特許 7527743 二次電池及び電池スタック

(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】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】二次電池及び電池スタック

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20240729BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20240729BHJP

   H01M 50/474 20210101ALI20240729BHJP

   H01M 50/489 20210101ALI20240729BHJP

   H01M 50/209 20210101ALN20240729BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M10/04 Z

H01M50/291

H01M50/474

H01M50/489

H01M50/209

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021134272

(22)【出願日】2021-08-19

(65)【公開番号】P2023028521

(43)【公開日】2023-03-03

【審査請求日】2022-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 恒良

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２１２５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９３２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００４７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１６０８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９

Ｈ０１Ｍ５０／４０－５０／４９７

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｇ１１／００－１１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層される複数の二次電池と、
隣接する前記二次電池の間に挿入され、前記二次電池の外側から前記二次電池に対して押し圧力を加えるリブが形成される複数のスペーサと、を有し、
前記複数の二次電池は、それぞれ、
電力を蓄積する電極体と、
前記電極体を収納する収納ケースと、
前記電極体と前記収納ケースとの間に挟み込まれる弾性体と、を有し、
前記弾性体は、前記収納ケースの面のうち押し圧力が印加される加圧面において、前記収納ケースと前記電極体とが対向する面の一部であって、前記リブのうち前記加圧面の中央部分に位置する前記リブに沿って設けられる電池スタック。

【請求項2】

積層される複数の二次電池と、
隣接する前記二次電池の間に挿入され、前記二次電池の外側から前記二次電池に対して押し圧力を加えるリブが形成される複数のスペーサと、を有し、
前記複数の二次電池は、それぞれ、
電力を蓄積する電極体と、
前記電極体を収納する収納ケースと、
前記電極体と前記収納ケースとの間に挟み込まれる弾性体と、を有し、
前記弾性体は、前記収納ケースの面のうち押し圧力が印加される加圧面において、前記収納ケースと前記電極体とが対向する面の一部であって、前記リブの形状全体に沿って設けられる電池スタック。

【請求項3】

前記弾性体は、前記収納ケースの面のうち押し圧力が印加される加圧面において、前記収納ケースと前記電極体とが対向する面の一部のみに設けられる請求項１又は２に記載の電池スタック。

【請求項4】

前記弾性体は、前記電極体のうち、正極シートと負極シートとが対向する部分においていずれか一方の極性に関わる活物質層がなくなる積層端部を含む領域に対応した位置に設けられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池スタック。

【請求項5】

前記弾性体は、前記収納ケースに設けられる注液口及び安全弁を塞ぐ位置を除く領域に設けられる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池スタック。

【請求項6】

前記電極体は、正極シート、セパレータ及び負極シートが重ねられた状態で巻かれた電極体、或いは、正極シート、セパレータ及び負極シートが独立した状態で重ね合わされた積層体として形成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池スタック。

【請求項7】

前記弾性体が前記電極体と前記収納ケースに挟まる２つの面に対して押し圧力がかけられていない状態で、前記収納ケースが膨張する方向に生じる反発力を示すバネ定数が、一定値以下である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池スタック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、複数の二次電池セルが積層構造となるように重ね合わされる電池スタック及び電池スタックに含まれる二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の二次電池を組み合わせて１つの電池として利用する組電池の利用が広がっている。この組電池では、電極体を構成する正極シート、セパレータ、負極シートの密着性が重要な指標の１つとなっており、組電池を構成する場合、組電池を構成する二次電池に積層方向から押し圧力を印加した状態で拘束することが行われる。このような組電池への加圧技術の一例が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の蓄電装置は、正極電極及び負極電極がセパレータを介して巻回されている扁平形状の電極巻回体が、平坦な壁部を有するケース内に電解質と共に収容されている電池セルと、一方向に拘束状態で配列された複数の電池セルにおいてケースの平坦な壁部間に挟まれて、ケースを介して電極巻回体を押圧する押圧部材とを備える。電極巻回体は、扁平方向の両側に位置する湾曲部と、その間の平面部を有する。押圧部材は、電極巻回体の平面部の両側端部を押圧するリブと、電極巻回体の平面部の中央部を押圧するリブとを含み、リブは低ばね定数を有し、リブは高ばね定数を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－９８１０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電極体として機能する電極体に対して一定以下のバネ定数を担保できないため、電極体に対して一定以下のバネ定数を維持しながら高いスタック性を確保できない問題がある。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電極体の固さがどのようなものであれ、二次電池に対して一定以下のバネ定数での押し圧力の印加を維持しながら高いスタック性を確保することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明にかかる二次電池の一態様は、電力を蓄積する電極体と、前記電極体を収納する収納ケースと、前記電極体と前記収納ケースとの間に挟み込まれる弾性体と、を有し、前記弾性体は、前記収納ケースに対して押し圧力が印加される加圧面において、前記収納ケースと前記電極体とが対向する面に設けられる。

【0008】

本発明にかかる電池スタックの一態様は、積層される複数の二次電池と、隣接する前記二次電池の間に挿入され、前記二次電池の外側から前記二次電池に対して押し圧力を加えるリブが形成される複数のスペーサと、を有し、前記二次電池は、電力を蓄積する電極体と、前記電極体を収納する収納ケースと、前記電極体と前記収納ケースとの間に挟み込まれる弾性体と、を有し、前記弾性体は、前記収納ケースに対して押し圧力が印加される加圧面において、前記収納ケースの面のうち押し圧力が印加される加圧面において、記リブのうち前記加圧面の中央部分に位置する前記リブに沿って設けられる。

【0009】

本発明にかかる電池スタックの一態様は、積層される複数の二次電池と、隣接する前記二次電池の間に挿入され、前記二次電池の外側から前記二次電池に対して押し圧力を加えるリブが形成される複数のスペーサと、を有し、前記二次電池は、電力を蓄積する電極体と、前記電極体を収納する収納ケースと、前記電極体と前記収納ケースとの間に挟み込まれる弾性体と、を有し、前記弾性体は、前記収納ケースの面のうち押し圧力が印加される加圧面において、前記収納ケースと前記電極体とが対向する面の一部であって、前記リブの形状全体に沿って設けられる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の二次電池及び電池スタックによれば、電極体に対して一定以下のバネ定数での押し圧力の印加を維持しながら高いスタック性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１にかかる二次電池の構造を説明する概略図である。

【図2】実施の形態１にかかる二次電池の電極体の位置を説明する図である。

【図3】実施の形態１にかかる電池スタックの構成図である。

【図4】実施の形態１にかかるスペーサの概略図である。

【図5】実施の形態１にかかる二次電池における弾性体の配置を説明する正面断面図である。

【図6】実施の形態１にかかる二次電池における弾性体の配置を説明する側方断面図である。

【図7】実施の形態１にかかる二次電池における弾性体の配置を説明する上方断面図である。

【図8】実施の形態２にかかる二次電池における弾性体の配置を説明する正面断面図である。

【図9】実施の形態２にかかる二次電池における弾性体の配置と電極体の位置関係を説明する図である。

【図10】実施の形態３にかかる二次電池における弾性体の配置を説明する正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0013】

実施の形態１
まず、図１に実施の形態１にかかる二次電池の構造を説明する概略図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１は、収納ケース１０、電極体１１、蓋１２を有する。そして、収納ケース１０に電極体１１を収納し、その後、蓋１２により電極体１１をケース１０に密封する。

【0014】

また、電極体１１は、電極体として機能するものである。電極体１１は、セパレータ挟むように正極シートと負極シートとを積層したものである。この積層構造は、正極シート、負極シート、セパレータを積層する積層型で形成することもでき、長尺状の正極シート、負極シート、セパレータを重ねた上で捲回する捲回型とすることもできる。以下の説明では、電極体１１として捲回型の電極体を用いた例について説明するが、本発明は、積層型の電極体に適用することも可能である。

【0015】

ここで、電極体１１を構成する正極シート、セパレータ、負極シートと、電極体において電力を貯蔵する電極体の位置の関係について説明する。そこで、図２に実施の形態１にかかる二次電池の電極体の位置を説明する図を示す。図２に示すように、電極体１１は、正極シート４１、セパレータ４２、負極シート４３を有する。正極シート４１は、正極活物質を塗工した正極合材層４５と、正極活物質が塗工されていない正極タブ部と、を有する。また、負極シート４３は、負極活物質を塗工した負極合材層４７と、負極活物質が塗工されていない負極タブ部と、を有する。そして、電極体１１では、正極シート４１の正極合材層４５と、負極シート４３の負極合材層４７と、が対向するように電極体を構成し、正極タブ部を電極体１１の一方の端部から突出させ、負極タブ部を電極体１１の他方の端部から突出させる。このような電極体１１では、電極体の厚み方向（図１のＺ方向）でみると正極タブ部２１及び負極タブ部３１は、それぞれ複数枚が重なった状態となる。そこで、二次電池１では、正極タブ部２１を集電部品２２で集箔する。また、二次電池１では、負極タブ部３１を集電部品３２で集箔する。そして、電極体１１では、電極体１１のうち正極合材層４５及び負極合材層４７が対向して存在する区間の領域を電極体４０とする。

【0016】

集電部品２２は、カシメ部２４により端子部品２３に導通される。つまり、二次電池１では、正極タブ部２１が集電部品２２、カシメ部２４を介して端子部品２３と導通するように構成される。集電部品３２は、カシメ部３４により端子部品３３に導通される。つまり、二次電池１では、負極タブ部３１が集電部品３２、カシメ部３４を介して端子部品３３と導通するように構成される。なお、図１に示すように、端子部品２３と蓋１２との間にはスペーサ１５が設けられる。また、端子部品３３と蓋１２との間にはスペーサ１６が設けられる。つまり、二次電池１では、スペーサ１５、１６により蓋１２と端子部品２３、３３が絶縁される構造となる。

【0017】

ここで、実施の形態１にかかる二次電池１では、電極体１１に関連して弾性体１７が設けられる。この弾性体１７は、電極体１１が収納ケース１０に収納された状態で電極体１１と収納ケース１０との間に挟み込まれる。また、弾性体１７は、電極体１１が収納ケース１０に収納され、かつ、二次電池１を電池スタックとした状態で電池セルの積層方向から押し圧力が加えられた状態で、電極体１１に所定のバネ定数で押し圧力を加える。また、二次電池１では、弾性体１７が電極体１１と収納ケース１０に挟まる２つの面に対して押し圧力がかけられていない状態で、収納ケース１０が膨張する方向に生じる反発力を示すバネ定数が、一定値以下である。

【0018】

弾性体１７は、二次電池１は使用期間が長くなり収納ケース１０に膨張した際に膨らみが大きくなる場所を中心に配置することが好ましい。図１に示す例では、電極体１１の幅方向（電極体１１の長辺の延在方向）の中心線に沿った位置に弾性体１７を配置した。しかしながら、弾性体１７の配置及び形状については様々な形態がある。また、二次電池１が電池スタックの一部を構成する場合に二次電池１に隣接するスペーサがある場合に、当該スペーサにリブがある場合は、当隊リブの位置に応じて弾性体１７の位置及び形状が決定される。そのため、弾性体１７の配置及び形状についての詳細については後述する。

【0019】

また、弾性体１７は、収納ケース（図１では収納ケースの一部を構成する蓋１２）に設けられる注液口１４及び安全弁１３を塞ぐ位置を除く領域に設けられる。図１に示す例では、弾性体１７は、上端部を電極体１１の高さよりも若干低い位置にすることで注液口１４及び安全弁１３を塞がない構成としている。

【0020】

また、弾性体１７は、端子部品２３、３３に近い位置については配置しないようにすることが好ましい。端子部品２３、３３は、例えば端子部品２３とカシメ部２４とを溶接する工程、端子部品２３にバスバー（不図示）を溶接する工程等で発生する熱の影響が弾性体１７に及ぶことを防止するためである。さらに、弾性体１７は、端子部品２３、３３に近い位置については配置しないようにすることで、蓋１２で密閉された収納ケース１０内のデッドスペースを広げて内圧上昇の防止効果を高めることができる。

【0021】

弾性体１７としては、電解液に溶けないこと、一定の弾性力を有すること（バネとしての機能を満足すること）などの特性が求められる。このような弾性体１７としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂部材を用いることができる。また、弾性体１７の構造としては、気泡を多数含む多孔質体、不織布等の繊維状体、筒を並べてシート形状とした物、バネ形状等とすることが考えられる。また、弾性体１７の形状は、シート形状となっていると電極体１１を収納ケース１０に収納する際の挿入性を高めることができる。

【0022】

ここで、実施の形態１にかかる二次電池１を含む電池スタックについて説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかる電池スタックの構成図を説明する。図３では、二次電池１とスペーサ５０とを交互に並べて積層した電池スタックをスタックケースに収納する工程を示した。図３に示すように、二次電池１とスペーサ５０とを交互に並べて積層した状態で積層方向から押し圧力を印加して、スタック長を短くした状態でスタックケースに収納される。

【0023】

ここで、弾性体１７の有無に応じて生じる電池スタックの違いについて説明する。ここでの比較条件としては、電極体１１の固さは弾性体１７の有無に寄らず同じになるように条件設定した。図３では、電池スタックに押し圧力を加えない未拘束から０．２ｋＮの荷重をかけた状態を示したが、この条件において電池スタックのスタック長の変位量は、弾性体１７がある場合は０．１２ｍｍ程度であり、弾性体１７がない場合は０．０６ｍｍ程度であった。また、図３では、電池スタック長がスタックケースの収納部分の長さよりも短くなる高荷重を加えた状態から０．２ｋＮ程度の押し圧力に押し圧力を弱めた場合の電池スタックのスタック長の変位量は、弾性体１７がある場合は０．４６ｍｍ程度であり、弾性体１７がない場合は０．３１ｍｍ程度であった。このようなことから、弾性体１７があることで同じ試験力を加えたときの変位量が大きくなることがわかる。

【0024】

このようなことから、二次電池１を含む電池スタックでは、弾性体１７があることで、拘束状態での電池スタックをスタックケースに入れやすくなる。また、二次電池１を含む電池スタックでは、弾性体１７によりバネ定数調整することで拘束状態（例えば、電池スタックをスタックケースに納めた状態）において電極体１１に印加される押し圧力をコントロールしやすくなる。

【0025】

ここで、弾性体１７のバネ定数は、二次電池に対し９．８ｋＮから１４．７ｋＮに加圧した際に２２０ｋＮ／ｍｍ以下かつ４．５ｋＮから３．７ｋＮに荷重を抜き１０分以上保持した際に１００ｋＮ／ｍｍ未満となるように設定することが好ましい。加えて、３．７ｋＮから０．２ｋＮに荷重を抜き１０分以上保持した際に６０ｋＮ／ｍｍ未満となるように設定することが好ましい。但し、当該バネ定数は例示であり、スタックの拘束条件等により最適値は異なる。

【0026】

また、電池スタックにおいて、電池スタック全体のバネ定数が一定値以下になることを保障するためには、スペーサ５０、収納ケース１０、収納ケース１０内において電極体１１を包み込む内挿フィルム、電極体１１等の各要素のばね定数が一定以下である必要がある。このとき、電池スタック全体のバネ定数を決定する主要因プレスによって一定の硬さとなる電極体１１のバネ定数である。そして、電極体１１の硬さを一定以下にする場合、電極体１１のシートの密度を下げ積層数を増やす、或いは、捲回のテンションを下げるなどが考えられる。しかしながら、電極体１１の固さ調整を電極体の構成により実施することで以下の３点の課題が生じると考えられる。第１の課題は、充放電時の体積変化やガス発生により電極体が変形し、抵抗が急増することである。第２の課題は、出荷前の自己放電検査時に異物がクリープしにくくなり検出力が低下することである。第３の課題は、緩巻きになり電極体１１が太ることで、ケースへの挿入性が低下することである。

【0027】

しかしながら、実施の形態１にかかる二次電池１では、弾性体１７により二次電池のバネ定数を設定できるため、電極体１１の固さを高めることができる。より具体的には、実施の形態１にかかる二次電池１では、電極密度（正極シート４１、セパレータ４２、負極シート４３の密度）を高め、捲回工程でのテンションを高めて電極体１１の固さを高めても弾性体１７によりバネ定数を一定以下にすることができる。これにより、実施の形態１にかかる二次電池１では、電極体１１の電極体４０で蓄積できる電力容量を高めることができる。また、電極体１１の固さを高めることで、以下の３つの効果も生じる。第１の効果は、充放電時の体積変化やガス発生による電極体１１の変形を防止して、抵抗の急増を防止できる効果である。第２の効果は、出荷前の自己放電検査時に異物がクリープしやすくなり検出力が上昇する効果である。第３の効果は、固巻きになり電極体１１が細くなることで、収納ケース１０への挿入性が向上する。

【0028】

ここで、弾性体１７の配置位置及び形状について詳細に説明する。ここで、弾性体１７の配置及び形状は、スペーサ５０の形態に依存するため、まずスペーサ５０の形状について説明する。そこで、図４に実施の形態１にかかるスペーサの概略図を示す。図４に示すように、スペーサ５０は、リブ５１、５２、ベースプレート５３、ルーバー５４、側壁５５を有する。ベースプレート５３は、二次電池１の冷却面に対向する面である。また、ベースプレート５３は、スペーサ５０を構成する主面となるプレートでもある。そして、リブ５１、５２は、ベースプレート５３上に形成され、二次電池１の冷却面とベースプレート５３の間に空間を形成する。そして、このリブ５１、５２により形成される空間に冷却風を流す複数の流路を形成する。またベースプレート５３の端部には、リブ５１が形成される面に接する二次電池１が位置する側に向かってルーバー５４が形成される。ルーバー５４は、通風路を介して排出される冷却風の向きを決定する板である。また、ベースプレート５３の端部には、リブ５１、５２が形成さない面に接する二次電池１が位置する側に向かって側壁５５が形成される。電池スタックでは、側壁５５により二次電池１を保持する。

【0029】

スペーサ５０では、リブ５１、５２の形状によって冷却風の流路の形状を決定する。具体的には、図４に示す例では、二次電池１については二次電池１の下側（例えば、二次電池１の端子部品２３、３３が配置されている面に対向する側の面）から冷却風が流入し、二次電池１の左右側（例えば、ルーバー５４のある側の面）から冷却風が排出される冷却風の経路を形成する。このような経路を形成するために、複数のリブ５１をＬ字型の形状のリブとした。また、リブ５２は、Ｔ字型のリブであり、左右方向の中央部分において上下方向に伸びるリブを中心に複数のリブ５１が左右対称となるように形成し、左右方向に伸びるリブが複数のリブ５１の最上段のリブとなるような形状とした。

【0030】

続いて、図４に示したスペーサ５０と二次電池１とを組み合わせた場合の弾性体１７の配置及び形状の例について説明する。そこで、図５に実施の形態１にかかる二次電池における弾性体の配置を説明する正面断面図を示す。なお、図５では、スペーサ５０のリブ５１、５２の位置を破線で示した。図５に示す例では、弾性体１７は、スペーサ５０に形成されリブのうちリブ５２の上下方向に伸びるリブに沿った位置に配置される。また、弾性体１７の形状は、リブ５２の中央付近で上下方向に伸びるリブに沿った帯形状を有する。また図５に示す例では、弾性体１７は、収納ケース１０の蓋１２に達しない位置に情他院部が設けられる。これにより、弾性体１７は、蓋１２に設けられた安全弁１３及び注液口１４を塞がない形状を有する。

【0031】

また、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った二次電池１の断面形状について説明する。そこで、図６に実施の形態１にかかる二次電池１における弾性体の配置を説明する側方断面図を示す。図６に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、電極体１１が側方からの断面視において扁平形状を有する。そして、電極体１１は、上下部分にシートの曲部が位置するが、その曲部を繋ぐ部分は、収納ケース１０の壁面と略平行になる直線部分を有する。二次電池１への加圧ではこの直線部分に押し圧力の印加が必要であり、本明細書では当該部分を加圧重点範囲と称す。そして、スペーサ５０のリブは、この加圧重点範囲を含み、加圧重点範囲よりも広い範囲に形成される。スペーサ５０のリブの形成範囲をこのように設定することで、加圧重点範囲全体に電池スタックへの押し圧力が加えられる。

【0032】

また、弾性体１７は、加圧重点範囲を含む広い範囲を覆うような形状を有する。このように弾性体１７の設置範囲を設定することで、加圧重点範囲全体に弾性体１７により生じるバネ圧力を加えることができる。また、弾性体１７は、電極体１１と収納ケース１０との挟まれる領域に設けられることがわかる。

【0033】

続いて、図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った二次電池１の断面形状について説明する。そこで、図７に実施の形態１にかかる二次電池１における弾性体の配置を説明する上方断面図を示す。図７に示すように、実施の形態１にかかる二次電池１では、弾性体１７は、電極体１１の略中央付近に設置されることが分かる。

【0034】

なお、図６及び図７に示すように、弾性体１７は、電極体１１の前面側（例えば、スペーサ５０のリブが当接する面の側）と電極体１１の背面側（例えば、スペーサ５０のベースプレート５３が当接する面の側）とのうち、少なくとも前面側にあれば良い。

【0035】

上記説明より、実施の形態１にかかる二次電池１では、弾性体１７を有することで、電極体１１に対して一定以下のバネ定数での押し圧力の印加を維持しながら高いスタック性を確保することができる。また、二次電池１を含む電池スタックでは、スタックケースへの挿入性を高めることができる。さらに、二次電池１では、以下の３つの効果も生じる。第１の効果は、充放電時の体積変化やガス発生による電極体１１の変形を防止して、抵抗の急増を防止できる効果である。第２の効果は、出荷前の自己放電検査時に異物がクリープしやすくなり検出力が上昇する効果である。第３の効果は、固巻きになり電極体１１が細くなることで、収納ケース１０への挿入性が向上する。

【0036】

実施の形態２
実施の形態２では、収納ケース１０内に設ける弾性体の別の例について説明する。そこで、図８に実施の形態２にかかる二次電池２における弾性体の配置を説明する正面断面図を示す。

【0037】

図８に示すように、実施の形態２にかかる二次電池２では、弾性体１７に加えて、電極体４０の両端付近に弾性体１８が設けられる。この弾性体１８の配置位置について詳細に説明する。そこで、図９に実施の形態２にかかる二次電池２における弾性体の配置と電極体の位置関係を説明する図を示す。

【0038】

図８に示すように、実施の形態２では、電極体４０のうち正極合材層４５が塗工されている部分の端部と、負極合材層４７が塗工されている部分の端部を含む領域に弾性体加圧位置６１、６２を設定し、この領域を含むように弾性体１８を設ける。言い換えると、弾性体１８は、電極体のうち、正極シート４１と負極シート４３とが対向する部分においていずれか一方の極性に関わる活物質層がなくなる積層端部を含む領域に対応した位置に設けられる。

【0039】

より具体的には、弾性体加圧位置６１、６２は、電極体４０内の正極合材層４５と負極合材層４７とを見たときに面積が異なる場合は面積が小さいほうの端部が存在する部分を含む。また、弾性体加圧位置６１、６２は、電極面積の小さいほうの左右端部を含むことがさらに望ましい。

【0040】

実施の形態２にかかる二次電池２では、このように合材層の面積が小さい側の合材層の端部に加圧力を加える弾性体１８を設けることで、２つの効果を奏する。第１の効果は、セパレータ４２が収縮した際の短絡防止の効果である。第２の効果は、正極合材層４５及び負極合材層４７の端部からの電解液移動を抑制して、ハイレート劣化体制を改善させる効果である。

【0041】

実施の形態３
実施の形態３においても弾性体の別の形態について説明する。そこで、図１０に実施の形態３にかかる二次電池３における弾性体の配置を説明する正面断面図を示す。図１０に示すように、実施の形態３にかかる二次電池３では、スペーサ５０のリブ５１、５２の形状全体を覆うような形状を有する弾性体１９を備える。また、弾性体１９では、弾性体１７及び弾性体１８により加圧力が与えられる部分に対応する部分を含む。つまり、弾性体１８は、リブ５１、５２からの押し圧力に対抗するバネ定数を発揮しながら弾性体１８及び弾性体１９により得られるバネ定数についても発生させることができる。

【0042】

実施の形態３にかかる弾性体１９を用いることで、電極体１１に加わる圧力を他の実施の形態よりも均一化させることができる。

【0043】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態１～３では、収納ケースと電極体とが対向する面の一部のみに設けているが、全面に設けてもよい。また、上記実施の形態１～３では、リブ付きのスペーサで説明したが、リブがないスペーサや、スペーサがない場合も含まれる。特に、実施の形態２の弾性体１８のように、電極体の両端付近に弾性体を配置する場合は、リブの有無やスペーサの有無によらず効果を奏する。

【符号の説明】

【0044】

１～３ 二次電池
１０ 収納ケース
１１ 電極体
１２ 蓋
１３ 安全弁
１４ 注液口
１５、１６ スペーサ
１７～１９ 弾性体
２１ 正極タブ部
２２、３２ 集電部品
２３、３３ 端子部品
２４、３４ カシメ部
３１ 負極タブ部
４０ 電極体
４１ 正極シート
４２ セパレータ
４３ 負極シート
４４ 正極箔
４５ 正極合材層
４６ 負極箔
４７ 負極合材層
５０ スペーサ
５１、５２ リブ
５３ ベースプレート
５４ ルーバー
５５ 側壁
６１ 弾性体加圧位置
６２ 弾性体加圧位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】