JP7008461B2 - 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法 - Google Patents

蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、電極体と集電体とが接合された蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法に関する。
従来から、電極群に集電接続板を超音波接合するリチウムイオン電池の製造方法が知られている（特許文献１参照）。
この製造方法では、先ず、正極金属箔を備えるシート状正極板と負極金属箔を備えるシート状負極板とが積層された状態で扁平形状に捲回され、電極群が形成される。この電極群では、幅方向の両端部に集電箔積層部が形成されている。
次に、図１２に示すように、集電接続板１０１に電極群の集電箔積層部１０２を接触させ、さらに保護用金属板１０３を接触させる。続いて、超音波溶接機のアンビル１０４の加工面と超音波ホーン１０５との間に集電接続板１０１と集電箔積層部１０２と保護用金属板１０３とが挟まれ、超音波接合される。
このように集電接続板１０１が接続された電極群が電池ケース内に挿入され、リチウムイオン電池が完成する。
この製造方法では、超音波溶接機のアンビル１０４の加工面と超音波ホーン１０５との間に挟み込まれるまで、集電接続板１０１と集電箔積層部１０２と保護用金属板１０３とは、単に重ねられた状態であるため、保護用金属板１０３等がずれ易い。この保護用金属板１０３が集電接続板１０１や電極群より外側（図１２における右側）にはみ出した状態で接合されると、電極群が電池ケースに挿入されたときに、保護用金属板１０３が電池ケースと接触したり、電極群と電池ケースとの間に配置される絶縁部材に接触して該絶縁部材の損傷の原因となったりする場合がある。また、保護用金属板１０３がずれた状態で接合されると、接合不良による抵抗上昇（性能低下）が生じる場合もある。
特開２０１３－４２２２号公報
そこで、本実施形態は、接合時に保護板が集電体より外側にずれ難い蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法を提供することを目的とする。
本実施形態の蓄電素子は、
活物質層に被覆された被覆部、及び該被覆部から延び且つ前記活物質層に被覆されていない非被覆部を有する電極が前記被覆部同士及び前記非被覆部同士が重なるように積層されている電極体であって、前記非被覆部が積層された非被覆積層部を有する電極体と、
前記非被覆積層部の積層方向の一方側から面接触する保護板と、
前記非被覆積層部の積層方向の他方側から面接触する接合片、及び前記被覆部から前記非被覆部が延びる方向における前記非被覆積層部の先端と隣接する領域において前記接合片から前記保護板より外側まで延びる拡幅部を有する集電体と、を備える。
かかる構成によれば、製造時において、接合片と非被覆積層部と保護板とが重ねられたときに保護板が非被覆積層部の先端側へ移動しようとしても、規制部に当接してそれ以上の先端側への移動が規制されるため、接合時における保護板の集電体より外側（非被覆積層部の先端側）へのずれを抑制することができる。また、上記構成の蓄電素子によれば、拡幅部において集電体の断面積が増大するため、集電体における抵抗を抑えることができる。
本実施形態の蓄電素子の製造方法は、
活物質層に被覆された被覆部、及び該被覆部から延び且つ前記活物質層に被覆されていない非被覆部を有する電極が前記被覆部同士及び前記非被覆部同士が重なるように積層されている電極体に対し、前記非被覆部が積層された非被覆積層部に前記非被覆部の積層方向の一方側から集電体が有する接合片を面接触させると共に、前記非被覆積層部に前記積層方向の他方側から保護板を面接触させることと、
前記接合片と前記保護板とに前記非被覆積層部が挟み込まれた状態で該接合片と該非被覆積層部と該保護板とを接合することと、を備え、
前記集電体は、前記被覆部から前記非被覆部が延びる方向における前記非被覆積層部の先端と隣接する領域において、前記非被覆積層部の前記一方側から前記他方側に向けて当該非被覆積層部より前記保護板側に突出する規制部を有する。
かかる構成によれば、接合片と非被覆積層部と保護板とが重ねられたときに保護板が非被覆積層部の先端側へ移動しようとしても、規制部に当接してそれ以上の先端側への移動が規制されるため、接合時における保護板の集電体より外側（非被覆積層部の先端側）へのずれを抑制することができる。
以上より、本実施形態によれば、接合時に保護板が集電体より外側にずれ難い蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法を提供することができる。
図１は、本実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。 図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図３は、前記蓄電素子の電極体を説明するための図である。 図４は、図１のＩＶ－ＩＶ位置における断面図である。 図５は、前記蓄電素子に用いられる集電体の斜視図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩ位置における断面図である。 図７は、前記電極体と前記集電体との接合方法を説明するための図である。 図８は、保護板が非被覆積層部に配置される前の状態の図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ位置における断面模式図である。 図９は、保護板が非被覆積層部に配置された状態の図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ位置における断面模式図である。 図１０は、前記電極体と前記集電体との超音波接合を説明するための模式図である。 図１１は、前記蓄電素子を含む蓄電装置の斜視図である。 図１２は、従来の電極群と集電接続板との接合方法を説明するための模式図である。
以下、本発明に係る蓄電素子の製造方法の一実施形態について、図１～図１０を参照しつつ説明する。本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。以下では、先ず、本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電素子の構成を説明し、その後、蓄電素子の製造方法について説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。
本実施形態に係る製造方法によって製造される蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。
蓄電素子は、図１～図４に示すように、電極体２と、電極体２を収容するケース３と、少なくとも一部がケース３の外部に露出する外部端子４と、電極体２と外部端子４とを導通させる集電体５と、を備える。この蓄電素子１は、電極体２とケース３との間に配置される絶縁部材６等も、備える。本実施形態の蓄電素子１は、電極体２と集電体５との接合時に電極体２を保護する保護板７を備える。
電極体２は、積層された状態で捲回される電極（正極２３及び負極２４）を有する。具体的に、電極体２は、捲芯２１と、正極２３と負極２４とが互いに絶縁された状態で積層された積層体２２であって、捲芯２１の周囲に捲回された積層体２２と、を備える（図３及び図４参照）。電極体２においてリチウムイオンが正極２３と負極２４との間を移動することにより、蓄電素子１が充放電する。
捲芯２１は、通常、絶縁材料によって形成される。本実施形態の捲芯２１は、筒状、より詳しくは、偏平な筒状である。この捲芯２１は、可撓性又は熱可塑性を有するシートを捲回することによって形成される。本実施形態の前記シートは、合成樹脂によって形成されている。
正極２３は、活物質層に被覆された被覆部２３２と、被覆部２３２から延び且つ活物質層に被覆されていない非被覆部２３１と、を有する。具体的に、正極２３は、帯状の金属箔と、金属箔に重ねられる正極活物質層と、を有する。この正極２３において、短手方向である幅方向の一方の端縁部に、金属箔が正極活物質層に被覆されていない非被覆部（正極活物質層が形成されていない部位）２３１が形成され、幅方向の残りの部位に、金属箔が正極活物質層に被覆されている被覆部２３２が形成されている。本実施形態の正極２３を構成する金属箔は、例えば、アルミニウム箔である。
負極２４も、正極２３と同様に、活物質層に被覆された被覆部２４２と、被覆部２４２から延び且つ活物質層に被覆されていない非被覆部２４１と、を有する。具体的に、負極２４は、帯状の金属箔と、金属箔に重ねられる負極活物質層と、を有する。この負極２４において、短手方向である幅方向の他方（正極２３の非被覆部２３１と反対側）の端縁部に、金属箔が負極活物質層に被覆されていない非被覆部（負極活物質層が形成されていない部位）２４１が形成され、幅方向の残りの部位に、金属箔が負極活物質層に被覆されている被覆部２４２が形成されている。本実施形態の負極２４を構成する金属箔は、例えば、銅箔である。
本実施形態の電極体２では、以上のように構成される正極２３と負極２４とがセパレータ２５によって絶縁された状態で捲回される。このように正極２３と負極２４とが捲回されている電極体２では、正極２３の被覆部２３２同士が積層され、正極の非被覆部２３１同士が積層されている。また、負極２４の被覆部２４２同士が積層され、負極２４の非被覆部２４１同士が積層されている。尚、電極体２において、正極２３の被覆部２３２と負極２４の被覆部２４２とは、セパレータ２５を介して交互に積層されている。
セパレータ２５は、絶縁性を有する部材であり、正極２３と負極２４との間に配置される。これにより、電極体２（詳しくは、積層体２２）において、正極２３と負極２４とが互いに絶縁される。また、セパレータ２５は、ケース３内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１の充放電時において、セパレータ２５を挟んで交互に積層される正極２３と負極２４との間を、リチウムイオンが移動可能となる。
このセパレータ２５は、帯状であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ２５は、ＳｉＯ２粒子、Ａｌ２Ｏ３粒子、ベーマイト（アルミナ水和物）等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されている。本実施形態のセパレータ２５の基材は、例えば、ポリエチレンによって形成される。
セパレータ２５の幅方向の寸法は、負極活物質層の幅より大きい。セパレータ２５は、正極２３の被覆部２３２と負極２４の被覆部２４２とが厚さ方向（積層方向）に重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極２３と負極２４との間に配置される。このとき、正極２３の非被覆部２３１が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（積層方向と直交する方向）に突出し、且つ、負極２４の非被覆部２４１が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（正極２３の非被覆部２３１の突出方向と反対の方向）に突出する。このような状態で積層された正極２３、負極２４、及びセパレータ２５が捲回されることによって、電極体２が形成されている。
本実施形態の電極体２では、正極２３の被覆部２３２と負極２４の被覆部２４２とがセパレータ２５を介して積層された部位によって、電極体２の被覆積層部２６が構成される。また、この電極体２では、正極２３の非被覆部２３１又は負極２４の非被覆部２４１のみが積層された部位によって、電極体２の非被覆積層部２７が構成される。
非被覆積層部２７は、電極体２における集電体５と導通する部位である。本実施形態の非被覆積層部２７は、捲回された正極２３、負極２４、及びセパレータ２５の捲回中心軸Ｃ方向から見て、中空部２８（図３参照）を挟んで二つの部位（分割非被覆積層部）２７１に区分けされる。
以上のように構成される非被覆積層部２７は、電極体２の各極に設けられる。即ち、正極２３の非被覆部２３１のみが積層された部位が電極体２における正極の非被覆積層部２７を構成し、負極２４の非被覆部２４１のみが積層された部位が電極体２における負極の非被覆積層部２７を構成する。
ケース３は、開口を有するケース本体３１と、ケース本体３１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板３２と、を有する。ケース３は、電極体２及び集電体５等と共に、電解液を内部空間に収容する。ケース３は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース３は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。
ケース３は、ケース本体３１の開口周縁部３４と、蓋板３２の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。また、ケース３では、ケース本体３１と蓋板３２とによって内部空間が画定されている。
ケース本体３１は、板状の閉塞部３１１と、閉塞部３１１の周縁に接続される筒状の胴部（周壁）３１２と、を備える。
閉塞部３１１は、ケース本体３１が開口を上に向けた姿勢で配置されたときにケース本体３１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体３１の底壁となる）部位である。閉塞部３１１は、該閉塞部３１１の法線方向から見て、矩形状である。
以下では、閉塞部３１１の長辺方向を直交座標系のＸ軸とし、閉塞部３１１の短辺方向を直交座標系のＹ軸とし、閉塞部３１１の法線方向を直交座標系のＺ軸とする。
胴部３１２は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状を有する。胴部３１２は、閉塞部３１１の周縁における長辺から延びる一対の長壁部３１３と、閉塞部３１１の周縁における短辺から延びる一対の短壁部３１４とを有する。短壁部３１４が一対の長壁部３１３の対応（詳しくは、Ｙ軸方向に対向）する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部３１２が形成される。
以上のように、ケース本体３１は、開口方向（Ｚ軸方向）における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有する。このケース本体３１には、捲回中心軸ＣをＸ軸方向に向けた状態で電極体２が収容される（図２参照）。
蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板３２の輪郭は、ケース本体３１の開口周縁部３４に対応した形状である。本実施形態の蓋板３２は、Ｘ軸方向に長い矩形状の板状である。この蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐように該ケース本体３１に当接する。より具体的には、蓋板３２が開口を塞ぐように、蓋板３２の周縁部がケース本体３１の開口周縁部３４に重ねられる。開口周縁部３４と蓋板３２とが重ねられた状態で、蓋板３２とケース本体３１との境界部が溶接される。これにより、ケース３が構成される。
外部端子４は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子４は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。本実施形態の外部端子４は、蓋板３２に取り付けられる。
集電体５は、ケース３内に配置され、電極体２と通電可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体５は、ケース３の内面に沿って配置される。この集電体５は、導電性を有する部材によって形成されている。
具体的に、集電体５は、図２、図４～図６に示すように、外部端子４と通電可能に接続される第一接続部５１と、電極体２と通電可能に接続される第二接続部５２と、第一接続部５１と第二接続部５２とを接続する屈曲部５３と、を有する。ケース３内において、屈曲部５３が蓋板３２と短壁部３１４との境界近傍に配置され、第一接続部５１が屈曲部５３から蓋板３２に沿って延び、第二接続部５２が屈曲部５３から短壁部３１４に沿って延びる。
第一接続部５１は、ケース３（詳しくは蓋板３２）と絶縁された状態でケース３（蓋板３２）の内面に沿って屈曲部５３から延びる板状の部位である。
第二接続部５２は、電極体２の非被覆積層部２７に面接触する接合片５２２を有する。具体的に、第二接続部５２は、ケース３に沿って屈曲部５３から延びる本体５２１と、本体５２１から延び且つ電極体２と接合される少なくとも一つの接合片５２２と、本体５２１から延び且つ保護板７の移動を規制する規制部５２３と、を有する。本実施形態の第二接続部５２は、二つの接合片５２２を有する。尚、本実施形態において、規制部５２３が配置されている位置において、本体５２１における接合片５２２よりＹ軸方向の外側の部位と、規制部５２３と、を合わせて拡幅部と称することもある。
本体５２１は、短壁部３１４と絶縁された状態で屈曲部５３から閉塞部３１１又は閉塞部３１１の近傍まで短壁部３１４に沿って延びる。
二つの接合片５２２のそれぞれは、電極体２の非被覆積層部２７に非被覆部２３１、２４１の積層方向（図４におけるＸ軸方向）の一方側から面接触している。本実施形態の例では電極体２の中空部２８側、即ち、扁平筒状の電極体２の内周面側から非被覆積層部２７（詳しくは、分割非被覆積層部２７１）に面接触している。具体的に、接合片５２２は、本体５２１から電極体２（非被覆積層部２７）に向けて延びると共に本体５２１と同方向（Ｚ軸方向）に延びる板状の部位である。この接合片５２２は、本体５２１のＺ軸方向の略中央に配置されている。
二つの接合片５２２は、本体５２１のＹ軸方向の中央に設けられた開口５６を画定するように、該開口５６の両側（Ｙ軸方向の両側）においてＺ軸方向に延びる。即ち、本実施形態の第二接続部５２は、各非被覆積層部２７における二つの分割非被覆積層部２７１のうちの一方の分割非被覆積層部２７１に接合される接合片５２２と、前記二つの分割非被覆積層部２７１のうちの他方の分割非被覆積層部２７１に接続される接合片５２２と、を有する。本実施形態の集電体５において、開口５６及び二つの接合片５２２は、例えば、Ｚ軸方向に延びる帯状の板にＺ軸方向（長手方向）の切れ込みを入れ、前記切れ込みの両側を捻ることによって形成される。
規制部５２３は、Ｘ軸方向における非被覆積層部２７の先端と隣接する領域（位置）において、非被覆積層部２７の一方側から他方側に向けて非被覆積層部２７より保護板７側に突出する（図４参照）。具体的に、規制部５２３は、本体５２１における接合片５２２との境界位置からＹ軸方向外側に延びると共にＺ軸方向に延びている。本実施形態の第二接続部５２は、二つの規制部５２３を有する。本実施形態の規制部５２３は、電極体２と集電体５とが接合された状態では、Ｙ軸方向の端（先端）が保護板７よりも突出する位置まで延びている（図４参照）。この規制部５２３のＺ軸方向の寸法は、保護板７のＺ軸方向の寸法以上である。
以上のように構成される集電体５は、蓄電素子１の正極と負極とにそれぞれ配置される。本実施形態の蓄電素子１では、ケース３内において、電極体２の正極の非被覆積層部２７と、負極の非被覆積層部２７とにそれぞれ配置される。正極の集電体５と負極の集電体５とは、異なる素材によって形成される。具体的に、正極の集電体５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極の集電体５は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。
保護板７は、電極体２に集電体５を接続するときに、電極体（詳しくは、非被覆積層部２７を構成する非被覆部２３１、２４１）を保護する部材である。この保護板７は、板状の部材であり、電極体２の非被覆積層部２７に前記積層方向の他方側（接合片５２２が配置されている側と反対の側）から面接触している。本実施形態の例では電極体２の外側、即ち、扁平筒状の電極体２の外周面側から非被覆積層部２７（詳しくは、分割非被覆積層部２７１）に面接触している。具体的に、保護板７は、接合片５２２との間に分割非被覆積層部２７１を挟み込む位置に配置される。本実施形態の保護板７は、Ｚ軸方向に長尺な矩形状である。
絶縁部材６は、ケース３（詳しくはケース本体３１）と電極体２との間に配置される。この絶縁部材６は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。本実施形態の絶縁部材６は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって袋状に形成されている（図２参照）。
次に、蓄電素子１の製造方法について、図７～図１０も参照しつつ説明する。
先ず、外部端子４と集電体５とが蓋板３２に組付けられる。続いて、電極体２が、蓋板３２に組付けられた状態の集電体５に接合される。本実施形態の例では、電極体２の非被覆積層部２７（詳しくは、分割非被覆積層部２７１）と集電体５の接合片５２２とが超音波接合される。詳しくは、以下の通りである。
図７及び図８に示すように、集電体５の接合片５２２が、分割非被覆積層部２７１に対し、該分割非被覆積層部２７１を構成する非被覆部２３１、２４１の積層方向（本実施形態の例ではＸ軸方向）の一方側（具体的には、扁平筒状の電極体２の内周面側）から面接触するように配置される。このとき、集電体５の規制部５２３は、分割非被覆積層部２７１の先端（積層されている複数の非被覆部２３１、２４１の各端縁）と接触又は近接した状態で対向している。
また、保護板７が、分割非被覆積層部２７１に対し、前記積層方向の他方側（具体的には、筒状の電極体２の外周面側）から面接触するように配置される（図９参照）。このとき、保護板７は、Ｙ軸方向から見て規制部５２３と重なる位置において、矩形状の保護板７の長辺がＺ軸方向に延びる規制部５２３と接触又は近接した状態で且つ平行となるように配置される。また、規制部５２３は、Ｙ軸方向において分割非被覆積層部２７１から突出している。
このように、分割非被覆積層部２７１が接合片５２２と保護板７との間に位置するように接合片５２２、分割非被覆積層部２７１、及び保護板７が重ねられると、図１０に示すように、重ねられた接合片５２２、分割非被覆積層部２７１、及び保護板７が、ホーン８０とアンビル８１とによって挟み込まれ、ホーン８０がアンビル８１に向けて加圧された状態で超音波振動することにより、超音波接合される。このとき、ホーン８０又はアンビル８１が、非被覆積層部２７（詳しくは、非被覆積層部２７を構成する電極（正極２３、負極２４）の非被覆部２３１、２４１）に直接接触しない、即ち、ホーン８０又はアンビル８１と非被覆積層部２７との間に保護板７又は接合片５２２があるため、超音波振動が付与されたときの非被覆部２３１、２４１の破れが防がれる。
以上の接合片５２２、分割非被覆積層部２７１、及び保護板７の超音波接合が繰り返され、若しくは、複数個所で同時に行われることで、電極体２の正極側の二つの分割非被覆積層部（正極側において中空部２８を挟んで並ぶ二つの分割非被覆積層部）２７１と、正極の集電体５の二つの接合片５２２とがそれぞれ接合され、電極体２の負極側の二つの分割非被覆積層部２７１と、負極の集電体５の二つの接合片５２２とがそれぞれ接合される。これにより、電極体２が蓋板３２に組付けられる。
電極体２、集電体５、及び外部端子４等が蓋板３２に組付けられると、蓋板３２がケース本体３１の開口周縁部３４に当接するまで、該蓋板３２組付けられた状態の電極体２がケース本体３１に挿入される。このとき、電極体２の周囲は、絶縁部材６によって覆われている。
続いて、蓋板３２とケース本体３１の開口周縁部３４との境界部が溶接(レーザ溶接等)され、その後、電界液がケース３に設けられた注液孔から注入（注液）され、前記注液孔が封止されることで、蓄電素子１が完成する。
以上の蓄電素子１の製造方法によれば、接合片５２２と非被覆積層部２７（詳しくは、分割非被覆積層部２７１）と保護板７とが重ねられたときに保護板７が非被覆積層部２７の先端側へ移動しようとしても、規制部５２３に当接してそれ以上の先端側への移動が規制される。
具体的に、超音波接合が行われる際には、接合片５２２、分割非被覆積層部２７１、及び保護板７が重ねられてから、これら接合片５２２、分割非被覆積層部２７１、及び保護板７がホーン８０とアンビル８１とに挟み込まれるまでの間は、保護板７は、分割非被覆積層部２７１の表面（電極体２の外周面）上に単に置かれているだけである、即ち、分割非被覆積層部２７１に固定されていないため、分割非被覆積層部２７１に対してずれ易い。しかし、保護板７は、規制部５２３によって分割非被覆積層部２７１の先端を超えての移動が規制されるため、本実施形態の製造方法によれば、接合時（本実施形態の例では超音波接合時）における保護板７の電極体２及び集電体５より外側（非被覆積層部２７の先端側）への保護板７のずれを抑制することができる。
また、本実施形態の製造方法によって製造された蓄電素子１では、集電体５の拡幅部（規制部５２３、及び該規制部５２３が配置されている位置での本体５２１における接合片５２２よりＹ軸方向外側の部位）において、該拡幅部の先端（即ち、規制部５２３の先端）は、保護板７より突出している。このため、該拡幅部において集電体５の断面積が増大するため、集電体５における抵抗を抑える（減少させる）ことができる。
尚、本発明の蓄電素子の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
集電体５における規制部５２３の具体的な構成は、限定されない。例えば、上記実施形態の規制部５２３は、Ｚ軸方向に連続して延びているが、断続して延びていてもよい。また、上記実施形態の規制部５２３のＺ軸方向の寸法は、保護板７のＺ軸方向の寸法以上であるが、この構成に限定されない。規制部５２３のＺ軸方向の寸法は、保護板７のＺ軸方向の寸法より小さくてもよい。また、上記実施形態の規制部５２３は、本体５２１から延びているが、この構成に限定されない。規制部５２３は、集電体５の接合片５２２等、本体５２１を除いた他の部位から延びていてもよい。また、上記実施形態の規制部５２３は、Ｙ軸方向の端（先端）が、電極体２と集電体５との接合前の状態では、保護板７から突出していないが、この構成に限定されない。規制部５２３は、非被覆積層部２７（分割非被覆積層部２７１）よりも保護板７側に突出していればよく、規制部５２３のＹ軸方向の具体的な寸法は限定されない。即ち、非被覆積層部２７上に配置された保護板７（接合される前の保護板７）が非被覆積層部２７の先端側にはみ出すように移動しようとしたときに、該保護板７が規制部に接触等することで前記移動が規制される位置まで規制部５２３が非被覆積層部２７よりＹ軸方向に突出していればよい。
また、保護板７の具体的な構成も限定されない。例えば、上記実施形態の保護板７は、矩形状の板部材であるが、この構成に限定されない。保護板７は、他の形状でもよい。即ち、保護板７は、超音波溶接の際に、ホーン８０又はアンビル８１と非被覆積層部２７（詳しくは、電極２３、２４の非被覆部２３１、２４１）の間に位置し、該非被覆積層部２７へのホーン８０又はアンビル８１の接触を防ぐことができる形状であればよい。
上記実施形態の蓄電素子１の製造方法では、電極体２と集電体５とが接合されるときに、電極体２の内周面側に集電体５の接合片５２２が配置され、電極体２の外周面側に保護板７が配置されるが、この構成に限定されない。電極体２の内周面側に保護板７が配置され、電極体２の外周面側に集電体５の接合片５２２が配置されてもよい。
上記実施形態の蓄電素子１の製造方法では、電極体２と集電体５との接合は、超音波接合であるが、この構成に限定されない。前記接合は、抵抗溶接やレーザ溶接等であってもよい。
上記実施形態の蓄電素子１の電極体２は、長尺な電極２３、２４が捲回された、いわゆる捲回型であるが、この構成に限定されない。電極体２は、枚葉状の電極２３、２４が積層された、いわゆる積層型でもよく、正極２３又は負極２４の少なくとも一方が長尺で且つつづら折りされた（蛇行するように折り返された）ものでもよい。
また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ（容量）は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。
蓄電素子（例えば電池）１は、図１１に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池の場合は電池モジュール）１１に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。
１…蓄電素子、２…電極体、２１…捲芯、２２…積層体、２３…正極（電極）、２３１…非被覆部、２３２…被覆部、２４…負極（電極）、２４１…非被覆部、２４２…被覆部、２５…セパレータ、２６…被覆積層部、２７…非被覆積層部、２７１…分割非被覆積層部、２８…中空部、３…ケース、３１…ケース本体、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…蓋板、３４…開口周縁部、４…外部端子、５…集電体、５１…第一接続部、５２…第二接続部、５２１…本体、５２２…接合片、５２３…規制部、５３…屈曲部、５６…開口、６…絶縁部材、７…保護板、８０…ホーン、８１…アンビル、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、１０１…集電接続板、１０２…集電箔積層部、１０３…保護用金属板、１０４…アンビル、１０５…超音波ホーン、Ｃ…捲回中心軸

Claims (3)

  1. 活物質層に被覆された被覆部、及び該被覆部から延び且つ前記活物質層に被覆されていない非被覆部を有する電極が前記被覆部同士及び前記非被覆部同士が重なるように積層されている電極体であって、前記非被覆部が積層された非被覆積層部を有する電極体と、
    前記非被覆積層部の積層方向の一方側から面接触する保護板と、
    前記非被覆積層部の積層方向の他方側から面接触する接合片、及び前記被覆部から前記非被覆部が延びる方向における前記非被覆積層部の先端と隣接する領域において前記接合片から前記保護板より外側まで延びる拡幅部を有する集電体と、を備え、
    前記集電体は、前記非被覆積層部の内面に面接触し、
    前記保護板は、前記非被覆積層部の外面に面接触し、
    前記非被覆積層部は、該非被覆積層部が積層方向に区分けされることによって構成される二つの分割非被覆積層部を有し、
    前記非被覆積層部の内面は、前記二つの分割非被覆積層部同士の対向する面であり、
    前記非被覆積層部の外面は、前記二つの分割非被覆積層部の前記対向する面と反対側の面である、蓄電素子。
  2. 活物質層に被覆された被覆部、及び該被覆部から延び且つ前記活物質層に被覆されていない非被覆部を有する電極が前記被覆部同士及び前記非被覆部同士が重なるように積層されている電極体に対し、前記非被覆部が積層された非被覆積層部に前記非被覆部の積層方向の一方側から集電体が有する接合片を面接触させると共に、前記非被覆積層部に前記積層方向の他方側から保護板を面接触させることと、
    前記接合片と前記保護板とに前記非被覆積層部が挟み込まれた状態で該接合片と該非被覆積層部と該保護板とを接合することと、を備え、
    前記集電体は、前記被覆部から前記非被覆部が延びる方向における前記非被覆積層部の先端と隣接する領域において、前記非被覆積層部の前記一方側から前記他方側に向けて当該非被覆積層部より前記保護板側に突出する規制部を有するとともに、前記非被覆積層部の内面に面接触し、
    前記保護板は、前記非被覆積層部の外面に面接触し、
    前記非被覆積層部は、該非被覆積層部が積層方向に区分けされることによって構成される二つの分割非被覆積層部を有し、
    前記非被覆積層部の内面は、前記二つの分割非被覆積層部同士の対向する面であり、
    前記非被覆積層部の外面は、前記二つの分割非被覆積層部の前記対向する面と反対側の面である、蓄電素子の製造方法。
  3. 活物質層に被覆された被覆部、及び該被覆部から延び且つ前記活物質層に被覆されていない非被覆部を有する電極が前記被覆部同士及び前記非被覆部同士が重なるように積層されている電極体であって、前記非被覆部が積層された非被覆積層部を有する電極体と、
    前記非被覆積層部の積層方向から面接触する二つの保護板と、
    前記非被覆積層部の積層方向から面接触する接合片、及び前記被覆部から前記非被覆部が延びる方向における前記非被覆積層部の先端と隣接する領域において前記接合片から前記保護板より外側まで延びる拡幅部を有する集電体と、を備え、
    前記非被覆積層部は、該非被覆積層部が積層方向に区分けされることによって構成される二つの分割非被覆積層部を有し、
    前記二つの保護板の一方の保護板は、積層方向において、前記二つの分割非被覆積層部の一方の分割非被覆積層部を前記接合片とともに挟み、
    前記二つの保護板の他方の保護板は、積層方向において、前記二つの分割非被覆積層部の他方の分割非被覆積層部を前記接合片とともに挟む、蓄電素子。
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