特許 7393729 蓄電素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-29

(45)【発行日】2023-12-07

(54)【発明の名称】蓄電素子

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/474 20210101AFI20231130BHJP

   H01M 50/486 20210101ALI20231130BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20231130BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20231130BHJP

   H01G 11/82 20130101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H01M50/474

H01M50/486

H01M10/0587

H01M10/0566

H01G11/82

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019163269

(22)【出願日】2019-09-06

(65)【公開番号】P2021044082

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-06-27

(73)【特許権者】

【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】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 明彦

(72)【発明者】

【氏名】尾木 謙太

(72)【発明者】

【氏名】加古 智典

(72)【発明者】

【氏名】中井 健太

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 祥太

(72)【発明者】

【氏名】下川 亮介

(72)【発明者】

【氏名】針長 右京

【審査官】儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６１７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７７４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５９５８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２５２８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２７７３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／４０

Ｈ０１Ｍ １０／０５８７

Ｈ０１Ｍ １０／０５６６

Ｈ０１Ｇ １１／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻回されている帯状の電極本体、及び該電極本体と導通する片状の集電タブを有する電極体と、
前記電極体を収容するケースと、
前記電極体と前記ケースとの間に配置される衝撃吸収部材と、
前記ケースに収容される電解液と、を備え、
前記衝撃吸収部材は、
前記電極本体の巻回軸と直交する第一方向における前記電極本体の一方側において該電極本体と前記ケースとの間に配置される第一部位と、
前記第一方向における前記電極本体の他方側において該電極本体と前記ケースとの間に配置される第二部位と、を含み、
前記電解液を吸収することで膨潤する樹脂によって形成され、
前記第一方向において、前記第一部位の寸法は、前記第二部位の寸法より大きい、蓄電素子。

【請求項2】

前記電極本体は、前記電極本体の巻回軸と直交する第一方向の径である短径と前記巻回軸及び前記第一方向とそれぞれ直交する第二方向の径である長径とを有する扁平状に巻回されていると共に、前記第二方向に沿って延びる直線状部位を最内周に有し、
前記衝撃吸収部材は、前記第一方向における前記電極体と前記ケースとの間において前記直線状部位の前記第二方向の各端部位置より内側に配置されている、請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項3】

前記ケースは、第一方向に対向する一対の長壁部と、第一方向と直交する第二方向に対向する一対の短壁部と、によって構成される角筒形状の胴部を有し、
前記電極体は、前記ケース内においてそれぞれが第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向に巻回軸を向けた状態で第一方向に複数並び、
前記第一部位は、第一方向の一方側における最も端の前記電極体の前記電極本体と前記ケースの一方の前記長壁部との間に配置され、
前記第二部位は、第一方向の他方側における最も端の前記電極体の前記電極本体と前記ケースの他方の前記長壁部との間に配置され、
前記衝撃吸収部材は、
前記ケースの一方の前記短壁部に沿って配置され且つ対応する前記第一部位と前記第二部位との端部同士を接続する第三部位と、
前記ケースの他方の前記短壁部に沿って配置され且つ対応する前記第一部位と前記第二部位との端部同士を接続する第四部位と、を含む、請求項１に記載の蓄電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻回型の電極体を備える蓄電素子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、巻回型の二次電池用電極体を備えた二次電池が知られている（特許文献１参照）。この二次電池は、帯状正極及び帯状負極が、両者の間に帯状のセパレータが介在する状態で巻回された巻回型の二次電池用電極体と、二次電池用電極体を電解液と共に収容する電池ケースと、を備える。

【0003】

このような二次電池では、電池ケースに加速や衝撃、振動等が加わったときに、電池ケースに収容されている二次電池用電極体が該電池ケースに衝突して損傷する場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１１８０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本実施形態は、ケース内での電極体の損傷を抑えることができる蓄電素子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】

本実施形態の蓄電素子は、
巻回されている帯状の電極本体、及び該電極本体と導通する片状の集電タブを有する電極体と、
前記電極体を収容するケースと、
前記電極体と前記ケースとの間に配置される衝撃吸収部材と、を備える。

【0007】

かかる構成によれば、電極体とケースとの間に衝撃吸収部材が配置されているため、ケースに加わる加速や衝撃、振動等によって電極体が衝撃吸収部材側に移動する又は移動しようとしたときに、電極体のケースへの衝突が防がれると共に電極体に加わる衝撃が衝撃吸収部材に吸収され、これにより、ケース内での電極体の損傷が抑えられる。

【0008】

前記蓄電素子では、
前記衝撃吸収部材は、
前記電極本体の巻回軸と直交する第一方向における前記電極本体の一方側において該電極本体と前記ケースとの間に配置される第一部位と、
前記第一方向における前記電極本体の他方側において該電極本体と前記ケースとの間に配置される第二部位と、を含み、
前記第一方向において、前記第一部位の寸法は、前記第二部位の寸法より大きくてもよい。

【0009】

かかる構成によれば、第一部位と第二部位とが並ぶ方向（第一方向）に沿って電極体が移動する又は移動しようとする加速や衝撃、振動等がケースに加わったときの該電極体の損傷を抑えることができる。しかも、第一方向における第一部位の寸法が第二部位の寸法より大きいことで、電極体が第一方向の一方側（第二部位から第一部位に向かう方向）に移動する又は移動しようとする加速等がケースに加わったときに、第一方向の他方側（第一部位から第二部位に向かう方向）に移動する又は移動しようとするような加速等がケースに加わったときに比べ、電極体の損傷がより効果的に抑えられる。

【0010】

また、前記蓄電素子では、
前記電極本体は、前記電極本体の巻回軸と直交する第一方向の径である短径と前記巻回軸及び前記第一方向とそれぞれ直交する第二方向の径である長径とを有する扁平状に巻回されていると共に、前記第二方向に沿って延びる直線状部位を最内周に有し、
前記衝撃吸収部材は、前記第一方向における前記電極体と前記ケースとの間において前記直線状部位の前記第二方向の各端部位置より内側に配置されていてもよい。

【0011】

ケースに第一方向の力が加わって蓄電素子が圧壊等したときに、扁平な巻回型の電極体では、湾曲部（電極本体が湾曲した状態で積層されている部位）に荷重が加わり易い。このため、上記構成のように、衝撃吸収部材を、第一方向における電極体とケースとの間において直線状部位の第二方向の各端部位置より内側に配置することにより、前記圧壊等したときに衝撃吸収部材が電極体の平坦部（電極本体が第二方向に沿って直線状に延びた状態で積層されている部位）を押すことで前記圧壊等に起因する荷重が湾曲部に集中することが防がれ、これにより、電極体の損傷を抑えることができる。

【0012】

また、前記蓄電素子は、
前記ケースに収容される電解液を備え、
前記衝撃吸収部材は、前記電解液を吸収することで膨潤する樹脂によって形成されてもよい。

【0013】

かかる構成によれば、膨潤した樹脂によって電極体への衝撃が吸収され、該電極体の損傷が抑えられる。

【発明の効果】

【0014】

以上より、本実施形態によれば、ケース内での電極体の損傷を抑えることができる蓄電素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。

【図2】図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。

【図3】図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ位置の断面図である。

【図4】図４は、前記蓄電素子が備える電極体の斜視図である。

【図5】図５は、前記電極体の構成を説明するための図である。

【図6】図６は、正極、負極、及びセパレータを説明するための図である。

【図7】図７は、図１のＶＩＩ－ＶＩＩ位置の断面図である。

【図8】図８は、他実施形態に係る電極体を説明するための図である。

【図9】図９は、他実施形態に係る衝撃吸収部材を説明するための断面図である。

【図10】図１０は、前記蓄電素子を備えた蓄電装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図１～図７を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。

【0017】

本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。

【0018】

蓄電素子は、図１～図３に示すように、いわゆる巻回型の電極体２と、電極体２を収容するケース３と、電極体２とケース３との間に配置される衝撃吸収部材６と、を備える。また、蓄電素子１は、少なくとも一部を露出させた状態でケース３に取り付けられる又はケース３の少なくとも一部によって構成される外部端子４と、電極体２と外部端子４とを接続する集電体５等も、備える。本実施形態の蓄電素子１は、複数の電極体２を備え、外部端子４は、ケース３に取り付けられている。

【0019】

複数の電極体２のそれぞれは、図４～図６に示すように、巻回されている帯状の電極本体２１、及び該電極本体２１と導通する少なくとも一つの片状の集電タブ２２とをそれぞれ有する。この電極本体２１は、導電層２１１と該導電層２１１に重ねられる活物質層２１２とを有する。尚、巻回されている電極本体２１の最外周部位α_０（電極体２の外周面を構成する部位）においては、導電層２１１の外側面には、活物質層２１２が重ねられておらず、導電層２１１が露出している。

【0020】

本実施形態の各電極体２では、電極２０が扁平な巻回体となるように巻回されている。即ち、各電極体２は、電極体２の巻回軸Ｃを挟んで対向する一対の平坦部２Ｆと、一対の平坦部２Ｆの端部同士を接続し且つ巻回軸Ｃを挟んで対向する一対の湾曲部２Ｃと、を有する。以下では、一対の湾曲部２Ｃが対向する方向を直交座標系のＸ軸方向（第二方向）とし、一対の平坦部２Ｆが対向する方向を直交座標系のＹ軸方向（第一方向）とし、巻回軸Ｃの延びる方向を直交座標系のＺ軸方向とする。この場合、扁平な巻回型の電極体２において、Ｙ軸方向の径（直径）が短径であり、Ｘ軸方向の径（直径）が長径である。

【0021】

電極２０は、巻回されている帯状の電極本体２１と、電極本体２１の短尺方向の一方の端部（長辺）から延びる少なくとも一つの集電タブ２２と、を有する。この電極２０は、正極２３と負極２４とを含む。これら正極２３と負極２４との間をリチウムイオンが移動することにより、蓄電素子１が充放電する。正極２３及び負極２４の具体的な構成は、以下の通りである。

【0022】

正極２３は、金属箔２３１と、金属箔２３１に重ねられる正極活物質層２３２と、を有する。金属箔２３１は、正極２３の導電層２１１である帯状の箔本体２３１１と、箔本体２３１１の短尺方向の一端から延びる矩形の正極集電タブ２３１２と、を有する。本実施形態の金属箔２３１は、複数の正極集電タブ２３１２を有し、これら複数の正極集電タブ２３１２は、箔本体２３１１の前記短尺方向の一端において、電極本体２１（後述の正極本体２３０）が巻回された状態のときにＹ軸方向に並ぶ位置にそれぞれ配置されている（図４参照）。本実施形態の金属箔２３１は、例えば、アルミニウム箔である。

【0023】

この正極２３では、正極活物質層２３２が箔本体２３１１の両面に重ねられ、これら箔本体２３１１と、箔本体２３１１に重ねられた正極活物質層２３２と、が正極２３の正極本体２３０（電極本体２１）を構成している（図６参照）。

【0024】

詳しくは、正極本体２３０において、箔本体２３１１における巻回状態で外側を向く面（即ち、電極体２において巻回軸Ｃ側とは反対側を向く面：外側面）２３１１Ａ上では、最外周部位α_１を除いた長手方向（巻回方向）の全域に正極活物質層２３２が重ねられている。また、正極本体２３０において、箔本体２３１１における巻回された状態で内側を向く面（即ち、電極体２において巻回軸Ｃ側を向く面：内側面）２３１１Ｂ上では、長手方向の全域に正極活物質層２３２が重ねられている。

【0025】

本実施形態の電極体２では、最外周に正極２３が位置する。即ち、本実施形態の電極体２では、電極体２を構成する電極２０の最外周部位α_０が正極２３の最外周部位α_１によって構成される。このため、電極体２の外周面は、箔本体２３１１（導電層２１１）によって構成されている。

【0026】

以上の正極２３では、電極２０の電極本体２１に相当する部位が正極本体２３０であり、電極２０の集電タブ２２に相当する部位が正極集電タブ２３１２である。

【0027】

負極２４は、金属箔２４１と、金属箔２４１に重ねられる負極活物質層２４２と、を有する。金属箔２４１は、負極２４の導電層２１１である帯状の箔本体２４１１と、箔本体２４１１の短尺方向の一端から延びる矩形の負極集電タブ２４１２と、を有する。本実施形態の金属箔２４１は、複数の負極集電タブ２４１２を有し、これら負極集電タブ２４１２は、箔本体２４１１の前記短尺方向の一端において、電極本体２１（後述の負極本体２４０）が巻回された状態のときにＹ軸方向に並ぶ位置にそれぞれ配置されている（図４参照）。本実施形態の金属箔２４１は、例えば、銅箔である。

【0028】

この負極２４では、負極活物質層２４２が箔本体２４１１の両面に重ねられ、これら箔本体２４１１と、箔本体２４１１に重ねられた負極活物質層２４２と、が負極２４の負極本体２４０（電極本体２１）を構成している（図６参照）。

【0029】

本実施形態の電極体２では、正極２３の最内周部位β_１より負極２４の最内周部位β_２の方が内側に配置されている。即ち、本実施形態の電極体２では、電極体２を構成する電極２０の最内周部位β_０が負極２４の最内周部位β_２によって構成されている。

【0030】

以上の負極２４では、電極２０の電極本体２１に相当する部位が負極本体２４０であり、電極２０の集電タブ２２に相当する部位が負極集電タブ２４１２である。

【0031】

本実施形態の各電極体２では、以上のように構成される正極２３と負極２４とがセパレータ２５によって絶縁された状態で巻回されている。即ち、本実施形態の各電極体２では、正極２３、負極２４、及びセパレータ２５が積層状態である。

【0032】

セパレータ２５は、絶縁性を有する部材であり、正極２３と負極２４との間に配置される。これにより、電極体２において、正極２３と負極２４とが互いに絶縁される。また、セパレータ２５は、ケース３内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１の充放電時において、セパレータ２５を挟んで交互に積層される正極２３と負極２４との間を、リチウムイオンが移動可能となる。また、セパレータ２５の幅方向（短手方向）の寸法は、正極２３及び負極２４の幅方向の寸法より大きい。

【0033】

このセパレータ２５は、帯状であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ２５は、ＳｉＯ_２粒子、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ベーマイト（アルミナ水和物）等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されている。本実施形態のセパレータ２５の基材は、例えば、ポリエチレンによって形成される。

【0034】

図１～図３に戻り、ケース３は、開口を有するケース本体３１と、ケース本体３１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板３２と、を有する。このケース３は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース３は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。

【0035】

電解液は、非水溶液系電解液である。電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、及びＬｉＰＦ_６等である。本実施形態の電解液は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、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＝３：２：５の割合で調整した混合溶媒に、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ_６を溶解させたものである。

【0036】

ケース本体３１は、板状の閉塞部３１１と、閉塞部３１１の周縁に接続される筒状の胴部（周壁）３１２と、を備える。

【0037】

閉塞部３１１は、ケース本体３１が開口を上に向けた姿勢で配置されたときにケース本体３１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体３１の底壁となる）部位である。閉塞部３１１は、該閉塞部３１１の法線方向から見て、矩形状である。

【0038】

胴部３１２は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状である。胴部３１２は、閉塞部３１１の周縁における長辺から延びる一対の長壁部３１３と、閉塞部３１１の周縁における短辺から延びる一対の短壁部３１４とを有する。即ち、一対の長壁部３１３は、Ｙ軸方向に間隔（詳しくは、閉塞部３１１の周縁における短辺に相当する間隔）を空けて対向し、一対の短壁部３１４は、Ｘ軸方向に間隔（詳しくは、閉塞部３１１の周縁における長辺に相当する間隔）を空けて対向する。短壁部３１４が一対の長壁部３１３の対応（詳しくは、Ｙ軸方向に対向）する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部３１２が形成される。

【0039】

以上のように、ケース本体３１は、開口方向（Ｚ軸方向）における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有する。

【0040】

蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐ板状の部材である。本実施形態の蓋板３２は、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸方向に長い矩形状の板材である。この蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐように、蓋板３２の周縁部がケース本体３１の開口周縁部３４に重ねられる。開口周縁部３４と蓋板３２とが重ねられた状態で、蓋板３２とケース本体３１との境界部が溶接され、これにより、ケース３が形成される。

【0041】

このケース本体３１と蓋板３２とによって構成されるケース３には、複数の電極体２が、Ｙ軸方向に並んだ状態で収容されている。具体的には、複数の電極体２は、隣り合う電極体２同士が巻回軸ＣをＺ軸方向（同方向）に向け且つ互いの外周面（周面）が接するように収容されている。詳しくは、複数の電極体２は、各電極体２の平坦部２Ｆが長壁部３１３と平行となり、且つ、各電極体２の一対の湾曲部２Ｃのそれぞれが短壁部３１４と対向するように、衝撃吸収部材６に覆われた状態でケース３に収容されている（図２及び図３参照）。このとき、図７に示すように、各電極体２の巻回方向は同じ（図７に示す例では右巻き）であり、各電極体２は、該電極体２における電極２０（本実施形態の例では、正極２３）の巻終わり側の端がＸ軸方向の同じ側に位置するように、ケース３に収容されている。また、隣り合う電極体２同士は、正極２３の金属箔２３１（詳しくは、正極２３の最外周部位α_１の箔本体２３１１）同士を接触させている。これにより、隣り合う電極体２の正極２３同士が導通している。

【0042】

複数の電極体２の各正極集電タブ２３１２は、互いに導通するように束ねられ、外部端子４と集電体５を介して接続されている。また、複数の電極体２の各負極集電タブ２４１２も、互いに導通するように束ねられ、外部端子４と集電体５を介して接続されている（図３参照）。本実施形態の正極集電タブ２３１２の束と負極集電タブ２４１２の束とは、溶接によって集電体５に接続されている。

【0043】

外部端子４は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。このため、外部端子４は、導電性を有する部材によって形成されている。例えば、外部端子４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成されている。

【0044】

衝撃吸収部材６は、図２、図３、及び図７に示すように、ケース３（詳しくはケース本体３１）と複数の電極体２との間に配置される。この衝撃吸収部材６は、Ｙ軸方向における電極体２（電極本体２１）の一方側（図７における上側）において該電極体２（電極本体２１）とケース３との間に配置される第一部位６１と、Ｙ軸方向における電極体２（電極本体２１）の他方側（図７における下側）において該電極体２（電極本体２１）とケース３との間に配置される第二部位６２と、を含む。尚、図３及び図７において、衝撃吸収部材６の各部位の厚さは、誇張して表現されている。

【0045】

具体的に、衝撃吸収部材６は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材が折り曲げられることによって袋状（有底筒状）に形成され（図２参照）、複数の電極体２を内側に収容した状態でケース３内に配置される（図３及び図７参照）。この衝撃吸収部材６は、ケース本体３１の内部において該ケース本体３１に沿って配置される袋状（有底筒状）であり、ケース３の長壁部３１３に沿って配置される第一部位６１及び第二部位６２と、ケース３の短壁部３１４に沿って配置される第三部位６３及び第四部位６４と、ケース３の閉塞部３１１に沿って配置される第五部位６５と、を有する。本実施形態の衝撃吸収部材６は、ポリエチレンやポリプロピレンの発泡体、スチレンゴム、エチレン―プロピレンゴム等によって形成されている。

【0046】

第一部位６１は、Ｙ軸方向に並ぶ複数の電極体２のうちの一方側（各電極体２における電極２０（正極２３）の巻終わり側の端がある側と反対側：図７の上側）の端にある電極体２と、ケース３の長壁部３１３と、の間において該長壁部３１３に沿って広がる矩形状の部位である。この第一部位６１は、長壁部３１３と対応する形状、即ち、Ｘ軸方向に長尺な矩形状である。

【0047】

第二部位６２は、Ｙ軸方向に並ぶ複数の電極体２のうちの他方側（各電極体２における電極２０（正極２３）の巻終わり側の端がある側：図７の下側）の端にある電極体２と、ケース３の長壁部３１３と、の間において該長壁部３１３に沿って広がる矩形状の部位である。この第二部位６２は、第一部位６１と対応する形状であり、Ｘ軸方向に長尺な矩形状である。

【0048】

第三部位６３は、Ｘ軸方向において各電極体２の一方側（図７の右側）の端と、ケース３の短壁部３１４と、の間において該短壁部３１４に沿って広がる矩形状の部位である。この第三部位６３は、短壁部３１４と対応する形状、即ち、Ｚ軸方向に長尺な矩形状である。尚、第三部位６３の一部では、第一部位６１から延びている部位と第二部位６２から延びている部位とが重なっている。

【0049】

第四部位６４は、Ｘ軸方向において各電極体２の他方側（図７の左側）の端と、ケース３の短壁部３１４と、の間において該短壁部３１４に沿って広がる矩形状の部位である。この第四部位６４は、第三部位６３と対応する形状であり、Ｚ軸方向に長尺な矩形状である。尚、第四部位６４の一部においても、第三部位６３と同様に、第一部位６１から延びている部位と第二部位６２から延びている部位とが重なっている。

【0050】

第五部位６５は、Ｚ軸方向において各電極体２の一方側（図３の下側）の端と、ケース３の閉塞部３１１と、の間において該閉塞部３１１に沿って広がる矩形状の部位である。この第五部位６５は、Ｘ軸方向に長尺な矩形状である。

【0051】

このように構成される衝撃吸収部材６において、第一部位６１の厚さ寸法は、他の部位６２、６３、６４、６５の厚さ寸法より大きい。詳しくは、第一部位６１のＹ軸方向の寸法（厚さ寸法）は、第二部位６２のＹ軸方向の寸法（厚さ寸法）より大きい。また、第一部位６１の厚さ寸法は、第三部位６３のＸ軸方向の寸法（厚さ寸法）より大きい。また、第一部位６１の厚さ寸法は、第四部位６４のＸ軸方向の寸法（厚さ寸法）より大きい。また、第一部位６１の厚さ寸法は、第五部位６５のＺ軸方向の寸法（厚さ寸法）より大きい。

【0052】

本実施形態の衝撃吸収部材６では、第一部位６１の厚さが０．１ｍｍ～５ｍｍであり、第二部位６２の厚さが、０．０５ｍｍ～３ｍｍである。

【0053】

以上の蓄電素子１によれば、各電極体２とケース３との間に衝撃吸収部材６が配置されている。このため、ケース３に加わる加速や衝撃、振動等によって電極体２が衝撃吸収部材６側に移動する又は移動しようとしたときに、電極体２のケース３への衝突が防がれると共に電極体２に加わる衝撃が衝撃吸収部材６によって吸収される。これにより、ケース３内での電極体２の損傷が抑えられる。

【0054】

また、本実施形態の蓄電素子１では、衝撃吸収部材６が第一部位６１と第二部位６２とを含むため、Ｙ軸方向に沿って電極体２が移動する又は移動しようとする加速や衝撃、振動等がケース３に加わったときの該電極体２の損傷を抑えることができる。また、衝撃吸収部材６が第三部位６３と第四部位６４とを含むため、Ｘ軸方向に沿って電極体２が移動する又は移動しようとする加速や衝撃、振動等がケース３に加わったときの該電極体２の損傷も抑えることができる。さらに、衝撃吸収部材６は、第五部位６５を含むため、Ｙ軸方向に沿って一方側（図３における下側）に電極体２が移動する又は移動しようとする加速や衝撃、振動等がケース３に加わったときの該電極体２の損傷も抑えることができる。

【0055】

しかも、第一部位６１の厚さ寸法が第二部位６２の厚さ寸法より大きいため、電極体２がＹ軸方向の一方側（第二部位６２から第一部位６１に向かう方向）に移動する又は移動しようとする加速等がケース３に加わったときに、Ｙ軸方向の他方側（第一部位６１から第二部位６２に向かう方向）に移動する又は移動しようとするような加速等がケース３に加わったときに比べ、電極体２の損傷がより効果的に抑えられる。詳しくは、以下の通りである。

【0056】

本実施形態の蓄電素子１のような複数の巻回型の電極体２においては、巻回中心側の部位が外周側の部位（電極２０における外周側端部）から離間しようとする（図７の矢印α参照：以下、単に、「電極体の開き」と称する。）。特に、扁平状の巻回電極体では、この電極体２の開きが生じ易くなる。このような状態において、各電極体２がＹ軸方向の一方側（第二部位６２から第一部位６１に向かう方向）に移動する又は移動しようとする加速等がケース３に加わった場合、複数の電極体２のそれぞれにおいて電極体２の開きが生じるため、Ｙ軸方向の最も一方側に配置された電極体２に大きな力（各電極体２が開こうとする力が累積されたもの）が加わる。しかし、本実施形態の蓄電素子１のように、厚さ寸法の十分大きな第一部位６１（衝撃吸収部材６）がケース３（長壁部３１３）との間に配置されていることで、前記大きな力が吸収され、前記Ｙ軸方向の最も一方側に配置された電極体２の前記大きな力に起因する損傷が効果的に抑えられる。

【0057】

尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

【0058】

上記実施形態の蓄電素子１は、複数の電極体２を備えるが、この構成に限定されない。蓄電素子１は、一つの電極体２を備える構成でもよい。

【0059】

また、上記実施形態の蓄電素子１では、複数の電極体２のそれぞれが、巻回軸Ｃがケース３の蓋板３２とケース本体３１の閉塞部３１１とが対向する方向（Ｚ軸方向）と一致するように配置されているが、この構成に限定されない。複数の電極体２のそれぞれが、図８に示すように、巻回軸Ｃがケース本体３１の一対の短壁部３１４が対向する方向（Ｘ軸方向）と一致するように配置されてもよい。

【0060】

また、上記実施形態の蓄電素子１では、衝撃吸収部材６は、袋状であるが、この構成に限定されない。衝撃吸収部材６は、例えば、第一部位６１及び第二部位６２のみで構成されてもよく、第一部位６１、第二部位６２、及び第五部位６５によって構成されてもよい。即ち、衝撃吸収部材６は、少なくとも第一部位６１と第二部位６２とを有していればよい。尚、衝撃吸収部材６が第一部位６１と第二部位６２のみで構成される場合には、第一部位６１と第二部位６２とは、別体として構成される。

【0061】

また、第一部位６１及び第二部位６２は、図９に示すように、Ｙ軸方向における電極体２とケース３（長壁部３１３）の間において、電極２０の内周側端部であって電極体２の最内周において直線状に延びる内周側端部（直線状部位）２０ＡのＸ軸方向の各端部位置Ｐ１、Ｐ２より内側（Ｘ軸方向の内側）に配置されてもよい。図９に示す例では、第一部位６１及び第二部位６２は、正極２３の正極内周側端部２３Ａであって電極体２の最内周において直線状に延びる正極内周側端部２３ＡのＸ軸方向の各端部位置Ｐ１、Ｐ２より内側（Ｘ軸方向の内側）に配置されている。より詳しくは、正極内周側端部２３Ａにおける正極活物質層２３２が配置されている部位のＸ軸方向の各端部位置（図９に示す例では、正極内周側端部２３Ａの各端部位置と同じ位置）Ｐ１、Ｐ２より内側に配置されている。尚、図９において、第一部位６１と第二部位６２との厚さは、誇張して表現されている。

【0062】

ケース３にＹ軸方向の力が加わって蓄電素子１が圧壊等したときに、扁平な巻回型の電極体２では、湾曲部２Ｃに荷重が加わり易い。このため、上記構成のように、衝撃吸収部材６（第一部位６１及び第二部位６２）を、Ｙ軸方向における電極体２とケース３との間において内周側端部２０ＡのＸ軸方向の各端部位置Ｐ１、Ｐ２より内側に配置することにより、前記圧壊等したときに衝撃吸収部材６が電極体２の平坦部２Ｆを押すことで前記圧壊等に起因する荷重が湾曲部２Ｃに集中することが防がれる。これにより、電極体２の損傷を抑えることができる。

【0063】

また、上記実施形態の蓄電素子１では、衝撃吸収部材６は、ポリエチレンやポリプロピレンの発泡体、スチレンゴム、エチレン―プロピレンゴム等によって構成されているが、この構成に限定されない。衝撃吸収部材６は、ポリフッ化ビニリデンや、ポリメタクリル酸メチル、ヒドロキシエチルセルロース等のような電解液を吸収することで膨潤する樹脂による単一組成もしくはこれらを組み合わせた組成で形成されていてもよい。また、上記の電解液を吸収することで膨潤する樹脂と、膨潤しない樹脂（例えば、ポリプロピレン等）とを複合させたものでもよい。これらの構成によれば、膨潤した樹脂によって電極体２への衝撃が吸収され、該電極体２の損傷が抑えられる。また、この構成の場合、電解液を吸収する前の衝撃吸収部材６の体積は、電解液を吸収した後の衝撃吸収部材６の体積より小さいため、蓄電素子１の製造段階において、電極体２と衝撃吸収部材６とをケース３（ケース本体３１）内に挿入する際に挿入し易い。そして、電極体２と衝撃吸収部材６とがケース３に収容された後、該ケース３内に電解液が供給されることで、衝撃吸収部材６が電解液を吸収して膨潤し（膨らみ）、これにより、ケース３内での電極体２及び衝撃吸収部材６が位置ずれし難くなる。

【0064】

上記実施形態の集電タブ２２は、箔本体２３１１と一体であるが、この構成に限定されない。箔本体２３１１と集電タブ２２とが別体であってもよい。この場合、集電タブ２２は、電極本体２１と導通していれば、電極本体２１との接続部位の具体的な構成は、限定されない。

【0065】

また、上記実施形態の電極２０は、複数の集電タブ２２を有するが、この構成に限定されない。電極２０は、一つの集電タブ２２を有する構成でもよい。また、集電タブ２２は、箔本体２３１１の短手方向の一端から延びているが、箔本体２３１１の長手方向の端から延びていてもよい。

【0066】

また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ（容量）は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。

【0067】

蓄電素子（例えば電池）１は、図１０に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池の場合は電池モジュール）１１に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。

【符号の説明】

【0068】

１…蓄電素子、２…電極体、２Ｃ…湾曲部、２Ｆ…平坦部、２０…電極、２０Ａ…内周側端部、２１…電極本体、２１１…導電層、２１２…活物質層、２２…集電タブ、２３…正極、２３Ａ…正極内周側端部、２３０…正極本体、２３１…金属箔、２３１１…箔本体、２３１２…正極集電タブ、２３２…正極活物質層、２４…負極、２４０…負極本体、２４１…金属箔、２４１１…箔本体、２４１２…負極集電タブ、２４２…負極活物質層、２５…セパレータ、３…ケース、３１…ケース本体、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…蓋板、３４…開口周縁部、４…外部端子、５…集電体、６…衝撃吸収部材、６１…第一部位、６２…第二部位、６３…第三部位、６４…第四部位、６５…第五部位、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、Ｃ…巻回軸、Ｐ１、Ｐ２…内周側端部（直線状部位）の端部位置、α_０…電極の最外周部位、α_１…正極の最外周部位、β_０…電極の最内周部位、β_１…正極の最内周部位、β_２…負極の最内周部位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】