JP2016103361A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材との溶接時に溶接箇所で発生する熱によるセパレータの終端の変形を防止する。【解決手段】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内に収容されており、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の湾曲部１２ｂに配置されている。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と負極活物質層との距離以上となる箇所に配置されている。【選択図】図１

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。正極及び負極は、電極組立体の捲回軸方向の端部に活物質非塗工部を有し、活物質非塗工部に溶接される導電部材を介して正極端子あるいは負極端子と電気的に接続されている。

活物質非塗工部と導電部材とを溶接する場合、Ｕ字状の導電部材（集電板）で活物質非塗工部を挟持した状態で溶接する方法がある（特許文献１参照）。また、活物質非塗工部（露出部）と、溶接部を有する導電部材とを抵抗溶接で溶接する場合、導電部材（集電部材）の集電溶接予定部を活物質非塗工部の露出溶接予定部に密着させるとともに、集電溶接予定部と露出溶接予定部との間隙に、絶縁部材を介在させて、集電溶接予定部と露出溶接予定部とを抵抗溶接する方法もある（特許文献２参照）。

特開２００８−４２７４号公報 特開２０１０−７３４０８号公報

活物質非塗工部と導電部材とを溶接する場合、セパレータの終端の位置によっては、溶接時に生じる熱がセパレータの終端に熱変形を生じさせる場合がある。特許文献１及び特許文献２では、セパレータの熱変形の防止に関しては配慮がなされていない。そして、特許文献１には、負極及び正極を構成する電極をセパレータを介して積層した扁平な捲回体（電極組立体）として、巻き終わり（終端）が平坦部に位置する図が開示されている。また、集電板と電極箔との溶接が、平坦部に対応する複数箇所で行われており、セパレータの終端は、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、即ち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内に存在する状態となる。その結果、セパレータの終端が、溶接箇所で発生する熱の影響で変形し易い。

一方、特許文献２には、セパレータの終端が、前記溶接範囲から外れた位置にある図が開示されている。しかし、特許文献２には、セパレータの終端と溶接範囲との距離に関しては記載されていない。

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、正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材との溶接時に溶接箇所で発生する熱の影響によるセパレータの終端の変形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した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る。そして、前記正極及び前記負極の終端が前記電極組立体の湾曲部に配置されており、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正極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負極活物質層との距離以上となる箇所に配置されている。ここで、「終端」とは、捲回方向の端を意味する。また、「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、正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材との溶接時に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む。したがって、正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材との溶接時に溶接箇所で発生する熱によるセパレータの終端の変形を防止することができる。

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箇所で発生する熱が、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、セパレータの終端の熱による変形が抑制される。

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、正極と正極導電部材及び負極と負極導電部材との溶接時に溶接箇所で発生する熱によるセパレータの終端の変形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。 電極端子及び導電部材が蓋体に取り付けられたＡＳＳＹの斜視図。 蓋体−電極組立体ＡＳＳＹの斜視図。 （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、（ｃ）は溶接箇所を捲回軸方向から見た状態を示す模式図。 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５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つの直線部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、正極１３及び負極１４はそれぞれ１枚使用され、電極組立体１２の最外周にセパレータ１５が存在する。負極１４は、正極１３と負極１４との間にセパレータ１５が存在する状態で捲回されている。即ち、負極１４は、電極組立体１２の外周側では正極１３より外側に位置し、電極組立体１２の最内周では正極１３より内側に位置する。負極１４の巻き始めと、正極１３の巻き始めとが電極組立体１２の同じ湾曲部１２ｂと対向するように位置している。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、負極１４の終端１４ｃ及びセパレータ１５の終端１５ａは、電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂに配置されている。各終端１３ｃ，１４ｃ，１５ａは、いずれも湾曲部１２ｂにおける捲回方向の前側端部（直線部１２ａとの境界）に近い位置に配置され、セパレータ１５の終端１５ａが最も前側に位置し、負極１４の終端１４ｃ、正極１３の終端１３ｃの順に配置されている。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。

電極組立体１２は、一方の湾曲部１２ｂがケース本体１１ａの底面に当接する状態でケース１１に収容されており、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、かつ正極１３、負極１４及びセパレータ１５の捲回方向において底面との当接位置より前側の位置に配置されている。この実施形態では、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃも、一方の湾曲部１２ｂのケース本体１１ａの底面との当接位置より前側の位置に配置されている。

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、負極１４の終端１４ｃ及びセパレータ１５の終端１５ａ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１（ａ），（ｂ）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、セパレータ１５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。

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。詳述すると、図２（ｂ）に示すように、正極１３、負極１４及びセパレータ１５の巻き始め位置は電極組立体１２の同じ湾曲部１２ｂと対向する位置に設定されている。そして、図２（ｂ）に示すように、２枚のセパレータ１５の終端１５ａ、負極１４の終端１４ｃ、正極１３の終端１３ｃの順に、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るように配置された電極組立体１２が製造される。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。次に正極端子１７及び負極端子１８を蓋体１１ｂに対してナット２１により固定して、図３に示すように、正極端子１７、負極端子１８、正極導電部材１９、負極導電部材２０が蓋体１１ｂに取り付けられたＡＳＳＹが形成される。次に、図４に示すように、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との溶接が行われて、蓋体−電極組立体ＡＳＳＹが組み立てられる。

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５（ａ）のようになり、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５（ｂ）のようになる。また、図５（ｃ）に示すように、金属箔１６は溶接箇所１９ａから捲回方向の前側及び後側に向かっても拡がる状態となる。

図５（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５（ｃ）の左右方向）にも伝達される。図５（ｃ）に示すように、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、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、直線部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のうち、ケース本体１１ａの底壁と対向する湾曲部１２ｂに配置されているため、ケース本体１１ａと蓋体１１ｂとの溶接部２４から、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、（２^１／２−１）ｒ以上の距離離れており、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の直線部１２ａに配置されていると、直線部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は直線部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、直線部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は直線部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が、負極１４と同じ回数捲回された構成では、電極組立体１２を構成する負極１４のうち、最外周に配置される部分は、１層のセパレータ１５のみを介してケース１１の壁面により押圧される。そして、セパレータ１５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１５の材質や厚さによっては、電極組立体１２を取り扱う際に破れ、負極１４に傷や皺ができる場合がある。この状態で電極組立体１２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。

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内に収容されており、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが電極組立体１２の湾曲部１２ｂに配置されている。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Ｌ２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。したがって、正極１３と正極導電部材１９及び負極１４と負極導電部材２０との溶接時に溶接箇所１９ａ，２０ａで発生する熱によるセパレータ１５の終端１５ａの変形を防止することができる。

（２）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で発生する熱が、蓋体１１ｂやケース本体１１ａ及び正極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、セパレータ１５の終端１５ａの熱による変形が抑制される。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。

（３）正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃは、電極組立体１２の一方の湾曲部１２ｂに配置されている。正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃは、電極組立体１２の異なる湾曲部１２ｂに配置されてもよいが、一方の湾曲部１２ｂに配置されている場合、負極１４の無駄をなくすことができる。

（４）電極組立体１２と正極端子１７及び負極端子１８とを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との溶接が行われた後、正極端子１７及び負極端子１８を蓋体１１ｂに対してナット２１により固定する。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との溶接が行われて、蓋体−電極組立体ＡＳＳＹが組み立てられる。したがって、正極端子１７と正極導電部材１９及び負極１４と負極導電部材２０との溶接時には、溶接時の熱がセパレータ１５の終端１５ａに影響を与える虞がない。

（５）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。

（６）電極組立体１２は、一方の湾曲部１２ｂがケース本体１１ａの底面に当接する状態でケース１１に収容されており、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、かつ正極１３、負極１４及びセパレータ１５の捲回方向において底面との当接位置より前側の位置に配置されている。そのため、電極組立体１２の膨張時に、セパレータ１５の巻きずれの発生が防止される。

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。
○ 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の湾曲部１２ｂに配置されていればよく、正極１３の終端１３ｃと負極１４の１４ｃが異なる湾曲部１２ｂに配置されてもよい。

○ ２枚のセパレータ１５を正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃから１周以上多く捲回する構成に代えて、２枚のセパレータ１５のうち、いずれか一方のセパレータ１５を１周以上延長して、延長したセパレータ１５の終端１５ａを延長しないセパレータ１５の終端１５ａが位置する湾曲部１２ｂに配置してもよい。また、２枚のセパレータ１５を延長する場合、両セパレータ１５の延長部の捲回回数が異なるようにしてもよい。

○ セパレータ１５の終端１５ａの位置は、電極組立体１２の湾曲部１２ｂ上に限らず直線部１２ａ上に配置されてもよい。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の直線部１２ａ上に配置された場合と異なり、直線部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。

○ 電極組立体１２は、例えば、セパレータ１５の終端１５ａのみが、湾曲部１２ｂのケース本体１１ａの底面との当接位置よりセパレータ１５の捲回方向の前側の位置に配置され、正極１３及び負極１４の終端１３ｃ，１４ｃが、前記当接位置よりセパレータ１５の捲回方向の後側に配置されていてもよい。

○ 電極組立体１２は、正極１３、負極１４及びセパレータ１５の終端１３ｃ，１４ｃ，１５ａが、いずれも湾曲部１２ｂのケース本体１１ａの底面との当接位置と対応する位置に配置されていてもよい。

○ 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、負極１４及びセパレータ１５の終端１３ｃ，１４ｃ，１５ａ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。

○ 溶接部２４からセパレータ１５の終端１５ａまでの距離は、電極組立体１２の湾曲部１２ｂの表面の曲率半径以上であってもよい。この構成によれば、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内に挿入して、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、ケース本体と蓋体とを溶接する。

○ 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の直線部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をケース本体内に収容した後、蓋体で電極組立体１２の直線部１２ａを押圧した状態で蓋体とケース本体とを溶接する。したがって、電極組立体１２の直線部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の直線部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、１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１１ａ…ケース本体、１１ｂ…蓋体、１２ｂ…湾曲部、１３…正極、１３ａ…正極活物質層、１３ｃ，１４ｃ，１５ａ…終端、１４…負極、１４ａ…負極活物質層、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 (3)

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した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湾曲部に配置されており、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正極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負極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を特徴とする蓄電装置。
2. 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に記載の蓄電装置。
3. 前記溶接部から前記セパレータの終端までの距離は、前記湾曲部の表面の曲率半径以上である請求項２に記載の蓄電装置。