特許 7449047 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】

(24)【登録日】2024-03-05

(45)【発行日】2024-03-13

(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 50/184 20210101AFI20240306BHJP

   H01M 50/188 20210101ALI20240306BHJP

   H01M 50/176 20210101ALI20240306BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20240306BHJP

   H01M 50/557 20210101ALI20240306BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20240306BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20240306BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240306BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20240306BHJP

   H01G 11/74 20130101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H01M50/184 A

H01M50/188

H01M50/176

H01M50/55 101

H01M50/557

H01M50/588

H01M50/593

H01M50/15

H01G11/78

H01G11/74

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019117783

(22)【出願日】2019-06-25

(65)【公開番号】P2021005468

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(73)【特許権者】

【識別番号】513045127

【氏名又は名称】株式会社大北製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】000206141

【氏名又は名称】大成プラス株式会社

(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】道畑 良太

(72)【発明者】

【氏名】中川 祐太

(72)【発明者】

【氏名】太田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】大北 浩司

(72)【発明者】

【氏名】大北 幸史

(72)【発明者】

【氏名】濱本 匡也

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 新

(72)【発明者】

【氏名】松本 晃央

【審査官】佐溝 茂良

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００４４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７２９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０９８２６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－２１７５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１５９７６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０４－３２４２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｇ １１／００－１１／８６

Ｈ０１Ｍ １０／０４－１０／０５８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極体と、
前記電極体を収容し且つ壁部を含む容器と、
前記電極体と電気的に接続される接続部材と、
前記接続部材の一部と前記壁部との間に配置される第一絶縁部材と、
前記接続部材と前記壁部との間であって前記第一絶縁部材の周辺領域に配置され、且つ前記接続部材と前記壁部とを一体化する第二絶縁部材と、を備え、
前記第一絶縁部材は、前記壁部の外側に配置されており、
前記第一絶縁部材は、前記壁部と前記接続部材との間に直接的に介在しており、
前記第二絶縁部材は、前記壁部と前記接続部材との間において前記第一絶縁部材を囲み、かつ、前記壁部と前記接続部材との間を埋めるように配置されている、
蓄電素子。

【請求項2】

電極体と、
前記電極体を収容し且つ壁部を含む容器と、
前記電極体と電気的に接続される接続部材と、
前記接続部材の一部と前記壁部との間に配置される第一絶縁部材と、
前記接続部材と前記壁部との間であって前記第一絶縁部材の周辺領域に配置され、且つ前記接続部材と一体化された第二絶縁部材と、を備え、
前記第一絶縁部材は、前記壁部の外側に配置されており、
前記第一絶縁部材は、前記壁部と前記接続部材との間に直接的に介在しており、
前記接続部材は、前記壁部に設けられた開口部を貫通した状態で前記電極体と接続される内部接続部と、前記容器の外部に配置される外部接続部とを含み、
前記第二絶縁部材は、
前記開口部の内部に充填されて前記開口部を塞ぐ部分と、
前記壁部よりも内部において、前記開口部の貫通方向からみて前記開口部よりも大きい領域に配置され、前記内部接続部の一部を埋設している部分と、
前記壁部よりも外部において、前記開口部の前記貫通方向からみて前記開口部よりも大きい領域に配置され、前記外部接続部の一部を埋設している部分と、を一体に備え、
前記第二絶縁部材は、前記壁部と前記接続部材との間において前記第一絶縁部材を囲み、かつ、前記壁部と前記接続部材との間を埋めるように配置されている、
蓄電素子。

【請求項3】

前記第一絶縁部材は、前記壁部と係合する第一係合部及び前記接続部材と係合する第二係合部の少なくとも一方を含む、
請求項１または２記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記接続部材は、前記壁部に設けられた開口部を貫通した状態で前記電極体と接続される内部接続部と、前記容器の外部に配置される外部接続部とを含み、
前記外部接続部は、前記内部接続部と接続される端子部と、前記端子部に設けられた貫通孔を貫通した状態で配置される軸部材とを含み、
前記第一絶縁部材は、前記軸部材における前記第一絶縁部材側の端部と係合する前記第二係合部を含む、
請求項３記載の蓄電素子。

【請求項5】

前記第一絶縁部材は、前記第一係合部及び前記第二係合部を含み、
前記第一係合部は、前記壁部に向けて突出する第一凸部を含み、
前記壁部は、前記第一凸部が係合する第一凹部を含み、
前記接続部材は、前記第一絶縁部材に向けて突出する第二凸部を含み、
前記第二係合部は、前記第二凸部と係合する第二凹部を含む、
請求項３または４に記載の蓄電素子。

【請求項6】

前記第一絶縁部材における前記第二絶縁部材との境界部分が、前記第二絶縁部材と溶け合って一体化されている、
請求項１～５のいずれか一項に記載の蓄電素子。

【請求項7】

電極体と、前記電極体を収容し且つ壁部を有する容器と、前記電極体と電気的に接続される接続部材とを備え、かつ、第一絶縁部材が前記壁部の外側に配置されている、蓄電素子の製造方法であって、
前記壁部と前記接続部材との間に前記第一絶縁部材を前記壁部に接した状態で配置することと、
前記壁部と前記接続部材との間であって前記第一絶縁部材の周辺領域に、樹脂を流し込むことと、
を含む蓄電素子の製造方法。

【請求項8】

前記接続部材は、前記電極体と接続される内部接続部及び前記容器の外部に配置される外部接続部を含み、
前記壁部と前記接続部材との間に前記第一絶縁部材を配置する際に、
前記壁部と前記第一絶縁部材とを係合させることと、
前記外部接続部と前記第一絶縁部材とを係合させることと、
をさらに含む請求項７記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項9】

前記第一絶縁部材の前記周辺領域に前記樹脂を流し込むことは、
前記第一絶縁部材と前記樹脂との境界部分において、前記第一絶縁部材が前記樹脂と溶け合って一体化されることを含む、
請求項７または８記載の蓄電素子の製造方法。

【請求項10】

前記第一絶縁部材の平均厚みは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下である、
請求項１～６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、蓄電素子及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、容器の蓋体と，正極端子とが絶縁部材を介して一体に形成された電池が開示されている。この電池において、容器には捲回電極体が収容されており、捲回電極体には、正極端子における容器の内側の部分が接続されている。また、正極端子における容器の外側の部分には、ボルトが接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－１６９０８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の電池のように、容器の内部の電極体に接続された正極端子等の接続部材と、容器の蓋体とを絶縁部材によって一体化する場合、例えば蓋体及び接続部材等の一体化すべき構成要素を金型等に固定して、金型に樹脂を流し込み、流し込んだ樹脂を固化させる。このとき、接続部材と蓋体との間には、樹脂が充填されるための隙間を開けておく必要があり、そのため、接続部材は蓋体によって支持される状態ではない。その結果、接続部材の位置ずれが生じ、これにより、接続部材が容器と導通しやすい位置に配置されるなど、蓄電素子の信頼性を低下させる事態が生じる可能性がある。

【0005】

本発明は、上記従来の課題を考慮し、信頼性が向上した蓄電素子及びそ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】

【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、前記電極体を収容し且つ壁部を含む容器と、前記電極体と電気的に接続される接続部材と、前記接続部材の一部と前記壁部との間に配置される第一絶縁部材と、前記接続部材と前記壁部との間であって前記第一絶縁部材の周辺領域に配置され、且つ前記接続部材と一体化された第二絶縁部材と、を備える。

【0007】

この構成によれば、接続部材の一部と壁部との間に第一絶縁部材が配置されるため、例えば、製造時における接続部材の位置規制が容易である。具体的には、接続部材と壁部との間に介在する第一絶縁部材によって、接続部材の当該一部を壁部から適切な距離だけ離間した状態を維持しながら、接続部材と壁部とを絶縁する第二絶縁部材を形成することができる。つまり、本態様に係る蓄電素子は、容器の内外を接続する接続部材と容器とが第二絶縁部材によって一体化され、且つ、接続部材と容器との絶縁不良等が生じ難い蓄電素子である。従って、本態様に係る蓄電素子は、信頼性が向上した蓄電素子である。

【0008】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記第一絶縁部材は、前記壁部と係合する第一係合部及び前記接続部材と係合する第二係合部の少なくとも一方を含む、としてもよい。

【0009】

このように、第一絶縁部材が壁部および接続部材の少なくとも一方と係合することで、壁部及び／または接続部材に対する第一絶縁部材の相対的な位置ずれが抑制されるため、製造時における接続部材の位置規制がより確実化される。つまり、蓄電素子において、接続部材を適切な位置に精度よく配置することができる。

【0010】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記接続部材は、前記壁部に設けられた開口部を貫通した状態で前記電極体と接続される内部接続部と、前記容器の外部に配置される外部接続部とを含み、前記外部接続部は、前記内部接続部と接続される端子部と、前記端子部に設けられた貫通孔を貫通した状態で配置される軸部材とを含み、前記第一絶縁部材は、前記軸部材における前記第一絶縁部材側の端部と係合する前記第二係合部を含む、としてもよい。

【0011】

この構成によれば、例えば軸部材としてボルトを採用した場合、ボルトの軸部を端子部の貫通孔に貫通させ、ボルトの頭部を、第一絶縁部材の第二係合部に係合させることができる。この場合、第一絶縁部材は、製造時におけるボルトの位置を規制することができ、且つ、完成後にはボルトの回り止めとして機能する。つまり、蓄電素子において適切な位置に配置されたボルトに、外部の接続端子をしっかりと締結することができる。このことは、蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。

【0012】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記端子部は、平板状であり、前記第二絶縁部材は、前記端子部の、前記軸部材の軸方向と直交する方向の端面を覆う側壁部を含む、としてもよい。

【0013】

この構成によれば、平板状の端子部の端面が前記第二絶縁部材の側壁部に覆われるため、例えば、端子部の端面と、外部の物体との絶縁性が確保される。また、側壁部は、端子部についての回り止めとしても機能する。これらのことは、蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。

【0014】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記第一絶縁部材は、前記第一係合部及び前記第二係合部を含み、前記第一係合部は、前記壁部に向けて突出する第一凸部を含み、前記壁部は、前記第一凸部が係合する第一凹部を含み、前記接続部材は、前記第一絶縁部材に向けて突出する第二凸部を含み、前記第二係合部は、前記第二凸部と係合する第二凹部を含む、としてもよい。

【0015】

この構成によれば、第一絶縁部材は、接続部材及び壁部の両方に対して係合する部分を有するため、壁部及び接続部材の両方に対する第一絶縁部材の相対的な位置ずれが抑制される。これにより、製造時における接続部材の位置規制がさらに確実化される。

【0016】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、電極体と、前記電極体を収容し且つ壁部を有する容器と、前記電極体と電気的に接続される接続部材とを備える蓄電素子の製造方法であって、前記壁部と前記接続部材との間に第一絶縁部材を配置することと、前記壁部と前記接続部材との間であって前記第一絶縁部材の周辺領域に、樹脂を流し込むことと、を含む。

【0017】

この製造方法によれば、接続部材の一部と壁部との間に第一絶縁部材が配置されるため、例えば、製造時における接続部材の位置規制が容易である。具体的には、接続部材の当該一部を壁部から適切な距離だけ離間した状態を維持しながら、インサート成形によって、接続部材と容器の壁部とを一体化することができる。つまり、容器の内外を接続する接続部材と容器とが樹脂によって一体化され、且つ、接続部材と容器との絶縁不良等が生じ難い蓄電素子を製造することができる。従って、本態様に係る蓄電素子の製造方法によれば、信頼性が向上した蓄電素子を製造することができる。

【0018】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法において、前記接続部材は、前記電極体と接続される内部接続部及び前記容器の外部に配置される外部接続部を含み、前記壁部と前記接続部材との間に前記第一絶縁部材を配置する際に、前記容器の壁部と第一絶縁部材とを係合させることと、前記外部接続部と前記第一絶縁部材とを係合させることと、をさらに含む、としてもよい。

【0019】

この製造方法によれば、第一絶縁部材は、接続部材及び壁部の両方に対して係合するよう配置され、その状態で、樹脂の流し込みが行われる。つまり、接続部材の壁部に対する相対的な位置ずれの抑制が、第一絶縁部材を介してより確実に行われ、その状態で樹脂成形が行われる。これにより、接続部材を固定し、且つ容器の接続部材の周囲における気密を維持するための樹脂成形がより精度よく実行される。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、信頼性が向上した蓄電素子及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施の形態に係る蓄電素子の内部構造の概要を示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係る蓄電素子の接続部材及びその周辺の構造を示す第１の分解斜視図である。

【図3】実施の形態に係る蓄電素子の接続部材及びその周辺の構造を示す第２の分解斜視図である。

【図4】図１におけるＩＶ－ＩＶ断面の一部を示す図である。

【図5】図１におけるＶ－Ｖ断面を示す図である。

【図6】蓋体と接続部材との間に第一絶縁部材を配置する工程を示す斜視図である。

【図7A】蓋体と接続部材との間に第一絶縁部材が配置された状態を示す斜視図である。

【図7B】図７Ａに対応する側面図である。

【図8】第二絶縁部材が形成された状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

また、以下の実施の形態及び特許請求の範囲において、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が用いられる場合があるが、これらの表現は、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。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軸の矢印が向く側を示し、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。

【0025】

（実施の形態）
［１．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１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の内部構造の概要を示す斜視図である。具体的には、図１は、蓄電素子１０の内部構造を図示するために、容器本体１１８及び電極体５００のそれぞれについては外形を点線で表している。

【0026】

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、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用（または移動体用）電源、電子機器用電源、または電力貯蔵用電源などに適用される。また、蓄電素子１０は、ガソリン車及びディーゼル車等の車両に、エンジンの始動用バッテリーとして搭載される場合もある。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。

【0027】

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、容器１００に収容された電極体５００と、電極体５００に接続された接続部材２００及び３００とを備えている。接続部材２００及び３００は、容器１００の内部の電極体５００と、容器１００の外部の機器等とを電気的に接続するための導電部材である。

【0028】

具体的には、接続部材３００は、容器１００の内部に配置され、電極体５００の正極と接続される内部接続部３１０と、容器１００の外部に配置される外部接続部３２０とを有する。内部接続部３１０は、電極体５００の正極側端部５３０に接合される部分であり、且つ、電極体５００と外部接続部３２０とを電気的に接続する部分である。外部接続部３２０は、蓄電素子１０における正極端子であり、本実施の形態では、外部の接続端子がナットによって締結されるボルト端子として機能する部分である。より詳細には、外部接続部３２０は、内部接続部３１０と接続される端子部３２１と、端子部３２１に設けられた貫通孔３２１ａを貫通した状態で配置される軸部材３２５とを有している。なお、図１等では図示されていないが、ボルトである軸部材３２５の外周面には、ナットと螺合するネジ山（またはネジ溝）が形成されている。

【0029】

負極側の接続部材２００も、正極側の接続部材３００と共通する構造を有している。すなわち、接続部材２００は、容器１００の内部に配置され、電極体５００の負極と接続される内部接続部２１０と、容器１００の外部に配置される外部接続部２２０とを有する。内部接続部２１０は、電極体５００の負極側端部５２０に接合される部分であり、外部接続部２２０は、蓄電素子１０における負極端子である。本実施の形態では、外部接続部２２０は、ボルト端子として機能する部分であり、内部接続部２１０と接続される端子部２２１と、端子部２２１に設けられた貫通孔２２１ａを貫通した状態で配置される軸部材２２５とを有している。ボルトである軸部材２２５の外周面には、ナットと螺合するネジ山（またはネジ溝）が形成されている。

【0030】

また、図１に示すように、接続部材２００の外部接続部２２０は、第二絶縁部材４２０に埋設されており、接続部材３００の外部接続部３２０は、第二絶縁部材４３０に埋設されている。接続部材の周辺の構造については、図２～図５を用いて後述する。

【0031】

電極体５００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。本実施の形態では、電極体５００として巻回型の電極体が採用されている。つまり、電極体５００は、長尺帯状の正極板及び負極板が、間にセパレータを挟んだ状態で巻回されることで形成されている。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金属箔の表面に、正極活物質を含む正極合材層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔の表面に、負極活物質を含む負極合材層が形成されたものである。

【0032】

図１において、電極体５００のＹ軸方向マイナス側の端部には、正極板の金属箔（正極基材層）が積層された部分が形成されており、この部分（正極側端部５３０）に、接続部材３００の内部接続部３１０が、超音波接合またはかしめ接合等によって接合されている。電極体５００のＹ軸方向プラス側の端部には、負極板の金属箔（負極基材層）が積層された部分が形成されており、この部分（負極側端部５２０）に、接続部材２００の内部接続部２１０が、超音波接合またはかしめ接合等によって接合されている。

【0033】

なお、接続部材３００は、電極体５００の正極板と同じく、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属で形成されており、接続部材２００は、電極体５００の負極板と同じく、銅または銅合金等の金属で形成されている。

【0034】

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。

【0035】

容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１８と、容器本体１１８の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体５００等を内部に収容後、蓋体１１０と容器本体１１８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。

【0036】

［２．接続部材及びその周辺の構造］
以上説明した基本構成を有する蓄電素子１０では、接続部材２００及び３００のそれぞれは、容器１００と電気的に絶縁された状態で、容器１００に固定されている。なお、本実施の形態では、接続部材２００及び３００は、上述のように共通する構造を有しているため、以下では、主として、正極側の接続部材３００及びその周辺の構造について説明し、負極側の接続部材２００に関する説明は省略する。

【0037】

図２は、蓄電素子１０の接続部材３００及びその周辺の構造を示す第１の分解斜視図である。なお、図２～図５では、容器本体１１８及び電極体５００の図示は省略されている。図３は、蓄電素子１０の接続部材３００及びその周辺の構造を示す第２の分解斜視図である。具体的には、図３では、接続部材３００等の構成要素を斜め下方（Ｙ軸方向マイナス側且つＺ軸方向マイナス側）から見た場合の分解斜視図が示されている。図４は、図１におけるＩＶ－ＩＶ断面の一部を示す図であり、図５は、図１におけるＶ－Ｖ断面を示す図である。

【0038】

図２～図５に示すように、接続部材３００は、容器１００の蓋体１１０を貫通して配置されており、且つ、接続部材３００と蓋体１１０との間には、第一絶縁部材４５０及び第二絶縁部材４３０が配置されている。なお、蓋体１１０は、容器１００が有する壁部の一例である。

【0039】

具体的には、接続部材３００の外部接続部３２０及び蓋体１１０は、樹脂製の第二絶縁部材４３０によって一体化されている。つまり、本実施の形態では、インサート成形によって、蓋体１１０、接続部材３００及び第二絶縁部材４３０が一体化されている。

【0040】

より詳細には、図２～図５に示されるように、接続部材３００と蓋体１１０との間には、第一絶縁部材４５０が配置されている。第一絶縁部材４５０は、蓋体１１０の外側にのみ配置される部材であるため、第二絶縁部材４３０を形成する工程（インサート成形工程）の際に、接続部材３００を支持する部材として配置しておくことができる。つまり、インサート成形工程後には、第一絶縁部材４５０の周辺領域には第二絶縁部材４３０が配置されており、その結果、第一絶縁部材４５０は、接続部材３００及び第二絶縁部材４３０によって覆われた状態となる。また、第二絶縁部材４３０は、蓋体１１０における接続部材３００が貫通する部分である開口部１１０ａの内部にも充填される。つまり、第二絶縁部材４３０は、接続部材３００と蓋体１１０とを電気的に絶縁する機能に加え、蓋体１１０の開口部１１０ａを塞ぐガスケットとしての機能も有している。

【0041】

なお、第一絶縁部材４５０及び第二絶縁部材４３０のそれぞれの素材としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、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）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、液晶ポリパー（ＬＣＰ）などの樹脂が例示される。

【0042】

第一絶縁部材４５０と第二絶縁部材４３０の素材は、同じであってもよく、また異なっていてもよい。第一絶縁部材４５０と第二絶縁部材４３０の素材が同じであっても、断面を観察する等により、接続部材３００と蓋体１１０との間に第一絶縁部材４５０が配置されていたことは判別可能である。

【0043】

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、電極体５００と、電極体５００を収容し且つ蓋体１１０を含む容器１００と、電極体５００と電気的に接続される接続部材３００と、第一絶縁部材４５０と、第二絶縁部材４３０とを備える。第一絶縁部材４５０は、接続部材３００の一部と蓋体１１０との間に配置される。第二絶縁部材４３０は、接続部材３００と蓋体１１０との間であって第一絶縁部材４５０の周辺領域に配置され、且つ接続部材３００と一体化されている。

【0044】

このように、本実施の形態では、接続部材３００の一部と蓋体１１０との間に第一絶縁部材４５０が配置されるため、例えば、製造時における接続部材３００の位置規制が容易である。具体的には、接続部材３００の当該一部を蓋体１１０から適切な距離だけ離間した状態を維持しながら、接続部材３００と蓋体１１０（容器１００）とを絶縁する第二絶縁部材４３０を形成することができる。つまり、第二絶縁部材４３０を形成するインサート成形工程において、直接的に蓋体１１０と接続部材３００と間に介在する第一絶縁部材４５０が用いられていることで、接続部材３００の位置精度が向上されている。すなわち、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器１００の内外を接続する接続部材３００と容器１００とが第二絶縁部材４３０によって一体化され、且つ、接続部材３００と容器１００との絶縁不良等が生じ難い蓄電素子である。従って、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、信頼性が向上した蓄電素子である。

【0045】

また、本実施の形態では、第一絶縁部材４５０は、図３に示すように、蓋体１１０と係合する第一係合部４５６を有している。この構成によれば、第一絶縁部材４５０が蓋体１１０と係合するため、蓋体１１０に対する第一絶縁部材４５０の相対的な位置ずれが抑制される。より詳細には、第一絶縁部材４５０の、横方向（ＸＹ平面に平行な方向）のずれが抑制される。その結果、製造時における接続部材３００の位置規制がより確実化される。つまり、蓄電素子１０において、接続部材３００は、適切な位置に精度よく配置されている。

【0046】

また、本実施の形態では、第一絶縁部材４５０は、図２に示すように、接続部材３００と係合する第二係合部４５５を有している。この構成によれば、第一絶縁部材４５０が接続部材３００と係合するため、接続部材３００に対する第一絶縁部材４５０の相対的な位置ずれが抑制される。より詳細には、第一絶縁部材４５０の、横方向（ＸＹ平面に平行な方向）のずれが抑制される。その結果、製造時における接続部材３００の位置規制がより確実化される。つまり、蓄電素子１０において、接続部材３００を適切な位置に精度よく配置することができる。

【0047】

より詳細には、本実施の形態において、接続部材３００は、図１及び図２に示すように、蓋体１１０に設けられた開口部１１０ａを貫通した状態で電極体５００と接続される内部接続部３１０と、容器１００の外部に配置される外部接続部３２０とを含む。外部接続部３２０は、内部接続部３１０と接続される端子部３２１と、端子部３２１に設けられた貫通孔３２１ａを貫通した状態で配置される軸部材３２５とを含む。第一絶縁部材４５０は、軸部材３２５における第一絶縁部材４５０側の端部と係合する第二係合部４５５を含む。なお、軸部材３２５は、貫通孔３２１ａより大きな鍔部３２６を有しており、鍔部３２６を含む端部は、端子部３２１と第一絶縁部材４５０との間に位置する。

【0048】

このように、第一絶縁部材４５０の第二係合部４５５は、接続部材３００が有する軸部材３２５の端部と係合する。つまり、ボルトである軸部材３２５の頭部が、第一絶縁部材４５０に係合する。これにより、第一絶縁部材４５０は、製造時における軸部材３２５の位置を規制することができ、且つ、完成後には軸部材３２５の回り止めとして機能する。すなわち、蓄電素子１０において適切な位置に配置された軸部材３２５に、外部の接続端子をしっかりと固定することができる。このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、外部接続部３２０の、他の導電部材との接続の信頼性を向上させることができる。

【0049】

また、本実施の形態において、外部接続部３２０が有する端子部３２１は平板状であり、第二絶縁部材４３０は、端子部３２１の、軸部材３２５の軸方向（本実施の形態ではＺ軸方向）と直交する方向の端面を覆う側壁部４３１を含む。具体的には、本実施の形態では、端子部３２１のＸ軸方向の両端面及びＹ軸方向の両端面が、第二絶縁部材４３０の側壁部４３１に覆われる。

【0050】

このように、平板状の端子部３２１の端面が第二絶縁部材４３０の側壁部４３１に覆われるため、例えば、端子部３２１の端面と、蓄電素子１０に近い位置に配置された外部の物体との絶縁性が確保される。また、側壁部４３１は、端子部３２１についての回り止めとしても機能する。これらのことは、蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。

【0051】

また、本実施の形態では、第一絶縁部材４５０は、図２及び図３に示すように、第一係合部４５６及び第二係合部４５５を含む。第一係合部４５６は、蓋体１１０に向けて突出する第一凸部４５６ａを含み、蓋体１１０は、第一凸部４５６ａが係合する第一凹部１１３（図２参照）を含む。接続部材３００は、第一絶縁部材４５０に向けて突出する第二凸部３２７（図３参照）を含み、第一絶縁部材４５０の第二係合部４５５は、第二凸部３２７と係合する第二凹部４５５ａを含む。

【0052】

この構成によれば、第一絶縁部材４５０は、接続部材３００及び蓋体１１０の両方に対して係合する部分を有するため、蓋体１１０及び接続部材３００の両方に対する第一絶縁部材４５０の相対的な位置ずれが抑制される。つまり、蓋体１１０に対する接続部材３００の位置ずれが、第一絶縁部材４５０を介して、より確実に抑制される。これにより、製造時における接続部材３００の位置規制がさらに確実化されるため、蓄電素子１０の信頼性がさらに向上される。

【0053】

また、例えば図４及び図５に示されるように、第一絶縁部材４５０において、第一凸部４５６ａの裏側に第二凹部４５５ａを形成することができる。この場合、第一絶縁部材４５０の肉厚が略均一な状態で第二凹部４５５ａを形成することができる。そのため、第一絶縁部材４５０は、例えば全体の厚みを大きくすることなく、接続部材３００の第二凸部３２７を係合させることができる。従って、接続部材３００の位置規制のために、第一絶縁部材４５０を接続部材３００と蓋体１１０との間に介在させて場合であっても、蓄電素子１０の高さが大きくなることが抑制される。

【0054】

［３．第二絶縁部材の形成の手順］
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、蓋体１１０及び接続部材３００を一体化するように第二絶縁部材４３０が形成されている。この第二絶縁部材４３０を形成するための手順（蓄電素子１０の製造方法の一部）について、図６～図８を参照しながら簡単に説明する。

【0055】

図６は、蓋体１１０と接続部材３００との間に第一絶縁部材４５０を配置する工程を示す斜視図である。図７Ａは、蓋体１１０と接続部材３００との間に第一絶縁部材４５０が配置された状態を示す斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに対応する側面図である。図８は、第二絶縁部材４３０が形成された状態を示す斜視図である。

【0056】

接続部材３００を蓋体１１０に対して配置する場合、まず、図６に示すように、蓋体１１０と接続部材３００との間に第一絶縁部材４５０を配置する（配置工程）。これにより、接続部材３００及び第一絶縁部材４５０は、蓋体１１０に対して、図７Ａ及び図７Ｂに示す状態に配置される。このとき、図７Ｂに示すように、接続部材３００の外部接続部３２０は、第一絶縁部材４５０によって蓋体１１０から所定の距離だけ離隔した状態に維持される。また、蓋体１１０の開口部１１０ａの内周面と、接続部材３００との間にも隙間が形成されている。この状態において、蓋体１１０の第一凹部１１３と第一絶縁部材４５０の第一係合部４５６（第一凸部４５６ａ、図３参照）とが係合し、且つ、軸部材３２５の第二凸部３２７（図３参照）と、第一絶縁部材４５０の第二係合部４５５（第二凹部４５５ａ）とが係合している。

【0057】

このように、接続部材３００の蓋体１１０に対する位置及び姿勢が第一絶縁部材４５０によって規制された状態で、接続部材３００の外部接続部３２０を覆うように配置された金型（図示せず）に、樹脂が流し込まれる（樹脂流込工程）。これにより、図８に示すように、外部接続部３２０を蓋体１１０に固定する第二絶縁部材４３０が形成される。また、外部接続部３２０及びその周辺の構造は、図４及び図５に示した通りであり、接続部材３００と蓋体１１０との間には第二絶縁部材４３０が介在し、且つ、蓋体１１０に設けられた開口部１１０ａは第二絶縁部材４３０によって塞がれる。つまり、第一絶縁部材４５０は、第二絶縁部材４３０の形成前及び形成中においては、接続部材３００の蓋体１１０に対する位置規制のための部材として機能する。また、第一絶縁部材４５０は、第二絶縁部材４３０の形成後においては、第二絶縁部材４３０の内部に留置されており、接続部材３００と容器１００との絶縁のための部材として機能する。

【0058】

以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法は、電極体５００と、電極体５００を収容し且つ蓋体１１０を有する容器１００と、電極体５００と電気的に接続される接続部材３００とを備える蓄電素子１０の製造方法であって、蓋体１１０と接続部材３００との間に第一絶縁部材４５０を配置することと、蓋体１１０と接続部材３００との間であって第一絶縁部材４５０の周辺領域に、樹脂を流し込むことと、を含む。

【0059】

この製造方法によれば、接続部材３００の一部（本実施の形態では外部接続部３２０）と蓋体１１０との間に第一絶縁部材４５０が配置されるため、例えば、製造時における接続部材３００の位置規制が容易である。具体的には、接続部材３００の当該一部を蓋体１１０から適切な距離だけ離間した状態を維持しながら、インサート成形によって、接続部材３００と容器１００の蓋体１１０とを一体化することができる。つまり、容器１００の内外を接続する接続部材３００と容器１００とが樹脂によって一体化され、且つ、接続部材３００と容器１００との絶縁不良等が生じ難い蓄電素子１０を製造することができる。従って、本態様に係る蓄電素子１０の製造方法によれば、信頼性が向上した蓄電素子１０を製造することができる。

【0060】

より具体的には、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法において、接続部材３００は、電極体５００と接続される内部接続部３１０及び容器１００の外部に配置される外部接続部３２０を含み、蓋体１１０と接続部材３００との間に第一絶縁部材４５０を配置する際に、蓋体１１０と第一絶縁部材４５０とを係合させることと、外部接続部３２０と第一絶縁部材４５０とを係合させることと、をさらに含む。

【0061】

この製造方法によれば、第一絶縁部材４５０は、接続部材３００及び蓋体１１０の両方に対して係合するよう配置され、その状態で、樹脂の流し込みが行われる。つまり、接続部材３００の蓋体１１０に対する相対的な位置ずれの抑制が、第一絶縁部材４５０を介してより確実に行われ、その状態で樹脂成形が行われる。これにより、接続部材３００を固定し、且つ容器１００の接続部材３００の周囲における気密を維持するための樹脂成形がより精度よく実行される。

【0062】

（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。

【0063】

例えば、上記実施の形態では、接続部材３００の一部である外部接続部３２０と、容器１００の蓋体１１０の外面との間に第一絶縁部材４５０が配置されている。しかし、接続部材が外部接続部を有するか否かにかかわらず、接続部材の一部と、蓋体１１０等の、容器１００の壁部の内面との間に、第一絶縁部材が配置されてもよい。

【0064】

つまり、第一絶縁部材は、電極体５００に接続された接続部材を容器１００の壁部から離隔した状態に維持し、その状態で、接続部材を当該壁部に固定する第二絶縁部材を形成できればよい。この条件を満たすのであれば、第一絶縁部材は、接続部材の容器１００の内部に位置する部分と、当該壁部の内面との間に配置されてもよい。

【0065】

また、第一絶縁部材４５０と、容器１００の蓋体１１０及び接続部材３００それぞれとの間の係合における凹凸関係は、上記実施の形態と異なっていてもよい。例えば、蓋体１１０に設けられた凸部に、第一絶縁部材４５０の第一係合部４５６が有する凹部が係合してもよい。また、例えば、第一絶縁部材４５０の第二係合部４５５が有する凸部が、接続部材３００の軸部材３２５の端部に設けられた凹部に係合してもよい。

【0066】

また、第一絶縁部材４５０は、絶縁性を有し、且つ、接続部材３００及び蓋体１１０の少なくとも一方と係合できる形状を有するのであれば、セラミクスなどの樹脂とは異なる材料で形成されていてもよい。

【0067】

外部接続部３２０と蓋体１１０との間隔は特に限定されないが、絶縁性を担保する観点から１ｍｍ以上であることが好ましい。また、外部接続部３２０と蓋体１１０との間隔は、２ｍｍ以下であってもよい。ここで、外部接続部３２０と蓋体１１０との間隔は、第一絶縁部材４５０によって外部接続部３２０と蓋体１１０との間隔が規制されている部分の、蓋体１１０の法線方向（本実施形態においてはＺ軸方向）における外部接続部３２０と蓋体１１０との平均間隔である。換言すれば、外部接続部３２０と蓋体１１０との間隔は、第一絶縁部材４５０の平均厚みである。外部接続部３２０と蓋体１１０との間隔が２ｍｍ以下の場合、外部接続部３２０と蓋体１１０の組み付けに関し、より高い精度がより求められるため、本実施形態が好適に用いられる。

【0068】

また、本実施の形態では、負極側の接続部材２００は、正極側の接続部材３００と共通する構造を有しているとした。しかし、上記実施の形態で示した第一絶縁部材及び第二絶縁部材の構造は、蓄電素子１０の正極側及び負極側の少なくとも一方に備えられていればよい。

【0069】

また、蓄電素子１０が備える電極体の種類は巻回型に限定されない。例えば、平板状極板を積層した積層型の電極体、または、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体が、蓄電素子１０に備えられてもよい。

【0070】

また、接続部材３００の内部接続部３１０は、例えば図１及び図２に示すように、電極体５００の正極側端部５３０を挟む一対の脚部を含み、この一対の脚部が正極側端部５３０に接合されている。しかし、内部接続部の形状等に限定はない。

【0071】

例えば、蓄電素子１０が備える電極体が、電極体の本体から蓋体１１０側に突出して形成された電極タブを有する場合、接続部材は、その電極タブに接合される１枚の平板状の部分が内部接続部として有してもよい。つまり、接続部材の形状、サイズ、電極体との接合の態様等は、蓄電素子１０が備える電極体の種類または大きさ等に応じて適宜決定されてもよい。

【0072】

また、図４及び図５では、第一絶縁部材４５０と第二絶縁部材４３０との構造上の関係がわかりやすいように、第一絶縁部材４５０と第二絶縁部材４３０との境界を明示している。しかし、例えば、第二絶縁部材４３０の形成のために金型に樹脂を流し込んだ際に、当該樹脂と第一絶縁部材４５０とが溶け合うことで、第二絶縁部材４３０と第一絶縁部材４５０との境界の少なくとも一部が不明確となってもよい。この場合であっても、第二絶縁部材４３０の形成中における、第一絶縁部材４５０による接続部材３００の位置規制機能は失われない。また、第二絶縁部材４３０の形成後における、第一絶縁部材４５０及び第二絶縁部材４３０による接続部材３００と蓋体１１０との絶縁機能は失われない。

【0073】

また、本実施の形態では、蓄電素子１０は、電極体５００を１つのみ備えているが、蓄電素子１０が備える電極体５００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５００を２つ備える場合、接続部材３００は、２つの電極体５００のそれぞれの正極側端部に接合するための形状及びサイズに形成されていればよい。

【0074】

なお、上記の接続部材３００についての各種の補足事項を、負極側の接続部材２００について適用してもよい。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。

【0075】

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】

【0076】

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】

【0077】

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１１０ 蓋体
１１０ａ 開口部
１１３ 第一凹部
２００、３００ 接続部材
２１０、３１０ 内部接続部
２２０、３２０ 外部接続部
２２１、３２１ 端子部
２２１ａ、３２１ａ 貫通孔
２２５、３２５ 軸部材
３２７ 第二凸部
４２０、４３０ 第二絶縁部材
４３１ 側壁部
４５０ 第一絶縁部材
４５５ 第二係合部
４５５ａ 第二凹部
４５６ 第一係合部
４５６ａ 第一凸部
５００ 電極体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】