特開 2024-176970 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】P2024176970

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20241212BHJP

   H01M 50/627 20210101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M50/627

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095884

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 尊

(72)【発明者】

【氏名】村田 卓也

【テーマコード（参考）】

5H023

5H028

【Ｆターム（参考）】

5H023AA03

5H023AS01

5H028AA07

5H028BB03

5H028CC01

5H028CC07

5H028CC08

5H028CC19

5H028HH01

5H028HH05

(57)【要約】

【課題】活物質層への電解液の含浸性が向上した電池の提供。
【解決手段】集電体と、間に溝１６Ａ、１６Ｂが設けられ分割された活物質層１６ａと、を含む電極が積層されてなる電極積層体と、集電体１５間に電解液が収容される内部空間Ｖを形成し内部空間Ｖを封止する封止体１２と、封止体１２に形成され内部空間Ｖと外部とを連通する注液口Ｐと、を備え、内部空間Ｖは、溝１６Ａ、１６Ｂと、活物質層１６の周囲において活物質層が設けられていない未塗工領域１５０と、により形成され、封止体１２によって封止される内部の領域は、電極積層体の積層方向から見たときに多角形状であり、溝１６Ａ、１６Ｂは活物質層の間を注液口Ｐの側からそれと反対方向に向かって延在し、溝として幅の異なる溝１６Ａ及び溝１６Ｂを有し、溝１６Ａが溝１６Ｂよりも幅が大きい、電池。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

集電体と、前記集電体の一方又は両方の面に設けられ、間に複数の溝が設けられて複数の領域に分割された活物質層と、を含む電極が積層されてなる電極積層体と、
隣り合う前記集電体間に電解液が収容される内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止する封止体と、
前記封止体に形成され、前記内部空間と外部とを連通する注液口と、を備え、
前記内部空間は、前記溝と、前記活物質層の周囲において前記活物質層が設けられていない未塗工領域と、により形成され、
前記封止体によって封止される内部の領域は、前記電極積層体の積層方向から見たときに多角形状であり、
前記封止体における前記注液口が形成された辺における前記内部空間側の面を注液口側面としたとき、
前記溝は前記活物質層の間を、前記注液口側面の側から前記注液口側面と反対方向に向かって延在し、
前記複数の溝として幅の異なる溝Ａ及び溝Ｂを少なくとも有し、前記溝Ａが前記溝Ｂよりも幅が大きい、電池。

【請求項2】

前記封止体によって封止される内部の領域は、前記電極積層体の積層方向から見たときに四角形状であり、
前記四角形状における１つの辺に面する領域の前記封止体にのみ前記注液口を有する、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記溝Ａのうちの少なくとも一つが下記（Ａ１）及び（Ａ２）の少なくとも一方の要件を満たす、請求項１に記載の電池。
（Ａ１）前記複数の溝のうち、前記注液口に最も近い位置に設けられる
（Ａ２）前記複数の溝が並ぶ方向において、最も端に設けられた溝と反対側の端に設けられた溝から等距離の位置に、最も近い位置に設けられる

【請求項4】

前記溝Ａの幅［ｄ_Ａ］に対する前記溝Ｂの幅［ｄ_Ｂ］の比（［ｄ_Ｂ］／［ｄ_Ａ］）が０．０７以上０．４０以下である、請求項１に記載の電池。

【請求項5】

前記溝Ｂの幅［ｄ_Ｂ］が０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である請求項１に記載の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電池の製造方法として、セパレータを挟んで対向配置された電極間の空間に電解液を注液する工程を含む製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また特許文献２には、電池の内部空間へ電解液の浸透させる際に、内部空間を第１圧力まで減圧する第１減圧工程と、予め設定された所定量の電解液を保持する保持部から注液口を通じて、第１減圧工程で減圧された内部空間に所定量の電解液を注液する第１注液工程と、保持部及び注液口を通じ、所定量の電解液が注液された内部空間を第２圧力まで減圧して、内部空間から保持部に電解液の一部を逆流させる第２減圧工程と、逆流した電解液を保持する保持部の内部を第２圧力よりも高い圧力にして、保持部から注液口を通じて、内部空間に電解液を注液する第２注液工程と、を含み、第２減圧工程は、内部空間を第１減圧工程Ｓ２０よりも低い減圧速度で減圧する初期減圧工程を含む、バイポーラ型蓄電装置の製造方法、が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１９１４５０号公報

【特許文献2】特開２０２２－１８８５３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、従来の電池では、電池容量を向上させる観点から、集電体上における活物質層が形成されていない未塗工領域の体積（幅）を小さくすることが検討されていた。しかし、未塗工領域の幅を小さくしすぎると、活物質層に設けられた溝に対する電解液の液回り性が悪化するという問題があった。

【0006】

本開示は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、活物質層への電解液の含浸性が向上した電池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】

【0007】

上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
＜１＞ 集電体と、前記集電体の一方又は両方の面に設けられ、間に複数の溝が設けられて複数の領域に分割された活物質層と、を含む電極が積層されてなる電極積層体と、
隣り合う前記集電体間に電解液が収容される内部空間を形成すると共に前記内部空間を封止する封止体と、
前記封止体に形成され、前記内部空間と外部とを連通する注液口と、を備え、
前記内部空間は、前記溝と、前記活物質層の周囲において前記活物質層が設けられていない未塗工領域と、により形成され、
前記封止体によって封止される内部の領域は、前記電極積層体の積層方向から見たときに多角形状であり、
前記封止体における前記注液口が形成された辺における前記内部空間側の面を注液口側面としたとき、
前記溝は前記活物質層の間を、前記注液口側面の側から前記注液口側面と反対方向に向かって延在し、
前記複数の溝として幅の異なる溝Ａ及び溝Ｂを少なくとも有し、前記溝Ａが前記溝Ｂよりも幅が大きい、電池。
＜２＞ 前記封止体によって封止される内部の領域は、前記電極積層体の積層方向から見たときに四角形状であり、
前記四角形状における１つの辺に面する領域の前記封止体にのみ前記注液口を有する、＜１＞に記載の電池。
＜３＞ 前記溝Ａのうちの少なくとも一つが下記（Ａ１）及び（Ａ２）の少なくとも一方の要件を満たす、＜１＞又は＜２＞に記載の電池。
（Ａ１）前記複数の溝のうち、前記注液口に最も近い位置に設けられる
（Ａ２）前記複数の溝が並ぶ方向において、最も端に設けられた溝と反対側の端に設けられた溝から等距離の位置に、最も近い位置に設けられる
＜４＞ 前記溝Ａの幅［ｄ_Ａ］に対する前記溝Ｂの幅［ｄ_Ｂ］の比（［ｄ_Ｂ］／［ｄ_Ａ］）が０．０７以上０．４０以下である、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の電池。
＜５＞ 前記溝Ｂの幅［ｄ_Ｂ］が０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載の電池。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、活物質層への電解液の含浸性が向上した電池が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係るバイポーラ型蓄電装置の構成を示す概略的な断面図である。

【図2】図１に示される蓄電モジュールの内部構成を示す概略的な断面図である。

【図3】図２に示される蓄電モジュールの積層方向に直交する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係る電池について説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

【0011】

図１は、一実施形態に係るバイポーラ型蓄電装置の構成を示す概略的な断面図である。図１に示すバイポーラ型蓄電装置１（以下、単に「蓄電装置１」とも言う）は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる装置である。蓄電装置１は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。本実施形態では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。蓄電装置１は、モジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してモジュール積層体２の積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備える。

【0012】

モジュール積層体２は、蓄電モジュール４と、蓄電モジュール４に積層配置された導電板５と、を備える。モジュール積層体２は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール４と、複数（ここでは４つ）の導電板５とを含む。蓄電モジュール４は、バイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなす。

【0013】

積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール４同士は、導電板５を介して電気的に接続される。導電板５は、積層方向に互いに隣り合う蓄電モジュール４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側とにそれぞれ配置される。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された一方の導電板５には、正極端子６が接続される。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された他方の導電板５には、負極端子７が接続される。正極端子６及び負極端子７は、例えば導電板５の縁部から積層方向に交差する方向に引き出される。正極端子６及び負極端子７により、蓄電装置１の充放電が実施される。

【0014】

導電板５の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路５ａが設けられる。流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向と、にそれぞれ交差（直交）する方向に沿って延在する。導電板５は、蓄電モジュール４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、これらの流路５ａに冷媒を流通させることにより、蓄電モジュール４で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。

【0015】

拘束部材３は、モジュール積層体２を積層方向に挟む一対のエンドプレート８と、エンドプレート８同士を締結する締結ボルト９及びナット１０とによって構成される。エンドプレート８におけるモジュール積層体２側の面には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられ、フィルムＦによりエンドプレート８と導電板５との間が絶縁される。

【0016】

次に、蓄電モジュール４の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図２に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備える。蓄電モジュール４は、例えば、直方体形状に形成される。

【0017】

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極と、電極積層体１１の積層端に位置する集電体（金属板２０Ａ、２０Ｂ）と、を含んでいる。複数の電極は、負極終端電極１８と、正極終端電極１９と、負極終端電極１８及び正極終端電極１９の間に積層された複数のバイポーラ電極１４と、を有する。複数のバイポーラ電極１４の積層体は負極終端電極１８及び正極終端電極１９の間に設けられる。

【0018】

バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側に設けられた他方面１５ｂを含む、集電体としての金属板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有する。一方面１５ａは、積層方向Ｄの一方を向く面であり、例えば重力方向の上方を向く。他方面１５ｂは、積層方向Ｄの他方を向く面であり、例えば重力方向の下方を向く。正極１６は、正極活物質が金属板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が金属板１５に塗工されることにより形成される負極活物質層である。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの一方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の負極１７と対向する。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの他方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向する。

【0019】

負極終端電極１８は、金属板１５と、金属板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有する。負極終端電極１８は、他方面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端側に配置される。負極終端電極１８の金属板１５の一方面１５ａには、金属板２０Ａが更に積層され、この金属板２０Ａを介して蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５と電気的に接続される。負極終端電極１８の金属板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向する。

【0020】

正極終端電極１９は、金属板１５と、金属板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを有する。正極終端電極１９は、一方面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端側に配置される。正極終端電極１９の金属板１５の他方面１５ｂには、金属板２０Ｂが更に積層され、この金属板２０Ｂを介して蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５と電気的に接続される。正極終端電極１９の金属板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向する。

【0021】

金属板１５は、例えば、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｕ等といった金属からなる。各金属板１５は、いずれも電極積層体１１に含まれる金属板の一つである。金属板１５の縁部１５ｃは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域１５ｄ（図３参照）の一部をなす。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＶＯ_２、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ（Ｎｉ_０．５Ｍｎ_１．５）Ｏ_４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｕＰＯ_４等のオリビン型活物質が挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えばカーボン活物質、酸化物活物質及び金属活物質が挙げられる。本実施形態では、金属板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、金属板１５の一方面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。電極積層体１１は、積層された複数の金属板１５、２０Ａ、２０Ｂを有する。

【0022】

セパレータ１３は、金属板１５同士の短絡を防止するための部材であり、例えばシート状に形成される。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

【0023】

金属板２０Ａ、２０Ｂは、金属板１５と実質的に同一の部材であり、例えばＡｌ、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｕ等といった金属からなる。金属板２０Ａ、２０Ｂは、いずれも電極積層体１１に含まれる金属板の一つである。金属板２０Ａ、２０Ｂは、一方面２０ａ及び他方面２０ｂに正極活物質層及び負極活物質層のいずれもが塗工されていない未塗工電極をなす。即ち、金属板２０Ａ、２０Ｂは、両面に活物質層が設けられていない未塗工電極である。

【0024】

金属板２０Ａにより、負極終端電極１８は、積層方向Ｄに沿って金属板２０Ａとバイポーラ電極１４との間に配置された状態となる。金属板２０Ａの他方面２０ｂと負極終端電極１８の金属板１５の一方面１５ａとは、間に何も介さずに直接接触することで、電気的に接続される。金属板２０Ｂにより、正極終端電極１９は、積層方向Ｄに沿って金属板２０Ｂとバイポーラ電極１４との間に配置された状態となる。金属板２０Ｂの一方面２０ａと正極終端電極１９の金属板１５の他方面１５ｂとは、間に何も介さずに直接接触することで、電気的に接続される。

【0025】

電極積層体１１では、電極積層体１１の中央領域（バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、及び正極終端電極１９において活物質層が配置される領域）が、その周りの領域に比べて積層方向Ｄに膨らんでいる。このため、金属板２０Ａ、２０Ｂは、金属板２０Ａ、２０Ｂの中央領域が互いに離間する方向に屈曲する。金属板２０Ａの一方面２０ａ及び金属板２０Ｂの他方面２０ｂの中央領域は、導電板５と接触する。

【0026】

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成される。封止体１２は、例えば一対の短辺部分１２ａと、一対の長辺部分１２ｂ（図３参照）とを有する長方形の筒状に形成される。封止体１２は、電極積層体１１の側面１１ａを囲むように設けられる。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持する。

【0027】

封止体１２は、電極積層体１１に含まれる金属板の縁部（即ち、金属板１５の縁部１５ｃ及び金属板２０Ａ、２０Ｂの縁部２０ｃ）にそれぞれ設けられた枠状の複数の第１封止部２１（樹脂部）と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲し、第１封止部２１のそれぞれに結合された第２封止部２２とを有する。第１封止部２１及び第２封止部２２は、例えば、絶縁性の樹脂であり、樹脂の構成材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。

【0028】

第１封止部２１は、金属板１５の縁部１５ｃ及び金属板２０Ａ、２０Ｂの縁部２０ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形枠状をなす。第１封止部２１と金属板１５、及び、第１封止部２１と金属板２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ、気密に接合される。第１封止部２１は、積層方向Ｄから見て、金属板１５の縁部１５ｃ又は金属板２０Ａ、２０Ｂの縁部２０ｃよりも外側にまで延びる。第１封止部２１は、金属板１５又は金属板２０Ａ、２０Ｂの縁よりも外側に張り出した外側部分２１ａと、金属板１５又は金属板２０Ａ、２０Ｂの縁よりも内側に位置する内側部分２１ｂと、を含む。第１封止部２１の外側部分２１ａの先端部（外縁部）には、溶着層２３が形成される。

【0029】

複数の第１封止部２１は、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９に設けられた複数の第１封止部２１Ａと、負極終端電極１８に設けられた第１封止部２１Ｂと、金属板２０Ａに設けられた第１封止部２１Ｃと、金属板２０Ｂに設けられた第１封止部２１Ｄ、２１Ｅと、を有する。

【0030】

第１封止部２１Ａは、バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９の金属板１５の一方面１５ａに接合される。第１封止部２１Ａの内側部分２１ｂは、積層方向Ｄに互いに隣り合う金属板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置する。金属板１５の一方面１５ａにおける縁部１５ｃと、第１封止部２１Ａとが重なる領域は、金属板１５と第１封止部２１Ａとの結合領域となる。

【0031】

本実施形態では、第１封止部２１Ａは、１枚のフィルムが二つに折りたたまれることによって、二層構造で形成される。第２封止部２２に埋設される第１封止部２１Ａの外縁部は、フィルムの折り返し部（屈曲部）である。第１封止部２１Ａを構成する一層目のフィルムは、一方面１５ａに接合される。二層目のフィルムの内縁は、一層目のフィルムの内縁よりも外側に位置し、セパレータ１３が載置される段差部を形成する。二層目のフィルムの内縁は、金属板１５の縁よりも内側に位置する。

【0032】

第１封止部２１Ｂは、負極終端電極１８の金属板１５の一方面１５ａに接合される。第１封止部２１Ｂの内側部分２１ｂは、積層方向Ｄに互いに隣り合う負極終端電極１８の金属板１５の縁部１５ｃと、金属板２０Ａの縁部２０ｃとの間に位置する。金属板１５の一方面１５ａにおける縁部１５ｃと第１封止部２１Ｂの内側部分２１ｂとが重なる領域は、金属板１５と第１封止部２１Ｂとの結合領域となる。第１封止部２１Ｂは、金属板２０Ａの他方面２０ｂにも接合される。金属板２０Ａの他方面２０ｂにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｂとが重なる領域は、金属板２０Ａと第１封止部２１Ｂとの結合領域となる。本実施形態では、第１封止部２１Ｂは、金属板２０Ａの他方面２０ｂにおける縁部２０ｃにも接合される。

【0033】

第１封止部２１Ｃは、金属板２０Ａの一方面２０ａ（外面）に接合される。金属板２０Ａの一方面２０ａにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｃとが重なる領域は、金属板２０Ａと第１封止部２１Ｃとの結合領域となる。金属板２０Ａの一方面２０ａは、第１封止部２１Ｃから露出する露出面２０ｄを有する。導電板５は、露出面２０ｄに接触して配置される。

【0034】

本実施形態では、第２封止部２２に埋設される第１封止部２１Ｂ、２１Ｃの外縁部同士は連続する。即ち、第１封止部２１Ｂ、２１Ｃは、１枚のフィルムが金属板２０Ａの縁部２０ｃを挟んで二つに折りたたまれることによって形成される。第１封止部２１Ｂ、２１Ｃの外縁部は、フィルムの折り返し部である。第１封止部２１Ｂ、２１Ｃを構成するフィルムは、金属板２０Ａの一方面２０ａ及び他方面２０ｂの両方において縁部２０ｃと接合される。

【0035】

第１封止部２１Ｄは、金属板２０Ｂの一方面２０ａに接合される。第１封止部２１Ｄの内側部分２１ｂは、積層方向Ｄに互いに隣り合う正極終端電極１９の金属板１５の縁部１５ｃと、金属板２０Ｂの縁部２０ｃとの間に位置する。金属板２０Ｂの一方面２０ａにおける縁部２０ｃと、第１封止部２１Ｄとが重なる領域は、金属板２０Ｂと第１封止部２１Ｄとの結合領域となる。

【0036】

第１封止部２１Ｅは、金属板２０Ｂの他方面２０ｂ（外面）における縁部２０ｃに配置される。本実施形態では、第１封止部２１Ｅは、金属板２０Ｂに接合されていない。金属板２０Ｂの他方面２０ｂは、第１封止部２１Ｅから露出する露出面２０ｄを有する。導電板５は、露出面２０ｄに接触して配置される。

【0037】

本実施形態では、第２封止部２２に埋設される第１封止部２１Ｄ、２１Ｅの外縁部同士は連続する。即ち、第１封止部２１Ｄ、２１Ｅは、１枚のフィルムが金属板２０Ｂの縁部２０ｃを挟んで二つに折りたたまれることにより形成される。第１封止部２１Ｄ、２１Ｅの外縁部は、フィルムの折り返し部である。第１封止部２１Ｄ、２１Ｅを構成するフィルムは、金属板２０Ｂの一方面２０ａにおいて縁部２０ｃと接合される。

【0038】

電極積層体１１内には複数の内部空間Ｖが設けられる。各内部空間Ｖは、隣り合う金属板間に設けられる。内部空間Ｖは、積層方向Ｄで隣り合う金属板間において、当該金属板と封止体１２とにより気密及び液密に仕切られた空間である。この内部空間Ｖには、例えば電解液（不図示）が収容される。電解液は、例えば非水溶媒と支持塩とを含有する。非水溶媒としては、例えばカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を挙げることができる。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６等のリチウム塩を挙げることができる。電解液は、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸される。

【0039】

図３は、図２に示される蓄電モジュールの積層方向に直交する断面図である。図３に示すように、封止体１２の一方の短辺部分１２ａには、注液口Ｐが設けられる。注液口Ｐは、封止体１２の長辺方向に封止体１２を貫通する。注液口Ｐは、内部空間Ｖと外部空間とに連通する。注液口Ｐが、封止体１２の一方の短辺部分１２ａにおいて設けられる位置は、対応する内部空間Ｖの積層方向Ｄ（図２参照）における位置によって異なる。注液口Ｐは、積層方向Ｄ（図２参照）で隣り合う注液口Ｐ同士が重ならないように、封止体１２の短辺方向にずらして設けられる。図３の例では、注液口Ｐは封止体１２の一方の短辺部分１２ａの一端部に設けられている。

【0040】

封止体１２によって封止される内部の領域の積層方向から見たときの形状（つまり図３に示す内部空間Ｖと封止体１２との界面の形状）は、矩形状である。なお、封止体１２によって封止される内部の領域の形状は、矩形状に限られず、四角形状、四角以外の多角形状等であってもよい。また、多角形状における角は丸みを帯びた形状であってもよい。

【0041】

図３では、封止体１２によって封止される内部の領域（矩形状の領域）において、注液口Ｐが矩形における１つの辺に面する領域の封止体１２０にのみ形成されている。ただし、注液口Ｐは複数の箇所に設けられてもよく、例えば封止体１２によって封止される内部の領域が多角形状であり、注液口Ｐがこの多角形状における２つ以上の辺に面する領域の封止体１２０に、計２つ以上形成されていてもよい。

【0042】

正極１６は、金属板１５の一方面１５ａ上において溝１６Ａ、１６Ｂにより分割された複数の分割領域１６ａを含んでいる。封止体１２における注液口Ｐが形成された辺における内部空間Ｖ側の面を注液口側面１５０Ｐとしたとき、溝１６Ａ、１６Ｂは注液口側面１５０Ｐの側から注液口側面１５０Ｐと反対方向（図３におけるＹ方向）に向かって延在する。したがって、図３では、溝１６Ａ、１６Ｂは一方面１５ａの長辺方向に沿って延在する。溝１６Ａ、１６Ｂの底面は、一方面１５ａにより構成される。
なお、封止体１２における注液口Ｐが形成された辺とは、電極積層体１１を積層方向から見たときの、注液口Ｐが形成された辺を表す。

【0043】

複数の分割領域１６ａは、一方面１５ａの短辺方向において互いに離間して配置される。本実施形態では、正極１６は、５本の溝１６Ａ、１６Ｂにより６つの分割領域１６ａに分割される。複数の分割領域１６ａは、一方面１５ａの長辺方向を長辺方向とし、一方面１５ａの短辺方向を短辺方向とする矩形状を有する。

【0044】

金属板１５の一方面１５ａ上の複数の分割領域１６ａの周囲には、正極１６が形成されていない未塗工領域１５０が設けられる。未塗工領域１５０は、注液口側面１５０Ｐに面する領域に設けられる未塗工領域１５０Ａ、複数の分割領域１６ａを挟んで未塗工領域１５０Ａとは反対側に設けられる未塗工領域１５０Ｂ、及び未塗工領域１５０Ａと未塗工領域１５０Ｂとの間の領域であって複数の分割領域１６ａの外側の領域に設けられる未塗工領域１５０Ｃを有する。なお、溝１６Ａ、１６Ｂと未塗工領域１５０とによって内部空間Ｖが形成される。

【0045】

図示を省略するが、負極１７も正極１６と同様に溝により分割された複数の分割領域を含んでいる。負極１７の溝は、積層方向Ｄ（図２参照）から見て、正極１６の溝１６Ａ、１６Ｂと重なるように設けられる。また、複数の分割領域に分割された負極１７の周囲にも未塗工領域が設けられる。

【0046】

内部空間Ｖへの電解液の注液の際、正極１６の溝と負極１７の溝とが組み合わされてなる空隙は、一方面１５ａの未塗工領域１５０と、他方面１５ｂの未塗工領域の間の空隙と同様に、電解液の流路として機能する。

【0047】

複数の溝には、幅の異なる溝１６Ａ及び溝１６Ｂがあり、溝１６Ａの幅［ｄ_Ａ］が溝１６Ｂの幅［ｄ_Ｂ］よりも大きい幅となるよう設定される。図３では、１本の溝１６Ａと４本の溝１６Ｂを有する態様を示しているが、これに限定されず、幅の大きい溝１６Ａを２本以上有していてもよい。なお、溝１６Ｂ同士は、例えば互いに等しい形状を有する。また、図３と異なり、幅の大きい溝１６Ａを複数有する場合には、溝１６Ａ同士も、例えば互いに等しい形状を有する。図３では、溝１６Ａ、１６Ｂの形状（溝１６Ａ、１６Ｂが延在する方向（図３におけるＹ方向）と直交する断面での形状）は矩形状である。なお、溝１６Ａ、１６Ｂの形状は、特に限定されるものではなく、例えば正方形状、長方形状、三角形状、台形状等であってもよい。図３では、溝１６Ａ、１６Ｂの延在する方向での形状（溝１６Ａ、１６Ｂを上面視した際の形状）は直線状である。なお、溝１６Ａ、１６Ｂの延在する方向での形状も、特に限定されるものではなく、例えば波状、折れ線状、格子状等であってもよい。

【0048】

ここで、従来の電池について説明する。従来の電池では、電池容量を向上させる観点から、集電体上における活物質層が形成されていない未塗工領域の体積を小さくすることが検討されていた。しかし、電解液を浸透させるために複数の活物質層の間に設けられる溝に対して、電解液が浸透しにくくなることがあった。これは、未塗工領域の体積が小さくなることで、電解液の浸透経路が狭くなり、単位時間当たりの電解液の浸透量が減るために、内部空間全体に電解液が行き渡るまでに時間を要するためと考えられる。

【0049】

これに対し、本開示の実施形態では、幅の異なる溝１６Ａ及び溝１６Ｂがあり、溝１６Ａの幅［ｄ_Ａ］が溝１６Ｂの幅［ｄ_Ｂ］よりも大きい幅となるよう設定される。そのため、内部空間のうち注液口Ｐから最初に未塗工領域１５０Ａに電解液が浸透した後、幅の大きい溝１６Ａを通じて、未塗工領域１５０Ｂにも電解液が素早く供給される。その後、未塗工領域１５０Ｂに浸透した電解液が、未塗工領域１５０Ｂ側からも幅の狭い溝１６Ｂ内に浸透し、内部空間Ｖ全体に電解液が行き渡り易くなる。その結果、電池の製造において電極積層体１１全体に電解液の浸透が完了するまでに要する時間が短縮化される。また、電解液の注入完了後における、活物質層全体へ電解液が行き渡り切らない欠陥の発生も抑制される。

【0050】

ここで、幅の大きい溝１６Ａの形成位置について説明する。幅の大きい溝１６Ａは、下記（Ａ１）及び（Ａ２）の少なくとも一方の要件を満たす位置に設けられることが、電解液注入の際に内部空間Ｖ全体に電解液が行き渡り易くなる観点で、好ましい。
（Ａ１）溝１６Ａは、複数の溝１６Ａ、１６Ｂのうち、注液口Ｐに最も近い位置に設けられる
（Ａ２）溝１６Ａは、複数の溝１６Ａ、１６Ｂが並ぶ方向において、最も端に設けられた溝（例えば図３では最も左側の溝）と反対側の端に設けられた溝（例えば図３では最も右側の溝）から等距離の位置に、最も近い位置に設けられる
図３では、（Ａ２）の要件を満たす位置に溝１６Ａが設けられている。

【0051】

なお、幅の大きい溝１６Ａを複数有する場合には、溝１６Ａのうちの少なくとも一つが、上記（Ａ１）及び（Ａ２）の少なくとも一方の要件を満たすことが好ましい。

【0052】

溝１６Ａの幅［ｄ_Ａ］に対する溝１６Ｂの幅［ｄ_Ｂ］の比（［ｄ_Ｂ］／［ｄ_Ａ］）は、０．０７以上０．４０以下であることが好ましく、０．１０以上０．３０以下であることがより好ましい。［ｄ_Ｂ］／［ｄ_Ａ］が上記下限値以上であることで、電解液注入の際に内部空間Ｖ全体に電解液が行き渡り易くなる。［ｄ_Ｂ］／［ｄ_Ａ］が上記上限値以下であることで、電池容量を向上させ易い点で好ましい。

【0053】

溝１６Ａの幅［ｄ_Ａ］は、５．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であることが好ましく、７．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることがより好ましい。幅［ｄ_Ａ］が上記下限値以上であることで、電解液注入の際に内部空間Ｖ全体に電解液が行き渡り易くなる。幅［ｄ_Ａ］が上記上限値以下であることで、電池容量を向上させ易い点で好ましい。

【0054】

溝１６Ｂの幅［ｄ_Ｂ］は、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることがより好ましい。幅［ｄ_Ｂ］が上記下限値以上であることで、電解液注入の際に内部空間Ｖ全体に電解液が行き渡り易くなる。幅［ｄ_Ｂ］が上記上限値以下であることで、電池容量を向上させ易い点で好ましい。

【0055】

溝１６Ａの幅［ｄ_Ａ］及び溝１６Ｂの幅［ｄ_Ｂ］とは、それぞれの溝が延在する方向と直交する方向における溝の寸法を意味する。溝における幅の測定は、溝を上面視した際の、溝が延在する方向と直交する方向における溝の寸法（長さ）を、任意の５箇所で測定し、その算術平均値とする。

【0056】

上記の一実施形態では、正極１６及び負極１７の両方の活物質層に溝を有する態様を説明した。ただし、これに限定されるものではなく、正極活物質層のみ、又は負極活物質層のみに溝を有していてもよい。なお、リチウムの析出を抑制する観点から、溝は正極活物質層のみに形成されていることが好ましい。

【0057】

本開示の実施形態に係る電池における電極積層体の寸法は、特に限定されるものではないが、電極積層体における積層方向から見たときの電極積層体の面積は、例えば０．５ｍ^２以上とすることができる。また、電極積層体の面積の上限としては４．０ｍ^２以下とすることができる。

【0058】

なお、本開示の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、課題を解決し得る限り、適宜構成を変更することができる。

【0059】

次に、本開示の実施形態に係る電池の効果を、シミュレーション実験により確認した。

【0060】

（実施例１、比較例１）
図３に示す構成を有し、集電体としての金属板の一方面に活物質層を有し、活物質層が溝によって分割された分割領域を有し、活物質層の周囲に活物質層が設けられていない未塗工領域を有する電極積層体について、シミュレーション（ＣＥＡ）を行った。溝及び未塗工領域における断面の形状は矩形状とした。ただし、溝の数は１４本とし、中央の２本の溝を「溝Ａ」とし、残りの１２本の溝（２本の溝Ａに対し一方の側に６本、もう一方の側に６本）を「溝Ｂ」とした。
溝Ａ、溝Ｂ、封止体によって封止される内部の領域において、封止体における注液口が形成された辺に面する領域に設けられる未塗工領域Ａ（図３における未塗工領域１５０Ａ）、活物質層の分割領域を挟んで未塗工領域Ａとは反対側に設けられる未塗工領域Ｂ（図３における未塗工領域１５０Ｂ）、及び未塗工領域Ａと未塗工領域Ｂとの間の領域であって活物質層の分割領域の外側の領域に設けられる未塗工領域Ｃ（図３における未塗工領域１５０Ｃ）における、「幅」を表１に示す。

【0061】

シミュレーション実験として、電極積層体全体に電解液の浸透が完了するまでに要する時間（浸透時間）を算出した。結果を表１に示す。

【0062】

【表1】

【0063】

表１に示す通り、溝Ａの幅が溝Ｂの幅よりも大きいとの要件を満たす実施例１では、該要件を満たさない比較例１に比べて、電極積層体全体に電解液の浸透が完了するまでに要する時間を短くすることができることが分かる。このことから、実施例１では活物質層への電解液の含浸性が向上した電池が得られたことが分かる。

【符号の説明】

【0064】

１ バイポーラ型蓄電装置、１１ 電極積層体、１２ 封止体、１３ セパレータ、１４ バイポーラ電極、１５ 金属板（集電体）、１５ａ 一方面、１５ｂ 他方面、１６ 正極、１７ 負極、Ｄ 積層方向、Ｐ 注液口、Ｖ 内部空間

【図1】

【図2】

【図3】