(57)【要約】  【課題】複数の電極リードを有する電池において、電池のスペース効率に優れ、かつ電池の製造が容易である電池を提供する。  【解決手段】導電性基材上に活物質層を有する正極および導電性基材上に活物質層を有する負極をセパレータを介して巻回され、両端部を貫通する中心孔を有する電池素子と、電池素子の両端面からそれぞれ導出される複数の正極リードおよび負極リードと、電解質と、電池素子および電解質を収容し、少なくとも一方の端部が開放された電池缶と、電池缶の開放端部を閉塞する電池蓋および安全弁と、正極リードおよび安全弁を接続する中継タブと、を備える電池において、複数の正極リードを、電池素子の中心孔の方向に折り曲げて重ね合わせ、中心孔を塞がないように中心孔の近傍で安全弁の方向に折り曲げて中継タブと接続させる。【選択図】図１
2009129553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基材上に活物質層を有する正極および導電性基材上に活物質層を有する負極をセパレータを介して巻回され、両端面を貫通する中心孔を有する電池素子と、
上記電池素子の両端面からそれぞれ導出される複数の正極リードおよび負極リードと、
電解質と、
上記電池素子および上記電解質を収容し、少なくとも一方の端部が開放された電池缶と、
上記電池缶の開放端部を閉塞する電池蓋および安全弁と、
上記正極リードおよび上記安全弁を接続する中継タブと、
を備え、
上記複数の正極リードは、上記電池素子の上記中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、該中心孔を塞がないように該中心孔の近傍で上記安全弁の方向に折り曲げられて上記中継タブと接続される
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
上記中心孔を中心とする円を描いたときに、上記複数の正極リードの導出される位置は、上記円の中心角１３５°以内に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
上記中継タブの断面積は、上記複数の正極リードの断面積の合計よりも大きい
ことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項４】
上記複数の正極リードにおいて、上記電池素子の内周部から導出される正極リードの長さは、上記電池素子の外周部から導出される正極リードの長さに比して短い
ことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項５】
上記複数の正極リードと上記中継タブとは、超音波溶接によって接続される
ことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項６】
上記複数の負極リードは、上記電池素子の上記中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、該中心孔を塞がないように該中心孔の近傍で上記電池缶の方向に折り曲げられて該電池缶と接続される
ことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項７】
上記複数の負極リードは、上記中心孔の近傍で上記電池缶底の方向に折り曲げられて超音波溶接によって接続される
ことを特徴とする請求項６記載の電池。
【請求項８】
上記中心孔を中心とする円を描いたときに、上記複数の負極リードの導出される位置は、上記円の中心角１３５°以内に配置されている
ことを特徴とする請求項６記載の電池。
【請求項９】
上記複数の負極リードにおいて、上記電池素子の内周部から導出される負極リードの長さは、上記電池素子の外周部から導出される負極リードの長さに比して短い
ことを特徴とする請求項６記載の電池。
【請求項１０】
上記複数の負極リードと上記電池缶とは、抵抗溶接によって接続される
ことを特徴とする請求項６記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池に関し、詳しくは、複数の電極リードを有し、大電流を取り出すことが可能な非水電界質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電子技術の目覚しい発達により、携帯電話やノートブック型パーソナルコンピューター、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant；個人用携帯型情報端末機器）等の電子機器は高度情報化社会を支える基盤技術と認知されてきた。さらに、これらの機器の高機能化に関する研究開発は精力的に進められており、それに比例して電子機器の消費電力も増加の一途を辿っている。その反面、これらの電子機器は長時間駆動が求められており、必然的に駆動電源である二次電池の高エネルギー密度化が望まれてきた。
【０００３】
電子機器に内蔵される電池の占有体積や質量などの観点より、電池のエネルギー密度は高いほど望ましい。現在では、リチウムイオンのドープ・脱ドープを利用したリチウムイオン二次電池が、他の電池系に比較して高電圧で優れたエネルギー密度を有することから、殆どの機器に内蔵されるに至っている。このようなリチウムイオン二次電池は、正極および負極をセパレータを介して積層し、例えば渦巻き状に巻回した巻回構造を有しており、これによって高い保存特性、負荷特性等を示している。
【０００４】
図１７に、巻回構造を有する従来のリチウムイオン二次電池の断面構造の一例を示す。このリチウムイオン二次電池は、一端部が閉鎖され他端部が開放された電池缶１１０の内部に、帯状の正極１０１と帯状の負極１０２とがセパレータ１０５を介して巻回された電池素子１０６を有している。正極１０１には、例えばアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード１０３が接続されている。この正極リード１０３は、電池素子１０の一方の端面から導出されて安全弁機構１１４に溶接されることにより、電池蓋１１１と電気的に接続されている。また、負極１０２には、例えばニッケル（Ｎｉ）などよりなる負極リード１０４が接続されている。この負極リード１０４は、電池素子１１０の他方の端面から導出され、電池缶１１０に溶接されて電気的に接続されている。なお、以下では、正極リード１０３および負極リード１０４のうち特定のリードを示さないときは、電極リードと称する。
【０００５】
このようなリチウムイオン二次電池のさらなる高性能化、用途拡大を目的として多くの検討が進められている。その一つとして、例えば、大電流を取り出すことが可能な高出力構造の二次電池において、内部抵抗を低減する方法として複数本の電極リードを電極に取り付ける提案が多数なされている。
【０００６】
しかしながら、複数本の電極リードを用いた場合、電極リードの電池端子(電池蓋１１１および安全弁機構１１４、電池缶１１０の底部)への接続は困難である。従来法として単数または２本の電極リードの接続は、例えば電池蓋１１１および安全弁機構１１４側ではレーザー溶接が用いられ、電池缶１１０の底部側では、抵抗溶接が用いられていることが多い。レーザー溶接では溶接時の被溶接物の密着性が重要となるが、複数の電極リードを用いた場合は、電極リード間、および電極リードと安全弁機構１１４との密着性がとりにくく、安定して溶接することは困難である。一方、電池缶１１０の底部への抵抗溶接では被溶接物間の抵抗を利用して溶接を行うが、複数の電極リードでは溶接する箇所が多層に重なることになり、それぞれの層間での抵抗が不均一となるため、安定した溶接は困難である。
【０００７】
そこで、このような問題に対処すべく、下記の特許文献１には、複数本の電極リードを束ね、これらをアーム付きの部品に圧接させて電池蓋に接続する方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３８０６５８５号公報
【０００９】
また、下記の特許文献２には、複数本の導電タブのうち主導電タブである１本に他の導電タブを接合して、主導電タブのみを端子部材に接続する方法が提案されている。
【００１０】
【特許文献２】特許第３１１９２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、複数本の電極リードを束ねてアーム付の部品に圧接させて電池蓋に接続するため、これらの部品や電極リードの取り回しを含めたスペースが電池缶内に必要となる。つまり、スペース効率が低下してしまう。また、電池端子において部品点数の増加により構造が複雑化してしまう。
【００１２】
さらに、複数の電極リードをアーム付き部品に圧接させるためには、図１８に示すように、電池素子１０６の端面において複数の電極リード１２３を同一の半径線上に一列に導出させる必要があるが、電極の厚みおよび電極リード１２３の取り付け位置などの公差があるため、現実には電池素子１０６の端面において電極リード１２３を一列に導出させることは困難である。電池素子１０６の端面において複数本の電極リード１２３が一列に導出されない場合、電極リード１２３を一つに束ねて部品に圧接を行うことが困難となり、生産性の低下が懸念される。一方、公差を小さくして電極リード１２３を一列に導出させる場合は、製造が困難になると共に、コストアップや歩留まり低下の原因となる。
【００１３】
また、特許文献２に記載の方法ではスペース効率は良くなるが、複数本の導電タブを等間隔に電極に取り付けた状態で巻回した電池素子では、電池素子の端面において主導電タブおよび他の導電タブを一列に導出させることはできない。特許文献２では、主導電タブに他の導電タブを接合する方法については詳細に記載されていないが、主導電タブおよび他の導電タブが一列に導出されていない場合、これらを接合するのは非常に困難で複雑な作業になるため、生産性の低下につながる。仮に、主導電タブおよび他の導電タブが一列に導出されるように設計したとしても、実際には電極の厚みや、主導電タブおよび他の導電タブの接続位置に公差があるため、電池素子の端面において、これらのタブが一列に導出されることは少ない。したがって、主導電タブおよび他の導電タブの導出される位置にずれがある場合、この方法では電池の製造が困難となり、生産性が低下してしまう。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、複数本の電極リードを備える電池において、スペース効率が高く、また、電池の製造を容易に行うことができる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、この発明は、
導電性基材上に活物質層を有する正極および導電性基材上に活物質層を有する負極をセパレータを介して巻回され、両端面を貫通する中心孔を有する電池素子と、
電池素子の両端面からそれぞれ導出される複数の正極リードおよび負極リードと、
電解質と、
電池素子および電解質を収容し、少なくとも一方の端部が開放された電池缶と、
電池缶の開放端部を閉塞する電池蓋および安全弁と
正極リードおよび安全弁を接続する中継タブと
を備え、
複数の正極リードは、電池素子の中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔を塞がないように中心孔の近傍で安全弁の方向に折り曲げられて中継タブと接続される
ことを特徴とする電池である。
【００１６】
この発明では、上記中心孔を中心とする円を描いたときに、複数の正極リードの導出される位置は、円の中心角１３５°以内に配置されていることが好ましい。複数の正極リードを中心孔の近傍で折り曲げたときに、正極リードを束ねやすいからである。
【００１７】
また、この発明では、中継タブの断面積は、複数の正極リードの断面積の合計よりも大きいことが好ましい。電池の抵抗が低下し、サイクル特性を向上させることができるからである。
【００１８】
また、この発明では、複数の正極リードにおいて、電池素子の内周部から導出される正極リードの長さは、電池素子の外周部から導出される正極リードの長さに比して短いことが好ましい。電池素子の中心孔の方向に折り曲げたときにそれぞれの正極リードの長さをそろえることができるからである。
【００１９】
また、この発明では、複数の正極リードと中継タブとは、超音波溶接によって接続されることが好ましい。
【００２０】
また、この発明では、複数の負極リードは、電池素子の中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔を塞がないように中心孔の近傍で電池缶の方向に折り曲げられて電池缶と接続されることが好ましい。電池素子の中心孔が塞がれないため、中心孔から溶接棒を挿入して、電池缶の底部と負極リードとの抵抗溶接を行うことができ、電池缶の底部と負極リードとの接続を容易に行うことができるからである。
【００２１】
また、この発明では、複数の負極リードは、中心孔の近傍で電池缶底の方向に折り曲げられて超音波溶接によって接続されることが好ましい。複数の負極リードが溶接によって接続されているため、電池缶の底部と負極リードとの溶接を容易に行うことができるからである。
【００２２】
また、この発明では、中心孔を中心とする円を描いたときに、複数の負極リードの導出される位置は、円の中心角１３５°以内に配置されていることが好ましい。複数の負極リードを中心孔の近傍で折り曲げたときに、負極リードを束ねやすいからである。
【００２３】
また、この発明では、複数の負極リードにおいて、電池素子の内周部から導出される負極リードの長さは、電池素子の外周部から導出される負極リードの長さに比して短いことが好ましい。電池素子の中心孔の方向に折り曲げたときにそれぞれの負極リードの長さをそろえることができるからである。
【００２４】
また、この発明では、複数の負極リードと上記電池缶とは、抵抗溶接によって接続されることが好ましい。
【００２５】
この発明によれば、複数の電極リードを備える電池において、正極リードを中心孔の近傍で折り曲げて中継タブと接続させることで、中継タブを介して正極リードと安全弁とを接続することができる。したがって、複数の正極リードと安全弁との電気的接続を容易に行うことができる。
【００２６】
また、正極リードを接続するための特別な部品を設ける必要がないため、これらの部品を設けるためのスペースを確保する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、複数の電極リードを備える電池において、電池の製造を容易に行うことができ、電池の生産性を向上させることができる。また、スペース効率の高い電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（１）電池の構成
図１は、この発明の一実施の形態による電池の断面構造を表している。この電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、外装材であるほぼ中空円柱状の電池缶２０の内部に、帯状の正極１１と帯状の負極１２とがセパレータ１３を介して巻回された電池素子１０を有し、電池蓋３０により密閉されてなる。
【００３０】
電池缶２０は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され、他端部が開放されている。電池缶２０の開放端部には、電池蓋３０と、この電池蓋３０の内側に設けられた安全弁機構４０、および必要に応じて熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）４４とが、ガスケット５０を介してかしめられることにより取り付けられている。なお、図示はしないが、電池素子１０を挟み込むように、電池素子１０の巻回端面に一対の絶縁板を配置してもよい。
【００３１】
図２は、ＰＴＣ素子４４と安全弁機構４０の半部の斜視図の一例である。安全弁機構４０は、アルミニウム等からなる金属材料からなる安全弁４１と、アルミニウム等の金属材料からなる支持ホルダ４２と、絶縁ホルダ４３と、正極リード１５の接続される接続部４５とからなる。
【００３２】
安全弁４１と支持ホルダ４２とが絶縁ホルダ４３を介して嵌合される。安全弁４１は、底部の中心に電池素子１０側に突出した突出部４１ａを有しており、突出部４１ａが支持ホルダ４２の底部の中心に形成された孔部４２ａに挿入される。安全弁４１の外周には、ＰＴＣ素子４４を介在させて電池蓋３０との電気的接続を確保するためのフランジ部４１ｂが設けられる。支持ホルダ４２は、略中心部に安全弁４１と接続部４５とを接続するための孔部４２ａを有しており、４２ａの周辺には複数の通気孔としての開口４２ｂが設けられている。
【００３３】
接続部４５は、安全弁４１と同様にアルミニウム等の導電性を有する金属材料等からなり、支持ホルダ４２を介して安全弁４１の突出部４１ａと電気的に接続されている。接続部４５と安全弁４１とは、例えば溶接により接続される。なお、接続部４５と安全弁４１との接続部分が電気的遮断部となることから、これらの接続は、接続不良が生じない程度の接続強度を確保しつつ、過充電等による内圧上昇に際しては速やかに接続が解除されるような接続強度となるようにする。また、接続部４５の安全弁４１との接触面と反対の面には、正極リード１５と接続された中継タブ１６が溶接等により接続される。
【００３４】
安全弁機構４０では、内部短絡あるいは外部などの加熱等によって電池の内圧が上昇して所定値に達すると、支持ホルダ４２の開口４２ｂを通じて上昇した内圧が安全弁４１に伝えられる。安全弁４１は、その内圧により電池蓋３０側に変形する。その結果、電池内圧が緩和されると共に、安全弁４１と中継タブ１６との電気的接続が遮断され、電池蓋３０と電池素子１０との電気的接続が断たれる。ＰＴＣ素子４４は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止する。
【００３５】
図１に戻り、電池蓋３０は、電池の正極端子として機能し、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされたステンレス鋼により構成される。ガスケット５０は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００３６】
電池素子１０は、帯状の正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介して巻回され、セパレータ１３に液状の電解質である電解液が含浸されたものである。電池素子１０の端面の略中心部に形成される中心孔１８には、センターピン１４が挿入されている。以下、正極１１および負極１２の構成について説明する。
【００３７】
［正極］
正極１１は、帯状の形状を有する正極集電体１１ａと、この正極集電体１１ａの両面に形成された正極活物質層１１ｂとからなり、正極集電体１１ａには、複数の正極リード１５ａ、正極リード１５ｂ、正極リード１５ｃ、正極リード１５ｄ（以下、特定の正極リードを示さないときは、正極リード１５と称する）が接続されている。なお、正極リード１５の数は特に限定されるものではない。正極集電体１１ａは、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔等の金属箔からなる。また、正極リード１５はアルミニウム（Ａｌ）等の金属箔であり、正極リード１５は、正極集電体１１ａの正極活物質層１１ｂが設けられていない部分に接続されることが好ましい。
【００３８】
正極リード１５は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属箔である中継タブ１６を介して安全弁機構４０の接続部４５に接続されることにより、電池蓋３０と電気的に接続される。
【００３９】
図３および図４を参照して、正極リード１５と中継タブ１６との接続について説明する。図３は、電池缶２０の開放端部の構成の一例を示す拡大断面図であり、図４は、電池素子１０を正極リード１５が導出される端面側から見た概略図である。
【００４０】
図３に示すように、複数の正極リード１５は電池素子１０の端面から導出されている。正極リード１５は、センターピン１４の挿入されている中心孔１８に向かって折り曲げられて重ね合わせられ、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で安全弁機構４０の方向に折り曲げられて束ねられ、中継タブ１６に接続される。
【００４１】
ここで、複数の正極リード１５は、電池素子１０の端面において中心孔１８を中心としておおよそ同一角度の方向から導出されていることが好ましい。具体的には、図４に示すように、電池素子１０の端面において中心孔１８を中心とする円を描いたときに、複数の正極リード１５の導出される位置は、円の中心角αが１３５°以内の領域に配置されていることが好ましい。複数の正極リード１５は、正極１１および負極１２の厚み、各正極リード１５の取り付け位置などの公差によって、導出される位置に多少ずれが生じてしまうが、各正極リード１５の導出される位置が中心角１３５°以内の領域であれば、中心孔１８の近傍で折り曲げるときに束ねやすく、中継タブ１６との接続が容易となるからである。
【００４２】
正極リード１５の長さは、各正極リード１５が導出されている位置から中心孔１８の方向に折り曲げられて、中継タブ１６に接続できる長さであればよいが、各正極リード１５が導出されている位置から中心孔１８までの距離はそれぞれ異なるため、各正極リード１５が導出されている位置に応じて適宜調整されていることが好ましい。すなわち、電池素子１０の内周部から導出される正極リード１５の長さは、電池素子１０の外周部から導出される正極リード１５の長さに比して短いことが好ましい。正極リード１５を中心孔１８の方向に折り曲げたときに、それぞれの正極リード１５の長さをそろえることができるからである。
【００４３】
正極リード１５の幅は電池のサイズ等に応じて適宜選択されるが、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。また、正極リード１５の厚みは、例えば５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【００４４】
中継タブ１６の長さは、正極リード１５および安全弁機構４０のそれぞれと接続して、これらの間を中継できる最低限の長さを有していればよい。中継タブ１６の幅は、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。中継タブ１６の厚みは、例えば１００μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。
【００４５】
また、中継タブ１６の断面積は、複数の正極リード１５の断面積の合計よりも大きいことが好ましい。電池の抵抗を低下させて、温度上昇を抑制でき、サイクル特性を向上させることができるからである。なお、中継タブ１６および正極リード１５の断面積は、それぞれの幅と厚みとを掛け合わせることによって求められる。
【００４６】
正極活物質層１１ｂは、例えば、正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイトなどの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。なお、正極活物質と、必要に応じて導電剤および決着剤とを合わせたものを、以下では正極合剤と適宜称する。
【００４７】
正極活物質としては、ＬｉxＭＯ2（式中、Ｍは、一種以上の遷移金属を表し、ｘは、電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である）を主体とする、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）等が用いられる。
【００４８】
このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（０＜ｙ＜１）等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2等がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてＴｉＳ2、ＭｏＳ2、Ｖ2Ｏ5等のリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用しても良い。
【００４９】
また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等が用いられる。
【００５０】
[負極]
負極１２は、帯状の形状を有する負極集電体１２ａと、この負極集電体１２ａの両面に形成された負極活物質層１２ｂとからなり、負極集電体１２ａには複数の負極リード１７ａ、負極リード１７ｂ、負極リード１７ｃ（以下、特定の負極リードを示さないときは、負極リード１７と称する）が接続されている。なお、負極リード１７の数は特に限定されるものではない。負極集電体１２ａは、例えば銅（Ｃｕ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔からなる。また、負極リード１７は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属箔であり、負極リード１７は、負極集電体１２ａの負極活物質層１２ｂが設けられていない部分に接続されることが好ましい。
【００５１】
負極リード１７は、電池缶２０に溶接されて電気的に接続される。図５に、電池缶２０の底部の構成を示す拡大断面図を示す。図５に示すように、複数の負極リード１７は電池素子１０の端面から導出されている。負極リード１７は、センターピン１４の挿入されている中心孔１８に向かって折り曲げられて重ね合わせられ、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で電池缶２０の方向に折り曲げられ、電池缶２０の底部に沿うように折り曲げられて電池缶２０に接続される。
【００５２】
電池素子１０の端面において複数の負極リード１７の導出される位置は、正極リード１５と同様に、中心孔１８を中心とする円を描いたときに、円の中心角１３５°以内の領域に配置されていることが好ましい。中心孔１８の近傍で折り曲げるときに束ねやすく、複数本のリードを一体に溶接しやすく、電池缶２０の底部との接続が容易となるからである。
【００５３】
負極リード１７の長さは、各負極リード１７が導出されている位置から中心孔１８の方向に折り曲げられて、電池缶２０の底部に接続できる長さであればよく、各負極リード１７の導出されている位置に応じて適宜調整されていることが好ましい。すなわち、電池素子１０の内周部から導出される負極リード１７の長さは、電池素子１０の外周部から導出される負極リード１７の長さに比して短いことが好ましい。負極リード１７を中心孔１８の方向に折り曲げたときに、それぞれの負極リード１７の長さをそろえることができるからである。
【００５４】
負極リード１７の幅は電池のサイズ等に応じて適宜選択されるが、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。また、負極リード１７の厚みは、例えば５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【００５５】
負極活物質層１２ｂは、例えば、負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。なお、負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを合わせたものを、以下では負極合剤と適宜称する。
【００５６】
負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料または金属系材料と炭素系材料との複合材料が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としてはグラファイト、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられ、より具体的には熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ2等の酸化物を使用することができる。
【００５７】
また、リチウムを合金化可能な材料としては多様な種類の金属元素、半金属元素が使用可能であるが、これらは単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、この発明において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物），金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００５８】
このような金属元素あるいは半金属元素としては、具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）などが挙げられる。
【００５９】
中でも、このような元素としては長周期型周期表における１４族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。具体的には、例えば、ケイ素の単体，合金，あるいは化合物、またはスズの単体，合金，あるいは化合物、またはこれらの１種あるいは２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
【００６０】
また、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を含む合金等も用いることができる。
【００６１】
結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴム等が用いられる。
【００６２】
[セパレータ]
セパレータ１３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。
【００６３】
セパレータ１３の厚みは５μｍ〜５０μｍが好適に使用可能であるが、７μｍ〜３０μｍがより好ましい。セパレータ１３は、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。
【００６４】
［電解質］
上述のセパレータ１３には、液状の非水電解質である非水電解液が含浸されている。非水電解液には、非水電解質電池に一般的に使用される電解質塩と有機溶媒が使用可能である。
【００６５】
非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート(ＤＭＣ)、ジエチルカーボネート(ＤＥＣ)、エチルメチルカーボネート(ＥＭＣ)、ジプロピルカーボネート(ＤＰＣ)、エチルプロピルカーボネート(ＥＰＣ)、またはこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は１種類を単独で用いてもよく、また複数種を所定の組成で混合してもよい。
【００６６】
また、電解質塩としては通常の非水電解液に用いられる材料を使用することが可能である。具体的には、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ3、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＮＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等を挙げることができるが、酸化安定性の点からＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4が望ましい。これらリチウム塩は単独で用いても複数種を混合して用いても良い。リチウム塩を溶解する濃度として、上記溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上、２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。
【００６７】
ゲル状のゲル電解質を用いる場合には、上述の電解液をマトリクスポリマーでゲル化して用いる。マトリクスポリマーは、上記非水溶媒に上記電解質塩が溶解されてなる非水電解液に相溶可能であり、ゲル化できるものであればよい。このようなマトリクスポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデンとの共重合体などのフッ素系子高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリルを繰り返し単位に含むポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００６８】
その中でも酸化還元安定性の点から特に好ましいのは、フッ素系高分子化合物が望ましい。例えば、ポリフッ化ビニリデンにヘキサフルオロプロピレンが７５．０重量％以下の割合で導入された共重合体を用いることができる。このようなポリマーは、数平均分子量が５．０×１０5から７．０×１０5（５０万〜７０万）の範囲であるか、または重量平均分子量が２．１×１０5から３．１×１０5（２１万〜３１万）の範囲であり、固有粘度が１．７（ｄｌ／ｇ）から２．１（ｄｌ／ｇ）の範囲とされている。
【００６９】
（２）電池の作製
次に、この発明の第１の実施形態に適用可能な円筒型の電池の作製方法について説明する。
【００７０】
［正極の作製］
上述の正極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次に、このスラリーをドクターブレード法等により帯状の正極集電体１１ａ上に均一に塗布した後、高温で乾燥させて溶剤を飛ばし、さらにローラプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層１１ｂが形成される。なお、溶剤としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)等が用いられる。正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は均一に分散していればよく、その混合比は問わない。
【００７１】
次に、正極集電体１１ａにおいて正極リード１５を取り付ける部分の正極活物質層１１ｂを剥がし、図６Ａに示すように複数の正極リード１５を例えば超音波溶接にて接続する。正極リード１５が例えばアルミニウム箔により構成されている場合、アルミニウムは比熱が低く抵抗も小さいため抵抗溶接では溶接部に穴があきやすくなるが、超音波溶接によってこのような問題を解消できる。
【００７２】
各正極リード１５は、図６Ｂに示すように巻回後の電池素子１０の端面において中心孔１８を中心としておおよそ同一角度の方向から導出されるような位置で、かつ可能な限り等間隔となるような位置に接続されることが好ましい。中心孔１８の近傍で折り曲げたときに束ねやすく、中継タブ１６との接続が容易になると共に、電流分布を均一にでき、かつ電池の内部抵抗を小さくして集電性能を向上させることができるからである。
【００７３】
また、各正極リード１５の長さを、巻回後に正極リード１５を中心孔１８の方向に折り曲げたときに、その先端が中心孔１８を越えたところに来るように調整することが好ましい。すなわち、電池素子１０の内周部から導出される正極リード１５の長さを、電池素子１０の外周部から導出される正極リード１５の長さに比して短くすることが好ましい。正極リード１５を中心孔１８の方向に折り曲げたときに、各正極リード１５の長さをそろえるためにカットする工程を省くことができるからである。なお、以下の図６乃至図１２では、正極リード１５および負極リード１７を４本ずつ接続する例を示すが、正極リード１５および負極リード１７の本数は限定されるものではない。
【００７４】
[負極の作製]
上述の負極活物質と、必要であれば結着剤と導電剤とを均一に混合して負極合剤とし、この負極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次にこのスラリーをドクターブレード法等により帯状の負極集電体１２ａ上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばし、さらにローラプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層１２ｂが形成される。ここで、負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、正極活物質と同様に、その混合比は問わない。
【００７５】
次に、負極集電体１２ａにおいて負極リード１７を取り付ける部分の負極活物質層１２ｂを剥がし、図６Ａに示すように複数の負極リード１７を例えば超音波溶接にて接続する。負極リード１７を接続する位置は、正極リード１５と同様に、巻回後の電池素子１０の端面において中心孔１８を中心としておおよそ同一角度の方向から導出されるような位置で、かつ可能な限り等間隔となるような位置に接続されることが好ましい。また、電池素子１０の内周部から導出される負極リード１７の長さを、電池素子１０の外周部から導出される負極リード１７の長さに比して短くすることが好ましい。
【００７６】
［電池素子および電池の作製］
上述のようにして得られた帯状の形状を有する正極１１と、負極１２とを、例えば正極１１、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３の順に積層した後、図６Ａ中の矢印で示す方向（長手方向）に多数回巻回することにより、図６Ｂに示すような電池素子１０を作製する。
【００７７】
図７Ａは、図６Ｂに示す電池素子１０を、正極リード１５が導出されている端面側から見たときの模式図である。各正極リード１５は、正極１１および負極１２の厚み、各正極リード１５のとりつけ位置などの公差によって導出される位置に多少ずれが生じてしまうが、複数の正極リード１５の導出される位置は、電池素子１０の端面において中心孔１８を中心とする円を描いたときに、円の中心角１３５°以内に配置されていることが好ましい。
【００７８】
次に、正極リード１５を図７Ｂに示すように電池素子１０の端面に沿って中心孔１８の方向に折り曲げる。これにより、各正極リード１５の導出される角度にズレがある場合でも、各正極リード１５を重ね合わせることができる。続いて、重ね合わされた正極リード１５を、図７Ｂ中の矢印Ａの点線で示す位置で電池素子１０の端面と反対の方向に折り曲げ、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で電池素子１０の端面と反対の方向に折り曲げる。
【００７９】
また、負極リード１７も、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明した正極リード１５と同様に、電池素子１０の端面に沿って中心孔１８の方向に折り曲げて重ね合わせ、この重ね合わされた負極リード１７を、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で電池素子１０の端面と反対の方向に折り曲げる。
【００８０】
以上のようにして正極リード１５および負極リード１７を折り曲げることにより、図７Ｃに示すような電池素子１０を得る。
【００８１】
次に、図８Ａに示すように、正極リード１５と中継タブ１６とを、超音波溶接にて接続する。超音波溶接は、中継タブ１６を電池素子１０の端面に対して略垂直となるように保持した状態で、図８Ａ中の矢印Ｂおよび矢印Ｃの方向から正極リード１５と中継タブ１６とを圧接することにより行われる。
【００８２】
図８Ｂは、図８Ａに示す電池素子１０を矢印Ｂで示す方向から見たときの概略図である。図８Ｂに示すように、正極リード１５の主面と中継タブ１６の主面とが対向して接続されている。
【００８３】
また、図９Ａに示すように負極リード１７を超音波溶接にて接続する。超音波溶接は、負極リード１７を電池素子１０の端面に対して略垂直となるように保持した状態で、図９Ａ中の矢印Ｂおよび矢印Ｃの方向から複数の負極リード１７を圧接することにより行われる。
【００８４】
図９Ｂは、図９Ａに示す電池素子１０を矢印Ｃの方向から見たときの概略図である。図９Ｂに示すように、複数の負極リード１７の主面同士が対向して接続されている。
【００８５】
続いて、図１０Ａに示すように、中心孔１８の近傍で折り曲げられて溶接された負極リード１７を、電池素子１０の端面と略平行になるように、中心孔１８の方向に折り曲げる。
【００８６】
以上のようにして得られた電池素子１０を、図１０Ｂに示すように一端部が閉鎖され、他端部が開放された電池缶２０に挿入して、負極１７と電池缶２０の底部とを抵抗溶接にて接続する。抵抗溶接を行うときには、図１０Ｂ中の矢印Ｄに示すように、溶接電極棒を電池缶２０の開放端部から中心孔１８を貫通させて挿入する必要があるが、上述したように正極リード１５は中心孔１８の近傍で折り曲げられているため、抵抗溶接の妨げとならない。また、複数の負極リード１７を一度に抵抗溶接しようとすると、各負極リード１７の抵抗のばらつきによって安定して溶接を行うことができないが、上述したように複数の負極リード１７を超音波溶接にて一旦溶接することにより、負極リード１７の電池缶２０と対向する側の面と電池缶２０の底部との溶接を行うだけでよいため、容易に抵抗溶接を行うことができる。
【００８７】
次に、電池缶２０の開放端部にビーディングを行うことによって安全弁機構４０および電池蓋３０をクリンプするためのくびれを形成し、電解液の注液を行う。
【００８８】
続いて、図１１Ａ中の矢印Ｅに示すように、電池缶２０から突出した中継タブ１６に、安全弁機構４０をレーザー溶接にて接続する。このとき、中継タブ１６は電池素子１０において中心孔１６の近傍から電池缶２０の開口部の方向へ略垂直に突出しているため、中継タブ１６の位置を修正することなく安全弁機構４０を容易に溶接することができる。つまり、工程を増やすことなく製造できる。
【００８９】
図１１Ｂは、図１１Ａに示す電池を矢印Ｅの方向から見たときの概略図である。なお、ここでは安全弁機構４０および電池蓋３０を組み立てた状態で中継タブ１６との溶接を行う例を示しているが、例えば中継タブ１６と安全弁機構４０の接続部４５とを溶接した後、安全弁機構４０および電池蓋３０を組み立てるようにしてもよい。
【００９０】
続いて、図１２に示すように、中継タブ１６と電池素子１０の端面とが平行になるように正極リード１５を中心孔１８の方向に折り曲げると共に、中継タブ１６の安全弁機構４０と溶接されている側を略１８０°折り曲げる。その後、電池缶２０の開放端部に安全弁機構４０および電池蓋３０を、ガスケット５０を介してクリンプを行うことにより固定し、この発明の一実施の形態による電池が作製される。なお、図１２中では簡単のため、ガスケット５０の図示を省略している。
【００９１】
この発明の一実施の形態による電池は、以下の効果を得ることができる。複数の正極リード１５は、電池素子１０の中心孔１８の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で折り曲げられて中継タブ１６と接続されるので、電池素子１０の端面において正極リード１５の導出される位置に多少ずれがある場合でも、中継タブ１６を介して安全弁機構４０への接続を容易に行うことができる。
【００９２】
同様に、複数の負極リード１７は、電池素子１０の中心孔１８の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で電池缶２０の方向に折り曲げられて束ねられるので、電池缶２０への接続を容易に行うことができる。また、中心孔１８を利用して抵抗溶接を行うことができる。したがって、電池の製造を容易に行うことができ、電池の生産性を向上させることができる。
【００９３】
また、正極リード１５および負極リード１７を接続するための特別な部品を設ける必要がないため、部品の増加によるコストアップを抑えることができると共に、部品を設けるためのスペースを確保する必要がなくなり、スペース効率の高い電池を得ることができる。
【実施例】
【００９４】
この発明の具体的実施態様を以下に実施例をもって述べるが、この発明はこれに限定されるものではない。
【００９５】
＜サンプル１＞
[正極の作製]
活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）粉末４２重量部と、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）４２重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン４重量部と、導電剤として人造黒鉛２重量部と、分量外のＮ−メチルピロリドンとを混錬し、正極合剤塗料を得た。この正極合剤塗料を、厚み２０μｍの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体１１ａの両面に塗布、乾燥後、プレスすることにより正極活物質層１１ｂを形成した後、正極リード１５を接続する部分の正極活物質層１１ｂを剥がして、厚み１００μｍ、幅５ｍｍのアルミニウム製正極リード１５を超音波溶接にて接続して正極１１を得た。なお、正極リード１５の数は４本とし、これらを、巻回後の電池素子１０の端面から正極リード１５がおおよそ同一角度から導出されるような位置で、かつ可能な限り等間隔となる位置に接続した。また、各正極リード１５の長さは、巻回後に中心孔１８の方向に折り曲げたときに、その先端が中心孔１８を越えたところに来る程度の長さに予め調整した。正極リード１５の断面積の合計は、２ｍｍ2である。
【００９６】
[負極の作製]
負極活物質として人造黒鉛９０重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）１０重量部と、分量外のＮ−メチルピロリドンとを混錬し、負極合剤塗料を得た。この負極合剤塗料を、厚み１５μｍの帯状銅箔よりなる負極集電体１２ａの両面に塗布、乾燥後、プレスすることにより負極活物質層１２ｂを形成した後、負極リード１７を接続する部分の負極活物質層１１ｂを剥がして、厚み１００μｍ、幅５ｍｍのニッケル製負極リード１５を超音波溶接にて接続して負極１２を得た。なお、負極リード１７の数は４本とし、各負極リード１７の接続位置および長さは正極リード１５と同様にした。
【００９７】
負極１２は正極１１より幅および長さを長くし、負極リード１７の接続部分以外は正極活物質層１１ｂが負極活物質層１２ｂをはみ出さないようにした。
【００９８】
なお、以上の正極活物質層１１ｂおよび負極活物質層１２ｂをそれぞれ集電体に塗布形成する工程に当たっては、あらかじめ負極合剤の重量あたりのリチウム吸蔵能力、正極合剤の重量あたりのリチウム放出能力を測定しておき、負極活物質層１２ｂの単位面積あたりのリチウム吸蔵能力が、正極活物質層１１ｂの単位面積あたりのリチウム放出能力を超えることのないようにした。
【００９９】
[電池素子および電池の作製]
以上のようにして作製した正極と、負極とをセパレータとして厚み２５μｍのポリエチレン製微多孔性フィルムを介して多数回巻回し、電池素子１０を作製した。その後、電池素子１０の両端面から導出される正極リード１５および負極リード１７それぞれを、中心孔１８の方向に折り曲げて重ね合わせた後、中心孔１８を塞がないように、中心孔１８の近傍で電池素子１０の端面と垂直になる方向に折り曲げた。
【０１００】
次に、厚み２００μｍ、幅１０ｍｍの中継タブ１６と、正極リード１５とを、超音波溶接にて接続した。このとき、中継タブ１６は、電池素子１０の端面と略垂直となるようにして接続した。なお、中継タブ１６の断面積は２ｍｍ2である。
【０１０１】
また、負極リード１７を電池素子１０の端面と垂直になる方向に折り曲げた状態で、超音波溶接にて溶接し、その後、電池素子１０の端面と平行になるように折り曲げた。
【０１０２】
続いて、電池素子１０を一端部が開放された電池缶２０に挿入して、電池素子１０の中心孔１８から溶接電極棒を挿入することによって、負極リード１７を電池缶２０の底部に抵抗溶接にて接続した。
【０１０３】
また、電池缶２０の開放端部には、ビーディングを行うことによって安全弁機構４０および電池蓋３０をクリンプするためのくびれを形成した後、電解液の注液を行った。電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを３：７の重量比で混合した溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｋｇとなるように溶解させたものを用いた。
【０１０４】
次に、電池缶２０の開放端部から突出した中継タブ１６に、安全弁機構４０をレーザー溶接にて接続した。その後、中継タブ１６と電池素子１０の端面とが平行になるように、正極リード１５を中心孔１８の方向に折り曲げると共に、中継タブ１６の先端を略１８０°折り曲げて電池缶２０の上部に収納した後、ガスケット５０を介して電池缶２０にクリンプを行うことにより、安全弁機構４０、電池蓋３０を固定し、電池を作製した。
【０１０５】
＜サンプル２＞
中継タブ１６の厚みを２５０μｍとし、幅を１０ｍｍとした以外はサンプル１と同様にして電池を作製した。なお、中継タブ１６の断面積は２．５ｍｍ2である。
【０１０６】
＜サンプル３＞
中継タブ１６の厚みを１００μｍとし、幅を１０ｍｍとした以外はサンプル１と同様にして電池を作製した。なお、中継タブ１６の断面積は１ｍｍ2である。
【０１０７】
＜サンプル４＞
サンプル１の正極リード１５において、図１３Ａに示すように、複数の正極リード１５のうち、巻回したときに最外周部に位置する正極リード１５ａの厚みを２００μｍとし、幅を５ｍｍとした。また、正極リード１５ａの長さを他の正極リード１５に比して長くした。なお、正極リード１５の断面積の合計は、２．５ｍｍ2である。
【０１０８】
同様に、サンプル１の負極リード１７において、複数の負極リード１７のうち、巻回したときに最外周部に位置する負極リード１７ａの厚みを２００μｍとし、幅を５ｍｍとした。また、負極リード１７ａの長さを他の負極リード１７に比して長くした。以上のようにして得られた正極１１および負極１２を用いて、図１３Ｂに示すような電池素子１０を得た。
【０１０９】
次に、電池素子１０の端面から導出される正極リード１５のそれぞれを、図１４Ａに示すように電池素子１０の端面に沿って中心孔１８の方向に折り曲げた。その後、正極リード１５を、中心孔１８を塞がないように、図１４中の矢印Ａの点線で示す位置で電池素子１０の端面と垂直になる方向に折り曲げた。
【０１１０】
折り曲げられた正極リード１５は、図１４Ｂに示すように、正極リード１５ａの長さが長く、電池素子１０の端面に対して垂直に突出されていないため、折り曲げられた正極リード１５ａを逆方向に折り戻しを行い、中心孔１８の近傍で再び折り曲げて、正極リード１５ａが電池素子１０の端面から垂直方向に突出されるように調節した。
【０１１１】
一方、負極リード１７は、サンプル１と同様の方法で折り曲げた場合には１本の負極リード１７と電池缶２０の底部との溶接は行えないため、図１５Ａに示すように電池素子１０の最外周部の負極リード１７ａの導出される位置に他の負極リード１７を集めた後、これらの接続を行った。この際、負極リード１７ａ以外の他の負極リード１７のそれぞれを、一旦中心孔１８の方向に折り曲げた後、図１５Ａ中の矢印Ｆおよび矢印Ｇの点線に示すように、負極リード１７ａの方向に略１８０°折り曲げた。
【０１１２】
続いて、図１５Ｂに示すように、負極リード１７ａの方向に折り曲げられた他の負極リード１７を、負極リード１７ａと重なり合う位置で負極リード１７ａに沿うようにさらに折り曲げた後、これらの負極リード１７を超音波溶接にて接続した。その後、図１５Ｃに示すように、負極リード１７ａを中心孔１８の方向に略直角に折り曲げた。
【０１１３】
また、電池を組み立てる工程において、電池缶２０の開放端部から突出した正極リード１５に、安全弁機構４０を接続した。これ以外はサンプル１と同様にして電池を作製した。
【０１１４】
＜サンプル５＞
サンプル４において、正極リード１５を、図１５に示す負極リード１７の折り曲げ方法と同様に、電池素子１０の最外周部に位置する正極リード１５ａの方向に、正極リード１５ａ以外の他の正極リード１５を折り曲げた後、他の正極リード１５を正極リード１５ａと重なり合う位置で正極リード１５ａに沿うようにさらに折り曲げた。その後、これらの正極リード１５を超音波溶接にて接続した。
【０１１５】
続いて、電池缶２０のビーディングを行う際に正極リード１５と電池缶２０のくびれの部分とが接触してしまうことを防止するために、正極リード１５を中心孔１８の方向に、電池素子１０の端面と平行になるように折り曲げた。その後、中心孔１８の近傍で再び端面と垂直になるように直角に折り曲げた。
【０１１６】
これ以外はサンプル４と同様にして電池を作製した。
【０１１７】
＜サンプル６＞
サンプル１において、正極リード１５および負極リード１７の長さを全て同じ長さにして、電池素子１０を得た。
【０１１８】
得られた電池素子１０の端面から導出される正極リード１５を、図１６に示すように安全弁機構４０を加工して設けたボルト３１で止めることによって接続した。なお、図１６ではガスケット５０の図示を省略している。
【０１１９】
同様に、電池素子１０の端面から導出される負極リード１７を、図１６に示すように電池缶２０の底部を加工して設けたボルト３２で止めることによって接続した。
【０１２０】
これ以外はサンプル１と同様にして電池を作製した。なお、サンプル６の電池では安全弁機構４０は機能しないが、後述するような評価を行う場合には影響はない。
【０１２１】
評価
以上のように作製した電池について、下記の方法により（ａ）正極リード１５の折り曲げ回数、（ｂ）直流抵抗、（ｃ）容量維持率、および（ｄ）電池体積に占める電池素子の割合を求めた。
【０１２２】
（ａ）正極リード１５の折り曲げ回数
サンプル１〜サンプル６で作製した電池の製造しやすさについて評価を行うため、正極リード１５の折り曲げ回数を比較した。ここでは、電池素子１０から安全弁機構４０に接続されるまでの間の、正極リード１５のそれぞれの折り曲げ回数を合計した数を求めた。
【０１２３】
（ｂ）直流抵抗
サンプル１〜サンプル６で作製した電池を半放電状態（すなわち、放電深度５０％の状態）とし、１Ｃ、１０Ｃ、３０Ｃのそれぞれの条件で５秒後の電圧と電流とのプロットの傾きを求めることにより、直流抵抗を算出した。ここでは、サンプル１の電池を１００として相対比較を行った。なお、放電深度とは、実容量に対して電池から取り出した容量の割合を示す。
【０１２４】
（ｃ）容量維持率
サンプル１〜サンプル６で作製した電池について、充電電圧４．２Ｖ、充電電流１Ｃ、充電時間２．５時間の条件で定電流定電圧充電を行った後、放電電流１０Ｃ、終止電圧３Ｖで放電を行い、初期容量を測定した。さらに初期容量を求めた場合と同様にして充放電を繰り返し、５００サイクル後の放電容量を測定して、初期容量に対する容量維持率を求めることにより、サイクル特性の評価を行った。
【０１２５】
（ｄ）電池体積に占める電池素子の割合
サンプル１〜サンプル６で作製した電池について、電池体積に占める電池素子１０の割合を比較した。ここでは、サンプル１の電池を１００として比較を行った。
【０１２６】
評価の結果を表１に示す。
【０１２７】
【表１】
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【０１２８】
表１に示すように、サンプル１〜サンプル３の電池は、サンプル４〜サンプル６の電池に比して正極リード１５の折り曲げ回数も少なく、製造しやすいことが分かった。また、低抵抗化が図れることから電池の温度低減が可能となるため、５００サイクル後の容量維持率でも優れた結果を得られた。さらに、電池体積に占める電池素子１０の割合（スペース効率）においても優れていることがわかった。
【０１２９】
また、サンプル１〜サンプル３より、中継タブ１６の断面積が正極リード１５の断面積の合計よりも大きい方が、直流抵抗の値が小さくなり、容量維持率も向上することがわかった。
【０１３０】
一方、サンプル４およびサンプル５では、正極リード１５の折り曲げ回数が増加し、また、直流抵抗が大きくなって容量維持率も低下した。また、ボルトによって正極リード１５および負極リード１７を接続するサンプル６では、直流抵抗が大きくなって容量維持率も低下し、さらに、スペース効率が低下してしまうことがわかった。
【０１３１】
以上の結果より、複数の正極リード１５を電池素子１０の中心孔１８の方向に折り曲げた後、中心孔１８を塞がないように中心孔１８の近傍で折り曲げて中継タブ１６と接続させることで、正極リード１５の折り曲げ回数も少なく、また、正極リード１５を中継タブ１６を介して安全弁機構４０に容易に接続できることから、電池の製造が容易となる。
【０１３２】
また、正極リード１５および負極リード１７をボルトなどの部品を必要とせずに安全弁機構４０および電池缶２０の底部にそれぞれ接続できるため、スペース効率も向上する。さらに、低抵抗化およびサイクル特性に優れた電池を得られることがわかった。
【０１３３】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、その形状においては、特に限定されず、電池素子を角型の缶に収容してもよい。
【０１３４】
また、上述した一実施の形態では、この発明をリチウムイオン二次電池に適用した場合について説明したが、この発明を他の非水電解質二次電池等にも適用可能である。加えて、この発明を二次電池に限らず、一次電池に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】この発明の一実施の形態による電池の構成の一例を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態による電池における安全弁機構の構成部品の一例の斜視半図である。
【図３】この発明の一実施の形態による電池の電池缶の開放端部の構成の一例を示す断面図である。
【図４】この発明の一実施の形態による電池素子において、正極リードの導出される一を説明するための模式図である。
【図５】この発明の一実施の形態による電池の電池缶の底部の構成の一例を示す断面図である。
【図６】この発明の一実施の形態による電池の正極、負極、および電池素子を示す概略図である。
【図７】この発明の一実施の形態による電池の正極において、正極リードを折り曲げたときの状態を示す概略図である。
【図８】この発明の一実施の形態による電池の正極リードと中継タブとの溶接を説明するための概略図である。
【図９】この発明の一実施の形態による電池の負極リードの折り曲げおよび溶接を説明するための概略図である。
【図１０】この発明の一実施の形態による電池の負極リードと電池缶との溶接を説明するための概略図である。
【図１１】この発明の一実施の形態による電池の正極リードと安全弁との溶接を説明するための概略図である。
【図１２】この発明の一実施の形態による電池の中継タブの折曲げを説明するための概略図である。
【図１３】サンプル４の電池の正極、負極、および電池素子を示す概略図である。
【図１４】サンプル４の電池の正極リードを折り曲げたときの状態を示す概略図である。
【図１５】サンプル４の電池の負極リードの折り曲げを説明するための概略図である。
【図１６】サンプル５の電池の構成を説明するための概略図である。
【図１７】従来の電池構成を示す断面図である。
【図１８】従来の電池素子の端面において、複数の電極リードの導出される位置を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０、１０６・・・電池素子
１１・・・・正極
１１ａ・・・正極集電体
１１ｂ・・・正極活物質層
１２・・・負極
１２ａ・・・負極集電体
１２ｂ・・・負極活物質層
１３・・・・セパレータ
１４・・・センターピン
１５・・・正極リード
１６・・・中継タブ
１７・・・負極リード
１８・・・中心孔
２０・・・電池缶
３０・・・電池蓋
３１、３２・・・ボルト
４０・・・安全弁機構
４１・・・安全弁
４２・・・支持ホルダ
４３・・・絶縁ホルダ
４４・・・熱感抵抗素子
４５・・・接続部
５０・・・ガスケット
１２３・・・電極リード
【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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