(57)【要約】      （修正有）【課題】充放電時の温度上昇を低く抑えた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であって、正極電極と負極電極とを捲回してなる電極群と、電極群を収容する電池缶２と、電極群と電池缶２との間に設けられた接続リード板５０と、を有し、接続リード板５０と電池缶２とは、少なくとも第１接触領域と第２接触領域において接合され、第１接触領域および第２接触領域には、溶融後に固化した領域である、それぞれ第１固化領域および第２固化領域が存在し、第１接触領域、第２接触領域、第１固化領域、および第２固化領域の面積の面積を、それぞれ、Ａ１、Ａ２、Ｍ１、Ｍ２とすると、Ａ１＞Ａ２、および、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つ、リチウムイオン二次電池。【選択図】図１
2017041305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極と負極電極とを捲回してなる電極群と、
前記電極群を収容する電池缶と、
前記電極群と前記電池缶との間に設けられた接続リード板と、を有するリチウムイオン二次電池において、
前記接続リード板と前記電池缶とは、少なくとも第１接触領域と第２接触領域において接合され、
前記第１接触領域には、溶融後に固化した領域である第１固化領域が存在し、
前記第２接触領域には、溶融後に固化した領域である第２固化領域が存在し、
前記第１接触領域の面積をＡ１、前記第２接触領域の面積をＡ２、前記第１固化領域の面積をＭ１、前記第２固化領域の面積をＭ２とすると、
Ａ１＞Ａ２、および、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つ、リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池において、
前記第１接触領域および前記第２接触領域は、前記接続リード板および前記電池缶の少なくともいずれか一方の表面に形成された第１凸部および第２凸部にそれぞれ存在する、リチウムイオン二次電池
【請求項３】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池において、
前記第１接触領域および前記第２接触領域は、前記接続リード板および前記電池缶のそれぞれに形成された第１凸部および第２凸部にそれぞれ存在する、リチウムイオン二次電池。
【請求項４】
請求項２または３に記載のリチウムイオン二次電池において、
前記第１凸部と前記第２凸部とは共に円柱状であって、
前記第１凸部の直径は、前記第２凸部の直径より大きいリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
請求項２または３に記載のリチウムイオン二次電池において、
前記第１凸部と前記第２凸部とは共に円錐台状であって、
前記第１凸部の基部の直径と前記第２凸部の基部の直径とは実質的に等しく、前記第１凸部の頂部の直径は、前記第２凸部の頂部の直径より大きいリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のリチウムイオン二次電池において、
前記第１接触領域および前記第２接触領域の少なくともいずれか一方が複数存在するリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
請求項１〜６に記載のリチウムイオン二次電池において、
前記電池缶の外径をＤとした場合、前記第１接触領域および前記第２接触領域の全ては、前記電池缶の中心軸から、Ｄ／２の範囲内に存在する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】
特許文献１に記載のリチウムイオン二次電池においては、円筒型電極群の負極が集電板を用いて円筒型電池缶内底面に接続されている。集電板は、円筒型電池缶内底面と対向する面の中心部に設けられた第１プロジェクションと、それ以外の部分に設けられた複数の第２プロジェクションとを有し、第１プロジェクションの高さは第２プロジェクションの高さよりも高い。これにより、円筒型電池缶内底面と集電板との間に溶接用電極を介して電流を流して溶接する際に、大量の熱の発生による溶接用電極の集電板への付着を防ぐことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたリチウムイオン二次電池において、充放電に伴う電流により電池缶と集電板との溶接部で発熱し、その結果、リチウムイオン二次電池内部の温度が上昇するという問題がある。
【０００５】
このような問題が発生する理由として次のことが挙げられる。設計上、電池缶には鉄を主成分とする鉄合金を用い、集電板にはニッケル合金を用いる。これらを溶接により接合した場合、溶接部には鉄とニッケルが溶け合った後に固化して鉄−ニッケル合金が生成される。鉄−ニッケル合金の体積抵抗率は、鉄およびニッケルのそれぞれの体積抵抗率に比べて著しく大きい。このため、溶接部には大きなジュール熱が発生し、その結果、リチウムイオン二次電池の温度が上昇する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によるリチウムイオン二次電池は、正極電極と負極電極とを捲回してなる電極群と、電極群を収容する電池缶と、電極群と前記電池缶との間に設けられた接続リード板とを有する。接続リード板と電池缶とは、少なくとも第１接触領域と第２接触領域において接合されている。第１接触領域および第２接触領域には、溶融後に固化した領域である、それぞれ第１固化領域および第２固化領域が存在する。第１接触領域、第２接触領域、第１固化領域、および第２固化領域の面積を、それぞれ、Ａ１、Ａ２、Ｍ１、Ｍ２とすると、Ａ１＞Ａ２、および、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、充放電時の温度上昇を低く抑えたリチウムイオン二次電池を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、円筒形リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】図２は、円筒形リチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図３】図３は、円筒形リチウムイオン二次電池の発電要素の分解断面斜視図である。
【図４】図４は、接続リード板と電池缶との接触について説明する断面図である。
【図５】図５は、実施例１のリチウムイオン二次電池に用いる接続リード板の概念図であり、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は下面側の平面図である。
【図６】図６は、接続リード板と電池缶との溶接状態を説明する概念図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は溶接面の様子を示す説明図である。
【図７】図７は、３ヵ所のプロジェクションを有する接続リード板の下面側の平面図である。
【図８】図８は、円錐台形状のプロジェクションを有する接続リード板の断面図である。
【図９】図９は、鉄およびニッケルの混合割合に応じて変化する鉄−ニッケル合金の体積抵抗率を示すグラフである。
【図１０】図１０は、接続リード板と電池缶の両方にプロジェクションを設けた例を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、円筒形リチウムイオン二次電池の断面図であり、図２は、その分解斜視図、図３は、その発電要素の分解断面斜視図である。円筒形リチウムイオン二次電池１は、底部を有し上部が開口された円筒形の電池缶２および電池缶２の上部を封口するハット型の電池蓋３で構成される電池容器４を有する。電池容器４の内部には、以下に説明する発電用の各構成部材が収容され、非水電解液５が注入されている。
【００１０】
電池缶２の上端側（開口部２ｂ側）には、電池缶２の内側に突き出た溝２ａが形成されている。電池缶２の内部には、発電要素１０が配置されている。発電要素１０は、電池缶２の中心軸方向に沿う中空部を有する細長い円筒形の軸芯１５と、軸芯１５の周囲にセパレータを介して捲回された正極電極および負極電極とを備える。円筒形状の軸芯１５の中空部の断面形状は、中空部の上方１５aでは平行部と曲線部で形成される長円形である。それ以外の部分における中空部の断面形状は、上方１５aにおける平行部の幅よりも小さい直径の円形である。中空部の上方１５ａには円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、円板状の基部２７ａと、基部２７ａの内周部から軸芯１５に沿って突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２７ｂと、基部２７aの外周縁において電池蓋３側に突き出す上部筒部２７ｃとを有する。正極集電リング２７は、下部筒部２７ｂが軸芯１５の中空部の上方１５aに圧入されることにより固定され支持されている。
【００１１】
正極電極の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃに固定されている。すなわち、上部筒部２７ｃの外周に、複数の正極電極の正極タブ１６および押え部材２８が溶接されている。具体的な溶接方法としては、複数の正極タブ１６を正極集電リング２７の上部筒部２７ｃの外周に密着させておき、正極タブ１６の外側に押え部材２８をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で超音波溶接により接合される。正極集電リング２７の材料としては、例えばアルミニウム合金が用いられる。
【００１２】
軸芯１５の下端部の外周には、外径がそれより上の部分より小さい段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電リング２１が圧入され固定されている。負極集電リング２１の材料としては、例えば、銅合金が用いられる。円板状の基部２１ａには、軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁には、電池缶２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。負極集電リング２１の基部２１ａには、軸芯１５の中空軸に注入された非水電解液５を発電要素１０に浸透させるための開口部２１ｄ（図２参照）が形成されている。
【００１３】
負極集電リング２１の外周筒部２１ｃには負極電極の複数の負極タブ１７が溶接接合されている。具体的な溶接方法としては、複数の負極タブ１７を外周筒部２１ｃの外周に密
着させておき、負極タブ１７の外側に押え部材２２をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。負極集電リング２１の基部２１ａには、接続リード板５０が、抵抗溶接、或いはレーザ溶接等により接合されている。
【００１４】
正極タブ１６が正極集電リング２７に溶接され、負極タブ１７が負極集電リング２１に溶接されることにより、正極集電リング２７、負極集電リング２１および発電要素１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される。電池缶２の内部には非水電解液５が所定量注入されている。非水電解液５の一例として、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液が挙げられる。
【００１５】
図２に示すように、正極集電リング２７の基部２７ａには、リチウムイオン二次電池内部で発生するガスを放出するための開口部２７ｄが形成されている。正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅは、接続リード板５０を電池缶２に溶接するための電極棒を挿通するためのものである。接続リード板５０を電池缶２に溶接するには、電極棒を正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で接続リード板５０を電池缶２の底部２ｃの内面に押し付けて抵抗溶接を行う。これにより、接続リード板５０に接合されている負極集電リング２１は接続リード板５０を介して電池缶２に接続され、発電ユニット２０は電池缶２の底部２ｃに固定される。電池缶２の底面は出力端子として作用する。接続リード板５０の材料としてはニッケル合金が用いられる。正極集電リング２７の基部２７ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな接続部材３３が、その一端部を溶接されて接合されている。
【００１６】
正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上には、電池蓋ユニット３０が配置されている。電池蓋ユニット３０は、絶縁性樹脂材料からなるリング形状をした絶縁板３４、絶縁板３４に設けられた開口部３４ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめと溶接により固定された電池蓋３により構成される。絶縁板３４は、開口部３４ａおよび下方に突出する側部３４ｂを有している。接続板３５の下面には、接続部材３３の一旦が溶接されて接合されている。接続部材３３の多端は、正極集電リング２７の基部２７ａの上面に溶接されている。
【００１７】
接続板３５の材料としてはアルミニウム合金が用いられる。接続板３５は、中央側がゆるやかに下方に撓んだほぼ皿形状に形成されている。接続板３５の中央部には、上方に凸状のドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には複数の開口部３５ｂが形成されている。開口部３５ｂは、リチウムイオン二次電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム合金により形成され、ダイアフラム３７の中央部には円形の切込み３７ａが形成されている。切込み３７ａはプレス加工により上面側をＶ字形状に押し潰して薄肉部分を形成したものである。ダイアフラム３７は、リチウムイオン二次電池の安全性確保のために設けられており、内部で発生したガスによりリチウムイオン二次電池の内圧が上昇すると、切込み３７ａが開裂して内部のガスを放出する機能を有する。
【００１８】
ダイアフラム３７は周縁部において電池蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は、図２に示されるように、リチウムイオン二次電池が製造された時点においては、その周縁部に電池蓋３側に向かって垂直に起立する側壁３７ｂを有している。この側壁３７ｂ内に電池蓋３を収容し、かしめ加工により、側壁３７ｂを電池蓋３の上面側に屈曲して電池蓋３を固定する。
【００１９】
電池蓋３は、炭素鋼等の鉄を主成分とする鉄系合金を材料として形成され、表裏両面にニッケルめっきが施されている。電池蓋３は、ダイアフラム３７に接触する円板状の周縁
部３ａと、周縁部３ａから上方に突出す筒部３ｂを有する。筒部３ｂには開口部３ｃが形成されている。開口部３ｃは、リチウムイオン二次電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７の切込み３７ａが開裂した際、ガスをリチウムイオン二次電池外部に放出するためのものである。電池蓋３は、発電要素１０に蓄電された電力を取り出すための出力端として作用する。
【００２０】
ダイアフラム３７と電池蓋３とのかしめ部には、この部分を覆って絶縁材料によるガスケット４３が設けられている。ガスケット４３にはゴム系の材料が用いられているが、フッ素系樹脂を用いてもよい。ガスケット４３は、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂを有する形状を有している。
【００２１】
ガスケット４３は、プレス等により、電池缶２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを屈曲させて、基部４３ａとの間にダイアフラム３７と電池蓋３を圧接するようにかしめ加工される。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４および接続板３５が一体に形成された電池蓋ユニット３０が、ガスケット４３を介して電池缶２に固定されると共に、絶縁板３４が発電ユニット２０の正極集電リング２７に組み付けられ、発電ユニット２０を電池缶２の缶底側に押し付けている。
【００２２】
次に、図３を参照して発電要素１０の構造について説明する。発電要素１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が捲回された構造を有する。軸芯１５は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）のような絶縁材を用いて、中空円筒形状を有するように形成される。軸芯１５には、第１のセパレータ１３、負極電極１２、第２のセパレータ１４および正極電極１１が、順に積層され捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が少なくても１回（図３では、１回）捲回されている。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、共に絶縁性の多孔質体を材料として形成されたものである。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の厚さは、それぞれ、例えば４０μｍとすることができる。
【００２３】
発電要素１０の最内周部分（軸芯側）では、負極電極１２の捲き始めの部分の方が、正極電極１１の捲き始めの部分よりも周方向に延びた状態となっている。また、最外周部分（電池缶側）では、負極電極１２の捲き終わりの部分の方が、正極電極１１の捲き終わりの部分よりも周方向に延びた状態となっている。最外周部分では、負極電極１２の外周に第２のセパレータ１４が捲回されている。最外周の第２のセパレータ１４終端は接着テープ１９で固定される。なお、最外周部分において、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が直接重ねられた状態で数回分捲回され、その終端部を接着テープ１９で固定してもよい。
【００２４】
正極電極１１は、アルミニウム箔を材料として長尺な形状に形成された正極金属箔１１ａと、この正極金属箔１１ａの両面に塗布された正極合剤層１１ｂとからなる。正極金属箔１１ａの長手方向に延在する上方側の側縁は、正極合剤が塗布されず正極金属箔１１ａが露出した正極箔露出部１１ｃとなっている。この正極箔露出部１１ｃには、軸芯１５の軸に沿って上方に突出する複数の正極タブ１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００２５】
正極合剤は、正極活物質と正極導電材と正極バインダとからなる。正極活物質として、コバルト、マンガン、ニッケル等の遷移金属のリチウム酸化物が挙げられる。正極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。
【００２６】
正極電極１１は次のように作製する。正極合剤に分散溶液を混練したスラリーを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレス機により所望の
形状に裁断する。正極合剤の塗布厚さとしては、例えば片側約４０μｍである。正極合剤を塗布したアルミニウム箔を裁断して正極電極１１を形成する際、正極タブ１６を一体的に形成する。すべての正極タブ１６の長さは、ほぼ同じである。正極合剤をアルミニウム箔に塗布する方法としては、例えば、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、等が挙げられる。
【００２７】
負極電極１２は、銅箔を材料として長尺な形状に形成された負極金属箔１２ａと、この負極金属箔１２ａの両面に負極合剤が塗布された負極合剤層１２ｂとからなる。負極金属箔１２ａの長手方向に延在する下方側の側縁は、負極合剤が塗布されず銅箔が露出した負極箔露出部１２ｃとなっている。この負極箔露出部１２ｃには、軸芯１５の軸に沿って正極タブ１６とは反対方向に突出する複数の負極タブ１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００２８】
負極合剤は、負極活物質と負極バインダと増粘剤とからなる。負極活物質としては黒鉛炭素が挙げられる。
【００２９】
負極電極１２は次のように作製する。負極合剤に分散溶媒を混練したスラリーを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレス機により所望の形状に裁断する。負極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極合剤を塗布した圧延銅箔を裁断して負極電極１２を形成する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。負極合剤を負極金属箔１２ａに塗布する方法としては、例えば、ロール塗工法、スリットダイ塗工法等が挙げられる。
【００３０】
負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅および長さは、それぞれ正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きい。これにより、正極合剤層１１ｂの全領域は、負極合剤層１２ｂで覆う構造となっている。また、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅は共に、負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅よりも大きい。
【００３１】
負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅および長さを、それぞれ正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きくする理由は次の通りである。リチウムイオン二次電池においては、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。このとき、正極活物質層１２ｂの領域に対応する負極電極の表面に、負極活物質が形成されていない領域、すなわち負極金属箔１２ａが露出している領域があると、その領域の負極金属箔１２ａの表面にリチウムが析出する。析出したリチウムは内部短絡を起こす原因となる。負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅および長さを、それぞれ正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きくすることで、リチウムの析出を防止することができる。
【００３２】
接続リード板５０と電池缶２との接合について詳しく説明する。図４は、接続リード板５０と電池缶２との接触について説明する断面図である。接続リード板５０と電池缶２とは、比較的面積の小さな接触領域５２において互いに接触して、電気的に接続された状態となる。接触領域５２の面積が比較的小さいため、この部分の熱容量は周囲に比べて小さく、また、この部分を流れる電流密度は周囲に比べて大きい。そのため、リチウムイオン二次電池に充放電を行う際、接触領域５２ではジュール熱による温度上昇が起こり易い。接触領域５２における温度上昇が大きいと、リチウムイオン二次電池内部の温度も上昇し、その結果、リチウムイオン二次電池の性能や寿命に影響を及ぼす。温度上昇を抑えるためには、接触領域５２の体積抵抗率が小さいことが好ましい。
【００３３】
上記説明の通り、接続リード板５０にはニッケル合金が用いられ、電池缶２には鉄合金が用いられるので、両者を接触させて溶接を行うと、接触領域５２には、両者が溶融した
後に固化した固化領域として鉄−ニッケル合金の領域が生成される。電池缶２の表面にはニッケルメッキが施されているが、この場合であっても、溶接により鉄−ニッケル合金の領域が生成される。図９は、鉄−ニッケル合金における鉄とニッケルの比率と体積抵抗率との関係を示すグラフである。図９の横軸は、鉄−ニッケル合金におけるニッケルの含有質量比を示す。すなわち、横軸の左端は鉄１００％、右端はニッケル１００％を示している。また、縦軸は体積抵抗値（μΩ・ｍ）を示している。
【００３４】
図９に示す通り、体積抵抗率は、鉄１００％では０．０８９μΩ・ｍ、ニッケル１００％では０．０６２μΩ・ｍであるのに対して、鉄−ニッケル合金では、例えば、鉄５０質量％、ニッケル５０質量％では、体積抵抗率が０．８５μΩ・ｍであり、この値は、鉄１００％の場合の約１０倍、ニッケル１００％の場合の約１４倍に相当する。すなわち、鉄−ニッケル合金の体積抵抗率は、鉄およびニッケルそれぞれの体積抵抗率に比べて著しく大きい。従って、図４に示した接触領域５２に生成される鉄−ニッケル合金の領域が小さいことが、リチウムイオン二次電池に充放電を行う際に、リチウムイオン二次電池の温度上昇を抑制する観点から有利である。
【００３５】
一方、接続リード板５０と電池缶２とは溶接により接合することから、接合強度を確保するだけの鉄−ニッケル合金の領域が必要になる。従って、鉄−ニッケル合金の領域については、接続リード板５０と電池缶２との接合強度は確保し、かつ、温度上昇が問題とならない程度に生成させることが必要である。
【００３６】
（実施例１）
図５は、上記説明の実施例１のリチウムイオン二次電池に用いる接続リード板５０の概念図であり、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は下面側の平面図である。接続リード板５０の下面、すなわち、電池缶２と接触させる側の面には、凸部が２ヵ所に形成されている。本明細書ではこの凸部をプロジェクションという。２ヵ所のプロジェクション５０は共に円柱状に形成されており、一方のプロジェクション５１ａは他方のプロジェクション５１ｂより直径が大きい。
【００３７】
図５に示した接続リード板５０を電池缶２に溶接する場合について、図６を参照して説明する。図６は、接続リード板５０と電池缶２との溶接状態を説明する概念図であり、図６（ａ）は断面を示す断面図、図６（ｂ）は、溶接面の様子を示す説明図である。
【００３８】
接続リード板５０と電池缶２とを溶接するには、接続リード板に対して上方から溶接電極を押し当てて、接続リード板５０と電池缶２との接触領域であるプロジェクションの頂部に電流を流して溶接を行う。溶接条件は、例えば、溶接電極を押し当てる力８００Ｎ、溶接出力４ｋＶＡ、溶接時間０．１秒である。直径の大きい方のプロジェクション５１ａの頂部は、直径の小さい方のプロジェクション５１ｂの頂部よりも面積が大きい。
【００３９】
接続リード板５０と電池缶２との溶接後、これらを剥がした状態を図６（ｂ）に示す。直径の大きいプロジェクション５１ａにおいて、溶接により溶融した後に固化した固化領域を５１ａＭとして示す。また、直径の小さいプロジェクション５１ｂにおいて、溶接により溶融した後に固化した固化領域を５１ｂＭとして示す。また、プロジェクション５１ａおよびプロジェクション５１ｂにおいて、溶接により溶融しなかった領域を、それぞれ５１ａＳおよび５１ｂＳとして示している。プロジェクション５１ａにおける接触領域（第１接触領域）の面積をＡ１、プロジェクション５１ｂにおける接触領域（第２接触領域）の面積をＡ２とし、固化領域５１ａＭ（第１固化領域）の面積をＭ１、固化領域５１ｂＭ（第２固化領域）の面積をＭ２とすると、Ｍ１／Ａ１≒０．５、Ｍ２／Ａ２≒０．２５であった。
【００４０】
溶接条件を変更して、接続リード板５０と電池缶２との接触面積に占める固化領域の割合を確認すると、直径が大きく接触面積の大きいプロジェクション５１ａでは直径が小さく接触面積の小さいプロジェクション５１ｂに比べて大きい。すなわち、プロジェクション５１ａにおける接触領域（第１接触領域）の面積をＡ１、プロジェクション５１ｂにおける接触領域（第２接触領域）の面積をＡ２とし、固化領域５１ａＭ（第１固化領域）の面積をＭ１、固化領域５１ｂＭ（第２固化領域）の面積をＭ２とした場合、Ａ１＞Ａ２であり、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つ。
【００４１】
この理由としては、次のように推定される。溶接により接続リード板５０と電池缶２との接触領域において発生するジュール熱は、接触領域の面積が大きい場合は、接触領域の面積が小さい場合に比べて周辺に逃げにくく、その結果、接触領域の面積が大きいプロジェクションにおいては固化領域が大きく、これに比べて、接触領域の面積が小さいプロジェクションにおいては固化領域が小さい。すなわち、接触領域の面積が異なる複数のプロジェクションを設けることにより、接続リード板５０と電池缶２とを溶接する際に、それぞれのプロジェクションにおける熱的状態が異なり、その結果、溶接により溶融後に固化する固化領域と溶接により溶融せずに固体同士が接触した状態を維持する領域が混在し易くなるものと考えられる。この結果、接触面積の大きいプロジェクションにおける固化領域（第１固化領域）は、接触面積の小さいプロジェクションにおける固化領域（第２固化領域）に比べて大きくなり、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つようになるものと考えられる。
【００４２】
図９を参照して説明した通り、鉄−ニッケル合金の体積抵抗率は、鉄およびニッケルそれぞれの体積抵抗率に比べて著しく大きい。本実施例のリチウムイオン二次電池では、接続リード板５０と電池缶２と固化領域との接合部分において、溶接により溶融しなかった領域と、溶接により溶融した後に固化した固化領域が混在している。従って、接合強度は固化領域により確保し、かつ、溶接により溶融せずに固体同士で接触している体積抵抗率の小さい領域を存在させることにより、リチウムイオン二次電池の温度上昇を問題ない程度に抑えることができる。
【００４３】
（シミュレーションによる上昇温度の算出）
本実施例のリチウムイオン電池に充放電を行った際の温度上昇をシミュレーションにより求めた。具合的には、図５に示した形状の接続リード板５０と電池缶２を溶接して接合した後、接合部分に３００Ａの電流を流した際の、この部分における温度上昇を算出した。なお、Ｍ１／Ａ１＝０．５、Ｍ２／Ａ２＝０．２５とした。算出された上昇温度は４２℃である。
【００４４】
Ｍ１／Ａ１およびＭ２／Ａ２のそれぞれ値を、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つ範囲内で種々に変更して上記と同様のシミュレーションを行った。算出された上昇温度は上記の上昇温度からは大きく変化せず、ほぼ４２℃である。
【００４５】
（比較例）
２ヵ所のプロジェクションが全く同じ形状であって、これらの部分で接続リード板と電池缶とを溶接したリチウムイオン二次電池を用意した。溶接条件は、実施例１と同様である。このような構成の場合、溶接により溶融後に固化する固化領域と溶接により溶融せずに固体同士が接触した状態の領域が混在することは難しい。すなわち、接続リード板５０と電池缶２とを溶接する場合、接触領域はほぼ全体に固化領域となる傾向がある。また、溶解後に固化する固化領域と溶融せずに固体同士が接触した状態の領域を混在させようとして、溶接出力を低くする、あるいは溶接時間を短くすると、接触領域はほぼ全体にわたって固体同士が接触した状態となる傾向がある。この場合には、溶接により接続リード板５０と電池缶２とを接合することができない。
【００４６】
接触領域はほぼ全体に固化領域となる場合の温度上昇をシミュレーションした結果、算出された上昇温度は４７℃であった。この値は、実施例１における温度上昇のシミュレーション結果に比べて５℃高い。すなわち、比較例のリチウムイオン二次電池では温度上昇を小さく抑えることができない。  
【００４７】
（実施例２）
実施例１のリチウムイオン二次電池では、円柱状のプロジェクションを２ヵ所設け、これらの部分で接続リード板５０と電池缶２とを接合したものであった。本実施例のリチウムイオン二次電池では、円柱状のプロジェクションを３ヵ所としている。図７に示す接続リード板は本実施例のリチウムイオン二次電池のものであり、下面側の平面図を示している。図７に示す通り、本実施例の接続リード板には３個の円柱状のプロジェクションがあり、そのうちの２個の直径は実質的に等しく、残りの１個のプロジェクションの直径は、前記２個のプロジェクションの直径より小さい。
【００４８】
溶接条件を変更して上記の接続リード板と電池缶とを溶接した後、両者を剥離して溶接状態を確認すると、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２が成り立つことがわかる。本実施例のリチウムイオン二次電池について、実施例１と同様のシミュレーションを行ったところ、算出された上昇温度は４２℃であった。従って、実施例２のリチウムイオン二次電池は、実施例１のリチウムイオン二次電池と同様に、充放電時の温度上昇が小さく抑えられる。
【００４９】
（実施例３）
３個のプロジェクションの形状が実施例２に示したものと同様であって、これらのプロジェクションが配置される領域を電池の中心付近に集中するように変更した接続リード板を用意した。プロジェクションが配置される位置は次の通りである。すなわち、電池缶の外径をＤとした場合、全てのプロジェクションの接触領域は、電池缶の中心軸から、１／Ｄの範囲に存在するように、接続リード板を形成した。このような接続リード板と電池缶とを溶接した場合、Ｍ１／Ａ１＞Ｍ２／Ａ２を満足する条件が広くなる。このような接続リード板と電池缶とを溶接したものについても、シミュレーションによる温度上昇の算出結果は、実施例１と同等である。
【００５０】
（変形例１）
実施例１および実施例２のリチウムイオン二次電池においては、プロジェクションを接続リード板に設けた。しかし、プロジェクションは電池缶に設けてもよい。また、接続リード板と電池缶の両方にプロジェクションを設けてもよい（図１０）。いずれの場合についても、実施例１〜３と同様の効果が得られる。
【００５１】
（変形例２）
実施例１および実施例２のリチウムイオン二次電池においては、プロジェクションの形状は円柱状であった。しかし、プロジェクションの形状は円柱状に限られず、面積の異なる複数の接触領域が存在するものであれば、本発明の範囲に含まれる。例えば、円錐台のプロジェクションを２個設けた接続リード板の断面を図８に示す。２個のプロジェクションは、円錐台の基部の直径は等しく、頂部の直径は異なるように形成されている。このようなプロジェクションとした場合であっても、実施例１〜３と同様の効果が得られる。
【００５２】
なお、プロジェクションの形状は、接続リード板および電池缶の材料や溶接条件等により適宜設定することができる。
【００５３】
以上説明した通り、本発明によれば、充放電時の温度上昇を低く抑えたリチウムイオン二次電池を提供することができる。なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明の要旨を変更しない範囲で、具体的な構成材料、部品などを変更しても良い
。また、本発明の構成要素を含んでいれば、公知の技術を追加し、あるいは公知の技術で置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１    円筒形リチウムイオン二次電池
２    電池缶
３    電池蓋
４    電池容器
５    非水電解液
１０  発電要素
１１  正極電極
１２  負極電極
１３  第１のセパレータ
１４  第２のセパレータ
１５  軸芯
１６  正極タブ
１７  負極タブ
１９  接着テープ
２０  発電ユニット
２１  負極集電リング
２２  押え部材
２７  正極集電リング
２８  押え部材
３０  電池蓋ユニット
３３  接続部材
３５  接続板
３７  ダイアフラム
４３  ガスケット
５０  接続リード板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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