JP2019021434A

JP2019021434A - 蓄電素子

Info

Publication number: JP2019021434A
Application number: JP2017136795A
Authority: JP
Inventors: 士藤本; Osamu Fujimoto
Original assignee: Lithium Energy and Power GmbH and Co KG
Current assignee: Lithium Energy and Power GmbH and Co KG
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-02-07

Abstract

【課題】本発明は、正極タブ及び負極タブ間の意図しない短絡を容易かつ確実に抑制することができる蓄電素子を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る蓄電素子は、正極板及び負極板がセパレータを介して積層された電極体本体、正極板から延びる正極タブ、並びに負極板から延びる負極タブを有する電極体と、電極体を収容するケース本体、並びにこのケース本体の開口を塞ぐとともに正極タブ及び負極タブに対向する蓋板を有するケースと、蓋板に固定される外部端子と、ケース内に設けられて正極タブ又は負極タブが接合される集電体と、蓋板を貫通して外部端子と集電体とを接続する接続部と、蓋板と集電体との間に介在する絶縁部材とを備え、絶縁部材が、蓋板の内表面に設けられて一端に接続部を通す貫通孔を有する板状の本体と、この本体の他端から電極体本体に向けて正極タブ及び負極タブの間に突出する板状の第１リブとを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電素子に関する。

リチウムイオン二次電池などの充放電される蓄電素子は、一般に、正極板及び負極板がセパレータを介して積層され前記正極板から延びる正極タブ及び前記負極板から延びる負極タブを有する電極体と、この電極体を収容するケースとを有する。

蓄電素子は、急速充電や急速放電を行えるようにすることが求められている。急速放電機構として、正極板及び負極板を強制的に短絡させる放電機構が提案されている。

蓄電素子には、急速充電や急速放電にも対応できるよう、電流経路（導電パス）の抵抗を低くすることが望まれる。

特開２０１３−１７１７８４号公報は、正極タブ及び負極タブの一方がケースに直接接続された蓄電素子を開示している。

特開２０１３−１７１７８４号公報

本発明は、急速充電や急速放電が求められる用途に好適に適用できる蓄電素子を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極板及び負極板がセパレータを介して積層された電極体本体、前記正極板から延びる正極タブ、並びに前記負極板から延びる負極タブを有する電極体と、前記電極体を収容するケース本体、並びにこのケース本体の開口を塞ぐとともに前記正極タブ及び前記負極タブに対向する蓋板を有するケースと、前記蓋板に固定される外部端子と、前記ケース内に設けられて前記正極タブ又は前記負極タブが接合される集電体と、前記蓋板を貫通して前記外部端子と前記集電体とを接続する接続部と、前記蓋板と前記集電体との間に介在する絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材が、前記蓋板の内表面に設けられて一端に前記接続部を通す貫通孔を有する板状の本体と、この本体の他端から前記電極体本体に向けて前記正極タブ及び負極タブの間に突出する板状の第１リブとを有する。

本発明の態様に係る蓄電素子は、正極タブ及び負極タブ間の意図しない短絡を容易かつ確実に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る蓄電素子を示す模式的分解斜視図である。図１の蓄電素子の模式的断面図である。図１の蓄電素子の絶縁部材を示す斜視図である。図３の絶縁部材のＡ−Ａ線部分断面図である。

本発明の一実施形態に係る蓄電素子は、正極板及び負極板がセパレータを介して積層された電極体本体、前記正極板から延びる正極タブ、並びに前記負極板から延びる負極タブを有する電極体と、前記電極体を収容するケース本体、並びにこのケース本体の開口を塞ぐとともに前記正極タブ及び前記負極タブに対向する蓋板を有するケースと、前記蓋板に固定される外部端子と、前記ケース内に設けられて前記正極タブ又は前記負極タブが接合される集電体と、前記蓋板を貫通して前記外部端子と前記集電体とを接続する接続部と、前記蓋板と前記集電体との間に介在する絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材が、前記蓋板の内表面に設けられて一端に前記接続部を通す貫通孔を有する板状の本体と、この本体の他端から前記電極体本体に向けて前記正極タブ及び負極タブの間に突出する板状の第１リブとを有する。
絶縁部材の本体の一端及び他端とは、板状の本体の長手方向中心を境とする一方側及び他方側であってもよい。

蓄電素子は、絶縁部材が、本体の端部から電極体本体に向けて正極タブ及び負極タブの間に突出する板状の第１リブを有するので、この第１リブによって前記正極タブ及び前記負極タブ間の意図しない短絡を容易かつ確実に抑制することができる。前記第１リブがケースの蓋板と集電体とを絶縁する絶縁部材に一体的に設けられていることで、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を防止できる。蓄電素子には、電極体本体から外部端子に至る導電パスの抵抗を低くするために、正極タブ及び負極タブの断面積を大きくしたいという要望がある。当該蓄電素子は、第１リブが板状であるので、正極タブ及び負極タブの断面積を大きくするために、正極タブ及び負極タブの幅を大きくすることができる。このように正極タブ及び負極タブの幅を大きくした場合でも、正極タブ及び負極タブの接触を効果的に防ぐことができる。
前記第１リブは、絶縁部材本体の端部に設けられてもよい。こうすることで、第１リブの成形性が向上し、高さの大きい第１リブを安定的に成形することができる。

前記本体が、前記第１リブが設けられる第１辺と、この第１辺と隣接して第２リブが設けられる第２辺とを有し、前記第１リブは、前記第２リブよりも前記電極体本体に向けて突出しているとよい。この第２リブによって集電体の位置決めを確実に行うことができ、集電体及び蓋板間の絶縁状態を確実に維持することができる。

前記集電体は、前記第２リブよりも前記電極体本体に向けて突出し、前記第１リブは、前記集電体よりも前記電極体本体に向けて突出しているとよい。集電体が第２リブよりも電極体本体に向けて突出していることで、集電体と、正極タブ又は負極タブとの接合を確実に行うことができる。さらに、第１リブが集電体よりも電極体本体に向けて突出していることで、一方のタブが接合された集電体と他方のタブとの接触を第１リブによって防止することができる。

前記電極体本体と前記接続部との間に設けられ、前記電極体本体に面する対向面を有するスペーサをさらに備え、前記蓋板の内表面から前記第１リブの先端までの距離は、前記蓋板の内表面から前記対向面までの距離と同等かそれ以下であるとよい。蓄電素子のエネルギー密度の向上のために、ケース内に極力大きい電極体（電極体本体）を収容することが望まれている。蓋板を貫通して外部端子と集電体とを接続する接続部の直下にスペーサを設ける場合、第１リブが、蓋板から電極体本体に向けてスペーサよりも突出すると、第１リブによって電極体本体の大きさが制約される。蓋板の内表面から第１リブの先端までの距離を、蓋板の内表面からスペーサの対向面までの距離と同等かそれ以下とすることで、第１リブによって電極体本体の大きさが制約されることが防止される。

なお、蓋板が「正極タブ及び負極タブに対向する」とは、蓋板が、電極体本体の正極タブ及び負極タブが延びる端部に対向することをいう。また、「板状」とは、厚さが、この厚さに垂直な方向の寸法に比べて小さいことをいう。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

［第一実施形態］
図１及び図２に、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を示す。本実施形態では、リチウムイオン二次電池を例示するが、本発明に係る蓄電素子は、一次電池や、リチウムイオン二次電池以外の非水電解質二次電池であってもよく、キャパシタ等の電気化学セルであってもよい。

蓄電素子は、正極板及び負極板がセパレータを介して積層された電極体本体１、前記正極板から延びる正極タブ２、並びに前記負極板から延びる負極タブ３を有する電極体４を有する。蓄電素子は、電極体４を収容するケース本体５、並びにこのケース本体５の開口を塞ぐとともに正極タブ２及び負極タブ３に対向する蓋板６を有するケース７を備える。蓄電素子は、蓋板６に固定される外部端子８と、ケース７内に設けられて負極タブ３が接合される集電体９と、蓋板６を貫通して外部端子８と集電体９とを接続する接続部１０と、蓋板６と集電体９との間に介在する絶縁部材１１とを備える。絶縁部材１１は、蓋板６の内表面に設けられて一端に接続部１０を通す貫通孔を有する板状の本体１１ａと、本体１１ａの他端から電極体本体１に向けて正極タブ２及び負極タブ３の間に突出する板状の第１リブ１１ｂとを有する。

蓄電素子は、電極体本体１と接続部１０との間に設けられ、電極体本体１に面する対向面１４ａを有するスペーサ１４をさらに備える。スペーサ１４の対向面１４ａには、柔軟性を有するクッションシートが積層されていてもよい。

蓄電素子は、ケース７の内部に電極体４とともに電解液が封入されている。蓄電素子の内部において、電極体４は電解液に浸漬されている。

蓄電素子は、電極体本体１の周囲に巻き付けられる絶縁シート、ケース本体５の底部と電極体本体１との間に配置されるクッションシート等をさらに備えてもよい。

電極体本体１は、複数の正極板、セパレータ及び負極板を積層したものである。つまり、蓄電素子の電極体４は、いわゆる積層型電極体である。代替的に、電極体４は、長尺の正極板、セパレータ、負極板及びセパレータの積層体を巻回して形成される巻回型の電極体であってもよい。

正極板は、導電性を有する箔状乃至シート状の正極基材と、この正極基材の両面に積層される正極活物質層とを有する。

正極板の正極基材の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さとコストとのバランスからアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金が好ましく、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。また、正極基材の形状としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極基材としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、ＪＩＳ−Ｈ４０００（２０１４）に規定されるＡ１０８５Ｐ、Ａ３００３Ｐ等が例示できる。

正極板の正極活物質層は、正極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、正極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

前記正極活物質としては、例えばＬｉ_ｘＭＯ_ｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（Ｌｉ_ｘＣｏＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＭｎＯ_３、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＣｏ_{（１−α）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＭｎ_βＣｏ_{（１−α−β）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＭｎ_{（２−α）}Ｏ_４等）、Ｌｉ_ｗＭｅ_ｘ（ＸＯ_ｙ）_ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ等を表す）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆ等）が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極活物質層においては、これら化合物の一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。また、正極活物質の結晶構造は、層状構造又はスピネル構造であることが好ましい。

負極板は、導電性を有する箔状乃至シート状の負極基材と、この負極基材の両面に積層される多孔性の負極活物質層とを有する。

負極板の負極基材の材質としては、銅又は銅合金が好ましい。また、負極基材の形状としては、箔が好ましい。つまり、負極板の負極基材としては銅箔が好ましい。負極基材として用いられる銅箔としては、例えば圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。

負極活物質層は、負極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、負極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が好適に用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばリチウム、リチウム合金等の金属；金属酸化物；ポリリン酸化合物；黒鉛、非晶質炭素（易黒鉛化炭素又は難黒鉛化性炭素）等の炭素材料などが挙げられる。

前記負極活物質の中でも、正極板と負極板との単位対向面積当たりの放電容量を好適な範囲とする観点から、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｎ、Ｓｎ酸化物又はこれらの組み合わせを用いることが好ましく、Ｓｉ酸化物を用いることが特に好ましい。なお、ＳｉとＳｎとは、酸化物にした際に、黒鉛の３倍程度の放電容量を持つことができる。

セパレータは、電解液が浸潤するシート状乃至フィルム状の材料から形成される。セパレータを形成する材料としては、例えば織布、不織布等を用いることもできるが、典型的には多孔性を有するシート状乃至フィルム状の樹脂が用いられる。このセパレータは、正極板と負極板とを隔離するとともに、正極板と負極板との間に電解液を保持する。

このセパレータの主成分としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン誘導体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステルなどを採用することができる。中でも、セパレータの主成分としては、耐電解液性、耐久性及び溶着性に優れるポリエチレン及びポリプロピレンが好適に用いられる。

セパレータは、両面又は片面（好ましくは正極板に対向する面）に耐熱層を有することが好ましい。これにより、セパレータの熱による破損を防止して、正極板及び負極板間の短絡をより確実に防止することができる。

セパレータの耐熱層は、多数の無機粒子と、この無機粒子間を接続するバインダとを含む構成とすることができる。

無機粒子の主成分としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレイ、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムなどが挙げられる。中でも、耐熱層の無機粒子の主成分としては、アルミナ、シリカ及びチタニアが特に好ましい。

タブ２，３は、正極板及び負極板の正極基材及び負極基材を、活物質層が積層されている方形状の領域からそれぞれ帯状に突出するよう延長して形成することができる。正極板から延びる正極タブ２は、蓋板６に電気的に接続される。一方、負極板から延びる負極タブ３は、外部端子８に電気的に接続される。タブ２，３は、複数の正極板又は負極板から延びる複数の正極基材又は複数の負極基材を束ねたものであってもよい。タブ２，３は、複数の正極基材又は複数の負極基材を束ねて、ケース７内でＣ字状に湾曲した状態で、蓋板６又は外部端子８に接続されてもよい。束ねる正極基材又は負極基材の数は、蓄電素子の高容量化に対する要望の視点から、４０〜６０枚であってもよく、約５０枚であってもよい。

本実施形態において、タブ２，３は、電極体本体１の積層方向視で方形状の電極体本体１の一辺から、積層方向視で互いに重ならないよう突出している。

蓋板６の長手方向長さ（正極タブ２の幅と平行な方向の長さ）に対する正極タブ２の幅の比の下限としては、０．３が好ましく、０．４がより好ましい。一方、前記比の上限としては、０．６が好ましく、０．５がより好ましい。前記比が前記範囲内であることによって、正極タブ２の幅を十分に大きくすることで、蓄電素子の電流経路の抵抗を十分に低くすることができる。

蓋板６の長手方向長さに対する負極タブ３の幅の比の下限としては、０．３が好ましく、０．４がより好ましい。一方、前記比の上限としては、０．６が好ましく、０．５がより好ましい。前記比が前記範囲内であることによって、負極タブ３の幅を十分に大きくすることで、蓄電素子の電流経路の抵抗を十分に低くすることができる。なお、正極タブ２の幅及び負極タブ３の幅は等しくてもよく、異なっていてもよい。

正極タブ２及び負極タブ３の平均間隔（蓋板６の長手方向における平均間隔）の下限としては、３ｍｍが好ましく、４ｍｍがより好ましい。一方、正極タブ２及び負極タブ３の平均間隔の上限としては、８ｍｍが好ましく、６ｍｍがより好ましい。前記平均間隔が前記範囲内であることで、第１リブ１１ｂによって正極タブ２及び負極タブ３の接触を確実に抑制しつつ、正極タブ２及び負極タブ３の幅を十分に大きくすることができる。

電極体４とともにケース７に封入される電解液としては、蓄電素子に通常用いられる公知の電解液が使用でき、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）等の環状カーボネート、又はジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状カーボネートを含有する溶媒に、リチウムヘキサフルオロホスフェート（ＬｉＰＦ_６）等を溶解した溶液を用いることができる。

ケース７は、前述のように、ケース本体５と外部端子８が取り付けられる蓋板６とを有する。蓋板６は、ケース本体５に気密に固定され、ケース本体５の内部の電解液が漏出しないよう密閉する。

ケース７の形状としては、各面が方形状の箱形（直方体状）であることが好ましい。また、蓋板６の長手方向（蓋板６の厚さ方向と垂直な面の長手方向）は、正極タブ２及び負極タブ３の幅方向と平行であってもよい。ケース７は、ケース本体５の底部又は蓋板６に内圧上昇時に開口して圧力を逃がす破裂弁（ラプチャバルブ）を有してもよい。

ケース本体５は、電極体４を収容できる有底筒状に形成され、筒状部とこの筒状部の底部を塞ぐ底板とを有する構成とすることができる。このケース本体５の材質としては、例えばステンレス、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属、樹脂などを用いることができる。

本実施形態におけるケース７の蓋板６は、正極タブ２が電気的に接続され、正極外部端子として利用される。蓋板６としては、強度及び導電性を有する板材であればよく、例えば金属めっき鋼板又はステンレス鋼板、アルミニウム板等を用いることができる。また、蓋板６は、外部端子８と負極タブ３とを接続するための貫通孔を有する。

この蓋板６への正極タブ２の接続方法としては、特に限定されないが、典型的には溶接が用いられる。

外部端子８は、負極タブ３が接続され、外部の回路が接続される負極外部端子として用いられる。外部端子８は、板状であり蓋板６の外側に配置される。外部端子８の材質は、導電性を有する。

接続部１０は柱状に形成される。接続部１０は、軸方向の一端が外部端子８の内面と接続される。また、接続部１０は、蓋板６の貫通孔を貫通し、軸方向の他端側で集電体９に接続される。接続部１０の材質は、導電性を有する。接続部１０は、負極基材と同種の金属であってもよい。

外部端子８及び接続部１０は、正極外部端子として使用される蓋板６に電気的に接触せず、かつ電解液を漏出させないよう、絶縁性のガスケット１３及び絶縁部材１１を挟んで蓋板６に気密に固定される。

集電体９は板状に形成される。集電体９は、蓋板６の内側に蓋板６と略平行に配置される。集電体９は厚さ方向と垂直な面が略矩形状であり、長手方向の一端側に厚さ方向に貫通する貫通孔を有する。集電体９は、この貫通孔に接続部１０が嵌合される。集電体９は、貫通孔よりも長手方向の他端側の領域が電極体本体１側に僅かにオフセットされている。このオフセットされた領域は、内面に負極タブ３が接合される接合部を構成する。

絶縁部材１１は、前述のように板状の本体１１ａを有する。図３及び図４に示すように、本体１１ａは厚さ方向と垂直な面が略矩形状である。本体１１ａは、長手方向の一端に厚さ方向に貫通し、接続部１０を通す貫通孔を有する。また、本体１１ａは、長手方向の他端側の端縁を構成する第１辺１２ａに第１リブ１１ｂが設けられている。第１リブ１１ｂは、第１辺１２ａと垂直方向が厚さ方向となるよう、第１辺１２ａから電極体本体１に向けて突出している。

本体１１ａは、第１リブ１１ｂが設けられる第１辺１２ａと、この第１辺１２ａと隣接して第２リブ１１ｃが設けられる第２辺１２ｂとを有する。詳細には、本体１１ａは、第１辺１２ａと略直交する一対の第２辺１２ｂを有する。この一対の第２辺１２ｂからそれぞれ電極体本体１に向けて第２リブ１１ｃが設けられている。一対の第２リブ１１ｃ間の間隔は、集電体９の短手方向長さ以上であることが好ましい。

第１リブ１１ｂは第１辺１２ａの全長に亘って設けられ、第２リブ１１ｃは第２辺１２ｂの全長に亘って設けられている。第１リブ１１ｂの先端の高さ位置（蓋板６の厚さ方向における位置）は、第１辺１２ａの全長に亘って等しい。また、第２リブ１１ｃの先端の高さ位置は、第２辺１２ｂの全長に亘って等しい。

第１リブ１１ｂは、第２リブ１１ｃよりも電極体本体１に向けて突出している。当該蓄電素子は、本体１１ａの第１リブ１１ｂが設けられる第１辺１２ａに隣接する第２辺１２ｂに第１リブ１１ｂよりも突出高さの小さい第２リブ１１ｃを有することで、この第２リブ１１ｃによって集電体９の位置決めを確実に行うことができる。詳しく説明すると、当該蓄電素子は、例えば集電体９の内表面に負極タブ３が超音波溶接された状態で、集電体９の外表面に絶縁部材１１が積層される。この際、第１辺１２ａに隣接する第２辺１２ｂに第２リブ１１ｃが設けられることで、第２リブ１１ｃ間に集電体９を容易かつ確実に位置決めすることができる。また、第２リブ１１ｃの突出高さが第１リブの１１ｂの突出高さ以上であると、第２リブ１１ｃが障害となって負極タブ３を滑らかなＣ字状に保持し難くなるおそれがある。これに対し、第２リブ１１ｃの突出高さが第１リブ１１ｂの突出高さより小さいことで、負極タブ３の形状を安定的に保持することができる。さらに、当該蓄電素子は、第２リブ１１ｃを有することで、集電体９及び蓋板６間の絶縁状態を確実に維持することができる。

集電体９は第２リブ１１ｃよりも電極体本体１に向けて突出し、第１リブ１１ｂは集電体９よりも電極体本体１に向けて突出していることが好ましい。つまり、集電体９の内表面は、第２リブ１１ｃの先端よりも電極体本体１側に位置し、第１リブ１１ｂの先端は、集電体９の内表面よりも電極体本体１側に位置することが好ましい。この構成によると、第２リブ１１ｃと負極タブ３との接触が容易かつ確実に防止される。そのため、集電体９と負極タブ３との接合を確実に行うことができる。また、第１リブ１１ｂが集電体９よりも電極体本体１に向けて突出していることで、集電体９と正極タブ２との接触を第１リブ１１ｂによって防止することができる。加えて、第１リブ１１ｂの集電体９の内表面よりも電極体本体１に向けて突出する部分によって、正極タブ２及び負極タブ３の接触を確実に防止することができる。

第１リブ１１ｂの平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。一方、第１リブ１１ｂの平均厚さの上限としては、２．０ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。第１リブ１１ｂの平均厚さが前記範囲内であることによって、正極タブ２及び負極タブ３の幅を十分に大きくしやすい。なお、正極タブ２及び負極タブ３の幅を十分に大きくする点から、第１リブ１１ｂの厚さは均一であることが好ましい。

図２に示すように、電極体本体１及び蓋板６の内表面の平均間隔Ｄ１に対する電極体本体１及び第１リブ１１ｂの先端の平均間隔Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）の下限としては、０．０５が好ましく、０．１０がより好ましい。一方、前記平均間隔の比（Ｄ２／Ｄ１）の上限としては、０．３０が好ましく、０．２５がより好ましい。前記平均間隔の比（Ｄ２／Ｄ１）が前記範囲内であることによって、落下等の意図しない衝撃が生じた場合に第１リブ１１ｂが電極体本体１に触突することを抑制しつつ、第１リブ１１ｂによって正極タブ２及び負極タブ３の接触を確実に抑制することができる。

また、第１リブ１１ｂの先端と電極体本体１との平均間隔Ｄ２の下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１．０ｍｍがより好ましい。一方、前記平均間隔Ｄ２の上限としては、３．０ｍｍが好ましく、２．０ｍｍがより好ましい。前記平均間隔Ｄ２が前記範囲内であることによって、落下等の意図しない衝撃が生じた場合に第１リブ１１ｂが電極体本体１に触突することを抑制しつつ、第１リブ１１ｂによって正極タブ２及び負極タブ３の接触を確実に抑制することができる。

第１リブ１１ｂと正極タブ２及び負極タブ３との平均間隔の下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１．０ｍｍがより好ましい。一方、第１リブ１１ｂと正極タブ２及び負極タブ３との平均間隔の上限としては、３．０ｍｍが好ましく、２．０ｍｍがより好ましい。当該蓄電素子は、正極タブ２及び負極タブ３の延出長さが比較的長くなった場合に、正極タブ２及び負極タブ３が幅方向にぶれやすくなる。この点に関し、前記平均間隔が前記範囲内であることによって、正極タブ２及び負極タブ３の延出長さを比較的大きくした場合でも、第１リブ１１ｂと正極タブ２及び負極タブ３との接触を抑えやすい。

スペーサ１４は、電極体本体１と集電体９との間に、正極タブ２及び負極タブ３が延びる場所を避けて配置される。スペーサ１４は、電極体本体１の積層方向から見て正極タブ２及び負極タブ３と重ならないよう配置される。スペーサ１４は、接続部１０の下端（接続部１０の電極体本体１に対向する端部）を収容する凹部を有し、その凹部を画定する上端が蓋部６の内表面と当接するよう配置される。スペーサ１４の、電極体本体１に対向する対向面１４ａは、電極体本体１を支持してケース７内で電極体本体１が動くことを抑制する。本実施形態において、対向面１４ａは蓋板６の内表面と略平行である。

スペーサ１４は、電極体本体１と集電体９との間隔を保持して、短絡が生じないようにする。スペーサ１４の形状は、図１及び図２に示すものに限定されない。スペーサは板状であってもよい。

このスペーサ１４は、絶縁性を有する材料、好ましくは樹脂組成物から形成される。具体的には、スペーサ１４は、例えばポリプロピレンを含む樹脂組成物から形成される。

図２に示すように、蓋板６の内表面から第１リブ１１ｂの先端までの距離Ｄ３（蓋板６の厚さ方向における距離）は、蓋板６の内表面から対向面１４ａまでの距離Ｄ４（蓋板６の厚さ方向における距離）と同等かそれ以下であることが好ましい。この構成によると、蓋板６を貫通して外部端子８と集電体９とを接続する接続部１０の直下にスペーサ１４を設けた場合でも、第１リブ１１ｂによって電極体本体１の大きさが制約することが防止される。また、この構成によると、第１リブ１１ｂと電極体本体１との接触を防止しつつ、第１リブ１１ｂによって正極タブ２及び負極タブ３の接触を確実に抑制することができる。

蓋板６の内表面から対向面１４ａまでの距離Ｄ４に対する蓋板６の内表面から第１リブ１１ｂの先端までの距離Ｄ３の比（Ｄ３／Ｄ４）の下限としては、０．８が好ましく、０．９がより好ましい。一方、前記比（Ｄ３／Ｄ４）の上限としては、１．０が好ましい。前記比（Ｄ３／Ｄ４）が前記範囲内であることによって、第１リブ１１ｂと電極体本体１との接触を防止効果、及び第１リブ１１ｂによる正極タブ２及び負極タブ３の接触抑制効果を十分に高めることができる。

以上のように、蓄電素子は、絶縁部材１１が、本体１１ａの端部から電極体本体１に向けて正極タブ２及び負極タブ３の間に突出する板状の第１リブ１１ｂを有するので、この第１リブ１１ｂによって正極タブ２及び負極タブ３間の意図しない短絡を容易かつ確実に抑制することができる。第１リブ１１ｂがケース７の蓋板６と集電体９とを絶縁する絶縁部材１１に一体的に設けられていることで、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を防止できる。蓄電素子には、電極体本体から外部端子に至る導電パスの抵抗を低くするために、正極タブ及び負極タブの断面積を大きくしたいという要望がある。当該蓄電素子は、第１リブ１１ｂが板状であるので、正極タブ２及び負極タブ３の断面積を大きくするために、正極タブ２及び負極タブ３の幅（蓋板６の長手方向に平行な方向における正極タブ２及び負極タブ３の長さ）を大きくすることができる。このように正極タブ２及び負極タブ３の幅を大きくした場合でも、正極タブ２及び負極タブ３の接触を効果的に防ぐことができる。第１リブ１１ｂを絶縁部材本体１１ａの端部に設けることで、第１リブ１１ｂの成形性が向上されている。そのため、高さの大きい第１リブ１１ｂを安定的に成形することができる。

［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

蓄電素子は、蓋板に固定される正極外部端子をさらに有し、この正極外部端子に正極タブが電気的に接続されてもよい。蓋板が負極外部端子を構成し、負極タブがこの蓋板に電気的に接続されてもよい。

絶縁部材は、正極タブ及び負極タブの間に突出する板状の第１リブを有する限り、必ずしも前述の第２リブを有しなくてもよい。

蓄電素子は、必ずしも前述のスペーサを有しなくてもよい。

蓄電素子は、固体電解質を用いるものであってもよい。

蓄電素子において、外部端子や蓋板と、タブとの間に、電気的接続を補助する別の部材が介在してもよい。

本発明は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池に好適に適用することができる。

１電極体本体
２正極タブ
３負極タブ
４電極体
５ケース本体
６蓋板
７ケース
８外部端子
９集電体
１０接続部
１１絶縁部材
１１ａ本体
１１ｂ第１リブ
１１ｃ第２リブ
１２ａ第１辺
１２ｂ第２辺
１３ガスケット
１４スペーサ
１４ａ対向面

Claims

正極板及び負極板がセパレータを介して積層された電極体本体、前記正極板から延びる正極タブ、並びに前記負極板から延びる負極タブを有する電極体と、
前記電極体を収容するケース本体、並びにこのケース本体の開口を塞ぐとともに前記正極タブ及び前記負極タブに対向する蓋板を有するケースと、
前記蓋板に固定される外部端子と、
前記ケース内に設けられて前記正極タブ又は前記負極タブが接合される集電体と、
前記蓋板を貫通して前記外部端子と前記集電体とを接続する接続部と、
前記蓋板と前記集電体との間に介在する絶縁部材と、を備え、
前記絶縁部材が、前記蓋板の内表面に設けられて一端に前記接続部を通す貫通孔を有する板状の本体と、この本体の他端から前記電極体本体に向けて前記正極タブ及び負極タブの間に突出する板状の第１リブとを有する蓄電素子。
前記本体が、前記第１リブが設けられる第１辺と、この第１辺と隣接して第２リブが設けられる第２辺とを有し、
前記第１リブは、前記第２リブよりも前記電極体本体に向けて突出している、請求項１に記載の蓄電素子。
前記集電体は、前記第２リブよりも前記電極体本体に向けて突出し、前記第１リブは、前記集電体よりも前記電極体本体に向けて突出している、請求項２に記載の蓄電素子。
前記電極体本体と前記接続部との間に設けられ、前記電極体本体に面する対向面を有するスペーサをさらに備え、
前記蓋板の内表面から前記第１リブの先端までの距離は、前記蓋板の内表面から前記対向面までの距離と同等かそれ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電素子。