JP2020149850A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電極体が容器内で移動するのを抑制することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】電極体６００と、電極体６００を収容する容器１００とを備える蓄電素子１０であって、電極体６００と容器１００との間に配置される中間部材８００を備え、電極体６００は、容器１００に沿って配置される平坦部６５０を有し、中間部材８００は、平坦部６５０と容器１００との間に配置され、かつ、容器１００との間に電解液を保持する。【選択図】図２

Description

本発明は、電極体と、電極体を収容する容器とを備える蓄電素子に関する。

電極体と、電極体を収容する容器とを備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、電極組立体（電極体）がケース（容器）に収容され、電極組立体とケースの内面との間に間隙充填部材が配置された蓄電装置（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１５−２０４１９４号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、電極体が容器内で移動するおそれがある。つまり、上記従来の蓄電素子では、電極体と容器の内面との間に間隙充填部材が配置されているが、外部から大きな振動や衝撃等が加えられると、間隙充填部材が容器の内面を滑ったりすることで、電極体が容器内で移動するおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極体が容器内で移動するのを抑制することができる蓄電素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極体と、前記電極体を収容する容器とを備える蓄電素子であって、前記電極体と前記容器との間に配置される中間部材を備え、前記電極体は、前記容器に沿って配置される平坦部を有し、前記中間部材は、前記平坦部と前記容器との間に配置され、かつ、前記容器との間に電解液を保持する。

これによれば、蓄電素子は、電極体の平坦部と容器との間に配置され、かつ、容器との間に電解液を保持する中間部材を備えている。このように、電極体と容器との間に中間部材を配置して、中間部材に、容器との間に電解液を保持させる。これにより、中間部材が容器に貼り付いて、中間部材と容器との間の摩擦力が高まるため、外部からの振動や衝撃等によっても、電極体が容器内で移動するのを抑制することができる。また、電極体が平坦部を有する場合には、充放電によって平坦部が膨らむ傾向にある。このため、中間部材を、電極体の平坦部と容器との間に配置することで、中間部材が容器に押し付けられるため、電極体が容器内で移動するのをより抑制することができる。

また、前記電極体は、複数の平板状の極板が積層されて形成されていることにしてもよい。

これによれば、電極体は、複数の平板状の極板が積層された積層型の電極体である。ここで、極板が巻回された巻回型の電極体では、扁平にして平坦部を形成すると平坦部が外側に広がろうとするので、電極体が容器内で移動しにくくなる傾向にあるが、積層型の電極体では、広がる力があまり発生しないため容器内で移動しやすい。このため、積層型の電極体においては、電極体が容器内で移動するのを抑制することができる中間部材を配置することによる効果が高い。

また、前記中間部材は、前記平坦部との対向方向から見て、屈曲または湾曲して延びる曲げ部を有することにしてもよい。

これによれば、中間部材は、電極体の平坦部との対向方向から見て、屈曲または湾曲した曲げ部を有している。このように、中間部材が曲げ部を有することで、少なくとも２以上の方向に対して中間部材と容器との間の摩擦力が高まるため、少なくとも２以上の方向に向けて電極体が容器内で移動するのを抑制することができる。

また、前記中間部材は、環状に形成されていることにしてもよい。

これによれば、中間部材は、環状に形成されている。このように、中間部材を環状に形成することで、中間部材の全周方向に対して中間部材と容器との間の摩擦力が高まるため、電極体が容器内で移動するのを安定して抑制することができる。また、中間部材を環状に形成することで、中間部材に、より均一に電解液を保持させることができるため、電極体が容器内で移動するのを安定して抑制することができる。

また、前記電極体と前記中間部材との間に配置される絶縁シートを備え、前記中間部材は、前記絶縁シートに取り付けられていることにしてもよい。

これによれば、中間部材は、電極体と中間部材との間に配置される絶縁シートに取り付けられている。このように、電極体と中間部材との間に絶縁シートを配置して、中間部材を絶縁シートに取り付けることで、絶縁シートによって絶縁性を確保しつつ、中間部材が電極体に対して移動するのを抑制することができる。中間部材が電極体に対して移動するのを抑制することができれば、電極体が容器内で移動するのを抑制することができる。

また、前記電極体は、正極合材層を有する正極板と負極合材層を有する負極板とが積層されて形成され、前記中間部材は、前記正極合材層と対向し、かつ、少なくとも一部が、前記正極板及び前記負極板の積層方向から見て前記正極合材層から突出して配置されることにしてもよい。

これによれば、中間部材は、電極体の正極板の正極合材層と対向し、かつ、少なくとも一部が、正極板及び負極板の積層方向から見て正極合材層から突出して配置されている。ここで、正極板と負極板とが積層された電極体は、正極合材層の部分が厚くなるため、中間部材を電極体と容器との間で圧迫させて配置するには、中間部材を正極合材層の領域よりも大きく形成するのが好ましい。このため、中間部材を、正極合材層から突出するように（つまり正極合材層の領域よりも大きく）形成する。これにより、中間部材を電極体と容器との間でより圧迫することができるため、電極体が容器内で移動するのを抑制することができる。

本発明によれば、電極体が容器内で移動するのを抑制することができる蓄電素子を提供することができる。

実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る電極体の構成を示す分解斜視図及び正面図である。 実施の形態に係る絶縁シート及び中間部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る絶縁シート及び中間部材を電極体に取り付けた状態での構成を示す正面図である。 実施の形態に係る絶縁シート及び中間部材を電極体に取り付けて容器の容器本体内に配置した状態での構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例に係る絶縁シート及び中間部材を電極体に取り付けた状態での構成を示す正面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（及びその変形例）に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、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、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、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、または、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、容器の厚さ方向、電極体の正極板と負極板との積層方向、または、電極体と中間部材との並び方向をＹ軸方向と定義する。電極端子と集電体と電極体との並び方向、容器の容器本体と蓋体との並び方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［１ 蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）若しくはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。

なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。また、蓄電素子１０は、二次電池ではなく、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い。また、本実施の形態では、直方体形状（角形）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２００と、一対（正極側及び負極側）の上部ガスケット３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００の内方には、一対（正極側及び負極側）の下部ガスケット４００と、一対（正極側及び負極側）の集電体５００と、電極体６００と、絶縁シート７００と、中間部材８００とが収容されている。また、容器１００の内部には、電解液（非水電解質）が封入されているが、省略して図示している。当該電解液としては、蓄電素子１０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。また、上記の構成要素の他、電極体６００の側方や上方に配置されるスペーサ等が配置されていてもよい。

容器１００は、開口が形成された容器本体１１０と、容器本体１１０の当該開口を閉塞する蓋体１２０とを有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。このような構成により、容器１００は、電極体６００等を容器本体１１０の内部に収容後、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接等されることにより、内部を密封することができる構造となっている。なお、容器本体１１０及び蓋体１２０の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

容器本体１１０は、容器１００の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。つまり、容器本体１１０は、Ｙ軸方向両側の側面に一対の長側壁部１１１を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の短側壁部１１２を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底壁部１１３を有している。長側壁部１１１は、容器１００の長側面を形成する矩形状かつ平板状の壁部であり、短側壁部１１２は、容器１００の短側面を形成する矩形状かつ平板状の壁部であり、底壁部１１３は、容器１００の底面を形成する矩形状かつ平板状の壁部である。

蓋体１２０は、容器１００の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１０のＺ軸プラス方向側にＸ軸方向に延設されて配置されている。また、蓋体１２０には、容器１００内部に電解液を注入するための注液口と当該注液口を塞ぐ注液栓とからなる注液部１２１が配置されている。さらに、蓋体１２０には、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁１２２が配置されている。

電極体６００は、正極板（後述の正極板６１０）と負極板（後述の負極板６２０）とセパレータ（後述のセパレータ６３０）とを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）である。具体的には、電極体６００は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されて形成されている。これにより、電極体６００において、正極板の正極タブ６１２が積層され、負極板の負極タブ６２２が積層される。電極体６００の構成の詳細な説明については、後述する。

また、電極体６００には、正極板、負極板及びセパレータを互いに固定する固定部材６４０が取り付けられている。本実施の形態では、固定部材６４０は、電極体６００のＸ軸方向両側に２箇所ずつ配置された絶縁性のテープであり、積層された正極板と負極板とセパレータとを、これらの積層方向（Ｙ軸方向）で挟んで固定する。なお、固定部材６４０の材質、数及び配置位置は、特に限定されない。また、固定部材６４０は、テープではなく、例えば剛性のある板状部材等を用いてもよいし、正極板、負極板及びセパレータは、固定部材６４０を用いることなく、ヒートプレス等によって積層方向に固定されていることにしてもよい。

電極端子２００は、集電体５００を介して、電極体６００に電気的に接続される電極端子である。電極端子２００は、かしめ等によって、集電体５００に接続され、かつ、蓋体１２０に取り付けられている。具体的には、電極端子２００は、下方（Ｚ軸マイナス方向）に延びる軸部（リベット部）を有しており、この軸部が、上部ガスケット３００、蓋体１２０、下部ガスケット４００及び集電体５００の貫通孔に挿入されて、かしめられる。これにより、電極端子２００は、上部ガスケット３００、下部ガスケット４００及び集電体５００とともに、蓋体１２０に固定される。なお、電極端子２００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。

集電体５００は、電極体６００と電極端子２００とを電気的に接続する矩形状かつ平板状の部材である。具体的には、正極側の集電体５００は、電極体６００の積層された複数の正極タブ６１２と溶接等により接合されるとともに、上述の通り、正極側の電極端子２００とかしめ等により接合される。負極側についても同様である。集電体５００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。なお、集電体５００と電極端子２００とを接続（接合）する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結等のかしめ以外の機械的接合等が用いられてもよい。また、集電体５００と正極タブ６１２、負極タブ６２２とを接続（接合）する手法は、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等、どのような溶接が用いられてもよいし、かしめ接合やねじ締結等の機械的接合等が用いられてもよい。

上部ガスケット３００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子２００との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。下部ガスケット４００は、蓋体１２０と集電体５００との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。なお、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、及び、それらの複合材料等の樹脂部材等によって形成されている。

絶縁シート７００は、電極体６００を覆うように配置される電気的に絶縁性のシート部材である。具体的には、絶縁シート７００は、電極体６００のＹ軸方向両側及びＺ軸マイナス方向側を覆うように、容器１００の一対の長側壁部１１１と底壁部１１３とに対向して配置される。絶縁シート７００は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００と同様の素材の樹脂部材等によって形成されている。絶縁シート７００の構成の詳細な説明については、後述する。

中間部材８００は、電極体６００と容器１００との間に配置される部材であり、溶着等により、絶縁シート７００に取り付けられている。つまり、中間部材８００は、絶縁シート７００と容器１００との間に配置される。言い換えれば、絶縁シート７００は、電極体６００と中間部材８００との間に配置される。また、中間部材８００は、絶縁シート７００よりも電解液に対する親液性が高い素材で形成されている。つまり、中間部材８００は、絶縁シート７００よりも表面（及び内部）に電解液が付着しやすい（濡れ性が高い）性質を有している。具体的には、中間部材８００は、多孔質体または表面に細かい凹凸を有する部材であり、容器１００との間に電解液を保持する。

本実施の形態では、中間部材８００は、不織布で形成されており、電解液を吸収することで、容器１００との間に電解液を保持する。この不織布を構成する素材は、特に限定されないが、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等、絶縁シート７００と同様の素材が用いられるのが好ましい。中間部材８００を絶縁シート７００と同素材で形成することで、熱による膨張や収縮等によって中間部材８００が絶縁シート７００から剥れたり破れたりするのを抑制することができ、また、中間部材８００と絶縁シート７００との溶着も容易になる。

なお、中間部材８００は、不織布には限定されず、例えば、ウレタンゴムで形成されていてもよいし、表面に不織布またはウレタンゴム等を配置した他の部材で形成されていてもよいし、その他、容器１００との間に電解液を保持できるものであれば、どのような部材で形成されていてもよい。また、中間部材８００は、エンボス加工により表面に細かい凹凸を形成することで、容器１００との間に電解液を保持しやすく加工したものでもよい。このように、中間部材８００は、容器１００内における電解液の収容空間を増やす等の目的で、単に電解液が侵入可能な複数の空孔が形成されているようなものとは異なる。中間部材８００の構成の詳細な説明については、後述する。

［２ 電極体６００の構成の説明］
次に、電極体６００の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る電極体６００の構成を示す分解斜視図及び正面図である。具体的には、図３の（ａ）は、電極体６００が有する正極板６１０、負極板６２０及びセパレータ６３０を分解して示す斜視図であり、図３の（ｂ）は、正極板６１０、負極板６２０及びセパレータ６３０を重ねて正面（Ｙ軸マイナス方向）から見た図である。

図３の（ａ）に示すように、電極体６００は、複数の平板状の極板が積層されて形成されている。具体的には、電極体６００は、正極板６１０と負極板６２０とが、セパレータ６３０を挟みながら交互に積層されて形成されている。つまり、電極体６００は、Ｙ軸方向両端部にセパレータ６３０が配置され、その内側に負極板６２０が配置されるように、正極板６１０、セパレータ６３０、負極板６２０、セパレータ６３０の順で繰り返し順次積層されて、形成されている。

このように、複数の正極板６１０と複数の負極板６２０とが積層されることにより、複数の正極タブ６１２が積層され、かつ、複数の負極タブ６２２が積層される。その結果、図２に示すように、電極体６００には、複数の正極タブ６１２からなる正極側のタブ束と、複数の負極タブ６２２からなる負極側のタブ束とが形成される。この正極側のタブ束及び負極側のタブ束は、正極側及び負極側の集電体５００と溶接等により接合されて、正極側及び負極側の電極端子２００と電気的に接続される。以下に、これら正極板６１０、負極板６２０及びセパレータ６３０の構成について、さらに詳細に説明する。

図３の（ｂ）に示すように、正極板６１０は、正極本体部６１１と、正極タブ６１２とを有している。正極本体部６１１は、正極板６１０の本体部を構成する矩形状かつ平板状の部位であり、基材の表面に、正極合材層６１１ａが配置されている。本実施の形態では、正極合材層６１１ａは、正極本体部６１１の基材の両面の全面に配置されている。正極タブ６１２は、正極本体部６１１のＸ軸マイナス方向側かつＺ軸プラス方向側の部位からＺ軸プラス方向に突出する矩形状のタブであり、正極本体部６１１の基材と一体に形成されている。

同様に、負極板６２０は、負極本体部６２１と、負極タブ６２２とを有している。負極本体部６２１は、負極板６２０の本体部を構成する矩形状かつ平板状の部位であり、基材の表面に、負極合材層６２１ａが配置されている。本実施の形態では、負極合材層６２１ａは、負極本体部６２１の基材の両面の全面に配置されている。負極タブ６２２は、負極本体部６２１のＸ軸プラス方向側かつＺ軸プラス方向側の部位からＺ軸プラス方向に突出する矩形状のタブであり、負極本体部６２１の基材と一体に形成されている。

正極合材層６１１ａは、正極活物質と、導電助剤と、バインダとを含んでいる。同様に、負極合材層６２１ａは、負極活物質と、導電助剤と、バインダとを含んでいる。この正極合材層６１１ａ及び負極合材層６２１ａに用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。導電助剤及びバインダについても、適宜公知の材料を使用できる。正極本体部６１１の基材及び正極タブ６１２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなる集電箔である。負極本体部６２１の基材及び負極タブ６２２は、銅または銅合金などからなる集電箔である。

セパレータ６３０は、平板状かつ矩形状の、例えば樹脂からなる微多孔性のシートである。なお、セパレータ６３０の素材としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければ、適宜公知の材料を使用できる。

ここで、負極板６２０の負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）は、正極板６１０の正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）よりも大きく形成され、セパレータ６３０は、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）よりも大きく形成されている。つまり、Ｙ軸方向から見て、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）は、正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）よりもＸ軸方向両側及びＺ軸方向両側に突出して配置され、セパレータ６３０は、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）よりもＸ軸方向両側及びＺ軸方向両側に突出して配置されている。これにより、電極体６００は、正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）の領域において、Ｙ軸方向における厚みが最も大きく、かつ、表面が平坦に形成されている。

この電極体６００の表面が平坦に形成された領域を、平坦部６５０と称する。つまり、電極体６００のＹ軸方向の表面部分のうち、Ｙ軸方向から見て正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）と重なる部分が、平坦部６５０である。言い換えれば、平坦部６５０は、Ｙ軸方向から見て正極合材層６１１ａと負極合材層６２１ａとが重なっている領域、つまり、充放電を行うための反応が主に行われる領域であるとも言える。

［３ 絶縁シート７００及び中間部材８００の構成の説明］
次に、絶縁シート７００及び中間部材８００の構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る絶縁シート７００及び中間部材８００の構成を示す斜視図である。図５は、本実施の形態に係る絶縁シート７００及び中間部材８００を電極体６００に取り付けた状態での構成を示す正面図である。図６は、本実施の形態に係る絶縁シート７００及び中間部材８００を電極体６００に取り付けて容器１００の容器本体１１０内に配置した状態での構成を示す断面図である。

図４〜図６に示すように、絶縁シート７００は、Ｙ軸方向両側に配置される一対の矩形状かつシート状の第一シート部７１０と、Ｚ軸マイナス方向側に配置される矩形状かつシート状の第二シート部７２０と、を有している。つまり、絶縁シート７００は、１枚の絶縁性のシート部材が折り曲げられることで、一対の第一シート部７１０と、第二シート部７２０とが形成されている。

第一シート部７１０は、電極体６００のＹ軸方向側の面のほぼ全体を覆うように、電極体６００と容器１００の容器本体１１０の長側壁部１１１との間に配置される。第二シート部７２０は、電極体６００のＺ軸マイナス方向側の全体を覆うように、電極体６００と容器１００の容器本体１１０の底壁部１１３との間に配置される。なお、第一シート部７１０及び第二シート部７２０の形状及び大きさは、特に限定されないが、絶縁性確保等の観点からは、少なくとも、電極体６００の負極板６２０の負極本体部６２１の全体を覆うように形成されているのが好ましい。

中間部材８００は、熱溶着等による溶着等によって、絶縁シート７００の一対の第一シート部７１０の外面に取り付けられて固定されている。具体的には、Ｙ軸マイナス方向側の第一シート部７１０のＹ軸マイナス方向側の面の中央位置に、Ｙ軸マイナス方向側の中間部材８００が取り付けられ、Ｙ軸プラス方向側の第一シート部７１０のＹ軸プラス方向側の面の中央位置に、Ｙ軸プラス方向側の中間部材８００が取り付けられている。つまり、中間部材８００は、絶縁シート７００の第一シート部７１０と容器１００の長側壁部１１１との間に配置される。なお、中間部材８００を第一シート部７１０に取り付ける（固定する）手法は、熱溶着等による溶着には限定されず、熱溶着以外の溶着、接着剤または両面テープ等による接着、係合構造または嵌合構造等による固定等、どのような手法が用いられてもよい。

具体的には、中間部材８００は、Ｙ軸方向から見て、電極体６００の平坦部６５０の中央位置に配置される。つまり、中間部材８００は、平坦部６５０と対向して配置される。言い換えれば、中間部材８００は、電極体６００の正極板６１０の正極本体部６１１の正極合材層６１１ａと対向して配置される。また、電極体６００の平坦部６５０は、容器１００の長側壁部１１１に沿って配置される。このため、中間部材８００は、平坦部６５０と容器１００の長側壁部１１１との間に配置される。

また、中間部材８００は、絶縁シート７００の第一シート部７１０に取り付けられているため、第一シート部７１０は、電極体６００の平坦部６５０と中間部材８００との間に配置される。このように、容器１００側から、容器本体１１０の長側壁部１１１、中間部材８００、絶縁シート７００の第一シート部７１０、及び、電極体６００の平坦部６５０の順に配置される。

ここで、中間部材８００は、中央位置に矩形状の貫通孔である開口部８１０を有する、矩形状かつ環状に形成された部材である。具体的には、中間部材８００は、４つの曲げ部８１１と、Ｘ軸方向に延びる２つの第一延設部８１２と、Ｚ軸方向に延びる２つの第二延設部８１３と、を有している。曲げ部８１１は、中間部材８００の角部（四つ角）に配置された、平坦部６５０との対向方向（Ｙ軸方向）から見て、屈曲または湾曲して延びる部位である。第一延設部８１２は、４つの曲げ部８１１のうちのＸ軸方向に並ぶ２つの曲げ部８１１同士を繋ぐ、Ｘ軸方向に平行な帯状（長尺状、直線状）の部位であり、Ｚ軸方向に２つの第一延設部８１２が並んで配置されている。第二延設部８１３は、４つの曲げ部８１１のうちのＺ軸方向に並ぶ２つの曲げ部８１１同士を繋ぐ、Ｚ軸方向に平行な帯状（長尺状、直線状）の部位であり、Ｘ軸方向に２つの第二延設部８１３が並んで配置されている。

また、中間部材８００の厚み（Ｙ軸方向の厚み）は、中間部材８００を配置しない場合の第一シート部７１０と長側壁部１１１との間の隙間よりも、少し大きく形成されているのが好ましい。例えば、中間部材８００の厚みは、１ｍｍ以下、かつ、当該隙間よりも２０％以上大きく形成されている（つまり、２０％以上の潰れ代を有している）のが好ましい。なお、上述の中間部材８００の厚みとは、容器１００内に中間部材８００を配置する前の状態、または、容器１００から中間部材８００を取り出した状態における中間部材８００の厚みである。

このような構成において、中間部材８００は、上述の通り電解液に対する親液性が高い素材で形成されているため、表面に電解液が付着することで、付着した電解液を保持する。つまり、中間部材８００は、容器１００の長側壁部１１１側の表面に電解液が付着することで、長側壁部１１１との間に電解液を保持する。これにより、中間部材８００は、長側壁部１１１に貼り付くように構成されている。

［４ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、電極体６００の平坦部６５０と容器１００との間に配置され、かつ、容器１００との間に電解液を保持する中間部材８００を備えている。このように、電極体６００と容器１００との間に中間部材８００を配置して、中間部材８００に、容器１００との間に電解液を保持させる。これにより、中間部材８００が表面張力等によって容器１００に貼り付いて、中間部材８００と容器１００との間の摩擦力が高まるため、外部からの振動や衝撃等によっても、電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる。また、電極体６００が平坦部６５０を有する場合には、充放電によって平坦部６５０が膨らむ傾向にある。このため、中間部材８００を、電極体６００の平坦部６５０と容器１００との間に配置することで、中間部材８００が容器１００に押し付けられるため、電極体６００が容器１００内で移動するのをより抑制することができる。また、電極体６００の平坦部６５０に対向する位置に中間部材８００を配置することで、電極体６００のうちの面積が大きな位置に中間部材８００を配置することができる。

また、電極体６００は、複数の平板状の極板（正極板６１０及び負極板６２０）が積層された積層型の電極体である。ここで、極板が巻回された巻回型の電極体では、扁平にして平坦部を形成すると平坦部が外側に広がろうとするので、電極体が容器１００内で移動しにくくなる傾向にあるが、積層型の電極体６００では、広がる力があまり発生しないため容器１００内で移動しやすい。このため、積層型の電極体６００においては、電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる中間部材８００を配置することによる効果が高い。

また、中間部材８００は、電極体６００の平坦部６５０との対向方向から見て、屈曲または湾曲した曲げ部８１１を有している。このように、中間部材８００が曲げ部８１１を有することで、少なくとも２以上の方向に対して中間部材８００と容器１００との間の摩擦力が高まるため、少なくとも２以上の方向に向けて電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる。

また、中間部材８００は、環状に形成されている。このように、中間部材８００を環状に形成することで、中間部材８００の全周方向に対して中間部材８００と容器１００との間の摩擦力が高まるため、電極体６００が容器１００内で移動するのを安定して抑制することができる。また、中間部材８００を環状に形成することで、中間部材８００に、より均一に電解液を保持させることができるため、電極体６００が容器１００内で移動するのを安定して抑制することができる。さらに、中間部材８００を環状に形成することで、開口部８１０内の空間に電解液を配置することができるため、中間部材８００を配置することによる電解液の減少を抑制することができる。

また、中間部材８００は、電極体６００と中間部材８００との間に配置される絶縁シート７００に取り付けられている。このように、電極体６００と中間部材８００との間に絶縁シート７００を配置して、中間部材８００を絶縁シート７００に取り付けることで、絶縁シート７００によって絶縁性を確保しつつ、中間部材８００が電極体６００に対して移動するのを抑制することができる。中間部材８００が電極体６００に対して移動するのを抑制することができれば、電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる。

また、中間部材８００の親液性を絶縁シート７００よりも高くすることで、中間部材８００に、容易に、容器１００との間に電解液を保持させることができる。また、中間部材８００を不織布で形成することで、容器１００との間に電解液を保持する中間部材８００を、容易に形成することができる。これにより、簡易な構成で、電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる。

［５ 変形例の説明］
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例に係る絶縁シート７００及び中間部材８０１を電極体６００に取り付けた状態での構成を示す正面図である。なお、図７は、図５に対応する図である。

図７に示すように、本変形例では、上記実施の形態における中間部材８００に代えて、中間部材８０１が絶縁シート７００の第一シート部７１０に取り付けられている。その他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

中間部材８０１は、正極板６１０の正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）と対向し、かつ、少なくとも一部が、正極板６１０及び負極板６２０の積層方向（Ｙ軸方向）から見て、正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）から突出して配置されている。なお、当該積層方向とは、電極体６００の平坦部分における正極板６１０及び負極板６２０の積層方向であり、中間部材８０１と正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）との対向方向（または並び方向）と言い換えることもできる。本変形例では、中間部材８０１は、Ｙ軸方向から見て、正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）の全体を覆うように、正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）よりも大きく形成されている。つまり、中間部材８０１は、Ｙ軸方向から見て、電極体６００の平坦部６５０の全体を覆うように、平坦部６５０よりも大きく形成されている。

また、負極板６２０の負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）の少なくとも一部が、Ｙ軸方向から見て、中間部材８０１から突出して配置されている。本変形例では、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）は、Ｙ軸方向から見て、中間部材８０１の全体を覆うように配置されている。つまり、中間部材８０１は、Ｙ軸方向から見て、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）よりも小さく形成されている。なお、中間部材８０１は、Ｙ軸方向から見て、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）よりも大きく形成されていてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、中間部材８０１は、電極体６００の正極板６１０の正極合材層６１１ａと対向し、かつ、少なくとも一部が、正極板６１０及び負極板６２０の積層方向から見て正極合材層６１１ａから突出して配置されている。ここで、正極板６１０と負極板６２０とが積層された電極体６００は、正極合材層６１１ａの部分が厚くなるため、中間部材８０１を電極体６００と容器１００との間で圧迫させて配置するには、中間部材８０１を正極合材層６１１ａの領域よりも大きく形成するのが好ましい。このため、中間部材８０１を、正極合材層６１１ａから突出するように（つまり正極合材層６１１ａの領域よりも大きく）形成する。これにより、中間部材８０１を電極体６００と容器１００との間でより圧迫することができるため、電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる。

（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であり、本発明の範囲は上記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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、中間部材（中間部材８００または８０１）は、絶縁シート７００よりも電解液に対する親液性が高い素材で形成されていることとした。しかし、中間部材は、容器１００との間に電解液を保持することができれば、必ずしも、絶縁シート７００よりも親液性が高い素材で形成されていなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、中間部材（中間部材８００または８０１）は、屈曲または湾曲して延びる曲げ部を有する環状の部材であることとした。しかし、中間部材は、曲げ部を有するＬ字状、Ｔ字状、Ｘ字状、十字状、Ｕ字状、または、Ｃ字状等の部材であることにしてもよい。または、中間部材は、曲げ部を有していない（つまり環状ではなく中実の）、多角形状（矩形状、三角形状若しくは帯状（直線状）等）、円形状、長円形状、または、楕円形状等の部材であることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、絶縁シート７００は、容器１００の長側壁部１１１側に第一シート部７１０、及び、底壁部１１３側に第二シート部７２０を有していることとした。しかし、絶縁シート７００は、第二シート部７２０を有していなくてもよいし、短側壁部１１２側にもシート部を有していてもよいし、蓋体１２０側にもシート部を有していてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、中間部材（中間部材８００または８０１）は、絶縁シート７００の第一シート部７１０に取り付けられて、第一シート部７１０と長側壁部１１１との間に配置されることとした。しかし、中間部材は、第二シート部７２０に取り付けられて、第二シート部７２０と底壁部１１３との間に配置されることにしてもよい。また、絶縁シート７００が短側壁部１１２側にもシート部を有している場合には、中間部材は、当該シート部に取り付けられて、当該シート部と短側壁部１１２との間に配置されることにしてもよい。これによっても、電極体６００は、底壁部１１３側及び短側壁部１１２側も平坦な形状を有しているため、中間部材は、電極体６００の平坦部と容器１００との間に配置され、かつ、容器１００との間に電解液を保持することとなる。これにより、中間部材は、電極体６００が容器１００内で移動するのを抑制することができる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体６００と中間部材（中間部材８００または８０１）との間に絶縁シート７００が配置されており、中間部材は、絶縁シート７００に取り付けられて固定されていることとした。しかし、中間部材は、絶縁シート７００に固定されることなく、電極体６００と絶縁シート７００とで挟まれて配置されていることにしてもよい。または、電極体６００と中間部材との間に絶縁シート７００は配置されておらず、中間部材は、電極体６００に直接取り付けられて固定されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体６００の正極板６１０及び負極板６２０は、矩形状を有していることとした。しかし、正極板６１０及び負極板６２０の形状は、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、長楕円形状、長円形状等でもよい。正極タブ６１２及び負極タブ６２２についても、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、半円形状、半長円形状、半楕円形状等、どのような形状でもかまわない。また、正極タブ６１２及び負極タブ６２２は、極板の一部が突出したタブではなく、極板の全体が突出したタブであってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極板６１０及び負極板６２０は、基材の両面の全面に合材層（正極合材層６１１ａ及び負極合材層６２１ａ）が配置されていることとした。しかし、正極板６１０及び負極板６２０は、基材の表面の一部にしか合材層が配置されていなくてもよい。また、負極板６２０のうち、最外層の負極板６２０（Ｙ軸方向両端部の負極板６２０）は、基材の外側の面に、負極合材層６２１ａを有していなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例において、正極板６１０と負極板６２０とを逆にした構成でもよい。例えば、正極板６１０を最外層に配置してもよいし、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）よりも正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）を大きく形成してもよい。なお、負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）よりも正極本体部６１１（正極合材層６１１ａ）を大きく形成する場合には、電極体６００のＹ軸方向の表面部分のうち、Ｙ軸方向から見て負極本体部６２１（負極合材層６２１ａ）と重なる部分が、平坦部６５０となる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体６００は、複数の平板状の極板（正極板６１０及び負極板６２０）が積層されて形成されたスタック型の電極体であることとした。しかし、電極体６００は、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、極板が巻回されて扁平形状に形成された巻回型の電極体等であることにしてもよい。蛇腹型または扁平な巻回型等の電極体においても、容器１００に沿って平坦部が配置されるため、当該平坦部と容器１００との間に、容器１００との間に電解液を保持する中間部材が設けられる。

なお、上記実施の形態及び上記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。

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 蓄電素子
１００ 容器
１１０ 容器本体
１１１ 長側壁部
１１２ 短側壁部
１１３ 底壁部
６００ 電極体
６１０ 正極板
６１１ 正極本体部
６１１ａ 正極合材層
６２０ 負極板
６２１ 負極本体部
６２１ａ 負極合材層
６５０ 平坦部
７００ 絶縁シート
７１０ 第一シート部
７２０ 第二シート部
８００、８０１ 中間部材
８１０ 開口部
８１１ 曲げ部
８１２ 第一延設部
８１３ 第二延設部

Claims (6)

1. 電極体と、前記電極体を収容する容器とを備える蓄電素子であって、
   前記電極体と前記容器との間に配置される中間部材を備え、
   前記電極体は、前記容器に沿って配置される平坦部を有し、
   前記中間部材は、前記平坦部と前記容器との間に配置され、かつ、前記容器との間に電解液を保持する
   蓄電素子。
2. 前記電極体は、複数の平板状の極板が積層されて形成されている
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記中間部材は、前記平坦部との対向方向から見て、屈曲または湾曲して延びる曲げ部を有する
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記中間部材は、環状に形成されている
   請求項３に記載の蓄電素子。
5. 前記電極体と前記中間部材との間に配置される絶縁シートを備え、
   前記中間部材は、前記絶縁シートに取り付けられている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記電極体は、正極合材層を有する正極板と負極合材層を有する負極板とが積層されて形成され、
   前記中間部材は、前記正極合材層と対向し、かつ、少なくとも一部が、前記正極板及び前記負極板の積層方向から見て前記正極合材層から突出して配置される
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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