特許 6459021 蓄電素子、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】6459021

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20190121BHJP

   H01M 2/36 20060101ALI20190121BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20190121BHJP

   H01M 2/12 20060101ALI20190121BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20190121BHJP

   H01G 11/58 20130101ALI20190121BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 W

   H01M2/36 101A

   H01M2/36 102A

   H01M2/04 A

   H01M2/12 101

   H01G11/78

   H01G11/58

   H01G11/84

【請求項の数】14

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-118693(P2014-118693)

(22)【出願日】2014年6月9日

(65)【公開番号】特開2015-232940(P2015-232940A)

(43)【公開日】2015年12月24日

【審査請求日】2017年4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】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100114432

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 寛昭

(72)【発明者】

【氏名】山福 太郎

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８６６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１８０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１５７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４１７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５４５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５１７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５７９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５０８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８７

Ｈ０１Ｍ ２／３６

Ｈ０１Ｍ ２／０４

Ｈ０１Ｍ ２／３４

Ｈ０１Ｍ ２／１４

Ｈ０１Ｍ ２／１２

Ｈ０１Ｍ ６／１０

Ｈ０１Ｍ ６／１６

Ｈ０１Ｇ １１／５８

Ｈ０１Ｇ １１／７８

Ｈ０１Ｇ １１／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、
前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、を備え、
前記第一ガイド部は、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう流体の通過を許容すると共に、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する、蓄電素子。

【請求項2】

電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、
前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、を備え、
前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の他端に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する、蓄電素子。

【請求項3】

前記ケースは、該ケースに設けられた排出孔が封止されている排出封止部、及び、該ケースの内部の圧力が所定の圧力まで上昇したときに該ケースの内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁、を有し、
前記排出孔は、前記注液孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられ、
前記ガス排出弁は、前記排出孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられる、請求項１又は２に記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記排出孔は、前記第二ガイド部を通過した流体を前記ケースの外部に排出できる位置であって、前記注液孔より前記第二ガイド部に近い位置に設けられ、
前記注液孔は、前記排出孔より前記第一ガイド部に近い位置に設けられる、請求項３に記載の蓄電素子。

【請求項5】

前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔へ向かう流体の流路と交差するように配置されるメッシュ部材を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。

【請求項6】

前記第一ガイド部と、前記第二ガイド部とは、一体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電素子。

【請求項7】

電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、前記電極体を収容するケースであって該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、を備えた蓄電素子の製造方法であって、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、が設けられたケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入すること、を備え、
前記第一ガイド部は、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう流体の通過を許容すると共に、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する、蓄電素子の製造方法。

【請求項8】

電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、前記電極体を収容するケースであって該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、を備えた蓄電素子の製造方法であって、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、が設けられたケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入すること、を備え、
前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の他端に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する、蓄電素子の製造方法。

【請求項9】

前記ケースは、該ケースに設けられた排出孔が封止されている排出封止部、及び、該ケースの内部の圧力が所定の圧力まで上昇したときに該ケースの内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁、を有し、
前記排出孔は、前記注液孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられ、
前記ガス排出弁は、前記排出孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられ、
前記注入は、前記排出孔が封止されていない状態で行われる、請求項７又は８に記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項10】

前記ケースの内部の流体を前記排出孔から外部へ排出して前記ケースの内部を大気圧より低い低圧状態にすること、を備え、
前記注入は、前記低圧状態にすることと共に、又は前記低圧状態にした後に行われる、請求項９に記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項11】

前記ケースの内部の流体を前記注液孔から外部へ排出して前記ケースの内部を大気圧より低い低圧状態にすること、を備え、
前記ケースにおける前記注液孔を除く部位は、気密構造であり、
前記注入は、前記低圧状態にした後に行われる、請求項７又は８に記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項12】

前記注入では、前記ケースは、前記電極体における巻回中心方向の一端が該巻回中心方向の他端より下方に位置するような姿勢で、前記電解液を注入される、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項13】

前記注入では、前記ケースは、該ケースに収容した前記電極体の巻回中心方向が上下方向を向く姿勢で電解液を注入される、請求項１２に記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項14】

前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔へ向かう流体の流路と交差するように配置されるメッシュ部材を有する、請求項７〜１３のいずれか一項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、電極とセパレータとが巻回された電極体を備えた蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、巻回型の電極群を備えた非水電解質二次電池が知られている（特許文献１参照）。具体的に、前記非水電解質二次電池は、正の極性を有する電極（正極）と負の極性を有する電極（負極）とセパレータとが巻回された電極群と、前記電極群を電解液と共に収容する電池容器と、前記電池容器の開口を塞ぐ蓋であって電解液注液口が設けられた蓋と、前記電解液注液口を封止する封止栓と、を備える。前記電極群では、帯状の電極と帯状のセパレータとが交互に積層された状態で巻回されている。

【0003】

前記非水電解質二次電池の製造工程では、前記電極群が収容された前記電池容器の開口が前記蓋によって塞がれ、前記電解液が前記蓋に設けられた前記電解液注液口から前記電池容器の内部に注入された後、前記電解液注液口が前記封止栓によって封止される。前記電池容器の内部では、注入された前記電解液が前記電極群の内部に染み込む（浸入する）。具体的には、以下の通りである。

【0004】

前記電極群は、上述のように、前記電極及び前記セパレータが積層された状態で巻回されることによって形成されている。このため、前記電池容器の内部に注入された前記電解液は、前記電極群の巻回中心方向の端部から、積層状態で巻回されている前記電極と前記セパレータとの間に染み込む。このとき、前記電解液が前記電極群の巻回中心方向の両端から該電極群の内部にそれぞれ浸入するため、前記電極と前記セパレータとの間等にあった空気等の気体の一部が前記電極と前記セパレータとの間から排出されず（即ち、電極群の両端から染み込んできた電解液によって電極群の中央部に閉じこめられ）、該電極群における巻回中心方向の中央部に取り残される場合があった。

【0005】

この場合、前記電解液が前記電極群の内部に満遍なく染み渡らないため、該電極群の内部における負極保護被膜（ＳＥＩ）の形成状態が不均一になる。前記負極保護被膜の形成が不十分な部分では、前記非水電解質二次電池において充放電が繰り返されることで、他の部位よりも不可逆反応が進み易くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−２１９０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明は、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子、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】

本発明に係る蓄電素子は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、
前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、を備え、
前記第一ガイド部は、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう流体の通過を許容すると共に、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する。

【0009】

かかる構成によれば、第一及び第二ガイド部によって、注液孔からケースの内部に注入された電解液が電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されると共に該電解液が電極体の巻回中心方向における他端に向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、電極体の一端が他端に比べ、注入された電解液に接し易くなる。このため、蓄電素子の製造時（注入時）において、電解液が、電極体の一端から電極体の内部に染み込み（浸入し）易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されると共に電極体の他端へ向かうのを阻止され又は邪魔されるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み易く、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排出され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに前記気体が電極体の内部に取り残され難くなる。よって、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子が得られる。
また、このように、逆止弁を用いることで、第一ガイド部において、注液孔から電極体の一端に向かう電解液の通過を許容する共に、ケースの内部から注液孔に向かう流体の通過を阻止する構成を、容易に実現することができる。
また、本発明に係る蓄電素子は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、
前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、を備え、
前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の他端に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する。
かかる構成によれば、第一及び第二ガイド部によって、注液孔からケースの内部に注入された電解液が電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されると共に該電解液が電極体の巻回中心方向における他端に向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、電極体の一端が他端に比べ、注入された電解液に接し易くなる。このため、蓄電素子の製造時（注入時）において、電解液が、電極体の一端から電極体の内部に染み込み（浸入し）易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されると共に電極体の他端へ向かうのを阻止され又は邪魔されるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み易く、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排出され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに前記気体が電極体の内部に取り残され難くなる。よって、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子が得られる。
また、このように、逆止弁を用いることで、第二ガイド部において、ケースの内部から注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、注液孔から電極体の他端に向かう電解液の通過を阻止する構成を、容易に実現することができる。

【0010】

また、本発明に係る蓄電装置は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、
前記電極体を収容するケースであって、該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部、該ケースに設けられた排出孔が封止されている排出封止部、及び、該ケースの内部の圧力が所定の圧力まで上昇したときに該ケースの内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁、を有するケースと、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、
前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、を備え、
前記排出孔は、前記注液孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置
に設けられ、
前記ガス排出弁は、前記排出孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられる。

【0011】

かかる構成によれば、第一及び第二ガイド部によって、注液孔からケースの内部に注入された電解液が電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されると共に該電解液が電極体の巻回中心方向における他端に向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、電極体の一端が他端に比べ、注入された電解液に接し易くなる。このため、蓄電素子の製造時（注入時）において、電解液が、電極体の一端から電極体の内部に染み込み（浸入し）易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されると共に電極体の他端へ向かうのを阻止され又は邪魔されるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み易く、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排出され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに前記気体が電極体の内部に取り残され難くなる。よって、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子が得られる。
また、電解液が注液孔からケースの内部に注入されたときに、ケースの内部の流体（空気等）を排出孔から外部に排出できるため、前記注入によってケースの内部圧力が上昇して電解液が注入し難くなるのを防ぐことができる。しかも、排出孔が電極体の他端に近い（即ち、電極体の一端から遠い）位置に設けられているため、注入の際に電極体の一端に向けて案内された電解液が排出孔から外部に排出され難く、これにより、電解液をケースの内部に効率よく注入することができる。

【0012】

前記蓄電素子では、
前記排出孔は、前記第二ガイド部を通過した流体を前記ケースの外部に排出できる位置であって、前記注液孔より前記第二ガイド部に近い位置に設けられ、
前記注液孔は、前記排出孔より前記第一ガイド部に近い位置に設けられてもよい。

【0013】

かかる構成によれば、排出孔が注液孔より第二ガイド部に近いため、第二ガイド部を通過したケースの内部の流体（空気等）が、注液孔より、排出孔から排出され易くなる。これにより、注液孔から注入された電解液が第一ガイド部を通過して電極体の一端に供給され、且つ、第二ガイド部を通過したケースの内部の流体（空気等）が排出孔から外部に排出され易くなる。

【0018】

前記蓄電素子では、
前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔へ向かう流体の流路と交差するように配置されるメッシュ部材を有してもよい。

【0019】

気体の粘度に比べて液体の粘度が高いため、液体は、気体よりメッシュ部材を通過し難い。このため、上記構成によれば、簡素な構成部材によって、ケースの内部から注液孔等へ向かう空気等の気体を通過させ易く、且つ、注液孔から電極体に向かう電解液を通過させ難くする構成を、実現できる。

【0020】

前記蓄電素子では、
前記第一ガイド部と、前記第二ガイド部とは、一体であってもよい。

【0021】

かかる構成によれば、部品点数を減らすことができ、ケースの内部構造の簡素化を図ることができる。

【0022】

本発明に係る蓄電素子の製造方法は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、前記電極体を収容するケースであって該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、を備えた蓄電素子の製造方法であって、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、が設けられたケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入すること、を備え、
前記第一ガイド部は、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう流体の通過を許容すると共に、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する。

【0023】

かかる構成によれば、第一及び第二ガイド部によって、注液孔からケースの内部に注入された電解液が電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されると共に該電解液が電極体の巻回中心方向における他端に向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、電極体の一端が他端に比べ、注入された電解液に接し易い。このため、注入時において、電解液が電極体の一端から電極体の内部に染み込み（浸入し）易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されると共に電極体の他端へ向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み易く、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排出され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに電極体の内部に取り残され難くなる。よって、蓄電素子において、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難くなる。
また、このように、逆止弁を用いることで、第一ガイド部において、注液孔から電極体の一端に向かう電解液の通過を許容する共に、ケースの内部から注液孔に向かう流体の通過を阻止する構成を、容易に実現することができる。
また、本発明に係る蓄電素子の製造方法は、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、前記電極体を収容するケースであって該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部を有するケースと、を備えた蓄電素子の製造方法であって、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、が設けられたケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入すること、を備え、
前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の他端に向かう流体の通過を阻止する逆止弁を有する。
かかる構成によれば、第一及び第二ガイド部によって、注液孔からケースの内部に注入された電解液が電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されると共に該電解液が電極体の巻回中心方向における他端に向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、電極体の一端が他端に比べ、注入された電解液に接し易い。このため、注入時において、電解液が電極体の一端から電極体の内部に染み込み（浸入し）易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されると共に電極体の他端へ向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み易く、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排出され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに電極体の内部に取り残され難くなる。よって、蓄電素子において、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難くなる。
また、このように、逆止弁を用いることで、第二ガイド部において、ケースの内部から注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に、注液孔から電極体の他端に向かう電解液の通過を阻止する構成を、容易に実現することができる。

【0024】

前記蓄電素子の製造方法において、
電極とセパレータとが積層された状態で巻回されている電極体と、前記電極体を収容するケースであって該ケースに設けられた注液孔が封止されている注液封止部、該ケースに設けられた排出孔が封止されている排出封止部、及び、該ケースの内部の圧力が所定の圧力まで上昇したときに該ケースの内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁、を有するケースと、を備えた蓄電素子の製造方法であって、
前記ケースの内部において、前記注液孔から前記電極体における巻回中心方向の一端に向かう電解液の通過を許容する第一ガイド部と、前記ケースの内部において、該ケースの内部から前記注液孔に向かう流体の通過を許容すると共に前記注液孔から前記電極体における前記巻回中心方向の他端に向かう電解液の通過を阻止する又は通過し難くする第二ガイド部と、が設けられたケースの内部に、封止されていない状態の前記注液孔から電解液を注入すること、を備え、
前記排出孔は、前記注液孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられ、
前記ガス排出弁は、前記排出孔より前記電極体の前記巻回中心方向における他端に近い位置に設けられ、
前記注入は、前記排出孔が封止されていない状態で行われてもよい。

【0025】

かかる構成によれば、第一及び第二ガイド部によって、注液孔からケースの内部に注入された電解液が電極体の巻回中心方向における一端に向けて案内されると共に該電解液が電極体の巻回中心方向における他端に向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、電極体の一端が他端に比べ、注入された電解液に接し易い。このため、注入時において、電解液が電極体の一端から電極体の内部に染み込み（浸入し）易く、これにより、電解液の電極体の内部への染み込みが不均一になるのを防ぐことができる。即ち、ケースの内部に注入された電解液が電極体の一端に向けて案内されると共に電極体の他端へ向かうのを阻止され又は向かい難くなるため、該電解液が一端から他端に向けて該電極体に染み込み易く、これにより、電解液の注入前に電極とセパレータとの間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体の他端から排出され、その結果、電解液が電極体の内部に染み渡ったときに電極体の内部に取り残され難くなる。よって、蓄電素子において、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難くなる。
また、電解液が注液孔からケースの内部に注入されたときに、ケースの内部の流体（空気等）を排出孔から外部に排出できるため、前記注入によってケースの内部圧力が上昇して電解液が注入し難くなるのを防ぐことができる。しかも、排出孔が電極体の他端に近い（即ち、電極体の一端から遠い）位置に設けられているため、注入の際に電極体の一端に向けて案内された電解液が排出孔から外部に出難く、これにより、効率よく電解液をケースの内部に注入することができる。

【0026】

この場合、前記蓄電素子の製造方法は、
前記ケースの内部の流体を前記排出孔から外部へ排出して前記ケースの内部を大気圧より低い低圧状態にすること、を備え、
前記注入は、前記低圧状態にすることと共に、又は前記低圧状態にした後に行われることが好ましい。

【0027】

かかる構成によれば、注入の際に電解液がケースの内部に引き込まれるため、電解液をケースの内部に注入し易くなる。

【0028】

前記蓄電素子の製造方法は、
前記ケースの内部の流体を前記注液孔から外部へ排出して前記ケースの内部を大気圧より低い低圧状態にすること、を備え、
前記ケースにおける前記注液孔を除く部位は、気密構造であり、
前記注入は、前記低圧状態にした後に行われてもよい。

【0029】

かかる構成によれば、気体等の流体を排出させてケースの内部を低圧状態にするための排出孔及び該排出孔を封止する部材を設けなくてもよく、これにより、ケースの構成の簡素化を図ると共に、流体の排出後に排出孔を封止する作業をなくすことができる。

【0030】

前記蓄電素子の製造方法において、
前記注入では、前記ケースは、前記電極体における巻回中心方向の一端が該巻回中心方向の他端より下方に位置するような姿勢で、前記電解液を注入されることが好ましい。

【0031】

かかる構成によれば、電極体の一端が他端より下方に位置するため、第一ガイド部によって案内された電解液が、重力によって、電極体の一端近傍により向かい易く且つ電極体の他端には向かい難くなり、その結果、電解液を電極体の一端から効率よく染み込ませることができる。

【0032】

この場合、
前記注入では、前記ケースは、該ケースに収容した前記電極体の巻回中心方向が上下方向を向く姿勢で電解液を注入されることがより好ましい。

【0033】

かかる構成によれば、ケースの内部において電解液が案内される位置（電極体の一端）が下端となり且つ電極体の一端が下方を向くような姿勢のケースに対して電解液が注入されるため、電極体の一端側の端部全体が電解液に接し易く、これにより、電解液を電極体により効率よく染み込ませることができる。

【0038】

前記蓄電素子の製造方法では、
前記第二ガイド部は、前記ケースの内部から前記注液孔へ向かう流体の流路と交差するように配置されるメッシュ部材を有してもよい。

【0039】

気体の粘度に比べて液体の粘度が高いため、液体は、気体よりメッシュ部材を通過し難い。このため、上記構成によれば、簡素な構成部材によって、ケースの内部から注液孔等へ向かう空気等の気体を通過させ易く、且つ、注液孔から電極体に向かう電解液を通過させ難くする構成を、実現できる。

【発明の効果】

【0040】

以上より、本発明によれば、電極体の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。

【図2】図２は、同実施形態に係る蓄電素子の電極体の構成を説明するための図である。

【図3】図３は、正極、負極、及びセパレータの積層状態を説明するための図である。

【図4】図４は、図１のＩＶ―ＩＶ線位置の断面図である。

【図5】図５は、第一通過制御部が開いた状態の第一ガイド部の拡大断面図である。

【図6】図６は、第一通過制御部が閉じた状態の第一ガイド部の拡大断面図である。

【図7】図７は、第二通過制御部が開いた状態の第二ガイド部の拡大断面図である。

【図8】図８は、第二通過制御部が閉じた状態の第二ガイド部の拡大断面図である。

【図9】図９は、同実施形態に係る蓄電素子の製造方法を説明するためのフロー図である。

【図10】図１０は、注入時におけるケースの姿勢、及びケース内での電解液の移動方向を説明するための部分断面図である。

【図11】図１１は、他実施形態に係る蓄電素子におけるガイド部の拡大断面図である。

【図12】図１２は、他実施形態に係る蓄電装置の製造方法を説明するためのフロー図である。

【図13】図１３は、前記一実施形態に係る蓄電素子を含む蓄電装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図１〜図１０を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。

【0043】

本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。

【0044】

蓄電素子は、図１〜図４に示すように、電極２３，２４とセパレータ２５とが積層された状態で巻回されている電極体２と、電極体２を収容するケース３と、ケース３の内部に配置される第一ガイド部８１及び第二ガイド部８２と、ケース３の外側に配置される外部端子４であって電極体２と導通する外部端子４と、を備える。本実施形態の第一ガイド部８１と第二ガイド部８２とは、一体であり、ガイド部８を構成する。即ち、本実施形態の蓄電素子１は、ガイド部８を備え、ガイド部８は、第一ガイド部８１と第二ガイド部８２とを有する。また、蓄電素子１は、電極体２、ケース３、ガイド部８、及び外部端子４の他に、電極体２と外部端子４とを導通させる集電体５等を有する。具体的には、以下の通りである。

【0045】

電極は、正の極性を有する帯状の電極（正極）２３と、負の極性を有する帯状の電極（負極）２４と、を有する。電極体２は、正極２３と負極２４とが互いに絶縁された状態で巻回されることによって形成される。

【0046】

正極２３は、金属箔と、金属箔の上に形成された正極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、アルミニウム箔である。正極２３は、帯形状の短手方向である幅方向の一方の端縁部に、正極活物質層の非被覆部（正極活物質層が形成されていない部位）２３１を有する。尚、正極２３において、正極活物質層が形成されている部位を被覆部２３２と称する。

【0047】

負極２４は、金属箔と、金属箔の上に形成された負極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、銅箔である。負極２４は、帯形状の短手方向である幅方向の他方（正極２３の非被覆部２３１と反対側）の端縁部に、負極活物質層の非被覆部（負極活物質層が形成されていない部位）２４１を有する。尚、負極２４において、負極活物質層が形成されている部位を被覆部２４２と称する。

【0048】

本実施形態の電極体２では、以上のように構成される正極２３と負極２４とがセパレータ２５によって絶縁された状態で巻回される。セパレータ２５は、絶縁性を有する帯状の部材である。セパレータ２５は、正極２３と負極２４との間に配置される。これにより、電極体２において、正極２３と負極２４とが互いに絶縁される。また、セパレータ２５は、ケース３の内部において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１の充放電時において、リチウムイオンが、セパレータ２５を挟んで交互に積層される正極２３と負極２４との間を移動可能となる。

【0049】

セパレータ２５は、図３に示すように、被覆部２３２同士が重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極２３と負極２４との間に配置される。このとき、正極２３の非被覆部２３１と負極２４の非被覆部２４１とは重なっていない。即ち、正極２３の非被覆部２３１が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向に突出し、且つ、負極２４の非被覆部２４１が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（正極２３の非被覆部２３１の突出方向と反対の方向）に突出する。以上のように積層された状態の正極２３、負極２４、及びセパレータ２５が巻回されることによって、電極体２が形成される。尚、図３では、正極２３、負極２４、及びセパレータ２５における互いの相対位置を説明し易いよう、各構成の厚さ等を誇張して記載している。

【0050】

ケース３は、開口を有するケース本体３１と、ケース本体３１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板３２と、を有する。ケース３は、該ケース３に設けられた注液孔３２５Ａが封止されている注液封止部３５Ａを有する。また、ケース３は、該ケース３に設けられた排出孔３２５Ｂが封止されている排出封止部３５Ｂも有する。このケース３は、電極体２及び集電体５等と共に、電解液を内部空間３３に収容する。ケース３は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。前記電解液は、非水溶液系電解液である。電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。

【0051】

ケース３は、直方体形状を有する。即ち、本実施形態の蓄電素子１は、いわゆる角形電池である。ケース３は、ケース本体３１の開口周縁部と、蓋板３２の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。このケース３は、ケース本体３１と蓋板３２とによって画定される内部空間３３を有する。

【0052】

ケース本体３１は、板状の閉塞部３１１と、閉塞部３１１の周縁に接続される筒状の胴部３１２とを備える。

【0053】

閉塞部３１１は、開口が上を向くようにケース本体３１が配置されたときに、ケース本体３１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体３１の底壁となる）部位である。閉塞部３１１は、該閉塞部３１１の法線方向視において、矩形状である。以下では、図１に示すように、閉塞部３１１の長辺方向をＸ軸方向とし、閉塞部３１１の短辺方向をＹ軸方向とし、閉塞部３１１の法線方向をＺ軸方向とする。

【0054】

本実施形態の胴部３１２は、角筒形状を有する。詳しくは、胴部３１２は、偏平な角筒形状を有する。

【0055】

以上のように、ケース本体３１は、開口方向（Ｚ軸方向）における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有する。

【0056】

蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的には、蓋板３２がケース本体３１の開口を塞ぐように、蓋板３２の周縁部が該ケース本体３１の開口周縁部に重ねられる。前記開口周縁部と蓋板３２とが重ねられた状態で、蓋板３２とケース本体３１との境界部が溶接される。これにより、ケース３が構成される。

【0057】

蓋板３２は、Ｚ軸方向視において、ケース本体３１の開口周縁部に対応した輪郭形状を有する。即ち、蓋板３２は、Ｚ軸方向視において、Ｘ軸方向に長い矩形状の板材である。

【0058】

蓋板３２は、ケース３の内部のガスを外部に排出可能なガス排出弁３２１を有する。ガス排出弁３２１は、ケース３の内部圧力が所定の圧力まで上昇したときに、該ケース３の内部から外部にガスを排出する。本実施形態のガス排出弁３２１は、Ｘ軸方向において、蓋板３２の中央位置に対して一方の端部（図４では左側の端部）側に偏った位置に設けられる。

【0059】

具体的に、ガス排出弁３２１は、破断溝が形成された薄肉部を有する。ガス排出弁３２１は、ケース３の内部圧力（ガス圧）が所定の値よりも大きくなったときに薄肉部が破断溝から裂けることによって、ケース３の内部（内部空間３３）と外部（外部空間）とを連通させる。これにより、ガス排出弁３２１は、ケース３の内部のガスを外部へ排出する。このようにして、ガス排出弁３２１は、上昇したケース３の内部圧力を下げる。

【0060】

蓋板３２には、ケース３の内部と外部とを連通させる一対の貫通孔３２２が設けられる。貫通孔３２２は、Ｘ軸方向における蓋板３２の両端部にそれぞれ設けられる（図４参照）。貫通孔３２２には、後述する貫通部材７が挿通される。

【0061】

ケース３には、電解液を注入するための注液孔３２５Ａが設けられる。注液孔３２５Ａは、ケース３の内部と外部とを連通する。本実施形態の注液孔３２５Ａは、蓋板３２に設けられる。注液孔３２５Ａは、蓋板３２をＺ軸方向（厚さ方向）に貫通する。注液孔３２５Ａは、Ｘ軸方向におけるガス排出弁３２１と一対の貫通孔３２２のいずれか一方（図４では右側の貫通孔３２２）との間、具体的には、ケース３の内部に配置されているガイド部８と対応する位置に設けられる。

【0062】

以上のように構成される注液孔３２５Ａは、注液栓３２６Ａによって密閉され（封止され）、これにより、ケース３の注液封止部３５Ａを構成する。即ち、注液封止部３５Ａは、注液孔３２５Ａと注液栓３２６Ａとを有する。本実施形態の注液栓３２６Ａは、溶接によってケース３（本実施形態の例では蓋板３２）に固定される。具体的には、注液栓３２６Ａは、注液孔３２５Ａを覆う頭部と、頭部から延びる挿入部とを有する。

【0063】

前記頭部は、注液孔３２５Ａを覆う部位である。前記頭部は、板状の部位であり、蓋板３２と重なるようにして注液孔３２５Ａを覆う。本実施形態の頭部は、Ｚ軸方向視において略円形の輪郭を有する。

【0064】

前記挿入部は、前記頭部から注液孔３２５Ａを通ってケース３の内部に向けて延びる。即ち、前記挿入部は、前記頭部から延びる柱状の部位である。前記挿入部は、蓋板３２の注液孔３２５Ａよりも僅かに大きい。このため、注液栓３２６Ａが蓋板３２に取り付けられるときには、前記挿入部が注液孔３２５Ａに圧入される。

【0065】

また、ケース３には、ケース３の内部の流体（空気、ガス等の気体、及び電解液等の液体）を排出可能な排出孔３２５Ｂが設けられる。排出孔３２５Ｂは、注液孔３２５Ａと同様の構成である。即ち、排出孔３２５Ｂは、ケース３の内部と外部とを連通する。本実施形態の排出孔３２５Ｂは、蓋板３２に設けられる。排出孔３２５Ｂは、蓋板３２をＺ軸方向に貫通する。本実施形態の排出孔３２５Ｂは、Ｘ軸方向におけるガス排出弁３２１と注液孔３２５Ａとの間、具体的には、ケース３の内部に配置されているガイド部８と対応する位置に設けられる。

【0066】

以上のように構成される排出孔３２５Ｂは、排出栓３２６Ｂによって密閉され（封止され）、これにより、ケース３の排出封止部３５Ｂを構成する。即ち、排出封止部３５Ｂは、排出孔３２５Ｂと排出栓３２６Ｂとを有する。本実施形態の排出栓３２６Ｂは、溶接によってケース３（本実施形態の例では蓋板３２）に固定される。この排出栓３２６Ｂは、注液栓３２６Ａと同様に構成される。即ち、排出栓３２６Ｂは、排出孔３２５Ｂを覆う板状の頭部と、該頭部から延びて排出孔３２５Ｂに圧入される柱状の挿入部とを有する。

【0067】

注液封止部３５Ａと排出封止部３５Ｂとは（即ち、注液孔３２５Ａと排出孔３２５Ｂとは）、Ｘ軸方向に所定の距離をおいて設けられている。この所定の距離とは、具体的には、注液孔３２５Ａからケース３の内部に電解液が注入されつつ排出孔３２５Ｂからケース３の内部の流体（空気等）が排出されたときに、ガイド部８において、注液孔３２５Ａから注入された電解液が、そのまま排出孔３２５Ｂから出ない（吸い出されない）ような距離である。

【0068】

ガイド部８は、第一ガイド部８１及び第二ガイド部８２を有し、ケース３の内部において、電解液等の流体を案内する。本実施形態のガイド部８は、Ｘ軸方向に延び且つ内部に空間を有する長箱状であり、Ｘ軸方向における電極体２と蓋板３２との間に配置されている。また、ガイド部８は、Ｚ軸方向において、注液封止部３５Ａ及び排出封止部３５Ｂと重なっている。詳しくは、第一ガイド部８１が、注液封止部３５Ａ（注液孔３２５Ａ）と重なる位置に配置され、第二ガイド部８２が、排出封止部３５Ｂ（排出孔３２５Ｂ）と重なる位置に配置される。

【0069】

第一ガイド部８１は、注液孔３２５Ａから電極体２のＸ軸方向における一端（図４における右端）２０１に向かう電解液の通過を許容する。具体的に、第一ガイド部８１は、図４〜図６に示すように、ケース３の内部において、注液孔３２５Ａから電極体２の一端２０１に向けて延びる筒状（箱状）の第一ガイド本体８１１と、第一ガイド本体８１１からの電解液の出入りを制御する第一通過制御部８１２と、を有する。

【0070】

第一ガイド本体８１１は、Ｚ軸方向において注液孔３２５Ａと重なる位置から、蓋板３２の内面に沿って電極体２の一端２０１に向けて延びる。第一ガイド本体８１１は、内部に、注液孔３２５Ａから電極体２の一端２０１に向う流路を形成可能な空間（流路空間）を有する。

【0071】

第一通過制御部８１２は、第一ガイド本体８１１の先端（電極体２の一端２０１側の端部）に設けられ、第一ガイド本体８１１の内部（流路空間）を通って注液孔３２５Ａから電極体２の一端２０１に向かう電解液の通過を許容する（図５参照）。一方、第一通過制御部８１２は、ケース３の内部（詳しくは、ガイド部８を除くケース３の内部空間であって、電極体２配置される空間（以下、単に「配置空間」と称する。））から注液孔３２５Ａに向かう流体の通過、即ち、配置空間から第一ガイド本体８１１の内部への流体の通過を阻止する（図６参照）。本実施形態の第一通過制御部８１２は、例えば、逆止弁である。このように、逆止弁８１２を用いることで、第一ガイド部８１において、注液孔３２５Ａから電極体２の一端２０１に向かう電解液の通過を許容する共に、配置空間から注液孔３２５Ａに向かう流体の通過を阻止する構成を、容易に実現することができる。

【0072】

第二ガイド部８２は、ケース３の内部から注液孔３２５Ａに向かう流体の通過を許容すると共に、注液孔３２５Ａから電極体２のＸ軸方向における他端２０２に向かう電解液の通過を阻止又は通過し難くする。具体的に、第二ガイド部８２は、図４，図７，図８に示すように、ケース３の内部において、排出孔３２５Ｂから電極体２の他端２０２に向けて延びる筒状（箱状）の第二ガイド本体８２１と、第二ガイド本体８２１からの流体の出入りを制御する第二通過制御部８２２と、を有する。

【0073】

第二ガイド本体８２１は、Ｚ軸方向において排出孔３２５Ｂと重なる位置から、蓋板３２の内面に沿って電極体２の他端２０２に向けて延びる。第二ガイド本体８２１は、内部に、配置空間から排出孔３２５Ｂに向う流路を形成可能な流路空間を有する。本実施形態の蓄電素子１では、第一ガイド本体８１１と第二ガイド本体８２１とが一体である。即ち、第一ガイド本体８１１と第二ガイド本体８２１とがＸ軸方向に連接され、一つの筒状（長箱状）となっている。このため、第一ガイド本体８１１の流路空間と、第二ガイド本体８２１の流路空間とは、連通している。

【0074】

第二通過制御部８２２は、第二ガイド本体８２１の先端（電極体２の他端２０２側の端部）に設けられ、ケース３の内部から注液孔３２５Ａに向かう流体の通過、即ち、配置空間から第二ガイド本体８２１の内部への流体の通過を許容する（図７参照）。一方、第二通過制御部８２２は、注液孔３２５Ａ及び排出孔３２５Ｂから電極体２の他端２０２に向かう電解液の通過、即ち、第二ガイド本体８２１の内部から配置空間への流体の通過を阻止する（図８参照）。本実施形態の第二通過制御部８２２は、例えば、逆止弁である。このように、逆止弁を用いることで、第二ガイド部８２において、配置空間から注液孔３２５Ａに向かう流体の通過を許容すると共に、注液孔３２５Ａから電極体２の他端２０２に向かう電解液の通過を阻止する構成を、容易に実現することができる。

【0075】

以上のように構成されるガイド部８では、排出封止部３５Ｂ（排出孔３２５Ｂ）は、注液封止部３５Ａ（注液孔３２５Ａ）より第二ガイド部８２に近い位置に配置される。このため、第二ガイド部８２において第二通過制御部８２２から注液孔３２５Ａに向かうケース３の内部（詳しくは、配置空間内）の流体が注液孔３２５Ａよりも排出孔３２５Ｂから排出され易くなる。このため、ガイド部８では、注液孔３２５Ａから注入された電解液が第一ガイド部８１を通過して電極体２の一端２０１に供給され、且つ、ケース３の内部（詳しくは、配置空間内）の流体が第二ガイド部８２を通過して排出孔３２５Ｂから外部に排出され易くなる。

【0076】

外部端子４は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子４は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。

【0077】

蓄電素子１は、ケース３を貫通する貫通部材７を備える。貫通部材７は、ケース３の内部に配置される集電体５と、ケース３の外部に配置される外部端子４とを通電させる。貫通部材７は、導電性の金属によって形成され、外部端子４から集電体５まで延びる。本実施形態の貫通部材７は、外部端子４と一体に形成される。蓋板３２と、外部端子４及び貫通部材７との間は、密閉されている。即ち、ケース３は、注液孔３２５Ａ及び排出孔３２５Ｂを除いて、気密構造を有する。

【0078】

集電体５は、ケース３の内部に配置され、電極体２と通電可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体５は、クリップ部材５０を介して電極体２と通電可能に接続される。集電体５は、導電性を有する部材によって形成される。図４に示すように、集電体５は、ケース３の内面に沿って配置される。本実施形態の集電体５は、貫通部材７とクリップ部材５０とを通電可能に接続する。集電体５は、蓄電素子１の正極と負極とにそれぞれ配置される。本実施形態の蓄電素子１では、ケース３の内部において、電極体２の一端２０１と、他端２０２とにそれぞれ接続される。

【0079】

蓄電素子１は、電極体２とケース３とを絶縁する絶縁部材６等を備える。本実施形態の絶縁部材６は、例えば、絶縁カバーである。絶縁カバー６は、ケース３（詳しくはケース本体３１）と電極体２との間に配置される。絶縁カバー６は、絶縁性を有する素材によって形成される。絶縁カバー６は、シート状の部材によって構成される。本実施形態の絶縁カバー６は、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂によって形成される。絶縁カバー６は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって袋状に形成される。

【0080】

絶縁カバー６は、シート状の部材を単に折り曲げて袋状に形成せずに、シート状の部材を例えば融着又は溶着して袋状に形成してもよい。また、絶縁カバー６は、初めから袋状に形成されてもよい。絶縁カバー６の代わりに、ケース３の内面に絶縁層が設けられ、これにより、電極体２とケース３とが絶縁されてもよい。

【0081】

本実施形態の蓄電素子１では、袋状の絶縁カバー６に収容された状態の電極体２（詳しくは、電極体２及び集電体５）がケース３の内部に収容される。

【0082】

次に、上述のように構成される蓄電素子１の製造方法を、図９及び図１０も参照しつつ説明する。

【0083】

外部端子４、集電体５、電極体２、絶縁カバー６、及びガイド部８等が蓋板３２に組み付けられる（ステップＳ１）。このとき、蓋板３２は、注液孔３２５Ａには注液栓３２６Ａが取り付けられておらず、排出孔３２５Ｂには排出栓３２６Ｂが取り付けられていない状態である。即ち、ケース３の注液封止部３５Ａにおいて注液孔３２５Ａが封止されていない状態であり、且つ、ケース３の排出封止部３５Ｂにおいて、排出孔３２５Ｂが封止されていない状態である。

【0084】

組み付けられた電極体２等がケース本体３１に収容され且つ蓋板３２がケース本体３１の開口を塞ぐように、蓋板３２の周縁部がケース本体３１の開口周縁部に重ねられる。この状態で、蓋板３２とケース本体３１との境界部が溶接される（ステップＳ２）。

【0085】

次に、ケース３が、注液孔３２５Ａが排出孔３２５Ｂより下方に位置するような姿勢にされ、電解液が注液孔３２５Ａからケース３の内部に注入される。具体的には、以下の通りである。

【0086】

先ず、ケース３が、図１０に示すように、注液孔３２５Ａが排出孔３２５Ｂより下方に位置し且つ電極体２の巻回中心方向（Ｘ軸方向）が上下方向（重力方向）を向く姿勢（注液姿勢）にされる（ステップＳ３）。続いて、注液孔３２５Ａからケース３の内部に空気等が流入しない状態で、ケース３の内部が低圧状態になるように排出孔３２５Ｂからケース３の内部の流体（空気等）が排出される（ステップＳ４）。このとき、ガイド部８では、図７に示すように、第二通過制御部（逆止弁）８２２が開き、配置空間内の流体が第二ガイド部８２によって排出孔３２５Ｂまで案内される一方、図６に示すように、第一通過制御部（逆止部）８１２が閉じ、配置空間内の流体が第一ガイド部８１に流入するのが阻止される。ここで、ケース３の内部が低圧状態であるとは、ケース３の内部の圧力が大気圧（１気圧）よりも小さい状態をいう。注入の際に電解液がケース３の内部により引き込まれやすいという観点から、ケース３の内部の圧力は、０．１気圧以下が好ましく、０．０１気圧以下がさらに好ましい。

【0087】

ケース３の内部が低圧状態になると、電解液が注液孔３２５Ａからケース３の内部に注入される（ステップＳ５）。このとき、ガイド部８では、第一ガイド部８１が、注液孔３２５Ａから注入された電解液を電極体２の一端２０１に向けて案内すると共に、第二ガイド部８２が、注入された電解液が電極体２の他端２０２に向かうのを阻止する。即ち、ガイド部８では、図５に示すように、第一通過制御部８１２が開き、第一ガイド部８１が、注入された電解液を電極体２の一端２０１に向けて流出させる一方、図８に示すように、第二通過制御部８２２が閉じ、注液孔３２５Ａから注入された電解液が電極体２の他端２０２に向かうのを第二ガイド部８２が阻止する（防ぐ）。

【0088】

このように、ケース３の内部が低圧になった状態で電解液が注入されると、ケース３の内部では、注液孔３２５Ａからケース３の内部に注入された電解液が第一ガイド部８１によって電極体２の一端２０１に向けて案内されると共に、該電解液が電極体２の他端２０２に向かうのを第二ガイド部８２によって阻止される。このため、電極体２の一端２０１が他端２０２に比べ、注入された電解液に接し易くなる。よって、蓄電素子１の製造時（注入時）において、電解液が、電極体２の一端２０１（詳しくは、開放端２０３：図３参照）から電極体２の内部に染み込み、電解液が電極体２の内部を一端２０１から他端２０２に向けて染み渡る（図１０の矢印α参照）。これにより、電解液の注入前に電極（正極２３、負極２４）とセパレータ２５との間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体２の他端２０２から排出される。その結果、電解液が電極体２全体に染み渡ったときに、前記気体が電極体２の内部に取り残され難くなる。このとき、電極体２の他端２０２から排出された気体は、第二ガイド部８２を通じて排出孔３２５Ｂから排出される。前記開放端２０３は、電極体２において、積層された電極（正極２３及び負極２４）とセパレータ２５との間に電解液が浸入する入口となる部位である。本実施形態における電極体２の一端２０１側の開放端２０３は、図３に示すように、正極２３と負極２４とが幅方向に位置ずれした状態でセパレータ２５を介して積層されている電極体２における、正極２３と負極２４とが重なっている（積層されている）部分のうちの幅方向の一方の端縁位置となる部位である。詳しくは、一端２０１側の開放端２０３は、電極体２において、正極２３の被覆部２３２の一方の端縁（非被覆部２３１と反対側の端縁）位置となる部位である。一方、電極体２の他端２０２側の開放端２０４は、電極体２における、正極２３と負極２４とが重なっている部分のうちの幅方向の他方の端縁位置（前記一端２０１側の開放端２０３と反対側の端縁位置）となる部位である。この電極体２の他端２０２側の開放端２０４は、注入時において、電極（正極２３及び負極２４）とセパレータ２５との間にあった気体（空気等）が放出される出口となる部位である。詳しくは、他端２０２側の開放端２０４は、電極体２において、正極２３の被覆部２３２の他方の端縁（非被覆部２３１と隣接する端縁）位置となる部位である。

【0089】

尚、本実施形態では、電解液の注入時（ステップＳ５）において、排出孔３２５Ｂからの流体の排出が停止されるが、排出孔３２５Ｂからの流体の排出が続けられてもよい。

【0090】

電解液の注入後、所定の時間が経過して電解液が電極体２に十分染み込んだ後、必要に応じて、不要な電解液（注入された電解液の一部）が、第二ガイド部８２を通じて排出孔３２５Ｂから排出される（ステップＳ６）。

【0091】

不要な電解液が排出されると、注液孔３２５Ａが注液栓３２６Ａによって封止されると共に、排出孔３２５Ｂが排出栓３２６Ｂによって封止され（ステップＳ７）、蓄電素子１が完成する。

【0092】

以上の蓄電素子１及び蓄電素子１の製造方法によれば、第一ガイド部８１及び第二ガイド部８２によって、注液孔３２５Ａからケース３の内部に注入された電解液が電極体２の一端２０１に向けて案内されると共に該電解液が電極体２の他端２０２に向かうのを阻止される。これにより、電極体２の一端２０１が、他端２０２に比べて、注入された電解液に接し易くなる。このため、蓄電素子１の製造時（注入時）において、電解液が、電極体２の一端２０１から電極体２の内部に染み込み（浸入し）易くなる。その結果、上述のように、電解液の注入前に電極（正極２３、負極２４）とセパレータ２５との間にあった気体が、染み込んだ電解液に押し出されるように電極体２の他端２０２から排出される。これにより、電解液が電極体２の内部全体に染み渡ったときに前記気体が電極体２の内部に取り残され難くなる。このようにして、電極体２の内部への電解液の染み込みが不均一になり難い蓄電素子１が得られる。

【0093】

本実施形態の蓄電素子１の製造方法では、電解液の注入時に、ケース３は、電極体２のＸ軸方向（巻回中心方向）が上下を向く姿勢で電解液を注入される。このとき、ケース３の内部において電解液が案内される位置（電極体２の一端２０１）が下端となり且つ電極体２の一端２０１が下方を向くような姿勢のケース３に対して電解液が注入されている。このため、電極体２の一端２０１のＺ軸方向全体が電解液に接しやすく、これにより、電解液を電極体２により効率よく染み込ませることができる。

【0094】

本実施形態の蓄電素子１の製造方法では、注液の際に、ケース３の内部が低圧状態であるため、注入の際に電解液がケース３の内部に引き込まれ、これにより、ケース３の内部への電解液の注入が容易になる。

【0095】

尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

【0096】

上記実施形態のガイド部８では、第一ガイド本体８１１の内部（流路空間）と第二ガイド本体８２１の内部（流路空間）とが連通しているが、この構成に限定されない。例えば、ガイド部８は、第一ガイド本体８１１の流路空間と第二ガイド本体８２１の流路空間とを隔てる隔壁部を備えてもよい。かかる構成によれば、注液孔３２５Ａから注入された電解液が配置空間を通過せずに排出孔３２５Ｂから排出されるのを確実に防ぐことができる。

【0097】

上記実施形態のガイド部８では、第一ガイド部８１と第二ガイド部８２とが一体であるが、別体であってもよい。かかる構成によれば、注液封止部３５Ａと排出封止部３５Ｂとが近接して配置されなくてもよく、注液封止部３５Ａ及び排出封止部３５Ｂの配置の自由度が向上する。

【0098】

第一通過制御部８１２の具体的構成は、限定されない。上記実施形態の第一通過制御部８１２は、逆止弁であるが、第一ガイド部８１の内部から配置空間へ向かう電解液の通過（流出）を許容する構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、図１１に示すように、第一通過制御部８１３は、単なる開口であってもよい。

【0099】

第二通過制御部８２２の具体的構成は、限定されない。上記実施形態の第二通過制御部８２２は、逆止弁であるが、配置空間から第二ガイド部８２の内部へ向かう流体の通過（流入）を許容すると共に、第二ガイド部８２の内部から配置空間への流体の通過（流出）を阻止できる構成であれば、他の構成であってもよい。

【0100】

また、第二通過制御部８２２は、配置空間から第二ガイド部８２の内部に気体が流入し易く、且つ、第二ガイド部８２の内部から配置空間に向かう電解液が通過し難い構成であってもよい。例えば具体的には、図１１に示すように、第二通過制御部８２３は、第二ガイド本体８２１の内部に流入する流体の流路（ケース３の内部から注液孔３２５Ａへ向かう流体の流路）と交差するように配置されるメッシュ部材でもよい。気体の粘度に比べて液体の粘度の方が高いため、液体の方が気体よりメッシュ部材を通過し難い。このため、前記構成によれば、簡素な構成部材によって、配置空間から第二ガイド部８２の内部へ向かう空気等の気体を通過させ易く、且つ、第二ガイド部８２の内部から配置空間へ向かう（注液孔３２５Ａから電極体２の他端２０２に向かう）電解液等の液体を通過させ難くする構成を、実現できる。これにより、第二ガイド部８２では、注液孔３２５Ａからケース３の内部に注入された電解液が電極体２の一端２０１に向けて案内されると共に該電解液が電極体２の他端２０２に向かい難くなる。このため、電極体２の一端２０１が、他端２０２に比べて、注入された電解液に接し易くなる。

【0101】

上記実施形態の蓄電素子１の製造方法における注液姿勢は、電極体２のＸ軸方向（巻回中心方向）が上下方向を向いた姿勢であるが、この注液姿勢に限定されない。注液姿勢は、注液孔３２５Ａが排出孔３２５Ｂより下方に位置するような姿勢であればよい。このような注液姿勢とすることで、電極体２の一端２０１が他端２０２より下方に位置するため、第一ガイド部８１によって案内された電解液が、ケース３の内部において、重力によって電極体２の一端２０１の近傍により向かい易く且つ電極体２の他端２０２には向かい難くなる。その結果、電解液を電極体２の一端２０１から効率よく染み込ませることができる。

【0102】

上記実施形態では、ケース３の内部から流体（空気等）が排出され（上記実施形態のステップＳ４参照）、ケース３の内部が減圧された後、電解液がケース３の内部に注入される（上記実施形態のステップＳ５参照）が、図１２に示すように、排出孔３２５Ｂからのケース３の内部の気体の排気と、注液孔３２５Ａからのケース３の内部への電解液の注入とが同時に行われてもよい（ステップＳ４−１）。この場合、ステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ６〜Ｓ７は、上記実施形態と同様である。かかる構成によっても、注入時に、ケース３の内部を低圧状態に保つことができる。

【0103】

上記実施形態のケース３には、注液孔３２５Ａと排出孔３２５Ｂとが設けられているが、この構成に限定されない。ケース３に排出孔３２５Ｂが設けられず、ケース３における注液孔３２５Ａを除く部位が気密構造となっていてもよい。この場合、ケース３の内部を低圧状態にする（上記実施形態のステップＳ４参照）ことは、注液孔３２５Ａから排気することによって行われる。かかる構成によれば、気体等の流体を排出させてケース３の内部を低圧状態にするための排出孔３２５Ｂ及び該排出孔３２５Ｂを封止する部材３２６Ｂ等を設けなくてもよく、これにより、ケース３の構成の簡素化が図られると共に、流体の排出後に排出孔を封止する作業をなくすことができる。

【0104】

上記実施形態の電極体２は、巻芯を備えていない構成であるが、この構成に限定されない。電極体２は、巻芯を備えた構成でもよい。この場合、巻芯の周囲に、正極２３、負極２４、及びセパレータ２５が積層された状態で巻回されることによって電極体２が形成される。

【0105】

また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ（容量）は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。

【0106】

蓄電素子（例えば電池）は、図１３に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池の場合は電池モジュール）１１に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。

【符号の説明】

【0107】

１…蓄電素子、２…電極体、２０１…一端、２０２…他端、２０３…一端側の開放端、２０４…他端側の開放端、２３…正極、２３１…非被覆部、２３２…被覆部、２４…負極、２４１…非被覆部、２４２…被覆部、２５…セパレータ、３…ケース、３１…ケース本体、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３２…蓋板、３２１…ガス排出弁、３２２…貫通孔、３２５Ａ…注液孔、３２５Ｂ…排出孔、３２６Ａ…注液栓、３２６Ｂ…排出栓、３３…内部空間、３５Ａ…注液封止部、３５Ｂ…排出封止部、４…外部端子、５…集電体、５０…クリップ部材、６…絶縁部材（絶縁カバー）、７…貫通部材、８…ガイド部、８１…第一ガイド部、８１１…第一ガイド本体、８１２，８１３…第一通過制御部、８２…第二ガイド部、８２１…第二ガイド本体、８２２，８２３…第二通過制御部、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材

【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】