JP2015076204A - 蓄電デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の性能を有する蓄電デバイスを、より安定的に製造する。【解決手段】蓄電デバイスは、電極群と、電解質とを収容する、開口端部を有するケースと、ケースの開口端部を封口する封口板と、を具備している。封口板は、ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、周縁部の少なくとも一部分に、第1主面(ケースの外側に面する主面)との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有している。一方、ケースの開口端部は、第1斜面と当接する第2斜面を有している。そして、封口板の周縁部とケースの開口端部とは、第1斜面と前記第2斜面とで溶接されている。【選択図】図8
Description
本発明は、蓄電デバイスに関し、特に、蓄電要素を収容するケースの封口構造の改良に関する。
近年、携帯情報端末、電動車両、家庭用電力貯蔵装置などに用いられる蓄電デバイスの開発が進んでいる。蓄電デバイスの中でも、キャパシタと非水電解質二次電池の研究が盛んであり、特にリチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池などの開発に期待が寄せられている。
蓄電デバイスは、第1電極、第2電極およびこれらの間に介在するセパレータを有する電極群と、電解質とを具備する。各電極は、集電体(電極芯材)と、集電体に担持された活物質層とを含んでいる。
ここで、蓄電デバイスが、電極群と電解質とを含む蓄電要素を収容する、開口端部を有するケースを有する場合、ケースの開口端部は封口板により封口される。封口板は、例えばレーザー溶接により、ケースの開口端部に取り付けられる(特許文献1参照)。
封口板をケースの開口端部に溶接して取り付ける封口構造の場合には、開口端部の上に封口板を置くのではなく、図9に示すように、ケース14Aの開口端部の内側に封口板16Aを嵌め込んだ状態で、開口端部の内側面と封口板の周縁部とをレーザー溶接するのが一般的である。このとき、レーザー光は、封口板の外側面に垂直な方向から照射することができる。これにより、ケースかレーザーヘッドのいずれかを、姿勢の変化を伴わずに二次元的に移動させるだけで、封口板の周縁部を全周に亘ってケースの開口端部に溶接することができる。したがって、ケースの開口端部を容易に封口することができる。
しかしながら、上記の封口構造では、封口板16の外形サイズと、ケースの開口端部のサイズとが高い精度で一致していないと、溶接の際に、封口板の周端面と開口端部の内側面とを十分に密着させることができない。封口板16Aの周端面とケース14Aの開口端部の内側面とが密着していないと、溶接の際に、スパッタなどに起因する異物80がケースの内部に混入することも考えられる。
ところが、蓄電デバイスは、大量生産を基本とする。何万個という製造物の中には、上記の要求精度に達していないケースと封口板とにより構成された製造物が存在する可能性がある。そして、異物混入の影響(例えば容量の低下)が、ある程度の期間を経た後で発現する場合もある。そのような場合には、検査によって、封口の際にケースの内部に異物が侵入したことを発見することも困難である。
本発明の一局面は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケース(a bottom−closed case having an open edge)と、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有しており、
前記ケースの前記開口端部は、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第1斜面と前記第2斜面とで溶接されている、蓄電デバイスを提供する。
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケース(a bottom−closed case having an open edge)と、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有しており、
前記ケースの前記開口端部は、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第1斜面と前記第2斜面とで溶接されている、蓄電デバイスを提供する。
本発明の他の局面は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有し、かつ前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板を前記ケースの前記開口端部に溶接して取り付けた封口構造を有し、
前記ケースの前記開口端部は、溶接される前、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口構造は、前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接することで、形成されている、蓄電デバイスを提供する。
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有し、かつ前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板を前記ケースの前記開口端部に溶接して取り付けた封口構造を有し、
前記ケースの前記開口端部は、溶接される前、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口構造は、前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接することで、形成されている、蓄電デバイスを提供する。
本発明によれば、封口板の周縁部と、ケースの開口端部とを溶接するときに、ケースの内部に異物が混入するのを防止することができる。これにより、所望の性能を有する蓄電デバイスを、より安定的に製造することができる。
[発明の実施形態の概要]
本発明に係る蓄電デバイスは、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、電解質と、電極群と電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、その開口端部を封口する封口板と、を具備する。封口板は、ケースの開口端部を封口した状態でケースの外側に面する第1主面16b(図8参照)およびケースの内側に面する第2主面16cを有する。
本発明に係る蓄電デバイスは、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、電解質と、電極群と電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、その開口端部を封口する封口板と、を具備する。封口板は、ケースの開口端部を封口した状態でケースの外側に面する第1主面16b(図8参照)およびケースの内側に面する第2主面16cを有する。
第1電極は、シート状の第1集電体と、第1集電体に担持された第1活物質とを含んでいる。第2電極は、シート状の第2集電体と、第2集電体に担持された第2活物質とを含んでいる。第1電極と、第2電極とは、第1電極と第2電極との間にセパレータを挟んだ状態で積層されている。第1電極と第2電極がそれぞれ複数ある場合には、第1電極と第2電極とは、第1電極と第2電極との間にセパレータを挟んだ状態で交互に積層される。
ここで、封口板は、ケースの開口端部に嵌合する周縁部を有しており、その周縁部の少なくとも一部分に、第1主面と鋭角θ1を成す第1斜面16aを有している(図8参照)。以下、封口板の第1主面16bを、封口板の外側面と称し、封口板の第2主面を、封口板の内側面と称する。
一方、ケースの開口端部は、第1斜面と当接する第2斜面14aを有している。ここで、「当接」とは、第1斜面と第2斜面とが面接触(plane−contact)している状態である。そして、封口板の周縁部とケースの開口端部とは、第1斜面と第2斜面とで溶接されている。以下、ケース側壁の外周面14bと第2斜面とが成す角度(鋭角)をθ2とする。ここで、ケース側壁の外周面14b(以下、単に、ケースの外側面ともいう)と封口板の外側面とが垂直であれば、θ2=(90−θ1)(度)である。
図8に示すように、封口板16の周縁部とケース14の開口端部の例えば上端部とを、斜面同士を突き合わせて溶接することで、寸法誤差による影響を緩和することができる。また、斜面同士を溶接することで、通常の溶接部(図9参照)よりも奥行きが大きい溶接部を形成することができる。図9の場合には溶接部の奥行きは、L12であるが、図8の場合には、溶接部の奥行きは、L12よりも長くなる。その結果、溶接の際のスパッタなどに起因する異物がケースの内部に侵入するのを防止することができる。これにより、所望の性能を有する蓄電デバイスを、より安定的に製造することができる。このとき、鋭角θ1は、5〜85度の範囲内の角度に設定するのが好ましい。なお、角度θ1は、封口板の厚みや、ケースの厚みに応じて、上記の範囲内で最適な角度に設定することができる。角度θ1のより好ましい範囲は、10〜45度である。
また、角度θ1を例えば5〜85度の範囲内の角度に設定することで、封口板の周縁部とケースの開口端部とを溶接することが容易となる。つまり、角度θ1が上記の範囲内の角度であれば、図8に示すように、封口板の外側面に垂直な方向のレーザー光を照射することで、封口板の周縁部とケースの開口端部とを溶接することができる。その結果、図9に示した場合と同様に、ケースかレーザーヘッドのいずれかを、姿勢の変化を伴わずに二次元的に移動させるだけで、封口板の周縁部を全周に亘ってケースの開口端部に溶接することができる。レーザー光を、斜め上や、ケースの外側面に垂直な方向(図8では真横)から照射する場合には、ケースかレーザーヘッドのいずれかを回転させたり、それらの姿勢を変えたりする必要があり、位置制御が困難となる。
ここで、ケース側壁の、第2斜面14aと隣接する部分の厚みL11は、例えば0.1〜3mmに設定することができる。厚みL11は、ケース全体の平均的な厚みと一致していてもよいし、特別に第2斜面と隣接する部分の厚みL11だけが、上記の範囲内の厚みに設定されていてもよい。一方、封口板の、第1斜面16aと隣接する部分の厚みL12は、例えば0.1〜4mmに設定することができる。厚みL12も、封口板全体の平均的な厚みと一致していてもよいし、特別に第1斜面16aと隣接する部分の厚みL12だけが、上記の範囲内の厚みに設定されていてもよい。
ここで、第1集電体は、第1金属多孔体を含んでいることが好ましい。例えば第1電極がリチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の正極であれば、第1集電体には、アルミニウムを含む金属多孔体を使用するのが好ましい。第1電極がリチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の負極であれば、第1集電体には、銅を含む金属多孔体を使用するのが好ましい。
蓄電デバイスの容量を増大させるためには、集電体の単位面積当りに担持される活物質量を極力多くすることが望まれる。ところが、従来の金属箔の集電体に多量の活物質を担持させると、活物質層が分厚くなり、活物質と集電体との平均距離が大きくなる。その結果、電極の集電性が低下するとともに、活物質と電解質との接触が制限され、充放電特性が損なわれやすくなる。
そこで、連通孔を有する気孔率の高い金属多孔体を集電体として用いることが好ましい。金属多孔体は、例えば、発泡ウレタンなどの連通孔を有する発泡樹脂の骨格表面に金属層を形成した後、発泡樹脂を熱分解し、さらに金属を還元処理することによって製造される。
第2集電体にも、第2金属多孔体を含ませることができる。そして、複数の第2集電体にも、それぞれ、隣接する他の第2集電体と電気的に接続するためのタブ状の第2接続部を設けることができる。それらの第2接続部は、シート状の第2導電性スペーサを間に挟んで、電極群の積層方向に沿って重なるように配することができ、かつ第2締結部材により互いに締結することができる。
第1金属多孔体および第2金属多孔体は、活物質を担持させるべき表面積(以下、有効表面積ともいう)が単なる金属箔などよりも大きくなるような孔構造を有するものであればよい。そのような観点から、第1金属多孔体および第2金属多孔体としては、後で説明するセルメット(住友電気工業株式会社の登録商標)、アルミセルメット(住友電気工業株式会社の登録商標)などの三次元網目状で中空の骨格を有する金属多孔体が、単位体積当たりの有効表面積を顕著に大きくできるので、最も好ましい。その他に、第1金属多孔体および第2金属多孔体としては、不織布、パンチングメタル、エキスパンドメタルなどを使用することができる。なお、不織布、セルメット、アルミセルメットは、三次元構造の多孔体であり、パンチングメタル、エキスパンドメタルは、二次元構造の多孔体である。
上述したような金属多孔体は、表面積が大きいため、多くの活物質を担持することができる上、電解質を保持しやすいため、蓄電デバイス用の電極として適していると考えられる。しかし、金属多孔体を集電体として含む同極性の電極を複数使用する場合、同極性の集電体同士を並列に接続する必要がある。
例えば、図12に示すような電極群100は、シート状の複数の正極112と、シート状の複数の負極114とを、セパレータを間に挟んで、交互に積層して構成されている。各集電体には、タブ状の接続部116が設けられている。図13に示すように、複数の接続部116を互いに接合することで、同極性の電極同士が電気的に接続されている。接続部116は、部品点数および製造工数の削減を図る観点から、集電体の本体と一体的に形成される。つまり、接続部116は、集電体と同じ材質である。
金属同士の接続方法としては、溶接が一般的である。しかし、金属多孔体から形成された接続部同士を、溶接により接合することは、非常に困難である。金属多孔体を加熱すると、多孔体の構造や性状が大きく変化するためである。また、溶接部分の形状を精密に制御することが困難であり、溶接部分と周囲との境界は不規則となりやすい。その結果、応力の局所的な集中を招き、良好な導通性と十分な接合強度を両立することが困難になる。
そこで、集電体の本体と例えば一体的に形成された接続部を、例えば導電性スペーサを間に挟んで、締結部材により、隣接する他の接続部と互いに接合、ないしは締結する。このとき、締結部材としては、例えばリベットを使用することができる。このように、リベットなどの締結部材により接続部同士を機械的に接合することにより、溶接による接合の場合のように、金属多孔体の構造や性状が大きく変化することがなく、耐久性が低下するのを防止することができる。また、リベットなどの締結部材による機械的な接合方法によれば、溶接のような冶金的接合方法の数倍の接合強度を得ることもできる。
なお、後述するように、そのような締結部材(第1締結部材または第2締結部材)は、リベットに限定されず、各接続部を機械的に接合、ないしは締結し得る部材または器具であれば、それを締結部材として使用することができる。ただし、後述するように、そのような締結部材としては、リベットを使用することが最も好ましい。
なお、後述するように、そのような締結部材(第1締結部材または第2締結部材)は、リベットに限定されず、各接続部を機械的に接合、ないしは締結し得る部材または器具であれば、それを締結部材として使用することができる。ただし、後述するように、そのような締結部材としては、リベットを使用することが最も好ましい。
ここで、締結部材により接続部同士を機械的に接合する具体的な方法について一例を説明する。
軸状の締結部材であれば、接続部に締結部材を通す貫通孔を設け、貫通孔に締結部材を挿通させ、締結部材の先端を押し潰して接続部の側面に係合させてかしめることが考えられる。貫通孔は、例えば真円に近い形状とすることも容易であり、その形状の精度を検査することも容易である。したがって、応力の過度の集中を抑制して、容易に所望の耐久性を得ることができる。また、耐久性に劣る不良品の出荷を防止することもできる。
軸状の締結部材であれば、接続部に締結部材を通す貫通孔を設け、貫通孔に締結部材を挿通させ、締結部材の先端を押し潰して接続部の側面に係合させてかしめることが考えられる。貫通孔は、例えば真円に近い形状とすることも容易であり、その形状の精度を検査することも容易である。したがって、応力の過度の集中を抑制して、容易に所望の耐久性を得ることができる。また、耐久性に劣る不良品の出荷を防止することもできる。
さらに、同極性の複数の電極の接続部の間に、導電性スペーサを配することで、溶接による場合と同程度以上の接触面積を確保することが容易となる。これにより、電極間の接続抵抗を小さくすることができる。
また、容量を増大させるためには、ある程度以上の厚み(例えば、0.1〜10mm)を有する金属多孔体を集電体に使用することが好ましい。そのような場合でも、複数の電極の接続部の間に、導電性スペーサを配することで、接続部の変形を抑えることができる。これにより、電極群の耐久性を向上させることができる。
より具体的には、上述した積層構造の電極群においては、同極性の複数の電極の接続部同士の間隔が、例えば1mm以上になる。このとき、接続部同士を締結部材により、直接的に接合すると、図13に示すように、各接続部116の変形量が大きくなる。その結果、耐久性が低下する可能性がある。一方、複数の電極の接続部の間に、導電性スペーサを配することで、隣接する接続部同士を接合したときの変形を抑えることができる。これにより、電極群の耐久性を向上させることができる。
第1締結部材は、第1集電体と同種の金属元素を含むことが好ましい。これにより、第1締結部材の電解質などによる浸食を抑えることができる。したがって、電極群の耐久性を向上させることができる。例えば第1電極がリチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池の正極であれば、第1集電体がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含むとともに、第1締結部材もアルミニウムまたはアルミニウム合金を含むことが好ましい。第2締結部材も、第2集電体と同種の金属を含むことが好ましい。これにより、第2締結部材の電解質などによる浸食を抑えることができる。したがって、電極群の耐久性を向上させることができる。例えば第2電極がリチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池の負極であれば、第2集電体が銅または銅合金を含むとともに、第2締結部材も銅または銅合金を含むことが好ましい。
導電性スペーサ(第1導電性スペーサまたは第2導電性スペーサ)は、十分な導電性と、スペーサとしての十分な剛性と靱性とを有する材料から形成されていればよい。しかしながら、導電性スペーサは、クッション性(応力緩和作用)を有することが好ましい。このとき、隣接する接続部間でスペーサに適度の締結圧力を印加することで、導電性スペーサと各接続部との密着性を高めることができる。これにより、電極間の接続抵抗を小さくすることができる。
以上のような観点から、導電性スペーサは、金属多孔体(第3金属多孔体または第4金属多孔体)を含むことが好ましい。したがって、第3金属多孔体または第4金属多孔体には、第1金属多孔体または第2金属多孔体に使用するのと同様の素材を使用することができる。さらには、第3金属多孔体または第4金属多孔体には、溶融金属に発泡剤を添加して発泡させた、金属発泡体(特許文献1参照)を使用することもできる。金属発泡体は、閉気孔の割合が多いので、集電体として使用するのには適していない。しかしながら、クッション性を得るためのスペーサとしては、閉気孔の多い金属発泡体は有用である。
ここで、接続部の間で導電性スペーサが圧縮される圧縮率(締結部材による締結後の最小厚み/締結前の平均厚み)は、1/10〜9/10であることが好ましく、5/10〜7/10であることがより好ましい。あるいは、接続部の間で導電性スペーサに生じる応力は平均で0.01〜1MPaであることが好ましく、0.1〜0.3MPaであることがより好ましい。
また、導電性スペーサ(第1導電性スペーサまたは第2導電性スペーサ)は、接続部と接触する辺の少なくとも1つと対応する角部に、面取り部を有するのが好ましい。面取り部の曲率半径R1(図3A、図3B参照)は、例えば1〜10mmであることが好ましく、3〜7mmであることがより好ましい。導電性スペーサが接続部と接触する辺に尖った角部を有する場合には、応力が接続部の一部に集中することがある。一方、導電性スペーサの接続部と接触する辺の角部に、面取り部を設けることで、接続部に加わる応力が分散する。これにより、接続部の耐久性が向上し、蓄電デバイスの耐久性も向上する。
ここで、各接続部を互いに締結するための締結部材(第1締結部材または第2締結部材)としてはリベットが好ましく、特に皿リベット(沈頭鋲、countersunk−head rivet)が好ましい。皿リベットを使用することで、接続部を互いに締結したときに、頭部(軸方向の一端部にある大径部)が接続部やスペーサなどの表面から突出するのを防止することができる。このとき、接続部やスペーサには、皿リベットの頭部の形状と対応する形状の皿座ぐり穴(countersunk hole、countersink)が設けられる。
また、締結部材として、例えば、ボルトとナットを使用することもできる。ただし、リベットを使用することで、締結部材の小型化が容易となる。また、ボルトとナットを用いると「緩み」が生じることがあるが、リベットであれば「緩み」は生じないため、所望の締結状態を長期にわたり維持することができる。また、リベットは、頭部を小型化することも容易である。
なお、締結部材は、軸状のものに限定されない。例えば、クリップ状の部材(弾性部材)を締結部材として使用することもできる。つまり、接続部の積層体を外側から挟むように、クリップ状の締結部材で複数の接続部を互いに締結することができる。この場合、クリップ状の締結部材を電極リードとして使用することができるため、部材点数の削減が図れる。
蓄電デバイスには、例えば、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ(コンデンサ)や、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池などの非水電解質二次電池が含まれる。それらのケースには、ラミネートフィルムで形成された包装容器や金属缶を使用することができる。
リチウムイオンキャパシタとしての蓄電デバイスの一実施形態において、電解質は、リチウムイオンとアニオンとの塩を含み、第1活物質と第2活物質の一方は、リチウムイオンを吸蔵および放出する第1物質(負極活物質)であり、他方は、アニオンを吸着および脱離する第2物質(正極活物質)である。第1物質は、ファラデー反応によりリチウムイオンを吸蔵および放出する。第1物質は、例えば、黒鉛などの炭素物質や、Si、SiO、Sn、SnOなどの合金系活物質である。一方、第2物質は、非ファラデー反応によりアニオンを吸着および脱離する。第2物質は、例えば、活性炭、カーボンナノチューブなどの炭素物質である。なお、第2物質(正極活物質)は、ファラデー反応が起こる材料であってもよい。このような材料としては、酸化マンガン、酸化ルテニウム、酸化ニッケルなどの金属酸化物や、ポリアセン、ポリアニリン、ポリチオール、ポリチオフェンなどの導電性高分子が挙げられる。第1物質および第2物質の両方でファラデー反応が起こるキャパシタはレドックスキャパシタと称される。
電気二重層キャパシタとしての蓄電デバイスの一実施形態において、電解質は、有機カチオンとアニオンとの塩を含み、第1活物質と第2活物質の一方は、有機カチオンを吸着および脱離する第3物質を含み、他方は、アニオンを吸着および脱離する第4物質を含む。第3物質および第4物質は、いずれも非ファラデー反応により、有機カチオンまたはアニオンを吸着および脱離する。第3物質および第4物質は、例えば、活性炭、カーボンナノチューブなどの炭素物質である。
非水電解質二次電池としての蓄電デバイスの一実施形態において、電解質は、アルカリ金属イオンとアニオンとの塩を含み、第1活物質および第2活物質は、いずれもアルカリ金属イオンを吸蔵および放出する物質を含む。すなわち、第1活物質および第2活物質では、それぞれファラデー反応が起る。
[発明の実施形態の詳細]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の詳細について説明する。
図1に、本実施形態に係る蓄電デバイスの外観を斜視図により示す。図2は、その蓄電デバイスを正面から見たときの内部構造を示す一部断面図である。図3Aおよび図3Bは、それぞれ、図2のIIIA線およびIIIB線による矢視断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の詳細について説明する。
図1に、本実施形態に係る蓄電デバイスの外観を斜視図により示す。図2は、その蓄電デバイスを正面から見たときの内部構造を示す一部断面図である。図3Aおよび図3Bは、それぞれ、図2のIIIA線およびIIIB線による矢視断面図である。
図示例の蓄電デバイス10は、例えば、リチウムイオンキャパシタであり、電極群12と、これを電解質(図示せず)とともに収容するケース14と、ケース14の開口端部を封口する封口板16とを具備している。図示例では、ケース14は角形であり、本発明は、図示例のような角形ケースに対して最も好適に適用することができる。
電極群12は、シート状の複数の第1電極18と、シート状の複数の第2電極20とを含んでいる。第1電極18と第2電極20とは、シート状のセパレータ21を間に挟んで、交互に積層されている。第1電極18は、第1集電体22と、第1活物質とを含む。第2電極20は、第2集電体24と、第2活物質とを含む。
第1電極18および第2電極20の一方は正極であり、他方は負極である。正極は、正極集電体と正極活物質とを含む。負極は、負極集電体と負極活物質とを含む。したがって、第1集電体22および第2集電体24の一方は正極集電体であり、他方は負極集電体である。なお、図3Aおよび図3Bでは、発明の理解を容易にするために、第1電極18を正極、第2電極20を負極として示す。すなわち、第1集電体22は正極集電体であり、第2集電体24は負極集電体である。また、図3Aおよび図3Bでは、電極と集電体とを区別して示すことが困難であるため、同一要素により電極と集電体とを示す。
第1集電体22(正極集電体)は、第1金属多孔体を含み、第2集電体24(負極集電体)は、第2金属多孔体を含む。このとき、第1金属としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましく、第2金属としては、銅または銅合金が好ましい。正極集電体の厚みは、0.1〜10mmであることが好ましい。負極集電体の厚みも0.1〜10mmであることが好ましい。
第1集電体22(正極集電体)は、気孔率が大きく(例えば90%以上)、連続気孔を有し、かつ閉気孔をほとんど含まない点で、アルミセルメット(住友電気工業株式会社の登録商標)が特に好ましい。また、第2集電体24(負極集電体)は、同様の理由で、銅やニッケルのセルメット(住友電気工業株式会社の登録商標)が特に好ましい。セルメットもしくはアルミセルメットについては後で詳しく説明する。
第1集電体22は、タブ状の第1接続部26を有している。同様に、第2集電体24にも、タブ状の第2接続部28を設けることができる。各接続部は、集電体の本体と同じ材質で、本体と一体的に形成することが好ましい。複数の第1集電体22の第1接続部26の間には、第1導電性スペーサ30が配されている。同様に、複数の第2集電体24の第2接続部28の間にも、第2導電性スペーサ32を配することができる。
特に限定されないが、第1接続部26の投影面積(第1集電体の主面に垂直な方向から見たときの面積)の第1集電体22全体の投影面積に占める割合は、0.1〜10%にすることができる。あるいは、蓄電デバイスの容量に応じて第1接続部26の投影面積、または、第1集電体の本体と、第1接続部との境界線の長さを決めることもできる。その境界線は、例えば第1接続部が設けられている第1集電体の辺と同軸の直線である。第1接続部26の形状は、特に限定されないが、角に丸みを有する方形とすることができる。
第1導電性スペーサ30は、導体(例えば、金属、炭素材料)を含む板状の部材により形成することができる。ただし、第1導電性スペーサ30は、第1接続部26との密着性を高めるために、金属多孔体(第3金属多孔体)から形成するのが好ましく、特に第1集電体22と同じ材料(例えばアルミセルメット)から形成するのが好ましい。同様に、第2導電性スペーサも、導体(例えば、金属、炭素材料)を含む板状の部材により形成することができる。そして、第2導電性スペーサ32も、金属多孔体(第4金属多孔体)から形成するのが好ましく、特に第2集電体24と同じ材料(例えば銅のセルメット)から形成するのが好ましい。
図4に示すように、セパレータ21は、第1電極18(正極)を収納するように、袋状に形成することが好ましい。セパレータ21の袋は、例えば、長方形のセパレータ21を長手方向の中央線21cにより折り畳み、開口端部以外の縁部21bを互いに糊付けすることで形成することができる。袋状のセパレータ21には、接続部を外部に突出させるための開口端部21aを設けることができる。これにより、正極活物質が第1集電体22から脱落したときに、内部短絡が発生するのを防止することができる。
図4に示すように、第1電極18の第1接続部26には、例えばリベットである第1締結部材34を挿通するための貫通孔36を設けることができる。貫通孔36は適宜の個数(図示例では2個)を設けることができる。第1接続部26は、第1集電体22の当該第1接続部26が形成されている辺の一方側寄りに形成される。第1導電性スペーサ30にも、第1接続部26の貫通孔36と重なる位置に、第1締結部材34を挿通するための貫通孔37を設けることができる。
図5は、図4に示す第1電極18と同じ方向から見た場合の第2電極20の正面図である。第2電極20の第2接続部28にも、同様に、リベットである第2締結部材38を挿通するための貫通孔36を設けることができる。第2導電性スペーサ32にも、第2接続部28の貫通孔36と重なる位置に、第2締結部材38を挿通するための貫通孔37を設けることができる。第2接続部28は、第2集電体24の当該第2接続部28が形成されている辺の他方側寄りに形成される。これにより、第1電極18と第2電極20とを重ねたときに、第1接続部26と第2接続部28とが互いにほぼ対象な位置に配置される。なお、第2電極20が負極であれば、第2電極20(第2集電体24)の本体の外形は、袋状のセパレータ21の外形とほぼ同じ大きさに形成される。つまり、負極の外形は、正極の外形よりも大きくされる。これにより、正極の全体を、セパレータを介して負極と対向させることができる。
第1締結部材34は、第1集電体22と同じ導電性材料で形成することが、高い耐食性が得られる点で好ましい。同様に、第2締結部材38も、第2集電体24と同じ導電性材料で形成することが好ましい。
複数の第1電極18の第1接続部26は、電極群12の積層方向に沿って重なるように配されるため、それらの貫通孔36も一直線上に並んでいる。また、第1導電性スペーサ30も、貫通孔37が、対応する貫通孔36と一直線上に並ぶように配置される。一直線上に並んだ貫通孔36、37に第1締結部材34を挿通し、第1締結部材34の端部(頭部)を第1接続部26等にかしめることにより、複数の第1接続部26が互いに締結される。同様に、複数の第2接続部28も、一直線上に並んだ貫通孔36、37に挿通される第2締結部材38により互いに締結される。
封口板16は、複数の第1電極18と電気的に接続された第1外部端子40と、複数の第2電極20と電気的に接続された第2外部端子42とを有している。封口板16の中央部には、安全弁44が設けられるとともに、その第1外部端子40寄りの位置に、注液孔46を塞ぐ液栓48が取り付けられている(図6参照)。
図6Aは、第1電極と第1外部端子(第1端子板)との接続構造を示す拡大図である。図6Bは、第2電極と第2外部端子(第2端子板)との接続構造を示す拡大図である。第1外部端子40は、例えば長方形の板状の導体からなる第1端子板50の一端寄りに形成されている。封口板16には、貫通孔が形成されており、これに対応するように、第1端子板50の他端寄りにも貫通孔54が形成されている。第1端子板50は、貫通孔54に挿通される第3締結部材(第1リベット)52により、封口板16に固定されている。第1端子板50および第3締結部材52は、それぞれ第3締結部材52が挿通される貫通孔を有する板状ガスケット58とリング状ガスケット60により、封口板16と電気的に絶縁されている。板状ガスケット58とリング状ガスケット60とが、第1ガスケットを構成する。
第3締結部材52の、ケース14内側の端部には、第1電極18と第1外部端子40とを電気的に接続するための第1リード62が接合されている(図3A参照)。なお、第2電極20と第2外部端子42とは、第2リード64により電気的に接続されている(図3B参照)。
一方、第2外部端子42は、例えば長方形の板状の導体からなる第2端子板50Aの一端寄りに形成されている。封口板16には、貫通孔が形成されており、これに対応するように、第2端子板50Aの他端寄りにも貫通孔54Aが形成されている。第2端子板50Aは、貫通孔54Aに挿通される第4締結部材(第2リベット)80により、封口板16に固定されている。第2端子板50Aおよび第4締結部材80は、それぞれ第4締結部材80が挿通される貫通孔を有する板状ガスケット58Aとリング状ガスケット60Aにより、封口板16と電気的に絶縁されている。板状ガスケット58Aとリング状ガスケット60Aとが、第2ガスケットを構成する。
第4締結部材80の、ケース14内側の端部には、第2電極20と第2外部端子42とを電気的に接続するための第2リード64が接合されている(図3B参照)。また、第2リードの厚みについても、第1リードと同様である。
図7に、第1リード62の一例を、正面図(a)、上面図(b)および側面図(c)により示す。第2リード64の構成は、第1リード62と同様であるため、図示および説明は省略する。
図示例の第1リード62は、横断面がL字形状の部材であり、互いに垂直な、板状の第1部分62aと、第2部分62bとを有している。第1部分62aは、封口板16と平行に配置される部分であり、その中央部に第3締結部材52と接合するための接合領域62cを有している。接合領域62cの内側には、第1リード62のケース14内周縁部に形成された凸部が嵌合する嵌合孔62dが形成されている。変形前の第3締結部材52と、第1リード62の接合領域62cとは、例えば溶接により接合される。これにより、変形前の第3締結部材52と第1リード62とを含み、第1電極18と第1外部端子40とを接続するための第1接続部材70が形成される。第1接続部材70は、蓄電デバイス10の組み立てラインとは別のラインで製造することができ、一部品として供給することができる。
図示例の第1リード62は、横断面がL字形状の部材であり、互いに垂直な、板状の第1部分62aと、第2部分62bとを有している。第1部分62aは、封口板16と平行に配置される部分であり、その中央部に第3締結部材52と接合するための接合領域62cを有している。接合領域62cの内側には、第1リード62のケース14内周縁部に形成された凸部が嵌合する嵌合孔62dが形成されている。変形前の第3締結部材52と、第1リード62の接合領域62cとは、例えば溶接により接合される。これにより、変形前の第3締結部材52と第1リード62とを含み、第1電極18と第1外部端子40とを接続するための第1接続部材70が形成される。第1接続部材70は、蓄電デバイス10の組み立てラインとは別のラインで製造することができ、一部品として供給することができる。
第2部分62bは、封口板16と垂直に配置される部分であり、主として、第2部分62bが第1接続部26と接触することで、第1リード62が第1電極18と電気的に接続される。第2部分62bは、第1締結部材34を挿通するための1つ以上の貫通孔62eを有している。貫通孔62eに挿通された第1締結部材34により、第2部分62bが第1接続部26と接触した状態で固定される。これにより、第1リード62が複数の第1電極18の第1接続部26に固定される。貫通孔62eの開口面積は、例えば0.005〜4cm2にすることができる。開口形状は、特に限定されないが、円形、または多角形(例えば正六角形)にすることができる。第2部分62bに設ける貫通孔62eの個数は、特に限定されないが、1〜10個の範囲内の個数とすることができる。1つの貫通孔62eには、第1締結部材34を一本ずつ挿通して、第1リード62を第1接続部26に固定することができる。
第1リード62は、0.1〜2mmの厚みを有することが好ましい。これにより、第1リード62に、ある程度以上の剛性を付与することができる。一方、第1接続部26は、クッション性(変形容易性)を有する。よって、第1接続部26と第1リード62の第2部分62bとの密着性は、容易に確保される。
第3締結部材(第1リベット)52は、封口板16の内側に配される第1大径部52aと、各部材(封口板16、第1端子板50、ガスケット58,60)の貫通孔に挿通される第1拡径部52bと、封口板16の外側に配される第1頭部52cとを有している。第3締結部材52が、上記の各貫通孔に挿通された状態で、封口板16、第1端子板50および第1ガスケット(ガスケット58,60)を一括してかしめることで、第1端子板50が封口板16の外側面で固定される。第1拡径部52bは、第3締結部材52がかしめられたときに、内部の空洞が大きくされ、これにより拡径する。第1頭部52cは、第3締結部材52がかしめられたときに例えば拉げることで、第1大径部52aとの協働により第1端子板50、封口板16、およびガスケット58,60を間に挟むように変形する。
以上のように、図6Aに示す接続構造では、第3締結部材52を有する接続部材70により、第1電極18と第1外部端子40とが電気的に接続されている。このため、第3締結部材52を各部材(封口板16、第1端子板50、ガスケット58,60)の貫通孔に挿通した状態で各部材をかしめる(第1拡径部52bおよび第1頭部52cを変形させる)だけで、第1端子板50を、封口板16とは電気的に絶縁された状態で、封口板16に固定することができる。また、そのような一工程を実行するだけで、同時に、第1電極18と第1外部端子40とを電気的に接続することもできる。したがって、非常に簡易な工程で、第1電極18と第1外部端子40とを電気的に接続し、かつ第1外部端子40を封口板16に設置することができる。これにより、蓄電デバイス10の製造を容易にすることができるとともに、製造時間を短縮することができる。
また、上記工程は、同極性の電極の接続部同士を締結するのと同様の機械的な接合方法である。したがって、蓄電デバイス10の組み立てラインにおいて、抵抗溶接機を全く使用することなく、蓄電デバイス10を組み立てることができる。これにより、組立ラインを簡素化することもできる。
以下、第3締結部材と同様の構成を有する第4締結部材について、詳細に説明する。第4締結部材(第2リベット)80は、封口板16の内側に配される第2大径部80aと、各部材(封口板16、第2端子板50A、ガスケット58A,60A)の貫通孔に挿通される第2拡径部80bと、封口板16の外側に配される第2頭部80cとを有している。第4締結部材80が、上記の各貫通孔に挿通された状態で、封口板16、第2端子板50Aおよび第2ガスケット(ガスケット58A,60A)を一括してかしめることで、第2端子板50Aが封口板16の外側面で固定される。第2拡径部80bは、第4締結部材80がかしめられたときに、内部の空洞が大きくされ、これにより拡径する。第2頭部80cは、第4締結部材80がかしめられたときに例えば拉げることで、第2大径部80aとの協働により第2端子板50A、封口板16、およびガスケット58A,60Aを間に挟むように変形する。以上の効果については、第1接続部材について説明したのと同様である。
次に、本実施形態に係るケースの封口構造を詳細に説明する。
図8に、ケース14の開口端部の一部分を拡大して示す。図示例の封口構造においては、封口板16の端部(周縁部)は、封口板の外側面16bと鋭角θ1を成す斜面16a(第1斜面)を有している。一方、開口端部を形成するケース14の側壁の上端部は、ケース14の外側面14bに対して鋭角θ2を成す斜面14a(第2斜面)を有している。そして、封口板16の周縁部とケース14の開口端部とは、斜面同士で溶接されている。ここで、ケースの外側面と封口板の外側面とが垂直であれば、θ2=(90−θ1)(度)である。
図8に、ケース14の開口端部の一部分を拡大して示す。図示例の封口構造においては、封口板16の端部(周縁部)は、封口板の外側面16bと鋭角θ1を成す斜面16a(第1斜面)を有している。一方、開口端部を形成するケース14の側壁の上端部は、ケース14の外側面14bに対して鋭角θ2を成す斜面14a(第2斜面)を有している。そして、封口板16の周縁部とケース14の開口端部とは、斜面同士で溶接されている。ここで、ケースの外側面と封口板の外側面とが垂直であれば、θ2=(90−θ1)(度)である。
以上のように、ケース14の開口端部と、封口板16の周縁部とを、斜面14aと斜面16aとで溶接することで、常に、ケース14の開口端部と封口板16の周縁部との十分な密着性を確保した状態で、両者を溶接することができる。例えば、図9に示すように、外側面(または内側面)に垂直な側端面(周端面)を有する封口板16を、ケース14の開口端部の内側面に溶接する場合には、両者の密着性を大きくするためには、封口板16の外形のサイズを、ケース14の開口端部のサイズに精密に一致させる必要がある。封口板16の外形のサイズと、ケース14の開口端部のサイズとが精密に一致していない場合、封口板16の端部とケース14の開口端部との間に隙間、あるいは残留応力が発生し、耐久性が低下することがある。
また、図9に示す接合構造において、封口板16の周縁部とケース14の開口端部との密着性が小さいと、レーザー溶接の際のスパッタなどに起因する異物80が、ケース14の内部に侵入することがある。このような場合、内部短絡等が発生しやすい。そして、ケース14内部への異物の侵入は、外観検査では発見することが困難である。これに対して、図8に示す接合構造においては、斜面同士の接触により、常に、所望の密着性を確保して、封口板16の端部とケース14の開口端部とを、レーザー溶接することができる。これにより、不良品の出荷を防止することが容易となる。このとき、角度θ1は、5(度)≦θ1≦85(度)の範囲内の角度とするのが好ましい。より好ましくは、10(度)≦θ1≦45である。
また、角度θ1を、5(度)≦θ1≦85(度)の範囲内の角度とすることで、レーザーをケース14の斜め上方からではなく、ほぼ鉛直上方(封口板16の外側面の法線方向)から照射して、両者を溶接することができる。レーザーを斜め方向から溶接部分に正確に照射することは、画像認識の正確性やケースと封口板の相対的な位置精度を確保するのに難があるため、容易ではない。これに対して、鉛直上方からのレーザーの照射であれば、端部を容易に認識できるので、容易に溶接することができる。また、ケースまたはレーザーヘッドの二次元的な移動だけで、封口板の周縁部を全周に亘ってケースの開口端部に溶接できるので、蓄電デバイスの製造が容易となる。
次に、第1集電体22または第2集電体24として用いられる金属多孔体について詳しく説明する。
金属多孔体は、三次元網目状で中空の骨格を有することが好ましい。骨格が内部に空洞を有することで、金属多孔体は、嵩高い三次元構造を有しながらも、極めて軽量である。このような金属多孔体は、連続空隙を有する樹脂製の多孔体を、集電体を構成する金属でメッキ処理し、さらに加熱処理などにより、内部の樹脂を分解または溶解させることにより形成できる。メッキ処理により、三次元網目状の骨格が形成され、樹脂の分解や溶解により、骨格の内部を中空にすることができる。
金属多孔体は、三次元網目状で中空の骨格を有することが好ましい。骨格が内部に空洞を有することで、金属多孔体は、嵩高い三次元構造を有しながらも、極めて軽量である。このような金属多孔体は、連続空隙を有する樹脂製の多孔体を、集電体を構成する金属でメッキ処理し、さらに加熱処理などにより、内部の樹脂を分解または溶解させることにより形成できる。メッキ処理により、三次元網目状の骨格が形成され、樹脂の分解や溶解により、骨格の内部を中空にすることができる。
樹脂製の多孔体としては、連続空隙を有する限り、特に制限されず、樹脂発泡体、樹脂製の不織布などが使用できる。加熱処理後、骨格内に残存した成分(樹脂、分解物、未反応モノマー、樹脂に含まれる添加剤など)を洗浄などにより除去してもよい。
樹脂製多孔体を構成する樹脂としては、熱硬化性ポリウレタン、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂;オレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、熱可塑性ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂などが例示できる。樹脂発泡体を用いると、樹脂の種類や発泡体の製造方法にもよるが、発泡体内部に形成された個々の空孔がセル状となる。そして、セルが連なって連通し、連続空隙が形成される。このような発泡体では、セル状の空孔が小さく、サイズがより均一となり易い。中でも熱硬化性ポリウレタンなどを用いると、空孔のサイズや形状がより均一になりやすい。
メッキ処理は、樹脂製多孔体の表面(連続空隙内の表面も含む)に、集電体として機能する金属層を形成できればよく、公知のメッキ処理方法、例えば、電解メッキ法、溶融塩メッキ法などが採用できる。メッキ処理により、樹脂製多孔体の形状に応じた、三次元網目状の金属多孔体が形成される。なお、電解メッキ法によりメッキ処理を行う場合、電解メッキに先立って、導電性層を形成することが望ましい。導電性層は、樹脂製多孔体の表面に、無電解メッキ、蒸着、スパッタリングなどの他、導電剤の塗布などにより形成してもよく、導電剤を含む分散液に樹脂製多孔体を浸漬することにより形成してもよい。
メッキ処理後、加熱により樹脂製多孔体を除去することにより、金属多孔体の骨格の内部に空洞が形成されて中空となる。骨格内部の空洞の幅(後述する図10の空洞の幅wf)は、平均値で、例えば0.5〜5μm、好ましくは1〜4μmまたは2〜3μmである。樹脂製多孔体は、必要に応じて、適宜電圧を印加しながら加熱処理を行うことにより除去できる。また、溶融塩メッキ浴に、メッキ処理した多孔体を浸漬し、電圧を印加しながら、加熱処理を行ってもよい。
金属多孔体は、樹脂製発泡体の形状に対応する三次元網目構造を有する。具体的には、集電体は、1つ1つがセル状の空孔を多数有しており、これらのセル状の空孔が互いに連なって連通した連続空隙を有する。隣り合うセル状の空孔の間には、開口(または窓)が形成される。この開口により、空孔が互いに連通した状態となることが好ましい。開口(または窓)の形状は特に制限されないが、例えば、略多角形(略三角形、略四角形、略五角形、および/または略六角形など)である。なお、略多角形状とは、多角形、および多角形に類似の形状(例えば、多角形の角が丸まった形状、多角形の辺が曲線となった形状など)を含む意味で使用する。
金属多孔体の骨格の模式図を図10に示す。金属多孔体は、金属製骨格102に囲まれたセル状の空孔101を複数有し、互いに隣接する空孔101間には、略多角形の開口(または窓)103が形成されている。開口103により、隣接する空孔101間が連通し、これにより、集電体は、連続空隙を有する。金属製骨格102は、セル状の空孔を形作るとともに、空孔を連結させるように立体的に形成され、これにより、三次元網目状の構造が形成される。
金属多孔体は、気孔率が非常に高く、比表面積が大きい。つまり、空隙内の表面も含む広い面積に活物質を多く付着させることができる。また、多くの活物質を空隙内に充填しながらも、金属多孔体と活物質との接触面積が大きく、気孔率も大きくすることができるので、活物質を有効利用できる。リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の正極では、通常、導電助剤を添加することにより、導電性を高めている。一方、上記のような金属多孔体を正極集電体として用いることにより、導電助剤の添加量を少なくしても、高い導電性を確保し易い。よって、電池のレート特性やエネルギー密度(および容量)をより有効に高めることができる。
金属多孔体の比表面積(BET比表面積)は、例えば100〜700cm2/g、好ましくは150〜650cm2/g、さらに好ましくは200〜600cm2/gである。
金属多孔体の気孔率は、例えば、40〜99体積%、好ましくは60〜98体積%、さらに好ましくは80〜98体積%である。また、三次元網目構造における平均空孔径(互いに連通するセル状の空孔の平均径)は、例えば50〜1000μm、好ましくは100〜900μm、さらに好ましくは350〜900μmである。ただし、平均空孔径は、金属多孔体(または電極)の厚みよりも小さい。なお、圧延により、金属多孔体の骨格は変形して、気孔率および平均空孔径は変化する。上記気孔率および平均空孔径の範囲は、圧延前(合剤充填前)の金属多孔体の気孔率および平均空孔径である。
リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の正極集電体を構成する金属(上記のメッキされる金属)としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケルおよびニッケル合金より選択される少なくとも一種が例示できる。リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の負極集電体を構成する金属(上記のメッキされる金属)としては、例えば銅、銅合金、ニッケルおよびニッケル合金より選択される少なくとも一種が例示できる。電気二重層コンデンサの電極集電体にも、上記と同様の金属(例えば銅、銅合金)を用いることができる。
図11は、図10の金属多孔体の空隙に電極合剤を充填した状態を示す断面模式図である。セル状の空孔101には、電極合剤104が充填され、金属製骨格102の表面に付着して、厚みwmの電極合剤層を形成する。なお、金属多孔体の骨格102の内部は、幅wfの空洞102aが形成されている。電極合剤104の充填後、セル状の空孔101内の電極合剤層の内側には、空隙が残存している。電極合剤を金属多孔体に充填した後、必要に応じて、金属多孔体を厚み方向に圧延することにより、電極が形成される。図11は、圧延前の状態を示す。圧延により得られる電極では、骨格102が厚み方向に少し押し潰された状態となり、空孔101内の電極合剤層の内側の空隙、および骨格102内の空洞が押し潰された状態となる。金属多孔体の圧延後も、電極合剤層の内側の空隙はある程度残存した状態となり、これにより、電極の気孔率を高めることができる。
正極または負極は、例えば、上記のようにして得られる金属多孔体の空隙に、電極合剤を充填し、必要に応じて、厚み方向に集電体を圧縮することにより形成される。電極合剤は、必須成分としての活物質を含み、任意成分としての導電助剤および/またはバインダを含んでもよい。
集電体のセル状の空孔内に、合剤を充填することにより形成される合剤層の厚みwmは、例えば、10〜500μm、好ましくは40〜250μm、さらに好ましくは100〜200μmである。セル状の空孔内に形成される合剤層の内側に空隙を確保できるように、合剤層の厚みwmは、セル状の空孔の平均空孔径の5〜40%であることが好ましく、10〜30%であることがさらに好ましい。
非水電解質二次電池の正極活物質としては、アルカリ金属イオンを吸蔵および放出(挿入および脱離)する物質を使用できる。このような物質としては、金属カルコゲン化合物(硫化物、酸化物など)、アルカリ金属含有遷移金属酸化物(リチウム含有遷移金属酸化物、ナトリウム含有遷移金属酸化物)、アルカリ金属含有遷移金属リン酸塩(オリビン型構造を有するリン酸鉄など)などが例示できる。これらの正極活物質は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の負極活物質としては、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを吸蔵および放出(挿入および脱離)する物質を使用できる。このような物質としては、例えば、炭素物質、スピネル型リチウムチタン酸化物、スピネル型ナトリウムチタン酸化物、ケイ素酸化物、ケイ素合金、錫酸化物、錫合金などが挙げられる。炭素物質としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)などが例示できる。
リチウムイオンキャパシタの正極活物質としては、アニオンを吸着および脱離する第1炭素物質を使用できる。また、電気二重層キャパシタの一方の電極の活物質としては、有機カチオンを吸着および脱離する第2炭素物質を使用でき、他方の電極の活物質としては、アニオンを吸着および脱離する第3炭素物質を使用できる。第1〜第3炭素物質としては、例えば、活性炭、黒鉛、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)などの炭素物質が例示できる。
導電助剤の種類は、特に制限されず、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック;炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維;カーボンナノチューブなどのナノカーボンなどが挙げられる。導電助剤の量は、特に限定されず、活物質100質量部あたり、例えば0.1〜15質量部、好ましくは0.5〜10質量部である。
バインダの種類は特に制限されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂;ポリビニルクロリドなどの塩素含有ビニル樹脂;ポリオレフィン樹脂;スチレンブタジエンゴムなどのゴム状重合体;ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール;カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体(セルロースエーテルなど)、キサンタンガムなどの多糖類などを用いることができる。バインダの量は、特に限定されず、活物質100質量部あたり、例えば、0.5〜15質量部、好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは0.7〜8質量部である。
第1電極18極および第2電極20の厚みは、0.2mm以上、好ましくは0.5mm以上、さらに好ましくは0.7mm以上である。また、第1電極18極および第2電極20の厚みは、5mm以下、好ましくは4.5mm以下、さらに好ましくは4mm以下または3mm以下である。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。第1電極18極および第2電極20の厚みは、0.5〜4.5mmまたは0.7〜4mmであってもよい。
セパレータ21は、イオン透過性を有し、第1電極18極と第2電極20との間に介在して、これらの短絡を防止する。セパレータ21は、多孔質構造を有し、細孔内に電解質を保持することで、イオンを透過させる。セパレータ21としては、微多孔フィルム、不織布(紙も含む)などを使用できる。また、セパレータ21の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリエチレンレテフタレートなどのポリエステル;ポリアミド;ポリイミド;セルロース;ガラス繊維などを用いることができる。セパレータ21の厚みは、例えば10〜100μm程度である。
リチウムイオンキャパシタの電解質は、リチウムイオンとアニオン(第1アニオン)との塩を含む。第1アニオンとしては、フッ素含有酸アニオン(PF6 -、BF4 -など)、塩素含有酸アニオン(ClO4 -)、ビス(オキサレート)ボレートアニオン(BC4O8 -)、ビススルホニルアミドアニオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CF3SO3 -)などが挙げられる。
電気二重層キャパシタの電解質は、有機カチオンとアニオン(第2アニオン)との塩を含む。有機カチオンとしては、テトラエチルアンモニウムイオン(TEA+)、トリエチルモノメチルアンモニウムイオン(TEMA+)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン(EMI+)、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムイオン(MPPY+)などが挙げられる。また、第2アニオンとしては、第1アニオンと同様のものが挙げられる。
非水電解質二次電池の電解質は、アルカリ金属イオンとアニオン(第3アニオン)との塩を含む。例えば、リチウムイオン電池の電解質は、リチウムイオンとアニオン(第3アニオン)との塩を含む。また、ナトリウムイオン電池の電解質は、ナトリウムイオンとアニオン(第3アニオン)との塩を含む。第3アニオンとしては、第1アニオンと同様のものが挙げられる。
電解質は、上記の塩を溶解させる非イオン性溶媒または水を含んでもよく、上記の塩を含む溶融塩であってもよい。非イオン性溶媒としては、例えば、有機カーボネート、ラクトンなどの有機溶媒を用いることができる。電解質が溶融塩を含む場合、耐熱性の向上の観点からは、電解質の90質量%以上が塩(アニオンとカチオンで構成されるイオン性物質)で占められていることが好ましい。
溶融塩を構成するカチオンとしては、有機カチオンが好ましい。有機カチオンとしては、窒素含有カチオン;イオウ含有カチオン;リン含有カチオンなどが例示できる。溶融塩を構成するアニオンとしては、ビススルホニルアミドアニオンが好ましい。ビススルホニルアミドアニオンの中でも、ビス(フルオロスルホニル)アミドアニオン((N(SO2F)2 -)(FSA-:bis(fluorosulfonyl)amideanion));ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミドアニオン(N(SO2CF3)2 -)(TFSA-:bis(trifluoromethylsulfonyl)amideanion)、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)アミドアニオン(N(SO2F)(SO2CF3)-)(PFSA-:bis(fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfonyl)amideanion)などが好ましい。
窒素含有カチオンとしては、例えば、第4級アンモニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、イミダゾリウムカチオンなどが例示できる。
第4級アンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン(TEA+:ethyltrimethylammoniumcation)、メチルトリエチルアンモニウムカチオン(TEMA+:methyltriethylammoniumcation)などのテトラアルキルアンモニウムカチオン(テトラC1-10アルキルアンモニウムカチオンなど)などが挙げられる。
ピロリジニウムカチオンとしては、1,1−ジメチルピロリジニウムカチオン、1,1−ジエチルピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチルピロリジニウムカチオン、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムカチオン(MPPY+:1-methyl-1-propylpyrrolidiniumcation)、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムカチオン(MBPY+:1-butyl-1-methylpyrrolidiniumcation)、1−エチル−1−プロピルピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。
ピリジニウムカチオンとしては、1−メチルピリジニウムカチオン、1−エチルピリジニウムカチオン、1−プロピルピリジニウムカチオンなどの1−アルキルピリジニウムカチオンなどが挙げられる。
イミダゾリウムカチオンとしては、1,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン(EMI+:1-ethyl-3-methylimidazoliumcation)、1−メチル−3−プロピルイミダゾリウムカチオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン(BMI+:1-buthyl-3-methylimidazoliumcation)、1−エチル−3−プロピルイミダゾリウムカチオン、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウムカチオンなどが挙げられる。
イオウ含有カチオンとしては、第3級スルホニウムカチオン、例えば、トリメチルスルホニウムカチオン、トリヘキシルスルホニウムカチオン、ジブチルエチルスルホニウムカチオンなどのトリアルキルスルホニウムカチオン(例えば、トリC1-10アルキルスルホニウムカチオンなど)などが例示できる。
リン含有カチオンとしては、第4級ホスホニウムカチオン、例えば、テトラメチルホスホニウムカチオン、テトラエチルホスホニウムカチオン、テトラオクチルホスホニウムカチオンなどのテトラアルキルホスホニウムカチオン(例えば、テトラC1-10アルキルホスホニウムカチオン);トリエチル(メトキシメチル)ホスホニウムカチオン、ジエチルメチル(メトキシメチル)ホスホニウムカチオン、トリヘキシル(メトキシエチル)ホスホニウムカチオンなどのアルキル(アルコキシアルキル)ホスホニウムカチオン(例えば、トリC1-10アルキル(C1-5アルコキシC1-5アルキル)ホスホニウムカチオンなど)などが挙げられる。
以上の説明は、以下の特徴を含む。
(付記1)
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板と、を具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有しており、
前記ケースの前記開口端部は、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第1斜面と前記第2斜面とで溶接されている、蓄電デバイス。
(付記1)
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板と、を具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有しており、
前記ケースの前記開口端部は、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第1斜面と前記第2斜面とで溶接されている、蓄電デバイス。
(付記2)
シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含む第1電極と、
シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含む第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータと、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、かつ前記開口端部を封口する封口板、とを具備する蓄電デバイスを製造する方法であって、
(i)前記封口板の前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を形成する工程と、
(ii)前記ケースの前記開口端部に前記第1斜面と当接すべき第2斜面を形成する工程と、
(iii)前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記第1斜面が形成された部分に、前記第1主面に対して90度±5度の方向からレーザー光を照射して、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接する工程、とを含む蓄電デバイスの製造方法。
(付記3)
前記角度θ1が、5〜85度である、付記2に記載の蓄電デバイスの製造方法。
(付記4)
前記ケースの前記第2斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜3mmである、付記1に記載の蓄電デバイス。
(付記5)
前記封口板の前記第1斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜4mmである、付記1に記載の蓄電デバイス。
(付記6)
前記ケースの前記第2斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜3mmである、付記2に記載の蓄電デバイスの製造方法。
(付記7)
前記封口板の前記第1斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜4mmである、付記2に記載の蓄電デバイスの製造方法。
シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含む第1電極と、
シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含む第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータと、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、かつ前記開口端部を封口する封口板、とを具備する蓄電デバイスを製造する方法であって、
(i)前記封口板の前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を形成する工程と、
(ii)前記ケースの前記開口端部に前記第1斜面と当接すべき第2斜面を形成する工程と、
(iii)前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記第1斜面が形成された部分に、前記第1主面に対して90度±5度の方向からレーザー光を照射して、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接する工程、とを含む蓄電デバイスの製造方法。
(付記3)
前記角度θ1が、5〜85度である、付記2に記載の蓄電デバイスの製造方法。
(付記4)
前記ケースの前記第2斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜3mmである、付記1に記載の蓄電デバイス。
(付記5)
前記封口板の前記第1斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜4mmである、付記1に記載の蓄電デバイス。
(付記6)
前記ケースの前記第2斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜3mmである、付記2に記載の蓄電デバイスの製造方法。
(付記7)
前記封口板の前記第1斜面と隣接する部分の厚みが、0.1〜4mmである、付記2に記載の蓄電デバイスの製造方法。
(付記8)
シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含む第1電極と、
シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含む第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータと、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記開口端部を封口する封口板、とを具備する蓄電デバイスを製造する方法であって、
(i)前記ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有する前記封口板を準備する工程と、
(ii)前記開口端部に前記第1斜面と当接すべき第2斜面を有する前記ケースを準備する工程と、
(iii)前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記第1斜面が形成された部分に、前記第1主面に対して90度±5度の方向からレーザー光を照射して、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接する工程、とを含む蓄電デバイスの製造方法。
シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含む第1電極と、
シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含む第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータと、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記開口端部を封口する封口板、とを具備する蓄電デバイスを製造する方法であって、
(i)前記ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有する前記封口板を準備する工程と、
(ii)前記開口端部に前記第1斜面と当接すべき第2斜面を有する前記ケースを準備する工程と、
(iii)前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記第1斜面が形成された部分に、前記第1主面に対して90度±5度の方向からレーザー光を照射して、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接する工程、とを含む蓄電デバイスの製造方法。
本発明は、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスに広く適用することができる。
10…蓄電デバイス、100…正極活物質、101…空孔、102…金属製骨格、102…骨格、102a…空洞、103…開口、104…正極合剤、12…電極群、14…ケース、14a,16a…斜面、16…封口板、18…第1電極、20…第2電極、21…セパレータ、21a…開口端部、21b…縁部、22…第1集電体、24…第2集電体、26…第1接続部、28…第2接続部、34…第1締結部材、38…第2締結部材、40…第1外部端子、42…第2外部端子、44…安全弁、50…端子形成部材、52…第3締結部材、58,60…ガスケット、62…第1リード、64…第2リード、70…接続用部材
溶融塩を構成するカチオンとしては、有機カチオンが好ましい。有機カチオンとしては、窒素含有カチオン;イオウ含有カチオン;リン含有カチオンなどが例示できる。溶融塩を構成するアニオンとしては、ビススルホニルアミドアニオンが好ましい。ビススルホニルアミドアニオンの中でも、ビス(フルオロスルホニル)アミドアニオン((N(SO2F)2 -)(FSA-:bis(fluorosulfonyl)amideanion));ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミドアニオン(N(SO2CF3)2 -)(TFSA-:bis(trifluoromethylsulfonyl)amideanion)、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)アミドアニオン(N(SO2F)(SO2CF3)-)((fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfonyl)amideanion)などが好ましい。
第4級アンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン(TEA + :tetraethylammonium cation)、メチルトリエチルアンモニウムカチオン(TEMA+:methyltriethylammonium cation)などのテトラアルキルアンモニウムカチオン(テトラC1-10アルキルアンモニウムカチオンなど)などが挙げられる。
Claims (6)
- 第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有しており、
前記ケースの前記開口端部は、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第1斜面と前記第2斜面とで溶接されている、蓄電デバイス。 - 前記角度θ1が、5度〜85度である、請求項1に記載の蓄電デバイス。
- 前記電解質が、リチウムイオンとアニオンとの塩を含み、
前記第1活物質と前記第2活物質の一方が、前記リチウムイオンを吸蔵および放出する第1物質であり、他方が、前記アニオンを吸着および脱離する第2物質である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス。 - 前記電解質が、有機カチオンとアニオンとの塩を含み、
前記第1活物質と前記第2活物質の一方が、前記有機カチオンを吸着および脱離する第3物質であり、他方が、前記アニオンを吸着および脱離する第4物質である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス。 - 前記電解質が、アルカリ金属イオンとアニオンとの塩を含み、
前記第1活物質および前記第2活物質が、いずれも前記アルカリ金属イオンを吸蔵および放出する物質である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス。 - 第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
電解質と、
前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
前記ケースの外側に面する第1主面および前記ケースの内側に面する第2主面を有し、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第1主面との間に鋭角θ1を成す第1斜面を有し、かつ前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
前記第1電極は、シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質とを含んでおり、
前記第2電極は、シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質とを含んでおり、
前記第1電極と、前記第2電極とは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
前記封口板を前記ケースの前記開口端部に溶接して取り付けた封口構造を有し、
前記ケースの前記開口端部は、溶接される前、前記第1斜面と当接する第2斜面を有しており、
前記封口構造は、前記第1斜面と前記第2斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接することで、形成されている、蓄電デバイス。
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