JP2013222504A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内において電極体が移動することを抑制できる蓄電装置を提供すること。
【解決手段】正電極シート２１及び負電極シート３１の間にシート状のセパレータ１９を挟んだ状態で層状構造をなす電極体１８と、電極体１８を収容するケース１１とを備え、正極未塗工部２４ａと正極端子１５とが正極集電端子４１によって電気的に接続され、負極未塗工部と負極端子とが負極集電端子によって電気的に接続される二次電池１０であって、袋状に形成されて電極体１８を収容する、絶縁性を有する樹脂材料から形成された絶縁袋４０を備え、絶縁袋４０とケース１１（本体部材１２）の内壁面１２ｂとは熱溶着されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

従来から、蓄電装置の一種である二次電池としては、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などがよく知られている。例えば、リチウムイオン二次電池は、金属シートの表面に活物質を塗布した電極シートを、間にセパレータを挟んだ状態で積層、或いは捲回して電極体を形成し、当該電極体をケースに収容した構成とされている（例えば特許文献１）。

特許文献１では、絶縁性を有する樹脂材料からなる袋状フィルムに電極体を収容するとともに、袋状フィルムによって覆われた電極体をケースに収容し、電極体とケースとが接触することを抑制している。

特開２０１０−２８７４５６号公報

ところで、上述のような蓄電装置は、車両に搭載されるなどして、繰り返し振動が付与される環境下で使用される場合が多い。このような振動が蓄電装置に加わった場合には、ケース内において電極体が移動（揺動）することにより、電極体を構成する各電極シートにおいて活物質が塗布されていない未塗工部（所謂、電極リード部）と、外部端子に接続される集電部材との接続部分に負荷が付与されてしまう虞がある。

この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ケース内において電極体が移動することを抑制できる蓄電装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属シートの少なくとも一方の面に活物質を塗布した正極用の電極シート及び負極用の電極シートの間にシート状のセパレータを挟んだ状態で層状構造をなす電極体と、前記電極体を収容するケースとを備え、前記正極用の電極シート及び前記負極用の電極シートにおいて前記活物質が塗布されていない未塗工部と前記ケースに設けられる外部端子とが集電部材によって電気的に接続される蓄電装置であって、袋状に形成されて前記電極体を収容する、又はシート状に形成されて前記電極体に固定されている、絶縁性を有する樹脂材料から形成された絶縁部材を備え、前記絶縁部材と、前記ケースの内壁面とは熱溶着されていることを要旨とする。

これによれば、絶縁部材は、袋状に形成されて電極体を収容する、又はシート状に形成されて電極体に固定されていることから、絶縁部材に対して電極体が移動してしまうことが抑制される。そして、絶縁部材と、ケースの内壁面とは熱溶着されている。このため、蓄電装置に加わる振動によって、ケース内において電極体が移動することを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蓄電装置において、前記電極体の最も外側に配置された電極シートは、前記負極用の電極シートであり、前記負極用の電極シートにおける金属シートに塗布された活物質は、炭素系活物質の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料を含み、且つリチウムイオンを脱挿入可能な物質からなることを要旨とする。

これによれば、ケースの外側から加熱して熱溶着する場合に、熱が負極用の電極シートと正極用の電極シートの間に挟まれているセパレータに伝達されることを抑制できる。したがって、熱溶着時にセパレータが溶融することを抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の蓄電装置において、前記負極用の電極シートの活物質は二酸化珪素を含むことを要旨とする。
これによれば、負極用の電極シートの活物質は二酸化珪素を含むことから、ケースの外側から加熱して熱溶着する場合に、熱が負極用の電極シートを介してセパレータに伝達されることを活物質によって好適に抑制できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記電極体の外面は平面部を有するとともに、前記平面部の位置において前記絶縁部材と前記ケースの内壁面とが熱溶着されていることを要旨とする。これによれば、平面部の位置において絶縁部材とケースの内壁面とが熱溶着されていることから、ケースと絶縁部材とをより確実に固定できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記電極体の外面は平面部を有するとともに、前記絶縁部材は、前記平面部の周縁部に沿って前記ケースの内壁面と熱溶着されていることを要旨とする。

これによれば、絶縁部材が電極体における平面部の周縁部に沿ってケースの内壁面と熱溶着されていることから、仮に熱溶着する場合に加えられる熱がセパレータに伝達される場合であっても、例えば電極体の平面部における中央で熱溶着する場合と比較して、セパレータに熱が伝達される範囲を小さく抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記電極体は、複数の前記正極用の電極シート、複数の前記負極用の電極シート及び複数の前記セパレータを積層してなることを要旨とする。これによれば、正極用及び負極用の各電極シートとセパレータとを積層することにより、電極体を簡便に形成することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記正極用の電極シートに形成された前記未塗工部、及び前記負極用の電極シートに形成された前記未塗工部は、前記電極体における同一縁部側に配置されていることを要旨とする。

これによれば、正極用及び負極用の電極シートにそれぞれ形成された未塗工部は、電極体における同一縁部側に配置されていることから、各未塗工部を電極体における異なる縁部側に配置する場合と比較してケース内におけるデッドスペースを削減し、蓄電装置としてのエネルギ密度を向上させることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記絶縁部材は、袋状に形成されて前記電極体を収容することを要旨とする。
これによれば、絶縁部材は、袋状に形成されて電極体を収容することから、例えばシート状の絶縁フィルムを電極体に固定する構成と比較して、絶縁部材と電極体とが相対的に移動することを簡便に、且つ好適に抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電装置において、蓄電装置は二次電池であることを要旨とする。
これによれば、二次電池である蓄電装置として、ケース内における電極体の移動を抑制できることから、走行時などに発生する振動によって、各電極シートにおける未塗工部と集電部材との接続部分に負荷が加わることを抑制できる。

本発明によれば、ケース内において電極体が移動することを抑制できる。

二次電池を模式的に示す斜視図。 分解した電極体を模式的に示す斜視図。 図１に示す二次電池のＡ−Ａ線断面図。 図１に示す二次電池のＢ−Ｂ線断面図。 別の実施形態における分解した電極体を模式的に示す斜視図。 別の実施形態における二次電池を模式的に示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、車両（例えば産業車両や乗用車両）に搭載される蓄電装置としてのリチウムイオン二次電池（以下単に「二次電池」と示す）１０は、全体として扁平な略直方体状をなすケース１１を備えている。ケース１１は、有底筒状（本実施形態では四角筒状）に形成された本体部材１２、及び本体部材１２の開口部１２ａを密閉するように、本体部材１２に組み付けられる平板状（本実施形態では矩形平板状）をなす蓋部材１３から形成されている。

本体部材１２、及び蓋部材１３は、何れも金属（例えばステンレスやアルミニウムなど）から形成されている。以下の説明では、矢印Ｙ１に示すケース１１の長手方向を左右方向と示し、矢印Ｙ２に示すケース１１の高さ方向を上下方向と示し、矢印Ｙ３に示すケース１１の短手方向を前後方向と示す。

蓋部材１３の外面（上面）には、円柱状（略円柱状）をなす外部端子としての正極端子１５、及び外部端子としての負極端子１６が突出形成されている。本実施形態の二次電池１０は、正極端子１５及び負極端子１６を介して充電、及び放電が行われる。なお、正極端子１５及び負極端子１６は、ケース１１（本体部材１２及び蓋部材１３）と絶縁された状態とされている。

また、ケース１１（本体部材１２）には、全体として左右方向に扁平な直方体状（略直方体状）をなす電極体１８が収容（収納）されている。この電極体１８では、正極用の電極シートとしての正電極シート２１、及び負極用の電極シートとしての負電極シート３１が、間にセパレータ１９を挟んだ状態で層状構造をなしている。

図２に示すように、正電極シート２１は、矩形のシート状をなす金属シート（金属薄板）としての正極金属箔２２を備えている。また、負電極シート３１は、矩形のシート状をなす金属シート（金属薄板）としての負極金属箔３２を備えている。本実施形態において、正極金属箔２２は、例えばアルミニウムからなる一方で、負極金属箔３２は、例えば銅からなる。

正極金属箔２２の両表面（前面及び後面）には、正極金属箔２２の１辺となる上縁部２３から左右方向の全幅にわたって一定幅で設定された正極未塗工部２４ａを除き、その全面に正極活物質（正極活物質を含む活物質合剤）が塗布され、正極活物質層２４が形成されている。本実施形態では、正極活物質層２４が形成された領域が正極塗工部２４ｂとなる。正極活物質としては、例えばＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２などが用いられる。

また、負極金属箔３２の両表面（前面及び後面）には、負極金属箔３２の１辺となる上縁部３３から左右方向の全幅にわたって一定幅で設定された負極未塗工部３４ａを除き、その全面に負極活物質（負極活物質を含む活物質合剤）が塗布され、負極活物質層３４が形成されている。本実施形態では、負極活物質層３４が形成された領域が負極塗工部３４ｂとなる。

ここで、負極活物質としては、炭素（カーボン）系活物質の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料を含み、且つリチウムイオンを脱挿入可能な物質を用いる。本実施形態では、負極活物質として二酸化ケイ素（二酸化珪素）とケイ素（珪素）との複合体（混合物）が用いられている。ここで、二酸化ケイ素の熱伝導率は、１Ｗｍ／Ｋ〜２Ｗｍ／Ｋであり、炭素系活物質の熱伝導率（１１９Ｗｍ／Ｋ〜１６５Ｗｍ／Ｋ）と比較して低い。また、二酸化ケイ素とケイ素との複合体としての熱伝導率は、炭素系活物質の熱伝導率より低い。

また、正電極シート２１の上縁部２３のうち左方部には、四角形（略四角形）をなす正電極リード２５が上方に向かって延出形成されている。本実施形態において正電極リード２５は、正極未塗工部２４ａの一部をなす。また、負電極シート３１の上縁部３３のうち右方部には、四角形（略四角形）をなす負電極リード３５が上方に向かって延出形成されている。本実施形態において負電極リード３５は、負極未塗工部３４ａの一部をなす。

本実施形態において、負極塗工部３４ｂにおける上下方向に沿った長さは、正極塗工部２４ｂにおける上下方向に沿った長さより長く、且つ負極塗工部３４ｂにおける左右方向に沿った長さは、正極塗工部２４ｂにおける左右方向に沿った長さより長い。即ち、負極塗工部３４ｂは、正面視において正極塗工部２４ｂより大きく形成されている。

また、セパレータ１９は、ポリプロピレンからなる多孔質のシート状をなす基材層の両面に、ポリエチレンからなり、前記基材層よりも微細な空孔構造（細孔）を有する多孔質のシート状をなす細孔層を形成した三層構造をなしている。

このセパレータ１９は、細孔層を構成する樹脂材料（ポリエチレン）の融点（例えば１３５℃〜１４０℃）に達すると、当該細孔層が溶融し、空孔構造が崩壊して細孔が塞がれる。これにより、正電極シート２１と負電極シート３１との間における電流（イオンの通過）が遮断される（所謂シャットダウン）。以下の説明では、細孔層の空孔構造が崩壊する温度を単に「遮断温度」と示す。

また、セパレータ１９における左右方向に沿った長さは、正電極シート２１及び負電極シート３１の左右方向に沿った長さより長い。同様に、セパレータ１９における上下方向に沿った長さは、正電極シート２１における下縁部から上縁部２３までの長さ、及び負電極シート３１における下縁部から上縁部３３までの長さよりも長い。

そして、電極体１８は、正電極シート２１及び負電極シート３１の間にセパレータ１９を挟んだ状態で、正電極シート２１及び負電極シート３１を前後方向（厚さ方向）に交互に積層して形成されている。本実施形態では、矢印Ｙ１に示す左右方向、及びＹ２に示す上下方向が正電極シート２１、負電極シート３１、及びセパレータ１９の面方向となり、矢印Ｙ３に示す前後方向が電極体１８（正電極シート２１及び負電極シート３１）における積層方向となる。即ち、正電極シート２１及び負電極シート３１の面方向と直交する方向は、電極体１８における積層方向と一致する。

また、電極体１８を構成する正電極シート２１及び負電極シート３１のうち、電極体１８において積層方向の最も外側（両端側）に配置された電極シートは、何れも負電極シート３１とされている。また、電極体１８では、当該電極体１８を構成する正電極シート２１及び負電極シート３１の積層方向から見た場合に、正電極シート２１における正極塗工部２４ｂが負電極シート３１における負極塗工部３４ｂに含まれている（包含されている）。

そして、図１に示すように、電極体１８における上縁部のうち左方部には、正電極リード２５がセパレータ１９を間に挟まない状態で前記積層方向に層状構造をなす正極集電部２８が形成されている。また、電極体１８における上縁部のうち右方部には、負電極リード３５がセパレータ１９を間に挟まない状態で前記積層方向に層状の構造をなす負極集電部３８が形成されている。このように、本実施形態において、正電極シート２１に形成された正極未塗工部２４ａ（正電極リード２５）、及び負電極シート３１に形成された負極未塗工部３４ａ（負電極リード３５）は、電極体１８における同一縁部側（本実施形態では上縁部側）に配置されている。

そして、図３及び図４に示すように、本実施形態の電極体１８は、当該電極体１８における積層方向と、本体部材１２の開口部１２ａから底部へ向かう方向（側壁部の立設方向となる上下方向）とが直交した状態で本体部材１２に挿入されている。即ち、本実施形態の二次電池１０では、電極体１８における積層方向と本体部材１２に対する電極体１８の挿入方向とが直交している。

また、電極体１８は、絶縁性を有する樹脂材料から形成された絶縁部材としての絶縁袋４０に収容された状態でケース１１（本体部材１２）に収容されている。絶縁袋４０は、例えばポリプロピレンやポリエチレンなどの絶縁性を有する樹脂材料からなる絶縁フィルムを袋状に形成してなる。なお本実施形態の絶縁袋４０は、ポリエチレン製のフィルム（シート）から形成されている。絶縁袋４０は、電極体１８より僅かに大きく形成されており、電極体１８と絶縁袋４０とは、電極体１８が絶縁袋４０に収容されることにより、相互に密着し、相対的に移動不能に固定されている。

このため、絶縁袋４０は、電極体１８における積層方向の端面（前端面１８ａ及び後端面１８ｂ）と、各端面１８ａ，１８ｂと対向する本体部材１２の内壁面１２ｂとの間に介在されている。なお、本実施形態の絶縁袋４０は、袋状に形成されていることから、電極体１８における正極集電部２８及び負極集電部３８の延出方向（本実施形態では上方）を除き、その全体にわたってケース１１（本体部材１２）との間に介在されている。

そして、絶縁袋４０と、電極体１８における積層方向の前端面１８ａと対向する本体部材１２の内壁面１２ｂとは、熱溶着により相互に固定されている。より具体的に説明すると、絶縁袋４０と本体部材１２の内壁面１２ｂとは、電極体１８における積層方向から見た場合に、電極体１８を構成する負電極シート３１の負極塗工部３４ｂと重なる領域の全体（全面）にわたって熱溶着され、固定されている（図３及び図４において墨色で示す領域）。即ち本実施形態では、電極体１８の前端面１８ａが平面部となり、当該前端面１８ａの位置において絶縁袋４０と本体部材１２の内壁面１２ｂとが熱溶着されている。以下の説明では、絶縁袋４０と本体部材１２の内壁面１２ｂが熱溶着された領域を溶着領域４０ａと示す。

そして、図１に示すように、正極集電部２８（正電極リード２５）には、集電部材としての正極集電端子４１の先端（一端）が接合され、電気的に接続されているとともに、正極集電端子４１の基端（他端）は、上述した正極端子１５と電気的に接続されている。また、負極集電部３８（負電極リード３５）には、集電部材としての負極集電端子４２の先端（一端）が接合され、電気的に接続されているとともに、負極集電端子４２の基端（他端）は、上述した負極端子１６と電気的に接続されている。また、ケース１１内には、図示しない電解質（電解液）が充填されている。

次に、本実施形態の二次電池１０の作用について説明する。
本実施形態の絶縁袋４０は、袋状に形成されて電極体１８を収容していることから、絶縁袋４０に対して電極体１８が相対的に移動してしまうことが抑制されている。そして、絶縁袋４０は、電極体１８における積層方向の前端面１８ａと対向する本体部材１２（ケース１１）の内壁面１２ｂと熱溶着されている。このため、二次電池１０に加わる振動によって、ケース１１内において電極体１８が移動（揺動）されることを抑制できる。

このため、ケース１１内において電極体１８が繰り返し移動（揺動）されることによって、正極集電部２８と正極集電端子４１との接続（接合）部分や、負極集電部３８と負極集電端子４２との接続（接合）部分に負荷が集中することを好適に抑制できる。したがって、正電極リード２５や負電極リード３５に微細なクラックが発生し、二次電池１０として電気容量などの性能が低下することを抑制できる。

また、本実施形態では、電極体１８を構成する正電極シート２１及び負電極シート３１のうち、電極体１８において積層方向の最も外側（両端側）に配置された電極シートは、何れも負電極シート３１とされている。そして、負極活物質としては、炭素系活物質よりも熱伝導率が低い二酸化ケイ素を含む複合体（混合物）を用いている。

ここで、図３及び図４に示すように、本実施形態において本体部材１２の内壁面１２ｂと絶縁袋４０とは、支持冶具４５によって二次電池１０を支持した状態において、二次電池１０の前面側から本体部材１２に対して熱溶着冶具４６を押し当てつつ、当該熱溶着冶具４６によって加熱することにより熱溶着される。より詳細に言えば、熱溶着冶具４６から本体部材１２に伝達された熱は、内壁面１２ｂを介して絶縁袋４０に伝達され、これにより絶縁袋４０が溶融して熱溶着が行われる。なお、本実施形態では、熱溶着冶具４６により、絶縁袋４０をなすポリエチレンの融点より高い温度まで加熱する。

しかしながら、絶縁袋４０に伝達された熱が更に電極体１８に伝達され、当該電極体１８の温度がセパレータ１９の遮断温度に達した場合には、電極体１８を構成するセパレータ１９において細孔層が溶融して細孔が塞がれる（所謂シャットダウン）。このような場合には、二次電池１０としての内部抵抗が高くなり、電気容量などの性能の低下を招いてしまう。

これに対して、本実施形態の二次電池１０では、負極活物質として二酸化ケイ素を含む複合体（混合物）を用いた負電極シート３１を電極体１８における積層方向の最も外側に配置している。即ち、図３に示すように、本実施形態では、本体部材１２の外側から、本体部材１２（本体部材１２の壁部）→絶縁袋４０→負電極シート３１（負極活物質層３４→負極金属箔３２→負極活物質層３４）→セパレータ１９→正電極シート２１→セパレータ１９→負電極シート３１・・・の順に各部材が配置されている。このため、本実施形態では、絶縁袋４０に伝達された熱が更に電極体１８（負電極シート３１と正電極シート２１の間に挟まれているセパレータ１９）に伝達されることを抑制し、熱溶着時にセパレータ１９が溶融することを好適に抑制している。

また例えば、絶縁袋４０と内壁面１２ｂとを接着材（接着剤や接着テープ）により接着して固定することも考えられる。しかしながら、本実施形態の二次電池１０では、電極体１８における積層方向と直交する方向（本実施形態では上下方向）に沿って、電極体１８を本体部材１２に挿入させる必要がある。このため、本体部材１２の内壁面１２ｂに接着材を配置した状態において、絶縁袋４０に覆われた電極体１８を本体部材１２に挿入する場合には、接着材と接触して挿入し難くなる。

また、絶縁袋４０と内壁面１２ｂとを接着材で固定する場合には、接着材の厚みが不均一になる可能性がある。このような場合には、複数の二次電池１０を前後方向に積層（並設）してモジュール化した際に、電極体１８に対して均一に荷重を付与し、正電極シート２１と負電極シート３１との間における反応を均一化させることが難しくなる。これに対して、本実施形態では、絶縁袋４０と内壁面１２ｂとを熱溶着によって固定しており、このような問題を好適に解決している。

また、絶縁袋４０と内壁面１２ｂとを接着して固定する場合には、接着材を本体部材１２の内壁面１２ｂに配置したり、接着材を固化（乾燥）させたりする必要がある。これに対して、本実施形態では、熱溶着を行う１の工程によって絶縁袋４０と内壁面１２ｂとを相互に固定することができるため、接着材を用いる場合と比較して、二次電池１０の工程を簡略化するとともに、二次電池１０の製造に要する時間を短縮できる。

したがって、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）絶縁袋４０は、袋状に形成されて電極体１８を収容していることから、絶縁袋４０に対して電極体１８が相対的に移動してしまうことが抑制できる。そして、絶縁袋４０は、電極体１８における積層方向の前端面１８ａと対向する本体部材１２（ケース１１）の内壁面１２ｂと熱溶着されている。このため、二次電池１０に加わる振動によって、ケース１１内において１８が移動（揺動）されることを抑制できる。

（２）本実施形態では、負極活物質として炭素系活物質よりも熱伝導率が低い二酸化ケイ素を含む複合体（混合物）を用いた負電極シート３１を電極体１８における積層方向の最も外側（両端側）に配置している。このため、ケース１１の外側から加熱して熱溶着する場合に、電極体１８の最も外側に配置された負電極シート３１によって、熱が正電極シート２１と負電極シート３１との間に挟まれているセパレータ１９に伝達されることを抑制できる。したがって、熱溶着時にセパレータ１９が溶融することを抑制できる。

（３）負電極シート３１の活物質は二酸化ケイ素を含むことから、ケース１１の外側から加熱して熱溶着する場合に、熱が負電極シート３１を介してセパレータ１９に伝達されることを好適に抑制できる。

（４）前端面１８ａの位置において絶縁袋４０とケース１１（本体部材１２）の内壁面１２ｂとが熱溶着されている。このため、ケース１１と絶縁袋４０とをより確実に固定できる。

（５）電極体１８は、正電極シート２１、負電極シート３１、及びセパレータ１９を積層してなる。したがって、電極体１８を簡便に形成することができる。
（６）正電極シート２１に形成された正極未塗工部２４ａ、及び負電極シート３１に形成された負極未塗工部３４ａは、電極体１８における同一縁部側に配置されている。このため、正極未塗工部２４ａと負極未塗工部３４ａとを異なる縁部側に配置した場合と比較して、ケース１１内におけるデッドスペースを削減し、二次電池１０としてのエネルギ密度を向上させることができる。

（７）また、絶縁袋４０は、電極体１８を収容する袋状に形成されていることから、例えばシート状の絶縁フィルムを電極体１８に貼り付ける構成と比較して、絶縁袋４０と電極体１８とが相対的に移動することを簡便に、且つ確実に抑制できる。

実施形態は上記のように限定されるものではなく、例えば以下のように具体化してもよい。
○ 図５に示すように、電極体１８は、正電極シート２１、負電極シート３１、及びセパレータ１９を帯状（長尺のシート状）に形成するとともに、セパレータ１９を間に挟んだ状態で、正電極シート２１及び負電極シート３１を渦まき状に捲回し、正電極シート２１及び負電極シート３１が層状構造（層状）をなすように形成してもよい。この場合、正電極シート２１の上縁部２３には、正電極シート２１の長さ方向において所定間隔で正電極リード２５を延出形成する一方で、負電極シート３１の上縁部３３には、負電極シート３１の長さ方向において所定間隔で負電極リード３５を延出形成する。そして、正電極シート２１及び負電極シート３１を捲回することにより、電極体１８において上縁部の左側には、正電極リード２５がセパレータ１９を間に挟まない状態で層状構造（層状）をなす正極集電部２８が上方に向かって延出形成される。また、電極体１８において上縁部の右側には、負電極リード３５がセパレータ１９を間に挟まない状態で層状構造（層状）をなす負極集電部３８が形成される。なお、図５では、左右方向及び上下方向に扁平な形状をなす捲回型の電極体１８の例を示したが、捲回軸線の延びる方向（上下方向）に沿って延びる円筒状に形成してもよい。この場合には、本体部材１２を有底円筒状に形成するとよい。

○ 絶縁袋４０に代えて、絶縁性を有する樹脂材料からなる絶縁部材としての絶縁フィルム（絶縁シート）を電極体１８における前端面１８ａ及び後端面１８ｂに固定するとともに、当該絶縁フィルムと本体部材１２の内壁面１２ｂとを熱溶着してもよい。絶縁フィルムと電極体１８とは、接着テープによって固定するとよい。また、絶縁袋４０に代えて、絶縁性を有する樹脂材料からなる絶縁部材としての絶縁層を、電極体１８の最も外側（両端側）に配置された負電極シート３１のうち、電極体１８の外側に配置される負極活物質層３４の表面に形成してもよい。このように、絶縁部材が電極体１８に固定された構成としてもよい。

○ 絶縁袋４０は、電極体１８における積層方向の端面（平面部）となる前端面１８ａの周縁部に沿ってケース１１（本体部材１２）の内壁面１２ｂと熱溶着されていてもよい。例えば、図６に示すように、前端面１８ａの周縁部のうち、上縁部（上辺部）、及び下縁部（下辺部）にそれぞれ沿って設定した溶着領域４０ａで熱溶着してもよく、前端面１８ａの周縁部の全周にわたって設定した溶着領域４０ａで熱溶着してもよい。これによれば、絶縁袋４０は、電極体１８における前端面１８ａの周縁部に沿ってケース１１の内壁面１２ｂと熱溶着されていることから、仮に熱溶着する場合に加えられる熱がセパレータ１９に伝達される場合であっても、例えば電極体１８の前端面１８ａにおける正面視中央部で熱溶着する場合と比較して、セパレータ１９に熱が伝達される範囲を小さく抑えることができる。特に本実施形態の電極体１８では、正面視において正電極シート２１における正極塗工部２４ｂが負電極シート３１における負極塗工部３４ｂに含まれていることから、電極体１８の周縁部においてセパレータ１９が溶融したとしても、その影響を最小限に抑えることができる。

○ 絶縁袋４０と内壁面１２ｂとは、正面視において電極体１８と重なる領域の全体にわたって熱溶着されていてもよく、当該領域のうちの一部において熱溶着されていてもよい。例えば、スポット状に複数箇所で熱溶着されていてもよい。

○ 絶縁袋４０は、電極体１８における前端面１８ａと対向する内壁面１２ｂに加えて、又は代えて後端面１８ｂと対向する本体部材１２の内壁面１２ｂと熱溶着されていてもよい。

○ 本体部材１２は、扁平面（前面又は後面）に開口する四角箱状に形成してもよい。この場合、電極体１８は、当該電極体１８における積層方向と、本体部材１２の開口部から底壁部へ向かう方向とが一致した状態で本体部材１２に挿入（収容）される。このように構成した場合には、絶縁袋４０と蓋部材１３、又は絶縁袋４０と本体部材１２の底壁部を熱溶着してから、蓋部材１３を本体部材１２に組み付けることもできる。

○ 負極活物質としては、一酸化ケイ素（一酸化珪素，ＳｉＯ）、チタン酸リチウム、及びリチウムシリケートを用いることができる。また、負極活物質としては、黒鉛とニ酸化ケイ素などとを混合したものを用いることができる。即ち、負極活物質は、炭素（カーボン）系活物質の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料を含み、且つリチウムイオンを脱挿入可能な物質であればよい。

○ 金属シートとして正極金属箔２２及び負極金属箔３２としたが、二次電池１０における電池容量（電気容量）の低下や電池作製時に影響しない程度の厚みのある薄板状のシートであってもよい。

○ 正電極シート２１は、正極金属箔２２の一面にのみ正極活物質を塗布し、正極活物質層２４を形成してもよい。同様に、負電極シート３１は、負極金属箔３２の一面にのみ負極活物質を塗布し、負極活物質層３４を形成してもよい。

○ 電極体１８は、セパレータ１９を間に挟んだ状態で正電極シート２１及び負電極シート３１を蛇腹状に折り曲げて積層してもよい。
○ 電極体１８を構成する正電極シート２１、及び負電極シート３１の数は適宜変更してもよい。例えば、正電極シート２１、及び負電極シート３１をそれぞれ１つ備えた電極体１８としてもよい。

○ ケース１１の形状は、円柱状や、左右方向に扁平な楕円柱状に形成してもよい。
○ 上記実施形態の二次電池１０を車両（例えば産業車両や乗用車両など）に搭載し、車両に装備された発電機により充電する一方で、二次電池１０から供給する電力によりエアコン用のコンプレッサや、車輪を駆動するための電動モータ、或いはカーナビゲーションシステムなどの電装品を駆動してもよい。これによれば、二次電池１０として、ケース１１内における電極体１８の移動（揺動）を抑制できることから、走行時などに発生する振動によって、正電極シート２１における正極未塗工部２４ａと正極集電端子４１との接続部分に負荷が加わることを抑制できる。負電極シート３１における負極未塗工部３４ａと負極集電端子４２との接続部分についても同様である。したがって、前記接続部分の破損に伴って電気容量などの性能が低下することを好適に抑制し、二次電池１０の交換サイクルが短くなることを抑制できる。

○ 本発明は、ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタとして具体化してもよい。即ち、本発明は充電及び放電可能に形成された蓄電装置に適用することができる。

１０…リチウムイオン二次電池（蓄電装置）、１１…ケース、１２…本体部材、１２ｂ…内壁面、１３…蓋部材、１５…正極端子（外部端子）、１６…負極端子（外部端子）、１８…電極体、１８ａ…前端面（平面部）、１９…セパレータ、２１…正電極シート（電極シート）、２２…正極金属箔（金属シート）、２４…正極活物質層、２４ａ…正極未塗工部、３１…負電極シート（電極シート）、３２…負極金属箔（金属シート）、３４…負極活物質層、３４ａ…負極未塗工部、４０…絶縁袋（絶縁部材）、４１…正極集電端子（集電部材）、４２…負極集電端子（集電端子）。

Claims (9)

1. 金属シートの少なくとも一方の面に活物質を塗布した正極用の電極シート及び負極用の電極シートの間にシート状のセパレータを挟んだ状態で層状構造をなす電極体と、前記電極体を収容するケースとを備え、前記正極用の電極シート及び前記負極用の電極シートにおいて前記活物質が塗布されていない未塗工部と前記ケースに設けられる外部端子とが集電部材によって電気的に接続される蓄電装置であって、
   袋状に形成されて前記電極体を収容する、又はシート状に形成されて前記電極体に固定されている、絶縁性を有する樹脂材料から形成された絶縁部材を備え、
   前記絶縁部材と、前記ケースの内壁面とは熱溶着されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記電極体の最も外側に配置された電極シートは、前記負極用の電極シートであり、
   前記負極用の電極シートにおける金属シートに塗布された活物質は、炭素系活物質の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料を含み、且つリチウムイオンを脱挿入可能な物質からなることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記負極用の電極シートの活物質は二酸化珪素を含むことを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記電極体の外面は平面部を有するとともに、前記平面部の位置において前記絶縁部材と前記ケースの内壁面とが熱溶着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記電極体の外面は平面部を有するとともに、前記絶縁部材は、前記平面部の周縁部に沿って前記ケースの内壁面と熱溶着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記電極体は、複数の前記正極用の電極シート、複数の前記負極用の電極シート及び複数の前記セパレータを積層してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
7. 前記正極用の電極シートに形成された前記未塗工部、及び前記負極用の電極シートに形成された前記未塗工部は、前記電極体における同一縁部側に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. 前記絶縁部材は、袋状に形成されて前記電極体を収容することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
9. 蓄電装置は二次電池であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電装置。