(57)【要約】【課題】歩留まりの高い電池を提供する。【解決手段】実施形態によると、電池１０が提供される。この電池１０は、容器１と、蓋体２と、電極群３と、中間リード４と、端子リード５とを具備する。電極群３は、容器１内に収納されている。電極群３は、蓋体２に対向する端面を有し、端面から延出した複数の集電タブ３１，３２を備える。中間リード４は、電極群接合部及びリード接合部を含む。端子リード５は、蓋体及び中間リード４のリード接合部と電気的に接続されている。複数の集電タブ３１，３２は、延出方向と直交する方向の幅が狭い先端部を有する。先端部が中間リード４の電極群接合部に電気的に接続されている。【選択図】      図１
2014179214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する容器と、
前記容器の前記開口部に配置された蓋体と、
前記容器内に収納され、前記蓋体に対向する端面を有し、前記端面から延出した複数の集電タブを備えた電極群と、
電極群接合部及びリード接合部を含む中間リードと、
前記蓋体及び前記中間リードの前記リード接合部と電気的に接続された端子リードと
を具備し、
前記複数の集電タブは、延出方向と直交する方向の幅が狭い先端部を有し、前記先端部が前記中間リードの前記電極群接合部に電気的に接続されていることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記複数の集電タブの前記先端部は、少なくとも一方のコーナが切り欠かれたものであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記先端部は、前記延出方向に対して１０〜８０度の範囲内の角度で傾斜した辺を有することを特徴とする請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記角度が２５〜６０度の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の電池。
【請求項５】
前記複数の集電タブ及び前記中間リードがアルミニウム材又はアルミニウム合金材を含ことを特徴とする請求項２に記載の電池。
【請求項６】
前記中間リードは、前記リード接合部と前記電極群接合部とをこれらが互いに異なる平面に位置するように連結した脚部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電動バイク、フォークリフトなどに用いられる大型及び大容量電源として、エネルギー密度の高い非水電解質電池（例えば、リチウムイオン電池）が注目されている。高寿命や安全性などに配慮しながら、リチウムイオン電池に関する大型化及び大容量化のための開発が行われている。大容量電源としては、駆動電力を大きくするために直列又は並列に接続した多数個の電池を収納した組電池が開発されている。
【０００３】
非水電解質電池としては、特には正極集電体として、アルミニウムがその耐酸化性のために用いられることが多い。
【０００４】
また、近年では負極にチタン酸リチウムを用いる電池の開発がなされている。負極にチタン酸リチウムを用いる電池では、負極にアルミニウム基板を用いる例も出てきている。
【０００５】
一方、高出力化のために、電極から複数の導電用の集電タブを取り出すことが多くなった。複数の集電タブを接合して１つにするには、更には複数の集電タブを電池容器の外へつながるリード等へ接合するには、超音波接合が適している。例えば、レーザーで複数枚の金属板を接合して１つの部材にすることは難しい。また、アルミニウム材を含む集電タブ同士を抵抗溶接すると、アルミニウム自身は低融点及び低沸点であるものの、アルミニウム材の表面に形成した酸化被膜は高融点であるため、接合の瞬間にアルミニウム材がはじけ飛びやすい。
【０００６】
複数の集電タブを接合して１つにする際、いずれの方法で接合するにしても、集電タブの位置が機械精度の問題等で揃わないと、歩留まりに悪影響がある場合が多い。例えば、タブの揃いが悪いと、正極集電タブと負極集電タブとを隔てるための絶縁体に一方の集電タブが接触して内部短絡を誘発したり、集電タブが他部品や他工程を阻害する場合がある。また、複数の集電タブを超音波接合でリードに接合し、これらを別のリードにレーザ溶接で接合する際、タブの揃いが良くないと、はみ出したタブがレーザ溶接箇所にかかるため、レーザ溶接不良が生じて歩留まりが低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−７０９１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、歩留まりの高い電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によると、実施形態によると、電池が提供される。この電池は、容器と、蓋体と、電極群と、中間リードと、端子リードとを具備する。容器は、開口部を有する。蓋体は、容器の開口部に配置されている。電極群は、容器内に収納されている。電極群は、蓋体に対向する端面を有し、端面から延出した複数の集電タブを備える。中間リードは、電極群接合部及びリード接合部を含む。端子リードは、蓋体及び中間リードのリード接合部と電気的に接続されている。複数の集電タブは、延出方向と直交する方向の幅が狭い先端部を有する。先端部が中間リードの電極群接合部に電気的に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る一例の電池の要部についての分解斜視図である。
【図２】図２は、図１の電池の集電タブと中間リードとの位置関係を示す平面図である。
【図３】図３は、図１の電池の集電タブの先端部を示す平面図である。
【図４】図４は、集電タブの別な例の要部を示す平面図である。
【図５】図５は、実施形態に係る別な例の電池の要部についての分解斜視図である。
【図６】図６は、図５の電池が具備する、端子リードに接続された中間リードの概略三面図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図７】図７は、比較例の電池の集電タブと中間リードとの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態によると、電池が提供される。この電池は、容器と、蓋体と、電極群と、中間リードと、端子リードとを具備する。容器は、開口部を有する。蓋体は、容器の開口部に配置されている。電極群は、容器内に収納されている。また、電極群は、蓋体に対向する端面を有しており、この端面から延出した複数枚の集電タブを備えている。中間リードは、電極群接合部と、リード接合部（以下、第１のリード接合部とする）とを含む。端子リードは、蓋体と、中間リードの第１のリード接合部とに電気的に接続されている。端子リードは、蓋体接合部と、第２のリード接合部とを含む。蓋体接合部は、蓋体に電気的に接続されている。第２のリード接合部は、蓋体接合部から第１のリード接合部に対向するように延出されている。また、第２のリード接合部は、第１のリード接合部に電気的に接続されている。複数の集電タブは、延出方向と直交する方向の幅が狭い先端部を有する。先端部が中間リードの電極群接合部に電気的に接続されている。
【００１３】
複数枚の集電タブを一つにまとめて中間リードの電極群接合部に例えば超音波溶接等によって電気的に接続する際、複数枚の集電タブの位置がばらつくことは避けられない。集電タブは矩形状をしており、一つにまとめられた集電タブそれぞれの位置がばらつくと、集電タブの延出方向またはこれと直交する方向に集電タブの端部がランダムに突出し、そのうちの一部が中間リードの第１のリード接合部に重なり、中間リードの第１のリード接合部と端子リードとの接合を妨げる。中間リードと端子リードとの接合に不良が発生すると、電池の歩留まりが低下する。
【００１４】
集電タブの先端部の幅（延出方向と直交する方向の幅）を狭くすることにより、中間リード上に複数枚配置した集電タブの位置がばらつき、集電タブの延出方向やこれと直交する方向に集電タブの端部がはみ出した際、中間リードにおける先端部の占有面積が小さいため、はみ出した集電タブが中間リードの第１のリード接合部に重なるのを回避することができる。その結果、中間リードの第１のリード接合部と端子リードとの接合不良を回避することができる。これにより、電池の歩留まりを向上することができる。
【００１５】
中間リードの電極群接合部と複数枚の集電タブの先端部とは、超音波接合により接合されていることが好ましい。超音波接合によると、複数の金属を同時に且つ強固に行うことができる。そのため、超音波接合による中間リードの電極群接合部と複数枚の集電タブの先端部との間の接続部は、低い抵抗値を示すことができる。
【００１６】
また、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部とは、レーザー溶接又は抵抗溶接によって接合されていることが好ましい。
【００１７】
集電タブの先端部は、矩形状の集電タブを複数枚積層した後、先端のコーナ二箇所のうち少なくとも一箇所を裁断することにより形成することが望ましい。具体的には、一辺の複数箇所から矩形状の集電タブが延出した正極と、一辺の複数箇所から矩形状の集電タブが延出した負極との間にセパレータを配置することにより電極群を形成し、正極及び負極の集電タブそれぞれを一つにまとめた後、それぞれの先端のコーナ二箇所のうち少なくとも一箇所を裁断することにより、正極及び負極の集電タブに先端部を設けることが望ましい。このような方法によると、位置ズレにより不揃いとなった集電タブの端部を切り揃えることができるため、中間リード上での集電タブの占有面積をより小さくすることが可能となる。また、不揃いの部分は、中間リードとの接合箇所として用いない部分であるため、不揃いの部分を裁断しても、接合箇所の面積に影響を及ぼさず、電池性能が損なわれることはない。なお、正極または負極の一方のみ、複数の集電タブを用いる場合にも適用可能である。よって、第１の実施形態の電池は、複数箇所から矩形状の集電タブが延出した正極または負極を含む電極群を形成する工程と、複数の集電タブを一つに重ねた後、先端のコーナ二箇所のうち少なくとも一箇所を裁断することにより、集電タブに先端部を形成する工程と、中間リードの電極群接合部に集電タブの先端部を、中間リードの第１のリード接合部に端子リードの第２のリード接合部を電気的に接続する工程とを含む方法により製造されることが望ましい。但し、第１の実施形態では、予めコーナの切り欠かれた集電タブを用いて電極群を作成することも可能である。
【００１８】
裁断は、先端のコーナ二箇所のうち一箇所でも、あるいは二箇所でも良い。裁断により少なくとも一方のコーナが切り欠かれた先端部は、延出方向に対して１０〜８０度の範囲内の角度で傾斜した辺を有することが望ましい。このような先端部は、延出方向と直交する方向の幅を先端に向かうに従って狭くすることができるため、中間リードにおける先端部の占有面積の削減効果を高くすることができ、歩留まりをさらに改善することができる。角度のより好ましい範囲は、２５〜６０度の範囲内である。
【００１９】
複数枚の集電タブは、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を含むことが好ましい。このような集電タブは耐食性に優れる。
【００２０】
端子リードは、レーザー溶接又は抵抗溶接が可能な金属を含むことが好ましい。特に、端子リードは、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を含むことが好ましい。アルミニウムは融点が比較的に低い温度なので、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を含む端子リードは、容易にレーザー溶接に供することができる。
【００２１】
また、中間リードは、レーザー溶接又は抵抗溶接が可能であり且つ超音波接合が可能な金属を含むことが好ましい。特に、中間リードは、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を含むことが好ましい。上で説明したように、アルミニウムは融点が比較的に低い温度なので、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を含む中間リードは、容易にレーザー溶接又は抵抗溶接に供することができる。
【００２２】
中間リード及び複数枚の集電タブが共にアルミニウム材又はアルミニウム合金材を含むことがより好ましい。このように同種金属を含む金属部材は、より強固な接合を超音波接合によって達成することができる。
【００２３】
アルミニウム材としては、例えば、1080アルミニウム材、1070アルミニウム材、1050アルミニウム材、1100アルミニウム材、1N30アルミニウム材および1N90アルミニウム材などの1000系アルミニウム材を使用することができる。アルミニウム合金材としては、例えば、2014Pアルミニウム合金材、2017Pアルミニウム合金材などの2000系アルミニウム合金材、3003Pアルミニウム合金材、3203Pアルミニウム合金材などの3000系アルミニウム合金材などを使用することができる。
【００２４】
以下、図面を参照しながら、第１の実施形態に係る電池の一例を説明する。
【００２５】
図１に示す電池１０は、容器１と、蓋体２と、電極群３と、２つの中間リード４と、２つの端子リード５とを具備する。
【００２６】
容器１は、金属製であり、開口部を有する有底角筒形状を有している。容器１の開口部は、蓋体２が配置されており、それによって塞がれている。容器１は、電極群３及び電解液（図示しない）を収容している。
【００２７】
蓋体２は封口板２１を備えている。封口板２１は、容器１と同じ種類の金属からなることが望ましい。封口板２１の周縁部は、容器１に溶接されている。
【００２８】
封口板２１には、安全弁２２が設けられている。安全弁２２は、封口板２１に設けられた矩形の凹部の底面に設けられた十字の溝２３からなる。封口板２１のうち溝２３が設けられた部分は特に肉薄となっている。そのため、溝２３は、容器１の内部圧力が上昇した際に、破断することによって容器１内のガスを外に放出することができる。
【００２９】
また、封口板２１には、安全弁２２の他に、２つの凹部２４が設けられており、凹部２４の底部には貫通孔２５がそれぞれ設けられている。
【００３０】
更に、封口板２１には、注液口２１ａが設けられている。
【００３１】
封口板２１には、正極端子２６、負極端子２７、２つの外部絶縁材２８及び２つの内部絶縁材２９が固定されている。
【００３２】
正極端子２６は、導電性のフランジ部２６ａ及び軸部２６ｂを含むリベット形状を有する。負極端子２７は、導電性のフランジ部２７ａ及び軸部２７ｂを含むリベット形状を有する。
【００３３】
外部絶縁材２８は、貫通孔２８ｂを有するフランジ部２８ａと、軸部２８ｃとを含むリベット形状を有する。外部絶縁材２８の軸部２８ｃは、フランジ部２８ａから始まる貫通孔２８ｂがその内部に延びた中空構造を有する。
【００３４】
外部絶縁材２８のフランジ部２８ａは、封口板２１の２つの凹部２４にそれぞれ嵌め込まれている。外部絶縁材２８の軸部２８ｃは、２つの凹部２４の底部にそれぞれ設けられた貫通孔２５に挿入されている。一方の外部絶縁材２８の貫通孔２８ｂには、正極端子２６の軸部２６ｂが挿入されている。同様に、他方の外部絶縁材２８の貫通孔２８ｂには、負極端子２７の軸部２７ｂが挿入されている。このような配置により、２つの外部絶縁材２８のうち一方は正極端子２６と封口板２１との間に位置しており、他方は負極端子２７と封口板２１との間に位置している。そのため、正極端子２６及び負極端子２７は、外部絶縁材２８により、封口板２１から電気的に絶縁されている。
【００３５】
内部絶縁材２９は、外部絶縁材２８と共に封口板２１を挟み込むように、封口板２１にそれぞれ取り付けられている。内部絶縁材２９は、矩形であり、その表面に貫通孔２９ａをそれぞれ有している。一方の内部絶縁材２９の貫通孔２９ａには、外部絶縁材２８の貫通孔２８ｃを通り抜けた正極端子２６の軸部２６ｂが挿入されている。同様に、他方の内部絶縁材２９の貫通孔２９ａには、外部絶縁材２８の貫通孔２８ｃを通り抜けた負極端子２７の軸部２７ｂが挿入されている。また、正極端子２６の軸部２６ｂが貫通している内部絶縁材２９は、更なる貫通孔２９ｂを有している。
【００３６】
電極群３は、図示しない複数の正極と、図示しない複数の負極と、図示しないセパレータとを含む。正極及び負極は、間にセパレータを挟んで積層されている。電極群３は図示しない電解液によって含浸されている。
【００３７】
正極は、帯状の正極集電体と、集電体の表面の一部に形成された正極活物質含有層とを備える。正極集電体は、表面に正極活物質層が形成されていない、複数の正極集電タブ３１を備える。複数の正極集電タブ３１は、電極群３の蓋体２に対向する端面から延出している。各正極集電タブ３１は、図１及び図２に示すように、延出方向Ｘに平行な二辺３１ａと、延出方向Ｘに直交する一辺３１ｂとをつなぐコーナが切り欠かれ、辺３１ａと辺３１ｂとが傾斜した辺３１ｃでつながれている。すなわち、各正極集電タブ３１は、辺３１ｂと辺３１ｃからなる略台形状の先端部を有する。図３に示す、延出方向Ｘに対する辺３１ｃの傾斜角度θは、１０〜８０度にすることが望ましい。なお、図１では、複数の正極集電タブ３１を集合体である１つの部材３１として記載している。
【００３８】
負極は、帯状の負極集電体と、集電体の表面の一部に形成された負極活物質含有層とを備える。負極集電体は、表面に負極活物質層が形成されていない、複数の負極集電タブ３２を備える。複数の負極集電タブ３２は、電極群３の蓋体２に対向する端面から延出している。各負極集電タブ３２は、図１に示すように、延出方向に平行な二辺３２ａと、延出方向に直交する一辺３２ｂとをつなぐコーナが切り欠かれ、辺３２ａと辺３２ｂとが傾斜した辺３２ｃでつながれている。すなわち、各負極集電タブ３２は、辺３２ｂと辺３２ｃからなる略台形状の先端部を有する。延出方向に対する辺３２ｃの傾斜角度は、１０〜８０度にすることが望ましい。なお、図１では、複数の負極集電タブ３２を集合体である１つの部材３２として記載している。
【００３９】
図１に示す電池１０は、正極バックアップリード６及び負極バックアップリード７を更に具備している。
【００４０】
正極バックアップリード６は、矩形の第１の挟持部６ａと、矩形の第２の挟持部６ｂと、矩形の連結部６ｃとを含む。連結部６ｃは、長方形状の主面を有している。第１の挟持部６ａ及び第２の挟持部６ｂは、連結部６ｃの主面の長辺に沿う２つの端部から、該主面に垂直な方向において同じ向きに延びている。
【００４１】
同様に、負極バックアップリード７は、矩形の第１の挟持部７ａと、矩形の第２の挟持部７ｂと、矩形の連結部７ｃとを含む。連結部７ｃは、長方形状の主面を有している。第１の挟持部７ａ及び第２の挟持部７ｂは、連結部７ｃの主面の長辺に沿う２つの端部から、該主面に垂直な方向において同じ向きに延びている。
【００４２】
正極バックアップリード６は、第１の挟持部６ａ及び第２の挟持部６ｂにより、複数の正極集電タブ３１を挟持している。同様に、負極バックアップリード７は、第１の挟持部７ａ及び第２の挟持部７ｂにより、複数の負極集電タブ３２を挟持している。
【００４３】
中間リード４は、図１に示すように、矩形板からなり、長辺方向の両端部が第１のリード接合部として機能し得、長辺方向の中央部が電極群接合部として機能し得る。一方の中間リード４の電極群接合部に、正極集電タブ３１の先端部及びこれらを挟持した正極バックアップリード６が超音波接合されている。図２では、正極集電タブ３１の先端部と中間リード４との位置関係をわかりやすくするため、正極バックアップリード６が省略されているが、超音波接合部Ｙは、正極集電タブ３１の先端部の中央付近と、これと対応する正極バックアップリード６部分に形成されている。他方の中間リード４の電極群接合部に、負極集電タブ３２の先端部及びこれらを挟持した負極バックアップリード７が超音波接合されている。超音波接合部は、負極集電タブ３２の先端部の中央付近と、これと対応する負極バックアップリード７部分に形成されている。
【００４４】
端子リード５は、矩形の蓋接合部５ａと、矩形の第２のリード接合部５ｂとを含む。蓋接合部５ａは、長方形状の主面を有している。蓋接合部５ａの主面の一方の長辺に沿う端部から、蓋接合部５ａの主面に垂直な方向に、第２のリード接合部５ｂが延びている。
【００４５】
端子リード５の蓋接合部５ａは貫通孔５ｃを有している。一方の端子リード５の蓋接合部５ａの貫通孔５ｃには、内部絶縁材２９の貫通孔２９ａを通り抜けた正極端子２６の軸部２６ｂが挿入されている。他方の端子リード５の蓋接合部５ａの貫通孔５ｃには、内部絶縁材２９の貫通孔２９ａを通り抜けた負極端子２７の軸部２７ｂが挿入されている。
【００４６】
正極端子２６の軸部２６ｂが貫通している端子リード５の蓋接合部５ａは、更なる貫通孔５ｄを有している。
【００４７】
正極端子２６の軸部２６ｂは、一方の外部絶縁材２８の貫通孔２８ｂ、封口板２１の一方の凹部２４の貫通孔２５、一方の内部絶縁材２９の貫通孔２９ａ、及び一方の端子リード５の蓋接合部５ａの貫通孔５ｃを順に通り抜けている。端子リード５の蓋接合部５ａの貫通孔５ｃを通り抜けた正極端子２６の軸部２６ｂの先端は、かしめ留めされている。
【００４８】
同様に、負極端子２７の軸部２７ｂは、もう１つの外部絶縁材２８の貫通孔２８ｂ、封口板２１のもう１つの凹部２４の貫通孔２５、もう１つの内部絶縁材２９の貫通孔２９ａ、及びもう１つの端子リード５の蓋接合部５ａの貫通孔５ｃを順に通り抜けている。端子リード５の蓋接合部５ａの貫通孔５ｃを通り抜けた負極端子２７の軸部２７ｂの先端は、かしめ留めされている。
【００４９】
かくして、２つの端子リード５は、正極端子２６及び負極端子２７、２つの外部絶縁材２８、並びに２つの内部絶縁材２９と共に、封口板２１にかしめ固定されている。
【００５０】
先に述べたように、正極端子２６及び負極端子２７はそれぞれ封口板２１から電気的に絶縁されている。また、２つの内部絶縁材２９の２つの端子リード５の蓋接合部５ａに対向する面の面積は、該蓋接合５ａの面積よりも大きい。そのため、２つの端子リード５も、封口板２１から絶縁されている。
【００５１】
一方、正極端子２６の軸部２６ｂは導電性であるため、正極端子２６は、これと共に封口板２１にカシメ固定された端子リード５に電気的に接続されている。同様に、負極端子２７の軸部２７ｂは導電性であるため、負極端子２７は、これと共に封口板２１にカシメ固定された端子リード５に電気的に接続されている。
【００５２】
図１に示す電池１０において、封口板２１に設けられた注液口２１ａの位置は、正極端子２６の軸部２６ｂが通っている内部絶縁材２９の貫通孔２９ｂの位置と、正極端子２６に電気的に接続された端子リード５の貫通孔５ｄの位置とに対応している。このように位置が互いに対応している注液口２１ａ、貫通孔２９ｂ及び貫通孔５ｄは、外部から電池１０の内部へと電解液を注入するための注液通路を構成している。注液口２１ａは、金属製の封止蓋８によって塞がれている。封止蓋８はその周縁が封口板２１に溶接されている。
【００５３】
図１に示す電池１０では、正極端子２６に電気的に接続された端子リード５の第２のリード接合部５ｂは、正極集電タブ３１に超音波接合された中間リード４の２つの第１のリード接合部にそれぞれ対向する部分が、該中間リード４の２つの第１のリード接合部にレーザー溶接されている。図２に示すように、レーザ溶接部Ｚは、中間リード４の長辺方向の両端部に形成されている。また、負極端子２７に電気的に接続された端子リード５の第２のリード接合部５ｂは、負極集電タブ３２に超音波接合された中間リード４の２つの第１のリード接合部にそれぞれ対向する部分が、該中間リード４の２つの第１のリード接合部にレーザー溶接されている。レーザ溶接部は、中間リード４の長辺方向の両端部に形成されている。
【００５４】
超音波溶接の際、複数枚が一つに重ねられた正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２それぞれに位置ずれが生じることは避けられず、図２に例示されるように、延出方向Ｘやこれと直交する方向に正極集電タブ３１の端部がばらばらに突出する。負極集電タブ３２においても、同様な位置ズレを生じる。その結果、一方の中間リード４の主面に占める正極集電タブ３１の占有面積、他方の中間リード４の主面に占める負極集電タブ３２の占有面積が、それぞれ増加する。正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の先端部の幅（延出方向Ｘと直交する幅）を狭くすることによって、正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の中間リード４の主面に占める占有面積を小さくすることができるため、正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２がレーザ溶接部に重なるのを回避することができる。これにより、正極集電タブ３１または負極集電タブ３２が超音波溶接された中間リード４と、端子リード５とをレーザ溶接する際の溶接不良を少なくすることができるため、歩留まりの高い電池１０を実現することができる。
【００５５】
なお、図１では、正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の先端部の形状を略台形状にしたが、これに限られず、例えば図４に示すように、正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の先端部３３の形状を三角形にすることも可能である。
【００５６】
また、図１では、正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の先端部の両方のコーナを切り欠いたが、片方のコーナのみ切り欠いても良い。また、正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２には、予め先端部のコーナが切り欠かれたものを使用しても、集電タブを一つにまとめた状態で先端部のコーナを裁断したものを使用しても良い。
【００５７】
また、図１では、中間リード４には、電極群接合部と、電極群接合部を間に挟んで位置する第１のリード接合部とが同じ平面上に位置するものを用いたが、これに限られず、例えば、電極群接合部と、電極群接合部の片側に隣接する第１のリード接合部とを同一平面に含むものを使用することができる。
【００５８】
以上説明した第１の実施形態の電池によれば、複数の集電タブが延出方向と直交する方向の幅が狭い先端部を有するため、複数の集電タブが電気的に接続された中間リードを端子リードに電気的に接続する際の不良を低減することができ、歩留まりの高い電池を実現することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の電池は、中間リードの構造が異なる以外は、第１の実施形態の電池と同様な構造を有する。中間リードは、電極群接合部と、第１のリード接合部と、脚部とを含む。電極群接合部には、複数の集電タブの先端部が電気的に接続されている。脚部は、第１のリード接合部と電極群接合部とをこれらが互いに異なる平面に位置するように連結している。
【００６０】
第２の実施形態では、中間リードの電極群接合部と複数の集電タブの先端部との間の接合は、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接合から独立して行うことができる。すなわち、端子リードと中間リードと複数の集電タブとの接続を一工程で行う必要がなくなる。
【００６１】
例えば、中間リードの電極群接合部と複数の集電タブの先端部との間の接合を超音波接合によって行った後に、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接合をレーザー溶接又は抵抗溶接によって行うことができる。
【００６２】
このような接合によると、端子リードは超音波接合の影響を受けない。そのため、このような接合によると、蓋体に設けられた安全弁に超音波振動が伝わらない。つまり、このような接合によると、安全弁の破壊及び劣化を防ぐことができる。また、中間リードの電極群接合部から複数の集電タブの先端部がはみ出さないため、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接合が、不揃いの集電タブの存在で妨げられるのを回避することができる。したがって、第二の実施形態に係る電池は、歩留まりを向上できることに加え、信頼性の高い安全弁を備えることができる。
【００６３】
また、このような接合によれば、蓋体が備える安全弁に超音波振動を伝えないので、リード部に細い部分を作って超音波の伝達性を悪くする工夫によって提供される安全弁よりも高い信頼性を有する安全弁を、電気抵抗を高めることなく提供することができる。
【００６４】
更に、このような接合によると、複数枚の集電タブは、複数枚の金属板を接合するのに使用するには適していないレーザー溶接にも、集電タブのアルミニウム材がはじけ飛ぶおそれがある抵抗溶接にも供されない。そのため、複数枚の集電タブのこのような接合は、容易に且つ強固に行うことができる。
【００６５】
また、実施形態に係る電池が具備する中間リードでは、電極群接合部と第１のリード接合部との間に脚部が配されている。このような構造を有する中間リードでは、電極群接合部に超音波接合が為されて中間リードに応力が生じても、この応力を、電極群接合部が変形することによって、及び場合により脚部が変形することによって低減させることができ、第１のリード接合部への応力の伝達を防ぐことができる。すなわち、このような中間リードでは、電極群接合部に超音波接合が為されても、超音波による第１のリード接合部の変形を抑えることができる。中間リードの第１のリード接合部は、先に説明したように超音波接合による変形を抑えることができるので、平坦性が比較的高いものであり得る。レーザー溶接及び抵抗溶接は、被溶接材料の平坦性が高いほど、容易に且つ強固に行うことができる。よって、電極群接合部が超音波接合に供された中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接合は、レーザー溶接又は抵抗溶接によって、容易に且つ強固に行うことができ、それによって得られた接続部は高い接合強度を有することができる。強固な接合は、接続部の抵抗値を抑えることができる。つまり、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接続部は、低い抵抗値を示すことができる。
【００６６】
このように、第２の実施形態によれば、信頼性の高い安全弁を備えることができ且つ低い抵抗値を示すことができる電池を高い歩留まりで提供することができる。
【００６７】
以下、図面を参照しながら、第２の実施形態に係る電池の一例を説明する。なお、図１に示す電池と同様な部材については、同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
中間リード４は、図５及び図６の（ａ）〜（ｃ）に示すように、矩形の電極群接合部４ａと、２つの矩形の第１のリード接合部４ｂと、矩形の２つの脚部４ｃとを含む。
【００６９】
一方の脚部４ｃは、電極群接合部４ａと一方の第１のリード接合部４ｂとを、これらが互いに異なる平面に位置するように連結している。他方の脚部４ｃは、電極群接合部４ａと他方の第２のリード接合部４ｂとを、これらが互いに異なる平面に位置するように連結している。２つの脚部４ｃの主面は互いに対向している。第１のリード接合部４ｂの主面は、電極群接合部４ａの主面に対向していない。
【００７０】
一方の中間リード４は、電極群接合部４ａが、正極集電タブ３１の先端部及びこれらを挟持した正極バックアップリード６に超音波接合されている。他方の中間リード４は、電極群接合部４ａが、負極集電タブ３２の先端部及びこれらを挟持した負極バックアップリード７に超音波接合されている。
【００７１】
図５に示す電池１０では、正極端子２６に電気的に接続された端子リード５の第２のリード接合部５ｂは、正極集電タブ３１に超音波接合された中間リード４の２つの第１のリード接合部４ｂにそれぞれ対向する部分が、該中間リード４の２つの第１のリード接合部４ｂにレーザー溶接されている。また、負極端子２７に電気的に接続された端子リード５の第２のリード接合部５ｂは、負極集電タブ３２に超音波接合された中間リード４の２つの第１のリード接合部４ｂにそれぞれ対向する部分が、該中間リード４の２つの第１のリード接合部４ｂにレーザー溶接されている。
【００７２】
中間リード４では、２つの脚部４ｃの存在により、電極群接合部４ａの主面は、２つの第１のリード接合部４ｂの主面が存在する平面とは異なる平面上にある。そのため、図５及び図６（ａ）〜（ｃ）に詳細に示した中間リード４を含む電池１０は、中間リード４の電極群接合部４ａと複数枚の集電タブ３１又は３２の先端部との接合を、中間リード４の第１のリード接合部４ａと端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの接合から独立して行って製造することができる。
【００７３】
つまり、一方の中間リード４の電極群接合部４ａと複数枚の正極集電タブ３１の先端部との間の接合、及び他方の中間リード４の電極群接合部４ａと複数枚の負極集電タブ３２の先端部との間の接合を超音波接合によって行った後に、中間リード４の第１のリード接合部４ｂと端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの間の接合をレーザー溶接によって行うことができる。
【００７４】
このような接合によると、端子リード５は超音波接合の影響を受けないので、端子リード５に物理的に一体となっている安全弁２２には超音波振動が伝わらない。よって、電池１０の安全弁２２は高い信頼性を有することができる。また、中間リード４の電極群接合部４ａから集電タブ３１，３２の先端部が突出しないため、中間リード４の第１のリード接合部４ｂと端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの間の接合が、不揃いの集電タブ３１，３２の存在で妨げられるのを回避することができる。
【００７５】
また、このような接合によると、複数枚の正極集電タブ３１及び複数枚の負極集電タブ３２は、複数枚の金属板を接合するのに使用するには適していないレーザー溶接にも、集電タブのアルミニウム材がはじけ飛ぶおそれがある抵抗溶接にも供されない。そのため、複数枚の正極集電タブ３１及び複数枚の負極集電タブ３２の各々と中間リード４の電極群接合部４ａとの接合は、複数枚の金属板を接合するのに適した超音波接合により、容易に且つ強固に行うことができる。
【００７６】
更に、中間リード４では、電極群接合部４ａと第１のリード接合部４ｂとの間に脚部４ｃが配されている。このような構造を有する中間リード４では、電極群接合部４ａに超音波接合が為されて中間リード４に応力が生じても、この応力を、電極群接合部４ａが変形することにより、及び場合により脚部４ｃが変形することにより低減させることができ、第１のリード接合部４ｂへの応力の伝達を防ぐことができる。すなわち、このような中間リード４では、電極群接合部４ａに超音波接合が為されても、超音波による第１のリード接合部４ｂの変形を抑えることができる。変形を抑えることができるおかげで平坦であり得る中間リード４の第１のリード接合部４ｂは、端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの間の接合を、レーザー溶接又は抵抗溶接によって、容易に且つ強固に行うことができる。よって、中間リード４の第１のリード接合部４ｂと端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの間の接続部は、高い接合強度を有することができる。つまり、中間リード４の第１のリード接合部４ｂと端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの間の接続部は、低い抵抗値を示すことができる。
【００７７】
そして、中間リード４の第１のリード接合部４ｂと端子リード５の第２のリード接合部５ｂとの間の接合は、レーザー溶接によって強固に行われている。そして、中間リード４の電極群接合部４ａは、複数枚の集電タブ３１又は３２に、超音波接合によって強固に接合されている。このように部材間の接合が強固な電池１０は、低い抵抗値を有することができる。
【００７８】
このように、図５に示す電池１０は、歩留まりを高くすることができると共に、信頼性の高い安全弁を備えることができ且つ低い抵抗値を示すことができる。
【００７９】
以上説明した第１，第２の実施形態に係る電池は、一次電池又は二次電池の何れにも限られるものではない。第１，第２の実施形態に係る電池の一例としては、リチウムイオン二次電池が挙げられる。
【００８０】
以下、第１，第２の実施形態に係る電池で用いることのできる正極、負極、セパレータ、電解液、および容器について、並びに電極群の構造及び形状について詳細に説明する。
【００８１】
１）正極
正極は、正極集電体と、集電体の表面の一部に形成された正極活物質含有層とを備えることができる。
【００８２】
正極活物質含有層は、正極活物質と、任意に導電剤及び結着剤とを含むことができる。
【００８３】
正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵する二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4）、硫酸鉄（Ｆｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が挙げられる。上記の式において、０＜ｘ≦１であり、０＜ｙ≦１である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。
【００８４】
結着剤は、活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムが挙げられる。
【００８５】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。
【００８６】
正極活物質含有層において、正極活物質及び結着剤はそれぞれ８０質量％以上９８質量％以下、２質量％以上２０質量％以下の割合で配合することが好ましい。
【００８７】
結着剤は、２質量％以上の量にすることにより十分な電極強度を得ることができる。また、２０質量％以下にすることにより電極の絶縁材の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。
【００８８】
導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤はそれぞれ７７質量％以上９５質量％以下、２質量％以上２０質量％以下、及び３質量％以上１５質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤は、３質量％以上の量にすることにより上述した効果を発揮することができる。また、１５質量％以下にすることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。
【００８９】
正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。
【００９０】
正極集電体は、正極集電タブと一体であることが好ましい。しかしながら、正極集電体は、正極集電タブと別体でもよい。
【００９１】
正極は、例えば正極活物質、結着剤及び必要に応じて配合される導電剤を適当な溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体に塗布し、乾燥して正極活物質含有層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。或いは、活物質、結着剤及び必要に応じて配合される導電剤をペレット状に形成して正極層とし、これを集電体上に配置することによって、正極を作製してもよい。
【００９２】
２）負極
負極は、負極集電体と、負極集電体の表面の一部に形成された負極活物質含有層とを備えることができる。
【００９３】
負極活物質含有層は、負極活物質と、任意に導電剤及び結着剤とを含むことができる。
【００９４】
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出することができる金属酸化物、金属窒化物、合金、炭素等を用いることができる。０．４Ｖ以上（対Ｌｉ／Ｌｉ+）貴な電位でリチウムイオンの吸蔵放出が可能な物質を負極活物質として用いることが好ましい。
【００９５】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。
【００９６】
結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジェンゴムが挙げられる。
【００９７】
負極活物質含有層中の活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ６８質量％以上９６質量％以下、２質量％以上３０質量％以下及び２質量％以上３０質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を２質量％以上とすることにより、負極活物質含有層と集電体の結着性が十分で、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ２８質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
【００９８】
集電体は、負極活物質のリチウムの吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。集電体の厚さは５〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。このような厚さを有する集電体は、負極の強度と軽量化のバランスをとることができる。
【００９９】
負極集電体は、負極集電タブと一体であることが好ましい。負極集電体は、負極集電タブと別体でもよい。
【０１００】
負極は、例えば負極活物質、結着剤および導電剤を汎用されている溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを集電体に塗布し、乾燥し、負極層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。負極はまた、負極活物質、結着剤及び導電剤をペレット状に形成して負極層とし、これを集電体上に配置することにより作製されてもよい。
【０１０１】
３）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、または、合成樹脂製不織布から形成されてよい。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。
【０１０２】
４）電解液
電解液としては、例えば、非水電解質を用いることができる。
【０１０３】
非水電解質は、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、又は、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質であってよい。
【０１０４】
液状非水電解質は、電解質を０．５モル／Ｌ以上２．５モル／Ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解したものであることが好ましい。
【０１０５】
有機溶媒に溶解させる電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
【０１０６】
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネートのような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、及びスルホラン（ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
【０１０７】
高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）が含まれる。
【０１０８】
また或いは、非水電解質には、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。
【０１０９】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンの組合せからなる有機塩の内、常温（１５〜２５℃）で液体として存在しうる化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩が含まれる。一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。
【０１１０】
或いは、実施形態に係る電池の電池反応にリチウムイオンが関与しない場合、電解液は水溶液でもよい。
【０１１１】
５）容器
容器としては、図１及び図２を参照しながら説明した電池１０が具備する容器１のように、金属製容器を用いることができる。
【０１１２】
金属製容器としては、例えば、厚さ１ｍｍ以下の金属製容器が用いることができる。金属製容器は、厚さ０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、厚さ０．２ｍｍ以下であることが更に好ましい。
【０１１３】
容器の形状は、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等であってよい。容器は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に積載される小型電池用容器、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池用容器であってよい。
【０１１４】
金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１質量％以下にすることが好ましい。
【０１１５】
容器は金属製容器に限られない。例えば、ラミネートフィルム製の容器を使用することもできる。
【０１１６】
６）電極群の構造及び形状
電極群は、正極活物質と負極活物質とがセパレータを介して向き合っている構造であれば、如何なる構造を採用することもできる。
【０１１７】
例えば、電極群はスタック構造を有することができる。スタック構造は、先に説明した正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層した構造を有する。
【０１１８】
或いは、電極群は捲回構造を有することができる。捲回構造は、先に説明した正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層し、かくして得られた積層体を渦巻状または扁平の渦巻状に捲回した構造である。
【０１１９】
電極群の全体としての形状は、これが収納される容器に合わせて決定することができる。
【０１２０】
以上説明した第２の実施形態に係る電池は、中間リードにおいて、脚部が、第１のリード接合部と電極群接合部とをこれらが互いに異なる平面に位置するように連結している。そのため、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接合を、中間リードの電極群接合部と複数の集電タブの先端部との間の接合から独立して強固に行うことができる。また、複数の集電タブの先端部は、延出方向と直交する方向の幅が狭いため、中間リードの第１のリード接合部と端子リードの第２のリード接合部との間の接合の妨げにならない。そのおかげで、第２の実施形態に係る電池は、信頼性の高い安全弁を備えることができ且つ低い抵抗値を示すことができると共に、歩留まりを向上することができる。
【０１２１】
［実施例］
以下に例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
【０１２２】
（実施例１）
実施例１では、以下の手順で、図１に示した電池１０と同様の電池１０を作製した。
【０１２３】
１．電極群３の作製
電極群３を、以下の手順で作製した。  
＜正極の作製＞
正極活物質として、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2とＬｉＣｏＯ2とを７：３で混合した正極活物質混合物を用意した。この正極活物質混合物と、カーボンブラックと、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを、質量比１００：５：５で混合して、これらをＮ−メチルピロリドンに加えてスラリーとした。このようにして得られたスラリーを、集電体としてのアルミニウム箔の両面に、スラリー未塗布部を残して塗布した。正極の塗布量は１００ｇ／ｍ2とした。
【０１２４】
スラリーを塗布した集電体を乾燥後、プレスし、スラリー未塗布部を打ち抜き成形することにより、正極活物質含有層を両面に担持した帯状の主部と、正極活物質含有層を担持していない短冊状の正極集電タブとを備えた正極を作製した。
【０１２５】
＜負極の作製＞
負極活物質として、スピネル型チタン酸リチウムＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12を用いた。このスピネル型チタン酸リチウムと、グラファイトと、ＰＶｄＦとを質量比１００：５：５で混合して、これらをＮ−メチルピロリドンに加えてスラリーとした。このようにして得られたスラリーを、集電体としてのアルミニウム箔の両面に、スラリー未塗布部を残して塗布した。負極の塗布量は１００ｇ／ｍ2とした。
【０１２６】
スラリーを塗布した集電体を乾燥後、プレスし、前記未塗布部を打ち抜き成形することにより、負極活物質含有層を両面に担持した帯状の主部と、負極活物質含有層を担持していない短冊状の負極集電タブとを備えた負極を作製した。
【０１２７】
＜セパレータ＞
セパレータにはポリエチレン製の３０μｍ厚のセパレータを用いた。
【０１２８】
＜電極群３の作製＞
以上のようにして作製した４０枚の正極及び４０枚の負極を、間にセパレータを介して正極活物質含有層と負極活物質含有層とが互いに向き合うように、順に積層した。この積層は、４０枚の正極集電タブが積層体から延出して重なり合うように且つ４０枚の負極集電タブが積層体から延出して重なり合うように行った。その後、４０枚の正極集電タブの先端のコーナ２箇所と、４０枚の負極集電タブの先端のコーナ２箇所それぞれを、タブ延出方向に対する角度が４５度になるように斜めに裁断した。
【０１２９】
電極群３の作製に用いた正極及び負極における活物質含有スラリーの塗布長さおよび幅、並びにセパレータの長さ及び幅を以下の表１に示す。
【表１】
2014179214.tif 000003
【０１３０】
以上のようにして、４０枚の正極集電タブ３１及び４０枚の負極集電タブ３２が１つの端面から延出した電極群３を作製した。正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２は、それぞれ、１枚当たりの厚さが１２μｍ、最大幅が１４ｍｍ、最小幅（辺３１ｂ、３２ｂの長さ）が１０ｍｍ、タブ延出方向に対する辺３１ｃ，３２ｃの角度が４５度の寸法を有していた。
【０１３１】
２．電極群３と中間リード４との接続
次に、以下のようにして、電極群３と中間リード４とを接続した。  
まず、アルミニウム製矩形板からなる２つの中間リード４を準備した。各中間リード４は、長辺が３０ｍｍ、短辺が５ｍｍの寸法を有していた。一方で、アルミニウム製の正極バックアップリード６及びアルミニウム製の負極バックアップリード７を準備した。
【０１３２】
次に、電極群３から延出した複数の正極集電タブ３１の先端部を正極バックアップリード６の第１の挟持部６ａ及び第２の挟持部６ｂで挟んだ。次に、正極バックアップリード６の第１の挟持部６ａ及び第２の挟持部６ｂ並びにこれらに挟まれた正極集電タブ３１を、一方の中間リード４の電極群接合部と共に超音波接合に供した。この際、正極集電タブ３１が電極群３から延出した方向が、中間リード４の主面の長辺の方向に直交するようにした。
【０１３３】
同様に、電極群３から延出した複数の負極集電タブ３２の先端部を負極バックアップリード７の第１の挟持部７ａ及び第２の挟持部７ｂで挟んだ。次に、負極バックアップリード７の第１の挟持部７ａ及び第２の挟持部７ｂ並びにこれらに挟まれた負極集電タブ３２を、他方の中間リード４の電極群接合部と共に超音波接合に供した。この際、負極集電タブ３２が電極群３から延出した方向が、中間リード４の主面の長辺の方向に直交するようにした。
【０１３４】
３．蓋体２と端子リード５との接続
一方、以下のようにして、蓋体２と端子リード５とを接続した。  
まず、封口板２１を準備した。封口板２１に設けられている安全弁２２は、溝部２３に１ＭＰａの圧力がかかると開裂するものであった。
【０１３５】
一方で、アルミニウム製の２つの端子リード５、２つの外部絶縁材２８、２つの内部絶縁材２９、正極端子２６及び負極端子２７を準備した。準備した封口板２１、２つの端子リード５、２つの外部絶縁材２８、２つの内部絶縁材２９、正極端子２６及び負極端子２７を、図１に示すように組み立てた。かくして、蓋体２と２つの端子リード５とを接続した。
【０１３６】
４．中間リード４と端子リード５との接続
次に、中間リード４の第１のリード接合部を端子リード５の第２のリード接合部５ｂにレーザー溶接して、中間リード４と端子リード５とを接続した。かくして、蓋体２、端子リード５、中間リード４、及び電極群３を含むユニットを組み立てた。
【０１３７】
５．ユニットの収納
上記ユニットを、開口部を有する容器１に収納した。その後、容器１の開口部の周縁部と蓋本体２１の周縁部とを溶接した。かくして、容器１内に、電極群３が収納された。
【０１３８】
６．注液
電極群３を収納した後、封口板２１、一方の内部絶縁材２９及び一方の端子リード５の蓋接合部５ａを貫く注液口を介して、非水電解液を容器１内に注液した。非水電解液としては、ＰＣ及びＭＥＣを１：２の体積比で混合した非水溶媒に、電解質であるＬｉＰＦ6を１．５ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを用いた。
【０１３９】
７．封止
非水電解液注入後、注液口２１ａを封止蓋で封止することによって、電池１０の組み立てを完了した。
【０１４０】
８．初充電
上記のように組み立てた電池１０に、初充電として、０．１Ａおよび２．７Ｖまで１０時間の定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電を施した。
【０１４１】
（実施例２〜７）
正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の先端部において、タブ延出方向に対する辺３１ｃ，３２ｃの角度と、最小幅（辺３１ｂ、３２ｂの長さ）を下記表２に示すように変更することを除き、実施例１と同様に電池１０を組み立てた。その後、組み立てた電池１０に対して、実施例１と同様の方法により初充電を施した。
【０１４２】
初充電した実施例１〜７の電池を０．１Ａで１．５Ｖまで放電し、放電容量を測定したところ、１Ａｈであった。充放電を通しての平均作動電圧は２．４Ｖであった。また、電池体積を測定すると、５０ｃｃであった。これらの値から、体積エネルギー密度を算出したところ、２．４Ｗｈ／０．１Ｌ＝２４Ｗｈ／Ｌとなった。
【０１４３】
（比較例）
正極集電タブ３１及び負極集電タブ３２の先端部のコーナ２箇所の裁断を行わずに幅を１４ｍｍと一定にすることを除き、実施例１と同様に電池１０を組み立てた。その後、組み立てた電池１０に対して、実施例１と同様の方法により初充電を施した。
【０１４４】
比較例の電池の正極及び負極の集電タブ３１，３２と、中間リード４との位置関係を図７に示す。図７では、集電タブと中間リードの位置関係をわかりやすく示す目的で、バックアップリードを省略した。図７に示すように、正極及び負極の集電タブ３１，３２の端部は、集電タブの延出方向及びこれと直交する方向にランダムに突出している。このため、中間リード４に占める集電タブ３１，３２の占有面積は、実施例１〜７よりも大きく、集電タブ３１，３２の端部の一部がレーザ溶接部Ｚにかかっている。
【０１４５】
（評価）
以上のようにして初充電を施した実施例１〜７及び比較例の電池に対して、セル１０００個を製造した際の歩留まりを測定し、その結果を下記表２に示す。歩留まりは、セル作製時のタブの位置ずれが大きいために超音波溶接ができない、もしくは中間リードの端子リードとの溶接部（第１のリード接合部）にタブが重なったセル数を不良数として算出した。
【表２】
2014179214.tif 000004
【０１４６】
表２から明らかなように、実施例１〜７の電池は、歩留まりが比較例に比して高いことがわかる。タブ延出方向に対する辺３１ｃ，３２ｃの角度を１０〜８０度にした実施例１〜５によると、９０％以上の歩留まりを実現できる。さらに、角度を２５〜６０度にすることにより、９８％以上の歩留まりが得られる。
【０１４７】
（実施例８）
中間リードの形状を図５に示すものに変更すること以外は、実施例１と同様に電池１０を組み立てた。その後、組み立てた電池１０に対して、実施例１と同様の方法により初充電を施した。
【０１４８】
すなわち、アルミニウム製の２つの中間リード４は、それぞれ、図５及び図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極群接合部４ａ、２つの第１のリード接合部４ｂ、及び２つの脚部４ｃをそれぞれ含んでいた。２つの中間リード４の電極群接合部４ａ、２つの第１のリード接合部４ｂ、及び２つの脚部４ｃの主面の長辺及び短辺の長さを以下に示す。
【０１４９】
電極群接合部４ａ：長辺：２０ｍｍ；短辺：５ｍｍ；
２つの第１のリード接合部４ｂ：長辺：５ｍｍ；短辺：３ｍｍ；
２つの脚部４ｃ：長辺：５ｍｍ；短辺：３ｍｍ。  
初充電した実施例８の電池を０．１Ａで１．５Ｖまで放電し、放電容量を測定したところ、１Ａｈであった。充放電を通しての平均作動電圧は２．４Ｖであった。また、電池体積を測定すると、５０ｃｃであった。これらの値から、体積エネルギー密度を算出したところ、２．４Ｗｈ／０．１Ｌ＝２４Ｗｈ／Ｌとなった。
【０１５０】
実施例８について、セル１０００個を製造した際の歩留まりを前述と同様な条件で測定したところ、歩留まりは９９．９％であった。
【０１５１】
以上に説明した少なくとも１つの実施形態及び実施例に係る電池は、集電タブが延出方向と直交する方向の幅が狭い先端部を有するため、集電タブが電気的に接続された中間リードを端子リードに電気的に接続する際の不良を低減することができ、歩留まりの高い電池を実現することができる。
【０１５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１５３】
１０…電池、１…容器、２…蓋体、２１…封口板、２１ａ…注液口、２２…安全弁、２３…溝、２４…凹部、２５…貫通孔、２６…正極端子、２６ａ…フランジ部、２６ｂ…軸部、２７…負極端子、２７ａ…フランジ部、２７ｂ…軸部、２８…外部絶縁材、２８ａ…フランジ部、２８ｂ…貫通孔、２８ｃ…軸部、２９…内部絶縁材、２９ａ…貫通孔、２９ｂ…貫通孔、３…電極群、３１…正極集電タブ、３２…負極集電タブ、４…中間リード、４ａ…電極群接合部、４ｂ…第１のリード接合部、４ｃ…脚部、５…端子リード、５ａ…蓋接合部、５ｂ…第２のリード接合部、５ｃ…貫通孔、５ｄ…貫通孔、６…正極バックアップリード、６ａ…第１の挟持部、６ｂ…第２の挟持部、６ｃ…連結部、７…負極バックアップリード、７ａ…第１の挟持部、７ｂ…第２の挟持部、７ｃ…連結部、８…封止蓋、３１ａ〜３１ｃ及び３２ａ〜３２ｃ…辺、Ｘ…延出方向、Ｙ…超音波接合部、Ｚ…レーザ溶接部。
【図１】
2014179214.tif 000005
【図２】
2014179214.tif 000006
【図３】
2014179214.tif 000007
【図４】
2014179214.tif 000008
【図５】
2014179214.tif 000009
【図６】
2014179214.tif 000010
【図７】
2014179214.tif 000011