(57)【要約】【課題】リードとタブとを必要な接合強度を確保しつつ超音波接合することで、電池の高容量化と、超音波接合強度の確保を両立させること。【解決手段】実施形態の電池によれば、電解液を収容する容器と、前記容器内に長手方向に扁平状に捲回されて収納された帯状の電極と、前記捲回によって複数の群が形成されるように前記長手方向に沿って間欠的に設けられると共に、前記電極の前記長手方向に交差する向きに延出された集電タブと、前記集電タブのうち、前記複数の群のうち同じ群に属する集電タブをそれぞれ接合する複数の接合部とを備えている。【選択図】図１
2015191796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を収容する容器と、
前記容器内に長手方向に扁平状に捲回されて収納された帯状の電極と、
前記捲回によって複数の群が形成されるように前記長手方向に沿って間欠的に設けられると共に、前記電極の前記長手方向に交差する向きに延出された集電タブと、
前記集電タブのうち、前記複数の群のうち同じ群に属する集電タブをそれぞれ接合する複数の接合部とを備えていることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記複数の群をｎ群とした時、
前記集電タブは、前記接合部において、捲回のｎ−１周おきに重なり合うように形成されていることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
電解液を収容する容器と、
前記容器内に長手方向に沿って配置された帯状の電極と、
前記電極の長手方向に沿って複数の群が形成されるように間欠的に設けられると共に、前記電極の前記長手方向に交差する向きに延出された集電タブと、
前記集電タブのうち、前記複数の群のうち同じ群に属する集電タブを接合する接合部とを備えていることを特徴とする電池。
【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】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池などの用途に好適な、急速充電及び高出力放電が可能でかつサイクル性能に優れた非水電解質二次電池が開発されている。そのような二次電池では、帯状の正極と負極とを、セパレータを介して捲回し扁平状にした電極群と、電極群を浸潤する電解液とが電池容器に収容された構造となっている（例えば、特許文献１参照。）。また、この電極群の前後の端部には、正極の集電体となる金属箔と負極の集電体となる金属箔が捲回によって重なり合って突出し、集電タブを形成している。集電タブには、電流を取り出す外部端子へと電気的に連通するリードが接続される。リードは、発電要素の前後の端部に突出する集電タブの金属箔に重ね合わせて超音波接合により接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次電池の市場からは、電池のさらなる容量増大の要求が高まっている。電池の容量を増加するためには、電極群を増加させる必要がある。このためには、電極群を構成する正極と負極の捲回数を増加させる必要があり、リードと接合する箇所での集電タブ枚数が増加する。このため、一度に接合すべきタブ枚数を抑え、全てのタブとリードに超音波振動を十分に伝達する必要がある。すなわち、リードとタブとを必要な接合強度を確保しつつ超音波接合することで、電池の高容量化と、超音波接合強度の確保を両立した電池が必要とされてきている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の電池は、電解液を収容する容器と、前記容器内に長手方向に扁平状に捲回されて収納された帯状の電極と、前記捲回によって複数の群が形成されるように前記長手方向に沿って間欠的に設けられると共に、前記電極の前記長手方向に交差する向きに延出された集電タブと、前記集電タブのうち、前記複数の群のうち同じ群に属する集電タブをそれぞれ接合する複数の接合部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施の形態に係る電池を示す分解斜視図。
【図２】同電池に組み込まれた集電体の要部を展開して示す説明図。
【図３】同電池に組み込まれた集電タブとリードとの接続状態を模式的に示す説明図。
【図４】第２の実施の形態に係る電池の集電タブとリードとの接続状態を模式的に示す説明図。
【図５】同電池に組み込まれた集電体を展開して示す説明図。
【図６】第３の実施の形態に係る集電タブとリードとの接続状態を模式的に示す説明図。
【図７】第４の実施の形態に係る電池を示す斜視図。
【図８】同電池を示す分解斜視図。
【図９】同電池を模式的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は第１の実施の形態に係る電池１０を示す分解斜視図、図２は電池１０に組み込まれた集電体の要部を展開して示す説明図、図３は電池１０に組み込まれた集電タブとリードとの接続状態を模式的に示す説明図である。
【０００８】
電池１０は、電池本体２０と、電池本体２０を電解液と共に収容する金属材製（アルミニウム材あるいはアルミニウム合金等）から形成された収容容器１００とを備えている。
【０００９】
電池本体２０は、収容容器１００の開口部を蓋する蓋体２１と、この蓋体２１の外部側に設けられ、後述する正極リード２４，負極リード２５にそれぞれ接続された端子２２，２３と、蓋体２１の内部側に設けられ、後述する正電極３０及び負電極４０にそれぞれ接続される棒状の正極リード２４（２４ｘ，２４ｙ）及び負極リード２５と、扁平状に捲回された正電極３０及び負電極４０とを備えている。正電極３０及び負電極４０には、電解液が含浸されている。
【００１０】
正電極３０は、アルミニウム、銅、あるいはこれらの合金から形成された金属箔を帯状にして形成され、表面に正極材料が塗布された集電体３１と、この集電体３１の長手方向に直交する向きに突出形成された複数の集電タブ３２とを備えている。複数の集電タブ３２は図２に示すように、長手方向に沿って間欠的に設けられている。この間隔については後述する。
【００１１】
正電極３０は、容器１００の形状に合わせて扁平状に捲回することで、複数の集電タブ３２が正極リード２４ｘの長手方向に沿って離間した２つの位置（第１集電タブ群Ｑ１及び第２集電タブ群Ｑ２）のいずれかに位置し、これを第１の接合部２４ａ及び第２の接合部２４ｂとする。なお、第１の接合部２４ａ及び第２の接合部２４ｂには、それぞれ導電性の板材２６ａ,２６ｂが配置されており、上述した集電タブ３２と共に超音波接合されている。この板材２６ａ,２６ｂは、超音波接合の際に集電タブ３２の位置がずれたり、破損することを防止するものである。
【００１２】
集電タブ３２を設ける間隔は、図２及び図３に示すように設定されている。すなわち、各集電タブ３２が、第１集電タブ群Ｑ１と第２集電タブ群Ｑ２とに交互に位置するように配置されると共に、それが正電極３０の捲回による積層方向に沿って１枚おきに配置されている。図２に示す正電極３０を捲回すると、図３に示すような位置関係となる。なお、図２，３中Ｘａ〜Ｘｈは集電タブ３２の位置を示している。
【００１３】
このように、第１の接合部２４ａ及び第２の接合部２４では、それぞれ集電タブ３２が積層方向において１枚おきに設けられているため、一度に接合する集電タブ３２の数は積層方向の枚数よりも少なくなる（半分）となり、超音波接合が容易になる。
【００１４】
もう一方の正極リード２４ｙに関しても同様に、各集電タブ３２が、第１集電タブ群Ｑ３と第２集電タブ群Ｑ４とに交互に位置するように配置され、第１の接合部２４ｃ及び第２の接合部２４ｄにおいて超音波接合される。
【００１５】
負電極４０は、正電極３０と同様に形成されているため、詳細な説明は省略する。なお、負電極４０の集電タブは、正電極３０の集電タブとは反対方向に突出しており、１本の負極リードについて２ヶ所で負極リード２５に接続されている。
【００１６】
本実施形態に係る電池１０によれば、容量を増加するために電極群を構成する正極と負極の捲回数を増加させた場合であっても、一度に接合すべき集電タブ３２の数を半分に分けることができるため、全ての集電タブ３２に十分に超音波振動が伝達される。このため、正極リードと集電タブ及び負極リードと集電タブとを必要な接合強度を確保しつつ超音波接合することができる。したがって、電池の高容量化と、超音波接合強度の確保を両立させることができる。
【００１７】
なお、この例では、２つの集電タブ群としたが、複数であればそれ以上でも良い。なお、複数の群をｎ群とした時、集電タブ３２は、接合部において、捲回のｎ−１周おきに重なり合うように形成されていることとなる。
【００１８】
図４は第２の実施の形態に係る電池１０Ａの集電タブ３２と正極リード２４との接続状態を模式的に示す説明図、図５は電池１０Ａに組み込まれた集電体を展開して示す説明図である。これらの図において図２，３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、図４，５中Ｘａ〜Ｘｌは集電タブ３２の位置を示している。
【００１９】
本実施の形態では、複数の集電タブ３２が正極リード２４ｘの長手方向に沿って離間した３つの位置（第１集電タブ群Ｒ１、第２集電タブ群Ｒ２、第３集電タブ群Ｒ３）のいずれかに位置し、これを第１の接合部２４ｅ及び第２の接合部２４ｆ、第３の接合部２４ｇとする。この場合は、積層枚数に対して集電タブの接合数は１／３となる。
【００２０】
本実施形態に係る電池１０Ａでは、上述した電池１０と同様の効果を得ることができると共に、一ヶ所で接合する集電タブの数が減るため、超音波接合がさらに容易になる。
【００２１】
図６は第３の実施の形態に係る電池１０Ｂの集電タブ３２と正極リード２４との接続状態を模式的に示す説明図である。これらの図において図３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
本実施の形態では、前述した電池１０とほぼ同様の構成となっているが、第１集電タブ群Ｑ１と第２集電タブ群Ｑ２を跨ぐようにして１回の超音波接合によって接続されている。電池１０のように第１の接合部２４ａ及び第２の接合部２４ｂにそれぞれに対して超音波接合を行った場合と同様の効果が得られると共に、製造効率を向上させることができる。
【００２３】
図７は第４の実施の形態に係る電池２００を示す斜視図、図８は電池２００を示す分解斜視図、図９は電池２００を模式的に示す説明図である。
【００２４】
電池２００はラミネートタイプの電池であって、図７に示すように、電解液が収容された容器２１０と、この電池２１０に収容された電池本体２２０とを備えている。容器２１０は、有底箱形の第１外装２１１と第２外装２１２のそれぞれの開口部を合わせて形成されている。なお、図７中２２１及び２２２は、電池本体２２０から引き出された端子リードを示している。
【００２５】
電池本体２２０は、図８に示すように、正電極２３０と負電極２４０とがセパレータ２５０を挟んで複数枚配置されている。正電極２３０には集電タブ２３１が設けられている。集電タブ２３１の位置は、図９に示すように、上下に位置する正電極２３０間で位置がずれている。一方、正電極２３０の下方には端子リード２２１が配置され、上方から下方にかけて超音波接合により一体化されている。
【００２６】
同様に、負電極２４０には集電タブ２４１が設けられている。集電タブ２４１の位置は、図９に示すように、上下に位置する負電極２４０間で位置がずれている。一方、負電極２４０の下方には端子リード２２２が配置され、上方から下方にかけて超音波接合により一体化されている。図９中Ｅ１、Ｅ２は一度で超音波接合される範囲をそれぞれ示している。
【００２７】
このように集電タブ２３１，２４１の位置がずれているため、接合の際に積層される集電タブの数は、正電極２３０及び負電極２４０の枚数より少なくなり、この例では１／２となる。したがって、製造工程における超音波接合が容易になる。
【００２８】
本実施形態に係る電池２００によれば、容量を増加するために電極群を構成する正極と負極の積層数を増加させた場合であっても、一度に接合すべき集電タブの数を半分に分けることができるため、全ての集電タブに十分に超音波振動が伝達される。このため、端子リードと集電タブとを必要な接合強度を確保しつつ超音波接合することができる。したがって、電池の高容量化と、超音波接合強度の確保を両立させることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…電池、２０…電池本体、２１…蓋体、２２…端子、２３…端子、２４…正極リード、２５…負極リード、３０…正電極、３１…集電体、３２…集電タブ、４０…負電極、１００…収容容器、２００…電池、２１０…容器、２２０…電池本体、２２１，２２２…端子リード、２３０…正電極、２４０…負電極。
【図２】
2015191796.tif 000003
【図３】
2015191796.tif 000004
【図４】
2015191796.tif 000005
【図５】
2015191796.tif 000006
【図６】
2015191796.tif 000007
【図７】
2015191796.tif 000008
【図８】
2015191796.tif 000009
【図９】
2015191796.tif 000010
【図１】
2015191796.tif 000011