JP2015176664A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電極組立体を好適に固定すること。
【解決手段】固定テープ45は、電極組立体12の上端12cを亘る第1固定テープ46と、電極組立体12の下端12eを亘る第2固定テープ47と、電極組立体12の側端12d,12fを亘る第3固定テープ48とを含む。第1固定テープ46は、電極組立体12の上端12cにおいて正極タブ24及び負極タブ28の突出位置の外側に配置されている。第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fを部分的に覆うように、且つ上端12cの中点から上下に延びる中心線を中心として上端12cの延設方向において対称となるように、電極組立体12にそれぞれ一対以上配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】固定テープ45は、電極組立体12の上端12cを亘る第1固定テープ46と、電極組立体12の下端12eを亘る第2固定テープ47と、電極組立体12の側端12d,12fを亘る第3固定テープ48とを含む。第1固定テープ46は、電極組立体12の上端12cにおいて正極タブ24及び負極タブ28の突出位置の外側に配置されている。第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fを部分的に覆うように、且つ上端12cの中点から上下に延びる中心線を中心として上端12cの延設方向において対称となるように、電極組立体12にそれぞれ一対以上配置されている。
【選択図】図1
Description
この発明は、蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。例えば、二次電池は、正極活物質層を備える矩形状の正極電極と、負極活物質層を備える矩形状の負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースと、を備えている。また、特許文献1〜3には、電極組立体を構成する各電極及びセパレータを固定するべく固定テープを貼り付けた構成が記載されている。
ここで、各電極の密着性向上及び位置ずれ抑制の観点から、各活物質層が対向している対向領域に対して各電極の積層方向から荷重(押圧力)を付与する場合がある。また、電極組立体が充放電に伴って膨張する場合、ケースから対向領域に対して荷重が付与される場合がある。さらに、複数の蓄電装置を積層方向に重ねて、それぞれを直列に接続することで組電池を形成した場合には、当該各蓄電装置に積層方向から拘束荷重が付与される場合がある。これらの場合、電極組立体のうち、ケースの内面との間の隙間が大きい部分ほど、電気伝導に係るイオンの析出物が発生しやすい傾向にある。
また、ケースから付与される荷重は、電極組立体とケースの内面との間に介在している固定テープに集中しやすい。このため、固定テープの貼り付け位置によっては、固定テープに付与される荷重にむらが生じることにより、上記のイオンの析出物が発生するおそれがある。
図5に示すように、特許文献1に記載の二次電池では、電極組立体110の端部のうち2つの側端111を亘るようにそれぞれ固定テープ112が貼り付けられている。こうした特許文献1に記載の電極組立体110では、上記側端111以外の端部である上端113及び下端114が固定テープ112で固定されないこととなるため、その固定されない電極組立体110の各電極の上端113及び下端114がずれるおそれがある。
図6に示すように、特許文献2に記載の二次電池では、電極組立体120の2つの側端121、上端123、下端124を亘るようにそれぞれ固定テープ122が貼り付けられている。こうした特許文献2に記載の電極組立体120では、上端123に貼り付けられる固定テープ122が、上端123における正極タブ125の突出位置と負極タブ126の突出位置との間に位置している。このため、電極組立体12の上端123に貼り付けられた固定テープ122によって電極組立体120の電極間への電解液の含浸が阻害されるおそれがある。
図7に示すように、特許文献3に記載の二次電池では、電極組立体130の2つの側端131、上端133、及び下端134を亘るように固定テープ132が貼り付けられている。また、電極組立体130は、側端131の全体に亘って固定テープ132が貼り付けられている。こうした特許文献3に記載の電極組立体130では、側端131の全体に亘って固定テープ132が貼り付けられているため、側端131に部分的に固定テープ132を貼り付ける場合と比較して、固定テープ132から電極組立体130に荷重が作用する範囲が大きくなるおそれがある。
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極組立体を好適に固定することができる蓄電装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する蓄電装置は、正極活物質層を備える矩形状の正極電極と負極活物質層を備える矩形状の負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースと、を備えたものである。蓄電装置では、正極電極及び負極電極が四辺のうちの一辺から突出した形状のタブをそれぞれ有し、電極組立体の積層方向の両端面が、前記積層方向から見て、正極活物質層及び負極活物質層が対向する対向領域が投影される対向部をそれぞれ備えている。前記対向部上には、電極組立体の積層方向の両端面における一方の対向部上から、他方の対向部上に亘って電極組立体を固定する固定テープが配置されている。固定テープは、電極組立体のうち、正極電極のタブ及び負極電極のタブを有する端部である上端を亘る第1固定テープと、電極組立体のうち、上端と対向する端部である下端を亘る第2固定テープと、電極組立体のうち、上端と下端とを繋ぐ端部である側端を亘る第3固定テープとを含んでいる。第1固定テープは、前記上端において正極電極のタブ及び負極電極のタブの突出位置の外側に配置されており、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープは、第1固定テープが前記上端を、第2固定テープが前記下端を、第3固定テープが前記側端を、それぞれ部分的に覆うように、且つ前記上端の中点から上下に延びる中心線を中心として前記上端の延設方向において対称となるように、電極組立体にそれぞれ一対以上配置されている。
上記課題を解決する蓄電装置は、正極活物質層を備える矩形状の正極電極と負極活物質層を備える矩形状の負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースと、を備えたものである。蓄電装置では、正極電極及び負極電極が四辺のうちの一辺から突出した形状のタブをそれぞれ有し、電極組立体の積層方向の両端面が、前記積層方向から見て、正極活物質層及び負極活物質層が対向する対向領域が投影される対向部をそれぞれ備えている。前記対向部上には、電極組立体の積層方向の両端面における一方の対向部上から、他方の対向部上に亘って電極組立体を固定する固定テープが配置されている。固定テープは、電極組立体のうち、正極電極のタブ及び負極電極のタブを有する端部である上端を亘る第1固定テープと、電極組立体のうち、上端と対向する端部である下端を亘る第2固定テープと、電極組立体のうち、上端と下端とを繋ぐ端部である側端を亘る第3固定テープとを含んでいる。第1固定テープは、前記上端において正極電極のタブ及び負極電極のタブの突出位置の外側に配置されており、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープは、第1固定テープが前記上端を、第2固定テープが前記下端を、第3固定テープが前記側端を、それぞれ部分的に覆うように、且つ前記上端の中点から上下に延びる中心線を中心として前記上端の延設方向において対称となるように、電極組立体にそれぞれ一対以上配置されている。
上記構成によれば、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープが、電極組立体の上端の中点から上下に延びる中心線を中心として上端の延設方向において対称となるように電極組立体に配置されているため、全ての固定テープに付与される荷重を均一な大きさに近づけることができる。したがって、固定テープに付与される荷重にむらが生じることを抑制でき、電気伝導に係るイオンの析出物の発生を抑制することができる。
上記構成では、第1固定テープが電極組立体の上端を亘るように、第2固定テープが電極組立体の下端を亘るように、第3固定テープが電極組立体の側端を亘るように、各固定テープが電極組立体に貼り付けられている。このため、電極組立体のいずれの端部も固定テープによって固定することができるため、電極組立体の各電極がずれることを抑制することができる。
上記構成では、第1固定テープが電極組立体の上端において正極電極のタブ及び負極電極のタブの突出位置の外側に配置されている。すなわち、電極組立体の上端において正極電極のタブの突出位置と負極電極のタブの突出位置との間には固定テープが貼り付けられていない。このため、電極組立体の電極間への電解液の含浸が固定テープによって阻害されることを抑制することができる。
上記構成では、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープが、電極組立体の上端、下端、及び側端を部分的に覆うように電極組立体に配置されている。このため、電極組立体の上端、下端、及び側端の全体に亘って固定テープが貼り付けられる場合と比較して、電極組立体の上端、下端、及び側端における固定テープの貼付領域を小さくすることができる。したがって、固定テープから電極組立体に荷重が作用する範囲を小さくすることができる。
このように、上記構成によれば、電極組立体を好適に固定することができる。
固定テープは、例えば前記側端の中点から左右に延びる中心線を中心として前記側端の延設方向において対称となるように電極組立体に配置させることが好ましい。
固定テープは、例えば前記側端の中点から左右に延びる中心線を中心として前記側端の延設方向において対称となるように電極組立体に配置させることが好ましい。
上記構成によれば、全ての固定テープに付与される荷重をより均一な大きさに近づけることができる。したがって、固定テープに付与される荷重にむらが生じることをさらに抑制できる。
第1固定テープは、例えば電極組立体の四隅のうちで前記上端を構成する2つの隅に位置させることが好ましい。第2固定テープは、例えば電極組立体の四隅のうちで前記下端を構成する2つの隅に位置させることが好ましい。
上記構成によれば、電極組立体の上端の中点から上下に延びる中心線を中心として上端の延設方向において対称となるように第1固定テープ及び第2固定テープを電極組立体に配置させる作業を簡略化させることができる。
第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープは、例えば対向部上に位置する部分の幅が全て同一であることが好ましい。
上記構成によれば、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープとして、同じテープの所定長さのものを用いることができるため、固定テープの貼り付けに係る作業性の向上やコストの低減を図ることができる。
上記構成によれば、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープとして、同じテープの所定長さのものを用いることができるため、固定テープの貼り付けに係る作業性の向上やコストの低減を図ることができる。
ケースが当該ケースを構成するケース壁にケース内に電解液を注入するための注液孔を有する形態では、例えば、前記ケース壁から見て、注液孔と第1固定テープとが重ならない位置に配置されていることが好ましい。
上記構成によれば、注液孔からケース内に注入された電解液が固定テープによって阻害され難く、電極間に含浸されやすい。したがって、電極組立体の電極間への電解液の含浸が固定テープによって阻害されることをさらに抑制することができる。
上記蓄電装置において、前記蓄電装置の好適な例としては、二次電池を挙げることができる。
本発明によれば、電極組立体を好適に固定することができる。
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、蓄電装置としての二次電池10は、ケース11に電極組立体12が収容されている。また、ケース11には、電極組立体12とともに電解液も収容されている。ケース11は、有底筒状のケース本体13と、ケース本体13に電極組立体12を挿入する開口部を閉塞する平板状の蓋体14とからなる。ケース本体13と蓋体14は、何れも金属製(例えば、ステンレス製やアルミニウム製)である。また、この実施形態の二次電池10は、ケース本体13が有底四角筒状であり、蓋体14が矩形平板状であることから、その外観が角型をなす角型電池である。また、この実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース11に電極組立体12が収容されている。また、ケース11には、電極組立体12とともに電解液も収容されている。ケース11は、有底筒状のケース本体13と、ケース本体13に電極組立体12を挿入する開口部を閉塞する平板状の蓋体14とからなる。ケース本体13と蓋体14は、何れも金属製(例えば、ステンレス製やアルミニウム製)である。また、この実施形態の二次電池10は、ケース本体13が有底四角筒状であり、蓋体14が矩形平板状であることから、その外観が角型をなす角型電池である。また、この実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
図2に示すように、電極組立体12は、複数の正極電極21と複数の負極電極25とがセパレータ29を間に挟んだ状態で交互に積層されて構成されている。各電極21,25及びセパレータ29はそれぞれ矩形状である。また、正極電極21は負極電極25よりも一回り小さい形状である。具体的には、正極電極21の各辺の長さは、負極電極25の各辺の長さよりも短い。セパレータ29は、負極電極25よりも一回り大きい形状である。具体的には、セパレータ29の各辺の長さは、負極電極25の各辺の長さよりも長い。
正極電極21は、矩形状の正極金属箔(例えばアルミニウム箔)22と、正極金属箔22の両面に正極活物質を有する正極活物質層23とから構成されている。正極活物質層23は、正極電極21のうち正極電極21の一辺21cに沿った一部の領域以外の領域全体に位置している。また、正極電極21は、正極電極21の四辺のうちの一辺21cの一部から突出した形状の正極タブ24を有する。
負極電極25は、矩形状の負極金属箔(例えば銅箔)26と、負極金属箔26の両面に負極活物質を有する負極活物質層27とから構成されている。負極金属箔26は、正極金属箔22よりも一回り大きい形状である。負極活物質層27は、負極電極25のうち負極電極25の一辺25cに沿った一部の領域以外の領域全体に位置しており、正極活物質層23よりも大きい領域に位置している。また、負極電極25は、負極電極25の四辺のうちの一辺25cの一部から突出した形状の負極タブ28を有する。
各電極21,25は、各タブ24,28の同一極性同士が積層方向に列状に配置される一方、異なる極性同士が積層方向に重ならないように積層されている。各電極21,25とセパレータ29とが積層された状態において、正極活物質層23と負極活物質層27とがセパレータ29を介して対向している。詳細には、正極活物質層23は、その全体がセパレータ29を介して負極活物質層27に覆われている。この各活物質層23,27が対向している領域を以下では対向領域30と称する。
なお、正極活物質層23の全体が負極活物質層27に覆われている関係上、対向領域30の大きさは正極活物質層23の大きさと一致している。すなわち、正極活物質層23が対向領域30の大きさを規定している。
ここで、図3に示すように、電極組立体12の積層方向の両端面12a,12bのうち一方の端面12aは、積層方向から見て対向領域30が投影される一方の対向部31を備えている。同様に、図3に示すように、電極組立体12の積層方向の両端面12a,12bのうち上記一方の端面12aと対向する他方の端面12bは、積層方向から見て対向領域30が投影される他方の対向部32を備えている。各対向部31,32は平坦であり、互いに対向している。また、各対向部31,32の大きさは、正極活物質層23の大きさと一致する。
図1に示すように、二次電池10では、電極組立体12の積層方向に直交する方向に位置する4つの端部のうちの1つの端部である上端12cから正極タブ24と負極タブ28とがそれぞれ突出するように、正極電極21及び負極電極25が積層されている。各正極タブ24は、電極組立体12における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められた状態で折り曲げられている。そして、その各正極タブ24が重なっている箇所を溶接することによって、各正極タブ24が互いに電気的に接続されている。また、負極タブ28も同様に、集められた状態で折り曲げられ、その重なった箇所が溶接されることにより互いに電気的に接続されている。
二次電池10は、各正極タブ24と電気的に接続された正極端子15と、各負極タブ28に電気的に接続された負極端子16とを備えている。各端子15,16は、蓋体14に形成された貫通孔を介してその一部がケース11外に露出している。
ケース11を構成するケース壁としての蓋体14には、ケース11内に電解液を注入するための注液孔14cが穿設されている。注液孔14cは蓋体14の厚み方向に貫通している。また、本実施形態の注液孔14cは、蓋体14における正極端子15の突出位置と負極端子16の突出位置との中間位置に配設されている。注液孔14cは封止栓20によって封止されている。封止栓20は、蓋体14に固定されており、その一部がケース11外に露出している。本実施形態では、封止栓20は、金属製(例えば、ステンレス製やアルミニウム製)であり、注液孔14cを有する蓋体14と同一材質である。
電極組立体12には複数の(本実施形態では6つの)固定テープ45が貼り付けられている。詳細には、電極組立体12の端面12aから端面12bに亘って固定テープ45が貼り付けられることにより、端面12aから端面12bに亘って電極組立体12が固定される。こうして固定テープ45が貼り付けられる貼付領域Sが電極組立体12に複数形成されることにより、各電極21,25及びセパレータ29が固定される。
各貼付領域S及び各固定テープ45について以下に詳細に説明する。
図1及び図3に示すように、各固定テープ45は、矩形状であり、ベース層45aと、ベース層45aの片面に積層された接着層45bとを含む。また、本実施形態の固定テープ45は、2つの第1固定テープ46と、2つの第2固定テープ47と、2つの第3固定テープ48と、を含む。
図1及び図3に示すように、各固定テープ45は、矩形状であり、ベース層45aと、ベース層45aの片面に積層された接着層45bとを含む。また、本実施形態の固定テープ45は、2つの第1固定テープ46と、2つの第2固定テープ47と、2つの第3固定テープ48と、を含む。
図1に示すように、第1固定テープ46は、電極組立体12のうち、正極タブ24及び負極タブ28を有する端部である上端12cを亘っている。すなわち、第1固定テープ46は、電極組立体12の両端面12a,12bに跨った状態で、両端面12a,12b及び上端12cを部分的に覆っている。
第2固定テープ47は、電極組立体12のうち、上端12cと対向する端部である下端12eを亘っている。すなわち、第2固定テープ47は、電極組立体12の両端面12a,12bに跨った状態で、両端面12a,12b及び下端12eを部分的に覆っている。
第3固定テープ48は、電極組立体12のうち、上端12cと下端12eとを繋ぐ端部である側端12d,12fを亘っている。すなわち、第3固定テープ48は、電極組立体12の両端面12a,12bに跨った状態で、両端面12a,12b及び側端12d,12fを部分的に覆っている。
各固定テープ46,47,48の一部は各対向部31,32にそれぞれ重なっている。すなわち、各固定テープ46,47,48は、電極組立体12の端面12aにおける対向部31上から、電極組立体12の端面12bにおける対向部32上に亘って電極組立体12を固定している。そして、電極組立体12がケース11に挿入された状態では、各固定テープ46,47,48の一部(貼付領域Sの一部)が各対向部31,32とケース11の内面との間に介在している。なお、図3に示すように、ケース11のケース本体13の内面には絶縁部材55が配置されている。このため、電極組立体12がケース11に挿入された状態では、各固定テープ46,47,48とケース11の内面との間に絶縁部材55が介在している。
図1に示すように、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48の対向部31,32上に位置する部分の幅Wは、全て同一である。すなわち、電極組立体12の上端12cの延設方向における第1固定テープ46の幅W、電極組立体12の下端12eの延設方向における第2固定テープ47の幅W、電極組立体12の側端12d,12fの延設方向における第3固定テープ48の幅Wが、全て同一である。
なお、本実施形態の第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、対向部31,32上に位置する部分の幅Wだけでなく、上端12c、下端12e、側端12d,12fを覆う部分の幅も全て同一である。
また、本実施形態の電極組立体12は、例えば側端12d,12fの延設方向における長さS1が100mm、上端12c及び下端12eの延設方向における長さS2が150mmに設定されている。また、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48の幅Wは、例えば20mmに設定されている。そして、電極組立体12の側端12d,12fにおける上記長さS1のうちで1つの第3固定テープ48の幅Wの分がそれぞれ覆われることとなる。電極組立体12の上端12cにおける上記長さS2のうちで2つの第1固定テープ46の幅Wの分が覆われることとなる。電極組立体12の下端12eにおける上記長さS2のうちで2つの第2固定テープ47の幅Wの分が覆われることとなる。このため、電極組立体12では、側端12d,12fの延設方向における長さS1のうちで半分以下が固定テープ45によって覆われ、且つ上端12c及び下端12eの延設方向における長さS2のうちで半分以下が固定テープ45によって覆われる。これにより、電極組立体12の上端12c、下端12e、側端12d,12fが固定テープ45によって部分的に覆われている。すなわち、電極組立体12の上端12c、下端12e、側端12d,12fでは、固定テープ45によって覆われていない部分がある。
各固定テープ46,47,48は、電極組立体12の両端面12a,12bにおける貼付領域Sも全て同じ大きさである。また、各固定テープ46,47,48は、その貼付領域Sの位置が電極組立体12の端面12aと端面12bとでそれぞれ一致するように両端面12a,12bに貼り付けられている。なお、本実施形態において、上記の各固定テープ46,47,48の貼付領域Sの位置が電極組立体12の端面12aと端面12bとで一致する場合としては以下の場合が挙げられる。すなわち、各貼付領域Sの位置が電極組立体12の端面12aと端面12bとで完全に一致する場合のほか、作業者による貼り付け作業の誤差によって各貼付領域Sの位置が電極組立体12の端面12aと端面12bとで多少ずれている場合が挙げられる。
図4に示すように、2つの第1固定テープ46のうちの一方の第1固定テープ46は、電極組立体12の四隅である隅C1,C2,C3,C4のうちで、上端12cを構成する電極組立体12の2つの隅C1,C2の一方の隅C1に位置している。すなわち、2つの第1固定テープ46のうちの一方の第1固定テープ46は、その縁部の一部が電極組立体12の側端12fに沿うように貼り付けられている。2つの第1固定テープ46のうちの他方の第1固定テープ46は、電極組立体12の2つの隅C1,C2の他方の隅C2に位置している。すなわち、2つの第1固定テープ46のうちの他方の第1固定テープ46は、その縁部の一部が電極組立体12の側端12dに沿うように貼り付けられている。なお、第1固定テープ46は、その縁部の一部が電極組立体12の側端12d,12fと一致するように貼り付けられていても良いし、縁部の一部が電極組立体12の側端12d,12fから若干ずれた位置で側端12d,12fに沿うように貼り付けられていても良い。
また、2つの第1固定テープ46は、電極組立体12の上端12cにおいて、正極タブ24及び負極タブ28の突出位置よりも外側に位置している。すなわち、電極組立体12の上端12cにおいて、正極タブ24の突出位置と負極タブ28の突出位置との間である中間位置には第1固定テープ46が位置していない。また、図1に示すように、上記の通り、本実施形態の注液孔14cは、ケース11の蓋体14における正極端子15の突出位置と負極端子16の突出位置との中間位置に配設されている。すなわち、蓋体14から見て、電極組立体12の上端12cのうち、正極タブ24の突出位置と負極タブ28の突出位置との間である中間位置と注液孔14cの配設位置とが重なっている。このため、蓋体14から見て、注液孔14cと第1固定テープ46とは重ならない位置に配置されている。
図4に示すように、2つの第2固定テープ47のうちの一方の第2固定テープ47は、電極組立体12の隅C1,C2,C3,C4のうちで、下端12eを構成する電極組立体12の2つの隅C3,C4の一方の隅C4に位置している。すなわち、2つの第2固定テープ47のうちの一方の第2固定テープ47は、その縁部の一部が電極組立体12の側端12fに沿うように貼り付けられている。2つの第2固定テープ47のうちの他方の第2固定テープ47は、電極組立体12の2つの隅C3,C4の他方の隅C3に位置している。すなわち、2つの第2固定テープ47のうちの他方の第2固定テープ47は、その縁部の一部が電極組立体12の側端12dに沿うように貼り付けられている。なお、第2固定テープ47は、その縁部の一部が電極組立体12の側端12d,12fと一致するように貼り付けられていても良いし、縁部の一部が電極組立体12の側端12d,12fから若干ずれた位置で側端12d,12fに沿うように貼り付けられていても良い。
2つの第3固定テープ48のうちの一方の第3固定テープ48は、電極組立体12の側端12fのうちで、電極組立体12の隅C1と隅C4との中間位置に位置している。2つの第3固定テープ48のうちの他方の第3固定テープ48は、電極組立体12の側端12dのうちで、電極組立体12の隅C2と隅C3との中間位置に位置している。
電極組立体12の側端12dと側端12fとの中間位置を仮想線L1で示したとき、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、仮想線L1を境界に対称となるように、電極組立体12にそれぞれ一対配置されている。すなわち、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、電極組立体12の上端12c及び下端12eの中点から上下に延びる中心線である仮想線L1を中心として、電極組立体12の上端12c及び下端12eの延設方向である左右方向において対称となるように、それぞれ一対配置されている。また、電極組立体12の上端12cと下端12eとの中間位置を仮想線L2で示したとき、第1固定テープ46と第2固定テープ47とが仮想線L2を境界に対称となるように、第1固定テープ46及び第2固定テープ47がそれぞれ配置されている。第3固定テープ48が仮想線L2を境界に対称な形状となるように、第3固定テープ48が配置されている。すなわち、固定テープ45は、電極組立体12の側端12d,12fの中点から左右に延びる中心線である仮想線L2を中心として、電極組立体12の側端12d,12fの延設方向である上下方向において対称となるように、それぞれ配置されている。
次に、本実施形態の二次電池10による作用について説明する。
第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48が、仮想線L1を中心として電極組立体12の上端12cの延設方向において対称となるように、また仮想線L2を中心として電極組立体12の側端12d,12fの延設方向において対称となるように、電極組立体12に配置されている。このため、各固定テープ45に付与される荷重は、固定テープ45間で大きさの差が小さいものとなる。
第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48が、仮想線L1を中心として電極組立体12の上端12cの延設方向において対称となるように、また仮想線L2を中心として電極組立体12の側端12d,12fの延設方向において対称となるように、電極組立体12に配置されている。このため、各固定テープ45に付与される荷重は、固定テープ45間で大きさの差が小さいものとなる。
第1固定テープ46が電極組立体12の上端12cを亘るように、第2固定テープ47が電極組立体12の下端12eを亘るように、第3固定テープ48が電極組立体12の側端12d,12fを亘るように、各固定テープ46,47,48が電極組立体12に貼り付けられている。このため、電極組立体12の上下左右方向における各電極21,25の移動が規制される。
第1固定テープ46が電極組立体12の上端12cにおいて正極タブ24及び負極タブ28の突出位置の外側に配置されている。すなわち、電極組立体12の上端12cにおいて正極タブ24の突出位置と負極タブ28の突出位置との間には固定テープ45が貼り付けられていない。このため、電極組立体12の上端12cの中央部分から電極21,25間への電解液の含浸が促進される。
第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48が、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fを部分的に覆うように電極組立体12に配置されている。このため、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fのいずれも、固定テープ45が位置していない部分を有している。
以上説明したように、本実施形態によれば以下に示す効果を得ることができる。
(1)固定テープ45を仮想線L1を中心として電極組立体12の上端12cの延設方向において対称となるように電極組立体12に配置させているため、電極組立体12に貼り付けられた全ての固定テープ45に付与される荷重を均一な大きさに近づけることができる。したがって、固定テープ45に付与される荷重にむらが生じることを抑制でき、電気伝導に係るイオンの析出物の発生を抑制することができる。
(1)固定テープ45を仮想線L1を中心として電極組立体12の上端12cの延設方向において対称となるように電極組立体12に配置させているため、電極組立体12に貼り付けられた全ての固定テープ45に付与される荷重を均一な大きさに近づけることができる。したがって、固定テープ45に付与される荷重にむらが生じることを抑制でき、電気伝導に係るイオンの析出物の発生を抑制することができる。
(2)電極組立体12の上端12c、下端12e、側端12d,12fのいずれも固定テープ45によって固定することができるため、電極組立体12の各電極21,25がずれることを抑制することができる。
(3)第1固定テープ46を電極組立体12の上端12cにおける正極タブ24及び負極タブ28の突出位置の外側に配置させることにより、電極組立体12の電極21,25間への電解液の含浸が固定テープ45によって阻害されることを抑制することができる。
(4)固定テープ45を電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fを部分的に覆うように電極組立体12に配置させている。このため、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fの全体に亘って固定テープ45が貼り付けられる場合と比較して、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fにおける固定テープ45の貼付領域Sを小さくすることができる。したがって、固定テープ45から電極組立体12に荷重が作用する範囲を小さくすることができる。
(5)固定テープ45を仮想線L2を中心として電極組立体12の側端12d,12fの延設方向において対称となるように電極組立体12に配置させているため、全ての固定テープ45に付与される荷重をより均一な大きさに近づけることができる。したがって、固定テープ45に付与される荷重にむらが生じることをさらに抑制できる。
(6)第1固定テープ46を電極組立体12の隅C1,C2に位置させるとともに、第2固定テープ47を電極組立体12の隅C3,C4に位置させている。したがって、仮想線L1を中心として電極組立体12の上端12cの延設方向において対称となるように第1固定テープ46及び第2固定テープ47を電極組立体12に配置させる作業を簡略化させることができる。
(7)第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、その幅Wが全て同一である。したがって、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48として、同じテープの所定長さのものを用いることができるため、固定テープ45の貼り付けに係る作業性の向上やコストの低減を図ることができる。
(8)蓋体14から見て、注液孔14cと第1固定テープ46とが重ならない位置に注液孔14c及び第1固定テープ46がそれぞれ配置されている。このため、注液孔14cからケース11内に注入された電解液が固定テープ45によって阻害され難く、電極21,25間に含浸されやすい。したがって、電極組立体12の電極21,25間への電解液の含浸が固定テープ45によって阻害されることをさらに抑制することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
○ 第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48の一部、もしくは全てを2対以上、電極組立体12に貼り付けても良い。ただし、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48によって電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fのいずれも部分的に覆われるものとする。すなわち、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fのいずれも、固定テープ45が位置していない部分を有するものとする。この形態においても、電極組立体12において仮想線L1を境界に対称となるように、また電極組立体12において仮想線L2を境界に対称となるように、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48を電極組立体12に位置させる。
○ 第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48の一部、もしくは全てを2対以上、電極組立体12に貼り付けても良い。ただし、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48によって電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fのいずれも部分的に覆われるものとする。すなわち、電極組立体12の上端12c、下端12e、及び側端12d,12fのいずれも、固定テープ45が位置していない部分を有するものとする。この形態においても、電極組立体12において仮想線L1を境界に対称となるように、また電極組立体12において仮想線L2を境界に対称となるように、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48を電極組立体12に位置させる。
○ 第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48は、対向部31,32上に位置する部分の幅Wと、上端12c、下端12e、側端12d,12fを覆う部分の幅とが異なるものであっても良い。この形態では、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48における対向部31,32上に位置する部分の幅Wが全て同一である。また、この形態では、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48における上端12c、下端12e、側端12d,12fを覆う部分の幅が、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48の全てで同一であっても良いし、異なっても良い。
○ 第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48の幅Wは全て同一でなくても良い。例えば、第1固定テープ46と第2固定テープ47の幅Wを同一とし、第3固定テープ48の幅Wを第1固定テープ46及び第2固定テープ47の幅Wとは異なるようにしても良い。この形態においては、電極組立体12において仮想線L1を境界に対称となるように、また、電極組立体12において仮想線L2を境界に対称となるように、第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48を電極組立体12に位置させる。こうした形態によれば、上記実施形態で得ることのできる効果(1)〜(6)、(8)と同様の効果を得ることができる。また、例えば、第1固定テープ46、第2固定テープ47、第3固定テープ48の全ての幅Wを異なるものとする等、第1固定テープ46と第2固定テープ47とで幅Wが異なるようにしても良い。この形態においては、電極組立体12において仮想線L1を境界に対称となるように第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48を電極組立体12に位置させる。こうした形態によれば、上記実施形態で得ることのできる効果(1)〜(4)、(6)、(8)と同様の効果を得ることができる。
○ 第3固定テープ48を、電極組立体12の側端12d,12fのうちで、電極組立体12の隅C1と隅C4との中間位置からずれた位置に貼り付けるとともに、電極組立体12の隅C2と隅C3との中間位置からずれた位置に貼り付けても良い。この形態においても、電極組立体12において仮想線L1を境界に対称となるように第1固定テープ46、第2固定テープ47、及び第3固定テープ48を電極組立体12に位置させる。こうした形態によれば、上記実施形態で得ることのできる効果(1)〜(4)及び(6)〜(8)と同様の効果を得ることができる。
○ 注液孔14cを蓋体14における正極端子15及び負極端子16の突出位置よりも外側に配置させることにより、蓋体14から見て注液孔14cと第1固定テープ46とが重なるようにそれぞれ位置させても良い。この形態によっても、上記実施形態で得ることのできる効果(1)〜(7)と同様の効果を得ることができる。
○ 注液孔14cは、ケース本体13を構成するケース壁に位置させても良い。この形態によっても、上記実施形態で得ることのできる効果(1)〜(7)と同様の効果を得ることができる。
○ 負極電極25とセパレータ29とを同一の大きさとしても良い。
○ 正極電極21と負極電極25とを同一の大きさとしても良い。
○ 正極金属箔22として、アルミニウム以外の金属からなる箔を採用してもよい。
○ 正極電極21と負極電極25とを同一の大きさとしても良い。
○ 正極金属箔22として、アルミニウム以外の金属からなる箔を採用してもよい。
○ 負極金属箔26として、銅以外の金属からなる箔を採用してもよい。
○ 正極活物質層23は、正極電極21のうち正極タブ24以外の領域全体に位置させても良い。
○ 正極活物質層23は、正極電極21のうち正極タブ24以外の領域全体に位置させても良い。
○ 正極電極21の片面のみが正極活物質層23を有していてもよい。
○ 負極活物質層27は、負極電極25のうち負極タブ28以外の領域全体に位置させても良い。
○ 負極活物質層27は、負極電極25のうち負極タブ28以外の領域全体に位置させても良い。
○ 負極電極25の片面のみが負極活物質層27を有していてもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
○ ケース11の形状を変更してもよい。例えば、ケース11は円筒型でもよい。
○ 本発明を、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に具体化してもよい。
○ 本発明を、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に具体化してもよい。
10…二次電池、11…ケース、12…電極組立体、12c…上端、12d,12f…側端、12e…下端、13…ケース本体、14…蓋体、14c…注液孔、21…正極電極、22…正極金属箔、23…正極活物質層、24…正極タブ、25…負極電極、26…負極金属箔、27…負極活物質層、28…負極タブ、29…セパレータ、30…対向領域、31,32…対向部、45…固定テープ、46…第1固定テープ、47…第2固定テープ、48…第3固定テープ、C1,C2,C3,C4…隅、S…貼付領域。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する蓄電装置は、正極活物質層を備える矩形状の正極電極と負極活物質層を備える矩形状の負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースと、を備えたものである。蓄電装置では、正極電極及び負極電極が四辺のうちの一辺から突出した形状のタブをそれぞれ有し、電極組立体の積層方向の両端面が、前記積層方向から見て、正極活物質層及び負極活物質層が対向する対向領域が投影される対向部をそれぞれ備えている。前記対向部上には、電極組立体の積層方向の両端面における一方の対向部上から、他方の対向部上に亘って電極組立体を固定する固定テープが配置されている。固定テープは、電極組立体のうち、正極電極のタブ及び負極電極のタブを有する端部である上端を亘る第1固定テープと、電極組立体のうち、上端と対向する端部である下端を亘る第2固定テープと、電極組立体のうち、上端と下端とを繋ぐ端部である側端を亘る第3固定テープとを含んでいる。第1固定テープは、前記上端において正極電極のタブ及び負極電極のタブの突出位置の外側に配置されており、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープは、第1固定テープが前記上端を、第2固定テープが前記下端を、第3固定テープが前記側端を、それぞれ部分的に覆うように、且つ前記上端の中点から上下に延びる中心線を中心として前記上端の延設方向において対称となるように、電極組立体にそれぞれ一対以上配置されており、前記電極組立体の側端、下端及び前記電極組立体の積層方向の両端面に配置された前記固定テープと前記ケースの間には、絶縁部材が配置されている。
上記課題を解決する蓄電装置は、正極活物質層を備える矩形状の正極電極と負極活物質層を備える矩形状の負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースと、を備えたものである。蓄電装置では、正極電極及び負極電極が四辺のうちの一辺から突出した形状のタブをそれぞれ有し、電極組立体の積層方向の両端面が、前記積層方向から見て、正極活物質層及び負極活物質層が対向する対向領域が投影される対向部をそれぞれ備えている。前記対向部上には、電極組立体の積層方向の両端面における一方の対向部上から、他方の対向部上に亘って電極組立体を固定する固定テープが配置されている。固定テープは、電極組立体のうち、正極電極のタブ及び負極電極のタブを有する端部である上端を亘る第1固定テープと、電極組立体のうち、上端と対向する端部である下端を亘る第2固定テープと、電極組立体のうち、上端と下端とを繋ぐ端部である側端を亘る第3固定テープとを含んでいる。第1固定テープは、前記上端において正極電極のタブ及び負極電極のタブの突出位置の外側に配置されており、第1固定テープ、第2固定テープ、及び第3固定テープは、第1固定テープが前記上端を、第2固定テープが前記下端を、第3固定テープが前記側端を、それぞれ部分的に覆うように、且つ前記上端の中点から上下に延びる中心線を中心として前記上端の延設方向において対称となるように、電極組立体にそれぞれ一対以上配置されており、前記電極組立体の側端、下端及び前記電極組立体の積層方向の両端面に配置された前記固定テープと前記ケースの間には、絶縁部材が配置されている。
このように、上記構成によれば、電極組立体を好適に固定することができる。
前記第1固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記上端を構成する2つの隅に、前記第1固定テープの縁部の一部が前記電極組立体の側端に沿うように位置しており、前記第2固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記下端を構成する2つの隅に、前記第2固定テープの縁部の一部が前記電極組立体の側端に沿うように位置していることが好ましい。
上記構成によれば、電極組立体の上端の中点から上下に延びる中心線を中心として上端の延設方向において対称となるように第1固定テープ及び第2固定テープを電極組立体に配置させる作業を簡略化させることができる。
前記第1固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記上端を構成する2つの隅に、前記対向部の隅部を覆うように位置しており、前記第2固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記下端を構成する2つの隅に、前記対向部の隅部を覆うように位置していることが好ましい。
固定テープは、例えば前記側端の中点から左右に延びる中心線を中心として前記側端の延設方向において対称となるように電極組立体に配置させることが好ましい。
前記第1固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記上端を構成する2つの隅に、前記第1固定テープの縁部の一部が前記電極組立体の側端に沿うように位置しており、前記第2固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記下端を構成する2つの隅に、前記第2固定テープの縁部の一部が前記電極組立体の側端に沿うように位置していることが好ましい。
上記構成によれば、電極組立体の上端の中点から上下に延びる中心線を中心として上端の延設方向において対称となるように第1固定テープ及び第2固定テープを電極組立体に配置させる作業を簡略化させることができる。
前記第1固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記上端を構成する2つの隅に、前記対向部の隅部を覆うように位置しており、前記第2固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記下端を構成する2つの隅に、前記対向部の隅部を覆うように位置していることが好ましい。
固定テープは、例えば前記側端の中点から左右に延びる中心線を中心として前記側端の延設方向において対称となるように電極組立体に配置させることが好ましい。
Claims (6)
- 正極活物質層を備える矩形状の正極電極と負極活物質層を備える矩形状の負極電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースと、を備えた蓄電装置であって、
前記正極電極及び前記負極電極は四辺のうちの一辺から突出した形状のタブをそれぞれ有し、
前記電極組立体の積層方向の両端面は、前記積層方向から見て、前記正極活物質層及び前記負極活物質層が対向する対向領域が投影される対向部をそれぞれ備え、
前記電極組立体の積層方向の両端面における一方の前記対向部上から、他方の前記対向部上に亘って前記電極組立体を固定する固定テープが配置されており、
前記固定テープは、前記電極組立体のうち、前記正極電極の前記タブ及び前記負極電極の前記タブを有する端部である上端を亘る第1固定テープと、前記電極組立体のうち、前記上端と対向する端部である下端を亘る第2固定テープと、前記電極組立体のうち、前記上端と前記下端とを繋ぐ端部である側端を亘る第3固定テープとを含み、
前記第1固定テープは、前記上端において前記正極電極の前記タブ及び前記負極電極の前記タブの突出位置の外側に配置されており、
前記第1固定テープ、前記第2固定テープ、及び前記第3固定テープは、前記第1固定テープが前記上端を、前記第2固定テープが前記下端を、前記第3固定テープが前記側端を、それぞれ部分的に覆うように、且つ前記上端の中点から上下に延びる中心線を中心として前記上端の延設方向において対称となるように、前記電極組立体にそれぞれ一対以上配置されていることを特徴とする蓄電装置。 - 前記固定テープは、前記側端の中点から左右に延びる中心線を中心として前記側端の延設方向において対称となるように前記電極組立体に配置されている請求項1に記載の蓄電装置。
- 前記第1固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記上端を構成する2つの隅に位置しており、
前記第2固定テープは、前記電極組立体の四隅のうちで前記下端を構成する2つの隅に位置している請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。 - 前記第1固定テープ、前記第2固定テープ、及び前記第3固定テープは、前記対向部上に位置する部分の幅が全て同一である請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
- 前記ケースは当該ケースを構成するケース壁に前記ケース内に電解液を注入するための注液孔を有し、
前記ケース壁から見て、前記注液孔と前記第1固定テープとが重ならない位置に配置されている請求項1〜請求項4のうち何れか一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〜請求項5のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
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