JP7654093B2

JP7654093B2 - 電池

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Publication number: JP7654093B2
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Inventors: 修介森田; 義朗荒木; 琢真矢野
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Description

本発明の実施形態は、電池に関する。

リチウムイオン二次電池等の電池として、外装部材の内部空洞に、正極及び負極を備える電極群が収納されるものがある。この電池では、電極端子が、外装部材に設けられる。また、電極群は、集電体及び集電体に担持される活物質含有層を備える。集電体は、活物質含有層が担持していない部分としての集電タブを備える。そして、集電タブは、リード等の集電接続板を介して、電極端子に電気的に接続される。また、集電タブでは、複数の帯状部が積層される。

前述のような電池の製造時では、集電タブの積層された複数の帯状部が、例えば、超音波接合により集電接続板等と接合される。このようにして帯状部と集電接続板とを接合すると、接合時に帯状部が変形されることにより、帯状部や集電タブ自身が所定の位置からずれることがある。このような接合では、集電タブが集電接続板の適切な位置に接合されることが求められている。

日本国特開２０１５－１０３５２１号公報日本国特開２０１５－０９２４５７号公報日本国特開２０１１－１９２５４７号公報日本国特開２０１１－１６５４３７号公報日本国特開２０１１－１１９２６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、集電タブを集電接続板の適切な位置に接合できる電池を提供することである。

実施形態の電池は、外装部材、電極端子、電極群、及び集電接続板を具備する。電極端子は、外装部材に設けられる。電極群は、外装部材の内部空洞に収納され、突出する集電タブを備える。集電接続板は、電極端子と集電タブとを電気的に接続する。集電接続板は、基板部及び突出部を備える。基板部は、集電タブと接合される接合面を備え、接合面が第１の方向の一方側を向く。突出部は、第１の方向と交差する第２の方向について集電タブの突出端に近接して形成されるとともに、第１の方向について接合面が向く側へ基板部から突出する。突出部は、集電タブの突出端よりも第２の方向について外装部材が位置する側から集電タブに近接し記集電タブの突出端が位置する側を向く近接面を備える。近接面は、第１の方向に沿って突出部の突出端まで延設され、突出部の突出端は、近接面から集電接続板の端部まで、第２の方向に沿って延設される。

図１Ａは、実施形態に係る電池の一例を概略的に示す斜視図である。図１Ｂは、実施形態に係る電池の集電タブに接合される集電接続板の一例を概略的に示す斜視図である。図２は、図１Ｂの集電タブ及び集電接続板が接合される部位の構成の一例を、電池の高さ方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図３は、図１Ｂの集電タブ及び集電接続板が接合される部位の構成の変形例を、電池の高さ方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図４は、図１Ｂの集電タブ及び集電接続板が接合される部位の構成の図３とは異なる変形例を、電池の高さ方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図５は、実施形態に係る電池の変形例を、電池の奥行き方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図６は、実施形態に係る電池の変形例を、電池の横方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１Ａは、実施形態に係る電池１を示す。図１Ａに示すように、電池１は、電極群２及び外装部材３を備える。外装部材３は、外装容器５及び蓋部材６を備える。外装容器５及び蓋部材６のそれぞれは、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅又はステンレス等の金属から形成される。ここで、電池１（外装容器５）では、奥行き方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）、奥行き方向に対して交差する（直交又は略直交な）横方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、奥行き方向及び横方向の両方に対して交差する（直交又は略直交な）高さ方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。電池１及び外装容器５のそれぞれでは、奥行き方向についての寸法が、横方向についての寸法、及び、高さ方向についての寸法のそれぞれに比べて、小さい。なお、図１Ａは、部材ごとに分解して示す斜視図である。

外装容器５は、底壁７及び周壁８を備える。電極群２が収納される内部空洞１０は、底壁７及び周壁８によって規定される。外装容器５では、内部空洞１０は、高さ方向について、底壁７が位置する側とは反対側へ向かって開口する。蓋部材６は、底壁７とは反対側の端部で、周壁８に取り付けられる。このため、蓋部材６は、外装容器５の内部空洞１０の開口を塞ぐ。蓋部材６及び底壁７は、高さ方向について内部空洞１０を挟んで対向する。

電極群２は、一対の電極１３、一対の集電体１４、及び一対の集電タブ１５を備える。一対の電極１３の一方が正極１３Ａであり、一対の電極１３の正極１３Ａとは別の一方が負極１３Ｂである。一対の集電体１４の一方が正極集電体１４Ａであり、一対の集電体１４の正極集電体１４Ａとは別の一方が負極集電体１４Ｂである。一対の集電タブ１５の一方が正極集電タブ１５Ａであり、一対の集電タブ１５の正極集電タブ１５Ａとは別の一方が負極集電タブ１５Ｂである。一対の集電タブ１５のそれぞれでは、複数の帯状部が束ねられる。電極群２では、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間にセパレータ（図示しない）が介在する。セパレータは、電気的絶縁性を有する材料から形成され、正極１３Ａを負極１３Ｂに対して電気的に絶縁する。

正極集電体１４Ａは、正極集電箔等から形成される。正極集電体１４Ａの表面には、正極活物質含有層（図示しない）が形成される。正極集電体１４Ａは、例えば、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔等である。正極集電体１４Ａの厚さは、１０μｍ～２０μｍ程度である。正極活物質含有層は、正極活物質を備える。正極活物質含有層は、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。正極活物質は、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出できる酸化物、硫化物及びポリマー等である。正極集電タブ１５Ａは、正極集電体１４Ａのうち正極活物質含有層が担持されていない（未担持の）部分である。正極集電タブ１５Ａは、負極１３Ｂ及びセパレータに対して突出する。

負極集電体１４Ｂは、負極集電箔等から形成される。負極集電体１４Ｂの表面には、負極活物質含有層（図示しない）が形成される。負極集電体１４Ｂは、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔又は銅箔等である。負極集電体１４Ｂの厚さは、１０μｍ～２０μｍ程度である。負極活物質含有層は、負極活物質を備える。負極活物質含有層は、結着剤及び導電剤を任意に含んでもよい。負極活物質は、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物及び炭素材料等である。負極集電タブ１５Ｂは、負極集電体１４Ｂのうち負極活物質含有層が担持されていない（未担持の）部分である。負極集電タブ１５Ｂは、正極１３Ａ及びセパレータに対して、正極集電タブ１５Ａが突出する側とは反対側へ突出する。

ある一例の電極群２では、正極１３Ａ、負極１３Ｂ及びセパレータが捲回軸Ｗを中心として捲回される。正極１３Ａは、セパレータに対して捲回軸Ｗに沿う軸方向の一方側にずれて設けられる。負極１３Ｂは、セパレータに対して正極１３Ａとは軸方向の反対側にずれて設けられる。そのため、一対の集電タブ１５（正極集電タブ１５Ａ及び負極集電タブ１５Ｂ）は、セパレータに対して、軸方向の外側に突出する。この場合、正極集電タブ１５Ａは、セパレータに対して軸方向の一方側へ突出する。負極集電タブ１５Ｂは、セパレータに対して正極集電タブ１５Ａが突出する方向とは反対側へ突出する。

別のある一例の電極群２では、複数の正極１３Ａ及び複数の負極１３Ｂが交互に積層される。すなわち、電極群２はスタック構造である。複数の正極１３Ａは、セパレータに対して一方側にずれて設けられる。複数の負極１３Ｂは、セパレータに対して正極１３Ａとは反対側にずれて設けられる。そのため、一対の集電タブ１５は、セパレータに対して外側に突出する。具体的には、正極集電タブ１５Ａはセパレータに対して電池１の横方向に沿って突出し、負極集電タブ１５Ｂはセパレータに対して電池１の横方向について正極集電タブ１５Ａとは反対側に突出する。

以下の説明では、電極群２が前述した捲回型の電極群であるとして説明するが、電極群２はこれに限られるものではない。図１Ａに示すように、一対の集電タブ１５の一方は、電池１の横方向（捲回軸Ｗに沿う軸方向）の一方側へ突出する。一対の集電タブ１５の他方は、電池１の横方向について、一対の集電タブ１５の一方が突出する方向とは反対側へ突出する。すなわち、正極集電タブ１５Ａが電池１の横方向の一方側へ突出し、負極集電タブ１５Ｂが電池１の横方向の他方側へ突出する。前述のような構成であるため、一対の集電タブ１５は、互いに対して接触しない。

一対の集電タブ１５には、一対のバックアップリード１６が、電池１の横方向の外側から取り付けられる。一対のバックアップリード１６の一方が正極側バックアップリード１６Ａであり、一対のバックアップリード１６の正極側バックアップリード１６Ａとは別の一方が負極側バックアップリード１６Ｂである。正極側バックアップリード１６Ａは、正極集電タブ１５Ａに横方向の外側から取り付けられる。負極側バックアップリード１６Ｂは、負極集電タブ１５Ｂに横方向の外側から取り付けられる。正極側バックアップリード１６Ａは、正極集電タブ１５Ａの複数の帯状部を挟み込むことで結束する。負極側バックアップリード１６Ｂは、負極集電タブ１５Ｂの帯状部を挟み込むことで結束する。

内部空洞１０では、電極群２に、電解液（図示しない）が保持（含浸）される。電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させた非水電解液であってもよく、水溶液等の水系電解液であってもよい。電解液の代わりに、ゲル状電解質が用いられてもよく、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質が電解質として用いられる場合、電極群において、固体電解質が、セパレータの代わりに、正極１３Ａと負極１３Ｂとの間に介在する。この場合、固体電解質により、正極１３Ａが負極１３Ｂに対して電気的に絶縁される。

電池１では、蓋部材６の外表面に一対の電極端子１７が取り付けられる。一対の電極端子１７は、電池１の外部に露出し、蓋部材６の外表面に配置される。したがって、一対の電極端子１７は、外装部材３に設けられる。一対の電極端子１７は、金属等の導電材料から形成される。一対の電極端子１７の一方が電池１の正極端子１７Ａである。一対の電極端子１７の正極端子１７Ａとは別の一方が電池１の負極端子１７Ｂである。蓋部材６の外表面では、一対の電極端子１７のそれぞれと蓋部材６との間に、絶縁部材１８が設けられる。一対の電極端子１７のそれぞれは、絶縁部材１８により、外装容器５及び蓋部材６に対して電気的に絶縁される。

外装容器５の内部空洞１０には、一対の集電接続板３０が配置される。一対の集電接続板３０の一方が正極側集電接続板３０Ａである。一対の集電接続板３０の正極側集電接続板３０Ａとは別の一方が、負極側集電接続板３０Ｂである。正極側集電接続板３０Ａが、正極集電タブ１５Ａと正極端子１７Ａとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。このため、正極集電タブ１５Ａは、少なくとも正極側集電接続板３０Ａを間に介して、正極端子１７Ａに電気的に接続される。負極側集電接続板３０Ｂが、負極集電タブ１５Ｂと負極端子１７Ｂとの間の電気経路の少なくとも一部を形成する。このため、負極集電タブ１５Ｂは、少なくとも負極側集電接続板３０Ｂを間に介して、負極端子１７Ｂに電気的に接続される。集電接続板３０のそれぞれは、金属等の導電材料から形成される。集電接続板３０を形成する材料は、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅及び鉄等である。一対の集電接続板３０は、例えば、一対のリードである。

一対の集電タブ１５のそれぞれでは、複数の帯状部が積層される。電池１の製造時には、集電タブ１５のそれぞれを電極端子１７の対応する一方に電気的に接続する前に、一対の集電タブ１５のそれぞれにおいて、バックアップリード１６により複数の帯状部を結束する。したがって、集電タブ１５のそれぞれでは、バックアップリード１６により結束された複数の帯状部が、一対の集電接続板３０の対応する一方を介して、一対の電極端子１７の対応する一方に電気的に接続される。具体的には、正極側バックアップリード１６Ａにより結束された正極集電タブ１５Ａの複数の帯状部が、正極側集電接続板３０Ａを介して、正極端子１７Ａに電気的に接続される。負極側バックアップリード１６Ｂにより結束された負極集電タブ１５Ｂの複数の帯状部が、負極側集電接続板３０Ｂを介して、負極端子１７Ｂに電気的に接続される。

図１Ａの一例では、蓋部材６に、ガス開放弁１９及び注液口（図示しない）が、形成される。そして、蓋部材６の外表面に、注液口を塞ぐ封止板２０が、溶接される。なお、ガス開放弁１９及び注液口等は、電池１に設けられなくてもよい。また、外装容器５の内部空洞１０では、一対の集電タブ１５及び一対の集電接続板３０は、１つ以上の絶縁部材（図示しない）によって、外装容器５に対して電気的に絶縁される。

次に、一対の集電タブ１５と一対の集電接続板３０との接合部について説明する。図１Ｂは、実施形態に係る電池の集電タブに接合される集電接続板の一例を概略的に示す斜視図である。図２は、集電タブ１５及び集電接続板３０の接合部の近傍の構成を、電池の高さ方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図１Ｂ及び図２においても、図１Ａと同様に、電池１の高さ方向、横方向、奥行き方向が規定される。図１Ｂ及び図２に示すように、集電接続板３０では、第１の方向（矢印Ｘ３及び矢印Ｘ４で示す）が電池１の奥行き方向と一致又は略一致する。第２の方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す）は、第１の方向と交差する（直交又は略直交する）。第３の方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す）は、第１の方向及び第２の方向の両方と交差する（直交又は略直交する）。

本実施形態では、第２の方向は、電池１の横方向と一致又は略一致する。また、第２の方向は、電極群２から突出する集電タブ１５の突出方向及び突出方向とは反対の方向と、一致又は略一致する。第３の方向は、電池１の高さ方向と一致又は略一致する。接合部は、例えば、集電タブ１５と集電接続板３０との接続部分に形成される。これにより、集電タブ１５が集電接続板３０に接合されるとともに、集電タブ１５及び集電接続板３０が電気的に接続される。接合部は、例えば、超音波接合で用いられるホーン（超音波ホーン）により形成される。

一対の集電接続板３０は、それぞれ基板部３１、突出部３２、及び天板部３３を備える。正極側集電接続板３０Ａは、正極側基板部３１Ａ、正極側突出部３２Ａ、及び正極側天板部３３Ａを備える。負極側集電接続板３０Ｂは、負極側基板部３１Ｂ、負極側突出部３２Ｂ、及び負極側天板部３３Ｂを備える。また、正極集電タブ１５Ａと正極側集電接続板３０Ａとの間に正極側接合部が形成され、負極集電タブ１５Ｂと負極側集電接続板３０Ｂとの間に負極側接合部が形成される。

ここで、正極側集電接続板３０Ａは、負極側集電接続板３０Ｂと同様に構成される。正極側接合部は、負極側接合部と同様に構成される。よって、正極側接合部と同様の構成の説明が負極側接合部についても成り立つ。そこで以下では、正極側集電接続板３０Ａを集電接続板３０として、正極集電タブ１５Ａを集電タブ１５として、及び、正極側接合部を接合部として説明し、負極側集電接続板３０Ｂ、負極集電タブ１５Ｂ、及び負極側接合部の説明を省略する。なお、本実施形態の接合部は一対の集電タブ１５の両方に形成されていなくてもよい。すなわち、接合部は一対の集電タブ１５の一方だけに形成されてもよく、一対の集電タブ１５の両方に形成されてもよい。また、本実施携帯の集電接続板３０は、一対の集電接続板３０の両方に用いられていなくてもよい。すなわち、集電接続板３０は、一対の集電接続板３０の一方だけに用いられても良く、一対の集電接続板３０の両方に用いられてもよい。

図１Ｂに示すように、集電接続板３０は、基板部３１、突出部３２、及び天板部３３を備える。集電接続板３０の基板部３１及び突出部３２は、電池１の高さ方向、すなわち集電接続板３０の第３の方向に沿って延設される。図１Ｂ及び図２に示すように、基板部３１は、接合面Ｓ１、底面Ｓ２、一対の側面Ｓ３，Ｓ４を備える。突出部３２は、突出端Ｓ５，一対の側面Ｓ６，Ｓ７を備える。集電接続板３０には、第１の方向の一方側から基板部３１にバックアップリード１６（集電タブ１５）が接合される。バックアップリード１６は、前述したように、電池１の横方向の外側から集電タブ１５に取り付けられることで、集電タブ１５の帯状部を結束する。このように構成されているため、集電接続板３０にバックアップリード１６が接合されると、バックアップリード１６を介して集電タブ１５の帯状部が集電接続板３０に接続される。すなわち、集電タブ１５、バックアップリード１６、及び集電接続板３０が電気的に接続される。

接合面Ｓ１が、集電接続板３０の第１の方向について、基板部３１の一方の端面を形成する。底面Ｓ２が、集電接続板３０の第１の方向について、接合面Ｓ１とは反対側の基板部３１の端面を形成する。本実施形態では、底面Ｓ２が、集電接続板３０の第１の方向について、突出部３２とは反対側の基板部３１の端面を形成する。基板部３１では、底面Ｓ２は、接合面Ｓ１と集電接続板３０の第１の方向について対向する。また、一対の側面Ｓ３，Ｓ４は、集電接続板３０の第２の方向について、互いに対して対向する。一対の側面のうちの一方の側面Ｓ３は、集電接続板３０の第２の方向について、電極群２が位置する側に設けられる。一対の側面のうちの他方の側面Ｓ４は、集電接続板３０の第２の方向について、電極群２から側面Ｓ３よりも遠位側に設けられる。そして、底面Ｓ２は、集電接続板３０の第２の方向について、側面Ｓ３から側面Ｓ４まで延設される。また、一対の側面Ｓ３,Ｓ４は、集電接続板３０の第１の方向について、接合面Ｓ１から底面Ｓ２まで延設される。

突出部３２は、集電接続板３０の第１の方向に沿って、基板部３１の接合面Ｓ１から突出する。突出端Ｓ５は、突出部３２の突出方向の先端を形成する。突出端Ｓ５は、集電接続板３０の第１の方向について、基板部３１の底面Ｓ２とは反対側に設けられる。また、一対の側面Ｓ６，Ｓ７は、集電接続板３０の第２の方向について、互いに対して対向する。一対の側面のうちの一方の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第２の方向について、電極群２が位置する側に設けられる。一対の側面のうちの他方の側面Ｓ７は、集電接続板３０の第２の方向について、集電タブ１５に対して側面Ｓ６よりも遠位側に設けられる。そして、突出端Ｓ５は、集電接続板３０の第２の方向について、側面Ｓ６から側面Ｓ７まで延設される。なお、突出部３２は、集電接続板３０の第１の方向について全寸にわたって形成されている必要はない。すなわち、突出部３２は、集電接続板３０の第１の方向に沿って少なくとも一部に形成されていればよい。

突出部３２は、集電接続板３０の第２の方向の一方へ、電極群２から離れた位置に設けられる。本実施形態では、突出部３２は、集電接続板３０の第２の方向について、接合面Ｓ１に対して外装部材３が位置する側に位置するとともに、集電接続板３０の端部を形成する。すなわち、突出部３２の側面Ｓ７が基板部３１の側面Ｓ４と面一となる位置に、突出部３２が設けられる。そのため、突出部３２の側面Ｓ７及び基板部３１の側面Ｓ４により、集電接続板３０の側面Ｓ８が形成される。集電接続板３０の側面Ｓ８は、集電接続板３０の第２の方向について、基板部３１の側面Ｓ３とは反対側に設けられる。このとき、基板部３１の接合面Ｓ１は、基板部３１の側面Ｓ３と突出部３２の側面Ｓ６との間で、集電接続板３０の第２の方向に沿って延設される。

このように基板部３１の接合面Ｓ１が形成されるため、突出部３２の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第２の方向について、側面Ｓ３が形成する接合面Ｓ１の端とは反対側の端において接合面Ｓ１と接続する。突出部３２の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第１の方向について底面Ｓ２とは反対側に向かって、接合面Ｓ１の端から立ち上がる。突出部３２の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第１の方向に沿って、側面Ｓ６の立ち上がり部位から突出端Ｓ５まで延設される。そして、突出部３２の突出端Ｓ５は、突出部３２の側面Ｓ６から集電接続板３０の側面Ｓ８まで、集電接続板３０の第２の方向に沿って延設される。基板部３１及び突出部３２が集電接続板３０において前述のように形成されるため、図２に示す断面において、集電接続板３０はＬ字又は略Ｌ字状に形成される。

天板部３３は、集電接続板３０の第３の方向について、集電タブ１５の接合部（接合面Ｓ１）に対して電極端子１７が位置する側に位置する。天板部３３は、集電接続板３０の第３の方向について電極端子１７が位置する側の基板部３１の端に接続される。そのため、天板部３３は、集電接続板３０の第３の方向について、集電タブ１５よりも電極端子１７が位置する側に設けられる。突出部３２は、集電接続板３０の第３の方向について電極端子１７が位置する側とは反対側から、天板部３３に接続する。すなわち、突出部３２の突出端Ｓ５が天板部３３に接続される。

バックアップリード１６は、一対の平板部１６１及び折り返し部１６２を備える。一対の平板部１６１は、縁Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）とは反対側の端で折り返し部１６２に接続される。一対の平板部１６１のうち一方が平板部１６１Ａであり、一対の平板部１６１のうち他方が平板部１６１Ｂである。平板部１６１Ａは、平板部１６１Ａの板厚方向の一方において、平板部１６１Ｂと対向する。平板部１６１Ａは、縁Ｅ１から折り返し部１６２との接続部位まで延設される。平板部１６１Ｂは、縁Ｅ２から折り返し部１６２との接続部位まで延設される。折り返し部１６２は、平板部１６１Ａを、平板部１６１Ｂに対して、折り返す。前述したように、本実施形態では、バックアップリード１６が、電池１の横方向の外側から集電タブ１５に取り付けられる。そして、バックアップリード１６（集電タブ１５）が接合面Ｓ１に接合されることにより、集電タブ１５、バックアップリード１６、及び集電接続板３０が電気的に接続される。

このようにバックアップリード１６が集電タブ１５に取り付けられるため、一対の平板部１６１は、集電接続板３０の第１の方向について、互いに対して対向する。そして一対の平板部１６１の一方（平板部１６１Ｂ）が、集電接続板３０の第１の方向の一方側から、接合面Ｓ１に接合される。また、折り返し部１６２は、集電接続板３０の第２の方向について、一対の平板部１６１に対して突出部３２が位置する側に配置される。折り返し部１６２は、集電接続板３０の第２の方向について、電極群２が位置する側から突出部３２の側面Ｓ６に接触する。そのため、バックアップリード１６は、集電タブ１５の突出方向について、突出部３２を越える位置に設けられない。すなわち、突出部３２の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第２の方向について、外装部材３が位置する側に折り返し部１６２及び集電タブ１５の突出端が移動することを規制する。なお、折り返し部１６２は、集電接続板３０の第２の方向について、電極群２が位置する側から突出部３２の側面Ｓ６に少なくとも一部接触していればよい。

突出部３２の側面Ｓ６は、折り返し部１６２の形状に沿う形状に形成されることが好ましい。図２に示す一例では、折り返し部１６２において、突出部３２が位置する側の表面は、集電接続板３０の第２の方向について突出部３２の側面Ｓ６と対向する。この場合、突出部３２の側面Ｓ６は、平面状又は略平面状に形成される。また、突出部３２の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第２の方向について、集電タブ１５の突出端よりも外装部材３（外装容器５）が位置する側に位置する。そして、突出部３２の側面Ｓ６は、バックアップリード１６の折り返し部１６２を間に介して、集電接続板３０の第２の方向について外装部材３が位置する側から、集電タブ１５の突出端に近接する近接面となる。

次に、集電接続板３０の寸法について説明する。集電接続板３０では、寸法Ｔ１、寸法Ｔ２、寸法Ｔ３、寸法Ｗ１、寸法Ｗ２、及び寸法Ｗ３が規定される。寸法Ｔ１、寸法Ｔ２、及び寸法Ｔ３は、いずれも集電接続板３０の第１の方向に沿う寸法である。寸法Ｔ１は、集電接続板３０の第１の方向に沿う基板部３１の板厚である。すなわち、寸法Ｔ１は、集電接続板３０の第１の方向に沿う、接合面Ｓ１と底面Ｓ２との間の寸法である。寸法Ｔ２は、集電接続板３０の第１の方向に沿う、基板部３１からの突出部３２の突出量である。すなわち、寸法Ｔ２は、集電接続板３０の第１の方向に沿う、接合面Ｓ１と突出端Ｓ５との間の寸法である。寸法Ｔ３は、集電接続板３０の第１の方向に沿う、底面Ｓ２と突出端Ｓ５との間の寸法である。

また、寸法Ｗ１、寸法Ｗ２、及び寸法Ｗ３は、いずれも集電接続板３０の第２の方向に沿う寸法である。寸法Ｗ１は、集電接続板３０の第２の方向に沿う、接合面Ｓ１の寸法である。すなわち、寸法Ｗ１は、集電接続板３０の第２の方向に沿う、基板部３１の側面Ｓ３と突出部３２の側面Ｓ６（側面Ｓ６の接合面Ｓ１からの立ち上がり部位）との間の寸法である。寸法Ｗ２は、集電接続板３０の第２の方向に沿う、突出部３２の寸法である。すなわち、寸法Ｗ２は、集電接続板３０の第２の方向に沿う、突出部３２の一対の側面Ｓ６，Ｓ７の間の寸法である。寸法Ｗ３は、集電接続板３０の第２の方向に沿う、基板部３１の一対の側面Ｓ３，Ｓ４の間の寸法である。ただし、図２の一例に示すように、突出部３２の側面Ｓ７と基板部３１の側面Ｓ４とが面一である場合、寸法Ｗ３は、基板部３１の側面Ｓ３と集電接続板３０の側面Ｓ８との間の寸法と一致又は略一致する。

集電接続板３０において、寸法Ｗ１は、寸法Ｗ２よりも大きい。すなわち、Ｗ１＞Ｗ２である。また、寸法Ｗ１は、集電接続板３０の第２の方向についてのバックアップリード１６の寸法以上であることが好ましい。集電接続板３０の第２の方向についてのバックアップリード１６の寸法は、一対の平板部１６１の縁Ｅと折り返し部１６２における突出部３２が位置する側の端との間の、集電接続板３０の第２の方向についての寸法である。寸法Ｗ１と、集電接続板３０の第２の方向についてのバックアップリード１６の寸法と、がこのような関係を満たすため、バックアップリード１６が集電接続板３０の接合面Ｓ１に接合される場合、バックアップリード１６が、集電接続板３０の第２の方向について電極群２が位置する側に基板部３１の側面Ｓ３を越えることがない。

寸法Ｗ１と集電接続板３０の第２の方向についてのバックアップリード１６の寸法とが同一又は略同一である場合、折り返し部１６２が突出部３２の側面Ｓ６に接触する配置で、バックアップリード１６が集電接続板３０（基板部３１）の接合面Ｓ１に接合される。この場合、バックアップリード１６の一対の平板部１６１の縁Ｅ１は、集電接続板３０の第２の方向について、基板部３１の側面Ｓ３と同じ位置又はほとんど同じ位置となる。寸法Ｗ１が集電接続板３０の第２の方向についてのバックアップリード１６の寸法より大きい場合も、折り返し部１６２が突出部３２の側面Ｓ６に接触する位置で、バックアップリード１６が集電接続板３０（基板部３１）の接合面Ｓ１に接合される。この場合、バックアップリード１６の一対の平板部１６１の縁Ｅ１は、集電接続板３０の第２の方向について、基板部３１の側面Ｓ３より突出部３２が位置する側に設けられる。

前述のように、本実施形態では、集電接続板３０が、接合面Ｓ１、基板部３１、及び突出部３２を備える。基板部３１には、接合面Ｓ１が形成される。接合面Ｓ１は、第１の方向を向くとともに、集電タブ１５と接合される。突出部３２は、第１の方向と交差する第２の方向について集電タブ１５の突出端に隣接して形成されるとともに、第１の方向について接合面Ｓ１が向く側へ基板部３１から突出する。このように集電タブ１５の突出端と突出部３２が配置されるため、集電タブ１５が集電接続板３０に接合されるとき、集電タブ１５の突出端が第２の方向について突出部３２を越えることが有効に防止される。よって、本実施形態の電池１では、集電タブ１５を集電接続板３０の適切な位置に接合できる。

本実施形態では、突出部３２は、近接面を備えることが好ましい。近接面は、集電タブ１５の突出端よりも集電接続板３０の第２の方向について外装部材３が位置する側に設けられ、集電接続板３０の第２の方向について外装部材３が位置する側から集電タブ１５に近接する。また、近接面は、集電タブ１５の突出端が位置する側を向く。近接面は、集電接続板３０の第２の方向について近接面が向く側から近接面に隣接する部位の形状に沿う形状に形成されていることが好ましい。本実施形態では突出部３２の側面Ｓ６が近接面として機能する。このように近接面が形成されていることにより、集電タブ１５を接合面Ｓ１に接合する際に、集電タブ１５を第２の方向について突出部３２の近位に配置できる。そのため、例えば超音波接合により集電タブ１５が集電接続板３０に接続されるときに、集電タブ１５の突出端が第２の方向について突出部３２の近接面を越えて変形することが有効に防止される。また、集電タブ１５を接合面Ｓ１に接合する際に、集電接続板３０の所定の箇所に対して集電タブ１５の位置を容易に合わせることができる。よって、本実施形態の電池１では、集電タブ１５を集電接続板３０の適切な位置に接合できる。

本実施形態の集電接続板３０では、突出部３２の突出端Ｓ５と基板部３１の底面Ｓ２との間の第１の方向についての寸法Ｔ３が、基板部３１における接合面Ｓ１と底面Ｓ２との間の第１の方向についての寸法Ｔ１よりも大きいことが好ましい。このように突出部３２が形成されていることにより、集電接続板３０では、例えば、図２の一例に示す断面（集電接続板３０の第３の方向に直交又は略直交する断面）における断面積が増加する。そのため、集電接続板３０に電流が流れることで発生する熱が低下する。よって、この熱の発生に起因する集電接続板３０の温度上昇が抑制される。また、突出部３２が集電接続板３０に形成されることにより、集電接続板３０の剛性が向上する。よって、集電接続板３０の変形が抑制される。

本実施形態の集電接続板３０では、突出部３２における第２の方向についての寸法Ｗ２が、近接面としての突出部３２の側面Ｓ６が接合面Ｓ１から立ち上がる部位と、第２の方向について突出部３２が形成されている側とは反対側の基板部３１の端との間の第２の方向についての寸法Ｗ１よりも小さいことが好ましい。このように突出部３２が形成されることにより、例えば集電接続板３０の寸法Ｗ３を所定の大きさ以下としたまま、集電タブ１５が接合される領域を確保することができる。

本実施形態の突出部３２は、第２の方向について外装部材３側の集電接続板３０の端部を形成することが好ましい。このように突出部３２が形成されることにより、例えば集電タブ１５と接合される部位である接合面Ｓ１を十分に確保することができる。そのため、集電接続板３０の所定の箇所に対して集電タブ１５の位置を合わせるときに、集電タブ１５の配置の自由度が高くなる。よって、本実施形態の電池１では、集電タブ１５を集電接続板３０の適切な位置に接合できる。

（変形例）
図３は、集電タブ１５及び集電接続板３０の接合部近傍の構成の変形例を、電池１の高さ方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図３においても、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２と同様に、電池１の高さ方向、横方向、奥行き方向、及び、集電接続板３０の第１の方向、第２の方向、第３の方向が規定される。

図３に示す変形例では、電池１の集電タブ１５にバックアップリード１６が取り付けられない。すなわち、集電タブ１５の結束された帯状部が、集電接続板３０の接合面Ｓ１に直接接合される。このようにバックアップリード１６が集電タブ１５に取り付けられない場合、集電接続板３０の第１の方向の一方側から集電タブ１５が押圧されることにより、集電接続板３０に集電タブ１５が接合される。本変形例では、集電タブ１５の突出端が、集電接続板３０の側面Ｓ３が位置する側から、近接面としての突出部３２の側面Ｓ６に接触する。そのため、前述の実施形態と同様に、集電タブ１５は、集電接続板３０の第２の方向について、突出部３２を越える位置に設けられない。

また、このようにバックアップリード１６が設けられない場合、突出部３２の寸法Ｔ２が、集電接続板３０の接合面Ｓ１と、集電タブ１５の接合面Ｓ１に接合される面とは反対側の面との間の寸法よりも大きいことが好ましい。すなわち、突出部３２の突出端Ｓ５が、集電接続板３０の第１の方向について、集電タブ１５の接合面Ｓ１に接合される面とは反対側の面よりも、接合面Ｓ１（基板部３１）から遠位側に配置される。そのため、集電タブ１５が集電接続板３０に接合されるとき、集電タブ１５が集電接続板３０の第２の方向について突出部３２が位置する側に変形すると、集電タブ１５の突出端が突出部３２の側面Ｓ６に接触する。よって、集電タブ１５が、集電接続板３０の第２の方向について、突出部３２を越える位置に設けられることが有効に規制される。さらに、集電タブ１５の突出端が突出部３２の側面Ｓ６に当たるため、集電接続板３０の所定の箇所に集電タブ１５の位置を容易に合わせることができる。

図４は、集電タブ１５及び集電接続板３０の接合部の近傍の構成の図３とは別の変形例を、電池の高さ方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図４においても、図１Ａ～３と同様に、電池１の高さ方向、横方向、奥行き方向、及び、集電接続板３０の第１の方向、第２の方向、第３の方向が規定される。図４に示す変形例では、突出部３２の側面Ｓ６が、接合面Ｓ１に対して傾斜する。突出部３２の側面Ｓ６は、集電接続板３０の第１の方向について突出端Ｓ５に近い位置ほど、集電接続板３０の第２の方向について突出部３２の側面Ｓ７に向かう状態に形成される。このように突出部３２の側面Ｓ６が形成されることで、集電タブ１５の結束された帯状部の突出端の形状に、側面Ｓ６を沿わせることができる。例えば、図４に示すように、集電タブ１５の帯状部が結束されると、集電接続板３０の第３の方向の一方から視て集電タブ１５の突出端に向かうほど帯状部の厚さが薄くなるテーパ状又は略テーパ状に、集電タブ１５の帯状部が形成されることがある。このような場合、本変形例では突出部３２の側面Ｓ６が前述のように傾斜しているため、集電接続板３０の所定の箇所に対して集電タブ１５の位置を容易に合わせることができる。

このように突出部３２が形成されるときも、寸法Ｔ１、寸法Ｔ２、寸法Ｔ３、寸法Ｗ１、寸法Ｗ２、及び寸法Ｗ３は、前述の実施形態等と同様に規定される。そのため、寸法について前述の実施形態等と同様の関係が、本変形例においても成り立つ。

なお、突出部３２の形状は、前述の実施形態及び変形例の形状に限定されるものではなく、集電接続板３０の形状及び集電タブ１５の帯状部の形状（集電タブ１５の突出端の形状）等に合わせて、適宜設定することができる。ある一例では、突出部３２の側面Ｓ７が、接合面Ｓ１に対して傾斜していてもよい。すなわち、突出部３２の側面Ｓ７が、集電接続板３０の第１の方向について突出端Ｓ５に近い位置ほど、集電接続板３０の第２の方向について集電タブ１５が位置する側に向かう状態に形成されてもよい。別のある一例では、突出部３２は、集電接続板３０の第１の方向について突出端Ｓ５に向かうにつれて、集電接続板３０の第２の方向に沿う寸法が小さくなる形状に形成されてもよい。すなわち、突出部３２は、集電接続板３０の第３の方向の一方から視て、集電接続板３０の第１の方向について突出部３２の突出面に向かうほど細くなるテーパ状に形成されてもよい。

図５は、実施形態に係る電池１の変形例を、電池１の奥行き方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図６は、実施形態に係る電池１の変形例を、電池１の横方向に垂直な断面において概略的に示す断面図である。図５及び図６に示す電池１でも、電池１の高さ方向、横方向、及び奥行き方向が規定される。ただし、本変形例の電池１において、集電接続板３０では、第１の方向（矢印Ｚ５及び矢印Ｚ６で示す）が電池１の高さ方向と一致又は略一致する。第２の方向（矢印Ｘ５及び矢印Ｘ６で示す）は、電池１の奥行き方向と一致又は略一致する。第３の方向（矢印Ｙ５及び矢印Ｙ６で示す）は、電池１の横方向と一致又は略一致する。

本変形例の電池１では、一対の集電タブ１５が互いに対して同一の側に突出する。一対の集電タブ１５は、電池１の高さ方向について一対の電極端子１７が位置する側に電極群２から突出する。本変形例でも、一対の集電タブ１５は、互いに対して接触しない。具体的には、正極集電タブ１５Ａは、正極端子１７Ａが位置する側に電極群２から突出する。負極集電タブ１５Ｂは、負極端子１７Ｂが位置する側に電極群２から突出する。この場合も、図５及び図６に示すように、前述の実施形態等のいずれかと同様にして、集電接続板３０の突出部３２が、第２の方向について集電タブ１５の突出端に近接して形成されるとともに、第１の方向について接合面Ｓ１が向く側へ基板部３１から突出する。これにより、本変形例の電池１においても、前述の実施形態等と同様の効果を奏する。

これら少なくとも１つの実施形態によれば、電極端子と集電タブとを電気的に接続する集電接続板は、基板部及び突出部を備える。基板部は、集電タブと接合される接合面を備え、接合面が第１の方向の一方側を向く。突出部は、第１の方向と交差する第２の方向について集電タブの突出端に近接して形成されるとともに、第１の方向について接合面が向く側へ基板部から突出する。これにより、実施形態の電池では、集電タブを集電接続板の適切な位置に接合できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、付記を記載する。
[１] 外装部材と、
前記外装部材に設けられた電極端子と、
前記外装部材の内部空洞に収納され、突出する集電タブを備える電極群と、
前記電極端子と前記集電タブとを電気的に接続する集電接続板と、
を具備し、
前記集電接続板は、
前記集電タブと接合される接合面を備え、前記接合面が第１の方向の一方側を向く基板部と、
前記第１の方向と交差する第２の方向について前記集電タブの突出端に近接して形成されるとともに、前記第１の方向について前記接合面が向く側へ前記基板部から突出する突出部と、
を備える、電池。
［２］前記突出部は、前記集電タブの前記突出端よりも前記第２の方向について前記外装部材が位置する側から前記集電タブに近接し、前記集電タブの前記突出端が位置する側を向く近接面を備える、
［１］に記載の電池。
［３］前記基板部は、前記第１の方向について前記突出部が位置する側とは反対側に設けられる底面を備え、
前記集電接続板では、前記突出部の先端と前記基板部の前記底面との間の前記第１の方向についての寸法が、前記接合面と前記底面との間の前記第１の方向についての寸法よりも大きい、
［２］に記載の電池。
［４］前記集電接続板では、前記突出部における前記第２の方向についての寸法が、前記近接面が前記接合面から立ち上がる部位と、前記第２の方向について前記突出部が形成されている側とは反対側の前記基板部の端との間の前記第２の方向についての寸法よりも小さい、
［２］又は［３］に記載の電池。
［５］前記突出部は、前記第２の方向について前記外装部材側の前記集電接続板の端部を形成する、
［１］～［４］のいずれか１つに記載の電池。
［６］前記電極端子は、前記電極群に対して、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方に交差する第３の方向の一方側に設けられる、
［１］～［５］のいずれか１つに記載の電池。
［７］前記集電接続板は、前記第３の方向について前記接合面に対して前記電極端子が位置する側に位置し、前記電極端子が接続される天板部を備え、
前記突出部は、前記第３の方向について前記電極端子が位置する側とは反対側から前記天板部に接続される、
［６］に記載の電池。
［８］前記集電タブは、前記電極群において突出する正極集電タブと、前記正極集電タブと接触しない状態で前記電極群において突出する負極集電タブと、を備え、
前記接合面が前記正極集電タブに接合される前記集電接続板、及び、前記接合面が前記負極集電タブに接合される前記集電接続板の少なくとも一方が設けられる、
［１］～［７］のいずれか１つに記載の電池。

Claims

外装部材と、
前記外装部材に設けられた電極端子と、
前記外装部材の内部空洞に収納され、突出する集電タブを備える電極群と、
前記電極端子と前記集電タブとを電気的に接続する集電接続板と、
を具備し、
前記集電接続板は、
前記集電タブと接合される接合面を備え、前記接合面が第１の方向の一方側を向く基板部と、
前記第１の方向と交差する第２の方向について前記集電タブの突出端に近接して形成されるとともに、前記第１の方向について前記接合面が向く側へ前記基板部から突出する突出部と、
を備え、
前記突出部は、前記集電タブの突出端よりも前記第２の方向について前記外装部材が位置する側から前記集電タブに近接し、前記集電タブの突出端が位置する側を向く近接面を備え、
前記近接面は、前記第１の方向に沿って前記突出部の突出端まで延設され、
前記突出部の突出端は、前記近接面から前記集電接続板の端部まで、前記第２の方向に沿って延設される、
電池。
前記基板部は、前記第１の方向について前記突出部が位置する側とは反対側に設けられる底面を備え、
前記集電接続板では、前記突出部の突出端と前記基板部の前記底面との間の前記第１の方向についての寸法が、前記接合面と前記底面との間の前記第１の方向についての寸法よりも大きい、
請求項１に記載の電池。
前記集電接続板では、前記突出部における前記第２の方向についての寸法が、前記近接面が前記接合面から立ち上がる部位と、前記第２の方向について前記突出部が形成されている側とは反対側の前記基板部の端との間の前記第２の方向についての寸法よりも小さい、
請求項１又は２に記載の電池。
前記突出部は、前記第２の方向について前記外装部材側の前記集電接続板の端部を形成する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。
前記電極端子は、前記電極群に対して、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方に交差する第３の方向の一方側に設けられる、
請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。
前記集電接続板は、前記第３の方向について前記接合面に対して前記電極端子が位置する側に位置し、前記電極端子が接続される天板部を備え、
前記突出部は、前記第３の方向について前記電極端子が位置する側とは反対側から前記天板部に接続される、
請求項５に記載の電池。
前記集電タブは、前記電極群において突出する正極集電タブと、前記正極集電タブと接触しない状態で前記電極群において突出する負極集電タブと、を備え、
前記接合面が前記正極集電タブに接合される前記集電接続板、及び、前記接合面が前記負極集電タブに接合される前記集電接続板の少なくとも一方が設けられる、
請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。