JP2017195164A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】容器と電極端子とを備える蓄電素子であって、品質の高い蓄電素子を提供すること。【解決手段】容器１００と負極端子２００とを備える蓄電素子１０であって、負極端子２００は、容器１００の外部に配置された端子本体２１０と、容器１００の蓋体１１０を貫通した状態で配置された軸部材２２０であって、端部が端子本体２１０と螺合する軸部材２２０とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、容器と電極端子とを備える蓄電素子に関する。

従来、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、例えば、容器と容器に収容された電極体とを備え、容器に配置された電極端子を介して放電及び充電する。

このような構造の蓄電素子が備える電極端子は、例えば、容器の外部に配置された端子本体と、容器の壁部を貫通し、端子本体と電極体とを電気的に接続する軸部材とを有している。

例えば特許文献１には、密閉型電池の構造が開示されており、この密閉型電池の電極端子は、端子本体である金属板と、金属板の穴に圧入された金属軸とを有している。金属板は、金属軸のくびれ空間に入り込んだ塑性変形部を有している。特許文献１には、上記構造により、金属板と金属軸との結合力が高められる旨が記載されている。

特開２０１３−７５２９７号公報

端子本体の穴に軸部材を圧入することで、端子本体と軸部材とを結合する場合、軸部材の抜け防止等のために、例えば上記従来の技術のように、軸部材の径方向において、軸部材及び端子本体の一方を他方に食い込ませる必要がある。しかし、共に金属製で硬い２つの部材を精度よく食い込ませる（かみ合わせる）ことは容易ではない。

また、圧入時の力をより大きくすることで、軸部材及び端子本体の一方の他方への食い込みの確実性を向上させることは可能であるが、この場合、圧入時の力に起因して、端子本体が変形するおそれがある。端子本体の軸部材とは反対側の面は、例えばバスバー等の導電部材がレーザ溶接等によって溶接される面であるため、端子本体が変形した場合、当該面の平面度が低下し、その結果、溶接不良が発生する可能性がある。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、容器と電極端子とを備える蓄電素子であって、品質の高い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、本発明の一態様における蓄電素子は、電極端子と容器とを備える蓄電素子であって、前記電極端子は、前記容器の外部に配置された端子本体と、前記容器の壁部を貫通した状態で配置された軸部材であって、端部が前記端子本体と螺合する軸部材とを有する。

この構成によれば、端子本体と軸部材とは、雌ネジ（ネジ穴）と雄ネジとの螺合によって接続されるため、例えば、端子本体の穴に軸部材が圧入される場合と比較すると、端子本体と軸部材との接合面積を大きくすることができる。つまり、電極体と端子本体との間の導通路における電気抵抗を低減することが可能である。また、軸部材と端子本体との間において複数のネジ山同士が係合するため、軸部材の端子本体からの引き抜きに対する強度または耐久性が高い。

さらに、軸部材を端子本体に圧入する時のような大きな力を端子本体にかける必要がないため、端子本体の外面（バスバー等と接合される面）をフラットなままに維持することが可能である。従って、本態様に係る蓄電素子によれば、容器と電極端子とを備える蓄電素子であって、品質の高い蓄電素子が実現される。

また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記端子本体は、前記容器側に開口する有底のネジ穴を有し、前記軸部材は、前記ネジ穴と螺合する雄ネジ部を前記端部に有するとしてもよい。

この構成によれば、端子本体は、例えば平板状の金属体にネジ穴を形成することで作製することができる。また、軸部材は、例えば棒状の金属体の端部にねじ切り加工を行うことで作製することができる。つまり、電極端子の作製が比較的に容易である。また、端子本体に設けられるネジ穴は有底であるため、端子本体と軸部材との接合部分において、端子本体を貫通する隙間は形成されない。これにより、例えば、容器の内部の気体または液体の、端子本体を介した漏れは発生しない。

また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記雄ネジ部の、前記軸部材における軸方向の長さは、前記ネジ穴の深さ以上であるとしてもよい。

この構成によれば、ネジ穴が有するネジ溝のほぼ全域が、雄ネジ部のネジ山に埋められるため、端子本体と軸部材とが螺合している面積が最大化される。また、軸部材の雄ネジ部側の端面を、ネジ穴の底面に当接させることが可能となり、これにより、端子本体と軸部材との接触面積をさらに増加させることができる。

また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記軸部材は、外周面から突出し、前記端子本体の前記容器側の面と当接する突出部を有するとしてもよい。

この構成によれば、軸部材の端子本体への挿入深さが、突出部の位置によって規定される。従って、例えば、複数の軸部材において、雄ネジ部の長さに多少のばらつきがある場合であっても、突出部よりも下方の部分（突出部を挟んで雄ネジ部とは反対側の部分）の長さが一定であれば、複数の電極端子における、軸部材の端子本体からの突出長さの均一化が図られる。また、例えば、突出部のサイズを大きくすることで、軸部材と端子本体との接触面積を増加させることも可能である。このことは、例えば、軸部材と端子本体との間の電気抵抗の低下の観点から有利である。

また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記端子本体は、肉厚部を有し、前記肉厚部に前記ネジ穴が形成されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、ネジ穴の周辺部分の剛性が向上するため、蓄電素子の製造時または使用時において、軸部材から端子本体に力が与えられた場合における、端子本体の変形が抑制される。

また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記端子本体は、前記容器側に突出する雄ネジ部を有し、前記軸部材は、前記雄ネジ部と螺合するネジ穴を前記端部に有するとしてもよい。

この構成によれば、例えば、端子本体に、ネジ穴を形成することによる部分的な剛性または強度の低下が生じない。また、端子本体の厚み（雄ネジ部を除く部分の厚み）を比較的に小さくすることができる。このことは、例えば、蓄電素子の小型化に有利である。

また、本発明の一態様における蓄電素子はさらに、前記容器の前記壁部と前記端子本体との間に配置され、前記軸部材における軸方向と交差する方向で前記端子本体と係合する絶縁部材を備えるとしてもよい。

この構成によれば、電極端子と容器とを電気的に絶縁する絶縁部材が、端子本体の回り止めとして機能するため、例えば、振動等に起因する、端子本体と軸部材との螺合の緩みが抑制される。

また、本発明の一態様における蓄電素子はさらに、前記容器の前記壁部を貫通し、一端が前記端子本体に固定された導電部材を備えるとしてもよい。

この構成によれば、例えば、端子本体の、軸部材を中心とする回動が導電部材によって規制され、これにより、端子本体と軸部材との螺合の緩みが抑制される。また、例えば、容器の内部の電極体と端子本体との間の導通路が導電部材及び軸部材のそれぞれで形成されるため、蓄電素子の高出力化に有利である。

本発明によれば、容器と電極端子とを備える蓄電素子であって、品質の高い蓄電素子を提供することができる。

実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る負極端子の構成を示す分解斜視図である。 図１におけるＩＶ−ＩＶ断面の一部を示す断面図である。 実施の形態に係る軸部材の雄ネジ部の長さとネジ穴の深さとの関係を示す図である。 実施の形態の変形例１に係る負極端子を分解して示す図である。 実施の形態の変形例２に係る負極端子を分解して示す図である。 実施の形態の変形例２に係る端子本体と軸部材とが組み合わされた状態を示す図である。 実施の形態の変形例３に係る負極端子の構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例４に係る負極端子の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る電池について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

また、以下で説明する実施の形態及び変形例のそれぞれは、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、生産工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及び変形例に係る構成要素のうち、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、実施の形態に係る蓄電素子１０の構成概要について説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。なお、図２では、容器１００の本体１０１の図示は省略されている。また、図１及び以降の図について、説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明しているが、実際の使用態様において、Ｚ軸方向と上下方向とが一致しない場合もある。

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。蓄電素子１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等に適用される。

また、蓄電素子１０は、ＵＰＳ（無停電電源装置）、自然エネルギー貯蔵用蓄電装置、電車等の回生エネルギー貯蔵用蓄電装置（車両の内部または外部に設置されるもの）、エンジン始動用蓄電装置、またはＡＧＶ（無人搬送車）等に適用されてもよい。

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、負極端子２００と、正極端子３００とを備えている。また、容器１００内方には、負極集電体１２０と、正極集電体１３０と、電極体１４０とが収容されている。

なお、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。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本体１０１と、本体１０１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。また、容器１００は、電極体１４０等を内部に収容後、蓋体１１０と本体１０１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構造を有している。なお、蓋体１１０および本体１０１の材質は、特に限定されないが、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼など溶接可能な金属であるのが好ましい。また、容器１００の形状に関しては、角型に限定されることなく、例えば円筒型、長円筒型などの他の形状であってもよい。

電極体１４０は、正極板と負極板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。本実施の形態では、正極板及び負極板がセパレータを挟んで巻回されることで形成された巻回型の電極体１４０が蓄電素子１０に備えられている。正極板は、アルミニウムからなる長尺帯状の金属箔（正極基材層）の表面に、正極活物質を含む正極合剤層が形成されたものである。負極板は、銅からなる長尺帯状の金属箔（負極基材層）の表面に、負極活物質を含む負極合剤層が形成されたものである。

巻回型の電極体１４０において、正極板と負極板とは、巻回軸（本実施の形態ではＸ軸方向に平行な仮想軸）の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板および負極板は、それぞれのずらされた方向の端縁部に、活物質が塗工されていない部分（未塗工部）を有し、未塗工部が積層されることで集束部が形成されている。

具体的には、電極体１４０は、巻回軸方向の一端（図２におけるＸ軸方向プラス側の端部）に、負極板の未塗工部が積層された集束部１４１を有している。また、電極体１４０は、巻回軸方向の他端（図２におけるＸ軸方向マイナス側の端部）に、正極板の未塗工部が積層された集束部１４２を有している。集束部１４１は、負極集電体１２０と接合され、集束部１４２は、正極集電体１３０と接合されている。

負極集電体１２０は、負極端子２００と電極体１４０の負極板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。具体的には、負極集電体１２０は、端子接続部１２１と、端子接続部１２１から延設された一対の脚部１２２とを有する。負極集電体１２０は、電極体１４０の負極基材層と同様に、銅または銅合金などで形成されている。

負極集電体１２０は、一対の脚部１２２のそれぞれが、電極体１４０の集束部１４１に溶接等によって接合されることで、電極体１４０と接続される。また、負極集電体１２０の端子接続部１２１には、開口部１２１ａが形成されており、開口部１２１ａに、負極端子２００の軸部材２２０が挿入されてかしめられることで、負極集電体１２０と負極端子２００とが接続される。

正極集電体１３０は、正極端子３００と電極体１４０の正極板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。具体的には、正極集電体１３０は、端子接続部１３１と、端子接続部１３１から延設された一対の脚部１３２とを有する。正極集電体１３０は、電極体１４０の正極基材層と同様に、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。

正極集電体１３０は、一対の脚部１３２のそれぞれが、電極体１４０の集束部１４２に溶接等によって接合されることで、電極体１４０と接続される。また、正極集電体１３０の端子接続部１３１には、開口部１３１ａが形成されており、開口部１３１ａに、正極端子３００の軸部材３２０が挿入されてかしめられることで、正極集電体１３０と正極端子３００とが接続される。

上部絶縁部材１２５及び下部絶縁部材１２８は、容器１００の蓋体１１０に固定され、負極端子２００及び負極集電体１２０と容器１００とを絶縁する絶縁性の樹脂などで形成されたガスケットである。下部絶縁部材１２８には、負極端子２００の軸部材２２０が挿入される開口部１２８ａが形成されており、上部絶縁部材１２５には、軸部材２２０が挿入される開口部１２５ａが形成されている。

上部絶縁部材１３５及び下部絶縁部材１３８は、容器１００の蓋体１１０に固定され、正極端子３００及び正極集電体１３０と容器１００とを絶縁する絶縁性の樹脂などで形成されたガスケットである。下部絶縁部材１３８には、正極端子３００の軸部材３２０が挿入される開口部１３８ａが形成されており、上部絶縁部材１３５には、軸部材３２０が挿入される開口部１３５ａが形成されている。

負極端子２００は、電極体１４０の負極板と電気的に接続された電極端子であり、平板状の端子本体２１０と端子本体２１０に立設された軸部材２２０とを有する。

軸部材２２０は、負極集電体１２０の開口部１２１ａに挿入されて、負極集電体１２０に接続される部材であり、例えばリベットである。つまり、軸部材２２０は、容器１００の壁部を形成する蓋体１１０を貫通した状態で配置される。より具体的には、軸部材２２０は、図２に示すように、上部絶縁部材１２５の開口部１２５ａと、蓋体１１０の貫通孔１１１ａと、下部絶縁部材１２８の開口部１２８ａと、負極集電体１２０の開口部１２１ａとに挿入されて、かしめられる。これにより、負極端子２００は、上部絶縁部材１２５、下部絶縁部材１２８、及び負極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定される。

また、上部絶縁部材１２５には、図２に示すように、端子本体２１０の下部が収容される凹部１２６が形成されている。これにより、端子本体２１０と、上部絶縁部材１２５とは、軸部材２２０における軸方向（本実施の形態ではＺ軸方向）と交差する方向で係合する。つまり、端子本体２１０は、上部絶縁部材１２５と係合することでＺ軸周りの回動が規制される。

正極端子３００は、電極体１４０の正極板と電気的に接続された電極端子であり、平板状の端子本体３１０と端子本体３１０に立設された軸部材３２０とを有する。

軸部材３２０は、正極集電体１３０の開口部１３１ａに挿入されて、正極集電体１３０に接続される部材であり、例えばリベットである。つまり、軸部材３２０は、容器１００の壁部を形成する蓋体１１０を貫通した状態で配置される。より具体的には。軸部材３２０は、図２に示すように、上部絶縁部材１３５の開口部１３５ａと、蓋体１１０の貫通孔１１１ｂと、下部絶縁部材１３８の開口部１３８ａと、正極集電体１３０の開口部１３１ａとに挿入されて、かしめられる。これにより、正極端子３００は、上部絶縁部材１３５、下部絶縁部材１３８、及び正極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される。

また、上部絶縁部材１３５には、図２に示すように、端子本体３１０の下部が収容される凹部１３６が形成されている。これにより、端子本体３１０と、上部絶縁部材１３５とは、軸部材３２０における軸方向（本実施の形態ではＺ軸方向）と交差する方向で係合する。つまり、端子本体３１０は、上部絶縁部材１３５と係合することでＺ軸周りの回動が規制される。

上記構成を有する蓄電素子１０において、負極端子２００の端子本体２１０及び正極端子３００の端子本体３１０のそれぞれのフラットな外面（図１における上面）には、例えばバスバーと呼ばれる金属板が接合される。バスバーを介して、蓄電素子１０からの放電、及び、蓄電素子１０への充電が行われる。

また、端子本体２１０及び端子本体３１０それぞれとバスバーとの接合は、例えばレーザ溶接によって行われる。この場合、例えば溶接のしやすさの観点から、負極端子２００の端子本体２１０及び正極端子３００の端子本体３１０の素材として、アルミニウムまたはアルミニウム合金が採用される。

負極端子２００の軸部材２２０は、銅または銅合金で形成された負極集電体１２０と接合されるため、軸部材２２０の素材としては銅または銅合金が採用される。また、正極端子３００の軸部材３２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された正極集電体１３０と接合されるため、軸部材３２０の素材としてはアルミニウムまたはアルミニウム合金が採用される。

つまり、正極端子３００の端子本体３１０及び軸部材３２０は、同種金属で構成されるため、例えば、１つの金属材料（例えばアルミニウム合金）に対しプレス加工または切削加工等を行うことで作製することが可能である。その一方で、負極端子２００の端子本体２１０及び軸部材２２０は、異種金属（例えば、アルミニウム合金及び銅合金）によって構成されている。つまり、負極端子２００は、互いに別体の端子本体２１０と軸部材２２０とを組み合わせることで作製される。

本願発明者らは、互いに別体の端子本体２１０と軸部材２２０とを組み合わせるための構造について鋭意検討した結果、端子本体２１０に、軸部材２２０の端部をねじ入れる（螺合させる）構造を採用することで、各種の効果があることを見出した。この負極端子２００及びその周辺の構造について、以下、図３〜図５を用いて説明する。

図３は、実施の形態に係る負極端子２００の構成を示す分解斜視図である。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ断面の一部を示す断面図である。図５は、実施の形態に係る軸部材２２０の雄ネジ部２２５の長さＬとネジ穴２１６の深さＤとの関係を示す図である。なお、図４及び図５では、端子本体２１０については断面が図示されており、軸部材２２０については側面が図示されている。このことは、後述する図６〜図９についても適用される。

図３〜図５に示されるように、本実施の形態に係る負極端子２００は、端子本体２１０と、端部が端子本体２１０と螺合する軸部材２２０とを有する。具体的には、端子本体２１０は、容器１００の外部に配置されている（図１、図２、図４参照）。また、端子本体２１０には、容器１００側に開口を有する有底のネジ穴２１６が形成されている。上記構造を有する端子本体２１０に対し、軸部材２２０は、容器１００の壁部（本実施の形態では蓋体１１０）を貫通した状態で配置されており、ネジ穴２１６と螺合する雄ネジ部２２５を端部に有している。

この構成によれば、端子本体２１０と軸部材２２０とは、雌ネジ（ネジ穴２１６）と雄ネジ部２２５との螺合によって接続されるため、例えば、端子本体の穴に軸部材が圧入される場合と比較すると、端子本体２１０と軸部材２２０との接合面積を大きくすることができる。

具体的には、端子本体の穴に軸部材を圧入する場合、軸部材の端子本体からの抜け落ちの防止のため、または、軸部材と端子本体との間の電気抵抗の低減ために、例えば、軸部材の一部を、端子本体の穴の内面に形成された空間（以下、「係合空間」という）に進入させる必要がある。つまり、軸部材を軸方向に圧縮することで、軸部材の肉を径方向に押し出して、係合空間に食い込ませる必要がある。

しかしながら、端子本体における係合空間を、金属製の軸部材の肉によって完全に埋めることは実質的に困難であり、その結果、端子本体の係合空間内において、端子本体と軸部材との隙間が生じる。また、係合空間以外の部分においては、端子本体と軸部材とは、原則、曲面と曲面とが接触した状態である。

一方、本実施の形態に係る負極端子２００では、端子本体２１０のネジ穴２１６と、軸部材２２０の雄ネジ部２２５との螺合によって端子本体２１０と軸部材２２０とが接続されている。従って、ネジ穴２１６内における端子本体２１０と軸部材２２０との接触面積は、これらが曲面同士で接触する場合よりも拡大されている。

また、軸部材２２０を端子本体２１０にねじ入れることで、ネジ穴２１６及び雄ネジ部２２５それぞれのネジ山同士の密着性を比較的容易に向上させることができる。つまり、本実施の形態に係る負極端子２００によれば、端子本体２１０と軸部材２２０との接触面積が比較的に大きく、これにより、負極端子２００により形成される導通路における電気抵抗が低減される。言い換えると、負極端子２００を構成する２部材（端子本体２１０及び軸部材２２０）間の電気抵抗を比較的小さな値に抑えることができる。

また、軸部材２２０と端子本体２１０との間において複数のネジ山同士が係合するため、軸部材２２０の端子本体２１０からの引き抜きに対する強度または耐久性が高い。

また、容器１００側に開口を有するネジ穴２１６の当該開口と反対側は、図５に示すように底面２１７によって塞がれている（つまり、有底である。）。そのため、端子本体２１０と軸部材２２０との接合部分において、端子本体２１０を貫通する隙間は形成されない。

また、ネジ穴２１６が形成されている部分は、外部に露出した端子本体２１０と一体化されている。つまり、端子本体２１０における、ネジ穴２１６が形成されている部分と、それ以外の部分とは別部材ではない。より具体的には、端子本体２１０は、ネジ穴２１６が形成されている部分と、バスバー等の導電部材が接合される外面を形成する部分（平板部分）とを一体に備えている。従って、負極端子２００では、ネジ穴２１６だけでなく、ネジ穴２１６以外の領域においても、端子本体２１０を貫通する隙間（２部材間の境界）は形成されない。そのため、端子本体が、ネジ穴が形成されている部分とそれ以外の部分と別部材で構成されている場合とは異なり、端子本体２１０では、例えば容器１００の内部の気体または液体の、端子本体２１０を介した漏れは発生しない。

また、端子本体２１０と軸部材２２０とを螺合させる際に、端子本体２１０に、圧入時のような大きな力をかける必要がないため、端子本体２１０の外面をフラットなままに維持することが可能である。これにより、例えば、端子本体２１０の外面と、バスバー等の金属板との溶接を精度よく行うことができる。

また、軸部材２２０の、負極集電体１２０と接続される端部は、蓋体１１０の貫通孔１１１ａに挿入可能なサイズ及び形状である。そのため、軸部材２２０を、蓋体１１０の表側から貫通孔１１１ａに挿入した後に、蓋体１１０の裏側において、軸部材２２０と負極集電体１２０とを、かしめ等によって接続することができる。従って、端子本体２１０と軸部材２２０とを螺合して接続した状態、つまり、負極端子２００を単一の部品として扱うことができる状態で、負極端子２００を蓋体１１０に固定することができる。そのため、例えば、蓋体の外側に端子本体を配置した状態で、蓋体の裏側から軸部材を端子本体にねじ入れる場合と比較すると、負極端子２００の蓋体１１０への固定（取り付け）に係る作業を効率よく行うことができる。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、品質の高い蓄電素子１０が実現される。

また、端子本体２１０は、例えば平板状の金属体にネジ穴を形成することで作製することができ、軸部材２２０は、例えば棒状の金属体の端部にねじ切り加工を行うことで作製することができる。つまり、本実施の形態に係る負極端子２００は、比較的に容易に作製することができる。

また、本実施の形態では、図５に示すように、雄ネジ部２２５の、軸部材２２０における軸方向（Ｚ軸方向）の長さＬは、ネジ穴２１６の深さＤ以上である。

この場合、ネジ穴２１６が有するネジ溝のほぼ全域が、雄ネジ部２２５のネジ山に埋められるため、端子本体２１０と軸部材２２０とが螺合している面積（ネジ穴２１６の内周面と軸部材２２０と外周面との接触面積）が最大化される。

また、軸部材２２０の雄ネジ部２２５側の端面２２５ａを、ネジ穴２１６の底面２１７に当接させることが可能となり、これにより、端子本体２１０と軸部材２２０との接触面積をさらに増加させることができる。

また、本実施の形態では、例えば図４に示すように、容器１００の壁部（蓋体１１０）と端子本体２１０との間に配置され、軸部材２２０における軸方向（Ｚ軸方向）と交差する方向で端子本体２１０と係合する上部絶縁部材１２５が備えられている。

具体的には、上部絶縁部材１２５には、上述のように、端子本体２１０の下部が収容される凹部１２６（図２参照）が形成されている。また、図４に示すように、凹部１２６の内壁面１２６ａは、端子本体２１０の外周面と対向して存在する。なお、図４では、ＸＺ平面に平行な断面が示されているため、凹部１２６の内壁面１２６ａと、端子本体２１０の外周面とはＸ軸方向においてのみ対向している。しかし、本実施の形態では、凹部１２６の内壁面１２６ａは、端子本体２１０を囲むように存在するため、凹部１２６の内壁面１２６ａと、端子本体２１０の外周面とはＹ軸方向においても対向している。

この構成によれば、端子本体２１０が、仮に、軸部材２２０を中心としてＺ軸周りに回動しようとしても、端子本体２１０の外周面の少なくとも一部は、上部絶縁部材１２５が有する内壁面１２６ａと係合する。つまり、端子本体２１０は、内壁面１２６ａに引っ掛かることで、Ｚ軸周りの回動が抑制される。

このように、本実施の形態では、負極端子２００と容器１００とを電気的に絶縁する上部絶縁部材１２５が、端子本体２１０の回り止めとして機能するため、例えば、振動等に起因する、端子本体２１０と軸部材２２０との螺合の緩みが抑制される。

ここで、本実施の形態に係る端子本体２１０は、より詳細には、肉厚部２１５を有しており、肉厚部２１５にネジ穴２１６が形成されている。肉厚部２１５は、端子本体２１０の一部の、容器１００側に突出した部分であり、端子本体２１０の上面をフラットに維持したまま、他の部分よりも肉厚が大きくされた部分である。

そのため、例えば、端子本体２１０の全体を厚くすることなくネジ穴２１６の深さＤを比較的に大きくでき、これにより、端子本体２１０と軸部材２２０との螺合による結合力を向上させることができる。また、例えば、ネジ穴２１６の周辺部分の剛性が向上するため、蓄電素子１０の製造時または使用時において、軸部材２２０から端子本体２１０に力が与えられた場合における、端子本体２１０の変形が抑制される。なお、本実施の形態では、上部絶縁部材１２５の開口部１２５ａの周囲に、肉厚部２１５を収容する陥凹状の部分が形成されている。

また、蓄電素子１０は、図１〜図５に示される構造の負極端子２００とは異なる構造の負極端子を備えてもよい。そこで、以下に、負極端子２００に関する各種の変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。

（変形例１）
図６は、実施の形態の変形例１に係る負極端子２０１を分解して示す図である。本変形例に係る負極端子２０１は、端子本体２１１と軸部材２２１とを備える。端子本体２１１は、実施の形態に係る端子本体２１０と同じく容器１００（例えば図２参照）の外部に配置され、軸部材２２１は、容器１００の壁部（例えば蓋体１１０）を貫通した状態で配置される。また、端子本体２１１には、有底のネジ穴２１６が形成されており、軸部材２２１は、ネジ穴２１６と螺合する雄ネジ部２２５を端部に有している。

これらの構造において、本変形例に係る負極端子２０１は、上記実施の形態に係る負極端子２００と共通している。しかしながら、本変形例に係る負極端子２０１において、端子本体２１１は、肉厚部を有さず、全体として均一な厚みに形成されている。

この場合であっても、端子本体２１１と軸部材２２１との螺合による接続が可能なネジ穴２１６を端子本体２１１が有していればよい。つまり、ネジ穴２１６が、端子本体２１１と軸部材２２１との螺合による結合力に実質的に問題がない程度の深さを有するのであれば、端子本体２１１に肉厚部が形成されていなくてもよい。

（変形例２）
図７は、実施の形態の変形例２に係る負極端子２０２を分解して示す図である。図８は、実施の形態の変形例２に係る端子本体２１１と軸部材２２２とが組み合わされた状態を示す図である。

本変形例に係る負極端子２０２は、端子本体２１１と軸部材２２２とを備える。端子本体２１１は、実施の形態に係る端子本体２１０と同じく容器１００（例えば図２参照）の外部に配置され、軸部材２２２は、容器１００の壁部（例えば蓋体１１０）を貫通した状態で配置される。また、端子本体２１１には、有底のネジ穴２１６が形成されており、軸部材２２２は、ネジ穴２１６と螺合する雄ネジ部２２５を端部に有している。

これらの構造において、本変形例に係る負極端子２０２は、上記実施の形態に係る負極端子２００と共通している。しかしながら、本変形例に係る負極端子２０２において、軸部材２２２は、外周面から突出し、端子本体２１１の下面（容器１００側の面）に当接するフランジ２２６を有している。なお、フランジ２２６は突出部の一例である。

具体的には、軸部材２２２は、図７に示すように、雄ネジ部２２５の下方（端面２２５ａとは反対側）に、フランジ２２６を有しており、図８に示すように、雄ネジ部２２５がネジ穴２１６と螺合した状態で、フランジ２２６は、端子本体２１１の下面に当接する。つまり、軸部材２２２の端面２２５ａと、ネジ穴２１６の底面２１７との距離がゼロ、または、軸部材２２２の端面２２５ａとネジ穴２１６の底面２１７との間にわずかに隙間があく程度の位置に、フランジ２２６が設けられている。

つまり、本変形例に係る負極端子２０２では、軸部材２２２の端子本体２１１への挿入深さを、フランジ２２６の位置によって規定することができる。従って、例えば、複数の軸部材２２２において、雄ネジ部２２５の長さに多少のばらつきがある場合であっても、フランジ２２６よりも下方の部分（端面２２５ａとは反対側の部分）の長さが一定であれば、複数の負極端子２０２における、軸部材２２２の端子本体２１１からの突出長さの均一化が図られる。

また、例えば、フランジ２２６の平面視（Ｚ軸方向から見た場合）の面積を大きくすることで、軸部材２２２と端子本体２１１との接触面積を増加させることも可能である。このことは、例えば、軸部材２２２と端子本体２１１との間の電気抵抗の低減の観点から有利である。

なお、フランジ２２６は、軸部材２２２の外周面の全周にわたって形成されている必要はなく、軸部材２２２の外周面の全周のうちの一部のみから突出して形成されていてもよい。

（変形例３）
図９は、実施の形態の変形例３に係る負極端子２０３の構成を示す断面図である。なお、図９では、負極端子２０３を蓋体１１０に固定した状態における負極端子２０３およびその周辺の断面（図１におけるＩＶ−ＩＶ断面に相当）が図示されている。また、図９では、軸部材２２０及び２３０については側面が図示されている。

図９に示す負極端子２０３は、上記実施の形態に係る負極端子２００の構成に加えて、容器１００の壁部（本変形例では蓋体１１０）を貫通し、一端が端子本体２１０に固定された導電部材（本変形例では軸部材２３０）を備えている。

軸部材２３０は、軸部材２２０と同じく、端部に雄ネジ部２３５を有しており、端子本体２１０が有するネジ穴２１８と螺合することで、端子本体２１０と接続されている。また、軸部材２３０の、雄ネジ部２３５とは反対側の端部は、かしめられることで負極集電体１２０の端子接続部１２１と接続されている。

つまり、本変形例では、端子本体２１０の蓋体１１０への固定という観点から言うと、端子本体２１０は、軸部材２２０及び２３０により、２箇所で蓋体１１０と固定されている。そのため、端子本体２１０の、軸部材２２０及び２３０の一方を中心とする回動が他方によって規制され、これにより、端子本体２１０と軸部材２２０及び２３０それぞれとの螺合の緩みが抑制される。

また、電極体１４０（図２参照）と端子本体２１０との導通の観点から言うと、端子本体２１０は、負極集電体１２０と、２本の軸部材（２２０、２３０）によって電気的に接続されている。そのため、本変形例に係る負極端子２０３は、例えば上記実施の形態に係る負極端子２００と比較すると、導通路が拡大されている。このことは、例えば、蓄電素子１０の高出力化に有利である。

なお、本変形例では、軸部材２３０は、軸部材２２０と同じく、螺合によって端子本体２１０と接続されているが、軸部材２３０が端子本体２１０と螺合することは必須ではない。軸部材２３０は、例えば、かしめ、溶接、または圧入等の、螺合以外の手法によって端子本体２１０と接続されていてもよい。

（変形例４）
上記実施の形態及び各変形例では、端子本体に設けられたネジ穴に、軸部材が有する雄ネジ部が螺合するとした。しかし、軸部材が有するネジ穴に、端子本体が有する雄ネジ部が螺合することで、軸部材と端子本体とが結合されてもよい。

図１０は、実施の形態の変形例４に係る負極端子２０４の断面図である。なお、図１０は、蓄電素子１０が負極端子２０４を備える場合における負極端子２０４とその周辺の断面であって、軸部材２４０を通る、ＸＺ平面に平行な平面の断面の概要が図示されている。

図１０に示す負極端子２０４は、容器１００の外部に配置された端子本体２１２と、容器１００の壁部（蓋体１１０）を貫通した状態で配置された軸部材２４０であって、端部が端子本体２１２と螺合する軸部材２４０とを有する。この構造については、本変形例に係る負極端子２０４と、上記実施の形態に係る負極端子２００とは共通している。しかしながら、本変形例に係る負極端子２０４では、端子本体２１２は、容器１００側に突出する雄ネジ部２１９を有し、軸部材２４０は、雄ネジ部２１９と螺合するネジ穴２４５を端部に有する。つまり、本変形例に係る負極端子２０４では、端子本体２１２と軸部材２４０との螺合における雄及び雌の関係が、上記実施の形態に係る負極端子２００とは逆になっている。

この場合であっても、端子本体２１２と軸部材２４０とは、雌ネジ（ネジ穴２４５）と雄ネジ部２１９との螺合によって接続される。そのため、本変形例に係る負極端子２０４は、上記実施の形態に係る負極端子２００と同じく、例えば、端子本体の穴に軸部材が圧入される場合と比較すると、端子本体２１２と軸部材２４０との接合面積を大きくすることができる。これにより、例えば、負極端子２０４を構成する２部材（端子本体２１２及び軸部材２４０）間の電気抵抗を比較的小さな値に抑えることができる。

また、軸部材２４０と端子本体２１２との間において複数のネジ山同士が係合するため、軸部材２４０の端子本体２１２からの引き抜きに対する強度または耐久性が高い。

また、本変形例では、雄ネジ部２１９は端子本体２１２に一体化されている。言い換えると、端子本体２１２における、雄ネジ部２１９を有する部分と、それ以外の部分とは別部材ではない。このような構造の端子本体２１２は、例えば、１つの金属材料（例えばアルミニウム合金）に対しプレス加工及び切削加工等を行うことで作製することができる。つまり、負極端子２０４は、例えば端子本体としての金属板に軸部材としてのボルトが貫通することで構成された電極端子とは構造的に異なる。

従って、負極端子２０４では、端子本体２１２を貫通する隙間（２部材間の境界）は形成されない。そのため、端子本体が、雄ネジ部を有する部分とそれ以外の部分と別部材で構成されている場合とは異なり、端子本体２１２では、例えば容器１００の内部の気体または液体の、端子本体２１２を介した漏れは発生しない。

また、本変形例では、ネジ穴２４５を有する軸部材２４０は、図１０に示すように、端部がかしめられることで、負極集電体１２０と機械的及び電気的に接続される。これにより、例えば、端子本体及び集電体を貫通するボルトにナットを螺合させることで、端子本体と集電体とを電気的に接続する場合と異なり、ネジ穴を有する部材（本変形例では軸部材２４０）が緩む可能性が小さい。

また、端子本体２１２に、圧入時のような大きな力をかける必要がないため、端子本体２１２の外面をフラットなままに維持することが可能である。そのため、例えば、端子本体２１２の外面と、バスバー等の金属板との溶接を精度よく行うことができる。

また、軸部材２４０の、負極集電体１２０と接続される端部は、かしめられる前の時点では蓋体１１０の貫通孔１１１ａに挿入可能なサイズ及び形状である。そのため、軸部材２４０を、蓋体１１０の表側から貫通孔１１１ａに挿入した後に、蓋体１１０の裏側において、軸部材２４０と負極集電体１２０とを、かしめ等によって接続することができる。従って、端子本体２１２と軸部材２４０とを螺合して接続した状態、つまり、負極端子２０４を単一の部品として扱うことができる状態で、負極端子２０４を蓋体１１０に固定することができる。そのため、例えば、蓋体の外側に端子本体を配置した状態で、蓋体の裏側から軸部材を端子本体に螺合させる場合と比較すると、負極端子２０４の蓋体１１０への固定（取り付け）に係る作業を効率よく行うことができる。

また、端子本体２１２と軸部材２４０との螺合のためのネジ穴は、端子本体２１２に設けられないため、端子本体２１２に、ネジ穴を形成することによる部分的な剛性または強度の低下が生じない。また、端子本体２１２の厚み（雄ネジ部２１９を除く平板部分の厚み）を比較的に小さくすることができる。このことは、例えば、蓄電素子１０の小型化に有利である。

（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、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。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態またはその変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を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、正極端子３００において、端子本体３１０と軸部材３２０とが螺合により接続されていてもよい。例えば、端子本体３１０と軸部材３２０とが互いに異なる種類の金属で構成される場合、上記の負極端子２００等と同じく、軸部材３２０の端部に設けられた雄ネジ部が、端子本体３１０に設けられたネジ穴と螺合することで、軸部材３２０と端子本体３１０とが接続されてもよい。これにより、例えば、互いに別体である端子本体３１０と軸部材３２０との間の電気抵抗を比較的小さな値に抑えることができる等、負極端子２００と同様の効果が奏される。

また、蓄電素子１０が備える電極体は巻回型である必要はない。蓄電素子１０は、例えば平板状極板を積層した積層型の電極体、または、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体を備えてもよい。

また、本発明は、上記説明された蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極端子として実現することもできる。また、当該蓄電素子を複数備える蓄電装置として実現することもできる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１１０ 蓋体
１２５、１３５ 上部絶縁部材
２００、２０１、２０２、２０３、２０４ 負極端子
２１０、２１１、２１２、３１０ 端子本体
２１５ 肉厚部
２１６、２１８、２４５ ネジ穴
２１９、２２５、２３５ 雄ネジ部
２２０、２２１、２２２、２３０、２４０、３２０ 軸部材
２２６ フランジ
３００ 正極端子

Claims (8)

1. 容器と電極端子とを備える蓄電素子であって、
   前記電極端子は、
   前記容器の外部に配置された端子本体と、
   前記容器の壁部を貫通した状態で配置された軸部材であって、端部が前記端子本体と螺合する軸部材とを有する
   蓄電素子。
2. 前記端子本体は、前記容器側に開口する有底のネジ穴を有し、
   前記軸部材は、前記ネジ穴と螺合する雄ネジ部を前記端部に有する
   請求項１記載の蓄電素子。
3. 前記雄ネジ部の、前記軸部材における軸方向の長さは、前記ネジ穴の深さ以上である
   請求項２記載の蓄電素子。
4. 前記軸部材は、外周面から突出し、前記端子本体の前記容器側の面と当接する突出部を有する
   請求項２記載の蓄電素子。
5. 前記端子本体は、肉厚部を有し、前記肉厚部に前記ネジ穴が形成されている
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記端子本体は、前記容器側に突出する雄ネジ部を有し、
   前記軸部材は、前記雄ネジ部と螺合するネジ穴を前記端部に有する
   請求項１記載の蓄電素子。
7. さらに、前記容器の前記壁部と前記端子本体との間に配置され、前記軸部材における軸方向と交差する方向で前記端子本体と係合する絶縁部材を備える
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
8. さらに、前記容器の前記壁部を貫通し、一端が前記端子本体に固定された導電部材を備える
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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