JP2020166968A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電極端子が容器に対して回転するのを抑制することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】容器１００と、電極端子２００と、容器１００及び電極端子２００の間に配置される封止部材（上部ガスケット４００）とを備える蓄電素子１０であって、電極端子２００は、封止部材に向けて突出した端子凸部２１２を有し、封止部材は、端子凸部２１２が挿入される封止部材第一凹部４１１と、封止部材第一凹部４１１に対向する位置に配置され容器１００に向けて突出した封止部材凸部４１２とを有し、容器１００は、封止部材凸部４１２が挿入される容器凹部１２２を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、容器と電極端子と封止部材とを備える蓄電素子に関する。

従来、容器と、電極端子と、容器及び電極端子の間に配置される封止部材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、外装部材（容器）と、外部端子（電極端子）と、ガスケット（封止部材）とを備えた電池（蓄電素子）が開示されている。

国際公開第２０１５／１１５５５７号

上記従来の蓄電素子では、電極端子が容器に対して回転してしまうおそれがある。例えば、上記特許文献１に開示された蓄電素子は、封止部材（ガスケット）のフランジ部の内方に電極端子（外部端子）のフランジ部が配置されて、電極端子が容器に対して回転するのが抑制されている。しかしながら、このような構成の蓄電素子では、電極端子が容器に対して回転しようとすると、封止部材のフランジ部に応力がかかり、当該フランジ部が変形または破断することにより、電極端子が容器に対して回転してしまうおそれがある。電極端子が容器に対して回転してしまうと、電極端子と容器との間のシール性が低下したり、容器内部において電極端子に接続されている集電体も回転して電極体が損傷したり短絡したりするという不具合が生じる。このように、本願発明者は、上記従来の蓄電素子では、電極端子が容器に対して回転してしまい、不具合を発生させるおそれがあることを見出した。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極端子が容器に対して回転するのを抑制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、容器と、電極端子と、前記容器及び前記電極端子の間に配置される封止部材と、を備える蓄電素子であって、前記電極端子は、前記封止部材に向けて突出した端子凸部を有し、前記封止部材は、前記端子凸部が挿入される封止部材凹部と、前記封止部材凹部に対向する位置に配置され前記容器に向けて突出した封止部材凸部と、を有し、前記容器は、前記封止部材凸部が挿入される容器凹部を有する。

これによれば、蓄電素子において、電極端子は、端子凸部を有し、封止部材は、端子凸部が挿入される封止部材凹部と、封止部材凹部に対向する封止部材凸部とを有し、容器は、封止部材凸部が挿入される容器凹部を有している。このように、電極端子の端子凸部を封止部材の封止部材凹部に挿入し、かつ、封止部材凹部に対向する位置の封止部材凸部を容器の容器凹部に挿入する。これにより、電極端子が容器に対して回転しようとした場合に、端子凸部にかかる応力を封止部材凹部で受けることで封止部材凸部に応力がかかり、当該応力を容器凹部で受けることができる。したがって、電極端子の回転の応力を、封止部材を介して容器で受けることができるため、電極端子が容器に対して回転するのを抑制することができる。

また、前記端子凸部は、前記端子凸部の突出方向から見て、前記容器凹部内に配置されることにしてもよい。

これによれば、電極端子の端子凸部は、端子凸部の突出方向から見て、容器の容器凹部内に配置されている。このように、端子凸部の突出方向から見て、端子凸部よりも容器凹部を大きく形成することで、端子凸部からの応力を容器凹部に伝えやすくすることができる。これにより、電極端子の回転の応力を、封止部材を介して容器で受けやすくすることができるため、電極端子が容器に対して回転するのをより抑制することができる。

また、前記端子凸部は、先端部が、前記容器凹部内に配置されることにしてもよい。

これによれば、電極端子の端子凸部は、先端部が、容器の容器凹部内に配置されている。このように、端子凸部の先端部が容器凹部内に配置されることで、電極端子の回転の応力を、封止部材を介して容器で強固に受けることができるため、電極端子が容器に対して回転するのをより抑制することができる。

また、前記容器は、さらに、前記容器凹部に対向する位置に配置され、前記封止部材とは反対方向に突出した容器第一凸部を有することにしてもよい。

これによれば、容器は、容器凹部に対向する位置に、封止部材とは反対方向に突出した容器第一凸部を有している。このように、容器に容器第一凸部を形成し、容器第一凸部に対向する位置に容器凹部を形成することで、より深さが深い容器凹部を形成することができる。これにより、電極端子が容器に対して回転するのをより抑制することができる。

また、前記容器は、さらに、前記封止部材に向けて突出した容器第二凸部を有し、前記容器凹部は、前記容器第二凸部の先端が凹んだ凹部であることにしてもよい。

これによれば、容器の容器凹部は、封止部材に向けて突出した容器第二凸部の先端が凹んだ凹部である。ここで、電極端子の回転をより抑制するには、容器凹部の深さを深くするのが好ましい。このため、容器に容器第二凸部を形成し、容器第二凸部に容器凹部を形成することで、より深さが深い容器凹部を形成することができる。これにより、電極端子が容器に対して回転するのをより抑制することができる。

また、前記端子凸部は、前記端子凸部の突出方向から見て、前記電極端子の端縁に配置されることにしてもよい。

これによれば、電極端子の端子凸部は、電極端子の端縁に配置されている。このように、端子凸部を電極端子の端縁に配置することで、電極端子の回転中心から端子凸部までの距離を大きくすることができる。これにより、電極端子が容器に対して回転するのをより抑制することができる。

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、当該蓄電素子が備える容器、電極端子及び封止部材としても実現することができる。

本発明における蓄電素子によれば、電極端子が容器に対して回転するの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から容器本体を分離して、蓄電素子の内部の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の電極端子及びその周囲の構成を示す平面図及び断面図である。 実施の形態に係る電極端子、上部ガスケット、蓋体及び下部ガスケットの凹凸構造を示す平面図及び断面図である。 実施の形態の変形例１に係る電極端子、上部ガスケット、蓋体及び下部ガスケットの凹凸構造を示す平面図及び断面図である。 実施の形態の変形例２に係る電極端子、上部ガスケット、蓋体及び下部ガスケットの凹凸構造を示す平面図及び断面図である。 実施の形態の変形例３に係る蓄電素子の電極端子及びその周囲の構成を示す平面図及び断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（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、一対の上部ガスケットの並び方向、一対の下部ガスケットの並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体の巻回軸方向、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、または、容器の厚さ方向を、Ｙ軸方向と定義する。容器の容器本体と蓋体との並び方向、電極端子と集電体との並び方向、または、上部ガスケットと下部ガスケットとの並び方向を、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。

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。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

（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から容器本体１１０を分離して、蓄電素子１０の内部の構成を示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の電極端子２００及びその周囲の構成を示す平面図及び断面図である。具体的には、図３の（ａ）は、図２に示した蓄電素子１０のＸ軸マイナス方向側の電極端子２００をＺ軸プラス方向側から見た場合の構成を示しており、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の構成を、ＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線を通るＸＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示している。

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、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。また、蓄電素子１０は、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

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。さらに、蓄電素子１０は、固体電解質を用いた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。

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４００と、を備えている。また、図２及び図３に示すように、容器１００の内方には、電極体１３０と、一対（正極側及び負極側）の集電体１４０と、一対（正極側及び負極側）の下部ガスケット６００と、が収容されている。なお、図３では、Ｘ軸マイナス方向側の電極端子２００及びその周囲の構成を示しているが、Ｘ軸プラス方向側の電極端子２００及びその周囲の構成についても、同様の構成を有している。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１３０の側方や下方に配置されるスペーサ、電極体１３０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体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１３０等を容器本体１１０の内部に収容後、容器本体１１０と蓋体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１００（容器本体１１０及び蓋体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。蓋体１２０は、容器１００の蓋部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、蓋体１２０には、容器１００内部に電解液を注入するための注液部１０２が設けられている。なお、容器１００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が設けられていてもよい。

電極体１３０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、アルミニウムやアルミニウム合金等からなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成された極板である。負極板は、銅や銅合金等からなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成された極板である。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、例えば樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布を用いることができる。

電極体１３０は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され巻回されて形成されている。具体的には、電極体１３０は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸（本実施の形態ではＸ軸方向に平行な仮想軸）の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されず（活物質層が形成されず）基材層が露出した部分（活物質層非形成部）を有している。つまり、電極体１３０は、一方の端部に、正極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた正極側の集束部１３１を有し、他方の端部に、負極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた負極側の集束部１３１を有している。なお、本実施の形態では、電極体１３０の断面形状として長円形状を図示しているが、円形状、楕円形状、または、多角形状等でもよい。

集電体１４０は、電極体１３０のＸ軸方向両側に配置され、電極体１３０の集束部１３１と電極端子２００とに接続（接合）されて、電極体１３０と電極端子２００とを電気的に接続する導電性と剛性とを備えた集電部材（正極集電体及び負極集電体）である。具体的には、集電体１４０は、容器本体１１０の側壁から蓋体１２０に亘って当該側壁及び蓋体１２０に沿って屈曲状態で配置される板状部材である。また、集電体１４０は、蓋体１２０に固定的に接続（接合）される。この構成により、電極体１３０が、集電体１４０によって蓋体１２０から吊り下げられた状態で保持（支持）され、振動や衝撃等による揺れが抑制される。集電体１４０の材質は特に限定されないが、例えば、正極側の集電体１４０は、電極体１３０の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極側の集電体１４０は、電極体１３０の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。

電極端子２００は、集電体１４０を介して、電極体１３０に電気的に接続される矩形状かつ平板状の端子部材（正極端子及び負極端子）である。つまり、電極端子２００は、電極体１３０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１３０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金属製の部材である。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。また、電極端子２００は、かしめ等によって、集電体１４０に接続（接合）され、かつ、蓋体１２０に取り付けられている。

具体的には、図３に示すように、電極端子２００は、端子本体部２１０と、端子軸部２２０と、を有している。端子本体部２１０は、電極端子２００の本体部分であり、バスバー等の外部の導電部材（図示せず）が接続（接合）される平板状かつ矩形状の部位である。端子軸部２２０は、端子本体部２１０のＺ軸マイナス方向側の面の中央部からＺ軸マイナス方向に延びる円柱状の部位（リベット部）である。端子軸部２２０は、上部ガスケット４００の貫通孔４０１、蓋体１２０の貫通孔１２１、下部ガスケット６００の貫通孔６０１、及び、集電体１４０の貫通孔１４１に挿入されて、かしめられる。これにより、端子軸部２２０の先端部（Ｚ軸マイナス方向側の端部）にかしめ部２３０が形成されて、電極端子２００が、上部ガスケット４００、下部ガスケット６００及び集電体１４０とともに、蓋体１２０に固定される。なお、端子軸部２２０は、円筒状の部位（中空リベット）であってもよい。

本実施の形態では、電極端子２００は、バスバー等が溶接によって接合される溶接接合用の端子であるが、バスバー等がねじ締結によって接合されるねじ接合用の端子であってもよい。つまり、例えば、端子本体部２１０がＺ軸プラス方向に突出するボルト部を有しており、当該ボルト部がバスバー等を貫通してナットに螺合されることで、電極端子２００とバスバー等とがねじ締結される構成でもよい。また、電極端子２００と集電体１４０とを接続（接合）する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザ溶接若しくは抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結等のかしめ以外の機械的接合等が用いられてもよい。また、集電体１４０と電極体１３０の集束部１３１とを接続（接合）する手法は、超音波接合、レーザ溶接若しくは抵抗溶接等、どのような溶接が用いられてもよいし、かしめ接合やねじ締結等の機械的接合等が用いられてもよい。

上部ガスケット４００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子２００との間に配置され、蓋体１２０と電極端子２００との間を電気的に絶縁し、かつ封止する絶縁性の封止部材（正極上部ガスケット及び負極上部ガスケット）である。上部ガスケット４００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、または、それらの複合材料等の絶縁部材等により形成されている。

具体的には、図３に示すように、上部ガスケット４００は、ガスケット本体部４１０と、ガスケット壁部４２０と、ガスケット筒状部４３０と、を有している。ガスケット本体部４１０は、上部ガスケット４００の本体部分であり、蓋体１２０と電極端子２００との間に配置される平板状かつ矩形状の部位である。ガスケット壁部４２０は、ガスケット本体部４１０の外縁からＺ軸プラス方向に延びる環状の壁部であり、電極端子２００の端子本体部２１０の外周を囲うように配置される。ガスケット筒状部４３０は、ガスケット本体部４１０のＺ軸マイナス方向側の面の中央部からＺ軸マイナス方向に延びる円筒状の部位であり、上述の通り、電極端子２００の端子軸部２２０が挿入される円形状の貫通孔４０１が形成されている。

下部ガスケット６００は、容器１００の蓋体１２０と集電体１４０との間に配置され、蓋体１２０と集電体１４０との間を電気的に絶縁し、かつ封止する絶縁性の封止部材（正極下部ガスケット及び負極下部ガスケット）である（図３参照）。下部ガスケット６００は、平板状かつ矩形状の部材であり、上部ガスケット４００と同様の絶縁部材等によって形成されている。

ここで、電極端子２００、上部ガスケット４００、蓋体１２０及び下部ガスケット６００には、Ｘ軸方向両側に、Ｚ軸方向に並ぶ凹部または凸部が形成されている（図３の（ｂ）におけるＩＶｂの破線内参照）。具体的には、電極端子２００の端子本体部２１０、上部ガスケット４００のガスケット本体部４１０、及び、蓋体１２０が、Ｘ軸方向両側に、Ｚ軸方向に並ぶ凹部及び凸部を有し、下部ガスケット６００が、Ｘ軸方向両側に、これらの凹部及び凸部とＺ軸方向に並ぶ凹部を有している。言い換えれば、これらの凹部及び凸部は、電極端子２００の端子軸部２２０、並びに、端子軸部２２０が挿通される上部ガスケット４００の貫通孔４０１、蓋体１２０の貫通孔１２１、下部ガスケット６００の貫通孔６０１、及び、集電体１４０の貫通孔１４１から、離間して配置されている。つまり、これらの凹部及び凸部は、端子軸部２２０及び端子軸部２２０が挿通される上記貫通孔の周囲を囲うように連続して形成された凹部及び凸部とは異なる。以下に、これらの凹部及び凸部の構成（凹凸構造）について、詳細に説明する。

［２ 電極端子２００及び蓋体１２０等の凹凸構造の説明］
図４は、本実施の形態に係る電極端子２００、上部ガスケット４００、蓋体１２０及び下部ガスケット６００の凹凸構造を示す平面図及び断面図である。具体的には、図４の（ａ）は、図３の（ａ）に示したＩＶａの破線内の構成を示す平面図であり、図４の（ｂ）は、図３の（ｂ）に示したＩＶｂの破線内の構成を示す断面図である。なお、図３におけるＸ軸マイナス方向側の部位とＸ軸プラス方向側の部位とは同様の構成を有するため、以下ではＸ軸マイナス方向側の部位について説明し、Ｘ軸プラス方向側の部位の説明は省略する。

図４に示すように、電極端子２００は、端子凹部２１１と、端子凸部２１２と、を有している。端子凹部２１１は、端子本体部２１０に形成された、端子本体部２１０のＺ軸プラス方向側の面が凹んだ上面視で（Ｚ軸方向から見て）円形状の凹部である。端子凸部２１２は、端子本体部２１０に形成された、端子本体部２１０のＺ軸マイナス方向側の面が突出した上面視で円形状の凸部である。具体的には、端子凸部２１２は、端子凹部２１１に対向する位置（上面視で端子凹部２１１と重なる位置）に配置され、上部ガスケット４００のガスケット本体部４１０に向けて突出（つまりＺ軸マイナス方向に突出）した凸部である。

本実施の形態では、端子凸部２１２は、Ｚ軸方向から見て、外縁が、端子凹部２１１と同じ形状（一致する形状）を有している。また、端子凸部２１２は、Ｚ軸方向における長さ（凸部の突出量）が、端子凹部２１１のＺ軸方向における長さ（凹部の深さ）と同じになるように形成されている。例えば、端子本体部２１０に、プレス加工によって端子凹部２１１を形成することで、端子凸部２１２が形成される。

上部ガスケット４００は、封止部材第一凹部４１１と、封止部材凸部４１２と、を有している。封止部材第一凹部４１１は、ガスケット本体部４１０に形成された、ガスケット本体部４１０のＺ軸プラス方向側の面が凹んだ上面視で円形状の凹部である。封止部材第一凹部４１１は、封止部材凹部の一例である。封止部材凸部４１２は、ガスケット本体部４１０に形成された、ガスケット本体部４１０のＺ軸マイナス方向側の面が突出した上面視で円形状の凸部である。具体的には、封止部材凸部４１２は、封止部材第一凹部４１１に対向する位置（上面視で封止部材第一凹部４１１と重なる位置）に配置され、容器１００の蓋体１２０に向けて突出（つまりＺ軸マイナス方向に突出）した凸部である。

本実施の形態では、封止部材凸部４１２は、Ｚ軸方向から見て、外縁が、封止部材第一凹部４１１よりも大きな形状を有している。つまり、封止部材第一凹部４１１は、Ｚ軸方向から見て、封止部材凸部４１２の外縁の内方に配置されている。また、封止部材凸部４１２は、Ｚ軸方向における長さ（凸部の突出量）が、封止部材第一凹部４１１のＺ軸方向における長さ（凹部の深さ）よりも短くなるように形成されている。

容器１００（蓋体１２０）は、容器凹部１２２と、容器第一凸部１２３と、を有している。容器凹部１２２は、蓋体１２０に形成された、蓋体１２０のＺ軸プラス方向側の面が凹んだ上面視で円形状の凹部である。容器第一凸部１２３は、蓋体１２０に形成された、蓋体１２０のＺ軸マイナス方向側の面が突出した上面視で円形状の凸部である。具体的には、容器第一凸部１２３は、容器凹部１２２に対向する位置（上面視で容器凹部１２２と重なる位置）に配置され、上部ガスケット４００のガスケット本体部４１０とは反対方向に突出（つまりＺ軸マイナス方向に突出）した凸部である。

本実施の形態では、容器第一凸部１２３は、Ｚ軸方向から見て、外縁が、容器凹部１２２と同じ形状（一致する形状）を有している。また、容器第一凸部１２３は、Ｚ軸方向における長さ（凸部の突出量）が、容器凹部１２２のＺ軸方向における長さ（凹部の深さ）と同じになるように形成されている。例えば、蓋体１２０に、プレス加工によって容器凹部１２２を形成することで、容器第一凸部１２３が形成される。

下部ガスケット６００は、封止部材第二凹部６０２を有している。封止部材第二凹部６０２は、下部ガスケット６００のＺ軸プラス方向側の面が凹んだ上面視で円形状の凹部である。

このような構成において、端子凹部２１１、端子凸部２１２、封止部材第一凹部４１１、封止部材凸部４１２、容器凹部１２２、容器第一凸部１２３、及び、封止部材第二凹部６０２は、Ｚ軸方向から見て重なる位置に（Ｚ軸方向に向けて一直線上に）配置されている。そして、これらの凹部及び凸部のうちの、隣り合う凹部及び凸部のそれぞれにおいて、凸部が凹部内に配置されている。

具体的には、端子凸部２１２は、封止部材第一凹部４１１に挿入されて、封止部材第一凹部４１１内に配置されている。封止部材凸部４１２は、容器凹部１２２に挿入されて、容器凹部１２２内に配置されている。容器第一凸部１２３は、封止部材第二凹部６０２に挿入されて、封止部材第二凹部６０２内に配置されている。本実施の形態では、端子凸部２１２は、封止部材第一凹部４１１と嵌合されて固定され、封止部材凸部４１２は、容器凹部１２２と嵌合されて固定され、容器第一凸部１２３は、封止部材第二凹部６０２と嵌合されて固定されている。

また、上述の通り、封止部材第一凹部４１１は、Ｚ軸方向から見て、封止部材凸部４１２の外縁の内方に配置されており、さらに、深さが深いため、封止部材第一凹部４１１の底部（Ｚ軸マイナス方向側の底面）は、封止部材凸部４１２内（容器凹部１２２内）に配置されている。このため、端子凸部２１２は、端子凸部２１２の突出方向（Ｚ軸方向）から見て、封止部材凸部４１２及び容器凹部１２２内に配置されている。そして、端子凸部２１２は、先端部２１３が、封止部材凸部４１２及び容器凹部１２２内に配置されている。

［３ 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は、端子凸部２１２を有し、上部ガスケット４００（封止部材）は、端子凸部２１２が挿入される封止部材第一凹部４１１と、封止部材第一凹部４１１に対向する封止部材凸部４１２とを有している。また、容器１００（蓋体１２０）は、封止部材凸部４１２が挿入される容器凹部１２２を有している。このように、電極端子２００の端子凸部２１２を上部ガスケット４００の封止部材第一凹部４１１に挿入し、かつ、封止部材第一凹部４１１に対向する位置の封止部材凸部４１２を、容器１００の容器凹部１２２に挿入する。これにより、電極端子２００が容器１００に対して回転しようとした場合に、端子凸部２１２にかかる応力を封止部材第一凹部４１１で受けることで封止部材凸部４１２に応力がかかり、当該応力を容器凹部１２２で受けることができる。したがって、電極端子２００の回転の応力を、上部ガスケット４００を介して容器１００で受けることができるため、電極端子２００が容器１００に対して回転するのを抑制することができる。

電極端子２００の回転を抑制できれば、電極端子２００と容器１００との間のシール性を向上させたり、上部ガスケット４００が押圧されて白化するのを抑制したりすることができる。また、電極端子２００に固定されている集電体１４０も回転が抑制されるため、集電体１４０が回転して電極体１３０を損傷させたり短絡を発生させたりするのを抑制することができる。

また、電極端子２００の端子凸部２１２は、端子凸部２１２の突出方向（Ｚ軸方向）から見て、容器１００の容器凹部１２２内に配置されている。このように、端子凸部２１２の突出方向から見て、端子凸部２１２よりも容器凹部１２２を大きく形成することで、端子凸部２１２からの応力を容器凹部１２２に伝えやすくすることができる。これにより、電極端子２００の回転の応力を、上部ガスケット４００を介して容器１００で受けやすくすることができるため、電極端子２００が容器１００に対して回転するのをより抑制することができる。

また、電極端子２００の端子凸部２１２は、先端部２１３が、容器１００の容器凹部１２２内に配置されている。このように、端子凸部２１２の先端部２１３が容器凹部１２２内に配置されることで、電極端子２００の回転の応力を、上部ガスケット４００を介して容器１００で強固に受けることができるため、電極端子２００が容器１００に対して回転するのをより抑制することができる。

また、容器１００は、容器凹部１２２に対向する位置に、上部ガスケット４００とは反対方向（Ｚ軸マイナス方向）に突出した容器第一凸部１２３を有している。このように、容器１００に容器第一凸部１２３を形成し、容器第一凸部１２３に対向する位置に容器凹部１２２を形成することで、より深さが深い容器凹部１２２を形成することができる。これにより、電極端子２００が容器１００に対して回転するのをより抑制することができる。

また、端子凸部２１２と封止部材第一凹部４１１とを用いて、電極端子２００と上部ガスケット４００との位置決めを行うことができ、封止部材凸部４１２と容器凹部１２２とを用いて、上部ガスケット４００と容器１００との位置決めを行うことができる。さらに、容器第一凸部１２３と封止部材第二凹部６０２とを用いて、容器１００と下部ガスケット６００との位置決めを行うことができる。

［４ 変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図５は、本実施の形態の変形例１に係る電極端子２００、上部ガスケット４００ａ、蓋体１２０ａ及び下部ガスケット６００ａの凹凸構造を示す平面図及び断面図である。具体的には、図５の（ａ）は、図４の（ａ）に対応する図であり、図５の（ｂ）は、図４の（ｂ）に対応する図である。

図５に示すように、本変形例における蓋体１２０ａは、上記実施の形態における蓋体１２０と異なり、容器第一凸部１２３は有することなく、容器第二凸部１２４を有している。本変形例における上部ガスケット４００ａは、上記実施の形態における上部ガスケット４００と異なり、ガスケット本体部４１０に代えて、ガスケット本体部４１０ａを有しており、ガスケット本体部４１０ａは、ガスケット本体部４１０が有する構成に加えて、封止部材第三凹部４１３を有している。本変形例における下部ガスケット６００ａは、上記実施の形態における下部ガスケット６００と異なり、封止部材第二凹部６０２を有していない。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

容器第二凸部１２４は、蓋体１２０のＺ軸プラス方向側の面が突出した、上面視で（Ｚ軸方向から見て）円環状の凸部である。具体的には、容器第二凸部１２４は、上面視で容器凹部１２２の周囲を囲うように配置され、上部ガスケット４００のガスケット本体部４１０ａに向けて突出（つまりＺ軸プラス方向に突出）した凸部である。つまり、容器凹部１２２は、容器第二凸部１２４の先端が凹んだ凹部である。封止部材第三凹部４１３は、ガスケット本体部４１０ａのＺ軸マイナス方向側の面が凹んだ上面視で円環状の凹部である。具体的には、封止部材第三凹部４１３は、上面視で封止部材凸部４１２の周囲を囲うように配置されて、容器第二凸部１２４が挿入される凹部である。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、蓋体１２０ａの容器凹部１２２は、上部ガスケット４００ａに向けて突出した容器第二凸部１２４の先端が凹んだ凹部である。ここで、電極端子２００の回転をより抑制するには、容器凹部１２２の深さを深くするのが好ましい。端子凸部２１２の先端部２１３を容器凹部１２２内に配置する場合には、上部ガスケット４００ａの厚みを確保するために、容器凹部１２２の深さを深くする必要がある場合がある。このため、蓋体１２０ａに容器第二凸部１２４を形成し、容器第二凸部１２４に容器凹部１２２を形成することで、より深さが深い容器凹部１２２を形成することができる。これにより、電極端子２００が容器１００に対して回転するのをより抑制することができる。

なお、本変形例において、蓋体１２０ａは、上記実施の形態と同様に、容器第一凸部１２３を有しており、下部ガスケット６００ａについても、上記実施の形態と同様に、封止部材第二凹部６０２を有していてもよい。例えば、蓋体１２０ａは、Ｚ軸マイナス方向側の面の容器第二凸部１２４に対向する位置（上面視で容器第二凸部１２４と重なる位置）に円環状の凹部が形成されることにより、容器第一凸部１２３が形成されることにしてもよい。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例２に係る電極端子２００、上部ガスケット４００、蓋体１２０ｂ及び下部ガスケット６００ｂの凹凸構造を示す平面図及び断面図である。具体的には、図６の（ａ）は、図４の（ａ）に対応する図であり、図６の（ｂ）は、図４の（ｂ）に対応する図である。

図６に示すように、本変形例における蓋体１２０ｂは、上記実施の形態における蓋体１２０と異なり、容器第一凸部１２３に代えて、容器第一凸部１２３ｂを有している。本変形例における下部ガスケット６００ｂは、上記実施の形態における下部ガスケット６００と異なり、封止部材第二凹部６０２に代えて、封止部材第二凹部６０２ｂを有している。なお、本変形例では、上記実施の形態と比べて、端子凸部２１２、封止部材第一凹部４１１、封止部材凸部４１２及び容器凹部１２２は、Ｚ軸方向の長さが長くなっている。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

容器第一凸部１２３ｂは、蓋体１２０ｂのＺ軸マイナス方向側の面が、Ｚ軸マイナス方向に突出した上面視で円形状の凸部である。具体的には、容器第一凸部１２３ｂは、容器凹部１２２に対向する位置（上面視で容器凹部１２２と重なる位置）に配置され、かつ、Ｚ軸方向から見て、外縁が、容器凹部１２２よりも大きな形状を有している。つまり、容器凹部１２２は、Ｚ軸方向から見て、容器第一凸部１２３ｂの外縁の内方に配置されている。封止部材第二凹部６０２ｂは、下部ガスケット６００ｂのＺ軸プラス方向側の面が凹んだ上面視で円形状の凹部であり、容器第一凸部１２３ｂが挿入されて嵌合される形状及び大きさを有している。

また、上述の通り、容器凹部１２２は、深さが深く形成されているため、容器凹部１２２の底部（Ｚ軸マイナス方向側の底面）は、容器第一凸部１２３ｂ内（封止部材第二凹部６０２ｂ内）に配置されている。つまり、封止部材凸部４１２は、Ｚ軸方向から見て、容器第一凸部１２３ｂ及び封止部材第二凹部６０２ｂ内に配置され、かつ、先端部４１４が、容器第一凸部１２３ｂ及び封止部材第二凹部６０２ｂ内に配置されている。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、封止部材凸部４１２は、先端部４１４が、容器第一凸部１２３ｂ内に配置されている。このように、封止部材凸部４１２の先端部４１４が容器第一凸部１２３ｂ内に配置されることで、電極端子２００の回転の応力を、上部ガスケット４００を介して容器１００で強固に受けることができるため、電極端子２００が容器１００に対して回転するのをより抑制することができる。

なお、本変形例において、端子凸部２１２についても、先端部２１３が、容器第一凸部１２３ｂ及び封止部材第二凹部６０２ｂ内に配置されるように、端子凸部２１２等のＺ軸方向における長さが長く形成されていてもよい。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例３に係る蓄電素子の電極端子２００ｃ及びその周囲の構成を示す平面図及び断面図である。具体的には、図７の（ａ）は、図３の（ａ）に対応する図であり、図７の（ｂ）は、図３の（ｂ）に対応する図である。

図７に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における構成と異なり、電極端子２００ｃ、上部ガスケット４００ｃ、蓋体１２０ｃ及び下部ガスケット６００ｃを有している。電極端子２００ｃは、端子本体部２１０ｃのＸ軸方向両端（長手方向の端縁）に、端子凹部２１１ｃ及び端子凸部２１２ｃをそれぞれ有している。つまり、端子凸部２１２ｃは、端子凸部２１２ｃの突出方向（Ｚ軸方向）から見て、電極端子２００ｃの端縁に配置されている。上部ガスケット４００ｃは、ガスケット本体部４１０ｃのＸ軸方向両端（長手方向の端縁）に、封止部材第一凹部４１１ｃ及び封止部材凸部４１２ｃをそれぞれ有している。蓋体１２０ｃは、封止部材凸部４１２ｃと対向する位置に、容器凹部１２２ｃ及び容器第一凸部１２３ｃをそれぞれ有し、下部ガスケット６００ｃは、容器第一凸部１２３ｃと対向する位置に、封止部材第二凹部６０２ｃをそれぞれ有している。

端子凹部２１１ｃは、端子本体部２１０ｃのＸ軸方向両端部かつＺ軸プラス方向端部に位置する角部が、上面視で（Ｚ軸方向から見て）半円形状に凹んだ凹部である。端子凸部２１２ｃは、端子本体部２１０ｃのＸ軸方向両端部かつＺ軸マイナス方向端部に位置する角部が、上面視で半円形状に突出した凸部である。封止部材第一凹部４１１ｃ、封止部材凸部４１２ｃ、容器凹部１２２ｃ、容器第一凸部１２３ｃ及び封止部材第二凹部６０２ｃは、端子凸部２１２ｃの形状に対応して、上面視で半円形状の凹部または凸部である。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、端子凸部２１２ｃは、電極端子２００ｃの端縁に配置されている。このように、端子凸部２１２ｃを電極端子２００ｃの端縁に配置することで、電極端子２００ｃの回転中心（端子軸部２２０の位置）から端子凸部２１２ｃまでの距離を大きくすることができる。これにより、電極端子２００ｃが容器１００に対して回転するのをより抑制することができる。また、端子本体部２１０ｃの端縁に端子凹部２１１ｃが配置されているため、端子本体部２１０ｃにバスバー等を接続する際に接続面積（溶接面積）を広くとることができる。さらに、端子凹部２１１ｃを、電極端子２００ｃとバスバー等との位置決めに使用することもできる。

（その他の変形例）
以上、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したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例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、上記実施の形態及び変形例１、２では、電極端子、上部ガスケット、蓋体及び下部ガスケットに形成された凹部及び凸部は、上面視で円形状（または円環状）であることとした。しかし、これらの凹部及び凸部は、上面視で楕円形状、長円形状、三角形状、矩形状、その他の多角形状（またはそれらの環状形状）等、どのような形状であってもよい。また、上記変形例３では、これらの凹部及び凸部は、上面視で半円形状であることとしたが、上面視で半楕円形状、半長円形状、三角形状、矩形状、その他の多角形状等、どのような形状であってもよい。さらに、これらの凹部及び凸部は、上面視で、どのような大きさ（大小関係）で形成されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極端子の端子凸部は、先端部が、容器凹部（及び封止部材凸部）内に配置されていることとした。しかし、端子凸部は、先端部が、容器凹部（または封止部材凸部）内に配置されていなくてもよい。同様に、電極端子、上部ガスケット、蓋体及び下部ガスケットに形成された凹部及び凸部は、Ｚ軸方向における長さが、どのような長さに形成されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極端子には、端子凹部が形成されていることとしたが、電極端子には、端子凹部は形成されていなくてもよい。

また、上記実施の形態及び変形例３では、蓋体は、容器第一凸部を有し、下部ガスケットは、封止部材第二凹部を有していることとした。しかし、蓋体は、容器第一凸部を有しておらず、下部ガスケットは、封止部材第二凹部を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、上部ガスケット及び下部ガスケットに予め凹部及び凸部が形成されていることとした。しかし、上部ガスケット及び下部ガスケットは、電極端子と集電体とが接合される際に、電極端子と集電体との間で押圧されることで、凹部及び凸部が形成されることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極端子、上部ガスケット、蓋体及び下部ガスケットに形成された凹部及び凸部は、電極端子のＸ軸方向両側（または両端縁）の２箇所に配置されていることとした。しかし、これらの凹部及び凸部は、１箇所にしか配置されていなくてもよいし、３箇所以上に配置されていてもよい。また、これらの凹部及び凸部の配置位置についても、特に限定されない。ただし、上記変形例３で説明したように、これらの凹部及び凸部は、電極端子の中心位置（端子軸部の位置）から離れて配置されるのが好ましく、また、当該中心位置に対して対称の位置に配置されるのがさらに好ましい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極端子は、端子軸部を一体的に有していることとした。しかし、電極端子は、端子軸部を別体で有していることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体１３０は、巻回軸が蓋体に平行となるいわゆる縦巻きの巻回型電極体であることとした。しかし、電極体１３０は、巻回軸が蓋体に垂直となるいわゆる横巻きの巻回型電極体であってもよい。また、電極体１３０の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層したスタック型の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体であってもよい。また、電極体１３０の個数は１つには限定されず、２つ以上設けられていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極側及び負極側の双方が上記の構成を有していることとしたが、正極側及び負極側のいずれか一方しか上記の構成を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素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として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える容器（蓋体）、電極端子及び封止部材（上部ガスケット）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等の蓄電素子等に適用できる。

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ 蓋体
１２２、１２２ｃ 容器凹部
１２３、１２３ｂ、１２３ｃ 容器第一凸部
１２４ 容器第二凸部
１４０ 集電体
２００、２００ｃ 電極端子
２１０、２１０ｃ 端子本体部
２１１、２１１ｃ 端子凹部
２１２、２１２ｃ 端子凸部
２１３、４１４ 先端部
２２０ 端子軸部
２３０ かしめ部
４００、４００ａ、４００ｃ 上部ガスケット
４１０、４１０ａ、４１０ｃ ガスケット本体部
４１１、４１１ｃ 封止部材第一凹部
４１２、４１２ｃ 封止部材凸部
４１３ 封止部材第三凹部
６００、６００ａ、６００ｂ、６００ｃ 下部ガスケット
６０２、６０２ｂ、６０２ｃ 封止部材第二凹部

Claims (6)

1. 容器と、電極端子と、前記容器及び前記電極端子の間に配置される封止部材と、を備える蓄電素子であって、
   前記電極端子は、前記封止部材に向けて突出した端子凸部を有し、
   前記封止部材は、前記端子凸部が挿入される封止部材凹部と、前記封止部材凹部に対向する位置に配置され前記容器に向けて突出した封止部材凸部と、を有し、
   前記容器は、前記封止部材凸部が挿入される容器凹部を有する
   蓄電素子。
2. 前記端子凸部は、前記端子凸部の突出方向から見て、前記容器凹部内に配置される
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記端子凸部は、先端部が、前記容器凹部内に配置される
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記容器は、さらに、前記容器凹部に対向する位置に配置され、前記封止部材とは反対方向に突出した容器第一凸部を有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記容器は、さらに、前記封止部材に向けて突出した容器第二凸部を有し、
   前記容器凹部は、前記容器第二凸部の先端が凹んだ凹部である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記端子凸部は、前記端子凸部の突出方向から見て、前記電極端子の端縁に配置される
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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