JP5962530B2 - 電池 - Google Patents

Description

本発明は，電池ケースに電極体を収容した電池に関し，詳しくは，電池ケースに対する電極体の配置位置に関する。

近年，リチウムイオン二次電池などの電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両等，多岐にわたる分野で利用されている。特にリチウムイオン二次電池は，エネルギー密度が高いため，各種の機器に搭載する上で好適である。

このような電池の構造として，例えば，下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の電池は，扁平な角型の電池ケース（特許文献１のケース２０）に電極体を収容した構成となっている。電極体は，正極活物質を含んだ正極活物質層を有する正極板（特許文献１の正極シート８２）と，負極活物質を含んだ負極活物質層を有する負極板（特許文献１の負極シート８４）と，セパレータとを積層して捲回した扁平形状である。この電極体は，捲回軸方向の一端部が，正極活物質層の形成されていない正極活物質層非形成部（特許文献１の活物質層未形成部分）であり，捲回軸方向の他端部が，負極活物質層の形成されていない負極活物質層非形成部（特許文献１の活物質層未形成部分）である。正極活物質層非形成部には，正極端子が接合されており，負極活物質層非形成部には，負極端子が接合されている。

正極端子は，その一端（内側端）に設けられて，電極体の正極活物質層非形成部に溶接により接続されている「接続部６２」と，その他端（外側端）に設けられて，電池ケースの外部に露出している「露出部６８」と，電池ケースの長手方向に延びて，接続部６２と露出部６８とを繋いでいる「リード部６４」とからなっている（特許文献１の図１参照）。すなわち，正極端子は，電池ケースの長手方向でみて，接続部６２が露出部６８よりも電池ケースの端寄りに位置している。負極端子は，正極端子と同一の構造である。正極極端子と負極端子とは，電池ケースの長手方向中央位置を基準として対称に（すなわち，互いが離れる方向に同じ距離離れて），配されている。

特開２００８−３１１０１４号公報

ところで，製造する電池に要求される性能によっては，電極体の捲回軸方向に沿う長さ寸法が小さくなることがある。特に技術の進歩に伴って，同じ定格容量の電極体であってもより小さく製造できるようになることが考えられる。このように，小さな電極体（捲回軸方向に沿う長さ寸法が小さい電極体）を用いて電池を製造する場合であっても，製造コスト削減の観点からは，電池ケース等の部品はサイズ変更しないで従来から用いているものを使用することが望ましい。そこでこのような場合に，電極体を電池ケースに対してどのように配置するかについては，工夫の余地があった。配置の仕方によっては，コストカットが可能となるからである。しかしながら上記特許文献１には，正極端子と負極端子とを同一形状とし，電池ケースに対してその長手方向中央位置を基準に対称となるように組み付け，電極体を電池ケースに対して片寄りなく配置する構成しか記載されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。すなわちその課題とするところは，電池ケースに対する電極体の配置を工夫することにより，従来よりも低コストで製造できる電池を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池は，正極板及び負極板を，その間にセパレータを介在させて捲回してなる電極体と，内部に電極体を収容する扁平な角型の電池ケースと，電極体の正極端部に接合されているアルミニウム製の正極内部端子と，正極内部端子に対して電気的に接続されているとともに，電池ケースに対して締結されて電池ケースの外部に配置されている正極外部端子と，電極体の負極端部に接合されている銅製の負極内部端子と，負極内部端子に対して電気的に接続されているとともに，電池ケースに対して締結されて電池ケースの外部に配置されている負極外部端子と，を備え，正極外部端子と負極外部端子とが，電池ケースの長手方向に沿う中央位置を基準に対称に配置されている。さらにこの電池は，電極体に対する正極内部端子の接合位置から，電池ケースに対する正極外部端子の締結位置までの電池ケースの長手方向に沿う距離が，電極体に対する負極内部端子の接合位置から，電池ケースに対する負極外部端子の締結位置までの電池ケースの長手方向に沿う距離よりも大きく，電極体の正極端部と電池ケースとの電池ケースの長手方向に沿う離隔距離が，電極体の負極端部と電池ケースとの電池ケースの長手方向に沿う離隔距離よりも小さい。ここで，「アルミニウム製」とは，アルミニウム又はアルミニウムを主体とする合金（アルミニウム合金）から実質的に構成されることを言う。また，「銅製」とは，銅又は銅を主体とする合金（銅合金）から実質的に構成されることを言う。

本発明の電池では，正極外部端子と負極外部端子とは，電池ケースの長手方向中央位置を基準に対称に配置されている。そして，電池ケースの長手方向に沿う，電極体の正極端部と電池ケースとの離隔距離が，電極体の負極端部と電池ケースとの離隔距離よりも小さくなるように，電極体が電池ケース内に収容されている。このような電極体の収容を行うに際して，正極内部端子と負極内部端子の形状を次のように異ならせている。すなわち，電極体に対する正極内部端子の接合位置と，電池ケースに対する正極外部端子の締結位置との，電池ケースの長手方向でみたときのずれ量が，電極体に対する負極内部端子の接合位置と，電池ケースに対する負極外部端子の締結位置との，電池ケースの長手方向でみたときのずれ量よりも大きくなるように構成している。言い換えれば，銅製の負極内部端子に比して，アルミニウム製の正極内部端子の方が，外部端子の締結位置よりも電池ケースの端寄りの位置まで延びている。従って，負極内部端子を正極内部端子と同様の形状に構成するよりも，負極内部端子を形成するために必要な材料の量（銅の量）は，少なくて済む。負極内部端子を構成する銅は，正極内部端子を構成するアルミニウムよりも高コストな材料である。従って本発明によれば，正極内部端子よりも高コストな負極内部端子を製造するのに必要な材料費を削ることができるため，低コストで電池を製造することができる。

ここで本発明の電池では，電極体と電池ケースとの間に介在して電極体と電池ケースとを絶縁する絶縁フィルムを備え，電極体における正極端部側の一端面から，該一端面に対向する絶縁フィルムの内面までの距離が，電極体における負極端部側の他端面から，該他端面に対向する絶縁フィルムの内面までの距離よりも小さいことが望ましい。

このように構成すれば，電極体の負極端部と絶縁フィルムとの隙間は，電極体の正極端部と絶縁フィルムとの隙間よりも大きくなる。そのため，電極体の負極端部と絶縁フィルムとの隙間を正極側と同等の大きさで構成した場合に比して，負極内部端子や電極体の負極端部が絶縁フィルムに接するのを抑えることができる。従って，電池が高温にさらされたり経年により劣化したりしても，負極内部端子や電極体の負極端部から絶縁フィルムへ銅イオンが浸入するのを抑えることができる。よって，絶縁フィルムによる絶縁性を維持することができる。

また本発明の電池では，電池ケースには，その長手方向に沿う中心位置よりも正極外部端子側に片寄った位置に，電池ケース内へ電解液を注入するための注液口が設けられていることが望ましい。

このように構成した電池では，注液口が正極外部端子側に片寄って位置しているため，その分，電極体の負極端部や負極内部端子は注液口から遠くなり，電解液が浸透し難くなる。しかし本発明では，電極体の負極端部と電池ケースとの離隔距離が，電極体の正極端部と電池ケースとの離隔距離よりも長い。すなわち，負極端部と電池ケースとの間が，正極側よりも広い。そのため，電池ケース内に注入した電解液が負極端部側に行き渡り易い。従って，電極体の負極端部側にも電解液を十分に浸透させることができる。

本発明によれば，電池ケースに対する電極体の配置を工夫することにより，従来よりも低コストで製造できる電池が提供されている。

実施形態に係る電池を示す断面図である。 同電池が備える電極体の構造を示す図である。 同電池が備える正極端子部材を示す分解斜視図である。 同電池が備える負極端子部材を示す分解斜視図である。 正極端子部材及び負極端子部材が備えるインシュレーターを示す斜視図である。 従来技術に係るインシュレーターを備える正極端子部材を，封口蓋に組み付けた状態を示す斜視図である。 従来技術に係る電池を示す断面図である。 正極活物質層非形成部側から見た電極体を模式的に示す端面図である。

以下，本発明の実施形態について，図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電池１００は，図１に示すように，扁平な直方体形状（すなわち角型）の電池ケース１１０と，電池ケース１１０の内部に収容された電極体１５０とを備えるリチウムイオン二次電池である。この電池１００は，ハイブリッドカーや電気自動車等の車両や，ハンマードリル等の電池使用機器に搭載されるものである。なお，本明細書において，特に断りのない限りは，上下左右は，図１を基準にいうものとし，また，図１中紙面手前側を前方，紙面奥側を後方というものとする。

電極体１５０は，帯状の正極板１５１と負極板１５４とを，帯状のセパレータ１５７を間に介在させて捲回して扁平形状に押しつぶした捲回型の電極体１５０である。電極体１５０は，捲回軸が横倒しとなる姿勢で（すなわち，捲回軸を水平方向に沿わせた状態で），電池ケース１１０の内部に収容されている。なお，電極体１５０には，電解液が含浸されている。電解液は，例えば，エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを，体積比でＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭ
Ｃ＝３０：４０：３０に調整した混合有機溶媒に，溶質として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を添加し，リチウムイオン濃度を１ｍｏｌ／ｌとした非水電解液である。

図２は，電極体１５０の構造を示す図である。図２に示すように，正極板１５１は，長手方向ＤＡ（図２において上下方向）に沿って延びるアルミニウム箔からなる帯状の正極基材（正極箔）１５２に，正極活物質層１５３を配したものである。正極活物質層１５３は，正極活物質（例えば，コバルト酸リチウム）と，導電材（例えば，アセチレンブラック）と，結着剤（例えば，ＰＶＤＦ）とを含んでいる。

負極板１５４は，長手方向ＤＡ（図２において上下方向）に沿って延びる銅箔からなる帯状の負極基材（負極箔）１５５に，負極活物質層１５６を配したものである。負極活物質層１５６は，負極活物質（例えば，天然黒鉛）と，結着剤（例えば，ＳＢＲ）と，増粘剤（例えば，ＣＭＣ）とを含んでいる。セパレータ１５７は，多孔質ポリオレフィン系樹脂で形成されている。セパレータ１５７は，正極板１５１と負極板１５４との間に介在してこれらを絶縁するものである。

ここで電極体１５０は，正極板１５１と負極板１５４とを幅方向（捲回軸方向）に沿ってずらして，セパレータ１５７の幅方向の一端から，正極板１５１の一端がはみ出し，セパレータ１５７の幅方向の他端から，負極板１５４の一端がはみ出すように捲回されている。正極板１５１におけるはみ出し部分は，正極活物質層１５３が形成されていない正極活物質層非形成部１５１ａ（正極端部に相当する）である。正極活物質層非形成部１５１ａは，正極基材１５２（正極板１５１）の幅方向ＤＢ（図２において左右方向）の端部（図２において左端部）に位置している。また，負極板１５４におけるはみ出し部分は，負極活物質層１５６が形成されていない負極活物質層非形成部１５４ａ（負極端部に相当する）である。負極活物質層非形成部１５４ａは，負極基材１５５（負極板１５４）の幅方向ＤＢの端部（図２において右端部）に位置している。

電池ケース１１０は，図１に示すように，ケース本体部材（電池ケース本体）１１１と，封口蓋（電池ケース蓋）１１３とを有する。電池ケース１１０は，金属（具体的には純アルミニウム）からなる。ケース本体部材１１１は，上部に開口部１１１ｄを有した有底の矩形箱形状をしている。より詳細には，ケース本体部材１１１は，封口蓋１１３に対向する矩形板状のケース底壁部１１１ｂと，ケース底壁部１１１ｂの周縁から上方へ立設する４つのケース側壁部１１１ｃとを備えている。また，ケース本体部材１１１は，左右方向が長く前後方向が短い扁平形状をしている。

封口蓋１１３は，ケース本体部材１１１の開口部１１１ｄに適合する矩形板状に形成されている。この封口蓋１１３は，ケース本体部材１１１の開口部１１１ｄを閉塞した状態で，その全周をケース本体部材１１１に溶接されている。封口蓋１１３の長手方向（左右方向）の両端部には，この封口蓋１１３を貫通する円形状の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋが形成されている。貫通孔１１３ｈは，後述する正極端子部材１０の一部が挿通されている端子引出孔であり，貫通孔１１３ｋは，後述する負極端子部材６０の一部が挿通されている端子引出孔である。

また，封口蓋１１３の長手方向の中央部には，安全弁１１３ｊが設けられている。この安全弁１１３ｊは，封口蓋１１３と一体的に形成されて，封口蓋１１３の一部をなしている。安全弁１１３ｊは，封口蓋１１３の他の部分よりも薄く形成されると共に，その上面には溝部１１３ｊｖが形成されている。これにより，安全弁１１３ｊは，電池ケース１１０内部の内圧が所定圧力に達した際に作動する。即ち，内圧が所定圧力に達したときに溝部１１３ｊｖが破断して，電池ケース１１０の内部のガスを外部に放出する。

また，封口蓋１１３の安全弁１１３ｊと貫通孔１１３ｈとの間には，電解液を電池ケース１１０内に注入するための注液口１１３ｎが形成されている。この注液口１１３ｎは，注液栓１１３ｍにより封止されている。

正極活物質層非形成部１５１ａには，正極端子部材１０が超音波溶接により接合されている。また，負極活物質層非形成部１５４ａには，負極端子部材６０が抵抗溶接により接合されている。正極端子部材１０および負極端子部材６０は，それぞれ，ケース本体部材１１１の内部で電極体１５０に接続すると共に，封口蓋１１３の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋを通じて外部に延出している。

正極端子部材１０は，正極内部端子１１と，正極外部端子２０と，正極締結ボルト３０と，ガスケット３４と，インシュレーター３６とを含んでいる。正極内部端子１１は，金属（純アルミニウム）からなり，主として電池ケース１１０の内部に位置している。また正極内部端子１１は，封口蓋１１３の貫通孔１１３ｈを貫通して，正極外部端子２０，インシュレーター３６及びガスケット３４を封口蓋１１３にかしめている。これにより，正極内部端子１１は，正極外部端子２０に導通している。

詳細には，正極内部端子１１は，図１及び図３に示すように，水平方向に沿う矩形板状の台座部１２と，台座部１２の上面から突出する円柱形状で，貫通孔１１３ｈに挿通されている挿通部１３と，挿通部１３の上端に連なり，かしめられて（拡径するように変形されて）円盤状をなしているかしめ部１４と，台座部１２の下面から電池ケース１１０のケース底壁部１１１ｂ側に延びて，正極活物質層非形成部１５１ａに溶接されている電極体接続部１７と，を備えている。

この電極体接続部１７は，鉛直方向に沿って延びる第１リード部１７ａと，下から上に
かけて右へ傾いて延びて，第１リード部１７ａの上端と台座部１２とを繋ぐ第２リード部１７ｂと，を備えている。第１リード部１７ａの下部は，正極活物質層非形成部１５１ａに対して超音波溶接により接合される溶接部１８となっている。電極体接続部１７が第２リード部１７ｂを有しているため，正極端子部材１０は，電極体１５０への溶接部１８と，封口蓋１１３への締結部１９（挿通部１３の箇所）とが，左右方向（電池ケース１１０の長手方向）でみて距離ｘだけ離れている。

なお，かしめ変形前のかしめ部１４は，図３に示すように，円筒形状をしている。電池製造時に，挿通部１３とともに，ガスケット３４，封口蓋１１３，インシュレーター３６，及び正極外部端子２０の順にこれらを挿通して，その先端部（かしめ部１４になる部位）を正極外部端子２０よりも電池ケース１１０の外側に突出させる。そして，かしめ部１４を押し広げるように拡径させて塑性変形させる。これにより，正極外部端子２０をインシュレーター３６を介して封口蓋１１３にかしめ固定する。

正極外部端子２０は，金属（アルミニウム）からなり，封口蓋１１３上（電池ケース１１０の外部）に位置している。正極外部端子２０は，前方から見て略Ｚ字形状をしている。正極外部端子２０は，かしめ部１４により固定される固定部２１と，正極締結ボルト３０と接続する接続部２２と，固定部２１と接続部２２とを連結する連結部２３と，を有している。固定部２１には，これを貫通する貫通孔２１ａが形成されている。この貫通孔２１ａ内には，正極内部端子１１の挿通部１３が挿通されている。また，接続部２２にも，これを貫通する貫通孔２２ａが形成されている。

正極締結ボルト３０は，電池１００を複数用いて組電池を構成する場合に，複数の電池１００を接続するためのバスバーを，締結するためのものである。詳細には，正極締結ボルト３０は，金属製であり，矩形板状の頭部３１と，円柱状の軸部３２とを有している。軸部３２のうち先端側の部位は，ネジ部３２ａとなっている。正極締結ボルト３０の軸部３２は，正極外部端子２０の貫通孔２２ａに挿通されている。組電池の製造時には，正極外部端子２０に挿通された軸部３２にさらに，バスバーを挿通して，ナットを締め付けることにより，正極外部端子２０にバスバーを固定することができる。

また，ガスケット３４は，電気絶縁性樹脂（例えばＰＦＡ）からなり，負極内部端子１１と封口蓋１１３との間に介在し，これらを電気的に絶縁している。また，インシュレーター３６は，電気絶縁性樹脂（例えば１００％ＰＰＳ）からなり，負極外部端子２０と封口蓋１１３との間に介在し，これらを電気的に絶縁している。

このインシュレーター３６は，詳細には，図５に示すように，正極締結ボルト３０の頭部３１を保持するボルト保持部３７と，負極外部端子２０の固定部２１を保持する外部端子保持部３８とを有する。外部端子保持部３８は，負極外部端子２０の固定部２１が載置され，固定部２１の下面と接する座部３９と，座部３９の周縁から上方に立設する周壁部４０とを備える。周壁部４０における長手方向の両壁部４０ａ，４０ｂには，それぞれ２つの切欠部４２が設けられている。切欠部４２は，周壁部４０を，内外方向に沿って肉抜きした形状である。切欠部４２の底面と座部３９の座面は面一である。なお，座部３９には，正極内部端子１１の挿通軸１３を挿通するための貫通孔３９ａが設けられている。

インシュレーター３６に切欠部４２が形成されているのは，次の理由による。図６は従来技術に係るインシュレーター３６Ａを組み付けた封口蓋１１３である。従来技術に係るインシュレーター３６Ａは，切欠部４２（図５参照）がないものである。図６においてインシュレーター３６Ａ以外は，本実施形態の電池１００と同様の構成である。正極端子部材１０Ａを封口蓋１１３に組み付けるに際しては，正極内部端子１１の円筒状のかしめ部１４を，ロータリーかしめ機を用いて，拡径するようにかしめる。ロータリーかしめ機は，鉛直方向に沿う回転軸（図６に示す軸ｎ参照）をもつ治具を回転させることにより（図６の矢印ｍ参照），正極内部端子１１のかしめ部１４を拡径させる。このとき，ロータリーかしめ機によりかしめ部１４に加わる回転力（図６に示す軸ｎを回転軸とするモーメント）が，かしめ部１４と接している正極外部端子２０にもが加わる。すなわち，正極内部端子１１をかしめるにあたり，正極外部端子２０に，ロータリーかしめ機の治具の回転方向と同じ向きのモーメントが加わるのである。

ここで，正極外部端子２０と封口蓋１１３との間に配置されているインシュレーター３６Ａには，正極外部端子２０の固定部２１を囲う周壁部４０Ａが設けられている。従って，上述のように正極外部端子２０にモーメントが加えられると，周壁部４０Ａによって正極外部端子２０を保持しているインシュレーター３６Ａ（周壁部４０Ａによって正極外部端子２０の回転を規制しているインシュレーター３６Ａ）に，応力が生じる。その結果，インシュレーター３６Ａが割れてしまうことがあった。なお，インシュレーター３６Ａは，正極外部端子２０と封口蓋１１３との間にかしめられるものであるため，一定の剛性が必要な部品である。そのため，回転方向の応力に弱いのである。

この不具合を防止するべく，実施形態ではインシュレーター３６に切欠部４２（図５参照）を設けている。このような構成によれば，正極内部端子１１のかしめ時のモーメントによりインシュレーター３６に生じる応力が分散される。よって，インシュレーター３６が割れるのを防ぐことができる。なお，実施形態では，切欠部４２を４つ設けたが，切欠部４２は少なくとも一つあればよい。

また図１及び図４に示すように，負極端子部材６０は，負極内部端子６１と，負極外部端子７０と，負極締結ボルト８０と，ガスケット８４と，インシュレーター８６とを含んでいる。負極外部端子７０，負極締結ボルト８０，ガスケット８４，及び，インシュレーター８６については，正極外部端子２０，正極締結ボルト３０，ガスケット３４，及び，インシュレーター３６と，概ね同様の構成であるため説明を省略する。但し，負極外部端子７０は，アルミニウム製ではなく，銅製である。また，ガスケット８４は，負極内部端子６１と封口蓋１１３との間に介在し，これらを電気的に絶縁している。また，インシュレーター８６は，負極外部端子７０と封口蓋１１３との間に介在し，これらを電気的に絶縁している。

負極内部端子６１は，金属（純銅）からなり，主として電池ケース１１０の内部に位置している。また負極内部端子６１は，封口蓋１１３の貫通孔１１３ｋを貫通して，負極外部端子７０，インシュレーター８６及びガスケット８４を封口蓋１１３にかしめている。これにより，負極内部端子６１は，負極外部端子７０に導通している。

詳細には，負極内部端子６１は，水平方向に沿う矩形板状の台座部６２と，台座部６２の上面から突出する円柱形状で，貫通孔１１３ｋに挿通されている挿通部６３と，挿通部６３の上端に連なり，かしめられて（拡径するように変形されて）円盤状をなしているかしめ部６４と，台座部６２の下面から電池ケース１１０のケース底壁部１１１ｂ側に延びて，負極活物質層非形成部１５４ａに溶接されている電極体接続部６７と，を備えている。

この電極体接続部６７は，台座部６２から鉛直方向に沿って垂直に下方へ延びている。電極体接続部６７の下部は，負極活物質層非形成部１５４ａに対して溶接される溶接部６８となっている。負極端子部材６０は，電極体１５０への溶接部６８と，封口蓋１１３への締結部６９（挿通部６３の箇所）とが，左右方向（電池ケース１１０の長手方向）でみてほとんど離れていない（略同じ位置にある）。なお，負極端子部材６０における電極体１５０への溶接部６８と，封口蓋１１３への締結部６９（挿通部６３の箇所）との離隔距離をｙとすれば，本実施形態ではｘ＞ｙが成り立つように，正極端子部材１０及び負極端子部材６０が構成されている。

なお，かしめ変形前のかしめ部６４は，図４に示すように，円筒形状をしている。電池製造時に，挿通部６３とともに，ガスケット８４，封口蓋１１３，インシュレーター８６，及び負極外部端子７０の順にこれらを挿通して，その先端部（かしめ部６４になる部位）を負極外部端子７０よりも電池ケース１１０の外側に突出させる。そして，かしめ部６４を押し広げるように拡径させて塑性変形させる。これにより，負極外部端子７０をインシュレーター８６を介して封口蓋１１３にかしめ固定する。なおインシュレーター８６は，インシュレーター３６と同じもの（切欠部を備えるもの）である。そのため，負極内部端子６１を封口蓋１１３にかしめるに際して，従来のインシュレーター３６Ａ（図６参照）とは異なり，割れることはない。

本実施形態では，これらの正極端子部材１０及び負極端子部材６０と，ガスケット３４，８４と，インシュレーター３６，８６とを，封口蓋１１３に組み付けることにより，端子付蓋部材１１５（図１参照）が構成されている。具体的には，正極端子部材１０に設けられたかしめ部１４と台座部１２との間に，正極外部端子２０，インシュレーター３６，封口蓋１１３，及び，ガスケット３４を挟んで固定すると共に，負極端子部材６０に設けられたかしめ部６４と台座部６２との間に，負極外部端子７０，インシュレーター８６，封口蓋１１３，及び，ガスケット８４を挟んで固定することで，これらが一体となった端子付蓋部材１１５が形成されている。端子付蓋部材１１５において，正極外部端子２０と負極外部端子７０とは，封口蓋１１３の長手方向中央位置Ｏ（図１参照）に対して左右対称に配置されている。

また図１に示すように，電池１００は，電極体１５０と電池ケース１１０とを絶縁するための絶縁フィルム１７０を備えている。絶縁フィルム１７０は，オレフィン系樹脂からなり，具体的には実施形態ではポリプロピレンからなる。なお，絶縁フィルム１７０としては，例えば，ポリイミド，芳香族ポリアミド，フェノール樹脂，ポリエチレンテレフタレート，フッ素樹脂，ポリアミド樹脂等の樹脂からなるものや，紙からなるものなどを用いてもよい。

絶縁フィルム１７０は，電池１００の製造工程において，封口蓋１１３に組み付けた正極端子部材１０および負極端子部材６０に電極体１５０を接合したものに対して，電極体１５０を包むようにして取り付けられる。電極体１５０を電池ケース１１０に収納した状態においては，絶縁フィルム１７０は，電極体１５０と電池ケース１１０との間に介在する。この状態の，絶縁フィルム１７０と電池ケース１１０との離隔距離は，正極側（図１中左側）も負極側（図１中右側）も略一致している。より具体的には，絶縁フィルム１７０は，底壁部１７１と，４つの側壁部１７２とを有し，上側のみが開口した有底の箱状をなして，電極体１５０をその上側を除いて全体的に包囲している。

ここで本実施形態では，電極体１５０は，正極側に片寄って位置している。具体的には，図１に示すように，電極体１５０の正極側端面１５０ａ（捲回軸に直交する端面，「一端面」に相当する）と，正極側端面１５０ａと対向する電池ケース１１０の左内表面１１０ａとの離隔距離ａが，電極体１５０の負極側端面１５０ｂ（捲回軸に直交する端面，「他端面」に相当する）と，負極側端面１５０ｂと対向する電池ケース１１０の右内表面１１０ｂとの離隔距離ｂよりも小さくなるように（言い換えれば，ａ＜ｂとなるように），電極体１５０が電池ケース１１０内に配されている。そのため，電極体１５０の正極側端面１５０ａと，正極側端面１５０ａに対向する絶縁フィルム１７０の左内表面１７０ａとの離隔距離ｃは，電極体１５０の負極側端面１５０ｂと，負極側端面１５０ｂと対向する絶縁フィルム１７０の右内表面１７０ｂとの離隔距離ｄよりも小さくなっている（言い換えれば，ｃ＜ｄとなっている）。

このような電極体１５０の片寄りは，正極内部端子１１の電極体１５０に対する溶接部１８が，負極内部端子６１の電極体１５０に対する溶接部６８よりも，電池ケース１１０の長手方向に沿って，電池ケース１１０の外側寄りの位置に設けられていることで，実現されている。仮に図７に示すように，負極内部端子６１Ａも，正極内部端子１１と同様の構成とし（すなわち，負極端子部材６０Ａの負極内部端子６１Ａが，第１リード部１７ａと同形状の第１リード部６７Ａａと，第２リード部１７ｂと同形状の第２リード部６７Ａｂとを備えている構成とし），電極体１５０を，電池ケース１１０に対して片寄らせることなく電池ケース１１０の中央に配置した場合（すなわちｘ＝ｙとなるように配置した場合）には，電極体１５０と電池ケース１１０との関係は次のようになる。すなわち，図７に示すように，電極体１５０の正極側端面１５０ａと，正極側端面１５０ａと対向する電池ケース１１０の左内表面１１０ａとの離隔距離ｅは，電極体１５０の負極側端面１５０ｂと，負極側端面１５０ｂと対向する電池ケース１１０の右内表面１１０ｂとの離隔距離ｆと同じになる（言い換えれば，ｅ＝ｆになる）。そのため，電極体１５０の正極側端面１５０ａと，正極側端面１５０ａに対向する絶縁フィルム１７０の左内表面１７０ａとの離隔距離ｇも，電極体１５０の負極側端面１５０ｂと，負極側端面１５０ｂと対向する絶縁フィルム１７０の右内表面１７０ｂとの離隔距離ｈと同じになる（言い換えれば，ｇ＝ｈになる）。

この図７に示すように電極体１５０を配置した場合，本実施形態の電池１００（図１参照）よりも，負極内部端子６１Ａが，電池ケース１１０の長手方向に沿う外側（電池ケースの端寄り）に位置する。従って，その分，負極内部端子６１Ａをつくるのに必要な材料の量が多くなる。しかし，本実施形態の電池１００では，負極内部端子６１は電池ケース１１０の長手方向に沿う外側に位置していない（図１参照）。すなわち，電極体接続部６７が電池ケース１１０の外側へ湾曲しておらず，台座部６２から鉛直方向に沿って真っ直ぐに延びている。従って，実施形態の電池１００によれば，図７に示す構成で電池を製造するよりも，少ない銅で負極内部端子６１を製造することができる。その結果，低コストで電池１００を製造することができる。

また図７に示すように電極体１５０を配置した場合，本実施形態の電池１００（図１参照）よりも，電極体１５０の負極側端面１５０ｂが，絶縁フィルム１７０の右内表面１７０ｂの近くに配置される。このような配置とした場合，電池がその使用に伴って高温状態にさらされたり，経年により劣化したりしたときに，銅製の負極内部端子６１Ａや負極基材１５５が絶縁フィルム１７０に接して，絶縁フィルム１７０へ銅イオンが浸入することがあった。絶縁フィルム１７０へ銅イオンが浸入すると，絶縁フィルム１７０の絶縁性が低下してしまう。特に絶縁フィルム１７０がオレフィン系樹脂（その中でも特にポリプロピレン）である場合には，銅イオンの浸入により，絶縁性が顕著に低下してしまう。

しかし本実施形態の電池１００のように構成すれば，電極体１５０の負極側端面１５０ｂを，絶縁フィルム１７０の右内表面１７０ｂに対して十分に離して配置することができる。そのため，実施形態の電池１００では，銅イオンが絶縁フィルム１７０に浸透し難い。その結果，絶縁フィルム１７０の絶縁性を維持することができる。すなわち，絶縁フィルム１７０の絶縁性が低下する不具合の発生を防止することができる。

また実施形態のように，電池ケース１１０から絶縁フィルム１７０までの離隔距離を正極側も負極側も同じにした場合において，電極体１５０の負極側端面１５０ｂと絶縁フィルム１７０の右内表面１７０ｂとの離隔距離ｄ（図１参照）は，絶縁フィルム１７０と電池ケース１１０との離隔距離の２倍よりも大きいことが望ましい。このように構成すれば，絶縁フィルム１７０が正極側に移動した場合であっても，電極体１５０の負極側端面１５０ｂに，絶縁フィルム１７０が接することがないからである。

また本実施形態では，封口蓋１１３に設けられた注液口１１３ｎの位置は，図１に示すように，捲回電極体１５０における捲回軸方向（左右方向）に沿う中央位置よりも，正極端子部材１０の溶接部１８側に片寄っている。言い換えれば，正極端子部材１０の溶接部１８は，負極端子部材６０の溶接部６８よりも注液口１１３ｎに近く，負極端子部材６０の溶接部６８は，正極端子部材１０の溶接部１８よりも注液口１１３ｎから遠くに位置している。

このように，注液口１１３ｎの位置が正極端子部材１０の溶接部１８に片寄っている場合，正極活物質層非形成部１５１ａへは電解液が含浸しやすくなり，負極活物質層非形成部１５４ａへは電解液が含浸しにくくなる。しかし本実施形態では，注液口１１３ｎから遠い負極側の方が，注液口１１３ｎに近い正極側よりも，電極体１５０と電池ケース１１０との離隔距離が大きくなっている（ａ＜ｂ）。すなわち，電極体１５０の負極側端面１５０ｂは，電池ケース１１０の中央位置に左右対称に電極体１５０を配した場合（図７参照）よりも，注液口１１３ｎの近くに位置している。そのため，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａへの電解液の含浸性が向上している。よって，電極体１５０に電解液を十分に含侵させることができる。

また実施形態では，注液口１１３ｎに近い正極活物質層非形成部１５１ａは，アルミニウム箔である正極基材１５２を捲回したものであり，注液口１１３ｎから遠い負極活物質層非形成部１５４ａは，銅箔である負極基材１５５を捲回したものである。ここでアルミニウムと銅では，銅の方が導電性が高い。そのため，銅箔である負極基材１５５は，アルミニウム箔である正極基材１５２よりも薄く製造することが可能である。このように，負極基材１５５を正極基材１５２よりも薄く製造した場合，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａは，正極基材１５２が厚い分，正極内部端子１１の溶接後の隙間（図８参照）が負極活物質層非形成部１５４ａよりも密になる。一方，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａは，負極基材１５５が薄い分，負極内部端子６１の溶接後の隙間（図８参照）が正極活物質層非形成部１５１ａよりも疎になる。密になっている正極活物質層非形成部１５１ａは，負極活物質層非形成部１５４ａよりも電解液の含浸性が低い。しかし本実施形態の電池１００では，注液口１１３ｎが正極活物質層非形成部１５１ａの側に片寄って位置しているため，正極活物質層非形成部１５１ａへの電解液の含浸性を向上させることができる。よって，電極体１５０に電解液を十分に含侵させることができる。なお，図８は，正極活物質層非形成部１５１ａ側から見た電極体１５０を模式的に示す端面図であるが，かっこを付して負極側の構成要素も示している。

次に，本形態の電池１００の製造工程について簡単に説明する。まず，上述のように構成した電極体１５０，ケース本体部材１１１，及び，端子付蓋部材１１５を用意（作製）する。

次に，図１に示すように，正極端子部材１０を，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａに超音波溶接により接合する。さらに，負極端子部材６０を，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａに抵抗溶接により接合する。これにより，端子付蓋部材１１５と電極体１５０とを一体とする。

続いて，電極体１５０の周囲を覆うように絶縁フィルム１７０を組み付ける。そして，ケース本体部材１１１の内部に電極体１５０を絶縁フィルム１７０とともに収容するとともに，封口蓋１１３によりケース本体部材１１１を閉塞する。このとき，電極体１５０と，絶縁フィルム１７０と，電池ケース１１０の位置関係は，図１に示す通りとなる。すなわち，電極体１５０は電池ケース１１０内において，正極側に片寄って配置される。その後，封口蓋１１３とケース本体部材１１１を，レーザー溶接により接合する。

レーザー溶接により封口蓋１１３とケース本体部材１１１を接合した後は，注液口１１３ｎを通じて，電解液をケース本体部材１１１の内部に注入して，電極体１５０に含侵させる。そして，注液口１１３ｎに注液栓１１３ｍを挿入することにより，注液口１１３ｎを封止する。その後，所定の処理を行うことで，本形態の電池１００（図１参照）が完成する。

なお実施形態の電池１００は，この電池１００による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両に搭載することができる。「車両」としては，例えば，電気自動車，ハイブリッド自動車，プラグインハイブリッド自動車，ハイブリッド鉄道車両，フォークリフト，電気車いす，電動アシスト自転車，電動スクーターなどが挙げられる。

以上説明したように，本実施形態の電池１００は，正極板１５１及び負極板１５４を，その間にセパレータ１５７を介在させて捲回してなる電極体１５０と，内部に電極体１５０を収容する扁平な角型の電池ケース１１０と，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａ（正極端部）に接合されているアルミニウム製の正極内部端子１１と，正極内部端子１１に対して電気的に接続されているとともに，電池ケース１１０に対して締結されて電池ケース１１０の外部に配置されている正極外部端子２０と，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａ（負極端部）に接合されている銅製の負極内部端子６１と，負極内部端子６１に対して電気的に接続されているとともに，電池ケース１１０に対して締結されて電池ケース１１０の外部に配置されている負極外部端子７０と，を備え，正極外部端子２０と負極外部端子７０とが，電池ケース１１０の長手方向に沿う中央位置Ｏ（図１参照）を基準に対称に配置されている。さらにこの電池１００は，電極体１５０に対する正極内部端子１１の接合位置（溶接部１８の位置）から，電池ケース１１０に対する正極外部端子２０の締結位置（締結部１９の位置）までの電池ケース１１０の長手方向に沿う距離ｘが，電極体１５０に対する負極内部端子６１の接合位置（溶接部６８の位置）から，電池ケース１１０に対する負極外部端子７０の締結位置（締結部６９の位置）までの電池ケース１１０の長手方向に沿う距離ｙよりも大きく，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａと電池ケース１１０との電池ケース１１０の長手方向に沿う離隔距離ａが，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａと電池ケース１１０との電池ケース１１０の長手方向に沿う離隔距離ｂよりも小さい。

なお本実施形態の電極体１５０は，箔状の正極基材１５２の表面に正極活物質層１５３が形成された正極板１５１，箔状の負極基材１５５の表面に負極活物質層１５６が形成された負極板１５４，および，正極板１５１と負極板１５４とを絶縁するセパレータ１５７を捲回してなるものである。また電極体１５０は，正極板１５１における正極活物質層１５３の形成されていない部分が負極板１５４からはみ出た状態で捲回されてなる正極活物質層非形成部１５１ａを，捲回軸方向の一端側に有するとともに，負極板１５４における負極活物質層１５６の形成されていない部分が正極板１５１からはみ出た状態で捲回されてなる負極活物質層非形成部１５４ａを，捲回軸方向の他端側に有するものである。

本実施形態の電池１００では，正極外部端子２０と負極外部端子７０とは，電池ケース１１０の長手方向中央位置を基準に対称に配置されている。そして，電池ケース１１０の長手方向に沿う，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａと電池ケース１１０との離隔距離ａが，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａと電池ケース１１０との離隔距離ｂよりも小さくなるように，電極体１５０が電池ケース１１０内に収容されている。このような電極体１５０の収容を行うに際して，正極内部端子１１と負極内部端子６１の形状を次のように異ならせている。すなわち，電極体１５０に対する正極内部端子１１の接合位置（溶接部１８の位置）と，電池ケース１１０に対する正極外部端子２０の締結位置（締結部１９の位置）との，電池ケース１１０の長手方向でみたときのずれ量ｘが，電極体１５０に対する負極内部端子６１の接合位置（溶接部６８の位置）と，電池ケース１１０に対する負極外部端子７０の締結位置（締結部６９の位置）との，電池ケース１１０の長手方向でみたときのずれ量ｙよりも大きくなるように構成している。言い換えれば，電池ケース１１０の長手方向に沿う中央位置Ｏから正極側の溶接部１８までの距離が，電池ケース１１０の長手方向に沿う中央位置Ｏから負極側の溶接部６８までの距離よりも長くなるように構成している。すなわち，銅製の負極内部端子６１に比して，アルミニウム製の正極内部端子１１の方が，外部端子の締結位置から電池ケース１１０の端寄りの位置まで延びている。

従って，負極内部端子６１を正極内部端子１１と同様の形状に構成するよりも，負極内部端子６１を形成するために必要な材料の量（銅の量）は，少なくて済む。負極内部端子６１を構成する銅は，正極内部端子１１を構成するアルミニウムよりも高コストな材料である。よって本実施形態によれば，正極内部端子１１よりも高コストな負極内部端子６１を製造するのに必要な材料費を削ることができるため，低コストで電池１００を製造することができる。しかも，電池ケース１１０の大きさや正極外部端子２０及び負極外部端子７０の電池ケース１１０に対する配置位置は，従来品から変更する必要がない。すなわち本実施形態によれば，従来よりも小さなサイズで従来と同じ容量の電極体を形成可能となった場合であっても，電池ケース１１０の大きさや正極外部端子２０及び負極外部端子７０の電池ケース１１０に対する配置位置を変更する必要がないため，これらの部品の設計変更を行う場合と比べてコストを抑えて電池を製造することができる。

なお，正極内部端子１１を負極内部端子６１のようなストレート形状に形成しても，図１に示すような湾曲形状とするよりは，アルミニウムの材料の量を減らすことができる。但し銅の方がアルミニウムよりも高コストな材料であるため，電極体のサイズを小さくすることが可能となって，正極内部端子１１又は負極内部端子６１のいずれか一方をストレート形状にする場合は，負極内部端子６１をストレート形状とすることがコスト削減の観点からは望ましい。

また本実施形態の電池１００では，電極体１５０と電池ケース１１０との間に介在して電極体１５０と電池ケース１１０とを絶縁する絶縁フィルム１７０を備え，電極体１５０における正極活物質層非形成部１５１ａ（正極端部）側の正極側端面１５０ａ（一端面）から，正極側端面１５０ａに対向する絶縁フィルム１７０の左内表面１７０ａまでの距離ｃが，電極体１５０における負極活物質層非形成部１５４ａ（負極端部）側の負極側端面１５０ｂ（他端面）から，負極側端面１５０ｂに対向する絶縁フィルム１７０の右内表面１７０ｂまでの距離ｄよりも小さい。

従って，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａと絶縁フィルム１７０との隙間は，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａと絶縁フィルム１７０との隙間よりも大きくなる。そのため，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａと絶縁フィルム１７０との隙間を正極側と同等の大きさで構成した場合に比して，負極内部端子６１や電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａが絶縁フィルム１７０に接するのを抑えることができる。ここで，電池１００が高温にさらされたり経年により劣化したりした場合に，負極内部端子６１や電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａが絶縁フィルム１７０に接してしまうと，絶縁フィルム１７０へ銅イオンが浸入して，絶縁不良を招くことがある。特に実施形態のように絶縁フィルム１７０がオレフィン系樹脂である場合には，絶縁不良は顕著に起こり得る。しかし本実施形態では，上述のように，負極内部端子６１や電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａが絶縁フィルム１７０に接するのを抑えることができるため，絶縁フィルム１７０への銅イオンの浸入を抑えることができる。よって，絶縁フィルム１７０による絶縁性を維持することができる。

また本実施形態の電池１００では，絶縁フィルム１７０は，電極体１５０における正極活物質層非形成部１５１ａ（正極端部）側の正極側端面１５０ａ（一端面）に対向する電池ケース１１０の左内表面１１０ａからも，電極体１５０における負極活物質層非形成部１５４ａ（負極端部）側の負極側端面１５０ｂ（他端面）に対向する電池ケース１１０の右内表面１１０ｂからも同じ距離離れて，電池ケース１１０内に配されており，電極体１５０の負極側端面１５０ｂから，負極側端面１５０ｂに対向する電池ケース１１０の右内表面１１０ｂまでの距離ｂ（図１参照）は，上記した電池ケース１１０から絶縁フィルム１７０までの距離の２倍よりも大きい。

従って，絶縁フィルム１７０が電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａに近づくように移動した場合であっても，絶縁フィルム１７０と電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａとが接することがない。従って，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａから絶縁フィルム１７０へ銅イオンが浸入するのを防ぐことができる。

また本実施形態の電池１００では，電池ケース１１０には，その長手方向に沿う中心位置Ｏ（図１参照）よりも正極外部端子２０側に片寄った位置に，電池ケース１１０内へ電解液を注入するための注液口１１３ｎが設けられている。

このような構成の電池１００では，注液口１１３ｎが正極外部端子２０側に片寄って位置しているため，その分，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａや負極内部端子６１は，注液口１１３ｎを電池ケース１１０の長手方向の中央位置Ｏに設けた場合に比して注液口１１３ｎから遠くなり，電解液が浸透し難くなる。しかし本実施形態では，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａと電池ケース１１０との離隔距離ｂが，電極体１５０の正極活物質層非形成部１５１ａと電池ケース１１０との離隔距離ａよりも長い。すなわち，負極活物質層非形成部１５４ａと電池ケース１１０との間が，正極側よりも広い。そのため，電池ケース１１０内に注入した電解液が負極活物質層非形成部１５４ａ側に行き渡り易い。従って，電極体１５０の負極活物質層非形成部１５４ａ側にも電解液を十分に浸透させることができる。

また本実施形態の電池１００では，インシュレーター３６，８６は，切欠部４２（図５参照）を備えている。そのため，正極内部端子１１のかしめ部１４や，負極内部端子６１のかしめ部６４をかしめるに際して，インシュレーター３６，８６が受けるモーメントによって生じる応力は分散される。従って，インシュレーター３６，８６の割れを防ぐことができる。

以上，本発明を実施形態に即して説明したが，本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で，適宜変更して適用できることは言うまでもない。例えば，上記実施形態では，電池として，リチウム二次電池を例示したが，他の種類の電池にも，本発明の技術的思想を適用できる。

また上記実施形態では，正極内部端子１１及び正極外部端子２０をアルミニウムにより構成したが，アルミニウムを主体とする合金（アルミニウム合金）により構成してもよい。また，負極内部端子６１及び負極外部端子７０を銅により構成したが，銅を主体とする合金（銅合金）により構成してもよい。

また上記実施形態では，正極内部端子１１と正極外部端子２０とを別体で構成したが，一体で構成してもよい。また，負極内部端子６１と負極外部端子７０とを別体で構成したが，一体で構成してもよい。

１０…正極端子部材
１１…正極内部端子
２０…正極外部端子
６０…負極端子部材
６１…負極内部端子
７０…負極外部端子
１００…電池
１１０…電池ケース
１１０ａ…電池ケースの左内表面（内面）
１１０ｂ…電池ケースの右内表面（内面）
１１３ｎ…注液口
１５０…電極体
１５０ａ…正極側端面（一端面）
１５０ｂ…負極側端面（他端面）
１５１…正極板
１５１ａ…正極活物質層非形成部（正極端部）
１５４…負極板
１５４ａ…負極活物質層非形成部（負極端部）
１５７…セパレータ
１７０…絶縁フィルム
１７０ａ…絶縁フィルムの左内表面（内面）
１７０ｂ…絶縁フィルムの右内表面（内面）

Claims (3)

1. 正極板及び負極板を，その間にセパレータを介在させて捲回してなる電極体と，
   内部に前記電極体を収容する扁平な角型の電池ケースと，
   前記電極体の正極端部に接合されているアルミニウム製の正極内部端子と，
   前記正極内部端子に対して電気的に接続されているとともに，前記電池ケースに対して締結されて前記電池ケースの外部に配置されている正極外部端子と，
   前記電極体の負極端部に接合されている銅製の負極内部端子と，
   前記負極内部端子に対して電気的に接続されているとともに，前記電池ケースに対して締結されて前記電池ケースの外部に配置されている負極外部端子と，を備え，
   前記正極外部端子と前記負極外部端子とが，前記電池ケースの長手方向に沿う中央位置を基準に対称に配置されている電池であって，
   前記電極体に対する前記正極内部端子の接合位置から，前記電池ケースに対する前記正極外部端子の締結位置までの前記電池ケースの長手方向に沿う距離が，前記電極体に対する前記負極内部端子の接合位置から，前記電池ケースに対する前記負極外部端子の締結位置までの前記電池ケースの長手方向に沿う距離よりも大きく，
   前記電極体の正極端部と前記電池ケースとの前記電池ケースの長手方向に沿う離隔距離が，前記電極体の負極端部と前記電池ケースとの前記電池ケースの長手方向に沿う離隔距離よりも小さいことを特徴とする電池。
2. 請求項１に記載の電池であって，
   前記電極体と前記電池ケースとの間に介在して前記電極体と前記電池ケースとを絶縁する絶縁フィルムを備え，
   前記電極体における正極端部側の一端面から，該一端面に対向する前記絶縁フィルムの内面までの距離が，前記電極体における前記負極端部側の他端面から，該他端面に対向する前記絶縁フィルムの内面までの距離よりも小さいことを特徴とする電池。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電池であって，
   前記電池ケースには，その長手方向に沿う中心位置よりも前記正極外部端子側に片寄った位置に，前記電池ケース内へ電解液を注入するための注液口が設けられていることを特徴とする電池。

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