特開 2024-157046 電池

(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】P2024157046

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/54 20210101AFI20241029BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20241029BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20241029BHJP

   H01M 50/548 20210101ALN20241029BHJP

【ＦＩ】

H01M50/54

H01M10/04 Z

H01M50/105

H01M50/548 301

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024140950

(22)【出願日】2024-08-22

(62)【分割の表示】P 2020016866の分割

【原出願日】2020-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】株式会社ＡＥＳＣジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】大岡 愛佳

(57)【要約】

【課題】複数の集電体部を含む束を折り曲げやすくする。
【解決手段】複数の第１集電体部１１２ａは、積層部１００ａから引き出されている。外装材２００は、電池要素１００を包んでいる。第１タブ３１０は、複数の第１集電体部１１２ａに接続されている。積層部１００ａと第１タブ３１０との間における複数の第１集電体部１１２ａは、第１領域ＲＧ１を有している。第１領域ＲＧ１において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さは、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて減少しており、この厚さの減少率は、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて減少している。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部と、前記積層部から引き出された複数の第１集電体部と、を有する電池要素と、
前記電池要素を包む外装材と、
前記複数の第１集電体部に接続された第１タブと、
を備え、
前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部は、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さが前記積層部から前記第１タブにかけて減少し、かつ前記厚さの減少率が前記積層部から前記第１タブにかけて減少する第１領域を有している、電池。

【請求項2】

請求項１に記載の電池において、
前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部は、前記第１領域に対して前記積層部側に位置し、前記複数の第１集電体部を含む前記束の前記厚さが前記積層部から前記第１タブにかけて減少し、かつ前記厚さの減少率が前記積層部から前記第１タブにかけて増加する第２領域を有している、電池。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電池において、
前記外装材のうち前記第１タブの両側の少なくとも一方には、前記積層部側から前記第１タブ側に向かう方向に開いた切欠きが設けられている、電池。

【請求項4】

請求項３に記載の電池において、
前記第１タブ側から前記積層部側に向かう方向において、前記切欠きのうち前記積層部側の縁は、前記複数の第１集電体部の前記第１領域に対して前記第１タブ側に位置している、電池。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の電池において、
前記切欠きは、前記第１タブから前記第１タブの両側に向かう方向に開いている、電池。

【請求項6】

請求項３から５までのいずれか一項に記載の電池において、
前記外装材のうち前記積層部の両側のうちの少なくとも一方は、前記積層部に向けて折り返されている、電池。

【請求項7】

請求項１から６までのいずれか一項に記載の電池において、
前記複数の第１集電体部及び前記外装材は、前記複数の第１集電体部の前記第１領域、又は前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部のうち前記第１領域に対して前記第１タブ側の領域が折り目となるように、折り曲げられている、電池。

【請求項8】

請求項７に記載の電池において、
互いに積み重ねられた複数の前記電池要素を備え、
各電池要素の前記複数の第１集電体部及び前記外装材は、前記積層部から前記第１タブに向かう方向に対して各電池要素の前記第１タブの先端が互いに異なる方向に向けられるように、折り曲げられている、電池。

【請求項9】

複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部から引き出された複数の第１集電体部を第１タブに向けて束ねて、前記積層部と前記第１タブとの間で前記複数の第１集電体部の少なくとも一部分を、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さ方向に押さえつけながら、前記複数の第１集電体部を前記第１タブに接合させる工程を備える、電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池及び電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、非水電解液二次電池、特に、リチウムイオン二次電池が開発されている。リチウムイオン二次電池は、正極、負極及びセパレータを有する電池要素を備えている。正極、負極及びセパレータは、電池要素の積層部を形成している。リチウムイオン二次電池は、電池要素を包む外装材をさらに備えている。電池要素の積層部の正極及び負極からは、それぞれ、正極集電箔及び負極集電箔が引き出されている。正極集電箔及び負極集電箔は、それぞれ、正極タブ及び負極タブに接続されている。

【0003】

例えば特許文献１に記載されているように、外装材によって各々包まれた複数の電池要素が積み重ねられることがある。特許文献１には、外装材から引き出された各タブ（正極タブ又は負極タブ）を折り曲げて複数のタブを束ねることが記載されている。

【0004】

特許文献２には、外装材をタブとともに電池要素に向けて折り曲げることが記載されている。特許文献２には、外装材をタブとともに折り曲げることで、外装材を折り曲げない場合と比較して、タブの引き出し方向における外装材の長さを短くすることができ、体積エネルギー密度の向上が可能なことが記載されている。

【0005】

特許文献３には、外装材のうちタブの両側に切欠きを形成することで、タブが外装材とともに折り曲げやすくなることについて記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１６／０２０９９９号

【特許文献2】特開平１１－２６０３２７号公報

【特許文献3】国際公開第２０１９／１５０９０４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

タブの先端が特定の位置に達するためのタブの長さを短くするため、タブ自体を折り曲げるのではなく、外装材のうち積層部とタブとの間の部分を折り曲げることで、タブの先端を特定の方向に向けることがある。この場合、積層部から引き出され、かつ積層部とタブとの間に存在する複数の集電体部（正極集電箔又は負極集電箔）を含む束を折り曲げる必要がある。しかしながら、この束を折り曲げると、集電体部（集電箔）が破断するおそれがある。

【0008】

本発明の目的の一例は、複数の集電体部を含む束を折り曲げやすくすることにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、
複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部と、前記積層部から引き出された複数の第１集電体部と、を有する電池要素と、
前記電池要素を包む外装材と、
前記複数の第１集電体部に接続された第１タブと、
を備え、
前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部は、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さが前記積層部から前記第１タブにかけて減少し、かつ前記厚さの減少率が前記積層部から前記第１タブにかけて減少する第１領域を有している、電池である。

【0010】

本発明の他の一態様は、
複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部から引き出された複数の第１集電体部を第１タブに向けて束ねて、前記積層部と前記第１タブとの間で前記複数の第１集電体部の少なくとも一部分を、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さ方向に押さえつけながら、前記複数の第１集電体部を前記第１タブに接合させる工程を備える、電池の製造方法である。

【発明の効果】

【0011】

本発明の上記態様によれば、複数の集電体部を含む束を折り曲げやすくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る電池の上面図である。

【図2】図１に示した電池の右側面図である。

【図3】図１に示した電池の後面図である。

【図4】図３に示した領域αを拡大した図である。

【図5】図１に示した電池の第１タブ及びその周辺の拡大図である。

【図6】図５のＡ－Ａ´断面図である。

【図7】図１から図６に示した電池の製造方法の一例を説明するための図である。

【図8】図１から図６に示した電池の製造方法の一例を説明するための図である。

【図9】図１から図６に示した電池の応用の一例を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0014】

本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。

【0015】

図１は、実施形態に係る電池１０の上面図である。図２は、図１に示した電池１０の右側面図である。図３は、図１に示した電池１０の後面図である。図４は、図３に示した領域αを拡大した図である。図５は、図１に示した電池１０の第１タブ３１０及びその周辺の拡大図である。図６は、図５のＡ－Ａ´断面図である。

【0016】

電池１０は、電池要素１００、外装材２００、第１タブ３１０及び第２タブ３２０を備えている。電池要素１００は、積層部１００ａ及び複数の第１集電体部１１２ａを有している。積層部１００ａは、複数の第１電極１１０、複数の第２電極１２０及び複数のセパレータ１３０を含んでいる。

【0017】

図１から図６において、第１方向Ｘは、電池１０（電池要素１００）の長さ方向である。第１方向Ｘの正方向（第１方向Ｘを示す矢印によって示される方向）は、第２タブ３２０から第１タブ３１０に向かう方向であり、電池１０（電池要素１００）の前方向である。第１方向Ｘの負方向（第１方向Ｘを示す矢印によって示される方向の反対方向）は、第１タブ３１０から第２タブ３２０に向かう方向であり、電池１０（電池要素１００）の後方向である。第２方向Ｙは、第１方向Ｘに交わる方向、具体的には、第１方向Ｘに直交する方向であり、電池１０（電池要素１００）の幅方向である。第２方向Ｙの正方向（第２方向Ｙを示す矢印によって示される方向）は、電池１０を第１方向Ｘの正方向から見て、電池１０の右方向である。第２方向Ｙの負方向（第２方向Ｙを示す矢印によって示される方向の反対方向）は、電池１０を第１方向Ｘの正方向から見て、電池１０の左方向である。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に交わる方向、具体的には、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に直交する方向であり、電池１０（電池要素１００）の厚さ（高さ）方向である。第３方向Ｚの正方向（第３方向Ｚを示す矢印によって示される方向）は、電池１０の上方向である。第３方向Ｚの負方向（第３方向Ｚを示す矢印によって示される方向の反対方向）は、電池１０の下方向である。後述する図７から図９においても同様である。

【0018】

図５において、破線で示された折り目Ｃは、積層部１００ａと第１タブ３１０との間で外装材２００が折り曲げられる場合に形成される折り目の位置を示している。

【0019】

本実施形態において、電池１０は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池１０は、リチウムイオン二次電池と異なる電池であってもよい。

【0020】

図６を用いて、電池１０の概要を説明する。

【0021】

複数の第１集電体部１１２ａは、積層部１００ａの複数の第１電極１１０から積層部１００ａの前方（第１方向Ｘの正方向）に向けてそれぞれ引き出されている。外装材２００は、電池要素１００を包んでいる。第１タブ３１０は、複数の第１集電体部１１２ａに接続されている。積層部１００ａと第１タブ３１０との間における複数の第１集電体部１１２ａは、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２を有している。第１領域ＲＧ１は、第１方向Ｘにおいて、積層部１００ａより第１タブ３１０の近くに位置している。第２領域ＲＧ２は、第１方向Ｘにおいて、第１領域ＲＧ１に対して積層部１００ａ側に位置している。また、第２領域ＲＧ２は、第１方向Ｘにおいて、第１タブ３１０より積層部１００ａの近くに位置している。

【0022】

第１領域ＲＧ１において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さ（複数の第１集電体部１１２ａのうち第３方向Ｚの両端に位置する２つの第１集電体部１１２ａの間の第３方向Ｚにおける距離）は、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて（第１方向Ｘの正方向に向かうにつれて）非線型に減少している。具体的には、第１領域ＲＧ１において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さは、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて（第１方向Ｘの正方向に向かうにつれて）減少しており、この厚さの減少率は、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて（第１方向Ｘの正方向に向かうにつれて）減少している。例えば、第１領域ＲＧ１において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さは、第１方向Ｘにおける位置を変数として、下に凸の関数に合致し、又は近似させることができる。

【0023】

第２領域ＲＧ２において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さ（複数の第１集電体部１１２ａのうち第３方向Ｚの両端に位置する２つの第１集電体部１１２ａの間の第３方向Ｚにおける距離）は、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて（第１方向Ｘの正方向に向かうにつれて）非線型に減少している。具体的には、第２領域ＲＧ２において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さは、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて（第１方向Ｘの正方向に向かうにつれて）減少しており、この厚さの減少率は、積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて（第１方向Ｘの正方向に向かうにつれて）増加している。例えば、第２領域ＲＧ２において、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さは、第１方向Ｘにおける位置を変数として、上に凸の関数に合致し、又は近似させることができる。

【0024】

本実施形態において、複数の第１集電体部１１２ａの束の第１領域ＲＧ１のうち第１タブ３１０の近傍における厚さ（第３方向Ｚ）は、各第１集電体部１１２ａが積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて真っ直ぐに伸びている場合における複数の第１集電体部１１２ａの束の第１タブ３１０の近傍における厚さ（第３方向Ｚ）より薄くすることができる。この場合、複数の第１集電体部１１２ａを第１領域ＲＧ１又は第１領域ＲＧ１の近傍において折り曲げても、各第１集電体部１１２ａが積層部１００ａから第１タブ３１０にかけて真っ直ぐに伸びている場合と比較して、各第１集電体部１１２ａの破断の可能性が少なくなっている。したがって、第１タブ３１０の先端（第１方向Ｘの正方向側の端）が特定の方向に向けられるように、複数の第１集電体部１１２ａを折り曲げやすくなっている。例えば、複数の第１集電体部１１２ａ及び外装材２００は、複数の第１集電体部１１２ａの第１領域ＲＧ１、又は積層部１００ａと第１タブ３１０との間における第１集電体部１１２ａのうち第１領域ＲＧ１に対して第１タブ３１０側の領域が折り目Ｃ（図５）となるように、折り曲げられる。

【0025】

積層部１００ａと第１タブ３１０との間における複数の第１集電体部１１２ａは、第１領域ＲＧ１に対して第１タブ３１０側に位置する領域をさらに有していてもよい。この領域においては、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さ（複数の第１集電体部１１２ａのうち第３方向Ｚの両端に位置する２つの第１集電体部１１２ａの間の第３方向Ｚにおける距離）の最小値が、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の第３方向Ｚにおける厚さの最大値の、例えば、５０％以上、６５％以上、８０％以上又は９５％以上となっている。

【0026】

複数の第２電極１２０から積層部１００ａの後方（第１方向Ｘの負方向）に向けてそれぞれ引き出された複数の第２集電体部（不図示）と、第２タブ３２０と、も、図６に示した関係と同様の関係を有していてもよい。すなわち、複数の第２集電体部（不図示）は、複数の第１集電体部１１２ａと同様にして、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２に相当する領域を有していてもよい。或いは、第２電極１２０から引き出された第２集電体部（不図示）と、第２タブ３２０と、は、図６に示した関係と異なる関係を有していてもよい。例えば、複数の第２集電体部（不図示）は、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２に相当する領域を有していなくてもよい。

【0027】

図１から図４を用いて、電池１０の詳細を説明する。

【0028】

第１タブ３１０は、電池１０の前方（第１方向Ｘの正方向）に位置しており、第２タブ３２０は、電池１０の後方（第１方向Ｘの負方向）に位置している。しかしながら、第１タブ３１０及び第２タブ３２０は、電池１０の共通の側、例えば、電池１０の前方（第１方向Ｘの正方向）又は後方（第１方向Ｘの負方向）に位置していてもよい。この場合、第１タブ３１０及び第２タブ３２０は、例えば、第２方向Ｙに並べられる。

【0029】

外装材２００は、電池要素１００を電解液（不図示）とともに包んでいる。外装材２００は、第１外装材シート２１０及び第２外装材シート２２０を有している。第１外装材シート２１０は、積層部１００ａの上面（第３方向Ｚの正方向側の面）を覆っており、第２外装材シート２２０は、積層部１００ａの下面（第３方向Ｚの負方向側の面）を覆っている。第１外装材シート２１０及び第２外装材シート２２０は、第３方向Ｚから見て積層部１００ａを囲む領域において互いに貼り合わされている。また、外装材２００のうち積層部１００ａの第２方向Ｙにおける両側は、積層部１００ａに向けて折り返されている。詳細には、図４に示すように、外装材２００のうち第２方向Ｙの負方向側の部分は、第２方向Ｙの負方向から第３方向Ｚの正方向に向けて折り曲げられた部分と、当該折り曲げられた部分から折り返され、かつ当該折り曲げられた部分に対して第２方向Ｙの正方向側に位置する部分と、を有している。しかしながら、外装材２００の折り返し形状は、図４に示す例に限定されるものでない。また、外装材２００のうち第２方向Ｙの正方向側の部分は、図４に示した形状と同様の形状を有していてもよいし、又は図４に示した形状と異なる形状を有していてもよい。本実施形態によれば、外装材２００が折り返されていない場合と比較して、電池１０の体積を小さくすることができ、電池１０の体積エネルギー密度を向上させることができる。

【0030】

本実施形態において、外装材２００のうち積層部１００ａの第２方向Ｙにおける両側は、双方とも、積層部１００ａに向けて折り返されている。しかしながら、外装材２００のうち積層部１００ａの第２方向Ｙにおける両側の一方のみが積層部１００ａに向けて折り返されていてもよい。すなわち、外装材２００のうち積層部１００ａの第２方向Ｙにおける両側の少なくとも一方が積層部１００ａに向けて折り返されていてもよい。

【0031】

本実施形態において、外装材２００は、２つの外装材シート（第１外装材シート２１０及び第２外装材シート２２０）を有している。しかしながら、外装材２００は、１つのみの外装材シートを有していてもよい。この場合、外装材シートは、外装材シートの一部分が積層部１００ａの上面（第３方向Ｚの正方向側の面）を覆い、かつ外装材シートの他の一部分が積層部１００ａの下面（第３方向Ｚの負方向側の面）を覆うように、電池要素１００（積層部１００ａ）の第２方向Ｙにおける両側のうちの一方で折り返されるようにして、外装材シートの当該一部分と、外装材シートの当該他の一部分と、を貼り合わせてもよい。

【0032】

外装材２００のうち第１タブ３１０の第２方向Ｙにおける両側の各々には、切欠き２０２が設けられている。切欠き２０２は、積層部１００ａ側から第１タブ３１０側に向かう方向（第１方向Ｘの正方向）と、第１タブ３１０から第１タブ３１０の第２方向Ｙにおける両側に向かう方向（左側（第２方向Ｙの負方向側）の切欠き２０２については第２方向Ｙの負方向、右側（第２方向Ｙの正方向側）の切欠き２０２については第２方向Ｙの正方向）と、に開いている。この場合、積層部１００ａと第１タブ３１０との間において折り目Ｃに沿って外装材２００が折り曲げられるとき、切欠き２０２を外装材２００の折り目Ｃの起点にすることができる。したがって、本実施形態では、切欠き２０２が設けられていない場合と比較して、積層部１００ａと第１タブ３１０との間において外装材２００を折り曲げやすくなっている。さらに、切欠き２０２が設けられている場合、外装材２００の第２方向Ｙの両側における折り返し部分を第１方向Ｘの正方向から第３方向Ｚの正方向又は負方向に向けて折り曲げる必要がない。外装材２００の第２方向Ｙの両側における折り返し部分は、第１方向Ｘの正方向から第３方向Ｚの正方向又は負方向に向けて折り曲げにくくなっている。しかしながら、本実施形態では、上述したように、外装材２００の第２方向Ｙの両側における折り返し部分を折り曲げる必要がない。したがって、本実施形態では、切欠き２０２が設けられていない場合と比較して、積層部１００ａと第１タブ３１０との間において外装材２００を折り曲げやすくなっている。

【0033】

第１タブ３１０側から積層部１００ａ側に向かう方向（第１方向Ｘの負方向）において、切欠き２０２のうち積層部１００ａ側の縁は、複数の第１集電体部１１２ａの第１領域ＲＧ１に対して第１タブ３１０側に位置している。この場合、第１タブ３１０側から積層部１００ａ側に向かう方向（第１方向Ｘの負方向）において、切欠き２０２のうち積層部１００ａ側の縁が複数の第１集電体部１１２ａの第１領域ＲＧ１と揃っている、又は第１領域ＲＧ１に対して積層部１００ａ側に位置している場合と比較して、切欠き２０２のうち積層部１００ａ側の縁と、積層部１００ａの前面（第１方向Ｘの正方向側の面）と、の間の距離を大きくすることができる。したがって、切欠き２０２を設けることによる外装材２００の封止性能の低下を低減することができる。しかしながら、第１タブ３１０側から積層部１００ａ側に向かう方向（第１方向Ｘの負方向）において、切欠き２０２のうち積層部１００ａ側の縁は、複数の第１集電体部１１２ａの第１領域ＲＧ１と揃っていてもよいし、又は第１領域ＲＧ１に対して積層部１００ａ側に位置していてもよい。

【0034】

２つの切欠き２０２のうち左側（第２方向Ｙの負方向側）の切欠き２０２の第１タブ３１０側の端は、第２方向Ｙにおいて、積層部１００ａの左側（第２方向Ｙの負方向側）の端（左側面）より、第１タブ３１０の左側（第２方向Ｙの負方向側）の端の近くに位置している。この場合、２つの切欠き２０２のうち左側（第２方向Ｙの負方向側）の切欠き２０２の第１タブ３１０側の端が、第２方向Ｙにおいて第１タブ３１０の左側（第２方向Ｙの負方向側）の端より、積層部１００ａの左側（第２方向Ｙの負方向側）の端（左側面）の近くに位置している場合と比較して、折り目Ｃの長さを短くすることができる。しかしながら、２つの切欠き２０２のうち左側（第２方向Ｙの負方向側）の切欠き２０２の第１タブ３１０側の端は、第２方向Ｙにおいて、第１タブ３１０の左側（第２方向Ｙの負方向側）の端より、積層部１００ａの左側（第２方向Ｙの負方向側）の端（左側面）の近くに位置していてもよい。或いは、２つの切欠き２０２のうち左側（第２方向Ｙの負方向側）の切欠き２０２の第１タブ３１０側の端は、第２方向Ｙにおいて、第１タブ３１０の左側（第２方向Ｙの負方向側）の端と、積層部１００ａの左側（第２方向Ｙの負方向側）の端（左側面）と、から等距離に位置していてもよい。なお、上述した事項は、２つの切欠き２０２のうち右側（第２方向Ｙの正方向側）の切欠き２０２の第１タブ３１０側の端についても同様である。

【0035】

切欠き２０２が設けられる領域は、本実施形態に限定されるものでない。例えば、切欠き２０２は、外装材２００のうち第１タブ３１０の第２方向Ｙにおける両側のうちの一方のみに設けられていてもよい。すなわち、切欠き２０２は、外装材２００のうち第１タブ３１０の第２方向Ｙにおける両側の少なくとも一方に設けられていてもよい。切欠き２０２が外装材２００のうち第１タブ３１０の第２方向Ｙにおける両側のうちの一方のみに設けられている場合においても、切欠き２０２が設けられていない場合と比較して、外装材２００を折り曲げやすくすることができる。

【0036】

切欠き２０２が開いている方向は、本実施形態に限定されるものでない。例えば、切欠き２０２は、第１タブ３１０から第１タブ３１０の第２方向Ｙにおける両側に向かう方向（左側（第２方向Ｙの負方向側）の切欠き２０２については第２方向Ｙの負方向、右側（第２方向Ｙの正方向側）の切欠き２０２については第２方向Ｙの正方向）に開いていなくてもよく、積層部１００ａ側から第１タブ３１０側に向かう方向（第１方向Ｘの正方向）のみに開いていてもよい。この場合においても、切欠き２０２が設けられていない場合と比較して、積層部１００ａと第１タブ３１０との間において外装材２００を折り曲げやすくすることができる。

【0037】

なお、外装材２００のうち第２タブ３２０の第２方向Ｙにおける両側の切欠き２０２は、第１タブ３１０側の切欠き２０２と同様にしてもよいし、又は第１タブ３１０側の切欠き２０２と異なるようにしてもよい。或いは、第１タブ３１０側及び第２タブ３２０側の少なくとも一方には、切欠き２０２を設けなくてもよい。

【0038】

図５を用いて、電池要素１００の詳細を説明する。

【0039】

第１電極１１０及び第２電極１２０は、互いに異なる極性を有している。第１電極１１０、第１集電体１１２、第１活物質層１１４、第２電極１２０、第２集電体１２２及び第２活物質層１２４は、それぞれ、正極、正極集電体及び正極活物質層、負極、負極集電体及び負極活物質層である。しかしながら、第１電極１１０、第１集電体１１２、第１活物質層１１４、第２電極１２０、第２集電体１２２及び第２活物質層１２４は、それぞれ、負極、負極集電体及び負極活物質層、正極、正極集電体及び正極活物質層であってもよい。

【0040】

第１電極１１０は、第１集電体１１２及び第１活物質層１１４を有している。本実施形態において、第１活物質層１１４は、第１集電体１１２の上面（第３方向Ｚの正方向側の面）及び下面（第３方向Ｚの負方向側の面）の双方上に位置している。しかしながら、第１活物質層１１４は、第１集電体１１２の上面及び下面の一方のみ上に位置していてもよい。

【0041】

第２電極１２０は、第２集電体１２２及び第２活物質層１２４を有している。本実施形態において、第２活物質層１２４は、第２集電体１２２の上面（第３方向Ｚの正方向側の面）及び下面（第３方向Ｚの負方向側の面）の双方上に位置している。しかしながら、第２活物質層１２４は、第２集電体１２２の上面及び下面の一方のみ上に位置していてもよい。

【0042】

セパレータ１３０は、第３方向Ｚに隣り合う第１電極１１０と第２電極１２０との間に位置している。セパレータ１３０は、第３方向Ｚに隣り合う第１電極１１０と第２電極１２０との接触（すなわち、短絡）を防止するために設けられている。

【0043】

積層部１００ａは、第３方向Ｚに積層された複数の第１電極１１０、第２電極１２０及びセパレータ１３０を有している。複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０は、隣り合う第１電極１１０と第２電極１２０との間にセパレータ１３０が位置するように第３方向Ｚに沿って交互に積み重ねられている。

【0044】

第１集電体部１１２ａは、電池要素１００の第１集電体１１２に接続されている。具体的には、第１集電体１１２及び第１集電体部１１２ａは、一体の導電部（導電箔）となっている。言い換えると、この導電部（導電箔）は、第３方向Ｚにおいて第２電極１２０及びセパレータ１３０と重なる領域では第１電極１１０の第１集電体１１２となっており、積層部１００ａの外側（積層部１００ａの第１方向Ｘの正方向側）では第１集電体部１１２ａとなっている。第２電極１２０から積層部１００ａの後方（第１方向Ｘの負方向）に向けて引き出された第２集電体部（不図示）についても同様である。

【0045】

図７及び図８は、図１から図６に示した電池１０の製造方法の一例を説明するための図である。図７は、図６に対応している。図８は、図１に対応している。

【0046】

まず、電池要素１００を形成する。電池要素１００は、隣り合う第１電極１１０と第２電極１２０との間にセパレータ１３０が配置されるように複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１２０を交互に積み重ねることで形成される。

【0047】

次いで、図７に示すように、複数の第１集電体部１１２ａを第１タブ３１０に束ねて、積層部１００ａと第１タブ３１０との間で複数の第１集電体部１１２ａの少なくとも一部分を第１治具Ｊ１及び第２治具Ｊ２によって複数の第１集電体部１１２ａを含む束の厚さ方向（第３方向Ｚ）に押さえつけながら、複数の第１集電体部１１２ａを第１タブ３１０に接合させる。

【0048】

複数の第１集電体部１１２ａの少なくとも一部分は、第２治具Ｊ２上に複数の第１集電体部１１２ａを載置して、第１治具Ｊ１を複数の第１集電体部１１２ａの上方（第３方向Ｚの正方向）から下方（第３方向Ｚの負方向）に向けて押し付けることで、複数の第１集電体部１１２ａを含む束の厚さ方向（第３方向Ｚ）に押さえつけられている。この場合において、複数の第１集電体部１１２ａのうち当該厚さ方向（第３方向Ｚ）に押さえつけられている部分には、後述する歪みが残るように、溶着等の接合処理は施さなくても済むようになっている。しかしながら、複数の第１集電体部１１２ａを押さえつける方法は、本実施形態に係る方法に限定されるものではない。

【0049】

複数の第１集電体部１１２ａは、加熱溶着、超音波溶着等の溶着によって第１タブ３１０に接合させている。

【0050】

本実施形態において、各第１集電体部１１２ａは、積層部１００ａから第１タブ３１０に向けて真っ直ぐに伸びる形状に歪み（すなわち、この歪みを与える力）が与えられた状態で、第１タブ３１０に接合されている。この力が解除された後（例えば、第１治具Ｊ１及び第２治具Ｊ２が複数の第１集電体部１１２ａから離れた後）も、各第１集電体部１１２ａに与えられた歪みは残る。その結果、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２（図６）が形成される。

【0051】

複数の第２電極１２０から積層部１００ａの後方（第１方向Ｘの負方向）に向けてそれぞれ引き出された複数の第２集電体部（不図示）も、図７を用いて説明した方法と同様にして、第２タブ３２０に接合させることができる。

【0052】

次いで、図８に示すように、第１外装材シート２１０によって積層部１００ａの上面（第３方向Ｚの正方向側の面）を覆い、外装材２００によって積層部１００ａの下面（第３方向Ｚの負方向側の面）を覆う。次いで、第３方向Ｚから見て、積層部１００ａを囲む領域において、第１外装材シート２１０及び第２外装材シート２２０を例えば溶着によって互いに接合させる。次いで、外装材２００の四隅に切欠き２０２（例えば、図１）を形成する。次いで、図４に示すように、外装材２００のうち積層部１００ａの第２方向Ｙにおける両側を積層部１００ａに向けて折り返す。

【0053】

このようにして、電池１０は製造される。

【0054】

図９は、図１から図６に示した電池１０の応用の一例を説明するための模式図である。図５及び図６を参照しつつ図９を用いて電池１０の応用の一例を説明する。

【0055】

この例では、複数の電池１０（電池要素１００）が各電池１０の厚さ方向（第３方向Ｚ）に沿って積み重ねられている。各電池１０（電池要素１００）の複数の第１集電体部１１２ａ及び外装材２００は、折り目Ｃに沿って折り曲げられている。各電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０は、各電池要素１００の前方（第１方向Ｘの正方向側）に位置し、かつ複数の電池１０（複数の電池要素１００）の第３方向Ｚにおける中心に位置する箇所に束ねられている。

【0056】

各電池１０（電池要素１００）の複数の第１集電体部１１２ａ及び外装材２００は、積層部１００ａから第１タブ３１０に向かう方向（第１方向Ｘの正方向）に対して第１タブ３１０の先端（第１方向Ｘの正方向側の端）が互いに異なる方向に向けられるように折り曲げられている。図９に示す例では、第３方向Ｚの負方向から正方向に向けて１段目の電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０の先端（第１方向Ｘの正方向側の端）は、第１方向Ｘの正方向に対して、第１方向Ｘの正方向から第３方向Ｚの正方向に向けて所定角度だけ傾いた方向に向けられている。第３方向Ｚの負方向から正方向に向けて２段目の電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０の先端（第１方向Ｘの正方向側の端）は、第１方向Ｘの正方向に対して、第１方向Ｘの正方向から第３方向Ｚの正方向に向けて１段目の電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０の上記所定角度より小さい角度だけ傾いた方向に向けられている。第３方向Ｚの負方向から正方向に向けて３段目の電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０の先端（第１方向Ｘの正方向側の端）は、第１方向Ｘの正方向に対して、第１方向Ｘの正方向から第３方向Ｚの負方向に向けて、所定角度だけ傾いた方向に向けられている。第３方向Ｚの負方向から正方向に向けて４段目の電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０の先端（第１方向Ｘの正方向側の端）は、第１方向Ｘの正方向に対して、第１方向Ｘの正方向から第３方向Ｚの負方向に向けて３段目の電池１０（電池要素１００）の第１タブ３１０の上記所定角度より大きい角度だけ傾いた方向に向けられている。

【0057】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0058】

１０ 電池
１００ 電池要素
１００ａ 積層部
１１０ 第１電極
１１２ 第１集電体
１１２ａ 第１集電体部
１１４ 第１活物質層
１２０ 第２電極
１２２ 第２集電体
１２４ 第２活物質層
１３０ セパレータ
２００ 外装材
２０２ 切欠き
２１０ 第１外装材シート
２２０ 第２外装材シート
３１０ 第１タブ
３２０ 第２タブ
Ｃ 折り目
Ｊ１ 第１治具
Ｊ２ 第２治具
ＲＧ１ 第１領域
ＲＧ２ 第２領域
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部と、前記積層部から引き出された複数の第１集電体部と、を有する電池要素と、
前記電池要素を包む外装材と、
前記複数の第１集電体部に接続された第１タブと、
を備え、
前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部は、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さが前記積層部から前記第１タブにかけて減少し、かつ前記厚さの減少率が前記積層部から前記第１タブにかけて減少する第１領域を有している、電池。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0052】

次いで、図８に示すように、第１外装材シート２１０によって積層部１００ａの上面（第３方向Ｚの正方向側の面）を覆い、第２外装材シート２２０によって積層部１００ａの下面（第３方向Ｚの負方向側の面）を覆う。次いで、第３方向Ｚから見て、積層部１００ａを囲む領域において、第１外装材シート２１０及び第２外装材シート２２０を例えば溶着によって互いに接合させる。次いで、外装材２００の四隅に切欠き２０２（例えば、図１）を形成する。次いで、図４に示すように、外装材２００のうち積層部１００ａの第２方向Ｙにおける両側を積層部１００ａに向けて折り返す。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0057】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． 複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部と、前記積層部から引き出された複数の第１集電体部と、を有する電池要素と、
前記電池要素を包む外装材と、
前記複数の第１集電体部に接続された第１タブと、
を備え、
前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部は、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さが前記積層部から前記第１タブにかけて減少し、かつ前記厚さの減少率が前記積層部から前記第１タブにかけて減少する第１領域を有している、電池。
２． １．に記載の電池において、
前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部は、前記第１領域に対して前記積層部側に位置し、前記複数の第１集電体部を含む前記束の前記厚さが前記積層部から前記第１タブにかけて減少し、かつ前記厚さの減少率が前記積層部から前記第１タブにかけて増加する第２領域を有している、電池。
３． １．又は２．に記載の電池において、
前記外装材のうち前記第１タブの両側の少なくとも一方には、前記積層部側から前記第１タブ側に向かう方向に開いた切欠きが設けられている、電池。
４． ３．に記載の電池において、
前記第１タブ側から前記積層部側に向かう方向において、前記切欠きのうち前記積層部側の縁は、前記複数の第１集電体部の前記第１領域に対して前記第１タブ側に位置している、電池。
５． ３．又は４．に記載の電池において、
前記切欠きは、前記第１タブから前記第１タブの両側に向かう方向に開いている、電池。
６． ３．から５．までのいずれか一つに記載の電池において、
前記外装材のうち前記積層部の両側のうちの少なくとも一方は、前記積層部に向けて折り返されている、電池。
７． １．から６．までのいずれか一つに記載の電池において、
前記複数の第１集電体部及び前記外装材は、前記複数の第１集電体部の前記第１領域、又は前記積層部と前記第１タブとの間における前記複数の第１集電体部のうち前記第１領域に対して前記第１タブ側の領域が折り目となるように、折り曲げられている、電池。
８． ７．に記載の電池において、
互いに積み重ねられた複数の前記電池要素を備え、
各電池要素の前記複数の第１集電体部及び前記外装材は、前記積層部から前記第１タブに向かう方向に対して各電池要素の前記第１タブの先端が互いに異なる方向に向けられるように、折り曲げられている、電池。
９． 複数の第１電極、複数の第２電極及び複数のセパレータを含む積層部から引き出された複数の第１集電体部を第１タブに向けて束ねて、前記積層部と前記第１タブとの間で前記複数の第１集電体部の少なくとも一部分を、前記複数の第１集電体部を含む束の厚さ方向に押さえつけながら、前記複数の第１集電体部を前記第１タブに接合させる工程を備える、電池の製造方法。