特開 2022-78470 蓄電素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022078470

(43)【公開日】2022-05-25

(54)【発明の名称】蓄電素子

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/463 20210101AFI20220518BHJP

   H01M 50/60 20210101ALI20220518BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20220518BHJP

【ＦＩ】

H01M2/18 Z

H01M2/36 101D

H01M2/26 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020189161

(22)【出願日】2020-11-13

(71)【出願人】

【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】川上 悟

(72)【発明者】

【氏名】吉竹 伸介

【テーマコード（参考）】

5H021

5H023

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H021AA02

5H021HH10

5H023AA03

5H023AS02

5H043AA02

5H043AA12

5H043AA13

5H043AA14

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA13

5H043CB04

5H043CB09

5H043EA07

5H043JA01E

(57)【要約】

【課題】電極体の損傷を抑制可能な蓄電素子を提供する。
【解決手段】蓄電素子１０は、電極体４００と、電極体４００の周囲に配置され当該電極体４００を保持するスペーサ（サイドスペーサ７００）と、電極体４００及びスペーサを収容する容器１００とを備えている。蓄電素子１０は、容器１００の内部に突出した状態で当該容器１００を貫通する栓部材１７０を備えている。スペーサは、栓部材１７０における突出部分（カシメ部１７３）を収容し、当該突出部分により規制される規制部（収容凹部７０４）を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極体と、
前記電極体の周囲に配置され当該電極体を保持するスペーサと、
前記電極体及びスペーサを収容する容器とを備える蓄電素子であって、
前記容器の内部に突出した状態で当該容器を貫通する栓部材を備え、
前記スペーサは、前記栓部材における突出部分を収容し、当該突出部分により規制される規制部を有する
蓄電素子。

【請求項2】

前記電極体は、本体部と、前記本体部における一端部から突出したタブ部とを備え、
前記栓部材は、前記本体部よりも前記タブ部側に配置されている
請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項3】

前記容器は、直方体形状であり、
前記栓部材は、前記容器における短側面に配置されている
請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記栓部材の前記突出部分は、前記規制部に嵌合している
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電素子。

【請求項5】

前記スペーサは、前記電極体を挟む位置に一対設けられており、
前記栓部材は、一対の前記スペーサに対応して一対設けられており、
一対の前記スペーサのそれぞれの前記規制部は、一対の前記栓部材のそれぞれの前記突出部分により規制される
請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電素子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蓄電素子においては、電極体（発電要素）及び電解液が容器内に収容されている。容器には、電解液を注液するための注液孔が形成されており、その注液孔が栓部材（封止栓）により封止されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１７９２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、蓄電素子によっては、栓部材の先端部が容器の内方に突出したものもある。このような蓄電素子であると、その栓部材の突出部分が容器の内部空間を消費してしまい、電極体を収容するための空間を狭めてしまっていた。これにより、容器内部に電極体を密に収容できず、エネルギー密度を低下させる一因となっている。また、外部からの衝撃を蓄電素子が受けた場合に、容器内部で電極体が移動して損傷するおそれもある。

【0005】

このため、本発明の課題は、電極体の損傷を抑制可能な蓄電素子を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、電極体と、電極体の周囲に配置され当該電極体を保持するスペーサと、電極体及びスペーサを収容する容器とを備える蓄電素子であって、容器の内部に突出した状態で当該容器を貫通する栓部材を備え、スペーサは、栓部材における突出部分を収容し、当該突出部分により規制される規制部を有する。

【0007】

これによれば、容器の内部に突出した栓部材の突出部分がスペーサの規制部に収容されているので、当該突出部分が容器の内部空間を消費してしまうことを抑制することができる。したがって、容器内部に電極体をより密に収容することができ、エネルギー密度の低下を抑制することができる。

【0008】

また、スペーサの規制部が、容器の内部に突出した栓部材の突出部分により規制されるので、スペーサと栓部材との相対的な位置ズレを抑制できる。これにより、スペーサに保持された電極体も容器内部で移動しにくくなる。したがって、例えば衝撃を受けた際に電極体が容器内部で移動して損傷することを抑制することができる。

【0009】

これらのことにより、栓部材を起因としたエネルギー密度の低下を抑制可能であり、電極体の損傷を抑制可能な蓄電素子を提供することができる。

【0010】

電極体は、本体部と、本体部における一端部から突出したタブ部とを備え、栓部材は、本体部よりもタブ部側に配置されていてもよい。

【0011】

これによれば、栓部材がタブ部側に配置されることにより、栓部材を容器に挿入する際に電極体への干渉を避けることができる。すなわち、電極体の上部における集電体（電極端子）とタブ部との接続領域の周囲にあるデッドスペースを栓部材の挿入時に活用することが可能とり、容器内部に電極体をより密に収容することができるので、エネルギー密度の向上が期待できる。

【0012】

容器は、直方体形状であり、栓部材は、容器における短側面に配置されていてもよい。

【0013】

ここで、容器の長側面同士を重ねて複数の蓄電素子を配列する場合においては、容器の短側面は他の蓄電素子に干渉せずに露出された状態となる。この露出された短側面に栓部材が配置されているので、容器の長側面同士を重ねて複数の蓄電素子を配列する場合に、各蓄電素子を容易に配列することが可能である。

【0014】

栓部材の突出部分は、規制部に嵌合していてもよい。

【0015】

これによれば、栓部材の突出部分がスペーサの規制部に嵌合しているので、スペーサと栓部材との相対的な位置ズレをより確実に抑制できる。これにより、スペーサで保持された電極体も容器内部でより移動しにくくなり、例えば衝撃を受けた際に電極体が容器内部で移動して損傷することを、より抑制することができる。

【0016】

スペーサは、電極体を挟む位置に一対設けられており、栓部材は、一対のスペーサに対応して一対設けられており、一対のスペーサのそれぞれの規制部は、一対の栓部材のそれぞれの突出部分により規制されていてもよい。

【0017】

これによれば、一対のスペーサのそれぞれが一対の栓部材により規制されているので、各スペーサで保持された電極体の移動をより確実に抑制することができる。これにより、例えば衝撃を受けた際に電極体が容器内部で移動して損傷することを、より確実に抑制することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、電極体の損傷を抑制可能な蓄電素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。

【図3】実施の形態に係る蓄電素子から、容器本体と絶縁シートとを除いた部位の分解斜視図である。

【図4】実施の形態に係るサイドスペーサの一部及びその周辺の部材を拡大して示す断面図である。

【図5】変形例に係るサイドスペーサの一部及びその周辺の部材を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら、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する。なお、以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

【0021】

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、電極体の一対のタブ部の並び方向、または、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向、容器の厚さ方向、または、電極体の極板の積層方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋体との並び方向、容器の短側面の長手方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

【0022】

また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向は、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が平行している、とは、当該２つの方向が完全に平行していることを意味するだけでなく、実質的に平行していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。さらに、単に、「Ｘ軸方向」という場合は、Ｘ軸に平行な双方向またはいずれか一方の方向を意味する。Ｙ軸及びＺ軸に関する用語についても同様である。

【0023】

（実施の形態）
［１．蓄電素子の構成］
まず、図１～図３を用いて、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。また、図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０の分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電素子１０から、容器本体１０１と絶縁シート５００とを除いた部位の分解斜視図である。

【0024】

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、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。蓄電素子１０は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電素子１０は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

【0025】

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。蓄電素子１０は、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。また、蓄電素子１０は全固体電池であってもよい。また、本実施の形態では、直方体形状（角形）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、円柱形状、長円柱形状または直方体以外の多角柱形状等であってもよい。

【0026】

図１～図３に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、電極体４００と、絶縁シート５００と、一対のサイドスペーサ７００とを備える。なお、容器１００の内部には電解液（非水電解質）が封入されているが、図示は省略する。電解液としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく様々なものを選択することができる。

【0027】

容器１００は、開口が形成された容器本体１０１と、容器本体１０１の当該開口を閉塞する蓋体１１０とを有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。このような構成により、容器１００は、電極体４００等を容器本体１０１の内部に収容後、容器本体１０１と蓋体１１０とが溶接等接合されることにより、内部を密封することができる構造となっている。容器１００（容器本体１０１及び蓋体１１０）の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

【0028】

容器本体１０１は、容器１００の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。つまり、容器本体１０１は、Ｙ軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平面状の長側面を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平面状の短側面を有し、Ｚ軸マイナス方向側に矩形状かつ平面状の底面を有している。容器本体１０１の各短側面において開口側（Ｚ軸プラス方向）の端部には、栓用貫通孔１０２がそれぞれ１つずつ形成されている。一対の栓用貫通孔１０２のうち、一つの栓用貫通孔１０２は、電解液が注がれる注液口である。各栓用貫通孔１０２は栓部材１７０によって封止されている。栓部材１７０の詳細については後述する。

【0029】

蓋体１１０は、容器１００の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１０１のＺ軸プラス方向にＸ軸方向に延設されて配置されている。蓋体１１０には、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁（図示省略）が設けられている。また、蓋体１１０には、正極端子２００、上ガスケット１２５及び下ガスケット１２０が取り付けられる貫通孔１１０ａと、負極端子３００、上ガスケット１３５及び下ガスケット１３０が取り付けられる貫通孔１１０ｂとが形成されている。

【0030】

上ガスケット１２５、１３５、並びに、下ガスケット１２０、１３０は、絶縁体であり、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の絶縁性の樹脂などによって形成されている。

【0031】

上ガスケット１２５は、正極端子２００と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。上ガスケット１２５には、正極端子２００の締結部が貫通する貫通孔１２５ａが形成されている。下ガスケット１２０は、正極集電体１４０と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。下ガスケット１２０には、正極端子２００の締結部が貫通する貫通孔１２０ａが形成されている。

【0032】

上ガスケット１３５は、負極端子３００と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。上ガスケット１３５には、負極端子３００の締結部３１０（図４参照）が貫通する貫通孔１３５ａが形成されている。下ガスケット１３０は、負極集電体１５０と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。下ガスケット１３０には、負極端子３００の締結部３１０が貫通する貫通孔１３０ａが形成されている。

【0033】

上ガスケット１２５、１３５は、例えば上パッキンと呼ばれる場合もあり、下ガスケット１２０、１３０は、例えば下パッキンと呼ばれる場合もある。つまり、本実施の形態では、上ガスケット１２５、１３５は、電極端子（２００または３００）と容器１００との間を封止する機能も有している。なお、下ガスケット１２０、１３０も電極端子（２００または３００）と容器１００との間を封止する機能を有していてもよい。

【0034】

また、下ガスケット１２０、１３０には、サイドスペーサ７００に係合する係合部１２１、１３１が設けられている。具体的には、係合部１２１、１３１は、下ガスケット１２０、１３０の外側の一端部から外方に向けてＸ軸方向に突出している。係合部１２１、１３１は、それぞれＸＹ平面に平行な矩形板状に形成されている。係合部１２１、１３１がサイドスペーサ７００に係合することによって、サイドスペーサ７００に対する下ガスケット１２０、１３０の位置が決められる。

【0035】

図１～図３に示すように、正極端子２００は、正極集電体１４０を介して、電極体４００の正極に電気的に接続された電極端子である。負極端子３００は、負極集電体１５０を介して、電極体４００の負極に電気的に接続された電極端子である。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の外部空間に導出するための、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。正極端子２００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極端子３００は、銅または銅合金などで形成されている。

【0036】

また、正極端子２００には、容器１００と正極集電体１４０とを締結する締結部が設けられている。負極端子３００には、容器１００と負極集電体１５０とを締結する締結部３１０（図４参照）が設けられている。

【0037】

正極端子２００の締結部は、正極端子２００から下方に延設された部材（リベット）であり、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されてかしめられる。具体的には、正極端子２００の締結部は、上ガスケット１２５の貫通孔１２５ａ、蓋体１１０の貫通孔１１０ａ、下ガスケット１２０の貫通孔１２０ａ、及び、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されてかしめられる。これにより、正極端子２００と正極集電体１４０とが電気的に接続され、正極集電体１４０は、正極端子２００、上ガスケット１２５及び下ガスケット１２０とともに、蓋体１１０に固定される。

【0038】

負極端子３００の締結部３１０は、負極端子３００から下方に延設された部材（リベット）であり、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａに挿入されてかしめられる。具体的には、締結部３１０は、上ガスケット１３５の貫通孔１３５ａ、蓋体１１０の貫通孔１１０ｂ、下ガスケット１３０の貫通孔１３０ａ、及び、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａに挿入されてかしめられる。これにより、負極端子３００と負極集電体１５０とが電気的に接続され、負極集電体１５０は、負極端子３００、上ガスケット１３５及び下ガスケット１３０とともに、蓋体１１０に固定される。

【0039】

なお、締結部３１０は、負極端子３００との一体物として形成されていてもよく、負極端子３００とは別部品として作製された締結部３１０が、かしめまたは溶接などの手法によって負極端子３００に固定されていてもかまわない。正極端子２００と、その締結部との関係についても同様である。

【0040】

正極集電体１４０は、電極体４００と蓋体１１０との間に配置され、電極体４００と正極端子２００とを電気的に接続する部材である。正極集電体１４０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。正極集電体１４０には、正極端子２００の締結部が貫通する貫通孔１４０ａが形成されている。

【0041】

負極集電体１５０は、電極体４００と蓋体１１０との間に配置され、電極体４００と負極端子３００とを電気的に接続する部材である。負極集電体１５０は、銅または銅合金などで形成されている。負極集電体１５０は、負極端子３００の締結部３１０が貫通する貫通孔１５０ａが形成されている。

【0042】

電極体４００は、図３に示すように、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）であり、容器１００の内方に配置される。具体的には、電極体４００は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで交互に並べられた積層型の電極体である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成された極板である。負極板は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成された極板である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ－Ｃｄ合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。また、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。また、セパレータは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布を用いることができる。

【0043】

電極体４００は、発電及び蓄電する部分である本体部４０１と、本体部４０１と外部との電力のやり取りを行う部分である正極タブ部４１５及び負極タブ部４２５とを有する。正極タブ部４１５及び負極タブ部４２５は、電極体４００の一端部から突出したタブ部の一例である。

【0044】

本体部４０１は、全体として略直方体状に形成されている。本体部４０１の天面及び一対の長側面には、複数の接着テープ３７０が取り付けられているとともに、本体部４０１の底面及び一対の長側面には、複数の接着テープ３７０が取り付けられている。これらの接着テープ３７０によって、正極板と負極板とセパレータとの位置ズレが防止されている。

【0045】

正極タブ部４１５は、本体部４０１の天面において、Ｘ軸マイナス方向に寄った箇所から突出している。正極タブ部４１５は、各正極板において、正極活物質が塗工されておらず正極基材層が露出した部位を束ねることで形成されている。負極タブ部４２５は、本体部４０１の天面において、Ｘ軸プラス方向に寄った箇所から突出している。負極タブ部４２５は、各負極板において、負極活物質が塗工されておらず負極基材層が露出した部位を束ねることで形成されている。

【0046】

正極タブ部４１５は正極集電体１４０に接合され、負極タブ部４２５は負極集電体１５０に接合されている。つまり、正極タブ部４１５は、正極集電体１４０を介して正極端子２００に電気的に接続され、負極タブ部４２５は、負極集電体１５０を介して負極端子３００に電気的に接続される。これにより、電極体４００は、正極端子２００及び負極端子３００を介して、外部の装置等との間で電力のやり取りを行うことができる。

【0047】

なお、タブ部と集電体との接合には周知の接合方法を用いることが可能である。接合方法の一例としては、超音波溶接、レーザ溶接などの溶接、カシメまたはネジ止めなどの締結などが挙げられる。

【0048】

一対のサイドスペーサ７００は、スペーサの一例であり、図２に示すように、電極体４００の一対の短側面のそれぞれに重ねて配置されている。つまり、容器本体１０１内では、一対のサイドスペーサ７００は、電極体４００の周囲に配置されている。一対のサイドスペーサ７００は、電極体４００とともに容器本体１０１内に収容されることで、電極体４００を挟持して保持している。なお、一対のサイドスペーサ７００は、接着テープで電極体４００と接着されることで電極体４００を保持してもよい。

【0049】

サイドスペーサ７００は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、または、ＰＰＳ等の絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部材である。以降、一対のサイドスペーサ７００のうち、負極側のサイドスペーサ７００の具体的な構造について説明する。正極側のサイドスペーサ７００については、負極側のサイドスペーサ７００と同様の構造のため、その説明は省略する。

【0050】

図３に示すように、サイドスペーサ７００は、全体として概ね平板状に形成されている。サイドスペーサ７００は、スペーサ本体７０１と突部７０２とを備えており、これらが一体成形されている。

【0051】

スペーサ本体７０１は、板状に形成されており、電極体４００の短側面に対向して配置されている。具体的には、スペーサ本体７０１は、Ｚ軸方向に長尺でＹＺ平面に平行な略矩形状に形成されている。スペーサ本体７０１の上端部（一端部）からは、突部７０２が容器本体１０１の内方に向けて突出している。突部７０２は、電極体４００の本体部４０１と、蓋体１１０との間に配置される部位である。

【0052】

図４は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００の一部及びその周辺の部材を拡大して示す断面図である。図４に示すように、サイドスペーサ７００における突部７０２の先端面には、下ガスケット１３０の係合部１３１が嵌合する、Ｘ軸方向に長尺なスリット７０３が形成されている。スリット７０３は、突部７０２に対応した形状であり、スリット７０３に係合部１３１が挿入されると、係合部１３１がスリット７０３に嵌合し位置決めされる。

【0053】

また、スペーサ本体７０１において、突部７０２とは反対側の領域には、栓部材１７０が収容される収容凹部７０４が設けられている。具体的には、収容凹部７０４は、スペーサ本体７０１において、容器本体１０１の短側面に対向する面に形成されている。収容凹部７０４は、容器本体１０１の栓用貫通孔１０２に対応する位置に配置されている。上述したように、サイドスペーサ７００は、下ガスケット１３０の係合部１３１により位置決めされている。下ガスケット１３０は、負極端子３００によって蓋体１１０に固定され位置決めされている。蓋体１１０は、容器本体１０１に溶接されることで位置決めされる。つまり、容器本体１０１の栓用貫通孔１０２と、サイドスペーサ７００の収容凹部７０４とは、他の部材によって間接的に位置決めされることになる。収容凹部７０４は、Ｘ軸方向に長尺な貫通孔であり、その内部に栓部材１７０の一部が収容される。具体的には、サイドスペーサ７００の突部７０２には、他の部分よりもスペーサ本体７０１からの突出長さが少ない段差部７０６が設けられている。段差部７０６は、突出部７０２の下部に相当する部位である。この段差部７０６に対して収容凹部７０４が設けられている。収容凹部７０４は、段差部７０６をＸ軸方向に貫通している。

【0054】

栓部材１７０は、例えばブラインドリベットのリベット本体であり、容器本体１０１の栓用貫通孔１０２を貫通した状態で封止している。具体的には、栓部材１７０は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、または、ＰＰＳ等の絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部材であり、頭部１７１と、軸部１７２と、カシメ部１７３とを備えている。

【0055】

頭部１７１は、容器本体１０１の短側面から外方に突出した部位である。軸部１７２は、栓用貫通孔１０２内に収容された状態で頭部１７１とカシメ部１７３とを連結する部位である。カシメ部１７３は、容器本体１０１の短側面から内方に突出した部分である。頭部１７１、軸部１７２及びカシメ部１７３は同軸上に配置されており、頭部１７１及びカシメ部１７３は、軸部１７２よりも外径が大きく形成されている。

【0056】

カシメ部１７３には、ブラインドリベットのマンドレルのマンドレル頭部１７４が埋め込まれている。カシメ部１７３の一部が収容凹部７０４内に収容されている。カシメ部１７３の先端部は、収容凹部７０４から突出しているが、突出していなくてもよい。

【0057】

また、頭部１７１及び軸部１７２には、マンドレルの軸体（図示省略）が引き抜かれることで形成された穴部１７５が形成されている。マンドレル頭部１７４は穴部１７５の底を形成している。マンドレルの軸体がリベット本体から引き抜かれることで、リベット本体が塑性変形してその一部がカシメ部１７３となる。これによりカシメ部１７３は栓用貫通孔１０２の周囲に対して全周にわたって密着し封止する。軸体から引き裂かれてカシメ部１７３内に残存したマンドレル頭部１７４は、カシメ部１７３に全周にわたって密着し穴部１７５を封止する。

【0058】

カシメ部１７３は、サイドスペーサ７００の収容凹部７０４に収容されている。収容凹部７０４は、かしめ前のマンドレル頭部１７４が干渉しない大きさに形成されている。なお、収容凹部７０４は、かしめ前のマンドレル頭部１７４に干渉しないのであれば、突部７０２をＸ軸方向に貫通していなくてもよい。カシメ部１７３は、マンドレルの軸体がかしめによって塑性変形してかしめ前よりも大径となることで収容凹部７０４の全周にわたって嵌合する。このように、収容凹部７０４にカシメ部１７３が嵌合しているので、収容凹部７０４がカシメ部１７３により位置が規制されることになる。つまり、収容凹部７０４は規制部の一例である。

【0059】

［２．蓄電素子の製造方法］
次に、蓄電素子１０の製造方法について説明する。なお、以降の説明においては、作業者が蓄電素子１０を組み立てる場合を例示するが、組立装置が蓄電素子１０を組み立てることも可能である。

【0060】

まず、作業者は、電極体４００の正極タブ部４１５に対して、正極集電体１４０を接合するとともに、電極体４００の負極タブ部４２５に対して、負極集電体１５０を接合する。その後、作業者は、容器１００の蓋体１１０に対して、正極端子２００、負極端子３００、上ガスケット１２５、１３５、下ガスケット１２０、１３０、正極集電体１４０並びに負極集電体１５０を組み付ける。

【0061】

次いで、作業者は、電極体４００に対して、一対のサイドスペーサ７００を取り付ける。具体的には、作業者は、電極体４００の短側面に対してスペーサ本体７０１を重ねるとともに、サイドスペーサ７００における突部７０２のスリット７０３に対して、下ガスケット１２０、１３０の係合部１２１、１３１を挿入する。

【0062】

次いで、作業者は、電極体４００の底面と一対の長側面とを覆うように絶縁シート５００を電極体４００に巻きつけた状態で、電極体４００、一対のサイドスペーサ７００及び絶縁シート５００などを容器本体１０１に挿入する。電極体４００が容器本体１０１の奥まで収容されると、電極体４００の本体部４０１よりも上方に一対の栓用貫通孔１０２が位置することになる。つまり、一対の栓用貫通孔１０２は、電極体４００の本体部４０１よりもタブ部（正極タブ部４１５及び負極タブ部４２５）側に位置している。次いで作業者は、蓋体１１０を容器本体１０１に溶接することで容器１００を組み立てる。

【0063】

その後、作業者は、容器本体１０１の一対の栓用貫通孔１０２のうち、一方の栓用貫通孔１０２のみに栓部材１７０を取り付けて当該栓用貫通孔１０２を閉塞する。作業者は、他方の栓用貫通孔１０２から電解液を注入して、容器１００内に電解液を充填する。このとき、他方の栓用貫通孔１０２は、電極体４００の本体部４０１よりも上方に配置され、当該本体部４０１から離間している。このため、他方の栓用貫通孔１０２から注入された電解液は、本体部４０１の一端面からスムーズに浸透される。

【0064】

電解液の注入後においては、作業者は、他方の栓用貫通孔１０２に栓部材１７０を取り付けて当該栓用貫通孔１０２を閉塞することで、蓄電素子１０を完成させる。完成後においては、各栓部材１７０は、電極体４００の本体部４０１よりもタブ部（正極タブ部４１５及び負極タブ部４２５）側に位置することになる。

【0065】

［３．効果等］
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、電極体４００と、電極体４００の周囲に配置され当該電極体４００を保持するサイドスペーサ７００（スペーサ）と、電極体４００及びサイドスペーサ７００を収容する容器１００と、容器１００の内部に突出した状態で当該容器１００を貫通する栓部材１７０とを備えている。サイドスペーサ７００は、栓部材１７０におけるカシメ部１７３（突出部分）を収容し、当該カシメ部１７３により規制される収容凹部７０４（規制部）を有している。

【0066】

これによれば、容器１００の内部に突出した栓部材１７０のカシメ部１７３がサイドスペーサ７００の収容凹部７０４に収容されているので、カシメ部１７３が容器１００の内部空間を消費してしまうことを抑制することができる。したがって、容器１００内部に電極体４００をより密に収容することができ、エネルギー密度の低下を抑制することができる。

【0067】

また、サイドスペーサ７００の収容凹部７０４が、栓部材１７０のカシメ部１７３により規制されるので、サイドスペーサ７００と栓部材１７０との相対的な位置ズレを抑制できる。これにより、サイドスペーサ７００に保持された電極体４００も容器１００内部で移動しにくくなる。したがって、例えば衝撃を受けた際に電極体４００が容器１００内部で移動して損傷することを抑制することができる。

【0068】

これらのことにより、栓部材１７０を起因としたエネルギー密度の低下を抑制可能であり、電極体４００の損傷を抑制す可能な蓄電素子１０を提供することができる。

【0069】

また、電極体４００は、本体部４０１と、本体部４０１における一端部から突出した正極タブ部４１５及び負極タブ部４２５（タブ部）とを備えている。栓部材１７０は、本体部４０１よりもタブ部側に配置されている。

【0070】

これによれば、栓部材１７０がタブ部側に配置されることにより、栓部材１７０を容器１００に挿入する際に電極体４００への干渉を避けることができる。すなわち、電極体４００の上部における集電体（電極端子）とタブ部との接続領域の周囲にあるデッドスペースを栓部材１７０の挿入時に活用することが可能とり、容器１００内部に電極体４００をより密に収容することができるので、エネルギー密度の向上が期待できる。

【0071】

ここで、容器１００内に電解液を注ぐ際には、電極体４００の本体部４０１では一端面から電解液が本体部４０１内に進入する。本実施の形態のように栓部材１７０が本体部４０１よりもタブ部側に配置されていれば、栓部材１７０が取り付けられる栓用貫通孔１０２は、本体部４０１から離間した位置に配置されている。つまり、当該栓用貫通孔１０２から電解液が注入されると、本体部４０１の一端面から電解液をスムーズに進入させることができる。したがって、容器１００内に電解液をスムーズに注入することが可能である。

【0072】

容器４００は、直方体形状であり、栓部材１７０は、容器４００における短側面に配置されている。

【0073】

ここで、容器１００の長側面同士を重ねて複数の蓄電素子１０を配列する場合においては、容器１００の短側面は他の蓄電素子１０に干渉せずに露出された状態となる。本実施の形態では、この露出された短側面に栓部材１７０が配置されているので、容器１００の長側面同士を重ねて複数の蓄電素子１０を配列する場合に、各蓄電素子１０を容易に配列することが可能である。

【0074】

また、栓部材１７０のカシメ部１７３は、収容凹部７０４に嵌合している。

【0075】

栓部材１７０のカシメ部１７３がサイドスペーサ７００の収容凹部７０４に嵌合しているので、サイドスペーサ７００と栓部材１７０との相対的な位置ズレをより確実に抑制できる。これにより、サイドスペーサ７００で保持された電極体４００も容器１００内部でより移動しにくくなり、例えば衝撃を受けた際に電極体４００が容器１００内部で移動して損傷することを、より抑制することができる。

【0076】

また、サイドスペーサ７００は、電極体４００を挟む位置に一対設けられている。栓部材１７０は、一対のサイドスペーサ７００に対応して一対設けられている。一対のサイドスペーサ７００のそれぞれの収容凹部７０４は、一対の栓部材１７０のそれぞれのカシメ部１７３により規制されている。

【0077】

一対のサイドスペーサ７００のそれぞれが一対の栓部材１７０により規制されているので、各サイドスペーサ７００で保持された電極体４００の移動をより確実に抑制することができる。これにより、例えば衝撃を受けた際に電極体４００が容器１００内部で移動して損傷することを、より確実に抑制することができる。

【0078】

［４．変形例］
以上、上記実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、上述した態様とは異なる部位に栓部材が配置されていてもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０の栓部材についての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。なお、以降の説明において、上記実施の形態と同一部分については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0079】

図５は、変形例に係るサイドスペーサ７００Ａの一部及びその周辺の部材を拡大して示す断面図である。図５に示すように、栓用貫通孔１０２を塞ぐ栓部材１７０ａは、カシメ部１７３ａの一部が収容凹部７０４ａ内に収容されている。カシメ部１７３ａの先端部は、収容凹部７０４ａから突出している。また、カシメ部１７３ａの一部は、全周にわたって一定の隙間を持って収容凹部７０４ａ内に収容されている。このように変形例では、カシメ部１７３ａが収容凹部７０４ａに嵌合していないが、隙間よりも大きくサイドスペーサ７００が移動しようとする場合には、収容凹部７０４ａがカシメ部１７３ａの一部に干渉するので、サイドスペーサ７００Ａのそれ以上の移動が規制される。つまり、この場合においても、サイドスペーサ７００Ａに保持された電極体４００の移動を規制することができる。

【0080】

［５．他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、本発明の範囲は、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。

【0081】

例えば、上記実施の形態では、正極板と負極板とがセパレータを挟んで交互に並べられた積層型の電極体４００を例示した。しかし、電極体は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで蛇腹状に折り畳まれた積層型の電極体であってもよい。また、電極体は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで巻回された巻回型の電極体であってもよい。

【0082】

また、上記実施の形態では、一対のサイドスペーサ７００のそれぞれが各栓部材１７０により規制されている場合を例示した。しかしながら、一対のサイドスペーサ７００の一方のみが栓部材１７０で規制されていてもよい。この場合、他方のサイドスペーサ７００用の栓部材１７０及び栓用貫通孔１０２が不要となるので、製造コストを低減することが可能である。

【0083】

また、上記実施の形態では、電極体４００の本体部４０１よりもタブ部側に栓部材１７０が配置されている場合を例示したが、栓部材１７０は本体部４０１に対向する位置に配置されていてもよい。

【0084】

また、上記実施の形態では、容器本体１０１の短側面に栓部材１７０が配置されている場合を例示したが、容器本体１０１の長側面に栓部材１７０が配置されていてもよい。

【0085】

また、上記実施の形態では、栓部材１７０としてブラインドリベットのリベット本体である場合を例示した。しかしながら、栓部材１７０は、容器１００の内部に突出した状態で当該容器１００を貫通するのであればその態様は如何様でもよい。例えば、栓用貫通孔１０２を塞いだ状態で、溶接によって容器本体１０１に固定される栓部材であってもよい。

【0086】

また、上記実施の形態では、サイドスペーサ７００が平板状である場合を例示した。しかし、サイドスペーサは湾曲した曲板状であってもよい。

【0087】

また、上記実施の形態では、一対の栓用貫通孔１０２のうち、一つの栓用貫通孔１０２が電解液である場合を例示した。しかしながら、注液口は、栓用貫通孔とは別の箇所に設けられていてもよい。つまり、栓用貫通孔から注液しない場合も本発明に含まれる。

【0088】

また、上記で説明された実施の形態に係る蓄電素子１０に関する各種の補足事項は、変形例に係るサイドスペーサ７００Ａを備える蓄電素子１０に適用されてもよい。また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素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。

【産業上の利用可能性】

【0089】

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。

【符号の説明】

【0090】

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１０１ 容器本体
１０２、１０２ａ 栓用貫通孔
１１０ 蓋体
１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２５ａ、１３０ａ、１３５ａ、１４０ａ、１５０ａ 貫通孔
１２０、１３０ 下ガスケット
１２１、１３１ 係合部
１２５、１３５ 上ガスケット
１３１ 係合部
１４０ 正極集電体
１５０ 負極集電体
１７０、１７０ａ 栓部材
１７１ 頭部
１７２ 軸部
１７３、１７３ａ カシメ部（突出部分）
１７４ マンドレル頭部
１７５ 穴部
２００ 正極端子
３００ 負極端子
３１０ 締結部
３７０ 接着テープ
４００ 電極体
４０１ 本体部
４１５ 正極タブ部（タブ部）
４２５ 負極タブ部（タブ部）
５００ 絶縁シート
７００、７００Ａ サイドスペーサ（スペーサ）
７０１ スペーサ本体
７０２ 突部
７０３ スリット
７０４、７０４ａ 収容凹部（規制部）
７０６ 段差部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】