JP2017195031A - 蓄電素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】過充電を精度よく防止できる蓄電素子を提供する。【解決手段】ケース３の内部に配置される受圧部７を有し、受圧部７が所定値以上の圧力を受けたときに外部端子と電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構７を備え、外部端子４が配置された壁部３２の外面が上を向く第一姿勢及び壁部３２の外面が水平方向を向く第二姿勢において、ケース３の内部に溜まっている電解液が活物質層と接すると共に、受圧部７が溜まっている電解液より上方に位置する蓄電素子。【選択図】図１１
Description
本発明は、外部端子と電極体との間を繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構を備えた蓄電素子に関する。
従来から、過充電等によって電池内圧が上昇したときに電流を遮断する電流遮断機構を備えた電池が知られている（特許文献１参照）。この電池の具体的構成は、以下の通りである。
前記電池では、外装缶内に、渦巻電極体が収容されており、封口板により外装缶の開口が封口されている。また、封口板から電池の外方に突出した外部正極端子と外部負極端子とを備えている。電極体の一方端面から突出した正極集電板群には、集電タブ部材が接続されている。この正極集電板群は、電極体の一方端面から突出した複数の正極集電板を束ねたものである。図１４に示すように、外部正極端子１０１は、ガスケット１０２、絶縁部材１０４および封口体リード１０５を封口板１０３に嵌め付けている。外部正極端子１０１と封口体リード１０５は、電気的に接続されている。封口体リード１０５とダイアフラム１０６は、接続部分の気密を保つように接続されており、これによりダイアフラム１０６と外部正極端子１０１とが電気的に接続されている。ダイアフラム１０６の電池内側面の中央部分には、金属薄膜１０８の中央部分が電気的に接続されている。また、金属薄膜１０８の周辺部分は、ダイアフラム１０６の下方に位置する集電タブ部材１０９に設けられた貫通穴１０９ｃを覆うように取り付けられている。また、外部正極端子１０１には、圧力逃がし穴１０１ａが形成されている。
以上の電池では、電池内圧が通常時には、集電タブ部材１０９から金属薄膜１０８を経由してダイアフラム１０６に電流が流れる。一方、電池１００の過充電等によって電池内圧が上昇したときには、図１５に示すように、ダイアフラム１０６の中央部分が電池外方側に浮き上がり、これに接続された金属薄膜１０８が引きちぎられるように破断して、集電タブ部材１０９からダイアフラム１０６への電流が遮断される。これにより、電池１００の過充電時のそれ以上の充電が阻止される。
近年、多くの充放電が繰り返される電池の使用状況から、渦巻電極体が保持できる量以上の電解液が外装缶内に注液されている。この場合、電解液は、渦巻電極体の一部が漬かった状態で外装缶の底に溜まっている。この状態で、例えば、図１６に示すように、外部正極端子１０１と外部負極端子１１０とが突出した封口板１０３の面を横に向けた姿勢で電池１００が配置されると、電池内圧が加わるダイアフラム１０６（受圧部）が外装缶１１１内に溜まっている電解液（余剰電解液）に漬かった状態となる。
電解液等の液体は、気体より粘性が高く且つ非圧縮性である。このため、例えば、電池１００の充電時に過充電によって電池内圧が上昇したときに、ダイアフラム１０６が余剰電解液に漬かっていると、気体中にある場合よりも変位量が僅かとなるため、電流遮断機構１１２が有効に機能しない、又は、気体中にあるときより内圧が高くなるまで電流を遮断しない場合がある。しかも、電池１００において、渦巻電極体１１３が電解液に漬かった状態で過充電（電位が通常使用範囲を超えた状態）となったときにガスが発生し易いため、電池内圧が設定値になったときに精度よく電流が遮断されないと、電池内圧が前記設定値（電流遮断機構１１２のダイアフラム（受圧部）１０６が気体中に有る場合に電流が遮断される値）を大きく超える場合がある。
そこで、本実施形態は、過充電を精度よく防止できる蓄電素子を提供することを目的とする。
本実施形態の蓄電素子は、
電解液と、
活物質層を含む電極を有する電極体と、
前記電解液及び前記電極体を内部に収容するケースと、
前記ケースにおいて平面状に広がる壁部の外面に配置される外部端子と、
前記ケースの内部に配置される受圧部を有し、該受圧部が所定値以上の圧力を受けたときに前記外部端子と前記電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構と、を備え、
前記壁部の外面が上を向く第一姿勢及び前記壁部の外面が水平方向を向く第二姿勢において、前記ケースの内部に溜まっている電解液が前記活物質層と接すると共に、前記受圧部が前記溜まっている電解液より上方に位置する。
電解液と、
活物質層を含む電極を有する電極体と、
前記電解液及び前記電極体を内部に収容するケースと、
前記ケースにおいて平面状に広がる壁部の外面に配置される外部端子と、
前記ケースの内部に配置される受圧部を有し、該受圧部が所定値以上の圧力を受けたときに前記外部端子と前記電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構と、を備え、
前記壁部の外面が上を向く第一姿勢及び前記壁部の外面が水平方向を向く第二姿勢において、前記ケースの内部に溜まっている電解液が前記活物質層と接すると共に、前記受圧部が前記溜まっている電解液より上方に位置する。
かかる構成によれば、ケースが第一姿勢及び第二姿勢となるように蓄電素子が配置されていれば、活物質層が、電極体に保持されずにケース内に溜まっている電解液（余剰電解液）と接していても受圧部がケースの内部に溜まっている電解液より上方に位置するため、過充電時、即ち、ケースの内部圧力が設定値となったときに電流遮断機構が精度よく作動し、これにより、蓄電素子の過充電を精度よく防止することができる。
前記蓄電素子では、
過充電状態の前記電極体の前記活物質層と接することでガスを発生させる過充電防止剤であって前記電解液に添加される過充電防止剤を備えてもよい。
過充電状態の前記電極体の前記活物質層と接することでガスを発生させる過充電防止剤であって前記電解液に添加される過充電防止剤を備えてもよい。
かかる構成によれば、ケースの内部において過充電時により多くのガスが発生することで、過充電時にケースの内部圧力が十分に上昇するため、電流遮断機構がより精度よく作動し、これにより、蓄電素子の過充電をより精度よく防止することができる。尚、本願において、過充電状態とは、蓄電素子の電位が通常使用の範囲を超えた状態である。
また、前記蓄電素子では、
前記活物質層は、正極活物質層と、負極活物質層とを有し、
前記電極体は、前記正極活物質層を含む正極と、前記負極活物質層を含む負極とを有し、
一対の前記外部端子は、前記正極と導通する正極外部端子と、前記負極と導通する負極外部端子とを有し、
前記ケースが前記第一姿勢及び前記第二姿勢のときに、前記ケースの内部に溜まっている電解液は、前記正極活物質層と接してもよい。
前記活物質層は、正極活物質層と、負極活物質層とを有し、
前記電極体は、前記正極活物質層を含む正極と、前記負極活物質層を含む負極とを有し、
一対の前記外部端子は、前記正極と導通する正極外部端子と、前記負極と導通する負極外部端子とを有し、
前記ケースが前記第一姿勢及び前記第二姿勢のときに、前記ケースの内部に溜まっている電解液は、前記正極活物質層と接してもよい。
蓄電素子において、正極活物質層が電解液に接している状態で過充電となったときの方が、負極活物質層が電解液に接している状態で過充電となったときより、多量のガスが発生する。このため、上記構成によれば、第一姿勢及び第二姿勢において負極活物質層が電解液と接する場合に比べ、ケースの内部において、過充電時により多くのガスが発生する。これにより、電流遮断機構が過充電時により精度よく作動し、その結果、蓄電素子の過充電をより精度よく防止することができる。
この場合、
前記電流遮断機構は、前記正極外部端子と、前記電極体の前記正極との間を繋ぐ導通経路を遮断することが好ましい。
前記電流遮断機構は、前記正極外部端子と、前記電極体の前記正極との間を繋ぐ導通経路を遮断することが好ましい。
過充電時に電極体の正極側でガスが発生し易いため、正極に近い位置（正極外部端子と電極体の正極との間を繋ぐ導通経路）に電流遮断機構が配置されることで、過充電（詳しくは、過充電時に発生したガスによる内部圧力の上昇）に対する応答性がよくなり、その結果、蓄電素子の過充電をより精度よく防止することができる。
また、本実施形態の蓄電素子は、
電解液と、
活物質層を含む電極を有する電極体と、
前記電解液及び前記電極体を内部に収容するケースと、
前記ケースにおいて平面状に広がる壁部の外面に配置される外部端子と、
前記ケースの内部に配置される受圧部を有し、該受圧部が所定値以上の圧力を受けたときに前記外部端子と前記電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構と、を備え、
前記壁部の外面が上を向く第一姿勢、前記壁部の外面が水平方向を向く第二姿勢、及び、前記壁部の外面が前記第一姿勢において向く方向から前記第二姿勢において向く方向までの間の各方向を向く第三姿勢のいずれの姿勢においても、前記ケースの内部に溜まっている電解液が前記活物質層と接すると共に、前記受圧部が前記溜まっている電解液より上方に位置する。
電解液と、
活物質層を含む電極を有する電極体と、
前記電解液及び前記電極体を内部に収容するケースと、
前記ケースにおいて平面状に広がる壁部の外面に配置される外部端子と、
前記ケースの内部に配置される受圧部を有し、該受圧部が所定値以上の圧力を受けたときに前記外部端子と前記電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構と、を備え、
前記壁部の外面が上を向く第一姿勢、前記壁部の外面が水平方向を向く第二姿勢、及び、前記壁部の外面が前記第一姿勢において向く方向から前記第二姿勢において向く方向までの間の各方向を向く第三姿勢のいずれの姿勢においても、前記ケースの内部に溜まっている電解液が前記活物質層と接すると共に、前記受圧部が前記溜まっている電解液より上方に位置する。
ケースが第一姿勢、第二姿勢及び第三姿勢となるように蓄電素子が配置されていれば、活物質層が、電極体に保持されずにケースの内部に溜まっている電解液（余剰電解液）と接していても受圧部がケースの内部に溜まっている電解液より上方に位置するため、電流遮断機構が過充電時に精度よく作動し、これにより、蓄電素子の過充電を精度よく防止することができる。
以上より、本実施形態によれば、過充電を精度よく防止する蓄電素子を提供することができる。
以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図１〜図１２を参照しつつ説明する。蓄電素子には、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。
本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。
蓄電素子は、図１〜図４、及び図１０に示すように、電解液と、活物質層２３２、２４２を含む電極２３、２４を有する電極体２と、電解液及び電極体２を内部に収容するケース３と、ケース３において平面状に広がる壁部３２の外面に配置される外部端子４と、ケース３の内部圧力が所定値以上となったときに電極体２と外部端子４とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構７と、を備える。また、蓄電素子１は、電極体２と外部端子４とを導通させる集電体５と、電極体２とケース３との間を絶縁する絶縁部材６と、を備える。本実施形態の蓄電素子１は、ケース３と外部端子４とを絶縁する絶縁部材９も備える。本実施形態の蓄電素子１では、活物質層は、正極活物質層２３２と負極活物質層２４２とを有し、電極は、正極２３と負極２４とを有する。
電極体２は、巻芯２１と、正極２３と負極２４とが互いに絶縁された状態で積層された積層体２２であって、巻芯２１の周囲に巻回された積層体２２と、を備える（図３及び図４参照）。電極体２においてリチウムイオンが正極２３と負極２４との間を移動することにより、蓄電素子１が充放電する。
巻芯２１は、通常、絶縁材料によって形成される。本実施形態の巻芯２１は、筒状、より詳しくは、偏平な筒状である。この巻芯２１は、可撓性又は熱可塑性を有するシートを巻回することによって形成される。本実施形態の前記シートは、合成樹脂によって形成されている。
正極２３は、帯状の金属箔２３１と、金属箔２３１に重ねられる正極活物質層２３２と、を有する。この正極活物質層２３２は、金属箔２３１における幅方向（短手方向）の一方の端縁部（非被覆部）を露出させた状態で、該金属箔２３１に重ねられている。本実施形態の金属箔２３１は、例えば、アルミニウム箔である。
正極活物質層２３２は、正極活物質と、バインダーと、を有する。
前記正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、ＬｉａＭｅｂＯｃ（Ｍｅは、１又は２以上の遷移金属を表す）によって表される複合酸化物（ＬｉａＣｏｙＯ２、ＬｉａＮｉｘＯ２、ＬｉａＭｎｚＯ４、ＬｉａＮｉｘＣｏｙＭｎｚＯ２等）、ＬｉａＭｅｂ（ＸＯｃ）ｄ（Ｍｅは、１又は２以上の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖを表す）によって表されるポリアニオン化合物（ＬｉａＦｅｂＰＯ４、ＬｉａＭｎｂＰＯ４、ＬｉａＭｎｂＳｉＯ４、ＬｉａＣｏｂＰＯ４Ｆ等）である。本実施形態の正極活物質は、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２である。
正極活物質層２３２に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
正極活物質層２３２は、ケッチェンブラック（登録商標）、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の正極活物質層２３２は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。
負極２４は、帯状の金属箔２４１と、金属箔２４１に重ねられる負極活物質層２４２と、を有する。この負極活物質層２４２は、金属箔２４１における幅方向（短手方向）の他方（正極２３の金属箔２３１の非被覆部と反対側）の端縁部（非被覆部）を露出させた状態で、該金属箔２４１に重ねられている。本実施形態の金属箔２４１は、例えば、銅箔である。本実施形態の負極活物質層２４２の幅方向の寸法は、正極活物質層２３２の幅方向の寸法より大きい。
負極活物質層２４２は、負極活物質と、バインダーと、を有する。
前記負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素（Ｓｉ）及び錫（Ｓｎ）などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、難黒鉛化炭素である。
負極活物質層２４２に用いられるバインダーは、正極活物質層２３２に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
負極活物質層２４２は、ケッチェンブラック（登録商標）、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層２４２は、導電助剤を有していない。
本実施形態の電極体２では、以上のように構成される正極２３と負極２４とがセパレータ２５によって絶縁された状態で巻回される。即ち、本実施形態の電極体２では、正極２３、負極２４、及びセパレータ２５の積層体２２が巻回されている。
セパレータ２５は、絶縁性を有する部材であり、正極２３と負極２４との間に配置される。これにより、電極体２（詳しくは、積層体２２）において、正極２３と負極２４とが互いに絶縁される。また、セパレータ２５は、ケース３内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１の充放電時において、セパレータ２５を挟んで交互に積層される正極２３と負極２４との間を、リチウムイオンが移動可能となる。
このセパレータ２５は、帯状であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多穴質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ２５は、ＳｉＯ２粒子、Ａｌ２Ｏ３粒子、ベーマイト（アルミナ水和物）等の無機粒子を含んだ無機層を、多穴質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されている。本実施形態のセパレータ２５の基材は、例えば、ポリエチレンによって形成される。
セパレータ２５の幅方向（短手方向）の寸法は、負極活物質層２４２の幅より大きい。セパレータ２５は、正極活物質層２３２と負極活物質層２４２とが厚さ方向に重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極２３と負極２４との間に配置される。このとき、正極２３の非被覆部（金属箔２３１が露出した部位）と、負極２４の非被覆部（金属箔２４１が露出した部位）とは重なっていない。即ち、正極２３の非被覆部が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（積層方向と直交する方向）に突出し、且つ、負極２４の非被覆部が、正極２３と負極２４との重なる領域から幅方向（正極２３の非被覆部の突出方向と反対の方向）に突出する。このような状態で積層された正極２３、負極２４、及びセパレータ２５（即ち、積層体２２）が巻回されることによって、電極体２が形成される。また、本実施形態の電極体２では、正極２３の非被覆部又は負極２４の非被覆部のみが積層された部位によって、電極体２における非被覆積層部２６が構成される。
非被覆積層部２６は、電極体２における集電体５と導通される部位である。本実施形態の非被覆積層部２６は、巻回された正極２３、負極２４、及びセパレータ２５の巻回中心軸方向から見て、中空部２７（図２及び図４参照）を挟んで二つの部位（二分された非被覆積層部）２６１に区分けされる。
以上のように構成される非被覆積層部２６は、電極体２の各極に設けられる。即ち、正極２３の非被覆部のみが積層された非被覆積層部２６が電極体２における正極の非被覆積層部を構成し、負極２４の非被覆部のみが積層された非被覆積層部２６が電極体２における負極の非被覆積層部を構成する。
ケース３は、開口を有するケース本体３１と、ケース本体３１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板３２と、を有する。本実施形態のケース３では、外部端子４が配置されている平面状に広がる壁部は、蓋板３２である。ケース３は、電極体２、集電体５、及び電流遮断機構７等と共に、電解液を内部空間３３（図３及び図１０参照）に収容する。このため、ケース３は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース３は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成されている。
ケース３は、図１〜図３に示すように、ケース本体３１の開口周縁部３４と、蓋板３２の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。また、ケース３では、ケース本体３１と蓋板３２とによって内部空間３３が画定されている。本実施形態のケース３では、ケース本体３１の開口周縁部３４と蓋板３２の周縁部とが溶接によって接合されている。
ケース本体３１は、板状の閉塞部３１１と、閉塞部３１１の周縁に接続される筒状の胴部３１２と、を備える。
閉塞部３１１は、ケース本体３１が開口を上に向けた姿勢で配置されたときにケース本体３１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体３１の底壁となる）部位である。閉塞部３１１は、該閉塞部３１１の法線方向から見て、矩形状である。
以下では、閉塞部３１１の長辺方向をＸ軸方向とし、閉塞部３１１の短辺方向をＹ軸方向とし、閉塞部３１１の法線方向をＺ軸方向とする。これに伴い、各図面に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のそれぞれに対応する直交座標軸を補助的に図示する。
胴部３１２は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状を有する。胴部３１２は、閉塞部３１１の周縁における長辺から延びる一対の長壁部３１３と、閉塞部３１１の周縁における短辺から延びる一対の短壁部３１４と、を有する。即ち、一対の長壁部３１３は、Ｙ軸方向に間隔（詳しくは、閉塞部３１１の周縁における短辺に相当する間隔）を空けて対向し、一対の短壁部３１４は、Ｘ軸方向に間隔（詳しくは、閉塞部３１１の周縁における長辺に相当する間隔）を空けて対向する。短壁部３１４が一対の長壁部３１３の対応する端部同士（詳しくは、Ｙ軸方向に対向する端部同士）をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部３１２が形成される。
以上のように、ケース本体３１は、開口方向（Ｚ軸方向）における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有する。
蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板３２は、Ｚ軸方向から見て、ケース本体３１の開口周縁部３４に対応した輪郭形状を有する。即ち、蓋板３２は、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸方向に長い矩形状の板材である。この蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐように該ケース本体３１に当接する。より具体的には、蓋板３２が開口を塞ぐように、蓋板３２の周縁部がケース本体３１の開口周縁部３４に重ねられる。開口周縁部３４と蓋板３２とが重ねられた状態で、蓋板３２とケース本体３１との境界部が溶接される。これにより、ケース３が構成される。
蓋板３２は、ケース３内のガスを外部に排出可能なガス排出弁３２１を有する。ガス排出弁３２１は、ケース３の内部圧力が所定の圧力（ケース３の破裂等が起こらない所定の値：第一の閾値）まで上昇したときに、該ケース３内から外部にガスを排出する。本実施形態のガス排出弁３２１は、Ｘ軸方向における蓋板３２の中央部に設けられる。
具体的に、ガス排出弁３２１は、破断溝が形成された薄肉部を有する。ガス排出弁３２１は、ケース３の内部圧力（ガス圧）が第一の閾値以上になったときに薄肉部が破断溝から裂けることによって、ケース３の内部（内部空間３３）と外部（外部空間）とを連通させる。これにより、ガス排出弁３２１は、ケース３の内部のガスを外部へ排出する。このようにして、ガス排出弁３２１は、上昇したケース３の内部圧力を下げる。
蓋板３２には、ケース３の内部と外部とを連通させる一対の貫通穴３２２が設けられる。一対の貫通穴３２２のそれぞれは、ケース３の内部に収容された電極体２と、少なくとも一部がケース３の外部に配置された外部端子４とを導通させるのに用いられる。具体的に、一対の貫通穴３２２のそれぞれは、蓋板３２をＺ軸方向（厚さ方向）に貫通する。この一対の貫通穴３２２のそれぞれは、Ｘ軸方向における蓋板３２の両端部に設けられる。即ち、一対の貫通穴３２２は、蓋板３２においてＸ軸方向に間隔を空けて設けられる。貫通穴３２２には、外部端子４の軸部４２が挿通される（図２及び図３参照）。
外部端子４は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。本実施形態の蓄電素子１は、一対の外部端子４を備える。一方の外部端子４は、電極体２の正極２３と導通される正極外部端子４Ａであり、他方の外部端子４は、電極体２の負極２４と導通される負極外部端子４Ｂである。外部端子４は、導電性を有し且つ溶接性の高い金属材料によって形成される。例えば、正極外部端子４Ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成され、負極外部端子４Ｂは、銅又は銅合金等の銅系金属材料によって形成される。
具体的に、外部端子４は、図２、図３、図５〜図９に示すように、蓋板３２の外面に配置される頭部４１と、頭部４１から延びる軸部４２と、を有する。
頭部４１は、蓋板３２に沿って広がる板状の部位である。本実施形態の頭部４１は、矩形の板状である。
軸部４２は、頭部４１の蓋板３２側の面から蓋板３２の貫通穴３２２を通じてケース３の内側に向けて延びる。軸部４２は、蓋板３２に組み付けられる前は、軸部４２の先端から基部（頭部４１側）に向かって延びる非貫通状態の穴４２１を画定する筒状の部位であり（図９参照）、蓋板３２に組み付けられた後は、先端側の部位がかしめによって軸部４２の径方向の外側に押し広げられて鍔状（大径部４２３）になっている（図５及び図６参照）。即ち、組み付け後の軸部４２は、先端部に大径部４２３を含む。本実施形態の蓄電素子１では、頭部４１と大径部４２３とが、絶縁部材９（本実施形態の例では、内部絶縁部材９１及び外部絶縁部材９２）を蓋板３２とともにＺ軸方向に挟み込むことで、これら各部材９１、９２が蓋板３２に固定される。尚、正極外部端子４Ａでは、頭部４１と大径部４２３とが、絶縁部材９（内部絶縁部材９１及び外部絶縁部材９２）に加え電流遮断機構７の一部も蓋板３２とともにＺ軸方向に挟み込むため、電流遮断機構７も蓋板３２に固定されている（図６及び図７参照）。また、正極外部端子４Ａは、非貫通状態の穴４２１と外部とを連通させる接続穴４２２も有する。この接続穴４２２の具体的な配置位置は限定されず、バスバ等が外部端子４に溶接等によって接続された状態で非貫通状態の穴４２１と外部とが連通する配置であればよい。
絶縁部材９は、複数の絶縁部材を含む。本実施形態の例では、絶縁部材９は、ケース３の内部に配置される内部絶縁部材９１と、ケース３の外部に配置される外部絶縁部材９２と、を含む。
内部絶縁部材９１は、絶縁性を有し、蓋板３２と、集電体５又は電流遮断機構７とを絶縁する。この内部絶縁部材９１は、正極外部端子４Ａ側では、ケース３の内部において蓋板３２と電流遮断機構７との間に配置され、負極外部端子４Ｂ側では、ケース３の内部において蓋板３２と集電体５との間に配置される。本実施形態の内部絶縁部材９１は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。
具体的に、内部絶縁部材９１は、板状の部材である。本実施形態の内部絶縁部材９１は、蓋板３２の内面に沿って広がり且つＸ軸方向に長い矩形板状の基部９１１と、基部９１１の周縁からケース３の内側（蓋板３２と反対側）に向けて突出すると共に前記周縁に沿って延びる周壁部９１２と、を有する。この内部絶縁部材９１では、基部９１１と周壁部９１２とによって、集電体５の一部又は電流遮断機構７の一部が嵌り込む凹部９１３が形成されている。基部９１１は、蓋板３２の貫通穴３２２とＺ軸方向に重なる位置に、外部端子４の軸部４２が挿通される穴９１４を有する。
外部絶縁部材９２は、絶縁性を有し、蓋板３２と、外部端子４とを絶縁する。この外部絶縁部材９２は、蓋板３２と外部端子４との間に配置される。また、外部絶縁部材９２は、蓋板３２と外部端子４との間を封止（密閉）する。即ち、外部絶縁部材９２は、絶縁性と封止性とを有する。本実施形態の外部絶縁部材９２は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。
具体的に、外部絶縁部材９２は、蓋板３２の外面に沿って広がる基部９２１と、基部９２１の周縁からケース３の外側（蓋板３２と反対側）に向けて突出すると共に前記周縁に沿って延びる周壁部９２２と、基部９２１における周壁部９２２と反対側に接続される環状凸部９２３と、を有する。この外部絶縁部材９２では、基部９２１と周壁部９２２とによって、外部端子４の頭部４１が嵌り込む凹部９２４が形成されている。
環状凸部９２３は、基部９２１から蓋板３２の貫通穴３２２内に延びる筒状の部位である。環状凸部９２３の内周面と基部９２１の穴９１４を画定する内周面とは連接する。環状凸部９２３は、蓋板３２の貫通穴３２２に挿通される軸部４２と、蓋板３２の貫通穴３２２を画定する内周面との間に隙間なく嵌り込む。これにより、環状凸部９２３は、軸部４２と蓋板３２の貫通穴３２２を画定する内周面との間を絶縁する。また、環状凸部９２３は、軸部４２と蓋板３２の貫通穴３２２を画定する内周面との間を封止する。
電流遮断機構７は、図６〜図８に示すように、ケース３の内部に配置されるダイアフラム（受圧部）７１を有し、ダイアフラム７１が所定値以上の圧力を受けたときに外部端子４と電極体２とを繋ぐ導通経路を遮断する。本実施形態の電流遮断機構７は、正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３とを繋ぐ導通経路を遮断する。
具体的に、電流遮断機構７は、ダイアフラム７１と、ダイアフラム７１と正極外部端子４Ａとを導通させる遮断機構導通部７２と、遮断機構導通部７２と集電体５との間に配置されて遮断機構導通部７２と集電体５との間を絶縁する遮断機構絶縁部７３と、を有する。
遮断機構導通部７２は、金属等の導電性を有する部材によって形成されている。この遮断機構導通部７２は、蓋板３２に沿って広がる板状の第一基部７２１と、第一基部７２１の周縁から立ち上がる第一周壁部７２２と、第一周壁部７２２における第一基部７２１と反対側の端部から第一基部７２１と略平行に延びる第一フランジ部７２３と、を有する。本実施形態の第一基部７２１は、矩形板状であり、蓋板３２の貫通穴３２２と重なる位置に貫通穴７２４を有する。この第一基部７２１の貫通穴７２４の周縁部が、蓋板３２と絶縁部材９（内部絶縁部材９１及び外部絶縁部材９２）と共に、正極外部端子４Ａの頭部４１と大径部４２３とによってＺ軸方向に挟み込まれることで、遮断機構導通部７２と正極外部端子４Ａとが導通する。
遮断機構絶縁部７３は、樹脂等の絶縁性を有する部材によって構成されている。この遮断機構絶縁部７３は、第一基部７２１と略平行に広がる板状の第二基部７３１と、第二基部７３１の周縁から立ち上がる第二周壁部７３２と、第二周壁部７３２における第二基部７３１と反対側の端部から第二基部７３１と略平行に延びる第二フランジ部７３３と、を有する。第二基部７３１は、第一基部７２１と対応する矩形板状である。この第二基部７３１は、中央に第一貫通穴７３１１を有すると共に、第一貫通穴７３１１の周囲に一つ以上（本実施形態の例では複数）の第二貫通穴７３１２を有する。第二基部７３１の第一貫通穴７３１１には、集電体５の一部が挿入されている。また、第二フランジ部７３３は、第一フランジ部７２３との間にダイアフラム７１の周縁部を挟み込んだ状態で、第一フランジ部７２３と重なっている。このとき、第一フランジ部７２３とダイアフラム７１の周縁部とは、気密状態で密着（密接）し、且つ、第二フランジ部７３３とダイアフラム７１の周縁部とは、気密状態で密着（密接）している。
ダイアフラム７１は、金属製の薄板状の部材であり、周縁部を第一フランジ部７２３と第二フランジ部７３３とによって挟み込まれている。これにより、遮断機構導通部７２とダイアフラム７１とによって囲まれた空間（外部側空間７１１）と、遮断機構絶縁部７３とダイアフラム７１とによって囲まれた空間（内部側空間７１２）とが、ダイアフラム７１によって隔てられる。このとき、外部側空間７１１は、正極外部端子４Ａの非貫通状態の穴４２１と接続穴４２２とを通じて外部（蓄電素子１の外部）と連通し、内部側空間７１２は、第一貫通穴７３１１及び第二貫通穴７３１２を通じてケース３の内部空間３３と連通している。
薄板状のダイアフラム７１は、遮断機構絶縁部７３に向けて膨出しており、最も膨出している中央部７１３は、遮断機構絶縁部７３の第一貫通穴７３１１に挿入されている集電体５の部位（一部）と接触している（図６参照）。これにより、ダイアフラム７１は、集電体５と遮断機構導通部７２とを導通させる。即ち、集電体５からダイアフラム７１と遮断機構導通部７２とを経て正極外部端子４Ａに繋がる導通経路が形成されている。
このダイアフラム７１は、ケース３の内部圧力を第一貫通穴７３１１及び第二貫通穴７３１２を通じて受圧する。そして、ダイアフラム７１は、ケース３の内部圧力が第二の閾値（ガス排出弁３２１の作動圧である第一の閾値より低い値）以上になったときに、図７に示すように、中央部７１３が集電体５から離間して遮断機構導通部７２に向けて膨出した状態となる。これにより、集電体５と正極外部端子４Ａとを繋ぐ導通経路（即ち、正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３とを繋ぐ導通経路）が遮断される。
集電体５は、ケース３内に配置され、電極体２と導通可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体５は、図２及び図３に示すように、クリップ部材５０を介して電極体２と導通可能に接続される。即ち、蓄電素子１は、電極体２と集電体５とを導通可能に接続するクリップ部材５０を備える。このクリップ部材５０は、電極体２の非被覆積層部２６（詳しくは、二分された非被覆積層部２６１）において積層された正極２３又は負極２４を束ねるように挟む。これにより、クリップ部材５０は、非被覆積層部２６において積層される正極２３同士、又は負極２４同士を導通させる。本実施形態のクリップ部材５０は、板状の金属材料をＸ−Ｙ面（Ｘ軸とＹ軸とを含む面）に沿った断面がＵ字状となるように曲げ加工することによって形成される。本実施形態では、電極体２の正極２３の非被覆積層部２６に二つのクリップ部材５０が配置されると共に、負極２４の非被覆積層部２６に二つのクリップ部材５０が配置される。
集電体５は、導電性を有する部材によって構成され、ケース３の内面に沿って配置される。本実施形態の集電体５は、外部端子４とクリップ部材５０とを導通させる。具体的に、集電体５は、図５〜図８にも示すように、外部端子４と直接又は電流遮断機構７を介して間接に導通可能に接続される第一接続部５１と、電極体２と通電可能に接続される第二接続部５２と、第一接続部５１と第二接続部５２とを接続する屈曲部５３と、を有する。集電体５では、屈曲部５３がケース３内の蓋板３２と短壁部３１４との境界近傍に配置され、第一接続部５１が屈曲部５３から蓋板３２と略平行に延びると共に、第二接続部５２が屈曲部５３から短壁部３１４と略平行に延びる。即ち、集電体５は、Ｌ字状に形成される（図２及び図３参照）。
第一接続部５１は、ケース３（詳しくは蓋板３２）と絶縁された状態でケース３（蓋板３２）の内面と略平行に屈曲部５３から延びる板状の部位である。第一接続部５１の先端部（屈曲部５３と反対側の端部）には、貫通穴５４が形成されている。この貫通穴５４は、蓋板３２の貫通穴３２２とＺ軸方向において重なる位置に設けられる。
正極側の第一接続部５１Ａ（電極体２の正極２３と接続される集電体５における第一接続部５１）では、貫通穴５４の周囲が蓋板３２に向けて突出している。この突出している部位（突出部）５１１は、遮断機構絶縁部７３の第一貫通穴７３１１に嵌り込む。即ち、正極側の第一接続部５１Ａの先端部には、中心部にＺ軸方向に貫通する貫通穴５４を有し、且つ第二基部７３１の第一貫通穴７３１１に嵌入（挿入）される円筒状の突出部５１１を有する。そして、内部側空間７１２は、第一接続部５１の貫通穴５４を通じてケース３の内部空間３３と連通する。この第一貫通穴７３１１に突出部５１１が嵌り込んだ状態で、突出部５１１の先端面５１２は、第二基部７３１の内面（内部側空間７１２を向いた面）７３１５と面一又は、内面７３１５より内部側空間７１２の側に僅かに突出している。この先端面５１２は、ケース３の内部圧力が第二の閾値未満の状態では、ダイアフラム７１（詳しくは、中央部７１３）と接している（図６参照）。
また、正極側の第一接続部５１Ａは、遮断機構絶縁部７３の第二貫通穴７３１２と重なる位置に、貫通穴５５を有する。この第二貫通穴７３２２と貫通穴５５とがＺ軸方向に連なった穴によっても、内部側空間７１２とケースの内部空間３３とが連通している。本実施形態の蓄電素子１では、複数の第二貫通穴７３２２が遮断機構絶縁部７３に設けられているため、正極側の第一接続部５１Ａも、複数（即ち、第二貫通穴７３２２の数と対応する数）の貫通穴５５が設けられている。
一方、負極側の第一接続部５１Ｂ（電極体２の負極２４と接続される集電体５における第一接続部５１）では、貫通穴５４のみが設けられている（図２参照）。そして、貫通穴５４の周縁部が蓋板３２及び絶縁部材９と共に負極外部端子４Ｂの頭部４１と大径部４２３との間に挟み込まれることで、負極側の第一接続部５１Ｂが外部端子４と導通する（図５参照）。
第二接続部５２は、電極体２（本実施形態では、クリップ部材５０を介して電極体２の非被覆積層部２６）に導通可能に接続される。具体的に、第二接続部５２は、ケース３（詳しくは短壁部３１４）と絶縁された状態でケース３（短壁部３１４）の内面に沿って屈曲部５３から延びる。第二接続部５２は、短壁部３１４の近傍から非被覆積層部２６に向けて延びると共に第二接続部５２と同方向に延びる少なくとも一つ（本実施形態の例では二つ）の接合片５６を有する。この接合片５６は、クリップ部材５０と接合される。本実施形態の接合片５６は、例えば、超音波溶接によってクリップ部材５０と接合される。
以上のように構成される集電体５において、電極体２における正極２３の非被覆積層部２６の近傍に配置される正極側の集電体５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、電極体２における負極２４の非被覆積層部２６の近傍に配置される負極側の集電体５は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。
絶縁部材６は、図２及び図３に示すように、ケース３（詳しくはケース本体３１）と電極体２との間に配置される。本実施形態の絶縁部材６は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって袋状に形成されている。
電解液は、非水溶液系電解液である。電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、及びＬｉＰＦ６等である。本実施形態の電解液は、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、プロピレンカーボネート：ジメチルカーボネート：エチルメチルカーボネート＝３：２：５の割合で調整した混合溶媒に、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ６を溶解させたものである。
本実施形態の蓄電素子１では、電極体２（詳しくは、セパレータ２５）が保持できる量以上の量の電解液がケース３内に注液されている。即ち、所定の量の電解液が、電極体２に保持されない状態でケース３の内部に溜まっている。以下では、この溜まっている電解液を余剰電解液と称する場合がある。
具体的に、蓋板３２の外面が上を向く第一姿勢、即ち、蓋板３２の外面が水平方向に沿った姿勢（図１０参照）、及び蓋板３２の外面が水平方向を向く第二姿勢、即ち、蓋板３２の外面が垂直方向に沿った姿勢（例えば、一例として図１１参照）において、ケース３の内部に溜まっている余剰電解液が、電極体２の活物質層２３２、２４２（好ましくは、正極活物質層２３２）と接し、且つ、電流遮断機構７のダイアフラム７１（詳しくは、第一貫通穴７３１１及び第二貫通穴７３１２）より下方に余剰電解液の液面がある。より詳しくは、第一姿勢、第二姿勢、及び蓋板３２の外面が第一姿勢において向く方向から第二姿勢において向く方向までの間の各方向を向く第三姿勢（例えば、一例として図１２参照）のいずれの姿勢においても、ケース３の内部に溜まっている余剰電解液が、電極体２の活物質層２３２、２４２（好ましくは、正極活物質層２３２）と接し、且つ、電流遮断機構７のダイアフラム７１（第一貫通穴７３１１及び第二貫通穴７３１２）より下方に余剰電解液の液面がある。
本実施形態の蓄電素子１では、過充電状態の電極体２（詳しくは、活物質層２３２、２４２、特に正極活物質層２３２）と接することでガスが発生する過充電防止剤が電解液に添加されている。この過充電防止剤は、例えば、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、1,3,5-トリメチルベンゼンである。
以上の蓄電素子１によれば、ケース３（蓄電素子１）が第一姿勢、第二姿勢、及び第三姿勢となるように蓄電素子１が配置されていれば、活物質層２３２、２４２がケース３の内部に溜まっている余剰電解液と接していてもダイアフラム７１（詳しくは、第一貫通穴７３１１及び第二貫通穴７３１２）がケース３の内部に溜まっている余剰電解液より上方に位置する。このため、過充電時、即ち、ケース３の内部圧力が第二の閾値（設定値）となったときに電流遮断機構７が精度よく作動し、これにより、蓄電素子１の過充電を精度よく防止することができる。
本実施形態の蓄電素子１では、電解液に過充電防止剤が添加されている。このため、ケース３の内部において過充電時により多くのガスが発生することで、過充電時にケース３の内部圧力が十分に上昇するため、電流遮断機構７がより精度よく作動する。これにより、蓄電素子１の過充電をより精度よく防止することができる。
蓄電素子１において、正極活物質層２３２が電解液に接している状態で過充電となったときの方が、負極活物質層２４２が電解液に接している状態で過充電となったときより、多量のガスが発生する。このため、第一〜第三姿勢の各姿勢において、正極活物質層２３２が余剰電解液と接するような量の電解液がケース３の内部に注液されていれば、第一〜第三姿勢の各姿勢において負極活物質層２４２が余剰電解液と接する場合に比べ、ケース３の内部において、過充電時により多くのガスが発生する。これにより、電流遮断機構７が過充電時により精度よく作動し、その結果、蓄電素子１の過充電をより精度よく防止することができる。尚、第二姿勢及び第三姿勢において、正極活物質層２３２が余剰電解液に接するとは、種々の第二姿勢及び種々の第三姿勢のうち、負極外部端子４Ｂより正極外部端子４Ａが下方に位置するような姿勢のときに、正極活物質層２３２が余剰電解液に接することをいう。
また、本実施形態の蓄電素子１では、電流遮断機構７が、正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３との間を繋ぐ導通経路を遮断する。このように電極体２の正極２３に近い位置（正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３との間を繋ぐ導通経路）に電流遮断機構７が配置されることで、過充電時に電極体２の正極側でガスが発生し易いため、過充電（詳しくは、過充電時に発生したガスによる内部圧力の上昇）に対する応答性がよくなる。これにより、蓄電素子１の過充電をより精度よく防止することができる。
尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
電流遮断機構７の具体的な構成は、限定されない。例えば、上記実施形態の電流遮断機構７は、受圧部にダイアフラム７１を用い、このダイアフラム７１を導通経路の一部とする構成であるが、この構成に限定されない。電流遮断機構７は、ダイアフラム７１を用いない構成でもよい。即ち、電流遮断機構７は、ケース３の内部圧力を受ける受圧部が第二の閾値以上の圧力を受けたときに、外部端子４と電極体２とを繋ぐ導通経路を遮断する構成であればよい。
上記実施形態の蓄電素子１では、電流遮断機構７は、正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３とを繋ぐ導通経路を遮断するが、この構成に限定されない。電流遮断機構７は、負極外部端子４Ｂと電極体２の負極２４とを繋ぐ導通経路を遮断する構成でもよく、正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３とを繋ぐ導通経路と、負極外部端子４Ｂと電極体２の負極２４とを繋ぐ導通経路とのそれぞれの導通経路を遮断する構成でもよい。即ち、電流遮断機構７は、負極外部端子４Ｂと電極体２の負極２４とを繋ぐ導通経路に配置されてもよく、正極外部端子４Ａと電極体２の正極２３とを繋ぐ導通経路と、負極外部端子４Ｂと電極体２の負極２４とを繋ぐ導通経路とのそれぞれの導通経路に配置されてもよい。
また、上記実施形態の蓄電素子１では、ケース３の外部端子４が配置される壁部は、蓋板３２であるが、この構成に限定されない。例えば、外部端子４は、長壁部３１３に配置されてもよく、短壁部３１４に配置されてもよく、閉塞部３１１に配置されてもよい。即ち、外部端子４は、ケース３において平面状に広がる部位に配置されていればよい。
また、上記実施形態の蓄電素子１では、電解液に過充電防止剤が添加されているが、この構成に限定されない。電解液に過充電防止剤が添加されていなくてもよい。
上記実施形態の電極体２は、正極２３及び負極２４がセパレータ２５を介して積層された状態で巻回されている、いわゆる巻回型の電極体であるが、毎葉状の正極２３及び負極２４がセパレータ２５を介して積層された、いわゆる積層型の電極体であってもよい。
また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ（容量）は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。
蓄電素子（例えば電池）１は、図１３に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池の場合は電池モジュール）１１に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。
１…蓄電素子、２…電極体、２１…巻芯、２２…積層体、２３…正極（電極）、２３１…金属箔、２３２…正極活物質層（活物質層）、２４…負極（電極）、２４１…金属箔、２４２…負極活物質層（活物質層）、２５…セパレータ、２６…非被覆積層部、２６１…二分された非被覆積層部、２７…中空部、３…ケース、３１…ケース本体、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…蓋板（壁部）、３２１…ガス排出弁、３２２…貫通穴、３３…内部空間、３４…開口周縁部、４…外部端子、４Ａ…正極外部端子、４Ｂ…負極外部端子、４１…頭部、４２…軸部、４２１…先端穴、４２２…接続穴、４２３…大径部、５…集電体、５０…クリップ部材、５１…第一接続部、５１Ａ…正極側の第一接続部、５１Ｂ…負極側の第一接続部、５１１…突出部、５１２…先端面、５２…第二接続部、５３…屈曲部、５４…貫通穴、５５…貫通穴、５６…接合片、６…絶縁部材、７…電流遮断機構、７１…ダイアフラム（受圧部）、７１１…外部側空間、７１２…内部側空間、７１３…中央部、７２…遮断機構導通部、７２１…第一基部、７２２…第一周壁部、７２３…第一フランジ部、７２４…貫通穴、７３…遮断機構絶縁部、７３１…第二基部、７３１１…第一貫通穴、７３１２…第二貫通穴、７３１５…内面、７３２…第二周壁部、７３３…第二フランジ部、９…絶縁部材、９１…内部絶縁部材、９１１…基部、９１２…周壁部、９１３…凹部、９１４…穴、９２…外部絶縁部材、９２１…基部、９２２…周壁部、９２３…環状凸部、９２４…凹部、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材
Claims (5)
- 電解液と、
活物質層を含む電極を有する電極体と、
前記電解液及び前記電極体を内部に収容するケースと、
前記ケースにおいて平面状に広がる壁部の外面に配置される外部端子と、
前記ケースの内部に配置される受圧部を有し、該受圧部が所定値以上の圧力を受けたときに前記外部端子と前記電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構と、を備え、
前記壁部の外面が上を向く第一姿勢及び前記壁部の外面が水平方向を向く第二姿勢において、前記ケースの内部に溜まっている電解液が前記活物質層と接すると共に、前記受圧部が前記溜まっている電解液より上方に位置する、蓄電素子。 - 過充電状態の前記電極体の前記活物質層と接することでガスを発生させる過充電防止剤であって前記電解液に添加される過充電防止剤を備える、請求項１に記載の蓄電素子。
- 前記活物質層は、正極活物質層と、負極活物質層とを有し、
前記電極体は、前記正極活物質層を含む正極と、前記負極活物質層を含む負極とを有し、
一対の前記外部端子は、前記正極と導通する正極外部端子と、前記負極と導通する負極外部端子とを有し、
前記ケースが前記第一姿勢及び前記第二姿勢のときに、前記ケースの内部に溜まっている電解液は、前記正極活物質層と接する、請求項１又は２に記載の蓄電素子。 - 前記電流遮断機構は、前記正極外部端子と、前記電極体の前記正極との間を繋ぐ導通経路を遮断する、請求項３に記載の蓄電素子。
- 電解液と、
活物質層を含む電極を有する電極体と、
前記電解液及び前記電極体を内部に収容するケースと、
前記ケースにおいて平面状に広がる壁部の外面に配置される外部端子と、
前記ケースの内部に配置される受圧部を有し、該受圧部が所定値以上の圧力を受けたときに前記外部端子と前記電極体とを繋ぐ導通経路を遮断する電流遮断機構と、を備え、
前記壁部の外面が上を向く第一姿勢、前記壁部の外面が水平方向を向く第二姿勢、及び、前記壁部の外面が前記第一姿勢において向く方向から前記第二姿勢において向く方向までの間の各方向を向く第三姿勢のいずれの姿勢においても、前記ケースの内部に溜まっている電解液が前記活物質層と接すると共に、前記受圧部が前記溜まっている電解液より上方に位置する、蓄電素子。
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