JP2018045796A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】集電用のタブの延出方向の長さを長くすることなく、タブを寄せ集める際の電極のずれを効果的に抑制することのできる電池を提供する。【解決手段】本発明に係る電池は、集電用タブ２６、３６を備える電極と、電極が積層方向に繰り返し積層されて構成された電極体１０と、繰り返し積層された電極のタブ２６が積層方向に積み重ねられたタブ群２８、３８とを備える。タブ群２８、３８に含まれる第１タブ２６、３６は、活物質層から延出された延出部２６ａ、３６ａと、延出部２６ａ、３６ａの延出方向Ａに対して直交または鋭角に交差する方向に延在した交差部２６ｂ、３６ｂと、を有している。交差部２６ｂ、３６ｂが積層方向に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に集電端子７０、７２が接合されている。【選択図】図５

Description

本発明は、電池に関する。詳しくは、正負の電極がセパレータを介して交互に積層された電極体を備える電池に関する。
近年、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池等の電池は、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源として好ましく用いられている。特に、リチウムイオン二次電池は、軽量で高エネルギー密度が得られることから、車両搭載用の高出力電源あるいは電力貯蔵システムの電源等としての重要性がますます高まっている。この種の電池の一つとして、正負の電極がセパレータを介して交互に積層された電極体を備える電池構造が知られている。
例えば、図１１に示す電池１は、活物質層２と該活物質層２から延出された集電用のタブ６とを備える正負の電極がセパレータを介して交互に繰り返し積層された電極体３と、集電端子４、５とを備えている。電極体３は、繰り返し積層された正負の電極の活物質層２から突出した形状のタブ６が同一極性同士で電極体３の積層方向に寄せ集められた（束ねられた）タブ群７、８を有している。かかるタブ群７、８には集電端子４、５が溶接等により取り付けられ、該集電端子４、５を介して電極端子（図示せず）と電極体３とが電気的に接続されている。この種の電池構造に関する技術文献として特許文献１が挙げられる。
特開２０１６−１１０８９２号公報
上記のように構成された電池１においては、活物質層２から延出された集電用タブ６のタブ群７、８を電極体３の積層方向に寄せ集める際に、各タブ６に加わるテンション（張力）により電極がタブ６の延出方向Ａに引っ張られることがある。特に、寄せ集め位置（束ね位置）から遠い側のタブは、寄せ集め位置に近い側のタブよりも大きなテンションが付与される。そのため、寄せ集め位置から遠い側の電極が寄せ集め位置に近い側の電極よりもタブ６の延出方向Ａに大きく飛び出し、電極がずれる可能性がある。このような電極のズレを抑制すべく、タブの延出方向の長さを十分に長くして上記テンションを緩和する方法が考えられるが、タブの延出方向の長さを長くすると、該タブが配置される空間は電極として機能しない無駄な空間となるため、電池のエネルギー密度の低下を招くことが懸念される。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、集電用のタブの延出方向の長さを長くすることなく、タブを寄せ集める際の電極のずれを効果的に抑制することのできる電池を提供することである。
本発明によって提供される電池は、活物質層と、該活物質層から延出された集電用のタブとを備える正負の電極と、前記正負の電極がセパレータを介して積層方向に交互に繰り返し積層されて構成された電極体と、前記繰り返し積層された正負の電極の前記タブが同一極性同士で前記積層方向に積み重ねられたタブ群と、前記タブ群に接続された集電端子とを備える。前記タブ群は、前記集電用タブとして、少なくとも第１タブを含む。前記第１タブは、前記積層方向に直交する面内において、前記活物質層から延出された延出部と、該延出部の延出方向に対して直交または鋭角に交差する方向に該延出部から延在した交差部とを有している。そして、前記第１タブの交差部が前記積層方向に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に前記集電端子が接合されている。かかる構成によれば、タブ群を構成する第１タブの交差部を電極体の積層方向に寄せ集める際に、第１タブに加わるテンション（張力）が延出方向（タブが活物質層から延出される方向）に作用しにくい。そのため、タブ群を寄せ集めて集電端子を接合する際に正負の電極が上記延出方向に引っ張られて飛び出す事象が抑制される。このことによって、タブの延出方向の長さを長くすることなく、電極のズレを抑制することができる。
ここに開示される電池の好適な一態様では、前記タブ群は、前記集電用タブとして、前記積層方向の中央側に配置された第２タブをさらに含む。前記第２タブは、前記積層方向に直交する面内において、前記活物質層から前記延出方向に延出された延出部であって、該延出方向に直交する方向における幅が前記第１タブの延出部の幅よりも大きい延出部を有している。そして、前記第２タブの延出部と前記第１タブの交差部とが前記積層方向の中央側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に前記集電端子が接合されている。このようにすれば、振動等によりタブ群に外力が加わった場合でもタブ群が破損することを抑制しつつ、電極のズレを抑制することができる。
ここに開示される電池の好適な一態様では、前記タブ群は、前記集電用タブとして、前記積層方向の一端側に配置された第２タブをさらに含む。前記第２タブは、前記積層方向に直交する面内において、前記活物質層から前記延出方向に延出された延出部であって、該延出方向に直交する方向における幅が前記第１タブの延出部の幅よりも大きい延出部を有している。そして、前記第２タブの延出部と前記第１タブの交差部とが前記積層方向の一端側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に前記集電端子が接合されている。このようにすれば、振動等によりタブ群に外力が加わった場合でもタブ群が破損することを抑制しつつ、電極のズレを抑制することができる。
一実施形態に係る二次電池を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る電極体を構成する正極、負極、およびセパレータを説明するための図である。 図２の正極シートの要部を模式的に示す正面図である。 集電端子を接合する前の電極体を模式的に示す斜視図である。 集電端子を接合した後の電極体を模式的に示す斜視図である。 他の実施形態に係る電極体を説明するための図である。 図６の正極シートの要部を模式的に示す正面図である。 他の実施形態に係る電極体を説明するための図である。 他の実施形態に係る正極シートの要部を模式的に示す正面図である。 他の実施形態に係る二次電池を模式的に示す断面図である。 従来の電極体を模式的に示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない電極体の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、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。
以下では、本発明をリチウムイオン二次電池に適用する場合を説明するが、本発明の適用対象を限定する意図ではない。なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の蓄電池や、電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体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。
＜第１実施形態＞
図１は、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００の内部を示す断面模式図である。図２は、電極体１０を構成する正極２０、負極３０、およびセパレータ４０について説明するための図である。なお、図面中の符号Ｗは電池の幅方向を示し、符号Ｄは電池の厚み方向を示し、符号Ｈは電池の高さ方向を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、リチウムイオン二次電池１００の設置態様を何ら限定するものではない。
リチウムイオン二次電池１００は、図１および図２に示すように、電池ケース５０と、電極体１０と、電解質６０と、集電端子７０、７２とを備えている。
電池ケース５０は、電極体１０と電解質６０と集電端子７０、７２とを収容する容器である。本実施形態において、電池ケース５０は、有底角型（直方体形状）の外形を有している。電池ケース５０は、上端に開口部を有する扁平な有底のケース本体５２と、ケース本体５２の開口部を塞ぐ蓋体５４とを備えている。電池ケース５０の材質は、例えば、アルミニウムやスチール等の金属材料である。
電池ケース５０の上面、すなわち蓋体５４には、外部接続用の正極端子８０と負極端子８２とが突出している。正極端子８０は、電極体１０の正極２０と電気的に接続されている。負極端子８２は、電極体１０の負極３０と電気的に接続されている。蓋体５４にはまた、安全弁５６と注液孔５８とが設けられている。安全弁５６は、電池ケース５０の他の部分よりも薄肉に形成されている。安全弁５６は、電池ケース５０の内圧を開放させるためのものである。注液孔５８は、液状の電解質（電解液）を注入するためのものである。注液孔５８は、キャップが取り付けられ、気密に封止されている。
電池ケース５０の内部には、電極体１０と電解質６０と集電端子７０、７２とが収容されている。電極体１０は、ここでは積層型の電極体（積層電極体）である。電極体１０は、矩形状の正極シート２０と矩形状の負極シート３０とを、それぞれ複数枚備えている。正極シート２０と負極シート３０とは、セパレータ４０を介して絶縁された状態で積み重ねられている。電極体１０の積層方向は、ここでは厚み方向Ｄである。
正極シート２０は、正極集電体２２と、その表面に形成された正極活物質層２４とを備えている。正極集電体２２には、例えば、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、正極集電体２２として、アルミニウム箔が用いられている。図示例では、正極活物質層２４は、正極集電体２２の両面に保持されている。また、幅方向Ｗにおいて、正極活物質層２４は正極集電体２２の全幅と同じ幅で形成されている。
正極活物質層２４には、正極活物質や導電材やバインダが含まれている。正極活物質には、従来からリチウムイオン二次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。一例として、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２（リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物）、ＬｉＮｉＯ２（リチウムニッケル複合酸化物）、ＬｉＣｏＯ２（リチウムコバルト複合酸化物）等の一般式ＬｉＭｅＯ２（Ｍｅは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ等の遷移金属元素の少なくとも一種を含む。）で表される層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられる。正極活物質層２４は、上述した正極活物質の他に、アセチレンブラック（ＡＢ）等の導電材や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のバインダを含有することができる。
正極シート２０は、正極活物質層２４が形成されておらず、正極活物質層２４が形成されている部分よりも上向きに突出した突出部分２６を有している。この突出部分２６は、正極活物質層２４が形成されていないため、正極集電体２２が露出している。この突出部分２６により、集電用のタブ２６が形成されている。集電用のタブ２６は、正極活物質層２４の端部から延出されている。
図３は、図２の正極シート２０の要部を模式的に示す正面図である。図３に示すように、集電用タブ２６は、電極体１０の積層方向に直交する面内において、延出部２６ａと、交差部２６ｂとを有している。延出部２６ａは、正極活物質層２４から延出された部位である。この実施形態では、延出部２６ａは、正極活物質層２４の端部２４ａから高さ方向Ｈに沿って蓋体５４（図１）に向かって延びている。交差部２６ｂは、延出部２６ａが正極活物質層２４から延出される方向（延出方向）Ａに対して直交（すなわち直角に交差）する方向に該延出部２６ａから延在した部位である。延出方向Ａに対して直交する方向は、ここでは幅方向Ｗである。また、交差部２６ｂは、正極集電端子７０（図１）が接合される部位である。この実施形態では、延出方向Ａに対して直交する方向（ここでは幅方向Ｗ）において、交差部２６ｂの幅Ｗｂは、正極集電端子７０との接合面積を好適に確保する観点から、概ね５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上であり得る。また、延出方向Ａに対して直交する方向（ここでは幅方向Ｗ）において、延出部２６ａの幅方向Ｗの幅Ｗａは、集電用タブ２６の強度や集電性能等の観点から、概ね１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上とすることができる。
この実施形態では、交差部２６ｂと正極活物質層２４の端部２４ａとの間に切り欠き２７が形成されている。この切り欠き２７によって、交差部２６ｂと正極活物質層２４との間が隔離され、交差部２６ｂを寄せ集める際にタブ２６に加わるテンション（張力）がタブ２６の延出方向Ａに作用し難いようになっている。延出方向Ａ（ここでは高さ方向Ｈ）において、切り欠き２７の長さＨａは、交差部２６ｂの長さＨｂよりも小さい。電池ケース内での電極体の占有率を高めて電池を高エネルギー密度化する観点からは、切り欠き２７の延出方向Ａの長さＨａは、概ね３ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下であり得る。切り欠き２７の長さＨａの下限は特に限定されない。例えば、切り欠き２７の長さＨａは０ｍｍ、すなわち交差部２６ｂと正極活物質層２４との間の正極集電体２２に切り込み（切れ目）が入った状態であってよい。交差部２６ｂの延出方向Ａの長さＨｂは、正極集電端子７０との接合面積を好適に確保する観点から、概ね３ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上であり得る。交差部２６ｂの長さＨｂの上限は特に限定されないが、電池ケース内での電極体の占有率を高めて電池を高エネルギー密度化する観点からは、交差部２６ｂの長さＨｂは、概ね１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下であり得る。
負極シート３０は、図１〜図３に示すように、負極集電体３２と、その表面に形成された負極活物質層３４とを備えている。負極集電体３２には、例えば、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、負極集電体３２として、銅箔が用いられている。図示例では、負極活物質層３４は、負極集電体３２の両面に保持されている。また、幅方向Ｗにおいて、負極活物質層３４は負極集電体３２の全幅と同じ幅で形成されている。
負極活物質層３４には、負極活物質や増粘剤やバインダなどが含まれている。負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次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。一例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボンなどの炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物などが挙げられる。また、かかる負極活物質の他に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のバインダや、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤を添加することができる。
負極シート３０は、負極活物質層３４が形成されておらず、負極活物質層３４が形成されている部分よりも上向きに突出した突出部分３６を有している。この突出部分３６は、負極活物質層３４が形成されていないため、負極集電体３２が露出している。この突出部分３６により、集電用のタブ３６が形成されている。負極側の集電用タブ３６は、負極活物質層３４の端部から延出されている。また、負極側の集電用タブ３６は、前述した正極側の集電用タブ２６とは幅方向Ｗの異なる位置において、負極活物質層３４の端部から延出されている。負極側の集電用タブ３６は、前述した正極側の集電用タブ２６と同様、積層方向に直交する面内において、負極活物質層３４から延出された延出部３６ａと、該延出部３６ａの延出方向Ａに対して直交する方向に該延出部３６ａから延在した交差部３６ｂとを有している。負極側の集電用タブ３６の詳細な寸法等の構成は、前述した正極側の集電用タブ２６と同様であるため、重複した説明は省略する。
セパレータ４０は、正極シート２０と負極シート３０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ４０は、微小な孔を複数有する所定幅のシート材で構成されている。セパレータ４０には、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を用いることができる。
電極体１０は、前述のように、複数枚の正極シート２０、複数枚の負極シート３０および複数枚のセパレータ４０を積層して形成されている。具体的には、正極シート２０と負極シート３０とがセパレータ４０を介して積層方向（ここでは厚み方向Ｄ）に交互に繰り返し複数積層されて構成されている。また、電極体１０は、正極活物質層２４と負極活物質層３４とがセパレータ４０を介して重なり合う積層部１２を有している。この積層部１２は、正極活物質層２４と負極活物質層３４との間でセパレータ４０を介して電荷担体（ここではリチウムイオン）の授受が行われる部分であり、電池１００の充放電に寄与する部分である。
図４は、集電端子７０、７２を接合する前の電極体１０を模式的に示す斜視図である。図５は、集電端子７０、７２を接合した後の電極体１０を模式的に示す斜視図である。図４および図５に示すように、繰り返し積層された複数の正極シート２０の集電用タブ２６が電極体１０の積層方向（ここでは厚み方向Ｄ）に積み重ねられ、積層部１２の端面１２ａ（ここでは上面１２ａ（図１））から突出している。複数の集電用タブ２６は、これらが積層方向に積み重ねられることにより、正極側のタブ群２８を構成している。また、繰り返し積層された複数の負極シート３０の集電用タブ３６が電極体１０の積層方向に積み重ねられ、積層部１２の端面１２ａから突出している。複数の集電用タブ３６は、これらが積層方向に積み重ねられることにより、負極側のタブ群３８を構成している。
正極側のタブ群２８には、正極集電端子７０が接続されている。具体的には、正極側のタブ群２８を構成する集電用タブ２６の交差部２６ｂが積層方向（ここでは厚み方向Ｄ）の一端側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に正極集電端子７０が接合（例えば溶接）されている。かかる構成によると、正極側の集電用タブ２６の延出部２６ａは、積層方向の一端側に寄せ集められない。そのため、正極側の集電用タブ２６の交差部２６ｂを寄せ集める際にタブ２６に加わるテンション（張力）は、交差部２６ｂが延出部２６ａから延在する方向（直交方向）のみに作用し、延出部２６ａの延出方向Ａには作用し難い。このことにより、正極側のタブ群２８が寄せ集められる際に正極シート２０が延出方向Ａに引っ張られる事象（ひいては正極シート２０が延出方向Ａに飛び出す事象）が抑制され、正極シート２０の位置ずれが抑えられる。電極体１０の正極シート２０は、正極集電端子７０を介して正極端子８０と電気的に接続されている。
正極側と同様に、負極側のタブ群３８には、負極集電端子７２が接続されている。具体的には、負極側のタブ群３８を構成する集電用タブ３６の交差部３６ｂが積層方向（ここでは厚み方向Ｄ）の一端側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に負極集電端子７２が接合（例えば溶接）されている。かかる構成によると、負極側の集電用タブ３６の延出部３６ａは、積層方向の一端側に寄せ集められない。そのため、集電用タブ２６の交差部３６ｂを寄せ集める際にタブ３６に加わるテンション（張力）は、交差部３６ｂが延出部３６ａから延在する方向（直交方向）のみに作用し、延出部３６ａの延出方向Ａには作用し難い。このことにより、負極側のタブ群３８が寄せ集められる際に負極シート３０が延出方向Ａに引っ張られる事象（ひいては負極シート３０が延出方向Ａに飛び出す事象）が抑制され、負極シート３０の位置ずれが抑えられる。電極体１０の負極シート３０は、負極集電端子７２を介して負極端子８２と電気的に接続されている。
以上のように、リチウムイオン二次電池１００は、図１〜図５に示すように、活物質層２４、３４と、該活物質層２４、３４から延出された集電用のタブ２６、３６とを備える正負の電極２０、３０と、正負の電極２０、３０がセパレータ４０を介して積層方向に交互に繰り返し積層されて構成された電極体１０と、繰り返し積層された正負の電極２０、３０のタブ２６、３６が同一極性同士（すなわち正極２０同士および負極３０同士）で積層方向に積み重ねられたタブ群２８、３８と、タブ群２８、３８に接続された集電端子７０、７２とを備えている。タブ群２８、３８は、集電用タブとして、少なくとも第１タブ２６、３６を含む。第１タブ２６、３６は、積層方向に直交する面内において、活物質層２４、３４から延出された延出部２６ａ、３６ａと、該延出部２６ａ、３６ａの延出方向に対して直交する方向に該延出部２６ａ、３６ａから延在した交差部２６ｂ、３６ｂと、を有している。そして、第１タブ２６、３６の交差部２６ｂ、３６ｂが積層方向に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に集電端子７０、７２が接合されている。
かかる構成によると、第１タブ２６、３６の交差部２６ｂ、３６ｂが寄せ集められる際に第１タブ２６、３６に加わるテンション（張力）が第１タブ２６、３６の延出方向Ａに作用しにくく、正負の電極２０、３０が第１タブ２６、３６の延出方向Ａに飛び出す事象が抑制される。このことによって、電極２０、３０のズレを抑制することができる。また、第１タブ２６、３６の延出方向Ａの長さを長くしてテンションを緩和し、電極２０、３０のズレを抑制するという従来の構成と比べて、タブ２６、３６の延出方向Ａの長さを長くしなくてもよい。これによって、電池ケース５０内において充放電に寄与する電極体１０（積層部１２）の占有率を高めることが可能となる。その結果、電池ケース５０内の充放電に寄与しないスペース（デッドスペース）を削減して、高エネルギー密度化を実現することができる。
以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記した実施形態では、延出部２６ａ、３６ａおよび交差部２６ｂ、３６ｂを有する第１タブ２６、３６のみでタブ群２８、３８が構成されている場合を例示したが、これには限定されない。
図６は、他の一実施形態に係る電極体１０およびタブ群２８、３８を模式的に示す斜視図である。この例では、正極側のタブ群２８は、電極体１０の積層方向の一端側および他端側に配置された第１タブ２６と、該積層方向の中央側に配置された第２タブ１２６とを備えている。負極側のタブ群３８は、電極体１０の積層方向の一端側および他端側に配置された第１タブ３６と、該積層方向の中央側に配置された第２タブ１３６とを備えている。
図７は、図６の正極シート２０の正面図である。正極側の第２タブ１２６は、積層方向に直交する面内において、正極活物質層２４から延出方向Ａに延出された延出部１２６ａを有している。延出方向Ａに直交する方向（ここでは幅方向Ｗ）において、第２タブ１２６の幅Ｗｃは、第１タブ２６の延出部２６ａの幅Ｗａ（図３）よりも大きい。この実施形態では、第２タブの延出部１２６ａの幅Ｗｃは、第１タブ２６の延出部２６ａの幅Ｗａと交差部２６ｂの幅Ｗｂとの合計幅（Ｗａ＋Ｗｂ：図３）と同じである。負極側の第２タブ１３６も、前述した正極側の第２タブ１２６と同様、負極活物質層３４から延出方向Ａに延出された延出部１３６ａを有している。負極側の第２タブ１３６の詳細な寸法等の構成は、前述した正極側の第２タブ１２６と同様であるため、重複した説明は省略する。
本実施形態においては、図６に示すように、正極側および負極側のタブ群２８、３８は、それぞれ電極体１０の積層方向の中央側に寄せ集められる。この場合、寄せ集め位置から遠い側（一端側および他端側）のタブは、寄せ集め位置に近い側（中央側）のタブに比べて、寄せ集め時により大きなテンション（張力）が付加される。この寄せ集め位置から遠い側のタブに第１タブ２６、３６が用いられている。一方、寄せ集め位置に近い側（中央側）のタブは、寄せ集め位置から遠い側（一端側および他端側）のタブに比べて、寄せ集め時にテンションがさほどかからない。この寄せ集め位置に近い側のタブに第２タブ１２６、１３６が用いられている。そして、第２タブ１２６、１３６の延出部１２６ａ、１３６ａと第１タブ２６、３６の交差部２６ｂ、３６ｂとが積層方向の中央側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に集電端子７０、７２が接合されている。
かかる構成によると、タブ群２８、３８の破損を抑制しつつ、電極２０、３０のズレを効果的に抑制することができる。すなわち、第１タブ２６、３６のみでタブ群２８、３８を構成する場合、第１タブ２６、３６の切り欠きによる強度低下のため、振動等でタブ群２８、３８に外力が加わると、タブ群２８、３８が破損する虞がある。これに対し、第２タブ１２６、１３６は、切り欠きが形成されておらず、第１タブ２６、３６の延出部２６ａ、３６ａよりも幅広な延出部１２６ａ、１３６ａを有するため、第１タブ２６、３６よりも強度が高い。かかる高強度の第２タブ１２６、１３６を第１タブ２６、３６と併用することで、タブ群２８、３８の機械的強度が向上し、振動等によりタブ群２８、３８に外力が加わった場合でもタブ群２８、３８の破損を抑制することができる。また、第２タブ１２６、１３６は、寄せ集め位置に近い側（寄せ集め時にテンションがさほどかからない中央側）に配置されているので、第２タブ１２６、１３６と第１タブ２６、３６とを併用した場合でも、寄せ集め位置に近い側（中央側）の電極２０、３０が延出方向に引っ張られにくく、電極２０、３０のズレ抑制効果を十分に発揮させることができる。
図６に示した実施形態では、タブ群２８、３８が電極体１０の積層方向の中央側に寄せ集められていたが、これには限定されない。
図８は、他の一実施形態に係る電極体１０およびタブ群２８、３８を模式的に示す斜視図である。この実施形態では、正極側および負極側のタブ群２８、３８は、電極体１０の積層方向の一端側に寄せ集められる。この場合、タブ群２８、３８は、積層方向において、寄せ集め位置に近い側（一端側）のタブを第２タブ１２６、１３６とし、寄せ集め位置から遠い側（中央側および他端側）のタブを第１タブ２６、３６とすることができる。このように、タブ群２８、３８を電極体１０の積層方向の一端側に寄せ集める場合でも、第２タブ１２６、１３６と第１タブ２６、３６とを適切な配置で併用することで、振動等の外力によるタブ群２８、３８の破損を抑制しつつ、電極のズレを抑制することができる。
図８に示した実施形態では、タブ群２８、３８を積層方向に３分割していたが、分割の数はこれに限定されない。例えば、タブ群２８、３８を積層方向に２分割し、寄せ集め位置に近い一端側のタブを第２タブ１２６、１３６とし、寄せ集め位置から遠い他端側のタブを第１タブ２６、３６としてもよい。タブ群２８、３８を構成する第１タブ２６、３６および第２タブ１２６、１３６の数や配置箇所は、必要に応じて任意に変更可能である。
上述した実施形態では、タブ２６、３６の延出方向Ａに対して交差部２６ｂ、３６ｂが交差する角度が直角（９０度）の場合を例示したが、これには限定されない。
図９は、他の一実施形態に係る正極シート２０を模式的に示す正面図である。この実施形態では、正極シート２０の第１タブ２６は、積層方向に直交する面内において、正極活物質層２４から延出された延出部２６ａと、該延出部２６ａの延出方向Ａに対して鋭角に（すなわち９０度未満の角度で）交差する方向に該延出部２６ａから延在した交差部２６ｂとを有している。このように、延出方向Ａに対して交差部２６ｂが交差する角度θを鋭角とした場合でも、タブ２６の延出方向Ａの長さを長くすることなく、電極２０、３０のズレを抑制することが可能となる。延出方向Ａに対して交差部２６ｂが交差する角度θは、９０度以下であればよく、例えば６０度〜９０度、好ましくは７０度〜９０度、より好ましくは８０度〜９０度であり得る。
上記した実施形態では、正極側のタブ群２８および負極側のタブ群３８がいずれも電極体１０の同一面（ここでは上面）１２ａから突出していたが、これには限定されない。
図１０は、他の一実施形態に係る電池１００を模式的に示す断面図である。この実施形態では、電池１００は、正極側のタブ群２８が電極体１０の右側面から右方に突出している。また、負極側のタブ群３８が電極体１０の左側面から左方に突出している。このように、正極側のタブ群２８および負極側のタブ群３８が電極体１０の異なる面から突出している場合、タブ群２８、３８を寄せ集める際に正負の電極２０、３０のズレが特に発生しやすい。そのため、上述した電極ズレ抑制効果がより効果的に発揮され得る。
また、ここに開示される技術の好適な適用対象は、上述した積層タイプの電極体に限定されない。例えば、正極集電体２２と負極集電体３２とがそれぞれ帯状のシート材であり、正極集電体２２と負極集電体３２とが、長手方向を揃え、かつ、正極活物質層２４と負極活物質層３４とが、セパレータ４０を介在させた状態で互いに対向するように配置され、捲回軸廻りに捲回された捲回電極体であってもよい。かかる捲回電極体においては、正極２０と負極３０とがセパレータ４０を介して捲回軸に直交する方向（積層方向）に交互に繰り返し積層される。かかる捲回電極体において正極活物質層２４から延出された正極側の集電用タブ２６および負極活物質層３４から延出された負極側の集電用タブ３６に、延出部２６ａ、３６ａおよび交差部２６ｂ、３６ｂを形成することができる。このような場合であっても、上述の効果を得ることができる。
電池１００は各種用途に利用可能であるが、エネルギー密度が高く、電極のズレが生じにくいことを特徴とする。したがって、このような特徴を活かして、特にエネルギー密度の高い大型電池に好ましく採用することができる。具体的には、例えば、理論容量が１０Ａｈ以上（例えば１０〜２５０Ａｈ）、例えば５０Ａｈ以上、さらには１００Ａｈ以上（例えば１００〜２００Ａｈ）の大容量タイプの電池に好ましく適用することができる。また、電池１００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）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、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）等が挙げられる。
１０ 電極体
２０ 正極
２２ 正極集電体
２４ 正極活物質層
２６、３６ 集電用タブ（第１タブ）
２６ａ、３６ａ 延出部
２６ｂ、３６ｂ 交差部
２８、３８ タブ群
３２ 負極集電体
３４ 負極活物質層
４０ セパレータ
５０ 電池ケース
７０ 正極集電端子
７２ 負極集電端子
１００ 電池
１２６ 集電用タブ（第２タブ）
１２６ａ、１３６ａ 延出部

Claims (3)

  1. 活物質層と、該活物質層から延出された集電用のタブとを備える正負の電極と、
    前記正負の電極がセパレータを介して積層方向に交互に繰り返し積層されて構成された電極体と、
    前記繰り返し積層された正負の電極の前記タブが同一極性同士で前記積層方向に積み重ねられたタブ群と、
    前記タブ群に接続された集電端子と
    を備え、
    前記タブ群は、前記集電用タブとして、少なくとも第１タブを含み、
    前記第１タブは、前記積層方向に直交する面内において、前記活物質層から延出された延出部と、該延出部の延出方向に対して直交または鋭角に交差する方向に該延出部から延在した交差部とを有しており、
    前記第１タブの交差部が前記積層方向に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に前記集電端子が接合されている、電池。
  2. 前記タブ群は、前記集電用タブとして、前記積層方向の中央側に配置された第２タブをさらに含み、
    前記第２タブは、前記積層方向に直交する面内において、前記活物質層から前記延出方向に延出された延出部であって、該延出方向に直交する方向における幅が前記第１タブの延出部の幅よりも大きい延出部を有しており、
    前記第２タブの延出部と前記第１タブの交差部とが前記積層方向の中央側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に前記集電端子が接合されている、請求項１に記載の電池。
  3. 前記タブ群は、前記集電用タブとして、前記積層方向の一端側に配置された第２タブをさらに含み、
    前記第２タブは、前記積層方向に直交する面内において、前記活物質層から前記延出方向に延出された延出部であって、該延出方向に直交する方向における幅が前記第１タブの延出部の幅よりも大きい延出部を有しており、
    前記第２タブの延出部と前記第１タブの交差部とが前記積層方向の一端側に寄せ集められ、その寄せ集められた部位に前記集電端子が接合されている、請求項１に記載の電池。

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