JP2014035998A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】第1電極と該第1電極とは極性が異なる第2電極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上できる蓄電装置を提供すること。
【解決手段】負極シート19は、正極シート18と重なる負極平面部19cと、屈曲部19bを含み負極平面部19cの負極境界部E1から延出する負極折返し部19dとが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、正極シート18は、負極平面部19c間にそれぞれ介在され負極シート19と重なる正極平面部18cと、屈曲部18bを含み正極平面部18cの正極境界部E2から延出する正極折返し部18dとが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、複数の負極折返し部19dには、負極集電タブ28が設けられており、複数の正極折返し部18dには、正極集電タブ24が設けられている。
【選択図】図2
【解決手段】負極シート19は、正極シート18と重なる負極平面部19cと、屈曲部19bを含み負極平面部19cの負極境界部E1から延出する負極折返し部19dとが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、正極シート18は、負極平面部19c間にそれぞれ介在され負極シート19と重なる正極平面部18cと、屈曲部18bを含み正極平面部18cの正極境界部E2から延出する正極折返し部18dとが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、複数の負極折返し部19dには、負極集電タブ28が設けられており、複数の正極折返し部18dには、正極集電タブ24が設けられている。
【選択図】図2
Description
本発明は、蓄電装置に関する。
従来から、EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug-in Hybrid Vehicle)などの車両に搭載される蓄電装置としては、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。そして、これらの二次電池の中には、帯状の正極、及び帯状の負極をつづら折り状に折り畳んで電極組立体を形成したものもある(例えば特許文献1,2)。特許文献1,2では、正極及び負極を折り畳んで電極組立体を形成することから、例えば矩形シート状(枚葉)の正極及び負極を積層する場合と比較して製造工程を簡略化し、電極組立体を容易に製造することができる。
しかしながら、特許文献1では、各電極において、積層方向における電極組立体の最外層に配置される部分にのみ集電タブを形成するとともに、該集電タブと、ケースに形成された電極端子とを電気的に接続している。このため、各電極では、集電タブから離間した部分からの集電効率が低下し、これに伴って二次電池の出力密度が小さくなる虞がある。また、特許文献2には、集電タブ(リード)をどのように設けるかについて、具体的な開示がなされておらず、正極と負極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上させることが期待されている。
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、第1電極と該第1電極とは極性が異なる第2電極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上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、帯状の第1電極と前記第1電極とは極性が異なる帯状の第2電極とが間にセパレータを介在させた状態で層状に重なる電極組立体と、前記電極組立体を収容するとともに第1電極端子、及び第2電極端子が固定されたケースを有する蓄電装置であって、前記第1電極は、前記第2電極と重なる第1平面部と、第1屈曲部を含み前記第1平面部の第1縁部から延出する第1折返し部とが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、前記第2電極は、前記第1平面部間にそれぞれ介在されて前記第1電極と重なる第2平面部と、第2屈曲部を含み前記第2平面部において前記第1縁部と直交する第2縁部から延出する第2折返し部とが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、複数の前記第1折返し部には、前記第1電極の前記第1縁部と直交する方向に沿って延びる第3縁部から突出し、前記第1電極端子と電気的に接続される第1集電タブが設けられており、複数の前記第2折返し部には、前記第2電極の前記第2縁部と直交する方向に沿って延びる第4縁部から突出し、前記第2電極端子と電気的に接続される第2集電タブが設けられていることを要旨とする。
これによれば、第1電極における複数の第1折返し部には、第1平面部の第1縁部と直交する方向に沿って延びる第3縁部から突出し、第1電極端子と電気的に接続される第1集電タブが設けられており、第2電極における複数の第2折返し部には、第2平面部の第2縁部と直交する方向に沿って延びる第4縁部から突出し、第2電極端子と電気的に接続される第2集電タブが設けられている。即ち、第1,第2電極には、電極組立体の積層方向における中間部分にて複数の集電タブがそれぞれ設けられている。このため、第1,第2電極において、電極組立体における積層方向の最外層に配置される部分にのみ集電タブを形成する従来の構成と比較して、集電タブと、電極各部との離間距離を小さくできる。したがって、第1電極と該第1電極とは極性が異なる第2電極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上できる。
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、前記第2集電タブは、前記第1集電タブが設けられる第3縁部側の前記第2折返し部かつ、前記第1集電タブが設けられる第1折返し部とは反対側の前記第4縁部に設けられることを要旨とする。
これによれば、第2集電タブは、第1集電タブが設けられる第3縁部側の第2折返し部に設けられることから、第1集電タブと第2集電タブとを、電極組立体の一方側に形成できる。したがって、第1集電タブと第1電極端子との接続構造、及び第2集電タブと第2電極端子との接続構造を簡略化しやすくできる。
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、前記第1集電タブは、前記第3縁部に直交する方向に突出するとともに、前記第3縁部に直交する方向に沿った前記第1集電タブの長さは、前記第2集電タブが設けられる第2折返し部の前記第3縁部に直交する方向に沿った長さ以下であることを要旨とする。
これによれば、第1集電タブが第2折返し部の第2屈曲部より第3縁部と直交する方向に突出しないことから、第1電極の縁部と第2電極の縁部とで形成される電極組立体の凹部に第1集電タブを収容してデッドスペースを削減し、蓄電装置のエネルギ密度を向上できる。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の蓄電装置において、前記第2集電タブは、前記第1集電タブが設けられる第3縁部とは反対側の前記第2折返し部かつ、前記第1集電タブが設けられる第1折返し部とは反対側の前記第4縁部に設けられることを要旨とする。
これによれば、第1集電タブと第2集電タブとが電極組立体において対角線上に配置されることから、第1電極と第2電極との間における反応を均一化し、蓄電装置としての出力密度をさらに向上できる。
請求項5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、前記第1集電タブは、全ての前記第1折返し部に設けられており、前記第2集電タブは、全ての前記第2折返し部に設けられていることを要旨とする。これによれば、各集電タブと、電極各部との離間距離をさらに小さくし、より集電効率を向上できる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電装置において、前記第1折返し部は、前記第1屈曲部と前記第1平面部との間に第3平面部を有し、前記第1集電タブは前記第3平面部に設けられており、前記第2折返し部は、前記第2屈曲部と前記第2平面部との間に第4平面部を有し、前記第2集電タブは前記第4平面部に設けられていることを要旨とする。
これによれば、第1集電タブが第3平面部に設けられ、第2集電タブが第4平面部に設けられている。したがって、屈曲部に各集電タブを設ける構成と比較して、容易に複数の集電タブを寄せ集め、電極端子に接続できる。
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、二次電池として、第1電極と該第1電極とは極性が異なる第2電極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上できる。
これによれば、二次電池として、第1電極と該第1電極とは極性が異なる第2電極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上できる。
本発明によれば、第1電極と該第1電極とは極性が異なる第2電極とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体において、集電効率を向上できる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1に示すように、例えば乗用車両や産業車両などの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「二次電池」と示す)10は、ケース11に電極組立体12が収容されている。
図1に示すように、例えば乗用車両や産業車両などの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「二次電池」と示す)10は、ケース11に電極組立体12が収容されている。
ケース11は、電極組立体12を収容する有底矩形箱状の本体部材11aと、該本体部材11aの開口部を閉塞する矩形板状の蓋部材11bとから構成されている。本体部材11a、及び蓋部材11bは、例えばステンレスやアルミニウムなどの金属製である。
ケース11内には、電解質として非水電解液14が充填されている。また、ケース11を形成する壁の1つとなる蓋部材11bには、第2電極端子としての正極端子15、及び第1電極端子としての負極端子16が固定され、外部に向かって突出されている。
図2に示すように、電極組立体12は、第2電極としての帯状の正極シート18と、正極シート18とは極性が異なる第1電極としての帯状の負極シート19と、正極シート18と負極シート19との間を絶縁する帯状のセパレータ20とを有する。そして、電極組立体12は、正極シート18と、負極シート19とが、間にセパレータ20を介在させた状態でそれぞれ「つづら折り状(ジグザグ状)」に折り畳まれて層状に重なるつづら折り型の電極組立体である。以下の説明では、正極シート18と負極シート19とが層状に重なる方向を単に積層方向Ycと示す。なお、電極組立体12は図示しない絶縁シートに覆われた状態でケース11に収容されている。
電極組立体12において正極シート18は、各端子15,16の突出方向と、正極シート18の長手方向Yaとを一致させ、且つ2枚のセパレータ20に挟み込まれた状態で、正極シート18の長手方向Yaに沿って等間隔で山折りと谷折りとを繰り返すことにより第2屈曲部としての屈曲部18bを設け、つづら折り状に折り畳まれている。
本実施形態では、正極シート18のうち積層方向Ycから見て負極シート19と重なる領域が第2平面部としての正極平面部18cとなり、負極シート19と重ならない領域が屈曲部18bを含む第2折返し部としての正極折返し部18dとなる。即ち、正極折返し部18dは、正極平面部18cの縁部のうち第2縁部としての正極境界部E2から延出されている。正極シート18において、正極平面部18cと正極折返し部18dとは、交互に設けられる。
図3に示すように、正極シート18は、帯状である正極用の金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)21と、その両面に正極活物質を塗布して形成された正極活物質層22を有する。正極活物質層22が形成されていない部分の金属箔21は、非塗工部23を構成する。金属箔21には、正極活物質が金属箔21の長手方向Yaに沿って間欠的に塗工されており、非塗工部23が長手方向Yaに沿って、屈曲部18bと同じ間隔で設けられている。そして、正極シート18の長手方向Yaに沿った非塗工部23の中央には、それぞれ屈曲部18bが設けられている。また、非塗工部23は、金属箔21の長手方向Yaと直交する幅方向の全幅にわたって設けられている。
また、正極シート18(金属箔21)の長手方向Yaに沿って延びる縁部のうち、正極端子15側に配置される一方の第4縁部としての縁部18aには、正極シート18の幅方向に沿って突出する矩形の第1集電タブとしての正極集電タブ24が所定間隔で設けられている。縁部18aは、正極境界部E2と直交する方向に沿って延びるとともに、正極シート18の幅方向は、縁部18aと直交する方向となる。各正極集電タブ24は、金属箔21の一部であり、表面には正極活物質層22が形成されていない。各正極集電タブ24は、正極折返し部18dのうち、屈曲部18bを除いた平面状の第4平面部としての折返し平面部18fに設けられている。
正極集電タブ24は、全ての正極折返し部18d(折返し平面部18f)に設けられている。また、正極集電タブ24は、正極シート18を折り畳んだ状態において、蓋部材11b(正極端子15)側に配置される各正極折返し部18dの屈曲部18bを、正極シート18の長手方向Yaの両側から挟むように近接させて設けられている。そして、1つの正極折返し部18dに設けられた2つの正極集電タブ24は、正極シート18を折り畳んだ状態において、積層方向Ycに相互に重なる。なお、正極集電タブ24は、正極平面部18cから延出する正極シート18の長手方向Yaの端部(始端部及び終端部)18eにおける縁部18aにも設けられている。
また、図2に示すように、電極組立体12において負極シート19は、該負極シート19の長手方向Ybと正極シート18の長手方向Yaとを直交させた状態において、負極シート19の長手方向Ybに沿って等間隔で山折りと谷折りとを繰り返すことにより第1屈曲部としての屈曲部19bを設け、つづら折り状に折り畳まれている。
本実施形態では、負極シート19のうち積層方向Ycから見て正極シート18と重なる領域が第1平面部としての負極平面部19cとなり、正極シート18と重ならない領域が屈曲部19bを含む第1折返し部としての負極折返し部19dとなる。即ち、負極折返し部19dは、負極平面部19cの縁部のうち第1縁部としての負極境界部E1から延出されている。本実施形態では、負極境界部E1と正極境界部E2とは直交する。負極シート19において、負極平面部19cと負極折返し部19dとは、交互に設けられる。また、負極平面部19cと負極平面部19cとの間には、正極平面部18cがそれぞれ介在される。
図3に示すように、負極シート19は、帯状である負極用の金属箔(本実施形態では銅箔)25と、その両面に負極活物質を塗布して形成された負極活物質層26を有する。負極活物質層26が形成されていない部分の金属箔25は、非塗工部27を構成する。金属箔25には、負極活物質が金属箔25の長手方向Ybに沿って間欠的に塗工されており、非塗工部27が長手方向Ybに沿って、屈曲部19bと同じ間隔で設けられている。そして、負極シート19の長手方向Ybに沿った非塗工部27の中央には、それぞれ屈曲部19bが設けられている。また、非塗工部27は、金属箔25の長手方向Ybと直交する幅方向の全幅にわたって設けられている。
また、負極シート19(金属箔25)の長手方向Ybに沿って延びる縁部のうち負極端子16(蓋部材11b)側に配置される一方の第3縁部としての縁部19aには、負極シート19の幅方向に沿って突出する矩形の第1集電タブとしての負極集電タブ28が所定間隔で設けられている。縁部19aは、負極境界部E1と直交する方向に沿って延びるとともに、負極シート19の幅方向は、縁部19aと直交する方向となる。各負極集電タブ28は、金属箔25の一部であり、表面には負極活物質層26が形成されていない。各負極集電タブ28は、負極折返し部19dのうち、屈曲部19bを除いた平面状の第3平面部としての折返し平面部19fに設けられている。
また、負極集電タブ28は、全ての負極折返し部19d(折返し平面部19f)に設けられている。また、負極集電タブ28は、負極シート19を折り畳んだ状態において、負極端子16側に配置される各負極折返し部19dの屈曲部19bを、負極シート19の長手方向Ybの両側から挟むように近接させて設けられている。そして、1つの負極折返し部19dに設けられた2つの負極集電タブ28は、負極シート19を折り畳んだ状態において、積層方向Ycに相互に重なる。なお、負極集電タブ28は、負極平面部19cから延出する負極シート19の長手方向Ybの端部(始端部及び終端部)19eにおける縁部19aにも設けられている。したがって、前述の正極集電タブ24は、負極集電タブ28が突出する縁部19a側の正極折返し部18dかつ、負極折返し部19dとは反対側の縁部18aに設けられる。
そして、本実施形態では、矢印Y1及び矢印Y2に示すように、2枚のセパレータ20の間に挟み込んだ正極シート18と、負極シート19とを、交互に重ね合わせるように折り畳むことにより、正極シート18及び負極シート19がそれぞれつづら折り状(ジグザグ状)の構造を有する電極組立体12が形成される。
また、図1に示すように、正極シート18を折り畳んだ状態において、電極組立体12の縁部のうち正極端子15側に配置される1つの縁部には、正極集電タブ24が層状に重なった正極集電タブ群24aが負極折返し部19dの延出方向に沿って突出形成される。また、負極シート19を折り畳んだ状態において、電極組立体12の縁部のうち負極端子16(蓋部材11b)側に配置される1つの縁部には、負極集電タブ28が層状に重なった負極集電タブ群28aが正極折返し部18dの延出方向に沿って突出形成される。
また、各負極集電タブ28は、正極シート18の縁部のうち縁部18aとは反対側の縁部30が延びる方向、即ち縁部19aと直交する方向に沿って突出する。そして、突出方向に沿った各負極集電タブ28の長さは、縁部19a(正極境界部E2)から、正極集電タブ24が設けられる正極折返し部18dの先端(屈曲部18b)迄の長さ、即ち各負極集電タブ28の突出方向に沿った正極折返し部18dの長さ以下である。
したがって、電極組立体12において負極集電タブ群28aは、正極シート18の縁部30と、負極シート19の縁部19aとで電極組立体12の角部分に形成される凹部31に収容される。即ち、負極集電タブ群28aは、ケース11内において、縁部19a、縁部30、縁部30と対向する本体部材11aの側壁、及び縁部19aと対向する蓋部材11bにより囲まれる略立方体状の空間32に収容されている。
なお、突出方向に沿った各正極集電タブ24の長さは、縁部18a(負極境界部E1)から、縁部18a側の負極折返し部19dの先端(屈曲部19b)までの長さ、即ち各正極集電タブ24の突出方向に沿った負極折返し部19dの長さより長い。したがって、正極集電タブ群24aは、縁部18a側の負極折返し部19dよりも、該負極折返し部19dの延出方向へ突出している。
そして、正極集電タブ群24aは、各正極集電タブ24を積層方向Ycに寄せ集めた状態で、正極端子15と抵抗溶接などにより接合され、電気的に接続されている。また、負極集電タブ群28aは、各負極集電タブ28を積層方向Ycに寄せ集めた状態で、負極端子16と抵抗溶接などにより接合され、電気的に接続されている。
次に、上記のように構成した二次電池10の作用について説明する。
本実施形態の電極組立体12は、帯状の正極シート18、及び帯状の負極シート19をつづら折り状に折り畳むことで形成されていることから、矩形シート状(枚葉)の正極シート18、及び負極シート19を交互に積層する場合と比較して、簡便に電極組立体12を形成できる。
本実施形態の電極組立体12は、帯状の正極シート18、及び帯状の負極シート19をつづら折り状に折り畳むことで形成されていることから、矩形シート状(枚葉)の正極シート18、及び負極シート19を交互に積層する場合と比較して、簡便に電極組立体12を形成できる。
そして、各正極折返し部18dには、正極集電タブ24を設ける一方で、各負極折返し部19dには、負極集電タブ28を設けている。即ち、正極シート18には、それぞれ長手方向Yaの中間部分に複数の正極集電タブ24が設けられている。このため、正極シート18において、電極組立体12における積層方向Ycの最外層に配置される部分にのみ正極集電タブ24を形成する場合と比較して、正極集電タブ24と、正極シート18の各部との離間距離を小さく、且つ平均化できる。負極シート19についても同様である。
また、正極集電タブ24が設けられる正極折返し部18dは、負極集電タブ28が突出された縁部19a側の折返し部であることから、正極集電タブ群24aと負極集電タブ群28aとを、電極組立体12の一方側に形成できる。したがって、正極集電タブ群24aと正極端子15、及び負極集電タブ群28aと負極端子16との接続構造を簡略化し易くできる。
特に、本実施形態では、正極端子15及び負極端子16が固定された蓋部材11b側に正極集電タブ24及び負極集電タブ28を設けている。したがって、正極端子15と正極集電タブ群24a、及び負極端子16と負極集電タブ群28aとをそれぞれ近接させ、容易に電気的に接続できる。
本実施形態では、突出方向に沿った各負極集電タブ28の長さを、正極集電タブ24が設けられる正極折返し部18dにおける該正極折返し部18dの延出方向に沿った長さ以下にしている。したがって、正極シート18の縁部30と、負極シート19の縁部19aとで形成される電極組立体12の凹部31に負極集電タブ群28aを収容し、ケース11内におけるデッドスペースを削減できる。
また、全ての正極折返し部18dに正極集電タブ24を設けるとともに、全ての負極折返し部19dに負極集電タブ28を設けている。したがって、正極集電タブ24と、正極シート18の各部との離間距離をさらに小さく、且つ平均化できる。負極シート19についても同様である。特に本実施形態では、各正極折返し部18dに2つの正極集電タブ24を設ける一方で、各負極折返し部19dに2つの負極集電タブ28を設けている。このため、集電効率を好適に高め、電極組立体12からより大きな電流(電力)を取り出すことができる。
また、正極集電タブ24は、正極シート18の折返し平面部18fに設けられる一方で、負極集電タブ28は、負極シート19の折返し平面部19fに設けられている。したがって、正極集電タブ群24aと正極端子15とを接合するために、各正極集電タブ24を寄せ集めるときに、各正極集電タブ24が意図しない方向へ折れ曲がってしまうことを抑制し、複数の正極集電タブ24を簡単に寄せ集めることができる。したがって、正極集電タブ群24aと正極端子15とを簡便に接続できる。負極集電タブ群28aと負極端子16との接続についても同様である。
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)各正極折返し部18dには、正極集電タブ24を設ける一方で、各負極折返し部19dには、負極集電タブ28を設けている。即ち、正極シート18には、積層方向Ycにおける電極組立体12の中間部分にて複数の正極集電タブ24が設けられている。このため、正極シート18において、電極組立体12における積層方向Ycの最外層に配置される部分にのみ正極集電タブ24を形成する従来の構成と比較して、正極集電タブ24と、正極シート18の各部との離間距離を小さくできる。負極シート19についても同様である。したがって、正極シート18と負極シート19とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体12において、集電効率を向上できる。
(1)各正極折返し部18dには、正極集電タブ24を設ける一方で、各負極折返し部19dには、負極集電タブ28を設けている。即ち、正極シート18には、積層方向Ycにおける電極組立体12の中間部分にて複数の正極集電タブ24が設けられている。このため、正極シート18において、電極組立体12における積層方向Ycの最外層に配置される部分にのみ正極集電タブ24を形成する従来の構成と比較して、正極集電タブ24と、正極シート18の各部との離間距離を小さくできる。負極シート19についても同様である。したがって、正極シート18と負極シート19とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体12において、集電効率を向上できる。
(2)集電効率を向上させることにより、二次電池10のエネルギ密度を向上できる。このため、例えば、二次電池10の大きさを維持したまま高容量化したり、容量を維持したまま二次電池10を小型化したりできる。
(3)正極集電タブ24は、負極集電タブ28が設けられる縁部19a側の正極折返し部18dに設けられることから、正極集電タブ24と負極集電タブ28とを、電極組立体12の一方側に形成できる。したがって、正極集電タブ24と正極端子15、及び負極集電タブ28と負極端子16との接続構造を簡略化し易くできる。
(4)特に、本実施形態では、正極端子15及び負極端子16が固定された蓋部材11b側に正極集電タブ24及び負極集電タブ28を設けている。したがって、正極端子15と正極集電タブ24、及び負極端子16と負極集電タブ28とをそれぞれ近接させ、容易に接続できる。
(5)負極集電タブ28が正極折返し部18dの屈曲部18bより、縁部19aと直交する方向に突出しないことから、正極シート18の縁部30と負極シート19の縁部19aとで形成される電極組立体12の凹部31に負極集電タブ28を収容してデッドスペースを削減し、二次電池10のエネルギ密度を向上できる。
(6)全ての正極折返し部18dに正極集電タブ24を設けるとともに、全ての負極折返し部19dに負極集電タブ28を設けている。したがって、正極集電タブ24と、正極シート18の各部との離間距離をさらに小さくできる。負極シート19についても同様である。このため、電極組立体12における集電効率を好適に高めることができる。
(7)正極集電タブ24は、正極シート18の折返し平面部18fに設けられる一方で、負極集電タブ28は、負極シート19の折返し平面部19fに設けられている。したがって、屈曲部18bに正極集電タブ24を設ける構成と比較して、複数の正極集電タブ24を寄せ集め易く、正極端子15と容易に接続できる。負極集電タブ28についても同様である。
(8)二次電池10として、正極シート18と負極シート19とをつづら折り状に折り畳んで形成した電極組立体12において、集電効率を向上できる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 正極集電タブ24や負極集電タブ28は異なる位置に形成してもよい。例えば、図4に示すように、正極集電タブ24は、負極集電タブ28が設けられる縁部19aとは反対側の正極折返し部18dかつ、負極集電タブ28が設けられる負極折返し部19dとは反対側の縁部18aに設けられてもよい。これによれば、電極組立体12において、正極集電タブ24(正極集電タブ群24a)と負極集電タブ28(負極集電タブ群28a)とが対角線上に配置されることから、正極シート18と負極シート19との間における反応を均一化し、二次電池10としての出力密度をさらに向上できる。
○ 図5に示すように、正極シート18は、正極平面部18cのみ、又は正極平面部18c内であって該正極平面部18cよりも僅かに小さい領域にのみ正極活物質層22を形成してもよい。これによれば、正極活物質層22と負極活物質層26とが対向しない領域を削減し、金属リチウムの析出を抑制できる。また、負極シート19は、負極平面部19cのみ、又は負極平面部19cを含み該負極平面部19cよりも僅かに大きい領域にのみ負極活物質層26を形成してもよい。
○ 正極シート18は、金属箔21において正極集電タブ24を除いた全面に正極活物質層22を形成してもよい。同様に、負極シート19は、金属箔25において負極集電タブ28を除いた全面に負極活物質層26を形成してもよい。即ち、屈曲部18b,19bには、活物質層が形成されていてもよい。
○ 正極シート18に代えて負極シート19を2枚のセパレータ20で挟みこんでもよい。
○ 電極組立体12は、負極シート19を、該負極シート19の長手方向Ybと各端子15,16の突出方向とを一致させた状態でつづら折り状に折り畳む一方で、正極シート18を、該正極シート18の長手方向Yaと負極シート19の長手方向Ybとを直交させた状態でつづら折り状に折り畳んで形成してもよい。即ち、正極シート18と負極シート19とを入れ替えてもよい。
○ 電極組立体12は、負極シート19を、該負極シート19の長手方向Ybと各端子15,16の突出方向とを一致させた状態でつづら折り状に折り畳む一方で、正極シート18を、該正極シート18の長手方向Yaと負極シート19の長手方向Ybとを直交させた状態でつづら折り状に折り畳んで形成してもよい。即ち、正極シート18と負極シート19とを入れ替えてもよい。
○ 正極折返し部18dには、1つ又は3つ以上の正極集電タブ24を設けてよく、複数である一部の正極折返し部18dに正極集電タブ24を設けてもよい。即ち、複数の正極折返し部18dに正極集電タブ24が設けられておればよい。負極シート19についても同様に変更できる。
○ 突出方向に沿った各負極集電タブ28の長さは、正極集電タブ24が設けられる正極折返し部18dにおける該正極折返し部18dの延出方向に沿った長さより長くてもよい。
○ 突出方向に沿った各正極集電タブ24の長さは、縁部18a側の負極折返し部19dにおける該負極折返し部19dの延出方向に沿った長さより短くてもよい。これによれば、正極シート18の縁部18aと負極シート19の縁部19aとで形成される電極組立体12の凹部に正極集電タブ24を収容できる。
○ 正極集電タブ24、及び負極集電タブ28は、三角形や半円形など異なる形状に変更してもよい。
○ 電極組立体12は、複数の正極シート18、及び複数の負極シート19を組み合わせて形成されていてもよい。
○ 電極組立体12は、複数の正極シート18、及び複数の負極シート19を組み合わせて形成されていてもよい。
○ 正極シート18及び負極シート19は、片面に活物質を塗布して形成されていてもよい。
○ ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置に具体化してもよい。
○ ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置に具体化してもよい。
○ 車両以外に用いられる蓄電装置に具体化してもよい。
E1…負極境界部(第1縁部)、E2…正極境界部(第2縁部)、10…リチウムイオン二次電池(二次電池、蓄電装置)、11…ケース、12…電極組立体、15…正極端子(第2電極端子)、16…負極端子(第1電極端子)、18…正極シート(第2電極)、18a…縁部(第4縁部)、18b…屈曲部(第2屈曲部)、18c…正極平面部(第2平面部)、18d…正極折返し部(第2折返し部)、18f…折返し平面部(第4平面部)、19…負極シート(第1電極)、19a…縁部(第3縁部)、19b…屈曲部(第1屈曲部)、19c…負極平面部(第1平面部)、19d…負極折返し部(第1折返し部)、19f…折返し平面部(第3平面部)、20…セパレータ、24…正極集電タブ(第2集電タブ)、28…負極集電タブ(第1集電タブ)、30…縁部。
Claims (7)
- 帯状の第1電極と前記第1電極とは極性が異なる帯状の第2電極とが間にセパレータを介在させた状態で層状に重なる電極組立体と、前記電極組立体を収容するとともに第1電極端子、及び第2電極端子が固定されたケースを有する蓄電装置であって、
前記第1電極は、前記第2電極と重なる第1平面部と、第1屈曲部を含み前記第1平面部の第1縁部から延出する第1折返し部とが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、
前記第2電極は、前記第1平面部間にそれぞれ介在されて前記第1電極と重なる第2平面部と、第2屈曲部を含み前記第2平面部において前記第1縁部と直交する第2縁部から延出する第2折返し部とが交互に設けられるつづら折り状に折り畳まれており、
複数の前記第1折返し部には、前記第1電極の前記第1縁部と直交する方向に沿って延びる第3縁部から突出し、前記第1電極端子と電気的に接続される第1集電タブが設けられており、
複数の前記第2折返し部には、前記第2電極の前記第2縁部と直交する方向に沿って延びる第4縁部から突出し、前記第2電極端子と電気的に接続される第2集電タブが設けられていることを特徴とする蓄電装置。 - 前記第2集電タブは、
前記第1集電タブが設けられる第3縁部側の前記第2折返し部かつ、
前記第1集電タブが設けられる第1折返し部とは反対側の前記第4縁部に設けられる請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記第1集電タブは、前記第3縁部に直交する方向に突出するとともに、前記第3縁部に直交する方向に沿った前記第1集電タブの長さは、前記第2集電タブが設けられる第2折返し部の前記第3縁部に直交する方向に沿った長さ以下である請求項2に記載の蓄電装置。
- 前記第2集電タブは、
前記第1集電タブが設けられる第3縁部とは反対側の前記第2折返し部かつ、
前記第1集電タブが設けられる第1折返し部とは反対側の前記第4縁部に設けられる請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記第1集電タブは、全ての前記第1折返し部に設けられており、
前記第2集電タブは、全ての前記第2折返し部に設けられている請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記第1折返し部は、前記第1屈曲部と前記第1平面部との間に第3平面部を有し、前記第1集電タブは前記第3平面部に設けられており、
前記第2折返し部は、前記第2屈曲部と前記第2平面部との間に第4平面部を有し、前記第2集電タブは前記第4平面部に設けられている請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電装置。
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- 2012-08-10 JP JP2012178474A patent/JP2014035998A/ja active Pending
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