JP2015032465A

JP2015032465A - 蓄電素子

Info

Publication number: JP2015032465A
Application number: JP2013161440A
Authority: JP
Inventors: 好浩山本; Yoshihiro Yamamoto
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2015-02-16

Abstract

【課題】気密不良の原因が電極端子に対する加熱であるか否かを容易に判定できる蓄電素子を提供する。
【解決手段】容器１１０と、容器１１０内に収納される電極体１７０と、電極端子１３０と、電極端子１３０と電極体１７０とを電気的に接続する集電部材１６０と、容器１１０と電極端子１３０とを絶縁する外部絶縁封止材１２０とを備える蓄電素子１００であって、電極端子１３０は、容器１１０を貫通した状態で、外部絶縁封止材１２０を介して容器１１０を圧着することにより、容器１１０貫通している部分を密閉しており、容器１１０内側の部分において、所定温度以上になった場合に、不可逆的に変色または変形する示温ラベル１８０を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池その他の電池などの蓄電素子に関する。

複数の蓄電素子（単電池）を集合させて、隣接する単電池の電極端子を導電部材（バスバー）により接続するときに、電極端子とバスバーとを溶接で接合するニーズがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−１１００３９号公報

このときの溶接が適切でない場合には、単電池の容器の電極端子部分で気密不良が生じるおそれがある。そして、気密不良が生じた単電池を特定できても、気密不良の原因が溶接の加熱によるものであるか否かを判定することは難しい。気密不良の原因が溶接の加熱によるものであるか否かが分かれば、少なくとも溶接作業が原因の気密不良に対する対策を講じることができるため、気密不良の原因を特定することは非常に重要である。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、気密不良の原因が電極端子に対する加熱であるか否かを容易に判定できる蓄電素子を提供することにある。

上記目的を達成するために、容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、前記電極端子は、前記容器の外側に配置される端子本体と、前記端子本体から前記容器の内部に向けて延びる柱状の接続部と、前記接続部の前記容器内側の部分において、所定温度以上になった場合に、不可逆的に変色または変形する温度検出部材と、を有する。

これによれば、電極端子の容器内側の端部において、所定温度以上になった場合に、不可逆的に変色または変形する温度検出部材が設けられているため、電極端子に対して所定温度以上になるまでの熱が加えられたことを検出することができる。これにより、容器に気密不良を起こしている蓄電素子について、電極端子が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

また、前記所定温度は、前記絶縁部材が当該絶縁部材を構成する材料のガラス転移温度に達するときの、前記電極端子において前記温度検出部材が配置される位置での温度であってもよい。

これによれば、絶縁部材を構成する材料のガラス転移温度以上になった場合に、温度検出部材が不可逆的に変色または変形するため、容器の気密不良を起こしている蓄電素子について、電極端子が必要以上に加熱されることにより気密不良が起こったことをより確実に判定できる。

また、前記温度検出部材は、前記所定温度以上になった場合に、第一の色から第二の色に不可逆的に変色してもよい。

これによれば、温度検出部材が所定温度以上になった場合に、第一の色から第二の色に不可逆的に変色するため、気密不良が起こっている蓄電素子の電極端子の部分を分解して、温度検出部材を目視すれば、電極端子が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

また、前記温度検出部材は、前記所定温度以上になった場合に、第一の形から第二の形に不可逆的に変形してもよい。

これによれば、温度検出部材が所定温度以上になった場合に、第一の形から第二の形に不可逆的に変形するため、例えば、ＣＴスキャンなどを利用した非破壊検査で容器内部に配置されている温度検出部材の形が特定できれば、電極端子が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

また、前記電極端子は、かしめられることにより、前記容器内側の端部に形成される凹部を有し、前記温度検出部材は、前記凹部内に配置されていてもよい。

これによれば、温度検出部材は電極端子がかしめられることにより形成される凹部の内部に配置されているため、温度検出部材が容器内部の他の部材に干渉することを防ぐことができる。これにより、容器内部の容積を効率よく利用して、蓄電素子の各部品を収納させることができる。

本発明に係る蓄電素子によれば、気密不良の原因が電極端子に対する加熱であるか否かを容易に判定できる。

本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の外観を示す斜視図である。非水電解質二次電池の模式的な構成を示す分解斜視図である。図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。示温ラベルの平面図である。図４Ａの示温ラベルのＡ−Ａ断面図である。示温ラベルが所定温度以上になったときの変色部の色の変化を説明するための図である。変形例（１）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。変形例（２）において、２点示温ラベルが第一温度以上第二温度未満になったときと、第二温度以上になったときの第一変色部および第二変色部の色の変化を説明するための図である。変形例（３）において、温度変形部材が所定温度以上になったときの変形を説明するための図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、蓄電素子に関して以下の問題が生じることを見出した。

従来、複数の単電池を集合させて組電池を組立てるにあたって、隣接する単電池のボルトにより形成される電極端子間に板状のバスバーを配置し、ナットによりネジ止めしていた。

近年、このような組電池をＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）などの電気自動車の開発および実用化が進んでいる。これらの電気自動車に搭載される組電池には、１００セル前後の単電池が搭載される。このような大量の単電池を組電池化する場合、隣接する単電池の電極端子の接続（セル間接続）をネジ止めで行えば時間がかかり非効率である。このため、セル間接続をレーザー溶接によって行うことが求められている。

一方、単電池の電極端子（正極端子、負極端子）は、単電池の容器に、樹脂部材である絶縁封止材を介してかしめによって装着される。つまり、単電池の容器は、電極端子部分で密閉されている。このため、セル間接続の差異のレーザー溶接条件が適切でないと、電極端子に熱が加わりすぎ、絶縁封止材に過度な熱がかかることから、気密が不十分となるおそれがある。なお、適切でないレーザー溶接条件とは、例えば、本来一回のレーザー照射で端子間接続を完了すべきところを二回照射してしまう、照射時間を規定時間内とすべきところ規定時間を超えてレーザーを照射してしまう、等が考えられる。

ところで、単電池製造業者には、使用中に不具合が生じた組電池（単電池）が回収されてくる。このときに、回収された組電池（単電池）が不具合を起こした原因を知ることは単電池を改良するうえで極めて重要である。しかしながら、気密不良が生じた単電池を観察するだけでは、端子部分への過熱が原因であるか否かを特定することが困難であった。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい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数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、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、本発明の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、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の外観を示す斜視図である。図２は、非水電解質二次電池の模式的な構成を示す分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の蓄電素子１００は、容器１１０と、容器１１０内に収容される電極体１７０と、電極端子１３０と、電極端子１３０と電極体１７０とを電気的に接続する集電部材１６０と、容器１１０と電極端子１３０とを絶縁する絶縁部材としての外部絶縁封止材１２０と、容器１１０と集電部材１６０とを絶縁する内部絶縁封止材１５０とを備える。

容器１１０は、蓋部１１１と容器本体１１２とから構成される。蓋部１１１は、Ｙ軸方向（後述参照）に長い長尺板状の部材である。容器本体１１２は、矩形筒状の部材の一端に開口部１１４を有し、他端に底を有する部材である。なお、本実施の形態では、容器本体１１２と蓋部１１１との並び方向を上下方向（図１ではＺ軸方向）とし、正極端子と負極端子との並び方向を左右方向（図１ではＹ軸方向）とし、上下方向および左右方向に垂直な方向を前後方向（図１ではＸ軸方向）と定義する。

蓋部１１１は、長手方向の両端部に、電極端子１３０に貫通される貫通孔１１３が形成されている。なお、図１においては、正極側の貫通孔１１３のみを示し、負極側の貫通孔は後述する絶縁封止材の陰に隠れるため図示されない。

電極体１７０は、帯状の電極である正極と負極との間にセパレータが挟み込まれるように積層しつつ全体が長円筒形に捲回されて形成される。電極体１７０は、捲回軸方向がＹ軸方向に一致し、かつ、断面の長円形状の長軸がＺ軸方向に一致するような向きで容器１１０内に収納される。正極および負極は、捲回軸方向に互いに位置をずらして、捲回軸を中心に長円筒形に捲回されている。電極体１７０は、その両端において、正極および負極のそれぞれが所定の幅でセパレータから電極体１７０の捲回軸方向（Ｙ軸方向）外側に向けて突出している突出部１７１、１７２を有する。つまり、電極体１７０は、捲回軸方向の一端において正極がセパレータから突出している正極側の突出部１７１と、他端において負極がセパレータから突出している負極側の突出部１７２とを有する。更に、正極側の突出部１７１および負極側の突出部１７２は、活物質が形成されておらず、基材である金属箔が露出している。つまり、正極側の突出部１７１は、正極活物質層が形成されていない正極基材であるアルミニウム箔が露出しており、負極側の突出部１７２は、負極活物質層が形成されていない負極基材である銅箔が露出している。正極側の突出部１７１および負極側の突出部１７２には、正極側の集電部材１６０および負極側の集電部材１６４がそれぞれ電気的に接続される。

集電部材１６０の上側の端部は、電極体１７０の上側の表面と平行（つまり、Ｘ−Ｙ平面に平行）な板状の構成（後述する板部１６１）を有し、当該板状の構成には貫通孔１６２が形成されている。また、集電部材１６０は、電極体１７０の捲回軸方向の一端である正極側の突出部１７１において超音波溶接等により接続、固定される構成（後述する腕部１６３）を有する。なお、負極側の集電部材１６４も同様の構成を有し、銅または銅合金で形成される。正極側の集電部材１６０および負極側の集電部材１６４は、同じ構成であるため、以下では、正極側の集電部材１６０のみについて説明し、負極側の集電部材１６４の説明は省略する。

内部絶縁封止材１５０は、蓋部１１１と集電部材１６０との間に配置されることにより、容器１１０と集電部材１６０とを絶縁する絶縁部材である。つまり、内部絶縁封止材１５０は、容器１１０の内部に配置されて、集電部材１６０を介して電気的に接続されている電極体１７０から容器１１０を絶縁するための絶縁部材である。また、内部絶縁封止材１５０は、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３に対して電極端子１３０および外部絶縁封止材１２０とともに圧着されることにより、当該貫通孔１１３を密閉するための封止材（パッキン）としても機能する。内部絶縁封止材１５０は、合成樹脂（例えばＰＰＳ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ））等により構成され、絶縁性および弾性を備える。内部絶縁封止材１５０には、蓋部１１１の貫通孔１１３および集電部材１６０の貫通孔１６２とともに、後述する電極端子１３０の接続部１３２によって貫通される貫通孔１５１が形成されている。

外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０の端子本体１３１（後述参照）と蓋部１１１との間に配置されることにより、電極端子１３０と容器１１０とを絶縁する絶縁部材である。つまり、外部絶縁封止材１２０は、容器１１０の外部に配置されて、電極端子１３０および集電部材１６０を介して電気的に接続されている電極体１７０から容器１１０を絶縁するための絶縁部材である。また、外部絶縁封止材１２０は、端子本体１３１および容器１１０の蓋部１１１との間に渡って配置される部材であり、かつ、接続部１３２および容器１１０の蓋部１１１の貫通孔１１３が形成されている部分との間に渡って配置されている部材である。また、外部絶縁封止材１２０は、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３に対して電極端子１３０および内部絶縁封止材１５０とともに圧着されることにより、当該貫通孔１１３を密閉するための封止材（パッキン）としても機能する。外部絶縁封止材１２０は、蓋部１１１の上側に配置され、貫通孔１２４が形成される板状の板部１２１と、板部１２１の貫通孔１２４が形成される部分から連続して形成され、板部１２１の下方に延びる筒状の筒部１２３とを有する。つまり、外部絶縁封止材１２０は、筒部１２３と、筒部１２３の軸に交差する方向であって筒部１２３の外側の方向に向かって拡がる板部１２１とを有する。

外部絶縁封止材１２０は、内部絶縁封止材１５０と同様の合成樹脂（例えばＰＰＳ）製の部材である。外部絶縁封止材１２０に形成される貫通孔１２４は、蓋部１１１に形成される貫通孔１１３、内部絶縁封止材１５０に形成される貫通孔１５１および集電部材１６０に形成される貫通孔１６２とともに、後述する電極端子１３０の接続部１３２によって貫通される。

また、外部絶縁封止材１２０の筒部１２３は、蓋部１１１と対向する側（つまり板部１２１の下側）に形成されており、貫通孔１２４と筒部１２３の内縁とは一致している。また、筒部１２３は、貫通孔１１３、１５１に対応した外形を有し、貫通孔１１３、１５１に嵌り込むようになっている。したがって、筒部１２３は、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３と電極端子１３０の接続部１３２との間に挟み込まれる。つまり、外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０の端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間に挟み込まれ、かつ、電極端子１３０の接続部１３２と容器１１０の貫通孔１１３を形成する部分との間に挟み込まれることにより、電極端子１３０と容器１１０とを絶縁する。さらに、外部絶縁封止材１２０の板部１２１の上側には枠体１２２が形成されており、枠体１２２は板部１２１に形成される貫通孔１２４の外側に形成されている。

電極端子１３０は、容器１１０を貫通し、かつ、集電部材１６０に接続される柱状の接続部１３２と、接続部１３２の端部であって容器１１０の外側に配置される板状の端子本体１３１とを有する。なお、接続部１３２は、容器１１０の内方に向かって延びている。端子本体１３１は、その外縁の形状が枠体１２２の内縁の形状に対応した平面形状である。接続部１３２は、端子本体１３１と集電部材１６０とを電気的に接続するとともに、蓋部１１１と電極体１７０とを機械的に接合する役割を果たす。また、正極側に配置される電極端子１３０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成され、負極側に配置される電極端子は、銅または銅合金から構成される。

電極端子１３０は、具体的には、図示しない外部負荷（つまり、蓄電素子１００の電気エネルギーを消費する機器）の端子が端子本体１３１の表面に溶接固定されることにより、蓄電素子１００と外部負荷との電気的な接続を完成するための部材である。あるいは、電極端子１３０は、図示しない複数の蓄電素子１００を並べて配置した状態で、バスバーなどの導電部材により各電池の端子本体１３１が溶接固定されることにより、蓄電素子１００同士の電気的な接続を完成するための部材である。

なお、電極端子１３０は、端子本体１３１と接続部１３２とが鍛造、鋳造等によって同一の素材から構成されていてもよい。また、電極端子１３０は、端子本体１３１と接続部１３２とがそれぞれ独立しており、端子本体１３１と接続部１３２とを構成する２つの異種または同種材料の素材を一体成形することにより構成されていてもよい。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る非水電解質二次電池の電極端子周辺の構成をさらに詳細に説明する。なお、図３は、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。

図３に示すように、蓄電素子１００の電極端子１３０周辺の構成は、上から電極端子１３０、外部絶縁封止材１２０、蓋部１１１、内部絶縁封止材１５０、集電部材１６０の板部１６１の順に積層されている。外部絶縁封止材１２０は、板部１２１と、蓋部１１１と、内部絶縁封止材１５０とが重なり、かつ、筒部１２３が蓋部１１１に形成される貫通孔１１３および内部絶縁封止材１５０に形成される貫通孔１５１に貫通した状態で配置される。筒部１２３の端面は、内部絶縁封止材１５０の下面と同一面上にあり内部絶縁封止材１５０の下面とともに集電部材１６０の板部１６１の上面に接している。そして、外部絶縁封止材１２０の筒部１２３の内周の形状と、集電部材１６０の貫通孔１６２とは、同じサイズ、かつ、同じ形状である。また、筒部１２３と貫通孔１６２とは電極端子１３０の接続部１３２に貫通されている。つまり、接続部１３２の外周と、筒部１２３の内周、および、貫通孔１６２が形成される部分とは、互いに接触した状態となる。そして、電極端子１３０の接続部１３２は、外部絶縁封止材１２０の筒部１２３および集電部材１６０に形成される貫通孔１６２を貫通した状態で、その先端がかしめられ、かしめ端１３３が整形される。つまり、かしめ端１３３は、電極端子１３０において、接続部１３２の端子本体１３１とは反対側の端部がかしめられることにより形成され、筒部１２３の内径、集電部材１６０の貫通孔１６２の径よりも外径が大きい。

かしめ端１３３の外径は各貫通孔１２４、１１３、１５１、１６２の径より大きいため、外部絶縁封止材１２０、蓋部１１１、内部絶縁封止材１５０および集電部材１６０は電極端子１３０の端子本体１３１とかしめ端１３３とにより挟まれることで互いに圧着され、一体的に固定される。これにより、電極端子１３０は、外部絶縁封止材１２０と容器１１０の蓋部１１１とを圧着することにより、容器１１０の貫通孔１１３が形成される部分と電極端子１３０との間（つまり、電極端子１３０が容器１１０を貫通している部分）を外部絶縁封止材１２０および内部絶縁封止材１５０で密閉する。また、電極端子１３０は、接続部１３２およびかしめ端１３３が集電部材１６０により接しているため、蓋部１１１を貫通した状態で集電部材１６０と電気的に接続される。なお、接続部１３２の側面は外部絶縁封止材１２０の筒部１２３によって覆われているため、蓋部１１１と接続部１３２との間は絶縁状態が確保されている。

また、かしめ端１３３は、かしめられることにより形成された凹部１３３ａを有する。そして、電極端子１３０は、容器１１０内側の端部であるかしめ端１３３の凹部１３３ａにおいて、所定温度以上になった場合に、第一の色（例えば黄色）から第二の色（例えば黒色）に不可逆的に変色する温度検出部材としての示温ラベル１８０を有する。なお、ここでは、第一の色を黄色、第二の色を黒色としているが、第一の色および第二の色が目視することにより区別できればこれに限るものではない。

なお、ここで所定温度とは、容器１１０の電極端子１３０における部分において気密不良が発生しやすくなる温度である。所定温度は、具体的には、外部絶縁封止材１２０または内部絶縁封止材１５０を構成している樹脂材料のガラス転移温度を基準とした温度（ＰＰＳの場合には９０℃）であり、外部絶縁封止材１２０または内部絶縁封止材１５０が当該外部絶縁封止材１２０または内部絶縁封止材１５０を構成する材料であるＰＰＳのガラス転移温度に達するときの、電極端子１３０において示温ラベル１８０が配置される位置での温度である。なお、上記の電極端子１３０の構成は負極側の電極端子も同様である。つまり、負極側の電極端子にも、示温ラベル１８０が設けられている。

図４Ａは、示温ラベルの平面図である。図４Ｂは、図４Ａの示温ラベルのＡ−Ａ断面図である。図４Ｃは、示温ラベルが所定温度以上になったときの変色部の色の変化を説明するための図である。具体的には、図４Ｃの（ａ）は、所定温度以上に一度もなっていない示温ラベルを示す図であり、図４Ｃの（ｂ）は、所定温度以上に少なくとも一度なった示温ラベルを示す図である。

示温ラベル１８０は、図４Ａに示すように、合成樹脂（例えばポリイミド）製の板状部材１８１と、所定温度以上になった場合に黄色から黒色に変色する変色部１８２とにより構成される。板状部材１８１は、図４Ｂに示すように、三層のフィルム１８１ａ〜１８１ｃにより構成されており、三層のフィルム１８１ａ〜１８１ｃのうちの真ん中の層のフィルム１８１ｂに円形の開口部１８１ｂａが形成されており、開口部１８１ｂａが形成されることによりできた空間に変色部１８２が配置されている。示温ラベル１８０は、板状部材１８１が電解液に対して耐性があり、かつ、正極または負極電位で反応しないポリイミドにより構成されているため、蓄電素子１００への性能に影響を与えにくく、かつ、温度以外の条件で変色部１８２が変色しにくい。また、示温ラベル１８０は、かしめ端１３３の凹部１３３ａに対して、例えばアクリル系の接着剤により取り付けられている。

示温ラベル１８０は、図４Ｃの（ａ）に示すように、所定温度以上に未到達の場合には、変色部１８２が黄色（図４Ｃの（ａ）ではグレー）のままであり、所定温度以上に一度でもなれば図４Ｃの（ｂ）に示すように、変色部１８２が黄色から黒色に変色する。つまり、変色部１８２は、所定温度以上になった場合に、不可逆的に黄色から黒色に変色する。

以下の表１および表２は、電極端子１３０に対してレーザー溶接を行うことによる温度変化を電極端子１３０の接続部１３２の容器１１０内部における側面（以下、「測定位置」とする）で測定した結果を示す。具体的には、表１は、負極側の電極端子に対してレーザー溶接を異なる条件１〜７で行った場合の、測定位置で計測された温度の最大値と、気密性が破壊されているか否かとの関係を示している。また、表２は、正極側の電極端子に対してレーザー溶接を異なる条件１〜７で行った場合の、測定位置で計測された温度の最大値と、気密性が破壊されているか否かとの関係を示している。表１および表２では、容器の気密性が成立している場合には「○」と表記し、容器の気密性が破壊されている場合には「×」と表記している。なお、異なる条件とは、例えば、レーザー溶接の照射時間、照射距離、照射速度、出力などで定められた条件である。ここでは、電極端子の接続部の測定位置で計測された温度と気密性との関係を示せればよいため、各条件の詳細については省略する。また、表１での条件１〜７と表２での条件１〜７とは電極端子が正極であるか負極であるかの違いだけであり、他の溶接の条件は同じである。

表１および表２に示すように、外部絶縁封止材１２０または内部絶縁封止材１５０のガラス転移温度である８０〜９０℃を超えたときに気密性が破壊されていることが分かる。つまり、電極端子１３０の接続部１３２の容器１１０の内部において所定温度である９０℃以上になったことが分かれば、レーザー溶接が原因で気密性が破壊されたものと推測できることになる。

（特徴）
本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、電極端子１３０の容器１１０内側のかしめ端１３３において、所定温度以上になった場合に、不可逆的に変色する示温ラベル１８０が設けられているため、電極端子１３０に対して所定温度以上になるまでの熱が加えられたことを検出することができる。これにより、示温ラベルが変色しているか否かを目視すれば、容器１１０の気密不良を起こしている蓄電素子１００について、電極端子１３０が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、外部絶縁封止材１２０および内部絶縁封止材１５０を構成する材料のガラス転移温度以上になった場合に、示温ラベル１８０が不可逆的に変色するため、容器１１０の気密不良を起こしている蓄電素子１００について、電極端子１３０が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、示温ラベル１８０が所定温度以上になった場合に、黄色から黒色に不可逆的に変色するため、気密不良が起こっている蓄電素子１００の電極端子１３０の部分を分解して、示温ラベル１８０を目視することで、電極端子１３０が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、示温ラベル１８０は電極端子１３０がかしめられることにより形成される凹部１３３ａの内部に配置されているため、示温ラベル１８０が容器１１０内部の他の部材に干渉することを防ぐことができる。これにより、容器１１０内部の容積を効率よく利用して、蓄電素子１００の各部品を収納させることができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、示温ラベル１８０は、市販されている市販品を入手して適用することが可能であるため、蓄電素子１００の構成を容易に実現することができる。

（変形例）
（１）
上記実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、示温ラベル１８０が配置されるかしめ端１３３の凹部１３３ａは、上方に向かって円錐状であるが、これに限らない。例えば、図５に示すように、底面２３３ｂが平面である凹部２３３ａを有するかしめ端２３３が形成されるように電極端子２３０をかしめている蓄電素子２００としてもよい。つまり、電極端子２３０の容器１１０内側の部分は、表面が平面である平面部としての底面２３３ｂを有し、示温ラベル１８０は、底面２３３ｂに面接触している。このように、示温ラベル１８０は電極端子２３０と面接触しているため、電極端子２３０での温度変化をより正確に検出することができる。また、示温ラベル１８０は平板状の部材であり、電極端子２３０の容器１１０内側のかしめ端２３３の凹部２３３ａの底面２３３ｂは平面であるため、示温ラベル１８０を電極端子２３０に容易に面接触させることができる。なお、図５は、変形例（１）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。なお、図５では、電極端子２３０のかしめ端２３３の形状のみが異なり、他の構成は上記実施の形態に係る蓄電素子１００の構成と同じであるため、同一の符号を付しそのせつめいを省略する。

なお、示温ラベル１８０は、平面状の部材でなくてもよく、上記実施の形態に係る蓄電素子１００のかしめ端１３３の凹部１３３ａに面接触する形状としてもよい。また、凹部１３３ａの内部に示温ラベル１８０の変色部１８２を構成する材料を配置して例えばポリイミドで封止して構成してもよい。

また、示温ラベル１８０は、電極端子の容器内側の部分であれば、かしめ端の凹部の内部に配置されていなくてもよく、電極端子の他の部分であってもよい。なお、この場合、示温ラベル１８０は、電極端子に対して面接触していることが好ましい。

（２）
上記実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、示温ラベル１８０は、１つの所定温度を閾値としているが、２つ以上の温度を検出できるようにしてもよい。例えば、図６に示すように、示温ラベル１８０の代わりに２点示温ラベル２８０を採用してもよい。２点示温ラベル２８０は、第一温度（例えば８０℃）以上になった場合に、第一の色（例えば黄色）から第二の色（例えば黒色）に不可逆的に変色する第一変色部２８２と、第一温度よりも高い第二温度（例えば９０℃）以上になった場合に、第三の色（例えば黄色）から第四の色（例えば黒色）に不可逆的に変色する第二変色部２８３とを有する。また、２点示温ラベル２８０は、示温ラベル１８０の板状部材１８１と同様の構成の板状部材２８１を有する。なお、ここでは、第一の色および第三の色が同じ黄色であり、第二の色および第四の色が同じ黒色であるが、それぞれが別々の色であってもよい。

図６は、変形例（２）において、２点示温ラベルが第一温度以上第二温度未満になったときと、第二温度以上になったときの第一変色部および第二変色部の色の変化を説明するための図である。具体的には、図６の（ａ）は、第一温度以上に一度もなっていない２点示温ラベルを示す図であり、図６の（ｂ）は、第一温度以上第二温度未満に少なくとも一度なった２点示温ラベルを示す図であり、図６の（ｃ）は、第二温度以上に少なくとも一度なった２点示温ラベルを示す図である。なお、図６では、黄色をグレーで表示している。

２点示温ラベル２８０は、図６の（ａ）に示すように、第一温度以上に未到達の場合には、第一変色部２８２および第二変色部２８３がそれぞれ黄色のままである。そして、２点示温ラベル２８０は、第一温度以上第二温度未満の温度範囲に一度でもなれば図６の（ｂ）に示すように、第一変色部２８２のみが黄色から黒色に変色し、第二変色部２８３は黄色のままである。さらに、２点示温ラベル２８０は、第二温度以上に一度でもなれば図６の（ｃ）に示すように、第二変色部２８３が黄色から黒色に変色する。つまり、２点示温ラベル２８０は、第二温度以上に一度でもなれば、第一変色部２８２および第二変色部２８３の両方が黒色に変色していることになる。

これによれば、２点示温ラベルの第一変色部２８２が第一温度以上になった場合に、黄色から黒色に不可逆的に変色し、第二変色部２８３が第二温度以上になった場合に、黄色から黒色に不可逆的に変色するため、電極端子が達した温度の範囲を詳細に把握することができる。なお、もちろん、示温ラベルに３つ以上の変色部を設けることにより、電極端子１３０の容器１１０の内側における温度が到達した温度をより詳細に把握することができる。

なお、上記では、示温ラベルに複数の変色部を設けて、２つ以上の温度を検出しているが、これに限らずに、１つの変色部で２つ以上の温度を検出できるようにしてもよい。具体的には、温度検出部材は、第一温度以上になった場合に、第一の色（例えば黄色）から第二の色（例えば青色）に不可逆的に変色し、かつ、第一温度よりも高い第二温度以上になった場合に、第二の色から第三の色（例えば黒色）に不可逆的に変色するように構成してもよい。これにより、複数の変色部を設けなくても、温度上昇に応じて一つの変色部が複数の色に不可逆的に変色するようにすれば、複数の変色部を設ける場合と同様の効果を奏することができる。

（３）
上記実施の形態または変形例（１）、（２）に係る蓄電素子１００、２００によれば、温度検出部として所定温度以上になったときに変色する示温ラベル１８０、２８０を採用しているが、これに限らない。例えば、図７に示すような、所定温度以上になったときに変形する温度変形部材３８０を示温ラベル１８０、２８０の代わりに採用してもよい。なお、図７は、変形例（３）において、温度変形部材が所定温度以上になったときの変形を説明するための図である。具体的には、図７の（ａ）は、所定温度以上に一度もなっていない温度変形部材を示す図であり、図７の（ｂ）は、所定温度以上に少なくとも一度なった温度変形部材を示す図である。

温度変形部材３８０は、図７の（ａ）に示すように、所定温度以上に未到達の場合には、その幅が第一の幅Ｗ１のままであり、所定温度以上に一度でもなれば図７の（ｂ）に示すようにその幅が第二の幅Ｗ２に収縮する。つまり、温度変形部材３８０は、所定温度以上になった場合に、不可逆的に第一の幅Ｗ１から第二の幅Ｗ２に変形する。

なお、温度変形部材３８０のように所定温度以上になった場合にそのサイズが収縮することに限らずに、そのサイズが膨張するものを採用してもよいし、その外形が例えば多角形から円形に変わるものを採用してもよい。つまり、この場合の温度変形部材は、所定温度以上になった場合に、第一の形から第二の形に不可逆に変形すれば、その形態は問わない。

これによれば、温度検出部材が所定温度以上になった場合に、第一の形から第二の形に不可逆的に変形するため、例えば、ＣＴスキャンなどを利用して非破壊検査で容器内部に配置されている温度検出部材の形が特定できれば、電極端子が必要以上に加熱されることにより気密不良を起こしたか否かを判定することが容易にできる。

（４）
上記実施の形態または変形例（１）〜（３）に係る蓄電素子１００、２００によれば、特に言及していないが、温度検出部は、レーザーが照射されることにより発生した熱（つまり、レーザー溶接による熱）が要因で所定温度に達したことを精度良く検出できることが好ましい。

具体的には、示温ラベルを、接続部の容器内側の部分だけでなく、蓄電素子のそれ以外の部分に配置して、接続部の容器内側の部分に配置した示温ラベルと、それ以外の部分に配置した示温ラベルとを比較することが考えられる。これにより、両者の結果が同じであり、かつ、所定温度に達したことを示す結果となっていれば、蓄電素子が置かれている環境が所定温度に達したと判断できる。また、両者の結果が異なり接続部の容器内側の部分に配置した示温ラベルのみが所定温度に達したことを示していれば、蓄電素子が置かれている環境が所定温度に達したのではなく、局所的に電極端子が加熱された（つまり、レーザー溶接により電極端子が加熱された）ことが要因で所定温度に達したと判断できる。

また、温度検出部は、温度変化を検出できてもよい。つまり、所定の温度変化を超える温度変化を温度検出部が検出したことを検出できる温度検出部を採用してもよい。つまり、これにより、レーザーの照射による不適切な溶接が電極端子に対して行われたことを判断できる。

なお、実際には、レーザー溶接以外のことが原因で、電極端子の接続部の容器内側の部分が所定温度に達することはほとんど考えられないため、もちろん、上記の構成の蓄電素子１００、２００であっても示温ラベル１８０、２８０により所定温度に達したことが分かれば、レーザー溶接が原因であると十分に判断可能である。

本発明は、気密不良の原因が電極端子に対する加熱であるか否かを容易に判定できる蓄電素子などとして有用である。

１００、２００蓄電素子
１１０容器
１１１蓋部
１１２容器本体
１１３貫通孔
１１４開口部
１２０外部絶縁封止材
１２１板部
１２２枠体
１２３筒部
１２４貫通孔
１３０、２３０電極端子
１３１端子本体
１３２接続部
１３３、２３３かしめ端
１３３ａ、２３３ａ凹部
１５０内部絶縁封止材
１５１貫通孔
１６０、１６４集電部材
１６１板部
１６２貫通孔
１６３腕部
１７０電極体
１７１、１７２突出部
１８０示温ラベル
１８１板状部材
１８１ａ〜１８１ｃフィルム
１８１ｂａ開口部
１８２変色部
２３３ｂ底面
２８０２点示温ラベル
２８１板状部材
２８２第一変色部
２８３第二変色部
３８０温度変形部材
Ｗ１第一の幅
Ｗ２第二の幅

Claims

容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、
前記電極端子は、
前記容器の外側に配置される端子本体と、
前記端子本体から前記容器の内部に向けて延びる柱状の接続部と、
前記接続部の前記容器内側の部分において、所定温度以上になった場合に、不可逆的に変色または変形する温度検出部材と、を有する
蓄電素子。
前記所定温度は、前記絶縁部材が当該絶縁部材を構成する材料のガラス転移温度に達するときの、前記電極端子において前記温度検出部材が配置される位置での温度である
請求項１に記載の蓄電素子。
前記温度検出部材は、前記所定温度以上になった場合に、第一の色から第二の色に不可逆的に変色する
請求項１または２に記載の蓄電素子。
前記温度検出部材は、前記所定温度以上になった場合に、第一の形から第二の形に不可逆的に変形する
請求項１または２に記載の蓄電素子。
前記電極端子は、かしめられることにより、前記容器内側の端部に形成される凹部を有し、
前記温度検出部材は、前記凹部内に配置されている
請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電素子。