JP2013246878A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースを溶接する際の熱によってセパレータが破損することを抑制できる蓄電装置を提供すること。
【解決手段】セパレータ１８を間に挟んだ状態で正極シート２１及び負極シート３１が積層された電極体１９と、電極体１９及び電解質を収容するケース１３と、を備えたリチウムイオン二次電池１１であって、ケース１３は、底壁１４ａ及び当該底壁１４ａの周縁部から延出形成された側壁１４ｂを含み、一面に開口部を有する箱状であって電極体１９を収容する本体部材１４と、本体部材１４の開口部１４ｃを覆う蓋部材１７と、を含み、蓋部材１７は、主部１７ｄと蓋部材１７の周縁部に沿って主部１７ｄよりも板厚が薄い段部１７ｂとを備え、蓋部材１７の内側には、主部１７ｄ、段部１７ｂと本体部材１４とにより電極体１９側に開口する溝部４５が構成され、本体部材１４と蓋部材１７とは、段部１７ｂに沿って溶接される。
【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

従来から、蓄電装置の一種である二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などがよく知られている。例えばリチウムイオン二次電池は、シート状をなす電極（正極及び負極）を間にセパレータを挟んだ状態で積層又は捲回して電極体を形成するとともに、この電極体を、箱状の本体部材と蓋部材とからなるケースに収容した構成とされている（例えば特許文献１）。

特許文献１では、加工用のレーザ光を用いて本体部材と蓋部材とを溶接している。そして、蓋部材の上面（外側）において、本体部材と蓋部材との接合部の近傍に溝部を設けることにより、溶接の熱が蓋部材に逃げることを防止している。このため、溶接の熱が蓋部材の面に沿った方向へ伝達されることを抑制し、少ない出力のレーザ光による溶接を可能としている。

特開２００４−３９４４５号公報

ところで、特許文献１のように、本体部材と蓋部材とを溶接する場合には、溶接時の熱がケースに収容された電極体に伝達され、当該電極体を構成するセパレータが破損してしまう虞がある。このため、従来から、ケースを溶接する際の熱が電極体に伝達されることを抑制し、これによりセパレータが破損することを抑制することが期待されている。

この発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケースを溶接する際の熱によってセパレータが破損することを抑制できる蓄電装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、セパレータを間に挟んだ状態で正極及び負極が積層された電極体と、前記電極体及び電解質を収容するケースと、を備えた蓄電装置であって、前記ケースは、底壁及び当該底壁の周縁部から延出形成された側壁を含み、一面に開口部を有する箱状であって前記電極体を収容する本体部材と、前記本体部材の開口部を覆う蓋部材と、を含み、前記蓋部材は、主部と当該蓋部材の周縁部に沿って前記主部よりも板厚が薄い段部とを備え、前記蓋部材の内側には、前記主部、前記段部と前記本体部材とにより前記電極体側に開口する溝部が構成され、前記本体部材と前記蓋部材とは、前記段部に沿って溶接されることを要旨とする。

これによれば、蓋部材は、主部と、蓋部材の周縁部に沿って主部よりも板厚が薄い段部とを備え、蓋部材の内側には、主部と、段部と、本体部材とにより電極体側に開口する溝部が構成され、本体部材と蓋部材とは、段部に沿って溶接される。このため、蓋部材の内側には、本体部材と蓋部材とを溶接する溶接部に沿って溝部による空間が形成され、これにより蓋部材の内側のうち接合部に沿った領域において、蓋部材と電極体とを離間させることができる。したがって、ケースを溶接する際に、熱が蓋部材から電極体に伝達されることを抑制し、ケースを溶接する際の熱によってセパレータが破損することを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蓄電装置において、前記電極体は、前記蓋部材の内面と対向する対向面を有しており、前記溝部は、前記対向面の周縁部に対向していることを要旨とする。

これによれば、溝部は、蓋部材の内面と対向する電極体の対向面の周縁部に対向している。このため、電極体と蓋部材との間に溝部による空間を介在させ、蓋部材から電極体に熱が伝達されることをより確実に抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の蓄電装置において、前記蓋部材の内面と前記対向面とは、直接的に又は絶縁シートを介して間接的に接触していることを要旨とする。

これによれば、蓋部材の内面と電極体の対向面とは、直接的に又は絶縁シートを介して間接的に接触していることから、電極体と蓋部材との間における熱交換を促進できる。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の蓄電装置において、前記電極体の積層方向の端面が前記対向面であることを要旨とする。

これによれば、電極体の積層方向の端面が、蓋部材の内面に対向する対向面となる。このため、電極体を構成する正極及び負極の面に沿った方向の端面を蓋部材の内面に対向させる構成と比較して、正極及び負極の間に配設されるセパレータを蓋部材から離間させ、当該セパレータがケースを溶接する際の熱によって破損することをより抑制できる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記蓋部材と前記本体部材とは前記蓋部材の周縁部の全周にわたって溶接されており、前記溝部は、前記蓋部材の周縁部の全周にわたって形成されていることを要旨とする。

これによれば、蓋部材と本体部材とを蓋部材の周縁部の全周にわたって溶接することにより、より強固に接合することができる。そして、このような構成を採用する場合であっても、溝部は、蓋部材の周縁部の全周にわたって形成されていることから、熱が蓋部材から電極体に伝達されることを抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記溝部の幅は、前記蓋部材の前記溝部に隣接する主部の板厚と同じ寸法に形成されていることを要旨とする。

本体部材と蓋部材とを溶接する場合、蓋部材の外面の周縁部に対して付与される熱は、当該熱が付与される部位から、蓋部材の内側（電極体側）に向かって拡散しながら伝達される。本発明によれば、溝部の幅は、蓋部材の溝部に隣接する主部の板厚と同じ寸法に形成されていることから、上述のように拡散しながら伝達される熱が電極体に伝達されることを好適に抑制できる。さらに、溝部の幅を蓋部材の溝部に隣接する主部の板厚を超える寸法に形成する場合と比較して、電極体と蓋部材との間における熱交換が溝部（空間）によって妨げられることを抑制できる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記蓄電装置は二次電池であることを要旨とする。したがって、この発明の二次電池は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明の効果を有する。

本発明によれば、ケースを溶接する際の熱によってセパレータが破損することを抑制できる。

部分的に分解したリチウムイオン二次電池を模式的に示す斜視図。 背面から見た場合における部分的に分解したリチウムイオン二次電池を模式的に示す斜視図。 分解した電極体を模式的に示す斜視図。 図１に示す１−１線断面図。 別の実施形態における分解した電極体を模式的に示す斜視図。 別の実施形態におけるリチウムイオン二次電池を模式的に示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としてのリチウムイオン二次電池（以下、単に「二次電池」と示す）１１は、全体として扁平な略直方体状（直方体状）をなすケース１３を備えている。以下の説明では、矢印Ｙ１に示すケース１３の長手方向を左右方向と示し、矢印Ｙ２に示すケース１３の高さ方向を上下方向と示し、矢印Ｙ３に示すケース１３の短手方向を前後方向と示す。

ケース１３は、矩形の平坦な平板状をなす底壁１４ａと、当該底壁１４ａを囲う４つの各縁部（周縁部）からそれぞれ前方へ向かって直角に延出形成された４つの側壁１４ｂとからなり、全体として一面（一端）に開口部１４ｃを有する扁平な四角箱状（有底筒状）をなす本体部材１４を備えている。本体部材１４は、金属材料（例えばステンレスやアルミニウムなど）から形成されている。また、各側壁１４ｂにおける先端部の内側には、開口部１４ｃの全周にわたって階段状（段状）をなす段部１４ｄが形成されている。

また、側壁１４ｂのうち１つの側壁１４ｂ（本実施形態では上側に配置される側壁１４ｂ）には、当該側壁１４ｂを厚さ方向（上下方向）に貫通する略円柱状をなし、一端がケース１３の外側に突出する正極端子１５、及び負極端子１６が形成されている。本実施形態の正極端子１５及び負極端子１６は、金属材料からなるとともに、ケース１３（本体部材１４）からそれぞれ絶縁された状態で固定されている。本実施形態の二次電池１１では、外部端子となる正極端子１５及び負極端子１６を介して充電及び放電がなされる。

また、ケース１３は、本体部材１４に組み付けられ、本体部材１４の開口部１４ｃを覆って密閉する正面視で四角形の略平板状に形成された蓋部材１７を備えている。蓋部材１７は、金属材料（例えばステンレスやアルミニウムなど）から形成されている。

図２に示すように、蓋部材１７の内側には、当該蓋部材１７の周縁部の全周にわたって階段状の段部１７ｂが形成されている。そして、蓋部材１７の内側には、段部１７ｂに囲まれるように、主部１７ｄが本体部材１４側へ突出形成されている。本実施形態において、主部１７ｄの板厚は、例えば０．８ｍｍ〜４ｍｍ（本体部材１４の板厚の１倍〜５倍）であり、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ（本体部材１４の板厚の１．２５倍〜３．７５倍）とされている。

この主部１７ｄは、平坦な蓋部材１７の内面１７ａをなしている。主部１７ｄの上下方向の寸法（長さ）は、開口部１４ｃにおける上下方向の寸法（長さ）より小さく形成されているとともに、主部１７ｄの左右方向の寸法（長さ）は、開口部１４ｃにおける左右方向の寸法（長さ）より小さく形成されている。

図１に示すように、蓋部材１７は、当該蓋部材１７に形成された段部１７ｂと、側壁１４ｂに形成された段部１４ｄとを相互に嵌め合わせることにより、主部１７ｄを開口部１４ｃから本体部材１４へ挿入させた状態で本体部材１４に組み付けられている。そして、蓋部材１７と本体部材１４とは、蓋部材１７の周縁部の全周にわたってレーザ溶接によって溶接されて、段部１７ｂに沿った溶接部１７ｃを形成している。溶接部１７ｃは、正面視（底壁１４ａに垂直な方向から見て）において、開口部１４ｃの内周面と略一致する位置に設定されている。

また、本体部材１４と蓋部材１７との間には、直方体状の収容空間Ｓａが形成されている。このケース１３内に形成される収容空間Ｓａには、正極としての正極シート２１、負極としての負極シート３１、及びこれら正極シート２１と負極シート３１との間に介装されたセパレータ１８からなる電極体１９が収容されている。電極体１９では、それぞれ複数の正極シート２１及び負極シート３１が間にセパレータ１８を挟んだ状態で積層されている。また、電極体１９は、全体として上下方向及び左右方向に扁平な直方体状をなしている。

図３に示すように、正極シート２１は、矩形のシート状をなす正極金属箔２２を備えている。正極金属箔２２は、例えばアルミニウムからなる。正極金属箔２２の両表面（前面及び後面）には、正極金属箔２２の１辺となる上縁部２３から左右方向の全幅にわたって一定幅で設定された未塗工部としての非塗布領域２４ａを除き、その全面に正極活物質を含む活物質合剤が塗布され、正極活物質を含む正極活物質層２４（塗布領域２４ｂ）が形成されている。

また、正極シート２１は、正極金属箔２２の上縁部２３から上方へ向かって延出形成された四角形をなす正極リード部２５を備えている。本実施形態の正極リード部２５は、正極シート２１において正極金属箔２２と一体に形成されている。また、正極リード部２５は、上縁部２３における左右方向の左側に形成されている。そして、正極リード部２５の両表面には、正極活物質層２４が形成されておらず、正極リード部２５は、非塗布領域２４ａの一部を構成する。

また、負極シート３１は、矩形のシート状をなす負極金属箔３２を備えている。負極金属箔３２は、例えば銅からなる。負極金属箔３２の両表面（前面及び後面）には、負極金属箔３２の１辺となる上縁部３３から左右方向の全幅にわたって一定幅で設定された未塗工部としての非塗布領域３４ａを除き、その全面に負極活物質を含む活物質合剤が塗布され、負極活物質を含む負極活物質層３４（塗布領域３４ｂ）が形成されている。

また、負極シート３１は、負極金属箔３２の上縁部３３から上方へ向かって延出形成された四角形をなす負極リード部３５を備えている。本実施形態の負極リード部３５は、負極シート３１において負極金属箔３２と一体に形成されている。また、負極リード部３５は、上縁部３３における左右方向の右側に形成されている。そして、負極リード部３５の両表面には、負極活物質層３４が形成されておらず、負極リード部３５は、非塗布領域３４ａの一部を構成する。

また、セパレータ１８は、ポリプロピレンからなり、多孔質のシート状の基材層の両面に、ポリエチレンからなり、基材層よりも微細な空孔構造（細孔）を有する多孔質のシート状の細孔層を形成した３層構造である。セパレータ１８は、細孔層を構成する樹脂材料（ポリエチレン）の融点（例えば１３５℃〜１４０℃）に達すると、当該細孔層が溶融し、空孔構造が崩壊して細孔が塞がれる。これにより、正極シート２１と負極シート３１との間における電流（イオンの通過）が遮断される（所謂シャットダウン機能）。以下の説明では、セパレータ１８の細孔層を構成するポリエチレンの融点を特にシャットダウン温度と示す。

そして、電極体１９は、正極シート２１及び負極シート３１の間にセパレータ１８を挟んだ状態で、正極シート２１及び負極シート３１を前後方向（厚さ方向）に交互に積層して形成されている。本実施形態の電極体１９は、複数枚（例えば８０枚）の正極シート２１と、複数枚（例えば８１枚）の負極シート３１を積層して形成される。

また、電極体１９では、その積層方向の両端に負極シート３１が配置されている。なお正面視において、各正極シート２１の正極金属箔２２は、各負極シート３１の負極金属箔３２よりも小さく形成されているとともに、電極体１９における積層方向から見た場合において、各正極シート２１の塗布領域２４ｂは、負極シート３１の塗布領域３４ｂに内包されている。

本実施形態では、矢印Ｙ１に示す左右方向、及びＹ２に示す上下方向が正極シート２１、負極シート３１、及びセパレータ１８の面に沿った方向（積層方向に直角）となり、矢印Ｙ３に示す前後方向が電極体１９における正極シート２１、負極シート３１、及びセパレータ１８の積層方向となる。

そして、図１に示すように、電極体１９の上縁部において、左右方向の中央より左側には、正極リード部２５がセパレータ１８を介装させない状態で前記積層方向に積層された正極集電部（正極リード群）２８が形成されている。また、電極体１９の上縁部において左右方向の中央より右側には、負極リード部３５がセパレータ１８を介装させない状態で前記積層方向に積層された負極集電部（負極リード群）３８が形成されている。

また、図４に示すように、電極体１９は、絶縁シート（絶縁フィルム）からなる絶縁袋１３ａに覆われた状態で収容空間Ｓａ（本体部材１４）に収容されている。絶縁袋１３ａをなす絶縁シートは、セパレータ１８を形成する材料の融点より高い温度の融点、又は熱分解温度を有する材料から形成されている。

また、電極体１９は、当該電極体１９をなす正極シート２１及び負極シート３１の積層方向と、側壁１４ｂの延出方向とを一致させた状態でケース１３（本体部材１４）に収容されている。即ち電極体１９は、本体部材１４に対する電極体１９の挿入方向（開口部１４ｃから底壁１４ａへ向かう方向）と、電極体１９における積層方向とを一致させた状態で本体部材１４に収容されている。

そして、電極体１９は、当該電極体１９をなす正極シート２１及び負極シート３１の積層方向の端面（本実施形態では前面１９ａ）が蓋部材１７の内面１７ａに沿った状態でケース１３に収容されている。即ち、ケース１３内において電極体１９は、間に絶縁袋１３ａを挟んだ状態で、前面１９ａが蓋部材１７の内面１７ａに対向し、且つ後面１９ｂが底壁１４ａの内面１４ｅに対向した状態で配置されている。本実施形態では、電極体１９の前面１９ａが対向面となる。

また、電極体１９の前面１９ａ、絶縁袋１３ａ、及び蓋部材１７の内面１７ａは、相互に面接触している。また、電極体１９の後面１９ｂ、絶縁袋１３ａ、及び底壁１４ａの内面１４ｅは、相互に面接触している。即ち、電極体１９の前面１９ａと蓋部材１７の内面１７ａ、及び電極体１９の後面１９ｂと底壁１４ａの内面１４ｅは、絶縁袋１３ａを介して間接的に接触している。

そして、図１に示すように、正極集電部２８（正極リード部２５）は、四角形の平板状をなす集電部材としての正極集電端子４０の一端（先端）に対し、例えば抵抗溶接などにより接合され、電気的に接続されている。また、正極集電端子４０の他端（基端）は、正極端子１５においてケース１３の収容空間Ｓａに突出する他端（基端）側に連結され、電気的に接続されている。

負極集電部３８（負極リード部３５）は、四角形の平板状をなす集電部材としての負極集電端子４１の一端（先端）に対し、例えば抵抗溶接などにより接合され、電気的に接続されている。また、負極集電端子４１の他端（基端）は、負極端子１６においてケース１３の収容空間Ｓａに突出する他端（基端）側に連結され、電気的に接続されている。ケース１３（収容空間Ｓａ）内には、電解質（電解液）が充填されている。

そして、図４に示すように、蓋部材１７の内側には、段部１７ｂと主部１７ｄと本体部材１４に囲まれ、電極体１９側に開口する溝部４５が蓋部材１７と本体部材１４との溶接部１７ｃに沿って形成されている。本実施形態の溝部４５は、主部１７ｄよりも板厚が薄い段部１７ｂが各側壁１４ｂとの嵌合部より広い範囲に形成されることにより構成されている。溝部４５は電極体１９を収容する収容空間Ｓａと段部１７ｂとの間に空間Ｓｂを構成する。なお、段部１７ｂの板厚は、段部１７ｂに隣接する主部１７ｄの例えば２分の１である。

また、溝部４５は、開口部１４ｃの内周面（蓋部材１７の周縁部）から一定幅（蓋部材１７の面に沿った方向であって、蓋部材１７の周縁部と直交する方向）で形成されている。溝部４５の幅は、蓋部材１７における溝部４５の非形成領域となる主部１７ｄの板厚と同じ寸法に形成されている。この溝部４５の幅は、例えば０．８ｍｍ〜４ｍｍとされ、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍとされている。

ここで本実施形態において、本体部材１４と蓋部材１７とは、蓋部材１７の外面に対して直交する方向から、溶接部１７ｃに沿って加工用のレーザ光４６を照射することにより、蓋部材１７における溶接部１７ｃ及び側壁１４ｂにおける段部１４ｄを溶融させ、溶接されている。そして、溶接部１７ｃにレーザ光４６が照射されて発生した熱は、主にレーザ光４６の照射点（部位）から電極体１９側へ向かって、レーザ光４６の照射点を頂点とし、レーザ光４６の照射方向と直交する方向から見た場合に頂点の角度が９０°の円錐状をなすように蓋部材１７を伝達される（図中に破線で示す）。

前述のように、本実施形態の溝部４５は、その幅が蓋部材１７における主部１７ｄの板厚と同じ寸法に形成されている。このため、溝部４５の開口部（開口領域）は、蓋部材１７の内側において、溶接部１７ｃを通過し且つ蓋部材１７の外面と直交する軸線と、蓋部材１７の外面との交点から軸線に対して４５°の範囲における投影部（投影領域）に形成されていると言える。

そして、正面視において、電極体１９の前面１９ａにおける左右方向の両縁部は、蓋部材１７において左右方向の両縁部に形成された溝部４５の略中央にそれぞれ位置している。同様に、電極体１９の前面１９ａにおける下縁部は、蓋部材１７の下縁部に形成された溝部４５の略中央に位置している。即ち、本実施形態において、溝部４５は、電極体１９における前面１９ａの周縁部に対向させて形成されている。

次に、上記のように構成した二次電池１１の作用について説明する。
図４に示すように、本実施形態の二次電池１１は、収容空間Ｓａに電極体１９を収容し且つ蓋部材１７を本体部材１４に組み付けた状態において、蓋部材１７の外面に設定された溶接部１７ｃに沿って加工用のレーザ光４６を照射し、本体部材１４と蓋部材１７とを溶接して形成される。

このとき、レーザ光４６の照射によって溶接部１７ｃに生じた熱は、レーザ光４６の照射点から電極体１９側へ向かって蓋部材１７を伝達される（図中に破線で示す）。しかしながら、蓋部材１７の内側には、溶接部１７ｃに沿って溝部４５が形成されている。このため、蓋部材１７の内側には、溶接部１７ｃに沿って溝部４５による空間Ｓｂが形成され、これにより蓋部材１７の内側のうち溶接部１７ｃに沿った領域（溝部４５）において、蓋部材１７と電極体１９とを離間させることができる。このため、ケース１３を溶接する際に、熱が蓋部材１７から電極体１９に伝達されることを抑制できる。

前述のように、電極体１９を構成するセパレータ１８は、温度がシャットダウン温度に達すると、細孔層が溶融してシャットダウン機能が働くようになっている。仮に、ケース１３を溶接する際の熱が電極体１９に伝達され、電極体１９の温度が前記シャットダウン温度に達した場合には、セパレータ１８においてシャットダウンが発生し、二次電池１１としての内部抵抗が高くなってしまうという問題が発生する。

しかしながら、本実施形態では、ケース１３の溶接時における熱が電極体１９に伝達されることを抑制し、ケース１３の溶接時にセパレータ１８が溶融したり、当該セパレータ１８の溶融に伴ってシャットダウン機能が働いてしまうなど、セパレータ１８が破損してしまうことを好適に抑制できる。

また、蓋部材１７と本体部材１４とは、蓋部材１７の周縁部に沿って設定された溶接部１７ｃにおいて溶接されているとともに、溝部４５は、蓋部材１７の内面１７ａと対向する電極体１９の前面１９ａにおける周縁部に対向させて形成されている。このため、電極体１９と蓋部材１７との間に空間Ｓｂ（溝部４５）を介在させ、蓋部材１７から電極体１９に熱が伝達されることをより確実に抑制できる。

また、蓋部材１７の内面１７ａと、電極体１９の前面１９ａとは、絶縁袋１３ａを介して間接的に接触していることから、電極体１９と蓋部材１７との間において前面１９ａを介して行われる熱交換を促進できる。即ち、本実施形態では、電極体１９と蓋部材１７とを、相互に熱的に（熱交換可能に）連結できる。なお、本実施形態では、電極体１９と底壁１４ａについても絶縁袋１３ａを介して間接的に接触し、相互に熱的に（熱交換可能に）連結されている。

また、本実施形態では、電極体１９をなす正極シート２１及び負極シート３１の積層方向の端面（前面１９ａ）が、蓋部材１７の内面１７ａに対向している。このため、電極体１９の面に沿った方向（積層方向に直角）の端面を蓋部材１７の内面１７ａに対向させる構成と比較して、正極シート２１及び負極シート３１の間に配設されるセパレータ１８を溶接部１７ｃ（蓋部材１７）から離間させることができる。

また、本実施形態において、蓋部材１７と本体部材１４とは、蓋部材１７における周縁部の全周にわたって溶接されていることから、蓋部材１７と本体部材１４とをより強固に接合することができる。そして、このような構成を採用する場合であっても、溝部４５は、蓋部材１７の周縁部に沿って形成される溶接部１７ｃの全体にわたって形成されていることから、熱が蓋部材１７から電極体１９に伝達されることを抑制できる。

また、溝部４５の幅は、蓋部材１７のうち主部１７ｄの板厚と同じ寸法に形成されている。前述のように、レーザ光４６の照射によって発生した熱は、レーザ光４６の照射点（溶接部１７ｃ）から９０°の角度で拡散されつつ伝達される。これに対し、本実施形態では、溝部４５の幅を主部１７ｄの板厚と同じ寸法に形成することで、蓋部材１７における熱の伝達範囲の略全体にわたって溝部４５（空間Ｓｂ）を介在させている。したがって、ケース１３の溶接時に、熱が蓋部材１７から電極体１９に伝達されることを好適に抑制できる。

ここで、例えば溝部４５の幅を主部１７ｄの板厚を超える寸法に形成する場合には、ケース１３を溶接する際に、熱が蓋部材１７から電極体１９へ伝達されることをさらに抑制できると考えられる。しかしながら、このような構成を採用した場合には、二次電池１１の使用時において、二次電池１１を温度調節する際にも蓋部材１７と電極体１９との間における熱の移動を妨げ、二次電池１１を適切に温度調節できなくなる虞がある。

これに対して、本実施形態の溝部４５（空間Ｓｂ）は、蓋部材１７の内側において当該蓋部材１７の周縁部（開口部１４ｃの内周面）に沿った領域にのみ、主部１７ｄの板厚と同じ幅で形成されている。即ち、本実施形態では、レーザ光４６の照射による熱が伝達されやすい蓋部材１７の周縁部にのみ溝部４５（空間Ｓｂ）を形成している。このため、本実施形態では、ケース１３の溶接時における熱の伝達を抑制しながらも、二次電池１１としての使用時において、温度調節をする際の熱の移動を好適に行い得るようになっている。さらに、本実施形態の蓋部材１７では、溝部４５を除く主部１７ｄの全体において板厚が確保されることから、蓋部材１７の強度を好適に保つことができる。

そして、本実施形態の二次電池１１では、二次電池１１としてケース１３を溶接する際の熱によってセパレータ１８が破損することを抑制できる結果、当該セパレータ１８の破損に起因する電気容量の低下に伴って、充電サイクルが短くなることを抑制できる。また、二次電池１１として、温度調節を容易に行うことができることから、二次電池１１の動作に適した温度に温度調節することにより、二次電池１１の電気容量が低下することを好適に抑制することができる。

したがって、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）蓋部材１７と本体部材１４とが溶接されることによってケース１３が形成されるとともに、蓋部材１７の内側には、電極体１９側に開口する溝部４５が蓋部材１７と本体部材１４との溶接部１７ｃに沿って形成されている。このため、蓋部材１７の内側には、溶接部１７ｃに沿って溝部４５による空間Ｓｂが形成され、これにより蓋部材１７の内側のうち溶接部１７ｃに沿った領域において、蓋部材１７と電極体１９とを離間させることができる。したがって、ケース１３を溶接する際に、熱が蓋部材１７から電極体１９に伝達されることを抑制し、ケース１３を溶接する際の熱によってセパレータ１８が破損することを抑制できる。

（２）蓋部材１７と本体部材１４とは、蓋部材１７の周縁部（溶接部１７ｃ）に沿って溶接されているとともに、溝部４５は、蓋部材１７の内面１７ａと対向する電極体１９の前面１９ａにおける周縁部に対向させて形成されている。このため、電極体１９と蓋部材１７との間に溝部４５による空間Ｓｂを介在させ、熱が蓋部材１７から電極体１９に伝達されることをより確実に抑制できる。

（３）蓋部材１７の内面１７ａと、電極体１９の前面１９ａとは、絶縁袋１３ａを介して間接的に接触していることから、電極体１９と蓋部材１７との間における熱交換を促進できる。したがって、二次電池１１の温度調節をより容易に行うことができる。

（４）電極体１９の積層方向の端面（前面１９ａ）が、蓋部材１７の内面１７ａに対向している。このため、電極体１９の積層方向に直交する方向（正極シート２１及び負極シート３１の面に沿った方向）の端面が蓋部材１７の内面１７ａに対向する構成と比較して、正極シート２１及び負極シート３１の間に配設されるセパレータ１８を溶接部１７ｃ（蓋部材１７）から離間させ、当該セパレータ１８がケース１３を溶接する際の熱によって破損（溶融）することをより抑制できる。

（５）蓋部材１７と本体部材１４とを、蓋部材１７における周縁部（溶接部１７ｃ）の全周にわたって溶接することにより、より強固に接合することができる。そして、このような構成を採用する場合であっても、溝部４５は、蓋部材１７の周縁部に沿って形成される溶接部１７ｃの全周にわたって形成されていることから、蓋部材１７から熱が電極体１９に伝達されることを抑制することができる。

（６）溝部４５において蓋部材１７の周縁部と直交する方向の幅は、蓋部材１７における主部１７ｄの板厚と同じ寸法に形成されている。このため、レーザ光４６の照射点（溶接部１７ｃ）から、電極体１９側へ拡散しながら伝達される熱が電極体１９に伝達されることを好適に抑制できる。さらに、溝部４５の幅を蓋部材１７における主部１７ｄの板厚を超える寸法に形成する場合と比較して、電極体１９と蓋部材１７との間における熱交換が溝部４５（空間Ｓｂ）によって妨げられることを抑制できる。

（７）二次電池１１として、ケース１３を溶接する際の熱によってセパレータ１８が破損することを抑制できるとともに、電極体１９の温度調節を容易に行うことができる。
（８）二次電池１１としてケース１３を溶接する際の熱によってセパレータ１８が破損することを抑制できる結果、当該セパレータ１８の破損に起因する電気容量の低下に伴って、充電サイクルが短くなることを抑制できる。また、二次電池１１として、温度調節を容易に行うことができることから、二次電池１１の動作に適した温度に温度調節することにより二次電池１１の電気容量が低下することを好適に抑制することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図５に示すように、電極体１９は、正極シート２１、負極シート３１、及びセパレータ１８を帯状（長尺のシート状）に形成するとともに、これらを渦まき状に捲回し、正極シート２１及び負極シート３１が積層構造をなすように形成してもよい。この場合、正極シート２１の上縁部２３には、正極シート２１の長さ方向において所定間隔で正極リード部２５を延出形成する一方で、負極シート３１の上縁部３３には、負極シート３１の長さ方向において所定間隔で負極リード部３５を延出形成する。

そして、セパレータ１８、正極シート２１、及び負極シート３１を積層した状態で捲回することにより、電極体１９において上縁部の左側には、複数の正極リード部２５がセパレータ１８を間に挟まない状態で層状の構造をなす正極集電部２８が上方に向かって延出形成される。また、電極体１９において上縁部の右側には、複数の負極リード部３５がセパレータ１８を間に挟まない状態で層状の構造（層状）をなす負極集電部３８が形成される。

○ 図６に示すように、正極端子１５及び負極端子１６は、蓋部材１７に形成してもよい。この場合、本体部材１４は、上面に開口部１４ｃを有する有底筒状に形成する。また、電極体１９は、正極シート２１及び負極シート３１の面に沿った方向のうち、正極集電部２８（正極リード部２５）及び負極集電部３８（負極リード部３５）の延出方向（ここでは上下方向）と、側壁１４ｂの延出方向（ここでは上下方向）とを一致させた状態でケース１３に収容させる。そして、蓋部材１７の内側には、溶接部１７ｃに沿って溝部４５を形成するとよい。このように形成しても、ケース１３を溶接する際の熱が蓋部材１７から電極体１９へ伝達されることを抑制できる。なお、本別例では、電極体１９のうち、当該電極体１９を構成する正極シート２１及び負極シート３１の面に沿った方向における端面（ここでは上端面）が内面１７ａと対向する対向面となる。

○ 絶縁袋１３ａに代えて、シート状の絶縁シート（絶縁フィルム）を電極体１９と蓋部材１７との間、及び電極体１９と底壁１４ａとの間に介在させてもよい。また、絶縁袋１３ａを省略してもよい。この場合、電極体１９の前面１９ａと蓋部材１７の内面１７ａとを直接的に接触させ、熱的に連結するとよい。

○ 溝部４５は、蓋部材１７の内側において溶接部１７ｃに沿って形成されておれば断続的に形成されていてもよい。また、溝部４５は、電極体１９の前面１９ａに対向しない領域について省略してもよい。

○ 溝部４５は、本体部材１４における開口部１４ｃの内周面から離間させて形成されていてもよい。
○ 溝部４５の幅は、主部１７ｄの板厚より小さい寸法や大きい寸法に形成されていてもよい。即ち溝部４５は、溶接部１７ｃに沿って形成されておればよい。

○ 溶接部１７ｃは、蓋部材１７の周縁部に沿って設定されておればよく、正面視（底壁１４ａに垂直な方向から見て）において、開口部１４ｃの内周面に一致されていなくてもよい。

○ ケース１３（本体部材１４及び蓋部材１７）は、例えばアーク溶接などを用いて溶接してもよい。
○ 正極金属箔２２としたが、二次電池１１における電気容量（電池容量）の低下や電池作製時に影響しない程度の厚みのある薄板であってもよい。負極金属箔３２についても同様に変更できる。

○ 電極体１９を構成する正極シート２１、及び負極シート３１の枚数は適宜変更してもよい。
○ ケース１３（本体部材１４）の形状は、円柱状や、左右方向に扁平な楕円柱状に形成してもよい。

○ 本発明は、蓄電装置及び二次電池としてのニッケル水素二次電池や、蓄電装置としての電気二重層キャパシタとして具体化してもよい。

１１…リチウムイオン二次電池（二次電池、蓄電装置）、１３…ケース、１３ａ…絶縁袋（絶縁シート）、１４…本体部材、１４ａ…底壁、１４ｂ…側壁、１４ｃ…開口部、１７…蓋部材、１７ａ…内面、１７ｂ…段部、１７ｃ…溶接部、１７ｄ…主部、１８…セパレータ、１９…電極体、１９ａ…前面（対向面）、２１…正極シート（正極）、３１…負極シート（負極）、４５…溝部。

Claims (7)

1. セパレータを間に挟んだ状態で正極及び負極が積層された電極体と、前記電極体及び電解質を収容するケースと、を備えた蓄電装置であって、
   前記ケースは、底壁及び当該底壁の周縁部から延出形成された側壁を含み、一面に開口部を有する箱状であって前記電極体を収容する本体部材と、前記本体部材の開口部を覆う蓋部材と、を含み、
   前記蓋部材は、主部と当該蓋部材の周縁部に沿って前記主部よりも板厚が薄い段部とを備え、前記蓋部材の内側には、前記主部、前記段部と前記本体部材とにより前記電極体側に開口する溝部が構成され、前記本体部材と前記蓋部材とは、前記段部に沿って溶接されることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記電極体は、前記蓋部材の内面と対向する対向面を有しており、
   前記溝部は、前記対向面の周縁部に対向している請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記蓋部材の内面と前記対向面とは、直接的に又は絶縁シートを介して間接的に接触している請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記電極体の積層方向の端面が前記対向面である請求項２または３に記載の蓄電装置。
5. 前記蓋部材と前記本体部材とは前記蓋部材の周縁部の全周にわたって溶接されており、
   前記溝部は、前記蓋部材の周縁部の全周にわたって形成されている請求項２〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記溝部の幅は、前記蓋部材の前記溝部に隣接する主部の板厚板厚と同じ寸法に形成されている請求項２〜５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電装置は二次電池である請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電装置。