二次電池および二次電池を搭載した車両
【課題】エネルギ密度の向上を図ることができる二次電池を提供すること。
【解決手段】二次電池は、正極シート２１及び負極シート２２がセパレータ２３を介して交互に積層された積層体１４と、正極シート２１に接続される正極集電部４１とを備えている。正極集電部４１は、積層体１４の一側面１４ａに対向する正極側対向面４１ａを有しており、正極側対向面４１ａは積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びている。正極側対向面４１ａには正極側突条６１が設けられており、負極シート２２における正極側突条６１と対向する部位には正極側凹部６２が形成されている。正極側突条６１と正極シート２１とは電気的に接続されている。
【解決手段】二次電池は、正極シート２１及び負極シート２２がセパレータ２３を介して交互に積層された積層体１４と、正極シート２１に接続される正極集電部４１とを備えている。正極集電部４１は、積層体１４の一側面１４ａに対向する正極側対向面４１ａを有しており、正極側対向面４１ａは積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びている。正極側対向面４１ａには正極側突条６１が設けられており、負極シート２２における正極側突条６１と対向する部位には正極側凹部６２が形成されている。正極側突条６１と正極シート２１とは電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池および二次電池を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばリチウムイオンを吸蔵及び放出が可能な物質（活物質）を電極シートに塗布した二次電池は、そのエネルギ密度が高く、サイクル特性に優れた電池である。このような二次電池としては、電池ケース内に、正極シート及び負極シートがセパレータを介して積層された積層体を収容したものがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１の二次電池によれば、電池ケースには開口が設けられており、当該開口が集電部を備えた蓋部によって塞がれることにより、電池ケースは密閉されている。また、特許文献１の二次電池においては、負極シートが電池ケースに電気的に接続されているとともに、正極リードを介して正極シートと集電部とが電気的に接続されている。また、例えば図６に示すように、電池ケース１０１内に積層体１０２を収容した二次電池１００においては、積層体１０２を構成する正極シート１１１及び負極シート１１２それぞれに、各電極シート１１１，１１２の端縁の一部から突出した集電タブ１２１，１２２が設けられている。そして、各集電タブ１２１，１２２と、蓋部１０１ａに設けられた集電部としての各端子１３１，１３２とが、同一極性同士で電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図６に示すように、各電極シート１１１，１１２の端縁のうち各集電タブ１２１，１２２が設けられていない部位、すなわち集電部と接続されない部位は、各集電タブ１２１，１２２よりも低い位置にある。そして、その部位よりも上側には、充放電に寄与しない、詳細には活物質が設けられていないデッドスペースが形成される（図６における領域Ｓ参照）。すると、二次電池１００のエネルギ密度の低下が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、エネルギ密度の向上を図ることができる二次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】
【０００６】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、活物質が塗布された電極シートとしての正極シート及び負極シートが、セパレータを介して交互に積層された積層体と、前記正極シートに接続される正極集電部と、前記負極シートに接続される負極集電部と、を備えた二次電池において、前記正極集電部及び前記負極集電部は、前記積層体の一側面に対向する対向面を有するとともに、前記対向面は前記一側面における前記積層体の積層方向の幅全体に渡り延びた形状をなしており、前記正極集電部及び前記負極集電部の少なくとも一方の前記対向面には突部が設けられており、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性とは異なる極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位には凹部が設けられており、前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる発明によれば、積層体の一側面に対向する対向面に設けられた突部と、突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける突部と対向した部位との電気的接続によって、同一極性の集電部と電極シートとが電気的に接続されている。一方、凹部が設けられているため、異なる極性の集電部と電極シートとが接触せず、両者が電気的に接続されないようになっている。そして、電極シートにおいて凹部が設けられている部位以外の部位は突部の位置まで張り出している。これにより、電極シートにおいて、集電部と電気的に接続されない部位であっても、突部の位置まで張り出すことにより、活物質が設けられていないデッドスペースを小さくすることができ、エネルギ密度の向上を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記セパレータにおける前記突部と対向した部位は、前記正極シートおよび前記負極シートに融着していることを特徴とする。かかる発明によれば、各電極シートに対するセパレータの位置ずれを抑制することができる。よって、上記位置ずれに起因して、正極シートと負極シートとが接触する事態を回避することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記突部は、前記積層体の積層方向に延びた突条であることを特徴とする。かかる発明によれば、突条と各電極シートとを好適に接触させることができ、同一極性の集電部と電極シートとの電気的接続に関する信頼性の向上を図ることができる。また、１の突条が複数の電極シートと接触することとなるため、電極シート毎に突部が設けられている構成と比較して、突部の形状のバラつきに起因する接触ムラを低減することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とがインダイレクト溶接により接合されていることを特徴とする。かかる発明によれば、同一極性の集電部と電極シートとの電気的接続を好適に実現することができる。特に、請求項２に記載の発明との関係によれば、インダイレクト溶接の際に発生する熱によってセパレータが溶融して、正極シート及び負極シートに融着する。これにより、セパレータを融着させるための処理を別途行う必要がない。よって、上記位置ずれの抑制を容易に実現することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記突部は、前記一側面に向けて先細り形状をなしていることを特徴とする。かかる発明によれば、突部と、当該突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける突部と対向した部位との接触面積が小さくなっている。これにより、接触箇所における抵抗が大きくなるため、インダイレクト溶接を行う場合において、その接触箇所にて発生する熱が大きくなる。よって、両者の接合を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エネルギ密度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る二次電池の実施形態についてその概略を示す断面図。
【図２】積層体及び各集電部の概略を示す斜視図。
【図３】（ａ）負極シートの正面図、（ｂ）正極シートの正面図、（ｃ）セパレータの正面図、（ｄ）各電極シート及びセパレータを積層させた正面図。
【図４】（ａ）積層体及び正極集電部の接続態様を説明するための部分拡大図、（ｂ）Ａ−Ａ線断面図。
【図５】（ａ）正極集電部の別例を示す平面図、（ｂ）正極集電部の別例を示す斜視図、（ｃ）別例の正極集電部を用いた場合のＡ−Ａ線断面図。
【図６】従来例の二次電池の概略を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、車両に搭載された二次電池１０の概要について図１〜図３を用いて説明する。なお、図面の都合上、図１において各突条６１，７１を省略して示すとともに、積層体１４のハッチングを省略して示し、図２において各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の厚みを実際よりも大きくして示す。
【００１５】
図１に示すように、二次電池１０の外殻を構成する容器１１は、上方に開口した器部１２と、器部１２の開口を塞ぐ蓋部１３と、を備えている。容器１１内には、活物質が塗布された電極シートを複数積層してなる積層体１４と、電解液とが収容されている。図２に示すように、積層体１４は、電極シートとしての複数の正極シート２１及び複数の負極シート２２が、セパレータ２３を介して交互に積層されて構成されている。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は、長方形状をなしている。各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は同一の大きさに形成されている。これにより、これらを重ね合わせた場合に、各電極シート２１，２２の間にセパレータ２３が介在することとなり、各電極シート２１，２２間の短絡を抑制することができる。
【００１７】
図１に示すように、二次電池１０は、正極端子３１と負極端子３２とを備えている。正極端子３１は、複数の正極シート２１と電気的に接続される正極集電部４１と、当該正極集電部４１に一体形成された正極外部端子部４２とを備えている。図２に示すように、正極集電部４１は板状をなしている。正極集電部４１は、積層体１４に対してその積層方向に跨るように上方から取り付けられている。詳細には、正極集電部４１は、積層体１４の上側面である一側面１４ａと対向する正極側対向面４１ａを有している。正極側対向面４１ａは、積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びており、詳細には正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法と、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法とが略同一に設定されている。そして、正極側対向面４１ａと積層体１４の一側面１４ａとが接触し、且つ正極側対向面４１ａの積層方向の両端と積層体１４の一側面１４ａの積層方向の両端とが揃うように、正極集電部４１が積層体１４に取り付けられている。この場合、正極集電部４１は全ての正極シート２１に跨って配置されている。
【００１８】
図１に示すように、正極外部端子部４２は、正極集電部４１において正極側対向面４１ａとは反対の面に設けられており、容器１１の蓋部１３に設けられた貫通孔１３ａを介して容器１１から外方に突出している。
【００１９】
なお、図１に示すように、負極端子３２も、正極端子３１と同様に、積層体１４の一側面１４ａと対向する負極側対向面５１ａを有する負極集電部５１と、当該負極集電部５１に一体形成されたものであって蓋部１３の貫通孔１３ｂを介して容器１１から外方に突出した負極外部端子部５２とを備えている。図２に示すように、負極側対向面５１ａは、正極側対向面４１ａと同様に、積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びており、当該積層体１４の一側面１４ａと接触している。
【００２０】
図１に示すように、各電極シート２１，２２は、各集電部４１，５１が容器１１内に収容可能な範囲内で大きく形成されている。詳細には、各電極シート２１，２２における各集電部４１，５１の取付方向（容器１１の深さ方向）の長さ寸法は、容器１１の深さ寸法から各集電部４１，５１の厚み寸法を引いた寸法よりも若干短く設定されている。
【００２１】
次に、各集電部４１，５１と各電極シート２１，２２との接続態様について説明する。ここで、正極集電部４１及び各電極シート２１，２２の接続態様と、負極集電部５１及び各電極シート２１，２２の接続態様とは、極性が異なる点を除いて、基本的には同一であるため、正極集電部４１に係る接続態様について図２，３に加えて図４を用いて説明し、負極集電部５１については説明を省略する。
【００２２】
図２及び図４（ａ）に示すように、正極集電部４１の正極側対向面４１ａには、積層体１４の積層方向に延びた正極側突条６１が設けられている。正極側突条６１は、積層体１４の積層方向と直交する方向であって、各電極シート２１，２２の端縁のうち積層体１４の一側面１４ａを構成する端縁の延びる方向に並んで複数設けられており、詳細には各電極シート２１，２２の長手方向に並んで複数設けられている。図４（ａ）に示すように、正極側突条６１は積層体１４の一側面１４ａに向けて先細り形状をなしており、積層体１４の一側面１４ａに向けて尖っている。
【００２３】
図２及び図４（ａ）に示すように、負極シート２２には、正極集電部４１に対応させて、正極側突条６１と対向する部位（端部）を切り欠くことにより正極側凹部６２が形成されている。正極側凹部６２は、正極集電部４１（正極側突条６１）と接触しない範囲内で小さく形成されており、詳細には正極側凹部６２の幅寸法は、正極集電部４１の幅寸法と同一又はそれよりも若干大きく設定されている。
【００２４】
これに対して、図４（ａ），（ｂ）に示すように、正極集電部４１と同一極性の正極シート２１において正極側突条６１と対向する部位（端部）には、活物質が除去された正極側金属部６３が形成されている。図４（ａ）に示すように、正極側金属部６３の幅寸法は、正極側凹部６２の幅寸法と同一に設定されている。積層体１４において、正極側金属部６３と正極側凹部６２とは、セパレータ２３を介して積層方向に重なり合っている。正極側突条６１と正極側金属部６３とは接触しており、その接触箇所はインダイレクト溶接により接合されている。なお、正極側金属部６３の深さ寸法は、正極側凹部６２の深さ寸法よりも短く設定されているが、これに限られず、両者の深さ寸法を同一にしてもよい。
【００２５】
また、図２に示すように、負極集電部５１の負極側対向面５１ａには負極側突条７１が設けられている。そして、図３（ａ），（ｂ）に示すように、正極シート２１には負極側凹部７２が形成されており、負極シート２２には負極側金属部７３が形成されている。
【００２６】
次に、本実施形態における二次電池１０の作用について説明する。
図１に示すように、負極シート２２に正極側凹部６２が設けられ、正極シート２１に負極側凹部７２が設けられているため、各電極シート２１，２２と各集電部４１，５１とにおいて、異なる極性のものが接触しないようになっている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、正極集電部４１の正極側突条６１は、正極シート２１の正極側金属部６３とは溶接されている一方、負極シート２２とは接触していない。この場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように、負極シート２２において正極側凹部６２が設けられていない端縁及び正極シート２１の端縁は、正極集電部４１の正極側突条６１の先端部と同一高さ位置まで張り出している。つまり、図１に示すように、積層体１４において各集電部４１，５１が取り付けられる一側面１４ａは、各凹部６２，７２が形成されている箇所を除いて面一となっており、各集電部４１，５１が配置されるスペースを残しつつ蓋部１３側に張り出している。
【００２７】
次に、二次電池１０の製造方法における積層体１４と各集電部４１，５１との溶接工程及び作用について説明する。なお、正極側と負極側とは、極性が異なる点を除いて同一であるため、基本的には正極側についてのみ説明する。
【００２８】
先ず、正極集電部４１の正極側突条６１が積層体１４の一側面１４ａにおける正極側金属部６３及び正極側凹部６２が重なっている部位と接触するように、正極集電部４１を上方から配置する（図４（ａ）参照）。この場合、図４（ｂ）に示すように、正極側突条６１は、正極側金属部６３とは接触する一方、負極シート２２とは接触しない。そして、図４（ａ）に示すように、正極集電部４１において正極側突条６１の配列方向の両端間に電圧を印加する。これにより、各正極側突条６１及び各正極シート２１の接触箇所に電流が流れ、各正極側突条６１と各正極シート２１とが一括で溶接される（インダイレクト溶接）。一方、正極側突条６１は負極シート２２に接触しないため、両者の間には電流が流れず、両者は溶接されない（電気的に接続されない）。
【００２９】
ここで、正極側突条６１が先細り形状となっているため、正極側突条６１と正極シート２１（正極側金属部６３）との接触面積が小さくなっている。これにより、接触箇所の抵抗が大きくなり、インダイレクト溶接において接触箇所にて発生する熱量が大きくなる。よって、両者の溶接を好適に行うことができる。特に、正極シート２１の正極側金属部６３には活物質が設けられていないため、インダイレクト溶接における活物質に起因する溶接強度の低下を抑制することができるとともに、活物質に起因する伝導性の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、インダイレクト溶接によって生じた熱によってセパレータ２３の一部が溶融して、各電極シート２１，２２に対して融着する（図４（ｂ）参照）。詳細には、インダイレクト溶接に係る電圧印加によって、セパレータ２３においてインダイレクト溶接に係る電流経路と接している部位、具体的には正極側突条６１（又は正極側金属部６３）と接触している部位が溶融して各電極シート２１，２２に融着する。つまり、セパレータ２３における正極側突条６１と対向する部位が各電極シート２１，２２に融着する。これにより、各電極シート２１，２２に対するセパレータ２３の位置ずれが発生しないようになっている。
【００３１】
以上詳述した本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）各集電部４１，５１は積層体１４の一側面１４ａに対向する各対向面４１ａ，５１ａを有し、各対向面４１ａ，５１ａを、積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びた形状とした。そして、各対向面４１ａ，５１ａに各突条６１，７１を設け、各電極シート２２，２１において、異なる極性の集電部の突条と対向する部位には各凹部６２，７２を形成し、異なる極性の集電部と電極シートとが溶接されることを回避した。また、各電極シート２２，２１において、各凹部６２，７２を除いた端縁は、各集電部４１，５１との溶接位置、詳細には各突条６１，７１の先端部と同一高さ位置まで張り出している。これにより、各電極シート２１，２２において各集電部４１，５１と電気的に接続されない部位であっても、各突条６１，７１の先端部まで張り出すことにより、容器１１内に占める各電極シート２１，２２の割合を大きくすることができる。よって、二次電池１０のエネルギ密度の向上を図ることができる。
【００３２】
（２）積層体１４の積層方向に延びた各突条６１，７１を採用したことにより、インダイレクト溶接時に各集電部４１，５１が積層方向へ位置ずれした場合であっても、各集電部４１，５１及び各電極シート２１，２２の同一極性同士が好適に接触し、インダイレクト溶接を好適に行うことができる。これにより、同一極性同士の各集電部４１，５１及び各電極シート２１，２２の電気的接続に関する信頼性の向上を図ることができる。また、１の突条が複数の電極シートと接触することとなるため、電極シート毎に突部を設ける構成と比較して、突部の形状のバラつきに起因する溶接ムラ（接触ムラ）を抑制することができる。
【００３３】
（３）セパレータ２３における各突条６１，７１と対向した部位は、各電極シート２１，２２に融着している。これにより、各電極シート２１，２２に対するセパレータ２３の位置ずれを抑制することができる。よって、セパレータ２３の位置ずれに起因する各電極シート２１，２２間の短絡を抑制することができる。
【００３４】
（４）正極側突条６１と、正極シート２１における正極側突条６１と対向した部位とがインダイレクト溶接によって接合されている。これにより、両者の電気的接続が実現されている。特に、インダイレクト溶接を行うことに伴って、セパレータ２３における各突条６１，７１と対向した部位が溶融して、各電極シート２１，２２に融着される。これにより、上記融着のための処理を別途実行する必要がない。よって、上記融着を容易に実現することができる。
【００３５】
また、正極側突条６１は積層体１４の一側面１４ａ側に向けて先細り形状となっているため、正極側突条６１と正極シート２１（正極側金属部６３）との接触面積が小さくなっている。これにより、インダイレクト溶接において接触箇所にて発生する熱が大きくなるため、両者の接合を好適に行うことができる。
【００３６】
（５）正極側突条６１は、各電極シート２１，２２の長手方向に複数並んで配置されている。これにより、正極集電部４１において正極側突条６１の配列方向の両端間に電圧を印加した場合に、各正極側突条６１と正極シート２１とが一括して溶接される。よって、１回の電圧印加で、複数箇所のインダイレクト溶接を実現することができ、インダイレクト溶接の容易化を図ることができる。
【００３７】
（６）各電極シート２１，２２において、同一極性の集電部の突条と対向する部位に、活物質を除去した各金属部６３，７３を形成した。積層体１４において、セパレータ２３を介して、正極側金属部６３と正極側凹部６２とが重なっているとともに、負極側金属部７３と負極側凹部７２とが重なっている。各凹部６２，７２が形成されている箇所は充放電に寄与しないデッドスペースである。すなわち、デッドスペースを利用して、インダイレクト溶接を好適に行うための各金属部６３，７３が形成されていると言える。これにより、各凹部６２，７２を形成したことに起因するデッドスペースを利用しつつ、インダイレクト溶接を好適に行うことができる。
【００３８】
本発明では以下のように実施してもよい。
○ 実施形態では、各電極シート２１，２２における各集電部４１，５１（各突条６１，７１）が接触する側の端部のうち、同一極性の集電部と対向する部位のみに、活物質が除去された各金属部６３，７３を形成したが、これに限られず、例えば上記端部全体に亘って活物質を除去してもよい。この場合、積層体１４に対する各集電部４１，５１の各電極シート２１，２２の長手方向への位置ずれが発生した場合であっても、インダイレクト溶接を好適に行うことができる。但し、エネルギ密度の観点に着目すれば、活物質を除去する領域は、溶接が可能な範囲内で小さく設定されている方がよい。
【００３９】
○ 図５（ａ）に示すように、正極集電部８１において、積層体１４の積層方向、換言すればインダイレクト溶接に係る電圧印加方向と交差する（直交する）方向に延びるスリット８２を形成してもよい。この場合、正極集電部８１の両端間に電圧を印加した場合に、スリット８２によって両端が短絡する事態を回避することができる。詳細には、スリット８２が形成されているため、正極集電部８１内での両端間の抵抗が大きくなり、正極集電部８１内を電流が流れにくくなる。そして、その分だけ正極集電部８１及び正極シート２１間を流れる電流が大きくなる。これにより、正極集電部８１及び正極シート２１間の電流密度を高めることができ、インダイレクト溶接をより好適に行うことができる。
【００４０】
○ 図５（ｂ），（ｃ）に示すように、正極集電部９１において積層体１４の一側面１４ａと対向する正極側対向面９１ａに、正極側突条６１に代えて、複数の突起部９２を所定の間隔だけ離間させて形成してもよい。この場合、各突起部９２と各正極シート２１とが接触するように、正極シート２１の積層間隔に対応させて、各突起部９２の積層方向のピッチを設定する。但し、積層方向の位置合わせを容易に行うことができる点、及び信頼性の観点に着目すれば、積層方向に延びた正極側突条６１を設ける構成の方が好ましい。
【００４１】
○ 各凹部６２，７２は、異なる極性の集電部と接触しないよう構成されていればよく、その具体的な形状は任意である。但し、エネルギ密度を高める観点に着目すれば、異なる極性の集電部と接触しない範囲内で小さく形成されているのが好ましい。また、振動が付与された場合に接触しないようにする点に着目すれば、各凹部６２，７２の深さ寸法を各金属部６３，７３の深さ寸法よりも大きく設定するとよい。
【００４２】
また、複数の正極側突条６１に対して１の正極側凹部６２を設ける構成としたが、これに限られず、例えば各正極側突条６１それぞれに対して正極側凹部を設ける構成としてもよい。具体的には、負極シート２２において各正極側突条６１に対向する各部位それぞれに、幅寸法が正極側突条６１の先端部よりも大きく且つ正極側突条６１のピッチよりも小さい正極側凹部を設ける。そして、正極シート２１において各正極側突条６１に対向する各部位それぞれに、正極側凹部と同一形状の正極側金属部を設ける。かかる構成によれば、各正極側凹部間の領域を、活物質の領域にすることができ、エネルギ密度の更なる向上を図ることができる。但し、積層体１４に対する正極集電部４１の各電極シート２１，２２の長手方向の位置ずれに起因する短絡を抑制する観点に着目すれば、複数の正極側突条６１に対して１の正極側凹部６２を設ける構成の方が好ましい。
【００４３】
○ 各突条６１，７１は、積層体１４の一側面１４ａに向けて先細りとなっていればよく、その具体的な形状は任意である。
○ セパレータ２３は、各突条６１，７１と接触する構成としたが、これに限られず、接触しない構成としてもよい。この場合であっても、各金属部６３，７３と接触している箇所が溶融して、セパレータ２３と各電極シート２１，２２とが接合する。但し、セパレータ２３をより好適に融着させること及び各電極シート２１，２２間の短絡を抑制すること等に着目すれば、セパレータ２３と各突条６１，７１とが接触している構成の方がよい。
【００４４】
○ 実施形態では、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３が同一形状に形成されていたが、これに限られず、例えばセパレータ２３を各電極シート２１，２２よりも若干大きく形成してもよい。また、正極シート２１を、負極シート２２よりも小さく形成してもよい。この場合、積層体１４において各集電部４１，５１が取り付けられる一側面１４ａが面一となるように、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の相対位置を設定するとよい。これにより、インダイレクト溶接の信頼性を高めつつ、各電極シート２１，２２間の短絡をより好適に抑制することができるとともに、負極側にて正極物質が析出することを抑制することができる。但し、セパレータ２３を各電極シート２１，２２よりも大きく形成し、正極シート２１を負極シート２２よりも小さく形成すると、充放電に寄与しないデッドスペースが発生する。このため、エネルギ密度の点に着目すれば、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を同一に形成する方がよい。
【００４５】
○ 実施形態では、各集電部４１，５１が取り付けられる積層体１４の一側面１４ａは上側面であったが、これに限られず、積層体１４の右側面、左側面又は下側面であってもよい。この場合、それに合わせて、各凹部６２，７２及び各金属部６３，７３の位置を変更する。
【００４６】
○ 正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法と、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法とが略同一に設定されていたが、これに限られない。要は、各集電部４１，５１が、積層体１４を構成する各電極シート２１，２２及びセパレータ２３に跨って配置されるべく、各対向面４１ａ，５１ａは、積層体１４の一側面１４ａにおける積層体１４の積層方向の幅全体に渡って延びていればよい。
【００４７】
例えば、正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法を、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法よりも大きく設定してもよい。この場合、正極集電部４１が積層体１４に対して積層方向に位置ずれした場合であっても、正極集電部４１と各正極シート２１とを接触させることができる。但し、上記構成では、正極集電部４１の一部が、積層体１４に対してその積層方向に突出してしまい、積層体１４の積層方向の両端側に充放電に寄与しないデッドスペースが形成され得る。このため、エネルギ密度の観点に着目すれば、正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法と、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法とが略同一に設定されている方がよい。
【００４８】
○ 実施形態では、各電極シート２１，２２は長方形状に形成されていたが、これに限られず、例えば正方形状に形成してもよい。
○ 実施形態では、正極側及び負極側双方について本発明を適用したが、これに限られず、いずれか一方のみについて本発明を適用してもよい。
【００４９】
○ 実施形態では、二次電池１０は車両に搭載されていたが、搭載される対象はこれに限られず、例えば車両以外のものであってもよい。
上述した実施形態及び別例から把握できる技術思想について以下に記載する。
【００５０】
（イ）前記各集電体のうち少なくとも一方には、前記積層方向に延びたスリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の二次電池。
（ロ）前記突部は、前記対向面において、前記積層方向と直交する方向であって前記各電極シートの端縁のうち前記積層体の一側面を構成する端縁の延びる方向に複数並んで設けられていることを特徴とする請求項１〜５及び技術思想（イ）のうちいずれか一項に記載の二次電池。
【００５１】
（ハ）前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位には、前記活物質が除去された金属部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５及び技術思想（イ），（ロ）のうちいずれか一項に記載の二次電池。
【符号の説明】
【００５２】
１０…二次電池、１１…容器、１４…積層体、１４ａ…一側面、２１…電極シートとしての正極シート、２２…電極シートとしての負極シート、２３…セパレータ、４１…正極集電部、４１ａ…正極側対向面、５１…負極集電部、５１ａ…負極側対向面、６１…正極側突条、６２…正極側凹部、６３…正極側金属部、７１…負極側突条、７２…負極側凹部、７３…負極側金属部、８２…スリット、９２…突起部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池および二次電池を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばリチウムイオンを吸蔵及び放出が可能な物質（活物質）を電極シートに塗布した二次電池は、そのエネルギ密度が高く、サイクル特性に優れた電池である。このような二次電池としては、電池ケース内に、正極シート及び負極シートがセパレータを介して積層された積層体を収容したものがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１の二次電池によれば、電池ケースには開口が設けられており、当該開口が集電部を備えた蓋部によって塞がれることにより、電池ケースは密閉されている。また、特許文献１の二次電池においては、負極シートが電池ケースに電気的に接続されているとともに、正極リードを介して正極シートと集電部とが電気的に接続されている。また、例えば図６に示すように、電池ケース１０１内に積層体１０２を収容した二次電池１００においては、積層体１０２を構成する正極シート１１１及び負極シート１１２それぞれに、各電極シート１１１，１１２の端縁の一部から突出した集電タブ１２１，１２２が設けられている。そして、各集電タブ１２１，１２２と、蓋部１０１ａに設けられた集電部としての各端子１３１，１３２とが、同一極性同士で電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図６に示すように、各電極シート１１１，１１２の端縁のうち各集電タブ１２１，１２２が設けられていない部位、すなわち集電部と接続されない部位は、各集電タブ１２１，１２２よりも低い位置にある。そして、その部位よりも上側には、充放電に寄与しない、詳細には活物質が設けられていないデッドスペースが形成される（図６における領域Ｓ参照）。すると、二次電池１００のエネルギ密度の低下が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、エネルギ密度の向上を図ることができる二次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】
【０００６】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、活物質が塗布された電極シートとしての正極シート及び負極シートが、セパレータを介して交互に積層された積層体と、前記正極シートに接続される正極集電部と、前記負極シートに接続される負極集電部と、を備えた二次電池において、前記正極集電部及び前記負極集電部は、前記積層体の一側面に対向する対向面を有するとともに、前記対向面は前記一側面における前記積層体の積層方向の幅全体に渡り延びた形状をなしており、前記正極集電部及び前記負極集電部の少なくとも一方の前記対向面には突部が設けられており、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性とは異なる極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位には凹部が設けられており、前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる発明によれば、積層体の一側面に対向する対向面に設けられた突部と、突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける突部と対向した部位との電気的接続によって、同一極性の集電部と電極シートとが電気的に接続されている。一方、凹部が設けられているため、異なる極性の集電部と電極シートとが接触せず、両者が電気的に接続されないようになっている。そして、電極シートにおいて凹部が設けられている部位以外の部位は突部の位置まで張り出している。これにより、電極シートにおいて、集電部と電気的に接続されない部位であっても、突部の位置まで張り出すことにより、活物質が設けられていないデッドスペースを小さくすることができ、エネルギ密度の向上を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記セパレータにおける前記突部と対向した部位は、前記正極シートおよび前記負極シートに融着していることを特徴とする。かかる発明によれば、各電極シートに対するセパレータの位置ずれを抑制することができる。よって、上記位置ずれに起因して、正極シートと負極シートとが接触する事態を回避することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記突部は、前記積層体の積層方向に延びた突条であることを特徴とする。かかる発明によれば、突条と各電極シートとを好適に接触させることができ、同一極性の集電部と電極シートとの電気的接続に関する信頼性の向上を図ることができる。また、１の突条が複数の電極シートと接触することとなるため、電極シート毎に突部が設けられている構成と比較して、突部の形状のバラつきに起因する接触ムラを低減することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とがインダイレクト溶接により接合されていることを特徴とする。かかる発明によれば、同一極性の集電部と電極シートとの電気的接続を好適に実現することができる。特に、請求項２に記載の発明との関係によれば、インダイレクト溶接の際に発生する熱によってセパレータが溶融して、正極シート及び負極シートに融着する。これにより、セパレータを融着させるための処理を別途行う必要がない。よって、上記位置ずれの抑制を容易に実現することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記突部は、前記一側面に向けて先細り形状をなしていることを特徴とする。かかる発明によれば、突部と、当該突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける突部と対向した部位との接触面積が小さくなっている。これにより、接触箇所における抵抗が大きくなるため、インダイレクト溶接を行う場合において、その接触箇所にて発生する熱が大きくなる。よって、両者の接合を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エネルギ密度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る二次電池の実施形態についてその概略を示す断面図。
【図２】積層体及び各集電部の概略を示す斜視図。
【図３】（ａ）負極シートの正面図、（ｂ）正極シートの正面図、（ｃ）セパレータの正面図、（ｄ）各電極シート及びセパレータを積層させた正面図。
【図４】（ａ）積層体及び正極集電部の接続態様を説明するための部分拡大図、（ｂ）Ａ−Ａ線断面図。
【図５】（ａ）正極集電部の別例を示す平面図、（ｂ）正極集電部の別例を示す斜視図、（ｃ）別例の正極集電部を用いた場合のＡ−Ａ線断面図。
【図６】従来例の二次電池の概略を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、車両に搭載された二次電池１０の概要について図１〜図３を用いて説明する。なお、図面の都合上、図１において各突条６１，７１を省略して示すとともに、積層体１４のハッチングを省略して示し、図２において各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の厚みを実際よりも大きくして示す。
【００１５】
図１に示すように、二次電池１０の外殻を構成する容器１１は、上方に開口した器部１２と、器部１２の開口を塞ぐ蓋部１３と、を備えている。容器１１内には、活物質が塗布された電極シートを複数積層してなる積層体１４と、電解液とが収容されている。図２に示すように、積層体１４は、電極シートとしての複数の正極シート２１及び複数の負極シート２２が、セパレータ２３を介して交互に積層されて構成されている。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は、長方形状をなしている。各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は同一の大きさに形成されている。これにより、これらを重ね合わせた場合に、各電極シート２１，２２の間にセパレータ２３が介在することとなり、各電極シート２１，２２間の短絡を抑制することができる。
【００１７】
図１に示すように、二次電池１０は、正極端子３１と負極端子３２とを備えている。正極端子３１は、複数の正極シート２１と電気的に接続される正極集電部４１と、当該正極集電部４１に一体形成された正極外部端子部４２とを備えている。図２に示すように、正極集電部４１は板状をなしている。正極集電部４１は、積層体１４に対してその積層方向に跨るように上方から取り付けられている。詳細には、正極集電部４１は、積層体１４の上側面である一側面１４ａと対向する正極側対向面４１ａを有している。正極側対向面４１ａは、積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びており、詳細には正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法と、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法とが略同一に設定されている。そして、正極側対向面４１ａと積層体１４の一側面１４ａとが接触し、且つ正極側対向面４１ａの積層方向の両端と積層体１４の一側面１４ａの積層方向の両端とが揃うように、正極集電部４１が積層体１４に取り付けられている。この場合、正極集電部４１は全ての正極シート２１に跨って配置されている。
【００１８】
図１に示すように、正極外部端子部４２は、正極集電部４１において正極側対向面４１ａとは反対の面に設けられており、容器１１の蓋部１３に設けられた貫通孔１３ａを介して容器１１から外方に突出している。
【００１９】
なお、図１に示すように、負極端子３２も、正極端子３１と同様に、積層体１４の一側面１４ａと対向する負極側対向面５１ａを有する負極集電部５１と、当該負極集電部５１に一体形成されたものであって蓋部１３の貫通孔１３ｂを介して容器１１から外方に突出した負極外部端子部５２とを備えている。図２に示すように、負極側対向面５１ａは、正極側対向面４１ａと同様に、積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びており、当該積層体１４の一側面１４ａと接触している。
【００２０】
図１に示すように、各電極シート２１，２２は、各集電部４１，５１が容器１１内に収容可能な範囲内で大きく形成されている。詳細には、各電極シート２１，２２における各集電部４１，５１の取付方向（容器１１の深さ方向）の長さ寸法は、容器１１の深さ寸法から各集電部４１，５１の厚み寸法を引いた寸法よりも若干短く設定されている。
【００２１】
次に、各集電部４１，５１と各電極シート２１，２２との接続態様について説明する。ここで、正極集電部４１及び各電極シート２１，２２の接続態様と、負極集電部５１及び各電極シート２１，２２の接続態様とは、極性が異なる点を除いて、基本的には同一であるため、正極集電部４１に係る接続態様について図２，３に加えて図４を用いて説明し、負極集電部５１については説明を省略する。
【００２２】
図２及び図４（ａ）に示すように、正極集電部４１の正極側対向面４１ａには、積層体１４の積層方向に延びた正極側突条６１が設けられている。正極側突条６１は、積層体１４の積層方向と直交する方向であって、各電極シート２１，２２の端縁のうち積層体１４の一側面１４ａを構成する端縁の延びる方向に並んで複数設けられており、詳細には各電極シート２１，２２の長手方向に並んで複数設けられている。図４（ａ）に示すように、正極側突条６１は積層体１４の一側面１４ａに向けて先細り形状をなしており、積層体１４の一側面１４ａに向けて尖っている。
【００２３】
図２及び図４（ａ）に示すように、負極シート２２には、正極集電部４１に対応させて、正極側突条６１と対向する部位（端部）を切り欠くことにより正極側凹部６２が形成されている。正極側凹部６２は、正極集電部４１（正極側突条６１）と接触しない範囲内で小さく形成されており、詳細には正極側凹部６２の幅寸法は、正極集電部４１の幅寸法と同一又はそれよりも若干大きく設定されている。
【００２４】
これに対して、図４（ａ），（ｂ）に示すように、正極集電部４１と同一極性の正極シート２１において正極側突条６１と対向する部位（端部）には、活物質が除去された正極側金属部６３が形成されている。図４（ａ）に示すように、正極側金属部６３の幅寸法は、正極側凹部６２の幅寸法と同一に設定されている。積層体１４において、正極側金属部６３と正極側凹部６２とは、セパレータ２３を介して積層方向に重なり合っている。正極側突条６１と正極側金属部６３とは接触しており、その接触箇所はインダイレクト溶接により接合されている。なお、正極側金属部６３の深さ寸法は、正極側凹部６２の深さ寸法よりも短く設定されているが、これに限られず、両者の深さ寸法を同一にしてもよい。
【００２５】
また、図２に示すように、負極集電部５１の負極側対向面５１ａには負極側突条７１が設けられている。そして、図３（ａ），（ｂ）に示すように、正極シート２１には負極側凹部７２が形成されており、負極シート２２には負極側金属部７３が形成されている。
【００２６】
次に、本実施形態における二次電池１０の作用について説明する。
図１に示すように、負極シート２２に正極側凹部６２が設けられ、正極シート２１に負極側凹部７２が設けられているため、各電極シート２１，２２と各集電部４１，５１とにおいて、異なる極性のものが接触しないようになっている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、正極集電部４１の正極側突条６１は、正極シート２１の正極側金属部６３とは溶接されている一方、負極シート２２とは接触していない。この場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように、負極シート２２において正極側凹部６２が設けられていない端縁及び正極シート２１の端縁は、正極集電部４１の正極側突条６１の先端部と同一高さ位置まで張り出している。つまり、図１に示すように、積層体１４において各集電部４１，５１が取り付けられる一側面１４ａは、各凹部６２，７２が形成されている箇所を除いて面一となっており、各集電部４１，５１が配置されるスペースを残しつつ蓋部１３側に張り出している。
【００２７】
次に、二次電池１０の製造方法における積層体１４と各集電部４１，５１との溶接工程及び作用について説明する。なお、正極側と負極側とは、極性が異なる点を除いて同一であるため、基本的には正極側についてのみ説明する。
【００２８】
先ず、正極集電部４１の正極側突条６１が積層体１４の一側面１４ａにおける正極側金属部６３及び正極側凹部６２が重なっている部位と接触するように、正極集電部４１を上方から配置する（図４（ａ）参照）。この場合、図４（ｂ）に示すように、正極側突条６１は、正極側金属部６３とは接触する一方、負極シート２２とは接触しない。そして、図４（ａ）に示すように、正極集電部４１において正極側突条６１の配列方向の両端間に電圧を印加する。これにより、各正極側突条６１及び各正極シート２１の接触箇所に電流が流れ、各正極側突条６１と各正極シート２１とが一括で溶接される（インダイレクト溶接）。一方、正極側突条６１は負極シート２２に接触しないため、両者の間には電流が流れず、両者は溶接されない（電気的に接続されない）。
【００２９】
ここで、正極側突条６１が先細り形状となっているため、正極側突条６１と正極シート２１（正極側金属部６３）との接触面積が小さくなっている。これにより、接触箇所の抵抗が大きくなり、インダイレクト溶接において接触箇所にて発生する熱量が大きくなる。よって、両者の溶接を好適に行うことができる。特に、正極シート２１の正極側金属部６３には活物質が設けられていないため、インダイレクト溶接における活物質に起因する溶接強度の低下を抑制することができるとともに、活物質に起因する伝導性の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、インダイレクト溶接によって生じた熱によってセパレータ２３の一部が溶融して、各電極シート２１，２２に対して融着する（図４（ｂ）参照）。詳細には、インダイレクト溶接に係る電圧印加によって、セパレータ２３においてインダイレクト溶接に係る電流経路と接している部位、具体的には正極側突条６１（又は正極側金属部６３）と接触している部位が溶融して各電極シート２１，２２に融着する。つまり、セパレータ２３における正極側突条６１と対向する部位が各電極シート２１，２２に融着する。これにより、各電極シート２１，２２に対するセパレータ２３の位置ずれが発生しないようになっている。
【００３１】
以上詳述した本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）各集電部４１，５１は積層体１４の一側面１４ａに対向する各対向面４１ａ，５１ａを有し、各対向面４１ａ，５１ａを、積層体１４の一側面１４ａにおける積層方向の幅全体に渡り延びた形状とした。そして、各対向面４１ａ，５１ａに各突条６１，７１を設け、各電極シート２２，２１において、異なる極性の集電部の突条と対向する部位には各凹部６２，７２を形成し、異なる極性の集電部と電極シートとが溶接されることを回避した。また、各電極シート２２，２１において、各凹部６２，７２を除いた端縁は、各集電部４１，５１との溶接位置、詳細には各突条６１，７１の先端部と同一高さ位置まで張り出している。これにより、各電極シート２１，２２において各集電部４１，５１と電気的に接続されない部位であっても、各突条６１，７１の先端部まで張り出すことにより、容器１１内に占める各電極シート２１，２２の割合を大きくすることができる。よって、二次電池１０のエネルギ密度の向上を図ることができる。
【００３２】
（２）積層体１４の積層方向に延びた各突条６１，７１を採用したことにより、インダイレクト溶接時に各集電部４１，５１が積層方向へ位置ずれした場合であっても、各集電部４１，５１及び各電極シート２１，２２の同一極性同士が好適に接触し、インダイレクト溶接を好適に行うことができる。これにより、同一極性同士の各集電部４１，５１及び各電極シート２１，２２の電気的接続に関する信頼性の向上を図ることができる。また、１の突条が複数の電極シートと接触することとなるため、電極シート毎に突部を設ける構成と比較して、突部の形状のバラつきに起因する溶接ムラ（接触ムラ）を抑制することができる。
【００３３】
（３）セパレータ２３における各突条６１，７１と対向した部位は、各電極シート２１，２２に融着している。これにより、各電極シート２１，２２に対するセパレータ２３の位置ずれを抑制することができる。よって、セパレータ２３の位置ずれに起因する各電極シート２１，２２間の短絡を抑制することができる。
【００３４】
（４）正極側突条６１と、正極シート２１における正極側突条６１と対向した部位とがインダイレクト溶接によって接合されている。これにより、両者の電気的接続が実現されている。特に、インダイレクト溶接を行うことに伴って、セパレータ２３における各突条６１，７１と対向した部位が溶融して、各電極シート２１，２２に融着される。これにより、上記融着のための処理を別途実行する必要がない。よって、上記融着を容易に実現することができる。
【００３５】
また、正極側突条６１は積層体１４の一側面１４ａ側に向けて先細り形状となっているため、正極側突条６１と正極シート２１（正極側金属部６３）との接触面積が小さくなっている。これにより、インダイレクト溶接において接触箇所にて発生する熱が大きくなるため、両者の接合を好適に行うことができる。
【００３６】
（５）正極側突条６１は、各電極シート２１，２２の長手方向に複数並んで配置されている。これにより、正極集電部４１において正極側突条６１の配列方向の両端間に電圧を印加した場合に、各正極側突条６１と正極シート２１とが一括して溶接される。よって、１回の電圧印加で、複数箇所のインダイレクト溶接を実現することができ、インダイレクト溶接の容易化を図ることができる。
【００３７】
（６）各電極シート２１，２２において、同一極性の集電部の突条と対向する部位に、活物質を除去した各金属部６３，７３を形成した。積層体１４において、セパレータ２３を介して、正極側金属部６３と正極側凹部６２とが重なっているとともに、負極側金属部７３と負極側凹部７２とが重なっている。各凹部６２，７２が形成されている箇所は充放電に寄与しないデッドスペースである。すなわち、デッドスペースを利用して、インダイレクト溶接を好適に行うための各金属部６３，７３が形成されていると言える。これにより、各凹部６２，７２を形成したことに起因するデッドスペースを利用しつつ、インダイレクト溶接を好適に行うことができる。
【００３８】
本発明では以下のように実施してもよい。
○ 実施形態では、各電極シート２１，２２における各集電部４１，５１（各突条６１，７１）が接触する側の端部のうち、同一極性の集電部と対向する部位のみに、活物質が除去された各金属部６３，７３を形成したが、これに限られず、例えば上記端部全体に亘って活物質を除去してもよい。この場合、積層体１４に対する各集電部４１，５１の各電極シート２１，２２の長手方向への位置ずれが発生した場合であっても、インダイレクト溶接を好適に行うことができる。但し、エネルギ密度の観点に着目すれば、活物質を除去する領域は、溶接が可能な範囲内で小さく設定されている方がよい。
【００３９】
○ 図５（ａ）に示すように、正極集電部８１において、積層体１４の積層方向、換言すればインダイレクト溶接に係る電圧印加方向と交差する（直交する）方向に延びるスリット８２を形成してもよい。この場合、正極集電部８１の両端間に電圧を印加した場合に、スリット８２によって両端が短絡する事態を回避することができる。詳細には、スリット８２が形成されているため、正極集電部８１内での両端間の抵抗が大きくなり、正極集電部８１内を電流が流れにくくなる。そして、その分だけ正極集電部８１及び正極シート２１間を流れる電流が大きくなる。これにより、正極集電部８１及び正極シート２１間の電流密度を高めることができ、インダイレクト溶接をより好適に行うことができる。
【００４０】
○ 図５（ｂ），（ｃ）に示すように、正極集電部９１において積層体１４の一側面１４ａと対向する正極側対向面９１ａに、正極側突条６１に代えて、複数の突起部９２を所定の間隔だけ離間させて形成してもよい。この場合、各突起部９２と各正極シート２１とが接触するように、正極シート２１の積層間隔に対応させて、各突起部９２の積層方向のピッチを設定する。但し、積層方向の位置合わせを容易に行うことができる点、及び信頼性の観点に着目すれば、積層方向に延びた正極側突条６１を設ける構成の方が好ましい。
【００４１】
○ 各凹部６２，７２は、異なる極性の集電部と接触しないよう構成されていればよく、その具体的な形状は任意である。但し、エネルギ密度を高める観点に着目すれば、異なる極性の集電部と接触しない範囲内で小さく形成されているのが好ましい。また、振動が付与された場合に接触しないようにする点に着目すれば、各凹部６２，７２の深さ寸法を各金属部６３，７３の深さ寸法よりも大きく設定するとよい。
【００４２】
また、複数の正極側突条６１に対して１の正極側凹部６２を設ける構成としたが、これに限られず、例えば各正極側突条６１それぞれに対して正極側凹部を設ける構成としてもよい。具体的には、負極シート２２において各正極側突条６１に対向する各部位それぞれに、幅寸法が正極側突条６１の先端部よりも大きく且つ正極側突条６１のピッチよりも小さい正極側凹部を設ける。そして、正極シート２１において各正極側突条６１に対向する各部位それぞれに、正極側凹部と同一形状の正極側金属部を設ける。かかる構成によれば、各正極側凹部間の領域を、活物質の領域にすることができ、エネルギ密度の更なる向上を図ることができる。但し、積層体１４に対する正極集電部４１の各電極シート２１，２２の長手方向の位置ずれに起因する短絡を抑制する観点に着目すれば、複数の正極側突条６１に対して１の正極側凹部６２を設ける構成の方が好ましい。
【００４３】
○ 各突条６１，７１は、積層体１４の一側面１４ａに向けて先細りとなっていればよく、その具体的な形状は任意である。
○ セパレータ２３は、各突条６１，７１と接触する構成としたが、これに限られず、接触しない構成としてもよい。この場合であっても、各金属部６３，７３と接触している箇所が溶融して、セパレータ２３と各電極シート２１，２２とが接合する。但し、セパレータ２３をより好適に融着させること及び各電極シート２１，２２間の短絡を抑制すること等に着目すれば、セパレータ２３と各突条６１，７１とが接触している構成の方がよい。
【００４４】
○ 実施形態では、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３が同一形状に形成されていたが、これに限られず、例えばセパレータ２３を各電極シート２１，２２よりも若干大きく形成してもよい。また、正極シート２１を、負極シート２２よりも小さく形成してもよい。この場合、積層体１４において各集電部４１，５１が取り付けられる一側面１４ａが面一となるように、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の相対位置を設定するとよい。これにより、インダイレクト溶接の信頼性を高めつつ、各電極シート２１，２２間の短絡をより好適に抑制することができるとともに、負極側にて正極物質が析出することを抑制することができる。但し、セパレータ２３を各電極シート２１，２２よりも大きく形成し、正極シート２１を負極シート２２よりも小さく形成すると、充放電に寄与しないデッドスペースが発生する。このため、エネルギ密度の点に着目すれば、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を同一に形成する方がよい。
【００４５】
○ 実施形態では、各集電部４１，５１が取り付けられる積層体１４の一側面１４ａは上側面であったが、これに限られず、積層体１４の右側面、左側面又は下側面であってもよい。この場合、それに合わせて、各凹部６２，７２及び各金属部６３，７３の位置を変更する。
【００４６】
○ 正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法と、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法とが略同一に設定されていたが、これに限られない。要は、各集電部４１，５１が、積層体１４を構成する各電極シート２１，２２及びセパレータ２３に跨って配置されるべく、各対向面４１ａ，５１ａは、積層体１４の一側面１４ａにおける積層体１４の積層方向の幅全体に渡って延びていればよい。
【００４７】
例えば、正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法を、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法よりも大きく設定してもよい。この場合、正極集電部４１が積層体１４に対して積層方向に位置ずれした場合であっても、正極集電部４１と各正極シート２１とを接触させることができる。但し、上記構成では、正極集電部４１の一部が、積層体１４に対してその積層方向に突出してしまい、積層体１４の積層方向の両端側に充放電に寄与しないデッドスペースが形成され得る。このため、エネルギ密度の観点に着目すれば、正極側対向面４１ａの積層方向の長さ寸法と、積層体１４の一側面１４ａの積層方向の長さ寸法とが略同一に設定されている方がよい。
【００４８】
○ 実施形態では、各電極シート２１，２２は長方形状に形成されていたが、これに限られず、例えば正方形状に形成してもよい。
○ 実施形態では、正極側及び負極側双方について本発明を適用したが、これに限られず、いずれか一方のみについて本発明を適用してもよい。
【００４９】
○ 実施形態では、二次電池１０は車両に搭載されていたが、搭載される対象はこれに限られず、例えば車両以外のものであってもよい。
上述した実施形態及び別例から把握できる技術思想について以下に記載する。
【００５０】
（イ）前記各集電体のうち少なくとも一方には、前記積層方向に延びたスリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の二次電池。
（ロ）前記突部は、前記対向面において、前記積層方向と直交する方向であって前記各電極シートの端縁のうち前記積層体の一側面を構成する端縁の延びる方向に複数並んで設けられていることを特徴とする請求項１〜５及び技術思想（イ）のうちいずれか一項に記載の二次電池。
【００５１】
（ハ）前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位には、前記活物質が除去された金属部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５及び技術思想（イ），（ロ）のうちいずれか一項に記載の二次電池。
【符号の説明】
【００５２】
１０…二次電池、１１…容器、１４…積層体、１４ａ…一側面、２１…電極シートとしての正極シート、２２…電極シートとしての負極シート、２３…セパレータ、４１…正極集電部、４１ａ…正極側対向面、５１…負極集電部、５１ａ…負極側対向面、６１…正極側突条、６２…正極側凹部、６３…正極側金属部、７１…負極側突条、７２…負極側凹部、７３…負極側金属部、８２…スリット、９２…突起部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質が塗布された電極シートとしての正極シート及び負極シートが、セパレータを介して交互に積層された積層体と、
前記正極シートに接続される正極集電部と、
前記負極シートに接続される負極集電部と、
を備えた二次電池において、
前記正極集電部及び前記負極集電部は、前記積層体の一側面に対向する対向面を有するとともに、前記対向面は前記一側面における前記積層体の積層方向の幅全体に渡り延びた形状をなしており、
前記正極集電部及び前記負極集電部の少なくとも一方の前記対向面には突部が設けられており、
前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性とは異なる極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位には凹部が設けられており、
前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とが電気的に接続されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記セパレータにおける前記突部と対向した部位は、前記正極シートおよび前記負極シートに融着していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記突部は、前記積層体の積層方向に延びた突条であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とがインダイレクト溶接により接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記突部は、前記一側面に向けて先細り形状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池が搭載されたことを特徴とする車両。
【請求項１】
活物質が塗布された電極シートとしての正極シート及び負極シートが、セパレータを介して交互に積層された積層体と、
前記正極シートに接続される正極集電部と、
前記負極シートに接続される負極集電部と、
を備えた二次電池において、
前記正極集電部及び前記負極集電部は、前記積層体の一側面に対向する対向面を有するとともに、前記対向面は前記一側面における前記積層体の積層方向の幅全体に渡り延びた形状をなしており、
前記正極集電部及び前記負極集電部の少なくとも一方の前記対向面には突部が設けられており、
前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性とは異なる極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位には凹部が設けられており、
前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とが電気的に接続されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記セパレータにおける前記突部と対向した部位は、前記正極シートおよび前記負極シートに融着していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記突部は、前記積層体の積層方向に延びた突条であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記突部と、前記正極シート及び前記負極シートのうち前記突部が設けられている集電部の極性と同一極性の電極シートにおける前記突部と対向した部位とがインダイレクト溶接により接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記突部は、前記一側面に向けて先細り形状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池が搭載されたことを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９８０８０（Ｐ２０１３−９８０８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１２８１（Ｐ２０１１−２４１２８１）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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