特開 2024-116778 蓄電デバイスの製造方法、および蓄電デバイス

(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】P2024116778

(43)【公開日】2024-08-28

(54)【発明の名称】蓄電デバイスの製造方法、および蓄電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20240821BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20240821BHJP

   H01M 50/60 20210101ALI20240821BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20240821BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20240821BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240821BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20240821BHJP

   H01G 11/82 20130101ALI20240821BHJP

   H01M 50/618 20210101ALI20240821BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M50/103

H01M50/60

H01M10/0587

H01M10/0566

H01M50/15

H01G11/84

H01G11/82

H01M50/618

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023022581

(22)【出願日】2023-02-16

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】内田 陽三

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 祐介

【テーマコード（参考）】

5E078

5H011

5H023

5H028

5H029

【Ｆターム（参考）】

5E078AB01

5E078DA20

5E078EA03

5E078EA07

5E078EA14

5E078HA05

5E078HA12

5E078HA21

5E078HA22

5E078HA25

5E078HA27

5E078LA07

5H011AA03

5H011AA09

5H011DD11

5H011KK01

5H011KK04

5H023AA03

5H023BB05

5H028BB03

5H028BB04

5H028CC07

5H028CC12

5H028HH09

5H029AJ14

5H029AM02

5H029AM03

5H029AM05

5H029AM07

5H029BJ02

5H029BJ14

5H029CJ03

5H029CJ13

5H029DJ02

5H029HJ12

5H029HJ15

(57)【要約】

【課題】捲回電極体への電解液の含浸効率を高める技術の提供。
【解決手段】ここで開示される技術によると、電極体２０と、ケース１０と、電解液とを備える蓄電デバイス１の製造方法が提供される。ケース１０は、直方体形状であり、幅広な矩形状の第１壁１２ａおよび第１壁１２ａに対向する開口１２ｈを有する外装体１２と、開口１２ｈを封口する、第１壁１２ａに対向する幅広な矩形状の封口板１４と、を有している。この製造方法は、収容工程と、注液工程と、封口工程と、を包含する。収容工程では、幅広面２０ａと第１壁１２ａとが対向するように、電極体２０を外装体１２に収容する。注液工程では、収容工程後の外装体１２に電解液を注液する。封口工程では、注液工程後、外装体１２の開口１２ｈを封口板１４で封口する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺なシート状の正極と長尺なシート状の負極とがセパレータを介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面を有する電極体と、
前記電極体を収容する直方体形状のケースであって、幅広な矩形状の第１壁および該第１壁に対向する開口を有する外装体と、該開口を封口する、前記第１壁に対向する幅広な矩形状の封口板とを有するケースと、
電解液と、
を備える蓄電デバイスの製造方法であって、
前記幅広面と前記第１壁とが対向するように、前記電極体を前記外装体に収容する収容工程と、
前記収容工程後の前記外装体に前記電解液を注液する注液工程と、
前記注液工程後、前記外装体の前記開口を前記封口板で封口する封口工程と、
を包含する、製造方法。

【請求項2】

前記注液工程を負圧状態で実施する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記注液工程では、前記開口から前記電解液を前記外装体に注液する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記封口工程では、前記電極体の前記幅広面を前記封口板で押圧しながら、前記外装体の前記開口を封口する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項5】

前記封口工程では、前記封口板として凸部が設けられた封口板を用いる、請求項４に記載の製造方法。

【請求項6】

前記封口工程では、前記電極体の前記幅広面に少なくとも６ｋＮの押圧力を付与する、請求項４または５に記載の製造方法。

【請求項7】

長尺なシート状の正極と長尺なシート状の負極とがセパレータを介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面を有する電極体と、
前記電極体を収容する直方体形状のケースであって、幅広な矩形状の第１壁および該第１壁に対向する開口を有する外装体と、該開口を封口する、前記第１壁に対向する幅広な矩形状の封口板とを有するケースと、
電解液と、
を備える蓄電デバイスであって、
前記電解液を前記ケースに注液するための注液孔が設けられていない、蓄電デバイス。

【請求項8】

前記封口板には、前記電極体の前記幅広面に向かって突出する凸部が設けられている、請求項７に記載の蓄電デバイス。

【請求項9】

前記凸部には、さらに、前記幅広面に向かって突出するリブ部が設けられている、請求項８に記載の蓄電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電デバイスの製造方法、および蓄電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１で開示されるリチウムイオン電池では、角型電槽と渦巻き状の電極素子との間の各コーナーに、電極素子に少なくとも一部が密着したスペーサーが配置されている。また、それぞれのスペーサーの背側に、気泡の逃げ道としての空間が設けられている。この文献には、リチウムイオン電池が角型電槽の外部から衝撃を受けた場合には、電極素子の短側面のＲ部の頂部に衝撃が集中するが、上述の構成によって、衝撃がスペーサーで分散され、電極素子への衝撃の伝達が低減され、リチウムイオン電池の耐衝撃性が向上する、と記載されている。また、角型電槽への注液時には、電極素子の上面からだけではなく、スペーサーの背側に設けられた空間からも気泡が逃げる。このため、電極素子の電解液の浸透性が向上し、注液時間を短縮することができる、と記載されている。

【0003】

特許文献２で開示される非水電解質二次電池は、電極積層体と、電極積層体を収納するケースとを有しており、電極積層体の電極積層方向に圧力が加わるように加圧部材が装着されている。この非水電解質二次電池では、加圧部材として、板面と垂直な方向に弾力を生じるような形状に加工された薄板バネが用いられている。当該薄板バネは、ケースの内面と電極積層体との隙間に配置されている。この文献には、薄板バネを所定の形状に加工し、ケースの内面と電極積層体との隙間に配置するという簡単な構成によって、電極積層体を加圧することができると記載されている。また、かかる構成によって、非水電解質二次電池の充放電のサイクル寿命を延ばすことができると記載されている。

【0004】

特許文献３で開示される扁平角形電池では、金属板を加工して凹部の開口周囲にフランジを設けた半殻体に本体ケースが形成されている。また、極板群が凹部内に収容されている。また、金属製の蓋板が、フランジに周辺部を重ね合わせられて配設されるとともに、フランジと溶接により接合されている。さらに、この電池では、本体ケース及び／又は蓋板に、電池の厚さを減少させる方向に窪みが形成されている。この公報には、ケース内に収容した極板群の膨張や内圧の上昇が生じてケースに膨出方向の力が作用したとき、本体ケースより変形強度が低く形成された蓋板の窪みが外方に膨らむので、ケース全体の厚さに影響が及ばず、扁平角形電池を装填した機器に膨らみによる影響を与えることがないと記載されている。このため、かかる構成は、機器の薄型化の達成に寄与することができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１－２１６２３９号公報

【特許文献2】特開平１０－３３４８７９号公報

【特許文献3】特開２００４－１０３３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、本発明者は、捲回電極体への電解液の含浸効率を高めたいと考えている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここで開示される蓄電デバイスの製造方法は、長尺なシート状の正極と長尺なシート状の負極とがセパレータを介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面を有する電極体と、上記電極体を収容する直方体形状のケースであって、幅広な矩形状の第１壁および該第１壁に対向する開口を有する外装体と、該開口を封口する、上記第１壁に対向する幅広な矩形状の封口板とを有するケースと、電解液と、を備える蓄電デバイスの製造方法である。この製造方法は、上記幅広面と上記第１壁とが対向するように、上記電極体を上記外装体に収容する収容工程と、上記収容工程後の上記外装体に上記電解液を注液する注液工程と、上記注液工程後、上記外装体の上記開口を上記封口板で封口する封口工程と、を包含する。かかる構成の製造方法によると、電極体（捲回電極体）への電解液の含浸効率を高めることができる。

【0008】

ここで開示される製造方法の好ましい一態様では、上記注液工程を負圧状態で実施する。かかる構成によると、電極体への電解液の含浸効率をより高めることができる。

【0009】

ここで開示される製造方法の好ましい他の一態様では、上記注液工程では、上記開口から上記電解液を上記外装体に注液する。かかる構成によると、上述の効果に加えて、注液をより容易に行うことができる。

【0010】

ここで開示される製造方法の好ましい他の一態様では、上記封口工程では、上記電極体の上記幅広面を上記封口板で押圧しながら、上記外装体の上記開口を封口する。かかる構成によると、電解液を十分に含浸させた後の電極体における電極間距離を小さくすることができる。

【0011】

ここで開示される製造方法の好ましい他の一態様では、上記封口工程では、上記封口板として凸部が設けられた封口板を用いる。かかる構成によると、電極間距離を小さい状態に維持することができる。

【0012】

ここで開示される製造方法の好ましい他の一態様では、上記封口工程では、上記電極体の上記幅広面に少なくとも６ｋＮの押圧力を付与する。かかる構成によると、電極間距離を好ましい状態に維持することができる。

【0013】

また、ここで開示される技術によると、長尺なシート状の正極と長尺なシート状の負極とがセパレータを介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面を有する電極体と、上記電極体を収容する直方体形状のケースであって、幅広な矩形状の第１壁および該第１壁に対向する開口を有する外装体と、該開口を封口する、上記第１壁に対向する幅広な矩形状の封口板とを有するケースと、電解液と、を備える蓄電デバイスが提供される。この蓄電デバイスでは、上記電解液を上記ケースに注液するための注液孔が設けられていない。かかる構成の蓄電デバイスでは、注液孔が設けられていないため、外装体の開口から電解液が注液される。このため、電極体への電解液の含浸効率が高められている。

【0014】

ここで開示される蓄電デバイスの好ましい一態様では、上記封口板には、上記電極体の上記幅広面に向かって突出する凸部が設けられている。かかる構成によると、電極体において、好ましい電極間距離を維持することができる。

【0015】

上記凸部には、さらに、上記幅広面に向かって突出するリブ部が設けられていることが好ましい。かかる構成によると、上述の効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、蓄電デバイス１の斜視図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。

【図3】図３は、ケース１０の分解斜視図である。

【図4】図４は、電極体２０の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、ここで開示される技術の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、特にここで開示される技術を限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、特に言及されない限りにおいて「Ａ以上Ｂ以下」を意味するとともに、「Ａを上回り、かつ、Ｂを下回る」の意味をも包含する。

【0018】

本明細書において、「蓄電デバイス」とは、電解質を介して一対の電極（正極および負極）の間で電荷担体が移動することによって充放電が生じるデバイスをいう。かかる蓄電デバイスは、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池；リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ；を包含する。以下では、上述した蓄電デバイスの一例として、リチウムイオン二次電池を対象とした場合の実施形態について説明する。

【0019】

図１は、蓄電デバイス１の斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図２には、ケース１０の第１壁１２ａに沿う断面図が示されている。図３は、ケース１０の分解斜視図である。図３には、外装体１２と、外装体１２の開口１２ｈから外された状態の封口板１４とが個々に示されている。

【0020】

＜蓄電デバイス１＞
ここで開示される技術によると、蓄電デバイス１が提供される。蓄電デバイス１は、図１および図２に示されているように、ケース１０と、電極体２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、正極集電体５０と、負極集電体６０と、電解液（図示なし）と、種々の絶縁部材と、を備えている。

【0021】

－ケース１０－
ケース１０は、例えば、電極体２０を収容する直方体形状（六面体形状）の部材である。図１に示されているように、ケース１０は、外装体１２と、封口板１４とを備えている。外装体１２は、例えば、電極体２０を内部に収容する、ケース１０の本体である。外装体１２は、図１～図３に示されているように、開口１２ｈと、第１壁１２ａと、一対の対向する第２壁１２ｂ，１２ｃと、一対の対向する第３壁１２ｄ，１２ｅを有している。この実施形態では、第１壁１２ａは、幅広な矩形状であり、開口１２ｈに対向している。また、一対の第２壁１２ｂ，１２ｃは、第１壁１２ａの一対の対向する長辺から延びている。図１および図２に示されているように、下側の第２壁１２ｃは、蓄電デバイス１の底面を構成する。また、上側の第２壁１２ｂは、この底面に対向する上面であり、電極端子の取付面である。また、一対の第３壁１２ｄ，１２ｅは、第１壁１２ａの一対の対向する短辺から延びている。なお、本明細書において、「矩形状」とは、直線状の長辺と短辺とが曲線を介して互いに接合している形状、長辺および短辺の少なくとも一方が直線状ではなく、湾曲したり、凹凸になっていたり、屈曲して複数の直線あるいは曲線から構成されている形状、等を包含する。

【0022】

開口１２ｈは、例えば、封口板１４が装着される部位である。ここでは、開口１２ｈは、一対の第２壁１２ｂ，１２ｃの上縁と、一対の第３壁１２ｄ，１２ｅの上縁とで囲まれることによって形成されており、幅広な矩形状である。図３に示されているように、開口１２ｈには、内縁に沿って凹んだ段差１２１が設けられている。ここでは、段差１２１に、封口板１４が嵌め込まれている。また、段差１２１に封口板１４が接合（例えば、溶接）されることによって、外装体１２と封口板１４とが一体化され、ケース１０が気密に封止される。

【0023】

図３に示された形態では、第１壁１２ａには、凸部１２２と、リブ部１２３とが設けられている。凸部１２２は、例えば、第１壁１２ａからケース１０の内側に突出した部位である。ここでは、凸部１２２は、一対の対向する短側壁１２２ａと、一対の対向する長側壁１２２ｂと、平坦面１２２ｃとを有している。図３に示されているように、短側壁１２２ａは、第１壁１２ａの一対の対向する短辺に沿って、第１壁１２ａからケース１０の内側に向かって立ち上がっている。また、長側壁１２２ｂは、第１壁１２ａの一対の対向する長辺に沿って、第１壁１２ａからケース１０の内側に向かって立ち上がっている。平坦面１２２ｃは、ここでは、一対の対向する短側壁１２２ａの先端と、一対の対向する長側壁１２２ｂの先端とで囲まれている。平坦面１２２ｃは、例えば、電極体２０の幅広面２０ａと対向する（図１～図３参照）。電極体２０に効率よく押圧力を付与する観点から、幅広面２０ａの面積を１としたときに、平坦面１２２ｃの面積は、例えば０．７以上、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上であり、特に限定するものではないが、１．３以下であってもよく、１．２以下であってもよく、１．１以下であってもよい。

【0024】

リブ部１２３は、例えば、平坦面１２２ｃからケース１０の内側に向かって（電極体２０の幅広面２０ａに向かって）、突出した部位である。図３に示された形態では、リブ部１２３は、例えば、所定のパターンで配列された筋状に設けられるとよい。リブ部１２３を構成する各リブの形状は、封口板１４のリブ部１４２における各リブの形状と同様であってもよく、異なっていてもよい。リブ部１２３の先端は、ここでは、電極体２０の幅広面２０ａに接触する。凸部１２２とリブ部１２３とを設けることによって、例えば、電極体２０の幅広面２０ａに押圧力を付与することができ、電極体２０において好ましい電極間距離を維持することができる。なお、凸部１２２とリブ部１２３とは必須ではなく、他の実施形態において、省略されてもよい。

【0025】

図１～図３に示されているように、第２壁１２ｂには、排出弁１２６と、第１端子取付部１２４と、第２端子取付部１２５と、が設けられている。排出弁１２６は、例えば、薄肉部である。ここでは、排出弁１２６は、ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、ケース１０内のガスを外部に排出するように構成されている。第１端子取付部１２４は、例えば、正極端子３０が取り付けられる部位である。図１～図３に示された形態では、第１端子取付部１２４は、第２壁１２ｂから凹んだ段差である。第１端子取付部１２４の底には、正極端子３０が挿通される貫通孔１８が設けられている。第２端子取付部１２５は、例えば、負極端子４０が取り付けられる部位である。図１～図３に示された形態では、第２端子取付部１２５は、第２壁１２ｂから凹んだ段差である。第２端子取付部１２５の底には、負極端子４０が挿通される貫通孔１９が設けられている。

【0026】

封口板１４は、例えば、開口１２ｈを封口する平板状の部材である。このため、封口板１４の形状は、開口１２ｈの形状に応じた形状であるとよい。この実施形態では、封口板１４は、幅広な矩形状である。ここでは、封口板１４が開口１２ｈに取り付けられると、封口板１４は、第１壁１２ａに対向する。図３に示されているように、封口板１４は、一対の対向する長辺部１４ａ，１４ｂと、一対の対向する短辺部１４ｃ，１４ｄとを有している。ここでは、長辺部１４ａは、第２壁１２ｂにおける段差１２１の底に戴置される。また、長辺部１４ｂは、第２壁１２ｃにおける段差１２１の底に戴置される。また、短辺部１４ｃは、第３壁１２ｄにおける段差１２１の底に戴置される。また、短辺部１４ｄは、第３壁１２ｅにおける段差１２１の底に戴置される。

【0027】

図１および図３に示されているように、封口板１４は、凸部１４１と、リブ部１４２と、縁部１４３とを有している。凸部１４１は、例えば、一対の対向する短側壁１４１ａと、一対の対向する長側壁１４１ｂと、平坦面１４１ｃとを有している。図３に示されているように、短側壁１４１ａは、封口板１４の一対の対向する短辺部１４ｃ，１４ｄに沿って、縁部１４３からケース１０の内側に向かって立ち上がっている。また、長側壁１４１ｂは、封口板１４の一対の対向する長辺部１４ａ，１４ｂに沿って、縁部１４３からケース１０の内側に向かって立ち上がっている。平坦面１４１ｃは、ここでは、一対の対向する短側壁１４１ａの先端と、一対の対向する長側壁１４１ｂの先端とで囲まれている。平坦面１４１ｃは、例えば、電極体２０の幅広面２０ａと対向する（図１～図３参照）。電極体２０に効率よく押圧力を付与する観点から、幅広面２０ａの面積を１としたときに、平坦面１４１ｃの面積は、例えば０．７～０．９である。なお、凸部１４１の高さは、特に限定されず、適宜設定されうる。

【0028】

リブ部１４２は、例えば、平坦面１４１ｃからケース１０の内側に突出した部位である。図１および図３に示された形態では、リブ部１４２は、平坦面１４１ｃ上に形成されている。また、リブ部１４２は、平坦面１４１ｃから電極体２０の幅広面２０ａに向かって（ケース１０の内側に向かって）、突出している。リブ部１４２は、例えば、所定のパターンで配列された筋状に設けられるとよい。図１に示された形態では、リブ部１４２は、相互に形状が異なる、第１リブ１４２ａと、一対の第２リブ１４２ｂと、一対の第３リブ１４２ｃと、一対の第４リブ１４２ｄと、一対の第５リブ１４２ｅと、一対の第６リブ１４２ｆと、一対の第７リブ１４２ｇと、を有している。

【0029】

この実施形態では、第１リブ１４２ａと、一対の第２リブ１４２ｂ～一対の第６リブ１４２ｆとは、いずれも封口板１４の一対の対向する長辺部１４ａ，１４ｂに沿って並べられた直線部分Ｌ１～Ｌ６を有している。また、第１リブ１４２ａと、一対の第２リブ１４２ｂ～一対の第６リブ１４２ｆとは、いずれも、直線部分Ｌ１～Ｌ６における封口板１４の中央部側の一端からの長辺部１４ａ（外装体１２の端子取付面側である第２壁１２ｂ側の長辺部）と反対側の長辺部１４ｂに向かった湾曲部分Ｒ１～Ｒ６を有している。ここでは、第１リブ１４２ａは、略Ｔ字状であり、直線部分Ｌ１と湾曲部分Ｒ１とに加えて、直線部分ＬＡを有している。直線部分ＬＡは、湾曲部分Ｒ１から長辺部１４ｂに向かって延びている。さらに、直線部分Ｌ１と湾曲部分Ｒ１とＬＡとの連結部位には、平面視において略三角形状の凹部１４２ａ１が設けられている。凹部１４２ａ１は、ここでは、ケース１０の内側から外側に向かって凹んでいる。凹部１４２ａ１を設けることによって、当該部位に押圧力が付与されなくなる。これによって、蓄電デバイス１の性能が低下するのを抑制することができる。一対の第３リブ１４２ｃは、略Ｌ字状であり、直線部分Ｌ３と湾曲部Ｒ３とに加えて、直線部分ＬＢを有している。直線部分ＬＢは、湾曲部分Ｒ３から長辺部１４ｂに向かって延びている。一対の第７リブ１４２ｇは、ここでは、平面視において略長方形状である。一対の第７リブ１４２ｇは、長辺方向が長辺部１４ｂに沿うように配置されている。一対の第７リブ１４２ｇは、図１では、一対の第６リブ１４２ｆと、一方の短辺部１４ｃまたは他方の短辺部１４ｄと、長辺部１４ｂと、に囲まれるように設けられている。

【0030】

図１に示された形態では、第２リブ１４２ｂの湾曲部分Ｒ２の終端（直線部分Ｌ２と反対側の一端）は、第１リブ１４２ａの湾曲部分Ｒ１と第３リブ１４２ｃの湾曲部分Ｒ３との間に挟まれている。また、第４リブ１４２ｄの湾曲部分Ｒ４の終端（直線部分Ｌ４と反対側の一端）は、第３リブ１４２ｃの湾曲部分Ｒ３と、第５リブ１４２ｅの湾曲部分Ｒ５との間に挟まれている。また、第１リブ１４２ａの直線部分ＬＡの終端（湾曲部分Ｒ１と反対側の一端）と、一対の第３リブ１４２ｃの直線部分ＬＢの終端（湾曲部分Ｒ３と反対側の一端）と、一対の第５リブ１４２ｅの湾曲部分Ｒ５の終端（直線部分Ｌ５と反対側の一端）と、一対の第６リブ１４２ｆの湾曲部分Ｒ６の終端（直線部分Ｌ６と反対側の一端）と、一対の第７リブ１４２ｇとは、長辺部１４ｂに沿って配置されている。

【0031】

リブ部１４２が上述の形状を有することによって、幅広面２０ａに対して効率的に押圧力を付与し、好ましい電極間距離を実現することができる。これに加えて、電極体２０の膨張収縮によって、電極体２０の内部から外部に電解液が押し出されるのを線圧で防止することができる。このため、リブ部１４２によって、蓄電デバイス１の充放電時に、電極体２０において電解液が枯渇するのを抑制することができる。

【0032】

リブ部１４２を構成する各リブの突出先端は、ここでは、電極体２０の幅広面２０ａに接触する。封口板１４で開口１２ｈを封口した状態では、リブ部１４２によって電極体２０の幅広面２０ａに押圧力が加わる。平坦面１４１ｃの面積を１としたとき、リブ部１４２と幅広面２０ａとの接触面積（リブ部１４２における各リブの突出先端の合計面積）は、例えば０．２～０．８であり、０．３以上が好ましく、０．４以上がより好ましく、あるいは０．７以下であるとよく、０．６以下が好ましい。これによって、好適な極間距離を維持することができる。なお、各リブの高さは、特に限定されず、適宜設定されうる。

【0033】

縁部１４３は、ここでは、封口板１４の周縁に設けられた部位である。図１および図３に示されているように、縁部１４３は、一対の長辺部１４ａ，１４ｂと、一対の短辺部１４ｃ，１４ｄとに沿って設けられている。また、縁部１４３は、凸部１４１の周囲に設けられている。縁部１４３には、ここでは、凹凸、貫通孔等は設けられていない。

【0034】

この実施形態では、ケース１０には、ケース１０に電解液を注液するための注液孔が設けられていない。後述する製造方法の説明に記載のとおり、電解液をケース１０に注液する際には、開口１２ｈを介して注液する。

【0035】

－電極体２０－
電極体２０は、例えば、正極と負極とを有する、蓄電デバイス１の発電要素である。図４は、電極体２０の模式図である。図４に示されているように、電極体２０は、長尺なシート状の正極２２と長尺なシート状の負極２４とがセパレータ２３を介在させつつ、シート長手方向ＬＤに捲回された、捲回電極体である。電極体２０は、例えば、正極２２と負極２４とセパレータ２３とを捲回して筒状体とし、かかる筒状体をプレス成形することによって作製されうる。このため、電極体２０は、扁平形状であり、一対の幅広面２０ａを有する（図２参照）。

【0036】

図２および図４に示されているように、電極体２０は、捲回軸方向ＷＤと蓄電デバイス１の上下方向とが略平行になるように、外装体１２に収容されている。この実施形態では、電極体２０の捲回軸ＷＬは、第１壁１２ａと第３壁１２ｄ，１２ｅと封口板１４と略平行になり、かつ、第２壁１２ｂ，１２ｃと略垂直である。また、電極体２０の幅広面２０ａは、第１壁１２ａと封口板１４とに対向している。また、電極体２０の一方の端面は第２壁１２ｂと対向しており、他方の端面は第２壁１２ｃと対向している。電極体２０の端面は、ここでは、正極２２と負極２４とセパレータ２３との積層面であり、開放面である。

【0037】

図４に示されているように、正極２２は、長尺な帯状の正極集電箔２２ｃ（例えばアルミニウム箔）と、正極集電箔２２ｃの少なくとも一方の表面上に固着された正極活物質層２２ａとを有する。特に限定するものではないが、正極２２の捲回軸方向ＷＤにおける一方の側縁部には、必要に応じて、保護層２２ｐが設けられていてもよい。なお、正極活物質層２２ａの構成材料と保護層２２ｐの構成材料としては、この種の蓄電デバイス（この実施形態では、リチウムイオン二次電池）において用いられるものが特に制限なく用いられてよい。

【0038】

正極集電箔２２ｃの捲回軸方向ＷＤの一方の端部（図４の上端部）には、複数の正極タブ２２ｔが設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、捲回軸方向ＷＤの一方の端部（図４の上端部）に向かって突出している。複数の正極タブ２２ｔは、正極２２の長手方向ＬＤに沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。正極タブ２２ｔは、正極集電箔２２ｃの一部であり、正極集電箔２２ｃの正極活物質層２２ａが形成されていない部分（活物質層未形成部）である。図４に示された実施形態では、正極タブ２２ｔの基端側には、保護層２２ｐが設けられている。この実施形態では、複数の正極タブ２２ｔは、セパレータ２３よりも捲回軸方向ＷＤに突出している。複数の正極タブ２２ｔは捲回軸方向ＷＤの一方の端部（図４の上端部）で積層され、正極タブ群を構成する。このため、各々の正極タブ２２ｔの高さ（捲回軸方向ＷＤにおける長さ）と、各々の正極タブ２２ｔの幅（長手方向ＬＤにおける長さ）とは、同じでなくてもよい。図２に示されているように、積層された正極タブ２２ｔ（正極タブ群）には、正極集電体５０が接合される。

【0039】

図４に示されているように、負極２４は、長尺な帯状の負極集電箔２４ｃ（例えば銅箔）と、負極集電箔２４ｃの少なくとも一方の表面上に固着された負極活物質層２４ａとを有する。なお、負極活物質層２４ａの構成材料としては、この種の蓄電デバイス（この実施形態では、リチウムイオン二次電池）において用いられるものが特に制限なく用いられてよい。

【0040】

負極集電箔２４ｃの捲回軸方向ＷＤの一方の端部（図４の上端部）には、複数の負極タブ２４ｔが設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、捲回軸方向ＷＤの一方の端部（図４の上端部）に向かって突出している。複数の負極タブ２４ｔは、負極２４の長手方向ＬＤに沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。負極タブ２４ｔは、負極集電箔２４ｃの一部であり、負極集電箔２４ｃの負極活物質層２４ａが形成されていない部分（活物質層未形成部）である。この実施形態では、複数の負極タブ２４ｔは、セパレータ２３よりも捲回軸方向ＷＤに突出している。例えば、複数の負極タブ２４ｔは捲回軸方向ＷＤの一方の端部（図４の上端部）で積層され、負極タブ群を構成する。このため、各々の負極タブ２４ｔの高さ（捲回軸方向ＷＤにおける長さ）と、各々の負極タブ２４ｔの幅（長手方向ＬＤにおける長さ）とは、同じでなくてもよい。図２に示されているように、積層された負極タブ２４ｔ（負極タブ群）には、負極集電体６０が接合される。

【0041】

セパレータ２３は、正極２２の正極活物質層２２ａと、負極２４の負極活物質層２４ａと、を絶縁する部材である。セパレータ２３は、この実施形態では、電極体２０の外表面を構成している。セパレータ２３としては、例えば、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からなる樹脂製の多孔性シートが用いられる。

【0042】

図４に示されているように、電極体２０では、セパレータ２３の下端Ｐ３が最も下側であり、次いで負極２４の下端Ｐ２があり、正極２２の下端Ｐ１が最も上側にある。各シートの幅（図４では、捲回軸方向ＷＤにおける長さ。ただし、正極タブ２２ｔおよび負極タブ２４ｔを除く。）は、セパレータ２３、負極２４、正極２２の順に大きい。

【0043】

－正極端子３０－
正極端子３０は、例えば、電極体２０の正極２２と電気的に接続される部材である。図２に示されているように、正極端子３０は、貫通孔１８に挿通され、外装体１２の外側に露出している。ここでは、正極端子３０は、第１導電部材３１と、第２導電部材３２とを有している。この実施形態では、第１導電部材３１は、軸部３１ａとベース部３１ｂとを有している。軸部３１ａは、例えば、円筒状であり、貫通孔１８と第２導電部材３２の貫通孔に挿通される部位である。ベース部３１ｂは、例えば、平板状であり、外装体１２の外側表面（ここでは、第２壁１２ｂ）に沿って配置される部位である。第２導電部材３２は、例えば、平板状であり、組電池を構築する際に、バスバーと接続される部位である。この実施形態では、第２導電部材３２は、矩形状である。第１導電部材３１と第２導電部材３２とは、ケース１０の外側において相互に接続されている。第１導電部材３１は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成される。第２導電部材３２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で構成される。

【0044】

負極端子４０は、例えば、電極体２０の負極２４と電気的に接続される部材である。図２に示されているように、負極端子４０は、貫通孔１９に挿通され、外装体１２の外側に露出している。ここでは、負極端子４０は、第１導電部材４１と、第２導電部材４２とを有している。第１導電部材４１は、例えば、銅または銅合金で構成される。負極端子４０は、例えば、正極端子３０と同様の構成を有してよい。このため、負極端子４０の構成についての説明は、ここでは省略する。

【0045】

－正極集電体５０－
正極集電体５０は、例えば、正極タブ２２ｔと正極端子３０とを電気的に接続する部材である。正極集電体５０は、例えば、板状の導電部材である。図２に示されているように、正極集電体５０は、外装体１２の内側表面（ここでは、第２壁１２ｂの内側）に沿って、第２壁１２ｂの長辺方向に延びている。正極集電体５０の一方の端部（図２の右側端部）には、正極タブ２２ｔ（ここでは、正極タブ群）が接続されている。また、正極集電体５０の他方の端部（図２の左側端部）には、正極端子３０の軸部３１ａの下端部が貫通孔５０ｈに挿通されて、かしめられている。正極集電体５０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成される。

【0046】

－負極集電体６０－
負極集電体６０は、例えば、負極タブ２４ｔと負極端子４０とを電気的に接続する部材である。負極集電体６０は、例えば、板状の導電部材である。図２に示されているように、負極集電体６０は、外装体１２の内側表面（ここでは、第２壁１２ｂの内側）に沿って、第２壁１２ｂの長辺方向に延びている。負極集電体６０の一方の端部（図２の左側端部）には、負極タブ２４ｔ（ここでは、負極タブ群）が接続されている。また、負極集電体６０の他方の端部（図２の右側端部）には、負極端子４０の下端部が貫通孔６０ｈに挿通されて、かしめられている。負極集電体６０は、例えば、銅または銅合金で構成される。

【0047】

－電解液－
電解液は、例えば、電解質塩と、非水溶媒とを含んでいる。電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６等が挙げられる。電解液における電解質塩の濃度は、例えば、０．７ｍｏｌ／Ｌ～１．３ｍｏｌ／Ｌである。非水溶媒は、例えば、カーボネート類であるとよい。カーボネート類としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、モノフルオロエチレンカーボネート（ＭＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、モノフルオロメチルジフルオロメチルカーボネート（Ｆ－ＤＭＣ）、トリフルオロジメチルカーボネート（ＴＦＤＭＣ）等が挙げられる。これらは単独で、または、２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0048】

－絶縁部材－
蓄電デバイス１では、種々の絶縁部材が用いられている。例えば、図２に示されているように、ケース１０の外側において、正極端子３０の第２導電部材３２と第２壁１２ｂとの間、ならびに、負極端子４０の第２導電部材４２と第２壁１２ｂとの間には、外部絶縁部材９１が配置されている。また、ケース１０の外側において、第１導電部材３１と第２壁１２ｂとの間、ならびに、第１導電部材４１と第２壁１２ｂとの間には、ガスケット９２が配置されている。ガスケット９２は、貫通孔１８の内周と、貫通孔１９の内周とにそれぞれ配置された、筒部９２１を有している。また、ケース１０の内側において、正極集電体５０と第２壁１２ｂとの間、ならびに、負極集電体６０と第２壁１２ｂとの間には、内部絶縁部材９３が配置されている。

【0049】

蓄電デバイス１は、種々の用途に用いられるものであるが、なかでも、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好ましく用いられうる。車両の種類は特に限定されないが、好適例として、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）等が挙げられる。

【0050】

上述したとおり、蓄電デバイス１は、電極体２０と、ケース１０と、電解液と、を備えている。電極体２０は、長尺なシート状の正極２２と長尺なシート状の負極２４とがセパレータ２３を介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面２０ａを有している。ケース１０は、電極体２０を収容する直方体形状のケースである。また、ケース１０は、幅広な矩形状の第１壁１２ａおよび第１壁１２ａに対向する開口１２ｈを有する外装体１２と、開口１２ｈを封口する、第１壁１２ａに対向する幅広な矩形状の封口板１４とを有している。蓄電デバイス１には、電解液をケース１０に注液するための注液孔が設けられていない。

【0051】

かかる構成の蓄電デバイス１では、注液孔が設けられていないため、外装体１２の開口１２ｈから電解液を注液する。このため、電解液を注液してから外装体１２を封口することとなる。これによって、電極体２０への電解液の含浸効率を高めることができる。また、注液孔を設ける工程を省略することができるため、蓄電デバイス１の生産性を向上させることができる。

【0052】

また、蓄電デバイス１において、封口板１４には、電極体２０の幅広面２０ａに向かって突出する凸部１４１が設けられている。凸部１４１が設けられた封口板１４を用いることによって、電極体２０の幅広面２０ａに押圧力を付与することができる。このため、好ましい電極間距離を維持することができる。

【0053】

また、凸部１４１には、さらに、幅広面２０ａに向かって突出するリブ部１４２が設けられている。凸部１４１とともにリブ部１４２が設けられた封口板１４を用いることによって、電極体２０の幅広面２０ａに、より効率よく押圧力を付与することができる。このため、好ましい電極間距離を維持する効果を高めることができる。

【0054】

＜蓄電デバイス１の製造方法＞
ここで開示される技術によると、蓄電デバイス１の製造方法が提供される。この製造方法は、例えば、収容工程と、接合工程と、注液工程と、封口工程と、を包含する。

【0055】

－収容工程－
収容工程は、例えば、電極体２０を外装体１２に収容する工程である。ここでは、幅広面２０ａと第１壁１２ａとが対向するように、電極体２０を外装体１２に収容する（図２参照）。収容工程に先んじて、正極端子３０と負極端子４０と正極集電体５０と負極集電体６０と種々の絶縁部材とを、外装体１２の第２壁１２ｂに取り付けておくことが好ましい。

【0056】

－接合工程－
接合工程は、例えば、電極タブと電極集電体とを接合する工程である。この実施形態では、電極体２０を外装体１２に収容した後（収容工程の後）、正極タブ２２ｔを正極集電体５０に接合し、負極タブ２４ｔを負極集電体６０に接合する。電極タブと電極集電体との接合手段は、例えば、レーザ溶接である。接合工程によって、電極体２０と外装体１２とが一体化された第１合体物が得られる。

【0057】

－注液工程－
注液工程は、例えば、収容工程後（ここでは、収容工程後の接合工程後）の外装体１２に電解液を注液する工程である。この実施形態では、電解液を開口１２ｈから外装体１２に注ぎ込む。開口１２ｈから電解液を外装体１２に注ぎ込むことによって、外装体１２における注液孔の設置を省略することができる。このため、より容易に注液工程を実施することができる。また、例えば、注液工程を負圧状態で実施するとよい。これによって、電極体２０への電解液の含浸効率を高めることができる。この場合、例えば、接合工程で得られた第１合体物を負圧環境下（負圧チャンバ内等）に配置して、その後、注液工程を実施するとよい。

【0058】

－封口工程－
封口工程は、例えば、外装体１２の開口１２ｈを封口板１４で封口する工程である。本工程で、例えば、外装体１２と封口板１４とを溶接（例えば、レーザ溶接）する。これによって、両者を一体化するとともにケース１０を密閉した第２合体物を得る。ここでは、注液工程後に、封口工程を実施する。封口工程では、例えば、電極体２０の幅広面２０ａを封口板１４で押圧しながら、外装体１２の開口１２ｈを封口することが好ましい。封口工程で電極体２０の幅広面２０ａを押圧することによって、電解液を含浸させた電極体において、電極間距離を小さくすることができる。

【0059】

上述のとおり、封口板１４には、凸部１４１とリブ部１４２とが設けられている。封口工程では、リブ部１４２を電極体２０の幅広面２０ａに当接させることによって、電極体２０を押圧するとよい。外装体１２を封口する封口板として、凸部１４１とリブ部１４２とが設けられた封口板１４を用いることによって、外装体１２を封口した後も、電極体２０の幅広面２０ａに押圧力を付与し続けることができる。このため、電極間距離が小さい状態を維持することができる。

【0060】

特に限定するものではないが、封口工程では、電極体２０の幅広面２０ａに少なくとも６ｋＮの押圧力を付与するとよい。これによって、好ましい電極間距離を実現することができる。なお、押圧力は、例えば１０ｋＮ以下であるとよく、８ｋＮ以下であってもよい。また、押圧力は、幅広面２０ａに加わる平均押圧力である。平均押圧力は、例えば、室温において、幅広面２０ａに加えられた押圧力の合計を幅広面２０ａの面積で除して得られた値である。また、所望の押圧力が幅広面２０ａに加わるように、例えば、凸部１４１の高さ、リブ部１４２の高さ等を適宜調整するとよい。

【0061】

そして、封口工程で得られた第２合体物に所定条件の下でエージング処理を実施して、使用可能状態の蓄電デバイス１を得ることができる。

【0062】

上述のとおり、蓄電デバイス１の製造方法は、収容工程と、注液工程と、封口工程と、を包含する。収容工程では、幅広面２０ａと第１壁１２ａとが対向するように、電極体２０を外装体１２に収容する。注液工程では、収容工程後の外装体１２に電解液を注液する。封口工程では、注液工程後、外装体１２の開口１２ｈを封口板１４で封口する。かかる構成の製造方法では、幅広な開口を有する外装体１２を用いているため、電極体２０を外装体１２に収容させやすい。このため、例えば、厚みを小さくする処理を別途実施せずとも、電極体２０を外装体１２に収容させることができる。また、この製造方法では、電極体２０を外装体１２に収容した後、開口１２ｈを封口する前に、電解液の注液を行っている。このため、注液工程では、電極体２０において、電解液が含浸しやすい電極間距離が確保されている。これによって、電極体２０への電解液の含浸効率が高められている。

【0063】

上記実施形態では、封口板１４に、凸部１４１とリブ部１４２とを設けていた。しかし、これに限定されない。例えば、リブ部１４２の形状は、上述した形状でなくてもよい。リブ部１４２は、例えば、所定のパターンで配列されたドット状のリブによって構成されてもよい。リブ部１４２に替えて、凸部（例えば、平坦面１４１ｃから幅広面２０ａに向かってドーム状に湾曲した凸部等）を設けてもよい。あるいは、封口板１４に凸部１４１のみを設け、リブ部１４２を設けない態様であってもよい。あるいは、封口板１４に凸部１４１を設けず、リブ部１４２、上述の凸部等を設けてもよい。封口板１４の構成に関して、ここにいくつかを例示しているが、これらに限定されない。封口板１４の構成は、ここで開示される技術の効果を実現することができる限り、特に限定されない。

【0064】

以上のとおり、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項１：
長尺なシート状の正極と長尺なシート状の負極とがセパレータを介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面を有する電極体と、
前記電極体を収容する直方体形状のケースであって、幅広な矩形状の第１壁および該第１壁に対向する開口を有する外装体と、該開口を封口する、前記第１壁に対向する幅広な矩形状の封口板とを有するケースと、
電解液と、
を備える蓄電デバイスの製造方法であって、
前記幅広面と前記第１壁とが対向するように、前記電極体を前記外装体に収容する収容工程と、
前記収容工程後の前記外装体に前記電解液を注液する注液工程と、
前記注液工程後、前記外装体の前記開口を前記封口板で封口する封口工程と、
を包含する、製造方法。
項２：
前記注液工程を負圧状態で実施する、項１に記載の製造方法。
項３：
前記注液工程では、前記開口から前記電解液を前記外装体に注液する、項１または２に記載の製造方法。
項４：
前記封口工程では、前記電極体の前記幅広面を前記封口板で押圧しながら、前記外装体の前記開口を封口する、項１～３のいずれか一つに記載の製造方法。
項５：
前記封口工程では、前記封口板として凸部が設けられた封口板を用いる、項１～４のいずれか一つに記載の製造方法。
項６：
前記封口工程では、前記電極体の前記幅広面に少なくとも６ｋＮの押圧力を付与する、項１～５のいずれか一つに記載の製造方法。
項７：
長尺なシート状の正極と長尺なシート状の負極とがセパレータを介在させつつ、シート長手方向に捲回された電極体であって、一対の対向する幅広面を有する電極体と、
前記電極体を収容する直方体形状のケースであって、幅広な矩形状の第１壁および該第１壁に対向する開口を有する外装体と、該開口を封口する、前記第１壁に対向する幅広な矩形状の封口板とを有するケースと、
電解液と、
を備える蓄電デバイスであって、
前記電解液を前記ケースに注液するための注液孔が設けられていない、蓄電デバイス。
項８：
前記封口板には、前記電極体の前記幅広面に向かって突出する凸部が設けられている、項７に記載の蓄電デバイス。
項９：
前記凸部には、さらに、前記幅広面に向かって突出するリブ部が設けられている、項８に記載の蓄電デバイス。

【0065】

以上、ここで開示される技術の実施形態について説明したが、ここで開示される技術を上記実施形態に限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、他の実施形態においても実施されうる。特許請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。

【符号の説明】

【0066】

１ 蓄電デバイス
１０ ケース
１２ 外装体
１２ａ 第１壁
１２ｈ 開口
１４ 封口板
２０ 電極体
２２ 正極
２３ セパレータ
２４ 負極
３０ 正極端子
４０ 負極端子
５０ 正極集電体
６０ 負極集電体
９１ 外部絶縁部材
９２ ガスケット
９３ 内部絶縁部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】