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公開番号2024144900
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057071
出願日2023-03-31
発明の名称電気化学素子
出願人マクセル株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 50/533 20210101AFI20241004BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ケース内に収容された発電要素の径方向への位置ズレを適切に抑制することができるとともに、デッドスペースの増大を抑制することができる電気化学素子を提供する。
【解決手段】電気化学素子1は、ケース10と、ケース10に収容される発電要素20及び導電性の弾性集電体30とを備える。ケース10は、外装体11と封口体12とを有する。発電要素20は、外装体11側に配置される電極層21と、封口体12側に配置される電極層22と、電極層21及び電極層22の間に配置される固体電解質層23とを有する。弾性集電体30は、発電要素20の側面と外装体11の側壁部112の内側面との間に配置される。弾性集電体30は、電極層21及び電極層22のいずれか一方の側面を径方向内方に向かって押圧する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ケースと、
前記ケースに収容される発電要素と、
前記発電要素の側面と前記ケースの内側面との間に配置される導電性の弾性集電体とを備え、
前記ケースは、開口を有する外装体と、前記外装体の開口を覆う封口体とを有し、
前記発電要素は、前記外装体側に配置される第１電極層と、前記封口体側に配置される第２電極層と、前記第１電極層及び第２電極層の間に配置される隔離層とを有し、
前記弾性集電体は、前記第１電極層及び前記第２電極層のいずれか一方の側面を径方向内方に向かって押圧する押圧部を含む、電気化学素子。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電気化学素子であって、
前記弾性集電体は、前記押圧部を前記ケースの側面側で支持する支持部と、前記押圧部及び前記支持部を接続し、前記押圧部に前記第１電極層及び前記第２電極層のいずれか一方への押圧力を付与する前記弾性接続部とを含む、電気化学素子。
【請求項３】
請求項２に記載の電気化学素子であって、
前記弾性集電体は、前記押圧部の端部が前記支持部の端部と湾曲形状を有する前記弾性接続部を介して接続され、縦断面視において前記封口体側に開口するＵ字形状を有する、電気化学素子。
【請求項４】
請求項１に記載の電気化学素子であって、
前記押圧部は、平面視において前記第１電極層及び前記第２電極層のいずれか一方の外縁に沿って前記第１電極層及び前記第２電極層のいずれか一方を囲んでいる、電気化学素子。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載の電気化学素子であって、
前記押圧部は、前記封口体側に向かって前記発電要素の軸心に近づくように傾斜するテーパ状の押圧面を含む、電気化学素子。
【請求項６】
請求項５に記載の電気化学素子であって、
前記押圧面は、前記電気化学素子の軸方向に対して０．５～１０°のテーパ角を有する、電気化学素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ケース内に発電要素を封止した電気化学素子に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ケースの内部空間に発電要素が収容された電池が種々開示されている。
【０００３】
特開２０１２－６９５０８号公報（特許文献１）は、電気化学特性が安定した電気化学セルを開示している。電気化学セルは、密封容器を有する。密封容器は、ベース部材とリッド部材とからなる。両部材の間には電気化学素子（電極体）が収納される収納空間が形成されている。リッド部材と電気化学素子との間には、電気化学素子を押圧する弾性部材が配設されている。特許文献１は、弾性部材として、断面視においてＶ字形に屈曲した板バネ、よじれに起因する弾性復元力を利用するトーションバーユニット、又は、中央部から外周縁部に向かうにしたがって反った凹曲面状に形成されたダイヤフラム状バネなどを開示している。
【０００４】
また、特開２０１０－５６０６７号公報（特許文献２）は、第一電極と固体電解質と第二電極とを有する電池素子を、金属製ケースと金属製封口板とそれらの間に介在するガスケットとを有する容器内に封入し、前記電池素子と金属製ケース又は金属製封口板との間に導電性の弾性体を配置したコイン型リチウム二次電池を開示している。導電性の弾性体は、０．１ＭＰa以上の圧力で積層体を押圧する。その結果、電池素子は、第一電極および第二電極と固体電解質との接触面圧を高め、電流密度の低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－６９５０８号公報
特開２０１０－５６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の電気化学セルは、電気化学素子とリッド部材との間に配設された弾性部材によって、電気化学セルの軸方向における電気化学素子の位置ズレを抑制している。しかしながら、電気化学セルの径方向への衝撃が生じたとき、電気化学素子が径方向へ位置ズレするおそれが生じ得た。
【０００７】
また、特許文献２のコイン型リチウム二次電池は、金属製封口板と電池素子との間に配置された導電性の弾性体（ばね）によって電池素子の軸方向への位置ズレを抑制し、また、電池素子の側面に当接されたガスケットによって電池素子の径方向への位置ズレが抑制されると考えられる。しかしながら、一定以上の高さを有する導電性の弾性体を配置するためには、金属製封口板と電池素子との間にある程度の体の空き空間が必要となるため、デッドスペースが増加して電池の高容量化の障害となる可能性があった。
【０００８】
そこで、本開示は、ケース内に収容された発電要素の径方向への位置ズレを適切に抑制するとともに、デッドスペースの増大を抑制することができる電気化学素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示は次のように構成した。すなわち、本開示に係る電気化学素子は、ケースと、ケースに収容される発電要素と、発電要素の側面とケースの内側面との間に配置される導電性の弾性集電体とを備える。ケースは、開口を有する外装体と、外装体の開口を覆う封口体とを有する。発電要素は、外装体側に配置される第１電極層と、封口体側に配置される第２電極層と、第１電極層及び第２電極層の間に配置される隔離層とを有する。弾性集電体は、第１電極層及び前記第２電極層のいずれか一方の側面を径方向内方に向かって押圧する押圧部を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る電気化学素子によれば、ケース内に収容された発電要素の径方向への位置ズレを適切に抑制することができるとともに、デッドスペースの増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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