JP2016110787A - 角形二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電極群の巻きずれを防止するとともに、電池の厚さ方向の体積増加を招くことのない角形二次電池を提供する。
【解決手段】偏平角形の電池容器と、該電池容器に収容され該電池容器の底面に垂直な捲回軸を中心に正負の電極が捲回された偏平な電極群と、を備えた角形二次電池である。電池容器の底面と該底面に対向する電極群の捲回軸方向の端部との間に電極群の厚さよりも該厚さ方向の寸法が小さい剛性を有する板状部材が配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、車載用途等に使用される角形二次電池に関する。

従来から、例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両に搭載された電気モーター等に電力を供給する車載用電源又はその他の機器の電源として、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池等の角形二次電池が用いられている。このような非水電解質電池は、例えば、容器と、該容器内に収容され、正極及び負極の間にセパレータを介して渦巻き状に捲回された電極群と、該容器内に収容された非水電解液を備えている（下記特許文献１を参照）。

特許文献１に記載された非水電解質電池は、放電容量を確保するために正負極及びセパレータの空隙率が低くなり、非水電解液の正負極及びセパレータへの含浸が悪くなることを問題とし、放電容量の向上を目的として以下構成を採用している。非水電解質電池は、電極群の正極又は負極と電気的に接続されたタブと、該電極群を前記タブが接続されている端面と反対側の端面を含むように被覆し、かつ該反対側の端面と対向する箇所以外に粘着剤層を有する絶縁体とを具備している。

また、非水電解質二次電池を製造する際に、偏平状捲回電極体に絶縁スペーサ及び絶縁テープを取り付け、正極タブ及び負極タブをそれぞれ所定の形状に曲げた後、偏平状捲回電極体を、長手方向の一端面が開口し、周囲面が閉鎖した角形の金属製の電池外装体内に挿入することが開示されている（下記特許文献２を参照）。

特開２０１０−７３５８０号公報 国際公開第２０１２／０９０７２６号

特許文献１に記載された非水電解質電池は、絶縁体によって電極群のタブが接続されている端面と反対側の端面を含むように被覆することで、電極群と容器との間の絶縁性を確保しつつ、該反対側の端面と対向する箇所以外に粘着剤層を有することで、非水電解液の含浸性を向上させている。しかし、絶縁体によって電極群のタブが接続されている端面と反対側の端面を含むように被覆するには、例えば特許文献１の段落００７３及び００７４に記載されているように、剛性を有しない薄く柔軟なシート状の絶縁体を用いる必要がある。

特許文献１に記載された非水電解質電池は、渦巻き状に捲回された電極群を電池外装体の開口に挿入する際の電極群の挿入方向が捲回中心軸に沿う方向である。そのため、電極群を電池外装体に挿入する際や、電極群を電池外装体に挿入した後に、正負極及びセパレータが捲回中心軸に沿って巻きずれを生じ、捲回中心軸方向の端面が所謂筍状に突出する虞がある。このような巻きずれは、剛性を有しない薄く柔軟なシート状の絶縁体によって電極群の端面を含むように被覆しても、防止することができない。

また、特許文献２に記載された非水電解質二次電池は、偏平捲回電極群の捲回中心軸方向の両端部に絶縁スペーサを取り付けているが、非水電解質二次電池の両端部の全体を絶縁スペーサによって覆っている。そのため、電池の厚さ方向の体積増加を招く。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、電極群の巻きずれを防止するとともに、電池の厚さ方向の体積増加を招くことのない角形二次電池を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明の角形二次電池は、偏平角形の電池容器と、該電池容器に収容され該電池容器の底面に垂直な捲回軸を中心に正負の電極が捲回された偏平な電極群と、を備えた角形二次電池であって、前記電池容器の前記底面と該底面に対向する前記電極群の前記捲回軸方向の端部との間に前記電極群の厚さよりも該厚さ方向の寸法が小さい剛性を有する板状部材が配置されていることを特徴とする。

本発明の角形二次電池によれば、電池容器の底面と該底面に対向する電極群の捲回軸方向の端部との間の板状部材の剛性によって、電極群の巻きずれを防止することができる。また、電極群の厚さ方向の板状部材の寸法が電極群の厚さよりも小さいので、電池の厚さ方向の体積増加を招くことがない。

本発明の角形二次電池の実施形態１を示す外観斜視図。 図１に示す角形二次電池の分解斜視図。 図２に示す電極群の分解斜視図。 図２に示す電極群と板状部材の斜視図。 図４に示す電極群と板状部材の固定方法の一例を示す拡大側面図。 図４に示す電極群と板状部材の固定方法の一例を示す拡大側面図。 図４に示す板状部材の変形例１を示す長手方向に沿う断面図。 図４に示す板状部材の変形例２を示す断面図であり、（ａ）は長手方向に沿う断面図、（ｂ）は短手方向に沿う断面図。 図４に示す板状部材の変形例３を示す斜視図。 本発明の角形二次電池の実施形態２を示す図１に示すＸ−Ｘ断面に相当する矢視断面図。

（実施形態１）
以下、図面を参照して本発明の角形二次電池の実施形態１を説明する。図１は、本実施形態の角形二次電池１００の外観斜視図である。図２は、図１に示す角形二次電池１００の分解斜視図である。

本実施形態の角形二次電池１００は、例えば、偏平角形の電池容器１０を備える角形リチウムイオン二次電池である。電池容器１０は、上部に開口部１１ｄを有する有底角筒状の電池缶１１と、該電池缶１１の開口部１１ｄを封止する長方形板状の電池蓋１２とを有している。電池缶１１は、幅方向に沿う最大面積の広側壁１１ａと、厚さ方向に沿う面積の小さい狭側壁１１ｂと、上部の開口部１１ｄに対向する底壁１１ｃとを有している。電池缶１１及び電池蓋１２は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料によって製作されている。

電池蓋１２の長手方向の両端には、電池蓋１２の外側に、正極及び負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂが配置されている。正極の外部端子２０Ａは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって製作され、負極の外部端子２０Ｂは、例えば、銅又は銅合金によって製作されている。以下、正極側と負極側を特に区別する必要がない場合には、正極及び負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂを一括して外部端子２０と表記する。

電池蓋１２は、外部端子２０が配置される両端部に貫通孔１２ａを有している。貫通孔１２ａの周囲で、外部端子２０と電池蓋１２との間には、ガスケット２が配置されている。ガスケット２は、外部端子２０と電池蓋１２とを電気的に絶縁するとともに、外部端子２０と電池蓋１２との間で圧縮されてこれらに密着し、電池蓋１２の貫通孔１２ａを封止している。ガスケット２は、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材料によって製作されている。

電池蓋１２の貫通孔１２ａの間には、ガス排出弁１３と注液口１４とが設けられている。ガス排出弁１３は、例えば、電池蓋１２を薄肉化して溝部１３ａを形成することによって設けられ、電池容器１０の内部の圧力が所定値を超えて上昇した時に開裂して内部のガスを放出することで、電池容器１０の内部の圧力を低下させる。注液口１４は、電池容器１０の内部に電解液を注入するのに用いられ、例えばレーザ溶接によって注液栓１５が溶接されて封止されている。

外部端子２０は、バスバー等に溶接接合される溶接接合部２１を有している。溶接接合部２１は、概ね直方体形状を有するブロック状に形成され、下端面が電池蓋１２の上面に対向し、上端面が電池蓋１２の上面と平行になっている。溶接接合部２１の下端面には、電池蓋１２の上面に垂直な方向に延びる柱状の接続部２２が設けられている。

正負の集電板３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ、電池蓋１２の下面に対向して配置される矩形板状の基部３１と、基部３１の側端で折曲されて電池缶１１の広側壁１１ａに沿って底壁１１ｃに向かって延びる端子部３２とを有している。正負の集電板３０Ａ，３０Ｂは、それぞれの端子部３２が、例えば、超音波圧接又は抵抗溶接等によって電極群４０のタブ部４１ｃ，４２ｃに接合されることで、電極群４０に電気的に接続されるとともに、電池容器１０内で電極群４０を支持している。

正極の集電板３０Ａは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって製作され、負極の集電板３０Ｂは、例えば銅又は銅合金によって製作されている。以下、正極及び負極の集電板３０Ａ，３０Ｂを特に区別する必要がない場合には、正負の集電板３０Ａ，３０Ｂを一括して集電板３０と表記する。集電板３０の基部３１と電池蓋１２との間には絶縁板３が配置され、電池蓋１２と集電板３０とが電気的に絶縁されている。絶縁板３は、例えば、ガスケット２と同様の絶縁性を有する樹脂材料によって製作されている。

外部端子２０、ガスケット２、絶縁板３及び集電板３０は、電池蓋１２にかしめ固定されている。具体的には、ガスケット２の貫通孔２ａ、電池蓋１２の貫通孔１２ａ、絶縁板３の貫通孔３ａ、及び集電板３０の基部３１の貫通孔３１ａに、外部端子２０の接続部２２を挿通させた後、接続部２２の先端を塑性変形させて拡径し、かしめ部２２ｃを形成する。これにより、外部端子２０、ガスケット２、絶縁板３及び集電板３０が電池蓋１２にかしめ固定され、正負の外部端子２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ正負の集電板３０Ａ，３０Ｂに接続される。

図３は、図２に示す電極群４０の一部を展開した分解斜視図である。電極群４０は、正負の電極４１，４２が捲回の中心軸すなわち捲回軸Ａを中心に捲回された偏平な捲回電極群である。より詳細には、電極群４０は、セパレータ４３，４４を介在させて積層させた正負の電極４１，４２を、捲回軸Ａに平行な軸芯の周りに捲回して偏平な形状に成形した捲回電極群である。セパレータ４３，４４は、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂を引き延ばして製作された多孔質の樹脂シートであり、正極電極４１と負極電極４２との間を絶縁している。

電極群４０は、例えば、以下の手順で製作することができる。まず、図示しない軸芯に、セパレータ４３，４４の各々の捲回の始端部を溶着し、セパレータ４３，４４と正負の電極４１，４２とを交互に重ねて捲回する。このとき、正極電極４１の始端部を負極電極４２の始端部よりも軸芯側に配置して捲回する。これにより、捲回後の電極群４０において、正極電極４１の捲回の始端部は、負極電極４２の捲回の始端部よりも軸芯側に位置している。

セパレータ４４は、電極群４０と電池容器１０等との絶縁を考慮して、負極電極４２の捲回終了後に電極群４０の周囲に一周以上多く捲回されることで電極群４０の最外周に捲回され、捲回の終端部が、例えば、巻緩み防止用の粘着テープ等によって固定される。粘着テープの幅、長さ、厚さは特に限定されず、例えば、電極群の外周全体を覆ってもよい。

正極電極４１は、正極集電体である正極箔４１ａと、正極箔４１ａの両面に塗布された正極活物質合剤からなる正極合剤層４１ｂとを有している。長尺帯状の正極電極４１の幅方向の一側は、正極合剤層４１ｂが形成されず、正極箔４１ａが露出した集電体露出部とされ、集電体露出部が切り欠かれて複数のタブ部４１ｃが形成されている。タブ部４１ｃは、正極電極４１の幅方向に突出し、セパレータ４３，４４の幅方向の端部から突出している。正極電極４１の複数のタブ部４１ｃは、電極群４０の捲回後に、正極集電板３０Ａの端子部３２に対応する位置で一括して束ねられるように、タブ部４１ｃ同士の間隔が調整されている。

正極電極４１は、例えば、正極活物質に導電材、結着剤及び分散溶媒を添加して混練した正極活物質合剤を、幅方向の一側を除いて正極箔４１ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。正極箔４１ａとしては、例えば、厚さ約１５μｍのアルミニウム箔を用いることができる。正極箔４１ａの厚みを含まない正極合剤層４１ｂの厚さは、例えば、約７０μｍである。

正極活物質合剤の材料としては、例えば、正極活物質として１００重量部のマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）を、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛を、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を、それぞれ用いることができる。正極活物質は、前記したマンガン酸リチウムに限定されず、例えば、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム、一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物を用いてもよい。また、正極活物質として、層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、及びこれらの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウム−金属複合酸化物を用いてもよい。

負極電極４２は、負極集電体である負極箔４２ａと、負極箔４２ａの両面に塗布された負極活物質合剤からなる負極合剤層４２ｂとを有している。負極電極４２の幅方向の一側は、負極合剤層４２ｂが形成されず、負極箔４２ａが露出した集電体露出部とされ、集電体露出部が切り欠かれてタブ部４２ｃが形成されている。タブ部４２ｃは、負極電極４２の幅方向に突出し、セパレータ４３，４４の幅方向の端部から突出している。負極電極４２の複数のタブ部４２ｃは、電極群４０の捲回後に、負極集電板３０Ｂの端子部３２に対応する位置で一括して束ねられるように、タブ部４２ｃ同士の間隔が調整されている。

負極電極４２は、例えば、負極活物質に結着剤及び分散溶媒を添加して混練した負極活物質合剤を、幅方向の一側を除く負極箔４２ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。負極箔４２ａとしては、例えば、厚さ約１０μｍの銅箔を用いることができる。負極箔４２ａの厚みを含まない負極合剤層４２ｂの厚さは、例えば、約４０μｍである。

負極活物質合剤の材料としては、例えば、負極活物質として１００重量部の非晶質炭素粉末を、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦを、分散溶媒としてＮＭＰをそれぞれ用いることができる。負極活物質は、前記した非晶質炭素に限定されず、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ_２等）、又はそれらの複合材料を用いてもよい。負極活物質の粒子形状についても特に限定されず、鱗片状、球状、繊維状又は塊状等の粒子形状を適宜選択することができる。

なお、前記した正極及び負極の合剤層４１ｂ，４２ｂに用いる結着材は、ＰＶＤＦに限定されない。前記した結着材として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。

また、セパレータ４３，４４を介在させて正極電極４１及び負極電極４２を重ねて捲回する際の軸芯は、例えば、正極箔４１ａ、負極箔４２ａ、セパレータ４３，４４のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回したものを用いることができる。

電極群４０の捲回軸Ａ方向において、負極電極４２の負極合剤層４２ｂの幅は、正極電極４１の正極合剤層４１ｂの幅よりも広くなっている。また、電極群４０の最内周と最外周には負極電極４２が捲回されている。これにより、正極合剤層４１ｂは、電極群４０の最内周から最外周まで負極合剤層４２ｂの間に挟まれている。

また、電極群４０の捲回軸Ａ方向において、タブ部４１ｃ，４２ｃが形成された端部４０ｃと反対側の電池缶１１の底壁１１ｃに対向する端部４０ｄでは、負極電極４２の端部が最も外側に配置されている。さらに、電極群４０の捲回軸Ａ方向において、負極電極４２の端部の内側に、例えば２ｍｍ以下の間隔をあけてセパレータ４３，４４の端部が配置され、セパレータ４３，４４の端部の内側に、例えば２ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下の間隔をあけて正極電極４１の端部が配置されている。したがって、本実施形態では、電極群４０の捲回軸Ａ方向において、電池缶１１の底壁１１ｃに対向する端部４０ｄに、捲回された負極電極４２の端部によって電池缶１１の底壁１１ｃに対向する端面が形成されている。

図４は、図２に示す電極群４０と板状部材５０の斜視図である。板状部材５０は、例えば、ポリエチレン、ＰＴＦＥ、塩化ビニル等の樹脂材料、又は、ＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の繊維強化プラスチック樹脂によって製作された絶縁性を有する板状の部材である。板状部材５０は、電極群４０の端部４０ｄすなわち負極電極４２の端部によって形成された端面を支持又は押圧することが可能な剛性を有している。換言すると、本実施形態の板状部材５０は、電極群４０を電池缶１１に挿入する際、又は、電極群４０が電池容器１０内で膨張及び収縮を繰り返した際に、電極群４０の端部４０ｄから作用する力に抗して、電極群４０の端部４０ｄの形状を維持して巻緩みを防止することが可能な剛性を有している。

前記した板状部材５０の剛性は、前記の材料によって製作した板状部材５０の厚さＴ_５０を、例えば、０．８ｍｍ以上にすることで得ることができる。なお、板状部材５０のたわみは、ヤング率、断面二次モーメント、電極群４０の端部４０ｄから作用する荷重によって変化する。したがって、板状部材５０の厚さＴ_５０は、板状部材５０のたわみを考慮して、前記した剛性を有する範囲で適宜変更することができる。

板状部材５０は、電池缶１１の底壁１１ｃすなわち電池容器１０の底面と、該底面に対向する電極群４０の捲回軸Ａ方向の端部４０ｄとの間に配置される。板状部材５０は、電極群４０の端部４０ｄに当接する平坦な上面５０ａと、電池缶１１の底壁１１ｃと対向する平坦な下面５０ｂとを有している。電極群４０の幅Ｗ_４０方向における板状部材５０の寸法Ｗ_５０は、電極群４０の幅Ｗ_４０以下であり、電極群４０の幅Ｗ_４０よりも小さいことが好ましい。板状部材５０の長手方向の両端部は、電極群４０の幅Ｗ_４０方向の両端部に形成された湾曲部４０ｂの形状に対応する曲面状に形成されている。

また、偏平な電極群４０の厚さＴ_４０方向における板状部材５０の寸法Ｄ_５０は、電極群４０の厚さＴ_４０よりも小さくなっている。ここで、電極群４０の厚さＴ_４０は、電極群４０を一対の平行な面Ｐ１，Ｐ２の間で、例えば５０Ｎ以上１００Ｎ以下の圧縮力で圧縮したときの面Ｐ１，Ｐ２間の間隔と定義することができる。なお、面Ｐ１，Ｐ２の面積は、電極群４０の平坦部４０ａの面積よりも大きいものとする。

図５及び図６は、電極群４０の端部４０ｄに対する板状部材５０の固定方法の例を示す拡大側面図である。

図５に示すように、板状部材５０は、接着層６０を介して電極群４０の端部４０ｄに固定することができる。接着層６０としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂を使用することができる。また、図６に示すように、板状部材５０は、粘着テープ７０を用いて電極群４０の端部４０ｄに固定することができる。なお、粘着テープ７０は、電極群４０の厚さＴ_４０方向に突出するが、粘着テープ７０の厚さは板状部材５０の厚さＴ_５０と比較して非常に薄いため、電極群４０の容量低下に対する影響は殆どない。

電極群４０は、図２に示すように、正負の電極４１，４２のタブ部４１ｃ，４２ｃが、例えば、超音波圧接又は抵抗溶接等によって、それぞれ、正負の集電板３０Ａ，３０Ｂの端子部３２に接合される。これにより、電極群４０は、集電板３０を介して外部端子２０と電気的に接続されるとともに、絶縁板３を介して電池蓋１２に固定される。なお、電極群４０の捲回軸Ａ方向において、セパレータ４３，４４の幅は負極合剤層４２ｂの幅よりも広いが、正極電極４１及び負極電極４２のタブ部４１ｃ，４２ｃは、それぞれセパレータ４３，４４の幅方向端部よりも幅方向外側に突出している。したがって、セパレータ４３，４４は、タブ部４１ｃ，４２ｃを束ねて溶接する際の支障にはならない。

電極群４０及び板状部材５０は、電池蓋１２にかしめ固定された集電板３０に接合されて支持された状態で、例えば、ポリプロピレン等の合成樹脂製の絶縁保護フィルム４によって覆われて、電池缶１１と電気的に絶縁され、電池缶１１の開口部１１ｄから電池缶１１内部に挿入される。なお、板状部材５０の下面５０ｂは、絶縁保護フィルム４によって覆われていなくてもよい。その後、例えば、レーザ溶接によって、電池蓋１２を電池缶１１の開口部１１ｄの全周に亘って溶接し、電池缶１１の開口部１１ｄを電池蓋１２によって封止することで、電池容器１０が構成される。

その後、電池蓋１２の注液口１４を介して電池容器１０の内部に非水電解液を注入し、例えば、レーザ溶接によって注液栓１５を注液口１４に接合して封止することで、電池容器１０が密閉される。電解液の内部に注入する非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。

以上の構成により、本実施形態の角形二次電池１００は、発電機等から供給された電力を、外部端子２０及び集電板３０を介して電極群４０に蓄積し、電極群４０に蓄積した電力を、集電板３０及び外部端子２０を介して外部のモーター等に供給する。

以下、本実施形態の角形二次電池１００の作用について説明する。

本実施形態の角形二次電池１００は、電池缶１１の底壁１１ｃすなわち電池容器１０の底面と、該底面に対向する電極群４０の捲回軸Ａ方向の端部４０ｄとの間に剛性を有する板状部材５０が配置されている。これにより、例えば、電極群４０を電池缶１１の開口部１１ｄに挿入する際に、電極群４０の端部４０ｄを板状部材５０によって支持し、電極群４０に巻きずれが生じるのを防止することができる。また、角形二次電池１００の充放電に伴って、電極群４０が膨張及び収縮を繰り返した際に、電極群４０の端部４０ｄを板状部材５０によって支持し、電極群４０に巻きずれが生じるのを防止することができる。

また、板状部材５０は、電極群４０の厚さＴ_４０よりも該厚さＴ_４０方向の寸法Ｄ_５０が小さい。これにより、角形二次電池１００の厚さ方向の体積増加を招くことがない。したがって、電池缶１１の広側壁１１ａと電極群４０の平坦部４０ａとの間に無駄な空間が生じるのを防止して、電極群４０の正負の電極４１，４２の捲回数及び厚みを増加させ、角形二次電池１００の容量を増加させることが可能になる。

また、板状部材５０が接着層６０を介して電極群４０の端部４０ｄに固定されている場合には、電極群４０を電池缶１１の開口部１１ｄに挿入する際に、板状部材５０と電極群４０との位置ずれを防止することができる。また、接着層６０によって板状部材５０と電極群４０の端部との間の衝撃を緩和することができる。

また、板状部材５０が粘着テープ７０によって電極群４０の端部４０ｄに固定されている場合にも、同様に、電極群４０を電池缶１１の開口部１１ｄに挿入する際に、板状部材５０と電極群４０との位置ずれを防止することができる。また、板状部材５０と電極群４０との間の電解液の流通が阻害されず、電極群４０の端部４０ｄから電解液を含浸させやすくすることができる。

以上説明したように、本実施形態の角形二次電池１００によれば、電極群４０の巻きずれを防止するとともに、厚さ方向の体積増加を防止できる。

なお、本実施形態では、板状部材５０が絶縁性を有する樹脂材料によって製作された板状の部材である場合について説明したが、板状部材５０の構成は、本実施形態で説明した構成に限定されない。以下、本実施形態の板状部材５０の変形例１から変形例３について説明する。

（変形例１）
図７は、図４に示す実施形態１の板状部材５０の変形例１を示す長手方向に沿う断面図である。本変形例の板状部材５０Ａは、電極群４０の端部４０ｄに対向する多孔質層５１を備えている。多孔質層５１は、電池容器１０内の電解液を浸透させて電極群４０の端部４０ｄから電解液を含浸させることができる。したがって、本変形例の板状部材５０Ａを備えた角形二次電池によれば、実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果を得られるだけでなく、電極群４０に対する電解液の含浸性を向上させることができる。

（変形例２）
図８は、図４に示す実施形態１の板状部材５０の変形例２を示す断面図であり、図８（ａ）は長手方向の断面図、図８（ｂ）は短手方向の断面図である。本変形例の板状部材５０Ｂは、電極群４０の端部４０ｄに対向する上面５０ａの面積が電池缶１１の底壁１１ｃすなわち電池容器１０の底面に対向する下面５０ｂの面積よりも大きく、外周面５０ｃが電極群４０の捲回軸Ａに対して傾斜している。本変形例の板状部材５０Ｂを備えた角形二次電池によれば、電極群４０を電池缶１１の開口部１１ｄに挿入する際に、電極群４０の端部４０ｄに固定された板状部材５０の外周面５０ｃによって、電極群４０の挿入を容易にすることができる。

（変形例３）
図９は、図４に示す実施形態１の板状部材５０の変形例３を示す斜視図である。本変形例の板状部材５０Ｃは、実施形態１の板状部材５０と同様の材料によって網目状に形成されている。本変形例の板状部材５０Ｂを備えた角形二次電池によれば、板状部材５０Ｃの網目によって電池容器１０内の電解液を電極群４０の端部４０ｄに到達させ、電極群４０に対する電解液の含浸性をより向上させることができる。

（実施形態２）
以下、本発明の角形二次電池の実施形態２について、図１から図６までを援用し、図１０を用いて説明する。図１０は、図１に示すＸ−Ｘ断面に相当する本実施形態の角形二次電池１００Ａの矢視断面図である。

本実施形態の角形二次電池１００Ａは、板状部材５０と電池缶１１の底壁１１ｃすなわち電池容器１０の底面との間に、板状部材５０を電極群４０の端部４０ｄに向けて付勢する弾性部材８０を備える点で、前述の実施形態１の角形二次電池１００と異なっている。本実施形態の角形二次電池１００のその他の点は、前述の実施形態１の角形二次電池１００と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

弾性部材８０としては、例えば、板バネ、コイルバネ、及び皿バネ等のバネ部材、又は、スチレンブタジエン系ゴム、エチレンプロピレン系ゴム、ポリエチレン系スポンジ、及びゴム系スポンジ等の弾性体を用いることができる。本実施形態の角形二次電池１００Ａによれば、実施形態１の角形二次電池１００と同様の効果が得られるだけでなく、弾性部材８０によって板状部材５０を電極群４０の端部４０ｄに向けて付勢して、電極群４０の端部４０ｄを板状部材５０によって押圧することができる。したがって、角形二次電池１００Ａが充放電を繰り返した際の電極群４０の巻きずれを効果的に防止することができる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

例えば、本発明の角形二次電池は、モーターを駆動源としたハイブリッド自動車やゼロエミッション電気自動車等に適用される車載用の電池システムだけでなく、より広範な用途に利用することができる。例えば、本発明の角形二次電池を搭載した電池システムは、家庭用、業務用、産業用を問わず、太陽光発電や風力発電等で発電された電力で電池を充電して蓄電する蓄電システムとして使用することができる。また、本発明の角形二次電池を搭載した電池システムは、夜間の深夜電力を利用して電池を充電して蓄電する蓄電システムとして、あるいは宇宙ステーション、宇宙船、宇宙基地などの地上以外で利用可能な蓄電システムとして使用することもできる。さらに、本発明の角形二次電池を搭載した電池システムは、医療機器、建設機械、電力貯蔵システム、エレベータ、無人移動車両などの産業用として、またゴルフカート、ターレット車などの移動体用として利用することができる。

１０ 電池容器、１１ 電池缶（電池容器）、１１ｃ 底壁（電池容器の底面）、１２ 電池蓋（電池容器）、４０ 電極群、４０ｄ 端部、４１ 正極電極（電極）、４２ 負極電極（電極）、５０ 板状部材、５０ａ 電極群の端部に対向する面、５０ｂ 電池容器の底面に対向する面、５０ｃ 外周面、５１ 多孔質層、６０ 接着層、７０ 粘着テープ、８０ 弾性部材、１００，１００Ａ 角形二次電池、Ａ 捲回軸、Ｄ_５０ 板状部材の寸法、Ｔ_４０ 電極群の厚さ

Claims (7)

1. 偏平角形の電池容器と、該電池容器に収容され該電池容器の底面に垂直な捲回軸を中心に正負の電極が捲回された偏平な電極群と、を備えた角形二次電池であって、
   前記電池容器の前記底面と該底面に対向する前記電極群の前記捲回軸方向の端部との間に前記電極群の厚さよりも該厚さ方向の寸法が小さい剛性を有する板状部材が配置されていることを特徴とする角形二次電池。
2. 前記板状部材は、前記電極群の前記端部に対向する多孔質層を備えることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
3. 前記板状部材は、前記電極群の前記端部に対向する面の面積が前記電池容器の前記底面に対向する面の面積よりも大きく、外周面が前記電極群の捲回軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
4. 前記板状部材は、網目状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
5. 前記板状部材は、接着層を介して前記電極群の前記端部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
6. 前記板状部材は、粘着テープによって前記電極群の前記端部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
7. 前記板状部材と前記電池容器の前記底面との間に、前記板状部材を前記電極群の前記端部に向けて付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。

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