JP2020149848A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、電極端子と電極体とを接続することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】蓄電素子１０は、蓋部１２０を有する容器１００と、蓋部１２０を貫通する軸部２２０を有する電極端子２００と、軸部２２０に接続されるタブ部６２０を有する電極体６００と、軸部２２０が挿入される凹部５１１を有し、軸部２２０とでタブ部６２０を挟み込んで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する接続部材５００と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、容器と電極端子と電極体とを備える蓄電素子に関する。

容器と電極端子と電極体とを備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、電池容器（容器）と端子構成部（電極端子）と電極群（電極体）とを備え、端子構成部と電極群とが集電板に接続されたリチウムイオン角形二次電池（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１４−１６７８６２号公報

蓄電素子においては、構成を簡素化して、製造工程の簡易化等を図りたいとの要望がある。しかしながら、上記従来の蓄電素子では、電極端子と電極体とが集電板を介して接続される構成であるため、電極端子と集電板との接続、及び、電極体と集電板との接続が必要となり、電極端子と電極体とを接続する構成が煩雑になる。このため、本願発明者は、簡易な構成で電極端子と電極体とを接続することが、製造工程の簡易化等を図る上で重要であるとの考えに至った。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、電極端子と電極体とを接続することができる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、本発明の一態様に係る蓄電素子は、蓋部を有する容器と、前記蓋部を貫通する軸部を有する電極端子と、前記軸部に接続されるタブ部を有する電極体と、前記軸部が挿入される凹部を有し、前記軸部とで前記タブ部を挟み込んで、前記軸部と前記タブ部とを接続する接続部材と、を備える。

これによれば、蓄電素子は、電極端子の軸部と電極体のタブ部とを接続する接続部材を備えており、接続部材は、軸部が挿入される凹部を有し、軸部とでタブ部を挟み込んで、軸部とタブ部とを接続する。つまり、電極端子の軸部を接続部材の凹部に挿入して、軸部と接続部材とで電極体のタブ部を挟み込むことで、軸部とタブ部とを接続する。これにより、集電板のような部材を介することなく、電極端子と電極体とを接続することができるため、簡易な構成で、電極端子と電極体とを接続することができる。

また、前記軸部は、前記凹部内において、軸方向とは交差する方向に突出する第一突出部を有することにしてもよい。

これによれば、電極端子の軸部は、接続部材の凹部内に、軸部の軸方向とは交差する方向に突出する第一突出部を有している。このように、電極端子の軸部のうちの接続部材の凹部内の部分に第一突出部を形成することで、軸部が接続部材から抜けるのを抑制することができる。これにより、電極端子の軸部と電極体のタブ部との接続が外れるのを抑制することができるため、簡易な構成で、強固に電極端子と電極体とを接続することができる。

また、前記軸部は、前記蓋部と前記タブ部との間において、軸方向とは交差する方向に突出する第二突出部を有し、前記接続部材は、前記第二突出部とで前記タブ部を挟み込んで、前記軸部と前記タブ部とを接続することにしてもよい。

これによれば、電極端子の軸部は、容器の蓋部と電極体のタブ部との間に、軸部の軸方向とは交差する方向に突出する第二突出部を有しており、接続部材は、第二突出部とでタブ部を挟み込んで、軸部とタブ部とを接続する。このように、電極端子の軸部に第二突出部を形成し、接続部材が第二突出部とで電極体のタブ部を挟み込むことで、簡易な構成で、強固に軸部とタブ部とを接続することができる。また、第二突出部は、蓋部とタブ部との間に配置されるため、軸部が蓋部から抜けるのを抑制することができる。これにより、簡易な構成で、強固に電極端子と電極体とを接続することができる。

また、前記接続部材は、前記第二突出部の突出方向に突出し、かつ、前記第二突出部とで前記タブ部を挟み込む鍔部を有することにしてもよい。

これによれば、接続部材は、電極端子の軸部が有する第二突出部の突出方向に突出し、かつ、第二突出部とで電極体のタブ部を挟み込む鍔部を有している。このように、接続部材が鍔部を有し、鍔部と軸部の第二突出部とでタブ部を挟み込むことで、簡易な構成で、強固に軸部とタブ部とを接続することができる。これにより、簡易な構成で、強固に電極端子と電極体とを接続することができる。

また、前記鍔部及び前記タブ部には、前記鍔部と前記タブ部とが溶接された溶接部が形成されていることにしてもよい。

これによれば、接続部材の鍔部及び電極体のタブ部には、鍔部とタブ部との溶接部が形成されている。このように、鍔部とタブ部とを溶接することで、接続部材からタブ部が外れるのを抑制することができるため、簡易な構成で、さらに強固に、電極端子と電極体とを接続することができる。

また、前記第二突出部は、内方に空間を有することにしてもよい。

これによれば、電極端子の軸部の第二突出部は、内方に空間を有している構成であるため、中空の軸部を変形させることで、容易に第二突出部を形成することができる。これにより、簡易な構成で、電極端子と電極体とを接続することができる。

また、前記軸部は、前記第二突出部の前記空間と他の空間とを仕切る仕切部を有することにしてもよい。

これによれば、電極端子の軸部は、第二突出部の内方の空間と他の空間とを仕切る仕切部を有している。このように、第二突出部に空間が形成されていると第二突出部の強度が弱くなるため、軸部に、第二突出部内の空間を仕切る仕切部を設ける。これにより、第二突出部に空間が形成されていても、第二突出部の強度を確保することができるため、簡易な構成で、強固に電極端子と電極体とを接続することができる。

なお、本発明は、こ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、蓄電素子が備える電極端子及び接続部材としても実現することができる。

本発明によれば、簡易な構成で、電極端子と電極体とを接続することができる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て各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る電極端子及び接続部材の構成を示す断面図である。 実施の形態に係る電極端子と電極体との接続工程を説明する図である。 実施の形態に係る電極端子と電極体との接続工程を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（及びその変形例）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、いずれも包括的また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、製造工程、製造工程の順序等は、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、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、一対の接続部材の並び方向、電極体が有する一対のタブ部の並び方向、または、容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、容器の厚さ方向、または、電極体の正極板と負極板との積層方向を、Ｙ軸方向と定義する。電極端子と接続部材と電極体との並び方向、容器の容器本体と蓋部との並び方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［１ 蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、本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、本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、本実施の形態に係る蓄電素子１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。

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、具体的には、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。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）若しく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、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。

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は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。また、本実施の形態では、直方体形状（角形）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２００と、一対（正極側及び負極側）の上部ガスケット３００と、を備えている。また、図２に示すように、容器１００の内方には、一対（正極側及び負極側）の下部ガスケット４００と、一対（正極側及び負極側）の接続部材５００と、電極体６００とが収容されている。また、容器１００の内部には、電解液（非水電解質）が封入されているが、省略して図示している。当該電解液としては、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。また、上記の構成要素の他、電極体６００の側方や上方等に配置されるスペーサ、または、電極体６００等を包み込む絶縁フィルム等が配置されていてもよい。

容器１００は、開口が形成された容器本体１１０と、容器本体１１０の当該開口を閉塞する蓋部１２０とを有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。このような構成により、容器１００は、電極体６００等を容器本体１１０の内部に収容後、容器本体１１０と蓋部１２０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となっている。容器本体１１０及び蓋部１２０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、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

容器本体１１０は、容器１００の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。つまり、容器本体１１０は、Ｙ軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平板状の長側面部を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平板状の短側面部を有し、Ｚ軸マイナス方向側に矩形状かつ平板状の底面部を有している。

蓋部１２０は、容器１００の蓋を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１０のＺ軸プラス方向側にＸ軸方向に延設されて配置されている。また、蓋部１２０には、容器１００内部に電解液を注入するための注液口と当該注液口を塞ぐ注液栓とからなる注液部１２１が配置されている。さらに、蓋部１２０には、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁１２２が配置されている。

電極体６００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蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなる平板状かつ矩形状の正極集電箔と、正極集電箔の表面に形成された正極活物質層と、を有している。負極板は、銅または銅合金等からなる平板状かつ矩形状の負極集電箔と、負極集電箔の表面に形成された負極活物質層と、を有している。なお、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、平板状かつ矩形状の微多孔性のシートであり、樹脂等の適宜公知の材料を使用できる。

また、正極集電箔及び負極集電箔は、ともに、上方（Ｚ軸プラス方向）に突出する矩形状のタブを有している。そして、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで積層されることにより、正極板及び負極板ともに複数のタブが積層される。その結果、電極体６００には、電極体本体部６１０のＺ軸プラス方向（第一方向）側から突出した一対（正極側及び負極側）のタブ部６２０が形成される。電極体本体部６１０は、電極体６００の本体を構成する部位であり、具体的には、電極体６００のうちのタブ部６２０以外の部位である。つまり、電極体本体部６１０は、正極板及び負極板の活物質層が形成（活物質が塗工）された部分とセパレータとが積層されて形成された扁平な直方体形状の部位（活物質層形成部または活物質塗工部）である。

タブ部６２０は、電極端子２００と接続される部位である。なお、タブ部６２０は、電極端子２００と接続される際には、電極体本体部６１０に対して折り曲げられる。具体的には、タブ部６２０は、電極体本体部６１０の一部から折り曲げられることなく突出した状態で電極端子２００と接続され、接続後に折り曲げられる。これにより、当該接続後においては、タブ部６２０は、電極体本体部６１０の一部からＺ軸プラス方向に突出してＹ軸方向に延びる複数のタブがＺ軸方向に積層された部位となる（図３参照）。

電極体６００は、さらに、積層された正極板及び負極板を積層方向（Ｙ軸方向）に挟んで固定する絶縁テープ６３０を有している。なお、当該正極板及び負極板は、絶縁テープ６３０以外の部材で固定されていてもよいし、ヒートプレス等によって固定されていてもよい。

電極端子２００は、電極体６００に電気的に接続される電極端子である。具体的には、電極端子２００は、電極体６００のタブ部６２０に接続され、かつ、蓋部１２０に取り付けられる。さらに具体的には、電極端子２００は、下方（Ｚ軸マイナス方向）に延びる軸部２２０を有している。そして、軸部２２０が、上部ガスケット３００の貫通孔３０１、蓋部１２０の貫通孔１２３、及び、下部ガスケット４００の貫通孔４０１に挿入されて、接続部材５００によってタブ部６２０と接続される（図３参照）。これにより、電極端子２００は、上部ガスケット３００、下部ガスケット４００、接続部材５００及びタブ部６２０とともに、蓋部１２０に固定される。

電極端子２００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。なお、正極側の電極端子２００の軸部２２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の、正極集電箔（正極側のタブ部６２０）と同様の材質で形成されているのが好ましい。また、負極側の電極端子２００の軸部２２０は、銅または銅合金等の、負極集電箔（負極側のタブ部６２０）と同様の材質で形成されているのが好ましい。電極端子２００の構成の詳細な説明については、後述する。

接続部材５００は、電極端子２００と電極体６００とを接続する有底円筒状（キャップ状）の部材である。具体的には、接続部材５００は、電極端子２００の軸部２２０とで電極体６００のタブ部６２０を挟み込んで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する。つまり、正極側の接続部材５００は、正極側の電極端子２００の軸部２２０と電極体６００の正極側のタブ部６２０とを接続し、負極側の接続部材５００は、負極側の電極端子２００の軸部２２０と電極体６００の負極側のタブ部６２０とを接続する。

接続部材５００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。なお、正極側の接続部材５００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の、正極集電箔（正極側のタブ部６２０）と同様の材質で形成されているのが好ましい。また、負極側の接続部材５００は、銅または銅合金等の、負極集電箔（負極側のタブ部６２０）と同様の材質で形成されているのが好ましい。つまり、接続部材５００は、接続される電極端子２００の軸部２２０と同様の材質で形成されているのが好ましい。接続部材５００の構成の詳細な説明については、後述する。

上部ガスケット３００は、容器１００の蓋部１２０の上方（Ｚ軸プラス方向）に配置される平板状の絶縁性の封止部材である。下部ガスケット４００は、蓋部１２０の下方（Ｚ軸マイナス方向）に配置される平板状の絶縁性の封止部材である。具体的には、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００は、蓋部１２０と電極端子２００との間に配置されて、蓋部１２０と電極端子２００とを絶縁し、かつ、貫通孔１２３を封止する部材である。

上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、及び、それらの複合材料等の樹脂部材等によって形成されている。

［２ 電極端子２００及び接続部材５００の構成の説明］
次に、電極端子２００及び接続部材５００の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る電極端子２００及び接続部材５００の構成を示す断面図である。具体的には、図３は、図１に示した蓄電素子１０の電極端子２００及びその周辺を、ＩＩＩ−ＩＩＩ線を含むＹＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を拡大して示す断面図である。

図３に示すように、電極端子２００は、端子本体部２１０と、軸部２２０とを有している。端子本体部２１０は、電極端子２００の本体を構成する、ＸＹ平面に平行な略矩形状かつ平板状の部位である。端子本体部２１０は、例えば、バスバー等の外部の導電部材と溶接等により接続（接合）される。なお、端子本体部２１０は、Ｚ軸プラス方向に突出するボルト部を有しており、ナットと螺合されて、当該外部の導電部材と接合される構成でもよいし、その他どのような構成で当該外部の導電部材と接合される構成でもよい。

軸部２２０は、端子本体部２１０からＺ軸方向に延設される筒状の部位である。本実施の形態では、軸部２２０は、端子本体部２１０のＸ軸方向中央部かつＹ軸方向中央部から、Ｚ軸マイナス方向に延設されて、蓋部１２０を貫通した状態で配置されている。具体的には、上部ガスケット３００の貫通孔３０１と蓋部１２０の貫通孔１２３とに下部ガスケット４００が挿入され、下部ガスケット４００の貫通孔４０１に軸部２２０が挿入されることで、軸部２２０が蓋部１２０を貫通した状態となっている。

さらに、軸部２２０は、電極体６００のタブ部６２０と接続されている。具体的には、軸部２２０は、接続部材５００とでタブ部６２０を挟み込むことで、タブ部６２０と接続されている。言い換えれば、接続部材５００は、軸部２２０とでタブ部６２０を挟み込んで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する。この構成について、以下に詳細に説明する。

軸部２２０は、第一突出部２２１と、第二突出部２２２と、仕切部２２３とを有している。接続部材５００は、接続部材本体部５１０と、鍔部５２０とを有している。また、接続部材本体部５１０は、軸部２２０が挿入される凹部５１１を有している。

第一突出部２２１は、接続部材５００の接続部材本体部５１０に形成された凹部５１１内において、軸部２２０の軸方向（Ｚ軸方向）とは交差する方向に突出して配置されている。本実施の形態では、第一突出部２２１は、軸部２２０の全周に亘って、Ｚ軸方向と直交する方向（ＸＹ平面内の方向、外方）に突出して配置されている。具体的には、第一突出部２２１は、Ｚ軸方向における中央部が最も外方に突出し、Ｚ軸マイナス方向及びＺ軸プラス方向に向かうほど突出量が徐々に小さくなるように形成されている。

また、第一突出部２２１は、内方に、空間２２１ａを有している。つまり、軸部２２０は、Ｚ軸マイナス方向側の部位の内方に、Ｚ軸プラス方向に向けて円柱形状に凹んだ凹部２２０ａを有しており、この凹部２２０ａが第一突出部２２１の位置で外方に広がることで、円盤状の空間２２１ａが形成されている。このように、第一突出部２２１は、外方に膨出した板状の部位が、軸部２２０の中心軸まわりに回転して形成されたような中空の円環状の部位である。

接続部材本体部５１０は、略円柱形状の部位の内方に、Ｚ軸マイナス方向に向けて略円柱形状に凹んだ凹部５１１が形成された形状を有している。具体的には、接続部材本体部５１０は、側壁部５１２と、底壁部５１３とを有している。側壁部５１２は、中心軸が軸部２２０の中心軸と一致する略円筒形状の部位である。本実施の形態では、側壁部５１２は、第一突出部２２１のＺ軸プラス方向側の面に当接するように、接続部材本体部５１０の全周に亘って外方に突出した形状を有している。底壁部５１３は、側壁部５１２のＺ軸マイナス方向側の開口を塞ぐ円板状の部位である。

また、接続部材本体部５１０の凹部５１１内には、タブ部６２０から切り離されたタブ部６２０の一部であるタブ片６２１も配置されている。タブ片６２１は、第一突出部２２１の先端部（Ｚ軸マイナス方向側の端部）と底壁部５１３との間に配置される円板状の部材であり、Ｚ軸方向において圧迫された状態で配置されている。このような構成により、第一突出部２２１は、凹部５１１内において、接続部材本体部５１０に対して固定された状態となっている。

軸部２２０の第二突出部２２２は、蓋部１２０とタブ部６２０との間において、軸部２２０の軸方向（Ｚ軸方向）とは交差する方向に突出して配置されている。本実施の形態では、第二突出部２２２は、軸部２２０の全周に亘って、Ｚ軸方向と直交する方向（ＸＹ平面内の方向、外方）に突出して配置されている。具体的には、第二突出部２２２は、Ｚ軸方向における中央部が最も外方に突出し、Ｚ軸マイナス方向及びＺ軸プラス方向に向かうほど突出量が徐々に小さくなるように形成されている。

また、第二突出部２２２は、内方に、空間２２２ａを有している。つまり、軸部２２０は、Ｚ軸プラス方向側の部位の内方に、Ｚ軸マイナス方向に向けて円柱形状に凹んだ凹部２２０ｂを有しており、この凹部２２０ｂが第二突出部２２２の位置で外方に広がることで、円盤状の空間２２２ａが形成されている。このように、第二突出部２２２は、外方に膨出した板状の部位が、軸部２２０の中心軸まわりに回転して形成されたような中空の円環状の部位である。

また、軸部２２０の凹部２２０ａと凹部２２０ｂとの間には、凹部２２０ａと凹部２２０ｂとを仕切る円板状の仕切部２２３が配置されている。言い換えれば、仕切部２２３は、第二突出部２２２の空間２２２ａと、他の空間である第一突出部２２１の空間２２１ａとを仕切る部位である。

接続部材５００の鍔部５２０は、接続部材本体部５１０の側壁部５１２のＺ軸プラス方向側の端部から、Ｚ軸方向と直交する方向（ＸＹ平面内の方向、外方）に突出して配置される突出部である。つまり、鍔部５２０は、第二突出部２２２の突出方向に突出する部位であり、第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込む。本実施の形態では、鍔部５２０は、側壁部５１２の全周に亘って、外方に突出して配置される円環状かつ板状の部位である。これにより、鍔部５２０は、側壁部５１２の全周に亘って、第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込む。このように、接続部材５００は、第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込んで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する。

また、鍔部５２０及びタブ部６２０には、鍔部５２０とタブ部６２０とが溶接された溶接部７００が形成されている。溶接部７００は、鍔部５２０とタブ部６２０とが、例えばレーザ溶接または抵抗溶接等によって溶接されて形成された部位である。なお、溶接部７００は、どのような範囲に形成されていてもよく、例えば、鍔部５２０の外周の全周に亘って形成されていてもよいし、当該外周の一部に離散的に形成されていてもよい。また、溶接部７００は、超音波接合等によって形成された接合部であってもよい。

［３ 電極端子２００と電極体６００との接続工程の説明］
次に、電極端子２００と電極体６００との接続工程について、詳細に説明する。図４及び図５は、本実施の形態に係る電極端子２００と電極体６００との接続工程を説明する図である。具体的には、図４は、電極端子２００と電極体６００とを接続する前の状態における、電極端子２００、電極体６００のタブ部６２０及び接続部材５００の構成を示す断面図である。図５の（ａ）は、電極端子２００の軸部２２０に第二突出部２２２を形成した状態での構成を示す断面図である。図５の（ｂ）は、電極端子２００の軸部２２０に第一突出部２２１及び第二突出部２２２を形成した状態での構成を示す断面図である。なお、図４及び図５は、図３に対応する図である。

まず、図４に示すように、電極端子２００と電極体６００とを接続する前の状態においては、電極端子２００の軸部２２０は、Ｚ軸方向に直線状に延びる円柱状（円筒状）の形状を有している。つまり、軸部２２０は、Ｚ軸マイナス方向側に円筒状の第一筒部２２４を有し、Ｚ軸プラス方向側に円筒状の第二筒部２２５を有している。また、第一筒部２２４と第二筒部２２５との間には、上述の円板状の仕切部２２３が配置されており、これにより、第一筒部２２４の内方に円柱形状に凹んだ凹部２２０ａが配置され、第二筒部２２５の内方に円柱形状に凹んだ凹部２２０ｂが配置されている。

接続部材５００においては、接続部材本体部５１０の側壁部５１２が、円筒形状を有している。つまり、接続部材本体部５１０は、円柱形状の部位の内方に、Ｚ軸マイナス方向に向けて円柱形状に凹んだ凹部５１１が形成された形状を有している。また、電極体６００においては、タブ部６２０からタブ片６２１が切り離されていない。

このような構成において、電極端子２００の軸部２２０が、上部ガスケット３００の貫通孔３０１、蓋部１２０の貫通孔１２３、及び、下部ガスケット４００の貫通孔４０１に挿入される。そして、軸部２２０と接続部材５００との間に、電極体６００のタブ部６２０が配置される。

そして、図５の（ａ）に示すように、接続部材５００を蓋部１２０に向けて近付け、かつ、押圧（プレス）することで、接続部材５００の接続部材本体部５１０の凹部５１１内に、電極端子２００の軸部２２０の第一筒部２２４が挿入される。この際、タブ部６２０が第一筒部２２４と接続部材本体部５１０とで挟まれて、タブ部６２０からタブ片６２１が切り離される。また、軸部２２０の第二筒部２２５が、Ｚ軸方向に圧迫されることにより、外方に突出するように変形する。これにより、第二筒部２２５の全周に亘って、外方に突出する第二突出部２２２が形成されるとともに、第二突出部２２２の内方に空間２２２ａが形成される。

そして、図５の（ｂ）に示すように、接続部材５００を蓋部１２０に向けてさらに押圧（プレス）することで、軸部２２０の第一筒部２２４が、Ｚ軸方向に圧迫されて、外方に突出するように変形する。これにより、第一筒部２２４の全周に亘って、外方に突出する第一突出部２２１が形成されるとともに、第一突出部２２１の内方に空間２２１ａが形成される。この際、接続部材本体部５１０の側壁部５１２についても、第一突出部２２１の形状に沿って外方に突出するように変形する。

そして、図３に示したように、接続部材５００の鍔部５２０とタブ部６２０とが溶接されて、溶接部７００が形成される。

［４ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、電極端子２００の軸部２２０と電極体６００のタブ部６２０とを接続する接続部材５００を備えている。そして、接続部材５００は、軸部２２０が挿入される凹部５１１を有し、軸部２２０とでタブ部６２０を挟み込んで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する。つまり、電極端子２００の軸部２２０を接続部材５００の凹部５１１に挿入して、軸部２２０と接続部材５００とで電極体６００のタブ部６２０を挟み込むことで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する。これにより、集電板のような部材を介することなく、電極端子２００と電極体６００とを接続することができるため、簡易な構成で、電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、電極端子２００の軸部２２０と電極体６００のタブ部６２０とを接続する際に、超音波接合やスピニングかしめ接合等を行うとコンタミネーション（金属粉等、以下、コンタミという）が発生しやすい。これに対し、本実施の形態では、電極端子２００の軸部２２０と接続部材５００とでタブ部６２０を挟み込んで軸部２２０とタブ部６２０とを接続する構成であるため、コンタミが発生するのを抑制することができる。また、本実施の形態では、電極端子２００の軸部２２０を接続部材５００の凹部５１１に挿入する構成であるため、仮にコンタミが発生しても、凹部５１１内にコンタミを閉じ込めることができる。

また、電極端子２００の軸部２２０は、接続部材５００の凹部５１１内に、軸部２２０の軸方向（Ｚ軸方向）とは交差する方向に突出する第一突出部２２１を有している。このように、電極端子２００の軸部２２０のうちの接続部材５００の凹部５１１内の部分に第一突出部２２１を形成することで、軸部２２０が接続部材５００から抜けるのを抑制することができる。これにより、電極端子２００の軸部２２０と電極体６００のタブ部６２０との接続が外れるのを抑制することができるため、簡易な構成で、強固に電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、軸部２２０は、蓋部１２０とタブ部６２０との間に、軸部２２０の軸方向（Ｚ軸方向）とは交差する方向に突出する第二突出部２２２を有しており、接続部材５００は、第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込んで、軸部２２０とタブ部６２０とを接続する。このように、軸部２２０に第二突出部２２２を形成し、接続部材５００が第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込むことで、簡易な構成で、強固に軸部２２０とタブ部６２０とを接続することができる。また、第二突出部２２２は、蓋部１２０とタブ部６２０との間に配置されるため、軸部２２０が蓋部１２０から抜けるのを抑制することができる。これにより、簡易な構成で、強固に電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、接続部材５００は、軸部２２０が有する第二突出部２２２の突出方向に突出し、かつ、第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込む鍔部５２０を有している。このように、接続部材５００が鍔部５２０を有し、鍔部５２０と軸部２２０の第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込むことで、簡易な構成で、強固に軸部２２０とタブ部６２０とを接続することができる。これにより、簡易な構成で、強固に電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、接続部材５００に鍔部５２０が設けられていることで、タブ部６２０が接続部材５００側に反るのを抑制することができる。さらに、接続部材５００に鍔部５２０が設けられていることで、接続部材５００の凹部５１１の開口が広がるのを抑制することができる。

また、鍔部５２０及びタブ部６２０には、鍔部５２０とタブ部６２０との溶接部７００が形成されている。このように、鍔部５２０とタブ部６２０とを溶接することで、接続部材５００からタブ部６２０が外れるのを抑制することができるため、簡易な構成で、さらに強固に、電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、軸部２２０の第二突出部２２２は、内方に空間２２２ａを有している構成であるため、中空の軸部２２０を変形させることで、容易に第二突出部２２２を形成することができる。これにより、簡易な構成で、電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、軸部２２０は、第二突出部２２２の内方の空間２２２ａと他の空間（第一突出部２２１の空間２２１ａ）とを仕切る仕切部２２３を有している。このように、第二突出部２２２に空間２２２ａが形成されていると第二突出部２２２の強度が弱くなるため、軸部２２０に仕切部２２３を設ける。これにより、第二突出部２２２に空間２２２ａが形成されていても、第二突出部２２２の強度を確保することができるため、簡易な構成で、強固に電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

また、電極端子２００に向けて接続部材５００を押圧する１回のプレス工程（１台のプレス機）で、軸部２２０に第一突出部２２１及び第二突出部２２２を形成して、電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。これにより、簡易に、電極端子２００と電極体６００とを接続することができる。

［５ 変形例の説明］
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されない。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り、本発明の範囲は上記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。

例えば、上記実施の形態では、電極端子２００と電極体６００との接続前において、電極端子２００の軸部２２０は、同じ外径の円筒形状の第一筒部２２４と第二筒部２２５とを有していることとした。しかし、第一筒部２２４及び第二筒部２２５の外径は、異なっていてもよい。例えば、第二筒部２２５を第一筒部２２４よりも大きな外径とすることで、第二筒部２２５に第二突出部２２２を形成する際に、タブ部６２０が第二筒部２２５の位置まで入ってくるのを抑制したり、タブ部６２０から切り取られるタブ片６２１の大きさを小さくしたりすることができる。また、第一筒部２２４及び第二筒部２２５の少なくとも一方を、Ｚ軸方向の中央部が外方に少し膨らんだ形状に形成してもよい。これにより、第一突出部２２１及び第二突出部２２２の少なくとも一方を容易に形成することができる。さらに、第一筒部２２４及び第二筒部２２５の少なくとも一方は、円筒形状以外の、例えば、楕円形、長円形、多角形等の筒状の形状を有していてもよい。これにより、第一突出部２２１及び第二突出部２２２の少なくとも一方についても、円環状以外の、例えば、楕円形、長円形、多角形等の環状の形状を有していてもよい。

また、上記実施の形態では、接続部材５００の接続部材本体部５１０に形成された凹部５１１には、タブ片６２１が配置されていることとした。しかし、電極端子２００とタブ部６２０との接続時にタブ片６２１がタブ部６２０から切り離されない構成の場合や、タブ部６２０のタブ片６２１の位置に予め貫通孔が形成されている場合等には、凹部５１１にはタブ片６２１が配置されていないことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、電極端子２００の軸部２２０の第一突出部２２１は、軸部２２０の全周に亘って、外方に突出して配置されていることとした。しかし、第一突出部２２１は、軸部２２０の全周のうちの一部が外方に突出した部位であることにしてもよい。第二突出部２２２についても同様である。

また、上記実施の形態では、軸部２２０の第一突出部２２１は、内方に空間２２１ａを有していることとしたが、第一突出部２２１は、内方に空間２２１ａを有していないことにしてもよい。つまり、第一筒部２２４は、内方に凹部２２０ａを有していないことにしてもよい。第二突出部２２２についても同様である。

また、上記実施の形態では、接続部材５００の鍔部５２０は、接続部材本体部５１０の全周に亘って、外方に突出して配置されていることとした。しかし、鍔部５２０は、接続部材本体部５１０の全周のうちの一部が外方に突出した部位であることにしてもよい。

また、上記実施の形態では、接続部材５００の鍔部５２０とタブ部６２０とが溶接されて、溶接部７００が形成されていることとした。しかし、鍔部５２０とタブ部６２０とは溶接されておらず、溶接部７００が形成されていないことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、接続部材５００は、鍔部５２０を有しており、鍔部５２０と軸部２２０の第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込むこととした。しかし、接続部材５００は、鍔部５２０を有しておらず、接続部材本体部５１０と第二突出部２２２とでタブ部６２０を挟み込むことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、軸部２２０は、仕切部２２３を有していることとした。しかし、軸部２２０は、仕切部２２３を有しておらず、第一突出部２２１の空間２２１ａと、第二突出部２２２の空間２２２ａとが接続されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態では、蓄電素子１０は、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００を備えていることとした。しかし、正極または負極の電位を容器１００に落とす等の容器１００と電極端子２００とを絶縁する必要がなく他の手段で貫通孔１２３を封止できるような場合には、蓄電素子１０は、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００を備えていないことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、電極体６００の極板（正極板及び負極板）は、矩形状を有していることとした。しかし、極板の形状は、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、長楕円形状、長円形状等でもよい。極板のタブについても、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、半円形状、半長円形状、半楕円形状等、どのような形状でもかまわない。また、極板のタブは、極板の一部が突出したタブではなく、極板の全体が突出したタブであってもよい。

また、上記実施の形態では、電極体６００は、複数の平板状の極板（正極板及び負極板）が積層されて形成されたスタック型の電極体であることとした。しかし、電極体６００は、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、極板が巻回されて扁平形状に形成された巻回型の電極体等であることにしてもよい。

また、上記実施の形態において、蓄電素子を構成する部材は、１部材が２部材以上の複数部材で構成されていてもよいし、２部材以上の複数部材が１部材で構成されていてもよい。例えば、電極端子２００において、第二突出部２２２が、軸部２２０とは別体のＯリング等で形成されていてもよい。この構成においても、上記実施の形態における効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、正極側及び負極側（Ｘ軸マイナス方向側及びＸ軸プラス方向側）の両方が、上記構成を有していることとした。しかし、正極側または負極側が上記構成を有していないことにしてもよい。

なお、上記実施の形態及び上記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。

また、本発明は、このような蓄電素子１０として実現することができるだけでなく、蓄電素子１０が備える電極端子２００及び接続部材５００としても実現することができる。

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
１２０ 蓋部
１２３、３０１、４０１ 貫通孔
２００ 電極端子
２２０ 軸部
２２０ａ、２２０ｂ、５１１ 凹部
２２１ 第一突出部
２２１ａ、２２２ａ 空間
２２２ 第二突出部
２２３ 仕切部
２２４ 第一筒部
２２５ 第二筒部
５００ 接続部材
５１０ 接続部材本体部
５１２ 側壁部
５１３ 底壁部
５２０ 鍔部
６００ 電極体
６２０ タブ部
６２１ タブ片
７００ 溶接部

Claims (7)

1. 蓋部を有する容器と、
   前記蓋部を貫通する軸部を有する電極端子と、
   前記軸部に接続されるタブ部を有する電極体と、
   前記軸部が挿入される凹部を有し、前記軸部とで前記タブ部を挟み込んで、前記軸部と前記タブ部とを接続する接続部材と、
   を備える蓄電素子。
2. 前記軸部は、前記凹部内において、軸方向とは交差する方向に突出する第一突出部を有する
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記軸部は、前記蓋部と前記タブ部との間において、軸方向とは交差する方向に突出する第二突出部を有し、
   前記接続部材は、前記第二突出部とで前記タブ部を挟み込んで、前記軸部と前記タブ部とを接続する
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記接続部材は、前記第二突出部の突出方向に突出し、かつ、前記第二突出部とで前記タブ部を挟み込む鍔部を有する
   請求項３に記載の蓄電素子。
5. 前記鍔部及び前記タブ部には、前記鍔部と前記タブ部とが溶接された溶接部が形成されている
   請求項４に記載の蓄電素子。
6. 前記第二突出部は、内方に空間を有する
   請求項３〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
7. 前記軸部は、前記第二突出部の前記空間と他の空間とを仕切る仕切部を有する
   請求項６に記載の蓄電素子。

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