JP7303231B2 - 電池 - Google Patents

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Description

本技術は、電池に関する。
蓄電素子の構成を開示した先行文献として、特許第５８１１４５６号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された蓄電素子は、発電要素と、絶縁カバーとを備える。絶縁カバーは、絶縁性のシート体を折り曲げることにより形成され、発電要素を覆う。シート体は、第一部位と、一対の第二部位と、一対の第三部位とを含む。第一部位は、底面部となる。一対の第二部位は、第一部位の一対の端縁から突出し、互いに向き合っている一対の主面部となる。一対の第三部位は、第二部位同士の向き合う一対の側縁から突出し、互いに向き合っている一対の端面部となる。一対の端面部のそれぞれは、一対の第二部位のうちの一方の第二部位から突出する第三部位と、一対の第二部位のうちの他方の第二部位から突出する第三部位とを含む。一方の第二部位から突出する第三部位と、他方の第二部位から突出する第三部位とは、重なり合って接合されている。発電要素の左右の端部にはみ出した金属箔に、それぞれ集電体が電気的に接続されている。重なり合った第三部位同士の開放端側の箇所が、集電体の中間部を当て板として熱溶着される。
特許第５８１１４５６号公報
特許文献１に記載された蓄電素子においては、重なり合った絶縁シート同士を接合する際に、発電要素の左右の端部にはみ出した金属箔で構成されるタブ部、およびタブ部と集電体との接合部に負荷がかかって、電池の信頼性が低下する可能性がある。
本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、重なり合った絶縁シート同士を接合する際にタブ部、およびタブ部と集電体との接合部に負荷がかかることを抑制することによって、信頼性が向上した電池を提供することを目的とする。
本技術に基づく電池は、電極体と、電池ケースと、タブ部と、集電体と、絶縁シートとを備える。電極体は、正極板および負極板を有する。電池ケースは、電極体を収容する。タブ部は、正極板および負極板の少なくとも一方に設けられ、電極体の側方に延出する。集電体は、タブ部に接続されている。絶縁シートは、電極体と電池ケースとの間に配置され、電池ケースと集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部を有する。集電体は、タブ部が折り曲げられていることによって電池ケースの側面と面している。折り重ね部において、絶縁シートの一部同士が互いに接合された接合部が形成されている。
本技術によれば、重なり合った絶縁シート同士を接合する際にタブ部、およびタブ部と集電体との接合部に負荷がかかることを抑制することによって、電池の信頼性を向上させることができる。
本技術の実施の形態１に係る電池の構成を示す斜視図である。 図１の電池をＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える外装体および絶縁シートを除いて電池の内部構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える正極板が成形される前の正極原板を示す正面図である。 図４の正極原板をＶ－Ｖ線矢印方向から見た断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える正極板が成形された後の状態を示す正面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える負極板が成形される前の負極原板を示す正面図である。 図７の負極原板をＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える負極板が成形された後の状態を示す正面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える電極体および集電体の構成を示す斜視図である。 図１０の電極体および集電体をＸＩ－ＸＩ線矢印方向から見た断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える電極体のタブ部が折り曲げられた状態を示す断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える集電体の一部および封口板の構成を示す上方斜視図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える集電体の一部および封口板の構成を示す下方斜視図である。 図２に示す電池のＸＶ部を拡大して示す断面図である。 図２に示す電池のＸＶＩ部を拡大して示す断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える電池ケースと絶縁シートとの位置関係を示す斜視図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える外装体を除いて電池の構成を示す斜視図である。 図１８の電池を矢印ＸＩＸ方向から見た側面図である。 図１８の電池を矢印ＸＸ方向から見た側面図である。 図１８の電池をＸＸＩ－ＸＸＩ線矢印方向から見た断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える絶縁シートに接合部を形成している状態を示す断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える絶縁シートの構成を示す展開図である。 本技術の実施の形態１に係る電池が備える絶縁シートが折り曲げられている状態を示す斜視図である。 本技術の実施の形態２に係る電池が備える絶縁シートの構成を示す展開図である。 本技術の実施の形態３に係る電池の構成を示す側面図である。 本技術の実施の形態４に係る電池が備える絶縁シートの接合部を示す断面図である。 本技術の実施の形態４の第１変形例に係る電池が備える絶縁シートの接合部を示す断面図である。 本技術の実施の形態４の第２変形例に係る電池が備える絶縁シートの接合部を示す断面図である。
以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。
なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。
本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池など他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。また、「電極板」は正極板および負極板を総称し得る。
本明細書において、「蓄電セル」ないし「蓄電モジュール」は、電池セルないし電池モジュールに限定されず、キャパシタセルないしキャパシタモジュールを含み得る。
(実施の形態１)
図１は、本技術の実施の形態１に係る電池の構成を示す斜視図である。図２は、図１の電池をＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える外装体および絶縁シートを除いて電池の内部構成を示す斜視図である。
図１～図３に示すように、電池１は、電池ケース１０と、電極体２０と、正極集電体３０と、負極集電体４０と、絶縁シート５０と、正極外部導電部材６０と、負極外部導電部材７０とを備える。電池ケース１０は、外装体１００と、封口板１１０とを含む。
外装体１００は、開口部１０１を有する有底角筒状である。外装体１００は、金属製である。具体的には、外装体１００は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。
外装体１００は、底部１０２と、１対の第１側壁１０３ａ，１０３ｂと、１対の第２側壁１０４ａ，１０４ｂとを有する。
底部１０２は、開口部１０１に対向している。１対の第１側壁１０３ａ，１０３ｂの各々は、底部１０２の縁から立設されつつ互いに平行に対向している。１対の第２側壁１０４ａ，１０４ｂの各々は、底部１０２の縁から立設されつつ互いに平行に対向している。１対の第２側壁１０４ａ，１０４ｂの各々は、第１側壁１０３ａ，１０３ｂ同士を接続している。１対の第１側壁１０３ａ，１０３ｂの各々の面積は、１対の第２側壁１０４ａ，１０４ｂの各々の面積より大きい。
封口板１１０は、外装体１００の開口部１０１を封口する。封口板１１０は、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。
封口板１１０には、電解液注液孔１１１が設けられている。電解液注液孔１１１は、封止部材１１２により封止されている。封口板１１０には、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断し、電池ケース１０内のガスを外部に排出するガス排出弁１１３が設けられている。
本実施の形態における電極体２０は、後述する正極板および負極板を有する扁平形状の電極体である。具体的には、電極体２０は、図示しない帯状のセパレータを介して帯状の正極板および帯状の負極板がともに巻回された巻回型電極体である。
図２および図３に示すように、電池ケース１０は、電極体２０を収容している。具体的には、電池ケース１０内に配置された絶縁シート５０の内側に、複数の巻回型電極体が図示しない電解液とともに収容されている。本実施の形態における電池ケース１０は、３つの巻回型電極体を収容している。電極体２０は、その巻回軸が底部１０２と平行になる向きで、外装体１００内に収容されている。なお、外装体１００内に配置される電極体２０の数量は、３つに限定されない。また、電極体２０は、巻回型電極体に限定されず、複数枚の正極板と複数枚の負極板とが交互に積層された積層型電極体であってもよい。
電極体２０には、タブ部２１が正極板および負極板の少なくとも一方に設けられ、電極体２０の側方に延出している。本実施の形態における電極体２０においては、電極体２０の巻回軸が延びる方向における一方の端部に、一方のタブ部２１として複数枚の正極タブを含む正極タブ群２１０が設けられている。電極体２０における電極体２０の巻回軸が延びる方向における他方の端部には、他方のタブ部２１として複数枚の負極タブを含む負極タブ群２６０が設けられている。
電極体２０は、一方の第２側壁１０４ａと正極タブ群２１０とが対向し、かつ、他方の第２側壁１０４ｂと負極タブ群２６０とが対向する向きで、絶縁シート５０を間に挟んで外装体１００内に配置されることが好ましい。
図１～図３に示すように、封口板１１０には、正極端子２３０及び負極端子２８０が取り付けられている。具体的には、図２および図３に示すように、正極端子２３０は、正極集電体３０を介して、複数の電極体２０の各々における正極タブ群２１０と電気的に接続されている。正極端子２３０には、正極外部導電部材６０が接続されている。なお、電池１は、正極外部導電部材６０を必ずしも含んでいる必要はない。
正極端子２３０および正極外部導電部材６０の各々は、金属製であることが好ましく、アルミニウム製またはアルミニウム合金製であることがより好ましい。
負極端子２８０は、負極集電体４０を介して複数の電極体２０の各々における負極タブ群２６０に電気的に接続されている。負極端子２８０には、負極外部導電部材７０が接続されている。なお、電池１は、負極外部導電部材７０を必ずしも含んでいる必要はない。
負極端子２８０は、金属製であることが好ましく、銅製または銅合金製であることがより好ましい。負極外部導電部材７０は、金属製であることが好ましく、アルミニウム製またはアルミニウム合金製であることがより好ましい。なお、負極端子２８０は、負極集電体４０と接続される領域が銅または銅合金により構成され、封口板１１０より外側に突出する領域がアルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されていてもよい。
正極集電体３０は、板状の形状を有している。正極集電体３０は、一方のタブ部２１に接続されている。本実施の形態における正極集電体３０は、正極タブ群２１０に接続されている。正極集電体３０は、金属製であることが好ましく、アルミニウム製またはアルミニウム合金製であることがより好ましい。
本実施の形態における正極集電体３０は、延長集電体としての第１正極集電体３００および集電体としての第２正極集電体３１０を含む。
第１正極集電体３００は、電極体２０と封口板１１０との間において正極端子２３０と接続されている。第１正極集電体３００は、正極端子２３０が接続されている側とは反対側の端部において、第２正極集電体３１０に接続されている。第２正極集電体３１０は、第１正極集電体３００と接続されている側とは反対側において正極タブ群２１０に接続されている。なお、正極集電体３０は、１つの部品から構成されていてもよい。
負極集電体４０は、板状の形状を有している。負極集電体４０は、他方のタブ部２１に接続されている。本実施の形態における負極集電体４０は、負極タブ群２６０に接続されている。負極集電体４０は、金属製であることが好ましく、銅製または銅合金製であることがより好ましい。
本実施の形態における負極集電体４０は、延長集電体としての第１負極集電体４００および集電体としての第２負極集電体４１０を含む。第１負極集電体４００は、電極体２０と封口板１１０との間において負極端子２８０と接続されている。第１負極集電体４００は、負極端子２８０が接続されている側とは反対側の端部において、第２負極集電体４１０に接続されている。第２負極集電体４１０は、第１負極集電体４００と接続されている側とは反対側において負極タブ群２６０に接続されている。なお、負極集電体４０は、１つの部品から構成されていてもよい。
図２に示すように、絶縁シート５０は、電極体２０と電池ケース１０との間に配置されている。絶縁シート５０は、樹脂製のシートが好ましい。絶縁シート５０の材質は、たとえば、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリフェニレンサルファイド(ＰＰＳ)、ポリイミド(ＰＩ)またはポリオレフィン(ＰＯ)が好ましい。特に、絶縁シート５０の材質は、ＰＰが好ましい。
絶縁シート５０の融点は、１００℃以上４００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１２０℃以上３００℃以下、特に好ましくは１５０℃以上１７０℃以下である。
絶縁シート５０の厚みは、０．０３ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。
以下、電池１の各構成要素の詳細および電池１の製造方法について説明する。まず、正極板について説明する。
図４は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える正極板が成形される前の正極原板を示す正面図である。図５は、図４の正極原板をＶ－Ｖ線矢印方向から見た断面図である。図６は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える正極板が成形された後の状態を示す正面図である。
正極板は、正極原板２００Ｓを加工することにより製造される。図４および図５に示すように、正極原板２００Ｓは、正極芯体２０１と、正極活物質層２０２と、正極保護層２０３とを含む。正極芯体２０１は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔である。
正極芯体２０１には、両面の一方側の端部を除いて正極活物質層２０２が形成されている。正極活物質層２０２は、正極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体２０１上に形成される。
正極活物質層スラリーは、正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、導電材としての炭素材料、および、分散媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ)を、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物：ＰＶｄＦ：炭素材料の質量比が９７．５：１：１．５となるように混練することによって作製される。
正極保護層２０３は、正極芯体２０１に接しつつ正極活物質層２０２の幅方向の一方側の端部に形成されている。正極保護層２０３は、正極保護層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体２０１上に形成される。
正極保護層スラリーは、アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのＰＶｄＦ、および、分散媒としてのＮＭＰを、アルミナ粉末：炭素材料：ＰＶｄＦの質量比が８３：３：１４となるように混練することによって作製される。
正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーが塗布された正極芯体２０１を乾燥させ、正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーに含まれるＮＭＰを除去する。これにより、正極活物質層２０２および正極保護層２０３が形成される。さらに、正極活物質層２０２を圧縮することにより、正極芯体２０１、正極活物質層２０２および正極保護層２０３を含む正極原板２００Ｓとする。正極原板２００Ｓを所定の形状に切断し、正極板とする。なお、正極原板２００Ｓは、エネルギー線の照射によるレーザー加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。
図６に示すように、正極原板２００Ｓから成形された正極板２００の幅方向の一方端部には、正極芯体２０１からなる正極タブ２２０が複数設けられている。複数の正極タブ２２０は、積層されて正極タブ群２１０として正極集電体３０に接続される状態を考慮して、複数の正極タブ２２０の各々が形成される位置によって、その突出方向の長さ、または幅が適宜調整されている。
複数の正極タブ２２０の各々の根元には、正極保護層２０３が設けられている。なお、正極タブ群２１０には、正極保護層２０３が設けられていなくてもよい。
次に、負極板について説明する。図７は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える負極板が成形される前の負極原板を示す正面図である。図８は、図７の負極原板をＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図９は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える負極板が成形された後の状態を示す正面図である。
負極板は、負極原板２５０Ｓを加工することにより製造される。図７および図８に示すように、負極原板２５０Ｓは、負極芯体２５１と、負極活物質層２５２とを含む。負極芯体２５１は、銅箔または銅合金箔である。
負極芯体２５１には、両面の一方側の端部を除いて負極活物質層２５２が形成されている。負極活物質層２５２は、負極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより形成される。
負極活物質層スラリーは、負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム(ＳＢＲ)及びカルボキシメチルセルロース(ＣＭＣ)、および、分散媒としての水を、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣの質量比が９８：１：１となるように混練することによって作製される。
負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体２５１を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去する。これにより、負極活物質層２５２が形成される。さらに、負極活物質層２５２を圧縮することにより、負極芯体２５１および負極活物質層２５２を含む負極原板２５０Ｓとする。負極原板２５０Ｓを所定の形状に切断し、負極板とする。なお、負極原板２５０Ｓは、エネルギー線の照射によるレーザー加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。
図９に示すように、負極原板２５０Ｓから成形された負極板２５０の幅方向の一方端部には、負極芯体２５１からなる負極タブ２７０が複数設けられている。複数の負極タブ２７０は、積層されて負極タブ群２６０として負極集電体４０に接続される状態を考慮して、複数の負極タブ２７０の各々が形成される位置によって、その突出方向の長さ、または幅が適宜調整されている。
次に、電極体２０、正極集電体３０および負極集電体４０について説明する。図１０は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える電極体および集電体の構成を示す斜視図である。図１０において、タブ部２１が折り曲げられる前の状態を示している。
図１０に示すように、上述の方法で作製した帯状の正極板２００及び帯状の負極板２５０を、図示しない帯状のセパレータを介して巻回し、偏平形状の電極体２０を作製する。セパレータは、ポリオレフィン製の基材の表面に、耐熱層が設けられたものであることが好ましい。この耐熱層は、セラミック粒子およびバインダーを含む。セラミック粒子としては、たとえば、酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化アルミニウム、または、チタニアなどを用いることができる。
電極体２０の巻回軸が延びる方向における電極体２０の側方の一方の端部に、正極板２００に設けられた複数の正極タブ２２０を含む正極タブ群２１０が配置されている。
正極タブ２２０の厚みは、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは８μｍ以上２０μｍ以下である。正極タブ群２１０における正極タブ２２０の積層枚数は、１０枚以上であることが好ましく、より好ましくは２０枚以上、特に好ましくは３０枚以上である。
電極体２０の巻回軸が延びる方向における電極体２０の側方の他方の端部に、負極板２５０に設けられた複数の負極タブ２７０を含む負極タブ群２６０が配置されている。このように、タブ部２１は、正極タブ群２１０および負極タブ群２６０の少なくとも一方で構成されている。本実施の形態におけるタブ部２１は、正極タブ群２１０と負極タブ群２６０とにより構成されている。
負極タブ２７０の厚みは、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは８μｍ以上２０μｍ以下である。負極タブ群２６０における負極タブ２７０の積層枚数は、１０枚以上であることが好ましく、より好ましくは２０枚以上、特に好ましくは３０枚以上である。
第２正極集電体３１０は、第１領域３１１と、第２領域３１２と、第３領域３１３とを有している。図２に示すように、第１領域３１１は、一方の第２側壁１０４ａに対向している。第１領域３１１には、タブ部２１が接続されている。
図２および図１０に示すように、第２領域３１２は、第１領域３１１の封口板１１０側に位置している。第２領域３１２は、第１領域３１１および第３領域３１３の双方に対して傾斜している。
第３領域３１３は、第２領域３１２の封口板１１０側に位置して一方の第２側壁１０４ａに対向している。第３領域３１３は、第１正極集電体３００に接続される。
図２に示すように、第１領域３１１および第３領域３１３は、その平面部が電極体２０の巻回軸に対して略垂直になるように配置されている。互いに対向する第２正極集電体３１０および一方の第２側壁１０４ａにおいて、一方の第２側壁１０４ａに直交する方向における、第１領域３１１と一方の第２側壁１０４ａとの間の最短距離は、第３領域３１３と一方の第２側壁１０４ａとの間の最短距離より短くなっている。
図１０に示すように、第３領域３１３には、凹部３１４が設けられている。凹部３１４が設けられている部分は、その周囲よりも厚みが薄い。凹部３１４には、貫通孔３１５が設けられている。凹部３１４において、第３領域３１３が第１正極集電体３００に接合されている。第２正極集電体３１０には、ヒューズ孔３１６を設けることができる。
第２負極集電体４１０は、第２正極集電体３１０と同様に、第１領域４１１と、第２領域４１２と、第３領域４１３とを有する。第３領域４１３には、凹部４１４及び貫通孔４１５が設けられている。凹部４１４において、第３領域４１３が第１負極集電体４００に接合されている。
次に、集電体とタブ部２１との接続について説明する。図１１は、図１０の電極体および集電体をＸＩ－ＸＩ線矢印方向から見た断面図である。図１２は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える電極体のタブ部が折り曲げられた状態を示す断面図である。
図１１に示すように、複数枚の正極タブ２２０を含む正極タブ群２１０の先端部２２１を第２正極集電体３１０の第１領域３１１に隣接させた状態で、第１領域３１１と正極タブ群２１０とを接合する。この接合により、タブ接合部３２０が形成される。第１領域３１１と正極タブ群２１０との接合方法としては、超音波溶接、抵抗溶接またはレーザー溶接などを用いることができる。
図１２に示すように、タブ接合部３２０が形成された正極タブ群２１０は、折り曲げられることにより湾曲する。タブ部２１のうち折り曲げられている先端部２２１は、１対の第２側壁１０４ａ、１０４ｂの少なくとも一方に対向している。本実施の形態においては、先端部２２１が一方の第２側壁１０４ａに対向している。このように、第２正極集電体３１０は、正極タブ群２１０が折り曲げられていることによって電池ケース１０の側面と面する。なお、タブ接合部３２０は、第１領域３１１における電極体２０側とは反対側の面に接合されていてもよい。
負極タブ群２６０は、正極タブ群２１０と同様に、第２負極集電体４１０の第１領域４１１に隣接させた状態で、第１領域４１１と負極タブ群２６０とを接合する。この接合により、タブ接合部が形成される。タブ接合部が形成された負極タブ群２６０は、折り曲げられることにより湾曲する。タブ部２１のうち折り曲げられている先端部は、１対の第２側壁１０４ａ，１０４ｂの少なくとも一方に対向している。本実施の形態においては、先端部が他方の第２側壁１０４ｂに対向している。このように、第２負極集電体４１０は、負極タブ群２６０が折り曲げられていることによって他方の第２側壁１０４ｂと面する。
第２正極集電体３１０の第１領域３１１において、タブ接合部３２０は、正極タブ群２１０の根元側に寄せて配置されることが好ましい。このような構成であると、正極タブ群２１０を折り曲げた際、正極タブ群２１０の根元近傍に安定的に湾曲形状を形成することができる。第２負極集電体４１０の第１領域４１１において、負極タブ群２６０が接合される位置についても第２正極集電体３１０の場合と同様である。
図２に示すように、第２正極集電体３１０の外装体１００の底部１０２側の端部は、正極タブ群２１０の外装体１００の底部１０２側の端部よりも底部１０２側に位置することが好ましい。このような構成であると、正極タブ群２１０を折り曲げる工程において、正極タブ群２１０を安定的に折り曲げることが可能となる。第２負極集電体４１０の下端部についても、第２正極集電体３１０の場合と同様である。
次に、封口板１１０について説明する。図１３は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える集電体の一部および封口板の構成を示す上方斜視図である。図１４は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える集電体の一部および封口板の構成を示す下方斜視図である。図１５は、図２に示す電池のＸＶ部を拡大して示す断面図である。図１６は、図２に示す電池のＸＶＩ部を拡大して示す断面図である。図１３において、電池１の外側から封口板１１０を示し、図１４において、電池１の内側から封口板１１０を示している。
図１３および図１５に示すように、封口板１１０は、一方の端部近傍に正極端子取り付け孔１１４を有し、他方の端部近傍に負極端子取り付け孔１１５を有している。
図１３～図１５に示すように、封口板１１０において、電極体２０側とは反対側の面の正極端子取り付け孔１１４の周囲に第１外部側絶縁部材２３１が配置され、電極体２０側の面の正極端子取り付け孔１１４の周囲に内部側絶縁部材２４０および第１正極集電体３００が配置されている。
正極端子２３０を、電池１の外側から、第２外部側絶縁部材２３２の貫通孔２３２ｈ、封口板１１０の正極端子取り付け孔１１４、内部側絶縁部材２４０の貫通孔２４０ｈおよび第１正極集電体３００の貫通孔３０１ｈに挿入する。正極端子２３０は、第１正極集電体３００上にカシメられ、カシメ部２３０Ａが形成される。なお、正極端子２３０は、カシメられた後にカシメ部２３０Ａが第１正極集電体３００に溶接されてもよい。
図１３、図１４および図１６に示すように、封口板１１０において、負極端子取り付け孔１１５の電極体２０とは反対側の面に第１外部側絶縁部材２８１が配置され、負極端子取り付け孔１１５の電極体２０側の面に内部側絶縁部材２９０および第１負極集電体４００が配置される。
負極端子２８０を、電池１の外側から、第２外部側絶縁部材２８２の貫通孔２８２ｈ、封口板１１０の負極端子取り付け孔１１５、内部側絶縁部材２９０の貫通孔２９０ｈおよび第１負極集電体４００の貫通孔４０１ｈに挿入する。負極端子２８０は、第１負極集電体４００上にカシメられ、カシメ部２８０Ａが形成される。なお、負極端子２８０は、カシメられた後にカシメ部２８０Ａが第１負極集電体４００に溶接されてもよい。
なお、正極端子２３０に正極外部導電部材６０を接続する、または、負極端子２８０に負極外部導電部材７０を接続するタイミングは特に限定されない。この接続のタイミングは、正極端子２３０と負極端子２８０とが封口板１１０に固定された後であってもよいし、外装体１００に接続された封口板１１０の電解液注液孔１１１を封止した後であってもよい。
図１３～図１５に示すように、延長集電体である第１正極集電体３００は、断面視においてＬ字形状を有している。第１正極集電体３００は、基部３０１と、集電体接続部３０２とを有する。基部３０１は、電極体２０と封口板１１０との間において、内部側絶縁部材２４０を介して、封口板１１０に沿って配置されている。
集電体接続部３０２は、基部３０１の端から折り曲げられ、底部１０２に向かって延びている。集電体接続部３０２は、第２正極集電体３１０の第３領域３１３に接続されている。集電体接続部３０２は、外装体１００の一方の第２側壁１０４ａと電極体２０との間に配置される。
図１３、図１４および図１６に示すように、延長集電体である第１負極集電体４００は、断面視においてＬ字形状を有している。第１負極集電体４００は、基部４０１と、集電体接続部４０２とを有する。基部４０１は、電極体２０と封口板１１０との間において、内部側絶縁部材２９０を介して、封口板１１０に沿って配置されている。
集電体接続部４０２は、基部４０１の端から折り曲げられ、底部１０２に向かって延びている。集電体接続部４０２は、第２負極集電体４１０の第３領域４１３に接続されている。集電体接続部４０２は、外装体１００の他方の第２側壁１０４ｂと電極体２０との間に配置される。
次に、第１集電体と第２集電体との接続について説明する。図３に示すように、第２正極集電体３１０および第２負極集電体４１０が取り付けられた３つの電極体２０を並べて配置する。このとき、３つの電極体２０の各々は、正極タブ群２１０同士が同じ側に配置され、負極タブ群２６０同士も同じ側に配置されている。
３つの電極体２０の正極タブ群２１０の各々を湾曲させた状態で、３つの電極体２０に取り付けられた第２正極集電体３１０を、封口板１１０に固定された第１正極集電体３００の集電体接続部３０２に接合する。これにより、集電体接続部３０２と第３領域３１３との接合部が、凹部３１４内に形成される。
３つの電極体２０の負極タブ群２６０の各々を湾曲させた状態で、３つの電極体２０に取り付けられた第２負極集電体４１０を、封口板１１０に固定された第１負極集電体４００の集電体接続部４０２に接合する。これにより、集電体接続部４０２と第３領域４１３との接合部が、凹部４１４内に形成される。
第１正極集電体３００および第２正極集電体３１０、または、第１負極集電体４００および第２負極集電体４１０の接続方法としては、超音波溶接、抵抗溶接、または、高エネルギー線の照射によるレーザー溶接などを用いることができる。特に、レーザー溶接を用いることが好ましい。
次に、外装体１００への電極体２０の挿入について説明する。図２に示すように、袋状または箱状とした絶縁シート５０内に、電極体２０を配置する。絶縁シート５０で覆われた電極体２０を外装体１００内に挿入する。これにより、電池ケース１０内に複数の巻回型電極体が収容される。次に、外装体１００の開口部１０１において、封口板１１０をレーザー溶接などにより接合する。
その後、封口板１１０に設けられた電解液注液孔１１１から非水電解液を注液し、電解液注液孔１１１を封止部材１１２により封止する。これにより、電池１が完成する。なお、本実施の形態に係る電池１に使用される正極板２００、負極板２５０、セパレータ、電解液および各機構部品を構成する材料は、公知のものを用いることができる。
以下、本技術の実施の形態１における絶縁シート５０の構造について詳細に説明する。
図１７は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える電池ケースと絶縁シートとの位置関係を示す斜視図である。図１８は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える外装体を除いて電池の構成を示す斜視図である。図１９は、図１８の電池を矢印ＸＩＸ方向から見た側面図である。図２０は、図１８の電池を矢印ＸＸ方向から見た側面図である。図２１は、図１８の電池をＸＸＩ－ＸＸＩ線矢印方向から見た断面図である。
図１７～図２１に示すように、本実施の形態１に係る絶縁シート５０は、底面部５００と、第１側面部５１０ａと、第２側面部５１０ｂと、第３側面部５２０ａと、第４側面部５２０ｂとを含む。
図１７に示すように、底面部５００は、電極体２０と外装体１００の底部１０２との間に配置されている。底面部５００は、外装体１００の底部１０２に対向している。
第１側面部５１０ａは、１対の第１側壁１０３ａ，１０３ｂのうちの一方と電極体２０との間に配置されている。本実施の形態における第１側面部５１０ａは、一方の第１側壁１０３ａと電極体２０との間に配置されている。
第２側面部５１０ｂは、１対の第１側壁１０３ａ，１０３ｂのうちの他方と電極体２０との間に配置されている。本実施の形態における第２側面部５１０ｂは、他方の第１側壁１０３ｂと電極体２０との間に配置されている。
図１７～図１９に示すように、第３側面部５２０ａは、第１左側片部５３０と、第２左側片部５３１と、左側底片部５３２とから構成されている。
第１左側片部５３０は、第１側面部５１０ａの側方の一方の端部から折り曲げられている。本実施の形態における第１左側片部５３０は、図２１の紙面垂直方向から見て、第１側面部５１０ａの左側の側方の端部から折り曲げられている。
第２左側片部５３１は、第２側面部５１０ｂの側方の一方の端部から折り曲げられている。本実施の形態における第２左側片部５３１は、図２１の紙面垂直方向から見て、第２側面部５１０ｂの左側の側方の端部から折り曲げられている。
左側底片部５３２は、図１８に示すように、底面部５００の左側の側方の端部から折り曲げられている。
図１７、図２０および図２１に示すように、第４側面部５２０ｂは、第１右側片部５４０と、第２右側片部５４１と、右側底片部５４２とから構成されている。
第１右側片部５４０は、第１側面部５１０ａの側方の他方の端部から折り曲げられている。本実施の形態における第１右側片部５４０は、図２１の紙面垂直方向から見て、第１側面部５１０ａの右側の側方の端部から折り曲げられている。
第２右側片部５４１は、第２側面部５１０ｂの側方の他方の端部から折り曲げられている。本実施の形態における第２右側片部５４１は、図２１の紙面垂直方向から見て、第２側面部５１０ｂの右側の側方の端部から折り曲げられている。
右側底片部５４２は、図１７に示すように、底面部５００の右側の側方の端部から折り曲げられている。
図１７～図２１に示すように、絶縁シート５０は、電池ケース１０と集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部５５０を有している。具体的には、図１９に示すように、折り重ね部５５０は、第３側面部５２０ａにおいて、第１左側片部５３０と第２左側片部５３１とが折り重ねられることによって構成されている。なお、折り重ね部５５０は、第１左側片部５３０および第２左側片部５３１の２重構造に限定されず、第１左側片部５３０、第２左側片部５３１および左側底片部５３２の３重構造であってもよい。
図２０および図２１に示すように、絶縁シート５０は、第４側面部５２０ｂにおいて、第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが折り重ねられることによって構成される折り重ね部５５１を有している。なお、折り重ね部５５１は、第１右側片部５４０および第２右側片部５４１の２重構造に限定されず、第１右側片部５４０、第２右側片部５４１および右側底片部５４２の３重構造であってもよい。
図１８～図２０に示すように、折り重ね部５５０において、絶縁シート５０の一部同士が互いに接合された接合部５６０が形成されている。具体的には、第１左側片部５３０と第２左側片部５３１とが重なっている部分に、接合部５６０が形成されている。本実施の形態においては、折り重ね部５５０の一部に第１接合部５６１が形成されている。
第１接合部５６１は、一方の第２側壁１０４ａに直交する方向から見て、集電体とタブ部２１とが重なっている位置に形成されている。具体的には、第１接合部５６１は、一方の第２側壁１０４ａに直交する方向から見て、第２正極集電体３１０の第１領域３１１と正極タブ群２１０とが重なっている位置に形成されている。
図２０および図２１に示すように、第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが重なっている部分には、接合部５６０が形成されている。具体的には、本実施の形態における第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが重なっている部分の接合部５６０は、第２接合部５６２である。
第２接合部５６２は、他方の第２側壁１０４ｂに直交する方向から見て、第２負極集電体４１０の第１領域４１１と負極タブ群２６０とが重なっている位置に形成されている。
図２２は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える絶縁シートに接合部を形成している状態を示す断面図である。
図２２に示すように、第１接合部５６１は、たとえば、溶着により接合されている。本実施の形態における第１接合部５６１は、折り重ね部５５０における第２正極集電体３１０の第１領域３１１と重なっている部分にヒータ２を押し当てることによって、当該部分が溶着されて形成されている。
第１接合部５６１の面積は、他方の第２側壁１０４ｂに直交する方向から見て、５ｍｍ2以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ2以上５０ｍｍ2以下、特に好ましくは１５ｍｍ2以上２５ｍｍ2以下である。
第１接合部５６１は、封口板１１０に対して垂直な方向において、絶縁シート５０の上端部から３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の領域に少なくとも１つ設けることが好ましい。第１接合部５６１は、複数の電極体２０が並ぶ電池１の厚み方向において、第３側面部５２０ａの略中央に設けられることが好ましい。第２接合部５６２においても、第１接合部５６１と同様の構成を有していることが好ましい。
図２３は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える絶縁シートの構成を示す展開図である。図２４は、本技術の実施の形態１に係る電池が備える絶縁シートが折り曲げられている状態を示す斜視図である。
図２３に示すように、絶縁シート５０は、第１折り曲げ線５７１と、第２折り曲げ線５７２と、第３折り曲げ線５７３と、第４折り曲げ線５７４と、第５折り曲げ線５７５と、第６折り曲げ線５７６と、第７折り曲げ線５７７と、第８折り曲げ線５７８とを含む。
第１折り曲げ線５７１は、底面部５００と第１側面部５１０ａとの境界に配置されている。第２折り曲げ線５７２は、底面部５００と第２側面部５１０ｂとの境界に配置されている。第３折り曲げ線５７３は、第２側面部５１０ｂと第２左側片部５３１との境界に配置されている。第４折り曲げ線５７４は、第１側面部５１０ａと第１左側片部５３０との境界に配置されている。第５折り曲げ線５７５は、底面部５００と左側底片部５３２との境界に配置されている。第６折り曲げ線５７６は、第２側面部５１０ｂと第２右側片部５４１との境界に配置されている。第７折り曲げ線５７７は、第１側面部５１０ａと第１右側片部５４０との境界に配置されている。第８折り曲げ線５７８は、底面部５００と右側底片部５４２との境界に配置されている。
第１左側片部５３０と左側底片部５３２との境界には、切れ込みが設けられているため、第１左側片部５３０と左側底片部５３２とは互いに連続していない。第１左側片部５３０および左側底片部５３２の場合と同様に、第２左側片部５３１および左側底片部５３２、第１右側片部５４０および右側底片部５４２、ならびに、第２右側片部５４１および右側底片部５４２の各々は、互いに連続していない。
第１左側片部５３０には、左側底片部５３２に隣接しつつ絶縁シート５０の一方側の端部においてその一部が矩形形状に切り抜かれた切欠部５８０ａが形成されている。第２左側片部５３１には、左側底片部５３２に隣接しつつ絶縁シート５０の一方側の端部においてその一部が矩形形状に切り抜かれた切欠部５８０ｂが形成されている。第１右側片部５４０には、右側底片部５４２に隣接しつつ絶縁シート５０の他方側の端部においてその一部が矩形形状に切り抜かれた切欠部５８０ｃが形成されている。第２右側片部５４１には、右側底片部５４２に隣接しつつ絶縁シート５０の他方側の端部においてその一部が矩形形状に切り抜かれた切欠部５８０ｄが形成されている。
図２３および図２４に示すように、絶縁シート５０は、底面部５００、第１側面部５１０ａ、第２側面部５１０ｂ、第１左側片部５３０、第２左側片部５３１、左側底片部５３２、第１右側片部５４０、第２右側片部５４１および右側底片部５４２の各々が第１～第８折り曲げ線５７１～５７８によって折り曲げられることによって電極体２０を被覆する。なお、左側底片部５３２または右側底片部５４２は、外装体１００に絶縁シート５０および電極体２０を挿入する際に折り曲げられてもよい。
切欠部５８０ａ～５８０ｄが形成されていることによって、絶縁シート５０が折り曲げられた際に、切欠部５８０ａ～５８０ｄによって除去された、第１左側片部５３０、第２左側片部５３１、第１右側片部５４０および第２右側片部５４１の各々の角部が折り込まれることを抑制することができる。
本実施の形態に係る電池１においては、折り重ね部５５０，５５１において重なり合った絶縁シート５０同士を絶縁シート５０の外側からタブ部２１に接続された集電体としての第２正極集電体３１０または第２負極集電体４１０に押し当てて接合することにより接合部５６０を形成する際、タブ部２１が折り曲げられていることによって第２正極集電体３１０または第２負極集電体４１０が絶縁シート５０を押し当てられる方向に弾性を有するため、タブ部２１、およびタブ部２１と集電体との接合部５６０に負荷がかかることを抑制することができる。ひいては、電池１の信頼性を向上させることができる。
また、折り曲げられているタブ部２１が元の形状に戻ろうとする反力によって集電体は外側に押されているため、接合部５６０を形成する際に集電体が外側から押されても、集電体と延長集電体との接続部に負荷がかかることを抑制することができる。
本実施の形態に係る電池１においては、電極体２０のタブ部２１が正極タブ群２１０または負極タブ群２６０の少なくとも一方で構成され、正極タブ群２１０または負極タブ群２６０の少なくとも一方を折り曲げることにより、電池１の内部におけるタブ部２１を配置するためのスペースを削減して、電極体２０の占有体積率を増加させることができる。
本実施の形態に係る電池１においては、タブ部２１のうち折り曲げられている先端部２２１が、１対の第１側壁１０３ａ，１０３ｂの各々より小さい面積を有する１対の第２側壁１０４ａ，１０４ｂの各々の少なくとも一方に対向していることによって、タブ部２１を配置するためのスペースを効果的に減らすことができる。
本実施の形態に係る電池１においては、第２側壁１０４ａ，１０４ｂに直交する方向における、第１領域３１１と一方の第２側壁１０４ａとの間の最短距離を、第３領域３１３と一方の第２側壁１０４ａとの間の最短距離より短くすることによって、第３領域３１３を第１領域３１１よりも電極体２０に近づけることにより、電池ケース１０内に他の部品を収容可能な空きスペースを作ることができる。
本実施の形態に係る電池１においては、第１正極集電体３００および第２正極集電体３１０、または、第１負極集電体４００および第２負極集電体４１０の２つの部材を用いて、タブ部２１と正極端子２３０または負極端子２８０とを接続することにより、電池ケース１０の電極体２０との電気接続経路を容易に構成することができる。
本実施の形態に係る電池１においては、電極体２０が、第１側面部５１０ａ、第２側面部５１０ｂ、第１左側片部５３０、第２左側片部５３１、第１右側片部５４０および第２右側片部５４１によって囲まれ、かつ、接合部５６０によって絶縁シート５０が接合されることによって電極体２０の周囲を拘束できるため、折り曲げられたタブ部２１が元の形状に戻ろうとする反力によって電極体２０が膨らむことを抑制することができる。
本実施の形態に係る電池１においては、電池ケース１０内に配置された絶縁シート５０の内側に、複数の巻回型電極体が収容されていることにより、１つの電池ケース１０に複数の電極体２０を収容することができるため、１つの電極体２０毎に絶縁シート５０を配置した場合に比較して、電池１の生産性を向上させることができる。
(実施の形態２)
以下、本技術の実施の形態２に係る電池について説明する。本技術の実施の形態２に係る電池は、絶縁シートの構成が本技術の実施の形態１に係る電池１と異なるため、本技術の実施の形態１に係る電池１と同様である構成については説明を繰り返さない。
図２５は、本技術の実施の形態２に係る電池が備える絶縁シートの構成を示す展開図である。図２５に示すように、本技術の実施の形態２に係る電池が備える絶縁シート５０Ａは、底面部５００と、第１側面部５１０ａと、第２側面部５１０ｂと、第３側面部５２０ｃと、第４側面部５２０ｄとを含む。
第３側面部５２０ｃは、第１左側片部５３０ａと、第２左側片部５３１ａと、左側底片部５３２とから構成されている。第４側面部５２０ｄは、第１右側片部５４０ａと、第２右側片部５４１ａと、右側底片部５４２ａとから構成されている。
絶縁シート５０Ａは、第１折り曲げ線５７１と、第２折り曲げ線５７２と、第３折り曲げ線５７３ａと、第４折り曲げ線５７４ａと、第５折り曲げ線５７５と、第６折り曲げ線５７６ａと、第７折り曲げ線５７７ａと、第８折り曲げ線５７８ａとを含む。
第１折り曲げ線５７１は、底面部５００と第１側面部５１０ａとの境界に配置されている。第２折り曲げ線５７２は、底面部５００と第２側面部５１０ｂとの境界に配置されている。第３折り曲げ線５７３ａは、第２側面部５１０ｂと第２左側片部５３１ａとの境界に配置されている。第４折り曲げ線５７４ａは、第１側面部５１０ａと第１左側片部５３０ａとの境界に配置されている。第５折り曲げ線５７５は、底面部５００と左側底片部５３２との境界に配置されている。第６折り曲げ線５７６ａは、第２側面部５１０ｂと第２右側片部５４１ａとの境界に配置されている。第７折り曲げ線５７７ａは、第１側面部５１０ａと第１右側片部５４０ａとの境界に配置されている。第８折り曲げ線５７８ａは、底面部５００と右側底片部５４２ａとの境界に配置されている。
第１左側片部５３０ａには、左側底片部５３２側において、その一部が絶縁シート５０Ａの一方側の端部に向かって拡がりつつ三角形状に切り抜かれた切欠部５８０ｅが形成されている。第２左側片部５３１ａには、左側底片部５３２側において、その一部が絶縁シート５０Ａの一方側の端部に向かって拡がりつつ三角形状に切り抜かれた切欠部５８０ｆが形成されている。第１右側片部５４０ａには、右側底片部５４２側において、その一部が絶縁シート５０Ａの他方側の端部に向かって拡がりつつ三角形状に切り抜かれた切欠部５８０ｇが形成されている。第２右側片部５４１ａには、右側底片部５４２側において、その一部が絶縁シート５０Ａの他方側の端部に向かって拡がりつつ三角形状に切り抜かれた切欠部５８０ｈが形成されている。
絶縁シート５０Ａは、底面部５００、第１側面部５１０ａ、第２側面部５１０ｂ、第１左側片部５３０ａ、第２左側片部５３１ａ、左側底片部５３２、第１右側片部５４０ａ、第２右側片部５４１ａおよび右側底片部５４２ａの各々が第１～第８折り曲げ線５７１～５７８ａによって折り曲げられることによって電極体２０を被覆する。折り曲げられた、第１左側片部５３０ａ、第２左側片部５３１ａおよび左側底片部５３２は、一方の第２側壁１０４ａと対向する。折り曲げられた、第１右側片部５４０ａ、第２右側片部５４１ａおよび右側底片部５４２ａは、他方の第２側壁１０４ｂと対向する。
本実施の形態に係る電池においては、絶縁シート５０Ａの一方側または他方側の端部に向かって三角形状に切り抜かれた切欠部５８０ｅ～５８０ｈを有することによって、絶縁シート５０Ａを折り曲げて成形する際、第１左側片部５３０ａ、第２左側片部５３１ａ、第１右側片部５４０ａおよび第２右側片部５４１ａの角部が折り込まれることを抑制することができる。
(実施の形態３)
以下、本技術の実施の形態３に係る電池について説明する。本技術の実施の形態３に係る電池１Ｂは、絶縁シートの構成が本技術の実施の形態１に係る電池１と異なるため、本技術の実施の形態１に係る電池１と同様である構成については説明を繰り返さない。
図２６は、本技術の実施の形態３に係る電池の構成を示す側面図である。図２６において、外装体を除いて示している。
図２６に示すように、本実施の形態に係る電池１Ｂが備える絶縁シートは、電池ケースと集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部５５０を有している。具体的には、折り重ね部５５０は、第３側面部５２０ａにおいて、第１左側片部５３０と第２左側片部５３１とが折り重ねられることによって構成されている。
折り重ね部５５０において、絶縁シート５０の一部同士が互いに接合された接合部５６０が形成されている。具体的には、一方の第２側壁１０４ａに直交する方向から見て、折り重ね部５５０における第１領域３１１と重なる位置において、互いに離間した複数の接合部５６０が形成されている、本実施の形態においては、折り重ね部５５０の一部に第３接合部５６３および第４接合部５６４が形成されている。
第３接合部５６３および第４接合部５６４は、一方の第２側壁１０４ａに直交する方向から見て、第２正極集電体３１０の第１領域３１１および正極タブ群２１０とが重なっている位置に形成されている。なお、接合部５６０の数量は２つに限定されず、折り重ね部５５０において、３つ以上設けられていてもよい。また、本実施の形態における第３接合部５６３および第４接合部５６４は、絶縁シートの長手方向に並んで配置されているが、電極体２０が並ぶ方向に平行に配置されていてもよい。
第４側面部５２０ｂにおいても、第３側面部５２０ａの場合と同様に、折り重ね部５５１が、第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが折り重ねられることによって構成されている。折り重ね部５５１における第１領域４１１と重なる位置において、互いに離間した第５接合部および第６接合部が形成されている。
本実施の形態に係る電池１Ｂにおいては、第２側壁１０４ａ，１０４ｂに直交する方向から見て、折り重ね部５５０，５５１における第１領域３１１，４１１と重なる位置において、互いに離間した複数の接合部５６０が形成されていることによって、絶縁シートの折り曲げ後の形状の安定性を向上させることができる。具体的には、折り重ね部５５０または折り重ね部５５１に接合部５６０が１つ形成されている場合、接合部５６０を中心に絶縁シートが回転する可能性があるが、接合部５６０を複数設けることによって、絶縁シートが回転することなく絶縁シートの箱状の形状を安定させることができる。
(実施の形態４)
以下、本技術の実施の形態４に係る電池について説明する。本技術の実施の形態４に係る電池は、絶縁シートの構成が本技術の実施の形態１に係る電池１と異なるため、本技術の実施の形態１に係る電池１と同様である構成については説明を繰り返さない。
図２７は、本技術の実施の形態４に係る電池が備える絶縁シートの接合部を示す断面図である。
本実施の形態４に係る絶縁シート５０Ｂは、第３側面部５２０ａと、第４側面部５２０ｂとを含む。
電池ケース１０と集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部５５０Ｂが形成されている。具体的には、折り重ね部５５０Ｂは、第３側面部５２０ａにおいて、第１左側片部５３０と第２左側片部５３１とが折り重ねられることによって構成されている。
図２７に示すように、折り重ね部５５０Ｂにおいて、絶縁シート５０Ｂの一部同士が互いに接合された接合部５６０Ｂが形成されている。接合部５６０Ｂは、一方の第２側壁１０４ａに垂直な方向において、第１左側片部５３０を貫通し、第２左側片部５３１の途中まで形成されている。
第４側面部５２０ｂにおいて、折り重ね部は、第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが折り重ねられることによって構成されている。第４側面部５２０ｂにおいても、第３側面部５２０ａの場合と同様に、折り重ね部の一部において接合部が形成されている。接合部は、他方の第２側壁１０４ｂに垂直な方向において、第１右側片部５４０を貫通し、第２右側片部５４１の途中まで接合されている。
本実施の形態に係る電池においては、接合部５６０Ｂが内側の絶縁シート５０Ｂを貫通しない状態で折り重ねられた絶縁シート５０Ｂ同士を互いに接合することによって、接合時の熱が集電体および電極体２０に与える熱的影響を低減することができる。
以下、本技術の実施の形態４の変形例に係る電池について説明する。本技術の実施の形態４の変形例に係る電池は、絶縁シートの構成が本技術の実施の形態４に係る電池と異なるため、本技術の実施の形態４に係る電池と同様である構成については説明を繰り返さない。
図２８は、本技術の実施の形態４の第１変形例に係る電池が備える絶縁シートの接合部を示す断面図である。
図２８に示すように、折り重ね部５５０Ｃにおいて、絶縁シート５０Ｃの一部同士が互いに接合された接合部５６０Ｃが形成されている。接合部５６０Ｃは、一方の第２側壁１０４ａに垂直な方向において、折り重ねられた絶縁シート５０Ｃの両方を貫通している。接合部５６０Ｃは、第１左側片部５３０の接合範囲が第２左側片部５３１の接合範囲より大きい。
第４側面部５２０ｂにおいても、第３側面部５２０ａの場合と同様に、折り重ね部は、第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが折り重ねられることによって構成されている。折り重ね部の一部において接合部が形成されている。接合部は、他方の第２側壁１０４ｂに垂直な方向において、折り重ねられた絶縁シート５０Ｃの両方を貫通している。接合部は、第１右側片部５４０の接合範囲が第２右側片部５４１の接合範囲より大きい。
本実施の形態の第１変形例に係る電池においては、接合部５６０Ｃにて、外側に配置される第１左側片部５３０の接合範囲が第２左側片部５３１の接合範囲より大きいことによって、接合部５６０Ｃがくさび状になり、折り重ねられた絶縁シート５０Ｃ同士を強固に接合することができる。
図２９は、本技術の実施の形態４の第２変形例に係る電池が備える絶縁シートの接合部を示す断面図である。
図２９に示すように、折り重ね部５５０Ｄにおいて、絶縁シート５０Ｄの一部同士が互いに接合された接合部５６０Ｄが形成されている。接合部５６０Ｄは、一方の第２側壁１０４ａに垂直な方向において、折り重ねられた絶縁シート５０Ｄの両方を貫通している。接合部５６０Ｄには、第１左側片部５３０側に凹み部５６５が形成されている。接合部５６０Ｄにおいて凹み部５６５が形成されている最も薄い部分の厚みＷは、絶縁シート５０Ｄの１枚分の厚みより厚い。
第４側面部５２０ｂにおいても、第３側面部５２０ａの場合と同様に、折り重ね部は、第１右側片部５４０と第２右側片部５４１とが折り重ねられることによって構成されている。折り重ね部の一部において接合部が形成されている。接合部には、他方の第２側壁１０４ｂに垂直な方向において、第１右側片部５４０側に凹み部が形成されている。接合部において凹み部が形成されている最も薄い部分の厚みは、絶縁シート５０Ｄの１枚分の厚みより厚い。
本実施の形態の第２変形例に係る電池においては、折り重ねられた絶縁シート５０Ｄ同士に設けられる接合部５６０Ｄの一部に凹み部５６５が設けられることによって、外装体１００に挿入する前に接合部５６０Ｄを容易に目視確認することができる。
以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１，１Ｂ 電池、２ ヒータ、１０ 電池ケース、２０ 電極体、２１ タブ部、３０ 正極集電体、４０ 負極集電体、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ 絶縁シート、６０ 正極外部導電部材、７０ 負極外部導電部材、１００ 外装体、１０１ 開口部、１０２ 底部、１０３ａ，１０３ｂ 第１側壁、１０４ａ，１０４ｂ，ｂ 第２側壁、１１０ 封口板、１１１ 電解液注液孔、１１２ 封止部材、１１３ ガス排出弁、１１４ 正極端子取り付け孔、１１５ 負極端子取り付け孔、２００ 正極板、２００Ｓ 正極原板、２０１ 正極芯体、２０２ 正極活物質層、２０３ 正極保護層、２１０ 正極タブ群、２２０ 正極タブ、２２１ 先端部、２３０ 正極端子、２３０Ａ，２８０Ａ カシメ部、２３１，２８１ 第１外部側絶縁部材、２３２，２８２ 第２外部側絶縁部材、２３２ｈ，２４０ｈ，２８２ｈ，２９０ｈ，３０１ｈ，３１５，４０１ｈ，４１５ 貫通孔、２４０，２９０ 内部側絶縁部材、２５０ 負極板、２５０Ｓ 負極原板、２５１ 負極芯体、２５２ 負極活物質層、２６０ 負極タブ群、２７０ 負極タブ、２８０ 負極端子、３００ 第１正極集電体、３０１，４０１ 基部、３０２，４０２ 集電体接続部、３１０ 第２正極集電体、３１１，４１１ 第１領域、３１２，４１２ 第２領域、３１３，４１３ 第３領域、３１４，４１４ 凹部、３１６ ヒューズ孔、３２０ タブ接合部、４００ 第１負極集電体、４１０ 第２負極集電体、５００ 底面部、５１０ａ 第１側面部、５１０ｂ 第２側面部、５２０ａ，５２０ｃ 第３側面部、５２０ｂ，５２０ｄ 第４側面部、５３０，５３０ａ 第１左側片部、５３１，５３１ａ 第２左側片部、５３２ 左側底片部、５４０，５４０ａ 第１右側片部、５４１，５４１ａ 第２右側片部、５４２，５４２ａ 右側底片部、５５０，５５０Ｂ，５５０Ｃ，５５０Ｄ，５５１ 折り重ね部、５６０，５６０Ｂ，５６０Ｃ，５６０Ｄ 接合部、５６１ 第１接合部
５６２ 第２接合部、５６３ 第３接合部、５６４ 第４接合部、５６５ 凹み部、５７１ 第１折り曲げ線、５７２ 第２折り曲げ線、５７３，５７３ａ 第３折り曲げ線、５７４，５７４ａ 第４折り曲げ線、５７５ 第５折り曲げ線、５７６，５７６ａ 第６折り曲げ線、５７７，５７７ａ 第７折り曲げ線、５７８，５７８ａ 第８折り曲げ線、５８０ａ，５８０ｂ，５８０ｃ，５８０ｄ，５８０ｅ，５８０ｆ，５８０ｇ，５８０ｈ 切欠部。

Claims (10)

  1. 正極板および負極板を有する電極体と、
    前記電極体を収容する電池ケースと、
    前記正極板および前記負極板の少なくとも一方に設けられ、前記電極体の側方に延出するタブ部と、
    前記タブ部に接続された集電体と、
    前記電極体と前記電池ケースとの間に配置され、前記電池ケースと前記集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部を有する絶縁シートとを備え、
    前記集電体は、前記タブ部が折り曲げられていることによって前記電池ケースの側面と面しており、
    前記折り重ね部において、前記絶縁シートの一部同士が互いに接合された接合部が形成され、
    前記電池ケースは、開口部を有する金属製の外装体および該開口部を封口する封口板を含み、
    前記外装体は、前記開口部に対向する底部と、前記底部の縁から立設されつつ互いに対向する１対の第１側壁と、前記底部の縁から立設されつつ互いに対向して前記第１側壁同士を接続する１対の第２側壁とを有し、
    前記１対の第１側壁の各々の面積は、前記１対の第２側壁の各々の面積より大きく、
    前記タブ部のうち折り曲げられている先端部は、前記１対の第２側壁の少なくとも一方に対向し、
    前記集電体は、前記第２側壁に対向する第１領域と、該第１領域の封口板側に位置する第２領域と、該第２領域の封口板側に位置して前記第２側壁に対向する第３領域とを有し、
    前記第１領域に前記タブ部が接続されており、
    互いに対向する前記集電体および前記第２側壁において、前記第２側壁に直交する方向における、前記第１領域と前記第２側壁との間の最短距離は、前記第３領域と前記第２側壁との間の最短距離より短い、電池。
  2. 前記電極体の側方の一方の端部に、前記正極板に設けられた複数の正極タブを含む正極タブ群が配置されており、
    前記電極体の側方の他方の端部に、前記負極板に設けられた複数の負極タブを含む負極タブ群が配置されており、
    前記タブ部は、前記正極タブ群および前記負極タブ群の少なくとも一方で構成されている、請求項１に記載の電池。
  3. 前記集電体と接続された延長集電体をさらに備え、
    前記延長集電体は、前記電極体と前記封口板との間に配置された基部および該基部の端から前記底部に向かって延びる集電体接続部を有し、
    前記集電体接続部は、前記第３領域に接続されている、請求項１に記載の電池。
  4. 前記接合部は、前記第２側壁に直交する方向から見て、前記集電体と前記タブ部とが重なっている位置に形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池。
  5. 前記第２側壁に直交する方向から見て、前記折り重ね部における前記第１領域と重なる位置において、互いに離間した複数の前記接合部が形成されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池。
  6. 正極板および負極板を有する電極体と、
    前記電極体を収容する電池ケースと、
    前記正極板および前記負極板の少なくとも一方に設けられ、前記電極体の側方に延出するタブ部と、
    前記タブ部に接続された集電体と、
    前記電極体と前記電池ケースとの間に配置され、前記電池ケースと前記集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部を有する絶縁シートとを備え、
    前記集電体は、前記タブ部が折り曲げられていることによって前記電池ケースの側面と面しており、
    前記折り重ね部において、前記絶縁シートの一部同士が互いに接合された接合部が形成され、
    前記電極体の側方の一方の端部に、前記正極板に設けられた複数の正極タブを含む正極タブ群が配置されており、
    前記電極体の側方の他方の端部に、前記負極板に設けられた複数の負極タブを含む負極タブ群が配置されており、
    前記タブ部は、前記正極タブ群および前記負極タブ群の少なくとも一方で構成され、
    前記集電体と前記タブ部とが接合されたタブ接合部が、前記電池ケースの前記側面に沿っており、
    前記タブ部は、前記電極体に面している、電池。
  7. 正極板および負極板を有する電極体と、
    前記電極体を収容する電池ケースと、
    前記正極板および前記負極板の少なくとも一方に設けられ、前記電極体の側方に延出するタブ部と、
    前記タブ部に接続された集電体と、
    前記電極体と前記電池ケースとの間に配置され、前記電池ケースと前記集電体との間にて折り重ねられている折り重ね部を有する絶縁シートとを備え、
    前記集電体は、前記タブ部が折り曲げられていることによって前記電池ケースの側面と面しており、
    前記折り重ね部において、前記絶縁シートの一部同士が互いに接合された接合部が形成され、
    前記電極体の側方の一方の端部に、前記正極板に設けられた複数の正極タブを含む正極タブ群が配置されており、
    前記電極体の側方の他方の端部に、前記負極板に設けられた複数の負極タブを含む負極タブ群が配置されており、
    前記タブ部は、前記正極タブ群および前記負極タブ群の少なくとも一方で構成され、
    前記集電体と前記タブ部とが接合されたタブ接合部が、前記電池ケースの前記側面に沿っており、
    前記集電体は、前記絶縁シートの前記折り重ね部に面している、電池。
  8. 前記電池ケースは、開口部を有する金属製の外装体および該開口部を封口する封口板を含み、
    前記外装体は、前記開口部に対向する底部と、前記底部の縁から立設されつつ互いに対向する１対の第１側壁と、前記底部の縁から立設されつつ互いに対向して前記第１側壁同士を接続する１対の第２側壁とを有し、
    前記１対の第１側壁の各々の面積は、前記１対の第２側壁の各々の面積より大きく、
    前記タブ部のうち折り曲げられている先端部は、前記１対の第２側壁の少なくとも一方に対向している、請求項６または請求項７に記載の電池。
  9. 前記絶縁シートは、
    前記１対の第１側壁のうちの一方と前記電極体との間に配置される第１側面部と、
    前記１対の第１側壁のうちの他方と前記電極体との間に配置される第２側面部と、
    前記第１側面部の側方の一方の端部から折り曲げられた第１左側片部と、
    前記第１側面部の側方の他方の端部から折り曲げられた第１右側片部と、
    前記第２側面部の側方の一方の端部から折り曲げられた第２左側片部と、
    前記第２側面部の側方の他方の端部から折り曲げられた第２右側片部とを含み、
    前記第１左側片部と前記第２左側片部とが重なっている部分に前記接合部が形成されており、
    前記第１右側片部と前記第２右側片部とが重なっている部分に前記接合部が形成されている、請求項１から請求項５および請求項８のいずれか１項に記載の電池。
  10. 前記電極体は、前記正極板および前記負極板がともに巻回された巻回型電極体であり、
    前記電池ケース内に配置された前記絶縁シートの内側に、複数の前記巻回型電極体が収容されている、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電池。
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