JP6852328B2 - 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents
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Description
を有する蓄電装置の製造方法である。
以下、本発明に係る蓄電装置の実施の形態について図面を参照しつつ詳説する。
上記捲回型電極群1はシート体2が捲回されて構成される。このシート体2は、上記正極2a、セパレータ2c及び上記負極2bを有し(図2参照)、上記正極2a、セパレータ2c及び負極2bはこの順に積層されている。
上記セルケース8は、図1に示すように、上記一対の広面部6に対向する一対のセルケース面9を有している。具体的には、上記セルケース8は、所定の隙間をもって互いに対向する一対のセルケース面9と、一対のセルケース面9の両端を連結するよう配される一対の側壁面10とを有し(図1及び図5参照)、例えば全体として直方体の箱状の形状を有する。このセルケース8に、上述のように一対のセルケース面9に上記一対の広面部6が対向し、上記一対の側壁面10に上記一対の曲面部5が対向するよう上記捲回型電極群1が収容されている。また、セルケース8は、上記捲回型電極群1が収容された後に上部の開口を閉塞する蓋部8aを有している。
上記押圧部材12は、上述のように上記セルケース面9の上記凸部9aの両側部分9bを押圧している。上記凸部9aの両側部分9bは、上記セルケース面9の上記凸部不形成領域である。
上記実施形態の蓄電装置は、例えば以下説明する製造方法によって製造される。本実施形態の蓄電装置の製造方法は、所定の電極群収容ケース11を用意すること、及び上記電極群収容ケース11の上記凸部9aの両側部分9bを、押圧部材12によって上記捲回型電極群1側に押圧することを有する。なお、本実施形態の製造方法の説明にあたって、上記実施形態の蓄電装置の説明と重複する部分については説明を省略することがある。
上記所定の電極群収容ケース11の用意は、正極2a及び負極2bが捲回された捲回型電極群1と、この捲回型電極群1を収容するケース8とを備え、上記捲回型電極群1が、両側端部に位置する2つの曲面部5と上記2つの曲面部5の間に一対の広面部6とを有し、上記セルケース8が、上記一対の広面部6に対向する一対のセルケース面9を有し、上記一対のセルケース面9のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群1側に突出する凸部9aを中央に有する電極群収容ケース11を用意することによってなされる。なお、この電極群収容ケース11には電解液が充填される。
本実施形態の蓄電装置は、捲回型電極群1の広面部6がセルケース8の凸部9aによって押圧され、さらにセルケース8の凸部9aの両側部分9bが押圧部材12によって捲回型電極群1側に押圧されることで、優れたサイクル性能を奏する。この原因は必ずしも明らかではないが、単にセルケース8の凸部9aによって単に捲回型電極群1を押圧したもの(図7に示す電極群収容ケース11)では、製造直後はガスだまりや極板のゆがみが低減されるが、複数回の使用によって部分的な内圧のバラツキが大きくなり、電極面内での塩濃度のムラが大きくなることで内部抵抗が増加し、サイクル性能に劣ると考えられる。これに対して、電極群収容ケース11のセルケース面9に図1に示すように押圧部材12によって押圧力を作用させることで、複数回の使用による部分的な内圧のバラツキが低減され、これによりサイクル性能が優れると考えられる。
本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態においては、一対のセルケース面が上記凸部をそれぞれ有するものについて説明したが、一方のセルケース面のみが上記凸部を有するものであっても良い。
以下の本発明の実施例について説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を限定するものではない。
実施例1では、正極2aと負極2bとの間に、セパレータ2cを介在させて、正極2aと負極2bとを巻回することにより捲回型電極群1を作製した。そして、捲回型電極群1をセルケース8の開口部からセルケース8内に収納して、正極板リードを電池蓋に接合し、負極板リードを負極端子に接合した後に、蓋部8aをセルケース8の開口部に嵌合させてレーザー溶接でセルケース8と蓋部8aとを接合することによって非水電解質がセルケース内に注液されていない未注液状態の二次電池を作製した。その後、非水電解質をセルケース8の側面に設けた注液口からセルケース8内に注液した後に、注液口を栓で封口することで、4.15Vの非水電解液二次電池(電極群収容ケース11)を作製した。なお、この上記セルケース8の一対のセルケース面9の間隔(内面間の間隔)は5.08mmであった。
比較例1の蓄電装置は、セルケースがセルケース面に凸部を有さない以外、実施例1と同様のものを用いた。比較例1の蓄電装置は、図8に示すように、セルケース108に捲回型電極群101が収容され、このセルケース108が押圧部材108によって押圧されている。
実施例1及び比較例1〜3の蓄電装置について、25℃の条件下で充放電サイクル試験を行い、150サイクルにおける容量保持率の変化を測定した。なお、容量保持率とは、当初(0サイクル時)の放電容量に対する各サイクル後の放電容量の割合をパーセント表示したものであり、150サイクル後の容量保持率は、実施例1では95.7%、比較例1では66.6%、比較例2では86.1%、比較例3では92.1%であった。
上記試験結果からも明らかなように、セルケース面に上述のような凸部を設け、この凸部の両側部分を押圧部材によって押圧した実施例1の蓄電装置は、比較例1〜3の蓄電装置に比べて、優れたサイクル性能を発揮している。
2 シート体
3a 平坦面
3b 平坦面の端縁
3c 側面
5 曲面部
6 広面部
8 セルケース
9 セルケース面
9a 凸部
9b 両側部分
10 側壁面
11 電極群収容ケース
12 押圧部材
13 板状部材
14 ボルト
15 ナット
A 凸部形成箇所
B (電極群最外周における)曲面部と広面部との境界
Claims (4)
- 正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するセルケースと、このセルケースを押圧する押圧部材とを備え、
上記捲回型電極群が、両側端部に位置する2つの曲面部と上記2つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、
上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、
上記一対のセルケース面それぞれが、上記捲回型電極群側に突出する凸部を中央に有し、
上記押圧部材の押圧箇所が、上記セルケース面の上記凸部の両側部分であり、
上記凸部が上記広面部の中心に従って漸次突出量を増加し、
上記凸部が、上記広面部の中心を基準として、上記2つの曲面部間の長さ方向の80%以内の領域、かつ上記長さ方向に垂直な幅方向の70%以内の領域に形成され、
上記押圧部材が、上記セルケースの凸部の不成形領域を押圧する蓄電装置。 - 上記凸部が、上記広面部のうち上記捲回型電極群の最内周の一対のターン部よりも捲回軸側に対応する部位を押圧する請求項1の蓄電装置。
- 上記凸部の突出量が、上記一対のセルケース面の間隔の0.02倍以上である請求項1又は請求項2の蓄電装置。
- 正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するセルケースとを備え、上記捲回型電極群が、両側端部に位置する2つの曲面部と上記2つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、上記一対のセルケース面それぞれが、上記捲回型電極群側に突出すると共に上記広面部の中心に従って漸次突出量を増加し、上記広面部の中心を基準として、上記2つの曲面部間の長さ方向の80%以内の領域、かつ上記長さ方向に垂直な幅方向の70%以内の領域に形成される凸部を中央に有する電極群収容ケースを用意すること、及び
上記電極群収容ケースの上記凸部の不成形領域である両側部分を、押圧部材によって上記捲回型電極群側に押圧すること
を有する蓄電装置の製造方法。
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