JP2017224580A - 蓄電素子及び蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極端子の温度検知精度の向上を図る蓄電素子及び蓄電素子を備える蓄電装置を提供する。
【解決手段】正極集電体５０及び負極集電体６０と正極端子３０及び負極端子４０とを備える蓄電素子１００は、正極端子３０に設けられ且つ正極端子３０の温度を検知する温度検知器７０を備える。正極端子３０は、端子本体部３０ａと、端子本体部３０ａと正極集電体５０とを接続する接続リベット３０ｃと、端子本体部３０ａと蓄電素子１００の外部とを接続する外部端子部３０ｂとを有する。温度検知器７０は、正極端子３０における接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａに配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電素子及び蓄電素子を備える蓄電装置に関する。

二次電池等の蓄電素子には、蓄電素子の温度を検知する構成を有するものがある。例えば、特許文献１に記載される複数の二次電池セルを含む蓄電池モジュールでは、二次電池セルの温度を測定するための温度センサが設けられている。上記蓄電池モジュールでは、二次電池セルの正極外部端子及び負極外部端子が、正極外部端子及び負極外部端子の上方に位置する回路基板に形成されたランドに接続されている。さらに、ランドには、温度センサが実装されている。

国際公開第２０１２／１３７２８９号

特許文献１では、温度センサは、回路基板に近接して位置しているため、正極外部端子及び負極外部端子の温度だけでなく、回路基板の温度も検知する。このため、温度センサによる検知温度は、正極外部端子及び負極外部端子の温度を正確に反映しない可能性がある。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、二次電池における正極外部端子及び負極外部端子等の電極端子の温度検知精度の向上を図る蓄電素子及び蓄電素子を備える蓄電装置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、本発明に係る蓄電素子は、集電体と電極端子とを備える蓄電素子であって、電極端子に設けられ、電極端子の温度を検知する温度検知器を備え、電極端子は、端子本体部と、端子本体部と集電体とを接続する第一接続部と、端子本体部と蓄電素子の外部とを接続する第二接続部とを有し、温度検知器は、電極端子における第一接続部又は端子本体部に配置される。

上述の構成において、温度検知器は、電極端子における第一接続部又は端子本体部に配置されるため、第二接続部と接続される電極端子以外の要素の温度から検知温度が受ける影響を低減することができる。よって、蓄電素子は、電極端子の温度検知精度の向上を可能にする。

蓄電素子は、容器及び絶縁部材を備え、絶縁部材は、容器と電極端子との間に配置され、絶縁部材は、第一接続部又は端子本体部に接していてもよい。上述の構成において、絶縁部材が樹脂等で形成される場合、電極端子の温度が上昇することで、第一接続部又は端子本体部に接している絶縁部材は変形する恐れがある。すなわち、絶縁部材が容器と電極端子との間に配置され、第一接続部又は端子本体部に接する場合であれば、本発明を適用すれば、過剰な温度上昇を抑制でき、絶縁部材が変形することを抑制することができる。

温度検知器は、電極端子の電流の経路上に配置されてもよい。上述の構成において、電極端子では、電流が流れる部位の温度が上昇し得る。これにより、温度検知器は、電極端子における温度が上昇しやすい部位の温度を検知することができる。よって、電極端子の温度上昇の検知精度が向上する。

温度検知器は、端子本体部における第一接続部と第二接続部との間に配置されてもよい。上述の構成において、端子本体部における電流が流れる領域である第一接続部から第二接続部に至る間の領域の温度検知ができるため、温度検知器は、電極端子の温度上昇をより高精度に検知することができる。

温度検知器は、端子本体部における第一接続部と第二接続部とを結ぶ最短距離の経路上に配置されていてもよい。上述の構成において、端子本体部における電流が最も流れる領域である第一接続部と第二接続部とを結ぶ最短距離の経路上の温度検知ができるため、電極端子の温度上昇をより一層高精度に検知することができる。

電極端子は、正極端子であってもよい。上述の構成において、正極端子は、負極端子よりも低い導電率の材料から作製され得る。このため、電流が流れたとき、正極端子の方が、負極端子よりも昇温しやすい。温度検知器は、より高い温度に昇温し得る正極端子の温度上昇を検知することができる。

本発明に係る蓄電装置は、蓄電素子を備える蓄電装置であって、全ての蓄電素子に温度検知器が設けられる。上述の構成において、全ての蓄電素子の電極端子の温度の管理ができるため、蓄電素子の状態監視を良好におこなうことができる。

本発明における蓄電素子等によれば、電極端子の温度検知精度を向上することが可能になる。

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。 図１の蓄電素子の分解斜視図である。 図１の蓄電素子の断面側面図であり、容器本体の扁平方向に沿い且つ蓋体の中央を通る蓄電素子の断面を、方向ＩＩＩから見た図である。 図３の正極端子の端子本体部を蓋体の外面側から且つ上方から見た図である。 正極端子の端子本体部における温度検知器の配置形態の変形例を、図４と同様に示す図である。 複数の蓄電素子を備える蓄電装置の平面図である。

以下、図面を参照しつつ、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、いずれも包括的又は具体的な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等は、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。

また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。

［実施の形態］
実施の形態に係る蓄電素子１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を模式的に示す斜視図である。図１に示されるように、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子１００は、充放電可能な二次電池である。例えば、蓄電素子１００は、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。しかしながら、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、キャパシタであってもよい。

図１及び図２を参照すると、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の容器１０と、容器１０の中に含まれる電極体２０と、電極端子としての正極端子３０及び負極端子４０とを備えている。なお、図２は、図１の蓄電素子１００の分解斜視図である。容器１０は、有底角筒状の容器本体１１と、容器本体１１の細長矩形状の開口部１１ａを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体１２とを有している。容器本体１１は、扁平な直方体状の外形を有している。蓋体１２の外面１２ａ上に、正極端子３０及び負極端子４０が配置されている。容器１０の内部には、電極体２０と共に電解液（本実施の形態では、非水電解液）等の電解質が封入されるが、当該電解質の図示は省略する。容器１０に封入される電解質としては、蓄電素子１００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。

容器本体１１と蓋体１２とは、溶接等の接合方法によって、互いの接合部を気密な状態にして固定される。これにより、容器１０は、内部に密閉された空間を形成する。限定するものではないが、容器本体１１及び蓋体１２は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能な金属から作製され得る。

導電性を有する正極端子３０及び負極端子４０はそれぞれ、蓋体１２の外面１２ａと反対側に配置され且つ導電性を有する集電体としての正極集電体５０及び負極集電体６０と電気的に接続されている。正極集電体５０及び負極集電体６０はさらに、電極体２０と電気的に接続されている。

上部絶縁部材３１が、正極端子３０と蓋体１２との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁し、下部絶縁部材３２が、蓋体１２と正極集電体５０との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁する。上部絶縁部材４１が、負極端子４０と蓋体１２との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁し、下部絶縁部材４２が、蓋体１２と負極集電体６０との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁する。絶縁部材３１、３２、４１及び４２はいずれも、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料から形成され、例えば、パッキン、ガスケット等によって構成される。絶縁部材３１、３２、４１又は４２が樹脂で形成される場合は、電極端子３０又は４０の温度検知精度を向上することで、後述するように、絶縁部材３１、３２、４１又は４２が変形し、蓋体１２と電極端子３０又は４０との間の封止が維持できなくなることを抑制することができる。電極体２０は、正極集電体５０及び負極集電体６０を介して、蓋体１２から吊り下げられるように設けられる。そして、電極体２０は、正極集電体５０及び負極集電体６０と共に、容器本体１１に収容される。電極体２０と容器本体１１との間を電気的に絶縁するために、電極体２０が絶縁フィルム等で覆われる場合もある。電極体２０と容器本体１１との間に、スペーサ等の緩衝材が設けられる場合もある。

電極体２０は、電気を蓄積可能な蓄電要素である。電極体２０は、長尺帯状のシート状の正極板と、長尺帯状のシート状の負極板と、長尺帯状のシート状のセパレータとを、層状に重ねるように含んでいる。そして、電極体２０は、重ね合わされた正極板、負極板及びセパレータを一緒に、巻回軸Ａを中心に渦巻き状に多重に巻回されることによって、形成される。巻回軸Ａは、図２において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体２０は、巻回軸Ａに関して略対称な構成を有している。巻回後の電極体２０では、正極板、負極板及びセパレータは、正極板と負極板との間にセパレータを介在させるかたちで、巻回軸Ａに垂直な方向に多層に積層された形態を形成する。限定されるものではないが、本実施の形態では、電極体２０は、巻回軸Ａに垂直な断面が扁平な長円形状である扁平な外形を有している。しかしながら、電極体２０の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、その他の多角形であってもよい。

正極板は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔である正極基材と、正極基材の表面上に塗工等の方法で積層された正極活物質層とを含む。負極板は、銅、銅合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔である負極基材と、負極基材の表面上に塗工等の方法で積層された負極活物質層とを含む。セパレータは、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなる微多孔性のシートである。正極活物質層に用いられる正極活物質又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又は負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。

電極体２０における巻回軸Ａ方向に沿った２つの端部２０ａ及び２０ｂのうちの端部２０ａには、正極未塗工部２１が形成され、端部２０ｂには、負極未塗工部２２が形成されている。正極未塗工部２１は、巻回方向である電極体２０の周方向に沿う正極板の縁に沿って帯状に形成され、多重に巻回されている。正極未塗工部２１は、正極板の正極基材における正極活物質層が形成されていない縁部分である。負極未塗工部２２は、電極体２０の周方向に沿う負極板の縁に沿って帯状に形成され、多重に巻回されている。負極未塗工部２２は、負極板の負極基材における負極活物質層が形成されていない縁部分である。正極未塗工部２１及び負極未塗工部２２にそれぞれ、正極集電体５０及び負極集電体６０が電気的に接続される。

図２及び図３を参照して、正極端子３０及び負極端子４０及びその周辺の構成を説明する。なお、図３は、図１の蓄電素子１００の断面側面図であり、容器本体１１の扁平方向に沿い且つ蓋体１２の中央を通る蓄電素子１００の断面を、方向ＩＩＩから見た図である。さらに、図３では、電極体２０は、側面図で描かれている。

正極端子３０は、矩形板状の端子本体部３０ａと、端子本体部３０ａの２つの幅広の平坦な表面の一方の表面３０ａａから突出する円柱状の外部端子部３０ｂと、棒状の接続リベット３０ｃとを有している。本実施の形態では、端子本体部３０ａと外部端子部３０ｂとは、一体的に成形され、連続する１つの部材を形成しているが、互いに別体であり組み付けられるように構成されてもよい。外部端子部３０ｂは、蓄電素子１００の外部の電気要素と接続するために用いられ得る。端子本体部３０ａは、外部端子部３０ｂが外方に向かって突出するように、蓋体１２上に配置される。ここで、接続リベット３０ｃは第一接続部の一例であり、外部端子部３０ｂは第二接続部の一例である。

貫通孔３０ａｂが、端子本体部３０ａの表面３０ａａから反対側の表面にわたって端子本体部３０ａを貫通して形成されている。貫通孔３０ａｂは、矩形板状の端子本体部３０ａの長手方向で、外部端子部３０ｂから離れて配置されている。接続リベット３０ｃは、端子本体部３０ａと電気的に接続されるように構成されている。接続リベット３０ｃは、円筒状の軸部３０ｃａと、軸部３０ｃａの一方の端部に一体的に結合されている円板状の笠部３０ｃｂとを含む。軸部３０ｃａは、貫通孔３０ａｂに挿通可能である。笠部３０ｃｂは、軸部３０ｃａの外径よりも大きい外径を有し、軸部３０ｃａを拡径したように延在する。端子本体部３０ａの表面３０ａａ上には、温度検知器７０が埋め込まれている。温度検知器７０に関する説明は、後述する。

負極端子４０は、矩形板状の端子本体部４０ａと、端子本体部４０ａの２つの幅広の平坦な表面の一方の表面４０ａａから突出する円柱状の外部端子部４０ｂと、棒状の接続リベット４０ｃとを有している。本実施の形態では、端子本体部４０ａと外部端子部４０ｂとは、一体的に成形され、連続する１つの部材を形成しているが、互いに別体であり組み付けられるように構成されてもよい。外部端子部４０ｂは、蓄電素子１００の外部の電気要素と接続するために用いられ得る。端子本体部４０ａは、外部端子部４０ｂが外方に向かって突出するように、蓋体１２上に配置される。

貫通孔４０ａｂが、端子本体部４０ａの表面４０ａａから反対側の表面にわたって端子本体部４０ａを貫通して形成されている。貫通孔４０ａｂは、矩形板状の端子本体部４０ａの長手方向で、外部端子部４０ｂから離れて配置されている。接続リベット４０ｃは、端子本体部４０ａと電気的に接続されるように構成されている。接続リベット４０ｃは、円筒状の軸部４０ｃａと、軸部４０ｃａの一方の端部に一体的に結合されている円板状の笠部４０ｃｂとを含む。軸部４０ｃａは、貫通孔４０ａｂに挿通可能である。笠部４０ｃｂは、軸部４０ｃａの外径よりも大きい外径を有し、軸部４０ｃａを拡径したように延在する。

蓋体１２には、外面１２ａから外面１２ａと反対側の内面１２ｄに蓋体１２を貫通する貫通孔１２ｂ及び１２ｃが形成されている。貫通孔１２ｂ及び１２ｃは、蓋体１２の長手方向に沿った両端付近に配置されている。貫通孔１２ｂ及び１２ｃはそれぞれ、接続リベット３０ｃ及び４０ｃの軸部３０ｃａ及び４０ｃａを挿通可能に形成されている。

正極集電体５０及び負極集電体６０はそれぞれ、蓋体１２を挟んで、端子本体部３０ａ及び４０ａと反対側に配置される。正極集電体５０は、導電性と剛性とを備えた部材であり、電極体２０の正極板の正極基材と同様に、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から作製されている。負極集電体６０は、導電性と剛性とを備えた部材であり、電極体２０の負極板の負極基材と同様に、銅、銅合金等の金属から作製されている。正極集電体５０は、矩形板状の第一集電体接続部５１と、２つの細長板状の第二集電体接続部５２とを一体的に有している。第一集電体接続部５１は、第一集電体接続部５１に形成された貫通孔５１ａに通される接続リベット３０ｃを介して、正極端子３０の端子本体部３０ａと電気的に接続される。第二集電体接続部５２は、第一集電体接続部５１から延び、電極体２０の正極未塗工部２１と電気的に接続される。負極集電体６０は、矩形板状の第一集電体接続部６１と、２つの細長板状の第二集電体接続部６２とを一体的に有している。第一集電体接続部６１は、第一集電体接続部６１に形成された貫通孔６１ａに通される接続リベット４０ｃを介して、負極端子４０の端子本体部４０ａと電気的に接続される。第二集電体接続部６２は、第一集電体接続部６１から延び、電極体２０の負極未塗工部２２と電気的に接続される。

下部絶縁部材３２及び４２はそれぞれ、接続リベット３０ｃ及び４０ｃの軸部３０ｃａ及び４０ｃａを挿通可能である筒部３２ａ及び４２ａを一体的に有している。蓋体１２の貫通孔１２ｂ及び１２ｃはそれぞれ、筒部３２ａ及び４２ａを挿通可能に形成されている。上部絶縁部材３１及び４１にはそれぞれ、筒部３２ａ及び４２ａを挿通可能である貫通孔３１ａ及び４１ａが形成されている。

正極端子３０の接続リベット３０ｃの軸部３０ｃａは、正極集電体５０の第一集電体接続部５１の貫通孔５１ａと、下部絶縁部材３２の筒部３２ａと、蓋体１２の貫通孔１２ｂと、上部絶縁部材３１の貫通孔３１ａと、端子本体部３０ａの貫通孔３０ａｂとを順次貫通した後に、端子本体部３０ａから突出する先端がかしめられる。軸部３０ｃａの突出する先端は、かしめの際に端子本体部３０ａに向かって加圧されることによって、端子本体部３０ａの表面３０ａａ上で塑性変形して拡径し、かしめ端部３０ｃｃを形成する。軸部３０ｃａをかしめる際は、軸部３０ｃａの突出する先端の部分に、加圧による応力を受けるための治具を配し、軸部３０ｃａのかしめが完了したら、該治具を取り除く。これにより、接続リベット３０ｃの軸部３０ｃａが、端子本体部３０ａに接合される。また、軸部３０ｃａのかしめの際、端子本体部３０ａが第一集電体接続部５１に向かって押圧される。この結果、軸部３０ｃａの両端で拡径しているかしめ端部３０ｃｃ及び笠部３０ｃｂは、第一集電体接続部５１、下部絶縁部材３２、蓋体１２、上部絶縁部材３１及び端子本体部３０ａを、軸部３０ｃａの軸方向に圧縮した状態で狭持し、互いを固定する。なお、本実施の形態では、接続リベット３０ｃの軸部３０ｃａの突出する先端をかしめることにより、第一集電体接続部５１、下部絶縁部材３２、蓋体１２、上部絶縁部材３１及び端子本体部３０ａを、互いに固定しているが、かしめ以外の方法で固定してもよい。接続リベット３０ｃにねじ付きの軸を設け、ナット等を用いることにより、第一集電体接続部５１、下部絶縁部材３２、蓋体１２、上部絶縁部材３１及び端子本体部３０ａを、互いに固定してもよい。

上述のように固定された下部絶縁部材３２は、正極集電体５０の第一集電体接続部５１と蓋体１２との間に介在してこれらを電気的に絶縁する。下部絶縁部材３２の筒部３２ａは、蓋体１２の貫通孔１２ｂ及び上部絶縁部材３１の貫通孔３１ａを通り、接続リベット３０ｃの軸部３０ｃａと蓋体１２とを電気的に絶縁する。上部絶縁部材３１は、蓋体１２と正極端子３０の端子本体部３０ａとの間に介在してこれらを電気的に絶縁する。また、上部絶縁部材３１及び下部絶縁部材３２は、正極端子３０と蓋体１２との間を封止し、容器１０の密閉を保つ。

同様に、負極端子４０の接続リベット４０ｃの軸部４０ｃａは、負極集電体６０の第一集電体接続部６１の貫通孔６１ａと、下部絶縁部材４２の筒部４２ａと、蓋体１２の貫通孔１２ｃと、上部絶縁部材４１の貫通孔４１ａと、端子本体部４０ａの貫通孔４０ａｂとを順次貫通した後に、端子本体部４０ａから突出する先端がかしめられる。軸部４０ｃａの突出する先端は、かしめの際に端子本体部４０ａに向かって加圧されることによって、端子本体部４０ａの表面４０ａａ上で塑性変形して拡径し、かしめ端部４０ｃｃを形成する。軸部４０ｃａをかしめる際は、軸部４０ｃａの突出する先端の部分に、加圧による応力を受けるための治具を配し、軸部４０ｃａのかしめが完了したら、該治具を取り除く。これにより、接続リベット４０ｃの軸部４０ｃａが、端子本体部４０ａに接合される。また、軸部４０ｃａのかしめの際、端子本体部４０ａが第一集電体接続部６１に向かって押圧される。この結果、軸部４０ｃａの両端で拡径しているかしめ端部４０ｃｃ及び笠部４０ｃｂは、第一集電体接続部６１、下部絶縁部材４２、蓋体１２、上部絶縁部材４１及び端子本体部４０ａを、軸部４０ｃａの軸方向に圧縮した状態で狭持し、互いを固定する。なお、本実施の形態では、接続リベット４０ｃの軸部４０ｃａの突出する先端をかしめることにより、第一集電体接続部６１、下部絶縁部材４２、蓋体１２、上部絶縁部材４１及び端子本体部４０ａを、互いに固定しているが、正極端子３０と同様に、かしめ以外の方法で固定してもよい。

上述のように固定された下部絶縁部材４２は、負極集電体６０の第一集電体接続部６１と蓋体１２との間に介在してこれらを電気的に絶縁する。下部絶縁部材４２の筒部４２ａは、蓋体１２の貫通孔１２ｃ及び上部絶縁部材４１の貫通孔４１ａを通り、接続リベット４０ｃの軸部４０ｃａと蓋体１２とを電気的に絶縁する。上部絶縁部材４１は、蓋体１２と負極端子４０の端子本体部４０ａとの間に介在してこれらを電気的に絶縁する。また、上部絶縁部材４１及び下部絶縁部材４２は、負極端子４０と蓋体１２との間を封止し、容器１０の密閉を保つ。

なお、正極端子３０と正極集電体５０との連結構造、及び負極端子４０と負極集電体６０との連結構造は、上述のように接続リベット３０ｃ及び４０ｃの軸部３０ｃａ及び４０ｃａの一端のみがかしめられてもよく、軸部３０ｃａ及び４０ｃａの一端及び他端の両方がかしめられてもよい。又は、軸部３０ｃａ及び４０ｃａはそれぞれ、端子本体部３０ａ及び４０ａ側の一端に笠部３０ｃｂ及び４０ｃｂを有し、正極集電体５０及び負極集電体６０側の他端がかしめられるように構成されてもよい。また、軸部３０ｃａ及び４０ｃａの笠部３０ｃｂ及び４０ｃｂは、軸部３０ｃａ及び４０ｃａと共に１つの部材を形成するような一体成形された構成を有さなくてもよく、軸部３０ｃａ及び４０ｃａと別体でもよい。例えば、軸部３０ｃａ及び４０ｃａと笠部３０ｃｂ及び４０ｃｂとは、ねじ付きの軸及びナットによる締結構造を構成してもよく、互いに係合又嵌合するように構成されてもよく、互いに溶接されてもよい。

図３及び図４を参照して、温度検知器７０の構成を説明する。図４は、図３の正極端子３０の端子本体部３０ａを蓋体１２の外面１２ａ側から且つ上方から見た図である。温度検知器７０は、正極端子３０の端子本体部３０ａの平坦な表面３０ａａ上に埋め込まれ、端子本体部３０ａと直接接触している。例えば、温度検知器７０は、表面３０ａａ上に形成された孔内に挿入される。なお、温度検知器７０は、熱伝導性に優れた熱伝導材を介して、端子本体部３０ａと接触してもよい。例えば、温度検知器７０は、表面３０ａａ上の孔内に固定されるように、孔に嵌合するプラグと共に孔内に挿入されてもよく、固化する充填材と共に挿入されてもよい。温度検知器７０は、接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａに配置され、外部端子部３０ｂを介して正極端子３０に接続された正極端子３０以外の部材とは接していない。そのため、温度検知器７０は、低い熱損失で正極端子３０の接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａの温度を検知できる。

温度検知器７０は、小型であることが好ましく、表面３０ａａ上に貼り付けられてもよい。例えば、温度検知器７０として、サーミスタ、熱電対、熱電素子等の半導体素子等が、適用されてよい。

さらに、温度検知器７０は、表面３０ａａ上において、外部端子部３０ｂとかしめ端部３０ｃｃとの間の位置に配置され得る。外部端子部３０ｂとかしめ端部３０ｃｃとの間では、接続リベット３０ｃから外部端子部３０ｂに又はその逆を流れる電流が通るため、外部端子部３０ｂとかしめ端部３０ｃｃとの間の領域は、電流が流れたときに端子本体部３０ａにおいて温度が比較的高くなる領域である。このため、温度検知器７０は、端子本体部３０ａにおける比較的温度が高くなる部位の領域の温度を検知することができる。

また、温度検知器７０は、表面３０ａａ上において、かしめ端部３０ｃｃから外部端子部３０ｂに又はその逆へ流れる際の電流経路上となる位置に配置されることが好ましい。さらに、温度検知器７０は、上記電流経路のうち、流れる電流の電流値がより高い電流経路上に配置されることが好ましい。例えば、外部端子部３０ｂの中心とかしめ端部３０ｃｃの中心とを最短距離で結ぶ最短経路Ｒ上又はその近傍を通る電流経路は、流れる電流の値が最も高い電流経路である。端子本体部３０ａでは、電流が流れたときに電流値が高い部位ほど大きく昇温する。上述のように温度検知器７０を配置することによって、温度検知器７０は、端子本体部３０ａにおけるより温度が高い部位の温度を検知することができる。

また、温度検知器７０は、表面３０ａａ上において、外部端子部３０ｂとかしめ端部３０ｃｃとを最短距離で結ぶ最短経路Ｒ上又はその近傍に配置されてもよい。本実施の形態では、最短経路Ｒは、外部端子部３０ｂの中心とかしめ端部３０ｃｃの中心とを結ぶ経路としているが、これに限定されない。

本実施の形態では、温度検知器７０は、上述の要素の全てを満たす位置に配置されている。しかしながら、温度検知器７０は、上述の要素を満たす位置以外の位置に配置されてもよい。つまり、温度検知器７０は、外部端子部３０ｂとかしめ端部３０ｃｃとの間の表面３０ａａ上の領域以外の位置に配置されてもよい。

温度検知器７０は、例えば、外部端子部３０ｂと反対側の表面上の領域に配置されてもよい。端子本体部３０ａは、接続リベット３０ｃ及び外部端子部３０ｂと直接接続されている。このため、端子本体部３０ａは、電流が流れることによる正極端子３０の昇温を、端子本体部３０ａの全体において比較的精度よく反映することができる。

また、温度検知器７０は、かしめ端部３０ｃｃ若しくはその近傍に配置されてもよい。かしめ端部３０ｃｃでは、高い電流値の電流が流れるため、かしめ端部３０ｃｃ及びその近傍では、電流が流れたときに温度が高くなる。

また、温度検知器７０は、外部端子部３０ｂから離されて配置される。さらに、温度検知器７０は、温度検知器７０及び温度検知器７０から延びるリード線等が外部端子部３０ｂと外部の電気機器との接続に支障をきたさないような位置に配置されることが好ましい。

上述から、端子本体部３０ａに取り付けられた温度検知器７０は、正極端子３０の温度を高い精度で検知することができる。また、温度検知器７０が検知する温度は、正極端子３０と物理的に直接接続される正極集電体５０の温度も反映し得る。また、温度検知器７０は、端子本体部３０ａの平坦な表面３０ａａ上に設置されるため、その取り付けが容易である。

接続リベット３０ｃは、一般に、アルミニウム、アルミニウム合金等の材料から作製され、接続リベット４０ｃは、一般に、銅、銅合金等の材料から作製される。そのため、接続リベット３０ｃは、接続リベット４０ｃよりも通電抵抗が高く、通電時に高い温度に昇温し得る。接続リベット３０ｃと同様の材料から作製される正極集電体５０も、通電時に高い温度に昇温し得る。また、接続リベット３０ｃと接触している正極端子３０の端子本体部３０ａも、接続リベット３０ｃからの伝熱により、通電時に負極端子４０の端子本体部４０ａに比べて高い温度に昇温し得る。正極端子３０及び正極集電体５０の温度が高くなり過ぎると、これらに接触している上部絶縁部材３１又は下部絶縁部材３２は、変形する恐れがある。上部絶縁部材３１又は下部絶縁部材３２が変形することによって、上部絶縁部材３１及び下部絶縁部材３２による蓋体１２と正極端子３０との間の封止が維持できなくなり得る。さらに、上部絶縁部材３１又は下部絶縁部材３２が変形することにより、端子本体部３０ａと接続リベット３０ｃとの接触がゆるみ、端子本体部３０ａと接続リベット３０ｃとが接する部分の電気的な接触抵抗が上昇すると、その周囲でさらなる温度上昇が生じ、上部絶縁部材３１又は下部絶縁部材３２の変形を加速させる恐れがある。温度検知器７０による検知温度に基づき、正極端子３０を流れる電流値を制御することによって、正極端子３０及び正極集電体５０の過度な温度上昇を抑えることができる。そして、負極端子４０を構成する部材は、一般に、正極端子３０を構成する部材と比較して、電気抵抗による通電時の発熱が小さいため、正極端子３０の温度を管理することによって、負極端子４０の過度な昇温を抑えることができる。

上述したように、本実施の形態に係る蓄電素子１００は、正極集電体５０及び負極集電体６０と正極端子３０及び負極端子４０とを備える。蓄電素子１００は、正極端子３０に設けられ且つ正極端子３０の温度を検知する温度検知器７０を備える。正極端子３０は、端子本体部３０ａと、端子本体部３０ａと正極集電体５０とを接続する接続リベット３０ｃと、端子本体部３０ａと蓄電素子１００の外部とを接続する外部端子部３０ｂとを有する。温度検知器７０は、正極端子３０における接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａに配置される。

上述の構成において、温度検知器７０は、正極端子３０における接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａに配置されるため、外部端子部３０ｂと接続される正極端子３０以外の要素の温度から検知温度が受ける影響を低減することができる。よって、蓄電素子１００は、正極端子３０の温度検知精度の向上を可能にする。

実施の形態に係る蓄電素子１００は、容器１０及び絶縁部材３１、３２を備える。絶縁部材３１、３２は、容器１０を構成する蓋体１２と正極端子３０との間に配置され、接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａに接している。上述の構成において、絶縁部材３１、３２が樹脂等で形成される場合、正極端子３０の温度が上昇することで、絶縁部材３１、３２は変形する恐れがある。すなわち、絶縁部材３１、３２が、容器１０と正極端子３０との間に配置され、接続リベット３０ｃ又は端子本体部３０ａに接しているため、本発明を適用することにより、絶縁部材３１及び３２が変形することを抑制することができる。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、温度検知器７０は、正極端子３０の電流の経路上に配置される。上述の構成において、正極端子３０では、電流が流れる部位の温度が上昇し得る。これにより、温度検知器７０は、正極端子３０における温度が上昇しやすい部位の温度を検知することができる。よって、正極端子３０の温度上昇の検知精度が向上する。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、温度検知器７０は、端子本体部３０ａにおける接続リベット３０ｃと外部端子部３０ｂとの間に配置される。上述の構成において、温度検知器７０は、端子本体部３０ａにおける電流が流れる領域である接続リベット３０ｃから外部端子部３０ｂに至る間の領域の温度検知ができるため、正極端子３０の温度上昇をより高精度に検知することができる。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、温度検知器７０は、端子本体部３０ａにおける接続リベット３０ｃと外部端子部３０ｂとを結ぶ最短距離の経路上に配置される。上述の構成において、温度検知器７０は、端子本体部３０ａにおける電流が最も流れる領域である接続リベット３０ｃと外部端子部３０ｂとを結ぶ最短距離の経路上の温度検知ができるため、正極端子３０の温度上昇をより一層高精度に検知することができる。

実施の形態に係る蓄電素子１００において、温度検知器７０は、正極端子３０に配置される。上述の構成において、正極端子３０は、負極端子４０よりも低い導電率の材料から一般的に作製され得る。このため、電流が流れたとき、正極端子３０の方が、負極端子４０よりも昇温しやすい。温度検知器７０は、より高い温度に昇温し得る正極端子３０の温度上昇を検知することができる。この結果、１つの温度検知器７０によって、正極端子３０及び負極端子４０の両方における過度な昇温の発生の検知が可能である。

［その他の変形例］
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、実施の形態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。本発明の範囲は上述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。

実施の形態に係る蓄電素子１００では、温度検知器７０は、正極端子３０の端子本体部３０ａの表面３０ａａ上に配置されていたが、端子本体部３０ａの表面３０ａａと反対側の表面に配置されてもよく、上記２つの表面の間の側面に配置されてもよい。

実施の形態に係る蓄電素子１００では、温度検知器７０は、正極端子３０にのみ設けられていたが、負極端子４０にも設けられてもよい。

実施の形態に係る蓄電素子１００の正極端子３０及び負極端子４０では、端子本体部３０ａ及び４０ａと接続リベット３０ｃ及び４０ｃとが、別体であったが、一体化されていてもよい。この場合、端子本体部３０ａ及び４０ａから突出する接続リベット３０ｃ及び４０ｃの軸部３０ｃａ及び４０ｃａの先端が、正極集電体５０及び負極集電体６０との接続のために、かしめられていてもよい。

実施の形態に係る蓄電素子１００は、１つの電極体２０を備えていた。しかしながら、蓄電素子は、２つ以上の電極体を備えるものであってもよい。この場合、正極集電体及び負極集電体は、例えば２つの電極体に接続された２つの正極集電体５０及び２つの負極集電体６０がそれぞれ、正極端子３０の１つの端子本体部３０ａ及び負極端子４０の１つの端子本体部４０ａに、２つの接続リベット３０ｃ及び４０ｃによって接続される構成を有していてもよい。そして、温度検知器７０は、図５に示すように、正極端子３０の端子本体部３０ａの表面３０ａａ上で、２つのかしめ端部３０ｃｃと１つの外部端子部３０ｂとの間を最短距離で結ぶ最短経路Ｒ１に配置されてもよい。なお、図５は、正極端子３０の端子本体部３０ａにおける温度検知器７０の配置形態の変形例を、図４と同様に示す図である。

実施の形態に係る蓄電素子１００では、電極体２０は、正極板、負極板及びセパレータを巻回して形成される巻回型の電極体であったが、これに限定されるものでない。電極体は、正極板、負極板及びセパレータを重ねて形成されるスタック型の電極体であってもよく、重ねられた一組又は二組以上の正極板、負極板及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるＺ型の電極体であってもよい。

実施の形態に係る蓄電素子１００では、電極体２０は、正極未塗工部２１及び負極未塗工部２２でそれぞれ正極集電体５０及び負極集電体６０が接続される構成であったが、これに限定されるものでない。電極体は、その端部に、正極基材から突出する正極集電タブによって構成される正極集電タブ群と、負極基材から突出する負極集電タブによって構成される負極集電タブ群とを有していてもよい。そして、正極集電タブ群及び負極集電タブ群がそれぞれ、正極集電体及び負極集電体に接続されてもよい。

実施の形態に係る蓄電素子１００は、巻回軸Ａが容器１０の蓋体１２に沿う向きで電極体２０が配置される縦巻き型の電極体２０を備える蓄電素子であったが、巻回軸Ａ方向の電極体２０の端部を容器１０の蓋体１２に対向させる向きで電極体２０が配置される横巻き型の電極体を備える蓄電素子であってもよい。

また、本発明は、上述のような蓄電素子として実現することができるだけでなく、１つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置においても実現することができる。例えば、本発明は、図６に示すように、複数の蓄電素子１００を備える蓄電装置２００として実現することができる。なお、図６は、複数の蓄電素子１００を備える蓄電装置２００の平面図である。蓄電装置２００は、並べて配置された複数の蓄電ユニット２０１（なお、図６では、４つの蓄電ユニット２０１）を備えている。各蓄電ユニット２０１は、例えば一列に並べられ且つ互いに電気的に接続された複数の蓄電素子１００（なお、図６では、４つの蓄電素子１００）によって、構成される。上述の構成によって、複数の蓄電素子１００が、１ユニットとして使用され、蓄電装置２００に必要な電気容量、蓄電装置２００の形状及び寸法等に対応して、蓄電ユニット２０１の数量及び配列が選択され得る。そして、蓄電ユニット２０１において、温度検知器７０は、全ての蓄電素子１００に設けられてもよい。これにより、蓄電ユニット２０１における全ての蓄電素子１００の正極端子３０の温度の管理ができるため、蓄電素子の状態監視を良好におこなうことができる。

また、実施の形態及び上記の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。

本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子及び蓄電素子を備える蓄電装置等に適用できる。

３０ 正極端子（電極端子）
３０ａ，４０ａ 端子本体部
３０ｂ，４０ｂ 外部端子部（第二接続部）
３０ｃ，４０ｃ 接続リベット（第一接続部）
４０ 負極端子（電極端子）
５０ 正極集電体（集電体）
６０ 負極集電体（集電体）
７０ 温度検知器
１００ 蓄電素子
２０１ 蓄電ユニット

Claims (7)

1. 集電体と電極端子とを備える蓄電素子であって、
   前記電極端子に設けられ、前記電極端子の温度を検知する温度検知器を備え、
   前記電極端子は、端子本体部と、前記端子本体部と前記集電体とを接続する第一接続部と、前記端子本体部と前記蓄電素子の外部とを接続する第二接続部とを有し、
   前記温度検知器は、前記電極端子における前記第一接続部又は前記端子本体部に配置される
   蓄電素子。
2. 容器及び絶縁部材を備え、
   前記絶縁部材は、前記容器と前記電極端子との間に配置され、
   前記絶縁部材は、前記第一接続部又は前記端子本体部に接する
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記温度検知器は、前記電極端子の電流の経路上に配置される
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
4. 前記温度検知器は、前記端子本体部における前記第一接続部と前記第二接続部との間に配置される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
5. 前記温度検知器は、前記端子本体部における前記第一接続部と前記第二接続部とを結ぶ最短距離の経路上に配置される
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
6. 前記電極端子は、正極端子である
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電素子。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載される蓄電素子を備える蓄電装置であって、
   全ての前記蓄電素子に前記温度検知器が設けられる
   蓄電装置。

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