JP2003115285A - リチウム二次単電池及びリチウム二次単電池の接続構造体 - Google Patents
リチウム二次単電池及びリチウム二次単電池の接続構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極と負極の外部端子を単電池の一端に配設
するという構成を採用することで、単電池の凸部を減ら
すことにより、省スペース性の向上を図ったリチウム二
次単電池を提供する。 【解決手段】 少なくとも１枚の金属箔体６から構成さ
れた正極板及び負極板が捲回又は積層された、その内部
に非水電解液を含浸した内部電極体１と、この内部電極
体１から電流を導出するための集電部材５Ａ、５Ｂと、
内部電極体１を内部に収容した、両端が開放された電池
ケース１１と、内部端子１４Ａ、１４Ｂを有する、電池
ケース１１の開放両端で内部電極体１を封止した、２枚
の電極蓋１３とを備えたリチウム二次単電池１０であ
る。２枚の電極蓋１３の一方に正極及び負極の外部端子
１５Ａ、１５Ｂが形成された構成とした。
するという構成を採用することで、単電池の凸部を減ら
すことにより、省スペース性の向上を図ったリチウム二
次単電池を提供する。 【解決手段】 少なくとも１枚の金属箔体６から構成さ
れた正極板及び負極板が捲回又は積層された、その内部
に非水電解液を含浸した内部電極体１と、この内部電極
体１から電流を導出するための集電部材５Ａ、５Ｂと、
内部電極体１を内部に収容した、両端が開放された電池
ケース１１と、内部端子１４Ａ、１４Ｂを有する、電池
ケース１１の開放両端で内部電極体１を封止した、２枚
の電極蓋１３とを備えたリチウム二次単電池１０であ
る。２枚の電極蓋１３の一方に正極及び負極の外部端子
１５Ａ、１５Ｂが形成された構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、リチウム二次単
電池（以下、単に「単電池」ともいう）及びリチウム二
次単電池の接続構造体（以下、単に「接続構造体」とも
いう）に関し、さらに詳しくは、省スペース性に優れた
リチウム二次単電池、並びに省スペース性及び生産性に
優れたリチウム二次単電池の接続構造体に関する。
電池（以下、単に「単電池」ともいう）及びリチウム二
次単電池の接続構造体（以下、単に「接続構造体」とも
いう）に関し、さらに詳しくは、省スペース性に優れた
リチウム二次単電池、並びに省スペース性及び生産性に
優れたリチウム二次単電池の接続構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】 近年、リチウム二次単電池は、携帯型
の通信機器やノート型パーソナルコンピュータ等の電子
機器の電源として広く用いられている。また、国際的な
地球環境の保護のための省資源化や省エネルギー化の要
請が高まり、電気自動車やハイブリッド電気自動車（以
下、単に「電気自動車等」ともいう）のモータ駆動用バ
ッテリーとして、リチウム二次単電池の開発が進められ
ている。
の通信機器やノート型パーソナルコンピュータ等の電子
機器の電源として広く用いられている。また、国際的な
地球環境の保護のための省資源化や省エネルギー化の要
請が高まり、電気自動車やハイブリッド電気自動車（以
下、単に「電気自動車等」ともいう）のモータ駆動用バ
ッテリーとして、リチウム二次単電池の開発が進められ
ている。
【０００３】 このリチウム二次単電池は、一般的に、
図９、図１０に示すように、正極板２と負極板３とをセ
パレータ４を介して中空円筒状の巻芯１６の外周壁を囲
繞するように配設され、非水電解液を含浸した内部電極
体１と、この内部電極体１を内部に収容した、両端が開
放された円筒状の電池ケース１１と、この電池ケース１
１の開放両端で内部電極体１を封止した、２枚の電極蓋
１３とにより構成される。
図９、図１０に示すように、正極板２と負極板３とをセ
パレータ４を介して中空円筒状の巻芯１６の外周壁を囲
繞するように配設され、非水電解液を含浸した内部電極
体１と、この内部電極体１を内部に収容した、両端が開
放された円筒状の電池ケース１１と、この電池ケース１
１の開放両端で内部電極体１を封止した、２枚の電極蓋
１３とにより構成される。
【０００４】 この中で、電極蓋は、内部電極体で生じ
た電流を外部へ導出するための電流導出機能、電池内部
の圧力が異常に上昇した際に電池の破裂を防止するため
の放圧機能、電池ケース内に収納された内部電極体に電
解液を注入する際の電解液注入口としての機能を備えな
ければならない。
た電流を外部へ導出するための電流導出機能、電池内部
の圧力が異常に上昇した際に電池の破裂を防止するため
の放圧機能、電池ケース内に収納された内部電極体に電
解液を注入する際の電解液注入口としての機能を備えな
ければならない。
【０００５】 図９の単電池において、この電極蓋にお
ける電流導出機能のための構成は、上述した内部電極体
１における正極板２及び負極板３（以下、「電極板２、
３」ともいう）のそれぞれに正極用の集電タブ５Ａ及び
負極用の集電タブ５Ｂ（以下、「タブ５Ａ、５Ｂ」とも
いう）を取り付け、タブ５Ａ、５Ｂの電極板２、３と接
続された反対側の端部を、電極蓋１３のうちの、電池内
部において一時的に電流を集電する部材である、正極の
内部端子１４Ａ及び負極の内部端子１４Ｂ（以下、「内
部端子１４Ａ、１４Ｂ」ともいう）に取り付けることに
より、内部端子１４Ａ、１４Ｂに導通し、電流を電池外
部に取り出す部材である、正極の外部端子１５Ａ及び負
極の外部端子１５Ｂ（以下、「外部端子１５Ａ、１５
Ｂ」ともいう）を配設することにより為されることが多
い。
ける電流導出機能のための構成は、上述した内部電極体
１における正極板２及び負極板３（以下、「電極板２、
３」ともいう）のそれぞれに正極用の集電タブ５Ａ及び
負極用の集電タブ５Ｂ（以下、「タブ５Ａ、５Ｂ」とも
いう）を取り付け、タブ５Ａ、５Ｂの電極板２、３と接
続された反対側の端部を、電極蓋１３のうちの、電池内
部において一時的に電流を集電する部材である、正極の
内部端子１４Ａ及び負極の内部端子１４Ｂ（以下、「内
部端子１４Ａ、１４Ｂ」ともいう）に取り付けることに
より、内部端子１４Ａ、１４Ｂに導通し、電流を電池外
部に取り出す部材である、正極の外部端子１５Ａ及び負
極の外部端子１５Ｂ（以下、「外部端子１５Ａ、１５
Ｂ」ともいう）を配設することにより為されることが多
い。
【０００６】 このとき、通常、正極と負極の外部端子
１５Ａ、１５Ｂは電池ケース１１の両端部に設けられ
る。しかし、外部端子は、その機能上、単電池から外部
側へ凸構造を有するように形成される必要があるため
に、その分単電池が大きくなり、単電池を収納するに必
要なスペースが大きくなるという問題があった。
１５Ａ、１５Ｂは電池ケース１１の両端部に設けられ
る。しかし、外部端子は、その機能上、単電池から外部
側へ凸構造を有するように形成される必要があるため
に、その分単電池が大きくなり、単電池を収納するに必
要なスペースが大きくなるという問題があった。
【０００７】 一方、リチウム二次単電池を電気自動車
等のモータ駆動用に用いる場合には、駆動に必要な電圧
を確保すべく、多数の単電池を直列に接続して用いられ
る。従って、単電池の接続構造によっては、大きなスペ
ースを取ることになり、ひいてはリチウム二次単電池の
接続構造体の体積エネルギー密度の低下を招くという問
題があった。
等のモータ駆動用に用いる場合には、駆動に必要な電圧
を確保すべく、多数の単電池を直列に接続して用いられ
る。従って、単電池の接続構造によっては、大きなスペ
ースを取ることになり、ひいてはリチウム二次単電池の
接続構造体の体積エネルギー密度の低下を招くという問
題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、かかる従
来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、正極と負極の外部端子を単電池の一端に配設
するという構成を採用することで、単電池の凸部を減ら
すことにより、省スペース性の向上を図ったリチウム二
次単電池を提供することにある。また別の目的として
は、用いる単電池に、正極と負極の外部端子を単電池の
一端に配設するという構成を採用することで、単電池の
凸部を減らし、また、単電池同士の接続を簡便にするこ
とにより、省スペース性及び生産性の向上を図ったリチ
ウム二次単電池の接続構造体を提供することにある。
来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、正極と負極の外部端子を単電池の一端に配設
するという構成を採用することで、単電池の凸部を減ら
すことにより、省スペース性の向上を図ったリチウム二
次単電池を提供することにある。また別の目的として
は、用いる単電池に、正極と負極の外部端子を単電池の
一端に配設するという構成を採用することで、単電池の
凸部を減らし、また、単電池同士の接続を簡便にするこ
とにより、省スペース性及び生産性の向上を図ったリチ
ウム二次単電池の接続構造体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、少なくとも１枚の金属箔体から構成された正極板
及び負極板が捲回又は積層された、その内部に非水電解
液を含浸した内部電極体と、この内部電極体から電流を
導出するための集電部材と、内部電極体を内部に収容し
た、両端が開放された電池ケースと、内部端子を有す
る、電池ケースの開放両端で内部電極体を封止した、２
枚の電極蓋とを備えたリチウム二次単電池であって、２
枚の電極蓋の一方に正極及び負極の外部端子が形成され
たことを特徴とするリチウム二次単電池、が提供され
る。
れば、少なくとも１枚の金属箔体から構成された正極板
及び負極板が捲回又は積層された、その内部に非水電解
液を含浸した内部電極体と、この内部電極体から電流を
導出するための集電部材と、内部電極体を内部に収容し
た、両端が開放された電池ケースと、内部端子を有す
る、電池ケースの開放両端で内部電極体を封止した、２
枚の電極蓋とを備えたリチウム二次単電池であって、２
枚の電極蓋の一方に正極及び負極の外部端子が形成され
たことを特徴とするリチウム二次単電池、が提供され
る。
【００１０】 本発明においては、前記構成に加えて中
空円筒状の巻芯を備え、正極板及び負極板が、巻芯の外
周壁を囲繞するように形成されることが好ましく、ま
た、電池ケースとしては、円筒状であることが好まし
く、その電池ケース素材としてパイプが使用されること
が好ましい。また、本発明においては、両端が開放され
た電池ケースの双方に電極蓋を配設するが、その電極蓋
の一方に正極及び負極の外部端子が形成され、そして、
電極蓋の他方に放圧孔が形成されることが好ましい。
空円筒状の巻芯を備え、正極板及び負極板が、巻芯の外
周壁を囲繞するように形成されることが好ましく、ま
た、電池ケースとしては、円筒状であることが好まし
く、その電池ケース素材としてパイプが使用されること
が好ましい。また、本発明においては、両端が開放され
た電池ケースの双方に電極蓋を配設するが、その電極蓋
の一方に正極及び負極の外部端子が形成され、そして、
電極蓋の他方に放圧孔が形成されることが好ましい。
【００１１】 また、正極及び負極の外部端子が形成さ
れた電極蓋及び／又は放圧孔が形成された電極蓋の外縁
部直近部分に絞り加工部が形成されることが好ましい。
放圧孔が形成された電極蓋としては、巻芯の中心軸に対
応する位置に放圧孔を備えることが好ましい。巻芯の中
心軸としては、電池ケースの中心軸と同軸であることが
好ましく、巻芯としては、Ａｌ又はＡｌ合金からなるこ
とが好ましい。
れた電極蓋及び／又は放圧孔が形成された電極蓋の外縁
部直近部分に絞り加工部が形成されることが好ましい。
放圧孔が形成された電極蓋としては、巻芯の中心軸に対
応する位置に放圧孔を備えることが好ましい。巻芯の中
心軸としては、電池ケースの中心軸と同軸であることが
好ましく、巻芯としては、Ａｌ又はＡｌ合金からなるこ
とが好ましい。
【００１２】 また、放圧孔としては、電解液注入口と
兼用されることが好ましく、巻芯としては、電池ケース
の内部と連通する１以上の孔又はスリットを有すること
が好ましい。
兼用されることが好ましく、巻芯としては、電池ケース
の内部と連通する１以上の孔又はスリットを有すること
が好ましい。
【００１３】 また、本発明においては、正極と負極と
が電気的に絶縁されるように、正極及び負極の外部端子
が形成された電極蓋が電気絶縁性の弾性体を含んで形成
されることが好ましく、弾性体としては、予め所定の寸
法に加工されたパッキンであることが好ましく、パッキ
ンとしては、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、
ポリプロピレン、又はフッ素樹脂のいずれかであること
が好ましい。
が電気的に絶縁されるように、正極及び負極の外部端子
が形成された電極蓋が電気絶縁性の弾性体を含んで形成
されることが好ましく、弾性体としては、予め所定の寸
法に加工されたパッキンであることが好ましく、パッキ
ンとしては、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、
ポリプロピレン、又はフッ素樹脂のいずれかであること
が好ましい。
【００１４】 また、電池ケースと電極蓋との接合とし
ては、かしめ及び／又は溶接の方法により形成されるこ
とが好ましい。電池ケースとしては、正極の電荷を帯び
た構成であることが好ましく、電池ケースとしては、Ａ
ｌ又はＡｌ合金からなることが好ましい。また、放圧孔
が形成された電極蓋としては、蓋としての機能を有する
板状部材、予め所定の寸法に加工された弾性体、金属
箔、及びスペーサを含んでなり、弾性体と金属箔とを所
定の位置に載置し、スペーサと組み合わせて放圧孔ユニ
ットを形成し、板状部材に放圧孔ユニットが嵌め込まれ
形成されることが好ましい。
ては、かしめ及び／又は溶接の方法により形成されるこ
とが好ましい。電池ケースとしては、正極の電荷を帯び
た構成であることが好ましく、電池ケースとしては、Ａ
ｌ又はＡｌ合金からなることが好ましい。また、放圧孔
が形成された電極蓋としては、蓋としての機能を有する
板状部材、予め所定の寸法に加工された弾性体、金属
箔、及びスペーサを含んでなり、弾性体と金属箔とを所
定の位置に載置し、スペーサと組み合わせて放圧孔ユニ
ットを形成し、板状部材に放圧孔ユニットが嵌め込まれ
形成されることが好ましい。
【００１５】 本発明においては、集電部材が、複数枚
の短冊状集電タブであり、正極板及び／又は負極板を構
成する少なくとも１枚の金属箔体の端縁に複数枚の短冊
状の集電タブの一端を取り付けて形成されていてもよ
く、複数枚の短冊状集電タブの他端を内部端子に接続さ
れていてもよい。
の短冊状集電タブであり、正極板及び／又は負極板を構
成する少なくとも１枚の金属箔体の端縁に複数枚の短冊
状の集電タブの一端を取り付けて形成されていてもよ
く、複数枚の短冊状集電タブの他端を内部端子に接続さ
れていてもよい。
【００１６】 また、本発明においては、集電部材が、
所定形状の集電板材であり、正極板及び／又は負極板を
構成する少なくとも１枚の金属箔体の端縁と、集電板材
の所定箇所とを接合することにより、内部電極体から電
流を導出する構成を有し、さらに金属箔体の端縁のう
ち、集電板材の所定箇所と接合されるべく配列された端
縁（接合端縁）と、集電板材の所定箇所とを接合してい
てもよく、集電板材が、電極リード部材を用いて、内部
端子に接続されていてもよい。
所定形状の集電板材であり、正極板及び／又は負極板を
構成する少なくとも１枚の金属箔体の端縁と、集電板材
の所定箇所とを接合することにより、内部電極体から電
流を導出する構成を有し、さらに金属箔体の端縁のう
ち、集電板材の所定箇所と接合されるべく配列された端
縁（接合端縁）と、集電板材の所定箇所とを接合してい
てもよく、集電板材が、電極リード部材を用いて、内部
端子に接続されていてもよい。
【００１７】 本発明においては、正極の外部端子と負
極の外部端子とが、異種金属により構成されてもよく、
具体的には、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であ
り、負極の外部端子がＣｕ又はＣｕ合金である場合を、
正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、負極の外部
端子部材がＮｉ又はＮｉ合金である場合を挙げることが
できる。
極の外部端子とが、異種金属により構成されてもよく、
具体的には、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であ
り、負極の外部端子がＣｕ又はＣｕ合金である場合を、
正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、負極の外部
端子部材がＮｉ又はＮｉ合金である場合を挙げることが
できる。
【００１８】 本発明のリチウム二次単電池は、電池容
量が２Ａｈ以上の大型電池に好適に採用される。また、
車載用電池として好適に採用され、高出力を必要とする
エンジン起動用電源、大電流の放電が頻繁に行われる電
気自動車又はハイブリッド電気自動車のモータ駆動用電
源等として好適に用いられる。
量が２Ａｈ以上の大型電池に好適に採用される。また、
車載用電池として好適に採用され、高出力を必要とする
エンジン起動用電源、大電流の放電が頻繁に行われる電
気自動車又はハイブリッド電気自動車のモータ駆動用電
源等として好適に用いられる。
【００１９】 また、本発明によれば、上述したリチウ
ム二次単電池を複数個用いて、複数個のリチウム二次単
電池のいずれかのリチウム二次単電池の正極外部端子
と、この正極外部端子を有するリチウム二次単電池以外
のリチウム二次単電池の負極外部端子とを、ブスバーに
より接続してなることを特徴とするリチウム二次単電池
の接続構造体、が提供される。
ム二次単電池を複数個用いて、複数個のリチウム二次単
電池のいずれかのリチウム二次単電池の正極外部端子
と、この正極外部端子を有するリチウム二次単電池以外
のリチウム二次単電池の負極外部端子とを、ブスバーに
より接続してなることを特徴とするリチウム二次単電池
の接続構造体、が提供される。
【００２０】 本発明においては、ブスバーとしては、
異種金属を接合して形成されることが好ましく、具体的
には、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、負極
の外部端子部材がＣｕ又はＣｕ合金であって、ブスバー
が、Ａｌを主成分としたものとＣｕを主成分としたもの
を接合して形成される場合、正極の外部端子がＡｌ又は
Ａｌ合金であり、負極の外部端子部材がＮｉ又はＮｉ合
金であって、ブスバーが、Ａｌを主成分としたものとＮ
ｉを主成分としたものを接合して形成される場合を挙げ
ることができる。
異種金属を接合して形成されることが好ましく、具体的
には、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、負極
の外部端子部材がＣｕ又はＣｕ合金であって、ブスバー
が、Ａｌを主成分としたものとＣｕを主成分としたもの
を接合して形成される場合、正極の外部端子がＡｌ又は
Ａｌ合金であり、負極の外部端子部材がＮｉ又はＮｉ合
金であって、ブスバーが、Ａｌを主成分としたものとＮ
ｉを主成分としたものを接合して形成される場合を挙げ
ることができる。
【００２１】 ブスバーとしては、摩擦接合、ロウ付
け、溶接、かしめ、ロール圧延、鍛造かしめ、圧入、鋳
ぐるみ、及び爆破接着からなる群から選ばれる１以上の
方法により作製されたものであることが好ましい。ま
た、複数個のリチウム二次単電池が並置され、且つリチ
ウム二次単電池の電極蓋に配設された放圧孔が同一平面
上にあることが好ましい。
け、溶接、かしめ、ロール圧延、鍛造かしめ、圧入、鋳
ぐるみ、及び爆破接着からなる群から選ばれる１以上の
方法により作製されたものであることが好ましい。ま
た、複数個のリチウム二次単電池が並置され、且つリチ
ウム二次単電池の電極蓋に配設された放圧孔が同一平面
上にあることが好ましい。
【００２２】 本発明のリチウム二次単電池の接続構造
体の構成条件は、リチウム二次単電池の電池容量が２Ａ
ｈ以上の大型電池の場合に好適に採用される。また、リ
チウム二次単電池が車載用電池の場合に好適に採用さ
れ、高出力を必要とするエンジン起動用電源、大電流の
放電が頻繁に行われる電気自動車又はハイブリッド電気
自動車のモータ駆動用電源等のリチウム二次単電池の接
続構造体として好適に用いられる。
体の構成条件は、リチウム二次単電池の電池容量が２Ａ
ｈ以上の大型電池の場合に好適に採用される。また、リ
チウム二次単電池が車載用電池の場合に好適に採用さ
れ、高出力を必要とするエンジン起動用電源、大電流の
放電が頻繁に行われる電気自動車又はハイブリッド電気
自動車のモータ駆動用電源等のリチウム二次単電池の接
続構造体として好適に用いられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施形態につい
て説明するが、本発明が以下の実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。
て説明するが、本発明が以下の実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。
【００２４】 本発明におけるリチウム二次単電池は、
図１及び図２に示すように、少なくとも１枚の金属箔体
６から構成された正極板及び負極板が捲回又は積層され
た、その内部に非水電解液を含浸した内部電極体１と、
この内部電極体１から電流を導出するための集電部材
と、内部電極体１を内部に収容した、両端が開放された
電池ケース１１と、内部端子１４Ａ、１４Ｂを有する、
電池ケース１１の開放両端で内部電極体１を封止した、
２枚の電極蓋１３とを備えたリチウム二次単電池１０で
あって、２枚の電極蓋１３の一方に正極及び負極の外部
端子１５Ａ、１５Ｂが形成されるように構成する。この
場合に、この構成に加えて中空円筒状の巻芯１６を備
え、正極板及び負極板が、巻芯１６の外周壁を囲繞する
ように形成されることが好ましく、また、電池ケース１
１が円筒状であり、その電池ケース素材としてパイプが
使用されることが好ましい。本発明は、正極と負極の外
部端子の両方を電極蓋の一方に配設したことから、他方
の電極蓋の凸部が減るので、リチウム二次単電池の省ス
ペース性の向上を図ることができる。このことは単電池
のエネルギー密度の向上にもつながることはいうまでも
ない。
図１及び図２に示すように、少なくとも１枚の金属箔体
６から構成された正極板及び負極板が捲回又は積層され
た、その内部に非水電解液を含浸した内部電極体１と、
この内部電極体１から電流を導出するための集電部材
と、内部電極体１を内部に収容した、両端が開放された
電池ケース１１と、内部端子１４Ａ、１４Ｂを有する、
電池ケース１１の開放両端で内部電極体１を封止した、
２枚の電極蓋１３とを備えたリチウム二次単電池１０で
あって、２枚の電極蓋１３の一方に正極及び負極の外部
端子１５Ａ、１５Ｂが形成されるように構成する。この
場合に、この構成に加えて中空円筒状の巻芯１６を備
え、正極板及び負極板が、巻芯１６の外周壁を囲繞する
ように形成されることが好ましく、また、電池ケース１
１が円筒状であり、その電池ケース素材としてパイプが
使用されることが好ましい。本発明は、正極と負極の外
部端子の両方を電極蓋の一方に配設したことから、他方
の電極蓋の凸部が減るので、リチウム二次単電池の省ス
ペース性の向上を図ることができる。このことは単電池
のエネルギー密度の向上にもつながることはいうまでも
ない。
【００２５】 本発明のリチウム二次単電池において
は、正極及び負極の外部端子が形成された電極蓋１３及
び／又は放圧孔１８が形成された電極蓋１３の外縁部直
近部分に絞り加工部２１が形成されることが、電極蓋の
位置決め及び固定がなされることから、好ましい。本発
明においては、放圧孔が形成された電極蓋１３は、一部
後述するように、まず、放圧孔部分が穴となっている板
状部材を電池ケース１１に溶接・固定した後、その板状
部材の外縁部直近部分に絞り加工部２１を形成し、次い
で、放圧孔を一体的に構成した放圧孔ユニットを前記板
状部材に嵌め込んで形成されるが、放圧孔ユニットを嵌
め込む際に前記板状部材の外縁部直近部分に絞り加工部
２１が形成されていると、嵌め込み応力を溶接部のみで
はなく、絞り加工部にも分散できることから、より生産
における安全性が向上し、歩留まりもよくなることとな
る。
は、正極及び負極の外部端子が形成された電極蓋１３及
び／又は放圧孔１８が形成された電極蓋１３の外縁部直
近部分に絞り加工部２１が形成されることが、電極蓋の
位置決め及び固定がなされることから、好ましい。本発
明においては、放圧孔が形成された電極蓋１３は、一部
後述するように、まず、放圧孔部分が穴となっている板
状部材を電池ケース１１に溶接・固定した後、その板状
部材の外縁部直近部分に絞り加工部２１を形成し、次い
で、放圧孔を一体的に構成した放圧孔ユニットを前記板
状部材に嵌め込んで形成されるが、放圧孔ユニットを嵌
め込む際に前記板状部材の外縁部直近部分に絞り加工部
２１が形成されていると、嵌め込み応力を溶接部のみで
はなく、絞り加工部にも分散できることから、より生産
における安全性が向上し、歩留まりもよくなることとな
る。
【００２６】 また、本発明のリチウム二次単電池にお
いては、２枚の電極蓋１３の一方に正極及び負極の外部
端子１５Ａ、１５Ｂが形成されると同時に、他方の電極
蓋１３に放圧孔が形成されることが好ましい。この場合
には、放圧孔が形成された電極蓋が、巻芯の中心軸に対
応する位置に放圧孔を備えることが好ましい。この際
に、巻芯の中心軸が、電池ケースの中心軸と同軸である
ことが好ましい。
いては、２枚の電極蓋１３の一方に正極及び負極の外部
端子１５Ａ、１５Ｂが形成されると同時に、他方の電極
蓋１３に放圧孔が形成されることが好ましい。この場合
には、放圧孔が形成された電極蓋が、巻芯の中心軸に対
応する位置に放圧孔を備えることが好ましい。この際
に、巻芯の中心軸が、電池ケースの中心軸と同軸である
ことが好ましい。
【００２７】 リチウム二次単電池においては、通常、
内部電極体は電池の中央に配置され、円柱型の内部電極
体を用いた場合には必然的に巻芯の中心軸が、電池ケー
スの中心軸と同軸に位置することになる。この場合に、
巻芯の中心軸に対応する位置に円形状の放圧孔を備える
ようにすると、放圧孔は、内部電極体の巻芯を対称軸と
して、電極蓋を回転対称に形成できることとなる。前記
電極蓋は、回転対称であることから、その回転軸を中心
にして旋盤等の回転加工のみで、電極蓋を形成していく
ことも可能となるので、製造が極めて容易となり、加工
コストを大きく削減することが可能となる。このとき、
巻芯としては、Ａｌ又はＡｌ合金からなることが好まし
い。これらの材質は適当な硬度をもち、且つよい成形性
を有するからである。
内部電極体は電池の中央に配置され、円柱型の内部電極
体を用いた場合には必然的に巻芯の中心軸が、電池ケー
スの中心軸と同軸に位置することになる。この場合に、
巻芯の中心軸に対応する位置に円形状の放圧孔を備える
ようにすると、放圧孔は、内部電極体の巻芯を対称軸と
して、電極蓋を回転対称に形成できることとなる。前記
電極蓋は、回転対称であることから、その回転軸を中心
にして旋盤等の回転加工のみで、電極蓋を形成していく
ことも可能となるので、製造が極めて容易となり、加工
コストを大きく削減することが可能となる。このとき、
巻芯としては、Ａｌ又はＡｌ合金からなることが好まし
い。これらの材質は適当な硬度をもち、且つよい成形性
を有するからである。
【００２８】 また、本発明におけるリチウム二次単電
池においては、放圧孔としては、電解液注入口と兼用さ
れることが好ましい。本発明のリチウム二次単電池のよ
うに、放圧孔を電極蓋の中央に配置したことで、放圧孔
を電解液注入口として使用することができる。すなわ
ち、図１に示すように、放圧孔１８を電極蓋１３の中央
に配置し、内部電極体１の巻芯１６を単電池１０の中央
に位置させると、その放圧孔１８を用いて電解液を注入
できるのである。このことで、電解液注入の時間短縮や
電解液のロスの削減を可能とし、放圧孔１８とは別に電
解液注入のための孔部を設ける必要がなく、電池の孔面
積を減少できることから、電解液洩れの確率を大きく減
少させることも可能となる。このとき、電解液の非水電
解液の浸透性及び放圧性を向上させるため、巻芯として
は電池ケースの内部と連通する１以上の孔又はスリット
を有することが好ましい。
池においては、放圧孔としては、電解液注入口と兼用さ
れることが好ましい。本発明のリチウム二次単電池のよ
うに、放圧孔を電極蓋の中央に配置したことで、放圧孔
を電解液注入口として使用することができる。すなわ
ち、図１に示すように、放圧孔１８を電極蓋１３の中央
に配置し、内部電極体１の巻芯１６を単電池１０の中央
に位置させると、その放圧孔１８を用いて電解液を注入
できるのである。このことで、電解液注入の時間短縮や
電解液のロスの削減を可能とし、放圧孔１８とは別に電
解液注入のための孔部を設ける必要がなく、電池の孔面
積を減少できることから、電解液洩れの確率を大きく減
少させることも可能となる。このとき、電解液の非水電
解液の浸透性及び放圧性を向上させるため、巻芯として
は電池ケースの内部と連通する１以上の孔又はスリット
を有することが好ましい。
【００２９】 また、本発明のリチウム二次単電池は、
正極と負極とが電気的に絶縁されるように、正極及び負
極の外部端子が形成された電極蓋が電気絶縁性の弾性体
を含んで形成されることが好ましい。後述するように、
図１の単電池１０はＡｌ製の電池ケース１１と、Ａｌ製
又はＣｕ製の電極蓋１３とをかしめ及び／又は溶接の方
法により直接的に接合されていることから、電池ケース
１１は正極及び負極双方の電極蓋と電気が通じる状態と
なっている。従って、電極蓋の中で正極と負極とを絶縁
する必要があり、本発明の単電池では、外部端子が形成
された電極蓋の一部に電気絶縁性部材である弾性体１７
を用いて行い、また、電池ケース１１は正極の電荷を帯
びた状態となっている。このとき、弾性体１７として
は、予め所定の寸法に加工された弾性体、即ち、パッキ
ンを用いることが好ましく、具体的な材料としては、エ
チレンプロピレンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、又はフッ素樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、耐
蝕性に優れており、非水電解液に炭酸エステル系有機溶
剤を含むものが用いられている場合であっても、信頼性
が確保される。
正極と負極とが電気的に絶縁されるように、正極及び負
極の外部端子が形成された電極蓋が電気絶縁性の弾性体
を含んで形成されることが好ましい。後述するように、
図１の単電池１０はＡｌ製の電池ケース１１と、Ａｌ製
又はＣｕ製の電極蓋１３とをかしめ及び／又は溶接の方
法により直接的に接合されていることから、電池ケース
１１は正極及び負極双方の電極蓋と電気が通じる状態と
なっている。従って、電極蓋の中で正極と負極とを絶縁
する必要があり、本発明の単電池では、外部端子が形成
された電極蓋の一部に電気絶縁性部材である弾性体１７
を用いて行い、また、電池ケース１１は正極の電荷を帯
びた状態となっている。このとき、弾性体１７として
は、予め所定の寸法に加工された弾性体、即ち、パッキ
ンを用いることが好ましく、具体的な材料としては、エ
チレンプロピレンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、又はフッ素樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、耐
蝕性に優れており、非水電解液に炭酸エステル系有機溶
剤を含むものが用いられている場合であっても、信頼性
が確保される。
【００３０】 本発明において、電池ケースと電極蓋と
の接合としては、かしめ及び／又は溶接の方法により形
成されることが好ましい。本発明において、電池ケース
と電極蓋の接合方法としてかしめの方法を用いる場合に
は、電池の胴体部の直径をＲbody（ｍｍ）、かしめ部の
両端の直径をＲtop（ｍｍ）としたときに、Ｒbody＞Ｒ
topの関係を満足することが好ましい。この詳細につい
ては、特願２０００−３２３８１明細書を参照された
い。また、本発明において、電池ケースと電極蓋の接合
方法として溶接の方法を用いる場合には、溶接作業時
に、エネルギー源としてＹＡＧレーザーを用いることが
好ましい。この際には、電池ケースの先端部と電極蓋の
外縁部の全域を溶接することが、確実に密閉するため
に、好ましい。
の接合としては、かしめ及び／又は溶接の方法により形
成されることが好ましい。本発明において、電池ケース
と電極蓋の接合方法としてかしめの方法を用いる場合に
は、電池の胴体部の直径をＲbody（ｍｍ）、かしめ部の
両端の直径をＲtop（ｍｍ）としたときに、Ｒbody＞Ｒ
topの関係を満足することが好ましい。この詳細につい
ては、特願２０００−３２３８１明細書を参照された
い。また、本発明において、電池ケースと電極蓋の接合
方法として溶接の方法を用いる場合には、溶接作業時
に、エネルギー源としてＹＡＧレーザーを用いることが
好ましい。この際には、電池ケースの先端部と電極蓋の
外縁部の全域を溶接することが、確実に密閉するため
に、好ましい。
【００３１】 この溶接は電解液注入前に行うので電解
液の劣化を考慮する必要はなく、その溶接条件の好適範
囲は電解液が注入されている場合に比べ広いものの、内
部電極体に樹脂部品（セパレータ）を使用しているた
め、溶接時の温度には制限がある。溶接時の電池温度の
上昇を抑制するためには、投入エネルギー密度の高い溶
接方法がよく、具体的には、該温度が１００℃以下とな
る溶接方法とすることが好ましい。そのような溶接方法
として、溶接ビーム（アーク）が絞られるレーザー溶
接、電子ビーム溶接がある。レーザー溶接は大気中で溶
接でき、装置も簡便で生産性もよいものとなる。それに
対して、電子ビーム溶接は真空状態にて行う必要がある
ため、装置により多くのコストがかかる上、製造工程も
増えることになる。
液の劣化を考慮する必要はなく、その溶接条件の好適範
囲は電解液が注入されている場合に比べ広いものの、内
部電極体に樹脂部品（セパレータ）を使用しているた
め、溶接時の温度には制限がある。溶接時の電池温度の
上昇を抑制するためには、投入エネルギー密度の高い溶
接方法がよく、具体的には、該温度が１００℃以下とな
る溶接方法とすることが好ましい。そのような溶接方法
として、溶接ビーム（アーク）が絞られるレーザー溶
接、電子ビーム溶接がある。レーザー溶接は大気中で溶
接でき、装置も簡便で生産性もよいものとなる。それに
対して、電子ビーム溶接は真空状態にて行う必要がある
ため、装置により多くのコストがかかる上、製造工程も
増えることになる。
【００３２】 レーザー溶接の中でも本発明で用いるＹ
ＡＧレーザー溶接は、そのビームのエネルギー密度が高
く、短時間でＡｌの溶接が可能であり、温度上昇も最小
限にとどめることができるので、信頼性の高い溶接を実
現することができることとなる。
ＡＧレーザー溶接は、そのビームのエネルギー密度が高
く、短時間でＡｌの溶接が可能であり、温度上昇も最小
限にとどめることができるので、信頼性の高い溶接を実
現することができることとなる。
【００３３】 本発明においては、電池ケースとして、
Ａｌ又はＡｌ合金からなるものを用いることが好まし
い。このような材料の電池ケースは各種の径のものが市
販されているために入手が容易かつ安価であり、しか
も、Ａｌ及びＡｌ合金は軽量であることから電池の軽量
化が可能となり、電池の重量エネルギー密度、及び重量
出力密度の向上を図ることができる。さらに、電池の成
形においても、かしめ加工及び絞り加工が容易であると
いう特徴も備えている。Ａｌとは純Ａｌを指すが、純度
として９０％以上のものであれば、問題なく用いること
が可能である。
Ａｌ又はＡｌ合金からなるものを用いることが好まし
い。このような材料の電池ケースは各種の径のものが市
販されているために入手が容易かつ安価であり、しか
も、Ａｌ及びＡｌ合金は軽量であることから電池の軽量
化が可能となり、電池の重量エネルギー密度、及び重量
出力密度の向上を図ることができる。さらに、電池の成
形においても、かしめ加工及び絞り加工が容易であると
いう特徴も備えている。Ａｌとは純Ａｌを指すが、純度
として９０％以上のものであれば、問題なく用いること
が可能である。
【００３４】 電池ケースにＡｌ材質のものを用いた際
には、電池ケースと溶接される電池蓋に同じＡｌ材質の
ものを用いると、溶け込みが良く、均質で電池ケースと
電極蓋が一体化したような、しっかりした溶接を行うこ
とができる。Ａｌは電気伝導性が良く、従来から外部端
子としてよく用いられている材料である。
には、電池ケースと溶接される電池蓋に同じＡｌ材質の
ものを用いると、溶け込みが良く、均質で電池ケースと
電極蓋が一体化したような、しっかりした溶接を行うこ
とができる。Ａｌは電気伝導性が良く、従来から外部端
子としてよく用いられている材料である。
【００３５】 また、本発明のリチウム二次単電池は、
図８に示すように、放圧孔が形成された電極蓋が、蓋と
しての機能を有する板状部材２４、予め所定の寸法に加
工された弾性体２５、金属箔１９、及びスペーサ２６を
含んでなり、弾性体２５と金属箔１９とを所定の位置に
載置し、スペーサ２６と組み合わせて放圧孔ユニット２
８を形成し、板状部材２４に放圧孔ユニット２８が嵌め
込まれ形成されることが好ましい。このことにより、放
圧孔は、放圧孔ユニット２８を電極蓋に嵌め込むだけで
完成させることができ、リチウム二次単電池の生産性の
向上を図ることができる。尚、符号２７は接着剤であ
る。
図８に示すように、放圧孔が形成された電極蓋が、蓋と
しての機能を有する板状部材２４、予め所定の寸法に加
工された弾性体２５、金属箔１９、及びスペーサ２６を
含んでなり、弾性体２５と金属箔１９とを所定の位置に
載置し、スペーサ２６と組み合わせて放圧孔ユニット２
８を形成し、板状部材２４に放圧孔ユニット２８が嵌め
込まれ形成されることが好ましい。このことにより、放
圧孔は、放圧孔ユニット２８を電極蓋に嵌め込むだけで
完成させることができ、リチウム二次単電池の生産性の
向上を図ることができる。尚、符号２７は接着剤であ
る。
【００３６】 次に、上述した正極及び負極の外部端子
が形成された電極蓋について、更に詳細に説明する。図
３は絶縁機能を有する電極蓋の一実施形態を示す断面図
であり、上面図を付帯して示している。図３の電極蓋
は、Ｌ字形の正極外部端子１５Ａ、上端面が凹面である
負極外部端子１５Ｂ、及びＬ字形とバルキー形状のブス
バー４０により構成されている。このことから、図３の
電極蓋は、（１）正極外部端子１５Ａとブスバー４０と
の溶接位置と、負極外部端子１５Ｂとブスバーとの溶接
位置とを容易に揃えることができ、ブスバーと外部端子
との溶接の作業性がよい。また、（２）正極外部端子１
５Ａは、簡便な形状の部材であるので、容易にプレス加
工等により成型することができ、非常に簡便に作製する
ことができる。更に、（３）接続されるべく複数個を並
べて配設された単電池を接続する際に、ブスバーの位置
を適宜移動させるだけで、隣り合った正極の外部端子と
負極の外部端子との位置のバラツキを簡単に調整できる
ことから、外部端子とブスバーとの溶接接合が非常に簡
便になる。
が形成された電極蓋について、更に詳細に説明する。図
３は絶縁機能を有する電極蓋の一実施形態を示す断面図
であり、上面図を付帯して示している。図３の電極蓋
は、Ｌ字形の正極外部端子１５Ａ、上端面が凹面である
負極外部端子１５Ｂ、及びＬ字形とバルキー形状のブス
バー４０により構成されている。このことから、図３の
電極蓋は、（１）正極外部端子１５Ａとブスバー４０と
の溶接位置と、負極外部端子１５Ｂとブスバーとの溶接
位置とを容易に揃えることができ、ブスバーと外部端子
との溶接の作業性がよい。また、（２）正極外部端子１
５Ａは、簡便な形状の部材であるので、容易にプレス加
工等により成型することができ、非常に簡便に作製する
ことができる。更に、（３）接続されるべく複数個を並
べて配設された単電池を接続する際に、ブスバーの位置
を適宜移動させるだけで、隣り合った正極の外部端子と
負極の外部端子との位置のバラツキを簡単に調整できる
ことから、外部端子とブスバーとの溶接接合が非常に簡
便になる。
【００３７】 図４は絶縁機能を有する電極蓋の別の一
実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して示して
いる。図４の電極蓋は、正極及び負極外部端子１５Ａ、
１５Ｂの構造、正極及び負極の外部端子１５Ａ、１５Ｂ
とブスバー４０との接続構造としては図３の電極蓋のそ
れと基本的に同じであるが、図３の電極蓋に比べて負極
の外部端子１５Ｂを小さくし、その負極の外部端子１５
Ｂが電極蓋の端部側に配設された構成を有する。このよ
うに、図４の電極蓋は、正極の外部端子１５Ａとブスバ
ー４０との接続位置と、負極の外部端子１５Ｂとブスバ
ー４０との接続位置とを十分に距離をとれることから、
溶接作業の際に、正極と負極とが短絡する危険が小さ
い。また、負極の外部端子１５Ｂが電極蓋の端部側に配
設されており、その分ブスバー４０を短くできるので、
コストの削減にもつながる。また更に、図３の電極蓋と
正極及び負極の外部端子１５Ａ、１５Ｂの基本的構造は
同じことより、図３の電極蓋において詳述したメリット
（１）〜（３）を有することはいうまでもない。
実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して示して
いる。図４の電極蓋は、正極及び負極外部端子１５Ａ、
１５Ｂの構造、正極及び負極の外部端子１５Ａ、１５Ｂ
とブスバー４０との接続構造としては図３の電極蓋のそ
れと基本的に同じであるが、図３の電極蓋に比べて負極
の外部端子１５Ｂを小さくし、その負極の外部端子１５
Ｂが電極蓋の端部側に配設された構成を有する。このよ
うに、図４の電極蓋は、正極の外部端子１５Ａとブスバ
ー４０との接続位置と、負極の外部端子１５Ｂとブスバ
ー４０との接続位置とを十分に距離をとれることから、
溶接作業の際に、正極と負極とが短絡する危険が小さ
い。また、負極の外部端子１５Ｂが電極蓋の端部側に配
設されており、その分ブスバー４０を短くできるので、
コストの削減にもつながる。また更に、図３の電極蓋と
正極及び負極の外部端子１５Ａ、１５Ｂの基本的構造は
同じことより、図３の電極蓋において詳述したメリット
（１）〜（３）を有することはいうまでもない。
【００３８】 図５は絶縁機能を有する電極蓋のさらに
別の一実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して
示している。図５の電極蓋は、負極の外部端子１５Ｂの
構造及び配設位置、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４
０との接続構造としては図４の電極蓋のそれと同じであ
るが、図４の電極蓋と比べて正極の外部端子１５Ａの上
端面を広くし、その上端面にバルキー形状のブスバー４
０が接続された構成を有する。このように、図５の電極
蓋は、正極の外部端子１５Ａとブスバー４０との接続面
積をより十分に確保できることから、より大電流に対応
できる。また、図５では、正極と負極の外部端子１５
Ａ、１５Ｂの形状は異なっているが、正極の外部端子１
５Ａにも負極のそれと同様、凹部を形成すれば正極と負
極の外部端子の形状が揃うこととなり、治工具及び溶接
パターンの共通化が可能となる。また更に、図３の電極
蓋と構造が同一である部分を有することより、図３の電
極蓋において詳述したメリット（１）、（２）を有する
ことはいうまでもない。
別の一実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して
示している。図５の電極蓋は、負極の外部端子１５Ｂの
構造及び配設位置、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４
０との接続構造としては図４の電極蓋のそれと同じであ
るが、図４の電極蓋と比べて正極の外部端子１５Ａの上
端面を広くし、その上端面にバルキー形状のブスバー４
０が接続された構成を有する。このように、図５の電極
蓋は、正極の外部端子１５Ａとブスバー４０との接続面
積をより十分に確保できることから、より大電流に対応
できる。また、図５では、正極と負極の外部端子１５
Ａ、１５Ｂの形状は異なっているが、正極の外部端子１
５Ａにも負極のそれと同様、凹部を形成すれば正極と負
極の外部端子の形状が揃うこととなり、治工具及び溶接
パターンの共通化が可能となる。また更に、図３の電極
蓋と構造が同一である部分を有することより、図３の電
極蓋において詳述したメリット（１）、（２）を有する
ことはいうまでもない。
【００３９】 図６は絶縁機能を有する電極蓋のさらに
別の一実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して
示している。図６の電極蓋は、負極の外部端子１５Ｂの
構造及び配設位置、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４
０との接続構造としては図４の電極蓋のそれと同じであ
るが、図４の電極蓋と比べて正極の外部端子１５Ａにブ
スバー４０の先端部を差し込み可能な凹部を形成し、そ
の凹部にブスバー４０の先端部を差し込んで接続された
構成を有する。このように、図６の電極蓋は、正極の外
部端子１５Ａにブスバー４０を差し込んで固定されるこ
とから、溶接作業中におけるブスバー４０の移動が抑制
され、ズレがおきにくい。また、ブスバーを外部端子に
差し込む構造を採用すると、ブスバーの位置決めが簡便
になり、接続の自動化を図ることが容易になる。また更
に、ブスバーを外部端子に差し込んだ際に、その部分を
かしめ等を行うことで隙間を小さくできることから、良
好な溶接状態が得られる。また更に、図３の電極蓋と構
造が同一である部分を有することより、図３の電極蓋に
おいて詳述したメリット（１）、（２）を有することは
いうまでもない。
別の一実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して
示している。図６の電極蓋は、負極の外部端子１５Ｂの
構造及び配設位置、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４
０との接続構造としては図４の電極蓋のそれと同じであ
るが、図４の電極蓋と比べて正極の外部端子１５Ａにブ
スバー４０の先端部を差し込み可能な凹部を形成し、そ
の凹部にブスバー４０の先端部を差し込んで接続された
構成を有する。このように、図６の電極蓋は、正極の外
部端子１５Ａにブスバー４０を差し込んで固定されるこ
とから、溶接作業中におけるブスバー４０の移動が抑制
され、ズレがおきにくい。また、ブスバーを外部端子に
差し込む構造を採用すると、ブスバーの位置決めが簡便
になり、接続の自動化を図ることが容易になる。また更
に、ブスバーを外部端子に差し込んだ際に、その部分を
かしめ等を行うことで隙間を小さくできることから、良
好な溶接状態が得られる。また更に、図３の電極蓋と構
造が同一である部分を有することより、図３の電極蓋に
おいて詳述したメリット（１）、（２）を有することは
いうまでもない。
【００４０】 図７は絶縁機能を有する電極蓋のさらに
別の一実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して
示している。図７の電極蓋は、正極及び負極外部端子１
５Ａ、１５Ｂの構造、正極及び負極の外部端子１５Ａ、
１５Ｂとブスバー４０との接続構造としては図３の電極
蓋のそれと基本的に同じであるが、図３の電極蓋に比べ
て負極の外部端子１５Ｂと接続されるブスバー４０の幅
を広くし、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４０との接
続面積を広くした構成を有する。このように、図７の電
極蓋は、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４０との接続
面積をより十分に確保できることから、より大電流に対
応できる。また、図３の電極蓋と正極及び負極の外部端
子の基本的構造は同じことより、図３の電極蓋において
詳述したメリット（１）〜（３）を有することはいうま
でもない。
別の一実施形態を示す断面図であり、上面図を付帯して
示している。図７の電極蓋は、正極及び負極外部端子１
５Ａ、１５Ｂの構造、正極及び負極の外部端子１５Ａ、
１５Ｂとブスバー４０との接続構造としては図３の電極
蓋のそれと基本的に同じであるが、図３の電極蓋に比べ
て負極の外部端子１５Ｂと接続されるブスバー４０の幅
を広くし、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４０との接
続面積を広くした構成を有する。このように、図７の電
極蓋は、負極の外部端子１５Ｂとブスバー４０との接続
面積をより十分に確保できることから、より大電流に対
応できる。また、図３の電極蓋と正極及び負極の外部端
子の基本的構造は同じことより、図３の電極蓋において
詳述したメリット（１）〜（３）を有することはいうま
でもない。
【００４１】 次に、本発明に係るリチウム二次単電池
について、内部電極体１と電極蓋１３との接続構成を図
１及び図２を参照しながら、説明する。
について、内部電極体１と電極蓋１３との接続構成を図
１及び図２を参照しながら、説明する。
【００４２】 図１のリチウム二次単電池の内部電極体
１と電極蓋１３との接続構成は、集電部材が、複数枚の
短冊状集電タブ５Ａ、５Ｂであり、正極板及び／又は負
極板を構成する少なくとも１枚の金属箔体６の端縁に複
数枚の短冊状の集電タブ５Ａ、５Ｂの一端を取り付けて
形成され、複数枚の短冊状集電タブ５Ａ、５Ｂの他端を
内部端子１４Ａ、１４Ｂに接続されてなるものである。
具体的には、まず、内部電極体１の金属箔体６（正極板
又は負極板）に正極用集電タブ５Ａ、負極用集電タブ５
Ｂを超音波溶接にて接続し、次いで、内部電極体１の両
端に取り付けられた正極用集電タブ５Ａ、負極用集電タ
ブ５Ｂの他端をそれぞれ正極内部端子１４Ａ、負極内部
端子１４Ｂに超音波溶接やレーザー溶接にて接続すると
よい。
１と電極蓋１３との接続構成は、集電部材が、複数枚の
短冊状集電タブ５Ａ、５Ｂであり、正極板及び／又は負
極板を構成する少なくとも１枚の金属箔体６の端縁に複
数枚の短冊状の集電タブ５Ａ、５Ｂの一端を取り付けて
形成され、複数枚の短冊状集電タブ５Ａ、５Ｂの他端を
内部端子１４Ａ、１４Ｂに接続されてなるものである。
具体的には、まず、内部電極体１の金属箔体６（正極板
又は負極板）に正極用集電タブ５Ａ、負極用集電タブ５
Ｂを超音波溶接にて接続し、次いで、内部電極体１の両
端に取り付けられた正極用集電タブ５Ａ、負極用集電タ
ブ５Ｂの他端をそれぞれ正極内部端子１４Ａ、負極内部
端子１４Ｂに超音波溶接やレーザー溶接にて接続すると
よい。
【００４３】 図２のリチウム二次単電池の内部電極体
１と電極蓋１３との接続構成は、集電部材が、所定形状
の集電板材７Ａ、７Ｂであり、正極板及び／又は負極板
を構成する少なくとも１枚の金属箔体６の端縁と、集電
板材７Ａ、７Ｂの所定箇所とを接合することにより、内
部電極体１から電流を導出する構成を有し、さらに金属
箔体６の端縁のうち、集電板材７Ａ、７Ｂの所定箇所と
接合されるべく配列された端縁（接合端縁）と、集電板
材７Ａ、７Ｂの所定箇所とが接合されたものである。前
記接合端縁とは、換言すれば、金属箔体と集電板材とが
接合し易く、且つ金属箔体と集電板材との接続抵抗が抑
制されるように、端縁が揃えられた金属箔体の端縁をい
う。実際上、単電池１０では、金属箔体６が有する二つ
の端縁の双方が接合端縁となり、二つの端縁の双方は集
電板材７Ａ、７Ｂと接合されることとなる。このとき、
集電板材７Ａ、７Ｂとしては、電極リード部材８Ａ、８
Ｂを用いて、内部端子１４Ａ、１４Ｂに接続されていて
もよい。また、電極リード部材８Ａ、８Ｂとしては、接
続される集電板材７Ａ、７Ｂ及び内部端子１４Ａ、１４
Ｂと同種金属から構成されることが好ましい。具体的に
は、正極内部端子１４Ａ及び正極の集電板材７ＡにＡｌ
又はＡｌ合金を用いた場合には、正極の電極リード部材
８ＡにＡｌ又はＡｌ合金を採用し、負極内部端子１４Ｂ
及び負極の集電板材７ＢにＣｕ又はＣｕ合金を用いた場
合には、負極の電極リード部材８ＢにＣｕ又はＣｕ合金
を採用することが好ましい。尚、集電板材７Ａ、７Ｂと
金属箔体６との詳細な接続方法については、本発明者ら
の先願である特願２００１−１３５４２５明細書を参照
されたい。
１と電極蓋１３との接続構成は、集電部材が、所定形状
の集電板材７Ａ、７Ｂであり、正極板及び／又は負極板
を構成する少なくとも１枚の金属箔体６の端縁と、集電
板材７Ａ、７Ｂの所定箇所とを接合することにより、内
部電極体１から電流を導出する構成を有し、さらに金属
箔体６の端縁のうち、集電板材７Ａ、７Ｂの所定箇所と
接合されるべく配列された端縁（接合端縁）と、集電板
材７Ａ、７Ｂの所定箇所とが接合されたものである。前
記接合端縁とは、換言すれば、金属箔体と集電板材とが
接合し易く、且つ金属箔体と集電板材との接続抵抗が抑
制されるように、端縁が揃えられた金属箔体の端縁をい
う。実際上、単電池１０では、金属箔体６が有する二つ
の端縁の双方が接合端縁となり、二つの端縁の双方は集
電板材７Ａ、７Ｂと接合されることとなる。このとき、
集電板材７Ａ、７Ｂとしては、電極リード部材８Ａ、８
Ｂを用いて、内部端子１４Ａ、１４Ｂに接続されていて
もよい。また、電極リード部材８Ａ、８Ｂとしては、接
続される集電板材７Ａ、７Ｂ及び内部端子１４Ａ、１４
Ｂと同種金属から構成されることが好ましい。具体的に
は、正極内部端子１４Ａ及び正極の集電板材７ＡにＡｌ
又はＡｌ合金を用いた場合には、正極の電極リード部材
８ＡにＡｌ又はＡｌ合金を採用し、負極内部端子１４Ｂ
及び負極の集電板材７ＢにＣｕ又はＣｕ合金を用いた場
合には、負極の電極リード部材８ＢにＣｕ又はＣｕ合金
を採用することが好ましい。尚、集電板材７Ａ、７Ｂと
金属箔体６との詳細な接続方法については、本発明者ら
の先願である特願２００１−１３５４２５明細書を参照
されたい。
【００４４】 また、本発明においては、正極の外部端
子と負極の外部端子としては、異種金属により構成され
てもよい。リチウム二次単電池は、正極側では、集電部
材、外部端子、内部端子すべてにＡｌを用いることがで
きるが、負極側では、負極電気化学反応より集電部材に
Ａｌを用いることができず、ＣｕあるいはＮｉを用いる
ことになる。よって、集電部材からの集電抵抗を小さく
するため、集電部材がＣｕの場合は負極内部端子にＣｕ
を、電極リードがＮｉの場合は負極内部端子にＮｉ又は
Ｃｕを用いることが好ましい。そして、通常、内部端子
と一体的に形成される外部端子は、電極蓋の作製の簡便
性から、正極及び負極の内部端子それぞれと同材質であ
ることが好ましい。従って、正極の外部端子と負極の外
部端子とが異種金属により構成されることが好ましいこ
ととなり、具体的には、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ
合金であり、負極の外部端子がＣｕ又はＣｕ合金である
場合、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、負極
の外部端子がＮｉ又はＮｉ合金である場合を挙げること
ができる。本発明において、Ａｌ製、Ｃｕ製及びＮｉ製
という場合、その純度が９０％以上のものであれば好適
に用いることができる。
子と負極の外部端子としては、異種金属により構成され
てもよい。リチウム二次単電池は、正極側では、集電部
材、外部端子、内部端子すべてにＡｌを用いることがで
きるが、負極側では、負極電気化学反応より集電部材に
Ａｌを用いることができず、ＣｕあるいはＮｉを用いる
ことになる。よって、集電部材からの集電抵抗を小さく
するため、集電部材がＣｕの場合は負極内部端子にＣｕ
を、電極リードがＮｉの場合は負極内部端子にＮｉ又は
Ｃｕを用いることが好ましい。そして、通常、内部端子
と一体的に形成される外部端子は、電極蓋の作製の簡便
性から、正極及び負極の内部端子それぞれと同材質であ
ることが好ましい。従って、正極の外部端子と負極の外
部端子とが異種金属により構成されることが好ましいこ
ととなり、具体的には、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ
合金であり、負極の外部端子がＣｕ又はＣｕ合金である
場合、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、負極
の外部端子がＮｉ又はＮｉ合金である場合を挙げること
ができる。本発明において、Ａｌ製、Ｃｕ製及びＮｉ製
という場合、その純度が９０％以上のものであれば好適
に用いることができる。
【００４５】 本発明における電解液注入方法について
は特に制限はないが、上述したような構造である本発明
のリチウム二次単電池においては、以下のような方法が
好適である。電解液を充填する際、電池内を真空ポンプ
を用いて真空雰囲気とし、大気圧との差圧を利用して、
図１１に示すようにして、電解液注入口３１から電解液
が注入される。ここでは真空度を０．１ｔｏｒｒ（１
３．３Ｐａ）程度より高真空の状態となるようにするこ
とが好ましい。
は特に制限はないが、上述したような構造である本発明
のリチウム二次単電池においては、以下のような方法が
好適である。電解液を充填する際、電池内を真空ポンプ
を用いて真空雰囲気とし、大気圧との差圧を利用して、
図１１に示すようにして、電解液注入口３１から電解液
が注入される。ここでは真空度を０．１ｔｏｒｒ（１
３．３Ｐａ）程度より高真空の状態となるようにするこ
とが好ましい。
【００４６】 なお、電解液の含浸処理中は、電解液が
沸騰しない程度の真空度に保つことが好ましく、このと
きの真空度は使用する電解液を構成する溶媒の物性に大
きく依存する。また、ノズル３０の材質としては、電解
液による腐蝕を受けない金属あるいは樹脂が用いられ、
ノズル３０はチューブやパイプ等を介して電解液貯蔵タ
ンクと接続され、定量ポンプ等を用いて電解液貯蔵タン
クから電解液が送られる。
沸騰しない程度の真空度に保つことが好ましく、このと
きの真空度は使用する電解液を構成する溶媒の物性に大
きく依存する。また、ノズル３０の材質としては、電解
液による腐蝕を受けない金属あるいは樹脂が用いられ、
ノズル３０はチューブやパイプ等を介して電解液貯蔵タ
ンクと接続され、定量ポンプ等を用いて電解液貯蔵タン
クから電解液が送られる。
【００４７】 このようにして電解液を電池の下部から
満たしていくことにより、内部電極体１は下部から上部
へと含浸し、内部電極体１から発生する気泡は、電解液
の含浸していない空間を抜けることができるようになる
ため、電解液の含浸を効率的に行うことができるように
なる。こうして、電解液の注入時間を短縮することが可
能となり、この場合、電解液に揮発性の高い溶媒が含ま
れている場合であっても、その蒸発量は最小限に抑えら
れ、電解液特性の低下が回避される。
満たしていくことにより、内部電極体１は下部から上部
へと含浸し、内部電極体１から発生する気泡は、電解液
の含浸していない空間を抜けることができるようになる
ため、電解液の含浸を効率的に行うことができるように
なる。こうして、電解液の注入時間を短縮することが可
能となり、この場合、電解液に揮発性の高い溶媒が含ま
れている場合であっても、その蒸発量は最小限に抑えら
れ、電解液特性の低下が回避される。
【００４８】 次に、電解液の含浸処理が終了した後、
電解液注入口の周囲を窒素やアルゴンといた不活性ガス
でパージし、その後に電池内に残留する余剰電解液をノ
ズル３０を用いて外部へ排出する。このとき、正極内部
端子の配置スペース等に充填された余剰電解液をより多
く排出するために、ノズル３０の先端は電池の底部にま
で挿入されていることが好ましい。
電解液注入口の周囲を窒素やアルゴンといた不活性ガス
でパージし、その後に電池内に残留する余剰電解液をノ
ズル３０を用いて外部へ排出する。このとき、正極内部
端子の配置スペース等に充填された余剰電解液をより多
く排出するために、ノズル３０の先端は電池の底部にま
で挿入されていることが好ましい。
【００４９】 最後に、電解液注入口３１は、外部から
ネジ又はシール材の充填といった簡便な封止方法によっ
て閉塞される。この閉塞作業が簡便な方法によって行う
ことができると、設備費の低減とパージガスの使用量の
低減を図ることができる。
ネジ又はシール材の充填といった簡便な封止方法によっ
て閉塞される。この閉塞作業が簡便な方法によって行う
ことができると、設備費の低減とパージガスの使用量の
低減を図ることができる。
【００５０】 以上、本発明のリチウム二次単電池の実
施の形態について説明してきたが、本発明が上記実施の
形態に限定されるものでないことはいうまでもない。こ
のような本発明のリチウム二次単電池の構成条件は、電
池容量が２Ａｈ以上のものに好適に採用される。また、
電池の用途も限定されるものではないことはいうまでも
ないが、高出力、低内部抵抗と優れたサイクル特性が要
求される車載用大容量電池として、エンジン起動用、並
びに電気自動車又はハイブリッド電気自動車のモータ駆
動用に特に好適に用いることができる。
施の形態について説明してきたが、本発明が上記実施の
形態に限定されるものでないことはいうまでもない。こ
のような本発明のリチウム二次単電池の構成条件は、電
池容量が２Ａｈ以上のものに好適に採用される。また、
電池の用途も限定されるものではないことはいうまでも
ないが、高出力、低内部抵抗と優れたサイクル特性が要
求される車載用大容量電池として、エンジン起動用、並
びに電気自動車又はハイブリッド電気自動車のモータ駆
動用に特に好適に用いることができる。
【００５１】 又、本発明におけるリチウム二次単電池
の接続構造体は、上述したリチウム二次単電池を複数個
用いて、複数個のリチウム二次単電池のいずれかのリチ
ウム二次単電池の正極外部端子と、この正極外部端子を
有するリチウム二次単電池以外のリチウム二次単電池の
負極外部端子とを、ブスバーにより接続してなる構成と
する。ここで、「ブスバー」とは、図１２に示すよう
に、リチウム二次単電池１０の一つの正極外部端子と、
それ以外のリチウム二次単電池１０の負極外部端子とを
接続するための部材であり、導電性がよく、外部端子と
の接続抵抗が小さい金属材料が用いられ、形状として
は、パンチングメタル或いはメッシュ（網）を好適に用
いることができる。
の接続構造体は、上述したリチウム二次単電池を複数個
用いて、複数個のリチウム二次単電池のいずれかのリチ
ウム二次単電池の正極外部端子と、この正極外部端子を
有するリチウム二次単電池以外のリチウム二次単電池の
負極外部端子とを、ブスバーにより接続してなる構成と
する。ここで、「ブスバー」とは、図１２に示すよう
に、リチウム二次単電池１０の一つの正極外部端子と、
それ以外のリチウム二次単電池１０の負極外部端子とを
接続するための部材であり、導電性がよく、外部端子と
の接続抵抗が小さい金属材料が用いられ、形状として
は、パンチングメタル或いはメッシュ（網）を好適に用
いることができる。
【００５２】 この接続構造を用いると、個別に単電池
を適当な枠によって固定することにより、上下、左右に
単電池１０を積み重ねて収納することができ、多数の単
電池１０をコンパクトに収納することができるようにな
る。
を適当な枠によって固定することにより、上下、左右に
単電池１０を積み重ねて収納することができ、多数の単
電池１０をコンパクトに収納することができるようにな
る。
【００５３】 本発明のリチウム二次単電池の接続構造
体においては、ブスバーとしては、異種金属を接合して
形成されることが好ましい。リチウム二次単電池は、上
述したように、正極及び負極の電気化学反応より、正極
の内部端子にはＡｌ材を、負極の内部端子にはＣｕ材又
はＮｉ材を用いなければならない。また、電流の接続抵
抗を考慮すると、接続される正極外部端子及び負極外部
端子とブスバーとは同種材料で作製されていると好まし
い。そこで、本発明においては、正極の外部端子と負極
の外部端子とを異種材料とし、ブスバーをそれぞれの外
部端子と同種材料とすることで、接続抵抗の抑制に対応
している。
体においては、ブスバーとしては、異種金属を接合して
形成されることが好ましい。リチウム二次単電池は、上
述したように、正極及び負極の電気化学反応より、正極
の内部端子にはＡｌ材を、負極の内部端子にはＣｕ材又
はＮｉ材を用いなければならない。また、電流の接続抵
抗を考慮すると、接続される正極外部端子及び負極外部
端子とブスバーとは同種材料で作製されていると好まし
い。そこで、本発明においては、正極の外部端子と負極
の外部端子とを異種材料とし、ブスバーをそれぞれの外
部端子と同種材料とすることで、接続抵抗の抑制に対応
している。
【００５４】 具体的には、正極の外部端子がＡｌ又は
Ａｌ合金であり、負極の外部端子がＣｕ又はＣｕ合金で
あって、ブスバーが、Ａｌを主成分としたものとＣｕを
主成分としたものを接合して形成されることが好まし
い。また、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、
負極の外部端子がＮｉ又はＮｉ合金であって、ブスバー
が、Ａｌを主成分としたものとＮｉを主成分としたもの
を接合して形成されることが好ましい。
Ａｌ合金であり、負極の外部端子がＣｕ又はＣｕ合金で
あって、ブスバーが、Ａｌを主成分としたものとＣｕを
主成分としたものを接合して形成されることが好まし
い。また、正極の外部端子がＡｌ又はＡｌ合金であり、
負極の外部端子がＮｉ又はＮｉ合金であって、ブスバー
が、Ａｌを主成分としたものとＮｉを主成分としたもの
を接合して形成されることが好ましい。
【００５５】 このとき、ブスバーとしては、摩擦接
合、ロウ付け、溶接、かしめ、ロール圧延、鍛造かし
め、圧入、鋳ぐるみ、及び爆破接着からなる群から選ば
れる１以上の方法により作製されたものであることが好
ましい。具体的には、図１３（ａ）に示すように、Ａｌ
材４１とＣｕ材又はＮｉ材４２とを摩擦接合して異種金
属を接合して形成したブスバー４０を作製することがで
きる。また、図１３（ｂ）に示すように、板状のＡｌ材
４１と板状のＣｕ材又はＮｉ材４２をロウ付けにより貼
り合わせて作製することもできる。この場合には、一つ
のリチウム二次単電池の正極外部端子（Ａｌ材）とそれ
以外のリチウム二次単電池の負極外部端子（Ｃｕ材又は
Ｎｉ材）をブスバーに接触させ、それぞれの外部端子と
ブスバーを溶接により接合することが好ましい。このと
き、Ａｌからなる正極外部端子は、ブスバーのＣｕ部分
には接合されず、Ａｌ部分と接合される。Ｃｕからなる
負極外部端子は、ブスバーのＡｌ部分には接合されず、
Ｃｕ部分と接合される。
合、ロウ付け、溶接、かしめ、ロール圧延、鍛造かし
め、圧入、鋳ぐるみ、及び爆破接着からなる群から選ば
れる１以上の方法により作製されたものであることが好
ましい。具体的には、図１３（ａ）に示すように、Ａｌ
材４１とＣｕ材又はＮｉ材４２とを摩擦接合して異種金
属を接合して形成したブスバー４０を作製することがで
きる。また、図１３（ｂ）に示すように、板状のＡｌ材
４１と板状のＣｕ材又はＮｉ材４２をロウ付けにより貼
り合わせて作製することもできる。この場合には、一つ
のリチウム二次単電池の正極外部端子（Ａｌ材）とそれ
以外のリチウム二次単電池の負極外部端子（Ｃｕ材又は
Ｎｉ材）をブスバーに接触させ、それぞれの外部端子と
ブスバーを溶接により接合することが好ましい。このと
き、Ａｌからなる正極外部端子は、ブスバーのＣｕ部分
には接合されず、Ａｌ部分と接合される。Ｃｕからなる
負極外部端子は、ブスバーのＡｌ部分には接合されず、
Ｃｕ部分と接合される。
【００５６】 また、本発明のリチウム二次単電池の接
続構造体は、図１２に示すように、複数個のリチウム二
次単電池１０が並置され、且つリチウム二次単電池１０
の電極蓋１３に配設された放圧孔１８が同一平面上にあ
ることが好ましい。このように、リチウム二次単電池１
０の電極蓋１３に配設された放圧孔１８が同一平面上に
あると、複数個のリチウム二次単電池１０の正極及び負
極の外部端子１５Ａ、１５Ｂも同一平面上にあることに
なり、接続構造体４４を作製する際にブスバー４０を単
電池１０の一端側のみに配設すればよいことになること
から、接続構造体はよりコンパクトになり、収納スペー
スを小さく、省スペース性に優れたものとなる。また、
構造が簡便になることから、外観検査、単電池交換等の
メンテナンス性が良くなり、更に、単電池固定部材が簡
素化でき、また更に、放圧方向が決まっているので、放
圧による他部品への影響を小さくできるといった効果が
ある。
続構造体は、図１２に示すように、複数個のリチウム二
次単電池１０が並置され、且つリチウム二次単電池１０
の電極蓋１３に配設された放圧孔１８が同一平面上にあ
ることが好ましい。このように、リチウム二次単電池１
０の電極蓋１３に配設された放圧孔１８が同一平面上に
あると、複数個のリチウム二次単電池１０の正極及び負
極の外部端子１５Ａ、１５Ｂも同一平面上にあることに
なり、接続構造体４４を作製する際にブスバー４０を単
電池１０の一端側のみに配設すればよいことになること
から、接続構造体はよりコンパクトになり、収納スペー
スを小さく、省スペース性に優れたものとなる。また、
構造が簡便になることから、外観検査、単電池交換等の
メンテナンス性が良くなり、更に、単電池固定部材が簡
素化でき、また更に、放圧方向が決まっているので、放
圧による他部品への影響を小さくできるといった効果が
ある。
【００５７】 以上、本発明のリチウム二次単電池の接
続構造体の実施の形態について説明してきたが、本発明
が上記実施の形態に限定されるものではないことはいう
までもない。このような本発明のリチウム二次単電池の
接続構造体の構成条件は、リチウム二次単電池の電池容
量が２Ａｈ以上のものに好適に採用される。また、リチ
ウム二次単電池の用途も限定されるものではないことは
いうまでもないが、高出力、低内部抵抗と優れたサイク
ル特性が要求される車載用大容量単電池の接続構造体と
して、エンジン起動用、又は電気自動車又はハイブリッ
ド電気自動車のモータ駆動用に特に好適に用いることが
できる。
続構造体の実施の形態について説明してきたが、本発明
が上記実施の形態に限定されるものではないことはいう
までもない。このような本発明のリチウム二次単電池の
接続構造体の構成条件は、リチウム二次単電池の電池容
量が２Ａｈ以上のものに好適に採用される。また、リチ
ウム二次単電池の用途も限定されるものではないことは
いうまでもないが、高出力、低内部抵抗と優れたサイク
ル特性が要求される車載用大容量単電池の接続構造体と
して、エンジン起動用、又は電気自動車又はハイブリッ
ド電気自動車のモータ駆動用に特に好適に用いることが
できる。
【００５８】 本発明のリチウム二次単電池は、電池の
封止・電流導出部材として電極蓋を用いたものである。
従って、その他の材料や電池構造には何ら制限はない。
以下、電池を構成する主要部材並びにその構造について
概説する。
封止・電流導出部材として電極蓋を用いたものである。
従って、その他の材料や電池構造には何ら制限はない。
以下、電池を構成する主要部材並びにその構造について
概説する。
【００５９】 本発明におけるリチウム二次単電池の内
部電極体は、正極板と負極板とを多孔性ポリマーフィル
ムからなるセパレータを介して正極板と負極板とが直接
に接触しないように捲回又は積層して構成されている。
具体的には、捲回型の内部電極体は、図１０に示すよう
に、正極板２と負極板３とをセパレータ４を介して捲回
して形成され、正極板２、負極板３にそれぞれ集電タブ
５Ａ、５Ｂが配設される。
部電極体は、正極板と負極板とを多孔性ポリマーフィル
ムからなるセパレータを介して正極板と負極板とが直接
に接触しないように捲回又は積層して構成されている。
具体的には、捲回型の内部電極体は、図１０に示すよう
に、正極板２と負極板３とをセパレータ４を介して捲回
して形成され、正極板２、負極板３にそれぞれ集電タブ
５Ａ、５Ｂが配設される。
【００６０】 正極板２及び負極板３は、共に集電基板
にそれぞれの電極活物質を塗布して薄板状に形成され
る。集電基板の形態としては、箔、メッシュ等が挙げら
れ、本発明においては、正極板２用の集電基板としてＡ
ｌ箔が、負極板３用の集電基板としてはＣｕ箔及びＮｉ
箔が、それぞれ好適に用いられる。
にそれぞれの電極活物質を塗布して薄板状に形成され
る。集電基板の形態としては、箔、メッシュ等が挙げら
れ、本発明においては、正極板２用の集電基板としてＡ
ｌ箔が、負極板３用の集電基板としてはＣｕ箔及びＮｉ
箔が、それぞれ好適に用いられる。
【００６１】 そして、上記いずれの構造を有する電池
であっても、一般的に、正極活物質としては、コバルト
酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）やニッケル酸リチウム（Ｌ
ｉＮｉＯ2）或いはマンガン酸リチウムスピネル（Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4）等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられ
る。なお、これら正極活物質の導電性を向上させる為
に、アセチレンブラックやグラファイト粉末等のカーボ
ン粉末を電極活物質に混合することも好ましい。一方、
負極活物質としては、ソフトカーボンやハードカーボン
といったアモルファス系炭素質材料や天然黒鉛、人造黒
鉛等の炭素質粉末が用いられる。
であっても、一般的に、正極活物質としては、コバルト
酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）やニッケル酸リチウム（Ｌ
ｉＮｉＯ2）或いはマンガン酸リチウムスピネル（Ｌｉ
Ｍｎ2Ｏ4）等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられ
る。なお、これら正極活物質の導電性を向上させる為
に、アセチレンブラックやグラファイト粉末等のカーボ
ン粉末を電極活物質に混合することも好ましい。一方、
負極活物質としては、ソフトカーボンやハードカーボン
といったアモルファス系炭素質材料や天然黒鉛、人造黒
鉛等の炭素質粉末が用いられる。
【００６２】 セパレータ４としては、マイクロポアを
有するリチウムイオン透過性のポリエチレンフィルム
を、多孔性のリチウムイオン透過性のポリプロピレンフ
ィルムで挟んだ三層構造としたものが好適に用いられ
る。これは、内部電極体の温度が上昇した場合に、ポリ
エチレンフィルムが約１３０℃で軟化してマイクロポア
が潰れてリチウムイオンの移動、即ち電池反応を抑制す
る安全機構を兼ねたものである。そして、このポリエチ
レンフィルムを、より軟化温度の高いポリプロピレンフ
ィルムで挟持することによって、電極板２、３間の接触
・溶着を防止することができる。
有するリチウムイオン透過性のポリエチレンフィルム
を、多孔性のリチウムイオン透過性のポリプロピレンフ
ィルムで挟んだ三層構造としたものが好適に用いられ
る。これは、内部電極体の温度が上昇した場合に、ポリ
エチレンフィルムが約１３０℃で軟化してマイクロポア
が潰れてリチウムイオンの移動、即ち電池反応を抑制す
る安全機構を兼ねたものである。そして、このポリエチ
レンフィルムを、より軟化温度の高いポリプロピレンフ
ィルムで挟持することによって、電極板２、３間の接触
・溶着を防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のリチウ
ム二次単電池によれば、正極と負極の外部端子を単電池
の一端に配設するという構成を採用することで、単電池
の凸部を減らすことにより、省スペース性の向上を図る
ことができる。また、本発明のリチウム二次単電池の接
続構造体によれば、用いる単電池に、正極と負極の外部
端子を単電池の一端に配設するという構成を採用するこ
とで、単電池の凸部を減らし、また、単電池同士の接続
を簡便にすることにより、省スペース性及び生産性の向
上を図ることができる。
ム二次単電池によれば、正極と負極の外部端子を単電池
の一端に配設するという構成を採用することで、単電池
の凸部を減らすことにより、省スペース性の向上を図る
ことができる。また、本発明のリチウム二次単電池の接
続構造体によれば、用いる単電池に、正極と負極の外部
端子を単電池の一端に配設するという構成を採用するこ
とで、単電池の凸部を減らし、また、単電池同士の接続
を簡便にすることにより、省スペース性及び生産性の向
上を図ることができる。
【図１】 本発明のリチウム二次単電池の一実施形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】 本発明のリチウム二次単電池の別の一実施形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図３】 本発明のリチウム二次単電池における絶縁機
能を有する電極蓋の一実施形態を示す断面図及び上面図
である。
能を有する電極蓋の一実施形態を示す断面図及び上面図
である。
【図４】 本発明のリチウム二次単電池における絶縁機
能を有する別の電極蓋の一実施形態を示す断面図及び上
面図である。
能を有する別の電極蓋の一実施形態を示す断面図及び上
面図である。
【図５】 本発明のリチウム二次単電池における絶縁機
能を有するさらに別の電極蓋の一実施形態を示す断面図
及び上面図である。
能を有するさらに別の電極蓋の一実施形態を示す断面図
及び上面図である。
【図６】 本発明のリチウム二次単電池における絶縁機
能を有するさらに別の電極蓋の一実施形態を示す断面図
及び上面図である。
能を有するさらに別の電極蓋の一実施形態を示す断面図
及び上面図である。
【図７】 本発明のリチウム二次単電池における絶縁機
能を有するさらに別の電極蓋の一実施形態を示す断面図
及び上面図である。
能を有するさらに別の電極蓋の一実施形態を示す断面図
及び上面図である。
【図８】 本発明のリチウム二次単電池に好適に用いら
れる放圧弁の構成部品の一実施形態を示す斜視図及び断
面図である。
れる放圧弁の構成部品の一実施形態を示す斜視図及び断
面図である。
【図９】 従来のリチウム二次単電池の一実施形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１０】 捲回型内部電極体の構造の一実施形態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図１１】 リチウム二次単電池における電解液の充填
方法の一例を示す断面図である。
方法の一例を示す断面図である。
【図１２】 本発明のリチウム二次単電池の接続構造体
における一実施形態を示す断面図である。
における一実施形態を示す断面図である。
【図１３】 本発明のリチウム二次単電池の接続構造体
におけるブスバーの一実施形態を示す（ａ）上面図、
（ｂ）断面図である。
におけるブスバーの一実施形態を示す（ａ）上面図、
（ｂ）断面図である。
１…内部電極体、２…正極板、３…負極板、４…セパレ
ータ、５Ａ…正極用集電タブ（集電部材）、５Ｂ…負極
用集電タブ（集電部材）、６…金属箔体、７Ａ…正極用
集電板材（集電部材）、７Ｂ…負極用集電板材（集電部
材）、８Ａ…正極用電極リード部材、８Ｂ…負極用電極
リード部材、１０…単電池、１１…電池ケース、１２…
絶縁性ポリマーフィルム、１３…電極蓋、１４Ａ…正極
内部端子、１４Ｂ…負極内部端子、１５Ａ…正極外部端
子、１５Ｂ…負極外部端子、１６…巻芯、１７…弾性体
（パッキン）、１８…放圧孔、１９…金属箔、２０…放
圧弁、２１…絞り加工部、２２…固定材料、２３…振動
防止部材、２４…板状部材、２５…弾性体、２６…スペ
ーサ、２７…接着剤、２８…放圧孔ユニット、３０…ノ
ズル、３１…電解液注入口、４０…ブスバー、４１…Ａ
ｌ材、４２…Ｃｕ材又はＮｉ材、４３…接合部、４４…
単電池の接続構造体。
ータ、５Ａ…正極用集電タブ（集電部材）、５Ｂ…負極
用集電タブ（集電部材）、６…金属箔体、７Ａ…正極用
集電板材（集電部材）、７Ｂ…負極用集電板材（集電部
材）、８Ａ…正極用電極リード部材、８Ｂ…負極用電極
リード部材、１０…単電池、１１…電池ケース、１２…
絶縁性ポリマーフィルム、１３…電極蓋、１４Ａ…正極
内部端子、１４Ｂ…負極内部端子、１５Ａ…正極外部端
子、１５Ｂ…負極外部端子、１６…巻芯、１７…弾性体
（パッキン）、１８…放圧孔、１９…金属箔、２０…放
圧弁、２１…絞り加工部、２２…固定材料、２３…振動
防止部材、２４…板状部材、２５…弾性体、２６…スペ
ーサ、２７…接着剤、２８…放圧孔ユニット、３０…ノ
ズル、３１…電解液注入口、４０…ブスバー、４１…Ａ
ｌ材、４２…Ｃｕ材又はＮｉ材、４３…接合部、４４…
単電池の接続構造体。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 10/40 ＺＨＶ Ｈ０１Ｍ 10/40 ＺＨＶＺ
Ｆターム(参考） 5H011 AA09 CC06 DD15 FF03 GG02
HH02 HH03
5H022 AA09 CC02 CC16 EE01 EE04
5H023 AA03 AS01 CC11
5H029 AJ14 BJ02 BJ14 DJ02 DJ03
HJ12 HJ19
Claims (39)
- 【請求項１】 少なくとも１枚の金属箔体から構成され
た正極板及び負極板が捲回又は積層された、その内部に
非水電解液を含浸した内部電極体と、この内部電極体か
ら電流を導出するための集電部材と、前記内部電極体を
内部に収容した、両端が開放された電池ケースと、内部
端子を有する、前記電池ケースの開放両端で前記内部電
極体を封止した、２枚の電極蓋とを備えたリチウム二次
単電池であって、 前記２枚の電極蓋の一方に正極及び負極の外部端子が形
成されたことを特徴とするリチウム二次単電池。 - 【請求項２】 前記構成に加えて中空円筒状の巻芯を備
え、前記正極板及び前記負極板が、前記巻芯の外周壁を
囲繞するように形成された請求項１に記載のリチウム二
次単電池。 - 【請求項３】 前記電池ケースが、円筒状である請求項
１又は２に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項４】 前記電池ケース素材としてパイプが使用
された請求項１〜３のいずれか１項に記載のリチウム二
次単電池。 - 【請求項５】 前記２枚の電極蓋の他方に放圧孔が形成
された請求項１〜４のいずれか１項に記載のリチウム二
次単電池。 - 【請求項６】 正極及び負極の外部端子が形成された前
記電極蓋及び／又は放圧孔が形成された前記電極蓋の外
縁部直近部分に絞り加工部が形成された請求項１〜５の
いずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項７】 前記放圧孔が形成された電極蓋が、前記
巻芯の中心軸に対応する位置に前記放圧孔を備えた請求
項５又は６に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項８】 前記巻芯の中心軸が、前記電池ケースの
中心軸と同軸である請求項２〜７のいずれか１項に記載
のリチウム二次単電池。 - 【請求項９】 前記巻芯が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる
請求項２〜８のいずれか１項に記載のリチウム二次単電
池。 - 【請求項１０】 前記放圧孔が、電解液注入口と兼用さ
れた請求項６〜９のいずれか１項に記載のリチウム二次
単電池。 - 【請求項１１】 前記巻芯が、前記電池ケースの内部と
連通する１以上の孔又はスリットを有する請求項２〜１
０のいずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項１２】 正極と負極とが電気的に絶縁されるよ
うに、正極及び負極の外部端子が形成された前記電極蓋
が電気絶縁性の弾性体を含んで形成された請求項１〜１
１のいずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項１３】 前記弾性体が、予め所定の寸法に加工
されたパッキンである請求項１２に記載のリチウム二次
単電池。 - 【請求項１４】 前記パッキンが、エチレンプロピレン
ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂
のいずれかである請求項１３に記載のリチウム二次単電
池。 - 【請求項１５】 前記電池ケースと前記電極蓋との接合
が、かしめ及び／又は溶接の方法により形成された請求
項１〜１４のいずれか１項に記載のリチウム二次単電
池。 - 【請求項１６】 前記電池ケースが、正極の電荷を帯び
た請求項１〜１５のいずれか１項に記載のリチウム二次
単電池。 - 【請求項１７】 前記電池ケースが、Ａｌ又はＡｌ合金
からなる請求項１〜１６のいずれか１項に記載のリチウ
ム二次単電池。 - 【請求項１８】 前記放圧孔が形成された電極蓋が、蓋
としての機能を有する板状部材、予め所定の寸法に加工
された弾性体、金属箔、及びスペーサを含んでなり、 前記弾性体と前記金属箔とを所定の位置に載置し、前記
スペーサと組み合わせて放圧孔ユニットを形成し、 前記板状部材に前記放圧孔ユニットが嵌め込まれ形成さ
れた請求項５〜１７のいずれか１項に記載のリチウム二
次単電池。 - 【請求項１９】 前記集電部材が、複数枚の短冊状集電
タブであり、 前記正極板及び／又は前記負極板を構成する前記少なく
とも１枚の金属箔体の端縁に前記複数枚の短冊状の集電
タブの一端を取り付けて形成された請求項１〜１８のい
ずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項２０】 前記複数枚の短冊状集電タブの他端を
前記内部端子に接続されてなる請求項１９に記載のリチ
ウム二次単電池。 - 【請求項２１】 前記集電部材が、所定形状の集電板材
であり、 前記正極板及び／又は前記負極板を構成する前記少なく
とも１枚の金属箔体の端縁と、前記集電板材の所定箇所
とを接合することにより、前記内部電極体から電流を導
出する構成を有し、さらに前記金属箔体の端縁のうち、
前記集電板材の前記所定箇所と接合されるべく配列され
た端縁（接合端縁）と、前記集電板材の前記所定箇所と
を接合してなる請求項１〜１８のいずれか１項に記載の
リチウム二次単電池。 - 【請求項２２】 前記集電板材が、電極リード部材を用
いて、前記内部端子に接続されてなる請求項２１に記載
のリチウム二次単電池。 - 【請求項２３】 正極の前記外部端子と負極の前記外部
端子とが、異種金属により構成された請求項１〜２２の
いずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項２４】 正極の前記外部端子がＡｌ又はＡｌ合
金であり、負極の前記外部端子がＣｕ又はＣｕ合金であ
る請求項１〜２３のいずれか１項に記載のリチウム二次
単電池。 - 【請求項２５】 正極の前記外部端子がＡｌ又はＡｌ合
金であり、負極の前記外部端子部材がＮｉ又はＮｉ合金
である請求項１〜２４のいずれか１項に記載のリチウム
二次単電池。 - 【請求項２６】 電池容量が２Ａｈ以上である請求項１
〜２５のいずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項２７】 車載用電池である請求項１〜２６のい
ずれか１項に記載のリチウム二次単電池。 - 【請求項２８】 エンジン起動用である請求項２７に記
載のリチウム二次単電池。 - 【請求項２９】 電気自動車用又はハイブリッド電気自
動車用である請求項２７又は２８に記載のリチウム二次
単電池。 - 【請求項３０】 請求項１〜２５のいずれか１項に記載
のリチウム二次単電池を複数個用いて、 複数個の前記リチウム二次単電池のいずれかの前記リチ
ウム二次単電池の正極外部端子と、この正極外部端子を
有する前記リチウム二次単電池以外の前記リチウム二次
単電池の前記負極外部端子とを、ブスバーにより接続し
てなることを特徴とするリチウム二次単電池の接続構造
体。 - 【請求項３１】 前記ブスバーが、異種金属を接合して
形成された請求項３０に記載のリチウム二次単電池の接
続構造体。 - 【請求項３２】 正極の前記外部端子がＡｌ又はＡｌ合
金であり、負極の前記外部端子部材がＣｕ又はＣｕ合金
であって、 前記ブスバーが、Ａｌを主成分としたものとＣｕを主成
分としたものを接合して形成された請求項３１に記載の
リチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３３】 正極の前記外部端子がＡｌ又はＡｌ合
金であり、負極の前記外部端子部材がＮｉ又はＮｉ合金
であって、 前記ブスバーが、Ａｌを主成分としたものとＮｉを主成
分としたものを接合して形成された請求項３１に記載の
リチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３４】 前記ブスバーが、摩擦接合、ロウ付
け、溶接、かしめ、ロール圧延、鍛造かしめ、圧入、鋳
ぐるみ、及び爆破接着からなる群から選ばれる１以上の
方法により作製されたものである請求項３０〜３３のい
ずれか１項に記載のリチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３５】 前記複数個のリチウム二次単電池が並
置され、 且つ前記リチウム二次単電池の前記電極蓋に配設された
前記放圧孔が同一平面上にある請求項３０〜３４のいず
れか１項に記載のリチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３６】 前記リチウム二次単電池の電池容量が
２Ａｈ以上である請求項３０〜３５のいずれか１項に記
載のリチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３７】 車載用である請求項３０〜３６のいず
れか１項に記載のリチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３８】 エンジン起動用である請求項３７に記
載のリチウム二次単電池の接続構造体。 - 【請求項３９】 電気自動車用又はハイブリッド電気自
動車用である請求項３７又は３８に記載のリチウム二次
単電池の接続構造体。
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