JP2017224417A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】注液穴が設けられたケース本体と、ブラインドリベットによって構成され且つ注液穴を塞ぐ注液栓と、の間の密閉性が低下し難い蓄電素子を提供する。
【解決手段】内部へ電解液を注入するための注液穴３５０が突出部３５の突出方向の先端部に設けられたケース本体と、ブラインドリベットによって構成される注液栓３６とを有するケースを備え、突出部３５は、注液穴３５０を囲う注液穴周縁部３５１と、注液穴周縁部３５１の周縁と周囲の部位とを接続する周壁部３５２とを有し、注液栓３６は、注液穴３５０を覆う頭部と、頭部から注液穴３５０を通じてケース本体の内部に延び、且つ注液穴３５０より大きな拡径部３６２と、を有し、拡径部３６２は、その表面に、注液穴３５０を囲む位置において注液穴周縁部３５１の内面と密接することで注液穴周縁部３５１を頭部との間に挟み込む第一領域３６２１と、周壁部３５２の内面と当接する第二領域３６２２とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、内部に電解液を注入するための注液穴が設けられたケース本体と、注液穴を塞ぐ注液栓と、を有するケースを備える蓄電素子に関する。

従来から、発電要素と、前記発電要素を内部に収容する電池容器である外装と、前記外装に取り付けられるブラインドリベットと、を備えた電池が知られている（特許文献１参照）。

この電池において、前記外装は、収容部と蓋部を有する角柱型缶である。前記蓋部には、電解液を注液するための注液孔が開口している。この注液孔には、封止部材である前記ブラインドリベット、及び、ガスケットが取り付けられる。前記ガスケットは、円環状であり、前記蓋部の前記注液孔の周囲に当接するように配置される。前記ブラインドリベットは、その下面を前記ガスケットの上面に当接させる鍔状のフランジと、前記フランジから前記注液孔を通って外装の内部に向けて延びる筒状のスリーブを塑性変形させることで形成された膨径頭部と、を有する。この膨径頭部は、前記外装の内面とは、前記注液孔の周囲のみで接している。そして、前記フランジと前記膨径頭部（詳しくは、前記外装の内面と接している部位）との間に前記ガスケット及び前記蓋部の注液孔の周囲が挟持されることによって双方が相互に連結され、前記注液孔が封止される。

しかし、この電池では、振動等によって前記ブラインドリベットがずれる場合があり、この場合、該部位での（蓋部の注液孔の周囲とブラインドリベットとの間の）密閉性が低下する。

特開２０１３−１６１７１１号公報

そこで、本実施形態は、注液穴が設けられたケース本体と、ブラインドリベットによって構成され且つ注液穴を塞ぐ注液栓と、の間の密閉性が低下し難い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、
周囲の部位より外側に突出する突出部を有し、且つ内部へ電解液を注入するための注液穴が前記突出部の突出方向の先端部に設けられたケース本体と、ブラインドリベットによって構成され且つ前記注液穴を塞ぐ注液栓と、を有するケースを備え、
前記突出部は、前記注液穴を囲う注液穴周縁部と、該注液穴周縁部の周縁と前記周囲の部位とを接続する周壁部と、を有し、
前記注液栓は、前記ケース本体の外側から前記注液穴を覆う頭部と、前記頭部から前記注液穴を通じて前記ケース本体の内部に延び、且つ前記注液穴の貫通方向と直交する面方向の大きさが該注液穴より大きな拡径部と、を有し、
前記拡径部は、その表面に、前記注液穴を囲む位置において前記注液穴周縁部の内面と密接することで該注液穴周縁部を前記頭部との間に挟み込む第一領域と、前記周壁部の内面と当接する第二領域とを、含む。

このように、拡径部が、注液穴周縁部を頭部と共に挟み込む領域（第一領域）に加え、周壁部の内面と当接する第二領域を、その表面に含むことで、拡径部が、注液穴周縁部を頭部と共に挟み込む領域しかケース本体の内面に当接しない注液栓に比べ、ケース本体の内面との当接箇所が多くなるため、振動等による注液栓のずれが抑えられる。これにより、前記ずれに起因する注液栓とケース本体との間の密閉性の低下が抑えられる。

この場合、
前記第二領域は、前記周壁部の内面と全周に亘って密接してもよい。

このように、第二領域が周壁部の内面と全周に亘って密接することで、拡径部の表面において注液穴周縁部を頭部と共に挟み込む領域でしかケース本体の内面と密接しない注液栓に比べ、拡径部の表面におけるケース本体の内面と密接する領域（詳しくは、注液穴を囲った位置で密接する領域）が多くなるため、ケース本体と注液栓との間の密閉性がより向上する。

また、前記蓄電素子では、
前記拡径部の先端は、前記ケース本体における前記周囲の部位の内面より前記突出部の先端側に位置してもよい。

かかる構成によれば、前記周囲の部位の内面から拡径部がケース本体の内部側に向けて突出しないため、突出部のないケース本体の内面から拡径部がケース本体の内部側に向けて突出している構成に比べ、ケース本体内の電極体等を収容するスペースを大きくできる。しかも、注液栓の先端は、前記周囲の部位の内面より突出部の先端側に位置することで、ケース本体の内部に収容される電極体等の他の部材に当接し難くなる。

また、前記蓄電素子では、
前記突出部の基部は、前記貫通方向と直交する面方向において、前記拡径部より小さくてもよい。

かかる構成によれば、突出部の内部にある拡径部が基部を通過してケース本体の内部側に移動できない又は移動し難くなるため、突出部に該突出部が潰れる方向の力が加わっても、注液栓の拡径部（先端部）がケース本体の内部に収容される電極体等の他の部材に当接しない又は当接し難くなる。

前記蓄電素子では、
前記拡径部は、前記貫通方向と直交する面方向において前記頭部より大きくてもよい。

このように拡径部が頭部より大きい（即ち、頭部が拡径部より小さい）と、頭部が拡径部より大きい又は同じ場合に比べ、注液穴周縁部において頭部からはみ出した部位（例えば、図５において頭部より外部に広がる部位）が大きくなるため、蓄電素子の使用時等に他の部材等がぶつかって該はみ出した部位に力が加わる可能性が大きくなるが、この頭部からはみ出した部位にケースの内部に向けた力が加わったとしても（図５の破線で示す矢印参照）、拡径部が周壁部に当接（支持）しているため、周壁部の内側への倒れ込み等の突出部の変形が生じ難い。

また、前記蓄電素子では、
前記拡径部の第一領域は、前記貫通方向と直交する面方向において、前記頭部における前記注液穴周縁部を前記貫通方向に挟み込む面より大きくてもよい。

このように、第一領域が頭部の注液穴周縁部を挟み込む面より大きいことで、第一領域が頭部の前記面より小さい場合に比べ、拡径部と注液穴周縁部との接触面積が十分に確保されるため、ケースの内圧が上昇したときの突出部における注液穴周縁部の変形（例えば、図８参照）が抑えられる。これにより、ケースの内圧が上昇したときの前記変形に起因する密閉性（注液栓と注液穴周縁部との間の密閉性）の低下を防ぐことができる。

以上より、本実施形態によれば、注液穴が設けられたケース本体と、ブラインドリベットによって構成され且つ注液穴を塞ぐ注液栓と、の間の密閉性が低下し難い蓄電素子を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。 図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図である。 図４は、前記蓄電素子の電極体を説明するための図である。 図５は、図３における注液栓、突出部、及びその周辺の拡大図である。 図６は、注液穴が封止される前の状態の注液栓、突出部、及びその周辺の拡大断面図である。 図７は、拡径部の第一領域が頭部の注液穴周縁部を挟み込む面より小さい注液栓を説明するための図である。 図８は、拡径部の第一領域が頭部の注液穴周縁部を挟み込む面より小さい注液栓を説明するための図である。 図９は、注液栓と突出部との間にガスケットが配置された状態を示す図である。 図１０は、他実施形態に係る注液栓、突出部、及びその周辺の拡大断面図である。 図１１は、他実施形態に係る注液栓、突出部、及びその周辺の拡大断面図である。 図１２は、前記蓄電素子を含む蓄電装置の斜視図である。

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６を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、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に示すように、電極体２と、電極体２を収容するケース３と、を備える。また、蓄電素子１は、ケース３の外面に配置される外部端子４と、電極体２と外部端子４とを導通させる集電体５と、を備える。本実施形態の蓄電素子１は、電極体２とケース３との間に配置される絶縁部材６等も、備える。

電極体２は、積層された状態で巻回される電極（正極２３及び負極２４）を有する。具体的に、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且つ巻芯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。

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孔質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ２５は、ＳｉＯ_２粒子、Ａｌ_２Ｏ_３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、多孔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（積層方向）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の非被覆部と、負極２４の非被覆部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Ｃ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、ケースの内部に電解液を注液（注入）するための注液穴３５０が設けられたケース本体３０と、ブラインドリベットによって構成され且つ注液穴３５０を塞ぐ注液栓３６と、を有する。ケース３は、電極体２及び集電体５等と共に、電解液を内部空間Ｓ（図３参照）に収容する。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、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、及びＬｉＰＦ_６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ＬｉＰＦ_６を溶解させたものである。

ケース本体３０は、周囲の部位より外側に突出する突出部３５を有する。具体的に、ケース本体３０は、開口を有する第一部材３１と、突出部３５を有し且つ第一部材３１の開口を塞ぐ（閉じる）第二部材３２と、を有する。このケース本体３０は、図１〜図３に示すように、第一部材３１の開口周縁部３３と、第二部材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、ケース本体３０では、第一部材３１と第二部材３２とによって内部空間Ｓが画定されている。本実施形態のケース本体３０では、第一部材３１の開口周縁部３３と第二部材３２の周縁部とが溶接によって接合されている。

第一部材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（周壁）３１２と、を備える。

閉塞部３１１は、第一部材３１が開口を上に向けた姿勢で配置されたときに第一部材３１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときの第一部材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。

胴部３１２は、筒状の部位である。本実施形態の胴部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（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、第一部材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。この第一部材３１には、巻回中心軸Ｃ方向をＸ軸方向に向けた状態で電極体２が収容される。

第二部材３２は、第一部材３１の開口を塞ぐ板状の部材であり、突出部３５を有する。具体的に、第二部材３２は、板状の蓋板本体（周囲の部位）３４と、蓋板本体３４から突出した突出部３５と、を有する。この第二部材３２（蓋板本体３４）の輪郭は、第一部材３１の開口周縁部３３に対応した形状である。即ち、第二部材３２は、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸方向に長い矩形状の部材である。この第二部材３２は、第一部材３１の開口を塞ぐように該第一部材３１に当接する。より具体的には、第二部材３２が開口を塞ぐように、第二部材３２の周縁部が第一部材３１の開口周縁部３３に重ねられる。開口周縁部３３と第二部材３２とが重ねられた状態で、第二部材３２と第一部材３１との境界部が溶接される。これにより、ケース本体３０が構成される。

突出部３５は、図５にも示すように、突出方向（図５における上方向）の先端部に注液穴３５０を有する。突出部３５は、蓋板本体３４における一対の外部端子４の間に設けられる。この突出部３５は、注液穴３５０を囲う注液穴周縁部３５１と、注液穴周縁部３５１の周縁と蓋板本体３４とを接続する周壁部３５２と、を有する。

注液穴周縁部３５１は、注液穴３５０を囲い（規定し）且つＸ−Ｙ面方向に広がる板状の部位である。本実施形態の注液穴周縁部３５１の輪郭は、注液穴３５０の中心と同心の円形である。

周壁部３５２は、注液穴周縁部３５１の周縁と蓋板本体３４とを接続する筒状の部位である。本実施形態の周壁部３５２は、円筒状である。詳しくは、周壁部３５２は、突出部３５の基部（図５における下部）より突出部３５の先端部（図５における上部）の方が僅かに細くなっているテーパ状である。

尚、本実施形態の蓄電素子１では、注液穴周縁部３５１と周壁部３５２との境界部のＸ−Ｚ面（Ｘ軸方向とＺ軸方向とを含む面）方向の断面、及び周壁部３５２と蓋板本体３４との境界部のＸ−Ｚ面方向の断面は、それぞれ円弧状となっている（図５参照）。

注液栓３６は、ケース本体３０の外側から注液穴３５０を覆う頭部３６１と、頭部３６１から注液穴３５０を通じてケース本体３０の内部に延びる拡径部３６２と、を有する。

頭部３６１は、Ｚ軸方向から見て、注液穴３５０より大きい。具体的に、頭部３６１は、板状の部位であり、注液穴周縁部３５１と重なるようにして注液穴３５０を覆う。本実施形態の頭部３６１は、中央部に穴を有する略円板状の部位である。

拡径部３６２における注液穴３５０の貫通方向（本実施形態ではＺ軸方向）と直交する面（Ｘ−Ｙ面（Ｘ軸方向とＹ軸方向とを含む面）方向）の大きさは、注液穴３５０より大きい。この拡径部３６２は、蓄電素子１の製造時において、注液穴３５０に差し込まれた後に拡径された部位である。具体的に、拡径部３６２の拡径前の形状は、図６に示すような、注液穴３５０より径が小さく且つ先端の閉じた筒状の部位である。そして、頭部３６１が注液穴周縁部３５１に当接するまで拡径部３６２を注液穴３５０に差し込んだ後に、頭部３６１を注液穴周縁部３５１に向けて押圧した状態で、該頭部３６１の中央部の穴から外側に延びる軸部３７を引き出す。このとき、拡径部３６２の先端部に固定されている軸部３７によって該先端部が注液穴周縁部３５１側に引き寄せられ、これにより、拡径部３６２が塑性変形して拡径される（図５参照）。尚、軸部３７は、拡径部３６２が十分に拡径された状態で、さらに十分な力で引っ張られることで途中位置において破断し、拡径部３６２に固定されている先端部３７１を残して拡径部３６２内から引き抜かれる。

拡径部３６２は、その表面に、注液穴３５０を囲む位置において注液穴周縁部３５１の内面３５１０と密接することで該注液穴周縁部３５１を頭部３６１との間に挟み込む第一領域３６２１と、周壁部３５２の内周面（内面）３５２０と当接する第二領域３６２２と、を含む。本実施形態の拡径部３６２における第二領域３６２２は、周壁部３５２の内周面３５２０と全周に亘って密接している。

この拡径部３６２の先端（図５における下端）は、第二部材３２の蓋板本体３４の内面３４０より、突出部３５の先端側（図５における上側）に位置している。

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。外部端子４は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子４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、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。本実施形態の外部端子４は、図１〜図３に示すように、バスバ等が溶接可能な面４１を有する。

集電体５は、ケース３（ケース本体３０）の内部に配置され、電極体２と通電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、クリップ部材５０を介して電極体２と通電可能に接続される。即ち、蓄電素子１は、電極体２と集電体５とを通電可能に接続するクリップ部材５０を備える。この集電体５は、導電性を有する部材によって形成され、ケース本体３０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とを通電可能に接続する。

また、集電体５は、蓄電素子１の正極と負極とにそれぞれ配置される。正極の集電体５と負極の集電体５とは、異なる素材によって形成される。具体的に、正極の集電体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、負極の集電体５は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。

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。

絶縁部材６は、図２及び図３に示すように、ケース３（ケース本体３０）と電極体２との間に配置される。この絶縁部材６は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。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。

以上の蓄電素子１によれば、拡径部３６２が、注液穴周縁部３５１を頭部３６１と共に挟み込む第一領域３６２１に加え、周壁部３５２の内面３５２０と当接する第二領域３６２２を、その表面に含む。これにより、拡径部が注液穴周縁部３５１を頭部と共に挟み込む領域しかケース本体３０の内面に当接しない注液栓に比べ、ケース本体３０の内面との当接箇所が多くなる。このため、振動等による注液栓３６のずれが抑えられ、その結果、蓄電素子１における前記ずれに起因する密閉性の低下が抑えられる。

また、本実施形態の蓄電素子１では、第二領域３６２２が周壁部３５２の内面３５２０と全周に亘って密接する。これにより、拡径部の表面において注液穴周縁部３５１を頭部と共に挟み込む領域でしかケース本体３０の内面と密接しない注液栓に比べ、拡径部３６２の表面におけるケース本体３０の内面と密接する領域（詳しくは、注液穴３５０を囲った位置で密接する領域）が多くなる。このため、蓄電素子１において、ケース本体３０と注液栓３６との間の密閉性がより向上する。

また、本実施形態の蓄電素子１では、拡径部３６２の先端が、ケース本体３０の第二部材３２における蓋板本体３４の内面より突出部３５の先端側に位置している。このため、拡径部３６２が蓋板本体３４の内面からケース本体３０の内部側に向けて突出しない。これにより、突出部のないケース本体の内面から拡径部がケース本体の内部側に向けて突出する構成に比べ、ケース本体３０の内部での電極体２等を収容するスペースを大きくできる。しかも、注液栓３６の先端が蓋板本体３４の内面より突出部３５の先端側に位置することで、注液栓３６の先端（拡径部３６２の先端）が、ケース本体３０の内部に収容される電極体２等の他の部材に当接し難くなる。

また、本実施形態の蓄電素子１では、拡径部３６２がＸ−Ｙ面方向において頭部３６１より大きい。このように拡径部３６２が頭部３６１より大きい（即ち、頭部３６１が拡径部３６２より小さい）と、頭部３６１が拡径部３６２より大きい又は同じ場合に比べ、注液穴周縁部３５１において頭部３６１からはみ出した部位（例えば、図５において頭部３５１よりＸ−Ｙ面方向の外側に広がる部位）が大きくなる。このため、蓄電素子１の使用時等に他の部材等がぶつかって突出部３５の該はみ出した部位に力が加わる可能性が大きくなるが、この頭部３６１からはみ出した部位にケース３の内部に向けた力が加わったとしても（図５の破線で示す矢印参照）、拡径部３６２が周壁部３５２に当接（支持）しているため、周壁部３６２の内側への倒れ込み等といった突出部３５の変形が生じ難い。

また、本実施形態の蓄電素子１では、拡径部３６２の第一領域３６２１は、Ｘ−Ｙ面方向において、頭部３６１における注液穴周縁部３５１をＺ軸方向（注液穴５３０の貫通方向）に挟み込む面（注液穴周縁部５３１との対向面）より大きい。このように、第一領域３６２１が頭部３６１の注液穴周縁部３５１を挟み込む面より大きいことで、第一領域３６２１が頭部３６１の前記面より小さい場合に比べ、拡径部３６２と注液穴周縁部３５１との接触面積が十分に確保される。このため、ケース３の内圧が上昇したときの突出部３５における注液穴周縁部３５１の変形（例えば、図７参照）が抑えられる。これにより、ケース３の内圧が上昇したときの前記変形に起因する密閉性（注液栓３６と注液穴周縁部３５１との間の密閉性）の低下を防ぐことができる。詳しくは、以下の通りである。

例えば、図７に示すように、第一領域３６２１が頭部３６１の注液穴周縁部３５１を挟み込む面（図７において下方を向いた面）より小さい場合には、ケース３の内圧が上昇したときに、第一領域３６２１が注液穴周縁部３５１の内面３５１０の注液穴３５０と隣接した領域のみを押すため、注液穴周縁部３５１が外側（図７では上方）に撓む（膨出するように変形する）。このように注液穴周縁部３５１が撓むと、注液栓３６と注液穴周縁部３５１との間の密閉性が低下する。また、図７に示すような注液栓３６と注液穴周縁部３５１との間にガスケット（パッキン）３８が配置されている場合においても、注液穴周縁部３５１が膨出するように撓むと、頭部３６１の周縁側の部位ほど注液穴周縁部３５１との間隔が大きくなるため（図８参照）、頭部３６１と注液穴周縁部３５１とのガスケット３８を挟持する力（Ｚ軸方向に挟み込む力）が小さくなり、注液栓３６と注液穴周縁部３５１との間の密閉性が低下する。尚、図８では、注液穴周縁部３５１の撓みを説明するために前記撓みを強調している。

一方、本実施形態の蓄電素子１のように、第一領域３６２１が頭部３６１の前記面（注液穴周縁部３５１を挟み込む面）より大きいと、拡径部３６２と注液穴周縁部３５１との接触面積が十分に確保されるため、ケース３の内圧が上昇したときに、第一領域３６２１が注液穴周縁部３５１の内面３５１０の広い領域を押す。これにより、ケース３の内圧が上昇したときの突出部３５における注液穴周縁部３５１の変形（例えば、図７参照）が抑えられ、注液栓３６と注液穴周縁部３５１との間の密閉性が低下するのを防ぐことができる。また、図９に示すように、注液栓３６と突出部３５（注液穴周縁部３５１）との間にガスケット（パッキン）３８が配置されても、ケース３の内圧が上昇したときの突出部３５における注液穴周縁部３５１の変形が抑えられるため、頭部３６１の周縁側の部位と注液穴周縁部３５１との間隔が大きくなるのが防がれ、これにより、注液栓３６と注液穴周縁部３５１との間の密閉性が低下するのを防ぐことができる。

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。

上記実施形態の蓄電素子１では、拡径部３６２の表面における第二領域３６２２が周壁部３５２の内周面３５２０と周方向の全域において密接しているが、この構成に限定されない。第二領域３６２２は、周方向の一部において周壁部３５２の内周面３５２０と当接又は密接していてもよい。

上記実施形態の蓄電素子１では、拡径部３６２の表面において、第一領域３６２１と第二領域３６２２とは、離れている（連続していない）が、この構成に限定されない。例えば図１０に示すように、拡径部３６２の表面が突出部３５の内面（注液穴周縁部３５１の内面３５１０及び周壁部３５２の内面３５２０の両方）と沿うように拡径部３６２が塑性変形している場合のように、拡径部３６２の表面において第一領域３６２１と第二領域３６２２とが連続していてもよい。

また、ケース本体３０の突出部３５における周壁部３５２の具体的な形状は限定されない。上記実施形態の周壁部３５２は、突出部３５の先端部が基部より僅かに細いテーパ状であるが、この構成に限定されない。例えば、周壁部３５２は、基部と先端部とが同じ（即ち、円筒状）であってもよく、先端部が基部より太いテーパ状（上記実施形態と逆のテーパ状）であってもよい。また、周壁部３５２は、図１１に示すように、基部が拡径部３６２より絞られた形状であってもよい。即ち、周壁部３５２の基部が、Ｘ−Ｙ面方向において、拡径部３６２より小さくなるような形状でもよい。かかる構成によれば、突出部３５の内部にある拡径部３６２が突出部３５（周壁部３５２）の基部を通過してケース本体３０の内部側に移動できない又は移動し難くなる。このため、突出部３５に力（例えば、図１１に示す矢印方向の力）が加わっても、注液栓３６の拡径部３６２（先端部）がケース本体３０の内部に収容される電極体２等の他の部材に当接しない又は当接し難くなる。

上記実施形態の蓄電素子１では、突出部３５がケース本体３０の第二部材３２に配置されているが、この構成に限定されない。突出部３５は、ケース本体３０の第一部材３１に配置されてもよい。

上記実施形態の蓄電素子１の電極体２は、長尺な電極２３、２４が積層された状態で券回されている、いわゆる巻回型の電極体であるが、この構成に限定されず、枚葉状の電極が積層された、いわゆる積層型の電極体でもよい。

注液栓（ブラインドリベット）３６の具体的構成は限定されない。注液栓３６は、拡径部３６２の表面に第一領域３６２１と第二領域３６２２とを含み、且つケース本体３０の注液穴３５０を封止できる密閉型のブラインドリベットであればよい。

上記実施形態の蓄電素子１では、注液栓３６が蓋板本体３４に、直接、取り付けられているが、この構成に限定されない。ガスケットが注液栓３６と蓋板本体３４との間に配置されてもよい。

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、一次電池や、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１２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、２４…負極（電極）、２４１…金属箔、２４２…負極活物質層、２５…セパレータ、２６…非被覆積層部、２６１…二分割された非被覆積層部、２７…中空部、３…ケース、３０…ケース本体、３１…第一部材、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…第二部材、３３…開口周縁部、３４…蓋板本体、３５…突出部、３５０…注液穴、３５１…注液穴周縁部、３５１０…内面、３５２…周壁部、３５２０…内周面（内面）、３６…注液栓、３６１…頭部、３６２…拡径部、３６２１…第一領域、３６２２…第二領域、３７…軸部、３７１…先端部、４…外部端子、４１…面、５…集電体、５０…クリップ部材、６…絶縁部材、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、Ｃ…巻回中心軸、Ｓ…内部空間

Claims (6)

1. 周囲の部位より外側に突出する突出部を有し、且つ内部へ電解液を注入するための注液穴が前記突出部の突出方向の先端部に設けられたケース本体と、ブラインドリベットによって構成され且つ前記注液穴を塞ぐ注液栓と、を有するケースを備え、
   前記突出部は、前記注液穴を囲う注液穴周縁部と、該注液穴周縁部の周縁と前記周囲の部位とを接続する周壁部と、を有し、
   前記注液栓は、前記ケース本体の外側から前記注液穴を覆う頭部と、前記頭部から前記注液穴を通じて前記ケース本体の内部に延び、且つ前記注液穴の貫通方向と直交する面方向の大きさが該注液穴より大きな拡径部と、を有し、
   前記拡径部は、その表面に、前記注液穴を囲む位置において前記注液穴周縁部の内面と密接することで該注液穴周縁部を前記頭部との間に挟み込む第一領域と、前記周壁部の内面と当接する第二領域とを、含む、蓄電素子。
2. 前記第二領域は、前記周壁部の内面と全周に亘って密接する、請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記拡径部の先端は、前記ケース本体における前記周囲の部位の内面より前記突出部の先端側に位置している、請求項１又は２に記載の蓄電素子。
4. 前記突出部の基部は、前記貫通方向と直交する面方向において、前記拡径部より小さい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記拡径部は、前記貫通方向と直交する面方向において前記頭部より大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記拡径部の第一領域は、前記貫通方向と直交する面方向において、前記頭部における前記注液穴周縁部を前記貫通方向に挟み込む面より大きい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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