JP2021118085A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】巻回型の電極体を備える蓄電素子であって信頼性が向上された蓄電素子を提供すること。【解決手段】蓄電素子１０は、巻回型の電極体７００と、電極体７００を収容する容器１００と、補強部材１５０とを備える。電極体７００は、Ｘ軸方向において対向する一対の湾曲部７１２と、一対の湾曲部７１２の間の部分である中間部７１４とを有する。補強部材１５０は、Ｘ軸方向における電極体７００の側方に位置し、かつ、容器１００に固定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電極体と電極体を収容する容器とを備える蓄電素子に関する。

特許文献１には、活物質層が形成され且つ第一方向に積層された極板を有する電極体と、電極体の端部の周りに周壁を有する容器とを備える蓄電素子が開示されている。この蓄電素子において、周壁は、活物質層の形成部と対向していない部位に、第一方向に沿って外方へ突出する突出部を有している。

特開平７−３２６３３１号公報

上記従来の蓄電素子は、巻回型の電極体と角形の容器とを備え、巻回型の電極体は、互いに対向する一対の湾曲部と、一対の湾曲部の間の中間部とを有している。この電極体は、巻回軸が上下方向を向く姿勢で容器に収容されており、従って、一対の湾曲部のそれぞれは、容器の短側面に対向して配置される。このように構成された蓄電素子は、例えば蓄電モジュールに組み込まれる場合などにおいて、隣り合う容器の長側面同士が対向する姿勢で複数並べられ、かつ、その並び方向の拘束力を受ける。これにより、複数の蓄電素子それぞれの容器の長側面の膨らみが抑制される。しかし、容器内の電極体は、長側面側への膨らみが抑えられることにより短側面側に膨らみやすくなり、その結果、容器の短側面に変形が生じる。このことは、蓄電素子の劣化（性能の低下または短寿命化等）を生じさせる。

つまり、巻回型の電極体を有する蓄電素子は、一般的に、電極体の厚み方向の膨らみを抑制するための対策は十分になされる一方で、電極体の湾曲部の対向方向の膨らみを抑制するための対策は十分ではない。その結果、容器の当該対向方向の壁部等に変形が生じやすい状況が生まれる。

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって信頼性が向上された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、第一方向において対向する一対の湾曲部と、一対の湾曲部の間の部分である中間部とを有する巻回型の電極体と、前記電極体を収容する容器と、前記第一方向における前記電極体の側方に位置し、かつ、前記容器に固定された補強部材と、を備える。

この構成によれば、巻回型の電極体を備える蓄電素子において、湾曲部に対向する位置に、容器に固定された補強部材が配置される。そのため、蓄電モジュール等に備えられた場合に一般的に拘束力を受けない位置にある容器の壁部が補強部材によって補強される。これにより、外側に膨張する湾曲部によって押圧される壁部を、補強部材によって効果的に押さえることができる。その結果、容器の変形が抑制され、これにより蓄電素子の劣化が抑制される。このように、本態様に係る蓄電素子は、信頼性が向上された蓄電素子である。

前記補強部材は、前記容器の外側の面に固定されている、としてもよい。

この構成によれば、容器の内部の容積を消費せずに、補強部材を容器に固定することができる。また、例えば蓄電素子を既存の設計のまま、補強部材を加えることも可能である。すなわち、蓄電素子の蓄電容量を減らすことなく、また、既存の設計を変えることなく、蓄電素子の信頼性を向上させることができる。

前記補強部材は、前記容器の前記第一方向の壁部である第一壁部に沿う第一補強部と、前記第一壁部に隣接し、前記中間部に対向する第二壁部に沿う第二補強部とを有する、としてもよい。

この構成によれば、容器が有する互いに交差する方向に広がる２つの壁部（第一壁部及び第二壁部）が、これら２つの壁部に沿う補強部材によって補強される。これにより、電極体の湾曲部の外側への膨張に起因する容器の変形がより効果的に抑制される。

前記補強部材において、前記第一補強部と前記第二補強部との接続部分には、内側に向けて突出する突出する突出部が形成されている、としてもよい。

この構成によれば、交差する方向に広がる第一補強部及び第二補強部の根元部分を接続するように突出部が形成される。これにより、例えば、第一補強部と第二補強部とが開くように変形し難くなる。その結果、補強部材による容器の変形抑制効果が向上する。

前記補強部材は、前記第一方向における前記電極体の両側の側方のそれぞれの位置において、前記容器に固定されて配置されている、としてもよい。

この構成によれば、一対の湾曲部のそれぞれに対向する位置に補強部材が配置されるため、一対の湾曲部のそれぞれの膨張に抗して容器の変形を抑制することができる。

本発明に係る蓄電素子によれば、信頼性を向上させることができる。

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体の構成概要を示す斜視図である。 実施の形態に係る補強部材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補強部材及びその周辺の構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例１に係る補強部材の構成概要を示す断面図である。 実施の形態の変形例２に係る蓄電素子の構成概要を示す分解斜視図である。

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、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、電極体が有する一対のタブ部の並び方向、一対のスペーサの並び方向、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、容器の短側面の短手方向、または、容器の厚さ方向をＹ軸方向と定義する。電極端子と電極体との並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋体との並び方向、容器の短側面の長手方向、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．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１〜図３を用いて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、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を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る電極体７００の構成概要を示す斜視図である。

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、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。

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）の集電体５００と、電極体７００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、図示は省略されている。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７００の上方もしくは側方に配置されるスペーサ、または、電極体７００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（箱形）のケースである。容器本体１１０は、図２に示すように、一対の長側壁部１１３と、一対の短側壁部１１１と、開口に対向する位置に存在する底壁部１１５とを有する。長側壁部１１３は、最も面積が大きい側面である長側面を形成する壁部である。短側壁部１１１は、長側面に隣接する短側面を形成する壁部である。底壁部１１５は、電極体７００の収容空間における底面を形成する壁部である。つまり、底壁部１１５の周縁に４つの側壁部（一対の長側壁部１１３及び一対の短側壁部１１１）が立設されることで、容器本体１１０内に電極体７００の収容空間が形成されている。

蓋体１２０は、容器１００の蓋部を構成する、Ｘ軸方向に長尺かつ矩形状の板状部材であり、容器本体１１０の開口を塞ぐ位置に配置されている。蓋体１２０には、容器１００の内圧が過度に上昇した場合に容器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。

このような構成を有する容器１００は、電極体７００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。なお、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。

電極体７００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。具体的には、電極体７００は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成されている。これにより、正極板の複数のタブが積層されて正極側のタブ部７２０が形成され、負極板の複数のタブが積層されて負極側のタブ部７３０が形成されている。つまり、電極体７００は、電極体本体部７１０と、電極体本体部７１０の一部からＺ軸プラス方向に突出してＹ軸プラス方向に延びるタブ部７２０及び７３０とを有している。

本実施の形態において、電極体７００は、巻回軸方向を上下方向（Ｚ軸方向）に向けた姿勢で、容器本体１１０に収容されている。電極体７００は、図２及び図３に示すように、巻回軸方向から見た場合に略長円形状であり、第一方向（本実施の形態ではＸ軸方向）において対向する一対の湾曲部７１２と、一対の湾曲部７１２の間の部分である平坦な中間部７１４とを有している。電極体７００が容器本体１１０に収容された場合、一対の湾曲部７１２のそれぞれに対向する位置に短側壁部１１１が位置し、中間部７１４の厚み方向（Ｙ軸方向）の両側に長側壁部１１３が位置する。

電極端子２００は、集電体５００を介して、電極体７００に電気的に接続される電極端子である。電極端子２００は、かしめ等によって、集電体５００に接続され、かつ、蓋体１２０に取り付けられている。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２０１（リベット部）を有している。そして、軸部２０１が、上部ガスケット３００の貫通孔３０１と、蓋体１２０の貫通孔１２３と、下部ガスケット４００の貫通孔４０１と、集電体５００の貫通孔５０１とに挿入されて、かしめられる。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及び集電体５００とともに、蓋体１２０に固定される。なお、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。

集電体５００は、電極体７００と電極端子２００とを電気的に接続する矩形状かつ平板状の部材である。具体的には、正極側の集電体５００は、正極側の電極端子２００とかしめ等により接合され、かつ、電極体７００の正極側のタブ部７２０と溶接等により接合される。負極側の集電体５００についても同様であり、負極側の電極端子２００とかしめ等により接合され、かつ、電極体７００の負極側のタブ部７３０と溶接等により接合される。集電体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で形成されている。なお、集電体５００と電極端子２００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、もしくは、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が用いられてもよい。また、集電体５００とタブ部７２０または７３０とを接続（接合）する手法は、超音波接合、レーザ溶接、または抵抗溶接等、どのような溶接が用いられてもよいし、かしめ接合またはねじ締結等の機械的接合が用いられてもよい。

上部ガスケット３００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子２００との間に配置された、電気的な絶縁性を有する平板状の封止部材である。下部ガスケット４００は、蓋体１２０と集電体５００との間に配置された、電気的な絶縁性を有する平板状の封止部材である。なお、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）、もしくは、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等の樹脂、または、これら樹脂を含む複合材料等の、電気的な絶縁性を有する素材によって形成されている。

このように構成された蓄電素子１０は、さらに補強部材１５０を備えている。補強部材１５０は、容器１００に固定された部材であり、容器１００の変形を抑制する機能を有する。本実施の形態では、容器１００の一対の短側壁部１１１のそれぞれに補強部材１５０が固定されている。この補強部材１５０及び配置位置等について、さらに図４及び図５を参照しながら詳細に説明する。

［２．補強部材の構成］
図４は、実施の形態に係る補強部材１５０の構成を示す斜視図である。図４では、補強部材１５０が容器１００から取り外された状態で、補強部材１５０及び容器１００の一部が図示されている。図５は、実施の形態に係る蓄電素子１０の補強部材１５０及びその周辺の構成を示す断面図である。図５では、図１のＶ−Ｖ線を通るＸＹ平面における補強部材１５０及びその周辺の断面が図示されている。

本実施の形態では、補強部材１５０は、例えば鉄またはステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属で形成された部材であり、容器１００の容器本体１１０に、スポット溶接またはレーザ溶接等によって接合されている。補強部材１５０は、例えば図４に示すように、一対の湾曲部７１２の対向方向（Ｘ軸方向）における電極体７００の側方に位置している。つまり、湾曲部７１２が、Ｘ軸方向に膨らもうとすることで短側壁部１１１を外側に押圧した場合、短側壁部１１１は補強部材１５０によって補強されていることで、外側への膨らみが抑制される。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、巻回型の電極体７００と、電極体７００を収容する容器１００と、補強部材１５０とを備える。電極体７００は、第一方向（Ｘ軸方向）において対向する一対の湾曲部７１２と、一対の湾曲部７１２の間の部分である中間部７１４とを有する。補強部材１５０は、Ｘ軸方向における電極体７００の側方に位置し、かつ、容器１００に固定されている。

この構成によれば、巻回型の電極体７００を備える蓄電素子１０において、電極体７００の湾曲部７１２に対向する位置に、容器１００に固定された補強部材１５０が配置される。そのため、蓄電素子１０が蓄電モジュール等に備えられる場合に一般的に拘束力を受けない位置にある容器１００の短側壁部１１１が、補強部材１５０によって補強される。

具体的には、容器１００は、電極体７００のＹ軸方向に扁平な形状に合わせ、一対の長側壁部１１３の対向方向（Ｙ軸方向）の幅が、一対の短側壁部１１１の対向方向（Ｘ軸方向）の幅よりも小さいＹ軸方向に扁平な形状である。そのため、電極体７００の膨張または容器１００の内圧の上昇などによる容器１００の膨らみは長側壁部１１３に表れやすい。また、例えば複数の蓄電素子１０が蓄電モジュールのケースに収容される場合、隣り合う蓄電素子１０は長側壁部１１３が対向する姿勢でＹ軸方向に並べられる。この場合、複数の蓄電素子１０をＹ軸方向の両側からエンドプレートで拘束する拘束部材が用いられ、これにより、複数の蓄電素子１０は一括して拘束される。つまり、複数の蓄電素子１０の長側壁部１１３の膨らみは、拘束部材により抑制される。この状態において、電極体７００が膨張する場合、長側壁部１１３に対向する中間部７１４は、拘束部材による拘束力が作用することで膨らみが抑制され、その結果、短側壁部１１１に対向する部分、つまり湾曲部７１２が膨らみやすくなる。この場合、仮に複数の蓄電素子１０のそれぞれが補強部材１５０を備えない場合、複数の蓄電素子１０それぞれの短側壁部１１１は、膨張しようとする電極体７００の押圧力を受けるため変形し易い状態に置かれる。

もちろん、容器１００の内部に電極体７００の膨張を許容するだけの余裕があれば、短側壁部１１１の変形は生じ難くなる。しかし、容器１００の内部空間の有効利用（エネルギー密度の向上）の観点からは、容器１００の内部容量における電極体７００（より具体的には電極体本体部７１０）の占有率をできるだけ大きくすることが好ましい。その結果、電極体７００は、例えば容器１００の内面との間に絶縁部材（図示せず）を挟んだ状態で容器１００に収容される。つまり、電極体７００の湾曲部７１２が膨張しようとする場合、湾曲部７１２からの押圧力は即座に短側壁部１１１に作用する。

このように構成された蓄電素子１０において、本実施の形態では、外側に膨張する湾曲部７１２によって押圧される短側壁部１１１を、補強部材１５０によって効果的に押さえることができる。これにより、容器１００の変形が抑制される。その結果、蓄電素子１０の劣化が抑制される。このように、本態様に係る蓄電素子１０は、信頼性が向上された蓄電素子１０である。

また、補強部材１５０は、容器１００とは別体であるため、例えば、電極体７００の特性、容器１００のサイズまたは剛性等に応じて、適切なサイズ及び厚みの補強部材１５０を作製して容器１００に固定することができる。

なお、電極体７００の湾曲部７１２は、巻回軸方向（Ｚ軸方向）における中央部分が特に外側に膨張しやすい。そのため、少なくとも当該中央部分に対向する領域に、補強部材１５０が配置されていることが好ましい。従って、短側壁部１１１（図４参照）の及び電極体本体部７１０のＺ軸方向の幅が略同一である場合、短側壁部１１１のＺ軸方向における中央部分を覆うように補強部材１５０が配置されていることが好ましい。

また、本実施の形態では、補強部材１５０は、容器１００の外側の面に固定されている。具体的には、補強部材１５０は主として容器１００の短側壁部１１１の外側の面を覆うように容器１００に固定されている。

つまり、本実施の形態では、容器１００の内部の容積を消費せずに補強部材１５０が容器１００に固定されている。この場合、例えば既存の設計で作製された蓄電素子１０に対して、補強部材１５０を加えることも可能である。すなわち、本実施の形態に係る補強部材１５０を用いることで、蓄電素子１０の蓄電容量を減らすことなく、また、既存の設計を変えることなく、蓄電素子１０の信頼性を向上させることができる。

なお、補強部材１５０を容器１００の外側に固定することは必須ではなく、例えば、容器１００の内部において電極体７００の湾曲部７１２に対向する位置に、補強部材が固定されてもよい。例えば、短側壁部１１１の内面に、補強部材としての金属板が貼り合わされてもよい。

また、本実施の形態では、補強部材１５０は、図４に示すように、容器１００のＸ軸方向の壁部である短側壁部１１１に沿う第一補強部１５１と、短側壁部１１１に隣接し、電極体７００の中間部７１４（図３参照）に対向する長側壁部１１３に沿う第二補強部１５２とを有している。

このように、本実施の形態では、容器１００が有する互いに交差する方向に広がる２つの壁部（短側壁部１１１及び長側壁部１１３）が、これら２つの壁部に沿う補強部材１５０によって補強される。また、第一補強部１５１及び第二補強部１５２の一方は他方の撓み及び歪みを抑制する部位として機能するため、補強部材１５０の全体としての変形が抑制される。従って、本実施の形態に係る補強部材１５０によれば、電極体７００の湾曲部７１２の外側への膨張に起因する容器１００の変形がより効果的に抑制される。

また、本実施の形態では、補強部材１５０は、Ｘ軸方向における電極体７００の両側の側方のそれぞれの位置において、容器１００に固定されて配置されている。つまり、図１及び図２に示すように、容器１００の短側壁部１１１の対向方向の両端に、図３及び図４に示す状態で補強部材１５０が容器１００に固定されている。

この構成によれば、一対の湾曲部７１２のそれぞれに対向する位置に補強部材１５０が配置されるため、一対の湾曲部７１２のそれぞれの膨張に抗して容器１００の変形を抑制することができる。

以上、実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、蓄電素子１０は、図１、図２、図４及び図５に示す補強部材１５０とは異なる態様の補強部材を備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０が備える補強部材についての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。

（変形例１）
図６は、実施の形態の変形例１に係る補強部材１５０ａの構成概要を示す断面図である。図６における断面の位置は、図５における断面の位置に準じている。図６に示すように、本変形例に係る補強部材１５０ａは、実施の形態に係る補強部材１５０と同様に、Ｘ軸方向における電極体７００の側方に位置し、かつ、容器１００ａに固定されている。また、補強部材１５０ａは、短側壁部１１１に沿う第一補強部１５１と長側壁部１１３に沿う第二補強部１５２とを有している。これらの構成は実施の形態に係る補強部材１５０と共通する。本変形例では、補強部材１５０ａが固定された容器１００ａの容器本体１１０ａは、上面視において角部のアールが大きく、そのため、第一補強部１５１と第二補強部１５２との接続部分には、容器本体１１０ａと角部との間に隙間が形成される。そこで、本変形例では、補強部材１５０ａにおいて、第一補強部１５１と第二補強部１５２との接続部分には、内側に（電極体７００側に）向けて突出する突出する突出部１５３が形成されている。つまり、交差する方向に広がる第一補強部１５１及び第二補強部１５２の根元部分を接続するように突出部１５３が形成されている。これにより、補強部材１５０ａの剛性が向上し、例えば、第一補強部１５１と第二補強部１５２とが開くように変形し難くなる。その結果、補強部材１５０ａによる容器１００の変形抑制効果が向上する。

なお、突出部１５３は、例えば、容器本体１１０ａの角部と干渉しない程度の大きさに形成される。また、突出部１５３の上下方向（Ｚ軸方向）の位置について特に限定はない。例えば、突出部１５３は、第一補強部１５１と第二補強部１５２との接続部分において、Ｚ軸方向に延在してもよく、また、複数の突出部１５３が、Ｚ軸方向に分散して配置されてもよい。また、湾曲部７１２の、巻回軸方向（Ｚ軸方向）における中央部分が膨張しやすいことを考慮すると、突出部１５３は、Ｚ軸方向において当該中央部分と同じ位置を含む範囲に配置されていることが好ましい。

また、突出部１５３の形成の手法に特に限定はない。例えば、補強部材１５０ａの材料である金属板に対するプレス加工によって突出部１５３が形成されてもよい。

（変形例２）
図７は、実施の形態の変形例２に係る蓄電素子１０ａの構成概要を示す分解斜視図である。図７では、蓄電素子１０ａが備える、容器１００の蓋体、電極端子、及び集電体等の図示は省略されている。

本変形例に係る蓄電素子１０ａが備える電極体７００ａは、巻回軸方向が、容器１００の短側壁部１１１の対向方向（Ｘ軸方向）に向く姿勢で容器１００に収容される。従って電極体７００ａの一対の湾曲部７１２は上下方向を向く。このように構成された蓄電素子１０ａでは、容器１００の底壁部１１５に補強部材１６０が固定される。補強部材１６０は、実施の形態に係る補強部材１５０と同じく、容器１００の容器本体１１０に、スポット溶接またはレーザ溶接等によって接合されている。つまり、補強部材１６０は、実施の形態に係る補強部材１５０と同じく、一対の湾曲部７１２の対向方向（本変形例ではＺ軸方向）における電極体７００ａの側方に位置し、かつ、容器１００に固定されている、という特徴を有している。

従って、本変形例に係る蓄電素子１０ａでは、拘束力を受けないために外側に膨張する湾曲部７１２によって押圧される底壁部１１５を、補強部材１６０によって効果的に押さえることができる。これにより、容器１００の変形が抑制される。その結果、蓄電素子１０ａの劣化が抑制される。

また、補強部材１６０は、容器１００の外側の面に固定されているため、蓄電素子１０ａの蓄電容量を減らすことなく、また、既存の設計を変えることなく、蓄電素子１０ａの信頼性を向上させることができる。さらに、補強部材１６０は、底壁部１１５に沿う第一補強部１６１と、底壁部１１５に隣接し、電極体７００ａの中間部７１４に対向する長側壁部１１３に沿う第二補強部１６２とを有している。従って、容器１００が有する互いに交差する方向に広がる２つの壁部（底壁部１１５及び長側壁部１１３）が、これら２つの壁部に沿う補強部材１６０によって補強される。これにより、電極体７００の湾曲部７１２の外側への膨張に起因する容器１００の変形が効果的に抑制される。

（他の実施の形態）
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、上記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、実施の形態に係る蓄電素子１０では、容器１００の短側壁部１１１の対向方向の両側に補強部材１５０が配置されているが、補強部材１５０は、電極体７００の一対の湾曲部７１２のうちの少なくとも一方の側方に配置されていればよい。つまり、容器１００に補強部材１５０が１つのみ固定されている場合であっても、その補強部材１５０による、容器１００の変形抑制効果を得ることができる。

また、複数の巻回型の電極体が同じ姿勢で容器１００に収容されてもよい。この場合、これら複数の電極体の一対の湾曲部の対向方向は同じである。そこで、当該複数の電極体の、当該対向方向の側方に補強部材１５０を配置し、かつ、容器１００に固定する。これにより、当該複数の電極体それぞれの湾曲部の膨らみによる容器１００の変形は抑制される。

また、補強部材１５０は、金属製である必要はない。例えば、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の強度の高い樹脂、または、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの複合材料によって補強部材１５０が形成されてもよい。これにより、蓄電素子１０の軽量化を図ることができる。また、樹脂等を材料とする場合、変形例１に係る補強部材１５０ａのような、突出部を有する形状の補強部材１５０の形成が容易である。また、金属以外の材料で補強部材１５０が形成される場合、補強部材１５０は、接着または熱溶着等の手法によって容器１００に固定されてもよい。

なお、実施の形態及び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補強部材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、１０ａ 蓄電素子
１００、１００ａ 容器
１１１ 短側壁部
１５０、１５０ａ、１６０ 補強部材
１５１、１６１ 第一補強部
１５２、１６２ 第二補強部
１５３ 突出部
７００、７００ａ 電極体
７１２ 湾曲部
７１４ 中間部

Claims (5)

1. 第一方向において対向する一対の湾曲部と、一対の湾曲部の間の部分である中間部とを有する巻回型の電極体と、
   前記電極体を収容する容器と、
   前記第一方向における前記電極体の側方に位置し、かつ、前記容器に固定された補強部材と、
   を備える蓄電素子。
2. 前記補強部材は、前記容器の外側の面に固定されている、
   請求項１記載の蓄電素子。
3. 前記補強部材は、前記容器の前記第一方向の壁部である第一壁部に沿う第一補強部と、前記第一壁部に隣接し、前記中間部に対向する第二壁部に沿う第二補強部とを有する、
   請求項１または２記載の蓄電素子。
4. 前記補強部材において、前記第一補強部と前記第二補強部との接続部分には、内側に向けて突出する突出部が形成されている、
   請求項３記載の蓄電素子。
5. 前記補強部材は、前記第一方向における前記電極体の両側の側方のそれぞれの位置において、前記容器に固定されて配置されている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。

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