(57)【要約】【課題】薄型リードでも強度は低下させず、リード収納時の折り曲げも安定する補強凸部形状により工程不良を低減させることのできる技術を提供する。【解決手段】密閉型電池において、電極群５より引き出す正極リード１上に電極群５より引き出した部位に補強用の凸部２を設け、この凸部２に折り曲げ位置規制部２１を設け、封口板７を電池容器６に挿入する際に前記正極リード１の折り曲げ位置規制部２１で折り曲げることを特徴とするものである。【選択図】図２
2008218132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体に少なくとも複合リチウム酸化物を活物質とする正極合剤塗料を塗布した帯状の正極板と負極集電体に少なくともリチウムを保持しうる材料を活物質とする負極合剤塗料を塗布した負極板と前記正極板と負極板を隔離するセパレータとを積層または渦巻き状に巻回して構成される電極群を非水電解液とともに金属製の電池容器に収納し、封口板で密閉した密閉形電池において、前記電極群より引き出す正極リード上に電極群より引き出した部位に補強用の凸部を設け、この凸部に折り曲げ位置規制部を設け、封口板を金属製の電池容器に挿入する際に前記正極リードの折り曲げ位置規制部で折り曲げたことを特徴とする密閉形電池。
【請求項２】
前記折り曲げ位置規制部として、正極リードに設けた補強用の凸部の少なくとも一箇所以上に断面積の小さい部分を設けて構成したことを特徴とする請求項１に記載の密閉形電池。
【請求項３】
前記折り曲げ位置規制部として、正極リードに設けた補強用の凸部の少なくとも一箇所以上に幅の狭い部分を設けて構成したことを特徴とする請求項１に記載の密閉形電池。
【請求項４】
前記折り曲げ位置規制部として、正極リードに設けた補強用の凸部の少なくとも一箇所以上に高さが低い部分を設けて構成したことを特徴とする請求項１に記載の密閉形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層または渦巻き状に巻回して構成される電極群を備えた密閉形電池に関し、特に正極リードを改良した構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウムイオン二次電池は高いエネルギー密度や負荷特性に優れた密閉形とし、これらの二次電池には電子機器の高性能化、高機能化に伴い高容量化が要望されている。
【０００３】
円筒形のリチウムイオン電池を代表とする密閉形電池において、高容量化を実現するには発電要素を構成する新材料の開発と密閉形電池の構成部品の開発との二つに大別できる。二次電池の構成部品の高容量化開発においては、構成部品を薄型化にすることによって電極群を収納する電池容器の内容積に対する電極群の占める割合を大きくし、高容量化の密閉形電池を実現する取組みが行なわれてきた。構成部品の薄型化の代表的な取組みは、電池容器の厚みの薄肉化、封口板としての構成部品の厚みの薄肉化による封口板の薄型化、正極リードおよび負極リードの厚みの薄肉化、電気絶縁板の薄型化がある。
【０００４】
構成部品における薄型化の取組みのひとつに正極リードの厚みを薄くすることが挙げられる。正極リードの厚みが薄いものは、正極リードの厚みの薄い分だけ電極群の外径が小さくなり、電池容器の内容積に対する電極群の占める割合が小さくなる。正極リードの厚みが薄い密閉形電池は、従来の厚みを持つ正極リードを用いた密閉形電池と電池容器の内容積に対する電極群の占める割合を同じにする場合、電極群の外径が小さくなった分だけ正極板および負極板の長さを長くして、密閉形電池を構成することが可能となり、正極板および負極板の長さが長くなる分だけの電池容量が高くなる。
【０００５】
しかしながら、正極リードの厚みを薄くすることによって正極リードの曲げ剛性が小さくなり、正極リードの強度が弱くなるため、組立工程内で密閉形電池を搬送している間、正極リードが任意の位置で曲がりやすく、組立工程において電池容器に封口板を挿入する際に正極リードの折り曲げ位置が不安定になり封口板の電池容器への挿入時に正極リードが噛み込み、封口不良となる不具合が生じる。
【０００６】
正極リードの強度を向上するために、例えば、図６に示すように電極板２０に接合した正極リード２１に補強リブ２２を施す方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、前記方法の正極リード２１に単純に一本の補強リブ２２を設けただけでは、封口板を電池容器に収納するため正極リード２１を２ヵ所折り曲げる際に正極リード２１の折り曲げ位置規制は不十分であり、例えば図７に示すように電極板２３に接合した正極リード２４の前記折り曲げ部の上下にリブ２５，２６を施す方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１９０１９９号公報
【特許文献２】特開平１０−１５４５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１の従来技術においては、高容量化の密閉形電池を実現するために正極リード２１の厚みを薄くした密閉形電池の場合、封口板を電池容器に収
納するため正極リード２１を２ヵ所折り曲げる際の折り曲げの位置規制は、一つの補強リブ２２だけでは不十分となり、電池容器に封口板を挿入する際に正極リード２１の折り曲げ位置が不安定になり、正極リード２１が封口板と電池容器の間に噛み込んだ状態になるという封口板の挿入不良になる課題があった。
【０００９】
また、特許文献２の従来技術においては、折り曲げ部の上下でリブ２５，２６が設けられている正極リード２４は、上下にある二つのリブ２５，２６に挟まれた部位が折り曲げの位置規制の役割を果たすため折り曲げやすいが、高容量化の密閉形電池のために正極リード２４の厚みを薄くした場合は、前記正極リード２４の上下にある二つのリブ２５，２６に挟まれた部位の曲げ剛性が小さくなり、組立工程中において電池容器に封口板を挿入する時正極リード２４の折り曲げ位置が不安定になり正極リード２１が封口板と電池容器の間に噛み込んだ状態になるという封口板の挿入不良になる不具合が生じる。
【００１０】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたもので、正極リードの厚みを薄くした場合に発生する正極リードの構造上の強度不足と正極リードの折り曲げ位置の位置規制が不安定になることに起因した封口板の挿入不良を低減することが可能であり、正極リードの厚みを薄くした高容量な密閉形電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記従来の課題を解決するために本発明の密閉形電池では、正極集電体に少なくとも複合リチウム酸化物を活物質とする正極合剤塗料を塗布した帯状の正極板と負極集電体に少なくともリチウムを保持しうる材料を活物質とする負極合剤塗料を塗布した負極板と前記正極板と負極板を隔離するセパレータとを積層または渦巻き状に巻回して構成される電極群を非水電解液とともに金属製の電池容器に収納し、封口板で密閉した密閉形電池において、電極群より引き出す正極リード上に電極群より引き出した部位に補強用の凸部を設け、この凸部に折り曲げ位置規制部を設け、その折り曲げ位置規制部で折り曲げたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の密閉形電池によると、電極群より引き出す正極リード上に補強用の凸部を有し、この凸部に折り曲げ位置規制部を形成することにより、電池の高容量化のために正極リードの厚みを薄くする際に、同じ厚みを有する平板状の正極リードに比べ曲げ剛性を大きくすることが可能となり、正極リードの機械的強度が増し、組立工程内で電池を搬送している間に正極リードと接続している封口板の重量により正極リードが屈曲し難く、組立工程において電池容器に封口板を挿入する際に正極リードの折り曲げ位置が不安定になることに起因した封口板の挿入不良を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の発明においては、正極集電体に少なくとも複合リチウム酸化物を活物質とする正極合剤塗料を塗布した帯状の正極板と負極集電体に少なくともリチウムを保持しうる材料を活物質とする負極合剤塗料を塗布した負極板と前記正極板と負極板を隔離するセパレータとを積層または渦巻き状に巻回して構成される電極群を非水電解液とともに金属製の電池容器に収納し、封口板で密閉した密閉形電池において、電極群より引き出す正極リード上に電極群より引き出した部位に補強用の凸部を設け、この凸部に折り曲げ位置規制部を設け、封口板を金属製の電池容器に挿入する際に正極リードの折り曲げ位置規制部で折り曲げたことにより、正極リードの曲げ剛性が大きくなり、正極リードの機械的強度が増加する。また、凸部の折り曲げ位置規制部を折り曲げることにより電池容器に封口板を折り曲げて収納する際に、凸部の折り曲げ位置規制部が正極リードにおける折り曲げの位置規制の役割を果たし、正極リードの折り曲げ位置を正確に規制することが可能となる。
【００１４】
本発明の第２の発明においては、折り曲げ位置規制部として、正極リードに設けた補強用の凸部の少なくとも一箇所以上に断面積の小さい部分を設けて構成したことにより、正極リードに設けた補強用の凸部にある断面積の小さい部分を位置規制部としたものであり、正極リードの折り曲げ位置を正確に規制することが可能となる。
【００１５】
本発明の第３の発明においては、折り曲げ位置規制部として、正極リードに設けた補強用の凸部の少なくとも一箇所以上に幅の狭い部分を設けて構成したことにより、正極リードに設けた補強用の凸部にある幅の狭い部分を折り曲げの位置規制部としたものであり、正極リードの折り曲げ位置を正確に規制することが可能となる。
【００１６】
本発明の第４の発明においては、折り曲げ位置規制部として、正極リードに設けた補強用の凸部の少なくとも一箇所以上に高さが低い部分を設けて構成したことにより、正極リードに設けた補強用の凸部にある高さが低い部分を位置規制部としたものであり、正極リードの折り曲げ位置を正確に規制することが可能となる。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。円筒形のリチウムイオン電池などの密閉形電池は、図１に示すように複合リチウム酸化物を活物質とする正極板１２と、リチウムを保持しうる材料を活物質とする負極板１０とをセパレータ９を介して渦巻き状に巻回し電極群５を作製する。
【００１８】
電池容器６の内部に下部絶縁板１４を収納し、次いで電極群５および上部絶縁板１３を電池容器６の内部に収納し、負極板１０より引き出された負極リード１１を電池容器６と溶接し、正極板１２より引き出された正極リード１を封口板７と溶接し、次いでこの電池容器６に所定量の非水溶媒からなる非水電解液（図示なし）を注液した後、円筒形の電池容器６の開口部にガスケット８を周縁に取り付けた封口板７を挿入し、電池容器６の開口部を封口して構成されている。
【００１９】
本発明ではこの密閉形電池形態において、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、正極リード１は補強用の凸部２を有し、この凸部２に断面積の小さい折り曲げ位置規制部を形成している。正極リード１に補強用の凸部２を形成する方法としては、金型を用いてプレス成形する方法があるが、これに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図２（ａ）は本発明の実施例１における正極リードの斜視図を示し、図２（ｂ）にはＡ−Ａ断面図を示し、図２（ｃ）にはＢ−Ｂ断面図を示す。正極リード１は材質がアルミニウム、幅が３．０ｍｍ、厚みが０．０７ｍｍとし、正極リード１の先端から封口板７への溶接に必要な長さを除いた所から高さが０．５ｍｍ、長さが７ｍｍにわたって幅が２．５ｍｍの補強用の凸部２を施した。さらに正極リード１の折り曲げ部は、この補強用の凸部２の断面積の小さくした小断面積からなる折り曲げ位置規制部２１とした。この補強用の凸部２を有する正極リード１を用いて下記の方法で密閉形電池を作製した。
【００２１】
図１に示すように正極集電体に少なくとも正極活物質を含む正極合剤塗料を塗布した正極板１２、および負極集電体に少なくとも負極活物質を含む負極合剤塗料を塗布した負極板１０と正極板１２と負極板１０を隔離するセパレータ９とを渦巻き状に巻回して構成される電極群５を電池容器６に挿入し、負極板１０より引き出された負極リード１１を電池容器６と溶接し、正極板１２より引き出された正極リード１を封口板７と溶接し、その後電池内に電解液を所定量注入し、正極リード１を折り曲げて封口板７を電池容器６に挿入し、電池容器６の開口部を封口した密閉形電池を実施例１とした。
【実施例２】
【００２２】
図３（ａ）は本発明の実施例２における正極リードの斜視図を示し、図３（ｂ）には断面図を示す。正極リード１は材質がアルミニウム、幅が３．０ｍｍ、厚みが０．０７ｍｍとし、正極リード１の先端から封口板７への溶接に必要な長さを除いた所から深さ０．５ｍｍ、長さ７ｍｍにわたって幅２．５ｍｍの補強用の凸部２を施した。さらに正極リード１の折り曲げ位置規制部は補強用の凸部２の幅が１．５ｍｍと狭くした幅狭部３とした。この補強用の凸部２を有する正極リード１を用いて下記の方法で密閉形電池を作製した。
【００２３】
図１に示すように正極集電体に少なくとも正極活物質を含む正極合剤塗料を塗布した正極板１２、および負極集電体に少なくとも負極活物質を含む負極合剤塗料を塗布した負極板１０と、正極板１２と負極板１０を隔離するセパレータ９とを渦巻き状に巻回して構成される電極群５を電池容器６に挿入し、負極板１０より取り出された負極リード１１を電池容器６と溶接し、正極板１２より取り出された正極リード１を封口板７と溶接し、その後電池容器６内に電解液を所定量注入し、正極リード１を折り曲げて封口板７を電池容器６に挿入し、電池容器６の開口部を封口した密閉形電池を実施例２とした。
【実施例３】
【００２４】
図４（ａ）は本発明の実施例３における正極リードの斜視図を示し、図４（ｂ）には断面図を示す。正極リード１は材質がアルミニウム、幅が３．０ｍｍ、厚みが０．０７ｍｍとし、正極リード１の先端から封口板７への溶接に必要な長さを除いた所から深さ０．５ｍｍ、長さ７ｍｍにわたって幅２．５ｍｍの補強用の凸部２を施した。さらに正極リード１の折り曲げ位置規制部は補強用の凸部２の高さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満低くなった低凸部４とした。この補強用の凸部２を有する正極リード１を用いて下記の方法で密閉形電池を作製した。
【００２５】
図１に示すように正極集電体に少なくとも正極活物質を含む正極合剤塗料を塗布した正極板１２、および負極集電体に少なくとも負極活物質を含む負極合剤塗料を塗布した負極板１０と、正極板１２と負極板１０を隔離するセパレータ９とを渦巻き状に巻回して構成される電極群５を電池容器６に挿入し、負極板１０より取り出された負極リード１１を電池容器６と溶接し、正極板１２より取り出された正極リード１を封口板７と溶接し、その後電池内に電解液を所定量注入し、正極リード１を折り曲げて封口板７を前記電池容器６に挿入し、電池容器６の開口部を封口した密閉形電池を実施例３とした。
【００２６】
（比較例１）
図５（ａ）は比較例１における正極リードの斜視図を示し、図５（ｂ）には断面図を示す。正極リード１はリード上に補強用の凸部がない構造で、材質がアルミニウム、幅が３．０ｍｍ、厚みが０．０７ｍｍとした。この正極リード１を用いて、下記の方法で電池を作製した。
【００２７】
図１に示すように正極集電体に少なくとも正極活物質を含む正極合剤塗料を塗布した正極板１２、および負極集電体に少なくとも負極活物質を含む負極合剤塗料を塗布した負極板１０と正極板１２と負極板１０を隔離するセパレータ９とを渦巻き状に捲回して構成される電極群５を電池容器６に挿入し、負極板１０より取り出された負極リード１１を電池容器６と溶接し、正極板１２より取り出された正極リード１を封口板７と溶接し、その後電池内に電解液を所定量注入し、正極リード１を折り曲げて封口板７を前記電池容器６に挿入し、電池容器６の開口部を封口した密閉形電池を比較例１とした。
【００２８】
（比較例２）
図５（ａ）は比較例２における正極リードの斜視図を示し、図５（ｂ）には断面図を示す。正極リード１はリード上に補強用の凸部がない構造で、材質がアルミニウム、幅が３
．０ｍｍ、厚みが０．１５ｍｍとした。前記正極リード１を用いて、下記の方法で密閉形電池を作製した。
【００２９】
図１に示すように正極集電体に少なくとも正極活物質を含む正極合剤塗料を塗布した正極板１２、および負極集電体に少なくとも負極活物質を含む負極合剤塗料を塗布した負極板１０と、正極板１２と負極板１０を隔離するセパレータ９とを渦巻き状に捲回して構成される電極群５を電池容器６に挿入し、負極板１０より取り出された負極リード１１を電池容器６と溶接し、正極板１２より取り出された正極リード１を封口板７と溶接し、その後電池内に電解液を所定量注入し、前記正極リード１を折り曲げて封口板７を前記電池容器６に挿入し、電池容器６の開口部を封口した密閉形電池を比較例２とした。
【００３０】
実施例１〜３、比較例１、比較例２をそれぞれ１００００個の密閉形電池を作製し、その際の組立工程における不良率を比較した結果を（表１）に示す。
【００３１】
【表１】
2008218132.tif 000003
【００３２】
（表１）より明らかように、高容量化のために正極リード１を薄くすると、正極リード１はリード上に補強用の凸部がない構造を有する比較例１、比較例２に比べ、実施例１〜３のように正極リード１に補強用の凸部２を設けることによって、厚みが薄い正極リード１でありながら曲げ剛性を大きくすることが可能であるため、組立工程内で密閉形電池を搬送している間、正極リード１と接続している封口板７の重量により正極リード１が任意の位置では変形しない。
【００３３】
また、実施例１においては、電池容器６に封口板７を折り曲げて収納する際に、小断面積部からなる折り曲げ位置規制部２１が正極リード１における折り曲げの位置規制の役割を果たし、正極リード１の折り曲げ位置を正確に規定することが可能となり、封口板挿入不良を低減することができる。
【００３４】
実施例２においては、正極リード１に設けた補強用の凸部２の少なくとも一箇所以上に凸部２の幅狭部３からなる折り曲げ位置規制部を設けることにより、実施例１とは異なる構成で正極リード１における折り曲げの位置規制の役割を果たし、正極リード１の折り曲げ位置を正確に規定することが可能となり、封口板挿入不良を低減することができる。実施例３は正極リード１に設けた補強用の凸部２の少なくとも一箇所以上にこの補強用の凸部２の高さよりも低い部分からなる折り曲げ位置規制部を設けることにより、実施例１とは異なる構成で正極リード１における折り曲げの位置規制の役割を果たし、正極リード１の折り曲げ位置を正確に規定することが可能となり、封口板挿入不良を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る密閉型電池は、正極リード上に電極群より引き出した部位に補強用の凸部を設け、この補強用の凸部に断面積の小さい部分を設け、その断面積の小さい部分で折り曲げることにより、正極リードの機械的強度を増加させ、電池容器に封口板を折り曲げて収納する際に、補強用の凸部の小断面積部が正極リードにおける折り曲げの位置規制の役
割を果たし、正極リードの折り曲げ位置を正確に規定することが可能となることで、従来の密閉型電池より、封口板挿入不良を低減できるので、電子機器および通信機器の多機能化に伴って高容量化が望まれているポータブル用電源等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１における円筒形状をした密閉形電池の断面図
【図２】（ａ）本発明の実施例１における正極リードの斜視図、（ｂ）本発明の実施例１における正極リードのＡ−Ａ断面図、（ｃ）本発明の実施例１における正極リードのＢ−Ｂ断面図
【図３】（ａ）本発明の実施例２における正極リードの斜視図、（ｂ）本発明の実施例２における正極リードの断面図
【図４】（ａ）本発明の実施例３における正極リードの斜視図、（ｂ）本発明の実施例３における正極リードの断面図
【図５】（ａ）比較例１および比較例２における正極リードの斜視図、（ｂ）比較例１および比較例２における正極リードの断面図
【図６】従来例における正極板の平面図
【図７】従来例における正極板の平面図
【符号の説明】
【００３７】
１  正極リード
２  凸部
３  幅狭部
４  低凸部
５  電極群
６  電池容器
７  封口板
８  ガスケット
９  セパレータ
１０  負極板
１１  負極リード
１２  正極板
１３  上部絶縁板
１４  下部絶縁板
１５  正極リード
２１  折り曲げ位置規制部
【図１】
2008218132.tif 000004
【図２】
2008218132.tif 000005
【図３】
2008218132.tif 000006
【図４】
2008218132.tif 000007
【図５】
2008218132.tif 000008
【図６】
2008218132.tif 000009
【図７】
2008218132.tif 000010