WO2021060009A1 - 二次電池及びその製造方法 - Google Patents

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WO2021060009A1 PCT/JP2020/034404 JP2020034404W WO2021060009A1 WO 2021060009 A1 WO2021060009 A1 WO 2021060009A1 JP 2020034404 W JP2020034404 W JP 2020034404W WO 2021060009 A1 WO2021060009 A1 WO 2021060009A1
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裕明 今西
幸延 宮村
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • This disclosure relates to a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery.
  • Secondary batteries such as alkaline secondary batteries and non-aqueous electrolyte secondary batteries are used in driving power sources for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV, PHEV).
  • EV electric vehicles
  • HEV hybrid electric vehicles
  • a battery case is composed of a bottomed tubular exterior body having an opening and a sealing plate that seals the opening.
  • An electrode body composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator is housed in the battery case together with an electrolyte.
  • a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are attached to the sealing plate.
  • the positive electrode terminal is electrically connected to the positive electrode plate via the positive electrode current collector, and the negative electrode terminal is electrically connected to the negative electrode plate via the negative electrode current collector.
  • Such a secondary battery has an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a separator, current collecting tabs are formed at both ends of the electrode group, and the current collecting tab is a winding shaft of the electrode group.
  • Patent Document 1 A secondary battery welded to a lead in a state of being bent with respect to the extending direction has been proposed (Patent Document 1 below).
  • the secondary battery according to one form of the present disclosure is An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate, A square exterior body having an opening and accommodating the electrode body, A sealing plate that seals the opening and A secondary battery provided with a terminal attached to the sealing plate.
  • the electrode body has a positive electrode tab group at one end and a negative electrode tab group at the other end.
  • the square exterior body has a bottom, a pair of first side walls arranged to face each other, and a pair of second side walls arranged to face each other.
  • the positive electrode tab group or the negative electrode tab group and the terminal are electrically connected by a first current collector and a second current collector.
  • the first current collector is arranged between a first region arranged between the sealing plate and the electrode body, and between the first side wall and the electrode body which is bent from the end of the first region. Including the second area
  • the positive electrode tab group or the negative electrode tab group is connected to the second current collector in a bent state.
  • the second current collector is welded to the second region.
  • the secondary battery has a higher volumetric energy density and a structure that is easy to assemble.
  • a plurality of the second current collectors connected to the positive electrode tab group or the negative electrode tab group of each of the plurality of electrode bodies are welded to the second region of the first current collector. Can be done.
  • the positive electrode tab group or the negative electrode tab group provided on one electrode body is divided into a plurality of parts.
  • a plurality of the second current collectors connected to each of the positive electrode tab group or the negative electrode tab group divided into a plurality of parts are provided.
  • a plurality of the second current collectors may be welded to the second region of the first current collector.
  • the second current collector includes a second area connection portion and a tab connection portion.
  • the second region connection is welded to the second region.
  • the positive electrode tab group or the negative electrode tab group is connected to the tab connection portion, and the positive electrode tab group or the negative electrode tab group is connected.
  • the distance between the first side wall and the tab connection portion may be smaller than the distance between the first side wall and the second region connection portion.
  • the second current collector is provided with a recess.
  • a through hole is provided inside the recess.
  • the second current collector may be welded to the second region inside the recess.
  • the second current collector has a plate-like region arranged along one of the first side walls.
  • the positive electrode tab group or the negative electrode tab group may be configured to be connected to a surface located on the electrode body side in the plate-shaped region.
  • a fuse portion is provided between the welded portion between the second current collector and the second region and the joint portion between the second current collector and the positive electrode tab group or the negative electrode tab group. Can be provided.
  • At least one of the positive electrode tab group and the negative electrode tab group can be configured to be provided at a position eccentric to the sealing plate side in the electrode body.
  • the method for manufacturing a secondary battery is as follows.
  • An electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate, A square exterior body having an opening and accommodating the electrode body, A sealing plate that seals the opening and With a terminal attached to the sealing plate,
  • the electrode body has a positive electrode tab group at one end and a negative electrode tab group at the other end.
  • the square exterior body has a bottom, a pair of first side walls arranged to face each other, and a pair of second side walls arranged to face each other.
  • the positive electrode tab group or the negative electrode tab group and the terminal are a method for manufacturing a secondary battery electrically connected by a first current collector and a second current collector.
  • a secondary battery having a higher volumetric energy density can be easily manufactured.
  • the first current collector is arranged between a first region arranged between the sealing plate and the electrode body, and between the first side wall and the electrode body which is bent from the end of the first region. Including the second area The second current collector to which the positive electrode tab group or the negative electrode tab group is connected can be welded to the second region.
  • the second current collector is provided with a recess.
  • a through hole is provided in the recess.
  • the second current collector can be welded to the second region by irradiating the recess with high energy rays.
  • Notches are provided at both ends of the second region in the width direction.
  • the second current collector can be welded to the second region while holding the notch.
  • the terminal is a negative electrode terminal and
  • the first current collector is a first negative electrode current collector.
  • the first region is a negative electrode first region, and is The second region is a negative electrode second region, and is The second current collector is a second negative electrode current collector.
  • a first positive electrode current collector and a second positive electrode current collector are provided.
  • the first positive electrode current collector has a positive electrode first region arranged between the sealing plate and the electrode body, and a positive electrode second region arranged between the other first side wall and the electrode body.
  • the step of attaching the first positive electrode current collector to the sealing plate and A step of connecting the positive electrode tab group and the second positive electrode current collector, and A step of bending the positive electrode tab group and changing the direction of the second positive electrode current collector connected to the positive electrode tab group.
  • the positive electrode tab group is connected to the positive electrode second region of the first positive electrode current collector attached to the sealing plate and the negative electrode second region of the first negative electrode current collector attached to the sealing plate.
  • a step of arranging between the second positive electrode current collector and the second negative electrode current collector to which the negative electrode tab group is connected, and A step of reducing the distance between the second positive electrode current collector and the second negative electrode current collector, and It can have a step of welding the positive electrode second region and the second positive electrode current collector, and welding the negative electrode second region and the second negative electrode current collector.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3A is a diagram showing a battery outer surface side of a sealing plate to which a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, a first positive electrode current collector, and a first negative electrode current collector are attached.
  • FIG. 3B is a diagram showing the inner surface side of the battery of the sealing plate to which the positive electrode terminal, the negative electrode terminal, the first positive electrode current collector, and the first negative electrode current collector are attached.
  • FIG. 4 is a plan view of the positive electrode plate according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of the negative electrode plate according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the electrode body according to the embodiment.
  • FIG. 7A is a plan view of the second positive electrode current collector according to the embodiment.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the second positive electrode current collector along the VIIB-VIIB line in FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the positive electrode tab group is connected to the second positive electrode current collector.
  • FIG. 8 is a perspective view of an electrode body to which the second positive electrode current collector and the second negative electrode current collector are attached.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the vicinity of the connection portion between the second positive electrode current collector and the positive electrode tab group, and is a diagram showing a state in which the positive electrode tab group is bent and fixed.
  • FIG. 11 is a perspective view of a group of electrode bodies including a plurality of electrode bodies.
  • FIG. 12A is a diagram showing a state in which the first positive electrode current collector and the first negative electrode current collector are arranged between the second positive electrode current collector and the second negative electrode current collector.
  • FIG. 12B is a diagram showing a state in which the distance between the second positive electrode current collector and the second negative electrode current collector is reduced.
  • FIG. 12C is a diagram showing a state after connecting the first positive electrode current collector and the second positive electrode current collector and connecting the first negative electrode current collector and the second negative electrode current collector.
  • FIG. 13 is a perspective view of the sealing plate and the electrode body group after connecting the first positive electrode current collector and the second positive electrode current collector and connecting the first negative electrode current collector and the second negative electrode current collector.
  • FIG. 14 is a developed view of the electrode body holder according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the vicinity of the connection portion between the second positive electrode current collector and the positive electrode tab group in another embodiment, and is a diagram showing a state in which the positive electrode tab group is bent and fixed.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a state in which the positive electrode tab group is connected to the second positive electrode current collector in another embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the vicinity of the connection portion between the second positive electrode current collector and the positive electrode tab group in another embodiment, and is a diagram showing a state in which the positive electrode tab group is bent and fixed.
  • FIG. 18 is a diagram showing a state in which the second positive electrode current collector is connected to the first positive electrode current collector in another embodiment.
  • the secondary battery 20 includes a battery case 100 including a bottomed square tubular outer body 1 having an opening and a sealing plate 2 for sealing the opening of the square outer body 1.
  • the square exterior body 1 has a bottom portion 1a, a pair of first side walls 1b and 1c, and a pair of second side walls 1d and 1e.
  • the pair of first side walls 1b and 1c are arranged so as to face each other, and the pair of second side walls 1d and 1e are arranged so as to face each other.
  • the area of the pair of first side walls 1b and 1c is smaller than the area of the pair of second side walls 1d and 1e.
  • the square exterior body 1 and the sealing plate 2 are preferably made of metal, more preferably aluminum or iron, respectively.
  • the electrode body 3 including the positive electrode plate 4 and the negative electrode plate 5 is housed together with the electrolyte.
  • the electrode body 3 according to the embodiment is a flat wound electrode body in which a band-shaped positive electrode plate 4 and a band-shaped negative electrode plate 5 are wound via a band-shaped separator.
  • the positive electrode tab group 40 is provided at one end in the direction in which the winding shaft extends
  • the negative electrode tab group 50 is provided at the other end in the direction in which the winding shaft extends. ..
  • a positive electrode terminal 8 and a negative electrode terminal 9 are attached to the sealing plate 2.
  • the positive electrode tab group 40 is electrically connected to the positive electrode terminal 8 via the positive electrode current collector 6.
  • the positive electrode current collector 6 includes a first positive electrode current collector 61 and a second positive electrode current collector 62.
  • the negative electrode tab group 50 is electrically connected to the negative electrode terminal 9 via the negative electrode current collector 7.
  • the negative electrode current collector 7 includes a first negative electrode current collector 71 and a second negative electrode current collector 72.
  • the positive electrode tab group 40 includes a plurality of positive electrode tabs 4b.
  • the second positive electrode current collector 62 has a region arranged along the first side wall 1b of the square exterior body 1.
  • the positive electrode tab group 40 is connected to the region of the second positive electrode current collector 62 arranged along the first side wall 1b in a bent state.
  • the second positive electrode current collector 62 has a plate-shaped region arranged along the first side wall 1b of the square exterior body 1, and the positive electrode tab group 40 is provided on the surface of the plate-shaped region on the electrode body 3 side. It is connected.
  • the inclination of the plate-shaped region with respect to the first side wall 1b is preferably smaller than ⁇ 30 °, more preferably smaller than ⁇ 15 °, and even more preferably smaller than ⁇ 10 °. It is more preferable that the plate-shaped region is substantially parallel to the first side wall 1b (for example, the inclination of the plate-shaped region with respect to the first side wall 1b is within ⁇ 5 °).
  • the negative electrode tab group 50 includes a plurality of negative electrode tabs 5b.
  • the second negative electrode current collector 72 has a region arranged along the first side wall 1c of the square exterior body 1.
  • the negative electrode tab group 50 is connected to the region of the second negative electrode current collector 72 arranged along the first side wall 1c in a bent state.
  • the second negative electrode current collector 72 has a plate-shaped region arranged along the first side wall 1c of the square exterior body 1, and the negative electrode tab group 50 is provided on the surface of the plate-shaped region on the electrode body 3 side. It is connected.
  • the inclination of the plate-shaped region with respect to the first side wall 1c is preferably smaller than ⁇ 30 °, more preferably smaller than ⁇ 15 °, and even more preferably smaller than ⁇ 10 °. It is more preferable that the plate-shaped region is substantially parallel to the first side wall 1c (for example, the inclination of the plate-shaped region with respect to the first side wall 1b is within ⁇ 5 °).
  • a resin external insulating member 10 is arranged between the sealing plate 2 and the positive electrode terminal 8.
  • a resin internal insulating member 11 is arranged between the sealing plate 2 and the first positive electrode current collector 61.
  • An external insulating member 12 made of resin is arranged between the sealing plate 2 and the negative electrode terminal 9.
  • a resin internal insulating member 13 is arranged between the sealing plate 2 and the first negative electrode current collector 71.
  • the electrode body 3 is arranged inside the electrode body holder 14 in which a resin insulating sheet is bent into a box shape or a bag shape.
  • the sealing plate 2 is provided with an electrolytic solution injection hole 15, and the electrolytic solution injection hole 15 is sealed by a sealing member 16.
  • the sealing plate 2 is provided with a gas discharge valve 17 that breaks when the pressure inside the battery case 100 exceeds a predetermined value and discharges the gas inside the battery case 100.
  • the sealing plate 2 has a positive electrode terminal mounting hole near one end and a negative electrode terminal mounting hole near the other end.
  • the external insulating member 10 is arranged on the outer surface side around the positive electrode terminal mounting hole of the sealing plate 2, and the internal insulating member 11 and the first positive electrode current collector 61 are arranged on the inner surface side around the positive electrode terminal mounting hole of the sealing plate 2.
  • the positive electrode terminal 8 is inserted into the through hole of the external insulating member 10, the positive electrode terminal mounting hole of the sealing plate 2, the through hole of the internal insulating member 11, and the through hole of the first positive electrode current collector 61 from the outside of the battery. Insert and crimp the positive electrode terminal 8 onto the first positive electrode current collector 61. Further, it is more preferable to weld the crimped portion of the positive electrode terminal 8 to the first positive electrode current collector 61.
  • the external insulating member 12 is arranged on the outer surface side around the negative electrode terminal mounting hole of the sealing plate 2, and the internal insulating member 13 and the first negative electrode current collector 71 are arranged on the inner surface side around the negative electrode terminal mounting hole of the sealing plate 2.
  • the negative electrode terminal 9 is inserted into the through hole of the external insulating member 12, the negative electrode terminal mounting hole of the sealing plate 2, the through hole of the internal insulating member 13, and the through hole of the first negative electrode current collector 71 from the outside of the battery. Insert and crimp the negative electrode terminal 9 onto the first negative electrode current collector 71. Further, it is more preferable to weld the crimped portion of the negative electrode terminal 9 to the first negative electrode current collector 71.
  • FIG. 3A and 3B are perspective views of the sealing plate 2 to which the positive electrode terminal 8, the first positive electrode current collector 61, the negative electrode terminal 9, and the first negative electrode current collector 71 are attached.
  • FIG. 3A shows the outside side of the battery
  • FIG. 3B shows the inside side of the battery.
  • the first positive electrode current collector 61 has a first region 61a arranged along the sealing plate 2 and a second region 61b bent from the end of the first region 61a.
  • the first region 61a is arranged between the sealing plate 2 and the electrode body 3.
  • the second region 61b extends from the first region 61a toward the bottom 1a of the square exterior body 1.
  • the second region 61b is arranged between the first side wall 1b of the square exterior body 1 and the electrode body 3.
  • the first negative electrode current collector 71 has a first region 71a arranged along the sealing plate 2 and a second region 71b bent from the end of the first region 71a.
  • the first region 71a is arranged between the sealing plate 2 and the electrode body 3.
  • the second region 71b extends from the first region 71a toward the bottom portion 1a of the square exterior body 1.
  • the second region 71b is arranged between the first side wall 1c of the square exterior body 1 and the electrode body 3.
  • the cutout portion 61c is preferably arranged on the bottom portion 1a side of the square exterior body 1 from the internal side insulating member 11 in the second region 61b.
  • the cutout portion 61c is preferably provided in the vicinity of the end portion on the first region 61a side in the second region 61b.
  • the second region 71b of the first negative electrode current collector 71 is also preferably provided with cutouts 71c at both ends in the width direction.
  • the cutout portion 61c preferably has a region not covered by the wall portion of the inner side insulating member 11.
  • the positive electrode terminal 8 and the first positive electrode current collector 61 are preferably made of metal, more preferably made of aluminum.
  • the negative electrode terminal 9 and the first negative electrode current collector 71 are preferably made of metal, more preferably copper.
  • the negative electrode terminal 9 can include a region made of aluminum and a region made of copper. In this case, it is preferable to connect the region made of copper to the first negative electrode current collector 71 made of copper and expose the region made of aluminum to the outside of the battery.
  • Lithium nickel cobalt manganese composite oxide as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, carbon material as a conductive material, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium are lithium nickel.
  • the cobalt manganese composite oxide: PVdF: carbon material is kneaded so as to have a mass ratio of 97.5: 1: 1.5 to prepare a positive electrode active material layer slurry.
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry prepared by the above method are applied to both sides of the aluminum foil as the positive electrode core by a die coater. At this time, the positive electrode active material layer slurry is applied to the center of the positive electrode core in the width direction. Further, the positive electrode protective layer slurry is applied to the end portion in the width direction of the region to which the positive electrode active material layer slurry is applied.
  • the positive electrode core body coated with the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry is dried to remove NMP contained in the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry. As a result, the positive electrode active material layer and the positive electrode protective layer are formed. Then, the positive electrode active material layer is compressed to obtain a positive electrode original plate.
  • This positive electrode original plate is cut into a predetermined shape to obtain a positive electrode plate 4.
  • the positive electrode original plate can be cut by irradiating an energy ray such as a laser, a mold, or a cutter.
  • FIG. 4 is a plan view of the positive electrode plate 4.
  • the positive electrode plate 4 has regions in which positive electrode active material layers 4a are formed on both sides of the positive electrode core body.
  • a plurality of positive electrode tabs 4b are provided at one end of the positive electrode plate 4 in the width direction.
  • the positive electrode tab 4b is composed of an exposed portion of the positive electrode core.
  • a positive electrode protective layer 4c having a lower conductivity than the positive electrode active material layer 4a is provided at the root portion of the positive electrode tab 4b.
  • the positive electrode protective layer 4c may be an insulating layer made of resin, a layer containing ceramic and a resin binder, or the like. Further, the positive electrode protective layer 4c may contain a conductive material such as a carbon material. It is not necessary to provide the positive electrode protective layer 4c.
  • the negative electrode active material layer slurry prepared by the above method is applied to both sides of a copper foil having a thickness of 8 ⁇ m as the negative electrode core by a die coater.
  • the negative electrode core body coated with the negative electrode active material layer slurry is dried to remove the water contained in the negative electrode active material layer slurry. As a result, the negative electrode active material layer is formed. Then, the negative electrode active material layer is compressed to obtain a negative electrode original plate.
  • This negative electrode original plate is cut into a predetermined shape to obtain a negative electrode plate 5.
  • the negative electrode original plate can be cut by irradiating an energy ray such as a laser, a mold, or a cutter.
  • FIG. 5 is a plan view of the negative electrode plate 5.
  • the negative electrode plate 5 has a region in which the negative electrode active material layer 5a is formed on both sides of the negative electrode core body.
  • a plurality of negative electrode tabs 5b are provided at one end of the negative electrode plate 5 in the width direction.
  • the negative electrode tab 5b is composed of an exposed negative electrode core body.
  • the strip-shaped positive electrode plate 4 and the strip-shaped negative electrode plate 5 produced by the above method are wound via a polyolefin strip-shaped separator to prepare a flat wound-shaped electrode body 3.
  • the electrode body 3 has a flat region in the center and curved portions at both ends of the flat region.
  • One outer surface of the flat region is the first main surface 3a, and the other outer surface of the flat region is the second main surface 3b.
  • FIG. 6 is a plan view of the electrode body 3.
  • a positive electrode tab group 40 in which a plurality of positive electrode tabs 4b are laminated is provided at one end of the electrode body 3 in the direction in which the winding axis extends.
  • a negative electrode tab group 50 in which a plurality of negative electrode tabs 5b are laminated is provided at the other end of the electrode body 3 in the direction in which the winding axis extends.
  • the center of the tab group 50 is arranged so as to be offset from the winding axis to one side (upper side in FIG. 6).
  • the shape of the positive electrode tab 4b and / or the negative electrode tab 5b in a plan view can be formed so that the width gradually increases from the tip to the root. With such a configuration, even if an impact or vibration is applied to the secondary battery 20, the positive electrode tab 4b and / or the negative electrode tab 5b is not easily damaged. Further, it is more effective to make the corner portion of the root portion R-shaped.
  • the positive electrode protective layer 4c at the root portion of the positive electrode tab 4b as described above, damage to the positive electrode tab 4b can be suppressed.
  • the negative electrode active material layer 5a at the root portion of the negative electrode tab 5b damage to the negative electrode tab 5b can be suppressed.
  • FIG. 7A is a plan view of the second positive electrode current collector 62.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIB-VIIB in FIG. 7A.
  • the second positive electrode current collector 62 has a second region connecting portion 62a, an inclined portion 62b, and a tab connecting portion 62c.
  • the second region connecting portion 62a is connected to the second region 61b of the first positive electrode current collector 61.
  • the positive electrode tab group 40 is connected to the tab connection portion 62c.
  • the inclined portion 62b is arranged so as to be inclined with respect to each of the second region connecting portion 62a and the tab connecting portion 62c, and connects the second region connecting portion 62a and the tab connecting portion 62c.
  • the inclined portion 62b forms a step between the second region connecting portion 62a and the tab connecting portion 62c.
  • the angle of the inclined portion 62b with respect to the second region connecting portion 62a and the angle of the inclined portion 62b with respect to the tab connecting portion 62c are not particularly limited.
  • the shape of the second positive electrode current collector 62 is not limited. It is also possible to make the second positive electrode current collector 62 into a flat plate shape.
  • a recess 62d is provided in the second region connection portion 62a.
  • the portion provided with the recess 62d is thinner than the periphery thereof.
  • a through hole 62e is provided inside the recess 62d. Inside the recess 62d, the second region 61b and the second region connecting portion 62a are joined.
  • a fuse portion 62f is provided in the second region connection portion 62a.
  • the fuse portion 62f is a portion that blows when an excessive current flows through the secondary battery 20.
  • the fuse portion 62f is a portion whose cross-sectional area is reduced by forming a fuse hole 62g in the second region connecting portion 62a.
  • the fuse portion 62f is preferably provided between the position where the second region 61b is joined and the position where the positive electrode tab group 40 is joined in the second positive electrode current collector 62.
  • the fuse portion 62f may be a portion having a small cross-sectional area, and may be a portion provided with a notch or a thin wall portion.
  • the shape of the second negative electrode current collector 72 can be the same as that of the second positive electrode current collector 62.
  • the second positive electrode current collector 62 is preferably made of metal, more preferably made of aluminum.
  • the second negative electrode current collector 72 is preferably made of metal, more preferably copper, nickel, or iron.
  • the positive electrode tab group 40 is arranged on the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62, and the tab connection portion 62c and the positive electrode tab group 40 are joined to form the joint portion 63.
  • ultrasonic welding ultrasonic bonding
  • resistance welding resistance welding
  • the tab connection portion 72c of the second negative electrode current collector 72 and the negative electrode tab group 50 can also be joined in the same manner.
  • the joint portion 63 is located on the root side (right side in FIG. 8) of the positive electrode tab group 40 in the width direction of the tab connection portion 62c (left-right direction in FIG. 8). It is preferably arranged eccentrically. With such a configuration, when the positive electrode tab group 40 is bent, a curved shape can be more reliably formed in the vicinity of the root of the positive electrode tab group 40. As a result, damage to the positive electrode tab group 40 can be suppressed. Further, even if the positive electrode tab 4b is misaligned, the positive electrode tab group 40 and the tab connection portion 62c can be stably joined.
  • the tip of the positive electrode tab group 40 is tab-connected to the positive electrode tab group 40 in a state of protruding outward (left side in FIG. 8) from the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62. It is preferable to join the portions 62c. As a result, the positive electrode tab group 40 and the tab connection portion 62c can be joined more stably.
  • FIG. 9 is a perspective view of the electrode body 3 to which the second positive electrode current collector 62 and the second negative electrode current collector 72 are attached.
  • the lower end of the second positive electrode current collector 62 (the end of the square exterior body 1 on the bottom 1a side) is the lower end of the positive electrode tab group 40 (the end of the square exterior 1 on the bottom 1a side). ) Is preferably located below.
  • the positive electrode tab group 40 is in a bent state.
  • the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62 which is arranged substantially parallel to the first main surface 3a and the second main surface 3b of the electrode body 3, is provided with the positive electrode tab group 40.
  • the orientation is substantially perpendicular to the winding axis (for example, the inclination of the tab connection portion 62c with respect to the winding axis is smaller than ⁇ 15 °).
  • the tape 80 as a fixing means is attached so as to straddle the first main surface 3a-tab connection portion 62c of the electrode body 3 and the second main surface 3b of the electrode body 3.
  • the positive electrode tab group 40 can be maintained in a curved state more stably. Further, the curved positive electrode tab group 40 can be made elastic, and when the second positive electrode current collector 62 is pressed toward the electrode body 3, the second positive electrode current collector 62 moves in a direction approaching the electrode body 3. be able to. When the positive electrode tab group 40 is bent, the second positive electrode current collector 62 itself is not bent.
  • the positive electrode tab group 40 has a contact region 40b that abuts on the tab connection portion 62c, a root region 40a and a contact region 40b that are arranged on the root side of the positive electrode tab group 40 with respect to the contact region 40b. It has a tip region 40c arranged on the tip side of the positive electrode tab group 40.
  • the negative electrode tab group 50 is also fixed in a bent state in the same manner as the positive electrode tab group 40.
  • Electrode body group A plurality of electrode bodies 3 in which the positive electrode tab group 40 and the negative electrode tab group 50 are each bent are laminated and fixed together with an electrode body fixing means 90 such as a tape to form an electrode body group 300.
  • FIG. 11 is a perspective view of the electrode body group 300.
  • Each positive electrode tab group 40 is arranged on the same side, and each negative electrode tab group 50 is arranged on the same side. Further, in each electrode body 3, the positive electrode tab group 40 is bent in the same direction. In each electrode body 3, the negative electrode tab group 50 is bent in the same direction.
  • the electrode body group 300 according to the embodiment includes two electrode bodies 3. The number of electrode bodies 3 included in the electrode body group 300 is not limited to two.
  • the first tape 80a and the second tape 80b are included as the tape 80 as a fixing means to be attached across the first main surface 3a of the electrode body 3-tab connection portion 62c-the second main surface 3b of the electrode body 3. Is preferable.
  • the first tape 80a is attached above the joint portion 63 of the tab connection portion 62c and the positive electrode tab group 40, and the tab connection portion 62c and the tab connection portion 62c are attached. It is preferable to attach the second tape 80b below the joint portion 63 of the positive electrode tab group 40. With such a configuration, the curved state of the positive electrode tab group 40 can be stably maintained.
  • the tab connection portion 72c of the second negative electrode current collector 72 is included as the tape 80 as a fixing means to be attached across the first main surface 3a of the electrode body 3-tab connection portion 62c-the second main surface 3b of the electrode body 3.
  • the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 72 is attached above the joint portion 63 of the tab connection portion 62c and the
  • the upper end of the first tape 80a arranged on the upper side is arranged above the upper end of the positive electrode tab group 40, and the lower end of the second tape 80b arranged on the lower side is the positive electrode tab group 40. It is preferably arranged below the lower end. With such a configuration, the curved shape of the positive electrode tab group 40 can be maintained more reliably.
  • the second positive electrode current collectors 62 attached to the electrode bodies 3 are arranged at intervals and on the second region 61b of the first positive electrode current collector 61. It is connected to the. The same applies to each second negative electrode current collector 72.
  • the joint portion 63 between the positive electrode tab group 40 and the tab connection portion 62c is arranged between the lower end of the first tape 80a and the upper end of the second tape 80b.
  • the upper and lower tapes are divided into two tapes, the first tape 80a and the second tape 80b, but one tape can also be used.
  • the upper end of one tape is arranged above the upper end of the positive electrode tab group 40 and the lower end of one tape is arranged below the lower end of the positive electrode tab group 40.
  • the tape 80 may cover the portion of the tab connection portion 62c where the joint portion 63 is formed. The same configuration can be applied to the second negative electrode current collector 72 and the negative electrode tab group 50 side.
  • the second region 61b of the first positive electrode current collector 61 is arranged inside the second region connection portion 62a of the second positive electrode current collector 62, and the second region 71b of the first negative electrode current collector 71 is the second negative electrode current collector. It is arranged inside the second region connection portion 72a of the electric body 72. Then, the second region 61b of the first positive electrode current collector 61 and the second region connection portion 62a of the second positive electrode current collector 62 are connected. Further, the second region 71b of the first negative electrode current collector 71 is joined to the second region connection portion 72a of the second negative electrode current collector 72.
  • ultrasonic welding ultrasonic bonding
  • resistance welding welding by irradiation with a high energy ray such as a laser, or the like
  • welding by irradiating a high energy ray such as a laser.
  • 12A to 12C show a second region 61b of the first positive electrode current collector 61, a second region 71b of the first negative electrode current collector 71, and a second region connection portion 62a of the second positive electrode current collector 62 at each stage.
  • And is a cross-sectional view taken along the winding axis of the electrode body 3 of the second region connecting portion 72a of the second negative electrode current collector 72.
  • the second of the first positive electrode current collector 61 is between the second region connection portion 62a of the second positive electrode current collector 62 and the second region connection portion 72a of the second negative electrode current collector 72.
  • the region 61b and the second region 71b of the first negative electrode current collector 71 are arranged.
  • the distance D1 between the inner surface of the second region connecting portion 62a and the inner surface of the second region connecting portion 72a is preferably larger than the distance D2 between the outer surface of the second region 61b and the outer surface of the second region 71b.
  • D1 is preferably 0.1 to 5 mm larger than D2, and more preferably 0.2 to 3 mm larger.
  • the second region connection portion 62a and / or the second region connection portion 72a is displaced inward so that the distance between the second region connection portion 62a and the second region connection portion 72a becomes small.
  • the distance D1 between the inner surface of the second region connecting portion 62a and the inner surface of the second region connecting portion 72a is changed to D1'.
  • the difference between D2 and D1' is preferably 0 to 0.2 mm.
  • a high energy ray such as a laser is irradiated to each of the second region connecting portion 62a and the second region connecting portion 72a.
  • a high energy ray such as a laser is irradiated to each of the second region connecting portion 62a and the second region connecting portion 72a.
  • the second region 61b of the first positive electrode current collector 61 and the second region connection portion 62a of the second positive electrode current collector 62 are joined by welding, and the second region 71b and the first negative electrode current collector 71 of the first negative electrode current collector 71 are joined.
  • the second region connection portion 72a of the negative electrode current collector 72 is joined by welding.
  • a joint portion 64 which is a welded portion between the second region 61b and the second region connection portion 62a, is formed in the recess 62d.
  • a joint portion 74 which is a welded portion between the second region 71b and the second region connection portion 72a, is formed in the recess 72d.
  • the first positive electrode current collector 61 and the second positive electrode current collector 62, the first negative electrode current collector 71 and the second negative electrode current collector 72, Can be welded more stably. Therefore, the highly reliable joint portion 64 and the joint portion 74 can be formed.
  • the portion where the recess 62d and the recess 72d are formed is a portion thinner than the periphery thereof.
  • a higher quality joint portion can be formed more stably. Therefore, it becomes a more reliable secondary battery.
  • the through hole 62e to measure the presence or absence of a gap or the size of the gap between the second region 61b and the second region connecting portion 62a, the second region 61b and the second region connecting portion can be more stably connected.
  • 62a can be joined by welding. The same applies to the through hole 72e.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a state after connecting the first positive electrode current collector 61 and the second positive electrode current collector 62, and the first negative electrode current collector 71 and the second negative electrode current collector 72, respectively.
  • FIG. 14 is a developed view of the electrode body holder 14.
  • the insulating sheet constituting the electrode body holder 14 is bent at the portion indicated by the broken line to form a box-shaped electrode body holder 14.
  • the electrode body holder 14 includes a holder bottom 14a, a holder first main surface 14b, a holder second main surface 14c, a holder first side surface 14d, a holder second side surface 14e, a holder third side surface 14f, a holder fourth side surface 14g, and a holder first. It has 5 side surfaces 14h and a holder 6th side surface 14i.
  • the electrode body holder 14 When the electrode body holder 14 has a box shape, it has a region where the holder first side surface 14d, the holder second side surface 14e, and the holder third side surface 14f overlap, and the holder fourth side surface 14g, the holder fifth side surface 14h, and the holder The sixth side surface 14i has an overlapping region.
  • the electrode body group 300 With the electrode body group 300 arranged in the box-shaped electrode body holder 14, the electrode body group 300 is inserted into the square exterior body 1. Then, the sealing plate 2 is joined to the square exterior body 1, and the opening of the square exterior body 1 is sealed by the sealing plate 2. The electrolytic solution is injected from the electrolytic solution injection hole 15 provided in the sealing plate 2, and the electrolytic solution injection hole 15 is sealed by the sealing member 16. As a result, the secondary battery 20 is used.
  • the positive electrode current collector 6 includes the first positive electrode current collector 61 and the second positive electrode current collector 62.
  • the positive electrode tab group 40 when the positive electrode tab group 40 is bent, the positive electrode tab group 40 can be bent without bending the positive electrode current collector 6, and the volume energy density can be more stably obtained by a simpler method. It can be a high secondary battery. It is more effective when the number of electrode bodies 3 housed in the battery case 100 is two or more. According to the present disclosure, the degree of freedom regarding the number of electrode bodies 3 housed in the battery case 100 is improved.
  • the present disclosure even when the number of electrode bodies 3 housed in the battery case 100 is larger than two, a highly reliable secondary battery can be stably provided without making the positive electrode current collector 6 a complicated shape. It will be possible to manufacture.
  • the present disclosure is particularly effective when the number of electrode bodies 3 housed in the battery case 100 is more than two and an odd number.
  • the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62 is arranged closer to the first side wall 1b of the square exterior body 1 than the second region connection portion 62a of the second positive electrode current collector 62.
  • the positive electrode tab group 40 is preferably eccentric to the sealing plate 2 side. As a result, the conductive path from the positive electrode tab group 40 to the positive electrode terminal 8 can be shortened, and the secondary battery 20 has a small internal resistance.
  • the negative electrode tab group 50 is preferably eccentric to the sealing plate 2 side. As a result, the conductive path from the negative electrode tab group 50 to the negative electrode terminal 9 can be shortened, and the secondary battery 20 has a small internal resistance.
  • the electrode body holder 14 It is preferable to arrange another insulating member (not shown). Further, an electrode body holder is located between the region where the second region 71b of the first negative electrode current collector 71 and the second region connection portion 72a of the second negative electrode current collector 72 overlap and the first side wall 1c of the square exterior body 1. It is preferable to arrange an insulating member (not shown) different from 14. With such a configuration, even when an impact or vibration is applied to the secondary battery 20, it is possible to prevent damage to the joints between the members, the positive electrode tab group 40, or the negative electrode tab group 50.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the vicinity of the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62 and the joint portion 63 of the positive electrode tab group 40 in another embodiment, showing a state in which the positive electrode tab group 40 is bent and fixed. It is a figure which shows.
  • the portion where the joint portion 63 is formed in the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62 can be covered with the tape 80. Even if burrs and metal powder generated when the joint portion 63 is formed are present in the portion where the joint portion 63 is formed in the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62, the tape 80 causes burrs and burrs. The movement of metal powder can be suppressed.
  • the portion where the joint portion 63 is formed in the positive electrode tab group 40 can be covered with the tape 81. Even if burrs and metal powder generated when the joint portion 63 is formed are present in the portion of the positive electrode tab group 40 where the joint portion 63 is formed, the tape 81 suppresses the movement of burrs and metal powder. it can.
  • the tape 81 is preferably attached before the positive electrode tab group 40 is bent.
  • An adhesive material is applied or an adhesive material is applied to a portion where the joint portion 63 is formed in the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62 and / or a portion where the joint portion 63 is formed in the positive electrode tab group 40.
  • the portion where the joint portion 63 is formed in the tab connection portion 62c of the second positive electrode current collector 62 and / or the portion where the joint portion 63 is formed in the positive electrode tab group 40 can be covered with the heat welding resin. ..
  • the tab connection portion 72c of the second negative electrode current collector 72 and the negative electrode tab group 50 can have the same configuration.
  • one second positive electrode current collector 62 and one second negative electrode current collector 72 are attached to one electrode body 3.
  • a plurality of second positive electrode current collectors and / or a plurality of second negative electrode current collectors can be attached to one electrode body 3.
  • Another embodiment in which a plurality of second positive electrode current collectors are attached to one electrode body 3 will be described below.
  • a plurality of second negative electrode current collectors can be attached to one electrode body 3 by the same method.
  • the parts common to the secondary battery 20 of the above-described embodiment will not be described.
  • the positive electrode tab group 40 is divided into two, and one positive electrode tab group 40A and the other positive electrode tab group 40B, which are divided into two, have tabs of the second positive electrode current collector 162.
  • the connection portion 162c is connected by welding to form the joint portion 163. It is preferable that one positive electrode tab group 40A is collected on the first main surface 3a side and the other positive electrode tab group 40B is collected on the second main surface 3b side.
  • the second positive electrode current collector 162 can have the same configuration as the second positive electrode current collector 62 according to the above-described embodiment.
  • the positive electrode tab group 40A bundled on the first main surface 3a side is bent toward the center side in the thickness direction of the electrode body 3, and the positive electrode tab group bundled on the second main surface 3b side.
  • the 40B is fixed by the tape 80 as a fixing means in a state where the 40B is bent toward the center side in the thickness direction of the electrode body 3.
  • the second positive electrode current collector 162 connected to the positive electrode tab group 40A of one electrode body 3 and the second positive electrode current collector 162 connected to the positive electrode tab group 40B are combined with the first positive electrode collector. It is connected to the electric body 61 by welding.
  • the second positive electrode current collector 162 has a second region connecting portion 162a, an inclined portion 162b, and a tab connecting portion 162c.
  • the second region connecting portion 162a is connected to the second region 61b of the first positive electrode current collector 61.
  • the configuration in the other embodiment is particularly effective when the thickness of one of the electrode bodies 3 is increased.
  • the electrode body is a wound type electrode body in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound by the separator, but the present invention is not limited to this.
  • a laminated electrode body including a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates can also be used.
  • an example of producing a wound electrode body by winding a positive electrode plate on which a plurality of positive electrode tabs are formed and a negative electrode plate on which a plurality of negative electrode tabs are formed has been shown. Not limited. By cutting the exposed portion of the positive electrode core or the exposed portion of the negative electrode core that is wound in the wound electrode body, a positive electrode tab group or a negative electrode tab group can be formed.
  • the positive electrode current collector 6 and the negative electrode current collector 7 are each composed of two parts, but the positive electrode current collector 6 and the negative electrode current collector 7 are each composed of one component. You may.
  • Known materials can be used for the positive electrode plate, the negative electrode plate, the separator, the electrolyte, and the like.
  • the above-mentioned aluminum includes aluminum and an aluminum alloy mainly composed of aluminum.
  • the above-mentioned copper shall include copper and a copper alloy mainly composed of copper.
  • the above-mentioned iron shall contain an iron alloy mainly composed of iron.
  • the above-mentioned nickel includes a nickel alloy mainly composed of nickel.
  • the tape preferably has a base material and an adhesive layer formed on the base material.
  • the base material is preferably composed of polyethylene, polypropylene, polyester, nylon, vinyl chloride, Teflon (registered trademark), polyimide, Kapton (registered trademark), polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalate and the like.
  • the material of the adhesive layer is preferably composed of an acrylic adhesive, a silicon adhesive, a rubber adhesive, or the like. However, it is not limited to these materials.
  • the adhesive layer preferably has adhesiveness at room temperature.
  • the fixing means is a tape
  • the present invention is not limited to this.
  • a resin frame, a metal frame, a ceramic frame, a clip-shaped member, or the like can be considered.
  • tape is more preferable.
  • a pressure-sensitive current cutoff mechanism can be provided in the conductive path between the positive electrode tab group and the positive electrode terminal, or in the conductive path between the negative electrode tab group and the negative electrode terminal. This current cutoff mechanism operates when the pressure inside the battery case exceeds a predetermined value, and cuts the conductive path between the positive electrode tab group and the positive electrode terminal or the conductive path between the negative electrode tab group and the negative electrode terminal. , A mechanism that cuts off the flow of electric current.

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Abstract

一方の端部に正極タブ群を有する電極体を電池ケースに収容した二次電池であって、第１正極集電体は封口板と電極体の間に配置された第１領域と、電池ケースを構成する角形外装体の第１側壁と電極体の間に配置された第２領域を有し、正極タブ群は折り曲げられた状態で第２正極集電体に接続され、第２正極集電体は第２領域に溶接されている。

Description

二次電池及びその製造方法
　本開示は、二次電池及びその製造方法に関する。
　電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池等の二次電池が使用されている。
　これらの二次電池では、開口を有する有底筒状の外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが構成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が電解質と共に収容される。封口板には正極端子及び負極端子が取り付けられる。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
　このような二次電池として、正極と負極とがセパレータを介して巻回された電極群を有し、電極群の両端には集電タブが形成され、集電タブが電極群の巻回軸が延びる方向に対して屈折した状態でリードに溶接された二次電池が提案されている（下記特許文献１）。
特開２０１４－１４８８１号公報
　本開示の一形態に係る二次電池は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記封口板に取り付けられた端子と、を備えた二次電池であって、
前記電極体は、一方の端部に正極タブ群を有し、他方の端部に負極タブ群を有し、
前記角形外装体は、底部、互いに対向する向きに配置された一対の第１側壁、及び互いに対向する向きに配置された一対の第２側壁を有し、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群と、前記端子とは、第１集電体と第２集電体により電気的に接続され、
前記第１集電体は、前記封口板と前記電極体の間に配置された第１領域と、前記第１領域の端部から折れ曲がり一方の前記第１側壁と前記電極体の間に配置された第２領域を含み、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群は折り曲げられた状態で前記第２集電体に接続され、
前記第２集電体は前記第２領域に溶接されている。
　本開示の一形態に係る二次電池の構成によると、より体積エネルギー密度が高く、組み立て易い構造を有する二次電池となる。
　前記電極体を複数含み、
複数の前記電極体のそれぞれの前記正極タブ群又は前記負極タブ群に接続された複数の前記第２集電体が、前記第１集電体の前記第２領域に溶接された構成とすることができる。
　一つの前記電極体に設けられた前記正極タブ群又は前記負極タブ群は複数に分けられており、
複数に分けられた前記正極タブ群又は前記負極タブ群のそれぞれに接続された複数の前記第２集電体を備え、
複数の前記第２集電体が前記第１集電体の前記第２領域に溶接された構成とすることができる。
　前記第２集電体は、第２領域接続部とタブ接続部を含み、
前記第２領域接続部が前記第２領域に溶接され、
前記タブ接続部に前記正極タブ群又は前記負極タブ群が接続され、
一方の前記第１側壁と前記タブ接続部の距離は、一方の前記第１側壁と前記第２領域接続部の距離よりも小さい構成とすることができる。
　前記第２集電体には凹部が設けられており、
前記凹部の内部には貫通孔が設けられており、
前記凹部の内部において前記第２集電体が前記第２領域に溶接された構成とすることができる。
　前記第２集電体は、一方の前記第１側壁に沿って配置される板状の領域を有し、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群は、前記板状の領域における前記電極体側に位置する面に接続された構成とすることができる。
　前記第２領域の幅方向における両端部には切り欠き部が設けられた構成とすることができる。
　前記第２集電体において、前記第２集電体と前記第２領域の溶接部と、前記第２集電体と前記正極タブ群又は前記負極タブ群の接合部との間にはヒューズ部が設けられた構成とすることができる。
　前記正極タブ群及び前記負極タブ群の少なくとも一方は、前記電極体において前記封口板側に偏心した位置に設けられた構成とすることができる。
　本開示の一形態に係る二次電池の製造方法は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記封口板に取り付けられた端子と、を備え、
前記電極体は、一方の端部に正極タブ群を有し、他方の端部に負極タブ群を有し、
前記角形外装体は、底部、互いに対向する向きに配置された一対の第１側壁、及び互いに対向する向きに配置された一対の第２側壁を有し、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群と、前記端子とは、第１集電体と第２集電体により電気的に接続された二次電池の製造方法であって、
前記第１集電体を前記封口板に取り付ける工程と、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群と前記第２集電体を接続する工程と、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群を折り曲げると共に、前記正極タブ群又は前記負極タブ群に接続された前記第２集電体の向きを変える工程と、
前記封口板に取り付けられた前記第１集電体に、前記正極タブ群又は前記負極タブ群が接続された前記第２集電体を溶接する工程と、を有する。
　本開示の一形態に係る二次電池の製造方法によると、より体積エネルギー密度が高い二次電池を容易に製造できる。
　前記第１集電体は、前記封口板と前記電極体の間に配置される第１領域と、前記第１領域の端部から折れ曲がり一方の前記第１側壁と前記電極体の間に配置される第２領域を含み、
前記正極タブ群又は前記負極タブ群が接続された前記第２集電体は、前記第２領域に溶接されることができる。
　前記第２集電体には凹部が設けられており、
前記凹部内には貫通孔が設けられており、
前記凹部内に高エネルギー線を照射することにより前記第２領域に前記第２集電体を溶接することができる。
　前記第２領域の幅方向における両端部には切り欠き部が設けられており、
前記切り欠き部を把持した状態で、前記第２領域に前記第２集電体を溶接することができる。
　前記端子は負極端子であり、
前記第１集電体は第１負極集電体であり、
前記第１領域は負極第１領域であり、
前記第２領域は負極第２領域であり、
前記第２集電体は第２負極集電体であり、
さらに第１正極集電体、第２正極集電体を備え、
前記第１正極集電体は、前記封口板と前記電極体の間に配置される正極第１領域と、他方の前記第１側壁と前記電極体の間に配置される正極第２領域を有し、
前記封口板に前記第１正極集電体を取り付ける工程と、
前記正極タブ群と前記第２正極集電体を接続する工程と、
前記正極タブ群を折り曲げると共に、前記正極タブ群に接続された前記第２正極集電体の向きを変える工程と、
前記封口板に取り付けられた前記第１正極集電体の前記正極第２領域と前記封口板に取り付けられた前記第１負極集電体の前記負極第２領域を、前記正極タブ群が接続された前記第２正極集電体と前記負極タブ群が接続された前記第２負極集電体の間に配置する工程と、
前記第２正極集電体と前記第２負極集電体の距離を小さくする工程と、
前記正極第２領域と前記第２正極集電体を溶接し、前記負極第２領域と前記第２負極集電体を溶接する工程と、を有することができる。
　本開示によると、より体積エネルギー密度が高い二次電池を提供できる。
図１は実施形態に係る二次電池の斜視図である。 図２は図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った二次電池の断面図である。 図３Ａは正極端子、負極端子、第１正極集電体及び第１負極集電体が取り付けられた封口板の電池外面側を示す図である。 図３Ｂは正極端子、負極端子、第１正極集電体及び第１負極集電体が取り付けられた封口板の電池内面側を示す図である。 図４は実施形態に係る正極板の平面図である。 図５は実施形態に係る負極板の平面図である。 図６は実施形態に係る電極体の平面図である。 図７Ａは実施形態に係る第２正極集電体の平面図である。 図７Ｂは図７ＡにおけるＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿った第２正極集電体の断面図である。 図８は第２正極集電体に正極タブ群を接続した状態を示す断面図である。 図８は第２正極集電体及び第２負極集電体が取り付けられた電極体の斜視図である。 図１０は第２正極集電体と正極タブ群の接続部の近傍の断面図であり、正極タブ群を折り曲げて固定した状態を示す図である。 図１１は複数の電極体を含む電極体群の斜視図である。 図１２Ａは第２正極集電体と第２負極集電体の間に第１正極集電体と第１負極集電体を配置した状態を示す図である。 図１２Ｂは第２正極集電体と第２負極集電体の距離を小さくした状態を示す図である。 図１２Ｃは第１正極集電体と第２正極集電体を接続し、第１負極集電体と第２負極集電体を接続した後の状態を示す図である。 図１３は第１正極集電体と第２正極集電体を接続し、第１負極集電体と第２負極集電体を接続した後の封口板及び電極体群の斜視図である。 図１４は実施形態に係る電極体ホルダーの展開図である。 図１５は他の実施形態において、第２正極集電体と正極タブ群の接続部の近傍の断面図であり、正極タブ群を折り曲げて固定した状態を示す図である。 図１６は他の実施形態において、第２正極集電体に正極タブ群を接続した状態を示す断面図である。 図１７は他の実施形態において、第２正極集電体と正極タブ群の接続部の近傍の断面図であり、正極タブ群を折り曲げて固定した状態を示す図である。 図１８は他の実施形態において、第１正極集電体に第２正極集電体を接続した状態を示す図である。
　実施形態に係る二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に限定されない。
　図１及び図２に示すように二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケース１００を備える。角形外装体１は、底部１ａ、一対の第１側壁１ｂ、１ｃ、一対の第２側壁１ｄ、１ｅを有する。一対の第１側壁１ｂ、１ｃは互いに対向する向きに配置され、一対の第２側壁１ｄ、１ｅは互いに対向する向きに配置される。一対の第１側壁１ｂ、１ｃの面積は、一対の第２側壁１ｄ、１ｅの面積よりも小さい。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウム製又は鉄製であることがより好ましい。角形外装体１内には、正極板４と負極板５を含む電極体３が電解質と共に収容される。実施形態に係る電極体３は、帯状の正極板４と帯状の負極板５が帯状のセパレータを介して巻回された扁平状の巻回電極体である。電極体３において、巻回軸が延びる方向における一方の端部には正極タブ群４０が設けられており、巻回軸が延びる方向における他方の端部には負極タブ群５０が設けられている。
　封口板２には、正極端子８及び負極端子９が取り付けられている。正極タブ群４０は、正極集電体６を介して正極端子８に電気的に接続されている。正極集電体６は、第１正極集電体６１及び第２正極集電体６２を含む。負極タブ群５０は、負極集電体７を介して負極端子９に電気的に接続されている。負極集電体７は、第１負極集電体７１及び第２負極集電体７２を含む。
　正極タブ群４０は、複数の正極タブ４ｂを含む。第２正極集電体６２は角形外装体１の第１側壁１ｂに沿って配置される領域を有する。第２正極集電体６２において第１側壁１ｂに沿って配置される領域に、正極タブ群４０が折り曲げられた状態で接続されている。第２正極集電体６２は、角形外装体１の第１側壁１ｂに沿って配置される板状の領域を有し、当該板状の領域の電極体３側の面に正極タブ群４０が接続されている。当該板状の領域の第１側壁１ｂに対する傾きは±３０°よりも小さいことが好ましく、±１５°より小さいことがより好ましく、±１０°より小さいことがさらに好ましい。当該板状の領域は、第１側壁１ｂと略平行（例えば、当該板状の領域の第１側壁１ｂに対する傾きが±５°以内）であることがより好ましい。
　負極タブ群５０は、複数の負極タブ５ｂを含む。第２負極集電体７２は角形外装体１の第１側壁１ｃに沿って配置される領域を有する。第２負極集電体７２において第１側壁１ｃに沿って配置される領域に、負極タブ群５０が折り曲げられた状態で接続されている。第２負極集電体７２は、角形外装体１の第１側壁１ｃに沿って配置される板状の領域を有し、当該板状の領域の電極体３側の面に負極タブ群５０が接続されている。当該板状の領域の第１側壁１ｃに対する傾きは±３０°よりも小さいことが好ましく、±１５°より小さいことがより好ましく、±１０°より小さいことがさらに好ましい。当該板状の領域は、第１側壁１ｃと略平行（例えば、当該板状の領域の第１側壁１ｂに対する傾きが±５°以内）であることがより好ましい。
　封口板２と正極端子８の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置されている。封口板２と第１正極集電体６１の間には樹脂製の内部側絶縁部材１１が配置されている。封口板２と負極端子９の間には樹脂製の外部側絶縁部材１２が配置されている。封口板２と第１負極集電体７１の間には樹脂製の内部側絶縁部材１３が配置されている。
　電極体３は樹脂製の絶縁シートを箱状ないし袋状に折り曲げた電極体ホルダー１４の内部に配置されている。
　封口板２には電解液注液孔１５が設けられており、電解液注液孔１５は封止部材１６により封止されている。封口板２には、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったときに破断し、電池ケース１００内のガスを排出するガス排出弁１７が設けられている。
　次に二次電池２０の製造方法及び各構成の詳細を説明する。
　［封口板への端子及び第１集電体の取り付け］
　封口板２は、一方の端部近傍に正極端子取り付け孔を有し、他方の端部近傍に負極端子取り付け孔を有する。封口板２の正極端子取り付け孔の周囲の外面側に外部側絶縁部材１０を配置し、封口板２の正極端子取り付け孔の周囲の内面側に内部側絶縁部材１１及び第１正極集電体６１を配置する。そして、電池外部側から正極端子８を、外部側絶縁部材１０の貫通孔、封口板２の正極端子取り付け孔、内部側絶縁部材１１の貫通孔、及び第１正極集電体６１の貫通孔に挿入し、正極端子８を第１正極集電体６１上にカシメる。更に、正極端子８においてカシメられた部分を、第１正極集電体６１に溶接することがより好ましい。
　封口板２の負極端子取り付け孔の周囲の外面側に外部側絶縁部材１２を配置し、封口板２の負極端子取り付け孔の周囲の内面側に内部側絶縁部材１３及び第１負極集電体７１を配置する。そして、電池外部側から負極端子９を、外部側絶縁部材１２の貫通孔、封口板２の負極端子取り付け孔、内部側絶縁部材１３の貫通孔、及び第１負極集電体７１の貫通孔に挿入し、負極端子９を第１負極集電体７１上にカシメる。更に、負極端子９においてカシメられた部分を、第１負極集電体７１に溶接することがより好ましい。
　図３Ａと図３Ｂは、正極端子８、第１正極集電体６１、負極端子９及び第１負極集電体７１が取り付けられた封口板２の斜視図である。図３Ａは電池外部側を示し、図３Ｂは電池内部側を示す。
　第１正極集電体６１は封口板２に沿って配置される第１領域６１ａと、第１領域６１ａの端部から折り曲げられた第２領域６１ｂを有する。二次電池２０の状態において、第１領域６１ａは封口板２と電極体３の間には配置される。第２領域６１ｂは、第１領域６１ａから角形外装体１の底部１ａに向かって延びる。第２領域６１ｂは、角形外装体１の第１側壁１ｂと電極体３の間に配置される。
　第１負極集電体７１は封口板２に沿って配置される第１領域７１ａと、第１領域７１ａの端部から折り曲げられた第２領域７１ｂを有する。二次電池２０の状態において、第１領域７１ａは封口板２と電極体３の間には配置される。第２領域７１ｂは、第１領域７１ａから角形外装体１の底部１ａに向かって延びる。第２領域７１ｂは、角形外装体１の第１側壁１ｃと電極体３の間に配置される。
　第１正極集電体６１の第２領域６１ｂにおいて、幅方向の両端部に切り欠き部６１ｃを設けることが好ましい。第２領域６１ｂに後述する第２正極集電体６２を接続する際に、切り欠き部６１ｃを把持することで、より安定的に溶接を行うことが可能となり、より質の高い接合部を安定的に形成できる。切り欠き部６１ｃは、第２領域６１ｂにおいて前記内部側絶縁部材１１より角形外装体１の底部１ａ側に配置されることが好ましい。切り欠き部６１ｃは、第２領域６１ｂにおいて第１領域６１ａ側の端部近傍に設けられることが好ましい。なお、第１負極集電体７１の第２領域７１ｂについても幅方向の両端部に切り欠き部７１ｃを設けることが好ましい。内部側絶縁部材１１が第２領域６１ｂの一部を覆う壁部を有する場合、切り欠き部６１ｃは内部側絶縁部材１１の壁部によって覆われていない領域を有することが好ましい。
　正極端子８及び第１正極集電体６１は金属製であることが好ましく、アルミニウム製であることがより好ましい。負極端子９及び第１負極集電体７１は金属製であることが好ましく、銅製であることがより好ましい。なお、負極端子９が、アルミニウムからなる領域と銅からなる領域を含むようにすることができる。この場合、銅からなる領域を銅製の第１負極集電体７１に接続し、アルミニウムからなる領域を電池外部側に露出させることが好ましい。
　［正極板]
　まず、正極板の製造方法を説明する。
　［正極活物質層スラリーの作製］
　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、及び分散媒としての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９７．５：１：１．５となるように混練し、正極活物質層スラリーを作製する。
　［正極保護層スラリーの作製］
　アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４となるように混練し、保護層スラリーを作製する。
　［正極活物質層及び正極保護層の形成］
　正極芯体としてアルミニウム箔の両面に、上述の方法で作製した正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーをダイコータにより塗布する。このとき、正極芯体の幅方向の中央に正極活物質層スラリーが塗布される。また、正極活物質層スラリーが塗布される領域の幅方向の端部に正極保護層スラリーが塗布される。
　正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーが塗布された正極芯体を乾燥させ、正極活物質層スラリー及び正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去する。これにより正極活物質層及び正極保護層が形成される。その後、正極活物質層を圧縮して正極原板とする。この正極原板を所定形状に切断し、正極板４とする。なお正極原板の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができる。
　図４は、正極板４の平面図である。正極板４は正極芯体の両面に正極活物質層４ａが形成された領域を有する。正極板４の幅方向における一方の端部に複数の正極タブ４ｂが設けられている。正極タブ４ｂは正極芯体露出部からなる。正極タブ４ｂの根本部分には正極活物質層４ａよりも導電性が低い正極保護層４ｃが設けられている。正極保護層４ｃとしては、樹脂製の絶縁層、セラミック及び樹脂バインダーを含む層等とすることができる。また、正極保護層４ｃが炭素材等の導電材を含んでいてもよい。なお、正極保護層４ｃを設けなくてもよい。
　［負極板］
　次に、負極板の製造方法を説明する。
　［負極活物質層スラリーの作製]
　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）、及び分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練し、負極活物質層スラリーを作製する。
　［負極活物質層の形成］
　負極芯体としての厚さ８μｍの銅箔の両面に、上述の方法で作製した負極活物質層スラリーをダイコータにより塗布する。
　負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去する。これにより負極活物質層が形成される。その後、負極活物質層を圧縮して負極原板とする。この負極原板を所定形状に切断し、負極板５とする。なお負極原板の切断は、レーザー等のエネルギー線の照射、金型、あるいはカッター等により行うことができる。
　図５は、負極板５の平面図である。負極板５は負極芯体の両面に負極活物質層５ａが形成された領域を有する。負極板５の幅方向における一方の端部に複数の負極タブ５ｂが設けられている。負極タブ５ｂは負極芯体露出部からなる。
　[電極体の作製]
　上述の方法で作製した帯状の正極板４及び帯状の負極板５を、ポリオレフィン製の帯状のセパレータを介して巻回し、扁平状の巻回型の電極体３を作製する。電極体３は、中央に扁平状の領域を有し、扁平状の領域の両端に湾曲部を有する。平坦状の領域の一方の外面が第１主面３ａであり、平坦状の領域の他方の外面が第２主面３ｂである。
　図６は電極体３の平面図である。電極体３の巻回軸が延びる方向における一方の端部には複数の正極タブ４ｂが積層された正極タブ群４０が設けられている。電極体３の巻回軸が延びる方向における他方の端部には複数の負極タブ５ｂが積層された負極タブ群５０が設けられている。なお、電極体３の巻回軸が延びる方向に対して垂直な方向で、且つ電極体３の厚み方向に対して垂直な方向（図６における上下方向）において、正極タブ群４０の中心及び負極タブ群５０の中心は、巻回軸から一方側（図６における上側）にずれて配置されている。
　なお、正極タブ４ｂ及び／又は負極タブ５ｂの平面視の形状が、先端から根本に向かって徐々に幅が大きくなる形状とすることができる。このような構成であると、二次電池２０に衝撃や振動が加わった場合でも、正極タブ４ｂ及び／又は負極タブ５ｂが損傷し難い二次電池２０となる。また、根本部分のコーナー部をＲ形状とすることがより効果的である。なお、上述のように正極タブ４ｂの根本部分に正極保護層４ｃを設けることにより、正極タブ４ｂの損傷を抑制できる。また、負極タブ５ｂの根本部分に負極活物質層５ａを設けることにより、負極タブ５ｂの損傷を抑制できる。
　[第２正極集電体及び第２負極集電体]
　図７Ａは、第２正極集電体６２の平面図である。図７Ｂは、図７ＡにおけるＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線に沿った断面図である。第２正極集電体６２は、第２領域接続部６２ａ、傾斜部６２ｂ、タブ接続部６２ｃを有する。第２領域接続部６２ａが第１正極集電体６１の第２領域６１ｂに接続される。タブ接続部６２ｃに正極タブ群４０が接続される。傾斜部６２ｂは、第２領域接続部６２ａ及びタブ接続部６２ｃのそれぞれに対して傾斜して配置され、第２領域接続部６２ａとタブ接続部６２ｃを繋ぐ。傾斜部６２ｂにより第２領域接続部６２ａとタブ接続部６２ｃの間に段差が形成される。なお、第２領域接続部６２ａに対する傾斜部６２ｂの角度、及びタブ接続部６２ｃに対する傾斜部６２ｂの角度は特に限定されない。なお、第２正極集電体６２の形状は限定されない。第２正極集電体６２を平坦な板状とすることも可能である。
　第２領域接続部６２ａには凹部６２ｄが設けられている。凹部６２ｄが設けられている部分は、その周囲よりも厚みが薄い。凹部６２ｄの内部には貫通孔６２ｅが設けられている。凹部６２ｄの内部において、第２領域６１ｂと第２領域接続部６２ａが接合される。
　第２領域接続部６２ａにはヒューズ部６２ｆが設けられている。ヒューズ部６２ｆは、二次電池２０に過剰な電流が流れた場合に溶断する部分である。ヒューズ部６２ｆは、第２領域接続部６２ａにおいてヒューズ孔６２ｇを形成することにより断面積が小さくされた部分である。ヒューズ部６２ｆは、第２正極集電体６２において、第２領域６１ｂが接合された位置と、正極タブ群４０が接合された位置との間に設けられることが好ましい。ヒューズ部６２ｆは、断面積が小さくされた部分であればよく、切り欠きや薄肉部が設けられた部分であってもよい。
　第２負極集電体７２の形状は、第２正極集電体６２と同様の形状とすることができる。なお、第２正極集電体６２は金属製であることが好ましく、アルミニウム製であることがより好ましい。第２負極集電体７２は金属製であることが好ましく、銅製、ニッケル製、又は鉄製であることがより好ましい。
　第２正極集電体６２にヒューズ部６２ｆを設けなくてもよい。また、第２負極集電体７２にヒューズ部を設けなくてもよい。
　［第１集電体とタブ群の接続］
　図８に示すように、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃ上に正極タブ群４０を配置し、タブ接続部６２ｃと正極タブ群４０を接合し接合部６３を形成する。接合には、超音波溶接（超音波接合）、抵抗溶接、レーザー等の高エネルギー線の照射による溶接等を用いることができる。第２負極集電体７２のタブ接続部７２ｃと負極タブ群５０も同様の方法で接合できる。
　第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃにおいて、接合部６３は、タブ接続部６２ｃの幅方向（図８では左右方向）において、正極タブ群４０の根本側（図８においては右側）に偏心して配置されることが好ましい。このような構成であると、正極タブ群４０を折り曲げた際、より確実に正極タブ群４０の根本近傍に安定的に湾曲形状を形成することができる。これにより、正極タブ群４０の損傷を抑制できる。また、正極タブ４ｂに位置ずれが生じていても、安定的に正極タブ群４０とタブ接続部６２ｃを接合できる。
　図８に示すように、正極タブ群４０の先端部が、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃから外側（図８においては左側）に突出した状態で、正極タブ群４０とタブ接続部６２ｃを接合することが好ましい。これにより、より安定的に正極タブ群４０とタブ接続部６２ｃを接合できる。
　図９は、第２正極集電体６２及び第２負極集電体７２が取り付けられた電極体３の斜視図である。第２正極集電体６２の下端部（角形外装体１の底部１ａ側の端部となる部分）は、正極タブ群４０の下端部（角形外装体１の底部１ａ側の端部となる部分）よりも下方に位置することが好ましい。このような構成であると、後述する正極タブ群４０を折り曲げる工程において、正極タブ群４０をより確実に安定的に折り曲げることが可能となる。なお、第２負極集電体７２と負極タブ群５０についても同様である。
　［タブ群の折り曲げ］
　図１０に示すように正極タブ群４０を折り曲げた状態とする。図９に示すように電極体３の第１主面３ａ及び第２主面３ｂに対して略平行に配置されていた第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃを、正極タブ群４０を折り曲げることにより、電極体３の巻回軸に対して略垂直な向き（例えば、巻回軸に対するタブ接続部６２ｃの傾きが±１５°より小さい）とされた状態とする。そして、電極体３の第１主面３ａ－タブ接続部６２ｃ－電極体３の第２主面３ｂに跨るように固定手段としてのテープ８０を貼り付ける。このような構成であると、より安定的に正極タブ群４０が湾曲した状態を維持できる。また、湾曲した正極タブ群４０に弾性を持たせることができ、第２正極集電体６２を電極体３側に押圧した場合、第２正極集電体６２が電極体３に近づく方向に動くことができる。なお、正極タブ群４０を折り曲げる際、第２正極集電体６２自体は折り曲げられない。
　図１０に示すように、正極タブ群４０は、タブ接続部６２ｃに当接する当接領域４０ｂ、当接領域４０ｂよりも正極タブ群４０の根本側に配置された根本領域４０ａ、当接領域４０ｂよりも正極タブ群４０の先端側に配置された先端領域４０ｃを有する。先端領域４０ｃが当接領域４０ｂから折り曲げられた状態でテープ８０によって固定されることにより、その後の工程における組み立て性が向上する。なお、先端領域４０ｃを設けることにより、当接領域４０ｂを広く設けることができ、正極タブ群４０とタブ接続部６２ｃを接合する際に、より安定的に接合できる。なお、先端領域４０ｃを設けなくてもよい。
　なお、負極タブ群５０も正極タブ群４０と同様に、折り曲げられた状態で固定される。
　［電極体群］
　正極タブ群４０及び負極タブ群５０がそれぞれ折り曲げられた状態の複数の電極体３を積層し、テープ等の電極体固定手段９０で纏めて固定し、電極体群３００とする。図１１は電極体群３００の斜視図である。各正極タブ群４０は同じ側に配置され、各負極タブ群５０は同じ側に配置される。また、各電極体３において、正極タブ群４０はそれぞれ同じ方向に折り曲げられている。各電極体３において、負極タブ群５０はそれぞれ同じ方向に折り曲げられている。実施形態に係る電極体群３００は、２つの電極体３を含む。なお、電極体群３００が含む電極体３の数は２つに限定されない。
　電極体３の第１主面３ａ－タブ接続部６２ｃ－電極体３の第２主面３ｂに跨って貼り付けられる固定手段としてのテープ８０として、第１テープ８０ａと第２テープ８０ｂを含むことが好ましい。図１１に示すように、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃにおいて、タブ接続部６２ｃと正極タブ群４０の接合部６３より上方に第１テープ８０ａを貼り付け、タブ接続部６２ｃと正極タブ群４０の接合部６３より下方に第２テープ８０ｂを貼り付けることが好ましい。このような構成であると、正極タブ群４０の湾曲状態を安定的に維持できる。なお、第２負極集電体７２のタブ接続部７２ｃについても同様である。
　図１１に示すように、上方側に配置された第１テープ８０ａの上端は正極タブ群４０の上端より上方に配置され、下方側に配置された第２テープ８０ｂの下端は正極タブ群４０の下端よりも下方に配置されることが好ましい。このような構成であると、より確実に正極タブ群４０の湾曲形状を維持できる。
　図１１に示すように電極体３の積層方向において、各電極体３に取り付けられた第２正極集電体６２は間隔を置いて並べられて第１正極集電体６１の第２領域６１ｂ上に接続されている。各第２負極集電体７２についても同様である。
　実施形態に係る電極体３においては、第１テープ８０ａの下端と、第２テープ８０ｂの上端との間に、正極タブ群４０とタブ接続部６２ｃの接合部６３が配置される。
　なお、実施形態においては、上下で第１テープ８０ａと第２テープ８０ｂの二つのテープに分けているが、一つのテープとすることもできる。この場合、一つのテープの上端を正極タブ群４０の上端よりも上方に配置し、一つのテープの下端を正極タブ群４０の下端よりも下方に配置することが好ましい。テープ８０がタブ接続部６２ｃにおいて接合部６３が形成された部分を覆うようにしてもよい。第２負極集電体７２及び負極タブ群５０側についても同様の構成とすることができる。
　［第１集電体と第２集電体の接続］
　第１正極集電体６１の第２領域６１ｂを第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａの内側に配置し、第１負極集電体７１の第２領域７１ｂを第２負極集電体７２の第２領域接続部７２ａの内側に配置する。そして、第１正極集電体６１の第２領域６１ｂと第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａを接続する。また、第１負極集電体７１の第２領域７１ｂを第２負極集電体７２の第２領域接続部７２ａに接合する。接合方法としては、超音波溶接（超音波接合）、抵抗溶接、レーザー等の高エネルギー線の照射による溶接等を用いることができる。特にレーザー等の高エネルギー線の照射による溶接を用いることが好ましい。
　図１２Ａ～図１２Ｃは、各段階における第１正極集電体６１の第２領域６１ｂ、第１負極集電体７１の第２領域７１ｂ、第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａ、及び第２負極集電体７２の第２領域接続部７２ａの電極体３の巻回軸に沿った断面図である。
　図１２Ａに示すように、第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａと第２負極集電体７２の第２領域接続部７２ａの間に、第１正極集電体６１の第２領域６１ｂと第１負極集電体７１の第２領域７１ｂを配置する。このとき、第２領域接続部６２ａの内面と第２領域接続部７２ａの内面の距離Ｄ１は、第２領域６１ｂの外面と第２領域７１ｂの外面の距離Ｄ２よりも大きいことが好ましい。なお、Ｄ１はＤ２よりも、０．１～５ｍｍ大きいことが好ましく、０．２～３ｍｍ大きいことがより好ましい。
　次に、図１２Ｂに示すように、第２領域接続部６２ａと第２領域接続部７２ａの距離が小さくなるように、第２領域接続部６２ａ及び/又は第２領域接続部７２ａを内側に変位させる。これにより、第２領域接続部６２ａの内面と第２領域接続部７２ａの内面の距離Ｄ１をＤ１´に変化させる。このとき、Ｄ２とＤ１´の差は０～０．２ｍｍであることが好ましい。
　図１２Ｂに示す状態で、レーザー等の高エネルギー線を第２領域接続部６２ａ、第２領域接続部７２ａのそれぞれに照射する。これにより、第１正極集電体６１の第２領域６１ｂと第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａが溶接により接合され、第１負極集電体７１の第２領域７１ｂと第２負極集電体７２の第２領域接続部７２ａが溶接により接合される。
　図１２Ｃに示すように、第２領域６１ｂと第２領域接続部６２ａの溶接部である接合部６４が、凹部６２ｄ内に形成される。また、第２領域７１ｂと第２領域接続部７２ａの溶接部である接合部７４が、凹部７２ｄ内に形成される。
　図１２Ａ～図１２Ｃの手順とすることにより、より簡単な方法で、第１正極集電体６１と第２正極集電体６２、第１負極集電体７１と第２負極集電体７２、をより安定的に溶接することができる。よって、信頼性の高い接合部６４及び接合部７４を形成できる。
　凹部６２ｄ、凹部７２ｄが形成されている部分は、その周囲よりも厚みが薄い部分である。この厚みの薄い部分に接合部６４、接合部７４が形成されるように溶接を行うことにより、より質の高い接合部をより安定的に形成することができる。よって、より信頼性の高い二次電池となる。また、貫通孔６２ｅを利用して、第２領域６１ｂと第２領域接続部６２ａの隙間の有無ないし隙間の大きさを測定することにより、より安定的に第２領域６１ｂと第２領域接続部６２ａを溶接により接合することができる。なお、貫通孔７２ｅについても同様である。
　図１３は、第１正極集電体６１と第２正極集電体６２、第１負極集電体７１と第２負極集電体７２を、それぞれ接続した後の状態を示す斜視図である。
　［電極体ホルダー］
　図１４は、電極体ホルダー１４の展開図である。図１４において破線の部分で電極体ホルダー１４を構成する絶縁シートを折り曲げることにより箱状の電極体ホルダー１４とする。電極体ホルダー１４は、ホルダー底部１４ａ、ホルダー第１主面１４ｂ、ホルダー第２主面１４ｃ、ホルダー第１側面１４ｄ、ホルダー第２側面１４ｅ、ホルダー第３側面１４ｆ、ホルダー第４側面１４ｇ、ホルダー第５側面１４ｈ、ホルダー第６側面１４ｉを有する。
　電極体ホルダー１４を箱状としたとき、ホルダー第１側面１４ｄ、ホルダー第２側面１４ｅ、及びホルダー第３側面１４ｆが重なる領域を有し、ホルダー第４側面１４ｇ、ホルダー第５側面１４ｈ、及びホルダー第６側面１４ｉが重なる領域を有する。
　箱状の電極体ホルダー１４内に電極体群３００が配置された状態で、電極体群３００を角形外装体１内に挿入する。そして、封口板２を角形外装体１に接合し、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。封口板２に設けられた電解液注液孔１５から電解液を注液し、封止部材１６で電解液注液孔１５を封止する。これにより二次電池２０とする。
　［二次電池］
　実施形態に係る二次電池２０においては、正極集電体６が第１正極集電体６１と第２正極集電体６２を含む構成となっており。このような構成であると、正極タブ群４０を折り曲げる際、正極集電体６を折り曲げることなく、正極タブ群４０を折り曲げることができ、より簡単な方法で、より安定的に体積エネルギー密度が高い二次電池とすることができる。なお、電池ケース１００に収容される電極体３の数が２個以上の場合、より効果的である。本開示によると、電池ケース１００に収容される電極体３の個数についての自由度が向上する。本開示によると、電池ケース１００に収容される電極体３の数が２個より多い場合でも、正極集電体６を複雑な形状とすることなく、信頼性の高い二次電池を安定的に製造できるようになる。本開示は、電池ケース１００に収容される電極体３の個数が２個より多く、奇数個の場合特に効果的である。
　二次電池２０では、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃが第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａよりも角形外装体１の第１側壁１ｂ側に配置される。このような構成であると、第１側壁１ｂと電極体３の間のスペースをより有効に活用できるため、電極体３の発電部をより大きくでき、より体積エネルギー密度の高い二次電池となる。なお、第２負極集電体７２についても同様である。
　電極体３において正極タブ群４０は封口板２側に偏心していることが好ましい。これにより、正極タブ群４０から正極端子８までの導電経路を短くすることができ内部抵抗の小さい二次電池２０となる。電極体３において負極タブ群５０は封口板２側に偏心していることが好ましい。これにより、負極タブ群５０から負極端子９までの導電経路を短くすることができ内部抵抗の小さい二次電池２０となる。
　第１正極集電体６１の第２領域６１ｂと第２正極集電体６２の第２領域接続部６２ａが重なる領域と、角形外装体１の第１側壁１ｂの間に、電極体ホルダー１４とは別の絶縁部材（図示省略）を配置することが好ましい。また、第１負極集電体７１の第２領域７１ｂと第２負極集電体７２の第２領域接続部７２ａが重なる領域と、角形外装体１の第１側壁１ｃの間に、電極体ホルダー１４とは別の絶縁部材（図示省略）を配置することが好ましい。このような構成により、二次電池２０に衝撃や振動が加わった場合でも、各部材間の接合部、正極タブ群４０、ないし負極タブ群５０が損傷することを抑制できる。
　図１５は、他の実施形態において、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃと正極タブ群４０の接合部６３の近傍の断面図であり、正極タブ群４０を折り曲げて固定した状態を示す図である。図１５に示すように、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃにおいて接合部６３が形成された部分をテープ８０で覆うことができる。第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃにおいて接合部６３が形成された部分に、接合部６３が形成される際に生じたバリや金属粉が存在したとしても、テープ８０により、バリや金属粉が移動することを抑制できる。
　また、図１５に示すように、正極タブ群４０において接合部６３が形成された部分をテープ８１で覆うことができる。正極タブ群４０において接合部６３が形成された部分に、接合部６３が形成される際に生じたバリや金属粉が存在したとしても、テープ８１により、バリや金属粉が移動することを抑制できる。テープ８１は、正極タブ群４０が折り曲げられる前に貼り付けられることが好ましい。
　なお、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃにおいて接合部６３が形成された部分、及び／又は正極タブ群４０において接合部６３が形成された部分に粘着材を塗布する、あるいは粘着材を貼り付けることができる。また、第２正極集電体６２のタブ接続部６２ｃにおいて接合部６３が形成された部分、及び／又は正極タブ群４０において接合部６３が形成された部分を、熱溶着樹脂で覆うことができる。また、第２負極集電体７２のタブ接続部７２ｃ、及び負極タブ群５０についても同様の構成とすることができる。
　上述の実施形態に係る二次電池２０においては、一つの電極体３に一つの第２正極集電体６２及び一つの第２負極集電体７２が取り付けられた。しかしながら、これに限定されない。一つの電極体３に複数の第２正極集電体及び／又は複数の第２負極集電体を取り付けることができる。一つの電極体３に複数の第２正極集電体が取り付けられる他の実施形態を以下に説明する。なお、同様の方法で、一つの電極体３に複数の第２負極集電体を取り付けることができる。他の実施形態において、上述の実施形態の二次電池２０と共通する部分については説明を省略する。
　図１６に示すように、正極タブ群４０を二つに分け、二つに分けられた一方の正極タブ群４０Ａと、他方の正極タブ群４０Ｂのそれぞれに、第２正極集電体１６２のタブ接続部１６２ｃを溶接により接続し、接合部１６３を形成する。一方の正極タブ群４０Ａは第１主面３ａ側に集められ、他方の正極タブ群４０Ｂは第２主面３ｂ側に集められることが好ましい。なお、第２正極集電体１６２は上述の実施形態に係る第２正極集電体６２と同様の構成とすることができる。
　図１７に示すように、第１主面３ａ側に束ねられた正極タブ群４０Ａが電極体３の厚み方向における中央側に向かって折り曲げられ、第２主面３ｂ側に束ねられた正極タブ群４０Ｂが電極体３の厚み方向における中央側に向かって折り曲げられた状態で、固定手段としてのテープ８０により固定される。
　図１８に示すように、一つの電極体３の正極タブ群４０Ａに接続された第２正極集電体１６２及び正極タブ群４０Ｂに接続された第２正極集電体１６２を、第１正極集電体６１に溶接により接続する。第２正極集電体１６２は、第２領域接続部１６２ａ、傾斜部１６２ｂ及びタブ接続部１６２ｃを有する。第２領域接続部１６２ａが、第１正極集電体６１の第２領域６１ｂに接続される。なお、他の実施形態における構成は、電極体３の一つの厚みが大きくなった場合に特に効果的である。
　＜その他＞
　上述の実施形態においては、電極体が正極板と負極板がセパレータを介して巻回された巻回型の電極体である例を示したが、これに限定されない。複数の正極板と複数の負極板を含む積層型の電極体とすることもできる。
　上述の実施形態では、複数の正極タブが形成された正極板と複数の負極タブが形成された負極板を巻回することにより巻回型の電極体を作製する例を示したが、これに限定されない。巻回電極体において巻回された正極芯体露出部ないし負極芯体露出部を切断することにより、正極タブ群ないし負極タブ群とすることもできる。
　上述の実施形態においては、正極集電体６及び負極集電体７がそれぞれ二つの部品からなる例を示したが、正極集電体６及び負極集電体７はそれぞれ一つの部品から構成されてもよい。
　正極板、負極板、セパレータ、及び電解質等に関しては、公知の材料を用いることができる。
　上述のアルミニウムは、アルミニウム及びアルミニウムを主体とするアルミニウム合金を含むものとする。上述の銅は、銅及び銅を主体とする銅合金を含むものとする。上述の鉄は、鉄を主体とする鉄合金を含むものとする。上述のニッケルは、ニッケルを主体とするニッケル合金を含むものとする。
　テープとしては、基材と、基材上に形成された接着層を有するものが好ましい。基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、塩化ビニール、テフロン（登録商標）、ポリイミド、カプトン（登録商標）、ポリフェニレンサルファド、又はポリエチレンナフタレート等から構成されることが好ましい。接着層の材質は、アクリル系接着材、シリコン系接着材、ゴム系接着材等から構成されることが好ましい。ただし、これらの材質に限定されない。なお、接着層は常温で粘着性を有するものが好ましい。
　実施形態としては固定手段がテープである例を示したが、これに限定されない。固定手段としては樹脂製の枠体、金属製の枠体、セラミック製の枠体、クリップ状の部材等が考えられる。なお、固定手段としては、テープがより好ましい。
　正極タブ群と正極端子の間の導電経路、又は負極タブ群と負極端子の間の導電経路に、感圧式の電流遮断機構を設けることができる。この電流遮断機構は、電池ケース内の圧力が所定値以上となったときに作動し、正極タブ群と正極端子の間の導電経路、又は負極タブ群と負極端子の間の導電経路を切断し、電流の流れを遮断する機構である。
２０　　二次電池
１００　　電池ケース
１　　角形外装体
１ａ　　底部
１ｂ，１ｃ　　第１側壁
１ｄ，１ｅ　　第２側壁
２　　封口板
３　　電極体
３ａ　　第１主面
３ｂ　　第２主面
３００　　電極体群
４　　正極板
４ａ　　正極活物質層
４ｂ　　正極タブ
４ｃ　　正極保護層
４０　　正極タブ群
４０ａ　　根本領域
４０ｂ　　当接領域
４０ｃ　　先端領域
５　　負極板
５ａ　　負極活物質層
５ｂ　　負極タブ
５０　　負極タブ群
６　　正極集電体
６１　　第１正極集電体
６１ａ　　第１領域
６１ｂ　　第２領域
６１ｃ　　切り欠き部
６２　　第２正極集電体
６２ａ　　第２領域接続部
６２ｂ　　傾斜部
６２ｃ　　タブ接続部
６２ｄ　　凹部
６２ｅ　　貫通孔
６２ｆ　　ヒューズ部
６２ｇ　　ヒューズ孔
６３，６４　　接合部
７　　負極集電体
７１　　第１負極集電体
７１ａ　　第１領域
７１ｂ　　第２領域
７１ｃ　　切り欠き部
７２　　第２負極集電体
７２ａ　　第２領域接続部
７２ｂ　　傾斜部
７２ｃ　　タブ接続部
７２ｄ　　凹部
７２ｅ　　貫通孔
７４　　接合部
８　　正極端子
９　　負極端子
１０，１２　　外部側絶縁部材
１１，１３　　内部側絶縁部材
１４　　電極体ホルダー
１４ａ　　ホルダー底部
１４ｂ　　ホルダー第１主面
１４ｃ　　ホルダー第２主面
１４ｄ　　ホルダー第１側面
１４ｅ　　ホルダー第２側面
１４ｆ　　ホルダー第３側面
１４ｇ　　ホルダー第４側面
１４ｈ　　ホルダー第５側面
１４ｉ　　ホルダー第６側面
１５　　電解液注液孔
１６　　封止部材
１７　　ガス排出弁
８０　　テープ
８０ａ　　第１テープ
８０ｂ　　第２テープ
８１　　テープ
９０　　電極体固定手段
４０Ａ，４０Ｂ　　正極タブ群
１６２　　第２正極集電体
１６２ａ　　第２領域接続部
１６２ｂ　　傾斜部
１６２ｃ　　タブ接続部
１６３　　接合部

Claims (14)

  1. 　正極板と負極板を含む電極体と、
    　開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
    　前記開口を封口する封口板と、
    　前記封口板に取り付けられた端子と、を備えた二次電池であって、
    　前記電極体は、一方の端部に正極タブ群を有し、他方の端部に負極タブ群を有し、
    　前記角形外装体は、底部、互いに対向する向きに配置された一対の第１側壁、及び互いに対向する向きに配置された一対の第２側壁を有し、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群と、前記端子とは、第１集電体と第２集電体により電気的に接続され、
    　前記第１集電体は、前記封口板と前記電極体の間に配置された第１領域と、前記第１領域の端部から折れ曲がり一方の前記第１側壁と前記電極体の間に配置された第２領域を含み、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群は折り曲げられた状態で前記第２集電体に接続され、
    　前記第２集電体は前記第２領域に溶接された二次電池。
  2. 　前記電極体を複数含み、
    　複数の前記電極体のそれぞれの前記正極タブ群又は前記負極タブ群に接続された複数の前記第２集電体が、前記第１集電体の前記第２領域に溶接された請求項１に記載の二次電池。
  3. 　一つの前記電極体に設けられた前記正極タブ群又は前記負極タブ群は複数に分けられており、
    　複数に分けられた前記正極タブ群又は前記負極タブ群のそれぞれに接続された複数の前記第２集電体を備え、
    　複数の前記第２集電体が前記第１集電体の前記第２領域に溶接された請求項１又は２に記載の二次電池。
  4. 　前記第２集電体は、第２領域接続部とタブ接続部を含み、
    　前記第２領域接続部が前記第２領域に溶接され、
    　前記タブ接続部に前記正極タブ群又は前記負極タブ群が接続され、
    　一方の前記第１側壁と前記タブ接続部の距離は、一方の前記第１側壁と前記第２領域接続部の距離よりも小さい請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  5. 　前記第２集電体には凹部が設けられており、
    　前記凹部の内部には貫通孔が設けられており、
    　前記凹部の内部において前記第２集電体が前記第２領域に溶接された請求項１～４のいずれかに記載の二次電池。
  6. 　前記第２集電体は、一方の前記第１側壁に沿って配置される板状の領域を有し、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群は、前記板状の領域における前記電極体側に位置する面に接続された請求項１～５のいずれかに記載の二次電池。
  7. 　前記第２領域の幅方向における両端部には切り欠き部が設けられた請求項１～６のいずれかに記載の二次電池。
  8. 　前記第２集電体において、前記第２集電体と前記第２領域の溶接部と、前記第２集電体と前記正極タブ群又は前記負極タブ群の接合部との間にはヒューズ部が設けられた請求項１～７のいずれかに記載の二次電池。
  9. 　前記正極タブ群及び前記負極タブ群の少なくとも一方は、前記電極体において前記封口板側に偏心した位置に設けられた請求項１～８のいずれかに記載の二次電池。
  10. 　正極板と負極板を含む電極体と、
    　開口を有し、前記電極体を収容する角形外装体と、
    　前記開口を封口する封口板と、
    　前記封口板に取り付けられた端子と、を備え、
    　前記電極体は、一方の端部に正極タブ群を有し、他方の端部に負極タブ群を有し、
    　前記角形外装体は、底部、互いに対向する向きに配置された一対の第１側壁、及び互いに対向する向きに配置された一対の第２側壁を有し、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群と、前記端子とは、第１集電体と第２集電体により電気的に接続された二次電池の製造方法であって、
    　前記第１集電体を前記封口板に取り付ける工程と、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群と前記第２集電体を接続する工程と、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群を折り曲げると共に、前記正極タブ群又は前記負極タブ群に接続された前記第２集電体の向きを変える工程と、
    　前記封口板に取り付けられた前記第１集電体に、前記正極タブ群又は前記負極タブ群が接続された前記第２集電体を溶接する工程と、を有する二次電池の製造方法。
  11. 　前記第１集電体は、前記封口板と前記電極体の間に配置される第１領域と、前記第１領域の端部から折れ曲がり一方の前記第１側壁と前記電極体の間に配置される第２領域を含み、
    　前記正極タブ群又は前記負極タブ群が接続された前記第２集電体は、前記第２領域に溶接される請求項１０に記載の二次電池の製造方法。
  12. 　前記第２集電体には凹部が設けられており、
    　前記凹部内には貫通孔が設けられており、
    　前記凹部内に高エネルギー線を照射することにより前記第２領域に前記第２集電体を溶接する請求項１１に記載の二次電池の製造方法。
  13. 　前記第２領域の幅方向における両端部には切り欠き部が設けられており、
    　前記切り欠き部を把持した状態で、前記第２領域に前記第２集電体を溶接する請求項１１又は１２に記載の二次電池の製造方法。
  14. 　前記端子は負極端子であり、
    　前記第１集電体は第１負極集電体であり、
    　前記第１領域は負極第１領域であり、
    　前記第２領域は負極第２領域であり、
    　前記第２集電体は第２負極集電体であり、
    　さらに第１正極集電体、第２正極集電体を備え、
    　前記第１正極集電体は、前記封口板と前記電極体の間に配置される正極第１領域と、他方の前記第１側壁と前記電極体の間に配置される正極第２領域を有し、
    　前記封口板に前記第１正極集電体を取り付ける工程と、
    　前記正極タブ群と前記第２正極集電体を接続する工程と、
    　前記正極タブ群を折り曲げると共に、前記正極タブ群に接続された前記第２正極集電体の向きを変える工程と、
    　前記封口板に取り付けられた前記第１正極集電体の前記正極第２領域と前記封口板に取り付けられた前記第１負極集電体の前記負極第２領域を、前記正極タブ群が接続された前記第２正極集電体と前記負極タブ群が接続された前記第２負極集電体の間に配置する工程と、
    　前記第２正極集電体と前記第２負極集電体の距離を小さくする工程と、
    　前記正極第２領域と前記第２正極集電体を溶接し、前記負極第２領域と前記第２負極集電体を溶接する工程と、を有する請求項１１～１３のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
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