DE102016204803A1

DE102016204803A1 - Energiespeichervorrichtung

Info

Publication number: DE102016204803A1
Application number: DE102016204803.1A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sasaki; Hirokazu KAMBAYASHI; Kazuto Maeda
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2016-09-29
Also published as: US10170767B2; CN106025158A; CN106025158B; US20160285134A1; KR20160115779A

Abstract

Vorgesehen ist eine Energiespeichervorrichtung, die beinhaltet: eine Elektrodenanordnung mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, die jeweils eine nicht beschichtete Region mit einer Metallfolie aufweisen; Stromkollektoren, die jeweils einen Stützabschnitt aufweisen, der die nicht beschichtete Region überlappt; und gegenüber angeordnete Stützen, die jeweils dazu konfiguriert sind, die nicht beschichtete Region in Zusammenwirkung mit dem Stützabschnitt festzuklemmen, wobei mindestens eines aus der nicht beschichteten Region, dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze eine leitende Schicht mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft aufweist, wobei die leitende Schicht zumindest eine Fläche aus einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt, einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze, einer Fläche des Stützabschnitts gegenüber der nicht beschichteten Region und einer Fläche der gegenüber angeordneten Stütze gegenüber der nicht beschichteten Region abdeckt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung, die eine Elektrodenanordnung beinhaltet, welche durch Stapeln einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode gebildet wird, und einen Stromkollektor, der an die Elektrodenanordnung angeschlossen ist.
Hintergrund
Im Stand der Technik wurde eine Energiespeichervorrichtung vorgeschlagen, in der gestapelte Elektroden und Anschlussklemmen durch Clinchen miteinander verbunden werden (siehe beispielsweise die japanische Patentschrift Nr. 4374870 ).
Wie in 20 dargestellt, beinhaltet die Energiespeichervorrichtung: eine gestapelte Elektrode 603, wobei eine Vielzahl von Plattensätzen, die jeweils aus einer Isolierplatte 600, einer positiven Elektrodenplatte 601, einer Isolierplatte 600, einer negativen Elektrodenplatte 602 bestehen, übereinander gestapelt sind, und die gestapelte Elektrode 603 gestapelte Schichten 604 aufweist, die aus einer Elektrodenfolie bestehen, welche an einer Seite der Isolierplatten 600 vorsteht; und eine Anschlussklemme 605, die mit den gestapelten Schichten 604 verbunden ist, welche aus einer Elektrodenfolie bestehen.
Die Anschlussklemme 605 weist Plattenabschnitte 606, 607 in zwei Schichten auf, und die gestapelten Schichten 604, die aus einer Elektrodenfolie bestehen, sind zwischen den Plattenabschnitten 606, 607 in zwei Schichten der Anschlussklemme 605 angeordnet. Durch plastisches Verformen der Plattenabschnitte 606, 607 in zwei Schichten werden ein Plattenabschnitt 606 und die gestapelten Schichten 604, die aus einer Elektrodenfolie bestehen, in den anderen Plattenabschnitt 607 eingebettet. In dieser Konfiguration werden die gestapelten Schichten 604, die aus einer Elektrodenfolie bestehen, mit der Anschlussklemme 605 verbunden.
In der oben beschriebenen Energiespeichereinrichtung wird ein Verbindungsabschnitt zwischen den gestapelten Schichten 604, die aus einer Elektrodenfolie bestehen, und der Anschlussklemme 605 durch Kontaktverbinden mittels Clinchen geformt. Folglich oxidiert eine Oberfläche einer Elektrodenfolie (ein Abschnitt mit Leitfähigkeit) mit der Zeit, und der elektrische Widerstand des Verbindungsabschnitts zwischen den gestapelten Schichten 604, die aus der Elektrodenfolie bestehen, und der Anschlussklemme 605 nimmt zu. Somit wird es schwierig, die elektrische Verbindung an dem Verbindungsabschnitt zwischen der gestapelten Elektrode 603 und der Anschlussklemme 605 in einem guten Zustand zu erhalten.
Zusammenfassung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Energiespeichervorrichtung bereitzustellen, bei der die Oxidation eines Verbindungsabschnitts zwischen einer Elektrodenanordnung und einem Stromkollektor unterdrückt werden kann, so dass eine elektrische Verbindung an dem Verbindungsabschnitt in einem guten Zustand erhalten werden kann.
Eine Energiespeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Elektrodenanordnung mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, die übereinander gestapelt sind, wobei die positive Elektrode und die negative Elektrode jeweils eine nicht beschichtete Region mit einer Metallfolie aufweisen; Stromkollektoren, die jeweils einen Stützabschnitt aufweisen, der die nicht beschichtete Region überlappt; und gegenüber angeordnete Stützen, die jeweils dazu konfiguriert sind, die nicht beschichtete Region in Zusammenwirkung mit dem Stützabschnitt festzuklemmen, wobei mindestens eines aus der nicht beschichteten Region, dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze eine leitende Schicht mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft aufweist, wobei die leitende Schicht zumindest eine Fläche aus einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt, einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze, einer Fläche des Stützabschnitts gegenüber der nicht beschichteten Region und einer Fläche der gegenüber angeordneten Stütze gegenüber der nicht beschichteten Region abdeckt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsdarstellung entlang einer Linie II-II in 1.
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Energiespeichervorrichtung.
4 ist eine perspektivische Darstellung eines Zustands, in dem Teile der Energiespeichervorrichtung aneinander montiert sind, und eine perspektivische Darstellung eines Zustands, in dem eine Elektrodenanordnung, Stromkollektoren und externe Anschlussklemmen an eine Deckelplatte montiert sind.
5 ist eine Darstellung einer Konfiguration der Elektrodenanordnung der Energiespeichervorrichtung.
6 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung einer positiven Elektrode, die einen Teil der Elektrodenanordnung bildet.
7 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Konfiguration der positiven Elektrode.
8 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung einer negativen Elektrode, die einen Teil der Elektrodenanordnung bildet.
9 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Konfiguration der negativen Elektrode.
10 ist eine Seitenansicht eines Stromkollektors der Energiespeichervorrichtung.
11 ist eine perspektivische Darstellung des Stromkollektors.
12 ist eine perspektivische Darstellung von Klemmelementen der Energiespeichervorrichtung.
13 ist eine perspektivische Darstellung der Klemmelemente.
14 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung eines Verbindungsabschnitts zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor der Energiespeichervorrichtung.
15 veranschaulicht ein Verfahren zum Verbinden der Elektrodenanordnung und des Stromkollektors der Energiespeichervorrichtung und zeigt einen Zustand, in dem ein Stützabschnitt, ein Vorsprungsabschnitt und eine gegenüber angeordnete Stütze angeordnet sind.
16 veranschaulicht ein Verfahren zum Verbinden der Elektrodenanordnung und des Stromkollektors der Energiespeichervorrichtung und zeigt einen Zustand, in dem erste bis dritte Passstücke gebildet werden.
17 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung, die schematisch einen Verbindungsabschnitt zwischen einer Elektrodenanordnung und einem Stromkollektor einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.
18 ist eine vergrößerte Querschnittdarstellung, die schematisch einen Verbindungsabschnitt zwischen einer Elektrodenanordnung und einem Stromkollektor einer Energiespeichervorrichtung gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.
19 ist eine perspektivische Darstellung einer Energiespeichereinrichtung, welche die Energiespeichervorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet.
20 ist eine Querschnittdarstellung eines Verbindungsabschnitts zwischen einer Elektrodenanordnung und einem Stromkollektor einer herkömmlichen Energiespeichervorrichtung.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Energiespeichervorrichtung vorgesehen, die eine Elektrodenanordnung mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode aufweist, die übereinander gestapelt sind, wobei die positive Elektrode und die negative Elektrode jeweils eine nicht beschichtete Region mit einer Metallfolie aufweisen; Stromkollektoren, die jeweils einen Stützabschnitt aufweisen, der die nicht beschichtete Region überlappt; und gegenüber angeordnete Stützen, die jeweils dazu konfiguriert sind, die nicht beschichtete Region in Zusammenwirkung mit dem Stützabschnitt festzuklemmen, wobei mindestens eines aus der nicht beschichteten Region, dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze eine leitende Schicht mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft aufweist, wobei die leitende Schicht zumindest eine Fläche aus einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt, einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze, einer Fläche des Stützabschnitts gegenüber der nicht beschichteten Region und einer Fläche der gegenüber angeordneten Stütze gegenüber der nicht beschichteten Region abdeckt.
Bei einer solchen Konfiguration wird die nicht beschichtete Region von dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze festgeklemmt. Folglich bedeckt in der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode und dem Stromkollektor, die in Kontaktverbindung stehen, die leitende Schicht mindestens eine Fläche aus der Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt, der Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze, der Fläche des Stützabschnitts gegenüber der nicht beschichteten Region und der Fläche der gegenüber angeordneten Stütze gegenüber der nicht beschichteten Region, so dass die Oxidation eines Abschnitts, auf dem die leitende Schicht ausgebildet ist, unterdrückt werden kann und damit ein Anstieg des Widerstands zwischen den Elementen aufgrund der Oxidation dieses Abschnitts vermieden werden kann. Somit kann eine elektrische Verbindung in dem Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor in einem guten Zustand erhalten werden.
In der oben erwähnten Energiespeichervorrichtung weist der Stützabschnitt vorzugsweise ein erstes Passstück auf, das entweder aus einem Vorsprungsabschnitt und einem Aussparungsabschnitt besteht, die gegenüber angeordnete Stütze weist ein zweites Passstück auf, das mit dem ersten Passstück durch einen konkav-konvexen Passungseingriff in einem Zustand in Eingriff steht, in dem die nicht beschichtete Region zwischen dem ersten Passstück und dem zweiten Passstück festgeklemmt ist, und die leitende Schicht ist an einer Position entsprechend mindestens dem ersten Passstück und dem zweiten Passstück angeordnet.
Bei einer solchen Konfiguration ist die leitende Schicht an dem Abschnitt ausgebildet, an dem das erste Passstück und das zweite Passstück durch einen konkav-konvexen Passungseingriff miteinander in Eingriff stehen (das heißt, an dem Abschnitt, an dem die überlappenden Elemente durch konkav-konvexen Passungseingriff in engen Kontakt miteinander gebracht werden). Folglich wird die Oxidation der Fläche, die mit der leitenden Schicht in Kontakt gebracht wird, verhindert, so dass eine elektrische Verbindung in einem guten Zustand an dem Abschnitt gehalten wird (dem Abschnitt, an dem der oben erwähnte konkav-konvexe Passungseingriff erfolgt).
In der zuvor erwähnten Energiespeichervorrichtung werden vorzugsweise der Vorsprungsabschnitt und der Aussparungsabschnitt, die das erste Passstück und das zweite Passstück bilden, durch Formen unter Verwendung von Patrize und Matrize gebildet, der Vorsprungsabschnitt wird entweder an dem Stützabschnitt oder der gegenüber angeordneten Stütze ausgebildet, je nachdem, welches die größere Dicke aufweist, und der Aussparungsabschnitt wird entweder an dem Stützabschnitt oder dem gegenüber angeordneten Stütze ausgebildet, je nachdem, was die geringere Dicke aufweist.
Bei dieser Konfiguration weist der Abschnitt, an dem der Vorsprungsabschnitt ausgebildet ist, die größere Dicke auf als der Abschnitt, an dem der Aussparungsabschnitt ausgebildet ist, so dass, selbst wenn die Dicke des Abschnitts verringert wird und die Festigkeit des Abschnitts zum Zeitpunkt des Formens des Vorsprungsabschnitts unter Verwendung einer Form abnimmt, eine vorgegebene Festigkeit des Abschnitts sichergestellt werden kann.
In der oben erwähnten Energiespeichervorrichtung wird die oben erwähnte nicht beschichtete Region von entweder der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode gestapelt und die leitende Schicht wird auf den entsprechenden Flächen der nicht beschichteten Regionen ausgebildet, die einander in dem oben erwähnten gestapelten Zustand gegenüberliegen.
Bei dieser Konfiguration kann ein Anstieg des Widerstands aufgrund von Oxidation zwischen den jeweiligen nicht beschichteten Regionen in den nicht beschichteten Regionen in einem gestapelten Zustand unterdrückt werden. Folglich kann eine elektrische Verbindung zwischen allen nicht beschichteten Regionen in der Elektrodenanordnung in einem guten Zustand erhalten werden.
In der oben erwähnten Energiespeichervorrichtung kann die leitende Schicht ein kohlenstoffhaltiges Material enthalten.
Die leitende Schicht enthält auf diese Weise ein kohlenstoffhaltiges Material, so dass eine gute Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor sichergestellt werden kann.
In der oben erwähnten Energiespeichervorrichtung kann mindestens eine aus der positiven Elektrode und der negativen Elektrode die nicht beschichtete Region sowie eine beschichtete Region aufweisen, die neben der nicht beschichteten Region ausgebildet ist, die nicht beschichtete Region kann eine erste leitende Schicht aufweisen, welche die leitende Schicht bildet, die beschichtete Region kann eine zweite Metallfolie aufweisen, die durchgängig mit einer ersten Metallfolie ausgebildet ist, bei welcher es sich um eine Metallfolie der nicht beschichteten Region handelt; eine zweite leitende Schicht mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft, wobei die zweite leitende Schicht auf der zweiten Metallfolie in engem Kontaktzustand gestapelt ist; und eine aktive Materialschicht, die auf der zweiten leitenden Schicht gestapelt ist, so dass die zweite leitende Schicht zwischen der aktiven Materialschicht und der zweiten Metallfolie angeordnet ist, und die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht durchgängig miteinander ausgebildet sein können.
So kann durch durchgängiges (integrales) Formen der leitenden Schicht in der beschichteten Region (genauer gesagt, der beschichteten Region zwischen der zweiten Metallfolie und der aktiven Materialschicht), bis die leitende Schicht die nicht beschichtete Region erreicht, nicht nur der Elektronenfluss in Richtung des Stromkollektors von der aktiven Materialschicht durch die Metallfolie erzielt werden, sondern auch der Elektronenfluss direkt zu dem Stromkollektor von der aktiven Materialschicht durch die leitende Schicht. Folglich kann die Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor weiter verbessert werden.
In der Energiespeichervorrichtung kann die leitende Schicht mindestens eine Fläche aus der Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt und der Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze vollständig bedecken.
Bei einer solchen Konfiguration ist mindestens eine Fläche der nicht beschichteten Region (Metallfolie) vollständig durch die leitende Schicht beschichtet, so dass die Oxidation auf der gesamten Fläche verhindert wird, wodurch die Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor weiter verbessert werden kann.
Bei der Energiespeichervorrichtung können die positive Elektrode und die negative Elektrode jeweils die Metallfolie aufweisen; und eine aktive Materialschicht, die auf der Metallfolie in Regionen der Metallfolie mit Ausnahme der nicht beschichteten Region gestapelt ist, und die leitende Schicht kann die gesamte Fläche der Metallfolie gegenüber der aktiven Materialschicht zwischen der Metallfolie und der aktiven Materialschicht bedecken.
Bei einer solchen Konfiguration kann die Oxidation der gesamten Fläche der Metallfolie gegenüber der aktiven Materialschicht verhindert werden. Ferner kann zusätzlich zu dem Elektronenfluss in Richtung des Stromkollektors von der aktiven Materialschicht durch die Metallfolie ein größerer Elektronenfluss direkt zu dem Stromkollektor von der aktiven Materialschicht durch die leitende Schicht erzielt werden. Folglich kann die Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor weiter verbessert werden.
Ferner können die positive Elektrode und die negative Elektrode in einem gestapelten Zustand in der Elektrodenanordnung gewickelt sein, und die nicht beschichtete Region kann an einem Endabschnitt der Elektrodenanordnung in der Richtung einer Wicklungs-Mittelachse angeordnet sein.
Selbst in einer sogenannten Elektrodenanordnung vom Wicklungstyp, bei der die positive Elektrode und die negative Elektrode in einem gestapelten Zustand gewickelt sind, kann an dem Endabschnitt in der Richtung der Wicklungs-Mittelachse der Anstieg des Widerstands zwischen den Elementen aufgrund von Oxidation unterdrückt und damit eine elektrische Verbindung an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor in einem guten Zustand erhalten werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Energiespeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, eine elektrische Verbindung zwischen einem Stromkollektor und einer Elektrodenanordnung in einem guten Zustand zu halten, in dem die Oxidation der Elektrodenanordnung unterdrückt wird, die mit einem Stromkollektor verbunden ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer Energiespeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 1 bis 16 beschrieben. Als die Energiespeichervorrichtung werden eine Primärbatterie, eine Sekundärbatterie ein Kondensator und dergleichen genannt. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Beispiel der Energiespeichervorrichtung eine aufladbare und entladbare Sekundärbatterie beschrieben. Die Bezeichnungen der jeweiligen Aufbauelemente (der jeweiligen Aufbauelemente) in diesem Ausführungsbeispiel gelten lediglich für dieses Ausführungsbeispiel und können von den Bezeichnungen der jeweiligen Aufbauelemente (der jeweiligen Aufbauelemente) im Stand der Technik abweichen.
Die Energiespeichervorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyt. Genauer gesagt ist die Energiespeichervorrichtung eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die den Elektronentransfer aufgrund der Bewegung von Lithium-Ionen nutzt. Diese Art von Energiespeichervorrichtung liefert elektrische Energie. Die Energiespeichervorrichtung wird einzeln oder in mehrzahliger Form verwendet werden. Genauer gesagt wird die Energiespeichervorrichtung einzeln verwendet, wenn die erforderliche Leistung und die erforderliche Spannung gering sind. Wenn dagegen mindestens eines aus der erforderlichen Leistung und der erforderlichen Spannung hoch ist, wird die Energiespeichervorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung in Kombination mit einer weiteren Energiespeichervorrichtung verwendet. In der Energiespeichereinrichtung liefern die für die Energiespeichereinrichtung verwendeten Energiespeichervorrichtungen elektrische Energie.
Wie in 1 bis 9 und 14 dargestellt, weist die Energiespeichervorrichtung auf: eine Elektrodenanordnung 2 mit einer positiven Elektrode 23 und einer negativen Elektrode 24, die aufeinander gestapelt sind und eine nicht beschichtete Region 23A, 24A aus einer Metallfolie 231A bzw. 241A aufweisen, in einem Zustand, in dem die nicht beschichtete Region 23A, 24A von einer aus der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 von einem Rand der anderen aus der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 vorsteht; Stromkollektoren 3, die jeweils Stützabschnitte 35 aufweisen, welche die nicht beschichtete Region 23A, 24A überlappen; und gegenüber angeordnete Stützen 41, welche jeweils die nicht beschichtete Region 23A, 24A mit dem Stützabschnitt 35 festklemmen. Mindestens eines aus den nicht beschichteten Regionen 23A, 24A, den Stützabschnitten 35 und den gegenüber angeordneten Stützen 41 weist eine erste leitende Schicht 232A, 242A auf, die eine nicht oxidierende Eigenschaft oder eine kaum oxidierbare Eigenschaft aufweist und (vorzugsweise in einem engen Kontaktzustand) mindestens eine aus einer Fläche gegenüber dem Stützabschnitt 35 und einer Fläche gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze 42 in der nicht beschichteten Region 23A, 24A, einer Fläche gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A in dem Stützabschnitt 35, und einer Fläche gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A in der gegenüber angeordneten Stütze 42 bedeckt.
Wie in 1 bis 4 dargestellt, weist die Energiespeichervorrichtung 1 auf: ein Gehäuse 6, in dem die Elektrodenanordnung 2 angeordnet ist; externe Anschlussklemmen 7, die außen an dem Gehäuse 6 angeordnet sind; und Stromkollektoren 3, welche die Elektrodenanordnung 2 und die externe Anschlussklemme 7 leitfähig miteinander verbinden. Das heißt, die Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels beinhaltet das Gehäuse 6, die Elektrodenanordnung 2, die in dem Gehäuse 6 angeordnet ist, die externen Anschlussklemmen 7, die außen an dem Gehäuse angeordnet sind, und die Stromkollektoren 3, welche die Elektrodenanordnung 2 und die externe Anschlussklemme 7 leitfähig miteinander verbinden.
Das Gehäuse 6 beinhaltet einen Gehäusekörper 61 mit einer Öffnung und einer Deckelplatte 62, welche die Öffnung des Gehäusekörpers 61 schließt. Das Gehäuse 6 enthält eine Elektrolytlösung in einem Innenraum 63 zusammen mit der Elektrodenanordnung 2, den Stromkollektoren 3 und dergleichen. Das Gehäuse 6 besteht aus einem Metall, das gegenüber der Elektrolytlösung beständig ist. Das Gehäuse 6 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem aluminiumbasierten Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium oder zum Beispiel einer Aluminiumlegierung. Das Gehäuse 6 kann aus einem Metallmaterial wie beispielsweise Edelstahl oder Nickel oder einem Verbundmaterial bestehen, welches durch Anhaften von Kunstharz wie beispielsweise Nylon an Aluminium oder dergleichen hergestellt wird.
Der Gehäusekörper 61 weist einen plattenförmigen Schließabschnitt 611 und einen zylindrischen Gehäusekörperabschnitt 612 auf, der mit einem Umfangsrand des Schließabschnitts 611 verbunden ist.
Der Schließabschnitt 611 befindet sich an einem unteren Ende des Gehäusekörpers 61, wenn der Gehäusekörper 61 so angeordnet ist, dass die Öffnung nach oben zeigt (das heißt, an einem Abschnitt, der eine Bodenwand des Gehäusekörpers 61 bildet, wenn die Öffnung nach oben zeigt). Der Schließabschnitt 611 weist eine rechtwinklige Form auf, betrachtet in einer normalen Richtung des Schließabschnitts 611. Ferner weist der Gehäusekörperabschnitt 612 eine prismenförmige Zylinderform auf. Der Gehäusekörperabschnitt 612 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine flache prismenförmige Zylinderform. Wie oben beschrieben, weist der Gehäusekörper 61 eine prismenförmige Zylinderform auf, bei der ein Endabschnitt in der Öffnungsrichtung geschlossen ist (das heißt, eine prismenförmige Zylinderform mit Boden).
Nachfolgend, wie in 3 dargestellt, wird eine Richtung der langen Seite des Schließabschnitts 611 im kartesischen Koordinatensystem als eine X-Achsenrichtung angenommen, eine Richtung der kurzen Seite des Schließabschnitts 611 wird als eine Y-Achsenrichtung in dem kartesischen Koordinatensystem angenommen, und eine normale Richtung des Schließabschnitts 611 wird als eine Z-Achsenrichtung in dem kartesischen Koordinatensystem angenommen.
Wie in 5 dargestellt, wird die Elektrodenanordnung 2 durch Aufwickeln eines gestapelten Körpers gebildet, wobei die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 24 auf isolierte Weise aufeinander gestapelt sind. Das heißt, die Elektrodenanordnung 2 in diesem Ausführungsbeispiel ist vom sogenannten Wicklungstyp. Die Elektrodenanordnung 2 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine flache Zylinderform.
Die positive Elektrode 23 weist eine Metallfolie 231, eine auf die Metallfolie 231 gestapelte leitende Schicht 232 und eine Schicht 233 mit positiv aktivem Material auf, die auf der leitenden Schicht 232 gestapelt ist. Auf diese Weise weist die positive Elektrode 23 eine dreilagige Struktur auf, die aus der Metallfolie 231, der leitenden Schicht 232 und der Schicht 233 mit positiv aktivem Material besteht.
Wie in 6 und 7 dargestellt, weist die positive Elektrode 23 eine nicht beschichtete Region 23A und eine beschichtete Region 23B auf, die durchgängig mit der nicht beschichteten Region 23A ausgebildet ist. Die nicht beschichtete Region 23A ist eine Region der positiven Elektrode 23, in der die aktive Materialschicht 233 nicht auf die Metallfolie 231 gestapelt ist. Die beschichtete Region 23B ist eine Region der positiven Elektrode 23, in der die aktive Materialschicht 233 auf die Metallfolie 231 gestapelt ist. Die nicht beschichtete Region 23A weist eine erste Metallfolie 231A und eine erste leitende Schicht 232A auf, die auf die erste Metallfolie 231A gestapelt ist. Die beschichtete Region 23B weist eine zweite Metallfolie 231B auf, die durchgehend mit der ersten Metallfolie 231A ausgebildet ist (durchgängig damit verbunden), eine zweite leitfähige Schicht 232B, die in engem Kontaktzustand auf die zweite Metallfolie 231B gestapelt ist und eine nicht oxidierende Eigenschaft oder schlecht oxidierbare Eigenschaft aufweist, und eine Schicht 233 mit positiv aktivem Material (aktive Materialschicht), die so auf die zweite leitende Schicht 232B gestapelt ist, dass die zweite leitende Schicht 232B zwischen der Schicht 233 mit positiv aktivem Material und der zweiten Metallfolie 231B angeordnet ist. In der positiven Elektrode 23 in diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Metallfolie 231A und die zweite Metallfolie 231B integral ausgebildet (durchgängig miteinander ausgebildet) und bilden so die Metallfolie 231. Die erste leitende Schicht 232A und die zweite leitende Schicht 232B sind integral ausgebildet (durchgängig miteinander ausgebildet) und bilden so die leitende Schicht 232.
Bei der positiven Elektrode 23 in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt in einer lateralen Richtung, in dem die Schicht 233 mit positiv aktivem Material gestapelt ist, die oben erwähnte beschichtete Region 23B, und ein Abschnitt in einer lateralen Richtung, in dem die Schicht 233 mit positiv aktivem Material nicht gestapelt ist, die oben erwähnte nicht beschichtete Region 23A. Ein Abschnitt der Metallfolie 231, der in der nicht beschichteten Region 23A enthalten ist, ist die oben erwähnte erste Metallfolie 233A, und ein Abschnitt der Metallfolie 231, der in der beschichteten Region 23B enthalten ist, ist die oben erwähnte zweite Metallfolie 231B. Ein Abschnitt der leitenden Schicht 232, der in der nicht beschichteten Region 23A enthalten ist, ist die oben erwähnte erste leitende Schicht 233A, und ein Abschnitt der leitenden Schicht 232, der in der beschichteten Region 23B enthalten ist, ist die oben erwähnte zweite leitende Schicht 232B.
Die Metallfolie 231 weist eine Streifenform auf. Bei der Metallfolie 231 ist eine Breite in einer lateralen Richtung (einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung) an allen Positionen in der Längsrichtung konstant oder im Wesentlichen konstant. Die Metallfolie 231 besteht in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel aus Aluminium.
Die leitende Schicht 232 ist eine Schicht aus einem leitenden Material mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft und ist in der gesamten Region einer Fläche auf einer Seite (einer Oberseite in 6 und 7) der Metallfolie 231 ausgebildet (gestapelt). Die leitende Schicht 232 enthält mindestens ein leitendes Material mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft. Material mit nicht oxidierender Eigenschaft bedeutet ein Material, das unter Luftatmosphäre oder der Atmosphäre einer Elektrolytlösung keine Oxidationsreaktion erzeugt. Material mit schlecht oxidierbarer Eigenschaft bedeutet ein Material, bei dem unter Luftatmosphäre oder unter der Atmosphäre einer Elektrolytlösung kaum eine Oxidationsreaktion im Vergleich zu der Metallfolie 231 in der nicht beschichteten Region 23A, einem Stützabschnitt 35, der später beschrieben wird, und einer gegenüber angeordneten Stütze 41 auftritt. Vorzugsweise hat das Material mit schlecht oxidierbarer Eigenschaft eine geringere Standard-Enthalpie der Bildung eines Oxids unter Luftatmosphäre oder unter der Atmosphäre einer Elektrolytlösung als die Metallfolie 231 in der nicht beschichteten Region 23A, einem Stützabschnitt 35, der später beschrieben wird, und einer gegenüber angeordneten Stütze 41. Das leitende Material mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft ist beispielsweise ein kohlenstoffhaltiges Material, ein leitendes Kunstharz oder ein Metall mit geringer Ionisierungstendenz. Als kohlenstoffhaltiges Material kann zum Beispiel Kohlenschwarz oder Graphit genannt werden. Als leitendes Kunstharz kann beispielsweise ein Material genannt werden, das durch Mischen von Kohlenschwarz oder dergleichen in ein Epoxidharz oder ein Polyolefinharz erhalten wird. Als das Metall mit geringer Ionisierungstendenz kann beispielsweise ein Edelmetall genannt werden. Die leitende Schicht 232 in diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet (enthält) Kohlenschwarz als das leitende Material. Die leitende Schicht 232 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Herstellen eines Materials gebildet, indem Polyvinylidenfluorid und Kohlenschwarz, das als Bindemittel dient, in einem Lösungsmittel dispergiert werden, das Material auf die Metallfolie 231 durch Beschichtung aufgebracht wird und indem das Material anschließend getrocknet wird.
Die Schicht 233 mit positiv aktivem Material wird auf der Metallfolie 231 (genauer gesagt der leitenden Schicht 232) ausgebildet (gestapelt), wobei ein Endabschnitt (eine rechte Seite in 6 und 7) der streifenförmigen Metallfolie 231 in der lateralen Richtung in einem Zustand belassen wird, in dem die Schicht 233 mit positiv aktivem Material nicht ausgebildet ist.
Die Schicht 233 mit positiv aktivem Material enthält mindestens ein positiv aktives Material und einen Binder.
Das positiv aktive Material ist beispielsweise ein Lithium-Metalloxid. Genauer gesagt ist das positiv aktive Material beispielsweise ein Verbundoxid (LiaCoyO₂, LiaNixO₂, LiaMnzO₄, LiaNixCoyMnzO₂ oder dergleichen), ausgedrückt durch LiaMebO_c (wobei Me für ein, zwei oder mehr Übergangsmetalle steht) oder ein Polyanion-Verbund (LiaFebPO₄, LiaMnbPO₄, LiaMnbSiO₄, LiaCobPO₄F oder dergleichen), ausgedrückt durch LiaMeb(XOc)d (wobei Me beispielsweise für ein, zwei oder mehr Übergangsmetalle steht und X für P, Si, B, V steht). Das positiv aktive Material in diesem Ausführungsbeispiel ist LiNi₁/3Co₁/3Mn₁/3O₂.
Der Binder zum Bilden der Schicht 233 aus positiv aktivem Material ist beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVdF), ein Copolymer aus Ethylen und Vinylalkohol, Polymethylmethacrylat, Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, Polyvinylalkohol, Polyacrylat, Polymethacrylat oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR). Der in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Binder ist Polyvinylidenfluorid.
Die Schicht 233 aus positiv aktivem Material kann des Weiteren ein leitendes Hilfsagens wie beispielsweise Ketjenblack (eingetragenes Warenzeichen), Acetylenruss oder Graphit enthalten. Die Schicht 233 aus positiv aktive Material enthält in diesem Ausführungsbeispiel Acetylenruss als das leitende Hilfsagens.
Die negative Elektrode 24 weist eine Metallfolie 241, eine auf der Metallfolie 241 ausgebildete leitende Schicht 242 und eine Schicht 243 mit negativ aktivem Material auf, die auf der leitenden Schicht 242 ausgebildet ist. So weist auch die negative Elektrode 24 ebenso wie die positive Elektrode 23 eine dreilagige Struktur auf.
Wie in 8 und 9 dargestellt, weist die negative Elektrode 24 eine nicht beschichtete Region 24A und eine beschichtete Region 24B auf, die durchgängig mit der nicht beschichteten Region 24A ausgebildet ist. Die nicht beschichtete Region 24A weist eine erste Metallfolie 241A und eine erste leitende Schicht 242A auf, die auf die erste Metallfolie 241A gestapelt ist. Ferner weist die beschichtete Region 24B eine zweite Metallfolie 241B auf, die durchgehend mit der ersten Metallfolie 241A ausgebildet ist (durchgängig damit verbunden), eine zweite leitfähige Schicht 242B, die in engem Kontaktzustand auf die zweite Metallfolie 241B gestapelt ist und eine nicht oxidierende Eigenschaft oder schlecht oxidierbare Eigenschaft aufweist, und eine Schicht 243 mit negativ aktivem Material (aktive Materialschicht), die so auf die zweite leitende Schicht 242B gestapelt ist, dass die zweite leitende Schicht 242B zwischen der Schicht 243 mit negativ aktivem Material und der zweiten Metallfolie 241B angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Metallfolie 241A und die zweite Metallfolie 241B integral ausgebildet (durchgängig miteinander ausgebildet) und bilden so die Metallfolie 241. Ferner sind die erste leitende Schicht 242A und die zweite leitende Schicht 242B integral ausgebildet (durchgängig miteinander ausgebildet) und bilden so die leitende Schicht 242.
Bei der negativen Elektrode 24 in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt in der lateralen Richtung, in dem die Schicht 243 mit negativ aktivem Material gestapelt ist, die oben erwähnte beschichtete Region 24B, und ein Abschnitt in der lateralen Richtung, in dem die Schicht 243 mit negativ aktivem Material nicht gestapelt ist, die oben erwähnte nicht beschichtete Region 24A. Ferner ist ein Abschnitt der Metallfolie 241, der in der nicht beschichteten Region 24A enthalten ist, die oben erwähnte erste Metallfolie 241A, und ein Abschnitt der Metallfolie 241, der in der beschichteten Region 24B enthalten ist, ist die oben erwähnte zweite Metallfolie 241B. Darüber hinaus ist ein Abschnitt der leitenden Schicht 242, der in der nicht beschichteten Region 24A enthalten ist, die oben erwähnte erste leitende Schicht 242A, und ein Abschnitt der leitenden Schicht 242, der in der beschichteten Region 24B enthalten ist, ist die oben erwähnte zweite leitende Schicht 242B. Eine Breite (eine Größe in der lateralen Richtung) der beschichteten Region 24B der negativen Elektrode 24 ist größer als eine Breite der beschichteten Region 23B der positiven Elektrode 23.
Die Metallfolie 241 weist eine Streifenform auf. Eine Breite der Metallfolie 241 in einer lateralen Richtung (einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung) ist an entsprechenden Positionen in der Längsrichtung feststehend oder im Wesentlichen feststehend. Die Metallfolie 241 besteht in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel aus Kupfer.
Die leitende Schicht 242 ist eine Schicht aus einem leitenden Material mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft und ist in der gesamten Region einer Fläche auf einer Seite (einer Oberseite in 8 und 9) der Metallfolie 241 ausgebildet (gestapelt). Die leitende Schicht 242 enthält mindestens ein leitendes Material mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft. Material mit nicht oxidierender Eigenschaft bedeutet ein Material, das unter Luftatmosphäre oder der Atmosphäre einer Elektrolytlösung keine Oxidationsreaktion erzeugt. Material mit schlecht oxidierbarer Eigenschaft bedeutet ein Material, bei dem unter Luftatmosphäre oder unter der Atmosphäre einer Elektrolytlösung kaum eine Oxidationsreaktion im Vergleich zu der Metallfolie 241 in der nicht beschichteten Region 24A, dem Stützabschnitt 35, der später beschrieben wird, und der gegenüber angeordneten Stütze 41 auftritt. Bezüglich des Materials mit schlecht oxidierbarer Eigenschaft ist eine Standard-Produktionsenthalpie eines Oxids unter Luftatmosphäre oder unter der Atmosphäre einer Elektrolytlösung geringer als die der Metallfolie 241 in der nicht beschichteten Region 24A, dem Stützabschnitt 35, der später beschrieben wird, und der gegenüber angeordneten Stütze 41. Das leitende Material mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft ist beispielsweise ein kohlenstoffhaltiges Material, ein leitendes Kunstharz oder ein Metall mit geringer Ionisierungstendenz. Als das kohlenstoffhaltige Material kann zum Beispiel Kohlenschwarz oder Graphit genannt werden. Als das leitende Kunstharz kann beispielsweise ein Material genannt werden, das durch Mischen von Kohlenschwarz oder dergleichen in ein Epoxidharz oder ein Polyolefinharz erhalten wird. Die leitende Schicht 242 in diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet (enthält) Kohlenschwarz als das leitende Material, ebenso wie die leitende Schicht 232 der positiven Elektrode 23. Die leitende Schicht 242 wird in diesem Ausführungsbeispiel gebildet durch Aufbringen eines Materials, das durch Dispergieren von Polyvinylidenfluorid und Kohlenschwarz, welches als Bindemittel dient, in einem Lösungsmittel erhalten wird, auf die Metallfolie 241 durch Beschichtung und durch anschließendes Trocknen dieses Materials.
Die Schicht 243 mit negativ aktivem Material wird auf der Metallfolie 241 (genauer gesagt der leitenden Schicht 242) ausgebildet (gestapelt), wobei der andere Endabschnitt (eine linke Seite in 8 und 9) der streifenförmigen Metallfolie 241 in der lateralen Richtung in einem Zustand belassen wird, in dem die Schicht 243 mit negativ aktivem Material nicht ausgebildet ist.
Die Schicht 243 mit negativ aktivem Material enthält mindestens ein negativ aktives Material und einen Binder.
Das negative aktive Material ist beispielsweise ein Kohlenstoffmaterial wie zum Beispiel Graphit, schwer graphitierbarer Kohlenstoff, leicht graphitierbarer Kohlenstoff oder dergleichen oder ein Material wie beispielsweise Silizium (Si) oder Zinn (Sn), das eine Legierungsreaktion mit Lithium-Ionen erzeugt. Das negativ aktive Material in diesem Ausführungsbeispiel ist Graphit.
Der zum Bilden der Schicht 243 aus negativ aktivem Material verwendete Binder ist im Wesentlichen gleich dem Binder, der zum Bilden der Schicht 233 aus positiv aktivem Material verwendet wird. Der Binder in diesem Ausführungsbeispiel ist Polyvinylidenfluorid.
Die Schicht 243 aus negativ aktivem Material kann des Weiteren ein leitendes Hilfsagens wie beispielsweise Ketjenblack (eingetragenes Warenzeichen), Acetylenruss oder Graphit enthalten. Die Schicht 243 aus negativ aktivem Material enthält in diesem Ausführungsbeispiel kein leitendes Hilfsagens.
In der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 23 mit der oben erwähnten Konfiguration ist die Streckdehnungsgeschwindigkeit in der Metallfolie 231, 241 in der nicht beschichteten Region 23A, 24A vorzugsweise größer als die Streckdehnungsgeschwindigkeit der Metallfolie 231, 241 in der beschichteten Region 23B, 24B. Wenn bei dieser Konfiguration beispielsweise eine Clinch-Verbindung (Clinchen) der Metallfolie 231, 241 in der nicht beschichteten Region 23A, 24A durchgeführt wird, kann aufgrund der hohen Streckdehnungsgeschwindigkeit der Metallfolie 233, 241 ein Bruch der Metallfolie 231, 241 aufgrund von ungenügender Dehnung der Metallfolie 231, 241 unterdrückt werden.
Außerdem wird die Metallfolie 231, 241 in der nicht beschichteten Region 23A, 24A in der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 geglüht. Da bei dieser Konfiguration die Metallfolie 231, 241 geglüht ist, kann ein Bruch der Metallfolie 231, 241 aufgrund von ungenügender Dehnung der Metallfolie 231, 241 beim Clinchen der Metallfolie 231, 241 in der nicht beschichteten Region 23A, 24A vermieden werden. Es bestehen auch dann keine Schwierigkeiten, wenn die Metallfolie 233, 241 in der beschichteten Region 23B, 24B geglüht ist.
Wie in 5 dargestellt, sind die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 24 mit der oben erwähnten Konfiguration in der Elektrodenanordnung 2 in diesem Ausführungsbeispiel in einem Zustand aneinander gewickelt, in dem die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 24 durch den Separator 25 gegeneinander isoliert sind. Der Separator 25 ist ein Element mit isolierender Eigenschaft. Der Separator 25 ist zwischen der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 angeordnet. Bei dieser Konfiguration sind die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 23 in der Elektrodenanordnung 2 gegeneinander isoliert. Ferner enthält der Separator 25 eine Elektrolytlösung in dem Gehäuse 6. Wenn bei dieser Konfiguration eine Ladung oder Entladung der Energiespeichervorrichtung 1 erfolgt, können sich Lithium-Ionen zwischen der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 bewegen, die so aufeinander gestapelt sind, dass dazwischen der Separator 25 angeordnet ist.
Der Separator 25 weist eine Streifenform auf. Der Separator besteht aus einer porösen Schicht, die beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen, Zellulose, Polyamid oder dergleichen besteht. Der Separator 25 kann durch Bilden einer anorganischen Schicht konfiguriert sein, die anorganische Partikel wie SiO₂-Partikel, Al₂O₃-Partikel, Böhmit (Aluminiumhydrat) auf einem Substrat aus einer porösen Schicht enthält. Der Separator 25 besteht in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel aus Polyethylen.
Eine Breite (eine Größe in der lateralen Richtung einer Streifenform) des Separators ist etwas größer als eine Breite der beschichteten Region 24B der negativen Elektrode 24. Der Separator 25 ist zwischen der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 angeordnet, die einander in einer in der Breite versetzten Weise überlappen, so dass die beschichteten Regionen 23B, 24B einander überlappen. Dabei überlappen die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode 23 und die nicht beschichtete Region 24A der negativen Elektrode 24 einander nicht. Das heißt, die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode 23 steht in der Breitenrichtung von einer Region (dem Rand der negativen Elektrode 24) vor, an der sich die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 24 überlappen, und die nicht beschichtete Region 24A der negativen Elektrode 24 steht in der Breitenrichtung (in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode 23 vorsteht) von der Region (dem Rand der positiven Elektrode 23) vor, an der sich die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 24 überlappen. Die Elektrodenanordnung 2 wird durch Aufwickeln der positiven Elektrode 23, der negativen Elektrode 24 und des Separators 25, die wie oben beschrieben aufeinander gestapelt sind, zu einer flachen zylindrischen Form gebildet. Bei dieser Konfiguration steht die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode 23 in der X-Achsenrichtung von dem Rand der negativen Elektrode 24 (genauer gesagt einem Rand der beschichteten Region 24B) in einem gestapelten Zustand vor. Die nicht beschichtete Region 24A der negativen Elektrode 24 steht in der X-Achsenrichtung (einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode 23 vorsteht) von dem Rand der positiven Elektrode 23 (genauer gesagt einem Rand der beschichteten Region 23B) in einem gestapelten Zustand vor. Nachfolgend werden Abschnitte, die in der X-Achsenrichtung von einem Abschnitt vorstehen, in dem die beschichteten Regionen 23B, 24B in der Y-Achsenrichtung aufeinander gestapelt sind und in dem die nicht beschichteten Regionen 23A, 24A gestapelt sind, als Vorsprungsabschnitte 26 bezeichnet. Genauer gesagt kann der Abschnitt, in dem die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode gestapelt ist, als ein positiver Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 bezeichnet werden, und ein Abschnitt, in dem die nicht beschichtete Region 24A der negativen Elektrode 24 gestapelt ist, kann als ein negativer Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262 bezeichnet werden.
Der Vorsprungsabschnitt 62 ist ein Abschnitt der Elektrodenanordnung 2, der mit dem Stromkollektor 3 leitfähig gemacht wird. Der Vorsprungsabschnitt 26 in diesem Ausführungsbeispiel ist in zwei Abschnitte (zweigeteilte Vorsprungsabschnitte) 260 unterteilt, zwischen welchen ein hohler Abschnitt 27 (siehe 3) angeordnet ist, betrachtet in einer Richtung auf das Wicklungszentrum der positiven Elektrode 23, der negativen Elektrode 24 und des Separators 25 zu, die zusammengewickelt sind (betrachtet in der X-Achsenrichtung). Auf den Flächen der Vorsprungsabschnitte 26 auf einer Seite, auf der die Vorsprungsabschnitte 26 gegenüber dem hohlen Abschnitt 27 angeordnet sind (genauer gesagt auf den jeweiligen Flächen der zweigeteilten Vorsprungsabschnitte 260) ist jeweils die oben erwähnte leitende Schicht 232, 242 (genauer gesagt die erste leitende Schicht 232A, 242A) ausgebildet.
Der Vorsprungsabschnitt 26 mit der oben erwähnten Konfiguration ist jeweils an den Elektroden der Elektrodenanordnung 2 vorgesehen. Das heißt der Vorsprungsabschnitt 26, an dem nur die nicht beschichtete Region 23A der positiven Elektrode 23 ausgebildet ist, bildet den positiven Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 der Elektrodenanordnung 2, und der Vorsprungsabschnitt 26, an dem nur die nicht beschichtete Region 24A der negativen Elektrode 24 aufgebracht ist, bildet den negativen Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262 der Elektrodenanordnung 2.
Wie in 2 bis 4 dargestellt, sind die Stromkollektoren 3 an der Innenseite des Gehäuses 6 angeordnet und direkt oder indirekt leitfähig mit der Elektrodenanordnung 2 verbunden. Die Stromkollektoren 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel leitfähig mithilfe von Klemmelementen 4 mit der Elektrodenanordnung 2 verbunden. Das heißt, die Energiespeichervorrichtung 1 beinhaltet die Klemmelemente 4, die jeweils die Elektrodenanordnung 2 und den Stromkollektor 3 leitend miteinander verbinden.
Der Stromkollektor 3 besteht aus einem Element mit Leitfähigkeit. Der Stromkollektor 3 ist entlang einer Innenfläche des Gehäuses 6 angeordnet (siehe 2). Der Stromkollektor 3 verbindet in diesem Ausführungsbeispiel die externe Anschlussklemme 7 und das Klemmelement 4 leitfähig miteinander. Genauer gesagt, wie in 2 bis 4, 10 und 11 dargestellt, beinhaltet der Stromkollektor 3: einen ersten Verbindungsabschnitt 31, der leitfähig mit der externen Anschlussklemme 7 verbunden ist; einen zweiten Verbindungsabschnitt 32, der leitfähig mit der Elektrodenanordnung 2 verbunden ist; und einen gebogenen Abschnitt 33, der den ersten Verbindungsabschnitt 31 und den zweiten Verbindungsabschnitt 32 miteinander verbindet. In dem Stromkollektor 3 ist der gebogene Abschnitt 33 in der Nähe einer Grenze zwischen der Deckelplatte 62 und dem Gehäusekörper 61 in dem Gehäuse 6 angeordnet, der erste Verbindungsabschnitt 31 erstreckt sich von dem gebogenen Abschnitt 33 entlang der Deckelplatte 62, und der zweite Verbindungsabschnitt 32 erstreckt sich von dem gebogenen Abschnitt 33 entlang dem Gehäusekörper 61.
Der erste Verbindungsabschnitt 31 ist ein Abschnitt, der leitfähig mit der externen Anschlussklemme 7 verbunden ist. Genauer gesagt erstreckt sich der erste Verbindungsabschnitt 31 von dem gebogenen Abschnitt 33 entlang der Innenfläche des Gehäuses 6 (der Deckelplatte 62) in einem Zustand, in dem der erste Verbindungsabschnitt 31 gegen das Gehäuse 6 (genauer gesagt die Deckelplatte 62) isoliert ist. Der erste Verbindungsabschnitt 31 ist ein plattenförmiger Abschnitt. Die externe Anschlussklemme 7 ist mit einem distalen Endabschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 31 verbunden.
Der zweite Verbindungsabschnitt 32 ist leitfähig mit der Elektrodenanordnung 2 (in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Vorsprungsabschnitt 26 der Elektrodenanordnung 2 mittels des Klemmelements 4) verbunden. Genauer gesagt erstreckt sich der zweite Verbindungsabschnitt 32 von dem gebogenen Abschnitt 33 entlang der Innenfläche des Gehäuses 6 in einem Zustand, in dem der zweite Verbindungsabschnitt 32 gegen das Gehäuse 6 (genauer gesagt den Gehäusekörper 61) isoliert ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 32 weist mindestens einen Stützabschnitt 35 auf, der sich in Richtung des Vorsprungsabschnitts 26 von einer Fläche in der Nähe der Innenfläche des Gehäuses 6 (des Gehäusekörpers 61) erstreckt und sich außerdem in derselben Richtung wie der zweite Verbindungsabschnitt 32 erstreckt. Der Stützabschnitt 35 ist mit dem Klemmelement 4 verbunden (in einem Beispiel dieses Ausführungsbeispiels durch Clinchen).
Der zweite Verbindungsabschnitt 32 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Stützabschnitte 35 auf. Genauer gesagt beinhaltet der zweite Verbindungsabschnitt 32 zwei Stützabschnitte 35, die sich jeweils auf beiden Seiten der Öffnung 36 in der Z-Achsenrichtung erstrecken, so dass sie die Öffnung 36 definieren, die in der Mitte des zweiten Verbindungsabschnitts 32 in der Y-Achsenrichtung ausgebildet ist. Das heißt, der zweite Verbindungsabschnitt 32 beinhaltet einen Stützabschnitt 35, der mit einem Klemmelement 4 verbunden ist und einen der zweigeteilten Vorsprungsabschnitte 260 von jedem Vorsprungsabschnitt 26 festklemmt; und der andere Stützabschnitt 35, der mit dem anderen Klemmelement 4 verbunden ist, klemmt den anderen der zweigeteilten Vorsprungsabschnitte 260 fest. Die Öffnung 36 und die zwei Stützabschnitte 35 können durch Bilden eines Ausschnittes in der Z-Achsenrichtung (einer Längsrichtung) in einer streifenförmigen Platte gebildet werden, bevor der zweite Verbindungsabschnitt 32 an der streifenförmigen Platte ausgebildet wird, und durch Verdrehen der Abschnitte der streifenförmigen Platte, die sich auf beiden Seiten das Ausschnittes befinden.
Der Stützabschnitt 35 weist erste Passstücke 44 auf, die jeweils an einem Vorsprungsabschnitt und einem Aussparungsabschnitt ausgebildet sind (siehe 2 und 14). Der Stützabschnitt 35 ist so angeordnet, dass der Stützabschnitt 35 den Vorsprungsabschnitt 26 (einen Abschnitt, in dem die nicht beschichtete Region 32A, 24A aufgebracht ist) der Elektrodenanordnung 2 überlappt. Der Stützabschnitt 35 beinhaltet in diesem Ausführungsbeispiel die ersten Passstücke 44, die aus einem Vorsprungsabschnitt gebildet sind, und ist so angeordnet, dass der Stützabschnitt 35 den Vorsprungsabschnitt 26 überlappt, wobei das Klemmelement 4 zwischen dem Stützabschnitt 35 und dem Vorsprungsabschnitt 26 angeordnet ist. Das erste Passstück 44 wird zu dem Zeitpunkt gebildet, an dem der Stützabschnitt 35 und der Vorsprungsabschnitt 26 miteinander verbunden werden. Folglich entstehen die ersten Passstücke 44 erst dann an dem Stützabschnitt 35, wenn der Stützabschnitt 35 mit dem Vorsprungsabschnitt 26 verbunden wird, wie in 3, 10 und 11 dargestellt.
Der Stromkollektor 3 mit der oben erwähnten Konfiguration ist auf einer Seite der positiven Elektrode bzw. einer Seite der negativen Elektrode in der Energiespeichervorrichtung 1 angeordnet. Genauer gesagt sind in dem Gehäuse 6 die Stromkollektoren 3 an einer Position neben dem positiven Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 der Elektrodenanordnung 2 bzw. an einer Position neben dem negativen Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262 der Elektrodenanordnung 2 angeordnet.
Der Stromkollektor 3 für die positive Elektrode 23 und der Stromkollektor 3 für die negative Elektrode 24 bestehen aus unterschiedlichen Materialien. Genauer gesagt besteht der Stromkollektor 3 für die positive Elektrode 23 beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, und der Stromkollektor 3 für die negative Elektrode 24 besteht beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Das heißt, auch die Stützabschnitte 35 für die positive Elektrode 23 bestehen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und die Stützabschnitte 35 für die negative Elektrode 24 bestehen ebenfalls aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.
Das Klemmelement 4 umschließt die positiven Elektroden 23 oder die negativen Elektroden 24 (genauer gesagt die gestapelten nicht beschichteten Regionen 23A, 24A) die an dem Vorsprungsabschnitt 26 (genauer gesagt dem zweigeteilten Vorsprungsabschnitt 260) der Elektrodenanordnung 2 im Bündel angeordnet sind. Bei dieser Konfiguration macht das Klemmelement 4 die positiven Elektroden 23 (genauer gesagt die gestapelten nicht beschichteten Regionen 23A) oder die negativen Elektroden 24 (genauer gesagt die gestapelten nicht beschichteten Regionen 24A), die an dem Vorsprungsabschnitt 26 gestapelt sind, leitfähig. Genauer gesagt, wie auch in 2 bis 4 und 12 bis 14 dargestellt, weist das Klemmelement 4 ein Paar von gegenüberliegenden Stützen 41, 42 auf, die einander so gegenüberliegen, dass der zweigeteilte Vorsprungsabschnitt 260 des Vorsprungsabschnitts 26 (die nicht beschichtete Region 23A der gestapelten positiven Elektrode 23 oder die nicht beschichtete Region 24A der gestapelten negativen Elektrode 24) dazwischen angeordnet ist; und einen Verbindungsabschnitt 43, der die entsprechenden Endabschnitte der gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 miteinander verbindet. Das Klemmelement 4 besteht aus einem Element mit Leitfähigkeit. Das Klemmelement 4 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Biegen eines plattenförmigen Metallmaterials gebildet, so dass es im Querschnitt eine U-Form aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Klemmelemente 4 an dem positiven Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 der Elektrodenanordnung 2 angeordnet, und zwei Klemmelemente 4 sind an dem negativen Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262 der Elektrodenanordnung 2 angeordnet.
Eine gegenüber angeordnete Stütze 41 des Klemmelements 4 weist zweite Passstücke 45 auf, die jeweils aus einem Vorsprungsabschnitt oder einem Aussparungsabschnitt bestehen und mit dem ersten Passstück 44 durch konkav-konvexen Passungseingriff in einem Zustand in Eingriff stehen, in dem der Vorsprungsabschnitt 26 zwischen den zweiten Passstücken 45 und den ersten Passstücken 44 festgeklemmt ist (siehe 4 und 14). Die gegenüber angeordnete Stütze 41 weist in diesem Ausführungsbeispiel zweite Passstücke 45 auf, die jeweils aus einem Aussparungsabschnitt bestehen und mit dem ersten Passstück 44 in Eingriff stehen, das aus einem Vorsprungsabschnitt besteht, wobei der Vorsprungsabschnitt 26 zwischen den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 festgeklemmt wird. Das heißt, die gegenüber angeordnete Stütze 41 klemmt in Zusammenwirkung mit dem Stützabschnitt 35 den Vorsprungsabschnitt 26 an den zweiten Passstücken 45 fest.
Die andere gegenüber angeordnete Stütze 42 des Klemmelements 4 weist dritte Passstücke 46 auf, die jeweils aus einem Vorsprungsabschnitt oder einem Aussparungsabschnitt bestehen. Die gegenüber angeordnete Stütze 42 weist in diesem Ausführungsbeispiel die dritten Passstücke 46 auf, die jeweils aus einem Vorsprungsabschnitt bestehen, der in derselben Richtung wie der Vorsprungsabschnitt des ersten Passstücks 44 vorsteht. Die dritten Passstücke 46 sind so positioniert, dass sowohl die dritten Passstücke 46 als auch der Vorsprungsabschnitt 26 zwischen den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 angeordnet sind (siehe 14).
Das erste Passstück 44 des Stützabschnitts 35, das zweite Passstück 45 der gegenüber angeordneten Stütze 41 und das dritte Passstück 46 der gegenüber angeordneten Stütze 42 sind in einer Reihe in der Y-Achsenrichtung angeordnet und stehen miteinander in Passungseingriff. Das heißt, das erste Passstück 44 steht mit dem dritten Passstück 46 in Eingriff, und das erste Passstück 44 und das dritte Passstück 46 stehen mit dem zweiten Passstück 45 in Passungseingriff. Da das erste Passstück 44 und das dritte Passstück 46 durch Passungseingriff mit dem zweiten Passstück 45 verbunden sind, wird der Vorsprungsabschnitt 26 zwischen dem zweiten Passstück 45 und dem dritten Passstück 46 in einem festgeklemmten Zustand gehalten. Auf diese Weise sind in der Energiespeichervorrichtung 1 drei Elemente, die aus dem Vorsprungsabschnitt 26 der Elektrodenanordnung 2, dem Stützabschnitt 35 des Stromkollektors 3 und den gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 des Klemmelements 4 bestehen, durch Passungseingriff miteinander verbunden, so dass die Elektrodenanordnung 2 und der Stromkollektor miteinander verbunden werden können. In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels werden der Vorsprungsabschnitt 26 der Elektrodenanordnung 2, die Stützabschnitte 35 des Stromkollektors 3 und die gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 der Klemmelemente 4 durch Clinchen miteinander verbunden. Die zweiten Passstücke 45 und die dritten Passstücke 46 werden zu dem Zeitpunkt gebildet, an dem die Stützabschnitte 35 und der Vorsprungsabschnitt 26 miteinander verbunden werden. Folglich werden die zweiten Passstücke 45 und die dritten Passstücke 46 erst dann an dem Klemmelement 4 gebildet (den gegenüber angeordneten Stützen 41, 42), wenn die Stützabschnitte 35 und der Vorsprungsabschnitt 26 miteinander verbunden werden, wie in 3, 12 und 13 dargestellt.
Die Klemmelemente 4 für die positive Elektrode 23 und die Klemmelemente 4 für die negative Elektrode 24 bestehen aus unterschiedlichen Materialien. Genauer gesagt bestehen die Klemmelemente 4 für die positive Elektrode 23 beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, und die Klemmelemente 4 für die negative Elektrode 24 bestehen beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Das heißt, auch die gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 für die positive Elektrode 23 bestehen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und die gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 für die negative Elektrode 24 bestehen ebenfalls aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.
In der positiven Elektrode 23 ist die leitende Schicht 232 (erste leitende Schicht 232A) an einer Position entsprechend zumindest den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 angeordnet, das heißt, einer Position (Region), welche mindestens die ersten Passstücke 44 und die zweiten Passstücke 45 in der Y-Achsenrichtung überlappt. Wie oben beschrieben, ist die leitende Schicht 232 in diesem Ausführungsbeispiel auf der gesamten Fläche (der ganzen) der einen Oberfläche der Metallfolie 231 angeordnet, welche die positive Elektrode 23 bildet. Ferner ist eine Fläche der nicht beschichteten Region 23A, die mit der leitenden Schicht 232 bedeckt ist (genauer gesagt die erste leitende Schicht 232A) minimal der Luft ausgesetzt, so dass eine minimale Oxidation der Oberfläche stattfindet.
Entsprechend ist in der negativen Elektrode 24 die leitende Schicht 242 (erste leitende Schicht 242A) an einer Position entsprechend zumindest den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 angeordnet, das heißt, einer Position (Region), welche mindestens die ersten Passstücke 44 und die zweiten Passstücke 45 in der Y-Achsenrichtung überlappt. Wie oben beschrieben, ist die leitende Schicht 242 in diesem Ausführungsbeispiel auf der gesamten Fläche (der ganzen) der einen Oberfläche der Metallfolie 241 angeordnet, welche die negative Elektrode 24 bildet. Ferner ist eine Fläche der nicht beschichteten Region 24A, die mit der leitenden Schicht 242 bedeckt ist (genauer gesagt die erste leitende Schicht 242A) minimal der Luft ausgesetzt, so dass eine minimale Oxidation der Oberfläche stattfindet.
Die externe Anschlussklemme 7 ist ein Abschnitt, der elektrisch mit einer externen Anschlussklemme einer anderen Energiespeichervorrichtung, einem externen Gerät oder dergleichen verbunden ist. Die externe Anschlussklemme 7 besteht aus einem Element mit Leitfähigkeit. Die externe Anschlussklemme 7 besteht beispielsweise aus einem Metallmaterial mit hoher Schweißfähigkeit, wie beispielsweise einem aluminiumbasierten Metallmaterial wie zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, oder einem kupferbasierten Metallmaterial wie zum Beispiel Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die externe Anschlussklemme 7 weist eine Oberfläche 71 auf, an die eine Sammelschiene oder dergleichen geschweißt werden kann.
Die Energiespeichervorrichtung 1 beinhaltet ein isolierendes Element 9, das die Elektrodenanordnung 2 und das Gehäuse 6 gegeneinander isoliert. Das isolierende Element 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel eine isolierende Abdeckung. Wie in 2 und 3 dargestellt, ist die isolierende Abdeckung 9 zwischen dem Gehäuse 6 (genauer gesagt dem Gehäusekörper 61) und der Elektrodenanordnung 2 angeordnet. Die isolierende Abdeckung 9 besteht aus einem Material mit isolierender Eigenschaft. Die isolierende Abdeckung 9 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Kunstharz wie beispielsweise Polypropylen oder Polyphenylensulfid. In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels ist die Elektrodenanordnung 2 (genauer gesagt die Elektrodenanordnung 2 und die Stromkollektoren 3) in dem Gehäuse 6 in einem Zustand angeordnet, in dem sie sich in einer taschenähnlichen isolierenden Abdeckung 9 befindet.
Die Konfiguration der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels wurde vorstehend beschrieben. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Verbinden (durch Clinchen) des Stützabschnitts 35 und der gegenüber angeordneten Stütze 41 mit dem Vorsprungsabschnitt 26 (dem positiven Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 und dem negativen Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262) unter Bezug auf 14 bis 16 beschrieben. 14 bis 16 sind schematische Darstellungen des Verbindungsverfahrens. In einer echten Energiespeichervorrichtung ist eine große Anzahl von gestapelten nicht beschichteten Regionen 23A, 24A (die ersten Metallfolien 231A, 241A, die ersten leitenden Schichten 232A, 242A und dergleichen) in dem Vorsprungsabschnitt 26 angeordnet.
Zunächst wird einer der zweigeteilten Vorsprungsabschnitte 260 zwischen dem Paar von gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 des Klemmelements 4 eingeklemmt und anschließend der Stützabschnitt 35 des Stromkollektors 3 in Überlappung mit der gegenüber angeordneten Stütze 42 gebracht. Dann, wie in 15 dargestellt, werden der Stützabschnitt 35, der sich in einem überlappenden Zustand mit dem Klemmelement 4 befindet und das Klemmelement 4, das sich in einem Zustand befindet, in dem das Klemmelement 4 einen der zweigeteilten Vorsprungsabschnitte 260 umschließt, zwischen einer männlichen Form (Patrize) 80 und einer weiblichen Form (Matrize) 81 platziert. In diesem Stadium des Vorgangs werden der Stützabschnitt 35 und das Klemmelement 4, die sich in einem überlappenden Zustand befinden, zwischen der männlichen Form 80 und der weiblichen Form 81 platziert, so dass das Element mit der größeren Dicke auf der Seite der männlichen Form 80 angeordnet ist. In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels wird eine Dicke des Stützabschnitts 35 größer festgelegt als die jeweiligen Dicken der gegenüber angeordneten Stützen 41, 42, so dass der Stützabschnitt 35 so angeordnet wird, dass er gegenüber der männlichen Form 80 zu liegen kommt, und das Klemmelement 4 (genauer gesagt die gegenüber angeordnete Stütze 41) so angeordnet wird, dass es gegenüber der weiblichen Form 81 zu liegen kommt.
Anschließend, wie in 16 dargestellt, wird eine Abschnitt des Stützabschnitts 35, ein Abschnitt der gegenüber angeordneten Stütze 42, ein Abschnitt des Vorsprungsabschnitts 26 und ein Abschnitt der gegenüber angeordneten Stütze 41, die einander überlappen, mithilfe der männlichen Form (Patrize) 80 in die weibliche Form 81 gepresst. Durch diesen Vorgang werden die jeweiligen Elemente 35, 42, 26 und 41 teilweise verbogen, so dass diese Elemente 35, 42, 26 und 41 miteinander durch Bilden eines Verriegelungsabschnitts (eines Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser) auf der Seite der gepressten Elemente 35, 42 bzw. 26 miteinander verbunden werden (miteinander in konkav-konvexen Passungseingriff gebracht werden). In diesem Ausführungsbeispiel werden diese Elemente durch TOX (eingetragenes Warenzeichen) miteinander verbunden, was eine Art von Clinchen ist.
In diesem Stadium des Vorgangs werden das erste Passstück 44 (ein Vorsprungsabschnitt, dessen Durchmesser in Richtung seines distalen Endes graduell zunimmt), das an dem Stützabschnitt 35 ausgebildet ist, und das dritte Passstück 46 (ein Vorsprungsabschnitt, dessen Durchmesser in Richtung seines distalen Endes graduell zunimmt), das an der gegenüber angeordneten Stütze 42 ausgebildet ist, in das zweite Passstück 45 (einen Aussparungsabschnitt mit einem Durchmesser, der in Richtung seines Bodenabschnitts graduell zunimmt), das an der gegenüber angeordneten Stütze 41 ausgebildet ist, in einem Zustand eingesetzt, in dem der Vorsprungsabschnitt 26 zwischen dem ersten Passstück 44 und dem dritten Passstück 46 und dem zweiten Passstück 45 festgeklemmt wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind das erste bis dritte Passstück 44, 45, 46 und der gleichen an zwei Abschnitten von einem Stützabschnitt 35 und an zwei Abschnitten von jeder der gegenüber angeordneten Stützen 41 bzw. 42 ausgebildet (siehe 4). Unter der Voraussetzung, dass die Elektrodenanordnung 2 (der Vorsprungsabschnitt 26) sicher an dem Stromkollektor 3 befestigt werden kann (Stützabschnitt 35), ist jedoch die jeweilige Anzahl der ersten Passstücke 44 und dergleichen, die an einem Stützabschnitt 35 und der jeweils gegenüber angeordneten Stützen 41, 42 ausgebildet sind, nicht beschränkt.
Gemäß der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung 1 wird die nicht beschichtete Region 23A, 24A von dem Stützabschnitt 35 und der gegenüber angeordneten Stütze 41 festgeklemmt. Folglich bedeckt in der positiven Elektrode 23 oder der negativen Elektrode 24 und dem Stromkollektor 3, die in Kontaktverbindung gebracht werden, die erste leitende Schicht 232A, 242A zumindest eine Fläche aus der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber dem Stützabschnitt 35 und der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze 41, so dass die Oxidation eines Abschnitts, auf dem die erste leitende Schicht 232A, 242A ausgebildet ist, unterdrückt werden kann. Folglich kann ein Anstieg des Widerstandes zwischen den Elementen aufgrund von Oxidation des Abschnitts unterdrückt werden. Somit kann eine elektrische Verbindung in dem Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Stromkollektor 3 in einem guten Zustand erhalten werden.
In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels ist die erste leitende Schicht 232A, 242A an einer Position entsprechend zumindest den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 angeordnet (in einem Beispiel dieses Ausführungsbeispiels an der Position, welche die ersten Passstücke 44 und die zweiten Passstücke 45 in der Y-Achsenrichtung überlappt). Bei einer solchen Konfiguration ist die erste leitende Schicht 232A, 242A an dem Abschnitt ausgebildet, an dem die ersten Passstücke 44 und die zweiten Passstücke 45 durch einen konkav-konvexen Passungseingriff miteinander in Eingriff stehen (das heißt, an dem Abschnitt, an dem die überlappenden Elemente durch konkav-konvexen Passungseingriff in engen Kontakt miteinander gebracht werden), so dass die Oxidation der Oberfläche, die von der ersten leitenden Schicht 232A, 242A bedeckt ist (damit in Kontakt gebracht wird) verhindert wird. Die elektrische Verbindung wird dadurch in einem guten Zustand an dem Abschnitt erhalten (dem Abschnitt, an dem der konkav-konvexe Passungseingriff erfolgt).
In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels ist das erste Passstück (der Vorsprungsabschnitt) 44 an dem Stützabschnitt 35 ausgebildet, der eine größere Dicke als die gegenüber angeordnete Stütze 41 aufweist, und das zweite Passstück (der Aussparungsabschnitt) 45 ist an der gegenüber angeordneten Stütze 41 ausgebildet, die eine kleinere Dicke als der Stützabschnitt 35 aufweist. Selbst wenn die Dicke des ersten Passstücks (des Vorsprungsabschnitts) 44 zum Zeitpunkt des Clinchens (wenn die Verformung unter Verwendung einer Form durchgeführt wird) verringert wird und damit die Festigkeit des ersten Passstücks 44 herabgesetzt wird, kann eine vorgegebene Festigkeit des ersten Passstücks (des Vorsprungsabschnitts) 44 sichergestellt werden.
In der Elektrodenanordnung 2 in diesem Ausführungsbeispiel enthält die erste leitende Schicht 232A, 242A ein kohlenstoffhaltiges Material (Kohlenschwarz in einem Beispiel dieses Ausführungsbeispiels). Folglich kann eine gute Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Stromkollektor 3 sichergestellt werden. Indem ferner die erste leitende Schicht 232A, 242A mit dem kohlenstoffhaltigen Material in der Elektrodenanordnung 2 verwendet wird, wird eine Reibung der ersten Metallfolie 231A, 241A verringert. Selbst wenn die Metallfolien 231A, 241A aufgrund von Vibrationen der Energiespeichervorrichtung 1 oder dergleichen aneinander reiben, kann so die Entstehung von Metallpulver unterdrückt werden. Ferner wird eine Reibung der ersten Metallfolie 231A, 241A zum Zeitpunkt des Verbindens des Stützabschnitts 35 und der gegenüber angeordneten Stütze 41 aneinander durch Clinchen verringert, so dass der Schlupf der ersten Metallfolie 231A, 241A verbessert und damit die Entstehung von Metallpulver unterdrückt werden kann.
In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels werden die erste Metallfolie 231A, 241A der nicht beschichteten Region 23A, 24A und die zweite Metallfolie 231B, 241B der beschichteten Region 23B, 24B durchgängig (integral) miteinander ausgebildet, und die erste leitende Schicht 232A, 242A, die auf der ersten Metallfolie 231A, 241A ausgebildet ist, und die zweite leitende Schicht 232B, 242B, die auf der zweiten Metallfolie 231B, 241B ausgebildet ist, werden durchgängig (integral) miteinander ausgebildet. Auf diese Weise werden die leitende Schicht 232, 242 (die erste leitende Schicht 232A, 242A und die zweite leitende Schicht 232B, 242B) in der beschichteten Region 23B, 24B (genauer gesagt die beschichtete Region zwischen der zweiten Metallfolie 231B, 241B und der aktiven Materialschicht 233, 243) durchgängig (integral) ausgebildet, so dass sich die leitende Schicht 232, 242 über die nicht beschichtete Region 23A, 24A erstreckt. Somit kann zusätzlich zu dem Elektronenfluss in Richtung des Stromkollektors 3 von der aktiven Materialschicht 233, 234 durch die Metallfolie 231, 232 der Elektronenfluss direkt zu dem Stromkollektor 3 von der aktiven Materialschicht 233, 243 durch die leitende Schicht 232, 242 erzielt werden. Folglich kann die Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Stromkollektor 3 weiter verbessert werden.
In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels bedeckt die leitende Schicht 232, 242 die gesamte Fläche von mindestens einer Fläche aus der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber dem Stützabschnitt 35 und der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42. So ist die gesamte Fläche von mindestens einer Fläche aus der nicht beschichteten Region 23A, 24A (der ersten Metallfolie 231A, 241A) von der ersten leitfähigen Schicht 232A, 242A bedeckt, so dass die Oxidation auf der gesamten Fläche verhindert wird. Das heißt, in der nicht beschichteten Region 23A, 24A ist eine Fläche, in der eine minimale Oxidation auftritt, im Vergleich zu einem Fall größer, in dem die erste leitende Schicht 232A, 242A nur an Positionen entsprechend den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 ausgebildet ist. Folglich kann die Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Stromkollektor 3 weiter verbessert werden.
In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Konfiguration „die leitende Schicht bedeckt die gesamte Fläche” bezüglich der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber dem Stützabschnitt 35, der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 und der Fläche der Metallfolie 231, 241 auch die Konfiguration, in der in einem Schritt zum Bilden der leitenden Schicht 232, 242 auf einer Fläche eines vorgegebenen Elements (beispielsweise in einem Schritt zum Bilden der leitenden Schicht 232, 242 auf der Metallfolie 231, 241 durch Beschichtung) die leitende Schicht 232, 242 auf der Fläche aufgebracht (ausgebildet) wird, wobei ein kleiner Abschnitt, in dem die leitende Schicht 232, 242 nicht aufgebracht ist, am Rand der Fläche (beispielsweise einer Fläche im Bereich von etwa 1 bis 2 mm vom Rand) übrig gelassen wird. Ferner beinhaltet die Konfiguration „die leitende Schicht bedeckt die gesamte Fläche” auch die Konfiguration, in der eine nicht beschichtete Region (ein Abschnitt, in dem die leitende Schicht 232, 242 nicht ausgebildet ist) auf einem kleinen Abschnitt am Rand der Fläche aufgrund von Absacken oder dergleichen der leitenden Schicht 232, 242 ausgebildet ist, bevor die leitende Schicht 232, 242 in dem Beschichtungsschritt aushärtet. Außerdem beinhaltet die Konfiguration „die leitende Schicht bedeckt die gesamte Fläche” auch die Konfiguration, in der eine leitende Schicht 232, 242 an einem kleinen Abschnitt am Rand der Fläche abgeschlagen oder abgelöst wird, wenn die Metallfolie 231, 241, auf der die leitende Schicht 232, 242 ausgebildet ist, zu einer vorgegebenen Form (beispielsweise zu einer Streifenform) zugeschnitten (geschlitzt) wird.
In der Energiespeichervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels bedeckt die leitende Schicht 232, 242 die gesamte Fläche der Metallfolie 231, 241 gegenüber der aktiven Materialschicht 233, 243 zwischen der Metallfolie 231, 241 und der aktiven Materialschicht 233, 243. Bei einer solchen Konfiguration kann die Oxidation der gesamten Fläche der Metallfolie 231, 241 gegenüber der aktiven Materialschicht 233, 243 verhindert werden. Außerdem kann ferner zu dem Elektronenfluss in Richtung des Stromkollektors 3 von der aktiven Materialschicht 233, 243 durch die Metallfolie 231, 241 der größere Elektronenfluss direkt zu dem Stromkollektor 3 von der aktiven Materialschicht 233, 243 durch die leitende Schicht 232, 242 erzielt werden. Folglich kann die Leitfähigkeit zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Stromkollektor 3 weiter verbessert werden.
In der Elektrodenanordnung 2 dieses Ausführungsbeispiels ist die nicht beschichtete Region 23A, 24A an einem Endabschnitt der Elektrodenanordnung 2 in einer Richtung auf das Wicklungszentrum (X-Achsenrichtung) angeordnet. Selbst in einer sogenannten Elektrodenanordnung 2 vom Wicklungstyp, bei der die positive Elektrode 23 und die negative Elektrode 24 in einem gestapelten Zustand gewickelt sind, kann durch Ausbilden der ersten leitenden Schicht 232A, 242A der Anstieg des Widerstands zwischen den Elementen aufgrund von Oxidation an dem Endabschnitt in der Richtung des Wicklungszentrums unterdrückt werden. Folglich kann eine elektrische Verbindung an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Stromkollektor 3 in einem guten Zustand erhalten werden.
Es muss nicht extra gesagt werden, dass die Energiespeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf das oben erwähnte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, und dass verschiedene Modifikationen vorstellbar sind, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So kann beispielsweise zu einer Konfiguration eines Ausführungsbeispiels eine Konfiguration eines anderen Ausführungsbeispiels hinzugefügt werden. Ferner kann ein Teil der Konfiguration eines Ausführungsbeispiels durch eine Konfiguration eines anderen Ausführungsbeispiels ersetzt werden. Darüber hinaus kann ein Teil einer Konfiguration eines Ausführungsbeispiels eliminiert werden.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben erwähnten Ausführungsbeispiels wird eine sogenannte Elektrodenanordnung 2 von Wicklungstyp verwendet, bei der die streifenförmige positive Elektrode 23 und die streifenförmige negative Elektrode 24 gewickelt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Als die Elektrodenanordnung 2 kann auch eine sogenannte Elektrodenanordnung vom Stapeltyp verwendet werden, bei der plattenförmige positive Elektroden 23, plattenförmige negative Elektroden 24 und plattenförmige Separatoren 25 in der Y-Achsenrichtung übereinander gestapelt werden.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben erwähnten Ausführungsbeispiels ist die leitende Schicht (die erste leitende Schicht 232A, 242A) mit der nicht oxidierenden Eigenschaft oder der schlecht oxidierbaren Eigenschaft auf einer Fläche der ersten Metallfolie 231A, 241A in der nicht beschichteten Region 23A, 24A der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So ist es beispielsweise ausreichend, dass die leitende Schicht mit der nicht oxidierenden Eigenschaft oder schlecht oxidierbaren Eigenschaft zumindest auf einer Fläche aus einer Fläche der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A, einer Fläche der gegenüber angeordneten Stütze 42 gegenüber dem Stützabschnitt 35, einer Fläche des Stützabschnitts 35 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A (der gegenüber angeordneten Stütze 42), und einer Fläche oder beiden Flächen der ersten Metallfolie 231A, 241A in der nicht beschichteten Region 23A, 24A ausgebildet ist.
Wie zum Beispiel in 17 dargestellt, kann eine leitende Schicht 50 mit einer nicht oxidierenden Eigenschaft oder schlecht oxidierbaren Eigenschaft auf allen Flächen aus der Vielzahl von nicht beschichteten Regionen 23A, 24A ausgebildet sein, die an dem Vorsprungsabschnitt 26 aufeinander gestapelt sind (vorzugsweise in engem Kontakt). Bei einer solchen Konfiguration tritt eine minimale Abweichung in dem elektrischen Strom auf, der in den einzelnen Elektroden (der positiven Elektrode 23 oder der negativen Elektrode 24) erzeugt wird. Genauer gesagt tritt eine minimale Abweichung in einem elektrischen Strom aufgrund von Oxidation der Oberfläche der ersten Metallfolie 231A, 241A (Bildung einer Oxidschicht) auf. Entsprechend kann eine Verringerung der Leistung der Energiespeichervorrichtung 1 unterdrückt werden. Auch wenn in 17 zum Zwecke der einfacheren Erklärung eine Konfiguration dargestellt ist, in der die positive Elektrode 23 in sechs Schichten an dem Vorsprungsabschnitt 26 gestapelt ist, ist die positive Elektrode 23 in einer tatsächlichen Energiespeichervorrichtung in einer großen Anzahl von Schichten gestapelt.
Ferner kann die leitende Schicht 50 (vorzugsweise in engem Kontakt) auf der Oberfläche der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A und der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A ausgebildet sein, die neben der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze 41 bzw. 42 angeordnet ist. Bei dieser Konfiguration kann der Anstieg des Widerstands zwischen der nicht beschichteten Region 23A, 24A und der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 aufgrund von Oxidation (Bildung einer Oxidschicht) unterdrückt werden, so dass eine gute elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenanordnung 2 und dem Klemmelement 4 (der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42) erhalten werden kann.
Ferner kann die leitende Schicht 50 (vorzugsweise in engem Kontakt) auf der Oberfläche des Stützabschnitts 35 und der Oberfläche der gegenüber angeordneten Stütze 42 ausgebildet sein, die einander gegenüber liegen. Bei dieser Konfiguration kann der Anstieg des Widerstands zwischen dem Stützabschnitt 35 und der gegenüber angeordneten Stütze 42 aufgrund von Oxidation (Bildung einer Oxidschicht) unterdrückt werden, so dass eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Stromkollektor 3 und dem Klemmelement 4 erhalten werden kann.
In der Energiespeichervorrichtung 1 ist es ausreichend, dass die leitende Schicht 50 mit der nicht oxidierenden Eigenschaft oder der schlecht oxidierbaren Eigenschaft an den Positionen ausgebildet ist, die zumindest den ersten Passstücken 44 und den zweiten Passstücken 45 entsprechen, wie oben beschrieben (in einem Beispiel des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels Regionen, die einander in der Y-Achsenrichtung überlappen). Im Hinblick auf die Unterdrückung des Anstiegs des Widerstands (Anstieg des Widerstands aufgrund von Oxidation) zwischen den Elementen durch eine Metallfläche durch Verhindern der Oxidation der Metallfläche (Bildung einer Oxidschicht) bezüglich einer Metallfläche der positiven Elektrode 23, einer Metallfläche der negativen Elektrode 24, einer Metallfläche des Stützabschnitts 35 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A oder der gegenüber angeordneten Stütze 42, und einer Metallfläche der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A, wird die leitende Schicht 50 vorzugsweise jedoch auf der gesamten Fläche der einzelnen Flächen ausgebildet, die der Luft ausgesetzt sind, sofern die leitende Schicht 50 darauf ausgebildet ist.
Die leitende Schicht 232, 242 kann an nur einer Fläche oder beiden Flächen der Metallfolie 231, 241 ausgebildet sein. Vorzugsweise wird die leitende Schicht 232, 242 auf beiden Flächen der Metallfolie 231, 241 ausgebildet. Bei dieser Konfiguration kann die Oxidation auf beiden Flächen der Metallfolie 231, 241 verhindert werden, so dass in dem Vorsprungsabschnitt 26 ein guter leitender Zustand zwischen den nicht beschichteten Regionen 23A, die in der Y-Achsenrichtung aneinander angrenzend gestapelt sind, und ein guter leitender Zustand zwischen den nicht beschichteten Regionen 24A, die in der Y-Achsenrichtung aneinander angrenzend gestapelt sind, zuverlässig erhalten werden kann.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben erwähnten Ausführungsbeispiels ist die leitende Schicht 232, 242 zwischen der Metallfolie 231, 241 angeordnet, und die aktive Materialschicht 233, 243 ist durchgängig über dem Vorsprungsabschnitt 26 ausgebildet. Das heißt, die erste leitende Schicht 232A, 242A und die zweite leitende Schicht 232B, 242B sind durchgängig (integral) miteinander ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die erste leitende Schicht 232A, 242A und die zweite leitende Schicht 232B, 242B können auch als separate Teile ausgebildet werden, das heißt, zwischen der ersten leitenden Schicht 232A, 242A und der zweiten leitenden Schicht 232B, 242B kann ein Spalt ausgebildet sein, oder es kann ein anderes Element zwischen der ersten leitenden Schicht 232A, 242A und der zweiten leitenden Schicht 232B, 242B angeordnet werden.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben genannten Ausführungsbeispiels ist die gegenüber angeordnete Stütze 41 als Teil des Klemmelements 4 ausgebildet (die gegenüber angeordnete Stütze 41 ist mit der gegenüber angeordneten Stütze 42 durch den Verbindungsabschnitt 43 verbunden). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Wie zum Beispiel in 18 dargestellt, kann die gegenüber angeordnete Stütze 41 als ein einzelnes Element ausgebildet sein. In diesem Fall klemmen die gegenüber angeordnete Stütze 41 und der Stützabschnitt 35 des Stromkollektors 3 den Vorsprungsabschnitt 26 direkt fest, ohne dass eine Stütze entsprechend der gegenüber angeordneten Stütze 42 in diesem Ausführungsbeispiel dazwischen angeordnet ist. Ferner muss die gegenüber angeordnete Stütze 41 nicht als Teil des Klemmelements 4 oder als eine einzelne gegenüber angeordnete Stütze ausgebildet sein, sondern kann auch integral mit dem Stromkollektor 3 (Stützabschnitt 35) ausgebildet sein. Zur einfacheren Erklärung ist in 18 eine Konfiguration dargestellt, in der die positive Elektrode 23 in sechs Schichten gestapelt ist. Allerdings ist die positive Elektrode 23 in einer tatsächlichen Energiespeichervorrichtung in einer großen Anzahl von Schichten gestapelt.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des zuvor genannten Ausführungsbeispiels ist die erste leitende Schicht 232A, 242A auf der Metallfolie 231, 241 sowohl in der positiven Elektrode 23 als auch der negativen Elektrode 24 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Es kann eine Konfiguration umgesetzt werden, in der die erste leitende Schicht 232A, 242A auf der Metallfolie 231, 241 in einer aus der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 ausgebildet ist. Da Aluminium leicht oxidiert, wird in diesem Fall die erste leitende Schicht 232A vorzugsweise auf der Metallfolie (Aluminiumfolie) 231 zumindest in der positiven Elektrode 23 aus der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 ausgebildet.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben erwähnten Ausführungsbeispiels ist die leitende Schicht (die erste leitende Schicht 232A, 242A) mit der nicht oxidierenden Eigenschaft oder der schlecht oxidierbaren Eigenschaft auf der positiven Elektrode 23 und der negativen Elektrode 24 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So kann die leitende Schicht beispielsweise nur auf den Stützabschnitten 35 des Stromkollektors 3 oder nur auf den gegenüber angeordneten Stützen 41 oder 42 der Klemmelemente 4 ausgebildet sein. Das heißt, es ist ausreichend, dass zumindest eines aus der nicht beschichteten Region 23A, 24A, den Stützabschnitten 35 und den gegenüber angeordneten Stützen 41 die leitende Schicht aufweist, welche die nicht oxidierende Eigenschaft oder schlecht oxidierbare Eigenschaft besitzt und mindestens eines aus der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber dem Stützabschnitt 35 und der Fläche der nicht beschichteten Region 23A, 24A gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze 41, der Fläche des Stützabschnitts 35 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A, oder der Fläche der gegenüber angeordneten Stütze 41, 42 gegenüber der nicht beschichteten Region 23A, 24A bedeckt.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben genannten Ausführungsbeispiels wird die leitende Schicht 232, 242 gebildet durch Aufbringen eines Materials, das durch Dispergieren von Polyvinylidenfluorid und Kohlenschwarz in einem Lösungsmittel erhalten wird, auf die Metallfolie 231, 241 durch Beschichtung und durch anschließendes Trocknen dieses Materials. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die leitende Schicht 232, 242 kann auch durch Ankleben eines plattenförmigen leitenden Materials ausgebildet werden, wenn eine Haftschicht auf einem Abschnitt auf einer Fläche davon auf der Metallfolie 231, 241 ausgebildet wird. Ferner kann die leitende Schicht 232, 242 gebildet werden, indem ein leitendes Material zwischen den gegenüberliegenden Metallfolien 231, 241 angeordnet wird. Darüber hinaus ist vorzugsweise ein leitendes Material in der leitenden Schicht 232, 242 in Form von Partikeln enthalten. Wenn das leitende Material in Form von Partikeln vorgesehen ist, wird das leitende Material beim Einführen des leitenden Materials zwischen die Metallfolien 231, 241 verschoben, so dass es einen Spalt zwischen den Metallfolien 231, 241 füllt, wodurch die Oxidation eines Abschnitts unterdrückt werden kann, auf dem die leitende Schicht ausgebildet ist.
In der Energiespeichervorrichtung 1 des oben genannten Ausführungsbeispiels besteht das erste Passstück 44, das an dem Stützabschnitt 35 ausgebildet ist, aus einem Vorsprungsabschnitt, und das zweite Passstück 45, das an der gegenüber angeordneten Stütze 41 ausgebildet ist, besteht aus einem Aussparungsabschnitt, in den das erste Passstück 44 eingesetzt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So kann das zweite Passstück 45 als ein Vorsprungsabschnitt ausgebildet sein und das erste Passstück 44 kann als Aussparungsabschnitt ausgebildet sein, in den das zweite Passstück 45 eingesetzt wird.
Das erste Passstück 44 und das zweite Passstück 45 des oben genannten Ausführungsbeispiels werden gleichzeitig durch Clinchen (durch Festklemmen des ersten Passstücks 44 und des zweiten Passstücks 45 zwischen der männlichen Form 80 und der weiblichen Form 81) ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So können das erste Passstück 44 und das zweite Passstück 45 zusammengefügt werden, nachdem das erste Passstück 44 das zweite Passstück 45 separat ausgebildet wurden.
In Energiespeichervorrichtung 1 des oben genannten Ausführungsbeispiels sind das erste Passstück 44 und das zweite Passstück 45 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Der Stützabschnitt 35 oder die gegenüber angeordnete Stütze 41 und die Metallfolie 231, 241 können elektrisch miteinander verbunden werden, indem diese Elemente mechanisch in Kontakt miteinander in einem Zustand gebracht werden, in dem der Stützabschnitt 35 und die gegenüber angeordnete Stütze 41 die Metallfolie 231, 241 umschließen. Auch in diesem Fall kann die Oxidation eines Abschnitts unterdrückt werden, in dem die leitende Schicht ausgebildet ist. Als Verfahren, um diese Elemente mechanisch in Druckkontakt miteinander zu bringen, wird beispielsweise ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem die Metallfolie 231, 241 durch das Klemmelement festgeklemmt wird, das elastisch ist. Ebenfalls wird ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem das Gehäuse 6 mittels eines Abstandshalters mit der Metallfolie 231, 241 indirekt in Druckkontakt gebracht wird, der einen Spalt zwischen dem Gehäuse 6 und der Elektrodenanordnung 2 füllt.
Die Beschreibung des oben genannten Ausführungsbeispiels ist bezüglich eines Falles erfolgt, in dem die Energiespeichervorrichtung als aufladbare und entladbare Sekundärbatterie mit nicht wässrigem Elektrolyt verwendet wird (beispielsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie). Allerdings können Art und Größe (Kapazität) der Energiespeichervorrichtung beliebig festgelegt werden. Ferner ist in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel die Beschreibung als ein Beispiel der Energiespeichervorrichtung bezüglich der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie erfolgt. Allerdings ist die Energiespeichervorrichtung nicht auf die Lithium-Ion-Sekundärbatterie beschränkt. So ist die vorliegende Erfindung beispielsweise auch für verschiedene Sekundärbatterien, Primärbatterien und andere Energiespeichervorrichtungen für Kondensatoren wie beispielsweise elektrische Doppelschichtkondensatoren einsetzbar.
Die Energiespeichervorrichtung (beispielsweise eine Batterie) kann für die Energiespeichereinrichtung 11 (wenn eine Energiespeichervorrichtung eine Batterie ist, ein Batteriemodul) verwendet werden, wie in 19 dargestellt. Die Energiespeichereinrichtung 11 beinhaltet mindestens zwei Energiespeichervorrichtungen 1 und Sammelschienenelemente 12, welche die zwei (verschiedenen) Energiespeichervorrichtungen 1 elektrisch miteinander verbinden. In diesem Fall reicht es aus, dass eine Technik der vorliegenden Erfindung auf zumindest eine Energiespeichervorrichtung 1 angewendet wird.
[Beispiel 1]
Zur Bestätigung der vorteilhaften Effekte, die mit der Energiespeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden können, wurde eine Änderung des Gleichstromwiderstands unter Verwendung einer ersten Energiespeichervorrichtung überprüft, die eine leitende Schicht aufweist, und einer zweiten Energiespeichervorrichtung, die keine leitende Schicht aufweist.
In der ersten Energiespeichervorrichtung (genauer gesagt einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie) wurde eine leitende Schicht 50 auf allen Flächen aus einer Vielzahl von nicht beschichteten Regionen 23A ausgebildet, die an einem positiven Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 aufeinander gestapelt wurden, und eine leitende Schicht 50 wurde auf allen Flächen aus einer Vielzahl von nicht beschichteten Regionen 24A ausgebildet, die an einem negativen Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262 aufeinander gestapelt wurden. Die leitende Schicht 50 wurde gebildet durch Aufbringen eines Materials, das durch Dispergieren von Polyvinylidenfluorid und Kohlenschwarz als Bindemittel in einem Lösungsmittel erhalten wurde, auf die Metallfolie 231, 241 durch Beschichtung und durch anschließendes Trocknen dieses Materials. Der positive Elektroden-Vorsprungsabschnitt 261 und ein Stromkollektor 3, und der negative Elektroden-Vorsprungsabschnitt 262 und der Stromkollektor 3 wurden jeweils durch TOX (eingetragenes Warenzeichen) miteinander verbunden, wobei es sich um eine Art von Clinchen handelt.
Bezüglich der ersten Energiespeichervorrichtung wurde ein Gleichstromwiderstand Rp zwischen einer externen Anschlussklemme 7 an einer positiven Elektrode und der nicht beschichteten Region 23A, die an dem äußersten Rand an der positiven Elektrode positioniert war, und ein Gleichstromwiderstand Rn zwischen einer externen Anschlussklemme 7 an einer negativen Elektrode und der nicht beschichteten Region 24A, die am äußersten Rand der negativen Elektrode positioniert war, gemessen. Ferner wurde ein anfänglicher Gleichstromwiderstand A der ersten Batterie basierend auf der Summe der gemessenen Werte Rp und Rn berechnet.
Anschließend wurden der Gleichstromwiderstand Rp und der Gleichstromwiderstand Rn der ersten Energiespeichervorrichtung gemessen, nachdem die erste Energiespeichervorrichtung für einen Monat bei einer Temperatur von 45°C gelagert worden war, und ein Gleichstromwiderstand A' der ersten Energiespeichervorrichtung wurde, nachdem die erste Energiespeichervorrichtung für einen Monat gelagert worden war, basierend auf der Summe aus Rp und Rn berechnet.
Die zweite Energiespeichervorrichtung ist im Wesentlichen gleich der ersten Energiespeichervorrichtung, mit der Ausnahme, dass die Konfiguration der zweiten Energiespeichervorrichtung die leitende Schicht 50 nicht enthält. Die Gleichstromwiderstände Rp, Rn wurden auch hinsichtlich der zweiten Energiespeichervorrichtung auf die im Wesentlichen gleiche Weise wie bei der ersten Energiespeichervorrichtung gemessen, und ein anfänglicher Gleichstromwiderstand B und ein Gleichstromwiderstand B' wurden jeweils nach dem Lagern der zweiten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Summe der Gleichstromwiderstände Rp, Rn berechnet.

Die Ergebnisse der wie beschrieben berechneten Gleichstromwiderstände sind in Tabelle 1 wiedergegeben. In Tabelle 1 sind die Werte der jeweiligen Gleichstromwiderstände relative Werte unter der Annahme eines anfänglichen Gleichstromwiderstandes A der ersten Batterie von 100. [Tabelle 1]

	anfänglicher Gleichstromwiderstand	Gleichstromwiderstand nach Lagerung der Energiespeichervorrichtung
erste Energiespeichervorrichtung	A = 100	A' = 100
zweite Energiespeichervorrichtung	B = 105	B' = 130

Aus den Ergebnissen in Tabelle 1 geht hervor, dass der Zuwachs des Gleichstromwiderstands nach der Lagerung einer Energiespeichervorrichtung in der ersten Energiespeichervorrichtung, die eine leitende Schicht aufweist im Gegensatz zur zweiten Energiespeichervorrichtung unterdrückt werden kann, welche keine leitende Schicht enthält. Es wird geschätzt, dass die erste Energiespeichervorrichtung die leitende Schicht aufweist und daher eine elektrische Verbindung in einem Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenanordnung und dem Stromkollektor in einen guten Zustand gebracht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4374870 [0002]

Claims

Energiespeichervorrichtung, umfassend: eine Elektrodenanordnung mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, die übereinander gestapelt sind, wobei die positive Elektrode und die negative Elektrode jeweils eine nicht beschichtete Region mit einer Metallfolie aufweisen; Stromkollektoren, die jeweils einen Stützabschnitt aufweisen, der die nicht beschichtete Region überlappt; und gegenüber angeordnete Stützen, die jeweils dazu konfiguriert sind, die nicht beschichtete Region in Zusammenwirkung mit dem Stützabschnitt festzuklemmen, wobei mindestens eines aus der nicht beschichteten Region, dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze eine leitende Schicht mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft aufweist, die leitende Schicht zumindest eine Fläche aus einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt, einer Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze, einer Fläche des Stützabschnitts gegenüber der nicht beschichteten Region und einer Fläche der gegenüber angeordneten Stütze gegenüber der nicht beschichteten Region abdeckt.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stützabschnitt ein erstes Passstück aufweist, das aus einem Vorsprungsabschnitt oder einem Aussparungsabschnitt besteht, die gegenüber angeordnete Stütze ein zweites Passstück aufweist, das aus dem anderen aus dem Vorsprungsabschnitt oder dem Aussparungsabschnitt besteht, wobei das zweite Passstück mit dem ersten Passstück durch einen konkav-konvexen Passungseingriff in einem Zustand in Eingriff steht, in dem die nicht beschichtete Region zwischen dem ersten Passstück und dem zweiten Passstück festgeklemmt ist, und die leitende Schicht an einer Position entsprechend mindestens dem ersten Passstück und dem zweiten Passstück angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Vorsprungsabschnitt und der Aussparungsabschnitt, die das erste Passstück und das zweite Passstück bilden, durch Formen unter Verwendung einer männlichen Form und einer weiblichen Form gebildet werden, der Vorsprungsabschnitt an einem aus dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze ausgebildet wird, je nachdem, welches die größere Dicke aufweist, und der Aussparungsabschnitt an dem anderen aus dem Stützabschnitt und der gegenüber angeordneten Stütze ausgebildet wird, je nachdem, was die geringere Dicke aufweist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die nicht beschichtete Region von einer aus der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode gestapelt wird, und die leitende Schicht auf den entsprechenden Flächen der nicht beschichteten Regionen ausgebildet wird, die einander in dem gestapelten Zustand gegenüberliegen.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die leitende Schicht ein kohlenstoffhaltiges Material enthält.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eine aus der positiven Elektrode und der negativen Elektrode die nicht beschichtete Region und eine beschichtete Region aufweist, die neben der nicht beschichteten Region ausgebildet ist, die nicht beschichtete Region eine erste leitende Schicht aufweist, welche die leitende Schicht bildet, die beschichtete Region aufweist: eine zweite Metallfolie, die durchgängig mit einer ersten Metallfolie ausgebildet ist, bei welcher es sich um eine Metallfolie der nicht beschichteten Region handelt; eine zweite leitende Schicht mit nicht oxidierender Eigenschaft oder schlecht oxidierbarer Eigenschaft, wobei die zweite leitende Schicht auf der zweiten Metallfolie in engem Kontaktzustand gestapelt ist; und eine aktive Materialschicht, die auf der zweiten leitenden Schicht gestapelt ist, so dass die zweite leitende Schicht zwischen der aktiven Materialschicht und der zweiten Metallfolie angeordnet ist, und die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht durchgängig miteinander ausgebildet sind.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die leitende Schicht mindestens eine Fläche aus der Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber dem Stützabschnitt und der Fläche der nicht beschichteten Region gegenüber der gegenüber angeordneten Stütze vollständig bedeckt.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, wobei die positive Elektrode und die negative Elektrode jeweils beinhalten: die Metallfolie; und eine aktive Materialschicht, die auf der Metallfolie in Regionen der Metallfolie mit Ausnahme der nicht beschichteten Region gestapelt ist, und wobei die leitende Schicht die gesamte Fläche der Metallfolie gegenüber der aktiven Materialschicht zwischen der Metallfolie und der aktiven Materialschicht bedeckt.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die positive Elektrode und die negative Elektrode in einem gestapelten Zustand in der Elektrodenanordnung gewickelt sind, und die nicht beschichtete Region an einem Endabschnitt der Elektrodenanordnung in der Richtung des Wicklungszentrums angeordnet ist.