JP2016173902A

JP2016173902A - 蓄電素子

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Publication number: JP2016173902A
Application number: JP2015052440A
Authority: JP
Inventors: 良太道畑; Ryota Michihata
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: JP6554842B2

Abstract

【課題】容器の気密性の低下を抑制することができる蓄電素子を提供する。
【解決手段】蓄電素子１０であって、蓋体開口部１１２ｃを有する容器１００と、容器１００に沿って突出した突出部が形成されており蓋体開口部１１２ｃを貫通する接続部３００と、当該突出部と容器１００との間に配置されるとともに容器１００に接する封止部材とを備え、容器１００には凹部１１３が形成されており、接続部３００が蓋体開口部１１２ｃを貫通する方向から見て、凹部１１３は当該突出部の外縁部より内側に形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、容器と電極端子と集電体とを備え、容器に電極端子と集電体とが固定された蓄電素子に関する。

容器と電極端子と集電体とを備え、容器に電極端子と集電体とが固定された蓄電素子が広く知られている。このような蓄電素子においては、従来、容器と電極端子及び集電体との間にパッキンを配置して、容器に電極端子と集電体とを固定することで、容器の気密状態を保っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１６５６４３号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、経時的な使用などによって、容器と電極端子及び集電体との固定が緩み、容器とパッキンとの間に隙間が生じることで容器の気密性が低下する場合があるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、容器の気密性の低下を抑制することができる蓄電素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、孔を有する容器と、前記容器に沿って突出した突出部が形成されており、前記孔を貫通する接続部と、前記突出部と前記容器との間に配置されるとともに、前記容器に接する封止部材とを備え、前記容器には凹部が形成されており、前記接続部が前記孔を貫通する方向から見て、前記凹部は前記突出部の外縁部より内側に形成されている。

また、前記封止部材は、一部が前記凹部の内方に配置されていることにしてもよい。

また、前記突出部は、かしめによって形成されたかしめ部であることにしてもよい。

また、前記突出部は、一組のボルト及びナットから構成されていることにしてもよい。

また、前記凹部は、前記容器の外面に形成されていることにしてもよい。

本発明に係る蓄電素子によれば、封止部材が接続部に形成された突出部に押圧されて容器の凹部の位置で密着するため、容器の気密性の低下を抑制することができる。

本発明の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。本発明の実施の形態に係る蓄電素子の容器の容器本体を分離して蓄電素子が備える各構成要素を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る正極端子及び負極端子が正極集電体及び負極集電体とともに蓋体に固定される構成を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る蓄電素子の正極端子周りの構成を分解した場合の各構成要素を示す分解図である。本発明の実施の形態に係る正極端子が正極集電体とともに蓋体に固定された構成を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る蓋体に形成された凹部の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る蓋体に形成された凹部に第一封止部材が押圧される状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る蓄電素子が奏する効果を説明する図である。本発明の実施の形態の変形例１に係る正極端子が正極集電体とともに蓋体に固定された構成を示す断面図である。本発明の実施の形態の変形例２に係る正極端子が正極集電体とともに蓋体に固定された構成を示す断面図である。本発明の実施の形態の変形例３に係る正極端子が正極集電体とともに蓋体に固定された構成を示す断面図である。本発明の実施の形態の変形例４に係る正極端子が正極集電体とともに蓋体に固定された構成を示す断面図である。本発明の実施の形態の変形例５に係る第一封止部材の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、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及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、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。

（実施の形態）
まず、蓄電素子１０の構成について、説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００の容器本体１１１を分離して蓄電素子１０が備える各構成要素を示す斜視図である。

なお、これらの図では、Ｚ軸方向を上下方向として示しており、以下ではＺ軸方向を上下方向として説明する場合があるが、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるため、Ｚ軸方向は上下方向となることには限定されない。以降の図においても、同様である。

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、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。なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。

これらの図に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００及び負極端子２０１と、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と、接続部３００及び３０１と、電極体１４０とを備えている。

また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。なお、容器１００に封入される電解液としては、蓄電素子１０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。

容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１１と、容器本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。つまり、蓋体１１０は、容器１００上面に配置された壁部である。また、容器１００は、正極集電体１２０、負極集電体１３０及び電極体１４０等を内部に収容後、蓋体１１０と容器本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、蓋体１１０及び容器本体１１１の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

電極体１４０は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の金属箔である正極基材箔上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の金属箔である負極基材箔上に負極活物質層が形成されたものである。また、セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。

ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、また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または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。

なお、正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

また、負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−シリコン、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

そして、電極体１４０は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻き回されて形成され、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電気的に接続されている。なお、同図では、電極体１４０として断面が長円形状のものを示したが、円形状または楕円形状でもよい。また、電極体１４０の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した積層型であってもよい。

正極端子２００は、容器１００の外方に配置され、電極体１４０の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子２０１は、容器１００の外方に配置され、電極体１４０の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子２０１は、電極体１４０に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体１４０に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための導電性の電極端子である。

また、正極端子２００及び負極端子２０１は、電極体１４０の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。具体的には、正極端子２００は、接続部３００によって、正極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定される。また同様に、負極端子２０１は、接続部３０１によって、負極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される。なお、正極端子２００及び負極端子２０１が正極集電体１２０及び負極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される詳細な構成については、後述する。

正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、容器１００の内方、つまり、蓋体１１０の内表面（Ｚ軸方向マイナス側の面）に配置される。具体的には、正極集電体１２０は、電極体１４０の正極と容器本体１１１の側壁との間に配置され、正極端子２００と電極体１４０の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。負極集電体１３０は、電極体１４０の負極と容器本体１１１の側壁との間に配置され、負極端子２０１と電極体１４０の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。

なお、正極集電体１２０は、電極体１４０の正極基材箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。また、負極集電体１３０は、電極体１４０の負極基材箔と同様、銅または銅合金などで形成されている。

接続部３００は、正極端子２００と正極集電体１２０とを接続する部材であり、接続部３０１は、負極端子２０１と負極集電体１３０とを接続する部材である。具体的には、接続部３００は、正極端子２００と正極集電体１２０とを蓋体１１０に固定し、接続部３０１は、負極端子２０１と負極集電体１３０とを蓋体１１０に固定する。

また、接続部３００及び３０１は、金属などの導電性の部材で形成されている。なお、接続部３００は、正極集電体１２０及び電極体１４０の正極基材箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されているのが好ましく、接続部３０１は、負極集電体１３０及び電極体１４０の負極基材箔と同様、銅または銅合金などで形成されているのが好ましい。

次に、正極端子２００及び負極端子２０１が、接続部３００及び３０１によって、正極集電体１２０及び負極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される構成について、説明する。まず、当該構成の概要について説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係る正極端子２００及び負極端子２０１が正極集電体１２０及び負極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図２に示された蓄電素子１０を、ＩＩＩ−ＩＩＩ線を含むＸＺ平面に平行な面で切断した場合の、正極端子２００及び負極端子２０１周りの構成を示す断面図である。

同図に示すように、蓄電素子１０は、正極端子２００及び正極集電体１２０側において、さらに、第一封止部材４００と第二封止部材５００とを備えており、正極端子２００は、接続座２１０と接続ボルト２２０とを有している。同様に、蓄電素子１０は、負極端子２０１及び負極集電体１３０側において、さらに、第一封止部材４０１と第二封止部材５０１とを備えており、負極端子２０１は、接続座２０２と接続ボルト２０３とを有している。

また、正極集電体１２０は、正極端子２００と接続部３００を介して接続される平板状の端子側配置部１２１と、電極体１４０の一端と接合される長尺状の２本の脚である電極体接続部１２２とを有している。同様に、負極集電体１３０は、負極端子２０１と接続部３０１を介して接続される平板状の端子側配置部１３１と、電極体１４０の他端と接合される長尺状の２本の脚である電極体接続部１３２とを有している。

接続座２１０及び２０２は、容器１００の外方に配置される電極端子の本体部分である。つまり、接続座２１０は、正極端子２００の本体部分であり、蓋体１１０の上方（Ｚ軸方向プラス側）に配置される。また、接続座２０２は、負極端子２０１の本体部分であり、蓋体１１０の上方（Ｚ軸方向プラス側）に配置される。接続座２１０及び２０２は、金属（例えば、アルミニウム）などの導電性の部材で形成されている。

また、接続座２１０は、接続部３００によって、正極集電体１２０の端子側配置部１２１とともに、蓋体１１０に固定される。また、接続座２０２は、接続部３０１によって、負極集電体１３０の端子側配置部１３１とともに、蓋体１１０に固定される。

接続ボルト２２０及び２０３は、接続座２１０及び２０２から容器１００の外方に突出して配置されたボルト形状の部材であり、蓄電素子１０の電極端子間を繋ぐバスバー（図示せず）に接続される。接続ボルト２２０及び２０３は、金属（例えば、アルミニウムやステンレス）などの導電性の部材で形成されている。

第一封止部材４００及び４０１は、正極端子２００及び負極端子２０１と蓋体１１０との間に少なくともその一部が配置されるパッキンである。第一封止部材４００及び４０１は、蓋体１１０よりも剛性が低く、かつ、絶縁性の部材で形成されているのが好ましく、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂で形成されている。

第二封止部材５００及び５０１は、正極集電体１２０の端子側配置部１２１及び負極集電体１３０の端子側配置部１３１と蓋体１１０との間に少なくともその一部が配置されるパッキンである。第二封止部材５００及び５０１は、蓋体１１０よりも剛性が低く、かつ、絶縁性の部材で形成されているのが好ましく、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂で形成されている。

次に、正極端子２００及び負極端子２０１が、接続部３００及び３０１によって、正極集電体１２０及び負極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される構成の詳細について、説明する。なお、正極端子２００側の構成と負極端子２０１側の構成とは、同様の構成を有するため、以下では正極端子２００側の構成についての説明を中心に行い、負極端子２０１側の構成についての説明は、省略または簡略化する。

まず、正極端子２００と正極集電体１２０とを蓋体１１０に固定する前の各構成要素の詳細について、説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の正極端子２００周りの構成を分解した場合の各構成要素を示す分解図である。具体的には、同図は、図３に示された正極端子２００周りの各構成要素を分離させた場合の断面図（組立前の各構成要素の図）である。

同図に示すように、正極端子２００の接続座２１０は、矩形状かつ平板状の部材であり、第一接続座開口部２１１及び第二接続座開口部２１２が形成されている。第一接続座開口部２１１は、後述の接続部３００の柱部３１０が挿入される断面が円形状の貫通孔であり、第二接続座開口部２１２は、後述の接続ボルト２２０の接続ボルト本体２２１が挿入される断面が円形状の貫通孔である。なお、第一接続座開口部２１１及び第二接続座開口部２１２の形状は、柱部３１０及び接続ボルト本体２２１の外形状に対応した形状であればよく、例えば断面が楕円形状や矩形状の貫通孔、または、半円形状や矩形状に切り欠いた切り欠きなどであってもかまわない。

接続ボルト２２０は、接続ボルト本体２２１と頭部２２２とを有している。接続ボルト本体２２１は、頭部２２２から上方（Ｚ軸方向プラス側）に突出した円柱形状の部位であり、外周にねじ山が形成されている。頭部２２２は、扁平の例えば八角柱形状を有している。

なお、接続座２１０と接続ボルト２２０とは、一体に形成されていてもよい。また、正極端子２００は、接続ボルト２２０を有することなく、接続座２１０のみを有している構成でもかまわない。この場合、接続座２１０には、第二接続座開口部２１２は形成されておらず、正極端子２００は、蓄電素子１０の電極端子間を繋ぐバスバーと、溶接によって接合される。

接続部３００は、上部及び下部（Ｚ軸方向プラス側及びマイナス側の部位）が中空のリベット（中空リベット）である。具体的には、接続部３００は、上部内方に空間３１１が形成され下部内方に空間３１２が形成された円柱形状の柱部３１０と、柱部３１０の略中央位置から外方に突出した扁平の例えば八角柱形状のフランジ部３２０とを有している。また、柱部３１０は、上部が第一接続座開口部２１１に挿入され、下部が、後述の筒状部開口部４２１と、蓋体開口部１１２ｃと、第二封止部材開口部５１０と、集電体開口部１２３とに挿入される。

第一封止部材４００は、矩形状かつ扁平形状の部材であり、平板状の板状部４１０と、板状部４１０から下方（Ｚ軸方向マイナス側）に突出した円筒状の筒状部４２０とを有している。

ここで、板状部４１０には、第一板状部凹部４１１と第二板状部凹部４１２とが形成されている。第一板状部凹部４１１には、接続部３００のフランジ部３２０が挿入され嵌合される。第二板状部凹部４１２には、接続ボルト２２０の頭部２２２が挿入され嵌合される。また、第一板状部凹部４１１及び第二板状部凹部４１２は、上面視で八角形状の凹部である。なお、第一板状部凹部４１１及び第二板状部凹部４１２の形状は、フランジ部３２０及び頭部２２２の外形状に対応した形状であればよく、八角形状には限定されない。

また、筒状部４２０には、筒状部開口部４２１が形成されている。筒状部開口部４２１には、接続部３００の柱部３１０が挿入される。また、筒状部開口部４２１は、断面が円形状の貫通孔である。なお、筒状部開口部４２１は、柱部３１０の外形状に対応した形状であればよく、例えば断面が楕円形状や矩形状などであってもかまわない。また、筒状部４２０は、蓋体開口部１１２ｃと、第二封止部材開口部５１０とに挿入される。

蓋体１１０は、外面１１２ａ（Ｚ軸方向プラス側の面）と内面１１２ｂ（Ｚ軸方向マイナス側の面）とを有する矩形状かつ平板状の部材であり、蓋体開口部１１２ｃが形成されている。蓋体開口部１１２ｃには、第一封止部材４００の筒状部４２０が挿入される。また、蓋体開口部１１２ｃは、断面が円形状の貫通孔である。なお、筒状部４２０の外形状と、蓋体開口部１１２ｃの断面形状とは、互いに対応した形状であればよく、特に限定されない。

また、蓋体１１０の外面１１２ａ及び内面１１２ｂのうち少なくとも一方に、蓋体開口部１１２ｃを囲む環状の凹部（後述の凹部１１３）が形成されている。この凹部１１３についての詳細な説明は、後述する。

第二封止部材５００は、矩形状かつ平板状の部材であり、第二封止部材開口部５１０と第二封止部材凹部５２０とが形成されている。第二封止部材開口部５１０には、第一封止部材４００の筒状部４２０が挿入される。第二封止部材凹部５２０には、正極集電体１２０の端子側配置部１２１が内方に配置される。また、第二封止部材開口部５１０は、断面が円形状の貫通孔である。第二封止部材凹部５２０は、矩形状の凹部である。なお、筒状部４２０の外形状と、第二封止部材開口部５１０の断面形状とは、互いに対応した形状であればよく、特に限定されない。

正極集電体１２０は、端子側配置部１２１に、集電体開口部１２３が形成されている。集電体開口部１２３には、接続部３００の柱部３１０が挿入される。集電体開口部１２３は、断面が円形状の貫通孔である。なお、集電体開口部１２３の形状は、柱部３１０の外形状に対応した形状であればよく、例えば断面が楕円形状や矩形状の貫通孔、または、半円形状や矩形状に切り欠いた切り欠きなどであってもかまわない。

次に、正極端子２００と正極集電体１２０とを蓋体１１０に固定した後の構成について、説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る正極端子２００が正極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定された構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図３に示された正極端子２００周りの構成を拡大して示す拡大断面図である。

また、図６は、本発明の実施の形態に係る蓋体１１０に形成された凹部１１３の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に示された正極端子２００周りの構成を、ＶＩ−ＶＩ線を含むＸＹ平面に平行な面（蓋体１１０の外面１１２ａを含む面）で切断した場合の構成を示す断面図である。

また、図７は、本発明の実施の形態に係る蓋体１１０に形成された凹部１１３に第一封止部材４００が押圧される状態を示す断面図である。具体的には、同図の（ａ）は、凹部１１３に第一封止部材４００が押圧される前の状態を示す断面図であり、同図の（ｂ）は、凹部１１３に第一封止部材４００が押圧された後の状態を示す断面図である。

まず、図５に示すように、第一封止部材４００において、板状部４１０は、正極端子２００の接続座２１０及び接続部３００のフランジ部３２０と、蓋体１１０との間に配置されている。また、板状部４１０は、蓋体１１０の外面１１２ａに接して配置されている。なお、板状部４１０は、接続座２１０及びフランジ部３２０のうちの少なくとも一方と、蓋体１１０との間に配置されていればよい。

また、筒状部４２０は、蓋体１１０及び第二封止部材５００を貫通し、かつ、接続部３００の周囲に配置されている。また、第二封止部材５００は、正極集電体１２０の端子側配置部１２１と蓋体１１０との間に配置されている。また、第二封止部材５００は、蓋体１１０の内面１１２ｂに接して配置されている。

接続部３００は、柱部３１０が、接続座２１０と、蓋体１１０と、第一封止部材４００と、第二封止部材５００と、正極集電体１２０の端子側配置部１２１とを貫通して配置されている。また、接続部３００は、接続座２１０と正極集電体１２０の端子側配置部１２１との間に、蓋体１１０を挟んで第一封止部材４００と第二封止部材５００とを配置して、接続座２１０と端子側配置部１２１とを挟み込むことで、接続座２１０と正極集電体１２０とを蓋体１１０に固定している。

つまり、接続座２１０と端子側配置部１２１とは、第一封止部材４００と蓋体１１０と第二封止部材５００とを挟み込んだ状態で、接続部３００としてのリベットによりかしめられて、蓋体１１０に固定されている。この際、接続部３００は、上部と下部とがかしめられることで、柱部３１０の上部の空間３１１及び下部の空間３１２が外方に広げられ、また、柱部３１０の上端部及び下端部が外方に広がるように押圧されて、第一突出部３３０及び第二突出部３４０が形成されている。

つまり、第一突出部３３０及び第二突出部３４０は、かしめによって形成されたかしめ部であり、蓋体１１０を挟むように蓋体１１０に沿って突出して配置されている。具体的には、第一突出部３３０は、接続部３００の正極端子２００側（Ｚ軸方向プラス側）の端部、つまり、容器１００の外方かつ接続座２１０の上方に配置された、環状のかしめ部である。また、第二突出部３４０は、接続部３００の正極集電体１２０側（Ｚ軸方向マイナス側）の端部、つまり、容器１００の内方かつ端子側配置部１２１の下方に配置された、環状のかしめ部である。また、接続部３００の空間３１１は、Ｚ軸方向プラス側（第一突出部３３０側）の方が、Ｚ軸方向マイナス側よりも広がって形成されている。空間３１２は、Ｚ軸方向マイナス側（第二突出部３４０側）の方が、Ｚ軸方向プラス側よりも広がって形成されている。

この構成により、第一突出部３３０と蓋体１１０との間に、接続座２１０と第一封止部材４００とが配置され、第二突出部３４０と蓋体１１０との間に、正極集電体１２０の端子側配置部１２１と第二封止部材５００とが配置される。

また、図５及び図６に示すように、蓋体１１０の外面１１２ａ及び内面１１２ｂのうち少なくとも一方には、凹部１１３が形成されている。本実施の形態では、凹部１１３は、蓋体１１０の外面１１２ａに形成されている。

ここで、凹部１１３は、接続部３００を囲うように環状に形成された溝である。具体的には、凹部１１３は、接続部３００の柱部３１０と第一封止部材４００の筒状部４２０とを囲うように環状に形成されている。さらに具体的には、凹部１１３は、断面が幅１ｍｍ、深さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の大きさの円弧形状の溝が環状に連なって形成されている。なお、凹部１１３は、環状に形成されていればよいが、気密状態を均等に保つために、円環状に形成されるのが好ましい。

また、第一封止部材４００は、蓋体１１０の外面１１２ａ及び内面１１２ｂのうち凹部１１３が形成された面である外面１１２ａに接するとともに、凹部１１３と対向して配置されている。つまり、第一封止部材４００は、蓋体１１０の外面１１２ａのうち、凹部１１３が形成されている領域を含む面に当接するように配置されている。

また、凹部１１３は、接続部３００が蓋体１１０の蓋体開口部１１２ｃを貫通する方向（Ｚ軸方向）から見て、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の双方の外縁部よりも内側に配置されている。つまり、凹部１１３は、全ての部分が、第一突出部３３０の外縁部よりも内側、かつ、第二突出部３４０の外縁部よりも内側に配置されている。なお、凹部１１３は、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の双方の外縁部よりも内側に配置されていればよいが、気密状態を保つために、接続部３００の近くに形成されるのが好ましい。

ここで、第一突出部３３０の外縁部とは、第一突出部３３０をＺ軸方向から見た場合に、第一突出部３３０の最も外側の縁を結んだ線であり、凹部１１３は、全ての部分が、当該線で囲まれる領域内に配置されている。また、同様に、第二突出部３４０の外縁部とは、第二突出部３４０をＺ軸方向から見た場合に、第二突出部３４０の最も外側の縁を結んだ線であり、凹部１１３は、全ての部分が、当該線で囲まれる領域内に配置されている。言い換えれば、凹部１１３は、Ｚ軸方向から見て、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の双方が重なる領域内に配置されている。

また、凹部１１３は、柱部３１０の下部の空間３１２の周囲に配置されている。つまり、柱部３１０には、凹部１１３の位置まで達する深さの深い空間３１２が形成されている。ここで、空間３１２は、かしめられる際に、外方に広がるため、第一封止部材４００は、凹部１１３の位置においても柱部３１０から押圧され、気密性が向上する。

また、図５及び図７に示すように、第一封止部材４００は、一部が、凹部１１３の端縁において蓋体１１０と接するとともに、当該端縁に沿って凹部１１３の内方に配置されている。つまり、第一突出部３３０及び第二突出部３４０によって、蓋体１１０の外面１１２ａに形成された凹部１１３に第一封止部材４００の板状部４１０が押圧されることで、板状部４１０の一部４１３が凹部１１３内にくい込む。なお、図６では、説明の便宜のため、凹部１１３内にくい込んだ板状部４１０の一部４１３については、省略して図示している。

これにより、凹部１１３内に板状部４１０がくい込むが、この場合において、凹部１１３内の全てに板状部４１０がくい込む構成の他、図５に示すように、凹部１１３の内方に空隙１１４が形成される構成でもかまわない。このように、凹部１１３の内方に空隙１１４が形成されていれば、漏れ出してきた電解液を空隙１１４に溜めることができるため、外部に電解液が漏れ出すのを抑制することができるなどの効果がある。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、容器１００の蓋体１１０の凹部１１３が、接続部３００の２つの突出部（第一突出部３３０及び第二突出部３４０）の間に配置されている。このため、当該２つの突出部で蓋体１１０を挟み込んで正極端子２００と正極集電体１２０とを蓋体１１０に固定する際に、当該２つの突出部に押圧されて第一封止部材４００が蓋体１１０に凹部１１３の位置で密着する。これにより、接続部３００まわりの気密性を向上させることができる。

特に、第一封止部材４００が筒状部４２０を有し、かつ、凹部１１３が蓋体１１０の外面１１２ａに形成されている構成であるため、図８に示すように、凹部１１３に第一封止部材４００の板状部４１０がくい込むことで、複数の気密漏れパスをカバーすることができる。図８は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０が奏する効果を説明する図である。

つまり、同図に示すように、本実施の形態のように第一封止部材４００が筒状部４２０を有する構成においては、かしめによる押圧が緩んだ場合に、気密漏れパスＰ１及びＰ２の２ルートで気密漏れが発生する場合が多い。このため、凹部１１３を蓋体１１０の外面１１２ａに形成することで、当該２ルートでの気密漏れを抑制することができる。

このため、凹部１１３を蓋体１１０の内面１１２ｂに形成（この場合は、気密漏れパスＰ１のみをカバー）してもかまわないが、本実施の形態の構成においては、蓋体１１０の外面１１２ａに形成するのが好ましい。また、同様の理由により、本実施の形態では、接続部３００（リベット）に凹部を形成する（この場合は、当該２ルートでの気密漏れパスはいずれもカバーできない）よりも多くの気密漏れパスをカバーできているため、蓋体１１０に凹部１１３を形成する方が効果が高い。

なお、蓋体１１０に、凹部ではなくて凸部が形成されている場合には、第一封止部材４００の凸部への押圧力が小さいと、第一封止部材４００が当該凸部に接触することで、蓋体１１０の凸部の周りの面に接触できなくなり、気密状態を保てない虞がある。このため、蓋体１１０には凹部１１３を形成する方が効果が高い。

また、第一突出部３３０及び第二突出部３４０は、かしめによって形成されたかしめ部であるため、当該かしめによって、第一封止部材４００をより強く蓋体１１０の凹部１１３にくい込ませ、接続部３００まわりの気密性を向上させることができる。

また、接続部３００を囲うように環状に凹部１１３が形成されているため、接続部３００まわりの気密性をより向上させることができる。

また、第一封止部材４００の一部が、凹部１１３の端縁で蓋体１１０と接するとともに凹部１１３内に配置されているため、接続部３００まわりの気密性を向上させることができる。

また、凹部１１３は、蓋体１１０の外面１１２ａに形成されているため、凹部１１３の加工時に発生した例えば金属粉等の異物が凹部１１３またはその周辺に残っていても、当該異物が容器１００の内部に侵入するのを防ぐことができる。

なお、第一突出部３３０及び第二突出部３４０のいずれか一方は、かしめではなく、溶接などによって固定されていてもよい。つまり、本実施の形態では、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の少なくとも一方が、かしめによって形成されたかしめ部であればよい。なお、本実施の形態の他、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の双方がかしめ部ではない構成も、考えられる。この構成の詳細については、以下の変形例（変形例３、４）において詳述する。

（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。本変形例は、蓋体に、断面が矩形状の凹部が形成されている。図９は、本発明の実施の形態の変形例１に係る正極端子２００が正極集電体１２０とともに蓋体１１０ａに固定された構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に対応する図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有する蓋体１１０に代えて、蓋体１１０ａを有している。蓋体１１０ａは、上記実施の形態における蓋体１１０に形成された凹部１１３に代えて、凹部１１３ａが形成されている。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

凹部１１３ａは、蓋体１１０ａの外面１１２ａに、接続部３００を囲うように環状（円環状）に形成された断面が矩形状の溝である。また、凹部１１３ａは、上記実施の形態と同様に、接続部３００が蓋体１１０ａを貫通する方向（Ｚ軸方向）から見て、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の双方の外縁部よりも内側に配置されている。これにより、第一突出部３３０及び第二突出部３４０によって、蓋体１１０ａの凹部１１３ａに第一封止部材４００の板状部４１０が押圧されることで、板状部４１０の一部４１３が凹部１１３ａ内にくい込む。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、凹部１１３ａは断面が矩形状の溝であるため、上記実施の形態と比べて、第一封止部材４００の凹部１１３ａへのくい込みが緩みにくい構成となっている。これにより、接続部３００まわりの気密性をさらに向上させることができる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。本変形例は、第一封止部材ではなく第二封止部材が筒状部を有しており、凹部が蓋体の内面に形成されている。図１０は、本発明の実施の形態の変形例２に係る正極端子２００が正極集電体１２０とともに蓋体１１０ｂに固定された構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に対応する図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有する蓋体１１０、第一封止部材４００及び第二封止部材５００に代えて、蓋体１１０ｂ、第一封止部材４００ａ及び第二封止部材５００ａを有している。蓋体１１０ｂは、上記実施の形態における蓋体１１０の外面１１２ａに形成された凹部１１３に代えて、内面１１２ｂに形成された凹部１１３ｂを有している。第一封止部材４００ａは、上記実施の形態における第一封止部材４００が有する筒状部４２０を有しておらず、第二封止部材５００ａは、板状部５３０と筒状部５４０とを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

つまり、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０の第一封止部材４００及び第二封止部材５００の構成が逆、かつ、凹部１１３の位置が上下逆になったものである。

具体的には、蓋体１１０ｂの外面１１２ａ及び内面１１２ｂのうち少なくとも一方には、凹部１１３ｂが形成されている。本実施の形態では、凹部１１３ｂは、蓋体１１０ｂの内面１１２ｂに、接続部３００を囲うように環状に形成された溝である。また、凹部１１３ｂは、上記実施の形態と同様に、接続部３００が蓋体１１０ｂを貫通する方向（Ｚ軸方向）から見て、第一突出部３３０及び第二突出部３４０の双方の外縁部よりも内側に配置されている。

また、第二封止部材５００ａは、蓋体１１０ｂの外面１１２ａ及び内面１１２ｂのうち凹部１１３ｂが形成された面である内面１１２ｂに接するとともに、凹部１１３ｂと対向して配置されている。つまり、第二封止部材５００ａは、端子側配置部１２１と蓋体１１０ｂとの間であって蓋体１１０ｂの内面１１２ｂに接して配置される板状部５３０と、蓋体１１０ｂを貫通し接続部３００の周囲に配置される筒状部５４０とを有している。

これにより、第一突出部３３０及び第二突出部３４０によって、蓋体１１０ｂの内面１１２ｂに形成された凹部１１３ｂに第二封止部材５００ａの板状部５３０が押圧されることで、板状部５３０の一部５３１が凹部１１３ｂ内にくい込む。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、凹部１１３ｂは蓋体１１０ｂの内面１１２ｂに形成されているため、容器１００の内方で気密性を向上することができ、容器１００の外部へ電解液などが漏れ出すのを抑制することができる。

また、第二封止部材５００ａが筒状部５４０を有し、かつ、凹部１１３ｂが蓋体１１０ｂの内面１１２ｂに形成されている構成であるため、上記実施の形態と同様に、複数の気密漏れパスをカバーすることができる。つまり、本変形例において凹部１１３ｂを蓋体１１０ｂの外面１１２ａに形成してもかまわないが、上記実施の形態と同様に、本変形例の構成においては、蓋体１１０ｂの内面１１２ｂに凹部１１３ｂを形成する方が、多くの気密漏れパスをカバーできるため好ましい。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。本変形例では、接続部はかしめではなくボルト締めによって固定されている。図１１は、本発明の実施の形態の変形例３に係る正極端子２００が正極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定された構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に対応する図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有する接続部３００に代えて、接続部３００ａを有している。接続部３００ａは、上記実施の形態のように柱部３１０の上部に第一突出部３３０が形成されている構成に代えて、柱部３１０ａの上部に第一突出部３３０ａが形成されている。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

第一突出部３３０ａは、ボルト部３３１ａとナット部３３２ａとを有している。ボルト部３３１ａは、柱部３１０ａの上部に形成された雄ねじが切られたボルト部分であり、ナット部３３２ａは、ボルト部３３１ａが挿入される雌ねじが切られたナット部分である。ボルト部３３１ａは、第一接続座開口部２１１に挿入され、ナット部３３２ａによって締められている。

また、蓋体１１０の外面１１２ａに形成された凹部１１３は、接続部３００ａが蓋体１１０を貫通する方向（Ｚ軸方向）から見て、第一突出部３３０ａ（ナット部３３２ａ）及び第二突出部３４０の双方の外縁部よりも内側に配置されている。この構成により、第一突出部３３０ａ及び第二突出部３４０によって、凹部１１３に第一封止部材４００が押圧される。つまり、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における接続部３００の上部のかしめ部としての第一突出部３３０を、一組のボルト及びナットから構成された第一突出部３３０ａで実現したものである。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一突出部３３０ａが一組のボルト及びナットから構成されているため、第一突出部３３０ａにおける固定が緩んだ場合には、ナットを締め直すことで、当該緩みを改善することができる。また、当該ナットの緩み具合から、接続部３００の緩み具合を検知することもできる。

なお、ナット部３３２ａと接続座２１０との間に、スプリングワッシャが設けられていてもよい。これにより、ナット部３３２ａによる締め付け力を維持し、接続部３００まわりの気密状態を保つことができる。

また、第一突出部３３０ａではなく、第二突出部３４０の方が、一組のボルト及びナットで構成されていてもよい。さらに、第一突出部３３０ａ及び第二突出部３４０の双方が、一組のボルト及びナットで構成されていてもよい。すなわち、第一突出部３３０ａ及び第二突出部３４０の少なくとも一方が、一組のボルト及びナットから構成されていればよい。

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、説明する。本変形例では、接続部の上部が電極端子と一体に形成されている。図１２は、本発明の実施の形態の変形例４に係る正極端子２００ａが正極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定された構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に対応する図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有する正極端子２００及び接続部３００に代えて、正極端子２００ａ及び接続部３００ｂを有している。ここで、正極端子２００ａと接続部３００ｂとは、一体に形成されている。つまり、正極端子２００ａが有する接続座２１０ａと接続部３００ｂが有する柱部３１０ｂとが一体に形成されることで、正極端子２００ａと接続部３００ｂとが一体化されている。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

ここで、接続座２１０ａは、上記実施の形態と同様、矩形状かつ平板状の部材である。また、柱部３１０ｂは、略中央部分が接続座２１０ａと一体に形成されており、上部には中実の突起部分が形成され、下部には第二突出部３４０が形成されている。なお、柱部３１０ｂの上部の突起部分は、中実ではなく、中空であってもよい。

これにより、接続座２１０ａに含まれる柱部３１０ｂの周囲の部分は、第二突出部３４０とで蓋体１１０を挟むように蓋体１１０に沿って突出して配置された突出部であり、本変形例では、これを第一突出部３３０ｂとする。

つまり、蓋体１１０の外面１１２ａに形成された凹部１１３は、接続部３００ｂが蓋体１１０を貫通する方向（Ｚ軸方向）から見て、第一突出部３３０ｂ及び第二突出部３４０の双方の外縁部よりも内側に配置されている。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、正極端子２００ａと接続部３００ｂとが一体に形成されているため、部品点数を低減し、簡易に蓄電素子を製造することができる。

なお、正極端子２００ａは、上記実施の形態のような接続ボルト２２０を有していない構成でもかまわない。この場合、接続部３００ｂの上部の突起部分が、接続ボルト２２０の役割を担うように構成してもよい。

また、上記の変形例３のように、第二突出部３４０が、一組のボルト及びナットで構成されていてもよい。

また、正極端子２００ａと接続部３００ｂではなく、正極集電体１２０の端子側配置部１２１と接続部３００ｂとが一体化された構成でもよい。つまり、正極集電体１２０の端子側配置部１２１と接続部３００ｂの柱部３１０ｂとが一体に形成されてもよい。この場合、端子側配置部１２１に含まれる柱部３１０ｂの周囲の部分が、第一突出部とで蓋体１１０を挟むように蓋体１１０に沿って突出して配置された第二突出部となる。この構成においても、凹部１１３は、Ｚ軸方向から見て、第一突出部及び第二突出部の双方の外縁部よりも内側に配置されており、同様の効果を奏することができる。

（変形例５）
次に、上記実施の形態の変形例５について、説明する。本変形例では、第一封止部材に凸部が形成されており、蓋体１１０の凹部１１３に嵌合される。図１３は、本発明の実施の形態の変形例５に係る第一封止部材４００ｂの構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図７に対応する図である。

同図の（ａ）に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有する第一封止部材４００に代えて、第一封止部材４００ｂを有している。第一封止部材４００ｂは、上記実施の形態における第一封止部材４００が有する板状部４１０に代えて、板状部４１０ｂを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

板状部４１０ｂには、蓋体１１０の外面１１２ａに形成された凹部１１３に対向して配置され、凹部１１３に嵌合される凸部４１４が形成されている。凸部４１４は、凹部１１３の内方空間よりも大きく形成されている。つまり、凸部４１４は、突出部分の体積が、凹部１１３の内方空間の容積よりも大きくなるように形成されている。これにより、同図の（ｂ）に示すように、凸部４１４と凹部１１３とが嵌合した場合に、凹部１１３内には空隙は形成されず、第一封止部材４００ｂと蓋体１１０とが密着する。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例５に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一封止部材４００ｂに凸部４１４が形成されているため、第一封止部材４００ｂと蓋体１１０との密着性が向上し、接続部３００まわりの気密性を向上させることができる。

なお、凸部４１４は、凹部１１３の内方空間よりも小さく形成されており、凸部４１４と凹部１１３とが嵌合した場合に、凹部１１３内に空隙が形成される構成でもかまわない。

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例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及びその変形例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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、接続部が蓋体開口部を貫通する方向から見て、蓋体に形成された凹部は、第一突出部及び第二突出部の双方の外縁部よりも内側に形成されていることとした。しかし、上記の方向から見て、当該凹部は、第一突出部及び第二突出部のうちのいずれか一方の外縁部よりも内側に形成されていればよい。また、接続部に形成されたフランジ部３２０を上記の突出部としてもよい。つまり、上記の方向から見て、当該凹部は、フランジ部３２０の外縁部よりも内側に形成されている構成でもかまわない。このような場合でも、容器の気密性の低下を抑制することができるという効果を奏することができる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓋体に形成された凹部は、接続部の全周を囲うように環状に形成された溝であることとしたが、当該凹部は、接続部の全周ではなく、接続部の周囲に離散的に配置された溝であってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例１〜４では、蓋体に形成された凹部の内方に空隙が形成されることとしたが、当該空隙は形成されなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、凹部は、蓋体に形成されていることとしたが、構成によっては、容器本体１１１のいずれかの壁部に形成されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、接続部として用いられるリベットは、中空リベットであることとしたが、中実リベットであってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子は、１つの電極端子に対して１つの接続部（リベット）を備えていることとしたが、１つの電極端子に対して複数の接続部（リベット）を備えている構成でもかまわない。この場合、少なくとも１つの接続部に、上記の構成が採用されていればよいが、当該電極端子における気密性を向上させるために、全ての接続部に上記の構成が採用されるのが好ましい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子は、１つの電極体を備えていることとしたが、複数の電極体を備えている構成でもかまわない。

また、上記実施の形態及び上記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。例えば、上記の変形例２〜５に、変形例１の変形を適用してもよいし、変形例３〜５に、変形例２の変形を適用してもよいし、変形例３、４に、変形例５の変形を適用してもよい。

本発明は、容器の気密性の低下を抑制することができる蓄電素子を提供することができる。

１０蓄電素子
１００容器
１１０、１１０ａ、１１０ｂ蓋体
１１１容器本体
１１２ａ外面
１１２ｂ内面
１１２ｃ蓋体開口部
１１３、１１３ａ、１１３ｂ凹部
１１４空隙
１２０正極集電体
１２１、１３１端子側配置部
１２２、１３２電極体接続部
１２３集電体開口部
１３０負極集電体
１４０電極体
２００、２００ａ正極端子
２０１負極端子
２０２、２１０、２１０ａ接続座
２０３、２２０接続ボルト
２１１第一接続座開口部
２１２第二接続座開口部
２２１接続ボルト本体
２２２頭部
３００、３０１、３００ａ、３００ｂ接続部
３１０、３１０ａ、３１０ｂ柱部
３１１、３１２空間
３２０フランジ部
３３０、３３０ａ、３３０ｂ第一突出部
３３１ａボルト部
３３２ａナット部
３４０第二突出部
４００、４０１、４００ａ、４００ｂ第一封止部材
４１０、４１０ｂ、５３０板状部
４１１第一板状部凹部
４１２第二板状部凹部
４１４凸部
４２０、５４０筒状部
４２１筒状部開口部
５００、５０１、５００ａ第二封止部材
５１０第二封止部材開口部
５２０第二封止部材凹部

Claims

孔を有する容器と、
前記容器に沿って突出した突出部が形成されており、前記孔を貫通する接続部と、
前記突出部と前記容器との間に配置されるとともに、前記容器に接する封止部材とを備え、
前記容器には凹部が形成されており、
前記接続部が前記孔を貫通する方向から見て、前記凹部は前記突出部の外縁部より内側に形成されている、蓄電素子。
前記封止部材は、一部が前記凹部の内方に配置されている
請求項１に記載の蓄電素子。
前記突出部は、かしめによって形成されたかしめ部である
請求項１または２に記載の蓄電素子。
前記突出部は、一組のボルト及びナットから構成されている
請求項１または２に記載の蓄電素子。
前記凹部は、前記容器の外面に形成されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。