JP2018085247A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の反応ムラを低減することができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】負極１７と正極１８とがセパレータ１９を介して交互に積層された電極組立体６を有し、負極１７は、金属箔２２の表面に負極活物質層２３が形成されてなる負極本体部２０と、負極本体部２０の縁から突出し、金属箔２２からなる負極タブ２１とを有し、正極１８は、金属箔２６の表面に正極活物質層２７が形成されてなる正極本体部２４と、正極本体部２４の縁から突出し、金属箔２６からなる正極タブ２５とを有し、金属箔２２の抵抗値に対する負極活物質層２３の抵抗値の比率は、金属箔２６の抵抗値に対する正極活物質層２７の抵抗値の比率よりも大きく、負極タブ２１は、電極組立体６の一端側に配置され、正極タブ２５は、電極組立体６の他端側を含む領域に配置され、正極タブ２５の長さ寸法Ｌ２は、負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１よりも大きい蓄電装置１。
【選択図】図５

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

従来の蓄電装置としては、例えば特許文献１に記載されている非水電解質二次電池が知られている。特許文献１に記載の蓄電装置は、ラミネート外装体の中に積層電極体及び非水電解液が収納されて構成されている。積層電極体は、正極板と負極板とがセパレータを介して複数積層されている。正極板は、方形状のアルミニウム箔からなる正極用導電性芯体の両面もしくは片面に正極活物質層が設けられた構造である。正極板からは、正極用導電性芯体と一体形成されると共に正極活物質層が設けられていない正極集電タブが突出している。負極板は、方形状の銅箔からなる負極用導電性芯体の両面もしくは片面に負極活物質層が設けられた構造である。負極板からは、負極用導電性芯体と一体形成されると共に負極活物質層が設けられていない負極集電タブが突出している。

特開２０１３−４８０５４号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、正極集電タブは積層電極体の一端側に配置され、負極集電タブは積層電極体の他端側に配置されている。このとき、正極板または負極板において、電流分布のムラが生じることで、反応分布のムラが生じる。具体的には、集電タブから近い部分では電流値が大きいため、反応量が多くなり、集電タブから遠い部分では電流値が小さいため、反応量が少なくなる。このように電極に生じる反応分布のムラ（電極の反応ムラ）が大きくなると、充放電効率の低下及び寿命劣化につながる。

本発明の目的は、電極の反応ムラを低減することができる蓄電装置を提供することである。

本発明の一態様は、第１電極と第１電極とは極性が異なる第２電極とがセパレータを介して交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、第１電極は、第１集電体の表面に第１活物質層が形成されてなる第１本体部と、第１本体部の縁から突出し、第１集電体からなる少なくとも１つの第１タブとを有し、第２電極は、第２集電体の表面に第２活物質層が形成されてなる第２本体部と、第２本体部の縁から突出し、第２集電体からなる少なくとも１つの第２タブとを有し、第１集電体の抵抗値に対する第１活物質層の抵抗値の比率は、第２集電体の抵抗値に対する第２活物質層の抵抗値の比率よりも大きく、第１タブは、電極組立体の一端側に配置されており、第２タブは、電極組立体の他端側を含む領域に第１タブと重ならないように配置されており、少なくとも１つの第２タブの長さ寸法の合計は、少なくとも１つの第１タブの長さ寸法の合計よりも大きいことを特徴とする。

このような蓄電装置において、第２電極の反応ムラを小さくするためには、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから遠い部分の合成抵抗値との差を小さくする必要がある。合成抵抗値は、第２集電体の抵抗値と第２活物質層の抵抗値とを合成した値である。第２集電体の抵抗値は、第２タブからの距離によって変わり、第２タブからの距離が長くなるほど大きくなる。ここで、第１電極における第１集電体の抵抗値に対する第１活物質層の抵抗値の比率は、第２電極における第２集電体の抵抗値に対する第２活物質層の抵抗値の比率よりも大きくなっている。このため、第２集電体の抵抗値は、第１集電体の抵抗値に比べて合成抵抗値に与える影響が大きい。従って、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから遠い部分の合成抵抗値との差を小さくするためには、第２本体部における第２タブから近い部分の第２集電体の抵抗値と第２本体部における第２タブから遠い部分の第２集電体の抵抗値との差を小さくする必要がある。

そこで、第１タブは、電極組立体の一端側に配置され、第２タブは、電極組立体の他端側を含む領域に配置されており、少なくとも１つの第２タブの長さ寸法の合計は、少なくとも１つの第１タブの長さ寸法の合計よりも大きくなっている。従って、第１タブが電極組立体の一端側に配置され、第２タブが電極組立体の他端側に配置され、少なくとも１つの第２タブの長さ寸法の合計が少なくとも１つの第１タブの長さ寸法の合計と等しい場合に比べて、第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分において、第２タブからの距離が短くなるため、第２集電体の抵抗値が小さくなる。よって、第２本体部における第２タブから近い部分の第２集電体の抵抗値と第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分の第２集電体の抵抗値との差が小さくなるため、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分の合成抵抗値との差が小さくなる。これにより、第２電極に生じる電流分布のムラが低減されるため、第２電極の反応ムラが低減される。

本発明の他の態様は、第１電極と第１電極とは極性が異なる第２電極とがセパレータを介して交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、第１電極は、第１集電体の表面に第１活物質層が形成されてなる第１本体部と、第１本体部の縁から突出し、第１集電体からなる少なくとも１つの第１タブとを有し、第２電極は、第２集電体の表面に第２活物質層が形成されてなる第２本体部と、第２本体部の縁から突出し、第２集電体からなる少なくとも１つの第２タブとを有し、第１集電体の抵抗値に対する第１活物質層の抵抗値の比率は、第２集電体の抵抗値に対する第２活物質層の抵抗値の比率よりも大きく、第１タブは、電極組立体の一端側に配置されており、第２タブは、電極組立体の中央部を含む領域に第１タブと重ならないように配置されていることを特徴とする。

このような蓄電装置において、第２電極の反応ムラを小さくするためには、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから遠い部分の合成抵抗値との差を小さくする必要がある。合成抵抗値は、第２集電体の抵抗値と第２活物質層の抵抗値とを合成した値である。第２集電体の抵抗値は、第２タブからの距離によって変わり、第２タブからの距離が長くなるほど大きくなる。ここで、第１電極における第１集電体の抵抗値に対する第１活物質層の抵抗値の比率は、第２電極における第２集電体の抵抗値に対する第２活物質層の抵抗値の比率よりも大きくなっている。このため、第２集電体の抵抗値は、第１集電体の抵抗値に比べて合成抵抗値に与える影響が大きい。従って、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから遠い部分の合成抵抗値との差を小さくするためには、第２本体部における第２タブから近い部分の第２集電体の抵抗値と第２本体部における第２タブから遠い部分の第２集電体の抵抗値との差を小さくする必要がある。

そこで、第１タブは、電極組立体の一端側に配置され、第２タブは、電極組立体の中央部を含む領域に配置されている。従って、第１タブが電極組立体の一端側に配置され、第２タブが電極組立体の他端側に配置されている場合に比べて、第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分において、第２タブからの距離が短くなるため、第２集電体の抵抗値が小さくなる。よって、第２本体部における第２タブから近い部分の第２集電体の抵抗値と第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分の第２集電体の抵抗値との差が小さくなるため、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分の合成抵抗値との差が小さくなる。これにより、第２電極に生じる電流分布のムラが低減されるため、第２電極の反応ムラが低減される。

少なくとも１つの第２タブの長さ寸法の合計は、少なくとも１つの第１タブの長さ寸法の合計よりも大きくてもよい。この場合には、第２本体部における第２タブから遠い部分では、第２タブからの距離が更に短くなる。このとき、第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分において、第２タブからの距離が更に短くなると、第２集電体の抵抗値が更に小さくなる。よって、第２本体部における第２タブから近い部分の第２集電体の抵抗値と第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分の第２集電体の抵抗値との差が更に小さくなるため、第２本体部における第２タブから近い部分の合成抵抗値と第２本体部における第２タブから電極組立体の一端側に遠い部分の合成抵抗値との差が更に小さくなる。これにより、第２電極に生じる電流分布のムラが更に低減されるため、第２電極の反応ムラが更に低減される。

第１タブと第２タブとの間の距離は、１．４ｍｍ以上であってもよい。この場合には、第１電極と第２電極との電気的絶縁が十分に確保されるため、第１電極と第２電極との不用意な短絡が防止される。

第１電極は、負極であり、第２電極は、正極であり、第１集電体及び第２集電体は、ニッケルまたはステンレス鋼からなり、第１活物質層は、水素吸蔵合金で形成されており、第２活物質層は、水酸化ニッケルで形成されていてもよい。この場合には、蓄電装置がニッケル水素二次電池であり、ニッケル水素二次電池の正極の反応ムラが低減される。

本発明によれば、電極の反応ムラを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 図１に示された筐体の分解斜視図である。 図２に示された隔壁ユニットの平面図である。 図３に示された隔壁の平面図である。 図３に示された電極組立体の負極、正極及びセパレータの平面図である。 図１に示された蓄電装置の電気的接続を示す模式図である。 図５に示された電極（負極及び正極）の箔抵抗及び電極抵抗を示す概念図である。 比較例として正極タブ及び負極タブの長さ寸法が同じ場合における正極のＳＯＣ分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。 比較例の正極と図５に示された正極とにおいて、正極本体部における正極タブから最も遠い部分の金属箔の抵抗値を比較して示す概念図である。 図５に示された正極の変形例を負極及びセパレータと共に示す平面図である。 比較例の正極と図１０に示された正極とにおいて、正極本体部における正極タブから最も遠い部分の金属箔の抵抗値を比較して示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。図１において、本実施形態の蓄電装置１は、例えばニッケル水素二次電池であり、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の車両に搭載される。

蓄電装置１は、直方体形状の筐体２と、この筐体２の上面部に取り付けられた平板状の蓋部３とを備えている。筐体２及び蓋部３は、例えば樹脂により形成されている。樹脂としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。筐体２及び蓋部３は、例えば溶着によって接合されている。溶着としては、例えば熱可塑性樹脂による超音波溶着、熱溶着フィルムによる溶着等が用いられる。

図２は、筐体２の分解斜視図である。図１及び図２において、筐体２は、互いに積層された複数の隔壁４と、複数の隔壁４のうち積層方向（Ｘ軸方向）の一端に位置する隔壁４に積層されたカバー５とを有している。なお、複数の隔壁４のうち積層方向の他端に位置する隔壁４は、カバーとしての機能を有している。隔壁４同士ならびに隔壁４及びカバー５は、例えば溶着によって接合されている。溶着方法は、筐体２及び蓋部３の溶着と同様である。

複数の隔壁４によって隔てられた内部空間には、電極組立体６が収容されている。隔壁４及び電極組立体６は、隔壁ユニット７を構成している。従って、蓄電装置１では、複数（ここでは１０組）の隔壁ユニット７が積層され、複数の隔壁ユニット７のうち積層方向の一端に位置する隔壁ユニット７にカバー５が積層されることとなる。

隔壁ユニット７は、隔壁ユニット７Ａ，７Ｂを含んでいる。隔壁ユニット７Ａ，７Ｂは、交互に積層されている。隔壁ユニット７Ａは、図３（ａ）に示されるように、隔壁４Ａと、電極組立体６とを有している。隔壁ユニット７Ｂは、図３（ｂ）にも示されるように、隔壁４Ｂと、電極組立体６とを有している。

隔壁４Ａは、図４（ａ）に示されるように、平面視において横長の矩形状を呈している。隔壁４Ａの一面側の縁部には、Ｕ字状の厚肉の枠部８Ａが設けられている。隔壁４Ａにおける枠部８Ａの内側には、薄板状の壁部９Ａが設けられている。枠部８Ａの内壁面及び壁部９Ａは、電極組立体６が収容される収容凹部１０Ａを画成している。

枠部８Ａの一面における隔壁４Ａの長手方向（Ｙ軸方向）の両端部には、円柱状の凸部１１が上下２箇所に設けられている。枠部８Ａの他面における隔壁４Ａの長手方向の両端部には、断面円形状の凹部１２が上下２箇所に設けられている。凸部１１及び凹部１２は、隔壁４Ａの高さ方向（Ｚ軸方向）にずれて配置されている。

壁部９Ａの長手方向の一端側には、隔壁４Ａの一面及び他面の双方に露出する集電板１３が固定されている。集電板１３は、壁部９Ａの上部に配置されている。集電板１３は、例えばニッケル等の金属により形成されている。集電板１３は、例えばインサート成形によって壁部９Ａに埋め込まれている。

隔壁４Ｂは、図４（ｂ）に示されるように、平面視において横長の矩形状を呈している。隔壁４Ｂの一面側の縁部には、Ｕ字状の厚肉の枠部８Ｂが設けられている。隔壁４Ｂにおける枠部８Ｂの内側には、薄板状の壁部９Ｂが設けられている。枠部８Ｂの内壁面及び壁部９Ｂは、電極組立体６が収容される収容凹部１０Ｂを画成している。

枠部８Ｂの一面における隔壁４Ｂの長手方向（Ｙ軸方向）の両端部には、隔壁４Ａの凹部１２と嵌合する円柱状の凸部１４が上下２箇所に設けられている。枠部８Ｂの他面における隔壁４Ｂの長手方向の両端部には、隔壁４Ａの凸部１１と嵌合する断面円形状の凹部１５が上下２箇所に設けられている。

壁部９Ｂの長手方向の他端側（集電板１３の反対側）には、隔壁４Ｂの一面及び他面の双方に露出する集電板１６が固定されている。集電板１６は、壁部９Ｂの上部に配置されている。集電板１６の材料及び固定方法は、上記の集電板１３と同様である。

電極組立体６は、隔壁４Ａ，４Ｂの収容凹部１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ収容されている。収容凹部１０Ａ，１０Ｂには、電解液が充填されている。電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液が使用される。

電極組立体６は、平面視において横長の矩形状を呈している。電極組立体６は、図５に示されるように、第１電極である負極１７と、第１電極とは極性が異なる第２電極である正極１８と、負極１７と正極１８との間に配置されたセパレータ１９とから構成されている。電極組立体６は、複数の負極１７と複数の正極１８とがセパレータ１９を介して交互に積層された構造を有している。

負極１７は、図５（ａ）に示されるように、横長の矩形状の負極本体部２０（第１本体部）と、この負極本体部２０の縁２０ａから突出した負極タブ２１（第１タブ）とを有している。縁２０ａは、負極本体部２０の長手方向に沿って延びている。

負極本体部２０は、ニッケルからなる金属箔２２（第１集電体）の表面に負極活物質層２３（第１活物質層）が形成されてなる。負極活物質層２３は、金属箔２２の片面または両面に形成されている。負極活物質層２３は、例えば水素吸蔵合金で形成されている。負極タブ２１は、電極組立体６の長手方向の一端側（以下、単に電極組立体６の一端側という）に配置されている。負極タブ２１は、横長の矩形状に形成されている。負極タブ２１は、電池としての性能を確保することが可能な長さ寸法Ｌ１を有している。なお、長さ寸法Ｌ１は、負極１７の長手方向（Ｙ軸方向）に沿った寸法である。負極タブ２１は、金属箔２２からなっている。つまり、負極タブ２１の表面には、負極活物質層２３が形成されていない。

正極１８は、図５（ｂ）に示されるように、横長の矩形状の正極本体部２４（第２本体部）と、この正極本体部２４の縁２４ａから突出した正極タブ２５（第２タブ）とを有している。縁２４ａは、正極本体部２４の長手方向に沿って延びている。

正極本体部２４は、ニッケルからなる金属箔２６（第２集電体）の表面に正極活物質層２７（第２活物質層）が形成されてなる。正極活物質層２７は、金属箔２６の片面または両面に形成されている。正極活物質層２７は、例えば水酸化ニッケルで形成されている。

正極タブ２５は、電極組立体６の長手方向の他端側及び中央部（以下、単に電極組立体６の他端側及び中央部という）を含む領域に負極タブ２１と重ならないように配置されている。正極タブ２５は、横長の矩形状に形成されている。具体的は、正極タブ２５は、電極組立体６の他端から電極組立体６の長手方向の中心部よりも電極組立体６の一端側まで延びている。従って、正極タブ２５の長さ寸法Ｌ２は、負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１よりも大きい。なお、長さ寸法Ｌ２は、正極１８の長手方向（Ｙ軸方向）に沿った寸法である。正極タブ２５は、金属箔２６からなっている。つまり、正極タブ２５の表面には、正極活物質層２７が形成されていない。

金属箔２２，２６は、何れもニッケルで形成されている。このため、金属箔２６の単位長さ当たりの抵抗値は、金属箔２２の単位長さ当たりの抵抗値と等しい。また、負極活物質層２３及び正極活物質層２７の材料の違いから、負極活物質層２３の単位長さ当たりの抵抗値は、正極活物質層２７の単位長さ当たりの抵抗値よりも大きい。従って、金属箔２６の抵抗値に対する負極活物質層２３の抵抗値の比率（負極活物質層２３の抵抗値／金属箔２２の抵抗値）は、金属箔２６の抵抗値に対する正極活物質層２７の抵抗値（正極活物質層２７の抵抗値／金属箔２６の抵抗値）の比率よりも大きい。

セパレータ１９は、図５（ｃ）に示されるように、シート状に形成されていてもよいし、或いは袋状に形成されていてもよい。セパレータ１９の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が挙げられる。

電極組立体６は、負極１７の全ての負極タブ２１の向きが揃うと共に全ての正極１８の正極タブ２５の向きが揃うように、負極１７と正極１８とがセパレータ１９を介して交互に積層されている。このとき、電極組立体６の長手方向（Ｙ軸方向）における負極タブ２１と正極タブ２５との間の距離Ｄ（図３参照）は、例えば１．４ｍｍ以上である。

隔壁ユニット７Ａでは、負極１７の負極タブ２１が隔壁４Ａの一端側に位置するように、電極組立体６が隔壁４Ａの収容凹部１０Ａに収容されている。隔壁ユニット７Ｂでは、負極１７の負極タブ２１が隔壁４Ｂの他端側に位置するように、電極組立体６が隔壁４Ｂの収容凹部１０Ｂに収容されている。つまり、隔壁ユニット７Ａと隔壁ユニット７Ｂとでは、負極１７の負極タブ２１及び正極１８の正極タブ２５が互いに逆向きとなっている。電極組立体６が収容凹部１０Ａに収容された状態では、電極組立体６の底面及び側面が隔壁４Ａの枠部８Ａにより位置決めされる。電極組立体６が収容凹部１０Ｂに収容された状態では、電極組立体６の底面及び側面が隔壁４Ｂの枠部８Ｂにより位置決めされる。

電極組立体６の各負極１７の負極タブ２１同士は、負極タブ群２８（図６参照）として互いに積層された状態となっている。電極組立体６の各正極１８の正極タブ２５同士は、正極タブ群２９（図６参照）として互いに積層された状態となっている。隔壁ユニット７の一端側において、負極タブ群２８及び正極タブ群２９が集電板１３に接続されている。隔壁ユニット７の他端側において、負極タブ群２８及び正極タブ群２９が集電板１６に接続されている。負極タブ群２８及び正極タブ群２９は、例えば溶接によって集電板１３，１６にそれぞれ接合されている。溶接としては、例えば抵抗シーム溶接、レーザ溶接等が用いられる。

隔壁ユニット７の一端側において、互いに隣り合う電極組立体６の負極タブ群２８及び正極タブ群２９が集電板１３を介して電気的に接続されている。隔壁ユニット７の他端側において、互いに隣り合う電極組立体６の負極タブ群２８及び正極タブ群２９が集電板１６を介して電気的に接続されている。これにより、蓄電装置１では、図６に示されるように、各電極組立体６が電気的に直列に接続されている（２点鎖線Ｅ参照）。

以上のような蓄電装置１において、電極である負極１７及び正極１８を電気が流れるときは、電気が金属箔の面内を金属箔の表面に平行な方向に沿って流れると共に、電気が活物質層を金属箔の表面に垂直な方向に沿って流れる。

図７は、電気がタブから金属箔を通って活物質層に流れる様子を示している。図７において、金属箔は、箔抵抗Ｒ１を有している。活物質層は、電極抵抗Ｒ２を有している。箔抵抗Ｒ１及び電極抵抗Ｒ２の値は、単位長さ当たりの抵抗値である。電極抵抗Ｒ２は、箔抵抗Ｒ１に対して並列に接続されている。図７中のＡ１〜Ａ５は、電極の任意の位置である。Ａ１はタブから最も近い位置であり、Ａ５はタブから最も遠い位置である。位置Ａ１での合成抵抗値は、Ｒ１＋Ｒ２である。位置Ａ２での合成抵抗値は、２Ｒ１＋Ｒ２である。位置Ａ３での合成抵抗値は、３Ｒ１＋Ｒ２である。位置Ａ４での合成抵抗値は、４Ｒ１＋Ｒ２である。位置Ａ５での合成抵抗値は、５Ｒ１＋Ｒ２である。このようにタブから離れるに従って、合成抵抗値が大きくなる。このとき、電極抵抗Ｒ２は一定であるため、タブから離れるに従って箔抵抗Ｒ１の合計値が大きくなる。

図８は、比較例として正極タブ及び負極タブの長さ寸法が同じ場合における正極のＳＯＣ（State Of Charge）分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。図８において、負極タブ２１は電極組立体６の一端側に配置され、正極タブ２５は電極組立体６の他端側に配置されている。正極タブ２５の長さ寸法は、負極タブ２１の長さ寸法と等しい。図８に示されるシミュレーション結果は、Newmanモデルを用いた電気化学シミュレーションにより得られる。ＳＯＣは、初期の満充電容量を１００％として６．５Ａ放電した時の値である。

図８から分かるように、正極タブ２５の近傍では、ＳＯＣの値が５１．１１％と最小値となっている。一方、正極タブ２５から最も離れた電極組立体６の一端部（負極タブ２１側の端部）では、ＳＯＣの値が６６．９４％と最大値となっている。つまり、正極１８の正極本体部２４において、正極タブ２５の近傍では反応が進み、正極タブ２５から離れるに従って反応が進まない。

このような正極１８の反応ムラは、正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の合成抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から遠い部分の合成抵抗値との差が大きいことによる。図７に示す例では、位置Ａ１での合成抵抗値と位置Ａ５での合成抵抗値との差が大きいと、正極１８の反応ムラが増大する。従って、正極１８の反応ムラを少なくするためには、位置Ａ１での合成抵抗値と位置Ａ５での合成抵抗値との差を小さくする。このとき、負極１７は、電極抵抗Ｒ２の値（負極活物質層２３の抵抗値）が大きいため、箔抵抗Ｒ１の値（金属箔２２の抵抗値）の影響が出にくい。しかし、正極１８は、電極抵抗Ｒ２の値（正極活物質層２７の抵抗値）が小さいため、箔抵抗Ｒ１の値（金属箔２６の抵抗値）の影響が出やすい。このため、正極１８において、位置Ａ１での合成抵抗値と位置Ａ５での合成抵抗値との差を小さくするには、箔抵抗Ｒ１の値を小さくする必要がある。

図９は、比較例の正極と図５に示された正極とにおいて、正極本体部における正極タブから最も遠い部分の金属箔の抵抗値を比較して示す概念図である。図９において、正極本体部２４における正極タブ２５から最も遠い部分は、正極本体部２４の負極タブ２１側の下角部Ｓである。

図９（ａ）に示されるように、負極１７の負極タブ２１が電極組立体６の一端側に配置され、正極１８の正極タブ２５が電極組立体６の他端側に配置されていると共に、正極タブ２５の長さ寸法が負極タブ２１の長さ寸法と等しい比較例の構成では、正極タブ２５から正極本体部２４の下角部Ｓまでの距離が長い（実線Ｑ参照）。抵抗の値は、長さに比例して大きくなる。従って、正極タブ２５から正極本体部２４の下角部Ｓまでの距離が長いと、正極本体部２４の下角部Ｓでの金属箔２６の抵抗値が大きくなるため、正極本体部２４の下角部Ｓでの合成抵抗値が大きくなる。合成抵抗値は、金属箔２６の抵抗値と正極活物質層２７の抵抗値とを合成（加算）した値である。このため、正極本体部２４の正極タブ２５の近傍での合成抵抗値と正極本体部２４の下角部Ｓでの合成抵抗値との差が大きくなる。

これに対し、図９（ｂ）に示されるように、負極１７の負極タブ２１が電極組立体６の一端側に配置され、正極１８の正極タブ２５が電極組立体６の他端側及び中央部を含む領域に配置されていると共に、正極タブ２５の長さ寸法が負極タブ２１の長さ寸法よりも大きい本実施形態の構成では、正極タブ２５から正極本体部２４の下角部Ｓまでの距離が短くなる（実線Ｐ参照）。従って、正極本体部２４の下角部Ｓでの金属箔２６の抵抗値が小さくなるため、正極本体部２４の下角部Ｓでの合成抵抗値が小さくなる。このため、正極本体部２４の正極タブ２５の近傍での合成抵抗値と正極本体部２４の下角部Ｓでの合成抵抗値との差が小さくなる。

以上のように本実施形態によれば、負極１７における金属箔２２の抵抗値に対する負極活物質層２３の抵抗値の比率は、正極１８における金属箔２６の抵抗値に対する正極活物質層２７の抵抗値の比率よりも大きい。そして、負極タブ２１は、電極組立体６の一端側に配置されており、正極タブ２５は、電極組立体６の他端側及び中央部を含む領域に配置されていると共に、正極タブ２５の長さ寸法は、負極タブ２１の長さ寸法よりも大きくなっている。従って、負極タブ２１が電極組立体６の一端側に配置され、正極タブ２５が電極組立体６の他端側に配置されていると共に、正極タブ２５の長さ寸法が負極タブ２１の長さ寸法と等しい場合に比べて、正極本体部２４における正極タブ２５から電極組立体６の一端側（負極タブ２１側）に遠い部分において、正極タブ２５からの距離が短くなるため、金属箔２６の抵抗値が小さくなる。よって、正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の金属箔２６の抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から電極組立体６の一端側に遠い部分の金属箔２６の抵抗値との差が小さくなるため、正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の合成抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から電極組立体６の一端側に遠い部分の合成抵抗値との差が小さくなる。これにより、正極１８に生じる電流分布のムラが低減されるため、正極１８に生じる反応分布のムラ（正極１８の反応ムラ）が低減される。その結果、蓄電装置１の充放電効率の低下及び寿命劣化を抑制することができる。

また、負極タブ２１と正極タブ２５との間の距離Ｄを１．４ｍｍ以上とすることにより、負極タブ２１と正極ダブ２５との電気的絶縁が十分に確保されるため、負極１７と正極１８との不用意な短絡が防止される。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、正極タブ２５は、電極組立体６の他端側（負極タブ２１とは反対の端側）及び中央部を含む領域に配置されているが、特にその形態には限られず、例えば図１０（ｂ）に示されるように、電極組立体６の中央部に配置されていてもよい。このとき、正極タブ２５の長さ寸法Ｌ２は、負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１よりも大きくなっている。

この場合でも、図１１（ｂ）に示されるように、正極タブ２５から正極本体部２４の負極タブ２１側の下角部Ｓまでの距離が短くなる（実線Ｐ１参照）。従って、正極本体部２４の負極タブ２１側の下角部Ｓでの金属箔２６の抵抗値が小さくなるため、正極本体部２４の負極タブ２１側の下角部Ｓでの合成抵抗値が小さくなる。このため、正極本体部２４の正極タブ２５の近傍での合成抵抗値と正極本体部２４の負極タブ２１側の下角部Ｓでの合成抵抗値との差が小さくなる。このように正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の合成抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から電極組立体６の一端側（負極タブ２１側）に遠い部分の合成抵抗値との差が小さくなる。これにより、正極１８の反応ムラが低減される。

このとき、正極タブ２５から正極本体部２４における負極タブ２１とは反対側の下角部Ｔまでの距離は、図１１（ａ）に示すような比較例の構成に比べて長くなる（実線Ｐ２参照）。しかし、正極タブ２５から正極本体部２４の下角部Ｔまでの距離は、正極タブ２５から正極本体部２４の下角部Ｓまでの距離とほぼ同じであるため、正極１８全体としては、反応ムラが低減される。

なお、正極タブ２５の長さ寸法Ｌ２は、負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１と等しくてもよいし、負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１よりも小さくてもよい。この場合でも、図１１（ａ）に示すような比較例の構成に比べて、正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の合成抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から負極タブ２１側に遠い部分の合成抵抗値との差が小さくなるため、正極１８の反応ムラが低減される。ただし、正極タブ２５の長さ寸法Ｌ２を負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１よりも大きくすると、正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の合成抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から負極タブ２１側に遠い部分の合成抵抗値との差が更に小さくなるため、正極１８の反応ムラが更に低減される。

また、正極タブ２５が電極組立体６の他端側（負極タブ２１とは反対の端側）のみに配置されていても、正極タブ２５の長さ寸法Ｌ２が負極タブ２１の長さ寸法Ｌ１よりも大きければよい。この場合でも、図９（ａ）に示すような比較例の構成に比べて、正極本体部２４における正極タブ２５から近い部分の合成抵抗値と正極本体部２４における正極タブ２５から負極タブ２１側に遠い部分の合成抵抗値との差が小さくなるため、正極１８の反応ムラが低減される。

また、上記実施形態では、負極１７は負極タブ２１を１つ有し、正極１８は正極タブ２５を１つ有しているが、負極タブ２１が電極組立体６の一端側に配置され、正極タブ２５が電極組立体６の他端側を含む領域に配置されていれば、負極タブ２１及び正極タブ２５の数としては、１つでもよいし、複数でもよい。この場合には、少なくとも１つの正極タブ２５の長さ寸法の合計が、少なくとも１つの負極タブ２１の長さ寸法の合計よりも大きければよい。また、負極タブ２１が電極組立体６の一端側に配置され、正極タブ２５が電極組立体６の中央部を含む領域に配置されていても、負極タブ２１及び正極タブ２５の数としては、１つでもよいし、複数でもよい。この場合には、少なくとも１つの正極タブ２５の長さ寸法の合計が、少なくとも１つの負極タブ２１の長さ寸法の合計よりも大きくてもよい。

また、上記実施形態では、負極１７の金属箔２２及び正極１８の金属箔２６は何れもニッケルで形成されているが、金属箔２２，２６の金属材料としては、例えばステンレス鋼でもよい。

さらに、上記実施形態では、蓄電装置１がニッケル水素二次電池であるが、本発明は、特にニッケル水素二次電池には限られず、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等にも適用可能である。

このとき、上述したように、負極における金属箔の抵抗値に対する負極活物質層の抵抗値の比率が正極における金属箔の抵抗値に対する正極活物質層の抵抗値の比率よりも大きいときは、負極タブが電極組立体の一端側に配置され、正極タブが電極組立体の他端側を含む領域または電極組立体の中央部を含む領域に配置される。一方、正極における金属箔の抵抗値に対する正極活物質層の抵抗値の比率が負極における金属箔の抵抗値に対する負極活物質層の抵抗値の比率よりも大きいときは、正極タブが電極組立体の一端側に配置され、負極タブが電極組立体の他端側を含む領域または電極組立体の中央部を含む領域に配置される。

１…蓄電装置、６…電極組立体、１７…負極（第１電極）、１８…正極（第２電極）、１９…セパレータ、２０…負極本体部（第１本体部）、２１…負極タブ（第１タブ）、２２…金属箔（第１集電体）、２３…負極活物質層（第１活物質層）、２４…正極本体部（第２本体部）、２５…正極タブ（第２タブ）、２６…金属箔（第２集電体）、２７…正極活物質層（第２活物質層）。

Claims (5)

1. 第１電極と前記第１電極とは極性が異なる第２電極とがセパレータを介して交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、
   前記第１電極は、第１集電体の表面に第１活物質層が形成されてなる第１本体部と、前記第１本体部の縁から突出し、前記第１集電体からなる少なくとも１つの第１タブとを有し、
   前記第２電極は、第２集電体の表面に第２活物質層が形成されてなる第２本体部と、前記第２本体部の縁から突出し、前記第２集電体からなる少なくとも１つの第２タブとを有し、
   前記第１集電体の抵抗値に対する前記第１活物質層の抵抗値の比率は、前記第２集電体の抵抗値に対する前記第２活物質層の抵抗値の比率よりも大きく、
   前記第１タブは、前記電極組立体の一端側に配置されており、
   前記第２タブは、前記電極組立体の他端側を含む領域に前記第１タブと重ならないように配置されており、
   前記少なくとも１つの第２タブの長さ寸法の合計は、前記少なくとも１つの第１タブの長さ寸法の合計よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。
2. 第１電極と前記第１電極とは極性が異なる第２電極とがセパレータを介して交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、
   前記第１電極は、第１集電体の表面に第１活物質層が形成されてなる第１本体部と、前記第１本体部の縁から突出し、前記第１集電体からなる少なくとも１つの第１タブとを有し、
   前記第２電極は、第２集電体の表面に第２活物質層が形成されてなる第２本体部と、前記第２本体部の縁から突出し、前記第２集電体からなる少なくとも１つの第２タブとを有し、
   前記第１集電体の抵抗値に対する前記第１活物質層の抵抗値の比率は、前記第２集電体の抵抗値に対する前記第２活物質層の抵抗値の比率よりも大きく、
   前記第１タブは、前記電極組立体の一端側に配置されており、
   前記第２タブは、前記電極組立体の中央部を含む領域に前記第１タブと重ならないように配置されていることを特徴とする蓄電装置。
3. 前記少なくとも１つの第２タブの長さ寸法の合計は、前記少なくとも１つの第１タブの長さ寸法の合計よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の蓄電装置。
4. 前記第１タブと前記第２タブとの間の距離は、１．４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の蓄電装置。
5. 前記第１電極は、負極であり、
   前記第２電極は、正極であり、
   前記第１集電体及び前記第２集電体は、ニッケルまたはステンレス鋼からなり、
   前記第１活物質層は、水素吸蔵合金で形成されており、
   前記第２活物質層は、水酸化ニッケルで形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の蓄電装置。