特開 2025-7972 蓄電装置

(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】P2025007972

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/271 20210101AFI20250109BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20250109BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20250109BHJP

   H01G 11/12 20130101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01M50/271 B

H01M50/209

H01M50/271 S

H01G11/78

H01G11/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023109743

(22)【出願日】2023-07-04

(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】長谷川 洋

【テーマコード（参考）】

5E078

5H040

【Ｆターム（参考）】

5E078AA12

5E078AB01

5E078HA05

5E078JA02

5E078JA07

5H040AA07

5H040AT02

5H040AY08

5H040CC14

5H040JJ03

5H040NN03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】信頼性が向上した外装体を備える蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置は、蓄電素子１００と、蓄電素子を収容する外装体と、を備え、外装体は、第一方向に開口を形成する開口部１３を有する外装体本体１１と、開口を塞ぐ蓋体５０と、を備え、外装体本体は、開口部に配置され、かつ、第一方向に突出した突出部１６を備え、蓋体は貫通孔５２を備え、突出部は、貫通孔に挿入されており、かつ、蓋体と溶着された溶着部１７を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電素子と、
前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、
第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、
前記開口を塞ぐ蓋体と、を備え、
前記外装体本体は、前記開口部に配置され、かつ、前記第一方向に突出した突出部を備え、
前記蓋体は貫通孔を備え、
前記突出部は、前記貫通孔に挿入されており、かつ、前記蓋体と溶着された溶着部を備える、
蓄電装置。

【請求項2】

前記溶着部は、前記第一方向から見た場合、前記貫通孔を覆う、
請求項１記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記開口部は、前記蓋体に対向する開口端面を備え、
前記開口端面は、前記蓋体と接合される接合部を備える、
請求項１または２記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記突出部は、前記第一方向から見た場合、前記接合部と隣り合う、
請求項３記載の蓄電装置。

【請求項5】

複数の前記突出部は、前記第一方向と直交する第二方向に沿って配置されている、
請求項１または２記載の蓄電装置。

【請求項6】

前記突出部は、前記開口部の内周面に接続されている、
請求項１または２記載の蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電池パックが開示されている。この電池パックは、電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、を備える。筐体は、開口が設けられた本体部と、開口を塞ぐように本体部に固定された板状の蓋部材と、を有する。本体部は、底壁と、底壁と対向するとともに、開口が設けられた上壁と、を有する。蓋部材には複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔のそれぞれは、上壁に設けられたネジ孔と重なる位置に設けられている。複数の貫通孔のそれぞれにはボルトが挿通され、ボルトはネジ孔に締結される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１６８３００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の電池パックでは、蓋部材の本体部への固定は、複数のボルトのみによってなされる。そのため、例えば１つのボルトの緩みは、蓋部材の本体部に対する固定力の低下につながる。当該固定力の低下により、異物が筐体の内部へ侵入するおそれがある。

【0005】

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、信頼性が向上された外装体を備える蓄電装置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】

【0006】

本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、前記外装体は、第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、前記開口を塞ぐ蓋体と、を備え、前記外装体本体は、前記開口部に配置され、かつ、前記第一方向に突出した突出部を備え、前記蓋体は貫通孔を備え、前記突出部は、前記貫通孔に挿入されており、かつ、前記蓋体と溶着された溶着部を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、信頼性が向上された外装体を備える蓄電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る蓄電装置の分解斜視図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る突出部の拡大斜視図である。

【図4】図４は、実施の形態に係る突出部及びその周辺の構成を示す平面図である。

【図5】図５は、実施の形態に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。

【図6】図６は、実施の形態の変形例１に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。

【図7】図７は、実施の形態の変形例２に係る突出部の拡大斜視図である。

【図8】図８は、実施の形態の変形例２に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。

【図9】図９は、実施の形態の変形例３に係る突出部の拡大斜視図である。

【図10】図１０は、実施の形態の変形例３に係る凸部及び突出部を示す側面図である。

【図11】図１１は、実施の形態の変形例３に係る突出部及びその周辺の構成を示す斜視図である。

【図12】図１２は、蓋体が備える貫通孔を貫通しない突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（１）本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、前記外装体は、第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、前記開口を塞ぐ蓋体と、を備え、前記外装体本体は、前記開口部に配置され、かつ、前記第一方向に突出した突出部を備え、前記蓋体は貫通孔を備え、前記突出部は、前記貫通孔に挿入されており、かつ、前記蓋体と溶着された溶着部を備える。

【0010】

上記（１）に記載の蓄電装置によれば、蓋体を外装体本体に配置する際に、外装体本体に設けられた突出部が蓋体の貫通孔に挿入されるため、蓋体を効率よくまたは精度よく位置決めできる。突出部はさらに、少なくとも溶着部において蓋体と溶着される。そのため、突出部は、蓋体を外装体本体に固定する役割も担うことができる。このように、本態様に係る蓄電装置は、信頼性の高い外装体を備える蓄電装置である。

【0011】

（２）上記（１）に記載の蓄電装置において、前記溶着部は、前記第一方向から見た場合、前記貫通孔を覆う、としてもよい。

【0012】

上記（２）に記載の蓄電装置によれば、突出部の溶着部は、蓋体に形成された貫通孔を、蓋体の外側から覆うことができる。これにより、貫通孔がより確実にシールされる。つまり、貫通孔における気体または液体に対する密閉性が向上する。

【0013】

（３）上記（１）または（２）に記載の蓄電装置において、前記開口部は、前記蓋体に対向する開口端面を備え、前記開口端面は、前記蓋体と接合される接合部を備える、としてもよい。

【0014】

上記（３）に記載の蓄電装置によれば、蓋体と外装体本体との接合面積は、少なくとも、開口端面と蓋体との接合面積、及び、突出部の溶着部と蓋体との接合面積を含む。そのため、蓋体と外装体とがより強固に接合される。

【0015】

（４）上記（３）に記載の蓄電装置において、前記突出部は、前記第一方向から見た場合、前記接合部と隣り合う、としてもよい。

【0016】

上記（４）に記載の蓄電装置によれば、第一方向から見た場合に、接合部と溶着部とを連続させること、または、接合部と溶着部とを重複させることが容易である。これにより、例えば外装体の突出部の近傍における気体または液体に対する密閉性が維持しやすくなる。

【0017】

（５）上記（１）～（４）のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、複数の前記突出部は、前記第一方向と直交する第二方向に沿って配置されている、としてもよい。

【0018】

上記（５）に記載の蓄電装置によれば、例えば、突出部の数を増加させることで、蓋体と外装体本体との接合面積を増加させることができる。そのため、例えば外装体に要求される仕様に応じて、突出部の数及び配置レイアウトを適宜決定できる。

【0019】

（６）上記（１）～（５）のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記突出部は、前記開口部の内周面に接続されている、としてもよい。

【0020】

上記（６）に記載の蓄電装置によれば、第一方向から見た場合において、外装体の開口（外装体本体の内部空間）と重なる位置に蓋体の貫通孔が設けられる。そのため、第一方向から見た場合において、開口の外側に蓋体の貫通孔が設けられる場合よりも蓋体を小型化できる。

【0021】

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装置（その変形例も含む）について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、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、各図において、寸法等は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。

【0022】

以下の説明及び図面中において、１つの蓄電素子における一対の端子の並び方向、または、１つの蓄電素子における一対の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。複数の蓄電素子の並び方向、１つの蓄電素子における一対の長側面の対向方向、または、蓄電素子の厚み方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の容器における容器本体と蓋板との並び方向、外装体における外装体本体と蓋体との並び方向、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。

【0023】

以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、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。単にＸ軸方向という場合は、Ｘ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。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つの方向が平行であるとは、当該２つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、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、以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。絶縁性を有する材料は、体積抵抗率１×１０^１０Ωｍ以上の材料から形成されていることが好ましい。

【0024】

（実施の形態）
［１．蓄電装置の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電装置１の構成概要について説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置１の分解斜視図である。図２では、突出部１６は、溶着部１７が形成される前の状態が図示されている。外装体１０の内部には、図２に示される部材に加え、バスバー等が収容され、さらに、蓄電素子１００に沿って配置されるスペーサ、及び、複数の蓄電素子１００を拘束する拘束部材等が配置され得る。しかし、これらの部材の図示及び説明は省略する。

【0025】

蓄電装置１は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。ここでいう直方体とは、すべての面が長方形または正方形で構成された六面体である。蓄電装置１は、例えば、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１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、無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）、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）及び化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）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、蓄電装置１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。

【0026】

図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、外装体１０と、１以上の蓄電素子１００を有する蓄電素子ユニット１０１とを備えている。蓄電素子ユニット１０１は外装体１０に収容されている。外装体１０は、蓄電装置１の筐体を構成する箱形（略直方体形状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、蓄電素子ユニット１０１の外方に配置され、蓄電素子ユニット１０１を保護する。外装体１０には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材により形成されている。外装体１０は、これにより、蓄電素子１００等が外部の金属部材等に接触することを回避する。

【0027】

外装体１０は、外装体本体１１と蓋体５０とを備える。外装体本体１１は、開口１３ａを形成する開口部１３を備える有底矩形筒状のハウジングである。開口部１３は、外装体本体１１のＺ軸プラス方向の端部に設けられており、開口部１３によって形成された開口１３ａはＺ軸プラス方向に向けられている。Ｚ軸プラス方向は第一方向の一例である。より具体的には、外装体本体１１は、図２に示すように、Ｘ軸方向で対向する一対の側壁部１４と、Ｙ軸方向で対向する一対の側壁部１５とを備える。本実施の形態では、開口部１３は、これら一対の側壁部１４及び一対の側壁部１５それぞれのＺ軸プラス方向の端部（以下、単に「上端部」ともいう。）によって構成されている。Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれは第二方向の一例である。

【0028】

蓋体５０は、外装体本体１１の開口１３ａを塞ぐ部材である。蓋体５０には、正極及び負極の一対の外部端子９０が配置されている。蓄電装置１は、この一対の外部端子９０を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。外部端子９０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属製の導電部材で形成されている。

【0029】

外装体本体１１に蓄電素子ユニット１０１等が収容された後に、蓋体５０が外装体本体１１に固定される。具体的には、外装体本体１１が備える突出部１６（図２参照）に形成された溶着部１７（図１参照）が蓋体５０に溶着される。本実施の形態ではさらに、外装体本体１１の開口部１３の端面である開口端面１３ｂ（図２参照）と蓋体５０とが接合される。本実施の形態では、熱溶着によって開口端面１３ｂと蓋体５０とが接合されている。これにより、蓋体５０と外装体本体１１との間における気体または液体に対する密閉性を高い状態に維持できる。外装体１０における突出部１６及びその周辺の構成については、図３～図５を用いて後述する。

【0030】

蓄電素子ユニット１０１は、１以上の蓄電素子１００を備える。本実施の形態に係る蓄電素子ユニット１０１は８個の蓄電素子１００を備える。８個の蓄電素子１００は、それぞれが長側面１１０ａをＹ軸方向に向けた状態でＹ軸方向に並べられている。蓄電素子ユニット１０１は、蓄電素子１００に沿って配置されたスペーサまたはホルダ（図示せず）を備えてもよい。蓄電素子ユニット１０１は、蓄電素子１００に接続されるバスバーを保持するバスバーホルダを備えてもよい。蓄電素子ユニット１０１は、複数の蓄電素子１００をその並び方向で拘束する拘束部材（図示せず）を備えてもよい。蓄電素子ユニット１０１が備える８個の蓄電素子１００は、複数の図示しないバスバーにより例えば直列に接続されるが、電気的な接続態様はこれに限らない。蓄電素子ユニット１０１が有する蓄電素子１００の数についても特に限定はない。蓄電素子ユニット１０１が有する蓄電素子１００の数は、１～７のいずれかでもよく、９以上でもよい。

【0031】

蓄電素子１００は、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等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１００は、図２に示すように、扁平な直方体形状（角形）の容器１１０を備える。容器１１０の内部には、図示しない電極体、集電体、及び電解液等が収容されている。当該電極体としては、例えば、極板とセパレータとが巻回されて形成された巻回型、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体が採用される。容器１１０に収容される電解液としては、蓄電素子１００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、様々なものを選択できる。蓄電素子１００は、非水電解質二次電池以外の二次電池でもよいし、キャパシタでもよい。蓄電素子１００は、一次電池でもよい。蓄電素子１００は、パウチタイプの蓄電素子でもよい。蓄電素子１００は、固体電解質を用いた電池でもよい。蓄電素子１００の形状は、上記角形には限定されず、それ以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等でもよい。

【0032】

容器１１０は、図２に示すように、一対の長側面１１０ａと、一対の短側面１１０ｂと、底面１１０ｄと、端子配置面１１０ｃとを有する直方体形状のケースである。端子配置面１１０ｃには、一対の端子１２０と、ガス排出弁１０５とが設けられている。容器１１０は、容器１１０の本体（容器本体）の内部に電極体等を収容後、容器本体と、端子配置面１１０ｃを形成する蓋板とが溶接等されることにより、内部が密封される。容器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。

【0033】

端子１２０は、容器１１０に収容された電極体に電気的に接続される端子であり、端子配置面１１０ｃから突出して設けられている。一対の端子１２０のうちの一方は、電極体の正極と電気的に接続され、他方は電極体の負極と電気的に接続される。端子１２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の導電部材で形成されている。

【0034】

［２．突出部１６及びその周辺の構成］
次に、上述の図１及び図２に加え、図３～図５を参照しながら、実施の形態に係る突出部１６及びその周辺の構成について説明する。図３は、実施の形態に係る突出部１６の拡大斜視図である。図３では、溶着部１７が形成される前の状態の突出部１６が図示されている。図４は、実施の形態に係る突出部１６及びその周辺の構成を示す平面図（Ｚ軸プラス方向から見た図）である。図５は、実施の形態に係る突出部１６及びその周辺の構成を示す断面図である。図３～図５では、図２において符号ＩＩＩが付された矩形領域内の突出部１６が図示されている。図５では、外装体１０の一部の断面であって、図１のＶ－Ｖ線を通るＸＺ平面に平行な断面が図示されている。図５では、１以上の蓄電素子１００を含む蓄電素子ユニット１０１のおおよその配置範囲が点線で表されている。図５に関するこれらの補足事項は、後述する図６にも適用される。

【0035】

図２及び図３に示すように、外装体本体１１は、開口部１３に配置された突出部１６を備える。本実施の形態では、図２に示すように、Ｚ軸プラス方向から見た場合（以下、「平面視」ともいう。）において矩形状の開口部１３に、８個の突出部１６が配置されている。８個の突出部１６のそれぞれはＺ軸プラス方向に突出している。以下の突出部１６に関する説明は、これら８個の突出部１６に共通して適用される。

【0036】

本実施の形態では、突出部１６は、外装体本体１１に一体に設けられている。つまり、突出部１６は、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳ、またはＰＰＳ等の樹脂で形成されている。本実施の形態では、突出部１６は、図３に示すように、開口部１３の内周面１３ｃに接続されている。具体的には、突出部１６は、内周面１３ｃから、内周面１３ｃに直交する方向（図３ではＸ軸プラス方向）に突出する接続部１６ｂと、接続部１６ｂからＺ軸プラス方向に突出する突出本体部１６ａとを備える。つまり、本実施の形態では、突出部１６は、開口部１３の内周面１３ｃに直接的に接続されている。

【0037】

図３では、Ｚ軸方向において、接続部１６ｂの上端面（Ｚ軸プラス方向の端面）の位置と、開口端面１３ｂの位置とは一致しているが、これらの位置は一致していなくてもよい。例えば、Ｚ軸方向において、接続部１６ｂの上端面は、開口端面１３ｂよりもＺ軸マイナス方向に位置してもよい。接続部１６ｂは、外装体本体１１の側壁部（図３では側壁部１４）の一部である、と説明することもできる。この場合、接続部１６ｂは、外装体本体１１における開口部１３の一部であり、接続部１６ｂからＺ軸プラス方向に突出する突出本体部１６ａは、開口部１３に配置された「突出部」であると説明される。接続部１６ｂからＺ軸プラス方向に突出する突出部は、接続部１６ｂを介して開口部１３の内周面１３ｃに接続されている、と説明される。

【0038】

開口部１３は、開口１３ａ（図２参照）を形成する部分であり、上述のように一対の側壁部１４及び一対の側壁部１５それぞれの上端部によって構成されている。側壁部１４の上端部は、側壁部１４のＺ軸プラス方向の端縁を含む部分であって、側壁部１４のＺ軸方向の長さの１／３の範囲の部分である。より好ましくは、側壁部１４の上端部は、Ｚ軸方向において、蓄電素子１００よりもＺ軸プラス方向の部分である。側壁部１５の上端部も同様であり、側壁部１５のＺ軸プラス方向の端縁を含む部分であって、側壁部１５のＺ軸方向の長さの１／３の範囲の部分である。より好ましくは、側壁部１５の上端部は、Ｚ軸方向において、蓄電素子１００よりもＺ軸プラス方向の部分である。内周面１３ｃは、側壁部１４及び側壁部１５それぞれの内面における開口部１３に含まれる部分である。つまり、内周面１３ｃは、側壁部１４及び側壁部１５それぞれの内面の上端部である。

【0039】

突出部１６の突出本体部１６ａは、開口部１３の端面である開口端面１３ｂよりもＺ軸プラス方向に突出している。突出本体部１６ａは、蓋体５０が、外装体本体１１に固定される場合、蓋体５０に形成された貫通孔５２（図２及び図５参照）に挿入される。これにより、蓋体５０の外装体本体１１に対するＸＹ平面における位置が決定され、かつ、突出部１６の先端部が貫通孔５２からＺ軸プラス方向に突出する。貫通孔５２から突出した当該先端部は熱かしめされ、その結果、図５に示すように、溶着部１７が形成される。つまり、突出部１６の先端部が加熱及び加圧されることで溶融して略円盤状に広げられ、その後に冷え固まることで溶着部１７が形成される。この溶着部１７の形成の過程で溶着部１７と蓋体５０との互いに対向する部分が溶着される。つまり、溶着部１７は、突出部１６の一部分であって、溶着によって蓋体５０と接合された部分である。図５では、溶着部１７における蓋体５０に溶着された部分（溶着面部１７ａ）が、溶着部１７と蓋体５０との間の太線の点線によって模式的に表されている。このように、外装体本体１１が備える突出部１６は、蓋体５０を貫通した状態で蓋体５０に溶着され、これにより、蓋体５０を外装体本体１１に固定する部位として機能する。

【0040】

溶着部１７の形成の手法としては、突出部１６を金属体等で直接的に加熱しながら加圧する熱かしめ、または、ホーンを用いて突出部１６に超音波振動を与えながら加圧する超音波かしめ等が採用され得る。

【0041】

上記のように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、蓄電素子１００と、蓄電素子１００を収容する外装体１０と、を備える。外装体１０は、Ｚ軸プラス方向に開口１３ａを形成する開口部１３を有する外装体本体１１と、開口１３ａを塞ぐ蓋体５０と、を備える。外装体本体１１は、開口部１３に配置され、かつ、Ｚ軸プラス方向に突出した突出部１６を備える。蓋体５０は貫通孔５２を備える。突出部１６は、貫通孔５２に挿入されている。突出部１６は、蓋体５０と溶着された溶着部１７を備える。

【0042】

この構成によれば、蓄電装置１の製造（組み立て）の工程において、蓋体５０を外装体本体１１に配置する際に、外装体本体１１に設けられた突出部１６が蓋体５０の貫通孔５２に挿入される。そのため、蓋体５０を外装体本体１１に対して効率よくまたは精度よく位置決めできる。突出部１６はさらに、少なくとも溶着部１７において蓋体５０と溶着される。そのため、突出部１６は、蓋体５０を外装体本体１１に固定する役割も担うことができ、かつ、突出部１６の、外装体本体１１に対する変位または姿勢の変化等が生じ難い。例えば、ボルトを用いて蓋体５０を外装体本体１１に固定する場合に生じ得る「ボルトの緩み」のような不具合が生じ難い。従って、本実施の形態に係る蓄電装置１は、信頼性が向上された外装体１０を備えている。

【0043】

本実施の形態では、突出部１６は、外装体本体１１に一体に設けられている。従って、蓋体５０を外装体本体１１に固定するために、ボルト等の別部材を用いる必要がない。突出部１６は樹脂で形成されているため、例えば金属製のボルトを用いる場合よりも蓄電装置１を軽量化できる。

【0044】

本実施の形態では、図１、図２、及び図５に示すように、溶着部１７は、Ｚ軸プラス方向から見た場合、貫通孔５２を覆う。具体的には、溶着部１７は、蓋外面５１ａにおける貫通孔５２の周縁部に溶着されている。その結果、貫通孔５２は、外部から（Ｚ軸プラス方向から）溶着部１７によって塞がれている。

【0045】

このように、蓋体５０に溶着される溶着部１７は、蓋体５０に形成された貫通孔５２を、蓋体５０の外側から覆うことができる。これにより、貫通孔５２がより確実にシールされる。つまり、貫通孔５２における気体または液体に対する密閉性が向上する。溶着部１７が、平面視において貫通孔５２を覆う大きさに形成されることで、溶着部１７は、蓋体５０のＺ軸プラス方向の移動をより確実に制限できる。これにより、蓋体５０の外装体本体１１に対するＺ軸プラス方向の移動をより確実に抑制できる。

【0046】

本実施の形態では、蓋体５０と外装体本体１１とは、さらに、外装体本体１１の開口部１３に設けられた接合部１８によって蓋体５０との接合されている。具体的には、図３～図５に示すように、開口部１３は、蓋体５０に対向する開口端面１３ｂを備える。開口端面１３ｂは、蓋体５０と接合される接合部１８を備える。図３及び図４では、接合部１８は模様が付された領域で模式的に表されており、図５では、符号“１８”が付された太線の点線で模式的に表されている。本実施の形態では、接合部１８は、熱溶着によって形成されている。当該熱溶着の手法として、例えばヒートシールが採用されてもよい。ヒートシールとは、熱によって少なくとも２つの部材を溶着する手法である。

【0047】

このように、外装体本体１１の開口端面１３ｂが接合部１８を備えることで、蓋体５０と外装体本体１１との接合面積は、少なくとも、開口端面１３ｂと蓋体５０との接合面積、及び、突出部１６の溶着部１７と蓋体５０との接合面積を含む。その結果、蓋体５０と外装体１０とがより強固に接合される。

【0048】

図３～図５では、接合部１８は、開口端面１３ｂの幅方向（図３～図５ではＸ軸方向）のほぼ全域に設けられているが、このことは必須ではない。接合部１８は、開口端面１３ｂの幅方向の少なくとも一部に設けられていればよい。接合部１８が当該幅方向の一部のみに設けられた場合でも、接合部１８が、開口端面１３ｂの延びる方向（図３～図５ではＹ軸方向）の全域に配置されていれば、開口端面１３ｂと蓋体５０との間における、気体または液体に対する密閉性を確保できる。つまり、平面視において、接合部１８が開口１３ａを囲むことで当該密閉性を確保できる。ただし、当該密閉性の向上、または／及び、蓋体５０の外装体本体１１に対する固定力の向上の観点からは、接合部１８は、開口端面１３ｂの幅方向のほぼ全域に設けられることが好ましい。蓋体５０と外装体本体１１との間が気体または液体に対して完全に密閉されなくてもよい場合、接合部１８は、開口端面１３ｂの延びる方向の一部のみに配置されてもよい。

【0049】

外装体本体１１の開口端面１３ｂに接合部１８が備えられることは必須ではない。開口端面１３ｂに接合部１８が備えられていない場合でも、少なくとも１つの突出部１６の溶着部１７が蓋体５０と溶着されていればよい。これにより、当該少なくとも１つの突出部１６によって蓋体５０を外装体本体１１に固定できる。

【0050】

本実施の形態では、図４に示すように、突出部１６は、Ｚ軸プラス方向から見た場合、接合部１８と隣り合う。

【0051】

この構成によれば、平面視において、接合部１８と溶着部１７とを連続させること、または、接合部１８と溶着部１７とを重複させることが容易である。本実施の形態では、平面視において、接合部１８の一部と、突出部１６が備える溶着部１７の一部とが重複する（例えば図５参照）。これにより、例えば、外装体１０の突出部１６の近傍における気体または液体に対する密閉性が維持されやすくなる。平面視において、突出部１６の、開口１３ａの内部への突出量（図４ではＸ軸プラス方向の突出量）が小さいことにより、例えば、外装体本体１１の内部に蓄電素子１００等の部材を収容する作業を行う際に、突出部１６が当該作業の邪魔になり難い。

【0052】

より詳細には、本実施の形態では、図４に示すように、平面視において、溶着部１７を備える軸部（棒状部）を形成する突出本体部１６ａと、開口端面１３ｂとがＸ軸方向で連続する。従って、外装体１０の突出部１６の近傍における密閉性が維持しやすくなるとともに、開口端面１３ｂの幅方向のほぼ全域に接合部１８を形成できる。このことは、蓋体５０と外装体本体１１との接合面積の増加に有利である。

【0053】

平面視において突出本体部１６ａと接合部１８とが連続することは必須ではない。つまり、平面視において突出本体部１６ａと接合部１８とが離間してもよい。突出本体部１６ａと接合部１８とが離間する場合、平面視において突出本体部１６ａと開口端面１３ｂとが離間してもよい。平面視において突出本体部１６ａと接合部１８とが連続しているか否かにかかわらず、平面視において突出本体部１６ａの少なくとも一部と開口端面１３ｂとが重複してもよい。平面視において突出部の全体が開口端面１３ｂと重複する態様については変形例２として後述する。

【0054】

本実施の形態では、外装体本体１１は、複数（具体的には８個）の突出部１６を備えている。複数の突出部１６は、突出部１６の突出方向（Ｚ軸プラス方向）と直交する方向に沿って配置されている。具体的には、開口部１３を構成する、側壁部の上端部（側壁部１４及び側壁部１５それぞれのＺ軸プラス方向の端部）に複数の突出部１６が配置されている。より詳細には、側壁部１４の上端部に、Ｙ軸方向に沿って２つの突出部１６が配置され、側壁部１５の上端部に、Ｘ軸方向に沿って２つの突出部１６が配置されている。

【0055】

この構成によれば、例えば、突出部１６の数を増加させることで、蓋体５０と外装体本体１１との接合面積を増加させることができる。そのため、例えば外装体１０に要求される仕様に応じて、突出部１６の数及び配置レイアウトを適宜決定できる。

【0056】

本実施の形態では、図３～図５に示すように、突出部１６は、開口部１３の内周面１３ｃに接続されている。より具体的には、突出部１６は内周面１３ｃに直接的に接続されている。

【0057】

この構成によれば、平面視において、外装体１０の開口１３ａ（外装体本体１１の内部空間）と重なる位置に蓋体５０の貫通孔５２が設けられる。そのため、平面視において、開口１３ａの外側に蓋体５０の貫通孔５２が設けられる場合よりも蓋体５０が小型化される。より詳細には、図５に示すように、突出部１６は、蓄電素子１００のＺ軸プラス方向に配置される。言い換えると、平面視において、突出部１６の少なくとも一部は、蓄電素子１００の一部と重複する。すなわち、本実施の形態では、図５に示すように、突出部１６の直下（Ｚ軸マイナス方向）の空間が、蓄電素子１００（または蓄電素子ユニット１０１）の一部を配置するための空間として利用されている。これにより、例えば外装体１０が小型化される、または／及び、蓄電装置１のエネルギー密度が向上する。

【0058】

以上、実施の形態に係る蓄電装置１について、突出部１６及びその周辺の構成を中心に説明した。しかし、蓄電装置１における突出部１６及びその周辺の構成は、図１～図５に示される構成とは異なってもよい。そこで、以下に、突出部１６及びその周辺の構成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。

【0059】

［３－１．変形例１］
図６は、実施の形態の変形例１に係る突出部１６及びその周辺の構成を示す断面図である。本変形例に係る蓄電装置１ａにおいて、外装体本体１１は、開口部１３に配置された突出部１６であって、Ｚ軸プラス方向に突出した突出部１６を備える。蓋体５０は貫通孔５２を備える。突出部１６は、貫通孔５２を貫通した状態で蓋体５０と溶着された溶着部１７を備える。これらの構成は、実施の形態に係る蓄電装置１と共通する。

【0060】

本変形例では、蓋体５０が凹部５３を備えており、この点で、実施の形態に係る蓄電装置１と異なる。具体的には、蓋体５０は、蓋外面５１ａから蓋内面５１ｂに向けて凹状に形成された凹部５３を備えており、平面視において、貫通孔５２は凹部５３の内部に位置している。さらに、貫通孔５２の貫通方向（Ｚ軸方向）における溶着部１７の少なくとも一部が凹部５３に収容される。より具体的には、溶着部１７の溶着面部１７ａは、凹部５３の底面（凹部底面５３ａ）に溶着される。

【0061】

このように、溶着部１７の少なくとも一部が凹部５３に収容されることで、溶着部１７の蓋外面５１ａからの突出量が低減される。これにより、例えば、蓋体５０の上方（Ｚ軸プラス方向）の空間がより有効に活用される。図６では、Ｚ軸方向における溶着部１７の一部が蓋外面５１ａから突出しているが、Ｚ軸方向における溶着部１７の全体が凹部５３に収容されてもよい。

【0062】

［３－２．変形例２］
図７は、実施の形態の変形例２に係る突出部２６の拡大斜視図である。図７では、溶着部２７が形成される前の状態の突出部２６が図示されている。図８は、実施の形態の変形例２に係る突出部２６及びその周辺の構成を示す断面図である。図８における断面の位置は、図５における断面の位置に準ずる。

【0063】

本変形例に係る蓄電装置１ｂにおいて、外装体本体１１は、開口部１３に配置された突出部２６であって、Ｚ軸プラス方向に突出した突出部２６を備える。蓋体５０は貫通孔５２を備える。突出部２６は、貫通孔５２を貫通した状態で蓋体５０と溶着された溶着部２７を備える。具体的には、溶着部２７は、蓋体５０と溶着された部分（溶着面部２７ａ）を備える。これらの構成は、実施の形態に係る蓄電装置１と共通する。

【0064】

本変形例では、突出部２６は、外装体本体１１の開口端面１３ｂからＺ軸プラス方向に突出しており、この点で、実施の形態に係る蓄電装置１と異なる。つまり、平面視において突出部２６の全体が開口端面１３ｂと重複する。このように、開口端面１３ｂに突出部２６を配置することで、外装体本体１１の内部に蓄電素子１００等の部材を収容する作業を行う際に、突出部２６が当該作業の邪魔になり難い。

【0065】

より具体的には、本変形例では、開口端面１３ｂの幅方向（図７及び図８ではＸ軸方向）において、突出部２６と接合部１８とが並んで配置される。従って、上記実施の形態と同じく、接合部１８を、平面視において開口１３ａ（図２参照）を囲むように配置できる。その結果、接合部１８により、開口端面１３ｂと蓋体５０との間における、気体または液体に対する密閉性が確保される。図８では、開口端面１３ｂの幅方向（Ｘ軸方向）の中央に突出部２６が配置されるが、突出部２６は、当該幅方向の一方に寄せて配置されてもよい。つまり、突出部２６のＸ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の一方のみに接合部１８が配置されてもよい。この場合でも、接合部１８を、平面視において開口１３ａを囲むように配置できる。

【0066】

［３－３．変形例３］
図９は、実施の形態の変形例３に係る突出部３６の拡大斜視図である。図９では、溶着部３７が形成される前の状態の突出部３６が図示されている。図１０は、実施の形態の変形例３に係る凸部１９及び突出部３６を示す側面図である。図１０では、外装体本体１１を図９のＸ－Ｘ線を通るＸＺ平面で切断した状態の外装体本体１１の一部が側面図（Ｙ軸マイナス方向から見た図）で表されている。図１１は、実施の形態の変形例３に係る突出部３６及びその周辺の構成を示す斜視図である。

【0067】

本変形例に係る蓄電装置１ｃにおいて、外装体本体１１は、開口部１３に配置された突出部３６であって、Ｚ軸プラス方向に突出した突出部３６を備える。蓋体５０は貫通孔５２を備える。突出部３６は、貫通孔５２を貫通した状態で蓋体５０と溶着された溶着部３７を備える。具体的には、溶着部３７は、蓋体５０と溶着された部分（溶着面部３７ａ）を備える。さらに、突出部３６は、開口部１３の内周面１３ｃに接続されている。これらの構成は、実施の形態に係る蓄電装置１と共通する。

【0068】

本変形例では、突出部３６は、凸部１９を介して内周面１３ｃに接続されており、この点で、実施の形態に係る蓄電装置１と異なる。凸部１９は、内周面１３ｃから外装体本体１１の内部に向けて（図９～図１１ではＸ軸プラス方向に向けて）突出する。具体的には、凸部１９は、外装体本体１１の側壁部１４の内面に設けられており、かつ、底壁部１２の上面（内底面１２ａ）に接続されている。より詳細には、凸部１９は、側壁部１４の内面の上端部（すなわち、開口部１３の内周面１３ｃ）から当該内面に沿って内底面１２ａまで延びている。つまり、本変形例において、凸部１９の上端部は開口部１３の一部である。凸部１９は、外装体本体１１の側壁部１４及び底壁部１２の両方に接続されていることで、例えば、外装体本体１１の剛性を向上させることができる。本変形例では、突出部３６は、外装体本体１１の剛性の向上に寄与する凸部１９の上方の空間を利用して配置できる。つまり、外装体１０の内部空間の有効利用が図られる。

【0069】

図９～図１１では、凸部端面１９ａは、開口端面１３ｂよりもＺ軸マイナス方向に位置している。しかし、Ｚ軸方向において凸部端面１９ａと開口端面１３ｂとは同じ位置でもよい。図９～図１１では、突出部３６は、開口端面１３ｂと離間して配置されているが、突出部３６は、開口端面１３ｂと連続してもよい。

【0070】

［４．他の変形例］
以上、実施の形態に係る蓄電装置１及びその変形例について説明したが、本発明は、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は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、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。

【0071】

突出部１６は、突出本体部１６ａの径方向に突出した形状の溶着部１７（図１及び図５参照）を備えなくてもよい。例えば、突出部１６の突出本体部１６ａ（図３参照）の外周面と、蓋体５０の貫通孔５２（図２及び図５参照）の内周面とが溶着されてもよい。この場合でも、突出本体部１６ａの外周面と貫通孔５２の内周面との隙間を、溶融した後に冷え固まった樹脂（突出部１６及び蓋体５０の少なくとも一方の一部）によって塞ぐことは可能である。つまり、突出本体部１６ａが貫通孔５２から突出しなくてもよい。図１２は、蓋体５０の貫通孔５２から突出しない突出部１６の一例を示す断面図である。図１２では、突出本体部１６ａの外周面と貫通孔５２の内周面との隙間を塞ぐ樹脂によって溶着部１７が形成されている。図１２に示すように、突出本体部１６ａの端部は蓋外面５１ａよりも下部に配置されてもよく、蓋外面５１ａと同じ位置に配置されてもよい。これにより、蓋外面５１ａより外部に溶着部１７が突出することがより容易に防止でき、また、蓋外面５１ａから外部に突出する溶着部１７の突出量をより容易に低減できる。図１２の溶着部１７は、超音波溶着等によって形成されてもよい。

【0072】

突出部１６は、外装体本体１１と一体でなくてもよい。例えば、外装体本体１１とは別体の部品として作製された突出部が、外装体本体１１に固定されてもよい。当該固定の手法として、溶着、接着、嵌め合い、またはボルトを用いた結合等の各種の手法が採用されてもよい。突出部が外装体本体１１とは別体の部品である場合、外装体本体１１の内部に蓄電素子１００等の部材を収容した後に、突出部が外装体本体１１の開口部１３に固定されてもよい。これにより、外装体本体１１の内部に蓄電素子１００等の部材を収容し易くなる。

【0073】

開口端面１３ｂと蓋体５０とを接合する手法として、ヒートシール以外の手法が採用されてもよい。ヒートシール以外の手法としては、超音波溶着及びレーザ溶着が例示される。超音波溶着では、例えば開口端面１３ｂを超音波振動による摩擦熱によって溶融させて冷え固まらせることで、蓋体５０と接合される接合部１８が形成される。レーザ溶着では、例えば開口端面１３ｂをレーザ光の照射によって溶融させて冷え固まらせることで、蓋体５０と接合される接合部１８が形成される。開口端面１３ｂと蓋体５０とを接合する手法として、接着剤による接着が採用されてもよい。開口端面１３ｂと蓋体５０とを接合する手法として、溶剤を用いた化学的な手法が採用されてもよい。例えば開口端面１３ｂをジクロロメタンなどの溶剤を用いて溶融させた後に固化させることで、開口端面１３ｂの一部または全部に、蓋体５０と接合される接合部１８が形成されてもよい。

【0074】

金属または樹脂等で形成されたボルトを用いて開口端面１３ｂと蓋体５０とを接合してもよい。この場合、開口端面１３ｂと蓋体５０との間にガスケットを配置することで、開口端面１３ｂと蓋体５０との間における気体または液体に対する密閉性を確保してもよい。ボルトを用いて開口端面１３ｂと蓋体５０とを接合する場合、開口端面１３ｂにおける、蓋体５０またはガスケットと接触する部分が、開口端面１３ｂが備える接合部１８である、と説明される。開口端面１３ｂと蓋体５０との間にガスケットを配置する場合、突出部１６は、ガスケットの、開口１３ａの内部に近づく向きの移動を制限できる。従って、突出部１６は、ガスケットの、開口１３ａの内部への落下を抑制できる。

【0075】

開口端面１３ｂと蓋体５０との間にガスケットを配置する場合、ボルトではなく、突出部１６が備える溶着部１７が、ガスケットを、開口端面１３ｂと蓋体５０との間で圧縮された状態に維持する部位として機能してもよい。例えば、開口端面１３ｂと蓋体５０との間にガスケットを配置した状態で、治具等を用いて蓋体５０を開口端面１３ｂに向けて押さえる。この状態で、突出部１６の先端部を溶融し、溶融した先端部を冷え固まらせる。つまり、突出部１６の先端部を熱かしめすることで溶着部１７を形成する。この場合、溶着部１７は、外装体本体１１に対する蓋体５０のＺ軸プラス方向の移動を制限できるため、ガスケットを開口端面１３ｂと蓋体５０との間で圧縮された状態に維持できる。この効果を、開口端面１３ｂの延びる方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）で均等に得るためには、当該延びる方向に沿って複数の突出部１６が配置されることが好ましい。

【0076】

突出部１６における、貫通孔５２に挿入される部分は、図３に示すような円柱形状である必要はない。貫通孔５２に挿入される部分は、例えば、四角柱などの多角柱形状でもよい。貫通孔５２に挿入される部分の断面（突出部１６の突出方向に直交する断面）の外形が、直線と曲線とで形成された形状でもよい。

【0077】

外装体１０の形状は、図１及び図２に示すような直方体形状である必要はない。例えば、円柱形状などの他の形状の外装体が、蓄電素子ユニット１０１を収容する外装体として採用されてもよい。

【0078】

図７～図１１に示される実施の形態の変形例２及び３に係る溶着部２７及び３７のそれぞれの少なくとも一部が、蓋体５０に設けられた凹部５３（図６参照）に収容されてもよい。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】

【0079】

本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。

【符号の説明】

【0080】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 蓄電装置
１０ 外装体
１１ 外装体本体
１３ 開口部
１３ａ 開口
１３ｂ 開口端面
１３ｃ 内周面
１６、２６、３６ 突出部
１７、２７、３７ 溶着部
１８ 接合部
５０ 蓋体
５２ 貫通孔
１００ 蓄電素子
１０１ 蓄電素子ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】