JP6225928B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池に関する。特に、正極シートと負極シートを、セパレータを挟んで捲回した捲回電極体を備えた二次電池に関する。

捲回電極体を備える二次電池は、捲回電極体を縦向きにケース本体へ収容するタイプと横向きに収容するタイプがある。ここで、「縦向き」とは、捲回軸線が有底筒状のケース本体の底面に対して垂直となるように捲回電極体をケース本体に収容することを意味し、「横向き」とは、捲回軸線が底面に対して平行となるように捲回電極体をケース本体に収容することを意味する。本明細書では説明の便宜のため、捲回電極体を縦向きにケース本体に収容するタイプの電池を縦型電池と称する。また、有底筒状のケース本体と、そのケース本体の開口を塞ぐケースカバーを合わせて電池ケースと称する。

縦型電池の多くは、正極と負極の一方の電極端子がケースカバーに設けられ、他方の電極端子は電池ケースの底板に設けられる（特許文献１−３）。これは、次の理由による。捲回電極体の典型的な構造の一つが、捲回軸線方向の一方の端に正極シートだけを露出させた正極集電部を有し、他方の端に負極シートだけを露出させた負極集電部を有する。そのような捲回電極体を縦型電池に採用する場合、各集電部の近くに、即ち、ケースカバーと底板の夫々に、電極端子を設けることで電池の構造が単純になる。

一方、縦型電池を採用する場合、正極と負極の電極端子がケースカバーと底板に分かれているのは使い勝手がよくない。特許文献４には、正極と負極の電極端子を共にケースカバーに設けた縦型タイプの二次電池が開示されている。その二次電池では、捲回電極体の構造を工夫している。その二次電池では、捲回電極体の正極シートと負極シートの夫々にタブと呼ばれる短冊状の複数の導電性テープを貼着する。正極シートと負極シートのタブは、共に、縦向きにケースに収容された捲回電極体のケースカバー側に突出するように貼着される。捲回電極体のケースカバー側で正極シートの複数のタブを束ねて正極の電極端子と接続する。同様に、捲回電極体のケースカバー側で負極シートの複数のタブを束ねて負極の電極端子と接続する。なお、複数のタブに代えて、帯状の正極シートと負極シートの夫々に、短手方向に突出する複数の凸部を設けてもよい。

特開２０１１−０５４３７８号公報 特開２００３−３１７６９７号公報 特開２００４−１１１３０８号公報 特開２０１４−１６７８９０号公報

上記したタブ、即ち、短冊状の導電性テープは剛性が高くない。タブの代わりに凸部を設ける場合であっても、正極シートあるいは負極シートの一部である凸部も剛性は高くない。それゆえ、特許文献４の二次電池では、捲回電極体はケースカバーに吊り下げられた状態で保持される。そのような二次電池は、組み立て工程において、ケースカバーに吊り下げられた捲回電極体をケース本体に挿入する際、捲回電極体がケース本体の開口の縁にぶつかると捲回電極体が揺れてしまい、捲回電極体をスムーズにケース本体に入れることができない。本明細書は、上記課題に鑑みて創作された。本明細書が開示する技術は、ケースカバーに正極と負極の電極端子を有する縦型タイプの二次電池に関し、組み立ての容易な構造を提供する。

本明細書が開示する二次電池は、捲回電極体と、ケース本体と、ケースカバーと、第１電極端子及び第２電極端子を備える。捲回電極体は、正極シートと負極シートがセパレータを挟んで捲回されており、捲回軸線方向の一方の端に正極集電部が形成されており他方の端に負極集電部が形成されている。ケース本体は、有底筒状であり、捲回軸線が底面と直交する向きで捲回電極体を収容している。ケースカバーは、ケース本体の上部開口を塞ぐ。第１電極端子及び第２電極端子は、ケースカバーに固定されている。なお、第１電極端子及び第２電極端子のいずれか一方が正極の電極端子に相当し、他方が負極の電極端子に相当する。第１電極端子は、その一端がケース本体の外部に露出しているとともに、他端がケース本体の内部で捲回電極体の上側（ケースカバー側）に位置する集電部に接続されている。第２電極端子は、その一端がケース本体の外部に露出しているとともに、他端がケース本体の内部で捲回電極体の下側（ケース底面側）に位置する集電部に接続されている。そして、捲回電極体は、第１電極端子と第２電極端子によって支持されている。その第２電極端子は、捲回電極体に沿ってケース本体の底面へ向かって延びている垂直支持板と、ケース本体の底面に対して平行に拡がっているとともに垂直支持板の下端に連結されている水平支持板を備えている。捲回電極体の下側に位置する集電部において、正極シートと負極シートのいずれか一方のシートの縁が露出しており、その一方のシートの縁が捲回ピッチ毎に独立して、かつ、捲回方向で離散的に複数の箇所で、水平支持板に接合されている。

上記の構造によれば、捲回電極体は、共にケースカバーに固定されている第１電極端子と第２電極端子によって、その上下を支持されている。それゆえ、捲回電極体をケース本体に収容する際、捲回電極体が揺れることがなく、容易に捲回電極体をケース本体に挿入することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

第１実施例の二次電池の分解斜視図である。 捲回電極体の斜視図である。 図１のIII−III線に沿った断面図である。 図１のIV−IV線に沿った断面図である。 第１変形例の電池の垂直支持板の斜視図である。 第１変形例の電池の断面図である。 第２実施例の二次電池の分解斜視図である。 図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。 図７のIX−IX線に沿った断面図である。 変形例の正極電極端子と捲回電極体の断面図（図１０（Ａ））と底面図（図１０（Ｂ））である（第１変形例）。 変形例の正極電極端子と捲回電極体の断面図（図１１（Ａ））と底面図（図１１（Ｂ））である（第２変形例）。 変形例の正極電極端子と捲回電極体の断面図（図１２（Ａ））と底面図（図１２（Ｂ））である（第３変形例）。 変形例の正極電極端子と捲回電極体の断面図（図１３（Ａ））と底面図（図１３（Ｂ））である（第４変形例）。 正極電極端子の垂直支持板の長手方向の長さと捲回電極体の中心孔の長手方向長さの関係を説明する図である。 さらに別の変形例を説明する分解斜視図である。

（第１実施例）図面を参照して第１実施例の二次電池を説明する。図１に実施例の二次電池２の分解斜視図を示す。実施例の二次電池は、扁平角型形状の電池ケース５に捲回電極体１０（後述）を収容するとともに電解液を注入した非水電解質二次電池である。より具体的には、二次電池２は、角型密閉式のリチウムイオン電池である。以下、説明を簡単にするため、二次電池２を単純に電池２と称することがある。また、説明の便宜上、図中の座標系のＺ軸正方向を「上」と称し、負方向を「下」と称する。

先に述べたように、電池２は、電池ケース５に捲回電極体１０と電解液を収容したデバイスである。電池ケース５は、ケース本体４とケースカバー３で構成されている。ケース本体４は、長手方向（図中の座標系のＹ軸方向）の長さに比べて短手方向（図中のＸ軸方向）の長さが著しく短い扁平角型の有底筒状に形成されている。このケース本体４に捲回電極体１０と電解液が収容され、ケースカバー３がケース本体４の上部開口を密閉する。ケース本体４とケースカバー３はアルミニウムで作られている。

ケースカバー３の長手方向の両端に貫通孔９１ａ、９１ｂが設けられている。一方の貫通孔９１ａには絶縁ガスケット９３を介して正極電極端子２０の正極露出部６が挿通される。正極電極端子２０は、導電性の金属で作られている。具体的には正極電極端子２０は銅で作られている。正極電極端子２０は、上部の正極露出部６がケース本体４の外部に露出し、正極露出部６を除く部分はケース内部に位置する。絶縁ガスケット９３は、正極電極端子２０（正極露出部６）と貫通孔９１ａの間を封止するとともに、正極電極端子２０をケースカバー３から絶縁する。他方の貫通孔９１ｂには絶縁ガスケット９３を介して負極電極端子３０の負極露出部７が挿通される。負極電極端子３０は導電性の金属、具体的には銅で作られている。負極電極端子３０は、上部の負極露出部７がケース本体４の外部に露出し、負極露出部７の下端に連続する連結部９はケース本体４の内部に位置する。絶縁ガスケット９３は、負極電極端子３０と貫通孔９１ｂの間を封止するとともに、負極電極端子３０をケースカバー３から絶縁する。

ケースカバー３の長手方向の中央には、電池ケース５の内圧が所定の閾値以上に上昇したときに開く安全バルブ９２が設けられている。

ケース本体４には、扁平形状に捲回された電極体（捲回電極体１０）が収容されているとともに、収容した捲回電極体１０を浸す電解液が注入されている。図２に、捲回電極体１０の斜視図を示す。図２は、捲回電極体１０の一部を巻き戻した図である。図２に示すように、捲回電極体１０は、正極活物質層を有する正極シート１４と負極活物質層を有する負極シート１２を、セパレータ１３ａ、１３ｂを挟んで扁平形状に捲回したものである。正極シート１４と負極シート１２は、捲回軸線Ｊの延びる方向に相互に所定距離ずらして捲回されている。図中の座標系でＺ軸負方向（即ち下方向）には、正極シート１４だけが捲回されている部位があり、その部位を、正極集電部１７と称する。負極シート１２には、複数の凸部１２ｂが形成されている。夫々の凸部１２ｂは、図中のＹ軸方向に帯状に延びる負極シート１２の本体部分１２ａから、捲回電極体１０の上方（Ｚ軸正方向）に突出するように形成されている。複数の凸部１２ｂは、正極シート１４、負極シート１２、セパレータ１３ａ、１３ｂを捲回したときに互いに重なるように、等ピッチで負極シート１２の本体部分１２ａに設けられている。捲回電極体１０において重なった凸部１２ｂの一群が負極集電部１８に相当する。捲回電極体１０において、正極シート１４、負極シート１２、セパレータ１３ａ、１３ｂの全てが重なった部分が電気を発生する部分であり、発電部１６と称する。

捲回電極体１０は、その捲回軸線Ｊがケース本体４の底面に垂直となるように、ケース本体４に収容されている。ケース本体４に対する捲回電極体１０のこの向きを縦向きと称する。捲回電極体１０は、複数の凸部１２ｂで形成された負極集電部１８が上側、即ち、ケースカバー３の側に位置するように、ケース本体４に収容されている。その負極集電部１８には、負極電極端子３０の連結部９が溶接されている。連結部９の上端に負極露出部７が続いている。

正極電極端子２０について説明する。正極電極端子２０は、ケース本体４の外部に露出しているとともに、絶縁ガスケット９３を介してケースカバー３に固定されている正極露出部６と、正極露出部６の下端に続いている連結部８と、連結部８に接合されている垂直支持板２１で構成されている。垂直支持板２１は、扁平な捲回電極体１０の長軸を通過するように、捲回電極体１０の中心に挿入されている。垂直支持板２１は、正極シート１４、負極シート１２、セパレータ１３ａ、１３ｂを捲回するときに捲き芯が占めていた部位に挿入される。垂直支持板２１の上部２１ａが連結部８に溶接されている。連結部８の上端が正極露出部６に溶接されている。また、垂直支持板２１の下部２１ｂには、正極シート１４だけが積層されている正極集電部１７が溶接されている。

図１とともに、図３、図４を使って説明を続ける。図３は、図１のIII−III線に沿った断面図を示しており、図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図を示している。図３と図４には捲回電極体１０の断面を示してあるが、その断面ではセパレータの図示を省略している。図３に示されているように、捲回電極体１０の下側、即ち、正極集電部１７は、正極電極端子２０に支持されている。その正極電極端子２０は、絶縁ガスケット９３を介してケースカバー３に支持されている。結局、捲回電極体１０の下側に位置する正極集電部１７は、ケースカバー３に支持されることになる。

また、図４に示されているように、捲回電極体１０の上側、即ち、負極集電部１８は、負極電極端子３０に支持されている。その負極電極端子３０は、絶縁ガスケット９３を介してケースカバー３に支持されている。結局、捲回電極体１０の上側に位置する負極集電部１８は、ケースカバー３に支持されることになる。

同時に、正極集電部１７と正極電極端子２０が電気的に接続され、負極集電部１８と負極電極端子３０が電気的に接続される。なお、図４によく示されているように、正極集電部１７、即ち、捲回されて重ねられた正極シート１４は、垂直支持板２１に近づくように寄せ集められ、垂直支持板２１に溶接されている。同様に、負極集電部１８、即ち、負極シート１２の複数の凸部１２ｂは、連結部９に近づくように寄せ集められ、連結部９に溶接されている。それらの溶接箇所を通じて電気が流れる。溶接にはスポット溶接が採用される。

図３と図４に示されているように、捲回電極体１０は、その上部と下部を負極電極端子３０と正極電極端子２０によって支持されている。特に、正極電極端子２０と負極電極端子３０のいずれも金属剛体であり、捲回電極体１０をしっかりと支持している。さらに、正極電力端子２０の一部である垂直支持板２１は、捲回電極体１０を通過しているとともに、垂直支持板２１の下部２１ｂが捲回電極体１０の下端（正極集電部１７）に接合されている。従って、製造過程において捲回電極体１０をケース本体４に収容する際、捲回電極体１０がケース本体４に触れても捲回電極体１０が揺れることがなく、スムーズにケース本体４に収容することができる。なお、捲回電極体１０は、負極電極端子３０と正極電極端子２０によって、上下に引っ張られるように支持される。負極集電部１８を構成する一つひとつの凸部１２ｂは薄く、柔軟性を有しており、正極集電部１７を構成する正極シート１４も薄く、柔軟性を有している。それゆえ、負極集電部１８と正極集電部１７はいずれも圧縮方向には変形し易い。しかしながら、捲回電極体１０は、捲回軸線Ｊの方向（上下方向）で両端を互いに反対方向に引っ張られつつ支持されているので、捲回電極体１０は、上下方向のいずれにも位置がずれ難い。さらには、捲回電極体１０は、上下に引っ張られつつ支持されているので、図中のＸ軸、Ｙ軸のいずれの方向にもずれ難い。

捲回電極体１０が電池ケース５の内部で負極電極端子３０と正極電極端子２０によってしっかりと支持されていることは、電池２が振動環境下で使用される場合にも有利である。即ち、負極電極端子３０と正極電極端子２０は、電池ケース５の内部で捲回電極体１０が揺れることも防止する。

なお、ケース本体４の内側には、絶縁シート２９が配置されている。絶縁シート２９は捲回電極体１０をケース本体４から絶縁する。

ここで、捲回電極体１０を縦向きにして電池ケース５に収容することの利点を述べる。密閉式の非水電解質二次電池は、内部の電解液が気化するなどして内圧が高まることがある。それゆえ、電池ケース５は、内圧が所定の閾値を超えたときに開く安全バルブ９２を備えている。安全バルブ９２は、ケースカバー３の長手方向の中央に設けられている（図１参照）。捲回電極体１０の中心部は周縁部よりも温度が上昇し易く、捲回電極体１０の中心部で電解液が気化する。気化した電解液は、捲回軸線Ｊに沿って移動する。図１に示すように、縦型の電池２では、捲回軸線Ｊの延びる方向に安全バルブ９２が設けられている。それゆえ、安全バルブ９２が開いた時、ケース内部のガスがスムーズにケース外へと放出される。

電池２の変形例を説明する。この変形例では、垂直支持板の構造が先の実施例とは異なる。図５に、変形例の垂直支持板１２１の斜視図を示し、図６に変形例の電池２ａの断面図を示す。図６の断面図は、第１実施例の図４の断面図に相当する。

この変形例では、図５に示すように、垂直支持板１２１の下部が、左右に二股に分かれている。垂直支持板１２１の下部の長手方向（図中のＹ軸方向）の前側（Ｙ軸正方向）の半分が図中の左側（Ｘ軸正方向）に直角に折れ曲がっており、後側（Ｙ軸負方向）の半分が図中の右側（Ｘ軸負方向）に直角に折れ曲がっている。説明の便宜上、左側に折れ曲がっている部分を左側水平支持板１２２ａと称し、右側に折れ曲がっている部分を右側水平支持板１２２ｂと称する。左側水平支持板１２２ａと右側水平支持板１２２ｂはいずれも、その先端が上方に直角に折れ曲がっている。図６に示されているように、中心線ＣＬの左側に位置する正極集電部１７ａは左側水平支持板１２２ａの先端に溶接され、中心線ＣＬの右側に位置する正極集電部１７ｂは右側水平支持板１２２ｂの先端に溶接される。この変形例の電池２ａは、正極集電部１７ｂを、左側水平支持板１２２ａと右側水平支持板１２２ｂの２箇所で水平支持板１２２に溶接する。この電池２ａでは、重ねて溶接される正極シートの数が少なくなり、溶接箇所での内部抵抗を低減することができる。

なお、図５に示すように、垂直支持板１２１は、左側水平支持板１２２ａの直角に折れ曲がった先端と対向する位置に開口１２３ａが設けられており、右側水平支持板１２２ｂの直角に折れ曲がった先端と対向する位置に開口１２３ｂが設けられている。これらの開口１２３ａ、１２３ｂは、水平支持板１２２ａ、１２２ｂの先端に正極集電部１７ａ、１７ｂをスポット溶接する際の溶接機先端を挿入するために設けられている。

（第２実施例）次に、図７−図９を参照して第２実施例の電池２ｂを説明する。図７は、電池２ｂの分解斜視図であり、図８は、図７におけるVIII−VIII線の断面図である。図９は、図７におけるIX−IX線の断面図である。図８と図９には捲回電極体１０ａの断面を示してあるが、その断面ではセパレータの図示を省略している。電池２ｂは、第１実施例の電池２と比較して、正極電極端子２２０の形状と、正極電極端子２２０と正極集電部１７との接合箇所の態様が異なる。電池２ｂの正極電極端子２２０は、捲回電極体１０ａの中心に挿通される垂直支持板２２１と、その垂直支持板２２１の下端に連結されている水平支持板２２２を備えている。垂直支持板２２１は、ケースカバー３から捲回電極体１０ａに沿ってケース本体４の底面に向かって延びている。水平支持板２２２は、垂直支持板２２１に対して直角に連結されている。捲回電極体１０ａは、その水平支持板２２２の上に固定されている。より具体的には、捲回電極体１０ａの下部には、正極シート１４のみが露出しており、その正極シート１４の下縁１４ａが、水平支持板２２２の上面に溶接されている。図８、図９では、正極シート１４の下縁１４ａに小さな三角形を付してある。その三角形が、溶接のビードを表している。

第１実施例の電池２では、正極集電部１７では、捲回されて重ねられた正極シート１４は、正極電極端子２０の垂直支持板２１の近くに寄せ集められ、重ねて垂直支持板２１に溶接されている。そのような構造では、垂直支持板２１から遠いほど正極シート１４に加わる張力が大きくなり、垂直支持板２１に近づくにつれて張力が下がる。従って垂直支持板２１から遠いほど正極シート１４が破断し易くなる。別言すれば、第１実施例の電池２では、垂直支持板２１と正極集電部１７との接合部に加わる張力が不均一となる。一方、第２実施例の電池２ｂでは、捲回された正極シート１４の各ピッチの下縁が水平支持板２２２の上面に溶接されている。第２実施例の電池２ｂでは、捲回されている正極シート１４の各ピッチの溶接箇所に均一に張力が加わる。それゆえ、第２実施例の電池２ｂは、第１実施例の電池２と比較して、正極シート１４（正極集電部１７）と水平支持板２２２との接合強度が向上する。また、捲回電極体１０ａは、水平支持板２２２の上に乗るように支持されるので、捲回電極体１０ａは安定して水平支持板２２２に支持される。

図１０から図１３を参照して、垂直支持板と水平支持板を有する正極電極端子のいくつかの変形例を説明する。図１０−図１３においても、捲回電極体の断面においてセパレータは図示を省略している。

図１０（Ａ）は、第１変形例の正極電極端子３２０の垂直支持板３２１及び水平支持板３２２と、捲回電極体１０ａの断面図であり、図１０（Ｂ）は、その底面図である。図１０（Ｂ）のＡＡ線に沿った断面が図１０（Ａ）の断面図に相当する。なお、正極電極端子３２０の露出部と連結部は図示を省略している。第１変形例の正極電極端子２０においては、水平支持板３２２は、図１０（Ｂ）の下側右半分と、上側左半分を欠いている。水平支持板３２２の面積を小さくすることで電池の軽量化が図れる。なお、符号Ｐは、水平支持板３２２と正極シート１４の下縁１４ａとの溶接箇所を示している。このように、正極シート１４の下縁１４ａは、水平支持板３２２と接触している全範囲に亘って溶接されるのではなく、幾つかの離散的なポイントで溶接される。図８、図９に示した第２実施例でも同様であり、また、図１１−図１３に示す変形例でも同様である。

図１１（Ａ）は、第２変形例の正極電極端子４２０の垂直支持板４２１及び水平支持板４２２と、捲回電極体１０ａの断面図であり、図１１（Ｂ）は、その底面図である。図１１（Ｂ）のＡＡ線に沿った断面が図１１（Ａ）の断面図に相当する。正極電極端子４２０の露出部と連結部は図示を省略している。第２変形例の正極電極端子４２０では、水平支持板４２２は、図１１（Ｂ）の左半分だけに存在している。より詳しくは、水平支持板４２２は、垂直支持板４２１の下端を折り曲げたものである。この変形例の正極電極端子４２０では、もともと一枚の金属板を折り曲げて垂直支持板４２１と水平支持板４２２を形成している。この正極電極端子４２０の垂直支持板４２１と水平支持板４２２は、一枚の金属板から、低コストで製造することができる。

図１２（Ａ）は、第３変形例の正極電極端子５２０の垂直支持板５２１及び水平支持板５２２と、捲回電極体１０ａの断面図であり、図１２（Ｂ）は、その底面図である。図１２（Ｂ）のＡＡ線に沿った断面が図１２（Ａ）の断面図に相当する。正極電極端子５２０の露出部と連結部は図示を省略している。これまで説明した正極電極端子はいずれも、捲回電極体の中心を通る垂直支持板を備えていたが、第３変形例の正極電極端子５２０では、一対の垂直支持板５２１が捲回電極体１０ａの外側に沿って上から下へと延びている。別言すれば、一対の垂直支持板５２１が、捲回電極体１０ａを両側から挟み込むように、ケース本体の底面へ向かって延びている。一対の垂直支持板５２１が捲回電極体１０ａを挟んでおり、この変形例は、捲回電極体１０ａをよりしっかりと支持することができる。なお、水平支持板５２２は、一対の垂直支持板５２１の夫々の下端を折り曲げたものであり、図１２（Ｂ）のおける中央で接合されている。

図１３（Ａ）は、第４変形例の正極電極端子６２０の垂直支持板６２１及び水平支持板６２２と、捲回電極体１０ａの断面図であり、図１３（Ｂ）は、その底面図である。図１３（Ｂ）のＡＡ線に沿った断面が図１３（Ａ）の断面図に相当する。正極電極端子６２０の露出部と連結部は図示を省略している。この変形例は第２実施例（図１１）において水平支持板の長手方向の長さを短くしたものに相当する。別言すれば、第４変形例の正極電極端子６２０の水平支持板６２２は、捲回電極体１０ａの下面においてシートが直線状に延びている部分の片側だけを覆っている。より詳しくは、第４変形例の構造は次の通りである。捲回電極体１０ａは、捲回軸線Ｊの方向からみて、正極シートと負極シートとセパレータが直線状に延びている部分と湾曲している部分を有する扁平に捲回されている。そして、水平支持板６２２は、捲回軸線Ｊの方向からみて、捲回電極体１０ａの扁平の長軸を境界として、直線状に延びている部分の片側のみに連結されている。この変形例は、水平支持板がさらに小さくなっており、電池の軽量化に有利である。

第２実施例の電池２ｂと、図１２の変形例を除く他の変形例では、垂直支持板が捲回電極体の中心を通っている。図１４を参照して、垂直支持板２１の長手方向（Ｙ軸方向）の長さＷ２と、捲回電極体１０の中心孔の長手方向の長さＷ１との関係を説明する。捲回電極体１０は、芯材となる板に、正極シートと負極シートとセパレータの積層体を扁平に捲回して作られる。積層体を扁平に捲回した後に芯材は取り除かれる。角型扁平な電池ケースを有する二次電池は、ケース本体の扁平な面に圧力を受けることがある。即ち、扁平なケース本体が撓んで内部の捲回電極体１０に圧縮力が加わることがある。そうすると、捲回電極体の細長い中心孔の長手方向の両端の湾曲部Ｒが押しつぶされる。このとき、湾曲部Ｒで正極シートなどが折れ曲がる虞がある。ここで、捲回電極体１０の細長の中心孔に挿通される垂直支持板２１は、湾曲部Ｒでのシートの屈曲を防止する効果を奏する。湾曲部Ｒにてシートの屈曲を効果的に防止するには、捲回電極体１０の中心孔の長手方向の長さＷ１に対して、中心孔に挿通される垂直支持板２１の長手方向長さＷ２は、Ｗ２＞（Ｗ１／２）の関係を満たすように定められるとよい。なお、垂直支持板の厚みは、正極シートなどの可撓性に応じて定められる。

正極電極端子のさらなる変形例を図１５を参照して説明する。図１５の電池２ｃでは、正極電極端子７２０は、２個の垂直支持板７２１ａと７２１ｂを有する、２個の垂直支持板７２１ａ、７２１ｂは、一枚の水平支持板７２２に連結されている。一方の垂直支持板７２１ａが連結部８と連結されている。他方の垂直支持板７２１ｂは、先に説明した捲回電極体の湾曲部Ｒが押しつぶされることを防止するために設けられている。ここで、垂直支持板７２１ａと垂直支持板７２１ｂの間には空隙Ｓｐが設けられている。この空隙Ｓｐは、捲回電極体１０ａの内部でガスが発生したときにガスを安全バルブ９２に導く。図１５に示した変形例の電池２ｃは、扁平な捲回電極体１０の湾曲部Ｒ（図１４参照）が潰れることを防止するとともに、捲回電極体１０ａの内部でガスが発生したときにそのガスを安全バルブに向けて導き、ガスをスムーズに放出することができる。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例と変形例では、いずれも、捲回電極体の負極集電部がケースカバー３に近く、正極集電部がケース本体の底面に近くなるように、捲回電極体を縦向きに配置した。捲回電極体は、正極集電部がケースカバー３に近く、負極集電部がケース本体４の底面に近くなるようにケース本体に収容されてもよい。実施例においてケース本体４の底側に位置する正極集電部１７が、「捲回電極体１０の下側に位置する集電部」の一例に相当する。ケースカバー３の側に位置する負極集電部１８が、「捲回電極体の上側に位置する集電部」の一例に相当する。そして、正極電極端子２０が「第２電極端子」の一例に相当し、負極電極端子３０が「第１電極端子」の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、上述したように、正極（正極電極端子）と負極（負極電極端子）が逆転していてもよい。

図１２で示した変形例を除き、実施例の電池と変形例は、いずれも、正極電極端子（第２電極端子）が捲回電極体の内部を通過しているとともに、捲回電極体の下部（ケース底面に近い部位）に接合されている。図１２の変形例では、２枚の垂直支持板５２１が捲回電極体を挟み込んでいるとともに、捲回電極体の下部（ケース底面に近い部位）に接合されている。そのような構造により、捲回電極体がしっかりと支持されている。

実施例の二次電池は、電池ケース５（ケース本体４とケースカバー３）が導電性の金属で作られており、絶縁シート２９と絶縁ガスケット９３によって、捲回電極体１０は電池ケース５から絶縁されている。電池ケース（ケース本体とケースカバー）を絶縁性の材料で作ることも好適である。

負極シート１２の凸部１２ｂに代えて、凸部を有さない負極シートに複数の短冊状のタブを貼着してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２、２ａ、２ｂ、２ｃ：二次電池
３：ケースカバー
４：ケース本体
５：電池ケース
６：正極露出部
７：負極露出部
８、９：連結部
１０、１０ａ：捲回電極体
１２：負極シート
１２ａ：本体部
１２ｂ：凸部
１３ａ、１３ｂ：セパレータ
１４：正極シート
１７、１７ａ、１７ｂ：正極集電部
１８：負極集電部
２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０：正極電極端子（第２電極端子）
２１、１２１、２２１、４２１、５２１：垂直支持板
３０：負極電極端子（第１電極端子）
９２：安全バルブ
９３：絶縁ガスケット
１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、６２２、７２２：水平支持板
７２１ａ、７２１ｂ：垂直支持板

Claims (5)

1. 正極シートと負極シートがセパレータを挟んで捲回されている捲回電極体であって捲回軸線方向の一方の端に正極集電部が形成されており他方の端に負極集電部が形成されている捲回電極体と、
   有底筒状のケース本体であって前記捲回軸線が底面と直交する向きで前記捲回電極体を収容しているケース本体と、
   前記ケース本体の上部開口を塞ぐケースカバーと、
   前記ケースカバーに固定されており、一端が前記ケース本体の外部に露出しているとともに、他端がケース本体の内部で前記捲回電極体の上側に位置する集電部に接続されている第１電極端子と、
   前記ケースカバーに固定されており、一端が前記ケース本体の外部に露出しているとともに、他端が前記捲回電極体の下側に位置する集電部に接続されている第２電極端子と、
   を備えており、
   前記捲回電極体が、前記第１電極端子と前記第２電極端子によって支持されており、
   前記第２電極端子は、前記捲回電極体に沿って前記ケース本体の底面へ向かって延びている垂直支持板と、前記底面に対して平行に拡がっているとともに前記垂直支持板の下端に連結されている水平支持板と、を備えており、
   前記捲回電極体の下側に位置する集電部において、前記正極シートと前記負極シートのいずれか一方のシートの縁が露出しており、前記一方のシートの縁が、捲回ピッチ毎に独立して、かつ、捲回方向で離散的に複数の箇所で、前記水平支持板に接合されていることを特徴とする二次電池。
2. 前記垂直支持板は前記捲回電極体の内部に挿通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. 一対の前記垂直支持板が、前記捲回電極体を両側から挟み込むように前記ケース本体の底面へ向かって延びていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
4. 前記捲回電極体は、前記捲回軸線方向からみて、前記正極シートと前記負極シートと前記セパレータが直線状に延びている部分と湾曲している部分を有する扁平に捲回されており、前記水平支持板は、前記捲回軸線方向からみて、前記捲回電極体の扁平の長軸を境界として、前記直線状に延びている部分の片側のみに連結されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
5. 前記ケース本体及び前記ケースカバーが絶縁体で作られている、又は、前記ケース本体及び前記ケースカバーが前記捲回電極体から絶縁されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の二次電池。

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