(57)【要約】【課題】捲回電極体を備える組電池の電析を効果的に抑制することができる組電池を提供する。【解決手段】本発明によって、複数の単電池１０と、単電池１０を挟むように配置されたスペーサ４０と、これらを配列方向Ｘで拘束する拘束部材とを備える組電池１が提供される。単電池１０は、捲き終わりは固定部材２６によって固定されている扁平型捲回電極体２０が、電池ケース３０に収容されている。スペーサ４０は、電池ケース３０の長側面３０Ｌに向けて突出するリブ部４４を備えている。電極体２０の平面部２０Ｆは、リブ部４４に対向する押圧部位４４ｘを含む押圧領域Ｐと、押圧領域Ｐ以外の緩和領域Ｎとを有し、押圧領域Ｐは、少なくとも平面部２０Ｆの捲回軸方向Ｙの中央を含み、かつ、長径に沿う方向Ｚにわたる第１押圧領域Ｐ１を含む。そして固定部材２６は、緩和領域Ｎに配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平型捲回電極体と、対向する一対の側面を含み、前記扁平型捲回電極体を収容する電池ケースとを備え、前記側面に交わる配列方向に配列された複数の単電池と、
前記配列方向に前記単電池を挟むように配置され、前記側面と対向するように配置された平面部と、前記平面部から前記側面に向けて突出するリブ部とを備えるスペーサと、
配列された前記単電池と前記スペーサとを、前記配列方向に沿って圧縮する方向に応力が内在するように拘束する拘束部材と、
を備え、
前記扁平型捲回電極体は、
長尺の正極と長尺の負極と固定部材とを備え、前記正極と前記負極とが絶縁されて積層され、長手方向に直交する短手方向を捲回軸として断面視が長円形となるように捲回されているとともに、捲き終わりが前記固定部材によって固定されており、かつ、
前記長円形の長径に沿う方向に前記正極と前記負極とが積層された平面部が、前記長側面に対向するように前記電池ケースに収容されており、
前記平面部は、前記リブ部に対向する押圧部位を含む押圧領域と、前記押圧領域以外の緩和領域と、を有し、
前記押圧領域は、前記平面部の前記捲回軸方向の中央を含み、かつ、前記長径に沿う方向にわたる第１押圧領域を含み、
前記固定部材は、前記緩和領域に配置されている、組電池。
【請求項２】
前記押圧領域は、前記平面部の前記捲回軸方向の両方の端部において、前記長径に沿う方向にわたって設けられた第２押圧領域をそれぞれ含む、請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記第１押圧領域の前記捲回軸方向の寸法は、前記第２押圧領域の前記捲回軸方向の寸法よりも小さい、請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記押圧領域は、前記平面部の前記捲回軸方向にわたる第３押圧領域を含むとき、
前記第３押圧領域は、前記長径が鉛直方向に一致するように前記組電池を配置したとき、前記長径に沿う方向の上方側の２／３の領域内に配置され、
少なくとも前記長径に沿う方向の下方側の１／３の領域に前記緩和領域が配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項５】
前記扁平型捲回電極体は、前記平面部以外の部分であって、前記正極および前記負極が湾曲されているＲ部を備え、
前記固定部材は、前記Ｒ部には配置されない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項６】
前記長径が鉛直方向に一致するように前記組電池を配置したときに、
前記スペーサは、下方に流入部、前記捲回軸方向の両端に流出部をそれぞれ備え、
前記リブ部は、前記流入部から前記流出部に向かう流路の少なくとも一部に沿って立設された流路壁として構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項７】
前記単電池は、前記電池ケース内に非水電解液を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個以上の電池を直列または並列に接続した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池は、高容量で高出力が可能なことから、例えば車両の主電池等として広く用いられている。特に充放電に伴い発熱しやすい用途の組電池では、単電池（単位電池であり得る。）の間にスペーサを介在させて配列することで、単電池間に冷却空気を流通させるようにした構成が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。例えば、特許文献１には、スペーサによって単電池間に冷却スペースを確保するとともに、スペーサに、冷却空気を流入口から流出口に向かう所定のルートに沿って移動させるようガイドするリブをスペーサ全体に満遍なく備えることが開示されている。このような構成によって、特許文献１では、単電池間の温度のバラツキを抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０９１６６５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３０８３７号公報
【特許文献３】特開２０１５−０１１８９５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、単電池の発電要素は、典型的には正極と負極とがセパレータまたは固体電解質等で絶縁された状態で積層されている。発電要素の中には、長尺の正極および負極を２枚のセパレータで絶縁して積層し、これらを短手方向を捲回軸として幾重にも捲回した捲回型の電極体の形態に構成したものが知られている。この捲回電極体においては、電極の長手方向に沿う端部に集電部を設け、短手方向の両端で正極と負極とに分けて広い面積で集電を行うことができる。そのため、短絡の心配を低減しつつ、高効率に大電流での充放電を行えるという利点がある。この捲回電極体は、捲き終わりを粘着テープで留めることで、捲回電極体が捲き解けるのを防止している（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
しかしながら、大電流をハイレートで充放電する用途の電池や、使用時に振動の発生が免れない用途の電池では、電極体の電極間の距離が層ごとに変動し易いという課題がある。電極間の距離の変動は電池性能を劣化させる原因となり得る。そのため、組電池の構築では、単電池の配列方向に荷重を加えた状態で拘束し、電極間距離が緩まないように小さく一定に保つようにすることがある。また、捲回電極体は、板状の発電要素を積層した積層型電極体とは異なり、電極体内に熱が溜まりやすい傾向がある。そのため、捲回電極体を備える単電池に上記リブ部を備えるスペーサを組み合わせて採用することが望まれる。しかしながら、かかる組み合わせの組電池においては、電極体に電荷担体の析出（電析）による微小短絡が起こりやすいという、新たな課題が生じることが明らかとなった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リブ部を備えるスペーサと捲回電極体を備える単電池とを組み合わせても、電析を好適に抑制できる組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される技術によって、扁平型捲回電極体と、対向する一対の側面を含み上記扁平型捲回電極体を収容する電池ケースとを備え、上記側面に交わる配列方向に配列された複数の単電池と、上記配列方向に上記単電池を挟むように配置され、上記側面と対向するように配置された平面部と、上記平面部から上記側面に向けて突出するリブ部とを備えるスペーサと、配列された上記単電池と上記スペーサとを、上記配列方向に沿って圧縮する方向に応力が内在するように拘束する拘束部材と、を備える組電池が提供される。ここで、上記扁平型捲回電極体は、長尺の正極と長尺の負極と固定部材とを備え、上記正極と上記負極とが絶縁されて積層され、長手方向に直交する短手方向を捲回軸として断面視が長円形となるように捲回されているとともに、捲き終わりが上記固定部材によって固定されており、かつ、上記長円形の長径に沿う方向に上記正極と上記負極とが積層された平面部が、上記長側面に対向するように上記電池ケースに収容されている。そして上記平面部は、上記リブ部に対向する押圧部位を含む押圧領域と、上記押圧領域以外の緩和領域と、を有し、上記押圧領域は、上記平面部の上記捲回軸方向の中央を含み、かつ、上記長径に沿う方向にわたる第１押圧領域を含む。そして上記固定部材は、上記緩和領域に配置されている。
【０００８】
本発明者らの検討によると、捲回電極体は、捲き終わりの固定部材の部分において配列方向の寸法が局所的に厚い。これにリブ部を備えるスペーサを適用すると、電極体は固定部材の厚み分だけ余計に押圧され、固定部材に対向する負極表面にて電析が局所的に促進されることが判明した。上記構成によると、上記スペーサは、リブ部によって、少なくとも扁平型捲回電極体の捲回軸方向（以下、「幅方向」という場合がある。）の中央部を長径方向にわたって押圧するように配設される。このような構成によって、スペーサは単電池間に冷却スペースを確保して冷却流体を効果的に循環させることができるとともに、扁平型捲回電極体の平面部の電極間距離を緩みなく小さく保つことができる。また、スペーサは、平面部に対し、リブ部で積極的に押圧力を加える押圧領域と、押圧力を積極的に加えずに緩和する余地のある緩和領域とを形成する。そして固定部材は、平面部のうち、押圧領域の表面には配置されず、緩和領域の表面に配置される。このような構成によって、固定部材がリブ部によって積極的に押圧され、負極の平面部の平面方向（捲回軸と長径とに平行な面の広がる方向）に局所的な負荷を発生させたり、電極間距離が極端に近い場所を形成したりするのを抑制することができる。その結果、負極表面の局所的な電流集中による電荷担体の析出（Ｌｉ金属の析出）についても抑制することができる。
【０００９】
ここに開示される技術の好適な一態様について、上記押圧領域は、上記平面部の上記幅方向の両方の端部であって、上記長径に沿う方向にわたって設けられた第２押圧領域を含む。また、上記単電池は、上記電池ケース内に非水電解液を含むことが好ましい。上記構成によると、平面部に緩和領域を設けながら、全体としては平面部をより均一に押圧することができる。その結果、扁平型捲回電極体を平面方向における局所的な押圧ムラを低減して押圧することができる。また、扁平型捲回電極体を備える単電池が非水電解液を含む構成では、幅方向の両端部に第２押圧領域を設けることで、扁平型捲回電極体の捲回軸方向の両端を押圧して閉じることができる。そのため、緩和領域が、電極体内に電解液を保持するための保液空間としても機能する。その結果、上記構成の組電池では、ハイレートでの充放電を繰り返し行っても、非水電解液が電極体の外に押し出され難くなるために好ましい。これにより、例えば、ハイレートサイクル特性に優れた組電池を実現することができる。このような効果を得る場合、扁平型捲回電極体の幅方向の両端部の第２押圧領域には、固定部材は配置しない。
【００１０】
ここに開示される技術の好適な一態様について、上記第１押圧領域の幅方向の寸法は、上記第２押圧領域の幅方向の寸法よりも小さい。上記第２押圧領域は、例えば、扁平型捲回電極体からの非水電解液の流出を抑制するとの観点からは、電極体の両端部を十分に押圧していることが好ましい。その一方で、電極体の両端部が押圧された状態において、その間に位置する第１押圧領域は、比較的幅方向の寸法を狭く設定しても、十分な押圧作用を発揮しやすい。また、熱のこもりやすい単電池間の幅方向の中央部近傍において電池ケースの側面単電池と冷却スペースをに沿ってより広い面積で確保できる点においても好ましい。
【００１１】
ここに開示される技術の好適な一態様について、上記押圧領域は、上記平面部の上記捲回軸方向にわたる第３押圧領域を含むとき、上記第３押圧領域は、上記長径が鉛直方向に一致するように上記組電池を配置したとき、上記長径に沿う方向の上方側の２／３の領域内に配置され、少なくとも上記長径に沿う方向の下方側の１／３の領域に上記緩和領域が配置される。このような構成によると、スペーサの上方側に、冷却用流体（典型的には、空気）を好適に流通させる流路を構築するためのリブ部を自由度を高くして設けることができる。その一方で、下方側に緩和領域を確保することができ、扁平型捲回電極体の内部に含まれながらも重力によって下方に位置する非水電解液が充放電によって電極体の外部に排出されるのを好適に抑制することができる。
【００１２】
ここに開示される技術の好適な一態様について、上記扁平型捲回電極体は、上記平面部以外の部分であって、上記正極および上記負極が湾曲されているＲ部を備えている。そして上記固定部材は、上記Ｒ部には配置されないように構成されている。詳細は明らかではないが、本発明者らにより、固定部材が設置された位置に対応する最外周の負極表面に、極めて多量の電荷担体が析出する事象が発生することが確認されている。これは、Ｒ部においては、平面部よりも電極間距離にばらつきが生じ、固定部材を設置することによる悪影響が平面部よりも顕著に現れ得るためであると考えられる。したがって、上記構成によると、拘束部材による圧縮応力が内在された組電池において、平面部の電極間距離を小さく一定に保ちながら、固定部材を電析を抑制し得る最適な位置に配置することができる。
【００１３】
ここに開示される技術の好適な一態様について、上記長径が鉛直方向に一致するように上記組電池を配置したときに、上記スペーサは、下方に流入部、上記捲回軸方向の両端に流出部をそれぞれ備えている。そして上記リブ部は、上記流入部から上記流出部に向かう流路の少なくとも一部に沿って立設される流路壁として構成されている。かかる構成によると、スペーサの冷却スペースに、冷却効率の良好な流路を設計することができる。これにより、例えば、ハイレートで繰り返し充放電した場合であっても、単電池間に蓄積される熱を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した単電池を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示した単電池の要部斜視図である。
【図４】図４は、扁平型捲回電極体の構成を模式的に説明する分解図である。
【図５】図５は、一実施形態に係るスペーサを模式的に示した斜視図である。
【図６】図６は、図５に示したスペーサの要部正面図である。
【図７】図７は、図６のVII−VII線断面図である。
【図８】図８は、単電池とスペーサ要部との相対的な位置関係を模式的に示す正面図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、スペーサのリブ部と扁平型捲回電極体の押圧領域との相対的な関係を模式的に示した図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係る単電池とスペーサとの相対的な関係を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面を参照しながら、ここに開示される組電池の好適な実施形態を説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。ここに開示される組電池は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、本明細書において、数値範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。
【００１６】
また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。図面中の符号Ｕ、Ｄ、Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ、上、下、前、後、左、右を意味するものとする。図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、単電池の配列方向、幅方向、高さ方向を意味するものとする。なお、本実施形態において、配列方向Ｘ、幅方向Ｙおよび高さ方向Ｚはそれぞれ直交している。また、配列方向Ｘは前後方向に、幅方向Ｙは扁平型捲回電極体の捲回軸方向に、高さ方向Ｚは扁平型捲回電極体の断面の長径方向および鉛直方向に一致している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、組電池の配置、使用等の態様を何ら限定するものではない。
【００１７】
［組電池］
図１は、一実施形態に係る組電池１を模式的に示した斜視図である。組電池１は、複数の単電池１０と、複数のスペーサ４０と、一対のエンドプレート５０Ａ、５０Ｂと、複数の拘束バンド５２と、を備えている。単電池１０は、扁平な直方体形状を有し、複数の単電池１０は、長側面３０Ｌ（図２参照）が配列方向Ｘに直交するように、配列方向Ｘに沿って配列されている。複数のスペーサ４０は、単電池１０の長側面３０Ｌに当接するように、配列方向Ｘにおいて、複数の単電池１０の間とその前方Ｆおよび後方Ｒｒの端部にそれぞれ配置されている。エンドプレート５０Ａ、５０Ｂは、所定の配列方向Ｘにおいて、組電池１およびスペーサ４０を挟むようにこれらの前方Ｆおよび後方Ｒｒに配置されている。複数の拘束バンド５２は、平面視がコの字型の治具である。拘束バンド５２は、単電池１０、スペーサ４０およびエンドプレート５０Ａ、５０Ｂの配列が、所定の応力で配列方向Ｘに圧縮された状態で、反力によって引張方向に回復しないように、前方Ｆおよび後方Ｒｒからエンドプレート５０Ａ、５０Ｂを係止するように架橋されている。
【００１８】
拘束バンド５２は、複数のビス５４によってエンドプレート５０Ａ、５０Ｂに固定されている。複数の拘束バンド５２は、単電池１０、スペーサ４０およびエンドプレート５０Ａ、５０Ｂに対し配列方向Ｘに沿って圧縮する方向に加えられた拘束圧を維持するようにそれぞれ設置されている。複数の拘束バンド５２は、例えば、単電池１０の配列方向Ｘに加わる圧縮荷重が約２０〜２０００ｋｇｆ程度、典型的には約２０〜１０００ｋｇｆとすることができる。したがって、圧縮応力としては、面圧（長側面３０Ｌに加わる平均の面圧）として、概ね０．２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２、例えば０．２〜１５ｋｇｆ／ｃｍ２程度となるように配列方向Ｘの長さが設計されている。具体的には図示しないが、拘束圧を微調整するために、一対のエンドプレート５０Ａ、５０Ｂ間のいずれかの位置に、ビスが挿入されていてもよい。このことにより、組電池１においては、複数の単電池１０と複数のスペーサ４０とに対して配列方向Ｘに所定の圧縮応力が内在している。なお、本実施形態におけるエンドプレート５０Ａ、５０Ｂ、複数の拘束バンド５２、および複数のビス５４は、拘束部材の一例である。しかしながら、拘束部材はこれに限定されるものではない。
【００１９】
図２は、配列方向Ｘからみた単電池１０を模式的に示した断面図である。図３は、単電池１０の要部を模式的に示した要部斜視図である。単電池１０は、典型的には繰り返し充放電が可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等である。単電池１０は、扁平型捲回電極体（以下、単に「電極体」という場合がある。）２０と、図示しない非水電解液と、電池ケース３０と、を備えている。以下、リチウムイオン二次電池の場合を例に説明する。
【００２０】
電池ケース３０は、電極体２０と電解液とを密閉状態で収容する筐体である。電池ケース３０は、例えば、アルミニウム、鉄およびその合金等からなる金属製である。本実施形態の電池ケース３０は、外形が直方体の形状を有している。
【００２１】
電池ケース３０は、上面３０Ｕと、上面３０Ｕに対向する底面３０Ｂと、底面３０Ｂから連続する側面としての一対の長側面３０Ｌおよび一対の短側面３０Ｓと、を有している。本実施形態の電池ケース３０は、底面３０Ｂが幅方向Ｙに長い長方形である。底面３０Ｂと一対の長側面３０Ｌと一対の短側面３０Ｓとは、例えば、１枚の金属板から絞り加工によって形成され、有底角筒形状の電池ケース本体を構成している。電池ケース本体の寸法は、概ね後述の電極体２０をデッドスペースを少なくして収容できるサイズに調整されている。一対の長側面３０Ｌと一対の短側面３０Ｓとは、それぞれ本質的には平面によって構成されている。長側面３０Ｌについては、例えば、後述のスペーサ４０のリブ部４２によって押圧されることにより変形されていてもよい。長側面３０Ｌおよび短側面３０Ｓの平面部の平均厚み（板厚）は、概ね１ｍｍ以下、典型的には０．５ｍｍ以下、例えば０．３〜０．５ｍｍ、一例として０．４ｍｍ程度である。電池ケース３０の長側面３０Ｌは、それぞれスペーサ４０と当接している。ただし、電池ケース３０は、スペーサ４０に当接される一対の側面（長側面３０Ｌ）を備えていればよく、その他の形状的特徴は特に制限されない。
【００２２】
電池ケース３０の上面３０Ｕは、電池ケース本体を気密に封止する蓋体である。上面３０Ｕには、電解液を注液する際に利用した注液口（図示せず）が設けられている。また上面３０Ｕには、外部接続用の正極端子３２と負極端子３４とが突出するように配設されている。隣り合う単電池１０の正極端子３２と負極端子３４とは、バスバー１２によって電気的に接続されている。このことにより、組電池１は直列に電気接続されている。ただし、組電池１を構成する単電池１０のサイズ、個数、配置、接続方法等はここに開示される態様に限定されることなく、適宜変更することができる。
【００２３】
電池ケース３０には非水電解液が収容されている。非水電解液の構成については従来と同様であってよく、特に限定されない。非水電解液は、典型的には、非水系溶媒と支持塩とを含む。非水溶媒は、典型的には、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等のカーボネートもしくはそれらの混合溶媒である。支持塩は、典型的には、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等のリチウム塩である。
【００２４】
図４は、扁平型捲回電極体２０の構成を模式的に説明する分解図である。
電極体２０は、長尺の正極２２と長尺の負極２４と固定部材２６とを備えている。正極２２と負極２４とは、長尺の２枚のセパレータ２８によって絶縁されて積層されている。正極２２および負極２４は、長尺の集電体シート２２ａ、２４ａの両面に正・負の活物質層２２ｂ、２４ｂがそれぞれ固着されている。集電体シート２２ａ、２４ａは電気伝導性の良好な金属製シートであり、例えば、正極集電体シート２２ａはアルミニウム箔であって、負極集電体シート２４ａは銅箔である。正極活物質層２２ｂは、電荷担体を可逆的に吸蔵及び放出可能な正極活物質、例えばリチウム遷移金属複合酸化物を含んでいる。負極活物質層２４ｂは、電荷担体を可逆的に吸蔵及び放出可能な負極活物質、例えば炭素材料を含んでいる。活物質の組成はこれに限定されないが、電荷担体をリチウムイオンとし、負極を炭素材料で構成した単電池１０において、特に本願発明の効果が顕著に現れうる。正・負の活物質層２２ｂ、２４ｂは、例えば粒子状の活物質を結着するバインダを含んでいてもよい。正・負の活物質層２２ｂ、２４ｂは、非水電解液を含浸できるように多孔質構造を有する。また、セパレータ２８は、電荷担体を透過するとともに、正極活物質層２２ｂと負極活物質層２４ｂとを絶縁する。セパレータ２８は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂製のシートおよびこれらの積層体などからなる多孔質樹脂シートであり得る。セパレータ２８の厚みは特に制限されないが、一例として１〜４０μｍ程度、典型的には５〜３０μｍ程度、例えば１０〜３０μｍである。
【００２５】
集電体シート２２ａ、２４ａの長手方向に直交する短手方向、すなわち幅方向の一方の端部には、長手方向に沿って、活物質層２２ｂ、２４ｂが備えられていない集電部２２ｃ、２４ｃが設けられている。なお、正極２２、負極２４およびセパレータ２８の幅方向は、単電池１０および電極体２０の幅方向Ｙに一致する。電極体２０の幅方向Ｙにおいて、負極活物質層２４ｂの幅Ｗ２は、正極活物質層２２ｂの幅Ｗ１よりも広く、負極活物質層２４ｂは幅方向Ｙの両端で正極活物質層２２ｂから突出している。さらにセパレータ２８の幅Ｗ３は、負極活物質層２４ｂの幅Ｗ２よりも広く、セパレータ２８は幅方向Ｙの両端で負極活物質層２４ｂから突出している。即ち、Ｗ１とＷ２とＷ３とは、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３の関係を満たす。また、正極２２と負極２４とは、集電部２２ｃ、２４ｃが幅方向Ｙでそれぞれ反対側に配置するように積層される。集電部２２ｃ、２４ｃの端部は、幅方向Ｙのそれぞれの端部でセパレータ２８から突出している。正極活物質層２２ｂの幅Ｗ１の範囲では、正極活物質層２２ｂと負極活物質層２４ｂとは絶縁された状態で対向されている。
【００２６】
これらの正・負の電極２２，２４は、幅方向Ｙを捲回軸ＷＬとして、断面視が長円形となるように捲回されている。長円形とは、凡そ、円を任意の直径で切断した２つの半円の間に、当該半円の直径と一致する一組の対辺を有する矩形を挿入したような形状をいう。そこで扁平型捲回電極体２０のうちの正極活物質層２２ｂが備えられている幅Ｗ１に対応する部分、つまり中実部分について、断面視したときに上記半円弧に相当する部分をＲ部２０Ｒといい、上記矩形に相当する部分を平面部２０Ｆという。また、上記切断直径を短径といい、切断直径と直交する方向の長円形の寸法を長径という。ただし、Ｒ部２０Ｒおよび平面部２０Ｆは、幾何学的に厳密な半円弧および平面を形成している必要はない。また、電極体２０において、セパレータ２８は正極２２および負極２４よりも長く、捲き終わりでは電極体２０の外周にセパレータ２８のみが少なくとも１周以上捲かれている。セパレータ２８の捲き終わりの端部２８ｄは、固定部材２６によって、１周だけ内周側のセパレータ２８に固定されている。固定部材２６は、例えば、ポリフェニレンサルファイドを主成分とする厚さ約１５〜４５μｍ（例えば約３０μｍ）のテープ基材と、アクリル酸ブチルを主成分とする厚さ約１５〜４０μｍ（例えば約２５μｍ）の粘着剤層とからなる総厚が約３０〜７０μｍ（例えば約５５μｍ）の粘着テープである。例えば、総厚の厚い粘着テープは、狭い面積で高い貼り付け力を発揮しうるものがあるために好ましく用いることができる。ただし、電極体２０の捲回構造や固定部材２６の構成はこれに限定されない。固定部材２６の固定位置については、後ほど詳しく説明する。
【００２７】
図３の例では、電極体２０の幅方向Ｙの左方Ｌには、正極集電部２２ｃが渦巻き状に配置されている。正極集電部２２ｃは前後方向Ｘに寄せ集められ、集電用の正極集電板２２ｄと溶接されている。電極体２０の正極２２は、正極集電板２２ｄを介して正極端子３２と電気的に接続されている。また、電極体２０の幅方向Ｙの右方Ｒには、負極集電部２４ｃが渦巻き状に配置されている。負極集電部２４ｃは前後方向Ｘに寄せ集められ、集電用の負極集電板２４ｄと溶接されている。電極体２０の負極２４は、負極集電板２４ｄを介して負極端子３４と電気的に接続されている。正極集電板２２ｄおよび負極集電板２４ｄは、電極体２０の長軸が電池ケース３０の高さ方向Ｚに一致するように、その形状が調整されるとともに、集電板２２ｄ、２４ｄ等を介して上面３０Ｕに機械的に固定されている。
【００２８】
そして単電池１０において、電極体２０の平面部２０Ｆは、電池ケース３０の長側面３０Ｌと対向するように配置される。換言すると、電極体２０の平面部２０Ｆの電極面は、配列方向Ｘに沿って配置される。電極体２０の一対のＲ部２０Ｒのうちの一方は、電池ケース３０の上面３０Ｕに対向するように配置されて、他方は底面３０Ｂに対向するように配置される。換言すると、Ｒ部２０Ｒは、一方が平面部２０Ｆよりも上方Ｕに配置され、他方は平面部２０Ｆよりも下方Ｄに配置される。言い換えれば、電極体２０の一対の捲回Ｒ部２０Ｒは、鉛直方向Ｚの上下に配置されている。電極体２０の幅方向Ｙの一対の端部は、電池ケース３０の一対の短側面３０Ｓと対向するように配置される。電極体２０は、単電池１０単体の状態では、捲回軸ＷＬに交わる方向では集電体２２ａ、２４ａによって電解液が移動できないように閉じられており、捲回軸方向Ｙでは概ね開放されている。
【００２９】
本実施形態では、電極体２０の正極活物質層２２ｂの幅Ｗ１に対応する平面部２０Ｆで、主として充放電反応（電気化学的反応）が行われる。平面部２０Ｆでは、正極２２の正極活物質層２２ｂと負極２４の負極活物質層２４ｂとが、セパレータ２８を介して配列方向Ｘに対向配置されている。
【００３０】
図５は、一実施形態に係るスペーサ４０を模式的に示す斜視図であり、図６は、スペーサ４０の要部を模式的に示す平面図である。図７は、スペーサ４０の要部のVII−VII線断面図である。また図８は、配列時の単電池１０に対するスペーサ４０の相対的な位置関係を模式的に示す正面図である。図５，６，８には、単電池１０に収容されている電極体２０のうち、平面部２０Ｆの配列方向Ｘにおける配置を仮想線で示している。
スペーサ４０は、単電池１０の長側面３０Ｌに当接するように配置され、複数の単電池１０間に、単電池１０内部で発生した熱を効率よく放散させる機能を有する。スペーサ４０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料や、熱伝導性の良い金属材料で構成される。スペーサ４０は、スペーサ４０は、ベース部４２と、リブ部４４と、枠部４６と、支持部４８とを備える。支持部４８は、ベース部４２を支持する部材である。支持部４８は、組電池１を構築したとき、組電池１の下方Ｄに冷却用流体を送り込むスペースを確保したり、組電池１の上方Ｕに、正・負極端子３２、３４等が他の部材等と接触することを防止するための安全スペースを確保したりする。図１のスペーサ４０は、支持部４８を備えない態様の一例である。
【００３１】
ベース部４２は、スペーサ４０の主たる部材である。ベース部４２の形状は、図８に示したように、単電池１０の電池ケース３０の長側面３０Ｌの形状に対応している。枠部４６は、ベース部４２の外縁において配列方向Ｘに枠状に突出している。枠部４６の突出寸法（配列方向Ｘの寸法）は、後述するリブ部４４の突出寸法Ｔよりも高くすることができる。枠部４６の突出寸法は、例えば、（リブ部４４の突出寸法Ｔ＋１〜３）ｍｍである。枠部４６は、長側面３０Ｌの上方Ｕの端部から左方Ｌの角部および右方Ｒの角部にわたって一連の壁状に設けられている。枠部４６はまた、長側面３０Ｌの下方Ｄかつ左方Ｌの角部と、下方Ｄかつ右方Ｒの角部とに、離間した二つの壁状に設けられている。それぞれの枠部４６によって囲まれる領域の内寸は、単電池１０の長側面３０Ｌの寸法に一致している。したがって、スペーサ４０に単電池１０を、長側面３０Ｌとベース部４２とが対面するように嵌め合わせることで、スペーサ４０と単電池１０とが適切に位置決めされる。また、ベース部４２と枠部４６と長側面３０Ｌとにより囲まれた空間に、冷却用流体を導入する冷却スペースが形成される。なお、下方Ｄの枠部４６には、幅方向Ｙの中央部に開口部４７ｉが設けられる。また、上方Ｕと下方Ｄの枠部４６の間には、左方Ｌと右方Ｒとにそれぞれ開口部４７Ｌ、４７Ｒが設けられる。開口部４７ｉは、冷却用流体を外部から冷却スペースへ流入させる流入口として機能する。開口部４７Ｌ、４７Ｒは、冷却用流体を冷却スペースから外部へ流出させる流出口として機能する。
【００３２】
スペーサ４０には、複数のリブ部４４がベース部４２と一体的に形成されている。リブ部４４は、ベース部４２から配列方向Ｘに突出するように設けられている。リブ部４４は、ベース部４２の両面、すなわち、配列方向Ｘの前方Ｆの面と後方Ｒｒの面とに備えられている。リブ部４４は、端部を除いてそれぞれ同じ突出寸法（高さ）Ｔで突出している。リブ部４４は、例えば、正面視が線状となるようベース部４２に対して立設された壁状である。このことにより、リブ部４４は、冷却スペースにおいて冷却用流体の移動を規制する流路壁として機能する。リブ部４４は、典型的には、冷却用流体を開口部４７ｉから開口部４７Ｌまたは４７Ｒに向けて移動するように案内する。特に限定されるものではないが、リブ部４４の高さＴは、典型的にはベース部４２の厚み（すなわち、配列方向Ｘの寸法）以下であり、一例では２ｍｍ以下、典型的には１ｍｍ以下、例えば０．５〜１ｍｍである。リブ部４４の正面視における幅Ｗは、典型的にはベース部４２の厚み以下であり、一例では３ｍｍ以下、典型的には２ｍｍ以下、例えば０．５〜１ｍｍである。
【００３３】
また、リブ部４４は、組電池１において単電池１０の長側面３０Ｌに向かって突出する。組電池１では、配列方向Ｘに圧縮応力が内在されているため、リブ部４４は長側面３０Ｌを直接的に押圧する。電池ケース３０の長側面３０Ｌは電極体２０の平面部２０Ｆに当接しているため、リブ部４４は長側面３０Ｌを介して平面部２０Ｆを押圧する。リブ部４４は、電極体２０の平面部２０Ｆを押圧する押圧部材としても機能する。なおこのとき、長側面３０Ｌは板状であるため、長側面３０Ｌはリブ部４４の当接した部分に加えてその周辺部分も電池ケース３０の内側に向けて撓む。このことにより、図９（ａ）に示すように、平面部２０Ｆには、リブ部４４の正面視における形状に対応したリブ対応部分４４ｘに加えて、その周辺部分４４ｙにも押圧力が作用する。その結果、平面部２０Ｆには、リブ対応部分４４ｘと周辺部分４４ｙとからなる押圧領域Ｐにおいて押圧力（圧縮応力）が加えられる。なお、スペーサ４０に複数のリブ部４４が比較的近い距離で設けられているとき、図９（ｂ）に示すように、それぞれのリブ部４４に基いてリブ対応部分４４ｘの周辺に形成される周辺部分４４ｙが一体化されて、押圧領域Ｐが広範囲に形成される。したがって、スペーサ４０に線状のリブ部４４を離間して複数設けることで、広い押圧領域Ｐにて平面部２０Ｆを押圧することができる。リブ部４４の形状、サイズ、数および配置は、例えば要求される電池特性等に応じて適宜決定することができる。
【００３４】
図６および７には、簡便のため、スペーサ４０のベース部４２およびリブ部４４のみを示している。リブ部４４は、ベース部４２の正面視において、概ね電極体２０の平面部２０Ｆに対応する位置に設けられている。リブ部４４は、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの中心に対応する中央線Ｍｙを対称軸として、左方Ｌと右方Ｒとが線対称となるように配置されている。本実施形態のリブ部４４は、形状やサイズの異なる４種類のリブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを含んでいる。リブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、全体として肋骨のように配置されている。リブ４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、畝状に配置されている。
【００３５】
リブ４４ａは、中央線Ｍｙを含む部分に鉛直方向Ｚに沿って配置されている。このリブ４４ａは、主として、組電池１の下方Ｄから開口部４７ｉを通じて冷却スペースに導入された冷却用流体を、冷却スペースの左方Ｌと右方Ｒとに分けるように構成されている。また、リブ４４ａは電極体２０の平面部２０Ｆの幅方向Ｙの中央を含む中央領域を押圧するように構成されている。
【００３６】
リブ４４ｃ、４４ｄは、それぞれ離間して配置された複数のリブによって構成されている。リブ４４ｃ、４４ｄはそれぞれ、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの左方Ｌまたは右方Ｒの端部に対応する位置に配置され、幅方向Ｙに沿う直線部分を含む。リブ４４ｃ、４４ｄの直線部分は、鉛直方向Ｚで等間隔に配置されている。換言すると、複数のリブ４４ｃ、４４ｄは、鉛直方向Ｚにおいて所定のピッチｄで形成されている。
【００３７】
リブ４４ｃは、リブ４４ｄよりも相対的に上方Ｕに配置されている。リブ４４ｃは、これに限定されるものではないが、例えば、鉛直方向Ｚにおいて、平面部２０Ｆの上端から下端に向かって２／３までの上方Ｕ部分に設けられている。リブ４４ｃは、例えば、平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの中央である中央線Ｍｚを含む中央部分にも設けられている。リブ４４ｃは、上方Ｕ部分の全体にわたって設けられていてもよいし、一部にのみ設けられていてもよい。リブ４４ｃの直線部分は、中央線Ｍｙの側にそれぞれが異なる長さに形成されていてもよい。リブ４４ｃは、端部よりも中央線Ｍｙに近い側において、中央線Ｍｙに向かうに連れて下方Ｄに垂れる垂下部分を含んでもよい。垂下部分は、直線部分と連続して形成されていてもよいし、直線部分の延長に直線部分とは離間して形成されていてもよい。
一方、リブ４４ｄは、リブ４４ｃよりも相対的に下方Ｄに配置されている。リブ４４ｄは、例えば、鉛直方向Ｚにおいて、平面部２０Ｆの下端から上端に向かって１／３までの下方Ｄ部分に設けられている。複数のリブ４４ｄは、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの左方Ｌまたは右方Ｒの端部に配置され、直線部分のみから構成されている。リブ４４ｄは、端部に対応する位置において、いずれも概ね同一の長さで形成されている。リブ４４ｄは、リブ４４ｃよりも幅方向Ｙの寸法が小さい。
【００３８】
リブ４４ｃ、４４ｄは、リブ４４ａによって左方Ｌと右方Ｒとに振り分けられた冷却用流体を、開口部４７Ｌまたは４７Ｒに向けて滑らかに移動させるように構成されている。リブ４４ｃ、４４ｄは、リブ４４ａによって左方Ｌと右方Ｒとに振り分けられた冷却用流体を、開口部４７Ｌまたは４７Ｒに向けて滑らかに移動させるための流路壁として機能する。リブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの間には、冷却用流体の流路として利用可能な溝部が形成される。リブ４４ｃ、４４ｄの間に形成される溝部の幅は、例えば、ピッチｄに一致する。
【００３９】
リブ４４ｂは、平面部２０Ｆの上方Ｕの端部に対応する位置において、幅方向Ｙに沿う直線部分を含む。リブ４４ｂは、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの全長にわたるように設けられている。リブ４４ｂは、中央線Ｍｙ付近においてリブ４４ａと連結され、Ｔ字型のリブを構成している。リブ４４ｂは、リブ４４ａとの連結部分において正面視で滑らかに曲線化されている。換言すると、リブ４４ｂは、中央線Ｍｙに近い側において、中央線Ｍｙに向かうに連れて下方Ｄに垂れる垂下部分を含み、かかる垂下部分はリブ４４ａに連結されている。このことにより、開口部４７ｉを通じて冷却スペースに導入された冷却用流体が、上昇してリブ４４ｂに突き当たり、リブ４４ｂに跳ね返されて逆流することを抑制することができる。開口部４７ｉを通じて冷却スペースに導入ｓされた冷却用流体は、リブ４４ｂの垂下部分と直線部分とによって、開口部４７Ｌまたは４７Ｒに向けて滑らかに移動される。リブ４４ｂは、リブ４４ａによって左方Ｌと右方Ｒとに振り分けられた冷却用流体を、開口部４７Ｌまたは４７Ｒに向けて滑らかに移動させるための流路壁として機能する。なお、必ずしもこれに限定されるわけではないが、リブ４４ａとリブ４４ｂの垂下部とに囲まれた領域内にも、リブ４４ｂを設けることができる。
【００４０】
リブ４４ａは、電極体２０の平面部２０Ｆの幅方向Ｙの中央を含み、鉛直方向Ｚの全長にわたって平面部２０Ｆを押圧する第１押圧領域Ｐ１を形成する。また、リブ４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、それぞれ協働して、平面部２０Ｆに対し、幅方向Ｙの左方Ｌと右方Ｒの端部において鉛直方向Ｚの全長にわたって平面部２０Ｆを押圧する第２押圧領域Ｐ２を形成する。リブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃは協働して、平面部２０Ｆに対し、平面部２０Ｆの上方Ｕを幅方向Ｙの全長にわたって押圧する第３押圧領域Ｐ３を形成する。平面部２０Ｆには、第１押圧領域Ｐ１、第２押圧領域Ｐ２および第３押圧領域Ｐ３とにより、Ｅ字型の押圧領域Ｐが形成される。これに伴い、平面部２０Ｆには、押圧領域Ｐ以外の緩和領域Ｎが形成されてもいる。緩和領域Ｎは、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの中央である中央線Ｍｙから外れた領域に設けられている。緩和領域Ｎはまた、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの左方Ｌと右方Ｒの両端部から外れた領域に設けられている。また本例では、緩和領域Ｎは、平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの下方Ｄの領域に設けられている。緩和領域Ｎは、平面部２０Ｆの２箇所に分かれて設けられている。緩和領域Ｎは、リブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄによる押圧力が押圧領域Ｐと比較して積極的に印加されない領域である。換言すると、緩和領域Ｎに対応するスペーサ４０のベース部４２には、リブ部４４が備えられていない。
【００４１】
ここで、上記の「リブ部４４が備えられていない」とは、ベース部４２の対応する位置所定の広さの領域にリブ部４４が設けられていないことを意味する。厳密に規定されるものではないが、例えば、リブ４４ｂ、４４ｃ、４４ｄのピッチｄは、典型的には１〜１０ｍｍ、例えば５〜１０ｍｍであることから、１０ｍｍ四方を超える任意の領域（例えば１２ｍｍ四方の領域）についてリブ部４４がない場合に、「リブ部４４が備えられていない」領域であると把握することができる。また、例えば、押圧領域Ｐに関しては、スペーサ４０の対応するベース部４２において、１０ｍｍ四方に占めるリブ部４４の面積率が、典型的には１〜５０％、例えば５〜３０％であり得る。その結果、緩和領域Ｎの面圧は、例えば、押圧領域Ｐにおける最大面圧（単位面積当たりの最大押圧力）の５０％以下、例えば０．１〜４０％程度しか作用しないといえる。押圧領域Ｐと緩和領域Ｎとの面積バランスや配置は、スペーサ４０との相対的な関係で決定され、電池に要求される特性に応じて設計することができる。
【００４２】
なお、リブ４４ａが平面部２０Ｆの中央線Ｍｙに対応する位置に、平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの全長にわたって備えられていることで、平面部２０Ｆの全体にわたって効率よく圧縮応力を加えることができる。また、鉛直方向Ｚで均質に平面部２０Ｆを押圧することができる。さらに、リブ４４ｂが幅方向Ｙの全長にわたって形成されていることで、リブ４４ａによる圧縮応力を幅方向Ｙでより均質に平面部２０Ｆに加えることができる。リブ４４ａとリブ４４ｂとが一体的に形成されていることで、平面部２０Ｆに加えられる圧縮応力の均質性が全体でより一層高められる。また、リブ４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは協働して、平面部２０Ｆの幅方向Ｙの両端を鉛直方向Ｚに沿う全長で押圧する。このことにより、平面部２０Ｆに加える圧縮応力の鉛直方向Ｚでの均質性を効果的に高めることができる。さらに、例えば、リブ４４ａの幅方向Ｙの寸法を小さくしても、平面部２０Ｆに加える圧縮応力の幅方向Ｙでの均質性を効果的に高めることができる。このことは、冷却流体と長側面３０Ｌとの接触面積を平面部２０Ｆの中心近傍で拡大し得る点において好ましい。
【００４３】
そして、ここに開示される技術では、上記の緩和領域Ｎに、扁平型捲回電極体２０の捲き終わりを固定する固定部材２６を配置させるようにしている。例えば、セパレータ２８は、巻き終わり端部２８ｄが緩和領域Ｎと重なるように長さが調整されている。固定部材２６は、電極体２０の最外周の巻き終わり端部２８ｄのうちの緩和領域Ｎに相当する位置において、巻き終わり端部２８ｄと１周内側のセパタレータ２８とに架かるように電極体２０に貼り付けられている。このことによって、固定部材２６は、巻終わり端部２８ｄを内側のセパタレータ２８に固定する。
【００４４】
電極体２０の配列方向Ｘの厚みは、この固定部材２６の位置において局所的に厚くなる。このとき、固定部材２６が押圧領域Ｐに配置されていると、電極体２０は固定部材２６の貼り付け位置において、固定部材２６の厚みの分だけ余分に押圧される。リブ部４４に基く押圧力は、電池ケース３０の長側面３０Ｌの撓みによって若干周辺にまで分散されて押圧領域Ｐに付与されるが、固定部材２６に基く押圧力（面圧）の増大分は拡散されることなく局所的となる。その結果、正極２２と負極２４との間の電極間距離は、固定部材２６の貼り付け位置において積極的かつ局所的に縮められる。このような電極間距離の局所的な縮小は、例えば充放電電流の局所的な集中を招くことから、当該箇所に対応する負極表面で電荷担体が析出しやすくなるという問題を生じる。これに対し、緩和領域Ｎではリブ部４４による押圧力が押圧領域Ｐと比較して相対的に十分に小さい。したがって、固定部材２６を緩和領域Ｎに配置させることで、固定部材２６の厚みの増加に伴う押圧力（面圧）の増大は十分に緩和され得る。また、固定部材２６を緩和領域Ｎに配置させることで、例えば、固定部材２６として、より厚みがあり狭い面積で高い粘着力（固着力）を備える粘着テープ等を、電析を招くことなく使用することができる。このことにより、電極体２０の反応領域たる平面部２０において、電析が生じるのを抑制することができる。電析の抑制は、組電池１の長期にわたる繰り返しの充放電において、容量特性や安全性を高めることに繋がるために重要である。
【００４５】
一例では、固定部材２６が押圧領域Ｐに配置されていないときは、固定部材２６の貼り付け位置と、固定部材２６の端部から１００μｍ離れた位置とにおける、正極集電体と負極集電体の厚み方向の中心間距離（電極間距離）の差は約２．５μｍであり、この場合、両方の位置において電荷担体の析出（金属リチウムの析出）は認められない。これに対し、固定部材２６が押圧領域Ｐに配置されていると、固定部材２６の貼り付け位置と、固定部材２６の端部から１００μｍ離れた位置とにおける、電極間距離の差は約７．３μｍと約３倍にも拡大され、貼り付け位置における電極間距離が局所的に小さくなることが確認されている。その結果、当該貼り付け位置における最外周の負極表面には、顕著な電析が生じることも確認されている。
【００４６】
なお、例えば、作動電位がリチウム基準で０．１Ｖ（vs Li+/Li）と低い黒鉛材料を負極として用いたリチウムイオン電池においては、わずかな電極の表面電位の変動によって、充電時に電荷担体であるリチウムが負極表面に析出（電析）しやすい。そのため、ここに開示される構成を採用することで、上記電析抑制の効果が顕著に現れるために好ましい。また、このような電析は、低温環境やハイレートといった電極活物質中での電荷担体の移動速度が遅くなるような条件での充放電（特に充電）において顕著に生じやすい。したがって、このような低温および／またはハイレートでの充放電を行う用途の組電池１について、上記構成を採用することも電析抑制の効果が顕著に現れるために好ましい。
【００４７】
ところで、固定部材２６による捲き終わり端部２８ｄの固定は、電極体２０のＲ部において行うことも考えられる。Ｒ部における電極の積層方向は配列方向Ｘに一致しないため、たとえＲ部に固定部材２６が配置されても、リブ部４４による積極的な押圧力によって固定部材２６が負極２４を局所的に過剰に押圧することはなく、一見すると、電荷担体の局所的な析出といった悪影響は生じないように思われるためである。しかしながら、Ｒ部では、捲回電極体２０の外周側に向かうに連れて、正極２２と負極２４との電極間距離が徐々に広くなり得る。また、一対の正負極からなるＲ部であっても、平坦部２０Ｆに隣接する領域では電極間距離は平坦部２０Ｆとほぼ同様に小さく維持されるものの、平坦部２０Ｆから離れるに連れて電極間距離が徐々に拡大する。つまり、１層のＲ部に相当する長手方向に短い局面寸法においてさえ、電極間距離は大きく変動し、その変動量は、内周側よりも外周側で大きい。このような環境では、正負極間の電位差が安定せず、例えば正極活物質等に含まれる金属成分が溶出して負極表面に堆積し得る。例えば、Ｒ部の最外周に固定部材２６を配置（貼付）したときに当該最外周の負極表面に正極活物質構成金属（例えばＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉ等）の析出が顕著に認められるが、平坦部２０Ｆの最外周に固定部材２６を配置（貼付）したときにはそのような金属成分の析出は認められないことが確認されている。したがって、固定部材２６は、電極体２０のＲ部に配置しないことが好ましい。ここに開示される構成によると、拘束部材による圧縮応力が内在された組電池１であっても、平面部２０Ｆの電極間距離を小さく一定に保ちながら、固定部材２６を最適な位置に配置することができる。
【００４８】
このように組電池１において平面部２０Ｆは、常時、配列方向Ｘで圧縮する向きに所定の拘束圧が付与されている。このことにより、正極２２と負極２４との間の電極間距離が拡大することが抑制され、配列方向Ｘにおける正極２２と負極２４と位置関係を安定的に維持することができる。例えば、電極間距離を平面部２０Ｆで均質に小さくすることで、電極間を移動する電荷担体の移動抵抗に基づく内部抵抗の低減を図ることができる。
また、活物質材料の種類によっては、電荷担体の吸蔵および放出に伴う体積膨張および体積収縮の度合いが著しいもの（例えば、黒鉛材料や、シリコン系金属材料など）が知られている。このような活物質を使用した組電池１は、長期の使用に伴い電極間距離が拡大しやすい。しかしながら、上記構成によると、電極間距離の拡大が抑制されて、長期にわたって良好な電池特性を維持することができる。このことは、例えば、ハイレートで充放電を行う用途の組電池１において、サイクル抵抗の上昇を好適に抑制できる点において好ましい。
【００４９】
本実施形態において、リブ部４４は、電極体２０の平面部２０Ｆの幅方向Ｙの両端部分を押圧するように設けられている。この幅方向Ｙの両端部分では、リブ４４ｂ、４４ｃ、４４ｄが組み合わされることで、鉛直方向Ｚの全長にわたる第２押圧領域Ｐ２を形成している。幅方向Ｙの両端部分に設けられた第２押圧領域Ｐ２は、幅方向Ｙで開口している電極体２０から電解液が排出されることを抑制するストッパ壁として機能する。このことにより、組電池１では、電極体２０の内部に好適に電解液を貯留することができる。したがって、組電池１では、ハイレートでの充放電を繰り返し行っても電解液が電極体２０の系外に押し出され難くなり、優れたハイレートサイクル特性を実現することができる。
【００５０】
本実施形態において、第１押圧領域Ｐ１の幅方向Ｙの寸法は、第２押圧領域Ｐ２の幅方向Ｙの寸法よりも小さくすることができる。これに対応して、リブ４４ａの幅方向Ｙの寸法は、リブ４４ｃ、４４ｄの直線部分の幅方向Ｙの寸法よりも小さくすることができる。左方Ｌと右方Ｒの両端部に第２押圧領域Ｐ２が設けられている場合、第２押圧領域Ｐ２の幅を相対的に広く設計することで、第１押圧領域Ｐ１の幅を相対的に小さく設計しても、平面部２０Ｆに対して効果的に押圧することができるからである。また、リブ４４ａの幅方向Ｙの寸法を小さくすることで、熱がこもりやすい電極体２０の中心と冷却流体との接触効率を高めることができるためである。第１押圧領域Ｐ１の幅方向Ｙの寸法は、これに限定されるものではないが、例えば、第２押圧領域Ｐ２の幅方向Ｙの寸法に対する比として、１未満であってよく、典型的には３／４以下であり、例えば２／３以下、さらには１／２以下であってよい。このことにより、冷却性とハイレートサイクル特性との両方をより良く向上することができる。
【００５１】
本実施形態において、押圧領域Ｐが、平面部２０Ｆの幅方向Ｙにわたる第３押圧領域Ｐを含むとき、第３押圧領域Ｐ３は、電極体２０の長径が鉛直方向Ｚに一致するように組電池１を配置したとき、鉛直方向Ｚの上方Ｕ側の２／３の領域内に配置されていることが好ましい。リブ部４４は、少なくとも電極体２０の平面部２０Ｆの上方Ｕ側の２／３に対応する領域内に配置されていることが好ましい。例えば、平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの中央である中央線Ｍｚを含む中央部分は、充放電に伴う電極体２０の体積変化が大きく、繰り返しの充放電に伴い電極間距離が拡大しやすい位置である。したがって、第３押圧領域Ｐ３がこの中央部分を含むように配置されることで、正極２２と負極２４との間の距離が開くことを抑制して、配列方向Ｘにおける正極２２と負極２４と位置関係を安定的に維持することができる。このことにより電極体２０の体積変化やこれに起因する電極体２０の膨れを効果的に抑制できる。またその結果、例えばハイレート充放電時等にも抵抗上昇を好適に抑制することができる。さらには、リブ４４ｃの下垂部等の設計の自由度が拡大されて、組電池１の冷却効率を高めることもできる。
【００５２】
また、相補的に、緩和領域Ｎは、少なくとも平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの下方Ｄ側の１／３の領域に配置されることが好ましい。そしてリブ部４４は、少なくとも電極体２０の平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの下端から１／３の下方部分の一部を押圧しないように設けられている。電極体２０の押圧によって、電解液は押圧領域Ｐよりも緩和領域Ｎに含まれやすい。また、電極体２０の長径が鉛直方向Ｚに一致するように配置されると、電解液は重力によって下方Ｄに移動しやすい。したがって、緩和領域Ｎが鉛直方向Ｚの下方Ｄ側の１／３の領域に配置されていることで、電解液を電極体２０内に効果的に保持することができる。なお、押圧領域Ｐが、電極体２０の下方Ｄ側の１／３の領域に配置される場合であっても、当該押圧領域Ｐは、平面部２０Ｆの幅方向Ｙに占める寸法が、合計で１／２（５０％）以下程度に制限されていることが好ましい。押圧領域Ｐが下方Ｄ側の１／３の領域で幅方向Ｙに占める寸法は、１／３以下が好ましく、１／４以下であってもよい。このことにより、電極体２０の保液性が高まり、ハイレートサイクル特性をより良く向上することができる。
【００５３】
また、スペーサ４０の下方Ｄにリブ部４４を設けないことで、開口部４７ｉからの冷却流体の流入を遮ることを抑制し、冷却流体のスムーズな導入を促進できるために好ましい。なお、図５に示されるように、ベース部４２の下方Ｄであって、左方Ｌの端部と右方Ｒの端部とに設置される一つの枠部４６は、互いに対抗する面が、上方Ｕに向かうに連れて距離が広がるように傾斜されていてもよい。換言すると、ベース部４２の下方Ｄの一対の枠部４６の間に形成される開口部４７ｉは、下方Ｄから上方Ｕに向かうに連れて広がるように構成されていてもよい。
【００５４】
上記の態様では、第３押圧領域Ｐ３が設けられることによって、緩和領域Ｎは鉛直方向Ｚの下方にのみ形成されていた。しかしながら、ここに開示される技術はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、電極体２０には第３押圧領域Ｐ３が設けられず、緩和領域Ｎが下方Ｄだけでなく上方Ｕにまで形成されていてもよい。かかる態様によると、緩和領域Ｎに固定部材２６を配置することが容易となり、上記の電析抑制の効果が得られるとともに、電極体２０の製造が簡便となるために好ましい。また、具体的には図示しないが、緩和領域Ｎが、図６に示した位置に加え、平面部２０Ｆの鉛直方向Ｚの中央線Ｍｚを対称軸とする線対称となる位置に備えられていてもよい。この場合、緩和領域Ｎは、離間した４つの位置に形成される。このような構成によっても、電析抑制の効果が得られるとともに、電極体２０の製造が簡便となるために好ましい。また、さらには、具体的には図示しないが、緩和領域Ｎが、図６に示した位置には形成されず、当該位置に代えて中央線Ｍｚを対称軸とする線対称となる位置に備えられていてもよい。すなわち、電極体２０を正・負の集電板２２ｄ、２４ｄを介して電池ケース３０の上面３０Ｕに固定するとき、スペーサ４０のリブ部４０の配置によって、固定部材２６の配置を上方Ｕとするか下方Ｄとするかを決定してもよい。
【００５５】
なお、本実施形態において、スペーサ４０のリブ部４４は、ベース部４２の両面に備えられていた。このことにより、単電池１０は、配列方向Ｘの前方Ｆと後方Ｒｒとにあるスペーサ４０によって、前後方向から押圧されていた。しかしながら、スペーサ４０の構成はこれに限定されない。例えば、スペーサ４０のリブ部４４は、ベース部４２の前方Ｆまたは後方Ｒｒのいずれかの面にのみ設けられていてもよい。このことにより、１つのスペーサ４０に形成される冷却スペースを広く確保することができ、冷却流体の流通を促進して、単電池１０の冷却効率を高めることができる。
【００５６】
以上のように、組電池１では、スペーサ４０によって電極体２０に積極的に押圧する押圧領域Ｐとそれ以外の緩和領域Ｎとが設けられ、扁平型捲回電極体２０の捲き終わり端部２８ｄは、緩和領域Ｎにおいて固定部材２６によって留められている。このことにより、固定部材２６により局所的に電極体２０厚みが増加されて、電析が生じるのを抑制することができる。加えて、拘束圧を内在させた組電池１において、電極間距離が小さく維持されて電池特性が向上されたり、電極特性を長期にわたって良好に維持できるという効果を得ることができる。また、電極間距離が小さく維持されている単電池１０は、電析によって微小短絡が発生しやすい。しかしながら、ここに開示される構成によると、微小短絡の発生もが抑制されることから、上記効果に加えて、組電池１の安全性を高めるという優れた効果を奏することができる。
【００５７】
組電池１は各種用途に利用可能である。組電池１は、例えば、車両に搭載される駆動用モーターの動力源（主電池）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、例えばプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等が挙げられる。
【００５８】
以上、本発明を詳細に説明したが、上記した実施形態は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１  組電池
１０  単電池
２０  電極体
２０Ｆ  平面部
２６  固定部材
２８  セパレータ
２８ｄ  捲き終わり端部
４０  スペーサ
４４  リブ部
Ｐ  押圧領域
Ｎ  非押圧領域
【図１】
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【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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