(57)【要約】【課題】信頼性の高い電気化学セルを提供する。【解決手段】電池１は、正極体１１および負極体１２が積層された状態で捲回軸Ｐ回りに捲回された電極体１０と、電極体１０および電解質を収容する外装体２０と、電極体１０に接続され、電極体１０における捲回軸Ｐの軸方向の第１端部１０ａから延出する正極リード１３および負極リード１４と、電極体１０の第１端部１０ａと正極リード１３および負極リード１４との間に介在する絶縁部材４０と、を備える。【選択図】図２
2019067667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、
前記電極体および電解質を収容する外装体と、
前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、
前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、
を備えることを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記絶縁部材は、保液性を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記絶縁部材は、クッション性を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記絶縁部材には、前記リードが挿通される挿通部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記絶縁部材は、前記軸方向から見て外縁が前記正極体および前記負極体よりも前記所定軸に対して外側に設けられるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記外装体は、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、
前記外装体は、
前記第１部材と前記第２部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、
前記収容部の周囲において前記第１部材と前記第２部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、
を備え、
前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学セルは、各種デバイスの電源等に利用されている。電気化学セルの１つの形態として、例えば下記の特許文献１のような電池が提案されている。特許文献１に記載の電池は、発電要素と、発電要素を収納する電池容器と、電池容器に充填される非水系の電解質と、発電要素を外部回路と導通させるリード端子とを備え、発電要素が正極板、負極板およびセパレータを順に重ね合わせて長円渦状に巻くことにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８２５７４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、上記従来技術の電気化学セルにおいては、電池容器の内部でリード端子が発電要素の端部と接触する場合がある。この場合、正極板に接続されたリードが負極板に接触したり、負極板に接続したリードが正極板に接触したりすることで、電池容器の内部でショートが発生する可能性がある。これにより、電気化学セルの信頼性が低下するという課題がある。
【０００５】
そこで本発明は、信頼性の高い電気化学セルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、電極体の端部にリードが接触して導通することを絶縁部材により抑制できる。よって、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、信頼性の高い電気化学セルを提供できる。
【０００８】
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材は、保液性を有する、ことが望ましい。
【０００９】
本発明では、電極体は、所定軸回りに捲回されているので、軸方向の端部において正極体と負極体との層間が軸方向に開口している。絶縁部材は、電極体の端部とリードとの間に配置されるとともに保液性を有するので、電極体の端部から正極体と負極体との層間に電解液を供給可能な状態で電解液を保持できる。したがって、電極体の内部で電解液の不足が生じることを抑制でき、電気化学セルの特性を安定させることができる。
【００１０】
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材は、クッション性を有する、ことが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、絶縁部材がクッション性を有するので、電極体の端部に正極体および負極体の積層構造による凹凸が形成されていても、絶縁部材により外装体と電極体の端部との間を埋めることができる。これにより、外装体が柔軟な部材により形成されている場合に、電気化学セルの製造時の脱気後において、外装体が内部の負圧により型崩れすることを抑制できる。また、絶縁部材に接触する部材（例えば正極体や負極体、リード等）が傷つくことを抑制できる。
【００１２】
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材には、前記リードが挿通される挿通部が形成されている、ことが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、絶縁部材には、リードが挿通される貫通孔が形成されている。これにより、リードに対する絶縁部材の移動を規制できるので、リードおよび電極体に対する絶縁部材の位置ずれを抑制できる。したがって、電極体の端部にリードが接触することをより確実に抑制できる。
【００１４】
上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁部材は、前記軸方向から見て外縁が前記正極体および前記負極体よりも前記所定軸に対して外側に設けられるように形成されている、ことが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、正極体および負極体が軸方向に互いにずれやすい電極体の最外周部において、絶縁部材により正極体および負極体を被覆することができる。したがって、電極体の端部にリードが接触することをより確実に抑制できる。
【００１６】
上記の電気化学セルにおいて、前記外装体は、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、前記外装体は、前記第１部材と前記第２部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、前記収容部の周囲において前記第１部材と前記第２部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、を備え、前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、ことが望ましい。
【００１７】
本発明のように、周縁部が収容部の外面に沿うように折り曲げられた構成では、周縁部を折り曲げる際に収容部に力が加わり、収容部が絞られるように変形する場合がある。これにより、収容部に収容された電極体が押圧され、正極体および負極体が軸方向に互いにずれやすくなる。本発明によれば、電極体の端部とリードとの間に絶縁部材が介在するので、上述したように、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、周縁部が折り曲げられることで小型化され、かつ信頼性の高い電気化学セルを提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、信頼性の高い電気化学セルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る電池の斜視図である。
【図２】実施形態に係る電池の分解斜視図である。
【図３】実施形態に係る電池の縦断面図である。
【図４】実施形態の第１変形例に係る電池の斜視図である。
【図５】実施形態の第２変形例に係る電池の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また以下の説明では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という。）を例に挙げて説明する。
【００２１】
図１は、実施形態に係る電池の斜視図である。図２は、実施形態に係る電池の分解斜視図である。
図１および図２に示すように、電池１は、いわゆる小形円筒形の電池である。電池１は、正極体１１および負極体１２を含む電極体１０と、電極体１０および電解液（電解質）が収容された外装体２０と、電極体１０から延出するリード１３，１４（正極リード１３および負極リード１４）と、電極体１０とリード１３，１４との間に配置された絶縁部材４０と、を備えている。
【００２２】
図２に示すように、電極体１０は、円柱状に形成されている。電極体１０は、帯状の正極体１１および負極体１２が、セパレータ１５を介して積層された状態で、捲回軸Ｐ（所定軸）回りに捲回された構造を有している。すなわち、セパレータ１５は、正極体１１および負極体１２の層間に配置され、正極体１１と負極体１２とを絶縁している。電極体１０の最外周部には、セパレータ１５が配置されている。なお、図２に示す例では、電極体１０の積層構造を説明するために、電極体１０の外周面において正極体１１および負極体１２が露出しているが、電極体１０の外周面には全周に亘ってセパレータ１５が配置されていることが望ましい。電極体１０は、捲回軸Ｐの軸方向の一方側に位置する第１端部１０ａと、捲回軸Ｐの軸方向における第１端部１０ａとは反対側に位置する第２端部１０ｂと、を有している。なお、以下の説明では、捲回軸Ｐの軸方向を単に軸方向といい、捲回軸Ｐ回りに周回する方向を周方向といい、軸方向に直交する方向を径方向という。
【００２３】
正極体１１は、金属材料により形成された正極集電箔と、正極集電箔に塗工された正極活物質と、を備えている。正極集電箔は、例えばアルミニウムやステンレス等の金属箔により形成されている。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物である。
【００２４】
負極体１２は、金属材料により形成された負極集電箔と、負極集電箔に塗工された負極活物質と、を備えている。負極集電箔は、例えば銅やステンレス等の金属箔により形成されている。負極活物質は、例えば、シリコン酸化物やグラファイト、ハードカーボン、チタン酸リチウム、ＬｉＡｌ等である。軸方向において、負極体１２の寸法は、正極体１１の寸法よりも大きい。例えば、負極体１２は、軸方向両側の側縁が正極体１１よりも軸方向の外側に位置するように配置されている。
【００２５】
セパレータ１５は、リチウムイオンを通す特性を有する、例えばポリオレフィン製の樹脂ポーラスフィルムやガラス製不織布、樹脂製不織布、セルロース繊維の積層体等により形成されている。軸方向において、セパレータ１５の寸法は、負極体１２の寸法よりも大きい。例えば、セパレータ１５は、軸方向両側の側縁が正極体１１および負極体１２よりも軸方向の外側に位置するように配置されている。これにより、セパレータ１５は、正極体１１と負極体１２との接触を軸方向の全域で抑制している。
【００２６】
図１および図２に示すように、外装体２０は、第１シート２１（第１部材）および第２シート２２（第２部材）を重ね合わせて形成されている。外装体２０は、電極体１０を収容する収容部２３と、収容部２３の周囲に設けられた周縁部２４と、を備えている。収容部２３は、第１シート２１および第２シート２２により電極体１０を挟み、電極体１０の全体を覆っている。周縁部２４は、収容部２３の周囲において第１シート２１および第２シート２２が重なり合うことにより形成されている。周縁部２４は、収容部２３の内部を封止している。第１シート２１および第２シート２２は、周縁部２４において例えば熱融着等により接合されている。
【００２７】
第１シート２１および第２シート２２は、それぞれ柔軟なラミネートフィルムにより形成されている。ラミネートフィルムは、金属層（金属箔）と、重ね合わせ面（内側面）に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の融着層と、外側面に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の保護層と、を有する。金属層は、例えばステンレスやアルミニウム等の外気や水蒸気を遮断する金属材料を用いて形成されている。重ね合わせ面の融着層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。外側面の保護層は、例えば、上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成されている。
【００２８】
図２に示すように、第１シート２１には、有底円筒状に形成された第１ケース２５と、第１ケース２５の開口縁から第１ケース２５の径方向外側に向かって張り出す第１フランジ部２６と、が形成されている。第１シート２１は、第１ケース２５の内面にラミネートフィルムの融着層が位置するように形成されている。第１ケース２５の内径は、電極体１０の外径よりも大きくなっている。
【００２９】
第２シート２２には、有底円筒状に形成され第１ケース２５に向けて開口する第２ケース２７と、第２ケース２７の開口縁から第２ケース２７の径方向外側に向かって張り出す第２フランジ部２８と、が形成されている。第２シート２２は、第２ケース２７の内面にラミネートフィルムの融着層が位置するように形成されている。第２ケース２７は、第１シート２１の第１ケース２５と同軸に配置されている。例えば、第２ケース２７は、第１ケース２５よりも深く形成されている。第２ケース２７の内径は、第１ケース２５の内径と同等になっている。第２フランジ部２８の形状は、第１フランジ部２６の形状と略一致している。第２シート２２は、第２フランジ部２８を第１フランジ部２６に重ね合わせるようにして、第１シート２１に例えば熱融着等により接合されている。
【００３０】
図１および図２に示すように、収容部２３は、第１ケース２５および第２ケース２７により、軸方向の両端が閉塞された円筒状に形成されている。例えば、収容部２３の外径は１０ｍｍ程度に設定され、軸方向における収容部２３の寸法は６ｍｍ程度に設定されている。収容部２３の内部には、電極体１０が捲回軸Ｐを収容部２３の中心軸と略一致させた状態で配置されている。
【００３１】
周縁部２４は、第１フランジ部２６および第２フランジ部２８を重ね合わせて形成されている。周縁部２４は、収容部２３のうち第１ケース２５の開口縁、および第２ケース２７の開口縁を径方向の外側から全周に亘って取り囲んでいる。周縁部２４は、収容部２３から径方向に沿って突出するとともに周方向に沿って延びている。周縁部２４は、第１シート２１と第２シート２２との間に正極リード１３および負極リード１４を各別に保持する一対のリード保持部３１Ａ，３１Ｂと、周方向における一対のリード保持部３１Ａ，３１Ｂ間に設けられ、リード保持部３１Ａ，３１Ｂよりも径方向の幅の狭い幅狭部３２と、を備えている。各リード保持部３１Ａ，３１Ｂは、収容部２３を挟んで径方向で対向する位置に設けられている。
【００３２】
図２に示すように、正極リード１３は、アルミニウム等の金属材料により帯状に形成され、外装体２０の内部から外部へ引き出されている。正極リード１３は、一端部において正極体１１の正極集電箔に溶接等により取り付けられ、正極体１１に電気的に接続されている。正極リード１３は、正極体１１のうち電極体１０の捲回中心に近い側の端部に接続されている。なお、以下の説明では、正極リード１３のうち、正極体１１に取り付けられる一端部側を基端側とし、外装体２０の外部に引き出される側を先端側とする。正極リード１３は、電極体１０の第１端部１０ａにおける捲回軸Ｐに近い箇所から、軸方向における第１端部１０ａが面する側に延出している。
【００３３】
図３は、実施形態に係る電池の縦断面図である。
図３に示すように、正極リード１３は、基端側から先端側に向かって順に、電極体１０の第１端部１０ａから外装体２０の第１ケース２５の底壁に向かって延びる第１部分１３ａと、第１ケース２５の底壁と電極体１０の第１端部１０ａとの間を軸方向に交差する方向（本実施形態では径方向）に沿って延びる第２部分１３ｂと、第１ケース２５の周壁と電極体１０の外周面との間を軸方向に沿って延びる第３部分１３ｃと、外装体２０の周縁部２４において第１シート２１と第２シート２２との間を通って延びる第４部分１３ｄと、を備えている。
【００３４】
第２部分１３ｂは、一方の主面を第１ケース２５の底壁に向けるように、第１部分１３ａに対して曲がっている。第２部分１３ｂは、第１部分１３ａに対し、径方向、かつ捲回軸Ｐから離れる方向に向かって曲がっている。
【００３５】
第３部分１３ｃは、一対の主面を第１ケース２５の周壁および電極体１０の外周面に向けるように、第２部分１３ｂに対して曲がっている。第３部分１３ｃは、第２部分１３ｂに対し、軸方向における第１ケース２５の底壁から離間する方向に向かって曲がっている。
【００３６】
第４部分１３ｄは、両主面を軸方向に向けるように、第３部分１３ｃに対して曲がっている。第４部分１３ｄは、電極体１０から離間する方向に向かって径方向に沿って延びている。第４部分１３ｄは、外装体２０のリード保持部３１Ａにおいて第１シート２１と第２シート２２との間を通り、外装体２０の外側に延出している。
【００３７】
このように、正極リード１３は、電極体１０の第１端部１０ａから軸方向における第１端部１０ａが面する側に延出するとともに、外装体２０と電極体１０の第１端部１０ａとの間を軸方向に交差する方向に延びている。
【００３８】
図２に示すように、負極リード１４は、ステンレスやニッケル、銅等の金属材料により帯状に形成され、外装体２０の内部から外部へ引き出されている。負極リード１４は、一端部において負極体１２の負極集電箔に溶接等により取り付けられ、負極体１２に電気的に接続されている。負極リード１４は、負極体１２のうち電極体１０の捲回中心に近い側の端部に接続されている。なお、以下の説明では、負極リード１４のうち、負極体１２に取り付けられる一端部側を基端側とし、外装体２０の外部に引き出される側を先端側とする。負極リード１４は、電極体１０の第１端部１０ａにおける捲回軸Ｐを挟んで正極リード１３とは反対側から、軸方向における第１端部１０ａが面する側に延出している。
【００３９】
図３に示すように、負極リード１４は、基端側から先端側に向かって順に、電極体１０の第１端部１０ａから外装体２０の第１ケース２５の底壁に向かって延びる第１部分１４ａと、第１ケース２５の底壁と電極体１０の第１端部１０ａとの間を軸方向に交差する方向（本実施形態では径方向）に沿って延びる第２部分１４ｂと、第１ケース２５の周壁と電極体１０の外周面との間を軸方向に沿って延びる第３部分１４ｃと、外装体２０の周縁部２４において第１シート２１と第２シート２２との間を通って延びる第４部分１４ｄと、を備えている。
【００４０】
第２部分１４ｂは、一方の主面を第１ケース２５の底壁に向けるように、第１部分１４ａに対して曲がっている。第２部分１４ｂは、第１部分１４ａに対し、径方向、かつ捲回軸Ｐから離れる方向に向かって曲がっている。第２部分１４ｂは、正極リード１３の第２部分１３ｂとは捲回軸Ｐを挟んで反対側に配置されている。
【００４１】
第３部分１４ｃは、一対の主面を第１ケース２５の周壁および電極体１０の外周面に向けるように、第２部分１４ｂに対して曲がっている。第３部分１４ｃは、第２部分１４ｂに対し、軸方向における第１ケース２５の底壁から離間する方向に向かって曲がっている。
【００４２】
第４部分１４ｄは、両主面を軸方向に向けるように、第３部分１４ｃに対して曲がっている。第４部分１４ｄは、電極体１０から離間する方向に向かって径方向に沿って延びている。第４部分１４ｄは、外装体２０のリード保持部３１Ｂにおいて第１シート２１と第２シート２２との間を通り、外装体２０の外側に延出している。
【００４３】
このように、負極リード１４は、電極体１０の第１端部１０ａから軸方向における第１端部１０ａが面する側に延出するとともに、外装体２０と電極体１０の第１端部１０ａとの間を軸方向に交差する方向に延びている。
【００４４】
第１フランジ部２６および第２フランジ部２８と各リード１３，１４との間には、シーラントフィルム１７がそれぞれ介在している。シーラントフィルム１７は、例えばポリオレフィンやポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなるフィルム材である。シーラントフィルム１７は、一対の前記フィルム材によって、各リード１３，１４をそれぞれの厚み方向の両側から挟んでいる。シーラントフィルム１７は、第１シート２１および第２シート２２に溶着されて固定されている。
【００４５】
絶縁部材４０は、電極体１０の第１端部１０ａと、正極リード１３および負極リード１４と、の間に介在している。絶縁部材４０は、例えば板状またはシート状に形成された部材である。絶縁部材４０は、電機絶縁性および電解液に対する不溶性を有する材料により形成されている。例えば、絶縁部材４０は、セパレータ１５として用いることが可能な材料により形成されている。絶縁部材４０は、保液性およびクッション性を有する。なお、クッション性とは、接触する他の物体の形状に追随して変形可能な性質である。絶縁部材４０は、例えばポリオレフィン等の樹脂製不織布や、ガラス製不織布等により形成されている。
【００４６】
図２に示すように、絶縁部材４０は、軸方向から見て、電極体１０の第１端部１０ａと、正極リード１３の第２部分１３ｂおよび負極リード１４の第２部分１４ｂと、に重なるように設けられている。本実施形態では、絶縁部材４０は、中心に貫通孔４１（挿通部）が形成された円板状に形成されている。絶縁部材４０は、電極体１０と同軸に配置されている。貫通孔４１には、正極リード１３の第１部分１３ａおよび負極リード１４の第１部分１４ａが挿通されている。絶縁部材４０の外周縁（外縁）は、軸方向から見て正極体１１および負極体１２よりも捲回軸Ｐに対して径方向の外側に設けられている。すなわち、絶縁部材４０の外周縁は、正極体１１および負極体１２の最外周部よりも捲回軸Ｐから離れた位置または同じ位置に設けられている。絶縁部材４０は、電極体１０の第１端部１０ａの略全体を覆っている。絶縁部材４０の外径は、電極体１０の外径と略一致している。
【００４７】
このように、本実施形態では、電極体１０の第１端部１０ａと正極リード１３および負極リード１４との間には絶縁部材４０が介在する構成とした。
電極体１０が正極体１１、負極体１２およびセパレータ１５を積層した状態で捲回することにより形成される場合、電極体１０の捲回中心から外周部に向かうに従い、正極体１１、負極体１２およびセパレータ１５が軸方向に互いにずれやすい。これにより、軸方向における電極体１０の端部（例えば第１端部１０ａ）において、正極体１１および負極体１２のうち少なくとも一方がセパレータ１５よりも軸方向に突出する可能性がある。
本実施形態によれば、電極体１０の第１端部１０ａに正極リード１３および負極リード１４のうち少なくとも一方が接触して導通することを絶縁部材４０により抑制できる。よって、正極体１１が電極体１０の第１端部１０ａにおいて負極リード１４に接触してショートすること、および負極体１２が電極体１０の第１端部１０ａにおいて正極リード１３に接触してショートすることを抑制できる。したがって、信頼性の高い電池１を提供できる。
【００４８】
また、本実施形態では、電極体１０は捲回軸Ｐ回りに捲回されているので、第１端部１０ａおよび第２端部１０ｂのそれぞれにおいて正極体１１と負極体１２との層間が軸方向に開口している。本実施形態によれば、絶縁部材４０が電極体１０の第１端部１０ａと正極リード１３および負極リード１４との間に配置されるとともに保液性を有するので、電極体１０の第１端部１０ａから正極体１１と負極体１２との層間に電解液を供給可能な状態で電解液を保持できる。このため、外装体２０の内部で電解液の不足が生じることを抑制でき、電池１の特性を安定させることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、絶縁部材４０がクッション性を有するので、電極体１０の第１端部１０ａに正極体１１、負極体１２およびセパレータ１５の積層構造による凹凸が形成されていても、絶縁部材４０により外装体２０と電極体１０の第１端部１０ａとの間を埋めることができる。これにより、電池１の製造時の脱気後において、柔軟なラミネートフィルムにより形成された外装体２０が内部の負圧により型崩れすることを抑制できる。また、絶縁部材４０に接触する部材（例えば正極体１１や負極体１２、セパレータ１５、正極リード１３、負極リード１４等）が傷つくことを抑制できる。
【００５０】
また、本実施形態では、絶縁部材４０には、正極リード１３および負極リード１４が挿通される貫通孔４１が形成されている。これにより、正極リード１３および負極リード１４に対する絶縁部材４０の移動を規制できるので、正極リード１３、負極リード１４および電極体１０に対する絶縁部材４０の位置ずれを抑制できる。したがって、電極体１０の第１端部１０ａに正極リード１３および負極リード１４のうち少なくとも一方が接触することをより確実に抑制できる。
【００５１】
また、本実施形態では、絶縁部材４０の外周縁は、軸方向から見て正極体１１および負極体１２よりも捲回軸Ｐに対して外側に設けられている。これにより、正極体１１、負極体１２およびセパレータ１５が軸方向に互いにずれやすい電極体１０の最外周部において、正極体１１および負極体１２を絶縁部材４０により被覆することができる。したがって、電極体１０の第１端部１０ａに正極リード１３および負極リード１４が接触することをより確実に抑制できる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、外装体２０の周縁部２４は、収容部２３から径方向に沿って突出しているが、これに限定されない。
図４は、実施形態の第１変形例に係る電池の斜視図である。
図４に示すように、周縁部２４は、収容部２３の外周面に沿うように折り曲げられていてもよい。この場合、周縁部２４は、例えば第１シート２１の第１フランジ部２６と第２シート２２の第２フランジ部２８とを熱融着した後、絞り成形によって折り曲げられる。
【００５３】
このように、周縁部２４が収容部２３の外面に沿うように折り曲げられた構成では、周縁部２４を折り曲げる際に収容部２３に力が加わり、収容部２３が絞られるように変形する。これにより、収容部２３に収容された電極体１０が変形して、正極体１１、負極体１２およびセパレータ１５が軸方向に互いにずれやすくなる（図２参照）。このため、電極体１０の第１端部１０ａと正極リード１３および負極リード１４との間に絶縁部材４０を介在させることで、上記実施形態と同様に、正極体１１が電極体１０の第１端部１０ａにおいて負極リード１４に接触してショートすること、および負極体１２が電極体１０の第１端部１０ａにおいて正極リード１３に接触してショートすることを抑制できる。したがって、周縁部２４が折り曲げられることで小型化され、かつ信頼性の高い電池１を提供できる。
【００５４】
また、上記実施形態の電池１では、正極リード１３および負極リード１４が電極体１０の第１端部１０ａから延出しているが、これに限定されない。
図５は、実施形態の第２変形例に係る電池の縦断面図である。
例えば図５に示す電池１０１のように、正極リード１３が電極体１０の第１端部１０ａから延出し、負極リード１４が電極体１０の第２端部１０ｂから延出していてもよい。この場合、第１の絶縁部材４０Ａは、電極体１０の第１端部１０ａと正極リード１３の第２部分１３ｂとの間に介在している。第１の絶縁部材４０Ａは、軸方向から見て、電極体１０の第１端部１０ａと、正極リード１３の第２部分１３ｂと、に重なるように設けられている。また、第２の絶縁部材４０Ｂは、電極体１０の第２端部１０ｂと負極リード１４の第２部分１４ｂとの間に介在している。第２の絶縁部材４０Ｂは、軸方向から見て、電極体１０の第２端部１０ｂと、負極リード１４の第２部分１４ｂと、に重なるように設けられている。
【００５５】
このように、一対のリード１３，１４が電極体１０の異なる端部１０ａ，１０ｂから延出する構成であっても、一対のリード１３，１４と、電極体１０の端部１０ａ，１０ｂと、の間に絶縁部材４０Ａ，４０Ｂをそれぞれ介在させることで、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５６】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、絶縁部材４０が円板状に形成され、電極体１０の第１端部１０ａの略全体を覆っているが、これに限定されない。絶縁部材は、少なくとも軸方向から見て、電極体１０の端部１０ａ，１０ｂと、正極リード１３および負極リード１４と、に重なるように設けられていればよい。また、絶縁部材は、電極体１０の第１端部１０ａと、正極リード１３の第２部分１３ｂおよび負極リード１４の第２部分１４ｂと、の間から、電極体１０の外周面と、正極リード１３の第３部分１３ｃおよび負極リード１４の第３部分１４ｃと、の間に亘って配置されていてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、正極リード１３および負極リード１４は、絶縁部材４０の貫通孔４１に挿通されているが、これに限定されない。例えば、絶縁部材には、正極リード１３および負極リード１４が挿通されるスリットが形成されていてもよい。また、絶縁部材は、複数に分割されていてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、絶縁部材４０が保液性およびクッション性を有しているが、これに限定されない。絶縁部材は、例えばフィルム状の部材により形成されていてもよい。また、絶縁部材は、硬質材料により形成されていてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態においては、電極体１０が円柱状に形成されているとともに、外装体２０の収容部２３が円筒状に形成されているが、これに限定されない。例えば、電極体が楕円柱状に形成され、外装体の収容部が電極体に対応して楕円筒状に形成されていてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態においては、外装体２０を形成する各シート２１，２２に有底円筒状のケース２５，２７が形成されているが、これに限定されない。すなわち、外装体を形成する一対のシートのうち、一方のシートに有底円筒状のケースが形成され、他方のシートが平板状に形成されて一方のシートのケースを閉塞するように配置されていてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態においては、電気化学セルの一例として、非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、この場合に限定されず、電気二重層キャパシタや一次電池等に上述した構成を適用することができる。
【００６２】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０１…電池（電気化学セル）  １０…電極体  １０ａ…第１端部（端部）  １０ｂ…第２端部（端部）  １１…正極体  １２…負極体  １３…正極リード（リード）  １４…負極リード（リード）  ２０…外装体  ２１…第１シート（第１部材）  ２２…第２シート（第２部材）  ２３…収容部  ２４…周縁部  ４０，４０Ａ，４０Ｂ…絶縁部材  ４１…貫通孔（挿通部）  Ｐ…捲回軸（所定軸）
【図１】
2019067667.tif 000003
【図２】
2019067667.tif 000004
【図３】
2019067667.tif 000005
【図４】
2019067667.tif 000006
【図５】
2019067667.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月9日(2018.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、
前記電極体および電解質を収容する外装体と、
前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、
前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、
を備え、
前記外装体は、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、
前記外装体は、
前記第１部材と前記第２部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、
前記収容部の周囲において前記第１部材と前記第２部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、
を備え、
前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、
金属層および前記金属層を被覆する樹脂層を含むラミネートフィルムにより形成され、前記電極体および電解質を収容する外装体と、
前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、
前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、
を備え、
前記絶縁部材は、保液性を有する、
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項３】
正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、
金属層および前記金属層を被覆する樹脂層を含むラミネートフィルムにより形成され、前記電極体および電解質を収容する外装体と、
前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、
前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、
を備え、
前記絶縁部材は、クッション性を有する、
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項４】
前記外装体は、前記ラミネートフィルムにより形成された第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、
前記外装体は、前記第１部材と前記第２部材とにより前記電極体を挟み前記電極体を収容する収容部を備え、
前記収容部は、前記軸方向の両端が閉塞された円筒状に形成されている、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記絶縁部材は、保液性を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記絶縁部材は、クッション性を有する、
ことを特徴とする請求項１または５に記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記絶縁部材には、前記リードが挿通される挿通部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項８】
前記絶縁部材は、前記軸方向から見て外縁が前記正極体および前記負極体よりも前記所定軸に対して外側に設けられるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備え、前記外装体は、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、前記外装体は、前記第１部材と前記第２部材とにより前記電極体を挟み、前記電極体を収容する収容部と、前記収容部の周囲において前記第１部材と前記第２部材とが重なり合うことにより形成され、前記収容部の内部を封止する周縁部と、を備え、前記周縁部は、前記収容部の外面に沿うように折り曲げられている、ことを特徴とする。
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、金属層および前記金属層を被覆する樹脂層を含むラミネートフィルムにより形成され、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、保液性を有する、ことを特徴とする。
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体が積層された状態で所定軸回りに捲回された電極体と、金属層および前記金属層を被覆する樹脂層を含むラミネートフィルムにより形成され、前記電極体および電解質を収容する外装体と、前記電極体に接続され、前記電極体における前記所定軸の軸方向の端部から延出するリードと、前記電極体の前記端部と前記リードとの間に介在する絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、クッション性を有する、ことを特徴とする。
上記の電気化学セルにおいて、前記外装体は、前記ラミネートフィルムにより形成された第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、前記外装体は、前記第１部材と前記第２部材とにより前記電極体を挟み前記電極体を収容する収容部を備え、前記収容部は、前記軸方向の両端が閉塞された円筒状に形成されている、ことが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、電極体の端部にリードが接触して導通することを絶縁部材により抑制できる。よって、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、信頼性の高い電気化学セルを提供できる。
さらに、本発明のように、周縁部が収容部の外面に沿うように折り曲げられた構成では、周縁部を折り曲げる際に収容部に力が加わり、収容部が絞られるように変形する場合がある。これにより、収容部に収容された電極体が押圧され、正極体および負極体が軸方向に互いにずれやすくなる。本発明によれば、電極体の端部とリードとの間に絶縁部材が介在するので、上述したように、正極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすること、および負極体が電極体の端部において逆極性のリードに接触してショートすることを抑制できる。したがって、周縁部が折り曲げられることで小型化され、かつ信頼性の高い電気化学セルを提供できる。