特許 6852328 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6852328

(24)【登録日】2021年3月15日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】蓄電装置及び蓄電装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/10 20210101AFI20210322BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20210322BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20210322BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 A

   H01M10/04 W

   H01M10/0587

   H01M2/10 E

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-183410(P2016-183410)

(22)【出願日】2016年9月20日

(65)【公開番号】特開2018-49708(P2018-49708A)

(43)【公開日】2018年3月29日

【審査請求日】2019年3月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(74)【代理人】

【識別番号】100159581

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 勝誠

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(74)【代理人】

【識別番号】100158540

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 博生

(74)【代理人】

【識別番号】100106264

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 耕治

(74)【代理人】

【識別番号】100187768

【弁理士】

【氏名又は名称】藤中 賢一

(72)【発明者】

【氏名】八田 剛志

(72)【発明者】

【氏名】阿部 泰之

(72)【発明者】

【氏名】岡島 宇史

【審査官】 前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８６２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３０３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３９３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１８７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ１０／００−１０／３９

Ｈ０１Ｍ５０／１０−５０／１４５

Ｈ０１Ｍ５０／２０−５０／２９８

Ｈ０１Ｇ１１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するセルケースと、このセルケースを押圧する押圧部材とを備え、
上記捲回型電極群が、両側端部に位置する２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、
上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、
上記一対のセルケース面それぞれが、上記捲回型電極群側に突出する凸部を中央に有し、
上記押圧部材の押圧箇所が、上記セルケース面の上記凸部の両側部分であり、
上記凸部が上記広面部の中心に従って漸次突出量を増加し、
上記凸部が、上記広面部の中心を基準として、上記２つの曲面部間の長さ方向の８０％以内の領域、かつ上記長さ方向に垂直な幅方向の７０％以内の領域に形成され、
上記押圧部材が、上記セルケースの凸部の不成形領域を押圧する蓄電装置。

【請求項2】

上記凸部が、上記広面部のうち上記捲回型電極群の最内周の一対のターン部よりも捲回軸側に対応する部位を押圧する請求項１の蓄電装置。

【請求項3】

上記凸部の突出量が、上記一対のセルケース面の間隔の０．０２倍以上である請求項１又は請求項２の蓄電装置。

【請求項4】

正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するセルケースとを備え、上記捲回型電極群が、両側端部に位置する２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、上記一対のセルケース面それぞれが、上記捲回型電極群側に突出すると共に上記広面部の中心に従って漸次突出量を増加し、上記広面部の中心を基準として、上記２つの曲面部間の長さ方向の８０％以内の領域、かつ上記長さ方向に垂直な幅方向の７０％以内の領域に形成される凸部を中央に有する電極群収容ケースを用意すること、及び
上記電極群収容ケースの上記凸部の不成形領域である両側部分を、押圧部材によって上記捲回型電極群側に押圧すること
を有する蓄電装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池のような蓄電装置は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。

【0003】

上記蓄電装置としては、発電要素の電極間に生じる撚れを吸収し電池厚の増加を抑制すると共に、電極間の隙間を低減して優れた電池特性を発揮させるために、セパレータを介して正極と負極とを積層した状態で渦巻き形状に捲回した発電要素を角形扁平外装缶に収納して成る非水系二次電池において、上記外装缶がアルミニウムＡｌ合金から成ると共に、上記外装缶内に収納した発電要素を押圧する突起部が、上記外装缶の対向する一組の長辺面の内側に一体に形成されていることを特徴とする非水系角型二次電池が公知である（特開２００５−２４３２７４号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２４３２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、本発明者らが鋭意検討したところ、外装缶内に収納した発電要素を押圧する突起部が、上記外装缶の対向する一組の長辺面の内側に一体に形成されているものも、サイクル性能が十分に向上していないことが判明した。

【0006】

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、優れたサイクル性能を有する蓄電装置及び蓄電装置の製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためになされた発明は、正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するケースと、このケースを押圧する押圧部材とを備え、上記捲回型電極群が、両側端部に位置する２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、上記一対のセルケース面のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群側に突出する凸部を中央に有し、上記押圧部材の押圧箇所が、上記セルケース面の上記凸部の両側部分である。

【0008】

上記課題を解決するためになされた別の発明は、正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するケースとを備え、上記捲回型電極群が、両側端部に位置する２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、上記一対のセルケース面のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群側に突出する凸部を中央に有する電極群収容ケースを用意すること、及び上記電極群収容ケースの上記凸部の両側部分を、押圧部材によって上記捲回型電極群側に押圧すること
を有する蓄電装置の製造方法である。

【発明の効果】

【0009】

本発明の蓄電装置、及び本発明の製造方法によって製造された蓄電装置は、サイクル性能に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の一実施形態における蓄電装置の内部構成を模式的に示す縦断面図である。

【図2】図２は、図１の蓄電装置における捲回型電極群を模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、図１の蓄電装置における捲回型電極群を模式的に示す側面図である。

【図4】図４は、図１の蓄電装置における捲回型電極群を模式的に示す正面図である。

【図5】図５は、図１の蓄電装置を模式的に示す正面図である。

【図6】図６は、図１の蓄電装置の製造方法における製造過程の一段階を模式的に示す縦断面図である。

【図7】図７は、図１の蓄電装置の製造方法における製造過程の一段階を模式的に示す縦断面図である。

【図8】比較例１の蓄電装置を模式的に示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の一態様の蓄電装置は、正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するケースと、このケースを押圧する押圧部材とを備え、上記捲回型電極群が、両側端部に位置する２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、上記一対のセルケース面のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群側に突出する凸部を中央に有し、上記押圧部材の押圧箇所が、上記セルケース面の上記凸部の両側部分である。なお、セルケース面が中央に凸部を有するとは、凸部が捲回型電極群の広面部に当接する位置に形成されていることを意味する。セルケース面の凸部の両側部分とは、凸部の形成される中央よりも両側端側に位置し、凸部が形成されていないセルケース面の部分を意味する。

【0012】

当該蓄電装置は、捲回型電極群の広面部がセルケースの凸部によって押圧され、さらにセルケースの凸部の両側部分が押圧部材によって捲回型電極群側に押圧されることで、優れたサイクル性能を奏する。この原因は必ずしも明らかではないが、捲回型電極群の広面部がセルケースの凸部によって押圧されることで初期のガスだまりや極板のゆがみが低減され、押圧部材によってセルケースの凸部の両側部分を捲回型電極群側に押圧することで、サイクル試験の進行にともなうセル内部の部分的な内圧のバラツキが抑制されるためと考えられる。これによって、内圧のバラツキにともなう、電極面内での塩濃度のムラを抑制し、優れたサイクル性能を奏する。

【0013】

当該蓄電装置は、上記一対のセルケース面が上記凸部をそれぞれ有するとよく、捲回型電極群の一対の広面部がそれぞれ上記凸部によって押圧されることにより、当該蓄電装置のサイクル性能の向上が図られる。

【0014】

上記凸部は、上記広面部のうち上記捲回型電極群の最内周の一対のターン部よりも捲回軸側に対応する部位を押圧するとよく、これによって、内圧のバラツキをより抑制することができ、当該蓄電装置のサイクル性能の向上が図られる。なお、捲回型電極群の最内周のターン部とは、捲回される正極及び負極の部分であって、最内周に位置し、かつ捲回のために折り返される部位を意味する。

【0015】

上記凸部の突出量は、上記一対のセルケース面の間隔の０．０２倍以上であるとよく、これにより、内圧のバラツキをより抑制することができ、当該蓄電装置のサイクル性能の向上が図られる。なお、上記凸部の突出量とは、一対のセルケース面がそれぞれ対向する上記凸部を有する場合には、上記凸部の最大突出量の合計を意味し、それ以外の場合（例えば一方のセルケース面のみが上記凸部を有する場合）には一つの凸部の最大突出量を意味する。

【0016】

本発明の一態様の蓄電装置の製造方法は、正極及び負極が捲回された捲回型電極群と、この捲回型電極群を収容するケースとを備え、上記捲回型電極群が、両側端部に位置する２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に一対の広面部とを有し、上記セルケースが、上記一対の広面部に対向する一対のセルケース面を有し、上記一対のセルケース面のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群側に突出する凸部を中央に有する電極群収容ケースを用意すること、及び上記電極群収容ケースの上記凸部の両側部分を、押圧部材によって上記捲回型電極群側に押圧することを有する。

【0017】

この製造方法によって製造された蓄電装置は、捲回型電極群の広面部がセルケースの凸部によって押圧され、さらにセルケースの凸部の両側部分が押圧部材によって捲回型電極群側に押圧されることで、優れたサイクル性能を奏する。

【0018】

［蓄電装置］
以下、本発明に係る蓄電装置の実施の形態について図面を参照しつつ詳説する。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態の蓄電装置を示すものである。本実施形態の蓄電装置は、捲回型電極群１、上記捲回型電極群１を収容するセルケース８、及びセルケース８を押圧する押圧部材１２を備える。上記捲回型電極群１は、図２に示すように正極２ａ及び負極２ｂが捲回され、両側端部に位置する２つの曲面部５と上記２つの曲面部５の間に一対の広面部６とを有する。上記セルケース８は、上記一対の広面部６に対向する一対のセルケース面９を有し、上記一対のセルケース面９のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群１側に突出する凸部９ａを中央に有する。上記押圧部材１２は、上記セルケース面９の上記凸部９ａの両側部分９ｂを、上記捲回型電極群１側に押圧する。本実施形態の蓄電装置は、捲回型電極群１の広面部６がセルケース８の凸部９ａによって押圧され、さらにセルケース８の凸部９ａの両側部分９ｂが押圧部材１２によって捲回型電極群１側に押圧されることで、優れたサイクル性能を奏する。なお、本実施形態の蓄電装置は、例えば非水電解質二次電池等の蓄電池である。

【0020】

＜捲回型電極群＞
上記捲回型電極群１はシート体２が捲回されて構成される。このシート体２は、上記正極２ａ、セパレータ２ｃ及び上記負極２ｂを有し（図２参照）、上記正極２ａ、セパレータ２ｃ及び負極２ｂはこの順に積層されている。

【0021】

上記捲回型電極群１は、両側端部に位置する２つの曲面部５と上記２つの曲面部５の間に一対の広面部６とを有する。上記曲面部５は、上述のように捲回されるシート体２のターン部によって形成される面であり、具体的には一方の広面部６から他方の広面部６にシート体２が折り返される際に湾曲されることで形成される面である。一対の上記広面部６は、それぞれ後述するセルケース面９と対向する面であり、後述する凸部９ａによって押圧される。より具体的に説明すると、一対の上記広面部６は、それぞれ捲回型電極群１の最内周における平坦面３ａ、つまりは捲回型電極群１の捲回軸側の広面部６と略平行に配されている。なお、略平行とは、各部位の法線方向の角度差が１０°未満であることを意味する。

【0022】

また、上記広面部６は、広面部６の法線方向から見て図４に示すように方形の形状を有する。なお、図４において符号Ｂは、広面部６と曲面部７との境界である。上記広面部６は、上記シート体２の捲回軸方向（図４のＸ方向）の長さ（Ｌ１）よりも上記捲回軸方向と垂直方向（図４のＹ方向（広面部６に位置するシート体２の長手方向））の長さ（Ｌ２）が大きい。ここで、広面部６における長手方向の長さ（Ｌ２）の短手方向の長さ（Ｌ１）に対する比（アスペクト比）は、特に限定されるものではないが、例えば１．０以上１．５以下とできる。

【0023】

なお、シート体２を捲回する際には図示しない芯材が用いられ、この芯材は、従来公知のものが採用できるが、捲回されたシート体２の最内周、言い換えるならば、シート体２を捲回する際に芯材の外周と接する部位には、図３に示すように、一方の上記平坦面３ａの両端縁３ｂと他方の平坦面３ａの両端縁３ｂとを連結するような一対の側面３ｃを有し、図示例では側面３ｃ（ターン部）は曲面から構成されている。

【0024】

＜セルケース＞
上記セルケース８は、図１に示すように、上記一対の広面部６に対向する一対のセルケース面９を有している。具体的には、上記セルケース８は、所定の隙間をもって互いに対向する一対のセルケース面９と、一対のセルケース面９の両端を連結するよう配される一対の側壁面１０とを有し（図１及び図５参照）、例えば全体として直方体の箱状の形状を有する。このセルケース８に、上述のように一対のセルケース面９に上記一対の広面部６が対向し、上記一対の側壁面１０に上記一対の曲面部５が対向するよう上記捲回型電極群１が収容されている。また、セルケース８は、上記捲回型電極群１が収容された後に上部の開口を閉塞する蓋部８ａを有している。

【0025】

上記セルケース８の材質としては、特に限定されるものではないが、例えばステンレス等の金属等の塑性変形可能な材質を用いるとよい。本実施形態においては、上記凸部９ａは、セルケース面９が他方のセルケース面９側に押圧変形されて構成されている。

【0026】

上記セルケース面９及び上記側壁面１０の肉厚は、特に限定されるものではないが、例えば０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とするとよい。なお、一対のセルケース面９の間隔とは、上記押圧部材１２によって押圧される部分（上記両側部分９ｂ）の内面同士の間隔を意味する。換言すると、一対のセルケース面９の間隔とは、上記凸部９ａ形成前の一対のセルケース面９の内面同士の間隔を意味する。

【0027】

上記一対のセルケース面９は、上述のように上記捲回型電極群１側に突出する上記凸部９ａを中央にそれぞれ有している。この凸部９ａは、上記捲回型電極群１の一方の広面部６に当接し、この一方の広面部６を他方の広面部６側に押圧する。なお、上記中央とは、上記広面部６に当接する箇所を意味する。また、一対のセルケース面９に形成される凸部９ａは、互いに対向するよう突出して設けられ、また面対称の形状に形成されている。

【0028】

この凸部９ａは、図１に示すように、上記広面部６の長手方向の中心に従って漸次突出量が多くなる。つまり、上記凸部９ａは、上記広面部６の長手方向の中心の突出量（Ｌ４）が長手方向の外側の突出量よりも大きい。また、この凸部９ａは、上記広面部６の短手方向の中心に従って漸次突出量が多くなる。つまり、上記凸部９ａは、上記広面部６の短手方向中心の突出量が短手方向の外側の突出量よりも大きい。すなわち、本実施形態においては、上記凸部９ａの広面部６の中心に対向する部位の突出量が他の部位よりも大きい。

【0029】

上記一対の凸部９ａの最大突出量（Ｌ４）の合計の上記一対のセルケース面９の間隔（Ｌ３）に対する比としては、０．０２以上０．０５以下であることが好ましい。この比の下限としては０．０３がより好ましい。この比の上限としては０．０４がより好ましい。上記比が上記下限以上であることで、優れたサイクル性能が得られる。一方、上記比が上記上限以下であることで、捲回型電極群１に負荷がかかり過ぎことを抑制できる。なお、一対の凸部９ａの最大突出量Ｌ４は略同一である。なお、略同一とは、双方の差が双方の中央値の５％以下であることを意味する。

【0030】

一の上記凸部９ａの最大突出量（Ｌ４）の上記一対のセルケース面９の間隔（Ｌ３）に対する比としては、０．０１以上０．０２５以下であることが好ましい。この比の下限としては０．０１５がより好ましい。この比の上限としては０．０２がより好ましい。上記比が上記下限以上であることで、優れたサイクル性能が得られる。一方、上記比が上記上限以下であることで、捲回型電極群１に負荷がかかり過ぎことを抑制できる。

【0031】

上記凸部形成領域Ａは、図４に示すように上記広面部６の中央領域に配される。具体的には、上記広面部６の長手方向（Ｙ方向）の中心を基準として長手方向に８０％以内に上記凸部９ａが形成されていることが好ましい。この長手方向における上記凸部形成領域Ａの上限は７５％がより好ましい。この長手方向における上記凸部形成領域Ａの下限は４０％が好ましい。この長手方向における上記凸部形成領域Ａが上記範囲内であることで、優れたサイクル性能が得られる。

【0032】

換言すると、上記広面部６と上記曲面部５との一対の境界Ｂの一方から他方側の上記広面部６の長手方向の長さ（Ｌ２）の０．１倍以内の範囲内に上記凸部９ａが形成されていないこと、つまりは、上記凸部不形成領域の下限は上記広面部６の長手方向の長さ（Ｌ２）の０．１倍であることが好ましい。この長手方向における上記凸部不形成領域の下限は上記長さ（Ｌ２）の０．１２５倍がより好ましい。この長手方向における上記凸部不形成領域の上限は上記長さ（Ｌ２）の０．３０倍が好ましい。この長手方向における凸部不形成領域が上記範囲内であることで、優れたサイクル性能が得られる。なお、上記凸部不形成領域において、上記捲回型電極群１を押圧しないような凸形状部分が設けられていても良いことは言うまでもない。

【0033】

上記広面部６の短手方向（図４のＸ方向）を基準として短手方向に７０％以下の領域に上記凸部９ａが形成されていることが好ましい。この短手方向における上記凸部形成領域Ａの上限は６５％がより好ましい。この短手方向における上記凸部形成領域Ａの下限は３５％が好ましい。この短手方向における上記凸部形成領域が上記範囲内であることで、優れたサイクル性能が得られる。

【0034】

換言すると、上記広面部６の上端及び下端の一方から他方側の上記広面部６の短手方向の長さ（Ｌ１）の０．１５倍以内の範囲内に上記凸部９ａが形成されていないこと、つまりは、上記凸部不形成領域の下限は上記広面部６の短手方向の長さ（Ｌ１）の０．１５倍であることが好ましい。この短手方向における上記凸部不形成領域の下限は上記長さ（Ｌ１）０．１７５倍がより好ましい。この短手方向における上記凸部不形成領域の上限は上記長さ（Ｌ１）の０．３２５倍が好ましい。この短手方向における凸部不形成領域が上記範囲内であることで、優れたサイクル性能が得られる。

【0035】

上記凸部形成領域Ａは、上記セルケース面９の法線方向から見て（正面視）、上記広面部６の長手方向（Ｙ方向）に長軸を有する形状を有し、具体的には図４に示すように方形状を有する。

【0036】

また、上記凸部９ａは、上記広面部６のうち上記捲回型電極群１の最内周のターン部よりも捲回軸側の部位を押圧している。具体的には、上記凸部形成領域Ａは、図４に示すように、平坦面３ａの端縁３ｂよりも中央側（捲回軸側）に位置している。

【0037】

上記セルケース８には、正極集電体（図示省略）又は負極集電体（図示省略）と接続され、外部と通電する端子（図示省略）が設けられている。さらに、上記セルケース８内には、電解液が充填される。

【0038】

＜押圧部材＞
上記押圧部材１２は、上述のように上記セルケース面９の上記凸部９ａの両側部分９ｂを押圧している。上記凸部９ａの両側部分９ｂは、上記セルケース面９の上記凸部不形成領域である。

【0039】

本実施形態にあっては、上記押圧部材１２は、上記セルケース８を挟持するよう配される一対の板状部材１３を備えている。この板状部材１３の材質は、特に限定されるものではないが、例えばステンレスのような金属から構成されている。この板状部材１３は、図５に示すように、セルケース面９よりも幅広に設けられている。つまり、板状部材１３のＹ方向（シート体２の捲回軸方向と略直交する方向）の長さは、セルケース面９のＹ方向の長さよりも短い。具体的には、上記板状部材１３は、セルケース８の蓋部８ａに当接しないよう設けられている。

【0040】

上記押圧部材１２は、上記セルケース面９への押圧力を付与するための締結部材を有している。上記締結部材は、図１に示すように、上記一対の板状部材１３を貫通するボルト１４と、このボルト１４に螺合されるナット１５とを有し、上記ナット１５を上記ボルト１４に締結することで、上記一対の板状部材１３によって上記セルケース８が挟持され、上記セルケース面９へ所定の押圧力が付与される。なお、上記ボルト１４及びナット１５は複数対設けられ、複数対のボルト１４及びナット１５は、セルケース面９の法線方向から見て均等に配されている。

【0041】

上記押圧部材１２による上記セルケース面９への押圧力は、例えば５Ｎ／ｃｍ^２以上１００Ｎ／ｃｍ^２以下であるとよい。この押圧力の下限としては１０Ｎ／ｃｍ^２が好ましい。この押圧力の上限としては３０Ｎ／ｃｍ^２が好ましい。上記押圧力が上記範囲内にあることで、押圧部材１２によってセルケース面９を的確に押圧でき、本実施形態の蓄電装置のサイクル性能の向上が図られる。

【0042】

［蓄電装置の製造方法］
上記実施形態の蓄電装置は、例えば以下説明する製造方法によって製造される。本実施形態の蓄電装置の製造方法は、所定の電極群収容ケース１１を用意すること、及び上記電極群収容ケース１１の上記凸部９ａの両側部分９ｂを、押圧部材１２によって上記捲回型電極群１側に押圧することを有する。なお、本実施形態の製造方法の説明にあたって、上記実施形態の蓄電装置の説明と重複する部分については説明を省略することがある。

【0043】

（所定の電池群収容ケースの用意）
上記所定の電極群収容ケース１１の用意は、正極２ａ及び負極２ｂが捲回された捲回型電極群１と、この捲回型電極群１を収容するケース８とを備え、上記捲回型電極群１が、両側端部に位置する２つの曲面部５と上記２つの曲面部５の間に一対の広面部６とを有し、上記セルケース８が、上記一対の広面部６に対向する一対のセルケース面９を有し、上記一対のセルケース面９のうち少なくとも一方が、上記捲回型電極群１側に突出する凸部９ａを中央に有する電極群収容ケース１１を用意することによってなされる。なお、この電極群収容ケース１１には電解液が充填される。

【0044】

所定の電極群収容ケース１１の用意は、例えば、上記捲回型電極群１をセルケース８に収容すること（図６参照）、及び捲回型電極群１のセルケース８への収納後に、上記一対のセルケース面９のうち少なくとも一方のセルケース面９の中央を、上記広面部６を押圧するよう捲回型電極群１側に変形すること（図７参照）によって行うことができる。

【0045】

上記押圧部材１２によって上記捲回型電極群１側に押圧することは、上記電極群収容ケース１１の上記凸部９ａの両側部分９ｂを、押圧部材１２によって上記捲回型電極群１側に押圧することによってなされる（図１参照）。これにより、捲回型電極群１、セルケース８及び押圧部材１２を備える本実施形態の蓄電装置が製造される。

【0046】

［利点］
本実施形態の蓄電装置は、捲回型電極群１の広面部６がセルケース８の凸部９ａによって押圧され、さらにセルケース８の凸部９ａの両側部分９ｂが押圧部材１２によって捲回型電極群１側に押圧されることで、優れたサイクル性能を奏する。この原因は必ずしも明らかではないが、単にセルケース８の凸部９ａによって単に捲回型電極群１を押圧したもの（図７に示す電極群収容ケース１１）では、製造直後はガスだまりや極板のゆがみが低減されるが、複数回の使用によって部分的な内圧のバラツキが大きくなり、電極面内での塩濃度のムラが大きくなることで内部抵抗が増加し、サイクル性能に劣ると考えられる。これに対して、電極群収容ケース１１のセルケース面９に図１に示すように押圧部材１２によって押圧力を作用させることで、複数回の使用による部分的な内圧のバラツキが低減され、これによりサイクル性能が優れると考えられる。

【0047】

また、本実施形態の蓄電装置は、上述のように押圧部材１２によって押圧される両側部分９ｂ間の凸部９ａが捲回型電極群１の広面部６の中央領域を押圧するので、捲回型電極群１の正極２ａ及び負極２ｂ間に残ったガスを取り除きやすく、これにより正極２ａ及び負極２ｂの未反応部分を少なくすることができる。また、捲回型電極群１の膨れの影響を受けやすい部分が上記凸部９ａによって押圧されるので、正極２ａ又は負極２ｂに歪みが生じにくく、捲回型電極群１の厚みの増加が抑制でき、蓄電装置の厚みの増加、及び捲回型電極群１の厚みのばらつきが低減されると共に、継続使用時に捲回型電極群１の膨れも的確に抑制できる。

【0048】

さらに、本実施形態の蓄電装置は、一対のセルケース面９にそれぞれ凸部９ａを設けているので、捲回型電極群１に作用する押圧力の均一化を図ることができ、正極２ａ及び負極２ｂの対向する面同士を近接させることで、より良いサイクル性能を担保することができる。

【0049】

上記凸部９ａは、上記広面部６のうち上記捲回型電極群１の最内周のターン部よりも捲回軸側の部位を押圧し、上記捲回型電極群１のシート体２の最内周のターン部を押圧しない構造であるため、凸部９ａの押圧力による捲回型電極群１への過度の応力集中を抑制でき、本実施形態の蓄電装置のサイクル性能の向上が図られる。

【0050】

［その他の実施形態］
本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態においては、一対のセルケース面が上記凸部をそれぞれ有するものについて説明したが、一方のセルケース面のみが上記凸部を有するものであっても良い。

【0051】

上記実施形態においては、上記凸部がセルケース面を塑性変形することで構成されているものについて説明したが、セルケース内面に別途凸部を構成する部材を付設することで凸部を構成しても良い。

【0052】

上記実施形態においては、上記押圧部材が一対の板状部材を有するものについて説明したが、押圧部材の具体的構成は上記実施形態のものに限定されない。

【0053】

上記実施形態の蓄電装置は、一つのセルケースのみを有するものについて説明したが、本発明は複数の上記セルケースを有するものであっても良い。具体的には、例えば複数のセルケースが互いにセルケース面同士が対面するよう積層され、この複数のセルケースを積層した積層体を押圧部材によって挟持するものであっても良い。また、複数のセルケースを有する場合には、各セルケース内の捲回型電極群を電気的に接続して、組電池とすることも可能である。

【0054】

［実施例］
以下の本発明の実施例について説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を限定するものではない。

【0055】

（実施例１）
実施例１では、正極２ａと負極２ｂとの間に、セパレータ２ｃを介在させて、正極２ａと負極２ｂとを巻回することにより捲回型電極群１を作製した。そして、捲回型電極群１をセルケース８の開口部からセルケース８内に収納して、正極板リードを電池蓋に接合し、負極板リードを負極端子に接合した後に、蓋部８ａをセルケース８の開口部に嵌合させてレーザー溶接でセルケース８と蓋部８ａとを接合することによって非水電解質がセルケース内に注液されていない未注液状態の二次電池を作製した。その後、非水電解質をセルケース８の側面に設けた注液口からセルケース８内に注液した後に、注液口を栓で封口することで、４．１５Ｖの非水電解液二次電池（電極群収容ケース１１）を作製した。なお、この上記セルケース８の一対のセルケース面９の間隔（内面間の間隔）は５．０８ｍｍであった。

【0056】

そして、この一対のセルケース面９を変形することで、一対のセルケース面９の中央に上記凸部９ａをそれぞれ有する電極群収容ケース１１を形成した（図７参照）。なお、その際にはトルクレンチを使用し、上記凸部９ａの最大突出量は０．０８５ｍｍ、一対の凸部９ａの最大突出量の合計は０．１７ｍｍとした。また、上記凸部９ａは、上記広面部６の長手方向を基準として短手方向に５２％の領域、かつ上記広面部６の短手方向を基準として短手方向に４５％以下の領域に形成した。この電極群収容ケース１１を厚み３ｍｍの一対のステンレス製の板材１３で図１に示すように挟持することで、上記セルケース面９の凸部９ａの両側部分９ｂに押圧力を付与した。この押圧力は２２Ｎ／ｃｍ^２とした。

【0057】

（比較例１〜３）
比較例１の蓄電装置は、セルケースがセルケース面に凸部を有さない以外、実施例１と同様のものを用いた。比較例１の蓄電装置は、図８に示すように、セルケース１０８に捲回型電極群１０１が収容され、このセルケース１０８が押圧部材１０８によって押圧されている。

【0058】

比較例２の蓄電装置は、押圧部材を用いない以外、実施例１と同様のものを用いた。つまり、比較例２の蓄電装置は、図７のように凸部が形成されている。

【0059】

比較例３の蓄電装置は、セルケースがセルケース面に凸部を有さず、かつ押圧部材を用いない以外、実施例１と同様のものを用いた。つまり、比較例３の蓄電装置は、図６に示すように捲回型電極体が単にセルケースに収容されている状態である。

【0060】

（試験）
実施例１及び比較例１〜３の蓄電装置について、２５℃の条件下で充放電サイクル試験を行い、１５０サイクルにおける容量保持率の変化を測定した。なお、容量保持率とは、当初（０サイクル時）の放電容量に対する各サイクル後の放電容量の割合をパーセント表示したものであり、１５０サイクル後の容量保持率は、実施例１では９５．７％、比較例１では６６．６％、比較例２では８６．１％、比較例３では９２．１％であった。

【0061】

（評価）
上記試験結果からも明らかなように、セルケース面に上述のような凸部を設け、この凸部の両側部分を押圧部材によって押圧した実施例１の蓄電装置は、比較例１〜３の蓄電装置に比べて、優れたサイクル性能を発揮している。

【産業上の利用可能性】

【0062】

以上のように、本発明に係る蓄電装置は、サイクル性能に優れるので、例えば種々のリチウムイオン二次電池として好適に用いられる。

【符号の説明】

【0063】

１ 捲回型電極群
２ シート体
３ａ 平坦面
３ｂ 平坦面の端縁
３ｃ 側面
５ 曲面部
６ 広面部
８ セルケース
９ セルケース面
９ａ 凸部
９ｂ 両側部分
１０ 側壁面
１１ 電極群収容ケース
１２ 押圧部材
１３ 板状部材
１４ ボルト
１５ ナット
Ａ 凸部形成箇所
Ｂ （電極群最外周における）曲面部と広面部との境界

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】