JP4644899B2

JP4644899B2 - 電極及び電池、並びにそれらの製造方法

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Publication number: JP4644899B2
Application number: JP2000052198A
Authority: JP
Inventors: 浩一郎毛塚; 貴弘遠藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2020-02-23
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードが接続された電極及び電池、並びにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子技術の進歩に伴い、カメラ一体型ビデオテープレコーダ、携帯情報端末等の小型のポータブル電子機器が開発されている。これらポータブル電子機器の小型化・高性能化に対応して、これら電子機器に使用するためのポータブル電源として小型且つ軽量で、高性能を有する電池の開発が強く要請されている。
【０００３】
特にパルス的な大電流を要求するような電子機器を駆動させるためには、電池の放電負荷特性が重要であり、これを実現するために電解液、活物質等についての研究が活発になされてきた。
【０００４】
また、電極リード、集電体、それらの接合部のような電池反応に関与しない構成部材も、電池の性能を左右する。特に電池の放電負荷特性を向上させるためには、これらの構成部材の抵抗を小さくすることが重要となってくる。
【０００５】
例えば、電解質としてゲル状電解質を用いるゲル状電解質電池は、負極、ゲル状電解質及び正極を積層してなる電極シートと、１枚のラミネートシートを２つ折りにして電極シートを内部に封入する外装ケースと、外装ケースの外に一端を引き出された負極リードと、外装ケースの外に一端を引き出された正極リードとを有している。
【０００６】
負極及び正極は、図１４に示すように、集電体５０と、集電体上に形成された活物質層５１と、活物質層５１が形成されずに集電体５０が露出したリード接続部５２とから構成されている。そして、リード接続部５２には、リード５３の一端が接合されている。また、集電体５０と活物質層５１とリード接続部５２とを有する電極シートが複数積層されている場合、図１５に示すように、負極及び正極それぞれに、複数のリード接続部５２が重ね合わされ、重ね合わされたリード接続部５２には、リード５３の一端が接合されている。
【０００７】
リード接続部５２にリード５３を接合する方法としては、例えば特開平１１−２３３０９６号公報に開示されるように、超音波溶接等の手法を用いることができる。これにより、スパークの発生による穴開き、破断を生じることなく、リード接続部５２とリード５３とを接合できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の方法では、集電体５０として用いられる金属箔が薄い場合、リード接続部５２とリード５３との接合部分において、リード接続部５２とリード５３との接触状態が良好であるとはいえなかった。このため、リード接続部５２とリード５３との間で、十分な接合強度が得られないといった不都合があった。すなわち、わずかな引っ張り力等がかかるだけで、リード５３の剥離を生じる等、機械的強度に劣っていた。
【０００９】
また、接触状態が不十分であると、リード接続部５２とリード５３との間の電気抵抗が大となり、電池の内部抵抗を上昇させてしまう。この結果、電池の放電負荷特性を低下させてしまうといった不都合があった。
【００１０】
特に、負極と正極とが巻回されずに電池素子が構成されている、いわゆる積層型の電池の場合、電池反応に関与しないリード接続部５２は、電池の容量向上のためにできるだけ小さくすることが好ましいとされている。この結果、積層型の電池においては、リード接続部５２とリード５３との接触面積は巻回型に比べて必然的に小さくなり、上述したような不都合が著しかった。
【００１１】
そこで本発明はこのような従来の実状に鑑みて提案されたものであり、リード接続部とリードとの接触面積が小さい場合であっても、リード接続部とリードとの接合部分における電気抵抗が小さく、優れた接合強度及び放電負荷特性を有する電極及び電池、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明にかかる電極は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、リードと、金属片とを有し、リード接続部とリードと金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする。
【００１３】
以上のように構成された電極では、リード接続部とリードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、さらに金属片が接合されているため、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができる。
【００１４】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電極は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、リードと、金属片とを有し、複数のリード接続部とリードと金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする。
【００１５】
以上のように構成された電極では、リード接続部とリードとが接合されている位置に、さらに金属片が接合されているため、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができる。
【００１６】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電池は、少なくとも負極と正極と電解質とを備えた電池であって、負極及び／又は正極は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、リードと、金属片とを有し、リード接続部とリードと金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする。
【００１７】
以上のように構成された電池では、リード接続部とリードとが接合されている位置に、さらに金属片が接合されているため、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができる。そして、電池の放電負荷特性を向上させることができる。
【００１８】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電池は、少なくとも負極と正極と電解質とを備えた電池であって、負極及び／又は正極は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、リードと、金属片とを有し、複数のリード接続部とリードと金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする。
【００１９】
以上のように構成された電池では、リード接続部とリードとが接合されている位置に、さらに金属片が接合されているため、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができる。そして、電池の放電負荷特性を向上させることができる。
【００２０】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電極の製造方法は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、リードとを有する電極を製造するに際し、リード接続部とリードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする。
【００２１】
以上のような電極の製造方法では、リード接続部とリードとの接合部分にさらに金属片を接合することで、リード接続部に対するリードの接触状態が極めて良好な電極を得られる。
【００２２】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電極の製造方法は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、リードとを有する電極を製造するに際し、リード接続部とリードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする。
【００２３】
以上のような電極の製造方法では、リード接続部とリードとの接合部分にさらに金属片を接合することで、リード接続部に対するリードの接触状態が極めて良好な電極を得られる。
【００２４】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電池の製造方法は、少なくとも負極と正極と電解質とを備え、負極及び／又は正極は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、リードとを有する電池を製造するに際し、リード接続部とリードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする。
【００２５】
以上のような電池の製造方法では、リード接続部とリードとの接合部分にさらに金属片を接合することで、リード接続部に対するリードの接触状態が極めて良好な電池を得られる。そして、このようにして得られた電池は、優れた放電負荷特性を示す。
【００２６】
また、上述の目的を達成するために、本発明にかかる電池の製造方法は、少なくとも負極と正極と電解質とを備え、負極及び／又は正極は、集電体と集電体上に形成された活物質層と活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、リードとを有する電池を製造するに際し、リード接続部とリードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする。
【００２７】
以上のような電池の製造方法では、リード接続部とリードとの接合部分にさらに金属片を接合することで、リード接続部に対するリードの接触状態が極めて良好な電池を得られる。そして、このようにして得られた電池は、優れた放電負荷特性を示す。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本発明を適用した電極は、図１及び図２に示すように、電極シート１と、長尺状のリード２と、金属片３とを有している。電極シート１は、略矩形状の集電体４と、集電体４上に形成された活物質層５と、集電体４から延出されて集電体４の一部が活物質層５の非形成部として露出しているリード接続部６とから構成されている。
【００３０】
リード接続部６とリード２とは、外部との電気的接続を容易にするために、互いの一部を重ね合わされて、物理的・電気的に接合されている。そして、リード接続部６とリード２とが接合されている部分の略中心に対応した位置には、さらに金属片３が重ね合わされて接合されている。すなわち、リード２と、リード接続部６と、金属片３とは、互いの少なくとも一部が積層されて接合されている。
【００３１】
リード接続部６とリード２とが接合された部分に、さらに金属片３が重ね合わされて接合されているため、リード接続部６とリード２とのみで接合された場合と比較して、リード接続部６とリード２と間の接触状態を極めて良好とすることができる。したがって、リード２とリード接続部６との接触面積が小さい場合であっても、リード２の引っ張り力等に対する接合強度が向上される。それとともに、リード接続部６とリード２との接合部分における抵抗を低減することができる。
【００３２】
このとき、金属片３はいかなる形状及び面積であっても構わない。すなわち、図３に示すように、金属片３が短冊形状とされ、当該金属片３の一部がリード２の幅に対してはみ出した状態で接合されていても良い。また、図４に示すように、金属片３の一主面の面積が、リード接続部６とリード２との接触面積よりも大とされ、リード接続部６とリード２との接触面積を覆うようにして金属片３が接合されていても良い。
【００３３】
ただし、金属片３の一主面の面積はリード接続部６とリード２との接触面積よりも小とされ、且つ、金属片３はリード接続部６とリード２との接触部分よりも内側に接合されていることが好ましい。これにより、例えばこの電極をラミネートシートに収納した電池に用いたときに、金属片３の周縁部に必然的に存在するばりが、ラミネートシートに接触することを防止することができる。
【００３４】
また、金属片３の材質をリード２及び／又は集電体４と同種とすることで、リード接続部６とリード２との接触状態をより良好にし、接合強度が向上するとともに、電気抵抗を減少できる。
【００３５】
また、金属片３は、厚みが０．０３ｍｍ以上であることが好ましい。金属片３の厚みが０．０３ｍｍ未満であると、金属片３の厚みが薄すぎるため、リード接続部６とリード２との接触状態を良好にする効果が十分に発揮されない虞がある。
【００３６】
なお、上述の実施の形態は、リード接続部６がリード２と金属片３とで挟み込まれるようにして接合されている場合についての説明であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、リード接続部６とリード２とが電気的に接触し、十分な接合強度を得られるならば、いかなる配置も可能である。例えば、リード２がリード接続部６と金属片３とで挟み込まれて接合されてもよい。
【００３７】
ところで、上述の説明は、１枚の電極においてリード接続部６とリード２との接合部分に金属片３を接合した場合の説明であったが、本発明は、集電体４と活物質層５とリード接続部６とを有する電極シート１が複数積層された場合であっても適用可能である。
【００３８】
例えば、図５に示すように、このような電極は、複数の電極シート１と、複数の電極シート１からそれぞれ延出されたリード接続部６と、リード２と、金属片３とから構成されている。複数のリード接続部６は互いに重ね合わされ、重ね合わされたリード接続部６の最外層にリード２が重ね合わされて接合されている。そして、重ね合わされたリード接続部６のリード２が接合された側とは反対側の最外層であり、リード接続部６とリード２とが接合されている部分の略中心に対応した位置には、さらに金属片３が重ね合わされて接合されている。すなわち、複数のリード接続部６を、リード２と金属片３とで挟み込むようにして接合することができる。
【００３９】
また、図６に示すように、重ね合わされたリード接続部６の間に複数枚の金属片３が挟まれた状態で接合されることも可能である。さらにまた、図７に示すように、重ね合わされたリード接続部６の間のいずれかの部位に、複数の金属片３が挟まれた状態で接合されることも可能である。なお、それぞれのリード接続部６とリード２とが電気的に接触し、十分な接合強度を得られるならば、いかなる配置も可能である。
【００４０】
上述のように、リード接続部６とリード２とが接合している部分に対応する部分に、さらに金属片３を接合することによって、リード接続部６とリード２との間の接触状態が極めて良好となる。このため、リード接続部６とリード２との接合強度を向上させることができる。また、リード接続部６とリード２との接合部分における電気抵抗を減少させることができ、放電負荷特性を向上させることができる。
【００４１】
ところで、上述のような電極は、電池の負極及び正極として使用することができる。中でも、負極及び正極を積層して防湿性のフィルムに収納し、電解質としてゲル状電解質又は固体電解質を用いた非水電解質電池に好ましく使用される。ここでは、その例を挙げ、図面を参照して説明する。
【００４２】
上述の構成の電極を負極及び正極として適用した非水電解質電池は、図８に示すように、電池素子７と、電池素子７を内部に封入する外装ケース８と、外装ケース８の外に一端を引き出された負極リード９と、外装ケース８の外に一端を引き出された正極リード１０と、負極リード９と正極リード１０とを外装ケース８のシール部Ｓ１において被覆し外装ケース８の密閉性を高めるシーラント１１とを有している。
【００４３】
電池素子７は、図９に示すように、負極集電体１２と負極活物質層１３とを有する負極１４と、ゲル電解質層１５と、正極集電体１６と正極活物質層１７とを有する正極１８とを積層することにより構成されている。
【００４４】
負極１４は、図１０に示すように、負極集電体１２と負極集電体１２上に形成された負極活物質層１３と、負極活物質層１３が形成されずに負極集電体１２が露出した負極リード接続部１９とを有している。そして、負極リード接続部１９と負極リード９とは、外部との電気的接続を容易にするために、互いの一部を重ね合わされて、物理的・電気的に接合されている。そして、負極リード接続部１９と負極リード９とが接合されている部分の略中心に対応した位置には、さらに負極金属片２０が重ね合わされて接合されている。すなわち、負極リード９と、負極リード接続部１９と、負極金属片２０とは、互いの少なくとも一部が積層されて接合されている。
【００４５】
この負極金属片２０の材料としては、負極集電体１２及び／又は負極リード９と同種の材料を用いることが好ましい。例えば、負極金属片２０として、銅、ニッケル、ステンレス、等を用いることができる。
【００４６】
正極１８は、図１１に示すように、正極集電体１６と正極集電体１６上に形成された正極活物質層１７と、正極活物質層１７が形成されずに正極集電体１６が露出した正極リード接続部２１とを有している。そして、正極リード接続部２１と正極リード１０とは、外部との電気的接続を容易にするために、互いの一部を重ね合わされて、物理的・電気的に接合されている。そして、正極リード接続部２１と正極リード１０とが接合されている部分の略中心に対応した位置には、さらに正極金属片２２が重ね合わされて接合されている。すなわち、正極リード１０と、正極リード接続部２１と、正極金属片２２とは、互いの少なくとも一部が積層されて接合されている。
【００４７】
この正極金属片２２の材料としては、正極集電体１６及び／又は正極リード１０と同種の材料を用いることが好ましい。例えば、正極金属片２２として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス等を用いることができる。
【００４８】
以上のように、負極１４において、負極リード接続部１９と負極リード９とが接合された部分にさらに負極金属片２０が接合されているため、負極リード接続部１９と負極リード９とのみで接合された場合と比較して、負極リード接続部１９と負極リード９と間の接触状態を極めて良好とすることができる。したがって、負極リード接続部１９と負極リード９との接触面積が小さい場合であっても、負極リード９の引っ張り力等に対する接合強度が向上される。それとともに、負極リード接続部１９と負極リード９との接合部分における抵抗を低減することができる。
【００４９】
また、負極１４の場合と同様に、正極１８において、正極リード接続部２１と正極リード１０とが接合された部分にさらに正極金属片２２が接合されているため、正極リード接続部２１と正極リード１０とのみで接合された場合と比較して、正極リード接続部２１と正極リード１０と間の接触状態を極めて良好とすることができる。したがって、正極リード接続部２１と正極リード１０との接触面積が小さい場合であっても、正極リード１０の引っ張り力等に対する接合強度が向上される。それとともに、正極リード接続部２１と正極リード１０との接合部分における抵抗を低減することができる。この結果、電池全体の放電負荷特性を向上させることができる。
【００５０】
なお、上述の説明は、負極１４及び正極１８の両方に金属片が接合された電極を使用した構造であるが、負極１４又は正極１８のどちらか一方にのみ金属片が接合された電極を使用しても良い。
【００５１】
特に、負極リード接続部１９と負極リード９との接合は、負極リード接続部１９の銅と負極リードのニッケルとの異種材料間で行われるため、負極金属片２０を接合することによる効果が著しい。
【００５２】
負極集電体１２としては、例えば銅、ニッケル、ステンレス等を用いることができる。また、負極集電体１２は、箔状、ラス状、パンチングメタル状、網状等の形状をとることができる。
【００５３】
負極活物質層１３は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を負極集電体上に塗布、乾燥することにより形成される。リチウム一次電池又はリチウム二次電池を構成する場合、負極活物質としては、リチウム、リチウム合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープできる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラファイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコークス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、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を示す。
【００５４】
上述した炭素材料のほか、リチウムをドープ、脱ドープできる材料として、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もできる。また、リチウム合金として、リチウム−アルミニウム合金等を使用することができる。
【００５５】
また、上記負極合剤の結着剤としては、通常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【００５６】
負極リード９の材料としては、負極のリードとして用いられている従来公知の材料を用いることができる。
【００５７】
正極集電体１６としては、例えばアルミニウム、ニッケル、ステンレス等を用いることができる。また、正極集電体１６は、箔状、ラス状、パンチングメタル状、網状等の形状をとることができる。
【００５８】
正極活物質には、目的とする電池の種類に応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用いることができる。
【００５９】
例えば、リチウム一次電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ₂、ＭｎＯ₂、黒鉛、ＦｅＳ₂等を使用することができる。また、リチウム二次電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂、ＮｂＳｅ₂、Ｖ₂Ｏ₅等の金属硫化物あるいは酸化物を使用することができる。また、ＬｉＭ_xＯ₂（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含有遷移金属酸化物等を使用することができる。このリチウム含有遷移金属酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム含有遷移金属酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＮｉ_yＣｏ_1-yＯ₂（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等を挙げることができる。これらのリチウム含有遷移金属酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。特に、大容量を得られるという点から、正極活物質としてスピネル型結晶構造を有するマンガン酸化物又はリチウムマンガン複合酸化物を用いることが好ましい。正極１８には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用してもよい。
【００６０】
正極リード１０の材料としては、正極のリードとして用いられている従来公知の材料を用いることができる。
【００６１】
ゲル電解質層１５は、電解質塩と、マトリクスポリマと、可塑剤としての膨潤溶媒とを含有する。
【００６２】
電解質塩は、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₃）₂、Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₃Ｌｉ等を単独又は混合して使用することができる。その中でも、イオン伝導性等の観点から、ＬｉＰＦ₆を使用することが好ましい。
【００６３】
マトリクスポリマは、ポリマ単体もしくはこれを用いたゲル電解質が、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上のイオン伝導度を示すものであれば、特に化学的な構造は限定されない。このマトリクスポリマとしては、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイド、ポリシロキサン系化合物、ポリフォスファゼン系化合物、ポリプロピレンオキサイド、ポリメチルメタアクリレート、ポリメタクリロニトリル、ポリエーテル系化合物等が挙げられる。又は、上記高分子にその他の高分子を共重合させた材料を用いることも可能である。化学的安定性及びイオン伝導性の観点からは、ポリフッ化ビニリデンとポリヘキサフルオロプロピレンの共重合比が重量比で８％未満となる材料を使用するのが好ましい。
【００６４】
膨潤溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジエチルエーテル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、ジメチルスルフォオキサイド、１，３−ジオキソラン、メチルスルフォメート、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、スルホラン、２，４−ジフロロアニソール、ビニレンカーボネート等の非水溶媒を単独又は混合して用いることができる。
【００６５】
シーラント１１の材料としては、正極リード１０及び負極リード９に対して接着性を示すものであれば材料は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン及びこれらの共重合体等、ポリオレフィン樹脂からなるものを用いることが好ましい。また、上記シーラント１１の厚みは、熱融着前の厚みで２０μｍ〜３００μｍの範囲であることが好ましい。シーラント１１の厚みが２０μｍより薄くなると取り扱い性が悪くなり、また、３００μｍよりも厚くなると水分が透過しやすくなり、電池内部の気密性を保持することが困難になる。
【００６６】
外装ケース８と正極リード１０及び負極リード９との接触部分にシーラント１１を配することで、外装ケース８のバリ等によるショートが防止され、また、外装ケース８と正極リード１０及び負極リード９との接触性が向上する。
【００６７】
上述のような構成の非水電解質電池では、負極リード接続部１９と負極リード９とが接合されている部分の略中心に対応した位置及び正極リード接続部２１と正極リード１０とが接合されている部分の略中心に対応した位置に、負極金属片２０及び正極金属片２２がそれぞれ接合されている。このため、各々のリード接続部とリードとの接合部分における抵抗が減少し、且つ各々のリード接続部とリードとの接合強度を向上させることができる。したがって、非水電解質電池の内部抵抗が減少して、優れた放電負荷特性を有するものとなる。
【００６８】
ところで、上述の説明は、負極１４及び正極１８を１枚ずつ積層してなる電池素子７を非水電解質電池に適用した場合の説明であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述の図５に示すような、複数の電極シートを積層してなる構成の電極を、電池素子７として非水電解質電池に適用することも可能である。
【００６９】
例えば、このような電池素子は、図１２に示すように、負極集電体１２と負極活物質層１３とを有する負極１４と、正極集電体１６と正極活物質層１７とを有する正極１８とを、ゲル電解質層１５を介して積層してなる電極素子２３を、４枚有している。電池素子７は、それぞれの電極素子２３の負極１４同士、正極１８同士が接触するようにして、４枚の電極素子２３を積層することにより構成されている。そして、電池素子７において、図１３に示すように、それぞれの負極１４から延出された負極リード接続部１９は、互いに重ね合わされ、重ね合わされた負極リード接続部１９の最外層に負極リード９が接合されている。そして、重ね合わされた負極リード接続部１９の負極リード９が接合された側とは反対側の最外層であり、負極リード接続部１９と負極リード９とが接合されている部分の略中心に対応した位置には、さらに負極金属片２０が重ね合わされて接合されている。すなわち、複数の負極リード接続部１９を、負極リードと負極金属片２０とで挟み込むようにして接合することができる。
【００７０】
また、負極１４の場合と同様に、それぞれの正極リード接続部２１を、正極リード１０と正極金属片２２とで挟み込むようにして接合することができる。
【００７１】
上述のように、複数のリード接続部が重ね合わされてリードと接合され、複数のリード接続部とリードとが接合している部分に対応する部分に、さらに金属片を接合することによって、複数のリード接続部とリードとの間の接合が補強されて、接触状態が極めて良好となる。このため、複数のリード接続部とリードとの接合強度を向上させることができる。また、複数のリード接続部とリードとの接合部分における電気抵抗を減少させることができ、放電負荷特性を向上させることができる。
【００７２】
なお、上述の説明では、複数のリード接続部をリードと金属片とで挟み込んで接合する構造について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図６に示すように、重ね合わされたリード接続部の間に、複数の金属片が挟まれた状態で接合されることも可能である。また、例えば図７に示すように、重ね合わされたリード接続部の間に金属片が挟まれた状態で接合されることも可能である。なお、その他にも、それぞれのリード接続部とリードとが電気的に接触し、十分な接合強度を得られるならば、いかなる配置も可能である。
【００７３】
そして、上述のような構成の電極を用いた非水電解質電池は、以下のようにして作製される。
【００７４】
先ず、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を、負極集電体１２となる例えば銅箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥することにより負極活物質層１３が形成されて負極原反が作製され、これを所望の形状に切り出して負極１４が形成される。上記負極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。また、キャスト塗布、焼結等の手法を用いて負極活物質層１３を形成することもできる。
【００７５】
また、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤を、正極集電体１６となる例えばアルミニウム箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥することにより正極活物質層１７が形成されて正極原反が作製され、これを所望の形状に切り出して正極１８が形成される。上記正極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。また、キャスト塗布、焼結等の手法を用いて正極活物質層１７を形成することもできる。
【００７６】
なお、負極１４及び正極１８は、それぞれ活物質層が形成されていない負極リード接続部１９及び正極リード接続部２１を有している。これらのリード接続部は、予め集電体上に活物質層を形成しないで設けられても良いし、集電体上に活物質層を形成した後に所望の位置の活物質層を除去することにより設けられても良い。
【００７７】
次に、正極１８の正極活物質層１７上にゲル電解質層１５を形成する。ゲル電解質層１５を形成するには、まず、非水溶媒に電解質塩を溶解させて非水電解液を作製する。そして、この非水電解液にマトリクスポリマを添加し、よく撹拌してマトリクスポリマを溶解させてゾル状の電解質溶液を得る。
【００７８】
次に、この電解質溶液を正極活物質層１７上に所定量塗布する。続いて、室温にて冷却することによりマトリクスポリマがゲル化して、正極活物質層１７上にゲル電解質層１５が形成される。
【００７９】
次に、以上のようにして作製された正極１８と負極１４とを、正極リード接続部２１と負極リード接続部１９が重なり合わないように、ゲル電解質層１５を介して張り合わせてプレスする。
【００８０】
次に、負極リード接続部１９に負極リード９を、正極リード接続部２１に正極リード１０をそれぞれ接合し、電池素子７を作製する。
【００８１】
負極集電体１２の負極活物質層１３の非形成部分、すなわち負極リード接続部１９に、例えばニッケル製の負極リード９と例えばニッケル製の負極金属片２０とが重ね合わされ、接合される。また、正極集電体１６の正極活物質層１７の非形成部分、すなわち正極リード接続部２１に、例えばアルミニウム製の正極リード１０と例えばアルミニウム製の正極金属片２２とが重ね合わされ、接合される。
【００８２】
特に、負極リード接続部１９と負極リード９と負極金属片２０、及び正極リード接続部２１と正極リード１０と正極金属片２２を接合する方法として、超音波溶接を用いることが好ましい。超音波溶接にて接合することで、穴開きや破断を起こすことなく、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好なものとすることができる。
【００８３】
最後に、この電池素子７を、絶縁材料からなる１枚のラミネートシートで挟み、正極リード１０及び負極リード９とラミネートシートとが重なる部分にシーラント１１を配する。そして、ラミネートシートを２つ折りにして３方の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をシールし、正極リード１０と負極リード９とをラミネートシートの封口部に挟み込み、電池素子７を外装ケース８内に収納・密閉する。さらに、外装ケース８によって収納された状態で、電池素子７に対して熱処理を施す。以上のようにして非水電解質電池が完成する。
【００８４】
ところで、上述の説明は、負極１４と正極１８とを１枚づつ有する構造の電池素子７を用いて非水電解質電池を作製する場合の説明であったが、例えば、図１２及び図１３に示すように、負極１４と正極１８とを積層してなる電極素子を複数積層された構造の電池素子７を用いて非水電解質電池を作製する場合に適用してもよい。
【００８５】
以上のようにして作製される非水電解質電池は、リード接続部とリードとを接合する際に、さらに金属片を重ね合わせて接合されている。このため、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができ、接合強度が向上されるとともに電気抵抗が低減される。特に、リード接続部とリードと金属片とを接合する方法として、超音波溶接を用いることにより、集電体すなわちリード接続部やリードが薄い金属箔からなる場合であっても、穴開き、破断、箔切れ等を起こすことなく、確実に接合することができる。
【００８６】
なお、上述の説明では、電解質としてゲル状電解質を用いたが、本発明はこれに限定されるものではく、非水溶媒に電解質塩を溶解してなる電解液であってもよいし、固体電解質であってもよい。また、負極１４と正極１８との物理的接触を防止するために、負極１４と正極１８との間にセパレータを介在させることができる。セパレータとしては、この種の非水電解質電池のセパレータとして通常用いられている公知の材料を用いることができる。
【００８７】
また、上述したような本実施の形態にかかる非水電解質電池は、円筒型、角型、コイン型等、その形状については特に限定されることはなく、また、薄型、大型等の種々の大きさにすることができる。また、本発明は、一次電池についても二次電池についても適用可能である。
【００８８】
【実施例】
以下、実施例について説明する。
【００８９】
〈実施例１〉
先ず、負極シートを作製した。
【００９０】
破砕した黒鉛粉末を９０重量部と、結着剤としてポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）を１０重量部とを混合して負極合剤を調製し、さらにこの負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状とした。そして、得られたスラリー状の負極合剤を、負極集電体である厚さ１０μｍの帯状銅箔の片面に均一に塗布し、乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形し、負極シートを作製した。なお、負極集電体の一部は、負極活物質層が形成されずに、負極リード接続部とされている。
【００９１】
次に、正極シートを作製した。
【００９２】
正極活物質（ＬｉＣｏＯ₂）を得るために、炭酸リチウムと炭酸コバルトとを０．５モル：１モルの比率で混合し、空気中９００℃で５時間焼成した。得られたＬｉＣｏＯ₂を９０重量部と、導電剤として黒鉛を６重量部と、結着剤としてポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）を４重量部とを混合して正極合剤を調製し、さらにこの正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状とした。そして、得られたスラリー状の正極合剤を、正極集電体である厚さ２０μｍのアルミニウム箔の片面に均一に塗布し、乾燥後、ロールプレス機で圧縮成形し、正極シートを作製した。なお、正極集電体の一部は、正極活物質層が形成されずに、正極リード接続部とされている。
【００９３】
次に、ゲル状電解質を作製した。
【００９４】
負極シート及び正極シート上に、炭酸エチレンを４２．５重量部と、炭酸プロピレンを４２．５重量部と、ＬｉＰＦ₆を１５重量部とからなる可塑剤を３０重量部に、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）を１０重量部、そして炭酸ジメチルを６０重量部とを混合溶解させた溶液を均一に塗布し、含浸させ、常温で８時間放置し、炭酸ジメチルを気化、除去しゲル状電解質を得た。
【００９５】
次に、ゲル状電解質を塗布した負極シート、及び正極シートをゲル状電解質側を合わせ、圧着することで面積が５ｃｍ×８ｃｍであり、厚さが０．３ｍｍである平板型の電極シートを作製した。
【００９６】
次に、リード接続部とリードと金属片とを接続した。
【００９７】
電極シートの負極リード接続部にニッケル製の負極リードを重ね合わせ、さらに、図１に示すように、負極リード接続部の負極リードが接続される面とは反対側の面に、ニッケル製の金属片を、負極リード接続部と負極リードとが接続される部分の中心と金属片の中心とを合わせて重ね合わせた。これらの重ね合わされた負極リード接続部と負極リードと金属片とを、超音波溶接によって接合した。なお、負極リードは、長さが２０ｍｍであり、幅が５ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、金属片は、長さ４ｍｍであり、幅が４ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、負極リード接続部と負極リードとの接触面積は５ｍｍ×５ｍｍとした。
【００９８】
電極シートの正極リード接続部にアルミニウム製の正極リードを重ね合わせ、さらに、図１に示すように、正極リード接続部の正極リードが接続される面とは反対側の面に、アルミニウム製の金属片を、正極リード接続部と正極リードとが接続される部分の中心と金属片の中心とを合わせて重ね合わせた。これらの重ね合わされた正極リード接続部と正極リードと金属片とを、超音波溶接によって接合した。なお、正極リードは、長さが２０ｍｍであり、幅が５ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、金属片は、長さ４ｍｍであり、幅が４ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、正極リード接続部と正極リードとの接触面積は５ｍｍ×５ｍｍとした。
【００９９】
最後に、１枚のラミネートシートを２つ折りにして、リード接続部にリードが接続された電池素子を、３方の辺をシールして形成された外装ケース内に封入し、負極リード及び正極リードを外装ケースの外に引き出し、電池を作製した。
【０１００】
〈実施例２〉
負極リード接続部と負極リードとニッケル製の金属片とを、図３に示すように、金属片の一部が負極リード接続部と負極リードとの接合部分からはみ出すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとアルミニウム製の金属片とを、図３に示すように、金属片の一部が正極リード接続部と正極リードとの接合部分からはみ出すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１０１】
なお、金属片は、負極及び正極ともに、長さが２ｍｍであり、幅が８ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。
【０１０２】
上記のように、負極及び正極ともに金属片の形状が異なること以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１０３】
〈実施例３〉
負極リード接続部と負極リードとニッケル製の金属片とを、図４に示すように、負極リード接続部と負極リードとの接合部分を金属片が覆うように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとアルミニウム製の金属片とを、図４に示すように、正極リード接続部と正極リードとの接合部分を金属片が覆うように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１０４】
なお、金属片は、負極及び正極ともに、長さが６ｍｍであり、幅が６ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。
【０１０５】
上記のように、負極及び正極ともに金属片の形状が異なること以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１０６】
〈実施例４〉
先ず、実施例１と同様にして負極シート、ゲル状電解質及び正極シートを積層してなる電極シートを作製した。
【０１０７】
次に、この電極シートを、互いの負極シート同士、正極シート同士が接触するようにして、４枚積層した。
【０１０８】
次に、積層された電極シートのリード接続部にリードを接続して、電池素子を作製した。
【０１０９】
負極シートからそれぞれ延出された負極リード接続部を重ね合わせ、重ね合わされた最外層の負極リード接続部にニッケル製の負極リードを重ね合わせた。さらに、図５に示すように、重ね合わされた負極リード接続部の負極リードが接合された側とは反対側の最外層であり、負極リード接続部と負極リードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、金属片を重ね合わせた。これらの重ね合わされた複数の負極リード接続部と負極リードと金属片とを、超音波溶接によって接合した。なお、負極リードは、長さが２０ｍｍであり、幅が５ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、金属片は、長さ４ｍｍであり、幅が４ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、負極リード接続部と負極リードとの接触面積は５ｍｍ×５ｍｍとした。
【０１１０】
正極シートからそれぞれ延出された正極リード接続部を重ね合わせ、重ね合わされた最外層の正極リード接続部にニッケル製の正極リードを重ね合わせた。さらに、図５に示すように、重ね合わされた正極リード接続部の正極リードが接合された側とは反対側の最外層であり、正極リード接続部と正極リードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、金属片を重ね合わせた。これらの重ね合わされた複数の正極リード接続部と正極リードと金属片とを、超音波溶接によって接合した。なお、正極リードは、長さが２０ｍｍであり、幅が５ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、金属片は、長さ４ｍｍであり、幅が４ｍｍであり、厚さが０．０５ｍｍであるものを用いた。また、正極リード接続部と正極リードとの接触面積は５ｍｍ×５ｍｍとした。
【０１１１】
最後に、１枚のラミネートシートを２つ折りにして、リード接続部にリードが接続された電池素子を、３方の辺をシールして形成された外装ケース内に封入し、負極リード及び正極リードを外装ケースの外に引き出し、電池を作製した。
【０１１２】
〈実施例５〉
先ず、実施例４と同様にして、４枚の電極シートを積層した。
【０１１３】
次に、積層された電極シートのリード接続部にリードを接続して、電池素子を作製した。
【０１１４】
負極シートからそれぞれ延出された負極リード接続部を重ね合わせ、重ね合わされた最外層の負極リード接続部にニッケル製の負極リードを重ね合わせた。さらに、図６に示すように、それぞれの負極リードの、負極リード接続部と負極リードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、４枚の金属片を挟んで重ね合わせた。これらの重ね合わされた複数の負極リード接続部と負極リードと複数の金属片とを、超音波溶接によって接合した。
【０１１５】
正極シートからそれぞれ延出された正極リード接続部を重ね合わせ、重ね合わされた最外層の正極リード接続部にニッケル製の正極リードを重ね合わせた。さらに、図６に示すように、それぞれの正極リードの、正極リード接続部と正極リードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、４枚の金属片を挟んで重ね合わせた。これらの重ね合わされた複数の正極リード接続部と正極リードと複数の金属片とを、超音波溶接によって接合した。
【０１１６】
上記のように、負極及び正極ともに複数の金属片を用いたこと以外は、実施例４と同様にして電池を作製した。
【０１１７】
〈実施例６〉
先ず、実施例４と同様にして、４枚の電極シートを積層した。
【０１１８】
次に、積層された電極シートのリード接続部にリードを接続して、電池素子を作製した。
【０１１９】
負極シートからそれぞれ延出された負極リード接続部を重ね合わせ、重ね合わされた最外層の負極リード接続部にニッケル製の負極リードを重ね合わせた。さらに、図７に示すように、重ね合わされた負極リード接続部の間であり、負極リード接続部と負極リードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、金属片を挟んで重ね合わせた。これらの重ね合わされた複数の負極リード接続部と負極リードと金属片とを、超音波溶接によって接合した。
【０１２０】
正極シートからそれぞれ延出された正極リード接続部を重ね合わせ、重ね合わされた最外層の正極リード接続部にニッケル製の正極リードを重ね合わせた。さらに、図７に示すように、重ね合わされた正極リード接続部の間であり、正極リード接続部と正極リードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に、金属片を挟んで重ね合わせた。これらの重ね合わされた複数の正極リード接続部と正極リードと金属片とを、超音波溶接によって接合した。
【０１２１】
上記のように、負極及び正極ともに金属片を接合する位置が異なること以外は、実施例４と同様にして電池を作製した。
【０１２２】
〈実施例７〉
負極リード接続部と負極リードと銅製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとアルミニウム製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１２３】
上記のように、負極の金属片が銅製であること以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１２４】
〈実施例８〉
負極リード接続部と負極リードとニッケル製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとを、図１３に示すようにそのまま重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１２５】
上記のように、正極に金属片を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１２６】
〈実施例９〉
負極リード接続部と負極リードとニッケル製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとアルミニウム製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１２７】
なお、金属片は、負極及び正極ともに、長さが４ｍｍであり、幅が４ｍｍであり、厚さが０．０３ｍｍであるものを用いた。
【０１２８】
上記のように、負極及び正極ともに金属片の厚みが異なること以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１２９】
〈実施例１０〉
負極リード接続部と負極リードとニッケル製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとアルミニウム製の金属片とを、図１に示すように重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１３０】
なお、金属片は、負極及び正極ともに、長さが４ｍｍであり、幅が４ｍｍであり、厚さが０．０１５ｍｍであるものを用いた。
【０１３１】
上記のように、負極及び正極ともに金属片の厚みが異なること以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１３２】
〈比較例１〉
負極リード接続部と負極リードとを、図１４に示すようにそのまま重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リード接続部と正極リードとを、図１４に示すようにそのまま重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１３３】
上記のように、負極及び正極に金属片を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。
【０１３４】
〈比較例２〉
負極リードと複数の負極リード接続部とを、図１５に示すようにそのまま重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。また、正極リードと複数の正極リード接続部とを、図１５に示すようにそのまま重ね合わせて、超音波溶接によって接合した。
【０１３５】
上記のように、負極及び正極に金属片を用いなかったこと以外は、実施例４と同様にして電池を作製した。
【０１３６】
以上のように作製された電池について、正極及び負極のそれぞれのリード接続部における直流抵抗及び接合強度、並びに電池負荷特性を測定した。
【０１３７】
（１）直流抵抗
リード接続部における直流抵抗は、リードの先端と電極の反対の末端との間で測定し、リード接続部を除いた電極及びリードの抵抗値を差し引いて計算した。電極が複数ある場合は、リードの先端と、リードから最も離れた電極の反対の末端との間で測定した。得られた結果を、比較例１を１としたときの相対比で表した。
【０１３８】
（２）接合強度
リード接続部における接合強度は、リードと電池とを引っ張ることにより測定した。得られた結果を、比較例１を１としたときの相対比で表した。
【０１３９】
（３）電池負荷特性
それぞれの電池に対して、２３℃、理論容量の１０時間率で定電流定電圧充電を上限４．２Ｖまで３０時間行い、次に１０時間率（１／１０Ｃ）及び１／３時間率（３Ｃ）の定電流放電を、終止電圧３Ｖ間で行った。以上のようにして放電容量を決定し、さらにこれから求められる平均電圧から各時間率放電での出力を決定した。得られた結果を、１／１０Ｃ放電の出力を１００とした場合の、３Ｃ放電の割合で表した。
【０１４０】
以上のようにして作製した実施例１〜実施例１０、比較例１及び比較例２の参照図、用いた金属片及び電極数について、表１に示す。
【０１４１】
また、以上の直流抵抗、接合強度及び電池負荷特性の評価結果を、表２に示す。
【０１４２】
【表１】

【０１４３】
【表２】

【０１４４】
表２の結果から明らかなように、リード接続部とリードとの接合部位に、さらに金属片を接合された実施例１〜実施例３は、金属片を接合されない比較例１と比較して、接合強度、直流抵抗及び電池負荷特性のいずれにおいても優れた値を示した。
【０１４５】
実施例１〜実施例３と比較例１との比較により、いかなる形状の金属片であっても、接合強度及び電池負荷特性が向上し、直流抵抗を低減できることがわかった。
【０１４６】
負極の金属片が銅製である実施例７は、さらに負極強度及び電池負荷特性が向上し、直流抵抗が低減された。このことから、金属片の材料を集電体と同種とすることで、さらに優れた特性を示すことがわかった。
【０１４７】
また、実施例８は正極に金属片を用いなかったが、電池負荷特性は劣化していなかった。このことから、特に負極リード接続部と負極リードとを接続する場合に金属片を用いることによって、電池の性能を向上させる効果が著しいことがわかった。
【０１４８】
また、金属片の厚みが０．０１５ｍｍである実施例１０は、金属片の厚みが０．０３ｍｍである実施例９と比較して、接合強度及び電池負荷特性が低下し、直流抵抗も上昇していた。このことから、金属片の厚みは０．０３ｍｍ以上であることが好ましいとわかった。
【０１４９】
また、実施例４〜実施例６と比較例２との比較により、電極が複数積層された場合、金属片をいかなる位置に接合しても、接合強度及び電池負荷特性を向上させ、直流抵抗を低減できることがわかった。
【０１５０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、リード接続部とリードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に金属片を接合することによって、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができる。したがって、本発明によれば、リード接続部とリードとの接合強度を向上させ、リード接続部とリードとの接合部分における電気抵抗が低減して、優れた放電負荷特性を示す電極及び電池を提供できる。
【０１５１】
また、以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、リード接続部にリードを接合する際に、リード接続部とリードとが接合されている部分の略中心に対応した位置に金属片を接合することによって、リード接続部とリードとの接触状態を極めて良好とすることができる。したがって、本手法によれば、リード接続部とリードとの接触面積が小さい場合であっても、優れた接合強度を有し、リード接続部とリードとの接合部分における電気抵抗が低減された電極及び電池を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電極の一構成例を示す平面図である。
【図２】本発明にかかる電極の一構成例を示す図であり、図１中、Ａ−Ｂ線における断面図である。
【図３】本発明にかかる電極の他の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明にかかる電極の他の構成例を示す平面図である。
【図５】本発明にかかる電極の他の構成例を示す要部概略断面図である。
【図６】本発明にかかる電極の他の構成例を示す要部概略断面図である。
【図７】本発明にかかる電極の他の構成例を示す要部概略断面図である。
【図８】本発明にかかる非水電解質電池を示す平面図である。
【図９】図８に示す非水電解質電池の、Ｃ−Ｄ線における断面図である。
【図１０】本発明にかかる負極を示す要部概略断面図である。
【図１１】本発明にかかる正極を示す要部概略断面図である
【図１２】図８中、Ｃ−Ｄ線における断面図であり、電池素子が負極とゲル電解質層と正極とを積層してなる電極素子を複数積層することにより構成されている場合の、非水電解質電池の断面図である。
【図１３】図８中、Ｅ−Ｆ線における断面図であり、電池素子が負極とゲル電解質層と正極とを積層してなる電極素子を複数積層することにより構成されている場合の、負極リード接続部と負極リードと金属片との接合部分を示す要部概略断面図である。
【図１４】従来の電極とリードとの接合部分を示す断面図である。
【図１５】従来の、電極シートが複数積層されて構成されている電極とリードとの接合部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１電極シート、２リード、３金属片、４集電体、５活物質層、６リード接続部、７電池素子、８外装ケース、９負極リード、１０正極リード、１１シーラント、１２負極集電体、１３負極活物質層、１４負極、１５ゲル電解質層、１６正極集電体、１７正極活物質層、１８正極、１９負極リード接続部、２０負極金属片、２１正極リード接続部、２２正極金属片、２３電極素子

Claims

集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、
リードと、
金属片とを有し、
上記リード接続部と上記リードと上記金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする電極。
集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、
リードと、
金属片とを有し、
上記複数のリード接続部と上記リードと上記金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする電極。
少なくとも負極と正極と電解質とを備えた電池であって、
上記負極及び／又は上記正極は、
集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、
リードと、
金属片とを有し、
上記リード接続部と上記リードと上記金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする電池。
少なくとも負極と正極と電解質とを備えた電池であって、
上記負極及び／又は上記正極は、
集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、
リードと、
金属片とを有し、
上記複数のリード接続部と上記リードと上記金属片とが重ね合わされて超音波溶接により接合されていることを特徴とする電池。
集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、リードとを有する電極を製造するに際し、
上記リード接続部と上記リードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする電極の製造方法。
集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、リードとを有する電極を製造するに際し、
上記リード接続部と上記リードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする電極の製造方法。
少なくとも負極と正極と電解質とを備え、
上記負極及び／又は上記正極は、集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートと、リードとを有する電池を製造するに際し、
上記リード接続部と上記リードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
少なくとも負極と正極と電解質とを備え、
上記負極及び／又は上記正極は、集電体と上記集電体上に形成された活物質層と上記活物質層が形成されずに両面とも集電体が露出しているリード接続部とを有する電極シートを複数備える電極シート集合体と、リードとを有する電池を製造するに際し、
上記リード接続部と上記リードと金属片とを重ね合わせて超音波溶接により接合する金属片接合工程を有することを特徴とする電池の製造方法。