WO2017138583A1 - 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 - Google Patents

蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017138583A1
WO2017138583A1 PCT/JP2017/004645 JP2017004645W WO2017138583A1 WO 2017138583 A1 WO2017138583 A1 WO 2017138583A1 JP 2017004645 W JP2017004645 W JP 2017004645W WO 2017138583 A1 WO2017138583 A1 WO 2017138583A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
electrode body
positive electrode
current collector
pair
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/004645
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋喜 森永
寛人 渡辺
訓良 胸永
Original Assignee
株式会社Gsユアサ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Gsユアサ filed Critical 株式会社Gsユアサ
Priority to JP2017566988A priority Critical patent/JP6874695B2/ja
Publication of WO2017138583A1 publication Critical patent/WO2017138583A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/26Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a power storage element including an electrode body and a current collector connected to the electrode body, and a method for manufacturing the power storage element.
  • a power storage element that includes an electrode body and a current collector and has the configuration in which the electrode body and the current collector are connected is widely known.
  • the end portion of the electrode body may be caught by the leg portions, and the electrode body may be damaged.
  • An object of the present invention is to provide a power storage element and a method for manufacturing the power storage element that can prevent the electrode body from being damaged when the electrode body and the current collector are connected.
  • An energy storage device includes a wound electrode body and a current collector connected to the electrode body, and the current collector is connected to a terminal connection portion and the terminal connection portion.
  • a pair of leg portions extending in one direction and arranged in a second direction orthogonal to the first direction, the electrode body has a first portion disposed between the pair of leg portions;
  • a part has a front-end
  • the electrode body can be prevented from being damaged when the electrode body and the current collector are connected.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the external appearance of the energy storage device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing components disposed in the container of the electricity storage element.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the power storage element.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the positive electrode current collector.
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the positive electrode current collector.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the electrode body.
  • FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the electrode body.
  • FIG. 8 is a plan view showing a state in which the electrode body is connected to the positive electrode current collector.
  • An energy storage device includes a wound electrode body and a current collector connected to the electrode body, and the current collector is connected to a terminal connection portion and the terminal connection portion.
  • a pair of leg portions extending in one direction and arranged in a second direction orthogonal to the first direction, the electrode body has a first portion disposed between the pair of leg portions;
  • a part has a front-end
  • the electrode body is formed with a tip portion and a portion (second portion) narrower than the tip portion in a portion (first portion) disposed between the pair of leg portions of the current collector. ing. Since the second portion having a narrow width is formed in the first part of the electrode body, the width of the entire first part can be narrowed. Thus, when the first part is inserted between the pair of legs of the current collector, the first part is prevented from being caught by the legs, and the first part is interposed between the pair of legs. Can be inserted easily. For this reason, when connecting an electrode body and a collector, it can suppress that an electrode body is damaged.
  • the second part may have a curved side surface in the second direction.
  • the second part may have a shape in which side surfaces on both sides in the second direction are recessed.
  • the second part may be formed easily by forming the second part by recessing the first end part from both sides.
  • the distance between the pair of leg portions may be smaller than the maximum width of the electrode body in the second direction.
  • the electrode body has the second part, The first part can be easily inserted between the pair of legs.
  • the current collector further includes a connecting portion that connects the pair of leg portions, and the pair of leg portions is arranged such that a space between the pair of leg portions is narrower on the connecting portion side.
  • the second part may be formed at an end of the first part on the side of the connecting part.
  • the first part of the electrode body can be easily inserted between the pair of legs even in a current collector having a narrow gap on the connecting part side. For this reason, in an electrical storage element, when connecting an electrode body and a collector, it can suppress that an electrode body is damaged.
  • the first part may have a third part wider in the second direction than the second part at a position sandwiching the second part with the tip part.
  • the second part can be easily formed because the second part may be formed by recessing the first part of the electrode body and the third part.
  • the third part may be a joint part joined to the pair of leg parts.
  • the second part can be easily formed because the second part may be formed by recessing the first part of the electrode body and the joint part.
  • the second part may be arranged at a position overlapping the innermost curved portion of the electrode body as viewed from the second direction.
  • the electrode body when viewed from the second direction, when the second part is arranged closer to the tip than the innermost curved part, the electrode plate is crushed when forming the second part, and the sharp edge is May occur.
  • the second part when the second part is arranged closer to the center than the innermost curved portion, the second part is formed by repulsion of the electrode plate in order to form the second part where it overlaps the winding space. It becomes difficult.
  • the second part when viewed from the second direction, the second part is disposed at a position overlapping the innermost curved portion, thereby suppressing the sharp edge that occurs when forming the second part, The second part can be easily formed.
  • a method for manufacturing a power storage element includes an electrode body, and a current collector connected to the electrode body and having a pair of legs extending in a first direction and arranged in a second direction.
  • a first portion having an end portion of the electrode body is pressed in the second direction, and the end portion is pressed against the end portion in the first direction than the tip portion of the first portion.
  • a joining step of joining the parts includes an electrode body, and a current collector connected to the electrode body and having a pair of legs extending in a first direction and arranged in a second direction.
  • the first part having the end of the electrode body is pressed to form the second part having a width narrower than that of the tip at the end, and the first part is It arrange
  • the present invention can be realized not only as such a power storage element and a manufacturing method thereof, but also as an electrode body provided in the power storage element and a manufacturing method thereof.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an external appearance of a power storage device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing components arranged in the container 100 of the electricity storage device 10.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where the container main body 111 is separated from the power storage element 10.
  • FIG. 2 shows a state after the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600 are joined to the electrode bodies 410 and 420.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the electricity storage device 10.
  • FIG. 3 shows a state before the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600 are joined to the electrode bodies 410 and 420.
  • the container main body 111 is not shown.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction shown in these drawings are directions orthogonal to each other.
  • the Z-axis direction is shown as the up-down direction, and the Z-axis direction will be described below as the up-down direction. Since the Z-axis direction may not be the vertical direction depending on the usage, the Z-axis direction is not limited to the vertical direction. The same applies to the subsequent drawings.
  • the electricity storage element 10 is a secondary battery that can charge electricity and discharge electricity, and more specifically, is a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the electric storage element 10 is applied to an automobile power source such as an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), an electronic device power source, an electric power storage power source, and the like.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid electric vehicle
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle
  • the storage element 10 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, a capacitor, or a primary battery. .
  • a rectangular (rectangular) power storage element 10 is illustrated, but the shape of the power storage element 10 is not limited to a rectangular shape, and may be a cylindrical shape, a long cylindrical shape, or the like. And it can also be set as a laminate-type electrical storage element.
  • the electricity storage element 10 includes a container 100, a positive electrode terminal 200, and a negative electrode terminal 300. As shown in FIG. 2, electrode bodies 410 and 420, a positive electrode current collector 500, and a negative electrode current collector 600 are accommodated in the container 100.
  • a gas exhaust valve for releasing the pressure when the pressure in the container 100 rises and an electrode body
  • An insulating film or the like that wraps 410, 420, or the like may be disposed.
  • a liquid such as an electrolytic solution (nonaqueous electrolyte) is enclosed in the container 100, but the illustration of the liquid is omitted.
  • electrolytic solution nonaqueous electrolyte
  • the container 100 includes a container main body 111 having a rectangular cylindrical shape and a bottom, and a lid 110 that is a plate-like member that closes the opening of the container main body 111. After accommodating the electrode bodies 410, 420 and the like inside the container 100, the lid body 110 and the container body 111 are welded to seal the inside.
  • the material of the lid 110 and the container main body 111 is not particularly limited, and can be a weldable metal such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, for example. Alternatively, a resin can be used.
  • the electrode bodies 410 and 420 are two power storage elements (power generation elements) that include a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator and can store electricity. Electrode bodies 410 and 420 are arranged side by side in the Y-axis direction.
  • the positive electrode plates included in the electrode bodies 410 and 420 are obtained by forming a positive electrode active material layer on a positive electrode base material layer which is a long current collector foil made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the negative electrode plate is obtained by forming a negative electrode active material layer on a negative electrode base material layer, which is a long strip-shaped current collector foil made of copper, a copper alloy, or the like.
  • the separator for example, a microporous sheet made of resin or a nonwoven fabric can be used.
  • the current collector foil known materials such as nickel, iron, stainless steel, titanium, calcined carbon, conductive polymer, conductive glass, and Al—Cd alloy can be appropriately used.
  • the electrode bodies 410 and 420 are formed by winding layers arranged so that a separator is sandwiched between a positive electrode plate and a negative electrode plate. Specifically, the electrode bodies 410 and 420 are wound such that the positive electrode plate and the negative electrode plate are shifted from each other in the direction of the winding axis (in this embodiment, a virtual axis parallel to the X-axis direction) via the separator. It has been turned. In the positive electrode plate and the negative electrode plate, the portion where the active material is not applied (the active material layer is not formed) and the base material layer is exposed (the active material is not applied) at the edge portions in the respective shifted directions. Part).
  • the electrode body 410 has a positive electrode focusing portion 411 in which an active material uncoated portion of a positive electrode plate is stacked and bundled at one end portion in the winding axis direction (end portion on the positive side in the X-axis direction).
  • the electrode body 420 has a positive electrode focusing portion 421 at one end in the winding axis direction (end on the plus side in the X-axis direction).
  • the electrode body 410 has a negative electrode focusing portion 412 in which an active material uncoated portion of a negative electrode plate is laminated and bundled at the other end portion in the winding axis direction (end portion on the negative side in the X-axis direction).
  • the electrode body 420 has a negative electrode focusing portion 422 at the other end in the winding axis direction (end on the minus side in the X-axis direction).
  • the thickness of the active material uncoated portion (current collector foil) of the positive electrode plate and the negative electrode plate is about 5 ⁇ m to 20 ⁇ m, and each of the positive electrode focusing portions 411 and 421 and the negative electrode focusing portions 412 and 422 For example, 30 to 40 uncoated portions are formed by bundling.
  • the detailed configuration of the positive electrode focusing portions 411 and 421 and the negative electrode focusing portions 412 and 422 included in the electrode bodies 410 and 420 will be described later.
  • any known material can be used as long as it is a positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions.
  • a composite oxide represented by Li x MO y (M represents at least one transition metal) (Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x MnO 3 , Li x Ni y Co (1-y) O 2 , Li x Ni y Mn z Co (1-yz) O 2 , Li x Ni y Mn (2-y) O 4 ), or Li w Me x (XO y ) z (Me represents at least one kind of transition metal, and X represents, for example, P, Si, B, V) polyanion compounds (LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO) 4 ) 3 , Li 2 MnSi
  • the elements or polyanions in these compounds may be partially substituted with other elements or anion species.
  • conductive polymer compounds such as disulfide, polypyrrole, polyaniline, polyparastyrene, polyacetylene, and polyacene materials, pseudographite-structured carbonaceous materials, and the like are included, but the invention is not limited thereto. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
  • the negative electrode active material used for the negative electrode active material layer a known material can be appropriately used as long as it is a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions.
  • a known material can be appropriately used as long as it is a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions.
  • lithium metal and lithium alloys lithium metal-containing alloys such as lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloys
  • lithium can be occluded / released.
  • Alloys carbon materials (for example, graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.), metal oxides, lithium metal oxides (Li 4 Ti 5 O 12 etc.), polyphosphate compounds Etc. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
  • an elliptical shape is illustrated as a cross-sectional shape of the electrode bodies 410 and 420, but an elliptical shape or the like may be used.
  • the electrode body is not limited to the winding type, and may be a shape in which flat plate plates are laminated, a shape in which the electrode plates are folded in a bellows shape, or the like.
  • the positive terminal 200 is an electrode terminal electrically connected to the positive plates of the electrode bodies 410 and 420
  • the negative terminal 300 is an electrode terminal electrically connected to the negative plates of the electrode bodies 410 and 420.
  • the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 are made of metal, lead out the electricity stored in the electrode bodies 410 and 420 to the external space of the electricity storage element 10, and also store the electricity in the electrode bodies 410 and 420. Electricity is introduced into 10 internal spaces.
  • the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 are attached to the lid body 110 disposed above the electrode bodies 410 and 420.
  • the positive electrode terminal 200 has a shaft portion 210 inserted into the through hole 110 a of the lid body 110 and the opening portion 511 of the positive electrode current collector 500, and is caulked.
  • the lid body 110 is fixed.
  • the shaft portion 310 is inserted into the through hole 110 b of the lid body 110 and the opening 611 of the negative electrode current collector 600 and caulked, so that the negative electrode current collector 600 and the negative electrode current collector 600 are attached to the lid body 110. Fixed.
  • the material of the positive electrode terminal 200 is not limited, for example, it is formed of aluminum or an aluminum alloy as in the case of the positive electrode base layer of the electrode bodies 410 and 420.
  • the material of the negative electrode terminal 300 is also not limited.
  • the shaft portion 310 is formed of copper or a copper alloy as in the case of the negative electrode base layer of the electrode bodies 410 and 420, and the portion other than the shaft portion 310 is made of aluminum. Alternatively, it is made of an aluminum alloy or the like.
  • Gaskets are arranged between the lid 110 and the positive electrode terminal 200 and between the lid 110 and the positive electrode current collector 500 in order to ensure insulation and airtightness. Yes. The same applies to the negative electrode side.
  • the positive electrode current collector 500 is disposed in the vicinity of the positive electrode converging portions 411 and 421 of the electrode bodies 410 and 420, and is electrically connected to the positive electrode terminal 200 and the positive electrode plate of the electrode bodies 410 and 420, and has rigidity and conductivity. It is a member provided with.
  • the negative electrode current collector 600 is disposed in the vicinity of the negative electrode converging portions 412 and 422 of the electrode bodies 410 and 420, and has electrical conductivity and rigidity electrically connected to the negative electrode terminal 300 and the negative electrode plates of the electrode bodies 410 and 420. It is a member provided with.
  • the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600 are conductive plate-like members arranged in a bent state along the side wall and the lid body 110 from the side wall of the container body 111 to the lid body 110.
  • the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600 are fixedly connected (joined) to the lid 110.
  • the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600 are fixedly connected (joined) to the positive electrode focusing portions 411 and 421 and the negative electrode focusing portions 412 and 422 of the electrode bodies 410 and 420, respectively.
  • the electrode bodies 410 and 420 are held (supported) in a state of being suspended from the lid body 110 by the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600, and vibration due to vibration, impact, or the like is suppressed.
  • the material of the positive electrode current collector 500 is not limited, for example, it is formed of aluminum or an aluminum alloy as in the case of the positive electrode base material layer of the electrode bodies 410 and 420.
  • the material of the negative electrode current collector 600 is not limited, but is formed of, for example, copper or a copper alloy like the negative electrode base material layers of the electrode bodies 410 and 420.
  • the positive electrode current collector 500 and the negative electrode current collector 600 have the same configuration, the configuration of the positive electrode current collector 500 will be described below, and the description of the configuration of the negative electrode current collector 600 will be omitted. .
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the positive electrode current collector 500 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the positive electrode current collector 500.
  • FIG. 5 shows a configuration when the positive electrode current collector 500 shown in FIG. 4 is viewed from the positive side in the X-axis direction.
  • the positive electrode current collector 500 includes a terminal connection portion 510 and an electrode connection that extends from the X axis direction plus side of the terminal connection portion 510 toward the Z axis direction minus side and is aligned in the Y axis direction. Parts 520 to 550.
  • the terminal connection part 510 is a part connected to the positive electrode terminal 200. That is, the terminal connection portion 510 is a flat plate-like portion disposed on the positive electrode terminal 200 side (upper side, plus Z-axis direction plus side) of the positive electrode current collector 500, and is electrically and mechanically (physically) connected to the positive electrode terminal 200. ).
  • the terminal connecting portion 510 is formed with an opening 511 that is a circular through hole into which the shaft portion 210 of the positive electrode terminal 200 is inserted.
  • the terminal connection portion 510 is fixed to the positive electrode terminal 200 when the shaft portion 210 is inserted into the opening 511 and caulked together with the lid 110.
  • the shaft portion 210 is, for example, a rivet, and the terminal connection portion 510 is fixed to the lid body 110 together with the positive electrode terminal 200 by caulking with a rivet.
  • the opening 511 is not limited to a circular shape, and may be an elliptical shape, a rectangular shape, or other polygonal shape, but is preferably a shape corresponding to the outer shape of the shaft portion 210.
  • the opening 511 is not limited to the through hole, and may be a cutout that is cut into a semicircular shape or a rectangular shape.
  • the terminal connection portion 510 is disposed above the electrode connection portions 520 to 550, and connects the electrode connection portions 520 to 550.
  • the terminal connection portion 510 connects the pair of electrode connection portions 520 and 530, connects the pair of electrode connection portions 540 and 550, and further connects the electrode connection portions 520 and 530 and the electrode connection portions 540 and 550.
  • the electrode connection portions 520 to 550 will be described in detail.
  • the electrode connection parts 520 to 550 are parts connected to the electrode bodies 410 and 420. That is, the electrode connecting portions 520 to 550 are flat plate-like portions arranged on the electrode bodies 410 and 420 side (lower side, the negative side in the Z-axis direction) of the positive electrode current collector 500. Connected mechanically and mechanically (physically). Specifically, the electrode connection portions 520 to 550 are joined to the positive electrode focusing portions 411 and 421 of the electrode bodies 410 and 420 by welding such as resistance welding or ultrasonic welding or caulking.
  • the electrode connecting portion 520 is a long and flat plate extending from the end on the plus side in the X axis direction on the side surface on the minus side in the Y axis direction of the terminal connecting portion 510 so as to hang down toward the minus side in the Z axis direction. Which is connected to the negative side surface of the positive electrode focusing portion 411 in the Y-axis direction.
  • the electrode connecting portion 530 is a long and elongated shape extending from the central portion (near the Y-axis direction minus side) of the side surface of the terminal connecting portion 510 on the plus side in the X-axis direction toward the minus side in the Z-axis direction.
  • the electrode connection portions 520 and 530 are joined to the positive electrode focusing portion 411 so as to sandwich the positive electrode focusing portion 411 of the electrode body 410 from both sides in the Y-axis direction.
  • the electrode connecting portion 540 is an elongated shape extending from the central portion (near the Y axis direction plus side) of the terminal connecting portion 510 on the plus side in the X axis direction so as to hang down toward the minus side in the Z axis direction. It is a flat part and is connected to the negative side surface of the positive electrode converging part 421 in the Y-axis direction.
  • the electrode connection portion 550 is a long and flat plate extending from the end on the positive side in the Y-axis direction of the terminal connection portion 510 toward the negative side in the Z-axis direction from the end on the positive side in the X-axis direction.
  • the electrode connecting portions 540 and 550 are joined to the positive electrode focusing portion 421 so as to sandwich the positive electrode focusing portion 421 of the electrode body 420 from both sides in the Y-axis direction.
  • the electrode connecting portions 520 and 530 are an example of a pair of leg portions extending in the Z-axis direction (first direction) and arranged in the Y-axis direction (second direction).
  • the electrode connection portions 540 and 550 are another example of a pair of leg portions that extend in the Z-axis direction (first direction) and are arranged in the Y-axis direction (second direction).
  • the terminal connection portion 510 is an example of a connecting portion that connects a pair of legs.
  • Each of the positive electrode focusing portions 411 and 421 is an example of a first portion arranged between a pair of legs. The same applies to the negative electrode side.
  • the electrode connection portions 520 and 530 that are a pair of legs are arranged so that the space between the pair of legs is narrower on the side of the terminal connection portion 510 that is a connecting portion. ing. That is, the electrode connection portions 520 and 530 are arranged such that the space between them is narrower in the width W1 on the terminal connection portion 510 side than the width W2 on the opposite side to the terminal connection portion 510. Similarly, the electrode connection portions 540 and 550 are arranged such that the space between them is narrower on the terminal connection portion 510 side than on the opposite side of the terminal connection portion 510.
  • the electrode bodies 410 and 420 will be described in detail. In particular, detailed configurations of the positive electrode focusing portions 411 and 421 and the negative electrode focusing portions 412 and 422 included in the electrode bodies 410 and 420 will be described.
  • the electrode body 410 and the electrode body 420 have the same structure, below, it demonstrates centering around the structure of the electrode body 410, and description of the structure of the electrode body 420 is simplified or abbreviate
  • the positive electrode focusing unit 411 and the negative electrode focusing unit 412 of the electrode body 410 have the same configuration, the configuration of the positive electrode focusing unit 411 will be mainly described below, and the configuration of the negative electrode focusing unit 412 will be described. The description is simplified or omitted.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the electrode body 410 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the electrode body 410 according to the embodiment of the present invention. Specifically, this figure shows a configuration when the electrode body 410 shown in FIG. 6 is viewed from the plus side in the X-axis direction.
  • FIG. 8 is a plan view showing the configuration in a state where the electrode bodies 410 and 420 according to the embodiment of the present invention are connected to the positive electrode current collector 500.
  • the structure of the positive electrode focusing part 411 which the electrode body 410 has in particular is shown in detail.
  • the positive electrode focusing portion 411 of the electrode body 410 is a first end portion 411a that is an end portion on the positive side in the Z-axis direction, a joint portion 411d, and an end portion on the negative side in the Z-axis direction. And a second end 411e.
  • the first end portion 411a is an end portion of the positive electrode focusing portion 411 disposed on the terminal connection portion 510 side of the positive electrode current collector 500. That is, the first end portion 411a is an end portion in a direction intersecting with the winding axis direction of the positive electrode focusing portion 411. Further, the first end 411a is formed to have a narrower width than the joint 411d and the second end 411e in the Y-axis direction. The first end 411a is formed with a gently curved outer edge in a cross section when cut along the YZ plane. That is, the first end portion 411a is a curved portion having a gently curved side surface. Here, the first end portion 411a has a tip portion 411b and a narrow portion 411c.
  • the front end portion 411b is a front end portion of the first end portion 411a (a front end portion on the terminal connection portion 510 side of the positive electrode converging portion 411) and faces the terminal connection portion 510.
  • the outer edge of the tip 411b is formed in a substantially semicircular arc shape in a cross section when cut along the YZ plane. That is, the tip portion 411b has a shape that is approximately half of the truncated cone.
  • the tip end portion 411b is disposed in a space between the electrode connection portions 520 and 530 where the width on the terminal connection portion 510 side is narrow (a portion corresponding to the width W1 in FIG. 5). That is, the distal end portion 411b is disposed at a position corresponding to the portion where the width between the electrode connecting portions 520 and 530 is narrow. In the present embodiment, the distal end portion 411b is disposed on the electrode body 410 in the Y-axis direction. It is arranged at a position slightly deviated from the center position to the Y axis direction minus side.
  • the narrow portion 411c is disposed below the tip portion 411b (on the negative side in the Z-axis direction) and connected to the lower end of the tip portion 411b.
  • the narrow portion 411c has a shape in which side surfaces on both sides in the Y-axis direction of the first end portion 411a are recessed, and the side surface is formed with a curved surface. That is, the narrow part 411c is formed so that the width in the Y-axis direction is narrower than the maximum width of the tip part 411b.
  • the narrow portion 411c is arranged at a position slightly shifted from the center position of the electrode body 410 to the Y axis direction minus side in the Y axis direction.
  • the narrow portion 411c can be formed by pressing (pressing) the first end portion 411a of the positive electrode focusing portion 411 from both sides in the Y-axis direction.
  • the narrow portion 411c is disposed at a position overlapping the innermost curved portion 411f that is the innermost curved portion of the electrode body 410 when viewed from the Y-axis direction.
  • the narrow portion 411c is disposed so that the innermost curved portion 411f is located between the recesses on both side surfaces.
  • the innermost peripheral curved portion 411f is arranged at a position sandwiched between the most recessed portions among the recesses on both side surfaces of the narrow portion 411c.
  • the innermost curved portion 411f is the innermost curved portion formed when the electrode plate of the electrode body 410 is wound, that is, the Z-axis direction plus side curve formed by the innermost electrode plate. Part.
  • the joint portion 411d is disposed below the narrow portion 411c (on the minus side in the Z-axis direction) and connected to the lower end of the narrow portion 411c. That is, the joint portion 411d is disposed at a position where the narrow portion 411c is sandwiched between the tip portion 411b. In other words, the joint portion 411d is disposed between the first end portion 411a and the second end portion 411e.
  • the joint portion 411d is a portion joined to the electrode connection portions 520 and 530, and the electrode connection portion 520 is joined to the side surface of the joint portion 411d on the Y axis direction minus side, and the joint portion 411d is on the Y axis direction plus side.
  • the electrode connection portion 530 is joined to the side surface of the first electrode. That is, the joint portion 411d is divided into a converging portion on the negative side in the Y-axis direction and a converging portion on the positive side, and the electrode connecting portion 520 is joined to the converging portion on the negative side in the Y-axis direction.
  • the electrode connection part 530 is joined to the converging part.
  • the joint portion 411d is arranged in a space between the electrode connection portions 520 and 530 where the width on the opposite side to the terminal connection portion 510 is wide (location corresponding to the width W2 in FIG. 5).
  • the tip portion 411b is disposed at a position corresponding to the portion where the width between the electrode connecting portions 520 and 530 is wide.
  • the Y axis In the direction the electrode body 410 is arranged at a position slightly deviated from the center position of the electrode body 410 toward the Y axis direction minus side.
  • the joint portion 411d is formed to have a width in the Y-axis direction wider than the narrow portion 411c. Furthermore, the joint part 411d is formed to have a width in the Y-axis direction wider than that of the tip part 411b. Note that the bonding portion 411d is formed so that the surfaces bonded to the electrode connection portions 520 and 530 are flat.
  • the contact plate (clip) which is a flat thin plate is on the surface on the opposite side to the electrode connection part 520,530 of the junction part 411d. It may be arranged.
  • the second end portion 411e is an end portion of the positive electrode converging portion 411 disposed on the side opposite to the terminal connection portion 510 of the positive electrode current collector 500. That is, the second end 411e is the end opposite to the first end 411a in the direction intersecting the winding axis direction of the positive electrode converging unit 411, and the joint 411d is connected to the first end 411a. It is arranged at the position to pinch.
  • the second end 411e is formed wider in the Y-axis direction than the first end 411a (the tip 411b and the narrow portion 411c) and the joint 411d.
  • the second end 411e is formed with a gently curved outer edge in the cross section when cut along the YZ plane. That is, the second end portion 411e is formed with a curved surface having a gentle side surface.
  • the second end portion 411e is formed such that the maximum width in the Y-axis direction is wider than the distance between the electrode connection portion 520 and the electrode connection portion 530 of the positive electrode current collector 500.
  • the second end 411e has a maximum distance (width W3 in FIG. 8) between the outer surface on the Y axis direction plus side and the outer surface on the minus side in the Y axis direction in the Y axis direction. It is formed larger than the distance (W1 or W2 in FIG. 5) between the inner surface of 520 (the surface on the plus side in the Y-axis direction) and the inner surface of the electrode connection portion 530 (the surface on the minus side in the Y-axis direction).
  • the distance between the electrode connection portion 520 and the electrode connection portion 530 of the positive electrode current collector 500 is narrower than the maximum width of the electrode body 410 in the Y-axis direction. That is, the distance between the pair of legs of the positive electrode current collector 500 is the maximum width in the portion (second end portion 411e) of the positive electrode focusing portion 411 that is not fixed to the legs of the positive electrode current collector 500. Narrower than. In the present embodiment, the maximum distance between the pair of legs of the positive electrode current collector 500 is narrower than the maximum width of the electrode body 410 in the Y-axis direction.
  • the positive electrode focusing portion 411 has a shape in which the outer edge gradually spreads from the arc-shaped lower end portion at the first end portion 411a (a shape in which a circular shape and a trapezoidal portion are connected).
  • the joint portion 411d has a linear shape
  • the second end portion 411e has a substantially oval shape whose width increases as it approaches the end portion.
  • the narrow portion 411c is an example of a second portion whose width in the Y-axis direction (second direction) is narrower than that of the tip portion 411b. That is, the positive electrode converging part 411 (first part) has a narrow part 411c (second part) narrower in the Y-axis direction (second direction) than the tip part 411b in the Z-axis direction (first direction). It has the formed 1st end part 411a.
  • the joint portion 411d is disposed at a position sandwiching the narrow portion 411c (second portion) with the tip portion 411b, and the width in the Y-axis direction (second direction) is smaller than that of the narrow portion 411c (second portion). It is an example of a wide third part.
  • the positive electrode focusing portion 421 included in the electrode body 420 is disposed at a position corresponding to the electrode connection portions 540 and 550. That is, the positive electrode focusing part 421 has a shape symmetrical to the positive electrode focusing part 411 of the electrode body 410 in the Y-axis direction. Further, the negative electrode focusing portions 412 and 422 have a shape symmetrical to the positive electrode focusing portions 411 and 421 in the X-axis direction.
  • the electricity storage device 10 having such a configuration can be manufactured as follows. That is, first, the positive electrode focusing portion 411 having the first end portion 411a of the electrode body 410 is pressed in the Y-axis direction, and the first end portion 411a is pressed in the Z-axis direction more than the distal end portion 411b of the positive electrode focusing portion 411. A narrow part 411c having a narrow width in the Y-axis direction is formed (second part forming step).
  • the first end portion 411a of the positive electrode converging portion 411 is clamped from both sides in the Y-axis direction with a jig in which convex portions are formed. And the 1st end part 411a is dented by pressing (pressing) the 1st end part 411a from the Y-axis direction both sides with the said jig
  • the positive electrode focusing part 411 is arrange
  • the positive electrode focusing part 411 and the electrode connection parts 520 and 530 are joined (joining process). Specifically, the joint portion 411d of the positive electrode focusing portion 411 and the electrode connection portions 520 and 530 are joined by welding or the like. The same applies to the electrode body 420.
  • the electrode body 410 includes the positive electrode focusing section 411 disposed between the electrode connection sections 520 and 530 of the positive electrode current collector 500.
  • a narrow portion 411c that is narrower than the tip portion 411b is formed in the one end portion 411a. That is, since the narrow part 411c having a narrow width is formed in the first end part 411a, the entire width of the first end part 411a can be reduced.
  • the positive electrode focusing portion 411 when the positive electrode focusing portion 411 is inserted between the electrode connection portions 520 and 530, the first end portion 411a is prevented from being caught by the electrode connection portion 520 or 530, and the positive electrode focusing portion 411 is prevented from being caught by the electrode connection portion 520. 530 can be easily inserted. For this reason, in the electrical storage element 10, when connecting the electrode body 410 and the positive electrode electrical power collector 500, it can suppress that the electrode body 410 is damaged.
  • the tip end portion 411b is formed narrow in order to reduce the width of the first end portion 411a, the tip end portion 411b has a sharp shape, and a sharp wrinkle (sharp edge) may occur in the tip end portion 411b. In this case, the sharp edge may break through the separator and cause a short circuit between the positive electrode and the negative electrode of the electrode body 410.
  • the sharp edge may break through the separator and cause a short circuit between the positive electrode and the negative electrode of the electrode body 410.
  • power storage element 10 in the present embodiment since tip portion 411b has a rounded shape, generation of a sharp edge can be suppressed and occurrence of a short circuit can be suppressed.
  • the narrow portion 411c has a curved side surface, it is possible to suppress the sharp edge from being generated in the electrode body 410 and to suppress the occurrence of a short circuit.
  • the narrow portion 411c has a shape in which the side surfaces on both sides are recessed, it is only necessary to form the narrow portion 411c by denting the first end 411a from both sides.
  • the part 411c can be formed.
  • the electrode body 410 includes the narrow portion 411c, so that the pair The positive electrode converging part 411 can be easily inserted between the leg parts.
  • the positive electrode current collector 500 has a configuration in which the gap on the terminal connection portion 510 side of the gap between the electrode connection portions 520 and 530 is narrowed.
  • the narrow portion 411c of the electrode body 410 is It is formed in the first end portion 411a on the terminal connection portion 510 side.
  • the positive electrode converging portion 411 has a joint portion 411d having a width wider than that of the narrow portion 411c at a position sandwiching the narrow portion 411c with the tip portion 411b. That is, the narrow portion 411c can be easily formed because the narrow portion 411c may be formed by recessing the tip portion 411b and the joint portion 411d.
  • the narrow portion 411c is formed at the first end portion 411a that is an end portion in the direction intersecting the winding axis direction of the positive electrode converging portion 411. Therefore, the first end portion 411a is a curved portion. It has become. That is, in the wound electrode body 410, the narrow portion 411c is formed in the curved portion to narrow the width of the curved portion, so that the curved portion can be easily inserted between the electrode connecting portions 520 and 530. can do. For this reason, in the electrical storage element 10, when connecting the electrode body 410 and the positive electrode electrical power collector 500, it can suppress that the electrode body 410 is damaged.
  • the electrode plate 410 when the narrow portion 411c is disposed closer to the distal end portion 411b than the innermost peripheral curved portion 411f when viewed from the Y-axis direction, the electrode plate is crushed when forming the narrow portion 411c. There is a risk of sharp edges. Further, when the narrow portion 411c is disposed closer to the center portion of the electrode body 410 than the innermost peripheral curved portion 411f, the narrow portion 411c is formed at a location overlapping the winding space, and therefore, due to repulsion of the electrode plate, etc. It becomes difficult to form the narrow portion 411c.
  • the electrode body 410 when the narrow portion 411c is arranged at a position overlapping the innermost curved portion 411f when viewed from the Y-axis direction, sharp edges generated when forming the narrow portion 411c are prevented. It can suppress and can form the narrow part 411c easily.
  • the positive electrode converging part 411 of the electrode body 410 is pressed to form the narrow part 411 c at the first end part 411 a, and the positive electrode converging part 411 is paired with a pair of legs of the positive electrode current collector 500.
  • the positive electrode converging part 411 and the pair of leg parts are joined. That is, by forming the narrow portion 411c having a narrow width at the end portion of the positive electrode focusing portion 411 of the electrode body 410, the entire width of the end portion can be narrowed.
  • the end of the positive electrode focusing portion 411 is suppressed from being caught by the pair of legs of the positive electrode current collector 500, and the positive electrode focusing portion 411 is easily inserted between the pair of legs. And the positive electrode current collector 500 can be joined. For this reason, in the manufacturing method of the electrical storage element 10, it can suppress that the electrode body 410 is damaged.
  • the negative electrode converging part 412 has the same configuration as the positive electrode converging part 411, the same effect can be obtained. Moreover, since the electrode body 420 has the same configuration as the electrode body 410, the same effect can be achieved.
  • the narrow portion 411c is formed in the positive electrode converging portion 411 disposed at the end of the electrode body 410 in the winding axis direction.
  • the narrow portion 411c may be formed at a position (for example, a central position) different from the end of the electrode body 410 in the winding axis direction.
  • the narrow portion 411c is formed with a curved side surface, but the side surface may be formed with a flat surface.
  • the narrow portion 411c has a shape in which the side surfaces on both sides are recessed, but it may have a shape in which only one surface is recessed.
  • the positive electrode current collector 500 is configured such that the space between the electrode connecting portions 520 and 530 is narrower on the terminal connecting portion 510 side.
  • the positive electrode current collector 500 may be configured such that the space is wider on the terminal connection portion 510 side, or may be configured to have the same width.
  • the narrow portion 411c is formed at the end of the positive electrode focusing portion 411 on the terminal connection portion 510 side.
  • the narrow portion 411c only needs to be formed on the side inserted into the positive electrode focusing portion 411, and is not limited to being formed at the end portion on the terminal connection portion 510 side.
  • the above-described modification in the present embodiment is the same for the negative electrode converging unit 412, and is the same for the electrode body 420.
  • all of the positive electrode focusing portion 411, the negative electrode focusing portion 412, the positive electrode focusing portion 421, and the negative electrode focusing portion 422 included in the electrode bodies 410 and 420 have the above-described configuration.
  • at least one of the positive electrode focusing unit 411, the negative electrode focusing unit 412, the positive electrode focusing unit 421, and the negative electrode focusing unit 422 may have the above-described configuration.
  • the power storage element 10 includes the two electrode bodies 410 and 420.
  • the power storage element 10 may include one electrode body or three or more electrode bodies.
  • the current collector is configured in a shape corresponding to the electrode body.
  • the present invention can be realized not only as such a power storage element 10 and a method for manufacturing the same, but also as electrode bodies 410 and 420 included in the power storage element 10 and a method for manufacturing the same.
  • the present invention can be applied to an electric storage element or the like that can suppress the electrode body from being damaged when the electrode body and the current collector are connected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

巻回型の電極体と、前記電極体に接続される集電体とを備え、前記集電体は、端子接続部と、前記端子接続部から第一方向に延びかつ前記第一方向と直交する第二方向に並ぶ一対の脚部を有し、前記電極体は、前記一対の脚部の間に配置される第一部を有し、前記第一部は、前記第一方向において、前記端子接続部に対向する先端部と、前記先端部よりも前記第二方向の幅が狭い第二部とを有する蓄電素子。

Description

蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
 本発明は、電極体と、電極体に接続される集電体とを備える蓄電素子及び蓄電素子の製造方法に関する。
 電極体と集電体とを備え、当該電極体と当該集電体とが接続された構成の蓄電素子が広く知られている。そして、従来、電極体を集電体の一対の脚部の間に挿入して、電極体と当該脚部とを接合することで、電極体と集電体とを接続する蓄電素子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-71109号公報
 従来の蓄電素子では、集電体の一対の脚部の間に電極体を挿入する際に、当該脚部に電極体の端部が引っ掛かり、電極体が損傷する可能性がある。
 本発明は、電極体と集電体とを接続する際に電極体が損傷するのを抑制することができる蓄電素子及び蓄電素子の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る蓄電素子は、巻回型の電極体と、前記電極体に接続される集電体とを備え、前記集電体は、端子接続部と、前記端子接続部から第一方向に延びかつ前記第一方向と直交する第二方向に並ぶ一対の脚部を有し、前記電極体は、前記一対の脚部の間に配置される第一部を有し、前記第一部は、前記第一方向において、前記端子接続部に対向する先端部と、前記先端部よりも前記第二方向の幅が狭い第二部とを有する。
 本発明における蓄電素子によれば、電極体と集電体とを接続する際に、電極体が損傷するのを抑制することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。 図2は、蓄電素子の容器内に配置されている構成要素を示す斜視図である。 図3は、蓄電素子の分解斜視図である。 図4は、正極集電体の構成を示す斜視図である。 図5は、正極集電体の構成を示す平面図である。 図6は、電極体の構成を示す斜視図である。 図7は、電極体の構成を示す平面図である。 図8は、電極体が正極集電体に接続された状態を示す平面図である。
 本発明の一態様に係る蓄電素子は、巻回型の電極体と、前記電極体に接続される集電体とを備え、前記集電体は、端子接続部と、前記端子接続部から第一方向に延びかつ前記第一方向と直交する第二方向に並ぶ一対の脚部を有し、前記電極体は、前記一対の脚部の間に配置される第一部を有し、前記第一部は、前記第一方向において、前記端子接続部に対向する先端部と、前記先端部よりも前記第二方向の幅が狭い第二部とを有する。
 蓄電素子において、電極体は、集電体の一対の脚部の間に配置される部分(第一部)に、先端部と、先端部よりも幅が狭い部分(第二部)が形成されている。電極体の第一部において、幅が狭い第二部が形成されているため、第一部全体の幅を狭くすることができている。これにより、集電体の一対の脚部の間に第一部を挿入する際に、第一部の端部が脚部に引っ掛かるのを抑制し、第一部を一対の脚部の間に容易に挿入することができる。このため、電極体と集電体とを接続する際に電極体が損傷するのを抑制することができる。
 前記第二部は、前記第二方向における側面が曲面で形成されていることにしてもよい。
 これによれば、電極体に鋭いしわ(シャープエッジ)が発生するのを抑制することができる。シャープエッジが発生すれば、セパレータを突き破り、電極体の正極及び負極間の短絡を引き起こす可能性がある。シャープエッジが発生するのを抑制することで、当該短絡の発生を抑制することができる。
 前記第二部は、前記第二方向における両側の側面が凹んだ形状を有することにしてもよい。
 これによれば、第一部の端部を両側から凹ませて第二部を形成すればよく、容易に第二部を形成することができる。
 前記一対の脚部の間の距離は、前記電極体の前記第二方向の最大幅よりも狭いことにしてもよい。
 これによれば、集電体の一対の脚部の間の距離が電極体の最大幅よりも狭い構成を有している場合でも、電極体が第二部を有していることで、当該一対の脚部の間に第一部を容易に挿入することができる。
 前記集電体は、さらに、前記一対の脚部を繋ぐ繋ぎ部を有し、前記一対の脚部は、前記一対の脚部の間の空間が前記繋ぎ部側の方が狭くなるように配置されており、前記第二部は、前記第一部の前記繋ぎ部側の端部に形成されていることにしてもよい。
 これによれば、繋ぎ部側の隙間が狭い集電体においても、容易に電極体の第一部を一対の脚部の間に挿入することができる。このため、蓄電素子において、電極体と集電体とを接続する際に電極体が損傷するのを抑制することができる。
 前記第一部は、前記先端部とで前記第二部を挟む位置に、前記第二部よりも前記第二方向の幅が広い第三部を有することにしてもよい。
 これによれば、電極体の第一部の先端部と第三部との間を凹ませて第二部を形成すればよいため、容易に第二部を形成することができる。
 前記第三部は、前記一対の脚部と接合される接合部であってもよい。
 これによれば、電極体の第一部の先端部と接合部との間を凹ませて第二部を形成すればよいため、容易に第二部を形成することができる。
 前記第二部は、前記第二方向から見て、前記電極体の最内周の湾曲部分と重なる位置に配置されてもよい。
 電極体において、第二方向から見て、第二部が最内周の湾曲部分よりも先端部側に配置される場合、第二部を形成する際に極板を潰してしまい、シャープエッジが発生する虞がある。また、第二部が当該最内周の湾曲部分よりも中央部側に配置される場合、巻回空間と重なる箇所で第二部を形成するため、極板の反発等により第二部の形成が困難となる。このため、電極体において、第二方向から見て、第二部が最内周の湾曲部分と重なる位置に配置されることで、第二部を形成する際に発生するシャープエッジを抑制し、容易に第二部を形成することができる。
 本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、電極体と、前記電極体に接続され、第一方向に延びかつ第二方向に並ぶ一対の脚部を有する集電体とを備える蓄電素子の製造方法であって、前記電極体の端部を有する第一部を前記第二方向に押圧して、前記端部に、前記第一方向において、前記第一部の先端部よりも前記第二方向の幅が狭い第二部を形成する第二部形成工程と、前記第一部を前記一対の脚部の間に配置する第一部配置工程と、前記第一部と前記一対の脚部とを接合する接合工程とを含む。
 これによれば、蓄電素子の製造方法において、電極体の端部を有する第一部を押圧して、当該端部に、先端部よりも幅が狭い第二部を形成し、第一部を集電体の一対の脚部の間に配置し、第一部と当該一対の脚部とを接合する。つまり、電極体の第一部において、幅が狭い第二部を形成することで、端部全体の幅を狭くすることができる。これにより、第一部が集電体の一対の脚部に引っ掛かるのを抑制して、第一部を当該一対の脚部の間に容易に挿入し、電極体と集電体とを接合することができる。このため、電極体が損傷するのを抑制することができる。
 本発明は、このような蓄電素子及びその製造方法として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極体及びその製造方法としても実現することができる。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。
 (実施の形態)
 まず、蓄電素子10の構成について、説明する。
 図1は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10の外観を模式的に示す斜視図である。図2は、蓄電素子10の容器100内に配置されている構成要素を示す斜視図である。図2は、蓄電素子10から容器本体111を分離した状態を示す斜視図である。図2は、電極体410、420に正極集電体500及び負極集電体600を接合した後の状態を示している。
 図3は、蓄電素子10の分解斜視図である。図3は、電極体410、420に正極集電体500及び負極集電体600を接合する前の状態を示している。図3では、容器本体111の図示を省略している。
 これらの図に示すX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、それぞれ互いに直交する方向である。これらの図では、Z軸方向を上下方向として示しており、以下ではZ軸方向を上下方向として説明する。使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合もあるため、Z軸方向は上下方向となることには限定されない。以降の図においても、同様である。
 蓄電素子10は、電気を充電し、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。例えば、蓄電素子10は、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、またはプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに適用される。
 蓄電素子10は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよく、一次電池であってもかまわない。本実施の形態では、矩形状(角型)の蓄電素子10を図示しているが、蓄電素子10の形状は、矩形状には限定されず、円柱形状や長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。
 図1に示すように、蓄電素子10は、容器100と、正極端子200と、負極端子300とを備えている。図2に示すように、容器100内には、電極体410、420と、正極集電体500と、負極集電体600とが収容されている。
 上記の構成要素の他、正極集電体500及び負極集電体600の側方に配置されるスペーサ、容器100内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、電極体410、420等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。容器100の内部には、電解液(非水電解質)などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。電解液としては、蓄電素子10の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。
 容器100は、矩形筒状で底を備える容器本体111と、容器本体111の開口を閉塞する板状部材である蓋体110とで構成されている。容器100は、電極体410、420等を内部に収容後、蓋体110と容器本体111とが溶接されることにより、内部を密封する。蓋体110及び容器本体111の材質は特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属とすることができる。代替的に、樹脂を用いることもできる。
 電極体410、420は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる2つの蓄電要素(発電要素)である。電極体410、420が、Y軸方向に並んで配置されている。
 電極体410、420が有する正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。セパレータとしては、例えば樹脂からなる微多孔性のシートや、不織布を用いることができる。上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Al-Cd合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。
 電極体410、420は、正極板と負極板との間にセパレータが挟まれるよう層状に配置されたものが巻回されて形成されている。具体的には、電極体410、420は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸(本実施の形態ではX軸方向に平行な仮想軸)の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端縁部に、活物質が塗工されず(活物質層が形成されず)基材層が露出した部分(活物質未塗工部)を有している。
 電極体410は、巻回軸方向の一端部(X軸方向プラス側の端部)に、正極板の活物質未塗工部が積層されて束ねられた正極集束部411を有し、同様に、電極体420は、巻回軸方向の一端部(X軸方向プラス側の端部)に、正極集束部421を有している。電極体410は、巻回軸方向の他端部(X軸方向マイナス側の端部)に、負極板の活物質未塗工部が積層されて束ねられた負極集束部412を有し、同様に、電極体420は、巻回軸方向の他端部(X軸方向マイナス側の端部)に、負極集束部422を有している。例えば、正極板及び負極板の活物質未塗工部(集電箔)の厚みは、5μm~20μm程度であり、正極集束部411、421及び負極集束部412、422のそれぞれは、この活物質未塗工部が例えば30~40枚ほど束ねられることで形成されている。この電極体410、420が有する正極集束部411、421及び負極集束部412、422の詳細な構成についての説明は、後述する。
 正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、LiMO(Mは少なくとも一種の遷移金属を表す)で表される複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiMn、LiMnO、LiNiCo(1-y)、LiNiMnCo(1-y-z)、LiNiMn(2-y)など)、あるいは、LiMe(XO(Meは少なくとも一種の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、V)で表されるポリアニオン化合物(LiFePO、LiMnPO、LiNiPO、LiCoPO、Li(PO、LiMnSiO、LiCoPOFなど)から選択することができる。これらの化合物中の元素またはポリアニオンは一部他の元素またはアニオン種で置換されていてもよい。さらに、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラスチレン、ポリアセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイト構造炭素質材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
 負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、リチウム金属、リチウム合金(リチウム-アルミニウム、リチウム-鉛、リチウム-錫、リチウム-アルミニウム-錫、リチウム-ガリウム、及びウッド合金などのリチウム金属含有合金)の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボンなど)、金属酸化物、リチウム金属酸化物(LiTi12など)、ポリリン酸化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 本実施の形態では、電極体410、420の断面形状として長円形状を図示しているが、楕円形状などでもよい。また、電極体は巻回型に限らず、平板状極板を積層した形状や、極板を蛇腹状に折り畳んだ形状などであってもよい。
 正極端子200は、電極体410、420の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子300は、電極体410、420の負極板に電気的に接続された電極端子である。正極端子200及び負極端子300は、金属製で、電極体410、420に蓄えられている電気を蓄電素子10の外部空間に導出し、また、電極体410、420に電気を蓄えるために蓄電素子10の内部空間に電気を導入する。
 正極端子200及び負極端子300は、電極体410、420の上方に配置された蓋体110に取り付けられている。具体的には、図3に示すように、正極端子200は、軸部210が蓋体110の貫通孔110aと正極集電体500の開口部511とに挿入されて、かしめられることにより、正極集電体500とともに蓋体110に固定される。同様に、負極端子300は、軸部310が蓋体110の貫通孔110bと負極集電体600の開口部611とに挿入されて、かしめられることにより、負極集電体600とともに蓋体110に固定される。
 正極端子200の材質は限定されないが、例えば、電極体410、420の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。負極端子300についても、材質は限定されないが、例えば、軸部310は、電極体410、420の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成され、軸部310以外の部分は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。
 蓋体110と正極端子200との間、及び蓋体110と正極集電体500との間には、絶縁性及び気密性を確保するためにガスケットが配置されているが、図示は省略している。負極側についても、同様である。
 正極集電体500は、電極体410、420の正極集束部411、421の近傍に配置され、正極端子200と電極体410、420の正極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。負極集電体600は、電極体410、420の負極集束部412、422の近傍に配置され、負極端子300と電極体410、420の負極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。
 正極集電体500及び負極集電体600は、容器本体111の側壁から蓋体110に亘って当該側壁及び蓋体110に沿って屈曲状態で配置される導電性の板状部材である。正極集電体500及び負極集電体600は、蓋体110に固定的に接続(接合)されている。正極集電体500及び負極集電体600は、電極体410、420の正極集束部411、421及び負極集束部412、422にそれぞれ固定的に接続(接合)されている。この構成により、電極体410、420が、正極集電体500及び負極集電体600によって蓋体110から吊り下げられた状態で保持(支持)され、振動や衝撃などによる揺れが抑制される。
 正極集電体500の材質は限定されないが、例えば、電極体410、420の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。負極集電体600についても、材質は限定されないが、例えば、電極体410、420の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。
 正極集電体500と負極集電体600とは、同様の構成を有しているため、以下では、正極集電体500の構成について説明し、負極集電体600の構成の説明は省略する。
 図4は、本発明の実施の形態に係る正極集電体500の構成を示す斜視図である。また、図5は、正極集電体500の構成を示す平面図である。図5は、図4に示された正極集電体500を、X軸方向プラス側から見た場合の構成を示している。
 これらの図に示すように、正極集電体500は、端子接続部510と、端子接続部510のX軸方向プラス側からZ軸方向マイナス側に向けて延設されY軸方向に並ぶ電極接続部520~550とを有している。
 端子接続部510は、正極端子200に接続される部分である。つまり、端子接続部510は、正極集電体500の正極端子200側(上側、Z軸方向プラス側)に配置される平板状の部位であり、正極端子200に電気的及び機械的(物理的)に接続される。
 端子接続部510には、正極端子200の軸部210が挿入される円形状の貫通孔である開口部511が形成されている。端子接続部510は、軸部210が開口部511に挿入されて蓋体110とともにかしめられることにより、正極端子200に固定される。軸部210は、例えばリベットであり、端子接続部510は、リベットによるかしめによって、正極端子200とともに蓋体110に固定される。
 開口部511は、円形状には限定されず、楕円形状、矩形状、その他の多角形状などであってもよいが、軸部210の外形状に対応した形状であることが好ましい。開口部511は、貫通孔には限定されず、半円形状や矩形状に切り欠いた切り欠きなどであってもよい。
 端子接続部510は、電極接続部520~550の上方に配置され、電極接続部520~550を繋いでいる。端子接続部510は、一対の電極接続部520、530を繋ぎ、かつ、一対の電極接続部540、550を繋ぎ、さらに、電極接続部520、530及び電極接続部540、550を繋いでいる。以下、電極接続部520~550について、詳細に説明する。
 電極接続部520~550は、電極体410、420に接続される部分である。つまり、電極接続部520~550は、正極集電体500の電極体410、420側(下側、Z軸方向マイナス側)に配置される平板状の部位であり、電極体410、420に電気的及び機械的(物理的)に接続される。具体的には、電極接続部520~550は、電極体410、420の正極集束部411、421に、抵抗溶接、超音波溶接などの溶接やかしめなどによって接合される。
 電極接続部520は、端子接続部510のY軸方向マイナス側の側面のX軸方向プラス側の端部から、Z軸方向マイナス側に向けて垂れ下がるように延設された長尺状かつ平板状の部位であり、正極集束部411のY軸方向マイナス側の側面に接続される。電極接続部530は、端子接続部510のX軸方向プラス側の側面の中央部分(Y軸方向マイナス側寄り)から、Z軸方向マイナス側に向けて垂れ下がるように延設された長尺状かつ平板状の部位であり、正極集束部411のY軸方向プラス側の側面に接続される。電極接続部520、530は、電極体410の正極集束部411をY軸方向両側から挟むようにして、正極集束部411と接合される。
 電極接続部540は、端子接続部510のX軸方向プラス側の側面の中央部分(Y軸方向プラス側寄り)から、Z軸方向マイナス側に向けて垂れ下がるように延設された長尺状かつ平板状の部位であり、正極集束部421のY軸方向マイナス側の側面に接続される。電極接続部550は、端子接続部510のY軸方向プラス側の側面のX軸方向プラス側の端部から、Z軸方向マイナス側に向けて垂れ下がるように延設された長尺状かつ平板状の部位であり、正極集束部421のY軸方向プラス側の側面に接続される。電極接続部540、550は、電極体420の正極集束部421をY軸方向両側から挟むようにして、正極集束部421と接合される。
 電極接続部520、530は、Z軸方向(第一方向)に延びかつY軸方向(第二方向)に並ぶ一対の脚部の一例である。電極接続部540、550は、Z軸方向(第一方向)に延びかつY軸方向(第二方向)に並ぶ一対の脚部の他の一例である。端子接続部510は、一対の脚部を繋ぐ繋ぎ部の一例である。正極集束部411、421のそれぞれは、一対の脚部の間に配置される第一部の一例である。負極側についても、同様である。
 図5に示すように、一対の脚部である電極接続部520、530は、当該一対の脚部の間の空間が、繋ぎ部である端子接続部510側の方が狭くなるように配置されている。つまり、電極接続部520、530は、それらの間の空間が、端子接続部510側の幅W1の方が端子接続部510とは反対側の幅W2よりも狭くなるように配置されている。電極接続部540、550についても同様に、それらの間の空間が、端子接続部510側の幅の方が端子接続部510とは反対側の幅よりも狭くなるように配置されている。
 次に、電極体410、420の具体的な構成について、詳細に説明する。特に、電極体410、420が有する正極集束部411、421及び負極集束部412、422の詳細な構成について、説明する。なお、電極体410と電極体420とは同様の構成を有しているため、以下では、電極体410の構成を中心に説明し、電極体420の構成の説明は簡略化または省略する。さらに、電極体410が有する正極集束部411と負極集束部412とは同様の構成を有しているため、以下では、正極集束部411の構成を中心に説明し、負極集束部412の構成の説明は簡略化または省略する。
 図6は、本発明の実施の形態に係る電極体410の構成を示す斜視図である。また、図7は、本発明の実施の形態に係る電極体410の構成を示す平面図である。具体的には、同図は、図6に示された電極体410を、X軸方向プラス側から見た場合の構成を示している。また、図8は、本発明の実施の形態に係る電極体410、420が正極集電体500に接続された状態での構成を示す平面図である。なお、これらの図では、特に、電極体410が有する正極集束部411の構成を詳細に示している。
 これらの図に示すように、電極体410の正極集束部411は、Z軸方向プラス側の端部である第一端部411aと、接合部411dと、Z軸方向マイナス側の端部である第二端部411eとを有している。
 第一端部411aは、正極集電体500の端子接続部510側に配置される正極集束部411の端部である。つまり、第一端部411aは、正極集束部411の巻回軸方向と交差する方向の端部である。また、第一端部411aは、Y軸方向において、接合部411d及び第二端部411eよりも幅が狭く形成されている。また、第一端部411aは、YZ平面で切断した場合の断面において、外縁が緩やかな曲線で形成されている。つまり、第一端部411aは、側面が緩やかな曲面で形成された湾曲部分である。ここで、第一端部411aは、先端部411bと、幅狭部411cとを有している。
 先端部411bは、第一端部411aの先端部分(正極集束部411の端子接続部510側の先端部分)であり、端子接続部510に対向している。先端部411bは、YZ平面で切断した場合の断面において、外縁が略半円弧形状に形成されている。つまり、先端部411bは、円錐台の略半分のような形状を有している。
 また、先端部411bは、電極接続部520、530の間の空間のうち、端子接続部510側の幅が狭い箇所(図5の幅W1に対応する箇所)に配置されている。つまり、先端部411bは、電極接続部520、530間の当該幅が狭い箇所と対応する位置に配置されており、本実施の形態では、先端部411bは、Y軸方向において、電極体410の中心位置からY軸方向マイナス側へ少しずれた位置に配置されている。
 幅狭部411cは、先端部411bの下方(Z軸方向マイナス側)に、先端部411bの下端と接続されて配置されている。幅狭部411cは、第一端部411aのY軸方向における両側の側面が凹んだ形状を有し、また、当該側面が曲面で形成されている。つまり、幅狭部411cは、Y軸方向の幅が、先端部411bの最大幅よりも狭く形成されている。また、本実施の形態では、先端部411bと同様に、幅狭部411cは、Y軸方向において、電極体410の中心位置からY軸方向マイナス側へ少しずれた位置に配置されている。なお、幅狭部411cは、正極集束部411の第一端部411aをY軸方向の両側から押圧(プレス)することによって形成することができる。
 また、幅狭部411cは、Y軸方向から見て、電極体410の最内周の湾曲部分である最内周湾曲部411fと重なる位置に配置されている。つまり、幅狭部411cは、両側面の凹みの間に、最内周湾曲部411fが位置するように配置されている。具体的には、幅狭部411cの両側面の凹みのうちで最も凹んだ部分同士に挟まれる位置に、最内周湾曲部411fが配置されている。なお、最内周湾曲部411fは、電極体410の極板が巻回された際に形成される最も内側の湾曲部分、つまり、最も内側の極板によって形成されるZ軸方向プラス側の湾曲部分である。
 接合部411dは、幅狭部411cの下方(Z軸方向マイナス側)に、幅狭部411cの下端と接続されて配置されている。つまり、接合部411dは、先端部411bとで幅狭部411cを挟む位置に配置されている。言い換えれば、接合部411dは、第一端部411aと第二端部411eとの間に配置されている。また、接合部411dは、電極接続部520、530と接合される部位であり、接合部411dのY軸方向マイナス側の側面に電極接続部520が接合され、接合部411dのY軸方向プラス側の側面に電極接続部530が接合される。つまり、接合部411dは、Y軸方向のマイナス側の集束部とプラス側の集束部とに二分され、Y軸方向マイナス側の集束部に電極接続部520が接合され、Y軸方向プラス側の集束部に電極接続部530が接合される。
 このように、接合部411dは、電極接続部520、530の間の空間のうち、端子接続部510とは反対側の幅が広い箇所(図5の幅W2に対応する箇所)に配置されている。つまり、先端部411bは、電極接続部520、530間の当該幅が広い箇所と対応する位置に配置されており、本実施の形態では、先端部411b及び幅狭部411cと同様に、Y軸方向において、電極体410の中心位置からY軸方向マイナス側へ少しずれた位置に配置されている。
 ここで、接合部411dは、幅狭部411cよりもY軸方向の幅が広く形成されている。さらに、接合部411dは、先端部411bよりもY軸方向の幅が広く形成されている。なお、接合部411dは、電極接続部520、530と接合される面は、平坦となるように形成されている。
 なお、接合部411dと電極接続部520、530との接合箇所において、接合部411dの、電極接続部520、530とは反対側の面に、平板状の薄い板である当て板(クリップ)が配置されていてもかまわない。
 第二端部411eは、正極集電体500の端子接続部510とは反対側に配置される正極集束部411の端部である。つまり、第二端部411eは、正極集束部411の巻回軸方向と交差する方向の、第一端部411aとは反対側の端部であり、第一端部411aとで接合部411dを挟む位置に配置されている。また、第二端部411eは、Y軸方向において、第一端部411a(先端部411b、幅狭部411c)及び接合部411dよりも幅が広く形成されている。また、第二端部411eは、YZ平面で切断した場合の断面において、外縁が緩やかな曲線で形成されている。つまり、第二端部411eは、側面が緩やかな曲面で形成されている。
 また、第二端部411eは、Y軸方向における最大幅が、正極集電体500の電極接続部520と電極接続部530との間の距離よりも広く形成されている。具体的には、第二端部411eは、Y軸方向における、Y軸方向プラス側の外面とY軸方向マイナス側の外面との間の最大距離(図8の幅W3)が、電極接続部520の内面(Y軸方向プラス側の面)と電極接続部530の内面(Y軸方向マイナス側の面)との間の距離(図5のW1またはW2)よりも大きく形成されている。言い換えれば、正極集電体500の電極接続部520と電極接続部530との間の距離は、電極体410のY軸方向の最大幅よりも狭い。つまり、正極集電体500の一対の脚部の間の距離は、正極集束部411において正極集電体500の脚部に固定されていない部分(第二端部411e)の中で最大の幅よりも狭い。なお、本実施の形態では、正極集電体500の一対の脚部の間の最大距離が、電極体410のY軸方向の最大幅よりも狭くなっている。
 以上のような構成により、正極集束部411は、外縁が、第一端部411aにおいて、円弧形状の下端部から徐々に広がるような形状(円形状と台形状の部位が繋がったような形状)を有し、接合部411dにおいて、直線形状を有し、第二端部411eにおいて、端部に近付くほど幅が広くなる略長円形状を有している。
 ここで、幅狭部411cは、先端部411bよりもY軸方向(第二方向)の幅が狭い第二部の一例である。つまり、正極集束部411(第一部)は、Z軸方向(第一方向)において、先端部411bよりもY軸方向(第二方向)の幅が狭い幅狭部411c(第二部)が形成された第一端部411aを有している。また、接合部411dは、先端部411bとで幅狭部411c(第二部)を挟む位置に配置され、幅狭部411c(第二部)よりもY軸方向(第二方向)の幅が広い第三部の一例である。
 なお、電極体420が有する正極集束部421は、電極接続部540、550に対応した位置に配置されている。つまり、正極集束部421は、Y軸方向において、上記の電極体410が有する正極集束部411と対称な形状を有している。また、負極集束部412、422は、X軸方向において、正極集束部411、421と対称な形状を有している。
 また、このような構成を有する蓄電素子10は、以下のようにして製造することができる。つまり、まず、電極体410の第一端部411aを有する正極集束部411をY軸方向に押圧して、第一端部411aに、Z軸方向において、正極集束部411の先端部411bよりもY軸方向の幅が狭い幅狭部411cを形成する(第二部形成工程)。
 具体的には、凸部が形成された治具で、正極集束部411の第一端部411aを、Y軸方向両側から挟持する。そして、当該治具で第一端部411aをY軸方向両側から押圧(プレス)することで、第一端部411aを凹ませて幅狭部411cを形成する。
 そして、正極集束部411を電極接続部520、530の間に配置する(第一部配置工程)。具体的には、当該治具で第一端部411aを挟持した状態で、正極集束部411を電極接続部520、530の間に挿入する。そして、当該治具を抜き取る。
 そして、正極集束部411と電極接続部520、530とを接合する(接合工程)。具体的には、正極集束部411の接合部411dと電極接続部520、530とを溶接等で接合する。電極体420についても、同様である。
 以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10によれば、電極体410には、正極集電体500の電極接続部520、530の間に配置される正極集束部411の第一端部411aに、先端部411bよりも幅が狭い幅狭部411cが形成されている。つまり、第一端部411aにおいて、幅が狭い幅狭部411cが形成されているため、第一端部411a全体の幅を狭くすることができている。これにより、電極接続部520、530の間に正極集束部411を挿入する際に、第一端部411aが電極接続部520または530に引っ掛かるのを抑制し、正極集束部411を電極接続部520、530の間に容易に挿入することができる。このため、蓄電素子10において、電極体410と正極集電体500とを接続する際に電極体410が損傷するのを抑制することができる。
 第一端部411aの幅を狭くするために先端部411bを細く形成すると、先端部411bが尖った形状になり、先端部411bに鋭いしわ(シャープエッジ)が発生する場合がある。この場合、このシャープエッジがセパレータを突き破り、電極体410の正極及び負極間の短絡を引き起こす虞がある。これに対し、本実施の形態における蓄電素子10では、先端部411bが丸みを帯びた形状となっているため、シャープエッジの発生を抑制し、短絡の発生を抑制することができる。
 蓄電素子10において、幅狭部411cは、側面が曲面で形成されているため、電極体410にシャープエッジが発生するのを抑制することができ、短絡の発生を抑制することができる。
 電極体410において、幅狭部411cは、両側の側面が凹んだ形状を有しているため、第一端部411aを両側から凹ませて幅狭部411cを形成すればよく、容易に幅狭部411cを形成することができる。
 正極集電体500の一対の脚部の間の距離が電極体410の最大幅よりも狭い構成を有しているが、電極体410が幅狭部411cを有していることで、当該一対の脚部の間に正極集束部411を容易に挿入することができる。
 正極集電体500は、電極接続部520、530の間の隙間のうち、端子接続部510側の隙間が狭くなる構成を有し、電極体410の幅狭部411cは、正極集束部411の端子接続部510側の第一端部411aに形成されている。これにより、端子接続部510側の隙間が狭い正極集電体500においても、容易に電極体410の正極集束部411を電極接続部520、530の間に挿入することができる。このため、蓄電素子10において、電極体410と正極集電体500とを接続する際に電極体410が損傷するのを抑制することができる。
 電極体410において、正極集束部411は、先端部411bとで幅狭部411cを挟む位置に、幅狭部411cよりも幅が広い接合部411dを有している。つまり、先端部411bと接合部411dとの間を凹ませて幅狭部411cを形成すればよいため、容易に幅狭部411cを形成することができる。
 電極体410において、幅狭部411cは、正極集束部411の巻回軸方向と交差する方向の端部である第一端部411aに形成されているため、第一端部411aは、湾曲部分となっている。つまり、巻回型の電極体410において、当該湾曲部分に幅狭部411cを形成して当該湾曲部分の幅を狭くすることで、当該湾曲部分を電極接続部520、530の間に容易に挿入することができる。このため、蓄電素子10において、電極体410と正極集電体500とを接続する際に電極体410が損傷するのを抑制することができる。
 電極体410において、Y軸方向から見て、幅狭部411cが最内周湾曲部411fよりも先端部411b側に配置される場合、幅狭部411cを形成する際に極板を潰してしまい、シャープエッジが発生する虞がある。また、幅狭部411cが最内周湾曲部411fよりも電極体410の中央部側に配置される場合、巻回空間と重なる箇所で幅狭部411cを形成するため、極板の反発等により幅狭部411cの形成が困難となる。このため、電極体410において、Y軸方向から見て、幅狭部411cが最内周湾曲部411fと重なる位置に配置されることで、幅狭部411cを形成する際に発生するシャープエッジを抑制し、容易に幅狭部411cを形成することができる。
 蓄電素子10の製造方法において、電極体410の正極集束部411を押圧して、第一端部411aに幅狭部411cを形成し、正極集束部411を正極集電体500の一対の脚部の間に配置し、正極集束部411と当該一対の脚部とを接合する。つまり、電極体410の正極集束部411の端部において、幅が狭い幅狭部411cを形成することで、端部全体の幅を狭くすることができる。これにより、正極集束部411の端部が正極集電体500の一対の脚部に引っ掛かるのを抑制して、正極集束部411を当該一対の脚部の間に容易に挿入し、電極体410と正極集電体500とを接合することができる。このため、蓄電素子10の製造方法において、電極体410が損傷するのを抑制することができる。
 負極集束部412についても、正極集束部411と同様の構成を有するため、同様の効果を奏することができる。また、電極体420についても、電極体410と同様の構成を有するため、同様の効果を奏することができる。
 以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子及びその製造方法について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 上記実施の形態では、電極体410の巻回軸方向の端部に配置される正極集束部411に、幅狭部411cが形成されていることとした。しかし、電極体410の巻回軸方向の端部とは異なる位置(例えば中央位置)に、幅狭部411cが形成されていることにしてもよい。
 上記実施の形態では、幅狭部411cは、側面が曲面で形成されていることとしたが、当該側面は、平坦な面で形成されていてもよい。
 上記実施の形態では、幅狭部411cは、両側の側面が凹んだ形状を有することとしたが、片側の面だけが凹んだ形状を有することにしてもよい。
 上記実施の形態では、正極集電体500は、電極接続部520、530の間の空間が端子接続部510側の方が狭くなるように構成されていることとした。しかし、正極集電体500は、当該空間が端子接続部510側の方が広くなるように構成されていてもよいし、同じ幅となるように構成されていてもよい。
 上記実施の形態では、幅狭部411cは、正極集束部411の端子接続部510側の端部に形成されていることとした。しかし、幅狭部411cは、正極集束部411へ挿入される側に形成されていればよく、端子接続部510側の端部に形成されることには限定されない。
 上記の本実施の形態における変形例は、負極集束部412についても同様であり、さらに、電極体420についても同様である。
 上記実施の形態では、電極体410、420が有する正極集束部411、負極集束部412、正極集束部421及び負極集束部422の全てが、上記の構成を有していることとした。しかし、正極集束部411、負極集束部412、正極集束部421及び負極集束部422の少なくとも1つが上記の構成を有していればよい。
 上記実施の形態では、蓄電素子10は、2つの電極体410、420を備えていることとした。しかし、蓄電素子10は、1つの電極体、または3つ以上の電極体を備えていることにしてもよい。この場合、集電体は、当該電極体に対応した形状で構成される。
 また、本発明は、このような蓄電素子10及びその製造方法として実現することができるだけでなく、蓄電素子10が備える電極体410、420及びその製造方法としても実現することができる。
 本発明は、電極体と集電体とを接続する際に電極体が損傷するのを抑制することができる蓄電素子等に適用できる。
 10 蓄電素子
 100 容器
 110 蓋体
 110a、110b 貫通孔
 111 容器本体
 200 正極端子
 210、310 軸部
 300 負極端子
 410、420 電極体
 411、421 正極集束部(第一部)
 411a 第一端部
 411b 先端部
 411c 幅狭部(第二部)
 411d 接合部(第三部)
 411e 第二端部
 411f 最内周湾曲部
 412、422 負極集束部(第一部)
 500 正極集電体
 510 端子接続部(繋ぎ部)
 511、611 開口部
 520、530、540、550 電極接続部(脚部)
 600 負極集電体

Claims (9)

  1.  巻回型の電極体と、
     前記電極体に接続される集電体とを備え、
     前記集電体は、端子接続部と、前記端子接続部から第一方向に延びかつ前記第一方向と直交する第二方向に並ぶ一対の脚部を有し、
     前記電極体は、前記一対の脚部の間に配置される第一部を有し、
     前記第一部は、前記第一方向において、前記端子接続部に対向する先端部と、前記先端部よりも前記第二方向の幅が狭い第二部とを有する
     蓄電素子。
  2.  前記第二部は、前記第二方向における側面が曲面で形成されている
     請求項1に記載の蓄電素子。
  3.  前記第二部は、前記第二方向における両側の側面が凹んだ形状を有する
     請求項1または2に記載の蓄電素子。
  4.  前記一対の脚部の間の距離は、前記電極体の前記第二方向の最大幅よりも狭い
     請求項1~3のいずれか1項に記載の蓄電素子。
  5.  前記集電体は、さらに、前記一対の脚部を繋ぐ繋ぎ部を有し、
     前記一対の脚部は、前記一対の脚部の間の空間が前記繋ぎ部側の方が狭くなるように配置されており、
     前記第二部は、前記第一部の前記繋ぎ部側の端部に形成されている
     請求項1~4のいずれか1項に記載の蓄電素子。
  6.  前記第一部は、前記先端部とで前記第二部を挟む位置に、前記第二部よりも前記第二方向の幅が広い第三部を有する
     請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電素子。
  7.  前記第三部は、前記一対の脚部と接合される接合部である
     請求項6に記載の蓄電素子。
  8.  前記第二部は、前記第二方向から見て、前記電極体の最内周の湾曲部分と重なる位置に配置される
     請求項1~7のいずれか1項に記載の蓄電素子。
  9.  電極体と、前記電極体に接続され、第一方向に延びかつ第二方向に並ぶ一対の脚部を有する集電体とを備える蓄電素子の製造方法であって、
     前記電極体の端部を有する第一部を前記第二方向に押圧して、前記端部に、前記第一方向において、前記第一部の先端部よりも前記第二方向の幅が狭い第二部を形成する第二部形成工程と、
     前記第一部を前記一対の脚部の間に配置する第一部配置工程と、
     前記第一部と前記一対の脚部とを接合する接合工程と
     を含む蓄電素子の製造方法。
PCT/JP2017/004645 2016-02-10 2017-02-08 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 WO2017138583A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017566988A JP6874695B2 (ja) 2016-02-10 2017-02-08 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-024181 2016-02-10
JP2016024181 2016-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017138583A1 true WO2017138583A1 (ja) 2017-08-17

Family

ID=59563201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/004645 WO2017138583A1 (ja) 2016-02-10 2017-02-08 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6874695B2 (ja)
WO (1) WO2017138583A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014139892A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2014216076A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 トヨタ自動車株式会社 二次電池および二次電池の製造方法
JP2015135733A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 トヨタ自動車株式会社 蓄電池及びその製造方法
JP2015156366A (ja) * 2014-01-17 2015-08-27 株式会社Gsユアサ 蓄電素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014139892A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2014216076A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 トヨタ自動車株式会社 二次電池および二次電池の製造方法
JP2015135733A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 トヨタ自動車株式会社 蓄電池及びその製造方法
JP2015156366A (ja) * 2014-01-17 2015-08-27 株式会社Gsユアサ 蓄電素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017138583A1 (ja) 2018-12-06
JP6874695B2 (ja) 2021-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6582489B2 (ja) 角形二次電池及びそれを用いた組電池
US11316235B2 (en) Prismatic secondary battery, assembled battery using the same and method of producing the same
US11050092B2 (en) Method for manufacturing prismatic secondary battery
US10177363B2 (en) Prismatic secondary battery
US10424809B2 (en) Secondary battery, method for manufacturing same, and battery pack employing same
JP2019061779A (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP2019204799A (ja) 角形二次電池及びそれを用いた組電池
JP2019053863A (ja) 蓄電素子
JP6641842B2 (ja) 角形二次電池
US11462788B2 (en) Method for manufacturing energy storage device
JP2024057096A (ja) 角形二次電池及びそれを用いた組電池
CN108232280B (zh) 方形二次电池及其制造方法
CN108140795B (zh) 蓄电元件及蓄电元件的制造方法
JP2019160544A (ja) 蓄電素子
JP7322872B2 (ja) 蓄電素子
JP6330295B2 (ja) 蓄電素子および蓄電素子の製造方法
CN108232310B (zh) 方形二次电池及其制造方法
WO2017138583A1 (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
WO2019131356A1 (ja) 蓄電装置
JP2016066535A (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP6171395B2 (ja) 蓄電素子および蓄電素子の製造方法
JP2019121457A (ja) 蓄電素子の製造方法、及び、蓄電素子
JP2018037283A (ja) 蓄電素子
JP2019186232A (ja) 角形二次電池の製造方法
JP2018045968A (ja) 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17750304

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017566988

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17750304

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1