JP2022122116A - 電極体、及び蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電極が巻回されている巻回体において電極間の隙間の発生を抑えることができる電極体、及びこの電極体を備える蓄電素子を提供する。
【解決手段】巻回された電極を有する巻回体２０と、電極より硬い少なくとも一つのシート状部材２５０を有し且つ巻回体の形状を保つ保形部２５と、を備え、少なくとも一つのシート状部材は、第一の面Ｓ１と該第一の面の裏面である第二の面Ｓ２とを有し、第一の面を巻回体に向けた状態で該巻回体の外周面に沿って配置されると共に電極の巻回方向における端部を互いに接合させることで巻回体を巻回方向に囲み、接合された一対の端部２５Ｂは、第一の面を互いに対向させている。
【選択図】図５

Description

本発明は、電極が巻回されている電極体、及びこの電極体を備える蓄電素子に関する。

従来から、正極シートと負極シートとがセパレータを介して巻回されている巻回電極体を備えたリチウムイオン二次電池が知られている（特許文献１参照）。

このリチウムイオン二次電池では、正極シートと負極シートとセパレータとが密着した状態で、巻回電極体が電池ケースに収納される必要がある。このため、巻回電極体を製造する際には、正極シートと負極シートとセパレータとが円柱形状に巻回された後、プレスして偏平にすることで、正極シートと負極シートとセパレータとを密着させている。

しかし、電気自動車等に用いられるリチウムイオン二次電池では、高目付で高密度な電極シート（正極シート及び負極シート）が数十ターン巻かれているため、プレスによって偏平した巻回電極体が元の円柱形状に戻ろうとして変形し、巻回されている正極シート、負極シート、及びセパレータの間に隙間が生じる場合があった。

巻回電極体においてこのような隙間が生じると、巻回電極体の内部でのリチウムイオンの拡散距離が大きくなって抵抗が大きくなる。このため、前記隙間が生じた巻回電極体が用いられたリチウムイオン二次電池では、電池性能が低下する。

特開２０１０－１９８９８７号公報

そこで、本実施形態は、電極が巻回されている巻回体において電極間の隙間の発生を抑えることができる電極体、及びこの電極体を備える蓄電素子を提供することを目的とする。

本実施形態の電極体は、
巻回された電極を有する巻回体と、
前記電極より硬い少なくとも一つのシート状部材を有し且つ前記巻回体の形状を保つ保形部と、を備え、
前記少なくとも一つのシート状部材は、第一の面と該第一の面の裏面である第二の面とを有し、前記第一の面を前記巻回体に向けた状態で該巻回体の外周面に沿って配置されると共に前記電極の巻回方向における端部を互いに接合させることで前記巻回体を前記巻回方向に囲み、
前記接合された一対の端部は、前記第一の面を互いに対向させている。

かかる構成によれば、電極体がケースに入れる前の状態においても、保形部によって巻回体の変形が抑えられ、これにより、巻回体の変形に起因する電極間の隙間の発生が抑えられる。

前記電極体では、
前記巻回体は、前記電極と重なった状態で巻回されたセパレータを有し、
前記一対の端部は、前記セパレータの一部を外部に露出させた状態で該セパレータを挟み込んでもよい。

かかる構成によれば、電極体が電解液と共にケースに収容されることで、セパレータの前記露出させた部位を通じて電解液が巻回体の内部（巻回中心部側）に供給される。

また、前記電極体では、
前記一対の端部のうちの少なくとも一方の端部は、厚さ方向に貫通する孔を有し、
前記セパレータの一部は、前記孔を通じて外部に露出してもよい。

かかる構成によれば、電極体が電解液と共にケースに収容されることで、前記孔から外部に露出するセパレータ（セパレータの部位）を通じて電解液が巻回体の内部（巻回中心部側）に供給される。

また、本実施形態の蓄電素子は、
上記のいずれかの電極体と、
電解液と共に前記電極体を収容するケースと、を備える。

かかる構成によれば、保形部によって巻回体（電極体）の形が保たれているため、蓄電素子の製造時等において、巻回体の変形に起因する電極間の隙間の発生が抑えられ、これにより、電極体において電極間に隙間が生じることに起因する抵抗上昇等が抑えられ、その結果、該電極体を備える蓄電素子での性能低下が抑えられる。

前記蓄電素子では、
前記ケースは、前記電極体に応じた大きさの直方体形状又は立方体形状であり、該直方体形状又は該立方体形状において対向する一対の壁部の対向方向に前記電極体の巻回軸が沿うように該電極体を収容し、
前記電極体の前記保形部における前記一対の端部は、前記巻回体における前記外周面が湾曲している湾曲部位と、前記湾曲部位と対向する前記ケースの角部と、の間に位置してもよい。

このように、ケース内において湾曲部位とケースの角部との間に生じる隙間（空間）を利用して一対の端部が配置されることで、ケース内でのエネルギー密度の低下が抑えられる。即ち、一対の端部の配置の有無に関わらず隙間の形成される湾曲部位とケースの角部との間に一対の端部が配置されることで、他の位置に配置されたときのような一対の端部がケース内で占める領域（体積）分のエネルギー密度の低下の発生が抑えられる。

以上より、本実施形態によれば、電極が巻回されている巻回体において電極間の隙間の発生を抑えることができる電極体、及びこの電極体を備える蓄電素子を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。 図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図３は、前記蓄電素子の縦断面図である。 図４は、巻回体の構成を説明するための図である。 図５は、図２のＶ－Ｖ位置における電極体の断面図である。 図６は、前記電極体の製造方法を説明するための模式図であって、ヒートプレス前の模式図である。 図７は、前記電極体の製造方法を説明するための模式図であって、ヒートプレス中の模式図である。 図８は、他実施形態に係る蓄電素子の縦断面図である。 図９は、他実施形態に係る電極体の一部拡大図である。 図１０は、他実施形態に係る電極体の一部拡大図である。 図１１は、前記蓄電素子を備える蓄電装置の模式図である。

以下、本発明の一実施形態について、図１～図７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。

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。

蓄電素子は、図１～図３に示すように、電極体２と、電極体２を収容するケース３と、を備える。また、蓄電素子１は、少なくとも一部が外部に露出した状態でケース３に取り付けられる外部端子４又はケース３の一部によって構成される外部端子と、電極体２と外部端子４とを導通させる集電体５と、を備える。また、蓄電素子１は、電極体２とケース３との間に配置される絶縁部材６等も、備える。本実施形態の外部端子４は、ケース３に取り付けられている。

電極体２は、図４及び図５にも示すように、巻回された電極（正極２１及び負極２２）を有する巻回体２０と、巻回体２０の形状を保つ保形部２５と、を有する。

巻回体２０は、巻回された状態の電極（正極２１及び負極２２）とセパレータ２３とによって構成され、該巻回体２０では、正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介して交互に積層されている。この巻回体２０では、正極２１と負極２２とがセパレータ２３によって互いに絶縁された状態で積層されており、リチウムイオンが正極２１と負極２２との間を移動することにより、蓄電素子１が充放電する。

正極２１は、帯状の金属箔２１１と、金属箔２１１に重ねられる正極活物質層２１２と、を有する。この正極活物質層２１２は、金属箔２１１における幅方向の一方の端縁部（非被覆部）を露出させた状態で、該金属箔２１１に重ねられている。本実施形態の金属箔２１１は、例えば、アルミニウム箔である。

負極２２は、帯状の金属箔２２１と、金属箔２２１に重ねられる負極活物質層２２２と、を有する。この負極活物質層２２２は、金属箔２２１における幅方向の他方（正極２１の金属箔２１１の非被覆部と反対側）の端縁部（非被覆部）を露出させた状態で、該金属箔２２１に重ねられている。本実施形態の金属箔２２１は、例えば、銅箔である。

セパレータ２３は、絶縁性を有する部材であり、正極２１と負極２２との間に配置される。これにより、巻回体２０において、正極２１と負極２２とが互いに絶縁される。また、セパレータ２３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２３を挟んで交互に積層される正極２１と負極２２との間を、リチウムイオンが移動可能となる。

このセパレータ２３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２３は、ＳｉＯ_２粒子、Ａｌ_２Ｏ_３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２３の基材は、例えば、ポリエチレンによって形成される。

セパレータ２３の幅方向（Ｘ軸方向）の寸法は、負極活物質層２２２の幅より大きい。セパレータ２３は、正極活物質層２１２と負極活物質層２２２とが厚さ方向（積層方向）に重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極２１と負極２２との間に配置される。このとき、正極２１の非被覆部と、負極２２の非被覆部とは重なっていない。即ち、正極２１の非被覆部が、正極２１と負極２２との重なる領域から幅方向（積層方向と直交する方向）に突出し、且つ、負極２２の非被覆部が、正極２１と負極２２との重なる領域から幅方向（正極２１の非被覆部の突出方向と反対の方向）に突出する。巻回体２０では、正極２１、負極２２、及びセパレータ２３が上記のような位置関係（相対位置）となるように積層されている。また、本実施形態の巻回体２０では、正極２１の非被覆部又は負極２２の非被覆部のみが積層された部位によって、巻回体２０（電極体２）における非被覆積層部２４が構成される。

非被覆積層部２４は、電極体２（巻回体２０）の各極に設けられる。即ち、正極２１の非被覆部のみが積層された非被覆積層部２４が電極体２における正極の非被覆積層部を構成し、負極２２の非被覆部のみが積層された非被覆積層部２４が電極体２における負極の非被覆積層部を構成する。

保形部２５は、電極（正極２１及び負極２２）より硬い少なくとも一つのシート状部材２５０を有する。本実施形態の保形部２５は、二つのシート状部材２５０を有している。この保形部２５は、巻回体２０の周囲を囲む保形部本体２５Ａと、二つのシート状部材２５０を互いに接合させている接合部２５Ｂと、を有する。この保形部本体２５Ａは、シート状部材２５０のみによって構成され、巻回体２０の外周面に沿った形状であり、接合部２５Ｂは、シート状部材２５０の端部２５１と接着層２５２とによって構成され、保形部本体２５Ａから突出し且つ保形部本体２５Ａの湾曲している部位に沿って延びる帯状片である。

二つのシート状部材２５０のそれぞれは、第一の面Ｓ１と、第一の面Ｓ１の裏面（反対側の面）である第二の面Ｓ２とを有する。本実施形態の各シート状部材２５０は、巻回体２０の周方向が長手方向となる矩形状のシートであり、該シート状部材２５０の幅方向の寸法は、セパレータ２３の幅方向の寸法と同じ若しくは僅かに大きい。本実施形態のシート状部材２５０は、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の電解液に耐性を有する熱硬化性樹脂によって形成されており、該シート状部材２５０の厚さ寸法は、０．１～１０ｍｍである。

二つのシート状部材２５０のそれぞれが第一の面Ｓ１を巻回体２０に向けた状態で該巻回体２０の外周面に沿って配置され、巻回体２０の周方向（即ち、巻回体２０における電極２１、２２の巻回方向）に隣り合うシート状部材２５０の対応する端部２５１同士が互いに接合されることで、保形部２５が構成される。このとき、接合された一対の端部２５１は、第一の面Ｓ１を互いに対向させている。

本実施形態の保形部２５では、一対の端部２５１は、例えば、ポリエチレン、アクリル樹脂、ポリエステル等の電解液に耐性を有する熱可塑性樹脂によって形成される接着層２５２を介して接合（接着等）されている。一方、シート状部材２５０における前記周方向の両端部２５１を除いた部位（保形部本体２５Ａを構成する部位、即ち、巻回体２０に第一の面Ｓ１を向けた状態で該巻回体２０の周面に沿って配置されている部位）２５３は、巻回体２０の周面と接しているが、該周面に対して接合（接着、粘着等）はされていない。

この一対の端部２５１と接着層２５２とによって構成される接合部２５Ｂは、巻回体２０において各電極２１、２２及びセパレータ２３が湾曲した状態で積層されている部位（湾曲部位）２０Ｒの頂部、即ち、巻回体２０の巻回軸Ｃ方向から見て湾曲部位２０Ｒの最も外側に位置する部位から延びている。

図１～図３に戻り、ケース３は、電極体２に応じた大きさの直方体形状又は立方体形状であり、直方体又は立法体形状において対向する一対の壁部（短壁部）３１４の対向方向に電極体２（巻回体２０）の巻回軸Ｃが沿うように該電極体２を収容している。具体的に、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。ケース３は、電極体２と共に電解液を内部空間に収容する。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ている。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。

ここで、電解液は、非水溶液系電解液である。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、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、及びＬｉＰＦ_６等である。本実施形態の電解液は、プロピレンカーボネート、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、プロピレンカーボネート：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ＬｉＰＦ_６を溶解させたものである。

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。

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の底壁となる）部位である。閉塞部３１１は、該閉塞部３１１の法線方向から見て、矩形状である。

以下では、閉塞部３１１の長辺方向を直交座標系のＸ軸とし、閉塞部３１１の短辺方向を直交座標系のＹ軸とし、閉塞部３１１の法線方向を直交座標系のＺ軸とする。

胴部３１２は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状である。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。即ち、一対の長壁部３１３は、Ｙ軸方向に間隔（詳しくは、閉塞部３１１の周縁における短辺に相当する間隔）を空けて対向し、一対の短壁部３１４は、Ｘ軸方向に間隔（詳しくは、閉塞部３１１の周縁における長辺に相当する間隔）を空けて対向する。短壁部３１４が一対の長壁部３１３の対応（詳しくは、Ｙ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。

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、巻回軸Ｃ方向をＸ軸方向（一対の短壁部３１４が対向する方向）に向けた状態で電極体２が収容される（図２参照）。

蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板３２は、Ｚ軸方向から見て、ケース本体３１の開口周縁部３４に対応した輪郭形状を有する板状の部材である。即ち、蓋板３２は、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸方向に長い矩形状の板材である。

この蓋板３２が該蓋板３２の周縁部をケース本体３１の開口周縁部３４に重ね合わされた状態でケース本体３１に接合されることによって、ケース３が形成される。本実施形態のケース３では、ケース本体３１の開口周縁部３４と蓋板３２の周縁部とが溶接によって接合されている。

外部端子４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。外部端子４は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子４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、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。

集電体５は、ケース３内に配置され、電極体２（巻回体２０）と導通可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体５は、クリップ部材５０を介して電極体２と導通可能に接続される。即ち、蓄電素子１は、電極体２と集電体５とを導通可能に接続するクリップ部材５０を備える。

集電体５は、導電性を有する部材によって形成される。集電体５は、ケース３の内面に沿って配置される。本実施形態の集電体５は、外部端子４とクリップ部材５０とを導通可能に接続する。具体的に、集電体５は、外部端子４と導通可能に接続される第一接続部５１と、電極体２と導通可能に接続される第二接続部５２と、第一接続部５１と第二接続部５２とを接続する屈曲部５３と、を有する。集電体５では、屈曲部５３がケース３内の蓋板３２と短壁部３１４との境界近傍に配置され、第一接続部５１が屈曲部５３から蓋板３２に沿って延びると共に、第二接続部５２が屈曲部５３から短壁部３１４に沿って延びる。本実施形態の第二接続部５２は、例えば、超音波溶接によってクリップ部材５０と接合される。

以上のように構成される集電体５は、蓄電素子１の正極と負極とにそれぞれ配置される。本実施形態の蓄電素子１では、集電体５は、ケース３内において、巻回体２０の正極の非被覆積層部２４と、負極の非被覆積層部２４とにそれぞれ配置される。正極の集電体５と負極の集電体５とは、異なる素材によって形成される。具体的に、正極の集電体５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極の集電体５は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。

クリップ部材５０は、巻回体２０の非被覆積層部２４において積層された正極２１又は負極２２を束ねるように挟む。これにより、クリップ部材５０は、非被覆積層部２４において積層される正極２１同士、又は負極２２同士を確実に導通させる。本実施形態のクリップ部材５０は、板状の金属材料を断面がＵ字状となるように曲げ加工することによって形成される。

絶縁部材６は、ケース３（詳しくはケース本体３１）と電極体２との間に配置される。この絶縁部材６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袋状に形成されている。

次に、電極体２の製造方法について図６及び図７も参照しつつ説明する。

先ず、正極２１と負極２２との間にセパレータ２３が位置するように、正極２１、負極２２、及びセパレータ２３が巻回されることにより、巻回体２０が形成される。このとき、巻回体２０は、巻回軸Ｃ方向から見て、中空部２０ａが形成された状態である（図６参照）。

次に、巻回体２０の周囲に保形部２５が形成される。具体的には、熱硬化させる前の状態（柔軟な状態）の二つのシート状部材２５０が巻回体２０の周囲に配置され、巻回体２０を偏平にするためのプレスと、各シート状部材２５０の硬化及びシート状部材２５０同士の接合（接着等）のためのヒートプレスとが同時に行われる。詳しくは、以下の通りである。

図６に示すように、両端部２５１の第一の面Ｓ１側に熱可塑性樹脂の層（接着層）２５２を有する二つのシート状部材２５０が、第一の面Ｓ１が互いに対向し且つその間に巻回体２０が位置するように配置される。

続いて、図７に示すように、一対の第一プレス板Ｐ１が、二つのシート状部材２５０における巻回体２０を覆う部位２５３を挟み込んでヒートプレスする。本実施形態では、温度が２２０℃であり、圧力が２ＭＰａのヒートプレスが５秒間行われる。これにより、巻回体２０が十分に偏平して中空部２０ａが十分に潰れるまでプレスされた状態で、二つのシート状部材２５０における第一プレス板Ｐ１によって熱を加えられた部位が硬化（熱硬化）し、保形部本体２５Ａが形成される。尚、図７においては、巻回体２０が偏平して平らになった部位のみに第一プレス板Ｐ１が接しているが、シート状部材２５０における保形部本体２５Ａと対応する部位全体に（即ち、湾曲している部位にも）第一プレス板Ｐ１が接する構成でもよい。また、第一プレス板Ｐ１によって、中空部２０ａが無くなるまでプレスされてもよく、僅かに残る程度にプレスされてもよい。

また、この一対の第一プレス板Ｐ１によるヒートプレスと同時に、一対の第二プレス板Ｐ２が、二つのシート状部材２５０において接着層２５２を互いに対向させている一方の端部２５１同士を挟み込んでヒートプレスすると共に、一対の第三プレス板Ｐ３が、二つのシート状部材２５０において接着層２５２を互いに対向させている他方の端部２５１同士を挟み込んでヒートプレスする。これにより、対向する一方の端部２５１同士が硬化（熱硬化）すると共に接着層２５２が互いに接着する。また、対向する他方の端部２５１同士が硬化（熱硬化）すると共に接着層２５２が互いに接着する（図７参照）。このとき、対向する端部２５１のそれぞれに配置されていた接着層２５２は、ヒートプレスによって接着されて一体となる、即ち、一つの接着層２５２を構成するようになる。

これら各プレス板Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３によるヒートプレス後に保形部２５が十分に冷えることで、巻回体２０の周囲に保形部２５を備えた電極体２が完成する。

以上の電極体２によれば、電極体２がケース３に入れる前の状態においても、保形部２５によって巻回体２０の変形（本実施形態の場合、例えば、偏平な巻回体がプレス前の状態に戻るような、即ち、中空部２０ａがＹ軸方向に広がるような変形）が抑えられ、これにより、巻回体２０の変形に起因する電極２１、２２間の隙間の発生が抑えられる。

また、保形部２５によって巻回体２０（電極体２）の形が保たれているため、蓄電素子１の製造時等において、巻回体２０の変形に起因する電極２１、２２間の隙間の発生が抑えられ、これにより、電極体２において電極２１、２２間に隙間が生じることに起因する抵抗上昇等が抑えられる。その結果、該電極体２を備える蓄電素子１での性能低下が抑えられる。

尚、本発明の電極体及び該電極体を備える蓄電素子は、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。

保形部２５の具体的な構成は限定されない。例えば、上記実施形態の保形部２５は、二つのシート状部材２５０を有しているが、一つのシート状部材２５０を有してもよく、三つ以上のシート状部材２５０を有してもよい。保形部２５が一つのシート状部材２５０を有する場合は、該シート状部材２５０の両端部が第一の面Ｓ１を対向させた状態で互いに接合されて接合部２５Ｂが構成され、三つ以上のシート状部材２５０を有する場合は、巻回体２０の周方向（巻回方向）に隣り合うシート状部材２５０の端部２５１同士が第一の面Ｓ１を対向させた状態で互いに接合されて接合部２５Ｂが構成される。

また、上記実施形態の保形部２５では、接合部２５Ｂは、巻回体２０の湾曲部位２０Ｒの頂部から突出しているが、湾曲部位２０Ｒの他の部位から突出してもよく、巻回体２０の平坦部位（各電極２１、２２、セパレータ２３が平坦な状態で積層されている部位：巻回体２０における二つの湾曲部位２０Ｒの間の部位）から突出してもよい。

接合部２５Ｂが湾曲部位２０Ｒの他の部位（頂部以外の部位）から突出する場合、例えば、図８に示すように、巻回体２０の湾曲部位（外周面が湾曲している部位）２０Ｒと、湾曲部位２０Ｒと対向するケース３の角部と、の間に位置していてもよい。このように、ケース３内において湾曲部位２０Ｒとケース３の角部との間に生じる隙間（空間）を利用して接合部２５Ｂ（一対の端部２５１）が配置されることで、ケース３内でのエネルギー密度の低下が抑えられる。即ち、接合部２５Ｂの配置の有無に関わらず隙間の形成される湾曲部位２０Ｒとケース３の角部との間に接合部２５Ｂが配置されることで、他の位置に配置されたときのようなエネルギー密度の低下（詳しくは、接合部２５Ｂがケース３内で占める領域（体積）分のエネルギー密度の低下）の発生が抑えられる。

また、保形部２５の接合部２５Ｂは、巻回体２０の外周面から外側（上記実施形態の例では、巻回軸Ｃ方向から見て湾曲部位２０Ｒの径方向）に真っ直ぐ延びていなくてもよい。接合部２５Ｂは、途中で湾曲、屈曲等していてもよく、巻回体２０の外周面に沿って巻回方に延びていてもよい。

また、保形部２５の接合部２５Ｂは、セパレータ２３の一部を外部（電極体２の外部）に露出させた状態で該セパレータ２３を挟み込んでいてもよい。具体的には、図９に示すように、セパレータ２３の一部が接合部２５Ｂの端縁から外側に突出（露出）するように、一対の端部２５１がセパレータ２３を挟み込んでいてもよい。また、図１０に示すように、接合部２５Ｂを構成する一対の端部２５１のうちの少なくとも一方の端部２５１が該端部２５１の厚さ方向に貫通する孔（貫通孔）２５１ａを有し、セパレータ２３の一部（即ち、セパレータ２３における一対の端部２５１に挟み込まれた部位の一部）が該貫通孔２５１ａを通じて外部に露出する構成でもよい。

上記実施形態の電極体２では、樹脂によって構成される保形部２５が巻回体２０の最外周のセパレータ２３を覆っているため、該電極体２が電解液と共にケース３に収容されていても、セパレータ２３における電解液との接触面積が小さい。しかし、上記のようなセパレータ２３の一部が電極体２の外側に露出する構成であれば、電極体２が電解液と共にケース３に収容されることで、セパレータ２３の前記露出させた部位を通じて電解液が巻回体２０の内部（巻回中心部側）に十分に供給される。

また、接合部２５Ｂを構成する一対の端部２５１の接着層２５２は、熱可塑性樹脂によって構成されているが、この構成に限定されず、熱可塑性樹脂を含む接着剤によって構成されていてもよい。また、接着層２５２は、反応系接着剤、感圧系接着剤等によって構成されていてもよい。

また、保形部２５を構成するシート状部材２５０を構成する素材は、熱硬化性樹脂に限定されない。例えば、シート状部材２５０は、光硬化性樹脂によって構成されていてもよい。

また、上記実施形態の保形部２５では、保形部本体２５Ａは、巻回体２０の外周面に接着等によって接合されていないが、この構成に限定されない。保形部本体２５Ａは、巻回体２０の外周面に接着等によって接合されていてもよい。

また、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。

蓄電素子（例えば電池）１は、図１１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。

１…蓄電素子、２…電極体、２０…巻回体、２０Ｒ…湾曲部位、２０ａ…中空部、２１…正極（電極）、２１１…金属箔、２１２…正極活物質層、２２…負極（電極）、２２１…金属箔、２２２…負極活物質層、２３…セパレータ、２４…非被覆積層部、２５…保形部、２５Ａ…保形部本体、２５Ｂ…接合部（一対の端部）、２５０…シート状部材、２５１…端部、２５１ａ…貫通孔（孔）、２５２…接着層、３…ケース、３１…ケース本体、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…蓋板、３４…開口周縁部、４…外部端子、５…集電体、５０…クリップ部材、５１…第一接続部、５２…第二接続部、５３…屈曲部、６…絶縁部材、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、Ｃ…巻回軸、Ｐ１…第一プレス板、Ｐ２…第二プレス板、Ｐ３…第三プレス板、Ｓ１…第一の面、Ｓ２…第二の面

Claims (5)

1. 巻回された電極を有する巻回体と、
   前記電極より硬い少なくとも一つのシート状部材を有し且つ前記巻回体の形状を保つ保形部と、を備え、
   前記少なくとも一つのシート状部材は、第一の面と該第一の面の裏面である第二の面とを有し、前記第一の面を前記巻回体に向けた状態で該巻回体の外周面に沿って配置されると共に前記電極の巻回方向における端部を互いに接合させることで前記巻回体を前記巻回方向に囲み、
   前記接合された一対の端部は、前記第一の面を互いに対向させている、電極体。
2. 前記巻回体は、前記電極と重なった状態で巻回されたセパレータを有し、
   前記一対の端部は、前記セパレータの一部を外部に露出させた状態で該セパレータを挟み込む、請求項１に記載の電極体。
3. 前記一対の端部のうちの少なくとも一方の端部は、厚さ方向に貫通する孔を有し、
   前記セパレータの一部は、前記孔を通じて外部に露出している、請求項２に記載の電極体。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の電極体と、
   電解液と共に前記電極体を収容するケースと、を備える、蓄電素子。
5. 前記ケースは、前記電極体に応じた大きさの直方体形状又は立方体形状であり、該直方体形状又は該立方体形状において対向する一対の壁部の対向方向に前記電極体の巻回軸が沿うように該電極体を収容し、
   前記電極体の前記保形部における前記一対の端部は、前記巻回体における前記外周面が湾曲している湾曲部位と、前記湾曲部位と対向する前記ケースの角部と、の間に位置している、請求項４に記載の蓄電素子。

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