2022-116686 蓄電素子及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022116686

(43)【公開日】2022-08-10

(54)【発明の名称】蓄電素子及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/572 20210101AFI20220803BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20220803BHJP

   H01G 11/68 20130101ALI20220803BHJP

   H01G 11/70 20130101ALI20220803BHJP

【ＦＩ】

H01M2/34 B

H01M2/26 A

H01G11/68

H01G11/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021012991

(22)【出願日】2021-01-29

(71)【出願人】

【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】100153224

【弁理士】

【氏名又は名称】中原 正樹

(72)【発明者】

【氏名】岡部 一弥

(72)【発明者】

【氏名】奥山 良一

【テーマコード（参考）】

5E078

5H043

【Ｆターム（参考）】

5E078AA14

5E078AA15

5E078AB01

5E078AB13

5E078FA02

5E078FA21

5E078FA23

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA12

5H043DA09

5H043EA06

5H043EA35

5H043EA39

5H043GA22

5H043GA24

5H043GA25

5H043GA27

5H043JA06E

5H043JA13E

5H043KA08D

5H043KA08E

5H043KA09D

5H043KA09E

(57)【要約】

【課題】信頼性を向上させることができる蓄電素子を提供する。
【解決手段】蓄電素子１０は、複数の極板（正極板７４０及び負極板７５０）が巻回された電極体７００を備えている。電極体７００は、本体部７１０と、本体部７１０における巻回軸方向（Ｘ軸方向）の両端面のそれぞれから一対突出した複数のタブ部７２０と、本体部７１０の両端面内において、各対のタブ部７２０の一方の外方領域である第一外方領域７３１、他方の外方領域である第二外方領域７３２、各対のタブ部７２０の間の領域である中間領域７３３のうち、少なくとも１つの領域に配置され、本体部７１０の両端面を覆う複数の絶縁カバー８００と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の極板が巻回された電極体を備える蓄電素子であって、
前記電極体は、
本体部と、
前記本体部における巻回軸方向の両端面のそれぞれから一対突出した複数のタブ部と、
前記本体部の前記両端面内において、各対の前記タブ部の一方の外方領域である第一外方領域、他方の外方領域である第二外方領域、各対の前記タブ部の間の領域である中間領域のうち、少なくとも１つの領域に配置され、前記本体部の前記両端面を覆う複数の絶縁カバーと、を有する
蓄電素子。

【請求項2】

前記本体部の両端面のそれぞれには、一対の前記タブ部として正極タブ部及び負極タブ部が設けられており、
前記絶縁カバーは、前記負極タブ部の近傍に配置されている
請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項3】

前記本体部の両端面のそれぞれには、一対の前記タブ部として正極タブ部及び負極タブ部が設けられており、
前記絶縁カバーは、前記蓄電素子の使用状態で前記負極タブ部の下方となる領域に配置されている
請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記本体部の両端面のうち、一端面に備わる前記正極タブ部及び前記負極タブ部と、他端面に備わる前記正極タブ部及び前記負極タブ部とは、反転して配置されている
請求項２または３に記載の蓄電素子。

【請求項5】

前記絶縁カバーは、前記本体部の前記両端面内において、前記第一外方領域、前記第二外方領域及び前記中間領域の全てに配置されている
請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電素子。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の蓄電素子の製造方法において、
前記複数の絶縁カバーで前記本体部の前記両端面を覆った状態で、前記複数のタブ部に対して導電部材を溶接する
蓄電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極体を備える蓄電素子及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蓄電素子においては、極板が巻回されて形成された電極体を矩形状の容器内に収容したものが知られている（例えば特許文献１参照）。電極体の一端面からは、正極用及び負極用の一対のタブ部が突出しており、これらのタブ部が、容器内に配置された集電体（正極リード部材及び負極リード部材）に接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－７３５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年では、巻回型の電極体において、電極体の両端面のそれぞれから一対のタブ部を突出させることも検討されている。しかしながら、両端面のそれぞれから一対のタブ部が突出した電極体では、各タブ部と集電体とを溶接したとしても、電極体端部の開放部が閉塞されにくく、当該部位から金属粉等のコンタミネーション（コンタミ）が電極体内に侵入する場合がある。これにより、蓄電素子の信頼性が低下するおそれがある。

【0005】

本発明は、信頼性を向上させることができる蓄電素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、複数の極板が巻回された電極体を備える蓄電素子であって、電極体は、本体部と、本体部における巻回軸方向の両端面のそれぞれから一対突出した複数のタブ部と、本体部の両端面内において、各対のタブ部の一方の外方領域である第一外方領域、他方の外方領域である第二外方領域、各対のタブ部の間の領域である中間領域のうち、少なくとも１つの領域に配置され、本体部の両端面を覆う複数の絶縁カバーと、を有する。

【0007】

これによれば、電極体の本体部において、各端面の第一外方領域、第二外方領域及び中間領域の少なくとも１つの領域が絶縁カバーにより覆われているので、コンタミの侵入を絶縁カバーで遮ることができる。これにより、コンタミを起因とした短絡またはＯＣＶ（開回路電圧）不良などを抑制することができる。したがって、信頼性を向上可能な蓄電素子を提供することができる。

【0008】

本体部の両端面のそれぞれには、一対のタブ部として正極タブ部及び負極タブ部が設けられており、絶縁カバーは、負極タブ部の近傍に配置されている、ことにしてもよい。

【0009】

ここで、負極タブ部を構成する負極板は主に銅または銅合金などで形成されるのが一般的である。銅または銅合金は、正極板に用いられるアルミニウムまたはアルミニウム合金と比べても短絡しやすい。このため、絶縁カバーを負極タブ部の近傍に配置すれば、負極タブ部を起因としたコンタミをより確実に絶縁カバーで遮ることができ、蓄電素子の信頼性をより高めることができる。

【0010】

本体部の両端面のそれぞれには、一対のタブ部として正極タブ部及び負極タブ部が設けられており、絶縁カバーは、蓄電素子の使用状態で負極タブ部の下方となる領域に配置されている、ことにしてもよい。

【0011】

上述したように、銅または銅合金は、正極板に用いられるアルミニウムまたはアルミニウム合金と比べても短絡しやすい。このため、蓄電素子の使用状態において、負極タブ部の下方となる領域に絶縁カバーを配置すれば、負極タブ部を起因としたコンタミをより確実に絶縁カバーで遮ることができ、蓄電素子の信頼性をより高めることができる。

【0012】

本体部の両端面のうち、一端面に備わる正極タブ部及び負極タブ部と、他端面に備わる正極タブ部及び負極タブ部とは、反転して配置されている、ことにしてもよい。

【0013】

本願発明者は、電極体の本体部の一端面と他端面とで正極タブ部及び負極タブ部の配置が反転していると、反転していない場合と比べて充放電時の電極体の抵抗が低減することを見出した。つまり、電極体の本体部において、一端面に備わる正極タブ部と負極タブ部と、他端面に備わる正極タブ部と負極タブ部とが反転して配置されていると、充放電時の電極体の抵抗を低減することができる。これは、抵抗が高くなりやすい、巻回軸方向に長尺な電極体において好適である。

【0014】

絶縁カバーは、本体部の両端面内において、第一外方領域、第二外方領域及び中間領域の全てに配置されている、ことにしてもよい。

【0015】

これによれば、第一外方領域、第二外方領域及び中間領域の全てに絶縁カバーが配置されているので、電極体の両端面における開放部を極力低減することができる。これにより、電極体内にコンタミが侵入してしまうことをより確実に抑制することができる。したがって、蓄電素子の信頼性をより高めることができる。

【0016】

本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、上記蓄電素子の製造方法において、複数の絶縁カバーで本体部の両端面を覆った状態で、複数のタブ部に対して導電部材を溶接する。

【0017】

これによれば、電極体の本体部の両端面を複数の絶縁カバーで覆った状態で、複数のタブ部に対して導電部材を溶接するので、溶接時に発生するコンタミが電極体内に侵入することを絶縁カバーで遮ることができる。これにより、蓄電素子の信頼性をより高めることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、蓄電素子の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係る蓄電素子を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。

【図3】実施の形態に係る電極体の構成を示す斜視図である。

【図4】実施の形態の変形例１に係る電極体を示す模式図である。

【図5】実施の形態の変形例２に係る電極体を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

【0021】

以下の説明及び図面中において、電極体の巻回軸に沿う方向、電極体の延設方向、または、容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、または、容器の厚み方向を、Ｙ軸方向と定義する。容器の容器本体の底面と蓋体の天面との並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、蓄電素子の使用時において電極体の巻回軸が水平方向に沿う場合、つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向に沿って、Ｚ軸方向が上下方向となる場合を例示して説明する。

【0022】

以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

【0023】

（実施の形態）
［１ 蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。

【0024】

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電素子１０は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

【0025】

なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子１０は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子１０は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。本実施の形態では、扁平な直方体形状（角形）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体以外の多角柱形状、長円柱形状、楕円柱形状または円柱形状等であってもよい。

【0026】

図１及び図２に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、二対の電極端子３００と、二対の外部ガスケット４００とを備えている。容器１００の内方には、二対の内部ガスケット５００と、二対の集電体６００と、電極体７００と、が収容されている。具体的には、容器１００におけるＸ軸プラス方向の一端面に一対（正極側及び負極側）の各部材が配置されていて、容器１００におけるＸ軸マイナス方向の他端面に、残りの一対（正極側及び負極側）の各部材が配置されている。より詳細には、容器１００におけるＸ軸プラス方向の一端面には、Ｚ軸プラス方向に正極側の各部材が配置されており、Ｚ軸マイナス方向に負極側の各部材が配置されている。容器１００におけるＸ軸マイナス方向の他端面には、Ｚ軸プラス方向に負極側の各部材が配置されており、Ｚ軸マイナス方向に正極側の各部材が配置されている。つまり、容器１００の一端面と他端面とでは、正極側の各部材と負極側の各部材とが、Ｘ軸方向視で反転（上下反転）して配置されている。

【0027】

容器１００の内部には、電解液（非水電解質）が封入されているが、図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。上記の構成要素の他、電極体７００の側方または下方等に配置されるスペーサ、電極体７００等を包み込む絶縁フィルム等が配置されていてもよい。

【0028】

容器１００は、Ｘ軸方向に長尺な直方体形状（角形または箱形）のケースである。この容器１００においては、Ｘ軸方向で対向する両端面がそれぞれ短側面１０１であり、Ｙ軸方向で対向する両端面がそれぞれ長側面１０２である。一対の短側面１０１は、上述した正極側の各部材と負極側の各部材とが設けられた、Ｘ軸方向の一端面及び他端面である。また容器１００において、Ｚ軸方向で対向する両端面のうち、Ｚ軸プラス方向の端面が天面１０３であり、Ｚ軸マイナス方向の端面が底面１０４である。

【0029】

容器１００は、容器本体１１０と蓋体１２０とを有しており、容器本体１１０と蓋体１２０とが組み付けられることで直方体形状をなしている。容器本体１１０は、一対の長側面１０２と、底面１０４とをなしている。蓋体１２０は、一対の短側面１０１と、天面１０３とをなしている。

【0030】

具体的には、容器本体１１０は、Ｘ軸方向視で上方が開放された略Ｕ字状の板金である。容器本体１１０は、Ｙ軸方向の両端部に、一対の長側面１０２をなす平板状かつ矩形状の長側壁部を有し、Ｚ軸マイナス方向の端部に、底面１０４をなす平板状かつ矩形状の底壁部を有している。

【0031】

蓋体１２０は、Ｙ軸方向視で下方が開放された略Ｕ字状の板金である。蓋体１２０は、Ｘ軸方向の両端部に、一対の短側面１０１をなす平板状かつ矩形状の短側壁部を有し、Ｚ軸プラス方向の端部に、天面１０３をなす平板状かつ矩形状の天壁部を有している。

【0032】

このような構成により、容器１００は、電極体７００等を容器本体１１０の内部に収容後、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接等によって接合されることにより、内部が密封される構造となっている。容器１００（容器本体１１０及び蓋体１２０）の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

【0033】

ここで図示は省略するが、蓋体１２０には注液部と、ガス排出弁とが形成されている。ガス排出弁は、容器１００内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放する安全弁である。注液部は、蓄電素子１０の製造時に容器１００の内方に電解液を注液するための部位である。

【0034】

電極端子３００は、集電体６００を介して、電極体７００に電気的に接続される端子部材（正極端子３１０及び負極端子３２０）である。つまり、電極端子３００は、電極体７００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体７００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子３００の材質は特に限定されないが、例えば、電極端子３００（正極端子３１０及び負極端子３２０）は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の導電部材で形成されている。電極端子３００は、かしめ接合または溶接等によって、集電体６００に接続（接合）され、かつ、蓋体１２０に取り付けられる。本実施の形態では、電極端子３００は、軸部３３０が設けられており、この軸部３３０が外部ガスケット４００、内部ガスケット５００及び集電体６００を貫通した状態でかしめられることで、集電体６００に接続（接合）されている。

【0035】

集電体６００は、電極体７００のＸ軸方向両側に一対ずつ配置され、電極体７００と電極端子３００とに接続（接合）されて、電極体７００と電極端子３００とを電気的に接続する導電性を備えた集電部材（正極集電体６１０及び負極集電体６２０）である。具体的には、集電体６００は、後述する電極体７００のタブ部７２０と溶接またはかしめ接合等により接続（接合）される第一接続部６３０と、上述の通り、電極端子３００とかしめ接合または溶接等により接続（接合）されて蓋体１２０に固定される第二接続部６４０とを一体的に有している。第一接続部６３０と第二接続部６４０とは、それぞれ平板状の部位であり、一枚の板金を折り曲げることにより形成されている。集電体６００の材質は特に限定されないが、例えば、正極集電体６１０は、後述する電極体７００の正極基材７４１と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の導電部材で形成され、負極集電体６２０は、後述する電極体７００の負極基材７５１と同様、銅または銅合金等の導電部材で形成されている。

【0036】

外部ガスケット４００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子３００との間に配置され、蓋体１２０と電極端子３００との間を絶縁し、かつ封止する板状かつ矩形状の絶縁性の封止部材である。内部ガスケット５００は、蓋体１２０と集電体６００との間に配置され、蓋体１２０と集電体６００との間を絶縁し、かつ封止する板状かつ矩形状の絶縁性の封止部材である。外部ガスケット４００及び内部ガスケット５００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の電気的な絶縁性を有する樹脂等によって形成されている。

【0037】

電極体７００は、極板が巻回されて形成された、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）である。電極体７００は、Ｘ軸方向に延びる長尺な形状であって、Ｘ軸方向から見て長円形状を有している。電極体７００は、Ｘ軸方向の長さが、例えば、３００ｍｍ以上、具体的には、５００ｍｍ～１５００ｍｍ程度のＸ軸方向に延設された形状を有している。このため、電極体７００は、Ｚ軸方向の長さよりもＸ軸方向の長さが長くなっている。電極体７００は、本体部７１０と、本体部７１０から突出した複数のタブ部７２０とを有し、上述の通り、タブ部７２０が集電体６００に接続（接合）される。複数のタブ部７２０は、本体部７１０におけるＸ軸方向の両端面のそれぞれから一対ずつ突出している。例えば、本体部７１０におけるＸ軸プラス方向の一端面には、Ｚ軸プラス方向の端部に正極タブ部７２１が設けられており、Ｚ軸マイナス方向の端部に負極タブ部７２２が設けられている。一方、本体部７１０におけるＸ軸マイナス方向の他端面には、Ｚ軸プラス方向の端部に負極タブ部７２２が設けられており、Ｚ軸マイナス方向の端部に正極タブ部７２１が設けられている。つまり、本体部７１０の一端面と他端面とでは、正極タブ部７２１と負極タブ部７２２とが、Ｘ軸方向視で反転（上下反転）して配置されている。このような電極体７００の構成について、以下に詳細に説明する。

【0038】

［２ 電極体７００の構成の説明］
図３は、本実施の形態に係る電極体７００の構成を示す斜視図である。具体的には、図３は、電極体７００における極板の巻回状態を一部展開した状態での構成を示している。

【0039】

図３に示すように、電極体７００は、正極板７４０と、負極板７５０と、セパレータ７６１及び７６２と、を有している。

【0040】

正極板７４０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなる長尺帯状の金属箔である正極基材７４１の表面に、正極活物質層７４２が形成された極板（電極板）である。負極板７５０は、銅または銅合金等からなる長尺帯状の金属箔である負極基材７５１の表面に、負極活物質層７５２が形成された極板（電極板）である。正極基材７４１及び負極基材７５１として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ－Ｃｄ合金など、充放電時の酸化還元反応に対して安定な材料であれば適宜公知の材料を用いることもできる。正極活物質層７４２に用いられる正極活物質、及び、負極活物質層７５２に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質及び負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。

【0041】

例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４やＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４等のスピネル型リチウムマンガン酸化物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金（リチウム－ケイ素、リチウム－アルミニウム、リチウム－鉛、リチウム－錫、リチウム－アルミニウム－錫、リチウム－ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物、あるいは、一般にコンバージョン負極と呼ばれる、Ｃｏ_３Ｏ_４やＦｅ_２Ｐ等の、遷移金属と第１４族乃至第１６族元素との化合物などが挙げられる。

【0042】

セパレータ７６１及び７６２は、樹脂からなる微多孔性のシートである。セパレータ７６１及び７６２の素材としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければ、適宜公知の材料を使用できる。例えば、セパレータ７６１及び７６２として、有機溶剤に不溶な織布、不織布、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂からなる合成樹脂微多孔膜等を用いることができる。

【0043】

電極体７００は、正極板７４０及び負極板７５０と、セパレータ７６１及び７６２とが交互に積層されかつ巻回されることで形成されている。つまり、電極体７００は、負極板７５０と、セパレータ７６１と、正極板７４０と、セパレータ７６２とがこの順に積層され、巻回されることで形成されている。本実施の形態では、電極体７００は、正極板７４０及び負極板７５０等が、Ｘ軸方向に延びる巻回軸Ｌまわりに巻回されて形成された巻回型（いわゆる縦巻き型）の電極体である。巻回軸Ｌとは、正極板７４０及び負極板７５０等を巻回する際の中心軸となる仮想的な軸であり、本実施の形態では、電極体７００の中心を通る、Ｘ軸方向に平行な直線である。

【0044】

正極板７４０における巻回軸方向の両端縁には、それぞれ外方に突出する複数の突出片７４３が当該正極板７４０の平面視で千鳥状に配置されている。同様に、負極板７５０における巻回軸方向の両端縁には、それぞれ外方に突出する複数の突出片７５３が当該負極板７５０の平面視で千鳥状に配置されている。積層後の状態では、正極板７４０の各突出片７４３と、負極板７５０の各突出片７５３とは、それぞれ正極板７４０及び負極板７５０の長手方向で交互に繰り返し並ぶことになる。各突出片７４３及び７５３は、活物質を含む活物質が形成されておらず、基材層が露出した部分（活物質層非形成部）である。

【0045】

正極板７４０及び負極板７５０と、セパレータ７６１及び７６２とが巻回されると、本体部７１０の一端面と他端面とのそれぞれで、正極板７４０の各突出片７４３同士が重なり合うとともに、負極板７５０の各突出片７５３同士が重なり合う。正極板７４０の各突出片７４３同士が重なり合った部分が正極タブ部７２１である。つまり、正極タブ部７２１は、複数の極板（正極板７４０及び負極板７５０）のうち、同じ極性の極板（正極板７４０）の一片（突出片７４３）が複数積層されることで形成された部位である。

【0046】

同様に、負極板７５０の各突出片７５３同士が重なり合った部分が負極タブ部７２２である。つまり、負極タブ部７２２は、複数の極板（正極板７４０及び負極板７５０）のうち、同じ極性の極板（負極板７５０）の一片（突出片７５３）が複数積層されることで形成された部位である。

【0047】

つまり、電極体７００は、電極体７００の本体を構成する本体部７１０と、本体部７１０からＸ軸方向の両端面のそれぞれから一対突出した複数のタブ部７２０（正極タブ部７２１及び負極タブ部７２２）と、を有している。

【0048】

本体部７１０は、正極板７４０及び負極板７５０のうちの正極活物質層７４２及び負極活物質層７５２が形成（塗工）された部分とセパレータ７６１及び７６２とが巻回されて形成された長円柱形状の部位（活物質層形成部）である。これにより、本体部７１０は、Ｚ軸方向両側に一対の湾曲部７１１を有し、この一対の湾曲部７１１間に、全体として平坦状の平坦部７１２を有している。一対の湾曲部７１１は、Ｚ軸方向で平坦部７１２を挟む位置に配置されているとも言える。

【0049】

湾曲部７１１は、Ｘ軸方向から見てＺ軸方向に突出するように半円の円弧形状に湾曲し、Ｘ軸方向に延設された湾曲状の部位であり、容器本体１１０の底壁部と蓋体１２０の天壁部とに対向して配置される。つまり、一対の湾曲部７１１は、Ｘ軸方向から見て、容器本体１１０の底壁部及び蓋体１２０の天壁部に向けてＺ軸方向両側に突出するように湾曲した部位である。平坦部７１２は、一対の湾曲部７１１の端部同士を繋ぐ、Ｙ軸方向に向いたＸＺ平面に平行に広がる矩形状かつ平坦状の部位であり、容器本体１１０のＹ軸方向両側の長側壁部に対向して配置される。なお、湾曲部７１１の湾曲形状は、半円の円弧形状には限定されず、楕円形状の一部等でもよく、どのように湾曲していてもよい。平坦部７１２は、Ｙ軸方向に向く外面が平面であることには限定されず、当該外面が少し凹んでいたり、少し膨らんでいたりしていてもよい。

【0050】

各タブ部７２０は、本体部７１０の両端面において、湾曲部７１１から離間し、平坦部７１２に連続する位置から突出している。ここで、本体部７１０の両端面内において、各対のタブ部７２０の一方（Ｚ軸プラス方向）の外方領域を第一外方領域７３１とし、他方（Ｚ軸マイナス方向）の外方領域を第二外方領域７３２と称す。また、各対のタブ部７２０の間の領域を中間領域７３３と称す。図２に示すように、第一外方領域７３１、第二外方領域７３２及び中間領域７３３には、それぞれ絶縁カバー８００が配置されており、各絶縁カバー８００によって本体部７１０の両端面が覆われている。具体的には、本体部７１０におけるＸ軸プラス方向の一端面のうち、第一外方領域７３１に配置された絶縁カバー８００は、当該一端面に備わる正極タブ部７２１の上方近傍に配置されている。本体部７１０の一端面のうち、第二外方領域７３２に配置された絶縁カバー８００は、当該一端面に備わる負極タブ部７２２の下方近傍に配置されている。本体部７１０の一端面のうち、中間領域７３３に配置された絶縁カバー８００は、当該一端面に備わる正極タブ部７２１の下方近傍であって、負極タブ部７２２の上方近傍に配置されている。

【0051】

同様に、本体部７１０におけるＸ軸マイナス方向の他端面のうち、第一外方領域７３１に配置された絶縁カバー８００は、当該他端面に備わる負極タブ部７２２の上方近傍に配置されている。本体部７１０の他端面のうち、第二外方領域７３２に配置された絶縁カバー８００は、当該他端面に備わる正極タブ部７２１の下方近傍に配置されている。本体部７１０の他端面のうち、中間領域７３３に配置された絶縁カバー８００は、当該他端面に備わる負極タブ部７２２の下方近傍であって、正極タブ部７２１の上方近傍に配置されている。

【0052】

各絶縁カバー８００は、外部ガスケット４００と同様の絶縁性を有する樹脂等で形成された平面視矩形シート状の接着テープであり、その一面に接着層が積層されている。各絶縁カバー８００は、両端部が、本体部７１０における平坦部７１２の一対の外面に貼り付けられ、中間部が本体部７１０の端面を覆っている。絶縁カバー８００が接着テープであるので、絶縁カバー８００を電極体７００に対して貼り付けるだけで容易に固定することができる。なお、絶縁カバー８００は、例えば接着層を有しておらず、自身の弾性により電極体７００に係合するクリップ状の絶縁部材であってもよい。

【0053】

蓄電素子１０の製造時において、絶縁カバー８００が電極体７００に取り付けられるタイミングは、複数のタブ部７２０に集電体６００が溶接される前である。各タブ部７２０と集電体６００とを超音波溶接で溶接する場合には、最もコンタミが発生しやすい。超音波溶接で発生したコンタミの侵入を遮るうえで、当該溶接の前に各絶縁カバー８００を電極体７００に取り付けて、本体部７１０の両端面を覆っていることがよい。

【0054】

なお、正極タブ部７２１と負極タブ部７２２との位置ズレを起因とした、正極タブ部７２１と負極タブ部７２２同士の短絡を確実に抑制するためには、中間領域７３３の幅（Ｚ軸方向の長さ）を２０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、タブ部７２０の強度確保及び溶接幅確保の観点からは、タブ部７２０の幅（Ｚ軸方向の長さ）は１０ｍｍ以上とすればよく、２０ｍｍ以上であればより好ましい。

【0055】

［３ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０は、複数の極板（正極板７４０及び負極板７５０）が巻回された電極体７００を備えている。電極体７００は、本体部７１０と、本体部７１０における巻回軸方向（Ｘ軸方向）の両端面のそれぞれから一対突出した複数のタブ部７２０と、本体部７１０の両端面内において、各対のタブ部７２０の一方の外方領域である第一外方領域７３１、他方の外方領域である第二外方領域７３２、各対のタブ部７２０の間の領域である中間領域７３３のうち、少なくとも１つの領域に配置され、本体部７１０の両端面を覆う複数の絶縁カバー８００と、を有する。

【0056】

これによれば、電極体７００の本体部７１０において、各端面の第一外方領域７３１、第二外方領域７３２及び中間領域７３３の少なくとも１つの領域が絶縁カバー８００により覆われているので、コンタミの侵入を絶縁カバー８００で遮ることができる。これにより、コンタミを起因とした短絡またはＯＣＶ（開回路電圧）不良などを抑制することができる。したがって、信頼性を向上可能な蓄電素子１０を提供することができる。

【0057】

特に、本実施の形態では、第一外方領域７３１、第二外方領域７３２及び中間領域７３３の全てに絶縁カバー８００が配置されているので、電極体７００の両端面における開放部を極力低減することができる。したがって、電極体７００内にコンタミが侵入してしまうことをより確実に抑制することができ、蓄電素子１０の信頼性をより高めることができる。

【0058】

また、本体部７１０の両端面のそれぞれには、一対のタブ部７２０として正極タブ部７２１及び負極タブ部７２２が設けられており、絶縁カバー８００は、負極タブ部７２２の近傍に配置されている。

【0059】

ここで、負極タブ部７２２を構成する負極板７５０は主に銅または銅合金などで形成されている。銅または銅合金は、正極板７４０に用いられるアルミニウムまたはアルミニウム合金と比べても短絡しやすい。このため、絶縁カバー８００を負極タブ部７２２の近傍に配置すれば、負極タブ部７２２を起因としたコンタミをより確実に絶縁カバー８００で遮ることができ、蓄電素子１０の信頼性をより高めることができる。

【0060】

特に、本実施の形態では、蓄電素子１０の使用状態において、負極タブ部７２２の下方となる領域に絶縁カバー８００が配置されているので、負極タブ部７２２から落下したコンタミをより確実に絶縁カバー８００で遮ることができる。

【0061】

ここで、コンタミの侵入抑制の観点から、負極タブ部７２２と、当該負極タブ部７２２に隣り合う絶縁カバー８００との間隔は、負極タブ部７２２の幅（Ｚ軸方向の長さ）よりも小さければよく、負極タブ部７２２の幅の半分以下であればより好ましい。絶縁カバー８００が負極タブ部７２２に接触していればさらに好ましい。これは正極タブ部７２１に対しても同様である。

【0062】

また、本体部７１０の両端面のうち、一端面に備わる正極タブ部７２１と負極タブ部７２２と、他端面に備わる正極タブ部７２１と負極タブ部７２２とは、反転して配置されている。

【0063】

本願発明者は、電極体７００の本体部７１０の一端面と他端面とで正極タブ部７２１及び負極タブ部７２２が反転している場合には、反転していない場合と比べて充放電時の電極体７００の抵抗が低減することを見出した。つまり、電極体７００の本体部７１０において、一端面に備わる正極タブ部７２１と負極タブ部７２２と、他端面に備わる正極タブ部７２１と負極タブ部７２２とが反転して配置されていると、充放電時の電極体７００の抵抗を低減することができる。これは、抵抗が高くなりやすい、巻回軸方向に長尺な電極体７００において好適である。

【0064】

また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法によれば、複数の絶縁カバー８００で本体部７１０の両端面を覆った状態で、複数のタブ部７２０に対して集電体６００（導電部材）を溶接する。

【0065】

これによれば、電極体７００の本体部７１０の両端面を複数の絶縁カバー８００で覆った状態で、複数のタブ部７２０に対して集電体６００を溶接するので、溶接時に発生するコンタミが電極体７００内に侵入することを絶縁カバー８００で遮ることができる。これにより、蓄電素子１０の信頼性をより高めることができる。

【0066】

［４ 変形例の説明］
以下に、上記実施の形態の各変形例について説明する。以降の説明において上記実施の形態または他の変形例と同一の部分においては同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0067】

（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について説明する。図４は、実施の形態の変形例１に係る電極体７００ａを示す模式図である。図４においては、負極タブ部７２２にドットハッチングを付している。

【0068】

上記実施の形態では、電極体７００の第一外方領域７３１、第二外方領域７３２及び中間領域７３３の全てに対して絶縁カバー８００が配置されている場合を例示した。しかしながら、絶縁カバーは、電極体における両端面のそれぞれにおいて、第一外方領域、第二外方領域及び中間領域の少なくとも１つの領域に配置されていれば、一定のコンタミ侵入抑制効果を得ることが可能である。例えば、図４では、本体部７１０ａの両端面において、負極タブ部７２２の下方近傍にのみ絶縁カバー８００ａが貼り付けられている場合を示している。この場合には、負極タブ部７２２から落下したコンタミを絶縁カバー８００ａで遮ることができる。つまり、絶縁カバー８００ａの設置個数を抑えつつ、効果的にコンタミ侵入抑制効果を得ることができる。

【0069】

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について説明する。図５は、実施の形態の変形例２に係る電極体７００ｂを示す斜視図である。具体的には図５は図４に対応する図である。

【0070】

図５に示すように、本変形例に係る電極体７００ｂでは、本体部７１０ｂにおける両端面の正極タブ部７２１ｂと負極タブ部７２２ｂとが反転していない。具体的には、本体部７１０ｂにおける一端面及び他端面には、上方の端部に負極タブ部７２２ｂが設けられており、下方の端部に正極タブ部７２１ｂが設けられている。この場合においても、本体部７１０ｂの両端面における第一外方領域７３１、第二外方領域７３２及び中間領域７３３には、それぞれ絶縁カバー８００ｂが配置されており、各絶縁カバー８００ｂによって本体部７１０ｂの両端面が覆われている。

【0071】

（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態（その変形例も含む。以下同様）に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であり、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

【0072】

例えば、上記実施の形態では、タブ部７２０に溶接される導電部材として集電体６００を例示したが、タブ部に溶接される導電部材として電極端子を例示することも可能である。

【0073】

また、上記実施の形態では、複数の絶縁カバー８００で本体部７１０の両端面を覆った状態で、複数のタブ部７２０に対して導電部材を溶接する場合を例示した。しかしながら、複数のタブ部７２０に対して導電部材を溶接してから、複数の絶縁カバー８００で本体部７１０の両端面を覆ってもよい。

【0074】

上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子に適用できる。

【符号の説明】

【0076】

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１０１ 短側面
１０２ 長側面
１０３ 天面
１０４ 底面
１１０ 容器本体
１２０ 蓋体
３００ 電極端子
３１０ 正極端子
３２０ 負極端子
３３０ 軸部
４００ 外部ガスケット
５００ 内部ガスケット
６００ 集電体（導電部材）
６１０ 正極集電体
６２０ 負極集電体
６３０ 第一接続部
６４０ 第二接続部
７００、７００ａ、７００ｂ 電極体
７１０、７１０ａ、７１０ｂ 本体部
７１１ 湾曲部
７１２ 平坦部
７２０ タブ部
７２１、７２１ｂ 正極タブ部
７２２、７２２ｂ 負極タブ部
７３１ 第一外方領域
７３２ 第二外方領域
７３３ 中間領域
７４０ 正極板
７４１ 正極基材
７４２ 正極活物質層
７４３、７５３ 突出片
７５０ 負極板
７５１ 負極基材
７５２ 負極活物質層
７６１、７６２ セパレータ
８００、８００ａ、８００ｂ 絶縁カバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】