特許 6221383 蓄電素子、芯材及び蓄電素子の製造方法

(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】6221383

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】蓄電素子、芯材及び蓄電素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20171023BHJP

   H01G 11/22 20130101ALI20171023BHJP

   H01G 13/02 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 W

   H01G11/22

   H01G13/02 C

【請求項の数】10

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-126069(P2013-126069)

(22)【出願日】2013年6月14日

(65)【公開番号】特開2015-2086(P2015-2086A)

(43)【公開日】2015年1月5日

【審査請求日】2016年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100153224

【弁理士】

【氏名又は名称】中原 正樹

(72)【発明者】

【氏名】山福 太郎

【審査官】 冨士 美香

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１５６２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／００４８８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１４６８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９７０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１６４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０９７１７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２５２５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｇ １１／２２

Ｈ０１Ｇ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と負極とセパレータとが巻回軸周りに巻回されて形成される電極体を備える蓄電素子であって、
前記電極体は、巻回された前記正極と前記負極と前記セパレータとの最内周内方に配置される芯材を備え、
前記芯材は、
前記正極と前記負極と前記セパレータとを前記巻回軸周りに巻回して前記電極体を形成するための巻軸が取り付けられる２つの巻軸取付部と、
弾性を有するとともに前記２つの巻軸取付部を繋ぐ繋ぎ部とを有しており、
前記繋ぎ部は、前記２つの巻軸取付部の位置関係の変更による弾性変形によって、前記芯材の前記巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形可能に形成されている
蓄電素子。

【請求項2】

前記繋ぎ部は、前記芯材に前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回された状態で、前記芯材に前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されていない状態よりも前記芯材の前記幅が小さくなるように弾性変形されている
請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項3】

前記繋ぎ部は、弾性変形によって前記２つの巻軸取付部間の距離を小さくすることで、前記芯材の前記幅を小さく変形可能に形成されている
請求項１または２に記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記２つの巻軸取付部は、前記芯材を前記巻回軸が延びる方向から見た場合に、前記芯材の長手方向及び短手方向と交差する方向に配列されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。

【請求項5】

前記繋ぎ部は、
前記２つの巻軸取付部に挟まれる位置に配置される中間部と、
前記中間部の両端部のそれぞれと前記２つの巻軸取付部のそれぞれとに接続される２つの接続部とを有し、
前記中間部は、前記芯材を前記巻回軸が延びる方向から見た場合に、前記２つの接続部よりも厚みが厚くなるように形成されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。

【請求項6】

前記２つの巻軸取付部のうちの少なくとも１つの巻軸取付部には、前記芯材を前記巻回軸が延びる方向から見た場合に、前記巻軸が挿入される非円形状の開口部が形成されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。

【請求項7】

正極と負極とセパレータとが巻回軸周りに巻回されて形成される電極体の、巻回された前記正極と前記負極と前記セパレータとの最内周内方に配置される芯材であって、
前記正極と前記負極と前記セパレータとを前記巻回軸周りに巻回して前記電極体を形成するための巻軸が取り付けられる２つの巻軸取付部と、
弾性を有するとともに前記２つの巻軸取付部を繋ぐ繋ぎ部であって、弾性変形によって前記芯材の前記巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形可能な繋ぎ部とを有する
芯材。

【請求項8】

正極と負極とセパレータとが巻回軸周りに巻回されて形成される電極体を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記電極体の最内周に配置するための芯材を弾性変形させて、前記芯材の前記巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形する芯材変形工程と、
前記芯材の前記幅を小さく変形して前記芯材に外側に広がる力が生じていない状態で、前記芯材の周りに前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻回して前記電極体を形成する巻回工程と、
前記電極体を形成した後に、前記芯材に外側に広がる力を生じさせる工程と
を含む蓄電素子の製造方法。

【請求項9】

さらに、
前記芯材変形工程の前に、前記正極と前記負極と前記セパレータとを前記巻回軸周りに巻回して前記電極体を形成するための巻軸を、前記芯材に取り付ける巻軸取付工程を含む
請求項８に記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項10】

前記巻軸取付工程では、前記巻軸を、前記芯材が有する２つの巻軸取付部に取り付け、
前記芯材変形工程では、前記２つの巻軸取付部の位置関係を変更することで、前記２つの巻軸取付部を繋ぐ繋ぎ部を弾性変形させて、前記芯材の前記幅を小さく変形する
請求項９に記載の蓄電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、正極と負極とセパレータとが巻回されて形成される電極体を備える蓄電素子、電極体の最内周に配置される芯材、及び蓄電素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を動力源に用いた電気自動車の開発が進められている。

【0003】

ここで、従来の蓄電素子においては、正極と負極とセパレータとが巻回されて形成された電極体を備える巻回型の蓄電素子が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。このような巻回型の蓄電素子においては、正極と負極とセパレータとを巻回して電極体を形成し、当該電極体を容器に挿入することで、製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１６４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の巻回型の蓄電素子では、正極と負極とセパレータとが巻回された電極体にたるみや皺が生じて、蓄電素子の性能が低下する場合があるという問題がある。

【0006】

つまり、電極体を形成する際などに、正極と負極とセパレータとの間に隙間が生じることで、電極体にたるみや皺が生じる場合がある。そして、この場合には、正極及び負極間の距離が増大して抵抗が増加したり、電解液の液枯れが部分的に起きたり、電極への被膜成長が部分的に加速するなどによって、蓄電素子の性能が低下する。

【0007】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、電極体にたるみや皺が生じるのを低減し、性能の低下を抑制することができる蓄電素子、電極体の最内周に配置される芯材、及び蓄電素子の製造方法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】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極と負極とセパレータとが巻回軸周りに巻回されて形成される電極体を備える蓄電素子であって、前記電極体は、巻回された前記正極と前記負極と前記セパレータとの最内周内方に配置される芯材を備え、前記芯材は、前記正極と前記負極と前記セパレータとを前記巻回軸周りに巻回して前記電極体を形成するための巻軸が取り付けられる２つの巻軸取付部と、弾性を有するとともに前記２つの巻軸取付部を繋ぐ繋ぎ部とを有しており、前記繋ぎ部は、前記２つの巻軸取付部の位置関係の変更による弾性変形によって、前記芯材の前記巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形可能に形成されている。

【0009】

これによれば、蓄電素子は、電極体の最内周に配置される芯材を備えており、芯材は、巻軸が取り付けられる２つの巻軸取付部と、弾性を有する繋ぎ部とを有し、繋ぎ部は、２つの巻軸取付部の位置関係の変更による弾性変形によって、芯材の幅を小さく変形可能に形成されている。つまり、２つの巻軸取付部の位置関係を変更することで繋ぎ部を弾性変形させることができるため、２つの巻軸取付部に取り付けられた巻軸の２つの部材の位置関係を変更することで、簡易に、繋ぎ部を弾性変形させて芯材の幅を小さく変形させることができる。そして、繋ぎ部を弾性変形させて芯材の幅を小さく変形させることで、芯材には、外側に広がろうとする力が生じる。これにより、芯材の周りに巻回された正極と負極とセパレータとに外側に向けた力が加わるため、電極体にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子の性能の低下を抑制することができる。

【0010】

また、前記繋ぎ部は、前記芯材に前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回された状態で、前記芯材に前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されていない状態よりも前記芯材の前記幅が小さくなるように弾性変形されていることにしてもよい。

【0011】

これによれば、繋ぎ部は、芯材に電極が巻回された状態で、芯材に電極が巻回されていない状態よりも芯材の幅が小さくなるように弾性変形されているため、芯材には、電極体の最内周に配置されている状態において、外側に広がろうとする力が生じている。これにより、芯材の周りに巻回された電極に外側に向けた力が加わるため、電極体にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子の性能の低下を抑制することができる。

【0012】

また、前記繋ぎ部は、弾性変形によって前記２つの巻軸取付部間の距離を小さくすることで、前記芯材の前記幅を小さく変形可能に形成されていることにしてもよい。

【0013】

これによれば、２つの巻軸取付部間の距離を小さくすることで、繋ぎ部が弾性変形されて、芯材の幅を小さく変形させることができる。つまり、２つの巻軸取付部に取り付けられた巻軸の２つの部材を近づけることで、２つの巻軸取付部間の距離を小さくすることができるため、簡易に、繋ぎ部を弾性変形させて芯材の幅を小さく変形させることができる。

【0014】

また、前記２つの巻軸取付部は、前記芯材を前記巻回軸方向から見た場合に、前記芯材の長手方向及び短手方向と交差する方向に配列されていることにしてもよい。

【0015】

これによれば、２つの巻軸取付部は、芯材の長手方向及び短手方向と交差する方向に配列されているため、２つの巻軸取付部間の距離を小さくして芯材の幅を小さく変形させた場合に、芯材の周りに巻回された電極に、当該交差する方向に向けた力が加わる。このため、芯材の長手方向または短手方向のみではなく、長手方向及び短手方向の双方に向けた力が電極に加わるため、電極体にたるみや皺が生じるのをさらに低減し、蓄電素子の性能の低下を抑制することができる。

【0016】

また、前記繋ぎ部は、前記２つの巻軸取付部に挟まれる位置に配置される中間部と、前記中間部の両端部のそれぞれと前記２つの巻軸取付部のそれぞれとに接続される２つの接続部とを有し、前記中間部は、前記芯材を前記巻回軸方向から見た場合に、前記２つの接続部よりも厚みが厚くなるように形成されていることにしてもよい。

【0017】

これによれば、繋ぎ部は、中間部の方が、中間部の両側の２つの接続部よりも厚みが厚くなるように形成されている。ここで、繋ぎ部が弾性変形される際には、中間部ではなく、２つの接続部が弾性変形されることで、芯材の幅が小さく変形される。このため、繋ぎ部を弾性変形させるのに必要な２つの接続部よりも、繋ぎ部を弾性変形させるのに必要のない中間部の厚みを厚くすることで、繋ぎ部の不要な変形を抑制することができ、効果的に繋ぎ部を弾性変形させることができる。

【0018】

また、前記２つの巻軸取付部のうちの少なくとも１つの巻軸取付部には、前記芯材を前記巻回軸方向から見た場合に、前記巻軸が挿入される非円形状の開口部が形成されていることにしてもよい。

【0019】

これによれば、芯材の巻軸取付部に形成された非円形状の開口部に巻軸が挿入されるため、巻軸を回転させて芯材に電極を巻回する際に、巻軸に対して芯材を固定することができる。このため、電極体を形成する際に、電極体にたるみや皺が生じるのをさらに低減し、蓄電素子の性能の低下を抑制することができる。

【0020】

また、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極体、または当該電極体の最内周に配置される芯材として実現することもできる。

【0021】

また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、正極と負極とセパレータとが巻回軸周りに巻回されて形成される電極体を備える蓄電素子の製造方法であって、前記電極体の最内周に配置するための芯材を弾性変形させて、前記芯材の前記巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形する芯材変形工程と、前記芯材の前記幅を小さく変形した状態で、前記芯材の周りに前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻回して前記電極体を形成する巻回工程とを含む。

【0022】

これによれば、蓄電素子の製造方法において、芯材を弾性変形させて芯材の幅を小さく変形し、芯材の幅を小さく変形した状態で、芯材の周りに電極を巻回して電極体を形成する。つまり、事前に、芯材の幅が小さくなるように芯材を弾性変形しておき、当該弾性変形した状態を維持しながら電極を巻回する。これにより、芯材に外側に広がろうとする力が生じていない状態で巻回し、巻回後に、芯材に外側に広がろうとする力を生じさせることができる。このため、巻回後に、芯材の周りに巻回された正極と負極とセパレータとに外側に向けた力が加わるため、電極体にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子の性能の低下を抑制することができる。

【0023】

また、さらに、前記芯材変形工程の前に、前記正極と前記負極と前記セパレータとを前記巻回軸周りに巻回して前記電極体を形成するための巻軸を、前記芯材に取り付ける巻軸取付工程を含むことにしてもよい。

【0024】

これによれば、蓄電素子の製造方法において、芯材変形工程の前に、巻軸を芯材に取り付ける。つまり、巻軸を芯材に取り付けた後に、芯材を変形させ、巻軸を回転させて巻回工程を行うことで、電極体を形成することができる。

【0025】

また、前記巻軸取付工程では、前記巻軸を、前記芯材が有する２つの巻軸取付部に取り付け、前記芯材変形工程では、前記２つの巻軸取付部の位置関係を変更することで、前記２つの巻軸取付部を繋ぐ繋ぎ部を弾性変形させて、前記芯材の前記幅を小さく変形することにしてもよい。

【0026】

これによれば、蓄電素子の製造方法において、巻軸を２つの巻軸取付部に取り付けた後に、２つの巻軸取付部の位置関係を変更することで、繋ぎ部を弾性変形させて、芯材の幅を小さく変形する。つまり、２つの巻軸取付部に取り付けられた巻軸の２本の軸の位置関係を変更することで、２つの巻軸取付部の位置関係を変更することができるため、簡易に、繋ぎ部を弾性変形させて芯材の幅を小さく変形させることができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明によると、電極体にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子の性能の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る電極体の構成を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る電極体の詳細な構成を示す正面図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る芯材の構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における製造工程を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における巻軸取付工程を説明するための図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における芯材変形工程を説明するための図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における巻回工程を説明するための図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る電極体が容器内方に収容された状態を示す断面図である。

【図10】本発明の実施の形態の変形例１に係る芯材の構成を示す図である。

【図11】本発明の実施の形態の変形例２に係る芯材の構成を示す図である。

【図12】本発明の実施の形態の変形例３に係る芯材の構成を示す図である。

【図13】本発明の実施の形態の変形例４に係る芯材の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子、電極体、電極体の最内周に配置される芯材、及び蓄電素子の製造方法について説明する。

【0030】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密には一致しない。

【0031】

（実施の形態）
まず、蓄電素子１０の構成について、説明する。

【0032】

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の外観斜視図である。なお、同図は、容器内部を透視した図となっている。また、図２は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の構成を示す斜視図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の詳細な構成を示す正面図である。具体的には、同図は、図２に示された電極体４００をＸ軸プラス側から見た場合の図である。

【0033】

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。

【0034】

まず図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備え、容器１００は、上壁であるふた板１１０を備えている。また、容器１００内方には、電極体４００と、正極集電体１２０と、負極集電体１３０とが配置されている。なお、容器１００の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。

【0035】

容器１００は、金属からなる矩形筒状で底を備える筐体本体と、当該筐体本体の開口を閉塞する金属製のふた板１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、ふた板１１０と筐体本体とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。

【0036】

電極体４００は、図２に示すように、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とを備え、電気を蓄えることができる部材である。具体的には、電極体４００は、正極４１０と負極４２０との間にセパレータ４３０が挟み込まれるように層状に配置されたものを全体が長円形状となるように巻回されて形成されている。

【0037】

つまり、電極体４００は、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回軸周りに巻回されて形成された巻回型の電極体である。ここで、巻回軸とは、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回される際の中心軸であり、同図のＸ軸方向の軸Ａ（以下では巻回軸Ａという）である。なお、本実施の形態では、電極体４００の形状（同図のＹＺ平面で切断した場合の断面形状）としては長円形状を示しているが、当該形状は円形状または楕円形状でもよい。

【0038】

正極４１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる長尺帯状の導電性の正極集電箔の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。なお、本発明に係る蓄電素子１０に用いられる正極４１０は、特に従来用いられてきたものと異なるところはなく、通常用いられているものが使用できる。

【0039】

つまり、正極４１０の正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

【0040】

負極４２０は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。負極活物質層は、セパレータを挟んで正極の正極活物質層に対向する位置に配置されている。なお、本発明に係る蓄電素子１０に用いられる負極４２０は、特に従来用いられてきたものと異なるところはなく、通常用いられているものが使用できる。

【0041】

つまり、負極４２０の負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

【0042】

なお、負極活物質として黒鉛または易黒鉛化炭素を用いた場合に、電極体４００の膨張収縮が大きくなり、電極体４００にたるみや皺が生じやすくなるため、本発明を適用することによる効果が大きい。

【0043】

セパレータ４３０は、正極４１０と負極４２０との間に配置される長尺帯状のセパレータであり、具体的には、微多孔性のシートである。なお、セパレータ４３０の材質は特に限定されず、適宜公知の材料を使用できる。

【0044】

また、図３に示すように、電極体４００は、巻回された正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０との最内周内方に配置される芯材５００をさらに備えている。つまり、芯材５００の周り（巻回軸Ａ周り）に正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回されることで、電極体４００が形成される。

【0045】

芯材５００は、電極体４００の最内周に配置される絶縁性の部材である。具体的には、芯材５００は、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの樹脂製の巻芯である。なお、芯材５００の材料は樹脂には限定されない。例えば、電極体４００のうち、最も芯材５００に近い位置にセパレータを配置したり芯材５００を絶縁性の部材で覆ったりする場合や、正極４１０または負極４２０のいずれか一方の電位を芯材５００に落とす場合には、金属などの導電性の材料を用いても良い。芯材５００の詳細な構成については、後述する。

【0046】

図１に戻り、正極端子２００は、正極集電体１２０を介して、電極体４００の正極４１０に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、負極集電体１３０を介して、電極体４００の負極４２０に電気的に接続された電極端子である。

【0047】

つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体４００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置されたふた板１１０に取り付けられている。

【0048】

正極集電体１２０は、電極体４００の正極４１０と容器１００の側壁との間に配置され、正極端子２００と正極４１０とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体１２０は、正極４１０の正極集電箔と同様、アルミニウムを主成分とする金属で形成されている。

【0049】

負極集電体１３０は、電極体４００の負極４２０と容器１００の側壁との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極４２０とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体１３０は、負極４２０の負極集電箔と同様、銅を主成分とする金属で形成されている。

【0050】

次に、芯材５００の詳細な構成について、説明する。

【0051】

図４は、本発明の実施の形態に係る芯材５００の構成を示す斜視図である。具体的には、同図は、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回されていない状態における芯材５００の構成を示す斜視図である。

【0052】

なお、同図の芯材５００は、図３に示した正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回された状態における芯材５００よりも、外形（Ｙ軸方向及びＺ軸方向における幅）が広がっている。つまり、芯材５００は、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回された状態においては、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回されていない状態よりも、外形が小さくなるように形成されている。この外形が小さく変形することについての説明は、後述する。

【0053】

同図に示すように、芯材５００は、Ｘ軸方向に延びる部材であり、平板状の部材をＳ型の形状に折り曲げたような、ＹＺ平面における断面形状がＳ型の形状を有している。ここで、芯材５００は、２つの巻軸取付部５１０と、２つの巻軸取付部５１０を繋ぐ繋ぎ部５２０とを有している。

【0054】

巻軸取付部５１０は、後述の巻軸６００が取り付けられる部位であり、Ｘ軸方向に延びる棒状の部位である。また、巻軸取付部５１０には、芯材５００を巻回軸方向から見た場合に、巻軸６００が挿入される非円形状の開口部５１１が形成されている。具体的には、開口部５１１は、断面が長方形状のＸ軸方向に延びる貫通孔である。なお、巻回軸方向とは、図３に示した巻回軸Ａが延びる方向であり、具体的には図中のＸ軸方向である。

【0055】

この２つの巻軸取付部５１０の開口部５１１に巻軸６００の２つの板状部材が挿入され、巻軸６００が回転することで、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが芯材５００に巻回される。なお、開口部５１１の断面形状は、非円形状であればよく、長円形状や三角形状などであってもよい。

【0056】

また、２つの巻軸取付部５１０は、芯材５００を巻回軸方向（同図のＸ軸方向）から見た場合に、芯材５００の長手方向及び短手方向と交差する方向に配列されている。なお、当該長手方向とは、芯材５００をＹＺ平面で切断した場合の断面形状の長手方向であり、同図のＺ軸方向を指す。また、当該短手方向とは、芯材５００をＹＺ平面で切断した場合の断面形状の短手方向であり、同図のＹ軸方向を指す。つまり、２つの巻軸取付部５１０は、Ｙ軸方向でもＺ軸方向でもない斜め方向（芯材５００をＹＺ平面で切断した場合の断面形状の対角線上）に配列されている。

【0057】

繋ぎ部５２０は、弾性を有するとともに、２つの巻軸取付部５１０を繋ぐ、Ｘ軸方向に延びるＳ字形状の部位である。繋ぎ部５２０は、２つの巻軸取付部５１０の位置関係の変更による弾性変形によって、芯材５００の巻回軸と交差する方向（同図のＸ軸と交差する方向）における幅を小さく変形可能に形成されている。この繋ぎ部５２０が弾性変形することについての詳細な説明については、後述する。ここで、繋ぎ部５２０は、中間部５２１と、２つの接続部５２２とを有している。

【0058】

中間部５２１は、２つの巻軸取付部５１０に挟まれる位置に配置された、Ｘ軸方向に延びる棒状の部位である。つまり、中間部５２１は、２つの巻軸取付部５１０を結ぶ線分と交わる位置に配置されている。

【0059】

また、中間部５２１は、芯材５００を巻回軸方向（同図のＸ軸方向）から見た場合に、２つの接続部５２２よりも厚みが厚くなるように形成されている。つまり、芯材５００をＹＺ平面で切断した場合の断面形状において、中間部５２１は、２つの接続部５２２よりも厚みが厚い。

【0060】

接続部５２２は、中間部５２１の両端部のそれぞれと２つの巻軸取付部５１０のそれぞれとに接続される部位である。つまり、それぞれの接続部５２２は、一端が中間部５２１の端部と接続され、他端が１つの巻軸取付部５１０と接続された、Ｘ軸方向に延びる曲板状の部位である。具体的には、それぞれの接続部５２２は、ＹＺ平面における断面がＵ字形状を有し、巻回軸（図３に示した巻回軸Ａ）に対して２つの接続部５２２が点対称の関係となる形状を有している。

【0061】

次に、蓄電素子１０の製造方法について説明する。

【0062】

図５は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法における製造工程を示すフローチャートである。具体的には、同図は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０を構成する電極体４００を製造する過程を示すフローチャートである。

【0063】

また、図６は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法の一工程である電極体４００を製造する過程における巻軸取付工程を説明するための図である。また、図７は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法での当該電極体４００を製造する過程における芯材変形工程を説明するための図である。また、図８は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法での当該電極体４００を製造する過程における巻回工程を説明するための図である。

【0064】

まず、図５に示すように、巻軸取付工程として、巻軸６００を、芯材５００が有する２つの巻軸取付部５１０に取り付ける（Ｓ１０２）。ここで、巻軸６００は、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とを巻回軸（図３に示した巻回軸Ａ）周りに巻回して電極体４００を形成するための軸体である。

【0065】

具体的には、図６に示すように、２つの巻軸取付部５１０の開口部５１１に、巻軸６００の２つの板状部材６１０を挿入することで、巻軸６００を２つの巻軸取付部５１０に取り付ける。なお、巻軸６００の材質は特に限定されず、樹脂製であっても金属製であってもよい。

【0066】

ここで、２つの板状部材６１０は、巻軸６００に設けられた、２つの巻軸取付部５１０の開口部５１１に向けてＸ軸方向に突出する棒状の部材である。また、当該２つの板状部材６１０は、２つの開口部５１１と嵌合できるように、２つの開口部５１１の配置位置に対応して配置され、また、２つの開口部５１１の形状に対応した形状を有している。

【0067】

図５に戻り、次に、芯材変形工程として、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回される前に、電極体４００の最内周に配置するための芯材５００を弾性変形させて、芯材５００の巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形する（Ｓ１０４）。つまり、芯材変形工程では、２つの巻軸取付部５１０の位置関係を変更することで、２つの巻軸取付部５１０を繋ぐ繋ぎ部５２０を弾性変形させて、芯材５００の幅を小さく変形する。

【0068】

具体的には、図７に示すように、２つの巻軸取付部５１０の開口部５１１に巻軸６００の２つの板状部材６１０を挿入した状態で、２つの板状部材６１０の位置関係を変更することで、２つの巻軸取付部５１０の位置関係を変更する。これにより、繋ぎ部５２０を弾性変形させて、芯材５００の巻回軸と交差する方向（本実施の形態では、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）における幅を小さく変形する。

【0069】

つまり、図７の（ａ）の状態から、２つの板状部材６１０を内側に移動させることで２つの板状部材６１０を内側に向けて移動させ、２つの板状部材６１０間の距離を小さくする。これにより、図７の（ｂ）の状態のように、繋ぎ部５２０が弾性変形して、２つの巻軸取付部５１０間の距離が小さくなり、芯材５００のＹ軸方向及びＺ軸方向における幅が小さく変形する。

【0070】

具体的には、繋ぎ部５２０の２つの接続部５２２が、それぞれの内方の空間が小さくなるように弾性変形することで、芯材５００の内部空間が小さくなり、芯材５００のＹ軸方向及びＺ軸方向の幅が小さく変形する。つまり、芯材５００をＸ軸方向から見た場合に、芯材５００の外側の外縁を繋ぐことによって当該外縁で囲まれた領域（本実施の形態では、略楕円形状または長円形状の領域）の面積が小さくなるように（芯材５００の外形が小さくなるように）、繋ぎ部５２０が弾性変形する。

【0071】

なお、本実施の形態では、２つの巻軸取付部５１０間の距離が小さくなるように、２つの巻軸取付部５１０がＹ軸方向及びＺ軸方向と交差する方向に移動して繋ぎ部５２０が弾性変形するため、芯材５００は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の双方ともに、幅が小さく変形することになる。

【0072】

このように、繋ぎ部５２０は、２つの巻軸取付部５１０の位置関係の変更による弾性変形によって、芯材５００の巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形可能に形成されている。つまり、繋ぎ部５２０は、弾性変形によって２つの巻軸取付部５１０間の距離を小さくすることで、芯材５００の当該幅を小さく変形可能に形成されている。

【0073】

図５に戻り、次に、巻回工程として、芯材５００の幅を小さく変形した状態で、芯材５００の周りに正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とを巻回して電極体４００を形成する（Ｓ１０６）。

【0074】

具体的には、図８の（ａ）に示すように、巻軸６００の２つの板状部材６１０間の距離を小さくして、２つの巻軸取付部５１０間の距離を小さく維持した状態で、巻軸６００を巻回軸Ａ周りに回転させる。これにより、芯材５００の周りに正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻きつけられ、電極体４００が形成される。そして、図８の（ｂ）に示すように、電極体４００が形成された後、巻軸６００が引き抜かれる。

【0075】

このように、繋ぎ部５２０は、芯材５００に正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回された状態で、芯材５００に正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回されていない状態よりも芯材５００の幅が小さくなるように弾性変形されている。

【0076】

そして、このようにして形成された電極体４００は、容器１００内方に収容される。つまり、このようにして形成された電極体４００は、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と溶接され、容器１００の筐体本体へ挿入される。そして、当該筐体本体とふた板１１０とが溶接され、電解液が注液孔（図示せず）から注液された後に、当該注液孔が封止されて、蓄電素子１０が完成する。

【0077】

図９は、本発明の実施の形態に係る電極体４００が容器１００内方に収容された状態を示す断面図である。つまり、同図は、図１に示した蓄電素子１０をＹＺ平面で切断した場合の蓄電素子１０の断面を示す図である。

【0078】

同図に示すように、芯材５００の幅が小さくなるように繋ぎ部５２０が弾性変形された状態で巻軸６００が２つの巻軸取付部５１０から引き抜かれているので、芯材５００には、外側に向けた応力Ｆ１〜Ｆ６が生じている。つまり、２つの巻軸取付部５１０間の距離が小さくなるように芯材５００の幅がＹ軸方向及びＺ軸方向に小さく変形しているので、芯材５００には、Ｙ軸方向に向けた応力Ｆ１及びＦ４、Ｙ軸及びＺ軸に交差する方向に向けた応力Ｆ２及びＦ５、Ｚ軸方向に向けた応力Ｆ３及びＦ６が生じている。

【0079】

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、電極体４００の最内周に配置される芯材５００を備えており、芯材５００は、巻軸６００が取り付けられる２つの巻軸取付部５１０と、弾性を有する繋ぎ部５２０とを有し、繋ぎ部５２０は、２つの巻軸取付部５１０の位置関係の変更による弾性変形によって、芯材５００の幅を小さく変形可能に形成されている。つまり、２つの巻軸取付部５１０の位置関係を変更することで繋ぎ部５２０を弾性変形させることができるため、２つの巻軸取付部５１０に取り付けられた巻軸６００の２本の軸の位置関係を変更することで、簡易に、繋ぎ部５２０を弾性変形させて芯材５００の幅を小さく変形させることができる。そして、繋ぎ部５２０を弾性変形させて芯材５００の幅を小さく変形させることで、芯材５００には、外側に広がろうとする力が生じる。これにより、芯材５００の周りに巻回された正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とに外側に向けた力が加わるため、電極体４００にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子１０の性能の低下を抑制することができる。

【0080】

また、繋ぎ部５２０は、芯材５００に電極（正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０）が巻回された状態で、芯材５００に電極が巻回されていない状態よりも芯材５００の幅が小さくなるように弾性変形されているため、芯材５００には、電極体４００の最内周に配置されている状態において、外側に広がろうとする力が生じている。これにより、芯材５００の周りに巻回された電極に外側に向けた力が加わるため、電極体４００にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子１０の性能の低下を抑制することができる。

【0081】

また、２つの巻軸取付部５１０間の距離を小さくすることで、繋ぎ部５２０が弾性変形されて、芯材５００の幅を小さく変形させることができる。つまり、２つの巻軸取付部５１０に取り付けられた巻軸６００の２本の板状部材６１０を近づけることで、２つの巻軸取付部５１０間の距離を小さくすることができるため、簡易に、繋ぎ部５２０を弾性変形させて芯材５００の幅を小さく変形させることができる。

【0082】

また、２つの巻軸取付部５１０は、芯材５００の長手方向及び短手方向と交差する方向に配列されているため、２つの巻軸取付部５１０間の距離を小さくして芯材５００の幅を小さく変形させた場合に、芯材５００の周りに巻回された電極に、当該交差する方向に向けた力が加わる。このため、芯材５００の長手方向または短手方向のみではなく、長手方向及び短手方向の双方に向けた力が電極に加わるため、電極体４００にたるみや皺が生じるのをさらに低減し、蓄電素子１０の性能の低下を抑制することができる。

【0083】

また、繋ぎ部５２０は、中間部５２１の方が、中間部５２１の両側の２つの接続部５２２よりも厚みが厚くなるように形成されている。ここで、繋ぎ部５２０が弾性変形される際には、中間部５２１ではなく、２つの接続部５２２が弾性変形されることで、芯材５００の幅が小さく変形される。このため、繋ぎ部５２０を弾性変形させるのに必要な２つの接続部５２２よりも、繋ぎ部５２０を弾性変形させるのに必要のない中間部５２１の厚みを厚くすることで、繋ぎ部５２０の不要な変形を抑制することができ、効果的に繋ぎ部５２０を弾性変形させることができる。

【0084】

また、芯材５００の巻軸取付部５１０に形成された非円形状の開口部５１１に巻軸６００が挿入されるため、巻軸６００を回転させて芯材５００に電極を巻回する際に、巻軸６００に対して芯材５００を固定することができる。このため、電極体４００を形成する際に、電極体４００にたるみや皺が生じるのをさらに低減し、蓄電素子１０の性能の低下を抑制することができる。

【0085】

また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法によれば、電極の巻回前に、芯材５００を弾性変形させて芯材５００の幅を小さく変形し、芯材５００の幅を小さく変形した状態で、芯材５００の周りに電極を巻回して電極体４００を形成する。つまり、事前に、芯材５００の幅が小さくなるように芯材５００を弾性変形しておき、当該弾性変形した状態を維持しながら電極を巻回する。これにより、芯材５００に外側に広がろうとする力が生じていない状態で巻回し、巻回後に、芯材５００に外側に広がろうとする力を生じさせることができる。このため、巻回後に、芯材５００の周りに巻回された正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とに外側に向けた力が加わるため、電極体４００にたるみや皺が生じるのを低減し、蓄電素子１０の性能の低下を抑制することができる。

【0086】

また、蓄電素子１０の製造方法において、巻軸６００を２つの巻軸取付部５１０に取り付けた後に、２つの巻軸取付部５１０の位置関係を変更することで、繋ぎ部５２０を弾性変形させて、芯材５００の幅を小さく変形する。つまり、２つの巻軸取付部５１０に取り付けられた巻軸６００の２本の板状部材６１０の位置関係を変更することで、２つの巻軸取付部５１０の位置関係を変更することができるため、簡易に、繋ぎ部５２０を弾性変形させて芯材５００の幅を小さく変形させることができる。

【0087】

（変形例１）
次に、本実施の形態の変形例１について説明する。上記実施の形態では、芯材５００はＳ型の形状を有していることとしたが、本変形例では、芯材はＯ型の形状を有している。

【0088】

図１０は、本発明の実施の形態の変形例１に係る芯材５００ａの構成を示す図である。具体的には、同図は、芯材５００ａをＸ軸プラス側から見た場合の平面図である。

【0089】

同図に示すように、芯材５００ａは、２つの巻軸取付部５１０ａと、２つの巻軸取付部５１０ａを繋ぐ繋ぎ部５２０ａとを有している。そして、２つの巻軸取付部５１０ａは、上記実施の形態と同様、芯材５００ａの長手方向及び短手方向と交差する方向に配列され、巻軸６００の板状部材６１０が挿入される開口部５１１ａが形成されている。

【0090】

また、繋ぎ部５２０ａは、２つの接続部５２２ａを有しているが、上記実施の形態のように２つの接続部５２２ａの間に中間部は有していない。つまり、２つの接続部５２２ａのそれぞれは、一端が１つの巻軸取付部５１０ａに接続され、他端が他の巻軸取付部５１０ａに接続されている。これにより、芯材５００ａは、全体としてＯ型の形状を形成している。

【0091】

そして、繋ぎ部５２０ａは、上記実施の形態と同様に、２つの巻軸取付部５１０ａの位置関係の変更による弾性変形によって、芯材５００ａの巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形可能に形成されている。具体的には、繋ぎ部５２０ａは、弾性変形によって２つの巻軸取付部５１０ａ間の距離を小さくすることで、芯材５００ａのＹ軸方向における幅を小さく変形可能に形成されている。つまり、繋ぎ部５２０ａは、芯材５００ａに正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回された状態で、芯材５００ａに正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とが巻回されていない状態よりも芯材５００ａのＹ軸方向における幅が小さくなるように弾性変形される。

【0092】

具体的には、同図の（ａ）の状態から、繋ぎ部５２０ａの２つの接続部５２２ａが、それぞれの内方の空間が小さくなるように弾性変形することで、同図の（ｂ）の状態のように、芯材５００ａの内部空間が小さくなり、芯材５００ａのＹ軸方向における幅が小さく変形する。

【0093】

なお、その他の構成については、上記実施の形態における構成と同様であるため、説明は省略する。以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果が奏される。

【0094】

（変形例２）
次に、本実施の形態の変形例２について説明する。上記実施の形態の変形例１では、芯材５００はＯ型の形状を有していることとしたが、本変形例では、芯材はＣ型の形状を有している。

【0095】

図１１は、本発明の実施の形態の変形例２に係る芯材５００ｂの構成を示す図である。具体的には、同図は、芯材５００ｂをＸ軸プラス側から見た場合の平面図である。

【0096】

同図に示すように、芯材５００ｂは、２つの巻軸取付部５１０ｂと、２つの巻軸取付部５１０ｂを繋ぐ繋ぎ部５２０ｂと、接続部５２３ｂとを有している。ここで、繋ぎ部５２０ｂは、接続部５２２ｂを有している。

【0097】

つまり、接続部５２２ｂは、２つの巻軸取付部５１０ｂを繋ぐ繋ぎ部であり、一端が１つの巻軸取付部５１０ｂに接続され、他端が他の巻軸取付部５１０ｂに接続されている。このため、接続部５２２ｂは、同図の（ａ）から（ｂ）に芯材５００ｂを変形させる過程（芯材変形工程）により、芯材５００ｂの幅（Ｙ軸方向の幅）が小さくなるように変形される。また、接続部５２３ｂは、一端のみが１つの巻軸取付部５１０ｂに接続されており、当該芯材変形工程後も、外側（Ｙ軸方向プラス側）に広がった形状となる。

【0098】

このように、芯材５００ｂは、上記変形例１におけるＯ型の芯材５００ａの１つの接続部５２２ａを１つの巻軸取付部５１０ａから切り離したような形状を有している。これにより、芯材５００ｂは、全体としてＣ型の形状を形成している。なお、その他の構成については、上記実施の形態または変形例１における構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0099】

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果が奏される。なお、本変形例においては、上記実施の形態と同様に、芯材５００ｂの幅は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の双方ともに小さく変形するため、図９に示したようなＹ軸及びＺ軸の双方向に向けた外向きの力を発生させることができる。

【0100】

（変形例３）
次に、本実施の形態の変形例３について説明する。上記実施の形態では、芯材５００は縦向きのＳ型の形状を有していることとしたが、本変形例では、芯材は横向きのＳ型の形状を有している。

【0101】

図１２は、本発明の実施の形態の変形例３に係る芯材５００ｃの構成を示す図である。具体的には、同図は、芯材５００ｃをＸ軸プラス側から見た場合の平面図である。

【0102】

同図に示すように、芯材５００ｃは、２つの巻軸取付部５１０ｃと、２つの巻軸取付部５１０ｃを繋ぐ繋ぎ部５２０ｃとを有している。ここで、繋ぎ部５２０ｃは、Ｚ軸方向に延びる中間部５２１ｃと、中間部５２１ｃの両端部と２つの巻軸取付部５１０ｃとに接続される２つの接続部５２２ｃとを有している。また、中間部５２１ｃは、２つの接続部５２２ｃよりも厚みが厚くなるように形成されている。これにより、芯材５００ｃは、全体として横向きのＳ型の形状を形成している。

【0103】

そして、上記実施の形態と同様に、巻軸取付部５１０ｃに形成された開口部５１１ｃに挿入された巻軸６００の２つの板状部材６１０間の距離を小さくして、繋ぎ部５２０ｃの弾性変形によって２つの巻軸取付部５１０ｃ間の距離を小さくすることで、芯材５００ｃの巻回軸と交差する方向における幅（Ｙ軸方向における幅）を小さく変形する。その他の構成については、上記実施の形態における構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0104】

なお、同図では、２つの開口部５１１ｃは、芯材５００ｃの短手方向（Ｙ軸方向）に配列されているが、芯材５００ｃの長手方向及び短手方向と交差する方向に配列されていてもかまわない。この場合には、２つの板状部材６１０間の距離を小さくして２つの開口部５１１ｃ間の距離を小さくすることで、芯材５００ｃのＹ軸方向及びＺ軸方向における幅を小さく変形することができる。

【0105】

以上のように、本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果が奏される。

【0106】

（変形例４）
次に、本実施の形態の変形例４について説明する。上記実施の形態の変形例１では、芯材５００ａの繋ぎ部５２０ａは、２つの接続部５２２ａを有していることとしたが、本変形例では、繋ぎ部は、３つの接続部を有している。

【0107】

図１３は、本発明の実施の形態の変形例４に係る芯材５００ｄの構成を示す図である。具体的には、同図は、芯材５００ｄをＸ軸プラス側から見た場合の平面図である。

【0108】

同図に示すように、芯材５００ｄは、２つの巻軸取付部５１０ｄと、２つの巻軸取付部５１０ｄを繋ぐ繋ぎ部５２０ｄとを有している。そして、繋ぎ部５２０ｄは、３つの接続部として、２つの接続部５２２ｄと１つの接続部５２３ｄとを有している。つまり、繋ぎ部５２０ｄは、上記変形例１における繋ぎ部５２０ａが有する接続部５２２ａと同様の２つの接続部５２２ｄに加え、接続部５２３ｄを有している。

【0109】

ここで、接続部５２３ｄは、２つの巻軸取付部５１０ｄに挟まれる位置に配置され、一端が１つの巻軸取付部５１０ｄに接続され、他端が他の巻軸取付部５１０ｄに接続された弾性を有する部材である。なお、接続部５２３ｄは、バネなど、縮むと外方へ向けた力を発生させる部材である。接続部５２３ｄの材質は特に限定されず、樹脂製であっても金属製であってもかまわない。

【0110】

このように、繋ぎ部５２０ｄは、２つの接続部５２２ｄ及び１つの接続部５２３ｄの弾性変形によって２つの巻軸取付部５１０ｄ間の距離を小さくすることで、芯材５００ｄの巻回軸と交差する方向における幅を小さく変形可能に形成されている。

【0111】

具体的には、同図の（ａ）の状態から、２つの接続部５２２ｄが、それぞれの内方の空間が小さくなるように弾性変形するとともに、接続部５２３ｄが、縮むように弾性変形する。これにより、同図の（ｂ）の状態のように、芯材５００ｄの内部空間が小さくなり、芯材５００ｄのＹ軸方向の幅が小さく変形する。なお、その他の構成については、上記実施の形態における構成と同様であるため、説明は省略する。

【0112】

以上のように、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果が奏される。特に、本変形例では、繋ぎ部５２０ｄが２つの接続部５２２ｄに加えて接続部５２３ｄを有しているため、電極体内で、芯材５００ｄの外方に向けた強い力を発生させることができ、電極体にたるみや皺が生じるのをさらに低減することができる。

【0113】

なお、本変形例のように繋ぎ部５２０ｄが接続部５２３ｄを有している場合には、２つの接続部５２２ｄは、弾性を有さない部材で形成されていてもかまわない。

【0114】

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0115】

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、繋ぎ部は、２つの巻軸取付部間の距離を小さくすることで、芯材の幅を小さく変形可能に形成されていることとした。しかし、２つの巻軸取付部間の距離を小さくすることなく２つの巻軸取付部の位置関係を変更させて芯材の幅を小さく変形できる場合には、繋ぎ部は、２つの巻軸取付部間の距離を小さくする構成でなくともかまわない。

【0116】

また、上記実施の形態及び変形例３では、中間部は、２つの接続部よりも厚みが厚くなるように形成されていることとした。しかし、中間部は、２つの接続部と同じ厚み、または２つの接続部よりも厚みが薄くなるように形成されていることにしてもよい。

【0117】

また、上記実施の形態及びその変形例では、巻軸取付部には非円形状の開口部が形成されていることとした。しかし、巻軸取付部の開口部の断面形状は、非円形状ではなく円形状であってもよい。ただし、巻軸を回転させて芯材に電極を巻回する際に、巻軸に対して芯材を固定するには、少なくとも１つの巻軸取付部の開口部が非円形状であるのが好ましい。

【0118】

また、上記実施の形態及びその変形例では、巻軸取付部の開口部は貫通孔であることとしたが、当該開口部は、貫通孔でなくともよく、切り欠いたような凹形状など、巻軸を挿入できる形状であればどのような形状でもかまわない。さらに、巻軸取付部は、巻軸を取り付け可能な形状であれば、開口部が形成されていなくともかまわない。

【0119】

また、上記実施の形態及びその変形例では、芯材に２つの巻軸取付部を設けることとした。しかし、２つの巻軸取付部を設ける構成に限らず、３つやそれ以上の巻軸取付部を設ける構成にしてもよい。つまり、芯材が３つ以上の巻軸取付部で巻軸に取り付けられることとし、当該芯材は、当該３つ以上の巻軸取付部のうちの２つの巻軸取付部を繋ぐ繋ぎ部を少なくとも１つ有しており、当該繋ぎ部は、当該芯材の幅を小さく変形可能に形成されている構成であってもかまわない。

【0120】

また、上記実施の形態での蓄電素子の製造方法において、巻軸を２つの巻軸取付部に取り付け、２つの巻軸取付部の位置関係を変更することで繋ぎ部を弾性変形させて、芯材の幅を小さく変形することとした。しかし、当該蓄電素子の製造方法において、巻軸以外の他の部材を用いて、芯材を、幅が小さくなるように弾性変形させることにしてもよい。例えば、クリップ等の弾性部材で芯材に応力を加えることにより芯材の幅を小さく変形させても良い。

【0121】

また、上記実施の形態での蓄電素子の製造方法において、芯材の２つの巻軸取付部に取り付けられた巻軸の２本の板状部材の位置関係を変更することで、２つの巻軸取付部の位置関係を変更することとした。つまり、芯材を変形させる前に、芯材を巻軸に取り付けることとした。しかし、芯材を変形させた状態で芯材を巻軸に取り付けても良い。例えば、予め、巻軸を所定の位置に設定しておき、芯材の幅を小さく変形させた状態で巻軸に取り付けるようにすると良い。

【0122】

また、上記実施の形態での蓄電素子の製造方法において、巻回工程の前に芯材変形工程が行われることとした。しかし、一部の巻回工程の後に芯材変形工程を行い、その後に残りの巻回工程を行うことにしてもよい。つまり、芯材の周りに電極を一部巻回した後に、巻軸を変位させて芯材を弾性変形させ、その後、さらに電極を巻回することで電極体を形成することにしてもよい。

【0123】

また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。例えば、上記変形例４を、上記実施の形態、変形例２または変形例３に適用した構成などでもかまわない。

【0124】

また、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、蓄電素子が備える電極体、または電極体の最内周に配置される芯材として実現することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0125】

本発明は、電極体にたるみや皺が生じるのを低減し、性能の低下を抑制することができる蓄電素子等に適用できる。

【符号の説明】

【0126】

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１１０ ふた板
１２０ 正極集電体
１３０ 負極集電体
２００ 正極端子
３００ 負極端子
４００ 電極体
４１０ 正極
４２０ 負極
４３０ セパレータ
５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ 芯材
５１０、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ 巻軸取付部
５１１、５１１ａ、５１１ｃ 開口部
５２０、５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄ 繋ぎ部
５２１、５２１ｃ 中間部
５２２、５２２ａ、５２２ｂ、５２２ｃ、５２２ｄ、５２３ｂ、５２３ｄ 接続部
６００ 巻軸
６１０ 板状部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】