(57)【要約】【課題】ケースを大きくせずに、ケース内に収容される電極体を構成する正極及び負極の面積を大きくすることができ、体積エネルギー密度を大きくすることができる蓄電装置及び二次電池を提供する。【解決手段】蓄電装置としての二次電池１０は、帯状の正極シート及び帯状の負極シートが帯状のセパレータを挟んだ状態で巻回された巻回型の第１電極体１２と、第１電極体１２を収容し、第１電極体１２の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケース１１とを備えている。第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びるケース１１の角部におけるケース１１の内面と第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓに第２電極体１３が収容されている。第２電極体１３は、帯状の正極シート及び帯状の負極シートが帯状のセパレータを挟んだ状態で巻回され、巻回軸方向が第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向である。【選択図】図２
2013200975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極シート及び帯状の負極シートが帯状のセパレータを挟んだ状態で巻回された巻回型の第１電極体と、
前記第１電極体を収容し、前記第１電極体の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケースと、
前記第１電極体の巻回軸方向と平行な方向に延びる前記ケースの角部における前記ケースの内面と前記第１電極体の外周面との間にできる空間に収容され、帯状の正極シート及び帯状の負極シートが帯状のセパレータを挟んだ状態で巻回され、巻回軸方向が前記第１電極体の巻回軸方向と平行な方向である第２電極体と
を備えていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記第１電極体と前記第２電極体とは電気的に並列に接続されている請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１電極体と前記第２電極体とは、動作電圧が異なる仕様で、かつ前記第１電極体の動作電圧が前記第２電極体の動作電圧より高い仕様に構成され、
かつ、前記第１電極体の正極動作電位をＶｐ１、負極動作電位をＶｎ１、前記第２電極体の正極動作電位をＶｐ２、負極動作電位をＶｎ２とした場合に、以下の関係式が成り立つ
Ｖｐ１−Ｖｎ１＞Ｖｐ２−Ｖｎ２  かつ  Ｖｐ１≦Ｖｐ２  かつ  Ｖｎ１≧Ｖｎ２
請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
複数の前記空間に前記第２電極体が収容され、
前記第２電極体が収容された複数の前記空間は、前記巻回軸方向に垂直な面において、前記ケースの前記角部と前記第１電極体の外周面との間の距離が異なる前記空間を含んでおり、
前記第２電極体は、前記距離が大きい前記空間に収容された前記第２電極体は前記距離が小さい前記空間に収容された前記第２電極体よりも巻回数が多いものが使用されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置及び二次電池に係り、詳しくは巻回型の電極体が角型ケースに収容された蓄電装置及び二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。一般に、容量の大きな二次電池は四角箱形のケース（角型ケース）内に巻回型の電極体を収容している。電極体からの電力の取り出しは、正極及び負極に接続された電極端子を通して行われている。そして、二次電池は、複数個が並べられた状態で配線あるいは接続部材により直列あるいは並列に接続された状態で使用されることが多いので、接続作業等を容易にするために、正極端子及び負極端子が二次電池の同じ側の端部（上端部）に並べて配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の二次電池は、図１１に示すように、巻回型の電極体（発電要素）５１の下端部で負極（図示せず）に接続固定された下部集電体５２から上方に引き出すリード板５３を、電極体５１の外周側面に配置し、リード板５３の上端部がリード金具５４になって負極端子５５にカシメ等により接続固定されている。電極体５１の上端部で正極（図示せず）に接続固定された上部集電体５６は、正極端子５７にカシメ等により接続固定されたリード金具５８に一体化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３９７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の二次電池は、電極体５１の下端部に配置された下部集電体５２と、電極体５１の上部に配置されて負極端子５５に接続されたリード金具５４とを電気的に接続するリード板５３を電極体５１の外周側面と電池ケース内面との間に配置するための空間を確保する必要がある。そのため、電極体５１が同じ大きさであれば、電池ケースを大きくする必要があり、二次電池は体積エネルギー密度が低くなる。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ケースを大きくせずに、ケース内に収容される電極体を構成する正極及び負極の面積を大きくすることができ、体積エネルギー密度を大きくすることができる蓄電装置及び二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、帯状の正極シート及び帯状の負極シートが帯状のセパレータを挟んだ状態で巻回された巻回型の第１電極体と、前記第１電極体を収容し、前記第１電極体の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケースとを備えている。また、前記第１電極体の巻回軸方向と平行な方向に延びる前記ケースの角部における前記ケースの内面と前記第１電極体の外周面との間にできる空間に収容され、帯状の正極シート及び帯状の負極シートが帯状のセパレータを挟んだ状態で巻回され、巻回軸方向が前記第１電極体の巻回軸方向と平行な方向である第２電極体を備えている。
【０００８】
この発明では、第１電極体の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケースの、第１電極体の巻回軸方向と平行な方向に延びるケースの角部におけるケースの内面と、第１電極体の外周面との間にできる空間に、第２電極体が収容されているため、デッドスペースを削減して体積エネルギー密度を向上させることができる。したがって、ケースを大きくせずに、ケース内に収容される電極体を構成する正極及び負極の面積を大きくすることができ、蓄電装置の体積エネルギー密度を大きくすることができる。ケースは第１電極体の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をし、第１電極体が巻回型のため空間はケースの四隅にできるが、第２電極体は少なくとも１つ設けられていればよい。第２電極体の数が多い方が、蓄電装置の体積エネルギー密度が大きくなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１電極体と前記第２電極体とは電気的に並列に接続されている。第１電極体と第２電極体とを電気的に直列に接続して使用することも可能であるが、電気的に直列に接続した場合、第２電極体の所定電圧での放電終了後、第１電極体の所定電圧での放電が可能であっても、第１電極体及び第２電極体が所定電圧で直列接続された目的の高電圧での使用ができなくなる。この発明では、第１電極体と第２電極体とが電気的に並列に接続されているため、第２電極体の所定電圧での放電終了後であっても、第１電極体のみの放電により、目的の出力電圧で使用を続けることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１電極体と前記第２電極体とは、動作電圧が異なる仕様で、かつ前記第１電極体の動作電圧が前記第２電極体の動作電圧より高い仕様に構成されている。そして、前記第１電極体の正極動作電位をＶｐ１、負極動作電位をＶｎ１、前記第２電極体の正極動作電位をＶｐ２、負極動作電位をＶｎ２とした場合に、以下の関係式が成り立つ。
【００１１】
Ｖｐ１−Ｖｎ１＞Ｖｐ２−Ｖｎ２  かつ  Ｖｐ１≦Ｖｐ２  かつ  Ｖｎ１≧Ｖｎ２
ここで、「動作電圧が異なる仕様」とは、例えば、第１電極体及び第２電極体を構成する正極シート及び負極シートに塗布される活物質として動作電圧の異なるものが用いられていることを意味する。
【００１２】
蓄電装置を使用する場合、例えば、蓄電装置を車両に搭載して電源として使用する場合、第１電極体及び第２電極体の所定動作電圧が同じであれば、第２電極体の放電終了後も第１電極体の放電で目的の電圧で使用が継続され、第１電極体の放電終了により充電が必要になったときに、充電装置の設置場所まで移動できない虞がある。しかし、この発明では、第１電極体の動作電圧が第２電極体の動作電圧より高いため、第１電極体の動作電圧である高電圧での使用時には第２電極体は放電せず第１電極体の放電が行われる。第１電極体の動作電圧である高電圧での使用を継続した状態で第１電極体の放電が終了した場合、蓄電装置は高電圧での使用はできなくなるが、第２電極体の所定動作電圧である低電圧での使用は可能であり、車両を充電装置の設置場所まで移動することができ、充電を行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、複数の前記空間に前記第２電極体が収容され、前記第２電極体が収容された複数の前記空間は、前記巻回軸方向に垂直な面において、前記ケースの前記角部と前記第１電極体の外周面との間の距離が異なる前記空間を含んでいる。また、前記第２電極体は、前記距離が大きい前記空間に収容された前記第２電極体は前記距離が小さい前記空間に収容された前記第２電極体よりも巻回数が多いものが使用されている。蓄電装置のケースの四隅においてケースの内面と第１電極体の外周面との間にできる空間の大きさは、第１電極体の巻回状態によって必ずしも同じではない。そのため、第２電極体の大きさを全て同じ大きさに設定して製造すると、バラツキを考慮して最も小さな空間に合わせて作製する必要があり、第２電極体を大きな空間に配置した場合、デッドスペースが占める割合が大きくなる。しかし、この発明では、第２電極体は、ケースの角部と第１電極体の外周面との間の距離が大きな空間に収容された第２電極体は、前記距離が小さな空間に収容された第２電極体よりも巻回数が多いものが使用されている。したがって、デッドスペースが占める割合が小さくなって、蓄電装置の体積エネルギー密度がより大きくなる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池である。したがって、この発明の二次電池は請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明と同様の効果を有する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、ケースを大きくせずに、ケース内に収容される電極体を構成する正極及び負極の面積を大きくすることができ、体積エネルギー密度を向上することができる蓄電装置あるいは二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の二次電池を示す図２のＡ−Ａ線における断面図。
【図２】蓋体及びナットを省略した平面図。
【図３】（ａ）は第１電極体の正極シート、負極シート及びセパレータの一部を展開した模式斜視図、（ｂ）は第２電極体のセパレータの一部を展開した模式斜視図。
【図４】（ａ）は正極端子及び第１電極体の正極用集電端子の概略斜視図、（ｂ）は第２電極体の正極用集電端子の概略斜視図。
【図５】（ａ）は負極端子、第１電極体の負極用集電端子及び導電部材を示す概略部分斜視図、（ｂ）は第２電極体の負極用集電端子の概略斜視図。
【図６】第２の実施形態の二次電池を示す蓋体及びナットを省略した平面図。
【図７】（ａ）は負極端子、第１電極体の負極用集電端子及び導電部材等を示す概略斜視図、（ｂ）は正極端子及び第１電極体の正極用集電端子の概略斜視図。
【図８】第３の実施形態の二次電池の放電電圧の変化を示すグラフ。
【図９】（ａ）は別の実施形態の第１電極体の概略斜視図、（ｂ）はケース本体内における第１電極体及び第２電極体の配置を示す模式平面図。
【図１０】別の実施形態の第１電極体及び第２電極体の配置を示す模式平面図。
【図１１】従来技術を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、ケース１１内に収容された巻回型の第１電極体１２と、ケース１１の角部における内面と第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓに収容された巻回型の第２電極体１３とを備えている。詳述すると、ケース１１は、第１電極体の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしており、空間Ｓは、第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びるケース１１の角部におけるケース１１の内面と第１電極体１２の外周面との間に４つできる。この実施形態では、第２電極体１３は４つの空間Ｓのうちの３つの空間Ｓにそれぞれ１個ずつ収容されている。
【００１８】
空間Ｓは、同じ大きさではなく、第１電極体１２を構成する帯状電極の巻回側端部に近い空間Ｓ（図２では右上の位置）が他の空間Ｓより大きい。詳述すると、複数の空間Ｓは、巻回軸方向に垂直な面において、ケース１１の角部と第１電極体１２の外周面との間の距離が異なる空間Ｓを含んでおり、前記距離が大きい空間Ｓの方が、距離が小さな空間Ｓよりも容積が大きな空間Ｓになる。第２電極体１３は、空間Ｓの大きさに合わせて巻回数（大きさ）が異なるものが使用され、それぞれ対応する大きさの空間Ｓ内に配置されている。そして、第２電極体１３は、距離が大きい空間Ｓに収容された第２電極体１３は距離が小さい空間Ｓに収容された第２電極体１３よりも巻回数が多いものが使用されている。
【００１９】
ケース１１は、ケース本体１１ａ及び蓋体１１ｂで構成され、第１電極体１２及び第２電極体１３は、巻回軸方向の一方の端部（図１における上端）側がケース本体１１ａの開口部側、即ち蓋体１１ｂと対向するようにケース１１内に収容されている。ケース１１は、第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向における一方の端部に正極端子１４と負極端子１５とを有する。
【００２０】
正極端子１４及び負極端子１５は、雄ねじ部１４ａ，１５ａ及び鍔部１４ｂ，１５ｂを有し、蓋体１１ｂに形成された孔（図示せず）を、鍔部１４ｂ，１５ｂがケース１１の内側に位置する状態で貫通して蓋体１１ｂから突出する雄ねじ部１４ａ，１５ａに螺合するナット１６ａにより、蓋体１１ｂに締め付け固定されている。雄ねじ部１４ａ，１５ａにはナット１６ａの他にナット１６ｂも螺合されているが、ナット１６ｂは、複数の二次電池１０同士あるいは二次電池１０を電気機器に接続する接続部材や配線をナット１６ａと共同して電気的に接続するために使用される。なお、鍔部１４ｂ，１５ｂと蓋体１１ｂとの間及びナット１６ａと蓋体１１ｂとの間には図示しない電気的絶縁材製のシール部材が介装されている。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、第１電極体１２は、帯状の金属箔に正極活物質層１７ａが形成された正極シート１７と、帯状の金属箔に負極活物質層１８ａが形成された負極シート１８とが帯状のセパレータ１９を挟んだ状態で巻回された構成である。この実施形態では、セパレータ１９が２枚使用され、第１電極体１２の最外周にセパレータ１９が存在し、外周側から、セパレータ１９、正極シート１７、セパレータ１９、負極シート１８の順に層を成すように巻回されている。図２及び図３（ａ）に示すように、第１電極体１２は、長円柱状に巻回されている。
【００２２】
正極シート１７及び負極シート１８は、幅方向の片側に一定幅の活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂが存在するように正極活物質層１７ａ及び負極活物質層１８ａが塗布されており、両活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂが第１電極体１２の巻回軸方向の反対側端部にそれぞれ配置される状態で巻回されている。正極シート１７及び負極シート１８は、同じ幅に形成されるとともに、正極活物質層１７ａ及び負極活物質層１８ａがセパレータ１９を挟んで対向する状態に配置されている。セパレータ１９は、正極活物質層１７ａ及び負極活物質層１８ａの幅より若干幅広に形成されており、第１電極体１２の巻回軸方向の一方の端部には活物質非塗布部１７ｂが位置し、他方の端部には活物質非塗布部１８ｂが位置するように正極シート１７、セパレータ１９及び負極シート１８が配置された状態で巻回されている。
【００２３】
図２及び図３（ｂ）に示すように、第２電極体１３は円柱状に巻回されている。第２電極体１３も第１電極体１２と同様に、帯状の正極シート１７と帯状の負極シート１８とが帯状のセパレータ１９を挟んだ状態で巻回された構成であり、セパレータ１９が２枚使用されて、第２電極体１３の最外周にセパレータ１９が存在し、外周側から、セパレータ１９、正極シート１７、セパレータ１９、負極シート１８の順に層を成すように巻回されている。第２電極体１３は、巻回軸方向が第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向である。また、第２電極体１３は、巻回軸方向の長さが第１電極体１２の巻回軸方向の長さと同じで、巻回形状と大きさとが異なっている。
【００２４】
第１電極体１２及び第２電極体１３は、正極用活物質及び負極用活物質にそれぞれ同じものが使用され、同じ仕様、即ち、動作電圧が同じに形成されている。
第１電極体１２及び第２電極体１３は、正極シート１７の活物質非塗布部１７ｂがケース１１の一方の端部、即ち正極端子１４及び負極端子１５が設けられている側に位置し、負極シート１８の活物質非塗布部１８ｂが他方の端部、即ち正極端子１４及び負極端子１５が設けられていない側に位置するように、ケース１１内に収容されている。
【００２５】
第１電極体１２及び第２電極体１３は、電気的に並列に接続されている。詳述すると、第１電極体１２の正極シート１７の活物質非塗布部１７ｂには正極用集電端子２０が溶接で接合され、活物質非塗布部１７ｂは正極用集電端子２０を介して正極端子１４に電気的に接続されている。第２電極体１３の正極シート１７の活物質非塗布部１７ｂには正極用集電端子２１が溶接で接合され、活物質非塗布部１７ｂは正極用集電端子２１を介して正極端子１４に電気的に接続されている。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、第１電極体１２用の正極用集電端子２０は、溶接部２０ａ及び接続部２０ｂを備え、接続部２０ｂにおいて正極端子１４に接続された状態で、正極端子１４と一体に形成されている。正極端子１４は、蓋体１１ｂに形成された孔（図示せず）を貫通した状態で蓋体１１ｂに固定された状態において、蓋体１１ｂから突出する部分に雄ねじ部１４ａが形成され、蓋体１１ｂの内側に位置する部分に鍔部１４ｂが形成されている。
【００２７】
また、図２に示すように、正極端子１４は、第２電極体１３が収容されていない空間Ｓと対角線上に位置する空間Ｓと対向する位置に配置され、正極用集電端子２０の溶接部２０ａは、第１電極体１２の正極シート１７、負極シート１８及びセパレータ１９が直線状に延びる状態で巻回されている部分と平行に延びるように形成されている。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、第２電極体１３用の正極用集電端子２１は、溶接部２１ａ及び接続部２１ｂを備え、接続部２１ｂは板材で略Ｌ字状に形成され、屈曲部と両端部とが空間Ｓと対向可能に形成され、屈曲部と両端部とに溶接部２１ａが突出形成されている。溶接部２１ａは円柱状に形成され、第２電極体１３の巻回中心に挿入された状態で、第２電極体１３の活物質非塗布部１７ｂと溶接される。また、屈曲部には溶接部２１ａの突出側と反対側の面に、正極用集電端子２０の正極端子１４の鍔部１４ｂと対向する位置に突設された突部に嵌合可能な嵌合凹部２１ｃが形成されている。そして、正極用集電端子２１は、嵌合凹部２１ｃが正極用集電端子２０の突部に嵌合固着された状態で、正極用集電端子２０を介して正極端子１４に電気的に接続されている。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、第１電極体１２用の負極用集電端子２２は、溶接部２２ａ及び接続部２２ｂを備え、接続部２２ｂにおいて負極端子１５に接続された状態で、負極端子１５と一体に形成されている。負極端子１５は、蓋体１１ｂに形成された孔（図示せず）を貫通した状態で蓋体１１ｂに固定された状態において、蓋体１１ｂから突出する部分に雄ねじ部１５ａが形成され、蓋体１１ｂの内側に位置する部分に鍔部１５ｂが形成されている。
【００３０】
また、図２に示すように、負極端子１５は、第２電極体１３が収容されていない空間Ｓと対向する位置に配置され、負極用集電端子２２の溶接部２２ａは、第１電極体１２の正極シート１７、負極シート１８及びセパレータ１９が直線状に延びる状態で巻回されている部分と平行に延びるように形成されている。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、第２電極体１３用の負極用集電端子２３は、溶接部２３ａ及び接続部２３ｂを備え、接続部２３ｂは板材で略コ字状に形成され、接続部２３ｂの２つの屈曲部の一方の屈曲部と、２つの端部とに溶接部２３ａが突出形成されている。溶接部２３ａは円柱状に形成され、溶接部２３ａが第２電極体１３の巻回中心に挿入された状態で、第２電極体１３の活物質非塗布部１８ｂと溶接されている。また、溶接部２３ａが突設されていない屈曲部には、４つの空間Ｓのうちの第２電極体１３が収容されていない１つの空間Ｓに収容された導電部材２４の一端（下端）に嵌合可能な嵌合孔２３ｃが形成されている。そして、図１に示すように、負極用集電端子２３は、負極用集電端子２２より上側に位置する状態で嵌合孔２３ｃが導電部材２４の一端（下端）に嵌合固着される。導電部材２４の他端は負極端子１５に接続されている。即ち、負極用集電端子２３は、導電部材２４を介して負極端子１５に電気的に接続されている。
【００３２】
次に前記のように構成された二次電池１０の作用を説明する。
二次電池１０は、単体でも使用されるが、一般には複数の二次電池１０が直列あるいは並列に接続されて構成された組電池として使用される。そして、二次電池１０は種々の用途に使用されるが、例えば、車両に搭載されて走行用モータの電源や他の電気機器の電源としても使用される。
【００３３】
二次電池１０は、巻回型の第１電極体１２の他に、巻回型の第２電極体１３を備えているため、第２電極体１３が存在する分、二次電池１０の容量が大きくなる。また、第２電極体１３は、従来の二次電池では利用されずにデッドスペースとして存在していた第１電極体１２の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケース１１の第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びる角部におけるケース１１の内面と、第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓに収容されている。そのため、従来の二次電池と比べてデッドスペースが削減されて体積エネルギー密度が向上している。
【００３４】
また、第１電極体１２及び第２電極体１３を構成する正極シート１７及び負極シート１８は、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂがそれぞれ第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向の反対側端部に位置するように形成されている。一方、二次電池１０の電極端子、即ち正極端子１４及び負極端子１５は、ケース１１の第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向における一方の端部に設けられている。そのため、正極シート１７及び負極シート１８の一方、この実施形態では負極シート１８は、活物質非塗布部１８ｂを電極端子（負極端子１５）と電気的に接続するには、接続用の導電部材２４を第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向と平行な方向に延びる状態で設ける必要がある。導電部材２４は、第１電極体１２の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケース１１の第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びる角部におけるケース１１の内面と、第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓに設けられている。したがって、従来技術と異なり、ケース１１を大きくせずに、第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向の一端側に配置された電極端子（負極端子１５）に、第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向の他端側に位置する活物質非塗布部１８ｂを電気的に接続するための導電部材２４を配置することができる。また、導電部材２４は、第１電極体１２の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケース１１の第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びる角部における空間Ｓに配置されているため、導電部材２４での発熱を効率良くケース１１の外部に放熱することができる。
【００３５】
第１電極体１２と第２電極体１３とは電気的に並列に接続されている。第２電極体１３は第１電極体１２に比べて発電容量が小さく、第１電極体１２より先に所定電圧での放電が終了する。第１電極体１２と第２電極体１３とが電気的に直列に接続されている場合は、第２電極体１３の所定電圧での放電終了後、第１電極体１２は所定電圧での放電が可能であっても、第１電極体１２の放電ができなくなる。しかし、第１電極体１２と第２電極体１３とが電気的に並列に接続されているため、第２電極体１３の所定電圧での放電終了後であっても、第１電極体１２のみの放電により、目的の出力電圧で使用を続けることができる。  
【００３６】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）二次電池１０（蓄電装置）は、帯状の正極シート１７及び帯状の負極シート１８が帯状のセパレータ１９を挟んだ状態で巻回された巻回型の第１電極体１２と、第１電極体１２を収容し、第１電極体１２の巻回軸方向に垂直な断面が矩形をしたケース１１とを備えている。また、第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びるケース１１の角部におけるケース１１の内面と第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓに収容され、帯状の正極シート１７及び帯状の負極シート１８が帯状のセパレータ１９を挟んだ状態で巻回され、巻回軸方向が第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向である第２電極体１３を備えている。したがって、従来利用されずにデッドスペースとして存在した空間Ｓに収容された第２電極体１３の分、二次電池１０の容量が大きくなり、体積エネルギー密度が大きくなる。
【００３７】
（２）第１電極体１２と第２電極体１３とは電気的に並列に接続されている。したがって、第２電極体１３の所定電圧での放電終了後であっても、第１電極体１２のみの放電により、目的の出力電圧で使用を続けることができる。
【００３８】
（３）第２電極体１３は、空間Ｓに合わせた大きさになるように巻回されたものが使用されている。詳述すると、複数の空間Ｓに第２電極体１３が収容され、第２電極体１３が収容された複数の空間Ｓは、巻回軸方向に垂直な面において、ケース１１の角部と第１電極体１２の外周面との間の距離が異なる空間Ｓを含んでいる。そして、第２電極体１３は、距離が大きい空間Ｓに収容された第２電極体１３は距離が小さい空間Ｓに収容された第２電極体１３よりも巻回数が多いものが使用されている。したがって、空間Ｓに比べて第２電極体１３が小さな大きさに巻回された場合に比べて、第２電極体１３が大きくなり、デッドスペースの占める割合が小さくなって、二次電池１０の体積エネルギー密度がより大きくなる。また、第２電極体１３は、がたつきが抑制された状態でケース１１内に収容され、二次電池１０の使用状態において二次電池１０に振動が加わっても、第２電極体１３がケース１１内で振動することが抑制される。
【００３９】
（４）ケース１１は第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向における一方の端部に正極端子１４と負極端子１５とを有し、正極シート１７及び負極シート１８は、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂが互いに第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向の反対側に位置するように形成されている。第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びるケース１１の４つの角部のうちの一つの角部における、ケース１１の内面と第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓの一つに、第１電極体１２の巻回軸方向と平行な方向に延びる導電部材２４が設けられ、残りの空間Ｓに第２電極体１３が収容されている。そして、第１電極体１２及び第２電極体１３の巻回軸方向の他方の端部側に設けられた活物質非塗布部１８ｂは、導電部材２４を介して負極端子１５に電気的に接続されている。したがって、従来デッドスペースとして存在した空間Ｓを利用して、ケース１１を大きくせずに、導電部材２４を配置することができる。
【００４０】
（５）正極用集電端子２０，２１に溶接される活物質非塗布部１７ｂ及び負極用集電端子２２，２３に溶接される活物質非塗布部１８ｂは、それぞれタブ部ではなく、正極活物質層１７ａ及び負極活物質層１８ａの全長に沿って形成されている。したがって、正極シート１７あるいは負極シート１８を構成する金属箔の一部を切断除去したり、タブ部を構成するため別に形成された金属箔を溶接したりする手間が不要になる。
【００４１】
（６）第１電極体１２用の正極用集電端子２０及び負極用集電端子２２は、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂに溶接で接続される部分が、第１電極体１２及び第２電極体１３の正極シート１７、負極シート１８及びセパレータ１９が直線状に延びる状態で巻回されている部分と平行に延びるように形成されている。したがって、正極シート１７及び負極シート１８の湾曲部において正極用集電端子２０及び負極用集電端子２２をそれぞれ活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂに溶接する場合に比べて、容易に溶接することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。この実施形態の二次電池１０は、正極端子１４及び負極端子１５の配設位置と、ケース１１の四隅の空間Ｓの全てに第２電極体１３が収容されている点と、導電部材２４がケース１１の内面と第１電極体１２の外周面との間に配置されている点とが第１の実施形態と大きくなっている。第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、図６では、蓋体１１ｂやナット１６ａ，１６ｂだけでなく、第２電極体１３用の正極用集電端子２１及び負極用集電端子２３の図示も省略している。
【００４３】
図６に示すように、正極端子１４及び負極端子１５は、第１電極体１２の異なる湾曲部の外周寄りの部分と対向する位置にそれぞれ設けられている。ケース１１は、導電部材２４をケース１１の内面と第１電極体１２の湾曲部の外周面との間に配置可能に、ケース本体１１ａ内面の第１電極体１２の長手方向と同方向（図６の左右方向）の長さが、第１電極体１２の長さより長く形成されている。
【００４４】
第１電極体１２用の正極用集電端子２０は、第１の実施形態の構造と基本的に同様であるが、図７（ｂ）に示すように、接続部２０ｂの屈曲方向が第１の実施形態と逆に形成されている。一方、第２電極体１３用の正極用集電端子２１は、図示しないが、接続部２１ｂが略コ字状に形成されるとともに、２つの屈曲部と２つの端部とにそれぞれ溶接部２１ａが形成され、両屈曲部の中間部に嵌合凹部２１ｃに代えて、正極用集電端子２０の端部に嵌合可能な嵌合孔が形成されている。
【００４５】
第１電極体１２用の負極用集電端子２２は、第１の実施形態の構造と基本的に同様であるが、図７（ａ）に示すように、接続部２２ｂの屈曲方向が第１の実施形態と逆に形成されている。一方、第２電極体１３用の負極用集電端子２３は、図示しないが、接続部２３ｂが略コ字状に形成されるとともに、２つの屈曲部と２つの端部とにそれぞれ溶接部２３ａが形成され、両屈曲部の中間部が導電部材２４に接続されている。また、図７（ａ）に示すように、負極端子１５は、板状の導電部材２４の他端（上端）に一体に連続して形成されてはおらず、連結部材２５を介して電気的に接続されている。連結部材２５は、一端が負極端子１５の下端に嵌合され、他端が導電部材２４の他端に固着されている。
【００４６】
ケース本体１１ａ内面の第１電極体１２の長手方向と同方向の長さが、第１電極体１２の長さより長く形成されており、第１電極体１２は一方の湾曲部の外周面がケース本体１１ａの内面に当接する状態でケース１１に収容されている。その結果、導電部材２４が存在する側の第１電極体１２の湾曲部に対向する２つの空間Ｓは、導電部材２４が空間Ｓの一つに収容された第１の実施形態の場合に比べて大きくなる。そのため、４個の第２電極体１３の合計の容量は、第１の実施形態の３個の第２電極体１３の合計の容量より大きくなる。
【００４７】
この実施形態の二次電池１０は、ケース１１の角部に存在する空間Ｓを、導電部材２４を配置する空間として利用せずに、ケース１１の容積を大きくして、導電部材２４を配置する空間を確保している点を除き、第１の実施形態の二次電池１０と基本的に同様に機能する。したがって、この実施形態においても、第１の実施形態の（１）〜（３），（５），（６）と同様の効果を得ることができる他に次の効果を得ることができる。
【００４８】
（７）導電部材２４を収容する空間を確保するため、ケースの体積が大きくなったが、導電部材２４が存在する側の２つの空間Ｓの容積が増大し、かつ全ての空間Ｓに収容される第２電極体１３は、空間Ｓに合わせた大きさになるように巻回されたものが使用されている。したがって、第２電極体１３の合計の容量は、第１の実施形態の場合に比べて大きくなり、二次電池１０の体積エネルギー密度が向上する。
【００４９】
（８）正極端子１４及び負極端子１５が二次電池１０の角部ではなく、一般の二次電池と同様の位置に配置されているため、二次電池１０の使用に際してレイアウトを変更せずに同じ箇所に配置して使用することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を図８にしたがって説明する。この実施形態の二次電池１０は、第１電極体１２と第２電極体１３とは、動作電圧が異なる仕様で、かつ第１電極体１２の動作電圧が第２電極体１３の動作電圧より高い仕様に構成されている点が前記第１の実施形態及び第２の実施形態と異なっている。詳述すると、第１電極体１２の正極動作電位をＶｐ１、負極動作電位をＶｎ１、第２電極体１３の正極動作電位をＶｐ２、負極動作電位をＶｎ２とした場合に、以下の関係式が成り立つ。
【００５１】
Ｖｐ１−Ｖｎ１＞Ｖｐ２−Ｖｎ２  かつ  Ｖｐ１≦Ｖｐ２  かつ  Ｖｎ１≧Ｖｎ２
例えば、リチウムイオン二次電池の場合、動作電圧の異なる正極用活物質としては、ＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２と、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等が挙げられる。また、動作電圧の異なる負極用活物質としては、ＳｉＯと黒鉛等が挙げられる。
【００５２】
二次電池１０を使用する場合、例えば、二次電池１０を車両に搭載して電源として使用する場合、第１電極体１２及び第２電極体１３の所定動作電圧が同じであれば、第２電極体１３の放電終了後も第１電極体１２の放電により目的の電圧で使用を継続することができる。しかし、その状態で第１電極体１２の放電終了により充電が必要になったときに、充電装置の設置場所まで移動できない虞がある。
【００５３】
しかし、この実施形態では、第１電極体１２の動作電圧が第２電極体１３の動作電圧より高く、第１電極体１２の正極動作電位をＶｐ１、負極動作電位をＶｎ１、第２電極体１３の正極動作電位をＶｐ２、負極動作電位をＶｎ２とした場合に、前述した関係式が成り立つため、二次電池１０の放電可能電圧は、図８に示すように変化する。即ち、第１電極体１２の動作電圧である高電圧Ｖ１ボルトでの使用時には、第２電極体１３は放電せず第１電極体１２の放電が行われる。第１電極体１２の動作電圧である高電圧での使用を継続した状態で第１電極体１２の放電が終了した場合、二次電池１０は高電圧での使用はできなくなるが、第２電極体１３の所定動作電圧である低電圧Ｖ２ボルトでの使用は可能である。したがって、車両は、第２電極体１３を電源として、充電装置の設置場所まで移動することができ、充電を行うことが可能になる。
【００５４】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  第１電極体１２は長円柱状に限らず、例えば、円柱状に形成したり、あるいは楕円柱状に形成したりしてもよい。図９（ａ），（ｂ）に示すように第１電極体１２を円柱状に形成した場合は、長円柱状の場合と異なり、正極シート１７及び負極シート１８の活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂは直線状に延びる状態で巻回されている部分が存在しないため、正極用集電端子２０及び負極用集電端子２２の溶接部２０ａ，２２ａが直線状に延びる平板の場合、溶接がし難い。この実施形態では、図９（ａ）に示すように、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂにはそれぞれ所定間隔で金属箔を溶接してタブ部２６（正極シート１７の活物質非塗布部１７ｂに溶接されたもののみ図示）が形成されている。そして、正極用集電端子２０及び負極用集電端子２２は、図９（ｂ）に示すように、接続部２０ｂ，２２ｂがケース本体１１ａの対角線に沿って延びるように形成され、図示しない溶接部２０ａ，２２ａは、タブ部２６と略平行に延びる平板状に形成されている。したがって、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂに、直線状に延びる状態で巻回されている部分が存在しなくても、タブ部２６において溶接部２０ａ，２２ａと容易に溶接することができる。なお、タブ部２６は、別に形成された金属箔を溶接して形成するのではなく、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂの一部を切り欠いた残りの部分で形成してもよい。
【００５５】
○  第２電極体１３の形状は円柱状に限らず、例えば、図１０に示すように楕円柱状に形成してもよい。
○  第２電極体１３の大きさは、空間Ｓの大きさに対応してそれぞれ巻回数を変更せずに、全て同じ大きさに形成してもよい。
【００５６】
○  タブ部２６を設けずに、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂを正極用集電端子２０の溶接部２０ａあるいは負極用集電端子２２の溶接部２２ａに溶接する構成において、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂの溶接部２０ａ，２２ａに溶接される箇所の近くに切り込みを入れてもよい。切れ込みを入れることにより、活物質非塗布部１７ｂ，１８ｂの溶接される部分が溶接に適した位置まで変形し易くなる。
【００５７】
○  導電部材２４の形状は円柱状や平板状に限らない。例えば、三角柱状、四角柱状等の多角柱状や円筒状、角筒状等の筒状に形成してもよい。
○  導電部材２４は、ケース１１の内面と、第１電極体１２の外周面との間にできる空間Ｓに限らず、第１電極体１２の巻回中心に収容する構成としてもよい。
【００５８】
○  負極シート１８の活物質非塗布部１８ｂを正極端子１４及び負極端子１５の突出側と反対側に配置する代わりに、正極シート１７の活物質非塗布部１７ｂを正極端子１４及び負極端子１５の突出側と反対側に配置する構成としてもよい。この場合、正極用集電端子２０，２１及び負極用集電端子２２，２３の構成が、前記各実施形態における正極用集電端子２０，２１及び負極用集電端子２２，２３の構成と逆になる。
【００５９】
○  第１電極体１２及び第２電極体１３が直列に接続される状態と、並列に接続される状態とに、スイッチを介して切り替え可能に構成してもよい。そして、第１電極体１２及び第２電極体１３の放電電圧を検出するセンサを設け、検出結果に基づいてスイッチを切り替え制御する。この場合、第１電極体１２及び第２電極体１３の少なくとも一方が充電を必要な状態になるまでは、スイッチは、目的に応じて第１電極体１２及び第２電極体１３を並列に接続する状態と、直列に接続する状態とに切り替えられる。また、第１電極体１２及び第２電極体１３の少なくとも一方が充電を必要な状態になった後は、スイッチは第１電極体１２及び第２電極体１３を並列に接続する状態に切り替え保持される。
【００６０】
○  第１電極体１２及び第２電極体１３は、巻回軸方向が正極端子１４及び負極端子１５の突出方向と直交する状態でケース１１内に収容された構成であってもよい。
○  ケース本体１１ａは、開口部が、第１電極体１２及び第２電極体１３をそれらの巻回軸の延びる方向と直交する方向に移動させてケース本体１１ａ内に挿入可能な位置に形成されたものであってもよい。この場合、第１電極体１２及び第２電極体１３は、正極端子１４及び負極端子１５が開口部を覆う蓋体１１ｂに形成された孔ではなく、ケース本体１１ａの壁に形成された孔を貫通した状態でケース本体１１ａに収容される。また、蓋体１１ｂは第１電極体１２をケース本体１１ａの開口部と反対側の壁面に押圧した状態でケース本体１１ａに固着することができ、第１電極体１２のがたつきを抑制した状態に保持し易い。そのため、二次電池１０の使用状態において二次電池１０に振動が加わっても、第１電極体１２がケース１１内で振動することが抑制される。
【００６１】
○  ケース本体１１ａは、開口部が、第１電極体１２及び第２電極体１３をそれらの巻回軸の延びる方向と直交する方向に移動させてケース本体１１ａ内に挿入可能な位置に形成されたものであってもよい。正極端子１４及び負極端子１５のケース１１からの突出方向と直交する方向に移動させて第１電極体１２及び第２電極体１３をケース本体１１ａに収容した状態において、正極端子１４及び負極端子１５が孔から突出する構造の場合、正極端子１４及び負極端子１５は、正極用集電端子２０や導電部材２４に螺着される構成が好ましい。この場合、第１電極体１２及び第２電極体１３の端部と、孔が形成されたケース１１の壁との距離が小さくても、第１電極体１２及び第２電極体１３をケース１１に収容した後、正極端子１４や負極端子１５を正極用集電端子２０や導電部材２４に簡単に接続することができる。
【００６２】
○  車両は走行用モータを備えた一般の車両やフォークリフトに限らず、例えば、ショベルローダーやトーイングトラクター等の他の産業車両であってもよい。また、運転者を必要とする車両に限らず無人搬送車であってもよい。
【００６３】
○  蓄電装置は、二次電池１０に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
【００６４】
（１）請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記ケースは前記第１電極体及び前記第２電極体の巻回軸方向における一方の端部に正極端子と負極端子とを有し、前記正極シート及び前記負極シートは、活物質非塗布部が互いに前記第１電極体及び前記第２電極体の巻回軸方向の反対側に位置するように形成され、前記空間の一つに、前記第１電極体及び前記第２電極体の巻回軸方向と平行な方向に延びる導電部材が設けられ、残りの空間に前記第２電極体が収容され、前記第１電極体及び前記第２電極体の巻回軸方向の他方の端部側に設けられた前記活物質非塗布部は、前記導電部材を介して前記正極端子又は前記負極端子に電気的に接続されている。
【符号の説明】
【００６５】
Ｓ…空間、１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１２…第１電極体、１３…第２電極体、１７…正極シート、１８…負極シート、１９…セパレータ。
【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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【図１１】
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