(57)【要約】【課題】生産性や信頼性の高い角形二次電池を得ること。【解決手段】本発明の二次電池は、一方側の端部から突出した複数の正極タブからなる正極タブ群及び複数の負極タブからなる負極タブ群を有する蓄電要素と、正極タブ群に接続される正極リード及び負極タブ群に接続される負極リードと、を備え、正極タブ群と負極タブ群とはそれぞれ分離して配置され、正極タブ群は正極リードで挟持され、負極タブ群は負極リードで挟持される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方側の端部から突出した複数の正極タブからなる正極タブ群及び複数の負極タブからなる負極タブ群を有する蓄電要素と、
前記正極タブ群に接続される正極リード及び前記負極タブ群に接続される負極リードと、を備えた二次電池において、
前記正極タブ群と前記負極タブ群とはそれぞれ分離して配置され、
前記正極タブ群は前記正極リードで挟持され、前記負極タブ群は前記負極リードで挟持されることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池において、
前記一対の正極リード又は前記一対の負極リードのうち少なくとも一つは、前記蓄電要素側に幅広で、もう一方側に幅狭部を有する形状であることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池において、
前記複数の正極タブおよび負極タブのうち少なくとも一つは、１枚以上重ならず前記蓄電要素の端部からタブが突出している方向に平行な方向に広がって存在していることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池において、
前記正極リード又は前記負極リードのうち少なくとも一つは、前記蓄電要素側に前記蓄電要素の厚さ方向に突出した折り曲げ部が設けられることを特徴とする二次電池。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池において、
前記正極リード又は前記負極リードのうち少なくとも一方は、リードとリボンの組み合わせであることを特徴とする二次電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池において、
前記一対の正極リード又は前記一対の負極リードのうち少なくとも一つはU字形状の部材であること特徴とする二次電池。
【請求項７】
一方側の端部から突出した複数の正極タブからなる正極タブ群及び複数の負極タブからなる負極タブ群を有する蓄電要素と、
前記正極タブ群に接続される正極リード及び前記負極タブ群に接続される負極リードと、を備えた二次電池において、
前記正極リード又は前記負極リードのうち少なくとも一方は、前記蓄電要素側に幅広で、もう一方側に幅狭部を有する形状であることを特徴とする二次電池。
【請求項８】
請求項７に記載の二次電池において、
前記複数の正極タブおよび負極タブのうち少なくとも一つは、１枚以上重ならず前記蓄電要素の端部からタブが突出している方向に平行な方向に広がって存在し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、車載用途等に使用される角形二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両に搭載された電気モーター等に電力を供給する車載用電源又はその他の機器の電源として、角形二次電池が用いられている。このような角形二次電池として、例えば高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が着目され、その研究、開発及び商品化が急速に進められている。
【０００３】
従来から、車両やその他の機器に使用される密閉型のリチウムイオン二次電池等においては高い生産性や信頼性が求められている。
【０００４】
特許文献１には、非水電解質電池の電極群として、扁平状に捲回されて捲回軸方向一方側の端面から複数の正極集電タブと複数の負極集電タブとがそれぞれ位置を揃えて突出された構成の電極群が示されている。特許文献１では、電極群のタブがそのまま延伸し、集電板近辺でリードを介して正負極集電端子と溶接されている。
【０００５】
特許文献２では、非水電解質電池の電極群が積層されて積層群の一方側の端面から複数の正極集電タブと複数の負極集電タブとがそれぞれ位置を揃えて突出された構成の電極群が示されている。特許文献２では、電極群のタブは片側に存在するリードを介して、正負極集電端子に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５-１３０２５１号公報
【特許文献２】特開２０１３-１６１７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、タブを延伸する距離が長いため、特にタブが複数になった場合にタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることでの短絡や折れ曲がり部での切断による生産性や信頼性の低下が懸念される。また、タブの材質は正負極の箔であるため、正負極の箔の選定が限定的になってしまうことも懸念される。更に、タブの太さや長さなどの形状も限定的になってしまう。加えて、タブから集電板までの経路上での屈曲性の確保も必要となる。
【０００８】
その対策として、特許文献２のようにリードを用いる方法が考えられる。しかしながら、リードを片方側のみで固定しようとした場合、タブとリードを接合する際にタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることでの短絡や折れ曲がり部での切断による生産性や信頼性の低下が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、生産性や信頼性の高い角形二次電池を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の角形二次電池は、一方側の端部から突出した複数の正極タブからなる正極タブ群及び複数の負極タブからなる負極タブ群を有する蓄電要素と、前記正極タブ群に接続される正極リード及び前記負極タブ群に接続される負極リードと、を備えた二次電池において、前記正極タブ群と前記負極タブ群とはそれぞれ分離して配置され、前記正極タブ群は前記正極リードで挟持され、前記負極タブ群は前記負極リードで挟持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、正極電極及び負極電極から突出するタブは、それぞれリードで挟持されるため、タブとリードを接合する際にタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐことが出来るため、生産性や信頼性が高い角形二次電池を供給することができる。
【００１２】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、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】
【００１３】
【図１】本実施形態における角形電池の外観斜視図。
【図２】図１の角形電池の電池缶から取り外した分解斜視図。
【図３】図２の角形電池の上方の部分断面図。
【図４】実施例１における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図。
【図５】捲回群の構成を説明する図。
【図６】実施例２における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図。
【図７】実施例３における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図。
【図８】実施例４における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図。
【図９】実施例５における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図。
【図１０】実施例６における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下、適宜「本実施形態」と言う。）について詳細に説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１５】
また、以下の実施形態では、角形二次電池がリチウムイオン二次電池の場合を例に説明するが、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、他の角形二次電池に適用可能である。
【００１６】
また、以下の実施形態では、蓄電要素は捲回方式で作成されているが、積層方式で作成した蓄電要素に対しても本発明は有効である。
【００１７】
また、以下の実施例で述べるリードの定義について説明する。本実施例で、リードは電極群から突出したタブと溶接され、タブと集電板が接続するまでの経路確保の役割を担っている物とする。特許文献１では、タブがそのまま延伸した後に、集電板とタブが溶接される際に溶断を防ぐために設置されている部品をリードもしくは補助リードと呼んでいるが、本特許ではそのように溶接される時に溶断を防ぐだけでタブと集電板までの経路確保の役割を担っていない部品はリボンと呼ぶことにする。特許文献１のリードと本特許のリードは役割が異なるため、名称は一緒であるが、機能や形状は大きく異なる。
【００１８】
《実施例１》
図１は、本実施の形態に係わるリチウムイオン二次電池の外観斜視図、図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池の分解斜視図であり、正極リード８１、負極リード９１の接合前の状態を示している。図３は、リチウムイオン二次電池の上方の部分断面図の一例である。
【００１９】
リチウムイオン二次電池１は、図１及び図２、３に示すように、電池容器２内に発電要素５０を収容した構成を有している。電池容器２は、開口部４ａを有する電池缶４と、電池缶４の開口部４ａを封口する電池蓋３とを有する。発電要素５０は、正極電極４１と負極電極４２との間にセパレータ(図示せず)を介在させて重ね合わせた状態で扁平状に捲回した捲回群４０を有している。捲回群４０は、絶縁シート(図示せず)を介して電池容器２に収容されている。本実施例では、図２及び図３に示すように、捲回群４０を２個合わせて挿入した状態を示しているが、捲回群４０の数は電池容量に合わせて１個でも複数個でも電池容量に合わせて収容することができる。
【００２０】
電池缶４及び電池蓋３は、共にアルミニウム合金で製作されており、電池蓋３は、レーザー溶接によって電池缶４に溶接される。電池蓋３には、第１の絶縁体６４、７４を介して正極端子６１と負極端子７１（一対の電極端子）が配設されており、蓋組立体を構成している。なお、電池蓋３には、正極端子６１及び負極端子７１の他に、電池容器２内の圧力が所定値よりも上昇すると開放されて電池容器２内のガスを排出するガス排出弁１３と、電池容器２内に非水電解液を注入するための注液口（図示せず）が配置されており、注液口は、非水電解液の注入後に注液栓１１が嵌合され、レーザー溶接によって封止される。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。
【００２１】
正極端子６１及び負極端子７１は、電池蓋３の長手方向一方側と他方側の互いに離れた位置に配置されている。正極端子６１及び負極端子７１は、電池蓋３の開口穴（不図示）に挿通されて電池蓋３の内側まで突出する接続部を有しており、正極集電板２１及び負極集電板３１にそれぞれ導通接続されている。
【００２２】
正極端子６１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製作され、負極端子７１は、銅または銅合金で製作されている。正極端子６１と負極端子７１は、それぞれ電池蓋３の内側に第２の絶縁体６５が介在されており、電池蓋３から電気的に絶縁されている。正極端子６１及び負極端子７１は、それぞれ接続部の先端をかしめることによって、第１の絶縁体６４及び第２の絶縁体６５を間に介して、正極集電板２１及び負極集電板３１とともに電池蓋３に固定される。
【００２３】
正極集電板２１は、電池蓋３の下面に沿って電池蓋３の長手方向一方端側からセル中央方向である長手方向中央側に向かって延伸し、延伸した平坦部において、例えばレーザー溶接により正極リード８１に接合されて導通される。負極集電板３１は、電池蓋３の下面に沿って電池蓋３の長手方向他方端側から長手方向中央側に向かって延伸し、延伸した平坦部において、例えばレーザー溶接により負極リード９１に接合されて導通される。なお、正極集電板２１及び負極集電板３１を、正極リード８１及び負極リード９１に接合する方法は、レーザー溶接だけでなく、超音波溶接やかしめによる接合、固定などでもよい。
【００２４】
捲回群４０は、捲回軸方向一方側に正極タブ群１１１と負極タブ群１２１を有しており、正極リード８１は、正極集電板２１と捲回群４０の正極タブ群１１１との間を導通し、負極リード９１は、負極集電板３１と捲回群４０の負極タブ群１２１との間を導通する。
【００２５】
正極リード８１及び負極リード９１は、図４に示すように、捲回群４０の正極タブ群１１１と負極タブ群１２１に予め接合される。正極タブ群１１１と負極タブ群１２１は、一対の正極リード８１、及び、一対の負極リード９１によって捲回群４０の扁平厚さ方向両側から挟み込まれて接合される。正極リード８１は、正極電極４１の正極タブ群１１１を一括して接続し、負極リード９１は、負極電極４２の負極タブ群１２１を一括して接続する。
【００２６】
正極リード８１と負極リード９１は、上部絶縁板１０１の底部に設置された貫通溝１０２に挿通されて、図３に示すように、上部絶縁板１０１内で折り曲げ収納される。正極リード８１は、アルミニウム合金で厚さ０.０５〜０.３ｍｍ程度が望ましく、負極リード９１は、銅合金で厚さ０.０５〜０.３ｍｍ程度が望ましい。正極リード８１と正極タブ群１１１との接合方法、及び、負極リード９１と負極タブ群１２１との接合方法としては、超音波溶接やレーザー溶接などがある。
【００２７】
リードが薄すぎると大電流を流した際に熱の発生や抵抗上昇の要因となってしまう。また、リードが厚すぎると溶接性の低下と経路確保時の屈曲性の低下が懸念される。
【００２８】
本発明では、タブから集電板までの接続はリードを用いているため、複数のタブをそのまま延伸する場合に比べて、タブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることでの短絡や折れ曲がり部での切断は起こりにくい。また、リードを用いるため、タブの材質は正負極の箔であるため、正負極の箔の選定が限定的になってしまうことも避けられる。更に、タブの太さや長さなどの形状も、タブを延伸する場合に比べて尤度が高い。加えて、タブから集電板までの経路上での屈曲性の確保も容易である。
【００２９】
また、本発明では、正極電極及び負極電極から突出するタブは、それぞれリードで挟持されるため、タブとリードを接合する際にタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐことが出来る。このため、生産性や信頼性が高い角形二次電池を供給することができる。
【００３０】
捲回群４０は、絶縁シート(図示しない)に覆われた状態で電池缶４に挿入される。図２及び図３に示すように、捲回群４０の上方には、上部絶縁板１０１が配置される。上部絶縁板１０１には、正極リード８１と負極リード９１が挿通される貫通溝１０２が設けられている。
【００３１】
図４は、捲回群の構成を説明する図であり、巻き終わり側を展開した状態の外観斜視図、図５は、図４に示す捲回群の投影図である。
【００３２】
捲回群４０は、それぞれ負極電極４２、正極電極４１を配置して、その間には第１、第２セパレータ４３が位置し、扁平状に捲回することによって構成される。捲回群４０は、捲回装置の巻き軸スピンドルを回転させて、巻き軸スピンドルに第１、第２セパレータ４３、負極電極４２、正極電極４１を巻き取ることによって形成される。例えば、巻き軸スピンドルに第１、第２セパレータ４３の捲き始め端部を保持させて巻き軸スピンドルを回転させ、巻き軸スピンドルによって巻き取られる第１、第２セパレータ４３の間に負極電極４２の捲き始め端部を差し込み、次いで、負極電極４２との間に第１、第２セパレータ４３のいずれか一方が介在されるように正極電極４１の捲き始め端部を第１、第２セパレータ４３の間に差し込み、第１、第２セパレータ４３、負極電極４２、正極電極４１を一体に巻き取ることにより形成される。
【００３３】
捲回群４０は、図４に示すように、最外周の電極が負極電極４２であり、さらにその外側に第１、第２セパレータ４３の少なくとも一方が捲回される。第１、第２セパレータ４３は、正極電極４１と負極電極４２を絶縁する役割を有している。負極電極４２の負極塗工部４２ａは、正極電極４１の正極塗工部４１ａよりも幅方向に大きく、これにより正極塗工部４１ａは、必ず負極塗工部４２ａに挟まれるように構成されている。
【００３４】
負極電極４２においては、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重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルビロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔（負極電極箔）の両面に集電部（負極未塗工部）を残して塗布した。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が７０μｍの負極電極を得た。
【００３５】
なお、本実施の形態では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料等でよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００３６】
正極電極４１においては、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ＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極電極箔）の両面に無地の集電部（正極未塗工部）を残して塗布した。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厚さ９０μｍの正極電極を得た。
【００３７】
また、本実施の形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、正極電極、負極電極における塗工部の結着材としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。  
【００３９】
正極電極４１は、正極集電体である正極電極箔の両面に正極活物質合剤を塗布した正極塗工部４１ａを有し、正極電極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極未塗工部（箔露出部）で構成された複数の正極タブ群１１１が設けられている。負極電極４２は、負極集電体である負極電極箔の両面に負極活物質合剤を塗布した負極塗工部４２ａを有し、正極電極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極未塗工部（箔露出部）で構成される複数の負極タブ群１２１が設けられている。正極タブ群１１１と負極タブ群１２１は、正極電極箔の金属面と負極電極箔の金属面がそれぞれ露出した領域であり、捲回群４０の捲回軸方向一方側（同一側）の位置に配置される。図４および図５では、正極タブ群１１１と負極タブ群１２１は、重なっているが、少なくとも正極群タブ１１１と負極タブ群１２１が接触していなければ重なっていなくても良い。正極群タブは予め捲回した際に適した位置に来るようにタブの間隔を調整しておくことで、捲回後のタブ位置を調整して作成することが出来る。タブ加工は、プレス前およびプレス後、もしくは捲回中のいずれでも良いが、プレス後の湾曲の抑制の観点からはプレス前に行うことが好ましい。
【００４０】
タブの形成方法に関しては、プレス打ち抜きによるカットや、ロータリーカッターの使用のいずれでも構わない。
【００４１】
捲回群毎のタブの本数は、少なくとも複数あることを特徴とする。１本しかない場合は、電池の抵抗が高くなってしまうため好ましくない。
【００４２】
《実施例２》
次に、本発明の実施例２について図６を用いて説明する。図６は、実施例２における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図である。
【００４３】
実施例２では、正極リード８１および負極リード９１の形状を捲回群４０側に幅広部を有する凸形状に変更している。また、効果をわかりやすく示すため、捲回群の正極タブ群１１１と負極タブ群１２１はお互いが接触しない範囲で捲回軸に並行方向に広がっている形状に変更している。
【００４４】
実施例２のリード形状は、捲回群側を幅広部にすることでタブとリードを接合する際のタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐ信頼性を上げることが出来る。また、集電板側を幅狭部にすることで捲回群から集電板まで接続するために必要なスペースを減らすこととリードの屈曲性の改善が期待出来る。即ち、リードの形状を捲回群側に幅広部を有する凸形状にすることで、タブの折れ曲がりや方向のランダム化の抑制と捲回群から集電板までの経路の確保を容易にすることを両立させることが出来る。
【００４５】
捲回群側に幅広部を有する凸形状のリードは特に図６に示すような正極タブ群１１１と負極タブ群１２１が捲回群にお互いが接触しない範囲で捲回軸に並行方向に広がっているような捲回群４０形状で効果を発揮する。タブ群が捲回軸に並行方向に広がっている場合、重なっている場合に比べてタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになるリスクが大きくなるが、本発明のように凸形状のリードで挟持することでそれを防ぐことが出来る。
【００４６】
タブ群が捲回軸に広がっていても大丈夫であれば、正負極電極のタブ間隔の尤度を広げることが出来るため、生産性が改善する。特に、タブ間隔が等ピッチでも作成可能な場合、生産性が大幅に改善できるため、効果は大きい。
【００４７】
さらに、タブ群が捲回軸に並行方向に広がっている捲回群と捲回群側に幅広部を有する凸形状のリードを組み合わせることで電池に振動や衝撃が加わった場合に、タブやリードにかかる力を分散化できるため、電池の振動や衝撃に対する信頼性も改善することが出来る。
【００４８】
なお、実施例２では、リード形状を凸形状にする例を用いて説明したが、捲回群側に幅広部、集電板側に幅狭部な形状であれば特に限定されず、例えばＬ字型のようなリード形状でも同様の効果を得られることが出来る。
【００４９】
《実施例３》
次に、本発明の実施例３について図７を用いて説明する。図７は、実施例３における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図である。
【００５０】
実施例３では、正極リード８１および負極リード９１の捲回群側に捲回群の厚さ方向に突出した折り曲げ部が設けられている形状に変更している。
【００５１】
実施例３のリード形状は、タブとリードを接合する際の位置決めが容易になり、タブとリードを接合する際に、リードで捲回群を押すことによる捲回群へのダメージを与えてしまう可能性を下げることが出来る。
【００５２】
なお、実施例３では、捲回群側に幅広部を有する凸形状のリードを例に挙げたが、実施例１のようなリード形状でも同様の効果が期待できる。
【００５３】
《実施例４》
次に、本発明の実施例４について図８を用いて説明する。図８は、実施例４における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図である。
【００５４】
実施例４では、１対の正極リード８１の一方を正極リボン８２に一対の負極リード９１の一方を負極リボン９２にそれぞれ変更している。
【００５５】
正極タブ群１１１と負極タブ群１２１は、正極リード８１と正極リボン８２、及び、負極リード９１と負極リボン９２によって捲回群４０の扁平厚さ方向両側から挟み込まれて接合される。正極リード８１と正極リボン８２は、正極電極４１の正極タブ群１１１を一括して接続し、負極リード９１と負極リボン８２は、負極電極４２の負極タブ群１２１を一括して接続する。
【００５６】
正極リボン８２は、アルミニウム合金で厚み０.０５〜０.３ｍｍ程度が望ましく、負極リード９２は、銅合金で厚み０.０５〜０.３ｍｍ程度が望ましい。
【００５７】
その後、正極リード８１は正極集電板２１に向けて延伸され接続される。また、負極リード９１は負極集電板３１に向けて延伸され接続される。一方で、正極リボン８２および負極リボン９２は延伸されない。
【００５８】
実施例４では、リードの一方をリードに比べて短いリボンにしているため、部品を簡略化できる。また、捲回群から集電板までの接続が２本から１本になっているため、接続に必要なスペースを小さくすることが出来る。
【００５９】
一方で、接続が２本から１本に減っているため、大電流を流した際に熱の発生や抵抗上昇を招くおそれがある。また、捲回群に振動や衝撃が生じた場合に実施例１に比べて応力が分散されにくく、破断する恐れが高くなるため、信頼性が低下する。
【００６０】
このように、メリットとデメリットが存在するため、一方をリードにするかリボンにするかは電池の形状や用途などによって決めるのが好ましい。一般的に大きな電池では大電流や振動の懸念が大きいのでリードを用いて、小さな電池では経路確保に課題があることが多いため、リボンを用いるのが好ましい。
【００６１】
《実施例５》
次に、本発明の実施例５について図９を用いて説明する。図９は、実施例５における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図である。
【００６２】
実施例５では、１対の正極リード８１および負極リード９１の形状を１個のＵ字型のリードに変更している。
【００６３】
実施例５のリード形状にすることで、部品点数を減らすことが出来るため、コストを下げることが出来る。
【００６４】
一方で、１対のリードで挟み込む実施例１のようなやり方に比べて、タブをリードで挟み込むのが難しく、生産性が低下する。
【００６５】
このように、メリットとデメリットが存在するため、リードを１対にするか、Ｕ字形状するかは溶接方法や溶接時の治具などを考慮しながら選ぶのが好ましい。
【００６６】
《実施例６》
次に、本発明の実施例６について図１０を用いて説明する。図１０は、実施例６における正極リードと負極リードと捲回群を説明する分解斜視図である。
【００６７】
実施例６では、正極リード８１および負極リード９１の形状を捲回群４０側に幅広部を有する凸形状で捲回群４０の正極タブ群１１１と負極タブ群１２１は挟持されていない形状に変更している。
【００６８】
実施例６のリード形状は、捲回群側を幅広部にすることでタブとリードを接合する際のタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐ信頼性を上げることが出来る。また、集電板側を幅狭部にすることで集電板までの必要スペース減と屈曲性改善による経路確保を容易にすることが出来る。即ち、リードの形状を捲回群側に幅広部を有する凸形状にすることで、タブの折れ曲がりや方向のランダム化の抑制と捲回群から集電板までの経路の確保を容易にすることを両立させることが出来る。
【００６９】
捲回群側に幅広部を有する凸形状のリードは図６のように特に捲回群４０の正極タブ群１１１と負極タブ群１２１が捲回群にお互いが接触しない範囲で捲回軸に並行方向に広がっている形状で効果を発揮する。タブ群が捲回軸に並行方向に広がっている場合、タブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになるリスクが大きくなるが、本発明のように凸形状のリードで挟持することでそれを防ぐことが出来る。
【００７０】
タブ群が捲回軸に広がっていても大丈夫であれば、タブ間隔の尤度を広げることが出来る。特に、タブ間隔が等ピッチでも作成可能な場合、生産性が大幅に改善できるため、効果は大きい。
【００７１】
さらに、タブ群が捲回軸に並行方向に広がっている捲回群と捲回群側に幅広部を有する凸形状のリードを組み合わせることで電池に振動や衝撃が加わった場合に、タブやリードにかかる力を分散化できるため、電池の振動や衝撃に対する信頼性も改善することが出来る。
【００７２】
なお、実施例６では、リード形状を凸形状にする例を用いて説明したが、捲回群側に幅広部、集電板側に幅狭部であれば特に限定されず、例えばＬ字型のようなリード形状でも同様の効果を得られることが出来る。
【００７３】
実施例６は実施例３に比べると、部品点数を減らすことで低コスト化が出来るが一方で、タブとリードを接合する際のタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐ効果は劣る。
【００７４】
このように、メリットとデメリットが存在するため、１対のリードで挟み込むか、片側のみにするかは溶接方法や溶接時の治具などを考慮しながら選ぶのが好ましい。
【００７５】
以上、簡単に本発明についてまとめる。本発明の二次電池は、一方側の端部から突出した複数の正極タブからなる正極タブ群及び複数の負極タブからなる負極タブ群を有する蓄電要素と、正極タブ群に接続される正極リード及び負極タブ群に接続される負極リードと、を備え、正極タブ群と負極タブ群とはそれぞれ分離して配置され、正極タブ群は正極リードで挟持され、負極タブ群は負極リードで挟持される。このような構造にすることによって、正極電極及び負極電極から突出するタブは、それぞれリードで挟持されるため、タブとリードを接合する際にタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐことが出来る。このため、生産性や信頼性が高い角形二次電池を供給することができる。
【００７６】
また、本発明の二次電池は、一対の正極リード又は一対の負極リードのうち少なくとも一つは、蓄電要素側に幅広で、もう一方側に幅狭部を有する形状である。このような構造にすることによって、タブとリードを接合する際のタブの折れ曲がりやタブの方向がランダムになることを防ぐ信頼性を上げることが出来る。また、集電板側を幅狭部にすることで捲回群から集電板まで接続するために必要なスペースを減らすこととリードの屈曲性の改善が期待出来る。即ち、リードの形状を捲回群側に幅広部を有する凸形状にすることで、タブの折れ曲がりや方向のランダム化の抑制と捲回群から集電板までの経路の確保を容易にすることを両立させることが出来る。
【００７７】
また、本発明の二次電池は、複数の正極タブおよび負極タブのうち少なくとも一つは、１枚以上重ならず前記蓄電要素の端部からタブが突出している方向に平行な方向に広がって存在している。タブ群が捲回軸に並行方向に広がっている捲回群と、捲回群側に幅広部を有する凸形状のリードを組み合わせることで電池に振動や衝撃が加わった場合に、タブやリードにかかる力を分散化できるため、電池の振動や衝撃に対する信頼性も改善することが出来る。
【００７８】
また、本発明に記載の二次電池は、正極リード又は負極リードのうち少なくとも一つは、蓄電要素側に蓄電要素の厚さ方向に突出した折り曲げ部が設けられることができる。このような構成にすることによって、タブとリードを接合する際の位置決めが容易になり、タブとリードを接合する際に、リードで捲回群を押すことによる捲回群へのダメージを与えてしまう可能性を下げることが出来る。
【００７９】
また、本発明に記載の二次電池は、正極リード又は負極リードのうち少なくとも一方は、リードとリボンの組み合わせである。このような構造にすることによって、部品を簡略化できる。また、捲回群から集電板までの接続が２本から１本になっているため、接続に必要なスペースを小さくすることが出来る。
【００８０】
また、本発明に記載の二次電池は、一対の正極リード又は一対の負極リードのうち少なくとも一つはU字形状の部材である。このような構造にすることによって、部品点数を減らすことが出来るため、コストを下げることが出来る。
【００８１】
また、本発明に記載の二次電池は、一方側の端部から突出した複数の正極タブからなる正極タブ群及び複数の負極タブからなる負極タブ群を有する蓄電要素と、正極タブ群に接続される正極リード及び負極タブ群に接続される負極リードと、を備え、正極リード又は負極リードのうち少なくとも一方は、蓄電要素側に幅広で、もう一方側に幅狭部を有する形状である。
【００８２】
また、本発明に記載の二次電池は、複数の正極タブおよび負極タブのうち少なくとも一つは、１枚以上重ならず前記蓄電要素の端部からタブが突出している方向に平行な方向に広がって存在している。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の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、必ずしも説明した全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。さらに、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。
【符号の説明】
【００８４】
１  角形二次電池
２  電池容器
３  電池蓋
４  電池缶
１１  注液栓
１３  ガス排出弁
２１  正極集電板
３１  負極集電板
４０  捲回群
４１  正極電極
４１a  正極塗工部
４２  負極電極
４２a  負極塗工部
４３  セパレータ
５０  発電要素
６１  正極端子
６４  第１の絶縁体
６５  第２の絶縁体
７１  負極端子
８１  正極リード
８２  正極リボン
９１  負極リード
９２  負極リボン
１０１  上部絶縁板
１０２  貫通溝
１１０  正極タブ
１１１  正極タブ群
１２１  負極タブ群
【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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