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JP2009129553A - battery - Google Patents

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JP2009129553A
JP2009129553A JP2007300111A JP2007300111A JP2009129553A JP 2009129553 A JP2009129553 A JP 2009129553A JP 2007300111 A JP2007300111 A JP 2007300111A JP 2007300111 A JP2007300111 A JP 2007300111A JP 2009129553 A JP2009129553 A JP 2009129553A
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JP
Japan
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battery
positive electrode
negative electrode
electrode lead
leads
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007300111A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Oyagi
信之 大八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2007300111A priority Critical patent/JP2009129553A/en
Publication of JP2009129553A publication Critical patent/JP2009129553A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

【課題】複数の電極リードを有する電池において、電池のスペース効率に優れ、かつ電池の製造が容易である電池を提供する。
【解決手段】導電性基材上に活物質層を有する正極および導電性基材上に活物質層を有する負極をセパレータを介して巻回され、両端部を貫通する中心孔を有する電池素子と、電池素子の両端面からそれぞれ導出される複数の正極リードおよび負極リードと、電解質と、電池素子および電解質を収容し、少なくとも一方の端部が開放された電池缶と、電池缶の開放端部を閉塞する電池蓋および安全弁と、正極リードおよび安全弁を接続する中継タブと、を備える電池において、複数の正極リードを、電池素子の中心孔の方向に折り曲げて重ね合わせ、中心孔を塞がないように中心孔の近傍で安全弁の方向に折り曲げて中継タブと接続させる。
【選択図】図1
Disclosed is a battery having a plurality of electrode leads, which is excellent in battery space efficiency and easy to manufacture.
A battery element including a positive electrode having an active material layer on a conductive substrate and a negative electrode having an active material layer on a conductive substrate, wound through a separator, and having a center hole penetrating both ends. A plurality of positive leads and negative leads led out from both end faces of the battery element, an electrolyte, a battery can containing the battery element and the electrolyte, and an open end of at least one end of the battery can, and an open end of the battery can In a battery comprising a battery lid and a safety valve for closing the battery, and a relay tab for connecting the positive electrode lead and the safety valve, the plurality of positive electrode leads are folded in the direction of the center hole of the battery element and are not blocked. In this way, it is bent in the direction of the safety valve in the vicinity of the center hole and connected to the relay tab.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、電池に関し、詳しくは、複数の電極リードを有し、大電流を取り出すことが可能な非水電界質二次電池に関する。   The present invention relates to a battery, and more particularly to a non-aqueous electrolyte secondary battery having a plurality of electrode leads and capable of taking out a large current.

近年、携帯電子技術の目覚しい発達により、携帯電話やノートブック型パーソナルコンピューター、PDA(Personal Digital Assistant;個人用携帯型情報端末機器)等の電子機器は高度情報化社会を支える基盤技術と認知されてきた。さらに、これらの機器の高機能化に関する研究開発は精力的に進められており、それに比例して電子機器の消費電力も増加の一途を辿っている。その反面、これらの電子機器は長時間駆動が求められており、必然的に駆動電源である二次電池の高エネルギー密度化が望まれてきた。   In recent years, with the remarkable development of portable electronic technology, electronic devices such as mobile phones, notebook personal computers, and PDAs (Personal Digital Assistants) have been recognized as fundamental technologies that support an advanced information society. It was. Furthermore, research and development related to the enhancement of the functionality of these devices is being pursued energetically, and the power consumption of electronic devices is steadily increasing in proportion thereto. On the other hand, these electronic devices are required to be driven for a long time, and it has been desired to increase the energy density of the secondary battery, which is a driving power source.

電子機器に内蔵される電池の占有体積や質量などの観点より、電池のエネルギー密度は高いほど望ましい。現在では、リチウムイオンのドープ・脱ドープを利用したリチウムイオン二次電池が、他の電池系に比較して高電圧で優れたエネルギー密度を有することから、殆どの機器に内蔵されるに至っている。このようなリチウムイオン二次電池は、正極および負極をセパレータを介して積層し、例えば渦巻き状に巻回した巻回構造を有しており、これによって高い保存特性、負荷特性等を示している。   From the standpoint of the occupied volume and mass of the battery built in the electronic device, the higher the energy density of the battery, the better. Currently, lithium ion secondary batteries using lithium ion doping and dedoping have a higher energy density at higher voltages than other battery systems, so they have been built into most devices. . Such a lithium ion secondary battery has a winding structure in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator and wound, for example, in a spiral shape, thereby exhibiting high storage characteristics, load characteristics, and the like. .

図17に、巻回構造を有する従来のリチウムイオン二次電池の断面構造の一例を示す。このリチウムイオン二次電池は、一端部が閉鎖され他端部が開放された電池缶110の内部に、帯状の正極101と帯状の負極102とがセパレータ105を介して巻回された電池素子106を有している。正極101には、例えばアルミニウム(Al)などよりなる正極リード103が接続されている。この正極リード103は、電池素子10の一方の端面から導出されて安全弁機構114に溶接されることにより、電池蓋111と電気的に接続されている。また、負極102には、例えばニッケル(Ni)などよりなる負極リード104が接続されている。この負極リード104は、電池素子110の他方の端面から導出され、電池缶110に溶接されて電気的に接続されている。なお、以下では、正極リード103および負極リード104のうち特定のリードを示さないときは、電極リードと称する。   FIG. 17 shows an example of a cross-sectional structure of a conventional lithium ion secondary battery having a winding structure. This lithium ion secondary battery has a battery element 106 in which a strip-like positive electrode 101 and a strip-like negative electrode 102 are wound via a separator 105 inside a battery can 110 having one end closed and the other end open. have. A positive electrode lead 103 made of, for example, aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 101. The positive electrode lead 103 is led out from one end face of the battery element 10 and welded to the safety valve mechanism 114, thereby being electrically connected to the battery lid 111. In addition, a negative electrode lead 104 made of, for example, nickel (Ni) or the like is connected to the negative electrode 102. The negative electrode lead 104 is led out from the other end surface of the battery element 110 and welded to the battery can 110 to be electrically connected thereto. Hereinafter, when a specific lead is not shown among the positive electrode lead 103 and the negative electrode lead 104, it is referred to as an electrode lead.

このようなリチウムイオン二次電池のさらなる高性能化、用途拡大を目的として多くの検討が進められている。その一つとして、例えば、大電流を取り出すことが可能な高出力構造の二次電池において、内部抵抗を低減する方法として複数本の電極リードを電極に取り付ける提案が多数なされている。   Many studies have been conducted for the purpose of further enhancing the performance and expanding the applications of such lithium ion secondary batteries. As one of them, for example, many proposals have been made to attach a plurality of electrode leads to an electrode as a method of reducing internal resistance in a secondary battery having a high output structure capable of taking out a large current.

しかしながら、複数本の電極リードを用いた場合、電極リードの電池端子(電池蓋111および安全弁機構114、電池缶110の底部)への接続は困難である。従来法として単数または2本の電極リードの接続は、例えば電池蓋111および安全弁機構114側ではレーザー溶接が用いられ、電池缶110の底部側では、抵抗溶接が用いられていることが多い。レーザー溶接では溶接時の被溶接物の密着性が重要となるが、複数の電極リードを用いた場合は、電極リード間、および電極リードと安全弁機構114との密着性がとりにくく、安定して溶接することは困難である。一方、電池缶110の底部への抵抗溶接では被溶接物間の抵抗を利用して溶接を行うが、複数の電極リードでは溶接する箇所が多層に重なることになり、それぞれの層間での抵抗が不均一となるため、安定した溶接は困難である。   However, when a plurality of electrode leads are used, it is difficult to connect the electrode leads to the battery terminals (the battery lid 111, the safety valve mechanism 114, and the bottom of the battery can 110). As a conventional method, for connecting one or two electrode leads, for example, laser welding is used on the battery lid 111 and the safety valve mechanism 114 side, and resistance welding is often used on the bottom side of the battery can 110. In laser welding, the adhesion of the workpiece to be welded during welding is important. However, when multiple electrode leads are used, the adhesion between the electrode leads and between the electrode leads and the safety valve mechanism 114 is difficult to achieve and stable. It is difficult to weld. On the other hand, in resistance welding to the bottom of the battery can 110, welding is performed using the resistance between the workpieces. However, in a plurality of electrode leads, the welded portions overlap in multiple layers, and the resistance between the respective layers is reduced. Because of non-uniformity, stable welding is difficult.

そこで、このような問題に対処すべく、下記の特許文献1には、複数本の電極リードを束ね、これらをアーム付きの部品に圧接させて電池蓋に接続する方法が開示されている。   Therefore, in order to cope with such a problem, Patent Document 1 below discloses a method of bundling a plurality of electrode leads and press-connecting them to a component with an arm to connect to a battery lid.

特許第3806585号公報Japanese Patent No. 3806585

また、下記の特許文献2には、複数本の導電タブのうち主導電タブである1本に他の導電タブを接合して、主導電タブのみを端子部材に接続する方法が提案されている。   Patent Document 2 below proposes a method of joining only one main conductive tab to a terminal member by joining another conductive tab to one of the plurality of conductive tabs, which is the main conductive tab. .

特許第3119259号公報Japanese Patent No. 3119259

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、複数本の電極リードを束ねてアーム付の部品に圧接させて電池蓋に接続するため、これらの部品や電極リードの取り回しを含めたスペースが電池缶内に必要となる。つまり、スペース効率が低下してしまう。また、電池端子において部品点数の増加により構造が複雑化してしまう。   However, in the method described in Patent Document 1, since a plurality of electrode leads are bundled and pressed against a component with an arm and connected to the battery lid, the space including the routing of these components and electrode leads is not contained in the battery can. Is required. That is, space efficiency is reduced. Further, the structure of the battery terminal becomes complicated due to an increase in the number of parts.

さらに、複数の電極リードをアーム付き部品に圧接させるためには、図18に示すように、電池素子106の端面において複数の電極リード123を同一の半径線上に一列に導出させる必要があるが、電極の厚みおよび電極リード123の取り付け位置などの公差があるため、現実には電池素子106の端面において電極リード123を一列に導出させることは困難である。電池素子106の端面において複数本の電極リード123が一列に導出されない場合、電極リード123を一つに束ねて部品に圧接を行うことが困難となり、生産性の低下が懸念される。一方、公差を小さくして電極リード123を一列に導出させる場合は、製造が困難になると共に、コストアップや歩留まり低下の原因となる。   Furthermore, in order to press-contact a plurality of electrode leads to a component with an arm, as shown in FIG. 18, it is necessary to lead the plurality of electrode leads 123 in a row on the same radial line on the end face of the battery element 106. Since there are tolerances such as the thickness of the electrode and the attachment position of the electrode lead 123, it is actually difficult to lead the electrode lead 123 in a row at the end face of the battery element 106. When the plurality of electrode leads 123 are not led out in a row on the end face of the battery element 106, it is difficult to bundle the electrode leads 123 together and press the parts, and there is a concern that productivity may be reduced. On the other hand, when the tolerances are reduced and the electrode leads 123 are led out in a row, the manufacturing becomes difficult, and the cost increases and the yield decreases.

また、特許文献2に記載の方法ではスペース効率は良くなるが、複数本の導電タブを等間隔に電極に取り付けた状態で巻回した電池素子では、電池素子の端面において主導電タブおよび他の導電タブを一列に導出させることはできない。特許文献2では、主導電タブに他の導電タブを接合する方法については詳細に記載されていないが、主導電タブおよび他の導電タブが一列に導出されていない場合、これらを接合するのは非常に困難で複雑な作業になるため、生産性の低下につながる。仮に、主導電タブおよび他の導電タブが一列に導出されるように設計したとしても、実際には電極の厚みや、主導電タブおよび他の導電タブの接続位置に公差があるため、電池素子の端面において、これらのタブが一列に導出されることは少ない。したがって、主導電タブおよび他の導電タブの導出される位置にずれがある場合、この方法では電池の製造が困難となり、生産性が低下してしまう。   In addition, although the space efficiency is improved by the method described in Patent Document 2, in the battery element in which a plurality of conductive tabs are attached to the electrode at equal intervals, the main conductive tab and the other conductive tabs are formed on the end face of the battery element. Conductive tabs cannot be led out in a row. Patent Document 2 does not describe in detail how to join other conductive tabs to the main conductive tab, but when the main conductive tab and the other conductive tabs are not derived in a row, joining them is This is a very difficult and complex task, which leads to reduced productivity. Even if the main conductive tab and other conductive tabs are designed to be led out in a row, there are actually tolerances in the electrode thickness and the connection position of the main conductive tab and other conductive tabs. These tabs are rarely drawn in a row at the end face. Therefore, when there is a deviation in the positions where the main conductive tab and other conductive tabs are led out, it is difficult to manufacture a battery by this method, and productivity is lowered.

したがって、この発明の目的は、複数本の電極リードを備える電池において、スペース効率が高く、また、電池の製造を容易に行うことができる電池を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a battery having a plurality of electrode leads, which has high space efficiency and can be easily manufactured.

上述した課題を解決するために、この発明は、
導電性基材上に活物質層を有する正極および導電性基材上に活物質層を有する負極をセパレータを介して巻回され、両端面を貫通する中心孔を有する電池素子と、
電池素子の両端面からそれぞれ導出される複数の正極リードおよび負極リードと、
電解質と、
電池素子および電解質を収容し、少なくとも一方の端部が開放された電池缶と、
電池缶の開放端部を閉塞する電池蓋および安全弁と
正極リードおよび安全弁を接続する中継タブと
を備え、
複数の正極リードは、電池素子の中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔を塞がないように中心孔の近傍で安全弁の方向に折り曲げられて中継タブと接続される
ことを特徴とする電池である。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides:
A battery element having a center hole penetrating both end faces, a positive electrode having an active material layer on a conductive substrate and a negative electrode having an active material layer on a conductive substrate wound through a separator;
A plurality of positive leads and negative leads respectively derived from both end faces of the battery element;
Electrolyte,
A battery can containing a battery element and an electrolyte, at least one end of which is opened; and
A battery lid and a safety valve for closing the open end of the battery can, and a relay tab for connecting the positive electrode lead and the safety valve;
The plurality of positive leads are bent and overlapped in the direction of the center hole of the battery element, and are bent in the direction of the safety valve in the vicinity of the center hole and connected to the relay tab so as not to block the center hole. Battery.

この発明では、上記中心孔を中心とする円を描いたときに、複数の正極リードの導出される位置は、円の中心角135°以内に配置されていることが好ましい。複数の正極リードを中心孔の近傍で折り曲げたときに、正極リードを束ねやすいからである。   In the present invention, when a circle centered on the center hole is drawn, the positions where the plurality of positive electrode leads are led out are preferably arranged within a circle center angle of 135 °. This is because it is easy to bundle the positive leads when the plurality of positive leads are bent in the vicinity of the center hole.

また、この発明では、中継タブの断面積は、複数の正極リードの断面積の合計よりも大きいことが好ましい。電池の抵抗が低下し、サイクル特性を向上させることができるからである。   In the present invention, the cross-sectional area of the relay tab is preferably larger than the sum of the cross-sectional areas of the plurality of positive electrode leads. This is because the battery resistance is lowered and the cycle characteristics can be improved.

また、この発明では、複数の正極リードにおいて、電池素子の内周部から導出される正極リードの長さは、電池素子の外周部から導出される正極リードの長さに比して短いことが好ましい。電池素子の中心孔の方向に折り曲げたときにそれぞれの正極リードの長さをそろえることができるからである。   According to the present invention, in the plurality of positive leads, the length of the positive lead derived from the inner periphery of the battery element is shorter than the length of the positive lead derived from the outer periphery of the battery element. preferable. This is because the length of each positive electrode lead can be made uniform when bent in the direction of the center hole of the battery element.

また、この発明では、複数の正極リードと中継タブとは、超音波溶接によって接続されることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that a some positive electrode lead and relay tabs are connected by ultrasonic welding.

また、この発明では、複数の負極リードは、電池素子の中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔を塞がないように中心孔の近傍で電池缶の方向に折り曲げられて電池缶と接続されることが好ましい。電池素子の中心孔が塞がれないため、中心孔から溶接棒を挿入して、電池缶の底部と負極リードとの抵抗溶接を行うことができ、電池缶の底部と負極リードとの接続を容易に行うことができるからである。   In the present invention, the plurality of negative electrode leads are folded in the direction of the center hole of the battery element and overlapped, and are folded in the direction of the battery can in the vicinity of the center hole so as not to block the center hole. It is preferable to be connected. Since the center hole of the battery element is not blocked, a welding rod can be inserted from the center hole, and resistance welding between the bottom of the battery can and the negative electrode lead can be performed. This is because it can be easily performed.

また、この発明では、複数の負極リードは、中心孔の近傍で電池缶底の方向に折り曲げられて超音波溶接によって接続されることが好ましい。複数の負極リードが溶接によって接続されているため、電池缶の底部と負極リードとの溶接を容易に行うことができるからである。   In the present invention, it is preferable that the plurality of negative electrode leads be bent in the direction of the battery can bottom in the vicinity of the center hole and connected by ultrasonic welding. This is because since the plurality of negative electrode leads are connected by welding, the bottom of the battery can and the negative electrode lead can be easily welded.

また、この発明では、中心孔を中心とする円を描いたときに、複数の負極リードの導出される位置は、円の中心角135°以内に配置されていることが好ましい。複数の負極リードを中心孔の近傍で折り曲げたときに、負極リードを束ねやすいからである。   Further, in the present invention, when a circle centered on the center hole is drawn, the positions where the plurality of negative electrode leads are led out are preferably arranged within a circle center angle of 135 °. This is because it is easy to bundle the negative electrode leads when the plurality of negative electrode leads are bent in the vicinity of the center hole.

また、この発明では、複数の負極リードにおいて、電池素子の内周部から導出される負極リードの長さは、電池素子の外周部から導出される負極リードの長さに比して短いことが好ましい。電池素子の中心孔の方向に折り曲げたときにそれぞれの負極リードの長さをそろえることができるからである。   In the present invention, in the plurality of negative electrode leads, the length of the negative electrode lead derived from the inner peripheral portion of the battery element is shorter than the length of the negative electrode lead derived from the outer peripheral portion of the battery element. preferable. This is because the length of each negative electrode lead can be made uniform when bent in the direction of the center hole of the battery element.

また、この発明では、複数の負極リードと上記電池缶とは、抵抗溶接によって接続されることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that a some negative electrode lead and the said battery can are connected by resistance welding.

この発明によれば、複数の電極リードを備える電池において、正極リードを中心孔の近傍で折り曲げて中継タブと接続させることで、中継タブを介して正極リードと安全弁とを接続することができる。したがって、複数の正極リードと安全弁との電気的接続を容易に行うことができる。   According to this invention, in a battery including a plurality of electrode leads, the positive electrode lead and the safety valve can be connected via the relay tab by bending the positive electrode lead in the vicinity of the center hole and connecting it to the relay tab. Therefore, electrical connection between the plurality of positive electrode leads and the safety valve can be easily performed.

また、正極リードを接続するための特別な部品を設ける必要がないため、これらの部品を設けるためのスペースを確保する必要がなくなる。   Further, since it is not necessary to provide special parts for connecting the positive lead, it is not necessary to secure a space for providing these parts.

この発明によれば、複数の電極リードを備える電池において、電池の製造を容易に行うことができ、電池の生産性を向上させることができる。また、スペース効率の高い電池を得ることができる。   According to this invention, in a battery including a plurality of electrode leads, the battery can be easily manufactured, and the productivity of the battery can be improved. In addition, a battery with high space efficiency can be obtained.

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)電池の構成
図1は、この発明の一実施の形態による電池の断面構造を表している。この電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、外装材であるほぼ中空円柱状の電池缶20の内部に、帯状の正極11と帯状の負極12とがセパレータ13を介して巻回された電池素子10を有し、電池蓋30により密閉されてなる。
(1) Configuration of Battery FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a battery according to an embodiment of the present invention. This battery is a so-called cylindrical type, in which a strip-shaped positive electrode 11 and a strip-shaped negative electrode 12 are wound through a separator 13 inside a substantially hollow cylindrical battery can 20 as an exterior material. It has the element 10 and is sealed with a battery lid 30.

電池缶20は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され、他端部が開放されている。電池缶20の開放端部には、電池蓋30と、この電池蓋30の内側に設けられた安全弁機構40、および必要に応じて熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)44とが、ガスケット50を介してかしめられることにより取り付けられている。なお、図示はしないが、電池素子10を挟み込むように、電池素子10の巻回端面に一対の絶縁板を配置してもよい。   The battery can 20 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. At the open end of the battery can 20, there are a battery lid 30, a safety valve mechanism 40 provided inside the battery lid 30, and, if necessary, a thermal resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 44, It is attached by caulking through a gasket 50. Although not shown, a pair of insulating plates may be arranged on the winding end surface of the battery element 10 so as to sandwich the battery element 10.

図2は、PTC素子44と安全弁機構40の半部の斜視図の一例である。安全弁機構40は、アルミニウム等からなる金属材料からなる安全弁41と、アルミニウム等の金属材料からなる支持ホルダ42と、絶縁ホルダ43と、正極リード15の接続される接続部45とからなる。   FIG. 2 is an example of a perspective view of a half part of the PTC element 44 and the safety valve mechanism 40. The safety valve mechanism 40 includes a safety valve 41 made of a metal material made of aluminum or the like, a support holder 42 made of a metal material such as aluminum, an insulating holder 43, and a connection portion 45 to which the positive electrode lead 15 is connected.

安全弁41と支持ホルダ42とが絶縁ホルダ43を介して嵌合される。安全弁41は、底部の中心に電池素子10側に突出した突出部41aを有しており、突出部41aが支持ホルダ42の底部の中心に形成された孔部42aに挿入される。安全弁41の外周には、PTC素子44を介在させて電池蓋30との電気的接続を確保するためのフランジ部41bが設けられる。支持ホルダ42は、略中心部に安全弁41と接続部45とを接続するための孔部42aを有しており、42aの周辺には複数の通気孔としての開口42bが設けられている。   The safety valve 41 and the support holder 42 are fitted via the insulating holder 43. The safety valve 41 has a protrusion 41 a that protrudes toward the battery element 10 at the center of the bottom, and the protrusion 41 a is inserted into a hole 42 a formed at the center of the bottom of the support holder 42. On the outer periphery of the safety valve 41, a flange portion 41b is provided for ensuring electrical connection with the battery lid 30 with the PTC element 44 interposed therebetween. The support holder 42 has a hole portion 42a for connecting the safety valve 41 and the connection portion 45 at a substantially central portion, and openings 42b as a plurality of ventilation holes are provided around 42a.

接続部45は、安全弁41と同様にアルミニウム等の導電性を有する金属材料等からなり、支持ホルダ42を介して安全弁41の突出部41aと電気的に接続されている。接続部45と安全弁41とは、例えば溶接により接続される。なお、接続部45と安全弁41との接続部分が電気的遮断部となることから、これらの接続は、接続不良が生じない程度の接続強度を確保しつつ、過充電等による内圧上昇に際しては速やかに接続が解除されるような接続強度となるようにする。また、接続部45の安全弁41との接触面と反対の面には、正極リード15と接続された中継タブ16が溶接等により接続される。   Similarly to the safety valve 41, the connection portion 45 is made of a conductive metal material such as aluminum, and is electrically connected to the protruding portion 41 a of the safety valve 41 via the support holder 42. The connection part 45 and the safety valve 41 are connected by welding, for example. In addition, since the connection part of the connection part 45 and the safety valve 41 becomes an electrical interruption | blocking part, these connections ensure the connection intensity | strength of the level which does not produce a connection defect, but when an internal pressure rises by overcharge etc., it is quick. The connection strength should be such that the connection is released. Further, the relay tab 16 connected to the positive electrode lead 15 is connected to the surface of the connection portion 45 opposite to the contact surface with the safety valve 41 by welding or the like.

安全弁機構40では、内部短絡あるいは外部などの加熱等によって電池の内圧が上昇して所定値に達すると、支持ホルダ42の開口42bを通じて上昇した内圧が安全弁41に伝えられる。安全弁41は、その内圧により電池蓋30側に変形する。その結果、電池内圧が緩和されると共に、安全弁41と中継タブ16との電気的接続が遮断され、電池蓋30と電池素子10との電気的接続が断たれる。PTC素子44は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止する。   In the safety valve mechanism 40, when the internal pressure of the battery rises and reaches a predetermined value due to internal short circuit or external heating, the increased internal pressure is transmitted to the safety valve 41 through the opening 42b of the support holder 42. The safety valve 41 is deformed toward the battery lid 30 by its internal pressure. As a result, the internal pressure of the battery is relaxed, the electrical connection between the safety valve 41 and the relay tab 16 is interrupted, and the electrical connection between the battery lid 30 and the battery element 10 is disconnected. When the temperature rises, the PTC element 44 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current.

図1に戻り、電池蓋30は、電池の正極端子として機能し、例えばニッケル(Ni)のめっきがされたステンレス鋼により構成される。ガスケット50は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   Returning to FIG. 1, the battery lid 30 functions as a positive electrode terminal of the battery and is made of, for example, stainless steel plated with nickel (Ni). The gasket 50 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

電池素子10は、帯状の正極11と負極12とがセパレータ13を介して巻回され、セパレータ13に液状の電解質である電解液が含浸されたものである。電池素子10の端面の略中心部に形成される中心孔18には、センターピン14が挿入されている。以下、正極11および負極12の構成について説明する。   In the battery element 10, a strip-like positive electrode 11 and a negative electrode 12 are wound through a separator 13, and the separator 13 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. A center pin 14 is inserted into a center hole 18 formed at a substantially central portion of the end face of the battery element 10. Hereinafter, the configuration of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 will be described.

[正極]
正極11は、帯状の形状を有する正極集電体11aと、この正極集電体11aの両面に形成された正極活物質層11bとからなり、正極集電体11aには、複数の正極リード15a、正極リード15b、正極リード15c、正極リード15d(以下、特定の正極リードを示さないときは、正極リード15と称する)が接続されている。なお、正極リード15の数は特に限定されるものではない。正極集電体11aは、例えばアルミニウム(Al)箔、ニッケル(Ni)箔、ステンレス(SUS)箔等の金属箔からなる。また、正極リード15はアルミニウム(Al)等の金属箔であり、正極リード15は、正極集電体11aの正極活物質層11bが設けられていない部分に接続されることが好ましい。
[Positive electrode]
The positive electrode 11 includes a positive electrode current collector 11a having a band shape and a positive electrode active material layer 11b formed on both surfaces of the positive electrode current collector 11a. The positive electrode current collector 11a includes a plurality of positive electrode leads 15a. The positive lead 15b, the positive lead 15c, and the positive lead 15d (hereinafter referred to as the positive lead 15 when a specific positive lead is not shown) are connected. Note that the number of the positive leads 15 is not particularly limited. The positive electrode current collector 11a is made of a metal foil such as an aluminum (Al) foil, a nickel (Ni) foil, or a stainless (SUS) foil. The positive electrode lead 15 is preferably a metal foil such as aluminum (Al), and the positive electrode lead 15 is preferably connected to a portion of the positive electrode current collector 11a where the positive electrode active material layer 11b is not provided.

正極リード15は、アルミニウム(Al)等の金属箔である中継タブ16を介して安全弁機構40の接続部45に接続されることにより、電池蓋30と電気的に接続される。   The positive electrode lead 15 is electrically connected to the battery lid 30 by being connected to the connection portion 45 of the safety valve mechanism 40 via the relay tab 16 that is a metal foil such as aluminum (Al).

図3および図4を参照して、正極リード15と中継タブ16との接続について説明する。図3は、電池缶20の開放端部の構成の一例を示す拡大断面図であり、図4は、電池素子10を正極リード15が導出される端面側から見た概略図である。   The connection between the positive electrode lead 15 and the relay tab 16 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the configuration of the open end portion of the battery can 20, and FIG. 4 is a schematic view of the battery element 10 as viewed from the end face side from which the positive electrode lead 15 is led out.

図3に示すように、複数の正極リード15は電池素子10の端面から導出されている。正極リード15は、センターピン14の挿入されている中心孔18に向かって折り曲げられて重ね合わせられ、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で安全弁機構40の方向に折り曲げられて束ねられ、中継タブ16に接続される。   As shown in FIG. 3, the plurality of positive electrode leads 15 are led out from the end face of the battery element 10. The positive electrode lead 15 is bent and overlapped toward the center hole 18 in which the center pin 14 is inserted, and is bent in the direction of the safety valve mechanism 40 in the vicinity of the center hole 18 so as not to block the center hole 18. They are bundled and connected to the relay tab 16.

ここで、複数の正極リード15は、電池素子10の端面において中心孔18を中心としておおよそ同一角度の方向から導出されていることが好ましい。具体的には、図4に示すように、電池素子10の端面において中心孔18を中心とする円を描いたときに、複数の正極リード15の導出される位置は、円の中心角αが135°以内の領域に配置されていることが好ましい。複数の正極リード15は、正極11および負極12の厚み、各正極リード15の取り付け位置などの公差によって、導出される位置に多少ずれが生じてしまうが、各正極リード15の導出される位置が中心角135°以内の領域であれば、中心孔18の近傍で折り曲げるときに束ねやすく、中継タブ16との接続が容易となるからである。   Here, it is preferable that the plurality of positive electrode leads 15 are led out from the direction of approximately the same angle around the center hole 18 on the end face of the battery element 10. Specifically, as shown in FIG. 4, when a circle centered on the center hole 18 is drawn on the end face of the battery element 10, the position where the plurality of positive electrode leads 15 are led is such that the center angle α of the circle is It is preferable to arrange in a region within 135 °. A plurality of positive leads 15 are slightly deviated in the positions where they are derived depending on tolerances such as the thickness of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 and the attachment positions of the positive electrodes 15. This is because, if the region is within the central angle of 135 °, it is easy to bundle when bent in the vicinity of the central hole 18, and the connection with the relay tab 16 becomes easy.

正極リード15の長さは、各正極リード15が導出されている位置から中心孔18の方向に折り曲げられて、中継タブ16に接続できる長さであればよいが、各正極リード15が導出されている位置から中心孔18までの距離はそれぞれ異なるため、各正極リード15が導出されている位置に応じて適宜調整されていることが好ましい。すなわち、電池素子10の内周部から導出される正極リード15の長さは、電池素子10の外周部から導出される正極リード15の長さに比して短いことが好ましい。正極リード15を中心孔18の方向に折り曲げたときに、それぞれの正極リード15の長さをそろえることができるからである。   The length of the positive lead 15 may be any length as long as it can be bent from the position where each positive lead 15 is led out toward the center hole 18 and connected to the relay tab 16. Since the distance from the position to the center hole 18 is different, it is preferable that the distance is appropriately adjusted according to the position where each positive electrode lead 15 is led out. That is, the length of the positive electrode lead 15 derived from the inner peripheral portion of the battery element 10 is preferably shorter than the length of the positive electrode lead 15 derived from the outer peripheral portion of the battery element 10. This is because the length of each positive electrode lead 15 can be made uniform when the positive electrode lead 15 is bent in the direction of the center hole 18.

正極リード15の幅は電池のサイズ等に応じて適宜選択されるが、例えば2mm〜10mm程度とすることができる。また、正極リード15の厚みは、例えば50μm〜300μm程度とすることができる。   The width of the positive electrode lead 15 is appropriately selected according to the size of the battery and the like, and can be, for example, about 2 mm to 10 mm. Further, the thickness of the positive electrode lead 15 can be set to, for example, about 50 μm to 300 μm.

中継タブ16の長さは、正極リード15および安全弁機構40のそれぞれと接続して、これらの間を中継できる最低限の長さを有していればよい。中継タブ16の幅は、例えば2mm〜10mm程度とすることができる。中継タブ16の厚みは、例えば100μm〜500μm程度とすることができる。   The length of the relay tab 16 may be a minimum length that can be connected to each of the positive electrode lead 15 and the safety valve mechanism 40 and relayed between them. The width of the relay tab 16 can be, for example, about 2 mm to 10 mm. The thickness of the relay tab 16 can be, for example, about 100 μm to 500 μm.

また、中継タブ16の断面積は、複数の正極リード15の断面積の合計よりも大きいことが好ましい。電池の抵抗を低下させて、温度上昇を抑制でき、サイクル特性を向上させることができるからである。なお、中継タブ16および正極リード15の断面積は、それぞれの幅と厚みとを掛け合わせることによって求められる。   In addition, the cross-sectional area of the relay tab 16 is preferably larger than the sum of the cross-sectional areas of the plurality of positive electrode leads 15. This is because the resistance of the battery can be reduced, temperature rise can be suppressed, and cycle characteristics can be improved. The cross-sectional areas of the relay tab 16 and the positive electrode lead 15 are obtained by multiplying the width and thickness of each.

正極活物質層11bは、例えば、正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイトなどの導電剤と、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。なお、正極活物質と、必要に応じて導電剤および決着剤とを合わせたものを、以下では正極合剤と適宜称する。   The positive electrode active material layer 11b includes, for example, a positive electrode active material, and may include a conductive agent such as graphite and a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary. In addition, what combined the positive electrode active material and the electrically conductive agent and the fixing agent as needed is hereafter called a positive electrode mixture suitably.

正極活物質としては、LixMO2(式中、Mは、一種以上の遷移金属を表し、xは、電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上1.10以下である)を主体とする、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)等が用いられる。 The positive electrode active material is mainly Li x MO 2 (wherein M represents one or more transition metals, x is different depending on the charge / discharge state of the battery and is usually 0.05 or more and 1.10 or less). A composite oxide of lithium and a transition metal is used. As a transition metal constituting the lithium composite oxide, cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), or the like is used.

このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、LiCoO2、LiNiO2、LiMn24、LiNiyCo1-y2(0<y<1)等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。LiNi0.5Co0.52、LiNi0.8Co0.22等がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてTiS2、MoS2、V25等のリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用しても良い。 Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi y Co 1-y O 2 (0 <y <1). A solid solution in which a part of the transition metal element is substituted with another element can also be used. Examples thereof include LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 . These lithium composite oxides can generate a high voltage and have an excellent energy density. Furthermore, TiS 2, MoS 2, V 2 O no lithium metal sulfides such as 5 or may be used an oxide as the positive electrode active material.

また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等が用いられる。   As the conductive agent, for example, a carbon material such as carbon black or graphite is used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, or the like is used.

[負極]
負極12は、帯状の形状を有する負極集電体12aと、この負極集電体12aの両面に形成された負極活物質層12bとからなり、負極集電体12aには複数の負極リード17a、負極リード17b、負極リード17c(以下、特定の負極リードを示さないときは、負極リード17と称する)が接続されている。なお、負極リード17の数は特に限定されるものではない。負極集電体12aは、例えば銅(Cu)箔、ニッケル(Ni)箔あるいはステンレス(SUS)箔などの金属箔からなる。また、負極リード17は銅(Cu)、ニッケル(Ni)等の金属箔であり、負極リード17は、負極集電体12aの負極活物質層12bが設けられていない部分に接続されることが好ましい。
[Negative electrode]
The negative electrode 12 includes a negative electrode current collector 12a having a strip shape and negative electrode active material layers 12b formed on both surfaces of the negative electrode current collector 12a. The negative electrode current collector 12a includes a plurality of negative electrode leads 17a, A negative electrode lead 17b and a negative electrode lead 17c (hereinafter referred to as a negative electrode lead 17 when a specific negative electrode lead is not shown) are connected. The number of negative electrode leads 17 is not particularly limited. The negative electrode current collector 12a is made of a metal foil such as a copper (Cu) foil, a nickel (Ni) foil, or a stainless steel (SUS) foil. The negative electrode lead 17 is a metal foil such as copper (Cu) or nickel (Ni), and the negative electrode lead 17 may be connected to a portion of the negative electrode current collector 12a where the negative electrode active material layer 12b is not provided. preferable.

負極リード17は、電池缶20に溶接されて電気的に接続される。図5に、電池缶20の底部の構成を示す拡大断面図を示す。図5に示すように、複数の負極リード17は電池素子10の端面から導出されている。負極リード17は、センターピン14の挿入されている中心孔18に向かって折り曲げられて重ね合わせられ、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で電池缶20の方向に折り曲げられ、電池缶20の底部に沿うように折り曲げられて電池缶20に接続される。   The negative electrode lead 17 is welded and electrically connected to the battery can 20. In FIG. 5, the expanded sectional view which shows the structure of the bottom part of the battery can 20 is shown. As shown in FIG. 5, the plurality of negative electrode leads 17 are led out from the end face of the battery element 10. The negative electrode lead 17 is folded and overlapped toward the center hole 18 in which the center pin 14 is inserted, and is bent in the direction of the battery can 20 near the center hole 18 so as not to block the center hole 18. The battery can 20 is bent along the bottom of the battery can 20 and connected to the battery can 20.

電池素子10の端面において複数の負極リード17の導出される位置は、正極リード15と同様に、中心孔18を中心とする円を描いたときに、円の中心角135°以内の領域に配置されていることが好ましい。中心孔18の近傍で折り曲げるときに束ねやすく、複数本のリードを一体に溶接しやすく、電池缶20の底部との接続が容易となるからである。   Similarly to the positive electrode lead 15, the positions where the plurality of negative electrode leads 17 are led out on the end face of the battery element 10 are arranged in a region within a circle center angle of 135 ° when a circle centered on the center hole 18 is drawn. It is preferable that This is because it is easy to bundle when bent in the vicinity of the center hole 18, it is easy to weld a plurality of leads together, and connection to the bottom of the battery can 20 is facilitated.

負極リード17の長さは、各負極リード17が導出されている位置から中心孔18の方向に折り曲げられて、電池缶20の底部に接続できる長さであればよく、各負極リード17の導出されている位置に応じて適宜調整されていることが好ましい。すなわち、電池素子10の内周部から導出される負極リード17の長さは、電池素子10の外周部から導出される負極リード17の長さに比して短いことが好ましい。負極リード17を中心孔18の方向に折り曲げたときに、それぞれの負極リード17の長さをそろえることができるからである。   The length of the negative electrode lead 17 may be any length as long as it can be bent from the position where each negative electrode lead 17 is led out toward the center hole 18 and connected to the bottom of the battery can 20. It is preferable to adjust appropriately according to the position where it is made. That is, the length of the negative electrode lead 17 led out from the inner peripheral part of the battery element 10 is preferably shorter than the length of the negative electrode lead 17 led out from the outer peripheral part of the battery element 10. This is because when the negative electrode lead 17 is bent in the direction of the center hole 18, the lengths of the respective negative electrode leads 17 can be made uniform.

負極リード17の幅は電池のサイズ等に応じて適宜選択されるが、例えば2mm〜10mm程度とすることができる。また、負極リード17の厚みは、例えば50μm〜300μm程度とすることができる。   The width of the negative electrode lead 17 is appropriately selected according to the size of the battery and the like, and can be, for example, about 2 mm to 10 mm. Moreover, the thickness of the negative electrode lead 17 can be set to, for example, about 50 μm to 300 μm.

負極活物質層12bは、例えば、負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。なお、負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを合わせたものを、以下では負極合剤と適宜称する。   The negative electrode active material layer 12b includes, for example, a negative electrode active material, a conductive agent if necessary, and a binder. In addition, what combined the negative electrode active material, the electrically conductive agent if necessary, and the binder is suitably called a negative electrode mixture below.

負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料または金属系材料と炭素系材料との複合材料が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としてはグラファイト、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられ、より具体的には熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やSnO2等の酸化物を使用することができる。 As the negative electrode active material, lithium metal, a lithium alloy, a carbon material that can be doped / undoped with lithium, or a composite material of a metal material and a carbon material is used. Specific examples of carbon materials that can be doped / undoped with lithium include graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, and the like. More specifically, pyrolytic carbons and cokes (pitch coke, needle coke). , Petroleum coke), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (phenol resins, furan resins, etc., calcined at an appropriate temperature), carbon fibers, activated carbon and other carbon materials are used. be able to. Further, lithium doped as the dedoping can material, may be used polyacetylene, an oxide of 2, such as polymers and SnO polypyrrole.

また、リチウムを合金化可能な材料としては多様な種類の金属元素、半金属元素が使用可能であるが、これらは単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、この発明において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物),金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   In addition, various types of metal elements and metalloid elements can be used as materials capable of alloying lithium, but these may be simple substances, alloys or compounds, and one or more of these phases may be used. It may be at least partly. In the present invention, the alloy includes an alloy containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to an alloy composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. Some of the structures include a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them.

このような金属元素あるいは半金属元素としては、具体的には、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)などが挙げられる。   Specific examples of such a metal element or metalloid element include magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon, germanium (Ge), and tin. (Sn), lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or platinum (Pt) etc. are mentioned.

中でも、このような元素としては長周期型周期表における14族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。具体的には、例えば、ケイ素の単体,合金,あるいは化合物、またはスズの単体,合金,あるいは化合物、またはこれらの1種あるいは2種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。   Among these elements, those containing a group 14 metal element or metalloid element in the long-period periodic table as a constituent element are preferred, and those containing at least one of silicon and tin as a constituent element are particularly preferred. This is because silicon and tin have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained. Specifically, for example, a simple substance, an alloy, or a compound of silicon, a simple substance, an alloy, or a compound of tin, or a material having one or two or more phases thereof at least in part.

また、スズ(Sn)、コバルト(Co)および炭素(C)を含む合金等も用いることができる。   An alloy containing tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C) can also be used.

結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、スチレンブタジエンゴム等が用いられる。   As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), styrene butadiene rubber or the like is used.

[セパレータ]
セパレータ13は、例えばポリプロピレン(PP)あるいはポリエチレン(PE)などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。
[Separator]
The separator 13 is composed of, for example, a porous film made of a polyolefin-based material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), or a porous film made of an inorganic material such as a ceramic nonwoven fabric. The porous film may be laminated. Among these, polyethylene and polypropylene porous films are the most effective.

セパレータ13の厚みは5μm〜50μmが好適に使用可能であるが、7μm〜30μmがより好ましい。セパレータ13は、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。   The thickness of the separator 13 is preferably 5 μm to 50 μm, more preferably 7 μm to 30 μm. If the separator 13 is too thick, the filling amount of the active material is reduced to reduce the battery capacity, and the ionic conductivity is reduced to deteriorate the current characteristics. On the other hand, if the film is too thin, the mechanical strength of the film decreases.

[電解質]
上述のセパレータ13には、液状の非水電解質である非水電解液が含浸されている。非水電解液には、非水電解質電池に一般的に使用される電解質塩と有機溶媒が使用可能である。
[Electrolytes]
The separator 13 described above is impregnated with a non-aqueous electrolyte that is a liquid non-aqueous electrolyte. As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte salt and an organic solvent that are generally used in non-aqueous electrolyte batteries can be used.

非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、エチルプロピルカーボネート(EPC)、またはこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は1種類を単独で用いてもよく、また複数種を所定の組成で混合してもよい。   Specific examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), dipropyl carbonate ( DPC), ethylpropyl carbonate (EPC), or a solvent in which hydrogen of these carbonates is substituted with halogen. One of these solvents may be used alone, or a plurality of these solvents may be mixed with a predetermined composition.

また、電解質塩としては通常の非水電解液に用いられる材料を使用することが可能である。具体的には、LiCl、LiBr、LiI、LiClO3、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiNO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiAsF6、LiCF3SO3、LiC(SO2CF33、LiAlCl4、LiSiF6等を挙げることができるが、酸化安定性の点からLiPF6、LiBF4が望ましい。これらリチウム塩は単独で用いても複数種を混合して用いても良い。リチウム塩を溶解する濃度として、上記溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して0.4mol/kg以上、2.0mol/kg以下の範囲であることが好ましい。 Moreover, as an electrolyte salt, it is possible to use the material used for a normal non-aqueous electrolyte. Specifically, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiNO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 and the like can be mentioned, but LiPF 6 and LiBF 4 are preferable from the viewpoint of oxidation stability. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. There is no problem as long as the lithium salt can be dissolved in the above solvent, but the lithium ion concentration is 0.4 mol / kg or more and 2.0 mol / kg or less with respect to the non-aqueous solvent. Preferably there is.

ゲル状のゲル電解質を用いる場合には、上述の電解液をマトリクスポリマーでゲル化して用いる。マトリクスポリマーは、上記非水溶媒に上記電解質塩が溶解されてなる非水電解液に相溶可能であり、ゲル化できるものであればよい。このようなマトリクスポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデンとの共重合体などのフッ素系子高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリルを繰り返し単位に含むポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。   In the case of using a gel-like gel electrolyte, the above-mentioned electrolytic solution is gelled with a matrix polymer. The matrix polymer only needs to be compatible with a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving the electrolyte salt in the non-aqueous solvent and can be gelled. Examples of such a matrix polymer include fluorine polymer compounds such as copolymers with polyvinylidene fluoride, ether polymer compounds such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, polymethacrylate. Examples thereof include polymers containing ronitrile in the repeating unit. Such a polymer may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.

その中でも酸化還元安定性の点から特に好ましいのは、フッ素系高分子化合物が望ましい。例えば、ポリフッ化ビニリデンにヘキサフルオロプロピレンが75.0重量%以下の割合で導入された共重合体を用いることができる。このようなポリマーは、数平均分子量が5.0×105から7.0×105(50万〜70万)の範囲であるか、または重量平均分子量が2.1×105から3.1×105(21万〜31万)の範囲であり、固有粘度が1.7(dl/g)から2.1(dl/g)の範囲とされている。 Among them, a fluorine polymer compound is particularly preferable from the viewpoint of redox stability. For example, a copolymer in which hexafluoropropylene is introduced into polyvinylidene fluoride at a ratio of 75.0% by weight or less can be used. Such polymers have a number average molecular weight in the range of 5.0 × 10 5 to 7.0 × 10 5 (500,000 to 700,000) or a weight average molecular weight of 2.1 × 10 5 to 3. The range is 1 × 10 5 (210,000-310,000), and the intrinsic viscosity is in the range of 1.7 (dl / g) to 2.1 (dl / g).

(2)電池の作製
次に、この発明の第1の実施形態に適用可能な円筒型の電池の作製方法について説明する。
(2) Production of Battery Next, a method for producing a cylindrical battery applicable to the first embodiment of the present invention will be described.

[正極の作製]
上述の正極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次に、このスラリーをドクターブレード法等により帯状の正極集電体11a上に均一に塗布した後、高温で乾燥させて溶剤を飛ばし、さらにローラプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層11bが形成される。なお、溶剤としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等が用いられる。正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は均一に分散していればよく、その混合比は問わない。
[Production of positive electrode]
The above-described positive electrode active material, binder, and conductive agent are uniformly mixed to form a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent to form a slurry. Next, this slurry is uniformly applied on the belt-like positive electrode current collector 11a by a doctor blade method or the like, then dried at a high temperature to drive off the solvent, and further subjected to compression molding with a roller press or the like, thereby forming a positive electrode active material layer 11b is formed. In addition, as a solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) etc. are used, for example. The positive electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent only need to be uniformly dispersed, and the mixing ratio is not limited.

次に、正極集電体11aにおいて正極リード15を取り付ける部分の正極活物質層11bを剥がし、図6Aに示すように複数の正極リード15を例えば超音波溶接にて接続する。正極リード15が例えばアルミニウム箔により構成されている場合、アルミニウムは比熱が低く抵抗も小さいため抵抗溶接では溶接部に穴があきやすくなるが、超音波溶接によってこのような問題を解消できる。   Next, the positive electrode active material layer 11b to which the positive electrode lead 15 is attached is peeled off from the positive electrode current collector 11a, and a plurality of positive electrode leads 15 are connected by, for example, ultrasonic welding as shown in FIG. 6A. When the positive electrode lead 15 is made of, for example, an aluminum foil, aluminum has a low specific heat and a low resistance, so that resistance welding makes it easy to make a hole in the weld, but such a problem can be solved by ultrasonic welding.

各正極リード15は、図6Bに示すように巻回後の電池素子10の端面において中心孔18を中心としておおよそ同一角度の方向から導出されるような位置で、かつ可能な限り等間隔となるような位置に接続されることが好ましい。中心孔18の近傍で折り曲げたときに束ねやすく、中継タブ16との接続が容易になると共に、電流分布を均一にでき、かつ電池の内部抵抗を小さくして集電性能を向上させることができるからである。   As shown in FIG. 6B, each positive electrode lead 15 is positioned at a position where it is led out from the direction of approximately the same angle around the center hole 18 on the end face of the battery element 10 after winding, and is equally spaced as much as possible. It is preferable to be connected to such a position. It can be easily bundled when bent in the vicinity of the center hole 18, can be easily connected to the relay tab 16, can have a uniform current distribution, and can reduce the internal resistance of the battery and improve the current collecting performance. Because.

また、各正極リード15の長さを、巻回後に正極リード15を中心孔18の方向に折り曲げたときに、その先端が中心孔18を越えたところに来るように調整することが好ましい。すなわち、電池素子10の内周部から導出される正極リード15の長さを、電池素子10の外周部から導出される正極リード15の長さに比して短くすることが好ましい。正極リード15を中心孔18の方向に折り曲げたときに、各正極リード15の長さをそろえるためにカットする工程を省くことができるからである。なお、以下の図6乃至図12では、正極リード15および負極リード17を4本ずつ接続する例を示すが、正極リード15および負極リード17の本数は限定されるものではない。   Further, it is preferable to adjust the length of each positive electrode lead 15 so that the tip of the positive electrode lead 15 comes beyond the central hole 18 when the positive electrode lead 15 is bent in the direction of the central hole 18 after winding. That is, it is preferable that the length of the positive electrode lead 15 derived from the inner peripheral portion of the battery element 10 is shorter than the length of the positive electrode lead 15 derived from the outer peripheral portion of the battery element 10. This is because, when the positive electrode lead 15 is bent in the direction of the center hole 18, it is possible to omit the step of cutting in order to align the length of each positive electrode lead 15. 6 to 12 below show an example in which four positive leads 15 and four negative leads 17 are connected, but the number of positive leads 15 and negative leads 17 is not limited.

[負極の作製]
上述の負極活物質と、必要であれば結着剤と導電剤とを均一に混合して負極合剤とし、この負極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次にこのスラリーをドクターブレード法等により帯状の負極集電体12a上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばし、さらにローラプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層12bが形成される。ここで、負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、正極活物質と同様に、その混合比は問わない。
[Preparation of negative electrode]
The negative electrode active material described above, and if necessary, a binder and a conductive agent are uniformly mixed to form a negative electrode mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in a solvent to form a slurry. Next, this slurry is uniformly coated on the strip-shaped negative electrode current collector 12a by a doctor blade method or the like, dried at a high temperature to drive off the solvent, and further subjected to compression molding with a roller press or the like to form the negative electrode active material layer 12b. It is formed. Here, the mixing ratio of the negative electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent is not limited as in the positive electrode active material.

次に、負極集電体12aにおいて負極リード17を取り付ける部分の負極活物質層12bを剥がし、図6Aに示すように複数の負極リード17を例えば超音波溶接にて接続する。負極リード17を接続する位置は、正極リード15と同様に、巻回後の電池素子10の端面において中心孔18を中心としておおよそ同一角度の方向から導出されるような位置で、かつ可能な限り等間隔となるような位置に接続されることが好ましい。また、電池素子10の内周部から導出される負極リード17の長さを、電池素子10の外周部から導出される負極リード17の長さに比して短くすることが好ましい。   Next, the negative electrode active material layer 12b where the negative electrode lead 17 is attached to the negative electrode current collector 12a is peeled off, and a plurality of negative electrode leads 17 are connected by, for example, ultrasonic welding as shown in FIG. 6A. Similarly to the positive electrode lead 15, the position where the negative electrode lead 17 is connected is such that the end surface of the wound battery element 10 is led out from the direction of approximately the same angle with the central hole 18 as the center, and as much as possible. It is preferable to connect to positions that are equally spaced. In addition, the length of the negative electrode lead 17 led out from the inner peripheral portion of the battery element 10 is preferably shorter than the length of the negative electrode lead 17 led out from the outer peripheral portion of the battery element 10.

[電池素子および電池の作製]
上述のようにして得られた帯状の形状を有する正極11と、負極12とを、例えば正極11、セパレータ13、負極12、セパレータ13の順に積層した後、図6A中の矢印で示す方向(長手方向)に多数回巻回することにより、図6Bに示すような電池素子10を作製する。
[Production of battery element and battery]
After the positive electrode 11 having the strip shape obtained as described above and the negative electrode 12 are laminated in the order of the positive electrode 11, the separator 13, the negative electrode 12, and the separator 13, for example, the direction (longitudinal direction) shown by the arrow in FIG. The battery element 10 as shown in FIG. 6B is produced by winding a large number of turns in the direction).

図7Aは、図6Bに示す電池素子10を、正極リード15が導出されている端面側から見たときの模式図である。各正極リード15は、正極11および負極12の厚み、各正極リード15のとりつけ位置などの公差によって導出される位置に多少ずれが生じてしまうが、複数の正極リード15の導出される位置は、電池素子10の端面において中心孔18を中心とする円を描いたときに、円の中心角135°以内に配置されていることが好ましい。   FIG. 7A is a schematic view of the battery element 10 shown in FIG. 6B when viewed from the end face side from which the positive electrode lead 15 is led out. Each positive lead 15 has a slight deviation in the position derived by tolerances such as the thickness of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 and the mounting position of each positive electrode lead 15, but the positions where the plurality of positive leads 15 are derived are as follows. When a circle centered on the center hole 18 is drawn on the end face of the battery element 10, it is preferably arranged within a circle center angle of 135 °.

次に、正極リード15を図7Bに示すように電池素子10の端面に沿って中心孔18の方向に折り曲げる。これにより、各正極リード15の導出される角度にズレがある場合でも、各正極リード15を重ね合わせることができる。続いて、重ね合わされた正極リード15を、図7B中の矢印Aの点線で示す位置で電池素子10の端面と反対の方向に折り曲げ、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で電池素子10の端面と反対の方向に折り曲げる。   Next, the positive electrode lead 15 is bent in the direction of the center hole 18 along the end surface of the battery element 10 as shown in FIG. 7B. Thereby, even when there is a deviation in the angle at which each positive electrode lead 15 is led out, each positive electrode lead 15 can be overlapped. Subsequently, the superimposed positive electrode lead 15 is bent in a direction opposite to the end face of the battery element 10 at a position indicated by a dotted line of arrow A in FIG. 7B and in the vicinity of the central hole 18 so as not to block the central hole 18. The battery element 10 is bent in the direction opposite to the end face.

また、負極リード17も、図7Aおよび図7Bを参照して説明した正極リード15と同様に、電池素子10の端面に沿って中心孔18の方向に折り曲げて重ね合わせ、この重ね合わされた負極リード17を、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で電池素子10の端面と反対の方向に折り曲げる。   Similarly to the positive electrode lead 15 described with reference to FIGS. 7A and 7B, the negative electrode lead 17 is also folded along the end surface of the battery element 10 in the direction of the center hole 18 and overlapped. 17 is bent in the direction opposite to the end face of the battery element 10 in the vicinity of the center hole 18 so as not to block the center hole 18.

以上のようにして正極リード15および負極リード17を折り曲げることにより、図7Cに示すような電池素子10を得る。   The battery element 10 as shown in FIG. 7C is obtained by bending the positive electrode lead 15 and the negative electrode lead 17 as described above.

次に、図8Aに示すように、正極リード15と中継タブ16とを、超音波溶接にて接続する。超音波溶接は、中継タブ16を電池素子10の端面に対して略垂直となるように保持した状態で、図8A中の矢印Bおよび矢印Cの方向から正極リード15と中継タブ16とを圧接することにより行われる。   Next, as shown in FIG. 8A, the positive electrode lead 15 and the relay tab 16 are connected by ultrasonic welding. In ultrasonic welding, the positive electrode lead 15 and the relay tab 16 are pressed from the directions of arrows B and C in FIG. 8A in a state where the relay tab 16 is held so as to be substantially perpendicular to the end face of the battery element 10. Is done.

図8Bは、図8Aに示す電池素子10を矢印Bで示す方向から見たときの概略図である。図8Bに示すように、正極リード15の主面と中継タブ16の主面とが対向して接続されている。   8B is a schematic view when the battery element 10 shown in FIG. 8A is viewed from the direction indicated by the arrow B. FIG. As shown in FIG. 8B, the main surface of the positive electrode lead 15 and the main surface of the relay tab 16 are connected to face each other.

また、図9Aに示すように負極リード17を超音波溶接にて接続する。超音波溶接は、負極リード17を電池素子10の端面に対して略垂直となるように保持した状態で、図9A中の矢印Bおよび矢印Cの方向から複数の負極リード17を圧接することにより行われる。   Further, as shown in FIG. 9A, the negative electrode lead 17 is connected by ultrasonic welding. Ultrasonic welding is performed by press-contacting a plurality of negative electrode leads 17 from the directions of arrows B and C in FIG. 9A with the negative electrode leads 17 held substantially perpendicular to the end face of the battery element 10. Done.

図9Bは、図9Aに示す電池素子10を矢印Cの方向から見たときの概略図である。図9Bに示すように、複数の負極リード17の主面同士が対向して接続されている。   FIG. 9B is a schematic view of the battery element 10 shown in FIG. 9A when viewed from the direction of arrow C. As shown in FIG. 9B, the main surfaces of the plurality of negative electrode leads 17 are connected to face each other.

続いて、図10Aに示すように、中心孔18の近傍で折り曲げられて溶接された負極リード17を、電池素子10の端面と略平行になるように、中心孔18の方向に折り曲げる。   Subsequently, as shown in FIG. 10A, the negative electrode lead 17 that is bent and welded in the vicinity of the center hole 18 is bent in the direction of the center hole 18 so as to be substantially parallel to the end face of the battery element 10.

以上のようにして得られた電池素子10を、図10Bに示すように一端部が閉鎖され、他端部が開放された電池缶20に挿入して、負極17と電池缶20の底部とを抵抗溶接にて接続する。抵抗溶接を行うときには、図10B中の矢印Dに示すように、溶接電極棒を電池缶20の開放端部から中心孔18を貫通させて挿入する必要があるが、上述したように正極リード15は中心孔18の近傍で折り曲げられているため、抵抗溶接の妨げとならない。また、複数の負極リード17を一度に抵抗溶接しようとすると、各負極リード17の抵抗のばらつきによって安定して溶接を行うことができないが、上述したように複数の負極リード17を超音波溶接にて一旦溶接することにより、負極リード17の電池缶20と対向する側の面と電池缶20の底部との溶接を行うだけでよいため、容易に抵抗溶接を行うことができる。   The battery element 10 obtained as described above is inserted into a battery can 20 having one end closed and the other end open as shown in FIG. 10B, and the negative electrode 17 and the bottom of the battery can 20 are connected. Connect by resistance welding. When resistance welding is performed, it is necessary to insert the welding electrode rod from the open end of the battery can 20 through the center hole 18 as shown by an arrow D in FIG. 10B. Is bent in the vicinity of the center hole 18 and does not hinder resistance welding. In addition, if resistance welding of a plurality of negative electrode leads 17 is attempted at a time, stable welding cannot be performed due to variation in resistance of each negative electrode lead 17, but as described above, the plurality of negative electrode leads 17 are subjected to ultrasonic welding. By welding once, it is only necessary to weld the surface of the negative electrode lead 17 facing the battery can 20 and the bottom of the battery can 20, so that resistance welding can be easily performed.

次に、電池缶20の開放端部にビーディングを行うことによって安全弁機構40および電池蓋30をクリンプするためのくびれを形成し、電解液の注液を行う。   Next, beading is performed on the open end of the battery can 20 to form a constriction for crimping the safety valve mechanism 40 and the battery lid 30, and the electrolyte is injected.

続いて、図11A中の矢印Eに示すように、電池缶20から突出した中継タブ16に、安全弁機構40をレーザー溶接にて接続する。このとき、中継タブ16は電池素子10において中心孔16の近傍から電池缶20の開口部の方向へ略垂直に突出しているため、中継タブ16の位置を修正することなく安全弁機構40を容易に溶接することができる。つまり、工程を増やすことなく製造できる。   Subsequently, as shown by an arrow E in FIG. 11A, the safety valve mechanism 40 is connected to the relay tab 16 protruding from the battery can 20 by laser welding. At this time, since the relay tab 16 projects substantially perpendicularly from the vicinity of the center hole 16 toward the opening of the battery can 20 in the battery element 10, the safety valve mechanism 40 can be easily operated without correcting the position of the relay tab 16. Can be welded. That is, it can manufacture without increasing a process.

図11Bは、図11Aに示す電池を矢印Eの方向から見たときの概略図である。なお、ここでは安全弁機構40および電池蓋30を組み立てた状態で中継タブ16との溶接を行う例を示しているが、例えば中継タブ16と安全弁機構40の接続部45とを溶接した後、安全弁機構40および電池蓋30を組み立てるようにしてもよい。   11B is a schematic diagram when the battery shown in FIG. 11A is viewed from the direction of arrow E. FIG. Here, an example in which welding is performed with the relay tab 16 in a state where the safety valve mechanism 40 and the battery lid 30 are assembled is illustrated. However, for example, after the relay tab 16 and the connection portion 45 of the safety valve mechanism 40 are welded, The mechanism 40 and the battery lid 30 may be assembled.

続いて、図12に示すように、中継タブ16と電池素子10の端面とが平行になるように正極リード15を中心孔18の方向に折り曲げると共に、中継タブ16の安全弁機構40と溶接されている側を略180°折り曲げる。その後、電池缶20の開放端部に安全弁機構40および電池蓋30を、ガスケット50を介してクリンプを行うことにより固定し、この発明の一実施の形態による電池が作製される。なお、図12中では簡単のため、ガスケット50の図示を省略している。   Subsequently, as shown in FIG. 12, the positive electrode lead 15 is bent in the direction of the center hole 18 so that the relay tab 16 and the end face of the battery element 10 are parallel to each other and welded to the safety valve mechanism 40 of the relay tab 16. Bend the side that is about 180 degrees. Thereafter, the safety valve mechanism 40 and the battery lid 30 are fixed to the open end of the battery can 20 by crimping via the gasket 50, and the battery according to the embodiment of the present invention is manufactured. In FIG. 12, the illustration of the gasket 50 is omitted for simplicity.

この発明の一実施の形態による電池は、以下の効果を得ることができる。複数の正極リード15は、電池素子10の中心孔18の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で折り曲げられて中継タブ16と接続されるので、電池素子10の端面において正極リード15の導出される位置に多少ずれがある場合でも、中継タブ16を介して安全弁機構40への接続を容易に行うことができる。   The battery according to the embodiment of the present invention can obtain the following effects. Since the plurality of positive electrode leads 15 are folded in the direction of the central hole 18 of the battery element 10 and overlapped, and are folded in the vicinity of the central hole 18 so as not to block the central hole 18, they are connected to the relay tab 16. Even when there is a slight deviation in the position where the positive electrode lead 15 is led out on the end face of the battery element 10, the connection to the safety valve mechanism 40 can be easily performed via the relay tab 16.

同様に、複数の負極リード17は、電池素子10の中心孔18の方向に折り曲げられて重ね合わされ、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で電池缶20の方向に折り曲げられて束ねられるので、電池缶20への接続を容易に行うことができる。また、中心孔18を利用して抵抗溶接を行うことができる。したがって、電池の製造を容易に行うことができ、電池の生産性を向上させることができる。   Similarly, the plurality of negative electrode leads 17 are folded and overlapped in the direction of the center hole 18 of the battery element 10, and are bent in the direction of the battery can 20 near the center hole 18 so as not to block the center hole 18. Since they are bundled, connection to the battery can 20 can be easily performed. Further, resistance welding can be performed using the center hole 18. Therefore, the battery can be easily manufactured, and the productivity of the battery can be improved.

また、正極リード15および負極リード17を接続するための特別な部品を設ける必要がないため、部品の増加によるコストアップを抑えることができると共に、部品を設けるためのスペースを確保する必要がなくなり、スペース効率の高い電池を得ることができる。   In addition, since it is not necessary to provide special parts for connecting the positive electrode lead 15 and the negative electrode lead 17, it is possible to suppress an increase in cost due to an increase in the parts, and it is not necessary to secure a space for providing the parts. A battery with high space efficiency can be obtained.

この発明の具体的実施態様を以下に実施例をもって述べるが、この発明はこれに限定されるものではない。   Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

<サンプル1>
[正極の作製]
活物質であるコバルト酸リチウム(LiCoO2)粉末42重量部と、マンガン酸リチウム(LiMn24)42重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン4重量部と、導電剤として人造黒鉛2重量部と、分量外のN−メチルピロリドンとを混錬し、正極合剤塗料を得た。この正極合剤塗料を、厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体11aの両面に塗布、乾燥後、プレスすることにより正極活物質層11bを形成した後、正極リード15を接続する部分の正極活物質層11bを剥がして、厚み100μm、幅5mmのアルミニウム製正極リード15を超音波溶接にて接続して正極11を得た。なお、正極リード15の数は4本とし、これらを、巻回後の電池素子10の端面から正極リード15がおおよそ同一角度から導出されるような位置で、かつ可能な限り等間隔となる位置に接続した。また、各正極リード15の長さは、巻回後に中心孔18の方向に折り曲げたときに、その先端が中心孔18を越えたところに来る程度の長さに予め調整した。正極リード15の断面積の合計は、2mm2である。
<Sample 1>
[Preparation of positive electrode]
42 parts by weight of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) powder as an active material, 42 parts by weight of lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), 4 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and 2 parts of artificial graphite as a conductive agent Part and N-methylpyrrolidone outside the amount were kneaded to obtain a positive electrode mixture paint. This positive electrode mixture paint is applied to both surfaces of a positive electrode current collector 11a made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and then pressed to form a positive electrode active material layer 11b. The positive electrode active material layer 11b was peeled off, and an aluminum positive electrode lead 15 having a thickness of 100 μm and a width of 5 mm was connected by ultrasonic welding to obtain the positive electrode 11. Note that the number of the positive leads 15 is four, and these are positions where the positive leads 15 are led out from the end face of the battery element 10 after being wound from approximately the same angle and are equally spaced as much as possible. Connected to. Further, the length of each positive electrode lead 15 was adjusted in advance to such a length that the tip of the positive electrode lead 15 would come beyond the center hole 18 when bent in the direction of the center hole 18 after winding. The total cross-sectional area of the positive electrode lead 15 is 2 mm 2 .

[負極の作製]
負極活物質として人造黒鉛90重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)10重量部と、分量外のN−メチルピロリドンとを混錬し、負極合剤塗料を得た。この負極合剤塗料を、厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体12aの両面に塗布、乾燥後、プレスすることにより負極活物質層12bを形成した後、負極リード17を接続する部分の負極活物質層11bを剥がして、厚み100μm、幅5mmのニッケル製負極リード15を超音波溶接にて接続して負極12を得た。なお、負極リード17の数は4本とし、各負極リード17の接続位置および長さは正極リード15と同様にした。
[Preparation of negative electrode]
90 parts by weight of artificial graphite as a negative electrode active material, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and N-methylpyrrolidone outside the amount were kneaded to obtain a negative electrode mixture paint. This negative electrode mixture paint is applied to both surfaces of a negative electrode current collector 12a made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm, dried, and pressed to form a negative electrode active material layer 12b. The negative electrode active material layer 11b was peeled off, and a nickel negative electrode lead 15 having a thickness of 100 μm and a width of 5 mm was connected by ultrasonic welding to obtain a negative electrode 12. The number of negative electrode leads 17 was four, and the connection position and length of each negative electrode lead 17 were the same as those of the positive electrode lead 15.

負極12は正極11より幅および長さを長くし、負極リード17の接続部分以外は正極活物質層11bが負極活物質層12bをはみ出さないようにした。   The negative electrode 12 was made wider and longer than the positive electrode 11 so that the positive electrode active material layer 11 b did not protrude from the negative electrode active material layer 12 b except for the connection portion of the negative electrode lead 17.

なお、以上の正極活物質層11bおよび負極活物質層12bをそれぞれ集電体に塗布形成する工程に当たっては、あらかじめ負極合剤の重量あたりのリチウム吸蔵能力、正極合剤の重量あたりのリチウム放出能力を測定しておき、負極活物質層12bの単位面積あたりのリチウム吸蔵能力が、正極活物質層11bの単位面積あたりのリチウム放出能力を超えることのないようにした。   In addition, in the process of coating and forming the positive electrode active material layer 11b and the negative electrode active material layer 12b, respectively, the lithium storage capacity per weight of the negative electrode mixture and the lithium release capacity per weight of the positive electrode mixture are previously set. The lithium storage capacity per unit area of the negative electrode active material layer 12b was not exceeded the lithium release capacity per unit area of the positive electrode active material layer 11b.

[電池素子および電池の作製]
以上のようにして作製した正極と、負極とをセパレータとして厚み25μmのポリエチレン製微多孔性フィルムを介して多数回巻回し、電池素子10を作製した。その後、電池素子10の両端面から導出される正極リード15および負極リード17それぞれを、中心孔18の方向に折り曲げて重ね合わせた後、中心孔18を塞がないように、中心孔18の近傍で電池素子10の端面と垂直になる方向に折り曲げた。
[Production of battery element and battery]
Using the positive electrode and the negative electrode prepared as described above as separators, the battery element 10 was manufactured by winding a number of times through a 25 μm-thick polyethylene microporous film. Thereafter, the positive electrode lead 15 and the negative electrode lead 17 led out from both end faces of the battery element 10 are folded in the direction of the central hole 18 and overlapped, and then the vicinity of the central hole 18 is not closed so as not to block the central hole 18. And bent in a direction perpendicular to the end face of the battery element 10.

次に、厚み200μm、幅10mmの中継タブ16と、正極リード15とを、超音波溶接にて接続した。このとき、中継タブ16は、電池素子10の端面と略垂直となるようにして接続した。なお、中継タブ16の断面積は2mm2である。 Next, the relay tab 16 having a thickness of 200 μm and a width of 10 mm and the positive electrode lead 15 were connected by ultrasonic welding. At this time, the relay tab 16 was connected so as to be substantially perpendicular to the end face of the battery element 10. The cross-sectional area of the relay tab 16 is 2 mm 2 .

また、負極リード17を電池素子10の端面と垂直になる方向に折り曲げた状態で、超音波溶接にて溶接し、その後、電池素子10の端面と平行になるように折り曲げた。   Further, the negative electrode lead 17 was welded by ultrasonic welding in a state in which the negative electrode lead 17 was bent in a direction perpendicular to the end face of the battery element 10, and then bent so as to be parallel to the end face of the battery element 10.

続いて、電池素子10を一端部が開放された電池缶20に挿入して、電池素子10の中心孔18から溶接電極棒を挿入することによって、負極リード17を電池缶20の底部に抵抗溶接にて接続した。   Subsequently, the battery element 10 is inserted into the battery can 20 whose one end is open, and a welding electrode rod is inserted from the center hole 18 of the battery element 10, whereby the negative electrode lead 17 is resistance-welded to the bottom of the battery can 20. Connected.

また、電池缶20の開放端部には、ビーディングを行うことによって安全弁機構40および電池蓋30をクリンプするためのくびれを形成した後、電解液の注液を行った。電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを3:7の重量比で混合した溶媒に、電解質塩としてLiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 Moreover, after the constriction for crimping the safety valve mechanism 40 and the battery cover 30 was formed in the open end part of the battery can 20 by beading, the electrolyte solution was injected. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 as an electrolyte salt to 1.0 mol / kg in a solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a weight ratio of 3: 7 was used.

次に、電池缶20の開放端部から突出した中継タブ16に、安全弁機構40をレーザー溶接にて接続した。その後、中継タブ16と電池素子10の端面とが平行になるように、正極リード15を中心孔18の方向に折り曲げると共に、中継タブ16の先端を略180°折り曲げて電池缶20の上部に収納した後、ガスケット50を介して電池缶20にクリンプを行うことにより、安全弁機構40、電池蓋30を固定し、電池を作製した。   Next, the safety valve mechanism 40 was connected to the relay tab 16 protruding from the open end of the battery can 20 by laser welding. Thereafter, the positive electrode lead 15 is bent in the direction of the center hole 18 so that the relay tab 16 and the end face of the battery element 10 are parallel to each other, and the tip of the relay tab 16 is bent approximately 180 ° and stored in the upper part of the battery can 20. After that, by crimping the battery can 20 through the gasket 50, the safety valve mechanism 40 and the battery lid 30 were fixed, and a battery was manufactured.

<サンプル2>
中継タブ16の厚みを250μmとし、幅を10mmとした以外はサンプル1と同様にして電池を作製した。なお、中継タブ16の断面積は2.5mm2である。
<Sample 2>
A battery was fabricated in the same manner as Sample 1 except that the thickness of the relay tab 16 was 250 μm and the width was 10 mm. The cross-sectional area of the relay tab 16 is 2.5 mm 2 .

<サンプル3>
中継タブ16の厚みを100μmとし、幅を10mmとした以外はサンプル1と同様にして電池を作製した。なお、中継タブ16の断面積は1mm2である。
<Sample 3>
A battery was fabricated in the same manner as Sample 1 except that the thickness of the relay tab 16 was 100 μm and the width was 10 mm. The cross-sectional area of the relay tab 16 is 1 mm 2 .

<サンプル4>
サンプル1の正極リード15において、図13Aに示すように、複数の正極リード15のうち、巻回したときに最外周部に位置する正極リード15aの厚みを200μmとし、幅を5mmとした。また、正極リード15aの長さを他の正極リード15に比して長くした。なお、正極リード15の断面積の合計は、2.5mm2である。
<Sample 4>
In the positive electrode lead 15 of the sample 1, as shown in FIG. 13A, the thickness of the positive electrode lead 15a positioned at the outermost peripheral portion when wound is 200 μm and the width is 5 mm. Further, the length of the positive electrode lead 15 a is longer than that of other positive electrode leads 15. The total cross-sectional area of the positive electrode lead 15 is 2.5 mm 2 .

同様に、サンプル1の負極リード17において、複数の負極リード17のうち、巻回したときに最外周部に位置する負極リード17aの厚みを200μmとし、幅を5mmとした。また、負極リード17aの長さを他の負極リード17に比して長くした。以上のようにして得られた正極11および負極12を用いて、図13Bに示すような電池素子10を得た。   Similarly, in the negative electrode lead 17 of Sample 1, among the plurality of negative electrode leads 17, the thickness of the negative electrode lead 17a positioned at the outermost periphery when wound was 200 μm and the width was 5 mm. Further, the length of the negative electrode lead 17 a is longer than that of other negative electrode leads 17. Using the positive electrode 11 and the negative electrode 12 obtained as described above, a battery element 10 as shown in FIG. 13B was obtained.

次に、電池素子10の端面から導出される正極リード15のそれぞれを、図14Aに示すように電池素子10の端面に沿って中心孔18の方向に折り曲げた。その後、正極リード15を、中心孔18を塞がないように、図14中の矢印Aの点線で示す位置で電池素子10の端面と垂直になる方向に折り曲げた。   Next, each of the positive electrode leads 15 led out from the end face of the battery element 10 was bent in the direction of the center hole 18 along the end face of the battery element 10 as shown in FIG. 14A. Thereafter, the positive electrode lead 15 was bent in a direction perpendicular to the end face of the battery element 10 at a position indicated by a dotted line indicated by an arrow A in FIG. 14 so as not to block the central hole 18.

折り曲げられた正極リード15は、図14Bに示すように、正極リード15aの長さが長く、電池素子10の端面に対して垂直に突出されていないため、折り曲げられた正極リード15aを逆方向に折り戻しを行い、中心孔18の近傍で再び折り曲げて、正極リード15aが電池素子10の端面から垂直方向に突出されるように調節した。   As shown in FIG. 14B, the bent positive lead 15 has a long positive lead 15a and does not protrude perpendicularly to the end face of the battery element 10. Therefore, the bent positive lead 15a is placed in the opposite direction. Folding was performed, and bending was performed again in the vicinity of the center hole 18 so that the positive electrode lead 15a was adjusted to protrude from the end face of the battery element 10 in the vertical direction.

一方、負極リード17は、サンプル1と同様の方法で折り曲げた場合には1本の負極リード17と電池缶20の底部との溶接は行えないため、図15Aに示すように電池素子10の最外周部の負極リード17aの導出される位置に他の負極リード17を集めた後、これらの接続を行った。この際、負極リード17a以外の他の負極リード17のそれぞれを、一旦中心孔18の方向に折り曲げた後、図15A中の矢印Fおよび矢印Gの点線に示すように、負極リード17aの方向に略180°折り曲げた。   On the other hand, since the negative electrode lead 17 cannot be welded to the bottom of the battery can 20 when the negative electrode lead 17 is bent in the same manner as in the sample 1, as shown in FIG. After collecting the other negative electrode lead 17 at the position where the negative electrode lead 17a on the outer peripheral portion was led out, these connections were made. At this time, each of the negative electrode leads 17 other than the negative electrode lead 17a is once bent in the direction of the center hole 18 and then moved in the direction of the negative electrode lead 17a as shown by the dotted lines of arrows F and G in FIG. 15A. It was bent approximately 180 °.

続いて、図15Bに示すように、負極リード17aの方向に折り曲げられた他の負極リード17を、負極リード17aと重なり合う位置で負極リード17aに沿うようにさらに折り曲げた後、これらの負極リード17を超音波溶接にて接続した。その後、図15Cに示すように、負極リード17aを中心孔18の方向に略直角に折り曲げた。   Subsequently, as shown in FIG. 15B, the other negative electrode lead 17 bent in the direction of the negative electrode lead 17a is further bent along the negative electrode lead 17a at a position overlapping with the negative electrode lead 17a, and then the negative electrode lead 17 Were connected by ultrasonic welding. Thereafter, as shown in FIG. 15C, the negative electrode lead 17 a was bent at a substantially right angle in the direction of the center hole 18.

また、電池を組み立てる工程において、電池缶20の開放端部から突出した正極リード15に、安全弁機構40を接続した。これ以外はサンプル1と同様にして電池を作製した。   In the process of assembling the battery, the safety valve mechanism 40 was connected to the positive electrode lead 15 protruding from the open end of the battery can 20. A battery was fabricated in the same manner as Sample 1 except for the above.

<サンプル5>
サンプル4において、正極リード15を、図15に示す負極リード17の折り曲げ方法と同様に、電池素子10の最外周部に位置する正極リード15aの方向に、正極リード15a以外の他の正極リード15を折り曲げた後、他の正極リード15を正極リード15aと重なり合う位置で正極リード15aに沿うようにさらに折り曲げた。その後、これらの正極リード15を超音波溶接にて接続した。
<Sample 5>
In the sample 4, the positive electrode lead 15 is connected to the positive electrode lead 15a other than the positive electrode lead 15a in the direction of the positive electrode lead 15a located at the outermost peripheral portion of the battery element 10 in the same manner as the bending method of the negative electrode lead 17 shown in FIG. Then, the other positive electrode lead 15 was further bent along the positive electrode lead 15a at a position overlapping the positive electrode lead 15a. Thereafter, these positive electrode leads 15 were connected by ultrasonic welding.

続いて、電池缶20のビーディングを行う際に正極リード15と電池缶20のくびれの部分とが接触してしまうことを防止するために、正極リード15を中心孔18の方向に、電池素子10の端面と平行になるように折り曲げた。その後、中心孔18の近傍で再び端面と垂直になるように直角に折り曲げた。   Subsequently, in order to prevent the positive electrode lead 15 and the constricted portion of the battery can 20 from coming into contact with each other when the battery can 20 is beaded, the positive electrode lead 15 is placed in the direction of the center hole 18 in the battery element. It was bent so as to be parallel to the end face of 10. After that, it was bent at a right angle so as to be perpendicular to the end face again in the vicinity of the center hole 18.

これ以外はサンプル4と同様にして電池を作製した。   A battery was fabricated in the same manner as Sample 4 except for the above.

<サンプル6>
サンプル1において、正極リード15および負極リード17の長さを全て同じ長さにして、電池素子10を得た。
<Sample 6>
In sample 1, the positive electrode lead 15 and the negative electrode lead 17 were all made the same length, and the battery element 10 was obtained.

得られた電池素子10の端面から導出される正極リード15を、図16に示すように安全弁機構40を加工して設けたボルト31で止めることによって接続した。なお、図16ではガスケット50の図示を省略している。   The positive electrode lead 15 led out from the end face of the obtained battery element 10 was connected by stopping with a bolt 31 provided by processing the safety valve mechanism 40 as shown in FIG. In addition, illustration of the gasket 50 is abbreviate | omitted in FIG.

同様に、電池素子10の端面から導出される負極リード17を、図16に示すように電池缶20の底部を加工して設けたボルト32で止めることによって接続した。   Similarly, the negative electrode lead 17 led out from the end face of the battery element 10 was connected by fastening with a bolt 32 provided by processing the bottom of the battery can 20 as shown in FIG.

これ以外はサンプル1と同様にして電池を作製した。なお、サンプル6の電池では安全弁機構40は機能しないが、後述するような評価を行う場合には影響はない。   A battery was fabricated in the same manner as Sample 1 except for the above. In addition, although the safety valve mechanism 40 does not function in the battery of sample 6, there is no influence when an evaluation as described later is performed.

評価
以上のように作製した電池について、下記の方法により(a)正極リード15の折り曲げ回数、(b)直流抵抗、(c)容量維持率、および(d)電池体積に占める電池素子の割合を求めた。
Evaluation was made as above battery, the number folding manner by (a) a positive electrode lead 15 below, the ratio of (b) DC resistance, (c) the capacity retention ratio, and (d) battery element occupying the cell volume Asked.

(a)正極リード15の折り曲げ回数
サンプル1〜サンプル6で作製した電池の製造しやすさについて評価を行うため、正極リード15の折り曲げ回数を比較した。ここでは、電池素子10から安全弁機構40に接続されるまでの間の、正極リード15のそれぞれの折り曲げ回数を合計した数を求めた。
(A) Number of bendings of positive electrode lead 15 In order to evaluate the ease of manufacture of the batteries prepared in Samples 1 to 6, the number of bendings of the positive electrode lead 15 was compared. Here, the total number of times of bending of each positive electrode lead 15 between the battery element 10 and the safety valve mechanism 40 was determined.

(b)直流抵抗
サンプル1〜サンプル6で作製した電池を半放電状態(すなわち、放電深度50%の状態)とし、1C、10C、30Cのそれぞれの条件で5秒後の電圧と電流とのプロットの傾きを求めることにより、直流抵抗を算出した。ここでは、サンプル1の電池を100として相対比較を行った。なお、放電深度とは、実容量に対して電池から取り出した容量の割合を示す。
(B) DC resistance The batteries prepared in Sample 1 to Sample 6 are in a semi-discharged state (that is, a state where the discharge depth is 50%), and the voltage and current are plotted after 5 seconds under each condition of 1C, 10C, and 30C The direct current resistance was calculated by obtaining the slope of. Here, relative comparison was performed with the battery of Sample 1 as 100. The depth of discharge indicates the ratio of the capacity taken out from the battery to the actual capacity.

(c)容量維持率
サンプル1〜サンプル6で作製した電池について、充電電圧4.2V、充電電流1C、充電時間2.5時間の条件で定電流定電圧充電を行った後、放電電流10C、終止電圧3Vで放電を行い、初期容量を測定した。さらに初期容量を求めた場合と同様にして充放電を繰り返し、500サイクル後の放電容量を測定して、初期容量に対する容量維持率を求めることにより、サイクル特性の評価を行った。
(C) Capacity maintenance rate About the batteries produced in Samples 1 to 6, after carrying out constant current and constant voltage charging under conditions of a charging voltage of 4.2 V, a charging current of 1 C, and a charging time of 2.5 hours, a discharging current of 10 C, Discharging was performed at a final voltage of 3 V, and the initial capacity was measured. Further, charge and discharge were repeated in the same manner as when the initial capacity was determined, the discharge capacity after 500 cycles was measured, and the capacity retention rate with respect to the initial capacity was determined to evaluate the cycle characteristics.

(d)電池体積に占める電池素子の割合
サンプル1〜サンプル6で作製した電池について、電池体積に占める電池素子10の割合を比較した。ここでは、サンプル1の電池を100として比較を行った。
(D) Ratio of battery element occupying battery volume For the batteries prepared in Samples 1 to 6, the ratio of battery element 10 occupying the battery volume was compared. Here, the comparison was performed with the battery of Sample 1 as 100.

評価の結果を表1に示す。   The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2009129553
Figure 2009129553

表1に示すように、サンプル1〜サンプル3の電池は、サンプル4〜サンプル6の電池に比して正極リード15の折り曲げ回数も少なく、製造しやすいことが分かった。また、低抵抗化が図れることから電池の温度低減が可能となるため、500サイクル後の容量維持率でも優れた結果を得られた。さらに、電池体積に占める電池素子10の割合(スペース効率)においても優れていることがわかった。   As shown in Table 1, it was found that the batteries of samples 1 to 3 were easier to manufacture because the number of times the positive electrode lead 15 was bent was smaller than that of the batteries of samples 4 to 6. In addition, since the resistance can be reduced, the temperature of the battery can be reduced. Therefore, excellent results were obtained even with a capacity retention rate after 500 cycles. Furthermore, it turned out that it is excellent also in the ratio (space efficiency) of the battery element 10 to a battery volume.

また、サンプル1〜サンプル3より、中継タブ16の断面積が正極リード15の断面積の合計よりも大きい方が、直流抵抗の値が小さくなり、容量維持率も向上することがわかった。   In addition, from Sample 1 to Sample 3, it was found that when the cross-sectional area of the relay tab 16 is larger than the total cross-sectional area of the positive electrode lead 15, the DC resistance value is reduced and the capacity retention rate is also improved.

一方、サンプル4およびサンプル5では、正極リード15の折り曲げ回数が増加し、また、直流抵抗が大きくなって容量維持率も低下した。また、ボルトによって正極リード15および負極リード17を接続するサンプル6では、直流抵抗が大きくなって容量維持率も低下し、さらに、スペース効率が低下してしまうことがわかった。   On the other hand, in Sample 4 and Sample 5, the number of times the positive electrode lead 15 was bent increased, the DC resistance increased, and the capacity retention rate also decreased. Further, it was found that in Sample 6 in which the positive electrode lead 15 and the negative electrode lead 17 are connected by bolts, the DC resistance increases, the capacity retention rate decreases, and the space efficiency decreases.

以上の結果より、複数の正極リード15を電池素子10の中心孔18の方向に折り曲げた後、中心孔18を塞がないように中心孔18の近傍で折り曲げて中継タブ16と接続させることで、正極リード15の折り曲げ回数も少なく、また、正極リード15を中継タブ16を介して安全弁機構40に容易に接続できることから、電池の製造が容易となる。   From the above results, the plurality of positive leads 15 are bent in the direction of the center hole 18 of the battery element 10 and then bent near the center hole 18 so as not to block the center hole 18 to be connected to the relay tab 16. Further, the number of times of bending of the positive electrode lead 15 is small, and the positive electrode lead 15 can be easily connected to the safety valve mechanism 40 via the relay tab 16, so that the battery can be easily manufactured.

また、正極リード15および負極リード17をボルトなどの部品を必要とせずに安全弁機構40および電池缶20の底部にそれぞれ接続できるため、スペース効率も向上する。さらに、低抵抗化およびサイクル特性に優れた電池を得られることがわかった。   In addition, since the positive electrode lead 15 and the negative electrode lead 17 can be connected to the safety valve mechanism 40 and the bottom of the battery can 20 without the need for parts such as bolts, space efficiency is also improved. Furthermore, it was found that a battery having low resistance and excellent cycle characteristics can be obtained.

この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、その形状においては、特に限定されず、電池素子を角型の缶に収容してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape is not particularly limited, and the battery element may be accommodated in a square can.

また、上述した一実施の形態では、この発明をリチウムイオン二次電池に適用した場合について説明したが、この発明を他の非水電解質二次電池等にも適用可能である。加えて、この発明を二次電池に限らず、一次電池に適用してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a lithium ion secondary battery has been described. However, the present invention can also be applied to other nonaqueous electrolyte secondary batteries. In addition, the present invention may be applied not only to secondary batteries but also to primary batteries.

この発明の一実施の形態による電池の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the battery by one embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池における安全弁機構の構成部品の一例の斜視半図である。It is a perspective half view of an example of the component of the safety valve mechanism in the battery by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の電池缶の開放端部の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the open end part of the battery can of the battery by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池素子において、正極リードの導出される一を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining one lead-out of the positive electrode lead in the battery element according to the embodiment of the present invention. この発明の一実施の形態による電池の電池缶の底部の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the bottom part of the battery can of the battery by one embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の正極、負極、および電池素子を示す概略図である。It is the schematic which shows the positive electrode of the battery by one Embodiment of this invention, a negative electrode, and a battery element. この発明の一実施の形態による電池の正極において、正極リードを折り曲げたときの状態を示す概略図である。It is the schematic which shows a state when the positive electrode lead is bent in the positive electrode of the battery by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の正極リードと中継タブとの溶接を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating welding with the positive electrode lead and relay tab of the battery by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の負極リードの折り曲げおよび溶接を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the bending and welding of the negative electrode lead of the battery by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の負極リードと電池缶との溶接を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating welding with the negative electrode lead of a battery and battery can by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の正極リードと安全弁との溶接を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating welding with the positive electrode lead of a battery and safety valve by one Embodiment of this invention. この発明の一実施の形態による電池の中継タブの折曲げを説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the bending of the relay tab of the battery by one Embodiment of this invention. サンプル4の電池の正極、負極、および電池素子を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a positive electrode, a negative electrode, and a battery element of a battery of Sample 4. サンプル4の電池の正極リードを折り曲げたときの状態を示す概略図である。It is the schematic which shows a state when the positive electrode lead of the battery of the sample 4 is bent. サンプル4の電池の負極リードの折り曲げを説明するための概略図である。6 is a schematic view for explaining bending of a negative electrode lead of a battery of Sample 4. FIG. サンプル5の電池の構成を説明するための概略図である。6 is a schematic diagram for explaining a configuration of a battery of Sample 5. FIG. 従来の電池構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional battery structure. 従来の電池素子の端面において、複数の電極リードの導出される位置を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the position where several electrode lead is derived | led-out in the end surface of the conventional battery element.

符号の説明Explanation of symbols

10、106・・・電池素子
11・・・・正極
11a・・・正極集電体
11b・・・正極活物質層
12・・・負極
12a・・・負極集電体
12b・・・負極活物質層
13・・・・セパレータ
14・・・センターピン
15・・・正極リード
16・・・中継タブ
17・・・負極リード
18・・・中心孔
20・・・電池缶
30・・・電池蓋
31、32・・・ボルト
40・・・安全弁機構
41・・・安全弁
42・・・支持ホルダ
43・・・絶縁ホルダ
44・・・熱感抵抗素子
45・・・接続部
50・・・ガスケット
123・・・電極リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 106 ... Battery element 11 ... Positive electrode 11a ... Positive electrode collector 11b ... Positive electrode active material layer 12 ... Negative electrode 12a ... Negative electrode collector 12b ... Negative electrode active material Layer 13 ··· Separator 14 ··· Center pin 15 ··· Positive electrode lead 16 ··· Relay tab 17 ··· Negative electrode lead 18 · · · center hole 20 · · · Battery can 30 · · · Battery lid 31 32 ... Bolt 40 ... Safety valve mechanism 41 ... Safety valve 42 ... Support holder 43 ... Insulating holder 44 ... Heat sensitive resistance element 45 ... Connection 50 ... Gasket 123 ..Electrode leads

Claims (10)

導電性基材上に活物質層を有する正極および導電性基材上に活物質層を有する負極をセパレータを介して巻回され、両端面を貫通する中心孔を有する電池素子と、
上記電池素子の両端面からそれぞれ導出される複数の正極リードおよび負極リードと、
電解質と、
上記電池素子および上記電解質を収容し、少なくとも一方の端部が開放された電池缶と、
上記電池缶の開放端部を閉塞する電池蓋および安全弁と、
上記正極リードおよび上記安全弁を接続する中継タブと、
を備え、
上記複数の正極リードは、上記電池素子の上記中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、該中心孔を塞がないように該中心孔の近傍で上記安全弁の方向に折り曲げられて上記中継タブと接続される
ことを特徴とする電池。
A battery element having a center hole penetrating both end faces, a positive electrode having an active material layer on a conductive substrate and a negative electrode having an active material layer on a conductive substrate wound through a separator;
A plurality of positive and negative lead leads respectively derived from both end faces of the battery element;
Electrolyte,
A battery can containing the battery element and the electrolyte, at least one end of which is opened; and
A battery lid and a safety valve for closing the open end of the battery can;
A relay tab connecting the positive electrode lead and the safety valve;
With
The plurality of positive leads are folded and overlapped in the direction of the central hole of the battery element, and are bent in the direction of the safety valve in the vicinity of the central hole so as not to block the central hole. A battery characterized by being connected.
上記中心孔を中心とする円を描いたときに、上記複数の正極リードの導出される位置は、上記円の中心角135°以内に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
2. The battery according to claim 1, wherein, when a circle having the center hole as a center is drawn, positions where the plurality of positive electrode leads are led are arranged within a central angle of 135 ° of the circle. .
上記中継タブの断面積は、上記複数の正極リードの断面積の合計よりも大きい
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
The battery according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the relay tab is larger than a total cross-sectional area of the plurality of positive electrode leads.
上記複数の正極リードにおいて、上記電池素子の内周部から導出される正極リードの長さは、上記電池素子の外周部から導出される正極リードの長さに比して短い
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
In the plurality of positive electrode leads, the length of the positive electrode lead derived from the inner periphery of the battery element is shorter than the length of the positive electrode lead derived from the outer periphery of the battery element. The battery according to claim 1.
上記複数の正極リードと上記中継タブとは、超音波溶接によって接続される
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
The battery according to claim 1, wherein the plurality of positive electrode leads and the relay tab are connected by ultrasonic welding.
上記複数の負極リードは、上記電池素子の上記中心孔の方向に折り曲げられて重ね合わされ、該中心孔を塞がないように該中心孔の近傍で上記電池缶の方向に折り曲げられて該電池缶と接続される
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
The plurality of negative electrode leads are folded and overlapped in the direction of the central hole of the battery element, and are bent in the direction of the battery can in the vicinity of the central hole so as not to block the central hole. The battery according to claim 1, wherein the battery is connected to the battery.
上記複数の負極リードは、上記中心孔の近傍で上記電池缶底の方向に折り曲げられて超音波溶接によって接続される
ことを特徴とする請求項6記載の電池。
The battery according to claim 6, wherein the plurality of negative electrode leads are bent in the direction of the battery can bottom in the vicinity of the center hole and connected by ultrasonic welding.
上記中心孔を中心とする円を描いたときに、上記複数の負極リードの導出される位置は、上記円の中心角135°以内に配置されている
ことを特徴とする請求項6記載の電池。
7. The battery according to claim 6, wherein, when a circle having the center hole as a center is drawn, the positions where the plurality of negative electrode leads are led out are arranged within a central angle of 135 ° of the circle. .
上記複数の負極リードにおいて、上記電池素子の内周部から導出される負極リードの長さは、上記電池素子の外周部から導出される負極リードの長さに比して短い
ことを特徴とする請求項6記載の電池。
In the plurality of negative electrode leads, the length of the negative electrode lead derived from the inner peripheral portion of the battery element is shorter than the length of the negative electrode lead derived from the outer peripheral portion of the battery element. The battery according to claim 6.
上記複数の負極リードと上記電池缶とは、抵抗溶接によって接続される
ことを特徴とする請求項6記載の電池。
The battery according to claim 6, wherein the plurality of negative electrode leads and the battery can are connected by resistance welding.
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