JP5768874B2 - 電池 - Google Patents

Description

この発明は、電池に関する。特に、極板およびセパレータが巻回されて形成された発電要素を備えた電池に関する。

従来、極板およびセパレータが巻回されて形成された発電要素を備えた電池が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、極板およびセパレータが円筒状の巻芯に巻回された発電要素と、巻芯に挿入される円柱状の極柱と、極柱の根元に設けられた鍔部と巻芯の端部との間に挟み込まれたスペーサとを備えた円筒形状の電池が開示されている。スペーサは、鍔部と巻芯の端部との間の巻回軸方向（発電要素の巻回軸の延びる方向）の空間を埋めるように設けられている。これにより、スペーサは、振動や衝撃による発電要素の巻回軸方向の移動を抑制するように構成されている。

特開平１０−１２５３４７号公報

しかしながら、極柱の巻芯に挿入される部分の外周面と巻芯の内周面との間に隙間がある場合に、上記特許文献１の電池は、振動や衝撃による発電要素の巻回軸方向と直交する横方向への移動を抑制することができない。上記特許文献１の構成をもった電池で、発電要素の巻回軸方向の移動のみならず、発電要素の横方向の移動をも抑制するためには、発電要素の巻芯の内周面と極柱の外周面とが隙間なく嵌合されている必要がある。しかし、この場合には、極柱および巻芯の寸法を高精度に調整する必要がある。また、極柱が巻芯に挿入しにくくなるため、電池の製造を容易に行うことができなくなるという問題点が発生すると考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、製造が容易で、かつ、発電要素の移動を抑制することが可能な電池を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の一の局面による電池は、極板およびセパレータが巻回されて形成され、巻回軸部に空間部を有する発電要素と、発電要素の中心部に向けて幅が小さくなる傾斜部を有するスペーサとを備えており、スペーサは少なくとも一部が巻回軸部の空間部に配され、スペーサの傾斜部と発電要素の内壁の端部とが当接している。

この発明の一の局面による電池では、上記のように、発電要素の中心に向かって幅が小さくなる傾斜部を有するスペーサを、発電要素の巻回軸部の空間部に配し、傾斜部と発電要素の内壁の端部とが当接するように設ける。スペーサは巻回軸部の空間部にクサビのように配されことによって、スペーサの傾斜部が発電要素を巻回軸方向と直交する外側方向（横方向）に押圧し、発電要素を固定することができる。また、発電要素の中心に向かって幅が小さくなる傾斜部を有するスペーサを用いるので、スペーサの配置位置を調整することによって、スペーサを発電要素の巻回軸部の空間部の端部に隙間なく、嵌め込むことが可能になる。つまり、巻回軸部の空間部の幅およびスペーサの幅の寸法を高精度に調整することなく、電池の製造を容易に行うことができる。

上記一の局面による電池において、好ましくは、発電要素を収容する電池ケースを備え、スペーサにおける発電要素の巻回軸部の空間部に配される端部と反対側の端部が、電池ケースまたは電池ケースに固定された部材と当接するように構成されている。このように構成すれば、スペーサが発電要素の巻回軸方向に移動することを抑制することができるので、発電要素の横方向と巻回軸方向との両方への移動を抑制することができる。

上記一の局面による電池において、好ましくは、極板は正極または負極の合剤が形成された合剤形成部と前記合剤が形成されていない合剤未形成部を含み、発電要素は巻回軸方向の端部に合剤未形成部を有するとともに、スペーサの傾斜部が、前記発電要素の合剤形成部と当接するように構成されている。ここで、合剤未形成部が巻回軸方向の端部に配置される場合、合剤未形成部をスペーサで圧迫しても、薄い箔で形成される合剤未形成部は柔軟性を有するために発電要素を十分に固定することができない。これに対して、本発明のように、スペーサを合剤未形成部が配置される端部側から発電要素の巻回軸部の空間部に挿入し、傾斜部により合剤形成部を圧迫するように構成すれば、発電要素を十分に固定することができる。また、合剤未形成部を圧迫していないので、合剤未形成部が変形および破損することはない。

上記一の局面による電池において、好ましくは、発電要素は巻回軸部の内壁に平坦面を有し、スペーサの傾斜部は平坦面を有するとともに、傾斜部の平坦面と巻回軸部の内壁の平坦面とが当接している。このように構成すれば、スペーサの平坦面を有する傾斜部により、巻回軸部の内壁の平坦面を内側から外側に向けて大きな接触面積で押圧することができる。そのため、発電要素の内周面部（巻回軸部）の平坦部を押圧する構成は、発電要素と電池ケースとを密着させて電池ケース内部での発電要素の移動を抑制する上で特に有効である。

本発明の一実施形態による電池を示した外観図である。 本発明の一実施形態による電池の内部構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の一実施形態による電池の発電要素の構造を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態による電池の内部構造を説明するための内部平面図である。 本発明の一実施形態による電池の絶縁板を示した図である。 図４の２００−２００線に沿った電池の断面を模式的に示した断面図である。 本発明の一実施形態による電池のスペーサの形状を説明するための図である。 図４の３００−３００線に沿った断面を模式的に示した拡大断面図である。 本発明の一実施形態による電池の第１変形例によるスペーサを示した斜視図である。 本発明の一実施形態による電池の第２変形例によるスペーサを説明するための平面図である。 本発明の一実施形態による電池の第３変形例によるスペーサを示した斜視図である。 本発明の一実施形態による電池の第４変形例を示す拡大断面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による電池１００の構成について説明する。

本実施形態による電池１００は、図１に示すように、非水電解質電池の一種である長円筒形状を有するリチウムイオン電池である。電池１００は、図２に示すように、電池ケース１の内部に収納された発電要素２を備えている。電池１００には、図１に示すように、電池ケース１の上面の蓋板１２から上方に突出するように正極端子３および負極端子４が設けられている。図２に示すように、電池１００は、正極端子３を発電要素２に電気的に接続する正極集電端子５と、負極端子４を発電要素２に電気的に接続する負極集電端子６とを備えている。電池１００は、発電要素２と電池ケース１の蓋板１２とを絶縁するための絶縁板７と、電池ケース１の内部で発電要素２を固定するためのスペーサ８とをさらに備えている。電池１００は、正極端子３のネジ部３ａおよび負極端子４のネジ部４ａにワッシャ９ａを介して螺合されるナット９ｂを備えている。なお、絶縁板７は、本発明の「部材」の一例である。

図１および図２に示すように、電池ケース１は、底部および側面部を有し、上端に開口が形成された長円筒状のケース本体１１と、ケース本体１１の上端の開口を封止する長円板状の蓋板１２とからなる。電池ケース１は、長手側の側面部を構成する一対の平坦部１ａと、短手側の側面部を構成する湾曲部１ｂとを含んでいる。図２に示すように、蓋板１２には、正極端子３および負極端子４をケース内部から突出させるための２つの端子孔１２ａが長手方向（Ｘ方向）の両側にそれぞれ形成されている。蓋板１２の端子孔１２ａには図示しない筒状の絶縁部材が嵌め込まれることにより、正極端子３および負極端子４の側面部分と端子孔１２ａの内周面とが絶縁されている。蓋板１２は、ケース本体１１の開口に嵌め込まれた状態で溶接等によりケース本体１１に固定される。

発電要素２は、図３に示すように、帯状の正極２１と帯状の負極２２とが、帯状のセパレータ２３を介して巻回されて形成されている。具体的には、発電要素２は、正極２１と負極２２とセパレータ２３とが筒状の巻芯２４の周囲に巻回されることにより環状に形成されている。このため、環状の発電要素２の中央には、巻芯２４の内側部分の空間である巻回軸部２５（図４参照）が形成されている。発電要素２は、長円筒形状の電池ケース１に対応した長円筒形状の状態で電池ケース１内部に収容されている。したがって、発電要素２は、図４に示すように、一対の平坦部（長手側側面部）２ａと、一対の湾曲部（短手側側面部）２ｂとを含むように変形された状態で電池ケース１に収容されている。このため、発電要素２の内周側の巻回軸部２５も、長円筒形状となっている。

図３に示すように、正極２１では、アルミニウム箔表面の下端部（Ｚ２方向側の端部）以外の部分には正極活物質やバインダ等からなる合剤２１ａが塗布されている。すなわち、正極２１は、アルミニウム箔表面の下端部に帯状の長手方向に沿って合剤未形成部２１ｂを有し、合剤未形成部２１ｂにおいて、アルミニウム箔が露出するように構成されている。

また、負極２２では、銅箔表面の上端部（Ｚ１方向側の端部）以外の部分には負極の活物質やバインダ等からなる合剤２２ａが塗布されている。すなわち、負極２２は、銅箔表面の上端部に帯状の長手方向に沿って合剤未形成部２２ｂを有し、合剤未形成部２２ｂにおいて、銅箔が露出するように構成されている。このように、発電要素２には、巻回軸方向（Ｚ方向）の上端部および下端部に、それぞれ合剤未形成部２２ｂおよび２１ｂが設けられている。

図２に示すように、正極集電端子５は、正極２１の合剤未形成部２１ｂに接合される正極接合部５１と、正極端子３に接合される端子接合部５２と、正極接合部５１および端子接合部５２を互いに連結する連結部５３とを有している。正極接合部５１は、発電要素２の下方で正極２１の合剤未形成部２１ｂに接合されており、端子接合部５２は、発電要素２の巻回軸方向の上端側（Ｚ１方向の端部側）に配置されている。また、連結部５３は、発電要素２の外側面に沿って上下方向に延びるように形成されている。

負極集電端子６は、負極２２の合剤未形成部２２ｂに接合される負極接合部６１と、負極端子４に接合される端子接合部６２と、負極接合部６１および端子接合部６２を互いに連結する連結部６３とを有している。負極接合部６１は、発電要素２の上方で負極２２の合剤未形成部２２ｂに接合されており、端子接合部６２には、負極端子４が接合されている。連結部６３は、発電要素２の巻回軸方向の上端（Ｚ１方向の端部）において、長手方向に延びるように形成されている。

図２に示すように、絶縁板７は、発電要素２と蓋板１２との間の位置に配置されている。絶縁板７は、この発電要素２と蓋板１２とを絶縁するために設けられている。絶縁板７は、蓋板１２の形状に対応した長円板形状を有する樹脂（ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド）からなる。

ここで、本実施形態では、図5に示すように、絶縁板7は、2つのスペーサ取付部72を有する。２つのスペーサ取付部７２は、それぞれ、２つの端子孔７１の間の位置で、絶縁板７の長手方向の両側に設けられている。各端子孔７１および各スペーサ取付部７２は、短手方向（Ｙ方向）の中央に配置されている。絶縁板７には、下面７ｂ側（Ｚ２方向側）から正極端子３および負極端子４（図２参照）がそれぞれ端子孔７１に挿入される。

また、スペーサ取付部７２は、絶縁板７の下面７ｂに設けられた矩形状の断面を有する凹部からなり、絶縁板７の上面７ａ側までは貫通していない。すなわち、スペーサ取付部７２は、スペーサ８の後述する根元部８１が当接可能な底面７２ａを有する凹部からなる。絶縁板７は、上面（Ｚ１方向側表面）７ａが蓋板１２の下面と当接した状態で、蓋板１２に固定されている。具体的には、図１および図６に示すように、絶縁板７の端子孔７１と蓋板１２の端子孔１２ａとを介して電池ケース１の上面側に突出した正極端子３および負極端子４が、それぞれワッシャ９ａおよびナット９ｂにより締結されている。より詳細には、正極端子３のネジ部３ａおよび負極端子４のネジ部４ａにワッシャ９ａを介してナット９ｂが螺合されている。この結果、正極端子３および負極端子４が絶縁板７を介して蓋板１２に固定されるとともに、絶縁板７が正極端子３および負極端子４の根元部３ｂおよび４ｂと蓋板１２とに挟み込まれて蓋板１２に固定されている。

スペーサ８は、耐電解液性を有するＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）からなる。図２および図６に示すように、スペーサ８は、根元部８１が絶縁板７のスペーサ取付部７２（図５参照）に嵌め込まれることにより、２つのスペーサ取付部７２にそれぞれ１つずつ取り付けられている。スペーサ８の根元部８１が、スペーサ取付部７２の底面７２ａに当接するように構成されている。そして、スペーサ８は、合剤未形成部２２ｂの設けられた発電要素２の巻回軸方向の上方側から巻回軸部（中央の空間部）２５に挿入（圧入）されている。また、図４に示すように、２つのスペーサ８は、それぞれ、正極集電端子５の端子接合部５２よりもＸ方向内側（Ｘ２方向側）の位置と、負極集電端子６の負極接合部６１および端子接合部６２の間の位置とに配置されている。なお、各スペーサ８は、Ｙ方向の中央の位置に配置されている。

図７に示すように、本実施形態では、スペーサ８は、それぞれ平坦な矩形状の根元部８１および先端部８２と、根元部８１から先端部８２に向けて短辺側の幅（厚み）が一定の割合で小さくなるように直線状に傾斜した一対の傾斜部（傾斜面）８３とを含む。すなわち、スペーサ８は、先端部８２の幅Ｗ２が根元部８１の幅Ｗ１よりも小さい先細のクサビ状形状（テーパ形状）に形成されている。一対の傾斜部８３は、それぞれ平坦面からなる。一対の傾斜部８３の傾斜角θ１は等しく、本実施形態では約１度である。また、スペーサ８の根元部８１および先端部８２は、同じ長辺側の幅Ｗ３を有するとともに、スペーサ８は、Ｚ方向の長さＬを有する。

図２に示すように、発電要素２の巻回軸部２５に挿入されるスペーサ８は、平坦面からなる傾斜部８３が発電要素２の巻芯２４の平坦な内周面部２４ａに沿うように設けられている。つまり、図８に示すように、スペーサ８の平坦面からなる傾斜部８３は巻芯２４の平坦な内周面部２４ａに対向するように配置されている。ここで、スペーサ８の先端部８２の幅Ｗ２は、巻回軸部２５の短手方向（Ｙ方向）の距離Ｄ（巻芯２４の対向する平坦な内周面部２４ａ間の距離）よりも小さくなるように形成されている。一方、スペーサ８の根元部８１の幅Ｗ１は、巻回軸部２５の短手方向の距離Ｄよりも大きくなるように形成されている。このため、スペーサ８は、巻芯２４の平坦な内周面部２４ａの上端部付近で巻回軸部２５に嵌り込み、一対の傾斜部８３により巻芯２４の平坦な内周面部２４ａを内側から押圧するように備えられている。一対の傾斜部８３がそれぞれ傾斜角θ１で傾斜しているため、スペーサ８の傾斜部８３と巻芯２４の平坦な内周面部２４ａとの当接部分で、スペーサ８からの押圧力が巻回軸方向下向き（Ｚ２方向）の分力と、横方向（Ｙ方向）外向きの分力とに分かれて発電要素２に作用することになる。これにより、スペーサ８は、発電要素２を電池ケース１の内部で固定して、電池１００に振動や衝撃が作用した場合に、発電要素２の横方向の移動を抑制する機能を有する。なお、本実施形態では、スペーサ８の傾斜部８３の傾斜角θ１が４５度よりも小さい（θ＝約１度）ので、巻回軸方向の分力（押圧力）よりも、横方向の分力（押圧力）の方が大きくなる。

なお、スペーサ８は、発電要素２の巻回軸部２５に挿入される際には、幅Ｗ１の根元部８１と幅Ｗ２の先端部８２との間の傾斜部８３において、幅（厚み）が巻回軸部２５の距離Ｄと一致する部分で発電要素２の内周面（巻芯２４の平坦な内周面部２４ａ）の上端部と当接する。蓋板１２をケース本体１１の開口に嵌め込む際には、スペーサ８が巻回軸部２５に圧入されるので、ＥＰＤＭゴムからなる弾性体であるスペーサ８が弾性変形しながら厚みが距離Ｄと一致する部分よりも根元側（根元部８１側）まで巻回軸部２５に挿入されることになる。このようにして、スペーサ８は、一対の傾斜部８３が発電要素２の内周面（巻芯２４の平坦な内周面部２４ａ）の上端部と当接して発電要素２を巻回軸方向下方（Ｚ２方向）に押圧するとともに、発電要素２のＹ１方向側およびＹ２方向側の内周面の各々を押し広げるように横方向（Ｙ方向）外方に押圧する。

本実施形態では、上記のように、先端部８２に向けて幅が小さくなる傾斜部８３を有するスペーサ８を、先端部８２側から発電要素２の巻回軸部２５に挿入し、傾斜部８３により発電要素２を押圧するように設けることによって、先細のスペーサ８が巻回軸部２５にクサビのように挿入されるため、傾斜部８３で発電要素２を巻回軸方向（Ｚ方向）と、横方向（Ｙ方向）との両方に向かって発電要素２を押圧することができる。これにより、スペーサ８の傾斜部８３の押圧力によって、発電要素２の横方向の移動を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、発電要素２を収容する電池ケース１を設けるとともに、発電要素２の巻回軸部２５に挿入されたスペーサ８の先端部８２側とは反対側の根元部８１が、電池ケース１に固定された絶縁板７と当接するように構成することによって、スペーサ８が巻回軸方向に移動することを抑制することができる。これにより、発電要素２の横方向の移動の抑制に加えて、発電要素２の巻回軸方向に移動することを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、負極２２の巻回軸方向の端部に、負極の合剤２２ａが形成されていない合剤未形成部２２ｂを設けるとともに、スペーサ８を、合剤未形成部２２ｂが配置される巻回軸方向の端部側から発電要素２の巻回軸部２５に挿入し、傾斜部８３により発電要素２を押圧するように設けることによって、発電要素２の移動を抑制することができる。つまり、発電要素２の合剤未形成部２２ｂは、銅箔のみからなる部分であるため、合剤２２ａが塗布された部分と比較して大きな柔軟性を有する。このため、合剤未形成部２２ｂを巻回軸方向に押圧して発電要素２を固定する場合には、合剤未形成部２２ｂ自体が変形しやすいために発電要素２を十分に固定することができない。これに対し、本実施形態のように、スペーサ８を発電要素２の巻回軸部２５に挿入し、発電要素２の合剤形成層の内周面を押圧するように構成すれば、発電要素２の合剤未形成部２２ｂ押圧することなく、発電要素２の移動を確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スペーサ８の傾斜部８３で発電要素２の巻芯２４の平坦な内周面部２４ａを内側から外側に向けて押圧することにより、大きな接触面積で押圧することができる。また、本実施形態のように、発電要素２が湾曲部２ｂと平坦部２ａとを有する長円筒形形状である場合、発電要素２の平坦部２ａは湾曲部２ｂと比較して発電要素２を内側から押圧した圧力が発電要素２の外側に伝わりやすい。そのため、発電要素２の平坦な内周面部２４ａを押圧する構成は、発電要素２と電池ケース１とを密着させて電池ケース１内部での発電要素２の移動を抑制する上で特に有効である。

（第１変形例）
上記実施形態では、スペーサ８の先端部８２を平坦に形成し、スペーサ８を台形の断面形状を有するように形成した例について説明したが、図９に示す第１変形例のように、スペーサの断面を三角形状としてもよい。この第１変形例では、スペーサ１０８は、先端部１０８ａが鋭角の三角形状の断面形状を有するように形成されている。

第１変形例のスペーサ１０８は、傾斜部１０８ｂの傾斜角θ２（θ２＜４５度）が上記実施形態のスペーサ８の傾斜角θ１（θ１＝約１度）よりも大きくなっており、上記実施形態のスペーサ８と比較して、傾斜部１０８ｂの傾斜角θ２が大きくなる分だけ、発電要素２の巻回軸方向（Ｚ２方向）の押圧力が大きくなる。すなわち、傾斜部１０８ｂの傾斜角θ２を調整することで、発電要素２の巻回軸方向の押圧力と横方向（Ｙ方向）の押圧力との割合を調整することができる。発電要素２の内周部を横方向に押圧することで効果的に発電要素２を固定するという観点から、スペーサ８（スペーサ１０８）の傾斜角は４５度以下が好ましく、より好ましくは１５度以下である。

（第２変形例）
上記実施形態では、２つのスペーサ８を発電要素２の長手方向（Ｘ方向）の両側にそれぞれ配置した例について説明したが、図１０に示す第２変形例のように、幅広のスペーサ１１８を１つだけ配置してもよい。

図１０に示すように、この第２変形例では、スペーサ１１８は、電池ケース１ａの平坦部１ａに沿うＸ方向の幅Ｗ３１が大きい幅広のクサビ状形状（テーパ形状）を有する。この幅広のスペーサ１１８は、発電要素２の長手方向の中央部で巻回軸部２５に挿入されている。これにより、第２変形例では、発電要素２の長手方向（Ｘ方向）のより広い範囲で発電要素２を平坦部１ａ側に押圧することが可能であるので、第１実施形態の２つのスペーサ８を用いる場合と比べて部品点数を削減することができる。

なお、本発明では、この第２変形例のように、１つのスペーサ１１８を設けてもよいし、３つ以上のスペーサを設けてもよい。

（第３変形例）
上記実施形態では、長円筒形状の電池１００に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、以下の第３変形例のように、円筒形状の電池に本発明を適用することも可能である。すなわち、本発明を円筒形状の電池に適用する場合には、図１１に示す第３変形例のように、平坦な円形状を有する根元部１２８ａと、根元部１２８ａよりも小さい平坦な円形状の先端部１２８ｂと、根元部１２８ａから先端部１２８ｂに向けて半径方向の幅ｒが小さくなるように傾斜角θ３（θ３＜４５度）で傾斜した傾斜部１２８ｃとを有する円錐台形状のスペーサ１２８が設けられる。

円筒形状の電池では、発電要素の中央の巻回軸部も円筒形状となる。このため、第３変形例によるスペーサ１２８を、円筒形状の発電要素の巻回軸部に先端側から挿入することにより、発電要素の巻回軸方向の移動および半径方向の移動の両方を抑制することができる。

（第４変形例）
上記実施形態では、スペーサ８が発電要素２の巻芯２４の内周面部２４ａを押圧するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、以下の第４変形例のように、スペーサ８が巻芯を介さずに直接的に発電要素の内側面部（内周面）を押圧するように構成してもよい。

図１２に示すように、この第４変形例による発電要素１３０は、上記実施形態による発電要素２とは異なり、内周面側に巻芯が設けられていない。このため、第４変形例による環状の発電要素１３０の中央には、正極２１と負極２２とセパレータ２３との積層体の内側面が内側に露出している。

第４変形例では、スペーサ８は、発電要素１３０の内周面部１３１の上端部で巻回軸部１３２に嵌り込み、一対の傾斜部８３により発電要素１３０の平坦な内周面部１３１を内側から押圧するように設けられている。つまり、この第４変形例では、スペーサ８の平坦面からなる一対の傾斜部８３が、発電要素１３０の平坦な内周面部１３１を巻芯を介さずに直接押圧するように構成されている。このように構成しても、スペーサ８は、発電要素１３０を直接内側から押圧し、スペーサ８の傾斜部８３の押圧力によって、発電要素１３０の巻回軸方向および横方向の両方の移動を抑制することが可能である。

なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および変形例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、長円筒形状の電池に本発明を適用した例を示し、上記第３変形例では、円筒形状の電池に本発明を適用する例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、長円筒形状および円筒形状以外の、たとえば角型形状の電池に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、スペーサの根元部を絶縁板のスペーサ取付穴に取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スペーサを絶縁板に取り付けることなく、電池ケースを構成する蓋板にスペーサの根元部を当接させてスペーサを固定してもよい。また、絶縁板以外に、スペーサを取り付けるための専用の取付部材を蓋板に固定して、スペーサの根元部がこの取付部材に当接するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、正極および負極の合剤未形成部を発電要素の巻回軸方向の端部にそれぞれ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、合剤未形成部を巻回軸方向の端部に設けなくてもよい。たとえば、合剤未形成部を正極および負極の周方向の端部に形成してもよい。

また、上記実施形態では、スペーサをＥＰＤＭゴムにより形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スペーサをＥＰＤＭゴム以外のゴムや樹脂材料などにより形成してもよい。なお、スペーサは、電池ケース内に充填される電解液の影響を考慮して、耐電解液性を有する材料により形成するのが好ましい。

また、本発明では、スペーサの形状は、上記実施形態および各変形例において示した形状に限られない。スペーサの形状や寸法および傾斜部の傾斜角などは、電池自体の寸法や発電要素の位置、大きさなどに応じて適宜決定すればよい。

また、上記実施形態では、スペーサの傾斜部を平坦面とした例を示したが、本発明はこれに限られない。上記実施形態の構成において、スペーサの傾斜部は、曲面状に形成されていてもよい。

また、上記実施形態および第１〜第４変形例では、スペーサの根元部を平坦面とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スペーサの根元部を、平坦面以外の曲面状などに形成してもよい。同様に、上記実施形態および第２、第４変形例では、スペーサの先端部を平坦面とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スペーサの先端部を、平坦面以外の曲面状などに形成してもよい。

また、本発明では、スペーサの配置位置も適宜変更が可能である。スペーサは、正極および負極の端子や集電端子部のレイアウトなどに応じて、互いに干渉しない位置に配置すればよい。

また、上記実施形態では、スペーサを発電要素の巻回軸部に巻回軸方向の上方から挿入した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スペーサが発電要素の巻回軸部に巻回軸方向の上方および下方の両方から挿入されていてもよいし、下方のみから挿入されていてもよい。

また、上記実施形態では、本発明の電池を、非水電解質電池の一種であるリチウムイオン電池に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の電池を、たとえば、水系電解質電池の一種であるニッケル水素電池や、リチウムイオン電池以外の非水電解質電池に適用してもよい。

１ 電池ケース
２、１３０ 発電要素
７ 絶縁板（部材）
８、１０８、１１８、１２８ スペーサ
２１ 正極（極板）
２１ａ、２２ａ 合剤
２１ｂ、２２ｂ 合剤未形成部
２２ 負極（極板）
２３ セパレータ
２４ 巻芯
２４ａ、１３１ （平坦な）内周面部
２５、１３２ 巻回軸部
８３、１０８ｂ、１２８ｃ 傾斜部
１００ 電池

Claims (6)

1. 極板およびセパレータが巻回されて形成され、巻回軸部に空間部を有する発電要素と、
   前記発電要素の中心部に向けて幅が小さくなる傾斜部を有するスペーサとを備え、
   前記発電要素の前記巻回軸部の前記空間部に前記スペーサの少なくとも一部が配され、かつ前記スペーサの前記傾斜部と前記発電要素の内壁の端部とが当接している、電池
2. 前記スペーサの前記傾斜部は、前記発電要素の前記内壁の前記端部を圧迫するように構成されている、請求項１に記載の電池
3. 前記発電要素を収容する電池ケースを備え、
   前記スペーサの前記発電要素の前記巻回軸部の前記空間部に配されている端部の反対側の端部が、前記電池ケースまたは前記電池ケースに固定された部材と当接するように構成されている、請求項１または２に記載の電池。
4. 前記極板は、正極または負極の合剤が形成された合剤形成部と前記合剤が形成されていない合剤未形成部を含み、前記発電要素は巻回軸方向の端部に前記合剤未形成部を有するとともに、
   前記スペーサの前記傾斜部が、前記発電要素の合剤形成部と当接するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池。
5. 前記発電要素は前記巻回軸部の内壁に平坦面を有し、
   前記スペーサの前記傾斜部は平坦面を有するとともに、
   前記傾斜部の前記平坦面が前記巻回軸部の前記内壁の前記平坦面と当接している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池。
6. 極板およびセパレータが巻回されて形成され、巻回軸部に空間部を有する発電要素と、
   先端に向けて幅が小さくなる傾斜部を有するスペーサとを備える電池の製造方法において、
   前記スペーサを、前記スペーサの前記先端側から前記発電要素の前記巻回軸部の前記空間部に挿入し、前記傾斜部と前記発電要素の内壁の端部とが当接するように配置する電池の製造方法。

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