JP2018181510A

JP2018181510A - 二次電池

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Publication number: JP2018181510A
Application number: JP2017076726A
Authority: JP
Inventors: 聡美山本; Toshimi Yamamoto; 瑞穂松本; Mizuho Matsumoto; 友貴山崎; Tomoki Yamazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-07
Also published as: JP6757499B2

Abstract

【課題】構造安定性に優れる積層型電極体を備えた二次電池を提供する。【解決手段】二次電池に備えられる積層型電極体５０を構成する各正極シートおよび各負極シート５１の少なくとも何れか一方において、各シートには何れか一方のシート辺から突出する集電用タブが形成されており、前記集電用タブは、前記シート辺から突出する突出幹部と該突出幹部から該シート辺とほぼ平行な方向に向きを換えて延伸する延伸部とを有し、積層型電極体５０において、同じ極側に属する前記集電用タブは相互に重ね合わされて正負極いずれかの極のタブ集合体８０、９０を構成しており、タブ集合体８０、９０のうちの前記延伸部が集合した部分は、積層型電極体５０における積層方向に折れ曲がっており、該折れ曲がった状態で、同じ極側の集電端子３２に接合される、二次電池。【選択図】図５

Description

本発明は、正極および負極がセパレータを間に介在させつつ交互に積層された構造の積層型電極体を備えるリチウムイオン二次電池等の二次電池に関する。

リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池、ニッケル水素電池等の二次電池は、パソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源用途のみならず、近年は車両駆動用電源として好ましく用いられている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）等の車両の駆動用高出力電源として好ましく、今後も需要が拡大するものと期待されている。

従来、この種の二次電池の一形態として、矩形シート状の正極（以下「正極シート」ともいう。）および矩形シート状の負極（以下「負極シート」ともいう。）がセパレータを間に挟んで交互に複数枚積層して成るいわゆる積層型電極体を、該電極体の形状に対応する角型（箱型とも呼ばれる。）の電池ケース内に収容し、該ケースを密閉した構造の二次電池が挙げられる。

かかる積層型電極体を備える密閉構造の二次電池において、電池ケース内側の集電構造として、種々の構造が提案されている。その一例として、各正極シートの一辺から正極集電用のタブが突出形成され、同様に、各負極シートの一辺から負極集電用のタブが突出形成されたものが挙げられる。各正負極シートに設けられた正極集電用のタブおよび負極集電用のタブは、それぞれ、積層型電極体の一端において重ね合わされる（以下「集箔される」ともいう。）。
そして、集箔された集電用タブの集まり、即ち正極集電用タブ集合体および負極集電用タブ集合体は、それぞれ、電池ケース内部（典型的には蓋体のケース内側を向く内面側に設けられる。）に設けられた正極集電端子および負極集電端子に適当な溶接手段によって接合される。これにより、電極体と集電端子との電気的な接続が実現される。例えば、特許文献１には、このような集電用タブを利用した集電構造を備えるリチウムイオン二次電池の一例が記載されている。

特開２０１６−１１５４０９号公報

ところで、上述したような積層型電極体の本体部分から突出形成されたタブを利用して集電構造を構成する場合、以下に示すような課題がある。
即ち、積層した各正極シート（または各負極シート）の一辺から突出した集電用タブを集箔し、さらに集箔されたタブ集合体を正極（または負極）集電端子に接合する際、該タブの突出方向に引っ張り力が負荷されることにより、積層した正極シートおよび負極シートに位置ずれが生じる虞があった。かかるタブ突出方向への過度な位置ずれが生じることは、積層型電極体において内部短絡を生じさせる要因になり得るため、好ましくない。

そこで、本発明は、各正極シートおよび負極シートの一辺から突出した集電用タブを備える積層型電極体の集電構造に関する上記課題を解決するべく創出されたものであり、該積層型電極体を構成する各正負極シートが該タブの正負極シートからの突出方向に位置ずれを起こすことを防止して、該位置ずれに起因する積層型電極体の内部短絡発生を防止した構造安定性に優れる二次電池の提供を目的とする。

上記目的を実現するべく、本発明は、
矩形状の正極集電体と該集電体上に形成された正極活物質層とを有する矩形状正極シートと、矩形状の負極集電体と該集電体上に形成された負極活物質層とを有する矩形状負極シートとが、セパレータを間に介在させつつ交互に所定の数だけ積層された構造の積層型電極体と、
電解質と、
上記積層型電極体および上記電解質を収容する電池ケースと、
を備えた二次電池を提供する。

また、ここで開示される二次電池では、上記ケースは、上記積層型電極体および上記電解質を収容する内部空間のあるケース本体と、該本体の開口部を塞ぐ蓋体とを有しており、その蓋体のケース内面側には、積層型電極体の正負極とそれぞれ電気的に接続される正負極それぞれの集電端子が設けられており、
上記積層される各正極シートおよび各負極シートの少なくとも何れか一方において、各シートには何れか一方のシート辺から突出する集電用タブが形成されている。
また、集電用タブは、上記シート辺から突出する突出幹部と、該突出幹部から該シート辺とほぼ平行な方向に向きを変えて延伸する延伸部とを有しており、積層型電極体において、同じ極側に属する上記集電用タブは相互に重ね合わされて正負極いずれかの極のタブ集合体を構成している。
ここで、上記タブ集合体のうちの上記延伸部からなる集合部分は、上記積層型電極体における積層方向に折れ曲がっており、該折れ曲がった状態で、同じ極側の上記集電端子に接合されていることを特徴とする。

上述のとおり、ここで開示される二次電池は、矩形状正極シートと矩形状負極シートとが積層された構造の積層型電極体を備えるとともに、少なくとも正負極いずれかの極の各矩形状シートには集電用タブが形成され、該集電用タブを用いて集箔（ひいてはタブ集合体の形成）ならびに同極の集電端子との接合が行われている。
また、ここで開示される二次電池では、集電用タブが上記突出幹部と延伸部とから構成されている。
そして延伸部は、突出幹部が形成されたシート辺とほぼ平行な方向に向きを変えて形成されている。これにより、かかる集電用タブを重ね合わせて（集箔して）形成したタブ集合体のうちの上記延伸部からなる集合部分を積層型電極体の積層方向（即ち電極体厚み方向）に折り曲げることができ、その状態で上記集電端子と接合することができる。

この折り曲げによって、集電端子とタブ集合体との接合時に該タブ集合体に負荷される引っ張り力は、折り曲げ方向、即ち積層型電極体の積層方向（厚み方向）に働くことになり、方向の異なる各シートの面方向（典型的には、上記積層方向に直交する方向）には殆ど働かない。このことにより、ここで開示される二次電池では、積層した各タブ付きシートに位置ずれが生じるのを防止することができる。したがって、各タブ付きシートの位置ずれに因る内部短絡を未然に防止することができる。このため、信頼性に優れる二次電池の提供を実現することができる。

一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。図１に示すリチウムイオン二次電池に備えられた積層型電極体を構成する各部材の一部を模式的に示す斜視図である。図１に示すリチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１に示すリチウムイオン二次電池に備えられた積層型電極体と集電端子とを接合する手順を示す模式図であり、（ａ）は集電端子を有する蓋体および積層型電極体の正面図、（ｂ）は積層型電極体と集電端子との接合位置に蓋体が配置された状態を示す正面図である。集電端子と積層型電極体とが接合された状態を示す模式図であり、（ａ）は上方から透視した模式図、（ｂ）は正面図である。正極シートを切り出す前の基材を示す模式図である。集電用タブを備える積層型電極体の他の一実施形態を模式的に示す図である。

以下、ここで開示される二次電池の一例として、リチウムイオン二次電池の好適な一実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
なお、以下の実施形態は、リチウムイオン二次電池についてのものであるが、本発明の実施態様は、リチウムイオン二次電池に限られず、他の二次電池、例えば電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、ナトリウムイオン二次電池、等においても好適に本発明を実施することができる。

本明細書において「活物質」とは、正極側または負極側において電荷担体（例えば、リチウムイオン二次電池においてはリチウムイオン）の吸蔵および放出に関与する物質をいう。
以下、積層型電極体と電解質（本実施形態では非水電解液）とを角型の電池ケースに収容した形態のリチウムイオン二次電池を例として説明する。各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。

図１に示すように、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０は、扁平形状の積層型電極体５０（図２参照）が、図示しない電解質（ここでは非水電解液）とともに、該積層型電極体５０の形状に対応する扁平な角型の電池ケース１２（即ちリチウムイオン二次電池１０の外装容器）に収容されて構成される密閉構造の二次電池である。
電池ケース１２は、一端（リチウムイオン二次電池１０の通常の使用状態において上面に相当する。）が開口部となっている箱型（即ち有底直方体状）のケース本体１４と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ矩形プレート部材からなる蓋体１６とから構成される。かかる蓋体１６がケース本体１４の開口部周縁に溶接されることにより、扁平形状の積層型電極体５０の幅広面に対向する一対のケース幅広面と、該ケース幅広面に隣接する４つの矩形状の側面（即ち、そのうちの一つの上面は、蓋体１６により構成される。）との六面体形状の密閉構造の角型電池ケース１２が構成される。
電池ケース１２（ケース本体１４および蓋体１６）の材質は、従来のこの種の二次電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成された電池ケース１２が好ましく、このような金属製材料としてアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき銅等が例示される。

図１に示すように、蓋体１６の外面側には外部接続用の負極端子１８および正極端子２０が一体に形成されている。なお、蓋体１６の両端子１８，２０間には、電池ケース１２の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された薄肉のガス放出弁４０、および、非水電解液を供給するための注液口４２が形成されている。図１は注液完了後の状態であり、注液口４２は封止材４３により封止されている。なお、ガス放出弁４０の機構、注液口４２の封止形態は、従来のこの種の電池と同様でよく、特別な構成は要しない。

図２は図１に示すリチウムイオン二次電池１０に備えられた積層型電極体を構成する各部材の一部を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、リチウムイオン二次電池１０に備えられる積層型電極体５０は、矩形状の負極シート５１と、矩形状の正極シート５５とを、同様の矩形シート状のセパレータ５８を間に介在させつつ交互に積層することにより構成されている。従来のこの種の電池と同様、正極シート５５よりも負極シート５１のサイズがやや大きく、負極シート５１よりもセパレータ５８のサイズがやや大きく形成される。
負極シート５１は、矩形シート状の負極集電体５２の両面に負極活物質層５３が形成されている。一方、正極シート５５は、矩形シート状の正極集電体５６の両面に正極活物質層５７が形成されている。また、図示されるように、負極シート５１の一方の縁辺（以下「負極シート上辺５１Ａ」という。）であって、蓋体１６の内面側に対向する負極シート上辺５１Ａの近傍には、負極活物質層５３を有しない負極集電体露出部５２Ａが帯状に形成されている。同様に、正極シート５５の一方の縁辺（以下「正極シート上辺５５Ａ」という。）であって、蓋体１６の内面側に対向する正極シート上辺５５Ａの近傍には、正極活物質層５７を有しない正極集電体露出部５６Ａが帯状に形成されている。

そして図示されるように、負極集電体露出部５２Ａには、本実施形態に係る負極集電用タブ６０が負極シート上辺５１Ａの一部（ここでは端部）から突出するように形成されている。
具体的には、負極集電用タブ６０は、負極シート上辺５１Ａの一方の端部５１Ｂ付近から蓋体内面方向に突出した突出幹部６１と、この突出幹部６１から負極シート上辺５１Ａとほぼ平行な方向に向きを変えて延伸する延伸部６２とを備える。そして、図示されるように、延伸部６２は、当該端部５１Ｂから側方へ張り出すように形成されている。ここで、負極集電用タブ６０は、負極集電体５２を製造する際に負極集電体５２と一体に形成されており、負極集電体５２と同じ厚さに形成されている。特に限定するものではないが、本実施形態においては、突出幹部６１および延伸部６２は、それぞれ矩形に形成されている。即ち、負極集電用タブ６０は、突出幹部６１と延伸部６２との境界Ｌ１を折り曲げ線として容易に折り曲げることができる形状に形成されている。

一方、正極集電体露出部５６Ａには、負極集電用タブ６０と同様の形状の本実施形態に係る正極集電用タブ７０が正極シート上辺５５Ａの一部であって負極シート上辺５１Ａの一方の端部５１Ｂとは反対側、換言すれば負極集電用タブ６０が形成された端部とは反対側に位置する端部５５Ｂから突出するように形成されている。
具体的には、正極集電用タブ７０は、正極シート上辺５５Ａの一方の端部５５Ｂ付近から蓋体内面方向に突出した突出幹部７１と、この突出幹部７１から正極シート上辺５５Ａとほぼ平行な方向に向きを変えて延伸する延伸部７２とを備える。そして、図示されるように、延伸部７２は、当該端部５５Ｂから側方へ張り出すように形成されている。ここで、正極集電用タブ７０は、正極集電体５６を製造する際に正極集電体５６と一体に形成されており、正極集電体５６と同じ厚さに形成されている。特に限定するものではないが、本実施形態においては、突出幹部７１および延伸部７２は、それぞれ矩形に形成されている。即ち、正極集電用タブ７０は、突出幹部７１と延伸部７２との境界Ｌ２を折り曲げ線として容易に折り曲げることができる形状に形成されている。
なお、図２には、積層型電極体５０の説明のために正極シート５５および負極シート５１が２枚ずつだけ記載されているが、実際にはより多くの枚数（例えば１０枚〜数十枚）の正極シート５５および負極シート５１がセパレータ５８を間に介在させつつ交互に積層された構造となり得る。

なお、積層型電極体５０の正負極を構成する材料、部材は、従来の一般的なリチウムイオン二次電池に用いられるものと同様のものを制限なく使用可能である。
例えば、正極集電体５６は、アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等の金属材から構成される。一方、負極集電体５２は、例えば、銅（例えば銅箔）や銅を主体とする合金材から構成される。
セパレータ５８としては、従来公知の多孔質シートからなるセパレータを特に制限なく使用することができる。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂から成る多孔質シート（フィルム、不織布等）が挙げられる。また、使用するセパレータ５８としては、対向する正極シート５１または負極シート５５との接着性を向上させ得る接着材付きセパレータが特に好ましい。かかる接着材を有することにより、積層する正極シート５１および負極シート５５の少なくともいずれか一方（または両方）との接着力を増大させることできる。

正極活物質としては、例えば層状構造やスピネル構造等のリチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４，ＬｉＣｒＭｎＯ_４、ＬｉＦｅＰＯ_４等）が挙げられる。正極活物質層５７は、正極活物質以外の成分、例えば導電材やバインダ等を含み得る。導電材としては、アセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（グラファイト等）の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。
負極活物質としては、例えば、少なくとも一部にグラファイト構造（層状構造）を含む粒子状（或いは球状、鱗片状）の黒鉛等の炭素材料、リチウム遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等のリチウムチタン複合酸化物）、リチウム遷移金属複合窒化物等が挙げられる。負極活物質層５３は、負極活物質の他に、結着材（バインダ）や増粘剤等の任意の成分を必要に応じて含有することができる。例えば、バインダとしてはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を、また増粘剤としてはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を好適に使用し得る。

正極シート５５と負極シート５１との間に介在される電解質は、適当な非水溶媒に支持塩を含有するものであり、リチウムイオン二次電池用途のものとして従来公知の非水電解液を特に制限なく採用することができる。例えば、非水溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を用いることができる。また、支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６等のリチウム塩を好適に用いることができる。

上述した構成の積層型電極体５０は、図３に示すように、ケース本体１４に収容されている。蓋体１６の内面側には、正極端子２０と電気的に接続された正極集電端子３２と、負極端子１８と電気的に接続された負極集電端子３６とが設けられている。正極集電端子３２は、板状に形成された正極集電部３２Ａを備える。正極集電部３２Ａは蓋体１６の内面からケース本体１４の底面方向に突出しており、その外側（図３（ａ）では右側）の板面３２Ｂが、積層型電極体５０の一方の側面５０Ａ（図３（ａ）では右側面）と平行になるように配置される。同様に、負極集電端子３６は、板状に形成された負極集電部３６Ａを備える。負極集電部３６Ａは蓋体１６の内面からケース本体１４の底面方向に突出しており、その外側（図３（ａ）では左側）の板面３６Ｂが、積層型電極体５０の他方の側面５０Ｂ（図３（ａ）では左側面）と平行になるように配置される。

次に、図２および図３に基づき、ここで開示される積層型電極体５０と、正負極集電端子３２，３６との集電構造について説明する。
積層型電極体５０を構成する各正極シート５５は、正極集電用タブ７０（図２）が積層されるように配置されており、これによって各正極集電用タブ７０は、重ね合わされて（集箔されて）タブ集合体８０を形成している。そして、正極集電用タブ集合体８０のうち、上記延伸部７２（図２）が集合した部分は、積層型電極体５０の積層方向に折れ曲がっており、その折れ曲がった状態で対面する正極集電部３２Ａの板面３２Ｂに接合される（図３（ｂ））。
正極側と同様、積層型電極体５０を構成する各負極シート５１は、負極集電用タブ６０（図２）が積層されるように配置されており、これによって各負極集電用タブ６０は、重ね合わされて（集箔されて）タブ集合体９０を形成している。そして、負極集電用タブ集合体９０のうち、上記延伸部６２（図２）が集合した部分は、積層型電極体５０の積層方向に折れ曲がっており、結果、対面する負極集電部３６Ａの板面３６Ｂに接合される。

次に、上述した図１〜図３に示す構成のリチウムイオン二次電池１０を製造する工程を、図４〜図６を適宜参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する事項以外の製造プロセスについては、従来のこの種のリチウムイオン二次電池と同様でよい。
図６に示すように、正極シート５５を切り出すための正極集電体５６からなる長尺な基材１００を用意する。図６において破線は、正極シート５５を切り出すための切断線である。基材１００には長手方向に沿って正極活物質層５７が形成されており、正極活物質層５７に隣接する一方の端部は長手方向に正極集電体露出部５６Ａが形成されている。図示されるように、正極集電体露出部５６Ａの一部は、長手方向に沿って周期的に正極集電用タブ７０の構成領域となる。
而して、適当な打ち抜き機やカッター等を用い、基材１００を図示される切断線に沿って周期的に切断することにより、正極集電用タブ７０を有する複数の同形状の正極シート５５を得ることができる。
また、特に図示していないが、正極シート５５と同様の手法によって負極集電用タブ６０を有する複数の同形状の負極シート５１を得ることができる。

図６や上述の図２に示されるように、本実施形態に係る集電用タブ７０，６０を採用することによって、正負極集電体５６，５２の大部分の領域を正負極活物質層５７，５３とすることができる。このため、リチウムイオン二次電池１０の単位体積当たりのエネルギー密度を高めることができ、高容量化を実現することができる。
また、基材１００の長手方向に沿って隣接する正極集電用タブ７０と当接するまで、個々の正極集電用タブ７０の長手方向に延伸する長さを調節することができる。負極側も同様である。このため、積層型電極体５０の積層方向の厚さ（即ち、積層する正負極シートの数量）の変更に柔軟に対応することができる。

次に、正極集電用タブ７０が形成された正極シート５５と、負極集電用タブ６０が形成された負極シート５１とを、セパレータ５８を間に介在させつつ交互に積層する。このとき、正極集電用タブ７０および負極集電用タブ６０をそれぞれ重ね合わせて集箔する。これにより、正極集電用タブ集合体８０および負極集電用タブ集合体９０を正極シート上辺５５Ａおよび負極シート上辺５１Ａの一端にそれぞれ形成することができる。
次いで、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、正極集電端子３２の正極集電部３２Ａが正極集電用タブ集合体８０の近傍に配置され、且つ、負極集電端子３６の負極集電部３６Ａが負極集電用タブ集合体９０の近傍に配置されるようにして、蓋体１６に積層型電極体５０を組み付ける。
そして、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、正極集電用タブ集合体８０のうち各タブ７０の延伸部７２が集合した部分（以下、単に「延伸部集合部分８０Ａ」という。）を積層型電極体５０の積層方向に折り曲げ、同様に、負極集電用タブ集合体９０のうち各タブ６０の延伸部６２が集合した部分（以下、単に「延伸部集合部分９０Ａ」という。）を積層型電極体５０の積層方向に折り曲げる。
なお、正極シート５５および負極シート５１を交互に積層する前に、予め正極集電用タブ７０および負極集電用タブ６０の延伸部７２，６２をそれぞれ折り曲げておき、その後に正極集電用タブ７０および負極集電用タブ６０が折り曲げられた正極シート５５および負極シート５１を、セパレータ５８を間に介在させつつ交互に積層してもよい。

次いで、その折れ曲がった状態で、延伸部集合部分８０Ａと正極集電部３２Ａの板面３２Ｂとを接合し、且つ、延伸部集合部分９０Ａと負極集電部３６Ａの板面３６Ｂとを接合する。この接合には、超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接、ＦＳＷ（摩擦攪拌接合）などの接合手法を用いることができる。かかる接合により、蓋体と積層型電極体５０との接合体を得ることができる。
なお、正極シート５５および負極シート５１を積層する前に、予め正極集電用タブ７０および負極集電用タブ６０をそれぞれ折り曲げておき、正極集電用タブ７０および負極集電用タブ６０が折り曲げられた正極シート５５および負極シート５１を積層することもできる。
また、正負極集電用タブ７０，６０の延伸部７２，６２が長い場合は、正負極集電部３２Ａ，３６Ａを取り囲むようにして当該延伸部７２，６２を板面３２Ｂ，３６Ｂ側から反対側の板面３２Ｃ，３６Ｃに折り返すことにより、板面３２Ｂ，３６Ｂに加えて反対側の板面３２Ｃ，３６Ｃ（図５（ａ））においても延伸部集合部分８０Ａ，９０Ａの一部（先端部分）を接合することができる。

次に、公知の方法に従い、積層型電極体５０をケース本体１４の開口部からケース本体内に収容し、蓋体１６をケース本体１４の開口部に溶接する。そして、注液口４２から非水電解液を注入し、封止材４３により注液口４２を封止する。これにより、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０が構築される。構築後、所定の条件で初期充電処理、エージング処理等を施すことによって、使用可能状態のリチウムイオン二次電池１０が提供される。

上述のとおり、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０は、上述した折り曲げによって、正負極集電用タブ集合体８０，９０の延伸部集合部分８０Ａ，９０Ａと、正負極集電部３２Ａ，３６Ａとの接合時に該タブ集合体８０，９０に負荷される引っ張り力は、折り曲げ方向、即ち積層型電極体５０の積層方向（厚み方向）に働くことになり、方向の異なる各正負極シート５５，５１の面方向（典型的には、上記積層方向に直交する方向）には働かない。このことにより、積層した各正負極シート５５，５１に位置ずれが生じるのを防止することができる。したがって、正負極シート５５，５１の位置ずれに因る内部短絡を未然に防止することができる。このため、信頼性に優れるリチウムイオン二次電池１０が提供できる。

以上、ここで開示される二次電池の好適な一実施形態を、リチウムイオン二次電池を例にして図面を参照しつつ説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、上述の実施形態においては、ここで開示される技術の一つの特徴である正負極集電用タブ７０，６０は、正負極シート上辺５５Ａ，５１Ａから突出するように形成されているが、これに限られない。図７に示すように、正負極シート１５５，１５１の電池ケース本体の側面と平行となる辺（以下、「正負極シート側辺１５５Ａ，１５１Ａ」という。）の蓋体に近接する上端部に正負極集電用タブ１７０，１６０を設けてもよい。
この形態では、図示されるように、正負極集電用タブ１７０，１６０は、正負極シート側辺１５５Ａ，１５１Ａの上端部付近からケース本体の側面方向に突出した突出幹部１７１，１６１と、この突出幹部１７１，１６１から正負極シート側辺１５５Ａ，１５１Ａとほぼ平行な方向に向きを変えて延伸する延伸部１７２，１６２とを備える。したがって、この形態では、延伸部１７２，１６２は、正負極シート側辺１５５Ａ，１５１Ａの上端部から蓋体内面方向へ張り出すように形成されることにより、当該延伸部１７２，１６２を所定の角度に折り曲げることにより、蓋体の内面に設けられた、対応する形状に形成された集電端子（図示せず）に接合することができる。

上記のとおり、ここで開示されるリチウムイオン二次電池等の二次電池は、高容量化を実現し得る積層型電極体を備えるとともに、構造安定性に優れる集電構造を有する。このため、車両駆動用電源（車両搭載用二次電池）として好適に利用することができる。

１０リチウムイオン二次電池
１２電池ケース
１４ケース本体
１６蓋体
１８負極端子
２０正極端子
３２正極集電端子
３２Ａ正極集電部
３６負極集電端子
３６Ａ負極集電部
５０積層型電極体
５１，１５１負極シート
５２負極集電体
５２Ａ負極集電体露出部
５３負極活物質層
５５，１５５正極シート
５６正極集電体
５６Ａ正極集電体露出部
５７正極活物質層
５８セパレータ
６０，１６０負極集電用タブ
６１，１６１突出幹部
６２，１６２延伸部
７０，１７０正極集電用タブ
７１，１７１突出幹部
７２，１７２延伸部
８０正極集電用タブ集合体
９０負極集電用タブ集合体

Claims

矩形状の正極集電体と該集電体上に形成された正極活物質層とを有する矩形状正極シートと、矩形状の負極集電体と該集電体上に形成された負極活物質層とを有する矩形状負極シートとが、セパレータを間に介在させつつ交互に所定の数だけ積層された構造の積層型電極体と、
電解質と、
前記積層型電極体および前記電解質を収容する電池ケースと、
を備えた二次電池であって、
前記ケースは、前記積層型電極体および前記電解質を収容する内部空間のあるケース本体と、該本体の開口部を塞ぐ蓋体とを有しており、
前記蓋体のケース内面側には、前記積層型電極体の正負極とそれぞれ電気的に接続される正負極それぞれの集電端子が設けられており、
前記積層される各正極シートおよび各負極シートの少なくとも何れか一方において、各シートには何れか一方のシート辺から突出する集電用タブが形成されており、
前記集電用タブは、前記シート辺から突出する突出幹部と、該突出幹部から該シート辺とほぼ平行な方向に向きを変えて延伸する延伸部と、を有しており、
前記積層型電極体において、同じ極側に属する前記集電用タブは相互に重ね合わされて正負極いずれかの極のタブ集合体を構成しており、
ここで、前記タブ集合体のうちの前記延伸部が集合した部分は、前記積層型電極体における積層方向に折れ曲がっており、該折れ曲がった状態で、同じ極側の前記集電端子に接合されていることを特徴とする、二次電池。