(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシートを重ね合わせてなり、前記複数のシートの縁部が配置される所定の端面部を有する電極体と、
前記端面部に対向する対向面部を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記外装体における前記対向面部とは異なる部分に設けられたガス排出部と、
前記ガス排出部に連通される連通部が前記端面部と前記対向面部との間に形成されるように、前記端面部と前記対向面部との間に介装されたスペーサと、を備え、
前記電極体は、前記複数のシートである正極電極シート及び負極電極シートとセパレータとを重ね合わせてなり、前記端面部において、前記セパレータが前記正極電極シート及び前記負極電極シートよりも前記対向面部に向けて突出して配置されていることを特徴とする蓄電素子。
【請求項２】
複数のシートを重ね合わせてなり、前記複数のシートの縁部が配置される所定の端面部を有する電極体と、
前記端面部に対向する対向面部を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記外装体における前記対向面部とは異なる部分に設けられたガス排出部と、
前記ガス排出部に連通される連通部が前記端面部と前記対向面部との間に形成されるように、前記端面部と前記対向面部との間に介装されたスペーサと、
前記端面部と前記スペーサとの間に介装された絶縁シートと、を備え、
前記絶縁シートにおける前記連通部との対向部に、ガス通過用の穴又は切り込みが設けられていることを特徴とする蓄電素子。
【請求項３】
前記絶縁シートに、前記スペーサに係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記電極体は、帯状の前記複数のシートを重ね合わせて一対の湾曲部を形成するように巻回してなる巻回体であり、
前記連通部は、少なくとも一方の前記湾曲部に対向するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記電極体は、前記一対の湾曲部間に形成された一対の直線部を有し、
前記スペーサは、前記一対の直線部を覆うように且つ前記一対の湾曲部を開放するように、前記端面部と前記対向面部との間に介装されていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記外装体は、略長方形の底壁部と、前記底壁部の周縁から立ち上がる角筒状部とを備え、
前記電極体は、前記角筒状部が延びる方向に沿って巻回軸が配置される姿勢で前記外装体に収容され、
前記スペーサは、前記底壁部と前記端面部との間に介装されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を含む蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を含む蓄電素子は、セパレータを介して正極電極シートと負極電極シートを重ね合わせてなる電極体を備えることがある。この種の電極体は、ケース本体とケース本体の開口を塞ぐ蓋とからなる外装体に収容される。
【０００３】
特許文献１には、この種の蓄電素子において、電極体の下側の端面部とケース本体の底部との間にスペーサを介装した技術が開示されている。このようにスペーサを配置することで、外装体の外部から電極体に伝わる振動及び衝撃を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０４９３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように複数のシートを重ね合わせてなる電極体では、シート間でガスが発生することがある。このガスは、電極体の端面部から外装体の内部空間へ流れ、外装体に設けられた安全弁のようなガス排出部を介して、外装体の外部空間へ排出される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の蓄電素子のように電極体の端面部がスペーサによって塞がれると、電極体のシート間で発生したガスを当該端面部から逃がすことが困難になる。そのため、電極体の種類、形状及び姿勢、並びに、外装体におけるガス排出部の配置のような各種条件によっては、外装体の外側へガスを排出し難くなる問題がある。
【０００７】
例えば、特許文献１の蓄電素子では、ケース本体の底部に対向する電極体の端面部がスペーサで塞がれているため、電極体のシート間で発生したガスを底側の端面部から逃がしてケース本体の開口側へ導くことが困難となる。なお、特許文献１には、中央部が開口したスペーサが開示されているが、この開口部はケース本体の底部で塞がれていることから、電極体の底側端面部からのガス抜きは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、電極体の端面部と外装体の内面との間にスペーサが介在する蓄電素子において、ガス排出性能の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
複数のシートを重ね合わせてなり、前記複数のシートの縁部が配置される所定の端面部を有する電極体と、
前記端面部に対向する対向面部を有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記外装体における前記対向面部とは異なる部分に設けられたガス排出部と、
前記ガス排出部に連通される連通部が前記端面部と前記対向面部との間に形成されるように、前記端面部と前記対向面部との間に介装されたスペーサと、を備えた、蓄電素子を提供する。
【００１０】
電極体の所定の端面部と外装体の対向面部との間にスペーサが介在することで、外装体の外部から電極体に伝わる振動及び衝撃を抑制できる。また、電極体の端面部と外装体の対向面部との間に連通部が形成されることにより、電極体における複数のシート間で発生したガスを、前記連通部と、外装体に設けられたガス排出部とを介して、外装体の外部へ良好に排出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る蓄電素子によれば、外装体の外部から電極体に伝わる振動及び衝撃を抑制しつつ、蓄電素子のガス排出性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る非水電解質二次電池の縦断面図。
【図２】図１の非水電解質二次電池の分解斜視図。
【図３】電極体の斜視図。
【図４】電極体の展開図。
【図５】図１の部分Ｖの拡大図。
【図６】図１の部分VIの拡大図。
【図７】電極体及び集電体の斜視図。
【図８】図１の非水電解質二次電池の一部破断部分斜視図。
【図９】図１の非水電解質二次電池の一部破断分解側面図。
【図１０】図１の非水電解質二次電池の内部を底側から見た図１のＸ−Ｘ線横断面図。
【図１１】底部スペーサの変形例を示す図１０と同様の横断面図。
【図１２】底部スペーサの別の変形例を示す図１０と同様の横断面図。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る非水電解質二次電池の分解斜視図。
【図１４】絶縁シートを斜め下方から見た斜視図。
【図１５】図１３の非水電解質二次電池の内部を底側から見た図１０と同様の横断面図。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る非水電解質二次電池の絶縁シートの斜視図。
【図１７】図１７の絶縁シートを備えた非水電解質二次電池の内部を底側から見た図１５と同様の横断面図。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る非水電解質二次電池の絶縁シートの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
【００１４】
［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という）１を示す。
【００１５】
［全体構成］
図１及び図２を参照すると、電池１は、外装体１０、電極体２０、底部スペーサ４０、正極及び負極の外部端子５０Ａ，５０Ｂ、正負の集電体６０Ａ，６０Ｂ、上側パッキン７０Ａ，７０Ｂ、下側パッキン８０Ａ，８０Ｂ及び上部スペーサ９０を備える。
【００１６】
外装体１０は、ケース本体１１と、ケース本体１１の開口１１ａを閉じる蓋１２とを備える。本実施形態では、ケース本体１１と蓋１２は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。ケース本体１１は、略長方形板状の底壁部１１ｂと、底壁部１１ｂの周縁から立ち上がる角筒状部１１ｚとを備える。角筒状部１１ｚは、底壁部１１ｂの長辺から立ち上がる一対の長側壁部１１ｃと、底壁部１１ｂの短辺から立ち上がる一対の短側壁部１１ｄとを備える。蓋１２は概ね長方形板状である。長側壁部１１ｃと短側壁部１１ｂの上端が、ケース本体１１の開口１１ａを画定している。電解液が充填されたケース本体１１内には、電極体２０が収容されている。電極体２０とケース本体１１の底壁部１１ｂの間に底部スペーサ４０が介在している。下側パッキン８０Ａ，８０Ｂと上部スペーサ９０も、ケース本体１１に収容されている。蓋１２には、ケース本体１１内で発生したガスを外装体１０の外側へ排出するガス排出部としての安全弁１３が設けられている。
【００１７】
図３及び図４を併せて参照すると、電極体２０は、いずれも一定幅の長尺な帯状である正極電極シート２１、負極電極シート２２及び微多孔性樹脂シートからなる２枚のセパレータ２３，２３を重ね合わせて、概ね高扁平率の長楕円状に巻回したものである。正極電極シート２１の一つの層と、それに隣接する負極電極シート２２の一つの層との間には、２枚のセパレータ２３，２３のうちのいずれか一方が介在している。正極電極シート２１、負極電極シート２２及び２枚のセパレータ２３，２３の巻回の軸線（巻回軸）は、図３において符号Ａで概念的に示されている。電極体２０は、巻回軸Ａが概ね、ケース本体１１の角筒状部１１ｚが延びる方向に沿って配置される姿勢、すなわち、ケース本体１１の底壁部１１ｂと開口１１ａが対向する方向（図１において上下方向）に延びる姿勢で、ケース本体１１内に収容されている。
【００１８】
図３に示すように、巻回軸Ａの延びる方向における電極体２０の各端部は、正極電極シート２１、負極電極シート２２及びセパレータ２３，２３の幅方向の縁部が配置された端面部２０ａ，２０ｂとなっている。電極体２０は、巻回軸Ａを挟んで対向配置され、巻回軸Ａの延びる方向から見て互いに平行に直線状に延びる一対の直線部２０ｃ，２０ｃと、巻回軸Ａの延びる方向から見て半円状に湾曲しながら一対の直線部２０ｃ，２０ｃを接続するように延びる一対の湾曲部２０ｄ，２０ｄとを有する。
【００１９】
なお、直線部２０ｃは、設計上において直線状に延びる部分である。実際に外装体１０に電極体２０が収容された状態において、直線部２０ｃは、完全な直線状に配置されるとは限らず、全体的には直線に近い形状となるように撓んだ状態で配置されることもある。
【００２０】
正極電極シート２１は、帯状の正極金属箔２４と、この正極金属箔２４の両面に形成された正極活物質層２５とを備える。正極電極シート２１の幅方向の一方（図３及び図４において下側）の端部では、正極活物質層２５が正極金属箔２４の側縁まで設けられている。正極電極シート２１の幅方向の他方（図３及び図４において上側）の端部には、正極活物質層２５を設けずに、正極金属箔２４を露出させた未塗工部２４ａが設けられている。正極電極シート２１の幅よりも負極電極シート２２の幅が大きく、セパレータ２３の幅は負極電極シート２２の幅よりも大きい。
【００２１】
負極電極シート２２は、帯状の負極金属箔２６と、この負極金属箔２６の両面に形成された負極活物質層２７とを備える。負極電極シート２２の幅方向の一方（図３及び図４において下側）の端部では、負極活物質層２７が負極金属箔２６の側縁まで設けられている。負極電極シート２２の幅方向の他方（図３及び図４において上側）の端部には、負極活物質層２７を設けずに、負極金属箔２６を露出させた未塗工部２６ａが設けられている。
【００２２】
正極金属箔２４には、未塗工部２４ａから幅方向外向きに突出する複数の突部２４ｂが、長手方向に間隔をあけて設けられている。正極電極シート２１、負極電極シート２２及びセパレータ２３，２３を重ね合わせて巻回した状態では、複数の突部２４ｂが互いに重ね合わされて電極体２０から突出するタブ状の部分（正極集電タブ２８）を形成している。負極金属箔２６にも正極金属箔２４の突部２４ｂと同様の複数の突部２６ｂがもうけられており、これらの突部２６ｂが互いに重ね合わされることで、電極体２０から突出する負極集電タブ２９が形成されている。
【００２３】
図３を参照すると、正極集電タブ２８と負極集電タブ２９は、電極体２０の一方の端部２０ａ（図３において上側の端部）から突出している。また、電極体２０の端部２０ａを巻回軸Ａの延びる方向から見たときの長手方向の中心線Ｂに対し、一対の直線部２０ｃ，２０ｃのうちの一方側（図３において手前側）から、正極集電タブ２８と負極集電タブ２９が突出している。
【００２４】
蓋１２の一端側（図１において左側）に正極の外部端子５０Ａが配置され、他端側（図１において右側）に負極の外部端子５０Ｂが配置されている。外部端子５０Ａ，５０Ｂは蓋１２の外側面（上側面）１２ａに配置される板状部５１Ａ，５１Ｂを備える。板状部５１Ａ，５１Ｂにはバスバーのような接続部材が溶接されて外部回路に接続される。
【００２５】
図１及び図２に加えて図５を参照すると、正極の外部端子５０Ａは、蓋１２の外側面１２ａに配置される板状部５１Ａと、板状部５１Ａの下面から下方に突出する円筒状の軸部５２を備える。板状部５１Ａと軸部５２は一体成形されている。軸部５２は、蓋１２を貫通してケース本体１１の内部に突出している。
【００２６】
正極の外部端子５０Ａの軸部５２の下端には拡径部５２ａが設けられ、それによって正極の外部端子５０Ａが蓋１２に対して加締固定されている。具体的には、外部端子５０Ａの板状部５１Ａと拡径部５２ａとの間に、絶縁樹脂製の上側パッキン７０Ａ、蓋１２、絶縁樹脂製の下側パッキン８０Ａ及び正極の集電体６０Ａ（後述する被加締部６２Ａ）が挟み込まれることで、正極の外部端子５０Ａと集電体６０Ａが蓋１２に固定されている。蓋１２の外側面１２ａと外部端子５０Ａとの間に上側パッキン７０Ａが介装され、蓋１２の内側面（下側面）１２ｂと集電体６０Ａとの間に、下側パッキン８０Ａが介装されている。本実施形態では、正極の外部端子５０と集電体６０Ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。
【００２７】
図１及び図２に加えて図６を参照すると、負極の外部端子５０Ｂは、蓋１２の外側面１２ａに配置される板状部５１Ｂと、板状部５１Ｂとは別体のリベット５３を備える。板状部５１Ｂに形成された貫通孔にリベット５３の上端の顎部５３ａが圧入され、それによってリベット５３が板状部５１Ｂに固定されている。リベット５３は板状部５１Ｂの下面から下方に突出し、蓋１２を貫通してケース本体１１の内部に突出している。
【００２８】
負極の外部端子５０Ａのリベット５３の下端には拡径部５３ｂが設けられ、それによって負極の外部端子５０Ｂが蓋１２に対して加締固定されている。具体的には、外部端子５０Ｂの板状部５１Ｂと拡径部５３ｂとの間に、絶縁樹脂製の上側パッキン７０Ｂ、蓋１２、絶縁樹脂製の下側パッキン８０Ｂ及び負極の集電体６０Ｂが挟み込まれることで、負極の外部端子５０Ｂと集電体６０Ｂが蓋１２に固定されている。蓋１２の外側面１２ａと外部端子５０Ｂとの間に上側パッキン７０Ｂが介装され、蓋１２の内側面１２ｂと負極の集電体６０Ｂとの間に下側パッキン８０Ｂが介装されている。本実施形態では、負極の外部端子５０Ｂは、その板状部５１Ｂアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、リベット５３が銅又は銅合金製である。負極の集電体６０Ｂは銅又は銅合金製である。
【００２９】
図７に最も明瞭に示すように、正極の集電体６０Ａは、被溶接部６１Ａと被加締部６２Ａを備える。被溶接部６１Ａは電極体２０の正極集電タブ２８に溶接されて、電気的かつ機械的に接続されている。被加締部６２Ａは、前述のように、正極の外部端子５０Ａの軸部５２に形成された拡径部５２ａによって蓋１２に対して加締固定されている。同様に、負極の集電体６０Ｂは、被溶接部６１Ｂと被加締部６２Ｂを備える。被溶接部６１Ｂは電極体２０の負極集電タブ２９に溶接されて、電気的かつ機械的に接続されている。被加締部６２Ｂは、前述のように、負極の外部端子５０Ｂのリベット５３に形成された拡径部５３ｂによって、蓋１２に対して加締固定されている。
【００３０】
図８及び図９に最も明瞭に示すように、電極体２０と蓋１２の内側面１２ｂとの間には、上部スペーサ９０が介在している。上部スペーサ９０には、集電体６０Ａ，６０Ｂ毎に集電体収容部９２が設けられている。集電体収容部９２は、側壁部９２ａと、側壁部９２ａの上端から延びる上壁部９２ｂと、側壁部９２ａの下端から上壁部９２ｂと概ね平行に延びる下壁部９２ｃとを備える。上壁部９２ｂと下壁部９２ｃとの間には、側壁部９２ａとは反対側に開放した隙間９２ｄが形成されている。
【００３１】
図９に示すように、正極の集電体６０Ａは、折り畳まれた正極集電タブ２８と共に、集電体収容部９２の隙間９２ｄに差し込まれる。同様に、負極の集電体６０Ｂも、折り畳まれた負極集電タブ２９と共に、集電体収容部９２の隙間９２ｄに差し込まれる。これにより、各集電体６０Ａ，６０Ｂは、上部スペーサ９０の上壁部９２ｂによって蓋１２に対して絶縁され、上部スペーサ９０の下壁部９２ｃによって電極体２０に対して絶縁される。
【００３２】
［底部スペーサ］
以下、底部スペーサ４０及びこれに関連する構成について詳細に説明する。
【００３３】
図１０は、巻回軸Ａ（図３参照）が延びる方向においてケース本体１１の底側（以下、単に「底側」という）から見た電池１の内部構造を示す横断面図である。
【００３４】
図１０に示すように、電極体２０の各直線部２０ｃは、ケース本体１１の長側壁部１１ｃに対向配置される。電極体２０の各湾曲部２０ｄは、ケース本体１１の短側壁部１１ｄに対向配置される。電極体２０の端面部２０ｂは、底部スペーサ４０を介してケース本体１１の底壁部１１ｂに対向配置される（図１及び図２参照）。
【００３５】
電極体２０の湾曲部２０ｄの外周面２０ｅは、巻回軸Ａ（図３参照）が延びる方向から見て半円形であり、ケース本体１１は同方向から見て略矩形である。そのため、各湾曲部２０ｄと、湾曲部２０ｄに対向するケース本体１１の短側壁部１１ｄの両側コーナー部１１ｅとの間にはそれぞれ空間Ｓ１が形成される。湾曲部２０ｄは、その頂部２０ｆにおいて短側壁部１１ｄに最も接近している。頂部２０ｆとは、湾曲部２０ｄの外周面２０ｅにおける周方向の中央部を意味する。巻回軸Ａ（図３参照）が延びる方向から見て、電極体２０の長手方向の端部に頂部２０ｆが配置される。
【００３６】
底部スペーサ４０は、電極体２０の端面部２０ｂを底側から支持するように、端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間に介装されている。これにより、ケース本体１１の外部から電極体２０に伝わる振動及び衝撃が抑制され、電極体２０の保護を図ることができる。
【００３７】
底部スペーサ４０は板状の部材で構成されている。底部スペーサ４０の材料は限定されるものでないが、例えば、発泡ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）のような樹脂が用いられる。
【００３８】
底側から見た底部スペーサ４０の形状は、一対の長辺部４０ａと一対の短辺部４０ｃとを有する長方形状である。底側から見て、底部スペーサ４０の長手方向寸法は電極体２０の長手方向寸法よりも小さく、底部スペーサ４０の外形は電極体２０の端面部２０ｂの外形に比べて小さい。
【００３９】
底部スペーサ４０の各長辺部４０ａは、ケース本体１１の長側壁部１１ｃに沿って配置されている。各短辺部４０ｃは、ケース本体１１の短側壁部１１ｄから間隔を空けて配置されている。より具体的に、各短辺部４０ｃは、湾曲部２０ｄと直線部２０ｃとの境界部に沿って配置されている。このように配置された底部スペーサ４０によって、電極体２０の一対の直線部２０ｃが覆われ、一対の湾曲部２０ｄが開放されている。
【００４０】
各湾曲部２０ｄが底側に開放されていることにより、電極体２０を構成するシート２１，２２，２３（図３参照）間の空間は、端面部２０ｂにおける湾曲部２０ｄとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間の空間を介して、湾曲部２０ｄとケース本体１１のコーナー部１１ｅとの間の空間Ｓ１に連通している。この空間Ｓ１は、ケース本体１１のコーナー部１１ｅに沿って底側から開口側へ延びるように形成されており、蓋１２とこれに対向する電極体２０の端面部２０ａとの間の空間を介して、蓋１２に設けられた安全弁１３に連通している。
【００４１】
このように、電極体２０の底側の端面部２０ｂにおいて湾曲部２０ｄが開放するように底部スペーサ４０が設けられることで、端面部２０ｂにおける湾曲部２０ｄとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間に、安全弁１３に連通される連通部１９が形成される（図１参照）。これにより、電極体４０のシート２１，２２，２３間で発生したガスは、端面部２０ｂから連通部１９に排出され得る。連通部１９に排出されたガスは、空間Ｓ１を含む流路を介して安全弁１３まで速やかに流れ得るため、安全弁１３から外装体１０の外部へのガス排出を促進できる。
【００４２】
以上より、本実施形態によれば、電極体２０の端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間に介在する底部スペーサ４０によって、ケース本体１１の外部から電極体２０に伝わる振動及び衝撃を抑制しつつ、電極体２０の端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間に連通部１９が形成されることによって、電池１のガス排出性能の向上を図ることができる。
【００４３】
ただし、第１実施形態において、底側から見た底部スペーサ４０の形状、大きさ及び配置は図１０に示すものに限定されるものでなく、電極体２０の端面部２０ｂの一部を空間Ｓ１に連通させる構成である限り、種々の変更が可能である。
【００４４】
例えば、底部スペーサ４０の長手方向に関して、短辺部４０ｃが電極体２０の直線部２０ｃと湾曲部２０ｄとの境界部よりも外側且つ頂部２０ｆよりも内側に配置されるように、底部スペーサ４０の長手方向寸法を延長してもよい。この場合、電極体２０の湾曲部２０ｄの一部は底側に開放されるため、連通部１９を介した電極体２０の端面部２０ｂと空間Ｓ１との連通を確保できる。また、この場合、延長された底部スペーサ４０によって、より安定的に電極体２０を底側から支持できる。
【００４５】
逆に、底部スペーサ４０の長手方向に関して、短辺部４０ｃが電極体２０の直線部２０ｃと湾曲部２０ｄとの境界部よりも内側に配置されるように、底部スペーサ４０の長手方向寸法を縮小してもよい。この場合、電極体２０の湾曲部２０ｄに加えて、直線部２０ｃの一部も底側に開放されるため、連通部１９を拡大できる。
【００４６】
また、図１１に示す変形例に係る底部スペーサ１４０のように、短辺部４０ｃの中央部から外側に突出する突出部１４１を設けてもよい。この場合、突出部１４１によって電極体２０の湾曲部２０ｄを底側から支持できるとともに、突出部１４１を挟んだ両側において、電極体２０の湾曲部２０ｄが底側に開放されることで連通部１９が形成され、これにより、端面部２０ｂと空間Ｓ１との連通を確保できる。
【００４７】
さらに、図１２に示す変形例に係る底部スペーサ１６０のように、底部スペーサ１６０の長手方向に関して、電極体２０の直線部２０ｃと湾曲部２０ｄとの境界部よりも外側且つ頂部２０ｆよりも内側に短辺部４０ｃを配置するとともに、短辺部４０ｃの中央部から内側に入り込んだ凹部１６１を設けてもよい。この場合、底部スペーサ１６０の延長部分によって電極体２０の湾曲部２０ｄを底側から支持できるとともに、凹部１６１の形成によって、電極体２０の端面部２０ｂの開放部分、ひいては連通部１９を拡大することができる。
【００４８】
また、底部スペーサの形状は、図１０〜図１２に示す底部スペーサ４０，１４０，１６０の形状以外の形状であってもよく、例えば、電極体２０の端面部２０ｂに比べて小さく且つ相似形の長円状であってもよい。
【００４９】
さらに、電極体２０の一対の湾曲部２０ｄのうち一方のみが開放されるように、底部スペーサをケース本体１１の一方の短側壁部１１ｄ側に寄せて配置してもよい。
【００５０】
［第２実施形態］
図１３は、本発明の第２実施形態に係る電池２０１を示す分解斜視図である。
【００５１】
図１３に示すように、電池２０１は、電極体２０を被覆する絶縁シート３０を備える。この実施形態の電池の構造は、絶縁シート３０を備える点を除いて、第１実施形態と同様である。
【００５２】
図１３及び図１４に示すように、絶縁シート３０は、ケース本体１１の内面に沿って配置され得るように箱状に形成されている。絶縁シート３０は、ケース本体１１の底壁部１１ｂに対向する底面部３１と、ケース本体１１の長側壁部１１ｃに対向する一対の長側面部３２と、ケース本体１１の短側壁部１１ｄに対向する一対の短側面部３３ｂとを備えている。
【００５３】
底面部３１の長手方向両端部には、底面部３１から略直角に立ち上がる立ち上がり部３４が設けられている。底面部３１、長側面部３２及び短側面部３３が交わる４つのコーナー部には、それぞれ開口部３５が形成されており、これにより、電極体２０のシート２１，２２，２３間で発生したガスを開口部３５から絶縁シート３０の外側へ排出可能となっている。
【００５４】
絶縁シート３０の底面部３１には、ガス通過用の穴３６が設けられている。ガス通過用の穴３６は、底面部３１の長手方向両端部にそれぞれ例えば複数設けられている。これにより、電極体２０のシート２１，２２，２３間で発生したガスは、ガス通過用の穴３６を通じて絶縁シート３０の外側へ排出することもできる。
【００５５】
電極体２０は絶縁シート３０で被覆された状態でケース本体１１に収容される。これにより、絶縁シート３０は、電極体２０とケース本体１１の内面との間に介装される。また、絶縁シート３０の底面部３１は、電極体２０の端面部２０ｂと底部スペーサ４０との間に配置される。
【００５６】
図１５に示すように、ケース本体１１内において、電極体２０及び底部スペーサ４０は、第１実施形態の電池（図１０参照）と同様に配置されている。つまり、底部スペーサ４０は、電極体２０の一対の直線部２０ｃを底側から覆い、一対の湾曲部２０ｄを開放するように配置されている。
【００５７】
第２実施形態において、電極体２０の端面部２０ｂは、絶縁シート３０の底面部３１によって被覆されているが、底面部３１における湾曲部２０ｄとの対向部には、ガス通過用の穴３６が配置されている。これにより、電極体４０のシート２１，２２，２３間で発生したガスを、端面部２０ｂにおける湾曲部２０ｄ及び絶縁シート３０のガス通過用の穴３６を介して、絶縁シート３０の外側に排出可能となっている。
【００５８】
ガス通過用の穴３６を通して絶縁シート３０の底面部３１とケース本体１１の底壁部１１ｂとの間の空間に排出されたガスは、絶縁シート３０とケース本体１１のコーナー部１１ｅとの間の空間Ｓ２と、絶縁シート３０の底部のコーナー部に設けられた開口部３５を介して、絶縁シート３０と電極体２０の湾曲部２０ｄの外周面２０ｅとの間の空間Ｓ３とに導かれ得る。これらの空間Ｓ２，Ｓ３は、ケース本体１１のコーナー部１１ｅに沿って底側から開口側へ延びるように形成されており、蓋１２とこれに対向する電極体２０の端面部２０ａとの間の空間を介して、蓋１２に設けられた安全弁１３に連通している。
【００５９】
このように、第２実施形態では、電極体２０の底側の端面部２０ｂにおいて湾曲部２０ｄが開放するように底部スペーサ４０及び絶縁シート３０が設けられている。したがって、第２実施形態においても、端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間、より具体的には、絶縁シート３０と底壁部１１ｂとの間に、安全弁１３に連通される連通部１９が形成される。これにより、電極体４０のシート２１，２２，２３間で発生したガスは、端面部２０ｂから絶縁シート３０のガス通過用の穴３６を介して連通部１９に排出され得る。連通部１９に排出されたガスは、空間Ｓ２，Ｓ３を含む流路を介して安全弁１３まで速やかに流れ得るため、安全弁１３から外装体１０の外部へのガス排出を促進できる。
【００６０】
以上より、第２実施形態によれば、電極体２０の端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間に介在する底部スペーサ４０によって、ケース本体１１の外部から電極体２０に伝わる振動及び衝撃を抑制しつつ、絶縁シート３０によって電極体２０とケース本体１１との間の短絡防止を図ることができるとともに、電極体２０の端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間に連通部１９が形成されることによって、電池１のガス排出性能の向上を図ることができる。
【００６１】
ただし、第２実施形態において、絶縁シート３０の形状、大きさ及び配置、ガス通過用の穴３６の配置、個数、形状及び大きさ、並びに、底側から見た底部スペーサ４０の形状、大きさ及び配置は上記構成に限定されるものでなく、電極体２０の端面部２０ｂの一部をガス通過用の穴３６を介して空間Ｓ２，Ｓ３に連通させる構成である限り、種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、ガス通過用の穴３６の配置、個数、形状及び大きさは、底側から見た連通部１９の位置、形状及び大きさに応じて適宜変更される。また、底部スペーサ４０の構成も、第１実施形態で説明した変形例を含めて、種々の変更が可能である。
【００６３】
［第３実施形態］
図１６は本発明の第３実施形態に係る電池３０１が備える絶縁シート３３０を示し、図１７は底側から見た電池３０１の内部構造を示す図１５と同様の横断面図である。この実施形態の電池の構造は、絶縁シートの構造を除いて、第２実施形態と同様である。
【００６４】
図１６及び図１７に示すように、絶縁シート３０の底面部３１には、第２実施形態の穴３６に代えて、ガス通過用の切り込み３３６が設けられている。切り込み３３６は、例えばＵ字形に形成されている。これにより、電極体２０のシート２１，２２，２３間でガスが発生したときに、切り込み３３６で囲まれた可動部３３８がガスによって底側に押し開かれて、絶縁シート３０の外側にガスを排出可能となっている。
【００６５】
そのため、第３実施形態においても、端面部２０ｂとケース本体１１の底壁部１１ｂとの間、より具体的には、絶縁シート３０と底壁部１１ｂとの間に、安全弁１３に連通される連通部１９が形成される。これにより、電極体４０のシート２１，２２，２３間で発生したガスは、端面部２０ｂから絶縁シート３０における可動部３３８の開放部分を介して連通部１９に排出され得る。連通部１９に排出されたガスは、空間Ｓ２，Ｓ３を含む流路を介して安全弁１３まで速やかに流れ得るため、安全弁１３から外装体１０の外部へのガス排出を促進できる。よって、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、第３実施形態では、可動部３３８が押し開かれていないとき、電極体２０の端面部２０ｂ全体を絶縁シート３０で底側から被覆できるため、電極体２０とケース本体１１との間での短絡防止効果を高めることができる。
【００６７】
ただし、第３実施形態において、絶縁シート３０の形状、大きさ及び配置、ガス通過用の切り込み３３６の配置、個数、形状及び大きさ、並びに、底側から見た底部スペーサ４０の形状、大きさ及び配置は上記構成に限定されるものでなく、電極体２０の端面部２０ｂの一部を絶縁シート３０における可動部３３８の開放部分を介して空間Ｓ２，Ｓ３に連通させる構成である限り、種々の変更が可能である。
【００６８】
例えば、ガス通過用の切り込み３３６の配置、個数、形状及び大きさは、底側から見た連通部１９の位置、形状及び大きさに応じて適宜変更される。また、底部スペーサ４０の構成も、第１実施形態で説明した変形例を含めて、種々の変更が可能である。
【００６９】
［第４実施形態］
図１８は、本発明の第４実施形態に係る電池が備える絶縁シート４３０を示す。この実施形態の電池の構造は、絶縁シートの構造を除いて、第２実施形態と同様である。
【００７０】
図１８に示すように、絶縁シート４３０には、底部スペーサ４０に係合する係合部４３８が設けられている。係合部４３８は、絶縁シート４３０の底面部３１において長手方向に間隔を空けて一対設けられている。
【００７１】
係合部４３８は、底面部３１に形成された例えばＵ字形の切り込み４３６で囲まれた部分で構成されている。このように形成された係合部４３８には、底部スペーサ４０の端部が係合可能となっている。底部スペーサ４０の両端部を一対の係合部４３８に係合することで、底部スペーサ４０は、底面部３１と一対の係合部４３８とによって挟み込まれた状態で、絶縁シート４３０に保持される。これにより、底部スペーサ４０を絶縁シート４３０に対して位置決めできる。
【００７２】
一般に、ケース本体の底部に底部スペーサが配置される電池においては、底部スペーサは単独でケース本体に挿入される。この場合、ケース本体に挿入された底部スペーサが、ケース本体内面の底部周縁において湾曲するように形成された角部に乗り上げることを防止するためには、両面テープを用いて底部スペーサをケース本体の底部に位置決めする必要がある。
【００７３】
第４実施形態によれば、ケース本体１１の底部に底部スペーサ４０を収容するとき、係合部４３８を用いて絶縁シート４３０に底部スペーサ４０を位置決めした状態で、底部スペーサ４０を絶縁シート４３０と共にケース本体１１に挿入することができる。そのため、両面テープのような位置決めのための専用部材を用いることなく、ケース本体１１に対して底部スペーサ４０を容易に位置決めできる。
【００７４】
なお、第４実施形態においても、絶縁シート４３０の底面部３１には、第２実施形態と同様のガス通過用の穴３６が設けられている。そのため、第２実施形態と同様のガス排出性能を得ることができる。ただし、ガス通過用の穴３６は、底面部３１において係合部４３８に干渉しないように配置されている。
【００７５】
ただし、第４実施形態において、絶縁シート４３０の形状、大きさ及び配置、係合部４３８の配置、形状、大きさ及び個数、ガス通過用の穴３６の配置、個数、形状及び大きさ、並びに、底部スペーサ４０の形状、大きさ及び配置は上記構成に限定されるものでなく、電極体２０の端面部２０ｂの一部をガス通過用の穴３６を介して空間Ｓ２，Ｓ３に連通させ、且つ、底部スペーサ４０を係合部４３８に係合可能な構成である限り、種々の変更が可能である。
【００７６】
また、第４実施形態において、ガス通過用の穴３６に代えて、第３実施形態と同様のガス通過用の切り込み３３６を設けてもよい。この場合も、同様のガス排出性能を得ることができる。
【００７７】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００７８】
例えば、上述の実施形態では、ガス排出部としての安全弁が蓋に設けられる場合について説明したが、ガス排出部は、底部スペーサのようなスペーサを介して電極体の端面部に対向する面以外の面であれば、外装体の任意の位置に設けられてもよい。
【００７９】
また、上述の実施形態では、ケース本体の底側に配置される底部スペーサについて説明したが、本発明は、外装体における安全弁のようなガス排出部が設けられる面以外の面と電極体の端面部との間に配置される任意のスペーサに適用できる。
【００８０】
さらに、上述の実施形態では、リチウムイオン二次電池を例に本発明に係る蓄電素子を説明したが、本発明は、リチウムイオン二次電池以外の二次電池、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子に適用できる。
【００８１】
また、本発明は、上述の実施形態で例に挙げたいわゆる巻回型の電極体に限らず、それぞれ複数枚の正極電極シート、負極電極シート及びセパレータを正極電極シートと負極電極シートとがセパレータを介して交互に重なるように積層してなる所謂積層型の電極体にも適用できる。
【符号の説明】
【００８２】
１  電池
１０  外装体
１１  ケース本体
１１ａ  開口
１１ｂ  底壁部
１１ｃ  長側壁部
１１ｄ  短側壁部
１１ｚ  角筒状部
１２  蓋
１２ａ  外側面
１２ｂ  内側面
１９  連通部
２０  電極体
２０ａ，２０ｂ  端面部
２０ｃ  直線部
２０ｄ  湾曲部
２０ｅ  外周面
２０ｆ  頂部
２１  正極電極シート
２２  負極電極シート
２３  セパレータ
２４  正極金属箔
２４ａ  未塗工部
２４ｂ  突部
２５  正極活物質層
２６  負極金属箔
２６ａ  未塗工部
２６ｂ  突部
２７  負極活物質層
２８  正極集電タブ
２９  負極集電タブ
３０  絶縁シート
３１  底面部
３２  長側面部
３３  短側面部
３５  開口部
３６  ガス通過用の穴
４０  底部スペーサ
５０Ａ，５０Ｂ  外部端子
５１Ａ，５１Ｂ  板状部
５２  軸部
５２ａ  拡径部
５３  リベット
５３ａ  顎部
５３ｂ  拡径部
６０Ａ，６０Ｂ  集電体
６１Ａ，６１Ｂ  被溶接部
６２Ａ，６２Ｂ  被加締部
７０Ａ，７０Ｂ  上側パッキン
８０Ａ，８０Ｂ  下側パッキン
９０  上部スペーサ
１４０，１６０  底部スペーサ
３３０  絶縁シート
３３６  ガス通過用の切り込み
３３８  可動部
４３０  絶縁シート４３０
４３８  係合部
【図１】
0006507612.tif 000002
【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】
0006507612.tif 000016
【図１６】
0006507612.tif 000017
【図１７】
0006507612.tif 000018
【図１８】
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