(57)【要約】【課題】積層型電池において、電極体への穴明け加工を不要とする構成を備える積層型電池を提供する。【解決手段】この積層型電池１においては、第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃは、電極体３の積層方向において、電極体３に対向する対向部１０を含み、第１集電筐体５Ａおよび第２集電筐体５Ｂは、対向部１０の縁部から第２方向側に位置する電極体３の正極張出部５０,５１が位置する第１側部を覆うように第２方向側に延び、その内面が正極張出部５０,５１の端辺５２,５３に電気的に接続される正極側壁部１１,１２を含み、第２集電筐体５Ｂおよび第３集電筐体５Ｃは、対向部１０の縁部から第１方向側に位置する電極体３の負極張出部５４,５５が位置する第２側部を覆うように第１方向側に延び、その内面が負極張出部５４,５５の端辺５６,５７に電気的に接続される負極側壁部３１,３２を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板と間にセパレータを介在させながら、複数の前記正極板および複数の前記負極板が交互に積層された電極体と、
導電性を有し、前記電極体を内部に収容する筐体と、を備え、
前記電極体は、積層方向に配置される第１電極体および第２電極体を含み、
前記第１電極体および前記第２電極体において、
前記正極板は、前記負極板よりも側方に張り出す正極張出部を含み、
前記負極板は、前記正極板よりも側方に張り出す負極張出部を含み、
前記筐体は、
前記第１電極体から見て前記第２電極体が位置する側とは反対の第１方向側に配置される第１集電筐体と、
前記第１電極体と前記第２電極体との間に配置され、前記第１集電筐体に対して電気的に絶縁された第２集電筐体と、
前記第２電極体から見て前記第２集電筐体が位置する側とは反対の第２方向側に配置され、前記第２電極体に対して電気的に絶縁された第３集電筐体と、
を含み、
前記第１集電筐体、前記第２集電筐体、および、前記第３集電筐体は、それぞれ前記電極体の積層方向において、前記電極体に対向する対向部を含み、
前記第１集電筐体および前記第２集電筐体は、それぞれ前記対向部の縁部から前記第２方向側に位置する前記電極体の前記正極張出部が位置する第１側部を覆うように前記第２方向側に延び、その内面が前記正極張出部の端辺に電気的に接続される正極側壁部を含み、
前記第２集電筐体および前記第３集電筐体は、それぞれ前記対向部の縁部から前記第１方向側に位置する前記電極体の前記負極張出部が位置する第２側部を覆うように前記第１方向側に延び、その内面が前記負極張出部の端辺に電気的に接続される負極側壁部を含む、積層型電池。
【請求項２】
前記正極張出部は、対向する位置に一対設けられ、
前記正極側壁部は、夫々の前記正極張出部に電気的に接続されるように一対設けられ、
前記負極張出部は、対向する位置に一対設けられ、
前記負極側壁部は、夫々の前記負極張出部に電気的に接続されるように一対設けられている、請求項１に記載の積層型電池。
【請求項３】
前記正極張出部の前記端辺、その全長において前記正極側壁部に電気的に接続され、
前記負極張出部の前記端辺は、その全長において前記負極側壁部に電気的に接続されている、請求項１または請求項２に記載の積層型電池。
【請求項４】
前記第１集電筐体の、前記対向部の縁部および前記正極側壁部の縁部は、対応する前記第２集電筐体の、前記対向部の縁部および前記負極側壁部の縁部と、絶縁部材を介して当接し、
前記第２集電筐体の、前記対向部の縁部および前記正極側壁部の縁部は、対応する前記第３集電筐体の、前記対向部の縁部および前記負極側壁部の縁部と、絶縁部材を介して当接している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の積層型電池。
【請求項５】
前記筐体は、前記電極体の積層方向からみて矩形形状を有し、
前記第１電極体および前記第２電極体において、いずれも、
前記正極張出部は、対向する位置に一対のみ設けられ、
前記負極張出部は、対向する位置に一対のみ設けられ、
前記第１集電筐体、前記第２集電筐体、および、前記第３集電筐体において、いずれも、
前記正極側壁部を一対のみ有し、
前記負極側壁部を一対のみ有する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の積層型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型電池の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から充放電可能な各種二次電池について提案されている。たとえば、特許第５３６９３４２号公報（特許文献１）に記載された二次電池は、積層型電池であり、筒状の外装体と、外装体内に配置された電極体と、電極体を貫通する棒状の軸部とを備える。電極体においては、正極板と負極板とが交互に配置され、正極板と負極板との間にはセパレータが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３６９３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように構成された積層型電池においては、集電体として棒状の軸部を用いて、負極板との電気的接触を図っている。しかしながら、棒状の軸部を用いる場合には、電極体に軸部を貫通させるための穴明け加工が別途必要になる。軸部としての別部品も必要となる。
【０００５】
この発明の目的は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、積層型電池において、電極体への穴明け加工を不要とする構成を備える積層型電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この積層型電池は、正極板と負極板との間にセパレータを介在させながら、複数の上記正極板および複数の上記負極板が交互に積層された電極体と、導電性を有し、上記電極体を内部に収容する筐体とを備える。
【０００７】
上記電極体は、積層方向に配置される第１電極体および第２電極体を含み、上記第１電極体および上記第２電極体において、上記正極板は、上記負極板から側方に張り出す正極張出部を含み、上記負極板は、上記正極板から側方に張り出す負極張出部を含む。
【０００８】
上記筐体は、上記第１電極体から見て上記第２電極体が位置する側とは反対の第１方向側に配置される第１集電筐体と、上記第１電極体と上記第２電極体との間に配置され、上記第１集電筐体に対して電気的に絶縁された第２集電筐体と、上記第２電極体から見て上記第２集電筐体が位置する側とは反対の第２方向側に配置され、上記第２電極体に対して電気的に絶縁された第３集電筐体とを含む。
【０００９】
上記第１集電筐体、上記第２集電筐体、および、上記第３集電筐体は、それぞれ上記電極体の積層方向において、上記電極体に対向する対向部を含み、上記第１集電筐体および上記第２集電筐体は、それぞれ上記対向部の縁部から上記第２方向側に位置する上記電極体の上記正極張出部が位置する第１側部を覆うように上記第２方向側に延び、その内面が上記正極張出部の端辺に電気的に接続される正極側壁部を含み、上記第２集電筐体および上記第３集電筐体は、それぞれ上記対向部の縁部から上記第１方向側に位置する上記電極体の上記負極張出部が位置する第２側部を覆うように上記第１方向側に延び、その内面が上記負極張出部の端辺に電気的に接続される負極側壁部を含む。
【００１０】
上記の積層型電池によれば、各集電筐体の正極側壁部の内面に正極板の端辺が電気的に接続され、各集電筐体の負極側壁部の内面に負極板の端辺が電気的に接続されている。このように、筐体部の内面と電極板の端辺との接触により容易に電気的な接続を可能とし、従来のような電極体を貫通するような棒状の軸部の使用を不要とする。
【発明の効果】
【００１１】
この積層型電池によれば、電極体への穴明け加工を不要とする構成を備える積層型電池の提供を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の積層型電池の構造を示す全体斜視図である。
【図２】実施の形態１の積層型電池の構造を示す全体分解斜視図である。
【図３】実施の形態１の集電筐体および電極体の構造を示す分解斜視図である。
【図４】電極体の構造を示す分解斜視図である。
【図５】積層方向から電極体を見たときの電極体の平面図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【図７】図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。
【図８】実施の形態１の他の積層型電池の構造を示す全体分解斜視図である。
【図９】実施の形態２の積層型電池の構造を示す全体斜視図である。
【図１０】実施の形態２の積層型電池の構造を示す全体分解斜視図である。
【図１１】実施の形態２の積層型電池の基本構造を示す分解斜視図である。
【図１２】実施の形態２の積層型電池に用いられるセパレータの形状を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態２の積層型電池に用いられる負極板の形状を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態２の積層型電池に用いられる正極板の形状を示す斜視図である。
【図１５】実施の形態３の積層型電池の構造を示す全体斜視図である。
【図１６】実施の形態３の積層型電池の構造を示す全体分解斜視図である。
【図１７】実施の形態３の積層型電池の基本構造を示す分解斜視図である。
【図１８】実施の形態３の積層型電池に用いられるセパレータの形状を示す斜視図である。
【図１９】実施の形態３の積層型電池に用いられる負極板の形状を示す斜視図である。
【図２０】実施の形態３の積層型電池に用いられる正極板の形状を示す斜視図である。
【図２１】他の実施の形態の積層型電池の構造を示す全体分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に基づいた積層型電池の各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。図においては、構造の理解を容易にするために、一部比率を異ならせて記載している。
【００１４】
積層型電池の一例として以下では、水系電池の実施の形態について説明する。水系電池とは、電解液にアルカリ性電解液等の水溶液が用いられた電池である。水系とは「プロトン性」の意であり、非水系とは「非プロトン性」の意である。「プロトン性」溶媒とは、分子が解離することにより、水素イオン（プロトン）を放出する溶媒を意味する。「非プロトン性」溶媒とは、プロトンを放出しない溶媒である。たとえば、アルコールは有機溶媒であるが、プロトンを放出するので「プロトン性」溶媒に含まれる。リチウムイオン電池の電解液溶媒は、単なる有機溶媒ではなく、分子の中にプロトンが取れる部分がなく、「非プロトン性」溶媒である。
【００１５】
説明において、矢印Ｚ１，Ｚ２，Ｘ，Ｙが示す方向のうち、矢印Ｚ１（第１方向），Ｚ２（第２方向）は、後述する電極体３の正極板４０、負極板４２、およびセパレータ４１が積層される積層方向を意味し、矢印Ｘ，Ｙは、矢印Ｚ１，Ｚ２に対して直交する側方を示す。矢印Ｘおよび矢印Ｙは相互に直交する方向である。
【００１６】
（実施の形態１：積層型電池１）
図１から図４を参照して、本実施の形態の積層型電池１の概略構成について説明する。図１は、積層型電池１の構造を示す全体斜視図、図２は、積層型電池１の構造を示す全体分解斜視図、図３は、集電筐体５および電極体３の構造を示す分解斜視図、図４は、電極体３の構造を示す分解斜視図である。
【００１７】
積層型電池１は、いずれも同一の構造を有する第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃを含む。これらの集電筐体を積み重ねることにより、筐体２が構成される。筐体２の内部には、電極体として、第１電極体３Ａおよび第２電極体３Ｂが収容されている。筐体２は略直方体形状である。
【００１８】
第１集電筐体５Ａは、第１電極体３Ａから見て第２電極体３Ｂが位置する側とは反対のＺ１方向側に配置されている。第２集電筐体５Ｂは、第１電極体３Ａと第２電極体３Ｂとの間に配置され、第１集電筐体５Ａに対して電気的に絶縁されている。第３集電筐体５Ｃは、第２電極体３Ｂから見て第２集電筐体５Ｂが位置する側とは反対のＺ２方向側に配置され、第２集電筐体５Ｂに対して電気的に絶縁されている。
【００１９】
つまり、第１集電筐体５Ａと第２集電筐体５Ｂとの間に絶縁部材を介在させて互いに結合してその内部空間に第１電極体３Ａが収容され、第２集電筐体５Ｂと第３集電筐体５Ｃとの間に絶縁部材を介在させて互いに結合してその内部空間に第２電極体３Ｂが収容されている。第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃは、金属ＮｉまたはＮｉめっき鋼鈑によって形成されている。
【００２０】
（集電筐体および電極体の構造）
図３および図４を参照して、集電筐体および電極体の構造について説明する。第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃは同一の形態を有し、第１電極体３Ａおよび第２電極体３Ｂも同一の形態を有している。よって、図３および図４では、集電筐体５および電極体３として、その構造を説明する。
【００２１】
集電筐体５は、長方形形状を有し電極体３に対向する対向部１０と、対向部１０の縁部からＺ２方向側に位置する電極体３の対向する一対の第１側部を覆うようにＺ２方向側に延び、その内面が電極体３の正極板４０の端辺５２，５３に電気的に接続される一対の第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２と、対向部１０の縁部からＺ１方向側に位置する電極体３の対向する一対の第２側部を覆うようにＺ１方向側に延び、その内面が負極板４２の端辺５６，５７に電気的に接続される一対の第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２と、を備えている。
【００２２】
第１正極側壁部１１の縁部には、絶縁部材としてのガスケット１３が接着剤等を用いて固定され、第２正極側壁部１２の縁部には、絶縁部材としてのガスケット１４が接着剤等を用いて固定されている。
【００２３】
第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２は、対向部１０の縁部からＺ２方向側に向けて延びており、第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２は、互いに対向するように配置されている。
【００２４】
第１正極側壁部１１は、縁部２１と縁部２２とを接続する縁部２０とを含む。縁部２１には加締め片２３が形成されており、縁部２２には加締め片２４が設けられている。縁部２０には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１３が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１３は、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００２５】
第２正極側壁部１２は、縁部２６と縁部２７とを接続する縁部２５とを含む。縁部２６には加締め片２８が形成されており、縁部２７には加締め片２９が設けられている。縁部２５には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１４が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１４は、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００２６】
第１負極側壁部３１は、縁部３３と縁部３４とを接続する縁部３５を含む。縁部３３、縁部３４、および、縁部３５には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１５が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１５には、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００２７】
第２負極側壁部３２は、縁部３６と縁部３７とを接続する縁部３８を含む。縁部３６、縁部３７、および、縁部３８には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１６が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１６には、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００２８】
上記構成を有する第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃは、いずれも集電筐体５と同一形状であり、図１に示すように、第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃを組み合わせて筐体２を形成する際には、加締め片２３，２４，２８，２９が側辺３６，３３，３７，３４と共に加締められる。
【００２９】
このように第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃが一体化されたときにおいても、ガスケット１３，１４，１５，１６によって、第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃの絶縁性は確保されている。
【００３０】
（電極体３の構成）
次に、電極体３の構成について説明する。電極体３は、正極板４０と負極板４２との間にセパレータ４１を介在させながら、複数の正極板４０および複数の負極板４２が交互に積層されている。本実施の形態においては、図３に示すように、セパレータ４１を介在させつつ正極板４０および負極板４２が交互に複数積層されている。
【００３１】
正極板４０は、板状形状を有する。正極板４０は、正極活物質を有する。正極活物質としては、たとえば水酸化ニッケルを用いることができる。正極板４０は、一例として、水酸化ニッケルを主体として含むペーストを、基板上に塗布された構成を有する。
【００３２】
負極板４２は、板状形状を有する。負極板４２は、負極活物質を有する。負極活物質としては、たとえば水素吸蔵合金を用いることができる。負極板４２は、一例として、水素吸蔵合金を主体として含むペーストを、基板上に塗布された構成を有する。
【００３３】
正極板４０および負極板４２を構成する基板としては、たとえば多孔性を有する導電性部材を用いることができる。多孔性を有する導電性部材として、たとえば発泡ニッケルシートを用いることができる。
【００３４】
セパレータ４１は、正極板４０および負極板４２の短絡を防止しつつ、電解液を保持する。セパレータ４１としては、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。セパレータ４１としては、たとえば、ポリオレフィン系不織布を採用することができる。電解液としては、たとえば、ニッケル水素電池に一般的に使用されるアルカリ系水溶液、ＫＯＨ水溶液を採用することができる。
【００３５】
電極体３を構成する際には、予め電解液が含浸されたセパレータ４１を間に介在させつつ正極板４０および負極板４２を積層するが、電極体３が筐体２内に収容された後に、筐体２に設けられた注入孔（不図示）から電解液が筐体２の内部に注入されることが好ましい。電解液が注入された後には、注入孔は封止部材によって封止される。
【００３６】
図５から図７を参照して、筐体２に収容された電極体３の収容状態について説明する。図５は、積層方向から電極体を見たときの電極体の平面図、図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。
【００３７】
正極板４０は、セパレータ４１および負極板４２より側方（Ｘ方向）に張り出す張出部分５０，５１を含み、張出部分５０，５１は、端辺５２，５３を含む。端辺５２，５３は、電極体３の一対の第１側部を構成する。負極板４２は、セパレータ４１および正極板４０より側方（Ｙ方向）に張り出す張出部分５４，５５を含み、張出部分５４，５５は、端辺５６，５７を含む。端辺５６，５７は、電極体３の一対の第２側部を構成する。
【００３８】
正極板４０の端辺５３は、その全体が集電筐体５の第１正極側壁部１１に接触している。正極板４０の端辺５２は、その全体が集電筐体５の第２正極側壁部１２に接触している。
【００３９】
正極板４０は、セルメットおよび導電性接着剤等の導電性を有する柔軟性部材を介して第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に接続されていてもよい。または、溶接等によって第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に接続されていてもよい。
【００４０】
正極板４０は、第１方向における正極板４０の長さが、Ｘ方向における第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２の間の距離よりも若干大きく構成され、第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２の内表面に圧接させることで、第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に接続されてもよい。複数の正極板４０の両端を第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に圧接するようにすることで、各正極板４０と第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２との接触が確実となる。第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２は、正極用の集電体として機能する。
【００４１】
負極板４２の端辺５７は、その全体が第２集電筐体５Ｂの第１負極側壁部３１に接触している。負極板４２の端辺５６は、その全体が第２集電筐体５Ｂの第２負極側壁部３２に接触している。
【００４２】
負極板４２は、セルメットおよび導電性接着剤等の導電性を有する柔軟性部材を介して第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２に接続されていてもよい。または、溶接等によって第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２に接続されていてもよい。
【００４３】
負極板４２は、第１方向における負極板４２の長さが、Ｙ方向における第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２の間の距離よりも若干大きく構成され、第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２の内表面に圧接されることで、第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２に接続されてもよい。複数の負極板４２の両端を第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２に圧接させることで、各負極板４２と第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２との接触が確実となる。第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２は、負極用の集電体として機能する。
【００４４】
（作用・効果）
本実施の形態の積層型電池１の構成によれば、正極板４０および負極板４２の板辺を第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に接続する構成としている。これにより、電極体を貫通させるような集電体としての棒状の軸部の使用が不要となる。その結果、電極体に棒状の軸部を通過させるための貫通の加工が不要となる。
【００４５】
溶接やリード線を用いて複数の正極板４０と第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２とを接続する構成、複数の負極板４２と第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２とを接続する構成を省略できる。これらにより、製造工程を簡略化できるとともに製造コストを低減させることができる。
【００４６】
第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃは同一の形態を有する集電筐体５であることから、部品の共通化が図ることができる。また、Ｚ１，Ｚ２方向において、集電筐体５を両側に位置する２つの電極体３の通電手段として用いることができ、部品抵抗、部品点数、および重量を削減することができる。
【００４７】
第１正極側壁部１１、第２正極側壁部１２、第１負極側壁部３１、および、第２負極側壁部３２を集電体として機能させることにより、別途集電体を設ける必要がなくなるため、部品抵抗、部品点数、および重量を削減することができる。
【００４８】
正極用の集電体として機能する第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２と複数の正極板４０との接触面積、および負極用の集電体として機能する第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２との接触面積の拡大を図ることができる。
【００４９】
正極用の集電体として機能する第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２と複数の正極板４０との接触面積と、負極用の集電体として機能する第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２と複数の負極板４２との接触面積とを略同等とすることにより、正極板４０および負極板４２に流れる電流の偏りを抑制することができる。
【００５０】
正極板４０が筐体２の外殻の一部を構成する第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に直接接続され、負極板４２が筐体２の外殻の他の一部を構成する第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２に直接接続されることにより、正極板４０および負極板４２の冷却効率を高めることができる。
【００５１】
正極板４０および負極板４２の端辺を第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２に接続することで、正極板４０および負極板４２に対する制振効果を得ることもできる。
【００５２】
この積層型電池１においては、３つの集電筐体で２つの電極体を挟み込む構成を採用しているが、４つの集電筐体で３つの電極体を挟み込む構成、および、それ以上の積層構造を採用してもよい。
【００５３】
なお、上記実施の形態における積層型電池１においては、第１集電筐体５Ａ、第２集電筐体５Ｂ、および、第３集電筐体５Ｃに同じ形態の集電筐体５を用いる場合について説明しているが、たとえば、図８に示すように、第１集電筐体５Ａには、一対の第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２を設けず、第３集電筐体５Ｃには、一対の第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２を設けていない積層型電池１Ａの構成を採用することも可能である。
【００５４】
（実施の形態２：積層型電池１００）
図９から図１４を参照して、実施の形態２の積層型電池１００について説明する。図９は、積層型電池１００の構造を示す全体斜視図、図１０は、積層型電池１００の構造を示す全体分解斜視図、図１１は、積層型電池１００の基本構造を示す分解斜視図、図１２は、積層型電池１００に用いられるセパレータ１４１の形状を示す斜視図、図１３は、積層型電池１００に用いられる負極板１４２の形状を示す斜視図、図１４は、積層型電池１００に用いられる正極板１４０の形状を示す斜視図である。
【００５５】
この積層型電池１００の構造は、上述した実施の形態１の積層型電池１と基本的な構成は同じであるが、電極体の積層方向から見た場合の形状が、実施の形態１の積層型電池１は矩形形状であったが、本実施の形態の積層型電池１００は、正八角形形状である点で相違している。
【００５６】
積層型電池１００は、いずれも同一の構造を有する第１集電筐体１０５Ａ、第２集電筐体１０５Ｂ、および、第３集電筐体１０５Ｃを含む。これらの集電筐体を積み重ねることにより、筐体１０２が構成される。筐体１０２の内部には、電極体として、第１電極体１０３Ａおよび第２電極体１０３Ｂが収容されている。筐体１０２は正八角柱形状である。
【００５７】
矢印Ｚ１，Ｚ２方向において、第１集電筐体１０５Ａは、第１電極体１０３Ａから見て第２電極体１０３Ｂが位置する側とは反対のＺ１方向側に配置されている。第２集電筐体１０５Ｂは、第１電極体１０３Ａと第２電極体１０３Ｂとの間に配置され、第１集電筐体１０５Ａに対して電気的に絶縁されている。第３集電筐体１０５Ｃは、第２電極体１０３Ｂから見て第２集電筐体１０５Ｂが位置する側とは反対のＺ２方向側に配置され、第２集電筐体１０５Ｂに対して電気的に絶縁されている。
【００５８】
つまり、第１集電筐体１０５Ａと第２集電筐体１０５Ｂとの間に絶縁部材を介在させて互いに結合してその内部空間に第１電極体１０３Ａが収容され、第２集電筐体１０５Ｂと第３集電筐体１０５Ｃとの間に絶縁部材を介在させて互いに結合してその内部空間に第２電極体１０３Ｂが収容されている。第１集電筐体１０５Ａ、第２集電筐体１０５Ｂ、および、第３集電筐体１０５Ｃは、金属ＮｉまたはＮｉめっき鋼鈑によって形成されている。
【００５９】
（集電筐体および電極体の構造）
図１１から図１４を参照して、集電筐体および電極体の構造について説明する。第１集電筐体１０５Ａ、第２集電筐体１０５Ｂ、および、第３集電筐体１０５Ｃは同一の形態を有し、第１電極体１０３Ａおよび第２電極体１０３Ｂも同一の形態を有している。よって、図１１から図１４では、集電筐体１０５および電極体１０３として、その構造を説明する。
【００６０】
集電筐体１０５は、正八角形形状を有する対向部１１０と、対向部１１０の８つの辺のうち、９０°ピッチで離れた箇所に位置する２つの第１正極側壁部１１１と、この対向部１１０の縁部に接続された２つの第２正極側壁部１１２と、対向部１１０の８つの辺のうち、９０°ピッチで離れた異なる箇所に位置する２つの第１負極側壁部１３１と、この対向部１１０の縁部に接続された２つの第２負極側壁部１３２とを含む。
【００６１】
第１正極側壁部１１１の縁部には、絶縁部材としてのガスケット１１３が接着剤等を用いて固定されている。第２正極側壁部１１２の縁部には、絶縁部材としてのガスケット１１４が接着剤等を用いて固定されている。
【００６２】
２つの第１正極側壁部１１１および２つの第２正極側壁部１１２は、対向部１１０の縁部からＺ２方向側に向けて延びており、第１正極側壁部１１１および第２正極側壁部１１２は、互いに対向するように配置されている。
【００６３】
第１正極側壁部１１１は、縁部１２１と縁部１２２とを接続する縁部１２０を含む。縁部１２１には加締め片１２３が形成されており、縁部１２２には加締め片１２４が設けられている。縁部１２０には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１１３が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１１３は、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００６４】
第２正極側壁部１１２は、縁部１２６と縁部１２７とを接続する縁部１２５を含む。縁部１２６には加締め片１２８が形成されており、縁部１２７には加締め片１２９が設けられている。縁部１２５には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１１４が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１１４は、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００６５】
第１負極側壁部１３１は、縁部１３３と縁部１３４とを接続する縁部１３５を含む。縁部１３３、縁部１３４、および、縁部１３５には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１１５が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１１５には、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００６６】
第２負極側壁部１３２は、縁部１３６と縁部１３７とを接続する縁部１３８を含む。縁部１３６、縁部１３７、および、縁部１３８には、上記したように絶縁部材としてのガスケット１１６が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット１１６には、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００６７】
上記構成を有する第１集電筐体１０５Ａ、第２集電筐体１０５Ｂ、および、第３集電筐体１０５Ｃを組み合わせて筐体１０２を形成する際には、加締め片１２３，１２４，１２８，１２９が縁部１３６，１３３，１３７，１３４と共に加締められる。
【００６８】
このように第１集電筐体１０５Ａ、第２集電筐体１０５Ｂ、および、第３集電筐体１０５Ｃが一体化されたときにおいても、ガスケット１１３，１１４，１１５，１１６によって、第１集電筐体１０５Ａ、第２集電筐体１０５Ｂ、および、第３集電筐体１０５Ｃの絶縁性は確保されている。
【００６９】
（電極体１０３の構成）
図１１から図１４を参照して、電極体１０３の構成について説明する。
【００７０】
セパレータ１４１は、正八角形形状を有している。セパレータ１４１は、正極板１４０および負極板１４２の短絡を防止しつつ、電解液を保持する。セパレータ１４１としては、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。セパレータ１４１としては、たとえば、ポリオレフィン系不織布を採用することができる。電解液としては、たとえば、ニッケル水素電池に一般的に使用されるアルカリ系水溶液、ＫＯＨ水溶液を採用することができる。
【００７１】
電極体１０３は、正極板１４０と負極板１４２との間にセパレータ１４１を介在させながら、複数の正極板１４０および複数の負極板１４２が交互に積層されている。
【００７２】
負極板１４２は、十字型の板状形状を有する。負極板１４２は、４つの端辺１５６，１５７，１５８，１５９を有する。負極板１４２は、負極活物質を有する。負極活物質としては、たとえば水素吸蔵合金を用いることができる。負極板１４２は、一例として、水素吸蔵合金を主体として含むペーストを、基板上に塗布された構成を有する。
【００７３】
正極板１４０は、十字型の板状形状を有する。正極板１４０は、４つの端辺１５２，１５３，１５４，１５５を有する。負極板１４２に対しては、積層方向から見て、４５°回転した状態で積み重ねられる。正極板１４０は、正極活物質を有する。正極活物質としては、たとえば水酸化ニッケルを用いることができる。正極板１４０は、一例として、水酸化ニッケルを主体として含むペーストを、基板上に塗布された構成を有する。
【００７４】
正極板１４０および負極板１４２の機能は、実施の形態１の場合と同様であり、重複する説明は繰り返さない。
【００７５】
本実施の形態における積層型電池１００においても、実施の形態１の図８で示したように、第１集電筐体１０５Ａには、一対の第１負極側壁部１３１および第２負極側壁部１３２を設けず、第３集電筐体５Ｃには、一対の第１正極側壁部１１１および第２正極側壁部１１２を設けていない積層型電池の構成を採用することも可能である。
【００７６】
（作用・効果）
上記構成を有する積層型電池１００において、断面構造で見た場合の筐体１０２に収容された電極体１０３の収容状態は、図６および図７に示した実施の形態１の構成と同様となる。よって、本実施の形態における積層型電池１００によっても、実施の形態１の積層型電池１と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
（実施の形態３：積層型電池２００）
図１５から図２０を参照して、実施の形態３の積層型電池２００について説明する。図１５は、積層型電池２００の構造を示す全体斜視図、図１６は、積層型電池２００の構造を示す全体分解斜視図、図１７は、積層型電池２００の基本構造を示す分解斜視図、図１８は、積層型電池に用いられるセパレータ２４１の形状を示す斜視図、図１９は、積層型電池２００に用いられる負極板２４２の形状を示す斜視図、図２０は、積層型電池２００に用いられる正極板２４０の形状を示す斜視図である。
【００７８】
この積層型電池２００の構造は、上述した実施の形態１の積層型電池１と基本的な構成は同じであるが、電極体の積層方向から見た場合の形状が、実施の形態１の積層型電池１は矩形形状であったが、本実施の形態の積層型電池２００は、円筒形形状である点で相違している。
【００７９】
積層型電池２００は、いずれも同一の構造を有する第１集電筐体２０５Ａ、第２集電筐体２０５Ｂ、および、第３集電筐体２０５Ｃを含む。これらの集電筐体を積み重ねることにより、筐体２０２が構成される。筐体２０２の内部には、電極体として、第１電極体２０３Ａおよび第２電極体２０３Ｂが収容されている。筐体２０２は正八角柱形状である。
【００８０】
矢印Ｚ１，Ｚ２方向において、第１集電筐体２０５Ａは、第１電極体２０３Ａから見て第２電極体２０３Ｂが位置する側とは反対のＺ１方向側に配置されている。第２集電筐体２０５Ｂは、第１電極体２０３Ａと第２電極体２０３Ｂとの間に配置され、第１集電筐体２０５Ａに対して電気的に絶縁されている。第３集電筐体２０５Ｃは、第２電極体２０３Ｂから見て第２集電筐体２０５Ｂが位置する側とは反対のＺ２方向側に配置され、第２集電筐体２０５Ｂに対して電気的に絶縁されている。
【００８１】
つまり、第１集電筐体２０５Ａと第２集電筐体２０５Ｂとの間に絶縁部材を介在させて互いに結合してその内部空間に第１電極体２０３Ａが収容され、第２集電筐体２０５Ｂと第３集電筐体２０５Ｃとの間に絶縁部材を介在させて互いに結合してその内部空間に第２電極体２０３Ｂが収容されている。第１集電筐体２０５Ａ、第２集電筐体２０５Ｂ、および、第３集電筐体２０５Ｃは、金属ＮｉまたはＮｉめっき鋼鈑によって形成されている。
【００８２】
（集電筐体および電極体の構造）
図１７から図２０を参照して、集電筐体および電極体の構造について説明する。第１集電筐体２０５Ａ、第２集電筐体２０５Ｂ、および、第３集電筐体２０５Ｃは同一の形態を有し、第１電極体２０３Ａおよび第２電極体２０３Ｂも同一の形態を有している。よって、図１７から図２０では、集電筐体２０５および電極体２０３として、その構造を説明する。
【００８３】
集電筐体２０５は、円形形状を有する対向部２１０と、対向部２１０の円周縁部において、約９０°の円周長において、対向配置される第１正極側壁部２１１および第２正極側壁部２１２と、９０°ピッチで離れた異なる箇所に位置する第１負極側壁部２３１と、対向部２１０の縁部に接続された第２負極側壁部２３２とを含む。
【００８４】
第１正極側壁部２１１の縁部には、絶縁部材としてのガスケット２１３が接着剤等を用いて固定されている。第２正極側壁部２１２の縁部には、絶縁部材としてのガスケット２１４が接着剤等を用いて固定されている。
【００８５】
第１正極側壁部２１１および第２正極側壁部２１２は、対向部２１０の縁部からＺ２方向側に向けて延びており、第１正極側壁部２１１および第２正極側壁部２１２は、互いに対向するように配置されている。
【００８６】
第１正極側壁部２１１は、縁部２２１と縁部２２２とを接続する縁部２２０を含む。縁部２２１には加締め片２２３が形成されており、縁部２２２には加締め片２２４が設けられている。縁部２２０には、上記したように絶縁部材としてのガスケット２１３が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット２１３は、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００８７】
第２正極側壁部２１２は、縁部２２６と縁部２２７とを接続する縁部２２５を含む。縁部２２６には加締め片２２８が形成されており、縁部２２７には加締め片２２９が設けられている。縁部２２５には、上記したように絶縁部材としてのガスケット２１４が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット２１４は、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００８８】
第１負極側壁部２３１は、縁部２３３と縁部２３４とを接続する縁部２３５を含む。縁部２３３、縁部２３４、および、縁部２３５には、上記したように絶縁部材としてのガスケット２１５が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット２１５には、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００８９】
第２負極側壁部２３２は、縁部２３６と縁部２３７とを接続する縁部２３８を含む。縁部２３６、縁部２３７、および、縁部２３８には、上記したように絶縁部材としてのガスケット２１６が接着剤等を用いて固定されている。ガスケット２１６には、絶縁性の樹脂材料等が用いられている。
【００９０】
上記構成を有する第１集電筐体２０５Ａ、第２集電筐体２０５Ｂ、および、第３集電筐体２０５Ｃを組み合わせて筐体２０２を形成する際には、加締め片２２３，２２４，２２８，２２９が縁部２３６，２３３，２３７，２３４と共に加締められる。
【００９１】
このように第１集電筐体２０５Ａ、第２集電筐体２０５Ｂ、および、第３集電筐体２０５Ｃが一体化されたときにおいても、ガスケット２１３，２１４，２１５，２１６によって、第１集電筐体２０５Ａ、第２集電筐体２０５Ｂ、および、第３集電筐体２０５Ｃの絶縁性は確保されている。
【００９２】
（電極体２０３の構成）
図１８から図２０を参照して、電極体２０３の構成について説明する。
【００９３】
セパレータ２４１は、円形形状を有している。セパレータ２４１は、正極板２４０および負極板２４２の短絡を防止しつつ、電解液を保持する。セパレータ２４１としては、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。セパレータ２４１としては、たとえば、ポリオレフィン系不織布を採用することができる。電解液としては、たとえば、ニッケル水素電池に一般的に使用されるアルカリ系水溶液、ＫＯＨ水溶液を採用することができる。
【００９４】
電極体２０３は、正極板２４０と負極板２４２との間にセパレータ２４１を介在させながら、複数の正極板２４０および複数の負極板２４２が交互に積層されている。
【００９５】
負極板２４２は、略長方形形状を有する。長辺側は直線であるが、短辺側は、筐体２０２の円形形状に沿う湾曲形状の端辺２５６，２５７を有する。負極板２４２は、負極活物質を有する。負極活物質としては、たとえば水素吸蔵合金を用いることができる。負極板２４２は、一例として、水素吸蔵合金を主体として含むペーストを、基板上に塗布された構成を有する。
【００９６】
正極板２４０は、略長方形形状を有する。長辺側は直線であるが、短辺側は、筐体２０２の円形形状に沿う湾曲形状の端辺２５２，２５３を有する。負極板２４２に対しては、積層方向から見て、９０°回転した状態で積み重ねられる。正極板２４０は、正極活物質を有する。正極活物質としては、たとえば水酸化ニッケルを用いることができる。正極板２４０は、一例として、水酸化ニッケルを主体として含むペーストを、基板上に塗布された構成を有する。
【００９７】
正極板２４０および負極板２４２の機能は、実施の形態１の場合と同様であり、重複する説明は繰り返さない。
【００９８】
本実施の形態における積層型電池２００においても、実施の形態１の図８で示したように、第１集電筐体２０５Ａには、一対の第１負極側壁部２３１および第２負極側壁部２３２を設けず、第３集電筐体２０５Ｃには、一対の第１正極側壁部１１１および第２正極側壁部２１２を設けていない積層型電池の構成を採用することも可能である。
【００９９】
（作用・効果）
上記構成を有する積層型電池２００において、断面構造で見た場合の筐体２０２に収容された電極体２０３の収容状態は、図６および図７に示した実施の形態１の構成と同様となる。よって、本実施の形態における積層型電池２００によっても、実施の形態１の積層型電池１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１００】
（他の実施の形態：積層型電池３００）
図２１を参照して、他の実施の形態における積層型電池３００について説明する。図２１は、積層型電池３００の構造を示す全体分解斜視図である。
【０１０１】
上記各実施の形態において、たとえば、図３に示したように、実施の形態１における集電筐体５は、対向部１０の縁部において、第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２は、Ｙ方向に沿って対向しＺ１方向に向かって延びるように設けられ、第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２は、正極側壁部が設けられていない対向部１０の縁部において、第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２は、Ｘ方向に沿って対向しＺ１方向とは反対のＺ２方向に向かって延びるように設けられているが、必ずしもこの構成に限定されない。
【０１０２】
図２１に示すような、第１集電筐体５Ａおよび第２集電筐体５Ｂの構成を採用することもある。電極体３に対してＺ１方向側に位置する第１集電筐体５Ａは、対向部１０の縁部において、Ｙ方向に沿って第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２と、第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２とが設けられている。電極体３に対してＺ２方向側に位置する第２集電筐体５Ｂは、対向部１０の縁部において、Ｘ方向に沿って第１正極側壁部１１および第２正極側壁部１２と、第１負極側壁部３１および第２負極側壁部３２とが設けられている。この構成によっても、実施の形態１の構成の場合と同様に、各集電筐体間での絶縁性は確保され、実施の形態１の積層型電池１と同様の作用効果を得ることができる。実施の形態２に示した積層型電池１００、および、実施の形態３に示した積層型電池２００においても、同様である。
【０１０３】
以上、上記各実施の形態においては、外観形態として、直方体、正八角柱、円柱の場合について説明しているが、これらの外観形態に限定されることなく、その他の形態を用いて、この積層型電池を実施することが可能である。
【０１０４】
また、積層型電池において水系電池の場合について説明しているが、水系電池に限定されることはなく、正極板と負極板との間にセパレータを介在させながら、複数の正極板および複数の負極板が交互に積層された電極体を筐体に収納する構成を有する積層型電池に対しては広く、適用するこが可能である。
【０１０５】
上述した各実施の形態においては、積層型電池が、ニッケル水素電池である場合を例示して説明したが、これに限定されず、リチウムイオン電池、ニッケル亜鉛電池、ニカド電池等であってもよい。なお、リチウムイオン電池、ニッケル亜鉛電池、ニカド電池の場合には、正極板、負極板、セパレータ、および、電解液を構成する部材としては、各電池の種類に応じて適宜選択することができる。
【０１０６】
以上、各実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本明細書に記載された積層型電池は、たとえば、車両、各種機器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１，１Ａ，１００，２００，３００  積層型電池、２，１０２，２０２  筐体、３，１０３，２０３  電極体、３Ａ，１０３Ａ，２０３Ａ  第１電極体、３Ｂ，１０３Ｂ，２０３Ｂ  第２電極体、５，１０５，２０５  集電筐体、５Ａ，５Ｅ，１０５Ａ，２０５Ａ  第１集電筐体、５Ｂ，５Ｆ，１０５Ｂ，２０５Ｂ  第２集電筐体、５Ｃ，１０５Ｃ，２０５Ｃ  第３集電筐体、１０  対向部、１１，１１１，２１１  第１正極側壁部、１２，１１２，２１２  第２正極側壁部、１３，１４，１５，１６，１１３，１１４，１１５，１１６，２１３，２１４，２１５，２１６  ガスケット、２０，２１，２２，２５，２６，２７，３５，３８，１２０，１２１，１２２，１２５，１２６，１２７，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７，１３８，２２０，２２１，２２２，２２５，２２６，２２７，２３３，２３４，２３５，２３６，２３７，２３８  縁部、２３，２４，２８，２９，１２３，１２４，１２８，１２９，２２３，２２４，２２８，２２９  加締め片、３１，１３１，２３１  第１負極側壁部、３２，１３２，２３２  第２負極側壁部、３３，３４，３６，３７  側辺、４０，１４０，２４０  正極板、４１，１４１，２４１  セパレータ、４２，１４２，２４２  負極板、５０，５１，５４，５５  張出部分、５２，５３，５６，５７，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１５８，１５９，２５２，２５３，２５６，２５７  端辺、１１０，２１０  第１対向部。
【図１】
2018045947.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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