JP2015232977A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】端子と電極体との接合部の信頼性向上【解決手段】ここで提案される電池１０では、端子２３、２４は、基端部２３ａ、２４ａと、中間部２３ｂ、２４ｂと、先端部２３ｃ、２４ｃとを有している。ここで、基端部２３ａ、２４ａは、封口板２２に取付けられている。中間部２３ｂ、２４ｂは、電池ケース２０の一方の側面に沿って電極体４０の端子が接合される部位に向けて、基端部２３ａ、２４ａから延びている。先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の端子２３、２４が接合される部位５２ａ、６２ａに接合されている。端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の端子２３、２４子が接合される部位の一方の側面に接合されており、かつ、当該端子２３、２４が接合される部位を押している。【選択図】図３

Description

本発明は、電池に関し、例えば、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池に適用される。本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充電可能な電池一般をいう。「非水電解質二次電池」とは、電解質塩を溶解した非水溶媒からなる非水電解質が用いられた二次電池をいう。「リチウムイオン二次電池」は、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
特開２０１０−１２９４５０号公報には、電池ケースの封口板に取り付けられた電極端子の先端部に捲回電極体（適宜に、「電極体」と称する。）が抵抗溶接にて溶接された電池が開示されている。ここでは、電極端子（適宜に、「端子」と称する。）は、封口板に取り付けられた部位から、電極体と電池ケースとの間に沿って延びている。端子の先端部分は、電極体の集電箔（金属箔）が露出した部分に向けて折れ曲がり、電極体の集電箔（金属箔）が露出した部分に溶接されている。また、例えば、特開２０１１−１０３２４９号公報には、電極体と電池ケースとの間に、弾性部材を配置し、耐衝撃性、耐振動性を向上させることが提案されている。
特開２０１０−１２９４５０号公報 特開２０１１−１０３２４９号公報
例えば、リチウムイオン二次電池は、高容量、高出力を実現でき、車載されて自動車の駆動電源として利用されうる。このような車載用の電池は、走向振動を受ける。この際、端子と電極体の接合部に繰り返し振動がかかる。このため、かかる電池では、端子と電極体の接合部の信頼性は高いほどよく、端子と電極体の接合部の信頼性を向上させたい。
ここで提案される電池は、電池ケースと、電極体と、端子とを備えている。電池ケースは、扁平な収容空間を有し、一側面が開口した有底のケース本体と、ケース本体の開口した一側面に装着された封口板とを備えている。電極体は、扁平な電極体であり、かつ、ケース本体の扁平な収容空間に収容されており、端子が接合される部位を有している。端子は、基端部と、中間部と、先端部とを有している。基端部は、封口板に取付けられている。中間部は、電池ケースの一方の側面に沿って端子が接合される部位に向けて、基端部から延びている。先端部は、端子が接合される部位に接合されている。ここで、端子の先端部は、端子が接合される部位の一方の側面に接合されており、かつ、当該端子が接合される部位を押している。この場合、端子の先端部が電極体の中間部分に密着する方向に力が作用しているので、端子の先端部と電極体の中間部分との接合部は外れにくく、端子と捲回電極体との接合部の信頼性が高い電池が提供される。
ここで、端子の先端部は、端子が接合される部位の一方の側面に接合されており、電池ケースの外側面が拘束されていない状態において、電極体は、端子の先端部が接合された側とは反対側の側面が、端子の先端部が接合された側の側面よりも強く電池ケースに押し当てられている。
また、端子の基端部は、端子の先端部が接合された側に偏って封口板に取付けられていてもよい。また、端子の中間部は、電池ケースの一方の側面に沿って延びた第１直線部と、第１直線部の先端から屈曲した第２直線部とを有していてもよい。また、端子の先端部は、第２直線部の先端から屈曲し、第１直線部よりも板厚が薄い平板状の形状を有しており、かつ、端子から電極体が取り外された自然状態において、電極体が取り付けられる側に向けて傾いていてもよい。
この場合、第２直線部と先端部の境界部に、第２直線部に対して先端部が弾性的に屈曲する基点があるとよい。例えば、第１直線部の先端から先端部に向けて第２直線部が徐々に板厚が薄くなっていてもよい。また、例えば、第２直線部と先端部の境界部の肉厚が、第２直線部および先端部の他の部位よりも薄くてもよい。さらに、端子の基端部および第１直線部は、当該端子の先端部よりも剛性が高いとよい。
また、例えば、封口板と、端子と、電極体とを組み付けたアッセンブリを、ケース本体から取り出した際に、電極体は、封口板の法線方向に対して、封口板から遠い側が、端子の先端部が接合された側とは反対側に傾くとよい。
図１は、リチウムイオン二次電池１０を示す断面図である。 図２は、当該リチウムイオン二次電池１０に内装される電極体４０を示す図である。 図３は、正極の露出部５２側の側面を示す断面図である。 図４は、ここで例示される端子２３の側面図である。 図５は、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを示す側面図である。 図６は、端子２３、２４の変形例を示す側面図である。 図７は、他の実施例にかかる電池を示す断面図である。 図８は、他の実施例にかかる電池について、負極の露出部６２側の側面を示す断面図である。 図９は、他の実施例にかかる電池について、ケース本体２１から取り出した際（或いはアッセンブリをケース本体２１に組み付ける前）の状態を示す模式図である。
以下、ここで提案される電池についての一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図は模式的に描かれており、例えば、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜に省略または簡略化する。
ここでは、リチウムイオン二次電池を例に挙げて、ここで提案される電池を説明する。
《リチウムイオン二次電池１０》
図１は、リチウムイオン二次電池１０を示す断面図である。図２は、当該リチウムイオン二次電池１０の電池ケース２０に内装される電極体４０を示す図である。図３は、図１のIII-III断面矢視図（正極の露出部５２側の側面を示す断面図）である。なお、図１から図３に示されるリチウムイオン二次電池１０は、本発明が適用されうるリチウムイオン二次電池の一例を示すものに過ぎず、本発明が適用されうるリチウムイオン二次電池を特段限定するものではない。
リチウムイオン二次電池１０は、図１に示すように、電池ケース２０と、電極体４０（図１では、捲回電極体）と、端子２３、２４とを備えている。ここでは、電極体４０として、扁平な捲回電極体４０を備えたリチウムイオン二次電池１０が例に挙げられている。
《電池ケース２０》
電池ケース２０は、ケース本体２１と、封口板２２とを備えている。ケース本体２１は、扁平な収容空間を有し、一側面が開口した有底のケースである。ここでは、ケース本体２１には、矩形の開口が形成されている。封口板２２は、ケース本体２１の開口した一側面に装着され、ケース本体２１の開口を塞ぐ部材である。封口板２２は凡そ矩形のプレートで構成されている。この実施形態では、ケース本体２１は、扁平な略直方体の収容空間を有しており、かかる封口板２２がケース本体２１の開口周縁に溶接されることによって、略六面体形状の電池ケース２０が構成される。
図１に示す例では、封口板２２に外部接続用の正極端子２３および負極端子２４が取り付けられている。封口板２２には、安全弁３０と、注液口３２が形成されている。安全弁３０は、電池ケース２０の内圧が所定レベル（例えば、設定開弁圧０．３ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度）以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成されている。また、図１では、電解液８０が注入された後で、注液口３２が封止材３３によって封止された状態が図示されている。かかる電池ケース２０には、電極体４０が収容されている。
《電極体４０（捲回電極体）》
電極体４０は、図２に示すように、帯状の正極（正極シート５０）と、帯状の負極（負極シート６０）と、帯状のセパレータ（セパレータ７２、７４）とを備えている。
《正極シート５０》
正極シート５０は、帯状の正極集電箔５１と正極活物質層５３とを備えている。正極集電箔５１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。正極集電箔５１には、例えば、所定の幅を有し、厚さが凡そ１５μｍの帯状のアルミニウム箔を用いることができる。正極集電箔５１の幅方向片側には、縁部に沿って露出部５２が設定されている。図示例では、正極活物質層５３は、正極集電箔５１に設定された露出部５２を除いて、正極集電箔５１の両面に形成されている。ここで、正極活物質層５３は、正極集電箔５１に保持され、少なくとも正極活物質が含まれている。この実施形態では、正極活物質層５３は、正極活物質を含む正極合剤が正極集電箔５１に塗工されている。また、「露出部５２」は、正極集電箔５１に正極活物質層５３が保持（塗工、形成）されない部位をいう。
正極活物質には、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、リチウムニッケル酸化物（例えばＬｉＮｉＯ２）、リチウムコバルト酸化物（例えばＬｉＣｏＯ２）、リチウムマンガン酸化物（例えばＬｉＭｎ２Ｏ４）等のリチウムと遷移金属元素とを構成金属元素として含む酸化物（リチウム遷移金属酸化物）や、リン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等のリチウムと遷移金属元素とを構成金属元素として含むリン酸塩等が挙げられる。
《負極シート６０》
負極シート６０は、図２に示すように、帯状の負極集電箔６１と、負極活物質層６３とを備えている。負極集電箔６１には、負極に適する金属箔が好適に使用される。この負極集電箔６１には、所定の幅を有し、厚さが凡そ１０μｍの帯状の銅箔が用いられている。負極集電箔６１の幅方向片側には、縁部に沿って露出部６２が設定されている。負極活物質層６３は、負極集電箔６１に設定された露出部６２を除いて、負極集電箔６１の両面に形成されている。負極活物質層６３は、負極集電箔６１に保持され、少なくとも負極活物質が含まれている。この実施形態では、負極活物質層６３は、負極活物質を含む負極合剤が負極集電箔６１に塗工されている。また、「露出部６２」は、負極集電箔６１に負極活物質層６３が保持（塗工、形成）されない部位をいう。
〈負極活物質〉
負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。正極活物質層５３や負極活物質層６３には、適宜に導電材やバインダが含まれている。
〈導電材〉
導電材は、正極活物質層５３や負極活物質層６３の導電性を向上させるために含められる材料である。導電材としては、例えば、カーボン粉末、カーボンファイバーなどのカーボン材料が例示される。このような導電材から選択される一種を単独で用いてもよく二種以上を併用してもよい。カーボン粉末としては、例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、黒鉛、ケッチェンブラック、グラファイトなどの粉末が用いられうる。
〈バインダ〉
バインダは、正極活物質層５３に含まれる正極活物質と導電材の各粒子を接着させたり、これらの粒子と正極集電箔５１とを接着させたりする材料である。かかるバインダとしては、例えば、セルロース系ポリマー（カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）など）、フッ素系樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）など）、ゴム類（スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス））、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、酢酸ビニル共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）などのポリマーが採用される。このうち、セルロース系ポリマーは、ペースト状あるいはスラリー状の合剤を作成する際に増粘剤としても用いられる。
《セパレータ７２、７４》
セパレータ７２、７４は、図２に示すように、正極シート５０と負極シート６０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ７２、７４は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ７２、７４には、樹脂製の多孔質膜、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータが用いられる。この例では、図２に示すように、負極活物質層６３の幅ｂ１は、正極活物質層５３の幅ａ１よりも少し広い。さらにセパレータ７２、７４の幅ｃ１、ｃ２は、負極活物質層６３の幅ｂ１よりも少し広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
《電極体４０（捲回電極体）の構造》
ここでは、電極体４０は、複数のシートが捲回され、捲回軸ＷＬを含む一平面に沿った扁平な捲回電極体である。具体的には、捲回電極体４０は、図２に示すように、正極シート５０と、負極シート６０と、セパレータ７２、７４とが予め定められた順番で重ねられ、かつ、捲回されている。ここで、正極シート５０の露出部５２は、セパレータ７２、７４の幅方向の片側からはみ出ている。セパレータ７２、７４の幅方向の反対側には、負極シート６０の露出部６２がはみ出ている。また捲回電極体４０は、図２に示すように、捲回軸ＷＬを含む一平面に沿って扁平に押し曲げられたような形状を有している。また、捲回電極体４０は、電池ケース２０の扁平な収容空間に収容されている。
《電池ケース２０の各側面》
この実施形態では、電池ケース２０は、扁平な直方体の収容空間を有しており、収容される捲回電極体４０に対向する６つの側面を有している。かかる捲回電極体４０の扁平は幅広面４０ａに対向する、一対の対向する幅広面２０ａ、２０ｂ（図３参照）を備えている。
また、電池ケース２０は、捲回電極体４０の捲回軸ＷＬの両側に対向する一対の側面２０ｃ、２０ｄを備えている。かかる一対の側面２０ｃ、２０ｄは、捲回電極体４０の捲回軸ＷＬ方向の両側面に対向している。ここでは、かかる一対の側面２０ｃ、２０ｄが対向する捲回電極体４０の両側面は、正極シート５０の露出部５２と負極シート６０の露出部６２の縁が露出している。正極シート５０の露出部５２と負極シート６０の露出部６２の縁は、扁平ならせん状に連続している（図２参照）。露出部５２、６２の中間部分５２ａ、６２ａは、それぞれ纏められている（図３参照）。換言すれば、露出部５２の中間部分５２ａと露出部６２の中間部分６２ａとは、各シートが密着するようにそれぞれ束ねられている。かかる露出部５２、６２の中間部分５２ａ、６２ａは、端子２３、２４が接合される部位となる。
また、電池ケース２０は、捲回電極体４０の底部において各シートが湾曲したＲ部４０ｃに対向する底面２０ｅを備えている。また、電池ケース２０のケース本体２１は、底面２０ｅに対向する上面（換言すれば、天井面）が開口している。当該ケース本体２１の当該開口には、封口板２２が装着されている。かかる封口板２２の内側面は、電池ケース２０の上面２０ｆとして捲回電極体４０の上側のＲ部４０ｄに対向している。電極体４０に収容された捲回電極体４０は、正極端子２３、負極端子２４によって電極体４０内の予め定められた位置に配置されている。
《電解液（液状電解質）》
リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース２０に捲回電極体４０を収容した後で、電解液８０が注入されている。電解液８０としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用できる。かかる非水電解液には、一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば体積比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。
《端子（正極端子２３、負極端子２４）》
端子２３、２４は、封口板２２に取り付けられるとともに、電池ケース２０内に延びて電極体４０に接続されている。端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａは、封口板２２に取り付けられている。この実施形態では、端子２３、２４の中間部２３ｂ、２４ｂは、それぞれ基端部２３ａ、２４ａから、電極体４０の一方の幅広面４０ａと電池ケース２０の幅広面（片側の側面２０ａ）との間を電池ケース２０の一方の側面２０ａに沿って延びている。端子２３、２４の中間部２３ｂ、２４ｂは、それぞれ正極シート５０の露出部５２と負極シート６０の露出部６２とに沿って、電極体４０の中間部分（ここでは、正極シート５０の露出部５２と負極シート６０の露出部６２の中間部分５２ａ、６２ａ）に達している。端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、露出部５２、６２の中間部分５２ａ、６２ａに接合されている。ここでは、端子２３、２４の中間部２３ｂ、２４ｂは、電極体４０の一方の幅広面４０ａと電池ケース２０の幅広面（片側の側面２０ａ）との間を電池ケース２０の一方の側面２０ａに沿って延びている。端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、それぞれ露出部５２、６２の中間部分５２ａ、６２ａのうち電池ケース２０の一方の側面２０ａに対向する側の面に接合されている。この実施形態では、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃと、露出部５２と露出部６２の中間部分５２ａ、６２ａとは、例えば、レーザ溶接や抵抗溶接によって溶接されている。
また、この実施形態では、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａの一方の側面に接合されており、かつ、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａを押している。つまり、先端部２３ｃ、２４ｃが取り付けられた側から電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａを押すように、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａに力Ｆ１を作用させる。また、電極体４０の外側面は、電池ケース２０の内面に接触しており、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａから反力Ｆ２を受ける。このように、かかる先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとを密着させるように力Ｆ１、Ｆ２が作用している。このため、例えば、自動車に車載された際には、電池は走向振動を受ける。かかる振動を受けても、上記の力Ｆ１、Ｆ２によって先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとが密着した状態に保たれる。したがって、先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとの接合が外れにくくなり、端子２３、２４と電極体４０の接合部の信頼性が高い。
ここで、図３中の一点鎖線は、電池ケース２０内に収容された状態において、電池ケース２０の側面の幅方向の中心線を図示している。なお、図３では、電池ケース２０の内における電極体４０の正極の露出部５２側の側面が描かれている。負極の露出部６２側の側面図は省略するが、図３に準じて理解され、凡そ図３の左右を反転した図になる。
《端子２３、２４の構造例》
ここでは、かかる端子２３、２４の一例を挙げる。図４は、ここで例示される端子２３を示している。なお、端子２４は、図４に準じて理解される。端子２４の対応する部位の符号は、図４中の括弧内に付されている。図４では、端子２３、２４は、封口板２２に取付けられた状態であるが、電極体４０が取付けられる前の状態が示されている。また、図４中の一点鎖線Ｌ１は、図３のように、端子２３、２４に電極体４０が取付けられ、電池ケース２０内に収容された状態において、電池ケース２０の側面の幅方向の中心線を図示している。また、図４中の二点鎖線は、端子２３、２４に電極体４０が取付けられ、電池ケース２０内に収容された状態において、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが変形した状態を示している。
図３および図４に示すように、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａは、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された側に偏って封口板２２に取付けられている。つまり、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、図３に示すように、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａの片側に取り付けられる。これに対して、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａは、電池ケース２０の側面の幅方向において、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが電極体４０に取り付けられる側に偏って封口板２２に取り付けられている。
また、端子２３、２４の中間部２３ｂ、２４ｂは、第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１と、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２とを有している。ここで、第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１は、電池ケース２０の一方の側面２０ａに沿って延びている。この実施形態では、第１直線部２３ｂ１は、電極体４０の露出部５２と電池ケース２０の側面２０ａとの間隙に沿って延びている。図示は省略するが、第１直線部２４ｂ１は、電極体４０の露出部６２と電池ケース２０の側面２０ａとの間隙に沿って延びている。
端子２３、２４の第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２は、第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１の先端から屈曲している。さらに、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２の先端から屈曲し、第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１よりも板厚が薄い平板状の形状を有している。また、端子２３、２４から電極体４０が取り外された自然状態では、図４に示すように、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０が取り付けられる側（図４中の矢印Ｆの方向）に向けて傾く。詳しくは、電池ケース２０内に収容された際の、電池ケース２０の側面の幅方向の中心線Ｌ１に対して、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが図４中の矢印Ｆの方向（先端部２３ｃ、２４ｃに電極体４０が取り付けられる側）に傾いている。ここでは、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２と先端部２３ｃ、２４ｃとの境界２３ｄ、２４ｄを屈曲させる角度が調整されている。
図５は、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを示す側面図である。ここで、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃに取付けられた電極体４０は、自然状態において、電池ケース２０の側面の幅方向の中心線Ｌ１に対して傾いた状態になる。ここで、電極体４０が傾く量は、図５に示すように、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを、ケース本体２１から取り出し、封口板２２の幅方向の中心における封口板２２の法線と、ケース本体２１の幅方向の中心軸とを、一直線Ｌ１上に合わせる。この場合に、電極体４０の封口板２２から遠い側に配置される電極体４０のＲ部４０ｃ（下側のＲ部）の頂部４０ｃ１が、電極体４０のケース本体２１の内側面２０ｂ（背面側の内側面）よりも内側に配置されるとよい。図５中の２点鎖線は、電極体４０のケース本体２１の内側面２０ｂ（背面側の内側面）を延長した仮想線を示している。電極体４０の封口板２２から遠い側に配置される電極体４０のＲ部４０ｃ（下側のＲ部）の頂部４０ｃ１は、かかる仮想線よりも内側（ケースの内側）に配置されているよい。これにより、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを、ケース本体２１に組み付け易くなる。また、この実施形態では、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを、ケース本体２１から取り出した際には、図５に示すように、封口板２２の法線方向（Ｌ１）に対して、電極体４０の封口板２２から遠い側は、端子２３、２４の先端部が接合された側とは反対側（矢印Ｆの方向）に傾く。
上述したように、かかるアッセンブリは、ケース本体２１に組み付けると、図３のように電極体４０が、電池ケース２０の側面２０ａから力を受ける。また、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａから力Ｆ２を受ける。これにより、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａから押される。このため、中間部分５２ａ、６２ａが先端部２３ｃ、２４ｃを押す力Ｆ２と、先端部２３ｃ、２４ｃが中間部分５２ａ、６２ａを押す力Ｆ１とが、釣り合う位置に、先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとが保たれる。この場合、上述したように、かかる先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとを密着させるように力Ｆ１、Ｆ２が作用している。このため、端子２３、２４と電極体４０の接合部の信頼性が高い。
また、かかる構成では電池ケース２０の外側面が拘束されていない状態（換言すれば、電池ケース２０の外側面の変形が規制されていない状態）において、捲回電極体４０の側面４０ｂは、捲回電極体４０の側面４０ａよりも強く電池ケース２０に押し当てられている。つまり、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された側とは反対側の、捲回電極体４０の側面４０ｂは、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された側の、捲回電極体４０の側面４０ａよりも強く電池ケース２０に押し当てられている。別の見方をすれば、電池ケース２０の側面２０ｂには、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された側とは反対側の側面４０ｂが強く押し当たる。このため、電池ケース２０の側面２０ｂは、反対側の側面２０ａよりも高い内圧を受ける。なお、電池ケース２０の外側面が拘束を受ける場合には、拘束する部材が電池ケース２０の外側面に押し当たる力と、電池ケース２０の側面２０ａ、２０ｂが内側から受ける力とが釣り合っており、電池ケース２０の側面２０ａ、２０ｂが内側から受ける力の差は生じないと考えられる。
この実施形態では、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２と先端部２３ｃ、２４ｃとの境界２３ｄ、２４ｄに、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２に対して先端部２３ｃ、２４ｃが弾性的に屈曲する基点がある。ここでは、第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１の先端から先端部２３ｃ、２４ｃに向けて徐々に第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２の板厚が薄くなっている。これにより、図３のように、先端部２３ｃ、２４ｃが反力Ｆ２を受けて押される場合に、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２と先端部２３ｃ、２４ｃとの境界２３ｄ、２４ｄを基点に、先端部２３ｃ、２４ｃが弾性的に折れ曲がる。このように、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２と先端部２３ｃ、２４ｃの境界２３ｄ、２４ｄに、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２に対して先端部２３ｃ、２４ｃが弾性的に屈曲する基点がある。このため、反力Ｆ２によって端子２３、２４の第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２および第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１に生じる変形が吸収される。そして、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａと封口板２２の接合部に、反力Ｆ２に起因して作用する力は小さくなり、当該接合部が保護される。
図６は、端子２３、２４の変形例を示す側面図である。第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２と先端部２３ｃ、２４ｃとの境界２３ｄ、２４ｄを基点に屈曲させる構造として、図６に示すように、境界２３ｄ、２４ｄの肉厚は、第２直線部２３ｂ２、２４ｂ２および先端部２３ｃ、２４ｃの他の部位よりも薄くしてもよい。図６に示された例では、先端部２３ｃ、２４ｃに電極体４０が取付けられる側とは反対側の側面に溝２３ｄ１、２４ｄ１が設けられている。これにより、境界２３ｄ、２４ｄの肉厚が他の部位よりも薄くなっている。これに限らず、図示は省略するが、先端部２３ｃ、２４ｃに電極体４０が取付けられる側の側面に溝を設けてもよい。また、境界２３ｄ、２４ｄにおいて、端子２３、２４の両側面に溝を設けてもよい。これらの場合も、境界２３ｄ、２４ｄの肉厚を他の部位よりも薄くできる。そして、図３のように、先端部２３ｃ、２４ｃが反力Ｆ２を受けて押される場合に、境界２３ｄ、２４ｄを基点とする変形によって、反力Ｆ２によって端子２３、２４に生じる変形が吸収される。このため、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａと封口板２２との接合部は保護される。
合わせて、この実施形態では、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａが、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが電極体４０に取り付けられる側に偏って封口板２２に取り付けられている。そして、第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１が、基端部２３ａ、２４ａから電池ケース２０の一方の側面に沿って延びている。このため、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａには、反力Ｆ２による変形が生じにくい。さらに、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａおよび第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１は、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃよりも剛性が高いとよい。この実施形態では、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａおよび第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１の肉厚は、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃよりも厚くなっている。このように、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａおよび第１直線部２３ｂ１、２４ｂ１の剛性が、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃよりも高い。これによって、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａに反力Ｆ２に起因する変形が生じにくくなり、端子２３、２４の基端部２３ａ、２４ａと封口板２２との接合部の信頼性が高くなる。
また、この実施形態では、図１に示すように、電極体４０の捲回軸ＷＬ方向の両側に、捲回されたシートの縁が纏められた中間部分を有している。そして、端子２３、２４は、電極体４０に対して同じ側（側面４０ａ側）に取付けられている。この場合、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを、ケース本体２１から取り出した際には、図５に示すように、封口板２２の法線方向（Ｌ１）に対して、電極体４０の封口板２２から遠い側は、端子２３、２４の先端部が接合された側とは反対側（矢印Ｆの方向）に傾く。つまり、電極体４０はケース本体２１に対して一方に傾く。ここで、提案される電池１０では、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａの一方の側面に接合されており、かつ、電池ケース２０内において、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａを押しているとよい。この構成は、上記の実施形態に限定されない。
例えば、図７は、他の実施例にかかる電池を示す図である。図７に示すように、端子２３、２４は、電極体４０に対して互いに反対側に取付けてもよい。図７に示す例では、端子２３は、電極体４０の側面４０ａ側に取付けられている。端子２４は、電極体４０の側面４０ｂ側に取付けられている。この場合、図８は、他の実施例にかかる電池について、負極の露出部６２側の側面を示す断面図である。この場合、電極体４０の正極側の露出部５２は、端子２３によって、図３に示すように、正面（４０ａ）側から背面（４０ｂ）側に押されている。これに対して、電極体４０の負極側の露出部６２は、端子２４によって、図８に示すように、背面（４０ｂ）側から正面（４０ａ）側に押されている。
ここで、端子２４は、電極体４０の中間部分６２ａを押す力Ｆ３で押し、電極体４０の中間部分６２ａは、端子２４に反力Ｆ４を作用させ、力Ｆ３と反力Ｆ４が釣り合っている。図９は、他の実施例にかかる電池について、封口板２２と、端子２３、２４と、電極体４０とを組み付けたアッセンブリを、ケース本体２１から取り出した際（或いはアッセンブリをケース本体２１に組み付ける前）の状態を示す模式図である。
この状態では、図９に示すように、平面視において、電極体４０は、ケース本体２１に対して回転した状態になる。この場合も、ケース本体２１に電極体４０を収めた状態では、図３および図８に示すように、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａの一方の側面に接合されており、かつ、電極体４０の中間部分５２ａ、６２ａを押した状態になっている。そして、かかる先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとを密着させるように力（Ｆ１、Ｆ２）（Ｆ３、Ｆ４）が作用している。このため、例えば、自動車に車載された際には、電池は走向振動を受ける。かかる振動を受けても、上記の力Ｆ１、Ｆ２によって先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとが密着した状態に保たれる。したがって、先端部２３ｃ、２４ｃと中間部分５２ａ、６２ａとの接合が外れにくくなり、端子２３、２４と電極体４０の接合部の信頼性が高い。
以上、ここでは、電極体４０が捲回電極体４０である場合を例に挙げたが、電極体４０は捲回電極体４０に限定されない。図示は省略するが、電極体４０は、例えば、正極シートと、負極シートとを、セパレータを介して交互に積層した積層型の電極体でもよい。
ここでは、提案される電池について、積層型の電極体を含めて一般化して説明する。なお、ここでは、参考までに、上述した実施形態の対応する部材または部位に、同じ符号を適宜に付している。また、図１から図９を適宜に参照図面として用いて説明する。
ここで、提案される電池１０は、電池ケース２０と、電極体４０と、端子２３、２４とを備えている。電池ケース２０は、扁平な収容空間を有し、一側面が開口した有底のケース本体２１と、ケース本体２１の開口した一側面に装着された封口板２２とを備えている。電極体４０は、扁平な電極体であり、電池ケース２０の扁平な収容空間に収容されており、かつ、端子２３、２４が接合される部位（上述した実施形態では、露出部５２、６２の中間部分５２ａ、６２ａ）を有している。また、端子２３、２４は、基端部２３ａ、２４ａと、中間部２３ｂ、２４ｂと、先端部２３ｃ、２４ｃとを有している。基端部２３ａ、２４ａは、封口板２２に取付けられている。中間部２３ｂ、２４ｂは、電池ケース２０の一方の側面に沿って端子２３、２４が接合される部位５２ａ、６２ａに向けて、基端部２３ａ、２４ａから延びている。先端部２３ｃ、２４ｃは、端子２３、２４が接合される部位５２ａ、６２ａに接合されている。ここで、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、端子２３、２４が接合される部位５２ａ、６２ａの一方の側面に接合されており、かつ、端子２３、２４が接合される部位を押している。この場合、ケース本体２１内で、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃによって、電極体４０と端子２３、２４の接合部が押された状態になっている。そして、端子２３、２４と電極体４０との接合部において、端子２３、２４と電極体４０とが密着するように力Ｆ１、Ｆ２が作用している。このため、端子２３、２４と電極体４０との接合部の信頼性が高い。
また、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃは、端子２３、２４が接合される部位５２ａ、６２ａの一方の側面に接合されていてもよい。この場合、電池ケース２０の外側面が拘束されていない状態において、電極体４０は、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された側とは反対側の側面が、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃが接合された側の側面よりも強く電池ケース２０に押し当てられていてもよい。この場合も、ケース本体２１内で、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃによって、電極体４０の端子２３、２４が接合される部位が押された状態になっている。そして、端子２３、２４と電極体４０との接合部において、端子２３、２４と電極体４０とが密着するように力が作用している。このため、端子２３、２４と電極体４０との接合部の信頼性が高い。
また、ここで提案される電池の製造方法は、例えば、端子２３、２４を用意する工程と、扁平な電極体４０を用意する工程と、扁平な直方体の収容空間を有し、一側面が開口したケース本体２１を用意する工程と、ケース本体２１の開口に装着される封口板２２を用意する工程と、端子２３、２４と封口板２２とを取付ける工程と、端子２３、２４と電極体４０とを接合する工程と、封口板２２、端子２３、２４および電極体４０のアッセンブリのうち、電極体４０をケース本体２１に入れ、ケース本体２１の開口に封口板２２を装着する工程とを含んでいる。
ここで、用意される端子２３、２４は、封口板２２に取付けられる基端部２３ａ、２４ａと、基端部２３ａ、２４ａから延びた中間部２３ｂ、２４ｂと、中間部２３ｂ、２４ｂの先端から屈曲した平板状の先端部２３ｃ、２４ｃとを備えている。さらに、端子２３、２４は、封口板２２に取付けられた際に、自然状態において先端部２３ｃ、２４ｃの何れか一方の面の法線Ｌ２が封口板２２の内側面２０ｆに沿った平面Ｌ３に交差するように、封口板２２の内側面２０ｆの法線Ｌ１に対して先端部２３ｃ、２４ｃが傾いている（図４参照）。
また、端子２３、２４と電極体４０とを接合する工程では、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃのうち、法線Ｌ２が封口板２２の内側面２０ｆに沿った平面Ｌ３に交差する一方の面に、電極体４０を接合する（図５参照）。さらに、電極体４０をケース本体２１に入れ、ケース本体２１の開口に封口板２２を装着する工程では、端子２３、２４は、中間部２３ｂ、２４ｂと先端部２３ｃ、２４ｃとの境界２３ｄ、２４ｄを基点として変形する（図３参照）。
かかる電極の製造方法で具現化される電池は、ケース本体２１内で、端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃによって、電極体４０の端子２３、２４が接合される部位が押された状態になっている。そして、端子２３、２４と電極体４０との接合部において、端子２３、２４と電極体４０とが密着するように力Ｆ１、Ｆ２が作用している（図３参照）。このため、端子２３、２４と電極体４０との接合部の信頼性が高い電池が得られる。
ここで、用意される端子２３、２４について、封口板２２の内側面２０ｆの法線Ｌ１に対して先端部２３ｃ、２４ｃの平坦な面が傾く角度は、例えば、１度以上であるとよく、また、好適には２度以上、さらに好適には３度以上であるとよい。これにより、電極体４０の端子２３、２４が接合される部位が、明確に端子２３、２４の先端部２３ｃ、２４ｃによって押された状態になる。また、当該角度が大きすぎると電極体４０がケース本体２１に挿入しにくくなる。このため、当該角度は、例えば、２０度未満、好ましくは１５度未満、また、より好ましくは１０度未満であるとよい。
以上、ここで提案される電池を説明したが、ここで提案される電池は、上述した実施形態に限定されず、例えば、種々の電池に適用できる。また、ここで提案される電池は、上述したように、端子と電極体との接合部の信頼性が高い。このため、特に、車載され、走向振動を受けるような用途において好適である。かかる用途としては、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源（駆動用電源）が挙げられる。車両の種類は特に限定されないが、例えばプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）、電気トラック、原動機付自転車、電動アシスト自転車、電動車いす、電気鉄道等が挙げられる。なお、かかる電池は、それらの複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態で使用されてもよい。
１０ リチウムイオン二次電池（電池）
２０ 電池ケース
２１ ケース本体
２２ 封口板
２３ 正極端子（端子）
２３ａ 基端部
２３ｂ 中間部
２３ｂ１ 第１直線部
２３ｂ２ 第２直線部
２３ｃ 先端部
２３ｄ 境界
２３ｄ１ 溝
２４ 負極端子（端子）
２４ａ 基端部
２４ｂ 中間部
２４ｂ１ 第１直線部
２４ｂ２ 第２直線部
２４ｃ 先端部
２４ｄ 境界
２４ｄ１ 溝
３０ 安全弁
３２ 注液口
３３ 封止材
４０ 捲回電極体（電極体）
５０ 正極シート
５１ 正極集電箔
５２ 露出部
５２ａ 中間部分（端子２３が接合される部位）
５３ 正極活物質層
６０ 負極シート
６１ 負極集電箔
６２ 露出部
６２ａ 中間部分（端子２４が接合される部位）
６３ 負極活物質層
７２、７４ セパレータ
８０ 電解液
ＷＬ 捲回軸

Claims (9)

  1. 電池ケースと、
    電極体と、
    端子と
    を備え、
    前記電池ケースは、
    扁平な収容空間を有し、一側面が開口した有底のケース本体と、
    前記ケース本体の開口した一側面に装着された封口板と
    を備え、
    前記電極体は、
    扁平な電極体であり、かつ、
    前記ケース本体の扁平な収容空間に収容されており、
    前記端子が接合される部位を有しており、
    前記端子は、
    前記封口板に取付けられた基端部と、
    前記電池ケースの一方の側面に沿って前記端子が接合される部位に向けて、前記基端部から延びた中間部と、
    前記端子が接合される部位に接合された先端部と
    を有し、
    ここで、前記端子の先端部は、
    前記端子が接合される部位の一方の側面に接合されており、かつ、
    当該端子が接合される部位を押している、
    電池。
  2. 電池ケースと、
    電極体と、
    端子と
    を備え、
    前記電池ケースは、
    扁平な収容空間を有し、一側面が開口した有底のケース本体と、
    前記ケース本体の開口した一側面に装着された封口板と
    を備え、
    前記電極体は、
    扁平な電極体であり、かつ、
    前記ケース本体の扁平な収容空間に収容されており、
    前記端子が接合される部位を有しており、
    前記端子は、
    前記封口板に取付けられた基端部と、
    前記電池ケースの一方の側面に沿って前記端子が接合される部位に向けて、前記基端部から延びた中間部と、
    前記端子が接合される部位に接合された先端部と
    を有し、
    ここで、
    前記端子の先端部は、前記端子が接合される部位の一方の側面に接合されており、
    前記電池ケースの外側面が拘束されていない状態において、前記電極体は、前記端子の先端部が接合された側とは反対側の側面が、前記端子の先端部が接合された側の側面よりも強く前記電池ケースに押し当てられている、
    電池。
  3. 前記端子の基端部は、前記端子の先端部が接合された側に偏って前記封口板に取付けられており、
    前記端子の中間部は、
    前記電池ケースの一方の側面に沿って延びた第１直線部と、
    前記第１直線部の先端から屈曲した第２直線部と
    を有し、
    前記端子の先端部は、
    前記第２直線部の先端から屈曲し、前記第１直線部よりも板厚が薄い平板状の形状を有しており、かつ、
    前記端子から電極体が取り外された自然状態において、前記電極体が取り付けられる側に向けて傾いている、請求項１又は２に記載された電池。
  4. 前記第２直線部と前記先端部の境界部に、前記第２直線部に対して前記先端部が弾性的に屈曲する基点がある、請求項３に記載された電池。
  5. 前記第１直線部の先端から前記先端部に向けて前記第２直線部が徐々に板厚が薄くなっている、請求項４に記載された電池。
  6. 前記第２直線部と前記先端部の境界部の肉厚が、前記第２直線部および前記先端部の他の部位よりも薄い、請求項４又は５に記載された電池。
  7. 前記端子の基端部および第１直線部は、当該端子の先端部よりも剛性が高い、請求項３から６までの何れか一項に記載された電池。
  8. 前記封口板と、前記端子と、前記電極体とを組み付けたアッセンブリを、前記ケース本体から取り出した際に、前記電極体は、前記封口板の法線方向に対して、前記封口板から遠い側が、前記端子の先端部が接合された側とは反対側に傾く、請求項１から６までの何れか一項に記載された非水電解質二次電池。
  9. 端子を用意する工程と、
    扁平な電極体を用意する工程と、
    扁平な直方体の収容空間を有し、一側面が開口したケース本体を用意する工程と、
    前記ケース本体の開口に装着される封口板を用意する工程と、
    前記端子と前記封口板とを取付ける工程と、
    前記端子と電極体とを接合する工程と、
    前記封口板、前記端子および前記電極体のアッセンブリのうち、前記電極体を前記ケース本体に入れ、前記ケース本体の開口に前記封口板を装着する工程と
    を含み、
    ここで、
    用意される前記端子は、
    封口板に取付けられる基端部と、
    前記基端部から延びた中間部と、
    前記中間部の先端から屈曲した平板状の先端部と
    を備え、かつ、
    前記封口板に取付けられた際に、自然状態において前記先端部の何れか一方の面の法線が当該封口板の内側面に沿った平面に交差するように、前記封口板の内側面の法線に対して前記先端部が傾いており、
    前記端子と電極体とを接合する工程では、
    前記端子の先端部のうち、前記一方の面に前記電極体を接合し、
    前記電極体を前記ケース本体に入れ、前記ケース本体の開口に前記封口板を装着する工程では、前記端子は、前記中間部と前記先端部との境界を基点として変形する、
    電池の製造方法。
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