(57)【要約】【課題】構造が簡単で組立性の良い、高容量高出力の扁平捲回式二次電池を得ること。【解決手段】本発明の扁平捲回式二次電池１００は、扁平状の電極群１７０と、電極群１７０の一方の湾曲部分を缶底側に配置して収容する有底角形の電池缶１０１と、電池缶１０１を封口する電池蓋１０２と、電池蓋１０２にそれぞれ固定されて電池缶１０１内で正極電極１７４と負極電極１７５に接続される正極集電板１８０及び負極集電板１９０とを有しており、電極群１７０は、正極電極１７４と負極電極１７５のいずれか一方の金属箔露出部１７１ａが複数の集電リード２００を有し、いずれか他方の金属箔露出部１７２ａが所定幅で連続する構造を有している。【選択図】図９
2015060823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極と負極電極を間にセパレータを介して軸芯に捲回し、捲回軸方向一方側と他方側に前記正極電極の金属箔露出部と前記負極電極の金属箔露出部とが分かれて配置された扁平状の電極群と、該電極群の一方の湾曲部分を缶底側に配置して収容する有底角形の電池缶と、該電池缶の上方の開口部を封口する電池蓋と、該電池蓋にそれぞれ固定されて前記電池缶内で前記正極電極と前記負極電極に接続される正極集電板及び負極集電板と、を有する扁平捲回式二次電池であって、
前記電極群は、前記正極電極と前記負極電極のいずれか一方の金属箔露出部が複数の集電リードを有し、いずれか他方の金属箔露出部が所定幅で連続する構造を有することを特徴とする扁平捲回式二次電池。
【請求項２】
前記複数の集電リードを有する金属箔露出部は、前記正極電極の金属箔露出部であり、
前記所定幅で連続する金属箔露出部は、前記負極電極の金属箔露出部であることを特徴とする請求項１に記載の扁平捲回式二次電池。
【請求項３】
前記複数の集電リードが接合される集電環を有し、該集電環は、前記正極集電板に接合されて固定されていることを特徴とする請求項２に記載の扁平捲回式二次電池。
【請求項４】
前記集電環は、前記軸芯に嵌合されて固定されていることを特徴とする請求項３に記載の扁平捲回式二次電池。
【請求項５】
前記集電環は、
前記電極群の捲回軸方向に直交する方向に平面状に広がる長円または楕円形状を有し、前記正極集電板に接合されて固定される基板部と、
該基板部の外端縁で折曲されて突出し、外周側面に前記複数の集電リードが重ね合わされる環状の側壁部と、
前記基板部から突出して前記軸芯の軸芯溝に嵌合される支柱部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の扁平捲回式二次電池。
【請求項６】
前記集電環は、前記基板部から突出して前記正極集電板の凹部に係合する凸部を有することを特徴とする請求項５に記載の扁平捲回式二次電池。
【請求項７】
前記集電環は、前記基板部の長円または楕円の長軸線で二つに分割した形状を有する第１部品と第２部品を有することを特徴とする請求項５に記載の扁平捲回式二次電池。
【請求項８】
前記負極電極の金属箔露出部は、前記電極群の平坦部分の少なくとも一部が厚さ方向に束ねられて前記負極集電板に接合されていることを特徴とする請求項２に記載の扁平捲回式二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用途等の扁平捲回式二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から二次電池の一種として、有底角形の電池缶に、扁平捲回式の電極群をその捲回軸が電池缶の上方の開口部と平行に配置されるように収容し、電池缶の開口部を閉塞する電池蓋に絶縁部材を介して正極端子と負極端子とが設けられた構造を有する角形二次電池が公知となっている。角形二次電池の電極群は、捲回軸方向一方側の正極金属箔が正極集電板に接続されて、正極外部端子と電気的に接続されており、同様に、捲回軸方向他方側の負極金属箔が負極集電板に接続されて、負極外部端子と電気的に接続されている（特許文献１）。
【０００３】
そして、有底円筒形の電池缶に、円筒状に捲回した電極群をその捲回軸が電池缶の軸芯と同軸上に配置されるように収容し、電池缶と電池缶の上方開口を閉塞する電池蓋との間をシールして絶縁し、電池缶と電池蓋のいずれか一方側を正極とし、他方側を負極とする円形二次電池が公知となっている。円形二次電池の電極群は、捲回軸方向一方側と他方側の金属箔の露出部に所定間隔で捲回軸と平行な方向に切り残された複数のタブ（タブ群）を有している。タブ群は、捲回軸方向一方側と他方側で正極側と負極側に分かれており、それぞれが例えば軸芯に固定されたリング状の集電部品（集電環）に接合されている。電極群は、各集電環が軸芯を介して、外部端子である缶蓋と間、及び、缶底との間にそれぞれ挟持されて固定されている（特許文献２）。
【０００４】
また、扁平捲回電極群の正極と負極の各金属箔露出部にタブ群を設け、各タブ群を板状の正極集電部と負極集電部にそれぞれ接続して、左右方向両側が開口する角形筒状の電池ケースに収容した非水電解質電池の構造が公知となっている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８７４０８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５４９７０号公報
【特許文献３】特開２０１２−２４３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す形状の角形二次電池の場合、電極は、金属箔の両面に活物質層を塗布し、乾燥、プレスすることにより製造され、端部には金属箔の露出部が設けられている。したがって、プレスの際に活物質層の塗布部と金属箔の露出部では金属箔の圧縮量が異なり、圧縮量の多い塗布側が伸長し、圧縮量の少ない露出部側を内側として湾曲する傾向がある。特に、捲回式の電極群に用いられる電極は、帯状で長さが長いため、湾曲の傾向が大きくなり、捲回作業に影響を与えるおそれがある。
【０００７】
そして、特許文献２に示す形状の円筒形二次電池の場合、正極と負極の各金属箔露出部にそれぞれ複数のタブを設けているので、プレスによる電極の湾曲の傾向を緩和できるが、これら複数のタブを集電環に接合する作業は煩雑であり、特許文献１の角形二次電池と比較して構造が複雑で組み立て作業性も劣る。
【０００８】
そして、特許文献３の非水電解質電池の場合、電池ケースの左右方向両側に開口する２つの開口部をそれぞれ閉塞しているので、上記した特許文献１、２に示す二次電池の構造と比較して、電解液の気密性を確保するための構造が必要であり、構造が複雑で組み立て作業性に劣る。
【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、構造が簡単で組立性の良い、高容量高出力の扁平捲回式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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の扁平捲回式二次電池は、正極電極と負極電極を間にセパレータを介して軸芯に捲回し、捲回軸方向一方側と他方側に前記正極電極の金属箔露出部と前記負極電極の金属箔露出部とが分かれて配置された扁平状の電極群と、該電極群の一方の湾曲部分を缶底側に配置して収容する有底角形の電池缶と、該電池缶の上方の開口部を封口する電池蓋と、該電池蓋にそれぞれ固定されて前記電池缶内で前記正極電極と前記負極電極に接続される正極集電板及び負極集電板と、を有する扁平捲回式二次電池であって、前記電極群は、前記正極電極と前記負極電極のいずれか一方の金属箔露出部が複数の集電リードを有し、いずれか他方の金属箔露出部が所定幅で連続する構造を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極群を構成する正極電極と負極電極のいずれか一方のみに複数の集電リードを設けるので、プレスによる湾曲が大きい電極に設けた場合に、かかる電極の湾曲の傾向を緩和できる。そして、正極電極と負極電極の両方に集電リードを設ける場合と比較して、集電リードの集電部材への接合作業を簡単化でき、組み立て作業性を向上させることができる。したがって、構造が簡単で組立性の良い、高容量高出力の扁平捲回式二次電池を提供することができる。なお、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】
【００１２】
【図１】角形二次電池の外観斜視図。
【図２】角形二次電池の分解斜視図。
【図３】電極群の展開斜視図。
【図４】電極群のＡ−Ａ線断面図。
【図５】電極群のＢ方向矢視図。
【図６】正極電極の要部を拡大して示す図。
【図７】集電リードを形成する方法を説明する図。
【図８】集電リードの接合方法を説明する分解斜視図。
【図９】電極群と集電部品の接合状態を示す斜視図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図。
【図１１】集電環の他の実施例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による扁平捲回式二次電池の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、角形二次電池の外観斜視図、図２は、角形二次電池の分解斜視図、図３は、電極群の斜視図であり、電極群の巻き終り側を展開した状態を示している。
【００１４】
本発明の扁平捲回式二次電池の一実施の形態である角形二次電池１００は、図１に示すように、有底角形の電池缶１０１と電池蓋１０２とからなる電池容器を備えている。電池缶１０１および電池蓋１０２の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などである。電池缶１０１は、深絞り加工を施すことによって、一端が開口された扁平な矩形箱状に形成されている。電池缶１０１は、矩形平板状の底面１０１ｃと、底面１０１ｃの一対の長辺部のそれぞれに設けられる一対の幅広側面１０１ａと、底面１０１ｃの一対の短辺部のそれぞれに設けられる一対の幅狭側面１０１ｂとを有している。
【００１５】
電池蓋１０２は、矩形平板状であって、電池缶１０１の開口部を塞いでレーザ溶接されている。つまり、電池蓋１０２は、電池缶１０１を封口している。電池蓋１０２には、電極群１７０の正極電極１７４（図３参照）及び負極電極１７５（図３参照）と電気的に接続された正極外部端子１０４及び負極外部端子１０５が配置されている。尚、正極外部端子１０４と電池蓋１０２の間、及び負極外部端子１０５と電池蓋１０２の間にはそれぞれ短絡を防止する為の外部絶縁体１６０が配置されている。
【００１６】
正極外部端子１０４には、平板状のバスバー溶接部１４２が設けられ、負極外部端子１０５には平板状のバスバー溶接部１５２が設けられている。組電池を作成する際は、バスバー溶接部１４２、１５２にバスバー（図示せず）を当接させて溶接することにより、バスバーと正極外部端子１０４、バスバーと負極外部端子１０５がそれぞれ接続される。
【００１７】
電池蓋１０２には、ガス排出弁１０３が設けられている。ガス排出弁１０３は、プレス加工によって電池蓋１０２を部分的に薄肉化することで形成されている。尚、薄板部材を電池蓋１０２の開口にレーザー溶接等により取り付けて、薄肉部分をガス排出弁としてもよい。ガス排出弁１０３は、角形二次電池１００が過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂し、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。
【００１８】
そして、電池蓋１０２には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔１０６ａが設けられている。注液孔１０６ａは、電解液注入後に注液栓１０６ｂによって封止される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。
【００１９】
図２に示すように、電池缶１０１には、蓋組立体１０７に保持された電極群１７０が収容されている。電極群１７０は、一方の湾曲部分が缶底側に配置される姿勢状態とされている。
【００２０】
正極集電板１８０および負極集電板１９０ならびに電極群１７０は、絶縁ケース１０８に覆われた状態で電池缶１０１に収容されている。絶縁ケース１０８の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂であり、電池缶１０１と、電極群１７０とは電気的に絶縁されている。
【００２１】
正極外部端子１０４は、正極集電板１８０、および集電環１９８を介して電極群１７０の正極電極１７４に電気的に接続され、負極外部端子１０５は負極集電板１９０を介して電極群１７０の負極電極１７５に電気的に接続されている。このため、正極外部端子１０４および負極外部端子１０５を介して外部機器に電力が供給され、あるいは、正極外部端子１０４および負極外部端子１０５を介して外部発電電力が電極群１７０に供給されて充電される。
【００２２】
正極集電板１８０は、長方形の金属板をＬ字状に折り曲げることによって形成されており、正極外部端子１０４に接続される座面部１８１と、集電環１９８に接合される接合平面部１８３を有している。正極集電板１８０は、座面部１８１が電池蓋１０２の下面に沿って平行に配置され、接合平面部１８３が座面部１８１の先端部で折曲されて電池缶１０１の幅狭側面１０１ｂに対向し底面１０１ｃに向かって延出するように電池蓋１０２に固定される。
【００２３】
負極集電板１９０は、負極外部端子１０５と接続される座面部１９１と、負極電極１７５に接合される接合平面部１９３と、座面部１９１と接合平面部１９３の間に設けられた平面部１９２を有する構造となっている。負極集電板１９０は、座面部１９１が電池蓋１０２の下面に沿って平行に配置され、座面部１８１の側端部で折曲されて電池缶１０１の幅広側面１０１ａに対向し底面１０１ｃに向かって延出するように電池蓋１０２に固定される。
【００２４】
次に、図３を参照して電極群１７０の構成について詳細に説明する。
図３は、電極群１７０を示す斜視図であり、電極群１７０の巻き終り側を展開した状態を示している。
【００２５】
発電要素である電極群１７０は、長尺状の正極電極１７４および負極電極１７５を間にセパレータ１７３ａ、１７３ｂを介在させて軸芯１９９に対して扁平形状に捲回することで積層構造とされており、捲回軸方向一方側と他方側に正極電極１７４の金属箔露出部１７１ａと負極電極１７５の金属箔露出部１７２ａとが分かれて配置されている。そして、電極群１７０は、正極電極１７４と負極電極１７５のうちの一方である正極電極１７４の金属箔露出部１７１ａが複数の集電リード２００を有し、他方である負極電極１７５の金属箔露出部１７２ａが所定幅で連続する構造を有している。
【００２６】
正極電極１７４は、正極集電体である正極金属箔１７１の両面に正極活物質合剤を塗工した正極活物質合剤層１７６を有し、正極金属箔１７１の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤が塗工されずに正極金属箔１７１が露出した正極未塗工部（正極電極の金属箔露出部）１７１ａが設けられている。正極未塗工部１７１ａには、正極集電板１８０に電気的に接続される複数の集電リード２００が切り欠き形成されている。
【００２７】
集電リード２００は、正極金属箔１７１の幅方向に沿って突出する凸形を有しており、正極金属箔１７１の長手方向に沿って所定間隔をおいて設けられている。これら複数の集電リード２００は、集電部材である長円または楕円の集電環１９８と、集電環１９８の周りを覆う周状のアルミニウム合金製のリボン２０１との間に挟まれて、集電環１９８に接合されている。
【００２８】
負極電極１７５は、負極集電体である負極金属箔１７２の両面に負極活物質合剤を塗工した負極活物質合剤層１７７を有し、負極金属箔１７２の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤が塗工されずに負極金属箔１７２が露出した負極未塗工部（負極電極の金属箔露出部）１７２ａが設けられている。負極未塗工部１７２ａは、所定幅（例えば略一定幅）で連続する形状を有し、電極群１７０の捲回軸方向他方側で積層されており、電極群１７０の平坦部分の少なくとも一部が、電極群１７０の厚さ方向に束ねられて負極集電板１９０に接合（電気的に接続）される負極接続部となる。
【００２９】
図４は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、図５は、図３のＢ方向矢視図である。
集電環１９８は、集電リード２００と接合して正極集電板１８０との間を電気的に接続するためのものであり、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている。集電環１９８は、正極集電板１８０に溶接により接合されて固定されている。集電環１９８は、長円または楕円状の基板部１９８ａと、基板部１９８ａの外端縁で折曲されて外面側から内面側に向かって突出して所定高さで周状に連続し、外周側面に集電リード２００が重ね合わされる環状の側壁部１９８ｂと、基板部１９８ａの中心から側壁部１９８ｂと同方向に突出して軸芯１９９の軸芯溝１９９ａに嵌合される支柱部１９８ｃを有している。
【００３０】
基板部１９８ａは、電極群１７０の捲回軸方向に直交する方向に平面状に広がるように配置され、その外面に正極集電板１８０が接面した状態で溶接により接合されて固定される。側壁部１９８ｂは、複数の集電リード２００の全てを側壁部１９８ｂの外周面に重ね合わせることができる。支柱部１９８ｃは、所定の板厚を有する平板形状を有しており、軸芯１９９の側端面に凹設された軸芯溝１９９ａに嵌合することによって、集電環１９８を軸芯１９９に固定できる。基板部１９８ａには、基板部１９８ａの外面から突出する位置決め用の凸部１９８ｄが設けられており、この凸部１９８ｄを正極集電板１８０に凹設された凹部に係合させることにより、正極集電板１８０に対して電極群１７０を位置決めすることができる。
【００３１】
リボン２０１は、集電リード２００を側壁部１９８ｂに固定するためのものであり、側壁部１９８ｂに外嵌されて、側壁部１９８ｂとの間に複数の集電リード２００を挟持する。リボン２０１は、側壁部１９８ｂに外嵌された状態で溶接接合され、集電リード２００を側壁部１９８ｂに電気的に接続する。
【００３２】
次に、具体的な製造方法について説明する。
負極電極１７５に関しては、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−メチルピロリドン（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（負極金属箔１７２）の両面に溶接部（負極未塗工部１７２ａ）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ７０μｍの負極電極１７５を得た。
【００３３】
尚、本実施形態では、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やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ２等）、またはそれの複合材料でもよく、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。
【００３４】
正極電極１７４に関しては、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（正極金属箔１７１）の両面に溶接部（正極未塗工部１７１ａ）を残して塗布、乾燥した。
【００３５】
その後、図６に示したように正極未塗工部１７１ａの一部を部分的に切り残して、所定間隔の凸形の集電リード２００を形成する加工を行い、さらに、プレスすることにより、電極密度３g/cm3の正極電極１７４を作製した。
【００３６】
正極未塗工部１７１ａに、集電リード２００を形成する加工を施さないと、正極活物質合剤の正極塗工部と正極金属箔１７１の正極未塗工部１７１ａとでは、プレス後において正極金属箔１７１の圧縮量が異なるため、圧縮率の大きい塗工部の方が伸長し、長手方向に沿って移行するに従って幅方向に大きく湾曲するおそれがあるが、本実施の形態では、プレス工程前に細幅の集電リード２００を形成することにより正極金属箔１７１の圧縮量差が生じる部分が極小化するので、湾曲は緩和され、以降の捲回工程に問題の生じない水準となる。その後、正極塗工部の幅を所定にする裁断工程を経て、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１７４を得た。
【００３７】
電極群１７０の正極電極１７４と負極電極１７５を比較した場合、一般には金属酸化物を活物質に用いる正極側の方が、黒鉛等の炭素材料を用いる負極側よりも活物質層の圧縮率が高くなる。特に近年は電池の高容量化を図るべく、正極活物質の量をより多くする必要があり、正極側を負極側よりも高い圧力で圧縮することが行われている。したがって、正極電極１７４は、負極電極１７５よりも金属箔の圧縮量が大きくなり、湾曲する傾向が大きくなる。一方、負極電極１７５は、正極電極１７４よりもプレスによる圧縮量が小さく、湾曲傾向も小さい。したがって、本実施形態では、集電リード２００を正極電極１７４に設けることによって湾曲の傾向を緩和している。
【００３８】
なお、本実施形態では、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。
【００３９】
また、本実施形態では、正極電極１７４、負極電極１７５における合剤層塗布部の結着材として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。
【００４０】
図７は、正極未塗工部に所定間隔の凸形の集電リードを形成する方法の一例を示す図である。
集電リード２００を形成する装置は、正極電極１７４を巻き取ることにより走行させる走行機構１９７と、走行機構１９７により走行される、正極電極１７４の正極未塗工部１７１ａに対応して配置された円周方向に集電リード２００の形状に切断刃が形成されたロータリーカッター１９５と、ロータリーカッター１９５に正極電極１７４を介して対向して配置されたロータリーカッター受け１９６を有する。正極電極１７４は、走行機構１９７によって走行され、ロータリーカッター１９５とロータリーカッター受け１９６との間を通過することにより、正極未塗工部１７１ａに所定間隔をおいて集電リード２００が切り欠き形成される。ロータリーカッター１９５により正極未塗工部１７１ａから切り離された切れ端は、別途巻き取り機構等により回収される。
【００４１】
図８は、集電リードの接合方法を説明する分解斜視図である。
電極群１７０は、集電リード２００を有する正極電極１７４と、所定幅の負極金属箔１７２の露出部（負極未塗工部１７２ａ）を残したままの負極電極１７５とを組み合わせて、それぞれの間にセパレータ１７３ａ、１７３ｂを挟み、軸芯１９９を中心にして捲回することによって扁平状に形成される。この段階では正極側には全周に渡って凸形の集電リード２００が突出している。次いで、集電環１９８の取り付けが行われる。集電環１９８は、軸芯１９９の軸芯溝１９９aに、集電環１９８の支柱部１９８ｃを嵌め込むことで軸芯１１９に固定される。そして、その後、集電リード２００を側壁部１９８ｂの外周面に重ね合わせ、その外側にリボン２０１を外嵌させて、側壁部１９８ｂとリボン２０１との間に集電リード２００を挟み込み、超音波溶接をすることにより、電極群１７０が作成される。
【００４２】
図９は、電極群と集電部品の接合状態を示す斜視図、図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。
集電環１９８の基板部１９８ａと正極集電板１８０の接合平面部１８３は、電池缶１０１の幅狭側面１０１ｂに対向する平面形状を有しており、互いに接面した状態で溶接されて接合される。
【００４３】
正極集電板１８０の接合平面部１８３には、位置決め用の凹部１８３ａが設けられており、集電環１９８の凸部１９８ｄを係合させることによって、正極集電板１８０に対する電極群１７０の位置決めを行うことができる。集電環１９８と正極集電板１８０は、それらの接合境界部にレーザーを当てることで溶接され、互いに固定される。溶接された部分には、図１０に示すように、レーザー溶接痕２０２が残る。
【００４４】
負極集電板１９０の接合平面部１９３は、電池缶１０１の幅広側面１０１ａに対向する平面であり、即ち負極未塗工部１７２ａの平坦部分と平行な面である。負極未塗工部１７２ａは、電極群１７０の平坦部分の一部が厚さ方向に束ねられて負極接続部１７８とされ、図１０に示すように、負極集電板１９０の接合平面部１９３に重ね合わせた状態で接合される。接合は、負極接続部１７８と接合平面部１９３とを互いに圧接させて超音波溶接することによって行われる。
【００４５】
正極集電板１８０は、前述のように、その座面部１８１において正極外部端子１０４と電気的に接続され、負極集電板１９０も同様にその座面部１９１において負極外部端子１０５と電気的に接続されており、それぞれ共に電池蓋１０２に固定されて、蓋組立体１０７を構成している。よって、上述の構造により、電極群１７０は、蓋組立体１０７に固定される。
【００４６】
電池蓋１０２に電極群１７０を固定する構造は、外力に対して耐振性と耐衝撃性を有し、構造が簡素で、組立性が良いことが望ましい。円筒形の二次電池のように、電池蓋と缶底と軸芯と集電環が軸上に配置される位置関係であれば、電極群が電池缶に対して固定されるが、扁平捲回式の二次電池では、電池蓋１０２と電極群１７０の軸芯は平行な位置関係にあり、電池蓋１０２に電極群１７０を固定する構造が複雑になる。本実施の形態によれば、集電環１９８を介して電極群１７０の軸芯１９９を蓋組立体１０７の正極集電板１８０に固定しているので、電極群１７０を強固に固定して支持することができ、耐振性と耐衝撃性が高く、簡素で信頼性の高い二次電池の構造になる。
【００４７】
本実施形態では、正極電極１７４と負極電極１７５のうち、正極電極１７４の正極未塗工部１７４ａのみに集電リード２００を形成した構成を示したが、例えば、正極未塗工部１７４ａおよび負極未塗工部１７５ａの両方に凸形の集電リードを形成し、正負極側の各集電リードを軸芯１９９に固定された集電環に接合させ、これら正負極側の集電環を蓋組立体１０７に固定された正負極集電板と接合する構成とした場合には、正負極集電板の距離と正極側および負極側集電環の距離の寸法整合性が必要になり、それぞれ固定するために寸法誤差によって固定しにくくなる。そのため、扁平捲回式の電極群の場合は、本実施例のように、正極電極１７４の正極未塗工部１７４ａあるいは負極電極１７５の負極未塗工部１７５ａのいずれか一方のみに、集電リード２００を設けた構造が望ましい。
【００４８】
図１１は、集電環の他の実施例を示す斜視図である。
集電環２１０は、複数の部品を組み合わせることによって形成される構成を有している。上記した集電環１９８は、基板部１９８ａに側壁部１９８ｂと支柱部１９８ｃが立設された複雑な立体形状を有しており、作成する際に、削りだし加工等の高度な作業が必要となり、コスト高となるおそれがある。
【００４９】
そこで、図１１に示すように、集電環を基板部の長円または楕円の長軸線で二つに分割した形状を有する第１部品と第２部品を用意し、これら第１部品と第２部品とを組み合わせることによって集電環２１０を形成する構成とした。
【００５０】
第１部品２１１及び第２部品２１２は、それぞれ長円または楕円を長軸線で二つに分割した形状を有する基板部２１１ａ、２１２ａと、基板部２１１ａ、２１２ａの外端縁に沿って連続して立ち上がる半環壁部２１１ｂ、２１２ｂと、基板部２１１ａ、２１２ａの長軸線の中央部分から立ち上がる支柱部２１１ｃ、２１２ｃを有している。
【００５１】
第１部品２１１及び第２部品２１２は、例えば金属製の薄板を加工することによって構成されており、半環壁部２１１ｂ、２１２ｂを深絞り加工により構成し、支柱部２１１ｃ、２１２ｃを折り曲げて基板部２１１ａ、２１２ａから立ち上げることにより構成できる。
【００５２】
そして、支柱部２１１ｃ、２１２ｃを重ね合わせて第１部品２１１と第２部品２１２とを組み合わせることにより、集電環２１０を形成することができる。したがって、低コストで集電環２１０を作成することができる。
【００５３】
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】
【００５４】
１００  角形二次電池（扁平捲回式二次電池）
１０１  電池缶
１０２  電池蓋
１０４  正極外部端子
１０５  負極外部端子
１０７    蓋組立体
１０８    絶縁ケース
１６０    外部絶縁体
１７０    電極群
１７１    正極金属箔
１７２    負極金属箔
１７３ａ、１７３ｂ  セパレータ
１７４    正極電極
１７５    負極電極
１７６    正極活物質合材層（正極塗工部）
１７７    負極活物質合材層（負極塗工部）
１８０    正極集電体
１８１    座面部
１８３    接合平面部
１９０    負極集電体
１９１    座面部
１９２    平面部
１９３    接合平面部
１９８    集電環（集電部材）
１９８ａ  基板部
１９８ｂ  環壁部
１９８ｃ  支柱部
１９９  軸芯
１９９ａ  軸芯溝
２００  集電リード
２０１  リボン
【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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【図１１】
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