従来よりも抑えることができることが確認された。
【００４２】
図６は、本実施の形態の正極タブ部分３７及び３９を正極端子１１の端子本体部１１ｂに接続した状態を模式的に示す図である。正極タブ部分３７及び３９は、極板群３の積層方向と対向する正極端子１１の端子本体部１１ｂの一つの面１１ｃに、先端部分がそれぞれ超音波接合により接合されている。
【００４３】
上述の実施例１で作製したリチウムイオン電池では、スリット幅を含めた集電タブ全体の幅は、３２ｍｍであるので、集電タブが接続される端子本体部の面の幅は、３５ｍｍあれば十分である。また、実施例２の場合には、スリット幅を含めた集電タブ全体の幅は、４２ｍｍであるので、集電タブが接続される端子本体部の面の幅は、４５ｍｍあれば十分である。そのため、端子本体部の幅寸法は、集電タブ全体の幅よりも５％〜１５％大きくすればよい。これに対して特許文献１のように集電タブを作製した場合には、外部出力端子の両側に集電タブ部分が接続されることとなるので、集電タブが接続される端子本体部の面の幅は、集電タブの幅に外部出力端子の直径を加算した長さが必要となる。例えば外部出力端子の直径が２０ｍｍの場合には、端子本体部の面の幅は、実施例１では５２ｍｍ以上、実施例２の場合には６２ｍｍ以上としなければならない。そのため、端子本体部の幅寸法は、集電タブ全体の幅よりも４０％〜５０％程度大きくしなければならなくなる。このように本発明では、電池缶内に占める端子部の体積割合の増加を抑えることができるので、電池の体積エネルギー密度の大きな低下を防ぐことができる。
【００４４】
図７は、本発明の他の実施の形態における正極タブの平面図である。図７に示す正極タブ３５では、正極タブに３本のスリットＳが形成されている。また各スリットＳは、集電部とは反対側に位置する端縁までは形成されていない。このように構成すると、各スリットにより形成された正極タブ部分は、集電部とは反対側に位置する端縁側で一つにまとまっているので、端子本体部への接続を容易に行うことができる。
【００４５】
上記実施の形態では、正極板の正極タブ及び負極板の負極タブの両方にスリットを形成したが、正極タブ及び負極タブの一方（幅寸法が大きい方）のみにスリットを形成するようにしてもよいのは勿論である。
【００４６】
また、スリットを集電タブと集電部との境界部から形成しているが、集電タブと集電部との境界部から形成しなくともよいのは勿論である。
【００４７】
正極タブ及び負極タブは、正極端子部材及び負極端子部材に直接接続されているが、複数の正極タブまたは複数の負極タブを集電部材に接続し、この集電部材を正極端子部材及び負極端子部材に接続するように構成してもよい。
【００４８】
さらに上記各実施の形態では、リチウムイオン二次電池について説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の二次電池及びその電極構造に適用しても良いのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、集電部から離れる方向に延び且つ少なくとも金属箔の厚み方向の両方向に開口して集電タブの側面に沿って外部から力が加わったときに集電タブの変形を抑制する１以上のスリットが集電タブに形成される。そのため集電タブは、巻取り工程における曲面または回転ロールの曲面に確実に追従することができ、集電タブの根本部分に応力が集中することを抑制できるので、集電タブの根元部分が折れ曲がったり、あるいは集電タブの根元部分に亀裂が入って集電タブが変形することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  リチウムイオン二次電池
３  極板群
５  電池容器
７  電池缶
９  電池蓋
１１  正極端子
１１ａ  端子部
１１ｂ  端子本体部
１３  負極端子
１３ａ  端子部
１３ｂ  端子本体部
１５  内側パッキン
１７  外側パッキン
１９  平ワッシャ
２１  ワッシャ
２３  ナット
３０  正極板
３１  正極集電体
３１ａ  正極活物質層未形成部
３１ｂ  境界部
３１ｃ  端縁
３３  正極活物質層
３５  正極タブ
３７，３９  正極タブ部分
４０  負極板
４１  負極集電体
４３ａ  負極活物質層未形成部
４３  負極活物質層
４５  負極タブ
４７，４９  負極タブ部分
５０  セパレータ
Ｓ  スリット
【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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