JP2021153016A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内の空間の有効利用と信頼性の維持または向上とを図ることができる蓄電素子を提供すること。【解決手段】蓄電素子１０は、容器１００と、電極体７００と、容器１００の蓋体１２０を貫通する軸部２０２と、集電体５００と、蓋体１２０と第一接続部５１０との間に配置された第一絶縁部材４００と、蓋体１２０と第二接続部５２０との間に配置された、第一絶縁部材４００とは別体の第二絶縁部材４５０とを備える。集電体５００は、軸部２０２に接続された第一接続部５１０及び電極体７００に接続された第二接続部５２０を有する。第一接続部５１０及び第二接続部５２０は、軸部２０２の軸方向と交差する第一方向に並んで配置されている。第二絶縁部材４５０の第二絶縁面４５５は、第一絶縁部材４００の第一絶縁面４０５よりも、蓋体１２０に近い位置に配置されている。第二絶縁部材４５０は、第二接続部５２０に固定されている。【選択図】図５

Description

本発明は、容器及び容器に収容された電極体を備える蓄電素子に関する。

特許文献１には、四角箱状のケース部材及びケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、ケースに収容された電極組立体とを備える二次電池が開示されている。この二次電池は、第１の絶縁カバーを備える。第１の絶縁カバーは、正極導電部材の電極接合部と蓋部材とを絶縁する第１壁絶縁部、及び両極のタブ群の積層方向の一端側とケース部材を絶縁する第１タブ絶縁部、及びホルダに係止する第１係止爪を有する。この構成により、蓋端子組立体が製造された後、第１の絶縁カバーの第１壁絶縁部を、積層方向一端側から蓋部材と一方の導電部材との間に挿入することで第１の絶縁カバーを蓋端子組立体に配置できる。

特開２０１８−６１２０号公報

従来の二次電池（蓄電素子）では、ケース（容器）の蓋部材（壁部）に、壁部を貫通する軸部を有する電極端子、及び、軸部に接合される導電部材（集電体）が配置されることで、蓋端子組立体が製造される。このように、容器の壁部を貫通する電極端子の軸部に集電体を接合する場合、壁部に沿った平板状の導電部材を、集電体として採用することで、容器内における集電体よりも下方の空間をより大きくすることができる。その結果、例えば、容器内の容積における電極体の占める割合を増加させることができる。このように、壁部に沿う姿勢で集電体を配置する場合、集電体と壁部との間には、電気的な絶縁性を確保するための絶縁部材を配置する必要がある。この点に関し、上記特許文献１に開示された構成によれば、蓋端子組立体の製造後に、容器の壁部と集電体との間の隙間に、側方から絶縁部材を差し込むことで、容器の壁部と集電体とを電気的に絶縁することができる。しかしながらこの場合、振動等に起因して、絶縁部材の位置ずれ等の問題が生じやすくなる。また、集電体よりも下方の空間を広げるために、絶縁部材を薄くした場合、例えば、絶縁部材の変形し易さが向上し、その結果、容器の壁部と集電体との間の隙間への挿入が困難になるという問題も生じる。

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、容器内の空間の有効利用と信頼性の維持または向上とを図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、容器及び前記容器に収容された電極体を備える蓄電素子であって、前記容器の壁部を貫通する軸部と、前記容器の内部に配置され、前記軸部に接続された第一接続部及び前記電極体に接続された第二接続部を有する集電体と、前記壁部と前記第一接続部との間に配置された第一絶縁部材と、前記壁部と前記第二接続部との間に配置された、前記第一絶縁部材とは別体の第二絶縁部材とを備え、前記第一接続部及び前記第二接続部は、前記軸部の軸方向と交差する第一方向に並んで配置されており、前記第二絶縁部材の前記第二接続部の側の面である第二絶縁面は、前記第一絶縁部材の前記第一接続部の側の面である第一絶縁面よりも、前記壁部に近い位置に配置されており、前記第二絶縁部材は、前記第二接続部または前記壁部に固定されている。

この構成によれば、集電体と容器とを、第一絶縁部材及び第二絶縁部材によって電気的に絶縁することができ、かつ、電極体に接続される第一接続部を、第二接続部よりも壁部に近い位置に配置することができる。これにより、第二接続部の容器の内方側の空間であって、電極体の配置のために利用できる空間（有効空間）の容積を増加させることができる。また、第二絶縁部材が容器の内部において固定されるため、容器内の有効空間を増加させる構造についての、組み立ての容易性の向上、または、耐振動性または耐衝撃性の向上が図られる。例えば有効空間の増加のために、第二絶縁部材をより薄く形成した場合、第二絶縁部材は、変形のしやすさや等の問題が生じ得る。しかし、本態様に係る蓄電素子では、第二絶縁部材は、集電体または壁部に固定されるため、製造時または使用時において、位置ずれまたは変形等を抑制することができる。このように、本態様に係る蓄電素子によれば、容器内の空間の有効利用と信頼性の維持または向上とを図ることができる。

前記第一絶縁部材と前記第二絶縁部材とは、前記第一方向において互いに当接して配置されている、としてもよい。

この構成によれば、例えば、軸部の位置で固定された第一絶縁部材に対して、第二絶縁部材を当接させることで第二絶縁部材の位置決めがなされる。これにより、容器内の空間の有効利用に役立つ第二絶縁部材を、精度よく配置することができる。このことは、蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。

前記第二絶縁部材は、前記第二絶縁面を有する絶縁本体部と、前記絶縁本体部の端部から、前記電極体の方向に立設された絶縁壁部であって、前記第二接続部の、前記軸方向及び前記第一方向に交差する第二方向における両端面のそれぞれに対向して配置された絶縁壁部とを有する、としてもよい。

この構成によれば、例えば、絶縁壁部により、第二接続部に接合された電極体のタブ部と容器との絶縁がなされる。つまり、別部材を用いることなく、また、空間を無駄に消費することなくタブ部と容器との絶縁をより確実にすることができる。

前記軸方向において、前記第二絶縁部材の厚みは、前記第一絶縁部材の厚みよりも小さい、としてもよい。

この構成によれば、例えば、平板状の壁部に、互いに厚みが異なる第一絶縁部材及び第二絶縁部材を配置する、という簡易な構成で、電極体の配置のために利用できる空間の容積を増加させることができる。

本発明に係る蓄電素子によれば、容器内の空間の有効利用と信頼性の維持または向上とを図ることができる。

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。 実施の形態に係る集電体及びその周辺の構成を示す斜視図である。 図３に対応する分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の集電体及びその周辺の構成を示す部分断面図である。 実施の形態の変形例に係る蓄電素子の集電体及びその周辺の構成を示す部分断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例を含む）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などは、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、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、電極体の巻回軸方向、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。また、以下では、Ｘ軸方向を第一方向と呼び、Ｙ軸方向を第二方向と呼ぶ場合がある。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．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１及び図２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の分解斜視図である。

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、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、蓄電素子１０は、ラミネート型の蓄電素子であってもよい。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）の第一絶縁部材４００及び第二絶縁部材４５０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。このような構成により、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。

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、上部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、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。

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７３０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７２０が形成されている。つまり、電極体７００は、電極体本体７１０と、電極体本体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。なお、本実施の形態では、断面形状が長円形状の電極体７００が採用されているが、電極体７００の断面形状は円形または楕円形状などでもよい。

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、容器１００の外部に配置され、バスバー等と接続される端子本体２０１と、端子本体２０１から下方（Ｚ軸マイナス方向）に延びる軸部２０２（リベット部）とを有する。軸部２０２は、上部ガスケット３００の貫通孔３０１と、蓋体１２０の貫通孔１２３と、第一絶縁部材４００の貫通孔４０１と、集電体５００の貫通孔５１１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、第一絶縁部材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部材であり、本実施の形態では、軸部２０２に接続された第一接続部５１０及び電極体７００に接続された第二接続部５２０を有する。具体的には、第一接続部５１０には、軸部２０２が貫通する貫通孔５１１が形成されており、軸部２０２の先端部がかしめられることで、第一接続部５１０と軸部２０２とが機械的及び電気的に接続される。第二接続部５２０は、集電体５００において、第一接続部５１０と第一方向（Ｘ軸方向）に並んで配置された平板状の部分である。第二接続部５２０の下面（Ｚ軸マイナス方向側の面）に、例えば超音波接合によって、電極体７００のタブ部７２０または７３０が接合される。これにより、第二接続部５２０と電極体７００とが機械的及び電気的に接続される。

集電体５００を構成する第一接続部５１０及び第二接続部５２０のそれぞれは、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、第一接続部５１０と軸部２０２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、第二接続部５２０と、電極体７００とを接続（接合）する手法は、超音波接合には限定されず、レーザ溶接、もしくは、抵抗溶接等の溶接、または、かしめ等の機械的接合が用いられてもよい。集電体５００及びその周辺の構成については、図３〜図５を用いて後述する。

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、平板状の絶縁性の封止部材である。第一絶縁部材４００は、蓋体１２０と集電体５００の第一接続部５１０との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。第一絶縁部材４００は、蓋体１２０と第一接続部５１０とを電気的に絶縁し、かつ、上部ガスケット３００とともに、貫通孔１２３周縁の気密性を維持する下部ガスケットとして機能する部材である。なお、上部ガスケット３００及び第一絶縁部材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性を有する素材によって形成されている。

本実施の形態では、集電体５００と、容器１００の壁部の一例である蓋体１２０との間には、第一絶縁部材４００に加え、第二絶縁部材４５０が配置されている。第二絶縁部材４５０は、第一絶縁部材４００とは別体の部材であり、例えば樹脂製のシート状の部材である。第二絶縁部材４５０の材料としては、例えば、上述のＰＰまたはＰＥ等の樹脂が採用される。第二絶縁部材４５０は、例えば両面テープである接着部材４８０によって、集電体５００の第二接続部５２０の上面（Ｚ軸プラス方向側の面）に固定されている。

このように、本実施の形態では、集電体５００と蓋体１２０との絶縁に、集電体５００の第一接続部５１０及び第二接続部５２０のそれぞれに、互いに別体の絶縁部材（４００、４５０）が用いられている。これら２つの絶縁部材（４００、４５０）を含め、集電体５００及びその周辺の構成について、以下に説明する。

［２．集電体及びその周辺の構成］
本実施の形態では、集電体５００及びその周辺の構成は、正極側及び負極側で共通しているため、以下では、正極側の集電体５００及びその周辺の構成に着目し、その説明を行う。つまり、以下に記載する正極側の集電体５００及びその周辺の構成についての説明の内容は、負極側の集電体５００及びその周辺について適用することもできる。

図３は、実施の形態に係る集電体５００及びその周辺の構成を示す斜視図である。図４は、図３に対応する分解斜視図である。図３及び図４では、集電体５００及び蓋体１２０等が、下方（Ｚ軸マイナス方向）側を上にした状態で図示されている。さらに、集電体５００においてタブ部７３０が接合されるおおよその領域である接合領域５２１が、ドットを付した領域で表されている。また、図４では、軸部２０２は、先端部がかしめられた後の状態が図示されている。図５は、実施の形態に係る蓄電素子１０の集電体５００及びその周辺の構成を示す部分断面図である。図５では、図３のＶ−Ｖ線を通るＸＺ平面における蓄電素子１０の部分断面が図示されており、電極体７００については、断面ではなく側面が模式的に図示されている。また、接着部材４８０は、おおよその配置範囲が、第二接続部５２０及び第二絶縁部材４５０の間の太線で表されている。

図３〜図５に示すように、本実施の形態では、集電体５００は、Ｘ軸方向に並ぶ第一接続部５１０と第二接続部５２０とを有している。第一接続部５１０には電極端子２００の軸部２０２が接続され、第二接続部５２０には電極体７００のタブ部７３０が接続される。より具体的には、本実施の形態における第一接続部５１０は、軸部２０２が接続される部材と、第二接続部５２０と一体の部材とが、厚み方向（Ｚ軸方向）に重ねられ、溶接等によって接合されることで構成されている。第一接続部５１０の下面側には、軸部２０２の先端部がかしめられることで形成されたかしめ部２０２ａが露出する。なお、第一接続部５１０が複数の部材で構成されることは必須ではなく、第一接続部５１０は、例えば第二接続部５２０と一体の部材のみで構成されていてもよい。このように、集電体５００は、軸部２０２と接続された第一接続部５１０、及び、タブ部７３０と接続された第二接続部５２０を有しており、これにより、電極端子２００と電極体７００との間の電流の導通路を形成する部材として機能する。

より詳細には、集電体５００において、第二接続部５２０の下面には、図３に示すように、タブ部７３０が超音波接合等によって接合されるおおよその領域である接合領域５２１が存在し、その位置は、第一接続部５１０の下面よりも高い（Ｚ軸プラス方向側の）位置である。従って、図５に示すように、電極体７００のタブ部７３０を、容器１００の蓋体１２０により近づけることができ、これにより、容器１００を大型化することなく、より大きいサイズの電極体本体７１０を収容することが可能となる。その結果、例えば、蓄電素子１０のエネルギー密度が向上する。

また、本実施の形態では、集電体５００と蓋体１２０との間に配置される絶縁部材も、集電体５００の構成に応じた態様で配置されている。具体的には、図４及び図５に示すように、第二絶縁部材４５０の、第二接続部５２０側の面である第二絶縁面４５５は、第一絶縁部材４００の、第一接続部５１０側の面である第一絶縁面４０５よりも蓋体１２０に近い位置に配置されている。これにより、第二接続部５２０を、第一接続部５１０よりも高い位置、つまり、蓋体１２０により近くの位置に配置することができる。さらに、第二絶縁部材４５０は、接着部材４８０によって第二接続部５２０に固定されており、これにより、図５に示すように比較的に薄い部材である第二絶縁部材４５０の変形またはずれ等が抑制される。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器１００及び容器１００に収容された電極体７００を備える。蓄電素子１０は、容器１００の蓋体１２０を貫通する軸部２０２と、集電体５００と、蓋体１２０と第一接続部５１０との間に配置された第一絶縁部材４００と、蓋体１２０と第二接続部５２０との間に配置された、第一絶縁部材４００とは別体の第二絶縁部材４５０とを備える。集電体５００は、容器１００の内部に配置され、軸部２０２に接続された第一接続部５１０及び電極体７００に接続された第二接続部５２０を有する。第一接続部５１０及び第二接続部５２０は、軸部２０２の軸方向（Ｚ軸方向）と交差する第一方向（Ｘ軸方向）に並んで配置されている。第二絶縁部材４５０の第二接続部５２０の側の面である第二絶縁面４５５は、第一絶縁部材４００の第一接続部５１０の側の面である第一絶縁面４０５よりも、蓋体１２０に近い位置に配置されている。第二絶縁部材４５０は、第二接続部５２０に固定されている。

この構成によれば、集電体５００と容器１００とを、第一絶縁部材４００及び第二絶縁部材４５０によって電気的に絶縁することができ、かつ、電極体７００に接続される第一接続部５１０を、第二接続部５２０よりも蓋体１２０に近い位置に配置することができる。これにより、第二接続部５２０の容器１００の内方側の空間であって、電極体７００の配置のために利用できる空間（有効空間）の容積を増加させることができる。また、第二絶縁部材４５０が容器１００の内部において固定されるため、容器１００内の有効空間を増加させる構造についての、組み立ての容易性の向上、または、耐振動性または耐衝撃性の向上が図られる。例えば有効空間の増加のために、第二絶縁部材４５０をより薄く形成した場合であっても、第二絶縁部材４５０は、集電体５００に固定されるため、製造時または使用時において、位置ずれまたは変形等を抑制することができる。このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、容器１００内の空間の有効利用と信頼性の維持または向上とを図ることができる。

また、本実施の形態では、図５に示すように、第一絶縁部材４００と第二絶縁部材４５０とは、第一方向（Ｘ軸方向）において互いに当接して配置されている。

この構成によれば、軸部２０２の位置で固定された第一絶縁部材４００に対して、第二絶縁部材４５０を当接させることで第二絶縁部材４５０の位置決めがなされる。これにより、容器１００内の空間の有効利用に役立つ第二絶縁部材４５０を、精度よく配置することができる。このことは、蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。

また、本実施の形態において、第二絶縁部材４５０は、例えば図４に示すように、第二絶縁面４５５を有する絶縁本体部４５１と、絶縁本体部４５１の端部から、電極体７００の方向（Ｚ軸マイナス方向）に立設された絶縁壁部４５２とを有する。絶縁壁部４５２は、第二接続部５２０の、第二方向（Ｙ軸方向）における両端面のそれぞれに対向して配置されている。

この構成によれば、例えば、絶縁壁部４５２により、第二接続部５２０に接合された電極体７００のタブ部７３０と容器１００（特に容器本体１１０）との絶縁がなされる。つまり、別部材を用いることなく、また、空間を無駄に消費することなくタブ部７３０と容器１００との絶縁をより確実にすることができる。

また、本実施の形態では、図５に示すように、軸部２０２の軸方向（Ｚ軸方向）において、第二絶縁部材４５０の厚みは、第一絶縁部材４００の厚みよりも小さい。

この構成によれば、図５に示すように、平板状の蓋体１２０に、厚みが異なる第一絶縁部材４００及び第二絶縁部材４５０を配置する、という簡易な構成で、電極体７００の配置のために利用できる有効空間の容積を増加させることができる。

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、集電体及びその周辺の構成として、図２〜図５に示す構成とは異なる構成を備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０が備える集電体及びその周辺の構成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）
図６は、実施の形態の変形例に係る蓄電素子１０ａの集電体５００ａ及びその周辺の構成を示す部分断面図である。図６では、電極体７００については断面ではなく側面が模式的に図示されており、接着部材４８０は、おおよその配置範囲が、第二接続部５２０及び第二絶縁部材４５０の間の太線で表されている。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ずる。

図６に示す集電体５００ａは、第一接続部５１０ａと第二接続部５２０ａとを有する。本変形例に係る蓄電素子１０ａは、第一接続部５１０ａが軸部５１２を有している点に特徴を有する。具体的には、第一接続部５１０ａに設けられた軸部５１２は、図６に示すように、第一絶縁部材４００、蓋体１２０及び上部ガスケット３００を貫通し、電極端子２０５の軸取付孔２０６に挿入された状態で先端部がかしめられる。これにより、軸部５１２と電極端子２０５とが機械的及び電気的に接続され、電極端子２０５の上面には軸部５１２の先端部に形成されたかしめ部５１２ａが露出した状態となる。また、電極端子２０５の上面におけるかしめ部５１２ａの周辺の領域が、バスバー等との接合に用いられる接合領域として使用される。

このように、本変形例に係る蓄電素子１０ａでは、容器１００の壁部である蓋体１２０を貫通する軸部５１２は、容器１００内の、集電体５００の第一接続部５１０ａに一体に備えられている。この場合であっても、第二絶縁部材４５０の第二絶縁面４５５は、第一絶縁部材４００の第一絶縁面４０５よりも、蓋体１２０に近い位置に配置されており、かつ、第二絶縁部材４５０は、第二接続部５２０ａに固定されている。従って、実施の形態に係る蓄電素子１０と同じく、容器１００内の有効空間を増加させることができ、かつ、製造時または使用時における、第二絶縁部材４５０の位置ずれまたは変形等を抑制することができる。

また、軸部５１２の先端部に対するかしめ作業が、蓋体１２０の外部側（電極端子２０５が配置された側）で行われる。そのため、かしめ作業で微小な金属片（金属コンタミネーション）が生じた場合であっても、その金属コンタミネーションが、容器１００の内部に残留する可能性が低減される。これにより、金属コンタミネーションに起因する蓄電素子１０の不具合の発生可能性が低減される。従って、蓄電素子１０の信頼性が向上される。

さらに、かしめ部５１２ａは、容器１００の外側に位置するため、第一接続部５１０ａの電極体７００側の面を平坦な面に形成することができる。これにより、例えば、電極体本体７１０の上端をより上方に位置させること、つまり、容器１００のサイズを変更することなく、電極体本体７１０をより大きくすることも可能である。

なお、本変形例において、第一接続部５１０ａは、軸部５１２を有する部材と、第二接続部５２０ａと一体の部材とが、厚み方向（Ｚ軸方向）に重ねられ、溶接等によって接合されることで構成されているが、第一接続部５１０ａが複数の部材で構成されることは必須ではない。第一接続部５１０ａは、例えば、第二接続部５２０ａと一体の部材のみで構成されていてもよい。また、第一接続部５１０ａと軸部５１２とは、蓋体１２０等と組み合わされる時点までに一体化されていればよい。例えば、第一接続部５１０ａの本体部分（平板状の部分）と、本体部分とは別体の軸部５１２とが、かしめ、圧入、または溶接等によって接合されることで、軸部５１２を一体に有する第一接続部５１０ａ（集電体５００）が構成されてもよい。

（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、正極側及び負極側の両方に、第一接続部５１０及び第二接続部５２０を有する集電体５００が備えられているが、集電体５００は、正極側及び負極側の少なくとも一方に配置されていればよい。例えば、電極体７００の正極を容器１００と導通させる場合、つまり、容器１００を正極端子として機能させる場合、負極側にのみ集電体５００、第一絶縁部材４００及び第二絶縁部材４５０が配置されてもよい。

また、例えば、正極側の集電体５００において、軸部２０２と接続される第一接続部５１０は、第二接続部５２０よりも負極側（Ｘ軸マイナス方向側）の位置に配置されていてもよい。つまり、集電体５００は、図２に示す姿勢からＺ軸周りに１８０°回転した姿勢で配置されてもよい。集電体５００の姿勢は、電極体７００におけるタブ部の位置もしくは形状、または容器１００のサイズしくは形状等に応じて適宜決定されてもよい。

また、第二絶縁部材４５０の、容器１００の内部における固定先は、第二接続部５２０以外であってもよい。例えば、第二絶縁部材４５０の直上に位置する、容器１００の壁部（蓋体１２０）に、第二絶縁部材４５０が固定されてもよい。

また、第二絶縁部材４５０を集電体５００の第二接続部５２０に固定する接着部材４８０は、両面テープである必要はなく、例えば、耐電解液性を有する接着剤が接着部材４８０として用いられてもよい。また、第二絶縁部材４５０の、第二接続部５２０への固定に接着部材４８０を用いることは必須ではない。例えば、熱溶着によって第二絶縁部材４５０が第二接続部５２０に固定されてもよい。

また、第二絶縁部材４５０が、絶縁壁部４５２を有する場合、絶縁本体部４５１におけるＹ軸方向の一方の端部のみに絶縁壁部４５２が設けられてもよい。例えば、タブ部７３０の折り畳まれた状態等に起因して、タブ部７３０が、Ｙ軸マイナス方向側に突出しやすい場合、第二絶縁部材４５０は、絶縁本体部４５１のＹ軸マイナス方向側のみに絶縁壁部４５２を有してもよい。これにより、タブ部７３０と容器１００との絶縁の確実性を確保しつつ、第二絶縁部材４５０に用いられる材料の量を削減できる。

また、電極体７００はタブ部７２０及び７３０を有しなくてもよい。例えば、電極体本体７１０の巻回軸方向（Ｚ軸方向）の端部において幅方向（Ｘ軸方向）の全域から突出する、正極板の合材層非形成部が積層された部分（集束部）が、超音波接合等の所定の手段によって第一接続部５１０に接続されてもよい。

また、蓄電素子１０が備える電極体の種類は巻回型に限定されない。例えば、平板状極板を積層した積層型の電極体、または、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体が、蓄電素子１０に備えられてもよい。

なお、上記の、実施の形態に係る集電体５００についての各種の補足事項のそれぞれは、変形例に係る集電体５００ａに適用されてもよい。また、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。

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 容器
１２０ 蓋体
１２２ ガス排出弁
１２３、３０１、４０１、５１１ 貫通孔
２００、２０５ 電極端子
２０１ 端子本体
２０２、５１２ 軸部
２０６ 軸取付孔
４００ 第一絶縁部材
４０５ 第一絶縁面
４５０ 第二絶縁部材
４５１ 絶縁本体部
４５２ 絶縁壁部
４５５ 第二絶縁面
４８０ 接着部材
５００、５００ａ 集電体
５１０、５１０ａ 第一接続部
５２０、５２０ａ 第二接続部
７００ 電極体

Claims (4)

1. 容器及び前記容器に収容された電極体を備える蓄電素子であって、
   前記容器の壁部を貫通する軸部と、
   前記容器の内部に配置され、前記軸部に接続された第一接続部及び前記電極体に接続された第二接続部を有する集電体と、
   前記壁部と前記第一接続部との間に配置された第一絶縁部材と、
   前記壁部と前記第二接続部との間に配置された、前記第一絶縁部材とは別体の第二絶縁部材とを備え、
   前記第一接続部及び前記第二接続部は、前記軸部の軸方向と交差する第一方向に並んで配置されており、
   前記第二絶縁部材の前記第二接続部の側の面である第二絶縁面は、前記第一絶縁部材の前記第一接続部の側の面である第一絶縁面よりも、前記壁部に近い位置に配置されており、
   前記第二絶縁部材は、前記第二接続部または前記壁部に固定されている、
   蓄電素子。
2. 前記第一絶縁部材と前記第二絶縁部材とは、前記第一方向において互いに当接して配置されている、
   請求項１記載の蓄電素子。
3. 前記第二絶縁部材は、
   前記第二絶縁面を有する絶縁本体部と、前記絶縁本体部の端部から、前記電極体の方向に立設された絶縁壁部であって、前記第二接続部の、前記軸方向及び前記第一方向に交差する第二方向における両端面のそれぞれに対向して配置された絶縁壁部とを有する、
   請求項１または２記載の蓄電素子。
4. 前記軸方向において、前記第二絶縁部材の厚みは、前記第一絶縁部材の厚みよりも小さい、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。

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