電池
【課題】電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるようにする。
【解決手段】電池筐体ＢＣ内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素３を収納して構成されている電池において、電池筐体ＢＣ内に、凹溝と凸条とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部を少なくとも一部に有するシート状部材ＳＥが配置され、シート状部材ＳＥは、前記凹溝と前記凸条との並び方向の先端が、前記電池筐体ＢＣの内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当して、前記伸長方向で位置規制されるように構成されている。
【解決手段】電池筐体ＢＣ内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素３を収納して構成されている電池において、電池筐体ＢＣ内に、凹溝と凸条とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部を少なくとも一部に有するシート状部材ＳＥが配置され、シート状部材ＳＥは、前記凹溝と前記凸条との並び方向の先端が、前記電池筐体ＢＣの内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当して、前記伸長方向で位置規制されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池筐体内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素を収納して構成されている電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる電池は、下記特許文献１にも記載のように、箔状正極板と箔状負極板とを、適宜にセパレータ等を挟んだ状態で積層した発電要素を備えることで、エネルギー密度を可及的に高くする構成とする場合が多い。
このような構成の発電要素を用いる場合、一般に、発電要素の重量がある程度大きくなってしまう。
従って、電池に強い振動や衝撃等が加わった場合、比較的重量のある発電要素が電池筐体内で激しく振動して、発電要素に対する配線用部品等に応力がかかり、発電要素自身や配線部品等を損傷させてしまう可能性もある。
このため、例えば、発電要素と電池筐体の内壁面との間に、電気的絶縁部材にて形成されるスペーサ等を隙間無く詰め込み、発電要素と電池筐体との相対変位を可及的に抑制することも考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０５０７５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、発電要素と電池筐体の内壁面との間にスペーサ等を隙間無く詰め込んで、発電要素と電池筐体との相対変位を抑制する構成では、電池筐体内での発電要素の相対変位は十分に抑制できるものの、電池の組み立て作業時においては、発電要素やスペーサ等を電池筐体に強く押し込むような作業となり、作業性が悪く、又、その作業の際に発電要素等を損傷してしまう可能性もある。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願の第１の発明は、電池筐体内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素を収納して構成されている電池において、電池筐体内に、凹溝と凸条とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部を少なくとも一部に有するシート状部材が配置され、前記シート状部材は、前記凹溝と前記凸条との並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当して、前記並び方向で位置規制されるように構成されている。
【０００６】
すなわち、波形部を有するシート状部材を発電要素と共に電池筐体内に収納し、凹溝と凸条との並び方向の先端が電池筐体の内壁面等に接当することで位置規制されるようにする。このように位置規制されたシート状部材を電池筐体内に配置して、電池筐体内のスペースを埋めることで、発電要素と電池筐体との相対変位を抑制できる。
シート状部材を電池筐体内で位置規制された状態で配置するについては、シート状部材を電池筐体に挿入する際の作業性が問題となる。
この点、シート状部材は、凹溝と凸条とを交互に並べた形状としているため、その並び方向での伸縮操作が可能であり、このシート状部材の機能を利用することで、電池筐体へのシート状部材の挿入作業を簡単化することができる。
【０００７】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記シート状部材は、前記電池筐体内に収納された後において、前記発電要素の膨張に伴って前記波形部が押圧されて前記並び方向に伸長することによって、前記並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当するように構成されている。
【０００８】
すなわち、波形部を有するシート状部材を発電要素と共に電池筐体内に収納し、収納した後にシート状部材を伸長させて、伸長方向の先端が電池筐体の内壁面等に接当することで位置規制されるようにする。
シート状部材等の電池筐体への収納作業時には、シート状部材と電池筐体の内壁等とは、伸長方向で寸法余裕があるので、シート状部材の収納作業は容易に行える。
シート状部材等を電池筐体に収納した後においては、発電要素は、電解液を吸い込むかあるいは充電動作によって膨張するのであるが、その発電要素の膨張を利用してシート状部材を伸長させる。
シート状部材には、上記の波形部が形成されているので、発電要素が膨張して、波形部を押しつぶすように押圧力が作用すると、その波形部は凹溝と凸条との並び方向に伸長する。
この伸長動作によって、シート状部材の先端を電池筐体の内壁面等に接当させるのである。
【０００９】
又、本出願の第３の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記シート状部材は、前記発電要素と前記電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置されている。
すなわち、発電要素とシート状部材との間では、十分な摩擦抵抗を確保することが容易であるが、電池筐体の内壁面は一般に平滑な表面状態に形成されるので、シート状部材と電池筐体の内壁面との間の摩擦抵抗はそれほど大きくすることは容易ではない。
従って、電池筐体内に収納されたシート状部材が凹溝と凸条との並び方向で移動可能な状態であれば、発電要素が電池筐体内で変位すると、シート状部材は発電要素と共に変位し、電池筐体の内壁面とシート状部材との接触面では、それほど有効な制動力が作用しない。
これに対して、シート状部材が伸長することによって電池筐体の内壁面等と接当して、上記並び方向で位置規制されると、シート状部材と発電要素との間の摩擦抵抗が、発電要素の変位に対する制動力として作用することになり、発電要素の変位を抑制することができる。
【００１０】
又、本出願の第４の発明は、上記第３の発明に構成に加えて、前記電池筐体の内部空間は、扁平な略直方体形状を有するように形成され、前記発電要素は、扁平形状に形成され、前記シート状部材は、前記発電要素の扁平面と、前記扁平面と対向する前記電池筐体の内壁面との間に、前記扁平面と平行姿勢で配置されている。
従って、シート状部材は、発電要素の変位に対して制動作用する部分の面積を大面積とすることができ、発電要素の変位を一層効果的に抑制できる。
【００１１】
又、本出願の第５の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記発電要素は、前記箔状正極板及び前記箔状負極板を、前記シート状部材の周りに巻回することによって構成されている。
発電要素を構成する箔状正極板と箔状負極板との積層化手法の１つとして、箔状正極板及び箔状負極板を巻芯周りに巻回する、いわゆる巻回型の発電要素が良く知られている。
この巻回型の発電要素の巻芯に、上記波形部を有するシート状部材を用いる。
発電要素の膨張が膨張すると巻芯の存在空間が圧縮されるので、シート状部材を発電要素の巻芯として使用すると、発電要素の膨張に伴ってシート状部材の波形部が押圧され、伸長する。
この伸長動作によって、シート状部材の先端を電池筐体の内壁面等に接当させて、外部から作用した振動等による発電要素の変位を抑制する。
【００１２】
又、本出願の第６の発明は、上記第１〜第５のいずれかの発明の構成に加えて、前記電池筐体は導電性を有する材料にて構成され、前記シート状部材は、電気的絶縁材料にて構成されている。
すなわち、電池筐体は、例えば金属板にて形成する等、導電性を有する材料にて構成する場合が多い。
この場合、発電要素と電池筐体との間の電気的な絶縁を確保する必要がある。
そこで、シート状部材を電気的絶縁材料にて構成することで、シート状部材が電池筐体側と接当しても、電池筐体側との電気的な絶縁を確保することができる。
特に、シート状部材を、発電要素と電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置する構成においては、発電要素と電池筐体の内壁面とを電気的に絶縁するための絶縁シートとしても兼用させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、シート状部材を電池筐体内において位置規制しながらも、凹溝と凸条との並び方向でシート状部材を伸縮操作できることを利用して、電池筐体へのシート状部材の挿入作業を簡単化できるので、電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるものとなった。
上記第２の発明によれば、シート状部材等の電池筐体への収納作業時には、シート状部材と電池筐体の内壁等とは、伸長方向で寸法余裕があるので、シート状部材の収納作業は容易に行え、シート状部材等を電池筐体に収納した後においては、発電要素の膨張を利用してシート状部材が伸長して、電池筐体の内壁等に位置規制されるので、電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるものとなった。
【００１４】
又、上記第３の発明によれば、シート状部材が、発電要素と電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置される場合でも、シート状部材と発電要素との間の摩擦抵抗が、発電要素の変位に対する制動力として作用することになり、発電要素の変位を抑制することができる。
又、上記第４の発明によれば、シート状部材が大面積で発電要素に対して制動作用して、発電要素の変位を一層効果的に抑制できる。
又、上記第５の発明によれば、シート状部材に発電要素の巻芯を兼用させることで、巻芯の配置空間を利用してシート状部材の配置する関係となり、電池筐体内におけるスペースを有効利用できる。
又、上記第６の発明によれば、シート状部材を電気的絶縁材料にて構成することで、発電要素と電池筐体との間の電気的な絶縁を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電池の外観斜視図
【図２】本発明の実施の形態にかかる電池の内部構成を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態にかかる電池の内部構成を示す正面図
【図４】本発明の実施の形態にかかるシート状部材の姿勢変化を説明するための平面視による断面図
【図５】本発明の実施の形態にかかるシート状部材の斜視図
【図６】本発明の実施の形態にかかるシート状部材で構成した巻芯の斜視図
【図７】本発明の別実施形態にかかるシート状部材の姿勢変化を説明するための平面視による断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電池の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、電池として二次電池の１例である非水電解液二次電池（より具体的にはリチウムイオン電池）を例示して説明する。
【００１７】
〔非水電解液二次電池ＲＢの構成〕
図１及び図２の斜視図並びに図３の正面図に示すように、本実施の形態の非水電解液二次電池ＲＢは、有底筒状（より具体的には有底矩形筒状）の缶体１の開放面に略平板状の蓋部２を被せて溶接して構成した電池筐体ＢＣ（以下、単位「筐体ＢＣ」と称する場合がある）を有している。缶体１及び蓋部２は導電性を有する金属材料にて構成されており、具体的にはアルミニウムにて形成されている。
蓋部２は短冊状の長方形に形成されており、筐体ＢＣは全体として扁平な略直方体形状の外形と、同じく扁平な略直方体形状の内部空間を有している。尚、図２は、完成した二次電池ＲＢ（図１に示すもの）から缶体１等を除いて筐体ＢＣ内部の構成を図示している。又、図３は、缶体１を２点鎖線で示し、適宜に部材の図示を省略して、筐体ＢＣの内部を透視した形態で示している。
【００１８】
筐体ＢＣの内部には、図２及び図３において２点鎖線で示す発電要素３と集電体４，６が電解液に浸される状態で収納配置されている。発電要素３は、詳しくは後述するが、長尺帯状の箔状正極板と長尺帯状の箔状負極板とからなる一対の電極板の夫々の表裏両面に活物質を塗布し、長尺帯状のセパレータを挟んだ状態で、図６に示す巻芯３ｃ周りに巻回し、箔状正極板と箔状負極板とを積層した状態としている。
巻芯３ｃは、図６において２点鎖線Ａで示す巻回軸芯周りに、箔状正極板等を巻回する。従って、図６において矢印Ｂで示す方向が、長尺帯状の箔状正極板等の幅方向となる。
巻芯３ｃは、図６に示すように扁平形状となっているので、この形状の巻芯３ｃに箔状正極板等を巻回して構成する発電要素３の外形形状も、図２に示すように、筐体ＢＣの内部空間の形状に適合した扁平形状となる。
箔状正極板及び箔状負極板では、それらの幅方向一端側に活物質を塗布しない未塗工部３ａ，３ｂを設定しており、巻芯３ｃに箔状正極板等を巻回する際は、箔状正極板の未塗工部３ａと、箔状負極板の未塗工部３ｂとが逆側に位置し、且つ、各未塗工部３ａ，３ｂが、幅方向で突出するように配置して巻回する。
この未塗工部３ａ，３ｂは、発電要素３に対する電気配線のためのもので、正極側の未塗工部３ａは、正極側の集電体４と超音波溶接等により接合され、負極側の未塗工部３ｂは、負極側の集電体６と超音波溶接等により接合される。
【００１９】
集電体４，６は、金属板を所定の形状に切断した後、曲げ加工によって作製しており、全体の概略形状は、蓋部２に沿う部分と缶体１の縦壁に沿う部分とからなる略Ｌ字状となっている。正極側の集電体４の材質はアルミニウムであり、負極側の集電体６の材質は銅である。
缶体１の縦壁に沿う部分においては、発電要素３の存在側へ起立する接続部４ａ，６ａが形成され、更に、接続部４ａ，６ａの基端位置には、スリット状の切り込み４ｂ，６ｂが形成されている。
【００２０】
金属製（具体的には、アルミニウム製）の蓋部２には、正極側の集電体４及びその集電体４に接続されている正極の電極端子である端子ボルト５と、負極側の集電体６及びその集電体６に接続されている負極の端子ボルト７とが取り付けられている。
端子ボルト５の蓋部２への取り付け固定は、蓋部２を挟む状態で配置される一対のガスケット９，１０を端子ボルト５の頭部と集電体４とで挟み、端子ボルト５の頭部に形成されているリベット５ａを、集電体４を貫通させた状態でかしめることで固定する。
負極側についても同様の構造であり、蓋部２を挟む状態で配置される一対のガスケット１１，１２を端子ボルト７の頭部と集電体６とで挟み、端子ボルト７の頭部に形成されているリベット７ａを、集電体６を貫通させた状態でかしめることで、端子ボルト７を蓋部に固定する（図３参照）。
端子ボルト５，７や集電体４，６を含む負極側の電極構造と正極側の電極構造とは同一構造のものが対称に配置されている関係にあり、金属部材の材料のみが異なる。
正極側の金属部材はアルミニウムにて構成し、負極側の金属部材は銅にて構成している。
【００２１】
〔二次電池ＲＢの製造工程〕
次に、二次電池ＲＢの製造工程について概略的に説明する。
先ず、発電要素３の組み立てについて説明する。
長尺帯状のアルミ箔を箔状正極板とし、長尺帯状の銅箔を箔状負極板として、夫々、正極活物質及と負極活物質とを表裏両面に塗布して、正極側電極及び負極側電極を作製する。この長尺帯状の正極側電極及び長尺帯状の負極側電極を、セパレータを挟んだ状態で、図６に示す巻芯３ｃに巻回して、発電要素３を製作する。
この箔状正極板等の巻回においては、箔状正極板と箔状負極板とを幅方向で位置ずれさせて、上述のように、箔状正極板の未塗工部３ａと箔状負極板の未塗工部３ｂとが、幅方向で逆側に突出する状態で巻回する。又、セパレータは、対向する正極活物質の塗布領域と負極活物質の塗布領域とを確実に覆うように配置する。
【００２２】
巻芯３ｃは、図５（ａ）に図示する形状を有するシート状部材ＳＥによって構成しており、同一形状の２枚のシート状部材ＳＥを逆向きの背中合わせで配置したものである。
シート状部材ＳＥは、図５（ａ）の斜視図及び角部を拡大して示す図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）において矢印Ｃで示す方向に台形形状の凸条３１と台形形状の凹溝３２とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部ＷＰと、その波形部ＷＰの両端に配置される平坦部ＦＰとを有して構成されている。尚、シート状部材ＳＥは、シートとして形成されている関係で、凸条３１及び凹溝３２における凸か凹かは、シート状部材ＳＥを見る向きによって変わるが、ここでは、平坦部ＦＰの位置を基準にして、平坦部ＦＰから突出している側を凸条３１とし、その凸条３１に挟まれる谷の部分を凹溝３２としている。
このような形状の波形部ＷＰの機能については後述する。
又、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥの材料は、所定の剛性を有すると共に、電気的な絶縁材料であり且つ電解液に耐えられる材料にて構成され、具体的にはＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド），ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン）及びＰＶＤＦ（ポリフッ化ビリニデン）等の樹脂を用いれば良いが、耐熱性の観点からはＰＰＳが好適である。
【００２３】
次に、蓋部２の組み立てについて説明する。
蓋部２は、端子ボルト５，７を取り付ける電極取り付け孔等を形成したアルミニウム製の板材に、集電体４，６と端子ボルト５，７とを、ガスケット９，１０，１１，１２を挟んだ状態で取り付け、集電体４，６を貫通させたリベット５ａ，７ａをかしめて固定する。
次に、上記のように蓋部２に固定された集電体４，６の接続部４ａ，６ａに発電要素３の上記未塗工部３ａ，３ｂを溶接して接続することで、蓋部２と発電要素３とを一体化する。
集電体４，６の一対の接続部４ａ，６ａは、夫々、未塗工部３ａ，３ｂの並びに中に入り込み、束ねた未塗工部３ａ，３ｂで各接続部４ａ，６ａを両脇から挟み込むように配置して溶接している。各接続部４ａ，６ａは二股状に分かれて、夫々に対して未塗工部３ａ，３ｂを接合するので、接続部４ａ，６ａと未塗工部３ａ，３ｂとを接合した状態でも、集電体４，６の側方から巻芯３ｃを望める状態となっている。
次に、上述のようにして組み立てた蓋部２側の組品を、缶体１に収納する。
【００２４】
蓋部２側の組品を缶体１に収納する際には、発電要素３の扁平面を両側から挟み込む状態で、図５（ａ）に示すものとほぼ同等の形状のシート状部材ＳＥを一対に配置して、一対のシート状部材ＳＥと蓋部２側の組品とを一緒に収納する。シート状部材ＳＥの向きは、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向が、発電要素３の巻回軸芯方向や正極側の集電体４の接続部４ａと負極側の集電体６の接続部６ａとの並び方向と一致する向きとしており、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥとも一致している。
発電要素３の扁平面を挟み込む一対のシート状部材ＳＥは、図５（ａ）に示すものよりも、図５（ａ）において矢印Ｄで示す方向での長さが若干長い点で相違するのみで、凸条３１及び凹溝３２等の形状は全く共通であり、材質も同一である。巻芯３ｃとして用いる図５（ａ）のシート状部材ＳＥは、発電要素３の中心に収納されているもので、発電要素３の上下幅よりも小さい寸法となっているが、発電要素３の扁平面を両側から挟み込む一対のシート状部材ＳＥは、一対のシート状部材ＳＥを缶体１内に収納した状態において、発電要素３の扁平面の法線方向視で、発電要素３の上下幅の全体を覆う長さに設定されている。
【００２５】
発電要素３の扁平面を一対のシート状部材ＳＥで挟んだ状態で、蓋部２側の組品を缶体１に収納すると、概略的な位置関係は、図４（ａ）に示す状態となる。図４（ａ）は、缶体１の高さ方向中央位置での平面視による断面図を示すもので、図面の煩雑さを避けるために、未塗工部３ａ，３ｂ等の図示を省略している。後述の図４（ｂ）も同様の形態で図示するものである。
図４（ａ）に示す状態では、シート状部材ＳＥは、発電要素３の扁平面と、発電要素３の扁平面に対向する缶体１の内壁面との間に挟まれる状態で、発電要素３の扁平面と平行姿勢で配置されているが、シート状部材ＳＥの長さ（発電要素３の巻回軸芯方向での長さ）は、缶体１の長辺側の内壁面の長さよりも十分小さく、又、発電要素３の扁平面との間にもわずかな隙間が存在するので、一対のシート状部材ＳＥにて発電要素３を挟んだ状態で缶体１に収納する作業は容易に行える。
【００２６】
このように発電要素３等を缶体１に収納した状態で、蓋部２と缶体１とを溶接することで、二次電池ＲＢの筐体ＢＣの組み立てが完了する。
筐体ＢＣの組み立てが完了すると、次に、図示を省略する注液口から電解液を筐体ＢＣ内に注入し、電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池ＲＢの初期充電（予備充電）を行い、更にエージング等を行うことで二次電池ＲＢとして完成する。
この電解液の注入及び充電の過程で、発電要素３が膨張して、図４（ｂ）に示す状態へと変化する。
発電要素３は、図４（ｂ）において矢印Ｅで示すように膨張し、発電要素３の扁平面と缶体１の内壁面との間隔が狭まり、又、巻芯３ｃの存在空間の幅も狭まる。
この発電要素３の変形の結果として、発電要素３の扁平面と缶体１の内壁面との間に配置されているシート状部材ＳＥと巻芯３ｃとが、それらの厚さ方向で押圧される。
これによって、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥも含めて、シート状部材ＳＥの波形部ＷＰが押圧され、波形部ＷＰの台形の凸条３１と台形の凹溝３２とが押しつぶされる。その結果として、シート状部材ＳＥが、凸条３１及び凹溝３２の並び方向（図５（ａ）において矢印Ｃにて示す方向）に伸長する。この際、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥは、集電体４，６の切り込み４ｂ，６ｂの形成位置を通過して伸長する。
【００２７】
このシート状部材ＳＥの伸長によって、伸長方向（凸条３１と凹溝３２との並び方向）の先端に位置する平坦部ＦＰが、缶体１の扁平面と直交する側面の内壁面に接当する。
このシート状部材ＳＥの伸長方向の先端が缶体１の内壁面に接当することによって、シート状部材ＳＥが伸長方向で位置規制され、筐体ＢＣに外部から強い衝撃や振動等の外力が作用した場合でも、シート状部材ＳＥの凸条３１及び凹溝３２の並び方向に沿った変位が十分に抑制され、シート状部材ＳＥと発電要素３の扁平面との接触部において、摩擦抵抗による強い制動力によって発電要素３の変位を抑制する。
【００２８】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、シート状部材ＳＥを発電要素３と缶体１の内壁面との間の電気的な絶縁のために使用する場合を例示しているが、更に、図７に示すように、集電体４，６と缶体１の内壁面との間の電気的な絶縁のためにも使用するように構成しても良い。
図７は、上記実施の形態における図４に対応するものであり、缶体１の平面視による断面図を示すもので、図４と同様に、図面の煩雑さを避けるために、未塗工部３ａ，３ｂの図示を省略しているが、図４と異なり、平面視による集電体４，６の存在位置を２点鎖線にて示している。
図７（ａ）は、筐体ＢＣ内に電解液を注入する前の、未だ発電要素３が膨張していない状態を示しており、図７（ｂ）は、筐体ＢＣ内に電解液の注入あるいは充電を行って、発電要素３が膨張した状態を示している。
【００２９】
図７に示すシート状部材ＳＥは、凸条３１と凹溝３２との並び方向の一端から、波形部ＷＰの形成面に対して直交する姿勢で屈曲形成された起立部３３を備えており、この起立部３３を、集電体４，６と、缶体１の短辺側の縦壁内壁面（扁平面と直交する縦壁の内壁面）との間に配置する。
図７（ｂ）に示すように、発電要素３が矢印Ｅで示す方向に膨張すると、発電要素３に押圧された波形部ＷＰが凸条３１と凹溝３２との並び方向に伸長し、伸長方向の先端が缶体１の内壁面に接当して、シート状部材ＳＥが発電要素３と集電体４，６とを囲い込む。
シート状部材ＳＥの形状としては、更に、一対の扁平面に上記波形部ＷＰを形成した扁平な筒状等に形成しても良い。
【００３０】
（２）上記実施の形態では、シート状部材ＳＥの波形部ＷＰの形状として、台形形状の凸条３１と同じく台形形状の凹溝３２とを交互に配置して波形としているが、波形部ＷＰの具体形状は種々に変更可能であり、例えば、正弦波状や三角波状の波形を構成するように凸条と凹溝を交互に配置する構成としても良い。
（３）上記実施の形態では、発電要素３の巻芯３ｃを、２枚のシート状部材ＳＥにて構成しているが、１枚のみで構成しても良いし、３枚以上のシート状部材ＳＥで巻芯３ｃを構成しても良い。
（４）上記実施の形態では、発電要素３の膨張に伴って伸長したシート状部材ＳＥの先端が、筐体ＢＣの内壁面と直接的に接当する場合を例示しているが、必ずしも筐体ＢＣの内壁面に直接的に接当する必要はなく、筐体ＢＣの内壁面に適宜に部材を連設し、その連設した部材に、シート状部材ＳＥの伸長方向の先端が接当して凸条３１及び凹溝３２の並び方向（シート状部材ＳＥの伸長方向）で位置規制されるように構成しても良い。
【００３１】
（５）上記実施の形態では、筐体ＢＣ内におけるシート状部材ＳＥの配置形態として、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向を、正極側の集電体４の接続部４ａと負極側の集電体６の接続部６ａとの並び方向と一致させる場合を例示しているが、発電要素３の扁平面を挟み込む状態で配置する一対のシート状部材ＳＥについては、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向を、一対の集電体４，６の接続部４ａ，６ａの並び方向と直交する缶体１の深さ方向に一致させても良い。この場合、発電要素３の膨張に伴って伸長したシート状部材ＳＥの先端は、蓋部２と缶体１の底面とに接当して位置規制される。
更には、発電要素３の扁平面を挟み込む状態で配置する一対のシート状部材ＳＥの一方は、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向を、一対の集電体４，６の接続部４ａ，６ａの並び方向と一致させ、他方は、一対の集電体４，６の接続部４ａ，６ａの並び方向と直交する缶体１の深さ方向に一致させても良い。
【符号の説明】
【００３２】
３ 発電要素
３１ 凸条
３２ 凹溝
ＢＣ 電池筐体
ＳＥ シート状部材
ＷＰ 波形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池筐体内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素を収納して構成されている電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる電池は、下記特許文献１にも記載のように、箔状正極板と箔状負極板とを、適宜にセパレータ等を挟んだ状態で積層した発電要素を備えることで、エネルギー密度を可及的に高くする構成とする場合が多い。
このような構成の発電要素を用いる場合、一般に、発電要素の重量がある程度大きくなってしまう。
従って、電池に強い振動や衝撃等が加わった場合、比較的重量のある発電要素が電池筐体内で激しく振動して、発電要素に対する配線用部品等に応力がかかり、発電要素自身や配線部品等を損傷させてしまう可能性もある。
このため、例えば、発電要素と電池筐体の内壁面との間に、電気的絶縁部材にて形成されるスペーサ等を隙間無く詰め込み、発電要素と電池筐体との相対変位を可及的に抑制することも考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０５０７５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、発電要素と電池筐体の内壁面との間にスペーサ等を隙間無く詰め込んで、発電要素と電池筐体との相対変位を抑制する構成では、電池筐体内での発電要素の相対変位は十分に抑制できるものの、電池の組み立て作業時においては、発電要素やスペーサ等を電池筐体に強く押し込むような作業となり、作業性が悪く、又、その作業の際に発電要素等を損傷してしまう可能性もある。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願の第１の発明は、電池筐体内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素を収納して構成されている電池において、電池筐体内に、凹溝と凸条とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部を少なくとも一部に有するシート状部材が配置され、前記シート状部材は、前記凹溝と前記凸条との並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当して、前記並び方向で位置規制されるように構成されている。
【０００６】
すなわち、波形部を有するシート状部材を発電要素と共に電池筐体内に収納し、凹溝と凸条との並び方向の先端が電池筐体の内壁面等に接当することで位置規制されるようにする。このように位置規制されたシート状部材を電池筐体内に配置して、電池筐体内のスペースを埋めることで、発電要素と電池筐体との相対変位を抑制できる。
シート状部材を電池筐体内で位置規制された状態で配置するについては、シート状部材を電池筐体に挿入する際の作業性が問題となる。
この点、シート状部材は、凹溝と凸条とを交互に並べた形状としているため、その並び方向での伸縮操作が可能であり、このシート状部材の機能を利用することで、電池筐体へのシート状部材の挿入作業を簡単化することができる。
【０００７】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記シート状部材は、前記電池筐体内に収納された後において、前記発電要素の膨張に伴って前記波形部が押圧されて前記並び方向に伸長することによって、前記並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当するように構成されている。
【０００８】
すなわち、波形部を有するシート状部材を発電要素と共に電池筐体内に収納し、収納した後にシート状部材を伸長させて、伸長方向の先端が電池筐体の内壁面等に接当することで位置規制されるようにする。
シート状部材等の電池筐体への収納作業時には、シート状部材と電池筐体の内壁等とは、伸長方向で寸法余裕があるので、シート状部材の収納作業は容易に行える。
シート状部材等を電池筐体に収納した後においては、発電要素は、電解液を吸い込むかあるいは充電動作によって膨張するのであるが、その発電要素の膨張を利用してシート状部材を伸長させる。
シート状部材には、上記の波形部が形成されているので、発電要素が膨張して、波形部を押しつぶすように押圧力が作用すると、その波形部は凹溝と凸条との並び方向に伸長する。
この伸長動作によって、シート状部材の先端を電池筐体の内壁面等に接当させるのである。
【０００９】
又、本出願の第３の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記シート状部材は、前記発電要素と前記電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置されている。
すなわち、発電要素とシート状部材との間では、十分な摩擦抵抗を確保することが容易であるが、電池筐体の内壁面は一般に平滑な表面状態に形成されるので、シート状部材と電池筐体の内壁面との間の摩擦抵抗はそれほど大きくすることは容易ではない。
従って、電池筐体内に収納されたシート状部材が凹溝と凸条との並び方向で移動可能な状態であれば、発電要素が電池筐体内で変位すると、シート状部材は発電要素と共に変位し、電池筐体の内壁面とシート状部材との接触面では、それほど有効な制動力が作用しない。
これに対して、シート状部材が伸長することによって電池筐体の内壁面等と接当して、上記並び方向で位置規制されると、シート状部材と発電要素との間の摩擦抵抗が、発電要素の変位に対する制動力として作用することになり、発電要素の変位を抑制することができる。
【００１０】
又、本出願の第４の発明は、上記第３の発明に構成に加えて、前記電池筐体の内部空間は、扁平な略直方体形状を有するように形成され、前記発電要素は、扁平形状に形成され、前記シート状部材は、前記発電要素の扁平面と、前記扁平面と対向する前記電池筐体の内壁面との間に、前記扁平面と平行姿勢で配置されている。
従って、シート状部材は、発電要素の変位に対して制動作用する部分の面積を大面積とすることができ、発電要素の変位を一層効果的に抑制できる。
【００１１】
又、本出願の第５の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記発電要素は、前記箔状正極板及び前記箔状負極板を、前記シート状部材の周りに巻回することによって構成されている。
発電要素を構成する箔状正極板と箔状負極板との積層化手法の１つとして、箔状正極板及び箔状負極板を巻芯周りに巻回する、いわゆる巻回型の発電要素が良く知られている。
この巻回型の発電要素の巻芯に、上記波形部を有するシート状部材を用いる。
発電要素の膨張が膨張すると巻芯の存在空間が圧縮されるので、シート状部材を発電要素の巻芯として使用すると、発電要素の膨張に伴ってシート状部材の波形部が押圧され、伸長する。
この伸長動作によって、シート状部材の先端を電池筐体の内壁面等に接当させて、外部から作用した振動等による発電要素の変位を抑制する。
【００１２】
又、本出願の第６の発明は、上記第１〜第５のいずれかの発明の構成に加えて、前記電池筐体は導電性を有する材料にて構成され、前記シート状部材は、電気的絶縁材料にて構成されている。
すなわち、電池筐体は、例えば金属板にて形成する等、導電性を有する材料にて構成する場合が多い。
この場合、発電要素と電池筐体との間の電気的な絶縁を確保する必要がある。
そこで、シート状部材を電気的絶縁材料にて構成することで、シート状部材が電池筐体側と接当しても、電池筐体側との電気的な絶縁を確保することができる。
特に、シート状部材を、発電要素と電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置する構成においては、発電要素と電池筐体の内壁面とを電気的に絶縁するための絶縁シートとしても兼用させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、シート状部材を電池筐体内において位置規制しながらも、凹溝と凸条との並び方向でシート状部材を伸縮操作できることを利用して、電池筐体へのシート状部材の挿入作業を簡単化できるので、電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるものとなった。
上記第２の発明によれば、シート状部材等の電池筐体への収納作業時には、シート状部材と電池筐体の内壁等とは、伸長方向で寸法余裕があるので、シート状部材の収納作業は容易に行え、シート状部材等を電池筐体に収納した後においては、発電要素の膨張を利用してシート状部材が伸長して、電池筐体の内壁等に位置規制されるので、電池の組み立て作業性を良好に維持しながら、電池筐体内において発電要素の変位を的確に抑制できるものとなった。
【００１４】
又、上記第３の発明によれば、シート状部材が、発電要素と電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置される場合でも、シート状部材と発電要素との間の摩擦抵抗が、発電要素の変位に対する制動力として作用することになり、発電要素の変位を抑制することができる。
又、上記第４の発明によれば、シート状部材が大面積で発電要素に対して制動作用して、発電要素の変位を一層効果的に抑制できる。
又、上記第５の発明によれば、シート状部材に発電要素の巻芯を兼用させることで、巻芯の配置空間を利用してシート状部材の配置する関係となり、電池筐体内におけるスペースを有効利用できる。
又、上記第６の発明によれば、シート状部材を電気的絶縁材料にて構成することで、発電要素と電池筐体との間の電気的な絶縁を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電池の外観斜視図
【図２】本発明の実施の形態にかかる電池の内部構成を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態にかかる電池の内部構成を示す正面図
【図４】本発明の実施の形態にかかるシート状部材の姿勢変化を説明するための平面視による断面図
【図５】本発明の実施の形態にかかるシート状部材の斜視図
【図６】本発明の実施の形態にかかるシート状部材で構成した巻芯の斜視図
【図７】本発明の別実施形態にかかるシート状部材の姿勢変化を説明するための平面視による断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電池の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、電池として二次電池の１例である非水電解液二次電池（より具体的にはリチウムイオン電池）を例示して説明する。
【００１７】
〔非水電解液二次電池ＲＢの構成〕
図１及び図２の斜視図並びに図３の正面図に示すように、本実施の形態の非水電解液二次電池ＲＢは、有底筒状（より具体的には有底矩形筒状）の缶体１の開放面に略平板状の蓋部２を被せて溶接して構成した電池筐体ＢＣ（以下、単位「筐体ＢＣ」と称する場合がある）を有している。缶体１及び蓋部２は導電性を有する金属材料にて構成されており、具体的にはアルミニウムにて形成されている。
蓋部２は短冊状の長方形に形成されており、筐体ＢＣは全体として扁平な略直方体形状の外形と、同じく扁平な略直方体形状の内部空間を有している。尚、図２は、完成した二次電池ＲＢ（図１に示すもの）から缶体１等を除いて筐体ＢＣ内部の構成を図示している。又、図３は、缶体１を２点鎖線で示し、適宜に部材の図示を省略して、筐体ＢＣの内部を透視した形態で示している。
【００１８】
筐体ＢＣの内部には、図２及び図３において２点鎖線で示す発電要素３と集電体４，６が電解液に浸される状態で収納配置されている。発電要素３は、詳しくは後述するが、長尺帯状の箔状正極板と長尺帯状の箔状負極板とからなる一対の電極板の夫々の表裏両面に活物質を塗布し、長尺帯状のセパレータを挟んだ状態で、図６に示す巻芯３ｃ周りに巻回し、箔状正極板と箔状負極板とを積層した状態としている。
巻芯３ｃは、図６において２点鎖線Ａで示す巻回軸芯周りに、箔状正極板等を巻回する。従って、図６において矢印Ｂで示す方向が、長尺帯状の箔状正極板等の幅方向となる。
巻芯３ｃは、図６に示すように扁平形状となっているので、この形状の巻芯３ｃに箔状正極板等を巻回して構成する発電要素３の外形形状も、図２に示すように、筐体ＢＣの内部空間の形状に適合した扁平形状となる。
箔状正極板及び箔状負極板では、それらの幅方向一端側に活物質を塗布しない未塗工部３ａ，３ｂを設定しており、巻芯３ｃに箔状正極板等を巻回する際は、箔状正極板の未塗工部３ａと、箔状負極板の未塗工部３ｂとが逆側に位置し、且つ、各未塗工部３ａ，３ｂが、幅方向で突出するように配置して巻回する。
この未塗工部３ａ，３ｂは、発電要素３に対する電気配線のためのもので、正極側の未塗工部３ａは、正極側の集電体４と超音波溶接等により接合され、負極側の未塗工部３ｂは、負極側の集電体６と超音波溶接等により接合される。
【００１９】
集電体４，６は、金属板を所定の形状に切断した後、曲げ加工によって作製しており、全体の概略形状は、蓋部２に沿う部分と缶体１の縦壁に沿う部分とからなる略Ｌ字状となっている。正極側の集電体４の材質はアルミニウムであり、負極側の集電体６の材質は銅である。
缶体１の縦壁に沿う部分においては、発電要素３の存在側へ起立する接続部４ａ，６ａが形成され、更に、接続部４ａ，６ａの基端位置には、スリット状の切り込み４ｂ，６ｂが形成されている。
【００２０】
金属製（具体的には、アルミニウム製）の蓋部２には、正極側の集電体４及びその集電体４に接続されている正極の電極端子である端子ボルト５と、負極側の集電体６及びその集電体６に接続されている負極の端子ボルト７とが取り付けられている。
端子ボルト５の蓋部２への取り付け固定は、蓋部２を挟む状態で配置される一対のガスケット９，１０を端子ボルト５の頭部と集電体４とで挟み、端子ボルト５の頭部に形成されているリベット５ａを、集電体４を貫通させた状態でかしめることで固定する。
負極側についても同様の構造であり、蓋部２を挟む状態で配置される一対のガスケット１１，１２を端子ボルト７の頭部と集電体６とで挟み、端子ボルト７の頭部に形成されているリベット７ａを、集電体６を貫通させた状態でかしめることで、端子ボルト７を蓋部に固定する（図３参照）。
端子ボルト５，７や集電体４，６を含む負極側の電極構造と正極側の電極構造とは同一構造のものが対称に配置されている関係にあり、金属部材の材料のみが異なる。
正極側の金属部材はアルミニウムにて構成し、負極側の金属部材は銅にて構成している。
【００２１】
〔二次電池ＲＢの製造工程〕
次に、二次電池ＲＢの製造工程について概略的に説明する。
先ず、発電要素３の組み立てについて説明する。
長尺帯状のアルミ箔を箔状正極板とし、長尺帯状の銅箔を箔状負極板として、夫々、正極活物質及と負極活物質とを表裏両面に塗布して、正極側電極及び負極側電極を作製する。この長尺帯状の正極側電極及び長尺帯状の負極側電極を、セパレータを挟んだ状態で、図６に示す巻芯３ｃに巻回して、発電要素３を製作する。
この箔状正極板等の巻回においては、箔状正極板と箔状負極板とを幅方向で位置ずれさせて、上述のように、箔状正極板の未塗工部３ａと箔状負極板の未塗工部３ｂとが、幅方向で逆側に突出する状態で巻回する。又、セパレータは、対向する正極活物質の塗布領域と負極活物質の塗布領域とを確実に覆うように配置する。
【００２２】
巻芯３ｃは、図５（ａ）に図示する形状を有するシート状部材ＳＥによって構成しており、同一形状の２枚のシート状部材ＳＥを逆向きの背中合わせで配置したものである。
シート状部材ＳＥは、図５（ａ）の斜視図及び角部を拡大して示す図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）において矢印Ｃで示す方向に台形形状の凸条３１と台形形状の凹溝３２とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部ＷＰと、その波形部ＷＰの両端に配置される平坦部ＦＰとを有して構成されている。尚、シート状部材ＳＥは、シートとして形成されている関係で、凸条３１及び凹溝３２における凸か凹かは、シート状部材ＳＥを見る向きによって変わるが、ここでは、平坦部ＦＰの位置を基準にして、平坦部ＦＰから突出している側を凸条３１とし、その凸条３１に挟まれる谷の部分を凹溝３２としている。
このような形状の波形部ＷＰの機能については後述する。
又、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥの材料は、所定の剛性を有すると共に、電気的な絶縁材料であり且つ電解液に耐えられる材料にて構成され、具体的にはＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド），ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン）及びＰＶＤＦ（ポリフッ化ビリニデン）等の樹脂を用いれば良いが、耐熱性の観点からはＰＰＳが好適である。
【００２３】
次に、蓋部２の組み立てについて説明する。
蓋部２は、端子ボルト５，７を取り付ける電極取り付け孔等を形成したアルミニウム製の板材に、集電体４，６と端子ボルト５，７とを、ガスケット９，１０，１１，１２を挟んだ状態で取り付け、集電体４，６を貫通させたリベット５ａ，７ａをかしめて固定する。
次に、上記のように蓋部２に固定された集電体４，６の接続部４ａ，６ａに発電要素３の上記未塗工部３ａ，３ｂを溶接して接続することで、蓋部２と発電要素３とを一体化する。
集電体４，６の一対の接続部４ａ，６ａは、夫々、未塗工部３ａ，３ｂの並びに中に入り込み、束ねた未塗工部３ａ，３ｂで各接続部４ａ，６ａを両脇から挟み込むように配置して溶接している。各接続部４ａ，６ａは二股状に分かれて、夫々に対して未塗工部３ａ，３ｂを接合するので、接続部４ａ，６ａと未塗工部３ａ，３ｂとを接合した状態でも、集電体４，６の側方から巻芯３ｃを望める状態となっている。
次に、上述のようにして組み立てた蓋部２側の組品を、缶体１に収納する。
【００２４】
蓋部２側の組品を缶体１に収納する際には、発電要素３の扁平面を両側から挟み込む状態で、図５（ａ）に示すものとほぼ同等の形状のシート状部材ＳＥを一対に配置して、一対のシート状部材ＳＥと蓋部２側の組品とを一緒に収納する。シート状部材ＳＥの向きは、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向が、発電要素３の巻回軸芯方向や正極側の集電体４の接続部４ａと負極側の集電体６の接続部６ａとの並び方向と一致する向きとしており、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥとも一致している。
発電要素３の扁平面を挟み込む一対のシート状部材ＳＥは、図５（ａ）に示すものよりも、図５（ａ）において矢印Ｄで示す方向での長さが若干長い点で相違するのみで、凸条３１及び凹溝３２等の形状は全く共通であり、材質も同一である。巻芯３ｃとして用いる図５（ａ）のシート状部材ＳＥは、発電要素３の中心に収納されているもので、発電要素３の上下幅よりも小さい寸法となっているが、発電要素３の扁平面を両側から挟み込む一対のシート状部材ＳＥは、一対のシート状部材ＳＥを缶体１内に収納した状態において、発電要素３の扁平面の法線方向視で、発電要素３の上下幅の全体を覆う長さに設定されている。
【００２５】
発電要素３の扁平面を一対のシート状部材ＳＥで挟んだ状態で、蓋部２側の組品を缶体１に収納すると、概略的な位置関係は、図４（ａ）に示す状態となる。図４（ａ）は、缶体１の高さ方向中央位置での平面視による断面図を示すもので、図面の煩雑さを避けるために、未塗工部３ａ，３ｂ等の図示を省略している。後述の図４（ｂ）も同様の形態で図示するものである。
図４（ａ）に示す状態では、シート状部材ＳＥは、発電要素３の扁平面と、発電要素３の扁平面に対向する缶体１の内壁面との間に挟まれる状態で、発電要素３の扁平面と平行姿勢で配置されているが、シート状部材ＳＥの長さ（発電要素３の巻回軸芯方向での長さ）は、缶体１の長辺側の内壁面の長さよりも十分小さく、又、発電要素３の扁平面との間にもわずかな隙間が存在するので、一対のシート状部材ＳＥにて発電要素３を挟んだ状態で缶体１に収納する作業は容易に行える。
【００２６】
このように発電要素３等を缶体１に収納した状態で、蓋部２と缶体１とを溶接することで、二次電池ＲＢの筐体ＢＣの組み立てが完了する。
筐体ＢＣの組み立てが完了すると、次に、図示を省略する注液口から電解液を筐体ＢＣ内に注入し、電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池ＲＢの初期充電（予備充電）を行い、更にエージング等を行うことで二次電池ＲＢとして完成する。
この電解液の注入及び充電の過程で、発電要素３が膨張して、図４（ｂ）に示す状態へと変化する。
発電要素３は、図４（ｂ）において矢印Ｅで示すように膨張し、発電要素３の扁平面と缶体１の内壁面との間隔が狭まり、又、巻芯３ｃの存在空間の幅も狭まる。
この発電要素３の変形の結果として、発電要素３の扁平面と缶体１の内壁面との間に配置されているシート状部材ＳＥと巻芯３ｃとが、それらの厚さ方向で押圧される。
これによって、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥも含めて、シート状部材ＳＥの波形部ＷＰが押圧され、波形部ＷＰの台形の凸条３１と台形の凹溝３２とが押しつぶされる。その結果として、シート状部材ＳＥが、凸条３１及び凹溝３２の並び方向（図５（ａ）において矢印Ｃにて示す方向）に伸長する。この際、巻芯３ｃを構成するシート状部材ＳＥは、集電体４，６の切り込み４ｂ，６ｂの形成位置を通過して伸長する。
【００２７】
このシート状部材ＳＥの伸長によって、伸長方向（凸条３１と凹溝３２との並び方向）の先端に位置する平坦部ＦＰが、缶体１の扁平面と直交する側面の内壁面に接当する。
このシート状部材ＳＥの伸長方向の先端が缶体１の内壁面に接当することによって、シート状部材ＳＥが伸長方向で位置規制され、筐体ＢＣに外部から強い衝撃や振動等の外力が作用した場合でも、シート状部材ＳＥの凸条３１及び凹溝３２の並び方向に沿った変位が十分に抑制され、シート状部材ＳＥと発電要素３の扁平面との接触部において、摩擦抵抗による強い制動力によって発電要素３の変位を抑制する。
【００２８】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、シート状部材ＳＥを発電要素３と缶体１の内壁面との間の電気的な絶縁のために使用する場合を例示しているが、更に、図７に示すように、集電体４，６と缶体１の内壁面との間の電気的な絶縁のためにも使用するように構成しても良い。
図７は、上記実施の形態における図４に対応するものであり、缶体１の平面視による断面図を示すもので、図４と同様に、図面の煩雑さを避けるために、未塗工部３ａ，３ｂの図示を省略しているが、図４と異なり、平面視による集電体４，６の存在位置を２点鎖線にて示している。
図７（ａ）は、筐体ＢＣ内に電解液を注入する前の、未だ発電要素３が膨張していない状態を示しており、図７（ｂ）は、筐体ＢＣ内に電解液の注入あるいは充電を行って、発電要素３が膨張した状態を示している。
【００２９】
図７に示すシート状部材ＳＥは、凸条３１と凹溝３２との並び方向の一端から、波形部ＷＰの形成面に対して直交する姿勢で屈曲形成された起立部３３を備えており、この起立部３３を、集電体４，６と、缶体１の短辺側の縦壁内壁面（扁平面と直交する縦壁の内壁面）との間に配置する。
図７（ｂ）に示すように、発電要素３が矢印Ｅで示す方向に膨張すると、発電要素３に押圧された波形部ＷＰが凸条３１と凹溝３２との並び方向に伸長し、伸長方向の先端が缶体１の内壁面に接当して、シート状部材ＳＥが発電要素３と集電体４，６とを囲い込む。
シート状部材ＳＥの形状としては、更に、一対の扁平面に上記波形部ＷＰを形成した扁平な筒状等に形成しても良い。
【００３０】
（２）上記実施の形態では、シート状部材ＳＥの波形部ＷＰの形状として、台形形状の凸条３１と同じく台形形状の凹溝３２とを交互に配置して波形としているが、波形部ＷＰの具体形状は種々に変更可能であり、例えば、正弦波状や三角波状の波形を構成するように凸条と凹溝を交互に配置する構成としても良い。
（３）上記実施の形態では、発電要素３の巻芯３ｃを、２枚のシート状部材ＳＥにて構成しているが、１枚のみで構成しても良いし、３枚以上のシート状部材ＳＥで巻芯３ｃを構成しても良い。
（４）上記実施の形態では、発電要素３の膨張に伴って伸長したシート状部材ＳＥの先端が、筐体ＢＣの内壁面と直接的に接当する場合を例示しているが、必ずしも筐体ＢＣの内壁面に直接的に接当する必要はなく、筐体ＢＣの内壁面に適宜に部材を連設し、その連設した部材に、シート状部材ＳＥの伸長方向の先端が接当して凸条３１及び凹溝３２の並び方向（シート状部材ＳＥの伸長方向）で位置規制されるように構成しても良い。
【００３１】
（５）上記実施の形態では、筐体ＢＣ内におけるシート状部材ＳＥの配置形態として、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向を、正極側の集電体４の接続部４ａと負極側の集電体６の接続部６ａとの並び方向と一致させる場合を例示しているが、発電要素３の扁平面を挟み込む状態で配置する一対のシート状部材ＳＥについては、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向を、一対の集電体４，６の接続部４ａ，６ａの並び方向と直交する缶体１の深さ方向に一致させても良い。この場合、発電要素３の膨張に伴って伸長したシート状部材ＳＥの先端は、蓋部２と缶体１の底面とに接当して位置規制される。
更には、発電要素３の扁平面を挟み込む状態で配置する一対のシート状部材ＳＥの一方は、波形部ＷＰの凸条３１と凹溝３２の並び方向を、一対の集電体４，６の接続部４ａ，６ａの並び方向と一致させ、他方は、一対の集電体４，６の接続部４ａ，６ａの並び方向と直交する缶体１の深さ方向に一致させても良い。
【符号の説明】
【００３２】
３ 発電要素
３１ 凸条
３２ 凹溝
ＢＣ 電池筐体
ＳＥ シート状部材
ＷＰ 波形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池筐体内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素を収納して構成されている電池であって、
電池筐体内に、凹溝と凸条とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部を少なくとも一部に有するシート状部材が配置され、
前記シート状部材は、前記凹溝と前記凸条との並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当して、前記並び方向で位置規制されるように構成されている電池。
【請求項２】
前記シート状部材は、前記電池筐体内に収納された後において、前記発電要素の膨張に伴って前記波形部が押圧されて前記並び方向に伸長することによって、前記並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当するように構成されている請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記シート状部材は、前記発電要素と前記電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置されている請求項２記載の電池。
【請求項４】
前記電池筐体の内部空間は、扁平な略直方体形状を有するように形成され、
前記発電要素は、扁平形状に形成され、
前記シート状部材は、前記発電要素の扁平面と、前記扁平面と対向する前記電池筐体の内壁面との間に、前記扁平面と平行姿勢で配置されている請求項３記載の電池。
【請求項５】
前記発電要素は、前記箔状正極板及び前記箔状負極板を、前記シート状部材の周りに巻回することによって構成されている請求項２記載の電池。
【請求項６】
前記電池筐体は導電性を有する材料にて構成され、
前記シート状部材は、電気的絶縁材料にて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１】
電池筐体内に、箔状正極板と箔状負極板とを積層した発電要素を収納して構成されている電池であって、
電池筐体内に、凹溝と凸条とを互いに平行姿勢で交互に並べて配置した波形部を少なくとも一部に有するシート状部材が配置され、
前記シート状部材は、前記凹溝と前記凸条との並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当して、前記並び方向で位置規制されるように構成されている電池。
【請求項２】
前記シート状部材は、前記電池筐体内に収納された後において、前記発電要素の膨張に伴って前記波形部が押圧されて前記並び方向に伸長することによって、前記並び方向の先端が、前記電池筐体の内壁面、又は、その内壁面に連設される部材に接当するように構成されている請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記シート状部材は、前記発電要素と前記電池筐体の内壁面との間に挟まれる状態で配置されている請求項２記載の電池。
【請求項４】
前記電池筐体の内部空間は、扁平な略直方体形状を有するように形成され、
前記発電要素は、扁平形状に形成され、
前記シート状部材は、前記発電要素の扁平面と、前記扁平面と対向する前記電池筐体の内壁面との間に、前記扁平面と平行姿勢で配置されている請求項３記載の電池。
【請求項５】
前記発電要素は、前記箔状正極板及び前記箔状負極板を、前記シート状部材の周りに巻回することによって構成されている請求項２記載の電池。
【請求項６】
前記電池筐体は導電性を有する材料にて構成され、
前記シート状部材は、電気的絶縁材料にて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４５７１５（Ｐ２０１３−４５７１５Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３８９４（Ｐ２０１１−１８３８９４）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]