JP2024037303A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】集電部材と電極体間との距離を縮めつつ、タブの損傷および破損を抑制する電池を提供する。【解決手段】ここに開示される電池100は、第1電極に接続された第1タブ群54を有している。この第1タブ群54の最外面に位置する第1最外タブ51は、電極体20の厚み方向における他方に湾曲する第1湾曲部51aと、一方に湾曲する第2湾曲部51bと、他方に湾曲する第3湾曲部51cを有する。そして、第2湾曲部51bは、電極体20の厚み方向における集電部材36の内側に位置し、第3湾曲部51cは、電極体20の厚み方向における集電部材36の外側に位置し、かつ、集電部材36の電極体20側の面よりも上方に位置する。【選択図】図4

Description

本開示は、電池に関する。
従来、正極及び負極を含む電極体と、上記電極体を収容する電池ケースと、集電部材と、を備え、上記電極体の一方の端部に配置されたタブ群を介して上記電極体と、上記集電部材とが、接続された構成を持つ電池が知られている。特許文献1には、集電部材と引き出し端子との接続部の損傷の抑制を目的として、複数の集電タブが屈曲した状態で電池ケース内に収容されている電池(二次電池)が開示されている。
特開2020-107513号公報
ところで、近年、電池分野においては、電池容量の向上(高体積エネルギー密度化)に対する要求が高まっている。これに対し、本発明者が鋭意検討した結果、特許文献1に開示された電池においては、電池容量の向上に関する考慮がされていない点で、改善の余地があることを見出した。詳述すると、集電部材と電極体間にある空間は電池容量に寄与しない。従って、電池容量の向上を図るためには、集電部材と電極体間との距離を縮め、電池ケース内において、タブ群近傍のスペースを確保する必要がある。
ここに開示される技術の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、集電部材と電極体間との距離を縮めつつ、タブの損傷および破損を抑制する電池を提供することである。
ここに開示される電池は、第1電極及び第2電極を含む電極体と、上記電極体を収容する電池ケースと、を備える。上記電池ケースは、第1壁を含み、上記電極体の上記第1壁側の端部には、上記第1電極に電気的に接続された複数の第1タブからなる第1タブ群が配置され、上記第1壁に沿って配置される集電部材と、上記第1タブ群とが、上記集電部材の上記電極体側の面に接合される。そして、上記第1タブ群は、上記電極体の厚み方向における一方の外面側の最外面に位置する第1最外タブを含み、上記第1最外タブは、第1湾曲部、第2湾曲部、および、第3湾曲部を有する。ここで、上記第1湾曲部において、上記第1最外タブは、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲し、上記第2湾曲部において、上記第1最外タブは、上記電極体の厚み方向における一方の外面側に向かって湾曲し、上記第3湾曲部において、上記第1最外タブは、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲し、上記第2湾曲部の少なくとも一部領域は、上記集電部材の上記電極体の厚み方向における一方の外面側の端部より、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に位置し、上記第3湾曲部の少なくとも一部領域は、上記集電部材の上記電極体の厚み方向における一方の外面側の端部より、上記電極体の厚み方向における一方の外面側に位置し、上記第3湾曲部の少なくとも一部領域は、上記集電部材の上記電極体側の面よりも、上記第1壁側に位置する。
かかる構成によると、電極部材と電極体間の距離を縮めることができるため、電池ケース内において、タブ群近傍のスペースを確保することができる。これにより、電池ケース内において、電極体の体積を増やすことが出来るため、電池容量の向上(高体積エネルギー密度化)を図ることが出来る。更に、かかる構成によると、電池に対し外部からの振動や衝撃等が加わった際に、タブの損傷および破損のリスクを軽減することが出来る。
一実施形態に係る電池を模式的に示す斜視図である。 図1のII-II線に沿う模式的な縦断面図である。 一実施形態に係る電池の正極タブ群および電極の近傍を模式的に示す断面図である。 図2のIV-IV線に沿う模式的な縦断面図である。 図2のV-V線に沿う模式的な縦断面図である。 一実施形態に係る電池の製造方法における集箔形状成形工程を模式的に説明する側面図である。 一実施形態に係る電池の製造方法における集箔形状成形工程を模式的に説明する平面図である。 一実施形態に係る電池の製造方法における集電部材形成工程を模式的に説明する断面図である。 第2の実施形態に係る電池の図2対応図である。 図9のX-X線に沿う模式的な横断面図である。
以下、図面を参照しながらここに開示される技術に係る実施の形態を説明する。なお、本明細書において言及していない事柄であって、ここに開示される技術の実施に必要な事柄は、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。ここに開示される技術は、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。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。なお、本明細書において「A~B」として表現される数値範囲には、AおよびBが含まれるとともに、「好ましくはAより大きい」および「好ましくはBより小さい」の意を包含するものとする。
なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、一次電池と二次電池とを包含する概念である。また、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。
図1は、第1実施形態に係る電池100を模式的に示す斜視図である。図2は、図1中のII-II線に沿う模式的な縦断面図である。なお、以下の説明において、図面中の符号L、R、F、Rr、U、Dは、左、右、前、後、上、下を表す。また、図面中の符号Xは、電池100の短辺方向を示し、符号Yは、電池100の長辺方向を示し、符号Zは、電池100の上下方向を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電池100の設置形態を何ら限定するものではない。
図1、図2に示すように、電池100は、電池ケース1と、電極体20と、正極端子6と、負極端子8と、正極集電部材35と、負極集電部材45と、を備えている。図示は省略するが、電池100は、ここではさらに電解液を備えている。電池100は、ここに開示される正極タブ群54および/または負極タブ群64を備えることによって特徴付けられ、それ以外の構成は従来同様であってよい。ここでは、電池100は非水電解液二次電池である。正極タブ群54および負極タブ群64は、ここに開示される技術における、「第1タブ群」の一例である。また、正極集電部材35および負極集電部材45は、ここに開示される技術における、「集電部材」の一例である。
電池ケース1は、電極体20を収容する筐体である。図1に示すように、電池ケース1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1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1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く、アルミニウム、アルミニウム合金からなることが特に好ましい。図1および図2に示すように、電池ケース1は、開口12uを有する外装体12と、開口12uを封口する封口板14と、を備えている。外装体12および封口板14は、電極体20の収容数(1つまたは複数。ここでは、複数。)や、サイズ等に応じた大きさを有している。封口板14は、ここに開示される技術における、第1壁(第1面)の一例である。
外装体12は、図1、図2から分かるように、上面に開口12uを有する有底かつ角型の容器である。外装体12は、図1に示すように、底部12dと、底部12dの長辺から上方に延び相互に対向する一対の第1側壁12aと、底部12dの短辺から上方に延び相互に対向する一対の第2側壁12bと、を備えている。底部12dは、略矩形状である。ここでは、第1側壁12aの面積は、第2側壁12bの面積より大きい。底部12dは、開口12u(図2参照)と対向している。封口板14は、外装体12の開口12uを塞ぐように外装体12に取り付けられた平面略矩形の板状部材である。封口板14は、外装体12の底部12dと対向している。封口板14は、略矩形状である。電池ケース1は、外装体12の開口12uの周縁に封口板14が接合(例えば溶接接合)されることによって、一体化されている。これによって、電池ケース1は気密に封止(密閉)されている。
図2に示すように、封口板14には、注液孔15と、ガス排出弁17と、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、電池ケース1の内部に電解液を注液するための貫通孔である。注液孔15は、電解液の注液後に封止部材16によって封止されている。ガス排出弁17は、電池ケース1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1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。
電解液としては、従来公知の電池において使用されているものを特に制限なく使用できる。一例として、非水系溶媒に支持塩を溶解させた非水電解液が挙げられる。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、LiPF等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。電解液は、必要に応じて添加剤を含有してもよい。
正極端子6は、封口板14の長辺方向Yの一方の端部(図1、図2の左端部)に取り付けられている。負極端子8は、封口板14の長辺方向Yの他方の端部(図1、図2の右端部)に取り付けられている。正極端子6および負極端子8は、端子引出孔18、19に挿通され、封口板14の外側の表面に露出している。正極端子6は、外装体12の内部で、正極集電部材35を介して電極体20の正極3(図3参照)と電気的に接続されている。負極端子8は、外装体12の内部で、負極集電部材45を介して電極体20の負極4(図3参照)と電気的に接続されている。正極端子6および負極端子8は、ガスケット72および絶縁部材80によって封口板14と絶縁されている。また、正極端子6と正極集電部材35との間または負極端子8と負極集電部材45との間に、電流遮断機構(CID)を設置してもよい。正極端子6および負極端子8は、ここに開示される技術における、端子の一例である。
正極端子6は、電池ケース1の外側において、板状の正極外部導電部材70と電気的に接続されている。負極端子8は、電池ケース1の外側において、板状の負極外部導電部材71と電気的に接続されている。正極外部導電部材70および負極外部導電部材71は、バスバー等の外部接続部材を介して、他の二次電池や外部機器と接続される。正極外部導電部材70および負極外部導電部材71は、導電性に優れた金属から構成されていることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で構成されている。正極外部導電部材70および負極外部導電部材71は、外部樹脂部材74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70および負極外部導電部材71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。
正極端子6は、金属製であることが好ましく、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることがより好ましい。負極端子8は、金属製であることが好ましく、例えば銅または銅合金からなることがより好ましい。負極端子8は、2つの導電部材が接合され一体化されて構成されていてもよい。例えば、負極集電部材45と接続される部分が銅または銅合金からなり、封口板14の外側の表面に露出する部分がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなっていてもよい。
ここでは、電池ケース1内に複数個(ここでは2個)の電極体20が、それぞれの電極体20の厚み方向(「電極体20の積層方向」ともいう。ここでは短辺方向X。)が同じ方向になるように収容されている(図4参照)。ただし、1つの外装体12の内部に配置される電極体20の数は特に限定されず、3個以上(複数)であってもよいし、1個であってもよい。電極体20は、ここでは樹脂製シートからなる電極体フォルダ9(図2および4参照)に覆われた状態で、外装体12の内部に配置されている。これにより、電極体20が外装体12と直接接触することを防止できる。
図3は、本実施形態に係る正極タブ群54および電極体20の近傍を模式的に示す部分拡大縦断面図である。図3では、正極タブ群54および電極体20は、正極集電部材35と接続する前の状態であり、電池ケース1に収容する前の状態である。図3では、説明の便宜上、正極タブ群54を構成する正極タブ50の枚数を4枚で示しているが、実際にはより多く(例えば10枚以上)の正極タブ50から構成されることが好ましい。
図3に示すように、電極体20は正極3と負極4とがセパレータ7を介して絶縁された状態で積層される。電極体20は、例えば、帯状の正極3と帯状の負極4とが帯状のセパレータ7を介して絶縁された状態で積層され、捲回軸を中心として捲回されてなる扁平な捲回電極体であってもよい。また、電極体20は、複数枚の方形状(典型的には矩形状)の正極3と方形状(典型的には矩形状)の負極4とが方形状(典型的には矩形状)のセパレータ7を介して絶縁された状態で積み重ねられてなる積層電極体であってもよい。正極3および負極4は、ここに開示される技術における、「第1電極」および「第2電極」の一例である。
図3に示すように、正極3は、正極集電体30と、正極集電体30上に固着された正極活物質層31と、正極保護層32と、を有する。ただし、正極保護層32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。正極集電体30は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっており、アルミニウム、アルミニウム合金からなることが好ましい。正極活物質層31は、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な正極活物質(例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物)を含む層である。正極保護層32は、例えば、アルミナ等の無機フィラーを含む層である。
図3に示すように、負極4は、負極集電体40と、負極集電体40上に固着された負極活物質層41と、を有する。負極集電体40は、例えば銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっており、銅、銅合金からなることが好ましい。負極活物質層41は、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な負極活物質(例えば、黒鉛等の炭素材料)を含む層である。
セパレータ7は、正極3の正極活物質層31と、負極4の負極活物質層41と、を絶縁する部材である。セパレータ7としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂からなる多孔性の樹脂製シートが好適である。なお、セパレータ7の表面には、無機フィラーを含む耐熱層(Heat Resistance Layer:HRL)が設けられていてもよい。
図2に示すように、電極体20の上部には、複数の正極タブ50からなる正極タブ群54と、複数の負極タブ60からなる負極タブ群64とが突出している。正極タブ50および負極タブ60は、ここに開示される技術における、「第1タブ」の一例である。また、正極タブ群54および負極タブ群64は、ここに開示される技術における、「第1タブ群」の一例である。電池100は、ここでは、電極体20の上方に正極タブ群54と負極タブ群64とが位置する、所謂、上タブ構造である。詳しい構造については後述するが、図2に示すように、正極タブ群54は正極集電部材35(具体的には正極第1集電部36の下面36d、図4参照。)と接合された状態で湾曲されている。同様に負極タブ群64は、負極集電部材45(具体的には負極第1集電部46の下面46d、図5参照。)と接合された状態で湾曲されている。正極第1集電部36の下面36dおよび負極第1集電部46の下面46dは、ここに開示される技術における、「集電部材の電極体側の面」の一例である。
複数の正極タブ50は、ここではそれぞれ台形状である。ただし、正極タブ50の形状はこれに限定されない。また、複数の正極タブ50のサイズも特に限定されない。正極タブ50の形状やサイズは、例えば正極集電部材35に接続される状態を考慮し、その形成位置等によって、適宜調整することができる。正極タブ50は、ここでは正極集電体30の一部である。正極タブ50は、金属箔からなることが好ましく、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔からなることがより好ましい。ここでは、正極タブ50は、正極集電体30の正極活物質層31および正極保護層32が形成されていない部分(いわゆる集電体露出部)である。ただし、正極タブ50は、正極集電体30とは別の部材であってもよい。正極タブ50の厚みは、5~40μmが好ましく、8~30μmがより好ましく、10~25μmが更に好ましい。
複数の負極タブ60は、ここではそれぞれ台形状である。ただし、負極タブ60の形状はこれに限定されない。また、複数の負極タブ60のサイズも特に限定されない。負極タブ60の形状やサイズは、例えば負極集電部材45に接続される状態を考慮し、その形成位置等によって、適宜調整することができる。負極タブ60は、ここでは負極集電体40の一部である。負極タブ60は、金属箔からなることが好ましく、銅箔又は銅合金箔からなることがより好ましい。ここでは、負極タブ60は、負極集電体40の負極活物質層41が形成されていない部分(いわゆる集電体露出部)である。ただし、負極タブ60は、負極集電体40とは別の部材であってもよい。負極タブ60の厚みは、3~40μmが好ましく、5~30μmがより好ましく、5~20μmが更に好ましい。
正極タブ群54における正極タブ50の積層枚数、および、負極タブ群64における負極タブ60の積層枚数は、10枚以上が好ましく、20枚以上がより好ましく、30枚以上がさらに好ましい。正極タブ群54と正極集電部材35(正極第1集電部36)との接合、および、負極タブ群64と負極集電部材45(負極第1集電部46)の接合は、例えば、超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接等が好ましい。これにより導通信頼性を向上することができる。
正極集電部材35は、電極体20の正極タブ群54と正極端子6とを電気的に接続する導通経路を構成する。正極集電部材35は、ここに開示される技術における、「集電部材」の一例である。正極集電部材35は、図2に示すように、正極第1集電部(接続部)36と、正極第2集電部38と、を備える。図2に示すように、正極第1集電部36は、ここでは封口板14の内側面に沿って長辺方向Yに延びる板状の導電部材である。図2に示すように、正極第1集電部36の端部は、正極タブ群54と電気的に接続される。図2に示すように、正極第2集電部38は、ここでは封口板14の内側面に長辺方向Yに沿って延びている。正極第2集電部38の端部は、正極端子6の下端部6cと電気的に接続される。正極端子6および正極集電部材35(正極第1集電部36および正極第2集電部38)は、導電性に優れた金属から構成されることが好ましく、例えばアルミニウムやアルミニウム合金で構成される。
負極集電部材45は、電極体20の負極タブ群64と負極端子8とを電気的に接続する導通経路を構成する。負極集電部材45は、ここに開示される技術における、「集電部材」の一例である。負極集電部材45は、図2に示すように、負極第1集電部(接続部)46と、負極第2集電部48と、を備える。図2に示すように、負極第1集電部46は、ここでは封口板14の内側面に沿って長辺方向Yに延びる板状の導電部材である。図2に示すように、負極第1集電部46の端部は、負極タブ群64と電気的に接続されている。図2に示すように、負極第2集電部48は、ここでは封口板14の内側面に長辺方向Yに沿って延びている。負極第2集電部48の端部は、負極端子8の下端部8cと電気的に接続されている。負極端子8および負極集電部材45(負極第1集電部46および負極第2集電部48)は、導電性に優れた金属から構成されていることが好ましく、例えば銅や銅合金で構成されている。
電池100の厚み方向(電極体20の厚み方向。図4および図5の短辺方向X。)において、正極第1集電部36および負極第1集電部46の幅は、封口板14の幅に対して、50%以上が好ましく、60%以上がより好ましい。また、正極第1集電部36および負極第1集電部46の幅は、封口板14の幅より6mm以上小さいことが好ましい。正極第1集電部36および負極第1集電部46の厚みは、0.3mm~3mmであることが好ましく、0.5~2.5mmであることがより好ましい。
図4は、図2のIV-IV線に沿う模式的な縦断面図である。図4では、説明の便宜上、正極タブ群54のうち、正極第1最外タブ51と正極第2最外タブ52以外は省略している。また、図4では、短辺方向Xにおける電池100の中心線CLを一点鎖線で示している。なお、以下では正極タブ群54側のタブ構造を例として詳しく説明するが、負極タブ群64側の電池構造についても同様であってよい。その場合、以下の記載において、「正極」の個所を適宜「負極」と読み替えることができる。また、以下では、図4に示す電極体20のうち、左側の電極体20を例として詳しく説明するが、他の電極体20(図4では右側)の構造についても同様であってよい。
図4に示すように、電極体20は、電極体20の厚み方向(短辺方向X)において、第1外面21と、第2外面22と、を有する。ここでは、第1外面21は、第1側壁12aと対面する側(換言すれば、第1側壁12aに近い側)の面である。第2外面22は、外装体12の他方の第1側壁12aに近い側の面である。電池ケース1(外装体12)の中に複数の電極体20が収容されている場合、第2外面22は、電池100の厚み方向(電極体20の厚み方向。ここでは短辺方向X)において、電池100の中心線CL側となる。例えば、図4に示すように、電池ケース1(外装体12)の中に2個の電極体20が収容されている場合、各々の電極体20の第2外面22同士が互いに当接することで、境界面23を形成する。この時、境界面23は、電池100の中心線CLと一致することが好ましい。なお、第1外面21は、ここに開示される技術における、「電極体の厚み方向における一方の外面」の一例である。また、第2外面22は、ここに開示される技術における、「電極体の厚み方向における他方の外面」の一例である。
図2および4に示すように、上下方向Zにおいて、絶縁部材80は、封口板14と正極集電部材35(正極第1集電部36および正極第2集電部38)との間に配置される。図4に示すように、絶縁部材80は、ベース部82と、壁部84と、を有する。ベース部82は、封口板14の内側面に沿って水平に広がる平板状部分である。壁部84は、短辺方向Xにおいてベース部82の両端から電極体20方向(上下方向ZのD方向)に向かって突出し、相互に対向する。図4に示すように、ベース部82は、封口板14の下面と、正極集電部材35(正極第1集電部36および正極第2集電部38)の上面との間に配置され、かしめ加工によって、上下方向Zに圧縮されている。図4に示すように、ここでは、壁部84の内側壁は、正極タブ第3湾曲部51cと対向する。これにより、電池100に不都合(例えば、正極第1最外タブ51の箔切れ、電極体フォルダ9のズレなど)が発生した場合においても、正極タブ50が電池ケース1と接触することを防ぐ。従って、好適に電池100の短絡を防ぐことができる。絶縁部材80は、使用する電解液に対する耐性と電気絶縁性とを有し、弾性変形が可能な樹脂材料、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等で構成されていることが好ましい。
図3および4に示すように、正極タブ群54は、第1外面21側のうち、最外面に位置する側に正極第1最外タブ51を有している。その一方で、正極タブ群54は、第2外面22側のうち、最外面に位置する側に正極第2最外タブ52を有している。さらに正極第1最外タブ51は、正極第1最外タブ51の根元から先端にむかって、正極タブ第1湾曲部51a、正極タブ第2湾曲部51bおよび正極タブ第3湾曲部51cを有する。同様に、いくつかの好適な実施形態において、正極第2最外タブ52は、正極第2最外タブ52の根元から先端にむかって、正極タブ第4湾曲部52aおよび正極タブ第5湾曲部52bを有する。なお、正極第1最外タブ51は、ここに開示される技術における、「第1最外タブ」の一例である。正極第2最外タブ52は、ここに開示される技術における、「第2最外タブ」の一例である。また、正極タブ第1湾曲部51a、正極タブ第2湾曲部51b、正極タブ第3湾曲部51c、正極タブ第4湾曲部52a、および、正極タブ第5湾曲部52bは、それぞれ、ここに開示される技術にける、「第1湾曲部」、「第2湾曲部」、「第3湾曲部」、「第4湾曲部」および「第5湾曲部」の一例である。
図4に示すように、正極タブ群54は、正極第1集電部36と接合されている。詳述すれば、正極第1集電部36の下面36dと正極第1最外タブ51とが接触(換言すれば、正極タブ群54のうち正極第1集電部36に最も近い位置に配置)するようにして接合されている。その一方で、正極第2最外タブ52は、正極タブ群54のうち正極第1集電部36に最も遠い位置に配置される。
図4に示すように、正極第1最外タブ51は正極タブ第1湾曲部51aにおいて、電極体20の厚み方向(短辺方向X)に対して、第2外面22方向(以下、「第2方向」ともいう。)に向かって湾曲する。更に、正極第1最外タブ51は、正極タブ第2湾曲部51bにおいて、電極体20の厚み方向Xに対して、第1外面21方向(以下、「第1方向」ともいう。)に向かって湾曲する。そして、正極第1最外タブ51は、正極タブ第3湾曲部51cにおいて、電極体20の厚み方向(短辺方向X)に対して、第2方向に向かって湾曲する。
図4に示すように、正極タブ第2湾曲部51bは、正極第1集電部36の第1方向側の端部(図4の左端部)より第2方向側に位置する。ただし、正極タブ第2湾曲部51bの全体が正極第1集電部36の第1方向側の端部より第2方向側に位置する必要はない。正極タブ第2湾曲部の51bのうち、少なくとも一部の領域が正極第1集電部36の第1方向側の端部より第2外面22側に位置していればよい。正極第1集電部36の第1方向側の端部と、正極タブ第2湾曲部51bとの、電極体20の厚み方向(図4の短辺方向X)に平行な方向の距離D1は、1mm以上が好ましく、2mm以上がより好ましい。また、距離D1は、例えば、正極第1集電部36の厚みの100%以上であり、150%以上であることが好ましい。
図4に示すように、正極タブ第3湾曲部51cは、正極第1集電部36の第1方向側の端部(図4の左端部)より第1方向側に位置する。ただし、正極タブ第3湾曲部51cの全体が正極第1集電部36の第1方向側の端部より第1方向側に位置する必要はない。正極タブ第3湾曲部のうち、少なくとも一部の領域が正極第1集電部36の第1方向側の端部より第1外面21側に位置していればよい。正極第1集電部36の第1方向側の端部と、正極タブ第3湾曲部51cとの、電極体20の厚み方向(図4の短辺方向X)に平行な方向の距離D2は、1mm以上が好ましく、2mm以上がより好ましい。また、距離D2は、例えば、正極第1集電部36の100%以上であり、150%以上であることが好ましい。また、図4に示すように、正極タブ第3湾曲部51cは、正極第1集電部36の下面36d(換言すれば電極体20側の面)より封口板14側に位置する。ただし、正極タブ第3湾曲部51cの全体が、正極第1集電部36の下面36d(正極第1集電部36における電極体20側の面)より封口板14側に位置する必要はない。正極タブ第3湾曲部51cのうち、少なくとも一部の領域が正極第1集電部36の下面36dより封口板14側に位置していればよい。正極第1集電部36の下面36dと、正極タブ第3湾曲部51cの上端との、正極第1集電部36の厚み方向(図4の上下方向Z)に平行な方向の距離T1は、0.5mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましい。また、距離T1は、例えば、正極第1集電部36の厚みの30%以上であり、50%以上であることが好ましい。
上記した構成によれば、正極タブ50の損傷および破損のリスクを軽減しながら、上下方向Zにおける正極第1集電部36の下面36dから電極体20の正極第1集電部36側端部までの距離L1を短縮することが可能となる。従って、電池ケース1内において、電極体20の体積を上下方向Zに増やすことが出来るため、電池100の容量の向上(高体積エネルギー密度化)を図ることが出来る。さらに、上記した構成によれば、外部から振動や衝撃等が加わっても、正極タブ第3湾曲部51cが押しつぶされることが緩和される。従って、より好適に正極タブ50の箔切れリスクを低減することができる。
図4に示すように、正極第2最外タブ52は正極タブ第4湾曲部52aにおいて、電極体20の厚み方向(短辺方向X)に対して、第1方向に向かって湾曲する。さらに、図4に示すように、正極第2最外タブ52は、正極タブ第5湾曲部52bにおいて、電極体20の厚み方向(短辺方向X)に対して、第2方向に向かって湾曲する。これにより、より好適に正極タブ50の損傷および破損のリスクを軽減しながら、距離L1を短縮することが可能となる。
なお、正極タブ第1湾曲部51a、正極タブ第2湾曲部51b、正極タブ第3湾曲部51c、正極タブ第4湾曲部52aおよび正極タブ第5湾曲部52bの曲率半径は、例えば、おおよそ0.2~2mmであり得る。
図4に示すように、正極第1最外タブ51においては、正極タブ第1湾曲部51aと正極タブ第2湾曲部51bとの間に位置する部分と、正極タブ第2湾曲部51bと正極タブ第3湾曲部51cとの間に位置する部分と、が接触する領域である正極タブ第1接触領域55を有する。他方で、正極第2最外タブ52においては、正極第1最外タブ51においては、正極タブ第4湾曲部52aと正極タブ第5湾曲部52bとの間に位置する部分と、正極タブ第5湾曲部52bと正極タブ第5湾曲部52bより正極第2最外タブ52の先端側(正極タブ第5湾曲部52bから正極第2最外タブ52の先端にかけての領域)に位置する部分と、が接触する領域である正極タブ第2接触領域56を有する。これにより、より好適に正極タブ50の損傷および破損のリスクを軽減しながら、距離L1を短縮することができる。ただし、正極タブ第1接触領域55および正極タブ第2接触領域56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。
図4に示すように、電池100が複数の電極体20を有する場合、電極体20はそれぞれ正極タブ群54を有する。そして、電極体20の厚み方向(短辺方向X)において、それぞれの電極体20の反対側の外面側(ここでは第1外面21)に、正極第1最外タブ51がそれぞれ配置される。これにより、より好適に正極タブ50の損傷および破損のリスクを軽減しながら、距離L1を短縮することができる。ここでは、それぞれの電極体20の正極第1最外タブ51と正極第1集電部36の下面36dとが接触するようにして接合されている。このとき、図4に示すように、それぞれの電極体20の正極タブ群54の形状(折り曲げ形状、あるいは湾曲形状)が、境界面23(即ち、電池100の中心線CL)に対して略対称であることが好ましい。なお、ここに開示される技術における「略対称」は、大まかにみて対称のことを指す。従って、細部(例えば、曲がり方等)が異なる場合も、大まかにみて対称であれば「略対称」に含有される。
なお、ここに開示される技術においては、負極タブ群64についても、正極タブ群54と同様の構造をとることができる。図5は、図2のV-V線に沿う模式的な縦断面図である。なお、図5では、説明の便宜上、負極タブ群64のうち、負極第1最外タブ61と負極第2最外タブ62以外は省略している。また、以下では、図5に示す電極体20のうち、左側の電極体20を例として詳しく説明するが、他の電極体20(図5では右側)の構造についても同様であってよい。なお、負極第1最外タブ61は、ここに開示される技術における、「第1最外タブ」の一例である。また、負極第2最外タブ62は、ここに開示される技術における、「第2最外タブ」の一例である。
図5に示すように、負極タブ群64は、第1外面21側のうち、最外面に位置する側に負極第1最外タブ61を有している。その一方で、負極タブ群64は、第2外面22側のうち、最外面に位置する側に負極第2最外タブ62を有している。さらに負極第1最外タブ61は、負極第1最外タブ61の根元から先端(上下方向ZのU方向)にむかって、負極タブ第1湾曲部61a、負極タブ第2湾曲部61bおよび負極タブ第3湾曲部61cを有する。同様に、いくつかの好適な実施形態において、負極第2最外タブ62は、負極第2最外タブ62の根元から先端(上下方向ZのU方向)にむかって、負極タブ第4湾曲部62aおよび負極タブ第5湾曲部62bを有する。図5に示すように、負極タブ群64の構成は、上記した正極タブ群54と同様であってよい。これにより、負極タブ60の損傷および破損のリスクを軽減しながら、上下方向Zにおける負極第1集電部46の下面46dから電極体20の負極第1集電部46側端部までの距離L2を短縮することが可能となる。従って、電池ケース1内において、電極体20の体積を上下方向Zに増やすことが出来るため、電池100の容量の向上(高体積エネルギー密度化)を図ることが出来る。さらに、上記した構成によれば、外部から振動や衝撃等が加わっても、負極タブ第3湾曲部61cが押しつぶされることが緩和される。従って、より好適に負極タブ60の箔切れリスクを低減することができる。なお、負極第1最外タブ61は、ここに開示される技術における、「第1最外タブ」の一例である。負極第2最外タブ62は、ここに開示される技術における、「第2最外タブ」の一例である。また、負極タブ第1湾曲部61a、負極タブ第2湾曲部61b、負極タブ第3湾曲部61c、負極タブ第4湾曲部62a、および、負極タブ第5湾曲部62bは、それぞれ、ここに開示される技術にける、「第1湾曲部」、「第2湾曲部」、「第3湾曲部」、「第4湾曲部」および「第5湾曲部」の一例である。
<電池100の製造方法>
電池100の製造方法は、上記したような正極タブ群54および/または負極タブ群64を備える電極体20を用いることで特徴付けられる。それ以外の製造プロセスは従来同様であってよい。電池100は、上記したような電池ケース1(外装体12および封口板14)と、電極体20(1個、または複数。ここでは、2個。)と、電解液と、正極端子6と、負極端子8と、正極集電部材35(正極第1集電部36および正極第2集電部38)と、負極集電部材45(負極第1集電部46および負極第2集電部48)と、を用意し、例えば、集箔形状成形工程と、第1接合工程と、組み付け工程と、集電部材形成工程と、タブ群折り曲げ工程と、挿入工程と、封止工程と、を典型的にはこの順序で含む製造方法によって製造することができる。また、ここに開示される製造方法は、任意の段階でさらに他の工程を含んでもよい。
(集箔形状成形工程)
集箔形状成形工程では、正極タブ群54に正極タブ第1湾曲部51a、正極タブ第2湾曲部51b、および、正極タブ第4湾曲部52aを、負極タブ群64に負極タブ第1湾曲部61a、負極タブ第2湾曲部61b、および、負極タブ第4湾曲部62aを、それぞれ仮成形する。ここでは、図6および図7を参照しながら集箔形状成形工程について説明する。なお、ここでは説明の便宜上、1個の電極体20を例にして集箔形状成形工程について説明するが、電池100が複数の電極体20を有する場合、他の電極体20についても同様の工程を行うことができる。図6は、電池100の製造方法における集箔形状成形工程を模式的に説明する側面図である。図7は、電池100の製造方法における集箔形状成形工程を模式的に説明する平面図である。
集箔形状成形工程では、図6および図7に示すように、ホルダー90上に正極第1集電部36を、正極第1集電部36の下面36dが上下方向Zの上側になるように配置する。さらに、正極第1集電部36上に正極タブ群54を、正極第1集電部36の下面36dと正極第1最外タブ51とが当接するように配置する。そして、電極体20の厚み方向(正極タブ群54折り曲げ前の状態における正極タブ群54の積層方向。ここでは、図6の上下方向Z。)において、第1外面21側から電極体20の厚み方向にタブ成形型98を第2外面22方向に押し付ける。ここで、タブ成形型98は板状(換言すれば、へら状)の治具である。そして、電極体20の厚み方向(上下方向Z)において、タブ押さえ96を第2外面22側から正極タブ群54の積層方向(第1外面21方向)に押し付ける。図7に示すように、タブ押さえ96は、長辺方向Yに沿って、間隔をおいて複数箇所(ここでは2か所)の正極タブ群54押さえる部分を有する。ここで、短辺方向Xにおける、タブ押さえ96とタブ成形型98との間隔は正極タブ群54の厚みに対して2倍程度であることが好ましい。また、タブ押さえ96は、タブ浮き防止の観点から、上下方向Zにおいて、正極タブ群54の密着厚み(正極タブ群54の厚み方向における正極第2最外タブ52の位置)より0~0.5mm上位置(上側)に配置することが好ましい。
これにより、正極タブ群54に正極タブ第1湾曲部51a、正極タブ第2湾曲部51b、および、正極タブ第4湾曲部52aを仮形成することができる。また、集箔形状成形工程を経ることにより、後の挿入工程において、正極タブ群54および負極タブ群64の箔切れのリスクを軽減しつつ、最終的なタブ形状を成形することができる。ただし、集箔形状成形工程を経た時点では、正極タブ第1湾曲部51a、正極タブ第2湾曲部51b、および正極タブ第4湾曲部52aの最終的な形状は形成されていない。なお、負極タブ群64の集箔形状成形方法も、上記した正極タブ群54の成形方法と同様であってよい。
(第1接合工程)
第1接合工程では、正極タブ群54と正極第1集電部36、および、負極タブ群64と負極第1集電部46を電気的に接合する。ここでは、超音波ホーンとアンビル(受け治具)による超音波接合を例に説明するが、第1接合工程における接合方法はこれに限定されず、例えば、上記した接合方法を用いてよい。超音波接合により第1接合工程を行う場合、正極タブ群54と、正極第1集電部36と、超音波ホーンとアンビルとで挟む。ここでは、超音波ホーンは複数のタブ押さえ96の間に配置される。そして、超音波ホーンをアンビルの方向に押しつけながら超音波ホーンを振動させることにより、正極タブ50同士、さらに、正極タブ群54と正極第1集電部36とが接合される。なお、負極タブ群64と負極第1集電部46の接合方法も、上記した正極タブ群54と正極第1集電部36の接合方法と同様であってよい。
(組付け工程)
組付け工程では、封口板14に、正極端子6と、負極端子8と、正極第2集電部38と、負極第2集電部48と、ガスケット72と、絶縁部材80と、を組み付ける。正極端子6と、正極第2集電部38は、例えば、かしめ加工(リベッティング)によって封口板14に固定する。かしめ加工は、正極端子6と封口板14との間にガスケット72を挟み、さらに封口板14と正極第2集電部38との間に絶縁部材80を挟んで行われる(図8参照)。これにより、正極端子6の下端部6cがかしめられる。このようなかしめ加工によって、ガスケット72と絶縁部材80のベース部82とが圧縮され、ガスケット72と封口板14と絶縁部材80と正極第2集電部38とが封口板14に一体に固定されるとともに、端子引出孔18がシールされる。なお、負極端子8および負極第2集電部48の組付け方法も、上記した正極端子6および正極第2集電部38の組付け方法と同様であってよい。
(集電部材形成工程)
集電部材形成工程では、正極第1集電部36と正極第2集電部38、および、負極第1集電部46と負極第2集電部48とを接合することで、正極集電部材35および負極集電部材45を形成する。ここでは、図8を参照しながら、集電部材形成工程について説明する。図8は、電池100の製造方法における集電部材形成工程を模式的に説明する断面図である。図8は、図2のVIII-VIII線に沿う模式的な縦断面図に対応する。
集電部材形成工程では、まず、正極タブ群54が接合された正極第1集電部36を、封口板14に取り付けられた正極第2集電部38上に配置する。この時、図8に示すように、正極第1集電部36の中心と正極第2集電部38の中心とが、電池100の中心線CLに一致するように正極第1集電部36と、正極第2集電部38とを配置する。そして、正極第1集電部36と、正極第2集電部38とを接合することで正極集電部材35が形成される。なお、負極第1集電部46および負極第2集電部48の接合方法も、上記した正極第1集電部36および正極第2集電部38の接合方法と同様に行うことで、負極集電部材45が形成される。これにより、正極3と正極端子6が電気的に接続されると共に、負極4と負極端子8が電気的に接続される。そして、封口板14と、正極端子6と、負極端子8と、電極体20と、が一体化される。集電部材形成工程における正極集電部材35および負極集電部材45の形成方法は、例えば、溶接が好適に用いられる。
(タブ群折り曲げ工程)
タブ群折り曲げ工程では、電極体20と、正極集電部材35および負極集電部材45(具体的には、正極第1集電部36の下面36dおよび負極第1集電部46の下面46d)とが対向するように、正極タブ群54と負極タブ群64とを折り曲げる。これにより、正極タブ群54に正極タブ第3湾曲部51cおよび正極タブ第5湾曲部52bが仮形成される。一方で、負極タブ群64に負極タブ第3湾曲部61cおよび負極タブ第5湾曲部62bが仮形成される。ただし、第2接合工程を経た時点では、正極タブ第3湾曲部51c、正極タブ第5湾曲部52b、負極タブ第3湾曲部61cおよび負極タブ第5湾曲部62bの最終的な形状は形成されていない。なお、電池100が複数の電極体20を有する場合、それぞれの電極体20の有するタブ群を異なる方向(電極体20の第2外面22同士が接触する方向)に折り曲げることが好ましい。これにより、電極体20の第2外面22同士が接触し、境界面23を形成する。この時、電極体20の境界面23が、電池100の中心線CLに一致するように電極体20の位置を調整することが好ましい。
(電極体挿入工程)
電極体挿入工程では、電極体フォルダ9に封口板14と一体化された電極体20を包み、外装体12へ挿入(収容)する。そして、封口板14を外装体12の底部12d方向に押し込むことで正極タブ群54および負極タブ群64の嵩を低くする。これにより、正極タブ群54および負極タブ群64の最終的な形状が形成される。封口板14を外装体12の底部12d方向に押し込む際の荷重は、例えば100N以上であり得る。
(封止工程)
封止工程では、外装体12と封口板14とを封止する。封止は、例えばレーザ溶接等の溶接によって行うことができる。その後、注液孔15から電解液を注入し、注液孔15を封止部材16で塞ぐことによって、電池100を密閉する。以上のようにして、電池100を製造することができる。
電池100は各種用途に利用可能であるが、電池容量の大容量化が要求される用途、また、使用時に振動や衝撃の外力が加わり得る用途、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源(駆動用電源)として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHEV;Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、ハイブリッド自動車(HEV;Hybrid Electric Vehicle)、電気自動車(BEV;Battery Electric Vehicle)等が挙げられる。また、電池100は、組電池としても使用することが出来る。
以上、ここに開示される技術に係るいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。ここに開示される技術は、他にも種々の形態にて実施することができる。ここに開示される技術は、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。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。
例えば、上記した実施形態では、電池100は電極体20の上方に正極タブ群54と負極タブ群64とが位置する、所謂、上タブ構造であった。しかし、これには限定されない。電池100は、電極体20の左右に正極タブ群54と負極タブ群64とが位置する、所謂、横タブ構造であってもよい。
<第2の実施形態>
図9は、第2の実施形態に係る電池200の図2対応図である。図9に示すように、電池200は、電極体20にかえて電極体120を備えている。電池200では、電極体120の配置が第1実施形態とは異なっている。ゆえに、電池200では、正極タブ50および負極タブ60にかえて、正極タブ150および負極タブ160を備えている。電池200では、正極タブ群54および負極タブ群64にかえて、正極タブ群154および負極タブ群164を備えている。電池200は、正極集電部材35(正極第1集電部36と正極第2集電部38)および負極集電部材45(負極第1集電部46と負極第2集電部48)にかえて、正極集電部材135(正極第1集電部136と正極第2集電部138)および負極集電部材145(負極第1集電部146と負極第2集電部148)を備えている。電池200は、絶縁部材80にかえて絶縁部材180を備えている。電池200は、これらのこと以外、上記した第1実施形態の電池100と同様であってよい。
第1実施形態とは異なり、正極タブ群154は、長辺方向Yの一方の第2側壁12b側の端部(図10の左端部)に設けられている。負極タブ群164は、長辺方向Yの他方の第2側壁12b側の端部(図10の右端部)に設けられている。負極タブ群164は、長辺方向Yにおいて、正極タブ群154と反対側の端部に設けられている。電池200は、電極体120の左右に正極タブ群154および負極タブ群164が位置する、所謂、横タブ構造である。正極タブ群154には正極第1集電部136が付設されている。正極端子6は正極第2集電部138と電気的に接続されている。そして、正極第1集電部136と正極第2集電部138とが、電気的に接続されることにより、正極集電部材135を構成する。これにより、正極タブ群154は、正極集電部材135を介して正極端子6と電気的に接続されている。他方で、負極タブ群164には負極第1集電部146が付設されている。負極端子8は、負極第2集電部148と電気的に接続されている。そして、負極第1集電部146と負極第2集電部148とが、電気的に接続されることにより、負極集電部材145を構成する。これにより、負極タブ群164は、負極集電部材145を介して負極端子8と電気的に接続されている。図9および10に示すように、正極第1集電部136および負極第1集電部146は、それぞれ外装体12の側壁(典型的には第2側壁12b)に沿って配置される。第2側壁12bは、ここに開示される技術における、「第1壁」の一例である。
図10は、図9中のX-X線に沿う模式的な横断面図であり、電極体120の構成を示す図4および図5の対応図である。なお、図10では、説明の便宜上、正極タブ群154および負極タブ群164のうち、正極第1最外タブ151、正極第2最外タブ152、負極第1最外タブ161および負極第2最外タブ162以外は省略している。図10における距離L3およびL4は、電池200の長辺方向Yと略平行である。ここでは、外装体12内に電極体120が収容されている。電極体120は、第1外面121と、第2外面122と、を有する。第1外面121は、ここでは、第1側壁12a(図10の後側)と対面する側(具体的には、第1側壁12aに近い側)の面である。第2外面122は、外装体12の他方の第1側壁12a(図10の前側)に近い側の面である。なお、電極体120を構成する各部の材質、構成等は、第1実施形態の電極体20と同様であってよい。
正極タブ群154は、ここでは、第1外面121側のうち、最外面に位置する側に正極第1最外タブ151を有している。その一方で、正極タブ群154は、第2外面122側のうち、最外面に位置する側に正極第2最外タブ152を有している。さらに正極第1最外タブ151は、正極第1最外タブ151の根元から先端にむかって、正極タブ第1湾曲部151a、正極タブ第2湾曲部151bおよび正極タブ第3湾曲部151cを有する。同様に、正極第2最外タブ152は、正極第2最外タブ152の根元から先端にむかって、正極タブ第4湾曲部152aおよび正極タブ第5湾曲部152bを有する。
負極タブ群164は、ここでは、第1外面121側のうち、最外面に位置する側に負極第1最外タブ161を有している。その一方で、負極タブ群164は、第2外面122側のうち、最外面に位置する側に負極第2最外タブ162を有している。さらに負極第1最外タブ161は、負極第1最外タブ161の根元から先端にむかって、負極タブ第1湾曲部161a、負極タブ第2湾曲部161bおよび負極タブ第3湾曲部161cを有する。同様に、負極第2最外タブ162は、負極第2最外タブ162の根元から先端にむかって、負極タブ第4湾曲部162aおよび負極タブ第5湾曲部162bを有する。
正極タブ群154は、正極第1集電部136と接合された状態で湾曲されている。同様に負極タブ群164は、負極第1集電部146と接合された状態で湾曲されている。図10に示すように、第1の実施形態とは異なり、ここでは、正極タブ第3湾曲部151cのうち、少なくとも一部の領域が正極第1集電部136の下面136d(正極第1集電部136における電極体20側の面)より第2側壁12b側(図10の左側)に位置する。その一方で、負極タブ第3湾曲部161cのうち、少なくとも一部の領域が負極第1集電部146の下面146d(負極第1集電部146における電極体20側の面)より第2側壁12b側(図10の右側)に位置する。正極タブ群154および負極タブ群164の湾曲構造は、これらのこと以外は、上記した第1の実施形態と同様であってよい。これにより、正極タブ150および負極タブ160の損傷および破損のリスクを軽減しながら、正極第1集電部136の下面136dから電極体120の正極第1集電部136側端部までの距離L3、負極第1集電部146の下面146dから電極体120の負極第1集電部146側端部までの距離L4をそれぞれ短縮することが可能となる。即ち、長辺方向Yのスペースをより有効に活用することが可能となる。これにより、電極体120の体積を長辺方向Yに増やすことが出来るため、電池200の容量の向上(高体積エネルギー密度化)を図ることが出来る。また、外部から振動や衝撃等が加わっても、正極タブ第3湾曲部151cおよび負極タブ第3湾曲部161cが押しつぶされることが緩和される。従って、電極体120の箔切れリスクを低減することができる。
なお、第2の実施形態に係る電池200の製造方法は、上記した電池100と同様の方法をとることができる。このとき、正極タブ群154の嵩が低くなるように長辺方向Yに圧縮した状態で正極第1集電部136と正極第2集電部138を接合する。同様に、正極タブ群154の嵩が低くなるように長辺方向Yに圧縮した状態で負極第1集電部146と負極第2集電部148を接合する。これにより、正極タブ群154および負極タブ群164の最終的な形状が形成される。正極タブ群154および負極タブ群164を圧縮する際の荷重は、例えば20N以上であり得る。
また、例えば、上記した第1の実施形態では、図4に示すように、1つの正極第1集電部36に対し、2つの電極体20の正極タブ群54が接続されていた。しかし、これには限定されない。詳しい図示は省略するが、1つの正極第1集電部36に対し、2つの電極体20の正極タブ群54が接続される構成を1組単位とした時、電池100が複数(4つ以上)の電極体20を有するとき、上記構成を持つ複数組の電極体20および正極第1集電部36が電池ケース1内に収容されてもよい。また、負極側についても同様の態様をとることができる。
以上の通り、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項1:第1電極及び第2電極を含む電極体と、上記電極体を収容する電池ケースと、を備え、上記電池ケースは、第1壁を含み、上記電極体の上記第1壁側の端部には、上記第1電極に電気的に接続された複数の第1タブからなる第1タブ群が配置され、上記第1壁に沿って配置される集電部材と、上記第1タブ群とが、上記集電部材の上記電極体側の面に接合され、上記第1タブ群は、上記電極体の厚み方向における一方の外面側の最外面に位置する第1最外タブを含み、上記第1最外タブは、第1湾曲部、第2湾曲部、および、第3湾曲部を有し、上記第1湾曲部において、上記第1最外タブは、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲し、上記第2湾曲部において、上記第1最外タブは、上記電極体の厚み方向における一方の外面側に向かって湾曲し、上記第3湾曲部において、上記第1最外タブは、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲し、上記第2湾曲部の少なくとも一部領域は、上記集電部材の上記電極体の厚み方向における一方の外面側の端部より、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に位置し、上記第3湾曲部の少なくとも一部領域は、上記集電部材の上記電極体の厚み方向における一方の外面側の端部より、上記電極体の厚み方向における一方の外面側に位置し、上記第3湾曲部の少なくとも一部領域は、上記集電部材の上記電極体側の面よりも、上記第1壁側に位置する、電池。
項2:上記第1タブ群は、上記電極体の厚み方向における他方の外面側の最外面に位置する第2最外タブを含み、上記第2最外タブは、第4湾曲部、および、第5湾曲部を有し、上記第4湾曲部において、上記第2最外タブは、上記電極体の厚み方向における一方の外面側に向かって湾曲し、上記第5湾曲部において、上記第2最外タブは、上記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲する、項1に記載の電池。
項3:上記電池ケース内に、複数の上記電極体が、それぞれの上記電極体の厚み方向が同じ方向になるように配置され、各上記電極体は、それぞれ上記第1タブ群を有し、上記電極体の厚み方向において、それぞれの上記電極体の反対側の外面側に、それぞれの上記第1最外タブが配置される、項1または2に記載の電池。
項4:上記電池ケースは封口板を有し、上記第1壁は、上記封口板を包含し、上記第1壁と上記集電部材の間に配置される絶縁部材を備え、上記絶縁部材は、上記第1壁に沿って配置される絶縁部材ベース部と、上記絶縁部材ベース部から上記電極体に向かって突出する壁部を有し、上記壁部の内側壁と、上記第3湾曲部と、が対向する、項1~3のいずれか1項に記載の電池。
項5:上記第1最外タブにおいて、上記第1湾曲部と上記第2湾曲部との間に位置する部分と、上記第2湾曲部と上記第3湾曲部の間に位置する部分と、が接触する領域を有する、項1~4のいずれか1項に記載の電池。
項6:上記第2最外タブにおいて、上記第4湾曲部と上記第5湾曲部との間に位置する部分と、上記第5湾曲部よりも上記第2最外タブの先端側に位置する部分と、が接触する領域を有する、項2~5のいずれか1項に記載の電池。
1 電池ケース
3 正極
4 負極
6 正極端子
7 セパレータ
8 負極端子
9 電極体フォルダ
12 外装体
12d 底部
12a 第1側壁
12b 第2側壁
14 封口板
20、120 電極体
21、121 第1外面
22、122 第2外面
23 境界面
30 正極集電体
31 正極活物質層
32 正極保護層
35、135 正極集電部材
36、136 正極第1集電部
36d、136d 下面
38、138 正極第2集電部
40 負極集電体
41 負極活物質層
45、145 負極集電部材
46、146 負極第1集電部
46d、146d 下面
48、148 負極第2集電部
50、150 正極タブ
51、151 正極第1最外タブ
52、152 正極第2最外タブ
51a、151a 正極タブ第1湾曲部
51b、151b 正極タブ第2湾曲部
51c、151c 正極タブ第3湾曲部
52a、152a 正極タブ第4湾曲部
52b、152b 正極タブ第5湾曲部
54、154 正極タブ群
55 正極タブ第1接触領域
56 正極タブ第2接触領域
60、160 負極タブ
61、161 負極第1最外タブ
62、162 負極第2最外タブ
61a、161a 負極タブ第1湾曲部
61b、161b 負極タブ第2湾曲部
61c、161c 負極タブ第3湾曲部
62a、162a 負極タブ第4湾曲部
62b、162b 負極タブ第5湾曲部
64、164 負極タブ群
72 ガスケット
80、180 絶縁部材
82 ベース部
84 壁部
100、200 電池

Claims (6)

  1. 第1電極及び第2電極を含む電極体と、
    前記電極体を収容する電池ケースと、を備え、
    前記電池ケースは、第1壁を含み、
    前記電極体の前記第1壁側の端部には、前記第1電極に電気的に接続された複数の第1タブからなる第1タブ群が配置され、
    前記第1壁に沿って配置される集電部材と、前記第1タブ群とが、前記集電部材の前記電極体側の面に接合され、
    前記第1タブ群は、前記電極体の厚み方向における一方の外面側の最外面に位置する第1最外タブを含み、
    前記第1最外タブは、第1湾曲部、第2湾曲部、および、第3湾曲部を有し、
    前記第1湾曲部において、前記第1最外タブは、前記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲し、
    前記第2湾曲部において、前記第1最外タブは、前記電極体の厚み方向における一方の外面側に向かって湾曲し、
    前記第3湾曲部において、前記第1最外タブは、前記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲し、
    前記第2湾曲部の少なくとも一部領域は、前記集電部材の前記電極体の厚み方向における一方の外面側の端部より、前記電極体の厚み方向における他方の外面側に位置し、
    前記第3湾曲部の少なくとも一部領域は、前記集電部材の前記電極体の厚み方向における一方の外面側の端部より、前記電極体の厚み方向における一方の外面側に位置し、
    前記第3湾曲部の少なくとも一部領域は、前記集電部材の前記電極体側の面よりも、前記第1壁側に位置する、
    電池。
  2. 前記第1タブ群は、前記電極体の厚み方向における他方の外面側の最外面に位置する第2最外タブを含み、
    前記第2最外タブは、第4湾曲部、および、第5湾曲部を有し、
    前記第4湾曲部において、前記第2最外タブは、前記電極体の厚み方向における一方の外面側に向かって湾曲し、
    前記第5湾曲部において、前記第2最外タブは、前記電極体の厚み方向における他方の外面側に向かって湾曲する、請求項1に記載の電池。
  3. 前記電池ケース内に、複数の前記電極体が、それぞれの前記電極体の厚み方向が同じ方向になるように配置され、
    各前記電極体は、それぞれ前記第1タブ群を有し、
    前記電極体の厚み方向において、それぞれの前記電極体の反対側の外面側に、それぞれの前記第1最外タブが配置される、請求項1または2に記載の電池。
  4. 前記電池ケースは封口板を有し、
    前記第1壁は、前記封口板を包含し、
    前記第1壁と前記集電部材の間に配置される絶縁部材を備え、
    前記絶縁部材は、前記第1壁に沿って配置される絶縁部材ベース部と、
    前記絶縁部材ベース部から前記電極体に向かって突出する壁部を有し、
    前記壁部の内側壁と、前記第3湾曲部と、が対向する、請求項1または2に記載の電池。
  5. 前記第1最外タブにおいて、前記第1湾曲部と前記第2湾曲部との間に位置する部分と、前記第2湾曲部と前記第3湾曲部の間に位置する部分と、が接触する領域を有する、請求項1または2に記載の電池。
  6. 前記第2最外タブにおいて、前記第4湾曲部と前記第5湾曲部との間に位置する部分と、前記第5湾曲部よりも前記第2最外タブの先端側に位置する部分と、が接触する領域を有する、請求項2に記載の電池。
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