特許 6447619 蓄電素子

(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】6447619

(24)【登録日】2018年12月14日

(45)【発行日】2019年1月9日

(54)【発明の名称】蓄電素子

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/02 20060101AFI20181220BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20181220BHJP

   H01G 11/18 20130101ALI20181220BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20181220BHJP

   H01G 11/26 20130101ALI20181220BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 A

   H01M10/04 W

   H01G11/18

   H01G11/78

   H01G11/26

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-255863(P2016-255863)

(22)【出願日】2016年12月28日

(62)【分割の表示】特願2013-47592(P2013-47592)の分割

【原出願日】2013年3月11日

(65)【公開番号】特開2017-98259(P2017-98259A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2017年1月19日

(31)【優先権主張番号】特願2012-54781(P2012-54781)

(32)【優先日】2012年3月12日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2013-5611(P2013-5611)

(32)【優先日】2013年1月16日

(33)【優先権主張国】JP

(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】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 英樹

【審査官】 高木 康晴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３１０５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３８９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１２３８５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１１０８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８７４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３２６３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／０２

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｇ １１／１８

Ｈ０１Ｇ １１／２６

Ｈ０１Ｇ １１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極板と負極板とを有し、第１凸部を備える発電要素を、角型の外装容器に収容した蓄電素子であって、
前記外装容器の内壁のうち隅部以外の領域に凹部が設けられ、前記凹部は前記隅部よりも薄肉化され、
前記第１凸部は前記正極板と前記負極板とを巻回してなる発電要素の外周における円弧状の部分であって、
前記発電要素はその巻回軸が前記外装容器の底壁に沿う方向で前記外装容器内に収容され、
前記外装容器の底部および頂部のうち少なくとも一方の前記内壁には前記凹部が設けられ、
前記外装容器の側面の前記内壁には前記凹部が設けられていない、蓄電素子。

【請求項2】

正極板と負極板とを有し、第１凸部を備える発電要素を、角型の外装容器に収容した蓄電素子であって、
前記外装容器の内壁のうち隅部以外の領域に凹部が設けられ、前記凹部は前記隅部よりも薄肉化され、
前記第１凸部は前記正極板と前記負極板とを巻回してなる発電要素の外周における円弧状の部分であって、
前記発電要素の巻回軸方向に垂直な断面において、前記凹部は円弧状をなしているとともに、その円弧の曲率中心が前記発電要素の前記第１凸部を通る中心線上に配されている、蓄電素子。

【請求項3】

正極板と負極板とを有し、第１凸部を備える発電要素を、角型の外装容器に収容した蓄電素子であって、
前記外装容器の内壁のうち隅部以外の領域に凹部が設けられ、前記凹部は前記隅部よりも薄肉化され、
前記第１凸部は前記正極板と前記負極板とを巻回してなる発電要素の外周における円弧状の部分であって、
前記凹部と前記第１凸部とは対向しており、
前記発電要素の巻回軸の方向に垂直な断面において、前記凹部の曲率半径は前記第１凸部の曲率半径以上とされている、蓄電素子。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓄電素子であって、
前記外装容器の内壁には、前記凹部の周辺に隆起部が形成されている蓄電素子。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄電素子であって、
前記凹部の最深範囲の深さは、前記隅部の厚みの７０％以下である、蓄電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電素子の外装容器の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、二次電池等の電池が用いられている。電池は、アルミニウム等の金属製の外装容器に発電要素が収容されてなる（例えば、引用文献１）。電池では、充放電による発熱や環境温度の変化により発電要素が膨張して外装容器と干渉し、異常放電や異常発熱等の問題が生じることを抑制するために、外装容器と発電要素との間にクリアランスが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−１１７８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、電池を含む蓄電素子では、同一容積により多くの発電要素を収容し、同一発電容量に対する発電要素の容積を小型化する、という蓄電素子の小型化の要請が強まっている。そのため、発電要素と外装容器との間のクリアランスを、発電要素が膨張した場合に外装容器と接触する程度の必要最小限の所定のクリアランスにまで狭幅化する設計が行われている。しかし、蓄電素子の小型化の要請は強く、更なる蓄電素子の小型化が求められている。

【0005】

本発明は、蓄電素子を小型化する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の蓄電素子は、第１凸部を有する発電要素と、前記発電要素を収容する外装容器と、を備え、前記第１凸部に対向する前記外装容器の内壁に凹部が形成されている。

【0007】

凹部が形成された領域では、凹部が形成されていない領域に比べて広いクリアランスを確保することができる。そのため、外装容器の凹部が形成された領域を凹部が形成されていない領域に比べて発電要素に近接して配置しても、所定のクリアランスを確保することができる。この蓄電素子によれば、外装容器の内壁に凹部を形成することで、凹部を形成しない場合に比べて、発電要素の第１凸部を外装容器に近接して配置することができ、蓄電素子を小型化することができる。また、外装容器の内壁に凹部を形成することで、発電要素の第１凸部と電池外部との間の距離を狭めることができ、かつ発電要素と対向する外装容器の内壁の表面積を拡大することができ、蓄電素子の冷却効率を向上させることができる。

【0008】

上記蓄電素子では、前記凹部は、前記外装容器の内壁の前記第１凸部と近接する範囲に亘って形成されている構成としてもよい。この蓄電素子によれば、第１凸部を有する発電要素を凹部が形成された外装容器に確実に近接して配置することができ、蓄電素子を小型化することができる。

【0009】

上記蓄電素子では、前記凹部は、前記第１凸部に対応した形状を有している構成としてもよい。この蓄電素子によれば、第１凸部を有する発電要素を凹部が形成された外装容器に確実に近接して配置することができ、蓄電素子を小型化することができる。

【0010】

上記蓄電素子では、前記発電要素は、第１方向の幅が前記第１方向に直交する第２方向の幅に比べて狭い扁平型断面を有する筒形状をしており、前記凹部は、前記発電要素に前記第２方向において対向する前記内壁に形成されている構成としてもよい。この蓄電素子によれば、発電要素の第２方向において、外装容器を発電要素に近接して配置することができ、蓄電素子を小型化することができる。

【0011】

上記蓄電素子では、前記凹部は、前記発電要素に前記第２方向において対向する前記内壁にのみ形成されている構成としてもよい。この蓄電素子によれば、発電要素に第１方向において対抗する外装容器の内壁に凹部が形成されず、当該内壁がフラットに形成される。蓄電素子において、第１方向において対抗する外装容器の内壁がフラットであると、当該内壁に凹部が形成される場合に比べて、発電要素が膨張した際に、第１方向において発電要素に含まれる正極板と負極板とが離反することが抑制される。これによって、正極板と負極板との離反による発電要素の内部抵抗が増大することを抑制することができ、蓄電素子の安定した出力特性を確保することができる。

【0012】

上記蓄電素子では、前記発電要素の軸方向に垂直な断面において、前記発電要素の前記第２方向における端部及び前記凹部は円弧状をしているとともにその曲率中心が前記第１方向において等しく、前記凹部の曲率半径は、前記端部の曲率半径以上である構成としてもよい。この蓄電素子によれば、凹部のうちの最も深く形成される凹部の中心において外装容器を発電要素に近接して配置することができ、蓄電素子を小型化することができる。また、凹部と端部の曲率半径を等しく設定しておくことで、発電要素が膨張した場合に、端部が凹部の全面と接触するようにすることができ、発電要素が膨張した場合の蓄電素子の冷却効率を向上させることができる。

【0013】

上記蓄電素子では、前記発電要素は、前記外装容器に、前記発電要素の軸方向が水平方向となり、前記第２方向が垂直方向となるように収容され、前記凹部は、前記外装容器の頂部と底部の少なくとも一方の前記内壁に形成されている構成としてもよい。この蓄電素子によれば、外装容器の頂部や底部において、外装容器を発電要素に近接して配置することができ、蓄電素子を小型化することができる。

【0014】

上記蓄電素子では、前記外装容器の前記凹部が形成された領域は、その周辺領域に比べて薄肉である構成としてもよい。この蓄電素子によれば、凹部が形成されて薄肉となった薄肉部を用いて、蓄電素子の冷却効率を向上させることができる。

【0015】

上記蓄電素子では、前記外装容器の前記凹部が形成された領域の外壁に、第２凸部が形成されている構成としてもよい。この蓄電素子によれば、外装容器の外壁に第２凸部を形成することで外壁の表面積を拡大することができ、蓄電素子の冷却効率を向上させることができる。

【0016】

上記蓄電素子では、前記外装容器の内壁の前記凹部が形成された領域の周辺に、隆起部が形成されている構成としてもよい。この蓄電素子によれば、外装容器の内壁に隆起部を形成することで内壁の表面積を拡大することができ、蓄電素子の冷却効率を向上させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、蓄電素子を小型化して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】単電池の展開図

【図2】実施形態１の単電池の断面図

【図3】実施形態１のケースの斜視図

【図4】実施形態２の単電池の断面図

【図5】実施形態３の単電池の断面図

【図6】他の実施形態の単電池の断面図

【図7】他の実施形態の蓋体の斜視図

【図8】他の実施形態の単電池の断面図

【図9】他の実施形態のケースの斜視図

【図10】他の実施形態の単電池の断面図

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜実施形態１＞
以下、実施形態１について、図１ないし図３を参照しつつ説明する。
１．単電池の構成
図１は、本実施形態における単電池１４の斜視図である。単電池１４は、繰り返し充放電可能な二次電池であり、より具体的にはリチウムイオン電池である。本実施形態の単電池１４は、その複数個が導電性を有する板部材であるバスバーによってお互いに接続されて例えば電気自動車やハイブリット自動車に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給する。単電池１４は、蓄電素子の一例である。

【0020】

図１に示すように、単電池１４は、電極ユニット２０と、発電要素５０と、クリップ６０と、ケース６２と、を含む。以下、図１における上下方向を単電池１４の上下方向とし、ケース６２の側面のうちの面積の広い側の側面に垂直な方向を単電池１４の前後方向、面積の狭い側の側面に垂直な方向を単電池１４の左右方向として説明する。上下方向は、第２方向の一例であり、前後方向は、第１方向の一例であり、左右方向は、発電要素５０の軸方向の一例である。

【0021】

ケース６２は、アルミニウム等の金属製であり、プレス加工（例えば、深絞り）によって形成されている。ケース６２は、上端が開放された上方開放型に形成され、このケース６２に扁平型をなす発電要素５０が収容されるとともに、電解液が充填される。ケース６２の上端開口は、電極ユニット２０を構成する長方形の板部材である蓋体６８によって塞がれる。ケース６２と蓋体６８とが、外装容器の一例である。

【0022】

電極ユニット２０では、蓋体６８の上面に一対の正極端子２２及び負極端子２４が左右方向に並んで配置されている。また、各電極端子２２、２４に接続され、蓋体６８の下面から下方に向かって伸びる一組の集電体２８Ａ、２８Ｂが設けられている。各集電体２８Ａ、２８Ｂは、それぞれ大きな電流容量が得られるように十分な厚さを有する金属板からなり、正極集電体２８Ａは、例えばアルミニウム合金板からなり、負極集電体２８Ｂは、例えば銅合金板からなる。蓋体６８の中央には、ケース６２内の圧力が基準値以上に高くなった場合にケース６２内のガスを放出する非復元型の安全弁７０が設けられている。

【0023】

発電要素５０は、正極板５２と負極板５４の間に図示しないセパレータを挟んだ状態で扁平型に巻回した筒形状に構成されている。正極板５２と負極板５４は、巻き解いた状態において、それぞれ巻回方向を長手方向とする帯状をなしている。正極板５２は、帯状をなすアルミニウム箔の表面に正極活物質層が形成されたものであり、その長手方向に延びる一方の縁には、正極活物質層が形成されずにアルミニウム箔が露出した正極集電箔５２Ａが形成されている。また、負極板は、帯状をなす銅箔の表面に負極活物質層が形成されたものであり、その長手方向に５４延びる一方の縁には、負極活物質層が形成されずに銅箔が露出した負極集電箔５４Ａが形成されている。

【0024】

正極板５２と負極板５４は、正極集電箔５２Ａがセパレータおよび負極板５４よりも一端側に配され、また負極集電箔５４Ａがセパレータおよび正極板５２よりも他端側に配されるように重ねられて巻回されている。これにより、発電要素５０の一端側には、正極集電箔５２Ａのみが積層して突設され、他端側には、負極集電箔５４Ａのみが積層して突設されている。

【0025】

発電要素５０は、図１に示すように、その軸方向が左右方向となり、上下方向に扁平型となるように配置され、電極ユニット２０の集電体２８Ａ、２８Ｂに接続される。つまり、発電要素５０は、軸方向に直交する断面において、前後方向の幅が上下方向の幅に比べて狭くなるように配置され、前後方向に比べて上下方向に突出した状態で配置される。

【0026】

正極集電箔５２Ａは、発電要素５０の右側に配置され、上下方向に直線状に延びる側面部分において、正極集電体２８Ａに接続される。負極集電箔５４Ａは、発電要素５０の左側に配置され、上下方向に直線状に延びる側面部分が、負極集電体２８Ｂに接続される。

【0027】

集電体２８Ａ、２８Ｂと集電箔５２Ａ、５４Ａは、クリップ６０によって挟み込まれた状態で超音波溶接されることで接続される。クリップ６０は、溶接される集電体２８Ａ、２８Ｂ及び集電箔５２Ａ、５４Ａの材質と同等の抵抗値を有する材料からなり、正極側のクリップ６０Ａはアルミニウム合金からなり、負極側のクリップ６０Ｂは銅合金からなる。

【0028】

発電要素５０は、集電体２８Ａ、２８Ｂに接続された後に、ケース６２に収容される。そのため、発電要素５０は、その軸方向が左右方向となり、上下方向に扁平型となった状態でケース６２に収容される。

【0029】

２．単電池の断面形状
図２に、図１の左右方向に垂直なII−II断面における単電池１４の断面図を示す。図２に示すように、単電池１４では、ケース６２や蓋体６８と発電要素５０との間に矢印７２で示す一定のクリアランスＣＬが設けられている。そのため、単電池１４の使用初期では、図２に二点鎖線で示すように、充放電による発熱や環境温度の変化により発電要素５０が膨張しても、ケース６２や蓋体６８と発電要素５０が接触することが防止されている。また、単電池１４の使用末期では、単電池の使用初期に比べて発電要素５０が膨張する。クリアランスＣＬは、単電池１４の使用末期において、ケース６２や蓋体６８と発電要素５０がちょうど接触する程度に設定されており、これによって、単電池１４の使用末期では、ケース６２や蓋体６８と発電要素５０が基準値以上の圧力を持って接触して干渉し、発電要素の破損によりに異常放電や異常発熱等の問題が生じることが防止されている。

【0030】

発電要素５０は、上述したように、上下方向に扁平型となるように配置され、上下方向の端部が円弧状をしている。そして、発電要素５０と下方向において対向するケース６２の底部８０の内壁６２Ａには、発電要素５０の下方向における突出形状に応じた凹部６４が形成されている。本実施形態では、凹部６４は、ケース６２の底部８０にのみ形成され、蓋体６８やケース６２の側面部８２に凹部６４が形成されていない。

【0031】

図２、３に示すように、凹部６４は、前後方向において発電要素５０が下方向に最も突出した最下点に対向する範囲とその周辺範囲に亘って広がっており、左右方向において溝状に形成される。図２に示すように、凹部６４では、内壁６２Ａが単電池１４の外側に向かって変形することで表面積が拡大しており、これによって底部８０の凹部６４が形成された領域は、凹部６４が形成されなかった領域に比べて薄肉に形成されている。発電要素５０の下方向の端部が、第１凸部の一例である。

【0032】

凹部６４は、発電要素５０の最下点に対向する範囲において最も深く形成されている。凹部６４の最深範囲の深さは、ケース６２の強度を強く維持するために、ケース６２の底部８０の厚みの７０％以下であることが好ましく、より好ましくは、ケース６２の底部８０の厚みの２０％〜５０％であることが好ましい。図２等では、理解のため、凹部６４が深めに記載されているものの、本実施形態では、凹部６４の最深範囲の深さは、ケース６２の底部８０の厚みの３０％の深さに形成されている。

【0033】

凹部６４は、発電要素５０の下方向の端部と同様に、左右方向に垂直な断面において円弧状をしており、その曲率中心が、発電要素５０の前後方向における中心線上に配置されている。また、凹部６４の曲率半径は、発電要素５０の下方向の端部における曲率半径よりも大きい。そのため、発電要素５０とケース６２の底部８０とは、凹部６４の境界部６４Ａではなく、凹部６４の最も深くなった凹部６４の中心において最も近接する。

【0034】

単電池１４では、発電要素５０の下方向の端部と、凹部６４の中心との間の距離が一定のクリアランスＣＬとなるように設定されている。そのため、図２に矢印７４で示す発電要素５０の下方向の端部と、凹部６４周辺の凹部６４が形成されていない周辺領域との間の上下方向における距離Ｋは、一定のクリアランスＣＬよりも短い。

【0035】

３．本発明の効果
（１）本実施形態の単電池１４では、ケース６２の底部８０に凹部６４を形成することで、図２に矢印７４で示す距離Ｋを一定のクリアランスＣＬよりも短く設定することができる。そのため、距離Ｋを一定のクリアランスＣＬと等しく設定する必要があった従来技術に比べて、ケース６２を発電要素５０に近接して配置することができ、単電池１４を小型化することができる。

【0036】

（２）本実施形態の単電池１４では、ケース６２の底部８０に凹部６４が形成されることで、底部８０の内壁６２Ａの表面積が拡大しているとともに、底部８０の凹部６４が形成された領域が、凹部６４が形成されなかった領域に比べて薄肉に形成されている。そのため、凹部６４が形成されない場合に比べて、ケース６２を発電要素５０に近接して配置することができ、単電池１４を小型化することができる。また、ケース６２の内壁に凹部６４を形成することで、発電要素５０と単電池１４外部との間の距離を狭めることができ、かつ発電要素５０と対峙するケース６２の内壁の表面積を拡大することができ、ケース６２を介した単電池１４の冷却効率を向上させることができる。

【0037】

（３）凹部６４の深さは、より深いほど単電池１４を小型化することができ、単電池１４の冷却効率を向上させることができる一方、深すぎればケース６２の強度が悪化する。本実施形態では、凹部６４の最深範囲の深さは、ケース６２の底部８０の厚みの３０％の深さに形成されているので、ケース６２の強度を強く維持しつつ、単電池１４を小型化し、単電池１４の冷却効率を向上させることができる。

【0038】

（４）本実施形態の単電池１４では、凹部６４の曲率半径が、対向する発電要素５０の下方向の端部における曲率半径よりも大きいので、凹部６４のうちの最も深くなる凹部６４の中心と発電要素５０との間の距離を一定のクリアランスＣＬとなるように設定することができ、単電池１４を小型化することができる。また、上記のように設定した場合でも、凹部６４の境界部６４Ａにおいて、発電要素５０との間の距離が一定のクリアランスＣＬよりも短く設定されることがない。

【0039】

（５）本実施形態の単電池１４では、ケース６２の側面部８２に凹部６４が形成されず、ケース６２の側面部８２がフラットに形成されている。そのため、発電要素５０が膨張した際に、前後方向において発電要素５０に含まれる正極板５２と負極板５４とが離反することが抑制される。これによって、正極板５２と負極板５４との離反による発電要素５０の内部抵抗が増大することを抑制することができ、単電池１４の安定した出力特性を確保することができる。

【0040】

＜実施形態２＞
実施形態２を、図４を参照しつつ説明する。
１．単電池の断面形状
本実施形態の単電池１４は、ケース６２の底部８０の凹部６４が形成された領域の外壁６２Ｂに、凸部６６が形成されている点で、実施形態１と異なる。そのため、本実施形態のケース６２の底部８０では、内壁６２Ａ及び外壁６２Ｂに凹部６４及び凸部６６が形成されていることで表面積が拡大している一方、底部８０の凹部６４及び凸部６６が形成された領域は、凹部６４及び凸部６６が形成されない領域と同一の厚さに形成されている。凸部６６は、第２凸部の一例である。尚、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。

【0041】

２．本発明の効果
本実施形態の単電池１４では、ケース６２の底部８０に凹部６４が形成されることで、底部８０の内壁６２Ａの表面積が拡大しているとともに、ケース６２の底部８０に凸部６６が形成されることで、底部８０の外壁６２Ｂの表面積が拡大している。そのため、凹部６４及び凸部６６が形成されない場合に比べて、ケース６２を介した単電池１４の冷却効率を向上させることができる。

【0042】

＜実施形態３＞
実施形態３を、図５を参照しつつ説明する。
１．単電池の断面形状
本実施形態の単電池１４は、ケース６２の底部８０の凹部６４が形成された領域周辺の内壁６２Ａに、隆起部７６が形成されている点で、実施形態１と異なる。隆起部７６は、予め平面状に形成されたケース６２の底部８０に、プレス加工により凹部６４を形成することで凹部６４と同時に形成される。本実施形態のケース６２の底部８０では、内壁６２Ａに凹部６４及び隆起部７６が形成されていることで表面積が拡大している。

【0043】

隆起部７６は、前後方向において発電要素５０が下方向に最も突出した最下点に対向する範囲の周辺範囲に形成されているので、隆起部７６が設けられても、ケース６２と発電要素５０との間のクリアランスＣＬが保たれる。尚、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。

【0044】

２．本発明の効果
本実施形態の単電池１４では、ケース６２の底部８０に凹部６４が形成されることで、底部８０の内壁６２Ａの表面積が拡大しているとともに、ケース６２の底部８０の凹部６４が形成された領域周辺の内壁６２Ａに、隆起部７６が形成されることで、底部８０の内壁６２Ａの表面積が更に拡大している。そのため、凹部６４及び隆起部７６が形成されない場合に比べて、ケース６２を介した単電池１４の冷却効率を向上させることができる。

【0045】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、蓄電素子の一例として二次電池である単電池１４を示したが、これに限らず、蓄電素子は、電気化学現象を伴うキャパシタであってもよい。また、蓄電素子の用途、蓄電素子の電極ユニットの構造等も特に限定されるものではない。

【0046】

（２）上記実施形態では、ケース６２の底部８０に凹部６４が形成される例を示したが、これに限らず、図６、７に示すように、蓋体６８にも凹部６４が形成されても良い。この場合、凹部６４は、上下方向に扁平型となる発電要素５０にその上下方向において対向するケース６２の底部８０及び蓋体６８にのみ形成され、ケース６２の側面部８２に凹部６４が形成されていない。蓋体６８に形成される凹部６４は、図６に示すように、前後方向において発電要素５０が上方向に最も突出した最上点に対向する範囲とその周辺範囲に亘って広がっており、図７に示すように、左右方向において溝状に形成されている。発電要素５０の上方向の端部は、第１凸部の別例である。

【0047】

また、図８、９に示すように、ケース６２の側面部８２に凹部６４が形成されても良い。ケース６２の側面部８２に形成される凹部６４は、図８に示すように、発電要素５０が前後方向に最も突出した側面部に対応する範囲とその周辺範囲に亘って広がっており、図９に示すように、面状に形成されている。この場合、凹部６４は、側面部８２の略半分の領域に広がっている。発電要素５０の前後方向の側面は、第１凸部の別例である。

【0048】

（３）上記実施形態では、凹部６４が円弧状をしている例を示したが、これに限らず、矩形状の凹部６４が形成されても良い。また、図１０に示すように、発電要素５０の最下点に対向するケース６２の底部８０に面状に形成されており、その全周にＲ（アール）が形成されている形状としてもよい。この場合、凹部６４は、底部８０の略半分の領域に広がっている。

【0049】

（４）上記実施形態では、ケース６２がアルミニウム等の金属製である例を示したが、これに限られず、他の金属等で形成されてもよい。また、ケース６２がプレス加工によって形成されている例を示したが、これに限られず、溶接等により形成されてもよい。

【0050】

（５）上記実施形態では、凹部６４の曲率半径が発電要素５０の下方向の端部における曲率半径よりも大きい例を示したが、凹部６４の曲率半径が発電要素５０の下方向の端部における曲率半径と等しくてもよい。凹部６４と発電要素５０の下方向の端部における曲率半径を等しくしておくことで、単電池１４の使用末期において発電要素５０が膨張した場合に、発電要素５０の下方向の端部が凹部６４と全面で接触するようにすることができ、単電池１４の使用末期において、単電池１４の冷却効率を向上させることができる。

【0051】

（６）ケース６２及び蓋体６８の内壁に凹部６４を形成することは、以下の場合にも有効である。
ケース６２では、気密性を向上させるために、深絞り等の手法によって上端が開放された上方開放型に形成されることがあり、深絞り等の手法では、底部８０の厚みが設計値よりも厚く形成されてしまう不良が生じることがある。この場合、発電要素５０の下方向の端部と底部８０との間に一定のクリアランスを確保することができず、当該ケース６２を単電池１４に使用することができないことから、ケース６２の歩留まりが悪化する。

【0052】

この場合、ケース６２の底部８０に凹部６４を形成しておき、図２に矢印７２で示す発電要素５０の下方向の端部と、凹部６４の中心との間の距離が一定のクリアランスＣＬに所定距離ＣＬ１を加えた距離となるように設定しておく。これによって、ケース６２の底部８０の厚みが設計値より厚く形成された場合でも、その範囲が所定距離ＣＬ１に含まれている場合には、発電要素５０の下方向の端部と底部８０との間に一定のクリアランスを確保することができ、ケース６２の歩留まりの悪化を抑制することができる。なお、発電要素５０の下方向の端部と、凹部６４の中心との間の距離が一定のクリアランスＣＬに所定距離ＣＬ１を加えた距離となるように設定した場合でも、図２に矢印７４で示す発電要素５０の下方向の端部と、凹部６４周辺の凹部６４が形成されていない周辺領域との間の上下方向における距離Ｋを、一定のクリアランスＣＬよりも短く設定することができる。

【符号の説明】

【0053】

１４：単電池、５０：発電要素、６２：ケース、６２Ａ：内壁、６２Ｂ：外壁、６４：凹部、６６：凸部、６８：蓋体、８０：底部、８２：側面部、ＣＬ：一定のクリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】