JP2016103360A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の無駄を無くすとともに、電極組立体の膨張収縮によるセパレータの巻きずれを防止する。【解決手段】蓄電装置としての二次電池は、帯状の正極１３と帯状の負極１４との間に帯状のセパレータ１５が介在する状態で捲回された扁平な電極組立体１２が、ケース内に収容されている。そして、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂに配置されており、セパレータ１５の終端１５ａが正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃを超えて電極組立体１２の平坦部１２ａに配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置に係り、詳しくは扁平な捲回型の電極組立体を備えた蓄電装置に関する。

扁平な捲回型の電極組立体を備えた蓄電装置では、帯状の正極と帯状の負極との間に帯状のセパレータが介在した状態で捲回された電極組立体が、ケースに収容されている。電極組立体は、２つの湾曲部の間に存在する直線部の厚さ方向の両側の平坦部においてケース内面に拘束された状態でケースに収容されている。帯状の正極及び帯状の負極の終端が電極組立体の平坦部に配置された場合は、平坦部に段差が形成され、電極組立体の平坦部がケースで拘束されたときの圧力が不均一になる。その結果、サイクル特性の低下につながる。

特許文献１には、捲回型の電極組立体において帯状の正極及び帯状の負極の捲回終端部が、いずれも電極組立体における拘束荷重を実質的に受けている部位から外れた位置に配置されている電極組立体が開示されている。そして、正極、負極及びセパレータの終端部の特に好ましい配置として、正極、負極及びセパレータの終端部のうちのいずれか一部の終端部は、電極組立体の２つの扁平面間に形成された一方のコーナー部（Ｒ部）に配置され、残りの終端部は、他方のコーナー部に配置されていることが挙げられている。

特許第４６３０８５５号公報

ところが、正極及び負極の終端がそれぞれ別のコーナー部に配置された場合は、正極に対して負極が半周以上無駄になる。また、電極組立体は、蓄電装置の充放電に伴って膨張収縮を繰り返す。セパレータの終端は接着テープや接着剤等により下層のセパレータに貼付されているが、セパレータの終端が電極組立体の湾曲部に配置された構成では、電極組立体の膨張収縮による応力が、ケース内面の拘束を受けないセパレータの終端の接着部に繰り返し作用することにより、セパレータの終端が剥がれて巻きずれが生じる。巻きずれが発生すると、サイクル特性の低下や耐久性の低下につながる。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電極の無駄を無くすとともに、電極組立体の膨張収縮によるセパレータの巻きずれを防止することができる扁平な捲回型の電極組立体を備えた蓄電装置を提供することにある。

上記課題を解決する蓄電装置は、帯状の正極と帯状の負極との間に帯状のセパレータが介在する状態で捲回された扁平な電極組立体が、ケースに収容された蓄電装置であって、前記正極及び前記負極の終端が前記電極組立体の一方の湾曲部に配置されており、前記セパレータの終端が前記正極及び前記負極の終端を超えて前記電極組立体の平坦部に配置されている。ここで、「終端」とは、捲回方向の端を意味する。

この構成によれば、セパレータの終端がケースの内面の押圧力で拘束される平坦部に配置されているため、電極組立体の膨張収縮時に下層のセパレータから剥がれ難くなり、巻きずれが防止される。また、セパレータは正極や負極に比べて厚さが薄く、しかも柔らかいため、正極や負極の終端が電極組立体の平坦部に配置された場合と異なり、電極組立体の平坦部がケースで拘束された際に電極組立体に加わる圧力がサイクル特性の低下につながるほど不均一になることはない。したがって、電極の無駄を無くすとともに、電極組立体の膨張収縮によるセパレータの巻きずれを防止することができる。

前記セパレータは、前記正極及び前記負極より１周以上多く捲回されていることが好ましい。セパレータが正極及び負極と同じ回数捲回された構成では、正極、負極及びセパレータの捲回体を構成する電極のうち最外周に配置される部分は、１層のセパレータのみを介してケースの壁面によって押圧される。そして、セパレータは、厚さが十ミクロンオーダ（例えば、２０μｍ程度）と薄いため、セパレータの材質や厚さによっては、電極組立体を取り扱う際に破れ、電極に傷や皺ができる場合がある。この状態で電極組立体を拘束させると、圧力が不均一になり、サイクル特性の低下につながる場合がある。しかし、セパレータが、正極及び負極の終端より１周以上多く捲回されている場合は、セパレータの材質や厚さに拘わらず、電極に傷や皺ができることが防止される。

前記セパレータの終端は、前記正極と正極導電部材及び前記負極と負極導電部材の溶接範囲と前記セパレータの終端との捲回周方向の距離が、前記正極と前記正極導電部材との溶接箇所と活物質層との距離及び前記負極と前記負極導電部材との溶接箇所と活物質層との距離以上となる箇所に配置されていることが好ましい。ここで、「正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材の溶接範囲」とは、正極と正極導電部材との溶接箇所及び負極と負極導電部材との溶接箇所の、セパレータの捲回方向における両端部をそれぞれ結ぶ２本の直線で挟まれる範囲を意味する。この構成によれば、溶接箇所で発生する熱が、正極あるいは負極を構成する金属箔を介してセパレータの終端に伝達されるまでに放熱が進み、溶接時の熱によるセパレータの変形が防止される。また、溶接を超音波溶接で行う場合の振動でセパレータの弛みが生じることも防止される。

前記セパレータの終端は、前記電極組立体の前記湾曲部の表面の曲率半径をｒとした場合、前記ケースのケース本体と、前記ケース本体の開口部を覆う蓋体との溶接部から（２^１／２−１）ｒ以上の距離離れた位置に配置されている。この構成によれば、ケース本体と蓋体との溶接時に溶接部で発生する熱が、蓋体やケース本体及び正極あるいは負極を構成する金属箔を介してセパレータの終端に伝達されるまでに放熱が進み、熱による変形が抑制される。また、溶接を超音波溶接で行う場合の振動でセパレータの弛みが生じることも抑制される。

前記溶接部から前記セパレータの終端までの距離は、前記電極組立体の前記湾曲部の表面の曲率半径以上である。この構成によれば、距離が（２^１／２−１）ｒ以上の場合に比べて大きくなり、溶接部で発生する熱の影響をより受け難い。

本発明によれば、電極の無駄を無くすとともに、電極組立体の膨張収縮によるセパレータの巻きずれを防止することができる。

（ａ）は二次電池の模式斜視図、（ｂ）は模式断面図。 （ａ）は電極組立体の一部展開概略斜視図、（ｂ）は電極組立体の模式断面図。 正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材の溶接範囲を示す模式斜視図。 （ａ）は金属箔と溶接箇所との関係を示す模式斜視図、（ｂ）は金属箔（活物質未塗工部）、溶接箇所及び活物質層との関係を示す模式断面図。 別の実施形態の終端の位置を示す二次電池の模式斜視図。 溶接時における正極導電部材及び負極導電部材と電極組立体の関係を示す模式斜視図。 （ａ）は別の実施形態の二次電池の模式断面図、（ｂ）は蓋体及びナットを省略した平面図。

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（ａ），（ｂ）に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、ケース本体１１ａ及びその開口部を覆う蓋体１１ｂとで構成された四角箱状のケース１１内に、捲回型の電極組立体１２及び電解液（図示せず）が収容されている。電極組立体１２は、捲回軸がケース１１の横方向（図１（ｂ）の左右方向）となる状態でケース１１内に収容されている。ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとは溶接により接合されている。溶接は、例えば、抵抗溶接あるいは超音波溶接あるいはレーザー溶接で行われる。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電極組立体１２は、帯状の正極１３と帯状の負極１４との間に帯状のセパレータ１５が介在した状態で扁平に捲回された構造を有する。即ち、電極組立体１２は、２つの平坦部１２ａが両端において２つの湾曲部（Ｒ部）１２ｂを介して連続するように構成されている。

図２（ａ）に示すように、正極１３は、帯状の金属箔１６に正極活物質が塗布された正極活物質層１３ａ、及び正極活物質が塗布されていない活物質未塗工部１３ｂを有する。負極１４は、帯状の金属箔１６に負極活物質が塗布された負極活物質層１４ａ、及び負極活物質が塗布されていない活物質未塗工部１４ｂを有する。

セパレータ１５は２枚使用され、電極組立体１２の最外周にセパレータ１５が存在し、負極１４がセパレータ１５を介して正極１３より外側となるように捲回されている。二次電池１０がリチウムイオン二次電池の場合、正極１３用の金属箔１６はアルミニウム箔が好ましく、負極１４用の金属箔１６は銅箔が好ましい。

図２（ｂ）に示すように、正極１３の終端１３ｃ及び負極１４の終端１４ｃは、電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂに配置されている。両終端１３ｃ，１４ｃは、いずれも湾曲部１２ｂにおける捲回方向の前側端部（平坦部１２ａとの境界）に近い位置に配置され、負極１４の終端１４ｃが正極１３の終端１３ｃよりも前側に配置されている。セパレータ１５の終端１５ａは、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃを超えて電極組立体１２の平坦部１２ａに配置されている。セパレータ１５は、正極１３及び負極１４より１周以上多く捲回されている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、二次電池１０は、正極端子１７及び負極端子１８を備えている。正極端子１７及び負極端子１８は、蓋体１１ｂから突出する状態で設けられている。正極端子１７と活物質未塗工部１３ｂとは正極導電部材１９により電気的に接続されている。負極端子１８と活物質未塗工部１４ｂとは負極導電部材２０により電気的に接続されている。二次電池１０は、正極端子１７及び負極端子１８によって、電極組立体１２との間で電気を授受する。

正極端子１７及び負極端子１８は、雄ねじ部１７ａ，１８ａ及び鍔部１７ｂ，１８ｂを有し、鍔部１７ｂの下面に正極導電部材１９が溶接され、鍔部１８ｂの下面に負極導電部材２０が溶接されている。そして、正極端子１７及び負極端子１８は、鍔部１７ｂ，１８ｂがケース１１の内側に位置する状態で、雄ねじ部１７ａ，１８ａが蓋体１１ｂに形成された孔を貫通し、雄ねじ部１７ａ，１８ａに螺合するナット２１により、蓋体１１ｂに締め付け固定されている。

なお、ナット２１と蓋体１１ｂとの間には電気的絶縁材製のシール部材２２が介装され、鍔部１７ｂ，１８ｂと蓋体１１ｂとの間には図示しない電気的絶縁材製のシール部材が介装されている。また、正極端子１７及び負極端子１８は、複数の二次電池１０を電気的に接続するバスバーをボルトにより締め付け固定可能とするため、雄ねじ部１７ａ，１８ａが形成された円柱部に、雌ねじ穴（図示せず）が設けられている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、電極組立体１２は、正極１３の終端１３ｃ及び負極１４の終端１４ｃが配置された湾曲部１２ｂが正極導電部材１９及び負極導電部材２０と対応する側と反対側、即ちケース本体１１ａの底部と対応する側となる状態で正極導電部材１９及び負極導電部材２０に溶接されている。

セパレータ１５の終端１５ａは、正極１３と正極導電部材１９及び負極１４と負極導電部材２０の溶接範囲２３と、セパレータ１５の終端１５ａとの捲回周方向の距離Ｌ１が、正極１３と正極導電部材１９との溶接箇所１９ａと正極活物質層１３ａとの距離及び負極１４と負極導電部材２０との溶接箇所２０ａと負極活物質層１４ａとの距離以上となる箇所に配置されている。正極１３と正極導電部材１９及び負極１４と負極導電部材２０の溶接範囲２３とは、図３に２点鎖線で示すように、正極１３と正極導電部材１９との溶接箇所１９ａ及び負極１４と負極導電部材２０との溶接箇所２０ａの上端同士及び下端同士を結ぶ線で挟まれた範囲を意味する。

次に前記のように構成された二次電池１０の製造方法を説明する。二次電池１０の製造方法は、電極組立体１２を製造する工程と、電極組立体１２と正極端子１７及び負極端子１８とを正極導電部材１９及び負極導電部材２０を介して電気的に接続する工程と、電極組立体１２をケース１１内に収容する工程と、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとを溶接する工程とを備えている。

電極組立体１２を製造する工程では、帯状の正極１３、帯状の負極１４及び帯状のセパレータ１５を、正極１３、セパレータ１５、負極１４、セパレータ１５の順に積層した状態で、負極１４が内側となる扁平状態で捲回する。そして、図２（ｂ）に示すように、正極１３の終端１３ｃ及び負極１４の終端１４ｃが、電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂにおける捲回方向の前側端部に近い位置となり、セパレータ１５は正極１３及び負極１４より１周以上多く捲回され、かつセパレータ１５の終端１５ａが電極組立体１２の平坦部１２ａに配置された状態の電極組立体１２が製造される。負極１４の終端１４ｃは、正極１３の終端１３ｃより捲回方向の前側に位置するように配置されている。なお、セパレータ１５の終端１５ａは、例えば、接着テープ（図示せず）により下層のセパレータ１５に固定されたり、接着剤あるいは粘着剤を介して下層のセパレータ１５に固定されたりする。

電極組立体１２と正極端子１７及び負極端子１８とを正極導電部材１９及び負極導電部材２０を介して電気的に接続する工程では、先ず正極端子１７と正極導電部材１９、負極１４と負極導電部材２０との溶接が行われる。次に正極１３の活物質未塗工部１３ｂと正極導電部材１９及び負極１４の活物質未塗工部１４ｂと負極導電部材２０との溶接が行われる。

正極１３と正極導電部材１９及び負極１４と負極導電部材２０の溶接の際には、溶接箇所１９ａ，２０ａで発生する熱が、正極１３あるいは負極１４を構成する金属箔１６を介してセパレータ１５に伝達される。溶接箇所１９ａ，２０ａで発生した熱の多くが、金属箔１６を伝ってセパレータ１５の終端１５ａと対応する位置まで到達すると、セパレータ１５の熱変形が発生する場合がある。しかし、セパレータ１５の終端１５ａは、溶接範囲２３とセパレータ１５の終端１５ａとの捲回周方向の距離Ｌ１が、正極１３と正極導電部材１９との溶接箇所１９ａと正極活物質層１３ａとの距離及び負極１４と負極導電部材２０との溶接箇所２０ａと負極活物質層１４ａとの距離以上となる箇所に配置されている。そのため、溶接箇所１９ａ，２０ａで発生した熱が、金属箔１６上をセパレータ１５の終端１５ａと対応する位置に到達するまでの間に放熱が進み、発生した熱がセパレータ１５の終端１５ａと対応する位置まで伝達された時点では、熱量はセパレータ１５を熱変形させる量より減少する。

詳述すると、例えば、正極１３の活物質未塗工部１３ｂと正極導電部材１９との溶接箇所１９ａにおける金属箔１６を模式的に図示すると、図４（ａ）のようになる。また、電極組立体１２の捲回軸方向と平行な平面で溶接箇所１９ａを電極組立体１２の厚さ方向に切断した断面を模式的に図示すると、図４（ｂ）のようになる。

図４（ｂ）に示すように、正極１３の金属箔１６（活物質未塗工部１３ｂ）は、溶接箇所１９ａから正極活物質層１３ａまでの距離Ｌ２の間で、最小間隔（密着状態）から最大間隔まで拡がる状態となる。そして、溶接箇所１９ａで発生した熱が、溶接箇所１９ａから正極活物質層１３ａと対応する位置まで伝達する間に、隣り合う金属箔１６の隙間から放熱される。また、溶接箇所１９ａで発生した熱は、正極活物質層１３ａが存在する方向だけでなく、湾曲部１２ｂに向かう方向（図４（ａ）の左右方向）にも伝達される。溶接箇所１９ａから湾曲部１２ｂに向かう方向における金属箔１６（活物質未塗工部１３ｂ）も、溶接箇所１９ａに近い範囲では溶接箇所１９ａから離れるほど隣り合う金属箔１６の間隔が拡がる。そのため、溶接箇所１９ａで発生した熱は、湾曲部１２ｂに向かって伝達される場合も、隣り合う金属箔１６の隙間から放熱される。その結果、溶接箇所１９ａで発生した熱が、セパレータ１５の終端１５ａが存在する箇所まで伝達される間に、セパレータ１５に対する悪影響がない状態にまで減少する。

なお、同様にして、負極１４の活物質未塗工部１４ｂと負極導電部材２０との溶接箇所２０ａで発生した熱は、セパレータ１５の終端１５ａが存在する箇所まで伝達される間に、セパレータ１５に対する悪影響がない状態にまで減少する。

電極組立体１２をケース１１内に収容する工程では、正極導電部材１９が溶接された正極端子１７及び負極導電部材２０が溶接された負極端子１８を、シール部材２２及びナット２１を介して蓋体１１ｂに組み付けた蓋体−電極組立体ＡＳＳＹを組み立てる。次にその蓋体−電極組立体ＡＳＳＹを、蓋体１１ｂにおいて支持して、電極組立体１２の捲回軸方向をケース本体１１ａの底面と平行に保持した状態で、電極組立体１２をケース１１内に挿入する。電極組立体１２は、平坦部１２ａの外面がケース本体１１ａの内面に当接してケース本体１１ａの内面に拘束された状態でケース１１内に挿入される。

電極組立体１２のケース本体１１ａ内への挿入が完了し、蓋体１１ｂがケース本体１１ａと当接した状態で、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとを溶接する工程が行われ、蓋体１１ｂがケース本体１１ａと溶接されて、ケース１１が密閉される。セパレータ１５の終端１５ａは、電極組立体１２の湾曲部１２ｂの表面の曲率半径をｒとした場合、ケース１１のケース本体１１ａと、ケース本体１１ａの開口部を覆う蓋体１１ｂとの溶接部２４から（２^１／２−１）ｒ以上の距離離れた位置に配置されているため、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接時に溶接部２４から発生する熱の悪影響を受けない。

そして、所定量の電解液が図示しない注液口からケース１１内に注入された後、注液口が封止されて、二次電池１０が完成する。
次に前記のように構成された二次電池１０の作用を説明する。

二次電池１０は、単体でも使用されるが、一般には複数の二次電池１０が直列あるいは並列に接続されて構成された組電池として使用される。そして、二次電池１０は種々の用途に使用されるが、例えば、車両に搭載されて走行用モータの電源や他の電気機器の電源としても使用される。

電極組立体１２は、充電時に膨張する。正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の平坦部１２ａに配置されていると、平坦部１２ａの表面（外面）における正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃと対応する位置に段差部が生じる。電極組立体１２は平坦部１２ａの表面においてケース本体１１ａの内面によって拘束されているため、平坦部１２ａの表面に正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃによる段差部があると、電極組立体１２が膨張する際に、正極１３及び負極１４にケース本体１１ａから不均一に力が加わり、二次電池１０のサイクル特性の低下につながる。しかし、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃは平坦部１２ａ上に配置されていないため、電極組立体１２は、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃと対応する位置でケース本体１１ａから、二次電池１０のサイクル特性の低下につながるような不均一な圧力を受けることがない。

セパレータ１５の終端１５ａが湾曲部１２ｂに配置されている場合は、終端１５ａはケース１１から拘束力を受けない。そのため、接着テープ等で下層のセパレータ１５に貼付されている終端１５ａが、二次電池１０の充放電に伴う電極組立体１２の膨張収縮の繰り返しにより、下層のセパレータ１５から剥がれて、巻きずれが生じる。しかし、セパレータ１５の終端１５ａは、電極組立体１２の平坦部１２ａに配置されており、ケース１１の内面から拘束力を受けた状態でケース１１に収容されているため、電極組立体１２の膨張収縮時に終端１５ａが下層のセパレータ１５から剥がれることが防止され、セパレータ１５の巻きずれ、ひいては正極１３及び負極１４の巻きずれの発生が防止される。

また、セパレータ１５は正極１３や負極１４に比べて厚さが薄く、しかも柔らかいため、正極１３や負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の平坦部１２ａに配置された場合と異なり、電極組立体１２の平坦部１２ａがケース１１で拘束された際に電極組立体１２に加わる圧力がサイクル特性の低下につながるほど不均一になることはない。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）蓄電装置としての二次電池１０は、帯状の正極１３と帯状の負極１４との間に帯状のセパレータ１５が介在する状態で捲回された扁平な電極組立体１２が、ケース１１内に収容されている。そして、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂに配置されており、セパレータ１５の終端１５ａが正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃを超えて電極組立体１２の平坦部１２ａに配置されている。この構成によれば、電極（正極１３あるいは負極１４負極１４）の無駄を無くすとともに、電極組立体１２の膨張収縮によるセパレータ１５の巻きずれを防止することができる。

（２）セパレータ１５は、正極１３及び負極１４より１周以上多く捲回されている。そのため、セパレータ１５の材質や厚さに拘らず、負極１４に傷や皺ができることが防止され、負極１４の傷や皺に起因するサイクル特性の低下が防止される。

（３）セパレータ１５の終端１５ａは、正極１３と正極導電部材１９及び負極１４と負極導電部材２０の溶接範囲２３とセパレータ１５の終端１５ａとの捲回周方向の距離Ｌ１が、正極１３と正極導電部材１９との溶接箇所１９ａと正極活物質層１３ａとの距離及び負極１４と負極導電部材２０との溶接箇所２０ａと負極活物質層１４ａとの距離以上となる箇所に配置されている。この構成によれば、溶接箇所１９ａ，２０ａで発生する熱が、正極１３あるいは負極１４を構成する金属箔１６を介してセパレータ１５の終端１５ａに伝達されるまでに放熱が進み、溶接時の熱によるセパレータ１５の変形が防止される。

（４）セパレータ１５の終端１５ａは、電極組立体１２の湾曲部１２ｂの表面の曲率半径をｒとした場合、ケース１１のケース本体１１ａと、ケース本体１１ａの開口部を覆う蓋体１１ｂとの溶接部２４から（２^１／２−１）ｒ以上の距離離れた位置に配置されている。したがって、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接時に、溶接部２４で発生する熱による変形が防止される。また、溶接を超音波溶接で行っても、溶接を行う際の振動でセパレータ１５の弛みが生じることが抑制される。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図５に示すように、電極組立体１２は、セパレータ１５の終端１５ａが、正極導電部材１９及び負極導電部材２０から離れた湾曲部１２ｂと近い側に配置された構成としてもよい。この場合、セパレータ１５の終端１５ａが、正極導電部材１９及び負極導電部材２０と対応する側の湾曲部１２ｂに近い位置に配置された場合に比べて、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接部２４と、終端１５ａとの距離が大きくなる。また、溶接部２４で発生した熱が、終端１５ａまで正極導電部材１９や負極導電部材２０や金属箔１６を介して伝達される経路が長くなる。そのため、溶接時に溶接部２４で発生する熱の悪影響を受けない。

○ 電極組立体１２は、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂに配置されており、セパレータ１５の終端１５ａが正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃを超えて電極組立体１２の平坦部１２ａに配置されていればよく、セパレータ１５が、正極１３及び負極１４より１周以上多く捲回されている必要はない。例えば、セパレータ１５は、終端１５ａが正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃを超えて平坦部１２ａに達した後、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが配置された湾曲部１２ｂに近い位置に配置されてもよい。

○ 正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃの位置は、電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂにおける捲回方向の前側端部に近い位置に限らない。例えば、終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の湾曲部１２ｂの頂部に配置されたり、頂部より正極１３及び負極１４の捲回方向の後側に配置されたりしてもよい。

○ 電極組立体１２を構成する正極１３及び負極１４は、必ずしも金属箔１６の両面に正極活物質層１３ａ及び負極活物質層１４ａが形成された構成に限らず、金属箔１６の片面に正極活物質層１３ａ及び負極活物質層１４ａが形成された構成であってもよい。

○ 電極組立体１２は、最内周の部分を除き、負極１４が正極１３の外側に配置される構成に限らず、正極１３が負極１４の外側に配置される構成であってもよい。この場合、正極１３及び負極１４として金属箔１６の両面に正極活物質層１３ａ及び負極活物質層１４ａが形成された構成では、正極１３における最外周に配置される部分には、金属箔１６の内面側にのみ正極活物質層１３ａが形成される。

○ 正極端子１７及び負極端子１８が蓋体１１ｂに固定された二次電池１０において、電極組立体１２は、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが配置される湾曲部１２ｂが蓋体１１ｂと対向する側に配置されてもよい。

○ 電極組立体１２と正極端子１７及び負極端子１８とを正極導電部材１９及び負極導電部材２０を介して電気的に接続する工程は、先ず正極端子１７と正極導電部材１９、負極１４と負極導電部材２０との溶接を行う方法に限らない。例えば、図６に示すように、正極導電部材１９と活物質未塗工部１３ｂとの溶接、及び負極導電部材２０と活物質未塗工部１４ｂとの溶接を行った後、正極端子１７と正極導電部材１９、負極端子１８と負極導電部材２０との溶接を行うようにしてもよい。

○ 二次電池１０は、電極組立体１２の捲回軸方向がケース１１の底壁と垂直方向に延びる状態で、電極組立体１２がケース１１内に収容された構成であってもよい。例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、電極組立体１２は、正極１３の活物質未塗工部１３ｂが蓋体１１ｂと対向し、負極１４の活物質未塗工部１４ｂがケース本体１１ａの底壁と対向する状態でケース１１内に収容され、正極端子１７及び負極端子１８は、蓋体１１ｂの対角線上において対向する二隅に配置されてもよい。正極導電部材１９は、活物質未塗工部１３ｂの上端に沿って延びる部分の先端側に溶接箇所１９ａが設けられている。負極端子１８は、ケース本体１１ａの底壁近傍まで延びる円柱部１８ｃを備え、負極導電部材２０は円柱部１８ｃの下端に、活物質未塗工部１４ｂの下端に沿って延びる状態で設けられ、先端側に溶接箇所２０ａが設けられている。なお、図７（ｂ）では、電極組立体１２を構成する正極１３、負極１４及びセパレータ１５を個々に図示せず、一つの帯状の積層体として図示している。

○ 電極組立体１２は、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが配置された湾曲部１２ｂが、蓋体１１ｂと対向する側に配置された二次電池１０では、セパレータ１５の終端１５ａは、電極組立体１２の湾曲部１２ｂの表面の曲率半径をｒとした場合、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接部２４から（２^１／２−１）ｒ以上の距離離れた位置に配置されていればよい。すなわち、セパレータ１５の終端１５ａがケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接部２４から離れる最小距離は、（２^１／２−１）ｒである。

○ セパレータ１５の終端１５ａがケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接部２４から離れる距離は、電極組立体１２の湾曲部１２ｂの表面の曲率半径ｒ以上であってもよい。この場合、距離が（２^１／２−１）ｒの場合に比べて大きくなり、溶接部２４で発生する熱の影響をより受け難い。

○ 電極組立体１２を収容するケース１１は、底部が開放されるとともに電極端子（正極端子１７、負極端子１８）が突出する孔が上壁に形成され、ケース本体１１ａの開口部を覆う蓋体１１ｂがケース１１の底壁を構成してもよい。この場合、正極端子１７、正極導電部材１９、負極端子１８、負極導電部材２０が取り付けられた電極組立体ＡＳＳＹを、ケース１１の底部側からケース本体１１ａ内に挿入して、孔から突出した正極端子１７及び負極端子１８をナット２１により上壁に締め付け固定する。その後、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとを溶接する。

○ 正極導電部材１９及び負極導電部材２０は、活物質未塗工部１３ｂ，１４ｂに対して捲回部の外面側から当接する状態、あるいは捲回部の中間位置に挿入された状態で溶接された構成に限らず、捲回部の中心側に挿入された状態で溶接された構成としてもよい。

○ 正極１３及び負極１４は、活物質未塗工部１３ｂ，１４ｂが電極組立体１２の全周にわたって形成された構成に限らず、所謂タブとして電極組立体１２の一部に形成された構成であってもよい。

○ 電極組立体１２を収容するケース１１は、電極組立体１２の湾曲部１２ｂと対向する箇所あるいは、電極組立体１２の捲回軸方向の端部と対向する箇所に開口部が形成された構成に限らず、電極組立体１２の平坦部１２ａの一方と対向する箇所に開口部が形成された構成であってもよい。この場合、電極組立体１２をケース本体１１ａ内に収容した後、蓋体１１ｂで電極組立体１２の平坦部１２ａを押圧した状態で蓋体１１ｂとケース本体１１ａとを溶接する。したがって、電極組立体１２の平坦部１２ａがケース本体１１ａの内面と接する状態で電極組立体１２をケース本体１１ａに挿入する場合と異なり、電極組立体１２をケース本体１１ａに収容する途中において電極組立体１２に大きな力が加わることがない。

○ ケース１１は、四角箱状の角型に限らず、電極組立体１２の平坦部１２ａを拘束する対向する拘束面を有する構造であればよく、例えば、湾曲部１２ｂと対応する部分の壁面が曲面で形成された形状や、湾曲部１２ｂと対応する部分の壁が２つに折れ曲がった形状であってもよい。

○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
○ 蓄電装置は、二次電池１０に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。

Ｌ１，Ｌ２…距離、１２…電極組立体、１１…ケース、１１ａ…ケース本体、１１ｂ…蓋体、１２ａ…平坦部、１２ｂ…湾曲部、１３…正極、１３ｃ，１４ｃ，１５ａ…終端、１４…負極、１５…セパレータ、１９…正極導電部材、１９ａ，２０ａ…溶接箇所、２０…負極導電部材、２３…溶接範囲、２４…溶接部。

Claims (5)

1. 帯状の正極と帯状の負極との間に帯状のセパレータが介在する状態で捲回された扁平な電極組立体が、ケースに収容された蓄電装置であって、
   前記正極及び前記負極の終端が前記電極組立体の一方の湾曲部に配置されており、前記セパレータの終端が前記正極及び前記負極の終端を超えて前記電極組立体の平坦部に配置されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記セパレータは、前記正極及び前記負極より１周以上多く捲回されている請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記セパレータの終端は、前記正極と正極導電部材及び前記負極と負極導電部材の溶接範囲と前記セパレータの終端との捲回周方向の距離が、前記正極と前記正極導電部材との溶接箇所と活物質層との距離及び前記負極と前記負極導電部材との溶接箇所と活物質層との距離以上となる箇所に配置されている請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記セパレータの終端は、前記電極組立体の前記湾曲部の表面の曲率半径をｒとした場合、前記ケースのケース本体と、前記ケース本体の開口部を覆う蓋体との溶接部から（２^１／２−１）ｒ以上の距離離れた位置に配置されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記溶接部から前記セパレータの終端までの距離は、前記電極組立体の前記湾曲部の表面の曲率半径以上である請求項４に記載の蓄電装置。