JP2014199781A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 収納容器内の電解液を無駄なく利用する。
【解決手段】 絶縁フィルム１２により被覆された電極体１１と、電極体１１及び電解液を収納する蓋部２０及び容器本体１０とから構成される収納容器と、絶縁フィルムと収納容器の内壁としての内底１０ｙとの間隙１０ｚ１と電極体１１との間に設けられ、電解液の流路を形成するバイパス部材１３とを備えた、非水電解質二次電池１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば二次電池その他の電池等の蓄電素子に関する。

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの産業用大型電気機器への応用も進められている。

非水電解質二次電池は、一般に導電性を有する金属製の収納容器の内部に、微多孔膜のセパレータで離隔された正負の極板を積層又は巻回してなる電極体と電解液とが封入された構成を有する（例えば特許文献１、図１等を参照）。このような非水電解質二次電池は、高出力、大容量を得るために、複数の電池を配列したモジュール化が進められている。

特許第４２９６５２２号公報

このような従来の非水電解質二次電池においては、以下のような課題があった。すなわち、収納容器の内壁と接触して短絡することを防ぐため、電極体は、その表面が絶縁性のフィルムにより被覆された状態で収納容器に収納されている。

しかしながら、絶縁性のフィルムによって、収納容器に充填された電解液と電極体とが離隔され、電極体における電池反応に関与できない電解液があった。特に収納容器の内底においては、絶縁性フィルムにより隔絶された電解液が、電池反応に寄与することなく滞留する場合があった。

このように、従来の非水電解質二次電池をはじめとする蓄電素子においては、収納容器内の電解液が有効に用いられないという課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、収納容器内の電解液の電池反応への利用効率を高めた蓄電素子を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
電極体と、
電解液と、
前記電極体及び前記電解液を収納する収納容器と、
前記収納容器と前記電極体との間に配置される絶縁体と、
前記絶縁体と前記収納容器の内壁との間隙と、前記電極体との間に設けられ、前記電解液の流路を形成するバイパス部材とを備えた、
蓄電素子である。

本発明の第２の側面は、
前記間隙は、前記電極体と前記収納容器の内底との間である、
本発明の第１の側面の蓄電素子である。

本発明の第３の側面は、
前記収納容器は、集電体を介して前記電極体に電気的に接続される、外部に露出した正負の電極端子が設けられた第１の容器本体と、前記第１の容器本体と接合して、前記第１の容器本体とともに前記電極体を収納する第２の容器本体とを有し、
前記バイパス部材は、前記第１の容器本体と前記電極体との間から延出して前記間隙に達している、
本発明の第１又は第２の側面の蓄電素子である。

本発明の第４の側面は、
前記バイパス部材は、吸液性の素材により構成されている、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の蓄電素子である。

本発明の第５の側面は、
前記電極体は、
正極板と負極板とをセパレータを介して積層又は巻回してなる本体部を有し、
前記バイパス部材は、
前記セパレータの少なくとも一部が前記絶縁体を介して前記本体部からはみ出し、少なくとも前記間隙まで延出することにより形成されている、
本発明の第４の側面の蓄電素子である。

本発明の第６の側面は、
前記電極体は、
正極板と負極板とをセパレータを介して積層又は巻回してなる、単数又は複数の本体部と、
前記本体部を結束する結束帯とを有し、
前記バイパス部材は、
前記結束帯の一端が前記間隙に延出することにより形成されている、
本発明の第４の側面の蓄電素子である。

本発明の第７の側面は、
前記バイパス部材は、前記間隙から更に前記電極体まで延出した環状の形状を有する、
本発明の第５又は第６の側面の蓄電素子である。

以上のような本発明は、蓄電素子において収納容器内の電解液の電池反応への利用効率を高めることが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す正面図 本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す側面図 本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の電極体の構成を示す斜視図 （ａ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の製造工程を説明するための図（ｂ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の製造工程を説明するための図 本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の製造工程を説明するための図 本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す側面図 本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の構成を示す側面図 （ａ）本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の製造工程を説明するための図（ｂ）本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の製造工程を説明するための図 本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す側面図 本発明の非水電解質二次電池の他の構成例を示す斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池１の構成を、一部を分解した状態で模式的に示す斜視図であり、図２は非水電解質二次電池１の正面図、図３は同側面図である。

図１〜図３の各図に示すように、非水電解質二次電池１は、アルミニウム製の開口箱状の容器本体１０と、容器本体１０の開口１０ｘを封止する、容器本体と同一材料製の板状の蓋部２０とから構成される外形六面体状の収納容器を外装として備える。なお、非水電解質電池１の内部構成を説明するため、容器本体１０は、図１中においては破線により輪郭を示し、要部を透視図として示した。同様の理由により、容器本体１０は、図２中においては、容器本体１０自身の長側面に平行な面で切断した断面図として示し、図３中においては、容器本体１０自身の短側面に平行な面で切断した断面図として示した。

容器本体１０の内部空間１０ｚには、帯状の電極である正極と負極を、間にセパレータを介して長円筒形に巻回した構成を有する電極体１１が配置されている。なお、図１においては、説明のため、電極体１１は蓋部２０と組み合わされ、容器本体１０から半ば抜き出された状態として示した。

電極体１１においては、最外周に位置するセパレータ１１ａ１を間に介し、巻回軸の両端に正負両極の金属箔が露出し、金属箔露出部として容器本体１０の一対の短手側の側面にそれぞれ位置している。なお、図中には負極側の金属箔が露出した負極側金属箔露出部１１ａ２近傍の構成のみ符号を付して説明するが、正極側も同様である。

負極側金属箔露出部１１ａ２は蓋部２０に固定された集電体１１ａ３に接続され、集電体１１ａ３及び負極側金属箔露出部１１ａ２は薄い金属板製の挟持板１１ａ４に挟まれて溶接、固定される。集電体１１ａ３は蓋部２０上に位置する金属製の中継板２２と、かしめや圧着等の周知の技術的手段により電気的、機械的に接続されており、更に中継板２２は外部接続用の電極端子２３と電気的に接続されている。これにより、電極体１１から収納容器の外部に電気が取り出される。

電極端子２３と電極体１１とを結ぶ導電路は、絶縁体である合成樹脂製のパッキン２１によって収納容器と絶縁されている。パッキン２１は収納容器内部からの電解液の漏出を防ぐために導電路と収納容器との間の空間、隙間を密封する役割も果たす。

次に、電極体１１の側面及び底面であって、容器本体１０の内底１０ｙ及び側壁を含めた各内壁に対向する面は、絶縁フィルム１２により被覆されている。絶縁フィルム１２は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の、絶縁性の合成樹脂製のフィルムを、開口１２ｘを有する袋状に形成してなる部材であって、図３に示すように、蓋部２０近傍が開口１２ｘから露出するように電極体１１を覆っている。これにより、電極体１１は導電性の容器本体１０から絶縁され、短絡が防止される。

なお、絶縁フィルム１２は複数のフィルムを組み合わせることにより袋状に形成されるものであってもよいし、単一のフィルムを加工、成形して構成されるものであってもよい。

更に、絶縁フィルム１２の外表面に覆い被さるように、バイパス部材１３が配置されている。図３に示すように、バイパス部材１３は、セパレータ１１ａ１が開口１２ｘから露出する電極体１１の上部からさらに延出し、蓋部２０と電極体１１との間隙２０ｘを通って絶縁フィルム１２の外表面に回り込み、更に容器本体１０の内底１０ｙまで達してから、電極体１１の反対側の主面まで回り込んでなる帯状の部材である。

なお、バイパス部材１３の端部１３ａは接着剤、接着テープ、溶着テープ等の周知の技術的手段により絶縁フィルム１２に貼り付け固定される。なお、端部１３ａは電極体１１に固定せず、内部空間１０ｚ１内の任意の位置に配置されるだけでもよい。又、ここで電極体１１の主面とは、巻回軸に平行な面であって、容器本体１０の、最も面積の大きい長手側の側面に対向する面である。

なお、絶縁フィルム１２は、図１においては斜線を付し、電極体１１を含むフィルム内側の構成が透過される態様にて示し、同様に、図２及び図３においては、絶縁フィルムを透明とみなし輪郭のみ表示したが、これらは説明の便宜上の表示であって、絶縁フィルム１２は、透明、不透明を問わない。これは以下の説明において参照する各図においても同様である。

また、蓋部２０には、容器本体１０がレーザ溶接等により封止された後に電解液を注入するための注入口２４ｘが設けられており、電解液注入後、注入口２４ｘは封止栓２４により封止される。

以上の構成において、非水電解質二次電池１は本発明の蓄電素子に相当し、容器本体１０と蓋部２０の組合せは本発明の収納容器に相当し、容器本体１０は本発明の第２の容器本体に相当し、蓋部２０は本発明の第１の容器本体に相当する。また、電極体１１は本発明の電極体に相当し、絶縁フィルム１２は本発明の絶縁体に相当し、バイパス部材１３は本発明のバイパス部材に相当する。

このような構成を有する本実施の形態１による非水電解質二次電池１は、電極体１１のセパレータ１１ａ１から延出して形成され、絶縁フィルム１２と収納容器との間に配置されたバイパス部材１３を備えたことを特徴とする。

バイパス部材１３がない場合、電極体１１は収納容器内にて絶縁フィルム１２を介した状態で電解液に含浸されることとなる。このとき、収納容器の内部空間１０ｚに充填された電解液の一部は、絶縁フィルム１２によって電極体１１から遮られた状態で滞留することとなり、電池反応に関与することができない。

これに対し、本実施の形態１は、バイパス部材１３を備えたことで、絶縁フィルム１２により電極体１１に遮られた状態で収納容器内に滞留した電解液を電極体１１に導入することが可能となっている。

すなわち、バイパス部材１３は、絶縁フィルム１２と収納容器の内壁との間隙、特に容器本体１０の内底１０ｙ近傍の内部空間１０ｚ１に滞留する電解液と、電極体１１を含めて絶縁フィルム１２内に充填された電解液との間に張り渡されることで、上記間隙と電極体１１とを結ぶ電解液の流路として機能し、内部空間１０ｚ１に滞留する電解液を吸い上げ、電極体１１へ直接導く。これにより、電極体１１にて電池反応に関与する電解液の量を増して、収納容器全体における電解液の電池反応への利用効率を高めることができる。また、電解液の利用効率が高められることにより、非水電解質二次電池１の長寿命化を実現することもできる。なお、内部空間１０ｚ１は本発明の間隙に相当する。

更に、本発明の実施の形態１は、バイパス部材１３を電極体１１と一体化して構成したことを特徴とする。以下、図４を参照して、バイパス部材１３の構成について説明する。

図４に示すように、電極体１１及びバイパス部材１３の基となる巻回体１１１は、最内周から外周に順に向かって積層された、シート状の負極１２０、電解質の保液性を有する多孔膜や不織布等を基材とするセパレータ１２１、正極１２２、及びセパレータ１２１と同一素材のセパレータ１２３の各部材を巻回し、巻回軸に直交する断面形状が長円筒形状となるよう形成されている。

負極１２０は、例えば帯状の銅箔の表面に負極活物質を含む合剤層を形成させて構成し、正極１２２は、例えば帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質を含む合剤層を形成させて構成される。巻回体１１１においては、負極１２０及び正極１２２に、合剤層が形成された合剤層形成部１２０ａ及び１２２ａを帯の短手方向の一方の縁端まで形成しておき、他方の縁端には合剤層を形成しない合剤層非形成部１２０ｂ及び１２２ｂをそれぞれ設けておく。

そして、負極１２０及び正極１２２は、巻回の際に、互いに端面方向にずらすことにより、長円筒形の一方の端面に、合剤層非形成部１２０ｂ（負極側金属箔露出部１１ａ２）をはみ出させ、他方の端面に、合剤層非形成部１２２ｂ（正極側金属箔露出部）をはみ出させるようにしている。

更に、巻回体１１１において最外周に位置するセパレータ１２３の端部を、電極体１１における最外周のセパレータ１１ａ１の巻き終わりに対応する位置から幅を狭めて更に延出させ、巻回させずに帯状の形態を保持する。この巻回させない帯状の部分をバイパス部材１３として用いる。このとき、セパレータ１２３における電極体１１とバイパス部材１３との境界は、長円形状の図中頂上部分であって、完成後の非水電解質二次電池１において、図３に示す蓋部２０と電極体１１との間隙２０ｘ内に位置させるようにすることが望ましい。蓋部２０により境界が覆われることで、後述する容器本体１０への組込みにおいて、境界部分が容器本体１０の開口１０ｘと干渉して電極体１１又はバイパス部材１３が損傷、剥離することを防ぐことができる。

次に、図５〜図６を参照して、バイパス部材１３の組込みについて説明を行う。はじめに、図５（ａ）に示すように、電極体１１の正負極の負極側金属箔露出部１１ａ１及び正極側金属箔露出部に、蓋部２０に一体的に取り付けられた集電体１１ａ３を、挟持体１１ａ４に挟んだ状態で溶接、固定して、電極体１１を蓋部２０に取り付ける。また、蓋部２０により死角とされ図示されない間隙２０ｘからバイパス部材１３を引き出しておく。

次いで、図５（ｂ）に示すように、バイパス部材１３との干渉を避けて、電極体１１を集電体１１ａ３及び挟持体１１ａ４ごと、絶縁フィルム１２により被覆する。絶縁フィルム１２による被覆が完了した状態で、バイパス部材１３は開口１２ｘから突出した状態となっており、絶縁フィルム１２に別途開口を設ける必要が無い。

被覆が完了した後、バイパス部材１３を、絶縁フィルム１２に重なるよう、図中矢印に示すように電極体１１の外形に沿って巻き付け、端部１３ａを図示されない背面の主面に固定する。

そして、図６に示すように、バイパス部材１３が巻き付けられた電極体１１を開口１０ｘに挿入して蓋部２０と容器本体１０を接合する。接合部分はレーザ溶接等により封止され、蓋部２０と容器本体１０の封止後に、注入口２４ｘを介して電解液を内部空間１０ｚに注入する。最後に、電解液を注入した後の注入口２４ｘを封止栓２４により封止し、レーザ溶接等により封止栓を固定して、非水電解質二次電池１を完成する。

このように、本実施の形態１によれば、巻回型の電極体１１のセパレータを、更に絶縁フィルム１２と収納容器との間に延出させてなるバイパス部材１３を備えたことにより、容器本体１０の内部空間１０ｚに充填された電解液を、効率よく電池反応に利用することができ、更には、電池の長寿命化を実現することができる。

なお、上記の説明においては、バイパス部材１３は、長円型の電極体１１の一方の主面に渡って引き回すものとしたが、図７に示すように、バイパス部材１３は全長をより大きくして、電極体１１の全周を引き回して、端部１３ａが蓋部２０の空隙２０ｘに位置する、または貼り付け固定されるようにしてもよい。

本構成によれば、内部空間１０ｚ内の電解液を、更に効率的に利用できるとともに、バイパス部材１３の端部１３ａが隠れることにより、電極体１１を容器本体１０に組み込む際に、バイパス部材１３が開口１０ｘと接触して電極体１１からの剥離や端部１３ａの損傷を抑制することが可能となる。また、バイパス部材１３の厚みが電極体１１の両主面において等しくなり、形状のばらつきが少ない、精度良く作成された電極体を得ることができる。なお、バイパス部材１３は電極体１１の全周を一周より更に長く引き回すようにしてもよい。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池２の構成を模式的に示す斜視図であり、図９は同側面図である。ただし、図１〜３と同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。以下、各図を参照して説明する。

本実施の形態２の非水電解質二次電池２は、容器本体１０の内部空間１０ｚ内に、巻回軸を並列して配置される電極体１１ａ及び１１ｂを備える。各電極体の近傍の構成は、実施の形態１と同様であり、電極体１１ａ及び電極体１１ｂのそれぞれが、挟持体とともに集電体に接続されることで、電気的に並列接続された状態で電極端子２３に接続されている。また、絶縁フィルム１２は、電極体１１ａ及び１１ｂを一体として、その側面及び底面を被覆している。

また、図８に示すように、絶縁フィルム１２の外表面には、電極体１１ａに対向するようにバイパス部材１４が配置されている。バイパス部材１４は、実施の形態１のバイパス部材１３と同様の素材により構成され、開口１２ｘから露出する電極体１１ａの上部から延出して絶縁フィルム１２の外表面に回り込み、更に容器本体１０の内底１０ｙまで達してから、電極体１１ｂの主面まで回り込み、端部１４ａが絶縁フィルム１２に貼り付け固定される。なお、ここで電極体１１ａ又は１１ｂの主面とは、巻回軸に平行な面であって、容器本体１０の、最も面積の大きい長手側の側面に対向する面である。

以上の構成を有する本実施の形態２の非水電解質二次電池２は、実施の形態１同様、電極体から延出して形成され、絶縁フィルム１２と収納容器との間に配置されたバイパス部材１４を備えたことにより、収納容器全体における電解液の電池反応への利用効率を高めることができ、更には、電池の長寿命化を実現している。

更に、本実施の形態２は、バイパス部材１４を、電極体１１ａ及び１１ｂを結束する部材を用いて実現したことを特徴とする。以下、図１０（ａ）（ｂ）を参照して説明を行う。ただし、図１０（ａ）は、非水電解質二次電池２における電極体１１ａ及び１１ｂ近傍の構成を模式的に示す分解斜視図であり、図１０（ｂ）は側面図である。

図１０（ａ）に示すように、電極体１１ａ及び１１ｂは、蓋部２０に固定される前においては、巻回軸を平行に揃えた状態で、帯部材１１ｙにより電極体１１ａ及び１１ｂの表面全体を引き回されることにより一体化される。

このとき、図１０（ｂ）に示すように、帯部材１１ｙの各部のうち、一端１１ｙ１を電極体１１ａと１１ｂとの間ｃに挟みこみ、残りの部分を電極体１１ａから電極体１１ｂへ向かって引き回し、再度電極体１１ａに重ねたところで、引き回した部分を終端部１１ｘ１として先に電極体１１ａに巻き付けた部材の表面に貼り付け固定することにより、結束帯１１ｘを完成する。帯部材１１ｙとしては、多孔質の合成樹脂、織布又は不織布を利用することができ、結束帯１１ｘが結束する電極体の個数、寸法に応じて厚みや強度を任意に変更することができる。

一方、帯部材１１ｙにおいて、結束帯１１ｘの終端部１１ｘ１から更に延出した残りの部分を、バイパス部材１４として機能させることとなる。結束した電極体１１ａ及び１１ｂの蓋部２０への固定、絶縁フィルム１２の装着及びバイパス部材１４の容器本体１０への組込みは、実施の形態１のバイパス部材１３と同様にして行う。

このように、本発明の実施の形態２の非水電解質電池２によれば、複数の電極体を備えた構成において、電極体を一体的に結束する帯部材をバイパス部材として用いたことにより、部品点数を増加させることなく、容器本体１０の内部空間１０ｚに充填された電解液を無駄なく利用して、電池の長寿命化を実現することができる。

更に、結束帯１１ｘとして用いる帯部材１１ｙは、電極体のセパレータに比して大きな吸液性を有し、機械的強度のより大きな部材を用いることができるため、同一の帯部材１１ｙから構成されるバイパス部材１４を備えたことで、電解液の利用効率を更に高めることが可能となる。また、内部空間１０ｚにおいてバイパス部材が占める体積分の増加を抑制して、電解液の収容効率に優れた非水電解質二次電池を得ることができる。

なお、上記の説明においては、バイパス部材１４は、電極体１１ａ及び１１ｂのうち、電極体１１ａ側に引き回すものとしたが、図１１に示すように、電極体１１ａ及び１１ｂの全周に引き回して、端部１４ａを蓋部２０の空隙２０ｘにて貼り付け固定するようにしてもよい。又、バイパス部材１４は電極体１１ａ及び１１ｂの全周を一周より更に長く引き回すようにしてもよい。

本構成によれば、図７の構成例と同様、内部空間１０ｚ内の電解液を、更に効率的に利用できるとともに、電極体１１を容器本体１０に組み込む際に、バイパス部材１４が開口１０ｘと接触して電極体１１ａ又は１１ｂからの剥離や端部１４ａの損傷を抑制することができる。また、バイパス部材１４の厚みが電極体１１ａ及び１１ｂの両主面において等しくなり、形状のばらつきが少ない、精度良く作成された電極体を得ることができる。

このように、本発明の各実施の形態の非水電解質二次電池によれば、電極体を被覆する絶縁フィルム１２と容器本体１０との間の空間と電極体との間で電解液の流路を形成するバイパス部材を備えたことにより、収納容器内の電解液を無駄なく利用して、非水電解質二次電池の長寿命化を実現することができる。

しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。

上記の実施の形態においては、本発明のバイパス部材１３又は１４は、電極体の構成部材を利用するものとして説明を行ったが、本発明のバイパス部材は、図１２に示す、絶縁フィルム１５上に設けられたバイパス部材１６のように、電極体１１から独立した部品として実現しても良い。

バイパス部材１６は、バイパス部材１３又は１４と同一素材により作成され、図１２においては、一端部１６ａが、電極体１１のセパレータ１１ａ１の、蓋部２０の直下の部位１１ｔにて接合して、セパレータ１１ａ１に密着させることで、図７に示す構成例同様、組込み時の剥離を防ぐようにしている。また、他端部は、上記各実施の形態同様、図１２中、死角となる電極体１１の他方の主面上又は部位１１ｔ上に位置又は固定するようにしてもよい。

更に、バイパス部材１６は、バイパス部材１３又は１４のように、多孔質樹脂、不織布等、素材自身の吸液性を有する材料によって作成され、材料自体の性質により電解液を吸収して吸い上げるものであってもよいが、素材自身は吸液性を有さず、形状加工により電解液を流通させる流路を形成して電解液を吸い上げる、チューブその他管状、筒状の部材として実現してもよい。

なお、図１２に示す絶縁フィルム１５は、電極体１１との対向面において開口１５ｘと連通する切り欠き１５ｙを有する、外形籠状のものとしたが、この構成において、端部１６ａは、切り欠き１５ｙを介して露出する電極体１１の主面に接合するものとしてもよい。絶縁フィルム１２の全長をより短くとって、内部空間１０ｚ内の電解液を絶縁フィルム１５の内側に導く場合において、導入をよりスムーズに行わせることが可能となる。

また、絶縁フィルム１５は、複数のフィルムを組み合わせることにより袋状に形成されるものであってもよいし、単一のフィルムから構成されるものであってもよい。また、実施の形態１、２に示す各絶縁フィルムを、絶縁フィルム１５と同形のものとしてもよい。

また、上記の各実施の形態においては、各バイパス部材は、いずれも長円筒形の電極体においてもっとも面積の大きい、巻回軸側から見て扁平な主面に沿って引き回されるものとしたが、バイパス部材の端部が少なくとも収納容器１０の内底１０ｙにまで達するものであれば、電極体上の任意の箇所を引き回すようにしてもよい。

一例として、電極体において集電体１１ａ３及び挟持板１１ａ４上に重なるようにバイパス部材を引き回すことは、挟持板１１ａ４及び集電体１１ａ３と電極体１１の接合部分を更に被覆することとなり、非水電解質二次電池への衝撃から電極体を保護する効果を奏する。一方、各実施の形態にて示したように、合剤層非形成部に重なることを避けて、巻回軸の周りである電極体１１の主面に沿った向きにバイパス部材を引き回すことは、部材自体の表面積を大きくとることができ、電解液の流路としての効果をもっとも奏し易く、又、内部空間１０ｚにおいて余裕のある部分に部材を配置できることから、好適である。

さらに、バイパス部材の端部は、容器本体１０の内底１０ｙまで達さずとも、使用中の非水電解質二次電池の姿勢に応じて収納容器内にて電解液が滞留する箇所であれば、容器本体１０の内壁その他任意の箇所に位置するようにしてもよい。

このように、本発明のバイパス部材は、絶縁体としての絶縁フィルムを介して、収納容器の内部空間と電極体との間に電解液の流路を形成できればよく、その具体的な構成、形状、収納容器内の配置等によって限定されるものではない。

また、上記の説明においては、本発明の電極体は巻回型であるとしたが、積層型の電極体としてもよい。

また、上記の説明においては、本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。また、一次電池であってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電極体と電解液を収納容器内に封入してなる電気を蓄積可能な素子であれば、起電力を発生させるための具体的な方式によって限定されるものではない。

また、上記の説明においては、本発明の第２の容器本体としての容器本体１０及び本発明の第１の容器本体としての蓋部２０から構成される収納容器を有し、バイパス部材は、電極体と蓋部２０との間隙２０ｘから引き出されるものとしたが、本発明は、絶縁体としての絶縁フィルムを介して、収納容器の内部空間と電極体との間に電解液の流路を形成できればよく、バイパス部材の引き出し位置は任意の箇所であってよい。したがって、電極体１１が容器本体１０に接続された状態で蓋部２０に封止される構成であってもよく、電極端子等が容器本体１０側に設けられた構成であるとしてもよい。このような収納容器を有する蓄電素子において、絶縁フィルムが容器本体１０と電極体の間から引き出される構成であっても本発明の範囲に含まれるものである。

また、容器本体１０はアルミニウム製であるとしたが、アルミニウム合金、ステンレスその他任意の金属又は金属化合物、樹脂、又はアルミニウムラミネートを材料とするものであってもよい。また、形状は外形六面体としたが、底面が三角形、又は五角形以上の多角形である角柱形状であるとしてもよい。更には円筒形状であってもよい。

また、上記の説明においては、単体の非水電解質二次電池を例に取ったが、本発明は、複数の蓄電素子において少なくとも一つの蓄電素子に本発明の蓄電素子を含んでなる、電源モジュールとして実現してもよい。

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

以上のような本発明は、収納容器内の電解液を無駄なく利用することが可能になる効果を有し、例えば二次電池のような蓄電素子において有用である。

１ 非水電解質二次電池
１０ 容器本体
１０ｘ 開口
１０ｙ 底面
１０ｚ、１０ｚ１ 内部空間
１１、１１ａ、１１ｂ 電極体
１１ａ１ セパレータ
１１ａ２ 電極
１１ａ３ 集電体
１１ａ４ 挟持板
１２ 絶縁フィルム
１３ バイパス部材
２１ パッキン
２２ 中継板
２３ 電極端子
２４ｘ 注入口
２４ 封止栓

Claims (7)

1. 電極体と、
   電解液と、
   前記電極体及び前記電解液を収納する収納容器と、
   前記収納容器と前記電極体との間に配置される絶縁体と、
   前記絶縁体と前記収納容器の内壁との間隙と、前記電極体との間に設けられ、前記電解液の流路を形成するバイパス部材とを備えた、
   蓄電素子。
2. 前記間隙は、前記電極体と前記収納容器の内底との間である、
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記収納容器は、集電体を介して前記電極体に電気的に接続される、外部に露出した正負の電極端子が設けられた第１の容器本体と、前記第１の容器本体と接合して、前記第１の容器本体とともに前記電極体を収納する第２の容器本体とを有し、
   前記バイパス部材は、前記第１の容器本体と前記電極体との間から延出して前記間隙に達している、
   請求項１又は２に記載の蓄電素子。
4. 前記バイパス部材は、吸液性の素材により構成されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の蓄電素子。
5. 前記電極体は、
   正極板と負極板とをセパレータを介して積層又は巻回してなる本体部を有し、
   前記バイパス部材は、
   前記セパレータの少なくとも一部が前記絶縁体を介して前記本体部からはみ出し、少なくとも前記間隙まで延出することにより形成されている、
   請求項４に記載の蓄電素子。
6. 前記電極体は、
   正極板と負極板とをセパレータを介して積層又は巻回してなる、単数又は複数の本体部と、
   前記本体部を結束する結束帯とを有し、
   前記バイパス部材は、
   前記結束帯の一端が前記間隙に延出することにより形成されている、
   請求項４に記載の蓄電素子。
7. 前記バイパス部材は、前記間隙から更に前記電極体まで延出した環状の形状を有する、
   請求項５又は６に記載の蓄電素子。

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