JP7058180B2 - 二次電池及び二次電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池及び二次電池の製造方法に関する。

二次電池の一つであるリチウムイオン二次電池は、高いエネルギー密度や大きい電池容量を要する電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用電源に用いられる。リチウムイオン二次電池が備える極板群は、セパレータを介して相互に重なる正極板と負極板とを備え、正極板と負極板との大きな対向面積を利用して、大電流を取り出し可能とする。リチウムイオン二次電池が備える過充電防止機構は、電池ケースの内圧が作動圧を越えたときに極板群を流れる電流を遮断して、過充電による不具合の発生を防止する（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１６－９５９２８号公報

上述した過充電防止機構は、電池ケース内に位置する極板群と外部端子とを接続する機構であって、電池ケースの蓋体材から電池ケース内に向けて突き出た構造体である。電池ケース内の空間のなかで過充電防止機構の近傍は、リチウムイオン二次電池の充放電に寄与しない空間である。例えば、電池ケースの蓋体材に対する直下の空間は、該空間の一部に過充電防止機構が位置する一方で、過充電防止機構以外の空間は、リチウムイオン二次電池の充放電に寄与しない空間として存在している。

そのため、過充電防止機構を備えたリチウムイオン二次電池では、エネルギー密度を高めるうえで、依然として改善の余地が残されている。なお、電池ケース内の空間の利用率を高める課題は、上述した過充電防止機構を備えた二次電池に限らず、電池ケースから電池ケース内に向けて突き出る構造体を備えた電池において共通する。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池ケース内の空間の利用率を向上可能にした二次電池及び二次電池の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する二次電池は、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に重なる二次電池用極板群と、前記二次電池用極板群が収容されて蓋体で封止される電池ケースであって、前記電池ケースの外側に位置する外部端子と、前記二次電池用極板群に接続される集電体とを電気的に接続する構造体が、前記蓋体から前記電池ケースの底部に向けて突き出るように配置される前記電池ケースと、を備え、前記二次電池用極板群は、前記構造体が入り込む切り欠き部を備える。

上記課題を解決する二次電池の製造方法は、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に重なる二次電池用極板群であって、構造体が入り込む切り欠き部を備えた二次電池用極板群を形成することと、電池ケースの外側に位置する外部端子と、前記二次電池用極板群に接続される集電体とを電気的に接続する前記構造体を、前記電池ケースを封止する蓋体から前記電池ケースの底部に向けて突き出るように配置するとともに、前記構造体が前記切り欠き部に入り込むように前記二次電池用極板群を前記電池ケースに収容することとを含む。

上記各構成又は方法によれば、電池ケースの蓋体材から突き出る構造体は、電池ケースに収容された極板群の切り欠き部に入り込む。電池ケース内の空間のなかで構造体の近傍は、極板群によって埋められる。結果として、電池の充放電に寄与しない空間を極板群によって縮小させて、電池ケース内の空間の利用率が向上可能となる。

上記二次電池は、前記構造体は、直方体形状を有した前記電池ケースの上側角部に位置し、前記二次電池用極板群は、前記電池ケースの内面と前記切り欠き部とによって前記上側角部を区切るように、前記切り欠き部を備えてもよい。

上記構成によれば、電池ケースの上側角部に位置する構造体を囲うように極板群が位置するため、構造体の周囲から電池の充放電に寄与しない空間を除くことが可能となる。
上記二次電池は、第１集電体が接続される第１接続部と、第２集電体が接続される第２接続部と、をさらに備え、前記第１接続部は、前記切り欠き部に対する前記底部側に位置し、前記第１接続部と前記二次電池用極板群の底部との距離は、前記第２接続部と前記二次電池用極板群の底部との距離よりも小さくてもよい。

上記構成であれば、切り欠き部に対する電池ケースの底部側では、電流の流れやすい部位が、第２接続部よりも、電池ケースの蓋体から離れる。結果として、電流の経路が複雑である領域で電流の密度が高まることを抑えて、極板群の使用効率を高めることが可能ともなる。

上記二次電池用極板群において、前記構造体は、過充電防止機構であってもよい。
上記構成によれば、過充電防止機構を囲うように極板群が位置するため、過充電防止機構の周囲から電池の充放電に寄与しない空間を除くことが可能となる。

上記二次電池用極板群において、前記二次電池用極板群は、リチウムイオン二次電池用極板群であってもよい。
上記構成によれば、リチウムイオン二次電池において、電池の充放電に寄与しない空間を極板群によって縮小させて、電池ケース内の空間の利用率が向上可能となる。

本発明によれば、電池ケース内の空間の利用率が向上可能である。

二次電池の一実施形態における二次電池の構造を示す構成図。 同実施形態の過充電防止デバイスを示す断面図。 同実施形態の極板群の層構成を示す分解斜視図。 同実施形態の二次電池を製造する方法を示すフローチャート。 同実施形態の電流分布について示す作用図。 二次電池の他の実施形態における二次電池の構造を示す構成図。

図１から図５を参照して、二次電池、及び二次電池の製造方法の一実施形態を説明する。なお、本実施形態では、二次電池はリチウムイオン二次電池である。本実施形態の二次電池は、バスバーで複数が接続されることにより組電池を構成する。組電池は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。二次電池は、外形が直方体形状の密閉式電池である。

図１に示すように、二次電池１０は、電池ケース１１、蓋体１２、極板群２０及び電解液２７を備える。電池ケース１１は、上側に開口部を有する直方体形状を有する。蓋体１２は、開口部を覆うことで電池ケース１１内の空間を封止する。電池ケース１１及び蓋体１２は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。二次電池１０は、電池ケース１１に蓋体１２が取り付けられることで密閉された電槽を構成する。極板群２０及び電解液２７は、電池ケース１１の内部に収容される。二次電池１０は、蓋体１２に、電力の充放電に用いられる２つの外部端子１３Ｍ，１３Ｐを備える。図１において、右側が正極の外部端子１３Ｐであり、左側が負極の外部端子１３Ｍである。

電解液２７は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物（非水電解質）である。非水溶媒には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートからなる群から選択された一種または二種以上の材料が用いられる。支持塩には、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＩからなる群から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）が用いられる。

極板群２０は、正極板２１と負極板２２とが交互にそれらの間にセパレータ２３を挟んで積層方向（図１において紙面に垂直な方向）に積層されて直方体形状に構成されている。極板群２０は、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３がそれぞれ平面状に維持されたまま積層されることで積層型極板群を構成する。それによって、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３が多重に積層されている。

セパレータ２３は、正極板２１及び負極板２２の間に電解液２７を保持するためのポリプロピレン製等の不織布である。セパレータ２３は、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、及び多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することもできる。

極板群２０は、直方体形状の長手方向の一端側（図１において右側）に正極板２１のみがはみ出した正極のリード部２１Ａと、同長手方向の他端側（図１において左側）に負極板２２のみがはみ出した負極のリード部２２Ａとを有する。正極のリード部２１Ａは、正極板２１の正極基材２１１（図３参照）が配置されている部分であって、積層された正極基材２１１が積層方向に圧縮されるとともに、溶接されている。正極のリード部２１Ａは、外部端子１３Ｐに接続される集電体としての集電板１４Ｐが電気的に接続されている。負極のリード部２２Ａは、負極板２２の負極基材２２１（図３参照）が配置されている部分であって、積層された負極基材２２１が積層方向に圧縮されているとともに、溶接されている。負極のリード部２２Ａは、外部端子１３Ｍに接続される集電体としての集電板１４Ｍが電気的に接続されている。

電池ケース１１の正極側において、外部端子１３Ｐと集電板１４Ｐとの間には、圧力型電流遮断機構（ＣＩＤ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）１５が設けられている。ＣＩＤ１５は、蓋体１２に電気的絶縁性を維持しつつ機械的に固定されている。一方、ＣＩＤ１５は、外部端子１３Ｐと集電板１４Ｐとに電気的に接続され、外部端子１３Ｐと集電板１４Ｐとの間の電気的な接続を確保している。なお、ＣＩＤ１５は、電池ケース１１内の圧力が所定の値よりも高くなることで外部端子１３Ｐと集電板１４Ｐとの間の電気的な接続を遮断する過充電防止機構としての機能を備えている。なお、ＣＩＤ１５が構造体に相当する。

図２を参照して、ＣＩＤ１５について説明する。ＣＩＤ１５は、電池ケース１１の内圧Ｐａが所定の作動圧Ｐｃを超えると作動して、自身を充放電電流が流れない状態（オフ状態）になり、自身を流れる充放電電流を遮断する。なお、図２は、作動前（遮断前）の自身を充放電電流が流れる状態（オン状態）を示している。

蓋体１２には、ガスケット１６，１７、導電板１８、集電端子２５、反転板３０及びリベット４０が設けられている。ガスケット１６及び導電板１８は、蓋体１２の外側（電池ケース１１の外部側）に配置される。ガスケット１７は、蓋体１２の内側（電池ケース１１の内部側）に配置される。集電端子２５は、集電板１４Ｍに電気的に接続されている部分であって、集電板１４Ｍの上端をＣＩＤ１５に接続させている。

蓋体１２は、貫通孔１２Ｈを有している。ガスケット１６は貫通孔１２Ｈに配置される筒部１６Ｈを有している。リベット４０の一部が貫通孔１２Ｈ（筒部１６Ｈ）に挿通された状態でかしめが行われることにより、リベット４０は導電板１８及びガスケット１６，１７を蓋体１２に固定するとともに、貫通孔１２Ｈを封止する。集電端子２５は、反転板３０、リベット４０及び導電板１８を通して正極の外部端子１３Ｐに電気接続されている。

リベット４０は、かしめ部４１、小径部４２、連絡部４３、および大径部４４を含む。小径部４２は、筒状の形状を有する。かしめ部４１は、小径部４２を貫通孔１２Ｈに挿通したのち、小径部４２の端部側を加締めることによって形成される。連絡部４３および大径部４４の内側に形成された空間は、後述する反転板３０の反転動作を許容する。

反転板３０は、天面部３１、傾斜部３２、および周縁部３３を含み、アルミニウム合金等から形成される。天面部３１は、円形状の形状を有する。傾斜部３２は、天面部３１を取り囲む環状の形状を有する。周縁部３３は、傾斜部３２を取り囲む環状の形状を有する。反転板３０の周縁部３３とリベット４０の大径部４４との全周が互いに溶接されることによって、反転板３０はリベット４０に保持される。

リベット４０の小径部４２は、筒状の形状を有しており、小径部４２の内側には連通孔４１Ｈが設けられている。連通孔４１Ｈは、リベット４０の小径部４２を通り、蓋体１２を貫通するように設けられている。よって、電池ケース１１の内部と外部とは、連通孔４１Ｈを通して連通している。

集電端子２５は、厚肉部２２Ｅ、薄肉部２３Ｆ、貫通孔２３Ｈおよび環状溝２３Ｇを含み、アルミニウム合金などから形成される。薄肉部２３Ｆは、厚肉部２２Ｅよりも薄い厚さを有する。貫通孔２３Ｈおよび環状溝２３Ｇは、いずれも薄肉部２３Ｆに設けられる。反転板３０の天面部３１は、薄肉部２３Ｆに溶接される。

ＣＩＤ１５のオン状態では、反転板３０は、天面部３１が集電端子２５（薄肉部２３Ｆ）に向かって突出した凸形状で電気的な接続を有し（オン状態）、集電端子２５は、反転板３０、リベット４０及び導電板１８を通して外部端子１３Ｐに電気接続される。電流は、集電端子２５、反転板３０及びリベット４０の順に流れる。これにより、放電時には、二次電池１０から外部へ電力が供給され、充電時にはこれと逆方向に電流が流れる。

一方、電池ケース１１の内圧Ｐａが上昇した場合、反転板３０の天面部３１が電池ケース１１内の気体に押圧される。電池ケース１１の内圧Ｐａが作動圧Ｐｃよりも高くなったとき、薄肉部２３Ｆは環状溝２３Ｇを起点として破壊され、反転板３０の天面部３１は薄肉部２３Ｆの一部とともに集電端子２５から遠ざかる方向に変形して反転形状３０Ｂになる。反転板３０の反転動作により、集電端子２５と反転板３０とは互いに離隔してオフ状態になる。反転板３０と集電端子２５との導通が遮断されることにより、極板群２０と外部端子１３Ｐとの間の導通も遮断される。

図３が示すように、正極板２１は、平板状の電極芯体である正極基材２１１と、正極基材２１１の表面両側に正極合剤を有する正極合剤層２１２とを備える。正極基材２１１は、正極に適する金属箔が使用され、例えば、アルミニウム箔である。また、正極基材２１１は、極板群２０の長手方向の端部にある一辺に沿って正極合剤層２１２が設けられていない未塗工部２１１Ｍを有し、この未塗工部２１１Ｍに正極のリード部２１Ａを有している。正極合剤層２１２は、正極活物質を含む正極合剤を正極基材２１１に塗工することによって形成されている。

正極合剤層２１２には、正極活物質粒子、導電材及びバインダーが含まれている。正極活物質粒子には、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いることができる物質を使用することができる。正極活物質粒子は、遷移金属元素（すなわち、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＭｎの少なくとも１種）の他に、付加的に、１種または複数種の元素を含有し得る。好ましくは、正極活物質は、「ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ_２系正極活物質」である。「ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ_２系正極活物質」は、ＬｉとＮｉとＣｏとＭｎとを含む複合酸化物を意味し、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＭｎとは異なる金属元素を更に含んでもよい。

また、正極合剤層２１２は導電材を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）を用いることができる。

正極板２１は、例えば、正極活物質と、導電材と、溶媒と、結着剤（バインダー）とを混練し、混練後に正極合剤を含んで生成される電極用スラリーを正極基材２１１に塗布して乾燥することで作製される。溶媒としては、例えばＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）溶液を用いることができる。バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。

次に、負極板２２は、平板状の電極芯体である負極基材２２１と、負極基材２２１の表面両側に負極合剤を有する負極合剤層２２２とを備える。負極板２２は、従来の二次電池の構成要素と同様の構成要素を用いることができる。例えば、負極基材２２１の材料として、導電性の良好な金属が使用され、例えば、銅やニッケルあるいはそれらの合金からなる薄膜（箔）である。また、負極基材２２１は、極板群２０の長手方向の端部であって、正極の未塗工部２１１Ｍの設けられていない側である他辺に沿って負極合剤層２２２が設けられていない未塗工部２２１Ｍを有し、この未塗工部２２１Ｍに負極のリード部２２Ａを有している。負極合剤層２２２は、負極活物質を含む負極合剤を負極基材２２１に塗工することによって形成されている。

負極合剤層２２２には、負極活物質粒子、正極合剤と同様に利用できる増粘材及びバインダーが含まれている。負極活物質粒子は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えば、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。負極板２２は、負極活物質と、正極合剤と同様に利用できる溶媒と、バインダーとを混練し、混練後に負極合剤層２２２を含んで生成される電極用スラリーを負極基材２２１に塗布して乾燥することで作製される。

（切り欠き部５０）
図１に示すように、極板群２０は、蓋体１２から電池ケース１１の底面側に突き出しているＣＩＤ１５を避けるように区画された切り欠き部５０を有している。例えば、極板群２０は、積層方向から見た矩形形状において、右の上側角部が切り取られて切り欠き部５０が形成されているような形状をしている。

切り欠き部５０は、極板群２０の積層方向の全範囲に渡って設けられていて、極板群２０の長手方向には、正極のリード部２１Ａから所定の長さ５０Ｌを有し、極板群２０の短手方向には、蓋体１２に対向する上側から所定の高さ５０Ｈを有している。

図３に示すように、切り欠き部５０は、正極板２１に形成された切り欠き部５１、負極板２２に形成された切り欠き部５２、セパレータ２３に形成された切り欠き部５３から構成されている。換言すると、正極板２１の切り欠き部５１、負極板２２の切り欠き部５２、及びセパレータ２３の切り欠き部５３が積層方向に揃うように積層されることで、極板群２０に切り欠き部５０が設けられる。

正極板２１の切り欠き部５１は、未塗工部２１１Ｍ側に設けられ、短手方向に高さ５０Ｈを有し、長手方向に正極の未塗工部２１１Ｍから長さ５０Ｌを有している。
負極板２２は、正極のリード部２１Ａに重ならないように積層される。よって、負極板２２の切り欠き部５２は、未塗工部２２１Ｍではない側に設けられ、短手方向に高さ５０Ｈを有し、長手方向には積層時に正極板２１に対して重ならない分だけ長さ５０Ｌよりも短い。

セパレータ２３は、正極板２１と負極板２２とが対向する範囲と同じ大きさか、それよりも大きい。よって、セパレータ２３の切り欠き部５３は、正極板２１の切り欠き部５１や負極板２２の切り欠き部５２と揃う、もしくは、少しはみ出る短手方向の長さ、及び長手方向の長さを有している。つまり、切り欠き部５０は、セパレータ２３が多少はみ出した構成で有ってもよい。

（二次電池の製造方法）
図４を参照して、二次電池１０の製造方法について説明する。
二次電池１０の製造が開始されると、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３にそれぞれ切り欠き部５１，５２，５３を形成する切り欠き部形成工程が行われる（ステップＳ１０）。例えば、正極板２１は、矩形状の正極基材２１１に正極合剤層２１２が形成された後、未塗工部２１１Ｍの設けられている側に切り欠き部５１が形成される。負極板２２は、矩形状の負極基材２２１に負極合剤層２２２が形成された後、未塗工部２２１Ｍが設けられていない側に切り欠き部５２が形成される。セパレータ２３は、矩形状のうち、極板群２０の切り欠き部５０に対応する部分に切り欠き部５３が形成される。

次に、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３を積層させて極板群２０を作成する極板群作成工程を行う（ステップＳ１１）。正極板２１と負極板２２とは、極板群２０の長手方向において互いに逆側となるように各未塗工部２１１Ｍ，２２１Ｍが配置されるとともに、切り欠き部５１と切り欠き部５２とが長手方向の辺、及び、短手方向の辺が相互に揃うように積層される。また、正極板２１と負極板２２との間には、正極板２１の切り欠き部５１又は負極板２２の切り欠き部５２にセパレータ２３の切り欠き部５３が揃うようにセパレータ２３が積層される。これにより、切り欠き部５０を有する極板群２０が作成される。

続いて、外部端子接続工程を行う（ステップＳ１２）。蓋体１２からＣＩＤ１５が突き出ているが、ＣＩＤ１５の突き出ている部分に極板群２０の切り欠き部５０が設けられている。極板群２０に蓋体１２が取り付けられると、ＣＩＤ１５は極板群２０の切り欠き部５０に入り込む。よって、電池ケース１１内の空間のなかでＣＩＤ１５の近傍は、極板群２０によって埋められる。結果として、電池の充放電に寄与しない空間を極板群２０によって縮小させて、電池ケース１１内の空間の利用率が向上可能となる。

また、外部端子接続工程では、蓋体１２に極板群２０が取り付けられている。詳述すると、正極の集電板１４Ｐと正極のリード部２１Ａとが、負極の集電板１４Ｍと負極のリード部２２Ａとがそれぞれ電気的に接続する。具体的には、正極のリード部２１Ａの第１接続部２１Ｃに正極の集電板１４Ｐの溶接点１４Ｃが溶接され、負極のリード部２２Ａの第２接続部２２Ｃに負極の集電板１４Ｍの溶接点１４Ｃが溶接される。蓋体１２から正極の集電板１４Ｐの第１接続部２１Ｃまでの距離に比べて、蓋体１２から負極の集電板１４Ｍの第２接続部２２Ｃまでの距離が長い。換言すると、正極のリード部２１Ａの第１接続部２１Ｃと極板群２０の底部２０Ｂとの間の距離は、負極のリード部２２Ａの第２接続部２２Ｃと極板群２０の底部２０Ｂとの間の距離よりも小さい。

また、図５に示すように、第１接続部２１Ｃは、蓋体１２から底部に向かう上下方向の長さに対して正極のリード部２１Ａの中央近傍にある。第２接続部２２Ｃは、上下方向に対して負極のリード部２２Ａの中央近傍にある。第１接続部２１Ｃ及び第２接続部２２Ｃが中央付近に設けられることで、極板群２０の電流経路の分布の均一化が図られる。なお、切り欠き部５０の付近は、電流経路の分布が複雑化するおそれがある。

さらに、上下方向に対して、第１接続部２１Ｃの位置は、第２接続部２２Ｃの位置よりも極板群２０の底部２０Ｂに近い。つまり、第１接続部２１Ｃと極板群２０の底部２０Ｂとの距離は、第２接続部２２Ｃと極板群２０の底部２０Ｂとの距離よりも小さい。正極のリード部２１Ａは、蓋体１２側に、切り欠き部５０が設けられていることに応じて第１接続部２１Ｃが極板群２０の底部２０Ｂに寄るためである。つまり、第１接続部２１Ｃが極板群２０の底部２０Ｂに寄ることで、第１接続部２１Ｃから切り欠き部５０までの距離が確保されるようになる。

よって、電流経路の分布（図５において電流分布）が複雑になる切り欠き部５０において電流経路の密度を下げる（電流分布を低くする）ことで、切り欠き部５０による電池性能の低下を抑制することができる。また、切り欠き部５０の代わりに他の部分の電流経路の密度が上がることで極板の使用効率を高めることができる。詳述すると、電流は第１接続部２１Ｃと第２接続部２２Ｃとの距離が短い部分で電流経路の密度が高く、長くなるほど電流経路の密度が低くなる傾向にある。切り欠き部５０を第１接続部２１Ｃから離すことにより、切り欠き部５０の近傍の電流経路の密度を低下させて、電流分布の低い部分とすることができる。一方、切り欠き部５０ではない部分の電流経路の密度が高められるので、電池性能を低下させるおそれが小さいとともに、極板の使用効率が向上する。

すなわち、極板の使用効率を向上させるためには、上述のように、第１接続部２１Ｃが、第２接続部２２Ｃよりも所定の距離だけ底部２０Ｂ側（下側）にずれた位置に設けられることが好ましい。ここで所定の距離は、切り欠き部５０の高さ５０Ｈの５０％の値から１５０％までの値であると好ましく、また、切り欠き部５０の高さ５０Ｈの７０％の値から１３０％までの値であるとより好ましい。なお、第２接続部２２Ｃの接続位置は、通常の電池と同様に定められる。すなわち、各部材を構成する材料、材料等のコスト、極板群の構造、電池の構造等に基づいて定められる。

そして、ケース内配置工程を行う（ステップＳ１３）。ケース内配置工程では、電池の充放電に寄与しない空間が縮小された極板群２０が電池ケース１１内に配置されるとともに、電池ケース１１の開口部に蓋体１２を溶接する。これにより、電池の充放電に寄与しない空間が縮小された極板群２０が電池ケース１１に配置されて、電池ケース内の空間の利用率が向上された二次電池が製造される。

以上、本実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）電池ケース１１の蓋体１２から突き出るＣＩＤ１５は、電池ケース１１に収容された極板群２０の切り欠き部５０に入り込む。電池ケース１１内の空間のなかでＣＩＤ１５の近傍は、極板群２０によって埋められる。結果として、電池の充放電に寄与しない空間を極板群２０によって縮小させて、電池ケース１１内の空間の利用率が向上可能となる。

（２）電池ケース１１の上側角部に位置するＣＩＤ１５を囲うように極板群２０が位置するため、ＣＩＤ１５の周囲から電池の充放電に寄与しない空間を除くことが可能となる。

（３）第１接続部２１Ｃが極板群２０の底部２０Ｂに近づくことで、切り欠き部５０に対する電池ケース１１の底部側では、電流の流れやすい部位が、第２接続部２２Ｃよりも、電池ケース１１の蓋体１２から離れる。結果として、電流の経路が複雑である領域で電流の密度が高まることを抑えて、極板群２０の使用効率を高めることが可能ともなる。

（４）リチウムイオン二次電池において、電池の充放電に寄与しない空間を極板群によって縮小させて、電池ケース内の空間の利用率が向上可能となる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更可能である。

・上記実施形態では、極板群２０の切り欠き部５０が正極側に設けられる場合について例示したが、これに限らず、ＣＩＤが負極側に設けられているようなとき、極板群の切り欠き部が負極側に設けられていてもよい。

・上記実施形態では、極板群２０の切り欠き部５０が一箇所である場合について例示した。しかしこれに限らず、極板群に複数の切り欠き部が設けられていてもよい。これにより、空間を極板群で縮小させることができれば、電池ケースの空間の利用率が上がるようになる。

図６に示すように、蓋体１２の負極側にもＣＩＤ１５Ｍが設けられている場合、極板群２０の負極のリード部２２Ａに切り欠き部５０Ｂを設けてもよい。これにより、空間が極板群で縮小される。

また、図６に示すように、電解液２７の注液口１２Ａに対応する位置に切り欠き部５０Ｃを設けてもよい。空間を極板群２０で縮小させることで、注入した電解液２７の広がりが制約されるようになるおそれがあるが、注液口に対応する切り欠き部５０Ｃを設けることで、電解液２７の広がりを迅速に拡大して、電解液２７が好適に浸透するようにできる。

・上記実施形態では、外部端子１３Ｐ，１３Ｍが蓋体１２に取り付けられている場合について例示したが、これに限らず、外部端子が、例えば電池ケースの側面に設けられていてもよい。このとき、ＣＩＤが電池ケースの側面に設けられ、極板群の対応する位置に切り欠き部が設けられていてもよい。これにより、電池ケースに配置された極板群とＣＩＤとの間に適切な間隔を確保しつつ、電池ケース内の空間の利用率が向上される。

・上記実施形態では、第１接続部２１Ｃが、第２接続部２２Ｃよりも極板群２０の底部２０Ｂに近い場合について例示した。しかし、これに限らず、構造体の突き出る位置に応じて、電流経路の分布が、極板において複雑にならないように、また、より分布が均一になるように、第１接続部の位置や第２接続部の位置を調整してもよい。

・上記実施形態では、構造体としてのＣＩＤ１５が電池ケース１１内に突き出る場合について例示した。しかしこれに限らず、電池ケース内に突き出ている構造体が、集電板の構造体や電極の構造体など、ＣＩＤ以外の構造体であってもよい。これによっても、電池ケースの上側角部に位置する構造体を囲うように極板群を位置させることで、構造体の周囲から電池の充放電に寄与しない空間を除くことが可能となる。

・正極板２１に切り欠き部５１を形成するとき、切り欠き部５１が形成されている正極基材２１１に正極合剤層２１２を形成するようにしてもよい。
・負極板２２に切り欠き部５２を形成するとき、切り欠き部５２が形成されている負極基材２２１に負極合剤層２２２を形成するようにしてもよい。

・セパレータ２３に切り欠き部５３を形成するとき、切り欠き部５３を同時形成する打ち抜き型等による切断によって切り欠き部５３を形成してもよい。
・二次電池１０は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載されなくてもよい。例えば、二次電池１０は、ガソリン自動車やディーゼル自動車等の車両に搭載されてもよい。また二次電池１０は、鉄道、船舶、及び航空機等の移動体や、ロボットや、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。

１０…二次電池、１１…電池ケース、１２…蓋体、１２Ｈ…貫通孔、１３Ｍ…外部端子、１３Ｐ…外部端子、１４Ｃ…溶接点、１４Ｍ，１４Ｐ…集電板、１５，１５Ｍ…圧力型電流遮断機構（ＣＩＤ）、１６，１７…ガスケット、１８…導電板、２０…極板群、２０Ｂ…底部、２１…正極板、２１Ａ…リード部、２１Ｃ…第１接続部、２２…負極板、２２Ａ…リード部、２２Ｃ…第２接続部、２２Ｅ…厚肉部、２３…セパレータ、２３Ｆ…薄肉部、２３Ｇ…環状溝、２３Ｈ…貫通孔、２５…集電端子、２７…電解液、３０…反転板、３０Ｂ…反転形状、３１…天面部、３２…傾斜部、３３…周縁部、４０…リベット、４１…かしめ部、４１Ｈ…連通孔、４２…小径部、４３…連絡部、４４…大径部、５０，５０Ｂ，５０Ｃ，５１，５２，５３…切り欠き部、５０Ｈ…高さ、５０Ｌ…長さ、２１１…正極基材、２１１Ｍ…未塗工部、２１２…正極合剤層、２２１…負極基材、２２１Ｍ…未塗工部、２２２…負極合剤層。

Claims (5)

1. 正極板と負極板とがセパレータを介して交互に重なる二次電池用極板群と、
   前記二次電池用極板群が収容されて蓋体で封止される電池ケースであって、前記電池ケースの外側に位置する外部端子と、前記二次電池用極板群に接続される集電体とを電気的に接続する構造体が、前記蓋体から前記電池ケースの底部に向けて突き出るように配置される前記電池ケースと、を備え、
   前記二次電池用極板群は、前記構造体が入り込む切り欠き部を備え、
   第１集電体が接続される第１接続部と、
   第２集電体が接続される第２接続部と、をさらに備え、
   前記第１接続部は、前記切り欠き部に対する前記底部側に位置し、
   前記第１接続部と前記二次電池用極板群の底部との距離は、前記第２接続部と前記二次電池用極板群の底部との距離よりも小さい二次電池。
2. 前記構造体は、直方体形状を有した前記電池ケースの上側角部に位置し、
   前記二次電池用極板群は、前記電池ケースの内面と前記切り欠き部とによって前記上側角部を区切るように、前記切り欠き部を備える
   請求項１に記載の二次電池。
3. 前記構造体は、過充電防止機構である
   請求項１又は２に記載の二次電池。
4. 前記二次電池用極板群は、リチウムイオン二次電池用極板群である
   請求項１から３のいずれか一項に記載の二次電池。
5. 正極板と負極板とがセパレータを介して交互に重なる二次電池用極板群であって、構造体が入り込む切り欠き部を備えた二次電池用極板群を形成することと、
   電池ケースの外側に位置する外部端子と、前記二次電池用極板群に接続される集電体とを電気的に接続する前記構造体を、前記電池ケースを封止する蓋体から前記電池ケースの底部に向けて突き出るように配置するとともに、前記構造体が前記切り欠き部に入り込むように前記二次電池用極板群を前記電池ケースに収容するとともに、
   第１集電体が接続される第１接続部と、
   第２集電体が接続される第２接続部と、をさらに備え、
   前記第１接続部は、前記切り欠き部に対する前記底部側に位置し、
   前記第１接続部と前記二次電池用極板群の底部との距離は、前記第２接続部と前記二次電池用極板群の底部との距離よりも小さくなるように配置することを含む
   二次電池の製造方法。

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