JP6123544B2 - 蓄電素子および蓄電素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池その他の電池などの蓄電素子に関する。

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの産業用大型電気機器への応用も進められている。

従来、非水電解二次電池には、容器内部に配置される電極体で生成された電力を取り出すために、電極体の正極および負極に電気的に接続され、容器内部に配置される集電部材と、容器外部の電極端子とを接続するための接続部がある。接続部は、電極端子に一体成形されており、容器内部の集電部材と、容器外部の電極端子とを接続するために、容器の蓋部を貫通している。このため、蓋部には、接続部が貫通するための貫通孔が設けられる。

容器は、金属で構成することが多く、接続部が絶縁なしに容器を貫通すれば、容器によって短絡されてしまうことになるため、容器の貫通孔が形成される部分と、電極端子、接続部、および集電部材とを絶縁する必要がある。また、容器には、電極体とともに電解液が収容されており、電解液が貫通孔から容器外部に漏れることを防ぐ必要がある。

従来の蓄電素子では、例えば特許文献１のように、容器と、電極端子、接続部、および集電部材とを絶縁し、かつ、容器の貫通孔から電解液が漏れることを防ぐために、容器の貫通孔が形成される部分において容器の外側および内側に渡って絶縁封止材が設けられる。絶縁封止材が容器の貫通孔が形成されている部分を容器の内側および外側にかけて覆った状態で、容器外部の電極端子および容器内部の集電部材が接続部により圧着されることにより、電極端子、接続部、および集電部材と容器との間の絶縁とシールとを両立させている。

特開２０１０−０９７８２２号公報

しかしながら、次のような場合に、十分なシールを維持できなくなる可能性が高い。一般的に、室温（例えば２５℃）よりも高温な温度（例えば８０℃）で、絶縁部材を圧縮したときに長い時間が経過するほど、絶縁部材によるシールが維持できなくなる。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、蓄電素子の電極端子付近のシール性を向上させることができ、かつ、シール性を維持することの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、容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、前記電極端子は、前記容器を貫通し、かつ、前記集電部材に接続される柱状の接続部と、前記接続部の端部であって前記容器の外側に配置される板状の端子本体とを有し、前記絶縁部材は、前記容器と、前記接続部および前記端子本体との間に配置されることにより、前記容器と前記電極端子とを絶縁し、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記端子本体の第二位置から、前記第二位置よりも前記接続部から遠い第一位置に向かうにしたがって、前記端子本体と前記容器との間隔が小さくなるように形成されている。

これによれば、電極端子の接続部から遠い方の位置である第一位置における端子本体と容器との間隔が狭くなっている。絶縁部材は、端子本体と容器とにより挟み込まれており、両者から押圧力を受ける。このため、高温環境下において絶縁部材が熱膨張したとしても、絶縁部材が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを抑制できる。これにより、絶縁部材が熱膨張しても所定の範囲内に絶縁部材を留めておくことができるため、電極端子付近のシール性を十分に維持することができる。また、端子本体および容器の少なくとも一方は、第一位置と第二位置との間において接続部から遠ざかるにしたがって、端子本体と容器との間隔が小さくなるように形成されている。絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置と第二位置との間における絶縁部材に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、絶縁部材が接続部よりも遠い方向に向かって膨張することを防ぐ力であって、接続部に近い方向に向けた力である。これにより、端子本体と容器との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体、容器、または絶縁部材の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することを防ぐことができる。

また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置における前記端子本体と前記容器との第一間隔が、前記第二位置における第二間隔の１／２よりも小さくてもよい。

これによれば、第一間隔が第二間隔の１／２よりも小さいため、高温環境下において絶縁部材が熱膨張したとしても、絶縁部材が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することをより確実に抑制できる。

また、容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、前記電極端子は、前記容器を貫通し、かつ、前記集電部材に接続される柱状の接続部と、前記接続部の端部であって前記容器の外側に配置される板状の端子本体とを有し、前記絶縁部材は、前記容器と、前記接続部および前記端子本体との間に配置されることにより、前記容器と前記電極端子とを絶縁し、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記端子本体の第一位置における前記端子本体と前記容器との第一間隔が、前記第一位置よりも前記接続部に近い第二位置における前記端子本体と前記容器との第二間隔の１／２よりも小さくなるように形成されていてもよい。

これによれば、端子本体および容器の少なくとも一方の形状は、第一位置における端子本体と容器との第一間隔が、第一位置よりも接続部に近い第二位置における端子本体と容器との第二間隔の１／２よりも小さい。絶縁部材は、端子本体と容器とにより挟み込まれており、両者から押圧力を受ける。つまり、絶縁部材が配置される空間は、当該押圧力の方向と交差する方向において、電極端子の接続部から遠い方の位置である第一位置における端子本体と容器との間隔が狭くなっている。このため、高温環境下において絶縁部材が熱膨張したとしても、絶縁部材が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを確実に抑制できる。これにより、絶縁部材が熱膨張しても所定の範囲内に絶縁部材を留めておくことができるため、電極端子付近のシール性を十分に維持することができる。

また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、少なくとも、前記端子本体における前記接続部から最も遠い部分と前記容器との間隔が、前記端子本体における前記接続部に最も近い部分と前記容器との間隔よりも小さくなるように形成されていてもよい。

これによれば、端子本体の接続部から最も遠い部分における容器との間隔が、端子本体の接続部から最も近い部分における容器との間隔よりも小さいため、端子本体と容器との間に配置される絶縁部材の全体に対して、絶縁部材の膨張を抑制することができる。これにより、より多くの絶縁部材の膨張を抑制できるため、電極端子付近のシール性をより十分に維持することができる。

また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置と前記第二位置との間において、前記端子本体の前記容器側の面が、前記容器の前記端子本体側の面に対して直線状に傾斜していてもよい。

これによれば、端子本体の容器側の面が、容器の端子本体側の面に対して直線状に傾斜している。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置と第二位置との間の絶縁部材に対して、接続部に近い方向に向けた力を少なくとも第一位置と第二位置との間において均等にさせることができる。このように、第一位置と第二位置との間においては、端子本体、容器、または絶縁部材に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することをより効果的に防ぐことができる。

また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置を含む第一領域における前記第一間隔と、前記第二位置を含む第二領域における前記第二間隔とが段階的に異なってもよい。

これによれば、端子本体および容器の少なくとも一方の形状が、第一領域における第一間隔と第二領域における第二間隔とが段階的に異なるように形成される。このため、端子本体および容器の少なくとも一方において、第一間隔が狭くなるような形状を容易に製造することができる。

また、前記容器は、前記接続部と対向する部分において、前記容器の第三位置における前記接続部と前記容器との第三間隔が、前記第三位置よりも前記容器の外方側にある第四位置における前記接続部と前記容器との第四間隔よりも小さくなるように形成されていてもよい。

これによれば、容器の形状は、第三位置における接続部と容器との第三間隔が、第三位置よりも容器の外方側にある第四位置における接続部と容器との第四間隔よりも小さい。絶縁部材は、接続部と容器とにより挟み込まれており、熱膨張したときに絶縁部材は全ての方向に膨張しようとする。このとき、容器の内方側の位置である第三位置での第三間隔が第四間隔よりも狭いため、絶縁部材が熱膨張したとしても、絶縁部材が容器の内方側に膨張することを抑制できる。これにより、絶縁部材が熱膨張したときに、接続部の軸方向においても所定の範囲内に絶縁部材を留めておくことができるため、電極端子付近のシール性を十分に維持することができる。

また、前記容器は、前記第四位置から前記第三位置に向かうにしたがって、前記接続部と前記容器との間隔が小さくなるように形成されていてもよい。

これによれば、容器は、第三位置と第四位置との間において端子本体から遠ざかるにしたがって、接続部と容器との間隔が小さくなるように形成されている。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置と第四位置との間における絶縁部材に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、絶縁部材が容器の内方に向かって膨張することを防ぐ力であって、端子本体に近い方向に向けた力である。これにより、接続部と容器との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体、容器、または絶縁部材の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することを防ぐことができる。

また、前記容器は、前記第三位置と前記第四位置との間において、前記容器の前記接続部に対向している面が、前記接続部の表面に対して直線状に傾斜していてもよい。

これによれば、容器の接続部側の面が、接続部の表面に対して直線状に傾斜している。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置と第四位置との間の絶縁部材に対して、接続部に近い方向に向けた力を少なくとも第三位置と第四位置との間において均等にさせることができる。このように、第三位置と第四位置との間においては、端子本体、容器、または絶縁部材に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することを防ぐことができる。

また、前記電極端子は、前記絶縁部材と前記容器とを圧着することにより、前記容器の貫通孔が形成される部分と前記端子本体との間を前記絶縁部材で密閉してもよい。

これによれば、絶縁部材および容器は電極端子により圧着されることにより、容器の貫通孔が形成される部分と端子本体との間が絶縁部材で密閉されている。このため、絶縁部材は、電極端子により端子本体と容器との間で常に押圧力が加えられた状態である。このような常に押圧力が加えられ、熱膨張したときに押圧力に交差する方向に膨張しやすいような状態の絶縁部材であっても、押圧力に交差する方向の先の空間が狭くなっているため、絶縁部材の当該方向への膨張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、蓄電素子の電極端子付近のシール性を向上させることができ、かつ、シール性を維持することができる。

本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の外観を示す斜視図である。 非水電解質二次電池の模式的な構成を示す分解斜視図である。 図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。 変形例（１）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。 変形例（２）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。 変形例（３）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。 室温から高温な温度似変化したときに発生する現象について説明するための図である。 ３種類のＰＰＳ材料に所定圧力をかけた状態で８０℃に加熱し、所定時間放置した後の残存圧縮率について実験した結果を示すグラフである。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、蓄電素子に関して以下の問題が生じることを見出した。

室温（例えば２５℃）よりも高温な温度（例えば８０℃）で、絶縁部材を圧縮したときに長い時間が経過するほど、絶縁部材によるシールが維持できなくなる。このメカニズムについて図７、８を用いて説明する。

図７は、室温から高温な温度似変化したときに発生する現象について説明するための図である。

例えば、図７の（ａ）のように、蓄電素子での絶縁部材と同様に、絶縁部材を構成する材料であるＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）材料５００に２枚の板状部材５１０で挟み込むことにより所定の圧力をかけた状態とする。このとき、２枚の板状部材５１０の間隔が所定間隔ｄ１０に維持されるように規制部材５２０を２枚の板状部材５１０の間に挟み込む。つまり、ＰＰＳ材料５００は、所定の圧力が加えられる前の状態では、所定間隔ｄ１０よりもその幅が大きい材料である。次に、図７の（ｂ）のように、高温な温度である８０℃とする。この場合、ＰＰＳ材料５００は、上下方向から圧縮されているため、上下方向に交差する左右方向に熱膨張する。そして、図７の（ｃ）のように、室温に冷却した場合、ＰＰＳ材料５００は、左右方向だけで無く上下方向にも収縮する。この結果、ＰＰＳ材料５００でのシールが維持できなくなる。

図８は、３種類のＰＰＳ材料に所定圧力をかけた状態で８０℃に加熱し、所定時間放置した後の残存圧縮率について実験した結果を示すグラフである。なお、ここでいう「残存圧縮率」とは、所定時間後に室温（２５℃）および所定の圧力を０とした場合の圧縮方向におけるＰＰＳ材料の幅（以下、「所定時間後幅」という）から所定の圧力をかけた直後における圧縮方向のＰＰＳの幅（以下、「初期幅」という）を減じた差を、所定時間後幅で除した値である。つまり、残存圧縮率が０に近くなるほど、ＰＰＳ材料からの押圧力が減少することになり、残存圧縮率が負になる場合には、完全にシールされていない状態となる。

図８に示すように、材料Ａおよび材料Ｂは、残存圧縮率が０に近づいており、十分なシールが維持できていない。また、材料Ｃでは、残存圧縮率が負の値となっており、完全にシールされていない状態となっている。

このようなメカニズムにより、特許文献１の技術では、特に高温環境下で使用される場合に、電極端子付近のシールを維持することが難しい。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体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および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の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、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の外観を示す斜視図である。図２は、非水電解質二次電池の模式的な構成を示す分解斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態の蓄電素子１００は、容器１１０と、容器１１０内に収容される電極体１７０と、電極端子１３０と、電極端子１３０と電極体１７０とを電気的に接続する集電部材１６０と、容器１１０と電極端子１３０とを絶縁する外部絶縁封止材１２０と、容器１１０と集電部材１６０とを絶縁する内部絶縁封止材１５０とを備える。

容器１１０は、蓋部１１１と容器本体１１２とから構成される。蓋部１１１は、Ｙ軸方向（後述参照）に長い長尺板状の部材である。容器本体１１２は、矩形筒状の部材の一端に開口部１１４を有し、他端に底を有する部材である。なお、本実施の形態では、容器本体１１２と蓋部１１１との並び方向を上下方向（図１ではＺ軸方向）とし、正極端子と負極端子との並び方向を左右方向（図１ではＹ軸方向）とし、上下方向および左右方向に垂直な方向を前後方向（図１ではＸ軸方向）と定義する。

蓋部１１１は、長手方向の両端部に、電極端子１３０に貫通される貫通孔１１３が形成されている。なお、図１においては、正極側の貫通孔１１３のみを示し、負極側の貫通孔は後述する絶縁封止材の陰に隠れるため図示されない。

電極体１７０は、帯状の電極である正極と負極との間にセパレータが挟み込まれるように積層しつつ全体が長円筒形に捲回されて形成される。電極体１７０は、捲回軸方向がＹ軸方向に一致し、かつ、断面の長円形状の長軸がＺ軸方向に一致するような向きで容器１１０内に収納される。正極および負極は、捲回軸方向に互いに位置をずらして、捲回軸を中心に長円筒形に捲回されている。電極体１７０は、その両端において、正極および負極のそれぞれが所定の幅でセパレータから電極体１７０の捲回軸方向（Ｙ軸方向）外側に向けて突出している突出部１７１、１７２を有する。つまり、電極体１７０は、捲回軸方向の一端において正極がセパレータから突出している正極側の突出部１７１と、他端において負極がセパレータから突出している負極側の突出部１７２とを有する。更に、正極側の突出部１７１および負極側の突出部１７２は、活物質が形成されておらず、基材である金属箔が露出している。つまり、正極側の突出部１７１は、正極活物質層が形成されていない正極基材であるアルミニウム箔が露出しており、負極側の突出部１７２は、負極活物質層が形成されていない負極基材である銅箔が露出している。正極側の突出部１７１および負極側の突出部１７２には、正極側の集電部材１６０および負極側の集電部材１６４がそれぞれ電気的に接続される。

集電部材１６０の上側の端部は、電極体１７０の上側の表面と平行（つまり、Ｘ−Ｙ平面に平行）な板状の構成（後述する板部１６１）を有し、当該板状の構成には貫通孔１６２が形成されている。また、集電部材１６０は、電極体１７０の捲回軸方向の一端である正極側の突出部１７１において超音波溶接等により接続、固定される構成（後述する腕部１６３）を有する。なお、負極側の集電部材１６４も同様の構成を有し、銅または銅合金で形成される。正極側の集電部材１６０および負極側の集電部材１６４は、同じ構成であるため、以下では、正極側の集電部材１６０のみについて説明し、負極側の集電部材１６４の説明は省略する。

内部絶縁封止材１５０は、蓋部１１１と集電部材１６０との間に配置されることにより、容器１１０と集電部材１６０とを絶縁する絶縁部材である。つまり、内部絶縁封止材１５０は、容器１１０の内部に配置されて、集電部材１６０を介して電気的に接続されている電極体１７０から容器１１０を絶縁するための絶縁部材である。また、内部絶縁封止材１５０は、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３に対して電極端子１３０および外部絶縁封止材１２０とともに圧着されることにより、当該貫通孔１１３を密閉するための封止材（パッキン）としても機能する。内部絶縁封止材１５０は、合成樹脂等により構成され、絶縁性および弾性を備える。内部絶縁封止材１５０には、蓋部１１１の貫通孔１１３および集電部材１６０の貫通孔１６２とともに、後述する電極端子１３０の接続部１３２によって貫通される貫通孔１５１が形成されている。

外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０の端子本体１３１（後述参照）と蓋部１１１との間に配置されることにより、電極端子１３０と容器１１０とを絶縁する絶縁部材である。つまり、外部絶縁封止材１２０は、容器１１０の外部に配置されて、電極端子１３０および集電部材１６０を介して電気的に接続されている電極体１７０から容器１１０を絶縁するための絶縁部材である。また、外部絶縁封止材１２０は、端子本体１３１および容器１１０の蓋部１１１との間に渡って配置される部材であり、かつ、接続部１３２および容器１１０の蓋部１１１の貫通孔１１３が形成されている部分との間に渡って配置されている部材である。また、外部絶縁封止材１２０は、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３に対して電極端子１３０および内部絶縁封止材１５０とともに圧着されることにより、当該貫通孔１１３を密閉するための封止材（パッキン）としても機能する。外部絶縁封止材１２０は、蓋部１１１の上側に配置され、貫通孔１２４が形成される板状の板部１２１と、板部１２１の貫通孔１２４が形成される部分から連続して形成され、板部１２１の下方に延びる筒状の筒部１２３とを有する。つまり、外部絶縁封止材１２０は、筒部１２３と、筒部１２３の軸に交差する方向であって筒部１２３の外側の方向に向かって拡がる板部１２１とを有する。

外部絶縁封止材１２０は、内部絶縁封止材１５０と同様の合成樹脂製の部材である。外部絶縁封止材１２０に形成される貫通孔１２４は、蓋部１１１に形成される貫通孔１１３、内部絶縁封止材１５０に形成される貫通孔１５１および集電部材１６０に形成される貫通孔１６２とともに、後述する電極端子１３０の接続部１３２によって貫通される。

また、外部絶縁封止材１２０の筒部１２３は、蓋部１１１と対向する側（つまり板部１２１の下側）に形成されており、貫通孔１２４と筒部１２３の内縁とは一致している。また、筒部１２３は、貫通孔１１３、１５１に対応した外形を有し、貫通孔１１３、１５１に嵌り込むようになっている。したがって、筒部１２３は、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３と電極端子１３０の接続部１３２との間に挟み込まれる。つまり、外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０の端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間に挟み込まれ、かつ、電極端子１３０の接続部１３２と容器１１０の貫通孔１１３を形成する部分との間に挟み込まれることにより、電極端子１３０と容器１１０とを絶縁する。さらに、外部絶縁封止材１２０の板部１２１の上側には枠体１２２が形成されており、枠体１２２は板部１２１に形成される貫通孔１２４の外側に形成されている。

電極端子１３０は、容器１１０を貫通し、かつ、集電部材１６０に接続される柱状の接続部１３２と、接続部１３２の端部であって容器１１０の外側に配置される板状の端子本体１３１とを有する。なお、接続部１３２は、容器１１０の内方に向かって延びている。端子本体１３１は、その外縁の形状が枠体１２２の内縁の形状に対応した平面形状である。接続部１３２は、端子本体１３１と集電部材１６０とを電気的に接続するとともに、蓋部１１１と電極体１７０とを機械的に接合する役割を果たす。また、正極側に配置される電極端子１３０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成され、負極側に配置される電極端子は、銅または銅合金から構成される。

電極端子１３０は、具体的には、図示しない外部負荷（つまり、蓄電素子１００の電気エネルギーを消費する機器）の端子が端子本体１３１の表面に溶接固定されることにより、蓄電素子１００と外部負荷との電気的な接続を完成するための部材である。あるいは、電極端子１３０は、図示しない複数の蓄電素子１００を並べて配置した状態で、バスバーなどの導電部材により各電池の端子本体１３１が溶接固定されることにより、蓄電素子１００同士の電気的な接続を完成するための部材である。

なお、電極端子１３０は、端子本体１３１と接続部１３２とが鍛造、鋳造等によって同一の素材から構成されていてもよい。また、電極端子１３０は、端子本体１３１と接続部１３２とがそれぞれ独立しており、端子本体１３１と接続部１３２とを構成する２つの異種または同種材料の素材を一体成形することにより構成されていてもよい。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る非水電解質二次電池の電極端子周辺の構成をさらに詳細に説明する。なお、図３は、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。

図３に示すように、蓄電素子１００の電極端子１３０周辺の構成は、上から電極端子１３０、外部絶縁封止材１２０、蓋部１１１、内部絶縁封止材１５０、集電部材１６０の板部１６１の順に積層されている。外部絶縁封止材１２０は、板部１２１と、蓋部１１１と、内部絶縁封止材１５０とが重なり、かつ、筒部１２３が蓋部１１１に形成される貫通孔１１３および内部絶縁封止材１５０に形成される貫通孔１５１に貫通した状態で配置される。筒部１２３の端面は、内部絶縁封止材１５０の下面と同一面上にあり内部絶縁封止材１５０の下面とともに集電部材１６０の板部１６１の上面に接している。そして、外部絶縁封止材１２０の筒部１２３の内周の形状と、集電部材１６０の貫通孔１６２とは、同じサイズ、かつ、同じ形状である。また、筒部１２３と貫通孔１６２とは電極端子１３０の接続部１３２に貫通されている。つまり、接続部１３２の外周と、筒部１２３の内周、および、貫通孔１６２が形成される部分とは、互いに接触した状態となる。そして、電極端子１３０の接続部１３２は、外部絶縁封止材１２０の筒部１２３および集電部材１６０に形成される貫通孔１６２を貫通した状態で、その先端がかしめられ、かしめ端１３３が整形される。つまり、かしめ端１３３は、電極端子１３０において、接続部１３２の端子本体１３１とは反対側の端部がかしめられることにより形成され、筒部１２３の内径、集電部材１６０の貫通孔１６２の径よりも外径が大きい。

かしめ端１３３の外径は各貫通孔１２４、１１３、１５１、１６２の径より大きいため、外部絶縁封止材１２０、蓋部１１１、内部絶縁封止材１５０および集電部材１６０は電極端子１３０の端子本体１３１とかしめ端１３３とにより挟まれることで互いに圧着され、一体的に固定される。これにより、電極端子１３０は、外部絶縁封止材１２０と容器１１０の蓋部１１１とを圧着することにより、容器１１０の貫通孔１１３が形成される部分と電極端子１３０との間を外部絶縁封止材１２０および内部絶縁封止材１５０で密閉する。また、電極端子１３０は、接続部１３２およびかしめ端１３３が集電部材１６０により接しているため、蓋部１１１を貫通した状態で集電部材１６０と電気的に接続される。なお、接続部１３２の側面は外部絶縁封止材１２０の筒部１２３によって覆われているため、蓋部１１１と接続部１３２との間は絶縁状態が確保されている。

次に、各部の個別の構成を説明する。

図３に示すように、電極端子１３０の端子本体１３１は、第一間隔ｄ１が、第二間隔ｄ２の１／２よりも小さくなるように形成されている。なお、第一間隔ｄ１は、端子本体１３１の第一位置Ｐ１における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔である。また、第二間隔ｄ２は、第一位置Ｐ１よりも接続部１３２に近い第二位置Ｐ２における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔である。

なお、本実施の形態において、第一位置Ｐ１は、端子本体１３１上の位置であって、接続部１３２から最も遠い位置である。また、本実施の形態において、第二位置Ｐ２は、端子本体１３１上の位置であって、接続部１３２に最も近い位置である。また、端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔とは、本実施の形態では、端子本体１３１の下面と、蓋部１１１の上面（当該上面と一致している平面全て）との間の間隔である。

なお、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２とは、それぞれ、上記のように接続部１３２から最遠の位置、最近の位置に限らずに、第一位置が第二位置よりも接続部１３２から遠い位置であればよい。つまり、このような場合であっても第一位置における第一間隔は、第二位置における第二間隔よりも小さい。この場合に、さらに、第一位置とは別の位置である端子本体１３１における接続部１３２から最も遠い位置における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔が、第二位置とは別の位置である端子本体１３１における接続部１３２に最も近い位置における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔よりも小さい構成としてもよい。

また、端子本体１３１は、第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に向かうにしたがって、端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔が小さくなるように形成されている。より具体的には、端子本体１３１は、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間において、端子本体１３１の容器１１０の蓋部１１１側の面１３１ａが、容器１１０の端子本体１３１側の面１１１ａ（つまり上面）に対して直線状に傾斜している。また、外部絶縁封止材１２０の端子本体１３１側の面１２１ａは、端子本体１３１の容器１１０の蓋部１１１側の面１３１ａに対応した傾斜を有する。

また、容器１１０の蓋部１１１は、接続部１３２と対向する部分（つまり、貫通孔１１３が形成されている部分）において、第三間隔ｄ３が、第四間隔ｄ４よりも小さくなるように形成されている。なお、第三間隔ｄ３は、容器１１０の蓋部１１１の第三位置Ｐ３における接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との間隔である。また、第四間隔ｄ４は、第三位置Ｐ３よりも容器１１０の蓋部１１１の外方側にある第四位置Ｐ４における接続部１３２と容器との間隔である。つまり、容器１１０の蓋部１１１に形成される貫通孔１１３は、容器１１０の内方に向かうにしたがってその直径が小さくなるように形成されている。

なお、本実施の形態において、第三位置Ｐ３は、容器１１０の蓋部１１１上の位置であって、容器１１０の蓋部１１１の最も外方側の位置である。また、本実施の形態において、第四位置Ｐ４は、容器１１０の蓋部１１１上の位置であって、容器１１０の蓋部１１１の最も内方側の位置である。なお、第三位置と第四位置とは、それぞれ、上記のように容器１１０の蓋部１１１の最外方の位置、最内方の位置に限らずに、第三位置が第四位置よりも外側の位置であればよい。

また、容器１１０の蓋部１１１は、第四位置Ｐ４から第三位置Ｐ３に向かうにしたがって、接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との間隔が小さくなるように形成されている。より具体的には、容器１１０の蓋部１１１は、第三位置Ｐ３と第四位置Ｐ４との間において、容器１１０の蓋部１１１の接続部１３２に対向している面１１１ｂが、接続部１３２の表面１３２ａに対して直線状に傾斜している。

（特徴）
本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、端子本体１３１の形状は、第一位置Ｐ１における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との第一間隔ｄ１が、第一位置Ｐ１よりも接続部１３２に近い第二位置Ｐ２における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との第二間隔ｄ２よりも小さい。外部絶縁封止材１２０は、端子本体１３１と容器１１０とにより挟み込まれており、両者から押圧力を受ける。つまり、外部絶縁封止材１２０が配置される空間は、当該押圧力の方向と交差する方向において、電極端子１３０の接続部１３２から遠い方の位置である第一位置Ｐ１における端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔が狭くなっている。このため、高温環境下において外部絶縁封止材１２０が熱膨張したとしても、外部絶縁封止材１２０が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを抑制できる。これにより、外部絶縁封止材１２０が熱膨張しても所定の範囲内に外部絶縁封止材１２０を留めておくことができるため、電極端子１３０付近のシール性を十分に維持することができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、外部絶縁封止材１２０は、端子本体１３１および容器１１０の蓋部１１１の間に渡って配置される。また、外部絶縁封止材１２０は、接続部１３２および容器１１０の蓋部１１１の間に渡って配置される。つまり、外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０（端子本体１３１および接続部１３２）および容器１１０の蓋部１１１の間に隙間なく充填されている。このため、電極端子１３０付近のシール性を向上させることができる。また、外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０および容器１１０の蓋部１１１の間に隙間無く充填されているため、熱膨張したときに押圧力の方向と交差する方向に膨張しやすい。しかしながら、外部絶縁封止材１２０が配置される空間は、当該押圧力の方向と交差する方向において、電極端子１３０の端子本体１３１および接続部１３２から遠ざかるほど端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔および接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との間隔が狭くなっているため、外部絶縁封止材１２０が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを抑制できる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、端子本体１３１は、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間において接続部１３２から遠ざかるにしたがって、端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔が小さくなるように形成されている。このため、外部絶縁封止材１２０の熱膨張時に、外部絶縁封止材１２０が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間における外部絶縁封止材１２０に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、外部絶縁封止材１２０が接続部１３２よりも遠い方向に向かって膨張することを防ぐ力であって、接続部１３２に近い方向に向けた力である。これにより、端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０が破損することを防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、端子本体１３１の容器１１０の蓋部１１１側の面１３１ａが、容器１１０の蓋部１１１の端子本体１３１側の面１１１ａに対して直線状に傾斜している。このため、外部絶縁封止材１２０の熱膨張時に、外部絶縁封止材１２０が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間の外部絶縁封止材１２０に対して、接続部１３２に近い方向に向けた力を少なくとも第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間において均等にさせることができる。このように、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間においては、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０が破損することをより効果的に防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、容器１１０の蓋部１１１の形状は、第三位置Ｐ３における接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との第三間隔ｄ３が、第三位置Ｐ３よりも容器１１０の蓋部１１１の外方側にある第四位置Ｐ４における接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との第四間隔ｄ４よりも小さい。外部絶縁封止材１２０は、接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１とにより挟み込まれており、熱膨張したときに外部絶縁封止材１２０は押圧力の方向に交差する方向に膨張しようとする。このとき、容器１１０の蓋部１１１の内方側の位置である第三位置Ｐ３での第三間隔ｄ３が第四間隔ｄ４よりも狭いため、外部絶縁封止材１２０が熱膨張したとしても、外部絶縁封止材１２０が容器１１０の蓋部１１１の内方側に膨張することを抑制できる。これにより、外部絶縁封止材１２０が熱膨張したときに、接続部１３２の軸方向においても所定の範囲内に外部絶縁封止材１２０を留めておくことができるため、電極端子１３０付近のシール性を十分に維持することができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、容器１１０の蓋部１１１は、第三位置Ｐ３と第四位置Ｐ４との間において端子本体１３１から遠ざかるにしたがって、接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との間隔が小さくなるように形成されている。このため、外部絶縁封止材１２０の熱膨張時に、外部絶縁封止材１２０が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置Ｐ３と第四位置Ｐ４との間における外部絶縁封止材１２０に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、外部絶縁封止材１２０が容器１１０の内方に向かって膨張することを防ぐ力であって、端子本体１３１に近い方向に向けた力である。これにより、接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０が破損することを防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、容器１１０の蓋部１１１の接続部１３２側の面１１１ｂが、接続部１３２の表面１３２ａに対して直線状に傾斜している。このため、外部絶縁封止材１２０の熱膨張時に、外部絶縁封止材１２０が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置Ｐ３と第四位置Ｐ４との間の外部絶縁封止材１２０に対して、接続部１３２に近い方向に向けた力を少なくとも第三位置Ｐ３と第四位置Ｐ４との間において均等にさせることができる。このように、第三位置Ｐ３と第四位置Ｐ４との間においては、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体１３１、容器１１０の蓋部１１１、または外部絶縁封止材１２０が破損することを防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、外部絶縁封止材１２０および容器１１０の蓋部１１１は電極端子１３０により圧着されることにより、容器１１０の蓋部１１１の貫通孔１１３が形成される部分と端子本体１３１との間が外部絶縁封止材１２０で密閉されている。このため、外部絶縁封止材１２０は、電極端子１３０により端子本体１３１と容器１１０の蓋部１１１との間で常に押圧力が加えられた状態である。このような常に押圧力が加えられ、熱膨張したときに押圧力に交差する方向に膨張しやすいような状態の外部絶縁封止材１２０であっても、押圧力に交差する方向の先の空間が狭くなっているため、外部絶縁封止材１２０の当該方向への膨張を抑制することができる。

（変形例）
以上、本発明の蓄電素子について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を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。

（１）
上記実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、端子本体１３１は、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間において、端子本体１３１の容器１１０の蓋部１１１側の面１３１ａが容器１１０の蓋部１１１の端子本体１３１側の面１１１ａに対して直線状に傾斜しているが、直線状に傾斜することに限らない。

例えば、図４に示す電極端子２３０の端子本体２３１としてもよい。図４は、変形例（１）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。図４に示すように、端子本体２３１は、第一位置Ｐ１１を含む第一領域Ｒ１における第一間隔ｄ１１と、第二位置Ｐ１２を含む第二領域Ｒ２における第二間隔ｄ２とが段階的に異なるように形成されてもよい。つまり、端子本体２３１には、第一領域Ｒ１において、その下部に下方に延びる凸部２３１ａを有する。また、この場合の外部絶縁封止材２２０の板部２２１には、端子本体２３１の凸部２３１ａと対向する位置に、凸部２３１ａが嵌合するための凹部２２１ａが形成されている。なお、図４では、図３と同じ構成のものには同じ符号を付している。

これによれば、端子本体２３１の形状が、第一領域Ｒ１における第一間隔ｄ１１と第二領域Ｒ２における第二間隔ｄ１２とが段階的に異なるように形成される。このため、端子本体２３１において、第一間隔ｄ１１が狭くなるような形状を容易に製造することができる。

（２）
また、例えば、図５に示す電極端子３３０の端子本体３３１としてもよい。図５は、変形例（２）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。図５に示すように、端子本体３３１は、第二位置Ｐ２２から第一位置Ｐ２１に向かうにしたがって、端子本体３３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔が徐々に小さくなるように形成されている。つまり、端子本体３３１は、端子本体３３１と容器１１０の蓋部１１１との間隔が第二位置Ｐ２２から第一位置Ｐ２１に向かうにしたがって単調減少していればよい。なお、図５では、図３と同じ構成のものには同じ符号を付している。

（３）
また、上記実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、容器１１０の蓋部１１１は、接続部１３２と対向する部分において、容器１１０の蓋部１１１の第三位置Ｐ３における接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との第三間隔ｄ３が、第三位置Ｐ３よりも容器１１０の蓋部１１１の外方側にある第四位置Ｐ４における接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との第四間隔ｄ４よりも小さくなるように形成されているが、これに限らない。例えば、図６に示すような容器４１０の蓋部４１１としてもよい。図６は、変形例（３）において、図１の非水電解質二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。図６に示す容器４１０の蓋部４１１のように、第三位置Ｐ１３における接続部１３２と容器１１０の蓋部１１１との第三間隔ｄ１３と、第三位置Ｐ１３よりも容器４１０の蓋部４１１の外方側にある第四位置Ｐ１４における接続部１３２と容器４１０の蓋部４１１との第四間隔ｄ１４とが等しい形状であってもよい。つまり、容器４１０の蓋部４１１に形成される貫通孔４１３は、容器４１０の内方側の位置であっても外方側の位置であっても等しい直径である。なお、図６では、図３と同じ構成のものには同じ符号を付している。

（４）
また、上記実施の形態に係る蓄電素子１００および上記の各変形例によれば、端子本体１３１の形状（具体的には、厚み）が、第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間で異なることにより、第一間隔ｄ１と第二間隔ｄ２とが異なるように形成されているが、これに限らない。例えば、容器の蓋部の形状が、第二位置から第一位置に向かうにしたがって、端子本体に近づくような形状としてもよい。

本発明は、蓄電素子の電極端子付近のシール性を向上させることができ、かつ、シール性を維持することのできる蓄電素子等として有用である。

１００ 蓄電素子
１１０、４１０ 容器
１１１、４１１ 蓋部
１１１ａ 面
１１１ｂ 面
１１２ 容器本体
１１３、４１３ 貫通孔
１１４ 開口部
１２０、２２０ 外部絶縁封止材
１２１、２２１ 板部
１２１ａ 面
１２２ 枠体
１２３ 筒部
１２４ 貫通孔
１３０、２３０、３３０ 電極端子
１３１、２３１、３３１ 端子本体
１３１ａ 面
１３２ 接続部
１３２ａ 表面
１３３ かしめ端
１５０ 内部絶縁封止材
１５１ 貫通孔
１６０、１６４ 集電部材
１６１ 板部
１６２ 貫通孔
１６３ 腕部
１７０ 電極体
１７１、１７２ 突出部
２２１ａ 凹部
２３１ａ 凸部
５００ ＰＰＳ材料
５１０ 板状部材
５２０ 規制部材

Claims (10)

1. 容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、
   前記電極端子は、前記容器を貫通し、かつ、前記集電部材に接続される柱状の接続部と、前記接続部の端部であって前記容器の外側に配置される板状の端子本体とを有し、
   前記絶縁部材は、
   前記容器と、前記接続部および前記端子本体との間に配置されることにより、前記容器と前記電極端子とを絶縁し、
   前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記端子本体の第二位置から、前記第二位置よりも前記接続部から遠い第一位置に向かうにしたがって、前記端子本体と前記容器との間隔が小さくなるように形成されており、
   前記容器は、前記接続部と対向する部分において、前記容器の第三位置における前記接続部と前記容器との第三間隔が、前記第三位置よりも前記容器の外方側にある第四位置における前記接続部と前記容器との第四間隔よりも小さくなるように形成されている
   蓄電素子。
2. 前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置における前記端子本体と前記容器との第一間隔が、前記第二位置における第二間隔の１／２よりも小さい
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、
   前記電極端子は、前記容器を貫通し、かつ、前記集電部材に接続される柱状の接続部と、前記接続部の端部であって前記容器の外側に配置される板状の端子本体とを有し、
   前記絶縁部材は、
   前記容器と、前記接続部および前記端子本体との間に配置されることにより、前記容器と前記電極端子とを絶縁し、
   前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記端子本体の第一位置における前記端子本体と前記容器との第一間隔が、前記第一位置よりも前記接続部に近い第二位置における前記端子本体と前記容器との第二間隔の１／２よりも小さくなるように形成されており、
   前記容器は、前記接続部と対向する部分において、前記容器の第三位置における前記接続部と前記容器との第三間隔が、前記第三位置よりも前記容器の外方側にある第四位置における前記接続部と前記容器との第四間隔よりも小さくなるように形成されている
   蓄電素子。
4. 前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、少なくとも、前記端子本体における前記接続部から最も遠い部分と前記容器との間隔が、前記端子本体における前記接続部に最も近い部分と前記容器との間隔よりも小さくなるように形成されている
   請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置と前記第二位置との間において、前記端子本体の前記容器側の面が、前記容器の前記端子本体側の面に対して直線状に傾斜している
   請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置を含む第一領域における前記第一間隔と、前記第二位置を含む第二領域における前記第二間隔とが段階的に異なる
   請求項３に記載の蓄電素子。
7. 前記容器は、前記第四位置から前記第三位置に向かうにしたがって、前記接続部と前記容器との間隔が小さくなるように形成されている
   請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
8. 前記容器は、前記第三位置と前記第四位置との間において、前記容器の前記接続部に対向している面が、前記接続部の表面に対して直線状に傾斜している
   請求項７に記載の蓄電素子。
9. 前記電極端子は、前記絶縁部材と前記容器とを圧着することにより、前記容器の貫通孔が形成される部分と前記端子本体との間を前記絶縁部材で密閉する
   請求項１から８のいずれか１項に記載の蓄電素子。
10. 容器と、
    前記容器内に収納される電極体と、
    前記電極体と電気的に接続される集電部材と、
    前記容器を貫通し、かつ、前記集電部材に接続される柱状の接続部と、前記接続部の端部であって前記容器の外側に配置される板状の端子本体とを有する電極端子と、
    前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子の製造方法であって、
    前記端子本体は、前記端子本体の前記接続部から離れた位置において、前記容器側に突出する凸部を有し、
    前記絶縁部材は、前記凸部と対向する位置に、前記凸部が嵌合するための凹部を有し、
    前記製造方法は、
    前記絶縁部材を、前記容器の外側に配置し、
    前記容器と、前記接続部および前記端子本体との間に前記絶縁部材が配置され、かつ、前記凸部が前記凹部に嵌合するように、前記電極端子を配置し、
    前記電極端子の前記接続部の前記端子本体とは反対側の端部を前記集電部材に固定することにより、前記電極端子と、前記絶縁部材と、前記容器とを固定する
    蓄電素子の製造方法。

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