JP2019036395A - 電極および該電極を備える蓄電素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電極リードの形成位置を比較的容易に調節することができる電極を備える蓄電素子の製造方法を提供する。【解決手段】金属箔221と該金属箔に重ねられている活物質層222とを有する活物質層形成部224と、該活物質層形成部と連接されていて、活物質層が形成されていない活物質層非形成部223とを備える電極に、電極リード227を形成することを備え、活物質層非形成部には、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部225により、該切り込み部の形成位置を基準として活物質層形成部から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部と接続される被折り曲げ片226が形成されていて、電極リードの形成では、切り込み部の所定の位置を基点として、被折り曲げ片の一端側の端部が活物質層形成部から離れるように、被折り曲げ片を折り曲げる。【選択図】図7
Description
本発明は、電極リードを有する電極、および該電極を備える蓄電素子の製造方法に関する。
従来、金属箔よりなる集電体層と、この集電体層の少なくとも一方の面に設けられた電極活物質層とを備えた電極であって、前記金属箔の一部により形成された端子を有する電極が知られている(特許文献1)。このような電極を、負極を例に説明する。負極は、短冊状の負極集電体層と、この負極集電体層に設けられた負極活物質層とを含んで構成されている。負極では、負極集電体層の一部(一端部)に負極活物質層が形成され、負極集電体層の他の一部(他端部)が露出されている。また、負極では、他端部のうちの一端側部分(離間部分)が一端部から部分的に離間されるように、負極活物質層の端縁に沿って負極集電体層が選択的に切断されていて、一端部の延在方向に対して離間部分の延在方向が約180°の角度をなすように、他端部の一部を折り曲げることにより、他端部の一部よりなる負極リードとしての負極端子が形成されている。
一般に、上記のように形成された端子を有する電極(正極、負極)は、セパレータを介して、正極の他端部の一部が互いに重ねられ、負極の他端部の一部が互いに重ねられるように複数積層されて電極体とされる。そして、該電極体は、外部の互いに離間した位置に外部端子が取り付けられたケースに、各正極端子と一方の外部端子とが導通し、各負極端子と他方の外部端子とが導通するように収容されて、電池とされることがある。このような電池においては、電極体は、正極集電体層および負極集電体層の切断方向が、外部端子が取り付けられた面に向かうように収容される。
上記のような電池においては、正極の各端子と一方の外部端子との通電抵抗、および負極の各端子と他方の外部端子との通電抵抗の上昇を抑制するために、各外部端子は、正極および負極の各端子との間の距離が可能な限り短くなる位置に取り付けられている。
本実施形態は、電極リードの形成位置を比較的容易に調節することができる電極、および該電極を備える蓄電素子の製造方法を提供することを課題とする。
本実施形態の蓄電素子の製造方法は、
金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、該活物質層形成部と連接されていて、活物質層を有さない活物質層非形成部とを備える電極に、電極リードを形成することを備え、
活物質層非形成部には、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部により、該切り込み部の形成位置を基準として活物質層形成部から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部と接続される被折り曲げ片が形成されていて、
電極リードの形成では、切り込み部の所定の位置を基点として、被折り曲げ片の一端側の端部が活物質層形成部から離れるように、被折り曲げ片を折り曲げる。
金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、該活物質層形成部と連接されていて、活物質層を有さない活物質層非形成部とを備える電極に、電極リードを形成することを備え、
活物質層非形成部には、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部により、該切り込み部の形成位置を基準として活物質層形成部から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部と接続される被折り曲げ片が形成されていて、
電極リードの形成では、切り込み部の所定の位置を基点として、被折り曲げ片の一端側の端部が活物質層形成部から離れるように、被折り曲げ片を折り曲げる。
かかる構成によれば、切り込み部の形成方向における被折り曲げ片の折り曲げの基点の位置を変えることができる。これにより、切り込み方向における電極リードの形成位置を比較的容易に調節することができる。
上記の蓄電素子の製造方法では、
電極において、少なくとも被折り曲げ片を折り曲げるときの基点よりも他端側を含むように、活物質層非形成部に補強部材を取り付けてもよい。
電極において、少なくとも被折り曲げ片を折り曲げるときの基点よりも他端側を含むように、活物質層非形成部に補強部材を取り付けてもよい。
かかる構成によれば、電極リードに対し、切り込み部の形成方向に意図せぬ力が加わった場合であっても、切り込み部の端部を基点として金属箔が裂けることを抑制することができる。
上記の蓄電素子の製造方法では、
電極リードの形成の前に、電極において、切り込み部と重なるように、または切り込み部の端部を基点とした他端側の部位に補強部材を取り付け、
電極リードの形成において、補強部材の端部を基点として、被折り曲げ片を折り曲げてもよい。
電極リードの形成の前に、電極において、切り込み部と重なるように、または切り込み部の端部を基点とした他端側の部位に補強部材を取り付け、
電極リードの形成において、補強部材の端部を基点として、被折り曲げ片を折り曲げてもよい。
かかる構成によれば、電極リードに対し、切り込み部の形成方向に意図せぬ力が加わった場合であっても、切り込み部の端部を基点として金属箔が裂けることを抑制することができることに加えて、被折り曲げ片を予定した位置(切り込み部の端部)で確実に折り曲げることができる。
上記の蓄電素子の製造方法では、
電極リードの形成において、被折り曲げ片が延びる方向に沿って、被折り曲げ片を少なくとも1回折り重ねること、を備えてもよい。
電極リードの形成において、被折り曲げ片が延びる方向に沿って、被折り曲げ片を少なくとも1回折り重ねること、を備えてもよい。
かかる構成によれば、電極リードの厚みをより厚くすることができるので、電極リードの通電抵抗をより小さくすることができる。
本実施形態の電極は、
金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、
該活物質層形成部と連接していて、活物質層を有さない活物質層非形成部と、を備え、
活物質層非形成部には、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部により、該切り込み部の形成位置を基準として活物質層形成部から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部と接続される被折り曲げ片が形成されていて、
切り込み部の所定の位置を基点として、被折り曲げ片の一端部側の端部が活物質層形成部から離れるように、被折り曲げ片が折り曲げられた状態にある電極リードが形成されている。
金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、
該活物質層形成部と連接していて、活物質層を有さない活物質層非形成部と、を備え、
活物質層非形成部には、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部により、該切り込み部の形成位置を基準として活物質層形成部から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部と接続される被折り曲げ片が形成されていて、
切り込み部の所定の位置を基点として、被折り曲げ片の一端部側の端部が活物質層形成部から離れるように、被折り曲げ片が折り曲げられた状態にある電極リードが形成されている。
かかる構成によれば、切り込み部の形成方向における被折り曲げ片の折り曲げの基点の位置を変えることができる。これにより、切り込み部の形成方向における電極リードの形成位置を比較的容易に調節することができる。
本実施形態によれば、金属箔の一部を折り曲げて形成される電極リードの形成位置を比較的容易に調節することができる電極、および該電極を備える蓄電素子の製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図1〜図10を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。
本実施形態の蓄電素子1は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子1は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子1は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子1は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子1は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子1は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子1と組み合わされて蓄電装置100に用いられる。前記蓄電装置100では、該蓄電装置100に用いられる蓄電素子1が電気エネルギーを供給する。
蓄電素子1は、図1〜図10に示すように、正極22と負極23とを含む電極体2と、電極体2を収容するケース3と、ケース3の外側に配置される外部端子4であって電極体2と導通する外部端子4と、を備える。また、蓄電素子1は、電極体2、ケース3、及び外部端子4の他に、電極体2と外部端子4とを導通させる集電体5等を有する。
電極体2は、正極22と負極23とが互いに絶縁された状態で積層されることによって形成される。詳しくは、正極22と負極23とが互いに絶縁された状態で複数積層されることによって形成される。
正極22は、金属箔221と、金属箔221の上に形成された正極活物質層222と、を有する。本実施形態の正極活物質層222は、金属箔221の両面に形成されている。金属箔221は帯状である。本実施形態の金属箔221は、例えば、アルミニウム箔である。正極22は、帯形状の短手方向である幅方向の一方の端縁部に、正極活物質層の活物質層非形成部(正極活物質層が形成されていない部位)223を有する。正極22において正極活物質層222が形成される部位を活物質層形成部224と称する。正極22の活物質層非形成部223には、活物質層形成部224と活物質層非形成部223との境界に沿って、該境界の一端側(図7における左側)の端部から他端側(図7における右側)に向かって延びるように切り込み部225が形成されている。本実施形態では、活物質層形成部224と活物質層非形成部223との境界と平行となるように切り込み部225が形成されている。正極22の活物質層非形成部223には、切り込み部225により、該切り込み部225の形成位置を基準として活物質層形成部224から離れる側に配され、前記境界の他端側において活物質層形成部224と接続される被折り曲げ片226が形成されている。正極22には、切り込み部225の所定の位置を基点として、被折り曲げ片226の一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように、被折り曲げ片226が折り曲げられていることにより、正極リード227が形成されている。本実施形態では、一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように折り曲げられた被折り曲げ片226が、1回折り重ねられて、すなわち、2重に重ねられて正極リード227が形成されている。正極22には、少なくとも被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点よりも他端側の部位を含むように、補強部材228が取り付けられている。本実施形態の正極22には、切り込み部225と重なるように補強部材228が取り付けられている。
前記正極活物質層222は、正極活物質と、バインダーと、を有する。
前記正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、LiaMebOc(Meは、1又は2以上の遷移金属を表す)によって表わされる複合酸化物(LiaCoyO2、LiaNixO2、LiaMnzO4、LiaNixCoyMnzO2等)、LiaMeb(XOc)d(Meは、1又は2以上の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、Vを表す)によって表されるポリアニオン化合物(LiaFebPO4、LiaMnbSiO4、LiaCobPO4F等)である。本実施形態の正極22の活物質は、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2である。
正極活物質層222に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(カルボキシメチルセルロースの塩を含む)である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
前記正極活物質層222は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有していてもよい。本実施形態の正極活物質層222は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。
正極リード227は、突出している部分の長さが、被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点からケース3の内側に配置される集電体5までの長さよりも長くなるように形成されている。正極リード227の突出している部分の長さは、被折り曲げ片226の余剰部分を切除することにより調整することができる。
補強部材228は、その一端部(切り込み部225と補強部材228の一端部との境界位置)が、被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点となる。補強部材228としては、テープ、樹脂被覆層などを用いることができる。樹脂被覆層は、絶縁性の粒子とバインダーとを含む層であってもよい。
負極23は、金属箔231と、金属箔231の上に形成された負極活物質層232と、を有する。本実施形態の負極活物質層232は、金属箔231の両面に形成されている。金属箔231は帯状である。本実施形態の金属箔231は、例えば、銅箔である。負極23は、帯形状の短手方向である幅方向の一方(正極22の活物質層非形成部223と同じ側)の端縁部に、負極活物質層232の活物質層非形成部(負極活物質層が形成されていない部位)233を有する。負極23の活物質層形成部(負極活物質層232が形成される部位)234の幅は、正極22の活物質層形成部224の幅よりも大きい。負極23の活物質層非形成部233には、活物質層形成部234と活物質層非形成部233との境界に沿って、該境界の他端側(図8における右側)の端部から一端側(図8における左側)に向かって延びるように切り込み部235が形成されている。本実施形態では、活物質層形成部234と活物質層非形成部233との境界と平行となるように切り込み部235が形成されている。負極23の活物質層非形成部233には、切り込み部235により、該切り込み部235の形成位置を基準として活物質層形成部234から離れる側に配され、前記境界の他端側において活物質層形成部234と接続される被折り曲げ片236が形成されている。負極23には、切り込み部235の所定の位置を基点として、被折り曲げ片236の他端側の端部が活物質層形成部234から離れるように、被折り曲げ片236が折り曲げられていることにより、負極リード237が形成されている。本実施形態では、他端側の端部が活物質層形成部234から離れるように折り曲げられた被折り曲げ片236が、1回折り重ねられて、すなわち、2重に重ねられて負極リード237が形成されている。負極23には、少なくとも被折り曲げ片236を折り曲げるときの基点よりも他端側の部位を含むように、補強部材238が取り付けられている。本実施形態の負極23には、切り込み部235と重なるように補強部材238が取り付けられている。
前記負極活物質層232は、負極活物質と、バインダーと、を有する。
前記負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素(Si)及び錫(Sn)などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、難黒鉛化炭素である。
負極活物質層232に用いられるバインダーは、正極活物質層222に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
前記負極活物質層232は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層232は、導電助剤を有していない。
負極リード237は、突出している部分の長さが、被折り曲げ片236を折り曲げるときの基点からケース3の内側に配置される集電体5までの長さよりも長くなるように形成されている。負極リード237の突出している部分の長さは、被折り曲げ片236の余剰部分を切除することにより調整することができる。
補強部材238は、その一端部(切り込み部235と補強部材238の一端部との境界位置)が、被折り曲げ片236を折り曲げるときの基点となる。補強部材238としては、正極22で説明したものと同様のものを用いることができる。
本実施形態の電極体2は、以上のように構成される正極22と負極23とがセパレータ24によって互いに絶縁された状態で交互に積層されることによって形成される。詳しくは、正極22と負極23とがセパレータ24によって互いに絶縁された状態で交互に複数積層されることによって形成される。正極22と負極23とは、正極リード227と負極リード237とが、長さ方向の互いに離間した位置において活物質層形成部から離れる側に突出するように交互に積層される。各正極22では、正極リード227が、長さ方向の略同一の位置において活物質層形成部224から離れる側に突出するように形成され、各負極23では、負極リード237が、長さ方向の略同一の位置において活物質層形成部234から離れる側に突出するように形成されている。そのため、上記のように正極22と負極23とが交互に複数積層された状態においては、各正極22の正極リード227同士は互いに重なり、各負極23の負極リード237同士は互いに重なるようになっている。
セパレータ24は、絶縁性を有する部材である。セパレータ24は、正極22と負極23との間に配置される。これにより、電極体2において、正極22と負極23とが互いに絶縁される。また、セパレータ24は、ケース3内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子1の充放電時において、リチウムイオンが、セパレータ24を挟んで交互に積層される正極22と負極23との間を移動する。
セパレータ24は、帯状である。セパレータ24は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。セパレータ24は、SiO2粒子、Al2O3粒子、ベーマイト(アルミナ水和物)等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材上に設けることで形成されてもよい。本実施形態のセパレータ24は、例えば、ポリエチレンによって形成される。セパレータ24の幅(帯形状の短手方向の寸法)は、負極23の活物質層形成部234の幅よりも僅かに大きい。セパレータ24は、活物質層形成部224、234同士および活物質層非形成部223、233同士が重なり、且つ正極リード227と負極リード237とが長さ方向の互いに離間した位置となるように重ねられている正極22と負極23との間に配置される。
電極体2は、活物質層非形成部223、233がケース3における外部端子4の取り付け位置と対向するように、ケース3に収容されている。ケース3および外部端子4については、後述する。電極体2では、各正極22の正極リード227同士および各負極23の負極リード237同士が互いに当接している部分において、互いに当接している部分同士が接合されている。この接合は、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接などの各種溶接の他、カシメ接合などにより行う。正極リード227同士の互いに当接している部分同士を接合した部位を正極リード体229と称し、負極リード237同士の互いに当接している部分同士を接合した部位を負極リード体239と称する。正極リード体229および負極リード体239は、略直方体形状を有している。
ケース3は、開口を有するケース本体31と、ケース本体31の開口を塞ぐ(閉じる)蓋板32と、を有する。ケース3は、電極体2と共に、電解液を内部空間33に収容する。ケース3は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース3は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。ケース3は、ステンレス鋼及びニッケル等の金属材料、又は、アルミニウムにナイロン等の樹脂を接着した複合材料等によって形成されてもよい。
前記電解液は、非水溶液系電解液である。電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、LiClO4、LiBF4、及びLiPF6等である。本実施形態の電解液は、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、プロピレンカーボネート:ジメチルカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:2:5の割合で調整した混合溶媒に、1mol/LのLiPF6を溶解させたものである。
ケース3は、ケース本体31の開口周縁部34と、蓋板32の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。また、ケース3は、ケース本体31と蓋板32とによって画定される内部空間33を有する。本実施形態では、ケース本体31の開口周縁部34と蓋板32の周縁部とは、溶接によって接合される。
ケース本体31は、板状の閉塞部311であってケース3の内側を向く内面とケース3の外側を向く外面とを有する閉塞部311と、閉塞部311の周縁に接続される胴部312であって、閉塞部311の内面側に延び且つ該内面を包囲する筒状の胴部312とを備える。
閉塞部311は、開口が上を向くようにケース本体31が配置されたときに、ケース本体31の下端に位置する(即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体31の底壁となる)部位である。閉塞部311は、該閉塞部311の法線方向視において、矩形状である。閉塞部311の四隅は円弧状である。
以下では、図1に示すように、閉塞部311の長辺方向をY軸方向とし、閉塞部311の短辺方向をX軸方向とし、閉塞部311の法線方向をZ軸方向とする。
本実施形態の胴部312は、角筒形状を有する。詳しくは、胴部312は、偏平な角筒形状を有する。胴部312は、閉塞部311の周縁における長辺から延びる一対の長壁部313と、閉塞部311の周縁における短辺から延びる一対の短壁部314とを有する。即ち、一対の長壁部313は、X軸方向に間隔(詳しくは、閉塞部311の周縁における短辺に相当する間隔)を空けて対向し、一対の短壁部314は、Y軸方向に間隔(詳しくは、閉塞部311の周縁における長辺に相当する間隔)を空けて対向する。短壁部314が一対の長壁部313の対応(詳しくは、X軸方向に対向)する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部312が形成される。
以上のように、ケース本体31は、開口方向(Z軸方向)における一方の端部が塞がれた角筒形状(即ち、有底角筒形状)を有する。
蓋板32は、ケース本体31の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板32は、ケース本体31の開口を塞ぐようにケース本体31に当接する。より具体的には、蓋板32が開口を塞ぐように、蓋板32の周縁部がケース本体31の開口周縁部34に重ねられる。開口周縁部34と蓋板32とが重ねられた状態で、蓋板32とケース本体31との境界部が溶接される。これにより、ケース3が構成される。
蓋板32は、Z軸方向視において、ケース本体31の開口周縁部34に対応した輪郭形状を有する。即ち、蓋板32は、Z軸方向視において、Y軸方向に長い矩形状の板状である。また、蓋板32の四隅は、円弧状である。
蓋板32は、ケース3内のガスを外部に排出可能なガス排出弁321を有する。ガス排出弁321は、ケース3の内部圧力が所定の圧力まで上昇したときに、該ケース3内から外部にガスを排出する。本実施形態のガス排出弁321は、Y軸方向における蓋板32の中央部に設けられる。
具体的に、ガス排出弁321は、破断溝が形成された薄肉部を有する。ガス排出弁321の破断溝は、Z軸方向視において、例えば、Y字状である。ガス排出弁321は、ケース3の内部圧力(ガス圧)が所定の値よりも大きくなったときに薄肉部が破断溝から裂けることによって、ケース3の内部(内部空間33)と外部(外部空間)とを連通させる。これにより、ガス排出弁321は、ケース3の内部のガスを外部へ排出する。このようにして、ガス排出弁321は、上昇したケース3内の内部圧力を下げる。
蓋板32には、ケース3の内部と外部とを連通させる一対の貫通孔322が設けられる。貫通孔322は、ケース3の内部に収容された電極体2と、ケース3の外部に配置された外部端子4とを導通させるのに用いられる。具体的に、貫通孔322は、蓋板32をZ軸方向(厚さ方向)に貫通する。そして、貫通孔322は、Y軸方向における蓋板32の両端部にそれぞれ設けられる。即ち、一対の貫通孔322は、蓋板32においてY軸方向に間隔を空けて設けられる。貫通孔322には、後述する貫通部材7が挿通される。このため、貫通孔322は、貫通部材7に対応した形状を有する。
ケース3には、電解液を注入するための注液孔325が設けられる。注液孔325は、ケース3の内部と外部とを連通する。本実施形態の注液孔325は、蓋板32に設けられる。注液孔325は、蓋板32をZ軸方向(厚さ方向)に貫通する。注液孔325は、円形の穴である。注液孔325は、Y軸方向におけるガス排出弁321と一対の貫通孔322のいずれか一方との間に設けられる。
以上のように構成される注液孔325は、注液栓326によって密閉される(塞がれる)。本実施形態の注液栓326は、溶接によってケース3(本実施形態の例では蓋板32)に固定される。
外部端子4は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子4は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子4は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。
外部端子4は、バスバ等が溶接可能な面41を有する。本実施形態の面41は、平面である。外部端子4は、蓋板32に沿って拡がる板状である。詳しくは、外部端子4は、Z軸方向視において矩形状の板状である。
蓄電素子1は、ケース3を貫通する貫通部材7を備える。蓄電素子1は、蓋板32と、外部端子4等とを絶縁する絶縁部材9を備える。本実施形態の絶縁部材9は、複数の絶縁部材(第一絶縁部材、第二絶縁部材、・・・)を含む。本実施形態の例では、絶縁部材9は、第一絶縁部材である内部絶縁部材91と、第二絶縁部材である外部絶縁部材92とを含む。
貫通部材7は、ケース3の内部に配置される集電体5と、ケース3の外部に配置される外部端子4とを通電させる。貫通部材7は、導電性の金属によって形成される。貫通部材7は、外部端子4から延びる。具体的に、貫通部材7は、外部端子4から蓋板32の貫通孔322を通ってケース3内に延びる。詳しくは、貫通部材7は、外部端子4からケース3内に延び、外部端子4と共同して、外部絶縁部材92、蓋板32、内部絶縁部材91、及び集電体5をZ軸方向に挟み込む。これにより、外部絶縁部材92、内部絶縁部材91、及び集電体5が蓋板32に固定される。
本実施形態の貫通部材7は、外部端子4と一体に形成される。図9に示すように、貫通部材7は、外部端子4から真っ直ぐ延び且つ先端が開口した円筒状の部位(貫通部材7)を、外部絶縁部材92の穴(蓋板32の貫通孔322)、内部絶縁部材91の穴911、集電体5の穴51を挿通させた状態で、その先端をかしめることによって形成される(図10参照)。前記かしめによって、貫通部材7と集電体5とが十分に接触し、互いに導通する。
内部絶縁部材91は、絶縁性を有し、蓋板32と集電体5とを絶縁する。内部絶縁部材91は、ケース3の内部において蓋板32と集電体5との間に配置される。本実施形態の内部絶縁部材91は、絶縁性を有する樹脂によって形成される。
具体的に、内部絶縁部材91は、熱可塑性樹脂によって形成される。本実施形態の内部絶縁部材91は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂に、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)の少なくとも一方によって構成されるポリオレフィン系エラストマを均一に混合した熱可塑性樹脂によって形成される。
内部絶縁部材91の材料は、上述の熱可塑性樹脂に限定されない。内部絶縁部材91の材料は、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)であってもよい。
内部絶縁部材91は、板状の部材である。本実施形態の内部絶縁部材91は、Y軸方向に長い矩形の板状部材である。内部絶縁部材91は、集電体5と対向する部位(蓋板32と反対側の部位)に、集電体5が嵌めこまれる凹部を有する。本実施形態では、内部絶縁部材91の凹部に集電体5の全部が嵌めこまれている。集電体5が内部絶縁部材91の凹部に嵌めこまれることによって、集電体5と蓋板32とが絶縁される。内部絶縁部材91は、蓋板32の貫通孔322とZ軸方向に重なる位置に、貫通部材7が挿通される穴911を有する。
外部絶縁部材92は、絶縁性を有し、蓋板32と、外部端子4及び貫通部材7とを絶縁する。外部絶縁部材92は、蓋板32と、外部端子4及び貫通部材7との間に配置される。本実施形態の外部絶縁部材92は、蓋板32と、外部端子4及び貫通部材7との間を密閉する。即ち、本実施形態の外部絶縁部材92は、絶縁性と封止性とを有する。外部絶縁部材92は、樹脂によって形成される。
具体的に、外部絶縁部材92は、熱可塑性樹脂材料によって形成される。本実施形態の外部絶縁部材92は、例えば、PPS樹脂に、PE及びPPの少なくとも一方によって構成されるポリオレフィン系エラストマを均一に混合した熱可塑性樹脂材料によって形成される。
外部絶縁部材92の材料は、前記熱可塑性樹脂に限定されない。外部絶縁部材92の材料は、例えば、PFAであってもよい。
外部絶縁部材92は、蓋板32に沿って拡がる基部921と、基部921の周縁に接続される外壁部922と、基部921における外壁部922と反対側に接続される環状凸部923と、を有する。
基部921は、板状の部位である。基部921は、Z軸方向視において外部端子4より大きい。本実施形態の基部921は、外部端子4より一回り大きい矩形状である。基部921の中央には、貫通部材7の挿通される穴が設けられる。
外壁部922は、基部921から蓋板32と反対側に立設される周壁である。本実施形態の外壁部922は、基部921の周縁に沿って延びると共に基部921の周縁から蓋板32と反対側に延びる。即ち、外壁部922は、筒状の部位である。このように、筒状の外壁部922が板状の基部921から延びることによって、外部端子4が嵌り込む凹部924が構成される。外部端子4が凹部924に嵌り込むことで、外部端子4と蓋板32とが絶縁される。
環状凸部923は、基部921から延びる筒状の部位である。環状凸部923は、基部921から蓋板32の貫通孔322内に延びる。環状凸部923の内周面と基部921の穴を画定する内周面とは連接する。環状凸部923は、蓋板32の貫通孔322に挿通される貫通部材7と、蓋板32の貫通孔322を画定する内周面との間に隙間なく嵌り込む。これにより、環状凸部923は、貫通部材7と蓋板32の貫通孔322を画定する内周面とを絶縁する。環状凸部923は、貫通部材7と蓋板32の貫通孔322を画定する内周面との間を封止する。
集電体5は、ケース3内に配置され、電極体2と通電可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体5は、正極リード227および負極リード237を介して、電極体2と通電可能に接続される。
集電体5は、導電性を有する部材によって形成される。図3に示すように、集電体5は、蓋板32の内面に沿って配置される。集電体5は、各貫通孔322と重なるように配置されている。すなわち、蓋板32の内面に沿って、Y軸方向の離間した位置に、一対の集電体5が配置されている。本実施形態の集電体5は、Y軸方向に長い矩形の板状部材として形成されている(図5参照)。集電体5は、内部絶縁部材91の凹部よりも僅かに小さく形成されていて、内部絶縁部材91の凹部に嵌め込まれた状態で配置されている。集電体5の一方には、正極リード体229の一端側の部位(被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点からケース3の内側に配置される一方の集電体5までの長さよりも長くなるように形成されている部位)が当接された状態で接合されている。集電体5の他方には、負極リード体239の一端側の部位(被折り曲げ片236を折り曲げるときの基点からケース3の内側に配置される他方の集電体5までの長さよりも長くなるように形成されている部位)が当接された状態で接合されている。一対の集電体5の互いに対向する側の部位には、貫通部材7が挿通される穴51がそれぞれ形成されている。穴51は、貫通孔322とZ軸方向において重なる位置に設けられている。
次に、上記実施形態の蓄電素子1の製造方法について説明する。
蓄電素子1の製造方法では、まず、金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、該活物質層形成部と連接していて、露出されている金属箔を有する活物質層非形成部とを備える電極に、電極リードを形成する。
電極リードの形成について、正極22を例により詳しく説明する。正極リード227を形成する正極22においては、活物質層非形成部223には、活物質層形成部224と活物質層非形成部223との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部225により、切り込み部225の形成位置を基準として活物質層形成部から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部224と接続される被折り曲げ片226が形成されている。該正極22においては、少なくとも被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点よりも他端側の部位を含み、かつ切り込み部225と重なるように、補強部材228が取り付けられている。この正極22において、切り込み部225の所定の位置を基点として、被折り曲げ片226の一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように、被折り曲げ片226を折り曲げる。本実施形態の正極22では、補強部材228の一端部を折り曲げ基点として、被折り曲げ片226の一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように、被折り曲げ片226を折り曲げる。本実施形態では、一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように被折り曲げ片226を折り曲げた後、折り曲げた被折り曲げ片226を1回折り重ねて、2重に重ねる。これにより正極リード227を形成する。負極23においては、活物質層形成部234と活物質層非形成部233との境界に沿って、該境界の他端部から該境界の一端側に向かって延びるように切り込み部235を形成している以外は正極22と同様に形成された負極23を用いて、正極22の場合と同様にして負極リード237を形成する。蓄電素子1の製造において、正極リード227が形成された正極22および負極リード237が形成された負極23をそれぞれ複数用いる場合には、上記と同様にして、他の正極22に正極リード227を形成し、他の負極23に負極リード237を形成する。他の正極22には、一の正極22における正極リード227の形成位置と略同一の位置において、活物質層形成部224から離れる側に突出するように正極リード227を形成し、他の負極23には、一の負極23における負極リード237の形成位置と略同一の位置において、活物質層形成部234から離れる側に突出するように負極リード237を形成する。
次に、電極リードを形成した電極を含む電極体を形成する。本実施形態では、正極リード227を形成した複数の正極22と負極リード237を形成した複数の負極23とをセパレータ24によって互いに絶縁した状態で交互に積層させて電極体2を形成する。電極体2の形成では、活物質層形成部224、234同士および活物質層非形成部223、233同士が重なり、且つ正極リード227と負極リード237とが長さ方向の互いに離間した位置となるように、正極22と負極23とを交互に重ねる。このとき、各正極22の正極リード227同士は互いに重なり、各負極23の負極リード237同士は互いに重なっている。
次に、外部端子を備えるケースに、電極リードを形成した電極を含む電極体を、外部端子と電極リードとを接続した状態で収容する。本実施形態では、活物質層非形成部223、233が外部端子4の取り付け位置と対向するように、ケース3に電極体2を収容する。詳しくは、開口を有するケース本体31と、ケース本体31の開口を塞ぐ(閉じる)蓋板32であって、ケース3の内部と外部とを連通させる一対の貫通孔322が設けられた蓋板32と、を有するケース3のケース本体31に、電極体2を収容する。蓋板32の外面側には一対の貫通孔322とそれぞれ重なるように一対の外部端子4が配され、蓋板32の内面側には一対の貫通孔322とそれぞれ重なるように集電体5が配される。外部端子4の蓋板32と向かい合う側には外部端子4から延びる貫通部材7が設けられ、貫通孔322と重なる集電体5の部位には穴51が形成されている。ケース本体31への電極体2の収容は、一方の外部端子4と蓋板32の内側に配される一方の集電体5とを導通させ、他方の外部端子4と他方の集電体5とを導通させた後であって、一方の集電体5に各正極リード227を接合し、他方の集電体5に各負極リード237を接合した後に行う。一方の外部端子4と一方の集電体5との導通は、貫通部材7を貫通孔322および穴51に挿通させた後、貫通部材7の先端をかしめることによって行う。他方の外部端子4と他方の集電体5との導通も上記と同様に行う。一方の集電体5への各正極リード227の接合は、蓋板32の短手方向(X軸方向)に、各正極リード227の自由端側の端部を各端部同士が互いに当接するように折り曲げ、一方の集電体5の最も近い側にある正極リード227(以下、第1正極リードともいう)の自由端側の端部を一方の集電体5に当接させた状態で、第1正極リードと集電体5との当接部分および各正極リード227の自由端側の端部同士の互いに当接する部分同士を接合することにより行う。他方の集電体5への各負極リード237の接合も、正極リード227の場合と同様に行う。このとき、各正極リード227の自由端側の端部同士の互いに当接している部分同士を接合した部位は正極リード体229を形成し、各負極リード237の自由端側の端部同士の互いに当接している部分同士を接合した部位は負極リード体239を形成している。上記の接合は、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接などの溶接の他、カシメ接合などによって行われる。上記のごとく、正極リード227を介して一方の外部端子4と正極22とを導通させ、負極リード237を介して他方の外部端子4を負極23とを導通させた状態で、ケース本体31の開口を蓋板32で塞ぐ。電解液をケース3内に注入するときには、ケース3の蓋板32の注液孔325から電解液をケース3内に注入する。電解液を注入した後、注液孔325を注液栓326によって密閉する。これにより、本実施形態の蓄電素子1が組み立てられる。
上記のように構成された蓄電素子1の製造方法は、
金属箔221、231と該金属箔221、231に重ねられている活物質層222、232とを有する活物質層形成部224、234と、該活物質層形成部224、234と連接していて、活物質層222、232を有さない活物質層非形成部223、233とを備える電極22、23に、電極リード227、237を形成することを備え、
活物質層非形成部223、233には、活物質層形成部224、234と活物質層非形成部223、233との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部225、235により、該切り込み部225、235の形成位置を基準として活物質層形成部224、234から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部224、234と接続される被折り曲げ片226、236が形成されていて、
電極リード227、237の形成では、切り込み部225、235の所定の位置を基点として、被折り曲げ片226、236の一端側の端部が活物質層形成部224、234から離れるように、被折り曲げ片226、236を折り曲げる。
かかる構成によれば、切り込み部225、235の形成方向における被折り曲げ片226、236の折り曲げの基点の位置を変えることができる。これにより、切り込み部225、235の形成方向における電極リード227、237の形成位置を比較的容易に調節することができる。
その結果、電極リード227、237の形成位置の自由度が上がるので、外部端子4との接続予定位置、電極リード227、237の突出予定位置等に合わせて、電極リード227、237の形成位置を比較的容易に調節することができる。
金属箔221、231と該金属箔221、231に重ねられている活物質層222、232とを有する活物質層形成部224、234と、該活物質層形成部224、234と連接していて、活物質層222、232を有さない活物質層非形成部223、233とを備える電極22、23に、電極リード227、237を形成することを備え、
活物質層非形成部223、233には、活物質層形成部224、234と活物質層非形成部223、233との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部225、235により、該切り込み部225、235の形成位置を基準として活物質層形成部224、234から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部224、234と接続される被折り曲げ片226、236が形成されていて、
電極リード227、237の形成では、切り込み部225、235の所定の位置を基点として、被折り曲げ片226、236の一端側の端部が活物質層形成部224、234から離れるように、被折り曲げ片226、236を折り曲げる。
かかる構成によれば、切り込み部225、235の形成方向における被折り曲げ片226、236の折り曲げの基点の位置を変えることができる。これにより、切り込み部225、235の形成方向における電極リード227、237の形成位置を比較的容易に調節することができる。
その結果、電極リード227、237の形成位置の自由度が上がるので、外部端子4との接続予定位置、電極リード227、237の突出予定位置等に合わせて、電極リード227、237の形成位置を比較的容易に調節することができる。
上記の蓄電素1子の製造方法では、
電極22、23において、少なくとも被折り曲げ片226、236を折り曲げるときの基点よりも他端側の部位を含むように、活物質層非形成部223、233に補強部材228、238が取り付けられることを備えてもよい。
かかる構成によれば、電極リード227、237に対し、切り込み部225、235の形成方向に意図せぬ力が加わった場合であっても、切り込み部225、235の端部を基点として金属箔221、231が裂けることを抑制することができる。
電極22、23において、少なくとも被折り曲げ片226、236を折り曲げるときの基点よりも他端側の部位を含むように、活物質層非形成部223、233に補強部材228、238が取り付けられることを備えてもよい。
かかる構成によれば、電極リード227、237に対し、切り込み部225、235の形成方向に意図せぬ力が加わった場合であっても、切り込み部225、235の端部を基点として金属箔221、231が裂けることを抑制することができる。
上記の蓄電素子1の製造方法では、
電極リード227、237の形成の前に、電極22、23において、切り込み部225、235と重なるように、または切り込み部225、235の端部を基点とした他端側の部位に補強部材228、238を取り付け、
電極リード227、237の形成において、補強部材228、238の端部を基点として、被折り曲げ片226、236を折り曲げてもよい。
かかる構成によれば、電極リード227、237に対し、切り込み部225、235の形成方向に意図せぬ力が加わった場合であっても、切り込み部225、235の端部を基点として金属箔221、231が裂けることを抑制することができることに加えて、被折り曲げ片226、236を予定した位置(切り込み部225、235の端部)で確実に折り曲げることができる。
電極リード227、237の形成の前に、電極22、23において、切り込み部225、235と重なるように、または切り込み部225、235の端部を基点とした他端側の部位に補強部材228、238を取り付け、
電極リード227、237の形成において、補強部材228、238の端部を基点として、被折り曲げ片226、236を折り曲げてもよい。
かかる構成によれば、電極リード227、237に対し、切り込み部225、235の形成方向に意図せぬ力が加わった場合であっても、切り込み部225、235の端部を基点として金属箔221、231が裂けることを抑制することができることに加えて、被折り曲げ片226、236を予定した位置(切り込み部225、235の端部)で確実に折り曲げることができる。
上記の蓄電素子1の製造方法では、
電極リード227、237の形成において、被折り曲げ片226、236が延びる方向に沿って、被折り曲げ片226、236を少なくとも1回折り重ねること、を備えてもよい。
かかる構成によれば、電極リード227、237の厚みをより厚くすることができるので、電極リード227、237の通電抵抗をより小さくすることができる。
電極リード227、237の形成において、被折り曲げ片226、236が延びる方向に沿って、被折り曲げ片226、236を少なくとも1回折り重ねること、を備えてもよい。
かかる構成によれば、電極リード227、237の厚みをより厚くすることができるので、電極リード227、237の通電抵抗をより小さくすることができる。
上記の蓄電素子1に用いる電極22、23は、
金属箔221、231と該金属箔221、231に重ねられている活物質層222、232とを有する活物質層形成部224、234と、
該活物質層形成部224、234と連接していて、活物質層222、232を有さない活物質層非形成部223、233と、を備え、
活物質層非形成部223、233には、活物質層形成部224、234と活物質層非形成部223、233との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部225、235により、該切り込み部225、235の形成位置を基準として活物質層形成部224、234から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部224、234と接続される被折り曲げ片226、236が形成されていて、
切り込み部225、235の所定の位置を基点として、被折り曲げ片226、236の一端部側の端部が活物質層形成部224、234から離れるように、被折り曲げ片226、236が折り曲げられた状態にある電極リード227、237が形成されている。
かかる構成によれば、切り込み部225、235の形成方向における被折り曲げ片226、236の折り曲げの基点の位置を変えることができる。これにより、切り込み部225、235の形成方向における電極リード227、237の形成位置を比較的容易に調節することができる。
金属箔221、231と該金属箔221、231に重ねられている活物質層222、232とを有する活物質層形成部224、234と、
該活物質層形成部224、234と連接していて、活物質層222、232を有さない活物質層非形成部223、233と、を備え、
活物質層非形成部223、233には、活物質層形成部224、234と活物質層非形成部223、233との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部225、235により、該切り込み部225、235の形成位置を基準として活物質層形成部224、234から離れる側に配され、境界の他端側において活物質層形成部224、234と接続される被折り曲げ片226、236が形成されていて、
切り込み部225、235の所定の位置を基点として、被折り曲げ片226、236の一端部側の端部が活物質層形成部224、234から離れるように、被折り曲げ片226、236が折り曲げられた状態にある電極リード227、237が形成されている。
かかる構成によれば、切り込み部225、235の形成方向における被折り曲げ片226、236の折り曲げの基点の位置を変えることができる。これにより、切り込み部225、235の形成方向における電極リード227、237の形成位置を比較的容易に調節することができる。
尚、本発明の蓄電素子は、上記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内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
上記の実施形態では、電極体2に含まれる電極(正極22、負極23)の全てに、電極リード(正極リード227、負極リード237)が形成されている例について説明したが、電極リード(正極リード227、負極リード237)は、電極体2に含まれる電極(正極22、負極23)の少なくとも一つに形成されていればよい。
上記の実施形態では、活物質層非形成部223、233において、金属箔221、231が露出している例について説明したが、活物質層非形成部223、233の態様はこれに限られない。活物質層非形成部223、233の一部又は全域は、炭素被覆層、樹脂被覆層などの層で覆われていてもよい。この場合、活物質層非形成部223、233の一部である電極リード(正極リード227、負極リード237)は、少なくとも外部端子4と接合される部位において、当該層を除去した後に、外部端子4と接合されてもよい。また、当該層が導電体である場合、電極リード(正極リード227、負極リード237)は、当該層を介して外部端子4と接合されてもよい。
上記の実施形態では、長さ方向の略同一の位置において、活物質層形成部224から離れる側に各正極22の正極リード227を突出させ、長さ方向の略同一の位置において、活物質層形成部234から離れる側に各負極23の負極リード237を突出させる例について説明したが、各正極22の正極リード227および各負極23の負極リード237を突出させる態様はこれに限られない。各正極22の正極リード227および各負極23の負極リード237は、長さ方向にずれた複数の位置において、活物質層形成部224、234から離れる側に突出されていてもよい。例えば、図11に示したように、長さ方向の一の位置において、活物質層形成部224から離れる側に正極リード227突出させた正極22と、長さ方向の一の位置と隣接した他の位置において、活物質層形成部224から離れる側に正極リード227を突出させた正極22とを作製し、これと同様に、負極リード237の突出位置が異なる2種類の負極23を作製し、セパレータ24を介してこれらを積層させることにより、正極リード227および負極リード237を、長さ方向の異なる2箇所の位置からそれぞれ突出させてもよい。このようにすれば、各電極リード(正極リード227、負極リード237)を略同一位置から突出させた場合に比べて、各電極リードが互いに重なる部分の厚みを薄くできるので、該部分を比較的容易に接合することができる。電極リード227、237は、長さ方向の3箇所以上の位置から突出されていてもよい。
上記の実施形態では、被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点よりも他端側の部位のみに補強部材228を有する構成を示したが、補強部材228を有する構成はこれに限られない。例えば、図12に示したように、補強部材228は、正極22の活物質層非形成部223のうちの正極リード227の形成に寄与しない部分の少なくとも一部を覆う絶縁性のテープや樹脂被覆層などであってもよい。このようにすれば、正極リード227の形成に寄与しない活物質層非形成部223を介して、正極22と負極23との間に短絡が生じることを抑制することができる。なお、図12では、正極22の活物質層非形成部223のうちの正極リード227の形成に寄与しない部分の全体を樹脂被覆層(図中の横線部)で覆い、且つ、被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点となる部位に絶縁性のテープを有する構成を示しているが、この絶縁性のテープはなくてもよい。この場合、樹脂被覆層のみが補強部材228に該当する。
また、図13に示されるように、補強部材228は、樹脂被覆層を部分的に配置したものであってもよい。この場合、樹脂被覆層は、熱可塑性樹脂をホットガンにより形成予定位置に付着させることにより形成させてもよい。
更に、部分的に樹脂被覆層を配置する場合には、補強部材228は円形であるとよい。補強部材228が円形であることにより、被折り曲げ片226を折り曲げるときの基点となった際に補強部材228に加わる応力が円弧部分で分散され、補強部材228が損傷されることを抑制できる。
上記の実施形態では、一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように折り曲げられた被折り曲げ片226が、1回折り重ねられて、すなわち、2重に重ねられて正極リード227が形成され、他端側の端部が活物質層形成部234から離れるように折り曲げられた被折り曲げ片236が、1回折り重ねられて、すなわち、2重に重ねられて負極リード237が形成されている例について説明したが、正極リード227および負極リード237を形成する態様はこれに限られない。一端側の端部が活物質層形成部224から離れるように折り曲げられた被折り曲げ片226が折り重ねられずに正極リード227が形成され、他端側の端部が活物質層形成部234から離れるように折り曲げられた被折り曲げ片236が折り重ねられずに負極リード237が形成されていてもよい。このようにすれば、複数の正極リード227同士および複数の負極リード237同士が重ねられた場合に、これらの重なり部分の厚みを比較的薄くすることができるので、該重なり部分を比較的容易に接合することができる。あるいは、1回折り重ねられた被折り曲げ片226をさらにもう1回折り重ねて、すなわち、4重に重ねて正極リード227が形成され、1回折り重ねられた被折り曲げ片236をさらにもう1回折り重ねて、すなわち、4重に重ねて負極リード237が形成されていてもよい。このようにすれば、正極リード227および負極リード237の厚みをより厚くすることができるので、正極リード227および負極リード237を介して、電極体2と外部端子4とを接続した状態において、電極体2と外部端子4との間の通電抵抗をより小さくすることができる。
上記の実施形態では、蓋板32の短手方向(X軸方向)に、各正極リード227および各負極リード237の自由端側の端部を各端部同士が互いに当接するように折り曲げた後に、各正極リード227を一方の集電体5に接合し、各負極リード237を他方の集電体5に接合する例について説明したが、各正極リード227および各負極リード237を集電体5に接合する例はこれに限られない。蓋板32の短手方向(X軸方向)に、各正極リード227および各負極リード237の自由端側の端部を各端部同士が互いに当接するように折り曲げる前に、各正極リード227の自由端側の各端部同士の互いに重なる部分同士を接合して正極リード体229を形成し、これと同様にして負極リード体239を形成し、蓋板32の短手方向(X軸方向)に、正極リード体229および負極リード体239を折り曲げて、正極リード体229と一方の集電体5とを接合し、負極リード体239と他方の集電体5とを接合してもよい。
上記の実施形態では、蓄電素子1が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)として用いられる場合について説明したが、蓄電素子1の種類や大きさ(容量)は任意である。また、上記の実施形態では、蓄電素子1の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。
蓄電素子1(例えば電池)は、図14に示すような蓄電装置100(蓄電素子が電池の場合は電池モジュール)に用いられてもよい。蓄電装置100は、少なくとも二つの蓄電素子1と、二つの(異なる)蓄電素子1同士を電気的に接続するバスバ部材12と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子1に適用されていればよい。
1:蓄電素子(非水電解質二次電池)、
12:バスバ部材、
2:電極体、
22:正極
221:金属箔、222:正極活物質層、223:活物質層非形成部、224:活物質層形成部、225:切り込み部、226:被折り曲げ片、227:正極リード、228:補強部材、
23:負極
231:金属箔、232:負極活物質層、233:活物質層非形成部、234:活物質層形成部、235:切り込み部、236:被折り曲げ片、237:負極リード、238:補強部材、
24:セパレータ
3:ケース、
31:ケース本体、32:蓋板、
4:外部端子、
41:面、
5:集電体、
51:穴、
6:絶縁カバー、
100:蓄電装置。
12:バスバ部材、
2:電極体、
22:正極
221:金属箔、222:正極活物質層、223:活物質層非形成部、224:活物質層形成部、225:切り込み部、226:被折り曲げ片、227:正極リード、228:補強部材、
23:負極
231:金属箔、232:負極活物質層、233:活物質層非形成部、234:活物質層形成部、235:切り込み部、236:被折り曲げ片、237:負極リード、238:補強部材、
24:セパレータ
3:ケース、
31:ケース本体、32:蓋板、
4:外部端子、
41:面、
5:集電体、
51:穴、
6:絶縁カバー、
100:蓄電装置。
Claims (5)
- 金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、該活物質層形成部と連接されていて、前記活物質層を有さない活物質層非形成部とを備える電極に、電極リードを形成することを備え、
前記活物質層非形成部には、前記活物質層形成部と前記活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部により、該切り込み部の形成位置を基準として前記活物質層形成部から離れる側に配され、前記境界の他端側において前記活物質層形成部と接続される被折り曲げ片が形成されていて、
前記電極リードの形成では、前記切り込み部の所定の位置を基点として、前記被折り曲げ片の一端側の端部が前記活物質層形成部から離れるように、前記被折り曲げ片を折り曲げる、
蓄電素子の製造方法。 - 少なくとも前記被折り曲げ片を折り曲げるときの基点よりも他端側を含むように、前記活物質層非形成部に補強部材を取り付けること、を備える、
請求項1に記載の蓄電素子の製造方法。 - 前記電極リードの形成の前に、前記切り込み部と重なるように、または前記切り込み部の端部を基点とした他端側に前記補強部材を取り付け、
前記電極リードの形成において、前記補強部材の端部を基点として、前記被折り曲げ片を折り曲げる、
請求項2に記載の蓄電素子の製造方法。 - 前記電極リードの形成において、前記被折り曲げ片が延びる方向に沿って、該被折り曲げ片を少なくとも1回折り重ねること、を備える、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蓄電素子の製造方法。 - 金属箔と該金属箔に重ねられている活物質層とを有する活物質層形成部と、
該活物質層形成部と連接していて、前記活物質層を有さない活物質層非形成部と、を備え、
前記活物質層非形成部には、前記活物質層形成部と前記活物質層非形成部との境界に沿って、該境界の一端側の端部から該境界の他端側に向かって延びる切り込み部により、該切り込み部の形成位置を基準として前記活物質層形成部から離れる側に配され、前記境界の他端側において前記活物質層形成部と接続される被折り曲げ片が形成されていて、
前記切り込み部の所定の位置を基点として、前記被折り曲げ片の一端部側の端部が前記活物質層形成部から離れるように、前記被折り曲げ片が折り曲げられた状態にある電極リードが形成されている、
電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017155272A JP2019036395A (ja) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 電極および該電極を備える蓄電素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019036395A true JP2019036395A (ja) | 2019-03-07 |
Family
ID=65637781
Family Applications (1)
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JP2017155272A Pending JP2019036395A (ja) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 電極および該電極を備える蓄電素子の製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2019036395A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020149896A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子及びその製造方法 |
JP2021111590A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
-
2017
- 2017-08-10 JP JP2017155272A patent/JP2019036395A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020149896A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子及びその製造方法 |
JP7346856B2 (ja) | 2019-03-14 | 2023-09-20 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子及びその製造方法 |
JP2021111590A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
JP7456163B2 (ja) | 2020-01-15 | 2024-03-27 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
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