JP2023100429A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】同一の極性の複数の集電タブから複数のタブ束が形成される構成において、リードへの複数のタブ束の接合における作業効率及び接合性が適切に確保される電池を提供すること。【解決手段】実施形態の電池は、外装部、電極群、電極端子、複数のタブ束及びリードを備える。電極群は、外装部の内部空洞に収納され、電極端子は、外部に露出する。互いに対して同一の極性の複数のタブ束のそれぞれでは、複数の集電タブが電極群の厚み方向に積層される。複数のタブ束は、電極群の長さ方向について、互いに対して同一の側へ電極群から突出する。リードは、複数のタブ束のそれぞれと電極端子との間を電気的に接続する。複数のタブ束は、電極群の厚み方向に互いに対してずれた位置で、リードに接合され、電極群の厚み方向について互いに対して同一の側から、リードへ積層される。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、電池に関する。
リチウムイオン二次電池等の電池として、外装部の内部空洞に、正極及び負極を備える電極群が収納されるものがある。このような電池では、外装部において外部に露出する状態で、外装部に電極端子が取付けられる。また、電極群からは、互いに対して同一の極性になる複数の集電タブが、電極群の長さ方向について互いに対して同一の側へ、突出する。複数の集電タブは、電極群の長さ方向に交差する電極群の厚み方向に積層され、タブ束を形成する。そして、内部空洞では、リードによって、集電タブのタブ束と電極端子との間が電気的に接続される。集電タブのタブ束は、例えば、超音波接合等によってリードに接合される。
前述のように互いに対して同一の極性になる複数の集電タブが電極群から突出する電池では、電極群から突出する集電タブの数が多くなることがある。このような電池では、互いに対して同一の極性になる多数の集電タブは、複数箇所で束ねられ、それぞれにおいて複数の集電タブが電極群の厚み方向に積層される複数のタブ束が、形成される。そして、複数のタブ束のそれぞれが、リードに接合され、リードによって電極端子に電気的に接続される。
互いに対して同一の極性の複数の集電タブから複数のタブ束が形成される前述の電池では、複数のタブ束のそれぞれをリードに接合する作業における作業効率を確保することが、求められている。また、リードへの複数のタブ束のそれぞれの接合性を確保することが、求められている。
米国特許第９５２０５８９号明細書
本発明が解決しようとする課題は、同一の極性の複数の集電タブから複数のタブ束が形成される構成において、リードへの複数のタブ束の接合における作業効率及び接合性が適切に確保される電池を提供することにある。
実施形態によれば、電池は、外装部、電極群、電極端子、複数のタブ束及びリードを備える。外装部の内部には、内部空洞が形成される。電極群は、正極及び負極を備え、外装部の内部空洞に収納される。電極端子は、外装部において外部に露出する状態で、外装部に取付けられる。複数のタブ束のそれぞれは、複数の集電タブを備え、複数のタブ束のそれぞれでは、複数の集電タブが電極群の厚み方向に積層される。複数のタブ束は、互いに対して同一の極性となり、電極群の厚み方向に交差する電極群の長さ方向について、互いに対して同一の側へ電極群から突出する。リードは、内部空洞において複数のタブ束のそれぞれと電極端子との間を電気的に接続し、リードには、複数のタブ束のそれぞれが接合される。複数のタブ束は、電極群の厚み方向に互いに対してずれた位置で、リードに接合され、電極群の厚み方向について互いに対して同一の側から、リードへ積層される。
図１は、第１の実施形態に係る電池を概略的に示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係る電池を、電極群、外装容器及び蓋部材を互いに対して分解した状態で概略的に示す斜視図である。 図３は、第１の実施形態に係る電池において、一対の電極端子の一方への電極群の電気的接続構造及びその近傍の構成を概略的に示す斜視図である。 図４は、第１の実施形態に係る電池において、一対の電極端子の一方への電極群の電気的接続構造及びその近傍の構成を、電池の横方向の一方側から視た状態で示す概略図である。 図５は、第１の実施形態に係る電池の一対のリードの一方を概略的に示す斜視図である。 図６は、第１の変形例に係る電池において、一対のリードの一方への複数のタブ束の接合部分及びこれらの近傍の構成を概略的に示す斜視図である。 図７は、第１の変形例に係る電池の一対のリードの一方を概略的に示す斜視図である。 図８は、第２の変形例に係る電池において、一対の電極端子の一方への電極群の電気的接続構造及びその近傍の構成を、電池の横方向の一方側から視た状態で示す概略図である。 図９は、第３の変形例に係る電池において、電極群及び電極群から突出する集電タブを概略的に示す斜視図である。 図１０は、第４の変形例に係る電池において、一対の電極端子の一方への電極群の電気的接続構造及びその近傍の構成を、電池の奥行方向の一方側から視た状態で示す概略図である。
以下、実施形態について図面を参照して、説明する。
（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係る電池１を示す。図１及び図２に示すように、電池１は、電極群２、外装部３を備える。図１及び図２等の一例では、外装部３は、外装容器４及び蓋部材５を備える。外装容器４及び蓋部材５のそれぞれは、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅又はステンレス等の金属から形成される。ここで、電池１（外装部３）では、奥行方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）、奥行方向に対して交差する（直交又は略直交する）横方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、奥行方向及び横方向の両方に対して交差する（直交又は略直交する）高さ方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。図１及び図２等の一例の電池１及び外装部３のそれぞれでは、奥行き方向についての寸法が、横方向についての寸法、及び、高さ方向についての寸法のそれぞれに比べて、小さい。なお、図１は、概略的な斜視図であり、図２は、電極群２、外装容器４及び蓋部材５を互いに対して分解した状態で概略的に示す斜視図である。
外装容器４は、底壁６及び周壁７を備える。外装部３の内部には、電極群２が収納される内部空洞８が形成される。図１及び図２等の一例では、外装容器４の底壁６及び周壁７によって、内部空洞８が規定される。外装容器４では、内部空洞８は、高さ方向について、底壁６が位置する側とは反対側へ開口する。周壁７は、二対の側壁１１，１２を備える。一対の側壁１１は、横方向について内部空洞８を挟んで対向する。一対の側壁１２は、奥行き方向について内部空洞８を挟んで対向する。側壁１１のそれぞれは、側壁１２の間に、奥行き方向に沿って連続して延設される。側壁１２のそれぞれは、側壁１１の間に、横方向に沿って連続して延設される。蓋部材５は、底壁６とは反対側の端部で、周壁７に取付けられる。このため、蓋部材５は、外装容器４の内部空洞８の開口を塞ぐ。蓋部材５及び底壁６は、高さ方向について内部空洞８を挟んで対向する。
電極群２は、正極１３Ａ及び負極１３Ｂを備える。電極群２では、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間にセパレータ（図示しない）が介在する。電極群２では、セパレータは、電気的絶縁性を有する材料から形成され、正極１３Ａを負極１３Ｂに対して電気的に絶縁する。
電極群２では、正極１３Ａは、正極集電箔等の正極集電体と、正極集電体の表面に担持される正極活物質含有層（図示しない）と、を備える。正極集電体は、これらに限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔等であり、厚さが５μｍ～２０μｍ程度である。正極活物質含有層は、正極活物質を備え、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。正極活物質としては、これらに限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる酸化物、硫化物及びポリマー等が挙げられる。
電極群２では、負極１３Ｂは、負極集電箔等の負極集電体と、負極集電体の表面に担持される負極活物質含有層（図示しない）と、を備える。負極集電体は、これらに限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔又は銅箔等であり、厚さが５μｍ～２０μｍ程度である。負極活物質含有層は、負極活物質を備え、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物及び炭素材料等が挙げられる。
電極群２では、長さ方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す方向）、長さ方向に対して交差する（直交又は略直交する）幅方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す方向）、及び、長さ方向及び幅方向の両方に対して交差する（直交又は略直交する）厚み方向（矢印Ｘ３及び矢印Ｘ４で示す方向）が、規定される。電極群２では、厚み方向についての寸法が、長さ方向についての寸法及び幅方向についての寸法のそれぞれ比べて、小さい。電極群２は、扁平形状に形成される。
図２等の一例では、電極群２は、複数の電極板１５を備え、電極群２は、複数の電極板１５が電極群２の厚み方向に積層されるスタック構造に形成される。このため、図２等一例では、電極板１５の積層方向が、電極群２の厚み方向と一致又は略一致する。電極群２は、正極１３Ａを形成する複数の正極板１５Ａ、及び、負極１３Ｂを形成する複数の負極板１５Ｂを、電極板１５として備え、電極群２では、複数の正極板１５Ａ及び複数の負極板１５Ｂが、電極群２の厚み方向に交互に積層される。そして、電極群２では、電極群２の厚み方向（電極板１５の積層方向）に互いに対して隣り合う正極板１５Ａと負極板１５Ｂとの間に、セパレータが設けられる。また、複数の電極板１５のそれぞれは、板厚方向が電極群２の厚み方向と一致又は略一致する状態で、配置される。
電池１では、複数の集電タブ１６が、電極群２から突出する。電池１では、集電タブ１６として、複数の正極集電タブ１６Ａ及び複数の負極集電タブ１６Ｂが設けられる。複数の正極集電タブ１６Ａのそれぞれは、正極１３Ａの正極集電体に接続される。このため、複数の正極集電タブ１６Ａは、互いに対して同一の極性になる。正極集電タブ１６Ａのそれぞれは、導電性を有し、例えば、正極集電体と同一の材料から形成される。正極集電タブ１６Ａのそれぞれは、正極板１５Ａの対応する１つと一体に形成されてもよく、正極板１５Ａとは別体で形成されてもよい。正極集電タブ１６Ａのそれぞれは、電極群２の長さ方向の一方側へ電極群２から突出し、複数の正極集電タブ１６Ａは、電極群２の長さ方向について、互いに対して同一の側へ電極群２から突出する。
複数の負極集電タブ１６Ｂのそれぞれは、負極１３Ｂの負極集電体に接続される。このため、複数の負極集電タブ１６Ｂは、互いに対して同一の極性になる。負極集電タブ１６Ｂのそれぞれは、導電性を有し、例えば、負極集電体と同一の材料から形成される。負極集電タブ１６Ｂのそれぞれは、負極板１５Ｂの対応する１つと一体に形成されてもよく、負極板１５Ｂとは別体で形成されてもよい。負極集電タブ１６Ｂのそれぞれは、電極群２の長さ方向の一方側へ電極群２から突出し、複数の負極集電タブ１６Ｂは、電極群２の長さ方向について、互いに対して同一の側へ電極群２から突出する。また、図２等の一例では、複数の負極集電タブ１６Ｂは、電極群２の長さ方向について、正極集電タブ１６Ａが突出する側へ、電極群２から突出する。そして、負極集電タブ１６Ｂは、正極集電タブ１６Ａから、電極群２の幅方向に離れて配置され、負極集電タブ１６Ｂは、正極集電タブ１６Ａと接触しない。
本実施形態では、電極群２は、長さ方向が電池１の高さ方向と一致又は略一致する状態で、内部空洞８に配置される。そして、電極群２では、幅方向が電池１の横方向と一致又は略一致し、かつ、厚み方向が電池１の奥行方向と一致又は略一致する。また、図２等の一例では、複数の集電タブ１６（複数の正極集電タブ１６Ａ及び複数の負極集電タブ１６Ｂ）は、電池１の高さ方向について蓋部材５が位置する側へ、内部空洞８において電極群２から突出する。また、負極集電タブ１６Ｂは、正極集電タブ１６Ａに対して、電池１の横方向に離れて配置される。
また、内部空洞８では、電極群２に、電解液（図示しない）が保持（含浸）される。電解液は、水溶液等の水系電解液であってもよく、電解質を有機溶媒に溶解させた非水電解液であってもよい。また、電解液の代わりに、ゲル状電解質が用いられてもよく、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質が電解質として用いられる場合、電極群２において、固体電解質が、セパレータの代わりに、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間に介在する。この場合、電極群２において、固体電解質により、正極１３Ａが負極１３Ｂに対して電気的に絶縁される。
本実施形態の電池１では、外装部３の蓋部材５に、一対の電極端子２１が取付けられる。電極端子２１は、金属等の導電材料から形成される。一対の電極端子２１の一方が電池１の正極端子２１Ａであり、一対の電極端子２１の正極端子２１Ａとは別の一方が電池１の負極端子２１Ｂである。電極端子２１のそれぞれは、電池１の外部に露出する状態で、蓋部材５の外表面に配置される。一対の電極端子２１は、電池１の横方向について、互いに対して離れて配置される。また、蓋部材５の外表面では、電極端子２１のそれぞれと蓋部材５との間には、絶縁部材２２が設けられる。電極端子２１のそれぞれは、絶縁部材２２等によって、外装部３（外装容器４及び蓋部材５）に対して電気的に絶縁される。
外装部３の内部空洞８には、一対のリード２３が配置される。リード２３のそれぞれは、金属等の導電材料から形成され、リード２３を形成する材料としては、アルミニウム、ステンレス、銅及び鉄等が挙げられる。内部空洞８では、一対のリード２３は、電池１の高さ方向について、電極群２と蓋部材５との間に配置される。また、リード２３のそれぞれは、一体に形成される。一対のリード２３の一方が正極側リード２３Ａであり、一対の電極端子２１の正極側リード２３Ａとは別の一方が負極側リード２３Ｂである。
内部空洞８では、正極集電タブ１６Ａのそれぞれと正極端子２１Ａとの間が、正極側リード２３Ａを介して電気的に接続される。このため、正極側リード２３Ａは、正極集電タブ１６Ａのそれぞれと正極端子２１Ａとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。また、内部空洞８では、負極集電タブ１６Ｂのそれぞれと負極端子２１Ｂとの間が、負極側リード２３Ｂを介して電気的に接続される。このため、負極側リード２３Ｂは、負極集電タブ１６Ｂのそれぞれと負極端子２１Ｂとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。また、負極側リード２３Ｂは、正極側リード２３Ａに対して、電池１の横方向（電極群２の幅方向）に離れて配置される。このため、負極側リード２３Ｂは、正極側リード２３Ａと接触しない。
前述のように一対の電極端子２１のそれぞれへ電極群２が電気的に接続されるため、電池１では、正極集電タブ１６Ａ及び正極側リード２３Ａを間に介して、電極群２が正極端子２１Ａに接続される。そして、負極集電タブ１６Ｂ及び負極側リード２３Ｂを間に介して、電極群２が負極端子２１Ｂに接続される。したがって、電池１では、電極群２と正極端子２１Ａとの間を電気的に接続する正極側の電気的接続構造、及び、電極群２と負極端子２１Ｂとの間を電気的に接続する負極側の電気的接続構造が、一対の電気的接続構造として形成される。一対の電気的接続構造は、電池１の横方向（電極群２の幅方向）に互いに対して離れて配置され、互いに対して接触しない。このため、一対の電気的接続構造は、互いに対して電気的に絶縁される。
また、外装部３の内部空洞８には、スペーサ（電極群押さえ）２５が配置される。スペーサ２５は、電気的絶縁性を有する材料から形成される。スペーサ２５は、電池１の高さ方向について、電極群２と蓋部材５との間に配置される。内部空洞８では、スペーサ２５等によって、集電タブ１６（正極集電タブ１６Ａ及び負極集電タブ１６Ｂ）及び一対のリード２３（正極側リード２３Ａ及び負極側リード２３Ｂ）の外装部３（外装容器４及び蓋部材５）への接触が、防止される。このため、集電タブ１６及びリード２３は、外装部３に対して電気的に絶縁される。また、スペーサ２５は、電池１の高さ方向について底壁６が位置する側へ向かって、電極群２を押圧する。これにより、内部空洞８において、電池１の高さ方向に沿った電極群２の移動が、規制される。
また、図１及び図２等の一例では、蓋部材５に、安全弁２６及び注液口（図示しない）が、形成される。そして、蓋部材５の外表面に、注液口を塞ぐ封止板２７が、溶接される。安全弁２６及び注液口は、電池１の横方向について、一対の電極端子２１の間に配置される。なお、ある一例では、安全弁２６及び注液口等は、電池１に設けられなくてもよい。
以下、一対の電極端子２１のそれぞれへの電極群２の電気的接続構造について、すなわち、前述の一対の電気的接続構造について説明する。図３及び図４は、一対の電極端子２１の一方への電極群２の電気的接続構造及びその近傍の構成を示し、一対の電気的接続構造の一方及びその近傍の構成を示す。図３は、概略的な斜視図であり、電極端子２１へリード２３が接続されていない状態を示す。図４は、電池１の横方向（電極群２の幅方向）の一方側から視た状態を概略的に示す。図５は、一対のリード２３の一方を斜視図で示す。なお、図３及び図４では、一対の電極端子２１の一方への電極群２の電気的接続構造のみが示されるが、一対の電極端子２１の他方への電極群２の電気的接続構造も、図３及び図４に示す電気的接続構造と同様である。そして、図３乃至図５では、一対のリード２３の一方のみが示されるが、一対のリード２３の他方の構成も、図３乃至図５に示す構成と同様である。
図２乃至図４等に示すように、本実施形態では、電極群２から突出する複数の正極集電タブ１６Ａは、複数箇所で束ねられ、正極集電タブ１６Ａによって複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａが形成される。また、電極群２から突出する複数の負極集電タブ１６Ｂは、複数箇所で束ねられ、負極集電タブ１６Ｂによって複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂが形成される。図２乃至図４等の一例では、タブ束１７Ａが２つ形成されるとともに、タブ束１７Ｂが２つ形成される。タブ束１７Ａのそれぞれでは、複数の正極集電タブ１６Ａが、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）に積層され、タブ束１７Ｂのそれぞれでは、複数の負極集電タブ１６Ｂが、電極群２の厚み方向に積層される。このため、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれでの複数の集電タブ１６の積層方向は、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）と一致又は略一致する。
タブ束１７Ａのそれぞれは、複数の正極集電タブ１６Ａから形成されるため、複数のタブ束１７Ａは、互いに対して同一の極性になる。そして、タブ束１７Ｂのそれぞれは、複数の負極集電タブ１６Ｂから形成されるため、複数のタブ束１７Ｂは、互いに対して同一の極性になる。また、タブ束１７Ｂは、タブ束１７Ａに対して、反対の極性になる。タブ束（負極側タブ束）１７Ｂは、タブ束（正極側タブ束）１７Ａに対して、電池１の横方向（電極群２の幅方向）に離れて配置される。このため、タブ束１７Ｂは、タブ束１７Ａと接触しない。
複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａは、電極群２の厚み方向に互いに対してずれて位置する。また、複数のタブ束１７Ａは、電極群２の幅方向（電池１の横方向）に互いに対して離れて位置する。複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂは、電極群２の厚み方向に互いに対してずれて位置する。また、複数のタブ束１７Ｂは、電極群２の幅方向（電池１の横方向）に互いに対して離れて位置する。
正極側の電気的接続構造では、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａのそれぞれが、正極側リード２３Ａに接合される。負極側の電気的接続構造では、複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂのそれぞれが、負極側リード２３Ｂに接合される。複数のタブ束１７Ａは、電極群２の厚み方向について、すなわち、正極集電タブ１６Ａの積層方向について、互いに対してずれた位置で、正極側リード２３Ａに接合される。そして、複数のタブ束１７Ｂは、電極群２の厚み方向について、すなわち、負極集電タブ１６Ｂの積層方向について、互いに対してずれた位置で、負極側リード２３Ｂに接合される。
また、図２乃至図４等の一例では、複数のタブ束１７Ａは、電極群２の幅方向について、互いに対してずれた位置で、正極側リード２３Ａに接合される。そして、複数のタブ束１７Ｂは、電極群２の幅方向について、互いに対してずれた位置で、負極側リード２３Ｂに接合される。なお、図２乃至図４等の一例では、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれは、部材を間に介することなく、直接的にリード２３の対応する一方に接合される。また、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれは、例えば、超音波接合等によって、リード２３の対応する一方に接合される。
また、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａは、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、すなわち、正極集電タブ１６Ａの積層方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層される。そして、複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂは、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、すなわち、負極集電タブ１６Ｂの積層方向について互いに対して同一の側から、負極側リード２３Ｂへ積層される。また、図２等の一例では、タブ束１７Ｂは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、タブ束１７Ａが正極側リード２３Ａへ積層される側から、負極側リード２３Ｂへ積層される。
また、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれは、電極群２との接続部分Ｃを備える。タブ束（正極側タブ束）１７Ａのそれぞれでは、電極群２との接続部分Ｃが正極１３Ａの正極集電体との接続部分に相当し、タブ束（負極側タブ束）１７Ｂのそれぞれでは、電極群２との接続部分Ｃが負極１３Ｂの負極集電体との接続部分に相当する。タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれでは、電極群２への接続部分Ｃによって、電極群２からの突出部分の根元が形成される。
電極群２では、複数のタブ束１７Ａの接続部分Ｃは、電極群２の厚み方向について、互いに対して異なる範囲に形成される。図２乃至図４等の一例では、２つのタブ束１７Ａとして、タブ束１７Ａ１，１７Ａ２が形成される。そして、電極群２へのタブ束１７Ａ１の接続部分Ｃは、電極群２の厚み方向について、範囲α１内に形成され、電極群２へのタブ束１７Ａ２の接続部分Ｃは、電極群２の厚み方向について、範囲α１とは異なる範囲α２内に形成される。範囲α２は、電極群２の厚み方向（電極板１５の積層方向）について、範囲α１からずれるとともに、電極群２の厚み方向について範囲α１とは重ならない。
また、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａのそれぞれでは、正極側リード２３Ａとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、すなわち、電池１の奥行方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲内に位置する。図３及び図４等の一例では、タブ束１７Ａ１において、正極側リード２３Ａとの接合部分は、電極群２の厚み方向（電極板１５の積層方向）について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲α１内に位置する。そして、タブ束１７Ａ２では、正極側リード２３Ａとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲α２内に位置する。なお、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａのそれぞれでは、正極側リード２３Ａとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲の中央位置又は略中央位置に位置することが、好ましい。
同様に、電極群２では、複数のタブ束１７Ｂの接続部分Ｃは、電極群２の厚み方向について、互いに対して異なる範囲に形成される。図２乃至図４等の一例では、２つのタブ束１７Ｂとして、タブ束１７Ｂ１，１７Ｂ２が形成される。そして、電極群２へのタブ束１７Ｂ１の接続部分Ｃは、電極群２の厚み方向について、範囲β１内に形成され、電極群２へのタブ束１７Ｂ２の接続部分Ｃは、電極群２の厚み方向について、範囲β１とは異なる範囲β２内に形成される。範囲β２は、電極群２の厚み方向（電極板１５の積層方向）について、範囲β１からずれるとともに、電極群２の厚み方向について範囲β１とは重ならない。
また、複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂのそれぞれでは、負極側リード２３Ｂとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、すなわち、電池１の奥行方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲内に位置する。図３及び図４等の一例では、タブ束１７Ｂ１において、負極側リード２３Ｂとの接合部分は、電極群２の厚み方向（電極板１５の積層方向）について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲β１内に位置する。そして、タブ束１７Ｂでは、負極側リード２３Ｂとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲β２内に位置する。なお、複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂのそれぞれでは、負極側リード２３Ｂとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲の中央位置又は略中央位置に位置することが、好ましい。
図２乃至図５等に示すように、正極側リード２３Ａは、複数のタブ束１７Ａのそれぞれに対して１つずつ接合板部３１Ａを備え、正極側リード２３Ａには、タブ束１７Ａと同一の数の接合板部３１Ａが設けられる。同様に、負極側リード２３Ｂは、複数のタブ束１７Ｂのそれぞれに対して１つずつ接合板部３１Ｂを備え、負極側リード２３Ｂには、タブ束１７Ｂと同一の数の接合板部３１Ｂが設けられる。接合板部３１Ａ，３１Ｂのそれぞれでは、板厚方向が規定される。そして、接合板部３１Ａ，３１Ｂのそれぞれは、一対の主面を有し、接合板部３１Ａ，３１Ｂのそれぞれでは、一対の主面は、板厚方向について、互いに対して反対側を向く。
内部空洞８では、接合板部３１Ａのそれぞれの板厚方向が電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）に沿う状態で、正極側リード２３Ａが配置される。このため、正極側リード２３Ａの接合板部３１Ａのそれぞれでは、一対の主面は、電極群２の厚み方向について、互いに対して反対側を向く。内部空洞８では、接合板部３１Ｂのそれぞれの板厚方向が電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）に沿う状態で、負極側リード２３Ｂが配置される。このため、負極側リード２３Ｂの接合板部３１Ｂのそれぞれでは、一対の主面は、電極群２の厚み方向について、互いに対して反対側を向く。
正極側リード２３Ａでは、接合板部３１Ａのそれぞれが、複数のタブ束１７Ａの対応する１つに接合される。接合板部３１Ａのそれぞれは、電極群２の厚み方向について、他の接合板部３１Ａと同一の側から、タブ束１７Ａの対応する１つに積層される。タブ束１７Ａと同一の数の接合板部３１Ａは、電極群２の厚み方向について、互いに対してずれて位置する。また、図２乃至図５等の一例では、接合板部３１Ａは、電極群２の幅方向について、互いに対して離れて位置する。
負極側リード２３Ｂでは、接合板部３１Ｂのそれぞれが、複数のタブ束１７Ｂの対応する１つに接合される。接合板部３１Ｂのそれぞれは、電極群２の厚み方向について、他の接合板部３１Ｂと同一の側から、タブ束１７Ｂの対応する１つに積層される。また、図２等の一例では、接合板部３１Ｂのそれぞれは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、接合板部３１Ｂのそれぞれがタブ束１７Ｂの対応する１つへ積層される側から、タブ束１７Ｂの対応する１つへ積層される。タブ束１７Ｂと同一の数の接合板部３１Ｂは、電極群２の厚み方向について、互いに対してずれて位置する。また、図２乃至図５等の一例では、接合板部３１Ｂは、電極群２の幅方向について、互いに対して離れて位置する。
また、正極側リード２３Ａは、中継板部３２Ａを備え、正極側リード２３Ａでは、中継板部３２Ａは、タブ束１７Ａと同一の数の接合板部３１Ａの間を中継する。同様に、負極側リード２３Ｂは、中継板部３２Ｂを備え、負極側リード２３Ｂでは、中継板部３２Ｂは、タブ束１７Ｂと同一の数の接合板部３１Ｂの間を中継する。中継板部３２Ａ，３２Ｂのそれぞれでは、板厚方向が規定される。そして、中継板部３２Ａ，３２Ｂのそれぞれは、一対の主面を有し、中継板部３２Ａ，３２Ｂのそれぞれでは、一対の主面は、板厚方向について、互いに対して反対側を向く。
内部空洞８に配置される正極側リード２３Ａでは、中継板部３２Ａは、板厚方向が電極群２の長さ方向（電池１の高さ方向）に沿う状態で、複数の接合板部３１Ａの間に延設される。同様に、内部空洞８に配置される負極側リード２３Ｂでは、中継板部３２Ｂは、板厚方向が電極群２の長さ方向（電池１の高さ方向）に沿う状態で、複数の接合板部３１Ｂの間に延設される。また、中継板部３２Ａ，３２Ｂのそれぞれには、板厚方向に貫通する孔３３が形成される。リード２３のそれぞれでは、孔３３は、電極群２の長さ方向（電池１の高さ方向）に沿って、中継板部（３２Ａ，３２Ｂの対応する一方）を貫通する。
正極側リード２３Ａでは、中継板部３２Ａの孔３３で、正極端子２１Ａが接続され、負極側リード２３Ａでは、中継板部３２Ｂの孔３３で、負極端子２１Ｂが接続される。したがって、一対のリード２３のそれぞれでは、中継板部（３２Ａ，３２Ｂの対応する一方）において、電極端子２１の対応する一方が接続される。一対の電極端子２１のそれぞれは、カシメ固定、ネジ締結及びレーザー溶接のいずれか、又は、これらの組み合わせによって、中継板部３２Ａ，３２Ｂの対応する一方へ接続される。
前述のように本実施形態では、互いに対して同一の極性となる複数のタブ束１７Ａが、電極群２の長さ方向について、互いに対して同一の側へ電極群２から突出する。そして、複数のタブ束１７Ａのそれぞれが、一対のリード２３の一方である正極側リード２３Ａに接合される。これにより、複数のタブ束１７Ａのそれぞれにおいて、積層される集電タブ１６（正極集電タブ１６Ａ）の数を少なくすることが可能となる。タブ束１７Ａのそれぞれにおける集電タブ１６の数が少なくなることにより、タブ束１７Ａのそれぞれの正極側リード２３Ａへの接合性が、適切に確保される。負極側の電気的接続構造を形成する複数のタブ束１７Ｂのそれぞれについても、正極側の電気的接続構造を形成する複数のタブ束１７Ａと同様に、負極側リード２３Ｂへの接合性が、適切に確保される。
また、本実施形態では、複数のタブ束１７Ａは、電極群２の厚み方向に互いに対してずれた位置で、正極側リード２３Ａに接合される。そして、複数のタブ束１７Ａは、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層される。
ここで、タブ束１７Ａのそれぞれを正極側リード２３Ａに超音波接合等によって接合する作業では、電極群２の厚み方向（集電タブ１６の積層方向）について、正極側リード２３Ａの接合板部３１Ａの対応する１つが積層される側とは反対側から、接合ツールをタブ束１７Ａに当接させる。そして、電極群２の厚み方向について、接合ツールが位置する側とは反対側から、ステージ（アンビル）を正極側リード２３Ａの接合板部３１Ａの対応する１つに当接させ、接合ツールとステージとの間でタブ束１７Ａ及び接合板部３１Ａを挟む。そして、接合ツールとステージとの間でタブ束１７Ａ及び接合板部３１Ａを挟んだ状態で、接合ツールからタブ束１７Ａに超音波振動を伝達し、タブ束１７Ａを接合板部３１Ａの対応する１つに接合する。
本実施形態では、前述のように、複数のタブ束１７Ａは、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層される。このため、タブ束１７Ａのそれぞれを接合板部３１Ａの対応する１つに接合する作業において、他のタブ束１７Ａを正極側リード２３Ａへ接合する作業に対して、電極群２の厚み方向についての接合ツールとステージとの位置関係を逆転する必要がない。したがって、正極側リード２３Ａへの複数のタブ束１７Ａを接合する作業における作業効率が、適切に確保される。負極側の電気的接続構造を形成する複数のタブ束１７Ｂについても、正極側の電気的接続構造を形成する複数のタブ束１７Ａと同様に、負極側リード２３Ｂへ接合する作業における作業効率が、適切に確保される。
また、本実施形態では、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａのそれぞれにおいて、正極側リード２３Ａとの接合部分は、電極群２の厚み方向について、電極群２への接続部分Ｃが形成される範囲内に位置する。これにより、タブ束１７Ａのそれぞれでは、電極群２への接続部分Ｃから正極側リード２３Ａへの接合部分までの延設長を短くすることが可能となる。タブ束１７Ａのそれぞれでは、電極群２への接続部分Ｃから正極側リード２３Ａへの接合部分までの延設長が短くなることにより、複数の集電タブ１６（正極集電タブ１６Ａ）を束ね易くなる。タブ束１７Ａのそれぞれにおいて複数の集電タブ１６が束ね易くなることにより、正極側リード２３Ａへタブ束１７Ａのそれぞれをさらに接合し易くなる。負極側の電気的接続構造を形成する複数のタブ束１７Ｂのそれぞれについても、正極側の電気的接続構造を形成する複数のタブ束１７Ａと同様に、複数の集電タブ１６（正極集電タブ１６Ａ）を束ね易くなり、負極側リード２３Ｂへ接合し易くなる。
また、本実施形態では、正極側リード２３Ａの接合板部３１Ａのそれぞれは、板厚方向が電極群２の厚み方向に沿う状態で、複数のタブ束１７Ａの対応する１つに接合される。そして、正極側リード２３Ａでは、中継板部３２Ａは、板厚方向が電極群２の長さ方向に沿う状態で、タブ束１７Ａと同一の数の接合板部３１Ａの間を中継する。そして、正極側リード２３Ａの中継板部３２Ａに、正極端子２１Ａが接続される。これにより、複数のタブ束１７Ａのそれぞれが前述のように正極側リード２３Ａに接合される構成において、電極群２と正極端子２１Ａとの間の電気的な接続が、適切に実現される。負極側の電気的接続構造についても、正極側の電気的接続構造と同様に、複数のタブ束１７Ｂのそれぞれが前述のように負極側リード２３Ｂに接合される構成において、電極群２と負極端子２１Ｂとの間の電気的な接続が、適切に実現される。
（変形例）
なお、前述の実施形態では、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれが２つずつ形成されるが、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれは、複数形成されれば、３つ以上形成されてもよい。図６及び図７に示す第１の変形例では、互いに対して同一の極性となる３つのタブ束１７Ａが、電極群２の長さ方向について、互いに対して同一の側に突出する。そして、３つのタブ束１７Ａは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、互いに対してずれた位置で、正極側リード２３Ａに接合される。本変形例では、正極側リード２３Ａに３つの接合板部３１Ａが設けられ、タブ束１７Ａのそれぞれは、前述の実施形態等と同様にして、接合板部３１Ａの対応する１つに接合される。本変形例でも、複数（３つ）のタブ束１７Ａは、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層される。
ここで、図６は、一対のリード２３の一方への複数（３つ）のタブ束（１７Ａ又は１７Ｂ）の接合部分及びこれらの近傍の構成を、概略的に示す斜視図である。図７は、一対のリード２３の一方を斜視図で示す。本変形例では、タブ束１７Ｂも３つ形成され、負極側リード２３Ｂに３つの接合板部３１Ｂが形成される。そして、３つのタブ束１７Ｂは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、互いに対してずれた位置で、負極側リード２３Ｂの接合板部３１Ｂの対応する１つに接合される。本変形例でも、複数（３つ）のタブ束１７Ｂは、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、負極側リード２３Ｂへ積層される。
本変形例のようにタブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれが３つ以上形成される構成においても、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。すなわち、タブ束１７Ａが３つ以上設けられる構成であっても、３つ以上のタブ束１７Ａを電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層させることにより、前述の実施形態等と同様に、正極側リード２３Ａへの複数のタブ束１７Ａを接合する作業における作業効率が、適切に確保される。そして、タブ束１７Ｂが３つ以上設けられる構成であっても、３つ以上のタブ束１７Ｂを電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、負極側リード２３Ｂへ積層させることにより、前述の実施形態等と同様に、負極側リード２３Ｂへの複数のタブ束１７Ａを接合する作業における作業効率が、適切に確保される。
また、前述の実施形態等では、複数のタブ束１７Ａ及び複数のタブ束１７Ｂのそれぞれは、一対のリード２３の対応する一方に直接的に接合されるが、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれは、部材を間に介して、リード２３の対応する一方に接合されてもよい。図８に示す第２の変形例では、複数のタブ束１７Ａのそれぞれに、クリップ板（バックアップリード）３５が取付けられる。そして、タブ束１７Ａのそれぞれは、クリップ板３５を間に介して、正極側リード２３Ａに接合される。同様に、タブ束１７Ｂのそれぞれは、クリップ板３５を間に介して、負極側リード２３Ｂに接合される。クリップ板３５のそれぞれは、金属等の導電材料から形成される。なお、図８は、一対の電極端子２１の一方への電極群２の電気的接続構造及びその近傍の構成を示す。図８は、電池１の横方向（電極群２の長さ方向）の一方側から視た状態を概略的に示す。本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。
また、前述の実施形態等では、電極群２において、複数の電極板１５（正極板１５Ａ及び負極板１５Ｂ）が電極群２の厚み方向に積層されるが、電極群２は、前述のスタック構造に限るものではない。図９等に示す第３の変形例では、電極群２は、捲回構造に形成される。本変形例の電極群２では、正極及び負極が捲回軸Ｗを中心として、捲回される。本変形例の電極群２でも、セパレータ等によって、正極と負極との間が電気的に絶縁される。また、電極群２では、前述の実施形態等と同様に、長さ方向、幅方向及び厚み方向が規定される。本変形例では、捲回軸Ｗは、電極群２の長さ方向に沿う。なお、図９は、電極群２及び電極群２から突出する集電タブ１６を概略的に示す斜視図である。
本変形例でも、正極集電タブ１６Ａから、互いに対して同一の極性の複数のタブ束１７Ａが形成され、負極集電タブ１６Ｂから、互いに対して同一の極性の複数のタブ束１７Ｂが形成される。そして、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、互いに対してずれた位置で正極側リード２３Ａに接合され、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層される。また、複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、互いに対してずれた位置で負極側リード２３Ｂに接合され、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、負極側リード２３Ｂへ積層される。したがって、本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。
また、前述の実施形態等では、タブ束（負極側タブ束）１７Ｂは、電極群２の長さ方向について、タブ束（正極側タブ束）１７Ａが突出する側へ、電極群２から突出し、タブ束１７Ａ，１７Ｂは、電池１の高さ方向について、蓋部材５が位置する側へ突出するが、これに限るものではない。図１０に示す第４の変形例では、複数のタブ束１７Ａは、電極群２の長さ方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す方向）の一方側へ、電極群２から突出する。そして、複数のタブ束１７Ｂは、電極群２の長さ方向について、タブ束１７Ａが突出する側とは反対側へ、電極群２から突出する。また、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれでは、複数の集電タブ１６が、電極群２の厚み方向に積層される。
本変形例では、電極群２は、長さ方向が電池の横方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）と一致し、かつ、幅方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す方向）が電池１の高さ方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）と一致する状態で、内部空洞８に配置される。このため、複数のタブ束１７Ａは、電池１の横方向の一方側へ、電極群２から突出し、複数のタブ束１７Ｂは、電池１の横方向について、タブ束１７Ａが突出する側とは反対側へ、電極群２から突出する。ただし、本変形例でも、電極群２の厚み方向は、電池１の奥行方向と一致又は略一致する。このため、タブ束１７Ａ，１７Ｂのそれぞれでは、複数の集電タブ１６が、電池１の奥行方向に積層される。なお、図１０は、一対の電極端子２１の一方への電極群２の電気的接続構造及びその近傍の構成を示す。図１０は、電池１の奥行方向（電極群２の厚み方向）の一方側から視た状態を概略的に示す。
本変形例でも、複数のタブ束（正極側タブ束）１７Ａは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、互いに対してずれた位置で正極側リード２３Ａに接合され、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、正極側リード２３Ａへ積層される。また、複数のタブ束（負極側タブ束）１７Ｂは、電極群２の厚み方向（電池１の奥行方向）について、互いに対してずれた位置で負極側リード２３Ｂに接合され、電極群２の厚み方向について互いに対して同一の側から、負極側リード２３Ｂへ積層される。したがって、本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。
また、外装部３は、前述のように外装容器４及び蓋部材５を備える構成に限るものではない。外装部の内部空洞に電極群が収容され、外部に露出する状態で外装部に一対の電極端子が取付けられる構成であればよい。このような構成であれば、一対の電極端子のそれぞれと電極群との間の前述の電気的接続構造を適用可能である。
また、前述の実施形態では、正極端子と電極群との間の正極側の電気的接続構造、及び、負極端子と電極群との間の負極側の電気的接続構造は、互いに対して同様の構成であるが、これに限るものではない。ある変形例では、一対の電気的接続構造の一方のみが、前述の実施形態等のいずれかと同様に形成されてもよい。すなわち、一対の電気的接続構造の少なくとも一方が、前述の実施形態等と同様に形成されていればよい。
これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、電池において、複数のタブ束は、互いに対して同一の極性となり、電極群の長さ方向について、互いに対して同一の側へ電極群から突出する。複数のタブ束は、電極群の厚み方向に互いに対してずれた位置で、リードに接合され、電極群の厚み方向について互いに対して同一の側から、リードへ積層される。これにより、同一の極性の複数の集電タブから複数のタブ束が形成される構成において、リードへの複数のタブ束の接合における作業効率及び接合性が適切に確保される電池を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…電池、２…電極群、３…外装部、４…外装容器、５…蓋部材、６…底壁、７…周壁、８…内部空洞、１３Ａ…正極、１３Ｂ…負極、１６（１６Ａ，１６Ｂ）…集電タブ、１７Ａ（１７Ａ１，１７Ａ２），１７Ｂ（１７Ｂ１，１７Ｂ２）…タブ束、２１（２１Ａ，２１Ｂ）…電極端子、２３（２３Ａ，２３Ｂ）…リード、３１Ａ，３１Ｂ…接合板部、３２Ａ，３２Ｂ…中継板部。

Claims (7)

  1. 内部空洞が内部に形成される外装部と、
    正極及び負極を備え、前記外装部の前記内部空洞に収納される電極群と、
    前記外装部において外部に露出する状態で前記外装部に取付けられる電極端子と、
    複数の集電タブをそれぞれが備え、それぞれにおいて複数の前記集電タブが前記電極群の厚み方向に積層される複数のタブ束であって、互いに対して同一の極性となり、前記電極群の前記厚み方向に交差する前記電極群の長さ方向について互いに対して同一の側へ前記電極群から突出する複数のタブ束と、
    前記内部空洞において複数の前記タブ束のそれぞれと前記電極端子との間を電気的に接続し、複数の前記タブ束のそれぞれが接合されるリードと、
    を具備し、
    複数の前記タブ束は、前記電極群の前記厚み方向に互いに対してずれた位置で、前記リードに接合されるとともに、前記電極群の前記厚み方向について互いに対して同一の側から、前記リードへ積層される、
    電池。
  2. 複数の前記タブ束のそれぞれは、前記電極群からの突出部分の根元を形成する前記電極群への接続部分を備え、
    前記電極群では、複数の前記タブ束の前記接続部分は、前記電極群の前記厚み方向について、互いに対して異なる範囲に形成され、
    複数の前記タブ束のそれぞれでは、前記リードとの接合部分は、前記電極群の前記厚み方向について、前記電極群への前記接続部分が形成される前記範囲内に位置する、
    請求項１の電池。
  3. 前記リードは、複数の前記タブ束のそれぞれに対して１つずつ設けられる接合板部を備え、
    前記接合板部のそれぞれは、板厚方向が前記電極群の前記厚み方向に沿う状態で、複数の前記タブ束の対応する１つに接合され、
    複数の前記タブ束と同一の数の前記接合板部は、前記電極群の前記厚み方向に互いに対してずれて位置する、
    請求項１又は２の電池。
  4. 前記リードは、複数の前記タブ束と同一の数の前記接合板部の間を中継する中継板部を備え、
    前記中継板部は、板厚方向が前記電極群の前記長さ方向に沿う状態で前記接合板部の間に延設される、
    請求項３の電池。
  5. 前記電極端子は、前記リードの前記中継板部に接続される、請求項４の電池。
  6. 前記外装部は、
    底壁及び周壁を備え、前記底壁が位置する側とは反対側へ前記内部空洞を開口させる外装容器と、
    前記内部空洞の開口を塞ぐ状態で前記外装容器の前記周壁に取付けられ、外表面において外部に露出する状態で前記電極端子が取付けられる蓋部材と、
    を備え、
    複数の前記タブ束のそれぞれは、前記蓋部材が位置する側へ前記電極群から突出する、
    請求項１乃至５のいずれか１項の電池。
  7. 複数の前記タブ束は、前記電極群において前記正極にそれぞれが接続される複数の正極タブ束であり、複数の前記正極タブ束のそれぞれは、前記電極端子となる正極端子に、前記リードとなる正極側リードを介して電気的に接続されるか、及び、
    複数の前記タブ束は、前記電極群において前記負極にそれぞれが接続される複数の負極タブ束であり、複数の前記負極タブ束のそれぞれは、前記電極端子となる負極端子に、前記リードとなる負極側リードを介して電気的に接続されるか、
    の少なくとも一方である、請求項１乃至６のいずれか１項の電池。
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