JP2022055684A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】容器と電極端子と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】容器１００と、容器１００の蓋体１２０の外側に位置する外端部１３８、及び、蓋体１２０の内側に位置する内端部１３９を有する電極端子１３０Ａと、を備える。電極端子１３０Ａは、外端部１３８を含み、第一材料で形成された第一導電部材１３１と、内端部１３９を含む第二導電部材１３２とを有する。第二導電部材１３２は、互いに接合された第一材料部１３３及び第二材料部１３４を有する。第一材料部１３３は、第一材料で形成され、かつ、第一導電部材１３１と接合されている。第二材料部１３４は、第一材料部１３３とは異なる第二材料で形成され、かつ、内端部１３９を含む。電極端子１３０Ａにおける、少なくとも第一材料部１３３と第二材料部１３４との接合界面の周囲は絶縁部材１４１で覆われている。【選択図】図４

Description

本発明は、容器と電極端子とを備える蓄電素子に関する。

特許文献１には、容器として金属製のハウジング部材を備えるバッテリ（蓄電素子）が開示されている。このハウジング部材は開口部を備え、この開口部を封止するガラス材料を貫通した状態で導体（電極端子）が配置されている。電極端子は軸方向に並ぶ、第１の材料（例えばアルミニウム）からなる第１の部分、及び、第２の材料（例えば銅）からなる第２の部分、並びに、第１の材料から第２の材料への移行部を有する。

特開２０２０－７４２９６号公報

従来、例えば、蓄電素子の容器の外部で電極端子に接合されるバスバーと、容器の内部で電極端子に接合される集電体とが、互いに異なる種類の材料で形成されている場合がある。この場合、上記従来の蓄電素子のように、電極端子を互いに異なる種類の材料で形成された複数の部材で構成することが、電極端子の容器の内外における他の部材との接合性（接合のしやすさまたは接合品質等）の向上の観点から有利である。しかしながら、このように構成された電極端子を作製する場合、上記従来の電極端子のように、互いに異なる種類の材料で形成され、かつ、外径が等しい２つの部材を軸方向で接合する必要がある。この場合、レーザー溶接等の通常の溶接では異種材料同士の接合が困難であるため、摩擦拡散接合等の大きな加圧力が伴う接合手法が用いられる。その結果、電極端子の外周面における２つの部材の境界部分に接合痕が生じる。この場合、電極端子の外周面に存在する接合痕が、容器における電極端子まわりの封止部分の気密性に影響を与え、これにより、蓄電素子の信頼性が低下する可能性がある。

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、容器と電極端子と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。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器と、前記容器の壁部の外側に位置する外端部、及び、前記壁部の内側に位置する内端部を有する電極端子と、を備え、前記電極端子は、前記外端部を含み、第一材料で形成された第一導電部材と、前記内端部を含み、互いに接合された第一材料部及び第二材料部を有する第二導電部材と、を有し、前記第一材料部は、前記第一材料で形成され、かつ、前記第一導電部材と接合されており、前記第二材料部は、前記第一材料部とは異なる第二材料で形成され、かつ、前記内端部を含み、前記電極端子における、少なくとも前記第一材料部と前記第二材料部との接合界面の周囲は絶縁部材で覆われている。

この構成によれば、例えば、電極端子の外端部を、その接合相手であるバスバーに合わせて第一材料で形成し、かつ、内端部を、その接合相手である集電体に合わせて第二材料で形成することができる。これにより、外端部とバスバーとを容易に溶接でき、かつ、内端部と集電体とを容易に溶接できる。また、第一導電部材及び第二導電部材で構成された電極端子において、第二導電部材の第一材料部は、直接的な接合相手である第一導電部材と同種の材料（第一材料）で形成されている。従って、第二導電部材と第一導電部材とは、電極端子の軸方向で溶接する等の、外周面に接合痕が生じ難い接合手法で容易に接合できる。従って、電極端子の外周面の接合痕に起因する気密性の低下等の問題の発生が抑制される。さらに、第二導電部材における第一材料部と第二材料部との接合界面の周囲は絶縁部材で覆われるため、異種材料同士の接合界面に電解液が触れることによる腐食が抑制される。このように、本態様の蓄電素子によれば、信頼性を向上させることができる。

前記第一材料部は、前記接合界面の側方に、前記第二材料部に覆われていない露出部を有し、前記第一導電部材及び前記第一材料部は、前記露出部を貫通して形成された溶接部によって接合されている、としてもよい。

この構成によれば、第二導電部材と第一導電部材とを接合する溶接部は、第一材料部の露出部を貫通した状態で形成される。つまり、第二材料部が配置されていない位置で第一材料部と第一導電部材とが溶接されるため、第一材料部と第二材料部とが重ねられた部分を、第一導電部材と溶接する場合よりも小さいエネルギーで溶接することができる。従って、例えば、蓄電素子の信頼性を向上させる電極端子をより効率よく作製することができる。または、溶接時の熱によって、電極端子の外周面に接合痕（溶接痕）が現れる等の問題が生じ難い。

前記第一導電部材及び前記第一材料部は、前記第二材料部と前記第一材料部とが重ねられた部分を貫通して形成された溶接部によって接合されている、としてもよい。

この構成によれば、第一材料部と第二材料部とを貫通する溶接部が形成されるため、例えば、第一材料部と第二材料部との重なり方向から見た場合に、第一材料部の広い範囲を第二材料部と接合させることができる。つまり、第一材料部と第二材料部との接合面積を比較的に大きくすることができ、これにより、第二導電部材により形成される導通路における電気抵抗を小さくすることができる。このことも、蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。

前記絶縁部材はガラスまたは結晶化ガラスで形成されている、としてもよい。

この構成によれば、化学的な安定性が高いガラスまたは結晶化ガラス（ガラスセラミックとも呼ばれる）により、第一材料部と第二材料部との接合界面が保護されるため、電解液による腐食を抑制する効果が向上する。また、絶縁部材は、ガラス等で形成されることで耐熱性が向上し、これにより、電極端子の内端部に集電体等が接合される際の熱によって絶縁部材が損傷する可能性が低減される。

前記第二導電部材は、前記第一材料部と前記第二材料部とが圧延接合されたクラッド材である、としてもよい。

この構成によれば、第二導電部材はクラッド材であるため、例えば、第二導電部材を大量生産することが可能であり、つまり、均一な品質の第二導電部材の入手が容易となる。これにより、例えば、信頼性が向上された蓄電素子の製造コストが抑制される。

本発明によれば、容器と電極端子と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第１の分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の第２の分解斜視図である。 実施の形態に係る電極端子及びその周辺の構成を示す断面図である。 実施の形態に係る電極端子及び封止部材の構成を示す拡大断面図である。 実施の形態の変形例に係る電極端子及び封止部材の構成を示す拡大断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）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、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、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対（負極側及び正極側、以下同様）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、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。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、集電体の脚部の延設方向を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つの方向が平行である、とは、当該２つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、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、本実施の形態に係る蓄電素子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の第１の分解斜視図である。具体的には、図２では、蓄電素子１０から容器本体１１０を分離した状態が示されている。

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（単電池）であり、より具体的には、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、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電素子１０は、家庭用または事業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、円柱形状、長円柱形状または直方体以外の多角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、負極側及び正極側の電極端子１３０と、容器１００における電極端子１３０の取り付け部分を封止する封止部材１４０とを備えている。容器１００の内部には、電極体２００と、負極側及び正極側の集電体３００とが収容されている。本実施の形態では、負極側及び正極側の電極端子１３０を区別する場合、負極側の電極端子１３０を電極端子１３０Ａと表記し、正極側の電極端子１３０を電極端子１３０Ｂと表記する。さらに、負極側及び正極側の集電体３００を区別する場合、負極側の集電体３００を集電体３００Ａと表記し、正極側の集電体３００を集電体３００Ｂと表記する。なお、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、図示は省略する。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。さらに容器１００の内部に、図示しないスペーサ及び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の開口を閉塞する蓋体１２０とを有する直方体形状（角形）の容器である。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、Ｘ軸方向の両側に短側面部１１１を有し、Ｙ軸方向の両側に長側面部１１２を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底壁部１１３を有している。短側面部１１１は、容器１００の短側面を形成する壁部であり、長側面部１１２は、容器１００の長側面を形成する壁部である。

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軸プラス方向側に配置されている。つまり、蓋体１２０は、底壁部１１３に対向し、かつ、短側面部１１１及び長側面部１１２に隣接する壁部である。本実施の形態では、蓋体１２０には、負極側及び正極側の電極端子１３０が固定されている。なお、蓋体１２０には、さらに、容器１００の内部の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁、及び、容器１００の内部に電解液を注入するための注液口等が設けられてもよい。

このような構成により、容器１００は、一対の集電体３００が接続された状態の電極体２００を容器本体１１０の内部に収容後、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接等によって接合されることにより、内部が密封される構造となっている。なお、容器本体１１０及び蓋体１２０は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属によって形成されている。

電極体２００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など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を含む合材層が形成された極板である。負極板は、銅または銅合金など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を含む合材層が形成された極板である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ－Ｃｄ合金など、適宜公知の材料を用いることができる。また、合材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。また、セパレータは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートや、不織布を用いることができる。

本実施の形態では、電極体２００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た巻回型の電極体である。具体的には、電極体２００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、活物質を含む合材が塗工されず（合材層が形成されず）基材層が露出した部分（合材層非形成部）を有している。

つまり、電極体２００は、合材層が形成された本体部である電極体本体部２１０と、電極体本体部２１０からＸ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向のそれぞれに突出する電極体端部２２０とを有している。これら２つの電極体端部２２０のうちの一方の電極体端部２２０に、正極板の合材層非形成部が積層されて束ねられた正極集束部が設けられている。また、他方の電極体端部２２０に、負極板の合材層非形成部が積層されて束ねられた負極集束部が設けられている。なお、本実施の形態では、断面形状が長円形状である電極体２００を図示しているが、電極体２００の断面形状は円形状または楕円形状等でもよい。

電極端子１３０は、集電体３００を介して、電極体２００の正極板または負極板に電気的に接続される端子である。つまり、電極端子１３０は、電極体２００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２００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１３０は、上述のように、電極体２００の上方に配置された壁部（本実施の形態では蓋体１２０）に固定されている。

具体的には、本実施の形態では、電極端子１３０は、蓋体１２０を貫通した状態で、封止部材１４０を介して蓋体１２０に固定されている。電極端子１３０の容器１００の内部側（Ｚ軸マイナス方向側）の端部は、集電体３００に接合されている。電極端子１３０の容器１００の外部側（Ｚ軸プラス方向側）の端部には、バスバー等の導電部材（図示せず）が接合される。本実施の形態では、電極端子１３０は、電極端子１３０の軸方向に並ぶ複数の部材で構成されている。電極端子１３０及びその周辺の構成については、図３及び図４を用いて後述する。

集電体３００は、電極体２００のＸ軸方向両側に配置され、電極体端部２２０に接続される部材（正極集電体及び負極集電体）である。具体的には、集電体３００Ｂの一対の脚部３２０は、正極側の電極体端部２２０に接合され、集電体３００Ａの一対の脚部３２０は、負極側の電極体端部２２０に接合される。集電体３００と電極体端部２２０との接合の手法としては、超音波溶接またはかしめ接合等が採用される。なお、集電体３００の材質は限定されないが、例えば、正極側の集電体３００Ｂは、電極体２００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などの金属で形成されている。負極側の集電体３００Ａは、電極体２００の負極基材層と同様、銅または銅合金などの金属で形成されている。

［２．電極端子及びその周辺の構成］
次に、実施の形態に係る蓄電素子１０における電極端子１３０Ａ及びその周辺の構成について、図２に加え、図３～図５を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、蓄電素子１０が備える一対の電極端子１３０のうちの少なくとも一方（電極端子１３０Ａ）の周辺の構成に特徴を有している。そのため、以下では、一方の電極端子１３０（電極端子１３０Ａ）及びその周辺の構成について図示及び説明を行う。

図３は、実施の形態に係る蓄電素子１０の第２の分解斜視図である。図３では、蓄電素子１０における電極端子１３０Ａ及びその周辺の構成要素が分離して示されている。図４は、実施の形態に係る電極端子１３０Ａ及びその周辺の構成を示す断面図である。図４では、蓄電素子１０の部分断面であって、図３のＩＶ－ＩＶ線を通るＸＺ平面における部分断面が図示されており、電極体２００及び容器本体１１０の図示は省略されている。図５は、実施の形態に係る電極端子１３０Ａ及び封止部材１４０の構成を示す拡大断面図である。

本実施の形態に係る電極端子１３０Ａは、図３及び図４に示すように、封止部材１４０を貫通した状態で封止部材１４０に固定されている。この封止部材１４０が、蓋体１２０の開口部１２１に挿入された状態で蓋体１２０に固定されることで、電極端子１３０は蓋体１２０の開口部１２１を貫通した状態で容器１００に固定される。封止部材１４０は、電極端子１３０の外周面を覆い、かつ、電気的な絶縁性を有する絶縁部材１４１と、絶縁部材１４１の外周に沿って配置され、かつ、導電性を有する封止本体部１４２とを有する。つまり、導電性を有する封止部材１４０は、電極端子１３０とは電気的に絶縁された状態で、電極端子１３０を保持している。

絶縁部材１４１は、例えば、本実施の形態では、ガラスまたは結晶化ガラス（ガラスセラミックとも呼ばれる）で形成された部材であり、電気的な絶縁性及び高い耐熱性を有する部材である。封止本体部１４２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金等の、容器１００と同種の材料で形成された部材であり、蓋体１２０の開口部１２１の周縁部に溶接されることで蓋体１２０に固定されている。このような構成で電極端子１３０を保持する封止部材１４０において、絶縁部材１４１は、例えばガラスの粉体を焼結することで形成される。これにより、電極端子１３０を一体に備える封止部材１４０が得られる。つまり、電極端子１３０の外周面と封止部材１４０との間は、電極端子１３０に一体化された絶縁部材１４１によって強固に封止され、かつ、封止部材１４０と、容器１００の開口部１２１の周縁部との間は、金属同士の溶接によって強固に封止される。

このように配置された電極端子１３０Ａは、容器１００の内部側（Ｚ軸マイナス方向側）の端部である内端部１３９と、容器１００の外部側（Ｚ軸プラス方向側）の端部である外端部１３８とを有している（図４参照）。電極端子１３０Ａの内端部１３９は、内部絶縁板１５０の貫通孔１５１を貫通し、集電体３００Ａの端子接続部３１０に設けられた貫通孔３１１に挿入された状態で、端子接続部３１０に接合される。この接合の手法としては、例えばレーザー溶接等の溶接が用いられる。なお、端子接続部３１０に貫通孔３１１を設けることは必須ではなく、例えば、端子接続部３１０の上面に内端部１３９の端面を突き合せた状態で、端子接続部３１０と電極端子１３０Ａとが溶接によって接合されてもよい。

内部絶縁板１５０は、容器１００の蓋体１２０と集電体３００との間に配置され、蓋体１２０と集電体３００との間を絶縁する部材である。内部絶縁板１５０は、平面視（Ｚ軸方向から見た場合）において、集電体３００の端子接続部３１０を覆う大きさの略矩形状に形成されている。内部絶縁板１５０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）等の、電気的な絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。

電極端子１３０Ａの外端部１３８には、例えばバスバーが接合される。具体的には、外端部１３８の端面とバスバーとが、例えばレーザー溶接によって接合される。外端部１３８の接合相手であるバスバーは、軽量化及び導電性の良さ等の観点から、一般的にアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。これに対し、内端部１３９の接合相手である集電体３００Ａは、電極体２００の負極基材層と同様に、銅または銅合金で形成される。

つまり、電極端子１３０Ａは、互いに異なる種類の２つの金属部材と電気的及び機械的に良好な状態で接合されることが望まれる。そこで、本実施の形態では、電極端子１３０Ａは、外端部１３８を有する第一導電部材１３１と、内端部１３９を有する第二導電部材１３２とを有している。第一導電部材１３１は、第一材料で形成されており、第二導電部材１３２のうちの内端部１３９を含む部分は、第一材料とは異なる第二材料で形成されている。さらに、第二導電部材１３２のうちの、第一導電部材１３１と接合される部分は、第一導電部材１３１と同種の材料（第一材料）で形成されている。このように構成された第一導電部材１３１と第二導電部材１３２とは、溶接により接合されており、これにより、図５に示すように、溶接部１３６が形成されている。なお、図５では、溶接部１３６の断面が模式的に示されており、溶接部１３６の形状、数、及び位置は、図５に示す形状、数、及び位置には限定されない。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器１００と、容器１００の蓋体１２０の外側に位置する外端部１３８、及び、蓋体１２０の内側に位置する内端部１３９を有する電極端子１３０Ａと、を備える。電極端子１３０Ａは、外端部１３８を含み、第一材料で形成された第一導電部材１３１と、内端部１３９を含む第二導電部材１３２とを有する。第二導電部材１３２は、互いに接合された第一材料部１３３及び第二材料部１３４を有する。第一材料部１３３は、第一材料で形成され、かつ、第一導電部材１３１と接合されている。第二材料部１３４は、第一材料部１３３とは異なる第二材料で形成され、かつ、内端部１３９を含む。電極端子１３０Ａにおける、少なくとも第一材料部１３３と第二材料部１３４との接合界面の周囲は絶縁部材１４１で覆われている。

このように、本実施の形態では、電極端子１３０Ａの外端部１３８を、その接合相手であるバスバーに合わせて第一材料（例えばアルミニウム合金）で形成することができる。さらに、内端部１３９を、その接合相手である集電体３００Ａに合わせて第二材料（例えば銅合金）で形成することができる。これにより、外端部１３８とバスバーとを容易に溶接でき、かつ、内端部１３９と集電体３００Ａとを容易に溶接できる。また、第一導電部材１３１及び第二導電部材１３２で構成された電極端子１３０Ａにおいて、第二導電部材１３２の第一材料部１３３は、直接的な接合相手である第一導電部材１３１と同種の材料（第一材料）で形成されている。従って、第二導電部材１３２と第一導電部材１３１とは、電極端子１３０Ａの軸方向（Ｚ軸方向）で溶接する等の、外周面に接合痕が生じ難い接合手法で容易に接合できる。従って、電極端子１３０Ａの外周面の接合痕に起因する気密性の低下等の問題の発生が抑制される。さらに、第二導電部材１３２における第一材料部１３３と第二材料部１３４との接合界面の周囲は絶縁部材１４１で覆われるため、異種材料同士の接合界面に電解液が触れることによる腐食が抑制される。このように、本態様の蓄電素子によれば、信頼性を向上させることができる。

より具体的には、本実施の形態では、図５に示すように、第一材料部１３３は、第二材料部１３４との接合界面の側方（電極端子１３０Ａの径方向の側方）に、第二材料部１３４に覆われていない露出部１３５を有している。第一導電部材１３１及び第一材料部１３３は、露出部１３５を貫通して形成された溶接部１３６によって接合されている。

このように、本実施の形態では、第二導電部材１３２と第一導電部材１３１とを接合する溶接部１３６は、第一材料部１３３の露出部１３５を貫通した状態で形成される。つまり、第二材料部１３４が配置されていない位置で第一材料部１３３と第一導電部材１３１とが溶接されるため、第一材料部１３３と第二材料部１３４とが重ねられた部分を、第一導電部材１３１と溶接する場合よりも小さいエネルギーで溶接することができる。従って、例えば、蓄電素子１０の信頼性を向上させる電極端子１３０Ａを、より効率よく作製することができる。または、溶接時の熱によって、電極端子１３０Ａの外周面に接合痕（溶接痕）が現れる等の問題が生じ難い。

また、本実施の形態では、絶縁部材１４１はガラスまたは結晶化ガラスで形成されている。従って、化学的な安定性が高いガラスまたは結晶化ガラスにより、第一材料部１３３と第二材料部１３４との接合界面が保護されるため、電解液による腐食を抑制する効果が向上する。また、絶縁部材１４１は、ガラス等で形成されることで耐熱性が向上し、これにより、電極端子１３０Ａの内端部１３９に集電体３００Ａが接合される際の熱によって、絶縁部材１４１が損傷する可能性が低減される。

また、本実施の形態において、電極端子１３０Ａが有する第二導電部材１３２は、第一材料部１３３と第二材料部１３４とが圧延接合されたクラッド材である。つまり、互いに異種金属で形成されている第一材料部１３３と第二材料部１３４とは、例えば重ね合わせた状態で圧延され、これにより拡散接合されている。すなわち、第一材料部１３３及び第二材料部１３４の境界面において元素拡散による合金化が生じているため、第一材料部１３３と第二材料部１３４とは、極めて強固に接合されている。

このように、第二導電部材１３２としてクラッド材が用いられるため、例えば、第二導電部材１３２を大量生産することが可能であり、つまり、均一な品質の第二導電部材１３２の入手が容易となる。これにより、例えば、信頼性が向上された蓄電素子１０の製造コストが抑制される。

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、蓄電素子１０は、図２～図５に示す電極端子１３０とは異なる構成の電極端子を有してもよい。そこで、電極端子１３０についての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に、図６を用いて説明する。

［３．変形例］
図６は、実施の形態の変形例に係る電極端子１３０Ａａ及び封止部材１４０の構成を示す拡大断面図である。本変形例に係る電極端子１３０Ａａは、外端部１３８ａを含み、第一材料で形成された第一導電部材１３１ａと、内端部１３９ａを含む第二導電部材１３２ａとを有する。第二導電部材１３２ａは、互いに接合された第一材料部１３３ａ及び第二材料部１３４ａを有する。第一材料部１３３ａは、第一材料（例えばアルミニウム合金）で形成され、かつ、第一導電部材１３１ａと接合されている。第二材料部１３４ａは、第一材料部１３３とは異なる第二材料（例えば銅合金）で形成され、かつ、内端部１３９ａを含む。電極端子１３０Ａａにおける、少なくとも第一材料部１３３ａと第二材料部１３４ａとの接合界面の周囲は絶縁部材１４１で覆われている。このように、本変形例に係る電極端子１３０Ａａの基本的な構成は、実施の形態に係る電極端子１３０Ａと共通している。

本変形例では、電極端子１３０Ａａにおける第一導電部材１３１ａと第二導電部材１３２ａとの接合の態様が、実施の形態に係る電極端子１３０とは異なる。具体的には、本変形例において、第一導電部材１３１ａ及び第一材料部１３３ａは、第二材料部１３４ａと第一材料部１３３ａとが重ねられた部分を貫通して形成された溶接部１３６によって接合されている。

この構成によれば、第一材料部１３３ａと第二材料部１３４ａとを貫通する溶接部１３６が形成されるため、例えば、第一材料部１３３ａと第二材料部１３４ａとの重なり方向から見た場合に、第一材料部１３３ａの広い範囲を第二材料部１３４ａと接合させることができる。つまり、第一材料部１３３ａと第二材料部１３４ａとの接合面積を比較的に大きくすることができ、これにより、第二導電部材１３２ａにより形成される導通路における電気抵抗を小さくすることができる。このことも、蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。

［４．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るものではない。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って制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、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ことが意図される。

例えば絶縁部材１４１は、ガラスまたは結晶化ガラスで形成されている必要はなく、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、若しくはＰＥＴ等の樹脂、または、ガラス等の無機材料と樹脂との組み合わせによって形成されていてもよい。

また、第一材料及び第二材料は、例えば、ニッケル、ステンレスまたは真鍮等の金属または合金などの、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、及び銅合金以外の金属または合金であってもよい。第一材料は、例えば、電極端子１３０の外端部１３８に接合されるバスバー等の導電部材の材質に合わせて適宜決定されればよい。また、第二材料は、例えば、電極端子１３０の内端部１３９に接合される集電体３００の材質に合わせて適宜決定されればよい。

また、集電体３００の形状及びサイズは、図３等に示される形状及びサイズである必要はない。例えば集電体３００が脚部３２０を有することは必須ではなく、集電体３００は、電極体との接続部分（電極体接続部）として、電極体接続部の接続相手である電極体端部の形状、位置及び大きさ等に応じた態様の電極体接続部を有すればよい。例えば、蓄電素子１０が備える電極体が、Ｚ軸方向の端部にタブ部（極板のタブの積層体）を有する場合を想定する。この場合、蓄電素子１０が備える集電体は、電極端子１３０の内端部１３９と接合される端子接続部と、タブ部と接合される平板状の電極体接続部であって、厚み方向を、端子接続部と同じくＺ軸方向に向けた姿勢で配置された電極体接続部とを有してもよい。

また、蓄電素子１０は複数の電極体２００を備えてもよい。例えば、蓄電素子１０が、Ｙ軸方向に並べられた２つの電極体２００を備える場合、集電体３００は、２つの電極体端部２２０と接続するため４つの脚部３２０を有してもよい。

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。

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。

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
１１０ 容器本体
１１１ 短側面部
１１２ 長側面部
１１３ 底壁部
１２０ 蓋体
１２１ 開口部
１３０、１３０Ａ、１３０Ａａ、１３０Ｂ 電極端子
１３１、１３１ａ 第一導電部材
１３２、１３２ａ 第二導電部材
１３３、１３３ａ 第一材料部
１３４、１３４ａ 第二材料部
１３５ 露出部
１３６ 溶接部
１３８、１３８ａ 外端部
１３９、１３９ａ 内端部
１４０ 封止部材
１４１ 絶縁部材
１４２ 封止本体部
１５０ 内部絶縁板
１５１ 貫通孔
２００ 電極体
２１０ 電極体本体部
２２０ 電極体端部
３００、３００Ａ、３００Ｂ 集電体
３１０ 端子接続部
３１１ 貫通孔
３２０ 脚部

Claims (5)

1. 容器と、
   前記容器の壁部の外側に位置する外端部、及び、前記壁部の内側に位置する内端部を有する電極端子と、を備え、
   前記電極端子は、
   前記外端部を含み、第一材料で形成された第一導電部材と、
   前記内端部を含み、互いに接合された第一材料部及び第二材料部を有する第二導電部材と、を有し、
   前記第一材料部は、前記第一材料で形成され、かつ、前記第一導電部材と接合されており、
   前記第二材料部は、前記第一材料部とは異なる第二材料で形成され、かつ、前記内端部を含み、
   前記電極端子における、少なくとも前記第一材料部と前記第二材料部との接合界面の周囲は絶縁部材で覆われている、
   蓄電素子。
2. 前記第一材料部は、前記接合界面の側方に、前記第二材料部に覆われていない露出部を有し、
   前記第一導電部材及び前記第一材料部は、前記露出部を貫通して形成された溶接部によって接合されている、
   請求項１記載の蓄電素子。
3. 前記第一導電部材及び前記第一材料部は、前記第二材料部と前記第一材料部とが重ねられた部分を貫通して形成された溶接部によって接合されている、
   請求項１記載の蓄電素子。
4. 前記絶縁部材はガラスまたは結晶化ガラスで形成されている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
5. 前記第二導電部材は、前記第一材料部と前記第二材料部とが圧延接合されたクラッド材である、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電素子。

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