JP2015099657A

JP2015099657A - 電池

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Publication number: JP2015099657A
Application number: JP2013238064A
Authority: JP
Inventors: 怜和田; Satoru Wada; 正志首藤; Masashi Shudo; 昇小池; Noboru Koike; 秀男志水; Hideo Shimizu; 山本　博史; Hiroshi Yamamoto; 博史山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-05-28

Abstract

【課題】一例として、リードと電極端子との結合を良好に行うことができる電池を得る。【解決手段】実施形態にかかる電池は、容器と、蓋と、電極体と、集電部と、電極端子と、リードと、固定具と、を備えた。前記容器には、開口部が設けられた。前記蓋は、前記開口部を覆って前記容器に結合された。前記電極体は、一対の電極と前記一対の電極の間に介在した介在物とが巻かれ、前記容器内に収容された。前記集電部は、前記電極に設けられ、前記電極体における前記蓋側の端部から突出した。前記電極端子は、前記蓋に結合された。前記リードは、前記集電部と前記電極端子とに結合され、前記集電部と前記電極端子とを電気的に接続した。前記固定具は、前記リードを保持し、保持した前記リードを前記容器に固定した。【選択図】図１２

Description

本発明の実施形態は、電池に関する。

従来、容器と、容器に結合された蓋と、容器に収容された電極体と、電極体から突出した集電部と、蓋に結合された電極端子と、集電部と電極端子とを電気的に接続したリードと、を備えた電池が知られている。

特開２００９−１４６８７８号公報特開２０１３−８５５９号公報

この種の電池では、一例として、リードと電極端子との結合を良好に行うことができることが望まれている。

実施形態にかかる電池は、容器と、蓋と、電極体と、集電部と、電極端子と、リードと、固定具と、を備えた。前記容器には、開口部が設けられた。前記蓋は、前記開口部を覆って前記容器に結合された。前記電極体は、一対の電極と前記一対の電極の間に介在した介在物とが巻かれ、前記容器内に収容された。前記集電部は、前記電極に設けられ、前記電極体における前記蓋側の端部から突出した。前記電極端子は、前記蓋に結合された。前記リードは、前記集電部と前記電極端子とに結合され、前記集電部と前記電極端子とを電気的に接続した。前記固定具は、前記リードを保持し、保持した前記リードを前記容器に固定した。

図１は、実施形態にかかる電池の一例を示す斜視図である。図２は、実施形態にかかる電池の一例を示す断面図である。図３は、実施形態にかかる電池の一例を示す分解斜視図である。図４は、実施形態にかかる電池の一例を示す図であって、蓋が取り付けられていない状態を示す平面図である。図５は、実施形態にかかる電池の容器の一例を示す斜視図である。図６は、実施形態にかかる電池の一例の一部を示す断面図である。図７は、実施形態にかかる電池の電極体および集電部の一例を示す斜視図である。図８は、実施形態にかかる電池の電極体の一部の一例を示す断面図である。図９は、実施形態にかかる電池における電極体の電極の一例を示す展開図である。図１０は、図９のＸ-Ｘ断面の一部を示す図である。図１１は、実施形態にかかる電池の電極体等の一例を示す斜視図である。図１２は、実施形態にかかる電池の一部の一例を示す分解斜視図である。図１３は、実施形態にかかる電池における電極体等を示す斜視図である。図１４は、実施形態にかかる電池の固定部材の一例を示す斜視図である。図１５は、実施形態にかかる電池の固定部材の一例を図１４とは異なる方向からの視線で示す斜視図である。図１６は、実施形態にかかる電池の製造工程の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、各図では、説明の便宜上、方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）が示されている。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、相互に直交している。

本実施形態では、一例として、図１に示す電池１（組電池）は、直列に接続された複数の単電池４（単位電池、図２，３参照）を有し、本実施形態では、一例として、二次電池（蓄電池、充電式電池）として構成されている。なお、複数の単電池４は、並列に接続されていてもよい。電池１は、種々の装置や、機械、設備等に設置されうる。一例として、電池１は、自動車（車両）等の移動体や家庭用のテレビや商用のＰＯＳ（point of sales）システムに電力を供給する定置型の電源装置に搭載されうる。

また、本実施形態では、一例として、電池１（単電池４）は、リチウムイオン二次電池として構成されている。リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。正極材料としては、例えば、マンガンや、ニッケル、リン酸鉄等が用いられ、負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化物系材料や、一般式Ｌｉ_ｘＭ_{（１−ｙ）}Ｎｂ_ｙＮｂ_２Ｏ_{（７＋δ）}（Ｍは、ＴｉおよびＺｒから成る群から選択される少なくとも１種であり、ｘ、ｙおよびδは、それぞれ０≦ｘ≦６、０≦ｙ≦１および−１≦δ≦１を満たす数）で表されるニオブ複合酸化物等の酸化物材料、炭素系材料等が用いられる。また、電解質（一例としては電解液）としては、例えば、フッ素系錯塩（ＬｉＢＦ４）等のリチウム塩が配合された炭酸エチレンや炭酸ジエチル等の有機溶媒等が用いられる。

また、本実施形態では、一例として、図１〜３に示すように、電池１は、容器２（ケース、筐体）と、蓋３（蓋部、覆部、カバー）と、容器２に収容された電極体５（蓄電体、蓄電部）と、を備えている。

容器２および蓋３は、本実施形態では、一例として、合成樹脂材料を含む材料によって構成されうる。容器２および蓋３は、例えば、絶縁性を有した合成樹脂材料（例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）や、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等）で構成されうる。また、容器２および蓋３の合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ＰＥや、ＰＰ、ＰＭＰ等のオレフィン樹脂、ＰＥＴや、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂、あるいは、ＰＳや、ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＡＢＳ、ＡＳ、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を、用いることができる。なお、容器２および蓋３は、アルミニウム（アルミニウム合金）等で構成されてもよい。

容器２は、一例として、図４，５に示すように、略直方体状の外観を呈している。また、容器２は、底壁２ａ（壁、横壁、外壁）と、相互に対向した二つの側壁２ｂ（壁、立壁、外壁、側壁）と、相互に対向した二つの端壁２ｃ（壁、立壁、外壁、側壁）と、を有している。底壁２ａは、略矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。また、底壁２ａは、ＸＺ平面に沿って延びている。側壁２ｂは、略矩形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。また、側壁２ｂは、底壁２ａの短手方向（Ｚ方向）の端部に接続され、底壁２ａと交差する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＸＹ平面）に沿って延びている。端壁２ｃは、略矩形状（例えば長方形状）の板状に形成され、底壁２ａの長手方向（Ｘ方向）の端部に接続されている。また、端壁２ｃは、底壁２ａと交差する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＹＺ平面）に沿って延びている。また、側壁２ｂは、隣接する端壁２ｃと接続されている。また、容器２には、底壁２ａの反対側の面２ｇ（上面、端面）が設けられている。面２ｇは、側壁２ｂおよび端壁２ｃのそれぞれにおける底壁２ａとは反対側の端面を含む。

また、容器２には、複数の凹部２ｄ（収容部）が設けられている。凹部２ｄは、底壁２ａに向かって凹状に面２ｇに設けられており、一方側（Ｙ方向側）に開放されている。すなわち、面２ｇには、凹部２ｄの開口部２ｄ１が設けられている。また、凹部２ｄは、底壁２ａの長手方向（Ｘ方向）に薄く端壁２ｃ（ＹＺ平面）に沿った偏平な直方体状に形成されている。開口部２ｄ１は、容器２に設けられた開口部の一例である。そして、同じ形状（幅、広さ、深さ）の複数の凹部２ｄが、一定のピッチ（間隔）で、底壁２ａの長手方向（凹部２ｄの厚さ方向、重なり方向、Ｘ方向）に沿って列状に並べられている。互いに隣接した二つの凹部２ｄは、隔壁２ｅ（壁、縦壁、内壁）で区分されている（隔てられている）。また、本実施形態では、一例として、底壁２ａ、側壁２ｂ、端壁２ｃ、および隔壁２ｅは、一体成形されている。

また、本実施形態では、一例として、図２，３に示すように、蓋３は、容器２の面２ｇに面した面３ａ（下面）と、面３ａの反対側の面３ｂ（上面）と、を有している。蓋３は、面３ａが容器２の面２ｇに載せられた状態で、複数の凹部２ｄの開口部２ｄ１を覆う。蓋３で覆われることにより、凹部２ｄがそれぞれ区分されるとともに、凹部２ｄと蓋３とで囲まれた室４ａが構成される。すなわち、室４ａは、底壁２ａや、側壁２ｂ、端壁２ｃ、隔壁２ｅ、蓋３等によって囲まれている。また、本実施形態では、一例として、蓋３は、容器２に熱溶着によって結合（接合）されている。詳細には、蓋３の面３ａと容器２の面２ｇとが熱溶着（溶融）される。熱溶着の方法（加熱手段）は、例えば、熱板や超音波、レーザ等を用いたものであってよい。

また、本実施形態では、一例として、図２，３に示すように、単電池４は、室４ａを構成する部分（底壁２ａや、側壁２ｂ、端壁２ｃ、隔壁２ｅ、蓋３）と、室４ａ内に収容された電極体５（電極群、コイル部、蓄電部）と、室４ａ内に収容された電解質（図示せず）と、電極体５に電気的に接続された一対の電極端子６，７（出力端子）と、を有している。複数の単電池４は、導電部材８（バスバー）によって電気的に接続されている。

本実施形態では、一例として、一対の電極端子６，７のうちの一方の電極端子６（第一の電極端子）が正極端子であり、一対の電極端子６，７のうちの他方の電極端子７（第二の電極端子）が負極端子である。電極端子６，７は、金属材料（導電材料）によって構成されている。また、一対の電極端子６，７は、一例として、図２に示すように、底壁２ａの短手方向に間隔をあけて蓋３に結合（固定）されている。電極端子６，７は、蓋３に設けられた貫通部３ｃ（貫通孔、開口部）を貫通している。貫通部３ｃの周縁（縁、端部）と電極端子６，７との間の隙間は、図示されないシール部（一例としては、接着剤、シール部材等）で埋められ、シールされる。また、電極端子６，７のうち蓋３の面３ｂから蓋３の外側に突出した部分は、蓋の面３ｂに突出して設けられた壁３ｄによって、囲まれて保護されている。また、本実施形態では、壁３ｄによって、導電部材８も囲まれている。電極端子６，７の容器２側の端部には、後述するリード９と電気的に接続される接続面６ａ，７ａが設けられており、接続面６ａ，７ｂは、室内４ａ（凹部２ｄ）内に位置されている。

また、本実施形態では、一例として、図２，図６に示すように、蓋３は、電極端子６，７（図６では、電極端子７は図示せず）を囲んだ第一部分３ｅ（部分）と、第一部分３ｅを囲んだ第二部分３ｆ（部分）と、を有している。第一部分３ｅは、電極端子６，７毎に設けられている。第一部分３ｅと第二部分３ｆの材料は、異なっていてもよいし、同じであってもよい。

本実施形態では、一例として、まず、電極端子６，７の周囲に比較的高い圧力が印加されながら第一部分３ｅが成形され、その後、第一部分３ｅの周囲に第二部分３ｆが成形される（二重成形）。これにより、一例としては、第一部分３ｅの成形時に比較的高い圧力を印加することができるので、第一部分３ｅと電極端子６，７との密着性がより高まりやすい。また、一例としては、第一部分３ｅの材料として、第二部分３ｆの材料より電極端子６，７の材料（金属材料）と密着性が高い材料を用いることができる。一例としては、第一部分３ｅの材料は結晶性材料であり、第二部分３ｆの材料は、第一部分３ｅと同種材料が望ましいので、第二部分３ｆの材料も結晶性材料であることが好適である。なお、第二部分３ｆは、非結晶性材料であってもよい。また、一例としては、第一部分３ｅの材料として、第二部分３ｆの材料より融点の低い材料を用いることができる。こうすることで、一例としては、第二部分３ｆを成形する際に、第一部分３ｅより温度が高く流動性を有した状態の（固化される前の）第二部分３ｆの材料によって第一部分３ｅが加熱され、第一部分３ｅが部分的に軟化して、第一部分３ｅと第二部分３ｆあるいは電極端子６，７との密着性がより高まる場合がある。

また、本実施形態では、一例として、第一部分３ｅの体積は、第二部分３ｆの体積より小さい。具体的には、一例として、第一部分３ｅは電極端子６，７の周辺部（近傍）に設けられ、蓋３の他の部分は、第二部分３ｆである。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３ｅの成形時の圧力が第二部分３ｆの成形時の圧力より高まりやすく、電極端子６，７と第一部分３ｅとの密着性がより高まりやすい。なお、第一部分３ｅと第二部分３ｆとの境界部分は、合成樹脂材料同士であるため、電極端子６，７と第一部分３ｅとの境界部分に比べると、気密性がより高まりやすい。さらに、第一部分３ｅの材料と第二部分３ｆの材料とに同種の物質あるいは同じ物質を含めておくことにより、第一部分３ｅと第二部分３ｆとの密着度がより一層高くなり、気密性がより一層高まりやすい。本実施形態では、一例として、第一部分３ｅの材料としては、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を用いることができ、第二部分３ｆの材料としては、第一部分３ｅの材料と同種の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂が好適である。なお、第二部分３ｆの材料として、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を用いてもよい。

また、本実施形態では、一例として、蓋３の第一部分３ｅは、蓋３における電極端子６，７の貫通方向（蓋３の厚さ方向）に沿った軸回りの回転体として構成されている。すなわち、第一部分３ｅの当該軸に垂直な断面は、環状（円環状）である。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３ｅの成形の際、および第二部分３ｆの成形の際に、電極端子６，７と第一部分３ｅとの境界部分、および第一部分３ｅと第二部分３ｆとの境界部分での圧力のばらつきが抑制されやすい。

また、電極端子６，７と第一部分３ｅとの境界部分、および第一部分３ｅと第二部分３ｆとの境界部分には、凹凸構造４ｂが設けられている。凹凸構造４ｂは、蓋３の厚さ方向に沿った軸回りに環状（円環状）に設けられている。よって、本実施形態によれば、一例としては、境界部分における経路が長くなり、境界部分における抵抗が増大するため、より気密性が高まりやすい。凹凸構造４ｂは、第二部分３ｆに埋め込まれた凸部を含む。こうすることで、一例としては、第二部分３ｆを成形する際に、第一部分３ｅより温度が高く流動性を有した状態の（固化される前の）第二部分３ｆの材料によって該凸部が加熱され、該凸部が部分的に軟化あるいは溶融して、第一部分３ｅと第二部分３ｆとの密着性がより高まる場合がある。

また、本実施形態では、一例として、図２に示すように、蓋３には、注液口３ｇが設けられている。注液口３ｇは、一例として、一対の電極端子６，７間に位置されている。この注液口３ｇから容器２内に電解液が入れられる。注液口３ｇは、ねじ等の塞部材１２によって塞がれている。また、塞部材１２は、蓋３に設けられた環状の壁３ｈと壁３ｈに結合（接合）された覆部材１３とによって覆われている。

また、本実施形態では、一例として、図７に示すように、電極体５は、長円状断面の偏平形状を有している。電極体５は、一例として、図８に示すように、シート状の一対の電極５ａ，５ｂと、電極５ａ，５ｂ間に配置されたシート状の介在物５ｃ，５ｄ（セパレータ）と、を有している。本実施形態では、一例として、一対の電極５ａ，５ｂのうちの一方の電極５ａが正電極であり、一対の電極５ａ，５ｂのうちの他方の電極５ｂが負電極である。本実施形態では、一例として、介在物５ｃ、電極５ａ、介在物５ｄ、および電極５ｂがこの順で重ねられた層状体５ｅが複数回巻かれて（折り畳まれて、折り返されて）、電極体５が構成されている。なお、図８には、電極体５の一端部５ｆで層状体５ｅが２回巻かれた部分のみが示されている。層状体５ｅは、図７に示されるように、端部５ｆとこの端部５ｆと反対側の端部５ｇとで屈曲されるとともに、端部５ｆと端部５ｇとの間では平坦に積み重ねられて複数回に亘って巻かれる。また、電極体５は、端部５ｆと端部５ｇとを接続した一対の端部５ｈ，５ｉ（端面）を有しており、一対の端部５ｈ，５ｉは、一対の電極５ａ，５ｂの幅方向の端部を含む。電極体５は、端部５ｈが蓋３側に位置される姿勢で、容器２内に収容されている。すなわち、端部５ｈは、電極体５における蓋３側の端部の一例である。

また、図９，１０に示すように、電極５ａは、帯状の集電体５ａ１（図１０）と、集電体５ａ１の少なくとも一方の面（図９，１０の例では、両面）に設けられた活物質層５ａ２（正極活性物質）と、を有している。また、集電体５ａ１には、該集電体５ａ１の長辺の複数箇所から短辺方向に突出（延出）した短冊状の集電タブ５ａ３（凸部、突出部、突出タブ、延出部）が設けられている。電極５ｂも電極５ａと同様の形状を有し、帯状の集電体５ｂ１と、集電体５ｂ１の少なくとも一方の面（図９，１０の例では、両面）に形成された活物質層５ｂ２（負極活性物質）と、を有している。また、集電体５ｂ１には、該集電体５ｂ１の長辺の複数箇所から短辺方向に突出した短冊状の集電タブ５ｂ３が設けられている。一例として、集電タブ５ａ３，５ｂ３は、それぞれ、基材から集電体５ａ１，５ｂ１が打ち抜き加工されることにより形成される。集電体５ａ１，５ｂ１は、一例として、金属箔によって構成される。金属箔は、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔等であってよい。

また、本実施形態では、一例として、図７に示すように、電極５ａ，５ｂを含む層状体５ｅが巻かれて構成された電極体５の端部５ｈにおいて、その片側半周部分で、電極５ａの複数の集電タブ５ａ３および電極５ｂの複数の集電タブ５ｂ３が導出されている。複数の集電タブ５ａ３は、厚さ方向に相互に重ねられて、集電部２０Ａ（第一の集電部）を構成し、複数の集電タブ５ｂ３は、厚さ方向に相互に重ねられて集電部２０Ｂ（第二の集電部）を構成している。集電部２０Ａ，２０Ｂ（集電タブ５ａ３，５ｂ３）は、可撓性を有しており、本実施形態では、一例として、概略Ｓ字状に湾曲されている。なお、集電部２０Ａ，２０Ｂは、１つの集電タブ５ａ３，５ｂ３から構成されていてもよい。また、集電部２０Ａ，２０Ｂには、複数の集電タブ５ａ３，５ｂ３の先端部のそれぞれを束ねる保護部材（保護リード、中間リード、接続部材、図示せず）を設けることができる。保護部材は、一例として、複数の集電タブ５ａ３，５ｂ３の先端部を挟み込む形状とすることができる。また、保護部材は、導電材料、一例として、集電タブ５ａ３，５ｂ３と同じ材料によって構成されうる。

本実施形態では、一例として、図３，４に示すように、電極体５は、凹部２ｄに収容される。すなわち、凹部２ｄは電極体５を収容した収容部の一例である。また、一つの凹部２ｄには、一つの電極体５が収容されている。凹部２ｄに電極体５が収容されることで、複数の電極体５は、その厚さ方向（配列方向、重なり方向、Ｘ方向）に重ねられる。各凹部２ｄには、電解質（図示せず）が入れられる。

また、本実施形態では、一例として、図２に示すように、集電部２０Ａは、リード９Ａ（導電部材、第一のリード）を介して電極端子６に電気的に接続され、集電部２０Ｂは、リード９Ｂ（導電部材、第二のリード）を介して電極端子７に電気的に接続されている。詳細には、リード９Ａ，９Ｂは、集電部２０Ａ，２０Ｂと電極端子６，７とに結合され（間に介在し）、集電部２０Ａ，２０Ｂと電極端子６，７とを電気的に接続している。なお、以後、リード９Ａ，９Ｂを特段に区別しないで説明する場合、リード９Ａ，９Ｂをリード９ともいう。

本実施形態では、一例として、図１１に示すように、リード９は、基部９ａと、基部９ａから電極体５に向けて突出した接続部９ｂと、を有している。一例として、基部９ａは、平板状の外観を呈しており、基部９ａには、蓋３に面する平坦な接続面９ｃ（面、接続部）が設けられている。また、接続部９ｂは、一例として、基部９ａに対して折り曲げ形成されて、平板状の外観を呈している。リード９Ａは、接続面９ｃが電極端子６の接続面６ａに結合され、接続部９ｂが集電部２０Ａの先端部に結合される。一方、リード９Ｂは、接続面９ｃが電極端子７の接続面７ａに結合され、接続部９ｂが集電部２０Ｂの先端部に結合される。リード９（接続面９ｃ）と電極端子６，７（接続面６ａ，７ａ）との結合、およびリード９（接続部９ｂ）と集電部２０Ａ，２０Ｂとの結合は、例えば、レーザ溶接や超音波溶接などによってなされうる。

また、本実施形態では、一例として、図２，３，１２，１３に示すように、電池１は、リード９を保持した固定具１０を備えている。固定具１０は、保持したリード９を容器２に固定している（位置決めしている）。固定具１０は、二つのリード９および集電部２０Ａ，２０Ｂを覆った一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂを有している。一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂは、少なくとも二つのリード９の側方および集電部２０Ａ，２０Ｂの側方を覆っている。一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂは、一対のリード９の並び方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）で相互に重ねられた状態で容器２に取り付けられて、一対のリード９の並び方向と直交する方向でリード９を挟み込んで保持している。本実施形態では、一例として、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂは、容器２への取り付け姿勢（取り付け位置）が異なるが、相互に同形状であるので、それらを特段に区別しないで説明する場合は、固定部材１１Ａ，１１Ｂを固定部材１１ともいう。

本実施形態では、一例として、図１３ないし図１５に示すように、固定部材１１は、一対のリード９の並び方向（Ｚ方向）に延在した基部１１ａと、基部１１ａにおける一対のリード９の並び方向の両端部から相互に同じ方向に延出した一対の延出部１１ｂ，１１ｃと、を有している。

また、固定部材１１は、二つの端面１１ｄ，１１ｅ（対向面、面、先端面）と、端面１１ｄと端面１１ｅとに亘った亘面１１ｆと、を有している。端面１１ｄ，１１ｅは、延出部１１ｂ，１１ｃの先端部に設けられた面であり、一対のリード９の並び方向（Ｚ方向）で相互に間隔をあけて位置されて、両方とも同一方向に向けられている。本実施形態では、一例として、端面１１ｄ，１１ｅは、ＹＺ平面に沿って設けられている。また、亘面１１ｆは、リード９Ａ，９Ｂと集電部２０Ａ，２０Ｂとを覆った面１１ｇ（内面、覆面、面）と、面１１ｇの反対側の面１１ｈ（外面）と、面１１ｇと面１１ｈとを接続した一対の面１１ｉ，１１ｊと、を含む。面１１ｉは、蓋３に面し、面１１ｊは、面１１ｉの反対側の面であって、電極体５の端部５ｈに面する。面１１ｇ〜１１ｊは、基部１１ａと一対の延出部１１ｂ，１１ｃとに含まれる。本実施形態では、固定部材１１Ａの端面１１ｄと固定部材１１Ｂの端面１１ｅとが相互に対向し、固定部材１１Ａの端面１１ｅと固定部材１１Ｂの端面１１ｄとが相互に対向する。本実施形態では、固定部材１１Ａの端面１１ｄ，１１ｅが第一の面の一例であり、固定部材１１Ｂの端面１１ｄ，１１ｅが第二の面の一例である。

また、本実施形態では、一例として、固定部材１１には、基部１１ａの面１１ｇから突出した壁１１ｋ（仕切壁）が設けられている。壁１１ｋは、一対の延出部１１ｂ，１１ｃの略中間位置に位置されている。壁１１ｋの先端部には、切欠１１ｍ（凹部）が設けられている。一対の固定部材１１が相互に結合された状態では、一方の壁１１ｋの先端部が、他方の壁１１ｋの切欠１１ｍ内に位置されて、一対の壁１１ｋは、一対の固定部材１１間の空間を二つに仕切る壁１０ａを構成している。つまり、壁１０ａは、リード９Ａとリード９Ｂとの間に位置されている。壁１０ａは、リード９Ａとリード９Ｂとの間を絶縁する。なお、一対の壁１１ｋ間には、隙間が有ってもよいし、無くてもよい。

また、本実施形態では、一例として、固定部材１１の面１１ｇには、リード９が嵌められる溝部１１ｎ（嵌部）がリード９毎に設けられている。一方のリード９が嵌められる溝部１１ｎは、端面１１ｄを貫通して壁１１ｋに至り、他方のリード９が嵌められる溝部１１ｎは、端面１１ｅを貫通して壁１１ｋに至る。別の言い方をすると、一対の溝部１１ｎが壁１１ｋによって仕切られている。

また、本実施形態では、一例として、端面１１ｄ，１１ｅのそれぞれには、凸部１１ｐと凹部１１ｑとが設けられている。端面１１ｄと端面１１ｅとでは、凸部１１ｐと凹部１１ｑとの位置が逆となっている。本実施形態では、一例として、凸部１１ｐと凹部１１ｑとは、容器２に対する電極体５の挿入方向（Ｙ方向の逆方向）に沿って並べて設けられている。一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂが相互に組み付けられる際、固定部材１１Ａの端面１１ｄに設けられた凸部１１ｐおよび固定部材１１Ａの端面１１ｅに設けられた凸部１１ｐは、それぞれ固定部材１１Ｂの端面１１ｅに設けられた凹部１１ｑおよび固定部材１１Ｂの端面１１ｄに設けられた凹部１１ｑに嵌め合わされ（挿入され）、凸部１１ｐが凹部１１ｑに当たる。一方、固定部材１１Ｂの端面１１ｄに設けられた凸部１１ｐおよび固定部材１１Ｂの端面１１ｅに設けられた凸部１１ｐは、それぞれ固定部材１１Ａの端面１１ｅに設けられた凹部１１ｑおよび固定部材１１Ａの端面１１ｄに設けられた凹部１１ｑに嵌め合わされ（挿入され）、凸部１１ｐが凹部１１ｑに当たる。

本実施形態では、一例として、凸部１１ｐの周面は、先端部に向かうにつれて径が小さくなるテーパー形状となっている一方、凹部１１ｑの周面は、底部に向かう程径が小さくなるテーパー形状となっている。そして、凸部１１ｐの周面が凹部１１ｑの周面に当接した状態で、凸部１１ｐが凹部１１ｑに嵌る（圧入される）。このとき、凸部１１ｐの先端部と凹部１１ｑの底部とは相互に離間している。凸部１１ｐは、一例として、強度的に方向性のばらつきが無いまたは少ない円柱状が好適であり、凹部１１ｑは、強度的に方向性のばらつきが無いまたは少ない円筒状が好適であるが、その他の形状であってもよい。本実施形態では、一例として、固定部材１１Ａに設けられた凸部１１ｐおよび凹部１１ｑと、固定部材１１Ｂに設けられた凸部１１ｐおよび凹部１１ｑとの少なくとも一方（一例として、両方）が弾性変形して、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂに相互に離れる向きの反発力を付与する。該反発力によって一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂと凹部２ｄ（容器２）との間に比較的大きな摩擦力が生じて、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂが凹部２ｄに比較的強固に固定される。なお、別例として、凸部１１ｐの周面の径と凹部１１ｑの周面の径とが一定であって、凸部１１ｐの長さが凹部１１ｑの深さよりも長い形状とされて、凸部１１ｐの先端部と凹部１１ｑの底部とが当接するようにしてもよい。この場合、凸部１１ｐは、凹部２ｄに一対の固定部材１１が圧縮（弾性変形）され、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂに相互に離れる向きの反発力を付与する。本実施形態では、固定部材１１Ａの端面１１ｄ，１１ｅに設けられた凸部１１ｐと凹部１１ｑとが、第三の嵌部の一例であり、固定部材１１Ｂの端面１１ｄ，１１ｅに設けられた凸部１１ｐと凹部１１ｑとが、第四の嵌部の一例である。

また、本実施形態では、一例として、固定部材１１の面１１ｈには、複数の凸部１１ｒ（第二の嵌部）が設けられている。凸部１１ｒは、一例として、基部１１ａに一対と、延出部１１ｂに一つ設けられている。基部１１ａに設けられた一方の凸部１１ｒは、壁１１ｋに対して一方の延出部１１ｂ側に位置され、基部１１ａに設けられた他方の凸部１１ｒは、壁１１ｋに対して他方の延出部１１ｃ側に位置されている。また、凸部１１ｒは、面１１ｆから面１１ｊに向かって延出している。凸部１１ｒは、容器２に設けられた凹部２ｈ（第一の嵌部）と嵌め合わされる（挿入される）。ここで、容器２の凹部２ｈは、各凸部１１ｒに対応して設けられている。凹部２ｈは、各凹部２ｄの開口部２ｄ１の縁部に設けられている。凹部２ｈは、面２ｇから凹部２ｄの底部に向かって延出している。凸部１１ｒは、対応する凹部２ｈに嵌められて、凹部２ｄの底面２ｈ１に当たって位置決めされる。なお、容器２に凸部（第一の嵌部）が設けられ、該凸部が嵌められる凹部（第二の嵌部）が固定部材１１に設けられていてもよい。

また、本実施形態では、一例として、図４に示すように、凹部２ｈ（凸部１１ｒ）は、各電極端子６，７毎に設けられている。詳細には、凹部２ｈは、容器２と蓋３との対向方向（Ｙ方向に沿った方向）での視線で、電極端子６，７の周囲に複数（一例として、３個）設けられている。一例として、容器２と蓋３との対向方向での視線で、電極端子６，７の周囲に設けられた複数の凹部２ｈを直線で結んだ領域Ｔ内に、電極端子６，７の中心部（重心）が位置されている。

次に、電池１の製造工程の一例を説明する。まず、リード９が取り付けられた電極体５が容器２の各凹部２ｄに収容される。ここで、リード９は、集電体２０Ａ，２０Ｂと結合されているが、集電体２０Ａ，２０Ｂは可撓性を有しているので、集電体２０Ａ，２０Ｂによる支持だけでは、リード９の位置が不安定となってしまう。このため、本実施形態では、一対の固定部材１１が、リード９を保持した状態で電極体５の端部５ｈに載せられて、電極体５とともに凹部２ｄに収容される。このとき、固定部材１１の凸部１１ｐが容器２の凹部２ｈに挿入され、凸部１１ｐの挿入方向前方側の端部が凹部２ｈの底部に当たり、凸部１１ｐが凹部２ｈに位置決めされる（嵌められる）。また、このとき、凸部１１ｐおよび凹部１１ｑとの少なくとも一方（一例として、両方）が弾性変形することで、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂに相互に離れる向きの反発力が付与され、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂと凹部２ｄ（容器２）との間に比較的大きな摩擦力が生じて、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂが凹部２ｄに比較的強固に固定される。このようにして、容器２の凹部２ｄに嵌められた固定部材１１によってリード９が容器２に固定される。

次に、容器２に蓋３が熱溶着され、容器２の面２ｇと蓋３の面３ａとが溶融結合する。この熱溶着がされる前では、一例として、図１６に示すように、容器２と蓋３とが重ねられた状態で、リード９と電極端子６，７（図１６では電極端子６の例が示されている）との間に隙間Ｓがあけられている。そして、容器２と蓋３とが加熱されて溶融することで、リード９の接続面９ｃと電極端子６，７の接続面６ａ，７ａとが密着して、隙間Ｓが無くなる。この際、リード９は固定部材１１によって容器２に固定されているので、リード９が電極端子６，７によって押圧されても、リード９の接続面９ｃが傾くことが抑制される。また、本実施形態では、容器２と蓋３との対向方向での視線で、電極端子６，７の周囲に設けられた複数の凹部２ｄを直線で結んだ領域Ｔ内に、電極端子６，７の中心部（重心）が位置されているので、電極端子６，７からリード９に作用した荷重が良好に容器２に分散され、リード９（接続面９ｃ）が傾くことがより抑制される。これにより、リード９の接続面９ｃと電極端子６，７の接続面６ａ，７ａとが略平行な状態で接する。

次に、各電極端子６，７が、対応するリード９にレーザ溶接等によって結合（溶着）される。このとき、リード９Ａ，９Ｂが容器２に対して固定（位置決め）されているので、電極端子６，７とリード９との結合が良好に行われる。本実施形態では、一例として、容器２には、複数の凹部２ｄが設けられ、各凹部２ｄに電極体５が収容されていることにより、容器２と蓋３との結合の前に、リード９と電極端子６，７とを結合させることが比較的難しいため、容器２と蓋３とを結合させた後に（容器２と蓋３とが結合した状態で）、リード９と電極端子６，７とを結合させている。

以上説明したように、本実施形態では、一例として、集電部２０Ａ，２０Ｂと電極端子６，７とに結合され、集電部２０Ａ，２０Ｂと電極端子６，７とを電気的に接続したリード９が、固定具１０によって、容器２に固定されている。したがって、本実施形態によれば、一例として、容器２と蓋３とが結合した状態で、リード９と電極端子６，７との結合を良好に行うことができる。リード９が、固定具１０によって容器２に固定されていることにより、容器２と蓋３とが結合した状態で、リード９と電極端子６，７との結合を良好に行うことができる。

また、本実施形態では、一例として、固定具１０は、リード９および集電部２０Ａ，２０Ｂを覆った一対の固定部材１１を有している。したがって、本実施形態によれば、一例として、組み立て時等に、リード９および集電部２０Ａ，２０Ｂを固定部材１１によって保護しやすい。

また、本実施形態では、一例として、一対の固定部材１１は、リード９の並び方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｘ方向）でリード９を挟み込んでいる。したがって、本実施形態によれば、一例として、一対の固定部材１１が各リード９を良好に保持しやすい。

また、本実施形態では、一例として、一対の固定部材１１には、リード９が嵌められた溝部１１ｎが設けられている。したがって、本実施形態によれば、一例として、一対の固定部材１１がリード９を良好に保持しやすい。

また、本実施形態では、一例として、容器２に凹部２ｈが設けられ、固定具１０に、凹部２ｈと嵌め合わされた凸部１１ｒが設けられている。したがって、本実施形態によれば、凹部２ｈと凸部１１ｒとの嵌め合いによって、固定具１０が容器２に良好に位置決めされるので、容器２への固定具１０の取り付けがしやすい。

また、本実施形態では、一例として、電池１は、一対の電極５ａ，５ｂのうちの一方に設けられた集電部２０Ａと、一対の電極５ａ，５ｂのうちの他方に設けられた集電部２０Ｂと、電極端子６と、電極端子７と、集電部２０Ａと電極端子６とに結合され、集電部２０Ａと電極端子６とを電気的に接続したリード９Ａと、集電部２０Ｂと電極端子７とに結合され、集電部２０Ｂと電極端子７とを電気的に接続したリード９Ｂと、を備えている。そして固定具１０は、リード９Ａとリード９Ｂとの間に位置された壁１０ａを有している。したがって、本実施形態によれば、リード９Ａとリード９Ｂとの接触が壁１０ａによって規制され、リード９Ａとリード９Ｂとの間が絶縁される。

また、本実施形態では、一例として、一方の固定部材１１Ａには、端面１１ｄ，１１ｅが設けられ、他方の固定部材１１Ｂには、固定部材１１Ａの端面１１ｄ，１１ｅに面した端面１１ｄ，１１ｅが設けられている。そして、固定部材１１Ａの端面１１ｄ，１１ｅに、凸部１１ｐおよび凹部１１ｑが設けられ、固定部材１１Ｂの端面１１ｄ，１１ｅに、固定部材１１Ａに設けられた凸部１１ｐおよび凹部１１ｑに嵌め合わされた凸部１１ｐおよび凹部１１ｑが設けられている。したがって、本実施形態では、一例として、固定部材１１Ａ，１１Ｂ同士が凸部１１ｐと凹部１１ｑによって相互に位置決めされるので、容器２への固定具１０の取り付けがしやすい。

また、本実施形態では、一例として、固定部材１１Ａに設けられた凸部１１ｐおよび凹部１１ｑと、固定部材１１Ａに設けられた凸部１１ｐおよび凹部１１ｑとの少なくとも一方が弾性変形して、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂに相互に離れる向きの反発力を付与する。したがって、本実施形態によれば、一例として、反発力によって一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂと凹部２ｄとの間に比較的大きな摩擦力が生じて、一対の固定部材１１Ａ，１１Ｂが凹部２ｄに強固に固定される。ここで、上記反発力を得るためには、一例として、容器２の材料および蓋３の材料は、固定具１０の材料よりもヤング率が大きいことが好適である。これにより、容器２および蓋３の剛性が固定具１０の剛性よりも高くなりやすく、固定部材１１Ａ，１１Ｂの反発力を受け止めやすくなる。また、容器２および蓋３には、電解液による影響を受けにくい高い耐薬品性が求められる。一方、固定具１０の材料は、反発力を得るための十分な弾性があり且つ耐薬品性の高いものが好適である。これらの条件を満たす材料の一例として、容器２および蓋３の材料は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を主材としガラス繊維で強化された合成樹脂材料で構成し、固定具１０の材料をポリプロピレン（ＰＰ）としてよい。

また、本実施形態では、一例として、容器２および蓋３は、相互に対向した状態で相互に溶着され、電極端子６，７とリード９とは、相互に固定され、凹部２ｈは、容器２と蓋３との対向方向での視線で、電極端子６，７の周囲に複数設けられている。本実施形態によれば、一例として、電池１の製造の際等に、電極端子６，７からリード９に作用した荷重が容器２に分散されるので、リード９が動くことが抑制される。

また、本実施形態では、一例として、容器２と蓋３との対向方向での視線で、電極端子６，７の周囲に設けられた複数の凹部２ｄを直線で結んだ領域Ｔ内に、電極端子６，７の中心部（重心）が位置されている。したがって、本実施形態によれば、一例として、電極端子６，７からリード９に作用した荷重がより良好に容器２に分散されるので、リード９が動くことがより抑制される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、容器や蓋の材質は、必要な部分で絶縁を確保しつつ、金属材料とすることもできる。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。また、電池は、複数の電極体を有するものに限るものでなく、電極体を一つだけ有する構成であってもよい。

１…電池、２…容器、２ｄ１…開口部、２ｈ…凹部（第一の嵌部）、３…蓋、５…電極体、５ａ，５ｂ…電極、５ｃ…介在物、５ｈ…端部、６…電極端子（第一の電極端子）、７…電極端子（第二の電極端子）、９…リード（第一のリード、第二のリード）、１０…固定具、１１，１１Ａ，１１Ｂ…固定部材、１１ｄ，１１ｅ…端面（第一の面、第二の面）、１１ｎ…溝部（嵌部）、１１ｐ…凸部（第三の嵌部、第四の嵌部）、１１ｑ…凹部（第三の嵌部、第四の嵌部）、１１ｒ…凸部（第二の嵌部）、２０Ａ…集電部（第一の集電部）、２０Ｂ…集電部（第二の集電部）。

Claims

開口部が設けられた容器と、
前記開口部を覆って前記容器に結合された蓋と、
一対の電極と前記一対の電極の間に介在した介在物とが巻かれ、前記容器内に収容された電極体と、
前記電極に設けられ、前記電極体における前記蓋側の端部から突出した集電部と、
前記蓋に結合された電極端子と、
前記集電部と前記電極端子とに結合され、前記集電部と前記電極端子とを電気的に接続したリードと、
前記リードを保持し、保持した前記リードを前記容器に固定した固定具と、
を備えた電池。
前記固定具は、前記リードを覆った一対の固定部材を有した請求項１に記載の電池。
前記一対の固定部材は、前記リードの並び方向と直交する方向で前記リードを挟み込んだ請求項２に記載の電池。
前記一対の固定部材には、前記リードが嵌められた嵌部が設けられた請求項２または３に記載の電池。
前記容器に第一の嵌部が設けられ、
前記固定具に、前記第一の嵌部と嵌め合わされた第二の嵌部が設けられた請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電池。
一対の前記電極のうちの一方に設けられた第一の前記集電部と、
一対の前記電極のうちの他方に設けられた第二の前記集電部と、
第一の前記電極端子と、
第二の前記電極端子と、
前記第一の集電部と前記第一の電極端子とに結合され、前記第一の集電部と前記第一の電極端子とを電気的に接続した第一の前記リードと、
前記第二の集電部と前記第二の電極端子とに結合され、前記第二の集電部と前記第二の電極端子とを電気的に接続した第二の前記リードと、
を備え、
前記固定具は、前記第一のリードと前記第二のリードとの間に位置された壁を有した請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電池。
一方の前記固定部材には、第一の面が設けられ、
他方の前記固定部材には、前記第一の面に面した第二の面が設けられ、
前記第一の面に、第三の嵌部が設けられ、
前記第二の面に、前記第三の嵌部に嵌め合わされた第四の嵌部が設けられた請求項２、３または４に記載の電池。
前記第三の嵌部と前記第四の嵌部との少なくとも一方が弾性変形して、一対の固定部材に相互に離れる向きの反発力を付与する請求項７に記載の電池。
前記容器および前記蓋は、相互に対向した状態で相互に溶着され、
前記電極端子と前記リードとは、相互に固定され、
前記第一の嵌部は、前記容器と前記蓋との対向方向での視線で、前記電極端子の周囲に複数設けられた請求項５に記載の電池。
前記容器と前記蓋との対向方向での視線で、前記電極端子の周囲に設けられた複数の前記第一の嵌部を結んだ領域内に、前記電極端子の中心部が位置された請求項９に記載の電池。
前記容器の材料は、前記固定部材の材料よりもヤング率が大きい請求項２，３，４，７，８または９に記載の電池。
前記容器には、複数の収容部が設けられ、
各前記収容部に前記電極体が収容された請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電池。