JP2020166969A - 蓄電素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端子表面の平面度の悪化を抑制することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】電極端子２００を備える蓄電素子１０であって、電極端子２００は、端子表面２４０に形成された端子凹部２１１と、端子凹部２１１と隣り合う位置に配置され、端子表面２４０に垂直で端子凹部２１１を通る平面における断面形状が隣接部分と異なる不連続部２１３と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、電極端子を備える蓄電素子及びその製造方法に関する。

従来、電極端子を備え、電極端子の端子表面に凹部が形成された蓄電素子が知られている。例えば、特許文献１には、電極端子に結合した端子プレートにヒューズ部（凹部）が形成された２次電池（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１５−５４９２号公報

上記従来の蓄電素子では、電極端子の端子表面の平面度が悪化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では、端子プレートの表面にヒューズ部として凹部を形成している。しかしながら、このような構成の蓄電素子では、当該凹部を形成した際の残留応力によって、端子表面の平面度が悪化するおそれがある。端子表面の平面度の悪化は、例えば、電極端子とバスバーとの接合時に、電極端子とバスバーとの間に微少な隙間を生じさせるため、接合不良（溶接時にスパッタが生じたり、コンタミが発生したり、溶接強度が低下する等の溶接不良等）等の不具合につながるおそれがある。このように、本願発明者は、上記従来の蓄電素子では、端子表面の平面度が悪化してしまい、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、端子表面の平面度の悪化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、電極端子を備える蓄電素子であって、前記電極端子は、端子表面に形成された凹部と、前記凹部と隣り合う位置に配置され、前記端子表面に垂直で前記凹部を通る平面における断面形状が隣接部分と異なる不連続部と、を有する。

これによれば、蓄電素子において、電極端子は、端子表面に形成された凹部と隣り合う位置に、断面形状が隣接部分と異なる不連続部を有している。このように、電極端子の凹部と隣り合う位置に不連続部を形成しておくことで、電極端子に凹部を形成した場合でも、不連続部によって、当該凹部を形成した際の残留応力が緩和される。これにより、電極端子に凹部を形成した場合でも、端子表面の平面度の悪化を抑制することができる。

また、前記不連続部は、前記端子表面に形成された溝及びスリットの少なくとも一方を有することにしてもよい。

これによれば、電極端子の端子表面に、溝及びスリットの少なくとも一方が形成されることにより、不連続部が形成されている。ここで、端子表面に凸部を形成するためには、凸部以外の部分をプレス加工するなどの必要があり製造が困難であるが、端子表面に溝またはスリットを形成するのは、製造が容易である。このため、端子表面に溝及びスリットの少なくとも一方を形成することで、容易に不連続部を形成することができる。

また、前記不連続部は、前記端子表面の外部の導電部材との接続位置と前記凹部との間に配置されることにしてもよい。

これによれば、電極端子において、不連続部は、端子表面と外部の導電部材（バスバー等）との接続位置と、凹部との間に配置されている。このように、不連続部を当該接続位置と凹部との間に形成しておくことで、端子表面に凹部を形成した際の残留応力が、当該接続位置に発生するのを抑制することができる。これにより、端子表面における当該接続位置の平面度の悪化を抑制することができるため、電極端子と当該導電部材（バスバー）との接合不良を抑制することができる。

また、前記不連続部は、前記凹部の周囲に、全周に亘って形成されていることにしてもよい。

これによれば、電極端子において、不連続部は、凹部の周囲に、全周に亘って形成されている。このように、当該凹部の周囲の全周に不連続部が形成されているため、当該凹部の全周に亘って、端子表面に凹部を形成した際の残留応力が発生するのを抑制することができる。これにより、当該凹部の全周に亘って、端子表面の平面度の悪化を抑制することができる。

また、前記不連続部は、前記凹部と隣り合う位置に、直線状に形成されていることにしてもよい。

これによれば、電極端子において、不連続部は、凹部の隣りに直線状に形成されている。このように、凹部の隣りに直線状の不連続部を形成するという簡易な構成で、端子表面に凹部を形成した際の残留応力が、凹部から不連続部を超えた位置に発生するのを抑制することができる。これにより、簡易に、端子表面の平面度の悪化を抑制することができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、電極端子を備える蓄電素子の製造方法であって、前記電極端子の端子表面に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部と隣り合う位置に、前記端子表面に垂直で前記凹部を通る平面における断面形状が隣接部分と異なる不連続部を形成する不連続部形成工程と、を含み、前記不連続部形成工程は、前記凹部形成工程と同時、または、前記凹部形成工程よりも前に行われる。

これによれば、蓄電素子の製造方法において、電極端子の端子表面に凹部を形成するのと同時、または、凹部を形成するよりも前に、凹部と隣り合う位置に、断面形状が隣接部分と異なる不連続部を形成する。これにより、電極端子に凹部を形成した際に、不連続部によって、残留応力が発生するのを抑制することができるため、端子表面の平面度の悪化を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電極端子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、端子表面の平面度の悪化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。 実施の形態の変形例１に係る電極端子及びその周囲の構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例２に係る電極端子及びその周囲の構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例３に係る電極端子及びその周囲の構成を示す平面図である。 実施の形態の変形例４に係る電極端子及びその周囲の構成を示す平面図である。

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、または、電極端子と集電体との並び方向を、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）
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。

［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。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及び上部ガスケット４００には、Ｘ軸方向両側に、Ｚ軸方向に並ぶ凹部（後述の端子凹部２１１、不連続部２１３及びガスケット第一凹部４１１）及び凸部（後述の端子第一凸部２１２）が形成されている。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について、詳細に説明する。

［２ 電極端子２００及び上部ガスケット４００の凹部及び凸部の説明］
図３に示すように、電極端子２００は、端子凹部２１１と、端子第一凸部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（端子表面２４０）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。つまり、端子表面２４０は、バスバー等の外部の導電部材（図示せず）が接合されるＸＹ平面に平行な平面（平坦面）であり、端子凹部２１１は、端子表面２４０に形成された凹部である。端子第一凸部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、端子第一凸部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、端子第一凸部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、端子第一凸部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、端子第一凸部２１２が形成される。

上部ガスケット４００は、ガスケット第一凹部４１１を有している。ガスケット第一凹部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。

このような構成において、端子凹部２１１、端子第一凸部２１２、及び、ガスケット第一凹部４１１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、端子第一凸部２１２は、ガスケット第一凹部４１１に挿入されて、ガスケット第一凹部４１１内に配置されている。本実施の形態では、端子第一凸部２１２は、ガスケット第一凹部４１１と嵌合されて固定されている。これにより、電極端子２００が蓋体１２０に対して回転するのが抑制される。また、電極端子２００の端子凹部２１１によって、電極端子２００にバスバーを接合する際の位置決めを行ったりすることもできる。

ここで、電極端子２００は、さらに、端子凹部２１１と隣り合う位置に、不連続部２１３を有している。不連続部２１３は、端子表面２４０に垂直で端子凹部２１１を通る平面における断面形状（例えば図３の（ｂ）における断面形状）が隣接部分と異なる形状を有している。本実施の形態では、不連続部２１３は、端子表面２４０に形成された溝（凹部）である。つまり、不連続部２１３は、端子表面２４０からＺ軸マイナス方向に凹んでいるため、隣接する部分と異なる断面形状を有する不連続な部分である。例えば図３の（ｂ）においては、不連続部２１３は、不連続部２１３のＸ軸方向両側の隣接部分と異なる断面形状を有しており、不連続部２１３の位置で不連続な形状となっている。

具体的には、不連続部２１３は、端子凹部２１１の周囲に、全周に亘って形成された環状の溝（凹部）である。本実施の形態では、不連続部２１３は、端子凹部２１１の全周に亘って形成された、上面視で（Ｚ軸方向から見て）円環状の溝である。また、不連続部２１３は、断面形状（例えば図３の（ｂ）における断面形状）が矩形状の溝である。なお、不連続部２１３は、上面視で円環状の溝には限定されず、上面視で、楕円形状、長円形状、三角形状、四角形状、その他の多角形状の環状の溝であってもよい。つまり、不連続部２１３は、端子凹部２１１の全周を囲うように形成されていればよい。また、不連続部２１３の断面形状は、矩形状でなく、三角形状等その他の多角形状、半円形状、半楕円形状、半長円形状等であってもよい。

また、不連続部２１３は、端子表面２４０の外部の導電部材との接続位置２４１と、端子凹部２１１との間に配置されている。つまり、不連続部２１３は、端子表面２４０の中央部寄り（端子軸部２２０寄り）の部位が、接続位置２４１と端子凹部２１１との間に配置されている。なお、接続位置２４１は、端子表面２４０のうちの、バスバー等の外部の導電部材（図示せず）が接続される部位であり、図３の（ａ）に示す破線内の任意の位置である。つまり、端子表面２４０の接続位置２４１に、例えばバスバーが溶接されることで、電極端子２００にバスバーが接続される。

蓄電素子１０の製造方法（電極端子２００の製造方法）において、以上のような構成の不連続部２１３は、以下のようにして形成することができる。つまり、蓄電素子１０の製造方法（電極端子２００の製造方法）は、凹部形成工程と、不連続部形成工程と、を含んでいる。凹部形成工程では、電極端子２００の端子表面２４０に端子凹部２１１を形成する。不連続部形成工程では、端子凹部２１１と隣り合う位置に、端子表面２４０に垂直で端子凹部２１１を通る平面における断面形状が隣接部分と異なる不連続部２１３を形成する。また、不連続部形成工程は、凹部形成工程と同時、または、凹部形成工程よりも前に行われる。

つまり、電極端子２００の端子表面２４０に端子凹部２１１を形成するのと同時、または、端子凹部２１１を形成するよりも前に、不連続部２１３を形成する。言い換えれば、電極端子２００の端子表面２４０に、不連続部２１３を形成するのと同時、または、不連続部２１３を形成した後（不連続部形成工程と同時、または、不連続部形成工程の後）に、端子凹部２１１を形成する（凹部形成工程を行う）。

［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、端子表面２４０に形成された端子凹部２１１と隣り合う位置に、断面形状が隣接部分と異なる不連続部２１３を有している。このように、電極端子２００の端子凹部２１１と隣り合う位置に不連続部２１３を形成しておくことで、電極端子２００に端子凹部２１１を形成した場合でも、不連続部２１３によって、端子凹部２１１を形成した際の残留応力が緩和される。これにより、電極端子２００に端子凹部２１１を形成した場合でも、端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することができる。

つまり、例えば、電極端子２００の回り止め、バスバーとの位置決め、または、電極端子２００にヒューズを形成する等のために、電極端子２００の端子表面２４０に端子凹部２１１を形成する場合があるが、この場合でも、端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することができる。端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することができれば、例えば、電極端子２００とバスバーとの間に微少な隙間が生じるのを抑制することができるため、電極端子２００とバスバーとの接合時の接合不良等を抑制することができる。例えば、電極端子２００とバスバーとを溶接する際には、端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することで、スパッタが生じたり、コンタミが発生したり、溶接強度が低下する等の溶接不良を抑制することができる。

また、電極端子２００の端子表面２４０に溝が形成されることにより、不連続部２１３が形成されている。ここで、端子表面２４０に凸部を形成するためには、凸部以外の部分をプレス加工するなどの必要があり製造が困難であるが、端子表面２４０に溝を形成するのは、製造が容易である。このため、端子表面２４０に溝を形成することで、容易に不連続部２１３を形成することができる。また、蓄電素子１０の製造時に、当該溝を目印にして、電極端子２００の取付位置や姿勢（傾いて取り付いていないか）等を確認することもできる。

また、電極端子２００において、不連続部２１３は、端子表面２４０と外部の導電部材（バスバー等）との接続位置２４１と、端子凹部２１１との間に配置されている。このように、不連続部２１３を接続位置２４１と端子凹部２１１との間に形成しておくことで、端子表面２４０に端子凹部２１１を形成した際の残留応力が、接続位置２４１に発生するのを抑制することができる。これにより、端子表面２４０における接続位置２４１の平面度の悪化を抑制することができるため、電極端子２００と当該導電部材（バスバー）との接合不良を抑制することができる。

また、電極端子２００において、不連続部２１３は、端子凹部２１１の周囲に、全周に亘って形成されている。このように、端子凹部２１１の周囲の全周に不連続部２１３が形成されているため、端子凹部２１１の全周に亘って、端子表面２４０に端子凹部２１１を形成した際の残留応力が発生するのを抑制することができる。これにより、端子凹部２１１の全周に亘って、端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することができる。

また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法によれば、電極端子２００の端子表面２４０に端子凹部２１１を形成するのと同時、または、端子凹部２１１を形成するよりも前に、端子凹部２１１と隣り合う位置に、不連続部２１３を形成する。これにより、電極端子２００に端子凹部２１１を形成した際に、不連続部２１３によって、残留応力が発生するのを抑制することができるため、端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することができる。

［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４は、本実施の形態の変形例１に係る電極端子２００ａ及びその周囲の構成を示す断面図である。具体的には、図４は、図３の（ｂ）に対応する図である。

図４に示すように、本変形例における電極端子２００ａは、上記実施の形態における電極端子２００の構成に加えて、端子第二凸部２１４を有している。また、本変形例における上部ガスケット４００ａは、ガスケット第二凹部４１２を有している。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。

端子第二凸部２１４は、端子本体部２１０ａに形成された、端子本体部２１０ａのＺ軸マイナス方向側の面が突出した上面視で円環状の凸部である。具体的には、端子第二凸部２１４は、不連続部２１３に対向する位置（上面視で不連続部２１３と重なる位置）に配置され、上部ガスケット４００ａのガスケット本体部４１０ａ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。

本変形例では、端子第二凸部２１４は、Ｚ軸方向から見て、不連続部２１３と同じ形状（一致する形状）を有している。また、端子第二凸部２１４は、Ｚ軸方向における長さ（凸部の突出量）が、不連続部２１３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２１０ａに、プレス加工によって不連続部２１３を形成することで、端子第二凸部２１４が形成される。

ガスケット第二凹部４１２は、ガスケット本体部４１０ａに形成された、ガスケット本体部４１０ａのＺ軸プラス方向側の面が凹んだ上面視で円環状の凹部である。そして、ガスケット第二凹部４１２には、端子第二凸部２１４が挿入されて嵌合されている。

なお、端子第二凸部２１４及びガスケット第二凹部４１２は、上面視で円環状には限定されず、上面視で、楕円形状、長円形状、三角形状、四角形状、その他の多角形状の環状であってもよい。また、端子第二凸部２１４及びガスケット第二凹部４１２の断面形状についても特に限定されず、矩形状、三角形状、その他の多角形状、半円形状、半楕円形状、半長円形状等であってもよい。ただし、端子第二凸部２１４及びガスケット第二凹部４１２は、不連続部２１３の形状に対応した形状であるのが好ましい。

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、電極端子２００ａの端子第二凸部２１４が上部ガスケット４００ａのガスケット第二凹部４１２に挿入されて嵌合されているため、電極端子２００ａが蓋体１２０に対して回転するのが、さらに抑制される。

（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５は、本実施の形態の変形例２に係る電極端子２００ｂ及びその周囲の構成を示す断面図である。具体的には、図５は、図３の（ｂ）に対応する図である。

図５に示すように、本変形例における電極端子２００ｂは、上記実施の形態における電極端子２００の不連続部２１３に代えて、不連続部２１３ａ及び２１３ｂを有している。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。

不連続部２１３ａは、上記実施の形態における不連続部２１３と同様に、端子表面２４０に形成された溝（凹部）であるが、不連続部２１３ｂは、端子表面２４０に形成されたスリットである。つまり、本変形例では、上記実施の形態における不連続部２１３のうちの一部の不連続部である不連続部２１３ｂが、端子本体部２１０ｂをＺ軸方向に貫通するスリットとなっている。例えば、上記実施の形態における不連続部２１３のうちの、端子軸部２２０寄りの半分の不連続部が不連続部２１３ｂであり、残りの半分の不連続部が不連続部２１３ａである。なお、不連続部２１３ａと不連続部２１３ｂとの比率は特に限定されない。また、不連続部２１３ａと不連続部２１３ｂとは、繋がっていてもよいし、離間していてもよい。さらに、不連続部２１３ａ及び不連続部２１３ｂの上面視の形状も特に限定されない。

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、電極端子２００ｂの端子表面２４０にスリットを形成することで、容易に不連続部２１３ｂを形成することができる。なお、本変形例において、不連続部２１３ａが形成されていない構成でもよい。

（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６は、本実施の形態の変形例３に係る電極端子２００ｃ及びその周囲の構成を示す平面図である。具体的には、図６は、図３の（ａ）に対応する図である。

図６に示すように、本変形例における電極端子２００ｃは、上記実施の形態における電極端子２００の不連続部２１３に代えて、不連続部２１３ｃを有している。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。

不連続部２１３ｃは、端子凹部２１１の周囲に形成された溝（凹部）であるが、上記実施の形態における不連続部２１３とは異なり、端子凹部２１１の全周に亘っては形成されていない。つまり、不連続部２１３ｃは、上面視で、端子凹部２１１の周囲のうちの、端子本体部２１０ｃの中央部寄りの位置に配置された半円環状の溝である。言い換えれば、不連続部２１３ｃは、端子凹部２１１の接続位置２４１側に配置され（つまり、端子凹部２１１と接続位置２４１との間に配置され）、かつ、端子凹部２１１の接続位置２４１とは反対側には配置されていない。

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、不連続部２１３ｃを、端子凹部２１１の接続位置２４１とは反対側には形成しなくてもよいため、不連続部２１３ｃを形成するためのスペースを低減することができ、省スペース化を図ることができる。また、不連続部２１３ｃを形成する領域が少なくなることで、不連続部２１３ｃの形成作業を容易にすることができる。

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例４に係る電極端子２００ｄ及びその周囲の構成を示す平面図である。具体的には、図７は、図３の（ａ）に対応する図である。

図７に示すように、本変形例における電極端子２００ｄは、上記実施の形態における電極端子２００の不連続部２１３に代えて、不連続部２１３ｄを有している。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。

不連続部２１３ｄは、端子凹部２１１と隣り合う位置に、直線状に形成された溝（凹部）である。つまり、不連続部２１３ｄは、端子凹部２１１と接続位置２４１との間において、端子本体部２１０ｄのＹ軸プラス方向側の端部からＹ軸マイナス方向側の端部に亘って、Ｙ軸方向に直線状に形成された溝である。なお、不連続部２１３ｄのＹ軸方向の長さは、特に限定されない。例えば、不連続部２１３ｄは、端子本体部２１０ｄのＹ軸プラス方向側の端縁からＹ軸マイナス方向側の端縁に亘って、端子本体部２１０ｄをＹ軸方向に貫通する直線状の溝でもよいし、Ｙ軸方向中央部にしか形成されていない短い長さの溝であってもよい。

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、不連続部２１３ｄは、端子凹部２１１の隣りに直線状に形成されている。このように、端子凹部２１１の隣りに直線状の不連続部２１３ｄを形成するという簡易な構成で、端子表面２４０に端子凹部２１１を形成した際の残留応力が、端子凹部２１１から不連続部２１３ｄを超えた位置に発生するのを抑制することができる。これにより、簡易に、端子表面２４０の平面度の悪化を抑制することができる。

なお、不連続部２１３ｄは、上面視で、直線状ではなく、例えば、少し屈曲または湾曲した形状でもよいし、Ｓ字状でもよいし、波線状でもよいし、その他どのような形状であってもよい。

（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その変形例では、不連続部２１３、２１３ａ、２１３ｃ、２１３ｄは、端子表面２４０に形成された溝（凹部）であり、不連続部２１３ｂは、端子表面２４０に形成されたスリットであることとした。しかし、これらのうちの溝（凹部）がスリットであってもよいし、スリットが溝（凹部）であってもよい。つまり、不連続部は、端子表面２４０に形成された溝及びスリットの少なくとも一方を有していればよい。また、不連続部は、溝及びスリットには限定されず、断面形状が隣接部分と異なる形状であればよく、例えば、凸部であってもよいし、溝（凹部）、スリット及び凸部のうちのいずれか２つ以上の組み合わせであってもよい。また、上記実施の形態及びその変形例では、不連続部の形状について、特に限定されない旨の説明を行ったが、不連続部のＹ軸方向における長さは、端子凹部２１１のＹ軸方向における長さと同じかそれよりも大きいのが好ましい。また、不連続部のＸ軸方向における幅は、端子凹部２１１のＸ軸方向における幅と同じかそれよりも小さいのが好ましい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、上面視（Ｚ軸方向から見て）で、１つの不連続部が連続的に形成されていることとした。しかし、不連続部は、上面視で断続的に形成されていてもよい。つまり、不連続部は、上面視で、複数の溝またはスリット等からなる不連続な部分であってもよい。または、２重またはそれ以上の複数の不連続部が形成されていてもよい。つまり、端子凹部２１１と接続位置２４１との間に、複数の不連続部が配置され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、電極端子２００は、端子第一凸部２１２を有し、上部ガスケット４００は、ガスケット第一凹部４１１を有していることとした。しかし、電極端子２００は、端子第一凸部２１２を有しておらず、上部ガスケット４００も、ガスケット第一凹部４１１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、電極端子及び上部ガスケットに形成された凹部及び凸部（端子凹部２１１、端子第一凸部２１２及びガスケット第一凹部４１１）は、上面視で円形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、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。さらに、これらの凹部及び凸部は、Ｚ軸方向における長さ（凹部の深さまたは凸部の突出量）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、上部ガスケットに予め凹部（ガスケット第一凹部４１１、ガスケット第二凹部４１２）が形成されていることとした。しかし、上部ガスケットは、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、当該凹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、端子凹部２１１及びそれに隣り合う不連続部は、電極端子のＸ軸方向両側の２箇所に配置されていることとした。しかし、端子凹部２１１及び当該不連続部は、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、端子凹部２１１及び当該不連続部の配置位置についても、特に限定されない。ただし、電極端子の回転抑制、及び、接続位置２４１の領域確保等の観点から、端子凹部２１１及び当該不連続部は、電極端子の中心位置（端子軸部２２０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２２０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２２０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電極端子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 蓋体
１４０ 集電体
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ 電極端子
２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ 端子本体部
２１１ 端子凹部
２１２ 端子第一凸部
２１３、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ 不連続部
２１４ 端子第二凸部
２２０ 端子軸部
２３０ かしめ部
２４０ 端子表面
２４１ 接続位置
４００、４００ａ 上部ガスケット
４１０、４１０ａ ガスケット本体部
４１１ ガスケット第一凹部
４１２ ガスケット第二凹部

Claims (6)

1. 電極端子を備える蓄電素子であって、
   前記電極端子は、
   端子表面に形成された凹部と、
   前記凹部と隣り合う位置に配置され、前記端子表面に垂直で前記凹部を通る平面における断面形状が隣接部分と異なる不連続部と、を有する
   蓄電素子。
2. 前記不連続部は、前記端子表面に形成された溝及びスリットの少なくとも一方を有する
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記不連続部は、前記端子表面の外部の導電部材との接続位置と前記凹部との間に配置される
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記不連続部は、前記凹部の周囲に、全周に亘って形成されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記不連続部は、前記凹部と隣り合う位置に、直線状に形成されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 電極端子を備える蓄電素子の製造方法であって、
   前記電極端子の端子表面に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記凹部と隣り合う位置に、前記端子表面に垂直で前記凹部を通る平面における断面形状が隣接部分と異なる不連続部を形成する不連続部形成工程と、を含み、
   前記不連続部形成工程は、前記凹部形成工程と同時、または、前記凹部形成工程よりも前に行われる
   蓄電素子の製造方法。

Images