JP7304330B2 - 二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池に関する。
中国特許出願公開第１１０５１８１７４号明細書には、電池ケース内に直列に接続された複数の電極体が収容された構造が開示されている。
特開２０１９－２０４７９９号公報には、２つの扁平状の捲回電極体が角形外装体内に収納された二次電池が開示されている。ここで開示された二次電池は、捲回電極体のそれぞれの捲回軸が、封口板に対して垂直な方向に配置されている。捲回電極体の正極タブ部及び負極タブ部は、封口板側に位置している。２つの捲回電極体の正極タブ部は、外装体内で正極集電体に接続されている。２つの捲回電極体の負極タブ部は、外装体内で負極集電体に接続されている。２つの捲回電極体の正極タブ部と正極集電体は、抵抗溶接によって溶接されている。２つの捲回電極体の負極タブ部と負極集電体は、抵抗溶接によって溶接されている。
同公報の図９および図１０に開示されているように、具体的には、正極集電体は、２つの捲回電極体の正極タブ部の間に配置されている。正極集電体は、外装体側に配置されるベース部と、ベース部から２つの捲回電極体の正極タブ部に沿って対向して延びた２つの接続部とを有している。そして、２つの接続部には、２つの接続部が対向する側の外側に正極タブ部が重ねられて接合されている。負極集電体および２つの捲回電極体の負極タブ部についても同様の構造で接合されている。接合は、抵抗溶接による。また、抵抗溶接の代わりに超音波溶接やレーザ等の高エネルギー線による溶接等を用いることができるとされている。
中国特許出願公開第１１０５１８１７４号明細書 特開２０１９－２０４７９９号公報
ところで、本発明者は、外装体内に複数の電極体を収容すること、および、外装体内に収容された複数の電極体を電気的に並列に接続することによって、二次電池の高容量化を図ることを検討している。特開２０１９－２０４７９９号公報では、２つの捲回電極体が、外装体に取り付けられた正極集電体および負極集電体によって並列に接続されている。しかし、さらに多くの電極体を収容する場合には、特開２０１９－２０４７９９号公報で開示された構造は、そのままの形態では採用できない。
ここで開示される二次電池は、外装体と、外装体に収容された複数の電極体とを備えている。複数の電極体は、正極シートと負極シートとがセパレータを介して積層された積層構造をそれぞれ備えている。正極シートは、正極シートと負極シートとがセパレータを介して積層された部位からはみ出た第１正極タブと、第１正極タブとは別の位置で積層された部位からはみ出た第２正極タブとを有している。負極シートは、第１正極タブおよび第２正極タブとは別の位置で積層された部位からはみ出た第１負極タブと、第１正極タブ、第２正極タブおよび第１負極タブとは別の位置で積層された部位からはみ出た第２負極タブとを有している。複数の電極体は、外装体内に予め定められた配置で順に並べられている。隣り合う２つの電極体の正極シートは、第１正極タブと第２正極タブの何れかが接合されることによって電気的に接続されている。さらに、隣り合う２つの電極体の負極シートは、第１負極タブと第２負極タブの何れかが接合されることによって電気的に接続されている。
かかる二次電池では、外装体に複数の電極体が収容されている。このため、高容量化が図られる。また、外装体に収容された複数の電極体の隣り合う電極体は、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが電気的に接続されることによって、それぞれ並列に接続されている。このため、外装体内に収容された複数の電極体の電圧が把握することが容易になる。
正極シートと負極シートとは、セパレータを介して重ねられた矩形の領域を備えていてもよい。第１正極タブは、矩形の領域の片側の縁に設けられていてもよい。第１負極タブは、矩形の領域の片側の縁において第１正極タブと干渉しない位置に設けられていてもよい。第２正極タブは、矩形の領域の反対側の縁に設けられていてもよい。第２負極タブは、矩形の領域の反対側の縁において第２正極タブと干渉しない位置に設けられていてもよい。
第１正極タブは、矩形の領域の片側の縁に沿って第１の側に寄せて配置されていてもよい。第２正極タブは、矩形の領域の反対側の縁に沿って、第１正極タブが配置された側とは反対の第２の側に寄せて配置されていてもよい。第１負極タブは、矩形の領域の片側の縁に沿って第２の側に寄せて配置されていてもよい。第２負極タブは、矩形の領域の反対側の縁に沿って第１の側に寄せて配置されていてもよい。複数の電極体は並べられた順にひっくり返されていてもよい。
第１正極タブは、矩形の領域の片側の縁に沿って第１の側に寄せて配置されていてもよい。第２正極タブは、矩形の領域の反対側の縁に沿って第１の側に寄せて配置されていてもよい。第１負極タブは、矩形の領域の片側の縁に沿って、第１正極タブが配置された側とは反対の第２の側に寄せて配置されていてもよい。第２負極タブは、矩形の領域の反対側の縁に沿って第２の側に寄せて配置されていてもよい。
複数の電極体は、予め定められた形状に形成された正極シートと負極シートとがセパレータを介在させて交互に重ねられていてもよい。複数の電極体は、それぞれ帯状の正極シートと、帯状の負極シートが長さ方向を揃えて重ねられて幅方向に設定された捲回軸周りに捲回された捲回電極体であってもよい。
複数の電極体は、外装体の中において、正極シートと負極シートの積層方向の向きを揃えて外装体の長辺方向に沿って一列に並べられ、それぞれ電気的に並列に接続されていてもよい。一列に並べられた複数の電極体のうち、一端の電極体に正極端子が取り付けられ、他端の電極体に負極端子が取り付けられていてもよい。
外装体は、略矩形の底面部と、底面部のうち長辺から立ち上がった一対の幅広面部と、底面部のうち短辺から立ち上がった一対の幅狭面部と、底面部に対向した上面部とを有していてもよい。短辺は、正極シートと負極シートとの積層方向に沿った、電極体の厚さに応じた長さであってもよい。長辺は、積層方向を平行にして複数の電極体を一列に並べられた長さに応じた長さであってもよい。
外装体は、少なくとも２枚のプレート材が組み合わされ、組み合わされたプレート材が接合された、角型ケースであってもよい。
複数の電極体の隣り合う２つの電極体は、電気的に並列に接続されており、隣り合う２つの電極体が接合された部位が折り曲げられて、隣り合う２つの電極体の正極シートと負極シートとが積層された部位が重ねられた状態で、外装体に収容されていてもよい。外装体は、少なくとも２枚のプレート材が接合された、角型ケースであってもよい。外装体は、複数の電極体を覆うラミネートフィルム外装体であってもよい。
図１は、二次電池１０を模式的に示す斜視図である。 図２は、電極体１２の平面図である。 図３は、電極体１２において負極シート３２が重ねられた部分が図示された平面図である。 図４は、電極体１２において正極シート３１が重ねられた部分が図示された平面図である。 図５は、正極シート３１と、負極シート３２と、セパレータ３３とに分離した電極体１２の模式図である。 図６は、正極シート３１の製造工程を示す模式図である。 図７は、捲回型の電極体１２Ａを分解した模式的な分解図である。 図８は、展開された捲回型の電極体１２Ａの模式的な展開図である。 図９は、３つの電極体１２が接合された状態が模式的に示された斜視図である。 図１０は、３つの電極体１２を接合する際の接合工程を示す模式図である。 図１１は、複数の電極体１２が、外装体１１に収容される工程を示す斜視図である。 図１２は、他の形態に係る二次電池１０Ａを示す斜視図である。 図１３は、図１２に示された二次電池１０Ａに収容された複数の電極体１２を示す平面図である。 図１４は、他の形態に係る二次電池１０Ｂを示す斜視図である。 図１５は、図１４に示された二次電池１０Ｂに収容された電極体１２を示す斜視図である。 図１６は、他の形態に係る電極体１２Ｂを示す平面図である。 図１７は、複数の電極体１２Ｂが接続された状態を示す斜視図である。 図１８は、複数の電極体１２Ｂが、外装体１１Ｃに収容された二次電池１０Ｃを示す斜視図である。 図１９は、複数の電極体１２Ｂの他の形態を示す斜視図である。
以下、ここで開示される二次電池の一実施形態を説明する。なお、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には、適宜に同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係は実際の寸法関係を反映するものではない。
本明細書において、「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池および二次電池を含む概念である。「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいう。「二次電池」には、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などのいわゆる蓄電池が包含されうる。以下、二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池を例示して、ここで開示される二次電池を詳細に説明する。ただし、ここで開示される二次電池は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。
《二次電池１０》
図１は、二次電池１０を模式的に示す斜視図である。図１に示されているように、二次電池１０は、外装体１１と、複数の電極体１２とを備えている。
〈外装体１１〉
外装体１１は、図１に示されているように、複数の電極体１２を収容する収容体である。この実施形態では、外装体１１は、略直方体のいわゆる角型のケースである。外装体１１は、底面部１１ａと、幅広面部１１ｂ、１１ｃと、幅狭面部１１ｄ，１１ｅと、上面部１１ｆとを有している。
底面部１１ａは、略矩形である。この実施形態では、図１に示されているように、外装体１１には、複数の電極体１２が向きを揃えて一列に並べられている。外装体１１の内側において、底面部１１ａの短辺は、１つの電極体１２の厚さに応じた長さを有している。底面部１１ａの長辺は、一列に並べられた複数の電極体１２の長さに応じた長さを有している。
幅広面部１１ｂは、底面部１１ａの一方の長辺から立ち上がっている。幅広面部１１ｃは、底面部１１ａの他方の長辺から立ち上がっている。幅狭面部１１ｄは、底面部１１ａの一方の短辺から立ち上がっている。幅狭面部１１ｅは、底面部１１ａの他方の短辺から立ち上がっている。上面部１１ｆは、底面部１１ａに対向し、一対の幅広面部１１ｂ、１１ｃと一対の幅狭面部１１ｄ，１１ｅの上部の開口を閉じている。外装体１１については、後でさらに述べる。
〈電極体１２〉
図２は、電極体１２の平面図である。図３は、図２に示された電極体１２において負極シート３２が重ねられた部分が図示された平面図である。図４は、図２に示された電極体１２において正極シート３１が重ねられた部分が図示された平面図である。図５は、正極シート３１と、負極シート３２と、セパレータ３３とに分離した電極体１２の模式図である。電極体１２は、図２～図５に示されているように、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して積層された積層構造を備えている。ここでは、電極体１２は、予め定められた形状に形成された正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介在させて交互に重ねられた、いわゆる積層型の電極体が例示されている。
〈正極シート３１〉
正極シート３１は、図４および図５に示されているように、正極集電箔３１ａと、正極集電箔３１ａに形成された正極活物質層３１ｂとを備えている。図４では、正極活物質層３１ｂを部分的に剥離し、正極活物質層３１ｂに隠れた正極集電箔３１ａが部分的に露出した状態が模式的に図示されている。正極集電箔３１ａには、例えば、アルミニウム箔が用いられうる。正極活物質層３１ｂは、正極活物質を含む層である。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。正極活物質層３１ｂは、正極集電箔３１ａの両側面にそれぞれ形成されている。
この実施形態では、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して積層された部位１２ａは、略矩形である。正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域（積層された部位１２ａ）では、正極シート３１の両面に、正極活物質層３１ｂがそれぞれ形成されている。正極シート３１は、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２とをさらに有している。第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域（積層された部位１２ａ）から正極集電箔３１ａの一部がはみ出たものである。この実施形態では、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域の対角に配置されている。
〈負極シート３２〉
負極シート３２は、図３に示されているように、負極集電箔３２ａと、負極集電箔３２ａに形成された負極活物質層３２ｂとを備えている。図３では、負極活物質層３２ｂを部分的に剥離し、負極活物質層３２ｂに隠れた負極集電箔３２ａが部分的に露出した状態が模式的に図示されている。負極集電箔３２ａには、例えば、銅箔が用いられうる。負極活物質層３２ｂは、負極活物質を含む層である。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。負極活物質は、一般的に天然黒鉛以外にも種々提案されており、特に限定されない。負極活物質層３２ｂは、負極集電箔３２ａの両側面にそれぞれ形成されている。
この実施形態では、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域（積層された部位１２ａ）では、負極シート３２の両面に、負極活物質層３２ｂがそれぞれ形成されている。負極活物質層３２ｂは、正極シート３１の正極活物質層３１ｂを覆いうるように、正極活物質層３１ｂよりも一回り大きい幅で形成されている。負極シート３２は、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とをさらに有している。第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域（積層された部位１２ａ）から負極集電箔３２ａの一部がはみ出たものである。この実施形態では、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域の対角に配置されている。
〈セパレータ３３〉
セパレータ３３は、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。セパレータ３３は、負極シート３２の負極活物質層３２ｂを覆いうるように、負極活物質層３２ｂよりも一回り大きい矩形の形状で形成されている。セパレータ３３についても種々提案されており、特に限定されない。負極シート３２の負極活物質層３２ｂは、セパレータ３３を介在させた状態で正極シート３１の正極活物質層３１ｂを覆っているとよい。セパレータ３３は、さらに正極シート３１の正極活物質層３１ｂおよび負極シート３２の負極活物質層３２ｂを覆っているとよい。
図５に示されているように、電極体１２の製造では、予め定められた形状に整えられた正極シート３１と、負極シート３２と、セパレータ３３とが用意される。そして、図２～図４に示されているように、セパレータ３３，負極シート３２，セパレータ３３，正極シート３１，セパレータ３３，負極シート３２，・・・，セパレータ３３，正極シート３１、セパレータ３３、負極シート３２、セパレータ３３の順で重ねられている。積層方向の両側では、最も外にセパレータ３３が重ねられ、その内側に負極シート３２が重ねられており、さらにその内側では、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して積層されている。
図２に示されているように、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域（積層された部位１２ａ）の対角において、矩形の領域（積層された部位１２ａ）からはみ出ている。第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２とは異なる対角において、矩形の領域（積層された部位１２ａ）からはみ出ている。このように、第２正極タブ３１ａ２は、第１正極タブ３１ａ１とは別の位置で積層された部位１２ａからはみ出ている。第２負極タブ３２ａ２は、第１負極タブ３２ａ１とは別の位置で積層された部位１２ａからはみ出ている。
〈積層型の電極体の製造工程〉
図６は、正極シート３１の製造工程を示す模式図である。図６に示されているように、正極シート３１は、正極活物質層３１ｂが両面に形成された帯状の正極集電箔３１ａを用意する。正極活物質層３１ｂは、帯状の正極集電箔３１ａの予め定められた幅領域において、正極集電箔３１ａの両面に形成されている。正極シート３１は、例えば、ロールtoロール方式で製造される。まず、帯状の正極集電箔３１ａを搬送しつつ、正極活物質層３１ｂに正極活物質層３１ｂが形成される。正極集電箔３１ａの両面に正極活物質層３１ｂが形成された後、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２を含めて、予め定められた形状に切り出される。図６では、搬送される正極集電箔３１ａが途中で破断されている。図６には、正極シート３１の製造工程における前段で行われる正極活物質層３１ｂが形成される工程と、後段で行われる正極シート３１が切断される工程とが図示されている。
正極活物質層３１ｂが形成される工程では、帯状の正極集電箔３１ａと、正極活物質を含む正極合剤が用意されている。帯状の正極集電箔３１ａは、幅方向の中央に正極活物質層３１ｂが形成される領域が設定されている。そして、正極活物質層３１ｂが形成される領域には、図６に示されているように、ダイコーター４１が用いられて、正極集電箔３１ａの上に予め定められた目付量で正極合剤が塗工される。ここで、帯状の正極集電箔３１ａにおいて正極活物質層３１ｂが形成される領域の両側には、正極タブを形成するために正極活物質層３１ｂが形成されない未形成領域が設定されている。ここでは、正極活物質層３１ｂが形成される領域は、帯状の正極集電箔３１ａに幅方向に位置をずらして、長さ方向に沿って２列設定されている。当該２列の領域において、正極活物質層３１ｂは、正極集電箔３１ａの両面にそれぞれ形成されている。正極活物質層３１ｂは、正極集電箔３１ａに片面ずつ形成されるとよい。
その後、図６に示されているように、正極活物質層３１ｂが形成されていない未形成領域において第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２とが形成される。例えば、搬送される正極集電箔３１ａに対して幅方向に設定されたレーザ照射位置ｃ１で、正極集電箔３１ａにレーザが走査され、予め定められた形状に第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２とが形成される。この実施形態では、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２は、正極活物質層３１ｂの両側において千鳥配置で切り出されている。さらに、切断線ｃ２に沿って正極集電箔３１ａが幅方向に切断されることによって、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２とが対角に配置された正極シート３１が切り出される。
図示は省略するが、負極シート３２も、正極シート３１と同様の方法で作製される。つまり、帯状の負極集電箔３２ａに負極活物質層３２ｂが形成された後で、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２を含む予め定められた形状に切断されることによって、負極シート３２が作製される。さらに、図５に示されているように、正極シート３１と負極シート３２に応じた形状を有する、矩形のセパレータ３３が用意される。そして、図２～図４に示されているように、正極シート３１と負極シート３２とが、セパレータ３３を介在させて交互に重ねられているとよい。
負極活物質層３２ｂの幅ｄ２は、図２～図４に示されているように、正極活物質層３１ｂの幅ｄ１よりも広い。セパレータ３３の幅ｄ３は、負極活物質層３２ｂの幅ｄ２よりも広い。第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２、および、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、セパレータ３３からはみ出すように、所要の長さを備えている。正極シート３１と負極シート３２とセパレータ３３とは、図２～図４に示されているように、セパレータ３３を介在させた状態で負極活物質層３２ｂが正極活物質層３１ｂを覆い、かつ、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２と、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とが、それぞれセパレータ３３からはみ出るように重ねられる。
ここでは、正極シート３１と負極シート３２が、セパレータ３３を介在させて予め定められた順番で重ねられた積層型の電極体１２を例示した。電極体１２は積層型に限定されず、いわゆる捲回型であってもよい。
〈捲回型の電極体〉
図７は、捲回型の電極体１２Ａを分解した模式的な分解図である。図８は、展開された捲回型の電極体１２Ａの模式的な展開図である。かかる捲回型の電極体１２Ａは、図７に示されているように、帯状の正極シート３１Ａと、帯状の負極シート３２Ａと、２枚の帯状のセパレータ３３Ａとを備えている。帯状の正極シート３１Ａは、図７に示されているように、帯状の正極集電箔３１ａにおいて、幅方向の中央に正極活物質層３１ｂが形成される領域が設定されている。正極活物質層３１ｂが形成される領域の両側には、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２を形成するために正極活物質層３１ｂが形成されない未形成領域が設定されている。
負極活物質層３２ｂの幅ｄ２は、正極活物質層３１ｂの幅ｄ１よりも広い。セパレータ３３の幅ｄ３は、負極活物質層３２ｂの幅ｄ２よりも広い。第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２、および、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、セパレータ３３からはみ出すように、所要の長さを備えている。捲回型の電極体１２Ａでは、図８に示されているように、帯状の正極シート３１Ａと、帯状の負極シート３２Ａと、帯状のセパレータ３３Ａとは、長さ方向を揃え、帯状のセパレータ３３Ａを介在させた状態で負極活物質層３２ｂが正極活物質層３１ｂを覆い、かつ、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２と、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とが、それぞれセパレータ３３からはみ出るように重ねられる。
この際、最外周において、負極シート３２が正極シート３１よりも外側に配置され、さらにセパレータ３３が、負極シート３２よりも外側に配置されるように、正極シート３１、セパレータ３３、負極シート３２、セパレータ３３の順で重ねられて、正極シート３１が負極シート３２よりも内側に配置されるように捲回される。なお、捲回型の電極体１２Ａでは、正極シート３１と負極シート３２とが捲回された、略矩形の扁平な形状に整えられる。扁平な形状に整えられた際に、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２と、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とが概ね同じ位置で重ねられる。このように複数の電極体１２は、それぞれ帯状の正極シート３１Ａと、帯状の負極シート３２Ａが長さ方向を揃えて重ねられて幅方向に設定された捲回軸周りに捲回された捲回電極体であってもよい。
なお、捲回型の電極体１２Ａでは、扁平な形状に整えられた際に、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２と、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とが概ね同じ位置で重ねられように、帯状の正極シート３１Ａと、帯状の負極シート３２Ａにおいて、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２と、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とは、予め定められた位置に設けられているとよい。つまり、図７および図８に示された帯状の正極シート３１Ａと、帯状の負極シート３２Ａは、厳密には正しくはない。
厳密には、例えば、折り曲げ線ｂ１は、周方向において内側ほど、ピッチが狭くなり、外側ほどピッチが広くなる。折り曲げ線ｂ１のピッチは、計算により予め求められる。帯状の正極シート３１Ａに形成される、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２の位置や形状は、折り曲げ線ｂ１のピッチに応じて予め調整されるとよい。帯状の負極シート３２Ａに形成される、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２の位置や形状は、折り曲げ線ｂ１のピッチに応じて予め調整されるとよい。図７および図８では、捲回される際の折り曲げ線ｂ１が模式的に示されている。第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２と、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とが、捲回後にそれぞれ重ねられるとよい。
〈全固体電池への適用〉
図示は省略するが、電極体１２は、いわゆる全固体電池を構成するものであってもよい。全固体電池では、セパレータ３３は、固体電解質層に置き換えられうる。特に言及されない限りにおいて、「セパレータ」には、固体電解質層が含まれうる。全固体電池で構成される場合には、電極体１２は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータとしての固体電解質層を介して積層された積層構造を備えているとよい。全固体電池を構成する電極体１２の構造について、種々提案されており、特に限定されず、適宜に採用されうる。
〈正極タブと負極タブの配置〉
外装体１１に収容された複数の電極体１２は、図２に示されているように、それぞれ正極シート３１と負極シート３２の積層方向に直交する方向に設定された直線Ｌ１に沿った両側にそれぞれ正極タブと負極タブが設けられている。正極タブと負極タブは、互いに干渉しない位置に配置されている。具体的には、この実施形態では、図２に示されているように、正極シート３１と負極シート３２とは、セパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域１２ａを備えている。第１正極タブ３１ａ１は、矩形の領域１２ａの片側の縁１２ａ１に設けられている。第１負極タブ３２ａ１は、矩形の領域１２ａの片側の縁１２ａ１において第１正極タブ３１ａ１と干渉しない位置に設けられている。第２正極タブ３１ａ２は、矩形の領域１２ａの反対側の縁１２ａ２に設けられている。第２負極タブ３２ａ２は、矩形の領域１２ａの反対側の縁１２ａ２において第２正極タブ３１ａ２と干渉しない位置に設けられている。このため、複数の電極体１２は、直線Ｌ１に沿って、一直線状に並べられ、隣り合う電極体１２の正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが接合されることによって、電気的に並列に接続される。
さらに具体的には、この実施形態では、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２、および、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、それぞれ電極体１２において対角に配置されている。具体的には、この実施形態では、第１正極タブ３１ａ１は、矩形の領域１２ａの片側の縁１２ａ１に沿って第１の側に寄せて配置されている。第２正極タブ３１ａ２は、矩形の領域１２ａの反対側の縁１２ａ２に沿って、第１正極タブ３１ａ１が配置された側とは反対の第２の側に寄せて配置されている。第１負極タブ３２ａ１は、矩形の領域１２ａの片側の縁１２ａ１に沿って第２の側に寄せて配置されている。第２負極タブ３２ａ２は、矩形の領域１２ａの反対側の縁１２ａ２に沿って第１の側に寄せて配置されている。
〈電極体１２の接合〉
図９は、３つの電極体１２が接合された状態が模式的に示された斜視図である。図９に示された形態では、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２、および、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、それぞれ電極体１２において対角に配置されている。そして、３つの電極体１２は、正極タブと負極タブが設けられた辺を対向させて順に並べられている。このうち、真ん中の電極体は、上下または左右にひっくり返されている。３つの電極体１２は、対向する辺にそれぞれ正極タブと負極タブを備えている。そして、対向する辺において、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが重ねられ、接合されている。このように、複数の電極体１２は、並べられた順にひっくり返されていてもよい。これにより、複数の電極体１２のうち隣り合う電極体１２の正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブの位置が合わせられている。
このように、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２、および、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２は、それぞれ電極体１２において対角に配置されているので、複数の電極体１２を一列に並べて電気的に並列に接続することが容易になる。また、１つの電極体１２において、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２、および、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２が対角に配置されているので、正極シート３１の第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２を結ぶ最短経路と、負極シート３２の第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２を結ぶ最短経路とが積層方向における平面視において交差する。このため、正極シート３１と負極シート３２との間で反応ムラが小さくなる。このため、正極シート３１と負極シート３２との間の電池反応に対する抵抗が低く抑えられうる。
正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブの接合は、例えば、固相接合によるとよい。固相接合によれば、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブの接合部の電気的な抵抗が低く抑えられる。固相接合は、例えば、超音波接合が採用されうる。超音波接合では、正極タブと正極タブ、または、負極タブと負極タブを重ね、ホーンとアンビルで挟み、ホーンを振動させる。これによって、重ねられた正極タブと正極タブ、または、負極タブと負極タブが溶融することなく固相（固体）状態のまま加熱され軟化され、さらに加圧されて塑性変形が与えられることによって接合される。固相接合による接合方法には、超音波接合の他、冷間圧接、熱間圧接、摩擦圧接などが採用されうる。固相接合による接合方法によれば、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブは、それぞれ電気的に低い抵抗値で接合される。なお、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブの接合は、ここで例示されるものに限定されず、種々の方法が採用されうる。例えば、特に言及されない場合には、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブの接合は、溶接でもよい。
図１０は、３つの電極体１２を接合する際の接合工程を示す模式図である。３つの電極体１２は、図１０に示されているように、隣り合う２つの電極体１２の間で正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが重ねられて接合される。このとき、隣り合う２つの電極体１２には、正極シート３１と負極シート３２とが積層された部位１２ａの間に、隣り合う電極体１２が接合された部位１２ｂが設けられている。電極体１２が接合された部位１２ｂでは、２つの電極体１２の正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが重ねられて接合されている。２つの電極体１２の正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが、適切な長さで設けられていることによって、隣り合う２つの電極体１２の正極シート３１と負極シート３２とが積層された部位１２ａの間に、集電タブを接合する装置４６を差し入れるスペースを確保することができる。このように、３つの電極体１２は、隣り合う電極体１２において、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが重ねられて接合されている。集電タブを接合する装置４６は、例えば、超音波接合を行なうホーンやアンビルでありうる。
図１に示された形態では、複数の電極体１２は、外装体１１の中において、正極シート３１と負極シート３２との積層方向の向きを揃えて外装体１１の長辺方向に沿って一列に並べられ、それぞれ電気的に並列に接続されている。また、この実施形態では、図１に示されているように、一列に並べられた複数の電極体１２のうち、一端の電極体１２に正極端子６１が取り付けられ、他端の電極体１２に負極端子６２が取り付けられている。このため、一列に並べられた複数の電極体１２の両端に電圧を印加することができる。複数の電極体１２に均一に電圧が印加されやすい。
〈外装体１１〉
図１１は、複数の電極体１２が、外装体１１に収容される工程を示す斜視図である。外装体１１は、図１および図１１に示されているように、略矩形の底面部１１ａと、底面部１１ａのうち長辺から立ち上がった一対の幅広面部１１ｂ，１１ｃと、底面部１１ａのうち短辺から立ち上がった一対の幅狭面部１１ｄ，１１ｅと、底面部１１ａに対向した上面部１１ｆとを有している。外装体１１の内側において短辺は、正極シート３１と負極シート３２との積層方向に沿った、電極体１２の厚さに応じた長さを有している。外装体１１の内側において長辺は、積層方向を平行にして複数の電極体１２を一列に並べられた長さに応じた長さを有している。この実施形態では、図１に示されているように、外装体１１の長辺は、外装体１１の内部において、積層方向を平行にして３つの電極体１２が一列に並べられた長さに応じた長さを有している。このため、積層方向を平行にして一列に並べられた３つの電極体１２を、一列に並べられた状態で収容することができる。この場合、隣り合う電極体１２の正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが接合された部位１２ｂが大きく折れ曲げられずに、外装体１１内に収容できる。このため、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが接合された部位１２ｂの破損などが生じ難い。
この実施形態では、外装体１１は、枠体５１と、プレート５２～５４とを備えている。枠体５１とプレート５２～５４とは、例えば、アルミニウムやアルミ合金からなる金属製の部材で構成されているとよい。枠体５１は、外装体１１の底面部１１ａと、一対の幅広面部１１ｂ，１１ｃとに対応した形状を有している。枠体５１は、例えば、所定形状に切り出されたプレート状の素材が折り曲げられることによって形成されうる。プレート５２は、幅狭面部１１ｄに対応した形状を有している。プレート５３は、幅狭面部１１ｅに対応した形状を有している。プレート５４は、上面部１１ｆに対応した形状を有している。
外装体１１は、電極体１２の厚さに応じた短辺と、複数の電極体１２を一列に並べられた長さに応じた長さを有する長辺を有している。かかる細長い外装体１１を絞り加工で形成するには、限界がある。この実施形態では、外装体１１は、このように４枚のプレート材５１～５４が組み合わされ、組み合わされた４枚のプレート材５１～５４の縁が接合されている。この場合、絞り加工が必要とされないので、細長い大型の外装体１１を実現できる。このように外装体１１は、少なくとも２枚のプレート材が組み合わされ、組み合わされた少なくとも２枚のプレート材の縁が接合された、角型ケースであるとよい。外装体１１を構成する少なくとも２枚のプレート材は、底面部１１ａと、一対の幅広面部１１ｂ，１１ｃと、一対の幅狭面部１１ｄ，１１ｅと、上面部１１ｆの面単位で境目が設定されているとよい。そして、組み合わされた縁が接合されているとよい。プレート部材の枚数や境目をどのように設定するかは、特に限定されない。
図１１に示されているように、幅狭面部１１ｄに対応したプレート５２には、正極端子６１が取り付けられている。対向する幅狭面部１１ｅに対応したプレート５３には、負極端子６２が取り付けられている。図示は省略するが、正極端子６１と負極端子６２は、ガスケットなど絶縁部材を介してプレート５２，５３に取り付けられ、プレート５２，５３に対して絶縁され、かつ、気密性が確保されているとよい。正極端子６１には、複数の電極体１２の一端の電極体１２の正極タブ３１ａ１が接合される。負極端子６２には、複数の電極体１２の他端の電極体１２の負極タブ３２ａ２が接合される。このように一端の電極体１２の正極タブ３１ａ１には、幅狭面部１１ｄに対応したプレート５２が取り付けられる。他端の電極体１２の負極タブ３２ａ２には、幅狭面部１１ｅに対応したプレート５３が取り付けられる。
複数の電極体１２は、両端にプレート５２，５３が取り付けられた状態で、枠体５１に収容される。図示は省略するが、複数の電極体１２と外装体１１との間には、絶縁フィルムが介在しているとよい。プレート５２，５３は、枠体５１の両側に装着される。枠体５１の上面の開口には、上面部１１ｆに対応したプレート５４が装着される。枠体５１とプレート５２～５４とは、隙間なく合わせられて、例えば、枠体５１の縁に沿って溶接されるとよい。ここで、枠体５１とプレート５２～５４とは、シーム溶接されているとよい。かかるシーム溶接は、例えば、レーザ溶接によって実現されているとよい。また、外装体１１には、必要に応じて適宜に、注液孔や安全弁が形成されているとよい。
このように、ここで開示される二次電池１０は、例えば、図１に示されているように、外装体１１と、外装体１１に収容された複数の電極体１２とを備えている。複数の電極体１２は、図２～図５に示されているように、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して積層された積層構造をそれぞれ備えている。正極シート３１は、第１正極タブ３１ａ１と、第２正極タブ３１ａ２とを有している。第１正極タブ３１ａ１は、正極シート３１と負極シート３２とがセパレータ３３を介して積層された部位１２ａからはみ出ている。第２正極タブ３１ａ２は、第１正極タブ３１ａ１とは別の位置で積層された部位１２ａからはみ出ている。負極シート３２は、第１負極タブ３２ａ１と、第２負極タブ３２ａ２とを有している。第１負極タブ３２ａ１は、第１正極タブ３１ａ１および第２正極タブ３１ａ２とは別の位置で積層された部位１２ａからはみ出ている。第２負極タブ３２ａ２は、第１正極タブ３１ａ１、第２正極タブ３１ａ２および第１負極タブ３２ａ１とは別の位置で積層された部位１２ａからはみ出ている。複数の電極体１２は、外装体１１内に予め定められた配置で順に並べられている。隣り合う２つの電極体１２の正極シート３１は、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２の何れかが接合されることによって電気的に接続されている。さらに、隣り合う２つの電極体１２の負極シート３２は、第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ａ２の何れかが接合されることによって電気的に接続されている。
かかる二次電池１０では、外装体１１内に複数の電極体１２が収容されている。このため、外装体１１内に収容される電極体１２の数を増やすことによって二次電池１０の大容量化が図られる。また、外装体１１に収容された複数の電極体１２の隣り合う電極体１２は、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが電気的に接続されている。このため、複数の電極体１２の隣り合う電極体１２は、それぞれ並列に接続されている。外装体１１に収容された複数の電極体１２は、一端に設けられた正極端子６１と、他端に設けられた負極端子６２とを通じて、充放電される。この際、外装体１１に収容された複数の電極体１２は、並列に接続されているので、それぞれ同じ電圧になる。つまり、外装体１１内の各電極体１２に印加された電圧は、直接測定されない。しかし、外装体１１の外で測定可能な正極端子６１と負極端子６２との間の電圧と、外装体１１に収容された各電極体１２に印加される電圧が同じになる（厳密に差があるとしても、電圧差は小さくなる）。このため、外装体１１内の各電極体１２の電圧を把握することができる。外装体１１内に収容された複数の電極体１２のうち、１つの電極体１２だけ、他の電極体１２よりも電圧が異常に高くなるということが防止されうる。
本発明者の知見では、例えば、外装体１１に収容された複数の電極体１２が直列に接続されている場合、電極体の周りの電解液の間に電位差が発生する可能性がありうる。このため、電解液を通じて、電極体１２の間で短絡するような事象が生じうる。このため、電極体１２毎に電解液を仕切る必要があると本発明者は考えている。これに対して、図１に示されているように、外装体１１に収容された複数の電極体１２が並列に接続されている場合、電極体１２毎に電解液を仕切る仕切りを設ける必要はない。このため、二次電池１０の構造を簡単にできると、本発明者は考えている。
また、二次電池１０を高容量にするためには内部に収容される電極体１２を高容量にする必要がある。電極体１２を大型化すると、例えば、電極体１２内部への電解液の含浸が十分に行なわれない場合がある。これに対して、図１に示された形態では、外装体１１内に収容される電極体１２の数を増やすことによって、二次電池１０の大容量化が図られている。この場合、外装体１１内に収容される１つの電極体１２は、必ずしも大型にしなくてもよい。このため、内部へ電解液が含浸しやすく、かつ、性能が安定しやすい範囲内で、電極体１２を設計しつつ、二次電池１０の高容量化が図られる。
図１に示された形態では、正極端子６１と負極端子６２は、一対の幅狭面部１１ｄ，１１ｅを構成するプレート５２，５３に設けられている。正極端子６１と負極端子６２は、かかる位置に限定されない。正極端子６１と負極端子６２は、例えば、上面部１１ｆを構成するプレート５４に設けられていてもよい。
〈二次電池１０Ａ〉
図１２は、他の形態に係る二次電池１０Ａを示す斜視図である。二次電池１０Ａの外装体７０は、上面が開口したケース本体７１と、ケース本体７１の上面の開口に装着される蓋７２とを備えている。図１２では、電極体１２がケース本体７１に収容される際に、蓋７２が閉じられる状態が模式的に示されている。二次電池１０Ａでは、図１２に示されているように、複数の電極体１２が外装体７０に収容される。図１３は、図１２に示された二次電池１０Ａに収容された複数の電極体１２を示す平面図である。外装体７０に収容された複数の電極体１２は、展開されると、図９に示されているように、一列に並べられる。隣り合う２つの電極体１２は、接続された部位１２ｂにおいて、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが接合されており、電気的に並列に接続されている（図９参照）。
この実施形態では、隣り合う２つの電極体１２は、接合された部位１２ｂにおいて折り曲げられて、正極シートと負極シートとが積層された部位１２ａが重ねられた状態で、外装体１１Ａに収容されている。この場合、外装体７０のアスペクト比が小さく抑えられる。また、外装体７０には、複数の電極体１２が収容されているので、大容量化が図られる。また、外装体７０に収容された複数の電極体１２は、電気的に並列に接続されている。このため、外装体７０内の各電極体１２に印加された電圧は、直接測定されない。しかし、外装体７０の外で測定可能な正極端子６１と負極端子６２との間の電圧と、各電極体１２の電圧が同じになる。このため、外装体７０内の各電極体１２の電圧を把握することができる。また、外装体７０内の各電極体１２は、図１３に示されているように、正極シート３１と負極シート３２とが積層された部位１２ａが積層方向を合わせて重ねられている。正極シート３１と負極シート３２とが積層された部位１２ａに積層方向に拘束圧が掛けられる際に、各電極体１２に掛けられる拘束圧の差が小さくなる。
外装体７０は、角型ケースである。外装体７０は、略矩形の底面部７０ａと、底面部７０ａのうち長辺から立ち上がった一対の幅広面部７０ｂ，７０ｃと、底面部７０ａのうち短辺から立ち上がった一対の幅狭面部７０ｄ，７０ｅと、底面部７０ａに対向した上面部７０ｆとを有している。複数の電極体１２を収容できる角型ケースは、大型化するため絞り加工で作製するのに限界がある。この実施形態では、外装体７０は、少なくとも２枚のプレート材が接合されている。組み合わされたプレート材は、例えば、縁を合わせて接合されているとよい。この場合、絞り加工が必要ないため、外装体７０を大型化できる。このため、図１３に示されているように、複数の電極体１２が重ねられた、収容物が大きくなっても角型ケースを採用することができる。
この実施形態では、外装体７０は、略矩形の底面部７０ａと、一対の幅広面部７０ｂ，７０ｃと、一対の幅狭面部７０ｄ，７０ｅと、上面部７０ｆとに、それぞれ対応した６枚のプレート材が直方体に組み合わされ、組み合わされた縁が隙間なく溶接されている。溶接には、例えば、レーザシーム溶接が採用されうる。なお、外装体７０の構成は、かかる形態に限定されない。略直方体の角型ケースからなる外装体７０は、略矩形の底面部７０ａと、一対の幅広面部７０ｂ，７０ｃと、一対の幅狭面部７０ｄ，７０ｅと、上面部７０ｆとに対応した面を有している。外装体７０は、少なくとも２枚のプレート材で、略矩形の底面部７０ａと、一対の幅広面部７０ｂ，７０ｃと、一対の幅狭面部７０ｄ，７０ｅと、上面部７０ｆとに対応した面を構成し、直方体に組み合わせ、組み合わされた縁が、接合されてもよい。この場合、深絞り加工によらず、大型の角型ケースが作成される。略矩形の底面部７０ａと、一対の幅広面部７０ｂ，７０ｃと、一対の幅狭面部７０ｄ，７０ｅと、上面部７０ｆとに対応した面を、少なくとも２枚のプレート材によってどのように構成するかは、種々の方法がある。外装体７０をどのように構成するかは、特に言及されない限りにおいて限定されない。
この実施形態では、電極体１２は、図９に示されているように、対角に配置された２つの正極タブと、２つの正極タブとは異なる対角で配置された２つの負極タブをそれぞれ備えている。３つの電極体１２の一端の正極タブ３１ａ１と、他端の負極タブ３２ａ２とは、３つの電極体１２が並べられた中心線Ｌ２に対して同じ側に偏って配置される。このように、２つの正極タブと、２つの負極タブとが、それぞれ対角に配置された電極体１２が３つ並列に繋げられた場合には、３つの電極体１２の一端の正極タブ３１ａ１と、他端の負極タブ３２ａ２とは、３つの電極体１２が並べられた中心線Ｌ２に対して同じ側に偏って配置される。隣り合う２つの電極体１２が接合された部位１２ｂが折り曲げられた場合、３つの電極体１２の一端の正極タブ３１ａ１と、他端の負極タブ３２ａ２とは、同じ側に偏って配置される。そして、隣り合う２つの電極体１２の正極シートと負極シートとが積層された部位が重ねられた状態で、外装体７０に収容される。
この実施形態では、３つの電極体１２の一端の正極タブ３１ａ１と、他端の負極タブ３２ａ２とは、上面部７０ｆ側に偏って、外装体７０に収容されとよい。上面部７０ｆを構成する蓋７２には、正極端子８１と負極端子８２が取り付けられている。正極端子８１と負極端子８２は、ガスケットなどを介して蓋７２に絶縁され、かつ、気密性が確保されているとよい。正極端子８１には、複数の電極体１２の一端の正極タブ３１ａ１が接合されている。負極端子８２には、複数の電極体１２の他端の負極タブ３２ａ２が接合されている。
この実施形態では、正極端子８１には、複数の電極体１２のうち、一端の電極体１２の正極タブ３１ａ１（図１３参照）が接合され、負極端子８２には、他端の電極体１２の負極タブ３２ａ２（図１３参照）が接合されている。このように、正極端子８１と負極端子８２を通じて、外装体７０内部の複数の電極体１２に充放電を行なうことができる。複数の電極体１２は、電気的に並列に接続されている。このため、正極端子８１と負極端子８２との電圧と、複数の電極体１２に印加される電圧は、一致する。つまり、外装体７０の外で測定可能な正極端子８１と負極端子８２との間の電圧と、各電極体１２の電圧が同じになる。このため、外装体７０内の各電極体１２の電圧を把握することができる。なお、端子に接続されない、一端の電極体１２の負極タブ３２ａ１や、他端の電極体１２の正極タブ３１ａ２（図１３参照）は、適宜に絶縁処理が施されているとよい。また、複数の電極体１２のうち両端に接続される電極体１２は、端子に接続される電極タブのみを有していてもよい。
このように、電極体１２が、対角に配置された２つの正極タブと、２つの正極タブとは異なる対角で配置された２つの負極タブをそれぞれ備えており、かつ、奇数個の電極体１２の隣り合う２つの電極体１２が電気的に並列に接続されている。ここでは、３つの電極体１２が接続された場合が例示されているが、５つ、７つなど、奇数からなる複数の電極体１２が接続されていても同様である。このような場合には、接続された複数の電極体１２の一端の電極体１２の正極タブ３１ａ１と、他端の電極体１２の負極タブ３２ａ２は、角型ケースの一側面に偏って配置される。このため、並列に接続された複数の電極体１２の一端の電極体１２の正極タブ３１ａ１と、他端の電極体１２の負極タブ３２ａ２とが、角型ケースの一側面に設けられた正極端子と負極端子とに接続することが容易になる。つまり、角型ケースの一側面に設けられた正極端子と負極端子の端子構造を簡単にできる。
この実施形態では、図１２に示されているように、上面部７０ｆを構成する蓋７２に正極端子８１と負極端子８２とが取り付けられている。外装体７０に、正極端子８１と負極端子８２とが取り付けられる位置は、蓋７２に限定されない。また、外装体７０に収容される電極体１２の数なども特に限定されない。
図１４は、他の形態に係る二次電池１０Ｂを示す斜視図である。二次電池１０Ｂでは、図１４に示されているように、４つの電極体１２が外装体９０に収容される。なお、図１４では、４つの電極体１２が、外装体９０に収容される工程が図示されている。図１５は、二次電池１０Ｂに収容された電極体１２を示す斜視図である。電極体１２が、対角に配置された２つの正極タブと、２つの正極タブとは異なる対角で配置された２つの負極タブをそれぞれ備えている。４つの電極体１２のうち隣り合う２つの電極体１２は、正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが接続されることによって、電気的に並列に接続されている。４つの電極体１２は、隣り合う２つの電極体１２が接合された部位１２ｂが折り曲げられて、隣り合う２つの電極体１２の正極シートと負極シートとが積層された部位１２ａが重ねられている。そして、図１５に示されているように、隣り合う２つの電極体１２の正極シートと負極シートとが積層された部位１２ａが重ねられた状態で、外装体９０に収容されている。
４つの電極体１２は、隣り合う２つの電極体１２が接合された部位１２ｂが折り曲げられて、隣り合う２つの電極体１２の正極シートと負極シートとが積層された部位１２ａが重ねられる。この場合、４つの電極体１２の両端の電極体１２の正極タブと負極タブは、図１５に示されているように、同じ側面に配置される。図１４に示されているように、二次電池１０Ｂは、外装体９０の１つの幅狭面部を構成するプレート９１に、正極端子１０１と、負極端子１０２が設けられている。正極端子１０１には、両端の電極体１２のうち一方の電極体１２の正極タブが接続される。負極端子１０２には、両端の電極体１２のうち他方の電極体１２の負極タブが接続される。このように、偶数からなる複数の電極体１２が接続された場合でも、正極端子１０１と負極端子１０２は、外装体９０の一側面に設けることができる。
ここでは、複数の電極体１２が収容される外装体として角型ケースが例示されている。外装体は、かかる形態に限定されない。図示は省略するが、外装体は、例えば、複数の電極体１２を覆うラミネートフィルム外装体であってもよい。ラミネートフィルム外装体は、例えば、アルミニウムからなる基材シートが絶縁樹脂によって被覆されたラミネートフィルムによって作成されているとよい。ラミネートフィルム外装体に用いられるラミネートフィルムは、二次電池用に種々提案されており、特に限定されない。
例えば、ラミネートフィルム外装体が用いられる場合に、ラミネートフィルム外装体と電極体１２との接合部や外装体の形状が厳密に固定されない。ラミネートフィルム外装体と電極体１２との接合部は、ある程度の可動域を持つ。例えば、エネルギー密度を上げるために電極体がプレスされる場合、プレスされることに追従して、ラミネートフィルム外装体と電極体１２との接合部が適当に変位しうる。このため、車両搭載作業などの製造過程での取り回しや、車両走行時に受ける加減速、振動などに対して、電極体１２の接合部に作用する負荷が緩和される場合がある。また、電極体により大きな圧力を作用させる必要がある場合のように、電極体の構造に応じて、外装体としてラミネートフィルム外装体が適宜に用いられてもよい。
図１６は、他の形態に係る電極体１２Ｂを示す平面図である。この実施形態では、電極体１２Ｂは、正極シート３１と負極シート３２とが、セパレータ３３を介して重ねられた矩形の領域１２ａを備えている。第１正極タブ３１ａ１は、矩形の領域１２ａの片側の縁１２ａ１に沿って第１の側に寄せて配置されている。第２正極タブ３１ａ２は、矩形の領域１２ａの反対側の縁１２ａ２に沿って第１の側に寄せて配置されている。第１負極タブ３２ａ１は、矩形の領域１２ａの片側の縁に沿って、前記第１正極タブが配置された側とは反対の第２の側に寄せて配置されている。第２負極タブ３２ａ２は、矩形の領域１２ａの反対側の縁に沿って第２の側に寄せて配置されている。つまり、電極体１２Ｂでは、第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２は、矩形の領域１２ａの領域の両側の縁１２ａ１，１２ａ２において同じ側に寄せて配置されている。第１負極タブ３２ａ１と第２負極タブ３２ｂ２は、矩形の領域１２ａの領域の両側の縁１２ａ１，１２ａ２において第１正極タブ３１ａ１と第２正極タブ３１ａ２とは、異なる側に寄せて配置されている。
図１７は、複数の電極体１２Ｂが接続された状態を示す斜視図である。図１８は、複数の電極体１２Ｂが、外装体１１Ｃに収容された二次電池１０Ｃを示す斜視図である。図１９は、複数の電極体１２Ｂの他の形態を示す斜視図である。図１９では、電極体１２Ｂが接合された部位１２ｂが折り曲げられ、隣り合う２つの電極体１２Ｂの正極シートと負極シートとが積層された部位１２ａが重ねられた状態が示されている。
図１７および図１８に示されているように、複数の電極体１２Ｂは、外装体１１Ｂの中において、正極シート３１と負極シート３２の積層方向の向きを揃えて一列に並べられている。複数の電極体１２Ｂは、隣り合う電極体１２Ｂの正極タブと正極タブ、および、負極タブと負極タブが接合され、それぞれ電気的に並列に接続されている。複数の電極体１２Ｂは、外装体１１Ｂの長辺方向に沿って一列に並べられている。かかる電極体１２Ｂによれば、隣り合う電極体１２Ｂの正極タブと正極タブが接合された部位、および、負極タブと負極タブが接合された部位が、それぞれ直線状に並ぶ。図１８に示されているように、正極端子６１，負極端子６２は、幅狭面部１１ｄ，１１ｅに設けられる。また、図１９に示されているように、複数の電極体１２Ｂの隣り合う２つの電極体１２Ｂは、隣り合う２つの電極体１２Ｂが接合された部位１２ｂが折り曲げられて、隣り合う２つの電極体１２Ｂの正極シートと負極シートとが積層された部位１２ａが重ねられた状態で、外装体に収容されてもよい。
このように、外装体に収容される電極体の数や、配置、外装体に設けられる端子の位置など、種々変更が可能である。
以上、ここで開示される二次電池について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた二次電池の実施形態などは本発明を限定しない。また、ここで開示される電池は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 二次電池
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 外装体
１１ａ 底面部
１１ｂ，１１ｃ 幅広面部
１１ｄ，１１ｅ 幅狭面部
１１ｆ 上面部
１２，１２Ａ，１２Ｂ 電極体
１２ａ 正極シート３１と負極シート３２とが積層された部位（矩形の領域）
１２ａ１ 矩形の領域１２ａの片側の縁
１２ａ２ 矩形の領域１２ａの反対側の縁
１２ｂ 隣り合う電極体１２が接合された部位
３１，３１Ａ 正極シート
３１ａ 正極集電箔
３１ａ１ 第１正極タブ
３１ａ２ 第２正極タブ
３１ｂ 正極活物質層
３２，３２Ａ 負極シート
３２ａ 負極集電箔
３２ａ１ 第１負極タブ
３２ａ２ 第２負極タブ
３２ｂ 負極活物質層
３３，３３Ａ セパレータ
４１ ダイコーター
４６ 集電タブを接合する装置
５１ 枠体
５２～５４ プレート
６１ 正極端子
６２ 負極端子
７０ 外装体
７０ａ 底面部
７０ｂ，７０ｃ 幅広面部
７０ｄ，７０ｅ 幅狭面部
７０ｆ 上面部
７１ ケース本体
７２ 蓋
８１ 正極端子
８２ 負極端子
９０ 外装体
９１ プレート
１０１ 正極端子
１０２ 負極端子
ｂ１ 折り曲げ線
ｃ１ レーザ照射位置
ｃ２ 切断線
ｄ１ 正極活物質層３１ｂの幅
ｄ２ 負極活物質層３２ｂの幅
ｄ３ セパレータ３３の幅
Ｌ１ 正極シート３１と負極シート３２の積層方向に直交する方向に設定された直線
Ｌ２ 電極体１２が並べられた中心線

Claims (17)

  1. 外装体と、
    前記外装体に収容された複数の電極体と
    を備え、
    前記複数の電極体は、正極シートと負極シートとがセパレータを介して積層された積層構造をそれぞれ備え、
    前記正極シートは、
    前記正極シートと前記負極シートとが前記セパレータを介して積層された部位からはみ出た第１正極タブと、
    前記第１正極タブとは別の位置で前記積層された部位からはみ出た第２正極タブと
    を有し、
    前記負極シートは、
    前記第１正極タブおよび前記第２正極タブとは別の位置で前記積層された部位からはみ出た第１負極タブと、
    前記第１正極タブ、前記第２正極タブおよび前記第１負極タブとは別の位置で前記積層された部位からはみ出た第２負極タブと
    を有し、
    前記複数の電極体は、前記外装体内の１つの空間内に予め定められた配置で順に並べられており、
    隣り合う２つの電極体の正極シートは、前記第１正極タブと前記第２正極タブの何れかが接合されることによって電気的に接続されており、かつ、
    隣り合う２つの電極体の負極シートは、前記第１負極タブと前記第２負極タブの何れかが接合されることによって電気的に接続されており、
    前記外装体は、予め定められた配置で順に並べられた前記複数の電極体のうち一端に配置された電極体の正極シートに接続された正極端子と、他端に配置された電極体の負極シートに接続された負極端子とが設けられている、
    二次電池。
  2. 前記正極シートと前記負極シートとは、前記セパレータを介して重ねられた矩形の領域を備え、
    前記第１正極タブは、前記矩形の領域の片側の縁に設けられており、
    前記第１負極タブは、前記矩形の領域の片側の縁において前記第１正極タブと干渉しない位置に設けられており、
    前記第２正極タブは、前記矩形の領域の反対側の縁に設けられており、
    前記第２負極タブは、前記矩形の領域の反対側の縁において前記第２正極タブと干渉しない位置に設けられている、
    請求項１に記載された二次電池。
  3. 前記第１正極タブは、前記矩形の領域の片側の縁に沿って第１の側に寄せて配置されており、
    前記第２正極タブは、前記矩形の領域の反対側の縁に沿って、前記第１正極タブが配置された側とは反対の第２の側に寄せて配置されており、
    前記第１負極タブは、前記矩形の領域の片側の縁に沿って前記第２の側に寄せて配置されており、
    前記第２負極タブは、前記矩形の領域の反対側の縁に沿って前記第１の側に寄せて配置されている、
    請求項２に記載された二次電池。
  4. 前記複数の電極体は並べられた順に接続された部位が折り曲げられた状態で重ねられている、請求項３に記載された二次電池。
  5. 前記第１正極タブは、前記矩形の領域の片側の縁に沿って第１の側に寄せて配置されており、
    前記第２正極タブは、前記矩形の領域の反対側の縁に沿って前記第１の側に寄せて配置されており、
    前記第１負極タブは、前記矩形の領域の片側の縁に沿って、前記第１正極タブが配置された側とは反対の第２の側に寄せて配置されており、
    前記第２負極タブは、前記矩形の領域の反対側の縁に沿って前記第２の側に寄せて配置されている、
    請求項２に記載された二次電池。
  6. 前記複数の電極体は、予め定められた形状に形成された正極シートと負極シートとがセパレータを介在させて交互に重ねられている、請求項１から５までの何れか一項に記載された二次電池。
  7. 前記複数の電極体は、それぞれ帯状の正極シートと、帯状の負極シートが長さ方向を揃えて重ねられて幅方向に設定された捲回軸周りに捲回された捲回電極体である、請求項１から５までの何れか一項に記載された二次電池。
  8. 前記複数の電極体は、前記外装体の中において、前記正極シートと前記負極シートの積層方向の向きを揃えて前記外装体の長辺方向に沿って一列に並べられ、それぞれ電気的に並列に接続されている、
    請求項１から７までの何れか一項に記載された二次電池。
  9. 一列に並べられた複数の電極体のうち、一端の電極体に正極端子が取り付けられ、他端の電極体に負極端子が取り付けられている、請求項８に記載された二次電池。
  10. 前記外装体は、
    略矩形の底面部と、
    前記底面部のうち長辺から立ち上がった一対の幅広面部と、
    前記底面部のうち短辺から立ち上がった一対の幅狭面部と、
    前記底面部に対向した上面部と
    を有し、
    前記短辺は、前記正極シートと前記負極シートとの積層方向に沿った、前記電極体の厚さに応じた長さであり、
    前記長辺は、前記積層方向を平行にして前記複数の電極体を一列に並べられた長さに応じた長さである、
    請求項９に記載された二次電池。
  11. 前記外装体は、少なくとも２枚のプレート材が接合された、角型ケースである、
    請求項１０に記載された二次電池。
  12. 前記複数の電極体の隣り合う２つの電極体は、電気的に並列に接続されており、前記隣り合う２つの電極体が接合された部位が折り曲げられて、前記隣り合う２つの電極体の前記正極シートと前記負極シートとが積層された部位が重ねられた状態で、前記外装体に収容されている、
    請求項１から７までの何れか一項に記載された二次電池。
  13. 前記外装体は、少なくとも２枚のプレート材が接合された、角型ケースである、
    請求項１２に記載された二次電池。
  14. 前記外装体は、前記複数の電極体を覆うラミネートフィルム外装体である、請求項１から９、および、１２のうち何れか一項に記載された二次電池。
  15. 前記正極端子と前記負極端子に接続されない、一端の電極体の負極タブと、他端の電極体の正極タブとは、それぞれ絶縁処理が施されている、請求項１から１４までの何れか一項に記載された二次電池。
  16. 前記複数の電極体のうち一端の電極体は、前記正極端子に接続される電極タブのみを有している、請求項１から１４までの何れか一項に記載された二次電池。
  17. 前記複数の電極体のうち他端の電極体は、前記負極端子に接続される電極タブのみを有している、請求項１から１４までの何れか一項に記載された二次電池。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022237805A1 (zh) * 2021-05-14 2022-11-17 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 一种大容量电池用卷芯、并联卷芯组及大容量电池
JPWO2023105987A1 (ja) * 2021-12-09 2023-06-15
WO2023182519A1 (ja) 2022-03-25 2023-09-28 三井化学株式会社 アスコルビン酸誘導体又はその塩、重合開始用添加剤、重合開始剤、硬化性組成物調製用キット、硬化性組成物、硬化物及び歯科材料
CN114899555B (zh) * 2022-05-25 2023-05-05 重庆太蓝新能源有限公司 一种电芯体及其制备方法、电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003187781A (ja) 2001-12-21 2003-07-04 Sony Corp 電池及びその製造方法、並びに電池モジュール及びその製造方法
JP2010003803A (ja) 2008-06-19 2010-01-07 Taiyo Yuden Co Ltd 電気化学デバイス及びその製造方法
JP2013534361A (ja) 2010-08-17 2013-09-02 エルジー・ケム・リミテッド 改善したリード構造の二次電池
US20140370345A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 Motorola Mobility Llc Segmented energy storage assembly
JP2017107773A (ja) 2015-12-10 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法
JP6362065B2 (ja) 2013-12-11 2018-07-25 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 電池内蔵ベルト
CN110620209A (zh) 2018-06-19 2019-12-27 Sk新技术株式会社 具有多个电极的电池及使用该电池的电池模块

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5819850A (ja) * 1981-07-29 1983-02-05 Toshiba Corp 曲管形蛍光ランプ
US4983475A (en) * 1990-02-13 1991-01-08 Delans Darwin D Bar for connecting together two plate straps of the same polarity on an electrochemical battery
KR100873308B1 (ko) * 2006-06-05 2008-12-12 주식회사 엘지화학 두 개 이상의 유닛 셀들을 포함하고 있는 고용량 전지셀
KR20130063890A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 갖는 이차 전지
JP6891930B2 (ja) 2015-03-30 2021-06-18 三洋電機株式会社 角形二次電池及びそれを用いた組電池
JP2019145262A (ja) * 2018-02-19 2019-08-29 トヨタ自動車株式会社 二次電池
CN111384350B (zh) * 2018-12-29 2024-10-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池以及电池模组
CN110518174B (zh) 2019-10-23 2020-03-20 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
KR20210152253A (ko) * 2020-06-08 2021-12-15 주식회사 엘지에너지솔루션 보호부재를 포함하는 전지셀

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003187781A (ja) 2001-12-21 2003-07-04 Sony Corp 電池及びその製造方法、並びに電池モジュール及びその製造方法
JP2010003803A (ja) 2008-06-19 2010-01-07 Taiyo Yuden Co Ltd 電気化学デバイス及びその製造方法
JP2013534361A (ja) 2010-08-17 2013-09-02 エルジー・ケム・リミテッド 改善したリード構造の二次電池
US20140370345A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 Motorola Mobility Llc Segmented energy storage assembly
JP6362065B2 (ja) 2013-12-11 2018-07-25 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 電池内蔵ベルト
JP2017107773A (ja) 2015-12-10 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法
CN110620209A (zh) 2018-06-19 2019-12-27 Sk新技术株式会社 具有多个电极的电池及使用该电池的电池模块

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