JP7110082B2

JP7110082B2 - 二次電池

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Publication number: JP7110082B2
Application number: JP2018236339A
Authority: JP
Inventors: 圭太郎町田; 正也小倉
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2022-08-01
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: JP2020098713A

Description

本発明は二次電池に関し、例えば、複数の正極シートと複数の負極シートを有し、正極シートと負極シートが交互に積層される構造を有する二次電池に関する。

二次電池では、正極シートと負極シートとによりセパレータを挟み込む構造により発電体を形成する。また、二次電池は、発電体の面積の大きさにより電池容量が決まる。二次電池では、１つの二次電池の体積あたりの電池容量（以下容量効率と称す）を高めるために、発電体の二次電池内への収納方法が様々考えられている。収納方法の１つとして、広い面積のシート状の発電体を巻いて筒形状とする捲回体構造がある。また、別の収納方法として、複数の正極板と複数の負極板及び複数のセパレータを、正極シートと負極シートとの間にセパレータが挟まれる形態で積層する積層構造がある。

二次電池では、集電体を構成するシートを束ね、集電体から電力を取り出す集電部品に要する体積をいかに小さくするかが容量効率に影響する要素の１つとしてある。そこで、特許文献１に捲回体構造の発電体を有する二次電池におけるタブ部の構造及びタブ部への集電板の取り付け方法の一例が開示されている。

特許文献１に記載の積層式電池は、正極集電体上に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電体上に負極活物質層が形成された負極板とが、セパレータを介して積層されてなる積層電極体を備え、前記正極板および前記負極板が、それぞれ辺縁部から突出する正極リードおよび負極リードを有する積層式電池であって、前記正極リードおよび前記負極リードの少なくとも一方において、正極活物質層ないし負極活物質層に隣接する部位に、光硬化性樹脂よりなる保護層が形成されていることを特徴とする。

特開２０１４－２３８９１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構造は、セパレータのズレによる正極板と負極板との短絡を防止するために保護層を設けるものであり、正極板の全て又は負極板の全てに保護層を設けなければならない。そのため、この保護層に要する製造コストが増大する問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、集電部品に要する体積を削減することを目的とするものである。

本発明の二次電池の一態様は、活物質が塗工された活物質領域と、前記活物質が未塗工の領域であって前記活物質領域から突出した形状を有するタブ部と、を有する複数の電極シートと、前記電極シートのうち正極となる正極シートと前記電極シートのうち負極となる負極シートとが交互に積層された状態で前記正極シートの前記活物質領域と前記負極シートの前記活物質領域との間に挟まれる複数のセパレータと、同一の極性となる前記電極シートの複数の前記タブ部と接合される集電部品と、を有し、前記複数の電極シート及び前記複数のセパレータは、積層状態で積層体を構成し、前記集電部品は、前記複数の電極シート及び前記複数のセパレータが積層される方向を第１の方向とした場合、前記第１の方向において前記積層体の一方の端部に位置する第１の電極シートの側で複数の前記タブ部を束ね、前記複数の電極シートは、前記第１の方向において前記積層体の他方の端部に位置する第２の電極シートと、前記複数のタブ部を束ねた状態で折り曲げた収納状態において、前記第２の電極シートにより形成されるたわみを前記第１の方向に直交する側面方向から前記第２の電極シートを見たときに前記たわみの底部の下方の前記積層体に位置する第３の電極シートと、を含み、前記第２の電極シートと前記第３の電極シートは、短絡防止措置構造が設けられる。

本発明にかかる二次電池は、短絡防止措置構造を設ける電極シートを第２の電極シートと第３の電極シートに該当する電極シートに制限する。これにより、本発明にかかる二次電池は、正極シートと負極シートの短絡を防止しながら製造コストを抑制することができる。

本発明の二次電池によれば、二次電池の製造コスト削減することができる。

実施の形態１にかかる二次電池の外観を表す図である。実施の形態１にかかる二次電池のケースに収納される発電体の構造及び発電体の製造工程を説明する図である。実施の形態１にかかる二次電池の集電部品の詳細を説明する図である。実施の形態１にかかる二次電池における短絡防止措置領域を説明する図である。実施の形態１にかかる二次電池における短絡防止措置構造を説明する図である。実施の形態１にかかる二次電池における短絡防止措置構造を有する電極シートの製造方法を説明する図である。実施の形態２にかかる二次電池における短絡防止措置構造を説明する図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

まず、図１に実施の形態１にかかる二次電池１の外観を表す図を示す。図１では、複数の二次電池を組み合わせて形成する組電池の１つのセルを表した。図１に示すように実施の形態１にかかる二次電池１は、ケース１０、蓋１１、負極極柱１２、正極極柱１３を有する。

ケース１０には、二次電池の電気エネルギーを蓄積する発電体が収納される。蓋１１は、発電体をケース１０に密閉するための蓋である。負極極柱１２及び正極極柱１３は、ケース１０内の発電体と電気的に接続され、発電体に対して電流の入出力を行うための電極である。また、実施の形態１にかかる二次電池１では、負極極柱１２及び正極極柱１３がケース１０から突出するように設けられる。図１では図示を省略したが、実施の形態１にかかる二次電池１では、ケース内に格納される発電体に取り付けられる負極極柱１２及び正極極柱１３をケース外に取り出すための取り出し穴が蓋１１に設けられる。そして、負極極柱１２及び正極極柱１３は、蓋１１に設けられた取り出し穴を介してケース内に設けられる集電部品と接合される。実施の形態１にかかる二次電池１では、ケース１０内に格納する発電体の格納方法（例えば、集電部品の形状及び格納方法）に特徴の１つを有する。そこで、以下では、実施の形態１にかかる二次電池１の発電体及び集電部品について詳細に説明する。

図２に実施の形態１にかかる二次電池のケースに収納される発電体の構造及び発電体の製造工程を説明する図を示す。図２は、発電体の製造工程を簡易的に示すものである。図２では、発電体の製造工程を３つの段階に別けて示した。

図２に示すように、発電体の製造工程では、まず、活物質が塗工された活物質領域と、活物質が未塗工の領域であって活物質領域から突出した形状を有するタブ部と、を有する複数の電極シートと、セパレータとを重ねて発電体を構成する。以下の説明では、この発電体を積層体２０と称す。この積層体２０では、正極シートと負極シートの間にセパレータが挟まれるように各シートを積層される。ここで、正極シートと負極シートについて説明する。

例えば、正極シートには、活物質として、例えば、LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂等が塗工される。また、負極シートには、活物質として、例えば、黒鉛（LiC₆）、チタネイト（Li₄Ti₅O1₂）等が塗工される。そして、積層体２０では、正極シートにおいて活物質が塗工される活物質領域と、負極シートのうち活物質が塗工される活物質領域と、が重ね合わされるように積層され、セパレータはこの正負の活物質領域に挟まれるように設けられる。

また、図２の第１の工程を説明する図に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、同一の極性となる電極シートの複数のタブ部を束ねる。具体的には、正極シートの正極タブ部２１ｐと負極シートの負極タブ部２１ｎをそれぞれ個別に束ねる。このとき、実施の形態１では、複数の電極シート及び複数のセパレータが積層される方向を第１の方向（図２の第１の工程の図において上下方向となる方向）とした場合、第１の方向において積層体２０の一方の端部（図２の第１の工程の図において最も下側になるシート）に位置する第１の電極シートの側で複数のタブ部を束ねる。なお、第１の電極シートについては図４及び図５において符号を付して詳細に説明する。

続いて、第２の工程では、第１の工程で束ねたタブ部に対して集電部品を取り付ける。この集電部品は、正極集電部品２２ｐ、負極集電部品２２ｎを有する。そして集電部品は、蓋１１を介して、台座２３、取り出し電極（例えば、負極極柱１２及び正極極柱１３）と接合される。第２の工程では、正極集電部品２２ｐ及び負極集電部品２２ｎは、Ｌ字形状となっており、Ｌ字形状の一方の面に取り付けられたタブ接合部２５ｐ、２５ｎにおいて第１の工程において束ねた複数のタブ部と接合される。なお、第２の工程における接合は、超音波接合が用いられる。

また、正極集電部品２２ｐは、蓋１１を貫通するかしめ部材（不図示）により正極集電部品２２ｐのＬ字形状の他方の面が正極極柱１３と電気的に接合される。また、かしめ部材（不図示）により負極集電部品２２ｎのＬ字形状の他方の面が負極極柱１２と電気的に接合される。このように、集電部品と極柱とを別部品として組み立てることで、接合工程における作業性を向上させることができる。また、蓋１１により負極集電部品２２ｎ、正極集電部品２２ｐ、負極極柱１２及び正極極柱１３を一体化させることで、この後の第３の工程の作業性を向上させる。また、図２に示すように、負極極柱１２及び正極極柱１３は、それぞれ台座２３の上に設けられる。この台座２３は、図１で示した蓋１１に密着され、積層体２０がケース１０に収納された後の密閉性を高める。

続いて、図２に示した第３の工程について説明する。図２の第３の工程の図に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、正極集電部品２２ｐ及び負極集電部品２２ｎをＬ字型からＵ字型に折り曲げる。そして、集電部品を折り曲げた後に、集電部品全体を負極極柱１２及び正極極柱１３が第１の方向（第３の工程の図において図面奥行き方向）も対して直交する方向に突出するように正極タブ部２１ｐ及び負極タブ部２１ｎを折り曲げる。そして、実施の形態１にかかる二次電池１では、正極タブ部２１ｐ及び負極タブ部２１ｎを折り曲げた状態で積層体２０をケース１０に収納する。

ここで集電部品について詳細に説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかる二次電池の集電部品の詳細を説明する図を示す。なお、図３では、集電部品のうち正極集電部品２２ｐのみを示した。図３では、折り曲げられていない収納状態でない集電部品の形態（つまり、図２の第２の工程での集電部品の状態）を示した。図３では、正極集電部品２２ｐ、蓋１１及び正極極柱１３を組み立てる前の状態を示した。図３に示すように、正極集電部品２２ｐは、蓋１１の一方の面に設けられる。また、蓋１１の他方の面には台座２３及び正極極柱１３が設けられる。そして、正極集電部品２２ｐと台座２３は、かしめ部材２４ａ、２４ｂにより接合される。ここで、図３に示すように、正極集電部品２２ｐの台座接合部２２ｐ＿１には、穴２４ｃが設けられ、蓋１１には穴２４ｄが設けられ、台座２３には穴２４ｅが設けられる。そして、実施の形態１にかかる二次電池１を組み立てる場合、かしめ部材２４ａが穴２４ｃ、２４ｄ、２４ｅを貫通させ、かしめ部材２４ａ及びかしめ部材２４ｂにより、正極集電部品２２ｐ、蓋１１及び台座２３をかしめることで接合する。

また、正極集電部品２２ｐは、台座接合部２２ｐ＿１、屈曲部２２ｐ＿２、及び、集電板２２ｐ＿３により構成される。集電板２２ｐ＿３は、屈曲部２２ｐ＿２の一方の面に設けられ、台座接合部２２ｐ＿１は、屈曲部２２ｐ＿２の他方の面に設けられる。集電板２２ｐ＿３には、正極タブ部２１ｐが接合される。この集電板２２ｐ＿３と正極タブ部２１ｐが接合される部分がタブ接合部２５ｐとなる。屈曲部２２ｐ＿２は、図２の第２の工程及びＬ字形状とされ、第３の工程においてＵ字形状とされる。図３においては、Ｌ字形状となった状態である。

実施の形態１にかかる二次電池１では、このように正極タブ部２１ｐ及び負極タブ部２１ｎを折り曲げた状態でケース１０に積層体２０を収納する。そのため、実施の形態１にかかる二次電池１では、折り曲げられるタブ部に曲げ応力がかかり、本来正極シートと負極シートを絶縁するセパレータが破損することがある。そこで、実施の形態１にかかる二次電池１では、このセパレータ破れが生じた場合においても正極シートと負極シートの短絡を防止するための措置を構造として設ける。そこで、以下では、実施の形態１にかかる二次電池１の電極シートに設けられる短絡防止措置構造について説明する。なお、以下では、正極シートに対して設ける短絡防止措置構造について説明するが、負極シートに短絡防止措置構造を設けてもよい。

図４に実施の形態１にかかる二次電池における短絡防止措置領域を説明する図を示す。図４は、積層体２０をケース１０に収納した収納状態において、積層体２０を正極極柱１３が近くなる側面から見た側面図を模式的に表したものである。なお、図４の説明において、第１の電極シートから第６の電極シートについて説明するが、第３の電極シートから第６の電極シートについては、図５において符号を付した具体例を参照しながらさらに詳細に説明する。

図４に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、積層体２０の上方（図４の上下方向において上になる側）に正極集電部品２２ｐ、正極極柱１３等を有する集電部品が設けられる。また、図４では、複数のタブ部が束ねられる状態を第１の電極シート２６と第２の電極シート２７とで囲まれるシルエットとして表した。また、実施の形態１にかかる二次電池１では、複数のタブ部が、正極集電部品２２ｐに設けられたタブ接合部２５ｐによって束ねられる。なお、複数のタブ部を含む正極タブ部２１ｐとタブ接合部２５ｐは、超音波接合によりそれぞれの金属が溶融された状態で接合される。

ここで、第１の電極シート２６と第２の電極シート２７について説明する。まず、第１の電極シートは、複数の電極シート及び複数のセパレータが積層される方向を第１の方向とした場合、第１の方向において積層体２０の一方の端部に位置する電極シートであって、正極タブ部２１ｐを束ねる際の基準となる電極シートである。この第１の電極シート２６は、正極タブ部２１ｐを折り曲げた収納状態において、タブ接合部２５ｐで束ねられた電極シートのうち正極極柱１３に最も近い側に位置する電極シートとなる。

また、第２の電極シート２７は、第１の方向において積層体２０の他方の端部（第１の電極シート２６が位置する側と反対側の端部）に位置する電極シートである。この第２の電極シートは、正極タブ部２１ｐを折り曲げた収納状態において、タブ接合部２５ｐで束ねられた電極シートのうち正極極柱１３に最も遠い側に位置する電極シートとなる。

そして、図４に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域とが設けられる。この短絡防止措置領域は、電極シートに正極タブ部２１ｐの折り曲げに起因する応力が正極シートにかかる部分である。そして、実施の形態１にかかる二次電池１では、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域とに含まれる正極シートの少なくとも一部には短絡防止措置構造が設けられる。この短絡防止措置構造の詳細は後述する。

ここでは、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域の決め方について説明する。図４に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、正極タブ部２１ｐを折り曲げた状態で第２の電極シート２７によるたわみが形成される。そして、第１の短絡防止措置領域は、第２の電極シート２７のたわみの頂点となる第１の頂点の下方の積層体２０に位置する第４の電極シートから第２の電極シート２７に至る範囲に設定される。

また、第２の短絡防止措置領域には、第３の電極シートを含む。この第３の電極シートは、複数の正極タブ部２１ｐを束ねた状態で折り曲げられた収納状態において、第２の電極シート２７により形成されるたわみを第１の方向に直交する側面方向から第２の電極シート２７を見たときにたわみの底部の下方の積層体２０に位置する。第２の短絡防止措置領域は、この第３の電極シートを含む領域として設定される。

具体的には、第２の短絡防止措置領域は、第５の電極シートから第６の電極シートに至る範囲に設定される。第５の電極シートは、正極タブ部２１ｐを折り曲げた収納状態において、第２の電極シート２７の第１の頂点か底部に至る範囲において曲率が変化する変曲点の下方の積層体２０に位置する電極シートである。第６の電極シートは、第２の電極シート２７のたわみの底部から正極タブ部２１ｐの端部に至る範囲の曲線の頂点となる第２の頂点の下方の積層体２０に位置する電極シートである。

続いて、実施の形態１にかかる二次電池１において用いられる短絡防止構造について説明する。そこで、図５に実施の形態１にかかる二次電池における短絡防止措置構造を説明する図を示す。図５は、短絡防止措置構造を説明するために積層体２０の部分を模式的に表したものである。なお、図５の説明においては、正極シートに３２ａ～３２ｆの符号を付したが、正極シート全体について説明する場合には、単に正極シート３２と称す。

図５に示すように、積層体２０では、負極シート３１と正極シート３２が交互に配置され、かつ、負極シート３１と正極シート３２の間にセパレータが挟まれる。また、負極シート３１と正極シート３２はそれぞれ活物質が塗工された領域を有する。そして、負極シート３１の活物質領域は、正極シート３２の活物質領域よりも広い面積を有する。特に、負極シート３１の活物質領域の積層体２０のタブ部側の辺は、正極シート３２の活物質領域のタブ部側の辺よりも突出するように、各シートが設けられる。また、セパレータの積層体２０のタブ部側の辺は、負極シート３１の活物質領域と、正極シート３２の活物質領域の両方よりもタブ部側において突出する大きさを有する。

そして、図５に示す例では、正極シート３２ａ～３２ｆのうち正極シート３２ａ、３２ｄ、３２ｅに対して短絡防止措置構造を設けた。この短絡防止措置構造は、タブ部側の活物質領域の辺に沿った所定の領域に絶縁膜３３が塗工又は貼り付けられる構造である。また、所定の領域は、活物質領域のタブ部側の辺から積層体２０となった状態でセパレータの端部よりもタブ部の端部側に張り出す領域に設定される。

図５に示す例では、第１の短絡防止措置領域には、正極シート３２ａ、３２ｂが含まれる。正極シート３２ａは、第２の電極シート２７に該当するものである。また、第４の電極シートは、図５において正極シート３２ｂの左隣の負極シートが該当する。この第１の短絡防止措置領域に属するシートには、収納状態において引っ張る方向の応力がかかる。そして、この第１の短絡防止措置領域に属するシートにおいては、もっとも外側に位置する電極シート３２ａに最も大きな応力がかかる。そのため、図５に示す例では、電極シート３２に対してのみ絶縁膜３３を設けた。この絶縁膜３３により、セパレータに正極シート３２からの応力に起因する破れが生じた場合であって、正極シートと負極シートが短絡してしまうことを防止することができる。

また、図５に示す例では、第２の短絡防止措置領域に正極シート３２ｄ、３２ｅが含まれる。正極シート３２ｅは、第３の電極シートに該当するものである。また、電極シート３２ｄは、第５の電極シートに該当するものである。なお、図５に示す例では、正極シート３２ｅの図面左隣の負極シートが第６の電極シートに該当する。この第２の短絡防止措置領域に属するシートには、収納状態において押し付ける方向の応力がかかる。このような応力がかかると、正極シートに隣接するセパレータを正極シートが押すことになってしまうため、セパレータに破れが生じることがある。そこで、図５に示す例では、第２の短絡防止措置領域に属する正極シート３２ｄ、３２ｅに短絡防止措置構造となる絶縁膜３３を設ける。図５に示す例では、属する正極シート３２ｄ、３２ｅに大きな押し付け応力がかかると装丁されることから絶縁膜３３を設けたが、第２の短絡防止措置領域においても押し付け応力が大きく無い部分に対しては絶縁膜３３を省略することができる。この絶縁膜３３により、セパレータに正極シート３２からの応力に起因する破れが生じた場合であって、正極シートと負極シートが短絡してしまうことを防止することができる。

ここで、短絡防止措置構造を有する正極シートの製造方法の一例について説明する。そこで、図６に実施の形態１にかかる二次電池１における短絡防止措置構造を有する電極シートの製造方法を説明する図を示す。図６では、短絡防止措置構造を有する電極シートを切り出す金属シート４０と、短絡防止措置構造を有していない通常の電極シートを切り出す金属シート４４とを示した。

実施の形態１にかかる二次電池１の製造工程では、金属シート４０の両面に活物質を塗工した活物質塗工領域４１を形成する。そして、短絡防止措置構造を有する電極シートの元となる金属シート４０に対して絶縁膜３３を塗工又は貼り付けた絶縁膜領域４２を形成する。一方、金属シート４４の両面には活物質を塗工した活物質塗工領域４５のみが形成される。

そして、活物質塗工領域４１及び絶縁膜領域４２を形成した金属シート４０に対して図６に示した電極シートカット線４３に沿ってレーザーカッター等の切り出し装置を用いて短絡防止措置構造を有する電極シートを切り出す。また、活物質塗工領域４５を形成した金属シート４４に対して図６に示した電極シートカット線４６に沿ってレーザーカッター等の切り出し装置を用いて短絡防止措置構造を持たない電極シートを切り出す。

上記説明より、実施の形態１にかかる二次電池１では、積層体２０をケース１０に収納した収納状態で応力によりセパレータに大きな負荷をかけてしまう電極シートに短絡防止措置構造を設ける。これにより、実施の形態１にかかる二次電池１は、電極シートから与えられる応力に起因するセパレータ破れが発生した場合においても正極シートと負極シートの短絡を防止することができる。

また、実施の形態１にかかる二次電池１では、短絡防止措置構造を有する電極シートを一部の電極シートに限定する。これにより、短絡防止措置構造に要する部材コストを削減することができる。

また、実施の形態１にかかる二次電池１では、短絡防止措置構造を正極シートのみに形成することで短絡防止措置構造に設けるために要する部材コストを更に削減することができる。例えば、図５に示すように、負極シートの活物質領域は、正極シートの活物質領域よりもタブ部の先端に向かって突出する大きさに設定する場合、負極シートにかかる応力によりセパレータが破れる可能性が低い。そのため、このような場合には、短絡防止措置構造を設ける電極シートを正極シートに限っても短絡の可能性は高まらない。

また、実施の形態１にかかる二次電池１では、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域とにおいて、短絡防止措置構造を設ける電極シートを応力が特に高いところに限定することで、短絡防止措置構造を設ける電極シートの数を削減することができる。これにより、短絡防止措置構造に設けるために要する部材コストを更に削減することができる。

実施の形態２
実施の形態２では短絡防止措置構造の別の形態について説明する。そこで、図７に実施の形態２にかかる二次電池における短絡防止措置構造を説明する図を示す。

図７に示すように、実施の形態２では、図５で説明した短絡防止措置構造を有する正極シート３２ａ～３２ｆに代えて、正極シート４２ａ～４２ｆを有する。この正極シート４２ａ～４２ｆのうち短絡防止措置構造を有する正極シート３２ａ、３２ｄ、３２ｅに対応する正極シート４２ａ、４２ｄ、４２ｅは、短絡防止措置構造を持たない４２ｂ、４２ｃ、４２ｆに比べて金属泊シートの厚みが厚くなる構造を有する。このように、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域に含まれる電極シートのうち短絡防止措置構造を有する金属シートの厚みを厚くすることで電極シートが引っ張り応力及び押し付け応力に対する強度を増す。

上記説明より、実施の形態２にかかる二次電池では、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域に含まれる電極シートの厚みを増すことで、これら金属シートの引っ張り応力及び押し付け応力に対する強度を向上させる。これにより、第１の短絡防止措置領域と第２の短絡防止措置領域に含まれる電極シートは、隣接するセパレータを圧縮しづらくなり、セパレータが破れる可能性を低減することができる。

また、実施の形態２にかかる二次電池では、短絡防止措置構造を有する電極シートを一部の電極シートに限定する。これにより、同一の厚みを有するケース１０に収納する電極シートの枚数の減少量を最小限にとどめて、ケース１０の体積当たりの蓄電容量を大きくすることが出来る。

また、実施の形態２にかかる二次電池では、短絡防止措置構造を有する電極シートを一部の電極シートに限定する。これにより短絡防止措置構造に要する部材コストを削減することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１二次電池
１０ケース
１１蓋
１２負極極柱
１３正極極柱
２０積層体
２１ｎ負極タブ部
２１ｐ正極タブ部
２２ｎ負極集電部品
２２ｐ正極集電部品
２３台座
２４ａ、２４ｂかしめ部材
２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ穴
２５ｐタブ接合部
２５ｎタブ接合部
３１負極シート
３２正極シート
３３絶縁膜
４０、４４金属シート
４１、４５活物質塗工領域
４２絶縁膜領域
４３、４６電極シートカット線

Claims

活物質が塗工された活物質領域と、前記活物質が未塗工の領域であって前記活物質領域から突出した形状を有するタブ部と、を有する複数の電極シートと、
前記電極シートのうち正極となる正極シートと前記電極シートのうち負極となる負極シートとが交互に積層された状態で前記正極シートの前記活物質領域と前記負極シートの前記活物質領域との間に挟まれる複数のセパレータと、
同一の極性となる前記電極シートの複数の前記タブ部と接合される集電部品と、を有し、
前記複数の電極シート及び前記複数のセパレータは、積層状態で積層体を構成し、
前記集電部品は、前記複数の電極シート及び前記複数のセパレータが積層される方向を第１の方向とした場合、前記第１の方向において前記積層体の一方の端部に位置する第１の電極シートの側で複数の前記タブ部を束ね、
前記複数の電極シートは、
前記第１の方向において前記積層体の他方の端部に位置する第２の電極シートと、
複数の前記タブ部を束ねた状態で折り曲げた収納状態において、前記第２の電極シートにより形成されるたわみを前記第１の方向に直交する側面方向から前記第２の電極シートを見たときに前記たわみの底部の下方の前記積層体に位置する第３の電極シートと、を含み、
前記第２の電極シートと前記第３の電極シートに該当する前記電極シートに限定して、短絡防止措置構造が設けられ、
前記短絡防止措置構造は、前記タブ部側の前記活物質領域の辺に沿った所定の領域に絶縁物質が塗工又は貼り付けられる構造であり、前記所定の領域は、前記活物質領域の前記タブ部側の辺から前記積層体となった状態で前記セパレータの端部よりも前記タブ部の端部側に張り出す領域に設定される二次電池。
前記収納状態において、前記第２の電極シートの前記たわみの頂点となる第１の頂点の下方の前記積層体に位置する第４の電極シートから前記第２の電極シートに至る範囲に設定される第１の短絡防止措置範囲と、
前記収納状態において、前記第２の電極シートの前記第１の頂点から前記底部に至る範囲において曲率が変化する変曲点の下方の前記積層体に位置する第５の電極シートから前記底部から前記タブ部の端部に至る範囲の曲線の頂点となる第２の頂点の下方の積層体に位置する第６の電極シートに至る範囲に設定される第２の短絡防止措置範囲と、を有し、
前記第１の短絡防止措置範囲と前記第２の短絡防止措置範囲とに含まれる前記複数の電極シートの少なくとも一部には、短絡防止措置構造が設けられる請求項１に記載の二次電池。
前記短絡防止措置構造は、前記短絡防止措置構造が設けられない他の電極シートよりもシート厚が厚くなる構造である請求項１又は２に記載の二次電池。
前記短絡防止措置構造は、前記電極シートのうち前記正極シートに対してのみ設けられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二次電池。
前記集電部品に取り付けられる取り出し電極をさらに有し、
前記集電部品は、収納状態においてＵ字形状に折り曲げられた形状とされ、前記Ｕ字形状の一方の面において複数の前記タブ部と接合され、前記Ｕ字形状の他方の面において前記取り出し電極と接合され、
前記取り出し電極は、前記収納状態において前記第１の方向と直交する方向に突出するように設けられる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池。
前記積層体を収納するケースと、
一方の面に前記集電部品が設けられ、他方の面に前記取り出し電極が取り付けられ、かつ、前記ケースを封止する蓋と、
を有する請求項５に記載の二次電池。
前記セパレータは、前記正極シートの前記活物質領域と前記負極シートの前記活物質領域とのいずれの面積よりも広い面積を有し、前記積層体となった状態で、前記正極シートの前記活物質領域及び前記負極シートの前記活物質領域よりも前記タブ部側に突出する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池。