JP2023053531A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電極端子の軸体周りの密閉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、容器１００と、電極端子２００と、上部絶縁部材３００と、第一シール部材７０と、第二シール部材８０と、を備える。電極端子２００は、端子本体２０１及び軸体２１０を有する。上部絶縁部材３００は、端子本体２０１と容器１００の蓋体１２０との間に配置されている。第一シール部材７０は、端子本体２０１と上部絶縁部材３００との間に配置されている。第二シール部材８０は、上部絶縁部材３００と蓋体１２０との間に配置されている。上部絶縁部材３００は、第一シール部材７０の、軸体２１０の軸方向における一部を収容する空間を形成する第一収容部３１０を有する。蓋体１２０は、第二シール部材８０の、軸方向における一部を収容する空間を形成する第二収容部１２５を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、容器と、容器の壁部を貫通する軸体を有する電極端子とを備える蓄電素子に関する。

特許文献１には、非水電解液二次電池が備える端子構造が開示されている。この端子構造は、電池ケースの蓋体と、蓋体を貫通する突出部と、インシュレータと、ガスケットとを備えている。ガスケットは、蓋体の内面と第二リード部との間であって、かつ、インシュレータの凸部の側方に配置されている。

特開２０１８－１８１５４４号公報

上記従来の非水電解液二次電池（蓄電素子）では、突出部（電極端子の軸体）が、電池ケース（容器）の蓋部材を通した状態で電極端子が容器に固定されており、軸体の周辺に、Ｏリングであるガスケット（封止部材）が配置されている。この蓄電素子では、封止部材によって、電解液のケース外部への漏出の防止が図られている。しかしながら、上記従来の蓄電素子では、封止部材は、容器の蓋部材の内面に沿って配置されている。そのため、例えば電極端子の端子本体（容器の外部に配置された部分）の周囲から軸体に向けて水が浸入した場合、容器の内部に位置する封止部材は、その水の軸体への到達を抑制できない。

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、電極端子の軸体周りの密閉性が向上された蓄電素子及びその製造方法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、容器を備える蓄電素子であって、前記容器の外部に配置された端子本体、及び、前記端子本体に接続され、かつ、前記容器の壁部を貫通して配置された軸体を有する電極端子と、前記端子本体と前記容器の前記壁部との間に配置された絶縁部材と、前記端子本体と前記絶縁部材との間に配置され、かつ、前記軸体の周方向に延びた、前記端子本体及び前記絶縁部材とは別体の第一シール部材と、前記絶縁部材と前記容器の前記壁部との間に配置され、かつ、前記周方向に延びた、前記絶縁部材及び前記壁部とは別体の第二シール部材と、を備え、前記絶縁部材は、前記第一シール部材の、前記軸体の軸方向における少なくとも一部を収容する空間を形成する第一収容部を有し、前記壁部は、前記第二シール部材の、前記軸方向における少なくとも一部を収容する空間を形成する第二収容部を有する。

本発明によれば、電極端子の軸体周りの密閉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第１の断面図である。 実施の形態に係る第一シール部材及び第二シール部材の位置関係を示す平面図である。 実施の形態に係る電極端子及びその周辺の構成を示す第２の断面図である。 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に係る第二収容部の外観を示す斜視図である。 実施の形態の変形例２に係る電極端子及びその周辺の構成を示す第１の断面図である。 実施の形態の変形例２に係る電極端子及びその周辺の構成を示す第２の断面図である。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器を備える蓄電素子であって、前記容器の外部に配置された端子本体、及び、前記端子本体に接続され、かつ、前記容器の壁部を貫通して配置された軸体を有する電極端子と、前記端子本体と前記容器の前記壁部との間に配置された絶縁部材と、前記端子本体と前記絶縁部材との間に配置され、かつ、前記軸体の周方向に延びた、前記端子本体及び前記絶縁部材とは別体の第一シール部材と、前記絶縁部材と前記容器の前記壁部との間に配置され、かつ、前記周方向に延びた、前記絶縁部材及び前記壁部とは別体の第二シール部材と、を備え、前記絶縁部材は、前記第一シール部材の、前記軸体の軸方向における少なくとも一部を収容する空間を形成する第一収容部を有し、前記壁部は、前記第二シール部材の、前記軸方向における少なくとも一部を収容する空間を形成する第二収容部を有する。

この構成によれば、第一及び第二シール部材（２つのシール部材）は、容器の外部において絶縁部材を挟んで互いに反対側に配置される。従って、容器の外部の液体（水等）が軸体に到達する可能性が低減される。例えば端子本体が壁部の上方に位置する姿勢で、蓄電素子を組み立てる場合に、第一シール部材が絶縁部材の第一収容部に置かれ、かつ、第二シール部材が壁部の第二収容部に置かれた状態で組み立てることができる。従って、これら２つのシール部材が適切に位置決めされた状態で効率よく組み立てることができ、完成後においても２つのシール部材の位置ずれが抑制される。そのため、２つのシール部材による封止機能の実効性が確保される。このように、本態様に係る蓄電素子は、電極端子の軸体周りの密閉性が向上された蓄電素子である。軸体の周方向とは、軸体の外周に沿う方向であって、かつ、軸体の軸方向に直交する方向である。

前記第一シール部材及び前記第二シール部材は、前記軸方向から見た場合に、前記軸体の径方向で互いにずらされた位置に配置されているとしてもよい。

この構成によれば、２つのシール部材が径方向で互いにずれて配置されているため、シール部材の周辺における応力集中を緩和できる。これにより、シール部材の近くに配置された部材の割れを抑制でき、電極端子を壁部に固定する際の軸方向の圧縮力によって、２つのシール部材は適切に圧縮される。従って、第一シール部材を、端子本体及び絶縁部材の双方に適切に密着させることができ、かつ、第二シール部材を、絶縁部材及び壁部の双方に適切に密着させることができる。その結果、より確実に軸体周りの密閉性が確保される。軸体の径方向とは、軸体における中心軸を挟んで、軸体の互いに対向する外周面同士の差渡し方向のことである。第一シール部材及び第二シール部材は、軸方向から見た場合に、軸体の径方向で互いにずらされた位置に配置されている、とは、平面視において第一シール部材の中心線と第二シール部材の中心線とが一致しないということである。

前記径方向において、前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも前記軸体に近い位置に配置されている、としてもよい。

この構成によれば、電極端子を壁部に固定する際の軸方向の圧縮力は、軸体により近い、端子本体と絶縁部材とに挟まれる第一シール部材に効率よく作用する。その結果、端子本体の周縁から軸体に向かう外気または水分の移動を、第一シール部材によってより確実に阻止することができる。この構成は、例えば、端子本体の周縁と軸体までの距離が短い場合において有用である。第一シール部材が第二シール部材よりも軸体に近い、とは、平面視において第一シール部材の中心線が第二シール部材の中心線よりも軸体における中心軸に近いということである。

前記径方向において、前記第二シール部材は、前記第一シール部材よりも前記軸体に近い位置に配置されている、としてもよい。

この構成によれば、電極端子を壁部に固定する際の軸方向の圧縮力は、軸体により近い、絶縁部材と容器の壁部とに挟まれる第二シール部材に効率よく作用する。
これにより、絶縁部材の周縁から軸体に向かう外気または水分の移動を、第二シール部材によってより確実に阻止することができる。この構成は、例えば、絶縁部材の周縁と軸体までの距離が短い場合において有用である。第二シール部材が第一シール部材よりも軸体に近い、とは、平面視において第二シール部材の中心線が第一シール部材の中心線よりも軸体における中心軸に近いということである。

前記壁部は、前記軸体が貫通する貫通孔が形成された薄肉部を有し、前記第二収容部は、前記薄肉部によって形成されている、としてもよい。

この構成によれば、第二シール部材の軸方向の一部を収容する第二収容部が、貫通孔周縁の薄肉部によって実現されるため、例えば、貫通孔を形成する際のプレス加工等によって、第二収容部を容易に形成することができる。

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。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。

以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対（正極及び負極）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、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。電極端子の端子本体と集電体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。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。

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。単にＸ軸方向という場合は、Ｘ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。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。さらに、以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。

（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、化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）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。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。

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。蓄電素子１０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。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、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（正極及び負極、以下同じ）の電極端子２００と、一対の上部絶縁部材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、一対の下部絶縁部材４００と、一対の集電体５００と、電極体７００とが収容されている。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、Ｚ軸プラス方向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。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。本実施の形態では、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、正極板の合材層形成部と負極板の合材層形成部とがセパレータを挟んで積層された部分を含む電極体本体７１０が形成される。さらに、正極板の基材層（金属箔）が有する複数のタブ（合材層非形成部）が積層されて正極のタブ部７２０が形成され、負極板の基材層（金属箔）が有するタブ（合材層非形成部）が積層されて負極のタブ部７２０が形成されている。正極及び負極それぞれのタブ部７２０は、図２に示すように、電極体本体７１０から突出して設けられている。

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の断面形状は楕円形状などでもよい。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または不織布等を用いることができる。

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部材である。電極端子２００は、かしめ等によって、集電体５００と接合され、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）に延びる軸体２１０とを有している。電極端子２００の軸体２１０は、上部絶縁部材３００の貫通孔３０１と、蓋体１２０の貫通孔１２１と、下部絶縁部材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、上部絶縁部材３００、下部絶縁部材４００及び集電体５００とともに、蓋体１２０に固定される。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。

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板状の部材である。正極の集電体５００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属で形成されており、電極体７００の正極のタブ部７２０と接合される。負極の集電体５００は、銅または銅合金等の金属で形成されており、電極体７００の負極のタブ部７２０と接合される。集電体５００とタブ部７２０とを接合する手法は、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波接合などが採用される。

上部絶縁部材３００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子２００との間に配置された、平板状の部材である。下部絶縁部材４００は、蓋体１２０と集電体５００との間に配置された、平板状の部材である。本実施の形態では、上部絶縁部材３００及び下部絶縁部材４００は、電極端子２００と容器１００の蓋体１２０とを絶縁し、電極端子２００の軸体２１０と蓋体１２０の貫通孔１２１との間を封止する役目を担っている。上部絶縁部材３００及び下部絶縁部材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、絶縁性を有する素材によって形成されている。

本実施の形態に係る蓄電素子１０は、電極端子２００の軸体２１０周りの密閉性向上のための部材として、上記の上部絶縁部材３００及び下部絶縁部材４００に加え、軸体２１０の近くに２つのシール部材を備えている。具体的には、図２に示すように、蓄電素子１０は、上部絶縁部材３００を挟んで配置された第一シール部材７０と第二シール部材８０とを備えている。本実施の形態では、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のペアは、正極及び負極の電極端子２００のそれぞれに対応して配置されている。

以下、これら２つのシール部材（第一シール部材７０及び第二シール部材８０）及びその周辺の構成について、図３～図５を用いて説明する。

［２．第一シール部材及び第二シール部材並びにその周辺の構成］
図３は、実施の形態に係る電極端子２００及びその周辺の構成を示す分解斜視図である。図４Ａは、実施の形態に係る電極端子２００及びその周辺の構成を示す第１の断面図である。図４Ａでは、蓄電素子１０の電極端子２００及びその周辺の部分の断面であって、図３におけるＩＶ－ＩＶ線断面が図示されている。図４Ｂは、実施の形態に係る第一シール部材７０及び第二シール部材８０の位置関係を示す平面図である。図４Ｂでは、第一シール部材７０の中心線７１及び第二シール部材８０の中心線８１のそれぞれが一転鎖線で表されている。中心線７１は、第一シール部材７０の、軸体２１０の径方向（以下、単に「径方向ともいう。」）の幅の中心を通過する線であり、中心線８１は、第二シール部材８０の径方向の幅の中心を通過する線である。図５は、実施の形態に係る電極端子２００及びその周辺の構成を示す第２の断面図である。図５における断面の位置は図４Ａにおける断面の位置と同じである。

図３～図５に示すように、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、容器１００の蓋体１２０に配置された電極端子２００を備える。電極端子２００は端子本体２０１と軸体２１０とを有する。具体的には、電極端子２００における上部の平板状の部分が端子本体２０１であり、平板状の端子本体２０１から下方に突出した棒状の部分が軸体２１０である。本実施の形態では、容器１００の外側に電極端子２００の端子本体２０１が配置され、電極端子２００の軸体２１０が蓋体１２０の貫通孔１２１を貫通した状態で配置される。

より詳細には、図３以降の各図に示す電極端子２００は、蓄電素子１０の正極の電極端子である。正極の電極端子２００は、端子本体２０１と軸体２１０とを一体に備えており、その全体がアルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成されている。電極端子２００が端子本体２０１と軸体２１０とを一体に備えることは必須ではなく、端子本体２０１と軸体２１０とが、互いに異なる種類の導電性材料で形成されてもよい。より具体的には、図３～図５に示される電極端子２００の周辺の構成は、端子本体２０１と軸体２１０とが異種金属で形成された負極の電極端子２００の周辺の構成としても採用される。端子本体２０１が異種金属で形成されてもよい。より具体的には、図３～図５に示される電極端子２００の周辺の構成は、クラッド材で形成された端子本体２０１を有する負極の電極端子２００の周辺の構成としても採用される。

このように構成された電極端子２００の軸体２１０の外周面と、蓋体１２０の貫通孔１２１の内周面との間の隙間には、図４Ａ及び図５に示すように、上部絶縁部材３００の筒状部３２０が挿入される。つまり、当該隙間は上部絶縁部材３００の一部によって埋められる。より具体的には、軸体２１０がかしめられる際に軸体２１０に付加される、軸体２１０の軸方向（以下、単に「軸方向」ともいう。）の力が、軸体２１０の外径を拡大させるように軸体２１０に作用する。さらに、軸体２１０の先端部には、軸体２１０の径方向（以下、単に「径方向」ともいう。）に広がるかしめ部２１１（図５参照）が形成され、これにより、軸体２１０に付加される軸方向の力は、集電体５００及び下部絶縁部材４００を介して筒状部３２０を軸方向に圧縮するように筒状部３２０に作用する。その結果、筒状部３２０を形成する壁部は、貫通孔１２１の内周面と軸体２１０の外周面とによって、径方向で強固に挟まれた状態となる。これにより、蓋体１２０の貫通孔１２１の内周面と軸体２１０の外周面との間の隙間は封止され、原則として、蓋体１２０の貫通孔１２１の位置の密閉性が確保される。

本実施の形態に係る蓄電素子１０はさらに、容器１００の外部において、上部絶縁部材３００を挟んで軸方向に並ぶ２つのシール部材（第一シール部材７０及び第二シール部材８０）を備えている。具体的には、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれは、本実施の形態では、一般的にＯリングと呼ばれる環状の部材であり、例えばシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、クロロピレンゴムまたはウレタンゴム等のゴムで形成されている。第一シール部材７０及び第二シール部材８０の素材はゴムには限定されず、上部絶縁部材３００等に用いられるＰＰまたはＰＥ等の樹脂であってもよい。

本実施の形態において、第一シール部材７０及び第二シール部材８０は、平面視（Ｚ軸プラス方向から見た場合）において、図４Ｂに示すように、径方向で互いにずらされた位置に配置されている。これにより、例えば、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれを適度に圧縮することができる。具体的には、本実施の形態では、第一シール部材７０と第二シール部材８０とは、平面視において同心円状に配置されている。図４Ｂに示す例では、第一シール部材７０と第二シール部材８０とは、平面視において互いに重複する部分を有していない。しかし、第一シール部材７０と第二シール部材８０とは、平面視において一部が重複していてもよい。すなわち、第一シール部材７０と第二シール部材８０とが径方向で互いにずらされた位置に配置されている、とは、平面視において第一シール部材７０の中心線７１と第二シール部材８０の中心線８１とが一致しないことを意味する。従って、平面視において、中心線７１及び中心線８１の一方の少なくとも一部が、中心線７１及び中心線８１の他方に重なっていなければ、第一シール部材７０と第二シール部材８０とが径方向で互いにずらされた位置に配置されている、ということができる。

本実施の形態では、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれは、陥凹状に設けられた収容部に収容された状態で蓄電素子１０に配置される。具体的には、図３～図５に示すように、上部絶縁部材３００の上面における貫通孔３０１の周囲に、第一収容部３１０が設けられている。第一収容部３１０は、貫通孔３０１を囲む円環状の溝として上部絶縁部材３００に配置されている。容器１００の蓋体１２０の上面における貫通孔１２１の周囲に、第二収容部１２５が設けられている。第二収容部１２５は、貫通孔１２１を囲む円環状の溝として容器１００の壁部（蓋体１２０）に配置されている。

第一収容部３１０の深さは、圧縮される前の第一シール部材７０の軸方向の幅よりも小さい。従って、第一シール部材７０の圧縮前の時点では、軸方向における第一シール部材７０の一部のみが第一収容部３１０に収容された状態となる。つまり、電極端子２００の軸体２１０がかしめられる前の時点では、第一シール部材７０の一部は、上部絶縁部材３００から上方に突出した状態である。第二収容部１２５の深さは、圧縮される前の第二シール部材８０の軸方向の幅よりも小さい。従って、第二シール部材８０の圧縮前の時点では、軸方向における第二シール部材８０の一部のみが第二収容部１２５に収容された状態となる。つまり、電極端子２００の軸体２１０がかしめられる前の時点では、第二シール部材８０の一部が、蓋体１２０から上方に突出した状態である。

その後、軸体２１０がかしめられた場合、第一シール部材７０は、図５に示すように、軸方向の全体またはほぼ全体が第一収容部３１０に収容された状態となる。つまり、第一シール部材７０は、端子本体２０１と上部絶縁部材３００とによって圧縮されて端子本体２０１及び上部絶縁部材３００のそれぞれと強固に密着した状態となる。このとき、第二シール部材８０は、図５に示すように、軸方向の全体またはほぼ全体が第二収容部１２５に収容された状態となる。つまり、第二シール部材８０は、上部絶縁部材３００と蓋体１２０とによって圧縮されて上部絶縁部材３００及び蓋体１２０のそれぞれと強固に密着した状態となる。その結果、第一シール部材７０及び第二シール部材８０は、軸体２１０周りの密閉性を向上させる部材として機能する。具体的には、第一シール部材７０は、端子本体２０１と上部絶縁部材３００との間を介して容器１００の外部と内部とを接続する気体及び液体の通路を、容器１００の外部で遮断する部材として機能する。第二シール部材８０は、上部絶縁部材３００と蓋体１２０との間を介して容器１００の外部と内部とを接続する気体及び液体の通路を、容器１００の外部で遮断する部材として機能する。

以上、説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器１００と、電極端子２００と、上部絶縁部材３００と、第一シール部材７０と、第二シール部材８０と、を備える。電極端子２００は、容器１００の外部に配置された端子本体２０１、及び、端子本体２０１に接続され、かつ、容器１００の壁部である蓋体１２０を貫通して配置された軸体２１０を有する。上部絶縁部材３００は、端子本体２０１と容器１００の蓋体１２０との間に配置されている。第一シール部材７０は、端子本体２０１及び上部絶縁部材３００とは別体であり、端子本体２０１と上部絶縁部材３００との間に配置され、かつ、軸体２１０の周方向に延びている。第二シール部材８０は、上部絶縁部材３００及び容器１００の蓋体１２０とは別体であり、上部絶縁部材３００と蓋体１２０との間に配置され、かつ、周方向に延びている。上部絶縁部材３００は、第一シール部材７０の、軸体２１０の軸方向における一部を収容する空間を形成する第一収容部３１０を有する。蓋体１２０は、第二シール部材８０の、軸方向における一部を収容する空間を形成する第二収容部１２５を有する。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、第一シール部材７０及び第二シール部材８０は、容器１００の外部において上部絶縁部材３００を挟んで互いに反対側に配置される。従って、容器１００の内部空間は、第一シール部材７０及び第二シール部材８０によって消費されない。これにより、例えば蓄電素子１０のエネルギー密度の向上が可能となる。容器１００の内部の電解液が、容器１００の外部の第一シール部材７０及び第二シール部材８０に到達し難いため、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の化学的な耐性の問題が生じ難い。さらに、容器１００の外部の液体（水等）が軸体２１０に到達する可能性が低減される。

例えば端子本体２０１が蓋体１２０の上方に位置する姿勢で、蓄電素子１０を組み立てる場合に、第一シール部材７０が上部絶縁部材３００の第一収容部３１０に置かれ、かつ、第二シール部材８０が蓋体１２０の第二収容部１２５に置かれた状態で組み立てることができる。従って、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれが適切に位置決めされた状態で効率よく組み立てることができ、完成後においても第一シール部材７０及び第二シール部材８０の位置ずれが抑制される。そのため、第一シール部材７０及び第二シール部材８０による封止機能の実効性が確保される。

さらに、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれは、上部絶縁部材３００、端子本体２０１、及び蓋体１２０とは別体（別部品）として作製される。そのため、柔軟性、機械的強度、化学的な安定性、及び熱等に対する耐性等を考慮して、軸体２１０周りの密閉性の確保に適切な材料を選択して、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれを作製することができる。例えば、第一シール部材７０及び第二シール部材８０を、互いに硬さが異なる材料で作製することも可能である。従って、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれの封止機能に関わる特性である、軸方向に圧縮された場合における反力の調整が、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれで可能である。このように、本態様に係る蓄電素子１０は、電極端子２００の軸体２１０周りの密閉性が向上された蓄電素子１０である。

本実施の形態では、例えば図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第一シール部材７０及び第二シール部材８０は、軸体２１０の軸方向から見た場合に、軸体２１０の径方向で互いにずらされた位置に配置されている。

このように、第一シール部材７０及び第二シール部材８０が径方向で互いにずれて配置されているため、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の周辺の部材に発生する応力集中を緩和できる。これにより、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の近くに配置された部材の割れを抑制できる。電極端子２００を蓋体１２０に固定する際の軸方向の圧縮力によって、第一シール部材７０及び第二シール部材８０のそれぞれは適切に圧縮される。従って、第一シール部材７０を、端子本体２０１及び上部絶縁部材３００の双方に適切に密着させることができ、かつ、第二シール部材８０を、上部絶縁部材３００及び蓋体１２０の双方に適切に密着させることができる。その結果、より確実に軸体２１０周りの密閉性が確保される。

より具体的には、本実施の形態では、径方向において、第一シール部材７０は、第二シール部材８０よりも軸体２１０に近い位置に配置されている。

この構成によれば、電極端子２００を蓋体１２０に固定する際の軸方向の圧縮力は、軸体２１０により近い、端子本体２０１と上部絶縁部材３００とに挟まれる第一シール部材７０に効率よく作用する。その結果、端子本体２０１の周縁から軸体２１０に向かう外気または水分の移動を、第一シール部材７０によってより確実に阻止することができる。この構成は、例えば、端子本体２０１の周縁と軸体２１０までの距離が短い場合において有用である。さらに、負極の電極端子２００がクラッド材である場合については、端子本体２０１の裏面（上部絶縁部材３００に対向する面）に沿い、かつ、軸体２１０に近い位置に配置された第一シール部材７０によって、異種金属が接触する界面に電解液が付着する可能性が低減される。具体的には、例えば銅及びアルミニウムの組み合わせで構成された負極の電極端子２００では、端子本体２０１の裏面に、銅及びアルミニウムの界面が露出する場合がある。この場合、当該界面よりも内側（軸体２１０に近い位置）に、第一シール部材７０が配置されていることで、容器１００の内部の電解液が当該界面の近くまで這い上がってきた場合であっても、当該界面に電解液が付着することが抑制される。その結果、当該界面での腐食の発生が抑制される。

以上、実施の形態に係る蓄電素子１０について、第一シール部材７０及び第二シール部材８０並びにその周辺の構成を中心に説明した。しかし、当該周辺の構成は、図２～図５に示す構成とは異なる構成であってもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０が採用し得る第一シール部材７０及び第二シール部材８０並びに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。

［３－１．実施の形態の変形例１］
図６は、実施の形態の変形例１に係る電極端子２００及びその周辺の構成を示す断面図である。図６では、本変形例に係る蓄電素子１０ａの一部の断面が図示されており、その断面の位置は、図５における蓄電素子１０の断面の位置に準じている。図７は、実施の形態の変形例１に係る第二収容部１２５ａの外観を示す斜視図である。

本変形例に係る蓄電素子１０ａは、第一シール部材７０ａ及び第二シール部材８０ａを備えている。第一シール部材７０ａは、端子本体２０１と上部絶縁部材３００ａとの間に配置され、かつ、第二シール部材８０ａは、上部絶縁部材３００ａと蓋体１２０ａとの間に配置されている。第一シール部材７０ａは、軸方向の少なくとも一部が上部絶縁部材３００ａの第一収容部３１０ａに収容され、第二シール部材８０ａは、軸方向の少なくとも一部が蓋体１２０ａの第二収容部１２５ａに収容されている。さらに、第一シール部材７０ａ及び第二シール部材８０ａは、軸体２１０の軸方向から見た場合に、軸体２１０の径方向で互いにずらされた位置に配置されている。これらの構成は、実施の形態に係る蓄電素子１０と共通する。

本変形例に係る蓄電素子１０ａでは、径方向において、第二シール部材８０ａは、第一シール部材７０ａよりも軸体２１０に近い位置に配置されており、この点で、上記実施の形態に係る蓄電素子１０と異なる。

この構成によれば、電極端子２００を蓋体１２０ａに固定する際の軸方向の圧縮力は、軸体２１０により近い、上部絶縁部材３００ａと蓋体１２０ａとに挟まれる第二シール部材８０ａに効率よく作用する。従って、上部絶縁部材３００ａの周縁から軸体２１０に向かう外気または水分の移動を、第二シール部材８０ａによってより確実に阻止することができる。この構成は、例えば、上部絶縁部材３００ａの周縁と軸体２１０までの距離が短い場合において有用である。

本変形例において、第二シール部材８０ａを収容する第二収容部１２５ａは、実施の形態に係る第二収容部１２５（図３参照）とは異なり、蓋体１２０ａの貫通孔１２１ａの周縁の肉厚の薄い部分によって形成されている。つまり、本変形例では、蓋体１２０ａは、図６及び図７に示すように、軸体２１０が貫通する貫通孔１２１ａが形成された薄肉部１２６ａを有する。第二収容部１２５ａは、薄肉部１２６ａによって形成されている。つまり、本変形例に係る蓋体１２０ａにおいて、貫通孔１２１ａは、薄肉部１２６ａに形成されている。

この構成によれば、第二シール部材８０ａの軸方向の少なくとも一部を収容する第二収容部１２５ａが、貫通孔１２１ａの周縁の薄肉部によって実現される。そのため、例えば、蓋体１２０ａに貫通孔１２１ａを形成する際のプレス加工等によって、第二収容部１２５ａを容易に形成することができる。さらに、第二シール部材８０ａは、貫通孔１２１ａに挿入される筒状部３２０ａの外周面に密着する。従って、第二シール部材８０ａを、軸体２１０の外周面に沿う気体及び液体の通路を遮断する部材としても機能させることができる。

［３－２．実施の形態の変形例２］
図８は、実施の形態の変形例２に係る電極端子２００及びその周辺の構成を示す第１の断面図であり、図９は、当該周辺の構成を示す第２の断面図である。図８及び図９では、本変形例に係る蓄電素子１０ｂの一部の断面が図示されており、その断面の位置は、図５における蓄電素子１０の断面の位置に準じている。図８では、電極端子２００等を蓋体１２０ｂから分離した状態の断面が図示されている。

本変形例に係る蓄電素子１０ｂは、第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂを備えている。第一シール部材７０ｂは、端子本体２０１と上部絶縁部材３００との間に配置され、かつ、第二シール部材８０ｂは、上部絶縁部材３００と蓋体１２０ｂとの間に配置されている。第一シール部材７０ｂは、軸方向の少なくとも一部が上部絶縁部材３００の第一収容部３１０に収容され、第二シール部材８０ｂは、軸方向の少なくとも一部が蓋体１２０ｂの第二収容部１２５ｂに収容されている。これらの構成は、実施の形態に係る蓄電素子１０と共通する。

本変形例では、第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂは、軸体２１０の軸方向から見た場合に、軸体２１０の径方向において同じ位置に配置されている。つまり、第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂそれぞれの中心軸（図４Ｂ参照）は、本変形例において、軸方向から見た場合に実質的に一致しており、この点において実施の形態に係る第一シール部材７０及び第二シール部材８０とは異なる。

このように、第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂが、軸体２１０の軸方向に並べられた場合であっても、第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂそれぞれは、封止機能を発揮することができる。具体的には、電極端子２００を蓋体１２０ｂに固定する際の軸方向の圧縮力は、その圧縮力の方向で重なる位置にある第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂに直線的に作用する。従って、例えば、軸体２１０と集電体５００との接合の際に軸体２１０に付加される軸方向の力によって、第一シール部材７０ｂ及び第二シール部材８０ｂの両方を強固に圧縮することができる。このことは、軸体２１０周りの密閉性の向上に寄与する。

本変形例では、第二シール部材８０ｂを収容する第二収容部１２５ｂは、上記変形例１に係る第二収容部１２５ａ（図６及び図７参照）と同様に、蓋体１２０ｂの貫通孔１２１ｂの周縁の肉厚の薄い部分によって形成されている。つまり、本変形例では、蓋体１２０ｂは、軸体２１０が貫通する貫通孔１２１ｂが形成された薄肉部１２６ｂを有する。第二収容部１２５ｂは、薄肉部１２６ｂによって形成されている。つまり、本変形例に係る蓋体１２０ｂにおいて、貫通孔１２１ｂは、薄肉部１２６ｂに形成されている。

この構成によれば、例えば、蓋体１２０ｂに貫通孔１２１ｂを形成する際のプレス加工等によって、第二収容部１２５ｂを容易に形成することができる。さらに、第二シール部材８０ｂは、貫通孔１２１ｂに挿入される筒状部３２０の外周面に密着する。従って、第二シール部材８０ｂを、軸体２１０の外周面に沿う気体及び液体の通路を遮断する部材としても機能させることができる。

［４．他の変形例について］
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子及びその変形例について説明したが、本発明は、上記実施の形態及び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変形例は全ての点で例示であり、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、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の断面形状は、図４Ａ等に示される形状（円形状）には限定されない。例えば、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の断面形状は、矩形状などの多角形状であってもよい。さらに、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の断面形状が互いに異なっていてもよい。第一シール部材７０及び第二シール部材８０の断面形状、サイズ、及び形成する材料の種類等については、当該シール部材を圧縮する上部絶縁部材３００等の形状及びサイズ、または、当該シール部材に作用する圧縮力の大きさ等に応じて適宜決定されてもよい。

軸体２１０と集電体５００との接合の手法はかしめには限定されない。例えば、軸体２１０の先端部の外周にネジ溝を設け、集電体５００の貫通孔５０１を貫通した状態の当該先端部にナットを螺合させることで、軸体２１０と集電体５００とが接合されてもよい。この場合、軸体２１０の先端部にナットを締め付けることで、端子本体２０１と上部絶縁部材３００との間に配置された第一シール部材７０、及び、上部絶縁部材３００と蓋体１２０との間に配置された第二シール部材８０を圧縮することができる。

蓄電素子１０が備える端子本体及び軸体は、蓄電素子１０の製造時（組み立て時）に接合されてもよい。例えば、集電体５００に固定された軸体が、下部絶縁部材４００、蓋体１２０、及び上部絶縁部材３００を貫通した状態で、上部絶縁部材３００の上方に位置する端子本体と接合されてもよい。この場合、端子本体と軸体との接合には、実施の形態に係る軸体２１０と集電体５００との接合手法と同じく、かしめ、または、ナットによる締結（軸体にナットを螺合させること）等の接合手法が採用される。つまり、蓄電素子１０が備える電極端子の軸体は、蓄電素子１０の製造前の段階において、集電体５００等の他の部材に一体に設けられていてもよい。この場合であっても、第一シール部材７０及び第二シール部材８０による、電極端子の軸体周りの密閉性の向上効果は発揮される。

軸体２１０の形状は、実施の形態では、図２等に示されるように円柱形状であるが、軸体２１０の形状に特に限定はない。軸体２１０の形状は、例えば四角柱または六角柱などの角柱形状であってもよい。第一シール部材７０及び第二シール部材８０の平面視形状も、円環形状である必要はない。例えば軸体２１０の形状が四角柱形状である場合、第一シール部材７０及び第二シール部材８０の平面視形状は、矩形環状であってもよい。

容器１００において、軸体２１０が貫通して配置される貫通孔１２１が形成される壁部は、蓋体１２０以外であってもよい。例えば、蓋体１２０と容器本体１１０とで構成される容器１００において、容器本体１１０が有する５つの壁部（底壁部及び４つの側壁部）のいずれかに貫通孔１２１が形成されてもよい。つまり、蓄電素子１０における電極端子２００の配置位置に特に限定はない。

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、蓄電素子１０は複数の電極体を備えてもよい。

蓄電素子１０が備える電極体は、実施の形態に係る電極体７００（図２参照）のような、電極体本体から正極及び負極のタブ部が突出した電極体である必要はない。例えば、容器１００の短側面の対向方向（Ｘ軸方向）の両端に、極板の基材層（金属箔）が積層された接続部を有する電極体が蓄電素子１０に備えられてもよい。この場合、電極体の接続部と、電極端子２００とを接続する集電体は、実施の形態に係る集電体５００のような電極端子２００の軸体２１０が接合される部分と、当該部分から下方に延び、かつ、電極体の接続部に接合される脚部とを有してもよい。つまり、蓄電素子１０が備える集電体の形状及びサイズ等がどのようなものであっても、第一シール部材７０及び第二シール部材８０による軸体２１０周りの密閉性の向上機能は損なわれない。

上記説明された複数の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、１０ａ、１０ｂ 蓄電素子
７０、７０ａ、７０ｂ 第一シール部材
７１、８１ 中心線
８０、８０ａ、８０ｂ 第二シール部材
１００ 容器
１１０ 容器本体
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 蓋体
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、３０１、４０１、５０１ 貫通孔
１２２ ガス排出弁
１２５、１２５ａ、１２５ｂ 第二収容部
１２６ａ、１２６ｂ 薄肉部
２００ 電極端子
２０１ 端子本体
２１０ 軸体
２１１ かしめ部
３００、３００ａ 上部絶縁部材
３１０、３１０ａ 第一収容部
３２０、３２０ａ 筒状部
４００ 下部絶縁部材
５００ 集電体
７００ 電極体
７１０ 電極体本体
７２０ タブ部

Claims (5)

1. 容器を備える蓄電素子であって、
   前記容器の外部に配置された端子本体、及び、前記端子本体に接続され、かつ、前記容器の壁部を貫通して配置された軸体を有する電極端子と、
   前記端子本体と前記容器の前記壁部との間に配置された絶縁部材と、
   前記端子本体と前記絶縁部材との間に配置され、かつ、前記軸体の周方向に延びた、前記端子本体及び前記絶縁部材とは別体の第一シール部材と、
   前記絶縁部材と前記容器の前記壁部との間に配置され、かつ、前記周方向に延びた、前記絶縁部材及び前記壁部とは別体の第二シール部材と、を備え、
   前記絶縁部材は、前記第一シール部材の、前記軸体の軸方向における少なくとも一部を収容する空間を形成する第一収容部を有し、
   前記壁部は、前記第二シール部材の、前記軸方向における少なくとも一部を収容する空間を形成する第二収容部を有する、
   蓄電素子。
2. 前記第一シール部材及び前記第二シール部材は、前記軸方向から見た場合に、前記軸体の径方向で互いにずらされた位置に配置されている、
   請求項１記載の蓄電素子。
3. 前記径方向において、前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも前記軸体に近い位置に配置されている、
   請求項２記載の蓄電素子。
4. 前記径方向において、前記第二シール部材は、前記第一シール部材よりも前記軸体に近い位置に配置されている、
   請求項２記載の蓄電素子。
5. 前記壁部は、前記軸体が貫通する貫通孔が形成された薄肉部を有し、
   前記第二収容部は、前記薄肉部によって形成されている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電素子。

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