WO2023243723A1 - 電池 - Google Patents

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WO2023243723A1
WO2023243723A1 PCT/JP2023/022458 JP2023022458W WO2023243723A1 WO 2023243723 A1 WO2023243723 A1 WO 2023243723A1 JP 2023022458 W JP2023022458 W JP 2023022458W WO 2023243723 A1 WO2023243723 A1 WO 2023243723A1
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WO
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conductive plate
battery
power generation
concave container
side wall
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022458
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English (en)
French (fr)
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俊平 増田
浩司 山口
潤珠 青木
彩子 新谷
春樹 上剃
Original Assignee
マクセル株式会社
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    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
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    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs

Definitions

  • the present disclosure relates to batteries.
  • a power generation element is housed in an internal space formed by a concave container and a lid material covering the opening of the concave container.
  • Patent Document 1 JP 2012-69508A discloses an electrochemical cell with stable electrochemical properties.
  • An electrochemical cell has a sealed container.
  • the sealed container consists of a base member and a lid member.
  • a storage space in which an electrochemical element is stored is formed between both members.
  • An elastic member that presses the electrochemical element is disposed between the lid member and the electrochemical element.
  • Patent Document 1 discloses, as an elastic member, a plate spring bent in a V-shape in cross-sectional view or a plate spring curved toward an electrochemical element.
  • Patent Document 2 discloses a battery package and a battery module.
  • the battery module includes an insulating substrate that includes a first surface and a recess that is open on the first surface and that accommodates the battery, a frame that surrounds the recess on the first surface, and an insulating substrate that is located between the frame and the recess.
  • two electrodes a conductive sheet that is electrically connected to the second electrode and extends from the first surface to the opening of the recess, a lid that closes the frame, and a space between the lid and the conductive sheet. and a spacer in contact with the lid and the conductive sheet.
  • JP-A-2006-12792 discloses a battery case and a battery.
  • the battery case includes a base made of ceramics with a recess formed in the center of its upper surface, and a lid whose outer peripheral portion is joined to the base so as to cover the recess.
  • the battery includes a battery case and a power generation element housed within the battery case.
  • a protrusion is provided in the center of the lid body, the entire portion of which protrudes toward the recess, and a curved portion is provided between the protrusion and the outer peripheral portion.
  • JP2012-69508A International Publication No. 2022/030424 Japanese Patent Application Publication No. 2006-12792
  • the V-shaped plate spring in the electrochemical cell of Patent Document 1 does not have stable contact with the electrochemical element, and may be displaced due to vibration or the like. Furthermore, since the curved surface of a significantly curved leaf spring is in contact with the electrochemical element, there is a risk that the electrical connection will not be stable.
  • an object of the present disclosure is to provide a battery that can maintain good electrical connection.
  • the battery according to the present disclosure includes a case including a concave container having a bottom portion and a side wall portion, a lid member that covers the opening of the concave container, a first electrode layer, a second electrode layer, a first electrode layer and a second electrode layer. It has a laminate including a solid electrolyte layer disposed between two electrode layers, a power generation element housed in a case, a conductive plate disposed between the power generation element and the cover material, and a conductive plate. and an elastic insulator disposed between the lid and the lid.
  • the conductive plate has a support portion for supporting the conductive plate at a position corresponding to the upper end surface of the side wall portion of the concave container.
  • the support portion is a protrusion in which a portion of the conductive plate protrudes toward the upper end surface of the side wall portion of the concave container.
  • the elastic insulator presses the conductive plate toward the power generating element while housed in the case.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a battery according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the battery shown in FIG. 1 (excluding the lid material, conductive plate, and elastic insulator).
  • FIG. 3 is a plan view showing a conductive plate of the battery shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a battery according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a battery according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a battery according to modification example 3.
  • a battery includes a case including a recessed container having a bottom portion and a side wall portion, a lid member covering an opening of the recessed container, a first electrode layer, a second electrode layer, a first electrode layer, and a lid member that covers an opening of the recessed container.
  • a power generation element which has a laminate including a solid electrolyte layer disposed between the second electrode layers and is housed in a case, a conductive plate disposed between the power generation element and the cover material, and a conductive plate. and an elastic insulator disposed between the lid and the lid.
  • the conductive plate has a support portion for supporting the conductive plate at a position corresponding to the upper end surface of the side wall portion of the concave container.
  • the support portion is a protrusion in which a portion of the conductive plate protrudes toward the upper end surface of the side wall portion of the concave container.
  • the elastic insulator presses the conductive plate toward the power generating element while housed in the case.
  • the conductive plate presses the power generating element toward the bottom side of the concave container in this manner, the conductive plate contacts the power generating element more stably even when the volume of the power generating element changes. As a result, the battery can maintain good electrical connection without causing displacement of the conductive plate due to vibration or the like. Further, by supporting the conductive plate by the supporting portion, that is, the protruding portion, of the conductive plate, the conductive plate does not come into contact with the inner peripheral side end portion of the side wall portion of the concave container. Therefore, it is possible to prevent electrical connection from becoming impossible to maintain due to deformation of the conductive plate. Furthermore, since the conductive plate is pressed by an elastic insulator that can be compressed and deformed, variations in the thickness of the power generation element can be absorbed by changes in the amount of deformation of the elastic insulator, making it possible to achieve good electrical connections. can.
  • the conductive plate may have at least two or more support parts. Thereby, the conductive plate can be more stably supported on the upper end surface of the side wall portion, the positional shift of the conductive plate can be suppressed, and better electrical connection can be maintained.
  • the conductive plate may have a flat portion facing the power generation element.
  • the elastic insulator may be made of rubber.
  • the battery may further include a conductive sheet disposed between the conductive plate and the power generation element to reduce contact resistance.
  • a conductive sheet that is more flexible than the conductive plate, that is, easily deformable, even if the volume of the power generation element changes, even better electrical connection can be maintained.
  • a battery according to an embodiment different from the above includes a case having a recessed container having a bottom portion and a side wall portion, a lid member that covers an opening of the recessed container, a flat battery housed in the case, a flat battery and a lid. and an elastic insulator disposed between the conductive plate and the lid material.
  • the conductive plate has a support portion for supporting the conductive plate at a position corresponding to the upper end surface of the side wall portion of the concave container.
  • the support portion is a protrusion in which a portion of the conductive plate protrudes toward the upper end surface of the side wall portion of the concave container.
  • the elastic insulator presses the conductive plate toward the flat battery while housed in the case. In this way, even when the flat battery is housed in the internal space of the case, good electrical connection can be maintained.
  • the conductive plate may have a flat portion facing the flat battery.
  • the material of the concave container is not particularly limited, and various materials such as resin, glass (borosilicate glass, glass ceramics, etc.), metal, and ceramic can be used. It may also be a composite material in which ceramic or glass powder is dispersed in a resin.
  • the concave container is made of a metal material, in order to ensure insulation between the concave container and the power generation element or insulation between the concave container and the flat battery, the inner surface of the bottom of the concave container and the inner peripheral surface of the side wall should be It is desirable to cover with an insulating material such as a resin material or glass.
  • the battery 1 includes a case 10, a power generation element 20 housed in the case 10, a conductive plate 30 housed in the case 10, and an elastic insulator 40 housed in the case 10. It consists of
  • the case 10 includes a concave container 11, a lid 12, a connecting terminal 13, and a connecting terminal 14.
  • the concave container 11 is made of ceramic.
  • the concave container 11 includes a square bottom 111 and a square cylindrical side wall 112 that is formed continuously from the outer periphery of the bottom 111 and has a cylindrical space for accommodating the power generation element 20 therein. There is.
  • the side wall portion 112 is provided so as to extend substantially perpendicularly to the bottom portion 111 when viewed in longitudinal section.
  • a conductor portion 113 is formed inside the bottom portion 111 .
  • the conductor portion 113 extends between the power generation element 20 and the bottom portion 111 so as to be electrically connected to the power generation element 20 .
  • a conductor portion 114 is formed inside the side wall portion 112 .
  • a portion of the conductor portion 114 is formed to be exposed on the upper end surface of the side wall portion 112, as shown in FIGS. 1 and 2. As will be described later, the exposed surface of the conductor section 114 on the upper end surface of the side wall section 112 is positioned to correspond to the support section 32 formed on the conductive plate 30. A method for manufacturing the concave container 11 will be described later.
  • the concave container 11 is not limited to ceramic, and may be made of an insulating material such as synthetic resin. Note that the concave container 11 is not limited to a rectangular shape in plan view, but may be circular, elliptical, or polygonal.
  • the internal space for accommodating the power generation element 20 is not limited to a cylindrical shape, but may be formed in a polygonal cylinder shape such as a square cylinder shape depending on the shape of the power generation element 20.
  • the conductor portion 114 may be formed on the inner surface of the side wall portion 112 instead of inside the side wall portion 112, and may further penetrate the inside of the bottom portion 111 to be electrically connected to the connection terminal 14.
  • an insulating layer may be formed between the outer circumferential surface of the power generating element 20 and the conductor section 114, for example, on the inner surface of the conductor section 114, so that the outer circumferential surface of the power generating element 20 and the conductor section 114 do not come into contact with each other. desirable.
  • the lid material 12 is a rectangular thin metal plate that covers the opening of the concave container 11. As shown in FIGS. 1 and 2, the lid member 12 is joined to the concave container 11 by a square frame-shaped seal ring 15 disposed between the lower surface of its outer peripheral end and the upper end of the concave container 11 (seam welding). ) has been done. Thereby, the internal space of the case 10 is completely sealed.
  • the interior space of the case 10 is preferably a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen, considering the influence on the power generation element 20. Note that the lid material 12 is not limited to a thin metal plate as long as it can cover the opening of the concave container 11.
  • the lid material 12 is not limited to a rectangular shape, but can be variously changed to a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, etc. depending on the shape of the concave container 11 in a plan view. Moreover, the lid material 12 may have a shape other than a flat plate. Note that the lid material 12 may be bonded to the concave container 11 with an adhesive, and the method of joining the lid material 12 and the concave container 11 is not particularly limited.
  • connection terminal 13 is arranged on the outer surface of the bottom 111 of the concave container 11.
  • the connection terminal 13 is electrically connected to an electrode layer 21, which will be described later, via a conductor portion 113.
  • the electrode layer 21 functions as a positive electrode layer as described later. Therefore, the conductor portion 113 becomes a conduction path that connects the connection terminal 13 and the positive electrode layer, and the connection terminal 13 functions as a positive electrode terminal.
  • connection terminal 14 is arranged on the outer surface of the bottom 111 of the concave container 11 away from the connection terminal 13.
  • the connection terminal 14 is electrically connected to a support portion 32 of a conductive plate 30, which will be described later, via a conductor portion 114.
  • the conductive plate 30 is electrically connected to the electrode layer 22 functioning as a negative electrode layer. Therefore, the conductor portion 114 and the conductive plate 30 become a conduction path that connects the connection terminal 14 and the negative electrode layer, and the connection terminal 14 functions as a negative electrode terminal.
  • connection terminals 13 and the connection terminals 14 is not limited to the above, and may be arranged on the outer surface of the side wall portion 112 of the concave container 11, with the lid member 12 functioning as the conductor portion 114, and the connection terminals 14 It is also possible to form it on the outer surface of the lid material 12. However, by arranging both of these terminals on the outer surface of the bottom 111 of the concave container 11 at a constant interval, it is possible to mount them on the surface of the circuit board.
  • a method for manufacturing the concave container 11 will be explained.
  • a printed pattern that will become the conductor portions 113 and 114 is formed by printing and applying a metal paste to a ceramic green sheet.
  • a plurality of green sheets on which these printed patterns are formed are laminated to form a structure having the conductor portion 113 and the conductor portion 114 inside, and the above-mentioned support portion 115 on the inner peripheral surface of the side wall portion 112.
  • a concave container 11 can be produced.
  • the connection terminals 13 and 14 can also be formed by a printed pattern of this metal paste.
  • the power generation element 20 includes an electrode layer (positive electrode layer) 21, an electrode layer (negative electrode layer) 22, and a solid electrolyte layer 23. Solid electrolyte layer 23 is arranged between electrode layer 21 and electrode layer 22.
  • the power generation element 20 is formed into a cylindrical shape.
  • the power generation element 20 includes an electrode layer 21, a solid electrolyte layer 23, and an electrode layer 22 stacked in this order from the bottom 111 side (lower side in the drawing) of the concave container 11. That is, the power generation element 20 is housed in the internal space of the case 10 such that the lower surface of the electrode layer 21 and the inner surface of the bottom 111 of the concave container 11 face each other.
  • the power generation element 20 is not limited to a cylindrical shape, and can be modified into various shapes such as a rectangular parallelepiped shape and a polygonal column shape.
  • the electrode layer 21 contains lithium cobalt oxide, a sulfide-based solid electrolyte, and graphene as a conductive agent in a mass ratio of 65:30:5 as a positive electrode active material used in a lithium ion secondary battery.
  • a positive electrode pellet is obtained by placing the prepared positive electrode mixture into a mold with a diameter of 7.45 mm and molding it into a cylindrical shape.
  • the positive electrode active material of the electrode layer 21 is not particularly limited as long as it can function as the positive electrode layer of the power generation element 20, and examples thereof include lithium nickelate, lithium manganate, lithium nickel cobalt manganese composite oxide, It may be an olivine-type complex oxide or the like, or it may be an appropriate mixture of these.
  • the size and shape of the electrode layer 231 are not limited to a cylindrical shape, and can be variously changed depending on the size and shape of the battery 1.
  • the electrode layer 22 contains LTO (Li 4 Ti 5 O 12 , lithium titanate), a sulfide-based solid electrolyte, and graphene in a weight ratio of 50:40 as a negative electrode active material used in a lithium ion secondary battery.
  • LTO Li 4 Ti 5 O 12 , lithium titanate
  • This is a negative electrode pellet formed into a cylindrical shape from a negative electrode mixture containing 10 parts.
  • the negative electrode active material of the electrode layer 22 is not particularly limited as long as it can function as the negative electrode layer of the power generation element 20, and examples thereof include metallic lithium, lithium alloy, and carbon such as graphite and low crystal carbon. It may be a material, an oxide such as SiO, or a mixture of these as appropriate.
  • the size and shape of the electrode layer 22 are not limited to a cylindrical shape, and can be changed in various ways depending on the size and shape of the battery 1.
  • the solid electrolyte layer 23 is a sulfide-based solid electrolyte formed into a columnar shape.
  • the solid electrolyte contained in the electrode layer 21, the electrode layer 22, and the solid electrolyte layer 23 is not particularly limited, but from the viewpoint of ionic conductivity, a sulfide-based solid electrolyte, particularly an argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte is preferable. used.
  • the surface of the positive electrode active material is preferably coated with a lithium ion conductive material such as niobium oxide in order to prevent reaction with the positive electrode active material.
  • the solid electrolyte included in the solid electrolyte layer 23, the electrode layer 21, and the electrode layer 22 may be a hydride solid electrolyte, an oxide solid electrolyte, or the like.
  • the size and shape of the solid electrolyte layer 23 are not limited to a cylindrical shape, and can be changed in various ways depending on the size and shape of the battery 1.
  • the conductive plate 30 is a metal plate having a rectangular shape in a plan view and is installed in the opening of the concave container 11 of the case 10.
  • the conductive plate 30 has a flat portion 31 and a support portion 32 for supporting the conductive plate 30 on the upper end surface of the side wall portion 112 of the concave container 11.
  • the lower surface of the flat portion 31 faces the power generation element 20 and is in contact with the upper surface of an electrode layer 22, which will be described later.
  • Two or more supporting parts 32 are provided so that the conductive plate 30 can be supported on the upper end surface of the side wall part 112. Thereby, the conductive plate 30 is more stably supported on the upper end surface of the side wall portion 112.
  • the conductive plate 30 has four support parts 32 at the four corners.
  • the support portion 32 is a protruding portion that protrudes from the flat portion 31 toward the upper end surface of the side wall portion 112 .
  • the protruding portion is continuous with the flat portion 31.
  • the support portion 32 supports the conductive plate 30 such that the flat portion 31 is positioned between the upper end surface of the side wall portion 112 and the lid member 12. In other words, the flat portion 31 is suspended from the upper end surface of the side wall portion 112 by being supported by the support portion 32 formed of a protruding portion.
  • the flat portion 31 is pressed toward the power generation element 20 by the elastic insulator 40 described later, it becomes easier to bend toward the power generation element 20.
  • At least a portion of the support portion 32 is in contact with the conductor portion 114 exposed on the upper end surface of the side wall portion 112.
  • the conductive plate 30 functions as a current collector and forms part of a conduction path that electrically connects the electrode layer 22 and the connection terminal 14.
  • the entire conductive plate 30 is flat, that is, if the conductive plate 30 has a flat plate shape, when the center portion of the conductive plate 30 is pressed toward the power generation element 20, the side wall portion 112 The inner end of the upper end surface serves as a fulcrum, and the outer edge side of the conductive plate 30 tries to rise from the upper end surface of the side wall portion 112. Therefore, the problem that it becomes difficult to maintain a good conductive connection between the conductive plate 30 and the conductor portion 114 tends to occur.
  • the conductive plate 30 does not come into contact with the inner end of the upper end surface of the side wall portion 112 even if the center portion of the conductive plate 30 is pressed toward the power generation element 20. Since a good conductive connection between the support part 32 and the conductor part 114 is maintained, the electrical connection can also be stabilized.
  • the conductive plate 30 covers the opening of the concave container 11 .
  • the area of the conductive plate 30 in plan view is larger than the opening area of the concave container 11.
  • the number or position of the supporting parts 32 and the number or position of the exposed surfaces of the conductor part 114 are not limited to these, and the number or position of the supporting parts 32 and the number or positions of the exposed surfaces of the conductor part 114 are not limited to these. It is sufficient if it can be electrically connected. Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, among the supporting parts 32 provided at the four corners of the conductive plate 30, two supporting parts 32 are in contact with the conductor part 114, and the other two supporting parts 32 are in contact with the conductor part 114. Do not touch 114. In this way, some of the plurality of support parts 32 may be brought into contact with the conductor part 114. However, by bringing two or more supporting parts 32 into contact with the conductor part 114, the electrical connection becomes more stable.
  • the elastic insulator 40 is made of an insulating material.
  • the elastic insulator 40 is made of rubber.
  • the insulating material is not limited to rubber and can be changed in various ways.
  • the elastic insulator 40 is a circular sheet that follows the top surface shape of the power generation element 20 in plan view.
  • the elastic insulator 40 is arranged between the flat part 31 of the conductive plate 30 and the lid member 12.
  • the elastic insulator 40 has a thickness larger than the gap between the lid member 12 and the flat part 31 of the conductive plate 30 placed on the upper end surface of the side wall part 112 via the support part 32 .
  • the conductive plate 30 is installed so that the power generation element 20 is covered by the plane part 31.
  • the elastic insulator 40 moves toward the power generation element 20. and press the conductive plate 30.
  • the end portion of the conductive plate 30 is supported by the upper end surface of the side wall portion 112, a portion of the plane portion 31 corresponding to the power generation element 20 is slightly bent toward the power generation element 20.
  • the conductive plate 30 can appropriately press the power generation element 20 toward the bottom side of the concave container 11, suppress the displacement of the conductive plate 30, and stabilize the electrical connection. Furthermore, since the flat portion 31 presses the power generation element 20 with a large area, it is possible to suppress damage to the electrode layer 22 when the power generation element 20 expands, and by widening the area for conductive connection, it is possible to improve the A good electrical connection can be maintained. Moreover, the elastic insulator 40 is made of an insulating material that can be compressed and deformed.
  • the deviation in the thickness of the power generation element 20 can be absorbed by the change in the amount of deformation of the elastic insulator 40, so that a good electrical connection can be achieved. .
  • the battery 1 of this embodiment has a conductive sheet 50 between the electrode layer 22 and the conductive plate 30.
  • the conductive sheet 50 is a conductive sheet made of expanded graphite, that is, a graphite sheet.
  • a graphite sheet is manufactured as follows. First, acid-treated graphite particles, which are natural graphite treated with an acid, are heated. Then, the acid-treated graphite expands as the acid between its layers evaporates and foams. This expanded graphite (expanded graphite) is molded into a felt shape, and further rolled using a roll mill to form a sheet body.
  • the conductive sheet 50 is manufactured by hollowing out the expanded graphite sheet into a circular shape.
  • expanded graphite is formed by vaporizing acid and foaming acid-treated graphite. Therefore, the graphite sheet is formed into a porous shape. Therefore, the graphite sheet has not only the electrical conductivity of graphite itself, but also flexibility that conventional graphite products do not have.
  • the method for producing the graphite sheet is not limited to this, and the graphite sheet may be made of a material other than expanded graphite, and the graphite sheet may be produced by any method.
  • the apparent density of the graphite sheet is preferably 0.3 g/cm 3 or more, more preferably 0.7 g/cm 3 or more. This is because if the apparent density of the graphite sheet is too low, the graphite sheet will be easily damaged. Note that the apparent density is not limited to the graphite sheet, and can also be applied to the conductive sheet 50 formed of other materials such as conductive tape.
  • the thickness of the graphite sheet is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.07 mm or more, preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.2 mm or less. If the thickness of the graphite sheet is too small, the graphite sheet will be easily damaged, and if the thickness is too large, the graphite sheet will narrow the internal space of the case 10 that accommodates the power generation element 20, reducing the volume (thickness) of the power generation element 20 that can be accommodated. This is to do so. Note that the thickness of the graphite sheet is not limited to that of the graphite sheet, and the conductive sheet 50 formed of other materials such as conductive tape is also applicable.
  • the conductive sheet 50 that is more flexible than the conductive plate, that is, easily deformable, the pressing force of the conductive plate 30 described above is more uniformly transmitted to the power generation element 20, thereby preventing damage to the power generation element 20.
  • its excellent flexibility can improve the stability of electrical connections.
  • the conductive sheet 50 may be placed between the electrode layer 21 and the bottom 111 of the concave container 11, as shown in FIG. Thereby, it is possible to further suppress damage to the power generation element 20 and stabilize the electrical connection.
  • the battery 1 of the third embodiment will be specifically described using FIG. 5.
  • the description of the same configuration as the battery 1 of the first embodiment and the second embodiment will basically be omitted, and the configuration different from the battery 1 of the first embodiment and the second embodiment. I will only explain about.
  • the battery 1 of this embodiment houses a flat battery 60 in the internal space of the case 10.
  • the flat battery 60 includes an exterior can 61, a sealed can 62, the above-described power generation element 20, and a gasket 63.
  • a flat portion 31 of the conductive plate 30 faces the flat battery 60 and is in contact with a flat portion 621 of a sealed can 62, which will be described later.
  • the outer can 61 includes a circular flat part 611 and a cylindrical side wall part 612 that is continuously formed from the outer periphery of the flat part 611.
  • the cylindrical side wall portion 612 is provided so as to extend substantially perpendicularly to the flat portion 611 when viewed in longitudinal section.
  • the outer can 61 is made of a metal material such as stainless steel.
  • the sealing can 62 includes a circular flat part 621 and a cylindrical peripheral wall part 622 that is continuously formed from the outer periphery of the flat part 621.
  • the opening of the sealed can 62 faces the opening of the outer can 61.
  • the sealing can 62 is made of a metal material such as stainless steel.
  • the outer can 61 and the sealing can 62 are caulked with a gasket 63 between the cylindrical side wall 612 of the outer can 61 and the peripheral wall 622 of the sealing can 62 after the power generation element 20 is accommodated in the internal space.
  • the outer can 61 and the sealing can 62 are configured such that the openings of the outer can 61 and the sealing can 62 face each other, and the peripheral wall portion 622 of the sealing can 62 is placed inside the cylindrical side wall portion 612 of the outer can 61. After inserting, the cylindrical side wall portion 612 and the peripheral wall portion 622 are crimped with a gasket 63 interposed therebetween. Thereby, the internal space formed by the outer can 61 and the sealing can 62 is in a sealed state.
  • the outer can 61 and the sealed can 62 are not limited to circular shapes in plan view, but can be modified into various shapes such as elliptical shapes or polygonal shapes.
  • the gasket 63 is made of a resin material such as polyamide resin, polypropylene resin, or polyphenylene sulfide resin.
  • the method for sealing the internal space formed by the outer can 61 and the sealing can 62 is not limited to caulking via the gasket 63, and may be performed by other methods.
  • the cylindrical side wall portion 612 of the outer can 61 and the peripheral wall portion 622 of the sealing can 62 may be joined with a hot melt resin, an adhesive, or the like interposed therebetween for sealing.
  • the above-described conductive sheet 50 may be placed between the flat battery 60 and the conductive plate 30. Further, the conductive sheet 50 may be arranged between the flat battery 60 and the bottom 111 of the concave container 11.
  • the flat battery 60 is not limited to an all-solid battery having a solid electrolyte layer, but may be a non-aqueous electrolyte battery or any other flat battery.
  • the electrode layer 21 functions as a positive electrode layer and the electrode layer 22 functions as a negative electrode layer, but the electrode layer 21 functions as a negative electrode layer and the electrode layer 22 functions as a positive electrode layer. You can make it work.
  • the connection terminal 13 functions as a negative terminal, and the connection terminal 14 functions as a positive terminal.
  • the battery 1 containing one power generation element 20 was constructed, but a bipolar type battery 1 may be constructed in which a plurality of power generation elements 20 are connected in series.
  • the flat battery 60 is housed in the internal space of the case 10 so that the outer can 61 and the bottom 111 of the concave container 11 face each other. They may be housed so that they are facing each other. That is, the flat battery 60 may be housed in the internal space of the case 10 with the flat battery 60 shown in FIG. 5 turned upside down. In this case, the flat portion 31 of the conductive plate 30 comes into contact with the flat portion 611 of the outer can 61.
  • the elastic insulator 40 may be made larger in the radial direction so that the elastic insulator 40 is also located between the support portion 32 of the conductive plate 30 and the lid member 12. .
  • the elastic insulator 40 directly presses the support portion 32 in the direction of the upper end surface of the side wall portion 112 of the concave container 11, it becomes easier to maintain a good conductive connection between the support portion 32 and the conductor portion 114.
  • a spring piece is supported in a cantilever manner by the flat part 31 of the conductive plate 30 and presses the power generation element 20 and the like toward the bottom 111 of the concave container 11.
  • 33 may be provided.
  • the tip of the spring piece 33 may be bent toward the flat portion 31 so that the lower surface of the bent portion comes into contact with the power generation element 20 or the like.

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Abstract

良好な電気的接続を維持できる電池を提供する。電池１は、底１１１部及び側壁部１１２を有する凹状容器１１と凹状容器の開口を覆う蓋材１２とを有するケース１０と、ケース１０に収容される発電要素２０と、発電要素２０と蓋材１２との間に配置されてケース１０に収容される導電板３０と、導電板３０と蓋材１２との間に配置されてケース１０に収容される弾性絶縁体４０とを備えている。導電板３０は、ケース１０に収容された状態で凹状容器１１の側壁部１１２の上端面に相当する位置に導電板を支持するための支持部３２を有する。支持部３２は、凹状容器１１の側壁部１１２の上端面に向かって導電板３０の一部を突出させた突出部である。弾性絶縁体４０は、ケース１０に収容された状態で発電要素２０に向かって導電板３０を押圧する。

Description

電池
　本開示は、電池に関する。
　従来、凹状容器及び凹状容器の開口を覆う蓋材によって形成された内部空間に発電要素が収容された電池が種々開示されている。
　特開２０１２－６９５０８号公報（特許文献１）は、電気化学特性が安定した電気化学セルを開示している。電気化学セルは、密封容器を有する。密封容器は、ベース部材とリッド部材とからなる。両部材の間には電気化学素子が収納される収納空間が形成されている。リッド部材と電気化学素子との間には、電気化学素子を押圧する弾性部材が配設されている。特許文献１は、弾性部材として断面視においてＶ字形に屈曲した板バネ又は電気化学素子に向かって湾曲した板バネを開示している。
　国際公開第２０２２／０３０４２４号（特許文献２）は、電池用パッケージ及び電池モジュールを開示している。電池モジュールは、第１面及び第１面に開口しかつ電池を収容するための凹部を含む絶縁基板と、第１面において凹部を囲む枠部と、枠部と凹部との間に位置する第２電極と、第２電極に電気的に接続され、第１面上から凹部の開口にかけて延在している導電性シートと、枠部を塞ぐ蓋体と、蓋体と導電性シートの間に位置し、蓋体及び導電性シートに接しているスペーサとを備えている。
　特開２００６－１２７９２号公報（特許文献３）は、電池用ケースと電池とを開示している。電池用ケースは、上面の中央部に凹部が形成されたセラミックスから成る基体と、凹部を覆うようにして外周部が基体に接合される蓋体とを具備している。電池は、電池用ケースと、電池用ケース内に収容された発電要素とを備えている。蓋体の中央部には全体が凹部側に突出した突出部が設けられており、突出部と外周部の間には湾曲部が設けられている。
特開２０１２－６９５０８号公報 国際公開第２０２２／０３０４２４号 特開２００６－１２７９２号公報
　しかしながら、特許文献１の電気化学セルにおけるＶ字形に屈曲した板バネは、電気化学素子との接触が安定せず、振動等により位置ズレするおそれがある。また、大きく湾曲した板バネは、その湾曲面が電気化学素子に接触しているため、電気的接続が安定しないおそれがある。
　また、特許文献２の電池モジュールにおいて、導電性シートが平坦な板状であるため、スペーサが導電性シートの中央部を押圧すると、絶縁基板の第１面の凹部側の端部が支点となって導電性シートの端部が浮き上がろうとする。そのため、電池モジュールにおける製造のばらつきにより発電要素の厚みが設計値よりも薄くなると、導電性シートの変形が大きくなり、導電性シートと導電性接合材との接合が不安定になって良好な電気的接続が維持できなくなるおそれが生じる。
　さらに、特許文献３の電池では、蓋体の突出部を負極に当接させるため、製造のばらつきにより発電要素の厚みが設計値よりも薄くなると、蓋体が発電要素に接触しなくなり、良好な電気的接続ができなくなるおそれが生じる。
　そこで、本開示は、良好な電気的接続を維持することができる電池を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本開示は次のように構成した。すなわち、本開示に係る電池は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、第１電極層と、第２電極層と、第１電極層及び第２電極層の間に配置される固体電解質層とを積層した積層体を有し、ケースに収容される発電要素と、発電要素と蓋材との間に配置される導電板と、導電板と蓋材との間に配置される弾性絶縁体とを備えている。導電板は、凹状容器の側壁部の上端面に相当する位置に導電板を支持するための支持部を有している。支持部は、前記凹状容器の側壁部の上端面に向かって前記導電板の一部を突出させた突出部である。弾性絶縁体は、ケースに収容された状態で発電要素に向かって導電板を押圧している。
　本開示に係る電池によれば、良好な電気的接続を維持することができる。
図１は、第１実施形態に係る電池を示す断面図である。 図２は、図１に示す電池（蓋材、導電板及び弾性絶縁体を除く。）を示す平面図である。 図３は、図１に示す電池の導電板を示す平面図である。 図４は、第２実施形態に係る電池を示す断面図である。 図５は、第３実施形態に係る電池を示す断面図である。 図６は、変形例３に係る電池を示す断面図である。
　（構成１）
　本開示の実施形態に係る電池は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、第１電極層と、第２電極層と、第１電極層及び第２電極層の間に配置される固体電解質層とを積層した積層体を有し、ケースに収容される発電要素と、発電要素と蓋材との間に配置される導電板と、導電板と蓋材との間に配置される弾性絶縁体とを備えている。導電板は、凹状容器の側壁部の上端面に相当する位置に導電板を支持するための支持部を有している。支持部は、前記凹状容器の側壁部の上端面に向かって前記導電板の一部を突出させた突出部である。弾性絶縁体は、ケースに収容された状態で発電要素に向かって導電板を押圧している。
　このように導電板が発電要素を凹状容器の底部側へと押圧することにより、導電板が発電要素の体積変化によっても発電要素とより安定的に接触する。これにより、電池は、振動等により導電板に位置ズレが生じることなく、良好な電気的接続を維持することができる。また、導電板の支持部、すなわち、突出部によって導電板を支持することにより、導電板は、凹状容器の側壁部の内周側端部に接触しない。そのため、導電板の変形によって電気的接続が維持できなくなることを防ぐことができる。さらに、圧縮変形可能な弾性絶縁体により導電板を押圧するため、弾性絶縁体の変形量の変化によって発電要素の厚みのズレを吸収することができるので、良好な電気的接続を実現することができる。
　（構成２）
　構成１の電池において、導電板は、少なくとも２つ以上の支持部を有してよい。これにより、導電板をより安定的に側壁部の上端面に支持させることができ、導電板の位置ズレを抑制し、より良好な電気的接続を維持させることができる。
　（構成３）
　構成１又は構成２の電池において、導電板は、発電要素と対向する平面部を有してよい。
　（構成４）
　構成１～３のいずれかの電池において、弾性絶縁体は、ゴムからなってよい。
　（構成５）
　構成１～４のいずれかの電池において、電池は、接触抵抗を低減するために、導電板と発電要素との間に配置される導電シートをさらに有してよい。特に、導電板よりも柔軟性の高い、すなわち変形容易な導電シートを配置することにより、発電要素の体積が変化した場合であっても、より一層良好な電気的接続を維持させることができる。
　（構成６）
　前記とは別の実施形態に係る電池は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケースに収容される扁平形電池と、扁平形電池と蓋材との間に配置される導電板と、導電板と前記蓋材との間に配置される弾性絶縁体とを備えている。導電板は、凹状容器の側壁部の上端面に相当する位置に導電板を支持するための支持部を有している。支持部は、前記凹状容器の側壁部の上端面に向かって前記導電板の一部を突出させた突出部である。弾性絶縁体は、ケースに収容された状態で扁平形電池に向かって導電板を押圧している。このように、ケースの内部空間に扁平形電池を収容した場合であっても、良好な電気的接続を維持させることができる。
　（構成７）
　構成６の電池において、導電板は、扁平形電池と対向する平面部を有してよい。
　凹状容器の材質は、特に限定されず、樹脂、ガラス（硼珪酸ガラス、ガラスセラミックス等）、金属及びセラミック等、種々のものを例示することができる。樹脂の中にセラミックやガラスの粉末が分散された複合材であってもよい。凹状容器を金属材料で構成する場合は、凹状容器と発電要素との絶縁、或いは、凹状容器と扁平形電池との絶縁を確保するため、凹状容器の底部の内面及び側壁部の内周面を樹脂材料又はガラス等の絶縁材で被覆することが望ましい。
（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について、図１～図３を用いて具体的に説明する。まず、図１に示すように、電池１は、ケース１０と、ケース１０に収容される発電要素２０と、ケース１０に収容される導電板３０と、ケース１０に収容される弾性絶縁体４０とから構成されている。
　ケース１０は、凹状容器１１、蓋材１２、接続端子１３及び接続端子１４を含んでいる。
　凹状容器１１は、セラミックからなる。凹状容器１１は、四角形状の底部１１１と、底部１１１の外周から連続して形成され、内部に発電要素２０を収容するための円筒形状の空間を有する四角筒形状の側壁部１１２とを含んでいる。側壁部１１２は、縦断面視で、底部１１１に対して略垂直に延びるように設けられている。底部１１１の内部には、導体部１１３が形成されている。導体部１１３は、発電要素２０に導電接続されるように発電要素２０と底部１１１との間に延設されている。側壁部１１２の内部には、導体部１１４が形成されている。導体部１１４の一部は、図１及び図２に示すように、側壁部１１２の上端面に露出して形成されている。後述するように、側壁部１１２の上端面における導体部１１４の露出面は、導電板３０に形成された支持部３２に対応するように位置付けられる。凹状容器１１の製造方法については、後述する。なお、凹状容器１１は、セラミック製に限られず、合成樹脂等の絶縁性材料から構成されてもよい。なお、凹状容器１１は、平面視において四角形状に限られず、円形状、楕円形状及び多角形状であってもよい。なお、発電要素２０を収容するための内部の空間は、円筒形状に限られず、発電要素２０の形状に応じて四角筒形状など多角筒形状に形成されてもよい。また、導体部１１４は、側壁部１１２の内部ではなく、側壁部１１２の内面に形成し、さらに底部１１１の内部を貫通させて接続端子１４と導通させてもよい。この場合、発電要素２０の外周面と導体部１１４とが接触しないように、発電要素２０の外周面と導体部１１４との間、例えば、導体部１１４の内表面に絶縁層を形成するのが望ましい。
　蓋材１２は、凹状容器１１の開口を覆う四角形状の金属製薄板である。蓋材１２は、図１及び図２に示すように、その外周端部の下面と凹状容器１１の上端との間に配された四角枠状のシールリング１５によって凹状容器１１に接合（シーム溶接）されている。これにより、ケース１０の内部空間は完全に密閉される。ケース１０の内部空間は、発電要素２０への影響を考慮して真空雰囲気或いは窒素等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。なお、蓋材１２は、凹状容器１１の開口を覆うことができれば、金属製薄板に限られるものではない。蓋材１２は、四角形状に限られず、凹状容器１１の平面視における形状に応じて、円形状、楕円形状及び多角形状等に種々変更することができる。また、蓋材１２は、平板以外の形状であってもよい。なお、蓋材１２は、接着剤によって凹状容器１１と接着されてもよく、蓋材１２と凹状容器１１との接合方法は特に限定されない。
　接続端子１３は、凹状容器１１の底部１１１の外面に配置されている。接続端子１３は、導体部１１３を介して後述する電極層２１に電気的に接続されている。電極層２１は、後述するように正極層として機能する。したがって、導体部１１３は、接続端子１３と正極層とを導通させる導通経路となり、接続端子１３は、正極の端子として機能する。
　接続端子１４は、凹状容器１１の底部１１１の外面に接続端子１３から離れて配置されている。接続端子１４は、導体部１１４を介して後述する導電板３０の支持部３２と電気的に接続されている。後述するように、導電板３０は、負極層として機能する電極層２２に電気的に接続される。したがって、導体部１１４及び導電板３０は、接続端子１４と負極層とを導通させる導通経路となり、接続端子１４は、負極の端子として機能する。なお、接続端子１３及び接続端子１４の配置は、上記に限定されず、凹状容器１１の側壁部１１２の外面に配置されてもよく、蓋材１２を導体部１１４として機能させ、接続端子１４を蓋材１２の外面に形成することも可能である。ただし、これら両端子を凹状容器１１の底部１１１の外面に一定の間隔を設けて配置することにより、回路基板の表面への実装することができる。
　ここで、凹状容器１１の製造方法について説明する。まず、セラミックのグリーンシートに金属ペーストを印刷塗布して導体部１１３及び導体部１１４となる印刷パターンを形成する。次に、これらの印刷パターンを形成したグリーンシートを複数積層し、これにより、内部に導体部１１３及び導体部１１４を有し、且つ、側壁部１１２の内周面に上述した支持部１１５を有する凹状容器１１を作製することができる。なお、接続端子１３及び接続端子１４は、この金属ペーストの印刷パターンによって形成することもできる。
　発電要素２０は、電極層（正極層）２１と電極層（負極層）２２と固体電解質層２３とを含んでいる。固体電解質層２３は、電極層２１と電極層２２との間に配置されている。発電要素２０は、円柱形状に形成されている。発電要素２０は、凹状容器１１の底部１１１側（図示の下方）から電極層２１、固体電解質層２３、電極層２２の順で積層されている。すなわち、発電要素２０は、電極層２１の下面と凹状容器１１の底部１１１の内面とが対向するようにケース１０の内部空間に収容されている。なお、発電要素２０は、円柱形状に限られず、直方体形状や多角柱形状等、種々変更することができる。
　電極層２１は、リチウムイオン二次電池に用いられる正極活物質として、コバルト酸リチウムと、硫化物系固体電解質と、導電助剤であるグラフェンとを質量比で６５：３０：５の割合で含有した正極合剤を直径７．４５ｍｍの金型に入れて円柱形状に成形した正極ペレットである。なお、電極層２１の正極活物質は、発電要素２０の正極層として機能することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、オリビン型複合酸化物等であってもよく、これらを適宜混合したものであってもよい。また、電極層２３１のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電池１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
　電極層２２は、リチウムイオン二次電池に用いられる負極活物質として、ＬＴＯ（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、チタン酸リチウム）と、硫化物系固体電解質と、グラフェンとを重量比で５０：４０：１０の割合で含有した負極合剤を円柱形状に成形した負極ペレットである。なお、電極層２２の負極活物質は、発電要素２０の負極層として機能することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、金属リチウム、リチウム合金のほか、黒鉛、低結晶カーボンなどの炭素材料や、ＳｉＯなどの酸化物等であってもよく、これらを適宜混合したものであってもよい。また、電極層２２のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電池１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
　固体電解質層２３は、硫化物系固体電解質を円柱形状に成形したものである。なお、電極層２１、電極層２２及び固体電解質層２３に含まれる固体電解質は、特に限定はされないが、イオン伝導性の点から硫化物系固体電解質、特にアルジロダイト型の硫化物系固体電解質が好ましく用いられる。硫化物系固体電解質を用いる場合には、正極活物質との反応を防ぐために、正極活物質の表面をニオブ酸化物などのリチウムイオン伝導性材料で被覆することが好ましい。また、固体電解質層２３、電極層２１および電極層２２に含まれる固体電解質は、水素化物系固体電解質や酸化物系固体電解質等であってもよい。また、固体電解質層２３のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電池１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
　導電板３０は、図１及び図３に示すように、ケース１０の凹状容器１１の開口部に設置される金属製の平面視において四角形状の板材である。導電板３０は、平面部３１と、導電板３０を凹状容器１１の側壁部１１２の上端面に支持するための支持部３２とを有する。平面部３１の下面は発電要素２０と対向しており、後述する電極層２２の上面に接触している。支持部３２は、導電板３０を側壁部１１２の上端面に支持できるように２つ以上設けられている。これにより、導電板３０は、より安定的に側壁部１１２の上端面に支持される。なお、導電板３０を安定的に支持させるという観点から、導電板３０の縁端に沿って等間隔に３つ以上の支持部３２を設けるのがよい。本実施形態において、導電板３０は、四隅に４つの支持部３２を有している。また、支持部３２は、平面部３１から側壁部１１２の上端面に向かって突出した突出部である。突出部は、平面部３１と連続している。支持部３２は、平面部３１が側壁部１１２の上端面と蓋材１２との間に位置付けられるように導電板３０を支持する。すなわち、平面部３１は、突出部で構成された支持部３２に支持されることよって側壁部１１２の上端面から浮いた状態となる。これにより、平面部３１が後述する弾性絶縁体４０によって発電要素２０に向かって押圧されたとき発電要素２０に向かって撓み易くなる。支持部３２の少なくとも一部は、側壁部１１２の上端面において露出した導体部１１４に接触している。これにより、導電板３０は、集電体として機能するとともに、電極層２２と接続端子１４を電気的に接続する導通経路の一部を為す。なお、例えば、仮に導電板３０の全体が平坦である場合、すなわち、導電板３０が平板状である場合には、導電板３０の中央部を発電要素２０に向かって押圧すると、側壁部１１２の上端面の内端が支点となり導電板３０の外縁側が側壁部１１２の上端面から浮き上がろうとする。このため、導電板３０と導体部１１４との良好な導電接続の維持が困難になるという問題を生じやすくなる。電池１は、支持部３２を突出部で構成することにより、導電板３０の中央部を発電要素２０に向かって押圧しても導電板３０が側壁部１１２の上端面の内端に接触せず、支持部３２と導体部１１４との良好な導電接続が維持されるため、電気的接続を安定させることもできる。導電板３０は、凹状容器１１の開口を覆う。導電板３０の平面視における面積は、凹状容器１１の開口面積よりも大きい。なお、支持部３２の数又は位置、及び、導体部１１４の露出面の数又は位置は、これに限定されるものではなく、導電板３０を支持し、かつ、導電板３０と接続端子１４とを電気的に接続させることができればよい。また、図２及び図３に示すように、導電板３０の四隅に設けられた支持部３２のうち、２つの支持部３２が導体部１１４に接触し、他の２つの支持部３２は導体部１１４に接触しない。このように、複数の支持部３２のうち一部を導体部１１４に接触させてもよい。ただし、２つ以上の支持部３２を導体部１１４に接触させることで電気的接続はより安定する。
　弾性絶縁体４０は、絶縁性材料からなる。本実施形態において、弾性絶縁体４０はゴムからなる。絶縁性材料は、ゴムに限られず種々変更可能である。弾性絶縁体４０は、平面視において発電要素２０の上面形状に沿う円形状のシートである。弾性絶縁体４０は、導電板３０の平面部３１と蓋材１２との間に配置されている。弾性絶縁体４０は、支持部３２を介して側壁部１１２の上端面に載置された導電板３０の平面部３１と蓋材１２との間の隙間よりも大きい厚みを有する。電池１の組立工程において、凹状容器１１に発電要素２０を収容したのち、平面部３１によって発電要素２０を覆うようにして導電板３０を設置する。その後、発電要素２０の位置に相当する平面部３１の反対側（図示の上方）の表面に弾性絶縁体４０を載置し、蓋材１２を閉じると、弾性絶縁体４０が発電要素２０に向かって導電板３０を押圧する。このとき、導電板３０の端部が側壁部１１２の上端面によって支持されているため、平面部３１の発電要素２０に相当する部分が発電要素２０に向かって僅かに撓む。これにより、導電板３０が発電要素２０を凹状容器１１の底面側に向かって適度に押圧し、導電板３０の位置ズレを抑制させ、電気的接続を安定させることができる。さらに、平面部３１が広い面積で発電要素２０を押圧することにより、発電要素２０の膨張時における電極層２２の破損を抑制することができ、導電接続する面積をより広くすることにより、より良好な電気的接続を維持させることができる。また、弾性絶縁体４０は、圧縮変形可能な絶縁性材料からなる。そのため、弾性絶縁体４０によって導電板３０を押圧すると、弾性絶縁体４０の変形量の変化によって発電要素２０の厚みのズレを吸収することができるので、良好な電気的接続を実現することができる。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態の電池１について、図４を用いて具体的に説明する。本実施形態の電池１において、第１実施形態の電池１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態の電池１とは異なる構成についてのみ説明する。
　本実施形態の電池１は、電極層２２と導電板３０との間に導電シート５０を有する。導電シート５０は、本実施形態において、膨張黒鉛により構成された導電性シート、すなわち、黒鉛シートである。黒鉛シートは、以下のように製造される。まず、天然黒鉛に酸処理を施した酸処理黒鉛の粒子を加熱する。そうすると、酸処理黒鉛は、その層間にある酸が気化して発泡することによって膨張する。この膨張化した黒鉛（膨張黒鉛）をフェルト状に成型し、さらに、ロール圧延機を用いて圧延することによりシート体を形成する。導電シート５０は、この膨張黒鉛のシート体を円形状にくり抜くことにより製造される。上述の通り、膨張黒鉛は、酸が気化して酸処理黒鉛が発泡することによって形成される。そのため、黒鉛シートは、多孔質形状に形成されている。したがって、黒鉛シートは、黒鉛自体がもつ導電性とともに、従来の黒鉛製品にはない柔軟性をも有する。なお、黒鉛シートの製造方法はこれに限られず、膨張黒鉛以外の材料で構成されてもよく、どのような方法で黒鉛シートを製造してもよい。
　黒鉛シートのみかけ密度は、０．３ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、より好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３以上とするのがよい。黒鉛シートのみかけ密度が低すぎると黒鉛シートが破損しやすくなるためである。なお、みかけ密度は、黒鉛シートに限られるものではなく、導電性テープなど他の素材によって形成された導電シート５０においても適用可能である。
　黒鉛シートの厚みは、０．０５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．０７ｍｍ以上とするのがよく、０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以下とするのがよい。黒鉛シートの厚みが小さすぎると黒鉛シートが破損しやすくなり、厚みが大きすぎると黒鉛シートが発電要素２０を収容するケース１０の内部空間を狭め、収容できる発電要素２０の容積（厚み）が減少するためである。なお、黒鉛シートの厚みは、黒鉛シートに限られるものではなく、導電性テープなど他の素材によって形成された導電シート５０においても適用可能である。
　このように、導電板よりも柔軟性の高い、すなわち変形容易な導電シート５０を設けたことにより、上述した導電板３０の押圧力がより均一に発電要素２０に伝わり、発電要素２０の破損を抑制するとともに、その優れた柔軟性によって電気的接続の安定性を図ることができる。なお、導電シート５０は、図４に示すように、電極層２１と凹状容器１１の底部１１１との間に配置されてもよい。これにより、さらに発電要素２０の破損の抑制及び電気的接続の安定化を図ることができる。
（第３実施形態）
　次に、第３実施形態の電池１について、図５を用いて具体的に説明する。本実施形態の電池１において、第１実施形態及び第２実施形態の電池１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態の電池１とは異なる構成についてのみ説明する。
　本実施形態の電池１は、ケース１０の内部空間に扁平形電池６０を収容している。扁平形電池６０は、図５に示すように、外装缶６１、封口缶６２、上述の発電要素２０及びガスケット６３を有している。導電板３０の平面部３１は、扁平形電池６０に対向し、後述する封口缶６２の平面部６２１と接触している。
　外装缶６１は、円形状の平面部６１１と、平面部６１１の外周から連続して形成される円筒状の筒状側壁部６１２とを備える。筒状側壁部６１２は、縦断面視で、平面部６１１に対して略垂直に延びるように設けられている。外装缶６１は、ステンレスなどの金属材料によって形成されている。
　封口缶６２は、円形状の平面部６２１と、平面部６２１の外周から連続して形成される円筒状の周壁部６２２とを備える。封口缶６２の開口は、外装缶６１の開口と対向している。封口缶６２は、ステンレスなどの金属材料によって形成されている。
　外装缶６１と封口缶６２とは、発電要素２０を内部空間に収容したのち、外装缶６１の筒状側壁部６１２と封口缶６２の周壁部６２２との間にガスケット６３を介してカシメられる。より具体的には、外装缶６１と封口缶６２とは、外装缶６１と封口缶６２の互いの開口を対向させ、外装缶６１の筒状側壁部６１２の内側に封口缶６２の周壁部６２２を挿入したのち、筒状側壁部６１２と周壁部６２２との間にガスケット６３を介してカシメられる。これにより、外装缶６１と封口缶６２によって形成された内部空間は、密閉状態となる。なお、外装缶６１及び封口缶６２は各々、平面視において円形状に限られず、楕円形状又は多角形状等、種々変更することができる。
　ガスケット６３は、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂等の樹脂材料によって構成されている。なお、外装缶６１と封口缶６２によって形成された内部空間を密閉状態とする方法は、ガスケット６３を介したカシメに限られず、他の方法によってなされるのであってもよい。例えば、外装缶６１の筒状側壁部６１２と封口缶６２の周壁部６２２との間に熱溶融性樹脂や接着剤などを介在させて接合し、封止するものであってもよい。
　このように、ケース１０の内部空間に扁平形電池６０を収容した場合であっても、上述の第１の実施形態の電池１と同様に、良好な電気的接続を維持させることができる。
　本実施形態の電池１においても、特に図示しないが、扁平形電池６０と導電板３０との間に上述した導電シート５０を配置してもよい。また、扁平形電池６０と凹状容器１１の底部１１１との間に導電シート５０を配置してもよい。
　扁平形電池６０は、固体電解質層を有する全固体電池に限られるものではなく、非水電解質電池等、その他扁平形状を有する電池であってもよい。
（変形例１）
　上述の第１～３の実施形態において、電極層２１を正極層として機能させ、電極層２２を負極層として機能させたが、電極層２１を負極層として機能させ、電極層２２を正極層として機能させてもよい。この場合、接続端子１３が負極の端子として機能し、接続端子１４が正極の端子として機能する。
　また、上述の第１～３の実施形態において、１つの発電要素２０を収容した電池１を構成したが、複数の発電要素２０を直列に接続したバイポーラ型の電池１を構成してもよい。
　上述の第３実施形態において、扁平形電池６０は、外装缶６１と凹状容器１１の底部１１１とが対向するようにケース１０の内部空間に収容したが、封口缶６２と凹状容器１１の底部１１１とが対向するように収容してもよい。すなわち、扁平形電池６０は、図５に示す扁平形電池６０の天地を反転させた状態で、ケース１０の内部空間に収容されてもよい。この場合、導電板３０の平面部３１は、外装缶６１の平面部６１１と接触する。
（変形例２）
　上述の第１～３の実施形態において、弾性絶縁体４０を径方向により大きくし、弾性絶縁体４０が導電板３０の支持部３２と蓋材１２との間にも位置するようにしてもよい。この場合、弾性絶縁体４０が支持部３２を凹状容器１１の側壁部１１２の上端面の方向に直接押圧するため、支持部３２と導体部１１４との良好な導電接続を維持しやすくなる。
（変形例３）
　上述の第１～３の実施形態において、図６に示すように、導電板３０の平面部３１に片持ち支持され、かつ、発電要素２０などを凹状容器１１の底部１１１方向へ押圧するバネ片３３を設けてもよい。バネ片３３を発電要素２０、導電シート５０又は封口缶６２の平面部６２１などと接触させることにより、平面部３１を接触させる場合に比べ接触抵抗の低下が期待できる。バネ片３３の先端が発電要素２０などを傷付けないように、バネ片３３の先端部を平面部３１の側に折り曲げて、折曲部の下面を発電要素２０などに接触させてもよい。
　以上、実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　１　電池、　１０　ケース、１１　凹状容器、１２　蓋材、１３　接続端子、１４　接続端子、１５　シールリング、１１１　底部、１１２　側壁部、１１３　導体部、１１４　導体部、２０　発電要素、３０　導電板、３１　平面部、３２　支持部（突出部）、３３　バネ片、４０　弾性絶縁体、５０　導電シート、６０　扁平形電池、６１　外装缶、６１１　平面部、６２　封口缶、６２１　平面部、６３　ガスケット
 

Claims (7)

  1. 　底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、
    　第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置される固体電解質層とを積層した積層体を有し、前記ケースに収容される発電要素と、
    　前記発電要素と前記蓋材との間に配置される導電板と、
    　前記導電板と前記蓋材との間に配置される弾性絶縁体と、を備え、
    　前記導電板は、前記凹状容器の側壁部の上端面に相当する位置に前記導電板を支持するための支持部を有し、
    　前記支持部は、前記凹状容器の側壁部の上端面に向かって前記導電板の一部を突出させた突出部であり、
    　前記弾性絶縁体は、前記ケースに収容された状態で前記発電要素に向かって前記導電板を押圧する、電池。
  2. 　請求項１に記載の電池であって、
    　前記導電板は、少なくとも２つ以上の支持部を有する、電池。
  3. 　請求項１に記載の電池であって、
    　前記導電板は、前記発電要素と対向する平面部を有する、電池。
  4. 　前記請求項１に記載の電池であって、
    　前記弾性絶縁体は、ゴムからなる、電池。
  5. 　前記請求項１～４のいずれか１項に記載の電池であって、
    　前記導電板と前記発電要素との間に配置される導電シートをさらに有する、電池。
  6. 　底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、
    　前記ケースに収容される扁平形電池と、
    　前記扁平形電池と前記蓋材との間に配置される導電板と、
    　前記導電板と前記蓋材との間に配置される弾性絶縁体と、を備え、
    　前記導電板は、前記凹状容器の側壁部の上端面に相当する位置に前記導電板を支持するための支持部を有し、
    　前記支持部は、前記凹状容器の側壁部の上端面に向かって前記導電板の一部を突出させた突出部であり、
    　前記弾性絶縁体は、前記ケースに収容された状態で前記扁平形電池に向かって前記導電板を押圧する、電池。
  7. 　請求項６に記載の電池であって、
    　前記導電板は、前記扁平形電池と対向する平面部を有する、電池。
     
    　
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