特許 7603264 蓄電デバイス及び蓄電モジュール

(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】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】蓄電デバイス及び蓄電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/536 20210101AFI20241213BHJP

   H01M 50/545 20210101ALI20241213BHJP

   H01M 50/56 20210101ALI20241213BHJP

   H01M 50/533 20210101ALI20241213BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20241213BHJP

   H01M 50/566 20210101ALI20241213BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20241213BHJP

   H01G 11/06 20130101ALI20241213BHJP

   H01G 11/74 20130101ALI20241213BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

H01M50/536

H01M50/545

H01M50/56

H01M50/533

H01M50/342 101

H01M50/566

H01M50/505

H01G11/06

H01G11/74

H01G11/78

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023089875

(22)【出願日】2023-05-31

(62)【分割の表示】P 2018031357の分割

【原出願日】2018-02-23

(65)【公開番号】P2023113759

(43)【公開日】2023-08-16

【審査請求日】2023-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石井 詠子

(72)【発明者】

【氏名】清水 俊明

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 東吾

【審査官】川口 陽己

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／０８８７２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０６７５１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１５６１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６６７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８５５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０１／０２４２０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０１４１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５３３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１３７１０１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／３０－５０／３９２

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８

Ｈ０１Ｇ １１／００－１１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している巻回体と、
前記巻回体を収容し、底部を有する筒状のケースと、
前記第１巻回端と前記底部との間に位置する集電板と、を備え、
前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが第１溶接部で溶接されており、
前記集電板と前記底部とが前記第１溶接部とは別の第２溶接部で溶接されており、
前記第２溶接部の合計の面積は、前記第１溶接部の合計の面積よりも小さく、
前記底部は、開裂可能な溝を有しており、
前記集電板に貫通孔が設けられており、
前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている、
蓄電デバイス。

【請求項2】

巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している巻回体と、
前記巻回体を収容し、底部を有する筒状のケースと、
前記第１巻回端と前記底部との間に位置する集電板と、を備え、
前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが電気的かつ機械的に接続されており、
前記集電板と前記底部とが電気的に接続されており、
前記底部は、開裂可能な溝を有しており、
前記集電板は、前記巻回軸と重なる位置に設けられた貫通孔を有しており、
前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている、
蓄電デバイス。

【請求項3】

巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している巻回体と、
前記巻回体を収容し、底部を有する筒状のケースと、
前記第１巻回端と前記底部との間に位置する集電板と、を備え、
前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが電気的かつ機械的に接続されており、
前記集電板と前記底部とが電気的に接続されており、
前記底部は、その周囲の厚みよりも厚みが小さい開放部を有し、
前記開放部は、開裂可能な溝を有しており、
前記集電板は、前記巻回軸と重なる位置に設けられた貫通孔を有しており、
前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている、
蓄電デバイス。

【請求項4】

巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している巻回体と、
前記巻回体を収容し、底部を有する筒状のケースと、
前記第１巻回端と前記底部との間に位置する集電板と、を備え、
前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが第１溶接部で溶接されており、
前記集電板と前記底部とが前記第１溶接部とは別の第２溶接部で溶接されており、
前記第２溶接部の合計の面積は、前記第１溶接部の合計の面積よりも小さく、
前記底部は、開裂可能な溝を有しており、
前記底部は、その周囲の厚みよりも厚みが小さい開放部を有し、
前記溝は、前記開放部に設けられており、
前記集電板に貫通孔が設けられており、
前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている、
蓄電デバイス。

【請求項5】

巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している巻回体と、
前記巻回体を収容し、底部を有する筒状のケースと、
前記第１巻回端と前記底部との間に位置する集電板と、を備え、
前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが電気的かつ機械的に接続されており、
前記集電板と前記底部とが電気的に接続されており、
前記底部は、開裂可能な溝を有しており、
前記底部は、その周囲の厚みよりも厚みが小さい開放部を有し、
前記溝は、前記開放部に設けられており、
前記集電板は、前記巻回軸と重なる位置に設けられた貫通孔を有しており、
前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている、
蓄電デバイス。

【請求項6】

前記開放部は交差した複数の溝を有し、
前記巻回軸方向から見て、前記複数の溝の交点と前記貫通孔の位置とが重なっている、
請求項３～５のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。

【請求項7】

前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とは第１溶接部で溶接されており、
前記集電板と前記底部とは、前記第１溶接部とは別の第２溶接部で溶接されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。

【請求項8】

前記第２溶接部は、前記底部の前記開放部以外の部分に位置している、
請求項７に記載の蓄電デバイス。

【請求項9】

前記第１溶接部は、前記巻回軸方向から見て、前記第１電極の複数の層にまたがって線状に伸びている、
請求項７又は８に記載の蓄電デバイス。

【請求項10】

前記第２溶接部は、前記巻回軸方向から見て、前記第１溶接部と重ならない位置にある、
請求項７～９のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。

【請求項11】

前記第２溶接部は、前記巻回軸方向から見て、前記巻回体の巻き方向に沿って延びる線状である、
請求項７～１０のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。

【請求項12】

前記底部において、前記開放部は前記ケースの内側に向かって凹んでいる、
請求項３～５のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の蓄電デバイスを複数含み、
複数の前記蓄電デバイスは、導電性を有する導電部材によって電気的かつ機械的に接続されている、
蓄電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に蓄電デバイス及び蓄電モジュールに関し、詳細には、ケース内に巻回体が収容された蓄電デバイスと、この蓄電デバイスを複数含む蓄電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、巻回された正極部材及び負極部材が含まれる巻回体がケース内に収容された蓄電デバイスが知られている。このような蓄電デバイスとして、リチウムイオン電池（ＬＩＢ：Lithium Ion Battery）等の二次電池、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ：Lithium Ion Capacitor）、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ：Electric Double-Layer Capacitor）等の電気化学デバイスが挙げられる。

【0003】

例えば特許文献１には、捲回された正極、負極及びセパレータを含む電極群が、非水電解液とともに有底ケース内に収容された蓄電デバイスが記載されている。特許文献１の蓄電デバイスでは、正極及び負極に棒状のリードタブが一つずつ接続されている。例えば特許文献２には、捲回された第１電極、第２電極及びセパレータを含むコンデンサ素子が、電解液とともに有底円筒状のケース内に収容されることが記載されている。また特許文献２には、コンデンサ素子の一方の端面に露出した第１電極とケース内面とを、ケース外面からのレーザ溶接によって接続することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１７／１３０８５５号

【文献】国際公開第２００７／０６９５３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の蓄電デバイスでは、リードタブのみを介して電力のやりとりが行われるが、リードタブと正極（又は負極）とが接続されている面積（集電面積）が少ないため、蓄電デバイスの抵抗値が大きくなる傾向があった。また特許文献２の接続方法では、ケース内面と電極との集電面積を確保でき、低抵抗化できるものの、ケース内に電極を収容した状態では、ケース内面と電極との接続が困難であった。

【0006】

本開示の目的は、低抵抗化された蓄電デバイスと、それを備える蓄電モジュールとを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る蓄電デバイスは、巻回体と、ケースと、集電板と、を備える。前記巻回体は、巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している。前記ケースは、前記巻回体を収容し、底部を有する筒状である。前記集電板は、前記第１巻回端と前記底部との間に位置する。前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが第１溶接部で溶接されている。前記集電板と前記底部とが前記第１溶接部とは別の第２溶接部で溶接されている。前記第２溶接部の合計の面積は、前記第１溶接部の合計の面積よりも小さい。前記底部は、開裂可能な溝を有している。前記集電板に貫通孔が設けられている。前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている。
本開示の一態様に係る蓄電デバイスは、巻回体と、ケースと、集電板と、を備える。前記巻回体は、巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している。前記ケースは、前記巻回体を収容し、底部を有する筒状である。前記集電板は、前記第１巻回端と前記底部との間に位置する。前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが電気的かつ機械的に接続されている。前記集電板と前記底部とが電気的に接続されている。前記底部は、開裂可能な溝を有している。前記集電板は、前記巻回軸と重なる位置に設けられた貫通孔を有している。前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている。
本開示の一態様に係る蓄電デバイスは、巻回体と、ケースと、集電板と、を備える。前記巻回体は、巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している。前記ケースは、前記巻回体を収容し、底部を有する筒状である。前記集電板は、前記第１巻回端と前記底部との間に位置する。前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが電気的かつ機械的に接続されている。前記集電板と前記底部とが電気的に接続されている。前記底部は、その周囲の厚みよりも厚みが小さい開放部を有する。前記開放部は、開裂可能な溝を有している。前記集電板は、貫通孔を有している。前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている。
本開示の一態様に係る蓄電デバイスは、巻回体と、ケースと、集電板と、を備える。前記巻回体は、巻回軸の周囲に巻回された第１電極及び第２電極を含み、前記巻回軸方向の一端に位置する第１巻回端において前記第１電極が露出している。前記ケースは、前記巻回体を収容し、底部を有する筒状である。前記集電板は、前記第１巻回端と前記底部との間に位置する。前記第１巻回端において、前記第１電極と前記集電板とが電気的かつ機械的に接続されている。前記集電板と前記底部とが電気的に接続されている。前記底部は、その周囲の厚みよりも厚みが小さい開放部を有する。前記開放部は、開裂可能な溝を有している。前記集電板は、前記巻回軸と重なる位置に設けられた貫通孔を有している。前記巻回軸方向から見て、前記溝の位置と前記貫通孔の位置とが重なっている。

【0008】

本開示の一態様に係る蓄電モジュールは、前記蓄電デバイスを複数含み、複数の前記蓄電デバイスは、導電性を有する導電部材によって電気的かつ機械的に接続されている。

【発明の効果】

【0009】

本開示には、蓄電デバイス及び蓄電モジュールを低抵抗化できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る蓄電デバイスを示す概略の断面図である。

【図2】図２Ａは、同上の蓄電デバイスが備える巻回体の構成を示す概略の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示す巻回体の概略の底面図である。

【図3】図３は、同上の蓄電デバイスが備える集電板を示す概略の平面図である。

【図4】図４Ａは、同上の蓄電デバイスの一部を拡大した概略の断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す蓄電デバイスの概略の底面図である。図４Ｃは、図４Ａに示す蓄電デバイスの溝が開裂する様子を示す説明図である。

【図5】図５Ａは、本開示の一実施形態に係る蓄電モジュールを示す概略の断面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す蓄電モジュールの概略の底面図である。

【図6】図６は、変形例の蓄電モジュールが備える集電板を示す概略の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．概要
本実施形態に係る蓄電デバイス１は、図１及び図２Ａに示すように、巻回体２と、ケース３とを備え、集電板４を更に備える。巻回体２は、巻回軸Ｘの周囲に巻回された第１電極２１及び第２電極２２を含み、巻回軸Ｘ方向の一端に位置する第１巻回端２４において第１電極２１が露出している。ケース３は、巻回体２を収容し、底部３０を有する筒状である。集電板４は、第１巻回端２４における第１電極２１と電気的かつ機械的に接続され、かつ、第１巻回端２４と底部３０との間に位置している。

【0012】

本実施形態の蓄電デバイス１では、第１電極２１と電気的に接続されている集電板４を介して電力の授受が行われる。第１巻回端２４で露出している第１電極２１と集電板４とを電気的に接続することにより、第１電極２１と棒状のリードタブとを電気的に接続する場合よりも、集電面積を大きくすることができる。本実施形態では、第１電極２１と集電板４との集電面積を大きくすることにより、蓄電デバイス１を低抵抗化することができる。また集電板４と接続した巻回体２をケース３内に収容しているため、ケース３と巻回体２とを直接接続する場合よりも、接続が容易である。

【0013】

２．詳細
以下、本実施形態に係る蓄電デバイス１、及び蓄電デバイス１を含む蓄電モジュールを、図１から図５を参照しながら詳細に説明する。蓄電デバイス１は、上述の通り、巻回体２と、ケース３と、集電板４とを備える。

【0014】

２－１．巻回体
図２Ａに示すように、巻回体２は、第１電極２１、第２電極２２、及びセパレータ２３を含む。

【0015】

第１電極２１は、例えば、導電性のシート材である。シート材の例には、金属箔、金属多孔体、パンチングメタルが含まれる。シート材の厚みは、第１電極２１を巻回できれば、特に限定されない。このため、第１電極２１は、板状であってもよく、フィルム状であってもよい。第１電極２１の材質の例には、銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼が含まれる。第１電極２１は、例えば、銅箔である。

【0016】

本実施形態の第１電極２１は、その両面に正極材料層２１０が担持されている。正極材料層は、正極活物質を含む。正極活物質は、導電性高分子を含む繊維状又は粒塊状の内芯部と、内芯部の少なくとも一部を覆う繊維状又は粒塊状の表層部と、を有する。

【0017】

本実施形態では、図２Ａに示すように、第１電極２１の第１巻回端２４付近においては、第１電極２１が正極材料層２１０を担持しないことが好ましい。これにより、第１巻回端２４において、第１電極２１を露出させることができる。

【0018】

第２電極２２は、例えば、導電性のシート材である。シート材の例には、金属箔、金属多孔体、パンチングメタルが含まれる。シート材の厚みは、第２電極２２を巻回できれば、特に限定されない。このため、第２電極２２は、板状であってもよく、フィルム状であってもよい。第２電極２２の材質の例には、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、チタンが含まれる。第２電極２２は、例えばアルミニウム箔である。

【0019】

本実施形態の第２電極２２は、その表面に負極材料層２２０が担持されてている。負極材料層２２０は、負極活物質を含む。負極活物質は、例えば、リチウムイオンの吸蔵及び放出を伴う酸化還元反応が進行する物質である。負極活物質の具体例には、炭素材料、金属化合物、合金又はセラミックス材料が含まれる。本実施形態では、巻回体２の巻回軸Ｘ方向の他端に位置する第２巻回端２５付近において、第２電極２２が負極材料層２２０を担持しない。これにより、第２巻回端２５において、第２電極２２を露出させることができる。

【0020】

セパレータ２３は、例えば、セルロース繊維製の不織布、ガラス繊維製の不織布、ポリオレフィン製の微多孔膜、織布、不織布である。本実施形態のセパレータ２３は、第１セパレータ２３０及び第２セパレータ２３１を含む。第１セパレータ２３０と第２セパレータ２３１は、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。

【0021】

本実施形態の巻回体２では、第１電極２１、第１セパレータ２３０、第２電極２２、及び第２セパレータ２３１がこの順に重ねられ、これらが巻回軸Ｘの周囲に巻かれている。第１電極２１、第１セパレータ２３０、第２電極２２、及び第２セパレータ２３１は、１回のみ捲かれていてもよいが、２回以上巻かれていることが好ましい。本実施形態では、第２電極２２、第１セパレータ２３０、第１電極２１、及び第２セパレータ２３１が円筒状に巻かれ、巻回体２が円筒状であるが、これに限定されない。例えば第２電極２２、第１セパレータ２３０、第１電極２１、及び第２セパレータ２３１が、巻回軸Ｘの周囲に長方形状に巻かれ、巻回体２が長方形状であってもよい。なお、巻回軸Ｘは、第１電極２１、第１セパレータ２３０、第２電極２２、及び第２セパレータ２３１を巻回する際の仮想の中心軸である。

【0022】

本実施形態では、図２Ａに示すように、巻回体２の外周面２６に第２セパレータ２３１が設けられている。また図２Ｂに示すように、巻回軸Ｘ方向の一端に位置する第１巻回端２４では、第１電極２１が露出し、かつ、第１電極２１の層が複数形成されている。また巻回軸Ｘ方向の他端に位置する第２巻回端２５では、第２電極２２が露出している。第２電極２２は、後述の端子盤２７が電気的に接続される。。

【0023】

２－２．集電板
集電板４は、導電性の板状の部材である。集電板４は、例えば金属製である。集電板の材質の例にはアルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレス等が含まれる。集電板４の厚みは、例えば、０．３ｍｍから０．５ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．３５ｍｍから０．４５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。この場合、集電板４の強度と加工性とを両立させることができる。

【0024】

集電板４の平面視の形状は、第１巻回端２４の平面視の形状に応じて設計される。本実施形態では、第１巻回端２４の平面視の形状が円状であるため、集電板４の平面視の形状も円状であることが好ましい（図３参照）。集電板４の表面積は、第１巻回端２４の表面積と同じであるか、第１巻回端２４の表面積よりも大きいことが好ましい。この場合、第１巻回端２４の表面における第１電極２１と集電板４とを、電気的かつ機械的に接続しやすい。また後述するように、集電板４とケース３の底部３０とを溶接する場合に、集電板４と底部３０とが接続する面積を大きくすることができる。集電板４は、第１巻回端２４において露出した第１電極２１と電気的かつ機械的に接続されている。集電板４と第１電極２１との接続方法の例には、はんだ、銀ペースト等を用いたろう付け、レーザ溶接等が含まれる。本実施形態では、集電板４と第１電極２１とは、レーザ溶接によって接続することが好ましい。

【0025】

本実施形態では、第１巻回端２４において、第１電極２１と集電板４とは第１溶接部４１で電気的かつ機械的に接続されている。集電板４と第１電極２１とをレーザ溶接によって接続している場合には、第１溶接部４１はレーザ溶接の溶接痕に対応する。図３では、第１電極２１の複数の層が点線で示されている。本実施形態では、図３に示すように、第１溶接部４１は、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、第１電極２１の複数の層にまたがって線状に延びていることが好ましい。換言すると、第１溶接部４１は、巻回軸Ｘ方向の一方からみて、第１巻回端２４の外周部から中心部へ（或いは中心部から外周部へ）向かう線状であることが好ましい。この場合、集電板４と第１電極２１とが溶接されている箇所を多くすることができ、集電板４と第１電極２１とが接続されている面積（集電面積）が大きくなる。このため、蓄電デバイス１の抵抗値を低くすることができる。さらに集電板４と第１電極２１とを機械的に強固に接続することができる。すなわち集電板４と第１電極２１との溶接強度を向上させることができる。また第１溶接部４１が第１電極２１の複数の層にまたがる線状に伸びていることにより、第１電極２１の複数の層に沿って集電板４と第１電極２１とを溶接する場合よりも、集電板４と第１電極２１とを容易に溶接することができる。また集電板４には、複数の第１溶接部４１が設けられることが好ましい。この場合、集電板４と第１電極２１とが接続されている面積（集電面積）を大きくすることができるため、集電板４と第１電極２１と機械的により強固に接続することができ、かつ、蓄電デバイス１をより低抵抗化することができる。集電板４における第１溶接部４１の数は特に限定されないが、本実施形態の集電板４には、図３に示すように、３つの第１溶接部４１が設けられている。

【0026】

本実施形態の集電板４には、貫通孔４０が設けられている。蓄電デバイス１が充放電を繰り返すことによって、蓄電デバイス１内でガスが発生した場合には、このガスを貫通孔４０に導くことができる。貫通孔４０の直径は、１ｍｍから１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。この場合、蓄電デバイス１内で発生したガスを貫通孔４０に導きやすい。貫通孔４０の位置は、特に限定されないが、平面視で集電板４の中心に設けることが好ましい。貫通孔４０は、集電板４における第１溶接部４１が設けられていない部分に設けられることが好ましい。換言すると、第１溶接部４１は、集電板４における貫通孔４０が設けられていない部分に設けることが好ましい。

【0027】

本実施形態の集電板４には、外周部に切欠き４２が設けられている。後述のケース３内に巻回体２及び集電板４を挿入する際、切欠き４２によって、ケース３内での集電板４の向きを把握することができる。これにより、ケース３内で第１溶接部４１がどの向きにあるかを容易に把握することができる。切欠き４２の形状は、特に限定されず、図３に示すように半円状であってもよく、三角形状であってもよく、四角形状であってもよく、線状であってもよい。

【0028】

２－３．ケース
図４Ａに示すように、ケース３は有底の筒状である。具体的には、ケース３は、底部３０と、底部３０から巻回軸Ｘ方向に沿って立ち上がる側壁部３１とを備える。底部３０の厚みは、特に限定されない。底部３０厚みは、一定であってもよく、部分的に異なっていてもよい。ケース３の材質の例にはアルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス等が含まれる。ケース３の材質は、導電性及び加工性を確保するため、アルミニウムであることが好ましい。ケース３の形状及び大きさは、巻回体２及び集電板４を収容可能であれば特に限定されない。巻回体２及び集電板４がケース３内に収容された状態では、集電板４が、巻回体２の第１巻回端２４と底部３０との間に位置している。

【0029】

本実施形態では、集電板４と底部３０とが電気的に接続されていることが好ましい。集電板４は巻回体２の第１電極２１と電気的に接続されているため、集電板４と底部３０とを電気的に接続することにより、集電板４を介して、底部３０と第１電極２１とを電気的に接続することができる。集電板４と底部３０との電気的な接続は、リード線、銅線、編組線等の線材を使用してもよく、はんだ、銀ぺースト等を用いたろう付け、レーザ溶接等の溶接によって行ってもよい。

【0030】

本実施形態では、集電板４と底部３０とが機械的に接続されていることが好ましい。集電板４は巻回体２の第１電極２１と機械的に接続されているため、集電板４と底部３０とを機械的に接続することにより、集電板４を介して、底部３０と第１電極２１とを機械的に接続することができる。すなわち、巻回体２及び集電板４がケース３内に収容された状態で、巻回体２及び集電板４をケース３内に固定することができる。集電板４と底部３０との機械的な接続は、接着剤、ねじ止め、かしめ等で行われてもよく、はんだ、銀ペースト等を用いたろう付け、レーザ溶接等の溶接によって行われてもよい。

【0031】

本実施形態では特に、集電板４と底部３０とが電気的かつ機械的に接続されていることが好ましい。具体的には、図４Ｂに示すように、集電板４と底部３０とは、第１溶接部４１とは別の第２溶接部３４で電気的かつ機械的に接続することが好ましい。集電板４と底部３０とを電気的かつ機械的に接続する方法としては、はんだ、銀ぺースト等を用いたろう付け、レーザ溶接等の溶接が特に好ましい。この場合、集電板４と底部３０との電気的な接続と、機械的な接続を同時に行うことができる。集電板４と底部３０とをレーザ溶接によって接続している場合には、第２溶接部３４はレーザー溶接の溶接痕に対応する。図４Ｂでは、第１電極２１、集電板４、及び第１溶接部４１が点線で示されている。本実施形態では、第２溶接部３４は、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、第１溶接部４１と重ならない位置にあることが好ましい。第２溶接部３４が第１溶接部４１と重なる位置にあると、集電板４と底部３０との接続強度が低下することがある。これに対して、第２溶接部３４が第１溶接部４１と重ならない位置にあることにより、集電板４と底部３０とを強固に接続することができる。例えば、集電板４と底部３０とをレーザ溶接する際には、集電板４に設けられた切欠き４２の位置に基づいて、巻回軸Ｘ方向の一方から見た第１溶接部４１の位置を推定し、第１溶接部４１と重ならないように集電板４と底部３０とを溶接する。また底部３０には、複数の第２溶接部３４が設けられることが好ましい。この場合、底部３０と集電板４とが接続されている面積が大きくなるため、底部３０と集電板４とをより強固に接続することができる。

【0032】

第２溶接部３４の形状は、巻回軸Ｘ方向から見て、第１溶接部４１と重なっていなければ、任意の形状であってよい。特に本実施形態では、第２溶接部３４が、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、巻回体２の巻き方向に沿って延びる線状であることが好ましい。換言すると、第２溶接部３４は、第１電極２１の巻き方向に沿って延びる線状であることが好ましい。第１溶接部４１は、第１電極２１の複数の層にまたがる線状であるため、第２溶接部３４が巻回体２の巻き方向に沿って延びる線状であることにより、第１溶接部４１を避けつつ、集電板４と底部３０との溶接面積を確保することができる。また本実施形態では、第２溶接部３４の合計の面積は、第１溶接部４１の合計の面積よりも小さいことが好ましい。すなわち、集電板４と底部３０との溶接面積が、第１電極２１と集電板４との溶接面積よりも、小さいことが好ましい。集電板４が板状の部材であるのに対して、第１電極２１は厚みが薄いシート状の部材である。このため、集電板４と底部３０と間の単位溶接面積あたりの接続強度の方が、第１電極２１と集電板４との間よりも、大きくなる傾向がある。よって、第２溶接部３４の合計の面積を第１溶接部４１の合計の面積よりも小さして、第１電極２１と集電板４との溶接面積を優先的に大きくすることで、第１電極２１と集電板４との接続強度を確保しやすくできる。本実施形態の底部３０は、開裂可能な溝３５０を有する開放部３５を含むことが好ましい。すなわち開放部３５は、底部３０における溝３５０を含む領域である。蓄電デバイス１が充放電を繰り返すことで蓄電デバイス１内でガスで発生した場合に、図４Ｃに示すように溝３５０が開裂することで、このガスを放出させることができる。図４Ｃにおいては、ガスの流れを矢印で示している。第１巻回端２４で露出した第１電極２１と底部３０とを直接接続する場合には、第１電極２１と底部３０との溶接部の領域を確保する必要があるため、底部３０に開放部３５を設けることは困難である。これに対して本実施形態の蓄電デバイス１では、第１巻回端２４で露出した第１電極２１と集電板４とを接続し、かつ集電板４と底部３０とを接続しているため、底部３０に開放部３５を設けやすい。

【0033】

本実施形態では、底部３０における開放部３５の厚みは、底部３０における開放部３５以外の部分の厚みよりも小さいことが好ましい。換言すると、底部３０における開放部３５以外の部分の厚みは、底部３０における開放部３５の厚みよりも大きいことが好ましい。この場合、開放部３５が有する溝３５０を開裂し易くすることができ、蓄電デバイス１内でガスが発生した場合に、このガスをより放出させやすくできる。また蓄電デバイス１内でガスが発生した場合に、ガスの圧力によって、底部３０における開放部３５以外の部分が変形することを抑制することができる。

【0034】

また本実施形態では、底部３０において、第２溶接部３４は開放部３５以外の部分に位置していることが好ましい。開放部３５に第２溶接部３４が位置していると、蓄電デバイス１内で発生したガスの圧力で溝３５０が開裂した場合に、集電板４と底部３０との接続が外れることがある。これに対して、第２溶接部３４が開放部３５以外の部分に位置していることにより、ガスの圧力で溝３５０が開裂した場合に、第２溶接部３４における集電板４と底部３０との接続が外れることを抑制することができる。

【0035】

本実施形態では、底部３０における開放部３５の厚みが、底部３０における開放部３５以外の部分の厚みよりも小さく、かつ、底部３０における開放部３５以外の部分に第２溶接部３４が位置していることが特に好ましい。この場合、第２溶接部３４における集電板４と底部３０との接続が外れることを特に抑制することができる。

【0036】

また本実施形態では、開放部３５が、ケース３の内側に向かって凹んでいることが好ましい。換言すると、底部３０に設けられた凹部内に開放部３５が設けられることが好ましい。この場合、底部３０に設けられた凹部内で溝３５０が開裂することができる（図５Ｃ参照）。すなわち、底部３０に設けられた凹部によって、溝３５０が開裂するための空間を確保することができる。

【0037】

また本実施形態では、開放部３５の位置と貫通孔４０の位置とは、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、重なっていることが好ましい。この場合、蓄電デバイス１内で発生して貫通孔４０に導かれたガスを、開放部３５から放出させやすくすることができる（図４Ｃ参照）。このため、蓄電デバイス１の充放電の繰り返しで発生したガスを、開放部３５から効率よく放出できる。

【0038】

また本実施形態では、溝３５０が開裂しやすいように、開放部３５は、交差した複数の溝３５０を有することが好ましい。換言すると、開放部３５が複数の溝３５０を有し、かつ、開放部３５が複数の溝３５０が交わる交点があることが好ましい。本実施形態では、複数の溝３５０が「＋」状に交差しているが（図４Ｂ参照）、複数の溝３５０の形状は特に限定されない。また複数の溝３５０の交点と、貫通孔４０の位置とは、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、重なっていることが好ましい。この場合、蓄電デバイス１内で発生して貫通孔４０に導かれたガスによって、溝３５０を開裂しやすくできる（図４Ｃ参照）。このため、蓄電デバイス１の充放電の繰り返しで発生したガスを、開放部３５から特に効率よく放出できる。

【0039】

本実施形態のケース３は、底部３０と対向する開口部３２を備える（図１参照）。開口部３２の近傍は、内側に向かって絞り加工されている。また本実施形態のケース３では、開口部３２を塞ぐ封口体３３が設けられている。開口部３２の縁は、封口体３３をかしめるようにカール加工されている。封口体３３は、例えばゴム成分を含む弾性材料製である。

【0040】

図１Ａに示すように、封口体３３と巻回体２との間には、端子板２７が設けられている。端子板２７は板状の部材である。端子板２７の材質は、導電性の金属であり、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレスである。端子板２７は、巻回体２側の面に設けられた接続部２７１と、封口体３３側の面に設けられた外部端子部２７０とを含む。本実施形態では、巻回体２の第２巻回端２５において第２電極２２が露出しており、この第２電極２２と接続部２７１とが電気的に接続されている。これにより、第２電極２２と端子板２７とを電気的に接続することができる。また外部端子部２７１は、封口体３３を貫通し、かつ、その先端が外部に露出している。すなわち外部端子部２７１によって、第２電極２２と接続された端子板２７を、外部に露出させることができる。

【0041】

２－４．蓄電デバイス
本実施形態の蓄電デバイス１は、例えば、以下のようにして製造することができる。

【0042】

まず、巻回体２の第１巻回端２４において露出した第１電極２１と、集電板４とを、レーザ溶接によって、電気的かつ機械的に接続する。次に、ケース３の開口部３２からケース３内に、巻回体２及び集電板４を挿入する。次に、ケース３の底部３０と集電板４とをレーザ溶接によって、電気的かつ機械的に接続する。次に、ケース３内に非水電解液を供給する。この非水電解液は、リチウムイオンを伝導性を有し、例えば、リチウム塩と、リチウム塩を溶解させる非水溶媒を含む。次に、開口部３２を封口体３３で塞ぐ。これにより、本実施形態の蓄電デバイス１が製造され得る。

【0043】

２－５．蓄電モジュール
本実施形態の蓄電モジュール１００は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、上記蓄電デバイス１を複数含んでいる。蓄電モジュール１００には、３つの蓄電デバイス１が含まれている。３つの蓄電モジュール１００には、第１蓄電デバイス１０１、第２蓄電デバイス１０２、第３蓄電デバイス１０３が含まれる。なお、蓄電モジュール１００に含まれる蓄電デバイス１の数は、２つ以上であれば特に限定されない。複数の蓄電デバイス１は、導電性を有する導電部材１１０によって、電気的かつ機械的に接続されている。導電部材１１０は、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、金属製である。導電部材１１０の材質の例には、銅、真鍮、アルミニウムが含まれる。導電部材１１０は、例えばバスバー（bus bar）である。

【0044】

本実施形態の蓄電モジュール１００では、第１蓄電デバイス１０１の底部３０と、第２蓄電デバイス１０２の底部３０とが、導電部材１１０によって、電気的かつ機械的に接続されている。また第２蓄電デバイス１０２の底部３０と、第３蓄電デバイス１０３の底部３０とが、導電部材１１０によって、電気的かつ機械的に接続されている。底部３０は、蓄電デバイス１が備える巻回体２の第１電極２１と電気的に接続されていることから、蓄電モジュール１００では、各蓄電デバイス１の第１電極２１同士を接続している。また図示していないが、各蓄電デバイス１のリード線２７０同士を接続することが好ましい。リード線２７０は蓄電デバイス１が備える巻回体２の第２電極２２と電気的に接続されている。このため、各蓄電デバイス１のリード線２７０同士を接続することにより、各蓄電デバイス１の第２電極２２同士を接続することができる。この場合、蓄電モジュール１００では、第１蓄電デバイス１０１、第２蓄電デバイス１０２、及び第３蓄電デバイス１０３が、並列に接続することができる。

【0045】

底部３０と導電部材１１０との接続方法の例には、はんだ、銀ペースト等を用いたろう付け、レーザ溶接等が含まれる。本実施形態では、底部３０と導電部材１１０とを、レーザ溶接によって接続することが好ましい。例えば、一方の蓄電デバイス１の底部３０と導電部材１１０とをレーザ溶接し、さらに他方の蓄電デバイス１の底部３０と導電部材１１０とをレーザ溶接することにより、二つの蓄電デバイス１を電気的かつ機械的に接続することができる。本実施形態では、底部３０における導電部材１１０との溶接箇所（第３溶接部１１１）が、巻回軸Ｘ方向の一方からみて、第１溶接部４１と重ならない位置にあることが好ましい。また第３溶接部１１１は、巻回軸Ｘ方向の一方からみて、第２溶接部３４と重ならない位置にあることが好ましい。第３溶接部１１１と第１溶接部４１と重なる位置にある場合、及び第３溶接部１１１と第２溶接部３４と重なる位置にある場合には、、底部３０と導電部材１１０との接続強度が低下することがある、これに対して、第３溶接部１１１と第１溶接部４１とが重ならない位置にあり、また第３溶接部１１１と第２溶接部３４と重ならない位置にあることにより、底部３０と導電部材１１０との接続強度を十分に確保することができる。また第３溶接部１１１は、底部３０における開放部３５以外の部分にあることが好ましい。本実施形態では、底部３０における開放部３５以外の部分の厚みは、開放部３５の厚みよりも大きいため、第３溶接部１１１が底部３０における開放部３５以外の部分にあることにより、底部３０と導電部材１１０との接続強度を向上させることができる。また本実施形態では、蓄電デバイス１の底部３０に導電部材１１０を設けているため、導電部材１１０の厚みによっても、開放部３５が備える溝３５０が開裂するための空間を確保することができる。

【0046】

３．変形例
上述の実施形態に係る蓄電デバイス１及び蓄電モジュール１００の構成は、あくまで一例である。蓄電デバイス１及び蓄電モジュール１００の構成は、上述の実施形態の構成に限定されない。

【0047】

例えば、蓄電デバイス１は、リチウムイオン電池等の二次電池であってもよく、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスであってもよく、その他の電気化学デバイスであってもよい。

【0048】

上述の実施系形態に係る蓄電デバイス１が備える巻回体２では、図２Ａに示すように、第１電極２１、セパレータ２３、第２電極２２、及びセパレータ２３がこの順に重ねられているが、これに限定されない。例えば、巻回体２において、第２電極２２、セパレータ２３、第１電極２１、セパレータ２３がこの順に重ねられていてもよい。

【0049】

上述の実施形態に係る蓄電デバイス１では、図３に示すように、第１巻回端２４で露出した第１電極２１と集電板４とが３つの第１溶接部４１で接続されていたが、これに限定されない。例えば、図６に示す変形例の蓄電デバイス１のように、第１巻回端２４で露出した第１電極２１と集電板４とが６つの第１溶接部４１で接続されていてもよい。これら６つの第１溶接部４１は、それぞれ、巻回軸Ｘ方向の一方からみて、第１電極２１の複数の層にまたがって線状に伸びている。

【0050】

上述の実施形態に係る蓄電デバイス１では、図４Ｂに示すように、底部３０は、「＋」状に交差する複数の溝３５０を備えているが、これに限定されず、「＋」状以外の形状に交差する複数の溝３５０を備えていてもよい。。

【0051】

上述の実施形態に係る蓄電デバイス１では、図４Ｂに示すように、底部３０が開放部３５を含んでいるが、これに限定されない。例えば、底部３０が開放部３５を含んでいなくてもよい。この場合、底部３０が厚みの大きい部分と厚みが小さい部分とを含まず、底部３０の厚みが一定であってもよい。また底部３０がケース３の内側に凹んだ部分を有さず、底部３０が平坦であってもよい。また集電板４が貫通孔４０を有していなくてもよい。また底部３０と集電板４との第２溶接部３４が、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、巻回体２の巻き方向に沿って延びる線状でなくてもよい。例えば、第２溶接部３４が、巻回軸Ｘ方向の一方から見て、第１電極２１の複数の層にまたがって線状に伸びていてもよい。

【0052】

４．本開示の概要
第１の態様に係る蓄電デバイス（１）は、巻回体（２）と、ケース（３）とを備え、集電板（４）を更に備える。巻回体（２）は、巻回軸（Ｘ）の周囲に巻回された第１電極（２１）及び第２電極（２２）を含み、巻回軸（Ｘ）方向の一端に位置する第１巻回端（２４）において第１電極（２１）が露出している。ケース（３）は、巻回体（２）を収容し、底部（３０）を有する筒状である。集電板（４）は、第１巻回端（２４）における第１電極（２１）と電気的かつ機械的に接続され、かつ、第１巻回端（２４）と底部（３０）との間に位置する。

【0053】

この構成によれば、第１巻回端（２４）で露出している第１電極（２１）と集電板（４）とを電気的に接続しているため、集電面積を大きくすることができる。第１電極（２１）と集電板（４）との集電面積を大きくすることにより、蓄電デバイス（１）を低抵抗化することができる。また集電板（４）と接続した巻回体（２）をケース（３）内に収容しているため、ケース（３）と巻回体（２）とを直接接続する場合よりも、容易に接続することができる。

【0054】

第２の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第１の態様において、集電板（４）と底部（３０）とが電気的に接続されている。

【0055】

この構成によれば、集電板（４）は巻回体（２）の第１電極（２１）と電気的に接続されているため、集電板（４）を介して、底部（３０）と第１電極（２１）とを電気的に接続することができる。

【0056】

第３の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第１又は第２の態様において、集電板（４）と底部（３０）とが機械的に接続されている。

【0057】

この構成によれば、集電板（４）は巻回体（２）の第１電極（２１）と機械的に接続されているため、集電板（４）を介して、底部（３０）と第１電極（２１）とを機械的に接続することができる。

【0058】

第４の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第１から第３のいずれか一の態様において、第１巻回端（２４）において、第１電極（２１）と集電板（４）とは第１溶接部（４１）で電気的かつ機械的に接続されている。第１溶接部（４１）は、巻回軸（Ｘ）方向の一方から見て、第１電極（２１）の複数の層にまたがって線状に伸びている。

【0059】

この構成によれば、集電板（４）と第１電極（２１）との溶接箇所を多くすることができるため、蓄電デバイス（１）の抵抗値を低くできる。さらに集電板（４）と第１電極（２１）とを機械的に強固に接続できる。さらに、第１電極（２１）の複数の層を目視しなくとも、集電板（４）と第１電極（２１）とを容易に溶接することができる。

【0060】

第５の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第４の態様において、集電板（４）と底部（３０）とは、第１溶接部（４１）とは別の第２溶接部（３４）で電気的かつ機械的に接続されている。第２溶接部（３４）は、巻回軸（Ｘ）方向の一方から見て、第１溶接部（４１）と重ならない位置にある。

【0061】

この構成によれば、第２溶接部（３４）が第１溶接部（４１）と重ならない位置にあることにより、集電板（４）と底部（３０）とを機械的に強固に接続することができる。

【0062】

第６の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第５の態様において、第２溶接部（３４）は、巻回軸（Ｘ）方向の一方から見て、巻回体（２）の巻き方向に沿って延びる線状である。

【0063】

この構成によれば、第１溶接部（４１）が第１電極（２１）の複数の層にまたがる線状であり、第２溶接部（３４）が巻回体（２）の巻き方向に沿って延びる線状であるため、第１溶接部（４１）を避けつつ、集電板（４）と底部（３０）との溶接面積を確保できる。

【0064】

第７の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第１から第６のいずれか一の態様において、底部（３０）は、開裂可能な溝（３５０）を有する開放部（３５）を含む。

【0065】

この構成によれば、蓄電デバイス（１）の充放電の繰り返しで発生したガスを、開裂した溝（３５０）から放出させることができる。

【0066】

第８の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第７の態様において、底部（３０）における開放部（３５）の厚みは、底部（３０）における開放部（３５）以外の部分の厚みよりも小さい。

【0067】

この構成によれば、溝（３５０）開裂し易くでき、蓄電デバイス（１）の充放電の繰り返しで発生したガスを、溝（３５０）から放出させやすくできる。また蓄電デバイス（１）内で発生したガスの圧力によって、底部（３０）における開放部（３５）以外の部分が変形することを抑制できる。

【0068】

第９の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第７又は第８の態様において、底部（３０）において、第２溶接部（３４）は開放部（３５）以外の部分に位置している。

【0069】

この構成によれば、蓄電デバイス（１）の充放電の繰り返しで発生したガスの圧力によって溝（３５０）が開裂した場合に、第２溶接部（３４）における集電板（４）と底部（３０）との接続が外れることを抑制できる。

【0070】

第１０の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第７から第９のいずれか一の態様において、底部（３０）において、開放部（３５）はケース（３）の内側に向かって凹んでいる。

【0071】

この構成によれば、底部（３０）に設けられた凹部内で溝（３５０）が開裂することができる。すなわち、底部（３０）に設けられた凹部によって、溝（３５０）が開裂するための空間を確保できる。

【0072】

第１１の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第７から第１０のいずれか一の態様において、集電板（４）に貫通孔（４０）が設けられている。

【0073】

この構成によれば、蓄電デバイス（１）の充放電の繰り返しで発生したガスを、貫通孔（４０）に導くことができる。

【0074】

第１２の態様に係る蓄電デバイス（１）は、第１１の態様において、開放部（３５）の位置と貫通孔（４０）の位置とは、巻回軸（Ｘ）方向の一方から見て、重なっている。

【0075】

この構成によれば、蓄電デバイス（１）内で発生して貫通孔（４０）に導かれたガスを、開放部（３５）から放出させやすくすることができる。このため、蓄電デバイス（１）の充放電の繰り返しで発生したガスを、開放部（３５）から効率よく放出できる。

【0076】

第１３の態様に係る蓄電モジュール（１００）は、第１１又は第１２の態様において、開放部（３５）は交差した複数の溝（３５０）を有し、複数の溝（３５０）の交点と、貫通孔（４０）の位置とが、巻回軸（Ｘ）方向の一方から見て、重なっている。

【0077】

この構成によれば、蓄電デバイス（１）内で発生して貫通孔（４０）に導かれたガスで、溝（３５０）を開裂しやすくできる。このため、蓄電デバイス（１）の充放電の繰り返しで発生したガスを、開放部（３５）から特に効率よく放出できる。

【0078】

第１４の態様に係る蓄電モジュール（１００）は、第１から第１３のいずれか一の態様に係る蓄電デバイス（１）を複数含み、複数の蓄電デバイス（１）は、導電性を有する導電部材（１１０）によって電気的かつ機械的に接続されている。

【0079】

この構成によれば、蓄電モジュール（１００）に含まれる複数の蓄電デバイス（１）はが低抵抗化されているため、蓄電モジュール（１００）も低抵抗化することができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 蓄電デバイス
２ 巻回体
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２４ 第１巻回端
３ ケース
３０ 底部
４ 集電板
Ｘ 巻回軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】