(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】
(24)【登録日】2022-05-10
(45)【発行日】2022-05-18
(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 50/15 20210101AFI20220511BHJP
H01M 50/176 20210101ALI20220511BHJP
H01M 50/188 20210101ALI20220511BHJP
H01M 50/531 20210101ALI20220511BHJP
H01M 50/567 20210101ALI20220511BHJP
H01G 11/80 20130101ALI20220511BHJP
H01G 11/78 20130101ALI20220511BHJP
【ＦＩ】
H01M50/15
H01M50/176
H01M50/188
H01M50/531
H01M50/567
H01G11/80
H01G11/78
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2017166293
(22)【出願日】2017-08-31
(65)【公開番号】P2019046597
(43)【公開日】2019-03-22
【審査請求日】2020-07-02
(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】團野 浩之
(72)【発明者】
【氏名】中西 順
【審査官】川口 陽己
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３０３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７３９０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／０７４１６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－１５１０９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４８４５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２１３０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１５７４１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０７４３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０１８６２６９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２６８５８２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／００－５０／１９８
Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８
Ｈ０１Ｇ １１／００－１１／８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器と、前記容器の壁部に配置された電極端子とを備える蓄電素子であって、前記電極端子には前記壁部を貫通する軸部が接続されており、
前記壁部には、前記軸部が貫通する貫通孔と、前記貫通孔の側方に形成された薄肉部とが設けられており、
前記薄肉部は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記電極端子の外周よりも内側に位置する溝であって、閉じるように変形可能な空間を内部に有する溝によって形成されている、
蓄電素子。
【請求項2】
前記軸部は、他の部分よりも外径が大きな径大部を有し、前記壁部は、前記電極端子と前記径大部との間に位置し、
前記薄肉部は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記径大部の外側に位置する
請求項１記載の蓄電素子。
【請求項3】
さらに、前記壁部と前記径大部との間に配置された部分を有するガスケットであって、前記貫通孔における気密を維持するためのガスケットを備える請求項２記載の蓄電素子。
【請求項4】
容器と、前記容器の壁部に配置された電極端子とを備える蓄電素子であって、前記電極端子には前記壁部を貫通する軸部が接続されており、
前記壁部には、前記軸部が貫通する貫通孔と、前記貫通孔の側方に形成された薄肉部とが設けられており、
前記薄肉部は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記電極端子の外周よりも内側に位置する溝であって、前記壁部以外の部材で埋められていない溝によって形成されており、
前記軸部は、他の部分よりも外径が大きな径大部を有し、
さらに、前記容器の内部に配置された集電体を備え、
前記軸部は、前記集電体に接続されており、
前記径大部は、前記電極端子の、前記壁部とは反対側に配置されている
蓄電素子。
【請求項5】
容器と、前記容器の壁部に配置された電極端子とを備える蓄電素子であって、前記電極端子には前記壁部を貫通する軸部が接続されており、
前記壁部には、前記軸部が貫通する貫通孔と、前記貫通孔の側方に形成された薄肉部とが設けられており、
前記軸部は、他の部分よりも外径が大きな径大部を有し、
前記壁部は、前記電極端子と前記径大部との間に位置し、
前記薄肉部は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記電極端子の外周よりも内側に位置し、かつ、前記壁部の、前記径大部が設けられた側の面に、前記壁部以外の部材で埋められていない陥凹状の部分として設けられている、
蓄電素子。
【請求項6】
容器と、前記容器の壁部に配置された電極端子とを備える蓄電素子の製造方法であって、
前記電極端子に接続された軸部を、前記壁部に設けられた貫通孔であって、閉じるように変形可能な空間を内部に有する溝によって形成された薄肉部の側方に設けられた貫通孔に挿入する工程と、
前記貫通孔に挿入された状態の前記軸部を、前記軸部の軸方向にかしめる工程と、を含み、
前記溝は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記電極端子の外周よりも内側に位置している、
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、容器と容器に配置された電極端子とを備える蓄電素子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの動力源として、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子が用いられている。このような蓄電素子は、一般的に、電極体を収容する容器と、容器に配置された電極端子等を備えている。
【0003】
特許文献１には、電極端子を絶縁部材を介して蓋部の貫通孔に挿入するとともに、貫通孔におけるバーリング部をケースの外方からプレスすることにより、電極端子と蓋部とが結合される電池の製造装置が開示されている。この製造装置が備えるダイには、バーリング部形成部分に相当する箇所に、パンチによるバーリング部のプレスにより生じる余肉を収納可能な余肉収納手段が設けられている。特許文献１には、この構成により、バーリング部に余肉が生じた場合などでも、蓋部などのケースに歪を生じさせないことができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１１－６０６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に開示されているように、電極端子の固定等を目的として金属部材に対して加圧変形を行う場合、蓋板等の他の部材に歪みを生じさせないことが求められる。例えば、蓋板の貫通孔を貫通した状態の軸部をかしめる場合、蓋板がかしめによる押圧力を受けることで変形する可能性がある。蓋板の周縁部に変形が生じた場合、例えば、蓋板と容器本体との溶接を行う際に、蓋板の周縁部と容器本体の開口との間に隙間が生じ、その結果、溶接不良が発生する可能性がある。
【0006】
そこで、例えば蓋板の貫通孔の近傍に、変形しやすい部分（変形部）を設け、変形部にかしめにより生じる応力を吸収させることが考えられる。本願発明者らは、この構造について検討した結果、貫通孔の近くに変形部が存在することで、蓋板の周縁部における変形が抑制される一方で、変形部が他の部分よりも弱い部分として残存する等の問題が生じ得ることを見出した。
【0007】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、容器と容器に配置された電極端子とを備える蓄電素子であって、信頼性の高い蓄電素子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、容器と、容器の壁部に配置された電極端子とを備える蓄電素子であって、前記電極端子には前記壁部を貫通する軸部が接続されており、前記壁部には、前記軸部が貫通する貫通孔と、前記貫通孔の側方に形成された薄肉部とが設けられており、前記薄肉部は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記電極端子の外周よりも内側に位置する。
【0009】
この構成によれば、例えば、電極端子に接続された軸部が容器の内側または外側でかしめられた場合に、かしめによって貫通孔の周辺に生じる応力が、薄肉部により吸収または緩和される。これにより、例えば、電極端子が配置される壁部の周縁部における変形が抑制されるため、例えば壁部を形成する蓋板と容器本体との接合が精度よく行われる。
【0010】
ここで、かしめによる押圧力が大きい場合において、壁部の周縁部の変形を極力減らすためには、貫通孔の側方に配置された変形しやすい部分（変形部）の変形量は、比較的に大きいことが望ましい。しかしながら、例えば、変形部の変形時における、壁部の厚み方向への突出量が大きい場合、例えば、変形部が、壁部近傍の他の部材（ガスケット等）を不要に圧迫する可能性がある。また、変形部の変形前の形状についても、壁部に沿ってガスケット等の他の部材を配置することを考慮すると、壁部の厚み方向に突出していないことが望ましい。
【0011】
従って、これらの観点からは、変形部を、例えば他の部分よりも肉厚が小さな部分（薄肉部）によって実現することが好ましい。つまり、薄肉部は、例えば、壁部の両面のうちの少なくとも一方の面を凹ませることで形成することができるため、変形前の時点において、壁部の厚み方向に突出しない態様で壁部に設けることができる。また、薄肉部が変形する場合、薄肉ではない部分が変形するよりも、壁部の厚みを増加させる可能性が低い。そのため、例えば、かしめにより生じる応力を吸収または緩和するように薄肉部が変形した場合において、その変形した部分が、壁部近傍の他の要素（ガスケット等）を不要に圧迫する可能性が低い。
【0012】
さらに、本態様に係る蓄電素子では、容器における脆弱部ともなり得る薄肉部を補強する構造が採用されている。具体的には、平面視（軸部の軸方向から見た場合）において、薄肉部を覆うように電極端子が配置される。そのため、例えば、電極端子が、壁部における薄肉部及びその周囲の部分を補強する部材として機能する。つまり、壁部における薄肉部の存在領域の機械的な強度の低下が抑制される。また、当該強度の低下の抑制のための専用部材を別途用いる必要はない。従って、本態様の蓄電素子は、信頼性の高い蓄電素子である。
【0013】
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記軸部は、他の部分よりも外径が大きな径大部を有し、前記壁部は、前記電極端子と前記径大部との間に位置し、前記薄肉部は、前記軸部の軸方向から見た場合において、前記径大部の外側に位置する、としてもよい。
【0014】
この構成によれば、例えば、電極端子と径大部とで壁部を挟み込んだ状態で電極端子が壁部に固定されるため、電極端子による壁部の補強の実効性が向上する。また、平面視（軸部の軸方向から見た場合）において薄肉部が径大部の外側に位置することで、例えば、かしめによる押圧力によって薄肉部が厚み方向につぶされることを抑制しながら、薄肉部を、厚み方向と直交する方向に縮めるように変形させることができる。これにより、薄肉部による応力の吸収または緩和の実効性がさらに向上する。
【0015】
また、本発明の一態様に係る蓄電素子はさらに、前記壁部と前記径大部との間に配置された部分を有するガスケットであって、前記貫通孔における気密を維持するためのガスケットを備える、としてもよい。
【0016】
この構成によれば、平面視において径大部の外側に薄肉部があるため、壁部と径大部とでガスケットが挟み込まれた場合であっても、ガスケットの肉によって薄肉部が埋められ難い。これにより、ガスケットによる気密の実効性と、薄肉部による応力の吸収または緩和の実効性の両立が図られる。
【0017】
また、本発明の一態様に係る蓄電素子はさらに、前記容器の内部に配置された集電体を備え、前記軸部は、前記集電体に設けられており、前記径大部は、前記電極端子の、前記壁部とは反対側に配置されている、としてもよい。
【0018】
この構成によれば、集電体に一体に設けられた軸部が容器の外でかしめられる構造が採用された蓄電素子において、上述の、壁部の変形の抑制等の効果が得られる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、容器と容器に配置された電極端子とを備える蓄電素子であって、信頼性の高い蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【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容器内に配置されている構成要素を示す斜視図である。
【図3】実施の形態に係る電極端子の蓋板への取り付け構造を示す分解斜視図である。
【図4A】実施の形態に係る蓋板の貫通孔及びその周辺を示す斜視図である。
【図4B】実施の形態に係る蓋板の貫通孔及びその周辺の構造を示す部分断面図である。
【図5】実施の形態に係る蓄電素子の電極端子及びその周辺の構造を示す部分断面図である。
【図6】実施の形態の変形例に係る蓄電素子の電極端子及びその周辺の構造を示す部分断面図である。
【図7】断面形状が半円である溝によって形成される薄肉部を有する蓋板の部分断面図である。
【図8】断面形状が矩形である溝によって形成される薄肉部を有する蓋板の部分断面図である。
【図9】薄肉部の形状及び配置についての第１の別例を示す平面図である。
【図10】薄肉部の形状及び配置についての第２の別例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【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素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【0022】
また、以下で説明する実施の形態は、本発明の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、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、任意の構成要素として説明される。
【0023】
また、以下実施の形態で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、一対の集電体の並び方向、電極体の両端部（一対の合材層非形成部）の並び方向、電極体の巻回軸方向、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、または、容器の厚さ方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋板との並び方向、容器の短側面の長手方向、集電体の脚部の延設方向、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。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
【0024】
（実施の形態）
［１．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電素子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。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００内に配置されている構成要素を示す斜視図である。具体的には、図２は、蓄電素子１０を、容器１００の蓋板１１０と容器本体１０１とを分離して示す斜視図である。
［１．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電素子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。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００内に配置されている構成要素を示す斜視図である。具体的には、図２は、蓄電素子１０を、容器１００の蓋板１１０と容器本体１０１とを分離して示す斜視図である。
【0025】
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。例えば、蓄電素子１０は、ＥＶ、ＨＥＶ、またはＰＨＥＶ等の各種自動車に適用される。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。また、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。
【0026】
図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、電極端子２００及び３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００の内部には、負極側の集電体１２０と、正極側の集電体１３０と、電極体４００とが収容されている。
【0027】
なお、蓄電素子１０は、上記の構成要素の他、集電体１２０及び１３０の側方に配置されるスペーサ、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどを備えてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）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。なお、容器１００に封入される電解液としては、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。
【0028】
容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１０１と、容器本体１０１の開口を閉塞する板状部材である蓋板１１０とで構成されている。蓋板１１０は、電極端子が配置される壁部の一例である。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋板１１０と容器本体１０１とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有している。なお、蓋板１１０及び容器本体１０１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、またはアルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。
【0029】
電極体４００は、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を含む合材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を含む合材層が形成された極板である。セパレータは、樹脂等からなる微多孔性のシートである。そして、電極体４００は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され巻回されて形成されている。
【0030】
電極体４００の巻回軸方向（本実施の形態ではＸ軸方向）の両端のそれぞれには、基材層である金属箔が積層されて形成された、集電体１２０または１３０と接合される端部が存在する。具体的には、電極体４００は、巻回軸方向の一端（図２ではＸ軸方向マイナス側の端部）に、正極板の基材層が積層されて形成された正極側端部４１１ａを有する。また、電極体４００は、巻回軸方向の他端（図２ではＸ軸方向プラス側の端部）に、負極板の基材層が積層されて形成された負極側端部４２１ａを有する。
【0031】
なお、本実施の形態では、電極体４００の断面形状として長円形状を図示しているが、楕円形状、円形状、多角形状などでもよい。また、電極体４００の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した積層型であってもよい。
【0032】
電極端子２００は、集電体１２０を介して電極体４００の負極と電気的に接続された電極端子である。電極端子３００は、集電体１３０を介して電極体４００の正極と電気的に接続された電極端子である。電極端子２００及び３００は、電極体４００の上方に配置された蓋板１１０に、絶縁性を有する上ガスケット２５０及び３５０を介して取り付けられている。
【0033】
集電体１２０及び１３０は、電極体４００と容器１００の壁面との間に配置され、電極端子２００及び３００と、電極体４００の負極板及び正極板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、集電体１３０の材質は限定されないが、例えば、電極体４００の正極基材層と同様に、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。また、集電体１２０についても、材質は限定されないが、例えば、電極体４００の負極基材層と同様に、銅または銅合金などで形成されている。
【0034】
本実施の形態では、集電体１２０及び１３０のそれぞれは、電極体４００と、超音波接合によって接合されている。つまり、集電体１２０は、電極体４００の負極側端部４２１ａと、超音波接合によって接合されている。また、集電体１３０は、電極体４００の正極側端部４１１ａと、超音波接合によって接合されている。
【0035】
［２．電極端子の容器への取り付け構造］
次に、本実施の形態に係る蓄電素子１０における、電極端子の蓋板１１０への取り付け構造について、図３～図５を用いて説明する。なお、本実施の形態では、電極端子２００及び３００それぞれの蓋板１１０への取り付け構造は共通している。そのため、以下では、負極側の電極端子２００の蓋板１１０への取り付け構造について説明し、正極側の電極端子３００の蓋板１１０への取り付け構造についての図示及び説明は省略する。
次に、本実施の形態に係る蓄電素子１０における、電極端子の蓋板１１０への取り付け構造について、図３～図５を用いて説明する。なお、本実施の形態では、電極端子２００及び３００それぞれの蓋板１１０への取り付け構造は共通している。そのため、以下では、負極側の電極端子２００の蓋板１１０への取り付け構造について説明し、正極側の電極端子３００の蓋板１１０への取り付け構造についての図示及び説明は省略する。
【0036】
【0037】
図４Ａは、実施の形態に係る蓋板１１０の貫通孔１１２及びその周辺を示す斜視図である。図４Ｂは、実施の形態に係る蓋板１１０の貫通孔１１２及びその周辺の構造を示す部分断面図である。なお、図４Ｂでは、蓋板１１０の幅方向（Ｙ軸方向）の中心を通るＸＺ平面における蓋板１１０の部分断面が図示されている。このことは、後述する図７及び８にも適用される。
【0038】
図５は、実施の形態に係る蓄電素子１０の電極端子２００及びその周辺の構造を示す部分断面図である。なお、図５では、図１におけるＶ－Ｖ線を通るＸＺ平面における断面の一部が図示されており、容器本体１０１及び電極体４００の図示は省略されている。
【0039】
図３に示すように、本実施の形態において、電極端子２００は、蓋板１１０に、ガスケット２４０を介して配置され、軸部２１０を介して、容器１００内の集電体１２０と電気的に接続されている。なお、本実施の形態において、ガスケット２４０は、蓋板１１０と電極端子２００との間に配置される上ガスケット２５０と、蓋板１１０と集電体１２０との間に配置される下ガスケット２６０とで構成されている。上ガスケット２５０及び下ガスケット２６０のそれぞれは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の絶縁性を有する素材で形成されている。
【0040】
本実施の形態において、電極端子２００には軸部２１０が接続されている。軸部２１０は、上ガスケット２５０の開口部２５２、蓋板１１０の貫通孔１１２、下ガスケット２６０の開口部２６２、及び、集電体１２０の開口部１２３に挿入されて先端部がかしめられる。これにより、電極端子２００は、上ガスケット２５０、下ガスケット２６０、及び集電体１２０とともに蓋板１１０に固定される。
【0041】
集電体１２０は、開口部１２３が形成された端子接続部１２１と、端子接続部１２１から延設された一対の脚部１２２とを有しており、一対の脚部１２２は、上述のように、電極体４００の負極側端部４２１ａと接合される。
【0042】
軸部２１０は、集電体１２０と同じく銅または銅合金を素材とする棒状部材であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金を素材とする電極端子２００とは、例えばかしめによって接続されている。なお、電極端子２００と軸部２１０との接続の手法に特に限定はなく、例えば、溶接、螺合、または圧入等の他の手法が用いられてもよい。また、１つの金属体にプレス加工等を行うことで、軸部２１０を一体に備える電極端子２００が作製されてもよい。
【0043】
このように、本実施の形態では、電極端子２００に接続された軸部２１０の先端部がかしめられることで、電極端子２００及び集電体１２０の電気的及び機械的な接続と、これら部材及びガスケット２４０の容器１００（蓋板１１０）への固定とが行われる。また、これら接続及び固定の信頼性の向上、並びにガスケット２４０による気密性維持の観点からは、比較的に大きな力でかしめることが必要である。
【0044】
そのため、蓋板１１０の貫通孔１１２の周辺には、軸部２１０のかしめのための比較的に大きな押圧力がかかり、その結果、蓋板１１０の周縁部に変形が生じる可能性がある。蓋板１１０の周縁部が変形した場合、容器本体１０１の開口を形成する端縁との間に隙間が生じ、これにより、蓋板１１０と容器本体１０１との接合箇所に不良が生じる可能性がある。
【0045】
そこで、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、蓋板１１０の貫通孔１１２の側方に薄肉部１１４を設けており、かしめによって貫通孔１１２の周辺に生じる応力を、薄肉部１１４に吸収または緩和させる役割を担わせている。
【0046】
具体的には、本実施の形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、貫通孔１１２を囲む環状の溝によって薄肉部１１４が形成されている。より詳細には、薄肉部１１４を形成する溝は、図４Ｂに示すように断面がＶ字状であり、このＶ字状の溝が閉じるように変形することで、かしめより生じる応力の少なくとも一部が吸収される。つまり、貫通孔１１２から見て薄肉部１１４よりも遠い位置への応力の伝搬が、薄肉部１１４によって抑制され、これにより、蓋板１１０の周縁部の変形が抑制される。
【0047】
また、薄肉部１１４は、Ｖ字状の溝が閉じるように変形するため、例えば、蓋板１１０の内面１１０ｂ（図４Ｂ参照）に接して配置される下ガスケット２６０（図５参照）が、薄肉部１１４から受ける押圧力で損傷するような事態が生じ難い。また、蓋板１１０の外面１１０ａ（図４Ｂ参照）に接して配置される上ガスケット２５０（図５参照）についても同様に、薄肉部１１４から受ける押圧力で損傷するような事態が生じ難い。
【0048】
なお、薄肉部１１４を形成する溝の深さＤは、例えば蓋板１１０の板厚Ｔの３０％以上である。また、薄肉部１１４の幅（図４ＢにおけるＸ軸方向の開口幅）は、０．５ｍｍ～１ｍｍ程度である。
【0049】
また、本実施の形態では、貫通孔１１２及び薄肉部１１４は、蓋板１１０において箱型に膨らみ出すように形成された突出部１１１に設けられている。この突出部１１１は、軸部２１０がかしめられた場合における蓋板１１０の変形抑制の機能を有する。つまり、本実施の形態では、薄肉部１１４に加えて突出部１１１が、蓋板１１０の変形を抑制する部位として機能するが、突出部１１１は必須の要素ではない。つまり、例えば、単純な平板状の蓋板１１０に、貫通孔１１２及び薄肉部１１４が設けられていてもよい。
【0050】
このように、本実施の形態では、軸部２１０をかしめる際の押圧力に起因する蓋板１１０の変形を抑制する部位として薄肉部１１４が設けられている。さらに、図３～図５から分かるように、薄肉部１１４は、軸部２１０の軸方向（Ｚ軸方向）から見た場合において、電極端子２００の外周よりも内側に位置している。すなわち、電極端子２００側から見た場合に、薄肉部１１４は電極端子２００に覆われる範囲に存在する。
【0051】
また、本実施の形態では、軸部２１０は、図５に示すように、他の部分よりも外径が大きな径大部２１１を有している。径大部２１１は、軸部２１０の先端部がかしめられることで形成された部分である。この径大部２１１と、蓋板１１０に設けられた薄肉部１１４とを、軸部２１０の軸方向（Ｚ軸方向）から見た場合、薄肉部１１４は、径大部２１１の外側に位置している。
【0052】
具体的には、薄肉部１１４は、図４Ａ及び図５から分かるように、軸部２１０の軸心Ｊを中心とした略円環状に形成されている。また、径大部２１１は、軸心Ｊを中心とした略円形状に形成されている。さらに、略円環状の薄肉部１１４の直径（内径）をＲ２とし、径大部２１１の外径（最大値）をＲ１とした場合、Ｒ２＞Ｒ１である。つまり、図５において、径大部２１１の直上の範囲の外側に薄肉部１１４が存在する。
【0053】
［３．効果の説明］
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器１００と、容器１００の蓋板１１０に配置された電極端子２００とを備える。電極端子２００には蓋板１１０を貫通する軸部２１０が接続されている。蓋板１１０には、軸部２１０が貫通する貫通孔１１２と、貫通孔１１２の側方に形成された薄肉部１１４とが設けられている。薄肉部１１４は、軸部２１０の軸方向から見た場合において、電極端子２００の外周よりも内側に位置する。
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器１００と、容器１００の蓋板１１０に配置された電極端子２００とを備える。電極端子２００には蓋板１１０を貫通する軸部２１０が接続されている。蓋板１１０には、軸部２１０が貫通する貫通孔１１２と、貫通孔１１２の側方に形成された薄肉部１１４とが設けられている。薄肉部１１４は、軸部２１０の軸方向から見た場合において、電極端子２００の外周よりも内側に位置する。
【0054】
この構成によれば、例えば、軸部２１０がかしめられた場合に、かしめによって貫通孔１１２の周辺に生じる応力が、薄肉部１１４により吸収または緩和される。これにより、例えば、電極端子２００が配置される蓋板１１０の周縁部における変形が抑制されるため、蓋板１１０と容器本体１０１との接合が精度よく行われる。
【0055】
また、薄肉部１１４は、蓋板１１０の両面のうちの少なくとも一方の面（本実施の形態では内面１１０ｂ）から陥凹状に形成されるため、変形前の時点において、蓋板１１０の厚み方向に突出しない態様で壁部に設けることができる。そのため、例えば、変形が容易な部分（変形部）を蓋板１１０の厚み方向に突出する態様で設けた場合に必要となる、下ガスケット２６０または上ガスケット２５０の凹み（変形部を収容するための空間）は不要である。つまり、ガスケット２４０の形状の複雑化が抑制される。
【0056】
また、薄肉部１１４が変形する場合、薄肉ではない部分が変形するよりも、蓋板１１０の厚みを増加させる可能性が低い。具体的には、本実施の形態においてＶ字状の溝で形成される薄肉部１１４は、かしめにより生じる応力によりＶ字状の溝を閉じるように変形する。そのため、例えば、かしめにより生じる応力を吸収または緩和するように薄肉部１１４が変形した場合において、その変形した部分が、ガスケット２４０を不要に圧迫する可能性が低い。
【0057】
ここで、薄肉部１１４は、容器１００において他の部分よりも肉厚が小さな部分であり、容器１００における脆弱部であるとも考えられる。しかしながら、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、脆弱部ともなり得る薄肉部１１４を補強する構造が採用されている。
【0058】
具体的には、平面視（軸部２１０の軸方向から見た場合）において、薄肉部１１４を覆うように電極端子２００が配置される。そのため、例えば、電極端子２００が、蓋板１１０における薄肉部１１４及びその周囲の部分を補強する部材として機能する。つまり、蓋板１１０における薄肉部１１４の存在領域の機械的な強度の低下が抑制される。また、当該強度の低下の抑制のための専用部材を別途用いる必要はない。
【0059】
以上のように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、信頼性の高い蓄電素子である。
【0060】
また、本実施の形態において、軸部２１０は、他の部分よりも外径が大きな径大部２１１を有する。蓋板１１０は、電極端子２００と径大部２１１との間に位置し、薄肉部１１４は、軸部２１０の軸方向から見た場合において、径大部２１１の外側に位置する。
【0061】
このように、本実施の形態では、電極端子２００と径大部２１１とで蓋板１１０を挟み込んだ状態で電極端子２００が蓋板１１０に固定される。そのため、電極端子２００による蓋板１１０の補強の実効性が向上する。また、平面視（軸部２１０の軸方向から見た場合）において薄肉部１１４が径大部２１１の外側に位置することで、例えば、かしめによる押圧力によって薄肉部１１４が厚み方向につぶされることを抑制しながら、薄肉部１１４を、厚み方向と直交する方向に縮めるように変形させることができる。これにより、薄肉部１１４による応力の吸収または緩和の実効性がさらに向上する。
【0062】
また、本実施の形態において、蓄電素子１０はさらに、蓋板１１０と径大部２１１との間に配置された部分を有するガスケット２４０であって、貫通孔１１２における気密を維持するためのガスケット２４０を備える。
【0063】
ここで、本実施の形態では、上記のように、平面視において径大部２１１の外側に薄肉部１１４があるため、蓋板１１０と径大部２１１とでガスケット２４０（本実施の形態では下ガスケット２６０）が挟み込まれた場合であっても、ＰＣ等の樹脂を素材とするガスケット２４０の肉によって薄肉部１１４が埋められ難い。つまり、薄肉部１１４の変形能を阻害することなく、ガスケット２４０を適切に配置することができる。従って、ガスケット２４０による気密の実効性と、薄肉部１１４による応力の吸収または緩和の実効性との両立が図られる。
【0064】
また、本実施の形態では、例えば図４Ａに示すように、薄肉部１１４は、貫通孔１１２を囲むように形成されている。
【0065】
これにより、貫通孔１１２を中心とする各方向に生じる応力を、貫通孔１１２を囲む薄肉部１１４でより確実に吸収または緩和することができる。その結果、蓋板１１０の周縁部における変形をより確実に抑制することができる。
【0066】
また、本実施の形態では、例えば図５に示すように、薄肉部１１４は、蓋板１１０の、径大部２１１が存在する側の面（内面１１０ｂ）に陥凹状に形成されている。
【0067】
つまり、本実施の形態では、蓋板１１０の、かしめによる押圧力を受ける側の面に開口した凹部として薄肉部１１４が形成されているため、薄肉部１１４は、当該開口を縮めるように変形しやすい。従って、かしめにより生じる応力についての、薄肉部１１４による吸収または緩和の実効性が向上される。
【0068】
なお、薄肉部１１４は、蓋板１１０の内面１１０ｂに陥凹状に形成されていることは必須ではなく、薄肉部１１４は、蓋板１１０の外面１１０ａに陥凹状に形成されていてもよい。または、薄肉部１１４は、蓋板１１０の内面１１０ｂ及び外面１１０ａの両方から陥凹状に形成された部分として設けられてもよい。いずれの場合であっても、薄肉部１１４は、蓋板１１０における他の部分（少なくとも薄肉部１１４に隣接する他の部分）よりも肉厚が小さいことで、貫通孔１１２の周辺で生じる応力を吸収または緩和することができる。
【0069】
以上、実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、蓄電素子１０は、図３～図５に示す態様とは異なる態様で、電極端子２００及び薄肉部１１４を備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０における電極端子２００及び薄肉部１１４に関する構造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。
【0070】
（変形例）
図６は、実施の形態の変形例に係る蓄電素子１０ａの電極端子２００及びその周辺の構造を示す部分断面図である。
図６は、実施の形態の変形例に係る蓄電素子１０ａの電極端子２００及びその周辺の構造を示す部分断面図である。
【0071】
図６に示すように、変形例に係る蓄電素子１０ａにおいて、集電体１２０と電極端子２００とを接続する軸部２２０が集電体１２０に設けられている点で、上記実施の形態に係る蓄電素子１０とは異なる。つまり、本変形例に係る蓄電素子１０ａでは、軸部２２０は容器１００の外側でかしめられており、その結果、径大部２２１は、電極端子２００から露出する位置に存在する。
【0072】
すなわち、本変形例に係る蓄電素子１０ａは、容器１００の内部に配置された集電体１２０を備え、軸部２１０は集電体１２０に設けられており、径大部２２１は、電極端子２００の、蓋板１１０とは反対側に配置されている。
【0073】
このように、容器１００を貫通する軸部２２０が容器１００の外側でかしめられた場合であっても、上記実施の形態と同じく、貫通孔１１２の側方に薄肉部１１４が配置されているため、かしめによる生じる応力は薄肉部１１４によって吸収または緩和される。これにより、蓋板１１０の周縁部の変形は抑制される。また、平面視において薄肉部１１４を覆うように電極端子２００が配置されているため、電極端子２００が、蓋板１１０における薄肉部１１４及びその周囲の部分を補強する部材として機能する。
【0074】
さらに、略円環状の薄肉部１１４の直径（内径）をＲ２とし、径大部２２１の外径をＲ１とした場合、Ｒ２＞Ｒ１である。つまり、図６において、径大部２２１の直下の範囲の外側に薄肉部１１４が存在する。従って、かしめによる押圧力によって薄肉部１１４が厚み方向につぶされることを抑制しながら、薄肉部１１４を、厚み方向と直交する方向に縮めるように変形させることができる。また、ガスケット２４０（本変形例では上ガスケット２５０）の肉によって薄肉部１１４が埋められ難いため、ガスケット２４０による気密の実効性と、薄肉部１１４による応力の吸収または緩和の実効性の両立が図られる。
【0075】
このように、本変形例に係る蓄電素子１０ａによれば、集電体１２０に設けられた軸部２２０が容器１００の外でかしめられる構造を有する蓄電素子１０ａにおいて、上記実施の形態に係る蓄電素子１０と同じく、蓋板１１０の周縁部の変形の抑制等の効果を得ることができる。
【0076】
なお、図６では、軸部２２０は、集電体１２０の一部（端子接続部１２１と一体の部材）して表されているが、例えば、集電体１２０とは別体として作製された軸部２２０が、かしめまたは溶接等の所定の手法により集電体１２０に固定されてもよい。つまり、「集電体１２０が軸部２２０を備える」とは、蓋板１１０に、電極端子２００及び集電体１２０等を取り付ける作業を行う際に、集電体１２０が、軸部２２０を備える一つの部品として扱われることを意味する。
【0077】
（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態または変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を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。
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態または変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を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。
【0078】
例えば、上記実施の形態において、薄肉部１１４はＶ字状の溝により形成されているとしたが、薄肉部１１４を形成する溝の断面形状に特に限定はない。例えば図７に示すように、断面形状が半円である溝によって薄肉部１１４ａが形成されてもよい。また、例えば図８に示すように、断面形状が矩形である溝によって薄肉部１１４ｂが形成されてもよい。
【0079】
また、上記実施の形態において、薄肉部１１４は、貫通孔１１２を囲むように形成されているとしたが、薄肉部１１４は、貫通孔１１２の外周における一部に配置されていてもよい。
【0080】
例えば、図９に示すように、貫通孔１１２の側方であって、長尺状の蓋板１１０の長辺側のみに薄肉部１１４ｃが配置されていてもよい。なお、図９において、蓋板１１０に設けられた薄肉部１１４ｃは、ドットを付した領域で表されている。また、図９では、突出部１１１は表されていない。これらの事項は、図１０における薄肉部１１４ｄ及び蓋板１１０についても同じである。
【0081】
つまり、貫通孔１１２の側方に配置される薄肉部は、貫通孔１１２を貫通して配置される軸部２１０がしめられた場合に、蓋板１１０の周縁部を変形させないために設けられる要素である。従って、少なくとも、蓋板１１０において貫通孔１１２に最も近い辺（図９では上下の辺）と貫通孔１１２との間に薄肉部１１４ｃを配置することで、蓋板１１０の周縁部の変形の抑制効果を実質的に得ることができる。
【0082】
また、薄肉部の平面視における形状は、曲線により構成される必要はない。例えば、図１０に示すように、直線状の１以上の溝のそれぞれが、薄肉部１１４ｄとして蓋板１１０に設けられてもよい。
【0083】
このように、貫通孔１１２の側方に設けられる薄肉部は、貫通孔１１２の周辺に生じる応力を吸収または緩和するために、他の部分よりも変形しやすく、かつ、当該応力によって破壊されない程度の強度を有するよう形成されていれば、形状等に特に限定はない。
【0084】
従って、蓋板１１０において貫通孔１１２の側方に設けられる薄肉部の位置、形状、及び寸法等は、例えば実験またはシミュレーション等によって適宜決定されてもよい。いずれの場合であっても、軸部２１０または２２０の軸方向から見た場合において、薄肉部が電極端子２００の外周よりも内側に位置することで、電極端子２００による薄肉部に対する補強効果を得ることができる。
【0085】
また、軸部２１０が有する径大部２１１は、軸部２１０の先端部をかしめることで形成されるとしたが、径大部２１１は、例えばネジ軸である軸部２１０に螺合するナットによって実現されてもよい。この場合であっても、径大部２１１であるナットを締め付けることで貫通孔１１２の周辺に生じる応力を、貫通孔１１２の側方の薄肉部１１４によって吸収または緩和させることができる。上記変形例に係る径大部２２１についても同じであり、径大部２２１は、ネジ軸である軸部２２０に螺合するナットによって実現されてもよい。
【0086】
また、本実施の形態では、蓄電素子１０を、電極体４００を１つのみ備えているが、蓄電素子１０が備える電極体４００の数は２以上であってもよい。例えば、蓄電素子１０が電極体４００を２つ備える場合、集電体１２０は、２つの電極体４００と接合される４つの脚部１２２を有してもよい。
【0087】
また、集電体１２０が有する脚部１２２の数は２には限定されない。集電体１２０は、電極体４００の負極側端部４２１ａと接合される少なくとも１つの脚部１２２を有すれよい。
【0088】
また、上記実施の形態に記載された構成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。
【0089】
また、本発明は、上記説明された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４００としても実現することができる。また、本発明は、当該蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【0090】
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】
【0091】
１０、１０ａ 蓄電素子
１００ 容器
１０１ 容器本体
１１０ 蓋板
１１０ａ 外面
１１０ｂ 内面
１１１ 突出部
１１２ 貫通孔
１１４、１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ 薄肉部
１２０、１３０ 集電体
１２１ 端子接続部
１２２ 脚部
１２３、２５２、２６２ 開口部
２００、３００ 電極端子
２１０、２２０ 軸部
２１１、２２１ 径大部
２４０ ガスケット
２５０ 上ガスケット
２６０ 下ガスケット
４００ 電極体
４１１ａ 正極側端部
４２１ａ 負極側端部
１００ 容器
１０１ 容器本体
１１０ 蓋板
１１０ａ 外面
１１０ｂ 内面
１１１ 突出部
１１２ 貫通孔
１１４、１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ 薄肉部
１２０、１３０ 集電体
１２１ 端子接続部
１２２ 脚部
１２３、２５２、２６２ 開口部
２００、３００ 電極端子
２１０、２２０ 軸部
２１１、２２１ 径大部
２４０ ガスケット
２５０ 上ガスケット
２６０ 下ガスケット
４００ 電極体
４１１ａ 正極側端部
４２１ａ 負極側端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】