JP2020071898A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサの突出部との接触を起因とした電極体の損傷を抑制する。【解決手段】蓄電素子１０は、電極体４００と、電極体を収容する容器１００と、容器と電極体との間に介在するスペーサ（サイドスペーサ７００）と、を備える。スペーサは、容器の内方に向けて突出し、電極体の一つの面（上面４０１）に対向する突出部（天板７２０）を備える。蓄電素子は、緩衝材８００を有し、緩衝材は、電極体の一つの面と突出部とを離間させる。【選択図】図６

Description

本発明は、蓄電素子に関する。

従来、蓄電素子においては、電極体がスペーサを介して容器に収容された蓄電素子が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−９６６６０号公報

近年では、電極体の端部を覆う突出部を有したスペーサの採用も検討されているが、一般的にはスペーサは電極体よりも剛性が高いため、スペーサの突出部が電極体に接触してしまうと、電極体を損傷させるおそれがある。

このため、本発明の課題は、スペーサの突出部との接触を起因とした電極体の損傷を抑制することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極体と、電極体を収容する容器と、容器と電極体との間に介在するスペーサと、を備える蓄電素子であって、スペーサは、容器の内方に向けて突出し、電極体の一つの面に対向する突出部を備え、蓄電素子は、緩衝材を有し、緩衝材は、電極体の一つの面と突出部とを離間させる。

この構成によれば、電極体の一つの面と突出部とが緩衝材によって離間されているので、電極体と突出部との接触を抑制することができる。したがって、スペーサの突出部との接触を起因とした電極体の損傷を抑制することができる。

また、スペーサは、突出部として、電極体の第一の面に対向する第一突出部と、電極体における第一の面に向かい合う第二の面に対向する第二突出部とを有し、緩衝材は、電極体の第一の面と第一突出部とを離間させるとともに電極体の第二の面と第二突出部とを離間させてもよい。

この構成によれば、緩衝材によって、電極体の第一の面と第一突出部とが離間されるとともに、第二の面と第二突出部とが離間されているので、突出部が２つ設けられている場合にも電極体と突出部との接触を抑制することができる。

また、緩衝材は、電極体の第一の面と第一突出部との間に介在する第一緩衝材と、電極体の第二の面と第二突出部との間に介在する第二緩衝材とを含んでもよい。

この構成によれば、電極体の第一の面と第一突出部との間に第一緩衝材が介在しているので、第一の面と第一の突出部とを確実に離間させことができる。また、電極体の第二の面と第二突出部との間に第二緩衝材が介在しているので、第二の面と第二の突出部とを確実に離間させることができる。したがって、電極体の第一の面と第一突出部との接触及び電極体の第二の面と第二突出部との接触を確実に抑制することができる。

また、緩衝材は、第一突出部と前記容器との間に介在する第三緩衝材と、第二突出部と容器との間に介在する第四緩衝材とを含んでもよい。

この構成によれば、第一突出部と容器との間に介在する第三緩衝材及び第二突出部と容器との間に介在する第四緩衝材によって、容器内におけるスペーサと電極体とのガタツキを抑制することができる。したがって、電極体に作用する衝撃をより緩和することができる。

また、緩衝材は、電極体の第一の面と第一突出部との間若しくは電極体の第二の面と第二突出部との間に介在する第五緩衝材と、第一突出部及び第二突出部のうち、第五緩衝材が設けられた突出部と容器との間に介在する第六緩衝材と、電極体の第一の面及び第二の面のうち、第五緩衝材が設けられていない側の面であって、第一突出部または第二突出部から露出した部分と、容器との間に介在する第七緩衝材とを含んでもよい。

この構成によれば、第五緩衝材、第六緩衝材及び第七緩衝材によって、容器内におけるスペーサと電極体との所定方向（例えば上下方向）の位置関係が維持されるので、電極体の第一の面と第一突出部とを確実に離間させるとともに、電極体の第二の面と第二突出部とを確実に離間させることができる。したがって、電極体とスペーサとの接触を確実に抑制することができる。

本発明によれば、スペーサの突出部との接触を起因とした電極体の損傷を抑制することができる。

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の分解斜視図である。 実施の形態に係る電極体の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るサイドスペーサを内方から見た背面図である。 実施の形態に係るサイドスペーサを、図４のＶ−Ｖ切断線を含むＸ−Ｙ面から見た断面図である。 実施の形態に係る容器、電極体、サイドスペーサ及び緩衝材の配置関係を模式的に示す断面図である。 変形例１に係る容器、電極体、サイドスペーサ及び緩衝材の配置関係を模式的に示す断面図である。 変形例２に係る容器、電極体、サイドスペーサ及び緩衝材の配置関係を模式的に示す断面図である。 変形例３に係る容器、電極体、サイドスペーサ及び緩衝材の配置関係を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態における蓄電素子について説明する。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。以下の実施の形態で示される形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造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。

まず、図１及び図２を用いて、実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。

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の分解斜視図である。

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る。具体的には、蓄電素子１０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）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体の駆動用またはエンジン始動用のバッテリ、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される据置用の電源装置等に適用される。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。また、蓄電素子１０の形状に関しては、角型に限定されることなく、例えば円筒型などの他の形状であってもよい。また、蓄電素子１０は一次電池であってもよい。

図１及び図２に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００と、電極体４００と、サイドスペーサ７００と、緩衝材８００とを備えている。なお、蓄電素子１０は、図示は省略するが、上記の構成要素の他、電極体４００の正極と正極端子２００とを電気的に接続する正極集電体、電極体４００の負極と負極端子３００とを電気的に接続する負極集電体とを備えている。また、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。なお、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、角型ケースであり、本体１１１と、蓋体１１０とを備える。本体１１１及び蓋体１１０の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。

本体１１１は、上面視矩形状の筒体であり、一端部に開口１１２を備えるとともに、他端部に底１１３を備える。組み立て時において、容器１００の本体１１１には、開口１１２を介して、電極体４００とサイドスペーサ７００などが挿入される。この開口１１２に対して電極体４００とサイドスペーサ７００などが挿入される方向を挿入方向（Ｚ軸方向）とする。本体１１１は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０が溶接等されることにより、内部が密封されている。

蓋体１１０は、本体１１１の開口１１２を閉塞する板状部材である。蓋体１１０には、図示は省略するが、ガス排出弁及び注液口が形成されている。ガス排出弁は、容器１００の内圧が上昇した場合に開放されることで、容器１００の内部のガスを放出する。注液口は容器１００内に電解液を注液するための開口である。

電極体４００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。電極体４００の詳細な構成については後述する。

正極端子２００は、正極集電体を介して電極体４００の正極側のタブ部４１０と電気的に接続された電極端子である。負極端子３００は、負極集電体を介して電極体４００の負極側のタブ部４２０と電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体４００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための導電性を持つ金属等の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に、絶縁性を有するガスケット（図示せず）を介して取り付けられている。

また、本実施の形態では、電極体４００の、電極体４００と蓋体１１０との並び方向（Ｚ軸方向）に交差する方向の側面（本実施の形態ではＸ軸方向の両側面）と、容器１００の内周面との間にサイドスペーサ７００が配置されている。サイドスペーサ７００は、例えば、電極体４００の位置を規制する役割を果たしている。サイドスペーサ７００は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の絶縁性を有する素材によって形成されている。

次に、電極体４００の構成について、図３を用いて説明する。

図３は、実施の形態に係る電極体４００の構成を示す斜視図である。なお、図３では、電極体４００の巻回状態を一部展開して図示している。

電極体４００は、電気を蓄えることができる発電要素である。電極体４００は、正極４５０及び負極４６０と、セパレータ４７０ａ、４７０ｂとが交互に積層されかつ巻回されることで形成されている。つまり、電極体４００は、正極４５０と、セパレータ４７０ａと、負極４６０と、セパレータ４７０ｂとがこの順に積層され、かつ、断面が長円形状になるように巻回されることで形成されている。

正極４５０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の金属箔である正極基材層の表面に、正極活物質層が形成された極板である。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

負極４６０は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔である負極基材層の表面に、負極活物質層が形成された極板である。なお、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負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

セパレータ４７０ａ、４７０ｂは、樹脂からなる微多孔性のシートである。なお、蓄電素子１０に用いられるセパレータ４７０ａ、４７０ｂの素材としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。

正極４５０は、巻回軸方向の一端において外方に突出する複数の突出部４１１を有する。負極４６０も同様に、巻回軸方向の一端において外方に突出する複数の突出部４２１を有する。これら、複数の突出部４１１及び複数の突出部４２１は、活物質が塗工されず基材層が露出した部分（活物質未塗工部）である。

なお、巻回軸とは、正極４５０及び負極４６０等を巻回する際の中心軸となる仮想的な軸であり、本実施の形態では、電極体４００の中心を通るＺ軸方向に平行な直線である。

複数の突出部４１１と複数の突出部４２１とは、巻回軸方向の同一側の端（図３におけるＺ軸方向プラス側の端）に配置され、正極４５０及び負極４６０が積層されることにより、電極体４００の所定の位置で積層される。具体的には、複数の突出部４１１は、正極４５０が巻回によって積層されることにより、巻回軸方向の一端において周方向の所定の位置で積層される。また、複数の突出部４２１は、負極４６０が巻回によって積層されることにより、巻回軸方向の一端において、複数の突出部４１１が積層される位置とは異なる周方向の所定の位置で積層される。

その結果、電極体４００には、複数の突出部４１１が積層されることで形成されたタブ部４１０と、複数の突出部４２１が積層されることで形成されたタブ部４２０とが形成される。タブ部４１０は、例えば積層方向の中央に向かって寄せ集められて、例えば超音波溶接や抵抗溶接等によって正極集電体に接合される。また、タブ部４２０は、例えば積層方向の中央に向かって寄せ集められて、例えば超音波溶接や抵抗溶接等によって負極集電体に接合される。

なお、タブ部（４１０、４２０）は、電極体４００において、電気の導入及び導出を行う部分であり、「リード（部）」、「集電部」等の他の名称が付される場合もある。

ここで、タブ部４１０は、基材層が露出した部分である突出部４１１が積層されることで形成されているため、発電に寄与しない部分となる。同様に、タブ部４２０は、基材層が露出した部分である突出部４２１が積層されることで形成されているため、発電に寄与しない部分となる。一方、電極体４００のタブ部４１０、４２０と異なる部分は、基材層に活物質が塗工された部分が積層されることで形成されているため、発電に寄与する部分となる。以降、当該部分を本体部４３０と称する。本体部４３０のＸ軸方向における両端部は、その外周面が湾曲した湾曲部４３１、４３２となる。また、電極体４００における湾曲部４３１、４３２の間の部分は、外側面が平坦な平坦部４３３となる。このように、電極体４００は、２つの湾曲部４３１、４３２の間に平坦部４３３が配置された長円状に形成されている。

次に、サイドスペーサ７００の具体的な構成について説明する。ここでは、負極側のサイドスペーサ７００を例示するが、正極側のサイドスペーサ７００についても同様の構成であるので、正極側の説明については省略する。

図４は実施の形態に係るサイドスペーサ７００を内方から見た背面図である。図５は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００を、図４のＶ−Ｖ切断線を含むＸ−Ｙ面から見た断面図である。なお図５において、二点鎖線は電極体４００の湾曲部４３２を示している。

図４及び図５に示すように、サイドスペーサ７００は、挿入方向（Ｚ軸方向）に延在する長尺状の部材であり、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、またはＰＰＳ等の絶縁性を有する素材によって形成されている。サイドスペーサ７００は、容器１００の本体１１１における内側面のうち、一対の短側面に対向するように配置されている。

サイドスペーサ７００は、壁部７１０と、壁部７１０の上端部に連結された天板７２０と、壁部７１０の下端部に連結された底板７３０とを一体的に有する。

壁部７１０は、挿入方向に沿って延在して電極体４００の一側部を覆う部位である。具体的には、図５に示すように、壁部７１０における容器１００の内方側の内側面７１１は、電極体４００の湾曲部４３２に対向する面であり、当該湾曲部４３２に対応した滑らかな湾曲面となっている。サイドスペーサ７００が電極体４００に組み付けられると、壁部７１０の内側面７１１は、電極体４００に湾曲部４３２に当接する。

また、壁部７１０における容器１００側の外側面７１２は、容器１００の内部形状に対応して一対の角部がＲ形状に形成されている。この一対のＲ形状部分は、矩形状の容器１００内部の隣り合う一対の角部に対向する。壁部７１０における一対のＲ形状部分を角部領域７１３とし、一対の角部領域７１３に挟まれて隣接する部分を中央領域７１４とする。中央領域７１４は、電極体４００の湾曲部４３２における頂部を覆う領域であり、角部領域７１３は、湾曲部４３２における頂部の側方を覆う領域である。

天板７２０及び底板７３０は、隣り合う一対の角部がＲ形状となった板体である。天板７２０は、壁部７１０の上端部（一端部）に連結されており、壁部７１０の内側面７１１から容器１００の内方に向けて突出する突出部である。具体的には、天板７２０は、電極体４００における開口１１２側の第一の面（上面４０１）に対して、上方から対向する第一突出部である。底板７３０は、壁部７１０の下端部（他端部）に連結されており、壁部７１０の内側面７１１から容器１００の内方に向けて突出する突出部である。具体的には、底板７３０は、電極体４００における第一の面に向かい合う第二の面（下面４０２）に対して、下方から対向する第二突出部である。なお、本実施の形態では、電極体４００の第一の面（上面４０１）と、第二の面（下面４０２）は、電極体４００をなすセパレータ４７０ａ、４７０ｂの端面から構成されている。

緩衝材８００は、サイドスペーサ７００よりも剛性が低くなるように形成された部材である。具体的には、サイドスペーサ７００よりも剛性の低い特性を有する材料、例えば、発泡ポリエチレン等のクッション性を有する材料で形成された緩衝材や、その形状によってサイドスペーサ７００よりも剛性が低く形成された緩衝材などが挙げられる。形状によって剛性を低くする手法の一つとしては、例えば、樹脂材料を多孔質に形成することが挙げられる。緩衝材８００をなす樹脂材料には、サイドスペーサ７００と同様に、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、またはＰＰＳ等の絶縁性を有する素材などが挙げられる。

図６は、実施の形態に係る容器１００、電極体４００、サイドスペーサ７００及び緩衝材８００の配置関係を模式的に示す断面図である。

図２及び図６に示すように、緩衝材８００は、第一緩衝材８１０と、第二緩衝材８２０と、第三緩衝材８３０と、第四緩衝材８４０とを含む。

第一緩衝材８１０は、板状の緩衝材であり、各サイドスペーサ７００に対して一つ設けられている。第一緩衝材８１０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０との間に介在している。これにより、第一緩衝材８１０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０とを離間させる。第一緩衝材８１０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０との間に介在できる形状であれば如何様でもよい。本実施の形態では、第一緩衝材８１０は、天板７２０の平面形状と相似な平面形状となっている。

第二緩衝材８２０は、板状の緩衝材であり、各サイドスペーサ７００に対して一つ設けられている。第二緩衝材８２０は、電極体４００の下面４０２と、サイドスペーサ７００の底板７３０との間に介在している。これにより、第二緩衝材８２０は、電極体４００の下面４０２と、サイドスペーサ７００の底板７３０とを離間させる。第二緩衝材８２０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０との間に介在できる形状であれば如何様でもよい。本実施の形態では、第二緩衝材８２０は、底板７３０の平面形状と相似な平面形状となっている。

第三緩衝材８３０は、板状の緩衝材であり、各サイドスペーサ７００に対して一つ設けられている。第三緩衝材８３０は、サイドスペーサ７００の天板７２０と、容器１００の蓋体１１０との間に介在している。これにより、第三緩衝材８３０は、サイドスペーサ７００の天板７２０と、容器１００の蓋体１１０とを離間させる。第三緩衝材８３０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０との間に介在できる形状であれば如何様でもよい。本実施の形態では、第三緩衝材８３０は、天板７２０の平面形状と相似な平面形状となっている。

第四緩衝材８４０は、板状の緩衝材であり、各サイドスペーサ７００に対して一つ設けられている。第四緩衝材８４０は、サイドスペーサ７００の底板７３０と、容器１００の本体１１１の底１１３との間に介在している。これにより、第四緩衝材８４０は、サイドスペーサ７００の底板７３０と、容器１００の本体１１１とを離間させる。第四緩衝材８４０は、電極体４００の下面４０２と、サイドスペーサ７００の底板７３０と間に介在できる形状であれば如何様でもよい。本実施の形態では、第四緩衝材８４０は、底板７３０の平面形状と相似な平面形状となっている。

そして、第一緩衝材８１０、第二緩衝材８２０、第三緩衝材８３０及び第四緩衝材８４０は、容器１００内で生じる衝撃を少なくとも緩和できる厚みに形成されていればよい。さらに、第一緩衝材８１０、第二緩衝材８２０、第三緩衝材８３０及び第四緩衝材８４０は、容器１００内に衝撃が発生したとしても電極体４００を損傷させない程度まで衝撃を吸収できる厚みに形成されていることがより好ましい。これらの厚みには、種々の実験、シミュレーションなどにより求められた適切な値が採用される。

次に、蓄電素子１０の製造方法を説明する。

まず、電極体形成工程では、正極４５０及び負極４６０と、セパレータ４７０ａ、４７０ｂとを交互に積層して巻回して、図３に示す電極体４００を形成する。

巻回が完了すると、電極体４００が展開しないように、当該電極体４００の平坦部４３３に接着テープ（図示省略）を貼り付ける。

次いで、負極集電体に対して、電極体４００のタブ部４２０を溶接して固定するとともに、正極集電体に対して、電極体４００のタブ部４１０を溶接して固定する。

次いで、電極体４００の本体部４３０に対してサイドスペーサ７００を取り付ける。具体的には、本体部４３０の湾曲部４３１、４３２毎に個別にサイドスペーサ７００を取り付ける。このとき、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０との間に第一緩衝材８１０を介在させるとともに、電極体４００の下面４０２と、サイドスペーサ７００の底板７３０との間に第二緩衝材８２０を介在させる。

その後、サイドスペーサ７００と電極体４００とを図示しないテープ部材によって固定し、一体化する。

次いで、一体化された電極体４００及びサイドスペーサ７００を、容器１００の本体１１１の開口１１２から挿入することで容器１００に収容する。このとき、サイドスペーサ７００の天板７２０と、容器１００の蓋体１１０との間に第三緩衝材８３０を介在させるとともに、サイドスペーサ７００の底板７３０と、容器１００の本体１１１の底１１３との間に第四緩衝材８４０を介在させる。なお、第一緩衝材８１０、第二緩衝材８２０、第三緩衝材８３０及び第四緩衝材８４０を予めサイドスペーサ７００に接着していれば、各緩衝材の組み付けを容易に行うことができる。

次いで、本体１１１に蓋体１１０を溶接して、容器１００を組み立て、注液口から電解液を注液する。その後、注液栓を蓋体１１０に溶接して注液口を塞ぐことで、蓄電素子１０が製造される。

以上のように、本実施の形態によれば、緩衝材８００によって、電極体４００の上面４０１と第一突出部（天板７２０）とが離間されるとともに、電極体４００の下面４０２と第二突出部（底板７３０）とが離間されているので、突出部が２つ設けられている場合にも電極体４００と突出部との接触を抑制することができる。したがって、サイドスペーサ７００の突出部との接触を起因とした電極体４００の損傷を抑制することができる。

また、電極体４００の上面４０１と天板７２０との間に第一緩衝材８１０が介在しているので、電極体４００の上面４０１と天板７２０とを確実に離間させことができる。また、電極体４００の下面４０２と底板７３０との間に第二緩衝材８２０が介在しているので、電極体４００の下面４０２と底板７３０とを確実に離間させることができる。したがって、電極体４００の上面４０１と天板７２０との接触及び電極体４００の下面４０２と底板７３０との接触を確実に抑制することができる。

また、天板７２０と容器１００との間に介在する第三緩衝材８３０及び底板７３０と容器１００との間に介在する第四緩衝材８４０によって、容器１００内におけるサイドスペーサ７００と電極体４００とのガタツキを抑制することができる。したがって、電極体４００に作用する衝撃をより緩和することができる。

［変形例１］
上記実施の形態では、サイドスペーサ７００と電極体４００とを離間させるために、サイドスペーサ７００の天板７２０と電極体４００の上面４０１との間に第一緩衝材８１０を介在させ、サイドスペーサ７００の底板７３０と電極体４００の下面４０２との間に第二緩衝材８２０を介在させている。しかし、緩衝材を必ずしもサイドスペーサと電極体との間に介在させなくとも、サイドスペーサ７００と電極体４００とを離間させることは可能である。その場合の緩衝材の配置例について、変形例１で具体的に説明する。

なお、以下の説明において、上記実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図７は、変形例１に係る容器１００、電極体４００、サイドスペーサ７００及び緩衝材８００Ａの配置関係を模式的に示す断面図である。図７に示すように、緩衝材８００Ａは、第五緩衝材８５０と、第六緩衝材８６０と、第七緩衝材８７０とを含む。

第五緩衝材８５０は、板状の緩衝材であり、各サイドスペーサ７００に対して一つ設けられている。第五緩衝材８５０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０との間に介在している。これにより、第五緩衝材８５０は、電極体４００の上面４０１と、サイドスペーサ７００の天板７２０とを離間させる。つまり、第五緩衝材８５０は、上記第一緩衝材８１０に対応している。

第六緩衝材８６０は、板状の緩衝材であり、各サイドスペーサ７００に対して一つ設けられている。第六緩衝材８６０は、電極体４００の上面４０１と、容器１００の蓋体１１０との間に介在している。つまり、第六緩衝材８６０は、サイドスペーサ７００の第一突出部及び第二突出部のうち、第五緩衝材８５０が設けられた突出部と容器１００との間に介在している。これにより、第六緩衝材８６０は、電極体４００の上面４０１と、容器１００とを離間させる。つまり、第六緩衝材８６０は、上記第三緩衝材８３０に対応している。

第七緩衝材８７０は、板状の緩衝材であり、電極体４００に対して一つ設けられている。第七緩衝材８７０は、電極体４００の下面４０２であって、底板７３０から露出した部分と、容器１００の本体１１１の底１１３との間に介在している。つまり、第七緩衝材８７０は、電極体４００の上面４０１及び下面４０２のうち、第五緩衝材８５０が設けられていない側の下面４０２であって、底板７３０（第二突出部）から露出した部分と、容器１００との間に介在している。第七緩衝材８７０は、電極体４００の下面４０２と、サイドスペーサ７００の底板７３０とを離間させるとともに、容器１００の底１１３と、サイドスペーサ７００の底板７３０とを離間させる厚みに設定されている。ここでいう「離間」とは、離間対象同士が接触していても、一方からの荷重を他方が受けていない状態を含む。

この構成によれば、第五緩衝材８５０、第六緩衝材８６０及び第七緩衝材８７０によって、容器１００内におけるサイドスペーサ７００と電極体４００との所定方向（例えば上下方向）の位置関係が維持される。このため、電極体４００の上面４０１とサイドスペーサ７００の天板７２０とを確実に離間させるとともに、電極体４００の下面４０２とサイドスペーサ７００の底板７３０とを確実に離間させることができる。したがって、電極体４００とサイドスペーサ７００との接触を確実に抑制することができる。

［変形例２］
変形例１では、第五緩衝材８５０及び第六緩衝材８６０が上方（天板７２０側）、第七緩衝材８７０が下方（底１１３側）に配置されている場合を例示したが、この変形例２では、これらの配置関係が逆となった場合について説明する。

図８は、変形例２に係る容器１００、電極体４００、サイドスペーサ７００及び緩衝材８００Ａの配置関係を模式的に示す断面図である。図８に示すように、第五緩衝材８５０は、電極体４００の下面４０２と、サイドスペーサ７００の底板７３０との間に介在している。第六緩衝材８６０は、サイドスペーサ７００の底板７３０と、容器１００の本体１１１の底１１３との間に介在している。一方、第七緩衝材８７０は、電極体４００の上面４０１であって、天板７２０から露出した部分と、容器１００の蓋体１１０との間に介在している。つまり、第七緩衝材８７０は、電極体４００の上面４０１及び下面４０２のうち、第五緩衝材８５０が設けられていない側の上面４０１であって、天板７２０（第一突出部）から露出した部分と、容器１００との間に介在している。

この場合においても、容器１００内におけるサイドスペーサ７００と電極体４００との所定方向（例えば上下方向）の位置関係を維持することができ、結果的に電極体４００とサイドスペーサ７００との接触を確実に抑制することができる。

変形例２のように第七緩衝材８７０を蓋体１１０側に配置する場合には、蓄電素子１０に内蔵される他の構成要素（下部ガスケット、集電体等）と干渉しない形状に第七緩衝材８７０を形成していることが望ましい。

［変形例３］
上記実施の形態では、第一緩衝材８１０、第二緩衝材８２０及び第三緩衝材８３０が、各サイドスペーサ７００に一つずつ設けられている場合、つまり、容器１００内において２つずつ設けられている場合を例示して説明した。しかし、一対のサイドスペーサ７００に対して第一緩衝材８１０、第二緩衝材８２０及び第三緩衝材８３０が一つずつ設けられていてもよい。

図９は、変形例３に係る容器１００、電極体４００、サイドスペーサ７００及び緩衝材８００Ｃの配置関係を模式的に示す断面図である。図９に示すように、緩衝材８００Ｃの第四緩衝材８４０ｃは、電極体４００の下面４０２と、一対のサイドスペーサ７００の底板７３０との間に単体で介在するように長尺な板状に形成されている。これにより、部品点数を削減することができる。なお、一対のサイドスペーサ７００を一つの第四緩衝材８４０ｃで対応する場合には、蓄電素子１０に内蔵される他の構成要素（下部ガスケット、集電体等）と干渉しない形状に第四緩衝材８４０ｃを形成していることが望ましい。

ここでは、第四緩衝材８４０ｃを例示して説明したが、他の緩衝材（第一緩衝材８１０、第二緩衝材８２０、第三緩衝材８３０）においても同様である。

（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、蓄電素子１０が備える電極体４００の個数は１には限定されず、２以上であってよい。蓄電素子１０が複数の電極体４００を備える場合においては、複数の電極体４００の側面をまとめて覆うように、一対のサイドスペーサが取り付けられていてもよい。なお、複数の電極体４００を備える場合、各電極体４００に対して一対のサイドスペーサ７００を取り付けることも可能である。

また、電極体４００が有する正極側のタブ部４１０と負極側のタブ部４２０との位置関係は特に限定されない。例えば、巻回型の電極体４００において、タブ部４１０とタブ部４２０とが巻回軸方向の互いに反対側に配置されていてもよい。また、蓄電素子１０が、積層型の電極体を備える場合、積層方向から見た場合において、正極側のタブ部と負極側のタブ部とが異なる方向に突出して設けられていてもよい。この場合、正極側のタブ部と負極側のタブ部にそれぞれ対応する位置に、下部絶縁部材、集電体等が配置されていればよい。

また、上記実施の形態では、スペーサとして、電極体４００の側方を覆うサイドスペーサ７００を例示して説明した。しかし、スペーサとしては、容器と電極体との間に介在するものであれば如何様でもよい。その他のスペーサとしては、例えば、電極体の上面と容器の蓋体との間に介在する上部スペーサ、電極体の下面と容器の底との間に介在する下部スペーサなどが挙げられる。

そして、上記実施の形態及び変形例１〜３では、容器１００内に複数の緩衝材が設けられている場合を例示して説明した。しかし、電極体の一つの面と、サイドスペーサの突出部（天板及び底板）とを一箇所でも離間させるのであれば、容器内に緩衝材は一つであってもよい。これにより、一箇所であっても、電極体とサイドスペーサの突出部との接触を低減することができ、スペーサの突出部との接触を起因とした電極体の損傷を抑制することができる。また、緩衝材の弾力性によって、電極体に対する衝撃を吸収することができ、電極体の損傷を抑制することができる。なお、「電極体の一つの面とサイドスペーサの突出部とを離間させる」とは、両者が接触していても、一方からの荷重を他方が受けていない状態を含む。

なお、上述したように、巻回軸がＺ軸方向に沿うように電極体４００が容器１００内に収容され、電極体４００から突出したタブ部４１０、４２０で集電する場合には、容器１００内で電極体４００が揺れ動き、サイドスペーサの突出部と電極体が干渉しやすい。つまり、サイドスペーサの突出部との干渉対策として、電極体の一つの面と、サイドスペーサの突出部とを一箇所でも離間させる構成を採用することは、上述のような電極体４００に対して好適である。

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
４００ 電極体
４０１ 上面（第一の面）
４０２ 下面（第二の面）
７００ サイドスペーサ（スペーサ）
７２０ 天板（第一突出部）
７３０ 底板（第二突出部）
８００、８００Ａ、８００Ｃ 緩衝材
８１０ 第一緩衝材
８２０ 第二緩衝材
８３０ 第三緩衝材
８４０、８４０ｃ 第四緩衝材
８５０ 第五緩衝材
８６０ 第六緩衝材
８７０ 第七緩衝材

Claims (5)

1. 電極体と、
   前記電極体を収容する容器と、
   前記容器と前記電極体との間に介在するスペーサと、を備える蓄電素子であって、
   前記スペーサは、
   前記容器の内方に向けて突出し、前記電極体の一つの面に対向する突出部を備え、
   前記蓄電素子は、緩衝材を有し、
   前記緩衝材は、前記電極体の一つの面と前記突出部とを離間させる
   蓄電素子。
2. 前記スペーサは、前記突出部として、前記電極体の第一の面に対向する第一突出部と、前記電極体における前記第一の面に向かい合う第二の面に対向する第二突出部とを有し、
   前記緩衝材は、前記電極体の前記第一の面と前記第一突出部とを離間させるとともに前記電極体の前記第二の面と前記第二突出部とを離間させる
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記緩衝材は、
   前記電極体の前記第一の面と前記第一突出部との間に介在する第一緩衝材と、
   前記電極体の前記第二の面と前記第二突出部との間に介在する第二緩衝材とを含む
   請求項２に記載の蓄電素子。
4. 前記緩衝材は、
   前記第一突出部と前記容器との間に介在する第三緩衝材と、
   前記第二突出部と前記容器との間に介在する第四緩衝材とを含む
   請求項３に記載の蓄電素子。
5. 前記緩衝材は、
   前記電極体の前記第一の面と前記第一突出部との間若しくは前記電極体の前記第二の面と前記第二突出部との間に介在する第五緩衝材と、
   前記第一突出部及び前記第二突出部のうち、前記第五緩衝材が設けられた突出部と前記容器との間に介在する第六緩衝材と、
   前記電極体の前記第一の面及び前記第二の面のうち、前記第五緩衝材が設けられていない側の面であって、前記第一突出部または前記第二突出部から露出した部分と、前記容器との間に介在する第七緩衝材とを含む
   請求項２に記載の蓄電素子。