JP2023023359A - 電池および電極体ホルダ - Google Patents

電池および電極体ホルダ Download PDF

Info

Publication number
JP2023023359A
JP2023023359A JP2021128815A JP2021128815A JP2023023359A JP 2023023359 A JP2023023359 A JP 2023023359A JP 2021128815 A JP2021128815 A JP 2021128815A JP 2021128815 A JP2021128815 A JP 2021128815A JP 2023023359 A JP2023023359 A JP 2023023359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
spacer
positive electrode
battery
electrode body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021128815A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7459025B2 (ja
Inventor
幸延 宮村
Yukinobu Miyamura
亮一 脇元
Ryoichi Wakimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Original Assignee
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prime Planet Energy and Solutions Inc filed Critical Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority to JP2021128815A priority Critical patent/JP7459025B2/ja
Priority to US17/876,532 priority patent/US20230039913A1/en
Priority to CN202210930510.3A priority patent/CN115706295A/zh
Publication of JP2023023359A publication Critical patent/JP2023023359A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7459025B2 publication Critical patent/JP7459025B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/469—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape tubular or cylindrical
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

【課題】電極タブ群が損傷しにくい電池を提供すること。【解決手段】好適な一実施形態において、ここで開示される電池１は、外装体１２と、封口板１４と、１つまたは複数の電極体２０と、正極端子３０および負極端子４０と、正極集電体５０および負極集電体６０と、を備える。電極体２０は、電極体本体部２０ａと、長側壁１２ｂに沿う方向Ｙにおける電極体本体部２０ａの第１端部２０１から突出した正極タブ群２３と、同方向における第２端部２０２から突出した負極タブ群２５と、を備えている。ここで、正極タブ群２３および負極タブ群２５は、それぞれを構成する各電極タブの先端が短側壁１２ｃに沿って配置されるように折り曲げられており、折り曲げられた電極タブの一部分が同極の集電体と接合されている。電池１は、電極体本体部２０ａと短側壁１２ｃとの間に、電極体２０の移動を規制するスペーサを備えている。【選択図】図１１

Description

本発明は、電池および電極体ホルダに関する。
リチウムイオン二次電池等の電池は、一般に、電極を有する電極体と、開口部を有し電極体を収容する外装体と、外装体の開口部を封口する封口板と、外装体の内部で電極と電気的に接続され、かつ封口板から外装体の外側に延出された端子と、電極体および端子を電気的に接続する集電体と、を備える。この種の電池は、典型的には、電極に集電用の複数の電極タブを含む電極タブ群が設けられ、当該電極タブ群を介して電極が端子に接続された構成が知られている。
特許文献１には、電極組立体（電極体）の幅方向の両端部に正極タブおよび負極タブがそれぞれ設けられた電池が開示されている。同公報によれば、これら電極タブは、電極組立体の幅方向の端面に沿って折り曲げられており、電極タブの折り曲げ部が集電体に接続（接合）されている。
特開２０１７－５００６９号公報
ところで、電池には、外部から電池に対して振動や衝撃等が加わることがある。電極タブは、例えば電極芯体の一部からなり、柔らかく外力の影響を受けやすい。例えば、電極体の幅方向から外力が電極タブ群に加わると、電極体が所定の配設位置からずれ、電極タブ群（正極タブ群および／または負極タブ群）が同方向に引っ張られたり、電極体や外装体の内壁に押し付けられたりする。電極タブ群にこのような負荷は、電極タブ群が損傷する要因となるため、好ましくない。電極タブ群が損傷すると、電極と端子との電気的な接続が不安定になったり接続不良になったりする虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電極タブ群が損傷しにくい電池を提供することを目的とする。
ここで開示される技術によると、底壁と、該底壁から延び相互に対向する一対の第１側壁と、上記底壁から延び相互に対向する一対の第２側壁と、上記底壁に対向する開口部と、を有する外装体と、上記開口部を封口する封口板と、上記外装体に収容され、かつ、正極および負極を含む１つまたは複数の電極体と、上記封口板に取り付けられた、正極端子および負極端子と、上記電極体の上記正極と上記正極端子とを電気的に接続する正極集電体、および、上記電極体の上記負極と上記負極端子とを電気的に接続する負極集電体、と、を備える電池が提供される。上記電極体は、電極体本体部と、上記第１側壁に沿う第１方向における上記電極体本体部の第１端部から突出した複数の正極タブを含む正極タブ群と、上記第１方向における、上記第１端部とは異なる上記電極対本体部の第２端部から突出した複数の負極タブを含む負極タブ群と、を備えている。ここで、上記正極タブ群は、該正極タブ群を構成する各々の上記正極タブの先端が上記第２側壁に沿って配置されるように折り曲げられており、折り曲げられた上記正極タブの一部分が上記正極集電体と接合されている。上記負極タブ群は、該負極タブ群を構成する各々の上記負極タブの先端が上記第２側壁に沿って配置されるように折り曲げられており、折り曲げられた上記負極タブの一部分が上記負極集電体と接合されている。上記電極体本体部と上記第２側壁との間に、上記電極体の移動を規制するスペーサを備えている。
かかる構成の電池では、電極体本体部と第２側壁との間に、電極体の移動を規制するスペーサを備えることによって、外部から該電池に振動や衝撃等の外力が加わった場合でも、外装体内における電極体の移動（特に上記第１方向への移動）を抑制することができる。そのため、かかる電極体の移動によって電極タブ群に負荷が加わるのを抑制し、電極タブ群の損傷を抑制することができる。なお、以下、本明細書における「正極タブ」および「負極タブ」に関して、特に正負の区別をつけない場合には、「電極タブ」と称することがある。「電極集電体」についても同様である。
ここで開示される電池の好ましい一態様では、上記スペーサは、上記正極タブ群と上記正極集電体との間、または、上記負極タブ群と上記負極集電体との間に配置されるスペーサ本体部を備えている。かかる構成によると、スペーサ本体部が電極タブ群と、電極集電体との間に配置されるため、より効率よく電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。
好ましい他の一態様では、上記電池は、上記外装体内に複数の上記電極体を備えている。上記電池は、複数の上記スペーサ本体部を備えている。各スペーサ本体部は、各電極体の上記正極タブ群と上記正極集電体との間、または、各電極体の上記負極タブ群と上記負極集電体との間に配置されている。各スペーサ本体部の一端が相互に連結された連結部が形成されている。かかる構成によると上記効果に加えて、電池製造工程におけるスペーサ本体部の配置（挿入）回数を減らすことができる。
好ましい他の一態様では、上記連結部は、上記封口板側または上記底壁側に配置されている。かかる構成によると、上記効果に加えて、スペーサ本体部の脱落を抑制することができる。
また、ここで開示される電池の他の一態様では、上記スペーサは、上記正極タブ群と上記底壁との間、または、上記負極タブ群と上記底壁との間に配置されている。かかる構成によると、電極体の移動をより効率よく抑制することができる。かかる電極体の移動抑制効果によって、電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。
他の一態様では、上記スペーサは、直方体形状である。かかる構成によると、電極体の移動をより効率よく抑制することができる。かかる電極体の移動抑制効果によって、電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。
また、好ましくは、上記スペーサは、矩形状のプレート部と、該プレート部における、対向する一対の辺からそれぞれ同方向に立設した２つの第１立設部と、を有している。上記２つの第１立設部は、上記第１側壁に対向している。上記２つの第１立設部の上記立設方向の端部は、上記第２側壁に対向している。かかる構成によると、上記効果に加えて、外装体の内部空間を大きくすることができる。そのため、電解液の注入量を増加することができる。また、ガス発生時の内圧上昇を抑制することができる。
また、好ましくは、上記２つの第１立設部は、上記プレート部における上記一対の辺の延伸方向に延伸する延伸部を備えている。かかる構成によると、上記効果に加えて、電極体への電解液の含浸をよりよくすることができる。
また、好ましくは、上記スペーサは、矩形状のプレート部と、上記プレート部の一辺から立設した第２立設部と、上記第２立設部から上記プレート部と平行な方向に延びる、支持プレート部と、を有している。上記支持プレート部が延びる方向における該支持プレート部の長さは、同方向における上記プレート部の長さよりも小さい。上記第２立設部は、上記封口板側に配置されている。上記プレート部は、上記第２側壁に対向している。上記支持プレート部は、上記電極体本体部に対向している。かかる構成によると、スペーサにバネ性を付与することができる。そのため、電極体の移動抑制効果をよりよくすることができる。
また、ここで開示される技術によると、電池ケース内に収容する１つまたは複数の電極体を収容する電池ホルダが提供される。この電極体ホルダは、上記１つまたは複数の電極体を収容する内部空間を有している。この電極体ホルダは、上記内部空間に連通する開口部と、上記開口部に対向する矩形状底面と、上記底面から延び相互に対向する一対の幅広面と、上記底面から延び相互に対向する一対の幅狭面と、を有している。この電極体ホルダは、樹脂製のフィルムが折り曲げられて成形されたものである。上記一対の幅狭面のうちの少なくとも一方は、該電極体ホルダの内部において、上記電極体の移動を規制するスペーサを備えている。かかる構成によると、電極体ホルダに、電極体の移動抑制効果を付与し、電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。
また、ここで開示される電極体ホルダの好ましい一態様では、上記スペーサは、上記フィルムにおける、上記幅広面を構成する部分に隣接し、かつ、上記幅狭面を形成する幅狭面形成部の少なくとも一部が該電極体ホルダの内方に折り曲げられて形成されている。かかる構成によると、スペーサを配置するために、上記フィルム以外の部材を追加する必要がない。そのため、上記電極体ホルダの作製をより容易にすることができる。
また、上記電極体ホルダの好ましい他の一態様では、上記スペーサは、上記フィルムにおける、上記底面を構成する部分に隣接する底面隣接部の少なくとも一部が該電極体ホルダの内方に折り曲げられて形成されている。かかる構成によると、上記効果に加えて、電極体へのスペーサによる押圧をより均一に行うことができる。
また、上記電極体ホルダの好ましい他の一態様では、上記スペーサは、筒状であり、上記フィルムとは異なる他の樹脂シートから構成されている。かかる構成によると、上記効果に加えて、電極体ホルダとスペーサとに、異なる構成材料を使用することができる。また、スペーサの厚みの調整をより容易にすることができる。
また、ここで開示される技術によると、１つまたは複数の電極体と、該電極体を収容する電極体ホルダと、を備える電池が提供される。この電池は、上記電極体ホルダとして上記電極体ホルダを備えている。かかる構成によると、電極体の移動抑制効果、延いては電極タブ群の損傷抑制効果が好適に実現された電池を提供することができる。
図１は、第１実施形態に係る電池１を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１のII－II線に沿う模式的な断面図である。 図３は、封口板１４に取り付けられた電極体２０を模式的に示す斜視図である。 図４は、正極集電体５０の一部および負極集電体６０の一部が取り付けられた電極体２０を模式的に示す斜視図である。 図５は、電極体２０の構成を示す模式図である。 図６は、正極タブ群２３と正極集電体５０との接合を説明する、封口板１４側からみた部分断面図である。 図７は、第１実施形態で使用されるスペーサ本体部１００を示す斜視図である。 図８は、第１実施形態の一変形例で使用されるスペーサを示す斜視図である。 図９は、第１実施形態の一変形例におけるスペーサの配置を説明する、外装体１２の短側壁１２ｃ側からみた電池１の断面図である。 図１０は、第１実施形態の一変形例におけるスペーサの配置を説明する、外装体１２の短側壁１２ｃ側からみた電池１の断面図である。 図１１は、第２実施形態で使用されるスペーサ２００の配置部位を説明する、外装体１２の長側壁１２ｂ側からみた電池１の断面図である。 図１２は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。 図１３は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。 図１４は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。 図１５は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。 図１６は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の展開図である。 図１７は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの開口部側からみた部分断面図である。 図１８は、図１７に示す電極体ホルダ２９０の展開図の一部である。 図１９は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの幅広面側からみた部分断面図である。 図２０は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの幅広面側からみた部分断面図である。 図２１は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの幅広面側からみた部分断面図である。
以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術のいくつかの好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であってここで開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、ここで開示される技術を特徴付けない電池（ここで開示される技術においては、二次電池）の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。本明細書では、二次電池を単に「電池」とも称する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電池１を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のII－II線に沿う模式的な断面図である。また、本明細書において参照する図面における符号Ｘは「奥行方向」を示し、符号Ｙは「幅方向」を示し、符号Ｚは「高さ方向」を示す。また、奥行方向ＸにおけるＦは「前」を示し、Ｒｒは「後」を示す。幅方向ＹにおけるＬは「左」を示し、Ｒは「右」を示す。そして、高さ方向ＺにおけるＵは「上」を示し、Ｄは「下」を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電池１の設置形態を何ら限定するものではない。
図１，２に示すように、電池１は、電池ケース１０と、電極体２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、正極集電体５０と、負極集電体６０と、インシュレータ７０と、ガスケット９０と、を備えている。図示は省略するが、電池１は、ここではさらに電解液を備えている。電池１は、ここではリチウムイオン二次電池である。
電池ケース１０は、電極体２０を収容する筐体である。電池ケース１０は、ここでは扁平かつ有底の直方体形状（角形）の外形を有する。電池ケース１０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース１０は、金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等からなることがより好ましい。なお、電池ケース１０の内部には、電極体２０の他に、電解液（図示省略）も収容されている。かかる電解液については、リチウムイオン二次電池において使用され得るものを特に制限なく使用することができ、ここで開示される技術を特徴づけるものではないため詳細な説明を省略する。
電池ケース１０は、開口部１２ｈを有する外装体１２と、開口部１２ｈを塞ぐ封口板（蓋体）１４と、を備えている。外装体１２は、図１に示すように、平面矩形の底壁１２ａと、底壁１２ａの長辺の各々から高さ方向Ｚに延びて相互に対向する一対の長側壁１２ｂと、底壁１２ａの短辺から高さ方向に延びて相互に対向する一対の短側壁１２ｃと、を備えている。長側壁１２ｂは、ここで開示される電池における第１側壁の一例である。短側壁１２ｃは、ここで開示される電池における第２側壁の一例である。底壁１２ａは、開口部１２ｈと対向している。短側壁１２ｃの面積は、長側壁１２ｂの面積よりも小さい。封口板１４は、外装体１２の開口部１２ｈを封口している。封口板１４は、外装体１２の底壁１２ａと対向している。封口板１４は、平面視において略矩形状である。電池ケース１０は、外装体１２の開口部１２ｈの周縁に封口板１４が接合されることによって、一体化されている。電池ケース１０は、気密に封止（密閉）されている。
封口板１４には、注液孔１５と、ガス排出弁１７と、２つの端子引出孔１８、１９と、が設けられている。注液孔１５は、外装体１２に封口板１４を組み付けた後に電解液を注液するためのものである。注液孔１５は、封止部材１６により封止されている。ガス排出弁１７は、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。端子引出孔１８、１９は、封口板１４の幅方向Ｙの両端部にそれぞれ形成されている。端子引出孔１８、１９は、封口板１４を高さ方向Ｚに貫通している。端子引出孔１８、１９は、それぞれ、封口板１４に取り付けられる前の（かしめ加工前の）の正極端子３０および負極端子４０を挿通可能な大きさの内径を有する。
封口板１４には、正極端子３０および負極端子４０のそれぞれが取り付けられている。正極端子３０は、封口板１４の幅方向Ｙの一方側（図１、図２の左側）に配置されている。負極端子４０は、封口板１４の幅方向Ｙの他方側（図１、図２の右側）に配置されている。正極端子３０には、例えば、アルミニウム等が用いられる。負極端子４０には、例えば、銅等が用いられる。
正極端子３０は、封口板１４の外側の表面に配置される平板状の基部３１と、基部３１から高さ方向Ｚの下側（底壁１２ａ側）に延びる軸部３２と、を有する。正極端子３０の基部３１は、封口板１４の外側の表面に露出している。正極端子３０の軸部３２は、端子引出孔１８を挿通して封口板１４の外部から内部へと延びている。軸部３２は、電池ケース１０の内部で、後述する正極集電体５０の正極第１集電部５１の貫通孔を挿通して、正極第１集電部５１に固定されている。正極端子３０は、ここでは、かしめ加工により、封口板１４の端子引出孔１８を囲む周縁部分に固定されている。なお、電池１では、負極端子４０も正極端子３０と略同様の構造を有している。そのため、負極端子４０の構造について、詳細な図示と説明とを省略する。図２中における符号４１は負極端子４０の基部であり、符号４２は軸部である。
封口板１４の外側の面には、板状の正極外部導電部材３５および負極外部導電部材４５が取り付けられている。正極外部導電部材３５は、正極端子３０と電気的に接続されている。負極外部導電部材４５は、負極端子４０と電気的に接続されている。正極外部導電部材３５および負極外部導電部材４５は、複数の電池１を相互に電気的に接続する際に、バスバーが付設される部材である。正極外部導電部材３５および負極外部導電部材４５は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。正極外部導電部材３５および負極外部導電部材４５は、外部絶縁部材９２によって封口板１４と絶縁されている。ただし、正極外部導電部材３５および負極外部導電部材４５は必須ではなく、他の実施形態において省略することもできる。なお、外部絶縁部材９２の構成材料として、後述のインシュレータ７０やガスケット９０の構成材料として挙げられた樹脂材料を使用することができる。
インシュレータ７０は、正極集電体５０（詳しくは、正極第１集電部５１の端子接続部５１ａ）と封口板１４の内側の表面との間に配置されている。インシュレータ７０には、貫通孔が形成されている。ガスケット９０は、正極端子３０（詳しくは、基部３１）と封口板１４の外側の表面との間に配置されている。ガスケット９０は、封口板１４の端子引出孔１８に挿入される筒状の突起を有している。かかるガスケット９０の突起は、インシュレータ７０の貫通孔の内周に沿うように配置されている。上記構成のインシュレータ７０とガスケット９０を設けることによって、正極集電体５０と封口板１４との接触、および、正極端子３０と封口板１４との接触を防止することができる。なお、インシュレータおよびガスケットを用いた絶縁構造について、負極端子４０側にも同様の構造が設けられているが、詳細な説明は省略する。なお、インシュレータ７０やガスケット９０の構成材料は、特に限定されず、ポリオレフィン樹脂（例、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ））、フッ素樹脂（例、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））等の樹脂材料であり得る。
図３は、封口板１４に取り付けられた電極体２０を模式的に示す斜視図である。図４は、正極集電体５０の一部および負極集電体６０の一部が取り付けられた電極体２０を模式的に示す斜視図である。電池１は、一つまたは複数の電極体２０を備えており、図３に示すように、本実施形態では、３つの電極体２０を備えている。電極体２０は、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂製シートからなる電極体ホルダ２９（図２参照）に覆われた状態で、外装体１２の内部に配置されている。図２～４に示すように、電池１は、外装体１２の内部に、電極体２０の正極と正極端子３０とを電気的に接続する正極集電体５０、および、電極体２０の負極と負極端子４０とを電気的に接続する負極集電体６０を備えている。
図５は、電極体２０の構成を示す模式図である。図５に示すように、電極体２０は、正極および負極（図５では、正極板２２および負極板２４）を有する。電極体２０は、ここでは、帯状の正極板２２と帯状の負極板２４とが帯状のセパレータ２６を介して積層され、捲回軸ＷＬを中心として捲回されてなる扁平形状の捲回電極体である。電極体２０は、電極体本体部２０ａと、正極タブ群２３と、負極タブ群２５と、を備えている（図２～４参照）。電極体本体部２０ａは、正極板２２、負極板２４、およびセパレータ２６が積層された部分であり、図３～５に示すように、扁平形状である。なお、正極板２２、負極板２４、およびセパレータ２６の構成材料には、この種のリチウムイオン二次電池に使用される材料を特に制限なく使用することができる。かかる構成材料は、ここで開示される技術を特徴づけるものではないため、ここでの詳細な説明は省略する。
図１，２，５に示すように、電極体２０は、捲回軸ＷＬが幅方向Ｙと平行になる向きで、外装体１２の内部に配置されている。言い換えれば、電極体２０は、捲回軸ＷＬが底壁１２ａと平行になり、短側壁１２ｃと直交する向きで、外装体１２の内部に配置されている。そして、捲回軸ＷＬに沿った方向（言い換えれば、図５中の幅方向Ｙ）における電極体２０の両端面は、外装体１２の短側壁１２ｃと対向している。本明細書では、説明の便宜上、正極集電体５０に近接した側（図２中の幅方向Ｙの左側）の短側壁１２ｃと対向する電極体２０（具体的には、電極体本体部２０ａ。負極についても同じ。）の端部を「第１端部２０１」と称する。そして、負極集電体６０に近接した側（図２中の幅方向Ｙの右側）の短側壁１２ｃと対向する電極体２０の端部を「第２端部２０２」と称する。
正極板２２は、図５に示すように、長尺な帯状の部材である。かかる正極板２２は、正極集電箔２２ｃと、正極集電箔２２ｃの少なくとも一方の表面上に固着された正極活物質層２２ａとを有する。特に限定するものではないが、正極板２２の幅方向Ｙにおける一方の側縁部には、必要に応じて、正極保護層２２ｐが設けられていてもよい。
帯状の正極集電箔２２ｃの幅方向Ｙの一方の端部（図５の左端部）には、複数の正極タブ２２ｔが設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、それぞれ幅方向Ｙの一方側（図５の左側）に向かって突出している。複数の正極タブ２２ｔは、セパレータ２６よりも幅方向Ｙの外側に突出している。複数の正極タブ２２ｔは、正極板２２の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、それぞれ台形状である。正極タブ２２ｔは、ここでは正極集電箔２２ｃの一部であり、金属箔（例えばアルミニウム箔）からなっている。正極タブ２２ｔは、正極集電箔２２ｃの正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐが形成されていない部分（集電箔露出部）である。ただし、正極タブ２２ｔは、正極集電箔２２ｃとは別の部材であってもよい。
正極板２２と同様に、負極板２４も、長尺な帯状の部材である。負極板２４は、図５に示すように、負極集電箔２４ｃと、負極集電箔２４ｃの少なくとも一方の表面上に固着された負極活物質層２４ａと、を有する。
帯状の負極集電箔２４ｃの幅方向Ｙの一方の端部（図５の右端部）には、複数の負極タブ２４ｔが設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、幅方向Ｙの一方側（図５の右側）に向かって突出している。複数の負極タブ２４ｔは、セパレータ２６よりも幅方向Ｙの外側に突出している。複数の負極タブ２４ｔは、負極板２４の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、それぞれ台形状である。負極タブ２４ｔは、ここでは負極集電箔２４ｃの一部であり、金属箔（例えば銅箔）からなっている。負極タブ２４ｔは、ここでは、負極集電箔２４ｃの負極活物質層２４ａが形成されていない部分（集電箔露出部）である。ただし、負極タブ２４ｔは、負極集電箔２４ｃとは別の部材であってもよい。
上記捲回を行うと、電極体本体部２０ａの第１端部２０１から突出した複数の正極タブ２２ｔが積層され、複数の正極タブ２２ｔを含む正極タブ群２３が形成される。図６は、正極タブ群２３と正極集電体５０との接合を説明する、封口板１４側からみた部分断面図である。図１～６に示すように、正極タブ群２３を構成する各々の正極タブ２２ｔの先端が短側壁１２ｃに沿って配置されるように折り曲げられている。かかる折り曲げによって、正極タブ群２３には、正極折り曲げ部２３ａが形成されている。また、折り曲げられた正極タブ２２ｔの一部分は、正極集電体５０（具体的には、タブ接合部５２ｂ）と接合されている。具体的には、正極タブ２２ｔの、正極折り曲げ部２３ａよりも先端に近い一部分が正極集電体５０に接合され、正極タブ２２ｔと正極集電体５０との接合部Ｊが形成されている。なお、かかる接合の手段として、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等が挙げられる（負極についても同じ）。
また、上記捲回を行うと、電極体本体部２０ａの第２端部２０２から突出した複数の負極タブ２４ｔが積層され、複数の負極タブ２４ｔを含む負極タブ群２５が形成される。詳細な図示は省略するが、負極タブ群２５を構成する各々の負極タブ２４ｔの先端が短側壁１２ｃに沿って配置されるように折り曲げられている。かかる折り曲げによって、負極タブ群２５には、負極折り曲げ部が形成されている。また、折り曲げられた負極タブ２４ｔの一部分は、負極集電体６０（具体的には、タブ接合部６２ｂ）と接合されている。具体的には、負極タブ２４ｔの、負極折り曲げ部よりも先端に近い一部分が負極集電体６０に接合され、負極タブ２４ｔと負極タブ群２５との接合部が形成されている。
図２に示すように、正極集電体５０は、正極第１集電部５１と、正極第２集電部５２とを備えている。正極第１集電部５１は、断面Ｌ字型に形成されている。正極第１集電部５１は、封口板１４の内側の面に沿って配置される端子接続部５１ａと、端子接続部５１ａの幅方向Ｙの一方の端部から底壁１２ａに向かって延びるリード部５１ｂと、を有している。端子接続部５１ａには、封口板１４の端子引出孔１８に対応する位置に貫通孔が形成されている。該貫通孔には、正極端子３０の軸部３２が挿通されている。
図２～４に示すように、正極第２集電部５２は、外装体１２の底壁１２ａに向かって伸びている。正極第２集電部５２は、第１集電部接続部５２ａと、タブ接合部５２ｂとを有している。第１集電部接続部５２ａは、正極第１集電部５１と電気的に接続される部位である。第１集電部接続部５２ａは、上下方向Ｚに沿って延びている。第１集電部接続部５２ａは、各々の電極体２０の捲回軸ＷＬに対して略垂直に配置されている。タブ接合部５２ｂは、正極タブ群２３に付設され、複数の正極タブ２２ｔと接合される部位である。タブ接合部５２ｂは、上下方向Ｚに沿って延びている。タブ接合部５２ｂは、各々の電極体２０の捲回軸ＷＬに対して略垂直に配置されている。タブ接合部５２ｂの複数の正極タブ２２ｔと接続される面は、外装体１２の短側壁１２ｃと略平行に配置されている。
負極集電体６０は、図２～４に示すように、負極第１集電部６１と、負極第２集電部６２とを備えている。負極第１集電部６１は、端子接続部６１ａと、リード部６１ｂと、を有している。負極第２集電部６２は、第１集電部接続部６２ａと、タブ接合部６２ｂとを有している。負極集電体６０の構成は、上述した正極集電体５０の構成と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
電池１は、電極体本体部２０ａと短側壁１２ｃとの間に、電極体２０の移動を規制するスペーサを備えている。かかる部位にスペーサを配置することによって、振動や衝撃等の外力が電池１に加わった場合でも、外装体内における電極体の移動（特に幅方向Ｙへの移動）を抑制することができる。そのため、かかる電極体の移動によって電極タブに負荷が加わるのを抑制し、電極タブ群の損傷を抑制することができる。
例えば、電池１は、上記スペーサとして、電極体本体部２０ａの第１端部２０１と短側壁１２ｃとの間に配置されるスペーサ（例えば、正極側に配置される第１スペーサ）、および、電極体本体部２０ａの第２端部２０２と短側壁１２ｃとの間に配置されるスペーサ（例えば、負極側に配置される第２スペーサ）、のうちのいずれか少なくとも一方を備えている。正極タブ２２ｔが負極タブ２４ｔよりも破損しやすい材料で構成されている場合、少なくとも正極側にスペーサを備えていることが好ましい。電池１は、上記第１スペーサおよび上記第２スペーサの両方を備えていてもよい。下記第２実施形態についても同様である。
本実施形態において、電池１は、上記スペーサとして、正極タブ群２３と正極集電体５０との間、または、負極タブ群２５と負極集電体６０との間に配置されるスペーサ本体部１００を備えている（図６等参照）。図７は、第１実施形態で使用されるスペーサ本体部１００を示す斜視図である。スペーサ本体部１００は樹脂材料から構成されており、図７に示すように、棒状（図７では、一の断面視における三角形の角が丸みを帯びた略三角柱状）である。上記樹脂材料として、絶縁性および耐電解液性を有する樹脂材料を特に制限なく使用することができる。具体的には、例えば、ポリオレフィン樹脂（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ））、フッ素樹脂（例えば、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））等が挙げられる。
スペーサ本体部１００を正極側に配置する場合、例えば、図６に示すように、スペーサ本体部１００は、接合部Ｊと正極タブ２２ｔとの間に配置されている。より詳しくは、スペーサ本体部１００は、接合部Ｊと、折り曲げられた状態で接合部Ｊに最も近接している正極タブ２２ｔ（図６中、符号２２ｔ１で示す。）との間に配置されている。かかる部位にスペーサ本体部１００を配置することによって、より効率よく電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。特に限定するものではないが、電極タブ群の損傷抑制効果をより効率的に実現するために、スペーサ本体部１００と正極タブ２２ｔとが当接することが好ましい。また、スペーサ本体部１００を負極側に配置する場合についても、正極側に配置する場合と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
外装体１２内に複数の電極体２０を備える態様では、複数のスペーサ本体部１００を備えることが好ましい。このとき、各スペーサ本体部１００は、各電極体２０の正極タブ群２３と正極集電体５０との間、または、各電極体２０の負極タブ群２５と負極集電体６０との間に配置され得る。かかる態様では、各スペーサ本体部１００の一端が相互に連結されて連結部が形成されていてもよい。図８は、第１実施形態の一変形例で使用されるスペーサを示す斜視図である。具体的には、図８に示すように、棒状の連結部材１１０を用いて、各スペーサ本体部１００の一端が相互に連結することができる。これによって、電池１の製造工程でスペーサ本体部１００を所定の部位に配置（挿入）する際に、スペーサ本体部１００の挿入回数を減らすことができる。
図９，１０は、第１実施形態の一変形例におけるスペーサの配置を説明する、外装体１２の短側壁１２ｃ側からみた電池１の断面図である。なお、図９，１０は、スペーサの配置を説明するためのものであり、図中において電極タブ群や端子構造の記載を省略している。連結部（具体的には、連結部材１１０）は、封口板１４側（図９参照）または底壁１２ａ側（図１，１０参照）に配置することができる。いずれの場合も上記効果を実現することができる。連結部材１１０を封口板１４側に配置すると、電極体２０の移動抑制効果、延いては電極タブ群の損傷抑制効果に加えて、さらに、スペーサの脱落を抑制する効果を実現することができる。
なお、外装体１２内に複数の電極体２０を備える態様では、上述の電極体２０の移動抑制効果を実現できる個数のスペーサ本体部１００を電極体２０に対して配置すればよい。すなわち、上記複数の電極体２０の各々に対してスペーサ本体部１００を配置してもよく、上記複数の電極体２０のうちのいくつかにスペーサ本体部１００を配置し、残りの電極体２０に対してはスペーサ本体部１００を配置しなくてもよい。
上記実施形態では、スペーサ本体部１００の形状が略三角柱状であるが、かかる形状は、上記効果を実現できればよく、これに限定されない。かかる形状は、例えば、円柱状（一の断面視における形状が楕円形であるものを含む。）でもよく、角柱状（略角柱状を含む。）でもよい。あるいは、樹脂フィルム（樹脂シート）を折り曲げたものをスペーサ本体部１００として使用してもよい。
＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態で使用されるスペーサ２００の配置部位を説明する、外装体１２の長側壁１２ｂ側からみた電池１の断面図である。第２実施形態では、スペーサ２００は、正極タブ群２３と底壁１２ａとの間、または、負極タブ群２５と底壁１２ａとの間に配置されている（図１１中では、正極タブ群２３と底壁１２ａとの間。図１も参照）。かかる部位にスペーサが配置されることによって、電極体２０の移動（特に幅方向Ｙにおける）移動を抑制し、延いては電極タブ群の損傷を抑制することができる。スペーサ２００は、電極体ホルダ２９の内側に配置されている。ここで、スペーサ２００は、電極体ホルダに接着あるいは溶着されていてもよい。この場合における接着手段および溶着手段は従来公知の手段を用いてよく、特に限定されない。また、スペーサ２００の配置個数は、特に限定されず、１個であってもよく、２個であってもよく、それ以上であってもよい。
なお、第２実施形態における電池の構成は、スペーサに関する部分（上記第１実施形態のみに特徴的な部分）を除いて、上記第１実施形態と同様である。そのため、本実施形態を説明する図面における符号も、上記第１実施形態と同様の符号を使用することがある。また、以下、スペーサ２００を正極側（電極体本体部２０ａの第１端部２０１側）に配置する場合について本実施形態を説明するが、負極側についても同様であるため、ここでの詳細な説明を省略する。以下の説明において、適宜図１，２，１１を参照する。
図１２は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。図１２に示すように、スペーサ２１０は、直方体形状である。スペーサ２１０は、矩形状の下端面２１１と、これに対向する上端面２１２と、下端面２１１の一対の長辺から延びる一対の第１側面２１３と、下端面２１１の一対の短辺から延びる一対の第２側面２１４と、を有する。一例として、スペーサ２１０は、一方の第１側面２１３が電極体本体部２０ａの第１端部２０１に、他方の第１側面２１３が外装体１２の短側壁１２ｃに対向するように配置される。このとき、下端面２１１が外装体１２の底壁１２ａに対向し、上端面２１２が封口板１４に対向する。また、一対の第２側面２１４は、外装体１２の長側壁１２ｂにそれぞれ対向する。外装体１２の短側壁１２ｃの内壁面と電極体本体部２０ａの第１端面２０１との間の長さＬａと、下端面２１１の短辺の長さＬ１との比（Ｌ１／Ｌａ）が０．７５～０．９となるように設定されることが好ましい。上記の比（Ｌ１／Ｌａ）を所定の範囲に設定することによって、スペーサ２１０の挿入をより容易にすることができるとともに、電極体２０の移動を好適に抑制することができる。なお、上記直方体形状は、角に丸みを帯びた略直方体形状を含む。
図１３は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。図１３に示すように、スペーサ２２０は、矩形状のプレート部２２１と、プレート部２２１における対向する一対の辺からそれぞれ同方向に立設した２つの第１立設部２２２と、を有している。２つの第１立設部２２２は、外装体１２の長側壁１２ｂに対向している。２つの第１立設部２２２の立設方向の端部は、外装体１２の短側壁１２ｃに対向している。かかる形状のスペーサ２２０を備えることによって、電極体２０の移動抑制効果、延いては電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。それに加えて、電解液の注液量を増やすことができる。また、電池ケース１０内でガスが発生した場合の内圧上昇速度を小さくすることができる。
外装体１２の短側壁１２ｃの内壁面と電極体本体部２０ａの第１端面２０１との間の長さＬａと、上記立設方向における第１立設部２２２の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌａ）が０．７５～０．９となるように設定されることが好ましい。上記の比（Ｌ２／Ｌａ）を所定の範囲に設定することによって、スペーサ２２０の挿入をより容易にすることができるとともに、電極体２０の移動を好適に抑制することができる。なお、スペーサ２２０の各部に適度な剛性を付与し、電池ケース１０内の空間を確保する観点から、スペーサ２２０の各部の厚み（板厚）は１ｍｍ～２ｍｍとするとよい。
図１４は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。図１４に示すように、スペーサ２３０は、矩形状のプレート部２３１と、プレート部２３１における対向する一対の辺からそれぞれ同方向に立設した２つの第１立設部２３２と、を有している。さらに、２つの第１立設部２３２は、プレート部２３１における上記一対の辺の延伸方向に延伸する延伸部２３３を備えている。２つの第１立設部２３２は、外装体１２の長側壁１２ｂに対向している。２つの第１立設部２３２の立設方向の端部は、外装体１２の短側壁１２ｃに対向している。延伸部２３３を備えることによって、上記スペーサ２２０で実現される作用効果に加えて、電極体２０への電解液の含浸をよりよくすることができる。延伸部２３３は、外装体１２の底壁１２ａに当接していてもよい。
外装体１２の短側壁１２ｃの内壁面と電極体本体部２０ａの第１端面２０１との間の長さＬａと、上記立設方向における第１立設部２３２の長さＬ３との比（Ｌ３／Ｌａ）が０．７５～０．９となるように設定されることが好ましい。上記の比（Ｌ３／Ｌａ）を所定の範囲に設定することによって、スペーサ２３０の挿入をより容易にすることができるとともに、電極体２０の移動を好適に抑制することができる。なお、スペーサ２３０の各部に適度な剛性を付与し、電池ケース１０内の空間を確保する観点から、スペーサ２３０の各部の厚み（板厚）は１ｍｍ～２ｍｍとするとよい。
図１５は、第２実施形態で使用されるスペーサの一例を示す斜視図である。図１５に示すように、スペーサ２４０は、矩形状のプレート部２４１と、プレート部２４１の一辺から立設した第２立設部２４２と、第２立設部２４２からプレート部２４１と平行な方向に延びる、支持プレート部２４３と、を有している。プレート部２４１と支持プレート部２４３とは、相互に対向している。支持プレート部２４３が延びる方向における支持プレート部２４３の長さＨ１は、同方向におけるプレート部２４１の長さＨ２よりも小さい。かかる構造のスペーサ２４０はバネ性を有している。スペーサ２４０を用いることによって、電極体２０の移動抑制効果、延いては電極タブ群の損傷抑制効果を実現することができる。特に限定するものではないが、電極体２０への電解液の含浸をよりよくする観点から、第２立設部２４２は封口板１４側に配置されることが好ましい。また、同様の観点から、特に限定するものではないが、プレート部２４１は外装体１２の短側壁１２ｃに対向しており、支持プレート部２４３は電極体本体部２０ａ（例えば第１端面２０１）に対向していることが好ましい。電池１の高さ方向Ｚにおける、プレート部２４１の端部は、外装体１２の底壁１２ａに当接していてもよい。
外装体１２の短側壁１２ｃの内壁面と電極体本体部２０ａの第１端面２０１との間の長さＬａと、上記立設方向における第２立設部２４２の長さＬ４との比（Ｌ４／Ｌａ）が０．７５～０．９となるように設定されることが好ましい。上記の比（Ｌ４／Ｌａ）を所定の範囲に設定することによって、スペーサ２４０の挿入をより容易にすることができるとともに、電極体２０の移動を好適に抑制することができる。なお、スペーサ２４０の各部に適度な剛性を付与し、電池ケース１０内の空間を確保する観点から、スペーサ２４０の各部の厚み（板厚）は１ｍｍ～２ｍｍとするとよい。
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、電池ケース１０内に収容する１つまたは複数の電極体２０を収容する電池ホルダ（図２等参照）が提供される。本実施形態に係る電池ホルダは、図１６に示す形状の樹脂製のフィルム（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂製フィルム）が折り曲げられて成形されたものである。図１６は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の展開図である。図１６に示すように、電極体ホルダ２９０は、展開された状態で、矩形状底面２９１と、底面２９１の一対の対向する長辺から延びた一対の幅広面２９２と、底面２９１の一対の対向する短辺から延びた一対の底面隣接部２９３と、各々の幅広面２９２における短辺から延びた幅狭面形成部２９ａ～２９ｄと、を有している。これを図１６中の点線に沿って同方向に折り曲げることによって、電極体ホルダ２９０が成形される。
電極体ホルダ２９０は、成形された状態において、１つまたは複数の電極体２０を収容する内部空間を有している。電極体ホルダ２９０は、上記内部空間に連通する開口部を有している。電極体ホルダ２９０は、上記開口部に対向する矩形状底面２９１と、底面２９１から延び相互に対向する一対の幅広面２９２と、底面２９１から延び相互に対向する一対の幅狭面と、を有している。後述の図１７，１９～２１において、幅狭面には符号２９４が付されている。ここで、一方の幅狭面は、幅狭面形成部２９ａ、２９ｂ、および底面隣接部２９３から構成されている。具体的には、例えば、まず底面隣接部２９３を折り曲げる。次いで、幅狭面形成部２９ａを折り曲げて、折り曲げられた底面隣接部２９３に重ねる。次いで、幅狭面形成部２９ｂを折り曲げて、折り曲げられた幅狭面形成部２９ａに重ねる。こうすることによって、上記一方の幅狭面を形成することができる。このとき、図１６に示す樹脂製のフィルムは、電極体ホルダ２９０の内側から外側に向かって、底面隣接部２９３、幅狭面形成部２９ａ、幅狭面形成部２９ｂの順に重なるように折り曲げられている。また、他方の幅狭面は、幅狭面形成部２９ｃ、２９ｄ、および底面隣接部２９３から構成されている。具体的には、例えば、まず底面隣接部２９３を折り曲げる。次いで、幅狭面形成部２９ｃを折り曲げて、折り曲げられた底面隣接部２９３に重ねる。次いで、幅狭面形成部２９ｄを折り曲げて、折り曲げられた幅狭面形成部２９ｃに重ねる。こうすることによって、上記他方の幅狭面を形成することができる。このとき、上記樹脂製のフィルムは、電極体ホルダ２９０の内側から外側に向かって、底面隣接部２９３、幅狭面形成部２９ｃ、幅狭面形成部２９ｄの順に重なるように折り曲げられている。
一対の幅狭面のうちの少なくとも一方は、電極体ホルダ２９０の内部において、電極体ホルダ２９０の移動を規制するスペーサを備えている。かかる構成の電極体ホルダ２９０では、幅狭面にスペーサを備えることによって、電極体ホルダ２９０に配置された電極体の移動を抑制し、電極タブ群の損傷を抑制することができる。なお、スペーサは、一対の幅狭面の両方に配置されてもよい。以下、いくつかの例を挙げて説明する。なお、以下で参照する図１７，１９～２１において、電極体ホルダ２９０を電池１内に配置した場合を考慮して、方向Ｘおよび方向Ｚを示す矢印を記載している。
図１７は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの開口部側からみた部分断面図である。図１８は、図１７に示す電極体ホルダ２９０の展開図の一部である。図１７に示すように、スペーサ３１０は、樹脂製フィルム（図１６，１８も参照）における、電極体ホルダ２９０の幅広面２９２を構成する部分に隣接し、幅狭面２９４を形成する幅狭面形成部の少なくとも一部が電極体ホルダ２９０の内方に折り曲げられて形成されている（図１６，１８も参照）。具体的には、例えば、図１８に示すように、幅狭面形成部２９ａの所定部位に、スペーサ３１０を形成するための樹脂フィルムを追加的に設けておくとよい。図１８中の符号３１０で示す部分が電極体ホルダ２９０の最も内側になるように幅狭面形成部２９ａを折り曲げて、符号３１０で示す部分の端部を電極体ホルダ２９０の内面に固定することによって（図１７中における固定部３１１の形成）、スペーサ３１０を形成することができる。スペーサ３１０を形成することによって、電極体ホルダ２９０に収容された電極体の移動を抑制することができる。上記固定手段は特に限定されず、従来公知の接着手段あるいは溶着手段を使用することができる。
図１９は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの幅広面側からみた部分断面図である。図１９に示すように、スペーサ３２０は、樹脂製フィルムにおける、電極体ホルダ２９０の底面２９１を構成する部分に隣接する底面隣接部２９３の少なくとも一部が電極体ホルダ２９０の内方に折り曲げられて形成されている（図１６も参照）。具体的には、図１６に示す樹脂製フィルムを折り曲げて幅狭面２９４を形成する際に、底面隣接部２９３を点線に沿って折り曲げた後、底面隣接部２９３を電極体ホルダ２９０の内方に向かって湾曲させて、その端部を電極体ホルダ２９０の内面に固定することによって（図１９中における固定部３２１の形成）、スペーサ３２０を形成することができる。スペーサ３２０を形成することによって、電極体ホルダ２９０に収容された電極体の移動を抑制し、電極タブ群の損傷を抑制することができる。また、電極体へのスペーサによる押圧をより均一に行うことができる。なお、スペーサ３２０のサイズは、底面２９１の長辺に沿う方向に底面隣接部２９３を適宜延伸させることによって調整することができる。また、上記固定手段は特に限定されず、従来公知の接着手段あるいは溶着手段を使用することができる。
あるいは、電極体ホルダ２９０を構成する樹脂フィルムとは異なる他の樹脂シートを用いてスペーサを構成してもよい。図２０、２１は、第３実施形態に係る電極体ホルダ２９０の一例を示す、該電極体ホルダの幅広面側からみた部分断面図である。図２０に示すスペーサ３３０は、上記のような他の樹脂シートを用いて筒状に形成されたものである。特に限定するものではないが、スペーサ３３０の一部を幅狭面２９４に固定してもよい（図２０中における固定部３３１の形成）。また、特に限定するものではないが、図２１に示すスペーサ３４０ように、筒状に形成されたスペーサの一部（例えば、底面２９１から幅狭面２９４が延びる方向の中央部）を幅狭面２９４側に押しつぶし、幅狭面２９４に固定してもよい（図２１中における固定部３４１の形成）。上記のようなスペーサを形成することによって、電極体ホルダ２９０に収容された電極体の移動を抑制し、電極タブ群の損傷を抑制することができる。また、電極体ホルダ２９０の構成材料と、スペーサ３３０あるいはスペーサ３４０の構成材料とを異ならせることができる。さらに、スペーサの厚みの調整をより容易にすることができる。
上述した電極体ホルダ２９０を、１つまたは複数の電極体と、該電極体を収容する電極体ホルダと、を備える電池の電極体ホルダとして使用することができる。例えば、図２等に示す第１実施形態の電池１の電極体ホルダ２９の代わりに、上述した電極体ホルダ２９０を使用することができる。具体的には、電極体ホルダ２９０の底面２９１と外装体１２の底壁１２ａとが対向するように、電極体ホルダ２９０の幅広面２９２と外装体１２の長側壁１２ｂとが対向するように、かつ、電極体ホルダ２９０の幅狭面と外装体１２の短側壁１２ｃとが対向するように、電極体ホルダ２９０を外装体１２に収容して使用することができる。電極体ホルダ２９０を使用することによって、内部に収容された電極体の移動を抑制し、電極タブ群の損傷を抑制することができる。なお、第３実施形態における電池の構成は、電極体ホルダおよびスペーサに関する部分を除いて、上記第１実施形態と同様である。
以上、ここで開示される技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１ 電池
１０ 電池ケース
１２ 外装体
１４ 封口板
１５ 注液孔
１６ 封止部材
１７ ガス排出弁
１８、１９ 端子引出孔
２０ 電極体
２０ａ 電極体本体部
２２ 正極板
２２ａ 正極活物質層
２２ｃ 正極集電箔
２２ｐ 正極保護層
２２ｔ 正極タブ
２３ 正極タブ群
２４ 負極板
２４ａ 負極活物質層
２４ｃ 負極集電箔
２４ｔ 負極タブ
２５ 負極タブ群
２６ セパレータ
２９ 電極体ホルダ
３０ 正極端子
３５ 正極外部導電部材
４０ 負極端子
４５ 負極外部導電部材
５０ 正極集電体
６０ 負極集電体
７０ インシュレータ
９０ ガスケット
９２ 外部絶縁部材
１００ スペーサ本体部
２００ スペーサ
２９０ 電極体ホルダ
２９ａ～ｄ 幅狭面形成部
２９１ 底面
２９２ 幅広面
２９３ 底面隣接部
２９４ 幅狭面
３１０，３２０，３３０，３４０ スペーサ

Claims (14)

  1. 底壁と、該底壁から延び相互に対向する一対の第１側壁と、前記底壁から延び相互に対向する一対の第２側壁と、前記底壁に対向する開口部と、を有する外装体と、
    前記開口部を封口する封口板と、
    前記外装体に収容され、かつ、正極および負極を含む１つまたは複数の電極体と、
    前記封口板に取り付けられた、正極端子および負極端子と、
    前記電極体の前記正極と前記正極端子とを電気的に接続する正極集電体、および、前記電極体の前記負極と前記負極端子とを電気的に接続する負極集電体、と、
    を備える電池であって、
    前記電極体は、
    電極体本体部と、
    前記第１側壁に沿う第１方向における前記電極体本体部の第１端部から突出した複数の正極タブを含む正極タブ群と、
    前記第１方向における、前記第１端部とは異なる前記電極対本体部の第２端部から突出した複数の負極タブを含む負極タブ群と、
    を備えており、
    ここで、前記正極タブ群は、該正極タブ群を構成する各々の前記正極タブの先端が前記第２側壁に沿って配置されるように折り曲げられており、折り曲げられた前記正極タブの一部分が前記正極集電体と接合されており、
    前記負極タブ群は、該負極タブ群を構成する各々の前記負極タブの先端が前記第２側壁に沿って配置されるように折り曲げられており、折り曲げられた前記負極タブの一部分が前記負極集電体と接合されており、
    前記電極体本体部と前記第２側壁との間に、前記電極体の移動を規制するスペーサを備えている、電池。
  2. 前記スペーサは、前記正極タブ群と前記正極集電体との間、または、前記負極タブ群と前記負極集電体との間に配置されるスペーサ本体部を備えている、請求項１に記載の電池。
  3. 前記外装体内に複数の前記電極体を備えており、
    複数の前記スペーサ本体部を備えており、各スペーサ本体部は、各電極体の前記正極タブ群と前記正極集電体との間、または、各電極体の前記負極タブ群と前記負極集電体との間に配置されており、各スペーサ本体部の一端が相互に連結された連結部が形成されている、請求項２に記載の電池。
  4. 前記連結部は、前記封口板側または前記底壁側に配置されている、請求項３に記載の電池。
  5. 前記スペーサは、前記正極タブ群と前記底壁との間、または、前記負極タブ群と前記底壁との間に配置されている、請求項１に記載の電池。
  6. 前記スペーサは、直方体形状である、請求項５に記載の電池。
  7. 前記スペーサは、矩形状のプレート部と、該プレート部における、対向する一対の辺からそれぞれ同方向に立設した２つの第１立設部と、を有しており、
    前記２つの第１立設部は、前記第１側壁に対向しており、
    前記２つの第１立設部の前記立設方向の端部は、前記第２側壁に対向している、請求項５に記載の電池。
  8. 前記２つの第１立設部は、前記プレート部における前記一対の辺の延伸方向に延伸する延伸部を備えている、請求項７に記載の電池。
  9. 前記スペーサは、
    矩形状のプレート部と、
    前記プレート部の一辺から立設した第２立設部と、
    前記第２立設部から前記プレート部と平行な方向に延びる、支持プレート部と、
    を有しており、
    前記支持プレート部が延びる方向における該支持プレート部の長さは、同方向における前記プレート部の長さよりも小さく、
    前記第２立設部は、前記封口板側に配置されており、
    前記プレート部は、前記第２側壁に対向しており、
    前記支持プレート部は、前記電極体本体部に対向している、請求項５に記載の電池。
  10. 電池ケース内に収容する１つまたは複数の電極体を収容する電極体ホルダであって、
    前記１つまたは複数の電極体を収容する内部空間を有しており、
    前記内部空間に連通する開口部と、
    前記開口部に対向する矩形状底面と、
    前記底面から延び相互に対向する一対の幅広面と、
    前記底面から延び相互に対向する一対の幅狭面と、
    を有しており、
    樹脂製のフィルムが折り曲げられて成形されたものであり、
    前記一対の幅狭面のうちの少なくとも一方は、該電極体ホルダの内部において、前記電極体の移動を規制するスペーサを備えている、電極体ホルダ。
  11. 前記スペーサは、前記フィルムにおける、前記幅広面を構成する部分に隣接し、かつ、前記幅狭面を形成する幅狭面形成部の少なくとも一部が該電極体ホルダの内方に折り曲げられて形成されている、請求項１０に記載の電極体ホルダ。
  12. 前記スペーサは、前記フィルムにおける、前記底面を構成する部分に隣接する底面隣接部の少なくとも一部が該電極体ホルダの内方に折り曲げられて形成されている、請求項１０に記載の電極体ホルダ。
  13. 前記スペーサは、筒状であり、前記フィルムとは異なる他の樹脂シートから構成されている、請求項１０に記載の電極体ホルダ。
  14. １つまたは複数の電極体と、該電極体を収容する電極体ホルダと、を備える電池であって、
    前記電極体ホルダとして請求項１０～１３のいずれか一項に記載の電極体ホルダを備えている、電池。
JP2021128815A 2021-08-05 2021-08-05 電池および電極体ホルダ Active JP7459025B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021128815A JP7459025B2 (ja) 2021-08-05 2021-08-05 電池および電極体ホルダ
US17/876,532 US20230039913A1 (en) 2021-08-05 2022-07-29 Battery and electrode body holder
CN202210930510.3A CN115706295A (zh) 2021-08-05 2022-08-04 电池及电极体保持件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021128815A JP7459025B2 (ja) 2021-08-05 2021-08-05 電池および電極体ホルダ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023023359A true JP2023023359A (ja) 2023-02-16
JP7459025B2 JP7459025B2 (ja) 2024-04-01

Family

ID=85153593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021128815A Active JP7459025B2 (ja) 2021-08-05 2021-08-05 電池および電極体ホルダ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230039913A1 (ja)
JP (1) JP7459025B2 (ja)
CN (1) CN115706295A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117199643B (zh) * 2023-11-03 2024-04-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池以及用电装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120052341A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Duk-Jung Kim Rechargeable battery
KR101265199B1 (ko) * 2011-08-08 2013-05-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6003662B2 (ja) 2012-02-15 2016-10-05 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP6293501B2 (ja) * 2014-01-29 2018-03-14 株式会社東芝 二次電池、及び二次電池の製造方法
JP2017059507A (ja) 2015-09-18 2017-03-23 リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトＬｉｔｈｉｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ 蓄電素子
JP2018181622A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 株式会社日立製作所 積層型二次電池
JP7121899B2 (ja) * 2018-02-16 2022-08-19 トヨタ自動車株式会社 電池および電池の製造方法
JP7165880B2 (ja) 2019-01-25 2022-11-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 積層型二次電池
KR20200108719A (ko) * 2019-03-11 2020-09-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2021060009A1 (ja) 2019-09-26 2021-04-01 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7459025B2 (ja) 2024-04-01
CN115706295A (zh) 2023-02-17
US20230039913A1 (en) 2023-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9287550B2 (en) Rechargeable battery
KR102468334B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR101191663B1 (ko) 이차 전지
KR101201744B1 (ko) 이차 전지
US10312487B2 (en) Rechargeable battery module
KR101683213B1 (ko) 이차 전지
US9767965B2 (en) Electric storage device, and electric storage apparatus
KR20050121907A (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR101683208B1 (ko) 이차 전지 및 전지 모듈
KR20130040577A (ko) 이차 전지
US20170025667A1 (en) Secondary battery
US20090098445A1 (en) Cap assembly, secondary battery having the same, methods of manufacturing cap assembly and secondary battery
US20120064380A1 (en) Rechargeable battery
KR101147176B1 (ko) 이차전지
JP5387047B2 (ja) 電池の製造方法
KR101256060B1 (ko) 이차 전지
EP2424008B1 (en) Rechargeable battery
EP2650943A1 (en) Rechargeable battery
KR102394698B1 (ko) 배터리 팩
JP2023023359A (ja) 電池および電極体ホルダ
JP7208209B2 (ja) 電池
KR101320581B1 (ko) 이차 전지
JP7304372B2 (ja) 二次電池
JP7459029B2 (ja) 電池および該電池の製造方法
JP7095293B2 (ja) 蓄電素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231026

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7459025

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150