JPWO2014002647A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

蓄電装置は、電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、電極組立体とケースとを互いに絶縁する絶縁シートとを備える。電極組立体は、正極電極と負極電極とを積層した積層構造を有する。電極組立体は、積層方向と直交する第1端面及び積層方向の両側に位置する一対の主面を有するとともに、第1端面に積層方向と直交する方向に延在するタブを有する。絶縁シートは、折り曲げられた箱形状であるとともに、電極組立体の主面をそれぞれ覆う一対の主面被覆部と、電極組立体の第1端面及び主面以外の面を覆い、一対の主面被覆部と連続する非主面被覆部とを有する。非主面被覆部同士が少なくとも一部で重なる。

Description

本発明は、蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池は、例えば正極電極と負極電極とを有する電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースとを備えている。また、電極組立体とケースとを絶縁させるために電極組立体を覆う絶縁シートを設ける場合がある。この場合、絶縁シートを予め展開形状をなした多角形状に形成し、それを組み立てることによって隣接する2辺が突き合わさって、電極組立体を収容する態様が知られている。例えば特許文献1参照。
特開2011−198663号公報
しかしながら、上記のように2辺が突き合う構成では、被覆対象である電極組立体が露出する隙間が形成されやすい。このため、電極組立体とケースとの間の絶縁性の確保には未だ改善の余地がある。
本発明の目的は、電極組立体とケースとの間の絶縁性を高めることができる蓄電装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、正極電極と負極電極とを積層した積層構造を有するとともに、積層方向と直交する第1端面及び前記積層方向の両側に位置する一対の主面を有する電極組立体であって、前記第1端面に前記積層方向と直交する方向に延在するタブを有する電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記電極組立体と前記ケースとを互いに絶縁する絶縁シートと、を備えた蓄電装置において、前記絶縁シートは、折り曲げられた箱形状であるとともに、前記電極組立体の前記積層方向の主面をそれぞれ覆う一対の対向被覆部と、前記電極組立体の前記第1端面及び前記主面以外の面を覆い、一対の前記主面被覆部と連続する非主面被覆部とを有し、前記非主面被覆部同士が少なくとも一部で重なることを特徴とする蓄電装置を提供する。
かかる構成によれば、主面被覆部と非主面被覆部とが互いに連続しているため、両者の境界部分に隙間が形成されない。これにより、電極組立体が露出しにくい。さらに、非主面被覆部同士が少なくとも一部で重なっているため、非主面被覆部において電極組立体が露出する隙間が形成されにくい。よって、絶縁性の向上を図ることができる。
前記絶縁シートは、展開されている状態において全体として矩形状であることが好ましい。かかる構成によれば、比較的簡素な形状である矩形状の絶縁シートを用いて、箱形状が形成されている。これにより、絶縁シートを複雑な形状にする必要がない分だけ、絶縁シートの製造の容易化を図ることができる。これにより、蓄電装置のコスト削減を図ることができる。なお、「矩形状」には、全体として矩形状であればよく、例えば面取りされたものや一部に凹部(孔)又は凸部が形成されているものを含む。
前記非主面被覆部は、前記電極組立体の前記第1端面とは反対側の端面である第2端面を覆う底面被覆部と、前記両主面及び前記第2端面と直交する一対の端面である両側面をそれぞれ覆う一対の側面被覆部を含み、前記絶縁シートが展開されている状態において、前記底面被覆部は、一対の前記主面被覆部の双方に連続しかつ一対の前記主面被覆部の間に設けられ、前記絶縁シートが展開されている状態において、一対の前記主面被覆部及び前記底面被覆部は全体として矩形状のベース部をなし、前記絶縁シートが展開されている状態において、一対の前記側面被覆部は、前記ベース部に対して、当該ベース部の辺に沿う方向に延出させて形成され、前記絶縁シートは、一対の前記主面被覆部と前記底面被覆部との各境界線、及び前記ベース部と一対の前記側面被覆部との各境界線に沿って折り曲げられた前記箱形状であり、前記電極組立体の前記積層方向の長さをDとし、前記側面被覆部の前記ベース部から延出された方向の長さをWとした場合、長さD及び長さWは、D/2<W≦Dの関係を満たすように設定されていることが好ましい。かかる構成によれば、各境界線に沿って折り曲げることにより、自ずと側面被覆部同士が重なる。これにより、比較的容易な作業で重なった部分を形成することができる。よって、絶縁性の向上を図ることに起因する作業性の低下を抑制することができる。
なお、「前記側面被覆部の前記ベース部から延出された方向の長さ」とは、一対の側面被覆部のそれぞれの長さを示すものであるが、両者が同一長さである必要はなく、上記関係式を満たす範囲内で各側面被覆部の長さが異なることを許容する。
前記絶縁シートが展開されている状態において、前記ベース部における互いに対向する一対の辺から、一対の前記側面被覆部の延出方向とは直交する方向に延出されたはみ出し部を備え、前記はみ出し部は、前記電極組立体の前記第1端面から前記タブの突出方向にはみ出すことが好ましい。かかる構成によれば、はみ出し部がタブとケースとの間に介在する。これにより、電極組立体とケースとを互いに絶縁させるための構成を用いて、タブとケースとの間の絶縁を図ることができる。
前記タブの前記第1端面からの突出長さをT0とし、前記はみ出し部の前記第1端面からのはみ出し寸法をKとすると、長さD、長さT0及び寸法Kは、K≧T0、且つ、T0≦D/2の関係を満たすように設定されていることが好ましい。かかる構成によれば、K≧T0であるため、タブにおいて、はみ出し部から露出した箇所が形成されにくい。これにより、タブとケースとの間の絶縁を、より好適に図ることができる。また、電極組立体の積層方向の長さであるDが同一の条件下においては、T0≦D/2の方が、T0>D/2と比較して、タブの設置スペースが小さい。これにより、集電に係る構成の省スペース化を図ることができる。さらに、T0≦D/2となるようにタブの第1端面からの突出長さT0を短くすることにより、はみ出し寸法Kを短くすることができる。これにより、絶縁シートの小型化を図ることができ、その分だけ絶縁シートのコストの削減を図ることができる。
前記絶縁シートが展開されている状態において、前記側面被覆部には、一対の前記主面被覆部と前記底面被覆部との境界線の端部から前記境界線の延長線に沿って切り込み部が形成されており、前記切り込み部によって複数に区分けされた前記側面被覆部同士が重なっていることが好ましい。かかる構成によれば、折り曲げる箇所が少なくて済むため、折り曲げ作業の容易化を図ることができる。これにより、絶縁性を確保しつつ、作業性の向上を図ることができる。
前記切り込み部の前記ベース部側の端部には孔が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、孔が形成されていることによって、絶縁シートを折り曲げた場合に切り込み部のベース部側の端部に付与される荷重が分散される。これにより、絶縁シートを折り曲げた場合に上記端部に局所的な荷重が付与されて絶縁シートが裂けるという事態を回避することができる。
前記ケースには前記電極組立体が挿入可能な開口部が形成されており、前記電極組立体は、前記絶縁シートに覆われた状態で前記開口部から挿入されることによって、前記ケース内に収容されるものであり、前記電極組立体の挿入先側の面を覆う被覆部と連続する部位が最外層となるように前記非主面被覆部同士が重なっていることが好ましい。かかる構成によれば、絶縁シートに電極組立体を挿入する際に非主面被覆部が引っかかりにくい。よって、非主面被覆部同士が重なることに起因する挿入性の低下を抑制することができる。
前記非主面被覆部は、前記電極組立体の前記第1端面とは反対側の端面である第2端面を覆う底面被覆部を備え、前記底面被覆部同士が少なくとも一部で重なることが好ましい。かかる構成によれば、設置態様の関係上、応力が付与され易く、電極組立体が露出し易い箇所である底面被覆部同士が少なくとも一部で重なっている。これにより、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
前記底面被覆部同士が重なっている部分が前記ケースの内面に当接していることが好ましい。かかる構成によれば、底面被覆部同士が重なっている部分がケースの内面に当接しているため、電極組立体の位置ずれ等によって当接箇所にて絶縁シートとケースの内面とが擦れた場合であっても、電極組立体が露出しにくい。これにより、底面被覆部とケースの内面とが擦れることに起因した電極組立体の露出を好適に抑制できる。
前記絶縁シートは、前記第1端面のうち前記タブの延在箇所以外の所定の領域を覆っていることが好ましい。これにより、第1端面における絶縁性の更なる向上を図ることができる。
前記蓄電装置は、一部が前記ケース外に露出した電極端子と、前記タブ及び前記電極端子を接続する導電部材と、を備え、前記タブ及び前記導電部材が占める前記第1端面からの当該第1端面に直交する方向の長さをT1とし、前記はみ出し部の前記第1端面からのはみ出し寸法をKとした場合、長さD、長さT1及び寸法Kが、0<T1<K<Dの関係を満たすように設定されていることが好ましい。この構成によれば、タブ及び導電部材全体が、はみ出し部によって囲まれている。これにより、上記タブ及び導電部材とケースとの間の絶縁性を更に向上することができる。
前記蓄電装置は二次電池であることが好ましい。
この発明によれば、電極組立体とケースとの間の絶縁性を高めることができる。
第1実施形態における二次電池の斜視図。 電極組立体の分解斜視図。 二次電池の分解斜視図。 絶縁シートの展開形状を示す正面図。 二次電池の部分断面図。 (a)〜(c)は絶縁シートの取付手順を示す模式図。 第2実施形態の二次電池の分解斜視図。 第2実施形態の絶縁シートの展開形状を示す正面図及び一部拡大図。 (a)及び(b)は絶縁シートの取付手順を示す模式図。 二次電池の断面構造を示す模式図。 第3実施形態の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 第3実施形態の絶縁シートの取付態様を示す斜視図。 第4実施形態の二次電池の部分断面図。 電極組立体及び絶縁シートの斜視図。 固定テープの貼付態様を示す部分断面図。 第5実施形態の電極組立体及び絶縁シートの斜視図。 電極組立体及び絶縁シートの断面構造を示す断面図。 (a)〜(c)は絶縁シートの取付手順を示す斜視図。 第6実施形態の電極組立体及び絶縁シートの斜視図。 絶縁シートの展開形状を示す正面図。 (a)及び(b)は絶縁シートの取付手順を示す斜視図。 別例の集電構造を示す断面図。 別例のセパレータ及び電極組立体を示す断面図。 別例の絶縁シートの折り曲げ態様を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シート及び電極組立体を示す斜視図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。 別例の絶縁シートの展開形状を示す正面図。
(第1実施形態)
本発明に係る蓄電装置について図1〜図6を用いて説明する。なお、本蓄電装置は、車両(自動車及び産業用車両)に搭載されており、車両に搭載された走行用モータ(電動機)を駆動するのに用いられる。また、図面の都合上、図5においては、各電極21,22、セパレータ23及びケース11の肉厚を、適宜実際の寸法とは異ならせて示す。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10はリチウムイオン二次電池であり、その外郭を構成する金属製のケース11を備えている。ケース11は、有底箱状、詳細には一側面に開口部12aを有する直方体形状の容器12と、開口部12aを塞ぐ蓋13とを備えている。
ケース11には、充放電要素としての電極組立体14及び電解質としての電解液(図示略)が収容されている。図3に示すように、電極組立体14は、容器12の内部空間が直方体形状であることに対応させて、全体として直方体形状であり、容器12に収容された状態において容器12の内面との間に所定の隙間が形成される大きさに形成されている。
図2に示すように、電極組立体14は、電極としての正極(正極電極)21及び負極(負極電極)22と、電気伝導に係るイオン(リチウムイオン)が通過可能な多孔質膜で形成されたセパレータ23とを備えている。
各電極21,22及びセパレータ23はそれぞれ矩形のシート状となっている。詳細には、負極22の隣り合う2辺の各辺の長さ(長手方向の長さ及び短手方向の長さ)は、正極21の隣り合う2辺の各辺の長さ(長手方向の長さ及び短手方向の長さ)よりも長く設定されている。そして、セパレータ23の隣り合う2辺の各辺の長さ(長手方向の長さ及び短手方向の長さ)は、負極22の隣り合う2辺の各辺の長さよりも長く設定されている。つまり、負極22は、正極21のシート面を覆うことが可能な大きさに形成されており、セパレータ23は、正極21のシート面及び負極22のシート面の双方を覆うことが可能な大きさに形成されている。
正極21は、矩形状に形成された正極金属箔(例えばアルミニウム箔)21aと、当該正極金属箔21aのシート面に正極活物質が塗布されることによって形成された正極活物質層21bと、を備えている。正極活物質層21bは、正極21(正極金属箔21a)のシート面のうち、当該正極21の上端部21c(第1端部)に沿い且つ上端部21cと直交する方向に所定の幅を有する正極未塗工部21dを除いた部分に形成されている。
負極22は、正極金属箔21aよりも一回り小さく形成された矩形状の負極金属箔(例えば銅箔)22aと、当該負極金属箔22aのシート面に負極活物質が塗布されることによって形成された負極活物質層22bと、を備えている。負極活物質層22bは、負極22(負極金属箔22a)のシート面のうち、当該負極22の上端部22cに沿い且つ上端部22cと直交する方向に所定の幅を有する負極未塗工部22dを除いた部分に形成されている。負極活物質層22bは、正極活物質層21b全体を覆うことが可能となるように、正極活物質層21bよりも大きく形成されている。
電極組立体14は、正極21及び負極22が、セパレータ23を間に挟んだ状態で交互に重なることによって層状となっている。詳細には、各電極21,22及びセパレータ23は、正極活物質層21bの全体が負極活物質層22bによって覆われ、且つ、正極21及び負極22がセパレータ23によって覆われた状態で重なっている。この場合、正極活物質層21bと負極活物質層22bとがセパレータ23を介して対向している領域(以下、対向領域24という)が充放電に寄与する領域である。なお、電極組立体14、詳細には正極21及び負極22の積層方向は、対向領域24の対向方向とも言える。
また、セパレータ23は、各電極21,22よりも一回り大きく形成されているため、セパレータ23の外周縁は、負極22の外周縁及び正極21の外周縁よりもシート面に沿う方向の外側にはみ出している。このため、各電極21,22の短絡が発生しにくい。
ここで、セパレータ23の外周縁が各電極21,22の外周縁よりもシート面に沿う方向の外側にはみ出している構成においては、図3に示すように、電極組立体14の各面31〜36のうち積層方向の両側に位置する主面31,32以外の各面33〜36は、セパレータ23の端面によって規定されている面であるとも言える。すなわち、電極組立体14における積層方向とは直交する方向の端面である各面33〜36は、セパレータ23の端面と面一な面であるとも言える。この場合、図2及び図3に示すように、セパレータ23の長手方向の長さX1が、積層方向から見た場合の電極組立体14の長手方向の長さX1となり、セパレータ23の短手方向の長さY1が、積層方向から見た場合の電極組立体14の短手方向の長さY1となる。なお、両主面31,32は、対向領域24の対向方向にある対向面であり、他の面33〜36と比較して面積が大きい面である。
図1に示すように、電極組立体14において積層方向と直交し且つ蓋13近傍に位置する上端面36(第1端面)には、当該上端面36から突出した正極タブ41及び負極タブ42が形成されている。図2に示すように、正極タブ41は、正極21の長手方向に沿う上端部21cから突出しており、負極タブ42は、負極22の長手方向に沿う上端部22cから突出している。
図2に示すように、各電極21,22は、各タブ41,42の同一極性同士が積層方向に列状に配置される一方、異なる極性同士が積層方向に重ならないように積層されている。そして、図3及び図5に示すように、各正極タブ41は、電極組立体14の積層方向の一側に寄せて集められており、その集められた状態で上記一側とは反対側に向けて折り返されている。そして、各正極タブ41が重なっている箇所を溶接することにより、各正極タブ41が互いに電気的に接続されている。図3に示すように、各負極タブ42も同様に、電極組立体14の積層方向の一側に集められた状態で積層方向の他側に向けて折り返されて溶接されている。この場合、各タブ41,42は、上端面36において、積層方向と直交する方向に突出、即ち延在している。なお、各タブ41,42が各電極21,22の長手方向に沿う上端部21c,22cから短手方向に突出していることに着目すれば、積層方向から見た場合の電極組立体14(セパレータ23)の短手方向は、各タブ41,42の突出方向に沿う方向である。また、積層方向から見た場合の電極組立体14(セパレータ23)の長手方向は、各タブ41,42の突出方向に沿う方向と直交する方向である。
図3に示すように、電極組立体14における上端面36と直交する方向の長さY1、詳細には電極組立体14における各タブ41,42の突出方向に沿う方向の長さY1は、ケース11の高さ(容器12の底部からの起立寸法)Hよりも短く設定されている。これにより、図5に示すように、電極組立体14をケース11に収容している状況において、電極組立体14と蓋13との間にはスペースSが形成されている。そして、当該スペースSに、各タブ41,42が収容されている。換言すれば、電極組立体14における各タブ41,42の突出方向に沿う方向の長さY1は、各タブ41,42を収容可能なスペースSが形成されるようにケース11の高さHよりも短く設定されていると言える。
なお、念のため説明すると、正極21の隣り合う2辺の各辺の長さには、正極タブ41の長さは含まれず、負極22の隣り合う2辺の各辺の長さには、負極タブ42の長さは含まれない。
図1に示すように、二次電池10は、ケース11外からアクセス可能な電極端子としての正極端子51及び負極端子52と、各端子51,52及び各タブ41,42の同一極性同士を接続する正極導電部材61及び負極導電部材62とを備えている。
図3に示すように、正極導電部材61は、矩形状の金属板を曲げることによって、短手方向から見て全体としてクランク形状となっている。正極導電部材61は、湾曲部分に対して長手方向の一方側の部位である第1正極パーツ61aが各正極タブ41の最外層に対して蓋13側から重なり(接触し)、且つ湾曲部分に対して長手方向に他方側の部位である第2正極パーツ61bが第1正極パーツ61aよりも電極組立体14の上端面36側に位置した状態で取り付けられている。
図1に示すように、正極端子51は、絶縁リング63によって絶縁された状態でケース11を貫通している。詳細には、正極端子51は、その一部がケース11外に露出しつつ、ケース11内にある端部が第2正極パーツ61bと接触した状態で取り付けられている。そして、各タブ41,42及び第1正極パーツ61aの接触箇所と、第2正極パーツ61b及び正極端子51の接触箇所とが溶接されている。
負極側についても同様に、クランク形状に形成された負極導電部材62の第1負極パーツ62aと各負極タブ42の最外層とが接触し、第2負極パーツ62bと、絶縁リング63によって絶縁された状態でケース11を貫通している負極端子52とが接触しており、その各接触箇所が溶接されている。
以上のことから、各端子51,52にアクセスすることにより、電極組立体14の電力をケース11外に取り出すことができるとともに、電極組立体14に対して電力を供給することが可能となっている。
ちなみに、図5に示すように、折り曲げられた各正極タブ41(各負極タブ42)の上端面36からの突出長さT0と、正極導電部材61(第1正極パーツ61a)の厚さ(負極導電部材62の厚さ)とを合わせた寸法が集電(各端子51,52と電極組立体14との接続)に要する空間を規定する集電寸法T1である。当該集電寸法T1は、電極組立体14の積層方向の長さD(以降単に電極組立体14の厚さDと言う)の1/2よりも長く設定されている(T1>D/2)。なお、突出長さT0は、上端面36に直交する方向における上端面36からの長さである。換言すれば、突出長さT0は、上端面36から正極導電部材61の第1正極パーツ61aまでの距離である。また、各正極タブ41の最外層と正極導電部材61との溶接箇所に着目すれば、突出長さT0は、上端面36から溶接箇所までの距離であるとも言える。
ここで、二次電池10は、電極組立体14とケース11とを絶縁する絶縁シート70を備えている。当該絶縁シート70について以下に詳細に説明する。
図1に示すように、絶縁シート70は、各タブ41,42が延在する上端面36以外の各面31〜35を覆う箱形状をなしている。詳細には、絶縁シート70は、電極組立体14の積層方向の主面31,32をそれぞれ覆う一対の主面被覆部81,82と、上端面36とは反対側の端面である底面33(第2端面)を覆う底面被覆部83とを備えている。さらに、絶縁シート70は、電極組立体14の積層方向の両主面31,32及び底面33と直交する一対の端面である両側面34,35をそれぞれ覆う一対の側面被覆部84,85を備えている。底面被覆部83及び一対の側面被覆部84,85が「非主面被覆部」を構成する。また、本実施形態では、底面被覆部83が第1非主面被覆部に対応し、一対の側面被覆部84,85が第2非主面被覆部に対応する。
また、図1に示すように、絶縁シート70は、電極組立体14の上端面36から各タブ41,42の突出方向にはみ出したはみ出し部86を備えている。はみ出し部86は、一対の主面被覆部81,82及び一対の側面被覆部84,85と連続しており、全体として枠状に形成されている。そして、はみ出し部86によって囲まれた空間内に各タブ41,42及び各導電部材61,62が配置されている。すなわち、各タブ41,42及び各導電部材61,62と、ケース11の内面11aとの間に、はみ出し部86が介在している。
ここで、絶縁シート70の各部81〜86について、展開されている状態を参照しながら詳細に説明すると、図4に示すように、絶縁シート70は、展開されている状態において、矩形状に形成されたベース部91と、当該ベース部91からシート面の外周側に延出した延出部92とからなり、全体として矩形状に形成されている。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、ベース部91及び延出部92は、特に説明がない限り、絶縁シート70が展開されている状態のものとして扱う。
図4に示すように、ベース部91は、一対の主面被覆部81,82と底面被覆部83とによって構成されている。一対の主面被覆部81,82と底面被覆部83とは、絶縁シート70の長手方向に連続している。詳細には、主面被覆部81と底面被覆部83とは第1境界線B1を介して連続しており、主面被覆部82と底面被覆部83とは第2境界線B2を介して連続している。つまり、底面被覆部83は、一対の主面被覆部81,82の間にある。
一対の主面被覆部81,82と底面被覆部83とは、被覆対象の電極組立体14の各面31〜33と同一形状に形成されている。詳細には、一対の主面被覆部81,82及び底面被覆部83において電極組立体14の各タブ41,42の突出方向に沿う方向と直交する方向の長さX2(図4参照)は、電極組立体14における各タブ41,42の突出方向に沿う方向と直交する方向の長さX1と同一である。上記長さX2は、ベース部91の短手方向の長さである。
また、一対の主面被覆部81,82において電極組立体14の各タブ41,42の突出方向に沿う方向の長さY2(図3及び図4参照)は、電極組立体14における上記突出方向に沿う方向の長さY1と同一である。なお、上記長さY2は、絶縁シート70が展開されている状態において、一対の主面被覆部81,82の絶縁シート70の長手方向の長さである。
さらに、底面被覆部83の積層方向の長さY3(図4参照)は、電極組立体14の厚さDと同一である。上記長さY3は、絶縁シート70が展開されている状態において、底面被覆部83の絶縁シート70の長手方向の長さである。
絶縁シート70が展開されている状態において、側面被覆部84,85及びはみ出し部86は、延出部92に含まれている。一対の側面被覆部84,85は、絶縁シート70において、ベース部91の辺に沿う方向、詳細にはベース部91の短辺方向に沿って延出している部分である。この場合、側面被覆部84は第3境界線B3を介してベース部91と連続しており、側面被覆部85は第4境界線B4を介してベース部91と連続している。各境界線B3,B4はベース部91の長辺である。
ここで、絶縁シート70が展開されている状態において、一対の側面被覆部84,85の幅(短手方向の長さ)である第1幅Wは、電極組立体14の厚さDの1/2よりも長く且つ上記電極組立体14の厚さDより短く設定されている(D/2<W<D)。
なお、第1幅Wは、一対の側面被覆部84,85のベース部91から延出された方向の長さである。換言すれば、第1幅Wは、側面被覆部84における第3境界線B3と直交する方向の長さ、又は側面被覆部85における第4境界線B4と直交する方向の長さである。
はみ出し部86は、絶縁シート70が展開されている状態において、ベース部91の互いに対向する一対の辺(詳細にはベース部91の短辺)から、一対の側面被覆部84,85の延出方向と直交する方向に延出している。詳細には、はみ出し部86は、展開された絶縁シート70において、ベース部91の短辺(及び一対の側面被覆部84,85の長手方向の端部)から長辺方向に沿って延出している部分である。はみ出し部86は、第5境界線B5を介して主面被覆部81と連続する部位と、第6境界線B6を介して主面被覆部82と連続する部位とで構成されている。各境界線B5,B6は、ベース部91の短辺である。
はみ出し部86の幅(短手方向の長さ)である第2幅Kは、集電寸法T1よりも長く且つ電極組立体14の厚さD未満に設定されている(T1<K<D)。図5に示すように、第2幅Kは、上端面36から各タブ41,42の突出方向にはみ出している絶縁シート70の長さ(はみ出し寸法K)である。なお、はみ出し寸法Kは、はみ出し部86のベース部91から延出された方向の長さである。換言すれば、はみ出し寸法Kは、はみ出し部86の第5境界線B5又は第6境界線B6に直交する方向の長さである。
一対の側面被覆部84,85は、各境界線B1,B2の延長線によって連続する3つのパーツに区分される。詳細には、側面被覆部84は、主面被覆部81に連続する第1パーツ84aと、主面被覆部82に連続する第2パーツ84bと、底面被覆部83に連続する第3パーツ84cとに区分けされる。同様に、他方の側面被覆部85は3つのパーツ85a〜85cに区分けされる。
図3に示すように、絶縁シート70は、各境界線B1〜B4に沿って谷折りすることによって、底面被覆部83を底部とする有底箱形状となる。その折り曲げ態様について、電極組立体14への絶縁シート70の取付手順等と合わせて以下に詳細に説明する。
先ず、図6(a)に示すように、絶縁シート70は、電極組立体14の底面33側から包むように電極組立体14に取り付けられる。詳細には、絶縁シート70は、底面被覆部83と底面33とが重なるように取り付けられる。そして、絶縁シート70は、第1境界線B1及び第2境界線B2に沿って折り曲げられる。これにより、電極組立体14の積層方向の両主面31,32が一対の主面被覆部81,82によって覆われる。
その後、図6(b)に示すように、絶縁シート70が各境界線B3,B4に沿って折り曲げられる。これにより、電極組立体14の両側面34,35が一対の側面被覆部84,85によって覆われる。この場合、図6(c)に示すように、側面被覆部84は、絶縁シート70の一部(側面被覆部84を構成するもの同士の一部)が重なっている。詳細には、第1パーツ84aの一部と第2パーツ84bの一部とが重なっているとともに、側面被覆部84の底面被覆部83側において、各パーツ84a〜84cの一部が重なっている。
ここで、各パーツ84a〜84cの重なり態様について詳細に説明する。図4に示すように、絶縁シート70が展開されている状態において、第1境界線B1と第3境界線B3との第1交点から斜め(例えば第1境界線B1に対して45度)に延びた第1折り曲げ線J1と、第2境界線B2と第3境界線B3との第2交点から斜め(例えば第2境界線B2に対して45度)に延びた第2折り曲げ線J2とが設定されている。各折り曲げ線J1,J2は、各交点から互いに離れる方向に斜めに延びている。そして、図3及び図6(b)に示すように、絶縁シート70は、各折り曲げ線J1,J2及び第3境界線B3に沿って折り曲げられる。この場合、各パーツ84a〜84cは、最外層に第3パーツ84cが配置され且つ側面被覆部84内に収まった状態で重なる。側面被覆部85の各パーツ85a〜85cについても同様である。
その後、図6(c)に示すように、パーツ84a〜84cが重なっている箇所と第2パーツ84bとに跨るように固定テープ100が貼り付けられる。そして、絶縁シート70に包れた電極組立体14は、底面33を挿入先側として容器12に挿入されることによって容器12内に収容される。これにより、絶縁シート70によって、電極組立体14の上端面36以外の各面31〜35と容器12との短絡が規制される。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図4〜図6に示すように、絶縁シート70は、矩形状のシートを各境界線B1〜B4及び各折り曲げ線J1,J2に沿って折り曲げられることによって箱形状をなし、その箱形状の絶縁シート70内に電極組立体14が収容されている。この場合、一対の主面被覆部81,82と、非主面被覆部(底面被覆部83及び側面被覆部84,85)との隣接するもの同士が連続している。これにより、電極組立体14の各面31〜35を覆う絶縁シート70の各部81〜85の境界部分に隙間が形成されないため、絶縁性が高められている。
また、側面被覆部84同士(各パーツ84a〜84c)が一部重なっている。つまり、側面被覆部84は、各パーツ84a〜84cが互いに重なることによって構成されている。これにより、側面被覆部84には、電極組立体14の一方の側面34が露出するような隙間が形成されにくい。
さらに、側面被覆部84を構成する各パーツ84a〜84cは、その一部がはみ出すことなく、側面被覆部84内に収まっている。これにより、電極組立体14をケース11に収容する際に、絶縁シート70が邪魔になりにくい。
特に、仮に各パーツ84a〜84cの一部が一対の主面被覆部81,82側にはみ出した場合、一対の主面被覆部81,82において他の箇所よりも突出した凸部が形成され、その凸部に局所的な荷重が付与されることが想定される。すると、対向領域24に局所的な荷重が付与され、リチウムの析出等の不都合が生じ得る。これに対して、本実施形態によれば、側面被覆部84内に収まるように各パーツ84a〜84cが折り曲げられているため、上記不都合が発生しにくくなっている。
第1幅Wは、電極組立体14の厚さDよりも短く設定されているため、絶縁シート70を第3境界線B3に沿って折り曲げることによって、自ずと第1パーツ84a及び第2パーツ84bが、一対の主面被覆部81,82よりも積層方向の外側に向けてはみ出さないようになっている。これにより、第1パーツ84a及び第2パーツ84bを更に折り曲げるといった作業が必要ない。
特に、側面被覆部84の底面被覆部83側における各パーツ84a〜84cの重なっている部分の最外層は、絶縁シート70に包まれた電極組立体14の挿入先側に位置する底面被覆部83と連続する第3パーツ84cとなっている。これにより、底面被覆部83と上記重なっている部分とが連続しており、挿入方向とは反対方向から見て各パーツ84a〜84cの端部が露出していない。よって、挿入する際に各パーツ84a〜84cの重なっている部分が引っかかりにくい。
電極組立体14の上端面36から各タブ41,42の突出方向にはみ出したはみ出し部86が、各タブ41,42及び各導電部材61,62とケース11との間に介在している。これにより、各タブ41,42及び各導電部材61,62と、ケース11との間の絶縁性が高められている。特に、はみ出し寸法Kは集電寸法T1よりも長く設定されている。このため、各タブ41,42及び各導電部材61,62(電極組立体14と各端子51,52との接続構造)全体が、はみ出し部86によって囲まれている。これにより、上記接続構造とケース11との間の絶縁性が更に高められている。
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
(1)折り曲げることによって、電極組立体14の上端面36以外の各面31〜35を覆い、且つ、隣接するもの同士が連続する各部81〜85を有する有底箱形状に形成された絶縁シート70を設けた。これにより、各部81〜85の境界部分にて隙間が形成されないため、絶縁性の向上を図ることができる。
また、絶縁シート70は、電極組立体14の面31〜36のうち、電極組立体14の積層方向の両主面31,32と、各タブ41,42が形成された上端面36(及び上端面36とは反対側の底面33)との双方に直交する一対の端面である両側面34,35を覆う一対の側面被覆部84,85を備えている。そして、側面被覆部84においては、側面被覆部84を構成する各パーツ84a〜84cの一部が重なっている。これにより、側面被覆部84において、電極組立体14の一方の側面34が露出する隙間が形成されにくいため、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
特に、絶縁シート70は、各パーツ84a〜84cが側面被覆部84内に収まるように折り曲げられている。これにより、絶縁シート70の一部が一対の主面被覆部81,82よりも積層方向の外側にはみ出すことに起因する不都合、例えば対向領域24への局所的な荷重の付与を回避することができる。側面被覆部85についても同様である。
(2)絶縁シート70は、展開されている状態において矩形状となっている。これにより、絶縁シート70に対して切り抜き等の特別な加工をすることなく絶縁性の向上を図ることができる。これにより、絶縁シート70の製造の容易化を図ることができるとともに、汎用品のものを流用することができる。
(3)さらに、箱形状を形成する態様として、折り曲げを採用することにより、絶縁シート70が有底箱形状である状況において、各パーツ84a〜84cの境界部分において切れ目がないため、隙間がより形成されにくい。これにより、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
(4)側面被覆部84のベース部91からの延出方向の長さをWとし、電極組立体14の厚さをDとすると、D/2<W<Dとなるように設定した。これにより、側面被覆部84を第3境界線B3に沿って折り曲げた場合、自ずと側面被覆部84同士(各パーツ84a〜84c同士)が重なる。これにより、比較的容易に絶縁性の優れた箱形状の絶縁シート70を形成することができる。
(5)絶縁シート70は、底面被覆部83と連続する第3パーツ84cが最外層となるように折り曲げられている。底面被覆部83は、電極組立体14の挿入先側の面である底面33を覆うものである。これにより、電極組立体14の容器12への挿入が絶縁シート70の重なり部分に阻害されにくい。よって、絶縁シート70の一部が重なっていることに起因して電極組立体14の挿入性が低下する事態を回避することができる。
(6)絶縁シート70は、上端面36から各タブ41,42の突出方向に突出するとともに、各タブ41,42及び各導電部材61,62を囲むはみ出し部86を備えている。これにより、各タブ41,42及び各導電部材61,62とケース11との間にはみ出し部86が介在し、両者の短絡が規制されている。よって、電極組立体14とケース11とを絶縁させる部材を用いて、各タブ41,42及び各導電部材61,62と、ケース11との短絡を好適に抑制することができる。特に、はみ出し寸法Kは、集電寸法T1よりも長く設定されている。これにより、各タブ41,42及び各パーツ61a,62aの全体がはみ出し部86によって囲まれているため、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、ケース及び絶縁シートの構成が第1の実施形態と異なっている。その異なる点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すとともにその説明を省略する。また、図10においては、ケース111及び絶縁シート120を断面で示すとともに、その他を正面図で示す。
図7に示すように、本実施形態の二次電池110のケース111は、電極組立体14が各タブ41,42ごと、電極組立体14の積層方向の他方の主面32側から挿入可能な開口部112aが形成された容器112と、開口部112aを塞ぐ蓋113とを備えている。電極組立体14は、各タブ41,42に各導電部材61,62の同一極性同士が溶接された状態で、上記他方の主面32を挿入先側として開口部112aを介して容器112に挿入されることによって、容器112に収容されている。なお、各端子51,52は電極組立体14の容器112への挿入後に取り付けられる。
図7に示すように、本実施形態の絶縁シート120は、第1実施形態と同様に有底箱形状であり、電極組立体14の積層方向の両主面31,32を覆う一対の主面被覆部131,132と、電極組立体14の底面33を覆う底面被覆部133と、電極組立体14の両側面34,35を覆う一対の側面被覆部134,135とを備えている。
本実施形態の絶縁シート120は、電極組立体14の上端面36から各タブ41,42の突出方向にはみ出した一対のはみ出し部136,137を備えている。一対のはみ出し部136,137は同一形状であり、各タブ41,42及び各導電部材61,62を介して、互いに対向している。この場合、図10に示すように、はみ出し部137の長手方向(各タブ41,42の突出方向と直交する方向)の長さLは、同方向の各タブ41,42の設置に係る長さ(正極タブ41の上端部から負極タブ42の上端部までの長さ)T2よりも長い。このため、各タブ41,42全体が、一対のはみ出し部136,137の間に配置されている。なお、一対のはみ出し部136,137のはみ出し寸法K(図8参照)は第1実施形態と同様である。
また、絶縁シート120は、電極組立体14の上端面36の一部、詳細には各タブ41,42が設けられている箇所以外の部位を覆う上面被覆部138を備えている。図10に示すように、上面被覆部138は、第2正極パーツ61bと電極組立体14との間に介在しているとともに、第2負極パーツ62bと電極組立体14との間に介在している。
次に、絶縁シート120の折り曲げ態様、及び一対のはみ出し部136,137及び上面被覆部138について、絶縁シート120の展開形状を参照しながら説明する。
図8に示すように、本実施形態の絶縁シート120の展開形状は、第1実施形態の絶縁シート70と同一である。絶縁シート120は、一対の主面被覆部131,132及び底面被覆部133で構成されたベース部141と、一対の側面被覆部134,135、一対のはみ出し部136,137及び上面被覆部138で構成された延出部142とを備えている。各部131〜135の形状はそれぞれ、第1実施形態の絶縁シート70の各部81〜85と同一であるため、詳細な説明を省略する。
一対のはみ出し部136,137及び上面被覆部138は、絶縁シート120において、ベース部141及び一対の側面被覆部134,135からベース部141の長辺方向に沿って延出した部分である。この場合、上面被覆部138の幅(延出方向の長さ)は、一対のはみ出し部136,137のはみ出し寸法Kと同一となっている。
ここで、図8に示すように、絶縁シート120には、複数の切り込み部C1〜C3が形成されている。詳細には、一対の側面被覆部134,135には、各境界線B1,B2の端部から第1境界線B1及び第2境界線B2の延長線に沿って第1幅Wだけ切り込まれた第1切り込み部C1が形成されている。このため、側面被覆部134は、展開されている状態において、第1切り込み部C1によって各パーツ134a〜134cに分かれており、個別に折り曲げ可能となっている。側面被覆部135についても同様に、第1切り込み部C1によって各パーツ135a〜135cに分かれている。
また、絶縁シート120には、一対のはみ出し部136,137と、上面被覆部138とを区分けする第2切り込み部C2が形成されている。はみ出し部136側について詳細に説明すると、図8に示すように、第2切り込み部C2は、はみ出し部136の長手方向の長さLを隔てて2つ形成されている。第2切り込み部C2は、第5境界線B5から当該第5境界線B5に直交する方向に、はみ出し寸法Kだけ形成されている。これにより、はみ出し部136と、上面被覆部138とが個別に折り曲げ可能となっている。はみ出し部137側についても同様に、第2切り込み部C2によって、はみ出し部137と上面被覆部138とが個別に折り曲げ可能となっている。
また、絶縁シート120には、展開されている状態において、第3境界線B3及び第4境界線B4の延長線に沿って、はみ出し寸法Kだけ切り込まれた第3切り込み部C3が形成されている。これにより、上面被覆部138において、一対の主面被覆部131,132と連続する部位と、一対の側面被覆部134,135と連続する部位とが個別に折り曲げ可能となっている。
ここで、図8の一部拡大図に示すように、各切り込み部C1〜C3の基端部(詳細にはベース部141側の端部)にはそれぞれ、孔151が形成されている。孔151は、ベース部141側に向けて凸となる湾曲形状であり、詳細には円形状である。孔151の直径は各切り込み部C1〜C3の切り込み幅よりも長い。
次に、本実施形態の絶縁シート120の折り曲げ態様について説明すると、図9(a)及び図9(b)に示すように、側面被覆部134は、第3パーツ134c→第1パーツ134a→第2パーツ134bの順に第3境界線B3に沿って順次折り曲げられることによって形成される。この場合、主面被覆部132と連続する第2パーツ134bが最外層となって、各パーツ134a〜134cが重なる。なお、側面被覆部135についても同様に、主面被覆部132と連続する第2パーツ135bが最外層となるように各パーツ135a〜135cが折り曲げられる。
また、図9(b)に示すように、上面被覆部138は、側面被覆部134と連続するパーツ→はみ出し部136側のパーツ→はみ出し部137側のパーツの順に、各境界線B5,B6に沿って順次折り曲げられることによって形成される。
なお、図7に示すように、側面被覆部134を構成する第1パーツ134a及び第2パーツ134bに跨って固定テープ100が貼り付けられている。側面被覆部135についても同様に固定テープ(図示略)が貼り付けられている。また、上面被覆部138にも、当該上面被覆部138を構成するパーツの端部に跨るように固定テープ100が貼り付けられている。これにより、絶縁シート120は、位置ずれが規制された状態で電極組立体14に取り付けられている。
なお、箱形状となった絶縁シート120に電極組立体14が収容された場合に、一対のはみ出し部136,137が各タブ41,42を積層方向から挟む位置に配置されるように、第2切り込み部C2の位置は設定されている。詳細には、図8及び図10に示すように、側面被覆部134側の第3切り込み部C3と第2切り込み部C2の間隔A1は、上端面36における側面被覆部134により覆われる側面34との境界から正極タブ41までの距離A2よりも短い。同様に、側面被覆部135側の第3切り込み部C3と第2切り込み部C2の間隔A3は、上端面36の側面被覆部135により覆われる側面35との境界から負極タブ42までの距離(図示略)よりも短い。
次に、本実施形態の作用について以下に説明する。
図8に示すように、側面被覆部134に第1切り込み部C1が形成されているため、絶縁シート120が展開されている状態において、各パーツ134a〜134cが個別に折り曲げ可能となっている。これにより、第1実施形態にて示した各折り曲げ線J1,J2に沿って折り曲げる必要がない。よって、折り曲げ作業が容易になっているとともに、重なり部分の層数が少なくて済む。
特に、切り込み部C1〜C3の基端部にはそれぞれ、ベース部141に向けて凸となる湾曲形状の孔151が形成されている。これにより、絶縁シート120を折り曲げる際に、各切り込み部C1〜C3の基端部に対して局所的な荷重が付与されることが抑制されている。
図7に示すように、上面被覆部138においては、各境界線B5,B6に沿って折り曲げることにより、電極組立体14の上端面36を覆っており、一対のはみ出し部136,137においては、折り曲げることなく各タブ41,42の突出方向にはみ出すことで、各タブ41,42とケース111との接触が規制されている。
特に、第1実施形態にて説明したとおり、はみ出し寸法K、電極組立体14の厚さD、及び集電寸法T1は、T1<K<Dとなるように設定されている。このため、各タブ41,42等とケース111との間に一対のはみ出し部136,137が介在する。換言すれば、電極組立体14の積層方向から見て、各タブ41,42等は、一対のはみ出し部136,137によって覆われている。また、上面被覆部138の延出方向の長さがはみ出し寸法Kと同一である関係上、上記長さは電極組立体14の厚さD未満である。このため、上面被覆部138の各パーツが折り曲げられたとしても、各パーツは、一対の主面被覆部131,132よりも積層方向の外側に向けてはみ出さないようになっている。
また、絶縁シート120は、主面被覆部82と連続するパーツが最外層となるように重なっている。主面被覆部82は、電極組立体14の挿入先側である電極組立体14の積層方向の他方の主面32を覆うものである。このため、絶縁シート120が電極組立体14を包んでいる構成において、挿入方向とは反対方向から見て、各パーツ134a〜134cの端部等が露出していない。これにより、電極組立体14の挿入の際に絶縁シート120の重なり部分が邪魔になりにくい。
以上詳述した本実施形態によれば、上記(1),(2),(4),(5)の効果の他に、以下の優れた効果を奏する。
(7)絶縁シート120に第1切り込み部C1を形成し、側面被覆部134を構成する各パーツ134a〜134cを個別に折り曲げ可能とした。これにより、側面被覆部134の折り曲げを容易に行うことができるとともに、重なり部分の層数の削減を図ることができる。
(8)各切り込み部C1〜C3の基端部に孔151を形成した。これにより、上記基端部に局所的な荷重が付与されることを抑制することができる。特に、孔151を、切り込み幅よりも長い直径の円形状に形成した。これにより、応力が付与される部位(円周)を長くすることができることを通じて、応力の更なる分散化を図ることができる。
ちなみに、各切り込み部C1〜C3の切り込み寸法は、第1幅W、又は、はみ出し寸法Kと同一に設定されているため、絶縁シート120を用いて箱形状を形成した場合、箱の隅角部にて孔151に起因した隙間が形成され得る。しかしながら、当該隙間は非常に小さいため、当該隙間を介して電極組立体14とケース111とが接触することは困難又は不可能である。このため、絶縁シート120による電極組立体14とケース111との間の絶縁性は確保されている。すなわち、「電極組立体の前記上端面及び前記両端面以外を覆う箱形状」とは、完全に覆っている構成に限られず、ケース111と電極組立体14との間の絶縁性が確保される範囲内で箱形状の隅角部に隙間が形成されているものを含むものである。
(9)各タブ41,42を介して対向する一対のはみ出し部136,137と、上端面36において各タブ41,42以外を覆う上面被覆部138とを設けた。これにより、各タブ41,42とケース111との間の絶縁性の確保と、電極組立体14と各導電部材61,62との間の絶縁性の確保との両立を図ることができる。
特に、第2正極パーツ61b及び第2負極パーツ62bは、スペースSにてデッドスペース(第2正極パーツ61b及び第2負極パーツ62bと上端面36との間のスペース)が形成されないように第1正極パーツ61a及び第1負極パーツ62aよりも上端面36側に位置している。このため、第2正極パーツ61b及び第2負極パーツ62bは上端面36と接触し易い。これに対して、本実施形態によれば、上面被覆部138によって第2正極パーツ61b及び第2負極パーツ62bと上端面36との接触が規制されている。これにより、上記接触を抑制しつつ、デッドスペースの削減を図ることができる。
(10)一対のはみ出し部136,137と上面被覆部138の一部は、絶縁シート120が展開されている状態において、ベース部141の長辺方向に沿って延出した部分で形成されている。かかる構成において、両者を区分けする第2切り込み部C2を形成した。これにより、両者を個別に折り曲げることができる。よって、矩形状の絶縁シート120を用いて、上記(9)に示した効果を実現することが可能となっている。
(11)はみ出し寸法K(及び上面被覆部138の延出方向の長さ)、電極組立体14の厚さD、及び集電寸法T1を、T1<K<Dとなるように設定した。これにより、一対のはみ出し部136,137によって各タブ41,42等とケース111との間の絶縁性を高めつつ、上面被覆部138が折り曲げられた場合であっても、上面被覆部138を構成する各パーツが一対の主面被覆部131,132の積層方向の外側に向けてはみ出すことを抑制することができる。
(第3実施形態)
本実施形態は、絶縁シートの構成が上記実施形態と異なっている。その異なる点について図11及び図12を参照して説明する。
図12に示すように、絶縁シート160は、電極組立体14の積層方向の両主面31,32を覆う一対の主面被覆部161,162と、電極組立体14の底面33を覆う底面被覆部163と、電極組立体14の両側面34,35を覆う一対の側面被覆部164,165とを備えている。さらに、絶縁シート160は、電極組立体14の上端面36からはみ出し、且つ各タブ41,42を挟むように対向する一対のはみ出し部166,167と、上端面36の各タブ41,42以外の領域を覆う上面被覆部168とを備えている。
絶縁シート160の展開形状について説明すると、図11に示すように、一対の主面被覆部161,162及び側面被覆部165が、矩形状のベース部171を構成する。この場合、主面被覆部161と側面被覆部165とが第1境界線B1にて連続し、主面被覆部162と側面被覆部165とが第2境界線B2にて連続する。また、側面被覆部165の短手方向の長さは電極組立体14の厚さDと同一に設定されている。
図11に示すように、底面被覆部163、側面被覆部164、一対のはみ出し部166,167及び上面被覆部168が延出部172を構成する。詳細には、側面被覆部164は、一対の主面被覆部161,162からベース部171の長辺方向に沿って延出した2つのパーツ164a,164bに区分けされる。底面被覆部163は、ベース部171及び側面被覆部164からベース部171の短辺方向の一方に沿って延出した部分である。一対のはみ出し部166,167及び上面被覆部168は、ベース部171及び側面被覆部164からベース部171の短辺方向の他方に沿って延出した部分である。この場合、側面被覆部164は、一対の主面被覆部161,162と第3境界線B3にて連続し、底面被覆部163は、ベース部171と第4境界線B4にて連続する。本実施形態では、側面被覆部165が第1非主面被覆部に対応し、底面被覆部163が第2非主面被覆部に対応する。
側面被覆部164の幅(延出方向の長さ)は第1幅Wに設定されている。底面被覆部163、一対のはみ出し部166,167及び上面被覆部168の幅(延出方向の長さ)は、はみ出し寸法Kに設定されている。
絶縁シート160には、第1境界線B1及び第2境界線B2の延長線に沿う第1切り込み部C1と、一対のはみ出し部166,167と上面被覆部168とを区分けする第2切り込み部C2と、第3境界線B3の延長線に沿う第3切り込み部C3とが形成されている。底面被覆部163は、各切り込み部C1,C3によって、複数のパーツ5つのパーツ163a〜163eに区分けされている。
図12に示すように、絶縁シート160は、電極組立体14の他方の側面35が側面被覆部165によって覆われるように上記側面35側から電極組立体14に取り付けられ、各境界線B1〜B4に沿って折り曲げられることによって、電極組立体14の各面31〜35を覆う箱形状を構成する。この場合、側面被覆部164を構成する各パーツ164a,164bの一部が重なっているとともに、底面被覆部163を構成する各パーツ163a〜163eの一部が重なっている。そして、その重なっている箇所に跨って固定テープ100が貼り付けられている。
以下、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、絶縁シート160の各部161〜165における隣接するもの同士が連続している。また、側面被覆部164を構成する各パーツ164a,164bの一部が重なっているとともに、底面被覆部163を構成する各パーツ163a〜163eの一部が重なっている。これにより、電極組立体14の各面31〜35が露出していないようになっている。また、各タブ41,42が一対のはみ出し部166,167によって挟まされているとともに、上端面36の一部が上面被覆部168によって覆われている。これにより、上述した効果(1),(2),(4),(8)〜(11)を奏する。
なお、本実施形態では、底面被覆部163、一対のはみ出し部166,167及び上面被覆部168の幅(延出方向の長さ)は同一(はみ出し寸法K)に設定されていたが、これに限られず、電極組立体14の厚さD未満を満たす範囲内で、これらを異ならせてもよい。
(第4実施形態)
本実施形態では、各正極タブ41の上端面36からの突出長さT0及び集電寸法T1が上記実施形態と異なっている。その異なる点について図13〜図15を用いて説明する。
図13に示すように、本実施形態における各正極タブ41の上端面36からの突出長さT0は、電極組立体14の厚さDの1/2よりも短くなっている。また、各正極タブ41の突出長さT0と、第1正極パーツ61aの厚さとを合わせた集電寸法T1は、電極組立体14の厚さDの1/2よりも短くなっている。そして、本実施形態の絶縁シート180のはみ出し寸法Kは、各正極タブ41の上端面36からの突出長さT0及び集電寸法T1よりも長い範囲内で、電極組立体14の厚さDの1/2よりも短くなっている。すなわち、T0<T1<K<D/2となっている。
かかる構成においては、図14に示すように、一対のはみ出し部181,182の間に各タブ41,42が介在している。また、上面被覆部183は、互いに重なり合うことなく、電極組立体14の上端面36を覆っている。この場合、電極組立体14の上端面36の一部は露出している。そして、図15に示すように、固定テープ100は、上面被覆部183と、上端面36の露出箇所とに跨って貼り付けられている。
本実施形態の作用について説明する。
T0<T1<D/2となっていることに対応させて、はみ出し寸法Kは、集電寸法T1よりも長い範囲内で電極組立体14の厚さDの1/2よりも短くなっている。このため、絶縁シート180が、第1実施形態に示したK>D/2の絶縁シート70と比較して、小さくなっている。
ここで、K<D/2となっている関係上、電極組立体14の上端面36の一部は、上面被覆部183から露出する。これに対して、固定テープ100が上端面36の露出箇所及び上面被覆部183に跨って貼り付けられているため、絶縁シート180と電極組立体14との位置ずれが規制されている。
以上詳述した本実施形態によれば、上述した(1),(2),(4),(5),(7)〜(10)の効果の他に、以下の優れた効果を奏する。
(12)T0<D/2とした。これにより、T0>D/2である構成と比較して、各タブ41,42の設置スペースが小さいため、集電に係る構成の省スペース化を図ることができる。
かかる構成において、K>T0とすることにより、各タブ41,42を一対のはみ出し部181,182の間に配置させつつ、絶縁シート180の小型化を図ることができ、絶縁シート180のコスト削減を図ることができる。
特に、各正極タブ41の上端面36からの突出長さT0を含む集電寸法T1を、D/2よりも短く設定し、はみ出し寸法Kを、集電寸法T1よりも長く且つD/2よりも短く設定した。これにより、集電に係る構成としての各タブ41,42及び各導電部材61,62の設置スペースの縮小化を図りつつ、これらとケース11との絶縁を好適に図ることができる。
そして、電極組立体14の上端面36の露出箇所と上面被覆部183とに跨って固定テープ100を貼り付けた。これにより、絶縁シート180の小型化を図りつつ、絶縁シート180と電極組立体14との位置ずれを抑制することができる。
(第5実施形態)
本実施形態では、第3実施形態の絶縁シート160(図11参照)の折り曲げ態様が第3実施形態と異なっている。これについて以下に説明する。
図16及び図17に示すように、電極組立体14における底面33にて、絶縁シート160の一部が重なっている。詳細には、一方の主面被覆部161と連続する第1パーツ163aに、他方の主面被覆部162と連続する第2パーツ163bが重なっている。また、底面被覆部163の長手方向の一端側では、第4パーツ163d及び第5パーツ163eが、第1パーツ163a及び第2パーツ163bに対して外側から重なっている。底面被覆部163における長手方向の他端側では、第3パーツ163cが、第1パーツ163a及び第2パーツ163bに対して外側から重なっている。そして、固定テープ100が、これらが重なっている状態で貼り付けられている。この場合、図17に示すように、第3パーツ163c、第4パーツ163d及び第5パーツ163eが重なっている分だけ、底面被覆部163の長手方向の両端は、中央よりも厚くなっている。そして、第3パーツ163c及び第5パーツ163eがケース11の内面11aに当接している。底面被覆部163の中央部分は、ケース11の内面11aに対して浮いている。
なお、図17に示すように、底面被覆部163の長手方向の両端間において、重なり数にずれが生じる関係上、電極組立体14は若干上下方向に対して傾斜している。但し、実際には絶縁シート160の厚さは非常に薄いため、電極組立体の傾斜角度は無視できるほど小さい。
絶縁シート160の折り曲げ態様について詳細に説明する。まず図18(a)に示すように、一方の側面被覆部164を構成する各パーツ164a,164bが重なるよう各境界線B1〜B3に沿って絶縁シート160が折り曲げられている。そして、第1パーツ163a及び第2パーツ163bが、電極組立体14の底面33に向かうように第4境界線B4に沿って折り曲げられている。そして、図18(b)に示すように、第3パーツ163cが、底面33に向けて折り曲げられ、第4パーツ163d及び第5パーツ163eが底面33に向けて折り曲げられている。さらに、図18(c)に示すように、第3パーツ163cの端部と、第2パーツ163bの端部とが重なる箇所に、固定テープ100が貼り付けられる。そして、第2パーツ163b、第4パーツ163d及び第5パーツ163eの端部が重なる箇所に、固定テープ100が貼り付けられている。
次に本実施形態の作用について説明する。
底面被覆部163において絶縁シート160が複数重なっている箇所とケース11の内面11aとが当接しているため、ケース11内にて電極組立体14の位置ずれが発生した場合、上記重なっている箇所と、ケース11の内面11aとが擦れることとなる。
以上詳述した本実施形態によれば、(1),(2),(4),(8)〜(11)の効果に加えて以下の優れた効果を奏する。
(13)絶縁シート160は、電極組立体14においてタブ41,42が存在する上端面36とは反対側の端面である底面33を覆う底面被覆部163を備えている。そして、底面被覆部163同士、つまり底面被覆部163を構成する第1パーツ163a及び第2パーツ163bが重なっているとともに、これらに対して各パーツ163c〜163eが重なっている。これにより、電極組立体14の底面33が露出しにくいため、絶縁性の向上を図ることができる。
特に、各パーツ163c〜163eは、第1パーツ163a及び第2パーツ163bに対して外側、すなわち電極組立体14側とは反対側から重なっている。これにより、各パーツ163c〜163eの端部に電極組立体14からの応力が集中することが回避されている。よって、応力の局所的な偏りを抑制できる。
(14)底面被覆部163において絶縁シート160が複数重なっている部分がケース11の内面11aに当接している。これにより、ケース11の内面11aと、その重なっている部分とが擦れた場合であっても、電極組立体14が露出しにくい。よって、底面被覆部163とケース11の内面11aとが擦れることに起因した電極組立体14の露出を好適に抑制できる。
(15)絶縁シート160は、中央側と比較して電極組立体14から付与される応力が大きくなり易い底面被覆部163の長手方向の両端側にて重なっている。これにより、電極組立体14の応力を好適に吸収することができ、絶縁シート160の破れ及び電極組立体14の露出を好適に抑制できる。
(第6実施形態)
図19及び図20に示すように、本実施形態の絶縁シート190は、折り曲げ線J11に沿って折り曲げることにより箱形状となっている。そして、底面被覆部163にて絶縁シート190の一部が重なっている。この場合、図19に示すように、底面被覆部163の長手方向の両端側の方が、中央側と比較して、絶縁シート190の重なり数が多くなっている。
図20に示すように、折り曲げ線J11は、各境界線B1〜B3の延長線と、各境界線B1〜B3及び第4境界線B4の各交点から45度傾斜して延びた線である。図21(a)に示すように、底面被覆部163の長手方向の一端側においては、第1パーツ163a及び第4パーツ163dは、第4パーツ163dが外側になるよう折り曲げ線J11に沿って折り曲げられた状態で電極組立体14の底面33に向けて折り曲げられている。そして、第2パーツ163b及び第5パーツ163eは、第5パーツ163eが外側になるよう折り曲げ線J11に沿って折り曲げられた状態で電極組立体14の底面33に向けて折り曲げられている。図21(b)に示すように、底面被覆部163の長手方向の他端側では、第3パーツ163cは、各パーツ163a,163bが折り曲げ線J11に沿って折り曲げられた状態で、電極組立体14の底面33に向けて折り曲げられている。なお、本実施形態の作用は第5実施形態と同様であるため、説明を省略する。
本実施形態によれば、第5実施形態にて示した効果の他に以下の優れた効果を奏する。
(16)折り曲げ線J11に沿って折り曲げることにより、底面被覆部163にて絶縁シート190の重なり部分が生じる。これにより、切り込み部を設ける必要がないため、隙間が形成されにくくすることができるとともに、絶縁シート190の加工の容易化を図ることができる。また、絶縁シート190を折り曲げることにより、重なっている部分の重なり数を多くすることができる。よって、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 接続構造(集電構造)として、図22に示すように、各正極タブ41が電極組立体14の積層方向の一方の主面31側に偏倚した状態で蓋13に向かって起立し、その各正極タブ41に対して積層方向から溶接される正極導電部材201が設けられている構成を採用してもよい。この場合、正極タブ41が偏倚している側においては、正極タブ41とケース11とが短絡し易い一方、反対側においては、両者が短絡しにくい。この場合、はみ出し部86のうち、短絡しにくい側(電極組立体14の積層方向の他方の主面32側)の部位を省略してもよい。この場合、はみ出し部86の上端面36からの起立寸法を、正極タブ41の突出寸法以上となるように設定するとよい。また、はみ出し部86自体を省略してもよい。
○ 図23に示すように、コーナ部分に切欠部202aを有し、コーナ部分が面取りされたセパレータ202を用いてもよい。この場合、底面被覆部163においてセパレータ202の端部を覆う部分が、絶縁シート160が複数重なっている部分であるとよい。これにより、端部に付与される応力を好適に受けることができる。なお、電極21,22についても同様に面取りされていてもよい。要は、絶縁シートの重なり部分が、電極組立体14の底面33の端部を覆うとよい。
○ 第1実施形態では、電極組立体14は底面33から容器12に挿入される構成であったが、これに限られず、例えば第2実施形態の容器112を採用し、電極組立体14の積層方向の他方の主面32から容器112に挿入する構成としてもよい。この場合、図24に示すように、最外層が上記主面32を覆う主面被覆部82と連続する第2パーツ84bとなるように絶縁シート70を折り曲げるとよい。具体的には、図25に示すように、第1境界線B1と第3境界線B3との第1交点から第2パーツ84bとは反対側に向けて45度傾斜した第1折り曲げ線J3と、第1境界線B1と第3境界線B3との第2交点から第1パーツ84a側に向けて45度傾斜した第2折り曲げ線J4とを規定する。そして、第1折り曲げ線J3に沿って山折りしつつ第1パーツ84aと第3境界線B3を谷折りして第1パーツ84aを電極組立体14の一方の側面34に重ねる。さらに、第2折り曲げ線J4に沿って山折りしつつ第3境界線B3を谷折りして第2パーツ84bを第1パーツ84aに重ねる。
○ 各実施形態において、各境界線B1〜B6を、折り曲げが容易になるように構成してもよい。例えば、各境界線B1〜B6を、他の箇所よりも薄く形成してもよいし、各境界線B1〜B6に沿って予め折り目を形成しておく構成としてもよい。
○ 各実施形態では、第1幅Wは、電極組立体14の厚さDよりも短く設定されていたが、これに限られず、電極組立体14の厚さDよりも長く設定してもよい。この場合、一対の主面被覆部81,82等よりも積層方向の外側に向けてはみ出さないように、再度折り曲げるとよい。
○ 第1、第2及び第4実施形態では、電極組立体14の一方の側面34を覆う側面被覆部84,134と、電極組立体14の他方の側面35を覆う側面被覆部85,135とは、その延出方向の長さ(境界線B3,B4と直交する方向の長さ)は第1幅Wで同一であったが、これに限られず、両者で異ならせてもよい。
○ 第1、第2及び第4実施形態では、第1幅Wと、はみ出し寸法Kとは同一であったが、これに限られず、異ならせてもよい。例えば、はみ出し寸法Kを集電寸法T1と同一にしてもよい。
○ また、はみ出し寸法Kを、各正極タブ41の上端面36からの突出長さT0又は集電寸法T1よりも短くしてもよい。この場合、各導電部材61,62とケース11,111とを絶縁する絶縁部材を別途設ける構成としてもよい。
○ 第1実施形態では、はみ出し部86は枠状となっていたが、これに限られず、例えば、一対の側面被覆部84,85と連続する部分を省略し、積層方向に離間して対向する形状であってもよい。他の実施形態についても同様である。
○ 各実施形態では、T1<Dであったが、これに限られず、T1=Dであってもよい。要は、0<T1≦Dであればよい。これにより、各タブ41,42とケース11,111との間に介在するために、はみ出し寸法Kを集電寸法T1以上に設定した場合に、当該はみ出し寸法Kが電極組立体14の厚さDよりも長くなることを抑制することができる。これにより、第2及び第3実施形態においては、各タブ41,42とケース11,111との絶縁を確保しつつ、上面被覆部138,168を折り曲げた場合に、その一部が電極組立体14から積層方向にはみ出すことを抑制することができる。
○ さらに、T1>D/2とした場合、各タブ41,42とケース11,111との間に介在するために、はみ出し寸法Kを集電寸法T1以上に設定した場合に、はみ出し寸法KがD/2よりも長くなる。これにより、上面被覆部138,168を折り曲げた場合に、互いにオーバーラップすることとなり、絶縁性の向上を図ることができる。
○ 第4実施形態では、T1<K<D/2であったが、これに限られず、T1≦K≦D/2であればよい。また、例えばT1≦D/2≦Kとしてもよい。要は、K≧T1、且つ、T1≦D/2であればよい。
T1≦D/2である状況下において例えば上面被覆部183の一部が重なるようにK>D/2とすると、自ずと一対のはみ出し部181,182の間に各タブ41,42等が配置される。これにより、上端面36を好適に覆いつつ、各タブ41,42等とケース11とを好適に絶縁させることができる。但し、絶縁シート180の小型化の観点に着目すれば、T1≦K≦D/2が好ましい。
○ また、第4実施形態においては、集電寸法T1に代えて、各正極タブ41の上端面36からの突出長さT0を採用してもよい。すなわち、K≧T0、且つ、T0≦D/2であればよく、例えば、T1>K≧T0、且つ、T0≦D/2<T1であってもよい。
○ 第2実施形態では、第3切り込み部C3は、第3境界線B3及び第4境界線B4に沿って形成されていたが、これに限られず、第5境界線B5及び第6境界線B6に沿って形成されている構成であってもよい。要は、ベース部141及び延出部142の境界線B3〜B6において直交する2辺が交わるコーナから、いずれか一辺方向に沿って形成されていればよい。
○ 第2実施形態では、各切り込み部C1〜C3の切り込み寸法は、第1幅W又は、はみ出し寸法Kであったが、これに限られず、それらよりも短く設定してもよい。この場合、箱形状の絶縁シート120の隅角部に孔151に起因した隙間が形成されず、重なり部によって孔151が覆われる。これにより、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
○ 第2実施形態では、孔151は円形状であったが、これに限られず、ベース部141側に向けて凸となる湾曲形状であれば任意である。例えば楕円形状であってもよい。また、孔151の直径は各切り込み部C1〜C3の幅よりも長く設定されていたが、これに限られず、両者を同一に設定してもよい。また、孔151を省略してもよい。
○ 第3実施形態では、各切り込み部C1〜C3が形成されていたが、これに限られず、これらを省略してもよい。この場合、第1実施形態のように、折り曲げによって絶縁シート160を箱形状に形成するとよい。
○ 絶縁シート70,120,160,180,190は正方形状であってもよい。要は、絶縁シートは矩形状であるとよい。この場合、完全な矩形状である必要はなく、一部に切り欠き又は凸部が形成されていてもよい。要は、絶縁シートは、折り曲げることによって、電極組立体14の上端面36以外の各面31〜35を覆うことが可能であって且つ隣接するもの同士が連続した(電極組立体14が露出する隙間がない)被覆部を有する箱形状であればよい。
○ 各実施形態では、W<Dとなっていたが、これに限られず、W≦Dであればよい。但し、W=Dの場合、固定テープ100が側面被覆部84内に収まることが困難である点等に着目すれば、固定テープ100の貼付領域を確保可能なW<Dの方がよい。
○ 第5実施形態において、K=D、且つ、W=D/2としてもよい。この場合、側面被覆部164では、絶縁シート160の重なり部分は生じない一方、底面被覆部163では、絶縁シート160が少なくとも二重に重なる。詳細には、第1パーツ163a及び第2パーツ163bは、全体が重なっている。このため、底面被覆部163の中央側では、絶縁シート160は2重に重なっている。そして、第4パーツ163d及び第5パーツ163eは、互いに重なり合うことなく、第1パーツ163a及び第2パーツ163bに重なっている。つまり、底面被覆部163の長手方向の一端側では、絶縁シート160は3重に重なっている。一方、第3パーツ163cは、第1パーツ163a及び第2パーツ163bに重なっており、底面被覆部163の長手方向の他端側では絶縁シート160は3重に重なっている。これにより、底面被覆部163において長手方向の両端間での絶縁シート160の重なり数のばらつきを回避できる。
○ 第5実施形態において、K=W=Dとしてもよい。この場合、底面被覆部163の長手方向の上端側にて、絶縁シート160を4重に重ねることができる。
○ 図26及び図27に示すように、三角形の第3パーツ163cが第1パーツ163a及び第2パーツ163bに対して重なっていてもよい。この場合、図27に示すように、絶縁シート190の底面被覆部163には、複数の切り込み部C10が存在する。切り込み部C10は、第1境界線B1及び第4境界線B4の交点、第2境界線B2及び第4境界線B4の交点、第3境界線B3及び第4境界線B4の交点から、斜めに延びている。この場合、第3パーツ163cは外郭がV字状の三角形状であり、第4パーツ163d及び第5パーツ163eは台形状である。また、境界線B1〜B3の延長線上には折り曲げ線J12が存在する。絶縁シート190は、第3パーツ163cが最外層となるように折り曲げられるとともに、第4パーツ163dに第5パーツ163eが重なるよう、折り曲げ線J12に沿って折り曲げられた箱形状である。この場合、電極組立体14のエッジに折り曲げ線J12が重なるように配置され、上記エッジにて絶縁シート190が重なるため、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
○ 図28に示すように、傾斜向きが同一の折り曲げ線J13を規定してもよい。この場合、図20に示した折り曲げ線J11とは異なり、折り曲げ線J13が第3パーツ163c上に配置されている。この場合であっても、図29に示すように、底面被覆部163にて絶縁シート190の重なり部分が生じる。
○ 図30に示すように、側面被覆部84,85は互いに重なる第1パーツ84a,85a及び第2パーツ84b,85bを有し、底面被覆部203が互いに重なる第1パーツ203a及び第2パーツ203bを有してもよい。この場合、底面被覆部203及び側面被覆部84の双方にて絶縁シート70の重なり部分が存在するため、絶縁性の更なる向上を図ることができる。なお、本別例においては、第1実施形態の底面被覆部83を第1パーツ203aに置き換え、第1実施形態の第3パーツ84c,85cを第2パーツ203bに置き換える。上記のように絶縁シート70が取り付けられるための一例として例えば、図31に示すように、絶縁シート70は、第2パーツ203bを2つに分割する切り込み部C11と、第1パーツ203aと第2パーツ203bとを分離する切り込み部C12とを備えているものが考えられる。この場合、絶縁シート70は、2つに分割された第2パーツ203bが第1パーツ203aに重なるよう折り曲げられている。
○ 図32に示すように、第2パーツ203bと第1パーツ84a,85aとを分離する切り込み部C13と、第2パーツ203bと第2パーツ84b,85bとを分離する切り込み部C14とがあってもよい。この場合、第2パーツ203bを第1パーツ203a側に折り曲げる。これにより、図33に示すように、底面被覆部203にて絶縁シート70の重なり部分が生じる。
○ 図34に示すように、第2パーツ203bと第2パーツ84b,85bとを分離する切り込み部C15と、第2パーツ203bと第1パーツ203aとを分離する切り込み部C16とがあってもよい。この場合であっても、図35に示すように、第2パーツ203bを第1パーツ203a側に折り曲げることにより、底面被覆部203にて絶縁シート70の重なり部分が生じる。
○ 同様に、図36に示すように、第2パーツ203bと第1パーツ84a,85aとを分離する切り込み部C17と、第2パーツ203bと第1パーツ203aとを分離する切り込み部C18とがあってもよい。この場合であっても、図37に示すように、第2パーツ203bを第1パーツ203a側に折り曲げることにより、底面被覆部203にて絶縁シート70の重なり部分が生じる。
○ 図38に示すように、第2パーツ203bが削除され、展開状態における底面被覆部213の長さY3が電極組立体14の厚さDよりも長く、詳細には厚さDの3倍に設定された絶縁シート210でもよい。この場合、図39に示すように、底面被覆部213において、絶縁シート210をジグザグに折り畳んでもよい。
○ 図40に示すように、底面被覆部223の長手方向の両端側ではなく、中央側にて絶縁シート220の一部が重なっていてもよい。図40及び図41に示すように、絶縁シート220は、一方の主面被覆部161と連続する第1パーツ223aと、他方の主面被覆部162と連続する第2パーツ223bとを備えている。第1パーツ223aは、電極組立体14の底面33と同一形状である。第2パーツ223bは、電極組立体14の底面33よりも小さく、他方の主面被覆部162の短手方向の端部の中央から短辺方向に延出している。底面被覆部223は、第1パーツ223aの上に第2パーツ223bが重なって構成されている。
○ 第6実施形態では、図20に示すように、折り曲げ線J11は、第3パーツ163c上には存在しなかったが、これに限られず、例えば図42に示すように、折り曲げ線J14が第3パーツ163c上に存在してもよい。つまり、折り曲げ線がどちらの向きに傾斜していても、底面被覆部163にて絶縁シート190が重なるようにすることができる。要は、絶縁シートは、折り曲げられた箱形状となっていれば、折り曲げ線の具体的な位置は適宜変更可能である。
○ 各実施形態では、絶縁シート70,120,160,180,190を固定するものとして固定テープ100を採用したが、これに限られず、固定態様は任意である。例えば溶着や縫合によって固定する構成であってもよい。
○ 第2及び第3実施形態では、上面被覆部138,168は電極組立体14の上端面36のうち各タブ41,42以外を覆っていたが、これに限られず、各タブ41,42以外の所定の領域を覆うものであればよく、第4実施形態のように一部を覆う構成であってもよい。
○ 電極組立体は、所謂積層型の電極組立体に限られず、所謂捲回型の電極組立体であってもよい。要は、絶縁シートは、箱形状に形成された場合に収容可能な電極組立体であれば、電極組立体の具体的な形状は任意である。
○ 各実施形態では、負極22はセパレータ23よりも一回り小さく形成されていたが、これに限られず、両者を同一形状としてもよい。この場合、負極22の端面及びセパレータ23の端面が、電極組立体14の各面33〜36を規定するとも言える。
○ セパレータ23は、各電極21,22の短絡を抑制しつつリチウムイオンの通過が可能な多孔質膜であればよく、その具体的な材料は任意である。例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系非多孔性高分子膜またはこれらの多重膜であってもよく、両面にセラミック物質をコーティングしたものでもよい。
○ 正極、負極及びセパレータは正方形状であってもよい。また、矩形状に限られず、例えば四角形状以外の多角形状であってもよく、楕円状であってもよい。
○ 各実施形態では、二次電池10,110はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、ニッケル水素等の他の二次電池であってもよい。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
○ 本発明を、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○ 各実施形態では、二次電池10,110は車両に搭載されている構成としたが、これに限られず、他の装置に搭載される構成としてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(1)正極活物質層と負極活物質層とが対向する対向領域を有するとともに、前記対向領域の対向方向と直交する方向の第1端面に当該第1端面から突出したタブが形成された電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記電極組立体と前記ケースとを絶縁させる絶縁シートと、を備えた蓄電装置において、前記絶縁シートは、折り曲げられることにより、前記電極組立体の前記対向方向の両側に位置する主面をそれぞれ覆う一対の主面被覆部と、前記一対の主面被覆部と連続するとともに、前記電極組立体の前記対向方向と直交する方向の面であって前記第1端面以外の面を覆う非主面被覆部とを有する箱形状に形成されており、前記非主面被覆部において、前記絶縁シートの一部が重なっていることを特徴とする蓄電装置。
(2)前記非主面被覆部は、前記絶縁シートが展開されている状態において、前記一対の主面被覆部の双方と連続し、且つ前記一対の主面被覆部とともに矩形状のベース部を構成する第1非主面被覆部と、前記絶縁シートが展開されている状態において、前記ベース部に対してその辺方向の一方側に延出した部位を構成する第2非主面被覆部と、を備え、前記第2非主面被覆部は、前記一対の主面被覆部と連続する第1パーツ及び第2パーツと、前記第1非主面被覆部と連続する第3パーツとで構成され、前記絶縁シートは、前記一対の主面被覆部、前記第1非主面被覆部及び前記第2非主面被覆部の境界線に沿って折り曲げられて箱形状となり、箱形状をなしている状態において、前記各パーツの少なくとも一部が重なっていることを特徴とする技術的思想(1)に記載の蓄電装置。
(3)前記第2非主面被覆部と前記ベース部との境界線と直交する方向における前記第2非主面被覆部の長さは、前記電極組立体の積層方向の長さの1/2よりも長く、且つ前記電極組立体の積層方向の長さ以下であることを特徴とする技術的思想(2)に記載の蓄電装置。
10,110…二次電池(蓄電装置)、11…ケース、12,112…容器、12a,112a…容器の開口部、14…電極組立体、21b…正極活物質層、22b…負極活物質層、24…対向領域、31,32…電極組立体の主面、33…電極組立体の底面(第2端面)、34,35…電極組立体の側面、36…電極組立体の上端面(第1端面)、41…正極タブ、42…負極タブ、51…正極端子、52…負極端子、61…正極導電部材、62…負極導電部材、70…絶縁シート、81,82,131,132,161,162…一対の主面被覆部、83,133,163,203,213,223…底面被覆部(非主面被覆部)、84,85,134,135,164,165…一対の側面被覆部(非主面被覆部)、86…はみ出し部、91,141,171…ベース部、111…第2実施形態のケース、120…第2実施形態の絶縁シート、136,137,166,167,181,182…一対のはみ出し部、138,168,183…上面被覆部(非主面被覆部)、151…孔、160…第3及び第5実施形態の絶縁シート、180…第4実施形態の絶縁シート、190…第6実施形態の絶縁シート、210,220…別例の絶縁シート、B1〜B6…境界線、C1〜C3,C11〜C18…切り込み部、J1〜J4,J11〜J14…折り曲げ線、D…電極組立体の厚さ、W…第1幅、K…はみ出し寸法。
【0001】
技術分野
[0001]
本発明は、蓄電装置に関する
背景技術
[0002]
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池は、例えば正極電極と負極電極とを有する電極組立体と、当該電極組立体を収容するケースとを備えている。また、電極組立体とケースとを絶縁させるために電極組立体を覆う絶縁シートを設ける場合がある。この場合、絶縁シートを予め展開形状をなした多角形状に形成し、それを組み立てることによって隣接する2辺が突き合わさって、電極組立体を収容する態様が知られている。例えば特許文献1参照。
先行技術文献
特許文献
[0003]
特許文献1:特開2011−198663号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0004]
しかしながら、上記のように2辺が突き合う構成では、被覆対象である電極組立体が露出する隙間が形成されやすい。このため、電極組立体とケースとの間の絶縁性の確保には未だ改善の余地がある。
[0005]
本発明の目的は、電極組立体とケースとの間の絶縁性を高めることができる蓄電装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006]
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、正極電極と負極電極とを積層した積層構造を有するとともに、積層方向と平行な第1端面及び前記積
【0002】
層方向の両側に位置する一対の主面を有する電極組立体であって、前記第1端面に前記積層方向と直交する方向に延在するタブを有する電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記電極組立体と前記ケースとを互いに絶縁する絶縁シートと、を備えた蓄電装置において、前記絶縁シートは、折り曲げられた箱形状であるとともに、前記電極組立体の前記積層方向の主面をそれぞれ覆う一対の主面被覆部と、前記電極組立体の前記第1端面及び前記主面以外の面を覆い、一対の前記主面被覆部と連続する非主面被覆部とを有し、前記非主面被覆部同士が少なくとも一部で重なり、前記非主面被覆部は、前記電極組立体の前記第1端面とは反対側の端面である第2端面を覆う底面被覆部と、前記両主面及び前記第2端面と直交する一対の端面である両側面をそれぞれ覆う一対の側面被覆部を含み、前記絶縁シートが展開されている状態において、前記底面被覆部は、一対の前記主面被覆部の双方に連続しかつ一対の前記主面被覆部の間に設けられ、前記絶縁シートが展開されている状態において、一対の前記主面被覆部及び前記底面被覆部は全体として矩形状のベース部をなし、前記絶縁シートが展開されている状態において、一対の前記側面被覆部は、前記ベース部に対して、当該ベース部の辺に沿う方向に延出させて形成され、前記絶縁シートは、一対の前記主面被覆部と前記底面被覆部との各境界線、及び前記ベース部と一対の前記側面被覆部との各境界線に沿って折り曲げられた前記箱形状であり、前記電極組立体の前記積層方向の長さをDとし、前記側面被覆部の前記ベース部から延出された方向の長さをWとした場合、長さD及び長さWは、D/2<W≦Dの関係を満たすように設定されていることを特徴とする蓄電装置を提供する。
[0007]
かかる構成によれば、主面被覆部と非主面被覆部とが互いに連続しているため、両者の境界部分に隙間が形成されない。これにより、電極組立体が露出しにくい。さらに、非主面被覆部同士が少なくとも一部で重なっているため、非主面被覆部において電極組立体が露出する隙間が形成されにくい。よって、絶縁性の向上を図ることができる。また、各境界線に沿って折り曲げることにより、自ずと側面被覆部同士が重なる。これにより、比較的容易な
【0003】
作業で重なった部分を形成することができる。よって、絶縁性の向上を図ることに起因する作業性の低下を抑制することができる。なお、「前記側面被覆部の前記ベース部から延出された方向の長さ」とは、一対の側面被覆部のそれぞれの長さを示すものであるが、両者が同一長さである必要はなく、上記関係式を満たす範囲内で各側面被覆部の長さが異なることを許容する。
[0008]
前記絶縁シートは、展開されている状態において全体として矩形状であることが好ましい。かかる構成によれば、比較的簡素な形状である矩形状の絶縁シートを用いて、箱形状が形成されている。これにより、絶縁シートを複雑な形状にする必要がない分だけ、絶縁シートの製造の容易化を図ることができる。これにより、蓄電装置のコスト削減を図ることができる。なお、「矩形状」には、全体として矩形状であればよく、例えば面取りされたものや一部に凹部(孔)又は凸部が形成されているものを含む。
[0009]
絶縁シートは切り込みを入れることなく折り曲げることにより電極組立体の上端以外の各面を覆うことが好ましい。
[0010]
[0011]
前記絶縁シートが展開されている状態において、前記ベース部における互いに対向する一対の辺から、一対の前記側面被覆部の延出方向とは直交する方向に延出されたはみ出し部を備え、前記はみ出し部は、前記電極組立体の前記第1端面から前記タブの突出方向にはみ出すことが好ましい。かかる構成によれば、はみ出し部がタブとケースとの間に介在する。これにより、電極組立体とケースとを互いに絶縁させるための構成を用いて、タブとケースとの間の絶縁を図ることができる。
[0012]
前記タブの前記第1端面からの突出長さをT0とし、前記はみ出し部の前記第1端面からのはみ出し寸法をKとすると、長さD、長さT0及び寸法Kは、K≧T0、且つ、T0≦D/2の関係を満たすように設定されていることが好ましい。かかる構成によれば、K≧T0であるため、タブにおいて、はみ出し部から露出した箇所が形成されにくい。これにより、タブとケースとの間の絶縁を、より好適に図ることができる。また、電極組立体の積層方
記底面被覆部同士が少なくとも一部で重なることが好ましい。かかる構成によれば、設置態様の関係上、応力が付与され易く、電極組立体が露出し易い箇所である底面被覆部同士が少なくとも一部で重なっている。これにより、絶縁性の更なる向上を図ることができる。
○ セパレータ23は、各電極21,22の短絡を抑制しつつリチウムイオンの通過が可能な多孔質膜であればよく、その具体的な材料は任意である。例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系多孔性高分子膜またはこれらの多重膜であってもよく、両面にセラミック物質をコーティングしたものでもよい。

Claims (13)

  1. 正極電極と負極電極とを積層した積層構造を有するとともに、積層方向と直交する第1端面及び積層方向の両側に位置する一対の主面を有する電極組立体であって、前記第1端面に前記積層方向と直交する方向に延在するタブを有する電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するケースと、
    前記電極組立体と前記ケースとを互いに絶縁する絶縁シートと、
    を備えた蓄電装置において、
    前記絶縁シートは、折り曲げられた箱形状であるとともに、前記電極組立体の前記主面をそれぞれ覆う一対の主面被覆部と、前記電極組立体の前記第1端面及び前記主面以外の面を覆い、一対の前記主面被覆部と連続する非主面被覆部とを有し、
    前記非主面被覆部同士が少なくとも一部で重なることを特徴とする蓄電装置。
  2. 前記絶縁シートは、展開されている状態において全体として矩形状であることを特徴とする請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記非主面被覆部は、前記電極組立体の前記第1端面とは反対側の端面である第2端面を覆う底面被覆部と、前記両主面及び前記第2端面と直交する一対の端面である両側面をそれぞれ覆う一対の側面被覆部を含み、
    前記絶縁シートが展開されている状態において、前記底面被覆部は、一対の前記主面被覆部の双方に連続しかつ一対の前記主面被覆部の間に設けられ、
    前記絶縁シートが展開されている状態において、一対の前記主面被覆部及び前記底面被覆部は全体として矩形状のベース部をなし、
    前記絶縁シートが展開されている状態において、一対の前記側面被覆部は、前記ベース部に対して、当該ベース部の辺に沿う方向に延出させて形成され、
    前記絶縁シートは、一対の前記主面被覆部と前記底面被覆部との各境界線、及び前記ベース部と一対の前記側面被覆部との各境界線に沿って折り曲げられた前記箱形状であり、
    前記電極組立体の前記積層方向の長さをDとし、前記側面被覆部の前記ベース部から延出された方向の長さをWとした場合、長さD及び長さWは、D/2<W≦Dの関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記絶縁シートが展開されている状態において、前記ベース部における互いに対向する一対の辺から、一対の前記側面被覆部の延出方向とは直交する方向に延出されたはみ出し部を備え、
    前記はみ出し部は、前記電極組立体の前記第1端面から前記タブの突出方向にはみ出すことを特徴とする請求項3に記載の蓄電装置。
  5. 前記タブの前記第1端面からの突出長さをT0とし、前記はみ出し部の前記第1端面からのはみ出し寸法をKとすると、長さD、長さT0及び寸法Kは、K≧T0、且つ、T0≦D/2の関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の蓄電装置。
  6. 前記絶縁シートが展開されている状態において、前記側面被覆部には、一対の前記主面被覆部と前記底面被覆部との境界線の端部から前記境界線の延長線に沿って切り込み部が形成されており、
    前記切り込み部によって複数に区分けされた前記側面被覆部同士が重なっていることを特徴とする請求項3〜5のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
  7. 前記切り込み部の前記ベース部側の端部には孔が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の蓄電装置。
  8. 前記ケースには前記電極組立体が挿入可能な開口部が形成されており、
    前記電極組立体は、前記絶縁シートに覆われた状態で前記開口部から挿入されることによって、前記ケース内に収容されるものであり、
    前記電極組立体の挿入先側の面を覆う被覆部と連続する部位が最外層となるように前記非主面被覆部同士が重なっていることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
  9. 前記非主面被覆部は、前記電極組立体の前記第1端面とは反対側の端面である第2端面を覆う底面被覆部を備え、
    前記底面被覆部同士が少なくとも一部で重なることを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
  10. 前記底面被覆部同士が重なっている部分が前記ケースの内面に当接していることを特徴とする請求項9に記載の蓄電装置。
  11. 前記絶縁シートは、前記第1端面のうち前記タブの延在箇所以外の所定の領域を覆っていることを特徴とする請求項1〜10のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
  12. 一部が前記ケース外に露出した電極端子と、前記タブ及び前記電極端子を接続する導電部材と、を備え、前記タブ及び前記導電部材が占める前記第1端面からの当該第1端面に直交する方向の長さをT1とし、前記はみ出し部の前記第1端面からのはみ出し寸法をKとした場合、長さD、長さT1及び寸法Kが、0<T1<K<Dの関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の蓄電装置。
  13. 前記蓄電装置は二次電池であることを特徴とする請求項1〜12のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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