(57)【要約】【課題】電池蓋ユニットまたは電極集電部材に溶接される導電リードの溶接不良を低減する。【解決手段】導電リード積層体５０は、一端部と他端部との少なくとも一方に、第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２の一方の先端部５５、５８が他方の先端部５６、５７から突き出す突出部６１、６２を有しており、突出部６１の領域内において正極集電リング２７に溶接され、突出部６２の領域内において蓋ユニット３０に溶接される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が捲回された発電要素と、
前記発電要素の前記電極の一方に接続された電極集電部材と、
開口部が形成され、内部に前記発電要素と前記電極集電部材とが収容された電池容器と、
前記電池容器の前記開口部を封口する蓋ユニットと、
１枚以上の導電リードを有する少なくとも１つの第１導電リード形成体と、１枚以上の導電リードを有する少なくとも１つの第２導電リード形成体とが積層されて形成され、前記電極集電部材に接合された一端部と、前記蓋ユニットに接合された他端部とを有する導電リード積層体と、を備え、
前記導電リード積層体は、前記一端部と前記他端部とのうちの少なくとも一方に、前記第１導電リード形成体と前記第２導電リード形成体のうちの一方の先端部が他方の先端部から突き出す突出部を有し、前記突出部において前記電極集電部材または前記蓋ユニットに接合されている、円筒形二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒形二次電池において、
前記導電リード積層体の前記突出部は、前記蓋ユニットに接合されている、円筒形二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の円筒形二次電池において、
前記導電リード積層体は、前記一端部と前記他端部との両端部に、それぞれ、前記突出部を有し、前記突出部の一方において前記電極集電部材に接合され、前記突出部の他方において前記蓋ユニットに接合されている、円筒形二次電池。
【請求項４】
請求項１に記載の円筒形二次電池において、
前記第１導電リード形成体および前記第２導電リード形成体のそれぞれは、複数の前記導電リードを有している、円筒形二次電池。
【請求項５】
請求項１に記載の円筒形二次電池において、
前記導電リード積層体は、前記電極集電部材に接合された接合部と、前記蓋ユニットに接合された接合部との間に、１つの折り返し部を有する、円筒形二次電池。
【請求項６】
請求項１に記載の円筒形二次電池において、
前記導電リードの厚さは、８０μｍ〜２００μｍ程度である、円筒形二次電池。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の円筒形二次電池において、
前記第１導電リード形成体と前記第２導電リード形成体とは同じ長さを有し、前記第１導電リード形成体と前記第２導電リード形成体とは、前記一端部側および前記他端部側において、相互の先端部の位置を長手方向にずらして積層されている、円筒形二次電池。
【請求項８】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の円筒形二次電池において、
前記第１導電リード形成体と前記２導電リード形成体とは、一方が他方より長く、前記一方の前記一端部側および前記他端部側の先端部が、前記他方の先端部から突き出して積層されている、円筒形二次電池。
【請求項９】
請求項８に記載の円筒形二次電池において、
前記第２導電リード形成体の長さは、前記第１導電リード形成体の長さより長く、前記第２導電リード形成体は、少なくとも前記第１導電リード形成体の上下に積層されている、円筒形二次電池。
【請求項１０】
請求項８に記載の円筒形二次電池において、
前記第２導電リード形成体の長さは、前記第１導電リード形成体の長さより短く、前記第２導電リード形成体は、少なくとも前記第１導電リード形成体の上下に積層されている、円筒形二次電池。
【請求項１１】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の円筒形二次電池において、
前記導電リード積層体は、前記第１導電リード形成体の上面に積層された、前記第１導電リード形成体よりも長さの長い上層側の前記第２導電リード形成体と、前記第１導電リード形成体の下面に積層された、前記第１導電リード形成体よりも長さの長い下層側の前記第２導電リード形成体とを備え、
前記上層側の第２導電リード形成体は、前記第１導電リード形成体の一端部側において前記第１導電リード形成体の先端部から突き出す突出部を有し、
前記下層側の第２導電リード形成体は、前記第１導電リード形成体の他端部側において前記第１導電リード形成体の先端部から突き出す突出部を有する、円筒形二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載用途等に使用される円筒形二次電池に関し、より詳細には、電池容器を封口する蓋ユニットと、発電要素に接続された電極集電部材とを備える円筒形二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の円筒形電池では、正極電極、負極電極、セパレータを捲回した捲回電極群により構成された発電要素が電解液とともに円筒形の電池容器に収容され、電池容器の開口部が蓋ユニットにより封口され、密閉されている。発電要素と蓋ユニットとは、正極電極または負極電極の一方に接続された電極集電部材を介して導電リードにより接続されている。つまり、電極集電部材は導電リードの一端部に接合され、蓋ユニットの内面が導電リードの他端部に接合される。
【０００３】
一端部が電極集電部材に接合された導電リードの他端部を蓋ユニットの内面に接続する際、導電リードの他端部を電池容器の外部に引き出して、例えば、レーザ溶接等により接合する。このため、導電リードの長さは、電極集電部材の接合部と、蓋ユニットの接合部を結ぶ直線距離よりも長く形成されており、通常、導電リードの余った部分を、電極集電部材と蓋ユニットとの間の空間内で湾曲状に折り返している。
【０００４】
円筒形二次電池を、例えば、自動車の駆動電力を供給するような大電流用に適合させるには、導電リードの断面積を大きくする必要があり、導電リードの厚さは大きくされる。導電リードの厚さが大きくなると剛性が大きくなるため、湾曲し難くなり、導電リードの収容に要する空間が大きくなり、二次電池としての無駄なスペースが大きくなる。このため、導電リードを、複数の薄膜を束ねて構成し、湾曲し易くする構造が採用される。複数の導電リードは、すべて同じ長さとされている。つまり、電極集電部材との接合部、蓋ユニットとの接合部および湾曲部に亘る全長が同じ厚さである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の薄膜を積層して全長が一様な厚さの導電リードとした場合、導電リードと電極集電部材または導電リードと蓋ユニットとの接合部は、その厚さが大きいために、溶接する際の熱伝導が不安定となり、溶接不良を起こす可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の円筒形二次電池は、電極が捲回された発電要素と、発電要素の電極の一方に接続された電極集電部材と、開口部が形成され、発電要素と電極集電部材とが収容された電池容器と、電池容器の開口部を封口する蓋ユニットと、１枚以上の導電リードを有する少なくとも１つの第１導電リード形成体と、１枚以上の導電リードを有する少なくとも１つの第２導電リード形成体とが積層されて形成され、電極集電部材に接合された一端部と、蓋ユニットに接合された他端部とを有する導電リード積層体と、を備え、導電リード積層体は、一端部と他端部とのうちの少なくとも一方に、第１導電リード形成体と第２導電リード形成体のうちの一方の先端部が他方の先端部から突き出す突出部を有し、突出部において電極集電部材または蓋ユニットに接合されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の円筒形二次電池によれば、第１導電リード形成体と第２導電リード形成体の一方の先端部が他方の先端部から突き出す突出部において電極集電部材または蓋ユニットに接合されている。すなわち、電極集電部材または蓋ユニットに接合される接合部の厚さは、導電リード積層体全体の厚さより薄く形成されている。このため、溶接時における接合部の熱伝導が向上し、溶接不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明による一実施の形態としての円筒形二次電池の断面図。
【図２】図１に図示された円筒形二次電池の分解斜視図。
【図３】図１に図示された発電要素を、その一部を切断した状態の斜視図。
【図４】導電リード積層体の分解斜視図。
【図５】図４に図示された導電リード積層体の側面図。
【図６】導電リード積層体と正極集電リングとの接続状態を示す平面図。
【図７】実施形態２としての導電リード積層体の分解斜視図。
【図８】図7に図示された導電リード積層体の側面図。
【図９】図7に図示された導電リード積層体と正極集電リングとの接続状態を示す平面図。
【図１０】実施形態３としての導電リード積層体の分解斜視図。
【図１１】図１０に図示された導電リード積層体の側面図。
【図１２】実施形態４としての導電リード積層体の分解斜視図。
【図１３】図１２に図示された導電リード積層体の側面図。
【図１４】実施形態５としての導電リード積層体の分解斜視図。
【図１５】図１４に図示された導電リード積層体の側面図。
【図１６】実施形態６としての導電リード積層体の分解斜視図。
【図１７】図１６に図示された導電リード積層体の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
--実施形態１--
（円筒形二次電池１の全体構成）
以下、本発明による円筒形二次電池の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、円筒形二次電池１の拡大断面図である。以下の説明では、円筒形二次電池１をリチウムイオン円筒形二次電池として説明する。
円筒形二次電池１は、底部２ｃを有し、上部が開口された円筒形の電池缶２および電池缶２の上部を封口するハット型の電池蓋３で構成される電池容器４を有する。電池容器４の内部には、以下に説明する発電用の各構成部材が収容され、非水電解液６が注入されている。
【００１１】
円筒形の電池缶２には、上端側に設けられた開口部２ｂ側に電池缶２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
電池缶２の内部には、発電要素１０が配置されている。発電要素１０は、軸方向に沿う中空部を有する細長い円筒形の軸芯１５と、軸芯１５の周囲に捲回された正極電極１１（図３参照）および負極電極１２（図３参照）とを備える。円筒形状の軸芯１５は、軸方向の上下端部で異なる断面形状を有する。軸芯１５の上端部の内面側には溝１５ａが設けられている。軸芯１５の下端部の外面側には段部１５ｂが設けられている。
【００１２】
軸芯１５の上端部の内面側には溝１５ａに円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、円盤状の基部２７ａと、この基部２７ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２７ｂと、外周縁において電池蓋３側に突き出す上部筒部２７ｃとを有する。正極集電リング２７は、下部筒部２７ｂにより軸芯１５の上端部に固定、支持されている。
【００１３】
正極電極１１の正極タブ１６は、正極集電リング（電極集電部材）２７の上部筒部２７ｃに溶接されている。正極集電リング２７は例えばアルミニウム系金属により形成され、上部筒部２７ｃの外周には、正極電極の正極タブ１６および押え部材２８が溶接されている。多数の正極タブ１６を、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃの外周に密着させておき、正極タブ１６の外周に押え部材２８をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で超音波溶接により接合される。
【００１４】
軸芯１５の下端部の段部１５ｂの外周には、負極集電リング２１が圧入されて固定されている。負極集電リング２１は、例えば、銅系金属により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池缶２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。負極集電リング２１の基部２１ａには、軸芯１５の中空軸に注液された非水電解液６を発電要素１０に浸透させるための開口部２１ｄ（図２参照）が形成されている。
【００１５】
負極電極１２の負極タブ１７は、負極集電リング２１の外周筒部２１ｃに接合される。
負極集電リング２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極電極の負極タブ１７および押え部材２２が溶接されている。多数の負極タブ１７を、負極集電リング２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極タブ１７の外周に押え部材２２をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。負極集電リング２１の基部２１ａには、接続リード板２３が、抵抗溶接、或いはレーザ溶接等により接合されている。
【００１６】
多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７に溶接され、多数の負極タブ１７が負極集電リング２１に溶接されることにより、正極集電リング２７、負極集電リング２１および発電要素１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される。電池缶２の内部には、非水電解液６が所定量注入されている。非水電解液６の一例として、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液が上げられる。
【００１７】
図２は円筒形二次電池１の分解斜視図である。
円筒形状の軸芯１５の中空部の上方には、円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、例えば、アルミニウム系金属により形成されている。正極集電リング２７の基部２７ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部２７ｄが形成されている。正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅは、接続リード板２３を電池缶２に溶接するための電極棒（図示せず）を挿通するためのものである。電極棒を正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で接続リード板２３を電池缶２の底部２ｃ（図１参照）の内面に押し付けて抵抗溶接を行う。これにより発電ユニット２０は電池缶２の底部２ｃに固定される。
負極集電リング２１に接続されている電池缶２の底部２ｃは一方の出力端子として作用し、発電要素１０に蓄電された電力を電池缶２から取り出すことができる。
【００１８】
正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上には、電池蓋ユニット（蓋ユニット）３０が配置されている。電池蓋ユニット３０は、リング形状をした絶縁板３４、絶縁板３４に設けられた開口部３４ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめと溶接により固定された電池蓋３により構成される。
絶縁板３４は、円形の開口部３４ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング形状を有し、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上に載置されている。
絶縁板３４は、開口部３４ａおよび下方に突出する側部３４ｂを有している。絶縁板３４の開口部３４ａ内には接続板３５が嵌合されている。
【００１９】
接続板３５は、アルミニウム系金属で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂが形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合されている。
【００２０】
発電ユニット２０の正極集電リング２７の基部２７ａの上面と電池蓋ユニット３０の接続板３５の下面との間には、導電リード積層体５０が配置されている。導電リード積層体５０の一端部５０ａは、正極集電リング２７に溶接により接合され、導電リード積層体５０の他端部５０ｂは、電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合されている。導電リード積層体５０の構成および正極集電リング２７と接続板３５との接合構造の詳細は後述する。
【００２１】
ダイアフラム３７はアルミニウム系金属で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００２２】
ダイアフラム３７は周縁部において電池蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に電池蓋３側に向かって垂直に起立する側壁３７ｂを有している。この側壁３７ｂ内に電池蓋３を収容し、かしめ加工により、側壁３７ｂを電池蓋３の上面側に屈曲して固定する。
【００２３】
電池蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成され、表裏両面にニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａと、この周縁部３ａから上方に突出する筒部３ｂを有するハット型である。筒部３ｂには開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。電池蓋３は一方の電力出力端として作用し、電池蓋３から蓄電された電力を取り出すことができる。
【００２４】
ダイアフラム３７と電池蓋３とのかしめ部を覆う絶縁部材からなるガスケット４３が設けられている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、フッ素系樹脂をあげることができる。
ガスケット４３は、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂを有する形状を有している。
【００２５】
プレス等により、電池缶２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを屈曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と電池蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４および接続板３５が一体に形成された電池蓋ユニット３０がガスケット４３を介して電池缶２に固定されると共に、絶縁板３４が発電ユニット２０の正極集電リング２７に当接し、発電ユニット２０を電池缶２の底部２ｃ側に押しつけている。
【００２６】
図３は、発電要素１０の構造の詳細を示すための一部を切断した状態の斜視図である。
発電要素１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構造を有する。
軸芯１５は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）のような絶縁材により形成され、中空円筒形状を有する。軸芯１５には、第１のセパレータ１３、負極電極１２、第２のセパレータ１４および正極電極１１が、積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、絶縁性の多孔質体で形成されている。
【００２７】
最内周（軸芯側）では、負極電極１２の捲き始めが正極電極１１の捲き始めよりも周方向に延出している。また、最外周（電池缶２側）では負極電極１２が正極電極１１よりも外周側に捲回されており、負極電極１２の捲き終わりが正極電極１１の捲き終わりよりも周方向に延出されている。最外周の負極電極１２の外周に第２のセパレータ１４が捲回されている。最外周の第２のセパレータ１４終端が接着テープ１９（図２参照）で止められる。尚、最外周で第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数回、捲回された後、接着テープ１９で止められることもある。
【００２８】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極金属箔１１ａと、この正極金属箔１１ａの両面に正極合剤が塗布された正極合剤層１１ｂを有する。正極金属箔１１ａの長手方向に延在する上方側の側縁は、正極合剤が塗布されず正極金属箔１１ａが露出した正極箔露出部１１ｃとなっている。この正極箔露出部１１ｃには、軸芯１５の軸に沿って上方に突き出す多数の正極タブ１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００２９】
正極合剤は正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質として、コバルト、マンガン、ニッケル等のリチウム酸化物が挙げられる。
正極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。
【００３０】
正極合剤を正極金属箔１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、等が挙げられる。正極合剤に分散溶液を混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレスし、裁断する。正極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極金属箔１１ａを裁断する際、正極タブ１６を一体的に形成する。すべての正極タブ１６の長さは、ほぼ同じである。
【００３１】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有する負極金属箔１２ａと、この負極金属箔１２ａの両面に負極合剤が塗布された負極合剤層１２ｂとを有する。負極金属箔１２ａの長手方向に延在する下方側の側縁は、負極合剤が塗布されず銅箔が露出した負極箔露出部１２ｃとなっている。この負極箔露出部１２ｃには、軸芯１５の軸に沿って正極タブ１６とは反対方向に延出された、多数の負極タブ１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００３２】
負極合剤は、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極活物質としては、黒鉛炭素が挙げられる。
【００３３】
負極合剤を負極金属箔１２ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法等が挙げられる。
負極合剤に分散溶媒を混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極金属箔１２ａをプレスにより裁断する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。
【００３４】
第１、第２のセパレータ１３、１４の幅は、負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅よりも大きい。負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅は、正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅よりも大きい。負極合剤層１２ｂの幅および長さを正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きくして、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆う構造とされている。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。この場合、負極側に負極活物質が形成されておらず負極金属箔１２ａが表出していると負極金属箔１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となる。上記の如く、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆うことにより、このようなリチウム析出に伴う内部短絡を防止することができる。
【００３５】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、それぞれ、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜で形成されている。
【００３６】
（導電リード積層体５０）
図４は、導電リード積層体５０の分解斜視図であり、図５は、図４に図示された導電リード積層体の側面図である。
導電リード積層体５０は、複数（図４、図５では２枚として図示）の導電リード５１ａにより構成される第１導電リード形成体５１と、複数（図４、図５では２枚として図示）の導電リード５２ａにより構成される第２導電リード形成体５２とが積層されて構成されている。導電リード５１ａおよび導電リード５２ａは、それぞれ、厚さ８０μｍ〜２００μｍ程度のアルミニウム系金属箔により形成されている。
各導電リード５１ａの長さ、幅および厚さは同一であり、各導電リード５２ａの長さ、幅および厚さは同一である。また、導電リード５１ａと導電リード５２ａとは同一の長さである。
【００３７】
従って、第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とは同一の長さである。第１導電リード５１と第２導電リード５２とは、長手方向にずらして積層されている。すなわち、第１導電リード形成体５１の一端部側の先端部５５は、第２導電リード形成体５２の一端部側の先端部５６から突き出す突出部６１を有し、第２導電リード形成体５２の他端部側の先端部５８は、第１導電リード形成体５１の他端部側の先端部５７から突き出す突出部６２を有している。
突出部６１と突出部６２との長さは、ほぼ同じである。
【００３８】
第１導電リード形成体５１の突出部６１は、正極集電リング２７の基部２７ａに溶接により接合され、第２導電リード形成体５２の突出部６２は、電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合される。第１導電リード形成体５１および第２導電リード形成体５２とは、突出部６１、６２以外の領域では接合されず、積層された状態で、１箇所の湾曲部６３において、折り返すように湾曲されている。
すなわち、導電リード積層体５０は、第１導電リード形成体５１と、第２導電リード形成体５１とが積層されて構成されているが、正極集電リング２７に接合されるのは第１導電リード形成体５１のみであり、電池蓋ユニット３０の接続板３５に接合されるのは第２導電リード形成体５２のみである。
【００３９】
第１導電リード形成体５１と正極集電リング２７とは、例えば、超音波溶接または抵抗溶接により接合される。また、第２導電リード形成体５２と電池蓋ユニット３０の接続板３５とは、例えば、レーザ溶接または抵抗溶接により接合される。
【００４０】
図６は、導電リード積層体５０と正極集電リング２７との接続状態を示す平面図である。
第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とは、予め、長手方向にずらして積層し、第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とを、一端部側の突出部６１附近の仮溶接部７１で仮溶接しておく。必要に応じ、他端部側の突出部６２附近でも仮溶接しておく。仮溶接には、例えば、超音波溶接または抵抗溶接等を用いることができる。
第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とが仮溶接部７１で仮溶接された導電リード積層体５０を、その一端部側を正極集電リング２７の基部２７ａ上に載置し、突出部６１を正極集電リング２７の基部２７ａに接触させ、突出部６１の領域内の溶接部７２で溶接する。
【００４１】
突出部６２と正極集電リング２７の基部２７ａとの溶接として、例えば、超音波溶接または抵抗溶接を挙げることができる。抵抗溶接により溶接する場合には、導電リード５１ａと導電リード５２ａを正極集電リング２７に押し当てて溶接するため、導電リード５１ａと導電リード５２ａとを仮溶接をしておく必要はない。
【００４２】
第２導電リード形成体５２の突出部６２を電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接する場合も同様に行う。第２導電リード形成体５２の突出部６２を接続板３５に接触させた状態で溶接する。溶接方法として、例えば、レーザ溶接、超音波溶接を用いることができる。レーザ溶接の場合、各導電リード５１ａ、５２ａを接続板３５に押し付けておく必要があり、第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とを仮溶接をしておくことが推奨される。
【００４３】
導電リード積層体５０の構成の一例を挙げると、厚さ１００μｍ程度の導電リード５１ａ、５２ａを用い、第１導電リード形成体５１および第２導電リード形成体５２を、それぞれ、２枚の導電リード５１ａ、５２ａにより構成する。第１導電リード形成体５１の突出部６１および第２導電リード形成体５２の突出部６２の長さは、それぞれ、２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。
【００４４】
上記一実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とを、一端部側および他端部側に、一方の先端部５５、５８が他方の先端部５６、５７から突き出す突出部６１、６２が形成されるように積層した。そして、第１導電リード形成体５１のみを正極集電リング２７に溶接により接合し、第２導電リード形成体５２のみを電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合した。このため、導電リード積層体５０の突出部６１、６２の厚さが、導電リード積層体５０全体の厚さよりも薄くなり、溶接時における接合部の熱伝導が向上するので、溶接不良を低減することができる。
【００４５】
（２）第１導電リード形成体５１および第２導電リード形成体５２を、それぞれ、複数の導電リード５１ａ、５２ａにより形成したので、各導電リード５１ａ、５２ａの厚さが薄くなり、フレキシブル性を維持することができる。
【００４６】
（３）第１導電リード形成体５１の突出部６１または第２導電リード形成体５２の突出部６２の付近で、第１導電リード形成体５１と第２導電リード形成体５２とを仮溶接することにより、超音波溶接またはレーザ溶接による本溶接を能率的に行うことができる。
【００４７】
--実施形態２--
図７は、実施形態２としての導電リード積層体５０Ａの分解斜視図であり、図８は、
図７に図示された導電リード積層体５０Ａの側面図であり、図９は、図７に図示された導電リード積層体５０Ａと正極集電リング２７との接続状態を示す平面図である。
実施形態２の導電リード積層体５０Ａが実施形態１の導電リード積層体５０と相違する点は、第１導電リード形成体５１Ａの長さが、第２導電リード形成体５２Ａの長さよりも短い点である。
実施形態１と同様、導電リード積層体５０Ａは、複数（図７、図８では２枚として図示）の導電リード５１ｂにより構成される第１導電リード５１Ａと、複数（図７、図８では２枚として図示）の導電リード５２ｂにより構成される第２導電リード形成体５２Ａとが積層されて構成されている。しかし、第１導電リード形成体５１Ａを構成する各導電リード５１ｂの長さは、第２導電リード形成体５２Ａを構成する各導電リード５２ｂの長さよりも短い。
【００４８】
第１導電リード形成体５１Ａは、第２導電リード形成体５２Ａの長手方向におけるほぼ中央に積層される。すなわち、一端部側において、第２導電リード形成体５２Ａの先端部５６が第１導電リード形成体５１Ａの先端部５５から突き出す突出部６４の長さと、他端部側において第２導電リード形成体５２Ａの先端部５８が第１導電リード形成体５１Ａの先端部５７から突き出す突出部６２の長さとは、ほぼ等しい。
【００４９】
図９に図示されるように、第１導電リード形成体５１Ａと第２導電リード形成体５２Ａとは、一端部側において、仮溶接部７１で仮溶接される。そして、第２導電リード形成体５２Ａの突出部６４が、正極集電リング２７の基部２７ａに溶接により接合される。
第１導電リード形成体５１Ａと第２導電リード形成体５２Ａとは、他端部側において、必要に応じ、仮溶接される。そして、導電リード積層体５０Ａは、湾曲部６３で折り返され、第２導電リード形成体５２Ａの突出部６２が電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合される。
【００５０】
実施形態２においては、第２導電リード形成体５２Ａの突出部６４のみが、正極集電リング２７に溶接され、また、第２導電リード形成体５２Ａの突出部６２のみが電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接される。従って、実施形態１と同様、導電リード積層体５０Ａの接合部における厚さが、導電リード積層体５０Ａ全体の厚さよりも薄くなり、溶接時における接合部の熱伝導が向上する。従って、実施形態２においても実施形態１と同様な効果を奏する。
【００５１】
--実施形態３--
図１０は、実施形態３としての導電リード積層体５０Ｂの分解斜視図であり、図１１は、図１０に図示された導電リード積層体５０Ｂの側面図である。
実施形態３の導電リード積層体５０Ｂが実施形態１の導電リード積層体５０と相違する点は、導電リード積層体５０Ｂが、３つの導電リード形成体を備えている点である。
すなわち、導電リード積層体５０Ｂは、複数（図１０、図１１では２枚として図示）の導電リード５１ｃにより構成される第１導電リード５１Ｂと、複数（図１０、図１１では２枚として図示）の導電リード５２ｃにより構成され、第１導電リード形成体５１Ｂの上下に積層される一対の第２導電リード形成体５２Ｂとにより構成されている。
一対の第２導電リード形成体５２Ｂの長さは、第１導電リード形成体５１Ｂの長さよりも長く、第１導電リード形成体５１Ｂは、一対の第２導電リード形成体５２Ｂの長手方向におけるほぼ中央に配置される。すなわち、一端部側において、各第２導電リード形成体５２Ｂの先端部５６が第１導電リード形成体５１Ｂの先端部５５から突き出す突出部６４の長さと、他端部側において各第２導電リード形成体５２Ｂの先端部５８が第１導電リード形成体５１Ｂの先端部５７から突き出す突出部６２の長さとは、ほぼ等しい。
【００５２】
第１導電リード形成体５１Ｂと、一対の第２導電リード形成体５２Ｂとは、必要に応じ、一端部側において、突出部６４の付近で仮溶接される。そして、一対の第２導電リード形成体５２Ｂの各突出部６４が、正極集電リング２７の基部２７ａに溶接により接合される。
第１導電リード形成体５１Ｂと、一対の第２導電リード形成体５２Ｂとは、必要に応じ、他端部側において、突出部６２の付近で仮溶接される。そして、導電リード積層体５０Ｂは、湾曲部６３で折り返され、第２導電リード形成体５２Ｂの突出部６２が電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合される。
【００５３】
実施形態３においては、一対の第２導電リード形成体５２Ｂの突出部６４のみが、正極集電リング２７に溶接され、また、一対の第２導電リード形成体５２Ｂの突出部６２のみが電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接される。従って、実施形態１と同様、導電リード積層体５０Ｂの両端部、すなわち、接合部における厚さが、導電リード積層体５０Ｂ全体の厚さよりも薄くなり、溶接時における接合部の熱伝導が向上する。従って、実施形態３においても実施形態１と同様な効果を奏する。
【００５４】
--実施形態４--
図１２は、実施形態４としての導電リード積層体５０Ｃの分解斜視図であり、図１３は、図１２に図示された導電リード積層体５０Ｃの側面図である。
実施形態４の導電リード積層体５０Ｃが実施形態１の導電リード積層体５０と相違する点は、導電リード積層体５０Ｃが、３つの導電リード形成体を備えている点である。
すなわち、導電リード積層体５０Ｃは、複数（図１２、図１３では２枚として図示）の導電リード５１ｄにより構成される第１導電リード形成体５１Ｃと、複数（図１２、図１３では２枚として図示）の導電リード５２ｄにより構成され、第１導電リード形成体５１Ｃの上下に積層される一対の第２導電リード形成体５２Ｃとにより構成されている。
一対の第２導電リード形成体５２Ｃの長さは、第１導電リード形成体５１Ｃの長さよりも短く、第２導電リード形成体５２Ｃは、第１導電リード形成体５１Ｃの長手方向におけるほぼ中央に、第１導電リード形成体５１Ｃの上下に積層して配置される。すなわち、一端部側において、第１導電リード形成体５１Ｃの先端部５５が各第２導電リード形成体５２Ｃの先端部５６から突き出す突出部６５の長さと、他端部側において第１導電リード形成体５１Ｃの先端部５７が各第２導電リード形成体５２Ｃの先端部５８から突き出す突出部６６の長さとは、ほぼ等しい。
【００５５】
第１導電リード形成体５１Ｃと、一対の第２導電リード形成体５２Ｃとは、必要に応じ、一端部側において、突出部６５の付近で仮溶接される。そして、第１導電リード形成体５１Ｃの突出部６５が、正極集電リング２７の基部２７ａに溶接により接合される。
第１導電リード形成体５１Ｃと、一対の第２導電リード形成体５２Ｃとは、必要に応じ、他端部側において、突出部６６の付近で仮溶接される。そして、導電リード積層体５０Ｃは、湾曲部６３で折り返され、第１導電リード形成体５１Ｃの突出部６６が電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合される。
【００５６】
実施形態４においては、第１導電リード形成体５１Ｃの突出部６５のみが、正極集電リング２７に溶接され、また、第１導電リード形成体５１Ｃの突出部６６のみが電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接される。従って、実施形態１と同様、導電リード積層体５０Ｃの接合部における厚さが、導電リード積層体５０Ｃ全体の厚さよりも薄くなり、溶接時における接合部の熱伝導が向上する。従って、実施形態４においても実施形態１と同様な効果を奏する。
【００５７】
--実施形態５--
図１４は、実施形態５としての導電リード積層体５０Ｄの分解斜視図であり、図１５は、図１４に図示された導電リード積層体５０Ｄの側面図である。
実施形態５の導電リード積層体５０Ｄも、実施形態３、４の導電リード積層体５０Ｂ、５０Ｃと同様、３つの導電リード形成体を備えている。しかし、実施形態３、４の導電リード積層体５０Ｂ、５０Ｃとは異なり、第１導電リード形成体５１Ｄを厚さ方向の中央にして、上下に積層された一対の第２導電リード形成体５２Ｄ1、５２Ｄ2は、相互に長手方向にずれた位置に配置されており、第１導電リード形成体５１Ｄは、導電リード積層体５０Ｄのほぼ中央に配置されている。
【００５８】
すなわち、一端部側において、上方の第２導電リード形成体５２Ｄ1の先端部５６は第１導電リード形成体の先端部５５から突き出す突出部６７を有し、他端部側において、上方の第２導電リード形成体５２Ｄ1の先端部５８と第１導電リード形成体５１Ｄの先端部５７とは面一とされている。また、他端部側において、下方の第２導電リード形成体５２Ｄ2の先端部５８は第１導電リード形成体５１Ｄの先端部５７から突き出す突出部６８を有し、一端部側において、下方の第２導電リード形成体５２Ｄ2の先端部５６と第１導電リード形成体５１Ｄの先端部５５とは面一とされている。
第１導電リード形成体５５は、複数（図１４、図１５では２枚として図示）の導電リード５１ｅにより構成され、第２導電リード形成体５２Ｄ1、５２Ｄ2は、それぞれ、複数（図１４、図１５では２枚として図示）の導電リード５２ｅにより構成されている。図１４、図１５においては、第２導電リード形成体５２Ｄ1と第２導電リード形成体５２Ｄ2とは、ほぼ同じ長さに図示されているが、異なる長さであってもよい。
【００５９】
第１導電リード形成体５１Ｄと、一対の第２導電リード形成体５２Ｄ1、５２Ｄ2とは、必要に応じ、一端部側において、突出部６７の付近で仮溶接される。そして、第２導電リード形成体５２Ｄ1の突出部６７が、正極集電リング２７の基部２７ａに溶接により接合される。
第１導電リード形成体５１Ｄと、一対の第２導電リード形成体５２Ｄ1、５２Ｄ2とは、必要に応じ、他端部側において、突出部６８の付近で仮溶接される。そして、導電リード積層体５０Ｄは、湾曲部６３で折り返され、第２導電リード形成体５２Ｄ2の突出部６８が電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合される。
【００６０】
実施形態５においては、第２導電リード形成体５２Ｄ1の突出部６７のみが、正極集電リング２７に溶接され、また、第２導電リード形成体５２Ｄ2の突出部６８のみが電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接される。従って、実施形態１と同様、導電リード積層体５０Ｄの接合部における厚さが、導電リード積層体５０Ｄ全体の厚さよりも薄くなり、溶接時における接合部の熱伝導が向上する。従って、実施形態５においても実施形態１と同様な効果を奏する。
【００６１】
--実施形態６--
図１６は、実施形態６としての導電リード積層体５０Ｅの分解斜視図であり、図１７は、図１６に図示された導電リード積層体５０Ｅの側面図である。
実施形態６の導電リード積層体５０Ｅが、実施形態１の導電リード積層体５０と相違する点は、一方が他方に対して突き出す突出部６９が、第１導電リード形成体５１Ｅと第２導電リード形成体５２Ｅとの他端部側のみに形成されている点である。
実施形態１と同様、導電リード積層体５０Ｅは、複数（図１６、図１７では２枚として図示）の導電リード５１ｆにより構成される第１導電リード５１Ｅと、複数（図１６、図１７では２枚として図示）の導電リード５２ｆにより構成される第２導電リード形成体５２Ｅとが積層されて構成されている。第１導電リード形成体５１Ｅを構成する各導電リード５１ｆの長さは、第２導電リード形成体５２Ｅを構成する各導電リード５２ｆの長さよりも短い。
【００６２】
第１導電リード形成体５１Ｅと第２導電リード形成体５２Ｅとは、一端部側において、第１導電リード形成体５１Ｅの先端部５５と第２導電リード形成体５２Ｅの先端部５６とを面一にして積層されている。また、他端部側においては、第２導電リード形成体５２Ｅの先端部５８が、第１導電リード形成体５１Ｅの先端部５７から突き出す突出部６９が形成されるように積層されている。
【００６３】
第１導電リード形成体５１Ｅと第２導電リード形成体５２Ｅとは、必要に応じ、一端部側において仮溶接される。そして、第１導電リード形成体５１Ｅと第２導電リード形成体５２Ｅとは、一端部側の先端部近傍で、正極集電リング２７の基部２７ａに溶接により接合される。
第１導電リード形成体５１Ｅと第２導電リード形成体５２Ｅとは、他端部側において、必要に応じ、仮溶接される。そして、導電リード積層体５０Ｅは、湾曲部６３で折り返され、第２導電リード形成体５２Ｅの突出部６９が電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接により接合される。
【００６４】
実施形態６においては、第２導電リード形成体５２Ｅの突出部６９のみが、電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接される。従って、電池蓋ユニット３０の接続板３５に接合される導電リード積層体５０Ｅにおける接合部の厚さが、導電リード積層体５０Ｅ全体の厚さよりも薄くなり、溶接時における接合部の熱伝導が向上する。従って、導電リード積層体５０Ｅと電池蓋ユニット３０の接続板３５との接合の信頼性が向上し、溶接不良を低減することができる。
【００６５】
導電リード積層体５０Ｅと電池蓋ユニット３０の接続板３５とを接合する際、通常、一端部側が正極集電リング２７に溶接された導電リード積層体５０Ｅの他端部側を電池容器の外部に引出した状態で、電池蓋ユニット３０の接続板３５に溶接する。そして、溶接後、電池蓋ユニット３０を電池容器４の開口を塞いでかしめる。このため、導電リード積層体５０Ｅと電池蓋ユニット３０の接続板３５との接合部には、大きな外力が作用する可能性が高く、大きい接合強度が必要とされることが多い。実施形態６によれば、
導電リード積層体５０Ｅと電池蓋ユニット３０の接続板３５との接合強度を安定させることができる。
但し、溶接方法や、組付け方法により、導電リード積層体５０Ｅと正極集電リング２７との接合部に大きな接合強度が求められる場合もあり、その場合には、第１、第２導電リード形成体５１Ｅ、５２Ｅの一方が他方から突き出す突出部を、正極集電リング２７に接合する一端部側に設けるようにしてもよい。
【００６６】
なお、上記実施形態１〜６において、第１、第２導電リード形成体５１、５１Ａ〜５１Ｅ、５２、５２Ａ〜５２Ｅを構成する導電リード５１ａ〜５１ｆ、５２ａ〜５２ｆの積層数を２枚として例示した。しかし、導電リード５１ａ〜５１ｆ、５２ａ〜５２ｆの積層数は、３枚以上とすることができる。また、第１、第２導電リード形成体５１、５１Ａ〜５１Ｅ、５２、５２Ａ〜５２Ｅを１枚の導電リード５１ａ〜５１ｆ、５２ａ〜５２ｆで構成してもよい。
【００６７】
第１導電リード形成体５１、５１Ａ〜５１Ｅと、第２導電リード形成体５２、５２Ａ〜５２Ｅとの積層数を異なる枚数としてもよい。第１、第２導電リード形成体５１、５１Ａ〜５１Ｅ、５２、５２Ａ〜５２Ｅの一方のみを、１枚の導電リード５１ａ〜５１ｆ、５２ａ〜５２ｆで構成するようにしてもよい。
【００６８】
上記実施形態では、第１、第２導電リード形成体５１、５２は、突出部６１、６２のみを正極集電リング２７または電池蓋ユニット３０に溶接するものとして例示した。しかし、突出部６１、６２の周縁部における第１、第２導電リード形成体５１、５２の部分も、突出部６１、６２と共に正極集電リング２７または電池蓋ユニット３０に溶接するようにしてもよい。
【００６９】
上記実施形態では、電池蓋ユニット３０を正極側、電池缶２を負極側として例示した。しかし、円筒形二次電池には、電池蓋ユニット３０が負極側、電池缶２が正極側のものもあり、本発明は、そのような円筒形二次電池にも適用することができる。その場合、正極集電リング２７は、発電要素１０の負極電極１２に接続された負極集電リングに置き換えられる。
【００７０】
また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限られるものではなく、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる円筒形二次電池にも適用が可能である。
【００７１】
また、電池蓋ユニット３０の構造は、上記実施形態に限られるものではなく、導電リード積層体５０に接続される接続部材と、接続部材を固定する電池蓋とを備えるものであればよい。その他、本発明の円筒形二次電池は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して適用することが可能であり、要は、第１、２の導電リード形成体を積層して形成される導電リード積層体の一端部と他端部との少なくとも一方に、第１、第２導電リード形成体の一方の先端部が他方の先端部から突き出す突出部を設け、該突出部において電極集電部材または蓋ユニットに接合するようにしたものであればよい。
【符号の説明】
【００７２】
１      円筒形二次電池
２      電池缶
３      電池蓋
４      電池容器
１０      発電要素
１１      正極電極
１２      負極電極
２０      発電ユニット
２７      正極集電リング（電極集電部材）
３０      電池蓋ユニット（蓋ユニット）
５０、５０Ａ〜５０Ｅ      導電リード積層体
５１、５１Ａ〜５１Ｅ      第１導電リード形成体
５１ａ〜５１ｆ      導電リード
５２、５２Ａ〜５２Ｄ1、５２Ｄ2、５２Ｅ      第２導電リード形成体
５２ａ〜５２ｆ      導電リード
５５〜５８      先端部
６１、６２、６４〜６９      突出部
６３      湾曲部
７１      仮溶接部
７２      接合部
【図１】
2015115237.tif 000003
【図２】
2015115237.tif 000004
【図３】
2015115237.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015115237.tif 000008
【図７】
2015115237.tif 000009
【図８】
2015115237.tif 000010
【図９】
2015115237.tif 000011
【図１０】
2015115237.tif 000012
【図１１】
2015115237.tif 000013
【図１２】
2015115237.tif 000014
【図１３】
2015115237.tif 000015
【図１４】
2015115237.tif 000016
【図１５】
2015115237.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2015115237.tif 000019