JP6951682B2 - Power storage element - Google Patents
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Description
本発明は、電極を有する電極体を備えた蓄電素子に関する。 The present invention relates to a power storage element including an electrode body having an electrode.
従来、正極及び負極の一方が蛇腹状に折り畳まれて積層されているリチウムイオン二次電池(以下、単に「電池」と称する)が知られている(例えば、特許文献1参照)。具体的に、この電池は、図19に示すように、負極・セパレータ圧着体121と正極122とを組み合わせて、これを蛇腹状に折り畳んで構成された電極体102を備える。
Conventionally, a lithium ion secondary battery (hereinafter, simply referred to as “battery”) in which one of a positive electrode and a negative electrode is folded and laminated in a bellows shape is known (see, for example, Patent Document 1). Specifically, as shown in FIG. 19, this battery includes an
負極・セパレータ圧着体121は、帯状に連続する一対のセパレータ123の間に、負極を基材とする帯状の負極体124を圧着して構成されており、全体として帯状に連続している。正極122は、複数の短冊状の金属箔を正極リードにより連結して構成されている。
The negative electrode /
前記電極体102を製造する際には、まず、帯状の一対のセパレータ123の間に帯状の負極体124を配置して、これらをプレス等により圧着することで、負極・セパレータ圧着体121を形成する。さらに、負極・セパレータ圧着体121に折り目を形成し、負極・セパレータ圧着体121に正極122を挿入した後、これを折り目に沿って折り畳むことで前記電極体102が製造される。
When manufacturing the
ところで、前記電極体102を備えた電池では、正極122の周辺には、挿入方向における正極122の負極体124に対する相対移動を規制するような構成が何ら存在しないため、正極122の負極・セパレータ圧着体121に対する相対移動は規制されない。これにより、前記電池では、正極122と負極・セパレータ圧着体121との相対位置が想定された位置からずれる場合がある。
By the way, in the battery provided with the
そこで、本実施形態は、つづら折りされた第一の電極を含む部材の折り返し部に第二の電極を含む部材が狭持された蓄電素子であって、第一の電極を含む部材と第二の電極を含む部材とが位置ずれしにくい蓄電素子を提供することを目的とする。 Therefore, the present embodiment is a power storage element in which a member including a second electrode is sandwiched in a folded portion of a member including a zigzag first electrode, and a member including the first electrode and a second member. It is an object of the present invention to provide a power storage element in which a member including an electrode is less likely to be displaced.
本実施形態の蓄電素子は、
第一の電極を含むと共に、第一方向における一方側を開放するようにターン部で折り返された第一折り返し部、及び、前記第一方向における他方側を開放するようにターン部で折り返された第二折り返し部が交互に配されるようつづら折りされた長尺の第一部材と、
前記第一の電極と極性の異なる第二の電極を含み且つ前記第一折り返し部の内側に配置された第一の第二部材、及び、前記第二の電極を含み且つ前記第二折り返し部の内側に配置された第二の第二部材を含む複数の第二部材と、
を有する電極体
を備え、
前記第一の第二部材の前記他方側の端部は、前記第一折り返し部の前記ターン部に当接し、
前記第二の第二部材の前記一方側の端部は、前記第二折り返し部の前記ターン部に当接する。
The power storage element of this embodiment is
A first folded portion that includes a first electrode and is folded back at a turn to open one side in the first direction, and a turn that is folded back to open the other side in the first direction. A long first member that is zigzag so that the second folded parts are arranged alternately,
A first second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode and arranged inside the first folded portion, and a second electrode including the second electrode and the second folded portion. A plurality of second members including a second second member arranged inside,
Equipped with an electrode body with
The other end of the first second member comes into contact with the turn portion of the first folded portion.
The one-sided end of the second second member comes into contact with the turn portion of the second folded portion.
かかる構成によれば、第二部材の端部が第一折り返し部又は第二折り返し部のターン部に当接しているため、第二部材がターン部側に移動することを抑制できる。換言すると、第二部材が第一折り返し部又は第二折り返し部のターン部により位置決めされるため、第一部材と第二部材とが位置ずれしにくい。 According to such a configuration, since the end portion of the second member is in contact with the turn portion of the first folded portion or the second folded portion, it is possible to prevent the second member from moving to the turn portion side. In other words, since the second member is positioned by the turn portion of the first folded portion or the second folded portion, the first member and the second member are less likely to be misaligned.
前記第二の電極は、本体部と、該本体部から前記第一方向及び前記複数の第二部材が並ぶ方向のいずれにも直交する第二方向に突出するタブ部とを含み、
前記第一方向において、
前記第一の第二部材における前記他方側の端縁から前記タブ部の中心までの距離をL1とし、前記第二の第二部材における前記一方側の端縁から前記タブ部の中心までの距離をL2とし、前記第一折り返し部の前記ターン部の谷折り面から前記第二折り返し部の前記ターン部の谷折り面までの距離をL3とし、前記タブ部の幅をT1としたとき、以下の数式を満たしてもよい。
L3>T1
L3−T1<L1+L2<L3+T1
The second electrode includes a main body portion and a tab portion protruding from the main body portion in a second direction orthogonal to both the first direction and the direction in which the plurality of second members are arranged.
In the first direction
The distance from the other end edge of the first second member to the center of the tab portion is L1, and the distance from the one side edge of the second second member to the center of the tab portion. Is L2, the distance from the valley fold surface of the turn portion of the first folded portion to the valley fold surface of the turn portion of the second folded portion is L3, and the width of the tab portion is T1. You may satisfy the formula of.
L3> T1
L3-T1 <L1 + L2 <L3 + T1
第二部材の端部が第一折り返し部又は第二折り返し部のターン部に当接している構成では、第一部材のターン部の位置によって第二部材の端部の位置が定まることになる。このため、複数の第二部材の並ぶ方向から見て、第一の第二部材の端部と第二の第二部材の端部とは、必ずしも一致しない。その結果、複数の第二部材が並ぶ方向から見て、第一の第二部材におけるタブ部と第二の第二部材におけるタブ部とが重ならない場合があるという新たな課題が生じる。一方、かかる構成によれば、第一の第二部材の他方側の端縁(第一折り返し部のターン部に当接させる端縁)を基準とした距離や、第二の第二部材の一方側の端縁(第二折り返し部のターン部に当接させる端縁)を基準とした距離に応じてタブ部の位置を定めているため、第一、第二の第二部材の第一方向における端部の位置にかかわらず、第一、第二の第二部材でタブ部の少なくとも一部を重ねることができる。 In a configuration in which the end portion of the second member is in contact with the turn portion of the first folded portion or the second folded portion, the position of the end portion of the second member is determined by the position of the turn portion of the first member. Therefore, the end portion of the first second member and the end portion of the second second member do not always coincide with each other when viewed from the direction in which the plurality of second members are arranged. As a result, there arises a new problem that the tab portion of the first second member and the tab portion of the second second member may not overlap when viewed from the direction in which the plurality of second members are arranged. On the other hand, according to such a configuration, the distance based on the other end edge of the first second member (the edge abutting the turn portion of the first folded portion) and one of the second second members. Since the position of the tab portion is determined according to the distance with respect to the side edge (the edge that abuts the turn portion of the second folded portion), the first direction of the first and second second members. Regardless of the position of the end portion in, at least a part of the tab portion can be overlapped by the first and second second members.
前記蓄電素子では、
前記第二の電極は、板状の本体部と、該本体部から前記第一方向及び前記複数の第二部材が並ぶ方向のいずれにも直交する第二方向に突出するタブ部とを含み、
前記複数の第二部材の各々は、前記本体部を挟むセパレータを有し、
前記第一の第二部材の形状と前記第二の第二部材の形状とは同じであり、
前記第一方向において、
前記第一部材における前記第一折り返し部の前記ターン部の谷折り面と前記第一部材における前記第二折り返し部の前記ターン部の谷折り面との間の距離をXとし、前記セパレータの長さをYとし、前記タブ部の幅をT1としたとき、以下の数式を満たしてもよい。
2X>T1
X−(T1/2)<Y<X+(T1/2)
In the power storage element,
The second electrode includes a plate-shaped main body portion and a tab portion protruding from the main body portion in a second direction orthogonal to both the first direction and the direction in which the plurality of second members are arranged.
Each of the plurality of second members has a separator that sandwiches the main body portion.
The shape of the first second member and the shape of the second second member are the same,
In the first direction
Let X be the distance between the valley fold surface of the turn portion of the first folded portion of the first member and the valley fold surface of the turn portion of the second folded portion of the first member, and the length of the separator. When the value is Y and the width of the tab portion is T1, the following formula may be satisfied.
2X> T1
X- (T1 / 2) <Y <X + (T1 / 2)
第二部材の端部が第一折り返し部又は第二折り返し部のターン部に当接している構成では、第一部材のターン部の位置によって第二部材の端部の位置が定まることになる。このため、複数の第二部材の並ぶ方向から見て、第一の第二部材の端部と第二の第二部材の端部とは、必ずしも一致しない。その結果、複数の第二部材が並ぶ方向から見て、第一の第二部材におけるタブ部と第二の第二部材におけるタブ部とが重ならない場合があるという新たな課題が生じる。一方、かかる構成によれば、セパレータの第一方向における長さを、第一折り返し部及び第二折り返し部のターン部の谷折り面同士の距離に応じて調整することで、異なる形状の第二部材を用いることなく、第一、第二の第二部材でタブ部を重ねることができる。 In a configuration in which the end portion of the second member is in contact with the turn portion of the first folded portion or the second folded portion, the position of the end portion of the second member is determined by the position of the turn portion of the first member. Therefore, the end portion of the first second member and the end portion of the second second member do not always coincide with each other when viewed from the direction in which the plurality of second members are arranged. As a result, there arises a new problem that the tab portion of the first second member and the tab portion of the second second member may not overlap when viewed from the direction in which the plurality of second members are arranged. On the other hand, according to such a configuration, the length of the separator in the first direction is adjusted according to the distance between the valley fold surfaces of the turn portion of the first folded portion and the second folded portion, so that the second has a different shape. The tab portion can be overlapped with the first and second second members without using the members.
前記蓄電素子は、
前記電極体を含むケース、を備え、
前記複数の第二部材の各々は、折り曲げ部を含むセパレータであって、前記第二の電極を挟むセパレータと、該セパレータから前記第一方向及び前記複数の第二部材が並ぶ方向のいずれにも直交する第二方向に突出するタブ部であって前記第二の電極の一部であるタブ部とを含み、
前記第二方向において、
前記第一の第二部材の前記セパレータにおける前記タブ部が突出する側と反対側の端部から前記タブ部が突出する位置までの寸法は、前記第二の第二部材の前記セパレータにおける前記タブ部が突出する側と反対側の端部から前記タブ部が突出する位置までの寸法と同じであり、
前記第一の第二部材の前記タブ部の突出量は、前記第二の第二部材の前記タブ部の突出量と同じであり、
前記折り曲げ部の谷折り面は、前記第二の電極の前記本体部における前記タブ部が突出する側と反対の端部を覆い、
前記電極体は、前記セパレータの前記折り曲げ部の山折り面を前記ケースの内面に直接または間接に当接させた状態で、前記ケース内に配置されていてもよい。
The power storage element is
A case including the electrode body is provided.
Each of the plurality of second members is a separator including a bent portion, and can be used in either the separator sandwiching the second electrode and the direction in which the first direction and the plurality of second members are lined up from the separator. A tab portion that protrudes in a second direction orthogonal to each other and includes a tab portion that is a part of the second electrode.
In the second direction
The dimension from the end of the first second member on the side opposite to the side on which the tab portion protrudes to the position where the tab portion protrudes is the dimension of the tab on the separator of the second second member. It is the same as the dimension from the end on the side opposite to the protruding side to the position where the tab portion protrudes.
The amount of protrusion of the tab portion of the first second member is the same as the amount of protrusion of the tab portion of the second second member.
The valley fold surface of the bent portion covers the end portion of the main body portion of the second electrode opposite to the side on which the tab portion protrudes.
The electrode body may be arranged in the case in a state where the mountain fold surface of the bent portion of the separator is in direct or indirect contact with the inner surface of the case.
かかる構成によれば、セパレータのタブ部が突出する側と反対側の端部がケースの内部に当接しているため、第二の電極のタブ部の第二方向における位置を揃えることができる。 According to such a configuration, since the end portion on the side opposite to the protruding side of the tab portion of the separator is in contact with the inside of the case, the positions of the tab portion of the second electrode in the second direction can be aligned.
前記蓄電素子では、
前記複数の第二部材の各々は、折り曲げ部を含むセパレータであって、前記第二の電極を挟むセパレータを有し、
前記第一の第二部材において、
前記第二の電極の前記他方側の端部は、前記セパレータの前記折り曲げ部の谷折り面に当接し、
前記セパレータの前記折り曲げ部の山折り面は、前記第一折り返し部の前記ターン部に当接し、
前記第二の第二部材において、
前記第二の電極の前記一方側の端部は、前記セパレータの前記折り曲げ部の谷折り面に当接し、
前記セパレータの前記折り曲げ部の山折り面は、前記第二折り返し部の前記ターン部に当接してもよい。
In the power storage element,
Each of the plurality of second members is a separator including a bent portion, and has a separator that sandwiches the second electrode.
In the first and second members
The other end of the second electrode abuts on the valley fold surface of the bent portion of the separator.
The mountain fold surface of the bent portion of the separator abuts on the turn portion of the first folded portion.
In the second second member
The one-sided end of the second electrode abuts on the valley fold surface of the bent portion of the separator.
The mountain fold surface of the bent portion of the separator may abut on the turn portion of the second folded portion.
かかる構成によれば、谷折り面側に第二の電極の端部が当接されたセパレータの折り曲げ部の山折り面が、第一折り返し部又は第二折り返し部のターン部に当接するため、セパレータが第一部材のターン部側に位置ずれしにくく、第二の電極がセパレータの折り曲げ部側に位置ずれしにくい。その結果、第二の電極が第一部材のターン部側に位置ずれしにくい。 According to this configuration, the mountain fold surface of the bent portion of the separator with the end portion of the second electrode abutted on the valley fold surface side abuts on the turn portion of the first folded portion or the second folded portion. The separator is less likely to shift to the turn side of the first member, and the second electrode is less likely to shift to the bent side of the separator. As a result, the second electrode is unlikely to be displaced toward the turn portion of the first member.
前記蓄電素子では、
前記第二の電極は、本体部と、該本体部から前記第一方向及び前記複数の第二部材が並ぶ方向のいずれにも直交する第二方向に突出するタブ部とを含み
前記第一方向において、
前記第一の第二部材における第二の電極と前記第二の第二部材における第二の電極とで、前記他方側の端縁同士の位置が異なり、
前記第二の第二部材における前記第二の電極の形状は、前記第一の第二部材における前記第二の電極を反転させた形状と同一であり、
前記第一の第二部材において、
前記タブ部は、前記第一の第二部材における前記第二の電極の前記他方側の端縁と前記第一の第二部材における前記第二の電極の前記一方側の端縁との中心から、前記一方側にずれており、
前記タブ部のずれ量をAとし、前記第一の第二部材における前記第二の電極の前記他方側の端縁と前記第二の第二部材における前記第二の電極の前記他方側の端縁との距離をBとし、前記タブ部の幅をT1としたとき、以下の数式を満たしてもよい。
B>T1
(B/2)−(T1/2)<A<(B/2)+(T1/2)
In the power storage element,
The second electrode includes a main body portion and a tab portion protruding from the main body portion in a second direction orthogonal to both the first direction and the direction in which the plurality of second members are arranged. In
The positions of the edges on the other side of the second electrode of the first second member and the second electrode of the second second member are different.
The shape of the second electrode in the second second member is the same as the inverted shape of the second electrode in the first second member.
In the first and second members
The tab portion is formed from the center of the other end edge of the second electrode in the first second member and the one side edge of the second electrode in the first second member. , It is shifted to the one side,
Let A be the amount of displacement of the tab portion, and the other end edge of the second electrode in the first second member and the other end of the second electrode in the second second member. When the distance to the edge is B and the width of the tab portion is T1, the following formula may be satisfied.
B> T1
(B / 2)-(T1 / 2) <A <(B / 2) + (T1 / 2)
かかる構成によれば、第一、第二の第二部材で異なる形状の第二の電極を用いることなく、第一、第二の第二部材における第二の電極でタブ部同士の位置を重ねることができる。 According to such a configuration, the positions of the tab portions are overlapped by the second electrodes of the first and second second members without using the second electrodes having different shapes in the first and second second members. be able to.
本実施形態の蓄電素子によれば、つづら折りされた第一の電極を含む部材の折り返し部に第二の電極を含む部材が狭持された蓄電素子であって、第一の電極を含む部材と第二の電極を含む部材とが位置ずれしにくい蓄電素子を提供することができる。 According to the power storage element of the present embodiment, the power storage element in which the member including the second electrode is sandwiched in the folded portion of the member including the first electrode folded in a zigzag manner, and the member including the first electrode It is possible to provide a power storage element in which the member including the second electrode is less likely to be displaced.
以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図1〜図12を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。 Hereinafter, an embodiment of the power storage element according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. The power storage element includes a primary battery, a secondary battery, a capacitor, and the like. In the present embodiment, a rechargeable secondary battery will be described as an example of the power storage element. The name of each component (each component) of the present embodiment is that of the present embodiment, and may be different from the name of each component (each component) in the background technology.
本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。 The power storage element of this embodiment is a non-aqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the power storage element is a lithium ion secondary battery that utilizes the electron transfer that occurs with the movement of lithium ions. This type of power storage element supplies electrical energy. The power storage element may be used alone or in combination of two or more. Specifically, the power storage element is used alone when the required output and the required voltage are small. On the other hand, when at least one of the required output and the required voltage is large, the power storage element is used in the power storage device in combination with another power storage element. In the power storage device, the power storage element used in the power storage device supplies electrical energy.
蓄電素子は、図1〜図3に示すように、電極体2を備える。また、蓄電素子1は、電解液、電極体2と電解液とを収容するケース3、電極体2とケース3との間に配置される絶縁部材4、及び、少なくとも一部が外部に露出する外部端子5等も備える。尚、各図においては、構造を示すために、電極体2を構成する電極等の厚さを誇張して表す等、電極体2の構成を模式的に表している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the power storage element includes an
電解液は、非水溶液系電解液である。この電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、LiClO4、LiBF4、及びLiPF6等である。本実施形態の電解液は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、エチレンカーボネート:ジメチルカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:2:5の割合で調整した混合溶媒に、1mol/LのLiPF6を溶解させたものである。 The electrolytic solution is a non-aqueous electrolyte solution. This electrolytic solution is obtained by dissolving an electrolyte salt in an organic solvent. The organic solvent is, for example, cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate, and chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. Electrolyte salts are LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , and the like. The electrolytic solution of the present embodiment contains 1 mol / L LiPF 6 in a mixed solvent prepared by adjusting ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate in a ratio of ethylene carbonate: dimethyl carbonate: ethyl methyl carbonate = 3: 2: 5. Is dissolved.
電極体2は、図4及び図5にも示すように、第一部材21と、第二部材22と、を有する。第一部材21は、第一の電極210を含む。第二部材22は、第一の電極210と極性の異なる第二の電極220を含む。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
本実施形態の電極体2は、第一の電極210と第二の電極220との間に配置されるセパレータ221も有する。また、本実施形態の電極体2では、第二部材22は、第二の電極220に加えて、セパレータ221も含む。さらに、本実施形態の電極体2では、第一部材21は、第一の電極210で構成される。尚、本実施形態の電極体2では、第一の電極210は、負極であり、第二の電極220は、正極である。
The
負極210は、図6及び図7にも示すように、金属箔211と、金属箔211の両面のそれぞれに重ねられる負極活物質層212と、を有する。即ち、負極210は、一つの金属箔211と、一対の負極活物質層212と、を有する。本実施形態の金属箔211は、例えば、銅箔である。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
この負極210は、長尺な帯状であり、複数の折り返し部23を有するようにつづら折りされている。具体的に、負極210は、第一方向(長尺方向)における一方側を開放するようにターン部234で折り返された第一折り返し部23A、及び、長尺方向における他方側を開放するようにターン部234で折り返された第二折り返し部23Bが交互に配されるよう、つづら折りされている(図7参照)。
The
負極活物質層212は、負極活物質と、バインダーと、を有する。
The negative electrode
負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素(Si)及び錫(Sn)などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、グラファイトである。 The negative electrode active material is, for example, a carbon material such as graphite, non-graphitized carbon, and easily graphitized carbon, or a material that undergoes an alloying reaction with lithium ions such as silicon (Si) and tin (Sn). The negative electrode active material of this embodiment is graphite.
負極活物質層212に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム(SBR)である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
The binder used for the negative electrode
負極活物質層212は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層212は、導電助剤を有していない。
The negative electrode
第一折り返し部23Aは、内側の面である谷折り面231及び外側の面(谷折り面231と反対側の面)である山折り面232をそれぞれ有し且つ谷折り面231同士を対向させた一対の平坦部233と、一対の平坦部233の端部同士を接続するターン部234と、を含む。第二折り返し部23Bも、第一折り返し部23Aと同様の構成を有する。
The first folded-
ターン部234は、図11にも示すように、負極210における平坦部233を除いた領域(図11における境界αよりも外側の部分)である。本実施形態のターン部234では、山折り面(外周面)及び谷折り面(内周面)はいずれも、X軸方向における中央に位置する平坦な部分と、この平坦な部分の両側に位置し湾曲した部分とを有する。
As shown in FIG. 11, the
本実施形態の負極210は、ターン部234を反対に向けた状態で隣り合う第一折り返し部23A及び第二折り返し部23B同士がその一部(平坦部233)を共通させた状態で連続するつづら折り状態(蛇腹状)である。即ち、図7において、第一折り返し部23Aに着目したときに、第一折り返し部23Aと、その隣(図7における下側)の第二折り返し部23Bとでは、第一折り返し部23Aのターン部234と、第二折り返し部23Bのターン部234との間の平坦部233A、233Bを共通させている。
In the
具体的には、負極210では、帯状の負極210が長尺方向において所定間隔で交互に折り返されることによって、平坦部233とターン部234とが交互に形成されている。即ち、長尺な負極210が、図6に示す長手方向に所定間隔で交互に設定された山折り線21Aの位置と谷折り線21Bの位置とで山折り及び谷折りが交互に繰り返されることによって、つづら折り状態となる。これにより、負極210は、複数の平坦部233と複数のターン部234とを有し、複数の平坦部233のそれぞれは、平行若しくは略平行に並び、複数のターン部234のそれぞれは、隣り合う平坦部233の長尺方向の一端側の端部同士と他端側の端部同士とを交互に接続している。
Specifically, in the
以下では、第二部材22が並ぶ方向を直交座標系におけるX軸方向とし、平坦部233に対してターン部234が配置されている方向(図5における左右方向)を直交座標系におけるY軸方向(第一方向)とし、Y軸方向及び複数の第二部材22が並ぶ方向のいずれにも直交する方向(負極210の折目(山折り線21A、谷折り線21B)方向)を直交座標系のZ軸方向(第二方向)とする。
In the following, the direction in which the
複数の平坦部233のそれぞれは、図7及び図8に示すように、矩形状の平坦部本体2331と、平坦部本体2331の矩形状の輪郭を構成する一辺から突出する(本実施形態の例では、Z軸方向の端縁からZ軸方向に延びる負極タブ2332と、を有する。本実施形態の平坦部本体2331は、Y軸方向に長い矩形状である。平坦部本体2331では、金属箔211の両面が負極活物質層212に覆われ、負極タブ2332では、金属箔211が露出している。即ち、負極タブ2332は、負極活物質層212を有しない。
As shown in FIGS. 7 and 8, each of the plurality of
つづら折り状態の負極210において、各平坦部233の負極タブ2332は、X軸方向から見て重なっている。本実施形態の負極210では、各負極タブ2332は、平坦部本体2331のZ軸方向の一方(図7における上側)の端縁におけるY軸方向の他方側(図7における右側)の端部からZ軸方向に延びている。この複数の平坦部本体2331のそれぞれから延びている負極タブ2332は、束ねられ、集電体6を介して外部端子5と接続されている(図3参照)。本実施形態の負極タブ2332の束は、集電体6に溶接されている。
In the
複数のターン部234のそれぞれは、つづら折り状態の負極210において、Z軸方向に延びる軸を折り返し軸234S(図7参照)として帯状の負極210が旋回している(換言すると、折り返し軸234Sに沿った折目が形成されるように折り返されている)部位である。このターン部234においても、金属箔211の両面が負極活物質層212に覆われている。
In each of the plurality of
第二部材22は、図11に示すように、第一折り返し部23Aに挟まれている第一の第二部材22Aと、第二折り返し部23Bに挟まれている第二の第二部材22Bとを含む。本実施形態の第二部材22において、第一の第二部材22Aに含まれる正極220と、第二の第二部材22Bに含まれる正極220とは、その形状を除く点では共通している。
As shown in FIG. 11, the
正極220は、図9及び図10にも示すように、金属箔222と、金属箔222の両面のそれぞれに重ねられる正極活物質層223と、を有する。即ち、正極220は、一つの金属箔222と一対の正極活物質層223とを有する。本実施形態の金属箔222は、例えば、アルミニウム箔である。この正極220は、セパレータ221に覆われた状態で、つづら折り状態の負極210において、X軸方向に隣り合う平坦部233間のそれぞれに配置されている。具体的には、正極220は、セパレータ221に覆われた状態で、第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bに挟まれている。このため、本実施形態の電極体2は、複数の正極220を有している。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
正極活物質層223は、正極活物質と、バインダーと、を有する。
The positive electrode
本実施形態の正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、LiaMebOc(Meは、1又は2以上の遷移金属を表す)によって表される複合酸化物(LiaCoyO2、LiaNixO2、LiaMnzO4、LiaNixCoyMnzO2等)、LiaMeb(XOc)d(Meは、1又は2以上の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、Vを表す)によって表されるポリアニオン化合物(LiaFebPO4、LiaMnbPO4、LiaMnbSiO4、LiaCobPO4F等)である。本実施形態の正極活物質は、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2である。 The positive electrode active material of the present embodiment is, for example, a lithium metal oxide. Specifically, the positive electrode active material is, for example, a composite oxide represented by LiaMebOc (Me represents one or more transition metals) (LiaCoyO 2 , LiaNixO 2 , LiaMnzO 4 , LiaMnzO 4, LiaNixCoyMnzO 2, etc.), LiaMeb ( XOc) d (Me represents one or more transition metals, X represents, for example, P, Si, B, V) polyanionic compounds (LiaFebPO 4 , LiaMnbPO 4 , LiaMnbSiO 4 , LiaMnbPO 4 F, etc.) ). The positive electrode active material of this embodiment is LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 .
正極活物質層223に用いられるバインダーは、負極活物質層212に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
The binder used for the positive electrode
正極活物質層223は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の正極活物質層223は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。
The positive electrode
具体的に、複数の正極220のそれぞれは、本体部224と、本体部224の矩形状の輪郭を構成する一辺であるZ軸方向の端縁からZ軸方向に延びる(本実施形態の例では、X軸方向及びY軸方向いずれにも直交するZ軸方向に延びる)正極タブ(タブ部)225と、を有する。本実施形態の本体部224は、Y軸方向に長い矩形状であり且つ板状である。本体部224では、金属箔222の両面が正極活物質層223に覆われ、正極タブ225では、金属箔222が露出している。即ち、正極タブ225は、正極活物質層223を有しない。
Specifically, each of the plurality of
本体部224における正極活物質層223は、X軸方向に対向する(詳しくは、セパレータ221を介して対向する)平坦部233の負極活物質層212よりY−Z面(Y軸とZ軸とを含む平面)方向において小さい。即ち、本体部224の正極活物質層223は、全域において平坦部233の負極活物質層212と対向し、平坦部233の負極活物質層212は、周縁部を除いた領域において本体部224の正極活物質層223と対向する。本体部224のZ軸方向における寸法は、負極210の平坦部233の寸法と比べて、例えば、2mm〜4mmだけ小さい。
The positive electrode
各正極220の正極タブ225は、X軸方向から見て重なっている。本実施形態の各正極220の正極タブ225は、X軸方向に長い矩形状である(図9、図10参照)。各正極タブ225は、いずれも、同じ形状をしている。また、各正極タブ225は、いずれも、本体部224のZ軸方向の一方(図9における上側)の端縁におけるY軸方向の一方側(平坦部本体2331に対する負極タブ2332の位置とは反対側:図9、図10における左側)の端部からZ軸方向に延びている。また、各正極タブ225のY軸方向における両端縁は、いずれも、X軸方向に延びる。本実施形態のこの複数の本体部224のそれぞれから延びている正極タブ225は、束ねられ、集電体6を介して外部端子5と接続されている(図3参照)。本実施形態の正極タブ225の束は、集電体6に溶接されている。
The
尚、本実施形態の正極タブ225は、本体部224のZ軸方向の一方の端縁における第一の位置、又は、本体部224のZ軸方向の一方の端縁における第二の位置からZ軸方向に延びている。本体部224のZ軸方向の一方の端縁における一方側の端部から第一の位置までの距離は、本体部224のZ軸方向の一方の端縁における一方側の端部から第二の位置までの距離と異なる。
The
セパレータ221は、絶縁性を有する部材であり、負極210と正極220との間に配置される。これにより、電極体2において、負極210と正極220とが互いに絶縁される。また、セパレータ221は、ケース3内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子1の充放電時において、セパレータ221を挟んで対向する負極210と正極220との間を、リチウムイオンが移動可能となる。
The
このセパレータ221は、帯状であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ221は、SiO2粒子、Al2O3粒子、ベーマイト(アルミナ水和物)等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されている。本実施形態のセパレータ221の基材は、例えば、ポリエチレンによって形成される。
The
本実施形態のセパレータ221は、上述のように、正極220を覆っている。具体的に、セパレータ221は、本体部224全体をX軸方向に挟み込むように覆っている。この正極220を挟み込んだ状態のセパレータ221は、X軸方向から見て矩形状であり、Z軸方向の寸法は、負極210の平坦部233の寸法より大きく、Y軸方向の寸法は、平坦部233の寸法と比べて小さい。尚、この正極220を挟み込んだ状態のセパレータ221が、第二部材22である。
The
また、本実施形態のセパレータ221は、折り曲げ部2210を有する。具体的に、セパレータ221の折り曲げ部2210は、矩形状のものを、間に正極220を挟み込むようにして長尺方向の中央部で折り曲げられることで形成される。さらに、本実施形態のセパレータ221は、折目方向の両端縁(二辺)が接合(接着、溶着等)されている。
Further, the
本実施形態のセパレータ221のうちY軸方向における他方側に折り曲げ部2210が配されたセパレータ221では、セパレータ221の折り曲げ部2210の谷折り面に、正極220のY軸方向における他方側の端部220Aが当接している(図9参照)。また、本実施形態のセパレータ221のうちY軸方向における一方側に折り曲げ部2210が配されたセパレータ221では、セパレータ221の折り曲げ部2210の谷折り面に、正極220のY軸方向における一方側の端部220Bが当接している(図10参照)。
In the
尚、本実施形態の折り曲げ部2210は、セパレータ221における平坦な部分を除いた領域である。また、本実施形態の折り曲げ部2210の山折り面は、図11に示すように、X軸方向における中央に位置する平坦な部分と、この平坦な部分の両側に位置し湾曲した部分とを有する。折り曲げ部2210の谷折り面は、全体的に平坦である。
The
本実施形態のセパレータ221は、図4に示すように、折り曲げ部2210に加えて、本体部224の表面を覆う第一被覆部2211と、本体部224の裏面を覆う第二被覆部2212と、を含むと共に、第一被覆部2211及び第二被覆部2212からそれぞれ一方側に延び且つ本体部224の一方側の端縁224Bよりも外側に位置する部位同士を重ねた状態で接合した第一出代部2213、又は、第一被覆部2211及び前記第二被覆部2212からそれぞれ他方側に延び本体部224の他方側の端縁224Aよりも外側に位置する部位同士を重ねた状態で接合した第二出代部2214も含む。
As shown in FIG. 4, the
尚、セパレータ221の第一被覆部2211及び第二被覆部2212は、X軸方向から見て矩形状であり、このZ軸方向の寸法は、正極220の本体部224の寸法と略同じであり、このY軸方向の寸法は、正極220の本体部224の寸法と比べて大きい。
The
また、セパレータ221が正極220を挟み込んだ状態において、正極タブ225が、折り返されたセパレータ221から突出し、セパレータ221における折目方向の両端縁(二辺)の接合は、正極タブ225を避けて行われている。また、第一出代部2213のY軸方向における寸法及び第二出代部2214のY軸方向における寸法は、いずれも、セパレータ221の厚みよりも大きい(図11参照)。さらに、正極220は金属箔222を含み、セパレータ221が金属箔222のような金属材料を含まないため、正極220はセパレータ221よりも硬い。尚、本実施形態の電極体2では、セパレータ221が正極220を挟み込んだ状態で、この両端縁(セパレータ221の両端縁)が接合されているため、各第二部材22は、自身との相対位置を固定した状態で正極220を含んでいる。
Further, in a state where the
尚、第一出代部2213のY軸方向における寸法は、第一出代部2213におけるY軸方向における両端縁間の距離である。第二出代部2214のY軸方向における寸法も、同様である。
The dimension of the
本実施形態の電極体2では、Y軸方向において、第一の第二部材22Aの他方側の端部22Cが、第一折り返し部23Aのターン部234に当接している。具体的には、Y軸方向において、セパレータ221の谷折り面に正極220の他方側の端部220Aが当接された折り曲げ部2210の山折り面は、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面に当接している。また、本実施形態の電極体2では、第二の第二部材22Bの一方側の端部22Dは、第二折り返し部23Bのターン部234に当接している。具体的には、Y軸方向において、セパレータ221の谷折り面に正極220の一方側の端部220Bが当接された折り曲げ部2210の山折り面は、第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接している。このように第一の第二部材22A及び第二の第二部材22Bが、第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bに当接した状態で、X軸方向に隣り合う平坦部233間のそれぞれに配置されることにより、正極220が、負極210の平坦部233の各面と対向した状態となる。
In the
本実施形態の電極体2では、第一の第二部材22Aの形状と第二の第二部材22Bの形状とは同じである。そのため、本実施形態の各第二部材22のY軸方向における寸法は同じである。
In the
また、本実施形態の電極体2では、第二部材22のY軸方向における両端縁が、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面及び第二折り返し部23Bのターン部234谷折り面(負極210における平坦部233とターン部234との境界α)よりも内側に位置する。換言すると、本実施形態の電極体2では、正極220のY軸方向における寸法は、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までのY軸方向における距離よりも小さい。
Further, in the
また、本実施形態の電極体2では、図12に示すように、Y軸方向において、第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の中心225Cまでの距離をL1とし、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の中心225Cまでの距離をL2とし、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離をL3とし、正極タブ225のY軸方向における幅をT1としたとき、以下の数式を満たす。
L3>T1
L3−T1<L1+L2<L3+T1
Further, in the
L3> T1
L3-T1 <L1 + L2 <L3 + T1
電極体2が上記数式を満たすことで、正極タブ225の少なくとも一部は、X軸方向から見て重なる。尚、図12では、正極タブ225の位置を明らかにするため、正極タブ225を黒色で塗って示している。
When the
また、正極タブ225の接合部のY軸方向における幅をT2とした場合、以下の数式を満たすことで、Y軸方向において、正極タブ225の接合部の全体を正極タブ225と重なる大きさとすることができる。
L3>(T1−T2)
L3−(T1−T2)<L1+L2<L3+(T1−T2)
尚、正極タブ225のY軸方向における幅T1は、例えば、5mm〜15mm程度である。正極タブ225の接合部のY軸方向における幅T2は、例えば、1mm〜5mm程度である。
Further, when the width of the joint portion of the
L3> (T1-T2)
L3- (T1-T2) <L1 + L2 <L3 + (T1-T2)
The width T1 of the
具体的に、本実施形態の電極体2では、図12に示すように、Y軸方向において、第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の中心225Cまでの距離L1と、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の中心225Cまでの距離L2との和が、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離L3と等しい。尚、「L1とL2との和がL3と等しい」とは、L1とL2との和に製造誤差(0.5mm以内)を考慮した値がL3に等しい場合も含む。「L1とL2との和がL3と等しい」構成とすることにより、複数の正極タブ225同士が重なる面積を最大化することができるため、電極体2の電気抵抗を小さくすることができる。
Specifically, in the
本実施形態の第一の第二部材22Aの山折り面及び第二の第二部材22Bの山折り面は、セパレータ221の端縁であり、上述のように、X軸方向における中央に位置する平坦な部分と、この平坦な部分の両側に位置し湾曲した部分とを有する。また、本実施形態の第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の中心225Cまでの距離L1、及び、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の中心225Cまでの距離L2は、いずれも、セパレータ221の一方側の端縁又はセパレータ221の一方側の端縁における中央に位置する平坦な部分から正極タブ225の中心225C(正極タブ225のY軸方向における中心225C)までの距離である。
The mountain fold surface of the first
尚、本実施形態の第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の中心225Cまでの距離L1、及び、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の中心225Cまでの距離L2は、正極タブ225のY軸方向における形成位置を異ならせることにより(具体的に、本体部224のZ軸方向の一方の端縁における一方側の端部から正極タブ225が形成される第一の位置までの距離と、本体部224のZ軸方向の一方の端縁における一方側の端部から正極タブ225が形成される第二の位置までの距離と、を異ならせることにより)、異ならせることができる。
The distance L1 from the
また、本実施形態の正極タブ225の中心は、正極タブ225のY軸方向における両端縁を基準とした中心(この両端縁からのY軸方向における距離が等しくなる中心)である。
Further, the center of the
図1〜図3に戻り、ケース3は、開口を有するケース本体31と、ケース本体31の開口を塞ぐ(閉じる)蓋板32と、を有する。このケース3では、ケース本体31と蓋板32とによって内部空間が画定される。ケース3は、この内部空間に、電極体2と共に電解液を収容する。このため、ケース3は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース3は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。
Returning to FIGS. 1 to 3, the
ケース本体31は、板状の閉塞部311と、閉塞部311の周縁に接続される筒状の胴部(周壁)312と、を備える(図2参照)。
The
閉塞部311は、ケース本体31が開口を上に向けた姿勢で配置されたときにケース本体31の下端に位置する(即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体31の底壁部となる)部位である。本実施形態の閉塞部311は、矩形状である。
The closing
胴部312は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状を有する。胴部312は、閉塞部311の周縁における長辺から延びる一対の長壁部313と、閉塞部311の周縁における短辺から延びる一対の短壁部314とを有する。短壁部314が一対の長壁部313の対応(詳しくは、X軸方向に対向)する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部312が形成される。
The
以上のように、ケース本体31は、開口方向(Z軸方向)における一方の端部が塞がれた角筒形状(即ち、有底角筒形状)を有する。このケース本体31には、負極210の各平坦部233が長壁部313と平行(略平行)となる(即ち、各ターン部234が短壁部314と対向する)ように、電極体2が収容される。
As described above, the
蓋板32は、ケース本体31の開口を塞ぐ部材である。この蓋板32の輪郭形状は、ケース本体31の開口周縁部310に対応した形状である。即ち、蓋板32は、X軸方向に長い矩形状の板材である。
The
絶縁部材4は、電極体2の少なくとも一部を覆っている。本実施形態の絶縁部材4は、非多孔性のシートであり、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。例えば、絶縁部材4は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド等によって形成されている。具体的に、絶縁部材4は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって蓋板32側が開口した袋状に形成されている。
The insulating
また、本実施形態の絶縁部材4は、ケース本体31に沿った形の袋状である。この袋状の絶縁部材4には、負極210の各平坦部233が絶縁部材4における長壁部313と対応する部位(X軸方向に対向する壁状の部位)と略平行となり、各ターン部234が絶縁部材4における短壁部314と対応する部位(Y軸方向に対向する壁状の部位)と対向するように、電極体2が収容される。本実施形態の絶縁部材4は、蓋板32側が開口した袋状であるため、電極体2が収容された状態では、Z軸方向における電極体2の一方(図2における上側)の端部を開放した状態となっている。
Further, the insulating
外部端子5は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。このため、外部端子5は、導電性を有する部材によって形成される。また、外部端子5は、溶接性の高い金属材料によって形成される。例えば、正極の外部端子5は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成され、負極の外部端子5は、銅又は銅合金等の銅系金属材料によって形成される。本実施形態の外部端子5は、少なくとも一部がケース3の外部に露出した状態で蓋板32に取り付けられる。
The
以上の蓄電素子1によれば、第二部材22の端部(第一の第二部材22Aにおける他方側の端部22C、第二の第二部材22Bにおける一方側の端部22D)は、第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234に当接しているため、第二部材22がターン部234側に移動することを抑制できる。換言すると、第二部材22が第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234により位置決めされているため、第一部材21と第二部材22とが位置ずれしにくい。
According to the above-mentioned
また、本実施形態の電極体2では、第一部材21に対して位置決めされている第二部材22の端縁22E、22Fを基準として正極タブ225の位置を定めているため、第一の第二部材22AのY軸方向における寸法や第二の第二部材22BのY軸方向における端部の位置にかかわらず、第一の第二部材22Aと第二の第二部材22Bとで正極タブ225同士の少なくとも一部を重ねることができる。
Further, in the
より詳細に説明すると、第二部材22の端部22C、22Dが第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接している構成では、第一部材21のターン部234の位置によって第一の第二部材22A及び第二の第二部材22Bの端部22C、22Dの位置が定まることになる。このため、X軸方向から見て、第一の第二部材22Aの端部22Cと第二の第二部材22Bの端部22Dとは、必ずしも一致しない。その結果、X軸方向から見て、第一の第二部材22Aにおける正極タブ225と第二の第二部材22Bにおける正極タブ225とが重ならない場合があるという新たな課題が生じる。正極タブ225同士が重ならないと、正極タブ225同士の接合部位の面積を十分に確保できないことがある。
More specifically, in a configuration in which the
これに対して、本実施形態の電極体2では、第一の第二部材22Aの他方側の端縁22E(第一折り返し部23Aのターン部234に当接させる端縁)を基準とした距離や、第二の第二部材22Bの一方側の端縁22F(第二折り返し部23Bのターン部234に当接させる端縁)を基準とした距離に応じて正極タブ225の位置を定めている。具体的には、電極体2は、Y軸方向において、第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の中心225Cまでの距離をL1とし、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の中心225Cまでの距離をL2とし、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離をL3とし、正極タブ225のY軸方向における幅をT1としたとき、以下の数式を満たす(図12参照)。
L3>T1
L3−T1<L1+L2<L3+T1
On the other hand, in the
L3> T1
L3-T1 <L1 + L2 <L3 + T1
これにより、第一の第二部材22AのY軸方向における寸法や第二の第二部材22BのY軸方向における寸法にかかわらず、第一の第二部材22Aと第二の第二部材22Bとで正極タブ225同士の少なくとも一部を重ねることができる。尚、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離L3は、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面のうち最も内側に位置する点と、第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面のうち最も内側に位置する点との間の距離である。
As a result, regardless of the dimensions of the first
さらに、本実施形態の電極体2では、セパレータ221の折り曲げ部2210の谷折り面が、正極220のY軸方向における他方側の端部220A又は一方側の端部220Bを位置決めしているため、負極210と正極220との位置ずれを抑制できる。
Further, in the
より詳細に説明すると、正極220がセパレータ221に挟まれ、第二部材22のY軸方向における両端がセパレータ221の第一出代部2213及び第二出代部2214である場合には、この第二部材22の端部を第一部材21の第一折り返し部23Aや第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接させても、位置決めが難しく、負極210と正極220との相対位置がずれるおそれがある。尚、位置決めが難しい理由は、セパレータ221の第一出代部2213及び第二出代部2214は、金属材料等の硬い部位を含んでおらず比較的やわらかいことから、当接させたターン部234側に向かって力がかかると曲がりやすいためである。
More specifically, when the
これに対して、上記電極体2では、Y軸方向において、谷折り面に正極220の端部220A、220Bが当接されたセパレータ221の折り曲げ部2210の山折り面が、第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接するため、セパレータ221の第一出代部2213や第二出代部2214が第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接する構成よりも、正極220と負極210とが位置ずれしにくい。
On the other hand, in the
さらに、第二部材22における第一部材21(第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面)に当接している部位周辺は、第一部材21に囲まれているため、電解液がしみ込みにくい傾向がある。これに対して、この構成では、第二部材22における第一部材21(第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面)に当接している部位周辺は、セパレータ221同士の接合箇所を不要とできるため、第一出代部2213や第二出代部2214のように二枚の部材が接合された部位が当接している場合よりも、電解液がしみ込みやすい。
Further, the periphery of the portion of the
尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。 The power storage element of the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment, and a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. In addition, some of the configurations of certain embodiments can be deleted.
上述したように、第二部材22の端部22C、22Dが第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接している構成では、第一部材21のターン部234の位置(第一部材21のターン部234のY軸方向における位置)によって第一の第二部材22A及び第二の第二部材22Bの端部22C、22Dの位置が定まることになる。このため、X軸方向から見て、第一の第二部材22Aの一方側の端部22Dと第二の第二部材22Bの一方側の端部22Dとは、必ずしも一致しない。その結果、X軸方向から見て、第一の第二部材22Aにおける正極タブ225と第二の第二部材22Bにおける正極タブ225とが重ならない場合がある。これに対して、上記実施形態の蓄電素子1では、図12に示したように、第二部材の形状を異ならせることで(例えば、第一の第二部材22Aの他方側の端縁22Eを基準とした距離や、第二の第二部材22Bの一方側の端縁22Fを基準とした距離に応じて正極220の形状を異ならせることで)、正極タブ225の少なくとも一部を重ねたが、図13に示すように、第一部材21の折り返し部23の谷折り面側のターン部234に、セパレータの第一出代部2213又は第二出代部2214を当接させると共に、ターン部234に当接されたセパレータ221の第一出代部2213又は第二出代部2214のY軸方向における長さを調節して正極タブ225同士の少なくとも一部を重ねてもよい。尚、図13においても、正極タブ225の位置を明らかにするため、正極タブ225を黒色で塗って示している。
As described above, in the configuration in which the
具体的に、各正極220の形状が同じであることにより、各正極タブ225は、各本体部224のZ軸方向の一方の端縁のうちY軸方向における同一の位置からZ軸方向に延びていてもよい。各正極220のY軸方向における寸法は、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までのY軸方向における距離よりも狭くてもよい。さらに、第一の第二部材22Aにおけるセパレータ221の他方側の端縁221Cから正極タブ225までの距離(例えば、第一の第二部材22Aにおけるセパレータ221の他方側の端縁221Cから正極タブ225の中心225Cまでの距離L4)と、第二の第二部材22Bにおけるセパレータ221の一方側の端縁221Dから正極タブ225までの距離(例えば、第二の第二部材22Bにおけるセパレータ221の一方側の端縁221Dから正極タブ225の中心225Cまでの距離L5)との和が、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離Xと等しくなるよう、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面に当接されたセパレータ221の第二出代部2214(第一の第二部材22Aの第二出代部2214)のY軸方向における寸法W2と、第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接されたセパレータ221の第一出代部2213(第二の第二部材22Bの第一出代部2213)のY軸方向における寸法W1とを調整してもよい。
Specifically, since the shape of each
例えば、第一折り返し部23Aのターン部234Aの谷折り面から第一の第二部材22Aの正極220の他端側の端縁220Cとの距離が、第二折り返し部23Bのターン部234Bの谷折り面から第二の第二部材22Bの正極220の一端側の端縁220Dとの距離と等しい場合には、第一出代部2213の寸法W1と第二出代部2214の寸法W2とを等しくすればよい。また、第一折り返し部23Aのターン部234Aの谷折り面から第一の第二部材22Aの正極220の他端側の端縁220Cとの距離が、第二折り返し部23Bのターン部234Bの谷折り面から第二の第二部材22Bの正極220の一端側の端縁220Dとの距離よりも大きい場合には、これらの距離の差だけ、第二出代部2214の寸法W2を第一出代部2213の寸法W1よりも大きくすればよい。
For example, the distance from the valley folding surface of the
この構成では、セパレータ221の第一出代部2213や第二出代部2214のY軸方向における寸法を調整することで、正極タブ225の位置を定めているため、第一の第二部材22Aと第二の第二部材22Bとで正極タブ225同士の位置を揃えることができる。
In this configuration, since the position of the
また、図14に示すように、Y軸方向における一方側と他方側とに配置されたターン部234の谷折り面同士の距離及びセパレータ221のY軸方向における長さを調節して、同じ形状の正極220を用いつつ正極タブ225同士の少なくとも一部を重ねてもよい。尚、図14においても、正極タブ225の位置を明らかにするため、正極タブ225を黒色で塗って示している。
Further, as shown in FIG. 14, the same shape is obtained by adjusting the distance between the valley fold surfaces of the
この場合、各正極220の形状が同じであるため、各正極タブ225は、各本体部224のZ軸方向の一方の端縁のうちY軸方向における同一の位置からZ軸方向に延びていてもよい。また、第一折り返し部23Aのターン部234Aの谷折り面と第二折り返し部23Bのターン部234Bの谷折り面との間の距離)をXとし、セパレータ221のY軸方向における長さをYとし、正極タブ225の幅をT1としたとき、以下の数式を満たしてもよい。
2X>T1
X−(T1/2)<Y<X+(T1/2)
In this case, since the shape of each
2X> T1
X- (T1 / 2) <Y <X + (T1 / 2)
尚、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離Xは、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面のうち最も内側に位置する点と、第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面のうち最も内側に位置する点との間の距離である。また、セパレータ221のY軸方向における長さYは、セパレータ221のY軸方向における一方側の端縁と他方側の端縁との距離である。
The distance X from the valley fold surface of the
この構成では、第一折り返し部23Aと第二折り返し部23Bの谷折り面同士の距離に応じてセパレータ221のY軸方向における長さを調整することで、異なる形状の正極220を用いることなく、第一の第二部材22Aと第二の第二部材22Bとで正極タブ225同士の少なくとも一部を重ねることができる。
In this configuration, the length of the
また、この場合、正極タブ225の接合部のY軸方向における幅をT2とすると、以下の数式を満たすことで、Y軸方向において、正極タブ225の接合部の全体を正極タブ225と重なる大きさとすることができる。
2X>(T1−T2)
X−{(T1−T2)/2}<Y<X+{(T1−T2)/2}
Further, in this case, assuming that the width of the joint portion of the
2X> (T1-T2)
X-{(T1-T2) / 2} <Y <X + {(T1-T2) / 2}
さらに、この場合、「YがXと等しい」構成とすることにより、複数の正極タブ225同士が重なる面積を最大化することができるため、電極体2の電気抵抗を小さくすることができる。「YがXと等しい」とは、Yに製造誤差(0.5mm以内)を考慮した値がXに等しい場合も含む。
Further, in this case, by configuring "Y is equal to X", the area where the plurality of
さらに、セパレータ221の折り曲げ部2210がケース3の内部に当接していてもよい。
Further, the
具体的には、電極体2では、図15に示すように、セパレータ221の折り曲げ部2210の谷折り面は、正極220の本体部224における正極タブ225が突出する側と反対側の端部220Fを覆ってもよい。
Specifically, in the
この場合、図16に示すように、第一の第二部材22Aのセパレータ221における正極タブ225が突出する側と反対側の端部2215から正極タブ225が突出する位置2216(例えば、正極タブ225が突出する側の端縁2216)までのZ軸方向における寸法L6は、第二の第二部材22Bのセパレータ221における正極タブ225が突出する側と反対側の端部2215から正極タブ225が突出する位置2216までのZ軸方向における寸法L6と同じであってもよい。また、この場合、第一の第二部材22Aの正極タブ225の突出量225A(例えば、セパレータ221における正極タブ225が突出する側の端縁2216から正極タブ225における本体部224と反対側の端縁225BまでのZ軸方向における寸法)は、第二の第二部材22Bの正極タブ225の突出量225Aと同じであってもよい。この場合、電極体2は、前記セパレータ221の折り曲げ部2210の山折り面をケース3の内面に直接または間接に当接させた状態で、ケース3内に配置されてもよい。また、第一部材21のZ軸方向における端部も、ケース3の内面に直接または間接に当接させた状態で、ケース3内に配置されてもよい。
In this case, as shown in FIG. 16, the position 2216 (for example, the positive electrode tab 225) in which the
この電極体2では、セパレータ221の正極タブ225が突出する側と反対側の端部2215(折り曲げ部2210)は、ケース3の内部に当接しているため、正極220の正極タブ225のZ軸方向における位置を揃えることができる。
In this
具体的に、この電極体2では、セパレータ221の折り曲げ部2210は、正極220におけるケース3の閉塞部331側の端縁(図9、図10等における下側の端縁)を覆っていてもよい。
Specifically, in the
より詳細に説明すると、ケース3内に電極体2及び電解液を収容した蓄電素子1において、正極220がセパレータ221に挟まれる場合、セパレータ221の折目方向の両端縁(二辺)の接合箇所に隙間が存在し、且つ、この隙間が正極220におけるケース3の閉塞部311側の端部の周辺に位置していると、ケース3の閉塞部311と正極220とがセパレータ221の隙間を介して導通して電流集中が生じる場合があった。
More specifically, when the
これに対して、電極体2では、図14に示すように、セパレータ221の折り曲げ部2210の谷折り面は、正極220の本体部224におけるケース3の閉塞部331側に位置する端部220Fを覆ってもよい。この場合、電極体2は、前記セパレータ221の折り曲げ部2210の山折り面をケース3の閉塞部331に当接させた状態で、ケース3内に配置されてもよい。
On the other hand, in the
この電極体2では、ケース3の閉塞部311と正極220の端部220Fとの間にセパレータ221の折り曲げ部2210の折り目部位が介在しているため、この周辺(ケース3の閉塞部311と正極220の端部220Fとの間の周辺)にセパレータ221の接合箇所が存在しない。その結果、ケース3の閉塞部311と正極220との導通が抑制される。
In this
また、上述したように、第二部材22の端部22C、22Dが第一折り返し部23A又は第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面に当接している構成では、第一部材21のターン部234の位置によって第一の第二部材22A及び第二の第二部材22Bの端部22C、22Dの位置が定まることになる。このため、X軸方向から見て、第一の第二部材22Aの端部22Cと第二の第二部材22Bの端部22Dとは、必ずしも一致しない。その結果、X軸方向から見て、第一の第二部材22Aにおける正極タブ225と第二の第二部材22Bにおける正極タブ225とが重ならない場合がある。これに対して、上記実施形態の蓄電素子1では、図12や図13に示すような構成により、正極タブ225を重ねていたが、別の基準に応じて正極タブ225を重ねてもよい。
Further, as described above, in the configuration in which the
具体的に、図17に示すように、Y軸方向において、第一の第二部材22Aの正極220と第二の第二部材22Bの正極220とで、他方側の端縁220C同士の位置が異なると共に、第二部材22の各々において正極220のY軸方向における寸法は等しく、正極220は、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面と第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面との間に(図11における境界αの内側に)配置されてもよい。この場合、第一の第二部材22Aにおいて、正極タブ225(例えば、正極タブ225の中心225C)は、第一の第二部材22Aにおける正極220の他方側の端縁22Eと第一の第二部材22Aにおける正極220の一方側の端縁220Dとの中心22Gから一方側にずれており、正極タブ225のずれ量をAとし、第一の第二部材22Aにおける正極220の他方側の端縁220Cと第二の第二部材22Bにおける正極220の他方側の端縁220Cとの距離をBとし、正極タブ225の幅をT1としたとき、以下の数式を満たしてもよい。
B>T1(B/2)−(T1/2)<A<(B/2)+(T1/2)
また、第二の第二部材22Bにおける正極220の形状は、第一の第二部材22Aにおける正極220の形状を反転させた形状と同一であってもよい。換言すると、第二の第二部材22Bにおいて、正極タブ225(例えば、正極タブ225の中心225C)は、第二の第二部材22Bにおける正極220の一方側の端縁220Dと第二の第二部材22Bにおける正極220の他方側の端縁220Cとの中心22Hから他方側にずれており、正極タブ225のずれ量をCとし、第一の第二部材22Aにおける正極220の一方側の端縁220Dと第二の第二部材22Bにおける正極220の一方側の端縁220Dとの距離をDとし、正極タブ225の幅をT1としたときに、以下の数式を満たしてもよい。
D>T1
(D/2)−(T1/2)<C<(D/2)+(T/2)
尚、図18においても、正極タブ225の位置を明らかにするため、正極タブ225を黒色で塗って示している。
Specifically, as shown in FIG. 17, in the Y-axis direction, the positions of the
B> T1 (B / 2)-(T1 / 2) <A <(B / 2) + (T1 / 2)
Further, the shape of the
D> T1
(D / 2)-(T1 / 2) <C <(D / 2) + (T / 2)
Also in FIG. 18, in order to clarify the position of the
また、正極タブ225の接合部のY軸方向における幅をT2とすると、以下の数式を満たすことで、Y軸方向において、正極タブ225の接合部の全体を正極タブ225と重なる大きさとすることができる。
B>T1−T2
(B/2)−{(T1−T2)/2}<C<(B/2)+{(T1−T2)/2}
Further, assuming that the width of the joint portion of the
B> T1-T2
(B / 2)-{(T1-T2) / 2} <C <(B / 2) + {(T1-T2) / 2}
この場合、第一の第二部材22A及び第二の第二部材22Bにおいて、異なる形状の正極220を用いることなく、第一の第二部材22Aの正極220及び第二の第二部材22Bの正極220で正極タブ225を重ねることができる。
In this case, in the first
さらに、この場合、「Cが(B/2)と等しい」構成とすることにより、複数の正極タブ225同士が重なる面積を最大化することができるため、電極体2の電気抵抗を小さくすることができる。「Cが(B/2)と等しい」とは、Cに製造誤差(0.5mm以内)を考慮した値が(B/2)に等しい場合も含む。
Further, in this case, by configuring "C is equal to (B / 2)", the area where the plurality of
上記実施形態の折り返し部23のターン部234における山折り面及び谷折り面はいずれも、X軸方向における中央に位置する平坦な部分と、この平坦な部分の両側に位置し湾曲した部分とを有していたが、山折り面及び谷折り面の少なくとも一方が、全体的に湾曲していてもよい。例えば、ターン部234の谷折り面が全体的に湾曲している場合、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離は、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面のうち最も外側に位置する点と、第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面のうち最も外側に位置する点との距離であってもよい。
The mountain fold surface and the valley fold surface of the
また、上記実施形態の図12、図13、図17では、正極タブ225の位置を、正極タブ225の中心Cを定めることで定めたが、正極タブ225の位置を、正極タブ225のY軸方向における端縁等で定めてもよい。
Further, in FIGS. 12, 13, and 17 of the above embodiment, the position of the
例えば、図12の代わりに、Y軸方向において、第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の他方側の端縁までの距離と、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の他方側の端縁までの距離との和、又は、第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の一方側の端縁までの距離と、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の一方側の端縁までの距離との和、或いは、第一の第二部材22Aにおける他方側の端縁22Eから正極タブ225の他方側の端縁までの距離と、正極タブ225における一方側の端縁から他方側の端縁までの距離と、第二の第二部材22Bにおける一方側の端縁22Fから正極タブ225の他方側の端縁までの距離との和が、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離と等しくてもよい。
For example, instead of FIG. 12, in the Y-axis direction, the distance from the
例えば、図13の代わりに、Y軸方向において、第一の第二部材22Aにおけるセパレータ221の他方側の端縁221Cからの正極タブ225の他方側の端縁までの距離と、第二の第二部材22Bにおけるセパレータ221の一方側の端縁221Dから正極タブ225の他方側の端縁までの距離との和、又は、第一の第二部材22Aにおけるセパレータ221の他方側の端縁221Cからの正極タブ225の一方側の端縁までの距離と、第二の第二部材22Bにおけるセパレータ221の一方側の端縁221Dから正極タブ225の一方側の端縁までの距離との和、或いは、第一の第二部材22Aにおけるセパレータ221の他方側の端縁221Cからの正極タブ225の他方側の端縁までの距離と、正極タブ225における一方側の端縁から他方側の端縁までの距離と、第二の第二部材22Bにおけるセパレータ221の一方側の端縁221Dから正極タブ225の他方側の端縁までの距離との和が、第一折り返し部23Aのターン部234の谷折り面から第二折り返し部23Bのターン部234の谷折り面までの距離と等しくなるよう、第一の第二部材22Aの第二出代部2214のY軸方向における寸法と、第二の第二部材22Bの第一出代部2213のY軸方向における寸法と、を定めてもよい。
For example, instead of FIG. 13, in the Y-axis direction, the distance from the
例えば、図17の代わりに、第一の第二部材22Aにおいて、正極タブ225の一方側の端縁又は他方側の端縁は、第一の第二部材22Aにおける正極220他方側の端縁220Cと第一の第二部材22Aにおける正極220の一方側の端縁220Dとの中心22Gから、第一の第二部材22Aにおける正極220の他方側の端縁220Cと第二の第二部材22Bにおける正極220の他方側の端縁220Cとの距離Bの半分だけ一方側にずれており、第二の第二部材22Bにおいて、正極タブ225の一方側の端縁又は他方側の端縁は、第二の第二部材22Bにおける正極220の一方側の端縁220Dと第二の第二部材22Bにおける正極220の他方側の端縁220Cとの中心22Hから、第一の第二部材22Aにおける正極220の他方側の端縁220Cと第二の第二部材22Bにおける正極220の他方側の端縁220Cとの距離Dの半分だけ他方側にずれていてもよい。
For example, instead of FIG. 17, in the first
また、上記実施形態の蓄電素子1では、各第二部材22のY軸方向における寸法は、同じであったが、これは異なっていてもよい。また、上記実施形態の蓄電素子1では、第二部材22は、Y軸方向の各端縁が負極の平坦部233とターン部234との境界αよりも内側に位置していたが、第二部材22は、Y軸方向の各端縁が負極の平坦部233とターン部234との境界αに位置してもよいし、Y軸方向の各端縁が負極の平坦部233とターン部234との境界αよりも外側に位置してもよい。換言すると、正極220のY軸方向における寸法は、第一折り返し部23Aの谷折り面側のターン部234から第二折り返し部23Bの谷折り面側のターン部234までのY軸方向における距離よりも狭かったが、第一折り返し部23Aの谷折り面側のターン部234から第二折り返し部23Bの谷折り面側のターン部234までのY軸方向における距離と同じであってもよいし、この距離より広くてもよい。
Further, in the
さらに、上記実施形態の正極タブ225は、X軸方向に長い矩形状であったが、Y軸方向に長い矩形状や正方形状等その他の形状であってもよい。また、上記実施形態の正極タブ225同士は、一箇所で接合されていたが、複数箇所で接合されていてもよい。尚、各正極タブ225の面積は、接合箇所よりも広いことが好ましい。また、各正極タブ225同士は、溶着等により接合される代わりに、クリップ等により束ねられていてもよい。
Further, although the
上記実施形態のセパレータ221は、折り曲げ部2210を含んでいたが、折り曲げ部2210を含まない構成、例えば、第一被覆部2211を含むシート状の第一部材と、第二被覆部2212を含むシート状の第二部材とを接合して形成された構成であってもよい。この場合においても、セパレータ221は、第一出代部2213及び第二出代部2214を含んでいてもよい。また、セパレータ221同士は接合されていなくてもよい。
The
また、上記実施形態の折り曲げ部2210の山折り面は、全体的に湾曲していてもよい。この場合、セパレータ221の折り曲げ部を含む端縁は、折り曲げ部2210の山折り面のうち最も外側に位置する点であってもよい。さらに、上記実施形態の折り曲げ部2210の谷折り面は、全体的に湾曲していてもよく、X軸方向における中央に位置する平坦な部分と、この平坦な部分の両側に位置し湾曲した部分とを有してもよい。
Further, the mountain fold surface of the
上記実施形態の蓄電素子1では、第一部材21が負極210で構成され、第二部材22が正極220及びセパレータ221で構成されていたが、セパレータ221は第一部材21に含まれていてもよい。この場合、セパレータ221は、負極210と同様のつづら折り状(複数の折り返し部を有するつづら折り状)であってもよい。長尺な電極に沿ってセパレータ25が配置される場合には、該セパレータ25は、第一部材21に含まれ、矩形状の電極に沿ってセパレータ25が配置される場合には、該セパレータ25は、第二部材22に含まれる。
In the
また、上記実施形態の蓄電素子1では、正極220を挟み込んだ状態のセパレータ221は、X軸方向から見て矩形状であり、Z軸方向の寸法は、負極210の平坦部233の寸法より大きく、Y軸方向の寸法は、平坦部233の寸法と比べて小さかったが、Z軸方向の寸法は、負極210の平坦部233の寸法と比べて略同じ又は小さくてもよく、Y軸方向の寸法は、平坦部233の寸法と比べて略同じであってもよい。
Further, in the
さらに、上記実施形態の蓄電素子1では、負極210が複数の折り返し部23を有するつづら折り状態であり、正極220が短冊状であるが、互いが逆の構成、即ち、正極220が複数の折り返し部23を有するつづら折り状態であり、負極210が短冊状でもよい。
Further, in the
上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ(容量)は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。 In the above embodiment, the case where the power storage element is used as a chargeable / dischargeable non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) has been described, but the type and size (capacity) of the power storage element are arbitrary. .. Further, in the above embodiment, the lithium ion secondary battery has been described as an example of the power storage element, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to various secondary batteries, other primary batteries, and power storage elements of capacitors such as electric double layer capacitors.
蓄電素子(例えば電池)1は、図18に示すような蓄電装置(蓄電素子が電池の場合は電池モジュール)11に用いられてもよい。蓄電装置11は、少なくとも二つの蓄電素子1と、二つの(異なる)蓄電素子1同士を電気的に接続するバスバ部材12と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子1に適用されていればよい。
The power storage element (for example, a battery) 1 may be used in a power storage device (battery module when the power storage element is a battery) 11 as shown in FIG. The
1…蓄電素子、2…電極体、21…第一部材、21A…山折り線、21B…谷折り線、210…負極(第一の電極)、211…金属箔、212…負極活物質層、22…第二部材、22A…第一の第二部材、22B…第二の第二部材、22C、22D…端部、22E、22F…端縁、220…正極(第二の電極)、220A、220B、220F…端部、220C、220D…端縁、221…セパレータ、2210…折り曲げ部、2211…第一被覆部、2212…第二被覆部、2213…第一出代部、2214…第二出代部、2215…端部、2216…位置、222…金属箔、223…正極活物質層、224…本体部、224A、224B…端縁、225…正極タブ、225A…突出量、225C…中心、225B…端縁、23…折り返し部、23A…第一折り返し部、23B…第二折り返し部、231…谷折り面、232…山折り面、233、233A、233B…平坦部、2331…平坦部本体、2332…負極タブ、234…ターン部、234S…折り返し軸、3…ケース、31…ケース本体、310…開口周縁部、311…閉塞部、312…胴部、313…長壁部、314…短壁部、32…蓋板、4…絶縁部材、5…外部端子、6…集電体、11…蓄電装置、12…バスバ部材、102…電極体、121…負極・セパレータ圧着体、122…正極、123…セパレータ、124…負極体、α…平坦部とターン部との境界 1 ... power storage element, 2 ... electrode body, 21 ... first member, 21A ... mountain fold line, 21B ... valley fold line, 210 ... negative electrode (first electrode), 211 ... metal foil, 212 ... negative electrode active material layer, 22 ... 2nd member, 22A ... 1st second member, 22B ... 2nd second member, 22C, 22D ... end, 22E, 22F ... edge, 220 ... positive electrode (second electrode), 220A, 220B, 220F ... End, 220C, 220D ... Edge edge, 221 ... Separator, 2210 ... Bent part, 2211 ... First coating part, 2212 ... Second coating part, 2213 ... First generation part, 2214 ... Second output Substitute, 2215 ... end, 2216 ... position, 222 ... metal foil, 223 ... positive electrode active material layer, 224 ... main body, 224A, 224B ... edge edge, 225 ... positive electrode tab, 225A ... protrusion amount, 225C ... center, 225B ... Edge edge, 23 ... Folded part, 23A ... First folded part, 23B ... Second folded part, 231 ... Valley fold surface, 232 ... Mountain fold surface, 233, 233A, 233B ... Flat part, 2331 ... Flat part body , 2332 ... Negative electrode tab, 234 ... Turn part, 234S ... Folded shaft, 3 ... Case, 31 ... Case body, 310 ... Opening peripheral part, 311 ... Closure part, 312 ... Body part, 313 ... Long wall part, 314 ... Short wall Part, 32 ... lid plate, 4 ... insulating member, 5 ... external terminal, 6 ... current collector, 11 ... power storage device, 12 ... bus bar member, 102 ... electrode body, 121 ... negative electrode / separator crimping body, 122 ... positive electrode, 123 ... Separator, 124 ... Negative electrode body, α ... Boundary between flat part and turn part
Claims (3)
前記第一の電極と極性の異なる第二の電極を含み且つ前記第一折り返し部の内側に配置された第一の第二部材、及び、前記第二の電極を含み且つ前記第二折り返し部の内側に配置された第二の第二部材を含む複数の第二部材と、
を有する電極体と、
前記電極体を含むケースと、
を備え、
前記第一の第二部材の前記他方側の端部は、前記第一折り返し部の前記ターン部に当接し、
前記第二の第二部材の前記一方側の端部は、前記第二折り返し部の前記ターン部に当接し、
前記第二の電極は、本体部と、該本体部から前記第一方向及び前記複数の第二部材が並ぶ方向のいずれにも直交する第二方向に突出するタブ部と、を含み、
前記複数の第二部材の各々は、折り曲げ部を含むセパレータであって、前記第二の電極の前記本体部を挟むセパレータと、該セパレータから前記第二方向に突出するタブ部とを含み、
前記第二方向において、
前記第一の第二部材の前記セパレータにおける前記タブ部が突出する側と反対側の端部から前記タブ部が突出する位置までの寸法は、前記第二の第二部材の前記セパレータにおける前記タブ部が突出する側と反対側の端部から前記タブ部が突出する位置までの寸法と同じであり、
前記第一の第二部材の前記タブ部の突出量は、前記第二の第二部材の前記タブ部の突出量と同じであり、
前記折り曲げ部の谷折り面は、前記第二の電極の前記本体部における前記タブ部が突出する側と反対の端部を覆い、
前記電極体は、前記セパレータの前記折り曲げ部の山折り面を前記ケースの内面に直接または間接に当接させた状態で、前記ケース内に配置されている、蓄電素子。 A first folded portion that includes a first electrode and is folded back at a turn to open one side in the first direction, and a turn that is folded back to open the other side in the first direction. A long first member that is zigzag so that the second folded parts are arranged alternately,
A first second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode and arranged inside the first folded portion, and a second electrode including the second electrode and the second folded portion. A plurality of second members including a second second member arranged inside,
With an electrode body
A case including the electrode body and
With
The other end of the first second member comes into contact with the turn portion of the first folded portion.
End of the one side of the second of the second member is to abut against the turn portions of the second folded portion,
The second electrode includes a main body portion and a tab portion protruding from the main body portion in a second direction orthogonal to both the first direction and the direction in which the plurality of second members are arranged.
Each of the plurality of second members is a separator including a bent portion, and includes a separator that sandwiches the main body portion of the second electrode and a tab portion that protrudes from the separator in the second direction.
In the second direction
The dimension from the end of the first second member on the side opposite to the side on which the tab portion protrudes to the position where the tab portion protrudes is the dimension of the tab on the separator of the second second member. It is the same as the dimension from the end on the side opposite to the protruding side to the position where the tab portion protrudes.
The amount of protrusion of the tab portion of the first second member is the same as the amount of protrusion of the tab portion of the second second member.
The valley fold surface of the bent portion covers the end portion of the main body portion of the second electrode opposite to the side on which the tab portion protrudes.
The electrode body is a power storage element arranged in the case in a state where the mountain fold surface of the bent portion of the separator is in direct or indirect contact with the inner surface of the case.
前記第一の第二部材における前記他方側の端縁から前記タブ部の中心までの距離をL1とし、前記第二の第二部材における前記一方側の端縁から前記タブ部の中心までの距離をL2とし、前記第一折り返し部の前記ターン部の谷折り面から前記第二折り返し部の前記ターン部の谷折り面までの距離をL3とし、前記タブ部の幅をT1としたとき、以下の数式を満たす、請求項1に記載の蓄電素子。
L3>T1
L3−T1<L1+L2<L3+T1 In the previous Symbol first direction,
The distance from the other end edge of the first second member to the center of the tab portion is L1, and the distance from the one side edge of the second second member to the center of the tab portion. Is L2, the distance from the valley fold surface of the turn portion of the first folded portion to the valley fold surface of the turn portion of the second folded portion is L3, and the width of the tab portion is T1. The power storage element according to claim 1, which satisfies the above formula.
L3> T1
L3-T1 <L1 + L2 <L3 + T1
前記第一の電極と極性の異なる第二の電極を含み且つ前記第一折り返し部の内側に配置された第一の第二部材、及び、前記第二の電極を含み且つ前記第二折り返し部の内側に配置された第二の第二部材を含む複数の第二部材と、A first second member including a second electrode having a polarity different from that of the first electrode and arranged inside the first folded portion, and a second electrode including the second electrode and the second folded portion. A plurality of second members including a second second member arranged inside,
を有する電極体 Electrode body with
を備え、 With
前記第一の第二部材の前記他方側の端部は、前記第一折り返し部の前記ターン部に当接し、 The other end of the first second member comes into contact with the turn portion of the first folded portion.
前記第二の第二部材の前記一方側の端部は、前記第二折り返し部の前記ターン部に当接し、 The one-sided end of the second second member comes into contact with the turn portion of the second folded portion.
前記複数の第二部材の各々は、折り曲げ部を含むセパレータであって、前記第二の電極を挟むセパレータを有し、 Each of the plurality of second members is a separator including a bent portion, and has a separator that sandwiches the second electrode.
前記第一の第二部材において、 In the first and second members
前記第二の電極の前記他方側の端部は、前記セパレータの前記折り曲げ部の谷折り面に当接し、 The other end of the second electrode abuts on the valley fold surface of the bent portion of the separator.
前記セパレータの前記折り曲げ部の山折り面は、前記第一折り返し部の前記ターン部に当接し、 The mountain fold surface of the bent portion of the separator abuts on the turn portion of the first folded portion.
前記第二の第二部材において、 In the second second member
前記第二の電極の前記一方側の端部は、前記セパレータの前記折り曲げ部の谷折り面に当接し、 The one-sided end of the second electrode abuts on the valley fold surface of the bent portion of the separator.
前記セパレータの前記折り曲げ部の山折り面は、前記第二折り返し部の前記ターン部に当接し、 The mountain fold surface of the bent portion of the separator abuts on the turn portion of the second folded portion.
前記第二の電極は、本体部と、該本体部から前記第一方向及び前記複数の第二部材が並ぶ方向のいずれにも直交する第二方向に突出するタブ部とを含み The second electrode includes a main body portion and a tab portion protruding from the main body portion in a second direction orthogonal to both the first direction and the direction in which the plurality of second members are arranged.
前記第一方向において、 In the first direction
前記第一の第二部材における前記第二の電極と前記第二の第二部材における前記第二の電極とで、前記他方側の端縁同士の位置が異なり、 The positions of the edges on the other side of the second electrode of the first second member and the second electrode of the second second member are different.
前記第二の第二部材における前記第二の電極の形状は、前記第一の第二部材における前記第二の電極を反転させた形状と同一であり、 The shape of the second electrode in the second second member is the same as the inverted shape of the second electrode in the first second member.
前記第一の第二部材において、 In the first and second members
前記タブ部は、前記第一の第二部材における前記第二の電極の前記他方側の端縁と前記第一の第二部材における前記第二の電極の前記一方側の端縁との中心から、前記一方側にずれており、 The tab portion is formed from the center of the other end edge of the second electrode in the first second member and the one side edge of the second electrode in the first second member. , It is shifted to the one side,
前記タブ部のずれ量をAとし、前記第一の第二部材における前記第二の電極の前記他方側の端縁と前記第二の第二部材における前記第二の電極の前記他方側の端縁との距離をBとし、前記タブ部の幅をT1としたとき、以下の数式を満たす、蓄電素子。 Let A be the amount of displacement of the tab portion, and the other end edge of the second electrode in the first second member and the other end of the second electrode in the second second member. A power storage element that satisfies the following formula when the distance to the edge is B and the width of the tab portion is T1.
B>T1 B> T1
(B/2)−(T1/2)<A<(B/2)+(T1/2) (B / 2)-(T1 / 2) <A <(B / 2) + (T1 / 2)
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