JP2001256950A

JP2001256950A - 非水電解液二次電池

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Publication number: JP2001256950A
Application number: JP2000067776A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hagino; 秀雄萩野; Kazunari Okita; 一成大北; Atsuhiro Funabashi; 淳浩船橋; Toshiyuki Noma; 俊之能間; Ikuro Yonezu; 育郎米津
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: JP3909996B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来よりも内部抵抗が低く、然も生産性に優
れた集電構造を有する非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】本発明に係る非水電解液二次電池におい
ては、巻き取り電極体４の軸方向の端部に、正極或いは
負極を構成する芯体に活物質の塗布されていない非塗工
部が突出し、該電極体端部には、複数の集電端子５がか
しめ固定されている。集電端子５は断面コ字状に一体成
型され、一方の側板の内面には、複数の凸部、他方の側
板の内面には、前記凸部に対向する複数の凹部が形成さ
れている。そして、各集電端子５がリード６を介して電
極端子91に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池缶の内部に二
次電池要素となる巻き取り電極体が収容されて、電極缶
に設けた一対の電極端子部から巻き取り電極体の発生電
力を取り出すことが出来る非水電解液二次電池に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型電子機器、電気自動車等の
電源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次
電池が注目されている。例えば電気自動車に用いられる
比較的大きな容量の円筒型リチウムイオン二次電池は、
図７及び図８に示す様に、筒体(11)の両端部に蓋体(12)
(12)を溶接固定してなる円筒状の電池缶(１)の内部に、
巻き取り電極体(２)を収容して構成されている。両蓋体
(12)(12)には、正負一対の電極端子機構(９)(９)が取り
付けられており、巻き取り電極体(２)の両極と両電極端
子機構(９)(９)とが、それぞれ複数本の電極タブ(３)に
より互いに接続されて、巻き取り電極体(２)が発生する
電力を一対の電極端子機構(９)(９)から外部に取り出す
ことが可能となっている。又、各蓋体(12)には圧力開閉
式のガス排出弁(13)が取り付けられている。

【０００３】巻き取り電極体(２)は、図９に示す様に、
それぞれ帯状の正極(21)と負極(23)の間に帯状のセパレ
ータ(22)を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構
成されている。正極(21)は、アルミニウム箔からなる帯
状芯体の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活物質
(24)を塗布して構成され、負極(23)は、銅箔からなる帯
状芯体の両面に炭素材料を含む負極活物質(25)を塗布し
て構成されている。セパレータ(22)には、非水電解液が
含浸されている。正極(21)及び負極(23)には夫々、複数
本の電極タブ(３)の基端部がスポット溶接等によって接
合され、先端部は巻き取り電極体(２)から突出してい
る。尚、正極(21)に接合された電極タブ(３)はアルミニ
ウム箔から形成され、負極(23)に接合された電極タブ
(３)は銅箔から形成されている。

【０００４】そして、図８に示す如く、極性が同じ複数
本の電極タブ(３)の先端部(31)が１つの電極端子機構
(９)に接続されている。尚、図８においては、便宜上、
一部の電極タブの先端部が電極端子機構(９)に接続され
ている状態のみを示し、他の電極タブについては、先端
部が電極端子機構(９)に接続されている状態の図示を省
略している。

【０００５】電極端子機構(９)は、電池缶(１)の蓋体(1
2)を貫通して取り付けられた電極端子(91)を具え、該電
極端子(91)の基端部には鍔部(92)が形成されている。蓋
体(12)の貫通孔には絶縁パッキング(93)が装着され、蓋
体(12)と締結部材(91)の間の電気的絶縁性とシール性が
保たれている。電極端子(91)には、蓋体(12)の外側から
ワッシャ(94)が嵌められると共に、第１ナット(95)及び
第２ナット(96)が螺合している。そして、第１ナット(9
5)を締め付けて、電極端子(91)の鍔部(92)とワッシャ(9
4)によって絶縁パッキング(93)を挟圧することにより、
シール性を高めている。前記複数本の電極タブ(３)の先
端部(31)は、電極端子(91)の鍔部(92)に、スポット溶接
或いは超音波溶接によって固定されている。

【０００６】ところで、リチウムイオン二次電池におい
ては、電池の大型化に伴って、正極及び負極の長さが大
きくなるため、上述の如き電極タブによる集電構造では
集電性が低く、内部抵抗にばらつきが発生したり、放電
容量が低下するなどの問題が生じる。

【０００７】そこで、正極及び負極の全長に亘って均一
な集電性を得るべく、図１０に示す如き集電構造が提案
されている。該集電構造において、巻き取り電極体(４)
は同様に、芯体(45)の表面に正極活物質(44)を塗布して
なる正極(41)と、芯体(47)の表面に負極活物質(46)を塗
布してなる負極(43)と、非水電解液が含浸されたセパレ
ータ(42)とから構成されるが、正極(41)及び負極(43)は
それぞれセパレータ(42)上に幅方向へずらして重ね合わ
され、渦巻き状に巻き取られている。これによって、巻
き取り電極体(４)の巻き軸方向の両端部の内、一方の端
部では、セパレータ(42)の端縁よりも外方へ正極(41)の
芯体(45)の端縁(48)が突出すると共に、他方の端部で
は、セパレータ(42)の端縁よりも外方へ負極(43)の芯体
(47)の端縁(48)が突出している。そして、巻き取り電極
体(４)の両端部にはそれぞれ円板状の集電板(32)が抵抗
溶接され、該集電板(32)がリード部材(33)を介して前記
電極端子機構(９)に接続される。

【０００８】しかしながら、図１０に示す集電構造を有
する非水電解液二次電池においては、巻き取り電極体
(４)の正極(41)及び負極(43)を構成する芯体(45)(47)の
端縁(48)(48)の面積が小さいため、芯体端縁と集電板(3
2)の間の接触面積が小さく、これによって電池の内部抵
抗が大きくなる問題があった。又、高出力を得るために
は、出来るだけ内部抵抗を低減させることが必要であ
り、更に、製造コスト削減のためには、生産性に優れた
集電構造が必要となる。

【０００９】そこで、図１１に示す様に、平板状本体(6
3)に複数の折曲部(64)を形成した集電板(62)を用い、該
集電板(62)を巻き取り電極体(４)の芯体端縁(48)に押し
付けた状態で、該折曲部(64)を芯体端縁(48)に抵抗溶接
する集電構造が提案されている(例えば特開平１１−３
１４９７号参照)。

【００１０】又、円板状の集電板に代えて、図１２に示
す如く複数のスリット(66)が凹設された集電部材(65)を
巻き取り電極体(４)の端部に設置し、該集電部材(65)の
スリット(66)へ芯体端縁(48)を嵌入せしめた状態で、集
電部材(65)の表面にレーザビームを照射して、レーザ溶
接を施す集電構造が提案されている(例えば特開平１０
−２６１４４１号参照)。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１１の如
く折曲部を形成した集電板を抵抗溶接する集電構造にお
いては、リチウムイオン二次電池の如く芯体の厚さが極
めて小さい場合、溶接が困難であるばかりでなく、溶接
部における電気抵抗が大きく、依然として集電性能が低
い問題があった。

【００１２】又、図１２の如く複数のスリットが凹設さ
れた集電部材を芯体端縁にレーザ溶接する集電構造で
は、複雑な形状を有する集電部材が必要となるばかりで
なく、集電部材に対する溶接作業が必要であるために生
産性に劣る問題があった。

【００１３】本発明の目的は、従来よりも内部抵抗が低
く、然も生産性に優れた集電構造を有する非水電解液二
次電池を提供することである。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る非水電解液二
次電池は、電池缶(１)の内部に巻き取り電極体(４)を収
納して構成される。巻き取り電極体(４)は、それぞれ帯
状の正極(41)と負極(43)の間に非水電解液を含むセパレ
ータ(42)を介在させてこれらを渦巻き状に巻き取ったも
のであり、正極(41)及び負極(43)はそれぞれ、帯状芯体
の表面に活物質を塗布して構成される。巻き取り電極体
(４)が発生する電力は、一対の電極端子部から外部へ取
り出すことが出来る。該巻き取り電極体(４)において、
その軸方向の少なくとも一方の端部には、正極(41)或い
は負極(43)を構成する芯体に活物質の塗布されていない
非塗工部が突出し、該突出部は、巻き取り電極体(４)の
半径方向に並ぶ複数のリング状領域(4a)(4b)(4c)に分け
られて、各リング状領域は、その周方向の１或いは複数
箇所にて集電端子(５)により非塗工芯体束(49)に束ねら
れている。各集電端子(５)は断面コ字状に一体成型され
て、互いに対向する一対の側板(52)(51)を具え、一方の
側板(52)の内面には、１或いは複数の凸部が形成される
と共に、他方の側板(51)の内面には、前記凸部に対向す
る１或いは複数の凹部が形成され、両側板(52)(51)によ
って非塗工芯体束(49)を挟圧しており、各集電端子(５)
が一方の電極端子部に連結されている。

【００１５】上記本発明の非水電解液二次電池の構成に
おいて、各集電端子(５)は、断面コ字状の簡易な構造を
有し、例えば金属板をプレス成型することによって、容
易に作製することが出来る。又、各集電端子(５)は、巻
き取り電極体(４)の各非塗工芯体束(49)にかしめ固定に
よって取り付けられるので、溶接等を施す必要がなく、
取付け工程は簡易である。非塗工芯体束(49)は、集電端
子(５)の両側板(52)(51)により、両側から強く挟圧され
て、芯体面どうしが互いに強く圧着すると共に、非塗工
芯体束(49)の一方の側面には、一方の側板(52)の凸部に
応じた陥没部が生じ、該陥没部の発生に伴って他方の側
面に隆起部(49a)が生じ、該隆起部(49a)が、他方の側板
(51)の凹部内へ突入する。この結果、集電端子(５)は非
塗工芯体束(49)に対して強固に連結されることになり、
大きな引張り力が作用したとしても、非塗工芯体束(49)
から外れる虞れはない。この様にして、集電端子(５)と
非塗工芯体束(49)とは、互いに広い接触面積で圧着し、
接触面における電気抵抗は極めて小さくなる。尚、集電
端子(５)の他方の側板(51)に形成される凹部は、該側板
(51)に貫通孔を開設し、若しくは該側板(51)の一部を塑
性変形させることによって形成することが出来る。

【００１６】具体的構成において、前記巻き取り電極体
(４)の各リング状領域(4a)(4b)(4c)は、それらの領域を
展開したときの長さ、即ち活物質塗布層の面積が略同一
となる様に分割されている。該具体的構成によれば、複
数の集電端子(５)によって、巻き取り電極体(４)から均
一に集電が行なわれるので、高い集電性能が得られる。

【００１７】又、具体的構成において、各非塗工芯体束
(49)には帯状リード(６)の基端部が接合されて、集電端
子(５)によって非塗工芯体束(49)とリード(６)の基端部
とが互いに圧着され、各リード(６)の先端部が一方の電
極端子部に連結されている。該具体的構成によれば、集
電端子(５)のかしめ固定によって、リード(６)の基端部
と非塗工芯体束(49)とが互いに強く圧着され、機械的及
び電気的連結が行なわれるので、溶接等を施す必要はな
く、連結工程は簡易である。又、リード(６)の基端部と
非塗工芯体束(49)とは互いに広い接触面積で強く圧着す
るので、接触面における電気抵抗は極めて小さくなる。

【００１８】更に具体的には、電池缶(１)の内部にはリ
ード固定板(７)が設置されて、電極端子機構の端部に取
り付けられており、前記複数の集電端子(５)から伸びる
リード(６)の先端部が、リード固定板(７)の端部をかし
めることによって、該端部に連結されている。該具体的
構成によれば、リード(６)の先端部がリード固定板(７)
の端部にかしめ固定されているので、溶接等を施す必要
がなく、連結工程が簡易である。

【００１９】尚、正極側の集電端子(５)、リード(６)、
及びリード固定板(７)の材質としては、アルミニウム、
ステンレス鋼、ニッケル等を用いることが出来、負極側
の集電端子(５)、リード(６)及びリード固定板(７)の材
質としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル等を用いるこ
とが出来る。巻き取り電極体(４)を構成する正極活物質
としては、金属酸化物であるＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ
_２、ＬｉＣｏ_１−ＸＮｉ_ＸＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４及びこ
れらの複合化合物からなる群から選択される、少なくと
も一種の材料を用いることが出来る。負極活物質として
は、黒鉛、コークス等の炭素材料、リチウム金属、リチ
ウム合金、Ｌｉ_ＸＦｅ_２Ｏ_３、Ｌｉ_ＸＷＯ_２等の金属酸
化物材料や、ポリアセチレン等の導電性高分子材料を用
いることが出来る。電解質としては、リチウムイオンな
どの金属イオンを含むＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、Ｌｉ
ＣＦ_３ＳＯ_３等が挙げられる。また、電解質の有機溶媒
には、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、
ジメトキシメタン、スルホラン等を単独或いは混合して
用いることが出来る。電解液としては、これら溶媒に前
記電解質を０.７〜１.５Ｍ(ｍｏｌ／ｌ)程度の割合で溶
解した溶液が挙げられる。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る非水電解液二次電池によれ
ば、巻き取り電極体(４)の非塗工芯体束(49)に集電端子
(５)を取り付ける作業は簡易であるので、従来よりも高
い生産性が実現される。又、巻き取り電極体(４)と電極
端子部の間の電気抵抗を小さく抑えることが出来るの
で、集電効率が改善されて、従来よりも高い出力密度が
得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を円筒型リチウムイ
オン二次電池に実施した形態につき、図面に沿って具体
的に説明する。本発明に係る円筒型リチウムイオン二次
電池は、図７及び図１に示す如く、筒体(11)の両端部に
蓋体(12)(12)を溶接固定してなる円筒状の電池缶(１)の
内部に、巻き取り電極体(４)を収容して構成されてい
る。両蓋体(12)(12)には、正負一対の電極端子機構(９)
(９)が取り付けられており、巻き取り電極体(４)の両極
と両電極端子機構(９)(９)とが、それぞれ後述する集電
構造により互いに接続されて、巻き取り電極体(４)が発
生する電力を一対の電極端子機構(９)(９)から外部に取
り出すことが可能となっている。又、各蓋体(12)には圧
力開閉式のガス排出弁(13)が取り付けられている。

【００２２】巻き取り電極体(４)は、図２に示す様に、
それぞれ帯状の正極(41)と負極(43)の間に帯状のセパレ
ータ(42)を介在させて、これらを渦巻き状に巻回して構
成されている。正極(41)は、アルミニウム箔からなる帯
状芯体(45)の両面にリチウム複合酸化物からなる正極活
物質(44)を塗布して構成され、負極(43)は、銅箔からな
る帯状芯体(47)の両面に炭素材料を含む負極活物質(46)
を塗布して構成されている。セパレータ(42)には、非水
電解液が含浸されている。又、正極(41)の一方の端部に
は、正極活物質(44)の塗布されていない芯体非塗工部が
形成され、負極(43)の他方の端部には、負極活物質(46)
の塗布されていない芯体非塗工部が形成されている。

【００２３】巻き取り電極体(４)の作製において、正極
(41)及び負極(43)はそれぞれセパレータ(42)上に幅方向
へずらして重ね合わされ、渦巻き状に巻き取られてい
る。これによって、巻き取り電極体(４)の巻き軸方向の
両端部の内、一方の端部では、セパレータ(42)の端縁よ
りも外方へ正極(41)の芯体非塗工部の端縁(48)が突出す
ると共に、他方の端部では、セパレータ(42)の端縁より
も外方へ負極(43)の芯体非塗工部の端縁(48)が突出して
いる。

【００２４】そして、巻き取り電極体(４)の正極側及び
負極側の両端部にはそれぞれ、複数の集電端子(５)が取
り付けられる。集電端子(５)は、図４及び図５に示す如
く断面コ字状に一体成型されて、互いに対向する一対の
側板(52)(51)を具えている。一方の側板(52)の内面に
は、４つの凸部(54)が形成され、他方の側板(51)の内面
には、前記凸部に対向して４つの貫通孔(53)が形成され
ている。尚、正極用の集電端子(５)は、厚さ０.８ｍｍ
のアルミニウム板を一体成型して作製され、負極用の集
電端子(５)は、厚さ０.６ｍｍの銅板を一体成型して作
製される。又、何れも集電端子(５)は、横幅Ｄが６ｍ
ｍ、高さＨが６ｍｍ、幅Ｗが３ｍｍ、凸部(54)の直径Ａ
が０.８ｍｍ、高さＢが０.２ｍｍ、貫通孔(53)の内径Ｃ
が１ｍｍに形成されている。

【００２５】図１に示す如く、巻き取り電極体(４)の各
端部に突出する芯体非塗工部は、巻き取り電極体(４)の
半径方向に並ぶ３つのリング状領域(4a)(4b)(4c)に分け
られて、各リング状領域に１８０°の位相差で２つの集
電端子(５)がかしめ固定されている。これによって、巻
き取り電極体(４)の直径線上に並ぶ６つの非塗工芯体束
(49)〜(49)が形成されている。尚、巻き取り電極体(４)
の３つのリング状領域(4a)(4b)(4c)は、この領域を展開
したときの活物質塗布層の長さ即ち面積が略同一となる
様に分割されている。

【００２６】又、各集電端子(５)には帯状リード(６)の
基端部が連結されており、極性が同じ６枚のリード(６)
が、リード固定板(７)を介して、電極端子機構(９)の下
端部に連結されている。

【００２７】図６(ａ)(ｂ)は、巻き取り電極体(４)の各
非塗工芯体束(49)に集電端子(５)をかしめ固定する工程
を表わしている。先ず同図(ａ)の如く、集電端子(５)の
両側板(52)(51)の間に、非塗工芯体束(49)と帯状リード
(６)の端部を重ね合わせた状態で挿入する。この際、非
塗工芯体束(49)及びリード(６)の端部を両側板(52)(51)
の間へ容易に挿入することが出来る様、両側板(52)(51)
の間隔が設定されている。次に、図６(ｂ)の如く、集電
端子(５)の両側板(52)(51)に対し適当な治具(図示省略)
を用いてかしめ加工を施す。これによって、非塗工芯体
束(49)は、集電端子(５)の両側板(52)(51)により両側か
ら強く挟圧されて、芯体面どうしが互いに強く圧着する
と共に、非塗工芯体束(49)の一方の側面には、一方の側
板(52)の凸部(54)に応じた陥没部が生じ、該陥没部の発
生に伴って他方の側面に隆起部(49a)が生じ、該隆起部
(49a)が、他方の側板(51)の貫通孔(53)内へ突入する。
この結果、集電端子(５)は非塗工芯体束(49)に対して強
固に連結されることになり、大きな引張り力が作用した
としても、非塗工芯体束(49)から外れる虞れはない。こ
の様にして、集電端子(５)と非塗工芯体束(49)とは、互
いに広い接触面積で圧着し、接触面における電気抵抗は
極めて小さくなる。

【００２８】図１に示す如く電極端子機構(９)は、電池
缶(１)の蓋体(12)を貫通して取り付けられた電極端子(9
1)を具え、該電極端子(91)の基端部には鍔部(90)が形成
されている。蓋体(12)の貫通孔には絶縁パッキング(93)
が装着され、蓋体(12)と締結部材(91)の間の電気的絶縁
性とシール性が保たれている。電極端子(91)には、蓋体
(12)の外側からワッシャ(94)が嵌められると共に、第１
ナット(95)及び第２ナット(96)が螺合している。そし
て、第１ナット(95)を締め付けて、電極端子(91)の鍔部
(92)とワッシャ(94)によって絶縁パッキング(93)を挟圧
することにより、シール性を高めている。

【００２９】リード固定板(７)は、図３に示す如く帯状
本体(70)の両端部に一対の突片(71)(71)を形成してな
り、帯状本体(70)が、電極端子(91)の鍔部(90)の裏面に
形成された溝(97)に嵌まり、超音波溶接等によって鍔部
(90)に固定されている。各集電端子(５)から伸びるリー
ド(６)の先端部は、リード固定板(７)の端部に連結さ
れ、一対の突片(71)(71)にかしめ加工を施すことによっ
て、該端部に固定されている。尚、正極側のリード(６)
及びリード固定板(７)はアルミニウム製であって、リー
ド(６)の厚さは０.３ｍｍ、幅は６ｍｍ、リード固定板
(７)の厚さは１.０ｍｍ、幅は８ｍｍである。又、負極
側のリード(６)及びリード固定板(７)は銅製であって、
リード(６)の厚さは０.３ｍｍ、幅は６ｍｍ、リード固
定板(７)の厚さは１.０ｍｍ、幅は８ｍｍである。

【００３０】上記円筒型リチウムイオン二次電池におい
て、集電端子(５)は、金属板をプレス成型することによ
って容易に作製することが出来、然も、巻き取り電極体
(４)の各非塗工芯体束(49)にかしめ固定によって取り付
けることが出来るので、溶接等を施す必要がなく、取付
け工程は簡易である。この結果、高い生産性が得られ
る。又、集電端子(５)のかしめ固定によって、集電端子
(５)とリード(６)とは、互いに広い接触面積で強く圧着
するので、接触面における電気抵抗は極めて小さくな
る。この結果、集電効率が改善されて、従来よりも高い
出力密度が得られる。

【００３１】

【実施例】次の様にして、図１に示す実施例電池Ａと図
８に示す比較例電池Ｂとを作製し、性能を比較した。

【００３２】実施例電池Ａの作製 (正極の作製)正極活物質としてのＬｉＮｉ_０.７Ｃｏ
_０.３Ｏ_２は、リチウムの水酸化物とニッケルの水酸化
物とコバルトの水酸化物とを混合し、８００℃の空気中
で２４時間の焼成を施すことにより得た。この正極活物
質と導電剤としての炭素を重量比９０：５の割合で混合
し、正極合剤を得た。次に、結着剤であるポリフッ化ビ
ニリデンをＮ−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)に溶解
させて、ＮＭＰ溶液を調製した。そして、正極合剤とポ
リフッ化ビニリデンの重量比が９５：５になるように正
極合剤とＮＭＰ溶液を混練して、スラリーを調製した。
このスラリーを、正極芯体としてのアルミニウム箔の両
面にドクターブレード法により塗布し、１５０℃で２時
間の真空乾燥を施して、正極を得た。尚、正極芯体に
は、芯体端縁からの幅が２０ｍｍの非塗工部を形成し
た。

【００３３】(負極の作製)炭素塊(ｄ００２＝３.３５６
Å；Ｌｃ＞１０００Å)に空気流を噴射して粉砕し、こ
れをふるいにかけて、平均粒子径１８μｍの黒鉛粉末を
得た。次に、コークス塊に空気流を噴射して粉砕し、こ
れをふるいにかけて、平均粒子径１８μｍのコークス粉
末を得た。又、結着剤であるポリフッ化ビニリデンをＮ
ＭＰに溶解させて、ＮＭＰ溶液を調製した。そして、黒
鉛粉末とコークス粉末とポリフッ化ビニリデンの重量比
が７２：１８：１０になる様に黒鉛粉末とコークス粉末
とＮＭＰ溶液とを混練して、スラリーを調製した。この
スラリーを、負極芯体としての銅箔の両面にドクターブ
レード法により塗布し、１５０℃で２時間の真空乾燥を
施して、負極を得た。尚、負極芯体には、芯体端縁から
の幅が２０ｍｍの非塗工部を形成した。

【００３４】(電池の組立)以上の工程によって得られた
正極及び負極と、イオン透過性のポリエチレン製微多孔
膜からなるセパレータとを用いて、図２に示す巻き取り
電極体(４)を作製した。そして、図１に示す如く、巻き
取り電極体(４)の正極側及び負極側の端部にそれぞれ、
６個の集電端子(５)をかしめ固定して、各非塗工芯体束
(49)にリード(６)の基端部を連結した後、該巻き取り電
極体(４)を筒体(11)内に収容した。一方、各蓋体(12)に
電極端子機構(９)を取り付けると共に、電極端子(91)の
鍔部(90)にリード固定板(７)を固定した。次に、巻き取
り電極体(４)の各集電端子(５)から伸びるリード(６)の
先端部をリード固定板(７)の端部に連結した後、筒体(1
1)の各開口部に蓋体(12)を溶接固定して、実施例電池Ａ
を組み立てた。

【００３５】比較例電池Ｂの作製正極及び負極の作製工程で、非塗工部を設けることな
く、芯体にスラリーを全面塗布したこと以外は実施例電
池Ａと同様にして、正極及び負極を作製した。 (電池の組立)図９に示す様に、正極を構成しているアル
ミニウム箔の表面に１５本のアルミニウム製電極タブを
２０ｃｍ間隔で溶接すると共に、負極を構成している銅
箔の表面に１５本の銅製電極タブを２０ｃｍ間隔で溶接
した。そして、正極と負極の間にイオン透過性のポリエ
チレン製微多孔膜からなるセパレータを挟んで、これら
を渦巻き状に巻回し、巻き取り電極体(２)を作製した。
尚、正極及び負極の電極タブの厚さは０.１ｍｍとし
た。そして、図８に示す如く、各電極の電極タブ(３)を
電極端子機構(９)の鍔部(92)に溶接して、比較例電池Ｂ
を組み立てた。尚、実施例電池Ａと比較例電池Ｂの各電
極の活物質塗布量は同量とした。

【００３６】(性能比較実験)実施例電池Ａ及び比較例電
池Ｂについて、巻き取り電極体を筒体に収容する前に、
１ｋＨｚにおける交流インピーダンスを測定したとこ
ろ、下記表１に示す結果が得られた。尚、交流インピー
ダンスの測定は、正極側、負極側ともに、巻き取り電極
体の最外周部に位置する芯体非塗工部と電極端子との間
で行なった。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から明らかな様に、正極側、負極側の
何れにおいても、実施例電池Ａのインピーダンスは、比
較例電池Ｂのインピーダンスよりも小さくなっており、
このことから、本発明の円筒型リチウムイオン二次電池
によれば、従来の電池よりも高い出力密度を得ることが
出来ると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円筒型リチウムイオン二次電池に
採用されている集電構造の断面構成及び平面構成を示す
図である。

【図２】該二次電池に装備されている巻き取り電極体の
一部展開斜視図である。

【図３】集電端子と電極端子の間の連結構造を示す斜視
図である。

【図４】集電端子の拡大斜視図である。

【図５】集電端子の断面図である。

【図６】リード及び非塗工芯体束に集電端子をかしめ固
定する工程を表わす断面図である。

【図７】円筒型リチウムイオン二次電池の外観を示す斜
視図である。

【図８】従来の円筒型リチウムイオン二次電池に採用さ
れている集電構造を表わす断面図である。

【図９】該二次電池に装備されている巻き取り電極体の
一部展開斜視図である。

【図１０】従来の他の集電構造を具えた巻き取り電極体
の一部展開斜視図である。

【図１１】従来の更に他の集電構造を表わす斜視図であ
る。

【図１２】従来の更に他の集電構造を表わす斜視図であ
る。

【符号の説明】

(１) 電池缶 (11) 筒体 (12) 蓋体 (４) 巻き取り電極体 (49) 非塗工芯体束 (５) 集電端子 (51) 側板 (52) 側板 (53) 貫通孔 (54) 凸部 (６) リード (７) リード固定板 (９) 電極端子機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者船橋淳浩大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者能間俊之大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者米津育郎大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA03 AA09 EE02 EE04 FF04 GG02 HH02 5H022 AA09 AA18 BB03 CC03 CC04 CC05 CC10 CC12 CC13 CC15 CC20 CC23 CC24 EE03 EE04 5H028 AA01 AA07 AA08 CC05 CC07 CC08 CC12 CC22 CC26 EE01 HH05 5H029 AJ06 AJ14 AK03 AL02 AL03 AL06 AL07 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ03 CJ05 CJ06 CJ07 DJ05 DJ07 DJ14 EJ01 HJ04 HJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池缶(１)の内部に、それぞれ帯状の正
極(41)と負極(43)の間に非水電解液を含むセパレータ(4
2)を介在させてこれらを渦巻き状に巻き取った巻き取り
電極体(４)が収納され、正極(41)及び負極(43)はそれぞ
れ、帯状芯体の表面に活物質を塗布して構成され、巻き
取り電極体(４)が発生する電力を一対の電極端子部から
外部へ取り出すことが出来る非水電解液二次電池におい
て、巻き取り電極体(４)の軸方向の少なくとも一方の端
部には、正極(41)或いは負極(43)を構成する芯体に活物
質の塗布されていない非塗工部が突出し、該突出部は、
巻き取り電極体(４)の中心軸と同軸上に並ぶ複数のリン
グ状領域(4a)(4b)(4c)に分けられて、各リング状領域
は、その周方向の１或いは複数箇所にて集電端子(５)に
より非塗工芯体束(49)に束ねられ、各集電端子(５)は断
面コ字状に一体成型されて、互いに対向する一対の側板
(52)(51)を具え、一方の側板(52)の内面には、１或いは
複数の凸部が形成されると共に、他方の側板(51)の内面
には、前記凸部に対向する１或いは複数の凹部が形成さ
れ、両側板(52)(51)によって非塗工芯体束(49)を挟圧し
ており、各集電端子(５)が一方の電極端子部に連結され
ていることを特徴とする非水電解液二次電池。
【請求項２】前記巻き取り電極体(４)の各リング状領
域(4a)(4b)(4c)は、それらの領域を展開したときの長さ
が略同一となる様に分けられている請求項１に記載の非
水電解液二次電池。
【請求項３】各非塗工芯体束(49)には帯状リード(６)
の基端部が接合されて、集電端子(５)によって非塗工芯
体束(49)とリード(６)の基端部とが互いに圧着され、各
リード(６)の先端部が一方の電極端子部に連結されてい
る請求項１又は請求項２に記載の非水電解液二次電池。
【請求項４】電池缶(１)の内部にはリード固定板(７)
が設置されて、電極端子機構の端部に取り付けられてお
り、前記複数の集電端子(５)から伸びるリード(６)の先
端部が、リード固定板(７)の端部をかしめることによっ
て、該端部に連結されている請求項３に記載の非水電解
液二次電池。