(57)【要約】【課題】タブ群とケースとの接触を抑制すること。【解決手段】二次電池１０は、ケース１１と、ケース１１に収容された電極組立体２０とを備える。電極組立体２０は、複数のタブ３０を寄せ集めたタブ群３１を備える。タブ群３１は、電極組立体２０における積層方向一端に向けて延びる第１延設部３４と、第１延設部３４に連続し、タブ群３１を電極組立体２０における積層方向他端に折り返す曲げ部３５と、曲げ部３５から電極組立体２０における積層方向他端に向けて延びる第２延設部３６とを備える。タブ群３１は、導電部材１６と溶接された第２溶接部３７を第２延設部３６に備える。一辺２５ａの延びる方向に見て、第１溶接部３３の一部は、電極組立体２０における積層方向の中心線Ｌ１に重なる。【選択図】図３
2018006114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一辺から突出した形状のタブを有する電極が、異なる極性の電極同士を互いに絶縁した状態で積層され、同じ極性同士の前記タブを寄せ集めて積層したタブ群を含む電極組立体と、
前記電極組立体が収容されたケースと、
前記ケースに固定され、前記電極組立体と電気を授受する電極端子と、
前記タブ群と前記電極端子とを電気的に接続する平板状の導電部材と、を備え、
前記タブ群は、
前記タブ同士を溶接した第１溶接部と、
前記第１溶接部よりも先端側に位置し、少なくとも１つのタブと前記導電部材とを溶接した第２溶接部と、
前記電極組立体における前記電極の積層方向一端に向けて前記第１溶接部から延びる第１延設部と、
前記第１延設部に連続し、前記電極組立体における前記電極の積層方向他端に向けて前記タブ群を折り返す曲げ部と、
前記曲げ部から前記第２溶接部に向けて延びる第２延設部と、を備え、
前記一辺の延びる方向に見て、前記第１溶接部の一部は、前記電極組立体における前記積層方向の中心線に重なる蓄電装置。
【請求項２】
前記第１溶接部における前記積層方向の中心線は、前記電極組立体における前記積層方向の中心線と重なる請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記導電部材の縁のうち、前記積層方向一端側の縁から前記第２溶接部までの寸法を２倍した値よりも、前記タブの突出方向における前記第１溶接部と前記第２溶接部との間の寸法の値は小さい請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池や、キャパシタなどの蓄電装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の蓄電装置は、タブ群を有する電極組立体と、電極組立体が収容されるケースと、ケースに固定された電極端子と、タブ群と電極端子とを電気的に接続する導電部材とを備える。電極組立体は、極性の異なる電極同士を互いに絶縁した状態で積層して構成されている。電極は、一辺から突出するタブを備える。タブは、複数寄せ集められることでタブ群を構成している。複数のタブは、電極組立体における電極の積層方向一端に寄せ集められ、電極組立体における電極の積層方向他端に向けて曲げられている。タブ群の先端が導電部材に接合されることで、タブ群と電極端子とが電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９８８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電極組立体における電極の積層方向一端にタブを寄せ集めると、タブ群の先端や、タブ群を曲げる曲げ部がケースに近くなり、タブ群とケースとが接触しやすい。
本発明の目的は、タブ群とケースとの接触を抑制できる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する蓄電装置は、一辺から突出した形状のタブを有する電極が、異なる極性の電極同士を互いに絶縁した状態で積層され、同じ極性同士の前記タブを寄せ集めて積層したタブ群を含む電極組立体と、前記電極組立体が収容されたケースと、前記ケースに固定され、前記電極組立体と電気を授受する電極端子と、前記タブ群と前記電極端子とを電気的に接続する平板状の導電部材と、を備え、前記タブ群は、前記タブ同士を溶接した第１溶接部と、前記第１溶接部よりも先端側に位置し、少なくとも１つのタブと前記導電部材とを溶接した第２溶接部と、前記電極組立体における前記電極の積層方向一端に向けて前記第１溶接部から延びる第１延設部と、前記第１延設部に連続し、前記電極組立体における前記電極の積層方向他端に向けて前記タブ群を折り返す曲げ部と、前記曲げ部から前記第２溶接部に向けて延びる第２延設部と、を備え、前記一辺の延びる方向に見て、前記第１溶接部の一部は、前記電極組立体における前記積層方向の中心線に重なる。
【０００６】
これによれば、第１溶接部によってタブ群を構成する全てのタブを電極の積層方向の中心寄りに寄せ集めることができる。一辺からのタブの突出長を同一とした場合、電極組立体における積層方向一端に寄せ集めたタブ群を電極組立体における積層方向の他方に向けて曲げる場合に比べて、曲げ部、及び、タブ群の突出方向の先端をケースから離すことができる。このため、タブ群とケースとの接触を抑制することができる。
【０００７】
上記蓄電装置について、前記第１溶接部における前記積層方向の中心線は、前記電極組立体における前記積層方向の中心線と重なってもよい。
これによれば、タブを積層方向の中心に寄せ集めることで、曲げ部とケースとの距離をより離すことができる。
【０００８】
上記蓄電装置について、前記導電部材の縁のうち、前記積層方向一端側の縁から前記第２溶接部までの寸法を２倍した値よりも、前記タブの突出方向における前記第１溶接部と前記第２溶接部との間の寸法の値は小さくてもよい。
【０００９】
これによれば、導電部材の板厚方向に対向する領域内にタブ群が収まりやすい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タブ群とケースとの接触を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における二次電池の分解斜視図。
【図２】実施形態における電極、及び、セパレータの斜視図。
【図３】実施形態におけるタブ群を示す二次電池の断面図。
【図４】実施形態におけるタブ群を構成するときの工程を示す図。
【図５】実施形態におけるタブ群を構成するときの工程を示す図。
【図６】実施形態におけるタブ群を構成するときの工程を示す図。
【図７】比較例のタブ群を示す二次電池の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、蓄電装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、直方体状のケース１１を備える。ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１２と、ケース本体１２の開口部を塞ぐ蓋１３とを備える。ケース１１は、金属製であり、例えば、アルミニウム製又はアルミニウム合金製である。二次電池１０は、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池など、どのような二次電池１０であってもよい。また、蓄電装置はキャパシタであってもよい。
【００１３】
二次電池１０は、ケース１１に収容された電極組立体２０と、電極組立体２０と電気の授受を行う二つの電極端子１４とを備える。二つの電極端子１４は、極性の異なる正極端子と負極端子である。電極端子１４は絶縁リング１５を介して蓋１３に固定されている。二次電池１０は、導電部材１６を二つ備える。各導電部材１６は、それぞれ、各電極端子１４に接合されている。
【００１４】
図２に示すように、電極組立体２０は、正負の電極２１と、正負の電極２１の間に位置するセパレータ２３とを備える。正負の電極２１は、セパレータ２３によって相互に絶縁された状態で積層されている。セパレータ２３は、長方形状である。なお、以下の説明において、「積層方向」とは、電極２１の積層方向である。
【００１５】
正負の電極２１は、金属箔２４を備える。正極の電極２１の金属箔２４は、例えばアルミニウム箔である。負極の電極２１の金属箔２４は、例えば銅箔である。金属箔２４は、長方形状の本体部２５と、本体部２５の一辺２５ａから突出した形状のタブ３０と、を備える。なお、本体部２５は、一辺２５ａを備える形状であればどのような形状であってもよい。本体部２５の一辺２５ａは、電極２１の一辺でもある。よって、電極２１は、一辺２５ａから突出するタブ３０を有する。
【００１６】
正負の電極２１は、本体部２５の両面に、活物質層２６を備える。活物質層２６は、それぞれの極性用の活物質、バインダ、及び導電助剤などを含有している。なお、正負の電極２１は、本体部２５の片面にのみ活物質層２６を備えていてもよい。
【００１７】
電極組立体２０において、複数の電極２１とセパレータ２３とは、同じ極性のタブ３０同士が積層方向に列状に配置される状態で積層されている。
図１及び図３に示すように、同じ極性のタブ３０同士は、電極組立体２０における積層方向の中心寄りに寄せ集められている。寄せ集められたタブ３０は、タブ群３１，３２を構成している。すなわち、電極組立体２０は、極性の異なる二つのタブ群３１，３２を備える。各タブ群３１，３２は、それぞれの極性の電極端子１４に接合された導電部材１６に溶接されている。導電部材１６は、電極端子１４に対向する位置からタブ群３１，３２に対向する位置まで延びる平板状であり、矩形状である。なお、平板状とは導電部材１６の一部を折り返すように導電部材１６を屈曲させている形状を含まず、導電部材１６に存在する起伏など、僅かに湾曲している形状を含む形状である。導電部材１６の板厚方向の一方の面には電極端子１４が接合され、板厚方向の他方の面にはタブ群３１，３２が溶接されている。
【００１８】
二次電池１０は、各導電部材１６と、蓋１３とを絶縁する絶縁カバー４０をケース１１内に備える。絶縁カバー４０は、例えば樹脂製である。絶縁カバー４０は、長方形板状の第１絶縁部４１と、この第１絶縁部４１の一つの長縁から電極組立体２０に向けて突出した形状の第２絶縁部４２とを備える。
【００１９】
第１絶縁部４１は、導電部材１６と、蓋１３との間に介在する。第２絶縁部４２は、積層方向において、各タブ群３１，３２と、ケース本体１２の側壁との間に位置する。
また、二次電池１０は、電極組立体２０と、ケース１１とを絶縁するための絶縁フィルム４３をケース１１内に備える。絶縁フィルム４３は、例えば、ケース本体１２における底部の内面、及び、ケース本体１２における側壁の内面のうち、電極２１に対向する位置に設けられる。
【００２０】
次に、タブ群３１，３２について詳細に説明する。以下、タブ群３１，３２のうち一方のタブ群３１について説明する。
図３に示すように、タブ群３１は、タブ３０同士を溶接した第１溶接部３３を備える。電極組立体２０において、タブ群３１が突出している面を端面２０ａとし、タブ群３１の突出方向において、タブ群３１の端面２０ａ寄りの端部を基端、逆側の端部を先端とする。第１溶接部３３は、基端寄りに位置している。
【００２１】
タブ群３１において、第１溶接部３３より先端側は曲げられている。タブ群３１は、第１溶接部３３から電極組立体２０における積層方向一端に向けて延びる第１延設部３４と、第１延設部３４に連続し、タブ群３１を折り返す曲げ部３５と、曲げ部３５より蓋１３側で曲げ部３５から電極組立体２０における積層方向他端に向けて延びる第２延設部３６とを備える。一辺２５ａからのタブ３０の突出長が全ての電極２１で同一なので、第２延設部３６においては、積層方向の中心に近い電極２１のタブ３０ほど、曲げ部３５から電極組立体２０における積層方向他端に向けて突出している。積層方向において、第１延設部３４と第２延設部３６の寸法とは略同一である。
【００２２】
タブ群３１は、導電部材１６と溶接された第２溶接部３７を第２延設部３６に備える。第２溶接部３７は、タブ群３１の先端に位置している。第２溶接部３７は、複数のタブ３０のうち、少なくとも一つのタブ３０を導電部材１６に溶接した構成である。本実施形態において、第２溶接部３７は三つのタブ３０を導電部材１６に溶接している。第２溶接部３７は、導電部材１６における積層方向の中心にタブ群３１を溶接している。
【００２３】
一辺２５ａが延びる方向に見て、第１溶接部３３の一部は、電極組立体２０における積層方向の中心線Ｌ１に重なる。本実施形態においては第１溶接部３３における積層方向の中心線Ｌ２と、電極組立体２０における積層方向の中心線Ｌ１とは重なり合う。導電部材１６のうち積層方向の寸法を幅とすると、タブ群３１は導電部材１６の幅内に収まっている。すなわち、導電部材１６の板厚方向において、その導電部材１６に対向する領域内にタブ群３１は位置している。
【００２４】
導電部材１６の縁のうち、電極組立体２０における積層方向一端側の縁１６ａから第２溶接部３７までの寸法をＡとし、タブ３０の突出方向における第１溶接部３３と第２溶接部３７との間の寸法（中心間距離）をＢとすると、ＡとＢとは、２Ａ＞Ｂの関係を満たす。すなわち、導電部材１６の縁１６ａから第２溶接部３７までの寸法を２倍した値よりも、タブ３０の突出方向における第１溶接部３３と第２溶接部３７との間の寸法の値は小さい。なお、図５に示すように、Ｂは、タブ群３１を直線状にしたときの第１溶接部３３と第２溶接部３７との間の寸法ともいえる。
【００２５】
二つのタブ群３１，３２のうち、タブ群３２は、タブ群３１と同様な構造、あるいは、タブ群３１の対称構造となる。タブ群３２が、タブ群３１の対称構造となる場合、第１延設部３４と第２延設部３６の延びる方向が、積層方向においてタブ群３１とは逆方向となる。
【００２６】
図４に示すように、複数のタブ３０からタブ群３１を構成する際には、まず、同じ極性のタブ３０同士を電極組立体２０における積層方向の中心に寄せ集める。寄せ集めた複数のタブ３０にレーザを照射することで第１溶接部３３を形成し、第１溶接部３３でタブ３０同士を接合する。
【００２７】
図５に示すように、タブ３０の積層方向に重なるように導電部材１６を配置する。タブ３０の先端にレーザを照射して、第２溶接部３７を形成し、導電部材１６とタブ３０とを溶接する。
【００２８】
図６に示すように、導電部材１６の板厚方向の一面が電極組立体２０の端面２０ａと向かい合うように導電部材１６を位置させる。すると、第１溶接部３３と第２溶接部３７との間で複数のタブ３０が曲がり、曲げ部３５、第１延設部３４、及び、第２延設部３６が形成される。
【００２９】
複数のタブ３０を曲げる際に、第１溶接部３３と第２溶接部３７との距離が長い程、複数のタブ３０を曲げやすい。第２溶接部３７は、複数のタブ３０を曲げることができる範囲内で、その位置をタブ群３１の基端側に変更してもよいが、タブ３０の先端側に近い程、タブ３０を曲げやすい。
【００３０】
次に、本実施形態の二次電池１０の作用、効果について説明する。まず、比較例の二次電池について説明する。
図７に示すように、比較例の二次電池１００は、タブ群１０１の形状、及び、導電部材１１０の形状を除いて、実施形態の二次電池１０と同一の構成を備える。
【００３１】
比較例のタブ群１０１は、複数のタブ３０を電極組立体２０における積層方向一端（図中左方）に寄せ集め、電極組立体２０における積層方向他端（図中右方）に向けて曲げた形状である。この場合、曲げ部１０２は電極組立体２０における積層方向一端に寄る。また、タブ群１０１の先端は電極組立体２０における積層方向他端に寄る。曲げ部１０２、及び、タブ群１０１の先端は積層方向に位置するケース本体１２の側壁に近くなる。タブ群１０１の曲げ部１０２がケース１１に接触することは、絶縁カバー４０によって抑制されている。
【００３２】
導電部材１１０は、板状の金属板を折り返すことで、板厚方向に互いに対向する第１導電部１１１及び第２導電部１１２と、第１導電部１１１と第２導電部１１２とに連続する連続部１１３を備える。そして、タブ群１０１の先端は、第１導電部１１１と第２導電部１１２との間に入り込んでいる。連続部１１３によってタブ群１０１の先端がケース１１に接触することが抑制されている。
【００３３】
（１）上記したように、導電部材１１０を折り返し形状とすることで、タブ群１０１の先端がケース１１に接触することを抑制できる。しかしながら、導電部材１１０を折り返し形状とする場合、平板状の導電部材１６に比べて歩留まりが悪くなる。導電部材１６を平板状とすると、タブ群１０１の先端がケース１１に接触することを導電部材１６によって抑制することができない。
【００３４】
これに対して、実施形態のタブ群３１は、一辺２５ａの延びる方向から見て第１溶接部３３の一部が電極組立体２０における積層方向の中心線Ｌ１に重なる。結果として、複数のタブ３０は、電極組立体２０における積層方向の中心寄りに寄せ集められることになる。
【００３５】
タブ３０を電極組立体２０における積層方向一端に寄せ集めた場合、タブ３０を積層方他端に向けて延ばすために、積層方向一端でタブ３０を曲げる必要がある。結果として、曲げ部１０２は電極組立体２０における積層方向一端に寄る。これに対して、タブ３０を電極組立体２０における積層方向の中心寄りに寄せ集めた場合、第１溶接部３３と、積層方向に位置するケース本体１２の側壁との間の領域を利用して第１延設部３４を設けることができる。第１延設部３４と第２延設部３６で、タブ群３１のうち第１溶接部３３と第２溶接部３７との間の部分を二分することができるため、タブ群３１が導電部材１６の幅内に収まりやすい。タブ３０を電極組立体２０の積層方向一端に寄せ集める場合と比較して、タブ群３１の先端と、曲げ部３５とをケース１１から離すことができ、タブ群３１が導電部材１６の幅内に収まりやすく、タブ群３１がケース１１と接触することを抑制することができる。
【００３６】
（２）中心線Ｌ１と中心線Ｌ２とは重なり合う。よって、複数のタブ３０を電極組立体２０の中心に寄せ集めることができるため、タブ群３１の先端と、曲げ部３５とをケース１１から離しやすい。
【００３７】
（３）導電部材１６の縁１６ａから第２溶接部３７までの寸法を２倍した値よりも、タブ３０の突出方向における第１溶接部３３と第２溶接部３７との間の寸法の値は小さい。このため、タブ群３１が導電部材１６の幅内に収まりやすい。
【００３８】
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○一辺２５ａの延びる方向から見て、第１溶接部３３の一部が電極組立体２０における積層方向の中心線Ｌ１と重なっていれば、中心線Ｌ１と中心線Ｌ２とは重なっていなくてもよい。
【００３９】
○２Ａ＞Ｂは満たされなくてもよい。この場合であっても、タブ３０を寄せ集める位置を調整することで、タブ群３１を導電部材１６の幅内に収めることができる。
○一辺２５ａからのタブ３０の突出長は異なっていてもよい。例えば、積層方向の中心に近い電極２１程、タブ３０の突出長を短くすることで、第２延設部３６において、各タブ３０の積層方向の端面を揃えてもよい。
【００４０】
○絶縁カバー４０は、第２絶縁部４２を備えていなくてもよい。この場合であっても、タブ群３１の先端と曲げ部３５とを、ケース１１から離すことができるため、タブ群３１がケース１１に接触することを抑制できる。
【００４１】
○第２溶接部３７は、導電部材１６における積層方向の中心からずれた位置にタブ群３１を溶接してもよい。
○第２溶接部３７は、第１溶接部３３よりもタブ群３１の先端側に位置していればよく、タブ群３１の先端とは異なる位置に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…二次電池（蓄電装置）、１１…ケース、１４…電極端子、１６…導電部材、２０…電極組立体、２１…電極、２５ａ…一辺、３０…タブ、３１，３２…タブ群、３３…第１溶接部、３４…第１延設部、３５…曲げ部、３６…第２延設部、３７…第２溶接部。
【図１】
2018006114.tif 000003
【図２】
2018006114.tif 000004
【図３】
2018006114.tif 000005
【図４】
2018006114.tif 000006
【図５】
2018006114.tif 000007
【図６】
2018006114.tif 000008
【図７】
2018006114.tif 000009