CN108630876A - 蓄电元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄电元件，能够谋求电极体和集电体的接合强度的提高。蓄电元件(10)具备具有层叠的极板的电极体(400)和与该层叠的极板接合的正极集电体(500)，该电极体以及正极集电体(500)具备以任一方朝向另一方突出的凹凸构造相互嵌合的接合部(20)，从接合部(20)中的极板的层叠方向观察，接合部(20)的外周具有非圆形的形状。

Description

蓄电元件
技术领域
本发明涉及具备具有层叠的极板的电极体和与该层叠的极板接合的集电体的蓄电元件。
背景技术
以往，已知有具备具有层叠的极板的电极体和集电体、且该层叠的极板和集电体被接合的结构的蓄电元件。例如，在专利文献1中公开了电极体的突出部、集电体的片部和夹紧构件的对置片相互嵌合而被接合的结构的蓄电元件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-189323号公报
在电极体和集电体的接合中，电极体的层叠的极板和集电体被接合。电极体通过极板的层叠而形成厚度，但层叠的极板由于一片一片比较薄，因此与例如接合两个构件那样的情况相比，不易施加互锁。因而，在对层叠的极板和集电体进行接合的情况下，与例如接合两个构件那样的情况相比，要求更高的接合强度。因此，在如上述以往的蓄电元件那样对电极体和集电体进行接合的结构中，也希望接合强度的进一步提高。
发明内容
发明要解决的课题
本发明正是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够谋求电极体和集电体的接合强度的提高的蓄电元件。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一形态所涉及的蓄电元件是具备具有层叠的极板的电极体和与层叠的所述极板接合的集电体的蓄电元件，所述电极体以及所述集电体具备以任一方朝向另一方突出的凹凸构造相互嵌合的接合部，从所述接合部中的所述极板的层叠方向观察，所述接合部的外周具有非圆形的形状。
由此，在蓄电元件中，电极体以及集电体具备以任一方朝向另一方突出的凹凸构造相互嵌合的接合部，该接合部的外周具有非圆形的形状。在此，在以往的蓄电元件中，电极体和集电体的接合部的外周的形状成为圆形，在该情况下，成为在圆形的一周具有均匀的接合强度的结构。然而，具有均匀的接合强度的结构虽然不存在接合强度低的地方，但也可以说是不存在接合强度高的地方的结构，因此在接合部的外周的形状为圆形的情况下，有时接合强度不足。针对于此，本申请发明者发现：通过特意使接合强度不均匀，从而虽然存在接合强度低的地方但也存在接合强度高的地方的结构，能够应对接合强度的不足。如此，该蓄电元件通过电极体和集电体的接合部的外周具有非圆形的形状，从而能够在接合强度高的地方进行牢固的接合，因此能够谋求电极体和集电体的接合强度的提高。
此外，也可以是，从所述层叠方向观察，所述接合部的外周具有多个突起部、和连接所述多个突起部的至少一个凹陷部。
由此，在蓄电元件中，接合部的外周具有多个突起部、和连接该多个突起部的凹陷部，因此能够增大接合强度的强弱。也就是说，虽然凹陷部的接合强度变低，但突起部的接合强度变高，因此在突起部中能够谋求电极体和集电体的接合强度的提高。
此外，也可以是，所述多个突起部的每个突起部与所述凹陷部相比，在与所述层叠方向平行的平面处的剖面中，所述一方朝向所述外侧突起的量大。
由此，突起部与凹陷部相比是电极体以及集电体的任一方朝向外侧突起得大的结构，因此该一方的突起的部分陷入另一方。由此，在突起部中能够牢固地施加互锁，因此能够谋求电极体和集电体的接合强度的提高。
此外，也可以是，从所述层叠方向观察，所述多个突起部包括沿着相对于所述层叠方向垂直的第一方向彼此相反地突起的两个第一突起部。
由此，两个第一突起部是沿着第一方向彼此相反(相反方向)地突起的部位，因此在接合部的第一方向上的两侧配置有两个第一突起部。因而，在接合部的两侧能够提高电极体和集电体的接合强度，因此能够平衡良好且牢固地接合电极体和集电体。
此外，也可以是，从所述层叠方向观察，所述多个突起部还包括沿着相对于所述层叠方向垂直且与所述第一方向交叉的第二方向彼此相反地突起的两个第二突起部。
由此，两个第二突起部是在第二方向上彼此相反(相反方向)地突起的部位，因此也在接合部的第二方向上的两侧配置有两个第二突起部。因而，在接合部的4角能够提高电极体和集电体的接合强度，因此能够进一步平衡良好且牢固地接合电极体和集电体。
此外，也可以是，所述集电体具有形成所述接合部的腿部，所述接合部配置为所述第一方向以及所述第二方向与所述腿部的宽度方向交叉。
在此，若在接合部使电极体的层叠的极板的端部突出，则在该端部处极板呈台阶状地重叠配置，从而存在越是该端部侧则极板的层叠片数会越少的情况。在该情况下，极板的层叠片数朝向集电体的腿部的宽度方向变少，如果在该极板的层叠片数变少的地方接合，则接合强度会下降。针对于此，接合部配置为第一方向以及第二方向与集电体的腿部的宽度方向交叉，因此能够跨越层叠片数少的地方和多的地方来配置突起部。因而，能够抑制电极体和集电体的接合强度下降，从而谋求电极体和集电体的接合强度的提高。
另外，本发明不仅能够作为这种蓄电元件来实现，还能够作为该蓄电元件具备的电极体和集电体的接合构造来实现。
发明效果
根据本发明中的蓄电元件，能够谋求电极体和集电体的接合强度的提高。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的蓄电元件的外观的立体图。
图2是表示实施方式所涉及的蓄电元件的容器内侧所配置的构成要素的立体图。
图3是对实施方式所涉及的蓄电元件进行分解来表示各构成要素的分解立体图。
图4是表示实施方式所涉及的正极集电体与电极体的正极集束部接合的状态下的结构的剖视图。
图5是表示实施方式所涉及的正极集电体和电极体的接合部的外观的立体图以及俯视图。
图6是表示实施方式所涉及的正极集电体和电极体的接合部的内部结构的剖视图。
图7是表示实施方式所涉及的正极集电体和电极体的接合部的配置位置的俯视图。
图8是表示实施方式所涉及的正极集电体和电极体的接合部的形成方法的图。
图9A是表示实施方式的变形例所涉及的正极集电体和电极体的接合部的外观的俯视图。
图9B是表示实施方式的变形例所涉及的正极集电体和电极体的接合部的外观的俯视图。
符号说明
10 蓄电元件
20、20A、20B、30 接合部
21、23、25 突起部
21a、21b 第一突起部
21c、21d 第二突起部
22、24 凹陷部
400 电极体
411 电极体凸部
412 电极体突起部
500 正极集电体
520 电极连接部
521 集电体凸部
522 集电体突起部
具体实施方式
以下，边参照附图边对本发明的实施方式所涉及的蓄电元件进行说明。另外，以下说明的实施方式均表示包括性或者具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、制造工序(形成方法)、制造工序的顺序等为一例，并非限定本发明的主旨。此外，关于以下的实施方式中的构成要素之中的、表示最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。此外，在各图中，尺寸等并未严格图示出。
此外，在以下的说明以及附图中，将蓄电元件具有的一对电极端子的排列方向、一对集电体的排列方向、电极体的两端部(一对活性物质层非形成部)的排列方向、电极体的卷绕轴方向、集电体的腿部的宽度方向、或者容器的短侧面的对置方向定义为X轴方向。此外，将容器的长侧面的对置方向、容器的短侧面的短边方向、容器的厚度方向、或者接合部中的电极体和集电体的排列方向定义为Y轴方向。此外，将蓄电元件的容器主体和盖的排列方向、容器的短侧面的长边方向、集电体的腿部的延伸设置方向、或者上下方向定义为Z轴方向。这些X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向是相互交叉(在本实施方式中为正交)的方向。另外，根据使用形态也考虑Z轴方向不成为上下方向的情况，但以下为了便于说明，将Z轴方向作为上下方向来进行说明。此外，在以下的说明中，例如，X轴方向正侧表示X轴的箭头方向侧，X轴方向负侧表示与X轴方向正侧相反的一侧。关于Y轴方向、Z轴方向也同样。
(实施方式)
首先，利用图1～图3来进行本实施方式中的蓄电元件10的全面说明。图1是表示本实施方式所涉及的蓄电元件10的外观的立体图。此外，图2是表示本实施方式所涉及的蓄电元件10的容器100内侧所配置的构成要素的立体图。具体而言，图2是表示从蓄电元件10分离了容器主体111的状态下的结构的立体图。也就是说，该图表示在电极体400接合了正极集电体500以及负极集电体600之后的状态。此外，图3是对本实施方式所涉及的蓄电元件10进行分解来表示各构成要素的分解立体图。也就是说，该图表示在电极体400接合正极集电体500以及负极集电体600之前的状态。此外，在该图中，省略容器主体111来进行图示。
蓄电元件10是能够充入电力且放出电力的二次电池，具体而言为锂离子二次电池等非水电解质二次电池。蓄电元件10例如使用于电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)或者插电式混合动力电动汽车(PHEV)等汽车用电源、电子设备用电源、电力贮藏用电源等。另外，蓄电元件10不限定于非水电解质二次电池，可以是非水电解质二次电池以外的二次电池，也可以是蓄电器，进而还可以是即便使用者不进行充电也能够使用蓄积的电力的一次电池。此外，在本实施方式中，虽然图示了矩形状(方形)的蓄电元件10，但蓄电元件10的形状不限定于矩形状，可以是圆柱形状、椭圆柱形状等，也能够设为层压型的蓄电元件。
如图1所示，蓄电元件10具备：容器100、正极端子200和负极端子300。此外，如图2所示，在容器100内侧容纳有电极体400、正极集电体500和负极集电体600。
另外，在盖体110与正极端子200之间、以及盖体110与正极集电体500之间，为了提高绝缘性以及气密性而配置有垫片等，但在该图中省略图示。关于负极侧也同样。此外，在容器100的内部封入有电解液(非水电解质)，但图示省略。另外，作为该电解液，只要不是有损蓄电元件10的性能的电解液，则对于其种类没有特别限制，能够选择各式各样的。此外，除了上述的构成要素之外，还可以配置有在正极集电体500以及负极集电体600的侧方配置的分离件、在容器100内的压力上升时用于释放该压力的气体排出阀、或者将电极体400等包在里面的绝缘膜等。
容器100由矩形筒状且有底的容器主体111、和作为对容器主体111的开口进行闭塞的板状构件的盖体110构成。此外，容器100在将电极体400等容纳于内部之后，对盖体110和容器主体111进行焊接等，由此能够密封内部。另外，盖体110以及容器主体111的材质没有特别限定，例如能够采用不锈钢、铝、铝合金等能够焊接的金属，但也能够采用树脂。
电极体400具备正极板、负极板和隔离件，是能够蓄积电力的蓄电要素(发电要素)。正极板是在作为由铝、铝合金等构成的长条带状的集电箔的正极基材层上形成有正极活性物质层的极板。负极板是在作为由铜、铜合金等构成的长条带状的集电箔的负极基材层上形成有负极活性物质层的极板。另外，作为上述集电箔，也能够利用镍、铁、不锈钢、钛、烧成碳、导电性高分子、导电性玻璃、Al-Cd合金等适当的公知材料。此外，作为正极活性物质层以及负极活性物质层中利用的正极活性物质以及负极活性物质，只要是能够吸留释放锂离子的活性物质即可，能够使用适当的公知材料。此外，隔离件例如能够利用由树脂构成的微多孔性的片材、无纺布。
而且，电极体400是在正极板与负极板之间配置隔离件并卷绕而形成的。具体而言，电极体400是正极板和负极板隔着隔离件而在卷绕轴(在本实施方式中为与X轴方向平行的假想轴)的方向上相互错开卷绕而成的。而且，正极板以及负极板在各自错开的方向的端部，具有未涂敷活性物质(未形成活性物质层)而露出了基材层的部分(活性物质层非形成部)。
也就是说，电极体400具有层叠的极板(正极板以及负极板)。而且，电极体400在卷绕轴方向的一端部(X轴方向正侧的端部)具有正极板的活性物质层非形成部被层叠并捆扎而成的正极集束部410。此外，电极体400在卷绕轴方向的另一端部(X轴方向负侧的端部)具有负极板的活性物质层非形成部被层叠并捆扎而成的负极集束部420。例如，正极板以及负极板的活性物质层非形成部(集电箔)的厚度为5μm～20μm程度，它们例如捆扎30～40片程度，从而形成正极集束部410以及负极集束部420。另外，在本实施方式中，作为电极体400的剖面形状，虽然图示了长圆形状，但也可以是圆形状或者椭圆形状。
正极端子200是与电极体400的正极板电连接的电极端子，负极端子300是与电极体400的负极板电连接的电极端子。也就是说，正极端子200以及负极端子300是用于将电极体400中蓄积的电力导出至蓄电元件10的外部空间，此外，为了在电极体400蓄积电力而用于向蓄电元件10的内部空间导入电力的金属制的电极端子。此外，正极端子200以及负极端子300安装于电极体400的上方所配置的盖体110。具体而言，如图3所示，正极端子200通过突出部210插入盖体110的贯通孔110a和正极集电体500的开口部511并进行铆接，从而与正极集电体500一起固定于盖体110。关于负极端子300也同样。
正极集电体500是配置在电极体400的正极集束部410与容器主体111的侧壁之间、与正极端子200和电极体400的正极板电连接且具有导电性和刚性的构件。此外，负极集电体600是配置在电极体400的负极集束部420与容器主体111的侧壁之间、与负极端子300和电极体400的负极板电连接且具有导电性和刚性的构件。
具体而言，正极集电体500以及负极集电体600是从容器主体111的侧壁至盖体110沿着该侧壁以及盖体110以弯曲状态配置的导电性的板状构件。正极集电体500以及负极集电体600固定地连接(接合)于盖体110。此外，正极集电体500以及负极集电体600分别固定地连接(接合)于电极体400具有的层叠的极板、即正极集束部410以及负极集束部420。根据该结构，电极体400由正极集电体500以及负极集电体600以从盖体110悬挂的状态被保持(支承)，可抑制振动、冲击等所引起的摇晃。
另外，正极集电体500的材质未限定，但例如与电极体400的正极基材层同样地由铝或者铝合金等形成。此外，关于负极集电体600，材质也未限定，但例如与电极体400的负极基材层同样地由铜或者铜合金等形成。
在此，如图2所示，正极集电体500在多个接合部20处与电极体400的正极集束部410接合。此外，负极集电体600在多个接合部30处与电极体400的负极集束部420接合。关于该接合部20、30周围的概略结构，以下还利用图4来进行说明。另外，正极侧的接合部20周围和负极侧的接合部30周围具有同样的结构，因此以下对正极侧的接合部20周围的结构进行说明，省略负极侧的接合部30周围的结构的说明。
图4是表示本实施方式所涉及的正极集电体500与电极体400的正极集束部410接合的状态下的结构的剖视图。具体而言，该图表示以通过接合部20的YZ平面切断了图2所示的正极集电体500以及正极集束部410的情况下的结构。
如图3以及图4所示，正极集电体500具有：端子连接部510、和从端子连接部510的Y轴方向两端部朝向Z轴方向负侧延伸设置的两个电极连接部520。
端子连接部510是与正极端子200连接(接合)的正极集电体500的基部。也就是说，端子连接部510是配置在正极集电体500的正极端子200侧(上侧、Z轴方向正侧)的平板状的部位，与正极端子200电连接以及机械连接。
电极连接部520是与电极体400连接(接合)的正极集电体500的腿部。也就是说，电极连接部520是配置在正极集电体500的电极体400侧(下侧、Z轴方向负侧)的部位，与电极体400电连接以及机械连接。具体而言，电极连接部520是在Z轴方向上延伸的长条状且平板状的部位，在电极体400的正极集束部410之中的两个对置的平坦集束部分别接合两个电极连接部520。
此外，在正极集束部410的内侧配置有覆盖构件700，且电极连接部520、正极集束部410和覆盖构件700被机械接合，从而形成四个(每两个电极连接部520为两个)的接合部20。也就是说，电极体400以及正极集电体500具备以从任一方朝向另一方突出的凹凸构造来相互嵌合的接合部20。具体而言，接合部20是电极连接部520朝向正极集束部410突出的凹凸构造的接合部，电极连接部520和正极集束部410相互嵌合地被接合。接合部20例如能够通过对电极连接部520、正极集束部410和覆盖构件700进行铆接(详细而言，通过进行打弯铆接接合)来形成。
另外，覆盖构件700是配置在与电极连接部520之间夹着正极集束部410的位置的、保护正极集束部410的覆盖件。具体而言，覆盖构件700是沿着正极集束部410而在Z轴方向上延伸的矩形状且平板形状的构件，在接合前的状态下形成为厚度均匀。该覆盖构件700的材质没有特别限定，但例如是与电极体400的正极基材层同样地由铝或者铝合金等形成的金属构件。另外，在负极侧也同样配置有覆盖构件，关于该负极侧的覆盖构件，材质也没有特别限定，但例如是与电极体400的负极基材层同样地由铜或者铜合金等形成的金属构件。
接下来，对接合部20的结构进一步详细地说明。首先，对接合部20的外观进行说明。图5是表示本实施方式所涉及的正极集电体500和电极体400的接合部20的外观的立体图以及俯视图。具体而言，图5(a)是从覆盖构件700侧(突出侧)观察图4所示的接合部20而得到的立体图，图5(b)是从覆盖构件700侧(突出侧)观察图5(a)而得到的俯视图。
如图5所示，接合部20从接合部20中的极板的层叠方向观察时具有非圆形的形状。在此，该层叠方向是指极板被层叠的方向，在本实施方式中是指在接合部20中极板被层叠的方向，在图4等中为Y轴方向，在图5(a)中为上下方向，在图5(b)中为贯穿纸面的表面和背面的方向。此外，该层叠方向也能够定义为覆盖构件700、正极集束部410以及电极连接部520的排列方向、或者接合部20的突出方向。在本实施方式中，接合部20突出的部分从该层叠方向观察时作为非圆形的形状而具有X字形状。
在此，接合部20的外周从层叠方向观察时具有向外侧突起的多个突起部21、和连接多个突起部21的向内侧凹陷的凹陷部22。也就是说，对应于在接合部20的外周的构成X字形状的4个方向上突出的各个前端部分，配置有四个作为矩形状的凸部的突起部21。此外，在相邻的突起部21彼此之间，配置有四个作为向内侧凹陷的凹部的凹陷部22。
具体而言，多个突起部21从层叠方向观察时包括沿着与所述层叠方向垂直的第一方向彼此相反地突起的两个第一突起部21a、21b。此外，多个突起部21从层叠方向观察时还包括沿着与所述层叠方向垂直且与第一方向交叉的第二方向彼此相反地突起的两个第二突起部21c、21d。也就是说，两个第一突起部21a、21b在第一方向上彼此朝着相反方向突出配置，两个第二突起部21c、21d在第二方向上彼此朝着相反方向突出配置。
另外，第一方向以及第二方向是与该层叠方向垂直的平面内的不同的两个方向。在本实施方式中，第一方向以及第二方向是相互正交的两个方向。也就是说，层叠方向、第一方向以及第二方向是相互正交的三个方向。具体而言，第一方向以及第二方向是图4等中的XZ平面内的相互正交的两个方向，是相对于X轴方向以及Z轴方向倾斜45°的方向。
此外，多个凹陷部22具有两个第一凹陷部22a、22b和两个第二凹陷部22c、22d。例如，第一凹陷部22a是连接第一突起部21a和第二突起部21d的部位。也就是说，第一凹陷部22a是第一突起部21a和第二突起部21d在第一方向以及第二方向上突起而形成的凹陷，接合部20的外周的角部具有如切取为正方形状那样的形状。关于其他凹陷部22也同样。
接下来，对接合部20的内部结构进行说明。图6是表示本实施方式所涉及的正极集电体500和电极体400的接合部20的内部结构的剖视图。具体而言，图6(a)表示图5(b)所示的接合部20的VIa-VIa剖面，即，表示突起部21(在该图中为第一突起部21a、21b)的位置处的与层叠方向平行的平面处的剖面。此外，图6(b)表示图5(b)所示的接合部20的VIb-VIb剖面，即，表示凹陷部22(在该图中为第一凹陷部22a、22b)的位置处的与层叠方向平行的平面处的剖面。
首先，如图6(a)所示，正极集电体500的电极连接部520、电极体400的正极集束部410以及覆盖构件700在接合部20处具有朝向覆盖构件700侧突出的凸部(后述的集电体凸部521、电极体凸部411以及覆盖件凸部701)。此外，该凸部具有在与该凸部的突出方向(层叠方向)交叉的方向(在该图中为第一方向两侧)突起的突起部(后述的集电体突起部522以及电极体突起部412)。另外，该凸部以及突起部例如通过在接合部20处电极连接部520、正极集束部410以及覆盖构件700发生塑性变形来形成。在本实施方式中，通过在接合部20处电极连接部520、正极集束部410以及覆盖构件700铆接(详细而言，通过打弯铆接接合)来形成。
具体而言，在接合部20处，电极连接部520具有朝向正极集束部410突出的集电体凸部521。集电体凸部521是在与电极连接部520和正极集束部410的接合面(平行于第一方向以及第二方向的面)正交的方向(层叠方向)上突出的圆筒形状的凸部。换言之，集电体凸部521具有从电极连接部520的外面朝向正极集束部410凹陷的形状。此外，集电体凸部521具有在与集电体凸部521的突出方向(层叠方向)交叉的方向上突出的集电体突起部522。在本实施方式中，集电体突起部522在与该突出方向垂直的方向(在该图中为第一方向两侧，以下也称为外侧)上突出。
此外，在接合部20处，电极体400的正极集束部410具有朝向覆盖构件700突出的电极体凸部411。电极体凸部411是在与正极集束部410和覆盖构件700的接合面(平行于第一方向以及第二方向的面)正交的方向(层叠方向)上突出的圆筒形状的凸部。换言之，电极体凸部411具有从正极集束部410的电极连接部520侧的面朝向覆盖构件700凹陷的形状。此外，电极体凸部411具有在与电极体凸部411的突出方向(层叠方向)交叉的方向上突出的电极体突起部412。在本实施方式中，电极体突起部412在与该突出方向垂直的方向(在该图中为第一方向两侧、外侧)上突出。
此外，在接合部20处，覆盖构件700具有朝向远离正极集束部410的方向突出的覆盖件凸部701。覆盖件凸部701是在与正极集束部410和覆盖构件700的接合面(平行于第一方向以及第二方向的面)正交的方向(层叠方向)上突出的圆筒形状的凸部。换言之，覆盖件凸部701具有从覆盖构件700的正极集束部410侧的面朝向远离正极集束部410的方向凹陷的形状。覆盖件凸部701在与覆盖件凸部701的突出方向(层叠方向)交叉的方向的端部(在该图中为第一方向两端侧、外侧)具有覆盖件凸端部702。
根据以上的结构，集电体突起部522以及电极体突起部412从集电体凸部521以及电极体凸部411的前端朝向第一方向两侧突出而形成了第一突起部21a、21b。此外，关于接合部20的外周的第二突起部21c、21d的位置处的剖面，也与第一突起部21a、21b的位置处的剖面同样。因而，集电体突起部522以及电极体突起部412也从集电体凸部521以及电极体凸部411的前端朝向第二方向两侧突出而形成了第二突起部21c、21d。也就是说，由集电体突起部522、电极体突起部412以及覆盖件凸端部702构成了突起部21(第一突起部21a、21b以及第二突起部21c、21d)。
另外，集电体凸部521、电极体凸部411、覆盖件凸部701、集电体突起部522以及电极体突起部412的突出方向不限定于上述的方向，可以是从上述的方向倾斜的方向，此外，关于突出形状，也不限定于上述。此外，关于覆盖件凸端部702，也可以在与覆盖件凸部701的突出方向(层叠方向)交叉的方向(外侧)上突出，但通过构成为不向外侧突出，从而能够在接合作业后容易从接合用具的模具取出接合部20。在该情况下，为了容易从模具取出接合部20，也可以是越朝向前端则覆盖件凸端部702的宽度(在该图中为第一方向的宽度)越小的结构。
此外，如图6(b)所示，在接合部20的外周的凹陷部22(第一凹陷部22a、22b)的位置处的剖面中，集电体凸部521在与集电体凸部521的突出方向(层叠方向)交叉的方向(外侧)的端部具有集电体凸端部523。此外，电极体凸部411在与电极体凸部411的突出方向(层叠方向)交叉的方向(外侧)的端部具有电极体凸端部413。此外，覆盖件凸部701在与覆盖件凸部701的突出方向(层叠方向)交叉的方向(外侧)的端部具有覆盖件凸端部703。在此，集电体凸端部523、电极体凸端部413以及覆盖件凸端部703不向外侧突出。
根据以上的结构，集电体凸端部523、电极体凸端部413以及覆盖件凸端部703构成了第一凹陷部22a、22b。此外，关于接合部20的外周的第二凹陷部22c、22d的位置处的剖面，也与第一凹陷部22a、22b的位置处的剖面同样。因而，集电体凸端部523、电极体凸端部413以及覆盖件凸端部703也构成了第二凹陷部22c、22d。也就是说，由集电体凸端部523、电极体凸端部413以及覆盖件凸端部703构成了凹陷部22。
如此，多个突起部21的每个突起部与凹陷部22相比，在与层叠方向平行的平面处的剖面中，电极连接部520朝向外侧突起的量大。此外，同样，多个突起部21的每个突起部与凹陷部22相比，在与层叠方向平行的平面处的剖面中，正极集束部410朝向外侧突起的量大。
另外，集电体凸端部523以及电极体凸端部413也存在一部分(或者全部)向外侧突出的情况，但在该情况下，也成为比集电体突起部522以及电极体突起部412突出的量更小的突出量(突起量)。此外，关于覆盖件凸端部703，虽然也可以向外侧突出，但与覆盖件凸端部702同样地构成为不向外侧突出，从而也能够在接合作业后容易从接合用具的模具取出接合部20。
接下来，对接合部20的配置位置进行说明。图7是表示本实施方式所涉及的正极集电体500和电极体400的接合部20的配置位置的俯视图。具体而言，该图是从覆盖构件700侧观察形成在电极连接部520、正极集束部410以及覆盖构件700的接合部20而得到的图，用虚线表示正极集束部410的端缘的位置。
如该图所示，接合部20配置为第一方向以及第二方向与电极连接部520的宽度方向交叉。也就是说，接合部20配置为第一突起部21a、21b突起的朝向以及第二突起部21c、21d突起的朝向与电极连接部520的宽度方向以及延伸设置方向交叉(在该图中以45°交叉)。另外，由此，第一凹陷部22a、22b排列在电极连接部520的宽度方向上，第二凹陷部22c、22d排列在电极连接部520的延伸设置方向上。
在此，正极集束部410在形成接合部20时存在接合部20的突出侧(覆盖构件700侧)的极板朝向内侧突起从而呈台阶状重叠的情况(用该图的虚线表示呈台阶状重叠的极板的端缘)。也就是说，正极集束部410成为如下结构，即，以越是端部则层叠片数越少的方式，极板呈台阶状重叠。因而，第一突起部21a以及第二突起部21d被配置为从该呈台阶状重叠的极板的层叠片数少的部分跨至多的部分。
接下来，对接合部20的形成方法进行说明。图8是表示本实施方式所涉及的正极集电体500和电极体400的接合部20的形成方法的图。
如该图所示，将电极连接部520、正极集束部410以及覆盖构件700重叠配置，并且在电极连接部520的下方配置模具31，在覆盖构件700的上方配置凸状的冲头32。在此，在模具31的上表面，在第一方向两侧配置有矩形状的可动部31a、31b，也在第二方向两侧配置有矩形状的可动部31c、31d。可动部31a、31b配置为能够在第一方向上滑动，可动部31c、31d配置为能够在第二方向上滑动。
在该结构中，在将电极连接部520、正极集束部410以及覆盖构件700载置于模具31上的状态下，从上方通过冲头32进行冲压，由此使其塑性变形(铆接)。此时，可动部31a～31d发生滑动，从而形成突起部21。也就是说，可动部31a、31b在第一方向上发生滑动，从而形成第一突起部21a、21b。此外，可动部31c、31d在第二方向上发生滑动，从而形成第二突起部21c、21d。
具体而言，通过基于冲头32的冲压，形成凸部(集电体凸部521、电极体凸部411以及覆盖件凸部701)，并且可动部31a～31d发生滑动，从而形成突起部(集电体突起部522以及电极体突起部412)。如此，能够由模具31和冲头32进行铆接接合(打弯铆接接合)，从而形成接合部20。
另外，在本实施方式中，该凸部和突起部通过一系列的冲压而几乎同时形成，但也可以是以通过第一次的冲压来形成凸部、通过第二次的冲压来形成突起部的方式进行两次冲压。此外，在模具31具有即便未配置可动部31a～31d也能够形成突起部的形状的情况下，也可以不配置可动部31a～31d。
如以上，根据本发明的实施方式所涉及的蓄电元件10，电极体400以及正极集电体500具备以任一方朝向另一方突出的凹凸构造相互嵌合的接合部20，接合部20的外周具有非圆形的形状。在此，在以往的蓄电元件中，虽然电极体和正极集电体的接合部的外周的形状成为圆形，但在该情况下，却成为在圆形的一周具有均匀的接合强度的结构。也就是说，在以往的蓄电元件中，为使接合强度变得均匀，使接合部的外周的形状为圆形。但是，使接合强度变得均匀是不存在接合强度低的地方但也可以说是不存在接合强度高的地方的结构，因此在接合部的外周的形状为圆形的情况下，有时接合强度不足。因而，考虑为了提高接合强度而提高接合部的突出高度，但在该情况下，可知将产生接合部中的构件被拉伸从而该构件的板厚会变薄(例如，极板有可能被破坏)等的其他问题。
针对于此，本申请发明者发现：将接合部的外周的形状设为非圆形，特意使接合强度变得不均匀，从而虽然存在接合强度低的地方但也存在接合强度高的地方的结构，能够应对接合强度的不足。也就是说，在接合部的外周的形状为圆形的情况下，例如，在假设以接合强度为F1的均等的力接合的情况下，若使接合部的外周的形状为非圆形，则虽然存在接合强度比F1低的F2的地方，但也存在接合强度比F1高的F3的地方。因而，若对外周为圆形的接合部施加F1与F3之间的力则接合会解除，但是对外周为非圆形的接合部即便施加该力，接合也不会解除。由此，可以说外周为非圆形的接合部与外周为圆形的接合部相比整体上接合强度变强了。如此，蓄电元件10通过电极体400和正极集电体500的接合部20的外周具有非圆形的形状，从而能够在接合强度高的地方进行牢固的接合，因此能够谋求电极体400和正极集电体500的接合强度的提高。
此外，接合部20的外周具有非圆形的形状，从而也成为具有抑制电极体400和正极集电体500绕着接合部20相对旋转(抑制旋转转矩)的阻止旋转的功能的结构。
此外，在蓄电元件10中，接合部20的外周具有多个突起部21和连接该多个突起部21的凹陷部22，因此能够增大接合强度的强弱。也就是说，虽然凹陷部22的接合强度变低，但突起部21的接合强度变高，因此在突起部21中能够谋求电极体400和正极集电体500的接合强度的提高。
此外，在接合部20的外周形成突起部21，从而能够增加电极体400和正极集电体500的接触面积。因而，由于突起部21所引起的该接触面积的增加，也能够谋求电极体400和正极集电体500的接合强度的提高。此外，由于该接触面积的增加，也能够降低电极体400与正极集电体500之间的电阻值。
此外，突起部21是与凹陷部22相比电极体400以及正极集电体500的任一方(在本实施方式中为正极集电体500)朝向外侧突起得大的结构，因此该一方突起的部分陷入另一方。由此，在突起部21中，能够牢固地施加互锁，因此能够谋求电极体400和正极集电体500的接合强度的提高。也就是说，在凹陷部22中，不易施加互锁，不可谋求接合强度的提高，但由突起部21牢固地施加互锁。如此，取代在凹陷部22不施加互锁而由突起部21更牢固地施加互锁，从而能够谋求电极体400和正极集电体500的接合强度的提高。
此外，两个第一突起部21a、21b是沿着第一方向彼此相反(相反方向)地突起的部位，因此在接合部20的第一方向上的两侧配置有两个第一突起部21a、21b。因而，在接合部20的两侧，能够提高电极体400和正极集电体500的接合强度，因此能够平衡良好且牢固地接合电极体400和正极集电体500。
此外，两个第二突起部21c、21d是沿着第二方向彼此相反(相反方向)地突起的部位，因此在接合部20的第二方向上的两侧也配置有两个第二突起部21c、21d。因而，在接合部20的4角，能够提高电极体400和正极集电体500的接合强度，因此能够进一步平衡良好且牢固地接合电极体400和正极集电体500。
此外，若在接合部20使电极体400的层叠的极板的端部突出，则在该端部处极板呈台阶状地重叠配置，从而存在越是该端部侧则极板的层叠片数会越少的情况。在该情况下，极板的层叠片数朝向作为正极集电体500的腿部的电极连接部520的宽度方向变少，如果在该极板的层叠片数变少的地方接合，则接合强度会下降。与之相对，接合部20配置为第一方向以及第二方向与正极集电体500的电极连接部520的宽度方向交叉，因此能够跨越层叠片数少的地方和多的地方来配置突起部21。因而，能够抑制电极体400和正极集电体500的接合强度下降，从而谋求电极体400和正极集电体500的接合强度的提高。
此外，由于第一突起部21a、21b在第一方向上突起，第二突起部21c、21d在第二方向上突起，因此接合部20的外周存在具有在第一方向或者第二方向上长的形状的情况。在该情况下，在正极集电体500的电极连接部520形成接合部20时，如果第一方向或者第二方向变为与电极连接部520的宽度方向相同的方向，则需要加宽电极连接部520的宽度。因此，即便是接合部20的外周具有在第一方向或者第二方向上长的形状的情况，也配置为第一方向以及第二方向与电极连接部520的宽度方向交叉，因此即便电极连接部520的宽度窄，也能够形成接合部20。
另外，关于负极集电体600侧，也具有与正极集电体500侧同样的结构，因此能够起到同样的效果。
以上，对本发明的实施方式所涉及的蓄电元件10进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。也就是说，应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的范围不是由上述的说明来表示而是由权利要求书来表示，意图包含与权利要求书均等的意思以及范围内的所有变更。
例如，在上述实施方式中，接合部20的外周设为突出的部分从极板的层叠方向观察时具有X字形状。但是，接合部20的外周可以不是X字形状而具有+字形状。也就是说，也可图7所示的接合部20旋转45°，从而以第一方向以及第二方向朝向电极连接部520的宽度方向以及延伸设置方向(或者延伸设置方向以及宽度方向)的状态来配置。例如，接合部20的外周具有在第一方向或者第二方向上短的形状的情况下，通过将接合部20配置为该短的方向成为电极连接部520的宽度方向，从而即便电极连接部520的宽度窄，也能够形成接合部20。
此外，在X字形状、+字形状下，虽然接合部20的外周具有四个突起部21(以及四个凹陷部22)，但是接合部20具有的突起部21(以及凹陷部22)的数量没有特别限定。也就是说，接合部20可以具有三个以下、或者五个以上的突起部21。
此外，也可以取代接合部20而形成上述形状以外的非圆形的外周的接合部。图9A以及图9B是表示本实施方式的变形例所涉及的正极集电体500和电极体400的接合部20A、20B的外观的俯视图。如这些图所示，在图9A中，形成有两个圆相连的形状的外周的接合部20A。在该情况下，在两个圆的突出的部分形成有接合强度高的突起部23，在两个圆的边界的缩颈的部分形成有接合强度低的凹陷部24。此外，在图9B中，形成有椭圆形状(或者长圆形状)等的不具有凹陷部的外周的接合部20B。在该情况下，在长边方向的两端部分形成有接合强度高的突起部25，在短边方向的两端部分形成有接合强度低的端部26。如此使接合部的外周为长条的形状，从而能够缩窄电极连接部520的宽度。另外，该接合部的外周从极板的层叠方向观察时具有非圆形的形状即可，并不限定于上述实施方式及其变形例的形状。
此外，在上述实施方式中，设接合部20是正极集电体500朝向电极体400以及覆盖构件700突出的凹凸构造的接合部。但是，接合部20也可以设为是覆盖构件700以及电极体400朝向正极集电体500突出的凹凸构造的接合部。例如，在如覆盖构件700比正极集电体500厚那样的情况下，优选该结构。
此外，在上述实施方式中，设正极集电体500具有2条电极连接部520，在该2条电极连接部520各形成两个接合部20。但是，接合部20的个数未被限定，可以在电极连接部520形成几个接合部20。此外，电极连接部520的条数也未被限定，正极集电体500可以设为仅具有1条电极连接部520，也可以设为具有3条以上的电极连接部520。另外，在将电极连接部520设为1条的情况下，容易在电极连接部520的两侧配置模具31以及冲头32，因此能够容易地形成接合部20。
此外，在上述实施方式中，设电极体400是卷绕轴与盖体110平行的所谓的纵向卷绕的卷绕型电极体。但是，电极体400也可以是卷绕轴与盖体110垂直的所谓的横向卷绕的卷绕型电极体。此外，电极体400的形状不限于卷绕型，可以是层叠了平板状极板的堆叠型、将极板折叠成蜿蜒状的形状等。
此外，在上述实施方式中，设正极集电体500的电极连接部520和电极体400的正极集束部410相接合。但是，也可以设正极集电体500具有与电极连接部520连接的引线等导电构件，且正极集束部410与该导电构件接合。在该情况下，正极集束部410和该导电构件被接合从而形成接合部20。
此外，在上述实施方式中，设正极集电体500、电极体400和覆盖构件700相接合，但除这些以外的构件也可以一起接合。或者，也可以是不设置覆盖构件700，正极集电体500和电极体400被接合从而形成接合部20的结构。
此外，在上述实施方式中，设正极集电体500和电极体400仅在接合部20处相接合，但除了在接合部20的接合之外，还可以进行基于其他接合方法的接合。作为其他接合方法，例如可列举超声波焊接、电阻焊接、电弧焊接、或者照射激光、电子射束的焊接等。
此外，在上述实施方式中，设正极集电体500在两个电极连接部520的双方形成有接合部20，但也可以是仅在电极连接部520的任一方形成有接合部20的结构。此外，在蓄电元件10中，设在正极集电体500以及负极集电体600的双方形成有接合部，但也可以是仅在正极集电体500以及负极集电体600的任一方形成有接合部的结构。
此外，在上述实施方式中，作为在对正极集电体500和电极体400进行接合时使正极集电体500和电极体400塑性变形的例子，例示了打弯铆接接合。但是，并不限定于此，可以是基于与打弯铆接接合不同的方式的铆接的接合，也可以是利用了铆钉的接合等。
此外，将上述实施方式及其变形例中包含的构成要素任意组合而构筑的方式也包含在本发明的范围内。
此外，本发明不仅能够作为这种蓄电元件10来实现，还能够作为蓄电元件10具备的电极体400和正极集电体500(或者负极集电体600)的接合构造来实现。
产业上的可利用性
本发明能够应用于锂离子二次电池等蓄电元件等。

Claims (6)

1.一种蓄电元件，具备：电极体，具有层叠的极板；和集电体，与层叠的所述极板接合，其中，
所述电极体以及所述集电体具备以任一方朝向另一方突出的凹凸构造相互嵌合的接合部，
从所述接合部中的所述极板的层叠方向观察，所述接合部的外周具有非圆形的形状。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述接合部的外周具有多个突起部、和连接所述多个突起部的至少一个凹陷部。
3.根据权利要求2所述的蓄电元件，其中，
所述多个突起部的每个突起部与所述凹陷部相比，在与所述层叠方向平行的平面处的剖面中，所述一方朝向外侧突起的量大。
4.根据权利要求2或3所述的蓄电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述多个突起部包括沿着相对于所述层叠方向垂直的第一方向彼此相反地突起的两个第一突起部。
5.根据权利要求4所述的蓄电元件，其中，
从所述层叠方向观察，所述多个突起部还包括沿着相对于所述层叠方向垂直且与所述第一方向交叉的第二方向彼此相反地突起的两个第二突起部。
6.根据权利要求5所述的蓄电元件，其中，
所述集电体具有形成所述接合部的腿部，
所述接合部配置为所述第一方向以及所述第二方向与所述腿部的宽度方向交叉。
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