JP2023070239A - 電池ケースおよび電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースを提供することを主目的とする。
【解決手段】本開示においては、電極体を収容するための電池ケースであって、上記電池ケースは、中空構造を有し、上記中空構造は、第１面と、上記第１面に対向する第２面と、上記第１面および上記第２面を連結する第３面と、上記第３面に対向する第４面と、を有し、上記中空構造の軸方向の側面視において、上記第３面および上記第１面の境界部をＢ_１とし、上記第３面および上記第２面の境界部をＢ_２とし、上記Ｂ_１および上記Ｂ_２を結ぶ線分をＬ_１２とした場合に、上記第３面は、上記Ｌ_１２よりも上記第４面側の位置に頂部を有する凸構造を含む、電池ケースを提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本開示は、電池ケースおよび電池に関する。

電池は、電極体と、その電極体を収容する外装体とを有する。例えば、特許文献１には、ラミネート型外装体を有する積層電池が開示されている。また、特許文献１には、積層電極体の周面のうち少なくとも１つの周面に、積層電極体を電池内部方向に押圧する押圧部材を配置することが開示されている。

特開２００９－１８１８９７号公報

例えば、特許文献１のように押圧部材を配置すると、電池の体積エネルギー密度が低下しやすい。本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースを提供することを主目的とする。

本開示においては、電極体を収容するための電池ケースであって、上記電池ケースは、中空構造を有し、上記中空構造は、第１面と、上記第１面に対向する第２面と、上記第１面および上記第２面を連結する第３面と、上記第３面に対向する第４面と、を有し、上記中空構造の軸方向の側面視において、上記第３面および上記第１面の境界部をＢ_１とし、上記第３面および上記第２面の境界部をＢ_２とし、上記Ｂ_１および上記Ｂ_２を結ぶ線分をＬ_１２とした場合に、上記第３面は、上記Ｌ_１２よりも上記第４面側の位置に頂部を有する凸構造を含む、電池ケースを提供する。

本開示によれば、第３面が所定の凸構造を含むことから、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースとなる。

上記開示において、上記電極体は、第５面と、上記第５面に対向する第６面と、上記第５面および上記第６面を連結する第７面と、上記第７面に対向する第８面と、を有し、
上記第５面、上記第６面、上記第７面および上記第８面は、それぞれ、上記第１面、上記第２面、上記第３面および上記第４面に対応する位置関係にあってもよい。

上記開示では、上記第３面において上記第４面に最も近い位置と、上記第４面との距離をＨ_Ｃ１とし、上記第７面と、上記第８面との距離をＨ_Ｅとした場合に、上記Ｈ_Ｃ１および上記Ｈ_Ｅは、Ｈ_Ｃ１≦Ｈ_Ｅを満たしてもよい。

上記開示では、上記第３面において上記第４面から最も遠い位置と、上記第４面との距離をＨ_Ｃ２とし、上記第７面と、上記第８面との距離をＨ_Ｅとした場合に、上記Ｈ_Ｃ２および上記Ｈ_Ｅは、Ｈ_Ｃ２≧Ｈ_Ｅを満たしてもよい。

上記開示において、上記第１面と、上記第２面との距離をＷ_Ｃとし、上記第５面と、上記第６面との距離をＷ_Ｅとした場合に、上記Ｗ_Ｃおよび上記Ｗ_Ｅは、Ｗ_Ｃ≦Ｗ_Ｅを満たしてもよい。

上記開示において、電極体と、上記電極体を収容する電池ケースと、を備える電池であって、上記電池ケースは、中空構造を有し、上記中空構造は、第１面と、上記第１面に対向する第２面と、上記第１面および上記第２面を連結する第３面と、上記第３面に対向する第４面と、を有し、上記中空構造の軸方向の側面視において、上記第３面および上記第１面の境界部をＢ_１とし、上記第３面および上記第２面の境界部をＢ_２とし、上記Ｂ_１および上記Ｂ_２を結ぶ線分をＬ_１２とした場合に、上記第３面は、上記Ｌ_１２よりも上記第４面側の位置に頂部を有する凸構造を含み、上記電極体は、第５面と、上記第５面に対向する第６面と、上記第５面および上記第６面を連結する第７面と、上記第７面に対向する第８面と、を有し、上記第５面、上記第６面、上記第７面および上記第８面は、それぞれ、上記第１面、上記第２面、上記第３面および上記第４面に対応する位置関係にあり、上記電池ケースにおける上記第４面と、上記電極体における上記第８面とが接触し、上記電池ケースにおける上記第３面の上記頂部と、上記電極体における上記第７面とが接触している、電池を提供する。

本開示によれば、電池ケースにおける第４面と、電極体における第８面とが接触し、電池ケースにおける第３面の頂部と、電極体における第７面とが接触していることから、良好な体積エネルギー密度を有する電池となる。

上記開示において、上記電池ケースにおける上記第１面と、上記電極体における上記第５面とは接触し、上記電池ケースにおける上記第２面と、上記電極体における上記第６面とは接触していてもよい。

上記開示において、上記電池は、上記電池ケースの側面に配置された側面ケースを備えていてもよい。

上記開示において、上記側面ケースは、上記凸構造に対応する凹形状を含んでいてもよい。

本開示においては、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースを提供することができるという効果を奏する。

本開示における電池ケースを例示する概略斜視図である。 本開示における電池ケースを例示する概略側面図である。 本開示における電池を説明する概略斜視図である。 本開示における電池ケースおよび電池を例示する概略側面図である。 本開示における電池ケースおよび電極体を例示する概略側面図である。 本開示における電池ケースを例示する概略側面図である。 本開示における電池ケースを例示する概略側面図である。 本開示における電池ケースを例示する概略側面図である。 本開示における電池を例示する概略側面図である。 本開示における電極体を例示する概略断面図である。 本開示における側面ケースを例示する概略平面図である。

以下、本開示における電池ケースおよび電池について、詳細に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、各図において、部材の断面を示すハッチングを適宜省略している。

Ａ．電池ケース
図１は、本開示における電池ケースを例示する概略斜視図である。図１に示す電池ケース１０は、中空構造を有する。この中空構造は、第１面Ｓ_１と、第１面Ｓ_１に対向する第２面Ｓ_２と、第１面Ｓ_１および第２面Ｓ_２を連結する第３面Ｓ_３と、第３面Ｓ_３に対向する第４面Ｓ_４と、を有する。図１において、第１面Ｓ_１および第２面Ｓ_２は、ｘ軸方向において対向しており、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４は、ｚ軸方向において対向している。一方、電池ケース１０の側面Ｐおよび側面Ｑは、中空構造の開口部に該当し、両者は、ｙ軸方向において対向している。すなわち、図１に示す中空構造は、ｙ軸方向を軸方向としている。

図２は、本開示における電池ケースを例示する概略側面図であり、中空構造の軸方向における概略側面図である。図２に示すように、第３面Ｓ_３および第１面Ｓ_１の境界部をＢ_１とし、第３面Ｓ_３および第２面Ｓ_２の境界部をＢ_２とし、Ｂ_１およびＢ_２を結ぶ線分をＬ_１２とする。第３面Ｓ_３は、Ｌ_１２よりも第４面Ｓ_４側の位置に頂部Ｃ_Ｔを有する凸構造を含む。

本開示によれば、第３面が所定の凸構造を含むことから、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースとなる。ここで、本開示における電池ケースを備える電池について、図３を用いて説明する。図３において、電池ケース１０における第４面Ｓ_４は、第１面Ｓ_１から延在する面Ｓ_４ａと、第２面Ｓ_２から延在する面Ｓ_４ｂとを有する。面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂは、高さ方向（ｚ軸方向）から平面視した場合に、互いに重複するように配置されている。例えば、面Ｓ_４ａを＋ｘ方向に移動させつつ、面Ｓ_４ｂを－ｘ方向に移動させることで、電池ケース１０が撓み、ｘ軸方向における面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂの間に空間が生じる。その空間を介して、電極体２０を、電池ケース１０の内部（中空構造内）に配置する。面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂを接合した後に、電池ケース１０の側面Ｐおよび側面Ｑに、それぞれ、一対の側面ケース３０を配置し、電極体２０を密封する。

図４（ａ）に示すように、第３面Ｓ_３は、頂部Ｃ_Ｔを有する凸構造を含む。図４（ｂ）に示すように、電池ケース１０の内部に電極体２０を配置すると、電極体２０が、頂部Ｃ_Ｔの位置を、第４面Ｓ_４から遠ざかる方向に押し出す。その結果、電極体２０に黒矢印で示す押圧が印加され、電極体２０の位置が固定される。このように、第３面Ｓ_３における凸構造は、電極体２０の位置を固定することができるため、他の押圧部材を配置する必要がない。その結果、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースとなる。また、電池に用いられる外装体として、ラミネート型外装体が知られている。ラミネート型外装体では、ラミネート同士を熱融着させたシール部を、平面視において電極体の主面を囲むように設ける。この場合、シール部が体積エネルギー密度を低下させる要因となる。これに対して、本開示における電池ケースは、上記のように、電池ケースの側面に、側面ケースを配置することができる。そのため、シール部を電極体の主面を囲むように設ける必要がない。その点においても、良好な体積エネルギー密度が得られる電池ケースとなる。

以下、本開示における電池ケースについて、より詳細に説明する。本開示における電池ケースは、中空構造を有する。図１に示すように、中空構造は、第１面Ｓ_１と、第１面Ｓ_１に対向する第２面Ｓ_２と、第１面Ｓ_１および第２面Ｓ_２を連結する第３面Ｓ_３と、第３面Ｓ_３に対向する第４面Ｓ_４と、を有する。

電池ケースにおける各面（第１面、第２面、第３面または第４面）の平面視形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形等の矩形が挙げられる。また、上記各面は、平面状であってもよく、曲面状であってもよく、２以上の平面を組み合わせた形状であってもよい。また、第１面の平面視形状と、第２面の平面視形状とは、同一であってもよい。また、第４面の平面視形状と、第３面の平面視形状とは、同一であってもよい。第１面の面積は、第３面の面積より大きいことが好ましい。同様に、第１面の面積は、第４面の面積より大きいことが好ましい。また、第１面および第２面は、電池ケースの内部に電極体を配置した際に、電極体の主面（電極体が積層構造を有する場合、その積層方向を法線方向とする面）と対向する面であることが好ましい。

また、本開示における電池ケースは、電極体を収容するために用いられる。図４（ｂ）に示すように、電極体２０は、第５面Ｓ_５と、第５面Ｓ_５に対向する第６面Ｓ_６と、第５面Ｓ_５および第６面Ｓ_６を連結する第７面Ｓ_７と、第７面Ｓ_７に対向する第８面Ｓ_８と、を有する。第５面Ｓ_５、第６面Ｓ_６、第７面Ｓ_７および第８面Ｓ_８は、それぞれ、第１面Ｓ_１、第２面Ｓ_２、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４に対応する位置関係にある。具体的に、電池ケースの内部に電極体を配置した際に、第５面Ｓ_５は、第１面Ｓ_１と対向する面になる。他の面についても同様である。

電池ケースの寸法は、以下のように定義される。図５（ａ）に示すように、第３面Ｓ_３において第４面Ｓ_４に最も近い位置と、第４面Ｓ_４との距離をＨ_Ｃ１とする。Ｈ_Ｃ１は、通常、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４を結ぶ方向（図２におけるｚ軸方向）における距離であり、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４の厚さを含まない内径である。第３面Ｓ_３において第４面Ｓ_４に最も近い位置は、通常、頂部Ｃ_Ｔの位置である。また、図５（ａ）に示すように、第３面Ｓ_３において第４面Ｓ_４から最も遠い位置と、第４面Ｓ_４との距離をＨ_Ｃ２とする。Ｈ_Ｃ２は、通常、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４を結ぶ方向（図２におけるｚ軸方向）における距離であり、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４の厚さを含まない内径である。第３面Ｓ_３において第４面Ｓ_４から最も遠い位置は、例えば、境界部Ｂ_１または境界部Ｂ_２の位置である。また、図５（ａ）に示すように、第１面Ｓ_１と、第２面Ｓ_２との距離をＷ_Ｃとする。Ｗ_Ｃは、通常、第１面Ｓ_１および第２面Ｓ_２を結ぶ方向（図２におけるｘ軸方向）における距離であり、第１面Ｓ_１および第２面Ｓ_２の厚さを含まない内径である。

電極体の寸法は、以下のように定義される。図５（ｂ）に示すように、第７面Ｓ_７と、第８面Ｓ_８との距離をＨ_Ｅとする。Ｈ_Ｅは、通常、第７面Ｓ_７および第８面Ｓ_８を結ぶ方向（図２におけるｚ軸方向）における距離である。また、図５（ｂ）に示すように、第５面Ｓ_５と、第６面Ｓ_６との距離をＷ_Ｅとする。Ｗ_Ｅは、通常、第５面Ｓ_５および第６面Ｓ_６を結ぶ方向（図２におけるｘ軸方向）における距離である。

Ｈ_Ｃ１およびＨ_Ｅは、Ｈ_Ｃ１≦Ｈ_Ｅを満たすことが好ましい。特に、Ｈ_Ｃ１＜Ｈ_Ｅである場合、電池ケースの内部に電極体を配置した際に、電極体が固定されやすい。Ｈ_Ｅに対するＨ_Ｃ１の割合（Ｈ_Ｃ１／Ｈ_Ｅ）は、例えば０．９０以上である。一方、Ｈ_Ｃ１／Ｈ_Ｅは、例えば１．００以下であり、０．９９以下であってもよく、０．９７以下であってもよい。

Ｈ_Ｃ２およびＨ_Ｅは、Ｈ_Ｃ２≧Ｈ_Ｅを満たすことが好ましい。特に、Ｈ_Ｃ２＞Ｈ_Ｅである場合、電池ケースの内部に電極体を配置した際に、電極体が固定されやすい。Ｈ_Ｅに対するＨ_Ｃ２の割合（Ｈ_Ｃ２／Ｈ_Ｅ）は、例えば１．００以上であり、１．０１以上であってもよく、１．０３以上であってもよい。一方、Ｈ_Ｃ２／Ｈ_Ｅは、例えば１．１０以下である。

Ｗ_ＣおよびＷ_Ｅは、Ｗ_Ｃ≦Ｗ_Ｅを満たすことが好ましい。特に、Ｗ_Ｃ＜Ｗ_Ｅである場合、電池ケースの内部に電極体を配置した際に、電極体が固定されやすい。Ｗ_Ｅに対するＷ_Ｃの割合（Ｗ_Ｃ／Ｗ_Ｅ）は、例えば０．９０以上である。一方、Ｗ_Ｃ／Ｗ_Ｅは、例えば１．００以下であり、０．９９以下であってもよく、０．９７以下であってもよい。

Ｈ_Ｃ２およびＨ_Ｃ１の差（Ｈ_Ｃ２－Ｈ_Ｃ１）は、例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、Ｗ_Ｃに対するＨ_Ｃ２の割合（Ｈ_Ｃ２／Ｗ_Ｃ）は、例えば１以上であり、５以上であってもよい。一方、Ｈ_Ｃ２／Ｗ_Ｃの上限は特に限定されない。

本開示における第３面は、線分Ｌ_１２よりも第４面側の位置に頂部を有する凸構造を含む。図６（ａ）に示すように、頂部Ｃ_Ｔは、側面視において点（頂点）であってもよい。また、図６（ｂ）に示すように、頂部Ｃ_Ｔは、側面視において曲面であってもよい。また、図６（ｃ）に示すように、頂部Ｃ_Ｔは、側面視において平面であってもよい。また、図６（ｄ）に示すように、凸構造は、２以上の頂部Ｃ_Ｔを有していてもよい。

図７に示すように、第３面の厚さは、第１面の厚さ、および、第２面の厚さより、大きくてもよい。第３面の厚さを大きくすることで、電極体をより押圧することができる。第１面の厚さに対する第３面の厚さの割合は、例えば１．１倍であり、１．５以上であってもよく、２．０倍以上であってもよい。一方、上記割合は、例えば５．０倍以下である。また、第２面の厚さに対する第３面の厚さの割合の好ましい範囲は、第１面の厚さに対する第３面の厚さの割合の好ましい範囲と同様である。各面の厚さは、各面の平均厚さをいう。第３面を厚くする方法としては、例えば、補強用の金属シートを接合する方法が挙げられる。

本開示における第４面は、中空構造において第３面に対向するように配置される面である。図８（ａ）に示すように、第４面Ｓ_４は、第１面Ｓ_１から延在する面Ｓ_４ａと、第２面Ｓ_２から延在する面Ｓ_４ｂとを有していてもよい。図８（ａ）では、面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂが重複する重複部が、第３面（図示せず）と対向するように配置されている。また、図８（ｂ）に示すように、第４面Ｓ_４は、第１面Ｓ_１から延在する面Ｓ_４ａを有し、第２面Ｓ_２から延在する面を有しなくてもよい。図８（ｂ）では、面Ｓ_４ａの端部が、第２面Ｓ_２と重複するように配置されている。図８（ｃ）に示すように、第４面Ｓ_４は、第１面Ｓ_１から延在する面Ｓ_４ａと、第２面Ｓ_２から延在する面Ｓ_４ｂとを有し、面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂが重複していなくてもよい。この場合、面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂの間に存在する開口部を、別の部材を用いて封止することが好ましい。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、中空構造は、軸方向に垂直に切断した断面が、閉断面であってもよい。一方、図８（ｃ）に示すように、中空構造は、軸方向に垂直に切断した断面が、開断面であってもよい。

電池ケースは、中空構造の内面側（電極体が収容される側）に、熱融着性を有する樹脂層を有していてもよく、有していなくてもよい。また、電池ケースの材料は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。中空構造を構成する各面（第１面、第２面、第３面および第４面）は、１つの金属板から構成されていることが好ましい。また、電池ケースの厚さは、特に限定されないが、例えば０．０５ｍｍ以上であり、０．１０ｍｍ以上であってもよい。一方、電池ケースの厚さは、例えば０．５０ｍｍ以下であり、０．３０ｍｍ以下であってもよい。

Ｂ．電池
図９は、本開示における電池を例示する概略側面図である。図９に示す電池１００は、電極体２０と、電極体２０を収容する電池ケース１０と、を備える。電池ケース１０における第４面Ｓ_４と、電極体２０における第８面Ｓ_８とは、接触している。また、電池ケース１０における第３面Ｓ_３の頂部Ｃ_Ｔと、電極体２０における第７面Ｓ_７とが接触している。

本開示によれば、電池ケースにおける第４面と、電極体における第８面とが接触し、電池ケースにおける第３面の頂部と、電極体における第７面とが接触していることから、良好な体積エネルギー密度を有する電池となる。

１．電池ケース
本開示における電池ケースは、上記電極体を収容する部材である。電池ケースについては、上記「Ａ．電池ケース」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。

図９に示すように、電池ケース１０における第４面Ｓ_４と、電極体２０における第８面Ｓ_８とは、接触している。第４面Ｓ_４および第８面Ｓ_８は、中空構造の軸方向の側面視において、点接触していてもよく、面接触していてもよい。また、図９において、電池ケース１０における第３面Ｓ_３の頂部Ｃ_Ｔと、電極体２０における第７面Ｓ_７とが接触している。上述した図５（ａ）に示したように、第３面Ｓ_３において第４面Ｓ_４に最も近い位置と、第４面Ｓ_４との距離をＨ_Ｃ１とする。同様に、第３面Ｓ_３において第４面Ｓ_４から最も遠い位置と、第４面Ｓ_４との距離をＨ_Ｃ２とする。また、上述した図５（ｂ）に示したように、第７面Ｓ_７と、第８面Ｓ_８との距離をＨ_Ｅとする。本開示における電池では、Ｈ_Ｃ１およびＨ_Ｅが、通常、Ｈ_Ｃ１＝Ｈ_Ｅを満たす。同様に、本開示における電池では、Ｈ_Ｃ２およびＨ_Ｅが、通常、Ｈ_Ｃ２＞Ｈ_Ｅを満たす。

図９に示すように、電池ケース１０における第１面Ｓ_１と、電極体２０における第５面Ｓ_５とは、接触していることが好ましい。第１面Ｓ_１および第５面Ｓ_５は、中空構造の軸方向の側面視において、点接触していてもよく、面接触していてもよいが、後者が好ましい。また、電池ケース１０における第２面Ｓ_２と、電極体２０における第６面Ｓ_６とは、接触していることが好ましい。第２面Ｓ_２および第６面Ｓ_６は、中空構造の軸方向の側面視において、点接触していてもよく、面接触していてもよいが、後者が好ましい。上述した図５（ａ）に示したように、第１面Ｓ_１と、第２面Ｓ_２との距離をＷ_Ｃとする。また、上述した図５（ｂ）に示したように、第５面Ｓ_５と、第６面Ｓ_６との距離をＷ_Ｅとする。本開示における電池では、Ｗ_ＣおよびＷ_Ｅが、通常、Ｗ_Ｃ＝Ｗ_Ｅを満たす。

２．電極体
本開示における電極体は、電池反応が生じる部材である。図１０に示す電極体２０は、正極活物質層２１と、負極活物質層２２と、正極活物質層２１および負極活物質層２２の間に配置された電解質層２３と、を有する。正極活物質層２１、電解質層２３および負極活物質層２２のセットを、発電単位Ｘと称する場合がある。また、電極体２０は、正極活物質層２１の電解質層２３とは反対側の面に、正極集電体２４を有し、負極活物質層２２の電解質層２３とは反対側の面に、負極集電体２５を有する。１または２以上の発電単位Ｘと、２以上の集電体（正極集電体および負極集電体）とのセットを、発電要素Ｙと称する場合がある。

また、図１０に示すように、電極体２０は、発電要素Ｙの側面を保護する第１保護層２６ａを備えていてもよい。図１０では、発電要素Ｙの両方の側面に、それぞれ第１保護層２６ａが配置されている。特に図示しないが、発電要素Ｙの一方の側面のみに、第１保護層が配置されていてもよい。また、図１０では、発電要素Ｙの側面において、厚さ方向Ｄ_Ｔの全域に、第１保護層２６ａが配置されている。特に図示しないが、発電要素Ｙの側面において、厚さ方向の一部のみに、第１保護層が配置されていてもよい。

また、図１０に示すように、電極体２０は、発電要素Ｙの主面（厚さ方向Ｄ_Ｔを法線方向とする面）を保護する保護する第２保護層２６ｂを備えていてもよい。図１０では、発電要素Ｙの両方の主面に、それぞれ第２保護層２６ｂが配置されている。特に図示しないが、発電要素Ｙの一方の主面のみに、第２保護層が配置されていてもよい。また、厚さ方向において平面視した場合に、第２保護層は、発電要素Ｙの少なくとも一部と重複するように配置されていてもよい。さらに、第２保護層は、発電要素Ｙの全体を包含するように配置されていてもよい。

正極活物質層は、正極活物質を少なくとも含有し、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つをさらに含有していてもよい。正極活物質としては、例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２等の酸化物活物質が挙げられる。導電材としては、例えばカーボン材料が挙げられる。電解質としては、例えば、固体電解質、液体電解質（電解液）が挙げられる。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、ハロゲン化物固体電解質等の無機固体電解質、ゲル電解質、ポリマー電解質が挙げられる。電解液としては、例えば、ＬｉＰＦ_６等のＬｉ塩を、カーボネート系溶媒に溶解させた電解液が挙げられる。バインダーとしては、例えば、ＰＶＤＦ等のフッ素系バインダーが挙げられる。正極集電体としては、例えば、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｎｉが挙げられる。

負極活物質層は、負極活物質を少なくとも含有し、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つをさらに含有していてもよい。負極活物質としては、例えば、Ｓｉ単体、Ｓｉ合金、Ｓｉ酸化物等のＳｉ系活物質、グラファイト等のグラファイト系活物質、チタン酸リチウム等の酸化物系活物質が挙げられる。負極活物質層における導電材、電解質およびバインダーについては、上述した正極活物質層に記載した内容と同様である。負極集電体としては、例えば、Ｃｕ、ＳＵＳ、Ｎｉが挙げられる。

電解質層は、電解質を少なくとも含有し、バインダーをさらに含有していてもよい。電解質およびバインダーについては、上述した正極活物質層に記載した内容と同様である。電解質層が固体電解質を含有する場合、そのような電池は、一般的に全固体電池と称される。本開示における電池は、全固体電池であってもよい。電解質層が液体電解質を含有する場合、電解質層はセパレータに液体電解質を含浸させた層であってもよい。

電極体が複数の発電単位を有する場合、それらは、互いに直列に接続されていてもよく、互いに並列に接続されていてもよい。また、電極体における発電要素は、通常、上述した各層が積層された積層構造を有する。発電要素は、枚葉型の積層構造を有していてもよく、捲回型の積層構造を有していてもよい。また、保護層は、絶縁層であることが好ましい。短絡の発生を防止できるからである。保護層の材料としては、例えば樹脂が挙げられる。

３．側面ケース
本開示における電池は、電池ケースの側面に配置された側面ケースを備えていてもよい。上述したように、電池ケースの側面は、中空構造の開口部に該当する。本開示における電池は、電池ケースの２つの側面のうち、１つの側面のみに、側面ケースを備えていてもよく、２つの側面に、それぞれ側面ケースを備えていてもよい。なお、電池ケースの大きさによっては、電池ケースの側面に側面ケースを配置せず、樹脂等の封止材を用いて、電池ケースを封止してもよい。

図１１（ａ）に示すように、電極体２０を、電池ケース１０の内部（中空構造内）に配置し、その後、電池ケース１０の側面に、側面ケース３０を配置する。この際、側面ケース３０の周囲に、接着性を有する樹脂層３１を配置する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、電池ケース１０の側面が、側面ケース３０および樹脂層３１により、封止される。側面ケースの平面視形状は、特に限定されないが、図１１（ａ）に示すように、電池ケース１０の側面形状の相似形であることが好ましい。

図１１（ａ）に示すように、側面ケース３０は、電池ケース１０の凸構造に対応する凹形状を含んでいてもよい。図１１（ａ）に示す側面ケース３０は、平面視において、第１辺ｓ１と、第１辺ｓ１に対向する第２辺ｓ２と、第１辺ｓ１および第２辺ｓ２を連結する第３辺ｓ３と、第３面辺ｓ３に対向する第４辺ｓ４と、を有する。第１辺ｓ１、第２辺ｓ２、第３辺ｓ３および第４辺ｓ４は、それぞれ、電池ケース１０における第１面Ｓ_１、第２面Ｓ_２、第３面Ｓ_３および第４面Ｓ_４に対応する位置関係にある。側面ケース３０において、第３辺ｓ３および第１辺ｓ１の交点をＣ_１とし、第３辺ｓ３および第２辺ｓ２の交点をＣ_２とし、Ｃ_１およびＣ_２を結ぶ線分をｌ_１２とする。第３辺ｓ３は、線分ｌ_１２よりも第４辺ｓ４側の位置に底部Ｃ_Ｂを有する凹形状を含んでいてもよい。

側面ケースは、集電端子（正極端子および負極端子）を配置するための切り欠き部を備えていてもよい。また、側面ケース自体が、集電端子であってもよい。また、側面ケースの材料および厚さは、特に限定されないが、上述した電池ケースの材料および厚さと同様である。

４．電池
本開示における電池は、電極体および電池ケースを少なくとも備え、側面ケースをさらに備えることが好ましい。一方、本開示における電池は、電池ケースの内部に、スペーサを備えないことが好ましい。

本開示における電池は、典型的には、リチウムイオン二次電池である。電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。

本開示における電池の製造方法は、特に限定されないが、例えば、電極体を、電池ケースの内部（中空構造内）に配置する配置工程と、電池ケースの側面を封止する側面封止工程と、を有する方法が挙げられる。

配置工程においては、上述した図３に示したように、例えば、面Ｓ_４ａを＋ｘ方向に移動させつつ、面Ｓ_４ｂを－ｘ方向に移動させることで、電池ケース１０を撓ませ、ｘ軸方向における面Ｓ_４ａおよび面Ｓ_４ｂの間に空間が生じさせる。その空間を介して、電極体２０を、電池ケース１０の内部（中空構造内）に配置する。

配置工程においては、電池ケースおよび電極体が、以下の寸法関係を有することが好ましい。なお、以下の寸法関係は、電池ケースの内部に電極体を配置する前における関係である。ここで、上述した図５（ａ）に示したように、電池ケースの寸法について、Ｈ_Ｃ１、Ｈ_Ｃ２およびＷ_Ｃを定義する。同様に、上述した図５（ｂ）に示したように、電極体の寸法について、Ｈ_ＥおよびＷ_Ｅを定義する。また、電池ケースの寸法、および、電極体の寸法は、通常、それぞれ製造誤差を有する。その許容範囲の上限をＭＡＸと表現し、下限をＭＩＮと表現する。Ｈ_{Ｃ１－ＭＡＸ}およびＨ_{Ｅ－ＭＩＮ}は、Ｈ_{Ｃ１－ＭＡＸ}≦Ｈ_{Ｅ－ＭＩＮ}を満たすことが好ましい。また、Ｈ_{Ｃ２－ＭＩＮ}およびＨ_{Ｅ－ＭＡＸ}は、Ｈ_{Ｃ２－ＭＩＮ}≧Ｈ_{Ｅ－ＭＡＸ}を満たすことが好ましい。また、Ｗ_{Ｃ－ＭＡＸ}およびＷ_{Ｅ－ＭＩＮ}は、Ｗ_{Ｃ－ＭＡＸ}≦Ｗ_{Ｅ－ＭＩＮ}を満たすことが好ましい。

側面封止工程においては、上述した図１１（ｂ）に示したように、電池ケース１０の側面を、側面ケース３０および樹脂層３１により封止してもよい。

本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。

１０ … 電池ケース
２０ … 電極体
３０ … 側面ケース
１００… 電池

Claims (9)

1. 電極体を収容するための電池ケースであって、
   前記電池ケースは、中空構造を有し、
   前記中空構造は、第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連結する第３面と、前記第３面に対向する第４面と、を有し、
   前記中空構造の軸方向の側面視において、前記第３面および前記第１面の境界部をＢ_１とし、前記第３面および前記第２面の境界部をＢ_２とし、前記Ｂ_１および前記Ｂ_２を結ぶ線分をＬ_１２とした場合に、前記第３面は、前記Ｌ_１２よりも前記第４面側の位置に頂部を有する凸構造を含む、電池ケース。
2. 前記電極体は、第５面と、前記第５面に対向する第６面と、前記第５面および前記第６面を連結する第７面と、前記第７面に対向する第８面と、を有し、
   前記第５面、前記第６面、前記第７面および前記第８面は、それぞれ、前記第１面、前記第２面、前記第３面および前記第４面に対応する位置関係にある、請求項１に記載の電池ケース。
3. 前記第３面において前記第４面に最も近い位置と、前記第４面との距離をＨ_Ｃ１とし、
   前記第７面と、前記第８面との距離をＨ_Ｅとした場合に、
   前記Ｈ_Ｃ１および前記Ｈ_Ｅは、Ｈ_Ｃ１≦Ｈ_Ｅを満たす、請求項２に記載の電池ケース。
4. 前記第３面において前記第４面から最も遠い位置と、前記第４面との距離をＨ_Ｃ２とし、
   前記第７面と、前記第８面との距離をＨ_Ｅとした場合に、
   前記Ｈ_Ｃ２および前記Ｈ_Ｅは、Ｈ_Ｃ２≧Ｈ_Ｅを満たす、請求項２または請求項３に記載の電池ケース。
5. 前記第１面と、前記第２面との距離をＷ_Ｃとし、
   前記第５面と、前記第６面との距離をＷ_Ｅとした場合に、
   前記Ｗ_Ｃおよび前記Ｗ_Ｅは、Ｗ_Ｃ≦Ｗ_Ｅを満たす、請求項２から請求項４までのいずれかの請求項に記載の電池ケース。
6. 電極体と、前記電極体を収容する電池ケースと、を備える電池であって、
   前記電池ケースは、中空構造を有し、
   前記中空構造は、第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連結する第３面と、前記第３面に対向する第４面と、を有し、
   前記中空構造の軸方向の側面視において、前記第３面および前記第１面の境界部をＢ_１とし、前記第３面および前記第２面の境界部をＢ_２とし、前記Ｂ_１および前記Ｂ_２を結ぶ線分をＬ_１２とした場合に、前記第３面は、前記Ｌ_１２よりも前記第４面側の位置に頂部を有する凸構造を含み、
   前記電極体は、第５面と、前記第５面に対向する第６面と、前記第５面および前記第６面を連結する第７面と、前記第７面に対向する第８面と、を有し、
   前記第５面、前記第６面、前記第７面および前記第８面は、それぞれ、前記第１面、前記第２面、前記第３面および前記第４面に対応する位置関係にあり、
   前記電池ケースにおける前記第４面と、前記電極体における前記第８面とは接触し、
   前記電池ケースにおける前記第３面の前記頂部と、前記電極体における前記第７面とは接触している、電池。
7. 前記電池ケースにおける前記第１面と、前記電極体における前記第５面とは接触し、
   前記電池ケースにおける前記第２面と、前記電極体における前記第６面とは接触している、請求項６に記載の電池。
8. 前記電池は、前記電池ケースの側面に配置された側面ケースを備える、請求項６または請求項７に記載の電池。
9. 前記側面ケースは、前記凸構造に対応する凹形状を含む、請求項８に記載の電池。

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