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(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】2024-07-29
(45)【発行日】2024-08-06
(54)【発明の名称】電池および電池モジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/533 20210101AFI20240730BHJP
H01M 50/54 20210101ALI20240730BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20240730BHJP
H01M 50/566 20210101ALI20240730BHJP
H01M 50/553 20210101ALI20240730BHJP
H01M 50/50 20210101ALI20240730BHJP
【ＦＩ】
H01M50/533
H01M50/54
H01M50/105
H01M50/566
H01M50/553
H01M50/50 201Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022102546
(22)【出願日】2022-06-27
(65)【公開番号】P2024003420
(43)【公開日】2024-01-15
【審査請求日】2023-07-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典輝
(72)【発明者】
【氏名】各務 僚
【審査官】川口 陽己
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１８１６２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／２１８２１４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２３－８４０６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１４６５１３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２３－０８７３７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２３４４６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５４０２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１６４４７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１７１６１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２４－００３４１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８
Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極体と、前記電極体の側面部から延在する複数の集電タブと、
前記複数の集電タブと接続された集電端子と、
前記電極体および前記複数の集電タブを収納するラミネートフィルムと、
を有する電池であって、
前記集電タブは、前記電極体側の端部である根元部と、前記集電端子と接続するための接続部と、前記根元部および前記接続部を結ぶ中間部と、を有し、
前記複数の前記集電タブは、それぞれの前記接続部が、厚さ方向に積層された積層接続部を有し、
前記集電端子は、前記電極体の前記側面部に対向する内面と、前記内面の外縁に沿って配置された側面と、を有し、
前記集電端子の前記側面に、前記ラミネートフィルムが配置され、
前記内面に、前記積層接続部の主面が接合され、
前記電極体の積層方向の平面視において、前記集電端子は、前記内面の位置に該当する第１端部、および、前記第１端部に対向する第２端部を含む基部と、前記基部から、前記電極体とは反対側に突出する突出部と、を有する、電池。
【請求項2】
前記電極体の積層方向の断面視において、前記中間部は、前記中間部の一部同士が対向するように湾曲した湾曲構造を有する、請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記集電端子は、前記突出部として、第１突出部と、第２突出部とを有し、前記電極体の積層方向の平面視において、前記電極体および前記集電端子の対向方向をＤ１とし、前記Ｄ１に直交する方向をＤ２とし、前記Ｄ１に平行であり、かつ、前記Ｄ２における前記集電端子の中点を通過する軸をＡＸとした場合に、
前記ＡＸにより区画された前記集電端子の一方の領域に、前記第１突出部が配置され、
前記ＡＸにより区画された前記集電端子の他方の領域に、前記第２突出部が配置されている、請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項4】
複数の電池を積層した電池モジュールであって、前記電池が、請求項１または請求項２に記載の電池である、電池モジュール。
【請求項5】
複数の電池が積層された電池モジュールであって、前記電池が、請求項３に記載の電池であり、
前記電池モジュールは、前記電池として、電池Ａ、電池Ｂおよび電池Ｃを有し、
前記電池Ａ、前記電池Ｂおよび前記電池Ｃは、連続して積層されており、
前記電池Ａの前記第１突出部、前記電池Ｂの前記第１突出部、および、前記電池Ｃの前記第１突出部は、前記電極体の積層方向の平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置され、
前記電池Ａの前記第２突出部、前記電池Ｂの前記第２突出部、および、前記電池Ｃの前記第２突出部は、前記電極体の積層方向の平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置され、
前記電池Ｂの前記第１突出部は、前記電池Ａの前記第１突出部と接合されており、かつ、前記電池Ｃの前記第１突出部と接合されておらず、
前記電池Ｂの前記第２突出部は、前記電池Ａの前記第２突出部と接合されておらず、かつ、前記電池Ｃの前記第２突出部と接合されている、電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電池および電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池等の電池は、通常、正極集電体、正極活物質層、電解質層、負極活物質層および負極集電体を有する電極体を備える。電極体は、外装体により封止される。電極体で生じた電気は、集電端子により、外装体の内部から外部に導出される。例えば、特許文献１には、正極／分離膜／負極構造のスタック型またはスタック／折り畳み型電極組立体が開示されている。また、特許文献１の図２には、複数のタブ（例えば正極タブ４０）を密集した形態で結合し、リード（例えば正極リード６０）と連結することが開示されている。さらに、特許文献１には、外装体として、ラミネートシート（ラミネートフィルム）を用いることが開示されている。同様に、特許文献２、３にも、外装体として、ラミネートフィルムを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許５５５０８０５号
【文献】特開２０１１－１０８６２３号公報
【文献】特開２０２０－１１５４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数の電池（電池セル）を積層し、隣り合う集電端子を接合する際に、集電端子および集電タブの接合部に応力が生じ、集電端子および集電タブの接合性が低下したり、集電タブに破損が生じたりする可能性がある。
【0005】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の電池を積層し、隣り合う集電端子を接合した場合であっても、集電端子および集電タブの接合部に応力が生じにくい電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
［１］
電極体と、上記電極体の側面部から延在する複数の集電タブと、上記複数の集電タブと接続された集電端子と、上記電極体および上記複数の集電タブを収納するラミネートフィルムと、を有する電池であって、上記集電タブは、上記電極体側の端部である根元部と、上記集電端子と接続するための接続部と、上記根元部および上記接続部を結ぶ中間部と、を有し、上記複数の上記集電タブは、それぞれの上記接続部が、厚さ方向に積層された積層接続部を有し、上記集電端子は、上記電極体の上記側面部に対向する内面と、上記内面の外縁に沿って配置された側面と、を有し、上記集電端子の上記側面に、上記ラミネートフィルムが配置され、上記内面に、上記積層接続部の主面が接合され、上記電極体の積層方向の平面視において、上記集電端子は、上記内面の位置に該当する第１端部、および、上記第１端部に対向する第２端部を含む基部と、上記基部から、上記電極体とは反対側に突出する突出部と、を有する、電池。
電極体と、上記電極体の側面部から延在する複数の集電タブと、上記複数の集電タブと接続された集電端子と、上記電極体および上記複数の集電タブを収納するラミネートフィルムと、を有する電池であって、上記集電タブは、上記電極体側の端部である根元部と、上記集電端子と接続するための接続部と、上記根元部および上記接続部を結ぶ中間部と、を有し、上記複数の上記集電タブは、それぞれの上記接続部が、厚さ方向に積層された積層接続部を有し、上記集電端子は、上記電極体の上記側面部に対向する内面と、上記内面の外縁に沿って配置された側面と、を有し、上記集電端子の上記側面に、上記ラミネートフィルムが配置され、上記内面に、上記積層接続部の主面が接合され、上記電極体の積層方向の平面視において、上記集電端子は、上記内面の位置に該当する第１端部、および、上記第１端部に対向する第２端部を含む基部と、上記基部から、上記電極体とは反対側に突出する突出部と、を有する、電池。
【0007】
［２］
上記電極体の積層方向の断面視において、上記中間部は、上記中間部の一部同士が対向するように湾曲した湾曲構造を有する、［１］に記載の電池。
上記電極体の積層方向の断面視において、上記中間部は、上記中間部の一部同士が対向するように湾曲した湾曲構造を有する、［１］に記載の電池。
【0008】
［３］
上記集電端子は、上記突出部として、第１突出部と、第２突出部とを有し、上記電極体の積層方向の平面視において、上記電極体および上記集電端子の対向方向をＤ１とし、上記Ｄ１に直交する方向をＤ２とし、上記Ｄ１に平行であり、かつ、上記Ｄ２における上記集電端子の中点を通過する軸をＡＸとした場合に、上記ＡＸにより区画された上記集電端子の一方の領域に、上記第１突出部が配置され、上記ＡＸにより区画された上記集電端子の他方の領域に、上記第２突出部が配置されている、［１］または［２］に記載の電池。
上記集電端子は、上記突出部として、第１突出部と、第２突出部とを有し、上記電極体の積層方向の平面視において、上記電極体および上記集電端子の対向方向をＤ１とし、上記Ｄ１に直交する方向をＤ２とし、上記Ｄ１に平行であり、かつ、上記Ｄ２における上記集電端子の中点を通過する軸をＡＸとした場合に、上記ＡＸにより区画された上記集電端子の一方の領域に、上記第１突出部が配置され、上記ＡＸにより区画された上記集電端子の他方の領域に、上記第２突出部が配置されている、［１］または［２］に記載の電池。
【0009】
［４］
複数の電池を積層した電池モジュールであって、上記電池が、［１］から［３］までのいずれかに記載の電池である、電池モジュール。
複数の電池を積層した電池モジュールであって、上記電池が、［１］から［３］までのいずれかに記載の電池である、電池モジュール。
【0010】
［５］
複数の電池が積層された電池モジュールであって、上記電池が、［３］に記載の電池であり、上記電池モジュールは、上記電池として、電池Ａ、電池Ｂおよび電池Ｃを有し、上記電池Ａ、上記電池Ｂおよび上記電池Ｃは、連続して積層されており、上記電池Ａの上記第１突出部、上記電池Ｂの上記第１突出部、および、上記電池Ｃの上記第１突出部は、上記電極体の積層方向の平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置され、上記電池Ａの上記第２突出部、上記電池Ｂの上記第２突出部、および、上記電池Ｃの上記第２突出部は、上記電極体の積層方向の平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置され、上記電池Ｂの上記第１突出部は、上記電池Ａの上記第１突出部と接合されており、かつ、上記電池Ｃの上記第１突出部と接合されておらず、上記電池Ｂの上記第２突出部は、上記電池Ａの上記第２突出部と接合されておらず、かつ、上記電池Ｃの上記第２突出部と接合されている、電池モジュール。
複数の電池が積層された電池モジュールであって、上記電池が、［３］に記載の電池であり、上記電池モジュールは、上記電池として、電池Ａ、電池Ｂおよび電池Ｃを有し、上記電池Ａ、上記電池Ｂおよび上記電池Ｃは、連続して積層されており、上記電池Ａの上記第１突出部、上記電池Ｂの上記第１突出部、および、上記電池Ｃの上記第１突出部は、上記電極体の積層方向の平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置され、上記電池Ａの上記第２突出部、上記電池Ｂの上記第２突出部、および、上記電池Ｃの上記第２突出部は、上記電極体の積層方向の平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置され、上記電池Ｂの上記第１突出部は、上記電池Ａの上記第１突出部と接合されており、かつ、上記電池Ｃの上記第１突出部と接合されておらず、上記電池Ｂの上記第２突出部は、上記電池Ａの上記第２突出部と接合されておらず、かつ、上記電池Ｃの上記第２突出部と接合されている、電池モジュール。
【発明の効果】
【0011】
本開示においては、複数の電池を積層した場合であっても、集電端子および集電タブの接合部に応力が生じにくい電池を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示における電池を例示する概略斜視図である。
【図2】本開示における電池を例示する概略平面図および概略側面図である。
【図4】本開示における集電端子およびその周囲を例示する概略平面図である。
【図5】従来の電池を例示する概略斜視図および概略側面図である。
【図6】本開示における電池を例示する概略斜視図および概略側面図である。
【図7】本開示における集電端子を例示する概略平面図である。
【図8】本開示における集電端子を例示する概略斜視図である。
【図9】本開示における電極体を例示する概略断面図である。
【図10】本開示における電池の製造方法を例示する概略斜視図である。
【図11】本開示における電池モジュールを例示する概略斜視図である。
【図12】本開示における電池モジュールを例示する概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示における電池および電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、適宜、各部のハッチングを省略する場合がある。
【0014】
Ａ．電池
図１は、本開示における電池を例示する概略斜視図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、本開示における電池を例示する概略平面図であり、図２（ｃ）は、本開示における電池を例示する概略側面図である。図１および図２に示すように、電池１００は、電極体１０と、電極体１０の側面部Ｓ１０から延在する複数の集電タブ２０と、複数の集電タブ２０と接続された集電端子３０（第１集電端子３０Ａおよび第２集電端子３０Ｂ）と、電極体１０および複数の集電タブ２０を収納するラミネートフィルム４０と、を有する。
図１は、本開示における電池を例示する概略斜視図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、本開示における電池を例示する概略平面図であり、図２（ｃ）は、本開示における電池を例示する概略側面図である。図１および図２に示すように、電池１００は、電極体１０と、電極体１０の側面部Ｓ１０から延在する複数の集電タブ２０と、複数の集電タブ２０と接続された集電端子３０（第１集電端子３０Ａおよび第２集電端子３０Ｂ）と、電極体１０および複数の集電タブ２０を収納するラミネートフィルム４０と、を有する。
【0015】
図３は、図２におけるＡ－Ａ断面図である。図３に示すように、集電タブ２０は、電極体１０側の端部である根元部Ｘと、集電端子３０と接続するための接続部Ｙと、根元部Ｘおよび接続部Ｙを結ぶ中間部Ｚと、を有する。また、複数の集電タブ２０は、それぞれの接続部Ｙが、厚さ方向（図３における上下方向）に積層された積層接続部Ｗを有する。集電端子３０は、電極体１０の側面部Ｓ１０に対向する内面Ｓ１と、内面Ｓ１に対向する外面Ｓ２と、内面Ｓ１の外縁に沿って配置された４つの側面（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）とを有する。なお、図３に、側面Ｓ４および側面Ｓ６は記載されていない。図２（ｃ）に示すように、４つの側面Ｓ３～Ｓ６には、ラミネートフィルム４０が配置されている。図３に示すように、集電端子３０の内面Ｓ１に、積層接続部Ｗの主面が接合されている。
【0016】
図４は、本開示における集電端子およびその周囲を例示する概略平面図である。図４に示すように、集電端子３０は、内面Ｓ１の位置に該当する第１端部Ｔ１、および、第１端部Ｔ１に対向する第２端部Ｔ２を含む基部３１と、基部３１から、電極体１０とは反対側に突出する突出部３２と、を有する。
【0017】
本開示によれば、所定の集電端子を用いることで、複数の電池を積層し、隣り合う集電端子を接合した場合であっても、集電端子および集電タブの接合部に応力が生じにくい電池となる。ここで、図５（ａ）は、従来の電池を例示する概略斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す電池を図面下側から観察した概略側面図である。また、図６（ａ）は、本開示における電池を例示する概略斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す電池を図面下側から観察した概略側面図である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の電池において、集電端子３０および集電タブ２０の接合部は、集電端子３０の主面（法線方向が厚さ方向と一致する面）に配置されていた。集電端子３０の厚さは薄いため、複数の電池を積層する際に、厚さ方向における集電端子３０の位置変化が大きい。その結果、集電端子３０および集電タブ２０の接合部には、大きな応力が生じ、集電端子および集電タブの接合性が低下したり、集電タブに破損が生じたりする可能性がある。これに対して、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本開示においては、積層接続部Ｗの主面が面接触可能な内面Ｓ１を有する集電端子３０を用いる。すなわち、集電端子３０の厚さは厚いため、複数の電池を積層する際に、厚さ方向における集電端子３０の位置変化が小さい。その結果、集電端子３０および集電タブ２０の接合部には、大きな応力が生じることを抑制できる。さらに、集電端子３０が突出部３２を有するため、突出部３２を有しない場合に比べて、複数の電池を積層する際に、厚さ方向における集電端子３０の位置変化が小さいという利点がある。特に、後述するように、複数の集電タブ２０が湾曲構造を有する場合、集電端子３０および集電タブ２０の接合部に応力が生じた場合であっても、湾曲構造により応力が分散されやすくなる。
【0018】
１.電池の構成
本開示における電池は、電極体と、上記電極体の側面部から延在する複数の集電タブと、上記複数の集電タブと接続された集電端子と、上記電極体および上記複数の集電タブを収納するラミネートフィルムと、を有する。
本開示における電池は、電極体と、上記電極体の側面部から延在する複数の集電タブと、上記複数の集電タブと接続された集電端子と、上記電極体および上記複数の集電タブを収納するラミネートフィルムと、を有する。
【0019】
（１）電極体
本開示における電極体は、通常、正極集電体、正極活物質層、電解質層、負極活物質層および負極集電体を、厚さ方向において、この順に有する発電単位を備える。電極体の形状は特に限定されないが、例えば、頂面部と、頂面部に対向する底面部と、頂面部および底面部を連結する、４つの側面部と、を有することが好ましい。頂面部の形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形等の四角形が挙げられる。また、頂面部の形状は、四角形以外の多角形であってもよく、円形等の曲線を有する形状であってもよい。また、底面部の形状については、頂面部の形状と同様である。側面部の形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形等の四角形が挙げられる。
本開示における電極体は、通常、正極集電体、正極活物質層、電解質層、負極活物質層および負極集電体を、厚さ方向において、この順に有する発電単位を備える。電極体の形状は特に限定されないが、例えば、頂面部と、頂面部に対向する底面部と、頂面部および底面部を連結する、４つの側面部と、を有することが好ましい。頂面部の形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形等の四角形が挙げられる。また、頂面部の形状は、四角形以外の多角形であってもよく、円形等の曲線を有する形状であってもよい。また、底面部の形状については、頂面部の形状と同様である。側面部の形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形等の四角形が挙げられる。
【0020】
（２）複数の集電タブ
本開示における複数の集電タブは、電極体の側面部から延在するように配置される。「電極体の側面部」とは、電極体を構成し、かつ、その法線方向が、電極体の積層方向と交差する部位をいう。例えば、図３において、電極体１０の側面部Ｓ１０の法線方向（図面上下方向）は、電極体１０の積層方向（図面左右方向）と直交している。また、「電極体の積層方向」とは、電極体を構成する各層の厚さ方向をいう。
本開示における複数の集電タブは、電極体の側面部から延在するように配置される。「電極体の側面部」とは、電極体を構成し、かつ、その法線方向が、電極体の積層方向と交差する部位をいう。例えば、図３において、電極体１０の側面部Ｓ１０の法線方向（図面上下方向）は、電極体１０の積層方向（図面左右方向）と直交している。また、「電極体の積層方向」とは、電極体を構成する各層の厚さ方向をいう。
【0021】
図３に示すように、集電タブ２０は、電極体１０側の端部である根元部Ｘと、集電端子３０と接続するための接続部Ｙと、根元部Ｘおよび接続部Ｙを結ぶ中間部Ｚと、を有する。根元部Ｘは、集電タブ２０における電極体１０側の端部（境界部）である。接続部Ｙは、集電端子３０と接続するための部位であり、後述する積層接続部Ｗを構成する部位である。中間部Ｚは、根元部Ｘおよび接続部Ｙを結ぶ部位である。本開示において、複数の集電タブは、それぞれの接続部が、厚さ方向に積層された積層接続部を有する。図３において、複数の集電タブ２０における各々の接続部Ｙは、集電タブ２０の厚さ方向に積層されており、それにより、積層接続部Ｗが形成されている。積層接続部Ｗにおいて、各々の接続部Ｙは互いに接合されている（互いに固定されている）。
【0022】
図３に示すように、電極体１０の積層方向の断面視において、中間部Ｚは、中間部Ｚの一部同士が対向するように湾曲した湾曲構造（破線で示した領域）を有することが好ましい。図３においては、複数の集電タブ２０のうち、最も右側に位置する集電タブ２０の中間部Ｚは、中間部Ｚの一部同士が対向していないため、上記湾曲構造を有しないが、その他の複数の集電タブ２０の中間部Ｚは、いずれも湾曲構造を有する。このように、複数の集電タブ２０のうち、少なくとも一つの集電タブ２０の中間部Ｚが、湾曲構造を有することが好ましい。湾曲構造において、対向する中間部Ｚの一部同士は、直接接触するように配置されていてもよく、空間を設けて配置されていてもよい。また、図３に示すように、複数の集電タブ２０における中間部Ｚは、Ｕ字状に湾曲していることが好ましい。
【0023】
（３）集電端子
本開示における集電端子は、電極体の側面部に対向する内面と、前記内面の外縁に沿って配置された側面と、を有する。内面の形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形等の四角形が挙げられる。また、側面の数は、例えば複数である。また、側面の数は、例えば、内面の外縁の形状に依存する。例えば、内面の外縁の形状が、四角形の場合、集電端子は、４つの側面を有していてもよい。また、集電端子は、内面に対向する外面を有していてもよい。内面は、通常、ラミネートフィルムによりシールされた領域内にある面に該当する。外面は、通常、ラミネートフィルムによりシールされた領域外にある面に該当する。後述する基部および突出部は、それぞれ、内面に対向する外面を有していてもよい。内面、側面および外面は、それぞれ、平面であってもよく、曲面であってもよい。
本開示における集電端子は、電極体の側面部に対向する内面と、前記内面の外縁に沿って配置された側面と、を有する。内面の形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形等の四角形が挙げられる。また、側面の数は、例えば複数である。また、側面の数は、例えば、内面の外縁の形状に依存する。例えば、内面の外縁の形状が、四角形の場合、集電端子は、４つの側面を有していてもよい。また、集電端子は、内面に対向する外面を有していてもよい。内面は、通常、ラミネートフィルムによりシールされた領域内にある面に該当する。外面は、通常、ラミネートフィルムによりシールされた領域外にある面に該当する。後述する基部および突出部は、それぞれ、内面に対向する外面を有していてもよい。内面、側面および外面は、それぞれ、平面であってもよく、曲面であってもよい。
【0024】
図４に示すように、平面視上、集電端子３０は、基部３１および突出部３２を有する。基部３１は、内面Ｓ１の位置に該当する第１端部Ｔ１と、第１端部Ｔ１に対向する第２端部Ｔ２を含む。図４において、第２端部Ｔ２は、外面Ｓ２１の位置に該当する。また、図４に示すように、電極体１０および集電端子３０の対向方向をＤ１とし、Ｄ１に直交する方向をＤ２とする。基部３１は、方向Ｄ１において、第１端部Ｔ１の位置から、第２端部Ｔ２の位置までの部位に該当する。集電端子３０の基部３１は、内面Ｓ１と、内面Ｓ１に対向する外面Ｓ２と、内面Ｓ１の外縁に沿って配置された４つの側面（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）とを有していてもよい。基部３１の形状としては、例えば、直方体が挙げられる。一方、方向Ｄ１において、突出部３２は、基部３１から、電極体１０とは反対側に突出する部位である。図４において、突出部３２は、外面Ｓ２２の位置に該当する第３端部Ｔ３を有する。第３端部Ｔ３は、方向Ｄ１において、第２端部Ｔ２よりも外側（電極体１０とは反対側）に位置する。突出部３２の形状としては、例えば、直方体が挙げられる。突出部３２は基部３１から連続的に形成されていることが好ましい。
【0025】
本開示における集電端子は、複数の突出部を有していてもよい。図４において、集電端子３０は、突出部３２として、第１突出部３２ａおよび第２突出部３２ｂを有する。図４に示すように、方向Ｄ１に平行であり、かつ、方向Ｄ２における集電端子３０の中点Ｃを通過する軸をＡＸとする。軸ＡＸにより区画された集電端子３０の一方の領域に、第１突出部３２ａが配置され、軸ＡＸにより区画された集電端子３０の他方の領域に、第２突出部３２ｂが配置されていることが好ましい。図４に示すように、集電端子３０は、Ｕ字形状を有することが好ましい。また、図７に示すように、集電端子３０は、１つの突出部３２を有していてもよい。図７に示す集電端子３０は、Ｔ字形状を有する。
【0026】
図８に示すように、方向Ｄ１における集電端子３０の長さをＬ１とし、方向Ｄ２における集電端子３０の長さをＬ２とし、方向Ｄ３（Ｄ１およびＤ２の両方に直交する方向）における集電端子３０の長さをＬ３とする。また、方向Ｄ１における基部の長さをＬ１１とし、方向Ｄ１における突出部の長さをＬ１２とする。Ｌ１１に対するＬ１２の割合（Ｌ１２／Ｌ１１）は、例えば、０．５以上、５以下であり、１以上３以下であってもよい。Ｌ１１およびＬ１２は、それぞれ、例えば、０．５ｃｍ以上、５ｃｍ以下である。Ｌ２は、Ｌ１より大きくてもよい。Ｌ１に対するＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ１）は、例えば２以上であり、５以上であってもよく、１０以上であってもよい。Ｌ２は、Ｌ３より大きくてもよい。Ｌ３に対するＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ３）は、例えば５以上であり、１０以上であってもよく、５０以上であってもよい。Ｌ１は、Ｌ３より大きくてもよい。Ｌ３に対するＬ１の割合（Ｌ１／Ｌ３）は、例えば２以上であり、５以上であってもよく、１０以上であってもよい。
【0027】
特に図示しないが、方向Ｄ１における電極体の長さをＬＸとし、方向Ｄ２における電極体の長さをＬＹとし、方向Ｄ３における電極体の長さをＬＺとする。ＬＸに対するＬ１の割合（Ｌ１／ＬＸ）は、特に限定されない。ＬＹに対するＬ２の割合（Ｌ２／ＬＹ）は、例えば、０．８以上であり、０．９以上であってもよく、０．９５以上であってもよい。Ｌ２／ＬＹは、例えば１．０以下である。ＬＺに対するＬ３の割合（Ｌ３／ＬＺ）は、例えば、０．８以上であり、０．９以上であってもよく、０．９５以上であってもよい。Ｌ３／ＬＺは、例えば１．０以下である。
【0028】
電池を集電端子側から側面視した場合、集電端子の内面と、電極体の側面部とは、重複するように配置されている。集電端子の内面と、電極体の側面部とが重複する領域を重複領域とする。電極体の側面部の面積ＳＡに対する、重複領域の面積ＳＢの割合（ＳＢ／ＳＡ）は、例えば８０％以上であり、９０％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。一方、ＳＢ／ＳＡは、１００％以下である。
【0029】
図３に示すように、集電端子３０における内面Ｓ１に、積層接続部Ｗの主面が接合される。「積層接続部Ｗの主面」とは、積層接続部Ｗを構成する面であって、かつ、その法線方向が接続部Ｙの厚さ方向と一致する面をいう。積層接続部Ｗの主面は、内面Ｓ１に対して、直接接触して接合されていてもよく、他の部材（例えば、導電層）を介して接合されていてもよい。集電端子３０の内面Ｓ１と、積層接続部Ｗとは、通常、互いに接合されている（互いに固定されている）。
【0030】
（４）ラミネートフィルム
本開示におけるラミネートフィルムは、電極体および複数の集電タブを収納する。図２（ｂ）において、ラミネートフィルム４０は、電極体１０と、複数の集電タブ２０と、を覆っている。図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ラミネートフィルム４０は、集電端子３０の各側面Ｓ３～Ｓ６の一部を覆っている。図２（ｃ）に示すように、側面Ｓ３～Ｓ６には、それぞれラミネートフィルム４０が配置されている。各側面およびラミネートフィルムは、直接接触していてもよく、他の部材（例えば、密着性を向上させる樹脂層）を介して配置されていてもよい。一方、図１に示すように、電極体１０および集電端子３０の対向方向Ｄ１に沿って、ラミネートフィルム４０同士が融着したシール部４１が配置されている。
本開示におけるラミネートフィルムは、電極体および複数の集電タブを収納する。図２（ｂ）において、ラミネートフィルム４０は、電極体１０と、複数の集電タブ２０と、を覆っている。図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ラミネートフィルム４０は、集電端子３０の各側面Ｓ３～Ｓ６の一部を覆っている。図２（ｃ）に示すように、側面Ｓ３～Ｓ６には、それぞれラミネートフィルム４０が配置されている。各側面およびラミネートフィルムは、直接接触していてもよく、他の部材（例えば、密着性を向上させる樹脂層）を介して配置されていてもよい。一方、図１に示すように、電極体１０および集電端子３０の対向方向Ｄ１に沿って、ラミネートフィルム４０同士が融着したシール部４１が配置されている。
【0031】
２.電池の部材
本開示における電池は、電極体と、集電タブと、集電端子と、ラミネートフィルムと、を少なくとも備える。
本開示における電池は、電極体と、集電タブと、集電端子と、ラミネートフィルムと、を少なくとも備える。
【0032】
本開示における電極体は、通常、正極集電体、正極活物質層、電解質層、負極活物質層および負極集電体を、厚さ方向において、この順に有する発電単位を備える。電極体は、通常、厚さ方向に積層された複数の発電単位を有する。例えば図９に示す電極体１０は、厚さ方向（方向Ｄ３）に積層された複数の発電単位Ｕを有する。それぞれの発電単位Ｕは、正極集電体４、正極活物質層１、電解質層３、負極活物質層２および負極集電体５を、厚さ方向（方向Ｄ３）において、この順に有する。また、隣り合う発電単位Ｕは、１つの負極集電体５を共有している。
【0033】
正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含有する。正極活物質層は、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つをさらに含有していてもよい。正極活物質としては、例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等の酸化物活物質が挙げられる。導電材としては、例えば、炭素材料が挙げられる。電解質は、固体電解質であってもよく、液体電解質（電解液）であってもよい。固体電解質は、ゲル電解質等の有機固体電解質であってもよく、酸化物固体電解質、硫化物固体電解質等の無機固体電解質であってもよい。また、バインダーとしては、例えば、ゴム系バインダー、フッ化物系バインダーが挙げられる。
【0034】
負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含有する。負極活物質層は、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つをさらに含有していてもよい。負極活物質としては、例えば、Ｌｉ、Ｓｉ等の金属活物質、グラファイト等のカーボン活物質、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等の酸化物活物質が挙げられる。導電材、電解質およびバインダーについては、上述した内容と同様である。また、電解質層は、正極活物質層および負極活物質層の間に配置され、少なくとも電解質を含有する。電解質は、固体電解質であってもよく、液体電解質であってもよい。電解質については、上述した内容と同様である。電解質層は、セパレータを有していてもよい。
【0035】
正極集電体は、正極活物質層の集電を行う。正極集電体の材料としては、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ、ニッケル等の金属が挙げられる。正極集電体の形状としては、例えば箔状が挙げられる。負極集電体は、負極活物質層の集電を行う。負極集電体の材料としては、例えば、銅、ＳＵＳ、ニッケル等の金属が挙げられる。負極集電体の形状としては、例えば箔状が挙げられる。
【0036】
本開示における電池は、集電タブとして、正極タブおよび負極タブを有する。図９に示すように、正極タブ４ｔは、電極体１０の側面部Ｓ１０から、電極体１０の積層方向（方向Ｄ３）と交差する方向に延在している。また、図９に示すように、正極タブ４ｔは、正極活物質層１から連続的に形成されたものであってもよい。電極体１０の積層方向（方向Ｄ３）から観察した場合に、正極タブ４ｔは、正極活物質層１と重複しない位置に配置される。また、図９において、負極タブ５ｔは、電極体１０の側面部から、電極体１０の積層方向（方向Ｄ３）と交差する方向に延在している。負極タブの詳細については、正極タブと同様であるので、ここでの記載は省略する。図９に示すように、電極体１０の一方の側面部から、正極タブ４ｔが延在し、電極体１０の他方の側面部から、負極タブ５ｔが延在していてもよい（両タブ構造）。一方、特に図示しないが、電極体の同一の側面部から、正極タブおよび負極タブが延在していてもよい（片タブ構造）。
【0037】
本開示における集電端子は、電極体における集電タブと電気的に接続されている。集電端子の形状としては、例えば、板状が挙げられる。また、集電端子の材料としては、例えば、Ａｌ、ＳＵＳ等の金属が挙げられる。
【0038】
本開示におけるラミネートフィルムは、熱融着層および金属層がラミネートされた構造を少なくとも有する。また、ラミネートフィルムは、熱融着層、金属層および樹脂層を、厚さ方向に沿って、この順に有していてもよい。熱融着層の材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のオレフィン系樹脂が挙げられる。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼が挙げられる。樹脂層の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンが挙げられる。熱融着層の厚さは、例えば４０μｍ以上１００μｍ以下である。金属層の厚さは、例えば３０μｍ以上６０μｍ以下である。樹脂層の厚さは、例えば２０μｍ以上６０μｍ以下である。ラミネートフィルムの厚さは、例えば８０μｍ以上、２５０μｍ以下である。
【0039】
本開示における電池は、典型的にはリチウムイオン二次電池である。電池の用途としては、例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）または電気自動車（ＢＥＶ）の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
【0040】
３.電池の製造方法
本開示における電池の製造方法は、上述した電池を製造できる方法であれば、特に限定されない。図１０は、本開示における電池の製造方法を例示する概略斜視図である。まず、図１０（ａ）に示すように、負極集電体５の両面に、それぞれ負極活物質層２を形成する。負極活物質層を形成する方法としては、例えば、負極活物質層の材料を含有するスラリーを、負極集電体上に塗布し、乾燥する方法が挙げられる。次に、図１０（ｂ）に示すように、２つの負極活物質層２上に、それぞれ、電解質層（図示せず）、正極活物質層（図示せず）および正極集電体４を配置し、積層体αを得る。
本開示における電池の製造方法は、上述した電池を製造できる方法であれば、特に限定されない。図１０は、本開示における電池の製造方法を例示する概略斜視図である。まず、図１０（ａ）に示すように、負極集電体５の両面に、それぞれ負極活物質層２を形成する。負極活物質層を形成する方法としては、例えば、負極活物質層の材料を含有するスラリーを、負極集電体上に塗布し、乾燥する方法が挙げられる。次に、図１０（ｂ）に示すように、２つの負極活物質層２上に、それぞれ、電解質層（図示せず）、正極活物質層（図示せず）および正極集電体４を配置し、積層体αを得る。
【0041】
その後、図１０（ｃ）に示すように、複数の積層体αを、積層方向ＤＬに積層し、積層体βを作製する。次に、図１０（ｄ）に示すように、正極タブ４ｔの先端を接合して、積層接続部Ｗを作製し、積層接続部Ｗの主面を、集電端子３０の内面Ｓ１と接合する。積層接続部Ｗの作製方法としては、例えば、レーザー溶接、電子ビーム溶接等の溶接を用いる方法、導電性ペーストを用いる方法、半田を用いる方法が挙げられる。また、積層接続部Ｗの主面と、集電端子３０の内面Ｓ１とを接合する方法も、積層接続部Ｗの作製方法と同様である。次に、図１０（ｅ）に示すように、集電端子３０における内面Ｓ１および外面Ｓ２の法線方向が、積層方向ＤＬと直交するように、集電端子３０を回転させる。その後、負極タブ（図示せず）にも同様の処理を行い、得られた部材を、１枚のラミネートフィルムを用いて、対向する２つの集電端子の一部（少なくとも、それぞれの外面）が露出するように、電極体を覆うことで、電池が得られる。
【0042】
【0043】
本開示によれば、上記「Ａ．電池」に記載された電池を用いることで、隣り合う集電端子を接合した場合であっても、集電端子および集電タブの接合部に応力が生じにくい電池モジュールとなる。
【0044】
本開示における電池モジュールは、３以上の電池を有することが好ましい。連続的に積層された３つの電池を、それぞれ、電池Ａ、電池Ｂおよび電池Ｃと称する。例えば、上からＮ番目（Ｎ≧１）の電池を電池Ａとし、その直下の電池を電池Ｂとし、電池Ｂの直下の電池を電池Ｃとすることができる。
【0045】
例えば、図１１に示す複数の電池１００のうち、最も上の電池１００を電池Ａとし、その直下の電池１００を電池Ｂとし、電池Ｂの直下の電池１００を電池Ｃとする。図１１において、電池Ａの第１突出部３２ａ、電池Ｂの第１突出部３２ａ、および、電池Ｃの第１突出部３２ａは、電極体の積層方向ＤＬの平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置されている。同様に、図１１において、電池Ａの第２突出部３２ｂ、電池Ｂの第２突出部３２ｂ、および、電池Ｃの第２突出部３２ｂは、電極体の積層方向ＤＬの平面視において、それぞれ少なくとも一部が重複するように配置されている。
【0046】
図１１において、電池Ｂ（上から２番目の電池１００）を基準とする。電池Ｂの第１突出部３２ａは、電池Ａ（最も上に位置する電池１００）の第１突出部３２ａと接合されており、かつ、電池Ｃ（上から３番目の電池１００）の第１突出部３２ａと接合されていないことが好ましい。さらに、電池Ｂの第２突出部３２ｂは、電池Ａ（最も上に位置する電池１００）の第２突出部３２ｂと接合されておらず、かつ、電池Ｃ（上から３番目の電池１００）の第２突出部３２ｂと接合されていることが好ましい。このように、電極体の積層方向ＤＬにおいて、（ｉ）隣り合う第１突出部３２ａの接合部と、隣り合う第１突出部３２ａの非接合部とを交互に配置すること、（ii）隣り合う第２突出部３２ｂの接合部と、隣り合う第２突出部３２ｂの非接合部とを交互に配置すること、および、（iii）第１突出部３２ａにおける接合部および非接合部の周期と、第２突出部３２ｂにおける接合部および非接合部の周期とをずらすこと、を満たすことにより、集電端子に変形が生じることを効果的に抑制できる。
【0047】
また、図１１では、電極体の積層方向ＤＬにおいて、複数の第１集電端子３０Ａが重複するように配置されている。この場合、それぞれの電池１００は、並列に接続される。一方、図１２に示すように、電極体の積層方向ＤＬにおいて、複数の第１集電端子３０Ａと、複数の第２集電端子３０Ｂと、が重複するように配置されていてもよい。この場合、複数の第１集電端子３０Ａで接合された電池群と、複数の第２集電端子３０Ｂで接合された電池群とは、直列に接続される。
【0048】
本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【0049】
１…正極活物質層
２…負極活物質層
３…電解質層
４…正極集電体
５…負極集電体
１０…電極体
２０…集電タブ
３０…集電端子
４０…ラミネートフィルム
１００…電池
２００…電池モジュール
２…負極活物質層
３…電解質層
４…正極集電体
５…負極集電体
１０…電極体
２０…集電タブ
３０…集電端子
４０…ラミネートフィルム
１００…電池
２００…電池モジュール
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
