(57)【要約】【課題】内部短絡を防止する。【解決手段】負極リード端子１５における電池素子２と素子抑えケース３との間と対向する位置、若しくはこれら両者を跨る位置に設けられた膨出部１５ｃが、膨出部１５ｃの位置で負極リード端子１５が厚み方向に折り曲がることを防ぐことから、電池素子２の端面と素子抑えケース３の底部３ａとの間に折り曲がった負極リード端子１５が入り込んで起こる内部短絡を防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略帯状の正極と略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、上記電池素子の端面に配置される絶縁部材と、有底筒状をなして上記電池素子及び上記絶縁部材を収納する外装缶とを有する非水電解質電池に用いられる電池用リード端子であって、
短冊状をなして上記電池素子の上記絶縁部材が配置された側の端面より延出され、上記電池素子の最外周で上記正極及び上記負極の何れかと電気的に接続されると共に上記電池素子の端面より延出している部分が上記外装缶の内側面に溶接されることで上記正極及び上記負極の何れかと上記外装缶とを電気的に接続し、
上記外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、上記電池素子と上記絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴とする電池用リード端子。
【請求項２】
上記膨出部が、短手方向に並ぶように一つ以上設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。
【請求項３】
上記非水電解質電池は、リチウム塩を含有する非水電解質を備えるリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。
【請求項４】
略帯状の正極と、略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、
短冊状をなして、上記正極及び上記負極の何れかと上記電池素子の最外周で電気的に接続され、且つ上記電池素子の一方端面より延出されるリード端子と、
上記電池素子の上記リード端子が延出される端面に配置される絶縁部材と、
有底筒状をなして、上記電池素子及び上記絶縁部材を収納する外装缶とを有し、
上記リード端子は、上記電池素子の一方端面より延出する部分が上記外装缶の内側面に溶接されることにより、上記正極及び上記負極の何れかと上記外装缶とを電気的に接続し、
上記外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、上記電池素子と上記絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項５】
上記リード端子は、上記膨出部が短手方向に並ぶように一つ以上設けられていることを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。
【請求項６】
リチウム塩を含有する非水電解質を備えるリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】  
本発明は、正極と負極とがセパレータを介して巻回された電池素子と外装缶とを備え、電池素子と外装缶とを電気的に接続させる電池用リード端子及びこの電池用リード端子を用いた非水電解液電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等のポータブル化された電子機器の普及により、これら電子機器の記憶装置や駆動系等の電源として電池の需要が高まっている。特に、エネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池の開発が要求されている。このような二次電池としては、例えば鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池等の水系電解液二次電池よりも高いエネルギー密度を有する非水電解質二次電池、特に正極にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム含有複合酸化物、負極に炭素質材料等を用いた図６及び図７に示すリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）２００がある。
【０００３】
この電池２００は、発電要素となる電池素子２０１と、正極と負極との間でリチウムイオンを移動させる際の媒体となる非水電解液２０２とが、導電性金属等で形成された底面を略矩形状とする有底容器からなる外装缶２０３に収納され、外装缶２０３の開口部が封口蓋体２０４で封止されることで内部が高い気密性で密閉されたものである。
【０００４】
電池素子２０１は、帯状の正極と帯状の負極とがセパレータを介して電極の長手方向に扁平状に巻回されたものであり、巻回軸方向に挿入されるようにして外装缶２０３に収納される。電池素子２０１は、正極の所定の位置に電気的に接続された導電性金属等からなる短冊状の正極リード端子２０５が、外装缶２０３の開口部側の端面より巻回軸方向に突出するようにされている。また、電池素子２０１においては、最外周に負極が露出するような巻回構造となっており、導電性金属等からなる短冊状の負極リード端子２０６が負極の最外周で露出する部分に接続されている。そして、負極リード端子２０６は、外装缶２０３の内側面に接続しやすくするために、電池素子２０１の外装缶２０３の開口部側の端面から巻回軸方向に延出するようにされている。
【０００５】
そして、電池素子２０１には、外装缶２０３の開口部側の端面に、端面においてセパレータの間から臨む電極と封口蓋体２０４とが接触することがないように例えば絶縁性樹脂等からなる箱状の素子抑えケース２０７が配置されている。
【０００６】
素子抑えケース２０７は、底部が略矩形状の有底容器であり、底部が電池素子２０１の端面と対向するようにされている。また、素子抑えケース２０７は、底部の略中央部付近に電池素子２０１の端面より突出する正極リード端子２０５を挿通させるための孔部２０７ａが設けられており、有底容器の内部が孔部２０７ａに挿通された正極リード端子２０５を収納する空間になっている。
【０００７】
外装缶２０３は、例えば底面を略矩形状とする有底筒状の容器であり、容器内が電池素子２０１を巻回軸方向に嵌入できる寸法にされている。このように、外装缶２０３は、底面が略矩形状にされていることで、電池２００の外形形状を略矩形平板状にさせることになる。
【０００８】
外装缶２０３は、開口部付近の内側面に負極リード端子２０６が溶接されることで電池素子２０１における負極と電気的に接続されて負極外部端子となる。このため、外装缶２０３は、例えば鉄、ニッケル、ステンレス等の導電性金属等により形成されている。
【０００９】
封口蓋体２０４は、封口板材２０８の略中心部に端子部２０９が絶縁ガスケット２１０を介して嵌合された構造となっている。封口板材２０８は、導電性金属等からなり、縁端の形状が外装缶２０３の開口部の形状と略同一形状とされ、縁端全周が外装缶２０３の開口部に嵌め込まれた状態で外装缶２０３の開口縁端全周と例えばレーザ溶接等で隙間なく溶接されることになる。このため、封口板材２０８は、外装缶２０３と電気的に導通することになり負極外部端子となる。
【００１０】
封口蓋体２０４において、端子部２０９は、例えばアルミニウム等の導電性金属等で形成され、正極リード端子２０５が接続されて正極外部端子となる。絶縁ガスケット２１０には、例えばポリプロピレン等の絶縁性樹脂等が用いられ、封口板材２０８と端子部２０９とが接触しないように互いを絶縁するものである。
【００１１】
このような構成の電池２００は、次のようにして製造する。先ず、正極活物質と、導電材と、結着剤とを均一に分散させた正極合剤塗液を正極集電体の両主面に均一に塗布し、乾燥した後に、圧縮することで正極合剤層を形成し、帯状に裁断して所定の位置に正極リード端子２０５を取り付けることで帯状の正極を作製する。次に、負極活物質と、結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体の両主面に均一に塗布し、乾燥した後に、圧縮することで負極合剤層を形成して所定の位置に負極リード端子２０６を取り付けることで帯状の負極を作製する。
【００１２】
次に、正極と負極とを、帯状のセパレータを介して積層し、扁平状に巻回することにより電池素子２０１を作製する。次に、電池素子２０１を外装缶２０３に収納し、負極リード端子２０６を外装缶２０３の開口部付近の内側面に溶接した後に、電池素子２０１の外装缶２０３の開口部側の端面に、孔部２０７ａに正極リード端子２０５を通した状態で素子抑えケース２０７を配置する。
【００１３】
次に、電池素子２０１及び素子抑えケース２０７が収納された外装缶２０３には、非水電解液２０２が注液される。次に、注液が終了した電池素子２０１から導出される正極リード端子２０５を、封口蓋体２０４に備わる端子部２０９に溶接する。
【００１４】
次に、外装缶２０３には、開口部に封口蓋体２０４が嵌め込まれることで開口部が閉蓋され、開口部縁端と封口蓋体２０４の封口板材２０８の縁端とを全周に亘って隙間なくレーザ溶接することで封口されて電池素子２０１及び非水電解液２０２が密閉封入される。このようにして、電池２００が製造される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した電池２００では、図８及び図９に示すように、例えば輸送時や誤って落下させた場合等、電池素子２０１の巻回軸方向に振動が加わった際に、電池素子２０１が電池内で巻回軸方向に振幅運動し、外装缶２０３の内側面と電池素子２０１の最外周とに接続されている負極リード端子２０６が折り曲がってしまう。
【００１６】
そして、電池２００では、負極リード端子２０６の折り曲がった部分が、電池素子２０１の端面と素子抑えケース２０７の底部との間に入り込んで正極２１１と接触して内部短絡を起こす原因となることがある。
【００１７】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、輸送時や落下時等の振動により生じる内部短絡を防止する電池用リード端子、及びこの電池用リード端子を用いた非水電解質電池を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る電池用リード端子は、略帯状の正極と略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、電池素子の端面に配置される絶縁部材と、有底筒状をなして電池素子及び絶縁部材を収納する外装缶とを有する非水電解質電池に用いられる電池用リード端子であって、短冊状をなして電池素子の絶縁部材が配置された側の端面より延出され、電池素子の最外周で正極及び負極の何れかと電気的に接続されると共に電池素子の端面より延出している部分が外装缶の内側面に溶接されることで正極及び負極の何れかと外装缶とを電気的に接続し、外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴としている。
【００１９】
この電池用リード端子では、電池素子と絶縁部材との間、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられた膨出部が、厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となることから、例えば非水電解質電池が電池素子の巻回軸方向に振動した際に、電池素子と絶縁部材との間、若しくはその近傍で厚み方向に折り曲がることを防止できる。
【００２０】
この電池用リード端子では、外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部だけを、外装缶の内側面に適切に接触させた状態で溶接できることから、外装缶に対する溶接信頼性を向上できる。
【００２１】
本発明に係る非水電解質電池は、略帯状の正極と、略帯状の負極とがセパレータを介して積層された状態で長手方向に巻回された電池素子と、短冊状をなして、正極及び負極の何れかと電池素子の最外周で電気的に接続され、且つ電池素子の一方端面より延出されるリード端子と、電池素子のリード端子が延出される端面に配置される絶縁部材と、有底筒状をなして、電池素子及び絶縁部材を収納する外装缶とを有し、リード端子が、電池素子の一方端面より延出する部分で上記外装缶の内側面に溶接されることにより、正極及び負極の何れかと外装缶とを電気的に接続し、リード端子の外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部が、電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられていることを特徴としている。
【００２２】
この非水電解質電池では、リード端子における電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けられた膨出部が、リード端子が厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となることから、例えば電池が電池素子の巻回軸方向に振動した際に、リード端子が電池素子と絶縁部材との間、若しくはその近傍で厚み方向に折り曲がることを防止できる。
【００２３】
この非水電解質電池では、リード端子の外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部だけを、外装缶の内側面に適切に接触させた状態で溶接できることから、外装缶に対するリード端子の溶接信頼性を向上できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池用リード端子及び非水電解質電池電池について、図１及び図２に示す略矩形平板状のリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）１を参照にして説明する。この電池１は、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器等に装着される電池パック等に実装され、電子機器等に対して所定の電圧の電力を安定して供給することが可能なものである。
【００２５】
以上のような構成の電池１は、発電要素となりの巻回構造を有する電池素子２と、電池素子２の端面に配置され、端面から臨む電極を保護する素子抑えケース３と、電池内部でリチウムイオンを移動させる際の媒体となる非水電解液４と、これら電池素子２、素子抑えケース３及び非水電解液４と収納する容器となる外装缶５と、外装缶５の開口部を封止する封口蓋体５とを有している。
【００２６】
電池素子２は、長尺状の正極７と長尺状の負極８との間に長尺状のセパレータ９を介在させて扁平状に巻回された構造となっている。
【００２７】
正極７は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤塗液を正極集電体１０の両主面に塗布、乾燥、加圧することにより、正極集電体１０の両主面上に正極合剤層１１が圧縮形成されたものである。
【００２８】
また、この正極７には、少なくとも長手方向の一方端部に、例えば正極リード端子１２を接続させる場所として、正極集電体１０が露出している図示しない正極集電体露出部が設けられている。なお、正極リード端子１２には、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなる短冊状金属片等を用いる。
【００２９】
正極７における正極集電体露出部は、正極７が巻回されて電池素子２となったときに、電池素子２の内周側に配置されるようにされる。また、正極集電体露出部には、正極リード端子１２が正極７の短手方向に沿うようにされつつ、正極７の短手方向の端部より突出するように例えば超音波溶接法等で溶接されて取り付けられる。したがって、正極リード端子１２は、正極７が巻回されて電池素子２となったときに、電池素子２の端面の巻回中心近傍より巻回軸方向に突出することになる。
【００３０】
正極活物質には、例えばＬｉＭｘＯ２（式中、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｖ、Ｔｉ等による一種以上の遷移金属を表し、Ｍの価数ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上、１．１０以下である。）等の化学式で示されるリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。具体的には、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、一般式ＬｉＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、ｙはＮｉの価数を示し、０＜ｙ＜１であり、１−ｙはＣｏの価数を示している。）で示されるリチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型のリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）等を挙げることができる。また、正極活物質としては、以上のようなリチウム複合酸化物等の他に、例えばＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等の化学式で示される金属硫化物あるいは金属酸化物等を使用することができる。
【００３１】
正極７では、正極合剤層１１の結着剤として、非水電解液電池の正極合剤に用いられる公知の結着剤を用いることができる。具体的には、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった樹脂部材等を用いることができる。正極７では、正極集電体１０に、例えばアルミニウム等の導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００３２】
負極８は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体１３の両主面に塗布、乾燥、加圧することにより、負極集電体１３の両主面上に負極合剤層１４が圧縮形成されたものである。
【００３３】
また、この負極８には、少なくとも長手方向の一方端部に、例えば負極リード端子１５を接続させる場所として、負極集電体１３が露出している負極集電体露出部１６が設けられている。なお、負極８に取り付けられる負極リード端子１５には、例えば銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の導電性金属等からなる短冊状金属片等を用いる。
【００３４】
負極８における負極集電体露出部１６は、負極８が巻回されて電池素子２となったときに、外周側に配置されて電池素子２の外周を少なくとも一周以上覆うような長さにされている。また、負極集電体露出部１６には、負極リード端子１５が負極８の短手方向に沿うようにされつつ、負極８の短手方向の端部より延出するように例えば超音波溶接法等で溶接されて取り付けられる。したがって、負極リード端子１５は、負極８が巻回されて電池素子２となったときに、電池素子２の最外周に露出する負極集電体露出部１６に、電池素子２の端面から巻回軸方向に延出するように取り付けられることになる。そして、負極リード端子１５は、電池素子２から延出している方の端部が外装缶５の内側面５ａに例えば抵抗溶接法等で溶接され、負極リード端子１５と外装缶５との溶接部１５ａで電気的に接続されることになる。
【００３５】
この負極リード端子１５には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、外装缶５の内側面５ａと対向する対向面１５ｂ側に膨らむように形成された略楕円状の膨出部１５ｃが設けられている。この膨出部１５ｃは、厚みが０．１ｍｍ程度の負極リード端子１５に対し、対向面１５ｂから０．０５ｍｍ程度膨らむように形成されている。
【００３６】
そして、この膨出部１５ｃは、図４に示すように、負極８が巻回された電池素子２を構成する際に、負極リード端子１５における電池素子２と、電池素子２の端面に配置される素子抑えケース３との間と対向する位置、若しくはこれら電池素子２及び素子抑えケース３に跨る位置に設けられることになる。
【００３７】
また、膨出部１５ｃは、例えば対向面１５ｂとは反対側の主面から対向面１５ｂに向かって略楕円状に型押しする等、絞り加工等が施されることで負極リード端子１５の上述した位置に一つ以上形成される。なお、この膨出部１５ｃは、複数形成される場合、負極リード端子１５の短手方向に並ぶように複数形成される。
【００３８】
このような負極リード端子１５では、膨出部１５ｃが厚み方向に折れ曲がることを防ぐ補強部、いわゆるリブとして機能することになる。したがって、負極リード端子１５では、例えば電池１が外部より衝撃を受けて間接的に応力が加わった場合に、膨出部１５ｃが形成された位置で厚み方向に折れ曲がることが防止される。
【００３９】
負極８において、負極活物質には、例えばリチウム対して２Ｖ以下の電位を有し、リチウムをドープ・脱ドープする材料を用いる。具体的には、例えばリチウム、リチウム合金、又はリチウムイオンをドープ・脱ドープできる炭素質材料等が用いられる。
【００４０】
リチウムイオンをドープ・脱ドープできる炭素質材料としては、例えば難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素又は易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。
【００４１】
負極活物質としては、以上のような炭素質材料の他に、例えばリチウムをドープ・脱ドープする金属化合物等も使用可能である。このような金属化合物としては、例えば酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズ等の比較的に卑な電位でリチウムをドープ・脱ドープする酸化物、これら酸化物の酸素を窒素で置換した窒化物等を使用できる。
【００４２】
負極８では、負極合剤層１４の結着剤として、非水電解質電池の負極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった樹脂部材等を用いることができる。負極８では、負極集電体１３に、例えば銅等の導電性金属等からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００４３】
セパレータ９は、正極７と負極８とを離間させるものであり、この種の非水電解液電池の絶縁性微多孔膜として通常用いられている公知の材料を用いることができる。具体的には、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー密度との関係から、セパレータ９の厚みはできるだけ薄い方が好ましく、その厚みを３０μｍ以下にして用いる。
【００４４】
このような構成の電池素子２は、上述したように、正極７と負極８とがセパレータ９を介して積層され、長手方向に扁平状に巻回された巻回体であり、収納される外装缶５の開口部から臨む端面の略中心部より正極リード端子１２が巻回軸方向に突出し、同じ端面の縁端部の一部より負極リード端子１５が巻回軸方向に突出した構造になっている。そして、この電池素子２には、外装缶５の開口部側の端面に、素子抑えケース３が配置されることになる。
【００４５】
素子抑えケース３は、電池素子２の端面において巻回されたセパレータ９の間から臨む電極と封口蓋体６とが接触することがないように電池素子２の端面を絶縁するものであり、例えばポリプロピレンやポリエチレン等の絶縁性樹脂等からなる。
【００４６】
素子抑えケース３は、底部３ａが略矩形状の箱状にされた有底容器であり、底部３ａが電池素子２の端面と対向するようにされている。また、素子抑えケース３は、底部３ａの略中央部付近に電池素子２の端面より突出する正極リード端子１２を挿通させるための孔部３ｂが設けられており、有底容器の内部が孔部３ｂに挿通された正極リード端子１２を収納するための空間になっている。
【００４７】
非水電解液４は、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水溶液である。非水電解液４において、非水溶媒としては、例えば環状の炭酸エステル化合物、水素をハロゲン基やハロゲン化アクリル基で置換した環状炭酸エステル化合物や鎖状炭酸エステル化合物等を用いる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４メチル１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。特に、非水溶媒としては、電圧安定性の点からプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを使用することが好ましい。
【００４８】
また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の化学式で示されるリチウム塩が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を用いる。
【００４９】
外装缶５は、例えば底面を略矩形状とする有底筒状の容器であり、容器内の寸法が電池素子２を巻回軸方向に嵌入できる寸法にされている。このように、外装缶５は、底面が略矩形状にされていることで、電池１の外形形状を略矩形平板状にさせることになる。
【００５０】
外装缶５は、開口部付近の内側面に負極リード端子１５が例えば抵抗溶接法等で溶接されることで電池素子２における負極８と電気的に接続されて負極外部端子として機能する。このため、外装缶５は、例えば鉄、ニッケル、ステンレス等の導電性金属等により形成されている。特に、外装缶５には、廉価で絞り加工等の機械加工等がし易い鉄に、防錆や、溶接等による接続信頼性を高めるためのニッケルめっきを施したものを用いる。
【００５１】
封口蓋体６は、封口板材１７の略中心部に設けられた孔部に端子部１８が圧縮された状態の絶縁ガスケット１９を介して嵌合された構造となっている。
【００５２】
封口板材１７は、略矩形板状の導電性金属等からなり、縁端の形状が外装缶５の開口部の形状と略同一形状にされている。そして、封口板材１７は、縁端全周が、外装缶５の開口部に嵌め込まれた状態で、外装缶５の開口縁端全周と例えばレーザ溶接等で隙間なく溶接されることになり、外装缶５と電気的に導通して正極外部端子となる。このため、封口板材１７は、レーザ溶接が容易に行えるように外装缶５と同一の導電性金属で形成されることが好ましい。
【００５３】
封口蓋体６において、端子部１８は、例えばアルミニウム等の導電性金属等で形成され、正極リード端子１２が接続されて正極外部端子となる。
【００５４】
絶縁ガスケット１９には、例えばポリプロピレン等の絶縁性樹脂等が用いられ、封口板材１７と端子部１８とが接触しないように互いを適切に絶縁するものである。また、絶縁ガスケット１９は、封口板材１７の孔部に圧縮された状態で配置されており、封口板材１７の孔部と端子部１８との間から非水電解液４が漏れ出ることがないように封止させる封止部材でもある。絶縁ガスケット１９は、例えばガラス等によるハーメチックシールで構成されても良い。
【００５５】
そして、以上のような構成の電池１は、次のようにして製造される。先ず、正極７を作製する。正極活物質と、導電材と、結着剤とを例えばボールミル、サンドミル、二軸混練機等の分散装置で均一に分散させた正極合剤塗液を調製する。そして、この正極合剤塗液を正極集電体１０の両主面に未塗工部を設けながら例えばスライドコーティング、エクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビア、ロッドコーター、ブレードコーター等の塗工装置で均一に塗布し、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱乾燥機等を用いて乾燥した後に、ロールプレス等で圧縮することにより正極合剤層１１を形成し、帯状に裁断して所定の位置に正極リード端子１２を例えば超音波溶接法等で正極集電体１０が露出している部分に溶接して取り付ける。このようにして、少なくとも長手方向の一方端部に、正極集電体１０が露出している正極集電体露出部が設けられた正極７が作製される。
【００５６】
次に、負極８を作製する。負極８を作製する際は、負極活物質と、結着剤とを含有する負極合剤塗液を上述した分散装置等を用いて調製する。そして、この負極合剤塗液を負極集電体１３の両主面に未塗工部を設けながら上述した塗工装置等を用いて均一に塗布し、乾燥した後に、ロールプレス等で圧縮することにより負極合剤層１４を形成し、帯状に裁断して所定の位置に膨出部１５ｃが設けられた負極リード端子１５を例えば超音波溶接法等で負極集電体１３が露出している部分に溶接して取り付ける。このようにして、少なくとも長手方向の一端部に負極集電体１３が露出している負極集電体露出部１６が設けられた負極８が作製される。このとき、負極リード端子１５は、膨出部１５ｃが、負極８の短手方向の端部と対向する位置に負極８に対して外側に膨らむように負極集電体露出部１６に取り付けられる。
【００５７】
次に、正極７と負極８とを、帯状のセパレータ９を介して積層し、略扁平状に多数回捲回することで電池素子２を作製する。
【００５８】
このとき、電池素子２は、正極リード端子１２が取り付けられている正極集電体露出部が内周側に、負極リード端子１５が取り付けられた負極集電体露出部１６が最外周で露出するようにされている。また、電池素子２は、一方の端面の略中心部より正極リード端子１２が巻回軸方向に突出し、同じ端面の縁端部の一部より負極リード端子１５が巻回軸方向に延出するようにされている。さらに、電池素子２においては、負極リード端子１５の膨出部１５ｃが、端面の縁端と対向する位置で外側に膨らむような状態にされている。
【００５９】
次に、電池素子２を、正極リード端子１２が突出している側の端面が開口部から臨むように外装缶５に収納する。そして、負極リード端子１５を、外装缶５の内側面５ａに例えば抵抗溶接法等で溶接して取り付ける。
【００６０】
このとき、負極リード端子１５は、外装缶５の内側面５ａに向かって膨らむようにされた膨出部１５ｃだけが外装缶５の内側面５ａと当接されるようにして外装缶５の内側面５ａに溶接部１５ａで溶接、いわゆるプロジェクション溶接される。これにより、負極リード端子１５では、例えば抵抗溶接する際の電流や電圧の印加が膨出部１５ｃと内側面５ａとが接触している溶接部１５ａに集中されることになり、外装缶５の内側面５ａに対する溶接信頼性を高くした状態で溶接できる。
【００６１】
次に、外装缶５の開口部から臨む電池素子２の端面上には、孔部３ｂに正極リード端子１２を挿通させ、且つ底部３ａを電池素子２の端面に対向させるように素子抑えケース３が配置される。次に、電池素子２及び素子抑えケース３が収納された外装缶５には、非水電解液４が注液される。次に、注液が終了した電池素子２から導出される正極リード端子１２を、封口蓋体６に備わる端子部１８に例えば抵抗溶接法や超音波溶接法等で溶接する。
【００６２】
次に、外装缶５は、開口部に封口蓋体６が嵌め込まれることで開口部が閉蓋される。このとき、封口蓋体６の端子部１８に接続された正極リード端子１２を素子抑えケース３の収納空間に収納させるようにして外装缶５の開口部を封口蓋体６で閉蓋する。
【００６３】
次に、外装缶５の開口部縁端と封口蓋体６における封口板材１７の縁端とを全周に亘って隙間なくレーザ溶接することで封口され、電池素子２、素子抑えケース３及び非水電解液４が外装缶５の収納空間に密閉封入される。このようにして、電池１が製造される。
【００６４】
以上のようにして製造される電池１では、負極リード端子１５における電池素子２と素子抑えケース３との間と対向する位置に設けられた膨出部１５ｃが、膨出部１５ｃの形成された位置で負極リード端子１５が厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となっている。
【００６５】
このため、この電池１では、例えば輸送時や誤って落下させる等、電池素子２電池内で巻回軸方向に振幅運動した際に、負極リード端子１５が膨出部１５ｃ、すなわち電池素子２と素子抑えケース３との間と対向する位置で厚み方向に折り曲がることが防止される。
【００６６】
したがって、この電池１では、従来のような負極リード端子が厚み方向に折り曲がって電池素子の端面と素子抑えケースの底部との間に入り込んで起こる内部短絡を防止することができる。
【００６７】
また、この電池１では、負極リード端子１５の外装缶５の内側面５ａと対向する対向面１５ｂ側に膨らむように形成された膨出部１５ｃだけを外装缶５の内側面５ａに適切に接触させた状態で溶接される。
【００６８】
したがって、この電池１では、負極リード端子１５の膨出部１５ｃと内側面５ａとが接触している溶接部１５ａに、例えば抵抗溶接する際の電流や電圧の印加が集中されることが可能となり、外装缶５の内側面５ａに対する負極リード端子１５の溶接信頼性を向上させることができる。
ここで、略矩形平板状のリチウムイオン二次電池について、上述した位置に膨出部が設けられた負極リード端子を用いた電池及び膨出部が設けられていない従来の負極リード端子を用いた電池に対して落下試験を行い、試験後に内部短絡の有無を評価した結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2004220816.tif 000003
【００７０】
落下試験は、充電を所定の電流値で４．２５Ｖまでの定電流定電圧充電で行った充電状態のリチウムイオン二次電池それぞれ１０個づつを、１．９ｍの高さから１８回自由落下させた。そして、落下試験後に、全てのリチウムイオン二次電池の電池電圧を測定し、電池電圧が低下しているものを落下試験により内部短絡が発生したものとした。
【００７１】
表１の評価結果より、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、内部短絡が発生せず、従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、落下試験により内部短絡したものがあることがわかる。
【００７２】
そして、全てのリチウムイオン二次電池を分解して内部を確認したところ、従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、全ての電池に負極リード端子に変形が見られ、特に内部短絡を起こしたものでは負極リード端子の厚み方向に折り曲がった部分が電池素子の端面と素子抑えケースの底部との間に入り込んでいることが確認された。
【００７３】
これに対し、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、全ての電池に負極リード端子に変形が見られたものの、負極リード端子の膨出部、すなわち電池素子と素子抑えケースとの間と対向する位置では変形が見られず、負極リード端子が厚み方向に折り曲がっても電池素子の端面と素子抑えケースとの間に入り込むことが防止されていることが確認された。
また、略矩形平板状のリチウムイオン二次電池について、上述した位置に膨出部が設けられた負極リード端子を用いた電池及び膨出部が設けられていない従来の負極リード端子を用いた電池に対して落下試験を行い、試験後に導通不良、すなわち電池内部でリード端子の溶接が外れる等して正極と負極とが絶縁した状態の有無を評価した結果を図５に示す。
【００７４】
図５では、リチウムイオン二次電池を落下試験した際の導通不良の発生と負極リード端子における膨出部の有無との関係を示す特性図であり、横軸には負極リード端子における膨出部の有無を示し、縦軸に落下試験を行った電池に対して導通不良が発生した電池の比率、いわゆる導通不良発生率を示している。
【００７５】
ここでの落下試験も、充電を所定の電流値で４．２５Ｖまでの定電流定電圧充電で行った充電状態のリチウムイオン二次電池をそれぞれ所定の個数、１．９ｍの高さから１８回自由落下させた。そして落下試験後に、全てのリチウムイオン二次電池に対し、電池電圧を測定する等して導通状態を確認した。
【００７６】
図５の評価結果より、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池に比べて導通不良の発生率が大幅に小さくなっていることがわかる。
【００７７】
従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池において、導通不良となった電池を分解したところ、外装缶と負極リード端子との溶接が外れてしまっていることが殆どの導通不良の原因であることが確認された。
【００７８】
これに対し、膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池では、負極リード端子が膨出部で外装缶の内側面にプロジェクション溶接されていることから、外装缶に対する負極リード端子の溶接信頼性が向上されて従来の負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池より導通不良の発生が少なくなったと考えられる。
【００７９】
以上のことから、リチウムイオン二次電池においては、膨出部が設けられた負極リード端子を用い、膨出部を電池素子と素子抑えケースとの間と対向する位置、若しくはこれら両者に跨る位置に設けることは、落下による衝撃で発生する内部短絡や導通不良を防止する上で大変重要であることがわかる。
【００８０】
なお、以上では、負極リード端子１５に膨出部１５ｃが設けられた電池１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えば正極と負極との配置を反対にした場合、正極リード端子に膨出部を設けることも可能である。
【００８１】
また、以上では、非水電解液４を用いた電池１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えば非水電解質としてマトリックス高分子中に電解質塩が分散された固体電解質やゲル状電解質等を用いたリチウムイオン二次電池等にも適用可能である。さらに、以上では、外形形状が略矩形平板状の電池１を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば巻回構造の電池素子の端面に電池素子から導出されるリード端子が厚み方向に折り曲がって接触するような構造の電池であれば円筒形、ガム型等、様々な形状の一次電池及び二次電池にも適用可能であり、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等の二次電池にも適用可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、リード端子における電池素子と絶縁部材との間と対向する位置、若しくはこれら両者を跨る位置に設けられた膨出部が、膨出部の位置でリード端子が厚み方向に折り曲がることを防ぐ補強部となる。
【００８３】
したがって、本発明によれば、電池素子が電池内で巻回軸方向に振幅運動した際に、リード端子が膨出部で厚み方向に折り曲がることがないことから、電池素子の端面と素子抑えケースとの間に折り曲がったリード端子が入り込んで起こる内部短絡を防止できる。
【００８４】
また、本発明によれば、リード端子の外装缶の内側面と対向する対向面側に膨らむように形成された膨出部だけを、外装缶の内側面に適切に接触させた状態でプロジェクション溶接できることから、外装缶に対するリード端子の溶接信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したリチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す平面図である。
【図２】同リチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す側面図である。
【図３】同リチウムイオン二次電池に備わる負極リード端子を示しており、同図（Ａ）は要部断面図であり、同図（Ｂ）は要部平面図である。
【図４】同リチウムイオン二次電池を示す要部断面図である。
【図５】膨出部が設けられた負極リード端子を用いたリチウムイオン二次電池と、従来のリチウムイオン二次電池とにおける落下試験による導通不良の発生率を示した特性図である。
【図６】従来のリチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す平面図である。
【図７】同リチウムイオン二次電池を一部切り欠いて示す側面図である。
【図８】同リチウムイオン二次電池において、負極リード端子が折り曲がった状態を一部切り欠いて示す側面図である。
【図９】同リチウムイオン二次電池において、負極リード端子が折り曲がった状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  リチウムイオン二次電池、２  電池素子、３  素子抑えケース、３ａ  底部、４  非水電解液、５  外装缶、５ａ  内側面、６  封口蓋体、７  正極、８負極、９  セパレータ、１０  正極集電体、１１  正極合剤層、１２  正極リード端子、１３  負極集電体、１４  負極合剤層、１５  負極リード端子、１５ａ  溶接部、１５ｂ  対向面、１５ｃ  膨出部、１６  負極集電体露出部、１７封口板材、１８  端子部、１９  絶縁ガスケット
【図１】
2004220816.tif 000004
【図２】
2004220816.tif 000005
【図３】
2004220816.tif 000006
【図４】
2004220816.tif 000007
【図５】
2004220816.tif 000008
【図６】
2004220816.tif 000009
【図７】
2004220816.tif 000010
【図８】
2004220816.tif 000011
【図９】
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