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JP6641842B2 - 角形二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は角形二次電池に関する。
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池等の二次電池が使用されている。これらの用途では、高容量ないし高出力特性が要求されるので、多数の角形二次電池が直列ないし並列に接続された組電池として使用される。
これらの角形二次電池では、開口を有する有底筒状の角形外装体と、その開口を封口する封口板により電池ケースが形成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が電解液と共に収容される。封口板には正極端子及び負極端子が取り付けられる。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。
正極板は、金属製の正極芯体と、正極芯体表面に形成された正極活物質層を含む。正極芯体の一部には正極活物質層が形成されない正極芯体露出部が形成される。そして、この正極芯体露出部に正極集電体が接続される。また、負極板は金属製の負極芯体と、負極芯体表面に形成された負極活物質層を含む。負極芯体の一部には負極活物質層が形成されない負極芯体露出部が形成される。そして、この負極芯体露出部に負極集電体が接続される。
例えば特許文献１においては、一方の端部に巻回された正極芯体露出部を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部を有する巻回電極体を用いた角形二次電池が提案されている。また、特許文献２においては、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いた角形二次電池が提案されている。
特開２００９−０３２６４０号公報 特開２００８−２２６６２５号公報
車載用二次電池、特にＥＶやＰＨＥＶ等に用いられる二次電池に関しては、より体積エネルギー密度が高く電池容量の大きな二次電池の開発が求められる。上記特許文献１に開示されている角形二次電池の場合、電池ケース内には、巻回された正極芯体露出部及び巻回された負極芯体露出部が配置される左右のスペース、及び封口板と巻回電極体の間の上部のスペースが必要であり、二次電池の体積エネルギー密度を増加させることが困難である原因となっている。
これに対し、上記特許文献２に開示されている角形二次電池のように、一方の端部に正極芯体露出部及び負極芯体露出部が設けられた電極体を用いると、体積エネルギー密度の高い角形二次電池が得られ易くなる。
しかしながら、より高エネルギー密度であると共に、組み立て易く、信頼性の高い集電構造を有する二次電池の開発が求められる。
本発明は、高い体積エネルギー密度で高容量であるとともに、信頼性の高い角形二次電池を提供することを目的とする。
本発明の一様態の角形二次電池は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を封口する封口板と、
前記正極板に電気的に接続された正極端子と、
前記負極板に電気的に接続された負極端子と、を備えた角形二次電池であって、
前記電極体は前記封口板側に積層された正極タブ部及び積層された負極タブ部を有し、
前記積層された正極タブ部又は前記積層された負極タブ部は、第１タブ群及び第２タブ群を有し、
前記第１タブ群と前記第２タブ群の間には、保持部材に保持された金属部材が配置されており、
前記第１タブ群において前記金属部材と対向する側の面と反対側の面、及び前記第２タブ群において前記金属部材と対向する側の面と反対側の面の少なくとも一方には集電体が接続された角形二次電池。
上記構成によると、高い体積エネルギー密度を有すると共に、信頼性の高い角形二次電池となる。
前記保持部材は、前記封口板に固定されていることが好ましい。なお、前記封口板と前記保持部材の固定方法は、嵌合、接着等が好ましい。特に、前記封口板及び前記保持部材に嵌合部を設け嵌合により固定することが好ましい。
前記封口板は、前記正極端子が内部に配置された正極端子取り付け孔と、前記負極端子が内部に配置された負極端子取り付け孔を有し、
前記保持部材と前記封口板の固定部は、前記正極端子取り付け孔と前記負極端子取り付け孔の間に設けられていることが好ましい。
前記金属部材は柱状の部品であり、
前記金属部材の一方の端部に前記第１タブ群が配置され、
前記金属部材の他方の端部に前記第２タブ群が配置されていることが好ましい。
前記金属部材は、第１金属部材と第２金属部材を含み、前記第１タブ群は前記第１金属部材に接し、
前記第２タブ群は前記第２金属部材に接し、
前記第１金属部材と前記第２金属部材は別部品であることが好ましい。
前記正極端子又は前記負極端子に電気的に接続され、前記封口板の前記電極体側に配置され電池内圧が所定値以上となったときに変形する変形板を備え、
前記集電体は、前記変形板の前記電極体側に配置された板状の集電体本体部を有し、
前記変形板の変形に伴い前記正極板又は前記負極板と前記正極端子又は前記負極端子の間の導電経路が切断される角形二次電池であって、
前記封口板に対して垂直な方向における前記封口板の電池内部側の面から前記保持部材の前記電極体側の端部までの長さは、
前記封口板に対して垂直な方向における前記封口板の電池内部側の面から前記集電体本体部の前記電極体側の面までの長さよりも大きいことが好ましい。
前記保持部材の前記電極体側の端部は、
前記集電体本体部の前記電極体側の面よりも前記電極体側に位置することが好ましい。
前記保持部材の前記電極体側の端部は、前記封口板の短手方向における幅が、前記封口板側から前記電極体側にかけて小さくなっていることが好ましい。
本発明によれば、高い体積エネルギー密度で高容量であるとともに、信頼性の高い角形二次電池を提供することができる。
実施形態に係る角形二次電池の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 実施形態に係る正極板及び負極板の平面図である。 実施形態に係る積層型電極体の平面図である。 封口板の長手方向に沿った電流遮断機構近傍の断面図である。 封口板の短手方向に沿った電流遮断機構近傍の断面図である。 実施形態に用いる曲げ加工前の正極集電体の平面図である。 実施形態に用いる曲げ加工後の正極集電体を示す図である。 実施形態に用いる曲げ加工前の負極集電体の平面図である。 正極集電体及び負極集電体が取り付けられた封口板の電池内部側の面を示す図である。 正極集電体及び負極集電体が取り付けられた封口板の側面図である。 変形例１に係る角形二次電池の図１５に対応する図である。 変形例１に係る角形二次電池の正極集電体のリード部と正極タブ部の接続部近傍の封口板の短手方向に沿った断面図である。 変形例２に係る角形二次電池に用いる曲げ加工前の正極集電体の平面図である。 変形例２に係る角形二次電池に用いる曲げ加工前の負極集電体の平面図である。 変形例２に係る角形二次電池の図１４に対応する図である。
実施形態に係る角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
図１〜６に示すように、角形二次電池２０は、開口を有する角形外装体１と、当該開口を封口する封口板２を備える。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる。角形外装体１は、底部１ａ、一対の大面積側壁１ｂ及び一対の小面積側壁１ｃを有する。角形外装体１は、底部１ａと対向する位置に開口を有する角形の有底筒状の外装体である。角形外装体１内には、複数の正極板と複数の負極板がセパレータを介して積層された積層型の電極体３が電解質と共に収容されている。
正極板４は、金属製の正極芯体と、正極芯体上に形成された正極活物質を含む正極活物
質層４ａを有する。正極板４は一つの端辺に正極芯体が露出する正極芯体露出部４ｂを有する。なお、正極芯体としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。負極板５は、金属製の負極芯体と、負極芯体上に形成された負極活物質を含む負極活物質層５ａを有する。負極板５は一つの端辺に負極芯体が露出する負極芯体露出部５ｂを有する。なお、負極芯体としては銅箔又は銅合金箔を用いることが好ましい。角形二次電池２０では、正極芯体露出部４ｂが正極タブ部４ｃを構成し、負極芯体露出部５ｂが負極タブ部５ｃを構成している。
電極体３において、封口板２側の端部に、正極タブ部４ｃが積層された状態で配置され、また、負極タブ部５ｃが積層された状態で配置されている。積層された正極タブ部４ｃに正極集電体６が接続されている。そして、この正極集電体６に正極端子７が電気的に接続されている。積層された負極タブ部５ｃに負極集電体８が接続されている。そして、この負極集電体８に負極端子９が電気的に接続されている。正極板４と正極端子７の間の導電経路には感圧式の電流遮断機構４０が設けられている。電流遮断機構４０は電池内部の圧力が所定値以上となったときに作動し、正極板４と正極端子７の間の導電経路が切断されることにより電流が遮断される。なお、負極板５と負極端子９の間の導電経路に感圧式の電流遮断機構４０が設けてもよい。
図２及び図４に示すように、封口板２の電池内面には金属部材６１を保持する保持部材としての樹脂部材６０が接続されている。樹脂部材６０と封口板２は嵌合部９０において嵌合接続されている。正極タブ部４ｃは２箇所で束ねられてそれぞれ第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙを形成している。第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙの間に金属部材６１は配置され、第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙのそれぞれの外面側にはリード部６ｃが配置されている。
図２及び図６に示すように、封口板２の電池内面には金属部材８１を保持する樹脂部材８０が接続されている。樹脂部材８０と封口板２は嵌合部９１において嵌合接続されている。負極タブ部５ｃは２箇所で束ねられてそれぞれ第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙを形成している。第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙの間に金属部材８１は配置され、第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙのそれぞれの外面側にはリード部８ｃが配置されている。
なお、金属部材を保持する保持部材は、電気的絶縁性の部材であることが好ましい。また、保持部材は、樹脂製の樹脂部材あるいはセラミック製のセラミック部材であることが好ましい。
正極端子７は内部側絶縁部材１０及び外部側絶縁部材１１により封口板２と電気的に絶縁された状態で封口板２に取り付けられている。また、負極端子９は内部側絶縁部材１２及び外部側絶縁部材１３により封口板２と電気的に絶縁された状態で封口板２に取り付けられている。内部側絶縁部材１０、１２及び外部側絶縁部材１１、１３はそれぞれ樹脂製であることが好ましい。正極端子７には、端子貫通穴７ｘが設けられており、端子貫通穴７ｘは端子栓７ｙにより封止されている。
電極体３は絶縁シート１４に覆われた状態で角形外装体１内に収容されている。絶縁シート１４としては、箱状に折り曲げられた樹脂シート、あるいは袋状の樹脂シートを用いることが好ましい。封口板２は角形外装体１の開口縁部にレーザ溶接等により接合されている。封口板２は電解液注液孔１５を有し、この電解液注液孔１５は注液後、封止栓１６により封止される。封口板２には電池内部の圧力が所定値以上となった場合に作動し、電池内部のガスを電池外部に排出するためのガス排出弁１７が形成されている。なお、ガス排出弁１７の作動圧は、電流遮断機構４０の作動圧よりも高い値に設定する。
次に角形二次電池２０の製造方法について説明する。
［正極板の作製］
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、導電材としての炭素材料、及びＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を含む正極スラリーを作製する。この正極スラリーを、正極芯体としての厚さ１５μｍの矩形状のアルミニウム箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、正極スラリー中のＮ−メチルピロリドンを取り除き、正極芯体上に正極活物質層を形成する。その後、正極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた正極板を所定の形状に裁断する。
［負極板の作製］
負極活物質としての黒鉛、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、及び水を含む負極スラリーを作製する。この負極スラリーを、負極芯体としての厚さ８μｍの矩形状の銅箔の両面に塗布する。そして、これを乾燥させることにより、負極スラリー中の水を取り除き、負芯体上に負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層を所定厚みになるように圧縮処理を行う。このようにして得られた負極板を所定の形状に裁断する。
図７は裁断後の正極板４（図７中の（ａ））、負極板５（図７中の（ｂ））の平面図である。正極板４は、正極芯体の両面に正極活物質層４ａが形成された方形状の領域を有し、その一辺に正極芯体露出部４ｂが正極タブ部４ｃとして形成されている。負極板５は、負極芯体の両面に負極活物質層５ａが形成された方形状の領域を有し、その一辺に負極芯体露出部５ｂが負極タブ部５ｃとして形成されている。なお、正極板４の大きさは負極板５の大きさよりも僅かに小さくされている。正極タブ部４ｃの根本部分には絶縁層ないし、正極芯体よりも電気抵抗が高い保護層４ｄを設けることが好ましい。なお、正極芯体露出部４ｂないし負極芯体露出部５ｂに他の導電部材を接続し、正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃとすることも可能である。
［積層型電極体の作製］
１００枚の正極板４及び１０１枚の負極板５を上述の方法で作製し、これらをポリオレフィン製の方形状のセパレータを介して積層し積層型の電極体３を作製する。図８に示すように、積層型の電極体３は、一方の端部において、各正極板４の正極タブ部４ｃが積層され、各負極板５の負極タブ部５ｃが積層されるように作製される。積層型の電極体３の両外面にはセパレータが配置され、テープ１８等により各極板及びセパレータが積層された状態に固定することが好ましい。あるいは、セパレータに接着層を設け、セパレータと正極板４、セパレータと負極板５がそれぞれ接着されるようにしてもよい。なおセパレータの平面視の大きさは負極板５と同じ、あるいは負極板５よりも大きくする。２枚のセパレータの間に正極板４を配置し、セパレータの周縁を熱溶着した状態とした後、正極板４と負極板５を積層してもよい。
＜正極端子及び電流遮断機構の封口板への取り付け＞
図９は、封口板２の長手方向に沿った電流遮断機構４０近傍の断面図である。図１０は、封口板２の短手方向に沿った電流遮断機構４０近傍の断面図である。
封口板２には、正極端子取り付け孔２ａとして貫通穴が形成されている。正極端子取り付け孔２ａの電池外面側に外部側絶縁部材１１を配置し、電池内面側に内部側絶縁部材１０及び導電部材４１を配置する。そして、外部側絶縁部材１１、封口板２、内部側絶縁部材１０及び導電部材４１のそれぞれに形成された貫通穴に電池外部側から正極端子７を挿
入し、正極端子７の先端を導電部材４１上に加締める。なお、さらに正極端子７の先端の加締め部を導電部材４１上に溶接することが好ましい。
導電部材４１は電極体３側に開口部４１ｘを有するカップ形状であることが好ましい。導電部材４１は、封口板２と平行に配置されるベース部４１ａと、ベース部４１ａから電極体３側に延びる筒状部４１ｂを有する。筒状部４１ｂは円筒形であってもよく、角形の筒状部であってもよい。導電部材４１は金属製であり、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。正極端子７はベース部４１ａに接続される。なお、正極端子７と導電部材４１が一体的な部品としてもよい。この場合、正極端子７は、電池内部側から各部品の貫通穴に挿入され、電池外部側で加締められる。
内部側絶縁部材１０は、封口板２と導電部材４１のベース部４１ａの間に配置される絶縁部材本体部１０ａと、絶縁部材本体部１０ａの封口板２の短手方向における両端部から電極体３側に延びる一対の絶縁部材第１側壁１０ｂと、絶縁部材本体部１０ａの封口板２の長手方向における両端部から電極体３側に延びる一対の絶縁部材第２側壁１０ｃを有する。絶縁部材第１側壁１０ｂの外面には凸部１０ｄが形成されている。
次に、変形板４２を導電部材４１の電極体３側の開口部４１ｘを塞ぐように配置し、変形板４２の外周縁を導電部材４１にレーザ溶接等により接合する。これにより、導電部材４１の電極体３側の開口部４１ｘを気密に封止する。変形板４２は金属製であり、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。変形板４２は、導電部材４１の開口部４１ｘと同じ形状にすることが好ましい。角形二次電池２０では、変形板４２は平面視で円形状である。
次に第１絶縁部材としての絶縁板４３を変形板４２の電極体３側の面に配置する。絶縁板４３は、変形板４２と正極集電体６の集電体本体部６ａの間に配置される絶縁板本体部４３ａと、絶縁板本体部４３ａの封口板２の短手方向における両端部から封口板２側に延びる一対の絶縁板第１側壁４３ｂを有する。絶縁板本体部４３ａには、絶縁板貫通穴４３ｃ、第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、第４突起４３ｄ４が形成されている。また、絶縁板第１側壁４３ｂの内面には、凹部４３ｅが形成されている。
絶縁板本体部４３ａに形成された絶縁板貫通穴４３ｃには変形板４２の中央部に形成された突出部４２ａが挿入される。また、絶縁板第１側壁４３ｂの内面は、絶縁部材第１側壁１０ｂの外面と対向するように配置される。そして、凸部１０ｃが凹部４３ｅと嵌合することにより、絶縁部材１０と絶縁板４３が接続される。なお、この凹部４３ｅを貫通穴としてもよい。
導電部材４１の電極体３側の端部にフランジ部が設けられている。そして、絶縁板本体部４３ａの封口板２側の面には、導電部材４１のフランジ部４１ｃに引っ掛けられる引っ掛け固定部を設けることが好ましい。これにより、絶縁板４３を導電部材４１に固定する。
［正極集電体］
図１１及び図１２を用いて正極集電体６の構成について説明する。図１１は、曲げ加工前の正極集電体６の平面図であり、電極体３側の面を示す図である。図１２は、曲げ加工後の正極集電体６を示す図である。図１２において（ａ）は正極集電体６を電極体３側から見た図であり、図１２において（ｂ）は正極集電体６を封口板２の長手方向に沿ってガス排出弁１７側から見た側面図であり、図１２において（ｃ）は、正極集電体６を封口板２の短手方向に沿って見た側面図である。なお、図１１において点線部で正極集電体６は折り曲げられる。
正極集電体６は、集電体本体部６ａと、集電体本体部６ａの端部に設けられた集電体接続部６ｂと、集電体接続部６ｂの両端部に設けられた一対のリード部６ｃを有する。図１２に示すように、集電体接続部６ｂは、集電体本体部６ａにおける封口板２の長手方向における端部に設けられている。また、集電体接続部６ｂは集電体本体部６ａから封口板２に向かって延びるように設けられている。一対のリード部６ｃは、集電体接続部６ｂの封口板２の短手方向における両端部に設けられている。また、一対のリード部６ｃは、集電体接続部６ｂから封口板２の長手方向に延びるように設けられている。そして、一対のリード部６ｃはそれぞれ、封口板２に対して略垂直に配置されている。なお、ここで略垂直とは、９０°±２０°の範囲、即ち７０°〜１１０°の範囲とする。
集電体本体部６ａには、接続用貫通穴６ｄが形成されており、この接続用貫通穴６ｄの周囲には薄肉部６ｅが形成されている。また、薄肉部６ｅ内には環状の溝部６ｆが接続用貫通穴６ｄを囲むように形成されている。溝部６ｆの厚み（残厚み）は、薄肉部６ｅよりも小さくなっている。ここで、環状の溝部６ｆが脆弱部となり、変形板４２の変形に伴い破断する。即ち、この脆弱部が破断予定部となっている。なお、脆弱部の破断により導電経路が切断されればよいため、薄肉部６ｅ及び溝部６ｆを両方設ける必要はない。薄肉部６ｅのみ、あるいは溝部６ｆのみを設けるようにしてもよい。あるいは、薄肉部６ｅや溝部６ｆを設けず、変形板４２と集電体本体部６ａの接続部を脆弱部とすることもできる。あるいは、変形板４２に薄肉部ないし溝部等の脆弱部を設けることもできる。
なお、接続用貫通穴６ｄは必須の構成ではなく、集電体本体部６ａに設けた薄肉部を変形板４２に接続することもできる。
集電体本体部６ａには第１固定用貫通穴６ｙ１、第２固定用貫通穴６ｙ２、第３固定用貫通穴６ｙ３、第４固定用貫通穴６ｙ４が設けられている。第１固定用貫通穴６ｙ１、第２固定用貫通穴６ｙ２、第３固定用貫通穴６ｙ３、及び第４固定用貫通穴６ｙ４のそれぞれの周囲には凹部が設けられている。
正極集電体６の集電体本体部６ａは、集電体接続部６ｂと隣接する領域に、幅狭部６ａ１を有する。幅狭部６ａ１の封口板２の短手方向における幅は、集電体本体部６ａにおいて変形板４２との接続部が形成される部分の封口板２の短手方向の幅Ｗ１より小さい。なお、幅狭部６ａ１の封口板２の短手方向における幅をＷｘとしたとき、Ｗｘ／Ｗ１の値は、０．２〜０．８であることが好ましく、０．３〜０．７であることがより好ましく、０．３〜０．６とすることがさらに好ましい。また、Ｗｘ／Ｗ１の値が０．２〜０．８となる幅Ｗｘを有する領域の封口板２の長手方向における長さが２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。なお、Ｗｘ／Ｗ１の値が０．２〜０．８となる幅Ｗｘを有する領域の封口板２の長手方向における長さは２０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがより好ましい。
また、幅狭部６ａ１には封口板２の短手方向における幅が略一定（例えば、幅が±１０％）の領域を設けることが好ましい。図１２に示すように幅が略一定の領域の封口板２の長手方向における長さＬ１は２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることが好ましい。但し、幅狭部６ａ１においてその幅Ｗｘが一定である必要はない。
図１２に示すように、正極集電体６の集電体本体部６ａと絶縁板４３の固定部のうち最も集電体接続部６ｂ側に位置する固定部（第４固定部７０ｄの第４固定用貫通穴６ｙ４）と集電体本体部６ａと集電体接続部６ｂの境界部の間に形成された幅狭部６ａ１の封口板２の長手方向における長さＬ２は、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。また、幅狭部６ａ１の厚み（封口板２に対して垂直な方向の厚み）
をＴ（ｍｍ）としたとき、Ｌ２（ｍｍ）が３Ｔ（ｍｍ）よりも大きいことが好ましい。
正極集電体６の集電体本体部６ａは、幅狭部６ａ１において、封口板２の短手方向の幅が徐々に小さくなる領域６ａ２を有する。正極集電体６の集電体接続部６ｂは、封口板２の短手方向における両端側に、封口板２に対して垂直な方向における長さが徐々に大きくなる領域６ｂ１を有する。
図１２の（ｃ）に示すように、封口板２に対して垂直な方向において、正極集電体６の集電体本体部６ａは、リード部６ｃの封口板２側端部よりも電極体３側に位置し、リード部６ｃの電極体３側端部よりも封口板２側に位置する。
図１１に示すように正極集電体６を展開したとき、集電体本体部６ａと集電体接続部６ｂの間にスリット３０が形成されている。そしてスリット３０は、封口板２の長手方向に対して２０〜８０°傾斜していることが好ましい。これにより、集電体本体部６ａと集電体接続部６ｂが干渉することなく、且つ、内部抵抗の小さい正極集電体となる。
［正極集電体の取り付け］
上述の正極集電体６を絶縁板４３の電極体３側の面に配置する。このとき、絶縁板４３に形成された第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、第４突起４３ｄ４を、それぞれ、正極集電体６に形成された第１固定用貫通穴６ｙ１、第２固定用貫通穴６ｙ２、第３固定用貫通穴６ｙ３、第４固定用貫通穴６ｙ４に挿入する。そして第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、第４突起４３ｄ４の先端を拡径することにより、絶縁板４３に正極集電体６を固定する。これにより第１固定部７０ａ、第２固定部７０ｂ、第３固定部７０ｃ、第４固定部７０ｄが形成される。なお、各突起を固定用貫通穴に圧入するようにしてもよい。
正極端子７に形成された端子貫通穴７ｘを通じ電池外部側からガスを送り込み、変形板４２を正極集電体６の集電体本体部６ａに押し付けた状態とする。この状態で、正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた接続用貫通穴６ｄの縁部と変形板４２をレーザ溶接等により接合する。なお、接続用貫通穴６ｄは必須の構成ではなく、接続用貫通穴６ｄを有していない集電体本体部６ａを変形板４２に接合することもできる。端子貫通穴７ｘは端子栓７ｙで封止する。
予め曲げ加工を行った正極集電体６を絶縁板４３及び変形板４２に接続しても良い。あるいは、正極集電体６を絶縁板４３及び変形板４２に接続した後に、正極集電体６に曲げ加工を施してもよい。
＜負極端子の封口板への取り付け＞
［負極集電体］
負極集電体８の構成について説明する。図１３は、曲げ加工前の負極集電体８の平面図であり、電極体３側の面を示す図である。負極集電体８は、集電体本体部８ａと、集電体本体部８ａの両端に設けられた一対の集電体接続部８ｂと、一対の集電体接続部８ｂのそれぞれに設けられた一対のリード部８ｃを有する。曲げ加工された負極集電体８において、一対の集電体接続部８ｂは、集電体本体部８ａの封口板２の短手方向における両端に、集電体本体部８ａから電極体３に向かって延びるように配置される。一対のリード部８ｃは、一対の集電体接続部８ｂから封口板２の長手方向に沿って延びるように配置される。集電体本体部８ａには、負極端子９が挿入される貫通穴８ｄが設けられている。貫通穴８ｄの周囲には凹部が形成されている。
封口板２には、負極端子取り付け孔２ｂとして貫通穴が形成されている。負極端子取り
付け孔２ｂの外面側に外部側絶縁部材１３を配置し、内面側に内部側絶縁部材１２及び負極集電体８の集電体本体部８ａを配置する。そして、外部側絶縁部材１３、封口板２、内部側絶縁部材１２及び負極集電体８の集電体本体部８ａのそれぞれに形成された貫通穴に電池外部側から負極端子９を挿入し、負極端子９の先端を負極集電体８上に加締める。そして、負極端子９において加締められた部分を負極集電体８に溶接する。
その後、負極集電体８について、一対のリード部８ｃが集電体接続部８ａに対して略垂直となるように曲げ加工を行う。そして、集電体接続部８ｂが集電体本体部８ａに対して略垂直となるように曲げ加工を行う。なお、負極集電体８を曲げ加工した後、負極集電体８を負極端子９に接続してもよい。
＜金属部材及び樹脂部材の封口板への取り付け＞
封口板２の電池内部側の面には第１嵌合凸部２ｃ、第２嵌合凸部２ｄが設けられている。第１嵌合凸部２ｃの根本の周囲には第１根本凹部２ｅが設けられ、第２嵌合凸部２ｄの根本の周囲には第２根本凹部２ｆが設けられている。第１嵌合凸部２ｃは、正極端子取り付け孔２ａとガス排出弁１７の間に配置され、第２嵌合凸部２ｄは、負極端子取り付け孔２ｂとガス排出弁１７の間に配置される。
樹脂部材６０は、金属部材６１を保持する保持部６０ａと、封口板２の第１嵌合凸部２ｃに嵌合する嵌合凹部６０ｂを有する。保持部６０ａは封口板２の短手方向に延びる保持貫通穴６０ｄを有し、金属部材６１は円柱状であり、保持部６０ａに設けられた保持貫通穴６０ｄ内に配置される。
樹脂部材８０は、金属部材８１を保持する保持部８０ａと、封口板２の第２嵌合凸部２ｄに嵌合する嵌合凹部８０ｂを有する。保持部８０ａは封口板２の短手方向に延びる保持貫通穴８０ｄを有し、金属部材８１は円柱状であり、保持部８０ａに設けられた保持貫通穴８０ｄ内に配置される。なお、金属部材６１、８１は柱状であることが好ましく、円柱状あるいは角柱状であることが好ましい。
封口板２の第１嵌合凸部２ｃを、金属部材６１を保持した樹脂部材６０の嵌合凹部６０ｂに嵌合することにより、樹脂部材６０を封口板２に接続する。これにより嵌合部９０が形成される。また、封口板２の第２嵌合凸部２ｄを、金属部材８１を保持した樹脂部材８０の嵌合凹部８０ｂに嵌合することにより、樹脂部材８０を封口板２に接続する。これにより嵌合部９１が形成される。
第１嵌合凸部２ｃ及び第２嵌合凸部２ｄの平面視での形状はそれぞれ、楕円形状、長円形状、方形状、方形状の角部がＲ化された形状等であることが好ましい。これにより、樹脂部材６０ないし樹脂部材８０が封口板２に対して回転することを防止できる。
図４に示すように、樹脂部材６０は、正極集電体６のリード部６ｃと封口板２の間に配置される接触防止部６０ｃを有する。また、図６に示すように、樹脂部材８０は、負極集電体８のリード部８ｃと封口板２の間に配置される接触防止部８０ｃを有する。接触防止部６０ｃないし接触防止部８０ｃにより、正極集電体６ないし負極集電体８と封口板２が接触することを確実に防止できる。
封口板２に対して垂直な方向において、接触防止部６０ｃの厚みは、保持部６０ａの厚みよりも薄い。また、接触防止部６０ｃは、保持部６０ａから角形外装体１の大面積側壁１ｂに向かって延びるように配置される。
図１４は、正極集電体６、負極集電体８、金属部材６１を保持した樹脂部材６０、及び
金属部材８１を保持した樹脂部材８０が取り付けられた封口板２の電池内部側の面を示す図である。図１５は、正極集電体６、負極集電体８、金属部材６１を保持した樹脂部材６０、及び金属部材８１を保持した樹脂部材８０が取り付けられた封口板２の側面図である。樹脂部材８０も、樹脂部材６０と同様に接触防止部８０ｃ、保持貫通穴８０ｄを有する。
＜正極タブ部と正極集電体の接続＞
複数枚の正極タブ部４ｃを２箇所で束ね、それぞれ第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙとする。ここで、第１正極タブ群４ｘ、第２正極タブ群４ｙについて、それぞれ正極タブ部４ｃ同士を固定するため、正極タブ部４ｃ同士を溶接により接合しておくことが好ましい。あるいは、正極タブ部４ｃ同士を固定するため、結束部品により、正極タブ部４ｃ同士を固定することが好ましい。例えば、金属製あるいは樹脂製の結束部品を、束ねられた正極タブ部４ｃに貫通させるようにして束ねられた正極タブ部４ｃを固定することができる。
第１正極タブ群４ｘを正極集電体６の一方のリード部６ｃと金属部材６１の間に配置する。また、第２正極タブ群４ｙを正極集電体６の他方のリード部６ｃと金属部材６１の間に配置する。その後、一方のリード部６ｃの外面側及び他方のリード部６ｃの外面側に一対の抵抗溶接電極を配置する。そして、一対の抵抗溶接電極で一方のリード部６ｃ、第１正極タブ群４ｘ、金属部材６１、第２正極タブ群４ｙ及び他方のリード部６ｃを挟み込んだ状態で抵抗溶接を行う。これにより、一方のリード部６ｃと第１正極タブ群４ｘ、他方のリード部６ｃと第２正極タブ群４ｙがそれぞれ接合される。このとき、第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙがそれぞれ金属部材６１に溶接されるようにすることが好ましい。
なお、正極集電体６の一対のリード部６ｃと金属部材６１の間に、第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙを配置する前の状態において、一対のリード部６ｃの先端側を広げておくことが好ましい。
＜負極タブ部と負極集電体の接続＞
複数枚の負極タブ部５ｃを２箇所で束ね、それぞれ第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙとする。ここで、第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙについて、第１正極タブ群４ｘと第２正極タブ群４ｙと同様に、負極タブ部５ｃ同士を固定することができる。第１負極タブ群５ｘを負極集電体８の一方のリード部８ｃと金属部材８１の間に配置する。また、第２負極タブ群５ｙを負極集電体８の他方のリード部８ｃと金属部材８１の間に配置する。その後、一方のリード部８ｃの外面側及び他方のリード部８ｃの外面側に一対の抵抗溶接電極を配置する。そして、一対の抵抗溶接電極で一方のリード部８ｃ、第１負極タブ群５ｘ、金属部材８１、第２負極タブ群５ｙ及び他方のリード部８ｃを挟み込んだ状態で抵抗溶接を行う。これにより、一方のリード部８ｃと第１負極タブ群５ｘ、他方のリード部８ｃと第２負極タブ群５ｙがそれぞれ接合される。このとき、第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙがそれぞれ金属部材８１に溶接されるようにすることが好ましい。
正極側と同様に、負極集電体８のリード部８ｃと金属部材８１の間に、第１負極タブ群５ｘと第２負極タブ群５ｙを配置する前の状態において、一対のリード部８ｃの先端側を広げておくことが好ましい。
＜角形二次電池の組み立て＞
封口板２に接続された電極体３を絶縁シート１４で覆い、角形外装体１に挿入する。そして、封口板２と角形外装体１をレーザ溶接等により接合し、角形外装体１の開口を封口
する。その後、電解質溶媒及び電解質塩を含有する非水電解質を封口板２に設けられた電解液注液孔１５より注液する。そして、電解液注液孔１５を封止栓１６で封止する。
＜角形二次電池について＞
角形二次電池２０において、金属部材６１を保持した樹脂部材６０及び金属部材８１を保持した樹脂部材８０が、電極体３における蓄電部（正極板４と負極板５がセパレータを介して積層された部分）と封口板２の間に配置され、集電構造が形成されている。このため、より体積エネルギー密度の高い角形二次電池となる。また、組み立てがより容易であり、各部材の接続が行いやすいため、各接続部の品質が高い信頼性の高い角形二次電池となる。なお、金属部材及び保持部材は、正極側及び負極側の少なくとも一方に用いられていればよい。
更に、角形二次電池２０においては、金属部材６１を保持した樹脂部材６０及び金属部材８１を保持した樹脂部材８０が、封口板２に固定されている。このような構成によると、予め封口板２に正極集電体６ないし負極集電体８を取り付けた後に、正極集電体６ないし負極集電体８に正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃを安定的に取り付けることが可能となる。したがって、正極集電体６と正極タブ部４ｃの接続部、ないし負極集電体８と負極タブ部５ｃの接続部の品質がより高くなり、より信頼性の高い角形二次電池となる。
また、金属部材６１を保持した樹脂部材６０ないし金属部材８１を保持した樹脂部材８０を封口板２に固定し、これらの部材を用いて正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃと正極集電体６ないし負極集電体８を接続することにより、正極集電体６ないし負極集電体８に正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃを接続した後に、正極集電体６ないし負極集電体８を曲げ加工することなく、集電部に必要なスペースを小さくすることができる。このため、曲げ加工等により正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃや、正極集電体６ないし負極集電体８と正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃの接合部に負荷が加わることを抑制できる。したがって、高エネルギー密度であるのみでなく、損傷等がより抑制された信頼性の高い角形二次電池となる。
また、金属部材６１を保持した樹脂部材６０が封口板２に固定されていると、正極板４と正極端子７の間に電流遮断機構４０が設けられている場合、電極体３が角形外装体１内で動くように力が加わったとしても、変形板４２と正極集電体６の接続部や、正極集電体６に設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制できる。このため、より信頼性の高い角形二次電池となる。
樹脂部材６０と封口板２の固定部は、正極端子取り付け孔２ａよりもガス排出弁１７側に配置されることが好ましい。また、樹脂部材６０と封口板２の固定部は、変形板４２におけるガス排出弁１７側の端部よりも、ガス排出弁１７側に配置されることが好ましい。また、樹脂部材８０と封口板２の固定部は、負極端子取り付け孔２ｂよりもガス排出弁１７側に配置されることが好ましい。
図９に示すように樹脂部材６０の封口板２に対して垂直な方向における封口板２の電池内部側の面から樹脂部材６０の電極体３側の端部までの長さＨ１は、封口板２に対して垂直な方向における封口板２の電池内部側の面から集電体本体部６ａの電極体３側の面までの長さＨ２よりも大きいことが好ましい。これにより電極体３が封口板２側に動くことがあっても、電極体３の蓄電部が正極集電体６の集電体本体部６ａに接触することを抑制できる。よって、集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部等が損傷することを抑制できる。なお、樹脂部材６０及び樹脂部材８０の少なくとも一方について、封口板２に対して垂直な方向における封口板２の電池内部側の面から電極体３側の端部までの長さを、封口板２に対して垂直な方向における封口板２の電池内部側の面から集電体本体部６ａの電極体３側の面までの長さよりも大きくすることが好ましい。
また、樹脂部材６０の電極体３側の端部は、集電体本体部６ａの電極体３側の面よりも電極体３側に位置することが好ましい。このような構成であると、振動や衝撃等で電極体３が封口板２側に移動することがあっても、電極体３が正極集電体６の集電体本体部６ａより先に樹脂部材６０ないし樹脂部材８０に接触する。よって、集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部等が損傷することを抑制できる。
図４及び図６に示すように、樹脂部材６０及び樹脂部材８０の電極体３側の端部は、封口板２の短手方向における幅が、封口板２側から電極体３側にかけて小さくなっている。これにより、樹脂部材６０ないし樹脂部材８０により正極タブ部４ｃないし負極タブ部５ｃが損傷することを防止できる。
図１５に示すように、封口板２に対して垂直な方向において、封口板２と負極集電体８のリード部８ｃの距離は、封口板２と正極集電体６のリード部６ｃの距離よりも大きい。このような構成によると、負極集電体８と封口板２が接触することをより確実に防止できる。これにより、封口板２がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合、封口板２が負極と電気的に接続され、リチウム合金が形成され封口板２が腐食することがより確実に防止できる。
図１４に示すように、電解液注液孔１５を封止する封止栓１６は、封口板２の電池内部側の面よりも電極体３側に突出している。また、電解液注液孔１５はガス排出弁１７と負極端子取り付け孔２ｂの間に形成されている。耐久性の高い封止構造とするためには、封止栓１６を金属製とすることが好ましい。例えば、封止栓１６をブラインドリベットとし、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることができる。角形二次電池２０においては、負極タブ部５ｃは２分割して束ねられ、封止栓１６と負極タブ部５ｃが近接しない構造とすることで、負極タブ部５ｃと封止栓１６が電気的に接続されることをより確実に防止することができる。更に、角形二次電池２０においては、封止栓１６と対向する部分に樹脂部材８０が配置される形態となるため、負極タブ部５ｃと封止栓１６が電気的に接続されることをより確実に防止することができる。なお、封止栓１６と負極タブ部５ｃが電気的に接続されたと、封止栓１６がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、封止栓１６がリチウムと合金化し、腐食する虞がある。
図１１、図１２、図１４に示すように、正極集電体６の集電体本体部６ａと、集電体本体部６ａにおける封口板２の長手方向における端部から封口板２側に延びる集電体接続部６ｂと、集電体接続部６ｂから封口板２の長手方向に延びる一対のリード部６ｃを有する。このような構成により、電流遮断機構４０の横のスペースに集電部を配置することが可能となり、より体積エネルギー密度の高い角形二次電池となる。
また、リード部６ｃは封口板２に対して略垂直に配置されている。これにより、リード部６ｃと正極タブ部４ｃを接続する際に接続作業が行い易く、接続部の品質を向上させることができる。よって、より信頼性の高い角形二次電池となる。
正極集電体６の集電体本体部６ａにおいて、集電体接続部６ｂと隣接する領域には、幅狭部６ａ１が形成されている。これにより、電池に衝撃や振動が加わり、正極集電体６のリード部６ｃが電極体３に引っ張られるように力が加わったとしても、幅狭部６ａ１が応力を吸収し、集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制できる。なお、発明者らは開発を行
うなかで、リード部６ｃが封口板２に対して垂直な方向に動くような力が加わり易く、また、このような力が集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部に与える悪影響が大きいことを見出した。このため、角形二次電池２０のように、集電体本体部６ａに幅狭部６ａ１を設けることが特に効果的であることを見出した。なお、この場合、集電体本体部６ａは、封口板２に対して略平行であることが好ましい。封口板２に対する集電体本体部６ａの傾斜が０°±２０°であることが好ましく、０°±１０°であることがより好ましい。
なお、集電体本体部６ａにおいて、幅狭部６ａ１が集電体本体部６ａの他の部分に対して僅かに傾斜（例えば±３０°以下）するようにしてもよい。但し、幅狭部６ａ１と集電体本体部６ａの他の部分が同一面上にあるようにすることが好ましい。
正極集電体６の集電体本体部６ａと絶縁板４３の固定部のうち最も集電体接続部６ｂ側に位置する固定部（第４固定部７０ｄの第４固定用貫通穴６ｙ４）と集電体本体部６ａと集電体接続部６ｂの境界部の間に存在する幅狭部６ａ１の封口板２の長手方向に沿った長さが、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましく、５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
集電体本体部６ａにおいて変形板４２との接続部が形成される部分の封口板２の短手方向の幅をＷ１としたとき、Ｗｘ／Ｗ１の値が０．２〜０．６となる封口板２の短手方向における幅Ｗｘを有する幅狭部６ａ１が、第４固定用貫通穴６ｙ４（正極集電体６の集電体本体部６ａと絶縁板４３の固定部のうち最も集電体接続部６ｂ側に位置する固定部）と、集電体本体部６ａと集電体接続部６ｂの境界部の間に、封口板２の長手方向において２ｍｍ以上存在することが好ましく、３ｍｍ以上存在することがより好ましく、５ｍｍ以上存在することが好ましい。
集電体接続部６ｂは、封口板２の短手方向において、中央から外側にかけて封口板２に対して垂直な方向の長さが増加する部分を有することが好ましい。これにより、集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制しつつ、内部抵抗の増加を抑制できる。
また、正極集電体６のリード部６ｃの電極体３側端部は、集電体本体部６ａの電極体３側端部よりも電極体３側に位置することが好ましい。これにより、電極体３が封口板２側に動くことがあっても、電極体３が、集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部に損傷を与えることを抑制できる。
以下に変形例について説明する。なお、変形例において上述の角形二次電池２０と同じ構成については、角形二次電池２０と同じ符号を付与している。また、特に説明を行わない部分は、上述の角形二次電池２０と同じ構成とすることができる。
＜変形例１＞
上述の角形二次電池２０においては、正極集電体６と正極タブ部４ｃ、負極集電体８と負極タブ部５ｃをそれぞれ抵抗溶接により接続する例を示した。集電体とタブ部の接続方法を抵抗溶接に変えてレーザ溶接等の高エネルギー線の照射による接続とすることもできる。高エネルギー線の照射による溶接を用いる場合に適した集電体、金属部材及び樹脂部材の例を以下に示す。
図１６は、変形例１に係る角形二次電池の図１５に対応する図である。図１６に示すように、正極集電体６の一対のリード部６ｃのそれぞれにスリット６ｚが設けられ、負極集電体８の一対のリード部８ｃのそれぞれにスリット８ｚが設けられている。スリット６ｚ
及びスリット８ｚの縁部にレーザ等の高エネルギー線を照射することにより、正極集電体６のリード部６ｃと正極タブ部４ｃ、負極集電体８のリード部８ｃと負極タブ部５ｃに溶接する。
図１７は、変形例１に係る角形二次電池における正極集電体６のリード部６ｃと正極タブ部４ｃの接続部近傍の封口板２の短手方向に沿った断面図である。樹脂部材１６０は両側面に第１金属部材１６１ａ及び第２金属部材１６１ｂを保持する。第１金属部材１６１ａ及び第２金属部材１６１ｂはそれぞれ板状であり、角形外装体１の大面積側壁に対して略平行に配置される。樹脂部材１６０は第１金属部材１６１ａ及び第２金属部材１６１ｂを保持する保持部１６０ａと、嵌合凹部１６０ｂと、接触防止部１６０ｃを有する。嵌合凹部１６０ｂは、封口板２の第１嵌合凸部２ｃに嵌合される。第１正極タブ群４ｘは、一方のリード部６ｃと第１金属部材１６１ａに挟まれた状態で、一方のリード部６ｃに溶接される。また、第２正極タブ群４ｙは、他方のリード部６ｃと第２金属部材１６１ｂに挟まれた状態で、他方のリード部６ｃに溶接される。なお、負極側についても正極側と同様
に、第１金属部材及び第２金属部材を保持した樹脂部材１８０を用いる。
＜変形例２＞
図１８は変形例２に係る角形二次電池に用いる曲げ加工前の正極集電体１０６の平面図であり、電極体３側の面を示す図である。正極集電体１０６は、集電体本体部１０６ａと、集電体本体部１０６ａの両端辺（封口板２の短手方向の両端辺）に設けられた一対の集電体接続部１０６ｂと、一対の集電体接続部１０６ｂにそれぞれ設けられた一対のリード部１０６ｃを有する。曲げ加工された正極集電体１０６において、集電体接続部１０６ｂは、集電体本体部１０６ａから封口板２側に延びるように配置される。即ち、図１８において、一対の集電体接続部１０６ｂは、集電体本体部１０６ａに対して奥側に折り曲げられる。そして、一対のリード部１０６ｃはそれぞれ封口板２の長手方向に沿って延びるように配置される。リード部１０６ｃの先端側には、集電体接続部１０６ｂの幅（Ｗ３）よりも広い幅（Ｗ４）を有する幅広部１０６ｃ１が設けられている。
集電体本体部１０６ａには、接続用貫通穴１０６ｄが形成されており、この接続用貫通穴１０６ｄの周囲には薄肉部１０６ｅが形成されている。また、薄肉部１０６ｅ内には環状の溝部１０６ｆが接続用貫通穴１０６ｄを囲むように形成されている。
集電体本体部１０６ａには第１固定用貫通穴１０６ｙ１、第２固定用貫通穴１０６ｙ２、第３固定用貫通穴１０６ｙ３、第４固定用貫通穴１０６ｙ４が設けられている。第３固定用貫通穴１０６ｙ３、第４固定用貫通穴１０６ｙ４は、それぞれ、トラック形状とされている。なお、絶縁板４３に設ける第１突起４３ｄ１、第２突起４３ｄ２、第３突起４３ｄ３、及び第４突起４３ｄ４は、それぞれ、第１固定用貫通穴１０６ｙ１、第２固定用貫通穴１０６ｙ２、第３固定用貫通穴１０６ｙ３、及び第４固定用貫通穴１０６ｙ４に対応した形状とすればよい。
接続用貫通穴１０６ｄの中心を通り且つ封口板２の長手方向に延びる直線上に、第３固定用貫通穴１０６ｙ３、第４固定用貫通穴１０６ｙ４を設け、第３固定用貫通穴１０６ｙ３、第４固定用貫通穴１０６ｙ４をそれぞれ、封口板２の短手方向に延びる形状とすることが好ましい。これにより、正極集電体１０６の集電体本体部１０６ａの導電経路における内部抵抗が増加することを抑制し、且つ集電体本体部１０６ａに設けられた脆弱部への負荷を低減することができる。
図１９は、変形例２に係る角形二次電池に用いる曲げ加工前の負極集電体１０８の平面図であり、電極体３側の面を示す図である。負極集電体１０８は、集電体本体部１０８ａと、集電体本体部１０８ａの端辺（封口板２の長手方向の端辺）に設けられた集電体接続
部１０８ｂと、封口板２の短手方向における集電体接続部１０８ｂの両端部から延びる一対のリード部１０８ｃを有する。集電体接続部１０８ｂは、集電体本体部１０８ａから電極体３側に延びるように、集電体本体部１０８ａに対して曲げ加工される。即ち図１９において、集電体接続部１０８ｂは集電体本体部１０８ａに対して手前側に折り曲げられる。そして、一対のリード部１０８ｃは、封口板２の長手方向に延びるように、集電体接続部１０８ｂに対して折り曲げられる。集電体本体部１０８ａには負極端子９が挿入される貫通穴１０８ｄが設けられている。
図２０は、変形例２に係る角形二次電池における、正極集電体１０６及び負極集電体１０８が取り付けられた封口板２の電池内部側の面を示す図である。図２０に示すように、正極集電体１０６の集電体本体部１０６ａには第１固定部１７０ａ〜第４固定部１７０ｄが設けられている。正極集電体１０６の集電体本体部１０６ａは封口板２に対して平行に配置されている。集電体接続部１０６ｂは、集電体本体部１０６ａの端部から封口板２側に延びるように配置されている。リード部１０６ｃは、集電体接続部１０６ｂから封口板２の長手方向に沿って延びるように配置される。第１正極タブ群４ｘが金属部材６１と一方のリード部１０６ｃに挟まれ、第２正極タブ群４ｙが金属部材６１と他方のリード部１０６ｃに挟まれた状態で抵抗溶接されている。なお、高エネルギー線の照射により溶接する場合は、リード部１０６ｃにスリットを設けることが好ましい。
負極集電体１０８の集電体本体部１０８ａは封口板２に対して平行に配置されている。集電体接続部１０８ｂは、集電体本体部１０８ａの端部から電極体３側に延びるように配置されている。一対のリード部１０８ｃは、集電体接続部１０８ｂの両端から、封口板２の長手方向に沿って延びるように配置される。第１負極タブ群５ｘが金属部材８１と一方のリード部１０８ｃに挟まれ、第２負極タブ群５ｙが金属部材８１と他方のリード部１０８ｃに挟まれた状態で抵抗溶接されている。なお、高エネルギー線の照射により溶接する場合は、リード部１０８ｃにスリットを設けることが好ましい。
正極集電体１０６のリード部１０６ｃには、傾斜部１０６ｘが設けられている。傾斜部１０６ｘは、リード部１０６ｃにおいて第１正極タブ群４ｘないし第２正極タブ群４ｙに接続されている部分に対して１０〜８０°、より好ましくは３０〜７０°傾斜させることが好ましい。このように傾斜部１０６ｘを設けることにより、電池に振動や衝撃が加わったとしても、集電体本体部６ａと変形板４２の接続部、ないし正極集電体６の集電体本体部６ａに設けられた脆弱部に負荷が加わることを抑制できる。負極集電体１０８のリード部１０８ｃには、傾斜部１０８ｘが設けられている。傾斜部１０８ｘは、リード部１０８ｃにおいて第１負極タブ群５ｘないし第２負極タブ群５ｙに接続されている部分に対して１０〜８０°、より好ましくは３０〜７０°傾斜させることが好ましい。
＜その他＞
上述の角形二次電池２０においては、金属部材６１を保持した樹脂部材６０及び金属部材８１を保持した樹脂部材８０を、封口板２の長手方向において、正極端子取り付け孔２ａと負極端子取り付け孔２ｂの間に配置した。しかしながら、金属部材を保持した樹脂部材を、封口板２の長手方向において、正極端子取り付け孔２ａないし負極端子取り付け孔２ｂよりも外側に配置することもできる。即ち、封口板２の長手方向において、封口板２の長手方向における二つの端部のうち正極端子取り付け孔２ａに近い端部と正極端子取り付け孔２ａの間に、金属部材６１を保持した樹脂部材６０を配置することもできる。また、封口板２の長手方向において、封口板２の長手方向における二つの端部のうち負極端子取り付け孔２ｂに近い端部と負極端子取り付け孔２ｂの間に、金属部材８１を保持した樹脂部材８０を配置することもできる。
上述の角形二次電池２０においては、金属部材６１を保持した樹脂部材６０及び金属部
材８１を保持した樹脂部材８０を用いる例を示した。しかしながら、金属部材６１を保持した樹脂部材６０を用いずに、正極集電体６と正極タブ部４ｃを接続することが可能である。また、金属部材８１を保持した樹脂部材８０を用いずに、負極集電体８と負極タブ部５ｃを接続することが可能である。
上述の角形二次電池２０においては、封口板２の長手方向において、正極集電体６のリード部６ｃと正極タブ部４ｃの接続部が正極端子７よりも中央側である例を示した。しかしながら、正極集電体６のリード部６ｃと正極タブ部４ｃの接続部を、封口板２の長手方向において、正極端子７よりも外側とすることも可能である。負極集電体８のリード部８ｃと負極タブ部５ｃの接続部についても同様に、封口板２の長手方向において、負極端子８よりも外側とすることも可能である。
正極タブ部と正極集電体の接続方法、負極タブ部と負極集電体の接続方法は特に限定されず、抵抗溶接、レーザ等の高エネルギー線の照射による溶接、超音波溶接等を用いることができる。
電極体の形態は特に限定されず、巻回型の電極体、積層型の電極体のいずれであってもよいし、巻回された電極体を複数個含む電極体であってもよい。
電池内に電池が過充電状態となった場合にガスを発生する過充電抑制剤を含有させることが好ましい。非水電解質二次電池の場合、正極活物質層に炭酸リチウムを含有させる、あるいは非水電解質中にシクロヘキシルベンゼン等を含有させることが好ましい。また、正極活物質層にリン酸リチウムを含有させることが好ましい。
１・・・角形外装体
１ａ・・・底部 １ｂ・・・大面積側壁 １ｃ・・・小面積側壁
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子取り付け孔 ２ｂ・・・負極端子取り付け孔
２ｃ・・・第１嵌合凸部
２ｄ・・・第２嵌合凸部
２ｅ・・・第１根本凹部
２ｆ・・・第２根本凹部

３・・・電極体
４・・・正極板
４ａ・・・正極活物質層 ４ｂ・・・正極芯体露出部
４ｃ・・・正極タブ部 ４ｄ・・・保護層
４ｘ・・・第１正極タブ群 ４ｙ・・・第２正極タブ群
５・・・負極板
５ａ・・・負極活物質層 ５ｂ・・・負極芯体露出部
５ｃ・・・負極タブ部
５ｘ・・・第１負極タブ群 ５ｙ・・・第２負極タブ群
６・・・正極集電体
６ａ・・・集電体本体部 ６ｂ・・・集電体接続部 ６ｃ・・・リード部
６ａ１・・・幅狭部
６ｄ・・・接続用貫通穴 ６ｅ・・・薄肉部
６ｆ・・・溝部
６ｙ１・・・第１固定用貫通穴 ６ｙ２・・・第２固定用貫通穴
６ｙ３・・・第３固定用貫通穴 ６ｙ４・・・第４固定用貫通穴
６ｚ・・・スリット

７・・・正極端子
７ｘ・・・端子貫通穴 ７ｙ・・・端子栓
８・・・負極集電体
８ａ・・・集電体本体部 ８ｂ・・・集電体接続部 ８ｃ・・・リード部
８ｄ・・・貫通穴
８ｚ・・・スリット

９・・・負極端子
１０、１２・・・内部側絶縁部材
１０ａ・・・絶縁部材本体部 １０ｂ・・・絶縁部材第１側壁
１０ｃ・・・絶縁部材第２側壁
１０ｄ・・・凸部
１１、１３・・・外部側絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁
１８・・・テープ

２０・・・角形二次電池

３０・・・スリット部

４０・・・電流遮断機構
４１・・・導電部材
４１ａ・・・ベース部 ４１ｂ・・・筒状部 ４１ｃ・・・フランジ部
４２・・・変形板
４２ａ・・・突出部
４３・・・絶縁板（第１絶縁部材）
４３ａ・・・絶縁板本体部 ４３ｂ・・・絶縁板第１側壁
４３ｃ・・・絶縁板貫通穴
４３ｄ１・・・第１突起 ４３ｄ２・・・第２突起
４３ｄ３・・・第３突起 ４３ｄ４・・・第４突起

６０・・・樹脂部材（保持部材）
６０ａ・・・保持部 ６０ｂ・・・嵌合凹部 ６０ｃ・・・接触防止部
６０ｄ・・・保持貫通穴
６１・・・金属部材

７０ａ・・・第１固定部 ７０ｂ・・・第２固定部
７０ｃ・・・第３固定部 ７０ｄ・・・第４固定部

８０・・・樹脂部材（保持部材）
８０ａ・・・保持部 ８０ｂ・・・嵌合凹部 ８０ｃ・・・接触防止部
８０ｄ・・・保持貫通穴
８１・・・金属部材
９０、９１・・・嵌合部

１０６・・・正極集電体
１０６ａ・・・集電体本体部 １０６ｂ・・・集電体接続部
１０６ｃ・・・リード部
１０６ｃ１・・・幅広部
１０６ｄ・・・接続用貫通穴 １０６ｅ・・・薄肉部
１０６ｆ・・・溝部
１０６ｙ１・・・第１固定用貫通穴 １０６ｙ２・・・第２固定用貫通穴
１０６ｙ３・・・第３固定用貫通穴 １０６ｙ４・・・第４固定用貫通穴
１０６ｘ・・・傾斜部

１０８・・・負極集電体
１０８ａ・・・集電体本体部 １０８ｂ・・・集電体接続部
１０８ｃ・・・リード部 １０８ｄ・・・貫通穴
１０８ｘ・・・傾斜部

１６０・・・樹脂部材（保持部材）
１６０ａ・・・保持部 １６０ｂ・・・嵌合凹部 １６０ｃ・・・接触防止部

１６１ａ・・・第１金属部材
１６１ｂ・・・第２金属部材

１７０ａ・・・第１固定部 １７０ｂ・・・第２固定部
１７０ｃ・・・第３固定部 １７０ｄ・・・第４固定部

Claims (8)

  1. 正極板と負極板を含む電極体と、
    開口を有し、前記電極体を収容する外装体と、
    前記開口を封口する封口板と、
    前記正極板に電気的に接続された正極端子と、
    前記負極板に電気的に接続された負極端子と、を備えた角形二次電池であって、
    前記電極体は前記封口板側に積層された正極タブ部及び積層された負極タブ部を有し、
    前記積層された正極タブ部又は前記積層された負極タブ部は、第１タブ群及び第２タブ群を有し、
    前記第１タブ群と前記第２タブ群の間には、保持部材に保持された金属部材が配置されており、
    前記第１タブ群において前記金属部材と対向する側の面と反対側の面、及び前記第２タブ群において前記金属部材と対向する側の面と反対側の面の少なくとも一方には集電体が接続された角形二次電池。
  2. 前記保持部材は、前記封口板に固定された請求項１に記載の角形二次電池。
  3. 前記封口板は、前記正極端子が内部に配置された正極端子取り付け孔と、前記負極端子が内部に配置された負極端子取り付け孔を有し、
    前記保持部材と前記封口板の固定部は、前記正極端子取り付け孔と前記負極端子取り付け孔の間に設けられた請求項１又は２に記載の角形二次電池。
  4. 前記金属部材は柱状の部品であり、
    前記金属部材の一方の端部側に前記第１タブ群が配置され、
    前記金属部材の他方の端部側に前記第２タブ群が配置された請求項１〜３のいずれかに記載の角形二次電池。
  5. 前記金属部材は、第１金属部材と第２金属部材を含み、前記第１タブ群は前記第１金属部材に接し、
    前記第２タブ群は前記第２金属部材に接し、
    前記第１金属部材と前記第２金属部材は別部品である請求項１〜３のいずれかに記載の角形二次電池。
  6. 前記正極端子又は前記負極端子に電気的に接続され、前記封口板の前記電極体側に配置され電池内圧が所定値以上となったときに変形する変形板を備え、
    前記集電体は、前記変形板の前記電極体側に配置された板状の集電体本体部を有し、
    前記変形板の変形に伴い前記正極板又は前記負極板と前記正極端子又は前記負極端子の間の導電経路が切断される角形二次電池であって、
    前記封口板に対して垂直な方向における前記封口板の電池内部側の面から前記保持部材の前記電極体側の端部までの長さは、
    前記封口板に対して垂直な方向における前記封口板の電池内部側の面から前記集電体本体部の前記電極体側の面までの長さよりも大きい請求項１〜５のいずれかに記載の角形二次電池。
  7. 前記保持部材の前記電極体側の端部は、
    前記集電体本体部の前記電極体側の面よりも前記電極体側に位置する請求項６に記載の角形二次電池。
  8. 前記保持部材の前記電極体側の端部には、前記封口板の短手方向における幅が、前記封口板側から前記電極体側にかけて小さくなる部分が設けられた請求項１〜７のいずれかに記載の角形二次電池。
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