JP2015222634A - 蓄電素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】正極10及び負極20は、それぞれシート状の集電基材を有し、正極及び負極の少なくとも一方では、端部の少なくとも一部にて、集電基材11,21が積層方向の一方側へ向けて曲がっており、且つ、集電基材の曲がる向きが同じであり、正極及び負極のうちの他方の集電基材を一方の端部よりも外側に延出させてなる延出部15を含み、延出部15は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部14を有し、束ね部の積層方向の中心位置は、延出部の積層方向の中心よりも、集電基材が曲がる方向側である構成。
【選択図】図1
Description
この電極体では、例えば、巻回によって、正極と負極とが積層され、正極と負極とが積層方向に交互に繰り返し並ぶように配されている。また、この電極体は、例えば、巻回軸の軸方向の両方向側にて、正極の集電基材及び負極の集電基材が、それぞれ反対方向に活物質層よりも外側に延出させてなる延出部をそれぞれ含む。
そして、上記の蓄電素子は、束ね部が、充放電に伴う電気の経路となるように構成されている。
特許文献1に記載された蓄電素子においては、シート状の集電基材と、集電基材の少なくとも片面側に配された活物質層とを含む電極原板(負極原板)が、厚み方向に切断されることによって負極が形成されている。従って、負極は、端部の少なくとも一部に、切断力によって集電基材が曲がった屈曲端部を有する。
負極の屈曲端部は、負極原板の切断時に、厚み方向の一方側へ向けて切断力が加わることによって形成されている。これにより、負極の屈曲端部では、集電基材が、負極の厚み方向の一方側へ向けて曲がっている。
このように、特許文献1に記載された蓄電素子は、屈曲端部において集電基材が曲がってしまった負極を備えている。しかしながら、負極原板を切断することによって複数枚の負極が作製されることから、特許文献1に記載された蓄電素子は、1枚毎に作製された負極を備えた蓄電素子よりも、製造効率の点で優れている。
例えば、電極体が、正極と負極との間にセパレータを有すると、負極の集電基材の曲がった部分が、セパレータを切ったり、破いたり、裂いたりするおそれがある。
また、例えば、電極体の巻回軸の一方側に、負極の屈曲端部よりも延出した正極の集電基材の束ね部が配され、負極における屈曲端部の集電基材が、隣の正極側に曲がっていると、負極の屈曲端部の集電基材が正極側に曲がっている分、曲がった負極の集電基材と、延出した正極の集電基材とが接触しやすい。負極の集電基材と正極の集電基材とが接触すると、正極及び負極間の短絡が生じる。
このように、正極と負極とが厚み方向に交互に繰り返し並ぶように構成された蓄電素子において、正極及び負極のうちの一方が、集電基材を少なくとも含む電極原板が切断されて形成された屈曲端部を有し、他方が、この屈曲端部よりも外側に延出した集電基材を束ねてなる束ね部を単に有するだけであると、正極及び負極間における短絡が必ずしも十分に抑制されないという問題が生じ得る。
シート状の正極とシート状の負極とを含み正極と負極とが交互に繰り返し積層された電極体を備え、
正極及び負極は、それぞれシート状の集電基材を有し、
正極及び負極のうちの少なくとも一方では、端部の少なくとも一部にて、集電基材が積層方向の一方側へ向けて曲がっており、
電極体では、正極及び負極のうちの一方の端部が積層方向に並び、且つ、該端部にて集電基材の曲がる向きが同じであり、
電極体は、正極及び負極のうちの他方の集電基材を一方の端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、
延出部は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部を有し、
束ね部の積層方向の中心位置は、延出部の積層方向の中心よりも、集電基材が曲がる方向側である。
また、電極体は、正極及び負極のうちの他方の集電基材を、上記の端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、且つ、延出部は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部を有する。
ところが、束ね部の積層方向の中心位置は、延出部の積層方向の中心よりも、集電基材が曲がる方向側である。即ち、正極及び負極のうちの他方の集電基材を束ねてなる束ね部の位置は、延出部の厚み中心よりも、一方側へ偏っており、偏った方向は、正極及び負極のうちの一方の集電基材が端部にて曲がる方向である。
従って、他方の電極の束ね部が、一方の電極の端部にて集電基材が曲がる方向側へ偏っている分、一方の電極の端部にて集電基材が曲がる方向と、他方の電極の集電基材が束ね位置へ向けて延びる方向とが、より揃いやすくなる。これにより、他方の電極の延出部(集電基材)と、一方の電極の端部における集電基材とが互いに近づくことが抑制される。
従って、上記の蓄電素子においては、積層された正極と負極とが厚み方向に交互に繰り返し並ぶように構成され、正極及び負極のうち少なくとも一方の集電基材が、端部の少なくとも一部にて曲がり、この端部よりも外側に延出した他方の電極の集電基材が束ねられているにも関わらず、正極及び負極間における短絡が抑制されている。
電極体は、互いに向き合う正極及び負極が巻回されることによって形成され、正極と負極とが、巻回によって積層方向に交互に繰り返し並んでおり、
正極及び負極の両方が、端部の少なくとも一部に、集電基材が積層方向の一方側へ向けて曲がった屈曲端部をそれぞれ有し、
正極の屈曲端部は、電極体の巻回軸の一方側に配されており、
負極の屈曲端部は、電極体の巻回軸の他方側に配されており、
電極体の巻回軸の一方側にて、正極の屈曲端部は、集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
電極体の巻回軸の他方側にて、負極の屈曲端部は、集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
電極体は、巻回軸の一方側に、負極の集電基材を正極の屈曲端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、
さらに、電極体は、巻回軸の他方側に、正極の集電基材を負極の屈曲端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、
各延出部は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部を有し、
各束ね部は、各延出部の積層方向の中心よりも、屈曲端部の集電基材が曲がる方向側に配されている態様が採用される。
シート状の正極10とシート状の負極20とを含み正極10と負極20とが交互に繰り返し積層された電極体2を備え、
正極10及び負極20は、それぞれシート状の集電基材を有し、
正極10及び負極20のうちの少なくとも一方では、端部の少なくとも一部にて、集電基材が積層方向の一方側へ向けて曲がっており、
電極体2では、正極10及び負極20のうちの一方の端部が積層方向に並び、且つ、該端部にて集電基材の曲がる向きが同じであり、
電極体2は、正極10及び負極20のうちの他方の集電基材を一方の端部よりも外側に延出させてなる延出部15を含み、
延出部15は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部14を有し、
束ね部14の積層方向の中心位置は、延出部15の積層方向の中心よりも、集電基材が曲がる方向側である。
シート状の正極10とシート状の負極20とを含む電極体2を備え、
正極10及び負極20は、それぞれシート状の集電基材を有し、
正極10及び負極20のうちの少なくとも一方は、シート状の集電基材を含む電極原板が厚み方向に切断されることによって形成された屈曲端部13を含み、屈曲端部13では、屈曲端部13の厚み方向の一方側へ向けて曲がっており、
電極体2では、正極10と負極20とが、厚み方向に交互に繰り返し並ぶように配され、且つ、正極10及び負極20のうちの一方の屈曲端部13が、集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
電極体2は、正極10及び負極20のうちの他方の集電基材を屈曲端部13よりも外側に延出させてなる延出部15を含み、
延出部15は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部14を有し、
束ね部14は、延出部15の厚み中心よりも、屈曲端部13の集電基材が曲がる方向側に配されている。
電極体2は、互いに向き合う正極10及び負極20が巻回されることによって形成されており、正極10と負極20とが、巻回によって厚み方向に交互に繰り返し並んでおり、
正極10及び負極20の両方が、それぞれ屈曲端部13を有し、
正極10の屈曲端部13は、電極体2の巻回軸の一方側に配されており、
負極20の屈曲端部13は、電極体2の巻回軸の他方側に配されており、
電極体2の巻回軸の一方側にて、正極10の屈曲端部13は、集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
電極体2の巻回軸の他方側にて、負極20の屈曲端部13は、集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
電極体2は、巻回軸の一方側に、負極20の集電基材を正極10の屈曲端部13よりも外側に延出させてなる延出部15を含み、
さらに、電極体2は、巻回軸の他方側に、正極10の集電基材を負極20の屈曲端部13よりも外側に延出させてなる延出部15を含み、
各延出部15は、延出方向先端側にて集電基材を束ねてなる束ね部14を有し、
各束ね部14は、各延出部15の厚み中心よりも、屈曲端部13の集電基材が曲がる方向側に配されている。
この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力および要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力および要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。
図3〜図5に示すように、セパレータ3は、正極10と負極20との間に配されている。
電極体2は、例えば図5に示すように、帯状の正極10及び帯状の負極20を互いに向き合うように配した状態で、巻回することによって形成されている。
従って、電極体2の少なくとも一部においては、例えば図1に示すように、正極10と負極20とが、厚み方向に交互に繰り返し並んでいる。
即ち、正極10は、シート状の正極集電基材11と、正極活物質を含み正極集電基材11の少なくとも片面側にそれぞれ配された正極活物質層12とを含む。
同様に、負極20は、シート状の負極集電基材21と、負極活物質を含み負極集電基材21の少なくとも片面側にそれぞれ配された負極活物質層22とを含む。
屈曲端部13では、例えば図3及び図4に示すように、集電基材11、21の両面側にそれぞれ活物質層12、22が配されている。また、集電基材11、21が電極(正極10、負極20)の端縁へ向かって延びつつ電極の一方の表面側へ曲がっている。
さらに、正極10の屈曲端部13は、積層方向に並んでいる。
また、正極10における屈曲端部13の集電基材が曲がる向きは、電極体2の一部において、揃っている。即ち、電極体2の一部においては、正極10の屈曲端部13は、集電基材の曲がる向きが揃うように配されている。
さらに、束ね部14は、延出部15の厚み中心(Xで示す一点破線の位置)よりも、屈曲端部13の集電基材が曲がる方向側(例えばYで示す点線の位置)に配されている。
即ち、負極20の負極集電基材21を束ねてなる束ね部14の位置は、延出部15の厚み中心よりも、一方側へ偏っており、偏った方向は、正極10の屈曲端部13の正極集電基材13aが曲がる方向である。
従って、負極集電基材21が束ねられてなる束ね部14が、正極10の屈曲端部13の正極集電基材11が曲がる方向側へ偏っている分、正極10における屈曲端部13の正極集電基材11が曲がる方向と、負極20の負極集電基材21が束ね位置へ向けて延びる方向とが、より揃いやすくなる。これにより、延出部15(負極集電基材21)と、正極10の屈曲端部13における正極集電基材11とが互いに近づくことが抑制される。
従って、本実施形態の蓄電素子1においては、電極間における短絡が抑制されている。
なお、上記の説明は、正極10と負極20とが逆になった場合でも、同様である。
また、正極10においては、正極10を厚み方向の一方側から他方側へ見たときに、正極集電基材11が、巻回軸方向Zの一方側へ向けて正極活物質層12から外側へはみ出す(延出する)ように配されている。
一方、負極20においては、負極20を厚み方向の一方側から他方側へ見たときに、負極集電基材21が、巻回軸方向Zの他方側へ向けて負極活物質層22から外側へはみ出す(延出する)ように配されている。
正極10の厚みは、通常、35〜250μmである。また、正極集電基材11の厚みは、通常、5〜50μmであり、正極活物質層12の厚みは、通常、15〜100μmである。
負極20の厚みは、通常、35〜250μmである。また、負極集電基材21の厚みは、通常、5〜50μmであり、負極活物質層22の厚みは、通常、15〜100μmである。
即ち、電極体2においては、正極10と負極20とが巻回され、正極10の正極活物質層12と、負極20の負極活物質層22とが、セパレータ3を介して互いに向き合っている。
屈曲端部13は、切断前の集電基材と、該切断前の集電基材の少なくとも片面側にそれぞれ配された切断前の活物質層とを含む電極原板が厚み方向に切断されることによって形成されている。
即ち、屈曲端部13は、少なくとも厚み方向の一方側から他方側へ向けて切断力が加わることによって、上記の電極原板が切断されて形成されている。
電極原板の詳細については、後述する。
例えば、屈曲端部13は、集電基材が端縁に向かうほど電極の一方の表面側へ近づくように形成されている。
具体的には、屈曲端部13は、例えば、帯状の電極の長手方向に延びる2辺のうちの少なくとも1辺に沿って形成されている。
より具体的には、屈曲端部13は、例えば、帯状の正極10の長手方向に延びる2辺のうちの少なくとも1辺に沿って形成されている。また、例えば、屈曲端部13は、例えば、帯状の負極20の長手方向に延びる2辺のうちの少なくとも1辺に沿って形成されている。
そして、巻回されてなる電極体2においては、例えば図3、図4、及び図6に示すように、正極10の屈曲端部13は、巻回軸Zの一方側に配されている。
また、正極10における屈曲端部13の正極集電基材11が曲がる向きは、巻回中心方向又はその逆方向であり、且つ、負極20の負極集電基材21が、正極10の屈曲端部13よりも外側へ延出している。また、延出した負極集電基材21によって延出部15が形成されている。この延出部15は、延出方向先端側にて負極集電基材21を束ねてなる束ね部14を有する。
さらに、巻回されてなる電極体2においては、例えば図3、図4、及び図6に示すように、負極20の屈曲端部13は、巻回軸Zの他方側に配されている。
また、負極20における屈曲端部13の負極集電基材21が曲がる向きは、巻回中心方向又はその逆方向である。また、正極10の正極集電基材11が、負極20の屈曲端部13よりも外側へ延出している。また、延出した正極集電基材11によって延出部15が形成されている。この延出部15は、延出方向先端側にて正極集電基材11を束ねてなる束ね部14を有する。
即ち、電極体2は、巻回軸Zの一方側から他方側へ向けて見たときに、屈曲端部13がまっすぐに延びるように電極が巻回された部分と、屈曲端部13が円弧を描きつつ屈曲端部13の延びる方向が逆向きとなるように電極が巻回された部分とを有する。
電極体2を巻回軸Zの他方側から見たときも、屈曲端部13は、上記と同様に配されている。
一方、正極10及び負極20は、いずれも、屈曲端部13の集電基材が巻回中心側と反対側を向いて曲がるように配されていてもよい。
束ね部14は、電極体2を巻回軸Zの一方側から他方側へ向けて見たときに、略まっすぐに延びる屈曲端部13に沿って延びている。
また、束ね部14は、電極体2の巻回軸Zの他方側において、例えば、電極体2の厚み方向に並ぶように且つ電極体2の巻回軸Zを挟むように、2つ形成されている。
なお、束ね部14は、活物質層で覆われていない露出した集電基材11、21が束ねられることによって形成されている。
具体的には、電極体2の巻回軸の一方側において、例えば、束ね部14(延出した負極集電基材21)は、延出部15の厚みの中心よりも、正極10の屈曲端部13の正極集電基材11が曲がる方向側に配されている。電極体2の巻回軸の他方側においても、束ね部14(延出した正極集電基材11)が配される位置は、上記と同様である。
束ね部14は、屈曲端部13の集電基材が曲がる方向の最も先端側に配された延出部15の集電基材と、延出部15の厚みの中心との間に配されていることが好ましい。束ね部14は、屈曲端部13の集電基材が曲がる方向の最も先端側に配された延出部15の集電基材と、巻回軸方向に並ぶように配されていることがより好ましい。
なお、束ね部14の位置は、束ね部14の厚み方向の中心を基準にして決定される。
1つの束ね部14によって束ねられている集電基材の束ね数は、特に限定されず、適宜、調整される。
正極集電基材11の厚みは、特に限定されないが、通常、5〜50μmである。
正極集電基材11の材質としては、金属以外にも、例えば、焼成炭素、導電性高分子等が挙げられる。
正極活物質は、通常、粒子状に形成されている。
また、斯かる金属化合物としては、リン酸鉄リチウムなどのオリビン型リン酸金属リチウム等が挙げられる。
導電剤としては、例えば、上記の1種単独物、又は2種以上の混合物が採用される。
結着剤としては、例えば、上記の1種単独物、又は2種以上の混合物が採用される。
増粘剤としては、例えば、上記の1種単独物、又は2種以上の混合物が採用される。
負極集電基材21の厚みは、特に限定されないが、通常、5〜50μmである。
負極集電基材21の材質としては、金属以外にも、焼成炭素、導電性高分子等が挙げられる。
負極活物質としては、例えば、炭素質材料、リチウム金属、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な合金(リチウム合金等)、一般式MOz(Mは、W、Mo、Si、Cu、及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、zは、0<z≦2の範囲を数値を示す)で表される金属酸化物、リチウム金属酸化物(Li4Ti5O12等)、及び、ポリリン酸化合物のうちの少なくとも1種が挙げられる。
非晶質炭素としては、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)や易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)などが挙げられる。
斯かる構成により、充電時に正極活物質層12から負極20側へ移動してきたLiイオンを負極活物質層22に確実に吸蔵できる。
セパレータ3は、正極10の正極活物質層12と、負極20の負極活物質層22との間に配されている。
また、上記の非水電解液二次電池1は、ケース80内に貯留された電解液5を含む。
電解液5は、通常、電解質塩を0.5〜2.0mol/Lの濃度で含む。
具体的には、非水溶媒としては、例えば、環状炭酸エステル類、ラクトン類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類、ニトリル類などが挙げられる。
環状炭酸エステル類としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート等が挙げられる。
ラクトン類としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。
鎖状カーボネート類としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等が挙げられる。
鎖状エステル類としては、例えば、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル等が挙げられる。
エーテル類としては、例えば、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジブトキシエタン、メチルジグライム等が挙げられる。
ニトリル類としては、例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられる。
さらに、非水溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン若しくはその誘導体、ジオキソラン若しくはその誘導体、エチレンスルフィド、スルホラン、スルトン若しくはその誘導体等が挙げられる。
非水溶媒としては、上記の単独物、又は、上記の2種以上の混合物等が採用されるが、これらに限定されるものではない。
電解質塩としては、上記の単独物、又は2種以上の混合物等が採用されるが、これらに限定されるものではない。
また、蓋板82には、2つの開口が形成されている。
外部端子61は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料で形成されている。
正極用の外部ガスケット7、集電体9、及び外部端子61は、蓋板82の長手方向における一端側にそれぞれ配されている。一方、負極用の外部ガスケット7、集電体9、及び外部端子61は、蓋板82の長手方向における他端側にそれぞれ配されている。
ケース80内には、1つの電極体2が収容されていてもよく、複数の電極体が収容されていてもよい。後者の場合には、複数の電極体は、電気的に並列に接続されている。
斯かる具体例の電極体2においては、正極10又は負極20の少なくとも一方の屈曲端部13が積層方向に並んでいる。積層方向に並んだ複数の正極の屈曲端部13では、各集電基材の曲がる方向が同じである。また、積層方向に並んだ複数の負極の屈曲端部13では、各集電基材の曲がる方向が同じである。
具体的には、屈曲端部13は、例えば、矩形状の電極の3辺に沿って形成されている。後述する集電タブは、屈曲端部13が形成されていない端部であって、電極の残りの1辺に沿った端部の一部に配され得る。
屈曲端部13は、各電極(正極10および負極20)の端部全てに形成されていてもよい。具体的には、屈曲端部13は、例えば、電極原板を打ち抜くことにより、端部すべてに形成されていてもよい。電極原板の打ち抜きにより、セパレータ3よりも外側へ突出する集電タブを形成することができる。
なお、正極集電基材11の端部の一部は、外側へ突出して集電タブ11aを形成していてもよい。また、負極集電基材21の端部の一部は、外側へ突出して集電タブ21aを形成していてもよい。
図14に示すように、ケース80は、一対のケース片85を有する。
各ケース片85は、一方向に向けて開口し電極体2を収容する収容部85aと、収容部85aの開口縁から外側に向けて延びるフランジ部85bとを有する。
ケース80は、各ケース片85の収容部85aの開口が互いに向き合いつつ、各ケース片85のフランジ部85bの面が互いに接合することによって、接合後の2つの収容部85a内部の空間に電極体2と電解液とを収容するように構成されている。
各ケース片85は、例えば、アルミ箔と樹脂フィルムとが積層されたラミネート材料で形成されている。
正極用の平板端子65aは、例えば溶接処理によって、電極体2における各正極集電基材11の集電タブ11aと、接続されている。集電タブ11aは、延出部15に相当する。なお、集電タブ11aの外側部分は、互いに重ねて束ねられ、平板端子65aに接続されている。集電タブ11aが束ねられた部分は、束ね部14に相当する。
同様に、負極用の平板端子65bは、例えば溶接処理によって、電極体2における各負極集電基材21の集電タブ21aと、接続されている。集電タブ21aは、延在部15に相当する。集電タブ21aの外側部分は、互いに重ねて束ねられ、平板端子65bに接続されている。集電タブ21aが束ねられた部分は、束ね部14に相当する。
平板端子65の一部は、他の蓄電素子又は外部機器と電気的に接続されるように、ケース80外に配されている。
非水電解液二次電池1は、例えば、
シート状の切断前集電基材の少なくとも片面側に活物質を含む切断前活物質層が配されてなる電極原板を作製する電極原板作製工程と、
電極原板を厚み方向に切断することによって電極としての正極10及び負極20を作製する切断工程と、
切断によって作製された正極10及び負極20とシート状のセパレータ3とを少なくとも厚み方向に重ね合わせることにより電極体2を作製する電極体作製工程と、
作製した電極体2の正極集電基材11同士、及び、負極集電基材21同士を束ねる束ね工程と、
電極体2及び電解液5をケース80内に収容する収容工程とを行うことによって製造することができる。
なお、切断前正極集電基材としては、上述した正極集電基材11と同じ材質のものが採用される。
また、正極原板の作製においては、例えば、正極合剤を切断前正極集電基材の一部に塗布しないことにより、切断後の正極が、正極活物質層よりも外側にはみ出た(延出した)集電集電基材を有することとなる。
詳しくは、負極原板は、粒子状の正極活物質に代えて、粒子状の負極活物質を用いる点以外は、例えば、上述した正極原板の作製方法と同様の方法によって、作製する。
即ち、負極原板の作製においては、例えば、上述した粒子状の負極活物質、結着剤、及び増粘剤と、有機溶媒とを混合して負極合剤を調製した後、負極合剤をシート状の切断前負極集電基材21の少なくとも片面側に塗布する。次に、乾燥によって、負極合剤から有機溶媒を揮発させる。そして、切断前負極集電基材21の少なくとも片面側に負極活物質層(切断前)が配されてなる負極原板を作製する。
なお、切断前負極集電基材21としては、上述した負極集電基材21と同じ材質のものが採用される。
切断方法としては、例えば、トムソン打ち抜き機に取り付けられたトムソン刃によって原板を切断する方法などを採用することができる。また、切断においては、ギャング方式、シャー方式、レザー式、スコア式などを採用することができる。
また、切断工程における切断によって、上述したように電極に屈曲端部13が形成されることとなる。切断においては、正極原板及び負極原板のいずれにも、少なくとも厚み方向の一方向側へ向けて切断力が加わる。従って、切断工程における切断によって、屈曲端部13においては、集電基材が、集電基材の厚み方向の一方側へ曲がる。
具体的には、電極作製工程においては、例えば、正極10、負極20、及びセパレータ3それぞれの長手方向が一致するように、また、正極活物質層12と負極活物質層22とが向かい合うように、正極10、負極20、及びセパレータ3を重ね合わせる。
また、幅方向の一方側にて正極10の屈曲端部13の正極集電基材11が曲がる向きと、幅方向の他方側にて負極20の屈曲端部13の負極集電基材21が曲がる向きとが、揃うように、正極10、及び、負極20を重ね合わせる。
また、電極体作製工程においては、例えば、各電極の屈曲端部13の集電基材が曲がる向きを巻回中心側とするように、作製した複層材料を巻回する。
詳しくは、束ね工程においては、電極体2を巻回軸方向の一方側から他方側へ見たときに、巻回軸Zを挟んでまっすぐに延びる正極10の屈曲端部13に沿うように、負極20の負極集電基材21を束ね、巻回軸Zを挟んで2つの束ね部14を形成する。
また、束ね工程においては、電極体2を巻回軸方向の他方側から一方側へ見たときに、巻回軸Zを挟んでまっすぐに延びる負極20の屈曲端部13に沿うように、正極10の正極集電基材11を束ね、巻回軸Zを挟んで2つの束ね部14を形成する。
さらに、束ね工程においては、延出部15の厚みの中心よりも、集電基材が曲がる方向側で、集電基材を束ね、束ね部14を形成する。
集電基材を束ねる方法としては、例えば、超音波溶接による方法、レーザー溶接による方法などが採用される。
具体的には、作製された電極体2における、正極集電基材11によって形成された束ね部14、及び、負極集電基材21によって形成された束ね部14の各々に、集電体9を取り付ける。次に、電極体2と、電極体2に取り付けた集電体9とをケース80のケース本体81の内部に配置する。電極体2が複数の場合には、例えば、電極体の集電体9を電気的に並列に接続してケース本体81の内部に配置する。次いで、リベットを加締めることや溶接することによって、蓋板82に取り付けた外部ガスケット7内の外部端子61と、集電体9とを接続し、その後、蓋板82をケース本体81に取り付ける。
また、電極体作製工程において、例えば図12に示すように、正極の集電タブ11aと負極の集電タブ21aとを、略矩形状の電極体2の対向する辺に沿うように、それぞれ配置する。
具体的には、上述したケース片85のフランジ部85bを互いに接合させることによって、ケース80内に電極体2を配置する。このとき、予め調製しておいた電解液をケース80内に収容する。このとき、正極用の平板端子65aと、正極側の束ね部14とを接続し、且つ、負極用の平板端子65bと、負極側の束ね部14とを接続する。また、このとき、正極用の平板端子65aの一部、および、負極用の平板端子65bの一部をそれぞれケース80外に配する。
このようにして、図12〜図15に示す具体例の蓄電素子1を製造することができる。
2:電極体、
3:セパレータ、
5:電解液、
7:外部ガスケット、
9:集電体、
10:正極、 11:正極集電基材、 12:正極活物質層、
20:負極、 21:負極集電基材、 22:負極活物質層、
13:屈曲端部、
14:束ね部
15:延出部、
61:外部端子、
65:平板端子、
80:ケース、
81:ケース本体、 82:蓋板、
85:ケース片、 85a:収容部、 85b:フランジ部。
Claims (3)
- シート状の正極とシート状の負極とを含み前記正極と前記負極とが交互に繰り返し積層された電極体を備え、
前記正極及び前記負極は、それぞれシート状の集電基材を有し、
前記正極及び前記負極のうちの少なくとも一方では、端部の少なくとも一部にて、前記集電基材が積層方向の一方側へ向けて曲がっており、
前記電極体では、前記正極及び前記負極のうちの一方の端部が積層方向に並び、且つ、該端部にて前記集電基材の曲がる向きが同じであり、
前記電極体は、前記正極及び前記負極のうちの他方の集電基材を前記一方の端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、
前記延出部は、延出方向先端側にて前記集電基材を束ねてなる束ね部を有し、
前記束ね部の前記積層方向の中心位置は、前記延出部の前記積層方向の中心よりも、前記集電基材が曲がる方向側である蓄電素子。 - 前記電極体は、巻回によって形成されている請求項1に記載の蓄電素子。
- 前記電極体は、互いに向き合う前記正極及び前記負極が巻回されることによって形成され、前記正極と前記負極とが、前記巻回によって積層方向に交互に繰り返し並んでおり、
前記正極及び前記負極の両方が、端部の少なくとも一部に、前記集電基材が積層方向の一方側へ向けて曲がった屈曲端部をそれぞれ有し、
前記正極の屈曲端部は、前記電極体の巻回軸の一方側に配されており、
前記負極の屈曲端部は、前記電極体の巻回軸の他方側に配されており、
前記電極体の巻回軸の一方側にて、前記正極の屈曲端部は、前記集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
前記電極体の巻回軸の他方側にて、前記負極の屈曲端部は、前記集電基材の曲がる向きを揃えるように配されており、
前記電極体は、巻回軸の一方側に、前記負極の集電基材を前記正極の前記屈曲端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、
さらに、前記電極体は、巻回軸の他方側に、前記正極の集電基材を前記負極の前記屈曲端部よりも外側に延出させてなる延出部を含み、
各延出部は、延出方向先端側にて前記集電基材を束ねてなる束ね部を有し、
各束ね部は、各延出部の前記積層方向の中心よりも、前記屈曲端部の集電基材が曲がる方向側に配されている請求項2に記載の蓄電素子。
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