JP2023035540A - 電池セル及び電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】第１電極及び第２電極のうち互いに重なる領域の面積を大きくしつつ、電池セルのうち第１電極の端面がセパレータの第１折り返し部によって覆われている第１側方部分と、電池セルのうち第２電極の端面がセパレータの第２折り返し部によって覆われている第２側方部分と、の識別を容易にする。【解決手段】第１折り返し部１３２Ａの第１側方部分Ｓ１の第５端面１３２ａＡの位置と、第１折り返し部１３２Ａの第５端面１３２ａＡの反対側の第１内面１３２ｂＡの位置と、第１折り返し部１３２Ａの第５端面１３２ａＡと第１内面１３２ｂＡとの間の部分の位置と、のいずれかが、第２電極１２０の第１側方部分Ｓ１の第３端面１２０ａの位置と揃っている。【選択図】図５

Description

本発明は、電池セル及び電池モジュールに関する。
近年、リチウムイオン二次電池セル等の非水電解質電池セルが開発されている。電池セルは、交互に並ぶ複数の第１電極及び複数の第２電極と、隣り合う第１電極と第２電極とを互いに隔てるセパレータと、を備えていることがある。第１電極は、例えば、正極電極である。第２電極は、例えば、正極電極の面積より大きな面積を有する負極電極である。一部の電池セルにおいて、セパレータは、複数の第１電極及び複数の第２電極の第１側方部分と、複数の第１電極及び複数の第２電極の第１側方部分の反対側の第２側方部分と、で交互に折り返している。これによって、セパレータは、第１側方部分において第１電極の端面を覆う第１折り返し部と、第２側方部分において第２電極の端面を覆う第２折り返し部と、を有している。
特許文献１には、電池セルの一例について記載されている。この電池セルにおいて、セパレータの第１折り返し部の第１側方部分の端面の反対側の内面の位置は、第２電極の第１側方部分の端面の位置より第１電極又は第２電極の中心に対して第１側方部分の外側に位置している。
特許文献２及び３には、電池セルの一例について記載されている。この電池セルにおいて、セパレータの第１折り返し部の第１側方部分の端面は、第２電極の第１側方部分の端面より第１電極又は第２電極の中心に対して第１側方部分の内側に位置している。
国際公開第２０１９／０６４７４０号 特開２００２－３２９５３０号公報 特開２００９－９３８１２号公報
電池セルの第１側方部分と第２側方部分との識別が要請されることがある。例えば、複数の電池セルを備える電池モジュールでは、複数の電池セルのいずれにおいても、第１側方部分又は第２側方部分を同じ側に向けることがある。この場合、第１側方部分と第２側方部分との識別が必要となる。
例えば特許文献１に記載されているように、第１折り返し部の第１側方部分の端面の反対側の内面が第２電極の第１側方部分の端面より第１電極又は第２電極の中心に対して第１側方部分の外側に位置していることがある。また、第２折り返し部の第２側方部分の端面の反対側の内面が第１電極の第２側方部分の端面より第１電極又は第２電極の中心に対して第２側方部分の外側に位置していることがある。しかしながら、この場合、第１側方部分からは、第２電極の第１側方部分の端面がほとんど見えずに第１折り返し部の第１側方部分の端面が見える。また、第２側方部分からは、第１電極の第２側方部分の端面がほとんど見えずに第２折り返し部の第２側方部分の端面が見える。第１折り返し部の第１側方部分の端面と第２折り返し部の第２側方部分の端面とはほぼ同じ色となっていることがある。この場合、第１側方部分と第２側方部分との識別が難しくなり得る。
例えば特許文献２又は３に記載されているように、第１折り返し部の第１側方部分の端面が第２電極の第１側方部分の端面より第１電極又は第２電極の中心に対して第１側方部分の内側に位置していることがある。しかしながら、この場合、第１電極及び第２電極のうち互いに重なる領域の面積が比較的小さくなり得る。
本発明の目的の一例は、第１電極及び第２電極のうち互いに重なる領域の面積を大きくしつつ、電池セルのうち第１電極の端面がセパレータの第１折り返し部によって覆われている第１側方部分と、電池セルのうち第２電極の端面がセパレータの第２折り返し部によって覆われている第２側方部分と、の識別を容易にすることにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。
本発明の一態様は、
第１電極と、
前記第１電極の面積より大きな面積を有する第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の第１側方部分において前記第１電極の端面を覆う第１折り返し部を有するセパレータと、
を備え、
前記第１折り返し部の前記第１側方部分の端面の位置と、前記第１折り返し部の前記端面の反対側の内面の位置と、前記第１折り返し部の前記端面と前記内面との間の部分の位置と、のいずれかが、前記第２電極の前記第１側方部分の端面の位置と揃っている、電池セルである。
本発明の他の一態様は、
前記電池セルを複数備える電池モジュールである。
本発明の上記態様によれば、第１電極及び第２電極のうち互いに重なる領域の面積を大きくすることができる。また、電池セルのうち第１電極の端面がセパレータの第１折り返し部によって覆われている第１側方部分と、電池セルのうち第２電極の端面がセパレータの第２折り返し部によって覆われている第２側方部分と、の識別を容易にすることができる。
実施形態１に係る電池モジュールの斜視図である。 図１に示した収容部材に収容された複数の電池セルの斜視図である。 図２に示した電池セルの平面図である。 図３のＡ－Ａ´断面図である。 図４における破線で囲まれた領域αの拡大図である。 実施形態１に係る電池セルの製造方法の一例を説明するための図である。 実施形態２に係る電池セルの断面の一部分の拡大図である。 実施形態３に係る電池セルの断面の一部分の拡大図である。 実施形態４に係る電池セルの断面図である。 実施形態５に係る電池セルの平面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。
図１は、実施形態１に係る電池モジュール２０の斜視図である。図２は、図１に示した収容部材２００に収容された複数の電池セル１０Ａの斜視図である。図３は、図２に示した電池セル１０Ａの平面図である。図４は、図３のＡ－Ａ´断面図である。図５は、図４における破線で囲まれた領域αの拡大図である。
図１～図５において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、当該矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、当該矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。図３～図５において、第１方向Ｘ又は第２方向Ｙを示すＸ付き白丸は、紙面の手前から奥に向かう方向が当該白丸によって示される方向の正方向であり、紙面の奥から手前に向かう方向が当該白丸によって示される方向の負方向であることを示している。
図１～図４において、第１方向Ｘは、鉛直方向に垂直な水平方向に平行な一方向を示している。第２方向Ｙは、第１方向Ｘ及び鉛直方向の双方に直交する方向を示している。第３方向Ｚは、鉛直方向に平行な方向を示している。第３方向Ｚの正方向は、鉛直方向の下方から上方に向かう方向となっている。第３方向Ｚの負方向は、鉛直方向の上方から下方に向かう方向となっている。
本実施形態において、電池セル１０Ａは、第１方向Ｘに平行な長手方向を有している。図３に示す例において、第１方向Ｘの正方向は、後述する第１リード１１２から第２リード１２２に向かう方向となっている。第１方向Ｘの負方向は、第２リード１２２から第１リード１１２に向かう方向となっている。電池セル１０Ａは第３方向Ｚに平行な短手方向を有している。電池セル１０Ａは、第２方向Ｙに平行な厚みを有している。電池セル１０Ａの長手方向、短手方向及び厚みと、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚと、の関係は本実施形態に係る関係に限定されない。
図１及び図２を用いて、電池モジュール２０について説明する。
電池モジュール２０は、複数の電池セル１０Ａ及び収容部材２００を備えている。複数の電池セル１０Ａは、収容部材２００に収容されている。また、複数の電池セル１０Ａは、第２方向Ｙに並んでいる。収容部材２００は、例えば、金属又は樹脂からなる筐体である。
図２に示すように、各電池セル１０Ａは、第１リード１１２、第２リード１２２、外装材１４０Ａ及び複数の固定部材１５０を有している。
第１リード１１２は、後述する第１電極１１０に電気的に接続されている。第２リード１２２は、後述する第２電極１２０に電気的に接続されている。第１リード１１２及び第２リード１２２は、電池セル１０Ａの第１方向Ｘの両側に設けられている。本実施形態と異なる他の例において、第１リード１１２及び第２リード１２２は、双方とも、電池セル１０Ａの第１方向Ｘの正方向側又は負方向側の端部に設けられていてもよい。
外装材１４０Ａは、後述する積層体１００Ａを電解質とともに包んでいる。電解質は、例えば、電解液、固体電解質、ゲル電解質等である。外装材１４０Ａは、積層体１００Ａを第２方向Ｙの正方向側から覆う部分と、積層体１００Ａを第２方向Ｙの負方向側から覆う部分と、を有している。外装材１４０Ａのこれらの部分が互いに貼り合わされて封止部１４２Ａが形成されている。実施形態１において、封止部１４２Ａは、積層体１００Ａの第１方向Ｘの正方向側及び負方向側の２辺と、第３方向Ｚの正方向側及び負方向側の２辺と、に沿って形成されている。
固定部材１５０は、例えば絶縁テープである。実施形態１では、外装材１４０Ａのうちの第３方向Ｚの負方向側において第１方向Ｘに延伸する辺に４つの固定部材１５０が設けられている。また、外装材１４０Ａのうち第３方向Ｚの正方向側において第１方向Ｘに延伸する辺に４つの固定部材１５０が設けられている。固定部材１５０の配置は、実施形態１に係る配置に限定されない。
図４及び図５を用いて、電池セル１０Ａについて説明する。実施形態１において、電池セル１０Ａは、リチウムイオン二次電池である。
電池セル１０Ａは、積層体１００Ａを有している。積層体１００Ａは、複数の第１電極１１０、複数の第２電極１２０及びセパレータ１３０Ａを含んでいる。
実施形態１において、第１電極１１０は、正極電極となっている。また、第２電極１２０は、負極電極となっている。第２電極１２０は、第１電極１１０の面積より大きな面積を有している。実施形態１と異なる他の例において、第１電極１１０は、負極電極となっていてもよい。また、第２電極１２０は、正極電極となっていてもよい。各第１電極１１０及び各第２電極１２０は、第２方向Ｙに厚みを有している。第１電極１１０又は第２電極１２０の面積とは、第１電極１１０又は第２電極１２０を第２方向Ｙの正方向又は負方向から見たときの面積である。
図４に示すように、複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０は、第２方向Ｙに交互に並んでいる。
複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０は、第１側方部分Ｓ１及び第２側方部分Ｓ２を有している。実施形態１において、第１側方部分Ｓ１は、複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０のうち複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して下側に位置する部分である。第２側方部分Ｓ２は、第１側方部分Ｓ１の反対側に位置している。実施形態１において、第２側方部分Ｓ２は、複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０のうち複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して上側に位置する部分である。
実施形態１において、第１電極１１０の第３方向Ｚの中心の位置と、第２電極１２０の第３方向Ｚの中心の位置と、は第３方向Ｚにおいて揃っている。すなわち、第１電極１１０及び第２電極１２０を第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに投影することで形成される影において、第１電極１１０の第３方向Ｚの中心と第２電極１２０の第３方向Ｚの中心とが重なっている。
第１電極１１０は、第１端面１１０ａ及び第２端面１１０ｂを有している。第１端面１１０ａは、第１電極１１０の第１側方部分Ｓ１の端面である。第２端面１１０ｂは、第１電極１１０の第２側方部分Ｓ２の端面である。
第２電極１２０は、第３端面１２０ａ及び第４端面１２０ｂを有している。第３端面１２０ａは、第２電極１２０の第１側方部分Ｓ１の端面である。第４端面１２０ｂは、第２電極１２０の第２側方部分Ｓ２の端面である。
第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置は、第１端面１１０ａの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置している。すなわち、第１電極１１０及び第２電極１２０を第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第３端面１２０ａが第１端面１１０ａに対して第３方向Ｚの負方向側に位置している。
第４端面１２０ｂの第３方向Ｚの位置は、第２端面１１０ｂの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第２側方部分Ｓ２の外側に位置している。すなわち、第１電極１１０及び第２電極１２０を第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第４端面１２０ｂが第２端面１１０ｂに対して第３方向Ｚの正方向側に位置している。
セパレータ１３０Ａは、複数の第１折り返し部１３２Ａ、複数の第２折り返し部１３４Ａ及び複数の延伸部１３６Ａを有している。
複数の第１折り返し部１３２Ａの各々は、複数の第１端面１１０ａの各々を覆っている。複数の第２折り返し部１３４Ａの各々は、複数の第４端面１２０ｂの各々を覆っている。複数の延伸部１３６Ａの各々は、第２方向Ｙに隣り合う第１電極１１０及び第２電極１２０の間の領域を通過している。各延伸部１３６Ａの第１側方部分Ｓ１の端部は、第１折り返し部１３２Ａと連続している。各延伸部１３６Ａの第２側方部分Ｓ２の端部は、第２折り返し部１３４Ａと連続している。このようにして、セパレータ１３０Ａは、第１側方部分Ｓ１と、第２側方部分Ｓ２と、で交互に折り返している。
第１折り返し部１３２Ａは、第５端面１３２ａＡ及び第１内面１３２ｂＡを有している。第５端面１３２ａＡは、第１折り返し部１３２Ａの第１側方部分Ｓ１の端面である。具体的には、実施形態１において、第５端面１３２ａＡは、第１折り返し部１３２Ａのうち第１電極１１０の下方において第２方向Ｙに延伸する部分の下面である。第１内面１３２ｂＡは、第５端面１３２ａＡの第３方向Ｚの反対側に位置している。具体的には、実施形態１において、第１内面１３２ｂＡは、第１折り返し部１３２Ａのうち第１電極１１０の下方において第２方向Ｙに延伸する部分の上面である。
第２折り返し部１３４Ａは、第６端面１３４ａＡ及び第２内面１３４ｂＡを有している。第６端面１３４ａＡは、第２折り返し部１３４Ａの第２側方部分Ｓ２の端面である。具体的には、実施形態１において、第６端面１３４ａＡは、第２折り返し部１３４Ａのうち第２電極１２０の上方において第２方向Ｙに延伸する部分の上面である。第２内面１３４ｂＡは、第６端面１３４ａＡの第３方向Ｚの反対側に位置している。具体的には、実施形態１において、第２内面１３４ｂＡは、第２折り返し部１３４Ａのうち第２電極１２０の上方において第２方向Ｙに延伸する部分の下面である。
図５に示すように、第５端面１３２ａＡの第３方向Ｚの位置は、第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置と第３方向Ｚに揃っている。すなわち、第２電極１２０及び第１折り返し部１３２Ａを第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第５端面１３２ａＡが第３端面１２０ａと重なっている。
図４に示すように、第２内面１３４ｂＡの第３方向Ｚの位置は、第２端面１１０ｂの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第２側方部分Ｓ２の外側に位置している。すなわち、第１電極１１０及び第２折り返し部１３４Ａを第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第２内面１３４ｂＡが第２端面１１０ｂに対して第３方向Ｚの正方向側に位置している。
セパレータ１３０Ａの構造は、実施形態１に係る構造に限定されない。例えば、第２内面１３４ｂＡの第３方向Ｚの位置は、第２端面１１０ｂの第３方向Ｚの位置と第３方向Ｚに揃っていてもよい。或いは、第２内面１３４ｂＡの第３方向Ｚの位置は、第２端面１１０ｂの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第２側方部分Ｓ２の内側に位置していてもよい。
実施形態１と、第１内面１３２ｂＡの第３方向Ｚの位置が第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置する比較例１と、を比較する。すなわち、比較例１では、第２電極１２０及び第１折り返し部１３２Ａを第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第１内面１３２ｂＡが第３端面１２０ａに対して第３方向Ｚの負方向側に位置している。
実施形態１においては、比較例１と比較して、第３端面１２０ａが第１折り返し部１３２Ａから露出しやすくなっている。したがって、実施形態１では、比較例１と比較して、第１側方部分Ｓ１から第３端面１２０ａが見えやすくなっている。これに対して、比較例１では、第１側方部分Ｓ１からは、第３端面１２０ａがほとんど見えずに第５端面１３２ａＡが見える。実施形態１及び比較例１の双方において、第２側方部分Ｓ２からは、第２端面１１０ｂがほとんど見えずに第６端面１３４ａＡが見える。第５端面１３２ａＡと第６端面１３４ａＡとはほぼ同じ色となっていることがある。この場合、比較例１においては、第１折り返し部１３２Ａと第２折り返し部１３４Ａとの識別が難しくなり得る。一方、第３端面１２０ａと第６端面１３４ａＡとは異なる色となっていることがある。この場合、実施形態１においては、比較例１と比較して、第１折り返し部１３２Ａと第２折り返し部１３４Ａとの識別を容易にすることができる。
実施形態１と、第５端面１３２ａＡの第３方向Ｚの位置が第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の内側に位置する比較例２と、を比較する。すなわち、比較例２では、第２電極１２０及び第１折り返し部１３２Ａを第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第５端面１３２ａＡが第３端面１２０ａに対して第３方向Ｚの正方向側に位置している。
実施形態１においては、比較例２と比較して、第１折り返し部１３２Ａのうち第５端面１３２ａＡと第１内面１３２ｂＡとの間の部分の第３方向Ｚの位置を第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置させることができる。したがって、実施形態１においては、比較例２と比較して、第１電極１１０の面積を大きくすることができる。このため、実施形態１においては、比較例２と比較して、第１電極１１０及び第２電極１２０のうち第２方向Ｙに互いに重なる領域の面積を大きくすることができる。
第１端面１１０ａと第１内面１３２ｂＡとの間の第３方向Ｚの距離は、例えば、０にしてもよいし、又は０より大きく、第１電極１１０の第２方向Ｙの厚みの２５倍以下、２０倍以下、１５倍以下、１０倍以下又は５倍以下にしてもよい。当該距離が当該範囲の上限以下である場合、当該距離が当該範囲の上限より大きい場合と比較して、電池セル１０Ａの容量を大きくすることができる。
第４端面１２０ｂと第２内面１３４ｂＡとの間の第３方向Ｚの距離は、例えば、０にしてもよいし、又は０より大きく、第２電極１２０の第２方向Ｙの厚みの２５倍以下、２０倍以下、１５倍以下、１０倍以下又は５倍以下にしてもよい。当該距離が当該範囲の上限以下である場合、当該距離が当該範囲の上限より大きい場合と比較して、電池セル１０Ａの容量を大きくすることができる。
次に、電池セル１０Ａの使用方法について説明する。
実施形態１では、第１側方部分Ｓ１が鉛直方向の下方に向けられている。また、第２側方部分Ｓ２が鉛直方向の上方に向けられている。実施形態１においては、第１側方部分Ｓ１及び第２側方部分Ｓ２が水平方向に向けられている場合と比較して、第１電極１１０又は第２電極１２０から発生して浮力によって電解質内を上昇するガスを第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留しにくくすることができる。
第１電極１１０又は第２電極１２０から発生するガスは、充電等、電池セル１０Ａの使用によって発生する。当該ガスが第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留する場合、第１電極１１０と第２電極１２０との間における電池セル１０Ａの反応が阻害されるおそれがある。これによって、電池セル１０Ａの容量が低下し得る。また、金属等の汚染物質が当該ガスによって押し上げられて第１電極１１０又は第２電極１２０の表面に付着して析出するおそれがある。このため、当該ガスが第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留しないことが望ましい。
実施形態１では、第２折り返し部１３４Ａの第２方向Ｙの両側が第１電極１１０の上端部によって覆われていない。これに対して、第１折り返し部１３２Ａの第２方向Ｙの両側は第２電極１２０の下端部によって覆われている。したがって、第１側方部分Ｓ１を上方に向けた状態で第１電極１１０から発生したガスが第１折り返し部１３２Ａを透過するよりも、第２側方部分Ｓ２を上方に向けて第２電極１２０から発生したガスが第２折り返し部１３４Ａを透過した方が、第１電極１１０又は第２電極１２０から発生するガスを第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留しにくくすることができる。
電池セル１０Ａの使用方法は、本実施形態に係る方法に限定されない。例えば、第１側方部分Ｓ１が鉛直方向の上方に向けられていてもよい。また、第２側方部分Ｓ２が鉛直方向の下方に向けられていてもよい。この例においても、第１側方部分Ｓ１及び第２側方部分Ｓ２が水平方向に向けられている場合と比較して、第１電極１１０又は第２電極１２０から発生して浮力によって電解質内を上昇するガスを第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留しにくくすることができる。或いは、電池セル１０Ａは、第１側方部分Ｓ１及び第２側方部分Ｓ２が水平方向に向けられて使用されてもよい。
電池モジュール２０においては、複数の電池セル１０Ａのいずれにおいても、第１側方部分Ｓ１又は第２側方部分Ｓ２が同じ側に向けられるようにしてもよい。一例において、複数の電池セル１０Ａのいずれにおいても、第１側方部分Ｓ１が下方に向けられていてもよい。また、複数の電池セル１０Ａのいずれにおいても、第２側方部分Ｓ２が上方に向けられていてもよい。この例においては、一部の電池セル１０Ａにおける第１側方部分Ｓ１又は第２側方部分Ｓ２の向きが他の一部の電池セル１０Ａにおける第１側方部分Ｓ１又は第２側方部分Ｓ２の向きと異なる場合と比較して、複数の電池セル１０Ａのすべてにおいて、第１電極１１０又は第２電極１２０から発生するガスを第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留させにくくすることができる。
複数の電池セル１０Ａのいずれにおいても第１側方部分Ｓ１又は第２側方部分Ｓ２が同じ側に向けられるようにするためには、第１側方部分Ｓ１と第２側方部分Ｓ２との識別が必要となる。上述したように、実施形態１では、比較例１と比較して、第１側方部分Ｓ１と第２側方部分Ｓ２との識別が容易となっている。したがって、実施形態１では、比較例１と比較して、複数の電池セル１０Ａのいずれにおいても第１側方部分Ｓ１又は第２側方部分Ｓ２が同じ側に向けることが容易となっている。
図６は、実施形態１に係る電池セル１０Ａの製造方法の一例を説明するための図である。図６を用いて、電池セル１０Ａの製造方法の一例について説明する。
まず、積層体１００Ａを外装材１４０Ａによって包む。
具体的には、外装材１４０Ａは、積層体１００Ａを第２方向Ｙの正方向側から覆う部分と、積層体１００Ａを第２方向Ｙの負方向側から覆う部分と、を有している。外装材１４０Ａのこれらの部分が貼り合わされて封止部１４２Ａが形成されている。封止部１４２Ａは、第１方向Ｘの正方向側及び負方向側の２辺と、第３方向Ｚの負方向側の１辺と、に沿って形成されている。図６に示す例において、外装材１４０Ａは、積層体１００Ａの第３方向Ｚの正方向側の１辺から第３方向Ｚの正方向側へ引き出された部分を有している。封止部１４２Ａのうち第１方向Ｘの正方向側及び負方向側の２辺に沿って形成された部分は、外装材１４０Ａのうち積層体１００Ａの第３方向Ｚの正方向側の１辺から第３方向Ｚの正方向側へ引き出された部分にも形成されている。
次いで、外装材１４０Ａの内部に電解質を注入する。次いで、外装材１４０Ａのうち積層体１００Ａの第３方向Ｚの正方向側の１辺から離れた部分に、溶着等の貼り合わせによって第１封止部１４２ａを形成する。これによって、積層体１００Ａが外装材１４０Ａによって封止される。
次いで、第２側方部分Ｓ２が上方に向けられた状態で、外装材１４０Ａの内部のガスを抜く。
具体的には、まず、初期充電を行うことで外装材１４０Ａの内部に発生するガスを第１孔１４４ａから抜く。第１孔１４４ａは、第１封止部１４２ａよりも第３方向Ｚにおいて積層体１００Ａの近傍に形成されている。第１孔１４４ａは、第１封止部１４２ａが形成された後に形成される。具体的には、第１孔１４４ａは、ガスを抜きたいタイミング、例えば、初期充電によってガスが発生した後に形成される。しかしながら、第１孔１４４ａが形成されるタイミングはこの例に限定されない。
次いで、外装材１４０Ａのうち第１孔１４４ａよりも第３方向Ｚにおいて積層体１００Ａの近傍に、溶着等の貼り合わせによって第２封止部１４２ｂを形成する。次いで、エージングを行うことで発生する外装材１４０Ａの内部に発生するガスを第２孔１４４ｂから抜く。第２孔１４４ｂは、第２封止部１４２ｂよりも第３方向Ｚにおいて積層体１００Ａの近傍に形成されている。第２孔１４４ｂは、第２封止部１４２ｂが形成された後に形成される。具体的には、第２孔１４４ｂは、ガスを抜きたいタイミング、例えば、エージングによってガスが発生した後に形成される。しかしながら、第２孔１４４ｂが形成されるタイミングはこの例に限定されない。
次いで、積層体１００Ａの第３方向Ｚの正方向側の１辺に沿って、溶着等の貼り合わせによって第３封止部１４２ｃを形成する。次いで、積層体１００Ａの第３方向Ｚの両側において第１方向Ｘに延伸する２本の切取線１４６に沿って外装材１４０Ａを切り取る。これによって、電池セル１０Ａが製造される。
第１孔１４４ａ又は第２孔１４４ｂから外装材１４０Ａの内部のガスを抜く場合、第２側方部分Ｓ２を上方に向けることができる。これによって、初期充電又はエージングによって第２電極１２０から発生したガスを第２折り返し部１３４Ａから抜けやすくすることができる。
図７は、実施形態２に係る電池セル１０Ｂの断面の一部分の拡大図である。実施形態２に係る電池セル１０Ｂは、以下の点を除いて、実施形態１に係る電池セル１０Ａと同様である。
実施形態２に係るセパレータ１３０Ｂの第１折り返し部１３２Ｂは、実施形態１に係るセパレータ１３０Ａの第１折り返し部１３２Ａと同様にして、第５端面１３２ａＢ及び第１内面１３２ｂＢを有している。実施形態２において、第１内面１３２ｂＢの第３方向Ｚの位置は、第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置と第３方向Ｚに揃っている。すなわち、第２電極１２０及び第１折り返し部１３２Ｂを第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第１内面１３２ｂＢが第３端面１２０ａと重なっている。
実施形態２においては、実施形態１と同様にして、比較例１と比較して、第１側方部分Ｓ１と第２側方部分Ｓ２との識別を容易にすることができる。また、実施形態２においては、実施形態１と同様にして、比較例２と比較して、第１電極１１０及び第２電極１２０のうち第２方向Ｙに互いに重なる領域の面積を大きくすることができる。
実施形態１と実施形態２とを比較する。
実施形態１においては、実施形態２と比較して、第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置を第１内面１３２ｂＡの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置させることができる。したがって、実施形態１においては、実施形態２と比較して、第３端面１２０ａを第１折り返し部１３２Ａから露出しやすくすることができる。
実施形態２においては、実施形態１と比較して、第１折り返し部１３２Ｂのうち第５端面１３２ａＢと第１内面１３２ｂＢとの間の部分の第３方向Ｚの位置を第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置させることができる。したがって、実施形態２においては、実施形態１と比較して、第１電極１１０の面積を大きくすることができる。
図８は、実施形態３に係る電池セル１０Ｃの断面の一部分の拡大図である。実施形態３に係る電池セル１０Ｃは、以下の点を除いて、実施形態１に係る電池セル１０Ａと同様である。
実施形態３に係るセパレータ１３０Ｃの第１折り返し部１３２Ｃは、実施形態１に係るセパレータ１３０Ａの第１折り返し部１３２Ａと同様にして、第５端面１３２ａＣ及び第１内面１３２ｂＣを有している。実施形態３において、第１折り返し部１３２Ｃのうち第５端面１３２ａＣと第１内面１３２ｂＣとの間の部分の第３方向Ｚの位置は、第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置と第３方向Ｚに揃っている。すなわち、第２電極１２０及び第１折り返し部１３２Ｃを第２方向Ｙに垂直な仮想平面に第２方向Ｙに平行に投影することで形成される影において、第１折り返し部１３２Ｃのうち第５端面１３２ａＣと第１内面１３２ｂＣとの間の部分が第３端面１２０ａと重なっている。
実施形態３においては、実施形態１と同様にして、比較例１と比較して、第１側方部分Ｓ１と第２側方部分Ｓ２との識別を容易にすることができる。また、実施形態３においては、実施形態１と同様にして、比較例２と比較して、第１電極１１０及び第２電極１２０のうち第２方向Ｙに互いに重なる領域の面積を大きくすることができる。
実施形態３においては、実施形態１と比較して、第１折り返し部１３２Ｃのうち第５端面１３２ａＣと第１内面１３２ｂＣとの間の部分の第３方向Ｚの位置を第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置させることができる。したがって、実施形態３においては、実施形態１と比較して、第１電極１１０の面積を大きくすることができる。
実施形態３においては、実施形態２と比較して、第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置を第１内面１３２ｂＣの第３方向Ｚの位置より第１電極１１０又は第２電極１２０の第３方向Ｚの中心に対して第１側方部分Ｓ１の外側に位置させることができる。したがって、実施形態３においては、実施形態２と比較して、第３端面１２０ａを第１折り返し部１３２Ｃから露出しやすくすることができる。
図９は、実施形態４に係る電池セル１０Ｄの断面図である。実施形態４に係る電池セル１０Ｄは、以下の点を除いて、実施形態１に係る電池セル１０Ａと同様である。
積層体１００Ｄは、第１接着層３１０Ｄ及び第２接着層３２０Ｄを備えている。
第１接着層３１０Ｄの少なくとも一部分は、第２方向Ｙに隣り合う第１電極１１０と延伸部１３６Ａとの間に位置している。これによって、第１電極１１０のうち延伸部１３６Ａに対向する面と、延伸部１３６Ａのうち第１電極１１０に対向する面と、が第１接着層３１０Ｄを介して接着されている。この場合、第１接着層３１０Ｄが設けられていない場合と比較して、第５端面１３２ａＡの第３方向Ｚの位置を第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置に第３方向Ｚに正確に揃えやすくすることができる。
第２接着層３２０Ｄの少なくとも一部分は、第２方向Ｙに隣り合う第２電極１２０と延伸部１３６Ａとの間に位置している。これによって、第２電極１２０のうち延伸部１３６Ａに対向する面と、延伸部１３６Ａのうち第２電極１２０に対向する面と、が第２接着層３２０Ｄを介して接着されている。この場合、第２接着層３２０Ｄが設けられていない場合と比較して、第５端面１３２ａＡの第３方向Ｚの位置を第３端面１２０ａの第３方向Ｚの位置に第３方向Ｚに正確に揃えやすくすることができる。
実施形態４において、電池セル１０Ｄは、第１接着層３１０Ｄ及び第２接着層３２０Ｄの双方を備えている。しかしながら、実施形態４と異なる他の例において、電池セル１０Ｄは、第１接着層３１０Ｄ及び第２接着層３２０Ｄの一方のみを備えていてもよい。
図１０は、実施形態５に係る電池セル１０Ｅの平面図である。実施形態５に係る電池セル１０Ｅは、以下の点を除いて、実施形態１に係る電池セル１０Ａと同様である。
実施形態５に係る外装材１４０Ｅは、積層体１００Ａの第３方向Ｚの負方向側で折り返している。また、外装材１４０Ｅのうち積層体１００Ａを第２方向Ｙの正方向及び負方向の双方から覆う部分が溶着等によって互いに貼り合わせられて封止部１４２Ｅが形成されている。封止部１４２Ｅは、積層体１００Ａのうちの第３方向Ｚの正方向側の１辺及び第１方向Ｘの正方向及び負方向側の２辺に沿って形成されている。実施形態５においても、実施形態１と同様にして、第１電極１１０又は第２電極１２０から発生するガスを第１電極１１０と第２電極１２０との間に滞留しにくくすることができる。
実施形態５に係る電池セル１０Ｅの製造方法においても、図６を用いて説明した例と同様にして、第２側方部分Ｓ２が上方に向けられたで、外装材１４０Ｅの内部のガスを抜くことができる。この場合、ガスを抜いた後に電池セル１０Ｅにロールプレスを行ってもよい。ロールプレスによって、ガスを積層体１００Ａの周囲の余剰空間に追い出すことができる。また、外装材１４０Ｅに形成された孔を介してガスをさらに抜いてもよい。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
１０Ａ 電池セル
１０Ｂ 電池セル
１０Ｃ 電池セル
１０Ｄ 電池セル
１０Ｅ 電池セル
２０ 電池モジュール
１００Ａ 積層体
１００Ｄ 積層体
１１０ 第１電極
１１０ａ 第１端面
１１０ｂ 第２端面
１１２ 第１リード
１２０ 第２電極
１２０ａ 第３端面
１２０ｂ 第４端面
１２２ 第２リード
１３０Ａ セパレータ
１３０Ｂ セパレータ
１３０Ｃ セパレータ
１３２Ａ 第１折り返し部
１３２Ｂ 第１折り返し部
１３２Ｃ 第１折り返し部
１３２ａＡ 第５端面
１３２ａＢ 第５端面
１３２ａＣ 第５端面
１３２ｂＡ 第１内面
１３２ｂＢ 第１内面
１３２ｂＣ 第１内面
１３４Ａ 第２折り返し部
１３４ａＡ 第６端面
１３４ｂＡ 第２内面
１３６Ａ 延伸部
１４０Ａ 外装材
１４０Ｅ 外装材
１４２Ａ 封止部
１４２Ｅ 封止部
１４２ａ 第１封止部
１４２ｂ 第２封止部
１４２ｃ 第３封止部
１４４ａ 第１孔
１４４ｂ 第２孔
１４６ 切取線
１５０ 固定部材
２００ 収容部材
３１０Ｄ 第１接着層
３２０Ｄ 第２接着層
Ｓ１ 第１側方部分
Ｓ２ 第２側方部分
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

Claims (7)

  1. 第１電極と、
    前記第１電極の面積より大きな面積を有する第２電極と、
    前記第１電極及び前記第２電極の第１側方部分において前記第１電極の端面を覆う第１折り返し部を有するセパレータと、
    を備え、
    前記第１折り返し部の前記第１側方部分の端面の位置と、前記第１折り返し部の前記端面の反対側の内面の位置と、前記第１折り返し部の前記端面と前記内面との間の部分の位置と、のいずれかが、前記第２電極の前記第１側方部分の端面の位置と揃っている、電池セル。
  2. 前記セパレータが前記第１電極及び前記第２電極の前記第１側方部分の反対側の第２側方部分において前記第２電極の端面を覆う第２折り返し部を有する、請求項１に記載の電池セル。
  3. 少なくとも一部分が前記第１電極と前記セパレータとの間に位置する第１接着層と、少なくとも一部分が前記第２電極と前記セパレータとの間に位置する第２接着層と、の少なくとも一方をさらに備える、請求項１又は２に記載の電池セル。
  4. 前記第１側方部分が鉛直方向の下方に向けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池セル。
  5. 前記第１側方部分が鉛直方向の上方に向けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池セル。
  6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の電池セルを複数備える電池モジュール。
  7. 前記複数の電池セルのいずれにおいても、前記第１側方部分が同じ側に向けられている、請求項６に記載の電池モジュール。
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