JP2015092460A - 蓄電素子及び蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電極を巻回することによって形成された電極体において、隣接する電極間に部分的な隙間が生じ難い蓄電素子及びこの蓄電素子を備える蓄電装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、一対の湾曲部位と前記一対の湾曲部位を接続する直線部位とが形成されるように電極が巻回されている電極体と、電極体を内部に収容するケースであって、電極体の直線部位を支持する凸部を有するケースと、湾曲部位を電極体の内側に向けて支持する支持部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、充放電が可能な蓄電素子、及びこの蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
従来から、例えば二次電池のような充放電可能な蓄電素子が知られている。この蓄電素子は、セパレータを介して正極及び負極を積層した電極体と、電極体を収容するケースと、を備える。この種の蓄電素子には、図８に示すように、ケース１０１が、内部に電極体１０２を収容可能な略直方体の外観形状を有し、ケース１０１を構成する一対の側壁１０１ａ、１０１ａがケース１０１の内側に向けて突出する複数の凸部１０４、１０４、…を有するものがある（特許文献１）。
このように構成される蓄電素子１００では、凸部１０４によって電極体１０２の略全体が積層方向内側に向けて所定の圧力で押圧され、電極体１０２の略全体において、隣接する電極１０３同士の間隔が密になる。これにより、蓄電素子１００では、充放電効率が向上する。
特開昭６２−１２６５６６号公報
本発明は、電極を巻回することによって形成された電極体において、隣接する電極間に部分的な隙間が生じ難い蓄電素子を提供することを課題とする。
本発明に係る蓄電素子は、
一対の湾曲部位とこれら一対の湾曲部位を接続する直線部位とが形成されるように電極が巻回されている電極体と、
電極体を内部に収容するケースであって、電極体の直線部位に向かって突出し、該直線部位を支持する凸部を有するケースと、
湾曲部位を電極体の内側に向けて支持する支持部と、を備える。
本実施形態に係る非水電解質二次電池の斜視図である。 図１におけるＩＩ―ＩＩ位置断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ位置拡大断面図である。 絶縁部材の一部を用いて支持部を形成する構成を説明するための概略構成図である。 ２つの電極体を収容するケース内での支持部の配置を説明するための概略構成図である。 他実施形態に係るケースの凸部を説明するための図である。 他実施形態に係るケースの凸部を説明するための図である。 従来の蓄電素子の一部破断斜視図である。 比較例に係る蓄電素子の縦断面図である。 前記非水電解質二次電池を備えた蓄電装置の斜視図である。
図９に示す蓄電素子２００は、帯状の電極２０１を巻回することによって形成された電極体２０２を、ケース２０３内に収容している。ケース２０３は、電極体２０２の長径方向（図９における上下方向）と平行な一対の側壁２０５、２０５のそれぞれに、電極体２０２に向けて突出する凸部２０４を有する。巻回電極体２０２において隣接する電極２０１間が密となるように、凸部２０４によって電極体２０２を短径方向（図９における左右方向）に挟み込む。
この蓄電素子２００では、充放電が繰り返される等によって電極体２０２の膨張と収縮とが繰り返されると、電極２０１のずれが、凸部２０４によって圧迫されていない湾曲部位（電極体２０２の長径方向の端部であって電極２０１の湾曲している部位）２０２Ａに集まる。このように、電極体２０２を構成する電極２０１間に部分的な隙間が生じると、充放電効率が低下する。
本実施形態の一側面に係る蓄電素子は、
一対の湾曲部位とこれら一対の湾曲部位を接続する直線部位とが形成されるように電極が巻回されている電極体と、
電極体を内部に収容するケースであって、電極体の直線部位に向かって突出し、該直線部位を支持する凸部を有するケースと、
湾曲部位を電極体の内側に向けて支持する支持部と、を備える。
かかる構成によれば、ケース内において、直線部位が凸部によって支持されるのに加え、湾曲部位が支持部によって電極体の内側に向けて支持されるため、充放電時の電極体の膨張、収縮の繰り返し等に起因する電極のずれが湾曲部位に集まることが好適に抑えられる。これにより、電極体の湾曲部位において積層された電極間に部分的な隙間が生じることを防ぐことができる。ここで、電極体の湾曲部位とは、電極体の周面において湾曲している部位であり、電極体の直線部位とは、電極体の周面において略真っ直ぐな部位である。
前記支持部は、前記電極体における一対の湾曲部位の少なくとも一つを支持していてもよい。
かかる構成によれば、一対の湾曲部位のうちの少なくとも一つの湾曲部位において積層された電極間に部分的な隙間が生じるのを防ぐことができる。これにより、電極体の直線部位のみを支持する構成に比べて電極体を構成する電極間が密になって充放電効率が向上する。
ケースは、略矩形枠状の断面を有し、該略矩形枠状の断面における一辺と直線部位とが沿うように電極体を収容し、
支持部は、ケース内の略矩形枠状の断面における角部に配置されてもよい。
このように、ケース内において、支持部が略矩形枠状の断面における角部に配置されることによって、該支持部は、ケースによって２方向から支持された状態となる。これにより、支持部は、電極体の湾曲部位を内側に向けて効果的に支持することができ、その結果、湾曲部位において積層される電極間に部分的な隙間が生じることをより確実に防ぐことができる。
前記支持部は、前記ケースと前記電極体の湾曲部位との間に弾性変形した状態で配置されてもよい。
このように、支持部の弾性変形に伴う弾発力を利用して電極体の湾曲部位を支持する構成とすることで、充放電等に起因する電極体の膨張、収縮、即ち、大きさ（巻き径）の変化が生じても、支持部は、この大きさの変化に追随して湾曲部位を支持し続けることができる。
蓄電素子が、
ケースと電極体との間に配置され、該ケースと該電極体との間を絶縁する絶縁部材を備え、
支持部は、絶縁部材の一部であってもよい。
かかる構成によれば、ケースと電極体とを絶縁する絶縁部材の一部を用いて支持部を構成するため、支持部を構成する部材を別途配置する場合に比べ、蓄電素子を構成する部品点数を減らすことができる。
絶縁部材は、電極体側に向けて膨出するように湾曲する部位を有し、この湾曲した部位によって電極体の湾曲部位を支持してもよい。
このように、絶縁部材の一部を電極体側に向けて膨出するように湾曲させるといった簡単な構成によって、湾曲部位を電極体の内側に向けて支持する支持部を形成することができる。
前記支持部における前記電極の巻回方向と直交する方向の寸法は、前記電極体の前記巻回方向と直交する方向の寸法と略同じ又は大きいことが好ましい。
かかる構成によれば、湾曲部位において電極の巻回方向と直交する方向の略全体が支持されるため、該湾曲部位における記巻回方向と直交する方向の略全体において、積層された電極間に部分的な隙間が生じることを効果的に防ぐことができる。
前記ケースは、前記凸部を複数有することが好ましい。
かかる構成によれば、電極体の直線部位が複数の凸部によって支持されるため、充放電に伴って直線部位の電極間に隙間が生じることをより効果的に抑制することができる。また、複数の凸部を有することによって、ケースの剛性が向上する。
前記ケースは、波形の内表面と波形の外表面とを有して厚みが略一定である壁部を備え、
前記波形の内表面は、前記凸部を複数形成し、
前記複数の凸部は、前記電極体の前記直線部位を間隔をあけて支持してもよい。
かかる構成によれば、電極体の直線部位が複数の凸部によって支持されるため、充放電に伴って直線部位の電極間に隙間が生じることをより効果的に抑制することができる。また、ケースが波形の内表面と波形の外表面とを有することによって、該ケースの剛性がより向上する。
前述の構成において、前記ケースは、法線方向視において略長方形状の底壁部を備え、
前記壁部は、一対設けられ、前記底壁部の一対の長辺から前記法線方向に沿ってそれぞれ延び、
前記一対の壁部の外表面同士の最大間隔は、前記底壁部の短辺方向の寸法より大きいことが好ましい。
かかる構成によれば、直線部位が対向するように複数の蓄電素子が配列され、それら複数の蓄電素子が拘束部材によって挟み込まれるように拘束された場合、凸部が前記一対の壁部における最大間隔の部位を介して隣接する蓄電素子又は拘束部材によって押圧され、これにより、凸部が直線部位を確実に支持する。
本実施形態の別の側面は、前記蓄電素子と、
前記蓄電素子を拘束する拘束部材と、を備えた蓄電装置を提供する。
本実施形態の側面によれば、電極を巻回することによって形成された電極体において、隣接する電極間に部分的な隙間が生じ難い蓄電素子及び前記蓄電素子を備えた蓄電装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電素子は、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池（以下、単に「電池」と称する。）である。
図１〜図３に示すように、電池１０は、ケース２０と、電極体１２と、一対の集電体１４、１４と、絶縁部材３０と、支持部材（支持部）３２と、一対の端子部１６、１６と、を備える。この電池１０は、巻回軸と直交する断面が長円形状となる巻回型の電極体１２をケース２０内に収容している。
ケース２０は、ケース本体２２と、蓋体２４とを有する。このケース２０は、ケース本体２２と蓋体２４とによって囲まれた内部空間Ｓに、電極体１２、一対の集電体１４、１４及び電解液等を収容する。ケース本体２２と蓋体２４とは、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。このケース本体２２と蓋体２４との端部同士が溶接されることによって、ケース２０が構成される。
ケース本体２２は、偏平な有底角筒形状を有する。具体的に、ケース本体２２は、底壁部２２０と、底壁部２２０の周縁から底壁部２２０の法線方向に立設された角筒状の周壁２２１と、を有する。底壁部２２０は、該底壁部２２０の法線方向視において、一方向に長く且つ四隅が円弧の矩形状である。周壁２２１は、底壁部２２０周縁の長辺位置から立設された一対の長壁部２２２、２２２と、底壁部２２０周縁の短辺位置から立設された一対の短壁部２２３、２２３とを有する。尚、以下では、底壁部２２０の長辺方向をＸ軸方向とし、底壁部２２０の短辺方向をＹ軸方向とし、底壁部２２０の法線方向をＺ軸方向とする（図１参照）。
長壁部２２２は、ケース２０の内部側に向けて突出する複数の凸部２２５、２２５、…を有している。具体的に、長壁部２２２は、Ｙ軸及びＺ軸に沿った断面における電極体１２の直線部位１２Ｂと対応する位置に、ケース２０の内と外とに向かって交互に屈曲を繰り返す三角波形状の部位２２２Ａを有する。そして、この三角波形状の部位２２２Ａにおいて、ケース２０の最も外側に位置する部位２２４から内側（電極体側）に向かって突出する山形の部位が凸部２２５を構成する。
図３に示すように、本実施形態の電池１では、底壁部２２０のＹ軸方向の端部よりも、三角波形状の部位２２２Ａにおいてケース２０の最も外側に位置する部位２２４のほうが、Ｙ軸方向の外側に位置している。言い換えれば、一対の長壁部２２２の最大間隔は、底壁部２２０の短辺方向の寸法より大きい。そのため、長壁部２２２が対向するように複数の電池１が配列され、それら複数の電池１が拘束部材によって該電池１の並び方向に挟み込まれた場合（長壁部２２２に直交する方向に複数の電池１を押圧した場合。図１０参照）、前記最も外側に位置する部位２２４が隣接する電池１又は拘束部材によって押圧されることにより、凸部２２５が電極体１２の直線部位１２Ｂを確実に支持（又は押圧）する。
本実施形態では、三角波形状の部位２２２ＡのＺ軸方向の寸法は、電極体１２の直線部位のＺ軸方向の寸法と略等しい。
平行に配置される一対の長壁部２２２、２２２において、各凸部２２５は、Ｚ軸方向の対向する位置において互いに接近する方向に突出するように配置されている。これにより、各凸部２２５は、電極体１２の直線部位１２Ｂに向かって突出して該直線部位１２Ｂを電極体１２の短径方向内側に向けて支持する。換言すると、対向する一対の凸部２２５、２２５を一組とし、この凸部２２５の組がＺ軸方向に複数並び、各組が直線部位１２Ｂ（電極体１２）を電極体１２の短径方向に挟み込んでいる。
本明細書において、「凸部２２５が電極体１２の直線部位１２Ｂを支持する」とは、図３に示す単一の電池１の断面を、Ｘ線によるＣＴスキャンで観測したときに、凸部２２５が電極体１２の直線部位１２Ｂに直接的又は間接的に接触する場合を含む。また、「凸部２２５が電極体１２の直線部位１２Ｂを支持する」とは、長壁部２２２が対向するように複数の電池１を配列し、それら複数の電池１を拘束部材により挟み込んだ状態（長壁部２２２に直交する方向に複数の電池１を押圧した状態）において、電池１の断面を、Ｘ線によるＣＴスキャンで観測したときに、凸部２２５が電極体１２の直線部位１２Ｂに直接的又は間接的に接触する場合を含む。
各凸部２２５は、長壁部２２２において、Ｘ軸方向の略全体に亘って連続して延びている。即ち、凸部２２５のＸ軸方向の寸法は、ケース２０に収容された電極体１２のＸ軸方向の寸法と略同じである。
短壁部２２３は、Ｙ軸方向に間隔を空けて平行に配置された一対の長壁部２２２、２２２の端部同士を接続する。これにより、一対の長壁部２２２、２２２と一対の短壁部２２３、２２３とによって角筒状の周壁２２１が構成される。
蓋体２４は、ケース本体２２の開口周縁部に重ねられてケース本体２２の開口を塞ぐ。蓋体２４は、平面視において、ケース本体２２の外周縁（輪郭）に対応した形状を有する。即ち、蓋体２４は、平面視においてＸ軸方向に長く且つ四隅が円弧の矩形状の板材である。
また、蓋体２４には、一対の端子用貫通孔２４０、２４０と、ガス排出弁２４２と、注入部２４４とが設けられている（図２参照）。一対の端子用貫通孔２４０、２４０は、蓋体２４においてＸ軸方向に間隔を空けて設けられている。ガス排出弁２４２は、薄肉部を有し、蓋体２４の中央に設けられている。本実施形態の薄肉部は、Ｙ字状である。ガス排出弁２４２は、ケース２０の内部圧力（ガス圧）が所定の値よりも大きくなったときに薄肉部が裂けることによってケース２０の内部と外部とを連通させてケース２０内のガスを排出する。これにより、ガス排出弁２４２は、上昇したケース２０の内部圧力を減圧させる。注入部２４４は、蓋体２４に設けられた注液孔２４５と、この注液孔２４５を塞ぐ栓体２４６と、を有する。注液孔２４５は、電解液をケース２０内に注液するための開口であり、栓体２４６は、注液後の注液孔２４５に差し込まれることによって注液孔２４５を閉鎖する。
電極体１２は、帯状の正極（正極用の電極）１２０と、帯状の負極（負極用の電極）１２２と、帯状のセパレータ１２４と、を有する。これら正極１２０と負極１２２とがその間にセパレータ１２４を挟み且つ互いに幅方向（帯状の電極の長手方向と直交する方向：図２におけるＸ軸方向）にずれた状態で長円筒形状に券回されることによって、電極体１２が構成される（図２参照）。このように長円筒形状の電極体１２は、Ｙ軸及びＺ軸に沿った断面形状（断面の輪郭）が長円形状となる。
以下では、電極体１２（前記長円形状の断面）のＺ軸方向の端部であって、電極体１２の周面における湾曲している部位（換言すると、正極１２０及び負極１２２がセパレータを介して湾曲した状態で交互に積層されている部位）を湾曲部位１２Ａと称する。また、電極体１２において湾曲部位１２Ａ間に位置する部位であって、電極体１２の周面において略真っ直ぐな部位（換言すると、正極１２０及び負極１２２がセパレータを介して略真っ直ぐな状態で交互に積層されている部位）を直線部位１２Ｂと称する。また、前記長円形状におけるＺ軸方向の径を長径と称し、前記長円形状におけるＹ軸方向の径を短径と称する。
正極１２０は、例えば、帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質を担持させたものである。負極１２２は、例えば、帯状の銅箔の表面に負極活物質を担持させたものである。これら正極１２０及び負極１２２は、幅方向（Ｘ軸方向）の端縁部に、活物質の未塗工部を有している。これにより、電極体１２の幅方向（Ｘ軸方向）の端部において、活物質が未塗工状態のアルミニウム箔及び銅箔が露出している。このように、電極体１２は、幅方向（Ｘ軸方向）の一端部に正極１２０（正極活物質が未塗工の部位）のみが突出することにより構成される正極側の突出部（電極体の正極）１２６と、幅方向（Ｘ軸方向）の他端部に負極１２２（負極活物質が未塗工の部位）のみが突出することにより構成される負極側の突出部（電極体の負極）１２６とを備える。
以上のように構成される電極体１２は、後述する袋状の絶縁部材３０に収容された状態で、ケース２０の略矩形枠状の断面における一辺（例えば図３において略上下方向の延びる長壁部２２２の断面）と電極体１２の直線部位１２Ｂとが沿うようにケース２０に収容されている。詳しくは、電極体１２は、巻回軸方向がケース２０の長手方向（Ｘ軸方向）と一致し、長径方向が底壁部の法線方向（Ｚ軸方向）と一致した姿勢でケース２０内に収容されている。
絶縁部材３０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、上部（Ｚ軸方向の上端）が開口した袋形状としたものである。この絶縁部材３０は、ケース２０（詳しくはケース本体２２）と電極体１２との間に配置される。即ち、電極体１２は、絶縁部材３０に入れられた状態で、ケース２０内に収容されている。絶縁部材３０は、ケース２０と電極体１２との間を絶縁する。本実施形態の絶縁部材３０は、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等によって形成されている。
支持部材３２は、ケース２０のＹ軸及びＺ軸に沿った断面（略矩形枠状の断面：図３参照）における角部に配置され、湾曲部位１２Ａを電極体の内側に向けて（径方向内側に）支持（又は押圧）する。このように、ケース２０内において支持部材３２が前記断面における角部に配置されることによって、該支持部材３２は、ケース２０によって２方向から（例えば、図３の左下の支持部材３２は、底壁部２２０と長壁部２２２とによって）支持された状態となる。これにより、支持部材３２は、電極体１２の湾曲部位１２Ｂを内側に向けて効果的に支持することができる。この支持部材３２は、ケース２０内の４つの角部にそれぞれ配置されている。本実施形態の支持部材３２は、ポリプロピレン等の樹脂性の円筒状部材であり、Ｘ軸方向において電極体１２の長さ寸法と略同じ長さ寸法を有している。この支持部材３２は、ケース２０の内周面に沿って配置された絶縁部材３０と、電極体１２の湾曲部位１２Ａとの間に弾性変形した状態（具体的には、湾曲部位１２Ａによってケース２０角部の内周面に向けて押し付けられた状態）で配置され、この弾性変形に伴って生成された弾発力によって湾曲部位１２Ａを支持する。
本明細書において、「支持部材３２（支持部）が電極体１２の湾曲部位１２Ａを支持する」とは、図３に示す単一の電池１の断面を、Ｘ線によるＣＴスキャンで観測したときに、支持部材３２が電極体１２の湾曲部位１２Ａに直接的又は間接的に接触する場合を含む。また、「支持部材３２（支持部）が電極体１２の湾曲部位１２Ａを支持する」とは、長壁部２２２が対向するように複数の電池１を配列し、それら複数の電池１を拘束部材により挟み込んだ状態（長壁部２２２に直交する方向に複数の電池１を押圧した状態。図１０参照）において、電池１の断面を、Ｘ線によるＣＴスキャンで観測したときに、支持部材３２が電極体１２の湾曲部位１２Ａに直接的又は間接的に接触する場合を含む。
支持部材３２と湾曲部位１２Ａとの接触に伴い、支持部材３２が弾性変形していることが好ましい。これにより、支持部材３２の弾性変形による弾発力を利用して、湾曲部位１２Ａを支持することができる。
集電体１４は、ケース２０内において電極体１２に沿って配置され、電極体１２の突出部１２６と端子部１６とを導通させる。本実施形態の電池１０は、正極用の集電体１４と、負極用の集電体１４とを有する。正極用の集電体１４は、正極側の突出部１２６と正極用の端子部１６とを導通させる。負極用の集電体１４は、負極側の突出部１２６と負極用の端子部１６とを導通させる。本実施形態では、正極用の集電体１４は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等によって構成される。また、負極用の集電体１４は、例えば、銅又は銅合金等によって構成される。
各集電体１４は、端子部１６に直接的に又は間接的に接続される端子側接続部１４０と、電極体１２の突出部１２６に直接的に又は間接的に接続される電極体側接続部１４１とを有する。集電体１４は、所定形状に裁断された板状の金属材料を曲げ加工することにより、正面視において電極体１２に沿うように端子側接続部１４０と電極体側接続部１４１との境界部において屈曲した形状（略Ｌ字状）に成形されている。
端子部１６は、蓋体２４の端子用貫通孔２４０を貫通した状態で蓋体２４に取り付けられている。具体的に、端子部１６は、外部端子１６０と、リベット１６１と、導通部１６２と、を有する。外部端子１６０は、ケース２０の外部で上方に延びる。リベット１６１は、蓋体２４の端子用貫通孔２４０を貫通し、集電体１４（端子側接続部１４０）と導通部１６２とを導可能な状態で蓋体２４に固定する。導通部１６２は、リベット１６１を介して外部端子１６０を集電体１４に導通可能に接続する。
以上のように構成される電池１０では、ケース２０内において、凸部２２５によって直線部位１２Ｂが電極（正極１２０及び負極１２２）の積層方向内側に向かって支持（又は押圧）されるのに加え、湾曲部位１２Ａが支持部材３２によって電極１２０、１２２の積層方向内側に向けて支持されている。このため、充放電時の電極体１２の膨張、収縮の繰り返し等に起因する電極１２０、１２２のずれが湾曲部位１２Ａに集まることが好適に抑えられる。これにより、電極体１２の湾曲部位１２Ａにおいて積層される電極１２０、１２２間に部分的な隙間が生じることを防ぐことができる。尚、集電体１４と接続された正極側の突出部１２６及び負極側の突出部１２６のそれぞれは、凸部２２５によって支持されている電極体１２の直線部位１２Ｂと比して厚さ寸法が小さいため、凸部２２５によって押圧されていない。
また、本実施形態の電池１０は、支持部材３２の弾性変形に伴う弾発力を利用して電極体１２の湾曲部位１２Ａを支持する構成である。このため、充放電等に起因する電極体１２の膨張、収縮、即ち、電極体１２の大きさ（巻き径）の変化が生じても、支持部材３２は、この大きさの変化に追随して湾曲部位１２Ａを好適に支持し続けることができる。
また、本実施形態の支持部材３２のＸ軸方向の長さ寸法が電極体１２のＸ軸方向の長さ寸法と略同じであるため、湾曲部位１２ＡにおいてＸ軸方向の略全体が支持部材３２によって支持される。このため、湾曲部位１２ＡにおけるＸ軸方向の略全体において、積層された電極１２０、１２２間に部分的な隙間が生じることを防ぐことができる。
尚、本発明の蓄電素子及び蓄電装置は、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。
支持部（支持部材）３２の具体的構成は限定されない。上記実施形態の支持部材３２は、絶縁部材３０、ケース２０等とは、別体であるが、例えば、支持部は、絶縁部材３０の一部、ケース２０の一部等によって構成されてもよい。
例えば具体的には、図４に示すように、支持部３２Ａは、ケース２０内の角部において、絶縁部材３０を湾曲部位１２Ａ側に膨出するように湾曲させ、該絶縁部材３０の湾曲した部位によって湾曲部位１２Ａを支持する構成でもよい。また、支持部は、図４に示す絶縁部材３０と同様にケース２０の角部を内側に膨出させ、該膨出させたケース２０の一部によって湾曲部位１２Ａを支持する構成としてもよい。
このような構成とすれば、ケース２０又は絶縁部材３０の一部を用いて支持部３２Ａが構成されるため、支持部を構成する部材を別途配置する場合に比べ、電池１０を構成する部品点数を削減することができる。
また、上記実施形態の支持部材（支持部）３２は、弾性変形によって生成された弾発力を用いて湾曲部位１２Ａを支持しているが、この構成に限定されない。支持部（支持部材）は、例えば、上記のケース２０の一部を利用して形成する場合のように、剛体等の弾性変形しない若しくはほぼ弾性変形しない部材によって構成されてもよい。このような堅い支持部（支持部材）であっても、湾曲部位１２Ａが電極体１２の内側に向かって支持されれば、湾曲部位１２Ａにおいて積層される電極１２０、１２２間に部分的な隙間が生じることを防ぐことができる。
上記実施形態の電池１０では、支持部材３２は、ケース２０内の４つの角部にそれぞれ配置されているが、この構成に限定されない。支持部（支持部材）は、底壁部２２０側の両角部及び蓋体２４側の両角部のいずれか一方のみに配置されてもよい。かかる構成によれば、長径方向（Ｚ軸方向）の少なくとも一方側の湾曲部位１２Ａにおいて積層される電極１２０、１２２間に部分的な隙間が生じることを防ぐことができる。これにより、電極体１２の直線部位１２Ｂのみを電極１２０、１２２の積層方向内側に向けて支持する構成に比べ、電極体１２を構成する電極１２０、１２２間が密となり、充放電効率が向上する。
また、ケース２０に収容される電極体１２の数は限定されない。上記実施形態では、ケース２０には、１つの電極体１２が収容されているが、例えば、図５に示すように、２つの電極体１２、１２が１つのケース２０Ａ内に収容されていてもよい。また、３つ以上の電極体１２、１２、…が１つのケース内に収容されていてもよい。この場合、支持部材（支持部）３２は、図５に示すように、角部に加え、Ｙ軸方向において湾曲部位１２Ａ、１２Ａ間にも配置されることが好ましい。
また、上記実施形態の絶縁部材３０は、絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げて袋状にしている、即ち、上記実施形態の絶縁部材３０は、広げることによってシート状に戻すことができるが、この構成に限定されない。絶縁部材３０は、袋状に形成（即ち、接着、溶着等によって袋状に形成）されてもよい。
また、上記実施形態の支持部材（支持部）３２は、Ｘ軸方向において、電極体１２の長さ寸法と略同じ長さ寸法を有しているが、この構成に限定されない。支持部は、Ｘ軸方向において、電極体１２の長さ寸法より大きな長さ寸法を有していてもよい。
また、上記実施形態の凸部２２５は、Ｘ軸方向に連続して延びているが、この構成に限定されない。凸部は、Ｚ軸方向に連続して延びていてもよい。また、各長壁部２２２において、複数の凸部２２５、２２５、…がＺ軸方向に連続して並んでいるが、この構成に限定されない。各長壁部２２２において、複数の凸部２２５、２２５、…がＺ軸方向に間隔を空けて並んでいてもよい。また、凸部２２５のＹ軸及びＺ軸に沿った断面形状は、三角の山形に限定されない。例えば、図６に示すように、凸部２２５Ａは、前記断面形状が円弧状となるように構成されもよい。また、図７に示すように、凸部２２５Ｂは、電極体１２との当接部位（突出方向の先端部）が電極体１２の直線部位１２Ｂに沿った平坦な面となるように構成されてもよい。また、凸部２２５は、長壁部２２２の厚さ寸法を部分的に大きくすることで形成されてもよい。尚、図６及び図７において、絶縁部材３０が示されていないが、実際の電池１０では、ケース２０と電極体１２及び支持部材３２との間に配置される。また、複数の凸部２２５、２２５、…は、各長壁部２２２において、長壁部２２２と短壁部２２３との境界まで延びているが、この構成に限定されない。例えば、複数の凸部２２５、２２５、…は、各長壁部２２２のＸ軸方向における中央付近にのみ形成されていてもよい。
また、上記実施形態においては、充放電可能な二次電池（リチウムイオン二次電池）について説明したが、電池の種類や大きさ（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。
蓄電素子（上記実施形態に示す例では電池１）は、図１０に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池１の場合は電池モジュール）５０に用いられてもよい。蓄電装置５０は、複数の蓄電素子と、これら複数の蓄電素子を該蓄電素子の並び方向（図１０におけるＹ軸方向）に挟み込む（即ち、拘束する）拘束部材５１と、を備える。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子に適用されていればよい。
蓄電素子（上記実施形態に示す例では電池１）が蓄電装置５０に用いられる場合、長壁部２２２が押圧されていない状態、即ち、電池１が拘束部材５１に拘束されていない状態において、単一の電池１の凸部２２５は、電極体１２の直線部位１２Ｂから離れていてもよい。そのような電池１は、凸部２２５をケース本体２２に形成することが比較的容易であるため、好ましい。電池１が拘束部材５１によって挟み込まれることによって、凸部２２５は、電極体１２の直線部位１２Ｂを支持する。
１０ 電池（蓄電素子）
１２ 電極体
１２Ａ 湾曲部位
１２Ｂ 直線部位
１２０ 正極（電極）
１２２ 負極（電極）
１２４ セパレータ
２０、２０Ａ ケース
２２ ケース本体
２２０ 底壁部
２２１ 周壁
２２２ 長壁部
２２３ 短壁部
３０ 絶縁部材
３２、３２Ａ 支持部材（支持部）
２２５、２２５Ａ、２２５Ｂ 凸部

Claims (11)

  1. 一対の湾曲部位と前記一対の湾曲部位を接続する直線部位とが形成されるように電極が巻回されている電極体と、
    前記電極体を内部に収容するケースであって、前記電極体の前記直線部位に向かって突出し、該直線部位を支持する凸部を有するケースと、
    前記湾曲部位を前記電極体の内側に向けて支持する支持部と、を備えることを特徴とする蓄電素子。
  2. 前記支持部は、前記電極体における前記一対の湾曲部位の少なくとも一つを支持することを特徴とする請求項１に記載の蓄電素子。
  3. 前記ケースは、略矩形枠状の断面を有し、該略矩形枠状の断面における一辺と前記直線部位とが沿うように前記電極体を収容し、
    前記支持部は、前記ケース内の前記略矩形枠状の断面における角部に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電素子。
  4. 前記支持部は、前記ケースと前記電極体の湾曲部位との間に弾性変形した状態で配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  5. 前記ケースと前記電極体との間に配置され、該ケースと該電極体との間を絶縁する絶縁部材を備え、
    前記支持部は、前記絶縁部材の一部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  6. 前記絶縁部材は、前記電極体側に向けて膨出するように湾曲する部位を有し、この湾曲した部位によって前記電極体の湾曲部位を支持することを特徴とする請求項５に記載の蓄電素子。
  7. 前記支持部における前記電極の巻回方向と直交する方向の寸法は、前記電極体の前記巻回方向と直交する方向の寸法と略同じ又は大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  8. 前記ケースは、前記凸部を複数有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  9. 前記ケースは、波形の内表面と波形の外表面とを有して厚みが略一定である壁部を備え、
    前記波形の内表面は、前記凸部を複数形成し、
    前記複数の凸部は、前記電極体の前記直線部位を間隔をあけて支持する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  10. 前記ケースは、法線方向視において略長方形状の底壁部を備え、
    前記壁部は、一対設けられ、前記底壁部の一対の長辺から前記法線方向に沿ってそれぞれ延び、
    前記一対の壁部の外表面同士の最大間隔は、前記底壁部の短辺方向の寸法より大きい、請求項９に記載の蓄電素子。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蓄電素子と、
    前記蓄電素子を拘束する拘束部材と、を備える蓄電装置。
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