WO2014199822A1 - リチウムイオン二次電池および組電池 - Google Patents

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WO2014199822A1
WO2014199822A1 PCT/JP2014/064052 JP2014064052W WO2014199822A1 WO 2014199822 A1 WO2014199822 A1 WO 2014199822A1 JP 2014064052 W JP2014064052 W JP 2014064052W WO 2014199822 A1 WO2014199822 A1 WO 2014199822A1
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WO
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battery
electrode group
negative electrode
positive electrode
pressing force
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佐藤　明
吉田　正
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Definitions

  • the present invention relates to a lithium ion secondary battery and an assembled battery in which a plurality of lithium ion secondary batteries are electrically connected.
  • a prismatic lithium ion secondary battery having a high energy density (Wh / kg) is known as a motive power source of a hybrid type electric vehicle or a pure electric vehicle.
  • a flat-shaped wound electrode group is formed by rotating a plate-like shaft core while applying tension to a laminated body in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are stacked.
  • the wound electrode group is electrically connected to a positive electrode terminal and a negative electrode terminal provided on the battery cover of the battery container.
  • the wound electrode group is accommodated in the battery can of the battery case, and the opening of the battery can is sealed and welded by a battery cover.
  • the secondary battery is formed by injecting an electrolytic solution from an injection hole of a battery container containing a wound electrode group, inserting an injection plug, and sealing welding by laser welding.
  • Patent Document 1 describes a method of manufacturing a wound electrode group using an axis of a substantially elliptical cross section in order to increase the density of the flat wound electrode group.
  • the thickness of the wound electrode group gradually increases from one end toward the central portion, and the thickness in the central portion is increased.
  • the thickness becomes maximum, and the thickness of the wound electrode group gradually decreases from the center to the other end.
  • the wound electrode group has a substantially elliptical shape when viewed from the winding central axis direction. For this reason, the gap between the outer peripheral surface of the wound electrode group and the rectangular battery container increases from the center to both ends of the wound electrode group.
  • the capacity increase of a battery is demanded.
  • the gap between the battery container and the outer peripheral surface of the substantially elliptical wound electrode group tends to be large. If the gap between the wound electrode group and the battery container becomes too large, the expansion amount of the wound electrode group is allowed to be large, charge and discharge are repeated, and the wound electrode group expands and contracts. , There is a possibility that the wound electrode group is deformed. For this reason, although it is necessary to apply pressing force from the outside of the battery, in the battery using the substantially elliptical axial core, there is a gap between the battery container and the wound electrode group, and expansion and contraction of the wound electrode group It is difficult to suppress
  • the lithium ion secondary battery according to claim 1 is a rectangular parallelepiped battery container containing a wound electrode group formed by winding a positive electrode, a negative electrode and a separator around a plate-like axial core, and a wound electrode group. And between the outer peripheral surface of the wound electrode group and the side plate of the battery case parallel to the winding central axis of the wound electrode group, and transmits the pressing force from the outside of the battery case to the wound electrode group A pressing force transmitting member is provided, the thickness of the plate-like axial core is reduced from the central portion toward both ends, and at least a pair of pressing force transmitting members are provided so as to sandwich the wound electrode group It is characterized by A battery assembly according to claim 5 is a battery assembly comprising a plurality of lithium ion secondary batteries according to claim 1 and a plurality of lithium ion secondary batteries electrically connected to each other.
  • the secondary battery is arranged side by side so that the side plates face each other, and a holding mechanism for holding a battery holder provided between adjacent lithium ion secondary batteries, a plurality of lithium ion secondary batteries, and the battery holder
  • the battery holder is provided with a contact portion in contact with the side plate of the lithium ion secondary battery, and an external pressing force acts on the side plate of the lithium ion secondary battery from the contact portion, and a pressing force transmitting member The pressing force from the outside of the battery container is transmitted to the wound electrode group through the
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a winding electrode group deform
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The elements on larger scale of FIG.
  • the perspective view of the cell which comprises the assembled battery of FIG. (A) is a cross-sectional schematic diagram which looked at the cell from the wide side plate side, (b) is a cross-sectional schematic diagram which looked at the cell from the narrow side plate side.
  • the perspective view which shows the state when winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator around an axial center.
  • (A) is a cross-sectional schematic view showing a state in which a positive electrode, a negative electrode and a separator are wound around an axial core, and (b) is an inclination angle of an imaginary line affecting the tightening force of the positive electrode and the negative electrode.
  • the figure to explain. The conceptual diagram explaining the clamping force generate
  • the perspective view which shows a winding electrode group and a pressing force transmission member.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a pressing force transfer member and a wound electrode group used for a unit cell according to a second embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional schematic diagram which looked at the cell which concerns on the 2nd Embodiment of this invention from the narrow side plate side.
  • the present invention is a battery assembly incorporated in a storage device mounted on a hybrid electric vehicle or a pure electric vehicle, which is a prismatic lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as a single battery)
  • a single battery a prismatic lithium ion secondary battery
  • An embodiment in which the present invention is applied to an assembled battery provided with a plurality of switches will be described. Note that, for convenience of explanation, a coordinate system including x-axis, y-axis and z-axis is set as illustrated.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a battery assembly 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. In FIG. 2 and FIG. 3, illustration of a current collector for electrically connecting the external terminal and the wound electrode group is omitted.
  • the battery assembly 100 has eight unit cells 101.
  • the plurality of single cells 101 are arranged side by side in the x-axis direction, and integrally assembled by an integrated mechanism including end plates 110A and 110B, battery holders 160A and 160B, and a shaft 130 described later. .
  • Each of the unit cells 101 is a flat rectangular parallelepiped, and is arranged side by side so that wide side plates 111 a (see FIG. 4) having a wide area among the side surfaces face each other.
  • the directions of the adjacent single cells 101 are reversed so that the positions of the positive electrode terminal 104 and the negative electrode terminal 105 provided on the battery cover 112 are reversed.
  • the positive electrode terminal 104 and the negative electrode terminal 105 of each adjacent single battery cell 101 are electrically connected by a bus bar 109 which is a flat conductive member made of metal. That is, the plurality of single cells 101 constituting the battery assembly 100 according to the present embodiment are electrically connected in series.
  • the positive electrode terminal 104 of one of the unit cells 101 of the unit cells 101 disposed at both ends in the x-axis direction and the negative terminal 105 of the other unit cell 101 are electrically connected in series to another assembled battery (not shown). Alternatively, they may be connected in parallel by a conductive member (not shown), or connected by a conductive member (not shown) to a wire for extracting power (not shown).
  • the plurality of unit cells 101 juxtaposed are a pair of end plates 110A, from both ends in the x-axis direction, ie, the longitudinal direction of the assembled battery 100, via the battery holders 160A and 160B. It is clamped by 110B.
  • the end plates 110A and 110B have a rectangular flat plate shape corresponding to the wide side plate 111a (see FIG. 4) of the single battery 101.
  • Through holes are provided at the centers of the end plates 110A and 110B in the z-axis direction at both ends in the y-axis direction, and a shaft 130 described later is inserted through the through holes.
  • the material of the battery holders 160A and 160B is a resin having an insulating property.
  • the battery holders 160A and 160B are disposed at the other end in the x-axis direction between the intermediate holder 160A disposed between the adjacent single cells 101 and between the cell 101 and the end plate 110A disposed at one end in the x-axis direction. And an end holder 160B disposed between the unit cell 101 and the end plate 110B.
  • the intermediate holder 160A is in contact with a side plate contact portion 161A (see FIG. 1) which is in contact with the narrow side plate 111b (see FIG. 4) of the single battery 101 and a lid contact in contact with the battery lid 112 of the single battery 101.
  • a portion 162A (see FIG. 1) and an insulating portion 163A (see FIGS. 1 and 2) disposed between the single cells 101 are included.
  • the end holder 160B includes a side plate contact portion 161B (see FIG. 1) which is in contact with the narrow side plate 111b (see FIG. 4) of the single battery 101 and a lid contact with the battery lid 112 of the single battery 101.
  • the insulating portion 163A has a rectangular flat substrate 166 and a plurality of contact portions 164 provided so as to protrude in the x-axis direction from both end surfaces of the substrate 166 in the x-axis direction.
  • the insulating portion 163B includes a rectangular flat substrate 166 and a plurality of contact portions 164 provided to project in the x-axis direction from one end surface of the substrate 166 in the x-axis direction.
  • the plurality of contact portions 164 extend parallel to the y-axis direction. That is, the plurality of contact portions 164 extend in parallel to one another.
  • the contact portion 164 is in contact with the wide side plate 111 a of the battery can 111.
  • the unit cell 101 is held by four pairs of contact portions 164.
  • An optional pair of abutment portions 164 is provided on a straight line SL parallel to the x-axis direction.
  • a pair of contact portions 164, a pair of wide side plates 111a, a pair of pressing force transmitting members 120, and a wound electrode group 170 are disposed on the straight line SL, and the axial core 117 of the wound electrode group 170 is also disposed on the straight line SL. It is done. That is, the shaft core 117 is disposed on a straight line SL connecting a pair of pressing force transmitting members 120 described later.
  • the contact portion 164, the pressing force transmitting member 120, and the axial center 117 are disposed so as to overlap with each other.
  • the four pairs of abutment portions 164 are disposed avoiding a straight line CL parallel to the x-axis direction passing through the winding central axis W of the winding electrode group 170.
  • the distance between the outer peripheral surface of the wound electrode group 170 and the wide side plate 111 a is shortest on the straight line CL.
  • the pressing force transmitting member 120 described later is disposed between the outer peripheral surface of the wound electrode group 170 and the wide side plate 111a so as to fill the gap between the outer peripheral surface of the wound electrode group 170 and the wide side plate 111a.
  • the pressing force transmitting member 120 is the thinnest on the straight line CL.
  • the contact portion 164 is disposed at a position away from the straight line CL by a predetermined distance in the z-axis direction. This makes it possible to prevent the pressing force from acting directly on the thinnest portion of the pressing force transfer member 120 when the pressing force acts on the unit cell 101 from the contact portion 164.
  • space portions FP as a flow path are formed by the battery holders 160A and 160B and the wide side plates 111a of the battery can 111.
  • the side plate contact portions 161A and 161B of the battery holders 160A and 160B are provided with openings 165A and 165B communicating with the space FP (see FIG. 1). Therefore, the unit cell 101 can be cooled by introducing air as the cooling air from the openings 165A and 165B.
  • the air introduced from the openings 165A and 165B at one end in the y-axis direction passes through the space FP and cools the cell 101, and the air warmed by heat exchange with the cell 101 is the other end in the y-axis
  • the air is discharged from the openings 165A and 165B.
  • a through hole (not shown) is provided at the center of the side plate contact portions 161A and 161B of the battery holders 160A and 160B in the z-axis direction, and the shaft 130 is inserted through the through holes. ing.
  • the shaft 130 is inserted into the through holes of the pair of end plates 110A and 110B and the plurality of battery holders 160A and 160B, and extends parallel to the x-axis direction. Male threads are formed at both ends of the shaft 130.
  • the pressing force (clamping force) according to the screwed amount of the nuts 131 can be obtained from the pair of end plates 110A and 110B. It acts on the laminated module consisting of the battery 101 and the battery holders 160A and 160B. As a result, the battery holders 160A and 160B sandwiched between the two end plates 110A and 110B are held in a state of being compressed by a predetermined amount.
  • a pressing force acts from the contact portion 164 of the battery holder 160A, 160B to the wide side plate 111a on both sides in the x-axis direction of the battery can 111, so each single battery 101 is connected by the end plate 110A, 110B via the battery holder 160A, 160B It is held.
  • the pressing force acting on the wide side plate 111 a acts on the wound electrode group 170 via the pressing force transmitting member 120.
  • the wound electrode group 170 is held at a predetermined position by the clamping force in the x-axis direction acting on the unit cell 101 and the battery holders 160A and 160B sandwiched between the pair of end plates 110A and 110B, and charging and discharging Expansion of the wound electrode group 170 can be prevented.
  • the configuration of the pressing force transmission member 120 will be described later.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the unit cell 101. As shown in FIG.
  • the unit cell 101 includes a rectangular battery case having a battery can 111 and a battery cover 112.
  • the material of each of the battery can 111 and the battery lid 112 is aluminum.
  • the battery can 111 is in the form of a rectangular box having an opening at one end.
  • the battery cover 112 is rectangular flat and is welded so as to close the opening of the battery can 111. That is, the battery cover 112 seals the battery can 111.
  • the battery case has a hollow rectangular parallelepiped shape, wide side plates 111a having wide sides face each other, narrow side plates 111b having narrow sides face each other, and the battery lid 112 and the bottom plate 111c of the battery can 111 And are facing each other.
  • the wide side plate 111a is in the yz plane so that the narrow side plate 111b is in parallel with the xz plane so that the battery cover 112 and the bottom plate 111c are parallel to the xy plane. It is arranged to be parallel.
  • the wound electrode group 170 which is a storage element, is accommodated in the battery can 111 in a state of being covered by the insulating case 179.
  • Insulating case 179 is made of insulating resin such as polypropylene, is formed in a rectangular box shape with the battery lid 112 side opened, and is disposed along the inner surface of the battery container.
  • FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of the single battery 101 as viewed from the wide side plate 111 a side
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the single battery 101 as viewed from the narrow side plate 111 b.
  • the pressing force transmission member 120 is indicated by hatching of a two-dot chain line for convenience.
  • 5 (b) shows a cross section taken along line AA of FIG. 5 (a), for convenience, reference numerals of constituent elements on the positive electrode side are also attached in parentheses.
  • the battery cover 112 is provided with a positive electrode terminal 104 and a negative electrode terminal 105.
  • the material of the positive electrode terminal 104 is aluminum
  • the material of the negative electrode terminal 105 is copper.
  • the positive electrode terminal 104 has a cylindrical external terminal portion 141, a collar portion 142 that is in contact with the battery lid 112 via the gasket 106 a, And a cylindrical protrusion 143 protruding toward the battery lid 112 side.
  • the protrusion 143 is inserted into the through hole of the gasket 106a, the through hole of the battery cover 112, the through hole of the gasket 106b, and the through hole of the terminal connection portion 181 of the positive electrode current collector 180 described later
  • the terminal connection portion 181 of the positive electrode current collector 180 is crimped to form a crimped portion 143a.
  • the caulking portion 143a and the terminal connection portion 181 are fixed by caulking and then spot welded by a laser.
  • the positive electrode terminal 104 and the positive electrode current collector 180 are electrically connected, and each of the positive electrode terminal 104 and the positive electrode current collector 180 is fixed to the battery cover 112.
  • the negative electrode terminal 105 is directed from the surface of the battery cover 112 side of the collar portion 152 toward the battery cover 112 from the cylindrical external terminal portion 151, the flange portion 152 that is in contact with the battery lid 112 via the gasket 106a, And a projecting cylindrical protrusion 153.
  • the protrusion 153 is inserted into the through hole of the gasket 106a, the through hole of the battery cover 112, the through hole of the gasket 106b, and the through hole of the terminal connection portion 191 of the negative electrode current collector 190 described later
  • the terminal connection portion 191 of the negative electrode current collector 190 is crimped to form a crimped portion 153a.
  • the caulking portion 153a and the terminal connection portion 191 are fixed by caulking and then spot welded by a laser. Thereby, the negative electrode terminal 105 and the negative electrode current collector 190 are electrically connected, and each of the negative electrode terminal 105 and the negative electrode current collector 190 is fixed to the battery cover 112.
  • An external thread is formed on each of the external terminal portion 141 of the positive electrode terminal 104 and the external terminal portion 151 of the negative electrode terminal 105.
  • the positive electrode terminal 104 and the negative electrode terminal 105 of the adjacent single cells 101 are electrically connected by a bus bar 109 made of a metal plate.
  • the bus bar 109 is fastened to the external terminal portion 141 of the positive electrode terminal 104 and the external terminal portion 151 of the negative electrode terminal 105 by a nut not shown.
  • the gaskets 106a and 106b are made of an insulating resin.
  • the gasket 106 a has an annular portion and a cylindrical portion inserted into the through hole of the battery cover 102.
  • the gasket 106 b is formed in an annular shape. As shown in FIG. 5, a gasket 106 a is disposed between the flange portion 142 of the positive electrode terminal 104 and the battery cover 112, and the positive electrode terminal 104 and the battery cover 112 are electrically insulated. Similarly, a gasket 106 b is disposed between the flange portion 152 of the negative electrode terminal 105 and the battery cover 112, and the negative electrode terminal 105 and the battery cover 112 are electrically insulated.
  • a gasket 106 b is disposed between the terminal connection portion 181 of the positive electrode current collector 180 and the battery cover 112, and the positive electrode current collector 180 and the battery cover 112 are electrically insulated. Similarly, a gasket 106 b is disposed between the terminal connection portion 191 of the negative electrode current collector 190 and the battery cover 112, and the negative electrode current collector 190 and the battery cover 112 are electrically insulated.
  • the positive electrode terminal 104 is electrically connected to the positive electrode of the wound electrode group 170, that is, the laminated portion (see FIG. 6) of the positive electrode uncoated portion 176b (exposed portion of the positive electrode foil 171) via the positive electrode current collector 180. It is done.
  • the negative electrode terminal 105 is electrically connected to the negative electrode of the wound electrode group 170, that is, the laminated portion (see FIG. 6) of the negative electrode uncoated portion 177b (exposed portion of the negative electrode foil 172) via the negative electrode current collector 190. It is done. Therefore, power is supplied to the external load via the positive electrode terminal 104 and the negative electrode terminal 105, or externally generated power is supplied to the wound electrode group 170 via the positive electrode terminal 104 and the negative electrode terminal 105 for charging.
  • FIG. 6 is a perspective view of the wound electrode group 170 in a state in which the winding end portion side is expanded.
  • the wound electrode group 170 is formed by winding the long positive electrode 174 and the negative electrode 175 around the plate-like shaft core 117 with the separators 173 a and 173 b interposed. As a result, the wound electrode group 170 has a laminated structure. The configuration of the shaft core 117 and the winding method will be described later.
  • the positive electrode 174 has a positive electrode coated portion 176 a in which a positive electrode active material mixture is coated on both sides of the positive electrode foil 171, and a positive electrode uncoated portion in which the positive electrode active material mixture is not coated on both sides of the positive electrode foil 171. And 176b.
  • the positive electrode uncoated portion 176 b is provided at one long side end of the elongated positive electrode foil 171.
  • the positive electrode active material mixture is obtained by blending a binder (binder) with the positive electrode active material.
  • the negative electrode 175 has a negative electrode coated portion 177 a in which a negative electrode active material mixture is coated on both sides of the negative electrode foil 172, and a negative electrode uncoated portion in which the negative electrode active material mixture is not coated on both sides of the negative electrode foil 172. And 177b.
  • the negative electrode uncoated portion 177 b is provided at one long side end of the elongated negative electrode foil 172.
  • the negative electrode active material mixture is formed by blending a binder (binder) with the negative electrode active material. Charge and discharge are performed between the positive electrode active material and the negative electrode active material.
  • the positive electrode foil 171 is an aluminum foil having a thickness of about 20 to 30 ⁇ m
  • the negative electrode foil 172 is a copper foil having a thickness of about 15 to 20 ⁇ m.
  • the material of the separators 173a and 173b is a microporous polyethylene resin through which lithium ions can pass.
  • the positive electrode coating portion 176a has a weight ratio of 85: 10: 5 of lithium-containing composite oxide powder as a positive electrode active material, flaky graphite as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder.
  • the slurry of the positive electrode mixture obtained by mixing, adding and kneading N-methyl pyrrolidone (NMP) as a dispersion solvent to this is applied on both surfaces of the positive electrode foil 171 to prepare. Thereafter, the positive electrode 174 is formed by drying, pressing, and cutting.
  • NMP N-methyl pyrrolidone
  • artificial graphite powder as a negative electrode active material and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder are mixed at a weight ratio of 93: 7, and N-methylpyrrolidone (NMP) as a dispersion solvent is mixed therewith.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • the wound electrode group 170 has a positive electrode uncoated portion 176 b (exposed portion of the positive electrode foil 171) at one end in the width direction of the wound electrode group 170 (direction of the wound central axis W which is the rotation center of the axial core 117).
  • a laminated portion is provided, and a laminated portion of the negative electrode uncoated portion 177 b (exposed portion of the negative electrode foil 172) is provided at the other end in the width direction of the wound electrode group 170.
  • the laminated portion of the positive electrode uncoated portion 176b is electrically connected to the positive electrode bonding portion 183 of the positive electrode current collector 180 described later by ultrasonic bonding (see FIG. 5).
  • the laminated portion of the negative electrode uncoated portion 177b is electrically connected to the negative electrode bonding portion 193 of the negative electrode current collector 190 described later by ultrasonic bonding (see FIG. 5).
  • the wound electrode group 170 is housed in the battery case such that the wound central axis W is parallel to the wide side plate 111 a and the battery cover 112 and the bottom plate 111 c.
  • the wound electrode group 170 has a substantially elliptical shape in cross section orthogonal to the wound central axis W, and one end in the long axis direction faces the battery lid 112, and the other end in the long axis direction is the bottom plate 111c. To be disposed in the battery container.
  • the shape of the shaft core 117 and the winding method for winding the positive electrode 174 and the negative electrode 175 around the shaft core 117 will be described with reference to FIGS. 7 to 10.
  • FIG. 9A the thicknesses of the separator 173a, the negative electrode 175, the separator 173b, and the positive electrode 174 are exaggerated to be clear.
  • the axial center 117 has a substantially elliptical shape with a flat cross section orthogonal to the winding center axis W.
  • the axial center 117 has a pair of wide surfaces 117W curved gently (slowly) in the winding direction, and a chamfered portion 117R connecting the wide surfaces 117W.
  • the wide surface 117W and the chamfered portion 117R constitute the outer peripheral surface of the shaft core 117, and the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b are wound around the outer peripheral surface.
  • the wide surface 117W is a circular arc surface inclined downward from the center in the long axis direction toward both ends in the long axis direction.
  • a pair of holes 117h engaged with the rotation shaft (not shown) of the winding device (not shown) is provided at one end face (C arrow direction) in the winding center axis W direction of the shaft core 117. It is drilled at a position separated from W.
  • FIG. 8 and FIG. 9A are views showing a state when winding of the positive electrode 174, the negative electrode 175 and the separators 173a and 173b on the shaft core 117 is started.
  • 9 (a) is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
  • FIGS. 8 and 9A when winding the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b around the shaft core 117, the separator in the widthwise central portion of one wide surface 117W.
  • the end portion 173E of 173a is fixed by thermal welding, and the separator 173a, the negative electrode 175, the separator 173b, and the positive electrode 174 are stacked in this order from the inside.
  • the end of the negative electrode 175 is disposed on the separator 173 a in a state slightly shifted from the end 173 E of the separator 173 a.
  • a separator 173 b is disposed on the negative electrode 175 so as to cover an end portion of the negative electrode 175, and a positive electrode 174 is disposed on the separator 173 b.
  • the axial core 117 is rotated in the T direction with the winding central axis W as the rotation center, and the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b are wound spirally while applying tension.
  • a flat, substantially elliptical wound electrode group 170 is obtained. That is, the outermost surface of the wound electrode group 170 has a curved shape having a curvature in the winding direction. At the winding end side, only the separator 173b is wound about 2 to 3 turns.
  • the laminate of the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b has a rising slope from one end in the long axis direction to the center on the outer peripheral surface of the shaft core 117, from the center to the other end in the long axis Is wound downhill.
  • FIG. 9A the thickness of the plate-like shaft core 117 decreases from the center in the long axis direction toward both ends, and the thickness of the center of the shaft core 117 is TB, in the width direction
  • the wall thickness of both ends of is TA ( ⁇ TB).
  • FIG. 9B is a diagram for explaining an inclination angle ⁇ of an imaginary line VL which affects the tightening force of the positive electrode 174 and the negative electrode 175. As shown in FIG. 7, the length of the axial center 117 in the winding central axis W direction is L1, and the length in the width direction (long axis direction) is L2 ( ⁇ L1).
  • FIG. 9A the thickness of the plate-like shaft core 117 decreases from the center in the long axis direction toward both ends, and the thickness of the center of the shaft core 117 is TB, in the width direction
  • the wall thickness of both ends of is TA ( ⁇ TB).
  • FIG. 9B is a diagram for explaining an inclination angle ⁇ of an imaginary line V
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the clamping force B generated by the tension A acting on the wound electrode group 170.
  • tensions A and A ′ are applied to the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b in the longitudinal direction. Due to the tensions A and A ′, in the laminated body of the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b on the wide surface 117W of the shaft core 117, the inward tightening force B toward the shaft core 117 is Works.
  • the laminated body of the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b has an elastic force spreading in the outer peripheral direction, but the clamping force B represented by the formula (1) resists this elastic force, and the positive electrode 174 tightly clamp the negative electrode 175 and the separators 173a and 173b.
  • tension A is applied to the laminate between one end of the shaft core 117 and the central portion in one longitudinal direction thereof.
  • the axial core 117 is rotated to wind the laminate so that tension A 'is given in the other direction in the longitudinal direction. Then, the wound electrode group 170 is manufactured.
  • the positive electrode 174 and the negative electrode 175 stacked on the outer peripheral surface of the shaft core 117 are tightened (biasing force) B toward the central portion of the shaft core 117 by tensions A and A ′ acting in the longitudinal direction thereof. Generate. As a result, no gap is generated between the positive electrode 174 and the separators 173a and 173b and between the negative electrode 175 and the separators 173a and 173b, and the density of the wound electrode group 170 is increased. Capacity can be increased.
  • the tightening force B increases as the inclination angle ⁇ increases.
  • the configurations of the positive electrode current collector 180 and the negative electrode current collector 190 will be described with reference to FIG.
  • the material of the positive electrode current collector 180 is aluminum, and the material of the negative electrode current collector 190 is copper.
  • the positive electrode current collector 180 is bent substantially at right angles from both end portions of the terminal connection portion 181 in the x-axis direction of the rectangular flat terminal connection portion 181 disposed along the inner surface of the battery lid 112, A pair of flat plate portions 182 extending toward the bottom plate 111c of the battery can 111 along the side plate 111a, and a pair of positive electrode joint portions 183 connected by a connecting portion 186 provided at the lower end of the flat plate portion 182. .
  • the positive electrode bonding portion 183 is a portion to be ultrasonically bonded to the positive electrode 174 of the wound electrode group 170, and has a shape corresponding to the shape of the surface of the wound electrode group 170.
  • the negative electrode current collector 190 is bent substantially at right angles from both end portions in the x-axis direction of the terminal connection portion 191 and the rectangular flat terminal connection portion 191 disposed along the inner surface of the battery lid 112, A pair of flat plate portions 192 extending toward the bottom plate 111 c of the battery can 111 along the wide side plate 111 a of 111 and a pair of negative electrode joining portions 193 connected by a connecting portion 196 provided at the lower end of the flat plate portion 192 Have.
  • the negative electrode bonding portion 193 is a portion to be ultrasonically bonded to the negative electrode 175 of the wound electrode group 170, and has a shape corresponding to the shape of the surface of the wound electrode group 170.
  • FIG. 11 is a view for explaining the connection process of the current collector and the wound electrode group.
  • the connection step between the positive electrode current collector 180 and the positive electrode uncoated portion 176b of the wound electrode group 170 and the connection step between the negative electrode current collector 190 and the negative electrode uncoated portion 177b of the wound electrode group 170 are the same. Process. Therefore, the step of connecting the negative electrode current collector 190 and the negative electrode uncoated portion 177b of the wound electrode group 170 will be described as a representative.
  • reference numerals of constituent elements on the positive electrode side are also attached in parentheses.
  • the positive electrode current collector 180, the negative electrode current collector 190, the positive electrode terminal 104, and the negative electrode terminal 105 are attached to the battery lid 112 to form a battery lid assembly.
  • the dimension between the pair of negative electrode bonding portions 193 is set larger than the thickness dimension of the wound electrode group 170.
  • the wound electrode group 170 is inserted between the pair of negative electrode bonding portions 193.
  • the negative electrode bonding portion 193 is wound around the wound electrode group 170. Contact with the uncoated portion 177b of the negative electrode.
  • the negative electrode uncoated portion 177b and the negative electrode bonding portion 193 are bonded by ultrasonic bonding or the like.
  • the positive electrode bonding portion 183 is brought into contact with the positive electrode uncoated portion 176b of the wound electrode group 170, and the positive electrode uncoated portion 176b and the positive electrode bonding portion 183 are ultrasonically bonded Bond by Thereby, the positive electrode current collector 180 and the negative electrode current collector 190 are electrically and mechanically connected to the wound electrode group 170.
  • the battery lid 112 is provided with a liquid injection portion 107.
  • a liquid injection hole for injecting an electrolytic solution into the battery container is bored in the liquid injection portion 107.
  • the injection hole is sealed by the injection valve after the injection of the electrolyte.
  • the filling stopper is fixed to the battery lid 112 by welding.
  • an electrolytic solution for example, lithium hexafluorophosphate (in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed in a ratio of 1: 1: 1 by volume ratio is used.
  • a non-aqueous electrolyte prepared by dissolving LiPF 6 ) at a concentration of 1 mole / liter can be used.
  • a gas exhaust valve 103 is formed at the central portion of the battery lid 112.
  • the gas discharge valve 103 provided on the surface of the container of the unit cell 101 is formed by partially thinning the battery cover 112 with a press so that the degree of stress concentration at the time of internal pressure action becomes relatively high. Thereby, when the inside of the battery container reaches a predetermined pressure (for example, about 1 MPa), the gas discharge valve 103 is preferentially destroyed and the gas is discharged toward the upper outside of the battery container.
  • a duct 108 for guiding the gas discharged from the gas discharge valve 103 of each of the plurality of unit cells 101 is provided on the top of the battery assembly 100 to the outside of the vehicle.
  • the duct 108 is formed to extend along the longitudinal direction of the battery assembly 100, that is, the x-axis direction.
  • the ducts 108 are attached to the end plates 110A and 110B at both ends in the x-axis direction.
  • the duct 108 is formed with an opening for introducing a gas into the duct 108 at a position corresponding to the gas discharge valve 103 of each unit cell 101.
  • a seal member 115 made of an insulating resin is disposed at the connection between the gas exhaust valve 103 and the duct 108.
  • the bottom plate 111 c of each unit cell 101 is thermally coupled to the cooling plate 119 via the heat conduction sheet 118.
  • the material of the cooling plate 119 is a material having excellent thermal conductivity, such as aluminum.
  • the cooling plate 119 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and as shown in FIG. 2, a refrigerant flow path through which a cooling medium such as an ethylene glycol aqueous solution flows is linearly provided.
  • the heat conductive sheet 118 has good thermal conductivity and good electrical insulation. As the heat conductive sheet 118, for example, one having a heat conductivity of about 1 to 5 W / m ⁇ K is preferably employed.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the wound electrode group 170 and the pressing force transmitting member 120.
  • the unit cell 101 includes a pressing force transmission member 120 for transmitting pressing force from the outside of the battery container to the wound electrode group 170.
  • a pair of pressing force transfer members 120 is provided to sandwich the wound electrode group 170.
  • the pressing force transfer member 120 is made of a resin material having chemical resistance such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polytetrafluoroethylene (PTFE), and perfluoroalkoxy fluorine resin (PFA).
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PS polystyrene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy fluorine resin
  • the resin material in order to prevent the temperature of the wound electrode group 170 from rising due to heat generation caused by internal resistance during charge and discharge of the unit cell 101.
  • Inorganic fillers such as, may be blended.
  • the heat generated in the wound electrode group 170 is transmitted to the battery container via the pressing force transmission member 120, and is dissipated to the outside of the battery assembly 100 by the air circulated in the space FP.
  • the pair of pressing force transmitting members 120 have the same shape, and are disposed symmetrically as shown in FIG. As shown in FIG. 12 (b), the pressing force transmitting member 120 is abutted against the wide side plate 111 a via the abutting curved surface 121 abutted against the outer peripheral surface of the wound electrode group 170 and the insulating case 179. And an abutment plane 122.
  • the contact curved surface 121 is a surface contact surface in contact with the outer peripheral surface on one side in the x-axis direction of the wound electrode group 170, and has a curvature substantially the same as the curvature of the outer peripheral surface on one side in the x-axis direction It has a curved surface shape.
  • the contact plane 122 is provided in parallel to the wide side plate 111a.
  • Flat portions 123 parallel to the battery cover 112 and the bottom plate 111 c are provided at both ends in the z-axis direction of the pressing force transfer member 120.
  • Flat portions 125 parallel to the narrow side plate 111 b are provided at both ends in the y-axis direction of the pressing force transmitting member 120.
  • the pressing force transmitting member 120 is formed to increase in thickness from the center in the z-axis direction of the wound electrode group 170 to the end in the z-axis direction. Thereby, the space between the wound electrode group 170 and the battery can 111 is filled with the pressing force transmission member 120.
  • the dimension in the y-axis direction of the contact curved surface 121 is substantially equal to the dimension in the y-axis direction of the positive electrode coated portion 176a and the negative electrode coated portion 177a.
  • the abutting curved surface 121 is disposed to face the positive electrode coating portion 176a and the negative electrode coating portion 177a.
  • the space is filled with the electrolyte, and the electrolyte is smoothly permeated into the inside of the wound electrode group 170 from both end surfaces in the wound central axis W direction of the wound electrode group 170.
  • the pair of pressing force transmitting members 120 sandwich the wound electrode group 170 from both sides in the x-axis direction and cover with the insulating case 179 (not shown in FIG. 12). It is housed inside (see Figure 3). In addition, by fixing the insulating case 179 to the pressing force transmitting member 120 by heat welding or the like, the insertability can be improved.
  • the pressing force transmitting member 120 has the positive electrode joint portion 183 of the positive electrode current collector 180 and the negative electrode collector in the winding central axis W direction (that is, the y-axis direction) of the winding electrode group 170. It is disposed between the current collector 190 and the negative electrode bonding portion 193.
  • a pair of end plates 110A and 110B are disposed at both ends of the battery assembly 100 in the x-axis direction, and the single battery 101 and the battery holders 160A and 160B are x by the pair of end plates 110A and 110B. It is fixed in a state of being compressed a predetermined amount in the axial direction.
  • the pressing force (fastening force) in the x-axis direction is transmitted to the wide side plate 111 a of the unit cell 101 via the contact portion 164 of the battery holder 160 A, 160 B.
  • FIG. 13 is a partial enlarged view of FIG. 3 schematically showing how external pressing force acting on the unit cell 101 is transmitted to the wound electrode group 170 through the pressing force transmitting member 120. It is.
  • the pressing force acting on the wide side plate 111a from the contact portion 164 is schematically shown by the white arrow F1. Further, the pressing force acting on the wound electrode group 170 from the pressing force transmitting member 120 is schematically shown by a thick black arrow F2.
  • the pressing force F1 acts on the wide side plate 111a of the single cell 101 from the contact portion 164, the pressing force F1 is transmitted to the pressing force transmitting member 120, and from the contact curved surface 121 of the pressing force transmitting member 120.
  • a pressing force F2 acts on the wound electrode group 170.
  • the pressing force F2 acts on the entire outer peripheral surface of the wound electrode group 170 from the pressing force transmitting member 120 as illustrated. Do.
  • the adhesion of the laminate including the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b constituting the wound electrode group 170 can be improved, and the density of the wound electrode group 170 can be improved.
  • expansion in the x-axis direction and z-axis direction of the wound electrode group 170 can be suppressed at the time of charge and discharge, it is possible to suppress a decrease in density of the wound electrode group 170. As a result, the deterioration due to the deformation of the wound electrode group 170 can be prevented, and the battery life can be improved.
  • the unit cell 101 includes the pair of pressing force transmitting members 120 disposed so as to sandwich the wound electrode group 170. Therefore, when a pressing force acts on the wide side plate 111a from the outside of the battery container, the pressing force from the outside of the battery container is transmitted to the wound electrode group 170 via the pressing force transmitting member 120. That is, when the pair of end plates 110A and 110B are tightened by the shaft 130 and the nut 131 and fixed in a state in which the tightening force (pressing force) is maintained, this pressing force is through the battery holders 160A and 160B. It is transmitted to the wide side plate 111 a of each unit cell 101.
  • a space allowing expansion is formed between the wound electrode group 170 and the battery container, so expansion and contraction occur by repeating charging and discharging.
  • a gap is generated between the positive electrode 174 and the separators 173a and 173b or between the negative electrode 175 and the separators 173a and 173b, and the density of the wound electrode group 170 is reduced.
  • internal resistance increases and it becomes difficult to obtain a sufficient output.
  • the outer peripheral surface of the wound electrode group 170 can be held down by the pressing force transmitting member 120, the reduction of the density of the wound electrode group 170 is prevented, and the battery capacity is reduced. Can be suppressed over a long period of time.
  • the axial core 117 of the wound electrode group 170 is plate-like and has a shape in which the thickness decreases from the central portion in the z-axis direction toward both end portions in the z-axis direction. Thereby, the density of the wound electrode group 170 which is a laminated structure can be raised. That is, according to the present embodiment, the wound electrode group 170 can be maintained in the high density state for a long time.
  • the pressing force transmitting member 120 has a contact curved surface 121 as a surface contact surface that makes surface contact with the wound electrode group 170. As a result, the contact pressure can be reduced as compared to the case where point contact or line contact is made to the wound electrode group 170, so that local deformation of the wound electrode group 170 can be prevented. .
  • the battery holders 160A and 160B are provided with a plurality of contact portions 164, and the plurality of contact portions 164 extend in parallel with each other.
  • the space FP can be formed on both sides in the z-axis direction of the contact portion 164.
  • FIG. 14 is a view similar to FIG. 12 (b), and is a perspective view showing the pressing force transfer member 220 and the wound electrode group 170.
  • FIG. 15 is a view similar to FIG. 3 and is a schematic cross-sectional view of the unit cell 101 viewed from the narrow side plate 111 b side.
  • the same or corresponding parts as in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description will be omitted.
  • the difference from the first embodiment will be described in detail.
  • the pressing force transfer member 220 has a triangular prism shape whose cross section orthogonal to the winding central axis W of the winding electrode group 170 is triangular. In each unit cell 101, four pressing force transfer members 220 are accommodated. Each pressing force transmitting member 220 has the same shape, and is disposed at four corners in the battery container so as to be vertically symmetrical and laterally symmetrical as shown in FIG.
  • the pressing force transmitting member 220 has a contact slope 221 which is in contact with the outer peripheral surface of the wound electrode group 170, and a contact plane 222 which is in contact with the wide side plate 111a via the insulating case 179. .
  • the contact slope 221 is formed as a surface contact surface that slightly deforms the outer peripheral surface of the wound electrode group 170 and makes a surface contact when a pressing force from the outside of the battery container acts on the pressing force transfer member 220.
  • the contact plane 222 is provided in parallel to the wide side plate 111a.
  • the abutment slope 221 and the abutment plane 222 are connected by a rectangular plane 223.
  • the abutment slope 221, the abutment plane 222 and the rectangular plane 223 are connected by a triangular plane 225 provided at both ends in the y-axis direction.
  • the pair of pressing force transmitting members 220 disposed on the battery lid 112 side is disposed such that the rectangular flat surface 223 faces the battery lid 112 and the rectangular flat surface 223 is parallel to the battery lid 112.
  • the pair of pressing force transmitting members 220 disposed on the bottom plate 111 c side are disposed such that the rectangular flat surface 223 faces the bottom plate 111 c and the rectangular flat surface 223 is parallel to the bottom plate 111 c.
  • the triangular flat surface 225 of the pressing force transfer member 220 is disposed parallel to the narrow side plate 111 b.
  • the sharpest angle portion having the smallest angle size is located at the center side of the wound electrode group 170 in the z-axis direction.
  • the pressing force transmitting member 220 is formed to increase in thickness from the sharpest angle portion to the z-axis direction end portion. Thereby, the space between the wound electrode group 170 and the battery can 111 is substantially filled with the pressing force transmission member 220.
  • the single cell 101 is sandwiched by four pairs of contact portions 164.
  • An optional pair of abutment portions 164 is provided on a straight line SL parallel to the x-axis direction.
  • a pair of contact parts 164, a pair of wide side plates 111a, a pair of pressing force transmitting members 220, and a wound electrode group 170 are disposed on the straight line SL, and the axial core 117 of the wound electrode group 170 is also disposed on the straight line SL. It is done. That is, the shaft core 117 is disposed on a straight line SL connecting the pair of pressing force transmitting members 220 with each other.
  • the contact portion 164, the pressing force transmitting member 220, and the axial center 117 are arranged so as to overlap with each other.
  • a pair of pressing force transmitting members 220 is disposed on the battery lid 112 side so as to sandwich the wound electrode group 170. Further, a pair of pressing force transmitting members 220 is disposed on the bottom plate 111 c side so as to sandwich the wound electrode group 170. That is, in the second embodiment, two pairs of pressing force transmitting members 220 are disposed so as to sandwich the wound electrode group 170, and the pressing force from the outside of the battery container is broken through the pressing force transmitting members 220. It is transmitted to the circulation electrode group 170. According to such a second embodiment, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained.
  • the present invention is not limited to this.
  • the thickness TB of the axial center portion may be made larger than the thickness TA of both ends so that the imaginary line VL shown in b) is inclined toward the both ends of the axial core 117 at a predetermined inclination angle ⁇ . Therefore, for example, as shown in FIG. 16, the wound electrode group 170 may be formed by the substantially rhombus-shaped axis 317.
  • the outer peripheral surface of the axial center 317 is a pair of wide yamagata-shaped wide slopes inclined from the vertex P1 defining the maximum thickness of the central portion to the point P2 defining the thickness of both ends It comprises a surface 317W, a large diameter arc surface 317A connecting the wide surfaces 317W, and a chamfered portion 317R connecting the wide surface 317W and the arc surface 317A.
  • the wide surface 317W is a flat surface which inclines to the outer peripheral surface of both ends from the plate-like axial center front and rear center portion.
  • the wide surface 317W is an inclined plane having a relatively steep angle ⁇ in the direction of both ends.
  • the apex P1 of the mountain shape of the wide surface 317W is R-chamfered to reduce the friction between the laminate and the shaft core 317 when winding the laminate including the positive electrode 174, the negative electrode 175, and the separators 173a and 173b. .
  • the clamping force B can be generated.
  • no gap is generated between the positive electrode 174 and the separators 173a and 173b and between the negative electrode 175 and the separators 173a and 173b, and the density of the wound electrode group 170 is increased. Capacity can be increased.
  • the insulating portions 163A and 163B include the rectangular flat substrate 166 and a plurality of contact portions 164 provided to project in the x-axis direction from the end surface of the substrate 166 in the x-axis direction.
  • the substrate 166 may be omitted, and a plurality of rod-like members may be bridged as the contact portion 164 between the pair of side plate contact portions, and the rod-like member may be brought into contact with the unit cell 101.
  • the number and shape of the contact portions 164 are not limited to the above embodiment.
  • the configuration may be any configuration as long as the unit cell 101 can be sandwiched from both sides and pressing force can be applied from the side of the battery can 111.
  • By increasing the number of the contact portions 164 it is possible to suppress local bending of the pressing force transmission member 120 and to apply pressing force to the wound electrode group 170 more uniformly.
  • the shapes of the pressing force transmitting members 120 and 220 are not limited to the above-described embodiment.
  • the pressing force transfer member may be configured to transfer the pressing force from the outside of the battery container to the wound electrode group 170.
  • the pressing force transmitting member preferably has a configuration in which the thickness decreases from the center in the z-axis direction of the wound electrode group 170 toward the end.
  • the pair of end plates 110A and 110B, the shaft 130, and the nut 131 constitute a holding mechanism, and the pair of end plates 110A and 110B are tightened by the shaft 130 and the nut 131.
  • the unit cell 101 and the battery holders 160A and 160B are held between the pair of end plates 110A and 110B, but the present invention is not limited to this.
  • a U-shaped plate member is disposed outside the battery holders 160A and 160B in the z-axis direction, and the pair of end plates 110A and 110B are
  • the plurality of single cells 101 may be held by sandwiching the plate-like members and screwing the plate-like members to the end plates 110A and 110B.
  • the plate-like member includes a flat plate portion extending in the x-axis direction along the battery holders 160A and 160B, and a bent portion formed by bending 90 degrees at both ends of the flat plate portion in the x-axis direction. Are abutted to the end plates 110A and 110B and screwed.
  • the pressing force transmitting member may be disposed between the winding electrode group 170 and the side plate of the battery case parallel to the winding central axis W of the winding electrode group 170.
  • a pair of pressing force transmitting members 120 are provided to sandwich the wound electrode group 170 in one unit cell 101, and in the one unit cell 101 in the second embodiment, although two pairs of pressing force transmitting members 220 are provided to sandwich the wound electrode group 170, the present invention is not limited thereto.
  • the single battery 101 may be provided with three or more pairs of pressing force transmitting members.
  • the material of the positive electrode terminal 104, the positive electrode current collector 180, and the positive electrode foil 171 is not limited to aluminum, and may be an aluminum alloy.
  • the material of the negative electrode terminal 105, the negative electrode current collector 190, and the negative electrode foil 172 is not limited to copper, and may be a copper alloy.
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polystyrene polystyrene
  • polybutadiene butyl rubber
  • nitrile rubber styrene / butadiene rubber
  • polysulfide rubber nitrocellulose, cyanoethyl cellulose, various latexes, acrylonitrile, vinyl fluoride, fluoride
  • Polymers such as vinylidene, fluorinated propylene, fluorinated chloroprene and mixtures thereof may be used.
  • lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is mixed in a mixed solution of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) as a non-aqueous electrolytic solution.
  • EC ethylene carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • a general lithium salt may be used as electrolyte, and it should just be the non-aqueous electrolyte which melt
  • the electrolyte LiClO 4, LiAsF 6, LiBF 4, LiB (C 6 H 5) 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, etc. or a mixture thereof can be used.
  • organic solvents propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ⁇ -butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, Diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitonyl, or a mixture of two or more of these solvents may be used, and the mixing ratio is not limited.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is applied to a battery assembly usable for other electric vehicles such as railway vehicles such as hybrid electric trains, combination vehicles such as buses, lorries such as trucks, industrial vehicles such as battery-type forklift trucks, etc. It is also good.
  • the present invention may be applied to a battery pack incorporated into a stationary power storage device.

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Abstract

　リチウムイオン二次電池の充放電に伴って捲回電極群が変形することを抑制する。リチウムイオン二次電池は、正極電極と負極電極とセパレータとを板状の軸芯１１７に捲回してなる捲回電極群１７０と、捲回電極群１７０を収容する直方体形状の電池容器と、捲回電極群１７０の外周面と、捲回電極群１７０の捲回中心軸に平行な電池容器の側板との間に配置され、電池容器の外部からの押圧力を捲回電極群１７０に伝達する押圧力伝達部材１２０とを備える。板状の軸芯１１７は、中央部から両端部に向かって厚みが薄くなっている。押圧力伝達部材１２０は、捲回電極群１７０を挟むように、少なくとも一対設けられている。

Description

リチウムイオン二次電池および組電池
　本発明は、リチウムイオン二次電池および複数のリチウムイオン二次電池を電気的に接続した組電池に関する。
　ハイブリッド型の電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として、エネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池が知られている。
　角形のリチウムイオン二次電池においては、正極電極、負極電極およびセパレータを重ね合せた積層体に張力を与えながら板状の軸芯を回転させることで扁平形状の捲回電極群が形成される。捲回電極群は、電池容器の電池蓋に設けられた正極端子および負極端子に電気的に接続される。捲回電極群は、電池容器の電池缶に収容され、電池缶の開口部は電池蓋で封止溶接される。二次電池は、捲回電極群を収容した電池容器の注液孔から電解液が注液された後、注液栓が挿入されてレーザ溶接により封止溶接されることで形成される。
　特許文献１には、扁平形状の捲回電極群の密度を高めるために、略楕円形断面の軸芯を用いて捲回電極群を製造する方法が記載されている。
国際公開ＷＯ２０１２／００４８８６号公報
　上記特許文献１に記載の軸芯を用いて形成される扁平状の捲回電極群は、一端部から中央部に向かって捲回電極群の厚みが徐々に大きくなって、中央部で厚みが最大となり、中央部から他端部に向かって捲回電極群の厚みが徐々に小さくなっている。捲回電極群は、捲回中心軸方向から見た形状が略楕円形状を呈している。このため、捲回電極群の外周面と角形の電池容器との間の隙間は、捲回電極群の中央部から両端部に向かうにつれて大きくなる。
　ところで、近年では、電池の大容量化が要望されている。大容量化に伴い、電池容器と略楕円形状の捲回電極群の外周面との隙間は大きくなる傾向にある。捲回電極群と電池容器との間の隙間が大きくなりすぎると、捲回電極群の膨張量を大きく許容することになり、充放電が繰り返され、捲回電極群が膨張、収縮することで、捲回電極群が変形するおそれがある。このため、電池の外部から押圧力を加える必要があるが、略楕円形状の軸芯を用いた電池では電池容器と捲回電極群との間に隙間があるため捲回電極群の膨張、収縮を効率的に抑制することが困難である。
　請求項１に記載のリチウムイオン二次電池は、正極電極と負極電極とセパレータとを板状の軸芯に捲回してなる捲回電極群と、捲回電極群を収容する直方体形状の電池容器と、捲回電極群の外周面と、捲回電極群の捲回中心軸に平行な電池容器の側板との間に配置され、電池容器の外部からの押圧力を捲回電極群に伝達する押圧力伝達部材とを備え、板状の軸芯は、中央部から両端部に向かって厚みが薄くなっており、押圧力伝達部材は、捲回電極群を挟むように、少なくとも一対設けられていることを特徴とする。
　請求項５に記載の組電池は、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池を複数備え、複数のリチウムイオン二次電池が電気的に接続された組電池であって、複数のリチウムイオン二次電池は、側板同士が対向するように並べて配置され、隣り合うリチウムイオン二次電池同士の間に設けられた電池ホルダと、複数のリチウムイオン二次電池と、電池ホルダとを挟持する挟持機構とを備え、電池ホルダには、リチウムイオン二次電池の側板に接する当接部が設けられ、当接部からリチウムイオン二次電池の側板に外部からの押圧力が作用し、押圧力伝達部材を介して電池容器の外部からの押圧力が捲回電極群に伝達されることを特徴とする。
　本発明によれば、リチウムイオン二次電池の充放電に伴って捲回電極群が変形することを抑制することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る組電池の外観斜視図。 図１のＩＩ－ＩＩ線切断断面模式図。 図２の部分拡大図。 図１の組電池を構成する単電池の斜視図。 （ａ）は単電池を幅広側板側から見た断面模式図、（ｂ）は単電池を幅狭側板側から見た断面模式図。 単電池の電池容器に収容される捲回電極群を示す斜視図。 捲回電極群の軸芯を示す斜視図。 軸芯に正極電極、負極電極およびセパレータを巻き付けるときの状態を示す斜視図。 （ａ）は、軸芯に正極電極、負極電極およびセパレータを巻き付けるときの状態を示す断面模式図、（ｂ）は、正極電極および負極電極の締付力に影響を与える仮想線の傾斜角について説明する図。 捲回電極群に作用する張力によって発生する締付力を説明する概念図。 集電体と捲回電極群との接続工程を説明する図。 捲回電極群と押圧力伝達部材を示す斜視図。 単電池に作用する外部からの押圧力が押圧力伝達部材を介して捲回電極群に伝達される様子を模式的に示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る単電池に用いられる押圧力伝達部材と捲回電極群とを示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態に係る単電池を幅狭側板側から見た断面模式図。 本発明の変形例に係る単電池における捲回電極群の軸芯の断面模式図。
　以下、図面を参照して、本発明をハイブリッド型の電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される蓄電装置に組み込まれる組電池であって、角形リチウムイオン二次電池（以下、単電池と記す）を複数備えた組電池に適用した実施の形態について説明する。なお、説明の都合上、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸からなる座標系を図示の通りに設定する。
－第１の実施の形態－
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る組電池１００の外観斜視図である。図２は図１のＩＩ－ＩＩ線切断断面模式図であり、図３は図２の部分拡大図である。なお、図２および図３では、外部端子と捲回電極群とを電気的に接続する集電体の図示を省略している。図１に示すように、組電池１００は、８個の単電池１０１を有している。複数の単電池１０１は、ｘ軸方向に並べて配置されており、後述するエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂ、電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂおよびシャフト１３０を含んで構成される一体化機構によって一体的に組み立てられている。
　各単電池１０１は、扁平な直方体形状であって、側面のうちで広い面積を有する幅広側板１１１ａ（図４参照）同士が対向するように並べて配置されている。隣接する単電池１０１同士は、電池蓋１１２に設けられた正極端子１０４および負極端子１０５の位置が逆転するように、向きが反転して配置されている。
　図１に示すように、隣り合う各単電池１０１の正極端子１０４と負極端子１０５とは金属製の平板状導電部材であるバスバー１０９によって電気的に接続されている。すなわち、本実施の形態に係る組電池１００を構成する複数の単電池１０１は、電気的に直列に接続されている。
　ｘ軸方向両端に配置される単電池１０１のうちの一方の単電池１０１の正極端子１０４、および、他方の単電池１０１の負極端子１０５には、不図示の他の組電池に電気的に直列または並列に不図示の導電部材により接続されるか、不図示の電力取り出し用の配線に不図示の導電部材により接続される。
　図１および図２に示すように、並置された複数の単電池１０１は、電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂを介して、ｘ軸方向、すなわち組電池１００の長手方向の両端側から一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂにより挟持されている。エンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂは、単電池１０１の幅広側板１１１ａ（図４参照）に対応した矩形平板状とされている。エンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂのｙ軸方向両端におけるｚ軸方向中央には貫通孔（不図示）が設けられており、貫通孔には後述するシャフト１３０が挿通されている。
　電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの材質は、絶縁性を有する樹脂である。電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂは、隣り合う単電池１０１間に配置される中間ホルダ１６０Ａと、ｘ軸方向一端に配置される単電池１０１とエンドプレート１１０Ａとの間、および、ｘ軸方向他端に配置される単電池１０１とエンドプレート１１０Ｂとの間に配置される端部ホルダ１６０Ｂとを有している。
　中間ホルダ１６０Ａは、単電池１０１の幅狭側板１１１ｂ（図４参照）に当接される側板当接部１６１Ａ（図１参照）と、単電池１０１の電池蓋１１２に当接される蓋当接部１６２Ａ（図１参照）と、単電池１０１間に配置される絶縁部１６３Ａ（図１および図２参照）とを有している。端部ホルダ１６０Ｂは、単電池１０１の幅狭側板１１１ｂ（図４参照）に当接される側板当接部１６１Ｂ（図１参照）と、単電池１０１の電池蓋１１２に当接される蓋当接部１６２Ｂ（図１参照）と、単電池１０１とエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂとの間に配置される絶縁部１６３Ｂ（図１および図２参照）とを有している。
　図２に示すように、絶縁部１６３Ａは、矩形平板状の基板１６６と、基板１６６のｘ軸方向両端面からｘ軸方向に突出して設けられた複数の当接部１６４とを有している。同様に、絶縁部１６３Ｂは、矩形平板状の基板１６６と、基板１６６のｘ軸方向一端面からｘ軸方向に突出して設けられた複数の当接部１６４とを有している。複数の当接部１６４は、それぞれｙ軸方向に平行に延在している。つまり、複数の当接部１６４は、互いに平行に延在している。当接部１６４は、電池缶１１１の幅広側板１１１ａに当接されている。
　図３を参照して、一の単電池１０１に着目して説明する。単電池１０１は、四対の当接部１６４によって挟持されている。任意の一対の当接部１６４は、ｘ軸方向に平行な直線ＳＬ上に設けられている。直線ＳＬ上には、一対の当接部１６４、一対の幅広側板１１１ａ、一対の押圧力伝達部材１２０、捲回電極群１７０が配置され、捲回電極群１７０の軸芯１１７も直線ＳＬに配置されている。すなわち、後述する一対の押圧力伝達部材１２０同士を結ぶ直線ＳＬ上に軸芯１１７が配置されている。換言すれば、幅広側板１１１ａ側から見たときに、当接部１６４と、押圧力伝達部材１２０と、軸芯１１７とが重なるように配置されている。
　四対の当接部１６４は、捲回電極群１７０の捲回中心軸Ｗを通るｘ軸方向に平行な直線ＣＬ上を避けて配置されている。捲回電極群１７０の外周面と幅広側板１１１ａとの距離は、直線ＣＬ上が最も短くなる。後述する押圧力伝達部材１２０は、捲回電極群１７０の外周面と幅広側板１１１ａとの隙間を埋めるように、捲回電極群１７０の外周面と幅広側板１１１ａとの間に配置されているため、押圧力伝達部材１２０は直線ＣＬ上で最も厚みが薄い。本実施の形態では、直線ＣＬからｚ軸方向に所定距離だけ離れた位置に当接部１６４を配置するようにした。これにより、当接部１６４から単電池１０１に押圧力が作用したときに、押圧力伝達部材１２０の最も厚みの薄い部分に直接的に押圧力が作用することを防止できる。
　図２に示すように、当接部１６４のｚ軸方向両側には、電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂと電池缶１１１の幅広側板１１１ａとによって流路としての空間部ＦＰが形成される。電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの側板当接部１６１Ａ，１６１Ｂには、空間部ＦＰに連通する開口部１６５Ａ，１６５Ｂが設けられている（図１参照）。したがって、開口部１６５Ａ，１６５Ｂから冷却風としての空気を導入することで、単電池１０１を冷却することができる。ｙ軸方向一端部の開口部１６５Ａ，１６５Ｂから導入された空気は空間部ＦＰを通過して単電池１０１を冷却し、単電池１０１との熱交換により暖められた空気はｙ軸方向他端部の開口部１６５Ａ，１６５Ｂから排出される。
　図１に示すように、各電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの側板当接部１６１Ａ，１６１Ｂのｚ軸方向中央には貫通孔（不図示）が設けられており、この貫通孔にはシャフト１３０が挿通されている。
　シャフト１３０は、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂおよび複数の電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの貫通孔に挿入され、ｘ軸方向に平行に延在している。シャフト１３０の両端部には、おねじが形成されている。エンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂの外側からナット１３１をシャフト１３０の両端部に装着することで、ナット１３１のねじ込み量に応じた押圧力（締付力）が、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂから複数の単電池１０１および電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂからなる積層モジュールに対して作用する。これにより、２枚のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂに挟まれた電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂが所定量圧縮された状態で保持される。
　電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの当接部１６４から電池缶１１１のｘ軸方向両側の幅広側板１１１ａに押圧力が作用するため、各単電池１０１が電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂを介してエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂにより保持される。幅広側板１１１ａに作用した押圧力は、押圧力伝達部材１２０を介して捲回電極群１７０に作用する。つまり、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂに挟まれる単電池１０１と電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂにｘ軸方向の締付力が作用することで、捲回電極群１７０が所定位置で保持され、充放電により捲回電極群１７０が膨張することを防止できる。押圧力伝達部材１２０の構成については、後述する。
　各単電池１０１同士の間やエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂと単電池１０１との間に絶縁部１６３Ａ，１６３Ｂが介在しているため、絶縁性が確保されるとともに、各単電池１０１のｙ軸方向における相対位置が規定される。
　組電池１００を構成する単電池１０１について説明する。組電池１００を構成する複数の単電池１０１は、いずれも同様の構造である。図４は、単電池１０１を示す斜視図である。
　図４に示すように、単電池１０１は、電池缶１１１と電池蓋１１２とを有する角形の電池容器を備えている。電池缶１１１および電池蓋１１２の材質は、いずれもアルミニウムである。電池缶１１１は、一端に開口部を有する矩形箱状とされる。電池蓋１１２は、矩形平板状であって、電池缶１１１の開口部を塞ぐように溶接されている。つまり、電池蓋１１２は、電池缶１１１を封止している。
　電池容器は、中空の直方体形状とされ、幅の広い面を有する幅広側板１１１ａ同士が対向し、幅の狭い面を有する幅狭側板１１１ｂ同士が対向し、電池蓋１１２と電池缶１１１の底板１１１ｃとが対向している。図１に示すように、各単電池１０１は、電池蓋１１２および底板１１１ｃがｘｙ平面に平行となるように、幅狭側板１１１ｂがｘｚ平面と平行となるように、幅広側板１１１ａがｙｚ平面に平行となるように配置されている。
　図３に示すように、電池缶１１１には、蓄電要素である捲回電極群１７０が絶縁ケース１７９に覆われた状態で収容されている。絶縁ケース１７９は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂からなり、電池蓋１１２側が開口された矩形箱状に形成され、電池容器の内面に沿って配置される。
　図５（ａ）は単電池１０１を幅広側板１１１ａ側から見た断面模式図であり、図５（ｂ）は単電池１０１を幅狭側板１１１ｂ側から見た断面模式図である。図５では、押圧力伝達部材１２０を便宜上、２点鎖線のハッチングで示している。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ－Ａ線切断断面を示しているが、便宜上かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号も付している。図４および図５に示すように、電池蓋１１２には、正極端子１０４および負極端子１０５が配設されている。正極端子１０４の材質はアルミニウムであり、負極端子１０５の材質は銅である。
　図５に示すように、正極端子１０４は、円柱形状の外部端子部１４１と、ガスケット１０６ａを介して電池蓋１１２に当接される鍔部１４２と、鍔部１４２の電池蓋１１２側の面から電池蓋１１２側に向かって突出する円柱形状の突部１４３とを有している。突部１４３は、ガスケット１０６ａの貫通孔、電池蓋１１２の貫通孔、ガスケット１０６ｂの貫通孔、および、後述する正極集電体１８０の端子接続部１８１の貫通孔に挿通され、先端が電池容器内において正極集電体１８０の端子接続部１８１にかしめられてカシメ部１４３ａが形成される。カシメ部１４３ａと端子接続部１８１とは、かしめ固定された後、レーザによりスポット溶接される。これにより、正極端子１０４と正極集電体１８０とが電気的に接続されるとともに、正極端子１０４および正極集電体１８０のそれぞれが電池蓋１１２に固定される。
　負極端子１０５は、円柱形状の外部端子部１５１と、ガスケット１０６ａを介して電池蓋１１２に当接される鍔部１５２と、鍔部１５２の電池蓋１１２側の面から電池蓋１１２側に向かって突出する円柱形状の突部１５３とを有している。突部１５３は、ガスケット１０６ａの貫通孔、電池蓋１１２の貫通孔、ガスケット１０６ｂの貫通孔、および、後述する負極集電体１９０の端子接続部１９１の貫通孔に挿通され、先端が電池容器内において負極集電体１９０の端子接続部１９１にかしめられてカシメ部１５３ａが形成される。カシメ部１５３ａと端子接続部１９１とは、かしめ固定された後、レーザによりスポット溶接される。これにより、負極端子１０５と負極集電体１９０とが電気的に接続されるとともに、負極端子１０５および負極集電体１９０のそれぞれが電池蓋１１２に固定される。
　正極端子１０４の外部端子部１４１および負極端子１０５の外部端子部１５１には、それぞれおねじが形成されている。図１に示すように、隣接する単電池１０１の正極端子１０４と負極端子１０５とは、金属製の板材からなるバスバー１０９によって電気的に接続される。バスバー１０９は、図示しないナットによって正極端子１０４の外部端子部１４１、および、負極端子１０５の外部端子部１５１に締結されている。
　ガスケット１０６ａ，１０６ｂは、絶縁性を有する樹脂からなる。ガスケット１０６ａは、円環状の円環部と、電池蓋１０２の貫通孔に挿入される円筒部とを有している。ガスケット１０６ｂは、円環状に形成されている。図５に示すように、正極端子１０４の鍔部１４２と電池蓋１１２との間にはガスケット１０６ａが配置され、正極端子１０４と電池蓋１１２とが電気的に絶縁されている。同様に、負極端子１０５の鍔部１５２と電池蓋１１２との間にはガスケット１０６ｂが配置され、負極端子１０５と電池蓋１１２とが電気的に絶縁されている。正極集電体１８０の端子接続部１８１と電池蓋１１２との間にはガスケット１０６ｂが配置され、正極集電体１８０と電池蓋１１２とが電気的に絶縁されている。同様に、負極集電体１９０の端子接続部１９１と電池蓋１１２との間にはガスケット１０６ｂが配置され、負極集電体１９０と電池蓋１１２とが電気的に絶縁されている。
　正極端子１０４は、正極集電体１８０を介して、捲回電極群１７０の正極、すなわち正極未塗工部１７６ｂ（正極箔１７１の露出部）の積層部（図６参照）に電気的に接続されている。負極端子１０５は、負極集電体１９０を介して、捲回電極群１７０の負極、すなわち負極未塗工部１７７ｂ（負極箔１７２の露出部）の積層部（図６参照）に電気的に接続されている。このため、正極端子１０４および負極端子１０５を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、正極端子１０４および負極端子１０５を介して外部発電電力が捲回電極群１７０に供給されて充電される。
　図６は、捲回電極群１７０を、その捲回終端部側を展開した状態の斜視図である。捲回電極群１７０は、長尺状の正極電極１７４および負極電極１７５をセパレータ１７３ａ，１７３ｂを介在させて板状の軸芯１１７に捲回することで形成される。その結果、捲回電極群１７０は、積層構造となる。軸芯１１７の構成と、捲回方法については後述する。
　正極電極１７４は、正極活物質合剤が正極箔１７１の両面に塗工された正極塗工部１７６ａと、正極活物質合剤が正極箔１７１の両面に塗工されていない正極未塗工部１７６ｂとを有している。正極未塗工部１７６ｂは、長尺状の正極箔１７１の一方の長辺側端部に設けられている。正極活物質合剤は、正極活物質に結着材（バインダ）が配合されてなる。負極電極１７５は、負極活物質合剤が負極箔１７２の両面に塗工された負極塗工部１７７ａと、負極活物質合剤が負極箔１７２の両面に塗工されていない負極未塗工部１７７ｂとを有している。負極未塗工部１７７ｂは、長尺状の負極箔１７２の一方の長辺側端部に設けられている。負極活物質合剤は、負極活物質に結着材（バインダ）が配合されてなる。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。
　正極箔１７１は、厚さ２０～３０μｍ程度のアルミニウム箔であり、負極箔１７２は、厚さ１５～２０μｍ程度の銅箔である。セパレータ１７３ａ，１７３ｂの素材はリチウムイオンが通過可能な微多孔質のポリエチレン樹脂である。
　正極塗工部１７６ａは、正極活物質としてのリチウム含有複合酸化物粉末と、導電材としての鱗片状黒鉛と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比８５：１０：５で混合し、これに分散溶媒であるＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練して得られた正極合剤のスラリを、正極箔１７１の両面に塗布して作製される。その後、乾燥、プレス、裁断することにより正極電極１７４が形成される。
　負極塗工部１７７ａは、負極活物質としての人造黒鉛粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比９３：７で混合し、これに分散溶媒のＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加し、混練して得られた負極合剤のスラリを、負極箔１７２の両面に塗布して作製される。その後、乾燥、プレス、裁断することにより負極電極１７５が形成される。
　捲回電極群１７０は、捲回電極群１７０の幅方向（軸芯１１７の回転中心である捲回中心軸Ｗ方向）の一端部に正極未塗工部１７６ｂ（正極箔１７１の露出部）の積層部が設けられ、捲回電極群１７０の幅方向の他端部に負極未塗工部１７７ｂ（負極箔１７２の露出部）の積層部が設けられている。正極未塗工部１７６ｂの積層部は、後述する正極集電体１８０の正極接合部１８３と超音波接合により電気的に接続される（図５参照）。負極未塗工部１７７ｂの積層部は、後述する負極集電体１９０の負極接合部１９３と超音波接合により電気的に接続される（図５参照）。
　図５に示すように、捲回電極群１７０は、捲回中心軸Ｗが幅広側板１１１ａおよび電池蓋１１２および底板１１１ｃと平行となるように電池容器内に収容される。捲回電極群１７０は、捲回中心軸Ｗに直交する断面の形状が、略楕円形状を呈しており、長軸方向一端部が電池蓋１１２に対向し、長軸方向他端部が底板１１１ｃに対向するように、電池容器内に配置される。
　図７～図１０を参照して、軸芯１１７の形状と正極電極１７４および負極電極１７５を軸芯１１７に捲回する捲回方法を説明する。なお、図９（ａ）では、セパレータ１７３ａ、負極電極１７５、セパレータ１７３ｂ、正極電極１７４が明瞭になるように、これらの厚さを誇張して示している。
　図７に示すように、軸芯１１７は、捲回中心軸Ｗに直交する断面が扁平な略楕円形状とされている。軸芯１１７は、捲回方向になだらかに（緩やかに）湾曲した一対の幅広面１１７Ｗと、これら幅広面１１７Ｗを連結する面取部１１７Ｒとを有する。幅広面１１７Ｗと面取部１１７Ｒは軸芯１１７の外周面を構成し、この外周面に、正極電極１７４、負極電極１７５、およびセパレータ１７３ａ，１７３ｂが捲回される。幅広面１１７Ｗは、長軸方向中央部から長軸方向両端部に向かって下り勾配で傾斜した円弧面である。
　軸芯１１７の捲回中心軸Ｗ方向の一端面（Ｃ矢視部）には、捲回装置（図示省略）の回転軸（図示省略）に係合する一対の孔１１７ｈが、捲回中心軸Ｗから離間した位置に穿設されている。
　図８および図９（ａ）は、軸芯１１７に正極電極１７４、負極電極１７５およびセパレータ１７３ａ，１７３ｂを捲回し始めるときの様子を示す図である。なお、図９（ａ）は、図８のＩＸ－ＩＸ線断面図である。図８および図９（ａ）に示すように、軸芯１１７に正極電極１７４、負極電極１７５およびセパレータ１７３ａ，１７３ｂを捲回する際には、一方の幅広面１１７Ｗの幅方向中央部に、セパレータ１７３ａの端部１７３Ｅを熱溶着して固定し、内側から、セパレータ１７３ａ、負極電極１７５、セパレータ１７３ｂ、正極電極１７４の順序で重ねる。積層に際しては、セパレータ１７３ａの端部１７３Ｅより少しずらした状態で、セパレータ１７３ａの上に負極電極１７５の端部が配置される。負極電極１７５の上には、負極電極１７５の端部を覆うようセパレータ１７３ｂが配置され、セパレータ１７３ｂの上には、正極電極１７４が配置される。
　この積層状態で、軸芯１１７を捲回中心軸Ｗを回転中心としてＴ方向に回転させて、正極電極１７４、負極電極１７５、セパレータ１７３ａ，１７３ｂを張力をかけながら渦巻き状に捲回することで、扁平な略楕円形状の捲回電極群１７０が得られる。つまり、捲回電極群１７０の最外周表面は、捲回方向に曲率を有する曲面形状とされている。なお、巻き終わり側においてはセパレータ１７３ｂのみを２～３周程度捲回する。正極電極１７４、負極電極１７５、およびセパレータ１７３ａ，１７３ｂの積層体は、軸芯１１７の外周面において、長軸方向一端部から中央部へは上がり勾配で、中央部から長軸方向他端部へは下り勾配で捲回されている。
　図７に示すように、軸芯１１７の捲回中心軸Ｗ方向の長さはＬ１、幅方向（長軸方向）の長さはＬ２（＜Ｌ１）である。図９（ａ）に示すように、板状の軸芯１１７は、長軸方向中央部から両端部に向かって厚みが薄くなっており、軸芯１１７の中央部の肉厚はＴＢ、幅方向の両端部の肉厚はＴＡ（＜ＴＢ）である。図９（ｂ）は、正極電極１７４および負極電極１７５の締付力に影響を与える仮想線ＶＬの傾斜角θについて説明する図である。図９（ｂ）に示すように、幅広面１１７Ｗの最大厚みＴＢを規定する軸芯外周面上の頂点Ｐ１と両端部の厚みＴＡを規定する軸芯外周面上の点Ｐ２とを結ぶ仮想線ＶＬの傾斜角θは、正極電極１７４および負極電極１７５の締付力に影響を与える要因である。図９（ｂ）において、Ｌ３は、軸芯両端の点Ｐ２間の距離である。
　図１０は、捲回電極群１７０に作用する張力Ａによって発生する締付力Ｂを説明する概念図である。図１０に示すように、捲回時には、正極電極１７４、負極電極１７５、および、セパレータ１７３ａ，１７３ｂには長手方向に張力Ａ、Ａ’が付与される。この張力Ａ、Ａ’にともなって、軸芯１１７の幅広面１１７Ｗにおいて、正極電極１７４、負極電極１７５、セパレータ１７３ａ，１７３ｂの積層体には、軸芯１１７に向かう内向きの締付力Ｂが作用する。締付力Ｂは式（１）で表される。
　　締付力Ｂ＝ＡｓｉｎθまたはＡ’ｓｉｎθ　　　　　・・・（１）
　正極電極１７４、負極電極１７５、セパレータ１７３ａ，１７３ｂの積層体は、外周方向に広がる弾性力を有するが、式（１）で示される締付力Ｂは、この弾性力に抗しつつ、正極電極１７４、負極電極１７５、セパレータ１７３ａ，１７３ｂを緊密に締め付ける。本実施の形態では、積層体に張力を与えながら軸芯１１７を回転する際、軸芯１１７の一端部から中央部の間の積層体には、その長手方向の一方向に張力Ａが与えられ、一方、軸芯１１７の中央部から他端部の間の積層体には、長手方向の他方向に張力Ａ’が与えられるように、軸芯１１７を回転して積層体を捲回することで、捲回電極群１７０が作製される。
　軸芯１１７の外周面で積層されている正極電極１７４および負極電極１７５は、それらの長手方向に作用する張力Ａ，Ａ’によって軸芯１１７の中心部に向けて締付力（付勢力）Ｂを発生する。これによって、正極電極１７４とセパレータ１７３ａ，１７３ｂとの間、ならびに、負極電極１７５とセパレータ１７３ａ，１７３ｂとの間に隙間が生じることはなく、捲回電極群１７０は密度が高められ、単電池１０１の容量を高めることができる。締付力Ｂは、傾斜角θが大きいほど大きくなる。
　図５を参照して、正極集電体１８０および負極集電体１９０の構成について説明する。正極集電体１８０の材質はアルミニウムであり、負極集電体１９０の材質は銅である。
　正極集電体１８０は、電池蓋１１２の内面に沿って配置される矩形平板状の端子接続部１８１と、端子接続部１８１のｘ軸方向両端部から略直角に曲がって、電池缶１１１の幅広側板１１１ａに沿いながら電池缶１１１の底板１１１ｃに向かって延在する一対の平板部１８２と、平板部１８２の下端に設けた連結部１８６により接続される一対の正極接合部１８３とを備えている。正極接合部１８３は、捲回電極群１７０の正極電極１７４に超音波接合される部分であり、捲回電極群１７０の表面の形状に対応した形状とされている。
　同様に、負極集電体１９０は、電池蓋１１２の内面に沿って配置される矩形平板状の端子接続部１９１と、端子接続部１９１のｘ軸方向両端部から略直角に曲がって、電池缶１１１の幅広側板１１１ａに沿いながら電池缶１１１の底板１１１ｃに向かって延在する一対の平板部１９２と、平板部１９２の下端に設けた連結部１９６により接続される一対の負極接合部１９３とを備えている。負極接合部１９３は、捲回電極群１７０の負極電極１７５に超音波接合される部分であり、捲回電極群１７０の表面の形状に対応した形状とされている。
　図１１は、集電体と捲回電極群との接続工程を説明する図である。正極集電体１８０と捲回電極群１７０の正極未塗工部１７６ｂとの接続工程と、負極集電体１９０と捲回電極群１７０の負極未塗工部１７７ｂとの接続工程とは、同様の工程である。このため、負極集電体１９０と捲回電極群１７０の負極未塗工部１７７ｂとの接続工程を代表して説明する。なお、図１１では、便宜上かっこ書きで正極側の構成要素の参照番号も付している。
　正極集電体１８０および負極集電体１９０、正極端子１０４および負極端子１０５を電池蓋１１２に取り付け、電池蓋組立体を形成する。ここで、負極集電体１９０は、図１１（ａ）に示すように、一対の負極接合部１９３間の寸法が捲回電極群１７０の厚み寸法に比べて大きく設定されている。捲回電極群１７０を一対の負極接合部１９３間に挿入する。図１１（ａ）において白抜き矢印で示すように、平板部１９２と連結部１９６との境界部分を曲げることで、図１１（ｂ）に示すように、負極接合部１９３を捲回電極群１７０の負極未塗工部１７７ｂに当接させる。負極未塗工部１７７ｂと負極接合部１９３とを超音波接合法などにより接合する。正極集電体１８０についても同様にして正極接合部１８３を捲回電極群１７０の正極未塗工部１７６ｂに当接させ、正極未塗工部１７６ｂと正極接合部１８３とを超音波接合法などにより接合する。これにより、正極集電体１８０および負極集電体１９０が捲回電極群１７０に電気的および機械的に接続される。
　図４に示すように、電池蓋１１２には、注液部１０７が設けられている。注液部１０７には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔が穿設されている。注液孔は、電解液注入後に注液栓によって封止される。注液栓は、溶接によって電池蓋１１２に固定される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）およびエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を体積比で１：１：１の割合で混合した混合溶媒中に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１モル／リットルの濃度で溶解してなる非水電解液を用いることができる。電解液が電池缶１１１に注入されると、捲回電極群１７０の内部全域には、電解液が含浸される。
　図４に示すように、電池蓋１１２の中央部分には、ガス排出弁１０３が形成されている。単電池１０１の容器表面に設けられるガス排出弁１０３は、内圧作用時の応力集中度合が相対的に高くなるように、プレスによって電池蓋１１２を部分的に薄肉化することで形成されている。これにより、電池容器内が所定圧力（たとえば、約１ＭＰａ）に達すると、ガス排出弁１０３が優先的に破壊されて、ガスが電池容器の外部上方に向かって排出される。
　図１および図２に示すように、組電池１００の上部には、複数の単電池１０１の各々のガス排出弁１０３から排出されるガスを車両外部に案内するダクト１０８が設けられている。ダクト１０８は、組電池１００の長手方向、すなわちｘ軸方向に沿って延在するように形成されている。ダクト１０８は、ｘ軸方向両端部において、エンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂに取り付けられている。
　図２に示すように、ダクト１０８は、各単電池１０１のガス排出弁１０３に対応する位置に、ダクト１０８へのガス導入用開口が形成されている。ガス排出弁１０３とダクト１０８との接続部には、絶縁性を有する樹脂からなるシール部材１１５が配設されている。
　各単電池１０１の底板１１１ｃは、熱伝導シート１１８を介して冷却プレート１１９に熱的に結合されている。冷却プレート１１９の材質は、熱伝導性に優れた材質であり、たとえばアルミニウムである。冷却プレート１１９は、直方体形状に形成され、図２に示すように、内部にエチレングリコール水溶液などの冷却媒体が流れる冷媒流路が直線的に設けられている。熱伝導シート１１８は、良好な熱伝導性と良好な電気的絶縁性を有している。熱伝導シート１１８には、たとえば熱伝導率１～５Ｗ／ｍ・Ｋ程度のものを採用することが好ましい。
　図１２は、捲回電極群１７０と押圧力伝達部材１２０を示す斜視図である。本実施の形態に係る単電池１０１は、電池容器の外部からの押圧力を捲回電極群１７０に伝達する押圧力伝達部材１２０を備えている。図３および図１２に示すように、押圧力伝達部材１２０は、捲回電極群１７０を挟むように、一対設けられている。押圧力伝達部材１２０は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）などの耐薬品性のある樹脂材からなる。なお、単電池１０１の充放電時の内部抵抗に起因する発熱で、捲回電極群１７０が温度上昇することを抑制するために、樹脂材に熱伝導率の高い酸化アルミニウムや炭酸カルシウム、窒化アルミニウムなどの無機フィラーを配合してもよい。捲回電極群１７０で発生した熱は、押圧力伝達部材１２０を介して電池容器に伝わり、空間部ＦＰに流通される空気によって組電池１００の外部に放熱される。
　一対の押圧力伝達部材１２０は、それぞれ同様の形状とされ、図３に示すように左右対称に配置されている。図１２（ｂ）に示すように、押圧力伝達部材１２０は、捲回電極群１７０の外周面に当接される当接曲面１２１と、絶縁ケース１７９を介して幅広側板１１１ａに当接される当接平面１２２とを有している。当接曲面１２１は、捲回電極群１７０のｘ軸方向一方側の外周面に面接触する面接触面であり、捲回電極群１７０のｘ軸方向一方側の外周面の曲率と略同じ曲率となる曲面形状とされている。当接平面１２２は、幅広側板１１１ａに平行に設けられている。押圧力伝達部材１２０のｚ軸方向両端には、電池蓋１１２および底板１１１ｃに平行な平面部１２３が設けられている。押圧力伝達部材１２０のｙ軸方向両端には、幅狭側板１１１ｂに平行な平面部１２５が設けられている。
　図３に示すように、押圧力伝達部材１２０は捲回電極群１７０のｚ軸方向中央からｚ軸方向端部に亘って厚みが増加するように形成されている。これにより、捲回電極群１７０と電池缶１１１との間の空間が、押圧力伝達部材１２０で埋められる。
　図１２に示すように、当接曲面１２１のｙ軸方向寸法は、正極塗工部１７６ａおよび負極塗工部１７７ａのｙ軸方向寸法と略等しい大きさとされている。当接曲面１２１は、正極塗工部１７６ａおよび負極塗工部１７７ａに対向するように配置される。一対の押圧力伝達部材１２０を正極塗工部１７６ａ、負極塗工部１７７ａおよびセパレータ１７３ａ，１７３ｂの積層部を挟むように配置することで、正極未塗工部１７６ｂと幅広側板１１１ａとの間や負極未塗工部１７７ｂと幅広側板１１１ａとの間に空間を形成することができる。このため、電解液の注液工程において、電解液をこの空間に満たし、捲回電極群１７０の捲回中心軸Ｗ方向両端面から電解液をスムーズに捲回電極群１７０の内部に浸透させることができる。
　一対の押圧力伝達部材１２０は、図１２（ａ）に示すように、捲回電極群１７０をｘ軸方向両側から挟み、絶縁ケース１７９（図１２において不図示）で覆った状態で電池缶１１１内に収容される（図３参照）。なお、絶縁ケース１７９を押圧力伝達部材１２０に熱溶着等により固定することで、挿入性を向上することができる。図５（ａ）に示すように、押圧力伝達部材１２０は、捲回電極群１７０の捲回中心軸Ｗ方向（すなわちｙ軸方向）において、正極集電体１８０の正極接合部１８３と負極集電体１９０の負極接合部１９３との間に配置される。
　図１および図２に示すように、組電池１００のｘ軸方向両端には一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂが配置され、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂによって単電池１０１および電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂがｘ軸方向に所定量圧縮された状態で固縛されている。ｘ軸方向の押圧力（締付力）は、電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの当接部１６４を介して単電池１０１の幅広側板１１１ａに伝達される。
　図１３は、図３の部分拡大図であって、単電池１０１に作用する外部からの押圧力が押圧力伝達部材１２０を介して捲回電極群１７０に伝達される様子を模式的に示す図である。図１３では、当接部１６４から幅広側板１１１ａに作用する押圧力を白抜きの矢印Ｆ１で模式的に示している。また、押圧力伝達部材１２０から捲回電極群１７０に作用する押圧力を黒の太線矢印Ｆ２で模式的に示している。図１３に示すように、単電池１０１の幅広側板１１１ａに当接部１６４から押圧力Ｆ１が作用すると、押圧力Ｆ１が押圧力伝達部材１２０に伝わり、押圧力伝達部材１２０の当接曲面１２１から捲回電極群１７０に押圧力Ｆ２が作用する。
　当接曲面１２１が捲回電極群１７０の外周面とほぼ同じ曲率を有しているため、図示するように、押圧力伝達部材１２０から捲回電極群１７０の外周面全体に押圧力Ｆ２が作用する。この結果、捲回電極群１７０を構成する正極電極１７４、負極電極１７５およびセパレータ１７３ａ，１７３ｂからなる積層体の密着性を向上させ、捲回電極群１７０の密度を向上させることができる。また、充放電時に、捲回電極群１７０のｘ軸方向およびｚ軸方向の膨張を抑えることができるため、捲回電極群１７０の密度が低下することを抑制できる。その結果、捲回電極群１７０の変形に伴う劣化を防止することができ、電池寿命の向上を図ることができる。
　以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
　（１）単電池１０１は、捲回電極群１７０を挟むようにして配置される一対の押圧力伝達部材１２０を備えている。このため、電池容器の外部から幅広側板１１１ａに押圧力が作用すると、この電池容器外部からの押圧力が押圧力伝達部材１２０を介して捲回電極群１７０に伝達される。つまり、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂがシャフト１３０とナット１３１により締め付けられ、その締付力（押圧力）が維持された状態で固定されると、この押圧力は電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂを介して各単電池１０１の幅広側板１１１ａに伝わる。ｘ軸方向に単電池１０１を圧縮させるように押圧力が作用すると、この押圧力は押圧力伝達部材１２０を介して捲回電極群１７０に伝わる。その結果、充放電の際の捲回電極群１７０の膨張を抑制することができるため、捲回電極群１７０の密度が低下することを防止して、電池容量の低減を長期に亘って抑制することができる。
　一方、押圧力伝達部材１２０を備えていない単電池では、捲回電極群１７０と電池容器との間に膨張を許容する空間が形成されてしまうため、充放電を繰り返すことで、膨張・収縮が繰り返され、正極電極１７４とセパレータ１７３ａ，１７３ｂとの間や、負極電極１７５とセパレータ１７３ａ，１７３ｂとの間に隙間が生じ、捲回電極群１７０の密度が低下する。この結果、内部抵抗が増加し、十分な出力を得ることが困難となる。これに対して、本実施の形態では、押圧力伝達部材１２０で捲回電極群１７０の外周面を押さえつけることができるため、捲回電極群１７０の密度の低下を防止して、電池容量の低減を長期に亘って抑制することができる。
　（２）捲回電極群１７０の軸芯１１７は、板状であって、ｚ軸方向中央部からｚ軸方向両端部に向かって厚みが薄くなる形状とした。これにより、積層構造体である捲回電極群１７０の密度を高めることができる。つまり、本実施の形態によれば、長期に亘って、捲回電極群１７０が高密度状態であることを維持することができる。
　（３）押圧力伝達部材１２０は、捲回電極群１７０と面接触する面接触面としての当接曲面１２１を有している。これにより、捲回電極群１７０に点接触される場合や線接触される場合に比べて、接触圧力を低減することができるため、捲回電極群１７０の局所的な変形を防止することができる。
　（４）電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂには当接部１６４が複数設けられ、複数の当接部１６４は互いに平行に延在している。これにより、当接部１６４のｚ軸方向両側に空間部ＦＰを形成することができる。この空間部ＦＰに冷却風としての空気を送り込むことで、単電池１０１を効果的に冷却することができる。
－第２の実施の形態－
　図１４および図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４は図１２（ｂ）と同様の図であり、押圧力伝達部材２２０と捲回電極群１７０とを示す斜視図である。図１５は図３と同様の図であり、単電池１０１を幅狭側板１１１ｂ側から見た断面模式図である。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。以下、第１の実施の形態との相違点について詳しく説明する。
　押圧力伝達部材２２０は、捲回電極群１７０の捲回中心軸Ｗに直交する断面が三角形状とされた三角柱形状である。各単電池１０１には、４つの押圧力伝達部材２２０が収容されている。各押圧力伝達部材２２０は、同様の形状であり、図１５に示すように上下対称および左右対称となるように、電池容器内の四隅に配置されている。
　押圧力伝達部材２２０は、捲回電極群１７０の外周面に当接される当接斜面２２１と、絶縁ケース１７９を介して幅広側板１１１ａに当接される当接平面２２２とを有している。当接斜面２２１は、押圧力伝達部材２２０に電池容器外部からの押圧力が作用したときに捲回電極群１７０の外周面を僅かに変形させて面接触する面接触面として形成されている。当接平面２２２は、幅広側板１１１ａに平行に設けられている。当接斜面２２１と当接平面２２２とは矩形平面２２３により接続されている。当接斜面２２１、当接平面２２２および矩形平面２２３は、ｙ軸方向両端に設けられた三角形平面２２５により接続されている。
　電池蓋１１２側に配置される一対の押圧力伝達部材２２０は、矩形平面２２３が電池蓋１１２に対向するように、かつ、矩形平面２２３が電池蓋１１２と平行となるように配置されている。底板１１１ｃ側に配置される一対の押圧力伝達部材２２０は、矩形平面２２３が底板１１１ｃに対向するように、かつ、矩形平面２２３が底板１１１ｃと平行となるように配置されている。押圧力伝達部材２２０の三角形平面２２５は、幅狭側板１１１ｂと平行となるように配置されている。
　図１５に示すように、押圧力伝達部材２２０は捲回電極群１７０のｚ軸方向中央側に角の大きさが最も小さい最鋭角部が位置している。押圧力伝達部材２２０は、この最鋭角部からｚ軸方向端部に亘って厚みが増加するように形成されている。これにより、捲回電極群１７０と電池缶１１１との間の空間が、押圧力伝達部材２２０でほぼ埋められる。
　図１５に示すように、単電池１０１は、四対の当接部１６４によって挟持されている。任意の一対の当接部１６４は、ｘ軸方向に平行な直線ＳＬ上に設けられている。直線ＳＬ上には、一対の当接部１６４、一対の幅広側板１１１ａ、一対の押圧力伝達部材２２０、捲回電極群１７０が配置され、捲回電極群１７０の軸芯１１７も直線ＳＬに配置されている。すなわち、一対の押圧力伝達部材２２０同士を結ぶ直線ＳＬ上に軸芯１１７が配置されている。換言すれば、幅広側板１１１ａ側から見たときに、当接部１６４と、押圧力伝達部材２２０と、軸芯１１７とが重なるように配置されている。
　第２の実施の形態では、捲回電極群１７０を挟むように、電池蓋１１２側に一対の押圧力伝達部材２２０が配置されている。さらに、捲回電極群１７０を挟むように、底板１１１ｃ側に一対の押圧力伝達部材２２０が配置されている。すなわち、第２の実施の形態では、捲回電極群１７０を挟むように、二対の押圧力伝達部材２２０が配置され、電池容器の外部からの押圧力が押圧力伝達部材２２０を介して捲回電極群１７０に伝達される。このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
　次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
　（１）上述した実施の形態では、軸芯１１７の形状を略楕円形状とした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図１０に示すように、幅広面１１７Ｗに沿った正極電極１７４および負極電極１７５に、捲回時の張力で発生する張力Ａ、Ａ’にともなう締付力Ｂが生じるためには、図９（ｂ）に示す仮想線ＶＬが所定の傾斜角θで軸芯１１７の両端部に向かって傾斜するように、軸芯中央部の肉厚ＴＢを両端部の肉厚ＴＡよりも大きくすればよい。このため、たとえば、図１６に示すように、略菱形形状の軸芯３１７で捲回電極群１７０を形成してもよい。
　図１６に示すように、軸芯３１７の外周面は、中央部の最大厚みを規定する頂点Ｐ１から、両端部の厚みを規定する点Ｐ２に向かって傾斜角θで傾斜する山形の一対の幅広面３１７Ｗと、これら幅広面３１７Ｗを連結する大径の円弧面３１７Ａと、幅広面３１７Ｗと円弧面３１７Ａとを連結する面取部３１７Ｒとよりなる。幅広面３１７Ｗは、板状の軸芯表裏中央部から両端部の外周面にそれぞれ傾斜する平面である。
　幅広面３１７Ｗは、両端部方向に比較的急峻な角度θを有する傾斜平面である。なお、幅広面３１７Ｗの山形の頂点Ｐ１はＲ面取りされ、正極電極１７４、負極電極１７５およびセパレータ１７３ａ，１７３ｂからなる積層体の捲回時に、積層体と軸芯３１７との摩擦が軽減されている。
　このように、軸芯３１７を略菱形形状とした場合でも、締付力Ｂを生じさせることができる。その結果、正極電極１７４とセパレータ１７３ａ，１７３ｂとの間、ならびに、負極電極１７５とセパレータ１７３ａ，１７３ｂとの間に隙間が生じることはなく、捲回電極群１７０は密度が高められ、単電池１０１の容量を高めることができる。
　（２）上述の実施の形態では、絶縁部１６３Ａ，１６３Ｂは、矩形平板状の基板１６６と、基板１６６のｘ軸方向端面からｘ軸方向に突出して設けられた複数の当接部１６４とを有している例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、基板１６６を省略し、一対の側板当接部間に複数の棒状部材を当接部１６４として架け渡し、この棒状部材を単電池１０１に当接させるようにしてもよい。
　（３）当接部１６４の数、形状は、上記した実施の形態に限定されない。単電池１０１を両側から挟み込み、電池缶１１１の側方から押圧力を付与できる構成であればよい。当接部１６４の数を増加させることで、押圧力伝達部材１２０が局所的に撓むことを抑制し、捲回電極群１７０へより均一に押圧力を作用させることができる。
　（４）押圧力伝達部材１２０，２２０の形状は、上記した実施の形態に限定されない。押圧力伝達部材は、電池容器の外部からの押圧力を捲回電極群１７０に伝達する構成であればよい。なお、押圧力伝達部材は、捲回電極群１７０のｚ軸方向中央から端部に向かって厚みが薄くなる構成であることが好ましい。
　（５）上述した実施の形態では、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂと、シャフト１３０と、ナット１３１とで挟持機構を構成し、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂをシャフト１３０とナット１３１とで締付けることにより、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂ間の単電池１０１および電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂを挟持するようにしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂを貫通するシャフト１３０に代えて、ｚ軸方向矢視でコ字状の板状部材を電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂの外側に配置して、一対のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂを板状部材で挟み込み、板状部材をエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂにねじ締結することで、複数の単電池１０１を挟持してもよい。この板状部材は、電池ホルダ１６０Ａ，１６０Ｂに沿うようにしてｘ軸方向に延在する平板部と、平板部のｘ軸方向両端部で９０度屈曲してなる屈曲部とを備え、屈曲部がエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂに当接し、ねじ締結される。
　（６）上述した実施の形態では、幅広側板１１１ａと捲回電極群１７０との間に押圧力伝達部材１２０，２２０を配置する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。押圧力伝達部材は、捲回電極群１７０の捲回中心軸Ｗに平行な電池容器の側板と、捲回電極群１７０との間に配置すればよい。なお、上述した実施の形態のように、捲回中心軸Ｗに平行な電池容器の側板（幅広側板１１１ａ、電池蓋１１２、および底板１１１ｃ）のうち、広い面を有する側板（幅広側板１１１ａ）と、捲回電極群１７０との間に押圧力伝達部材を配置することで、捲回電極群１７０の膨張を効果的に抑えることができるため、好適である。
　（７）第１の実施の形態では一の単電池１０１において、捲回電極群１７０を挟むように一対の押圧力伝達部材１２０を設け、第２の実施の形態では一の単電池１０１において、捲回電極群１７０を挟むように二対の押圧力伝達部材２２０を設けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。一の単電池１０１に三対以上の押圧力伝達部材を設けるようにしてもよい。
　（８）正極端子１０４、正極集電体１８０および正極箔１７１の材質は、アルミニウムに限定されることなく、アルミニウム合金としてもよい。負極端子１０５、負極集電体１９０および負極箔１７２の材質は、銅に限定されることなく、銅合金としてもよい。
　（９）上述した実施の形態では、結着剤として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を例示したが、本発明はこれに限定されない。ポリフッ化ビニリデンに代えて、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体およびこれらの混合体などを使用するようにしてもよい。
　（１０）上述した実施の形態では、非水電解液として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の混合溶液中に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を溶解した非水電解液を例示したが、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液であればよい。たとえば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、
ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２－ジメトキシエタン、１，２－ジエトキシエタン、γ－ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよく、混合配合比についても限定されるものではない。
　（１１）上述した実施の形態では、ハイブリッド型の電気自動車や純粋な電気自動車に搭載される蓄電装置に組み込まれる組電池１００について説明したが本発明はこれに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの蓄電装置に利用可能な組電池に本発明を適用してもよい。定置用の蓄電装置に組み込まれる組電池に本発明を適用してもよい。
　本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
　１００　組電池、１０１　単電池、１０３　ガス排出弁、１０４　正極端子、１０５　負極端子、１０６ａ　ガスケット、１０６ｂ　ガスケット、１０７　注液部、１０８　ダクト、１０９　バスバー、１１０Ａ，１１０Ｂ　エンドプレート、１１１　電池缶、１１１ａ　幅広側板、１１１ｂ　幅狭側板、１１１ｃ　底板、１１２　電池蓋、１１５　シール部材、１１７　軸芯、１１７Ｒ　面取部、１１７Ｗ　幅広面、１１７ｈ　孔、１１８　熱伝導シート、１１９　冷却プレート、１２０　押圧力伝達部材、１２１　当接曲面、１２２　当接平面、１２３　平面部、１２５　平面部、１３０　シャフト、１３１　ナット、１４１　外部端子部、１４２　鍔部、１４３　突部、１４３ａ　カシメ部、１５１　外部端子部、１５２　鍔部、１５３　突部、１５３ａ　カシメ部、１６０Ａ　中間ホルダ、１６０Ｂ　端部ホルダ、１６１Ａ，１６１Ｂ　側板当接部、１６２Ａ，１６２Ｂ　蓋当接部、１６３Ａ，１６３Ｂ　絶縁部、１６４　当接部、１６５Ａ，１６５Ｂ　開口部、１６６　基板、１７０　捲回電極群、１７１　正極箔、１７２　負極箔、１７３Ｅ　端部、１７３ａ，１７３ｂ　セパレータ、１７４　正極電極、１７５　負極電極、１７６ａ　正極塗工部、１７６ｂ　正極未塗工部、１７７ａ　負極塗工部、１７７ｂ　負極未塗工部、１７９　絶縁ケース、１８０　正極集電体、１８１　端子接続部、１８２　平板部、１８３　正極接合部、１８６　連結部、１９０　負極集電体、１９１　端子接続部、１９２　平板部、１９３　負極接合部、１９６　連結部、２２０　押圧力伝達部材、２２１　当接斜面、２２２　当接平面、２２３　矩形平面、２２５　三角形平面、３１７　軸芯、３１７Ａ　円弧面、３１７Ｒ　面取部、３１７Ｗ　幅広面

Claims (6)

  1. 　正極電極と負極電極とセパレータとを板状の軸芯に捲回してなる捲回電極群と、
    　前記捲回電極群を収容する直方体形状の電池容器と、
    　前記捲回電極群の外周面と、前記捲回電極群の捲回中心軸に平行な前記電池容器の側板との間に配置され、前記電池容器の外部からの押圧力を前記捲回電極群に伝達する押圧力伝達部材とを備え、
    　前記板状の軸芯は、中央部から両端部に向かって厚みが薄くなっており、
    　前記押圧力伝達部材は、前記捲回電極群を挟むように、少なくとも一対設けられていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  2. 　請求項１に記載のリチウムイオン二次電池において、
    　前記一対の押圧力伝達部材同士を結ぶ直線上に前記軸芯が配置されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  3. 　請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池において、
    　前記押圧力伝達部材は、前記捲回電極群と面接触する面接触面を有していることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  4. 　請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池において、
    　電池容器の一の面に配置される正極端子および負極端子と、
    　前記正極電極と前記正極端子とを接続する正極集電体と、
    　前記負極電極と前記負極端子とを接続する負極集電体とを備え、
    　前記正極電極は、正極箔の端部に正極活物質合剤が塗工されていない正極未塗工部が形成され、
    　前記負極電極は、負極箔の端部に負極活物質合剤が塗工されていない負極未塗工部が形成され、
    　前記捲回電極群の捲回中心軸方向の一端部には前記正極未塗工部が配置され、
    　前記捲回電極群の捲回中心軸方向の他端部には前記負極未塗工部が配置され、
    　前記正極集電体は、前記正極未塗工部に接合される正極接合部を有し、
    　前記負極集電体は、前記負極未塗工部に接合される負極接合部を有し、
    　前記押圧力伝達部材は、前記捲回電極群の捲回中心軸方向において、前記正極接合部と前記負極接合部との間に配置されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  5. 　請求項１に記載のリチウムイオン二次電池を複数備え、前記複数のリチウムイオン二次電池が電気的に接続された組電池であって、
    　前記複数のリチウムイオン二次電池は、前記側板同士が対向するように並べて配置され、
    　隣り合うリチウムイオン二次電池同士の間に設けられた電池ホルダと、
    　前記複数のリチウムイオン二次電池と、前記電池ホルダとを挟持する挟持機構とを備え、
    　前記電池ホルダには、前記リチウムイオン二次電池の側板に接する当接部が設けられ、　前記当接部から前記リチウムイオン二次電池の側板に前記外部からの押圧力が作用し、前記押圧力伝達部材を介して前記電池容器の外部からの押圧力が前記捲回電極群に伝達されることを特徴とする組電池。
  6. 　請求項５に記載の組電池において、
    　前記電池ホルダには、前記当接部が複数設けられ、
    　前記複数の当接部は、互いに平行に延在していることを特徴とする組電池。
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