(57)【要約】【課題】例えば、リチウムイオン電池に代表される電池における内部温度の上昇を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】蓋ＣＡＰと一体的に形成された中空筒ＨＣを設け、この中空筒ＨＣを軸芯ＣＲの内部に挿入している。これにより、本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢによれば、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を抑制できるので、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度の上昇に起因する性能劣化を効果的に抑制することができる。【選択図】図２
2012174344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）筒状をした軸芯と前記軸芯の回りに捲回された正極、負極およびセパレータを含む捲回体と、
（ｂ）前記捲回体を挿入する有底状の容器と、
（ｃ）前記容器を密閉する蓋と一体化された中空筒とを備え、
前記中空筒が前記軸芯に挿入されていることを特徴とする電池。
【請求項２】
請求項１記載の電池であって、
前記蓋は前記容器にかしめ加工によって取り付けられていることを特徴とする電池。
【請求項３】
請求項１記載の電池であって、
（ｄ）前記捲回体の一端上に配置され、前記正極と電気的に接続された正極集電リングと、
（ｅ）前記捲回体の他端上に配置され、前記負極と電気的に接続された負極集電リングとを有することを特徴とする電池。
【請求項４】
請求項３記載の電池であって、
前記正極集電リングと前記蓋とは電気的に接続されており、
前記負極集電リングと前記容器の底とは抵抗溶接で接続されていることを特徴とする電池。
【請求項５】
請求項１記載の電池であって、
前記中空筒は、前記正極と電気的に接続されていることを特徴とする電池。
【請求項６】
請求項５記載の電池であって、
前記中空筒は、アルミニウム、アルミニウム合金、金、プラチナ、あるいは、窒化アルミニウムのいずれかから形成されていることを特徴とする電池。
【請求項７】
請求項１記載の電池であって、
前記中空筒は、前記負極と電気的に接続されていることを特徴とする電池。
【請求項８】
請求項７記載の電池であって、
前記中空筒は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼、金、プラチナ、あるいは、窒化アルミニウムのいずれかから形成されていることを特徴とする電池。
【請求項９】
請求項１記載の電池であって、
前記軸芯と前記中空筒とは、異なる材料から形成されていることを特徴とする電池。
【請求項１０】
請求項９記載の電池であって、
前記軸芯はプラスチックから形成され、
前記中空筒は、金属から形成されていることを特徴とする電池。
【請求項１１】
請求項１記載の電池であって、
前記中空筒は、前記容器を貫通していないことを特徴とする電池。
【請求項１２】
請求項１記載の電池であって、
前記中空筒の内部には、冷媒が挿入されていることを特徴とする電池。
【請求項１３】
請求項１記載の電池であって、
前記中空筒の内部には、熱伝導体が挿入されていることを特徴とする電池。
【請求項１４】
請求項１記載の電池であって、
前記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする電池。
【請求項１５】
（ａ）有底状の容器を用意する工程と、
（ｂ）蓋と一体化された中空筒を用意する工程と、
（ｃ）筒状をした軸芯の回りに正極、負極およびセパレータを捲回して捲回体を形成し、前記捲回体の一端上に、前記正極と電気的に接続される正極集電リングを配置し、前記捲回体の他端上に、前記負極と電気的に接続される負極集電リングを配置する工程と、
（ｄ）前記容器の内部へ前記捲回体を挿入する工程と、
（ｅ）前記負極集電リングと前記容器の底とを抵抗溶接で接続する工程と、
（ｆ）前記中空筒を前記軸芯の内部へ挿入する工程と、
（ｇ）前記蓋で前記容器を密閉する工程と、を備えることを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の電池の製造方法であって、
前記（ｇ）工程は、かしめ加工によって、前記蓋を前記容器に取り付けることを特徴とする電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池およびその製造技術に関し、特に、電極を軸芯の回りに捲回して形成された捲回体を備える電池およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−２６０４７４号公報（特許文献１）には、電力貯蔵用または電気自動車用で安全性に優れた２次電池を提供する技術が記載されている。具体的には、リチウムイオンが挿入脱離可能な正極および負極、並びに、正極と負極とを電気的に分離するセパレータを有する充放電可能なリチウム２次電池において、渦状に捲回された電極集合体を電池容器内に支持する空洞の中心軸が、電池容器と開口部を一体的に形成されている技術が記載されている。
【０００３】
特開平１０−６４４８７号公報（特許文献２）には、サイクル特性に優れた電池を提供する技術が記載されている。具体的に、特許文献２に記載されている有機電解液２次電池は、帯状の正極と負極とがセパレータを介して捲回された渦巻状電極体と、電池容器を備えており、電池容器の底部内側面に形成された凸部が、渦巻状電極体の捲き芯部に挿入されている技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６０４７４号公報
【特許文献２】特開平１０−６４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯電子機器の発達に伴い、これらの携帯電子機器の電力供給源として、繰り返し充電が可能な小型二次電池が使用されている。中でも、エネルギー密度が高く、サイクルライフが長いとともに、自己放電性が低く、かつ、作動電圧が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池は、上述した利点を有するため、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などの携帯電子機器に多用されている。さらに、近年では、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として、高容量、高出力、かつ、高エネルギー密度を実現できる大型のリチウムイオン電池の研究開発が進められている。特に、自動車産業においては、環境問題に対応するため、動力源としてモータを使用する電気自動車や、動力源としてエンジン（内燃機関）とモータとの両方を使用するハイブリッド車の開発が進められている。このような電気自動車やハイブリッド車の電源としてもリチウムイオン電池が注目されている。
【０００６】
リチウムイオン電池は、例えば、正極活物質を塗着した正極板と、負極活物質を塗着した負極板と、正極板と負極板の接触を防止するセパレータとを捲回した電極捲回体を備えている。そして、リチウムイオン電池では、この電極捲回体が外装缶に挿入されるとともに、外装缶内に電解液が注入されている。
【０００７】
このように構成されているリチウムイオン電池では、充電時あるいは放電時に電池の内部温度が上昇し、この電池内の温度上昇に起因して電池の劣化が生じる可能性がある。特に、電極捲回体の中心部では熱がこもりやすい。したがって、電池の劣化や寿命の低下を抑制するためには、充電時や放電時における電池内の温度上昇をなるべく抑制する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、例えば、リチウムイオン電池に代表される電池における内部温度の上昇を抑制することができる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
本発明における電池は、（ａ）筒状をした軸芯と前記軸芯の回りに捲回された正極、負極およびセパレータを含む捲回体と、（ｂ）前記捲回体を挿入する有底状の容器と、（ｃ）前記容器を密閉する蓋と一体化された中空筒とを備える。このとき、前記中空筒が前記軸芯に挿入されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明における電池の製造方法は、（ａ）有底状の容器を用意する工程と、（ｂ）蓋と一体化された中空筒を用意する工程と、（ｃ）筒状をした軸芯の回りに正極、負極およびセパレータを捲回して捲回体を形成し、前記捲回体の一端上に、前記正極と電気的に接続される正極集電リングを配置し、前記捲回体の他端上に、前記負極と電気的に接続される負極集電リングを配置する工程と、を備える。そして、（ｄ）前記容器の内部へ前記捲回体を挿入する工程と、（ｅ）前記負極集電リングと前記容器の底とを抵抗溶接で接続する工程と、（ｆ）前記中空筒を前記軸芯の内部へ挿入する工程と、（ｇ）前記蓋で前記容器を密閉する工程と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１４】
例えば、リチウムイオン電池に代表される電池における内部温度の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リチウムイオン電池の模式的な構成を示す図である。
【図２】円筒形のリチウムイオン電池の内部構造を示す断面図である。
【図３】電極捲回体を構成する前段階の構成要素を示す図である。
【図４】正極、セパレータ、負極、および、セパレータを捲回して電極捲回体を形成する様子を示す模式図である。
【図５】電極捲回体の中心部にある軸芯の内部に中空筒を挿入する様子を示す図である。
【図６】第１変形例におけるリチウムイオン電池を示す図である。
【図７】第２変形例におけるリチウムイオン電池を示す図である。
【図８】円筒型のリチウムイオン電池の冷却構造を示す上面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、矩形（角形）のリチウムイオン電池の冷却構造を示す上面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｂ）は、楕円形（扁平角形）のリチウムイオン電池の冷却構造を示す上面図である。
【図１１】実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１２】図１１に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１３】図１２に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１４】図１３に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１５】実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１６】実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１７】実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１８】実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図１９】図１８に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図２０】図１９に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図２１】図２０に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図２２】図２１に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図２３】図２２に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図２４】図２３に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【図２５】図２４に続くリチウムイオン電池の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１７】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１９】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２０】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２１】
＜リチウムイオン電池の基本＞
リチウムは、酸化還元電位が−３．０３Ｖ（ｖｓ．ＮＨＥ）であり、地球上に存在する最も卑な金属である。電池の電圧は、正極と負極との電位差によって決まるので、リチウムを負極活物質に使用すると、最も高い起電力が得られる。また、リチウムの原子量は６．９４であり、密度も０．５３４ｇ／ｃｍ３であってともに小さいことから、単位電気量あたりの重量が小さく、エネルギー密度も高くなる。したがって、リチウムを負極活物質に使用すると小型で軽量の電池を製造することができる。
【００２２】
このように、リチウムは電池の負極活物質として魅力的な物質であるが、充放電可能な二次電池に適用する場合に問題が生じる。すなわち、リチウムを負極に使用した電池で充放電を繰り返すと、リチウムの溶解による放電反応と、リチウムの析出による充電反応が起こる。この場合、繰り返し充電によって、リチウムの析出反応が生じるため、二次電池の性能劣化や安全性に問題が生じる。例えば、充電過程で生成されるリチウムは活性表面で電解液溶媒と反応し、その一部はＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）（固定電解質界面）と呼ばれる皮膜の形成に消費される。このため、電池の内部抵抗が高くなり、放電効率も低下してくる。つまり、充放電のサイクルを繰り返すごとに電池容量が小さくなる。さらに、急速に充電すると、リチウムは針状・樹枝状の結晶形態（リチウムデンドライト）で析出し、二次電池での様々なトラブルを引き起こす元となる。例えば、リチウムデンドライトは、比表面積が大きく、副反応による電流効率の低下を加速するとともに、針状であるためにセパレータを突き破って正極と負極との間の内部短絡を引き起こすこともある。このような状態になると、自己放電が大きく電池として使用できなくなったり、内部短絡による発熱でガス噴出や発火に至る場合もある。以上のことから、リチウムを負極に使用した二次電池では、性能劣化や安全性に問題が生じることがわかる。
【００２３】
そこで、溶解と析出という従来の原理と相違する原理の新型二次電池が検討されている。具体的には、正極と負極の両方にリチウムイオンを挿入・放出する活物質を使用する二次電池が検討されている。この二次電池の充放電過程では、リチウムの溶解と析出という現象は起こらず、リチウムイオンが電極活物質の間で挿入・脱離されるだけである。このタイプの二次電池は、「ロッキング・チェア」型、あるいは、「シャトルコック」型と呼ばれており、充放電の繰り返しに対して、リチウムイオンが挿入・脱離されるだけであるので、安定であるという特徴がある。この種類の電池を本明細書ではリチウムイオン電池と呼ぶことにする。上述したように、リチウムイオン電池では、正極と負極の両方とも充放電においてその構造は変化せず、リチウムイオンが挿入・脱離されるだけであるので（ただし、活物質の結晶格子は、リチウムイオンの挿入・脱離に対して膨張収縮する）、格段に長寿命のサイクル特性を有するとともに、電極に金属リチウムを使用しないので、安全性も飛躍的に高まっているという特徴を有する。
【００２４】
ここで、リチウムイオンを挿入・脱離できる材料が電極の活物質に使用されるが、この活物質に要求される条件は以下に示すようなものである。すなわち、リチウムイオンという有限の大きさのイオンが挿入・脱離するので、リチウムイオンの納まるべきサイト（位置）と、リチウムイオンが拡散可能なチャンネル（経路）が活物質に必要とされる。さらに、活物質には、リチウムイオンの挿入（吸蔵）に伴い電子が材料中に導入される必要がある。
【００２５】
以上のような条件を満たす正極活物質としては、リチウム含有遷移金属酸化物が挙げられる。例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどが代表的な正極活物質として挙げられるが、これらに限定されるものではない。具体的に、正極活物質としては、リチウムを挿入・脱離可能な材料であり、予め充分な量のリチウムを挿入したリチウム含有遷移金属酸化物であればよく、遷移金属として、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）などの単体、または、２種類以上の遷移金属を主成分とする材料であってもよい。また、スピネル結晶構造や層状結晶構造などの結晶構造についても、上述したサイトとチャンネルが確保されるものであれば特に限定されない。さらに、結晶中の遷移金属やリチウムの一部をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇなどの元素で置換した材料や、結晶中にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇなどの元素をドープした材料を正極活物質として使用してもよい。
【００２６】
さらに、上述した条件を満たす負極活物質として、結晶質の炭素材料や非晶質の炭素材料を使用することができる。ただし、負極活物質はこれらの物質に限定されるものではなく、例えば、天然黒鉛や、人造の各種黒鉛剤、コークスなどの炭素材料などを使用してもよい。そして、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状など様々な粒子形状のものが適用可能である。
【００２７】
＜リチウムイオン電池の模式的な構成＞
以下に、上述したリチウムイオン電池の模式的な構成について図面を参照しながら説明する。図１は、リチウムイオン電池の模式的な構成を示す図である。図１において、リチウムイオン電池は、外装缶ＣＳを有しており、この外装缶ＣＳの内部に電解液ＥＬが充填されている。この電解液ＥＬが充填されている外装缶ＣＳには、正極板ＰＥＰと負極板ＮＥＰが対向して設けられており、対向して設けられた正極板ＰＥＰと負極板ＮＥＰの間にセパレータＳＰが配置されている。
【００２８】
そして、正極板ＰＥＰには、正極活物質が塗着されており、負極板ＮＥＰには負極活物質が塗着されている。例えば、正極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能なリチウム含有遷移金属酸化物から形成されている。図１では、このリチウム含有遷移金属酸化物が正極板ＰＥＰに塗着されている様子を模式的に示している。つまり、図１には、正極板ＰＥＰに塗着されているリチウム含有遷移金属酸化物として、酸素と金属原子とリチウムが配置されている模式的な結晶構造が示されている。この正極板ＰＥＰと正極活物質により正極が構成されている。
【００２９】
一方、例えば、負極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能な炭素材料から形成されている。図１では、この炭素材料が負極板ＮＥＰに塗着されている様子を模式的に示している。つまり、図１には、負極板ＮＥＰに塗布されている炭素材料として、炭素が配置されている模式的な結晶構造が示されている。この負極板ＮＥＰと負極活物質により負極が構成されている。
【００３０】
セパレータＳＰは、正極と負極との電気的な接触を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるスペーサとしての機能を有している。近年では、このセパレータＳＰとして、高強度で薄い微多孔質膜が使用されている。この微多孔質膜は、電池短絡による異常電流、急激な内圧や温度の上昇および発火を防ぐという機能も合わせもっている。つまり、現在のセパレータＳＰは、正極と負極の電気的接触を防止し、かつ、リチウムイオンを通過させる機能の他に、短絡と過充電防止のための熱ヒューズとしての機能を有していることになる。この微多孔質膜の持つシャットダウン機能によって、リチウムイオン電池の安全性を保つことができる。例えば、リチウムイオン電池が何らかの原因で外部短絡を引き起こした場合、瞬時ではあるが大電流が流れ、ジュール熱により異常に温度が上昇する危険性がある。このとき、セパレータＳＰとして微多孔質膜を使用すれば、微多孔質膜は、膜材料の融点近傍で空孔（微多孔）が閉塞するため、正極と負極との間のリチウムイオンの透過を阻止することができる。言い換えれば、セパレータＳＰとして微多孔質膜を使用することにより、外部短絡時に電流を遮断し、リチウムイオン電池の内部の温度上昇をストップさせることができる。この微多孔質膜から構成されるセパレータＳＰとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、あるいは、これらの材料の組み合わせから構成することができる。
【００３１】
電解液ＥＬは、非水電解液が使用される。リチウムイオン電池は、活物質でのリチウムイオンの挿入・脱離を利用して充放電を行う電池であり、電解液ＥＬ中をリチウムイオンが移動する。リチウムは、強い還元剤であり、水と激しく反応して水素ガスを発生する。したがって、リチウムイオンが電解液ＥＬ中を移動するリチウムイオン電池では、従来の電池のように水溶液を電解液ＥＬに使用することができない。このことから、リチウムイオン電池では、電解液ＥＬとして非水電解液が使用される。具体的に、非水電解液ＥＬの電解質としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉなどやこれらの混合物を使用することができる。また、有機溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、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、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、プロピオニトリルなどや、これらの混合液を使用することができる。
【００３２】
＜充放電のメカニズム＞
リチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に充放電のメカニズムについて説明する。まず、充電のメカニズムについて説明する。図１に示すように、リチウムイオン電池を充電する際、正極と負極との間に充電器ＣＵを接続する。この場合、リチウムイオン電池では、正極活物質内に挿入されているリチウムイオンが脱離し、電解液ＥＬ中に放出される。このとき、正極活物質からリチウムイオンが脱離することにより、正極から充電器へ電子が流れる。そして、電解液ＥＬ中に放出されたリチウムイオンは、電解液ＥＬ中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータＳＰを通過して、負極に到達する。この負極に到達したリチウムイオンは、負極を構成する負極活物質内に挿入される。このとき、負極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、負極に電子が流れ込む。このようにして、充電器を介して正極から負極に電子が移動することにより充電が完了する。
【００３３】
続いて、放電のメカニズムについて説明する。図１に示すように、正極と負極の間に外部負荷を接続する。すると、負極活物質内に挿入されていたリチウムイオンが脱離して電解液ＥＬ中に放出される。このとき、負極から電子が放出される。そして、電解液ＥＬ中に放出されたリチウムイオンは、電解液ＥＬ中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータＳＰを通過して、正極に到達する。この正極に到達したリチウムイオンは、正極を構成する正極活物質内に挿入される。このとき、正極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、正極に電子が流れ込む。このようにして、負極から正極に電子が移動することにより放電が行われる。言い換えれば、正極から負極に電流が流れて負荷を駆動することができる。以上のようにして、リチウムイオン電池においては、リチウムイオンを正極活物質と負極活物質との間で挿入・脱離することにより、充放電することができる。
【００３４】
＜本実施の形態におけるリチウムイオン電池の構成＞
次に、本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢの構成例について説明する。図２は、円筒形のリチウムイオン電池ＬＩＢの内部構造を示す断面図である。図２に示すように、底部を有する円筒形の外装缶（容器）ＣＳの内部には、正極とセパレータと負極を捲回した電極捲回体ＷＲＦが形成されている。具体的に、電極捲回体ＷＲＦは、正極と負極の間にセパレータを挟むように積層され、外装缶ＣＳの中心部にある軸芯ＣＲの回りに捲回されている。軸芯ＣＲは、例えば、内部が空洞となっている円筒形状をしている。そして、負極は電極捲回体ＷＲＦの下端（他端）に設けられている負極集電リングＮＲと電気的に接続されており、この負極集電リングＮＲが外装缶ＣＳの底部と溶接部材ＲＷで接続されている。外装缶ＣＳは、例えば、ニッケルめっきされた鉄缶から構成されているため、外装缶ＣＳの底面は、溶接部材ＲＷおよび負極集電リングＮＲを介して、電極捲回体ＷＲＦを構成する負極と電気的に接続されていることになる。
【００３５】
一方、正極は電極捲回体ＷＲＦの上端（一端）に設けられている正極集電リングＰＲと電気的に接続されており、この正極集電リングＰＲが蓋ＣＡＰとリードＬＤで電気的に接続されている。したがって、蓋ＣＡＰは、リードＬＤおよび正極集電リングＰＲを介して、電極捲回体ＷＲＦを構成する正極と電気的に接続されていることになる。そして、外装缶ＣＳの内部に形成されている電極捲回体ＷＲＦの内部には電解液が注入されており、外装缶ＣＳは、蓋ＣＡＰにより密閉されている。具体的に、本実施の形態では、外装缶ＣＳに、かしめ加工部（グルービング）ＧＢが設けられており、このかしめ加工部ＧＢにおいて、蓋ＣＡＰを絶縁物からなるシール材ＳＬで封止することにより、外装缶ＣＳを蓋ＣＡＰで密閉している。このとき、本実施の形態では、蓋ＣＡＰと一体的に中空筒ＨＣが形成されており、この中空筒ＨＣが電極捲回体ＷＲＦの中心に配置されている軸芯ＣＲの内部に挿入されている。この点は本実施の形態の特徴であり、これによって、電極捲回体ＷＲＦの中心に位置している軸芯ＣＲの内部を、温度の低い外気雰囲気にさらすことができる。
【００３６】
正極は、正極活物質と結着剤（バインダ）を含有する塗液を正極板（正極集電体）に塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この正極の上端部には複数の矩形状の正極集電タブ（図示せず）が形成されており、この複数の正極集電タブが正極集電リングＰＲと溶接されている。そして、この正極集電リングＰＲがリードＬＤと電気的に接続されている。したがって、正極は、正極集電タブおよび正極集電リングＰＲを介してリードＬＤと電気的に接続されていることになる。複数の正極集電タブは、正極の低抵抗化および電流の取り出しを迅速にするために設けられている。
【００３７】
正極を構成する正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどに代表される上述した材料を使用することができる。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、正極板には、例えば、アルミニウムなどの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用され、正極集電リングＰＲもアルミニウムから形成されている。
【００３８】
負極は、負極活物質と結着剤（バインダ）を含有する塗液を負極板（負極集電体）に塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この負極の下端部には複数の矩形状の負極集電タブ（図示せず）が形成されており、この複数の負極集電タブが負極集電リングＮＲと溶接されている。そして、この負極集電リングＮＲが溶接部材ＲＷを解して外装缶ＣＳの底部と電気的に接続されている。したがって、負極は、負極集電タブ、負極集電リングＮＲおよび溶接部材ＲＷを介して、外装缶ＣＳの底部と電気的に接続されていることになる。
【００３９】
負極を構成する負極活物質は、例えば、炭素材料などに代表される上述した材料を使用することができる。また、結着剤は、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などを使用することができる。さらに、負極板には、例えば、銅などの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用され、負極集電リングＮＲも銅から形成されている。
【００４０】
＜電極捲回体の構成＞
次に、電極捲回体の詳細な構成について説明する。図３は、電極捲回体を構成する前段階の構成要素を示す図である。図３において、電極捲回体を構成する構成要素は、正極ＰＥＬ、セパレータＳＰ１、負極ＮＥＬ、および、セパレータＳＰ２である。このとき、正極ＰＥＬは、正極板ＰＥＰの両面に正極活物質ＰＡＳが塗布された構造をしており、負極ＮＥＬは、負極板ＮＥＰの両面に負極活物質ＮＡＳが塗布された構造をしている。そして、正極ＰＥＬの上辺側には矩形状の正極集電タブＰＴＡＢが複数形成されている。同様に、負極ＮＥＬの下辺側には矩形状の負極集電タブＮＴＡＢが複数形成されている。
【００４１】
具体的に、本実施の形態における電極捲回体ＷＲＦの構成について説明する。図４は、正極ＰＥＬ、セパレータＳＰ１、負極ＮＥＬ、および、セパレータＳＰ２を捲回して電極捲回体ＷＲＦを形成する様子を示す模式図である。図４に示すように、正極ＰＥＬと負極ＮＥＬの間にセパレータＳＰ１を挟み、かつ、セパレータＳＰ１とセパレータＳＰ２で負極ＮＥＬを挟むようにして、正極ＰＥＬ、セパレータＳＰ１、負極ＮＥＬ、および、セパレータＳＰ２が捲回される。このとき、正極ＰＥＬに形成されている正極集電タブＰＴＡＢは電極捲回体ＷＲＦの上部側に配置される一方、負極ＮＥＬに形成されている負極集電タブ（図示せず）は電極捲回体ＷＲＦの下部側に配置される。以上のようにして、電極捲回体ＷＲＦが構成されている。
【００４２】
＜本実施の形態における特徴＞
続いて、本実施の形態における特徴について、図面を参照しながら説明する。まず、図２において、本実施の形態における特徴は、蓋ＣＡＰと一体的に形成された中空筒ＨＣを設け、この中空筒ＨＣを軸芯ＣＲの内部に挿入している点にある。具体的に、本実施の形態において、図５に示すように、電極捲回体ＷＲＦの中心部（軸芯）に開口部が形成されており、この開口部内に、蓋ＣＡＰと一体的に形成された中空筒ＨＣを挿入するようになっている。
【００４３】
例えば、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電時や放電時には、通常、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部が発熱する現象が発生する。特に、電極捲回体ＷＲＦの中心に位置する軸芯ＣＲ近傍には熱がこもりやすく温度が上昇してしまう。リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度が上昇すると、電池の性能劣化が生じる可能性がある。
【００４４】
これに対し、本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢでは、上述したように、蓋ＣＡＰと一体的に形成された中空筒ＨＣを設け、この中空筒ＨＣを軸芯ＣＲの内部に挿入している。このため、熱がこもりやすい軸芯ＣＲの内部は、軸芯ＣＲの内部に挿入された中空筒ＨＣを介して、外部雰囲気と接触されるようになっている。したがって、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電時や放電時に軸芯ＣＲ近傍に熱が発生するが、この発生した熱が軸芯ＣＲの内部に挿入されている中空筒ＨＣを介して、リチウムイオン電池ＬＩＢの外部雰囲気中へ放散される。この結果、軸芯ＣＲ近傍における温度上昇を抑制できるのである。つまり、本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢによれば、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を抑制できるので、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度の上昇に起因する性能劣化を効果的に抑制することができるのである。
【００４５】
特に、本実施の形態では、電極捲回体ＷＲＦの軸芯ＣＲと、中空筒ＨＣとを別部品から構成する点にも特徴がある。例えば、軸芯ＣＲには、（１）リチウムイオン電池ＬＩＢを軽量化するために軽い部材から構成する必要性、（２）電解液に対する耐腐食性、（３）絶縁耐性、（４）セパレータとの良好な接着性などが要求される。一方、本実施の形態で設けられている中空筒ＨＣの主要な目的は、放熱特性の向上である。つまり、軸芯ＣＲに要求される特性と、中空筒ＨＣに要求される特性とは相違するのである。このため、例えば、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣとを一体化している場合には、当然、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣとを同一の部材から形成することになるが、同一の部材で軸芯ＣＲの特性に対する要求と、中空筒ＨＣの特性に対する要求とを満足させることは困難である。例えば、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣとを金属から構成する場合、中空筒ＨＣに対する放熱特性の向上を充分に図ることができるが、軸芯ＣＲに対する軽量化の要求、耐腐食性の要求、セパレータとの接着性の要求に充分に応えることはできない。
【００４６】
これに対し、本実施の形態では、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣとを別部品で構成しているため、それぞれの部品の特性に合った部材を自由に選択することができる。すなわち、軸芯ＣＲには、上述した（１）〜（４）の条件を満たす部材を使用し、中空筒ＨＣには、放熱特性に優れた部材を使用することができる。例えば、軸芯ＣＲには、（１）リチウムイオン電池ＬＩＢを軽量化するために軽い部材から構成する必要性、（２）電解液に対する耐腐食性、（３）絶縁耐性、（４）セパレータとの良好な接着性に優れたプラスチックから構成し、中空筒ＨＣには、放熱特性に優れた金属を使用することができる。このように、本実施の形態によれば、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣとを別部品で構成しているため、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣのそれぞれに要求される特性に最適な材料を選択することができる。この結果、本実施の形態によれば、リチウムイオン電池ＬＩＢのその他の特性に影響を与えずに、放熱特性の向上を実現することができる。
【００４７】
ここで、中空筒ＨＣを、例えば、金属から構成するが、中空筒ＨＣが電気的に接続されている部材が正極集電リングＰＲか、あるいは、負極集電リングＮＲかによって、中空筒ＨＣに使用される金属材料が異なる。例えば、図２において、中空筒ＨＣは、蓋ＣＡＰと一体的に形成され、かつ、この蓋ＣＡＰがリードＬＤを介して正極集電リングＰＲと電気的に接続されているので、中空筒ＨＣは、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、金、プラチナ、あるいは、窒化アルミニウムのいずれかから構成される。このとき、アルミニウムやアルミニウム合金は、軽く熱伝導性が良好であるという特性を有している。一方、金やプラチナも熱伝導性は良いが、高価である難点がある。また、窒化アルミニウムは、セラミックであり、軽く電気絶縁性があるとともに、熱伝導性は良好である。なお、中空筒ＨＣとして、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼などは使用されない。なぜなら、これらの金属は、中空筒ＨＣが正極集電リングＰＲと電気的に接続されている場合、電解液に対して腐食してしまう問題点があるからである。
【００４８】
これに対し、中空筒ＨＣが負極集電リングＮＲと電気的に接続されている構成も考えられる。この場合、中空筒ＨＣは、例えば、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼、金、プラチナ、あるいは、窒化アルミニウムのいずれかから構成される。このとき、銅や銅合金は、熱伝導性が優れている利点がある。また、窒化アルミニウムは、セラミックであり、軽く電気絶縁性があるとともに、熱伝導性は良好である。なお、中空筒ＨＣとして、アルミニウム、アルミニウム合金は使用されない。なぜなら、これらの金属は、中空筒ＨＣが負極集電リングＮＲと電気的に接続されている場合、電解液に対して腐食してしまう問題点があるからである。
【００４９】
次に、本実施の形態のさらなる特徴は、図２に示すように、中空筒ＨＣが外装缶ＣＳを貫通しないように構成されている点である。この場合、例えば、図２に示すように、外装缶ＣＳの底部は溶接部材ＲＷを介して負極集電リングＮＲと電気的に接続することができる。つまり、本実施の形態のように、中空筒ＨＣが外装缶ＣＳの底部を貫通しないように構成されているため、外装缶ＣＳの底部を負極集電リングＮＲと電気的に接続することができる。このことは、外装缶ＣＳの底面をリチウムイオン電池ＬＩＢの負極端子として利用できることを意味している。そして、本実施の形態では、図２に示すように、蓋ＣＡＰがリードＬＤによって正極集電リングＰＲと電気的に接続されている。このことは、蓋ＣＡＰをリチウムイオン電池ＬＩＢの正極端子として利用できることを意味している。このように、本実施の形態では、中空筒ＨＣが外装缶ＣＳを貫通しないように構成されている結果、外装缶ＣＳの底部自体を負極端子として使用し、かつ、蓋ＣＡＰ自体を正極端子として使用することができる。つまり、本実施の形態によれば、わざわざ、外装缶ＣＳに正極端子と負極端子を設ける必要がないので、リチウムイオン電池ＬＩＢの構成が簡略化される利点が得られる。すなわち、本実施の形態では、リチウムイオン電池ＬＩＢの構成を複雑化させることなく、軸芯ＣＲ近傍での放熱効率を向上させることができるのである。
【００５０】
例えば、中空筒ＨＣが外装缶ＣＳを貫通するように構成する場合、負極集電リングＮＲと外装缶ＣＳの底部とを溶接部材ＲＷで接続することができない。したがって、この場合、外装缶ＣＳに新たに負極端子を設ける必要が生じ、リチウムイオン電池ＬＩＢの構造が複雑化する。リチウムイオン電池ＬＩＢの構造が複雑化するということは、それだけリチウムイオン電池ＬＩＢの製造工程が増加することを意味し、その結果、リチウムイオン電池ＬＩＢの製造コストが上昇してしまう。これに対し、本実施の形態によれば、わざわざ、外装缶ＣＳに正極端子と負極端子を設ける必要がないので、リチウムイオン電池ＬＩＢの構造を簡略化することができる。このため、本実施の形態によれば、リチウムイオン電池ＬＩＢの製造コストを上昇させることなく、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度の上昇に起因する性能劣化を効果的に抑制することができる。
【００５１】
続いて、本実施の形態における別の特徴について説明する。図２に示すように、本実施の形態における別の特徴は、外装缶ＣＳにかしめ加工部ＧＢが施されており、この外装缶ＣＳと蓋ＣＡＰが絶縁物からなるシール材ＳＬを使用したかしめ法により密閉接続されている点にある。
【００５２】
例えば、外装缶ＣＳと蓋ＣＡＰとを密閉接続する方法としては、蓋ＣＡＰを外装缶ＣＳに溶接することが考えられる。ところが、溶接法を使用する場合、溶接できる部材が限定されるため、蓋ＣＡＰに使用される部材の自由度が低下してしまう。これに対し、本実施の形態のように、かしめ法を使用して蓋ＣＡＰを外装缶ＣＳに取り付ける場合、溶接法を使用する場合よりも蓋ＣＡＰに使用する材料の自由度が大きくなる利点がある。
【００５３】
さらに、溶接法の問題点として、外装缶ＣＳに蓋ＣＡＰをアーク溶接すると、アーク溶接による溶接熱がリチウムイオン電池ＬＩＢに加わったり、アーク溶接による溶接屑が飛散する問題点が発生する。特に、溶接屑がリチウムイオン電池ＬＩＢの内部に侵入すると、この溶接屑によって、電極捲回体ＷＲＦを構成する正極と負極が短絡する不具合が発生するポテンシャルが高くなってしまう。これに対し、本実施の形態では、蓋ＣＡＰと外装缶ＣＳとの密閉接続に溶接法を使用せず、かしめ法を使用しているので、溶接屑といった異物の発生を防止することができ、この結果、リチウムイオン電池ＬＩＢの信頼性を向上させることができる。
【００５４】
＜変形例＞
以下に、本実施の形態における変形例について説明する。図６は、第１変形例におけるリチウムイオン電池ＬＩＢの構成を示す図である。図６において、本第１変形例の特徴は、蓋ＣＡＰと一体的に形成されている中空筒ＨＣの内部に冷却流路ＳＷを設け、この冷却流路ＳＷの内部に冷媒ＣＧを流す点にある。つまり、本第１変形例においては、中空筒ＨＣの内部に冷却流路ＳＷを設けて冷媒を循環させることができるので、前記実施の形態よりもさらに、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を抑制することができる。前記実施の形態では、中空筒ＨＣの内部を外部雰囲気と接触させることにより、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を抑制していたが、本第１変形例では、さらに、中空筒ＨＣの内部に冷媒を循環させるように構成しているため、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部における冷却効率を向上させることができる。これにより、本第１変形例におけるリチウムイオン電池ＬＩＢによれば、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を効果的に抑制できるので、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度の上昇に起因する性能劣化を抑制することができる。
【００５５】
続いて、図７は、第２変形例におけるリチウムイオン電池ＬＩＢの構成を示す図である。図７において、本第２変形例の特徴は、蓋ＣＡＰと一体的に形成されている中空筒ＨＣの内部に熱伝導率の良好な熱伝導体ＴＣを挿入している点にある。つまり、本第２変形例においては、中空筒ＨＣの内部に、例えば、金属などの熱伝導率の高い部材からなる熱伝導体ＴＣを挿入しているので、前記実施の形態よりもさらに、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を抑制することができる。すなわち、本第２変形例では、軸芯ＣＲ近傍で発生した熱は、主に軸芯ＣＲの内部に設けられている中空筒ＨＣに伝導し、さらに、中空筒ＨＣの内部に挿入されている熱伝導体ＴＣに伝わる。そして、この熱伝導体ＴＣの熱伝導率が高いため、熱伝導率の高い熱伝導体ＴＣに伝わった熱は、速やかに外部雰囲気へ放散される。この結果、本第２変形例におけるリチウムイオン電池ＬＩＢによれば、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を効果的に抑制できるので、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度の上昇に起因する性能劣化を抑制することができる。
【００５６】
さらに、中空筒ＨＣの内部に熱電対などからなる温度センサを設けて、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度を測定し、温度が予め設定されているしきい値温度よりも高くなった場合に、上述した第１変形例で説明した冷媒ＣＧを中空筒ＨＣの内部に循環させて強制的にリチウムイオン電池ＬＩＢの内部を冷却するように構成してもよい。
【００５７】
次に、様々な形状のリチウムイオン電池ＬＩＢにおける中空筒ＨＣの配置バリエーションについて図面を参照しながら説明する。図８は、円筒型のリチウムイオン電池ＬＩＢの冷却構造を示す上面図である。図８に示すように、円筒型のリチウムイオン電池ＬＩＢにおいては、円筒形状の外装缶ＣＳの内部に円筒形状の軸芯ＣＲが配置されており、この円筒形状の軸芯ＣＲの内部に円筒形状の中空筒ＨＣが１つ配置された構造となっている。
【００５８】
続いて、図９（ａ）〜（ｄ）は、矩形（角形）のリチウムイオン電池ＬＩＢの冷却構造を示す上面図である。例えば、図９（ａ）においては、角形の外装缶ＣＳの内部に角形の軸芯ＣＲが配置されており、この角形の軸芯ＣＲの内部に２つの円筒形状をした中空筒ＨＣが配置されている。また、図９（ｂ）においては、角形の外装缶ＣＳの内部に角形の軸芯ＣＲが配置されており、この角形の軸芯ＣＲの内部に３つの円筒形状をした中空筒ＨＣが配置されている。さらに、図９（ｃ）においては、角形の外装缶ＣＳの内部に角形の軸芯ＣＲが配置されており、この角形の軸芯ＣＲの内部に１つの角形をした中空筒ＨＣ２と、２つの円筒形状をした中空筒ＨＣ１が配置されている。また、図９（ｄ）においては、角形の外装缶ＣＳの内部に角形の軸芯ＣＲが配置されており、この軸芯ＣＲの内部に角形の中空筒ＨＣ２が配置されている。このとき、図９（ｄ）に示す距離ａと距離ｂとを同じ距離にすることにより、軸芯ＣＲ近傍の温度分布を均一にすることができる。
【００５９】
次に、図１０（ａ）〜（ｂ）は、楕円形（扁平角形）のリチウムイオン電池ＬＩＢの冷却構造を示す上面図である。例えば、図１０（ａ）においては、カプセル形状をした外装缶ＣＳの内部に角形の軸芯ＣＲが配置されており、この角形の軸芯ＣＲの内部に２つの円筒形状をした中空筒ＨＣが配置されている。また、図１０（ｂ）においては、楕円形状の外装缶ＣＳの内部に円筒形状の軸芯ＣＲが配置されており、この円筒形状の軸芯ＣＲの内部に１つの円筒形状をした中空筒ＨＣが配置されている。以上のように、本発明の技術的思想は、様々な形状のリチウムイオン電池ＬＩＢに、中空筒ＨＣの様々な配置バリエーションによる冷却構造を提供することができることがわかる。
【００６０】
＜実施の形態における電池の製造方法＞
続いて、実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法について図面を参照しながら説明する。まず、正極ＰＥＬを形成する工程について説明する。図１１に示すように、正極活物質ＰＡＳ（活物質ＡＳ）を製造する。そして、図１２に示すように、製造した正極活物質ＰＡＳと結着剤（バインダ）を溶液に溶かすことにより、正極活物質ＰＡＳと結着剤を含有する塗液（スラリー）ＳＬ１を形成する。その後、図１３に示すように、正極活物質ＰＡＳと結着剤（バインダ）を含有する塗液ＳＬ１を正極板（正極集電体）ＰＥＰに塗布して乾燥させた後、加圧する。これにより、正極板ＰＥＰに塗着された正極活物質ＰＡＳの高密度化を図ることができる。
【００６１】
続いて、図１４に示すように、正極活物質ＰＡＳを塗着した正極板ＰＥＰを切断して加工する。これにより、正極板ＰＥＰの一辺（上辺）に矩形形状をした複数の正極集電タブＰＴＡＢを形成することができる。このようにして、正極板ＰＥＰに正極活物質ＰＡＳを塗着して加工した正極ＰＥＬを形成することができる。
【００６２】
次に、負極ＮＥＬを形成する工程について説明する。負極ＮＥＬを形成する工程も基本的な工程は、正極ＰＥＬを形成する工程と同様である。具体的には、図１１に示すように、負極活物質ＮＡＳ（活物質ＡＳ）を製造する。そして、図１２に示すように、製造した負極活物質ＮＡＳと結着剤（バインダ）を溶液に溶かすことにより、負極活物質ＮＡＳと結着剤を含有する塗液（スラリー）ＳＬ１を形成する。その後、負極活物質ＮＡＳと結着剤（バインダ）を含有する塗液ＳＬ１を負極板（負極集電体）ＮＥＰに塗布して乾燥させた後、加圧する。これにより、負極板ＮＥＰに塗着された負極活物質ＮＡＳの高密度化を図ることができる。
【００６３】
続いて、負極活物質ＮＡＳを塗着した負極板ＮＥＰを切断して加工する。これにより、負極板ＮＥＰの一辺（下辺）に矩形形状をした複数の負極集電タブＮＴＡＢを形成することができる。このようにして、図１５に示すように、負極板ＮＥＰに負極活物質ＮＡＳを塗着して加工した負極ＮＥＬを形成することができる。
【００６４】
さらに、図１６および図１７に示すように、セパレータＳＰ１およびセパレータＳＰ２を用意する。以上のようにして、正極ＰＥＬ、負極ＮＥＬ、セパレータＳＰ１およびセパレータＳＰ２を準備することができる。
【００６５】
次に、図１８に示すように、セパレータＳＰ２とセパレータＳＰ１の間に負極ＮＥＬを挟み、かつ、セパレータＳＰ１上に正極ＰＥＬが配置されるように、正極ＰＥＬ、負極ＮＥＬ、セパレータＳＰ１およびセパレータＳＰ２を積層する。このとき、正極ＰＥＬに形成されている正極集電タブＰＴＡＢと、負極ＮＥＬに形成されている負極集電タブＮＴＡＢとが反対方向に配置されるようにする。
【００６６】
その後、図１９に示すように、積層した正極ＰＥＬ、負極ＮＥＬ、セパレータＳＰ１およびセパレータＳＰ２を軸芯ＣＲに捲回して電極捲回体ＷＲＦを形成する。ここで、軸芯ＣＲの内部は中空になっている。
【００６７】
続いて、図２０に示すように、電極捲回体ＷＲＦの上端部から突出している正極集電タブＰＴＡＢを正極集電リングＰＲに接続する。同様に、電極捲回体ＷＲＦの下端部から突出している負極集電タブＮＴＡＢを負極集電リングＮＲに接続する。ここで、正極集電タブＰＴＡＢの正極集電リングＰＲへの接続、および、負極集電タブＮＴＡＢの負極集電リングＮＲへの接続は、例えば、溶接によって行われる。ここで、正極集電リングＰＲおよび負極集電リングＮＲの中央部には開口部が設けられている。
【００６８】
次に、図２１に示すように、電極捲回体ＷＲＦを外装缶ＣＳの内部に挿入する。そして、図２２に示すように、外装缶ＣＳの内部に挿入された電極捲回体ＷＲＦの中央部に位置する軸芯ＣＲの内部に溶接棒ＷＳを挿入する。その後、この溶接棒ＷＳを使用した抵抗溶接により、電極捲回体ＷＲＦの下部に装着されている負極集電リングＮＲと外装缶ＣＳの底面とを溶接部材ＲＷで接続する（缶底溶接）。具体的には、溶接棒ＷＳに電流を流すことにより発生したジュール熱によって溶接部材ＲＷを形成する。この抵抗溶接は、アーク溶接と異なり熱の発生が少ないとともに、溶接屑が発生しないため、外装缶ＣＳの内部に溶接屑による異物の混入を防止することができる。
【００６９】
続いて、図２３に示すように、外装缶ＣＳにかしめ加工を施すことにより、かしめ加工部ＧＢを形成する。このかしめ加工部ＧＢは、電極捲回体ＷＲＦが外装缶ＣＳの上下方向にずれることを防止する機能を有している。その後、電極捲回体ＷＲＦを挿入した外装缶ＣＳの内部に電解液を注入する。そして、図２４に示すように、蓋ＣＡＰと一体的に形成された中空筒ＨＣを用意し、この中空筒ＨＣを軸芯ＣＲの内部に挿入する。そして、図２５に示すように、蓋ＣＡＰと正極集電リングＰＲとをリードＬＤで接続する。次に、図２に示すように、蓋ＣＡＰと外装缶ＣＳとをゴムなどの絶縁物からなるシール材ＳＬで接続する。このようにして、本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢを製造することができる。
【００７０】
本実施の形態によれば、蓋ＣＡＰと外装缶ＣＳとの密閉接続に溶接法を使用せず、かしめ法を使用しているので、溶接屑といった異物の発生を防止することができ、この結果、リチウムイオン電池ＬＩＢの信頼性を向上させることができる。
【００７１】
＜実施の形態における効果＞
本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢによれば、以下に示す効果を得ることができる。
【００７２】
（１）本実施の形態によれば、蓋ＣＡＰと一体的に形成された中空筒ＨＣを設け、この中空筒ＨＣを軸芯ＣＲの内部に挿入している。これにより、本実施の形態におけるリチウムイオン電池ＬＩＢによれば、軸芯ＣＲ近傍の温度上昇を抑制できるので、リチウムイオン電池ＬＩＢの内部温度の上昇に起因する性能劣化を効果的に抑制することができるという顕著な効果が得られる。
【００７３】
（２）本実施の形態によれば、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣとを別部品で構成している。このため、軸芯ＣＲと中空筒ＨＣのそれぞれに要求される特性に最適な材料を選択することができる。この結果、本実施の形態によれば、リチウムイオン電池ＬＩＢのその他の特性を犠牲にすることなく、放熱特性の向上を実現することができる。
【００７４】
（３）本実施の形態では、中空筒ＨＣが外装缶ＣＳを貫通しないように構成されている。この結果、外装缶ＣＳの底部自体を負極端子として使用し、かつ、蓋ＣＡＰ自体を正極端子として使用することができる。つまり、本実施の形態によれば、わざわざ、外装缶ＣＳに正極端子と負極端子を設ける必要がないので、リチウムイオン電池ＬＩＢの構成が簡略化される利点が得られる。すなわち、本実施の形態では、リチウムイオン電池ＬＩＢの構成を複雑化させることなく、軸芯ＣＲ近傍での放熱効率を向上させることができる。
【００７５】
（４）本実施の形態では、蓋ＣＡＰと外装缶ＣＳとの密閉接続に溶接法を使用せず、かしめ法を使用しているので、溶接屑といった異物の発生を防止することができ、この結果、リチウムイオン電池ＬＩＢの信頼性を向上させることができる。
【００７６】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７７】
前記実施の形態では、主にリチウムイオン電池を例に挙げて、本発明の技術的思想を説明したが、本発明の技術的思想は、リチウムイオン電池に限らず、様々な電池に応用することができる。例えば、ニッケルカドミウム２次電池や、ニッケル金属水素化物２次電池では、捲回構造を有する電池があり、このような捲回構造を有する電池には、幅広く本発明の技術的思想を適用することができる。特に、上述したニッケルカドミウム２次電池や、ニッケル金属水素化物２次電池でも、充電時や放電時における温度上昇に起因した電池の性能劣化は考えられるので、これらの電池においても、本発明における冷却構造（本発明の技術的思想）を適用する利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、電池を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
ＡＳ  活物質
ＣＡＰ  蓋
ＣＧ  冷媒
ＣＲ  軸芯
ＣＳ  外装缶
ＣＵ  充電器
ＥＬ  電解液
ＧＢ  かしめ加工部
ＨＣ  中空筒
ＨＣ１  中空筒
ＨＣ２  中空筒
ＬＤ  リード
ＬＩＢ  リチウムイオン電池
ＮＡＳ  負極活物質
ＮＥＬ  負極
ＮＥＰ  負極板
ＮＲ  負極集電リング
ＮＴＡＢ  負極集電タブ
ＰＡＳ  正極活物質
ＰＥＬ  正極
ＰＥＰ  正極板
ＰＲ  正極集電リング
ＰＴＡＢ  正極集電タブ
ＲＷ  溶接部材
ＳＬ  シール材
ＳＬ１  スラリー
ＳＰ  セパレータ
ＳＰ１  セパレータ
ＳＰ２  セパレータ
ＳＷ  冷却流路
ＴＣ  熱伝導体
ＷＲＦ  電極捲回体
ＷＳ  溶接棒
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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