JP7842720B2 - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents

二次電池およびその製造方法

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Description

本技術は、二次電池およびその製造方法に関する。
特許第4537353号公報(特許文献1)には、両端に開口部(14a,14b)を有するケース(14)に電極群(25)が収納され、開口部(14a,14b)を封口するキャッププレート(33,33’)に電極端子(21,23)を各々取り付けた角形の二次電池が示されている。
特許第4537353号公報
特許文献1に記載された二次電池においては、エネルギー密度を向上させ、二次電池を安定的に製造することができる余地がある。
本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、エネルギー密度を向上させ、安定的に製造することができる二次電池の製造方法および二次電池を提供することを目的とする。
本技術に基づく二次電池は、第1電極体および第2電極体と、ケースと、を備える。第1電極体および第2電極体は、第1電極と、第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む。ケースは、第1電極体および第2電極体を収容する。ケースは、筒状のケース本体と、第1封口板と、第2封口板と、を含む。ケース本体は、第1の側の端部に位置する第1開口および第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する。第1封口板は、第1開口を封口する。第2封口板は、第2開口を封口する。第1封口板には、第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられている。第2封口板には、第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられている。第1電極体は、第1封口板側の端部に第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、第2封口板側の端部に第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有する。第2電極体は、第1封口板側の端部に第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、第2封口板側の端部に第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有する。第1電極タブは、第1集電体に接合されている。第2電極タブは、第2集電体に接合されている。第3電極タブは、第3集電体に接合されている。第4電極タブは、第4集電体に接合されている。第1集電体および第3集電体は、別々の部品により構成されている。第2集電体および第4集電体は、別々の部品により構成されている。第1集電体および第3集電体の各々は、第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続されている。第2集電体および第4集電体の各々は、第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続されている。
本技術に基づく二次電池の製造方法における二次電池は、第1電極体および第2電極体と、ケースと、を備える。第1電極体および第2電極体は、第1電極と、第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む。ケースは、第1電極体および第2電極体を収容する。ケースは、筒状のケース本体と、第1封口板と、第2封口板と、を含む。ケース本体は、第1の側の端部に位置する第1開口および第1の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する。第1封口板は、第1開口を封口する。第2封口板は、第2開口を封口する。第1封口板には、第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられている。第2封口板には、第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられている。第1電極体は、第1封口板側の端部に第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、第2封口板側の端部に第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有する。第2電極体は、第1封口板側の端部に第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、第2封口板側の端部に第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有する。第1電極タブは、第1集電体に接合されている。第2電極タブは、第2集電体に接合されている。第3電極タブは、第3集電体に接合されている。第4電極タブは、第4集電体に接合されている。第1集電体および第3集電体は、別々の部品により構成されている。第2集電体および第4集電体は、別々の部品により構成されている。第1集電体および第3集電体の各々は、第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続されている。第2集電体および第4集電体の各々は、第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続されている。二次電池の製造方法は、第1電極体および第2電極体を作製する工程と、第1電極体および第2電極体を作製した後に、第1集電体に第1電極タブを接合する工程と、第1電極体および第2電極体を作製した後に、第2集電体に第2電極タブを接合する工程と、第1電極体および第2電極体を作製した後に、第3集電体に第3電極タブを接合する工程と、第1電極体および第2電極体を作製した後に、第4集電体に第4電極タブを接合する工程と、第1電極体および第2電極体の厚み方向において、第1電極体および第2電極体を重ね合わせる工程と、第1電極体および第2電極体を重ね合わせた後に、第1集電体および第3集電体を第5集電体に接続する工程と、第1集電体および第3集電体を第5集電体に接続した後に、第1電極体および第2電極体を、第2電極タブおよび第4電極タブ側を先頭に、第1開口からケース本体に挿入する工程と、第1電極体および第2電極体をケース本体に挿入した後に、第2開口から突出した、第2集電体および第4集電体を第6集電体に接続する工程とを備える。
「第1電極体および第2電極体を重ね合わせる」とは、第1電極体および第2電極体が直接重ね合わされてもよいし、第1電極体および第2電極体の間に他の部材が配置されていてもよい。また、第1電極体および第2電極体がテープ等により固定していてもよいし、固定されていなくてもよい。
本技術によれば、二次電池のエネルギー密度を向上させ、二次電池を安定的に製造することができる。
本技術の実施の形態1に係る二次電池の構成を示す正面図である。 図1に示す二次電池を矢印II方向からみた状態を示す図である。 図1に示す二次電池を矢印III方向からみた状態を示す図である。 図1に示す二次電池を矢印IV方向からみた状態を示す図である。 図1に示す二次電池を矢印V方向からみた状態を示す図である。 図1に示す二次電池の正面断面図である。 負極板が成形される前の負極原板を示す正面図である。 図7に示す負極原板のVIII-VIII断面図である。 負極原板から形成された負極板を示す正面図である。 正極板が成形される前の正極原板を示す正面図である。 図10に示す正極原板のXI-XI断面図である。 正極原板から形成された正極板を示す正面図である。 図1に示す二次電池のXIII-XIII断面図である。 図1に示す二次電池のXIV-XIV断面図である。 実施の形態1に係る二次電池の製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る二次電池が備える2つの電極体が重なる前の状態を示す斜視図である。 電極タブを折り曲げる状態を示す断面図である。 電極体にホルダおよびスペーサが取り付けられた状態を示す斜視図である。 第1集電体に第1封口板が取り付けられた状態を示す斜視図である。 図19に示す電極体および集電体のXX-XX断面図である。 ケース本体に電極体を挿入している状態を示す斜視図である。 第2集電体に第2封口板が取り付けられた状態を示す斜視図である。 図22に示す電極体および集電体のXXIII-XXIII断面図である。 図22に示す集電体を矢印XXIV方向からみた状態を示す図である。 図24に示す集電体のXXV-XXV断面図である。 実施の形態1に係る二次電池の構成を示す斜視図である。 実施の形態2に係る二次電池の構成を示す断面図である。 実施の形態3に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。 図28に示す集電体のXXIX-XXIX断面図である。 実施の形態4に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。 図30に示す集電体のXXXI-XXXI断面図である。 実施の形態5に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。 図32に示す集電体のXXXIII-XXXIII断面図である。 実施の形態6に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。 図34に示す集電体のXXXV-XXXV断面図である。 実施の形態7に係る二次電池が備える集電体の構成を示す断面図である。
以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。
なお、本明細書において、「備える(comprise)」および「含む(include)」、「有する(have)」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。
また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め45°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、1つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向(たとえば機構全体を上下反転させる等)により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。
本明細書において、「二次電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の二次電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。
なお、図面においては、二次電池が備える電極体の巻回軸に沿う方向をX方向、X方向から見て電極体の短手方向をY方向、X方向から見て電極体の長手方向をZ方向とする。また、発明の理解を容易にするため、図面における各構成の寸法は実寸法から変更して示している箇所がある。
本願明細書においては、X方向を二次電池ないしケース本体の「幅方向」と称し、同じくY方向を二次電池ないしケース本体の「厚み方向」と称し、同じくZ方向を二次電池ないしケース本体の「高さ方向」と称する場合がある。
(実施の形態1)
(電池の全体構成)
図1は、本実施の形態に係る二次電池1の正面図である。図2ないし図5は、各々、図1に示す二次電池1を矢印II方向、矢印III方向、矢印IV方向、矢印V方向からみた状態を示す図である。図6は、図1に示す二次電池1の正面断面図である。
二次電池1は、電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、およびハイブリッド車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)などに搭載可能である。ただし、二次電池1の用途は、車載用に限定されるものではない。
図1ないし図6に示すように、二次電池1は、ケース100と、電極体200と、電極端子300と、集電体400とを含む。ケース100は、ケース本体110と、第1封口板120と、第2封口板130とを含む。
二次電池1を含む組電池を構成するときは、複数の二次電池1が、それらの厚み方向に積層される。積層された二次電池1は、拘束部材により積層方向(Y方向)に拘束されて電池モジュールとされてもよいし、拘束部材を用いることなく、電池パックのケースの側面に組電池が直接的に支持されてもよい。
ケース本体110は、筒状、好ましくは角筒状の部材からなる。これにより、角形の二次電池1が得られる。ケース本体110は、金属製である。具体的には、ケース本体110は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。
図1,図2に示すように、ケース本体の両端部に第1封口板120および第2封口板130が各々設けられる。ケース本体110は、たとえば、曲げ加工を施した板状部材の端辺どうしを当接させ(図2に例示する接合部115)、互いに接合(たとえばレーザ溶接)することで、角筒状に形成され得る。「角筒状」の角部はR形状を有してもよい。
本実施の形態において、ケース本体110は、二次電池1の幅方向(X方向)において、二次電池1の厚み方向(Y方向)および高さ方向(Z方向)よりも長く形成される。ケース本体110のX方向の寸法(幅)は、好ましくは30cm以上程度である。これにより、比較的大型(高容量)の二次電池1を構成することができる。ケース本体110のZ方向の寸法(高さ)は、好ましくは20cm以下程度であり、より好ましくは15cm以下程度であり、さらに好ましくは10cm以下程度である。これにより、比較的高さの低い(低ハイト)の二次電池1を構成することができ、たとえば車両への搭載性が向上する。
ケース本体110は、一対の第1側面部111と、一対の第2側面部112とを含む。一対の第1側面部111は、ケース100の側面の一部を構成している。一対の第2側面部112は、ケース100の底面部および上面部を構成している。一対の第1側面部111および一対の第2側面部112の各々は、互いに交差するように設けられている。一対の第1側面部111および一対の第2側面部112は、各々の端部において接続されている。一対の第1側面部111の各々は、一対の第2側面部112の各々より面積が大きいことが望ましい。
図5に示すように、一対の第2側面部112のうちの一方の第2側面部112Aには、ガス排出弁150が設けられている。ガス排出弁150は、二次電池1の幅方向(X方向)に延びている。ガス排出弁150は、X方向におけるケース本体110の中央から両端に達しない程度に、X方向に延びている。ガス排出弁150は適宜変更され得る。
ガス排出弁150における板状部材の厚みは、ケース本体110のガス排出弁150以外の板状部材の厚みに比較して薄肉である。これにより、ガス排出弁150は、ケース100内の圧力が所定値以上になったときに、ケース本体110のうちの他の部分に比べて優先的に破断し、ケース100内のガスを外部に排出する。
図2に示すように、一対の第2側面部112のうちの他方の第2側面部112Bには、接合部115が形成されている。接合部115は、二次電池1の幅方向(X方向)に延びている。接合部115において、ケース本体110を構成する板状部材の端辺どうしが接合されている。
図3に示すように、ケース本体110の第1の方向(X方向)における第1の側の端部には、第1開口113が設けられている。第1開口113は、第1封口板120により封口される。第1開口113に接合部115が形成されて、第1開口113が封口される。第1開口113および第1封口板120は、第1開口113と第2開口114とが並ぶ第1の方向(X方向)に交差する方向において、長手方向および短手方向を有する略矩形形状である。本実施の形態における第1開口113および第1封口板120は、Y方向が短手方向、Z方向が長手方向となる略矩形形状を有する。なお、略矩形形状としては、矩形形状、あるいは矩形形状の角部がR化されたもの等の実質的に矩形形状のものを含む。
第1封口板120上には、負極端子301(第1電極端子)が設けられる。負極端子301の位置は適宜変更され得る。
図4に示すように、ケース本体110の第1の方向(X方向)における第1の側と反対側の第2の側の端部には、第2開口114が設けられる。すなわち、第2開口114は、第1開口113とは反対側の端部に位置する。第2開口114は、第2封口板130により封口される。第2開口114に接合部115が形成されて、第2開口114が封口される。第2開口114および第2封口板130は、第1開口113と第2開口114とが並ぶ第1の方向(X方向)に交差する方向において、長手方向および短手方向を有する略矩形形状である。本実施の形態における第2開口114および第2封口板130は、Y方向が短手方向、Z方向が長手方向となる略矩形形状を有する。
第2封口板130上には、正極端子302(第2電極端子)と、注液孔134とが設けられる。正極端子302および注液孔134の位置は適宜変更され得る。
第1封口板120および第2封口板130は、金属製である。具体的には、第1封口板120および第2封口板130は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。
負極端子301は、電極体200の負極(第1電極)と電気的に接続される。負極端子301は、第1封口板120、すなわちケース100に取り付けられる。
正極端子302は、電極体200の正極(第2電極)と電気的に接続される。正極端子302は、第2封口板130、すなわちケース100に取り付けられる。
負極端子301は、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえば銅または銅合金などにより構成され得る。負極端子301の外側表面部分にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる部分ないし層を設けてもよい。
正極端子302は、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などにより構成され得る。
注液孔134は、封止部材(図示せず)により封止される。封止部材としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。
電極体200は、後述する正極板および負極板を有する扁平形状の電極体である。具体的には、電極体200は、図示しない帯状のセパレータを介して帯状の正極板および帯状の負極板がともに巻回された巻回型電極体である。ただし、本明細書において「電極体」は巻回型電極体に限定されず、複数枚の正極板と複数枚の負極板とが交互に積層された積層型電極体であってもよい。帯状のセパレータは、たとえばポリオレフィン性の微多孔膜により構成することができる。電極体が複数の正極板と複数の負極板を含み、各正極板に設けられた正極タブが積層されて正極タブ群を構成してもよく、各負極板に設けられた負極タブが積層されて負極タブ群を構成してもよい。なお、電極体200は、複数の巻回型電極体を含んでもよく、あるいは、複数の積層型電極体を含んでもよい。
図6に示すように、ケース100は、電極体200を収容する。図6においては、後述する第1電極体201について例示する。第1電極体201は、その巻回軸がX方向と平行になるようにケース100内に収容される。
具体的には、ケース100内に配置された後述の絶縁シート700の内側に、単数または複数の巻回型電極体が図示しない電解液(電解質)とともに収容されている。電解液(非水電解液)としては、たとえば、エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、およびジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(25℃)30:30:40の割合で混合した非水溶媒に、LiPFを1.2モル/Lの濃度で溶解させたものを用いることができる。なお、電解液に代えて、固体電解質が用いられてもよい。
第1電極体201は、本体部(正極板と負極板とがセパレータを介して積層された部分)と、第1電極タブ220(負極タブ群)と、第2電極タブ250(正極タブ群)とを含む。
本体部は、後述する負極板210および正極板240により構成されている。第1電極タブ220は、本体部に対して第1の方向(X方向)における第1電極体201の第1の側の端部に位置する。本実施の形態における第1の側は、第1封口板120側である。第2電極タブ250は、本体部に対して第1の方向(X方向)における第1電極体201の第2の側の端部に位置する。本実施の形態における第2の側は、第2封口板130側である。
第1電極タブ220および第2電極タブ250は、電極体200の中央部分から各々第1封口板120または第2封口板130に向かって突出するように形成される。
集電体400は、負極集電体400Aと正極集電体400Bとを含む。負極集電体400Aおよび正極集電体400Bは、各々板状部材からなる。電極体200は、集電体400を介して負極端子301および正極端子302と電気的に接続される。
負極集電体400Aは、樹脂製の絶縁部材を介して、第1封口板120上に配置されている。負極集電体400Aは、第1電極タブ220および負極端子301と電気的に接続される。負極集電体400Aは、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえば銅または銅合金などにより構成され得る。なお、負極集電体400Aの詳細については後述する。
正極集電体400Bは、樹脂製の絶縁部材を介して、第2封口板130上に配置されている。正極集電体400Bは、第2電極タブ250および正極端子302と電気的に接続される。正極集電体400Bは、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などにより構成され得る。なお、第2電極タブ250を直接、または正極集電体400Bを介して第2封口板130に電気的に接続してもよい。この場合、第2封口板130が正極端子302の役割を果たしてもよい。また、正極集電体400Bの詳細については後述する。
(電極体200の構成)
図7は、負極板210(第1電極)が成形される前の負極原板210Sを示す正面図であり、図8は、図7に示す負極原板210SのVIII-VIII断面図であり、図9は、負極原板210Sから形成された負極板210を示す正面図である。
負極板210は、負極原板210Sを加工することにより製造される。図7および図8に示すように、負極原板210Sは、負極芯体211と、負極活物質層212とを含む。負極芯体211は、銅箔または銅合金箔である。
負極芯体211には、両面の一方側の端部を除いて負極活物質層212が形成されている。負極活物質層212は、負極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより形成される。
負極活物質層スラリーは、負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム(SBR)及びカルボキシメチルセルロース(CMC)、および、分散媒としての水を、黒鉛:SBR:CMCの質量比が約98:1:1となるように混練することによって作製される。
負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体211を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去することにより、負極活物質層212が形成される。さらに、負極活物質層212を圧縮することにより、負極芯体211および負極活物質層212を含む負極原板210Sが形成される。負極原板210Sを所定の形状に切断することにより、負極板210が成形される。負極原板210Sは、エネルギー線の照射によるレーザ加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。
図9に示すように、負極原板210Sから成形された負極板210の幅方向の一方端部には、負極芯体211からなる負極タブ230が複数設けられている。負極板210を巻回したとき、複数の負極タブ230が積層されて第1電極タブ220となる。これにより、第1電極タブ220は、負極板210(第1電極)に接続された状態となる。複数の負極タブ230の各々の位置および突出方向の長さは、第1電極タブ220が負極集電体400Aに接続される状態を考慮して適宜調整される。なお、負極タブ230の形状は図8に例示するものに限定されない。
図10は、正極板240(第2電極)が成形される前の正極原板240Sを示す正面図であり、図11は、図10に示す正極原板240SのXI-XI断面図であり、図12は、正極原板240Sから形成された正極板240を示す正面図である。
第2電極である正極板240は、第1電極である負極板210と異なる極性を有している。正極板240は、正極原板240Sを加工することにより製造される。図10および図11に示すように、正極原板240Sは、正極芯体241と、正極活物質層242と、正極保護層243とを含む。正極芯体241は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔である。
正極芯体241には、両面の一方側の端部を除いて正極活物質層242が形成されている。正極活物質層242は、正極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体241上に形成される。
正極活物質層スラリーは、正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)、導電材としての炭素材料、および、分散媒としてのN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物:PVdF:炭素材料の質量比が約97.5:1:1.5となるように混練することによって作製される。
正極保護層243は、正極芯体241に接し、正極活物質層242の幅方向の一方側の端部に形成されている。正極保護層243は、正極保護層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体241上に形成される。正極保護層243は、正極活物質層242の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。
正極保護層スラリーは、アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのPVdF、および、分散媒としてのNMPを、アルミナ粉末:炭素材料:PVdFの質量比が約83:3:14となるように混練することによって作製される。
正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーが塗布された正極芯体241を乾燥させ、正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーに含まれるNMPを除去することにより、正極活物質層242および正極保護層243が形成される。さらに、正極活物質層242を圧縮することにより、正極芯体241、正極活物質層242および正極保護層243を含む正極原板240Sが形成される。正極原板240Sを所定の形状に切断することにより、正極板240が成形される。正極原板240Sは、エネルギー線の照射によるレーザ加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。
図12に示すように、正極原板240Sから成形された正極板240の幅方向の一方端部には、正極芯体241からなる正極タブ260が複数設けられている。正極板240を巻回したとき、複数の正極タブ260が積層されて第2電極タブ250となる。これにより、第2電極タブ250は、正極板240(第2電極)に接続された状態となる。複数の正極タブ260の各々の位置および突出方向の長さは、第2電極タブ250が正極集電体400Bに接続される状態を考慮して適宜調整される。なお、正極タブ260の形状は図12に例示するものに限定されない。
複数の正極タブ260の各々の根元には、正極保護層243が設けられている。正極タブ260の根元に必ずしも正極保護層243が設けられていなくてもよい。
典型的な例では、負極タブ230(1枚)の厚みは、正極タブ260(1枚)の厚みよりも小さい。この場合、第1電極タブ220の厚みは、第2電極タブ250の厚みよりも小さい。
(電極体200と集電体400との接続構造)
図13は、図1に示す二次電池のXIII-XIII断面図である。図13に示すように、電極体200は、第1電極体201および第2電極体202を含んでいる。第1電極体201および第2電極体202の各々は、第1電極(負極)および第2電極(正極)を含んでいる。なお、電極体200は3つ以上の電極体により構成されてもよい。
電極体200は、第1電極体201および第2電極体202を重ねることによって形成されている。第1電極体201および第2電極体202は、第1電極体201および第2電極体202の厚み方向(Y方向)に並んでいる。
第1電極体201は、第1電極タブ220を含んでいる。第1電極タブ220は、X方向における第1封口板120側の第1の端部205において第1電極に電気的に接続されている。第2電極体202は、第3電極タブ270を含んでいる。第3電極タブ270は、X方向における第1封口板120側の第3の端部207において第1電極に電気的に接続されている。
第1電極タブ220は、湾曲部221と、先端部222とを有している。湾曲部221は、先端部222に対して、第1電極が接続される側において第1電極タブ220が湾曲している部分である。先端部222は、第1電極タブ220のうちの第1電極が接続される側とは反対側の端部に位置する部分である。
第3電極タブ270は、湾曲部271と、先端部272とを有している。湾曲部271は、先端部272に対して、第1電極が接続される側において第3電極タブ270が湾曲している部分である。先端部272は、第3電極タブ270のうちの第1電極が接続される側とは反対側の端部に位置する部分である。
第1電極タブ220および第3電極タブ270の各々は、先端部222,272が互いに近づくように、相反する方向に湾曲している。なお、本実施の形態においては、先端部222,272は、離間しているが、この構成に限定されず、先端部222,272どうしが接触していてもよい。
負極集電体400Aは、負極端子301と第1電極タブ220および第3電極タブ270とを電気的に接続する。本実施の形態における負極集電体400Aは、電極体200と第1封口板120との間において負極端子301と接続されている。
負極集電体400Aは、第1集電体410と、第3集電体430と、第5集電体450とを含んでいる。
第1集電体410は、板状部材である。第1集電体410は、Z方向に長手方向を有し、Y方向に短手方向を有している。第3集電体430は、板状部材である。第3集電体430は、Z方向に長手方向を有し、Y方向に短手方向を有している。第1集電体410および第3集電体430は、方向において並列に並んでいる。このように、第1集電体410および第3集電体430は、別々の部品により構成されている。
第1電極タブ220は、後述する接合箇所411において第1集電体410に接合されている。第3電極タブ270は、後述する接合箇所431において第3集電体430に接合されている。接合箇所411,431は、たとえば超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接、カシメ等により形成し得る。本実施の形態において、第1電極タブ220および第1集電体410、ならびに第3電極タブ270および第3集電体430は、たとえば超音波接合により接合される。
第5集電体450は、後述するZ方向の端部に位置する接合箇所において、第1集電体410および第3集電体430に電気的に接続されている。第5集電体450は、負極端子301に電気的に接続されている。第5集電体450と負極端子301との接続は、たとえばカシメおよび/または溶接により形成し得る。
負極端子301は、第1封口板120の外側に露出し、かつ、第1封口板120の内面側に設けられた負極集電体400Aの第5集電体450に達するように設けられる。負極端子301は、第1板部303に接続されている。
第1板部303は、第1封口板120の外側に位置している。第1板部303は、第1封口板120に沿うように配置されている。第1板部303は、導電性を有している。第1板部303は、二次電池1と隣接する他の二次電池とを電気的に接続するバスバー等との接続面積を確保するなどのために配置される。負極端子301と第1板部303との接続は、たとえばレーザ溶接などによって形成し得る。
第1板部303と第1封口板120との間には、第1絶縁部材510が配置される。負極端子301と第1封口板120との間には、第2絶縁部材520が配置される。第5集電体450と第1封口板120との間には、第3絶縁部材530が配置される。
ただし、負極端子301は第1封口板120と電気的に接続されていてもよい。また、第1封口板120が負極端子301の役割を果たしてもよい。
第1封口板120と電極体200との間には、スペーサ600が配置されている。スペーサ600は、絶縁性を有する樹脂部材により構成されている。スペーサ600は、第1部品610と、第2部品620とを含む。第1部品610および第2部品620は、Z方向の両端における係合部(不図示)において互いに係合している。
第1部品610および第2部品620は、X方向における電極体200側の端部側において、Y方向に突出している。これにより、スペーサ600は、湾曲部221,271を湾曲させる際に、湾曲部221,271が湾曲しやすいようにガイドの役割を果たす。
電極体200とケース本体110との間には、樹脂製の絶縁シート700(電極体ホルダ)が配置される。絶縁シート700は、たとえば樹脂により構成し得る。より具体的には、絶縁シート700の材質は、たとえば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリイミド(PI)またはポリオレフィン(PO)である。
図14は、図1に示す二次電池のXIV-XIV断面図である。第1電極体201は、第2電極タブ250を含んでいる。第2電極タブ250は、X方向における第2封口板130側の第2の端部206において第2電極に電気的に接続されている。第2電極体202は、第4電極タブ280を含んでいる。第4電極タブ280は、X方向における第2封口板130側の第4の端部208において第2電極に電気的に接続されている。
第2電極タブ250は、湾曲部251と、先端部252とを有している。湾曲部251は、先端部252に対して、第2電極が接続される側において第2電極タブ250が湾曲している部分である。先端部252は、第2電極タブ250のうちの第2電極が接続される側とは反対側の端部に位置する部分である。
第4電極タブ280は、湾曲部281と、先端部282とを有している。湾曲部281は、先端部282に対して、第2電極が接続される側において第4電極タブ280が湾曲している部分である。先端部282は、第4電極タブ280のうちの第2電極が接続される側とは反対側の端部に位置する部分である。
第2電極タブ250および第4電極タブ280の各々は、先端部252,282が互いに近づくように、相反する方向に湾曲している。なお、本実施の形態においては、先端部252,282は、離間しているが、この構成に限定されず、先端部252,282どうしが接触していてもよい。
正極集電体400Bは、正極端子302と第2電極タブ250および第4電極タブ280とを電気的に接続する。本実施の形態における正極集電体400Bは、電極体200と第2封口板130との間において正極端子302と接続されている。
正極集電体400Bは、第2集電体420と、第4集電体440と、第6集電体460とを含んでいる。
第2集電体420は、板状部材である。第2集電体420は、Z方向に長手方向を有し、Y方向に短手方向を有している。第4集電体440は、板状部材である。第4集電体440は、Z方向に長手方向を有し、Y方向に短手方向を有している。第2集電体420および第4集電体440は、方向において並列に並んでいる。このように、第2集電体420および第4集電体440は、別々の部品により構成されている。
第2電極タブ250は、後述する接合箇所421において第2集電体420に接合されている。第4電極タブ280は、後述する接合箇所441において第4集電体440に接合されている。接合箇所421,441は、たとえば超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接、カシメ等により形成し得る。本実施の形態において、第2電極タブ250および第2集電体420、ならびに第4電極タブ280および第4集電体440は、たとえば超音波接合により接合される。
第6集電体460は、後述するZ方向の端部に位置する接合箇所において、第2集電体420および第4集電体440に電気的に接続されている。第6集電体460は、正極端子302に電気的に接続されている。第6集電体460と正極端子302との接続は、たとえばカシメおよび/または溶接により形成し得る。
正極端子302は、第2封口板130の外側に露出し、かつ、第2封口板130の内面側に設けられた正極集電体400Bの第6集電体460に達するように設けられる。正極端子302は、第2板部304に接続されている。
第2板部304は、第2封口板130の外側に位置している。第2板部304は、第2封口板130に沿うように配置されている。第2板部304は、導電性を有している。第2板部304は、二次電池1と隣接する他の二次電池とを電気的に接続するバスバー等との接続面積を確保するなどのために配置される。正極端子302と第2板部304との接続は、たとえばレーザ溶接などによって形成し得る。
第2板部304と第2封口板130との間には、第1絶縁部材510が配置される。正極端子302と第2封口板130との間には、第2絶縁部材520が配置される。第6集電体460と第2封口板130との間には、第3絶縁部材530が配置される。
ただし、正極端子302は第2封口板130と電気的に接続されていてもよい。また、第2封口板130が正極端子302の役割を果たしてもよい。
第2封口板130と電極体200との間には、スペーサ600が配置されている。スペーサ600は、絶縁性を有する樹脂部材により構成されている。スペーサ600は、第1部品610と、第2部品620とを含む。第1部品610および第2部品620は、Z方向の両端における係合部(不図示)において互いに係合している。
第1部品610および第2部品620は、X方向における電極体200側の端部側において、Y方向に突出している。これにより、スペーサ600は、湾曲部251,281を湾曲させる際に、湾曲部251,281が湾曲しやすいようにガイドの役割を果たす。
電極体200とケース本体110との間には、樹脂製の絶縁シート700(電極体ホルダ)が配置される。
(二次電池1の製造工程)
以下、本実施の形態に係る二次電池の製造方法について説明する。図15は、実施の形態1に係る二次電池の製造方法を示すフローチャートである。図16は、実施の形態1に係る二次電池が備える2つの電極体が重なる前の状態を示す斜視図である。
図15に示すように、本実施の形態に係る二次電池の製造方法においては、まず、第1電極体201および第2電極体202を作製する(S1工程)。第1電極タブ220、第2電極タブ250、第3電極タブ270および第4電極タブ280の各々は、先端の長さが束ねたときに同じ長さになるように先端の一部が切断される。
図15および図16に示すように、第1電極体201および第2電極体202を作製した後に、第1集電体410に第1電極タブ220を接合する(S2工程)。第1電極タブ220は、接合箇所411において、第1集電体410に接合される。次に、第2集電体420に第2電極タブ250を接合する(S3工程)。第2電極タブ250は、接合箇所421において、第2集電体420に接合される。次に、第3集電体430に第3電極タブ270を接合する(S4工程)。第3電極タブ270は、接合箇所431において、第3集電体430に接合される。次に、第4集電体440に第4電極タブ280を接合する(S5工程)。第4電極タブ280は、接合箇所441において、第4集電体440に接合される。
第1電極体201および第2電極体202の高さ方向において、第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440は、第1電極体201および第2電極体202の中央よりも一方側に偏って配置されている。これにより、集電体を短く構成することができるため、集電体を小型にすることができる。
なお、第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440は、この構成に限定されない。第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440は、第1電極体201および第2電極体202の高さ方向において、第1電極体201および第2電極体202の中央に配置されてもよい。この場合、第1電極体201および第2電極体202の高さ方向において、第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440に合わせて、第1電極タブ220、第2電極タブ250、第3電極タブ270および第4電極タブ280の各々が第1電極体201および第2電極体202の中央に配置される。
また、第1電極体201および第2電極体202に対して、第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440の各々を接合する工程の順番は、上記に限定されず、順番が変わってもよい。
図17は、電極タブを折り曲げる状態を示す断面図である。図15~図17に示すように、次に、第1電極体201および第2電極体202の厚み方向において、第1電極体201および第2電極体202を重ね合わせる(S6工程)。図16の矢印方向に沿って第1電極体201および第2電極体202を重ね合わせる。つまり、第1電極体201および第2電極体202を1つに纏める。
「第1電極体および第2電極体を重ね合わせる」とは、第1電極体および第2電極体が直接重ね合わされてもよいし、第1電極体および第2電極体の間に他の部材が配置されていてもよい。また、第1電極体および第2電極体がテープ等により固定していてもよいし、固定されていなくてもよい。
図17中の矢印方向に第1電極タブ220、第2電極タブ250、第3電極タブ270および第4電極タブ280の各々を折り曲げる。これにより、第1電極タブ220および第3電極タブ270の先端部が向かい合うように配置される。また、第2電極タブ250および第4電極タブ280の先端部が向かい合うように配置される。
なお、第1電極体201および第2電極体202を重ね合わせる工程は、第1電極体201および第2電極体202に対して、第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440の各々を接合する工程の前に行なうことが望ましい。また、第1電極体201および第2電極体202を重ね合わせる工程は、第1集電体410、第2集電体420、第3集電体430および第4集電体440の各々を接合する工程の各々の途中で行なってもよい。
図18は、電極体にホルダおよびスペーサが取り付けられた状態を示す斜視図である。図15および図18に示すように、次に、電極体200にスペーサ600および絶縁シート700を組み付ける(S7工程)。
なお、絶縁シート700は、必ずしも電極体200の全面を覆う必要はない。絶縁シート700は、好ましくは電極体の外表面の50%以上程度、より好ましくは70%以上程度の面積を覆う。絶縁シート700は、略直方体状(扁平形状)の電極体200の6面のうち、少なくとも第1電極タブ220および第2電極タブ250が各々形成された2面以外の4面の全体を覆うことが好ましい。
図19は、第1集電体に第1封口板が取り付けられた状態を示す斜視図である。図20は、図19に示す電極体および集電体のXX-XX断面図である。
図15、図19および図20に示すように、第1電極体201および第2電極体202を重ね合わせた後に、第1集電体410および第3集電体430を第5集電体450に接続する(S8工程)。
なお、S7工程の前に、S8工程を行なうこともできる。S7工程の前に、S8工程を行なうことで、負極端子301と第1電極タブ220および第3電極タブ270とを電気的接続する際、より安定的に接続しやすくなる。また、第1封口板120と電極体200の本体部との間のスペースがより小さい構成にしやすくなる。
第1電極タブ220および第3電極タブ270は、先端部222,272どうしが互いに向かい合うように折り曲げられている。
第1封口板120に絶縁部材を介して負極端子301および第5集電体450を取り付ける。第5集電体450を第1集電体410および第3集電体430にX方向において当接させる。第5集電体450と第1集電体410および第3集電体430とを第1封口板120と絶縁シート700との間からレーザ溶接することによって接合する。なお、負極端子301への第1板部303の接続は、いずれのタイミングでもよい。
第1集電体410、第3集電体430および第5集電体450の接続は、後述する第2集電体420、第4集電体440および第6集電体460と同様の溶接接続の構成を取り得る。
具体的には、第1封口板120の長手方向(Y方向)から見て、第1集電体410と第5集電体450とが、第1封口板120の長手方向の端部側(Z方向における上端部)において、互いに重なる第3重なり領域が規定されている。また、第1封口板120の長手方向(Y方向)から見て、第3集電体430と第5集電体450とが、第1封口板120の長手方向の端部側(Z方向における上端部)において、互いに重なる第4重なり領域が規定されている。
第3重なり領域において、第1集電体410と第5集電体450とが溶接接続されている。また、第4重なり領域において、第3集電体430と第5集電体450とが溶接接続されている。
図21は、ケース本体に電極体を挿入している状態を示す斜視図である。図15および図21に示すように、次に、第1集電体410および第3集電体430を第5集電体450に接続した後に、第1電極体201および第2電極体202を、第2電極タブ250および第4電極タブ280側を先頭に、第1開口113からケース本体110に挿入する(S9工程)。
第1封口板120をケース本体110に当接させる。これにより、第1電極タブ220および第3電極タブ270を湾曲させる。図13に示すように、湾曲部221,271の折り返される部分がY方向においてケース本体110に近づくように、第1電極タブ220および第3電極タブ270をスペーサ600の形状に沿って湾曲させる。
その後、第1封口板120をケース本体110に仮接合する。仮接合により、第1封口板120がケース本体110の第1開口113に部分的に接合される。これにより、ケース本体110に対して第1封口板120が位置決めされる。
電極体200をケース本体110に挿入する際、電極体200は、第2集電体420および第4集電体440側から引っ張られてもよいし、第1集電体410および第3集電体430側から押されてもよい。電極体200が第1集電体410および第3集電体430側から押される場合、同時に第1電極タブ220および第3電極タブ270を湾曲させることができる。
図22は、第2集電体に第2封口板が取り付けられた状態を示す斜視図である。図23は、図22に示す電極体および集電体のXXIII-XXIII断面図である。図24は、図22に示す集電体を矢印XXIV方向からみた状態を示す図である。図25は、図24に示す集電体のXXV-XXV断面図である。なお、図23においては、ケース本体110を省略している。
図15および図22~図25に示すように、次に、第1電極体201および第2電極体202をケース本体110に挿入した後に、第2開口114から突出した、第2集電体420および第4集電体440を第6集電体460に接続する(S10工程)。
具体的には、第2封口板130に絶縁部材を介して正極端子302および第6集電体460を取り付ける。第6集電体460を第2集電体420にX方向において当接させる。なお、正極端子302への第2板部304の接続は、いずれのタイミングでもよい。
図24および図25に示すように、本実施の形態における第2集電体420、第4集電体440および第6集電体460の各々は、Z方向の端部において折り返し部Fを有している。折り返し部Fは、X方向に沿っている。折り返し部Fが、X方向に沿っていることによって、高エネルギー線2をZ方向に対して平行方向から照射することができるため、高エネルギー線2がケース本体110または第2封口板130に干渉しにくい構成にすることができる。高エネルギー線は、たとえばレーザ光である。
第2封口板130の長手方向(Y方向)から見て、第2集電体420と第6集電体460とが、長手方向の端部側において、互いに重なる第1重なり領域R11が形成されている。折り返し部F同士がZ方向に並んでいることにより第1重なり領域R11が形成される。
また、第2封口板130の長手方向(Y方向)から見て、第4集電体440と第6集電体460とが、長手方向の端部側において、互いに重なる第2重なり領域R12が形成されている。折り返し部F同士がZ方向に並んでいることにより第2重なり領域R12が形成される。
第2集電体420および第4集電体440を第6集電体460に接続するときに、第2封口板130とケース本体110の第2開口114側の端部の間から、第2集電体420および第6集電体460の少なくとも一方に高エネルギー線2を照射して、第2集電体420および第6集電体460を溶接する。また、第2封口板130とケース本体110の第2開口114側の端部の間から、第4集電体440および第6集電体460の少なくとも一方に高エネルギー線2を照射して、第4集電体440および第6集電体460を溶接する。
第1重なり領域R11において、第2集電体420と第6集電体460とが溶接接続される。本実施の形態においては、第1重なり領域R11の溶接位置P1において第2集電体420と第6集電体460とが溶接接続される。
第2重なり領域R12において、第4集電体440と第6集電体460とが溶接接続される。本実施の形態においては、第2重なり領域R12の溶接位置P2において第4集電体440と第6集電体460とが溶接接続される。
第2集電体420または第4集電体440と第6集電体460との溶接方式は、たとえば、貫通溶接である。第6集電体460に薄肉部が設けられ、薄肉部において集電体どうしが溶接されてもよいし、第6集電体460に貫通孔が設けられ、貫通孔から離れた位置で集電体どうしが溶接されてもよい。
第2電極タブ250および第4電極タブ280は、先端部252,282どうしが互いに向かい合うように折り曲げられている。第2封口板130をケース本体110に当接させる。これにより、第2電極タブ250および第4電極タブ280を湾曲させる。図14に示すように、湾曲部251,281の折り返される部分がY方向においてケース本体110に近づくように、第2電極タブ250および第4電極タブ280をスペーサ600の形状に沿って湾曲させる。
その後、第2封口板130をケース本体110に仮溶接する。仮接合により、第2封口板130がケース本体110の第2開口114に部分的に接合される。これにより、ケース本体110に対して第2封口板130が位置決めされる。
図26は、実施の形態1に係る二次電池の構成を示す斜視図である。図15および図26に示すように、次に、第1封口板120および第2封口板130がケース本体110に接合される(S11工程)。第1封口板120は、ケース本体110の第1開口113を封口し、第2封口板130は、ケース本体110の第2開口114を封口する。これにより、ケース100に第1電極体201および第2電極体202が収容される。
上述の工程を経た後、リーク検査などの検査を行なう(S12工程)。リーク検査後、ケース100内の水分を除去するために二次電池1を乾燥させる。そして、ケース100の内部に注液孔134から電解液を注液する。電解液の注液時、第2封口板130を上方に、第1封口板120を下方にしてケース100を傾斜させ、第2封口板130の注液孔134からケース100の内部に電解液を注液する。その後、ガス抜き充電を行なう。ガス抜き充電の際、注液孔134が仮封止されてもよい。その後、注液孔を封止し、二次電池1が完成する。
本技術の実施の形態1に係る二次電池1およびその製造方法においては、第1電極体201に第1電極タブ220および第2電極タブ250を設け、第2電極体202に第3電極タブ270および第4電極タブ280を設けることによって、第1電極体201および第2電極体202において別々の電極タブを有する構成にすることができる。この構成によって、第1電極体201および第2電極体202によりひとまとめの電極タブを形成し、この電極タブを折り曲げる場合と比較して、電極タブを短くすることができる。その結果、電極タブの占有体積を小さくすることができるため、二次電池1のエネルギー密度を向上させることができる。また、第1電極体201および第2電極体202において別々の電極タブを設ける構成は、第1電極体201および第2電極体202によりひとまとめの電極タブを形成する場合と比較して、電極タブが折り曲げやすいため、電極タブと集電体との接合をしやすく安定的に二次電池を製造することができる。特に、安定的に二次電池1を製造することができることによって、電極タブと集電体との接続部の信頼性を高くすることができる。
本技術の実施の形態1に係る二次電池1およびその製造方法においては、第2集電体420と第6集電体460とが重なる第1重なり領域R11、および第4集電体440と第6集電体460とが重なる第2重なり領域R12を設けることによって、集電体同士の接合可能な領域を確保して、集電体同士を安定的に接続することができる。ケース本体110の第2開口114と第2封口板130との間から高エネルギー線2を照射して集電体同士を接続する場合に、第1開口113と第2開口114とが並ぶ第1の方向に交差する第2の方向(Z方向)からの高エネルギー線2の照射に対して、集電体同士の溶接可能範囲を確保しやすくすることができる。
本技術の実施の形態1に係る二次電池1およびその製造方法においては、第1集電体410と第5集電体450とが重なる第3重なり領域、および第3集電体430と第5集電体450とが重なる第4重なり領域を設けることによって、集電体同士の接合可能な領域を確保して、集電体同士を安定的に接続することができる。ケース本体110の第1開口113と第1封口板120との間から高エネルギー線を照射して集電体同士を接続する場合に、第1開口113と第2開口114とが並ぶ第1の方向に交差する第2の方向(Z方向)からの高エネルギー線の照射に対して、集電体同士の溶接可能範囲を確保しやすくすることができる。
本技術の実施の形態1に係る二次電池1の製造方法においては、第2封口板130とケース本体110の第2開口114側の端部の間から、第2集電体420および第6集電体460の少なくとも一方に高エネルギー線2を照射して、第2集電体420および第6集電体を溶接し、かつ第4集電体440および第6集電体460の少なくとも一方に高エネルギー線2を照射して、第4集電体440および第6集電体460を溶接することによって、電極体200をケース本体110に挿入した後において、第2開口114側における集電体同士を安定的に接続することができる。
以下、実施の形態2に係る二次電池について説明する。実施の形態2に係る二次電池は、電極体と集電体との接続構造が本技術の実施の形態1に係る二次電池1と異なるため、本技術の実施の形態1に係る二次電池1と同様である構成については説明を繰り返さない。
(実施の形態2)
図27は、実施の形態2に係る二次電池の構成を示す断面図である。図27に示すように、実施の形態2に係る二次電池において、第1電極タブ220Aおよび第3電極タブ270Aの各々は、Y方向において先端部222A,272Aが同じ方向に折り曲げられている。
その後、ケース本体に第1電極体201Aおよび第2電極体202Aを挿入し、ケース本体に第1封口板120を当接させる。これにより、第1電極タブ220Aおよび第3電極タブ270Aの各々は、第1電極が接続される側とは反対側の端部に位置する先端部222A,272Aが同じ方向を向くように、同じ方向に湾曲する。先端部222A,272Aを同じ方向に湾曲させやすくするために、スペーサ600Aの第3部品630Aが第1電極タブ220Aおよび第3電極タブ270Aの間に設けられる。
第1電極タブ220Aおよび第3電極タブ270Aの先端部222A,272Aが、Y方向において同じ方向に湾曲している状態にし、かつ第2電極タブおよび第4電極タブの先端部がY方向において同じ方向に湾曲している状態にすることで、第1集電体410および第2集電体420が取り付けられた第1電極体201Aと、第3集電体430および第4集電体440が取り付けられた第2電極体202Aとを同じ構成で準備することができる。これにより、第1集電体410および第2集電体420が取り付けられた第1電極体201Aと、第3集電体430および第4集電体440が取り付けられた第2電極体202Aとを1種類として構成して製造しやすくすることができる。
以下、実施の形態3~7に係る二次電池について説明する。実施の形態3~7に係る二次電池は、集電体同士の接続構造が本技術の実施の形態1に係る二次電池1と異なるため、本技術の実施の形態1に係る二次電池1と同様である構成、および実施の形態3~7間で同様である構成については説明を繰り返さない。
(実施の形態3)
図28は、実施の形態3に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。図29は、図28に示す集電体のXXIX-XXIX断面図である。
図28および図29に示すように、本実施の形態における第2集電体420B、第4集電体440Bおよび第6集電体460Bの各々は、Z方向の端部側において折り返し部Fを有している。折り返し部Fは、YZ平面から傾斜してケース本体110に向かって凸形状を有するように折り返されている。
第2集電体420B、第4集電体440Bおよび第6集電体460Bの各々は、折り返し部F以外の平板部分において隙間G1があいている。これにより、折り返し部F分において、集電体同士が接触しやすい。また、電極タブが折り曲げられたことによる反力が集電体に向かってかかる。これにより、集電体同士を密着させることができる。
本技術の実施の形態3に係る二次電池およびその製造方法においては、第2集電体420Bと第6集電体460Bとが重なる第1重なり領域R31、および第4集電体440Bと第6集電体460Bとが重なる第2重なり領域R32を設けることによって、集電体同士の接合可能な領域を確保して、集電体同士を安定的に接続することができる。ケース本体110の第2開口114と第2封口板130との間から高エネルギー線2を照射して集電体同士を接続する場合に、第1開口113と第2開口114とが並ぶ第1の方向に交差する方向からの高エネルギー線2の照射に対して、集電体同士の溶接可能範囲を確保しやすくすることができる。
(実施の形態4)
図30は、実施の形態4に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。図31は、図30に示す集電体のXXXI-XXXI断面図である。
図30および図31に示すように、本実施の形態における各集電体は、Z方向の端部側において折り返し部Fを有している。折り返し部Fの先端にはZ方向に延びる延出部Eが設けられている。
第6集電体460Cは、延出部Eにおいて隙間G2があいている。これにより、各集電体と絶縁部材との距離をあけることができるため、集電体同士を高エネルギー線で接合する際の熱が絶縁部材に伝わり難くすることができる。
第2集電体420Cおよび第6集電体460Cの延出部Eどうしが当接することによって、第1開口113と第2開口114とが並ぶ第1の方向(X方向)に交差する方向(Y方向およびZ方向)に延び、第2集電体420Cと第6集電体460Cとが第1の方向(X方向)において当接する第1当接領域R41が形成されている。第1当接領域R41は、第2集電体420Cと第6集電体460Cとの当接面を含む。第1当接領域R41は、第1の方向(X方向)に交差する面上に広がっている。第1当接領域R41は、Y方向およびZ方向にそれぞれ延びている。第1当接領域R41は、第2封口板130に沿うように配置されることが好ましい。
また、第4集電体440Cおよび第6集電体460Cの延出部Eどうしが当接することによって、第1の方向(X方向)に交差する方向(Y方向およびZ方向)に延び、第4集電体440Cと第6集電体460Cとが第1の方向(X方向)において当接する第2当接領域R42が形成されている。
第1当接領域R41の端部において、第2集電体420Cと第6集電体460Cとが溶接接続される。第2当接領域R42の端部において、第4集電体440Cと第6集電体460Cとが溶接接続される。
二次電池の第1封口板120側における集電体同士の接続は、第2封口板130側における集電体同士の接続と同様に構成される。
具体的には、第1の方向に交差する方向に延び、第1集電体と第5集電体とが第1の方向(X方向)において当接する第3当接領域が形成される。第1の方向に交差する方向に延び、第3集電体と第5集電体とが第1の方向において当接する第4当接領域が形成される。第3当接領域の端部において、第1集電体と第5集電体とが溶接接続される。第4当接領域の端部において、第3集電体と第5集電体とが溶接接続される。
本技術の実施の形態4に係る二次電池およびその製造方法においては、第1当接領域R41および第2当接領域R42を設けることによって、集電体同士の接合可能な領域を確保して、集電体同士を安定的に接続しやすくすることができる。特に、接合する集電体同士の互いの位置決めを高精度にすることなく、集電体同士の接合箇所を確保することができる。
本技術の実施の形態4に係る二次電池およびその製造方法においては、第3当接領域および第4当接領域を設けることによって、第1集電体または第3集電体と第5集電体との接合可能な領域を確保して、集電体同士を安定的に接続しやすくすることができる。
(実施の形態5)
図32は、実施の形態5に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。図33は、図32に示す集電体のXXXIII-XXXIII断面図である。
図32および図33に示すように、本実施の形態における第2集電体420D、第4集電体440Dおよび第6集電体460Dの各々は、Z方向の端部側において折り返し部Fを有している。折り返し部Fの先端にはZ方向に延びる延出部Eが設けられている。延出部Eの先端が接合される集電体同士において離れる方向に屈曲している。延出部Eのうちの接触部分は、先端から内側になるため、溶接ダレが発生しにくい。
(実施の形態6)
図34は、実施の形態6に係る二次電池が備える集電体の構成を示す斜視図である。図35は、図34に示す集電体のXXXV-XXXV断面図である。
図34および図35に示すように、本実施の形態における第6集電体460Eは、第2集電体420Eおよび第4集電体440Eに対して、X方向の厚みが厚い。これにより、集電体同士を高エネルギー線2で接合する際の熱の許容量を第6集電体460Eにおいて多く確保することができるため、集電体同士を高エネルギー線で接合する際の熱が絶縁部材に伝わり難くすることができる。
第2集電体420Eおよび第4集電体440Eには、ヒューズ部422Eが設けられている。集電体が過度に発熱した場合、正極集電体のうちの絶縁部材からできるだけ離れたヒューズ部422Eにおいて優先的に集電体が溶融する。
(実施の形態7)
図36は、実施の形態7に係る二次電池が備える集電体の構成を示す断面図である。
図36に示すように、本実施の形態における第6集電体460Fは、第2集電体420Fおよび第4集電体に対して、X方向の厚みが厚い。第6集電体460Fは、折り返し部Fの先端側に位置する延出部Eにおいて隙間G3があいている。これにより、絶縁部材との距離をあけることができるため、集電体同士を高エネルギー線2で接合する際の熱が絶縁部材に伝わり難くすることができる。
本技術の実施の形態5~7に係る二次電池およびその製造方法においては、第1当接領域R51,R61,R71および第2当接領域R52,R62を設けることによって、集電体同士の接合可能な領域を確保して、集電体同士を安定的に接続しやすくすることができる。特に、接合する集電体同士の互いの位置決めを高精度にすることなく、集電体同士の接合箇所を確保することができる。
第1封口板120および第2封口板130は、それぞれ、互いに平行に配置される一対の長端辺と、互いに平行に配置される一対の長端辺よりも短い短端辺とを有することが好ましい。この場合において、一対の長端辺が延びる方向が長手方向となる。
以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 二次電池、2 高エネルギー線、100 ケース、110 ケース本体、111 第1側面部、112,112A,112B 第2側面部、113 第1開口、114 第2開口、115 接合部、120 第1封口板、130 第2封口板、134 注液孔、150 ガス排出弁、200,200A 電極体、201,201A 第1電極体、202,202A 第2電極体、205 第1の端部、206 第2の端部、207 第3の端部、208 第4の端部、210 負極板、210S 負極原板、211 負極芯体、212 負極活物質層、220,220A 第1電極タブ、221,251,271,281 湾曲部、222,222A,252,272,272A,282 先端部、230 負極タブ、240 正極板、240S 正極原板、241 正極芯体、242 正極活物質層、243 正極保護層、250 第2電極タブ、260 正極タブ、270,270A 第3電極タブ、280 第4電極タブ、300 電極端子、301 負極端子、302 正極端子、303 第1板部、304 第2板部、400 集電体、400A 負極集電体、400B 正極集電体、410 第1集電体、411,421,431,441 接合箇所、420,420B,420C,420D,420E,420F 第2集電体、422E ヒューズ部、430 第3集電体、440,440B,440C,440D,440E 第4集電体、450 第5集電体、460,460B,460C,460D,460E,460F 第6集電体、510 第1絶縁部材、520 第2絶縁部材、530 第3絶縁部材、600,600A スペーサ、610 第1部品、620 第2部品、630A 第3部品、700 絶縁シート、E 延出部、F 折り返し部、G1,G2,G3 隙間、P1,P2 溶接位置、R11,R31 第1重なり領域、R12,R32 第2重なり領域、R41,R51,R61,R71 第1当接領域、R42,R52,R62 第2当接領域。

Claims (11)

  1. 第1電極と、前記第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む、第1電極体および第2電極体と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を収容するケースと、を備え、
    前記ケースは、第1の側の端部に位置する第1開口および前記第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する筒状のケース本体と、前記第1開口を封口する第1封口板と、前記第2開口を封口する第2封口板と、を含み、
    前記第1封口板には、前記第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられ、
    前記第2封口板には、前記第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられ、
    前記第1電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有し、
    前記第2電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有し、
    前記第1電極タブは、第1集電体に接合され、
    前記第2電極タブは、第2集電体に接合され、
    前記第3電極タブは、第3集電体に接合され、
    前記第4電極タブは、第4集電体に接合され、
    前記第1集電体および前記第3集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第2集電体および前記第4集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第1集電体および前記第3集電体の各々は、前記第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続され、
    前記第2集電体および前記第4集電体の各々は、前記第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続され
    前記第1開口と前記第2開口とが並ぶ第1の方向に交差する方向に延び、前記第2集電体と前記第6集電体とが当接する第1当接領域と、
    前記第1の方向に交差する方向に延び、前記第4集電体と前記第6集電体とが当接する第2当接領域と、を備え、
    前記第1当接領域の端部において、前記第2集電体と前記第6集電体とが溶接接続され、
    前記第2当接領域の端部において、前記第4集電体と前記第6集電体とが溶接接続されている、二次電池。
  2. 前記第2集電体の端部が前記第6集電体と溶接接合され、
    前記第4集電体の端部が前記第6集電体と溶接接合されている、請求項1に記載の二次電池。
  3. 前記第1の方向に交差する方向に延び、前記第1集電体と前記第5集電体とが当接する第3当接領域と、
    前記第1の方向に交差する方向に延び、前記第3集電体と前記第5集電体とが当接する第4当接領域と、を備え、
    前記第3当接領域の端部において、前記第1集電体と前記第5集電体とが溶接接続され、
    前記第4当接領域の端部において、前記第3集電体と前記第5集電体とが溶接接続されている、請求項2に記載の二次電池。
  4. 第1電極と、前記第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む、第1電極体および第2電極体と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を収容するケースと、を備え、
    前記ケースは、第1の側の端部に位置する第1開口および前記第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する筒状のケース本体と、前記第1開口を封口する第1封口板と、前記第2開口を封口する第2封口板と、を含み、
    前記第1封口板には、前記第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられ、
    前記第2封口板には、前記第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられ、
    前記第1電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有し、
    前記第2電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有し、
    前記第1電極タブは、第1集電体に接合され、
    前記第2電極タブは、第2集電体に接合され、
    前記第3電極タブは、第3集電体に接合され、
    前記第4電極タブは、第4集電体に接合され、
    前記第1集電体および前記第3集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第2集電体および前記第4集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第1集電体および前記第3集電体の各々は、前記第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続され、
    前記第2集電体および前記第4集電体の各々は、前記第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続され、
    前記第2封口板の厚み方向に沿って見たときに、前記第2集電体と前記第6集電体とが重なるように配置された領域と、前記第4集電体と前記第6集電体とが重なるように配置された領域を有し、
    前記第2封口板は、前記第1開口と前記第2開口とが並ぶ第1の方向に直交する方向において、長手方向および短手方向を有し、
    記第2集電体と前記第6集電体とが、前記長手方向の端部側において、互いに重なる第1重なり領域と、
    記第4集電体と前記第6集電体とが、前記長手方向の端部側において、互いに重なる第2重なり領域と、を備え、
    前記第1重なり領域において、前記第2集電体と前記第6集電体とが溶接接続され、
    前記第2重なり領域において、前記第4集電体と前記第6集電体とが溶接接続された、二次電池。
  5. 記第1集電体と前記第5集電体とが、前記第1封口板の前記長手方向の端部側において、互いに重なる第3重なり領域と、
    記第3集電体と前記第5集電体とが、前記第1封口板の前記長手方向の端部側において、互いに重なる第4重なり領域と、を備え、
    前記第3重なり領域において、前記第1集電体と前記第5集電体とが溶接接続され、
    前記第4重なり領域において、前記第3集電体と前記第5集電体とが溶接接続されている、請求項4に記載の二次電池。
  6. 第1電極と、前記第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む、第1電極体および第2電極体と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を収容するケースと、を備え、
    前記ケースは、第1の側の端部に位置する第1開口および前記第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する筒状のケース本体と、前記第1開口を封口する第1封口板と、前記第2開口を封口する第2封口板と、を含み、
    前記第1封口板には、前記第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられ、
    前記第2封口板には、前記第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられ、
    前記第1電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有し、
    前記第2電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有し、
    前記第1電極タブは、第1集電体に接合され、
    前記第2電極タブは、第2集電体に接合され、
    前記第3電極タブは、第3集電体に接合され、
    前記第4電極タブは、第4集電体に接合され、
    前記第1集電体および前記第3集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第2集電体および前記第4集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第1集電体および前記第3集電体の各々は、前記第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続され、
    前記第2集電体および前記第4集電体の各々は、前記第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続され、
    前記第2封口板の厚み方向に沿って見たときに、前記第2集電体と前記第6集電体が重なるように配置された領域と、前記第4集電体と前記第6集電体とが重なるように配置された領域を有し、
    前記第2封口板上に絶縁部材が配置され、
    前記第6集電体は前記絶縁部材上に配置された第1の領域と、前記第2封口板の厚み方向において前記絶縁部材から離れた第2の領域を有し、
    前記第2の領域に、前記第2集電体および前記第4集電体が接続された、二次電池。
  7. 第1電極と、前記第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む、第1電極体および第2電極体と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を収容するケースと、を備え、
    前記ケースは、第1の側の端部に位置する第1開口および前記第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する筒状のケース本体と、前記第1開口を封口する第1封口板と、前記第2開口を封口する第2封口板と、を含み、
    前記第1封口板には、前記第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられ、
    前記第2封口板には、前記第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられ、
    前記第1電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有し、
    前記第2電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有し、
    前記第1電極タブは、第1集電体に接合され、
    前記第2電極タブは、第2集電体に接合され、
    前記第3電極タブは、第3集電体に接合され、
    前記第4電極タブは、第4集電体に接合され、
    前記第1集電体および前記第3集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第2集電体および前記第4集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第1集電体および前記第3集電体の各々は、前記第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続され、
    前記第2集電体および前記第4集電体の各々は、前記第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続され、
    前記第1封口板と前記第1電極体との間には第1スペーサが配置され、
    前記第1封口板と前記第2電極体との間には第2スペーサが配置され、
    前記第2封口板と前記第1電極体との間には第3スペーサが配置され、
    前記第2封口板と前記第2電極体との間には第4スペーサが配置され、
    前記第1電極タブは、前記ケース本体側の面に第1凹部が形成されるように湾曲し、前記第1凹部内に前記第1スペーサが配置され、
    前記第2電極タブは、前記ケース本体側の面に第2凹部が形成されるように湾曲し、前記第2凹部内に前記第2スペーサが配置され、
    前記第3電極タブは、前記ケース本体側の面に第3凹部が形成されるように湾曲し、前記第3凹部内に前記第3スペーサが配置され、
    前記第4電極タブは、前記ケース本体側の面に第4凹部が形成されるように湾曲し、前記第4凹部内に前記第4スペーサが配置された、二次電池。
  8. 第1電極と、前記第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む、第1電極体および第2電極体と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を収容するケースと、を備え、
    前記ケースは、第1の側の端部に位置する第1開口および前記第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する筒状のケース本体と、前記第1開口を封口する第1封口板と、前記第2開口を封口する第2封口板と、を含み、
    前記第1封口板には、前記第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられ、
    前記第2封口板には、前記第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられ、
    前記第1電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有し、
    前記第2電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有し、
    前記第1電極タブは、第1集電体に接合され、
    前記第2電極タブは、第2集電体に接合され、
    前記第3電極タブは、第3集電体に接合され、
    前記第4電極タブは、第4集電体に接合され、
    前記第1集電体および前記第3集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第2集電体および前記第4集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第1集電体および前記第3集電体の各々は、前記第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続され、
    前記第2集電体および前記第4集電体の各々は、前記第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続されている、二次電池の製造方法であって、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第1集電体に前記第1電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第2集電体に前記第2電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第3集電体に前記第3電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第4集電体に前記第4電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体の厚み方向において、前記第1電極体および前記第2電極体を重ね合わせる工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を重ね合わせた後に、前記第1集電体および前記第3集電体を前記第5集電体に接続する工程と、
    前記第1集電体および前記第3集電体を前記第5集電体に接続した後に、前記第1電極体および前記第2電極体を、前記第2電極タブおよび前記第4電極タブ側を先頭に、前記第1開口から前記ケース本体に挿入する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を前記ケース本体に挿入した後に、前記第2開口から突出した、前記第2集電体および前記第4集電体を前記第6集電体に接続する工程とを備え
    前記第2集電体および前記第4集電体を前記第6集電体に接続するときに、
    前記第2封口板が前記第2開口に対向するように配置され、
    前記第2封口板と前記ケース本体の前記第2開口側の端部の間から、前記第2集電体および前記第6集電体の少なくとも一方に高エネルギー線を照射して、前記第2集電体および前記第6集電体を溶接し、
    前記第2封口板と前記ケース本体の前記第2開口側の端部の間から、前記第4集電体および前記第6集電体の少なくとも一方に高エネルギー線を照射して、前記第4集電体および前記第6集電体を溶接する、二次電池の製造方法。
  9. 第1電極と、前記第1電極とは極性が異なる第2電極と、を各々含む、第1電極体および第2電極体と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を収容するケースと、を備え、
    前記ケースは、第1の側の端部に位置する第1開口および前記第1の側の端部とは反対側にある第2の側の端部に位置する第2開口を有する筒状のケース本体と、前記第1開口を封口する第1封口板と、前記第2開口を封口する第2封口板と、を含み、
    前記第1封口板には、前記第1電極に電気的に接続される第1電極端子が設けられ、
    前記第2封口板には、前記第2電極に電気的に接続される第2電極端子が設けられ、
    前記第1電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続される第1電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続される第2電極タブを有し、
    前記第2電極体は、前記第1封口板側の端部に前記第1電極に電気的に接続された第3電極タブを有し、前記第2封口板側の端部に前記第2電極に電気的に接続された第4電極タブを有し、
    前記第1電極タブは、第1集電体に接合され、
    前記第2電極タブは、第2集電体に接合され、
    前記第3電極タブは、第3集電体に接合され、
    前記第4電極タブは、第4集電体に接合され、
    前記第1集電体および前記第3集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第2集電体および前記第4集電体は、別々の部品により構成され、
    前記第1集電体および前記第3集電体の各々は、前記第1電極端子に電気的に接続される第5集電体に接続され、
    前記第2集電体および前記第4集電体の各々は、前記第2電極端子に電気的に接続される第6集電体に接続されている、二次電池の製造方法であって、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第1集電体に前記第1電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第2集電体に前記第2電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第3集電体に前記第3電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を作製した後に、前記第4集電体に前記第4電極タブを接合する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体の厚み方向において、前記第1電極体および前記第2電極体を重ね合わせる工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を重ね合わせた後に、前記第1集電体および前記第3集電体を前記第5集電体に接続する工程と、
    前記第1集電体および前記第3集電体を前記第5集電体に接続した後に、前記第1電極体および前記第2電極体を、前記第2電極タブおよび前記第4電極タブ側を先頭に、前記第1開口から前記ケース本体に挿入する工程と、
    前記第1電極体および前記第2電極体を前記ケース本体に挿入した後に、前記第2開口から突出した、前記第2集電体および前記第4集電体を前記第6集電体に接続する工程とを備え、
    前記第2封口板はその外周縁に、一対の第1端辺と、一対の第2端辺とを有し、
    前記第1端辺は、前記第2端辺よりも短く、
    前記第2開口の縁部は、一つの第3端辺と、一対の第4端辺を有し、
    前記第3端辺は、前記第4端辺よりも短く、
    前記第2集電体および前記第4集電体を前記第6集電体に接続するときに、
    前記第1端辺と前記第3端辺の間から、前記第2集電体および前記第6集電体の少なくとも一方に高エネルギー線を照射して、前記第2集電体および前記第6集電体を溶接し、
    前記第1端辺と前記第3端辺との間から、前記第4集電体および前記第6集電体の少なくとも一方に高エネルギー線を照射して、前記第4集電体および前記第6集電体を溶接する、二次電池の製造方法。
  10. 前記第1開口と前記第2開口とが並ぶ第1の方向に交差する方向に延び、前記第2集電体と前記第6集電体とが当接する第1当接領域と、
    前記第1の方向に交差する方向に延び、前記第4集電体と前記第6集電体とが当接する第2当接領域と、を備え、
    前記第1当接領域の端部において、前記第2集電体と前記第6集電体とが溶接接続され、
    前記第2当接領域の端部において、前記第4集電体と前記第6集電体とが溶接接続されている、請求項または請求項に記載の二次電池の製造方法。
  11. 前記第2封口板は、前記第1開口と前記第2開口とが並ぶ第1の方向に直交する方向において、長手方向および短手方向を有し、
    記第2集電体と前記第6集電体とが、前記長手方向の端部側において、互いに重なる第1重なり領域と、
    記第4集電体と前記第6集電体とが、前記長手方向の端部側において、互いに重なる第2重なり領域と、を備え、
    前記第1重なり領域において、前記第2集電体と前記第6集電体とが溶接接続され、
    前記第2重なり領域において、前記第4集電体と前記第6集電体とが溶接接続されている、請求項または請求項に記載の二次電池の製造方法。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002279961A (ja) 2001-03-16 2002-09-27 Yuasa Corp 密閉形電池
JP2004213937A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
WO2014013993A1 (ja) 2012-07-17 2014-01-23 新神戸電機株式会社 二次電池の端子構造及び二次電池
WO2014141554A1 (ja) 2013-03-15 2014-09-18 新神戸電機株式会社 二次電池
JP2014182932A (ja) 2013-03-19 2014-09-29 Gs Yuasa Corp 蓄電素子、集電体製造方法
JP2018129153A (ja) 2017-02-07 2018-08-16 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
CN212571193U (zh) 2020-06-23 2021-02-19 欣旺达电动汽车电池有限公司 一种双通单体电池和电池包
WO2021060009A1 (ja) 2019-09-26 2021-04-01 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
JP2022115110A (ja) 2021-01-28 2022-08-09 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池
US20230066385A1 (en) 2021-08-30 2023-03-02 Northvolt Ab Secondary cell

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100627374B1 (ko) 2005-07-29 2006-09-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101553583B1 (ko) * 2014-01-28 2015-09-16 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR20230092267A (ko) * 2021-12-17 2023-06-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002279961A (ja) 2001-03-16 2002-09-27 Yuasa Corp 密閉形電池
JP2004213937A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
WO2014013993A1 (ja) 2012-07-17 2014-01-23 新神戸電機株式会社 二次電池の端子構造及び二次電池
WO2014141554A1 (ja) 2013-03-15 2014-09-18 新神戸電機株式会社 二次電池
JP2014182932A (ja) 2013-03-19 2014-09-29 Gs Yuasa Corp 蓄電素子、集電体製造方法
JP2018129153A (ja) 2017-02-07 2018-08-16 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
WO2021060009A1 (ja) 2019-09-26 2021-04-01 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
CN212571193U (zh) 2020-06-23 2021-02-19 欣旺达电动汽车电池有限公司 一种双通单体电池和电池包
JP2022115110A (ja) 2021-01-28 2022-08-09 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池
US20230066385A1 (en) 2021-08-30 2023-03-02 Northvolt Ab Secondary cell

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