(57)【要約】 【課題】電極リードの屈曲が小さく、かつ微小短絡不良の発生率が低い二次電池を提供すること。【解決手段】正極および負極と、前記正極と前記負極とにはさまれたセパレータとの積層物の捲回物と、かつ前記正極に接続した正極リードと、前記負極に接続した負極リードとを有する電極群と、前記電極群を収容する収容穴および前記電極群の捲回軸と交差する底面を有する筐体と、前記収容穴を塞ぎ、電極端子を有する封口部材と、を有する導電性の収容ケースと、を有する二次電池であって、前記正極リードおよび前記負極リードのうち、一方は前記収容穴の内側面に接合され、他方は、前記電極端子に接合される二次電池。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と、前記正極と前記負極とにはさまれたセパレータとの積層物の捲回物と、かつ前記正極に接続した正極リードと、前記負極に接続した負極リードとを有する電極群と、
前記電極群を収容する収容穴および前記電極群の捲回軸と交差する底面を有する筐体と、前記収容穴を塞ぎ、電極端子を有する封口部材と、を有する導電性の収容ケースと、
を有する二次電池であって、
前記正極リードおよび前記負極リードのうち、一方は前記収容穴の内側面に接合され、
他方は、前記電極端子に接合される二次電池。
【請求項２】
前記収容穴の内側面に接合された前記正極リードまたは前記負極リードは、前記電極群の外周近傍から突出する請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記収容穴の内側面に接合された前記正極リードまたは前記負極リードは、前記電極群から前記封口部材側に突出し、前記電極群と、前記封口部材との間の前記収容穴の内側面に接合される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記封口部材は、前記電極端子が貫通する貫通穴を有する封口プレートをさらに有し、
前記電極端子は、前記貫通穴を挟むように括れを有する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記正極リードが前記収容穴の内側面に接合され、
前記筐体はアルミニウムを含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
請求項１の二次電池を製造する方法であって、
前記収容穴を有する筐体を準備するステップと、
前記収容穴に前記電極群を挿入するステップと、
前記収容穴の内側面に前記正極リードまたは前記負極リードを接合するステップと、
前記収容穴を前記封口部材で塞ぐステップと、
を有する、二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記正極リードまたは前記負極リードは、前記収容穴の内側面にウェッジボンド、攪拌接合または超音波接合で接合される請求項６に記載の二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、リチウム電池、リチウムイオン電池などの二次電池が携帯電子機器等に広く使用されつつある。このような二次電池は３〜４Ｖの高い起電力を有するという特徴があり、その優れた性能が注目されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような二次電池の製造方法は：シート状の正極および負極と、正極および負極間に配置されたセパレータとからなる積層物を渦巻状に捲回し、電極群を形成するステップと；電極群を筐体内に収容するステップと；電極群の一方の電極から導出されたリードを筐体の底部に溶接するステップと；電極群の他方の電極から導出されたリードを封口蓋に溶接するステップと；筐体の開口部に封口蓋を取り付けるステップとを有する（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
図１Ａ〜Ｃは特許文献２に開示された二次電池の製造方法の一部を示す。図１Ａは電極群５を形成するステップを示す。図１Ａに示されるように電極群５は、正極１と、負極２と、正極１および負極２の間に配置されたセパレータ３とからなる積層物が捲回することで形成される。また、電極群５からは、正極１に接続した正極リード１ａと、負極２に接続した負極リード２ａとが突出する。
【０００５】
図１Ｂは、電極群５を筐体７に挿入するステップを示す。図１Ｂに示されるように、電極群５が筐体７に挿入されると、負極リード２ａがＬ字型に折れ曲がる。
【０００６】
図１Ｃは、負極リード２ａを、筐体７の底部内面に溶接するステップを示す。図１Ｃに示されるように負極リード２ａは、筐体７の底部の外側からレーザを照射することで筐体７の底部内面に溶接される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０９６５５号公報
【特許文献２】特開平０８−２９３２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示されたように負極リードなどの電極リードが屈曲すると、二次電池の使用中、電極リードが屈曲点で発熱し、二次電池の性能を低下させることがある。
【０００９】
また、特許文献２に開示されるように、筐体の外側からレーザを照射することで、電極リードと、筐体の内面とを接合する方法では、筐体の内部に微小短絡不良の原因となる火花が発生し、微小短絡不良（ＯＣＶ不良）が発生するおそれがある。また、筐体の外側からレーザを照射することで、電極リードと、筐体の内面とを接合する方法では、レーザ出力の調整が難しい。例えば、電極リードと筐体との接合強度を確保しようとレーザの出力を上げると、筐体に貫通穴が生じてしまうことがある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電極リードの屈曲が小さく、かつ微小短絡不良の発生率が低い二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１は、以下に示される二次電池に関する。
［１］正極および負極と、前記正極と前記負極とにはさまれたセパレータとの積層物の捲回物と、かつ前記正極に接続した正極リードと、前記負極に接続した負極リードとを有する電極群と、前記電極群を収容する収容穴および前記電極群の捲回軸と交差する底面を有する筐体と、前記収容穴を塞ぎ、電極端子を有する封口部材と、を有する導電性の収容ケースと、を有する二次電池であって、前記正極リードおよび前記負極リードのうち、一方は前記収容穴の内側面に接合され、他方は、前記電極端子に接合される二次電池。
［２］前記収容穴の内側面に接合された前記正極リードまたは前記負極リードは、前記電極群の外周近傍から突出する［１］に記載の二次電池。
［３］前記収容穴の内側面に接合された前記正極リードまたは前記負極リードは、前記電極群から前記封口部材側に突出し、前記電極群と、前記封口部材との間の前記収容穴の内側面に接合される、［１］または［２］に記載の二次電池。
［４］前記封口部材は、前記電極端子が貫通する貫通穴を有する封口プレートをさらに有し、前記電極端子は、前記貫通穴を挟むように括れを有する、［３］に記載の二次電池。
［５］前記正極リードが前記収容穴の内側面に接合され、前記筐体はアルミニウムを含む、［１］〜［４］のいずれか一つに記載の二次電池。
【００１２】
本発明の第２は、以下に示される二次電池の製造方法に関する。
［６］［１］〜［５］にいずれか一つに記載の二次電池を製造する方法であって、前記収容穴を有する筐体を準備するステップと、前記収容穴に前記電極群を挿入するステップと、前記収容穴の内側面に前記正極リードまたは前記負極リードを接合するステップと、前記収容穴を前記封口部材で塞ぐステップと、を有する、二次電池の製造方法。
［７］前記正極リードまたは前記負極リードは、前記収容穴の内側面にウェッジボンド、攪拌接合または超音波接合で接合される［６］に記載の二次電池の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の二次電池では、収容ケースの筐体に接合した電極リードの屈曲が小さい。このため本発明の二次電池では、使用時に筐体に接合した電極リードの発熱が少ない。また、本発明の二次電池では、火花が発生しない方法で電極リードを筐体に接合しているので、微小短絡不良の発生率が低い。また、本発明では、レーザ溶接を用いないので、筐体に貫通穴が生じるおそれが少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】特許文献２に開示された二次電池の製造フローを示す図。
【図２】実施の形態１の二次電池の断面図
【図３】実施の形態１の電極群の斜視図
【図４】実施の形態１の電極群の断面図
【図５】実施の形態１の二次電池の製造フローを示す図
【図６】実施の形態２の二次電池の断面図
【図７】実施の形態３の二次電池の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の二次電池は、電極群、電極群を収容する収容ケースを有する。また本発明の二次電池は、電解液を有する。以下それぞれの構成部材について説明する。
【００１６】
１）収容ケース
収容ケースは、電極群と電解液とを収容する収容穴を有する筐体と、筐体の収容穴を塞ぐ封口部材と、有する。収容ケースは、筐体を通して電気が取り出せるように一部または全部が動電性である。筐体が有する収容穴の数は１つであってもよいし（実施の形態１、２参照）、複数であってもよい（実施の形態３参照）。筐体が複数の収容穴を有する場合、各収容穴に電極群および電解液が収容される。また筐体は、後述する電極群の捲回軸と交差する底面を有する。
【００１７】
収容穴の形状は、収容される電極群の形状によって適宜選択される。例えば、電極群が円柱の場合、収容穴も円柱状であり；電極群が角柱である場合、収容穴も角柱状である。
【００１８】
筐体の材料の例には、アルミニウムや、マグネシウム、鉄、ニッケル、カーボン、銅およびこれらの合金などが含まれる。また、筐体の材料は、後述する正極リードまたは負極リードのいずれが筐体に接合されるかによって適宜選択される。例えば正極リードが筐体に接合される場合、筐体の材料はアルミニウムやアルミニウムの合金が好ましい。負極リードが筐体に接合される場合、筐体の材料は、鉄やニッケル、銅などが好ましい。二次電池の軽量化の観点からは、筐体の材料は、アルミニウムやアルミニウムの合金であることが好ましい。
【００１９】
筐体の側部と底部とは一体的に作製されてもよいし（実施の形態１および２参照）、筐体の側部と、筐体の底部とを別々に作製した後、筐体の側部と、筐体の底部とを接合してもよい（実施の形態３参照）。
【００２０】
筐体の作製方法は特に限定されないが、例えば押し出し成形やインパクト成形、しぼり加工などで作製される。押し出し成形とは、加熱したビレットをダイス金型を通して押し出すことで、材料の形状を成形する方法である。押し出し成形によれば低コストで筐体を作製することができる。押出し成形によって作製された部材は、押出形材とも称される。
【００２１】
封口部材は、電極端子と、封口プレートとを有する。電極端子には、後述する正極リードまたは負極リードのいずれか一方が接合される。したがって、電極端子は正極または負極端子として機能する。封口プレートは、電極端子が貫通する貫通穴を有する。封口部材で、収容穴を塞ぐには、封口プレートを筐体に溶接すればよい。
【００２２】
電極端子の材料は、電極端子が正極端子または負極端子として機能するかに応じて適宜選択される。例えば、電極端子が正極端子として機能する場合、電極端子の材料の例にはアルミニウムが含まれる。一方、電極端子が負極端子として機能する場合、電極端子の材料の例には、鉄やニッケル、銅などが含まれる。
【００２３】
電極端子は、筐体と絶縁されている。後述するように本発明では、筐体が正極または負極端子として機能するので、電極端子と筐体とが電気的に接続していると、二次電池がショートするからである。
【００２４】
電極端子と筐体とを絶縁するには、封口プレートを非導電材としてもよいし、封口プレートを導電材とし、電極端子と封口プレートとの間に絶縁材を介在させてもよい（図２参照）。
封口部材の構造は特に限定されないが、電極端子が、封口プレートの貫通孔の縁を挟むように括れを有することが好ましい（図２参照）。このように電極端子が、封口プレートの貫通孔の縁を挟むことで、封口プレートと電極端子との間から電解液が漏れにくくなり、収容穴から電解液が漏れ出すことを防止できる。一方、電極端子が、封口プレートの貫通孔の縁を挟むように括れを有する場合、封口部材と、電極群との間に隙間が形成される（図２参照）。
【００２５】
また電極端子は、電極群の捲回軸に沿った貫通孔を有していてもよい（実施の形態２、図６参照）。電極端子が電極群の捲回軸に沿った貫通孔を有すると、電極端子に接合される電極リードを電極端子の貫通孔の内側面に接合することができ、電極端子に接合する電極リードを短くし、かつ電極リードの屈曲を小さくすることができる（図６参照）。また、電極端子が貫通孔を有する場合、電極端子の貫通孔を通して後述する電解液を注入することができる。電極端子が貫通孔を有する場合、電極端子に、貫通孔を塞ぐキャップが被せられる（図６参照）。
【００２６】
２）電極群
電極群は、正極と、負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータとからなる積層物の捲回物を有する（図３参照）。また電極群は、正極に接続した正極リードと、負極に接続した負極リードとを有する。正極リードおよび負極リードは電極群から捲回軸方向に突出する。電極群は柱状であれば、円柱状であっても、角柱状であってもよい。
【００２７】
正極は、正極集電体および正極集電体上に配置された正極合剤層を有する。負極は、負極集電体および負極集電体上に配置された負極合剤層を有する。
【００２８】
正極集電体および負極集電体は、正極合剤層または負極合剤層を保持するとともに集電機能を有する電極基体である。正極集電体および負極集電体は、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔などの金属箔などからユニットの種類に応じて適宜選択される。例えば、ユニットがリチウムイオン電池として機能する場合、正極集電体はアルミニウム箔であり、負極集電体は銅箔である。一般的には、正極集電体としては厚さ５〜３０μｍのアルミニウム箔やアルミニウム合金箔が用いられ、負極集電体としては厚さ５〜２５μｍの銅箔が用いられることが多い。
【００２９】
正極合剤層は、正極活物質の粒子を結着材で結着させて形成された層である。結着材は、集電体と活物質との間および活物質間を結着させる。正極合剤層は、導電材を含み、さらに他の物質を含んでいてもよい。また、正極合剤層は一般的に、図４に示されたように、正極集電体の両方の面上に配置されている。
【００３０】
正極活物質の粒子の材料は、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のリチウム遷移金属酸化物や、ＦｅＳ、ＴｉＳ２などの遷移金属硫化物、ポリアニリン、ポリピロールなどの有機化合物、これらの化合物を部分的に元素置換したものなどである。正極活物質の粒子の平均粒径は、１〜１００μｍである。
【００３１】
結着材の材料は、特に限定されないが、例えば、フッ素原子を含む樹脂やアクリレート単位を有するゴム粒子結着材などの熱可塑性樹脂である。フッ素原子を含む樹脂の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）やポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが含まれる。結着材の材料には、さらに反応性官能基が導入されたアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーが含まれていてもよい。
【００３２】
導電材の例には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラックおよびサーマルブラックなどのカーボンブラック、ならびに各種グラファイトが含まれる。
【００３３】
負極合剤層は、負極活物質の粒子を結着材で結着して形成された層である。負極合剤層は、導電材を含み、さらに他の物質を含んでいてもよい。また、負極合剤層は一般的に、図４に示されたように、負極集電体の両方の面上に配置されている。
【００３４】
負極活物質の材料は、例えば、グラファイトやコークスなどの炭素系活物質、金属リチウム、リチウム遷移金属窒化物、またはシリサイドなどのシリコン系複合材料である。
負極合剤層に含まれる結着材の材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびその変性体、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体などが含まれる。また負極合剤層に含まれる導電材は、正極合剤層に含まれる導電材と同じであってよい。
【００３５】
セパレータは、正極と負極とを絶縁し、かつ正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材である。セパレータの材料は、電源装置の使用時に安定な素材であれば特に限定されず、例えば、絶縁性の高分子多孔フィルムである。セパレータは、例えば、アルミナシリカ、酸化マグネシウム、酸化チタン、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの無機物粒子や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドなどの有機物粒子、前記無機物粒子と有機物粒子との混合物、結着材、溶媒、各種添加剤などを混合したものを、塗布し、乾燥させ、圧延することにより作製することができる。セパレータの厚みは、特に限定されないが、例えば１０〜２５μｍである。
【００３６】
正極リードおよび負極リードは、電極群から突出した導電性部材である。正極リードの材料は例えばアルミなどが含まれる。一方負極リードの材料は例えば鉄や、ニッケル、銅などである。電極リードの形状は特に限定されないが、例えば短冊形状であることが好ましい。
【００３７】
正極リードおよび負極リードの一方は、電極端子に接合し、他方は、筐体に接合する。本発明では、筐体に接合する電極リード（正極リードまたは負極リード）が、筐体の収容穴の内側面に接合されることを特徴とする。このため、本発明では、筐体が正極または正極と電気的に接続し、筐体が正極または負極として機能する。
【００３８】
収容穴の内側面に接合された電極リード（以下「接合リード」とも称する）は、電極群の外周近傍から突出していることが好ましい。具体的には、電極群の外周面から１５μｍ〜１５０μｍ以内に配置されていることが好ましい。接合リードを、電極群の外周近傍に配置することで、接合リードと、収容穴の内側面との距離を小さくし、接合リードの屈曲を小さくすることができる。一方で接合リードが電極群の捲回軸付近から突出していると、接合リードと収容穴の内側面との距離が遠くなり、接合リードを収容穴の内側面に接合したときに、電極リードの屈曲が大きくなってしまう。
【００３９】
また、接合リードは、筐体の底面または封口部材に接触することは好ましくない。接合リードが、筐体の底面または封口部材に接触すると、接合リードの屈曲が大きくなるからである（図１Ｂ参照）。
【００４０】
このように、本発明では、電極群の側面の近傍から突出した結合リードを収容穴の内側面のみに接合するので、接合リードの屈曲が小さい。ここで「結合リードの屈曲が小さい」とは、結合リードが全く屈曲しないか、または結合リードの屈曲部の曲率半径が結合リードの板厚以上であることを意味する。例えばリードの板厚が０．１５ｍｍの場合は、結合リード曲率半径は０．１５ｍｍ以上である。このように本発明では接合リードの屈曲が小さいので、二次電池の使用時に接合リードが発熱しにくい。
【００４１】
また、電極群における接合リードの接合部が電極群の際外周面に露出していることは好ましくない。接合リードが電極群の外周面に露出していると、電極群を収容穴に挿入する際に、接合リードが筐体に引っかかったり、電極群が傷ついたりする恐れがあるからである。
【００４２】
接合リードは、筐体の底面側に突出してもよいし、封口部材側に突出してもよい。接合リードが封口部材側に突出する場合、接合リードは、電極群と封口部材との間の収容穴の内側面に接合される。一方、接合リードが筐体の底面側に突出する場合、接合リードは、電極群と底面との間の収容穴の内側面に接合される。
【００４３】
また、接合リードが、電極群と封口部材との間の収容穴の内側面に接合される場合、電極群と封口部材との間には、接合リードが収容穴の内側面に接合するための隙間が形成される。そして、接合リードが、電極群と底面との間の収容穴の内側面に接合される場合、電極群と底面との間には、接合リードが収容穴の内側面に接合するための隙間が形成される。
【００４４】
このように、本発明では、接合リードを収容穴の内側面に接合するために、電極群と、筐体の底面または封口部材との間に隙間が形成されることが要求される。このため、収容穴の空間使用効率が低下することも考えられる。しかし、上述したように封口プレートの貫通孔の縁を挟むように括れた電極端子を有する封口部材で、収容穴を塞ぐ場合、接合リードを電極群と封口部材との間の収容穴の内側面に接合することで、筐体のスペースを有効活用することができる。封口プレートの貫通孔の縁を挟むように括れた電極端子を有する封口部材で、収容穴を塞いだときに形成される封口部材と電極群との間の隙間（図２、符号Ｇ参照）に、接合リードを接合できるからである。
【００４５】
接合リードを収容穴の内側面に接合する方法は特に限定されないが、ウェッジボンド、攪拌接合または超音波接合が好ましい。ウェッジボンド、攪拌接合または超音波接合で接合リードを接合する場合、微小短絡不良の原因となる火花が発生しないからである。
【００４６】
３）電解液
電解液は、溶媒と、電解質とを含む。
【００４７】
溶媒は、二次電池の種類によって適宜選択される。例えば二次電池がリチウムイオン電池として機能する場合、溶媒は非水系溶媒である。非水系溶媒の例には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γーブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、γーブチロラクトンなどが含まれる。これらの非水系溶媒は、単独で使用されてもよいし、２種以上を混合して使用されてもよい。
【００４８】
一方、二次電池がニッケル−水素電池や、ニッケル−カドミウム電池、空気亜鉛電池、リチウム空気電池などとして機能する場合、溶媒は水である。
【００４９】
電解質も、二次電池の種類によって適宜選択される。例えば二次電池がリチウムイオン電池として機能する場合、電解質の例は、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２］などのリチウム塩を含む。
【００５０】
一方、二次電池がニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、空気亜鉛電池として機能する場合、電解質の例は、水酸化カリウムなどを含む。
【００５１】
以下、本発明を図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、本発明は図示された実施の形態に限定されない。
【００５２】
［実施の形態１］
図２は、実施の形態１の二次電池１００の断面図である。図２に示されるように、二次電池１００は、収容ケース１１０と、電極群１２０と、を有する。
【００５３】
収容ケース１１０は、収容穴１１１を有する筐体１１３と、封口部材１３０とを有する。筐体１１３は、例えばアルミからなる導電性部材である。また、筐体１１３は１つの収容穴１１１を有する。収容穴１１１には、電極群１２０が収容されている。また電極群１２０からは、封口部材１３０側に正極リード１４０と、負極リード１５０とが突出している。
【００５４】
図３は、電極群１２０の分解斜視図である。図３に示されるように電極群１２０は、円柱状である。電極群１２０は、積層物１２７を捲回することで形成される。
【００５５】
図４は、図３の積層物１２７の一点鎖線Ａによる断面図である。図４に示されるように、積層物１２７は、シート状の正極１２１、シート状の負極１２３およびシート状のセパレータ１２５からなる。また。正極１２１は、正極集電体１２１ａと正極集電体１２１ａを挟む正極合剤層１２１ｂとからなり；負極１２３は、負極集電体１２３ａと負極集電体１２３ａを挟む負極合剤層１２３ｂとからなる。
【００５６】
また、本実施の形態では、正極１２１の集電体１２１ａがセパレータ１２５および負極１２３よりも長くされていることが好ましい。このように正極１２１の集電体１２１ａをセパレータ１２５および負極１２３よりも長くすることで、電極群１２０の外周を、強度の低い合剤層ではなく、比較的強度の高い正極１２１の集電体１２１ａで覆うことができる。
【００５７】
次に、再び図２を参照しながら正極リード１４０および負極リード１５０について説明する。
【００５８】
電極群１２０から突出した正極リード１４０は、筐体１１３の収容穴１１１の内側面に接合される。また、正極リード１４０のうち、電極群１２０から突出した領域の長さＬは、１〜３ｍｍであり、約２ｍｍであることが好ましい。
【００５９】
また、正極リード１４０は屈曲していない。このようの本実施の形態では、正極リード１４０の屈曲が小さいので、二次電池の使用中に正極リード１４０が発熱することを抑制することができる。
【００６０】
電極群１２０から突出した負極リード１５０は、封口部材１３０の電極端子（負極端子）１３１に接合されている。
【００６１】
封口部材１３０は、筐体１１３の収容穴１１１を塞ぐ部材である。図２に示されるように封口部材１３０は、貫通孔を有する封口プレート１３３と、封口プレート１３３の貫通孔を貫通する電極端子１３１とを有する。電極端子１３１は、封口プレート１３３の貫通孔の縁を挟むように括れている。また、電極端子１３１と、プレート１３３との間には、絶縁部材１３５が配置される。これにより、電極端子１３１と、筐体１１３とが絶縁される。
【００６２】
封口部材１３０と電極群１２０との間には、隙間Ｇが形成されている。正極リード１４０は、封口部材１３０と電極群１２０との間の収容穴１１１の内側面に接合されている。
【００６３】
次に、本実施の形態の二次電池１００の製造方法について、図５Ａ〜図５Ｄを参照しながら説明する。
【００６４】
二次電池１００の製造方法は、例えば、１）筐体１１３を準備する第１ステップ（図５Ａ参照）と、２）筐体１１３の収容穴１１１に、電極群１２０を挿入する第２ステップ（図５Ｂ）と、３）電極群１２０から突出した正極リード１４０を、筐体１１３の収容穴１１１の内側面に接合する第３ステップ（図５Ｃ参照）と、４）封口部材１３０で収容穴１１１を塞ぐ第４ステップ（図５Ｄ）と、を有する。以下それぞれのステップについて説明する。
【００６５】
図５Ａは、第１ステップを示す。図５Ａに示されるように第１ステップでは、筐体１１３を準備する。筐体１１３は、例えば、絞り加工や、インパクト成形で作製すればよい。
【００６６】
図５Ｂは、第２ステップを示す。図５Ｂに示されるように第２ステップでは、筐体１１３の収容穴１１１に、電極群１２０を挿入する。電極群１２０は電極群１２０の捲回軸に沿って収容穴１１１に挿入される。電極群１２０からは、正極リード１４０および負極リード１５０が突出している。図５Ｂに示されるように、負極リード１５０は、予め封口部材１３０の電極端子１３１に接合されていてもよい。
【００６７】
図５Ｃは、第３ステップを示す。図５Ｃに示されるように第３ステップでは、電極群１２０から突出した正極リード１４０を、筐体１１３の収容穴１１１の内側面に接合する。
【００６８】
正極リード１４０を、筐体１１３の収容穴１１１の内側面に接合するには、正極リード１４０を、収容穴１１１の内側面に超音波接合すればよい。より具体的には、筐体１１３および正極リード１４０を、超音波ヘッドの、ホーン１６０と、アンビル１６１とで挟むことで、正極リード１４０を収容穴１１１の内側面に押し当て；ホーン１６０を振動させることで、正極リード１４０を収容穴１１１の内側面に接合すればよい。
【００６９】
このように、本実施の形態では、微小短絡不良の原因となる火花が発生しない超音波接合で、正極リード１４０を、収容穴１１１の内側面に接合しているので、微小短絡不良の発生率が低い。このため、出力が高い二次電池が得られる。
【００７０】
図５Ｄは、第４ステップを示す。図５Ｄに示されるように第４ステップでは、封口部材１３０で収容穴１１１を塞ぐ。封口部材１３０で収容穴１１１を塞ぐには、封口部材１３０を筐体１１３に溶接すればよい。封口部材１３０を筐体１１３に溶接する手段には、レーザ溶接、熱溶着、ロウ付け、プレス、摩擦接などが含まれる。
【００７１】
また、第３ステップと第４ステップの間に、筐体１１３の収容穴１１１に電解液が注入される。
【００７２】
［実施の形態２］
実施の形態１では、封口部材の電極端子が貫通孔を有さない形態について説明した。実施の形態２では、封口部材の電極端子が貫通孔を有する形態について説明する。
【００７３】
図６は、実施の形態２の二次電池２００の断面図である。実施の形態１の二次電池１００と同一の構成部材については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７４】
図６に示されるように、二次電池２００は、封口部材２３０を有する。封口部材２３０は、電極端子２３１およびキャップ２３９を有する。電極端子２３１は貫通孔２３７を有する。貫通孔２３７の内側面には負極リード１５０が接合されている。
【００７５】
キャップ２３９は、貫通孔２３７の外部側の開口を閉じる部材である。キャップ２３９は、貫通孔２３７の外部側の開口を閉じることで、筐体１１３内の電解液が外部に漏れ出すことが防止される。キャップ２３９は、封口部材２３０で収容穴１１１を塞ぎ、負極リード１５０を貫通孔２３７の内側面に接合した後に、貫通孔２３７の外部側の開口に接合されればよい。
【００７６】
このように、本実施の形態では、電極端子２３１に貫通孔２３７を形成し、貫通孔２３７の内側面に負極リード１５０を接合することで、負極リード１５０の屈曲を低減することができる。これにより、実施の形態１の効果に加えて、二次電池の使用中に負極リード１５０が発熱することを防止することができる。
【００７７】
［実施の形態３］
実施の形態１および２では、筐体が１つの収容穴を有する形態について説明した。実施の形態３では、筐体が複数の収容穴を有する形態について説明する。
【００７８】
図７は、実施の形態３の二次電池３００の断面図である。図７に示されるように、二次電池３００は、収容ケース３１０および電極群１２０を有する。
【００７９】
収容ケース３１０は、複数の収容穴１１１を有する筐体３１３を有する。各収容穴１１１には、電極群１２０が収容されている。このように、本実施の形態では収容ケース３１０は、複数の電極群１２０を収容する。
【００８０】
また、筐体３１３は、底板３１１を有する。このような筐体３１３は、貫通孔を有する側部に底板３１１を接合することで形成される。また、底板３１１には、防爆弁が形成されていてもよい。
【００８１】
電極群１２０から突出した正極リード１４０は、収容穴１１１の内側面に接合されている。また、電極群１２０から突出した負極リード１５０は、電極端子２３１の貫通孔２３７の内側面に接合されている。
【００８２】
このように、１つの収容ケースに複数の電極群を収容することで、実施の形態１の効果に加えて、より容量の大きい二次電池を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の二次電池は発熱が少なく、かつ高い出力を有するので、電気自動車などの車両用二次電池、電子機器のバックアップ二次電池および家庭用の二次電池として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１００、２００、３００  二次電池
１１０、３１０  収容ケース
１１１  収容穴
１１３、３１３  筐体
１２０  電極群
１２１  正極
１２１ａ  正極集電体
１２１ｂ  正極合剤層
１２３  負極
１２３ａ  負極集電体
１２３ｂ  負極合剤層
１２５  セパレータ
１３０、２３０  封口部材
１３１、２３１  電極端子
１３３  封口プレート
１３５  絶縁部材
１４０  正極リード
１５０  負極リード
１６０  ホーン
１６１  アンビル
２３７  貫通孔
２３９  キャップ
３１１  底板
【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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