(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して負極および正極が積層されてなる偏平巻回式の発電要素の軸方向両端部に、それぞれ、前記正極となる金属箔の面方向端縁からなる正極部および前記負極となる金属箔の面方向端縁からなる負極部が設けられ、前記軸方向のそれぞれの端部において、前記金属箔の面方向端縁部が、複数配置された断面略Ｖ字状の集電部のそれぞれに複数枚ずつ挟持され、前記略Ｖ字状の断面は発電要素の偏平方向に沿い軸方向と直交する方向に連続するように配置されており、前記集電部同士がそれぞれの長手方向端部において端子支持部を介して連結されていることを特徴とする密閉形電池。
【請求項２】
前記集電部材は、稜部に貫通孔又はスリットを備えている請求項１記載の密閉形電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉形電池に係り、特にセパレータを介して負極および正極を積層させた発電要素を有し、この発電要素の一方の側面に負極集電板を接続するとともに他方の側面に正極集電板を接続した密閉形電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図12に示す密閉形電池70は、セパレータを介して負極および正極が積層されるとともに、略楕円状に偏平された巻回式の発電要素72と、発電要素72の軸方向両端部にそれぞれ設けられた正極部74および負極部76と、正極部74および負極部76にそれぞれ接続された正極集電板75および負極集電板77と、正極集電板75および負極集電板77にそれぞれ接続されるとともに、発電要素72の正極部74側から発電要素72の軸線に対して略平行に延びる正極端子78および負極端子79と、正極端子78の端部78Ａおよび負極端子79の端部79Ａが外部露出するように発電要素72を収容する略箱状の密閉形電池用パッケージ80を有している。
【０００３】
発電要素72の負極は帯状の銅箔とされ、幅方向両端部から銅が所定幅で露出するように、その両面に炭素系の有機高分子が活物質として塗布されている。
一方、発電要素72の正極は帯状のアルミニウム箔とされ、幅方向両端部からアルミニウムが所定幅で露出するように、その両面にコバルト、ニッケル、マンガン等の酸化物が活物質として塗布されている。
【０００４】
ところで、正極集電板75や負極集電板77は、集電効率を高めるために種々の改良が施されている。例えば、特開平10-26144号公報の技術は、図１３に示すように、図12に示す正極集電板75に相当する正極集電板82のプレート84を蛇腹状にプレス加工し、それぞれの折曲げ部85Ａ，85Ｂ，85Ｃに、積層した数枚の正極87（図14参照）を挟み込む。
次に、図14に示すように、蛇腹状のプレート84の折曲げ部85Ａ，85Ｂ，85Ｃに形成した切欠き部86から露出した正極87を溶接部88で埋めるようにレーザ光で溶接することにより、折曲げ部85に正極87を接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、正極集電板82には、蛇腹状の折曲げ部85Ａ，85Ｂ，85Ｃと正極端子（図示せず）を取付ける取付孔91との間に、幅が狭い部位92が存在し、この部位92は集電経路を構成する。このように、集電経路の途中に幅の狭い部位92が存在するために、集電時に、この部位92の集電抵抗が大きくなり、集電効率を高める上で妨げになる。
【０００６】
また、折曲げ部85の切欠き部86から露出した正極87を埋めるように溶接するためには、露出した正極87を避けて溶接するため、レーザの角度を、一例として15度に高精度に調整する必要がある。このため、設備費が嵩み、密閉形電池のコストを抑える上で妨げになる。
さらに、図13に示す折曲げ部85の一部85Ａが破損してしまうと、その他の折曲げ部85Ｂ，85Ｃも部位92から離れた状態になるので、折曲げ部85Ｂ，85Ｃからも集電することができなくなり、集電効率を高める上で妨げになる。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、集電効率を高めることができ、かつコストを抑えることができる密閉形電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、セパレータを介して負極および正極が積層されてなる偏平巻回式の発電要素の軸方向両端部に、それぞれ、前記正極となる金属箔の面方向端縁からなる正極部および前記負極となる金属箔の面方向端縁からなる負極部が設けられ、前記軸方向のそれぞれの端部において、前記金属箔の面方向端縁部が、複数配置された断面略Ｖ字状の集電部のそれぞれに複数枚ずつ挟持され、前記略Ｖ字状の断面は発電要素の偏平方向に沿い軸方向と直交する方向に連続するように配置されており、前記集電部同士がそれぞれの長手方向端部において端子支持部を介して連結されていることを特徴とする密閉形電池である。
【０００９】
このように構成された密閉形電池においては、断面略Ｖ字状の集電部で金属箔を複数枚づつ積層収容し、複数の集電部を、長手方向端部に設けられた端子支持部を介して連結した。よって、発電要素の両側から集電できる。
また、複数の集電部を端子支持部を介して連結することで、集電経路の途中に急激に狭くなる部分がない。このため、集電の際に、集電抵抗を小さく抑えることができる。
さらに、複数の集電部を端子支持部を介して連結することで、それぞれの集電部から、いわば並列に集電できるので、万一特定箇所が破損した場合でも、その他の部分から集電できる。
【００１０】
ここで、前記各集電部と前記端子支持部とを溶接により接続すると、各集電部と端子支持部を一体に形成する必要がない。
【００１１】
また、前記各集電部をプレス加工することで、切削加工と比べて集電部を容易に形成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、既に図１において説明した部材等については、図中に同一符号あるいは相当符号を付すことにより説明を簡略化あるいは省略する。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態である密閉形電池10は、セパレータ（図示せず）を介して正極および負極となるそれぞれの金属箔12（正極の金属箔12のみを図示する）を具備した３個の発電要素14と、正極となる金属箔12の面方向端縁に電気抵抗溶接により接続された正極集電板15と、負極となる金属箔の面方向端縁に電気抵抗溶接により接続された負極集電板20と、正負極の集電板15，20にそれぞれ接続された正負極の端子25，26と、正極端子25の端部25Ａおよび負極端子26の端部26Ａが外部露出するように発電要素14を収容する略箱状の密閉形電池用パッケージ29とを有している。
【００１４】
図２に示すように正極集電板15は、正極となる金属箔12を複数枚づつ積層収容する断面略Ｖ字状の正極集電部16が複数設けられているとともに、各正極集電部16が互いに並列配置され、各正極集電部16が長手方向端部17に設けられた正極端子支持部18を介して連結されている。
【００１５】
ここで、各正極集電部16は、略楕円状に偏平された巻回式の発電要素14の両側14Ａ，14Ｂに渡って配置されることにより、発電要素14の両側14Ａ，14Ｂから集電できるので、集電効率を高めることができる。
また、複数の正極集電部16をそれぞれ個別に正極端子支持部18に連結することで、集電経路の途中に急激に狭くなる部分がない。このため、集電の際に、集電経路の集電抵抗を小さく抑えることができ、集電効率を高めることができる。
【００１６】
さらに、複数の正極集電部16を個別に正極端子支持部18に連結することで、複数の正極集電部16はそれぞれ正極端子支持部18に独立した状態で接続されている。よって、各正極集電部16から正極端子支持部18まで、いわば並列に集電できるので、万一特定箇所（すなわち、複数の正極集電部16のうちの１個）が破損した場合でも、その他の正極集電部16から集電できる。このため、集電効率を高めることができる。
【００１７】
この正極端子支持部18は、中央18Ａで折り曲げることにより略Ｌ型とし、下片19Ａに各正極集電部16のそれぞれの長手方向端部17が接続され、上片19Ｂが発電要素14の上側14Ｃ（図１参照）に被せるように配置され、この上片19Ｂに正極電極25が立設されている。よって、正極電極25は発電要素14の上側14Ｃ側に備えられている。
【００１８】
図１に示す負極集電板20は、正極集電板15と同様に、負極となる金属箔を複数枚づつ積層収容する断面略Ｖ字状の負極集電部（図示せず）が複数設けられているとともに、各負極集電部が互いに並列配置され、各負極集電部が長手方向端部（図示せず）に設けられた負極端子支持部21を介して連結されている。よって、正極集電板と同じ効果を得ることができる。
なお、負極集電板20は正極集電板15と同じ構成なので、以下正極集電板15について説明して負極集電板20の説明を省略する。
【００１９】
図２に示す正極集電板15は、上述したように、各正極集電部16が正極端子支持部18に溶接により接続されている。よって、各正極集電部16と正極端子支持部18を一体に形成する必要がないので、部品コストや製造コストを抑えることができる。
また、各正極集電部16は、プレス加工により断面略Ｖ字形に形成されている。各正極集電部16をプレス加工することで、各正極集電部16を切削加工する場合と比較して安価に形成できる。
【００２０】
図３に示すように、正極集電部16に嵌め込んだ正極となる金属箔12は、正極集電部16の稜部16Ａにレーザ光28を照射することにより、正極集電部16の稜部16Ａと金属箔12とが溶接される。
このように、レーザ光28を正極集電部16の稜部16Ａまでの距離を調整するだけでよいので、レーザ光28の角度を厳密に調整しなくても、金属箔12と正極集電部16の稜部16Ａとを確実に溶接して接続できる。このため、レーザ光28の角度を調整するための設備費を抑えることができる。
加えて、レーザ光28の角度を厳密に調整する必要がないので、溶接ミスの発生を防ぐことができる。このため、密閉型電池10の品質を高めることもできる。
【００２１】
また、正極集電部16は、略Ｖ形に折り曲げられた両片16Ｂ，16Ｃを、両側から矢印のように加締められている。このように、正極集電部16の両片16Ｂ，16Ｃを加締めることで、正極集電部16に複数枚の金属箔12を安定して差込んだ状態に確実に保つことができ、レーザ光の付き抜けを確実に防止できる。このため、密閉型電池10の品質を高めることができる。
【００２２】
次に、第２実施形態を図４〜図６に基づいて説明する。
図４に示す第２実施形態の正極集電板30は、正極集電部31の稜部31Ａに複数の貫通孔32が所定間隔をおいて形成されている。よって図５に示すように、正極となる金属箔12が正極集電部31の奥まで差込まれたどうかを確認できる。
加えて、正極集電部31の稜部31Ａに貫通孔32を設けることで、図６に示す展開した状態の正極集電部31を、稜部31Ａで矢印のように容易に折り曲げることができる。このため、密閉型電池1Oの品質を高めることができる。
【００２３】
次いで、第３実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。
図７に示す第３実施形態の正極集電板40は、正極集電部41の稜部41Ａに設けられたスリット（貫通孔）42が稜部41Ａから裾部41Ｂに向かって所定長さ連続して形成されている。
このように、正極集電部41の稜部41Ａにスリット42を設けることで、図８に示すように、正極となる金属箔12が正極集電部41の奥まで差込まれたどうかを確認できる。
【００２４】
加えて、スリット42を、稜部41Ａから裾部41Ｂに向かって所定長さ連続させることで、正極集電部41のＶ形に折り曲げた両片を加締める際に、軽い加締力で加締めることができるので、金属箔12を正極集電部41で確実に把持できる。このため、密閉型電池10の品質を高めることができる。
【００２５】
なお、図９に示す正極集電部41を展開した幅Ｗと、スリット42の長さＷ１との関係は、
Ｗ１≦（1/2）×Ｗ
とすることが好ましい。
Ｗ１が（1/2）×Ｗを越えると、正極集電部41が破断する虞れがあるからである。但し、正極集電部41が破断する虞れがない場合にはＷ１が（1/2）×Ｗを越えることも可能である。
【００２６】
また、正極集電部41の幅Ｗ２は0.1〜0.5mmに設定することが好ましい。正極集電部41の幅Ｗ２が0.1mmより小さいと、スリット42が小さ過ぎて、スリット42を形成することによる効果を得ることが難しく、またスリット42を加工するための設備が嵩む虞れがある。
一方、正極集電部41の幅Ｗ２が0.5mmを越えると、スリット42の幅Ｗ２が大き過ぎて金属箔12と正極集電部41との接続部分が少なくなり、集電効率を低下させる。また、正極集電部41の剛性を確保することが難しい。
【００２７】
次に、第３実施形態および第４実施形態の密閉形電池を図10、図11に基づいて説明する。
図10に示す第３実施形態の密閉形電池50は、正極集電板51の正極集電部52および正極端子支持部53が一体に形成され、負極集電板55の負極集電部（図示せず）および負極端子支持部57が一体に形成されている。
よって、各正極集電部52を正極端子支持部53に溶接する手間を省くことができ、かつ負極集電部を負極端子支持部57に溶接する手間を省くことができる。
【００２８】
図11に示す第４実施形態の密閉形電池60は、正負極の集電板61，65のそれぞれの正極端子支持部62，66をＬ形に折り曲げない構成にすることで、正負極の端子67，68を発電要素14の両端14Ｄ，14Ｅに備えられている。
よって、密閉形電池の用途に合わせて正負極の端子の位置を適宜変更できる。
【００２９】
なお、本発明の密閉形電池は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
その他、前述した各実施形態において例示した負極，正極，発電要素，正負極の集電板，正負極の集電部、正負極の端子支持部等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，厚さ寸法等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、断面略Ｖ字状の集電部で金属箔を複数枚づつ積層収容し、複数の集電部を、長手方向端部に設けられた端子支持部を介して連結した。このため、発電要素の両側から集電できるので、集電効率を高めることができる。
【００３１】
また、複数の集電部を端子支持部を介して連結することで、集電経路の途中に急激に狭くなる部分がない。このため、集電の際に、集電抵抗を小さく抑えることができ、集電効率を高めることができる。
さらに、複数の集電部を端子支持部を介して連結することで、それぞれの集電部から、いわば並列に集電できるので、万一特定箇所が破損した場合でも、その他の部分から集電できる。このため、集電効率を高めることができる。
また、電極各部と集電端子までの抵抗の差が小さくなるため、高率の充放電においても電極の電位分布および作動深度のばらつきが少なくでき、サイクル寿命の低下を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の密閉形電池を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の密閉形電池の要部拡大図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の密閉形電池の正極集電部を示す断面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の密閉形電池の正極集電板を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の密閉形電池の正極集電部を示す側面図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の密閉形電池の正極集電板を示す展開図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態の密閉形電池の正極集電板を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態の密閉形電池の正極集電部を示す側面図である。
【図９】本発明に係る第３実施形態の密閉形電池の正極集電部を示す展開図である。
【図１０】本発明に係る第４実施形態の密閉形電池を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る第５実施形態の密閉形電池を示す斜視図である。
【図１２】従来の密閉形電池を示す斜視図である。
【図１３】従来の密閉形電池の正極集電板を示す斜視図である。
【図１４】従来の密閉形電池の正極集電板を示す側面図である。
【符号の説明】
10，50，60  密閉形電池
12  金属箔
14  発電要素
15，30，40，51，61  集電板（正極集電板）
16，31，41，52  集電部（正極集電部）
17  長手方向端部
18，53，62  端子支持部（正極端子支持部）
20，55，65  集電板（負極集電板）
21，57，66  端子支持部（正極端子支持部）
【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】
0004134521.tif 000011
【図１１】
0004134521.tif 000012
【図１２】
0004134521.tif 000013
【図１３】
0004134521.tif 000014
【図１４】
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