WO2022123680A1

WO2022123680A1 - 電池

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Publication number: WO2022123680A1
Application number: PCT/JP2020/045818
Authority: WO
Inventors: 謙次渡邉; 政典田中; 晋聡山本
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-06-16
Also published as: JPWO2022123680A1

Abstract

実施形態の電池は、外装容器、蓋部材、電極群、リード、集電タブ及び電極端子を備える。電極群は、外装容器の内部空洞に収納され、蓋部材は、内部空洞の開口を塞ぐ。リードは、蓋部材が位置する側を向く第１のリード面、及び、第１のリード面とは反対側を向く第２のリード面を備え、電極端子と集電タブとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。電極群では、蓋部材が位置する側へ集電タブが突出し、集電タブは、内部空洞において第２のリード面と対向するタブ対向面を備える。第２のリード面にリード接合部が形成され、タブ対向面にタブ接合部が形成される。

Description

電池

　本発明の実施形態は、電池に関する。

　リチウムイオン二次電池等の電池として、外装容器の内部空洞に、正極及び負極を備える電極群が収納されるものがある。このような電池では、外装容器は、底壁及び周壁を備え、外装容器の内部空洞は、電池の高さ方向について底壁とは反対側へ開口する。そして、外装容器の周壁に蓋部材が取付けられ、内部空洞の開口は、蓋部材によって塞がれる。また、電池では、電極端子が、電池の外部に露出する状態で、蓋部材の外表面に設けられる。

　前述のように外装容器の内部空洞に電極群が収納される電池として、電極群において蓋部材が位置する側へ集電タブが突出するものがある。このような電池の内部空洞では、電池の高さ方向について集電タブと蓋部材との間に、リード等の接続部材が配置される。そして、リード等の接続部材によって、電極端子が集電タブに電気的に接続され、電極端子と集電タブとの間の電気経路が形成される。

　前述のように内部空洞に収納される電極群において蓋部材が位置する側へ集電タブが突出する電池では、内部空洞においてリード等の接続部材が占めるスペースを小さくし、内部空洞において電極群が占めるスペースを大きくすることが求められている。そして、電極群の占めるスペースを大きくすることにより、電極群の高容量化を実現することが、求められている。

日本国特開２０１６－４７７６号公報

　本発明が解決しようとする課題は、電極群において蓋部材が位置する側へ集電タブが突出する構成において、外装容器の内部空洞における電極群が占めるスペースを大きくすることが可能な電池を提供することにある。

　実施形態によれば、電池は、外装容器、蓋部材、電極群、リード、集電タブ及び電極端子を備える。外装容器は、底壁及び周壁を備え、外装容器では、底壁が位置する側とは反対側へ開口する内部空洞が形成される。蓋部材は、内部空洞の開口を塞ぐ状態で外装容器の周壁に取付けられる。電極群は、正極及び負極を備え、外装容器の内部空洞に収納される。リードは、厚さ方向の一方側を向く第１のリード面と、第１のリード面とは反対側を向く第２のリード面と、を備える。リードは、内部空洞において蓋部材が位置する側を第１のリード面が向く状態に配置され、リードの第２のリード面に、リード接合部が形成される。集電タブは、蓋部材が位置する側へ電極群において突出する。集電タブは、内部空洞においてリードの第２のリード面と対向するタブ対向面を備え、集電タブのタブ対向面に、タブ接合部が形成される。電極端子は、蓋部材の外表面において外部に露出し、リードに接続される。電極端子と集電タブとの間の電気経路の少なくとも一部を、リードが形成する。

図１は、第１の実施形態に係る電池を、部材ごとに分解して状態で示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る電池を、奥行き方向に対して垂直又は略垂直な断面で示す断面図である。図３は、第１の実施形態に係る電池において、電極端子のそれぞれと電極群との間の通電構造、蓋部材、及び、それらの近傍を示す斜視図である。図４は、第１の実施形態に係る電池において、電極端子のそれぞれと電極群との間の通電構造、蓋部材、及び、それらの近傍を、電池の高さ方向について底壁が位置する側から視た状態で示す平面図である。図５は、第１の実施形態に係る電池において、電極端子の一方と電極群との間の通電構造、及び、その近傍を、部材ごとに分解して示す斜視図である。図６は、第１の実施形態に係る電池において、電極端子の一方と電極群との間の通電構造、及び、その近傍を、電池の奥行き方向に対して垂直又は略垂直な断面で示す断面図である。図７は、第１の変形例に係る電池において、電極端子の一方と電極群との間の通電構造、及び、その近傍を示す斜視図である。図８は、第１の変形例に係る電池において、電極端子の一方と電極群との間の通電構造、及び、その近傍を、部材ごとに分解して示す斜視図である。図９は、第１の変形例に係る電池において、電極端子の一方と電極群との間の通電構造、及び、その近傍を、電池の奥行き方向に対して垂直又は略垂直な断面で示す断面図である。

　以下、実施形態について図面を参照して、説明する。

　（第１の実施形態）　
　図１及び図２は、第１の実施形態に係る電池１を示す。図１及び図２に示すように、電池１は、電極群２、外装容器３及び蓋部材５を備える。外装容器３及び蓋部材５のそれぞれは、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅又はステンレス等の金属から形成される。ここで、電池１（外装容器３）では、奥行き方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）、奥行き方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）横方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、奥行き方向及び横方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）高さ方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。電池１及び外装容器３のそれぞれでは、奥行き方向についての寸法が、横方向についての寸法、及び、高さ方向についての寸法のそれぞれに比べて、小さい。なお、図１は、電池１を部材ごとに分解して示す斜視図であり、図２は、電池１を奥行き方向に対して垂直又は略垂直な断面で示す。

　外装容器３は、底壁６及び周壁７を備える。外装容器３の内部には、電極群２が収納される内部空洞８が、底壁６及び周壁７によって規定される。外装容器３では、内部空洞８は、高さ方向について、底壁６が位置する側とは反対側へ開口する。周壁７は、二対の側壁１１，１２を備える。一対の側壁１１は、横方向について内部空洞８を挟んで対向する。一対の側壁１２は、奥行き方向について内部空洞８を挟んで対向する。側壁１１のそれぞれは、側壁１２の間に、奥行き方向に沿って連続して延設される。側壁１２のそれぞれは、側壁１１の間に、横方向に沿って連続して延設される。蓋部材５は、底壁６とは反対側の端部で、周壁７に取付けられる。このため、蓋部材５は、外装容器３の内部空洞８の開口を塞ぐ。蓋部材５及び底壁６は、高さ方向について内部空洞８を挟んで対向する。

　なお、図１及び図２等の一例では、蓋部材５の外表面は、電池１の高さ方向の一方側を向き、蓋部材５の内表面は、電池１の高さ方向について蓋部材５の外表面とは反対側を向く。また、蓋部材５の内表面は、電極群２が位置する側を向く。ある一例では、蓋部材５の外表面及び内表面のそれぞれは、電池１の奥行き方向及び電池１の横方向の両方に対して平行又は略平行である。

　電極群２は、正極１３Ａ及び負極１３Ｂを備える。電極群２では、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間にセパレータ（図示しない）が介在する。セパレータは、電気的絶縁性を有する材料から形成され、正極１３Ａを負極１３Ｂに対して電気的に絶縁する。

　正極１３Ａは、正極集電箔等の正極集電体と、正極集電体の表面に担持される正極活物質含有層（図示しない）と、を備える。正極集電体は、これらに限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔等であり、厚さが１０μｍ～２０μｍ程度である。正極活物質含有層は、正極活物質を備え、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。正極活物質としては、これらに限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる酸化物、硫化物及びポリマー等が挙げられる。正極集電体は、正極活物質含有層が未担持の部分として、正極集電タブ１５Ａを備える。

　負極１３Ｂは、負極集電箔等の負極集電体と、負極集電体の表面に担持される負極活物質含有層（図示しない）と、を備える。負極集電体は、これらに限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔又は銅箔等であり、厚さが１０μｍ～２０μｍ程度である。負極活物質含有層は、負極活物質を備え、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物及び炭素材料等が挙げられる。負極集電体は、負極活物質含有層が未担持の部分として、負極集電タブ１５Ｂを備える。

　図１等の一例の電極群２では、正極活物質含有層と負極活物質含有層との間でセパレータが挟まれた状態で、正極１３Ａ、負極１３Ｂ及びセパレータが捲回軸Ｂを中心として捲回される。そして、電極群２の捲回軸Ｂが電池１の高さ方向に沿う状態で、電極群２は、内部空洞８に収納される。また、別のある一例では、電極群２は、複数の正極１３Ａ及び複数の負極１３Ｂが交互に積層されるスタック構造を有し、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間にはセパレータが設けられる。

　電極群２は、前述のように、一対の集電タブ１５の一方として正極集電タブ１５Ａを備え、一対の集電タブ１５の正極集電タブ１５Ａとは別の一方として負極集電タブ１５Ｂを備える。正極集電タブ１５Ａでは、正極集電体から形成される複数の帯状部が重ねられ、負極集電タブ１５Ｂでは、負極集電体から形成される複数の帯状部が重ねられる。電極群２では、正極集電タブ１５Ａは、正極活物質含有層、負極活物質含有層及びセパレータに対して突出する。そして、電極群２では、負極集電タブ１５Ｂは、正極活物質含有層、負極活物質含有層及びセパレータに対して、正極集電タブ１５Ａが突出する側へ突出する。すなわち、一対の集電タブ１５は、互いに対して同一の側に、電極群２において突出する。

　外装容器３の内部空洞８には、電極群２は、電池１の高さ方向について蓋部材５が位置する側へ集電タブ１５のそれぞれが突出する状態で、配置される。また、内部空洞８に収納される電極群２では、一対の集電タブ１５は、電池１の横方向について、互いに対して離れて配置される。したがって、正極集電タブ１５Ａは、負極集電タブ１５Ｂとは接触しない。

　また、内部空洞８では、電極群２に、電解液（図示しない）が保持（含浸）される。電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させた非水電解液であってもよく、水溶液等の水系電解液であってもよい。電解液の代わりに、ゲル状電解質が用いられてもよく、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質が電解質として用いられる場合、電極群２において、固体電解質が、セパレータの代わりに、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間に介在する。この場合、固体電解質により、正極１３Ａが負極１３Ｂに対して電気的に絶縁される。

　電池１では、蓋部材５に、一対の電極端子１６が取付けられる。電極端子１６は、金属等の導電材料から形成される。一対の電極端子１６の一方が電池１の正極端子（１６Ａ）であり、一対の電極端子１６の正極端子（１６Ａ）とは別の一方が電池１の負極端子（１６Ｂ）である。電極端子１６のそれぞれは、電池１の外部に露出する状態で、蓋部材５の外表面に配置される。一対の電極端子１６は、電池１の横方向について、互いに対して離れて配置される。また、図２等の一例では、正極端子１６Ａは、電池１の横方向について、正極集電タブ１５Ａに対して外側に配置され、負極端子１６Ｂは、電池１の横方向について、負極集電タブ１５Ｂに対して外側に配置される。

　また、蓋部材５には、一対の貫通孔１７が設けられ、貫通孔１７のそれぞれは、電池１の高さ方向について蓋部材５を貫通する。したがって、貫通孔１７のそれぞれは、蓋部材５の外表面から内表面まで形成される。蓋部材５の外表面では、電極端子１６のそれぞれと蓋部材５との間には、絶縁部材１８が設けられる。また、貫通孔１７のそれぞれには、絶縁ガスケット１９が配置される。電極端子１６のそれぞれは、絶縁部材１８及び絶縁ガスケット１９によって、蓋部材５及び外装容器３に対して電気的に絶縁される。

　外装容器３の内部空洞８には、一対のリード２０、一対の中間リード２１、及び、一対のバックアップリード２２が配置される。リード２０、中間リード２１及びバックアップリード２２のそれぞれは、金属等の導電材料から形成され、リード２０、中間リード２１及びバックアップリード２２を形成する材料としては、アルミニウム、ステンレス、銅及び鉄等が挙げられる。また、リード２０及び中間リード２１は、電池１の高さ方向について、電極群２と蓋部材５との間に配置される。

　一対のリード２０の一方が正極側リード（２０Ａ）であり、一対のリード２０の正極側リード（２０Ａ）とは別の一方が負極側リード（２０Ｂ）である。また、一対の中間リード２１の一方が正極側中間リード（２１Ａ）であり、一対の中間リード２１の正極側中間リード（２１Ａ）とは別の一方が負極側リード（２０Ｂ）である。そして、一対のバックアップリード２２の一方が正極側バックアップリード（２２Ａ）であり、一対のバックアップリード２２の正極側バックアップリード（２２Ａ）とは別の一方が負極側バックアップリード（２２Ｂ）である。正極側リード２０Ａ、正極側中間リード２１Ａ及び正極側バックアップリード２２Ａは、電池１の横方向について、負極側リード２０Ｂ、負極側中間リード２１Ｂ及び負極側バックアップリード２２Ｂから離れて配置される。したがって、正極側リード２０Ａ、正極側中間リード２１Ａ及び正極側バックアップリード２２Ａのそれぞれは、負極側リード２０Ｂ、負極側中間リード２１Ｂ及び負極側バックアップリード２２Ｂとは接触しない。

　集電タブ１５の一方である正極集電タブ１５Ａは、バックアップリード２２Ａ、中間リード２１Ａ及びリード２０Ａを順に介して、電極端子１６の一方である正極端子１６Ａに電気的に接続される。このため、バックアップリード２２Ａ、中間リード２１Ａ及びリード２０Ａによって、正極集電タブ１５Ａと正極端子１６Ａとの間の電気経路が形成され、リード２０Ａは、正極集電タブ１５Ａと正極端子１６Ａとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。また、集電タブ１５の他方である負極集電タブ１５Ｂは、バックアップリード２２Ｂ、中間リード２１Ｂ及びリード２０Ｂを順に介して、電極端子１６の他方である負極端子１６Ｂに電気的に接続される。このため、バックアップリード２２Ｂ、中間リード２１Ｂ及びリード２０Ｂによって、負極集電タブ１５Ｂと負極端子１６Ｂとの間の電気経路が形成され、リード２０Ｂは、負極集電タブ１５Ｂと負極端子１６Ｂとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。

　また、外装容器３の内部空洞８では、一対の電極群押さえ２３が配置される。電極群押さえ２３のそれぞれは、電気的絶縁性を有する材料から形成される。また、一対の電極群押さえ２３は、電池１の横方向について、互いに対して離れて配置される。電極群押さえ２３の一方である電極群押さえ２３Ａは、リード２０Ａと蓋部材５との間で挟まれ、電極群押さえ２３の他方である電極群押さえ２３Ｂは、リード２０Ｂと蓋部材５との間で挟まれる。電極群押さえ２３Ａ等によって、蓋部材５及び外装容器３への正極集電タブ１５Ａ、リード２０Ａ、中間リード２１Ａ及びバックアップリード２２Ａの接触が防止され、正極集電タブ１５Ａ、リード２０Ａ、中間リード２１Ａ及びバックアップリード２２Ａは、蓋部材５及び外装容器３に対して電気的に絶縁される。そして、電極群押さえ２３Ｂ等によって、蓋部材５及び外装容器３への負極集電タブ１５Ｂ、リード２０Ｂ、中間リード２１Ｂ及びバックアップリード２２Ｂの接触が防止され、負極集電タブ１５Ｂ、リード２０Ｂ、中間リード２１Ｂ及びバックアップリード２２Ｂは、蓋部材５及び外装容器３に対して電気的に絶縁される。

　また、図１及び図２等の一例では、蓋部材５に、ガス開放弁２６及び注液口２７が、形成される。そして、蓋部材５の外表面に、注液口２７を塞ぐ封止板２８が、溶接される。ガス開放弁２６及び注液口２７は、電池１の横方向について、電極端子１６の間に配置される。なお、ある一例では、ガス開放弁２６及び注液口２７等は、電池１に設けられなくてもよい。

　本実施形態では、集電タブ１５Ａ、バックアップリード２２Ａ、中間リード２１Ａ及びリード２０Ａによって、正極端子１６Ａと電極群２との間の通電構造が形成され、集電タブ１５Ｂ、バックアップリード２２Ｂ、中間リード２１Ｂ及びリード２０Ｂによって、負極端子１６Ｂと電極群２との間の通電構造が形成される。

　図３及び図４は、電極端子１６のそれぞれと電極群２との間の通電構造、蓋部材５、及び、それらの近傍を示す。また、図５及び図６は、電極端子１６の一方と電極群２との間の通電構造、及び、その近傍を示す。図３は、斜視図であり、図４は、電池１の高さ方向について底壁６が位置する側から視た状態を示す。図５は、部材ごとに分解して示す斜視図であり、図６は、奥行き方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。以下、電極端子１６のそれぞれと電極群２との間の通電構造について、図１乃至図６等を参照して説明する。

　リード２０のそれぞれでは、厚さ方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す方向）、厚さ方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）幅方向（矢印Ｘ３及び矢印Ｘ４で示す方向）、及び、厚さ方向及び幅方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）長さ方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す方向）が、規定される。リード２０のそれぞれでは、厚さ方向に沿った寸法が、幅方向に沿った寸法、及び、長さ方向に沿った寸法のそれぞれに比べて、小さい。リード２０のそれぞれは、厚さ方向が電池１の高さ方向と一致又は略一致する状態で、内部空洞８に配置される。また、内部空洞８では、リード２０のそれぞれは、電池１の高さ方向について、集電タブ１５の対応する一方と蓋部材５との間に配置される。

　リード２０のそれぞれは、一対の主面としてリード面３１，３２を備える。リード２０のそれぞれでは、リード面（第１のリード面）３１は、厚さ方向の一方側を向き、リード面（第２のリード面）３２は、リード面３１とは反対側を向く。リード２０のそれぞれは、蓋部材５が位置する側をリード面３１が向く状態で、内部空洞８に配置される。ある一例では、リード２０のそれぞれにおいて、リード面３１，３２のそれぞれは、電池１の横方向及び奥行き方向に対して平行又は略平行になり、蓋部材５の外表面及び内表面に対して平行又は略平行になる。

　リード２０のそれぞれには、貫通孔３３が形成される。リード２０のそれぞれでは、貫通孔３３が、リード面３１からリード面３２まで、厚さ方向に沿って形成される。したがって、通電構造のそれぞれでは、電池１の高さ方向に沿って、リード２０に貫通孔３３が形成される。また、電極群押さえ２３のそれぞれには、電池１の高さ方向に沿って、貫通孔３５が形成される。

　通電構造のそれぞれでは、電極端子１６は、蓋部材５の貫通孔１７、電極押さえ２３の貫通孔３５、及び、リード２０の貫通孔３３に順に挿通される。そして、通電構造のそれぞれでは、電極端子１６は、カシメ固定等によって、リード２０に貫通孔３３で接続される。したがって、リード２０のそれぞれでは、貫通孔３３が、電極端子１６の対応する一方の接続位置となる。

　集電タブ１５のそれぞれでは、突出部分の根元位置Ｅ１が規定され、集電タブ１５のそれぞれは、根元位置Ｅ１とは反対側の端である遠位端まで、根元位置Ｅ１から延設される。また、集電タブ１５のそれぞれには、根元位置Ｅ１と遠位端との間に、折曲がり部３７が形成される。集電タブ１５のそれぞれは、根元位置Ｅ１から折曲がり部３７まで、電池１の高さ方向について蓋部材５が位置する側へ向かって延設される。そして、集電タブ１５のそれぞれは、折曲がり部３７から遠位端まで、電池１の奥行き方向に沿って延設される。したがって、集電タブ１５のそれぞれは、折曲がり部３７において、電池１の奥行き方向の一方側へ向かって折曲がる。

　集電タブ１５のそれぞれでは、折曲がり部３７と遠位端との間の延設部分に、タブ対向面３８が形成される。通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５のタブ対向面３８は、電池１の高さ方向について蓋部材５が位置する側を向き、リード２０のリード面（第２のリード面）３２と対向する。ある一例では、集電タブ１５のそれぞれにおいて、タブ対向面３８は、電池１の横方向及び奥行き方向に対して平行又は略平行になり、蓋部材５の外表面及び内表面に対して平行又は略平行になる。集電タブ１５のそれぞれでは、折曲がり部３７と遠位端との間の延設部分において、複数の帯状部が、電池１の高さ方向に沿って、重ねられる。また、集電タブ１５のそれぞれでは、折曲がり部３７と遠位端との間の延設部分において、複数の帯状部が束ねられ、束ねられた帯状部が、バックアップリード２２の対応する一方によって挟まれる。

　中間リード２１のそれぞれでは、厚さ方向（矢印Ｚ５及び矢印Ｚ６で示す方向）、厚さ方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）幅方向（矢印Ｘ５及び矢印Ｘ６で示す方向）、及び、厚さ方向及び幅方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）長さ方向（矢印Ｙ５及び矢印Ｙ６で示す方向）が、規定される。中間リード２１のそれぞれでは、厚さ方向に沿った寸法が、幅方向に沿った寸法、及び、長さ方向に沿った寸法のそれぞれに比べて、小さい。中間リード２１のそれぞれは、厚さ方向が電池１の高さ方向と一致又は略一致する状態で、内部空洞８に配置される。また、通電構造のそれぞれでは、中間リード２１は、電池１の高さ方向について集電タブ１５とリード２０との間に配置される。したがって、通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５のタブ対向面３８は、中間リード２１が間に位置する状態で、リード２０のリード面３２と対向する。

　中間リード２１のそれぞれは、一対の主面として延設面４１，４２を備える。中間リード２１のそれぞれでは、延設面（第１の延設面）４１は、厚さ方向の一方側を向き、延設面（第２の延設面）４２は、延設面４１とは反対側を向く。中間リード２１のそれぞれは、蓋部材５が位置する側を延設面４１が向く状態で、内部空洞８に配置される。通電構造のそれぞれでは、中間リード２１において、延設面（第１の延設面）４１がリード２０のリード面（第２のリード面）３２と対向し、延設面（第２の延設面）４２が集電タブ１５のタブ対向面３８と対向する。ある一例では、中間リード２１のそれぞれにおいて、延設面４１，４２のそれぞれは、電池１の横方向及び奥行き方向に対して平行又は略平行になり、蓋部材５の外表面及び内表面に対して平行又は略平行になる。

　中間リード２１のそれぞれの延設面４１には、凹部４３が形成される。中間リード２１のそれぞれでは、凹部４３は、厚さ方向について延設面４２が位置する側へ凹む。また、中間リード２１のそれぞれでは、凹部４３は、長さ方向について一端から他端に渡って形成され、幅方向について中央部に形成される。そして、中間リード２１のそれぞれの延設面４１では、凹部４３は、幅方向について両側に隣接する部位に対して、凹んだ状態になる。内部空洞８では、中間リード２１のそれぞれは、電池１の高さ方向について電極群２が位置する側へ凹部４３が凹む状態に、配置される。

　通電構造のそれぞれでは、中間リード２１は、延設面（第１の延設面）４１においてリード２０のリード面（第２のリード面）３２に接合される。したがって、通電構造のそれぞれのリード２０では、中間リード２１に接合されるリード接合部４５が、リード面３２に形成される。ある一例では、通電構造のそれぞれにおいて、リード２０のリード接合部４５での中間リード２１との接合面は、電池１の横方向及び奥行き方向に対して平行又は略平行になり、蓋部材５の外表面及び内表面に対して平行又は略平行になる。

　通電構造のそれぞれでは、中間リード２１は、延設面（第２の延設面）４２において集電タブ１５のタブ対向面３８に接合される。したがって、通電構造のそれぞれの集電タブ１５では、中間リード２１に接合されるタブ接合部４６が、タブ対向面３８に形成される。図１乃至図６の一例では、集電構造のそれぞれにおいて、集電タブ１５のタブ接合部４６は、バックアップリード２２を間に介して、中間リード２１に接合される。なお、バックアップリード２２は、必ずしも設けられる必要はなく、通電構造の少なくとも一方において、集電タブ１５のタブ接合部４６が、中間リード２１に直接的に接合されてもよい。

　ある一例では、通電構造のそれぞれにおいて、集電タブ１５のタブ接合部４６での中間リード２１との接合面は、電池１の横方向及び奥行き方向に対して平行又は略平行になり、蓋部材５の外表面及び内表面に対して平行又は略平行になる。そして、通電構造のそれぞれにおいて、集電タブ１５のタブ接合部４６での中間リード２１との接合面は、リード２０のリード接合部４５での中間リード２１との接合面に対して、平行又は略平行となる。また、通電構造のそれぞれでは、リード２０の中間リード２１への接合、及び、集電タブ１５の中間リード２１への接合は、例えば、超音波溶接によって行われる。

　本実施形態では、一対の通電構造のそれぞれにおいて、リード２０への電極端子１６の接続位置（貫通孔３３）は、リード２０の長さ方向について、中間リード２１の延設面（第２の延設面）４２への集電タブ１５のタブ対向面３８のタブ接合部４６に対して、ずれて位置する。そして、通電構造のそれぞれでは、リード２０への電極端子１６の接続位置は、電池１の横方向について、中間リード２１への集電タブ１５のタブ接合部４６に対して、外側に位置する。

　また、一対の通電構造のそれぞれでは、中間リード２１の延設面（第１の延設面）４１へのリード２０のリード面（第２のリード面）３２のリード接合部４５は、リード２０の幅方向について、リード２０への電極端子１６の接続位置（貫通孔３３）、及び、中間リード２１への集電タブ１５のタブ接合部４６に対して、ずれて位置する。したがって、一対の通電構造のそれぞれでは、中間リード２１へのリード２０のリード接合部４５は、電池１の奥行き方向について、リード２０への電極端子１６の接続位置、及び、中間リード２１への集電タブ１５のタブ接合部４６に対して、離れて位置する。

　通電構造のそれぞれでは、電極端子１６の上端（一端）は、蓋部材５の外表面に位置する。そして、通電構造のそれぞれでは、電極端子１６の下端（他端）は、電池１の高さ方向について、リード２０のリード面（第２のリード面）３２と中間リード２１の凹部４３の底部との間の隙間に配置される。前述のように電極端子１６が配置されるため、通電構造のそれぞれでは、中間リード２１への電極端子１６の接触が、防止される。すなわち、通電構造のそれぞれでは、電極端子１６は、リード２０を間に介してのみ、中間リード２１へ電気的に接続される。

　通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５、電極端子１６、リード２０及び中間リード２１の少なくとも１つが、他の部材に対して、材料の組成が異なることが好ましい。また、通電構造のそれぞれでは、部材ごとに、材料の組成が異なってもよい。この場合、通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５、電極端子１６、リード２０及び中間リード２１は、互いに対して材料の組成が異なる。ある一例では、電極端子１６は、５０００番台のアルミニウム合金（Ａｌ－Ｍｇ系合金）から形成され、リード２０は、１０００番台のアルミニウム合金（純アルミニウム系合金）から形成され、中間リード２１は、３０００番台のアルミニウム合金（Ａｌ－Ｍｎ系合金）から形成される。

　電池１の製造においては、集電タブ１５のそれぞれを中間リード２１の対応する一方に超音波溶接等によって接合する。そして、電極端子１６のそれぞれを蓋部材５に取付けるとともに、電極端子１６のそれぞれをリード２０の対応する一方にカシメ固定等によって接続する。そして、リード２０のそれぞれに電極端子１６の対応する一方が接続された状態で、リード２０のそれぞれに中間リード２１の対応する一方を、超音波溶接等によって接合する。これにより、電極群２、蓋部材５、電極端子１６、リード２０及び中間リード２１を含む組立て体が、形成される。そして、前述の組立て体を外装容器３の内部空洞８に挿入し、蓋部材５を外装容器３に取付けることにより、電池１が製造される。

　本実施形態では、リード２０のそれぞれに電極端子１６の対応する一方が接続された状態で、リード２０のそれぞれに、中間リード２１の対応する一方が接合される。このため、リード２０のそれぞれに中間リード２１の対応する一方が接合する作業において、蓋部材５が変形し難く、電極端子１６のそれぞれを電極群２に電気的に接続する作業において、蓋部材５が変形し難い。これにより、前述の組立て体を内部空洞８に挿入した後、蓋部材５を外装容器３に取付け易くなり、電池１の生産性が向上する。

　また、本実施形態では、前述のように、リード２０のそれぞれは、蓋部材５が位置する側をリード面（第１のリード面）３１が向き、かつ、リード面（第２のリード面）３２がリード面３１とは反対側を向く状態で、内部空洞８に配置される。そして、通電構造のそれぞれでは、リード２０のリード面３２に、中間リード２１に接合されるリード接合部４５が形成される。前述のような構成であるため、内部空洞８に配置されるリード２０のそれぞれでは、電池１の高さ方向の一方側を向くリード面３２に、リード接合部４５が形成される。このため、通電構造のそれぞれでは、電池１の高さ方向に沿ったリード２０の寸法を小さくしても、中間リード２１とのリード２０の接合領域を適切に確保可能となる。電池１の高さ方向に沿ったリード２０のそれぞれの寸法が小さくなることにより、内部空洞８においてリード２０が占めるスペースが小さくなる。

　また、本実施形態の通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５のタブ対向面３８は、内部空洞８において、リード２０のリード面（第２のリード面）３２と対向する。そして、通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５のタブ対向面３８に、中間リード２１に接合されるタブ接合部４６が形成される。前述のような構成であるため、内部空洞８に配置される集電タブ１５のそれぞれでは、電池１の高さ方向の一方側を向くタブ対向面３８に、タブ接合部４６が形成される。このため、通電構造のそれぞれでは、電池１の高さ方向に沿った集電タブ１５の寸法を小さくしても、中間リード２１との集電タブ１５の接合領域を適切に確保可能となる。電池１の高さ方向に沿った集電タブ１５のそれぞれの寸法が小さくなることにより、内部空洞８において集電タブ１５が占めるスペースが小さくなる。

　前述のように実施形態では、接続部材であるリード２０が内部空洞８において占めるスペース、及び、集電タブ１５が内部空洞８において占めるスペースを、小さくすることが可能となる。このため、内部空洞８においてリード２０等が占めるスペースを小さくすることにより、内部空洞８において電極群２が占めるスペースを大きくすることが可能になる。内部空洞８において電極群２が占めるスペースが大きくなることにより、電極群２（電池１）の高容量化が実現される。

　また、本実施形態では、リード２０のそれぞれは、厚さ方向が電池１の高さ方向と一致又は略一致する状態で、内部空洞８に配置される。そして、リード２０のそれぞれでは、厚さ方向に沿った寸法は、幅方向に沿った寸法、及び、長さ方向に沿った寸法のそれぞれに比べて小さい。これにより、電池１の高さ方向に沿ったリード２０のそれぞれの寸法が適切に小さくなり、内部空洞８においてリード２０が占めるスペースが適切に小さくなる。

　また、本実施形態では、前述のように、中間リード２１のそれぞれは、蓋部材５が位置する側を延設面（第１の延設面）４１が向き、かつ、延設面（第２の延設面）４２が延設面４１とは反対側を向く状態で、内部空洞８に配置される。そして、通電構造のそれぞれでは、中間リード２１の延設面４１が、リード２０のリード面３２（リード接合部４５）に接合され、中間リード２１の延設面４２が、集電タブ１５のタブ対向面３８（タブ接合部４６）に接合される。前述のような構成であるため、内部空洞８に配置される中間リード２１のそれぞれでは、電池１の高さ方向の一方側を向く延設面４１にリード接合部４５が接合され、電池１の高さ方向について延設面４１とは反対側を向く延設面４２にタブ接合部４６が接合される。このため、通電構造のそれぞれでは、電池１の高さ方向に沿った中間リード２１の寸法を小さくしても、リード２０との接合領域、及び、集電タブ１５との接合領域を適切に確保可能となる。

　電池１の高さ方向に沿った中間リード２１のそれぞれの寸法が小さくなることにより、内部空洞８において中間リード２１が占めるスペースが小さくなる。内部空洞８において中間リード２１が占めるスペースを小さくすることにより、内部空洞８において電極群２が占めるスペースをさらに大きくすることが可能になる。これにより、電極群２（電池１）をさらに高容量化することが可能となる。

　また、本実施形態では、中間リード２１のそれぞれは、厚さ方向が電池１の高さ方向と一致又は略一致する状態で、内部空洞８に配置される。そして、中間リード２１のそれぞれでは、厚さ方向に沿った寸法は、幅方向に沿った寸法、及び、長さ方向に沿った寸法のそれぞれに比べて小さい。これにより、電池１の高さ方向に沿った中間リード２１のそれぞれの寸法が適切に小さくなり、内部空洞８において中間リード２１が占めるスペースが適切に小さくなる。

　また、本実施形態の通電構造のそれぞれでは、電極端子１６の下端は、電池１の高さ方向について、リード２０のリード面（第２のリード面）３２と中間リード２１の延設面（第１の延設面）４１との間の隙間に配置される。そして、通電構造のそれぞれでは、集電タブ１５は、中間リード２１の延設面（第２の延設面）４２に接合される。このため、通電構造のそれぞれでは、電池１の横方向（リード２０の長さ方向）についての集電タブ１５の寸法（幅）を大きくしても、電極端子１６及びリード２０への集電タブ１５の接触が防止される。電池１の横方向についての集電タブ１５のそれぞれの寸法が大きくなることにより、集電タブ１５のそれぞれを通して大電流を流すことが可能になる。このため、電池１（電極群２）の出力特性及び入力特性等を向上させることが可能になる。

　また、通電構造のそれぞれにおいて、集電タブ１５、電極端子１６、リード２０及び中間リード２１の少なくとも１つを、他の部材に対して、材料の組成を異ならせることにより、電池１の設計における自由度が向上する。ある一例では、電極端子１６の材料の組成を他の部材に対して異ならせることにより、電極端子１６の材料硬度を、調整する。これにより、カシメ固定等によって、電極端子１６をリード２０に強固に固定可能となる。また、別のある一例では、リード２０の材料の組成を他の部材に対して異ならせることにより、リード２０の熱伝導率を低くする。これにより、リード２０の中間リード２１への接合作業等において、リード２０から他の部材へ熱が伝達し難くなる。

　（変形例）　
　また、図７乃至図９に示す第１の変形例では、前述の通電構造のそれぞれに、中間リード２１が設けられない。図７乃至図９は、電極端子１６の一方と電極群２との間の通電構造、及び、その近傍を示す。図７は、斜視図であり、図８は、部材ごとに分解して示す斜視図であり、図９は、奥行き方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。

　本変形例でも、リード２０のそれぞれは、蓋部材５が位置する側をリード面（第１のリード面）３１が向き、かつ、リード面（第２のリード面）３２がリード面３１とは反対側を向く状態で、内部空洞８に配置される。そして、集電タブ１５のタブ対向面３８は、内部空洞８において、リード２０のリード面（第２のリード面）３２と対向する。ただし、本変形例では、通電構造のそれぞれにおいて、リード２０のリード面（第２のリード面）３２のリード接合部４５は、集電タブ１５のタブ対向面３８のタブ接合部４６に接合される。

　本変形例の通電構造のそれぞれでは、リード２０への電極端子１６の接続位置（貫通孔３３）は、リード２０の長さ方向について、リード２０のリード面（第２のリード面）３２への集電タブ１５のタブ対向面３８のタブ接合部４６に対して、ずれて位置する。そして、通電構造のそれぞれでは、リード２０への電極端子１６の接続位置は、電池１の横方向について、リード２０への集電タブ１５のタブ接合部４６に対して、外側に位置する。

　また、本変形例のリード２０のそれぞれでは、長さ方向について貫通孔３３（電極端子１６の対応する一方の接続位置）とリード接合部４５（集電タブ１５の対応する一方の接合位置）との間に、段差４７が形成される。リード２０のそれぞれでは、段差４７によって、貫通孔３３が位置する側の部位は、リード接合部４５が位置する側の部位に対して、厚さ方向にずれる。そして、リード２０のそれぞれは、リード接合部４５が位置する側の部位に対して貫通孔３３が位置する側の部位が、段差４７によって電池１の高さ方向にずれた状態で、内部空洞８に配置される。リード２０のそれぞれでは、段差４７よりリード接合部４５が位置する側の部位に対して、段差４７より貫通孔３３が位置する側の部位が、蓋部材５に近い位置に配置される。

　本変形例では、電池１の製造において、集電タブ１５のそれぞれを、リード２０の対応する一方に超音波溶接等によって接合する。そして、電極端子１６のそれぞれを蓋部材５に取付けるとともに、電極端子１６のそれぞれをリード２０の対応する一方にカシメ固定等によって接続する。これにより、電極群２、蓋部材５、電極端子１６及びリード２０を含む組立て体が、形成される。

　本変形例では、リード２０のそれぞれに集電タブ１５の対応する一方を接合した後に、リード２０のそれぞれに電極端子１６の対応する一方が接続される。このため、本変形例でも、電極端子１６のそれぞれを電極群２に電気的に接続する作業において、蓋部材５が変形し難い。これにより、前述の実施形態等と同様に、組立て体を内部空洞８に挿入した後、蓋部材５を外装容器３に取付け易くなり、電池１の生産性が向上する。

　また、本変形例でも、前述のような構成であるため、内部空洞８に配置されるリード２０のそれぞれにおいて、電池１の高さ方向の一方側を向くリード面（第２のリード面）３２に、リード接合部４５が形成される。そして、内部空洞８に配置される集電タブ１５のそれぞれでは、電池１の高さ方向の一方側を向くタブ対向面３８に、タブ接合部４６が形成される。このため、通電構造のそれぞれでは、電池１の高さ方向に沿ったリード２０の寸法、及び、電池１の高さ方向に沿った集電タブ１５の寸法のそれぞれを小さくしても、集電タブ１５とリード２０との接合領域を適切に確保可能となる。

　したがって、本変形例でも、前述の実施形態等と同様に、接続部材であるリード２０が内部空洞８において占めるスペース、及び、集電タブ１５が内部空洞８において占めるスペースを、小さくすることが可能となる。そして、内部空洞８においてリード２０等が占めるスペースを小さくすることにより、内部空洞８において電極群２が占めるスペースを大きくすることが可能になる。すなわち、本変形例でも、前述の実施形態等と同様に、内部空洞８において電極群２が占めるスペースが大きくすることが可能となり、電極群２（電池１）の高容量化が実現可能となる。

　なお、前述の実施形態等では、正極端子１６Ａと電極群２との間の通電構造、及び、正極端子１６Ａと電極群２との間の通電構造は互いに対して同様の構成であるが、これに限るものではない。ある変形例では、一対の通電構造の一方が、第１の実施形態等と同様に中間リード２１が設けられる通電構造であり、一対の通電構造の他方が、第１の変形例等と同様に中間リード２１が設けられない通電構造であってもよい。また、一対の通電構造の一方のみが、前述の実施形態等と同様の通電構造であってもよい。すなわち、一対の通電構造の少なくとも一方が、前述の実施形態等と同様の通電構造であればよい。

　これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、リードは、第１のリード面、及び、第１のリード面とは反対側を向く第２のリード面を備え、蓋部材が位置する側を第１のリード面が向く状態に内部空洞に配置される。リードでは、第２のリード面にリード接合部が形成される。集電タブは、内部空洞においてリードの第２のリード面と対向するタブ対向面を備え、集電タブでは、タブ対向面にタブ接合部が形成される。これにより、電極群において蓋部材が位置する側へ集電タブが突出する構成において、外装容器の内部空洞における電極群が占めるスペースを大きくすることが可能な電池を提供することができる。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims

　底壁及び周壁を備え、前記底壁が位置する側とは反対側へ開口する内部空洞が形成される外装容器と、
　前記内部空洞の開口を塞ぐ状態で前記外装容器の前記周壁に取付けられる蓋部材と、
　正極及び負極を備え、前記外装容器の前記内部空洞に収納される電極群と、
　厚さ方向の一方側を向く第１のリード面と、前記第１のリード面とは反対側を向く第２のリード面と、を備えるリードであって、前記内部空洞において前記蓋部材が位置する側を前記第１のリード面が向く状態に配置され、前記第２のリード面にリード接合部が形成されるリードと、
　前記蓋部材が位置する側へ前記電極群において突出する集電タブであって、前記内部空洞において前記リードの前記第２のリード面と対向するタブ対向面を備え、前記タブ対向面にタブ接合部が形成される集電タブと、
　前記蓋部材の外表面において外部に露出し、前記リードに接続される電極端子であって、前記集電タブとの間の電気経路の少なくとも一部を前記リードが形成する電極端子と、
　を具備する、電池。
　厚さ方向の一方側を向く第１の延設面と、前記第１の延設面とは反対側を向く第２の延設面と、を備え、前記蓋部材が位置する側を前記第１の延設面が向く状態で前記内部空洞に配置される中間リードをさらに具備し、
　前記中間リードは、前記第１の延設面において前記リードの前記第２のリード面の前記リード接合部に接合され、前記第２の延設面において前記集電タブの前記タブ対向面の前記タブ接合部に接合される、
　請求項１の電池。
　前記中間リードでは、前記厚さ方向に沿った寸法は、前記厚さ方向に対して交差する幅方向に沿った寸法、及び、前記厚さ方向及び前記幅方向の両方に対して交差する長さ方向に沿った寸法のそれぞれに比べて小さい、請求項２の電池。
　前記中間リードは、前記電極端子、前記リード及び前記集電タブのいずれか１つ以上に対して、材料の組成が異なる、請求項２又は３の電池。
　前記リードの前記厚さ方向に対して交差する前記リードの長さ方向、及び、前記リードの前記厚さ方向及び前記リードの前記長さ方向の両方に対して交差する前記リードの幅方向を規定した場合、前記中間リードへの前記リードの前記第２のリード面の前記リード接合部は、前記リードの前記幅方向について、前記リードへの前記電極端子の接続位置、及び、前記中間リードへの前記集電タブの前記タブ対向面の前記タブ接合部に対してずれて位置する、請求項２乃至４のいずれか１項の電池。
　前記リードの前記第２のリード面の前記リード接合部は、前記集電タブの前記タブ対向面の前記タブ接合部に接合される、請求項１の電池。
　前記リードへの前記電極端子の接続位置は、前記リードの前記厚さ方向に対して交差する前記リードの長さ方向について、前記集電タブの前記タブ対向面の前記タブ接合部に対してずれて位置する、請求項１乃至６のいずれか１項の電池。
　前記リードでは、前記厚さ方向に沿った寸法は、前記厚さ方向に対して交差する幅方向に沿った寸法、及び、前記厚さ方向及び前記幅方向の両方に対して交差する長さ方向に沿った寸法のそれぞれに比べて小さい、請求項１乃至７のいずれか１項の電池。
　前記リードは、前記電極端子及び前記集電タブのいずれか１つ以上に対して、材料の組成が異なる、請求項１乃至８のいずれか１項の電池。
　前記集電タブは、前記電極群において前記蓋部材が位置する側へ突出する正極集電タブ、及び、前記正極集電タブから離れて設けられ、前記正極集電タブが突出する側へ前記電極群において突出する負極集電タブの少なくとも一方であり、
　前記電極端子は、前記正極集電タブに電気的に接続される正極端子、及び、前記蓋部材の前記外表面において前記正極端子から離れて配置され、前記負極集電タブに電気的に接続される負極端子の少なくとも一方であり、
　前記リードは、前記正極端子が接続され、前記正極端子と前記正極集電タブとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する正極側リード、及び、前記負極端子が接続され、前記負極端子と前記負極集電タブとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する負極側リードの少なくとも一方である、
　請求項１乃至９のいずれか１項の電池。