JP2018037224A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導電部材の強度を向上可能とすること。【解決手段】正極導電部材４０は、正極タブ３１と正極端子１５とに接合されているとともに、アルミニウムからなる。正極導電部材４０は平板状をなし、正極導電部材４０において、正極端子１５と接合されている端子接合部４２と正極タブ３１に接合されている正極タブ接合部４１とが、電極の積層方向から見て電極組立体の幅方向Ｘに延びる同一平面上に位置している。電流遮断部８０は、負極端子１６と電極組立体１４との間に配置され、負極端子１６に接合されている。負極導電部材６０は、電流遮断部８０と負極タブ３２とに接合されているとともに、銅からなる。負極導電部材６０において、電流遮断部８０に接合されている遮断接合部６２と負極タブ３２に接合されている負極タブ接合部６１とが、電極の積層方向から見てクランク状に湾曲した湾曲部６３によって繋がれている。【選択図】図６

Description

本発明は、蓄電装置に関するものである。

蓄電装置としての二次電池は、例えば正極電極及び負極電極がセパレータを介して交互に積層された電極組立体と、電極組立体が収容されているケースとを備えているものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、正極電極の端部に存在する正極タブとケースに存在する正極端子とを電気的に接続する正極導電部材と、負極電極の端部に存在する負極タブとケースに存在する負極端子とを電気的に接続する負極導電部材とを有する二次電池が記載されている。

特許文献１に記載の二次電池は、正極導電部材に流れる電流を遮断する電流遮断部を備える。また、正極導電部材が、電流遮断部に接合されている遮断接合部と、正極タブに接合されている正極タブ接合部と、を備えている。負極導電部材が、負極端子に接合されている負極接合部と、負極タブに接合されている負極タブ接合部と、を備えている。そして、特許文献１に記載の二次電池では、各端子の一部がケース内に突出しており、電流遮断部が、ケース内において正極端子と正極タブとの間に配置されている。すなわち、正極端子と、電流遮断部と、正極タブとが横並びに配設されている。

なお、ケース内でのスペースの都合上、各導電部材と各タブとは、ケースにおける各端子が存在する壁部に近接した位置にて接合させることが好ましい。このため、特許文献１に記載の二次電池においては、湾曲部を介して遮断接合部と正極タブ接合部とを繋ぐことにより、正極タブ接合部を遮断接合部よりもケースにおける各端子が存在する壁部寄りに配置させている。

特開２０１３−２０１１１３号公報

ところで、二次電池においては、電流遮断部を端子の下方に配置させた構成を採用することもある。こうした構成では、端子及び当該端子に接合された電流遮断部等から構成されるユニットの上下方向の寸法が比較的長くなる。そのため、二次電池にこうした構成を採用する場合では、電流遮断部を端子とタブとの間に配置させる構成を採用する特許文献１のような場合と比較して、導電部材における電流遮断部に接合されている遮断接合部がより電極組立体に近づくようになるため、湾曲部によって導電部材を大きく湾曲させる必要がある。

しかしながら、正極導電部材を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金は、材質的に強度が比較的弱い。このため、仮に正極端子に電流遮断部を接合させるとともに正極端子の下方に電流遮断部を配置させるようにすると、材質的に強度が比較的弱い正極導電部材を大きく湾曲させることとなり、正極導電部材の強度向上の観点で好ましくない。

本発明の目的は、導電部材の強度を向上可能な蓄電装置を提供することである。

上記目的を達成するための蓄電装置は、正極電極及び負極電極がセパレータを介して交互に積層された電極組立体と、前記電極組立体が収容されているケースと、前記ケースの壁部から外部に露出しているものであって、一部が前記電極組立体に向けて突出している正極端子及び負極端子と、備え、前記正極電極は、該正極電極の端部から突出した形状の正極タブを有し、前記負極電極は、該負極電極の端部から突出した形状の負極タブを有し、前記電極組立体における前記正極タブ及び前記負極タブが存在する端面と、前記正極端子及び前記負極端子が存在する前記壁部とが対向しており、前記正極タブと前記正極端子とに接合されているとともに、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる正極導電部材と、前記負極端子と前記電極組立体との間に配置され、前記負極端子に接合されている電流遮断部と、前記電流遮断部と前記負極タブとに接合されているとともに、銅又は銅合金からなる負極導電部材と、を備え、前記正極導電部材は、前記正極端子に接合されている端子接合部と、前記正極タブに接合されている正極タブ接合部と、を備え、前記正極導電部材は平板状であり、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向と、前記壁部の内面及び前記電極組立体の前記端面の対向方向との双方に直交する方向を前記電極組立体の幅方向とすると、前記端子接合部及び前記正極タブ接合部は、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向から見て前記電極組立体の幅方向に延びる同一平面上に位置しており、前記負極導電部材は、前記電流遮断部に接合されているとともに、前記端子接合部よりも前記電極組立体寄りに配置されている遮断接合部と、前記遮断接合部よりも前記壁部寄りに配置されているとともに、前記負極タブに接合されている負極タブ接合部と、前記遮断接合部と前記負極タブ接合部とを繋ぐ湾曲部であって、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向から見てクランク状に湾曲した湾曲部と、を備えていることを要旨とする。

上記構成によれば、正極端子には電流遮断部が接合されていないため、正極端子及び正極導電部材等から構成される正極ユニットは、上記対向方向における寸法が比較的短いものとなる。したがって、正極導電部材を湾曲させなくとも正極導電部材と正極タブとをケースの壁部に近接した位置にて接合させることができるため、正極導電部材を湾曲させる必要がなくなり、正極導電部材として平板状の部材を採用することができる。そして、アルミニウム又はアルミニウム合金といった、比較的強度の低い材料からなる正極導電部材の湾曲に起因する当該正極導電部材の強度低下を抑制することができる。また、上記構成によれば、負極端子には電流遮断部が接合されているため、負極端子及び電流遮断部等から構成される負極ユニットは、上記対向方向における寸法が比較的長いものとなる。しかしながら、負極導電部材は銅又は銅合金といった比較的強度の高い材料からなるため、負極導電部材を湾曲させても、負極導電部材の強度をある程度確保することができる。したがって、導電部材の強度を向上させることができる。

前記電極組立体の前記端面と、前記対向方向において前記電極組立体の前記端面と対向する前記正極端子の端面との距離は、前記電極組立体の前記端面と、前記対向方向において前記電極組立体の前記端面と対向する前記正極導電部材の端面との距離以上であるように設定することが好ましい。

上記構成によれば、上記対向方向において、正極端子の端面と正極導電部材の端面とが同位置か、もしくは正極端子の端面が正極導電部材の端面よりもケースの壁部寄りの位置に配置されている。このため、ケース内において、上記対向方向において正極端子と電極組立体との間のスペースをより広く確保することができる。

前記正極端子としては、前記対向方向において前記電極組立体の前記端面と対向する前記正極端子の端面の一部であって前記電極組立体の前記端面と平行な第１端面と、前記第１端面に交差する第２端面と、を備える構成を採用可能である。こうした構成を備える正極端子においては、前記第１端面が、前記対向方向において前記壁部の内面と対向している前記端子接合部の端面と接触し、前記第２端面が、前記端子接合部の前記端面に交差する前記端子接合部の側面と接触していることが好ましい。

上記構成によれば、正極端子と正極導電部材とを接合する際に、正極端子の第１端面と端子接合部の端面とを接触させるとともに、正極端子の第２端面と端子接合部の側面とを接触させることにより、正極端子と正極導電部材との位置決めを、正極端子の第１端面に沿う方向と第２端面に沿う方向とで行うことができる。したがって、正極端子と正極導電部材との接合を好適に行うことができる。

上記蓄電装置において、前記蓄電装置の好適な例としては、二次電池を挙げることができる。

本発明によれば、導電部材の強度を向上できる。

二次電池の斜視図。 電極組立体の分解斜視図。 二次電池の分解斜視図。 導電部材及び端子の上面図。 導電部材と端子との接合構造を示す分解斜視図。 図１の６−６線断面図。

以下、蓄電装置の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。なお、図４については、各タブ３１，３２を１点鎖線にて示し、図６においては各溶接部分Ｐ１，Ｐ２をドットハッチングで示す。

図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、直方体形状のケース１１を備えている。ケース１１は、一方に開口した有底筒状のケース本体１２と、ケース本体１２の開口部分を塞ぐ長方形平板状の蓋１３とを備えている。ケース本体１２と蓋１３とは、溶接などによって接合されている。

二次電池１０は、ケース１１に収容されている電極組立体１４及び電解液（図示略）と、電極組立体１４と電力のやり取りを行う正極端子１５及び負極端子１６とを備えている。各端子１５，１６は、ケース１１の蓋１３に位置しており、蓋１３を貫通した状態で配置されている。各端子１５，１６は、蓋１３からケース１１の外部に露出している。蓋１３が、各端子１５，１６が存在するケース１１の壁部に対応する。なお、本実施形態の二次電池１０は、例えばリチウムイオン二次電池である。

図２に示すように、電極組立体１４は、電極としての正極電極２１及び負極電極２２が、電気伝導に係るイオンが通過可能な多孔質膜であるセパレータ２３を介して交互に積層された構造である。各電極２１，２２及びセパレータ２３は、長方形状のシートである。

正極電極２１は、長方形状の正極金属箔（例えばアルミニウム箔）２１ａと、当該正極金属箔２１ａの両面にある正極活物質層２１ｂと、を有する。負極電極２２は、長方形状の負極金属箔（例えば銅箔）２２ａと、当該負極金属箔２２ａの両面にある負極活物質層２２ｂと、を有する。負極電極２２は、正極電極２１よりも大きく形成されている。このため、電極組立体１４を構成している状態においては、正極活物質層２１ｂが負極活物質層２２ｂに覆われている。また、電極組立体１４を構成している状態において、各電極２１，２２はセパレータ２３によって覆われている。

図２に示すように、正極電極２１は、当該正極電極２１の端部２１ｃから突出した形状の正極タブ３１を有する。同様に、負極電極２２は、当該負極電極２２の端部２２ｃから突出した形状の負極タブ３２を有する。各電極２１，２２は、各タブ３１，３２の同一極性同士が列状に配置されるように積層されている。

図３に示すように、各正極タブ３１は、電極２１，２２の積層方向Ｙの一方に寄せて集められ、その集められた状態で他方に折り返されている。同様に、各負極タブ３２は、電極２１，２２の積層方向Ｙの一方に寄せて集められた状態で他方に折り返されている。電極組立体１４は、各タブ３１，３２が存在する端面１４ａと蓋１３の内面１３ａとが対向する状態でケース１１内に収容されている。この場合、端面１４ａと内面１３ａとの間には、所定のスペースＳ１（図６参照）が存在している。

ここで、以降の説明において、電極組立体１４の端面１４ａ及び蓋１３の内面１３ａが対向する方向（端面１４ａと蓋１３の内面１３ａに垂直な線が延びる方向）を対向方向Ｚとし、当該対向方向Ｚ及び電極２１，２２の積層方向Ｙの双方と直交する方向を電極組立体１４の幅方向Ｘとする。

また、説明の便宜上、対向方向Ｚにおける電極組立体１４の端面１４ａから蓋１３の内面１３ａに向かう方向を単に上方と言い、対向方向Ｚにおける蓋１３の内面１３ａから電極組立体１４の端面１４ａに向かう方向を下方と言う。この場合、対向方向Ｚは上下方向とも言える。

図３及び図４に示すように、二次電池１０は、正極タブ３１と正極端子１５とを電気的に接続するのに用いられる正極導電部材４０を備えている。正極導電部材４０は、スペースＳ１内、詳細にはケース１１の蓋１３と電極組立体１４との間に存在し、正極タブ３１及び正極端子１５の双方に接合されている。

正極導電部材４０は、一枚の平板状の金属板であり、アルミニウムからなる。そして、正極導電部材４０は、正極端子１５に接合されている端子接合部４２と、正極タブ３１に接合されている正極タブ接合部４１とを有している。図４に示すように、正極タブ接合部４１は、端子接合部４２から電極組立体１４の幅方向Ｘの、正極端子１５とは反対側に向けて延びた長方形の板状である。そして、電極２１，２２の積層方向Ｙから見た場合、正極タブ接合部４１と端子接合部４２とは、電極組立体１４の幅方向Ｘに延びる仮想面Ｓ２上に位置し、正極タブ接合部４１と端子接合部４２とは同一平面上に位置している。

なお、「正極タブ接合部４１と端子接合部４２とは同一平面上に位置している」とは、必ずしも「完全に同一の平面上」に位置している場合に限定されるものではない。製造時や組立時の公差によって「完全に同一の平面上」に位置しない場合も含むことは当然である。

図５及び図６に示すように、正極タブ接合部４１は、蓋１３の内面１３ａと対向する正極上面４４と、電極組立体１４の端面１４ａと対向する正極下面４５とを有する。正極上面４４及び正極下面４５は、電極２１，２２の積層方向Ｙ及び電極組立体１４の幅方向Ｘに延びた面である。正極下面４５は、正極タブ３１と接触している。正極導電部材４０と正極タブ３１とは、正極下面４５と正極タブ３１との接触箇所が溶接（接合）されていることによって、電気的に接続されている。

正極端子１５は、板状の正極頭部５１と、正極頭部５１の上面５１ａから上方に向けて延び、且つ、外周面にねじ溝を有する正極軸部５２とを備えている。図６に示すように、正極軸部５２は、蓋１３に有る貫通孔１３ｂを介してケース１１外に突出している。正極軸部５２は、絶縁性のＯリング５３と、貫通孔１３ｂに嵌合するものであって絶縁性のフランジ付きリング５４とに挿通されている。そして、正極軸部５２には、フランジ付きリング５４の上からナット５５が螺合されており、正極端子１５と蓋１３とはユニット化されている。なお、フランジ付きリング５４は、正極軸部５２と蓋１３の貫通孔１３ｂの周縁部との間、及び、ナット５５と蓋１３との間に介在している。

正極頭部５１は、ケース１１内の空間であるスペースＳ１内に存在し、蓋１３の内面１３ａから電極組立体１４に向けて突出している。また、正極端子１５は、正極頭部５１の下面５１ｂで囲まれ、且つ下面５１ｂよりも下方（電極組立体１４）に向けて突出する突出部５１ｃを備える。突出部５１ｃの突出端面である下面５１ｄは電極組立体１４の端面１４ａに平行である。すなわち、この突出部５１ｃの下面５１ｄと正極頭部５１の下面５１ｂとは、それぞれ対向方向Ｚにおいて電極組立体１４の端面１４ａと対向する正極端子１５の端面の一部であり、電極組立体１４の端面１４ａと平行である。また、突出部５１ｃの下面５１ｄと正極頭部５１の下面５１ｂとは、突出部５１ｃの下面５１ｄの周縁部から対向方向Ｚにおける上方に延びる側面５１ｅによって繋がれている。すなわち、側面５１ｅは、突出部５１ｃの下面５１ｄ及び正極頭部５１の下面５１ｂに交差している。正極頭部５１は、下面５１ｂと側面５１ｅとによって段差を有する形状である。

図５及び図６に示すように、正極導電部材４０の端子接合部４２は、電極２１，２２の積層方向Ｙから見て正極タブ接合部４１から電極組立体１４の幅方向Ｘに延びた長方形の板状であり、正極頭部５１と電極組立体１４との間に配置されている。また、上方から見て端子接合部４２の一部は正極頭部５１からはみ出している。

図６に示すように、正極端子１５の第１端面としての正極頭部５１の下面５１ｂは、対向方向Ｚにおいて蓋１３の内面１３ａと対向している端子接合部４２の端面としての上面４２ａと接触している。また、正極導電部材４０の端子接合部４２には溶接孔４２ｃが存在している。溶接孔４２ｃには突出部５１ｃが嵌合している。そして、正極端子１５の第２端面としての突出部５１ｃの側面５１ｅは、端子接合部４２の上面４２ａに交差する端子接合部４２の側面としての溶接孔４２ｃの側面４２ｄと接触している。正極端子１５と正極導電部材４０とは、突出部５１ｃと端子接合部４２の溶接孔４２ｃとが溶接（接合）されていることによって、電気的に接続されている。なお、正極端子１５と正極導電部材４０との溶接部分を正極溶接部分Ｐ１という。

図５及び図６に示すように、二次電池１０は、正極頭部５１の一部を覆うものであって絶縁性を有する第１正極絶縁部材５７と、端子接合部４２と電極組立体１４の端面１４ａとの間に介在するものであって絶縁性を有する第２正極絶縁部材５８とを備えている。

図６に示すように、第１正極絶縁部材５７は、蓋１３と正極頭部５１との接触を規制するものである。第１正極絶縁部材５７は、正極頭部５１に対して上方から取り付けられており、正極頭部５１の上面５１ａ及び正極頭部５１の外周面の一部を覆っている。

図５に示すように、第２正極絶縁部材５８は、端子接合部４２及び突出部５１ｃと電極組立体１４の端面１４ａとの接触を規制するものである。第２正極絶縁部材５８は、長方形の板状のベース部５８ａと、当該ベース部５８ａから端子接合部４２に向けて起立した４つの係止爪５８ｂを有している。係止爪５８ｂは、端子接合部４２における正極頭部５１の外周面からはみ出した部分に係止している。

図３に示すように、二次電池１０は、負極タブ３２と負極端子１６とを電気的に接続するのに用いられる負極導電部材６０を備えている。負極導電部材６０は、スペースＳ１内、詳細にはケース１１の蓋１３と電極組立体１４との間に存在し、負極タブ３２と、負極端子１６と一体化された電流遮断部８０との双方に接合されている。負極導電部材６０は一枚の金属板であり、銅からなる。

図６に示すように、負極導電部材６０は、電流遮断部８０に接合されている遮断接合部６２と、遮断接合部６２よりも蓋１３寄りに配置されたものであって負極タブ３２に接合されている負極タブ接合部６１とを有している。そして、負極導電部材６０は、負極タブ接合部６１と遮断接合部６２とを繋ぎ、電極２１，２２の積層方向Ｙから見てクランク状に湾曲（屈曲）した湾曲部６３を有している。湾曲部６３は、負極タブ接合部６１と連続した曲がり始めの部分から、遮断接合部６２と連続した曲がり終わりの部分までである。湾曲部６３は、全体として対向方向Ｚに延びている。

また、図４に示すように、湾曲部６３は、電極２１，２２の積層方向Ｙにくびれている。詳細には、湾曲部６３の電極２１，２２の積層方向Ｙの長さである湾曲部６３の幅は、負極タブ接合部６１の幅よりも狭くなっている。

図５及び図６に示すように、負極タブ接合部６１は、湾曲部６３から電極組立体１４の幅方向Ｘの、負極端子１６とは反対側に向けて延びた長方形の板状である。また、負極タブ接合部６１は、蓋１３の内面１３ａと対向する負極上面６４と、電極組立体１４の端面１４ａと対向する負極下面６５とを有する。負極上面６４及び負極下面６５は、電極２１，２２の積層方向Ｙ及び電極組立体１４の幅方向Ｘに延びた面である。負極下面６５は、負極タブ３２と接触している。負極導電部材６０と負極タブ３２とは、負極下面６５と負極タブ３２との接触箇所が溶接（接合）されていることによって、電気的に接続されている。

負極端子１６は、負極頭部７１と、負極頭部７１の上面７１ａから上方に向けて延び、外周面にねじ溝を有する負極軸部７２とを備えている。図６に示すように、負極軸部７２は、蓋１３に有る貫通孔１３ｂを介してケース１１外に突出している。負極軸部７２は、絶縁性のＯリング７３と、貫通孔１３ｂに嵌合するものであって絶縁性のフランジ付きリング７４とに挿通されている。そして、負極軸部７２には、フランジ付きリング７４の上からナット７５が螺合されており、負極端子１６と蓋１３とがユニット化されている。なお、フランジ付きリング７４は、負極軸部７２と蓋１３の貫通孔１３ｂの周縁部との間、及び、ナット７５と蓋１３との間に介在している。

負極頭部７１は、ケース１１内の空間であるスペースＳ１内に存在し、蓋１３の内面１３ａから電極組立体１４に向けて突出している。負極頭部７１の下面７１ｂには、蓋１３（上方）に向けてすり鉢状に凹んだ端子凹部７１ｃが有る。

負極導電部材６０の遮断接合部６２は、湾曲部６３の幅よりも大きい径の円板状であって、負極頭部７１よりも電極組立体１４寄りに配置されている。遮断接合部６２の上面６２ａと、負極頭部７１の下面７１ｂとが対向している。

電流遮断部８０は、負極端子１６の下方にあって、負極端子１６と電極組立体１４との間に配置されている。電流遮断部８０は、負極端子１６と負極導電部材６０とを電気的に接続し、且つ、ケース１１内の圧力が規定圧を超えた場合に、負極端子１６と負極導電部材６０との電気的な接続を遮断する。つまり、電流遮断部８０は、ケース１１内の圧力が規定圧以下である場合において負極端子１６及び負極タブ３２間の通電経路の一部を構成する一方、ケース１１内の圧力が規定圧を超えた場合において上記通電経路を遮断する。

図６に示すように、電流遮断部８０は、負極頭部７１の下面７１ｂと遮断接合部６２の上面６２ａとに接合されている接点板８１を備えている。接点板８１は、導電性材料で構成されたダイヤフラムである。接点板８１は円板状であって端子凹部７１ｃを下方からオーバーラップして覆っている。接点板８１における端子凹部７１ｃからはみ出している外周部と、負極頭部７１の下面７１ｂにおける端子凹部７１ｃの周縁部とは、溶接されている。接点板８１における端子凹部７１ｃと対向する部分は、通常状態において下方に凸となっており、この凸部分と遮断接合部６２の上面６２ａとが溶接（接合）されている。すなわち、遮断接合部６２と負極頭部７１とは、接点板８１を介して電気的に接続されている。

なお、接点板８１の外周部と遮断接合部６２の上面６２ａとの間には、絶縁リング８２が存在する。接点板８１は、絶縁リング８２と負極頭部７１の下面７１ｂとの挟持によって支持されている。また、絶縁リング８２の外側であって負極頭部７１と遮断接合部６２との間にはシール部材８３がある。

遮断接合部６２の下面６２ｂには、蓋１３に向けてすり鉢状に凹んだ遮断凹部６２ｃが存在する。遮断凹部６２ｃの底面は、上方から見て接点板８１と遮断接合部６２との溶接部分である負極溶接部分Ｐ２を含む。遮断凹部６２ｃの底面には、負極溶接部分Ｐ２を囲む破断溝８４が存在する。破断溝８４は、例えば円環状である。

電流遮断部８０は、遮断接合部６２の下方に配置され、ケース１１内の圧力によって変形する変形板８５を備えている。変形板８５は、導電性材料で構成されたダイヤフラムである。変形板８５は、円板状であって遮断凹部６２ｃを下方からオーバーラップして覆っており、変形板８５の外周部と、遮断接合部６２の下面６２ｂとが溶接されている。変形板８５は、通常状態において下方に向けて凸となっており、当該凸部分における負極溶接部分Ｐ２と対向する箇所には、上方に向けて突出した突起８５ａが有る。突起８５ａは、破断溝８４で囲まれた負極溶接部分Ｐ２と対向している。変形板８５は、下方から上方に向けて規定圧よりも大きい圧力が付与された場合には、上方に向けて凸となるように構成されている。

電流遮断部８０は、変形板８５を下方から支持する支持部材８６を備えている。支持部材８６は、変形板８５と電極組立体１４の端面１４ａとの間に配置されている。支持部材８６は略円板状であり、支持部材８６の上面には、下方に凸となった変形板８５に沿うように凹んだ支持凹部８６ａが存在する。支持凹部８６ａの底面における突起８５ａと対向する箇所には、対向方向Ｚに貫通したガス孔８６ｂが存在する。

かかる構成によれば、ガス孔８６ｂを介して、ケース１１内の圧力が変形板８５に付与されている。この場合、ケース１１内の圧力が規定圧を超えた場合には、図６の２点鎖線に示すように、変形板８５が上方に向けて凸となるように変形する。すると、突起８５ａが破断溝８４で囲まれた負極溶接部分Ｐ２に衝突し、その結果、接点板８１が上方に向けて凸となるように変形する。この際、遮断接合部６２における負極溶接部分Ｐ２が破断され、遮断接合部６２と負極端子１６との電気的接続が物理的に遮断される。

図５及び図６に示すように、二次電池１０は、負極頭部７１の上面７１ａ及び外周面を覆う絶縁性を有する負極絶縁部材８７と、負極絶縁部材８７、負極頭部７１、絶縁リング８２、シール部材８３、遮断接合部６２、変形板８５及び支持部材８６をユニット化するカシメ部材８８とを備えている。

負極絶縁部材８７は、負極頭部７１に対して上方から取り付けられるものであって、蓋１３と負極頭部７１との接触を規制するものである。詳細には、図５に示すように、負極絶縁部材８７は、円筒部８７ａ、及び、円筒部８７ａの軸線方向の上端部に有って径方向内側に延びた鍔部８７ｂを有しており、鍔部８７ｂが負極頭部７１の上面７１ａを覆い、且つ、円筒部８７ａが負極頭部７１の外周面を覆っている。

カシメ部材８８は、円筒部８８ａと、当該円筒部８８ａの軸線方向の両端部に有って径方向内側に延びた上鍔部８８ｂ及び下鍔部８８ｃとを有する。カシメ部材８８は、上鍔部８８ｂが負極絶縁部材８７に係止し、且つ、下鍔部８８ｃが支持部材８６の外周面に存在する段差部に係止することにより、上記各種部材をユニット化している。

ちなみに、図５に示すように、負極絶縁部材８７の円筒部８７ａにおける軸線方向の下端部において上方から見て湾曲部６３と重なる位置には第１逃し凹部９１が存在する。同様に、カシメ部材８８の円筒部８８ａにおける軸線方向の下端部において上方から見て湾曲部６３と重なる位置には第２逃し凹部９２が存在する。これら各逃し凹部９１，９２によって、負極絶縁部材８７及びカシメ部材８８と、負極導電部材６０との干渉が回避されている。

ここで、図６に示すように、対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと正極端子１５の突出部５１ｃの下面５１ｄとの距離Ｚ１が、電極組立体１４の端面１４ａと当該端面１４ａに対向する支持部材８６の下面８６ｃとの距離Ｚ２よりも長く設定されている。すなわち、正極端子１５及び正極導電部材４０等から構成される正極ユニットは、対向方向Ｚにおける寸法が、負極端子１６、負極導電部材６０、及び電流遮断部８０等から構成される負極ユニットよりも短いものとなっている。

支持部材８６の下面８６ｃと、第２正極絶縁部材５８の下面５８ｃとは対向方向Ｚに揃っており、同一平面上に存在する。詳細には、対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと第２正極絶縁部材５８の下面５８ｃとの距離Ｚ３と、電極組立体１４の端面１４ａと支持部材８６の下面８６ｃとの距離Ｚ２とは、同一に設定されている。

また、対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと突出部５１ｃの下面５１ｄとの距離Ｚ１と、電極組立体１４の端面１４ａと正極導電部材４０の端面との距離、すなわち端子接合部４２の下面４２ｂとの距離Ｚ５とは、同一に設定されている。このように各距離が設定されていることにより、対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと、正極頭部５１の下面５１ｂ及び突出部５１ｃの下面５１ｄを含む、対向方向Ｚにおいて電極組立体１４の端面１４ａと対向する正極端子１５の端面との距離は、上記の距離Ｚ５以上となっている。

また、端子接合部４２と遮断接合部６２とは、対向方向Ｚにずれて配置されている。詳細には、電極組立体１４の端面１４ａと端子接合部４２の下面４２ｂとの距離Ｚ５は、電極組立体１４の端面１４ａと遮断接合部６２の下面６２ｂとの距離Ｚ６よりも長く設定されている。このように各距離が設定されていることにより、対向方向Ｚにおいて、端子接合部４２が遮断接合部６２よりも蓋１３寄りに配置されている。

正極端子１５の一部である正極頭部５１と正極タブ３１とは、電極組立体１４の幅方向Ｘに並んで配置されている。同様に、電流遮断部８０及び負極端子１６の一部である負極頭部７１と、負極タブ３２とは、電極組立体１４の幅方向Ｘに並んで配置されている。

図３に示すように、二次電池１０は、正極上面４４及び負極上面６４と、蓋１３の内面１３ａとの間に介在する絶縁カバー１００を備えている。絶縁カバー１００は、例えば樹脂などで構成されており、絶縁性を有している。また、絶縁カバー１００は、長方形の板状の本体部１０１と、当該本体部１０１の短手方向の端部から下方に起立した起立部１０２とを有しており、電極組立体１４の幅方向Ｘから見て逆Ｕ字状となっている。

図６に示すように、絶縁カバー１００は、正極タブ接合部４１及び負極タブ接合部６１に跨って配置されている。絶縁カバー１００の長手方向の一端部がカシメ部材８８の外周面に突き当たり、他端部が第１正極絶縁部材５７の外周面に突き当たっている。絶縁カバー１００の下面は、正極上面４４及び負極上面６４の双方に当接している。

なお、図３に示すように、蓋１３の中央部には、ケース１１内の圧力が開放圧を超えた場合に開放される圧力開放弁１０３が有り、絶縁カバー１００の本体部１０１における圧力開放弁１０３と対向する部位には連通孔１０１ａが存在する。圧力開放弁１０３及び連通孔１０１ａは、上方から見て正極タブ接合部４１と負極タブ接合部６１との間に配置されている。

本実施形態の二次電池１０の製造方法について簡単に説明する。
ナット５５の螺合によって正極端子１５を蓋１３に取り付ける。そして、正極端子１５の突出部５１ｃを端子接合部４２の溶接孔４２ｃに嵌合し、正極頭部５１の下面５１ｂと端子接合部４２の上面４２ａとを接触させるとともに、突出部５１ｃの側面５１ｅと端子接合部４２の溶接孔４２ｃの側面４２ｄとを接触させた状態で、突出部５１ｃと端子接合部４２の溶接孔４２ｃとを溶接する。これにより、正極端子１５及び正極導電部材４０等から構成される正極ユニットと蓋１３とをユニット化する。また、ナット７５の螺合によって負極端子１６を蓋１３に取り付けることにより、負極端子１６、電流遮断部８０及び負極導電部材６０等から構成される負極ユニットと蓋１３とをユニット化する。そして、正極タブ３１と正極タブ接合部４１とを溶接し、且つ、負極タブ３２と負極タブ接合部６１とを溶接することによって、正極ユニット、負極ユニット、蓋１３及び電極組立体１４をユニット化する。そして、正極ユニット、負極ユニット、蓋１３及び電極組立体１４等から構成されるユニット体を、ケース本体１２に挿入することによって、二次電池１０が製造される。

以上詳述した本実施形態によれば以下の作用及び効果を奏する。
（１）正極端子１５には電流遮断部８０が接合されていないため、正極端子１５及び正極導電部材４０等から構成される正極ユニットは、対向方向Ｚにおける寸法が比較的短いものとなる。したがって、正極導電部材４０を湾曲させなくとも正極導電部材４０と正極タブ３１とを蓋１３に近接した位置にて接合させることができるため、正極導電部材４０を湾曲させる必要がなくなり、正極導電部材４０として平板状の部材を採用することができる。そして、アルミニウムといった、比較的強度の低い材料からなる正極導電部材４０の湾曲に起因する正極導電部材４０の強度低下を抑制することができる。

また、負極端子１６には電流遮断部８０が接合されているため、負極端子１６及び電流遮断部８０等から構成される負極ユニットは、対向方向Ｚにおける寸法が比較的長いものとなる。しかしながら、負極導電部材６０は銅といった比較的強度の高い材料からなるため、負極導電部材６０を湾曲させても、負極導電部材６０の強度をある程度確保することができる。したがって、導電部材４０，６０の強度を向上させることができる。

（２）正極端子１５における突出部５１ｃの下面５１ｄと、正極導電部材４０における端子接合部４２の下面４２ｂとは、対向方向Ｚにおいて同位置に配置されている。また、正極端子１５における正極頭部５１の下面５１ｂは、正極導電部材４０における端子接合部４２の下面４２ｂよりも、対向方向Ｚにおいて蓋１３寄りの位置に配置されている。このため、ケース１１内において、対向方向Ｚにおいて正極端子１５と電極組立体１４との間のスペースをより広く確保することができる。

（３）正極端子１５と正極導電部材４０とを接合する際に、端子接合部４２の溶接孔４２ｃに突出部５１ｃを嵌合して、正極頭部５１の下面５１ｂと端子接合部４２の上面４２ａとを接触させるとともに、突出部５１ｃの側面５１ｅと端子接合部４２の溶接孔４２ｃの側面４２ｄとを接触させている。これにより、正極端子１５と正極導電部材４０との位置決めを、正極頭部５１の下面５１ｂに沿う方向と、突出部５１ｃの側面５１ｅに沿う方向とで行うことができる。したがって、正極端子１５と正極導電部材４０との接合を好適に行うことができる。

（４）正極導電部材４０は平板状であるため、例えば正極導電部材が湾曲部を備える場合と比較して、正極導電部材の製造に係る工数の増大を抑制することができる。
（５）電流遮断部８０と負極タブ３２とは、電極組立体１４の幅方向Ｘに並んで配置されている。正極端子１５のうちケース１１内にあって電極組立体１４に向けて突出している正極頭部５１と正極タブ３１とは、電極組立体１４の幅方向Ｘに並んで配置されている。これにより、スペースＳ１の低減を図ることができる。

（６）電流遮断部８０を、負極端子１６の下方ではなく、負極端子１６と負極タブ３２との間に配置することも考えられる。この場合、電流遮断部８０の設置スペースを確保するために、負極タブ３２を負極電極２２の端部２２ｃの中央部に配置し、負極タブ接合部６１の長手方向の寸法を長くすることが考えられる。かかる構成においては、圧力開放弁１０３の下方に、負極タブ３２等が配置されることとなるため、これらがガスの流出を阻害する不都合が生じ得る。これに対して、本実施形態では、電流遮断部８０が負極端子１６の下方の位置に配置されているため、上記不都合を回避できる。

（７）負極タブ３２と負極タブ接合部６１との溶接時において、負極タブ接合部６１に対して押圧力が付与された場合には、湾曲部６３が撓むことによって押圧力に起因する応力が吸収される。これにより、応力が溶接部分Ｐ２に伝達されることを抑制できる。よって、溶接部分Ｐ２に外圧が付与されることに起因する溶接部分Ｐ２の異常、例えば溶接部分Ｐ２の電気抵抗の上昇等を抑制できる。

さらに、二次電池１０に振動などが付与された場合には、当該振動に対応して湾曲部６３が撓むことが想定される。これにより、振動の影響が溶接部分Ｐ２に伝わりにくいため、振動等によって生じ得る溶接部分Ｐ２の異常を抑制できる。

とくに、各タブ３１，３２は、電極２１，２２の積層方向Ｙに折り曲げられている。この場合、電極２１，２２の積層方向Ｙ及び対向方向Ｚの振動は、各タブ３１，３２にて吸収され易い。一方、各タブ３１，３２がねじれる方向である電極組立体１４の幅方向Ｘの振動は、各タブ３１，３２にて吸収されにくい。これに対して、負極導電部材６０におけるクランク状に湾曲している部分である湾曲部６３は、電極組立体１４の幅方向Ｘに撓みやすい。これにより、湾曲部６３が、電極組立体１４の幅方向Ｘの振動を好適に吸収できる。よって、電極組立体１４の幅方向Ｘの振動に対して、より好適に対応できる。

（８）湾曲部６３がくびれていることにより、湾曲部６３が撓み易くなっている。このため、上記のような湾曲部６３による応力緩和をより好適に図ることができ、それを通じて負極溶接部分Ｐ２に付与される応力を、より好適に軽減することができる。

とくに、負極溶接部分Ｐ２は、電流遮断部８０によって破断される関係上、正極溶接部分Ｐ１よりも脆弱に構成されている。このため、負極溶接部分Ｐ２は、応力等によって異常が発生し易い。これに対して、本実施形態では、電流遮断部８０と負極タブ３２とに接合されている負極導電部材６０の湾曲部６３がくびれているため、比較的脆弱な負極溶接部分Ｐ２を、より好適に保護することができる。

（９）第２正極絶縁部材５８の下面５８ｃと支持部材８６の下面８６ｃとは、同一平面上に配置されている。これにより、正極ユニット、負極ユニット、蓋１３及び電極組立体１４等から構成されるユニット体を、ケース本体１２に挿入する際に、力の不均衡が生じにくい。よって、ケース１１内にて電極組立体１４が傾いたり、電極組立体１４に局所的な荷重が付与されたり等の不都合を回避できる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 負極導電部材６０として、湾曲部６３にくびれのない形状を採用してもよい。
○ 支持部材８６の下面８６ｃと、第２正極絶縁部材５８の下面５８ｃとが、対向方向Ｚにずれていてもよい。

○ 正極端子１５や正極導電部材４０の形状に応じて、これらの接合の際に接触させる部分は変更可能である。例えば、正極端子１５及び正極導電部材４０の形状としては、正極端子１５が突出部５１ｃを有さないとともに正極頭部５１の下面５１ｂから対向方向Ｚにおける上方に凹む凹部を備え、正極導電部材４０が溶接孔４２ｃを有さないとともに端子接合部４２の上面４２ａから対向方向Ｚにおける上方に突出する突出部を備える形状を採用可能である。この正極端子１５において、凹部の上面は対向方向Ｚにおいて電極組立体１４の端面１４ａと対向している正極端子１５の端面の一部であり、凹部の側面は凹部の上面に交差し、対向方向Ｚにおける下方に延びている。また正極導電部材４０において、突出部の上面は対向方向Ｚにおいて蓋１３の内面１３ａと対向しており、突出部の側面は突出部の上面に交差し、対向方向Ｚに延びている。そして、こうした形状を採用する場合では、正極端子１５の凹部の上面と正極導電部材４０の突出部の上面とを接触させるとともに、正極端子１５の凹部の側面と正極導電部材４０の突出部の側面とを接触させるようにすれば、正極端子１５と正極導電部材４０との位置決めを行うことができる。なお、こうした形態では、正極端子１５において、上記凹部の上面が「第１端面」に対応し、上記凹部の側面が「第２端面」に対応する。

○ 正極端子１５と正極導電部材４０では、正極頭部５１の下面５１ｂと端子接合部４２の上面４２ａとの接触や、突出部５１ｃの側面５１ｅと端子接合部４２の溶接孔４２ｃの側面４２ｄとの接触といった、位置決めとして機能するような各面の接触がなくてもよい。

○ 対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと突出部５１ｃの下面５１ｄとの距離Ｚ１が、電極組立体１４の端面１４ａと端子接合部４２の下面４２ｂとの距離Ｚ５よりも長くてもよい。すなわち、対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと、正極頭部５１の下面５１ｂ及び突出部５１ｃの下面５１ｄを含む、対向方向Ｚにおいて電極組立体１４の端面１４ａと対向する正極端子１５の端面との距離が、上記の距離Ｚ５以上となる範囲内で、各距離は変更可能である。

○ 対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと突出部５１ｃの下面５１ｄとの距離Ｚ１を、電極組立体１４の端面１４ａと端子接合部４２の下面４２ｂとの距離Ｚ５よりも短く設定してもよい。すなわち、対向方向Ｚにおいて、電極組立体１４の端面１４ａと、正極頭部５１の下面５１ｂ及び突出部５１ｃの下面５１ｄを含む、対向方向Ｚにおいて電極組立体１４の端面１４ａと対向する正極端子１５の端面との距離が、上記の距離Ｚ５未満となるように、各距離を設定してもよい。

○ 正極導電部材４０としては、アルミニウム合金からなるものを採用してもよい。
○ 負極導電部材６０としては、銅合金からなるものを採用してもよい。
○ 電流遮断部８０の具体的な構成は、各実施形態のものに限られず、通電経路を遮断することができれば任意である。

○ 各端子１５，１６が取り付けられる位置は、蓋１３に限られず、ケース本体１２の５つの壁部のいずれかであってもよい。この場合、電極組立体１４は、各タブ３１，３２が存在する端面１４ａと、ケース本体１２における各端子１５，１６が取り付けられた壁部とが対向するようにケース１１に収容されているとよい。

○ 電極組立体１４は、帯状の正極電極と負極電極とが、帯状のセパレータを介して捲回されて積層構造となった捲回型であってもよい。
○ 二次電池１０は、車両に搭載して走行に用いてもよいし、定置用の電源として用いてもよい。

○ ケース１１の形状は任意であり、例えば円筒形状であってもよい。
○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、他の二次電池であってもよい。要は、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとの間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。また、蓄電装置として電気二重層キャパシタでもよい。

１０…二次電池、１１…ケース、１２…ケース本体、１３…蓋、１３ａ…内面、１４…電極組立体、１４ａ…端面、１５…正極端子、１６…負極端子、２１…正極電極、２２…負極電極、２３…セパレータ、３１…正極タブ、３２…負極タブ、４０…正極導電部材、４１…正極タブ接合部、４２…端子接合部、６０…負極導電部材、６１…負極タブ接合部、６２…遮断接合部、６３…湾曲部、８０…電流遮断部。

Claims (4)

1. 正極電極及び負極電極がセパレータを介して交互に積層された電極組立体と、
   前記電極組立体が収容されているケースと、
   前記ケースの壁部から外部に露出しているものであって、一部が前記電極組立体に向けて突出している正極端子及び負極端子と、
   を備え、
   前記正極電極は、該正極電極の端部から突出した形状の正極タブを有し、
   前記負極電極は、該負極電極の端部から突出した形状の負極タブを有し、
   前記電極組立体における前記正極タブ及び前記負極タブが存在する端面と、前記正極端子及び前記負極端子が存在する前記壁部とが対向しており、
   前記正極タブと前記正極端子とに接合されているとともに、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる正極導電部材と、
   前記負極端子と前記電極組立体との間に配置され、前記負極端子に接合されている電流遮断部と、
   前記電流遮断部と前記負極タブとに接合されているとともに、銅又は銅合金からなる負極導電部材と、
   を備え、
   前記正極導電部材は、
   前記正極端子に接合されている端子接合部と、
   前記正極タブに接合されている正極タブ接合部と、
   を備え、
   前記正極導電部材は平板状であり、
   前記正極電極及び前記負極電極の積層方向と、前記壁部の内面及び前記電極組立体の前記端面の対向方向との双方に直交する方向を前記電極組立体の幅方向とすると、
   前記端子接合部及び前記正極タブ接合部は、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向から見て前記電極組立体の幅方向に延びる同一平面上に位置しており、
   前記負極導電部材は、
   前記電流遮断部に接合されているとともに、前記端子接合部よりも前記電極組立体寄りに配置されている遮断接合部と、
   前記遮断接合部よりも前記壁部寄りに配置されているとともに、前記負極タブに接合されている負極タブ接合部と、
   前記遮断接合部と前記負極タブ接合部とを繋ぐ湾曲部であって、前記正極電極及び前記負極電極の積層方向から見てクランク状に湾曲した湾曲部と、
   を備えていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記電極組立体の前記端面と、前記対向方向において前記電極組立体の前記端面と対向する前記正極端子の端面との距離は、前記電極組立体の前記端面と、前記対向方向において前記電極組立体の前記端面と対向する前記正極導電部材の端面との距離以上である請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記正極端子は、前記対向方向において前記電極組立体の前記端面と対向する前記正極端子の端面の一部であって前記電極組立体の前記端面と平行な第１端面と、前記第１端面に交差する第２端面と、を備え、
   前記第１端面は、前記対向方向において前記壁部の内面と対向している前記端子接合部の端面と接触し、
   前記第２端面は、前記端子接合部の前記端面に交差する前記端子接合部の側面と接触している請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 前記蓄電装置は二次電池である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。

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