JP2022055647A - 電池セルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極タブの破損が抑制された電池セルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本開示に係る電池セルは、第１本体部、および第１本体部から突出する第１電極タブを含む第１電極板と、第２本体部、および第２本体部から突出する第２電極タブを含み、第１電極板と重ねられる第２電極板と、第１電極タブと第２電極タブとの間に介在する部分を含む絶縁部とを備える。【選択図】図１２

Description

本開示は、電池セルおよびその製造方法に関する。

特許文献１（特開２０１９－１２９１２９号公報）には、電池セルの注液孔と電極体との間に絶縁性の遮断部を介在させることが開示されている。特許文献１においては、注液孔と電極体との間に絶縁性の遮断部を介在させることにより、電解液を注液するときに、電解液が電極体に衝突することによる電極体の材料の損傷、剥離、および滑落などを防止できるとされている。

特開２０１９－１２９１２９号公報

特許文献１に記載の発明においては、注液孔と電極体との間に絶縁性の遮断部を介在させるため、当該遮断部が電極体の金属箔と干渉し、金属箔どうしの接触が生じやすい状況となる。この結果、電極タブの金属箔どうしが擦れ合わされて破損する場合もあり得る。

本開示の目的は、電極タブの破損が抑制された電池セルおよびその製造方法を提供することにある。

本開示に係る電池セルは、第１本体部、および第１本体部から突出する第１電極タブを含む第１電極板と、第２本体部、および第２本体部から突出する第２電極タブを含み、第１電極板と重ねられる第２電極板と、第１電極タブと第２電極タブとの間に介在する部分を含む絶縁部とを備える。

本開示に係る電池セルの製造方法は、第１本体部、および第１本体部から突出する第１電極タブを含む第１電極板を準備する工程と、第２本体部、および第２本体部から突出する第２電極タブを含む第２電極板を準備する工程と、第１電極板と第２電極板とを積層する工程と、第１電極タブと第２電極タブとの間に絶縁部を介在させる工程とを備える。

本開示によれば、電極タブの破損が抑制された電池セルおよびその製造方法を提供することができる。

角形二次電池の斜視図である。 図１におけるII－II断面図である。 電極体を構成する正極板の平面図である。 電極体を構成する負極板の平面図である。 正極板および負極板からなる電極体を示す平面図である。 電極体と正極集電部材および負極集電部材との接続構造を示す図である。 封口板への正極集電部材および負極集電部材の取付構造を示す図である。 図７におけるＶII-ＶII断面図である。 図７におけるIＸ－IＸ断面図である。 封口板と電極体とが接続された状態を示す図である。 封口板と電極体とが接続された状態における正極集電部材周辺の拡大図である。 １つの実施の形態に係る電池セルの断面図である。 比較例に係る電池セルの断面図である。 電極タブを湾曲させる治具を示す図である。 擦り合わせ試験用のサンプルを示す図である。 １つの実施の形態の変形例に係る電池セルの断面図である。

以下に、本開示の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本開示にとって必ずしも必須のものではない。

（角形二次電池１の構成）
図１は、角形二次電池１の斜視図である。図２は、図１におけるII－II断面図である。

図１，図２に示すように、角形二次電池１は、電池ケース１００と、電極体２００と、絶縁シート３００と、正極端子４００と、負極端子５００と、正極集電部材６００と、負極集電部材７００と、電流遮断機構８００と、カバー部材９００とを含む。

電池ケース１００は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１１０と、角形外装体１１０の開口を封口する封口板１２０とからなる。角形外装体１１０および封口板１２０は、それぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが好ましい。

封口板１２０には、電解液注液孔１２１が設けられる。電解液注液孔１２１から電池ケース１００内に電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は、封止部材１２２により封止される。封止部材１２２としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。

封口板１２０には、ガス排出弁１２３が設けられる。ガス排出弁１２３は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に破断する。これにより、電池ケース１００内のガスが電池ケース１００外に排出される。

電極体２００は、電解液とともに電池ケース１００内に収容されている。電極体２００は、正極板と負極板がセパレータを介して積層されたものである。電極体２００と角形外装体１１０の間には樹脂製の絶縁シート３００が配置されている。

電極体２００の封口板１２０側の端部には、正極タブ２１０Ａおよび負極タブ２１０Ｂが設けられている。

正極タブ２１０Ａと正極端子４００とは、正極集電部材６００を介して電気的に接続されている。正極集電部材６００は、第１正極集電体６１０および第２正極集電体６２０を含む。なお、正極集電部材６００は、１つの部品から構成されてもよい。正極集電部材６００は、金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることがより好ましい。

負極タブ２１０Ｂと負極端子５００とは、負極集電部材７００を介して電気的に接続されている。負極集電部材７００は、第１負極集電体７１０および第２負極集電体７２０を含む。なお、負極集電部材７００は、１つの部品から構成されてもよい。負極集電部材７００は、金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。

正極端子４００は、樹脂製の外部側絶縁部材４１０を介して封口板１２０に固定されている。負極端子５００は、樹脂製の外部側絶縁部材５１０を介して封口板１２０に固定されている。

正極端子４００は金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることがより好ましい。負極端子５００は金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。負極端子５００が、電池ケース１００の内部側に配置される銅または銅合金からなる領域と、電池ケース１００の外部側に配置されるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる領域を有するようにしてもよい。

電流遮断機構８００は、正極タブ２１０Ａ（正極板）と正極端子４００の間の導電経路に設けられる。電流遮断機構８００は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に作動し、導電経路を遮断することができる。ガス排出弁１２３の作動圧は、電流遮断機構８００の作動圧よりも大きい値に設定される。電流遮断機構８００は、負極タブ２１０Ｂと負極端子５００の間の導電経路に設けることもできる。

（電極体２００の構成）
図３は、電極体２００を構成する正極板２００Ａの平面図である。正極板２００Ａは、矩形状のアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に正極活物質（たとえばリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等）、結着材（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等）、および導電材（たとえば炭素材料等）を含む正極活物質合剤層が形成された本体部２２０Ａを有する。本体部の端辺から正極芯体が突出しており、この突出した正極芯体が正極タブ２１０Ａを構成する。正極タブ２１０Ａにおける本体部の２２０Ａと隣接する部分には、アルミナ粒子、結着材、および導電材を含む正極保護層２３０Ａが設けられている。正極保護層２３０Ａは、正極活物質合剤層の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。正極活物質合剤層は導電材を含まなくてもとい。正極保護層２３０Ａは必ずしも設けられなくてもよい。

図４は、電極体２００を構成する負極板２００Ｂの平面図である。負極板２００Ｂは、矩形状の銅箔からなる負極芯体の両面に負極活物質層が形成された本体部２２０Ｂを有する。本体部２２０Ｂの端辺から負極芯体が突出しており、この突出した負極芯体が負極タブ２１０Ｂを構成する。

図５は、正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂからなる電極体２００を示す平面図である。図５に示すように、電極体２００は、一方の端部において各々の正極板２００Ａの正極タブ２１０Ａが積層され、各々の負極板２００Ｂの負極タブ２１０Ｂが積層されるように作製される。正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂは、たとえば各々５０枚程度ずつ重ねられる。正極板２００Ａと負極板２００Ｂとは、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータを介して交互に積層される。なお、長尺のセパレータをつづら折りして用いてもよい。

（電極体２００と正極集電部材６００および負極集電部材７００との接続構造）
図６は、電極体２００と正極集電部材６００および負極集電部材７００との接続構造を示す図である。図６に示すように、電極体２００は、第１電極体要素２０１（第１積層群）および第２電極体要素２０２（第２積層群）により構成される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２の外面にもセパレータが各々配置される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２は、たとえばテープ等により積層状態の状態で固定することができる。代替的に、各々の正極板２００Ａ、負極板２００Ｂおよびセパレータに接着層を設け、セパレータと正極板２００Ａとが各々接着され、セパレータと負極板２００Ｂとが各々接着されるようにしてもよい。

第１電極体要素２０１の複数枚の正極タブ２１０Ａが第１正極タブ群２１１Ａを構成する。第１電極体要素２０１の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第１負極タブ群２１１Ｂを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の正極タブ２１０Ａが第２正極タブ群２１２Ａを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第２負極タブ群２１２Ｂを構成する。

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２の間に、第２正極集電体６２０と第２負極集電体７２０とが配置される。第２正極集電体６２０は、第１開口６２０Ａおよび第２開口６２０Ｂを有する。第１正極タブ群２１１Ａおよび第２正極タブ群２１２Ａが、第２正極集電体６２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。第１負極タブ群２１１Ｂおよび第２負極タブ群２１２Ｂが、第２負極集電体７２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。溶接接続部２１３は、たとえば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等により形成し得る。

（封口板１２０への正極集電部材６００および負極集電部材７００の取付構造）
図７は、封口板１２０への正極集電部材６００および負極集電部材７００の取付構造を示す図である。図８は、図７におけるＶII-ＶII断面を示す。図９は、図７におけるIＸ－IＸ断面を示す。

まず、図７，図８を参照して、封口板１２０への正極集電部材６００の取付について説明する。

封口板１２０の外面側に樹脂製の外部側絶縁部材４１０が配置される。封口板１２０の内面側に樹脂製の絶縁部材４２０および導電部材４３０が配置される。その後、正極端子４００が、外部側絶縁部材４１０の貫通穴 、封口板１２０の正極端子取り付け孔、絶縁部材４２０の貫通穴、および導電部材４３０の貫通穴に挿入される。そして、正極端子４００の先端が導電部材４３０上にカシメ接続される。これにより、正極端子４００、外部側絶縁部材４１０、封口板１２０、絶縁部材４２０、および導電部材４３０が固定される。正極端子４００および導電部材４３０のカシメ接続された部分は、レーザ溶接等により溶接されることが好ましい。

導電部材４３０は、導電部材ベース部４３１と、導電部材ベース部４３１の縁部から電極体２００（図中下側）に向かって延びる管状部４３２とを有する。管状部４３２の電極体２００側の端部には、開口部４３３が設けられている。

変形板４４０は、導電部材４３０の開口部４３３を塞ぐように配置される。変形板４４０の周縁は、レーザ溶接等により導電部材４３０に溶接される。これにより、導電部材４３０の開口部４３３が変形板４４０により密閉される。なお、導電部材４３０および変形板４４０はそれぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることがより好ましい。

第１正極集電体６１０に設けられた貫通穴に、樹脂製の絶縁部材６３０（正極集電体ホルダ）に設けられた突起が挿入され、当該突起の先端を熱カシメ等により拡径することにより、接続部６３１が形成され、第１正極集電体６１０と絶縁部材６３０とを接続することができる。また、第１正極集電体６１０に設けられた貫通穴に絶縁部材６３０に設けられた突起を挿入することにより、ズレ防止部６３２を形成することができる。

第１正極集電体６１０に接続された絶縁部材６３０と、正極端子４００側の絶縁部材４２０とは、嵌合により接続される。なお、絶縁部材６３０に爪部を設け、当該爪部を絶縁部材４２０に引っ掛け接続することもできる。

その後、絶縁部材６３０に設けられた開口部において、正極集電部材６００側の第１正極集電体６１０と、正極端子４００側の変形板４４０の中央部とが、レーザ溶接等により接続される。第１正極集電体６１０に接続用孔を設け、接続用孔の縁部を変形板４４０に溶接接続することが好ましい。

図８に示すように、絶縁部材６３０は、電極体２００側に突出する筒状部６３０Ａを有する。筒状部６３０Ａは、第２正極集電体６２０の第２開口６２０Ｂを貫通し、電解液注液孔１２１と連通する孔部６３０Ｂを規定する。

封口板１２０に正極集電部材６００を取り付ける際は、まず、第１正極集電体６１０が封口板１２０上の絶縁部材６３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２正極集電体６２０が第１正極集電体６１０に取り付けられる。このとき、第２正極集電体６２０の一部が第１正極集電体６１０と重なるように第２正極集電体６２０が絶縁部材６３０上に配置される。続いて、第２正極集電体６２０に設けられた第１開口６２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１正極集電体６１０に溶接接続される。

次に、図７および図９を参照して、封口板１２０への負極集電部材７００の取付について説明する。

封口板１２０の外面側に樹脂製の外部側絶縁部材５１０が配置される。封口板１２０の内面側に第１負極集電体７１０、および樹脂製の絶縁部材７３０（負極集電体ホルダ）が配置される。次に、負極端子５００が、外部側絶縁部材５１０の貫通孔、封口板１２０の負極端子取り付け孔、第１負極集電体７１０の貫通孔、および絶縁部材７３０の貫通孔に挿入される。そして、負極端子５００の先端が第１負極集電体７１０上にカシメ接続される。これにより、負極端子５００、外部側絶縁部材５１０、封口板１２０、第１負極集電体７１０、および絶縁部材７３０が固定される。なお、負極端子５００および第１負極集電体７１０のカシメ接続された部分は、レーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。

さらに、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように、第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａにおいて、第２負極集電体７２０は第１負極集電体７１０にレーザ溶接等により溶接接続される。

封口板１２０に負極集電部材７００を取り付ける際は、まず、第１負極集電体７１０が封口板１２０上の絶縁部材７３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２負極集電体７２０が第１負極集電体７１０に取り付けられる。このとき、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。続いて、第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１負極集電体７１０に溶接接続される。

（電流遮断機構８００の動作）
図８に示される電流遮断機構８００の動作について説明する。電池ケース１００内の圧力が上昇することにより、変形板４４０の中央部が封口板１２０側に移動するように変形する。そして、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったとき、変形板４４０の変形に伴い、第１正極集電体６１０に設けられた脆弱部が破断する。これにより、正極板２００Ａから正極端子４００への導電経路が切断される。脆弱部としては、たとえば第１正極集電体６１０における変形板４４０との接続部を囲むように設けられた環状のノッチ部等を設けることが好ましい。

角形二次電池１が過充電状態となり電池ケース１００内の圧力が上昇したとき、電流遮断機構８００が作動し、正極板２００Ａから正極端子４００への導電経路が切断されることにより、更なる過充電の進行が防止される。

正極端子４００には貫通孔４００Ａが形成されている。貫通孔４００Ａを通じて導電部材４３０の内部側にガスを送り込むことにより、導電部材４３０と変形板４４０との溶接接続部のリーク検査を行なうことができる。貫通孔４００Ａは、樹脂製ないし金属製の端子封止部材により封止される。

（封口板１２０と電極体２００との接続構造）
図１０は、封口板１２０と電極体２００とが接続された状態を示す図である。図１１は、封口板１２０と電極体２００とが接続された状態における正極集電部材６００周辺の拡大図である。

図７～図９を用いて説明したように、正極集電部材６００および負極集電部材７００を介して第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に取り付けられる。これにより、図１０に示すように、第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に接続され、電極体２００と正極端子４００および負極端子５００とが電気的に接続される。

図１１に示すように、第１正極集電体６１０上に樹脂製のカバー部材９００が設けられる。カバー部材９００は、第１正極集電体６１０と電極体２００の間に位置する。カバー部材９００は、負極集電体側に設けられてもよい。また、カバー部材９００は必須の部材ではなく、適宜省略が可能である。

（電極体２００および角形二次電池１の形成）
図１１に示す状態から、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが１つに纏められる。このとき、第１正極タブ群２１１Ａと第２正極タブ群２１２Ａとが互いに異なる方向に湾曲させられる。第１負極タブ群２１１Ｂと第２負極タブ群２１２Ｂとが互いに異なる方向に湾曲させられる。

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とは、テープ等により１つに纏められ得る。代替的に、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを、箱状ないし袋状に成形した絶縁シート内に配置することで１つに纏めることができる。さらに、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを接着により固定することができる。

１つに纏められた第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが絶縁シートで包まれ、角形外装体１１０に挿入される。その後、封口板１２０が角形外装体１１０に溶接接続され、角形外装体１１０の開口が封口板１２０により封口され、密閉された電池ケース１００が形成される。

その後、封口板１２０に設けられた電解液注液孔１２１から非水電解液が電池ケース１００に注液される。非水電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、体積比（２５℃）３０：３０：４０の割合で混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１．２モル／Ｌの濃度で溶解させたものを用いることができる。

非水電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は封止部材１２２により封止される。以上の工程の実施により、角形二次電池１は完成する。

（筒状部６３０Ａの構造）
図１２は、本実施の形態に係る角形二次電池の封口板１２０に取り付けられる絶縁部材６３０に設けられた筒状部６３０Ａの形状を示す図である。図１２に示すように、本実施の形態に係る角形二次電池１は、封口板１２０に取付けられた絶縁部材６３０を有し、絶縁部材６３０は、電極体２００の電極タブに向けて突出する筒状部６３０Ａを有する。

本実施の形態に係る角形二次電池１は、筒状部６３０Ａの形状に１つの特徴を有する。筒状部６３０Ａは、先端部６３０Ａ１を有する。先端部６３０Ａ１は、絶縁部材６３０の一部である。先端部６３０Ａ１は、第１電極体要素２０１（第１積層群）の電極板（第１電極板）の第１電極タブ２１１と、第２電極体要素２０２（第２積層群）の電極板（第２電極板）の第２電極タブ２１２との間に介在する。第１電極タブ２１１と第２電極タブ２１２とは、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２との境界部において互いに隣接する。第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２は、図１２の例では正極タブ２１０Ａであるが、負極タブ２１０Ｂ上に同じ構造を適用してもよい。

先端部６３０Ａ１は、略Ｖ字形状を有する。すなわち、先端部６３０Ａ１に、先細りのテーパ部分が形成される。テーパ部分の先端は、電極体２００のセパレータ２３０に達するが、正極板２００Ａの本体部２２０Ａの正極活物質合剤層にまでは達しない。すなわち、先端部６３０Ａ１は、正極板２００Ａの本体部２２０Ａの正極活物質合剤層とは離間している。

封口板１２０を角形外装体１１０に取付けるとき、絶縁部材６３０の先端部６３０Ａ１は、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の間に挿入され、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の間に介在することになる。

第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の幅および厚みは特に限定されるものではないが、一例として、アルミニウムの電極タブについては、５００μｍ以下程度（または１４５μｍ以下程度）の厚みを有し、銅の電極タブについては、５５０μｍ以下程度（または１７０μｍ以下程度）の厚みを有する。第１電極タブ２１１と第２電極タブ２１２との動摩擦係数は、一例として０．３以上程度である。

先細りの先端部６３０Ａ１のテーパ面には、注液通路６３０Ａ２が設けられている。封口板１２０を角形外装体１１０に取付けた後、電解液注液孔１２１から電解液が注液される。電解液注液孔１２１から電池ケース１００内に注液された電解液は、筒状部６３０Ａの内側から、注液通路６３０Ａ２から斜め下方に向かって筒状部６３０Ａの外側に流れる。注液された電解液が筒状部６３０Ａに受け止められた後に筒状部６３０Ａの外側に流れることにより、電解液を注液する際の第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の破損（材料の脱落、破損等）を抑制することができる。

注液の効率性を考慮すると、電解液注液孔１２１の径および筒状部６３０Ａの高さは所定の値以上であることが好ましい。一例として、電解液注液孔１２１の径が５ｍｍ程度であり、筒状部６３０Ａの高さが５ｍｍ程度である。

絶縁部材６３０の表面は、樹脂を含む。絶縁部材６３０の全体が単一素材の樹脂からなるものであってもよいし、絶縁部材６３０の表面に樹脂コーティングが施されたものであってもよい。絶縁部材６３０を構成する樹脂としては、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびフッ素樹脂などが考えられる。フッ素樹脂の例として、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン－テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン－プロペンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、およびエチレン－クロロトリフロオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）などが挙げられる。

絶縁部材６３０の表面をたとえばＰＦＡなどのフッ素樹脂でコーティングすることにより、正極タブ２１０Ａ（電極タブ）と絶縁部材６３０の先端部６３０Ａ１との動摩擦係数を正極タブ２１０Ａどうしの動摩擦係数よりも小さくすることができる。一例として、電極タブと先端部６３０Ａ１との動摩擦係数は０．５以下程度（好ましくは０．４以下程度、さらに好ましい一例として０．１程度）である。フッ素樹脂を先端部６３０Ａ１にコーティングした場合、電極タブとの間で０．１よりも小さい動摩擦係数を得ることも可能である。

第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２は、略Ｓ字状に成形された状態で電池ケース１００内に収納されている。すなわち、第１電極タブ２１１は、互いに逆向きに湾曲する２つの湾曲部（第１湾曲部および第２湾曲部）を含み、第２電極タブ２１２は、互いに逆向きに湾曲する２つの湾曲部（第３湾曲部および第４湾曲部）を含む。

第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の形状は、略Ｓ字形状に限定されない。第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２は、たとえば略Ｕ字形状に成形されてもよい。

図１３は、比較例に係る封口板１２０に取り付けられる絶縁部材６３０に設けられた筒状部６３０Ａの形状を示す図である。図１３に示す例では、筒状部６３０Ａは第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の近傍に位置するものの、第１電極タブ２１１と第２電極タブ２１２との間に筒状部６３０Ａが介在するものではない。

図１３の例においては、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の近くに筒状部６３０Ａが位置しているため、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の金属箔どうしの接触が生じやすい。この結果、金属箔どうしが擦れ合わされて電極タブが破損する場合もあり得る。

これに対し、図１２に示す実施形態によれば、絶縁部材６３０の先端部６３０Ａ１が第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の間に介在しているため、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２を構成する金属箔どうしが擦り合わされて破損することが抑制される。加えて、上述のように、電極タブと先端部６３０Ａ１との動摩擦係数を所定の値以下とすることにより、電極タブの破損を効果的に抑制することができる。

ここで、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２の間に「介在する」とは、必ずしも先端部６３０Ａ１が第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２に接触している場合に限定されず、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２を構成する金属箔どうしの擦れを抑制することができる態様であれば、「介在」に含まれ得る。

（電極タブ湾曲用の治具１０００）
図１４は、電極タブを湾曲させる治具１０００を示す図である。第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２を成形するときは、図１４に示すように、電極タブに治具１０００を当接させた状態で電極体２００を封口板１２０に近づけることにより、第１電極タブ２１１および第２電極タブ２１２を所定の形状に成形することができる。

（擦り合わせ試験）
図１５は、擦り合わせ試験用のサンプルを示す図である。図１５に示すように、ステンレスからなる第１支持層１１に第１試験片２１を固定し、ステンレスからなる第２支持層１２に第２試験片２２を固定した状態で、第１試験片２１と第２試験片２２とを互いに接触させる。このとき、第１支持層１１および第１試験片２１の上方から、図中下方向に向けて一定の荷重（１２Ｎ）を作用させる。そして、第１支持層および第１試験片２１を図中の左右方向に振動させる（振幅：２０ｍｍ程度）。

第１試験片２１として、０．２ｍｍの厚みを有するアルミニウム箔、または０．６ｍｍの厚みを有するＰＦＡ部材が用いられる。第２試験片２２として、０．２ｍｍの厚みを有するアルミニウム箔が用いられる。

第１試験片２１としてアルミニウム箔を用いた場合、振動する第１試験片２１を１００回往復させるよりも前（具体的には７１～８９回往復させた時）に、第１試験片２１および第２試験片２２のいずれか一方のアルミニウム箔が破損した。これに対し、第１試験片２１としてＰＦＡ部材を用いた場合、第１試験片２１を１０００回以上（具体的には１２７０～１３００回以上）往復させるまで、第２試験片２２のアルミニウム箔は破損しなかった。この試験結果より、動摩擦係数の小さい樹脂部材を複数の電極タブの間に介在させることで、電極タブどうしの擦れが抑制され、電極タブの破損を抑制し得ることが理解される。

（変形例）
図１６は、変形例に係る電池セルの断面図である。図１６の変形例では、絶縁部材６３０の先端部６３０Ａ３が板状に形成されている。先端部６３０Ａ３は、第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２の外面に各々設けられたセパレータの間に挟持される。この場合、先端部６３０Ａ３は、図１６に示すように、電極体２００の本体部の高さにまで達するように形成されてもよい。

以上、本開示の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべ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。本開示の範囲は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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 角形二次電池、１１ 第１支持層、１２ 第２支持層、２１ 第１試験片、２２ 第２試験片、１００ 電池ケース、１１０ 角形外装体、１２０ 封口板、１２１ 電解液注液孔、１２２ 封止部材、１２３ ガス排出弁、２００ 電極体、２００Ａ 正極板、２００Ｂ 負極板、２０１ 第１電極体要素、２０２ 第２電極体要素、２１０Ａ 正極タブ、２１０Ｂ 負極タブ、２１１ 第１電極タブ、２１１Ａ 第１正極タブ群、２１１Ｂ 第１負極タブ群、２１２ 第２電極タブ、２１２Ａ 第２正極タブ群、２１２Ｂ 第２負極タブ群、２１３ 溶接接続部、２２０Ａ，２２０Ｂ 本体部、２３０ セパレータ、２３０Ａ 正極保護層、３００ 絶縁シート、４００ 正極端子、４００Ａ 貫通孔、４１０，５１０ 外部側絶縁部材、４２０，６３０，７３０ 絶縁部材、４３０ 導電部材、４３１ 導電部材ベース部、４３２ 管状部、４３３ 開口部、４４０ 変形板、５００ 負極端子、６００ 正極集電部材、６１０ 第１正極集電体、６２０ 第２正極集電体、６２０Ａ，７２０Ａ 第１開口、６２０Ｂ 第２開口、６３０Ａ 筒状部、６３０Ａ１，６３０Ａ３ 先端部、６３０Ａ２ 注液通路、６３０Ｂ 孔部、６３１ 接続部、６３２ ズレ防止部、７００ 負極集電部材、７１０ 第１負極集電体、７２０ 第２負極集電体、８００ 電流遮断機構、９００ カバー部材、１０００ 治具。

Claims (20)

1. 第１本体部、および前記第１本体部から突出する第１電極タブを含む第１電極板と、
   第２本体部、および前記第２本体部から突出する第２電極タブを含み、前記第１電極板と重ねられる第２電極板と、
   前記第１電極タブと前記第２電極タブとの間に介在する部分を含む絶縁部とを備えた、電池セル。
2. 前記絶縁部は樹脂からなる、請求項１に記載の電池セル。
3. 前記第１電極タブおよび前記第２電極タブと前記絶縁部との間の動摩擦係数は、前記第１電極タブと前記第２電極タブとの間の動摩擦係数よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の電池セル。
4. 前記第１電極板を含む第１積層群と、
   前記第１積層群に重ねられ、前記第２電極板を含む第２積層群とを備え、
   前記第１電極板および前記第２電極板は、前記第１積層群と前記第２積層群との境界部において互いに隣接する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池セル。
5. 前記第１電極板および前記第２電極板を収納する筐体と、
   前記筐体の一部から前記第１電極タブおよび前記第２電極タブに向けて突出し、前記筐体の内部への電解液の注液部を構成する筒状部とを備え、
   前記筒状部の先端に前記絶縁部が形成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池セル。
6. 前記筒状部の先端に先細りのテーパ部分が形成され、前記テーパ部分のテーパ面に前記電解液の通路が形成される、請求項５に記載の電池セル。
7. 前記第１電極タブは、互いに逆向きに湾曲する第１湾曲部および第２湾曲部を含み、
   前記第２電極タブは、互いに逆向きに湾曲する第３湾曲部および第４湾曲部を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池セル。
8. 前記第１電極板と前記第２電極板との間に設けられたセパレータを備え、
   前記絶縁部は前記セパレータに接触する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電池セル。
9. 前記第１電極板は、第１芯材と、前記第１芯材上に塗工された第１活物質層との積層構造を有し、
   前記第２電極板は、第２芯材と、前記第２芯材上に塗工された第２活物質層との積層構造を有し、
   前記絶縁部は、前記第１活物質層および前記第２活物質層とは離間する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電池セル。
10. 前記第１電極タブおよび前記第２電極タブと電気的に接続される集電体と、
    前記集電体を保持する集電体ホルダとを備え、
    前記絶縁部は前記集電体ホルダに形成される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電池セル。
11. 第１本体部、および前記第１本体部から突出する第１電極タブを含む第１電極板を準備する工程と、
    第２本体部、および前記第２本体部から突出する第２電極タブを含む第２電極板を準備する工程と、
    前記第１電極板と前記第２電極板とを積層する工程と、
    前記第１電極タブと前記第２電極タブとの間に絶縁部を介在させる工程とを備えた、電池セルの製造方法。
12. 前記絶縁部は樹脂からなる、請求項１１に記載の電池セルの製造方法。
13. 前記第１電極タブおよび前記第２電極タブと前記絶縁部との間の動摩擦係数は、前記第１電極タブと前記第２電極タブとの間の動摩擦係数よりも小さい、請求項１１または請求項１２に記載の電池セルの製造方法。
14. 前記第１電極板を含む第１積層群を形成する工程と、
    前記第２電極板を含む第２積層群を形成する工程と、
    前記第１電極板および前記第２電極板を前記第１積層群と前記第２積層群との境界部において互いに隣接させるように前記第１積層群と前記第２積層群とを重ねる工程とを備えた、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法。
15. 前記第１電極板および前記第２電極板を筐体に収納する工程と、
    前記第１電極タブおよび前記第２電極タブに向けて突出する筒状部の先端に形成された前記絶縁部を前記第１電極タブおよび前記第２電極タブの間に介在させる工程と、
    前記筒状部上から前記筐体の内部へ電解液を注液する工程とを備えた、請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法。
16. 前記筒状部の先端に先細りのテーパ部分を形成し、前記テーパ部分のテーパ面に形成された通路を介して前記電解液が注液される、請求項１５に記載の電池セルの製造方法。
17. 互いに逆向きに湾曲する第１湾曲部および第２湾曲部を前記第１電極タブに形成する工程と、
    互いに逆向きに湾曲する第３湾曲部および第４湾曲部を前記第２電極タブに形成する工程とを備えた、請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法。
18. 前記第１電極板と前記第２電極板との間にセパレータを設ける工程を備え、
    前記絶縁部を介在させる工程は、前記絶縁部は前記セパレータに接触させることを含む、請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法。
19. 前記第１電極板を準備する工程は、第１芯材上に第１活物質層を塗工することを含み、
    前記第２電極板を準備する工程は、第２芯材上に第２活物質層を塗工することを含み、
    前記絶縁部を介在させる工程は、前記第１活物質層および前記第２活物質層とは離間するように前記絶縁部を前記第１電極タブと前記第２電極タブとの間に挿入することを含む、請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法。
20. 前記第１電極タブおよび前記第２電極タブと電気的に接続される集電体を保持する集電体ホルダを前記第１電極板および前記第２電極板上に配置する工程を備え、
    前記集電体ホルダを配置する工程は、前記集電体ホルダに形成された前記絶縁部を前記第１電極タブと前記第２電極タブとの間に挿入することを含む、請求項１１から請求項１９のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法。

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