JP4749130B2 - 二次電池及びその形成方法 - Google Patents

Description

本発明は，二次電池に係り，より詳しくは，アルミニウム含有金属缶に保護回路との接続のための構造を有する二次電池及びその形成方法に関する。

二次電池は，再充電が可能であり，小型及び大容量化の可能性を有するので，近年多く開発・使用されている。近来，開発・使用されている代表的な二次電池としては，ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池，リチウム（Ｌｉ）ポリマー電池及びリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池などが挙げられる。

これら二次電池のベアセル（ｂａｒｅ ｃｅｌｌ）の大部分は，正極，負極及びセパレータからなる電極組立体を，アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる缶に収納し，缶をキャップ組立体で仕上げた後，缶の内部に電解液を注入してキャップ組立体を密封することにより形成される。缶をアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成すると，アルミニウムの軽い属性により電池の軽量化を図ることができ，高電圧の下で長時間使用するときにも腐食しないという有利な点などがある。

一般に，これら二次電池のベアセルでは，上部にキャッププレートとガスケットで絶縁された電極端子が備えられ，この電極端子が電極組立体の一電極に連結されてベアセル電池の正極端子または負極端子になる。缶自体は，電極端子とは反対の極性を有する。

密封された二次電池ベアセルの電極端子は，ＰＴＣ素子（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ），サーマルヒューズ（ｔｈｅｒｍａｌ ｆｕｓｅ）及び保護回路基板（ＰＣＭ：Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｕｌｅ）などの安全装置の端子と電気的に接続される。

通常，接続リードと呼ばれる導体構造が，ベアセル電池の正極あるいは負極と安全装置の電気端子とを連結する役割をする。この接続リードの材質としては，ニッケル，ニッケル合金，またはニッケルのメッキされたステンレス鋼が使用される。

安全装置とベアセルは，電気的に接続された状態で別途のハードケースに収納されてハードパック電池を成す。

ところが，ニッケルなどからなる接続リードは，アルミニウム含有金属からなる缶の底面に溶接によって連結されるときに問題を起こすおそれがある。すなわち，ニッケルとアルミニウムは，ニッケルの不溶性（低温では溶解されない特性）とアルミニウムの優れた伝導性により，超音波溶接または抵抗溶接法で溶接することが非常に困難である。したがって，缶と接続リードは，２つの材料を接触させた状態で接触部にレーザビームを照射して部分溶融させるレーザ溶接法で溶接する。しかし，このようなレーザ溶接は，レーザビームの照射時に帯電現象により電気衝撃を発生させ，接続リードを介して接続リードの他方と連結された保護回路に影響を与える可能性がある。この場合，安全装置の破壊または機能低下が発生し，その信頼性を低下させる問題を発生させるおそれがある。

レーザ溶接の問題を解決するために，特許文献１には，アルミニウム材質の缶の外部底面に，ニッケルからなるリードプレートを予めレーザ溶接によって接合させる方法が開示されている。この方法によれば，保護回路と直結される接続リードは，缶の外部の底面に接合されたリードプレートと抵抗溶接によって結合する。

図１は，従来の技術の一実施形態によって外装ハードケース２００に装着されるベアセルと保護回路４０（４１，４２）が連結される状態を示すための二次電池の分解斜視図，図２は，従来の技術の一例によって保護回路を連結する前に，缶１００の底面２０にある接続部にリードプレート２５を溶接した状態を示す底面図である。

二次電池の小型軽量化及び高容量化に伴い，缶の内部容積を増やしながらその大きさは相対的に少なく増加させる方案が要求され，缶の厚さが持続的に減少する傾向にある。このような傾向の中で，缶１００の外部底面２０に対してリードプレート２５をレーザ溶接することも難しくなる。すなわち，缶１００の厚さが非常に薄いため，その溶接強度を正確に調節しなければ，たとえレーザ溶接部２７から電解液が漏れるという問題を起こすおそれがある。

また，リードプレート２５が缶の底面２０に溶接された状態で缶の底面２０とリードプレート２５との間に隙間があれば，接続リード４６との溶接を行うとき，リードプレート２５自体に孔が生成されるおそれがある。リードプレート２５の位置が予定の位置から外れるように缶に溶接される場合，接続リード４６が缶の底面２０に直接溶接されながら従来の問題点が再発する可能性がある。

それだけでなく，缶の底面２０に安全弁２９が備えられている場合には，レーザ溶接中にこの安全弁２９に熱衝撃を与えることがあって，ベアセルの密封が破壊されるという問題が起こるおそれもある。このような全ての問題は電池不良による工程収率の低下をもたらす。

米国特許第５，９７６，７２９号明細書

以上説明したように，従来の二次電池によれば，リードプレートの溶接が難しく，そのため電池不良による工程収率の低下をもたらすという問題がある。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，接続リードと缶を電気的に接続させるときに缶の破損を防止し，電気接続部の周辺に安全弁が形成された場合に安全弁の破損を減らすことが可能な，新規かつ改良された二次電池及びその形成方法を提供することにある。

また，本発明の他の目的は，保護回路に対する電気的衝撃なしで保護回路とベアセルの缶を電気的に接続させることが可能な二次電池及びその形成方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，２つの電極とセパレータを備える電極組立体と，アルミニウム含有金属からなり，上記電極組立体と電解質を収容する容器になる缶と，上記缶の開放上部を密封するキャップ組立体と，を備える二次電池において：上記缶の底面又は底面以外の外側の一部分である接続部は，少なくとも一つの突起が設けられ，上記突起が貫通するホールを有するリードプレートが，前記ホールに前記突起が貫通した状態で上記接続部に取り付けられ、上記突起の周囲には、上記接続部と上記リードプレートとが接触しないように段差部が設けられていることを特徴とする，二次電池が提供される。

また，上記接続部には，上記リードプレートの少なくとも一部が嵌合される凹部が形成されてもよい。

また，上記リードプレートは，上記凹部に圧延加工によって取り付けられてもよい。

また，上記凹部は，段差部を有してもよい。

また，上記リードプレートは，厚さ方向の一部のみが上記凹部に嵌合されてもよい。

また，上記突起は，上記段差部の中央部に設けられてもよい。

また，上記接続部は，上記缶の外側の底面に設けられてもよい。

また，上記リードプレートは，ベアセルの外側に設置される保護回路と接続リードによって連結されてもよく，上記リードプレートと上記接続リードは抵抗溶接されてもよい。

また，上記接続リード及び上記リードプレートはニッケル含有金属材質からなってもよく，上記リードプレートは０．０５〜０．２ｍｍの厚さを有してもよい。

また，上記突起の端部は，上記ホールの直径より大きい直径で射出成形されてもよい。

また，上記突起の端部は，リベット頭からなってもよい。

また，上記突起の端部は，上記ホールの直径より大きい直径で形成されてもよい。

また，上記リードプレートと上記缶との間には，補助溶接が行われてもよい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，２つの電極および，上記２つの電極間の短絡を防止するセパレータを備える電極組立体と，上記電極組立体を収容する缶と，をそれぞれ形成する段階と，上記電極組立体を上記缶の開口部から上記缶に収容する段階と，上記缶の上記開口部をキャップ組立体によって密封する段階と，を備えてなる二次電池の形成方法において：上記缶の底面又は底面以外の外側の少なくとも一部分である接続部に突起を設けるとともに、上記接続部と上記接続部に取り付けられるリードプレートとが接触しないように上記突起の周囲に段差部を設ける段階と；ホールを有するリードプレートを，上記突起が上記ホールを貫通するように上記缶に取り付ける段階と；を備えることを特徴とする，二次電池の形成方法を提供する。

また，上記突起を設ける段階及び上記リードプレートを取り付ける段階は，上記缶を形成する段階内で行われてもよい。

また，上記突起を設ける段階において，上記突起の周辺に段差部を共に設けてもよい。

また，上記リードプレートを取り付ける段階は，上記接続部に設けられ上記突起および上記段差部を有する凹部上に，少なくとも上記リードプレートの一部が嵌まり込むように上記リードプレートをのせ，上記リードプレート上に圧延ローラーが通過するようにして行われてもよい。

また，上記突起は，上記ホールより大きい直径または幅を有してもよく，上記リードプレートを取り付ける段階で上記ホールに強制圧入されてもよい。

また，上記強制圧入では，上記突起の弾性変形を用いて行われてもよい。

また，上記ホールを通過して上方に露出する上記突起の端部に，圧力を加えて変形させる段階と；がさらに備えられてもよい。

また，上記突起の端部に圧力を加える段階は，上記リードプレートを取り付ける段階で圧延ローラーによって同時に行われてもよい。

また，上記突起の端部に圧力を加える段階は，上記リードプレートを取り付ける段階後に別途に行われてもよく，上記突起の端部にリベット頭を形成してもよい。

また，ベアセルが形成された後には，上記リードプレートに保護回路が連結された接続リードを抵抗溶接させる段階がさらに備えられてもよい。

以上説明したように，本発明によれば，缶の破損または缶底面の安全弁の破損を減らすとともに，保護回路に対する電気的衝撃なしで保護回路と缶を電気的に接続させることができる。

また，本発明によれば，リードプレートを缶に直接取り付ける際，溶接を使用しないことにより，溶接による缶底面の損傷やリードプレートの穿孔などの問題点を防止することができ，缶の厚さを厚くすることが可能な大容量大型電池において，缶に突起または凹部を形成し易くすることができる

以下に，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図３は本発明の第１の実施形態に係るベアセル電池の構成を示す分解斜視図である。

図３を参照してベアセル電池の形成方法を説明すると，ベアセル状態の角形リチウムイオン電池は，略直方体からなる角形缶１００と，この缶１００の内部に収容される電極組立体１２と，缶１００の開放上端に結合して缶１００の上端を密封するキャップ組立体とを備えてなる。キャップ組立体は，キャッププレート１１０，ガスケット１２０，電極端子１３０，絶縁プレート１４０，端子プレート１５０，栓１６０を含む。

電極組立体１２は，薄板状あるいは棒状の正極板１３と，セパレータ１４と，負極板１５との積層体を渦状に巻き取って形成する。巻き取り時の正極板１３と負極板１５間の短絡を防止するために，負極板の外側にはセパレータがさらに追加される。

正極板１３は，導電性に優れた金属薄板，たとえばアルミニウム箔からなる正極集電体と，その両面にコートされたリチウム系酸化物を主成分とする正極活物質層とを含んでなる。正極板１３には，正極活物質層が形成されていない正極集電体の領域に正極タブ１６が電気的に接続されている。

負極板１５は，伝導性の金属薄板，たとえば銅箔からなる負極集電体と，その両面にコートされた炭素材を主成分とする負極活物質層とを含んでなる。負極板１５にも，負極活物質層が形成されていない負極集電体の領域に負極タブ１７が電気的に接続されている。

正極板１３と負極板１５，正極タブ１６と負極タブ１７はお互い極性を変えて配置してもよく，正極タブ１６と負極タブ１７が電極組立体１２から引き出される境界部には，タブと２つの電極板１３，１５間の短絡を防止するために，絶縁テープ１８がそれぞれ巻かれている。

セパレータ１４は，ポリエチレン，ポリプロピレン，またはポリエチレンとポリプロピレンの共重合体からなっている。セパレータ１４は，正極板１３および負極板１５より幅を広くして形成することが極板間の短絡防止に有利である。

缶１００は，略直方体の形状を有するアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成される。缶１００の開放上端から電極組立体１２が収容され，缶１００は電極組立体及び電解液の容器の役割をする。缶１００は，それ自体が端子の役割を行うことができる。

キャップ組立体には，缶１００の開放上端に対応する大きさと形状を有する平板状のキャッププレート１１０が設けられている。キャッププレート１１０の中央部には，電極端子１３０が通過できるように端子用通孔１１１が穿設される。キャッププレート１１０の中央部を貫通する電極端子１３０とキャッププレート１１０との間には，電気的絶縁のためにチューブ状のガスケット１２０が設置される。

キャッププレート１１０の下面に，絶縁プレート１４０が配置されている。絶縁プレート１４０の下面には端子プレート１５０が設置されている。電極端子１３０の底面部は，端子プレート１５０と電気的に接続されている。
キャッププレート１１０の下面には，正極板１３から引き出された正極タブ１６が溶接されており，電極端子１３０の下端部には負極板１５から引き出された負極タブ１７が蛇行状に折り曲げられた状態で溶接される。

一方，電極組立体１２の上面には，電極組立体１２とキャップ組立体を電気的に絶縁させ且つ上記電極組立体１２の上端部をカバーするために，絶縁ケース１９０が設置される。絶縁ケース１９０は，絶縁性を有する高分子樹脂，例えばポリプロピレンからなることが好ましい。絶縁ケース１９０は，中央部には負極タブ１７が通過できるようにリード通孔１９１が設けられており，一側方には電解液通過孔１９２が設けられている。電解液通過孔１９２は別途に形成しなくてもよい。

キャッププレート１１０の一側には，電解液注入孔１１２が設けられている。上記電解液注入孔１１２には，電解液の注入後に電解液の注入孔を密閉させるために，栓１６０が設置される。栓１６０は，アルミニウムまたはアルミニウム含有金属からなるボール型母材を，電解液注入孔１１２上にのせて機械的に電解液注入孔１１２に押し込む。密封のために，栓１６０は電解液注入孔１１２の周辺でキャッププレート１１０に溶接される。キャップ組立体は，キャッププレート１１０の周縁部を缶１００の開口部の側壁に溶接して缶に結合する。

図４ａは，缶の底面図であり，図４ｂは，図４ａの缶の底面に対する部分正断面図である。

図４ａ及び図４ｂを参照すると，本発明の第１の実施形態によってベアセルを構成するアルミニウム缶の底面２０に，凹部３５が設けられる。凹部３５の両側に一つずつ２つの四角形の段差部３３が設けられる。段差部３３は凹部３５においてより深くなった部分である。そして段差部３３の中央部に一つずつ突起３１が設けられる。

突起３１は，缶を形成する絞り（ｄｒａｗｉｎｇ）過程で一緒に形成してもよく，一応缶を形成した後別途の加工によって形成してもよい。別途の加工としては，缶の内部には一つの型面，缶の外部には対応の型面を接触させて圧力を加えるプレス（ｐｒｅｓｓ）法などを考慮することができる。

本実施形態において，突起３１は，段差部３３が設けられていない周辺部の缶底面２０より高くなるように形成されている。缶の底面２０の厚さは缶の側壁の厚さ０．２ｍｍより厚い０．４〜０．８ｍｍ程度であり，段差部３３は周辺（缶底面）より０．１〜０．２ｍｍ程度低く，突起３１は段差部３３の周辺より０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ高くなるように形成される。突起３１の端部は，缶底面より高くなる。この際，段差部３３は突起３１の相対的高さをさらに高くしてリードプレート２５との結合を一層容易にする。また，段差部３３を有する凹部３５を設けると，リードプレート２５が凹部３５に嵌まり込むようにしながら，側面摩擦力によってリードプレート２５と缶の底面２０との結合力を補強することができる。そして，缶底面の凹部３５に入る厚さだけリードプレートがベアセルの外に突出する厚さを減らして全体電池の大きさを減らすことができるようにする。リードプレートの厚さは０．０５〜０．２ｍｍ程度とすることが好ましい。この構造はリードプレートが段差部に対して一部または全部はまりこむ場合に効果的である。

また，リードプレート２５上に突出する部分を大きくすると，この部分に圧力が加わるとき，リベットのように変形して締結力の向上に寄与する部分がさらに増えるという効果もある。四角形である段差部３３の１辺の長さは約２．５ｍｍとし，突起３１の直径あるいは幅は１ｍｍ程度とする。リードプレートには，突起に対応するホール２５１が設けられる。

図５ａは，突起に対応するホールを有するリードプレートが缶の底面に取り付けられた状態における缶の底面図，図５ｂは，図５ａの缶の底面に対する部分正断面図である。

図５ａ及び図５ｂを参照すると，缶の底面２０の突起３１とリードプレート２５のホール２５１とが結合するように，リードプレート２５が缶の底面２０に取り付けられる。リードプレートは，全体的に段差部３３を有する凹部３５に嵌まり込み，突起３１に結合して固定された状態を成す。このような状態は，缶の底面２０を上向きにし，缶の底面２０の該当位置にリードプレート２５をのせ，ローラー（図示せず。）と接するように進行させる方法によってなされる。図５ａ及び図５ｂでは，突起３１の端部が激しく変形していない。リードプレート２５を缶の底面２０に結合させる過程は，缶内に何にも積載していない状態で，すなわち缶を形成する段階で行われることが，加工の便宜上好ましい。

ローラーのレベルを調節して，缶の底面２０とリードプレート２５に作用する圧力を調節することができる。この段階で圧力を強く加えると，リードプレート２５が缶の底面の段差部３３を有する凹部３５に嵌まり込み，リードプレートのホール２５１に突起が係合されると同時に，ホール２５１の上方に突出する突起３１の端部が塑性変形してリベット結合がなされることもある。

あるいは，図５ｂのように，まずリードプレート２５を缶の底面２０に一次固定させ，図６のように，リードプレートのホール２５１の上方に突出した突起３１の端部に圧力を加えてリベット頭３１１を形成させると，より均衡のとれたリベット結合を成すことができる。

図７ａ及び図７ｂは，本発明の第２の実施形態を示す部分正断面図である。

図７ａ及び図７ｂによれば，缶の底面２０に突起３１ａが設けられている。段差部３３ａは，図５ａ，図５ｂに示したものより大幅減少しており，場合によっては形成しなくてもよい。

このような実施形態では，突起３１ａを高く形成することが難しく，リードプレート２５が結合した場合に缶底面２０の厚さがリードプレート２５の厚さだけ増加する。したがって，缶底面の厚さが十分厚くなくかつ厚さ０．０５〜０．１ｍｍ程度の比較的薄いリードプレートを使用する場合に適する。

図８ａ及び図８ｂは，本発明の第３の実施形態を示す部分正断面図である。

図８ａ及び図８ｂによれば，リードプレート２５の厚さに相当するだけの深さを有する段差部３３ｂが設けられる。このような実施形態は，缶の底面２０が十分な厚さを有するか，リードプレートが十分薄い場合に採用される可能性が高い。

一方，リードプレートのホール２５１は，突起３１ｂの直径より小さい直径で形成されている。突起３１ｂの直径によって異なるが，弾性変形が可能な割合内で例えば０．０１〜０．１ｍｍ程度突起３１ｂの直径をさらに大きくする。図示してはいないが，缶の底面の厚さが薄い場合には，比較的広い領域にわたってプレスなどの加工によって凸な段差領域あるいは突起３１ｂを形成し，これら凸な段差領域あるいは突起をリードプレートの対応する大きさのホール２５１に強制圧入することができる。

このような場合，リードプレート２５上に露出する突起３１ｂまたは段差部は，リードプレートのホール２５１よりやや大きい直径を有するので，露出した突起３１ｂに圧力を加えてリベット頭のような変形部分を形成しない場合でも，リードプレート２５を強く缶の底面２０に結合させることができる。

図９は，本発明の第４の実施形態である缶の底部を示す底面図である。

図９によれば，従来のリードプレートを溶接する場合の溶接ポイントと同様の位置に多数の突起３１ｃが設けられ，リードプレートが缶の底面に結合する力を高めている。段差部３３ｃと凹部３５の構成は，図４ａの構成と類似である。

図１０は，本発明の第５の実施形態である缶の底部を示す底面図である。

図１０によれば，突起３１ｄは，円形ではない四角形状であり，個数も両側と中央の３つである。段差部３３ｄが図４ａの凹部３５に該当する領域まで単一なレベルで形成されている。

このような実施形態に限定されず，突起は，リードプレートの大きさに応じて適切な数，形で任意に形成することができる。通常，リードプレートと突起との接触面が多くなると，リードプレートの缶の底面に対する結合力は高くなる。本実施形態において，突起は，少なくとも一つ設けられるが，リードプレートの回転を防止するために缶の底面に２つ以上設けることが好ましい。たとえば，缶の底面で長辺方向に両側に一つずつ形成できる。

一方，リードプレートと缶の底面間の結合力を高めるために，補助的にリードプレートと缶の底面間の溶接を行ってもよい。

次に，上記実施形態の二次電池の形成方法について説明する。

まず第１に，２つの電極および，上記２つの電極間の短絡を防止するセパレータを備える電極組立体と，上記電極組立体を収容する缶と，をそれぞれ形成する。

次に，電極組立体を缶の開口部から缶に収容する。

最後に缶の開口部をキャップ組立体によって仕上げてベアセルを形成する。

缶を形成する段階で，缶の外側の少なくとも一部分である接続部に突起を設ける。さらに，突起を設ける時に，突起の周辺に段差部を設ける。

同じく缶を形成する段階で，ホールを有するリードプレートを，突起が上記ホールを貫通するように缶に取り付ける。第１の実施形態に示したように，リードプレートを圧延によって取り付けることができる。この際，突起の大きさより小さいホールが形成されたものも使用することができる。第３の実施形態に示したように，突起がリードプレートのホールより大きい直径または幅で形成されている場合，突起の弾性変形あるいは塑性変形と圧延加工を用いてホールに突起を強制圧込しながらリードプレートを缶に取り付けることができる。一方，缶にホールが形成される場合，リードプレートは，圧延加工あるいは圧着加工によってホール部分からホールに嵌め込むことができる。

また，ホールを通過して上方に露出する突起の端部に，圧力を加えて変形させる段階を追加しても良い。突起の端部に圧力を加える段階は，リードプレートを取り付ける段階で圧延ローラーによって同時に行われてもよく，リードプレートを取り付ける段階後に別途に行われ，突起の端部にリベット頭を形成してもよい。

このような段階を経て，ベアセルが形成された後（開口部をキャップ組立体によって仕上げる段階の後）には，通常，ベアセルのリードプレートに接続リードを抵抗溶接あるいは超音波溶接してベアセルに保護回路を連結させる段階がさらに行われる。接続リードの厚さは０．０５〜０．４５ｍｍとすることが好ましい。このように抵抗溶接あるいは超音波溶接では，レーザ溶接とは異なり，静電気による電気的衝撃や保護回路の破損のリスクを低減することができる。

また，本実施形態では，リードプレート，段差部はともに四角形の場合について説明したが，この形状に限定されず，例えば円形，台形など任意の形状であってもよい。また本実施形態では，段差部３３が両端に２つあるが，中央部分に一つ，もしくは両端より所定距離離れた部分に設けられるなどの変形例も可能である。

また，突起の端部は，ホールの直径より大きい直径で射出成形されたものでもよい。射出成形の場合は，リードプレートの嵌合が段差部に対して一部または全部であってもよい。リベット頭，図８に記載のようにホールの直径より突起の端部が大きい場合は，リードプレートの嵌合は段差部に対して全部である方がよい。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，二次電池およびその形成方法に適用可能であり，特に，ベアセルに接続リードを介して保護回路を連結させて形成される二次電池およびその形成方法に適用可能である。

従来の技術の一例によって外装ケースに装着される電池缶と保護回路の連結形態を示すリチウム二次電池の分解斜視図である。 従来の技術の一例によって保護回路を連結する前に電池缶の底に補助リードプレートを溶接した状態を示す底面図である。 缶型二次田地のベアセルの一般的構造を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る缶の底面図である。 本発明の第１の実施形態に係るリードプレートと缶底部の断面を示す部分正断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る図４ａの次の段階における缶底面図である。 本発明の第１の実施形態に係る図４ｂの次の段階におけるリードプレートと缶底部の断面を示す部分正断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る図５ｂの次の段階におけるリードプレートと缶底部の断面を示す部分正断面図である。 本発明の第２の実施形態によってリードプレートと缶の底部が結合する前の部分正断面図である。 本発明の第２の実施形態によってリードプレートと缶の底部が結合した後の部分正断面図である。 本発明の第３の実施形態によってリードプレートと缶の底部が結合する前の部分正断面図である。 本発明の第３の実施形態によってリードプレートと缶の底部が結合した後の部分正断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る缶の底部を示す底面図である。 本発明の第５の実施形態に係る缶の底部を示す底面図である。

符号の説明

１００ 缶
１２ 電極組立体
１３ 正極板
１４ セパレータ
１５ 負極板
１６ 正極タブ
１７ 負極タブ
１８ 絶縁テープ
２０ 缶の底面
２５ リードプレート
２７ 溶接部
２９ 安全弁
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 突起
３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 段差部
３５ 凹部
４０（４１，４２） 保護回路
４４，４６ 接続リード
１１０ キャッププレート
１１１ 通孔
１１２ 電解液注入孔
１２０ ガスケット
１３０ 電極端子
１４０ 絶縁プレート
１５０ 端子プレート
１９０ 絶縁ケース
１９１ リード通孔
１９２ 電解液通過孔
１６０ 栓
２５ リードプレート
２００ 外装ハードケース
２５１ ホール
３１１ リベット頭

Claims (21)

1. ２つの電極とセパレータを備える電極組立体と，
   アルミニウム含有金属からなり，前記電極組立体と電解質を収容する容器になる缶と，
   前記缶の開放上部を密封するキャップ組立体と，を備える二次電池において：
   前記缶の底面又は底面以外の外側の一部分である接続部は，少なくとも一つの突起が設けられ，
   前記突起が貫通するホールを有するリードプレートが，前記ホールに前記突起が貫通した状態で前記接続部に取り付けられ、
   前記突起の周囲には、前記接続部と前記リードプレートとが接触しないように段差部が設けられていることを特徴とする，二次電池。
2. 前記接続部には，前記リードプレートの少なくとも一部が嵌合される凹部が形成され
   ていることを特徴とする，請求項１に記載の二次電池。
3. 前記リードプレートは，前記凹部に圧延加工によって取り付けられることを特徴とする，請求項２に記載の二次電池。
4. 前記リードプレートは，厚さ方向の一部のみが前記凹部に嵌合されることを特徴とする，請求項２〜３に記載の二次電池。
5. 前記突起は，前記段差部の中央部に設けられることを特徴とする，請求項２〜４のいずれかに記載の二次電池。
6. 前記接続部は，前記缶の外側の底面に設けられることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。
7. 前記リードプレートは，ベアセルの外側に設置される保護回路と接続リードによって連結され，前記リードプレートと前記接続リードは抵抗溶接されることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池。
8. 前記接続リード及び前記リードプレートはニッケル含有金属材質からなり，
   前記リードプレートは０．０５〜０．２ｍｍの厚さを有することを特徴とする，請求項７に記載の二次電池。
9. 前記突起の端部は，前記ホールの直径より大きい直径で射出成形されたことを特徴とする，請求項１に記載の二次電池。
10. 前記突起の端部は，リベット頭からなることを特徴とする，請求項１に記載の二次電池。
11. 前記突起の端部は，前記ホールの直径より大きい直径で形成されることを特徴とする，請求項１に記載の二次電池。
12. 前記リードプレートと前記缶との間には，補助溶接が行われることを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載の二次電池。
13. ２つの電極および，前記２つの電極間の短絡を防止するセパレータを備える電極組立体と，前記電極組立体を収容する缶と，をそれぞれ形成する段階と，
    前記電極組立体を前記缶の開口部から前記缶に収容する段階と，
    前記缶の前記開口部をキャップ組立体によって密封する段階と，を備えてなる二次電池の形成方法において：
    前記缶の底面又は底面以外の外側の少なくとも一部分である接続部に突起を設けるとともに、前記接続部と前記接続部に取り付けられるリードプレートとが接触しないように前記突起の周囲に段差部を設ける段階と；
    ホールを有する前記リードプレートを，前記突起が前記ホールを貫通するように前記缶に取り付ける段階と；を備えることを特徴とする，二次電池の形成方法。
14. 前記突起を設ける段階及び前記リードプレートを取り付ける段階は，前記缶を形成する段階内で行われることを特徴とする，請求項１３に記載の二次電池の形成方法。
15. 前記リードプレートを取り付ける段階は，
    前記接続部に設けられ前記突起および前記段差部を有する凹部に，少なくとも前記リードプレートの一部が嵌まり込むように前記リードプレートをのせ，
    前記リードプレート上に圧延ローラーが通過するようにして行われることを特徴とする，請求項１３に記載の二次電池の形成方法。
16. 前記突起は，前記ホールより大きい直径または幅を有し，前記リードプレートを取り付ける段階で前記ホールに強制圧入されることを特徴とする，請求項１３〜１５のいずれかに記載の二次電池の形成方法。
17. 前記強制圧入では，前記突起の弾性変形を用いて行われることを特徴とする，請求項１６に記載の二次電池の形成方法。
18. 前記ホールを通過して上方に露出する前記突起の端部に，圧力を加えて変形させる段階と；がさらに備えられることを特徴とする，請求項１３に記載の二次電池の形成方法。
19. 前記突起の端部に圧力を加える段階は，前記リードプレートを取り付ける段階で圧延ローラーによって同時に行われることを特徴とする，請求項１８に記載の二次電池の形成方法。
20. 前記突起の端部に圧力を加える段階は，
    前記リードプレートを取り付ける段階後に別途に行われ，前記突起の端部にリベット頭を形成することを特徴とする，請求項１８に記載の二次電池の形成方法。
21. ベアセルが形成された後には，前記リードプレートに保護回路が連結された接続リードを抵抗溶接させる段階がさらに備えられることを特徴とする，請求項１３〜２０のいずれかに記載の二次電池の形成方法。

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