特開 2024-117433 蓄電デバイス及びスタック

(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】P2024117433

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】蓄電デバイス及びスタック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/103 20210101AFI20240822BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

H01M50/103

H01G11/78

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023541

(22)【出願日】2023-02-17

(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】藤村 哲史

【テーマコード（参考）】

5E078

5H011

【Ｆターム（参考）】

5E078HA01

5E078HA12

5E078HA22

5H011AA03

(57)【要約】

【課題】電極体が均一に押圧されることで、電極体間の内部抵抗の増大を抑制した蓄電デバイスを提供すること。
【解決手段】
本開示の蓄電デバイス１００は、第１主面２０ａ及び第２主面２０ｂを有する扁平な電極体２０と、電極体２０を厚み方向に押圧する第１押圧部材７１と、第２押圧部材７２と、を有する。第１押圧部材７１は、第１主面２０ａと対向する面において、第１主面２０ａに向かって突出し、第１主面２０ａを押接する複数の第１凸部７１ａと、第１ベース部７１ｆを備え、第２押圧部材７２は、第２主面２０ｂと対向する面において、第２主面２０ｂに向かって突出し、第２主面２０ｂを押接する複数の第２凸部７２ａと、第２ベース部７２ｆを備え、ここで、第１押圧部材７１の少なくとも一部は、電極体２０の厚み方向に見た時、第２凸部７２ａと重複しない位置に第１凸部７１ａを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と負極を備える電極体であって、一対の対向する矩形状の第１主面及び第２主面を有する扁平な電極体と、
前記電極体を厚み方向に押圧する押圧部材と、を備える蓄電デバイスであって、
前記押圧部材は、前記電極体の第１主面と対向するように配置される第１押圧部材と、前記電極体の第２主面と対向するように配置される第２押圧部材と、を有し、
前記第１押圧部材は、前記電極体の第１主面と対向する面において、前記第１主面に向かって突出し、該第１主面を押接する複数の第１凸部と、第１ベース部を備え、
前記第２押圧部材は、前記電極体の第２主面と対向する面において、前記第２主面に向かって突出し、該第２主面を押接する複数の第２凸部と、第２ベース部を備え、
ここで、前記第１押圧部材の少なくとも一部は、前記電極体の厚み方向に見た時、前記第２凸部と重複しない位置に前記第１凸部を有する、
蓄電デバイス。

【請求項2】

前記第１押圧部材と前記第２押圧部材とを、前記電極体の厚み方向に見た時、前記第１凸部と前記第２凸部はいずれも重複しない、
請求項１に記載の蓄電デバイス。

【請求項3】

前記第１凸部または前記第２凸部のうちいずれか一方は、互いに離間しつつ等間隔に配置されており、前記電極体の厚み方向に見た時、一方の前記第１凸部または前記第２凸部が配置されてない領域に他方の前記第１凸部または前記第２凸部が形成される、
請求項１または２に記載の蓄電デバイス。

【請求項4】

前記電極体を収容する六面体形状のケースを更に有し、
前記ケースは、
幅広な矩形状の第１面および該第１面に対向する開口と、前記第１面の長辺側の周縁から前記開口に向かって延びる一対の第２面と、前記第１面の短辺側の周縁から前記開口に向かって延びる一対の第３面と、を有するケース本体と、
前記開口を封口し、前記第１面に対向する幅広な矩形状の封口板と、を備え、
ここで、前記第１押圧部材は前記封口板の一部分であって、前記第２押圧部材は前記第１面の一部分である、
請求項１または２に記載の蓄電デバイス。

【請求項5】

請求項１または２に記載の蓄電デバイスを複数備える、
スタック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電デバイス及びスタックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蓄電デバイスにおいては、特許文献１、２に示すような、複数の蓄電デバイス（セル）を所定方向に積層し、拘束治具によって配列方向に圧縮して拘束荷重（押圧荷重）を印加することで、蓄電デバイスの抵抗を下げる技術が知られる。例えば、特許文献１には、電極巻回体（電極体）が収容された複数の角型の電池セル（蓄電デバイス）と、複数のスペーサとが厚み方向に交互に積層された組電池（スタック）であって、上記スペーサの表面には、冷却用の空気の流路を目的として、櫛歯状に並ぶとともに上記電池セルの表面に当接する複数のリブが形成された組電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－３２５８１号公報

【特許文献2】特開２０１１－１８９９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記のようなスタック（複数の蓄電デバイス）に対し押圧荷重を印加する技術を蓄電デバイス単体に適用するのは困難であった。さらに、本発明者の鋭意検討によれば、特許文献１に開示されるようなリブで電極体を押圧した場合、該リブ部のみで電極体が均一に押圧されないため、電極体の厚みムラ（電極間距離のムラ）が生じ、その結果、電極体間の内部抵抗が増大することが判明した。

【0005】

ここに開示される技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極体が均一に押圧されることで、電極体間の内部抵抗の増大を抑制した蓄電デバイスを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示される蓄電デバイスは、正極と負極を備える電極体であって、一対の対向する矩形状の第１主面及び第２主面を有する扁平な電極体と、上記電極体を厚み方向に押圧する押圧部材と、を備える。上記押圧部材は、上記電極体の第１主面と対向するように配置される第１押圧部材と、上記電極体の第２主面と対向するように配置される第２押圧部材と、を有し、上記第１押圧部材は、上記電極体の第１主面と対向する面において、上記第１主面に向かって突出し、該第１主面を押接する複数の第１凸部と、第１ベース部を備え、上記第２押圧部材は、上記電極体の第２主面と対向する面において、上記第２主面に向かって突出し、該第２主面を押接する複数の第２凸部と、第２ベース部を備えており、ここで、上記第１押圧部材の少なくとも一部は、上記電極体の厚み方向に見た時、上記第２凸部と重複しない位置に上記第１凸部を有する。

【0007】

上記した第１押圧部材７１および第２押圧部材７２は複数の第１凸部と、複数の第２凸部とが重複して配置されない領域を有する。かかる構成の第１押圧部材７１および第２押圧部材７２によって電極体を厚み方向に押圧すれば、電極体が均一に押圧される。したがって、均一に電極体の積層部を押圧することができる。そして、電極体２０の積層部における電極間距離（電極体の厚み）が均一になる。これにより、電極体の内部抵抗の増大を抑制した蓄電デバイスの提供が実現する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、図１中のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。

【図3】図３は、図１中のIII－III線に沿う模式的な縦断面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る電極体の模式図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る封口板（第１押圧部材）をケース内面側からみた平面図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係るケース本体（第２押圧部材）を前側から短辺方向にみた平面図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスに対するＣＡＥ解析による押圧分布を示す図であり、（ａ）は第１主面側、（ｂ）は第２主面側を示す。

【図8】図８は、第１の実施形態に係る、電極体をケース内部に収容する様子を示す模式図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る蓄電デバイスに対するＣＡＥ解析による押圧分布を示す図であり、（ａ）は第１主面側、（ｂ）は第２主面側を示す。

【図10】図１０は、一実施形態に係るスタックを模式的に示す斜視図である。

【図11】図１１は、従来例に係る蓄電デバイスに対するＣＡＥ解析による押圧分布を示す図であり、（ａ）は第１主面側、（ｂ）は第２主面側を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながらここに開示される技術に係る実施の形態を説明する。なお、本明細書において言及していない事柄であって、ここに開示される技術の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここに開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。なお、本明細書において「Ａ～Ｂ」として表現される数値範囲には、ＡおよびＢが含まれるとともに、「好ましくはＡより大きい」および「好ましくはＢより小さい」の意を包含するものとする。

【0010】

本明細書において「蓄電デバイス」とは、充電と放電を行なうことができるデバイスをいう。蓄電デバイスには、一般にリチウムイオン電池やリチウム二次電池などと称される電池の他、リチウムポリマー電池、リチウムイオンキャパシタなどが包含される。二次電池とは、正負極間の電荷担体の移動に伴って繰り返しの充放電が可能な電池一般をいう。ここでは、蓄電デバイスの一形態として、リチウムイオン二次電池を例示する。

【0011】

＜第１実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿う模式的な縦断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う模式的な横断面図である。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表す。また、図面中の符号Ｘは、蓄電デバイス１００の短辺方向（厚み方向ともいう。）を示し、符号Ｙは、蓄電デバイス１００の長辺方向を示し、符号Ｚは、鉛直方向（高さ方向ともいう。）を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、蓄電デバイス１００の設置形態を何ら限定するものではない。

【0012】

図１、図２に示すように、蓄電デバイス１００は、ケース１０と、電極体２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、を備えている。図示は省略するが、蓄電デバイス１００は、ここではさらに電解液を備えている。蓄電デバイス１００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ことが好ましい。

【0013】

ケース１０は、例えば、電極体２０を収容する六面体形状の部材である。図１、図２に示すように、ケース１０は、ケース本体１２と、封口板１４とを備えている。ケース１０は、金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳ等からなることがより好ましい。本実施形態に係るケース１０は、ここではアルミニウムからなる。

【0014】

ケース本体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。ケース本体１２は、図１、図２に示すように、開口１２ｈと、第１面１２ａと、一対の対向する第２面１２ｂ，１２ｃと、一対の対向する第３面１２ｄ，１２ｅを有している。この実施形態では、第１面１２ａは、幅広な矩形状であり、開口１２ｈに対向している。一対の第２面１２ｂ，１２ｃは、第１面１２ａの一対の対向する長辺側の周縁から延びており、第２面１２ｂ，１２ｃは互いに対向している。図１、図２に示すように、下側の第２面１２ｃは、蓄電デバイス１００の底面を構成する。また、上側の第２面１２ｂは、この底面に対向する上面であり、ここでは正極端子３０および負極端子４０の取付面である。また、一対の第３面１２ｄ，１２ｅは、第１面１２ａの一対の対向する短辺側の周縁から延びており、第３面１２ｄ，１２ｅは互いに対向している。ケース本体１２の形状やサイズは、例えば、ケース本体１２に収容する電極体２０のサイズなどに併せて適宜変更することができる。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。詳細は後述するが、本実施形態では、ケース本体１２の第１面１２ａの一部分（ここでは、表面。）に第２押圧部材７２を備える。

【0015】

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面１２ｂ，１２ｃの上縁と、一対の第３面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。ケース本体１２の開口１２ｈに封口板１４を嵌めこみ、封口板１４の周縁が溶接されることによって、ケース本体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。

【0016】

図２に示すように、第２面１２ｂには、排出弁１５と、注液孔１６と、貫通孔１８，１９、が設けられている。排出弁１５は、例えば、薄肉部である。ここでは、排出弁１５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。注液孔１６は、ケース本体１２に封口板１４を組み付けた後、ケース１０の内部に電解液を注液するための貫通孔である。注液孔１６は、ここでは、電解液の注液後に封止部材１６ａによって封止されている。貫通孔１８は、正極端子３０が取り付けられる（挿通される）部位である。貫通孔１９は、負極端子４０が取り付けられる（挿通される）部位である。

【0017】

封口板１４は、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。ここでは、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面１２ａに対向する。詳細は後述するが、本実施形態では、封口板１４の一部分（ここでは、表面。）に第１押圧部材７１を備える。

【0018】

電解液としては、従来公知において使用されているものを特に制限なく使用できる。一例として、非水系溶媒（有機溶媒）に支持塩（電解質塩）を溶解させた非水電解液が好ましく用いられる。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、ＬｉＰＦ_６等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。電解液は、必要に応じて添加剤を含有してもよい。

【0019】

正極端子３０は、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に示すように、正極端子３０は、貫通孔１８に挿通され、ケース本体１２の外側に露出している。正極端子３０は、ここでは、かしめ加工によって正極集電体５０と接続される。正極端子３０は、金属製であることが好ましく、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることがより好ましい。

【0020】

負極端子４０は、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に示すように、負極端子４０は、貫通孔１９に挿通され、ケース本体１２の外側に露出している。負極端子４０は、ここでは、かしめ加工によって負極集電体６０と接続される。負極端子４０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。

【0021】

正極集電体５０は、例えば、正極集電箔２２ｃ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、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の一方の端部（図２の下端部）には、正極活物質層非形成部分２２ｄ（正極集電箔２２ｃ）が接続される。また、正極集電体５０の他方の端部（図２の上端部）は、正極端子３０の下端部にかしめられる。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。

【0022】

負極集電体６０は、負極集電箔２４ｃ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の一方の端部（図２の下端部）には、負極集電箔２４ｃが接続される。また、負極集電体６０の他方の端部（図２の上端部）は、負極端子４０の下端部にかしめられる。負極集電体６０は、例えば、銅または銅合金で構成される。

【0023】

蓄電デバイス１００では、種々の絶縁部材が用いられている。例えば、ケース１０の外側において、正極端子３０と第２面１２ｂとの間、ならびに、負極端子４０と第２面１２ｂとの間には、ガスケット９２が配置される。また、ケース１０の内側において、正極集電体５０と第２面１２ｂとの間、ならびに、負極集電体６０と第２面１２ｂとの間には、内部絶縁部材９３が配置される。ガスケット９２は、ここではケース１０と正極端子３０および負極端子４０とを絶縁すると共に、貫通孔１８、１９をシール（閉鎖）する機能を有する。

【0024】

ガスケット９２、内部絶縁部材９３には、耐薬品性や耐候性に優れた材料が用いられるとよい。ガスケット９２や内部絶縁部材９３は、電気絶縁性を有し、弾性変形が可能な樹脂材料、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、脂肪族ポリアミド等で構成されていてもよい。ガスケット９２および内部絶縁部材９３は、例えば、インサート成型により一体化していてもよい。

【0025】

電極体２０は、正極２２と負極２４とを有する、蓄電デバイス１００の発電要素である。図４は、第１の実施形態に係る電極体２０の模式図である。図４に示すように、電極体２０は、外形が扁平形状である。図４に示すように、電極体２０は、ここで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（ここでは、２枚。）を介在させつつ、長手方向に捲回された形態を有する、いわゆる捲回電極体である。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得る。１つのケース本体１２の内部に配置される電極体２０の数は特に限定されず、１個であってもよく、２個以上（複数）であってもよい。図３に示すように、ここでは、１個の電極体２０がケース本体１２の内部に配置される。

【0026】

電極体２０は、一対の対向する矩形状を有する幅広面である第１主面２０ａ、第２主面２０ｂと、第１主面２０ａおよび第２主面２０ｂの両端に設けられ、湾曲外面を有する一対の湾曲領域２０ｒと、を有している。図３に示すように、電極体２０は、電極体２０の第１主面２０ａと封口板１４とが対向し、かつ、第２主面２０ｂと第１面１２ａとが対向するようにケース本体１２に収容される。電極体２０の一方（図２の上側）の湾曲領域２０ｒは、第２面１２ｂと対向し、他方（図２の下側）の湾曲領域２０ｒは、第２面１２ｃと対向している。なお、電極体２０は、絶縁性の樹脂シートから構成される電極体ホルダ（図示せず）に覆われた状態でケース１０の内部に収容されてもよい。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。

【0027】

図４に示すように、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（図示せず）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。

【0028】

図４に示すように、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。

【0029】

正極活物質層非形成部分２２ｄ（すなわち、正極活物質層２２ａが形成されずに正極集電箔２２ｃが露出した部分）および負極活物質層非形成部分２４ｄ（すなわち、負極活物質層２４ａが形成されずに負極集電箔２４ｃが露出した部分）は、電極体２０の捲回軸方向（すなわち、上記長手方向に直交するシート幅方向）の両端から外方にはみ出すように形成されている。正極活物質層非形成部分２２ｄおよび負極活物質層非形成部分２４ｄには、それぞれ正極集電体５０および負極活物質層非形成部分２４ｄが接合される。

【0030】

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。

【0031】

ここに開示される蓄電デバイス１００は、第１押圧部材７１と第２押圧部材７２を有することを特徴とする。図５は、第１の実施形態に係る封口板１４をケース１０内面側からみた平面図である。図６は、第１の実施形態に係るケース本体１２を前側（Ｆ側）から短辺方向Ｘにみた平面図である。本実施形態では、第１押圧部材７１は封口板１４の一部分であり、第２押圧部材７２はケース本体１２の第１面１２ａの一部分である。

【0032】

押圧部材７０は、電極体２０を厚み方向に押圧する部材である。押圧部材は、第１押圧部材７１と、第２押圧部材７２と、を有する。

【0033】

第１押圧部材７１は、電極体２０の第１主面２０ａと対向するように配置される。第１押圧部材７１は、第１凸部７１ａと、第１ベース部７１ｆと、を有する。図５に示すように、ここでは、第１押圧部材７１は複数の第１凸部７１ａと、複数の第１ベース部７１ｆと、を有する。第１凸部７１ａと、第１ベース部７１ｆとは、ここでは一体的に成型されている。第１凸部７１ａは、第１ベース部７１ｆから電極体２０の第１主面２０ａに向かって突出する。換言すれば、複数の第１凸部７１ａは、複数の第１ベース部７１ｆから同じ高さで第２押圧部材７２に向かって突出する。図３に示すように、ここでは、第１押圧部材７１は封口板１４の一部分である。詳述すれば、ここでは第１押圧部材７１は封口板１４の周縁部１４ｐよりさらに第１主面２０ａ側に突出するようにして、封口板１４の中央部に形成される。ただし、これに限定されず、いくつかの好ましい態様においては、第１押圧部材７１は独立した部材であってもよく、この場合、第１押圧部材７１の第１凸部７１ａおよび第１ベース部７１ｆが電極体２０の第１主面２０ａと対向するようにして、ケース１０の内部に配置される。

【0034】

第２押圧部材７２は、電極体２０の第２主面２０ｂと対向するように配置される。第２押圧部材７２は、第２凸部７２ａと、第２ベース部７２ｆと、を有する。図６に示すように、ここでは、第２押圧部材７２は複数の第２凸部７２ａと、複数の第２ベース部７２ｆと、を有する。第２凸部７２ａと、第２ベース部７２ｆとは、ここでは一体的に成型されている。複数の第２凸部７２ａは、複数の第２ベース部７２ｆから電極体２０の第２主面２０ｂに向かって突出する。換言すれば、第２凸部７２ａは、第２ベース部７２ｆから第１押圧部材７１に向かって突出する。図３に示すように、ここでは、第２押圧部材７２はケース本体１２の第１面１２ａの一部分である。詳述すれば、第２押圧部材７２は第１面１２ａの周縁部１２ａｐよりさらに第２主面２０ｂ側に突出するようにして、第１面１２ａの中央部に形成される。ただし、これに限定されず、いくつかの好ましい態様においては、第２押圧部材７２は独立した部材であってもよく、この場合、第２押圧部材７２の第２凸部７２ａおよび第２ベース部７２ｆが電極体２０の第２主面２０ｂと対向するようにして、ケース１０の内部に配置される。

【0035】

第１押圧部材７１と第２押圧部材７２の材質は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳ等の金属を用いてもよく、ＰＦＡ等のフッ素化樹脂や、ＰＰＳ、脂肪族ポリアミド等を用いてもよい。

【0036】

第１凸部７１ａおよび第２凸部７２ａの高さは、電極体２０の厚み（ここでは厚み方向Ｘにおける、ケース１０に挿入前の電極体２０の第１主面２０ａと第２主面２０ｂとの距離を示す。）などによって適宜調整し得るが、例えば０．３～２ｍｍであり得る。なお、本明細書において、「第１凸部７１ａの高さ」とは、蓄電デバイス１００の短辺方向Ｘにおける、第１ベース部７１ｆと第１凸部７１ａの高さの差を示す。本明細書において、「第２凸部７２ａの高さ」とは、蓄電デバイス１００の短辺方向Ｘにおける、第２ベース部７２ｆと第２凸部７２ａの高さの差を示す。

【0037】

第１凸部７１ａ及び第２凸部７２ａは、電極体２０の第１主面２０ａまたは第２主面２０ｂに当接して、電極体２０の当接した部分およびその周辺部分に対して、電極体２０の厚み方向Ｘから荷重を加えるように（押接するように）構成される。第１凸部７１ａ及び第２凸部７２ａの形状、サイズ、配置は、例えば要求される蓄電デバイスの特性や電極体２０に応じて適宜決定することができる。

【0038】

図５に示すように、ここでは、複数の第１凸部７１ａは、ケース１０の長辺方向Ｙの中心ＣＬに略線対称に配置される。複数の第１凸部７１ａは、ここではいわゆる櫛歯状（畝状）に配置される。詳述すると、最も中心ＣＬに配置された第１凸部７１ａは長辺方向Ｙの両端部に向かって延び、換言すればＴ字状に形成される。そして、他の複数の第１凸部７１ａは、封口板１４の長辺方向Ｙの中心近傍において、封口板１４の下端から上方向に向かって延びる。その後、第１凸部７１ａは、湾曲しながら長辺方向Ｙの端部に向かって延びる。いくつかの好適な実施形態においては、図５に示すように、複数の第１凸部７１ａは、互いに離間しつつ等間隔に配置される。これにより、電極体２０をより広範囲に亘り、押圧することができ、電極体２０で発生する熱を冷却するための空気の流路を好適に確保することができる。

【0039】

図６に示すように、ここでは、複数の第２凸部７２ａは、ケース１０の長辺方向Ｙの中心ＣＬに略線対称に配置される。複数の第２ベース部７２ｆは、ここではいわゆる櫛歯状（畝状）に配置される。詳述すると、最も中心ＣＬに配置された第２ベース部７２ｆは長辺方向Ｙの両端部に向かって延び、換言すればＴ字状に形成される。そして、他の複数の第２ベース部７２ｆは、ケース本体１２の第１面１２ａの長辺方向Ｙの中心近傍において、第１面１２ａの下端から上方向に向かって延びる。その後、第２ベース部７２ｆは、湾曲しながら長辺方向Ｙの端部に向かって延びる。

【0040】

第１押圧部材７１及び第２押圧部材７２について、電極体２０の第１主面２０ａおよび第２主面２０ｂと対向する領域をそれぞれ１００％とした時、第１押圧部材７１の第１凸部７１ａおよび第２押圧部材７２の第２凸部７２ａの割合は、電極体２０の電極厚みを好適に縮める観点から、それぞれ２０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましい。また、第１押圧部材７１の第１凸部７１ａおよび第２押圧部材７２の第２凸部７２ａの割合は、空気や電解液の流路を確保する観点からそれぞれ８０％以下が好ましく、６５％以下がより好ましい。

【0041】

図３に示すように、ここでは、第１押圧部材７１の少なくとも一部は、電極体２０の厚み方向Ｘに見た時、第２凸部７２ａと重複しない位置に第１凸部７１ａを有する。詳述すると、複数の第１凸部７１ａの少なくとも一部は電極体２０を介して第２ベース部７２ｆと対向し、複数の第２凸部７２ａの少なくとも一部は電極体２０を介して第１ベース部７１ｆと対向するようにして配置される。ただし、詳細は後述するが、電極体２０の積層方向（Ｘ方向）に見た時、第１凸部７１ａと、第２凸部７２ａのうち少なくとも一部について、重ならないように配置されていればよい。

【0042】

ここで、第１押圧部材７１について、電極体２０の厚み方向Ｘに見た時、第１凸部７１ａ全体を１００％とした場合、典型的には４０％以上が第２凸部７２ａと重複しない位置に配置され、好ましくは５５％以上が第２凸部７２ａと重複しない位置に配置されることが好ましい。より好適には、本実施形態のように、第１凸部７１ａがいずれの第２凸部７２ａとも重複しないことが好ましい。かかる構成によれば、より均一に電極体２０を押圧することができる。

【0043】

図７は、第１の実施形態に係る蓄電デバイス１００に対するＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｏｒ ａｉｄｅｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析による押圧分布を示す図であり、（ａ）は第１主面２０ａ側、（ｂ）は第２主面２０ｂ側を示す。図１１は、従来例に対する蓄電デバイスに係るＣＡＥ解析による押圧分布を示す図であり、（ａ）は第１主面２０ａ側、（ｂ）は第２主面２０ｂ側を示す。なお、従来例は、電極体２０の厚み方向Ｘに見た時、第１凸部７１ａと、第２凸部７２ａが完全に重複して配置される点以外は上記した実施形態と同様の条件としている。

【0044】

ここで、電極体２０の積層部（厚み方向Ｘ）において、電極体２０が第１押圧部材７１及び第２押圧部材７２のいずれにもよって押圧される領域を第１領域、第１押圧部材７１あるいは第２押圧部材７２のいずれかによって押圧される第２領域、第１押圧部材７１及び第２押圧部材７２のいずれにもよっても押圧されない第３領域に分けることができる。また、電極体２０間における各押圧領域ごとの面圧の大きさは、第１領域＞第２領域＞第３領域となる。このことから、電極体２０間における厚みの大きさは、第３領域＞第２領域＞第１領域となる。

【0045】

従来例に係る蓄電デバイスにおいては、電極体２０の厚み方向Ｘに見た時、第１凸部７１ａと、第２凸部７２ａが完全に重複して配置される。従来の押圧部材を用いて電極体２０を厚み方向に押圧した場合、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、電極体２０の厚み方向Ｘにおいて、電極体２０間における押圧に偏りが生じる。詳述すれば、上記した従来例における電極体２０の押圧領域の比率は、図１１に示すＣＡＥ解析による押圧分布より求めた結果、第１領域：第２領域：第３領域＝８５：０：１５であった。即ち、従来例に係る蓄電デバイスにおいては、電極体２０間における押圧領域、非押圧領域の面圧の偏りが生じる。従って、電極体２０の厚みに差が生じ、電極体２０の内部抵抗が高くなる。

【0046】

一方、本実施形態に係る構造を持つ第１押圧部材７１および第２押圧部材７２を用いて電極体２０を厚み方向に押圧した場合、図７（ａ）に示すように、電極体２０の第１主面のうち、第１押圧部材７１の第１凸部７１ａと対向する領域について、第１凸部７１ａによって押圧される。一方、図７（ｂ）に示すように、電極体２０の第２主面のうち、第２押圧部材７２の第２凸部７２ａと対向する領域について、第２凸部７２ａによって押圧される。なお、図７から求めた本実施形態における電極体２０の押圧領域の比率は、第１領域：第２領域：第３領域＝１０：８０：１０であった。このことから、従来例に比して電極体２０の押圧領域偏りが少ないことがわかる。したがって、均一に電極体２０の積層部を押圧することができる。そして、電極体２０の積層部における電極間距離（電極体２０の厚み）が均一になる。これにより、蓄電デバイス１００の電極体２０の内部抵抗の増大を抑制することができる。

【0047】

電極体２０の押圧領域のうち第２領域の比率は、２０％以上が好ましく５０％以上がより好ましい。かかる比率は、たとえば、図７のようなＣＡＥ解析により押圧分布を取得することで求めることができる。また、面圧センサによる測定を行い、得られた面圧分布から求めることもできる。

【0048】

第１押圧部材７１および第２押圧部材７２による電極体２０への荷重は、電極体２０の厚みやサイズによって適宜調整し得るため限定されないが、例えば、０．５～１５ｋＮ以上であり得、好ましくは１．８～１０ｋＮである。

【0049】

いつくかの好適な実施態様においては、蓄電デバイス１００は、第１の実施形態のような、ケース本体１２と、幅広な矩形状の封口板１４と、を備え、第１押圧部材７１は封口板１４の一部分であって、第２押圧部材７２は第１面１２ａの一部分である。図８は、第１の実施形態に係る、電極体２０をケース１０内部に収容する様子を示す模式図である。説明の便宜上、封口後の封口板１４について仮想線で図示する。本実施形態の蓄電デバイス１００では、第１押圧部材７１と第２押圧部材７２がケース１０の一部として構成される。また、ケース１０は、封口板１４をケース本体１２に嵌め込む時、蓄電デバイス１００の厚み方向Ｘにおけるケース１０の内寸Ｌが電極体２０の初期厚みＴより小さくなるように設計されている。これにより、ケース本体１２内部に電極体２０を収容し、封口板１４をケース本体の開口１２ｈに（図８の白抜き矢印で図示。）押し込みながら（換言すれば、封口板１４を第１面１２ａ方向に押し込みながら。）封口板１４の周縁が溶接されることで、電極体２０はケース本体１２の第２押圧部材７２および封口板１４の第１押圧部材７１によって拘束される。ここで、本明細書における「ケース１０の内寸Ｌ」とは、Ｘ方向において、封口板１４封口後の第１押圧部材７１の第１凸部７１ａから、第２押圧部材７２の第２凸部７２ａまでの最短距離を示す。また、本明細書における「電極体２０の初期厚みＴ」とは、電極体２０がケース１０に挿入される前における、電極体２０の第１主面２０ａと第２主面２０ｂとの最短距離（Ｘ方向）を示す。

【0050】

ここに開示される蓄電デバイス１００の封口板１４とケース本体１２について、電極体２０の厚み方向Ｘに見た時、第１凸部７１ａと、第２凸部７２ａのうち少なくとも一部について、重ならないように配置されていてもよい。換言すれば、第１凸部７１ａのうち少なくとも一部は、電極体２０を介して第２ベース部７２ｆと対向し、第２凸部７２ａのうち少なくとも一部は、電極体２０を介して、第１ベース部７１ｆと対向するようにして配置される。図９は、第２実施形態に係る蓄電デバイスに対するＣＡＥ解析による押圧分布を示す図であり、（ａ）は第１主面２０ａ側、（ｂ）は第２主面２０ｂ側を示す。なお、第２実施形態は、電極体２０の厚み方向Ｘに見て、第１凸部７１ａ全体を１００％としたとき、６０％の第１凸部７１ａが第２凸部７２ａと重複しない位置に配置される以外は上記した実施形態と同様の条件としている。図９から求めた本実施形態における電極体２０の押圧領域の比率は、第１領域：第２領域：第３領域＝７０：２０：１０であった。従って、かかる構成においても、均一に電極体２０の積層部を押圧することができる。これにより、蓄電デバイス１００の電極体２０の内部抵抗を抑えることができる。

【0051】

蓄電デバイス１００は各種用途に利用可能であるが、典型的には、各種の車両、例えば、乗用車、トラック等に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、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。

【0052】

ここに開示される技術の別の側面から、上記した蓄電デバイス１００を複数組みあわせてなるスタック１５０が提供される。図１０は、一実施形態に係るスタック１５０を模式的に示す斜視図である。本実施形態においては、例えば、図１０に示すように、バスバー９０を介して複数の蓄電デバイス１００を相互に電気的に接続してなるスタック１５０が提供されうる。この場合、複数の蓄電デバイス１００の間の電気的な接続は、複数の蓄電デバイス１００の正極端子３０と負極端子４０との間に、例えば平板状のバスバー９０を架け渡すことで行いうる。バスバー９０は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属から構成される。バスバー９０と正極端子３０および負極端子４０とは、例えばレーザ溶接等の溶接によって電気的に接続しうる。また、バスバー９０の接続のために、正極端子３０および負極端子４０に外部接続端子（図示せず）をさらに設けてもよい。スタック１５０に用いられる蓄電デバイス１００は、各々のケース１０に第１押圧部材７１および第２押圧部材７２を備えるため、拘束治具を必要としない。これにより、小型化したスタック１５０の提供が実現される。

【0053】

以上、ここに開示される技術におけるいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。ここに開示される技術は、他にも種々の形態にて実施することができる。ここに開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。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。

【0054】

以上の通り、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：正極と負極を備える電極体であって、一対の対向する矩形状の第１主面及び第２主面を有する扁平な電極体と、上記電極体を厚み方向に押圧する押圧部材と、を備える蓄電デバイスであって、上記押圧部材は、上記電極体の第１主面と対向するように配置される第１押圧部材と、上記電極体の第２主面と対向するように配置される第２押圧部材と、を有し、上記第１押圧部材は、上記電極体の第１主面と対向する面において、上記第１主面に向かって突出し、該第１主面を押接する複数の第１凸部と、第１ベース部を備え、上記第２押圧部材は、上記電極体の第２主面と対向する面において、上記第２主面に向かって突出し、該第２主面を押接する複数の第２凸部と、第２ベース部を備え、ここで、上記第１押圧部材の少なくとも一部は、上記電極体の厚み方向に見た時、上記第２凸部と重複しない位置に上記第１凸部を有する、蓄電デバイス。
項２：上記第１押圧部材と上記第２押圧部材とを、上記電極体の厚み方向に見た時、上記第１凸部と上記第２凸部はいずれも重複しない、項１に記載の蓄電デバイス。
項３：上記第１凸部または上記第２凸部のうちいずれか一方は、互いに離間しつつ等間隔に配置されており、上記電極体の厚み方向に見た時、一方の上記第１凸部または上記第２凸部が配置されてない領域に他方の上記第１凸部または上記第２凸部が形成される、項１または２に記載の蓄電デバイス。
項４：上記電極体を収容する六面体形状のケースを更に有し、上記ケースは、幅広な矩形状の第１面および該第１面に対向する開口と、上記第１面の長辺側の周縁から上記開口に向かって延びる一対の第２面と、上記第１面の短辺側の周縁から上記開口に向かって延びる一対の第３面と、を有するケース本体と、上記開口を封口し、上記第１面に対向する幅広な矩形状の封口板と、を備え、ここで、上記第１押圧部材は上記封口板の一部分であって、上記第２押圧部材は上記第１面の一部分である、項１～３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
項５：項１～４のいずれか１項に記載の蓄電デバイスを複数備える、スタック。

【符号の説明】

【0055】

１０ ケース
１２ ケース本体
１２ａ 第１面
１２ｂ、１２ｃ 第２面
１２ｄ、１２ｅ 第３面
１２ｈ 開口
１４ 封口板
１８、１９ 貫通孔
２０ 電極体
２０ａ 第１主面
２０ｂ 第２主面
２２ 正極
２３ セパレータ
２４ 負極
３０ 正極端子
４０ 負極端子
７０ 押圧部材
７１ 第１押圧部材
７１ａ 第１凸部
７１ｆ 第１ベース部
７２ 第２押圧部材
７２ａ 第２凸部
７２ｆ 第２ベース部
９０ バスバー
９２ ガスケット
９３ 内部絶縁部材
１００ 蓄電デバイス
１５０ スタック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】