(57)【要約】【課題】  内部抵抗の低い二次電池を提供する。【解決手段】  角型の外装缶の開口を封口体で封口する二次電池で、前記外装缶内に、負極集電リード及び正極集電リードが導出された電極体が収納されており、前記負極集電リード及び正極集電リードが前記封口体内面側に接合されており、封口体の長辺同士の距離をWとしたとき、前記負極集電リード及び正極集電リードの接合位置が封口体の一方の長辺より３／１０Ｗ以下の位置である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角型の外装缶の開口を封口体で封口する二次電池であって、
前記封口体は、平面視で２つの対向する長辺と、長辺同士を結ぶ辺を持つ形状であり、
前記外装缶内に、負極集電リード及び正極集電リードが導出された電極体が収納されており、前記負極集電リード及び正極集電リードが前記封口体内面側に溶接されており、前記封口体の長辺同士の距離をＷとしたとき、前記負極集電リード及び正極集電リードの接合位置が封口体の一方の長辺より３／１０Ｗ以下の位置にて溶接されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記負極集電リード及び正極集電リードが前記封口体内面側にレーザー溶接にて溶接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】
前記負極集電リードは、リード体と接合されており、
前記リード体は絶縁体を介して封口体に固定される請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記リード体は、Ｌ型状であることを特徴とする請求項3に記載のリチウムイオン電池。
【請求項５】
負極端子は絶縁体を介して前記封口体の中央部に取りつけられ、
前記リード体は前記負極端子に取り付けられており、
前記リード体は、前記負極端子を中心にして、封口体の長辺と水平な方向に対して１°〜２０°傾い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６】
負極端子は絶縁体を介して前記封口体の中央部に取りつけられ、
前記負極集電リードは、封口体長手方向の位置が前記負極端子と一致することを特徴とする請求項３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、電池の内部抵抗が上昇するのを抑えることができる封口構造を持つ電池の提供を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
例えば、角型のリチウムイオン二次電池においては、電極体から導出された負極集電リードは押さえ板を介して負極端子に接合され、正極集電リードは封口体の内側面に接合されている。その接合位置は電池の落下や外部からの衝撃を受け、外装缶に内蔵された電極体位置が負極集電リード及び正極集電リードが引張られる方向にずれた場合、負極集電リード及び正極集電リードのいずれかに応力が集中することを回避するため、封口体のいずれか一方の長辺からの距離が同一の位置に接合されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２５９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、角型の二次電池は高容量化が進んでおり、電池缶内に出来るだけ充放電に寄与する材料を入れようとするため、これに伴い電池厚みが増加する傾向にある。これに伴い、封口体のサイズも大きくなるため、前記負極集電リード、正極集電リードの電極体および外装缶からの突出長さは電池厚みの増加に伴い長くなる。そして、電極体の中央付近から突出される集電リードが長くなるに従って電池内部の抵抗成分は増加し、負荷特性の低下や充放電時の電池温度が上昇することになる。
【０００５】
本発明は前記のような問題を解決するものであり、電池厚みが増加した場合でも前記負極集電リード及び正極集電リードの外装缶からの突出長さを短くすることで、抵抗成分の増加を抑え、充放電時の負荷、電池温度上昇に配慮したリチウムイオン電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、角型の外装缶の開口を封口体で封口した二次電池であって、前記封口体は、平面視で２つの対向する長辺と、長辺同士を結ぶ辺を持つ形状であり、前記外装缶内に、負極集電リード及び正極集電リードが導出された電極体が収納されており、前記負極集電リード及び正極集電リードが前記封口体内面側に溶接されており、前記封口体の長辺同士の距離をＷとしたとき、前記負極集電リード及び正極集電リードの少なくとも一方の溶接位置が封口体の一方の長辺より３／１０Ｗ以下の位置にて溶接されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、電池の内部抵抗の上昇を抑え、負極集電リードおよび正極集電リードどちらか一方に応力が集中するのを回避し、リード切れを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電池の一例を模式的に表す斜視図である。
【図２】従来例の封口体付近の平面図である。
【図３】本発明の実施態様１の封口体付近の平面図である。
【図４】本発明の実施態様２の封口体付近の平面図である。
【図５】本発明の実施態様３の封口体付近の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を用いて説明する。図１は、密閉型電池の内部の電極体から導出された負極及び正極集電リードが封口体に接合された様子を示す図である。
【００１０】
電池１は、例えば、角型リチウムイオン電池であり、携帯電話やモバイル機器等に用いられる。外装缶は角型であり、上端に開口を形成した有底筒状体である。外装缶は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金の薄板を深絞り加工して形成する。
【００１１】
外装缶２内には扁平状の電極体５を収納している。電極体５は、帯状の正極集電体と負極集電体との間に、帯状のセパレータを介在させた状態で、正極集電体及び負極集電体を渦巻状に巻回して作製したものである。負極集電体からは薄板状の負極集電リード６を導出しており、正極集電体からは薄板状の正極集電リード７を導出している。
【００１２】
正極は、正極活物質（例えばコバルト酸リチウムなど）とバインダと導電助剤と溶媒と混練してスラリーを作成し、正極集電体上に塗布、乾燥することによって作成することが出来る。負極は、負極活物質（例えば黒鉛など）とバインダと溶媒とを混練してスラリーを作成し、負極集電体上に塗布、乾燥することによって作成することが出来る。
【００１３】
封口体４は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金の薄板をプレス成形した横長状部材で、平面視で２つの対向する長辺と、長辺同士を結ぶ辺を持つ形状である。封口体には負極端子１０を設けている。
【００１４】
封口体の内側面（密閉型電池が完成した時に、内側になる面）には負極端子に接続したリード体８を設けている。リード体８と封口体４との間には、絶縁板を介在させている。リード体は負極集電リード６に接合されている。また、封口体４には、正極集電リード７が接合されている。接合方法は、超音波溶接、抵抗溶接、導電性樹脂で接着、レーザー溶接等の方法が用いられるが、レーザー溶接が最も好ましい。
【００１５】
それぞれの集電リードの接合が完了したら、封口体４で外装缶２の開口を閉じてレーザー溶接し、注液孔から電解液を注液したあと、注液栓（図示せず）で密閉し、密閉型の角型リチウムイオン電池が完成する。
【００１６】
（従来例）
図２を用いて従来例を説明する。特に明記が無い限り、電池としての構成は図１と同様の構成をとるものとする。
【００１７】
図２は、は、図１の矢印Ａ方向、つまり封口体を平面視した時の封口体付近の模式図である。リード体１０８と負極集電リード６、封口体４と正極集電リード７は各２点ずつの溶接ポイント３０で接合されている。線分ａ０は封口体の２つの対向する長辺と平行であり、負極集電リード、と正極集電リードそれぞれの溶接ポイント３０を通っている。線分ａ０の封口体の一方の長辺からの距離はｗ０であり、ｗ０＝１／２Ｗである。（以下、封口体の対向する長辺と平行な方向を長手方向、長手方向に対して垂直な方向を短手方向と示す。）
【００１８】
図２から分かるようにリード体１０８と負極集電リード、封口体と正極集電リードの接合位置は封口体の短手方向中心に位置し、特に負極集電リードの接合位置はリード体の形状、位置に依存することが分かる。また封口体と正極集電リードの接合位置は、電池の落下や外部からの衝撃により、外装缶に収納された電極体位置が負極集電リード及び正極集電リードが引張られる方向へずれた場合、負極集電リード及び正極集電リードのいずれかに応力が集中することを回避するため、封口体の一方の長辺からの位置が同位置になるように接合されている。電池厚みが増加すると、封口体の短手方向の大きさも増加することになり、これに伴い前記負極集電リード、正極集電リードの電極体からの突出長さbは長くなる。この場合、前記負極集電リード及び正極集電リード抵抗成分は増加し、負荷特性の低下や充放電時の電池温度が上昇することになる。
以下に、本発明の実施形態を示す。
【００１９】
（実施態様１）
図３を用いて本発明の実施形態１を示す。特に明記が無い限り、電池としての構成は図１と同様の構成をとるものとする。また、図２と同一の部材については同一の符号を付与し、説明を省略する。
【００２０】
実施態様１では、封口体の内面側には負極端子に接続したリード体１８を設けている。リード体１８は、平面視で負極集電リードと接合する箇所が電極体側に延出した形状（Ｌ型状）であり、リード体１８と封口体４との間には、絶縁板を介在させている。線分ａ１は、封口体を平面視した時の、封口体の短手方向におけるリード体１８と負極集電リード６、封口体４と正極集電リード７の接合位置である。
【００２１】
リード体を上述のようにＬ型状とすることにより、リード体と負極集電リード、封口体と正極集電リードの接合位置を封口体の短手方向において同位置に接合したまま、封口体の一方の長辺に近づくようにレイアウトすることが可能になる。この時、電極体５からの負極集電リード６と正極集電リード７の突出長さｄ１は、ｄ＜ｄ１の関係である。この時の接合ポイント３０の封口体短手方向の位置は、封口体の一方の長辺からｗ１の距離であり、ｗ１＝３／１０Ｗである。この実施態様によると、電池厚みに左右されることなく、負極集電リード及び正極集電リードの電極体からの突出長さを短くすることを可能とし、抵抗成分の増加を抑え、充放電時の負荷、電池温度上昇に配慮した電池を提供することを可能とした。
【００２２】
（実施態様２）
図４を用いて本発明の実施形態２について説明する。特に明記が無い限り、電池としての構成は図１と同様の構成をとるものとする。図２と同一の部材については同一の符号を付与し、説明を省略する。
【００２３】
封口体の内面側には負極端子に接続したリード体２８を設けている。リード体２８は、図１のリード体８と同一の構成であるが、負極端子１０を軸にして、封口体の長辺と水平な方向に対して６°傾けて設置されている。リード体２８は、封口体の長辺と水平な方向に対して１°〜２０°傾ければ、封口体の一方の長辺から接合ポイント３０までの距離を小さくすることが出来る。線分ａ２は、封口体を平面視した時の、封口体の短手方向におけるリード体２８と負極集電リード６、封口体４と正極集電リード７の接合位置である。
【００２４】
リード体を上述のようにすることで、平面視で負極集電リード４との接合ポイント３０が、リード体８を傾けない時と比べて電極体側にレイアウトすることが可能になる。この時、電極体５からの負極集電リード６と正極集電リード７の突出長さｄ２は、ｄ＜ｄ２の関係である。この時の接合ポイント３０の封口体短手方向の位置は、封口体の一方の長辺からｗ２の距離であり、ｗ２＝３／１０Ｗである。この実施態様においても、負極集電リード及び正極集電リードの電極体からの突出長さを短くすることが可能となる。
【００２５】
（実施態様３）
図５を用いて本発明の実施形態３について説明する。特に明記が無い限り、電池としての構成は図１と同様の構成をとるものとする。図２と同一の部材については同一の符号を付与し、説明を省略する。
【００２６】
封口体の内面側には負極端子に接続したリード体３８を設けている。本実施態様では負極集電リード３６の位置を負極端子１０に近づくように移動させ、負極集電リード３６の中心と負極端子１０とが封口体長手方向の位置がほぼ一致するようにした。
【００２７】
線分a３は、封口体を平面視した時の、封口体の短手方向におけるリード体３８と負極集電リード３６、封口体４と正極集電リード７の接合位置である。
【００２８】
リード体３８と負極集電リード３６を上述のようにすることで、リード体と負極集電リードの接合位置と、封口体と正極集電リードの接合位置を封口体の短手方向において同位置に接合したまま、封口体の一方の長辺に近づくようにレイアウトすることが可能になり、さらにリード体３８の部材を小さくすることが出来るので、部材コストを抑えることも可能になる。
【００２９】
この時、電極体５からの負極集電リード３６と正極集電リード７の突出長さｄ３は、ｄ＜ｄ３の関係である。この時の接合ポイント３０の封口体短手方向の位置は、封口体の一方の長辺からｗ３の距離であり、ｗ３＝２／１０Ｗである。この実施態様においても、負極集電リード及び正極集電リードの電極体からの突出長さを短くすることを可能となる。
【００３０】
本発明は実施態様１〜３に限られたものではなく、例えば電極体は巻回型ではなく積層型の電極体でもよく、リチウムイオン二次電池で無くても良い。
【００３１】
封口体の長辺同士の距離（封口体短手方向の寸法）をＷとした時の、従来例と実施態様１、実施態様３の、封口体の一方の長辺から集電リードの接合ポイントまでの距離を表１に示す。また、封口体の長辺同士の距離（封口体短手方向の寸法）Ｗと、従来例と実施態様の抵抗の評価したものを、表２に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【００３４】
表１、表２にある通り、本発明の実施態様によると、電池厚みが増加した場合でも、集電リードの抵抗値を押さえることが出来る。これに伴って、集電リード由来の電池温度上昇や、電池の内部抵抗も抑えることが出来る。
【符号の説明】
【００３５】
２  外装缶
４  封口体
６  負極集電リード
７  正極集電リード
８  リード体
【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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