JP2018055955A - 蓄電素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常発生時における電極体によるガス排出弁の閉塞を抑制する構成を簡易にする蓄電素子等を提供する。【解決手段】蓄電素子１００は、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａ上にそれぞれ正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂを有する正極板２１及び負極板２２が積層された電極体２０と、容器１０とを備える。蓄電素子１００では、容器１０は、ガス排出弁７０が設けられた蓋体１２を有し、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａはそれぞれ、弱化部２１ｗ及び２２ｗを含み、弱化部２１ｗ及び２２ｗは正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂで覆われている。【選択図】図３

Description

本発明は、容器にガス排出弁を備える蓄電素子及びその製造方法に関する。

二次電池等の蓄電素子には、電極体と、電極体を収容する容器と、容器内の電解液等の電解質とを備えるものがある。例えば、特許文献１には、電池ケースの開口部の封口板にガス排出弁としてのガス排出機構を備える非水電解質二次電池が記載されている。電池ケースには、正極と負極とをセパレータを介して巻回した電極体としての電極群が、収納されている。さらに、電極群と封口板との間には、上部絶縁板が配置され、上部絶縁板は、電極群の中央部に配置された中芯と一体成形された構成を有する。

特開２０１３−７３８７３号公報

特許文献１には、二次電池の異常発生時に多量のガスが発生した場合、ガスがガス排出機構を介して電池ケースの外部へ排出されることに伴い、電極群が封口板側へ移動し、ガス排出機構へのガス排出流路を遮断するという問題が、挙げられている。特許文献１の二次電池は、上部絶縁板と、中芯とが一体成形されることによって、上部絶縁板の中央部での強度を向上させている。これにより、ガス排出圧力が増加した場合であっても上部絶縁板の破損を抑え、ガス排出機構への電極群の移動を抑制する。しかしながら、上記二次電池では、電池ケースに上部絶縁板を固定するための構造、電極群への上部絶縁板及び中芯の取付作業等が必要になり、構造の複雑化及び作業工程の増加によるコスト上昇の問題が生じる。

そこで、本発明は、異常発生時における電極体によるガス排出弁の閉塞を抑制する構成を簡易にする蓄電素子及びその製造方法を提供する。

本発明に係る蓄電素子は、基材箔上に活物質層を有する極板が積層された電極体と、容器とを備える蓄電素子であって、容器は、ガス排出弁が設けられた壁部を有し、基材箔は、弱化部を含み、弱化部は活物質層で覆われている。

弱化部の少なくとも一部は、ガス排出弁に対向する位置に配置されてもよい。
弱化部は、基材箔に形成されたスリット及び溝部の少なくとも一方を含んでもよい。
弱化部は複数のスリット及び複数の溝部の少なくとも一方を含んで形成され、複数のスリット及び複数の溝部の少なくとも一方は、上記壁部から離れる方向に沿って列状に並ぶように配置されてもよい。
弱化部が、複数層の極板に配置され、複数層の極板の弱化部は、極板の積層方向に沿って並ぶように配置されてもよい。

本発明に係る蓄電素子の製造方法は、基材箔にスリット及び溝の少なくとも一方を設ける工程と、スリット及び溝の少なくとも一方が設けられた基材箔に活物質を塗布し極板を形成する工程と、極板を積層して電極体を形成する工程とを含む。

本発明に係る蓄電素子等によれば、異常発生時における電極体によるガス排出弁の閉塞を抑制する構成が、簡易になる。

実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。 図１の蓄電素子の分解斜視図である。 図１の蓄電素子の断面側面図であり、正極端子及び負極端子の中央を通り且つ容器本体の長側壁に沿う蓄電素子の断面を、方向ＩＩＩで見た図である。 図２の電極体の一部を展開した斜視図である。 ガス排出弁の開放時の蓄電素子を、図３と同様に示す断面側面図である。 実施の形態に係る蓄電素子の製造工程の流れを示す図である。 実施の形態の変形例に係る蓄電素子の図２と同様の分解斜視図である。 図７の蓄電素子の断面側面図であり、図３と同様に示す図である。 図７の電極体の一部を展開した斜視図である。 実施の形態の別の変形例に係る蓄電素子の断面側面図であり、図３と同様に示す図である。 実施の形態のさらに別の変形例に係る蓄電素子の断面側面図であり、図３と同様に示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子及びその製造方法について説明する。なお、以下で説明する実施の形態及び変形例は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、並びに製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及び変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態及び変形例の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。

［実施の形態］
実施の形態に係る蓄電素子１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を模式的に示す斜視図である。図１に示されるように、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子１００は、充放電可能な二次電池である。例えば、蓄電素子１００は、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。しかしながら、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよく、キャパシタであってもよい。

図１及び図２を参照すると、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の容器１０と、容器１０の中に収容される電極体２０と、容器１０に設けられる正極端子３０及び負極端子４０とを備えている。なお、図２は、図１の蓄電素子１００の分解斜視図である。

容器１０は、有底角筒状の容器本体１１と、容器本体１１の細長い矩形状の開口部１１ａを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体１２とを有している。容器本体１１は、細長い矩形状の底壁１１ｂと、底壁１１ｂの４つの縁から直立する４つの矩形状の側壁１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ及び１１ｆとを有している。側壁１１ｃ及び１１ｅは、互いに対向して位置し、開口部１１ａから底壁１１ｂを見たときの容器本体１１の外周方向で、側壁１１ｄ及び１１ｆよりも幅広である長側壁を形成している（以下、側壁１１ｃ及び１１ｅを、長側壁１１ｃ及び１１ｅとも呼ぶ）。側壁１１ｄ及び１１ｆは、互いに対向して位置し、上記外周方向で長側壁１１ｃ及び１１ｅよりも幅狭である短側壁を形成している（以下、側壁１１ｄ及び１１ｆを、短側壁１１ｄ及び１１ｆとも呼ぶ）。

容器本体１１と蓋体１２とは、溶接等の接合方法によって接合され、その接合部を気密な状態にして固定される。これにより、容器１０は、内部に密閉された空間を形成する。容器本体１１及び蓋体１２は、限定するものではないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能であり且つ高い剛性を有する金属から作製され得る。

容器１０の内部には、電極体２０と共に電解液（本実施の形態では、非水電解液）等の電解質が封入されるが、当該電解質の図示は省略する。容器１０に封入される電解質としては、蓄電素子１００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく様々なものを選択することができる。
蓋体１２の外面１２ａ上に、導電性を有する正極端子３０及び負極端子４０が配置されている。蓋体１２において、正極端子３０と負極端子４０との中間には、ガス排出弁７０が形成されている。ガス排出弁７０の構成については、後述する。ここで、蓋体１２は、容器１０の壁部の一例である。

図２及び図３を参照すると、正極端子３０及び負極端子４０はそれぞれ、蓋体１２を貫通して延び、容器１０内に設けられ且つ導電性を有する正極集電体５０及び負極集電体６０と接続される。そして、正極集電体５０及び負極集電体６０は、電極体２０とも接続される。電極体２０は、正極集電体５０及び負極集電体６０と共に容器本体１１内に収容される。なお、図３は、図１の蓄電素子１００の断面側面図であり、正極端子３０及び負極端子４０の中央を通り且つ容器本体１１の長側壁１１ｃ及び１１ｅに沿う蓄電素子１００の断面を、方向ＩＩＩで見た図である。図３では、電極体２０は側面図で描かれている。

また、板状の上部絶縁部材３１及び４１がそれぞれ、正極端子３０と蓋体１２との間、及び負極端子４０と蓋体１２との間に設けられ、正極端子３０及び負極端子４０を蓋体１２から電気的に絶縁する。板状の下部絶縁部材３２及び４２がそれぞれ、蓋体１２と正極集電体５０との間、及び蓋体１２と負極集電体６０との間に設けられ、正極集電体５０及び負極集電体６０を蓋体１２から電気的に絶縁する。各絶縁部材３１、３２、４１及び４２はいずれも、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料から作製され、例えば、ガスケットである。

正極端子３０及び負極端子４０はそれぞれ、軸部３０ａ及び４０ａを有している。軸部３０ａは、上部絶縁部材３１、蓋体１２及び下部絶縁部材３２を貫通して延び、正極集電体５０の板状の固定部５１と接合される。軸部４０ａは、上部絶縁部材４１、蓋体１２及び下部絶縁部材４２を貫通して延び、負極集電体６０の固定部６１と接合される。また、正極集電体５０及び負極集電体６０はそれぞれにおいて、固定部５１及び６１から延びる脚部５２及び６２が、電極体２０に接合される。これにより、正極端子３０及び負極端子４０が、正極集電体５０及び負極集電体６０を介して電極体２０と電気的に接続される。

図２及び図４を参照して、電極体２０の構成を説明する。なお、図４は、図２の電極体２０の一部を展開した斜視図である。電極体２０は、電気を蓄積可能な蓄電要素（発電要素とも呼ばれる）である。電極体２０は、シート状の正極板２１と、シート状の負極板２２と、シート状の２つのセパレータ２３及び２４とを、層状に重ねるように含んでいる。ここで、正極板２１及び負極板２２は、極板の一例である。

電極体２０は、正極板２１、負極板２２並びにセパレータ２３及び２４が互いに重ね合わせられつつ一緒に、巻回軸Ａを中心に巻回方向Ｂで渦巻き状に多重に巻回されることによって、形成される。巻回軸Ａは、図４において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体２０は、巻回軸Ａに関して略対称な構成を有している。本実施の形態では、電極体２０は、巻回軸Ａに垂直な断面が長円形状である扁平な外形を有している。このような電極体２０は、巻回軸Ａを通り且つ電極体２０の中央に位置する平坦部分と、平坦部分の両側に位置する２つの湾曲部分とを含む。なお、電極体２０の断面形状は、円形、楕円形、矩形、その他の多角形等の長円形以外の形状であってもよい。

正極板２１は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる矩形帯状の金属箔である正極基材箔２１ａと、正極基材箔２１ａ上の正極活物質層２１ｂ（図４において斜線表示）とを含む。負極板２２は、銅、銅合金等の金属からなる矩形帯状の金属箔である負極基材箔２２ａと、負極基材箔２２ａ上の負極活物質層２２ｂ（図４において斜線表示）とを含む。正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂはそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの両側の幅広な主面上の略全体に、塗工等によって付着形成されているが、一方の主面にのみ形成されてもよい。正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂに用いられる正極活物質及び負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出可能である適宜公知の材料が使用され得る。セパレータ２３及び２４は、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなる微多孔性のシートである。ここで、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａは、基材箔の一例であり、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂは、活物質層の一例である。

正極板２１の長手に沿う２つの縁２１ｃ及び２１ｄのうちの一方の縁２１ｃに沿って、帯状の正極活物質層非形成部２１ｅが形成されている。負極板２２の長手に沿う２つの縁２２ｃ及び２２ｄのうちの一方の縁２２ｄに沿って、帯状の負極活物質層非形成部２２ｅが形成されている。正極活物質層非形成部２１ｅ及び負極活物質層非形成部２２ｅではそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａのいずれの主面にも正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂが形成されず、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａが露出している。

正極板２１及び負極板２２は、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂが重なり且つ正極活物質層非形成部２１ｅ及び負極活物質層非形成部２２ｅが上記重なり部分を挟んで反対側に位置するように、重ねられる。このとき、正極活物質層非形成部２１ｅ及び負極活物質層非形成部２２ｅはそれぞれ、負極板２２の縁２２ｃ及び正極板２１の縁２１ｄから巻回軸Ａ方向外方に突出する。

セパレータ２３及び２４は、１つの負極板２２をその両側の主面側から挟むように設けられ、さらに、１つの正極板２１が、セパレータ２３上に重ねて設けられる。上述のように重ね合わされた状態の正極板２１、負極板２２並びにセパレータ２３及び２４が一緒に巻回されることによって、電極体２０が形成される。電極体２０では、セパレータ２３及び２４は、負極板２２の両側主面上の負極活物質層２２ｂを覆うと共に、正極板２１の両側主面上の正極活物質層２１ｂを覆い、負極活物質層２２ｂと正極活物質層２１ｂとの直接的な接触を抑制する。

電極体２０の巻回軸Ａ方向の一方の端部２０ａでは、正極活物質層非形成部２１ｅの正極基材箔２１ａが、セパレータ２３及び２４から巻回軸Ａ方向外方に突出し巻回されている。電極体２０の巻回軸Ａ方向の他方の端部２０ｂでは、負極活物質層非形成部２２ｅの負極基材箔２２ａが、セパレータ２３及び２４から巻回軸Ａ方向外方に且つ正極活物質層非形成部２１ｅの正極基材箔２１ａと反対側に突出し、巻回されている。正極活物質層非形成部２１ｅ及び負極活物質層非形成部２２ｅはそれぞれ、正極板２１及び負極板２２の集電領域を形成し、正極集電体５０の脚部５２及び負極集電体６０の脚部６２と接合される。正極集電体５０及び負極集電体６０と接合された電極体２０は、巻回軸Ａが蓋体１２の長手方向に沿い且つ一方の湾曲部分が蓋体１２に対向する姿勢で蓋体１２に固定され、容器本体１１内に収容される。このような電極体２０は、蓋体１２に対する縦巻き型の電極体とも呼ばれる。なお、蓋体１２の長手方向は、短側壁１１ｄから短側壁１１ｆに向かう方向である。

また、正極基材箔２１ａには、縁２１ｃ及び２１ｄに沿って互いに間隔をあけて一列に配列された複数のスリット２１ｆが、形成されている。複数のスリット２１ｆは、正極基材箔２１ａの長手方向に延びる１つのスリット列２１ｇを形成する。本実施の形態では、複数のスリット２１ｆは、ミシン目状に直線的に形成されており、正極基材箔２１ａは、１巻回あたりに複数のスリット２１ｆを含む。さらに、各スリット２１ｆは、正極基材箔２１ａを貫通する細長な矩形状の貫通穴を形成し、その長手がスリット列２１ｇに沿うように方向付けられている。スリット列２１ｇは、正極基材箔２１ａの長手方向全体にわたって延びる。スリット列２１ｇは、正極基材箔２１ａにおいて、電極体２０の端部２０ａ及び２０ｂの中間の位置、つまり、正極活物質層２１ｂの巻回軸Ａ方向の中央の位置に配置されている。スリット２１ｆ同士の間に位置する正極基材箔２１ａの複数の正極基材箔連結部分２１ａａは、スリット列２１ｇの両側の正極基材箔２１ａ同士を連結している。各正極基材箔連結部分２１ａａは、正極基材箔連結部分２１ａａ以外の領域の正極基材箔２１ａよりも、大幅に小さい長さ及び幅で形成されるため、破断しやすい。なお、正極基材箔連結部分２１ａａの長さ及び幅はそれぞれ、スリット列２１ｇに沿う方向の長さ、及びスリット列２１ｇに垂直な方向の幅である。正極基材箔連結部分２１ａａ及びスリット２１ｆは、正極基材箔２１ａに弱化部２１ｗを形成する。正極基材箔連結部分２１ａａ及びスリット２１ｆは、正極基材箔２１ａの弱化部の好適な一例である。

同様に、負極基材箔２２ａにも、縁２２ｃ及び２２ｄに沿って互いに間隔をあけて一列に配列された複数のスリット２２ｆが、形成されている。複数のスリット２２ｆは、負極基材箔２２ａの長手方向に延びる１つのスリット列２２ｇを形成する。本実施の形態では、複数のスリット２２ｆの形状、寸法、方向付け及びスリット間の間隔等の構成は、正極基材箔２１ａのスリット２１ｆと同様であるが、スリット２１ｆと異なっていてもよい。スリット列２２ｇは、負極基材箔２２ａの長手方向全体にわたって延びる。スリット列２２ｇは、負極基材箔２２ａにおいて、電極体２０の端部２０ａ及び２０ｂの中間の位置、つまり、負極活物質層２２ｂの巻回軸Ａ方向の中央の位置に配置されている。スリット２２ｆ同士の間に位置する負極基材箔２２ａの複数の負極基材箔連結部分２２ａａと複数のスリット２２ｆとは、負極基材箔２２ａに弱化部２２ｗを形成する。負極基材箔連結部分２２ａａ及びスリット２２ｆは、負極基材箔２２ａの弱化部の好適な一例である。

正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂはそれぞれ、スリット２１ｆ及び２２ｆを形成後の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの両側主面に対して、スリット２１ｆ及び２２ｆの中を正極活物質及び負極活物質で埋めつつ、層状に形成される。これにより、正極活物質層２１ｂを形成後の正極板２１及び負極活物質層２２ｂを形成後の負極板２２では、スリット２１ｆ及び２２ｆは、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂによって隠され見えない。さらに、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの上それぞれにおける正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂの形成面積は、スリット２１ｆ及び２２ｆが存在することにより減少しない。スリット２１ｆ及び２２ｆはそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの製造過程で形成されてもよく、製造後に金型による押し抜き、レーザーカット等の加工によって形成されてもよい。

上述のように構成されたスリット列２１ｇ及び２２ｇはそれぞれ、電極体２０の巻回軸Ａと略垂直に延在する。スリット列２１ｇ及び２２ｇはそれぞれ、電極体２０において、正極板２１及び負極板２２の全巻回にわたって延び、且つ、各巻回の正極板２１及び負極板２２の全周にわたって存在する。よって、スリット列２１ｇ及び２２ｇは、正極板２１及び負極板２２による積層の各層に形成される。また、スリット列２１ｇ及び２２ｇはそれぞれ、正極活物質層非形成部２１ｅと負極活物質層非形成部２２ｅとの中間に位置する。そして、各層のスリット列２１ｇは、正極板２１の積層方向で互いに重なるように位置し、各層のスリット列２２ｇは、負極板２２の積層方向で互いに重なるように位置する。さらに、スリット列２１ｇ及び２２ｇは、正極板２１及び負極板２２の積層方向で互いに重なるように位置する。よって、スリット列２１ｇ及び２２ｇのスリット２１ｆ及び２２ｆは、巻回軸Ａに略垂直な電極体２０の１つの断面又は当該断面の近傍の領域内に位置する、つまり、正極板２１及び負極板２２の積層方向に沿って並ぶように位置する。しかしながら、スリット２１ｆ及び２２ｆの一部が、当該領域からずれて位置してもよい。

図２及び図３を参照すると、ガス排出弁７０は、蓋体１２と一体的に形成されている。ガス排出弁７０は、蓋体１２の一部の厚さを薄くすることによって強度が低くなるように形成された薄肉部７１を含んでいる。本実施の形態では、蓋体１２の外面１２ａに垂直な方向でみたときの薄肉部７１の平面形状が、長円形状である。容器１０の内圧の上昇等によって、ガス排出弁７０に所定の圧力が作用すると、薄肉部７１が破断して圧力逃がし穴としての開放部７３（図５参照）を形成する。これにより、容器１０内の圧力が外部に逃がされる。なお、薄肉部７１は、溝状の切り込み部７２がさらに形成されることによって、切り込み部７２の部分で破断しやすく構成されてもよい。

次に、蓋体１２と電極体２０との間の位置関係を説明する。図２〜図４を参照すると、電極体２０は、スリット列２１ｇ及び２２ｇが延びる方向が、蓋体１２と交差する方向、例えば蓋体１２に略垂直な方向となるように、蓋体１２に対して配置されている。このとき、スリット列２１ｇ及び２２ｇは、蓋体１２から離れる方向に延び、巻回軸Ａは、蓋体１２と略平行に延びる。よって、スリット列２１ｇ及び２２ｇのスリット２１ｆ及び２２ｆは、蓋体１２から離れる方向に沿って列状に並ぶ。

また、スリット列２１ｇ及び２２ｇは、ガス排出弁７０と対向する位置に位置している。このとき、スリット２１ｆ及び２２ｆの少なくとも一部が、ガス排出弁７０と対向する位置に位置する。具体的には、スリット列２１ｇ及び２２ｇが上記の位置にある場合、容器１０の長側壁１１ｃから長側壁１１ｅに向かって見たとき、蓋体１２の長手方向での位置に関して、スリット列２１ｇ及び２２ｇの位置が、ガス排出弁７０と対向する位置にある。このとき、スリット列２１ｇ及び２２ｇを通る巻回軸Ａに略垂直な面がガス排出弁７０を通る。また、スリット２１ｆ及び２２ｆが、一列に並ばず、蓋体１２の長手方向に広がって位置する場合、蓋体１２の長手方向での位置に関して、少なくとも一部のスリット２１ｆ及び２２ｆの位置が、ガス排出弁７０と対向する位置にある。また、スリット列２１ｇ及び２２ｇが上記の位置にある場合、容器１０の短側壁１１ｄから短側壁１１ｆに向かって見たとき、蓋体１２の長手方向に垂直である短手方向での位置に関して、少なくとも一部のスリット２１ｆ及び２２ｆの位置が、ガス排出弁７０と対向する位置にある。

蓄電素子１００では、例えば、過充電、衝撃、突き刺し等の異常発生に起因して電解液が分解して、ガスを生じる場合がある。発生するガスにより容器１０の内圧が上昇すると、図５に示されるように、ガス排出弁７０の薄肉部７１が破断して開放し、容器１０の内部を外部に連通する開放部７３を形成する。これにより、開放部７３から外部にガスが流出する。この際、ガスが急激な気流を発生し、それにより、電極体２０が蓋体１２に向かって移動して蓋体１２に当接し、開放部７３を塞ぐことがある。開放部７３が塞がれた場合、ガスの放出が著しく低下して容器１０の内圧が上昇し、容器本体１１が開裂する、又は、容器本体１１と蓋体１２との接合部が破断する等の状況が発生する虞がある。このような状況の発生は、安全性の観点から回避される必要がある。このため、発生したガスは、ガス排出弁７０から円滑に且つ安定して排出される必要がある。なお、電極体２０が移動する際には、電極体２０と正極及び負極の集電体５０及び６０との接合が外れること、集電体５０及び６０が変形すること等の状態も発生しうるが、そのような状態は図５に図示していない。また、図５は、ガス排出弁７０の開放時の蓄電素子１００を、図３と同様に示す断面側面図であり、電極体２０が移動して蓋体１２に当接した状態を示す。

図４及び図５を参照すると、電極体２０の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａはそれぞれ、スリット２１ｆ及び２２ｆの形成部位である弱化部２１ｗ及び２２ｗで強度が低下しており、スリット列２１ｇ及び２２ｇに沿って裂けやすく構成されている。このため、内圧の上昇により圧力が高いガスは、開放部７３に向かって流れる過程で、スリット列２１ｇ及び２２ｇにおいて正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａを破断する。このとき、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂも正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａと共に破断するため、正極板２１及び負極板２２が破断し、それにより、電極体２０に破断した部分が形成される。電極体２０の破断部分は、電極体２０上及び／又は電極体２０内で、電極体２０を貫通するように延び、ガス排出弁７０に向かって延びるガス流路Ｇを形成する。よって、電極体２０が移動して蓋体１２に当接しガス排出弁７０に覆い被さった場合でも、ガス流路Ｇが、ガス排出弁７０（開放部７３）を容器１０内の空間に連通し、ガスをガス排出弁７０に導くことができる。なお、スリットが形成されていないセパレータ２３及び２４は、多数の空孔を有しているため、破断の有無に関わらずガスを通過させる。

ガスの気流が激しいガス排出弁７０に近いほど、多くのスリット２１ｆ及び２２ｆで正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの破断が生じる。これにより、ガス排出弁７０に近いほど、電極体２０も大きく破断し、ガス流路Ｇの流路幅も大きくなる。このため、破断前にスリット列２１ｇ及び２２ｇがガス排出弁７０と対向する位置にない場合でも、上記破断によって形成されるガス流路Ｇは、ガス排出弁７０と連通し、容器１０内の空間をガス排出弁７０に連通する。また、ガス流路Ｇは、正極板２１と負極板２２とセパレータ２３及び２４との間隙を介して、ガス排出弁７０に連通することもできる。スリット列２１ｇ及び２２ｇについて、その少なくとも一部が、ガス排出弁７０と対向するように位置することが望ましいが、破断時に上述のような電極体２０の作用があるため、その全てがガス排出弁７０と対向する位置になくてもよく、例えば、ガス排出弁７０と対向する位置の近傍に位置してもよい。

また、上述のような蓄電素子１００の電極体２０は、図６と共に以下に説明するような製造方法で製造されることができる。なお、図６は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０の製造工程の流れを示す図である。図４及び図６を参照すると、活物質を塗布前の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａそれぞれにスリット２１ｆ及び２２ｆが形成される（工程Ｓ１）。スリット２１ｆ及び２２ｆは、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａを製造する過程で形成されてもよく、製造後の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａに金型による押し抜き、レーザーカット等の加工処理を施すことによって、形成されてもよい。正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの製造後での形成の場合、スリット２１ｆ及び２２ｆは、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａが電極体２０を形成するために巻回される過程で、形成されてもよく、電極体２０を形成する工程の前に予め形成されてもよい。なお、電極体２０を形成する前の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａは、ロール状に巻回される。

次いで、スリット２１ｆ及び２２ｆを形成後の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａそれぞれに、正極活物質及び負極活物質が塗布される（工程Ｓ２）。具体的には、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａが、それぞれのロールから引き出されてから、電極体２０を形成するために巻回されるまでの間の過程において、正極活物質及び負極活物質が塗布される。この工程において、正極活物質及び負極活物質はそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａ上で、スリット２１ｆ及び２２ｆ内を埋めてスリット２１ｆ及び２２ｆを覆い隠すように層を形成する、つまり正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂを形成する。そして、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａそれぞれでは、正極活物質及び負極活物質の形成部と、正極活物質層非形成部２１ｅ及び負極活物質層非形成部２２ｅとが、形成される。

さらに、正極活物質及び負極活物質の塗布及び乾燥が完了した後の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａが、電極体２０を形成するために、セパレータ２３及び２４と共に重ね合わされつつ、巻回軸Ａを中心に巻回される。つまり、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａが積層され、電極体２０を形成する（工程Ｓ３）。この際、正極基材箔２１ａ、負極基材箔２２ａ並びにセパレータ２３及び２４は、重ね合わされた状態で、巻き芯に巻きつけられ、さらに、巻き芯が回転されることによって、巻き芯の周りに多重に巻回される。ロールからの正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの引き出し処理から正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの巻回処理までの一連の処理は、巻回機等によって連続的に実施され得る。そして、工程Ｓ１〜工程Ｓ３までの処理を実施することによって、電極体２０の製造が完了する。

上述したように、実施の形態に係る蓄電素子１００は、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａ上にそれぞれ正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂを有する正極板２１及び負極板２２が積層された電極体２０と、容器１０とを備える。蓄電素子１００では、容器１０は、ガス排出弁７０が設けられた蓋体１２を有し、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａはそれぞれ、弱化部２１ｗ及び２２ｗを含み、弱化部２１ｗ及び２２ｗは正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂで覆われている。

上述の構成において、蓄電素子１００の異常発生時に容器１０内にガスが発生し容器１０の内圧が上昇した場合、高い圧力のガスによって弱化部２１ｗ及び２２ｗの正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａが破断し、それにより、正極板２１及び負極板２２が破断する。破断した正極板２１及び負極板２２は、電極体２０にガスの流路を形成する。よって、容器１０の内圧の上昇により開放するガス排出弁７０から流出するガスが発生する気流によって、電極体２０がガス排出弁７０へ移動する場合でも、電極体２０に形成される流路によって、容器１０内からガス排出弁７０へのガスの流路が確保され得る。また、弱化部２１ｗ及び２２ｗが正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂで覆われているため、弱化部２１ｗ及び２２ｗの形成に起因する正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂの形成面積の減少が抑えられ、これにより、電極体２０のエネルギー密度の減少が抑えられる。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、電極体２０の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの弱化部２１ｗ及び２２ｗの少なくとも一部は、ガス排出弁７０に対向する位置に配置される。上述の構成において、弱化部２１ｗ及び２２ｗは、電極体２０におけるガス排出弁７０に対向する位置にガスの流路を形成し得る。このため、電極体２０が移動して蓋体１２に当接しガス排出弁７０に覆い被さる場合でも、容器１０内からガス排出弁７０へのガスの流路が効果的に確保され得る。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、電極体２０の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの弱化部２１ｗ及び２２ｗはそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａに形成されたスリット２１ｆ及び２２ｆを含む。なお、弱化部２１ｗ及び２２ｗはそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａに形成された溝部を含んでもよい。上述の構成において、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａに、スリット又は溝を形成するだけで弱化部２１ｗ及び２２ｗが形成されるため、弱化部２１ｗ及び２２ｗの形成が簡易である。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、電極体２０の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの弱化部２１ｗ及び２２ｗはそれぞれ、複数のスリット２１ｆ及び２２ｆを含んで形成され、複数のスリット２１ｆ及び２２ｆは、蓋体１２から離れる方向に沿って列状に並ぶように配置される。なお、弱化部２１ｗ及び２２ｗはそれぞれ、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａに形成された複数の溝部を含んでもよい。上述の構成において、弱化部２１ｗ及び２２ｗは、破断時に、蓋体１２に対して遠位から近位に向かうガスの流路を形成し得る。よって、容器１０内からガス排出弁７０へガスを効果的に導くガスの流路が形成される。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、電極体２０の正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの弱化部２１ｗ及び２２ｗはそれぞれ、複数層の正極板２１及び負極板２２に配置され、複数層の正極板２１及び負極板２２の弱化部２１ｗ及び２２ｗは、正極板２１及び負極板２２の積層方向に沿って並ぶように配置される。上述の構成において、複数層の正極板２１及び負極板２２の弱化部２１ｗ及び２２ｗが、その積層方向でラップして並ぶ。これにより、弱化部２１ｗ及び２２ｗで正極板２１及び負極板２２が破断した場合、ガスの流路は、電極体２０における正極板２１及び負極板２２の積層方向にも延びる。よって、電極体２０内を通過しつつ容器１０内からガス排出弁７０へガスを効果的に導くガスの流路が形成される。

本発明に係る蓄電素子１００の製造方法は、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａにスリット２１ｆ及び２２ｆを設ける工程と、スリット２１ｆ及び２２ｆが設けられた正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａにそれぞれ正極活物質及び負極活物質を塗布し正極板２１及び負極板２２を形成する工程と、正極板２１及び負極板２２を積層して電極体２０を形成する工程とを含む。なお、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａに、スリット２１ｆ及び２２ｆの代わりに又はスリット２１ｆ及び２２ｆに加えて、溝が設けられてもよい。上述の方法によって、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果が得られる。また、スリット２１ｆ及び２２ｆ等の形成後に、正極活物質及び負極活物質が塗布されるため、スリット２１ｆ及び２２ｆ等の部分を含む正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの全体への正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂの形成が可能である。

反対に、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂの形成後にスリット２１ｆ及び２２ｆ等を形成する場合、スリット２１ｆ及び２２ｆ等の部分において、正極活物質及び負極活物質が除去されるため、好ましくない。具体的には、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂの形成後にスリット２１ｆ及び２２ｆを形成する際、スリット２１ｆ及び２２ｆ以外の部分でも正極活物質及び負極活物質が脱落する虞がある。さらに、スリット２１ｆ及び２２ｆを形成する際、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａにおいて、スリット２１ｆ及び２２ｆの周縁にバリが生じる可能性がある。バリは、セパレータ２３及び２４を損傷する虞があり、これにより正極板２１及び負極板２２の内部短絡が発生する虞がある。しかしながら、このようなバリは、正極活物質又は負極活物質によって覆われているため、発見が困難である。

上述のような事象に対して、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂが形成されていない段階で正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａにスリット２１ｆ及び２２ｆを設けることは、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａでのバリ等の変形の発生、並びに、バリ等の変形に起因するセパレータ２３及び２４の損傷の発生を抑制できる。さらに、バリ等の変形が発生した場合でも、その発見が容易であり、変形部位の手直し及び除去も容易に行うことができる。

［変形例］
また、実施の形態の変形例に係る蓄電素子２００として、以下のような構成が挙げられる。なお、以下の変形例の説明において、前出した図における参照符号と同一の符号の構成要素は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。

図７及び図８を参照すると、変形例に係る蓄電素子２００は、容器１０の蓋体１２に対して横巻き型の電極体を備えるように構成されている。なお、図７は、実施の形態の変形例に係る蓄電素子２００の図２と同様の分解斜視図である。図８は、図７の蓄電素子２００の断面側面図であり、図３と同様に示す図である。そして、蓄電素子２００において、横巻き型の電極体２２０は、巻回軸Ａ方向の一方の端部２２０ａが蓋体１２に対向し且つ２つの湾曲部分が容器本体１１の短側壁１１ｄ及び１１ｆと対向する姿勢で、容器１０内に配置される。この場合、電極体２２０の巻回軸Ａが蓋体１２と略垂直に交差する。

図９を参照すると、電極体２２０は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０と同様に、一緒に巻回された正極板２２１、負極板２２２並びにセパレータ２３及び２４を含む。なお、図９は、図７の電極体２２０の一部を展開した斜視図である。

正極板２２１の正極基材箔２２１ａは、その縁２２１ａｂ及び２２１ａｃのうちの縁２２１ａｂに、複数の箔片状の正極集電タブ２２１ａｄを含む。負極板２２２の負極基材箔２２２ａは、その縁２２２ａｂ及び２２２ａｃのうちの縁２２２ａｂに、複数の箔片状の負極集電タブ２２２ａｄを含む。正極基材箔２２１ａ及び負極基材箔２２２ａではそれぞれ、正極集電タブ２２１ａｄ及び負極集電タブ２２２ａｄ以外の領域に、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂが形成される。電極体２２０の端部２２０ａにおいて、正極集電タブ２２１ａｄ及び負極集電タブ２２２ａｄはそれぞれ、１つの場所に集まり、正極集電タブ群２２４及び負極集電タブ群２２５を形成する。なお、正極集電タブ群２２４及び負極集電タブ群２２５の数量はいずれも、１つに限定されない。

正極基材箔２２１ａには、複数のスリット２１ｆが、正極基材箔２２１ａを貫通して形成されている。具体的には、複数のスリット２１ｆは、正極基材箔２２１ａの縁２２１ａｂから縁２２１ａｃにわたって、縁２２１ａｂ及び２２１ａｃに略垂直な方向である巻回軸Ａ方向に一列に配列され、巻回軸Ａ方向に延びるスリット列２２１ｇを形成する。複数のスリット列２２１ｇが、正極基材箔２２１ａの長手方向に間隔をあけて形成されている。本変形例では、各スリット列２２１ｇにおいて、複数のスリット２１ｆの構成は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０のスリット２１ｆと同様であるが、異なっていてもよい。スリット２１ｆ同士の間に位置する正極基材箔２２１ａの複数の正極基材箔連結部分２２１ａａと、複数のスリット２１ｆとは、正極基材箔２２１ａに弱化部２２１ｗを形成する。

負極基材箔２２２ａにも、複数のスリット２２ｆが、負極基材箔２２２ａを貫通して形成されている。具体的には、複数のスリット２２ｆの構成は、正極基材箔２２１ａのスリット２１ｆと同様であるが、異なっていてもよい。複数のスリット２２ｆは、負極基材箔２２２ａの縁２２２ａｂから縁２２２ａｃにわたって、縁２２２ａｂ及び２２２ａｃに略垂直な方向である巻回軸Ａ方向に一列に配列され、巻回軸Ａ方向に延びるスリット列２２２ｇを形成する。複数のスリット列２２２ｇが、負極基材箔２２２ａの長手方向に間隔をあけて形成されている。スリット２２ｆ同士の間に位置する負極基材箔２２２ａの複数の負極基材箔連結部分２２２ａａと、複数のスリット２２ｆとは、負極基材箔２２２ａに弱化部２２２ｗを形成する。

正極基材箔２２１ａ及び負極基材箔２２２ａそれぞれの半巻回毎に、１つのスリット列２２１ｇ及び２２２ｇが配置されている。複数のスリット列２２１ｇ及び２２２ｇは、電極体２２０における中央付近、つまり巻回軸Ａを通り且つ電極体２２０の平坦部分に略垂直な断面内又は当該断面の近傍に位置している。正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂはそれぞれ、各スリット２１ｆ及び２２ｆの内部を埋めつつ、各スリット２１ｆ及び２２ｆを覆い隠すように、正極基材箔２２１ａ及び負極基材箔２２２ａに形成される。

よって、電極体２２０において、電極体２２０の平坦部分に略垂直な方向、つまり電極体２２０の扁平な方向に略垂直な方向に積層される正極板２２１及び負極板２２２の全ての層に、スリット２１ｆ又は２２ｆが形成される。さらに、正極基材箔２２１ａの複数のスリット列２２１ｇと負極基材箔２２２ａの複数のスリット列２２２ｇとは、正極板２２１及び負極板２２２の積層方向で互いに重なるように位置する。これにより、スリット２１ｆ及び２２ｆは、正極板２２１及び負極板２２２の積層方向に沿って並ぶように位置する。しかしながら、スリット２１ｆ及び２２ｆの一部が、上記並びからずれて位置してもよい。

図７及び図８を参照すると、電極体２２０の正極板２２１及び負極板２２２はそれぞれ、正極集電タブ群２２４及び負極集電タブ群２２５を介して、正極端子３０及び負極端子４０と電気的に接続される。具体的には、正極端子３０の軸部３０ａと接続された板状の正極集電体２５０が、正極リード板２５１を介して、電極体２２０の正極集電タブ群２２４に接続される。負極端子４０の軸部４０ａと接続された板状の負極集電体２６０が、負極リード板２６１を介して、電極体２２０の負極集電タブ群２２５に接続される。

容器本体１１に収容された電極体２２０において、スリット列２２１ｇ及び２２２ｇは、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０のスリット列２１ｇ及び２２ｇと同様に、蓋体１２のガス排出弁７０に対向する位置に位置する。よって、蓄電素子２００の異常発生時に生じるガスによって、電極体２２０は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０と同様の挙動を示す。また、変形例に係る蓄電素子２００におけるその他の構成及び動作は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様であるため、その説明を省略する。さらに、変形例に係る蓄電素子２００によると、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果が得られる。

［その他の変形例］
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子及びその製造方法について説明したが、本発明は、実施の形態及び変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及び変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体は、重ね合わされた正極板、負極板及びセパレータを巻回して形成される巻回型の電極体であったが、これに限定されない。電極体は、多数の正極板、負極板及びセパレータを重ねて形成されるスタック型の電極体であってもよく、重ねられた一組又は二組以上の正極板、負極板及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるＺ型の電極体であってもよい。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、スリット２１ｆ及び２２ｆは、全ての層の正極板及び負極板に形成されていたが、これに限定されない。例えば、実施の形態に係る蓄電素子の電極体２０において、全巻回の正極板及び負極板に形成されていたスリット２１ｆ又は２２ｆを、複数巻回につき１巻回以上の正極板及び負極板に形成してもよい。また、変形例に係る蓄電素子の電極体２２０において、１巻回毎に正極板及び負極板に形成されていた２つのスリット列２２１ｇ及び２２２ｇを、例えば１つのスリット列としてもよい。このとき、スリット列２２１ｇ及び２２２ｇは、巻回軸Ａを通り且つ電極体２２０の平坦部分に沿う断面を境界として、電極体２２０の一方の側にのみ配置されてもよく、電極体２２０の両方の側に均等に又はランダムに配置されてもよい。また、スリット列２２１ｇ及び２２２ｇは、１巻回毎に正極板及び負極板に形成されなくてもよく、複数巻回につき１巻回以上の正極板及び負極板に形成されてもよい。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、スリット２１ｆ及び２２ｆは、容器１０の蓋体１２から底壁１１ｂへ向かう方向で、電極体の全体にわたって形成されていたが、これに限定されない。スリット２１ｆ及び２２ｆは、蓋体１２から底壁１１ｂへ向かう方向で、例えば、蓋体１２から電極体の中央までの領域に形成されるだけでもよい。この構成によっても、スリットでの破断によって電極体に形成されるガス流路は、容器１０内の空間をガス排出弁７０に連通することが可能である。

実施の形態に係る蓄電素子の電極体２０が上述の構成を有する場合、例えば図１０に示されるように、電極体２０の２つの湾曲部分のうちの蓋体１２と対向する湾曲部分の頂部である突出縁端２０ｃと、巻回軸Ａを通り且つ２つの湾曲部分の中間に位置する電極体２０の中央２０ｄとの間の領域内にのみ、スリット２１ｆ及び２２ｆが形成される。なお、図１０は、実施の形態の別の変形例に係る蓄電素子の断面側面図であり、図３と同様に示す図である。また、変形例に係る蓄電素子の電極体２２０が上述の構成を有する場合、例えば図１１に示されるように、電極体２２０の巻回軸Ａ方向の一方の端部２２０ａから他方の端部２２０ｂまでの中間に位置する電極体２２０の中央２２０ｄと、端部２２０ａとの間の領域内にのみ、スリット２１ｆ及び２２ｆが形成される。なお、図１１は、実施の形態のさらに別の変形例に係る蓄電素子の断面側面図であり、図３と同様に示す図である。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、スリット２１ｆ及び２２ｆは、正極板及び負極板のそれぞれに形成されていたが、これに限定されず、正極板又は負極板に形成されてもよい。例えば、実施の形態及び変形例のように正極基材箔が、アルミニウム、アルミニウム合金等から形成され、負極基材箔が、銅、銅合金等から形成される場合、負極基材箔の方が高い融点を有する。よって、容器１０内の昇温による溶融等の影響をより受けない負極基材箔に、スリットを形成する方が望ましい。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、スリット２１ｆ及び２２ｆは、スリット列に沿う方向を長手方向とする細長の矩形形状であったが、これに限定されない。スリット２１ｆ及び２２ｆは、スリット列が延びる方向と交差する方向、例えば、直交する方向を長手方向としてもよい。スリット２１ｆ及び２２ｆの形状は、細長な矩形形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。例えば、スリット２１ｆ及び２２ｆの形状は、円、楕円、長円、多角形等又はこれらの組み合わせであってもよく、孤等の曲線を形成するように湾曲した形状であってもよい。スリット２１ｆ及び２２ｆの形状及び寸法はそれぞれ、正極活物質及び負極活物質がスリット２１ｆ及び２２ｆ内を埋めつつ正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂを形成することができるような形状及び寸法であることが望ましい。

また、スリット２１ｆ及び２２ｆは、正極基材箔及び負極基材箔を貫通せずに、正極基材箔及び負極基材箔を薄肉化する溝等の凹部であってもよい。凹部の形状は、貫通孔を形成するスリットと同様の形状であってもよい。凹部での正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの厚さは、凹部以外での厚さよりも小さくされることが、望ましい。例えば、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａの凹部以外での厚さが、約１０μｍである場合、凹部での厚さは、約６μｍとされ得る。凹部の形成は、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａへのプレス加工等の加工によって形成される。このようなケースでも、正極基材箔２１ａ及び負極基材箔２２ａにおいて、凹部と、凹部間の部分とが、弱化部を構成する。そして、正極板及び負極板は、凹部により構成される弱化部で低い強度を有し、破断しやすい。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、スリット列２１ｇ、２２ｇ、２２１ｇ及び２２２ｇの形状は、直線状であったが、これに限定されない。スリット列の形状は、屈曲、湾曲等を含むいかなる形状であってもよい。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、スリット列２１ｇ、２２ｇ、２２１ｇ及び２２２ｇは、一列に並ぶ複数のスリット２１ｆ及び２２ｆで構成されていたが、これに限定されない。１つのスリット列が、複数列を形成して並ぶスリットを含んでもよい。この場合、１つのスリット列内で隣り合う列のスリットは、スリット列と垂直な方向で並列に配置されてもよく、千鳥に配置されてもよい。又は、１つのスリット列内で、スリットは、整列されずにランダムに配置されてもよい。例えば、スリットが、帯形状の領域等の所定の領域内でランダムに配置されてもよい。上述のような構成のスリット列においても、正極板及び負極板は破断しやすい。

実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、複数のスリット２１ｆ及び２２ｆが、スリット列に沿って、互いに間隔をあけて配置されていたが、これに限定されない。例えば、スリット列に沿って並ぶ複数のスリット２１ｆ及び２２ｆの一部が連続していてもよい。いずれの場合も、正極基材箔及び負極基材箔が、スリット列において完全に分離されなければよい。

実施の形態に係る蓄電素子１００では、電極体２０は、正極活物質層非形成部２１ｅ及び負極活物質層非形成部２２ｅでそれぞれ正極集電体５０及び負極集電体６０が接続される構成であったが、これに限定されない。電極体は、少なくとも１つの端部に、正極基材箔から突出する正極集電タブによって構成される正極集電タブ群と、負極基材箔から突出する負極集電タブによって構成される負極集電タブ群とを有していてもよい。上述の構成において、正極集電タブ群及び負極集電タブ群がそれぞれ、正極集電体及び負極集電体に接続される。変形例に係る蓄電素子２００では、電極体２２０は、端部２２０ａに正極集電タブ群２２４及び負極集電タブ群２２５を有していたが、これに限定されない。電極体は、その２つの対向する端部のそれぞれに、正極活物質層非形成部及び負極活物質層非形成部を有してもよい。この場合、正極活物質層非形成部及び負極活物質層非形成部がそれぞれ、正極集電体及び負極集電体に接続される。

また、実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、セパレータ２３及び２４には、スリットが形成されていなかったが、セパレータ２３及び２４にも、正極基材箔及び負極基材箔と同様のスリットが形成されてもよい。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、１つの電極体を備えていた。しかしながら、蓄電素子は、２つ以上の電極体を備えるものであってもよい。

また、実施の形態及び変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。また、本発明は、上述のような蓄電素子として実現することができるだけでなく、１つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置においても実現することができる。例えば、蓄電装置は、配列されて配置された複数の蓄電ユニットを備え、各蓄電ユニットは、配列されて配置された複数の蓄電素子１００を備えるように構成され得る。上述の構成によって、蓄電装置の高出力が可能となる。さらに、複数の蓄電素子１００が、１ユニットとして使用され、蓄電装置に必要な電気容量、蓄電装置の形状及び寸法等に対応して、蓄電ユニットの数量及び配列が選択され得る。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。

１０ 容器
１２ 蓋体（壁部）
２０，２２０ 電極体
２１，２２１ 正極板（極板）
２１ａ，２２１ａ 正極基材箔（基材箔）
２１ｂ 正極活物質層（活物質層）
２１ｆ，２２ｆ スリット
２１ｇ，２２ｇ，２２１ｇ，２２２ｇ スリット列
２１ｗ，２２ｗ，２２１ｗ，２２２ｗ 弱化部
２２，２２２ 負極板（極板）
２２ａ，２２２ａ 負極基材箔（基材箔）
２２ｂ 負極活物質層（活物質層）
７０ ガス排出弁
１００，２００ 蓄電素子

Claims (6)

1. 基材箔上に活物質層を有する極板が積層された電極体と、容器とを備える蓄電素子であって、
   前記容器は、ガス排出弁が設けられた壁部を有し、
   前記基材箔は、弱化部を含み、
   前記弱化部は前記活物質層で覆われている
   蓄電素子。
2. 前記弱化部の少なくとも一部は、前記ガス排出弁に対向する位置に配置されている
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記弱化部は、前記基材箔に形成されたスリット及び溝部の少なくとも一方を含む
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記弱化部は複数のスリット及び複数の溝部の少なくとも一方を含んで形成され、前記複数のスリット及び前記複数の溝部の少なくとも一方は、前記壁部から離れる方向に沿って列状に並ぶように配置される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
5. 前記弱化部が、複数層の前記極板に配置され、
   前記複数層の極板の前記弱化部は、前記極板の積層方向に沿って並ぶように配置される
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
6. 基材箔にスリット及び溝の少なくとも一方を設ける工程と、
   前記スリット及び前記溝の少なくとも一方が設けられた前記基材箔に活物質を塗布し極板を形成する工程と、
   前記極板を積層して電極体を形成する工程とを含む
   蓄電素子の製造方法。

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