(57)【要約】【課題】タブ部の破損を抑制できるリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池１は、少なくとも一対の電極３０，４０と、一対の電極３０，４０を収容するケース１０と、を備える。電極３０は、集電体３２と、集電体３２から突出するタブ部３４と、を有する。タブ部３４は、タブ部３４の突出方向Ｄ１と直交する方向に延びる折り曲げ線３６で折り曲げられており、折り曲げ線３６よりも先端側において導電部材６０に接続されている。タブ部３４は、圧延された金属箔から形成され、折り曲げ線３６は、金属箔の圧延方向Ｄ２に沿っている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の電極と、前記一対の電極を収容するケースと、を備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記電極は、集電体と、前記集電体から突出するタブ部と、を有し、
前記タブ部は、前記タブ部の突出方向と直交する方向に延びる折り曲げ線で折り曲げられており、前記折り曲げ線よりも先端側において、前記ケースの内壁に配置された導電部材に接続されており、
前記タブ部は、圧延された金属箔から形成され、前記折り曲げ線は、前記金属箔の圧延方向に沿っている、リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記集電体と前記タブ部とは、一体に形成されている、請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
複数の前記電極を備え、
前記複数の電極のそれぞれが有する前記タブ部が、互いに重なった状態で折り曲げられている、請求項１又は２記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されたリチウムイオン二次電池は、集電体と集電体から突出するタブ部とを有する複数の電極と、複数の電極を収容するケースと、を備えている。電極のタブ部は、ケースの内壁に配置された導電部材に接続されており、この導電部材は、ケースの内部及び外部にわたって延在する電極端子に接続されている。すなわち、電極は、導電部材を介して電極端子に電気的に接続されている。
【０００３】
特許文献１のリチウムイオン二次電池では、複数の電極のタブ部が互いに重ねられ、且つ折り曲げられている。重ねられ且つ折り曲げられたタブ部の先端部は、導電部材に接続されている。タブ部を折り曲げることにより、タブ部の突出高さが低減され、ケース内に形成されるデッドスペース（充放電に寄与しない空間）が狭められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６１７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のリチウムイオン二次電池のように、タブ部が重なり合った状態で折り曲げられる場合、重なり合うタブ部の数が多くなるほど、タブ部を折り曲げ難くなる。このため、タブ部の曲げ半径が大きくなり、タブ部の突出高さが大きくなってしまうことがある。また、この場合、折り曲げ後においてタブ部にスプリングバックが生じることによっても、タブ部の曲げ半径が大きくなり、タブ部の突出高さが大きくなってしまうことがある。結果として、ケース内のデッドスペースが広がってしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、タブ部の突出高さを低減できるリチウムイオン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】
【０００７】
本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池は、少なくとも一対の電極と、一対の電極を収容するケースと、を備えるリチウムイオン二次電池であって、電極は、集電体と、集電体から突出するタブ部と、を有し、タブ部は、タブ部の突出方向と直交する方向に延びる折り曲げ線で折り曲げられており、折り曲げ線よりも先端側において、ケースの内壁に配置された導電部材に接続されており、タブ部は、圧延された金属箔から形成され、折り曲げ線は、金属箔の圧延方向に沿っている。
【０００８】
圧延された金属箔は、圧延方向と直交する折り曲げ線で折り曲げられる場合と比較して、圧延方向に沿う折り曲げ線で折り曲げられる場合の方が、折り曲げ易く、且つ折り曲げ後のスプリング量が小さい。この点、本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池では、タブ部の折り曲げ線が金属箔の圧延方向に沿っているので、タブ部を折り曲げ易く、且つ折り曲げ後にタブ部に生じるスプリングバック量が小さい。したがって、タブ部の曲げ半径を低減でき、タブ部の突出高さを低減できる。
【０００９】
本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池では、集電体とタブ部とは、一体に形成されていてよい。この場合、部品点数を減らすことができると共に、集電体とタブ部とを接続する工程を省略できる。
【００１０】
また、本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池では、複数の電極を備え、複数の電極のそれぞれが有するタブ部が、互いに重なった状態で折り曲げられていてもよい。このリチウムイオン二次電池では、タブ部を折り曲げ易く、且つ折り曲げ後にタブ部に生じるスプリングバック量が小さいので、タブ部が互いに重なった状態で折り曲げられている場合であっても、各タブ部の曲げ半径を低減でき、タブ部の突出高さを低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タブ部の突出高さを低減できるリチウムイオン二次電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図２】図２中の（ａ）（図２（ａ））は、図１のＩＩ−ＩＩ線における模式的断面図であり、図２中の（ｂ）（図２（ｂ））は、図２（ａ）中のタブ部の一部及び集電体の模式的正面図である。
【図３】図３中の（ａ）（図３（ａ））は、タブ部の模式的斜視図であり、図３中の（ｂ）（図３（ｂ））は、図３（ａ）のＢ部の拡大図であり、図３中の（ｃ）（図３（ｃ））は、折り曲げ前のタブ部の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１に示すように、リチウムイオン二次電池１は、ケース１０と電極組立体２０とを備えている。ケース１０は、例えば略直方体状の筐体である。ケース１０は、例えばアルミニウム等の金属から形成されている。ケース１０は、一方側において開口した本体部１２と、本体部１２の開口を塞ぐ蓋部１４と、を有している。
【００１５】
電極組立体２０は、ケース１０内に収容されている。図２（ａ）に示すように、電極組立体２０は、複数の負極３０及び複数の正極４０と、一対の負極３０及び正極４０の間に配置されたセパレータ５０と、を有している。負極３０及び正極４０は、互いの間にセパレータ５０を介しつつ、交互に積層されている（重ねられている）。セパレータ５０は、例えば微多孔膜であり、電解液を保持している。電解液は、例えば有機溶媒系又は非水系の電解液である。また、ケース１０の内部の空間は、電解液で満たされていてよい。
【００１６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、負極３０は、長方形状の集電体３２と、タブ部３４と、を有している。負極３０は、集電体３２の両面を覆う負極活物質層３５を有している。ただし、負極活物質層３５は、集電体３２の片面のみを覆っていてもよい。負極活物質層３５は、例えば、グラファイト若しくはハードカーボン等の炭素系材料、リチウムと合金化する元素（Ｓｎ若しくはＳｉ）、リチウムと合金化する元素を有する元素化合物、又は、ポリアセチレン若しくはポリピロール等の高分子材料から形成される。負極活物質層３５は、集電体３２に活物質ペーストを塗工し、乾燥させることにより形成される。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、タブ部３４は、例えば長方形状（矩形状）である。タブ部３４は、集電体３２の長辺から突出している。より具体的には、タブ部３４は、集電体３２の長辺方向（長辺が延びる方向）における一方側から突出している。また、タブ部３４は、集電体３２の短辺方向（短辺が延びる方向）に沿って突出している。タブ部３４は、タブ部３４の長辺方向が集電体３２の短辺方向に沿うように設けられている。以下では、タブ部３４が集電体３２から突出する方向を、突出方向Ｄ１と記す。
【００１８】
タブ部３４は、突出方向Ｄと直交する折り曲げ線３６に沿って折り曲げられており、折曲部３７が形成されている。折り曲げられたタブ部３４の先端部３８は、突出方向Ｄ１に対して略直角である。ここで、先端部３８とは、タブ部３４において折り曲げ線３６又は折曲部３７よりも先端側に位置する部分と言い換えられる。
【００１９】
複数の負極３０のそれぞれが有するタブ部３４は、互いに重なった状態で折り曲げられている。本実施形態では、５つの負極３０のタブ部３４が、互いに重ねられ、且つ折り曲げられている。
【００２０】
重ねられた５つのタブ部３４の先端部３８は、ケース１０内に配置された導電部材６０に電気的に接続されている。本実施形態では、タブ部３４と導電部材６０とは、溶接部分８０において溶接によって接続されている。導電部材６０は、蓋部１４の内面（ケース１０の内壁）に沿うように配置されており、負極端子６２に電気的に接続されている。負極端子６２は、ケース１０の蓋部１４を貫通し、ケース１０の内部及び外部にわたって延在している。すなわち、負極３０は、導電部材６０を介して負極端子６２に電気的に接続されている。蓋部１４と負極端子６２との間は、環状の絶縁部材６４によって絶縁されている。
【００２１】
以上のように、タブ部３４は、突出方向Ｄ１に対して略直角な方向に折り曲げられ、折り曲げられたタブ部３４の先端部３８が導電部材６０に接続されている。このようにタブ部３４を折り曲げることにより、タブ部３４の突出高さＨが低減され、ケース１０内に形成されるデッドスペースが狭まる。
【００２２】
集電体３２及びタブ部３４は、圧延された金属箔（例えば、銅箔）から形成されている。本実施形態では、集電体３２とタブ部３４とは、一体に形成されている。つまり、集電体３２及びタブ部３４は、圧延された一枚の金属箔から一括して切り出されることにより形成されている。ここで、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、タブ部３４において、折り曲げ線３６は、タブ部３４を構成する金属箔の圧延方向Ｄ２に沿っている。金属箔の圧延方向とは、圧延工程において、一対のロール間に金属箔を通過させて加圧する際に金属箔が延びる方向を意味する。折り曲げ線３６と金属箔の圧延方向Ｄ２とは、この例のように、例えば平行であってもよい。なお、負極３０は、例えば、圧延された金属箔から切り出された集電体３２上に活物質ペーストを塗工し、乾燥させることにより形成されてもよい。或いは、負極３０は、活物質ペーストが塗工された金属箔を一対のロール間に通過させて圧延した後、金属箔を集電体３２及びタブ部３４の形状に切り出すことにより形成されてもよい。
【００２３】
図３（ｂ）に示すように、圧延された金属箔においては、金属箔を構成する結晶粒７０が圧延方向Ｄ２に沿って延ばされている。これにより、例えば、圧延方向Ｄ２の結晶粒径（圧延方向における結晶粒７０の最大長さ）が、圧延方向Ｄ２と直交する方向の結晶粒径（圧延方向と直交する方向における結晶粒７０の最大長さ）よりも長くなっている。金属箔の圧延方向Ｄ２は、結晶粒７０の配向方向と言い換えてもよい。なお、タブ部３４の先端部３８（Ｃ１）においても、結晶粒７０の配向方向は、金属箔の圧延方向Ｄ２に沿っている。また、タブ部３４において折り曲げ線３６と重なる部分（折曲部３７となる部分、Ｃ２）においても、結晶粒７０の配向方向は、金属箔の圧延方向Ｄ２に沿っている。
【００２４】
圧延された金属箔は、このように結晶粒７０が圧延方向Ｄ２に沿って延びた形状を有している。つまり、金属箔を構成する結晶粒７０の粒界が、圧延方向Ｄ２及び折り曲げ線３６に沿っている。このような理由のため、圧延方向Ｄ２と直交する折り曲げ線で折り曲げられる場合よりも、圧延方向Ｄ２に沿う折り曲げ線で折り曲げられる場合の方が、曲がり易く、且つ折り曲げ後のスプリングバック量が小さい。この点、本実施形態では、タブ部３４の折り曲げ線３が金属箔の圧延方向Ｄ２に沿っているので、タブ部３４を折り曲げ易く、且つ折り曲げ後にタブ部３４の折曲部３７に生じるスプリングバック量が小さい。したがって、重ねられた複数のタブ部３４其々の折曲部３７の曲げ半径を低減でき、タブ部３４の突出高さＨを低減できる。
【００２５】
本実施形態では、集電体３２とタブ部３４とが一体に形成されている。このため、本実施形態では、集電体３２とタブ部３４とを別部材として用意し、接合等の後工程によって接続する場合と比較して、部品点数を減らすことができる。また、集電体３２とタブ部３４とを接続する工程を省略できる。
【００２６】
正極４０は、負極３０と左右対称な形状を有している。以下、正極４０について、負極３０と異なる点について説明し、同一である点については説明を省略する。
【００２７】
正極４０は、長方形状の集電体４２と、タブ部と、を有している。正極４０の集電体４２及びタブ部は、圧延された金属箔（例えば、アルミニウム箔）から形成されている。正極４０では、タブ部は、集電体４２の長辺方向における他方側（負極３０のタブ部３４が突出する側と反対側）から突出している。正極４０は、導電部材６０を介して正極端子６６に電気的に接続されている。正極４０は、集電体４２の両面を覆う正極活物質層４５を有している。ただし、正極活物質層４５は、集電体４２の片面のみを覆っていてもよい。正極活物質層４５は、例えば、リチウム及び遷移金属を含む複合酸化物（Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＭｎを含む酸化物等）から形成される。
【００２８】
負極３０のタブ部３４の場合と同様の理由により、負極３０のタブ部３４の場合と同様の作用効果が正極４０のタブ部においても奏される。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。
【００３０】
例えば、上記実施形態では、負極３０及び正極４０の双方において、タブ部の折り曲げ線が金属箔の圧延方向に沿っていたが、負極３０及び正極４０の一方の電極のタブ部の折り曲げ線のみが金属箔の圧延方向に沿っていてもよい。片方の電極のタブ部は、電解金属箔から形成されてもよい。また、集電体とタブ部とが一体に形成されておらず、別部材として形成され、後工程において接続されてもよい。この場合、タブ部のみが圧延された金属箔から形成されていればよく、集電体は、電解金属箔から形成されていてよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…リチウムイオン二次電池、１０…ケース、２０…電極組立体、３０…負極（電極）、３２…集電体、３４…タブ部、３５…負極活物質層、３６…折り曲げ線、３７…折曲部、３８…先端部、４０…正極（電極）、４２…集電体、４５…正極活物質層、５０…セパレータ、６０…導電部材、６２…負極端子、６４…絶縁部材、６６…正極端子、７０…結晶粒、８０…溶接部分、Ｄ１…突出方向、Ｄ２…圧延方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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