JP2019067577A

JP2019067577A - 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法

Info

Publication number: JP2019067577A
Application number: JP2017190333A
Authority: JP
Inventors: 幸男播磨; Yukio Harima
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-04-25

Abstract

【課題】電極体等を収容するケース内のデッドスペースを削減することが可能な蓄電装置を提供する。【解決手段】本開示の一態様である蓄電装置は、電極体１２と、電極体１２の縁部から突出した複数の電極タブを重ねた電極タブ群と、前記電極タブ群に接続される集電部材と、を有し、前記電極タブ群は、電極体１２の厚み方向において分割された第１正極タブ群６６と第２正極タブ群６８とを有し、第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８は、電極体１２の厚み方向内側に折り曲げられた第１及び第２折曲部（７０ａ，７０ｂ）と、第１及び第２折曲部（７０ａ，７０ｂ）から電極体１２の厚み方向に延在する第１及び第２延在部（７２ａ，７２ｂ）と、を有し、前記集電部材は、第１及び第２延在部（７２ａ，７２ｂ）における前記電極タブの重なり方向の一端又は他端に接続された第１及び第２正極集電部材（７４，７６）と、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法に関する。

ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＶ（ＰｌｕｇｉｎＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）等の車両には、モータへの供給電力を蓄える蓄電装置として、リチウムイオン二次電池等の二次電池が搭載されている。

例えば、蓄電装置は、電極体と、電極体の縁部から突出した複数の電極タブが重ねられた電極タブ群と、電極体との間で電気を授受する電極端子と、電極タブの重なり方向における電極タブ群に接続され、電極タブ群から前記電極端子へと導電させる集電部材と、を有する。

特開２００３−２４９４２３号公報

ところで、電極体の縁部から突出した複数の電極タブが重ねられた電極タブ群は、電極体と当該電極体を収容するケース内面との間の空間に配置される。この電極タブ群が配置される空間はデッドスペースとなるため、電極タブ群の配置状態によっては、デッドスペースが大きくなり、電池サイズやエネルギー密度等に影響を与える。

そこで、本開示の目的は、電極体等を収容するケース内のデッドスペースを削減することが可能な蓄電装置および当該蓄電装置の製造方法を提供することである。

本開示の一態様である蓄電装置は、電極体と、前記電極体の縁部から突出した複数の電極タブを重ねた電極タブ群と、前記電極体との間で電気を授受する電極端子と、前記電極タブ群に接続され、前記電極タブ群から前記電極端子へと導電させる集電部材と、を有する蓄電装置であって、前記電極タブ群は、前記電極体の厚み方向において分割された第１電極タブ群と第２電極タブ群とを有し、前記第１電極タブ群は、前記電極体の厚み方向内側に折り曲げられた第１折曲部と、前記第１折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第１延在部と、を有し、前記第２電極タブ群は、前記電極体の厚み方向内側に折り曲げられた第２折曲部と、前記第２折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第２延在部と、を有し、前記集電部材は、前記第１延在部における前記電極タブの重なり方向の一端又は他端に接続された第１集電部材と、前記第２延在部における前記電極タブの重なり方向の一端又は他端に接続された第２集電部材と、を有する。

本開示の一態様である蓄電装置の製造方法は、電極体の縁部から突出した複数の電極タブを、前記電極体の厚み方向に分割するようにそれぞれ重ねて第１電極タブ群及び第２電極タブ群を形成する第１工程と、前記電極タブの重なり方向における前記第１電極タブ群の一端又は他端に第１集電部材を接続し、前記電極タブの重なり方向における前記第２電極タブ群の一端又は他端に第２集電部材を接続する第２工程と、前記第１電極タブ群を前記電極体の厚み方向内側に折り曲げて、第１折曲部及び前記第１折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第１延在部を形成すると共に、前記第２電極タブ群を前記電極体の厚み方向内側に折り曲げて、第２折曲部及び前記第２折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第２延在部を形成する第３工程と、を有し、前記３工程では、前記第１集電部材が前記第１延在部に位置するように前記第１電極タブ群を折り曲げ、前記第２集電部材が前記第２延在部に位置するように前記第２電極タブ群を折り曲げる。

本開示の一態様によれば、電極体等を収容するケース内のデッドスペースを削減することが可能となる。

本実施形態の一例である二次電池の構成要素を示す模式図である。電極体の構成要素を示す分解模式斜視図である。正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の模式図である。図３に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の第１変形例を示す模式図である。図５に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の第２変形例を示す模式図である。図７に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の第３変形例を示す模式図である。図９に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。

以下、実施形態の一例について詳細に説明する。実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。

図１は、本実施形態の一例である二次電池の構成要素を示す模式図である。図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、電極体１２、電極体１２の縁部から突出した正極タブ群１４及び負極タブ群１６、正極集電部材１８及び負極集電部材２０、正極端子２２及び負極端子２４、ケース２６を備える。本実施形態の二次電池１０はリチウムイオン電池であり、外郭が角型をなす角型電池である。

ケース２６は、四角箱状の本体部２８と矩形平板状の封口体３０とから構成される。図１に示すように、封口体３０の内面及び外面には絶縁部材３２ａ，３２ｂが設けられ、外面側に配置された絶縁部材３２ｂ上には金属基板３４が設けられることが望ましい。

正極端子２２は、正極外部端子３６と正極内部端子３８とを有する。また、負極端子２４は、負極外部端子４０と負極内部端子４２とを有する。

正極外部端子３６及び負極外部端子４０は、金属板４４と、金属板４４上に設けられたリベット部４６とを有する。また、正極外部端子３６及び負極外部端子４０の金属板４４は、例えば、封口体３０の内面に設けられた絶縁部材３２ａに固定されている。正極外部端子３６及び負極外部端子４０の金属板４４上に形成されたリベット部４６はそれぞれ、絶縁部材３２ａ、封口体３０、絶縁部材３２ｂ、金属基板３４を介して、ケース２６の外部に露出している。

正極内部端子３８は、クランク形状であり、屈曲部分に対して長手方向の一方側の部位が正極集電部材１８に接続され、屈曲部分に対して長手方向の他方側の部位が正極外部端子３６の金属板４４に接続されている。負極内部端子４２も同様に、クランク形状であり、屈曲部分に対して長手方向の一方側の部位が負極集電部材２０に接続され、屈曲部分に対して長手方向の他方側の部位が負極外部端子４０の金属板４４に接続されている。

図２は、電極体１２の構成要素を示す分解模式斜視図である。図２に示すように、電極体１２は、シート状の正極４８と、シート状の負極５０と、セパレータ５２とを備える。正極４８は、正極金属箔５４（例えば、アルミニウム箔）と、その両面に正極活物質を含む正極活物質層５６とを有する。負極５０は、負極金属箔５８（例えば、銅箔）と、その両面に負極活物質を含む負極活物質層６０とを有する。電極体１２は、正極４８と負極５０との間に、これらを絶縁するセパレータ５２を介在させた積層構造であり、正極４８と、負極５０と、セパレータ５２とからなる組が複数組設けられている。

正極４８は、正極金属箔５４に正極活物質が塗布されていない領域からなる正極未塗工部を有している。そして、正極４８の縁部の一部には、縁部から突出した形状の正極未塗工部からなる正極タブ６２が形成されている。負極５０は、負極金属箔５８に負極活物質が塗布されていない領域からなる負極未塗工部を有している。そして、負極５０の縁部の一部には、縁部から突出した形状の負極未塗工部からなる負極タブ６４が形成されている。なお、正極タブ６２及び負極タブ６４は、正極４８及び負極５０が積層された状態で、正極タブ６２と負極タブ６４とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。

正極４８は、それぞれの正極タブ６２が電極体１２の積層方向に沿って列状に配置されるように積層されている。そして、複数の正極タブ６２を重ねることで正極タブ群１４が形成される。また、負極５０は、それぞれの負極タブ６４が電極体１２の積層方向に沿って列状に配置されるように積層されている。そして、複数の負極タブ６４を重ねることで負極タブ群１６が形成される。

図１に示す正極集電部材１８の具体的構成は後述するが、正極集電部材１８は、一方で正極タブ群１４と接続し、他方で正極内部端子３８と接続しており、これにより、正極タブ群１４から正極端子２２へと導電させ、さらには、電極体１２と正極端子２２とを電気的に接続させている。負極集電部材２０も同様に、一方で、負極タブ群１６と接続し、他方で負極内部端子４２と接続しており、これにより、負極タブ群１６から負極端子２４へと導電させ、さらには、電極体１２と負極端子２４とを電気的に接続させている。なお、正極タブ群１４及び負極タブ群１６とケース２６内面との絶縁は、封口体３０の内面に設置された絶縁部材３２ａにより確保されている。

以下に、正極タブ群１４と正極集電部材１８との接合構造について、図３を用いて説明する。なお、負極タブ群１６と負極集電部材２０との接合構造は、正極側と同様であるのでその説明を省略する。

図３は、正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の模式図であり、図３（Ａ）は、当該電極体の模式斜視図であり、図３（Ｂ）は、当該電極体の模式上面図であり、図３（Ｃ）は、当該電極体の模式側断面図である。図３（Ｃ）では、正極集電部材において、後述するタブ接続片のみを示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、正極タブ群１４は、電極体１２の積層方向（厚み方向）に分割された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８を有する。そして、図３（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、第１正極タブ群６６は、一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）が、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように重ねられている。第２正極タブ群６８は、一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ４）が、他方の最も外側にある正極タブ６２（Ｈ２）に近接するように重ねられている。

また、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８は、電極体１２の厚み方向において対向するように配置されている。そして、図３（Ｃ）に示すように、第１正極タブ群６６は、電極体１２の厚み方向内側に折り曲げられた第１折曲部７０ａと、第１折曲部７０ａから電極体１２の厚み方向に延在する第１延在部７２ａとを有する。また、第２正極タブ群６８は、電極体１２の厚み方向内側に折り曲げられた第２折曲部７０ｂと、第２折曲部７０ｂから電極体１２の厚み方向に延在する第２延在部７２ｂとを有する。なお、電極体１２の厚み方向内側とは、電極体１２の厚み方向の一方から他方又は他方から一方に向う方向である。

また、図３（Ｃ）に示すように、第１折曲部７０ａ及び第２折曲部７０ｂは、第１延在部７２ａと第２延在部７２ｂが互いに近づく方向に折り曲げられている。すなわち、第１折曲部７０ａ及び第２折曲部７０ｂは、電極体１２の厚み方向の中央に向かって折り曲げられている。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、正極集電部材１８は、第１正極集電部材７４及び第２正極集電部材７６を有する。第１正極集電部材７４及び第２正極集電部材７６は、前述したようにクランク形状であり、屈曲部分に対して長手方向の一方側の部位であるタブ接続片（７８ａ，７８ｂ）と、屈曲部分に対して長手方向の他方側の部位である端子接続片（８０ａ，８０ｂ）とを有する。第１正極集電部材７４及び第２正極集電部材７６の端子接続片８０ａ，８０ｂは、前述した正極内部端子３８に接続されている。

また、図３（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１正極タブ群６６の第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の一端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ３））に接続されている。ここで、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の一端は、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の内周側である。すなわち、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の内周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の一端に接続されている。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２正極タブ群６８の第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の一端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ４））に接続されている。ここで、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の一端は、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の内周側である。すなわち、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の内周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の一端に接続されている。なお、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａの一端は、第１折曲部７０ａの内周面に当接しており、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂの一端は、第２折曲部７０ｂの内周面に当接している。

第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の外周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ１））は、図１に示す封口体３０の内面に設けられた絶縁部材３２ａと向かい合う面となる。また、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の外周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ２））は、図１に示す封口体３０の内面に設けられた絶縁部材３２ａと向かい合う面となる。封口体３０の内面に設けられた絶縁部材３２ａと第１延在部７２ａ及び第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の他端とは接着剤等を介して固定されていることが望ましいが、単に物理的に接触しているだけでもよい。

以下に、本実施形態の二次電池１０の製造方法の一例を説明する。

図４は、図３に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。図４（Ａ）に示すように、正極、セパレータ、負極からなる組を複数積層した電極体１２の縁部から突出した複数の電極タブを電極体１２の厚み方向（積層方向）に分割し、一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）を、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように集め、また、一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ４）を、他方の最も外側にある正極タブ６２（Ｈ２）に近接するように集める。これにより、電極体１２の厚み方向において分割された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８となる（第１工程）。次に、図４（Ｂ）に示すように、正極タブの重なり方向における第１正極タブ群６６の一端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ３）に、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第１正極タブ群６６及びタブ接続片７８ａを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第１正極タブ群６６と第１正極集電部材７４とを電気的に接続する。また、正極タブの重なり方向における第２正極タブ群６８の一端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ４）に、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第２正極タブ群６８及びタブ接続片７８ｂを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第２正極タブ群６８と第２正極集電部材７６とを電気的に接続する（第２工程）。溶接は、超音波溶接機に限定されず、抵抗溶接機等でもよい。次に、図４（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａの一端を起点として、電極体１２の厚み方向内側に、正極タブ群１４を折り曲げ、第１折曲部７０ａ及び第１折曲部７０ａから電極体１２の厚み方向に延在する第１延在部７２ａを形成する。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂの一端を起点として、電極体１２の厚み方向内側に、第２正極タブ群６８を折り曲げ、第２折曲部７０ｂ及び第２折曲部７０ｂから電極体１２の厚み方向（積層方向）に延在する第２延在部７２ｂを形成する（第３工程）。なお、負極側の説明は省略するが、負極側も同様に、第１工程〜第３工程を行い、負極タブ群１６に負極集電部材２０を接続する。

また、第１正極集電部材７４及び第２正極集電部材７６の端子接続片（８０ａ、８０ｂ）を、封口体３０に設置された正極内部端子３８に接続する等して、正極端子２２との導電経路を形成する。また、負極側も同様に接続し、負極端子２４との導電経路を形成する。そして、電極体１２等をケース２６の本体部２８内に収容して、本体部２８と封口体３０とを密閉する。そして、封口体３０に設けた注液口（不図示）から電解液を注入する。以上のようにして、蓄電装置を製造する。

本実施形態の変形例を以下に説明する。

図５は、正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の第１変形例を示す模式図であり、図５（Ａ）は、当該電極体の模式斜視図であり、図５（Ｂ）は、当該電極体の模式上面図であり、図５（Ｃ）は、当該電極体の模式側断面図である。図５（Ｃ）では、正極集電部材において、タブ接続片のみを示している。図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の外周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ１））に接続されている。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の外周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ２））に接続されている。なお、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａにおいて、第１延在部７２ａとの接続面と反対側の面は、封口体３０の内面に設けられた絶縁部材３２ａと接着剤等を介して固定されていることが望ましいが、単に物理的に接触しているだけでもよい。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂにおいて、第２延在部７２ｂとの接続面と反対側の面は、封口体３０の内面に設けられた絶縁部材３２ａと接着剤等を介して固定されていることが望ましいが、単に物理的に接触しているだけでもよい。

図６は、図５に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。図６（Ａ）に示すように、正極、セパレータ、負極からなる組を複数積層した電極体１２の縁部から突出した複数の電極タブを電極体１２の厚み方向に分割し、一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）を、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように集め、また、一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ４）を、他方の最も外側にある正極タブ６２（Ｈ２）に近接するように集める。これにより、電極体１２の厚み方向において分割された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８となる（第１工程）。次に、図６（Ｂ）に示すように、正極タブの重なり方向における第１正極タブ群６６の他端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ１）に、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第１正極タブ群６６およびタブ接続片７８ａを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第１正極タブ群６６と第１正極集電部材７４とを電気的に接続する。また、正極タブの重なり方向における第２正極タブ群６８の他端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ２）に、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第２正極タブ群６８及びタブ接続片７８ｂを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第２正極タブ群６８と第２正極集電部材７６とを電気的に接続する（第２工程）。溶接は、超音波溶接機に限定されず、抵抗溶接機等でもよい。次に、図６（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａより下側で、電極体１２の厚み方向内側に、正極タブ群１４を折り曲げる。これにより、第１折曲部７０ａ及び第１折曲部７０ａから電極体１２の厚み方向（積層方向）に延在する第１延在部７２ａを形成する。第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａより下側で折り曲げているので、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１延在部７２ａに位置している。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂより下側で、電極体１２の厚み方向内側に、第２正極タブ群６８を折り曲げ、第２折曲部７０ｂ及び第２折曲部７０ｂから電極体１２の厚み方向（積層方向）に延在する第２延在部７２ｂを形成する。第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂより下側で折り曲げているので、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２延在部７２ｂに位置している（第３工程）。なお、負極側の説明は省略するが、負極側も同様に、第１工程〜第３工程を行い、負極タブ群１６に負極集電部材２０を接続する。

図７は、正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の第２変形例を示す模式図であり、図７（Ａ）は、当該電極体の模式斜視図であり、図７（Ｂ）は、当該電極体の模式上面図であり、図７（Ｃ）は、当該電極体の模式側断面図である。図７（Ｃ）では、正極集電部材において、タブ接続片のみを示している。図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電極体１２の厚み方向に分割された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８は、電極体１２の厚み方向において非対向となるように、電極体１２の厚み方向に対して直交する方向（電極体１２の幅方向）に位置ずれした状態で配置されている。すなわち、第１正極タブ群６６は、第２正極タブ群６８から電極体１２の幅方向に離間した位置で、電極体１２の積層方向に沿って列状に配置された複数の正極タブから構成され、図７（Ｃ）に示すように、当該複数の正極タブのうち一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）が、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように重ねられている。また、第２正極タブ群６８は、第１正極タブ群６６から電極体１２の幅方向に離間した位置で、電極体１２の積層方向に沿って列状に配置された複数の正極タブから構成され、図７（Ｃ）に示すように、当該複数の正極タブのうち一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ４）が、他方の最も外側にある正極タブ６２（Ｈ２）に近接するように重ねられている。

図７（Ｃ）に示すように、第１正極タブ群６６の第１折曲部７０ａ及び第２正極タブ群６８の第２折曲部７０ｂは、電極体１２の厚み方向の内側であって、第１延在部７２ａと第２延在部７２ｂが互いに近づく方向に折り曲げられている。すなわち、第１折曲部７０ａ及び第２折曲部７０ｂは、電極体１２の積層方向（厚み方向）の中央に向かって折り曲げられている。

図７（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の内周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の一端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ３））に接続されている。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の内周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の一端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ４））に接続されている。

図での説明は省略するが、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の外周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ１））に接続されていてもよい。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の外周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ２））に接続されていてもよい。

図８は、図７に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。図８（Ａ）に示すように、正極、セパレータ、負極からなる組を複数積層した電極体１２の縁部から突出した複数の電極タブの一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）を、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように集め、また、上記複数の電極タブとは電極体１２の幅方向において離間した位置にある複数の電極タブの一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ４）を、他方の最も外側にある正極タブ６２（Ｈ２）に近接するように集める。これにより、電極体１２の厚み方向において分割され、且つ非対向となるように配置された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８となる（第１工程）。次に、図８（Ｂ）に示すように、正極タブの重なり方向における第１正極タブ群６６の一端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ３）に、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第１正極タブ群６６及びタブ接続片７８ａを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第１正極タブ群６６と第１正極集電部材７４とを電気的に接続する。また、正極タブの重なり方向における第２正極タブ群６８の一端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ４）に、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第２正極タブ群６８及びタブ接続片７８ｂを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第２正極タブ群６８と第２正極集電部材７６とを電気的に接続する（第２工程）。溶接は、超音波溶接機に限定されず、抵抗溶接機等でもよい。次に、図８（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａの一端を起点として、電極体１２の厚み方向内側に、第１正極タブ群６６を折り曲げ、第１折曲部７０ａ及び第１折曲部７０ａから電極体１２の厚み方向に延在する第１延在部７２ａを形成する。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂの一端を起点として、電極体１２の厚み方向内側に、第２正極タブ群６８を折り曲げ、第２折曲部７０ｂ及び第２折曲部７０ｂから電極体１２の厚み方向に延在する第２延在部７２ｂを形成する（第３工程）。なお、負極側の説明は省略するが、負極側も同様に、第１工程〜第３工程を行い、負極タブ群１６に負極集電部材２０を接続する。

図９は、正極集電部材を正極タブ群に接続した電極体の第３変形例を示す模式図であり、図９（Ａ）は、当該電極体の模式斜視図であり、図９（Ｂ）は、当該電極体の模式上面図であり、図９（Ｃ）は、当該電極体の模式側断面図である。図９（Ｃ）では、正極集電部材において、タブ接続片のみを示している。図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電極体１２の厚み方向に分割された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８は、電極体１２の厚み方向において非対向となるように、電極体１２の厚み方向に対して直交する方向（電極体１２の幅方向）に位置ずれした状態で配置されている。すなわち、第１正極タブ群６６は、第２正極タブ群６８から電極体１２の幅方向に離間した位置で、電極体１２の積層方向に沿って列状に配置された複数の正極タブから構成され、図９（Ｃ）に示すように、当該複数の正極タブのうち一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）が、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように重ねられている。また、第２正極タブ群６８は、第１正極タブ群６６から電極体１２の幅方向に離間した位置で、電極体１２の積層方向に沿って列状に配置された複数の正極タブから構成され、図９（Ｃ）に示すように、当該複数の正極タブのうち一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ２）が、他方の最も外側にある正極タブ６２（Ｈ４）に近接するように重ねられている。

図９（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、第１正極タブ群６６の第１折曲部７０ａ及び第２正極タブ群６８の第２折曲部７０ｂは、電極体１２の厚み方向内側であって、第１延在部７２ａと第２延在部７２ｂが同じ方向に延在するように折り曲げられている。すなわち、第１折曲部７０ａ及び第２折曲部７０ｂは、電極体１２の積層方向（厚み方向）の一方から他方に向ってそれぞれ折り曲げられている。

図９（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の内周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の一端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ３））に接続されている。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の内周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の一端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ２））に接続されている。

図での説明は省略するが、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａは、第１折曲部７０ａの折り曲げ方向の外周側となる、第１延在部７２ａにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ１））に接続されていてもよい。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂは、第２折曲部７０ｂの折り曲げ方向の外周側となる、第２延在部７２ｂにおける電極タブの重なり方向の他端（すなわち、正極タブ６２（Ｈ４））に接続されていてもよい。

図１０は、図９に示す電極体の製造方法の一例を説明するための図である。図１０（Ａ）に示すように、正極、セパレータ、負極からなる組を複数積層した電極体１２の縁部から突出した複数の電極タブの一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ３）を、他方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ１）に近接するように集め、また、上記複数の電極タブとは電極体１２の幅方向において離間した位置にある複数の電極タブの一方の最も外側の正極タブ６２（Ｈ２）を、他方の最も外側にある正極４８タブ（Ｈ４）に近接するように集める。これにより、電極体１２の厚み方向において分割され、且つ非対向となるように配置された第１正極タブ群６６及び第２正極タブ群６８となる（第１工程）。次に、図１０（Ｂ）に示すように、正極タブの重なり方向における第１正極タブ群６６の一端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ３）に、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第１正極タブ群６６及びタブ接続片７８ａを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第１正極タブ群６６と第１正極集電部材７４とを電気的に接続する。また、正極タブの重なり方向における第２正極タブ群６８の一端側、すなわち正極タブ６２（Ｈ４）に、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂを当接させ、超音波溶接機のホーン６９とアンビル７１で、第２正極タブ群６８及びタブ接続片７８ｂを挟み、所定の圧力を掛けて溶接する。これにより、第２正極タブ群６８と第２正極集電部材７６とを電気的に接続する（第２工程）。溶接は、超音波溶接機に限定されず、抵抗溶接機等でもよい。次に、図１０（Ｃ）に示すように、第１正極集電部材７４のタブ接続片７８ａの一端を起点として、電極体１２の厚み方向内側に、第１正極タブ群６６を折り曲げ、第１折曲部７０ａ及び第１折曲部７０ａから電極体１２の厚み方向（積層方向）に延在する第１延在部７２ａを形成する。また、第２正極集電部材７６のタブ接続片７８ｂの一端を起点として、電極体１２の厚み方向内側に、第２正極タブ群６８を折り曲げ、第２折曲部７０ｂ及び第２折曲部７０ｂから電極体１２の厚み方向（積層方向）に延在する第２延在部７２ｂを形成する（第３工程）。なお、負極側の説明は省略するが、負極側も同様に、第１工程〜第３工程を行い、負極タブ群１６に負極集電部材２０を接続する。

以上説明した、本実施形態によれば以下の効果を得ることが可能である。以下に述べる電極は正極及び負極の両方を指しており、例えば、電極タブ群と言えば、正極タブ群及び負極タブ群を指している。

本実施形態では、電極タブ群が電極体の厚み方向において分割された第１電極タブ群及び第２電極タブ群で構成され、第１電極タブ群及び第２電極タブ群が、電極体の厚み方向内側に折り曲げられている。これにより、集電部材を内側に折り曲げる構成のため電極タブ群が配置されるケース内のデッドスペースが削減される。さらに、電極体の厚み方向において分割していない電極タブ群を電極体の厚み方向内側に折り曲げた場合と比較して、電極タブ群の厚みが薄くなるため、電極タブ群が配置されるケース内のデッドスペースが削減される。また、電極タブ群の厚みが薄くなるため、集電部材との電気的な接続を低エネルギーで行うことが可能となり、接続時に金属異物の発生等が抑制される。

図３に示すような、電極集電部材が、折曲部の折り曲げ方向の内周側となる、延在部における電極タブの重なり方向の一端に接続されている方が、図５に示すような、電極集電部材が、折曲部の折り曲げ方向の外周側となる、延在部における電極タブの重なり方向の他端に接続される場合と比較して、電極タブ群の延びが抑制されるため、電極体の移動が抑えられる。これにより、電極体がケース内面と接触することが抑えられるため、電極体を構成する電極の折れ曲り、電極を構成する活物質の脱落による電池性能の低下が抑制される。

一般的に、電極体の厚み方向に分割された第１及び第２電極タブ群の延在部が重なっていると、重なった部分が厚くなりデッドスペースとなり易い。ここで、図３及び５に示すように、電極体の積層方向に分割された第１電極タブ群及び第２電極タブ群が、電極体の厚み方向において対向するように配置されている場合、各電極タブ群が電極体の縁部近くで折り曲げられると、各電極タブ群の延在部が互いに重なる場合ある。一方、図７及び図９に示すように、電極体の厚み方向に分割された第１電極タブ群及び第２電極タブ群が、電極体の厚み方向において非対向となるように配置されている場合、各電極タブ群が電極体の縁部近くで折り曲げられても、各電極タブ群の延在部が互いに重なることがない。したがって、図７及び図９に示すように、電極体の厚み方向に分割された第１電極タブ群及び第２電極タブ群が、電極体の厚み方向において非対向となるように配置されている方が、電極タブ群の高さを低くすることができるため、電極タブ群が配置されるケース内のデッドスペースがより削減される。

図７及び図９に示すように、電極体の厚み方向に分割され、非対向となるように配置される第１電極タブ群及び第２電極タブ群を形成する場合、例えば、電極タブが電極の幅方向において異なる位置にある２つの電極を用意する必要がある。一方、図３及び５に示すように、電極体の厚み方向に分割され、電極体の厚み方向において対向するように配置される第１電極タブ群及び第２電極タブ群を形成する場合、電極タブが形成された１つの電極を用意すればよい。したがって、図３及び５に示すように、電極体の厚み方向に分割され、電極体の厚み方向において対向するように配置される第１電極タブ群及び第２電極タブ群の方が、例えば、二次電池の作製が容易となる。

実施形態は、上記に限定されるものではなく、本開示の効果を損なわない範囲において変形することが可能である。

例えば、蓄電装置は、リチウムイオン電池に限定されるものではなく、ニッケル水素電池等の他の種類の電池でもよいし、電気二重層キャパシタ等のようなキャパシタやその他の蓄電素子でもよい。また、例えば、電極体は積層型に限定されるものではなく、巻回型の電極体であってもよい。

正極タブ及び負極タブは、正極未塗工部及び負極未塗工部からなるものに限定されるものではなく、例えば、それぞれの電極に溶接した金属箔を正極タブ及び負極タブとしてもよい。

正極集電部材の形状は、クランク形状に限定されるものではなく、正極タブ群から正極端子へと導電させることができる形状であればどのような形状であってもよい。負極集電部材も同様である。

第１正極タブ群の第１延在部と第１正極集電部材との接続、及び第２正極タブ群の第２延在部と第２正極集電部材との接続は、超音波溶接や抵抗溶接に限定されるものではなく、例えば、レーザー溶接等でもよい。第１正極集電部材及び第２正極集電部材は、第１延在部及び第２延在部における正極タブの厚み方向の一端又は他端側であればどこに溶接されてもよいが、特に、折り曲げられた全ての正極タブが重なる延在部の一端又は他端に溶接されることが好ましい。負極タブ群と負極集電部材との接続も同様である。

第１正極タブ群の第１延在部及び第２正極タブ群の第２延在部は、電極体の厚み方向に平行に延在していてもよいし、電極体の厚み方向に対して傾斜するように延在していてもよい。電極体の厚み方向に対する第１延在部及び第２延在部の傾斜角度は例えば、０°〜１０°以下が好ましく、０°〜２°以下がより好ましい。負極タブ群の延在部も同様である。

第１正極タブ群及び第２正極タブ群は、電極体の積層方向（厚み方向）の一端から他端までの範囲内に位置する正極タブの全枚数のうち、均等の枚数の正極タブをそれぞれ有していてもよいし、異なる枚数の正極タブをそれぞれ有していてもよい。負極タブ群も同様である。

第１正極タブ群と第２正極タブ群の対向配置は、電極体の積層方向から見て、第１正極電極タブ群と第２正極タブ群とが完全に重なっている場合に限定されるものではなく、少なくとも一部が重なっていればよい。また、第１正極タブ群と第２正極タブ群の非対向配置は、電極体の積層方向から見て、第１正極タブ群と第２正極タブ群が重なっていなければよく、電極体の幅方向に離間する距離は特に制限されるものではない。負極タブ群も同様である。

電極体の積層方向に分割され、電極体の厚み方向において対向するように配置されている第１電極タブ群及び第２電極タブ群において、第１電極タブ群の第１延在部と第２電極タブ群の第２延在部とが重ならないように隙間を設けることが望ましいが、第１電極タブ群の第１延在部と第２電極タブ群の第２延在部とが重なっていてもよい。

第１正極タブ群及び第２正極タブ群の２つの正極タブ群に限定されるものではなく、電極体の厚み方向に分割された３つ以上の正極タブ群であってもよい。負極タブ群も同様である。

１０二次電池、１２電極体、１４正極タブ群、１６負極タブ群、１８正極集電部材、２０負極集電部材、２２正極端子、２４負極端子、２６ケース、２８本体部、３０封口体、３２ａ，３２ｂ絶縁部材、３４金属基板、３６正極外部端子、３８正極内部端子、４０負極外部端子、４２負極内部端子、４４金属板、４６リベット部、４８正極、５０負極、５２セパレータ、５４正極金属箔、５６正極活物質層、５８負極金属箔、６０負極活物質層、６２正極タブ、６４負極タブ、６６第１正極タブ群、６８第２正極タブ群、６９ホーン、７０ａ第１折曲部、７０ｂ第２折曲部、７１アンビル、７２ａ第１延在部、７２ｂ第２延在部、７４第１正極集電部材、７６第２正極集電部材、７８ａ，７８ｂタブ接続片、８０ａ，８０ｂ端子接続片。

Claims

電極体と、
前記電極体の縁部から突出した複数の電極タブを重ねた電極タブ群と、
前記電極体との間で電気を授受する電極端子と、
前記電極タブ群に接続され、前記電極タブ群から前記電極端子へと導電させる集電部材と、を有する蓄電装置であって、
前記電極タブ群は、前記電極体の厚み方向において分割された第１電極タブ群と第２電極タブ群とを有し、
前記第１電極タブ群は、前記電極体の厚み方向内側に折り曲げられた第１折曲部と、前記第１折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第１延在部と、を有し、
前記第２電極タブ群は、前記電極体の厚み方向内側に折り曲げられた第２折曲部と、前記第２折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第２延在部と、を有し、
前記集電部材は、前記第１延在部における前記電極タブの重なり方向の一端又は他端に接続された第１集電部材と、前記第２延在部における前記電極タブの重なり方向の一端又は他端に接続された第２集電部材と、を有する、蓄電装置。
前記第１延在部の前記一端は、前記第１折曲部の折り曲げ方向の内周側であり、前記第１集電部材は前記第１延在部の前記一端に接続され、
前記第２延在部の前記一端は、前記第２折曲部の折り曲げ方向の内周側であり、前記第２集電部材は前記第１延在部の前記一端に接続されている、請求項１に記載の蓄電装置。
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記電極体の厚み方向において対向するように配置されており、
前記第１折曲部及び前記第２折曲部は、前記第１延在部と前記第２延在部が互いに近づく方向に折り曲げられている、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記電極体の厚み方向において非対向となるように配置されており、
前記第１折曲部及び前記第２折曲部は、前記第１延在部と前記第２延在部が互いに近づく方向に折り曲げられている、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記電極体の厚み方向において非対向となるように配置されており、
前記第１折曲部及び前記第２前記折曲部は、前記第１延在部と前記第２延在部が同じ方向に延在するように折り曲げられている、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
電極体の縁部から突出した複数の電極タブを、前記電極体の厚み方向に分割するようにそれぞれ重ねて第１電極タブ群及び第２電極タブ群を形成する第１工程と、
前記電極タブの重なり方向における前記第１電極タブ群の一端又は他端に第１集電部材を接続し、前記電極タブの重なり方向における前記第２電極タブ群の一端又は他端に第２集電部材を接続する第２工程と、
前記第１電極タブ群を前記電極体の厚み方向内側に折り曲げて、第１折曲部及び前記第１折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第１延在部を形成すると共に、前記第２電極タブ群を前記電極体の厚み方向内側に折り曲げて、第２折曲部及び前記第２折曲部から前記電極体の厚み方向に延在する第２延在部を形成する第３工程と、を有し、
前記３工程では、前記第１集電部材が前記第１延在部に位置するように前記第１電極タブ群を折り曲げ、前記第２集電部材が前記第２延在部に位置するように前記第２電極タブ群を折り曲げる、蓄電装置の製造方法。