JP2019096408A - 電極体及び蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、積層ずれを防止しつつ、極板の損傷を防止できる電極体を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係る電極体は、積層された極板及びセパレータと、前記極板と前記セパレータとの積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープと、前記テープの張力による前記最外層の極板又はセパレータの変形を防止する保護部材とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電極体及び蓄電素子に関する。

携帯電話、電気自動車等の様々な機器に、充放電可能な蓄電素子（二次電池）が使用されている。近年、これらの機器の高出力化や高性能化に伴い、より小型で電気容量が大きい（エネルギー密度が大きい）蓄電素子が求められている。

蓄電素子としては、表面に正極活物質層が形成された正極板と表面に負極活物質層が形成された負極板とを電気絶縁性を有するセパレータを介して交互に積層して形成される電極体を備えるものが広く用いられている。このような蓄電素子で単位体積当たりの電気容量を大きくするには、セパレータを薄くすることが有効である。このため、セパレータを多孔性の樹脂フィルムによって形成した蓄電素子が実用化されている。

電極体において、正極板、負極板及びセパレータが相互に位置ずれすると、正極板及び負極板がセパレータからはみ出して互いに接触することで短絡を生じる可能性がある。このため、電極体は、例えば特開２０１４−９３１２８号公報に記載されるように、正極板、負極板及びセパレータを積層した状態で、積層体の端面に最外層外面間に掛け渡すように積層ずれ防止テープを貼着し、この積層ずれ防止テープの張力によって正極板、負極板及びセパレータ間を相互に圧接して摩擦力によって相互の位置ずれを防止することが一般的である。

特開２０１４−９３１２８号公報

電極体は、一般に、電析を防止するために負極板が正極板よりも大きい平面寸法を有し、平面視で正極板が負極板の内側に配置される。つまり、電極体の周縁部では、負極板が正極板から突出した状態となっている。また、電極体は、温度や充放電等に応じて膨張又は収縮して厚さが変化し得る。前記公報に記載されるように、積層ずれ防止テープを貼着すると、電極体の膨張または収縮時に層ずれ防止テープの張力が最外層の負極板の外縁部を積層方向内側に向かって折り曲げる力として作用し、負極板の外縁部が損傷する可能性がある。

前記実情に鑑みて、本発明は、積層ずれを防止しつつ、極板（正極板及び負極板）の損傷を防止できる電極体及び蓄電素子を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る電極体は、積層された極板及びセパレータと、前記極板と前記セパレータとの積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープと、前記テープの張力による前記最外層の極板又はセパレータの変形を防止する保護部材とを備える。

本発明の電極体は、積層ずれを防止しつつ、極板の損傷を防止できる。

本発明の一実施形態の蓄電素子を示す模式的分解斜視図である。 図１の蓄電素子の電極体を示す模式的断面図である。 図２とは異なる実施形態の電極体を示す模式的断面図である。 図２及び図３とは異なる実施形態の電極体を示す模式的断面図である。 図２乃至図４とは異なる実施形態の電極体を示す模式的断面図である。 図２乃至図５とは異なる実施形態の電極体を示す模式的断面図である。 図２乃至図６とは異なる実施形態の電極体を示す模式的断面図である。 図２乃至図７とは異なる参考形態の電極体を示す模式的断面図である。

本発明に係る電極体の一態様に係る電極体は、積層された極板及びセパレータと、前記極板と前記セパレータとの積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープと、前記テープの張力による前記最外層の極板又はセパレータの変形を防止する保護部材とを備える。

当該電極体は、前記テープの張力による前記最外層の極板又はセパレータの変形を防止（抑制）する保護部材を有することによって、テープの張力により極板とセパレータとを互いに圧接して摩擦により積層ずれを防止しつつ、最外層の極板又はセパレータの内側に隣接する極板にテープの張力が集中して最外層の極板又はセパレータの内側に隣接する極板を折り曲げて損傷することを防止できる。

当該電極体において、前記保護部材が、前記積層体の最外層外面の少なくとも端縁に沿う領域に積層される積層部を有することが好ましい。この構成によれば、積層部がテープの張力を積層体最外層の極板の広い範囲に分散するので、最外層の極板又は最外層のセパレータの内側に隣接する極板の端部が折れ曲がって損傷することを効果的に防止できる。

当該電極体において、前記保護部材が、前記積層体の最外層の端縁に沿って配置され、前記積層体の積層方向に延びる隣接部を有することが好ましい。この構成によれば、隣接部が、テープの張力を緩和することによって、最外層の極板の端部が折れ曲がって損傷することを効果的に防止できる。

当該電極体において、前記極板が、第一極板と前記第一極板より面積の大きい第二極板からなり、前記第一極板と前記第二極板とが交互に積層され、複数の前記第二極板の間で前記第一極板が介在しない領域に前記保護部材が配置されることが好ましい。この構成によれば、第一極板が介在しない領域に配置される前記保護部材が、積層方向視で前記第二極板の前記第一極板から突出する部分を支持し、テープの張力に屈して折れ曲がることを効果的に防止できる。

本発明に係る蓄電素子の一態様は、前記電極体と、前記電極体を収容するケースとを備える。当該蓄電素子は、積層ずれを防止しつ極板の損傷を防止できる前記電極体を使用するので、極板の損傷による内部短絡を防止することができる。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

図１に、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を示す。当該蓄電素子は、電極体１と、この電極体１を収容するケース２とを備える。また、当該蓄電素子は、ケース２の内部に電解液が充填されている。なお、電極体１は、それ自体が本発明に係る電極体の一実施形態である。

電極体１は、図２に示すように、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６と、テープ６の張力による最外層の極板３，４又はセパレータ５（本実施形態では負極板４）の変形を防止する保護部材７とを備える。

前記正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体において、正極板３と負極板４とは、交互に配置され、正極板３及び負極板４間にはそれぞれ１枚ずつセパレータ５が介在している。

テープ６は、平面視（積層方向視）で正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の外縁の複数箇所に配設される。テープ６は、平面視で前記積層体の対向し合う辺に向かい合うよう配設されることが好ましい。前記積層体が概略直方体状である場合、テープ６は一つの長辺の中央部にそれぞれ配設されることが好ましく、図示するように短辺の中央部にもそれぞれ配置されてもよい。

より詳しくは、テープ６は、両端が前記積層体の外面に貼着され、中央部が積層体の端面（層構造が現れる面）に張り渡される。テープ６は、積層体の端面に張り渡される部分の張力によって正極板３、負極板４及びセパレータ５の少なくとも周縁部を圧接し、摩擦力によって正極板３、負極板４及びセパレータ５の相互の位置ずれを防止する。

保護部材７は、テープ６の張力を最外層の負極板４の比較的広い範囲に分散して作用させることにより、最外層の負極板４が積層方向内側に折れ曲がって損傷すること、ひいてはそれによる正極板３と負極板４との短絡を防止する。つまり、保護部材７がなければテープ６は、最外層の負極板４の先端部を周的に積層方向内側に引っ張るが、保護部材７を配置することで最外層の負極板４に作用する曲げ応力を緩和することができる。

電極体１において、負極板４の端部に電流（正極板３との間のイオンの受け渡し）が集中することを防止するために、正極板３（第一極板）よりも負極板４（第二極板）の面積が大きく、平面視で正極板３は負極板４及びセパレータ５に内包されるよう配置される。このため、負極板４及びセパレータ５の外縁部は、正極板３から突出した状態に保持される。

本実施形態における保護部材７は、前記積層体の最外層の負極板４の外面の少なくとも端縁に沿う領域、より詳しくは平面視で負極板４の外縁から正極板３の外縁よりも内側の位置までの領域に積層される。この保護部材７は、例えば帯板状に形成された剛性を有する部材（積層部）とすることができる。

この保護部材７を保持するために、テープ６は、その両端が、それぞれ前記積層体の最外層の負極板４の外面の保護部材７に隣接する領域に貼着され、保護部材の外面を横断して、中央部が前記積層体の端面に掛け渡されている。

電極体１では、前記積層体が膨張して厚さが増大してテープ６の張力が増大した場合に、保護部材７が張力を受け止めて負極板４の接触している領域全体に広く分散して力を作用させる。このため、テープ６の張力が負極板４の正極板３からの突出部を積層方向内側に折り曲げる力として作用せず、負極板４の端部が折れ曲がることを防止できる。

以下、当該蓄電素子の各構成要素について詳述する。

正極板３は、導電性を有する箔状乃至シート状の正極集電体と、この正極集電体両面に積層される正極活物質層とを有する。より詳しくは、正極板３は、正極集電体の両面に正極活物質層が積層される平面視（積層方向視）矩形状の電極部と、この電極部の第１辺から突出する正極タブ８とを有する。

正極集電体の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さとコストとのバランスからアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金が好ましく、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。

正極板の正極活物質層は、正極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、正極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

負極板４は、導電性を有する箔状乃至シート状の負極集電体と、この負極集電体の表面に積層される負極活物質層とを有する。具体的には、負極板４は、正極板３と同様に、負極集電体の表面に負極活物質層が積層される平面視矩形状の電極部と、この電極部から帯状に延出し、当該蓄電素子の電極端子に電気的に接続される負極タブ９とを有する。

負極板４の負極集電体の材質としては、銅又は銅合金が好ましい。また、負極集電体の形状としては、箔が好ましい。つまり、負極板４の負極集電体としては銅箔が好ましい。負極集電体として用いられる銅箔としては、例えば圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。

負極活物質層は、負極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、負極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

セパレータ５は、電解液が浸潤するシート状乃至フィルム状の材料から形成される。セパレータ５を形成する材料としては、例えば織布、不織布等を用いることもできるが、典型的には多孔性を有するシート状乃至フィルム状の樹脂が用いられる。このセパレータ５は、正極板３と負極板４とを隔離すると共に、正極板３と負極板４との間に電解液を保持する。

このセパレータ５の主成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン誘導体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステルなどを採用することができる。中でも、セパレータ５の主成分としては、耐電解液性、耐久性及び溶着性に優れるポリエチレン及びポリプロピレンが好適に用いられる。

セパレータ５は、両面又は片面（好ましくは正極板３に対向する面）に耐熱層、耐酸化層又はそれら両方を有することが好ましい。「耐熱層」は、セパレータ５の熱による破損を防止して、正極板と負極板との短絡をより確実に防止するものを意味する。一方、「耐酸化層」は、高電圧環境下でセパレータ５を保護するものを意味する。

セパレータ５の耐熱層又は耐酸化層は、多数の無機粒子と、この無機粒子間を接続するバインダとを含む構成とすることができる。

無機粒子の主成分としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレイ、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ベーマイト、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。中でも、耐熱層又は耐酸化層の無機粒子の主成分としては、アルミナ、シリカ及びチタニアが特に好ましい。

テープ６は、張力を発生する基材層と、負極板４及び保護部材に対する接着力を発現する粘着剤層とを有する構成とすることができる。

テープ６の基材層としては、樹脂フィルム、織布、不織布等を用いることができる。中でも、電解液を透過してセパレータ５への電解液の浸潤を促進することができる織布及び不織布が好適に利用される。また、セパレータ５への電解液の浸潤を促進するために、テープ６の基材層として樹脂フィルムに多数の細孔を形成したものを使用してもよい。テープ６の基材層の材質としては、電解液及び当該蓄電素子の熱に耐えられるものが好ましく、例えばポリプロピレン等が挙げられる。

テープ６の粘着剤層を構成する粘着剤としては、電解液に溶解しにくいものが好ましく、例えばアクリル系粘着剤等を用いることができる。また、テープ６の基材層として電解液を透過するものを用いる場合、テープ６の粘着剤層は、電解液の透過を阻害しないよう、パターニングして積層することが好ましい。

平面視における保護部材７の正極板３との重複幅（保護部材７が配置さる負極板４の端縁に垂直な方向の重複長さ）の下限としては、負極板４の正極板３からの突出長さの２倍が好ましく、３倍がより好ましい。一方、保護部材７の正極板３との重複幅の上限としては、負極板４の表面をテープ６の端部を貼着可能な最低限度露出させる幅とされる。保護部材７の正極板３との重複幅を前記下限以上とすることによって、テープ６の張力が作用したときに、てこの原理によってテープ６を負極板４から剥離させて平面視で正極板３に重複する側の側縁が浮き上がることを防止できる。

保護部材７の負極板４の端縁に沿う方向の長さの下限としては、テープ６の幅と等しい長さが好ましく、負極板４の端縁の長さの１／２がより好ましい。一方、保護部材７の負極板４の端縁に沿う方向の長さの上限としては、負極板４の端縁の長さと等しい長さが好ましい。保護部材７の負極板４の端縁に沿う方向の長さを前記下限以上とすることによって、テープ６の張力を幅方向に分散して最外層の負極板４の折れ曲がりを効果的に防止できる。また、保護部材７の負極板４の端縁に沿う方向の長さを前記上限以下とすることによって、ケース２内のデッドスペースが増加して当該蓄電素子のエネルギー密度が不必要に低下することを防止できる。

保護部材７の材質としては、十分な剛性を有するものであればよいが、例えばポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等を挙げることができる。樹脂を用いることで、金属等を用いる場合と比較して、軽量化することができる。

保護部材７の厚さの下限としては、材質及び平面寸法にもよるが、１０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。一方、保護部材７の厚さの上限としては、５００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましい。保護部材７の厚さを前記下限以上とすることによって、負極板４の破損を確実に防止することができる。また、保護部材７の厚さを前記上限以下とすることによって、当該蓄電素子のエネルギー密度が不必要に小さくなることを防止できる。以上のとおり、保護部材としては厚みが１０μｍ以上である樹脂が好ましい。

ケース２は、電極体１及び電解液を封入できるよう、密閉構造を有する。このようなケース２としては、例えば金属箔と樹脂フィルムとを接合したラミネートシートから形成される可撓性の袋体を用いてもよく、樹脂や金属から形成される堅固な容器を用いてもよいが、強度に優れると共にデッドスペースを小さくできる箱型（直方体形状）の金属製容器を用いることが好ましい。

ケース２には、図１に示すように、正極板３の正極タブ８が接続される正極外部端子１０と、負極板４の負極タブ９が接続される負極外部端子１１とが設けられる。つまり、電極体１は、正極外部端子１０及び負極外部端子１１を介して、外部の回路に接続される。

ケース２は、図１に示すように、有底四角筒状のケース本体１２と、このケース本体１２の開口を封止する板状の蓋体１３とを有する構成とすることができ。正極外部端子１０及び負極外部端子１１は、蓋体１３を貫通するよう設けることが好ましい。

また、蓄電素子は、図１に示すように、ケース２の内側で正極外部端子１１及び負極外部端子１２に取り付けられ、電極体１の正極タブ８及び負極タブ９が接続される正極接続部材１４及び負極接続部材１５をさらに備えてもよい。

電極体と共にケース２に封入される電解液としては、蓄電素子に通常用いられる公知の電解液が使用でき、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、又はジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネートを含有する溶媒に、リチウムヘキサフルオロホスフェート（ＬｉＰＦ_６）等を溶解した溶液を用いることができる。

図３に、本発明の図２とは異なる実施形態の電極体１ａを示す。図３の電極体１ａは、図２の電極体１に替えて図１の蓄電素子に用いることができる。

電極体１ａは、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６ａと、テープ６ａの張力による最外層の負極板４の変形を防止する保護部材７ａとを備える。

図３の電極体１ａにおける正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成は、図２の電極体１における正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成と同様である。このため、図３の電極体１ａについて、図２の電極体１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図３の電極体１ａにおけるテープ６ａの構成は、その両端が保護部材７の外面に貼着されており、負極板４には貼着されていない点を除いて、図２の電極体１におけるテープ６の構成と同様である。

図３の電極体１ａにおける保護部材７ａの構成は、平面形状が異なる点を除いて、図２の電極体１における保護部材７の構成と同様である。

保護部材７ａは、平面視で負極板４を横断し、負極板４の複数のテープ６ａの貼着領域が一体に接続されている。具体的には、保護部材７ａは、負極板４の外面全体を覆う板状とすることができる他、負極板４の外縁に沿う領域間を接続した任意の形状とすることができる。

本実施形態の電極体１ａでは、保護部材７ａの平面視で正極板３と重複する領域が最外層の負極板４から浮き上がって最外層の負極板４の端部の応力を集中させることを抑制できる。特に、テープ６ａを接着面に垂直方向に剥離させる力が作用しないので、保護部材７ａによる負極板４の損傷防止効果が損なわれにくい。

図４に、本発明の図２及び図３とは異なる実施形態の電極体１ｂを示す。図４の電極体１ｂは、図２の電極体１に替えて図１の蓄電素子に用いることができる。

電極体１ｂは、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６ａと、テープ６ａの張力による最外層の負極板４の変形を防止する保護部材７ｂとを備える。

図４の電極体１ｂにおける正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成は、図２の電極体１における正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成と同様である。このため、図４の電極体１ｂについて、図２の電極体１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図４の電極体１ｂにおけるテープ６ａの構成は、図３の電極体１ａにおけるテープ６ａの構成と同様である。

図４の電極体１ｂにおける保護部材７ｂの構成は、負極板４に対向する面に接着剤層１６を有することを除いて、図２の電極体１における保護部材７の構成と同様である。

本実施形態において、保護部材７ｂは、最外層の負極板４の外面に貼着される。これにより、保護部材７ｂは、正極板３と重複する領域が負極板４から浮き上がることなく、テープ６ａの張力を分散して負極板４の広い面に作用させられるので、最外層の負極板４の損傷を確実の防止できる。

図５に、本発明の図２乃至図４とは異なる実施形態の電極体１ｃを示す。図５の電極体１ｃは、図２の電極体１に替えて図１の蓄電素子に用いることができる。

電極体１ｃは、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６ｃと、テープ６ｃの張力による最外層の負極板４の変形を防止する保護部材７ｃとを備える。

図５の電極体１ｃにおける正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成は、図２の電極体１における正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成と同様である。このため、図５の電極体１ｃについて、図２の電極体１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図５の電極体１ｃにおけるテープ６ｃの構成は、後述する保護部材の形状に起因して、前記積層体の端面との間に隙間を形成するよう貼着される点を除いて、図２の電極体１におけるテープ６の構成と同様である。

図５の電極体１ｃにおける保護部材７ｃの構成は、形状が異なる点を除いて、図２の電極体１における保護部材７の構成と同様である。

保護部材７ｃは、前記積層体の最外層の負極板４の外面の少なくとも端縁に沿う領域に積層される板状の積層部１７と、前記積層体の最外層の負極板４の端縁に沿って配置され、前記積層体の積層方向に延びる板状の隣接部１８とを有する。

本実施形態の電極体１ｃでは、隣接部１８の積層方向内側の端部にテープ６ｃの張力が作用すること、及び隣接部１８が前記積層体の内側の複数の負極板４及びセパレータ５の端面に当接することから、保護部材７ｃ、特に積層部１７が傾斜することが防止されるので、最外層の負極板４の平面視で正極板３から突出する部分に積層方向内側に作用する曲げ応力を効果的に緩和することができる。

図６に、本発明の図２乃至図５とは異なる実施形態の電極体１ｄを示す。図６の電極体１ｄは、図２の電極体１に替えて図１の蓄電素子に用いることができる。

電極体１ｄは、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６ｄと、テープ６ｄの張力による最外層の負極板４の変形を防止する保護部材７ｄとを備える。

図６の電極体１ｄにおける正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成は、図２の電極体１における正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成と同様である。このため、図６の電極体１ｄについて、図２の電極体１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図６の電極体１ｄにおけるテープ６ｄの構成は、後述する保護部材７ｄの形状に起因して、前記積層体の最外層外面の端部に貼着される点を除いて、図２の電極体１におけるテープ６の構成と同様である。

図６の電極体１ｄにおける保護部材７ｄの構成は、形状が異なる点を除いて、図２の電極体１における保護部材７の構成と同様である。

保護部材７ｄは、前記積層体の最外層の負極板４の端縁に沿って配置され、前記積層体の積層方向に延びる板状の部材（隣接部）である。前記テープ６ｄは、前記積層体の最外層の負極板４の端部からこの保護部材７ｄの積層体と反対側の面を経由して、掛け渡され、積層方向両側の略部材７ｄの間の非貼着領域により前記積層体の位置ずれを防止する張力を発現する。

本実施形態の電極体１ｄでは、保護部材７ｄが積層方向内側の負極板４及びセパレータ５の端面に当接して、複数の負極板４及びセパレータ５にテープ６ｄの張力を分散させることで、最外層の負極板４に作用する曲げ応力を緩和することができる。

図７に、本発明の図２乃至図６とは異なる実施形態の電極体１ｅを示す。図７の電極体１ｅは、図２の電極体１に替えて図１の蓄電素子に用いることができる。

電極体１ｅは、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６ｅと、テープ６ｅの張力による最外層の負極板４の変形を防止する複数の保護部材７ｅとを備える。

図７の電極体１ｅにおける正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成は、図２の電極体１における正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成と同様である。このため、図７の電極体１ｅについて、図２の電極体１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図７の電極体１ｅにおけるテープ６ｅの構成は、後述する保護部材７ｅの形状に起因して、前記積層体の最外層外面の端部に貼着される点を除いて、図２の電極体１におけるテープ６の構成と同様である。

図７の電極体１ｅにおける保護部材７ｅは、セパレータ５間における正極板３の平面視外側領域に配置される帯状の部材（介在部）である。保護部材７ｅは、テープ６ｅの張力に抗して最外層の負極板４及び隣接するセパレータ５を積層方向内側から支持する。つまり、保護部材７ｅは、正極板３の平面視外側のセパレータ５間の隙間を埋めて、テープ６ｅの張力が積層方向内側の負極板４及びセパレータ５にも作用させることにより、最外層の負極板４の曲げを抑制する。

この保護部材７ｅは、セパレータ５間に保持されるよう、正極板３が嵌合する枠状に形成されてもよく、少なくとも一方のセパレータ５に貼着されてもよく、平面視で負極板４及びセパレータ５から僅かに突出して端面にテープ６ｅが貼着されてもよい。

図８に、本発明の参考形態の電極体１ｆを示す。図８の電極体１ｆは、図２の電極体１に替えて図１の蓄電素子に用いることができる。

電極体１ｆは、積層される複数の極板（正極板３及び負極板４）及び複数のセパレータ５と、正極板３、負極板４及びセパレータ５の積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープ６ｆとを備える。

図８の電極体１ｆにおける正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成は、図２の電極体１における正極板３、負極板４及びセパレータ５の構成と同様である。このため、図７の電極体１ｆについて、図２の電極体１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図８の電極体１ｆにおけるテープ６ｆは、テープ６ｆの張力による最外層の負極板４の変形を防止する保護構造として、最外層の負極板４の端縁に沿う方向の長さが大きくなっている。図８の参考形態では、図２〜図７の実施形態で用いられた保護部材を用いなくともよい。図８の電極体１ｆにおけるテープ６ｆの材質等は、図２の電極体１におけるテープ６の材質等と同様である。

テープ６ｆの最外層の負極板４の端縁に沿う方向の長さの下限としては、最外層の負極板４の端縁に沿う方向の長さの１／２が好ましく、２／３がより好ましい。一方、テープ６ｆの最外層の負極板４の端縁に沿う方向の長さの上限としては、最外層の負極板４の端縁に沿う方向の長さと等しい長さが好ましい。テープ６ｆの最外層の負極板４の端縁に沿う方向の長さを前記下限以上とすることによって、テープ６Ｆの張力を最外層の負極板４の端縁近傍領域の端縁に沿う方向の広い範囲に分散して作用させることができるので、負極板４の端部に作用する曲げ応力が比較的小さくなり、負極板４の変形が抑制される。

当該電極体において、前記テープが、電解液を透過する材質から形成されることが好ましい。この構成によれば、蓄電素子の製造時にテープを通して電極体の内部に電解液を含浸させられるので、蓄電素子の生産性を向上できる。

本発明に係る蓄電素子の一態様は、前記電極体と、前記電極体を収容するケースとを備える。当該蓄電素子は、積層ずれを防止しつ極板の損傷を防止できる前記電極体を使用するので、極板の損傷による内部短絡を防止することができる。

［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

上記の実施形態では、正極板と負極板とを交互に配置して、正極板と負極板との間にはそれぞれ１枚ずつセパレータが介している形態であったが、この形態に限定されない。例えば、正極板を袋状のセパレータに挿入したものと負極板とを交互に配置する形態であってもよい。また、セパレータがつづら折りに配置されており、つづら折りの一方から正極板、他方から負極板を挿入する形態であってもよい。

当該電極体は、最外層が正極板又はセパレータであってもよい。

本発明に係る電極体及び蓄電素子は、車両用の動力源として特に好適に利用することができる。また、本発明に係る電極体及び蓄電素子は、蓄電システム（大規模蓄電システム、家庭用小規模蓄電システム）、太陽光や風力等の自然エネルギーと組み合わせた分散電源システム、鉄道向け電源システム、無人搬送車（ＡＧＶ）向け電源システムといった産業用途にも好適に利用することができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 電極体
２ ケース
３ 正極板（第一極板）
４ 負極板（第二極板）
５ セパレータ
６，６ａ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ テープ
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ 保護部材
８ 正極タブ
９ 負極タブ
１０ 正極外部端子
１１ 負極外部端子
１２ ケース本体
１３ 蓋体
１４ 正極接続部材
１５ 負極接続部材
１６ 接着剤層
１７ 積層部
１８ 隣接部

Claims (5)

1. 積層された極板及びセパレータと、
   前記極板と前記セパレータとの積層体の最外層外面から積層方向に亘って備えられたテープと、
   前記テープの張力による前記最外層の極板又はセパレータの変形を防止する保護部材と
   を備える、電極体。
2. 前記保護部材が、前記積層体の最外層外面の少なくとも端縁に沿う領域に積層される積層部を有する
   請求項１に記載の電極体。
3. 前記保護部材が、前記積層体の最外層の端縁に沿って配置され、前記積層体の積層方向に延びる隣接部を有する
   請求項１又は請求項２に記載の電極体。
4. 前記極板が、第一極板と前記第一極板より面積の大きい第二極板からなり、
   前記第一極板と前記第二極板とが交互に積層され、
   複数の前記第二極板の間で前記第一極板が介在しない領域に前記保護部材が配置される、
   請求項１請求項２又は請求項３に記載の電極体。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極体と、
   前記電極体を収容するケースと
   を備える蓄電素子。

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