特表-17115859IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2017年7月6日
【発行日】2018年10月18日
(54)【発明の名称】蓄電素子
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/02 20060101AFI20180921BHJP
   H01M 2/06 20060101ALI20180921BHJP
   H01M 2/08 20060101ALI20180921BHJP
   H01M 2/30 20060101ALI20180921BHJP
【FI】
   H01M2/02 A
   H01M2/06 A
   H01M2/08 A
   H01M2/30 D
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】25
【出願番号】特願2017-559243(P2017-559243)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年12月28日
(31)【優先権主張番号】特願2015-257526(P2015-257526)
(32)【優先日】2015年12月28日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(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】伊藤 瞬
【テーマコード(参考)】
5H011
5H043
【Fターム(参考)】
5H011AA05
5H011CC06
5H011DD15
5H011EE04
5H011FF04
5H011GG02
5H011HH02
5H011KK01
5H043AA20
5H043BA11
5H043CA04
5H043DA05
5H043DA09
5H043EA22
5H043GA22
5H043GA24
5H043GA28
5H043HA08D
5H043JA01D
5H043JA12D
5H043KA45D
5H043LA02D
5H043LA21D
5H043LA22D
(57)【要約】
蓄電素子(100)は、容器(10)と、正極端子(30)及び負極端子(40)と、上部絶縁部材(70,80)とを備える。容器(10)の蓋体(12)を通る軸部(32,42)を含む正極端子(30)及び負極端子(40)ではそれぞれ、その封止部(33,43)における蓋体(12)に沿う第1の方向の寸法よりも、側方延在部(34,35,44,45)における第1の方向の寸法が小さい。上部絶縁部材(70,80)では、封止部(33,43)を収容する第一壁部(73b,83b)における第1の方向の寸法よりも、側方延在部(34,35,44,45)を収容する第二壁部(73c,83c)及び第三壁部(73d,83d)における第1の方向の寸法が小さい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器と、
前記容器の壁部を通る軸部を有し且つ前記壁部に取り付けられる電極端子と、
前記電極端子と前記壁部との間に設けられる絶縁部材とを備え、
前記軸部を含む前記電極端子の第1の部位における前記壁部に沿う第1の方向の寸法よりも、前記第1の部位とは他の前記電極端子の第2の部位における前記第1の方向の寸法が小さく、
前記第1の部位を収容する前記絶縁部材の第3の部位における前記第1の方向の寸法よりも、前記第2の部位を収容する前記絶縁部材の第4の部位における前記第1の方向の寸法が小さい
蓄電素子。
【請求項2】
前記絶縁部材は、前記電極端子の外周に沿って延在する周囲壁部を有し、
前記周囲壁部では、前記絶縁部材の前記第3の部位における前記第1の方向の厚さが、前記絶縁部材の前記第4の部位における前記第1の方向の厚さよりも小さい
請求項1に記載の蓄電素子。
【請求項3】
前記電極端子又は前記絶縁部材は、前記軸部が通る前記絶縁部材の穴の周りを囲む輪状突起を有し、
前記電極端子の前記第1の部位は、前記電極端子における前記輪状突起から前記軸部にわたる部位を含む
請求項1または2に記載の蓄電素子。
【請求項4】
前記電極端子の前記第2の部位における前記第1の方向の寸法は、前記輪状突起の前記第1の方向の寸法よりも小さい
請求項3に記載の蓄電素子。
【請求項5】
前記容器内に設けられる集電体をさらに備え、
前記絶縁部材は、前記容器の外部に配置され、
前記軸部は、前記容器内に、前記軸部と前記集電体とを接続するかしめ接合部を含む
請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項6】
前記壁部における第2の方向の寸法は、前記壁部における前記第1の方向の寸法の5倍以上の大きさであり、
前記第2の方向は、前記壁部に沿い且つ前記第1の方向と交差する方向である
請求項1〜5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】
二次電池などの蓄電素子には、電極体と、電極体を収容する容器とを備えるものがある。例えば、特許文献1には、電極体としての発電要素と、発電要素の容器としての電池缶及び蓋と、蓋に設けられた電極端子としての外部端子とを備える蓄電素子が記載されている。上記蓄電素子では、外部端子は、バスバー溶接部と集電体接続部とを一体に並設して備えている。さらに、上記蓄電素子では、外部端子と蓋との間に、絶縁部材としての外部絶縁体が配設されている。外部絶縁体は、覆い壁を有し、覆い壁は、その内側に配置された外部端子の側面を覆う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第5342090号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、蓋等の容器の壁部上における電極端子の周囲のスペースの拡大を図る蓄電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る蓄電素子は、容器と、前記容器の壁部を通る軸部を有し且つ前記壁部に取り付けられる電極端子と、前記電極端子と前記壁部との間に設けられる絶縁部材とを備え、前記軸部を含む前記電極端子の第1の部位における前記壁部に沿う第1の方向の寸法よりも、前記第1の部位とは他の前記電極端子の第2の部位における前記第1の方向の寸法が小さく、前記第1の部位を収容する前記絶縁部材の第3の部位における前記第1の方向の寸法よりも、前記第2の部位を収容する前記絶縁部材の第4の部位における前記第1の方向の寸法が小さい。
【発明の効果】
【0006】
本発明に係る蓄電素子によれば、容器の壁部上における電極端子の周囲のスペースを拡大することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1図1は、実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。
図2図2は、図1の蓄電素子の分解斜視図である。
図3図3は、図1の蓄電素子の正面図である。
図4図4は、図1の蓄電素子の背面図である。
図5図5は、図1の蓄電素子を正極端子から負極端子に向かって見た側面図である。
図6図6は、図1の蓄電素子を負極端子から正極端子に向かって見た側面図である。
図7図7は、図1の蓄電素子を正極端子及び負極端子から容器の蓋体に向かって見た上面図である。
図8図8は、図1の蓄電素子の底面図である。
図9図9は、図7の蓄電素子のIX−IX線に沿った断面側面図である。
図10図10は、図7の蓋体上の正極端子及び第一上部絶縁部材の拡大平面図である。
図11図11は、図7の蓋体上の負極端子及び第二上部絶縁部材の拡大平面図である。
図12図12は、図2の正極端子の第一端子本体部を第一軸部から第一端子本体部に向かって見た斜視図である。
図13図13は、図2の第一上部絶縁部材を拡大した斜視図である。
図14図14は、図13の第一上部絶縁部材を筒部から本体部に向かって見た斜視図である。
図15図15は、図13の第一上部絶縁部材の断面側面図であり、第一上部絶縁部材の長手方向に沿い且つ貫通孔の中心を通る第一上部絶縁部材の断面を方向XVで見た図である。
図16図16は、図12の正極端子の変形例の第一端子本体部を第一軸部から第一端子本体部に向かって見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した技術に関し、以下の知見に至った。特許文献1に記載の蓄電素子では、蓋が電池缶の開口部を塞ぐようにレーザー溶接される。蓋と電池缶との間での密閉した封止が必要である場合、溶接時に蓋が電池缶に押し付けられる。細長い矩形平板状の蓋上では、外部端子及び外部絶縁体の周囲のスペースが小さいため、蓋を押圧するための器具を設置することができない可能性がある。これにより、外部端子及び外部絶縁体の周囲において、蓋と電池缶との間での密閉した封止が得られなくなる。そこで、本発明者は、蓋等の容器の壁部における電極端子の周囲のスペースを拡大するために、以下のような種々の態様の蓄電素子を見出した。
【0009】
本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器と、前記容器の壁部を通る軸部を有し且つ前記壁部に取り付けられる電極端子と、前記電極端子と前記壁部との間に設けられる絶縁部材とを備え、前記軸部を含む前記電極端子の第1の部位における前記壁部に沿う第1の方向の寸法よりも、前記第1の部位とは他の前記電極端子の第2の部位における前記第1の方向の寸法が小さく、前記第1の部位を収容する前記絶縁部材の第3の部位における前記第1の方向の寸法よりも、前記第2の部位を収容する前記絶縁部材の第4の部位における前記第1の方向の寸法が小さい。
【0010】
上述の構成において、容器の壁部を容器の他の部分に溶接によって接合する場合、容器の密閉を確保するために、上記壁部と上記容器の他の部分とを互いに密着させた状態で溶接を実施する必要がある。電極端子の第2の部位及び絶縁部材の第4の部位の周囲では、第1の方向でのスペースを確保しやすい。よって、溶接のために上記壁部を押圧する器具を用いて、十分な押圧面積及び押圧力で第2の部位及び第4の部位の周囲の上記壁部を押圧し、上記壁部と上記容器の他の部分とを互いに密着させることができる。これにより、電極端子の周囲での良好な溶接による接合が可能となる。
【0011】
前記絶縁部材は、前記電極端子の外周に沿って延在する周囲壁部を有し、前記周囲壁部では、前記絶縁部材の前記第3の部位における前記第1の方向の厚さが、前記絶縁部材の前記第4の部位における前記第1の方向の厚さよりも小さくてもよい。上述のように絶縁部材の周囲壁部を構成することによって、絶縁部材の第3の部位の周辺での絶縁部材の第1の方向の寸法が大きくなるのを抑えることができる。これにより、絶縁部材の第3の部位の周辺での上記壁部の溶接代が不足するのを抑制することができる。さらに、絶縁部材の第1の方向の寸法が小さく抑えられることによって、第1の方向での蓄電素子の薄型化も可能である。
【0012】
前記電極端子又は前記絶縁部材は、前記軸部が通る前記絶縁部材の穴の周りを囲む輪状突起を有し、前記電極端子の前記第1の部位は、前記電極端子における前記輪状突起から前記軸部にわたる部位を含んでもよい。上述の構成において、電極端子の取り付け時に、輪状突起が上記壁部に向かって押圧されることによって、電極端子、絶縁部材及び上記壁部の間が密閉して封止される。よって、輪状突起による封止を確保しつつ、電極端子及び絶縁部材を上述のように構成することができる。
【0013】
前記電極端子の前記第2の部位における前記第1の方向の寸法は、前記輪状突起の前記第1の方向の寸法よりも小さくてもよい。上述の構成において、輪状突起との関わりがない電極端子の第2の部位の第1の方向の寸法が効果的に低減される。これにより、絶縁部材の第4の部位の第1の方向の寸法の低減も可能になる。
【0014】
前記蓄電素子は、前記容器内に設けられる集電体をさらに備え、前記絶縁部材は、前記容器の外部に配置され、前記軸部は、前記容器内に、前記軸部と前記集電体とを接続するかしめ接合部を含んでもよい。上述の構成において、かしめ接合部を形成する場合、軸部が、集電体と共に、壁部に向かって押圧され、軸部の端部が壁部に沿って拡がるように塑性変形し、かしめ接合部を形成する。この際、集電体も、壁部に沿って伸びるように変形する。よって、かしめ接合部及び集電体が、壁部の外面上における電極端子及び絶縁部材の周囲のスペースを減少することが抑えられる。
【0015】
前記壁部における第2の方向の寸法は、前記壁部における前記第1の方向の寸法の5倍以上の大きさであり、前記第2の方向は、前記壁部に沿い且つ前記第1の方向と交差する方向であってもよい。上述のような構成の壁部上では、第1の方向において、電極端子及び絶縁部材の周囲のスペースが十分ではない可能性がある。本発明のように、電極端子の第2の部位及び絶縁部材の第4の部位の第1の方向での寸法を小さくすることによって、当該スペースの確保が容易になる。
【0016】
以下、図面を参照しつつ、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、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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、並びに、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、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。
【0017】
また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、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、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【0018】
[実施の形態]
実施の形態に係る蓄電素子100の構成を説明する。図1は、実施の形態に係る蓄電素子100の外観を模式的に示す斜視図である。図1に示されるように、蓄電素子100は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子100は、充放電可能な二次電池である。例えば、蓄電素子100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。しかしながら、蓄電素子100は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、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く、キャパシタであってもよい。
【0019】
図1図8を参照すると、蓄電素子100は、扁平な直方体状の容器10と、容器10の中に収容される電極体20と、電極端子の一例としての正極端子30及び負極端子40とを備えている。なお、図2は、図1の蓄電素子100の分解斜視図である。図3は、図1の蓄電素子100の正面図であり、図4は、図1の蓄電素子100の背面図である。図5は、図1の蓄電素子100を正極端子30から負極端子40に向かって見た側面図であり、図6は、図1の蓄電素子100を負極端子40から正極端子30に向かって見た側面図である。図7は、図1の蓄電素子100を正極端子30及び負極端子40から容器10の蓋体12に向かって見た上面図である。図8は、図1の蓄電素子100の底面図である。
【0020】
容器10は、有底角筒状の容器本体11と、容器本体11の開口部11aを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体12とを有している。容器本体11は、扁平な直方体状の外形を有しており、細長の矩形状の底壁11bと、底壁11bの4つの縁から直立する4つの矩形状の側壁11c、11d、11e及び11fとを有している。側壁11c及び11eは、互いに対向して位置し、開口部11aの周縁に沿う方向でより幅広の長側壁を形成している(以下、側壁11c及び11eを、長側壁11c及び11eとも呼ぶ)。側壁11d及び11fは、互いに対向して位置し、開口部11aの周縁に沿う方向でより幅狭の短側壁を形成している(以下、側壁11d及び11fを、短側壁11d及び11fとも呼ぶ)。開口部11aは、底壁11bと同様の細長の矩形状の形状を有している。蓋体12の外面12a上に、正極端子30及び負極端子40が配置されている。ここで、蓋体12は、容器の壁部の一例である。
【0021】
本実施の形態では、上述のような蓄電素子100として、薄型の蓄電素子を想定している。つまり、薄型扁平な直方体状の容器10が、想定されている。薄型扁平な容器10とは、図7に示されるように、長側壁11cから長側壁11eに向かう方向の容器本体11及び蓋体12の幅Bが、30mm以下、好ましくは20mm以下となる容器が想定される。さらに、短側壁11dから短側壁11fに向かう方向の容器本体11及び蓋体12の長さLと幅Bとの関係が、B≦L/5となる、好ましくはB≦L/8となる容器が想定される。
【0022】
容器本体11と蓋体12とは、溶接等の接合方法によって、互いの接合部を気密な状態にして固定される。限定するものではないが、容器本体11及び蓋体12は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能な金属で構成されることができる。
【0023】
また、容器10の内部には電解液(本実施の形態では、非水電解液)などの電解質が封入されているが、当該電解質の図示は省略する。容器10に封入される電解質としては、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、様々なものを選択することができる。
【0024】
正極端子30及び負極端子40はそれぞれ、蓋体12の外面12aと反対側において、導電性を有する正極集電体50及び負極集電体60と接続されている。正極集電体50及び負極集電体60はさらに、電極体20と接続されている。よって、電極体20は、正極集電体50及び負極集電体60を介して、蓋体12から吊り下げられるように設けられている。そして、電極体20は、正極集電体50及び負極集電体60と共に、容器本体11に収容される。なお、電極体20と容器本体11との間を電気的に絶縁するために、電極体20が絶縁フィルムなどで覆われる場合もある。電極体20と容器本体11との間に、スペーサ等の緩衝材が設けられる場合もある。
【0025】
電極体20は、電気を蓄積可能な蓄電要素(発電要素とも呼ばれる)である。電極体20は、長尺帯状のシート状の正極板と、長尺帯状のシート状の負極板と、長尺帯状のシート状のセパレータとを、層状に重ねるように含んでいる。そして、電極体20は、重ね合わされた正極板、負極板及びセパレータを一緒に、巻回軸Aを中心に渦巻き状に多重に巻回されることによって、形成される。巻回軸Aは、図2において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体20は、巻回軸Aに関して略対称な構成を有している。巻回後の電極体20では、正極板、負極板及びセパレータは、正極板と負極板との間にセパレータを介在させるかたちで、巻回軸Aに垂直な方向に多層に積層された状態を形成する。限定されるものではないが、本実施の形態では、電極体20は、巻回軸Aに垂直な断面が扁平な長円形状である扁平な外形を有している。しかしながら、電極体20の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、又はその他の多角形であってもよい。
【0026】
正極板は、正極基材と正極活物質層とを含む。正極基材は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔であり、正極活物質層は、正極基材の表面上に塗工等の方法で積層されている。負極板は、負極基材と負極活物質層とを含む。負正極基材は、銅、銅合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔であり、負極活物質層は、負極基材の表面上に塗工等の方法で積層されている。セパレータは、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなる微多孔性のシートである。正極活物質層に用いられる正極活物質又は負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質又は負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
【0027】
電極体20は、巻回軸A方向に沿った2つの端部20a及び20bを有している。端部20aには、正極活物質非形成部21が形成され、端部20bには、負極活物質非形成部22が形成されている。正極活物質非形成部21は、巻回方向である電極体20の周方向に沿う正極板の縁に沿って、帯状に形成されている。具体的には、正極活物質非形成部21は、正極基材における正極活物質層が形成されていない縁部分である。正極活物質非形成部21は、多重に巻回されて、巻回軸Aに垂直な方向に多層に積層された状態を形成する。負極活物質非形成部22も、電極体20の周方向に沿う負極板の縁に沿って、帯状に形成されている。具体的には、負極活物質非形成部22は、負極基材における負極活物質層が形成されていない縁部分である。負極活物質非形成部22は、多重に巻回されて、巻回軸Aに垂直な方向に多層に積層された状態を形成する。
【0028】
図2及び図9を参照して、正極端子30及び負極端子40並びにその周辺の構成を説明する。図9は、図7の蓄電素子100の断面側面図であり、正極端子30及び負極端子40の中央を通るIX−IX線に沿った蓄電素子100の断面側面を長側壁11cから長側壁11eに向かって見た図である。なお、正極端子30の構成と負極端子40の構成とは、同様であるため、図9では、正極端子30及びその周辺の構成のみを図示する。正極端子30は、矩形板状の第一端子本体部31と、第一端子本体部31の幅広の平坦な表面から突出する円筒状の第一軸部32とを一体に有している。負極端子40は、矩形板状の第二端子本体部41と、第二端子本体部41の幅広の平坦な表面から突出する円筒状の第二軸部42とを一体に有している。第一軸部32及び第二軸部42はそれぞれ、蓋体12を貫通し、正極集電体50及び負極集電体60と接続されるように構成されている。なお、蓋体12の外面12a上では、貫通孔12c及び12dが、蓋体12を貫通して形成されており、貫通孔12c及び12dにはそれぞれ、第一軸部32及び第二軸部42が通ることができる。
【0029】
正極集電体50及び負極集電体60はそれぞれ、蓋体12を挟んで、第一端子本体部31及び第二端子本体部41と反対側に配置される。正極集電体50は、導電性と剛性とを備えた部材であり、電極体20の正極基材と同様に、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属で構成されている。負極集電体60は、導電性と剛性とを備えた部材であり、電極体20の負極基材と同様に、銅、銅合金等の金属で構成されている。正極集電体50は、第一軸部32と接続される板状の固定部51と、電極体20の正極活物質非形成部21と接続される2つの細長板状の突出部52とを一体に有している。負極集電体60は、第二軸部42と接続される板状の固定部61と、電極体20の負極活物質非形成部22と接続される2つの細長板状の突出部62とを有している。
【0030】
蓋体12の外面12a上では、正極端子30の第一端子本体部31と蓋体12との間に、第一上部絶縁部材70が配置される。さらに、負極端子40の第二端子本体部41と蓋体12との間に、第二上部絶縁部材80が配置される。蓋体12における外面12aと反対側の内面12b上では、蓋体12と正極集電体50との間に、第一下部絶縁部材91が配置される。さらに、蓋体12と負極集電体60との間に、第二下部絶縁部材92が配置される。上部絶縁部材70及び80、並びに、下部絶縁部材91及び92は、電気的な絶縁性と可撓性及び/又は弾性とを有する樹脂材料で構成された板状のガスケットである。例えば、上記樹脂材料として、ポリオレフィン、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PP(ポリプロピレン)、PFA(フッ素樹脂)、フェノール樹脂などが挙げられるが、その他の樹脂であってもよく、ガラス繊維などの繊維を混入させた樹脂であってもよい。また、上部絶縁部材70及び80、並びに、下部絶縁部材91及び92は、異なる樹脂材料で構成される2つ以上の部材によって構成される構造であってもよい。この場合、絶縁部材における気密を確保する部分の樹脂材料をPFA(フッ素樹脂)等とし、構造的な強度を要する部分の樹脂材料を、ABS、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、ポリアミド(ナイロンとも称する)等としてもよい。
【0031】
第一上部絶縁部材70及び第一下部絶縁部材91にはそれぞれ、貫通孔71及び91aが形成されており、貫通孔71及び91aには、正極端子30の第一軸部32が通ることができる。第二上部絶縁部材80及び第二下部絶縁部材92にはそれぞれ、貫通孔81及び92aが形成されており、貫通孔81及び92aには、負極端子40の第二軸部42が通ることができる。ここで、上部絶縁部材70及び80は、絶縁部材の一例であり、貫通孔71及び81は、絶縁部材の穴の一例である。
【0032】
正極端子30の第一軸部32は、第一上部絶縁部材70の貫通孔71と、蓋体12の貫通孔12cと、第一下部絶縁部材91の貫通孔91aと、正極集電体50の固定部51に形成された貫通孔51aとを順次貫通した後に、その先端がかしめられる。これにより、正極端子30と正極集電体50とが、互いに接合され、これらの間に第一上部絶縁部材70及び第一下部絶縁部材91を介在させて、蓋体12に取り付け及び固定される。なお、かしめによる接合は、第一軸部32の塑性変形を用いた接合である。この接合では、第一軸部32の先端が押圧力を受けることによって、固定部51上で拡径するように塑性変形し、これにより、正極端子30が、第一端子本体部31と塑性変形部分32aとの間で、固定部51等を挟持するかたちで、正極集電体50と接合される。また、正極端子30と正極集電体50とのかしめ接合部分を構成する第一軸部32の塑性変形部分32aは、固定部51に対して、蓋体12と反対側に位置し、容器10の内部に位置する。このようなかしめ接合方法は、内かしめとも呼ばれる。なお、第一軸部32の塑性変形部分32aが容器10の外部に位置する場合、このようなかしめ接合方法は、外かしめとも呼ばれる。
【0033】
同様に、負極端子40の第二軸部42は、第二上部絶縁部材80の貫通孔81と、蓋体12の貫通孔12dと、第二下部絶縁部材92の貫通孔92aと、負極集電体60の固定部61に形成された貫通孔61aとを順次貫通した後に、第一軸部32と同様に、その先端がかしめられる。これにより、負極端子40と負極集電体60とが、互いに接合され、これらの間に第二上部絶縁部材80及び第二下部絶縁部材92を介在させて、蓋体12に取り付け及び固定される。
【0034】
なお、正極端子30と正極集電体50との連結構造、及び負極端子40と負極集電体60との連結構造は、上述のようなかしめ連結構造に限定されるものでない。連結構造は、上部絶縁部材70又は80と蓋体12と下部絶縁部材91又は92とを間に挟んで、端子本体部31又は41と正極集電体50又は負極集電体60とを連結する構造であればよい。例えば、軸部32又は42の代わりにボルト及びナットが用いられてもよく、軸部32又は42が正極集電体50又は負極集電体60に溶接されてもよい。
【0035】
蓋体12に取り付けられた正極集電体50の2つの突出部52は、電極体20の正極活物質非形成部21に両側から挟むように組み付けられ、正極活物質非形成部21に接合される。同様に、蓋体12に取り付けられた負極集電体60の2つの突出部62は、電極体20の負極活物質非形成部22に両側から挟むように組み付けられ、負極活物質非形成部22に接合される。上記接合には、超音波溶接、抵抗溶接などの溶接等を用いることができる。これにより、電極体20は、巻回軸Aを蓋体12に沿う方向にして蓋体12に固定される。つまり、電極体20は、縦巻き型の電極体を構成する。そして、正極端子30は、正極集電体50を介して、電極体20の正極板に物理的に且つ電気的に接続される。負極端子40は、負極集電体60を介して、電極体20の負極板に物理的に且つ電気的に接続される。
【0036】
さらに、図7及び図9図15を参照して、正極端子30、負極端子40、第一上部絶縁部材70及び第二上部絶縁部材80の詳細な構成を説明する。図10は、図7の蓋体12上の正極端子30及び第一上部絶縁部材70の拡大平面図である。図11は、図7の蓋体12上の負極端子40及び第二上部絶縁部材80の拡大平面図である。図12は、図2の正極端子30の第一端子本体部31を第一軸部32からから第一端子本体部31に向かって見た斜視図である。図13は、図2の第一上部絶縁部材70を拡大した斜視図である。図14は、図13の第一上部絶縁部材70を筒部74から本体部72に向かって見た斜視図である。図15は、図13の第一上部絶縁部材70の断面側面図であり、第一上部絶縁部材70の長手方向に沿い且つ貫通孔71の中心を通る第一上部絶縁部材70の断面を方向XVで見た図である。
【0037】
正極端子30及び第一上部絶縁部材70による構成と、負極端子40及び第二上部絶縁部材80による構成とは、同様であるため、以下では、正極端子30及び第一上部絶縁部材70の構成を中心に説明する。
【0038】
図7及び図9図12を参照すると、正極端子30の第一端子本体部31及び負極端子40の第二端子本体部41はいずれも、矩形状の平面形状を有している。なお、上記平面形状は、蓋体12の外面12aに垂直な方向で容器10の外方から蓋体12を見たとき、つまり、蓋体12の平面視での形状である。
【0039】
図10及び図12に示すように、第一端子本体部31は、円板状の封止部33と、封止部33から側方に延びる2つの矩形板状の側方延在部34及び35とを一体に有している。封止部33並びに側方延在部34及び35は、一体成形されており、連続する金属部材によって形成されている。封止部33は、第一軸部32の軸方向で、側方延在部34及び35よりも大きい厚さを有している。第一軸部32と反対側において、封止部33と側方延在部34及び35とは、面一に並び、1つの平坦な表面31aを形成している。側方延在部34と側方延在部35とは、蓋体12の長手方向に沿って、封止部33から互いに反対方向に突出している。封止部33における表面31aと反対側の表面33a上に、第一軸部32が配置されている。第一軸部32は、円形の表面33aの中心に位置している、つまり、封止部33と同軸上に配置されている。ここで、封止部33は、電極端子の第1の部位の一例であり、側方延在部34及び35は、電極端子の第2の部位の一例である。
【0040】
第一端子本体部31は、封止部33並びに側方延在部34及び35が並ぶ方向に長く、上記方向と垂直な方向に短い平面形状を有している。第一端子本体部31は、封止部33並びに側方延在部34及び35が並ぶ方向である長手方向を、容器本体11の長側壁11c及び11eの長手方向に沿わせるように、つまり蓋体12の長手方向に沿わせるように、蓋体12に取り付けられる。第一端子本体部31の長手方向に垂直な短手方向において、側方延在部34及び35それぞれの長さつまり外形寸法での幅B2及びB3は、封止部33の外径つまり外形寸法での幅B1よりも小さい。なお、本実施の形態では、幅B2は、幅B3と同等である。
【0041】
さらに、本実施の形態では、第一端子本体部31の短手方向において、封止部33は、側方延在部34の側面34a及び側方延在部35の側面35aよりも孤状面状に突出する突出部33bと、側方延在部34の側面34b及び側方延在部35の側面35bよりも孤状面状に突出する突出部33cとを有している。つまり、封止部33は、側方延在部34の側面34a及び34bよりも突出し、且つ側方延在部35の側面35a及び35bよりも突出するように構成されている。なお、本実施の形態では、側方延在部34の側面34aと側方延在部35の側面35aと封止部33の突出部33bとは、第一端子本体部31の長手方向に沿った一方の側部に位置し、これに限定するものではないが、側面34aと側面35aとは面一に並ぶ。側方延在部34の側面34bと側方延在部35の側面35bと封止部33の突出部33cとは、第一端子本体部31の長手方向に沿った他方の側部に位置し、これに限定するものではないが、側面34bと側面35bとは面一に並ぶ。
【0042】
しかしながら、第一端子本体部31の短手方向において、封止部33は、突出部33b及び33cの一方のみを有していてもよい、つまり、側方延在部34の側面34a及び34bの一方よりも突出し、且つ/又は、側方延在部35の側面35a及び35bの一方よりも突出するように構成されてもよい。
【0043】
また、図11に示すように、負極端子40の第二端子本体部41も、第一端子本体部31と同様に、円板状の封止部43と、封止部43から側方に延びる2つの矩形板状の側方延在部44及び45とを一体に有している。
【0044】
図10及び図13図15を参照すると、第一上部絶縁部材70は、矩形板状の本体部72と、周囲壁部73と、円筒状の筒部74と、固定部75とを一体に有している。本体部72は、第一端子本体部31の平面形状と同様の平面形状を有している。周囲壁部73は、本体部72の周縁から直立している。筒部74は、本体部72から周囲壁部73と反対方向に突出している。固定部75は、周囲壁部73から本体部72の長手方向に沿って側方に突出している。本体部72、周囲壁部73、筒部74及び固定部75は、一体成形されており、連続する樹脂部材によって形成されている。本体部72上の周囲壁部73の内側に第一端子本体部31が収まるように構成されている。周囲壁部73は、第一端子本体部31の外周側面31bの形状にならうように延在し且つ第一端子本体部31の外周側面31bを囲繞する。周囲壁部73は、1つの連続する輪を形成する帯状の突起の形状を有する。貫通孔71が、筒部74の軸心方向に本体部72及び筒部74を貫通している。
【0045】
本体部72における周囲壁部73が突出する表面72a上には、円筒状の凹部72bが形成されており、凹部72bは、第一端子本体部31の封止部33が嵌る形状を有している。さらに、凹部72bの底面には、貫通孔71が開口している。そして、凹部72bの底面上には、貫通孔71を囲繞する環状の突起76が、突出して形成されている。突起76は、本体部72と一体成形されている。突起76は、蓋体12の貫通孔12cよりも大きい内側寸法つまり内径を有している。本体部72における表面72aと反対側の表面72cには、筒部74を囲繞する環状の突起77が、突出して形成されている。突起77は、本体部72と一体成形されている。突起77は、突起76と同様の形状及び大きさで形成されている。さらに、突起77は、本体部72に関して突起76と対称な位置に配置されている。しかしながら、突起77は、蓋体12の貫通孔12cよりも大きい内側寸法つまり内径を有していればよい。突起76及び77は、蓋体12に取り付けられた第一上部絶縁部材70を蓋体12の外面12aに垂直な方向で見たとき、つまり、蓋体12の平面視において、蓋体12の貫通孔12cを囲繞するように配置構成されている。また、本体部72の表面72c上には、円柱状の突起が形成されており、この突起は、蓋体12の外面12aに形成された凹部に嵌合するように構成されている。固定部75には、嵌合穴が形成されており、この嵌合穴は、蓋体12から突出する円柱状の突起と嵌合するように構成されている。
【0046】
筒部74は、本体部72の表面72cから延び、筒部74の貫通孔71内を正極端子30の第一軸部32が通るように構成されている。本体部72の表面72aに垂直な方向で見たとき、筒部74は、突起76及び77の内側に位置する。
【0047】
よって、正極端子30及び第一上部絶縁部材70が蓋体12に取り付けられたとき、第一上部絶縁部材70の本体部72が、正極端子30の第一端子本体部31と蓋体12との間に介在してこれらを互いに電気的に絶縁する。なお、第一端子本体部31は、その表面31aと反対側の表面31cが第一上部絶縁部材70の本体部72の表面72aと向き合うように、第一上部絶縁部材70に組み付けられる。さらに、第一端子本体部31は、正極集電体50と接続されるとき、蓋体12に向かって引き付けられ、それにより、第一端子本体部31の封止部33が、突起76及び77を押圧する。従って、突起76は、第一端子本体部31と本体部72との間を気密に封止し、突起77は、本体部72と蓋体12との間を気密に封止する。なお、封止部33の外径は、突起76の外径以上の大きさを有している。
【0048】
また、第一上部絶縁部材70の筒部74は、蓋体12の貫通孔12cを通って延在し、第一軸部32と蓋体12との間に介在してこれらを互いに電気的に絶縁する。さらに、固定部75の嵌合穴が、蓋体12の突起に嵌合し、本体部72の突起が蓋体12の凹部に嵌合する。これら2つの嵌合によって、第一上部絶縁部材70は、蓋体12の外面12a上で平行移動及び回転移動しないように固定される。
【0049】
周囲壁部73について、本体部72の表面72aに沿う方向、つまり周囲壁部73の内周側面73aに垂直な方向において、周囲壁部73の厚さは、均一ではない。なお、周囲壁部73の内周側面73aは、第一端子本体部31の外周側面31bに隣り合う面である。周囲壁部73は、2つの第一壁部73bと、2つの第二壁部73cと、2つの第三壁部73dとを含む。2つの第一壁部73bは、第一上部絶縁部材70の本体部72の短手方向において、第一端子本体部31の封止部33に両側で隣り合い、且つ互いに対向して位置する。なお、上記本体部72の短手方向は、第一上部絶縁部材70内に収容された第一端子本体部31の短手方向と同方向である。2つの第二壁部73cは、上記短手方向において第一端子本体部31の側方延在部34に両側で隣り合い、且つ互いに略平行に延在する。2つの第三壁部73dは、上記短手方向において第一端子本体部31の側方延在部35に両側で隣り合い、且つ互いに略平行に延在する。第一壁部73bの厚さは、第二壁部73cの厚さ及び第三壁部73dの厚さよりも小さい。ここで、第一壁部73bは、絶縁部材の第3の部位の一例であり、第二壁部73c及び第三壁部73dは、絶縁部材の第4の部位の一例である。
【0050】
これにより、第一上部絶縁部材70における封止部33に隣り合う部位の外形寸法での幅B1a(図10参照)の増大が、抑えられる。なお、幅B1aは、2つの第一壁部73b間の外側の幅であり、第一上部絶縁部材70の全体幅でもある。これにより、第一上部絶縁部材70の全体幅B1aの増大が、抑えられる。なお、第一上部絶縁部材70においても、第一上部絶縁部材70における側方延在部34に隣り合う部位の外形寸法での幅B2a(図10参照)は、幅B1aよりも小さくなっている。幅B2aは、2つの第二壁部73c間の外側の幅である。同様に、第一上部絶縁部材70における側方延在部35に隣り合う部位の外形寸法での幅B3a(図10参照)は、幅B1aよりも小さくなっている。幅B3aは、2つの第三壁部73d間の外側の幅である。
【0051】
さらに、本実施の形態では、第一上部絶縁部材70の短手方向において、2つの第一壁部73bはそれぞれ、2つの第二壁部73cの側面73c1及び73c2よりも突出し、2つの第三壁部73dの側面73d1及び73d2よりも突出するように構成されている。なお、本実施の形態では、限定するものではないが、側面73c1と側面73d1とは面一に並び、側面73c2と側面73d2とは面一に並ぶ。しかしながら、2つの第一壁部73bの少なくとも一方が、第二壁部73cの側面73c1若しくは73c2よりも突出し、且つ/又は、第三壁部73dの側面73d1若しくは73d2よりも突出するように構成されてもよい。
【0052】
また、本実施の形態では、第一上部絶縁部材70は、2つの第二壁部73c間の外側の幅B2a及び2つの第三壁部73d間の外側の幅B3aが、突起76及び77の外側寸法つまり外径よりも大きくなるように構成されている。しかしながら、第一端子本体部31の側方延在部34及び35の幅B2及びB3を変更することによって、第一上部絶縁部材70は、幅B2a及び幅B3aの少なくとも一方が突起76及び77の外径以下となるように構成されてもよい。例えば、正極端子30に要求される電流が大きくなる場合でも、第一端子本体部31の側方延在部34及び35の幅B2及びB3を増加せずに長手方向の長さを増加することによって、正極端子30の許容電流を増大することができる。
【0053】
図11に示すように、第二上部絶縁部材80も、第一上部絶縁部材70と同様に、矩形板状の本体部82と、周囲壁部83と、円筒状の筒部84と、固定部85とを一体に有している。本体部82は、第二端子本体部41の平面形状と同様の平面形状を有している。周囲壁部83は、本体部82の周縁から直立している。筒部84は、本体部82から周囲壁部83と反対方向に突出している。固定部85は、周囲壁部83から本体部82の長手方向に沿って側方に突出している。第二上部絶縁部材80のその他の構成及び作用については、第一上部絶縁部材70と同様であるので、その説明を省略する。
【0054】
図2及び図9図11に示すように、上述のような蓄電素子100では、電極体20が集電体50及び60を介して蓋体12に取り付けられた状態で、電極体20が容器本体11内に挿入される。その後、蓋体12の周縁が、容器本体11の開口部11aの周縁に、溶接によって接合される。このとき、蓋体12の外面12a上に治具等の機器が当てられ、蓋体12を容器本体11に押し付ける。第一上部絶縁部材70では、周囲壁部73の第二壁部73c間の外側幅B2a及び第三壁部73d間の外側幅B3aが小さく抑えられることができる。さらに、第二上部絶縁部材80でも、周囲壁部83の第二壁部83c間の外側幅及び第三壁部83d間の外側幅が小さく抑えられることができる。このため、第一上部絶縁部材70及び第二上部絶縁部材80の周囲では、細長矩形状の蓋体12の外面12a上にもかかわらず、押圧のために治具が当接するスペースが確保され得る。よって、治具によって押圧される蓋体12は、正極端子30及び負極端子40の周辺を含んだ蓋体12の全体を容器本体11に密着させた状態で溶接され、蓋体12の全体にわたって容器本体11との間で気密な封止を形成することができる。
【0055】
上述したように、実施の形態に係る蓄電素子100は、容器10と、容器10の蓋体12を通る軸部32及び42をそれぞれ有し且つ蓋体12に取り付けられる正極端子30及び負極端子40と、正極端子30及び負極端子40それぞれと蓋体12との間に設けられる上部絶縁部材70及び80とを備える。軸部32及び42それぞれを含む正極端子30及び負極端子40の封止部33及び43における蓋体12に沿う第1の方向の寸法よりも、封止部33及び43とは他の正極端子30及び負極端子40の側方延在部34、35、44及び45における第1の方向の寸法が小さい。封止部33及び43を収容する上部絶縁部材70及び80の第一壁部73b及び83b(図11参照)における第1の方向の寸法よりも、側方延在部34、35、44及び45を収容する上部絶縁部材70及び80の第二及び第三壁部73c、73d、83c及び83dにおける第1の方向の寸法が小さい。
【0056】
上述の構成において、第1の方向の寸法とは、封止部33及び43の第1の方向の外形寸法とし、側方延在部34、35、44及び45の第1の方向の外形寸法とし、第一壁部73b及び83bの第1の方向の外形寸法とし、第二壁部73c及び83c並びに第三壁部73d及び83dの第1の方向の外形寸法とすることができる。
【0057】
そして、容器10の蓋体12を容器10の他の部分である容器本体11に溶接によって接合する場合、容器10の密閉を確保するために、蓋体12と容器本体11とを互いに密着させた状態で溶接を実施する必要がある。正極端子30の側方延在部34及び35並びに負極端子40の側方延在部44及び45と上部絶縁部材70及び80それぞれの第二壁部73c及び83c並びに第三壁部73d及び83dとの周囲では、蓋体12上において、第1の方向でのスペースを確保しやすい。よって、溶接のために蓋体12を押圧する治具等の器具を用いて、十分な押圧面積及び押圧力で側方延在部34、35、44及び45と第二壁部73c及び83c並びに第三壁部73d及び83dとの周囲の蓋体12を押圧し、蓋体12と容器本体11とを互いに密着させることができる。これにより、正極端子30及び負極端子40の周囲での良好な溶接による接合が可能となる。また、蓄電素子100の容量の増大に伴い正極端子30及び負極端子40の大型化が必要な場合、正極端子30の側方延在部34及び35並びに負極端子40の側方延在部44及び45と上部絶縁部材70及び80の第二壁部73c及び83c並びに第三壁部73d及び83dとを、第1の方向と垂直である蓋体12に沿う方向へと大きくすることによって、押圧面積の減少が抑えられる。
【0058】
実施の形態に係る蓄電素子100において、上部絶縁部材70及び80は、正極端子30及び負極端子40の端子本体部31及び41それぞれの外周に沿って延在する周囲壁部73及び83を有し、周囲壁部73及び83ではそれぞれ、上部絶縁部材70及び80の第一壁部73b及び83bにおける第1の方向の厚さが、上部絶縁部材70及び80の第二壁部73c及び83c並びに第三壁部73d及び83dにおける第1の方向の厚さよりも小さい。上述のように上部絶縁部材70及び80の周囲壁部73及び83を構成することによって、第一壁部73b及び83bの周辺で上部絶縁部材70及び80の第1の方向の寸法が大きくなるのを抑えることができる。これにより、第一壁部73b及び83bの周辺で蓋体12の溶接代が不足するのを抑制することができる。さらに、上部絶縁部材70及び80の第1の方向の寸法が小さく抑えられることによって、第1の方向での蓄電素子100の薄型化も可能である。
【0059】
実施の形態に係る蓄電素子100において、第一上部絶縁部材70は、正極端子30の軸部32が通る上部絶縁部材70の貫通孔71の周りを囲む突起76及び77を有する。さらに、正極端子30の封止部33は、正極端子30における突起76及び77から軸部32にわたる部位を含む。上述の構成において、正極端子30の取り付け時に、突起76及び77が封止部33により蓋体12に向かって押圧されることによって、正極端子30、第一上部絶縁部材70及び蓋体12の間が気密に封止される。よって、突起76及び77による封止を確保しつつ、正極端子30と第一上部絶縁部材70とを上述のように構成することができる。なお、負極端子40及び第二上部絶縁部材80も、上述の正極端子30及び第一上部絶縁部材70と同様の構成を有すると共に同様の作用効果を奏し得る。
【0060】
実施の形態に係る蓄電素子100において、正極端子30の側方延在部34及び35における第1の方向の寸法は、突起76及び77の第1の方向の寸法よりも小さい。上述の構成において、突起76及び77との関わりがない正極端子30の側方延在部34及び35の第1の方向の寸法が効果的に低減される。これにより、第一上部絶縁部材70の第二壁部73c及び第三壁部73dの第1の方向の寸法の低減も可能になる。なお、負極端子40及び第二上部絶縁部材80も、上述の正極端子30及び第一上部絶縁部材70と同様の構成を有すると共に同様の作用効果を奏し得る。
【0061】
実施の形態に係る蓄電素子100において、第一上部絶縁部材70は、容器10の外部に配置され、正極端子30の第一軸部32は、容器10内に、第一軸部32と正極集電体50とを接続するかしめ接合部としての塑性変形部分32aを含む。上述の構成において、かしめによって塑性変形部分32aを形成する場合、第一軸部32が、正極集電体50と共に、蓋体12に向かって押圧され、第一軸部32の端部が蓋体12に沿って拡がるように塑性変形し、塑性変形部分32aを形成する。この際、正極集電体50も、蓋体12に沿って伸びるように変形する。この場合、塑性変形部分32a及び正極集電体50は、蓋体12の内面12b上での占有面積を増加するため、蓋体12の外面12a上における正極端子30及び第一上部絶縁部材70の周囲のスペースを減少することが抑えられる。例えば、塑性変形部分32aが容器10の外部に位置する場合、第一軸部32と第一端子本体部31とが、別部材とされ、第一軸部32と第一端子本体部31とがかしめ接合される。この際、かしめ接合時の押圧力によって、第一端子本体部31が蓋体12に沿う方向に延び、蓋体12の外面12a上における正極端子30及び第一上部絶縁部材70の周囲のスペースが減少する可能性がある。なお、負極端子40及び第二上部絶縁部材80も、上述の正極端子30及び第一上部絶縁部材70と同様の構成を有すると共に同様の作用効果を奏し得る。
【0062】
実施の形態に係る蓄電素子100において、蓋体12における第2の方向の寸法としての長さLは、蓋体12における第1の方向の寸法としての幅Bの5倍以上の大きさであり、第2の方向は、蓋体12に沿い且つ第1の方向と交差する方向である。上述のような構成の蓋体12の外面12a上では、第1の方向において、正極端子30及び第一上部絶縁部材70の周囲のスペースが十分ではない可能性がある。しかしながら、本実施の形態のように、正極端子30の側方延在部34及び35並びに第一上部絶縁部材70の第二及び第三壁部73c及び73dに関して、これらの第1の方向での寸法を小さくすることによって、当該スペースの確保が容易になる。なお、負極端子40及び第二上部絶縁部材80も、上述の正極端子30及び第一上部絶縁部材70と同様の構成を有すると共に同様の作用効果を奏し得る。
【0063】
[その他の変形例]
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子100について説明したが、本発明は、実施の形態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いと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【0064】
実施の形態に係る蓄電素子100では、積層された電極体20は、重ねられた正極板、負極板及びセパレータを巻回して形成される巻回型の電極体であったが、これに限定されるものでない。積層された電極体は、多数の正極板、負極板及びセパレータを重ねて形成されるスタック型の電極体であってもよく、重ねられた一組又は二組以上の正極板、負極板及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるZ型の電極体であってもよい。
【0065】
実施の形態に係る蓄電素子100では、正極端子30の第一端子本体部31及び負極端子40の第二端子本体部41は、矩形状の平面形状を有していたが、これに限定されるものでなく、円形、楕円形、長円形、又はその他の多角形状の平面形状を有していてもよい。
【0066】
また、第一端子本体部31及び第二端子本体部41はそれぞれ、円板状の封止部33及び43と、封止部33及び43から互いに反対方向に側方へと延びる矩形板状の側方延在部34及び44並びに側方延在部35及び45とを有していたが、これに限定されるものでない。封止部の平面形状は、円形に限定されるものでなく、楕円形、長円形、又はその他の多角形状の平面形状であってもよい。側方延在部の平面形状は、矩形に限定されるものでなく、半円形、半楕円形、半長円形、又はその他の多角形状の平面形状であってもよい。さらに、第一端子本体部31及び第二端子本体部41は、封止部と、少なくとも1つの側方延在部を有する構成であってもよい。
【0067】
実施の形態に係る蓄電素子100では、第一上部絶縁部材70及び第二上部絶縁部材80の周囲壁部73及び83の厚さは、第一端子本体部31及び第二端子本体部41の封止部に隣り合う部位の方が側方延在部に隣り合う部位よりも小さくなるように構成されていたが、これに限定されるものでない。周囲壁部73及び83の厚さは、第一端子本体部31及び第二端子本体部41の封止部に隣り合う部位と側方延在部に隣り合う部位との間で同一であってもよく、異なっていてもよく、異なっている場合もいずれの部位がより大きくなっていてもよい。
【0068】
実施の形態に係る蓄電素子100では、第一上部絶縁部材70の貫通孔71の周りに環状の突起76及び77が形成され、第二上部絶縁部材80の貫通孔81の周りに環状の突起が形成されていたが、これに限定されるものでない。例えば、図16に示すように、正極端子30において、第一端子本体部31上の第一軸部32の周りを囲む環状の突起33dが形成されてもよい。このとき、第一上部絶縁部材70の突起77は、形成されなくてもよい。なお、図16は、図12の正極端子30の変形例の端子本体部31を第一軸部32から第一端子本体部31に向かって見た斜視図である。負極端子40も、正極端子30と同様に構成されてもよい。
【0069】
実施の形態に係る蓄電素子100では、第一軸部32及び第二軸部42がそれぞれ、正極端子30及び負極端子40に備えられていたが、これに限定されるものでない。正極集電体50及び負極集電体60がそれぞれ、第一軸部32及び第二軸部42を一体に備えてもよい。この場合、第一軸部32及び第二軸部42がそれぞれ、正極端子及び負極端子と、例えば、かしめ接合によって連結されてよい。このようなかしめ接合方法は、外かしめであり、第一軸部32及び第二軸部42は、容器10の内部から外部に向かって正極端子及び負極端子を貫通し、第一軸部32及び第二軸部42の塑性変形部分は、容器10の外側で、正極端子及び負極端子と接合される。又は、第一軸部32及び第二軸部42が、正極端子30、負極端子40、正極集電体50及び負極集電体60と別部材であってもよい。この場合、第一軸部32及び第二軸部42は、一方の端部に、正極端子及び負極端子と、又は、正極集電体及び負極集電体と係合する係合部を有し、他方の端部で、かしめられてもよい。
【0070】
実施の形態に係る蓄電素子100は、1つの電極体を備えていた。しかしながら、蓄電素子は、2つ以上の電極体を備える構成であってもよい。
【0071】
実施の形態に係る蓄電素子100では、電極体20は、正極活物質非形成部21及び負極活物質非形成部22でそれぞれ正極集電体50及び負極集電体60が接続される構成であったが、これに限定されるものでない。電極体は、その2つの端部のそれぞれに、正極基材から突出する正極集電タブによって構成される正極集電タブ群と、負極基材から突出する負極集電タブによって構成される負極集電タブ群とを有していてもよい。正極集電タブ群及び負極集電タブ群は、電極体の1つの端部に配置されてもよい。上述の構成において、正極集電タブ群及び負極集電タブ群がそれぞれ、正極集電体及び負極集電体に接続される。
【0072】
実施の形態に係る蓄電素子100は、縦巻き型の電極体20を備える構成であったが、巻回軸A方向の電極体20の端部を容器10の蓋体12に対向させる向きで電極体20が配置される横巻き型の電極体を備える構成であってもよい。
【0073】
また、実施の形態及び変形例で例示されるような本発明に係る蓄電素子は、比較的大型の二次電池として用いられ得る。このような比較的大型の二次電池の放電容量は、3Ah(アンペアアワー)以上であることが好ましく、より好ましくは10Ah以上、さらに好ましくは20Ah以上、よりさらに好ましくは30Ah以上である。このような蓄電素子は、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)及びプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)などの車両用電源、並びに、バックアップ用の無停電電装置及び太陽光発電システムなどの電力貯蔵用電源等に適用され得る。
【0074】
また、実施の形態及び変形例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。また、本発明は、上述のような蓄電素子として実現することができるだけでなく、1つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置においても実現することができる。例えば、蓄電装置は、配列されて配置された複数の蓄電ユニットを備え、各蓄電ユニットは、配列されて配置された複数の蓄電素子100を備えるように構成され得る。上述の構成によって、蓄電装置の高出力が可能となる。さらに、複数の蓄電素子100が、1ユニットとして使用され、蓄電装置に必要な電気容量、蓄電装置の形状及び寸法等に対応して、蓄電ユニットの数量及び配列が選択され得る。
【産業上の利用可能性】
【0075】
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】
【0076】
10 容器
12 蓋体(壁部)
30 正極端子(電極端子)
31,41 端子本体部
32,42 軸部
32a 塑性変形部分(かしめ接合部)
33,43 封止部(電極端子の第1の部位)
34,35,44,45 側方延在部(電極端子の第2の部位)
40 負極端子(電極端子)
70,80 上部絶縁部材(絶縁部材)
71,81 貫通孔(穴)
73,83 周囲壁部
73b,83b 第一壁部(絶縁部材の第3の部位)
73c,83c 第二壁部(絶縁部材の第4の部位)
73d,83d 第三壁部(絶縁部材の第4の部位)
76,77,33d 突起(輪状突起)
100 蓄電素子
図1
図2
図3
図4
図5
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図10
図11
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図16
【国際調査報告】