(57)【要約】      （修正有）【課題】リードと芯体とを隙間をあけて一体化することにより、リードを電極に超音波溶接等により接続する際に位置ズレが生じるおそれのない電池を提供する。【解決手段】発電要素１の内部又は側面に凹部２ａ、２ｂが形成された芯体２（絶縁部材）とリード３、４とを備え、前記リード３、４が前記芯体２に、凹部２ａ、２ｂ内のいずれかの部分に隙間をあけて粘着テープを貼り付けて一体化された構成とする。リードは絶縁部材の凹部によって位置決めが確実となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素の内部又は側面に絶縁部材とリードとを備え、前記絶縁部材と前記リードとが少なくとも一部に隙間がある状態で一体化され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】
本発明は、発電要素の内部や側面に芯体として絶縁部材を配置した電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電要素をフレキシブルなアルミラミネートフィルムに収納した非水電解質二次電池では、この発電要素の内部に芯体を配置すると共に、この芯体と一体化したリードに発電要素の電極を超音波溶接したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記芯体として樹脂板を用いた従来の非水電解質二次電池の構造例を図６及び図７に示す。この電池の発電要素１は、図６に示すように、正極１ａと負極１ｂをセパレータ１ｃを介して長円筒形に巻回したものである。また、この発電要素１の前方端部には、正極１ａの集電体であるアルミニウム箔が突出し、後方端部には、負極１ｂの集電体である銅箔が突出している。
【０００４】
上記発電要素１の巻回の中心部には、芯体２が挿入配置されている。芯体２は、図６及び図７に示すように、絶縁性のほぼ方形の樹脂板であり、この方形の前方端辺と後方端辺の中央部には、それぞれ凹部２ａ、２ｂが形成されている。また、これらの凹部２ａ、２ｂには、金属板からなる正極リード３と負極リード４が嵌め込まれ、図示しない粘着テープによって一体化されている。
【０００５】
上記リード３、４を一体化した芯体２は、図６に示すように、発電要素１の巻回の中心部に挿入配置される。そして、発電要素１の前後の端面から突出したリード３、４を、この発電要素１の前後の端部に突出する電極１ａ、１ｂのアルミニウム箔や銅箔に超音波溶接により接続する。
【０００６】
上記発電要素１は、図示しないアルミラミネートフィルムで覆って周囲を熱溶着すると共に、内部に非水電解液を充填することにより、非水電解質二次電池となる。また、発電要素１の前後の端面から突出したリード３、４は、アルミラミネートフィルムの熱溶着部の間からそれぞれ外部に突出して、非水電解質二次電池の正極端子と負極端子となる。
【０００７】
ところが、上記非水電解質二次電池は、リード３、４が芯体２の凹部２ａ、２ｂに隙間なく嵌め込まれていたので、これらのリード３、４と発電要素１の電極１ａ、１ｂとを超音波溶接する際に、超音波振動がリード３、４から芯体２の凹部２ａ、２ｂとの接触面に伝わり、これによってリード３、４の位置ズレが生じるおそれがあった。即ち、これらのリード３、４は、凹部２ａ、２ｂから出て行く方向に位置がズレることが多く、しかも、この位置ズレ量にバラツキが生じたり、リード３、４が斜め方向に曲がってズレることもあった。
【０００８】
このため、従来の非水電解質二次電池は、リード３、４が超音波溶接の際に位置ズレを生じるおそれがあるので、電極１ａ、１ｂとの接続が不十分になったり、発電要素１の端面から突出するリード３、４の突出量や傾きにバラツキが生じることにより、電池の組み立て作業時に不良が発生する可能性が高くなるという問題が生じていた。
【特許文献１】特開２００４−１７８８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、リードと絶縁部材とを隙間をあけて一体化することにより、このリードを電極に超音波溶接等により接続する際に位置ズレが生じるおそれのない電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の電池は、発電要素の内部又は側面に絶縁部材とリードとを備え、前記絶縁部材と前記リードとが少なくとも一部に隙間がある状態で一体化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、リードが絶縁部材との間に隙間をあけて一体化されるので、このリードを発電要素の電極に接続する際に位置ズレが生じることがなくなる。従って、リードと電極との接続が不十分になったり、このリードの位置のバラツキにより組み立て不良が生じるようなこともなくなる。
【００１２】
リードと発電要素の電極は、超音波溶接により接続される場合が多い。そして、特にこの場合には、リードが超音波溶接の際に超音波振動するので、この振動による絶縁部材との間の位置ズレを確実に防止することができるようになる。
【００１３】
また、絶縁部材には凹部を設け、リードは、この凹部内にいずれかの部分で隙間をあけて嵌め込んで一体化することが好ましい。このようにすれば、リードは絶縁部材の凹部によって位置決めが確実となり、このリードを発電要素の電極に接続する際に位置ズレが生じることがなくなるので、このリードの位置のバラツキをより少なくすることができる。  また、リードと絶縁部材は、粘着テープを貼り付けることにより一体化することが好ましい。このようにすれば、リードと絶縁部材が粘着テープを介して一体化されるので、この粘着テープの緩衝性によって、リードに加わる振動等が絶縁部材に伝わるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図５を参照して説明する。なお、これらの図においても、図６〜図７に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１５】
本実施形態も、図６に示した従来例と同様の非水電解質二次電池について説明する。この非水電解質二次電池の発電要素１は、図１に示すように、正極１ａと負極１ｂをセパレータ１ｃを介して長円筒形に巻回したものである。
【００１６】
正極１ａは、集電体である帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質を担持させたものであり、負極１ｂは、集電体である帯状の銅箔の表面に負極活物質を担持させたものである。ただし、正極１ａは、帯状のアルミニウム箔の前方の側端部に正極活物質を塗布しない未塗工部を設け、負極１ｂは、帯状の銅箔の後方の側端部に負極活物質を塗布しない未塗工部を設けている。また、これらの正極１ａと負極１ｂは、正極１ａを前方にずらすと共に、負極１ｂを後方にずらして巻回しているので、発電要素１の前方端部には、正極１ａの未塗工部のアルミニウム箔だけがセパレータ１ｃから突出し、後方端部には、負極１ｂの未塗工部の銅箔だけがセパレータ１ｃから突出している。セパレータ１ｃは、電極１ａ、１ｂよりも少し幅の狭い帯状のＰＥ（ポリエチレン）の微多孔膜からなる。
【００１７】
上記発電要素１の巻回の中心部には、芯体２（絶縁部材）が挿入配置されている。芯体２は、図１及び図２に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰ（ポリプロピレン）等からなる絶縁性のほぼ方形の樹脂板であり、この方形の前方端辺と後方端辺の中央部には、それぞれ凹部２ａ、２ｂが形成されている。
【００１８】
上記芯体２の凹部２ａ、２ｂには、正極リード３と負極リード４が隙間をあけて嵌め込まれている。正極リード３は、方形短冊状のアルミニウム板であり、負極リード４は、方形短冊状の銅板である。これらのリード３、４は、図２に示すように、芯体２の凹部２ａ、２ｂ内で、左右方向に隙間をあけるだけでなく、特に前後方向に十分な隙間Ｇをあけて嵌め込まれる。
【００１９】
このようなリード３、４の嵌め込み作業は、図３に示すような治具５を用いて行うことができる。治具５は、芯体２とリード３、４（図３では正極リード３のみを示す）を配置する載置面を備えると共に、これら芯体２とリード３、４との間に突起５ａを形成したものである。従って、リード３、４は、突起５ａに遮られるために、芯体２に接することなく、容易に隙間をあけてこの芯体２の凹部２ａ、２ｂに嵌め込むことができる。そして、リード３、４が芯体２の凹部２ａ、２ｂに嵌め込まれると、粘着テープ６を貼り付けることにより、これらのリード３、４が芯体２に隙間をあけた状態のまま取り付けられて一体化される。
【００２０】
上記のようにしてリード３、４と一体化された芯体２は、図１に示すように、発電要素１の巻回の中心部に挿入することにより配置される。そして、発電要素１の前方端面からさらに前方に突出した正極リード３を、この発電要素１の前方端部に突出する正極１ａのアルミニウム箔に超音波溶接により接続固定すると共に、発電要素１の後方端面からさらに後方に突出した負極リード４を、この発電要素１の後方端部に突出する負極１ｂの銅箔に超音波溶接により接続固定する。
【００２１】
上記発電要素１は、図示しないアルミラミネートフィルムで覆って周囲を熱溶着すると共に、内部に非水電解液を充填することにより、非水電解質二次電池となる。また、発電要素１の前後の端面から突出したリード３、４は、アルミラミネートフィルムの熱溶着部の間からそれぞれ外部に突出して、非水電解質二次電池の正極端子と負極端子となる。
【００２２】
上記構成の非水電解質二次電池によれば、芯体２の凹部２ａ、２ｂに嵌め込まれたリード３、４がこの芯体２との間に隙間をあけて一体化されるので、これらのリード３、４が超音波溶接の際に超音波振動しても、芯体２と全く接触することがなく、位置ズレが生じるおそれがなくなる。しかも、リード３、４と芯体２は、粘着テープ６を介して取り付けられるので、この粘着テープ６の緩衝性によって、リード３、４の超音波振動が芯体２に伝わるのを確実に防止することができる。従って、リード３、４の位置ズレによって電極１ａ、１ｂとの接続固定が不十分になったり、これらのリード３、４の位置のバラツキにより組み立て不良が生じるようなこともなくなる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、リード３、４が芯体２の凹部２ａ、２ｂ内の左右方向と前後方向の全てで隙間をあける場合を示したが、これらの凹部２ａ、２ｂ内のいずれかの部分で隙間をあけていれば、超音波振動による位置ズレを緩和することができる。例えば図４（ａ）に示すように、リード３、４は、凹部２ａ、２ｂ内で左右方向にのみ隙間をあけるようにしてもよいし、図４（ｂ）に示すように、凹部２ａ、２ｂ内で右方向にのみ隙間をあけるようにしてもよいし、図４（ｃ）に示すように、凹部２ａ、２ｂ内で前後方向にのみ隙間をあけるようにしてもよい。ただし、図４（ａ）〜（ｃ）では、正極リード３と凹部２ａのみを示している。
【００２４】
また、芯体２は、必ずしも凹部２ａ、２ｂが形成されている必要はなく、例えば図４（ｄ）に示すように、芯体２が凹部２ａ、２ｂを形成しない単なる方形の樹脂板である場合には、リード３、４は、この芯体２から隙間をあけて接近配置するだけでもよい。ただし、図４（ｄ）では、正極リード３のみを示している。
【００２５】
また、上記実施形態では、芯体２がほぼ方形の樹脂板である場合を示したが、この芯体２の形状は任意であり、絶縁性を有する絶縁部材であれば材質も任意である。
【００２６】
また、上記実施形態では、粘着テープ６を介してリード３、４を芯体２に取り付け一体化する場合を示したが、リード３、４が隙間をあけて芯体２と一体化されるのであれば、例えば薄いシート材や網材等を接着剤で接着したり熱溶着するようにしてもよい。
【００２７】
また、上記実施形態では、芯体２を発電要素１の内部に挿入して配置する場合を示したが、例えばリード３、４を取り付けた芯体２を巻芯として用い、この芯体２に直接電極１ａ、１ｂやセパレータ１ｃを巻回することもできる。
【００２８】
また、上記実施形態では、芯体２とリード３、４を発電要素１の内部に配置する場合を示したが、例えば図５に示すように、これらの芯体２とリード３、４を発電要素１の側面に配置してもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、長円筒形に巻回した発電要素１を示したが、この発電要素１の巻回形状は任意であり、例えば円筒形に巻回した発電要素１であっても同様に実施可能である。そして、発電要素１が円筒形である場合には、芯体２も円筒形のものを用いることができる。さらに、この発電要素１は、積層型のものであっても同様に実施可能である。
【００３０】
また、上記実施形態では、発電要素１をアルミラミネートフィルムに収納した非水電解質二次電池について説明したが、電池容器の材質や形状は任意である。さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池について示したが、電池の種類も任意である。
【実施例】
【００３１】
図２に示す芯体２の凹部２ａ、２ｂとリード３、４と隙間Ｇが０ｍｍである従来例の非水電解質二次電池と、この隙間Ｇが０．５ｍｍ〜７ｍｍまでの実施例１〜５の非水電解質二次電池とを複数個ずつ作製し、これらのリード３、４の端子間距離Ｄのバラツキと、１ｋＨｚのＡＣ抵抗を測定したときの抵抗値のバラツキとを調べた結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
この表１によれば、隙間Ｇが０．５ｍｍ〜３ｍｍまでの実施例１〜３の場合に、従来例よりも端子間距離Ｄのバラツキを抑制できることが分かる。なお、隙間Ｇが５ｍｍ〜７ｍｍの実施例４、５の場合には、従来例よりも端子間距離Ｄのバラツキが大きくなることがあった。これは、隙間Ｇが大きくなりすぎることにより、芯体２の凹部２ａ、２ｂに嵌まり込むリード３、４の部分がほとんどなくなったために、芯体２とはかかわりなく、これらのリード３、４が超音波振動により勝手な方向に位置ズレしたためであると考えられる。
【００３４】
また、隙間Ｇが０．５ｍｍ〜７ｍｍの全ての実施例１〜５の場合に、従来例よりもＡＣ抵抗のバラツキを抑制できた。従って、リード３、４と電極１ａ、１ｂとの接続固定は、本発明により十分に確実なものとなったことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、発電要素の内部に挿入配置された芯体とリードを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、芯体とリードとを示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、芯体とリードとを一体化する作業工程を示す縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すものであって、芯体とリードとの間の種々の隙間を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すものであって、発電要素の側面に配置された芯体とリードを示す斜視図である。
【図６】従来例を示すものであって、発電要素の内部に挿入配置された芯体とリードを示す斜視図である。
【図７】従来例を示すものであって、芯体とリードとを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    発電要素
１ａ  正極
１ｂ  負極
１ｃ  セパレータ
２    芯体
２ａ  凹部
２ｂ  凹部
３    正極リード
４    負極リード
５    治具
５ａ  突起
６    粘着テープ
【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】
2008305756.tif 000008
【図６】
2008305756.tif 000009
【図７】
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