JP6307813B2 - 蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、複数層に積層された電極体を有する蓄電素子に関する。

リチウムイオン電池等の蓄電素子に、複数層に積層された電極体が用いられることがある。積層構造の電極体としては、帯状の正極体と帯状の負極体が帯状のセパレータを介して交互に積層されるように巻回された巻回型の電極体、及び、板状の正極体と板状の負極体が板状のセパレータを介して交互に積層された積層型の電極体が知られている。

積層構造の電極体において、正極体および負極体の表面には活物質が塗工されるが、正極体および負極体の端部には、活物質が塗工されない未塗工部が設けられる。正極および負極のそれぞれにおいて、複数の未塗工部が互いに積層されることでリード部が形成される。各リード部は、電極体を収容するケース内において溶接等により集電体に電気的に接続されている。これにより、電極体は、集電体を介して外部端子に電気的に接続される。

この種の蓄電素子において、電極体を構成する正極体、負極体およびセパレータの層間で発生したガスは、電極体の端面から外側へ抜ける。また、電極体の端面から排出されたガスは、安全弁を通ってケースの外側に排出される。この種の蓄電素子構造は、特許文献１を含む種々の文献に開示されている。

特開２０１２−１１３９３５号公報

しかしながら、上記のような積層構造の電極体を有する蓄電素子では、例えば、自動車に搭載される場合のような、振動が加わりやすい使用環境において、電極体を構成する複数の層が互いにずれてしまうことがある。特に、長円状または楕円状の端面を有する扁平な巻回型の電極体は、巻きずれが生じることで厚み方向に膨らんでしまうことがある。

そこで、本発明は、電極体の層間で発生したガスの良好な排出を実現しつつ、電極体の層のずれを確実に防止できる蓄電素子を提供することを課題とする。

本発明に係る蓄電素子は、積層された複数層を有する電極体と、該電極体の端面の一部において前記層同士を固着させる樹脂部と、を備えたことを特徴とする。本発明に係る蓄電素子によれば、電極体を構成する層同士が樹脂部によって固着されることによって、層のずれを確実に防止できるとともに、電極体の端面における樹脂部以外の部分を通して、電極体の層間で発生したガスを良好に排出することができる。

本発明に係る蓄電素子が、前記電極体を収容するケースと、該ケース内において前記電極体に溶接され、該電極体と外部端子を電気的に接続する集電体と、を備える場合、前記樹脂部は、前記電極体における前記集電体との溶接部よりも下側の部分を含む部分に設けられてもよい。この場合、電極体と集電体との溶接時に飛散した金属粉末が、仮に溶接部の下側において電極体の端面又はその近傍部に付着しても、該金属粉末を樹脂部に固着させることができる。

本発明に係る蓄電素子において、前記樹脂部は、前記電極体における前記溶接部を含む部分に設けられてもよい。この場合、電極体と集電体との溶接時に飛散した金属粉末が、仮に溶接部又はその周辺部において電極体の端面又はその近傍部に付着しても、該金属粉末を樹脂部に固着させることができる。

本発明に係る蓄電素子において、前記電極体が、正極体または負極体に電気的に導通し且つ前記端面を構成するリード部を備え、且つ、前記電極体が、前記リード部が前記集電体に電気的に接続され且つ前記端面が前記ケースの内面に対向した状態で、前記集電体に吊り下げ支持される場合、前記リード部の下端部は、少なくとも前記端面を含む部分において前記樹脂部によって被覆されてもよい。この場合、集電体に吊り下げられた電極体がケース内で揺動したときに、仮にリード部の端面の下端部がケースの内面に接触しても、該接触部分は樹脂部によって被覆されているため、ケース内面とリード部との間における短絡を防止することができる。

本発明に係る蓄電素子において、前記リード部の下端部が、少なくとも前記端面を含む部分において前記樹脂部によって被覆される場合、前記樹脂部は、紫外線硬化樹脂を含む材料で形成されることが好ましい。これにより、リード部の下端部の表面に液状の紫外線硬化樹脂を噴霧した後、紫外線を照射することで紫外線硬化樹脂を数秒で硬化させることができる。そのため、樹脂部からなる絶縁被膜を短時間で形成することができ、蓄電素子の生産性を高めることができる。

本発明に係る蓄電素子において、前記電極体は、長円状または楕円状の端面を形成するように帯状部材が巻回された扁平な巻回体であってもよい。この場合、上記のように電極体の層のずれが防止されることによって、電極体の巻きずれ、ひいては、巻きずれによって電極体が厚み方向に膨らむことを抑制できる。

本発明に係る蓄電素子において、前記電極体が前記巻回体である場合、前記樹脂部は、前記巻回体の端面の下端湾曲部を含む部分に設けられてもよい。この場合、巻回体の端面又はその近傍部に付着した金属粉末が蓄積されやすい巻回体端面の下端湾曲部において、金属粉末を効率的に樹脂部に固着させることができる。

本発明に係る蓄電素子の製造方法は、積層された複数層を有する電極体の端面の一部を、樹脂を含む溶液に含浸させ、該溶液を乾燥させることで、前記端面の一部において前記層同士を前記樹脂によって固着させる、ことを特徴とする。本発明に係る蓄電素子の製造方法によれば、電極体の端面の一部を樹脂溶液に含浸させて乾燥させるという簡単な方法により、電極体を構成する層同士を樹脂によって固着させて、層のずれを確実に防止できるとともに、電極体の端面において樹脂溶液を含浸させなかった部分を通して、電極体の層間で発生したガスを良好に排出することができる。

本発明に係る蓄電素子の製造方法において、前記電極体と外部端子を電気的に接続するための集電体を前記電極体に溶接した後、前記樹脂による前記層同士の固着を行うことが好ましい。これにより、電極体と集電体との溶接時に飛散して電極体の端面又はその近傍部に付着した金属粉末を樹脂に固着させることができる。

本発明によれば、複数層に積層された電極体を有する蓄電素子において、電極体の層間で発生したガスを電極体の端面から良好に排出することができるとともに、電極体の層のずれを確実に防止することができる。

本発明の実施形態に係る蓄電素子を示す斜視図である。 図１に示す蓄電素子を正面から見た縦断面図である。 図１に示す蓄電素子の蓋体及びその周辺部材を示す斜視図である。 電極体の構造を示す斜視図である。 電極体の一方の端面を示す側面図である。 蓋体に取り付けられた状態の電極体を示す正面図である。 電極体に設けられた樹脂部の断面形状の一例を示す図である。 噴霧により形成される樹脂部及びその周辺部を示す正面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本願明細書において方向を示すために使用される「上」及び「下」を含む用語は、添付図面に図示された蓄電素子の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。

図１及び図２は、本発明の実施形態に係る蓄電素子１を示している。蓄電素子１は、例えばリチウムイオン電池等の非水電解質二次電池である。ただし、本発明は、リチウムイオン電池以外にも、キャパシタを含む種々の蓄電素子に適用できる。

図１及び図２に示すように、蓄電素子１は、例えば略直方体のケース２を有する。ケース２には、電極体１０と電解液（図示せず）が収容されている。ケース２は、上面開口部を有するケース本体３と、ケース本体３の上面開口部を塞ぐ蓋体４とを有する。ケース本体３の材料には、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属が用いられる。なお、ケース本体３の表面は、例えば樹脂からなる絶縁層（図示せず）で全体的に覆われるようにしてもよい。蓋体４は矩形の金属板である。蓋体４は、ケース本体３の開口縁部に溶接されている。蓋体４には、ケース２内のガスを排出するための安全弁８と、注液口を閉鎖する液栓９とが設けられている。

図３に示すように、蓋体４には、正極及び負極の外部端子１４，１５と、電極体１０と外部端子１４，１５を電気的に接続する正極及び負極の集電体２０，２１とが固定されている。

負極外部端子１４及び正極外部端子１５は、それぞれ蓋体４の上面に上パッキン１６を介してかしめ等によって固定されている。外部端子１４，１５の材料には、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属が用いられる。

図２及び図３に示すように、各集電体２０，２１は、蓋体４の下面に固定される基部２０ａ，２１ａと、該基部２０ａ，２１ａから下方へ延びる一対の脚部２０ｂ，２１ｂと、を有する。負極集電体２０の材料には、例えば、銅等の金属が用いられ、正極集電体２１の材料には、例えば、アルミニウム等の金属が用いられる。

負極集電体２０の基部２０ａは、負極外部端子１４に電気的に接続されるように、蓋体４の下面に下パッキン１８（図２参照）を介してかしめ等によって固定されている。正極集電体２１の基部２１ａは、正極外部端子１５に電気的に接続されるように、蓋体４の下面に下パッキン１８（図２参照）を介してかしめ等によって固定されている。

集電体２０，２１は、ケース２に収容されており、集電体２０，２１の脚部２０ｂ，２１ｂは、ケース２内において電極体１０に接合される。脚部２０ｂ，２１ｂと電極体１０を接合する構成については後に説明する。

図４に示すように、電極体１０は、複数層に積層された構造を有する。具体的に、電極体１０は、帯状の負極体１１、帯状の正極体１２、及び２枚の帯状のセパレータ１３が互いに積層されながら巻回された巻回体である。より具体的に、負極体１１、正極体１２及びセパレータ１３は、長円状の端面１１ｅ，１２ｅを形成するように面状の巻回中心Ｃ（図５参照）周りに巻回され、これにより、電極体１０は、扁平な巻回体で構成されている。電極体１０は、巻回中心Ｃ（図５参照）が略鉛直方向に沿って配置される姿勢でケース２に収容される。

セパレータ１３は、負極体１１と正極体１２の間に介装されることで、両者を電気的に絶縁している。セパレータ１３は、例えば、多孔性の樹脂フィルムで構成されている。

負極体１１は、負極金属箔１１ａと、負極金属箔１１ａに負極活物質を塗工して設けた負極活物質層１１ｂと、を備えている。また、負極体１１の巻回軸方向一端部には、活物質が塗工されていない負極未塗工部１１ｃが設けられている。負極未塗工部１１ｃは、正極体１２及びセパレータ１３よりも巻回軸方向外側にはみ出して配置されている。なお、セパレータ１３は負極活物質層１１ｂを覆うように配置されている。電極体１０の巻回軸方向一端部は、負極未塗工部１１ｃのみが複数層に積層された巻回体（図５参照）で構成されている。負極未塗工部１１ｃのみが複数層に積層された巻回体の一端部は、負極体１１に電気的に導通した負極リード部１１ｄを構成している。

負極金属箔１１ａの材料には、例えば銅が用いられるが、これ以外の金属を用いてもよい。負極活物質としては、例えばグラファイト層間化合物が用いられるが、他の炭素材料、リチウム金属、リチウム合金、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、ケイ素、一酸化ケイ素、スズ等のリチウム吸蔵可能な材料、またはこれらの混合物を用いてもよい。

正極体１２は、正極金属箔１２ａと、正極金属箔１２ａに正極活物質を塗工して設けた正極活物質層１２ｂと、を備えている。また、正極体１２の巻回軸方向一端部には、活物質が塗工されていない正極未塗工部１２ｃが設けられている。正極未塗工部１２ｃは、巻回軸方向において負極未塗工部１１ｃとは反対側に設けられている。正極未塗工部１２ｃは、負極体１１及びセパレータ１３よりも巻回軸方向外側にはみ出して配置されている。なお、セパレータ１３は正極活物質層１２ｂを覆うように配置されている。巻回軸方向における図５に示す電極体１０の負極リード部１１ｄ側（負極側）の端部と同様、電極体１０の他方（正極側）の端部は、正極未塗工部１２ｃのみが複数層に積層された巻回体で構成されている。正極未塗工部１２ｃのみが複数層に積層された巻回体は、正極体１２に電気的に導通した正極リード部１２ｄを構成している。

正極金属箔１２ａの材料には、例えばアルミニウムが用いられるが、これ以外の金属を用いてもよい。正極活物質としては、例えば、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_ｙＭｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｏ_２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）、リン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ_４）、これらに置換添加物を用いたもの、又は、これらの混合物などが用いられるが、他のリチウム含有遷移金属酸化物を用いてもよい。

図６に示すように、負極リード部１１ｄは、負極集電体２０の脚部２０ｂに電気的に接続される。具体的には、負極集電体２０の一対の脚部２０ｂ（図３参照）によって電極体１０の負極リード部１１ｄを挟み込んだ状態で、負極リード部１１ｄの巻回中心Ｃ（図５参照）を挟んだ両側の鉛直部分を、それぞれ対向する脚部２０ｂに対して例えば超音波溶接により接合する。これらの超音波溶接は、鉛直方向における負極リード部１１ｄの略中央部において行われる。各溶接部Ｗ１において、負極リード部１１ｄの鉛直部分と脚部２０ｂをクリップ２６で挟持してもよい。このようにクリップ２６を用いる場合、超音波溶接は、クリップ２６の外側から行われる。

同様に、正極リード部１２ｄは、正極集電体２１の脚部２１ｂに電気的に接続される。具体的には、正極集電体２１の一対の脚部２１ｂによって電極体１０の正極リード部１２ｄを挟み込んだ状態で、正極リード部１２ｄと脚部２１ｂを例えば超音波溶接により接合する。正極リード部１２ｄと正極集電体２１との溶接部Ｗ２においても、負極リード部１１ｄと負極集電体２０との溶接部Ｗ１と同様にクリップ２６を用いてもよい。

このように負極リード部１１ｄが負極集電体２０に接合され、正極リード部１２ｄが正極集電体２１に接合されることで、電極体１０は、負極集電体２０及び正極集電体２１によって吊り下げ支持される。

図５及び図６に示すように、電極体１０の負極側（負極リード部１１ｄ側）の端面１１ｅの一部には、負極未塗工部１１ｃの層同士を固着させる樹脂部Ｐ１が設けられている。同様に、電極体１０の正極側（正極リード部１２ｄ側）の端面１２ｅの一部には、正極未塗工部１２ｃの層同士を固着させる樹脂部Ｐ２が設けられている。

樹脂部Ｐ１，Ｐ２を構成する樹脂の材料には、例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ樹脂）が用いられる。ただし、樹脂部Ｐ１，Ｐ２の材料は、未塗工部１１ｃ，１２ｃの層同士を固着させることができる樹脂であれば特に限定されるものでなく、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、紫外線硬化樹脂等を用いてもよい。また、樹脂部Ｐ１，Ｐ２の材料中に無機フィラー等の絶縁物が含有されてもよい。

樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成する方法は限定されるものでないが、例えば、樹脂溶液に電極体１０を含浸させる方法、又は、電極体１０の一部に樹脂溶液を噴霧する方法によって、樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成することが可能である。

前者の方法を採用する場合、具体的には、樹脂部Ｐ１，Ｐ２の材料となる樹脂を含む溶液に電極体１０の一部を所定時間含浸させた後、樹脂溶液から電極体１０を取り出して、電極体１０に付着した樹脂溶液を乾燥させることで、電極体１０の一部に樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成することができる。この方法において、樹脂溶液への電極体１０の含浸は、図６に示すように電極体１０が蓋体４に取り付けられた状態で行うことが好ましい。これにより、含浸作業の際、蓋体４を介して電極体１０を保持することができる。

また、この方法により電極体１０の負極側の端面１１ｅに樹脂部Ｐ１を形成する場合、電極体１０の負極側の下端コーナー部が正極側の下端コーナー部よりも下側に配置されるように電極体１０を傾けて、負極側の下端コーナー部を樹脂溶液に含浸させることで、含浸作業を簡単に行うことができる。この場合、図６に示すように、電極体１０の厚み方向から見て、電極体１０の負極側の下端コーナー部に略三角形状の樹脂部Ｐ１が形成される。

同様に、電極体１０の正極側の端面１２ｅに樹脂部Ｐ２を形成する場合、電極体１０の正極側の下端コーナー部が負極側の下端コーナー部よりも下側に配置されるように電極体１０を傾けて、正極側の下端コーナー部を樹脂溶液に含浸させることで、含浸作業を簡単に行うことができる。この場合、図６に示すように、電極体１０の厚み方向から見て、電極体１０の正極側の下端コーナー部に略三角形状の樹脂部Ｐ２が形成される。

以上の方法によれば、電極体１０の一部を樹脂溶液に含浸させて乾燥させるという簡単な手順で、電極体１０の端面１１ｅ，１２ｅの一部に樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成することができる。

図７を参照しながら、以上のように含浸により形成される樹脂部Ｐ１，Ｐ２の具体的な形状の一例を説明する。図７（ａ）は、電極体１０の厚み方向から見た負極側の樹脂部Ｐ１の断面形状を示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図（電極体１０の巻回軸方向内側から見た負極側の樹脂部Ｐ１の断面形状を示す図）である。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）に関して、正極側の樹脂部Ｐ２についての図示および説明を省略するが、正極側の樹脂部Ｐ２の形状は負極側の樹脂部Ｐ１の形状と同様である。

図７（ａ）に示すように、電極体１０の厚み方向から見た断面において、樹脂部Ｐ１の大部分は、負極リード部１１ｄの下端部に設けられ、樹脂部Ｐ１の一部は、電極体１０の本体部１０ａにはみ出すように設けられている。ここで、本体部１０ａとは、負極体１１、正極体１２及びセパレータ１３の積層体で構成された部分である。図７（ａ）に示す断面において、樹脂部Ｐ１は、負極リード部１１ｄの下面に沿って巻回軸方向に延びる第１底部ｐ１と、段差部ｐ３を介して第１底部ｐ１の巻回軸方向内側に連なり、本体部１０ａの下面に沿って巻回軸方向内側に延びる第２底部ｐ２と、第１底部ｐ１の巻回軸方向外側端部から上方へ負極リード部１１ｄの端面１１ｅに沿って延びる端面部ｐ４と、端面部ｐ４の上端から第２底部ｐ２の巻回軸方向内側端部まで下側に傾斜して延びる傾斜部ｐ５と、を有する。

図７（ｂ）に示すように、巻回軸方向から見た断面において、樹脂部Ｐ１は、略Ｕ字状の断面形状を有する。上述した第１底部ｐ１は、図７（ｂ）に示す断面において、電極体１０の下端湾曲部Ｂ（図５参照）の外側に沿って円弧状に延びている。また、樹脂部Ｐ１は、電極体１０の下端湾曲部Ｂ（図５参照）の内側に沿った円弧状の内側円弧部ｐ８を有する。上述した傾斜部ｐ５は、図７（ｂ）に示す断面において、電極体１０の巻回中心Ｃを挟んだ両側に分断され、それぞれ電極体１０の厚み方向に延設されている。さらに、図７（ｂ）に示す断面において、樹脂部Ｐ１は、負極リード部１１ｄの外周面１１ｆの鉛直部分に沿って一対の傾斜部ｐ５の各外側端部から第１底面部ｐ１の上端部まで下方に延びる一対の外側鉛直部ｐ６と、負極リード部１１ｄの内周面１１ｇの鉛直部分に沿って一対の傾斜部ｐ５の各内側端部から内側円弧部ｐ８の上端部まで下方に延びる一対の内側鉛直部ｐ７と、を有する。なお、図７（ｂ）は、巻回軸方向において第１底部ｐ１が位置する部分を示しているが、第２底部ｐ２が位置する部分における樹脂部Ｐ１の断面形状も、図７（ｂ）に示す形状と同様である。

続いて、図８を参照しながら、樹脂溶液を噴霧することにより樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成する方法について説明する。なお、図８及びこれに関連する以下の説明において、正極側の樹脂部Ｐ２についての説明および図示を省略するが、正極側の樹脂部Ｐ２の構成は負極側の樹脂部Ｐ１と同様である。

図８に示すように、負極側の樹脂部Ｐ１は、負極リード部１１ｄの下端部に樹脂溶液を噴霧によって塗布し、乾燥させることで形成することができる。この方法を採用する場合、樹脂溶液として紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。この場合、噴霧によって負極リード部１１ｄの下端部に塗布された液状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、該樹脂を数秒で硬化させることができ、これにより、生産性の向上を図ることができる。また、紫外線硬化樹脂として、硬化後に電解液浸透性を有する材料を用いることが好ましく、これにより、電極体１０の内部への電解液のしみ込みに要する時間を短縮でき、生産性を一層高めることができる。

樹脂溶液の噴霧は、負極リード部１１ｄの下端部における少なくとも端面１１ｅを含む部分に対して行う。これにより、端面１１ｅに、図５に示すような略Ｕ字状の樹脂部Ｐ１が形成される。端面１１ｅに向けた樹脂溶液の噴霧は、未塗工部１１ｃの層間に樹脂溶液が入り込むように、且つ、端面１１ｅの下端部全体が樹脂溶液で被覆されるように行う。また、図８に示すように、負極リード部１１ｄの外周面１１ｆにも樹脂溶液を塗布して、負極リード部１１ｄの下端部における端面１１ｅ及び外周面１１ｆを、樹脂部Ｐ１からなる絶縁被膜で被覆することが好ましい。

図８に示す例では、負極リード部１１ｄの外周面１１ｆに対して、巻回軸方向の全幅に亘って樹脂部Ｐ１が形成されており、該樹脂部Ｐ１からなる絶縁被膜は、負極リード部１１ｄの下端部の表面全体を被覆している。また、図８に示す例では、負極リード部１１ｄの外周面１１ｆから本体部１０ａに樹脂溶液がはみ出して塗布されることにより、電極体１０の負極側の下端コーナー部に、負極リード部１１ｄと本体部１０ａとに跨がって正面視略矩形の樹脂部Ｐ１が形成されている。さらに、図８は、樹脂部Ｐ１を形成した後に負極リード部１１ｄを負極集電体２０に接合した例を示しており、樹脂部Ｐ１の一部は、負極集電体２０の脚部２０ｂの内側に重ねられている。なお、負極リード部１１ｄを負極集電体２０に接合した後に樹脂部Ｐ１を形成するようにしてもよく、この場合、樹脂溶液を噴霧するときに、負極集電体２０の脚部２０ｂの下端部表面にも樹脂溶液が塗布されて、当該部分が樹脂部Ｐ１によって被覆される。

ただし、樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成する方法は、以上の方法に限定されるものでなく、例えば、樹脂からなる半固形材料を、端面１１ｅ，１２ｅを含むリード部１１ｄ，１２ｄの表面に塗り込むことによって、樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成してもよい。

また、樹脂部Ｐ１，Ｐ２の形状は、図６〜図８に示す形状に限定されず、これら以外の種々の形状を採用することができる。さらに、正極側の樹脂部Ｐ２の形状は、負極側の樹脂部Ｐ１と同様の形状であってもよいし、異なっていてもよい。

以上のように電極体１０に樹脂部Ｐ１，Ｐ２が設けられることにより、以下の効果が得られる。

先ず、樹脂部Ｐ１によって、負極リード部１１ｄを構成する未塗工部１１ｃの層同士が互いに固着されることで、負極体１１の層同士のずれが確実に防止される。また、樹脂部Ｐ２によって、正極リード部１２ｄを構成する未塗工部１２ｃの層同士が互いに固着されることで、正極体１２の層同士のずれも確実に防止される。セパレータ１３の各層は、樹脂部Ｐ１で固定された負極体１１と、樹脂部Ｐ２で固定された正極体１２との間に挟み込まれていることにより、負極体１１及び正極体１２の各層に対するずれが効果的に防止される。すなわち、電極体１０を構成する負極体１１、正極体１２及びセパレータ１３の全ての層のずれが効果的に防止される。したがって、電極体１０の巻きずれ、ひいては、巻きずれによる厚み方向の膨らみを抑制することができる。

上述したように、樹脂部Ｐ１，Ｐ２は、負極リード部１１ｄ及び正極リード部１２ｄだけでなく、リード部１１ｄ，１２ｄと本体部１０ａとに跨がって設けられてもよい（図７（ａ）及び図８参照）。この場合、本体部１０ａの層間に入り込むように樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成することで、負極体１１、正極体１２及びセパレータ１３の全ての層を樹脂部Ｐ１，Ｐ２によって直接固着させることができるため、電極体１０の層のずれを一層効果的に防止できる。

さらに、電極体１０の各端面１１ｅ，１２ｅにおいて、樹脂部Ｐ１，Ｐ２は部分的にのみ設けられているため、仮に電極体１０の層間でガスが発生した場合、このガスは、各端面１１ｅ，１２ｅにおける樹脂部Ｐ１，Ｐ２以外の部分から良好に抜け出ることができる。

ところで、蓄電素子１がリチウムイオン電池である場合、生産の際に電極体１０への電解液のしみ込みに時間がかかる傾向がある。そのため、仮に電極体１０の端面１１ｅ，１２ｅ全体が樹脂部Ｐ１，Ｐ２で塞がれると、電解液のしみ込みに要する時間がさらに増大し、生産性が低下する懸念がある。この点に関して、本実施形態によれば、樹脂部Ｐ１，Ｐ２は電極体１０の端面１１ｅ，１２ｅの一部にのみ設けられるため、電解液のしみ込みに要する時間が増大することを抑制し、生産性を良好に維持することができる。

リード部１１ｄ，１２ｄと集電体２０，２１との超音波溶接を行った後に、樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成する場合、仮に、超音波溶接時に飛散した金属粉末がリード部１１ｄ，１２ｄの層間に入り込んでも、該金属粉末を樹脂部Ｐ１，Ｐ２に固着させることができる。したがって、リード部１１ｄ，１２ｄの層間に入り込んだ金属粉末が、電極体１０の本体部１０ａ（図７（ａ）及び図８参照）の内部に入り込むことを確実に防止することができる。

また、リード部１１ｄ，１２ｄに入り込んだ金属粉末は、自重により、リード部１１ｄ，１２ｄと集電体２０，２１との溶接部Ｗ１，Ｗ２よりも下側の部分、特に、端面１１ｅ，１２ｅ側から見た下端湾曲部Ｂ（図５参照）に蓄積されやすい。そのため、電極体１０の端面１１ｅ，１２ｅにおいて、溶接部Ｗ１，Ｗ２よりも下側の部分を含む部分、特に、下端湾曲部Ｂ（図５参照）を含む部分に樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成することが好ましい。これにより、リード部１１ｄ，１２ｄの層間に蓄積された金属粉末を効果的に樹脂部Ｐ１，Ｐ２に固着させることができる。

さらに、各リード部１１ｄ，１２ｄの下端部の表面は、少なくとも端面１１ｅ，１２ｅを含む部分において、樹脂部Ｐ１，Ｐ２からなる絶縁被膜で覆われる。そのため、集電体２０，２１に吊り下げられた電極体１０の揺動によって電極体１０の下端部が変位したときに、仮にリード部１１ｄ，１２ｄの端面１１ｅ，１２ｅの下端部がケース３の内面に接触しても、リード部１１ｄ，１２ｄとケース３との間での短絡を防止することができる。また、各リード部１１ｄ，１２ｄの端面１１ｅ，１２ｅから外周面１１ｆ，１２ｆにかけて樹脂部Ｐ１，Ｐ２を形成することで、リード部１１ｄ，１２ｄの外周面１１ｆ，１２ｆとケース３との間での短絡も防止できる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、樹脂部Ｐ１，Ｐ２が、電極体１０の端面１１ｅ，１２ｅにおいて溶接部Ｗ１，Ｗ２よりも下側の部分に設けられる場合について説明したが、本発明において、樹脂部Ｐ１，Ｐ２は、電極体１０の端面１１ｅ，１２ｅにおける溶接部Ｗ１，Ｗ２を含む部分に設けられてもよい。この場合、リード部１１ｄ，１２ｄの層間に入り込んだ金属粉末を、溶接部Ｗ１，Ｗ２およびその周辺部において樹脂部Ｐ１，Ｐ２に固着させることができる。

また、電極体１０の巻きずれを防止する観点では、樹脂部Ｐ１，Ｐ２と溶接部Ｗ１，Ｗ２との位置関係は特に限定されるものでなく、本発明は、溶接部Ｗ１，Ｗ２よりも上側に樹脂部Ｐ１，Ｐ２を設けることを妨げるものでない。

さらに、上述の実施形態では、電極体１０の負極側および正極側の両方の端面１１ｅ，１２ｅに樹脂部Ｐ１，Ｐ２を設ける場合について説明したが、本発明は、電極体の一方の端面１１ｅ，１２ｅのみに樹脂部を設けることを妨げない。

また、本発明は、扁平な巻回体からなる電極体だけでなく、円筒形の巻回体からなる電極体、又は、積層型の電極体を用いる場合にも適用することができる。

さらに、本発明は、電極体を１つのみ有する蓄電素子に限られず、複数の電極体を有する蓄電素子にも適用できる。

１ ：蓄電素子
２ ：ケース
３ ：ケース本体
４ ：蓋体
８ ：安全弁
９ ：液栓
１０ ：電極体
１１ ：負極体
１１ａ ：負極金属箔
１１ｂ ：負極活物質層
１１ｃ ：負極未塗工部
１１ｄ ：負極リード部
１１ｅ ：負極側の端面
１１ｆ ：負極リード部の外周面
１２ ：正極体
１２ａ ：正極金属箔
１２ｂ ：正極活物質層
１２ｃ ：正極未塗工部
１２ｄ ：正極リード部
１２ｅ ：正極側の端面
１２ｆ ：正極リード部の外周面
１３ ：セパレータ
１４ ：負極外部端子
１５ ：正極外部端子
１６ ：上パッキン
１８ ：下パッキン
２０ ：負極集電体
２１ ：正極集電体
２６ ：クリップ
Ｂ ：電極体端面の下端湾曲部
Ｃ ：電極体の巻回中心
Ｐ１，Ｐ２：樹脂部
Ｗ１，Ｗ２：溶接部

Claims (5)

1. 積層された複数層を有する電極体と、
   該電極体の端面の一部のみにおいて前記層同士を固着させる樹脂部と、
   前記電極体を収容するケースと、
   該ケース内において前記電極体に溶接され、該電極体と外部端子を電気的に接続する集電体と、を備え、
   前記樹脂部は、前記電極体における前記集電体との溶接部よりも下側の部分を含む部分に設けられ、
   前記電極体は、正極体または負極体に電気的に導通し且つ前記端面を構成するリード部を備え、
   前記電極体は、前記リード部が前記集電体に電気的に接続され且つ前記端面が前記ケースの内面に対向した状態で、前記集電体に吊り下げ支持され、
   前記リード部の下端部は、少なくとも前記端面を含む部分において前記樹脂部によって被覆されていることを特徴とする蓄電素子。
2. 前記樹脂部は、前記電極体における前記溶接部を含む部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記樹脂部は、紫外線硬化樹脂を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
4. 前記電極体は、長円状または楕円状の端面を形成するように帯状部材が巻回された扁平な巻回体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記樹脂部は、前記巻回体の端面の下端湾曲部を含む部分に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電素子。

Images