JP6191336B2 - 蓄電素子、蓄電モジュール及び容器 - Google Patents

Description

本発明は、容器を備える蓄電素子、当該蓄電素子を備える蓄電モジュール、及び当該蓄電素子に備えられる容器に関する。

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を動力源に用いた電気自動車の開発が進められている。そして、このような蓄電素子においては、一般的に、金属製の容器を備えている。

ここで、当該蓄電素子において、他の蓄電素子の容器やその他の金属製の部材に接触した場合に、電気的短絡が生じる虞がある。このため、当該短絡を防ぐために、容器の表面に絶縁層を配置した蓄電素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１２８０８２号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、容器の表面に配置した絶縁層の厚みが局所的に厚くなる場合があり、この場合には、当該蓄電素子を他の部材と隣接して配置する際に無駄なスペースが生じるため、省スペース化を図ることができないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、容器の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる蓄電素子、蓄電モジュール及び容器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、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、容器本体と、前記容器本体の外面に形成された絶縁性を有する第一絶縁層とを備え、前記第一絶縁層は、先端に向けて厚みが薄くなるように形成された端部である第一端部を有する。

ここで、蓄電素子の容器本体の外面に絶縁層を塗装などによって形成する場合には、絶縁層の先端の厚みが厚くなりやすい。そして、当該先端の厚みによって、蓄電素子の隣に他の蓄電素子やその他の部材を配置する場合などに、無駄なスペースが生じる。このため、第一絶縁層の第一端部を、先端に向けて厚みが薄くなるように形成することで、容器の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる。

また、前記第一端部は、先端に向けて厚みが薄くなるように前記容器本体の外面に対して傾斜した第一傾斜面を有することにしてもよい。

これによれば、第一絶縁層の第一端部に傾斜面を形成することで、先端に向けて厚みが薄くなるような第一端部の形状を容易に形成することができる。

また、前記容器本体には、開口部が形成されるとともに、前記容器は、さらに、前記開口部を閉塞する蓋体を有し、前記第一端部は、前記容器本体の外面の前記開口部側に形成された端部であることにしてもよい。

これによれば、容器本体の開口部を閉塞する蓋体を有した蓄電素子において、容器の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる。

また、さらに、前記第一絶縁層の前記開口部側に配置される絶縁性を有する第二絶縁層を備え、前記第二絶縁層は、前記第一端部に重なるように配置される第二端部を有することにしてもよい。

これによれば、第一絶縁層の第一端部に第二絶縁層の第二端部を重ねて配置することで、容器本体の露出した部分の絶縁性を確保することができる。また、厚みが薄い第一端部に第二端部を配置することで、第二端部を配置した部分の厚みが局所的に厚くなるのを抑制し、省スペース化を図ることができる。

また、前記第二端部は、前記開口部とは反対方向に向けて厚みが薄くなるように形成されることにしてもよい。

これによれば、容器本体の開口部に向けて厚みが薄くなるように形成された第一端部に、当該開口部とは反対方向に向けて厚みが薄くなるように第二端部を形成することで、第二絶縁層の第二端部を配置した部分の厚みが厚くなるのをさらに抑制し、省スペース化を図ることができる。

また、前記第二端部は、前記開口部とは反対方向に向けて厚みが薄くなるように前記容器本体の外面に対して傾斜した第二傾斜面を有することにしてもよい。

これによれば、第一絶縁層の第一端部が傾斜している場合に、第一端部の傾斜に合わせて第二端部に傾斜面を形成することで、第二端部を配置した部分の厚みが厚くなるのをさらに抑制し、省スペース化を図ることができる。

また、前記第二絶縁層は、絶縁テープであることにしてもよい。

これによれば、第一絶縁層の第一端部に第二端部が重なるように絶縁テープを貼り付けることで、容易に、第二絶縁層を配置することができる。

また、前記第一絶縁層は、絶縁塗装が施された絶縁コート層であることにしてもよい。

これによれば、容器本体に絶縁塗装を施すことで、容器本体に高硬度で剥がれ難い絶縁層を形成することができる。また、容器本体に絶縁塗装を施すことで、容器本体と第一絶縁層との間に空気が入り込まないように形成することができるため、容器本体の腐食を抑制することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電モジュールは、上記のいずれかの蓄電素子を備える。

これによれば、蓄電モジュールにおいて、複数の蓄電素子を隣接して配置する場合に、蓄電素子の容器に形成された絶縁層の厚みが局所的に厚くなる部分を低減することで、当該局所的に厚くなる部分同士が接触して蓄電素子同士の位置がずれるのを抑制することができる。このように、無駄なスペースが生じるのを抑制することができるため、蓄電素子の容器の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる。

なお、本発明は、このような蓄電素子または蓄電モジュールとして実現することができるだけでなく、当該蓄電素子に備えられる容器として実現することもできる。

本発明における蓄電素子によれば、容器の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る蓄電モジュールの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の容器の容器本体を分離して蓄電素子が備える各構成要素を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子を上下方向に切断した場合の容器の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る第一絶縁層及び第二絶縁層の詳細な構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る第一絶縁層が配置された容器本体に蓋体を取り付ける工程を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓋体が取り付けられた容器本体に第二絶縁層を配置する工程を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る複数の蓄電素子が外装体に配置されている状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子が奏する効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子が奏する効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態の変形例１に係る第一絶縁層及び第二絶縁層の詳細な構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態の変形例２に係る第一絶縁層及び第二絶縁層の詳細な構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態の変形例３に係る第一絶縁層及び第二絶縁層の詳細な構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態の変形例４に係る第一絶縁層の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子、当該蓄電素子を備える蓄電モジュール、及び当該蓄電素子に備えられる容器について説明する。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、以下の実施の形態における構成要素のうち、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、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
まず、蓄電モジュール１０の構成について、説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電モジュール１０の外観を示す斜視図である。なお、同図は、外装体２００を透視して外装体２００内方を示した図となっている。

なお、同図では、Ｚ軸方向を上下方向（設置状態での重力の作用する方向）として示しており、以下ではＺ軸方向を上下方向として説明するが、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ため、Ｚ軸方向は上下方向となることには限定されない。以下の図においても、同様である。

なお、以下において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示しており、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向やＺ軸方向についても同様である。

蓄電モジュール１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる蓄電装置（電池モジュール）である。これらの図に示すように、蓄電モジュール１０は、複数の蓄電素子１００（本実施の形態では、５つの蓄電素子１００）と、当該複数の蓄電素子１００を収容する外装体２００とを備えている。

なお、蓄電モジュール１０は、隣り合う蓄電素子１００同士を電気的に接続するバスバーや、複数の蓄電素子１００の充電状態や放電状態を監視するための制御基板なども有しているが、これらの図示は省略し、詳細な説明も省略する。

蓄電素子１００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、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。本実施の形態では、５個の矩形状の蓄電素子１００が直列に配置されている。

なお、蓄電素子１００の個数は５個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。また、蓄電素子１００の形状も特に限定されない。また、蓄電素子１００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。この蓄電素子１００の構成の詳細な説明については、後述する。

外装体２００は、蓄電モジュール１０の外装体を構成する矩形状の部材である。外装体２００は、複数の蓄電素子１００を所定の位置に配置し、複数の蓄電素子１００を衝撃などから保護する。

具体的には、外装体２００は、複数の蓄電素子１００を載置する載置部材と、複数の蓄電素子１００の両側方に配置され当該複数の蓄電素子１００を締結するための２つの締結部材と、当該２つの締結部材を接続する接続部材とを有している。これにより、外装体２００内に複数の蓄電素子１００が収容される。

なお、外装体２００は、上記の構成には限定されず、箱型の本体部分と蓋部分とを有しており、複数の蓄電素子１００が収容される構成であってもかまわない。また、外装体２００の底面部分や側面部分に、複数の蓄電素子１００を冷却（水冷却または空気冷却）するための冷却シートや冷却板などを備えていてもよい。また、外装体２００には、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電するための外部電極端子が設けられているが、図示及び詳細な説明は省略する。

次に、蓄電素子１００について、詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を示す斜視図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００の容器１１０の容器本体１１１を分離して蓄電素子１００が備える各構成要素を示す斜視図である。なお、同図では、蓄電素子１００の容器１１０の第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０は省略して図示している。

これらの図に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、正極端子１２０と、負極端子１３０とを備えている。また、容器１１０は、容器本体１１１と、蓋体１１２と、第一絶縁層１４０と、第二絶縁層１５０とを有しており、容器１１０内方には、電極体１１３と、正極集電部材１１４と、負極集電部材１１５とが配置されている。

なお、容器１１０の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。また、蓋体１１２などには容器１１０内方の圧力を開放する安全弁が配置されていてもよい。

容器１１０は、金属からなる矩形筒状で底を備え開口部１１１ａが形成された容器本体１１１と、容器本体１１１の開口部１１１ａを閉塞する金属製の蓋体１１２とを有している。また、容器１１０は、電極体１１３等を内部に収容後、蓋体１１２と容器本体１１１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ものとなっている。また、容器１１０の外面には、第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０が形成されている。この第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０の構成の詳細な説明については、後述する。

電極体１１３は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる発電要素である。具体的には、電極体１１３は、正極と負極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を全体が長円形状となるように巻回されて形成された巻回型の電極体である。なお、電極体１１３の形状は円形状または楕円形状でもよい。

正極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる長尺帯状の導電性の正極集電箔の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

負極は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。なお、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

正極端子１２０は、正極集電部材１１４を介して、電極体１１３の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子１３０は、負極集電部材１１５を介して、電極体１１３の負極に電気的に接続された電極端子である。

つまり、正極端子１２０及び負極端子１３０は、電極体１１３に蓄えられている電気を蓄電素子１００の外部空間に導出し、また、電極体１１３に電気を蓄えるために蓄電素子１００の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子１２０及び負極端子１３０は、電極体１１３の上方に配置された蓋体１１２に取り付けられている。

正極集電部材１１４は、電極体１１３の正極と容器１１０の側壁との間に配置され、正極端子１２０と電極体１１３の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電部材１１４は、当該正極の正極集電箔と同様、アルミニウムを主成分とする金属で形成されている。

負極集電部材１１５は、電極体１１３の負極と容器１１０の側壁との間に配置され、負極端子１３０と電極体１１３の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電部材１１５は、当該負極の負極集電箔と同様、銅を主成分とする金属で形成されている。

次に、容器１１０が有する第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０について、詳細に説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００を上下方向に切断した場合の容器１１０の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、蓄電素子１００をＹＺ平面で切断した場合の容器１１０が有する第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０の構成を示す断面図であり、電極体１１３などの容器１１０の内部の構成要素は省略して図示している。

また、図５は、本発明の実施の形態に係る第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０の詳細な構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図４に示された第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０のＡ部を拡大して示す断面図である。なお、図４に示された第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０のＢ部については、当該Ａ部と対称の形状を有するため、Ｂ部についての説明は省略する。

図２及びこれらの図に示すように、第一絶縁層１４０は、容器１１０の容器本体１１１の外面に形成された絶縁性を有する絶縁層である。具体的には、第一絶縁層１４０は、容器本体１１１の４側面及び底面に絶縁塗装が施された絶縁コート層である。つまり、第一絶縁層１４０は、容器本体１１１の４側面及び底面を覆うように、当該４側面及び底面に絶縁塗料を塗布することで形成された絶縁層である。

また、第一絶縁層１４０の材質は、蓄電素子１００に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、カプトン、テフロン（登録商標）、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニルなどの絶縁性のポリマーを例示することができる。なお、第一絶縁層１４０は、高硬度であることなどから絶縁塗装によって形成されるのが好ましいが、後述の第二絶縁層１５０と同様に絶縁テープなどであってもかまわない。

なお、第一絶縁層１４０は、容器本体１１１の底面には形成されていない構成でもよく、また、４側面のうちのいずれかの側面にのみ形成されている構成でもかまわない。また、第一絶縁層１４０は、側面全体ではなく、側面の一部にのみ形成されている構成でもよく、また、側面に複数形成されている構成でもかまわない。

ここで、第一絶縁層１４０は、上端（Ｚ軸方向プラス側の端）に、第一端部１４０ａを有している。つまり、第一端部１４０ａは、容器本体１１１の外面の開口部１１１ａ側に形成された端部である。具体的には、第一端部１４０ａは、容器本体１１１の上端の開口部１１１ａの位置から一定の距離を空けて、配置されている。

また、第一端部１４０ａは、先端に向けて厚みが薄くなるように形成されている。具体的には、第一端部１４０ａは、先端に向けて厚みが薄くなるように容器本体１１１の外面に対して傾斜した第一傾斜面１４０ｂを有している。

つまり、第一端部１４０ａは、内周が容器本体１１１の外面に沿うように形成されており、第一傾斜面１４０ｂは、容器本体１１１の外面から外方に向けて（第一端部１４０ａの内周から外周に向けて）、下方（Ｚ軸マイナス方向）に傾斜した形状を有している。このように、第一端部１４０ａは、先端が尖った形状を有している。なお、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａ以外の部分は、均一な厚さとなるように形成されている。

第二絶縁層１５０は、第一絶縁層１４０の開口部１１１ａ側に配置される絶縁性を有する絶縁層である。具体的には、第二絶縁層１５０は、容器本体１１１の４側面の上部及び蓋体１１２の外周部分に配置された絶縁テープである。つまり、第二絶縁層１５０は、容器本体１１１の開口部１１１ａの周囲（容器本体１１１の４側面の上部及び蓋体１１２の外周部分）を覆うように、当該開口部１１１ａの周囲に貼り付けられた絶縁テープである。

また、第二絶縁層１５０の材質は、蓄電素子１００に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）などの樹脂によって形成されている。なお、第二絶縁層１５０は、施工性等から絶縁テープであるのが好ましいが、上述の第一絶縁層１４０と同様に絶縁塗装などによって形成されることにしてもかまわない。

なお、本実施の形態では、第二絶縁層１５０は、蓋体１１２の上面部（Ｚ軸方向プラス側の面）にも配置されているが、第二絶縁層１５０は、蓋体１１２の上面部には配置されないような構成でもかまわない。また、第二絶縁層１５０は、容器本体１１１の上部の４側面のうちのいずれかの側面にのみ形成されている構成でもかまわない。また、第二絶縁層１５０は、側面の上部全体ではなく、当該上部の一部にのみ形成されている構成でもよく、また、当該上部に複数形成されている構成でもかまわない。

ここで、第二絶縁層１５０は、下端（Ｚ軸方向マイナス側の端）に、第二端部１５０ａを有している。つまり、第二端部１５０ａは、容器本体１１１の外面の開口部１１１ａとは反対側に形成された端部である。具体的には、第二端部１５０ａは、第一端部１４０ａに重なるように配置されている。

また、第二端部１５０ａは、先端に向けて厚みが薄くなるように形成されている。つまり、第二端部１５０ａは、開口部１１１ａとは反対方向（Ｚ軸マイナス方向）に向けて厚みが薄くなるように形成されている。具体的には、第二端部１５０ａは、開口部１１１ａとは反対方向に向けて厚みが薄くなるように容器本体１１１の外面に対して傾斜した第二傾斜面１５０ｂを有している。

つまり、第二傾斜面１５０ｂは、容器本体１１１の外面から外方に向けて（第二端部１５０ａの内周から外周に向けて）、下方（Ｚ軸マイナス方向）に傾斜した形状を有している。つまり、第二端部１５０ａは、先端が尖った形状を有している。

具体的には、第二傾斜面１５０ｂは、外方から第一傾斜面１４０ｂに当接するように配置されることで、第二端部１５０ａと第一端部１４０ａとが重なり合って配置される。なお、第二絶縁層１５０の第二端部１５０ａ以外の部分は、均一な厚さとなるように形成されている。

また、第二絶縁層１５０は、第一絶縁層１４０の外表面を開口部１１１ａ側（Ｚ軸方向プラス側）に延長した面の内側（図５ではＹ軸方向マイナス側）に配置されている。このため、第二絶縁層１５０が第一絶縁層１４０の外表面から外方に突出するようなことがないため、省スペース化を図ることができる。

次に、蓄電素子１００を製造する工程のうち、容器本体１１１及び蓋体１１２に、第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０を配置する工程について、説明する。

図６は、本発明の実施の形態に係る第一絶縁層１４０が配置された容器本体１１１に蓋体１１２を取り付ける工程を示す斜視図である。また、図７は、本発明の実施の形態に係る蓋体１１２が取り付けられた容器本体１１１に第二絶縁層１５０を配置する工程を示す斜視図である。

まず、図６に示すように、容器本体１１１に蓋体１１２を取り付ける前に、事前に容器本体１１１に第一絶縁層１４０を配置する。具体的には、容器本体１１１の表面に絶縁塗料を塗布し熱硬化させることで、容器本体１１１の表面に第一絶縁層１４０を形成する。

ここで、容器本体１１１の表面に第一絶縁層１４０を形成する際に、第一絶縁層１４０の開口部１１１ａ側に第一端部１４０ａを形成する。つまり、第一端部１４０ａの先端に向けて厚みが薄くなるように、容器本体１１１の外面に対して傾斜した第一傾斜面１４０ｂを有する第一端部１４０ａを形成する。

そして、第一絶縁層１４０が形成された容器本体１１１の開口部１１１ａから、容器本体１１１の内方に、電極体１１３等を収容して、容器本体１１１の上に蓋体１１２を配置する。

次に、図７の（ａ）に示すように、容器本体１１１と蓋体１１２との境界部分にレーザ光線Ｌを照射して、レーザ溶接により、容器本体１１１に蓋体１１２を固定する。そして、図７の（ｂ）に示すように、容器本体１１１の上部と蓋体１１２の外周とを囲うように、絶縁テープである第二絶縁層１５０を配置する。

ここで、第二絶縁層１５０には、開口部１１１ａとは反対方向に向けて厚みが薄くなるように容器本体１１１の外面に対して傾斜した第二傾斜面１５０ｂを有する第二端部１５０ａが形成されている。そして、第二絶縁層１５０の第二端部１５０ａが第一端部１４０ａに重なるように、第二絶縁層１５０が、容器本体１１１の上部と蓋体１１２の外周とを囲うように、貼り付けられる。

これにより、容器１１０の上面以外が第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０によって覆われ、絶縁性部材で覆われた蓄電素子１００が製造される。

次に、第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５０が配置された蓄電素子１００が奏する効果について、説明する。

図８は、本発明の実施の形態に係る複数の蓄電素子１００が外装体２００に配置されている状態を示す断面図である。また、図９及び図１０は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００が奏する効果を説明するための図である。具体的には、図９及び図１０は、従来の蓄電素子を上下方向に切断した場合の容器が有する第一絶縁層及び第二絶縁層の構成を示す断面図である。

本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００は、第一端部１４０ａと第二端部１５０ａとが重なり合うことで、第一絶縁層１４０と第二絶縁層１５０とが配置されているため、絶縁層の厚みが局所的に厚くなるようなことを抑制することができる。

このため、図８に示すように、Ｃ部において、隣り合う蓄電素子１００の絶縁層同士が全面で接触することができ、無駄なスペースが生じるのを防ぐことができる。また、Ｄ部においても同様に、蓄電素子１００と外装体２００の側面部２１０とが面接触することができ、無駄なスペースが生じるのを防ぐことができる。また、蓄電素子１００が局所的に圧迫されることで蓄電素子１００が変形してしまうのを抑制したり、蓄電モジュール１０の組み付け時の不良発生を抑制することができる。

これに対し、従来の蓄電素子においては、容器の表面に絶縁層を配置した場合に、無駄なスペースが生じてしまうという問題があった。

つまり、一般的に、蓄電素子の容器本体の外面に絶縁層を塗装などによって形成する場合には、絶縁層の先端の厚みが厚くなりやすい。このため、当該先端の厚みによって、蓄電素子の隣に他の蓄電素子やその他の部材を配置する場合などに、無駄なスペースが生じてしまう。

また、図９に示すように、従来の蓄電素子１０５においては、第一絶縁層１４５と第二絶縁層１５５との重なり部分で絶縁層の厚みが局所的に厚くなる。このため、図８のように外装体２００に複数の蓄電素子１０５を配置する場合に、当該局所的に厚い部分同士が重なり合って、当該複数の蓄電素子１０５が配列された形状が扇形状になってしまったり、蓄電素子１０５が局所的に圧迫されることで蓄電素子１０５が変形してしまう。または、当該局所的に厚い部分同士が干渉して、蓄電素子１０５同士の上下方向（Ｚ軸方向）の位置がずれてしまい、蓄電モジュールの組み付け時の不良発生の原因となってしまう。

また、図１０に示すように、絶縁層が局所的に厚くならないように第一絶縁層１４６の側面全体に第二絶縁層１５６を重ねて配置した蓄電素子１０６においては、第二絶縁層１５６の厚み分の無駄なスペースが生じてしまう。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００によれば、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａを、先端に向けて厚みが薄くなるように形成することで、容器１１０の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる。

また、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａに傾斜面を形成することで、先端に向けて厚みが薄くなるような第一端部１４０ａの形状を容易に形成することができる。

また、第一絶縁層１４０を、容器本体１１１の開口部１１１ａ側に第一端部１４０ａが形成されるように、開口部１１１ａから間隔を空けて配置することで、容器本体１１１と蓋体１１２とを溶接する際に、第一絶縁層１４０を損傷させるのを抑制することができる。

また、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａに第二絶縁層１５０の第二端部１５０ａを重ねて配置することで、容器本体１１１の露出した部分の絶縁性を確保することができる。また、厚みが薄い第一端部１４０ａに第二端部１５０ａを配置することで、第二端部１５０ａを配置した部分の厚みが局所的に厚くなるのを抑制し、省スペース化を図ることができる。

また、第二端部１５０ａを配置した部分が局所的に厚みが厚くなるのを抑制するために第一絶縁層１４０の全体に第二絶縁層１５０を重ねて配置するような必要がないため、第二絶縁層１５０の使用量を低減しつつ、省スペース化を図ることができる。

また、容器本体１１１の開口部１１１ａに向けて厚みが薄くなるように形成された第一端部１４０ａに、開口部１１１ａとは反対方向に向けて厚みが薄くなるように第二端部１５０ａを形成することで、第二絶縁層１５０の第二端部１５０ａを配置した部分の厚みが厚くなるのをさらに抑制し、省スペース化を図ることができる。

また、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａが傾斜している場合に、第一端部１４０ａの傾斜に合わせて第二端部１５０ａに傾斜面を形成することで、第二端部１５０ａを配置した部分の厚みが厚くなるのをさらに抑制し、省スペース化を図ることができる。

また、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａに第二端部１５０ａが重なるように絶縁テープを貼り付けることで、容易に、第二絶縁層１５０を配置することができる。

また、容器本体１１１に絶縁塗装を施すことで、容器本体１１１に高硬度で剥がれ難い絶縁層を形成することができる。また、容器本体１１１に絶縁塗装を施すことで、容器本体１１１と第一絶縁層１４０との間に空気が入り込まないように形成することができるため、容器本体１１１の腐食を抑制することができる。

また、本発明の実施の形態に係る蓄電モジュール１０によれば、複数の蓄電素子１００を隣接して配置する場合に、蓄電素子１００の容器１１０に形成された絶縁層の厚みが局所的に厚くなる部分を低減することで、当該局所的に厚くなる部分同士が接触して蓄電素子１００同士の位置がずれるのを抑制することができる。このように、無駄なスペースが生じるのを抑制することができるため、蓄電素子１００の容器１１０の表面に絶縁層を配置した場合であっても、省スペース化を図ることができる。

（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。上記実施の形態では、第二絶縁層１５０は、先端に向けて厚みが薄くなるように形成された第二端部１５０ａを有していることとした。しかし、本変形例では、第二絶縁層の端部は、先端に向けて厚みが薄くなるように形成されていない。

図１１は、本発明の実施の形態の変形例１に係る第一絶縁層１４０及び第二絶縁層１５１の詳細な構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図４に示されたＡ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。なお、図４に示されたＢ部に相当する部分は、図１１と対称の形状を有するため、Ｂ部に相当する部分についての説明は省略する。

同図に示すように、第二絶縁層１５１は、厚みが均一な第二端部１５１ａを有している。そして、第二端部１５１ａは、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａに重なるように配置されている。なお、本変形例における第一絶縁層１４０は、上記実施の形態における第一絶縁層１４０と同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。

つまり、第二端部１５１ａは、側面１５１ｂを有しており、側面１５１ｂと第一端部１４０ａの第一傾斜面１４０ｂとが当接するように配置されることで、第二端部１５１ａと第一端部１４０ａとが重なり合って配置される。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の構成の第一絶縁層１４０を有するため、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態と同様に、第二絶縁層１５１を、第一絶縁層１４０の外表面を開口部１１１ａ側（Ｚ軸方向プラス側）に延長した面の内側（図１１ではＹ軸方向マイナス側）に配置することで、省スペース化を図ることができる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。上記実施の形態では、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａは先端が尖った形状を有していることとした。しかし、本変形例では、第一絶縁層の第一端部は先端が尖った形状を有していない。

図１２は、本発明の実施の形態の変形例２に係る第一絶縁層１４１及び第二絶縁層１５１の詳細な構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図４に示されたＡ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。なお、図４に示されたＢ部に相当する部分は、図１２と対称の形状を有するため、Ｂ部に相当する部分についての説明は省略する。

同図に示すように、第一絶縁層１４１は、第一端部１４１ａを有しており、第一端部１４１ａは先端が尖った形状を有していない。そして、第二絶縁層１５１の第二端部１５１ａが、第一絶縁層１４１の第一端部１４１ａに重なるように配置される。なお、本変形例における第二絶縁層１５１は、上記変形例１における第二絶縁層１５１と同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。

つまり、第一端部１４１ａの第一傾斜面１４１ｂと第二端部１５１ａの側面１５１ｂとが当接するように配置されることで、第一端部１４１ａと第二端部１５１ａとが重なり合って配置される。

なお、本変形例において、第二絶縁層として、上記変形例１と同様の第二絶縁層１５１を有していることとしたが、上記実施の形態と同様の第二絶縁層１５０を有していることにしてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態または変形例１と同様の効果を奏することができる。なお、第一端部１４１ａと第二端部１５１ａとの間に僅かな隙間が生じているが、当該隙間の大きさは、図９や図１０に示されたような従来の構成よりも小さくなるため、当該隙間による影響は小さい。

また、上記実施の形態と同様に、第二絶縁層１５１を、第一絶縁層１４１の外表面を開口部１１１ａ側（Ｚ軸方向プラス側）に延長した面の内側（図１１ではＹ軸方向マイナス側）に配置することで、省スペース化を図ることができる。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。上記実施の形態では、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａは、第一傾斜面１４０ｂによって先端に向けて厚みが薄くなるように形成されていることとした。しかし、本変形例では、第一絶縁層の第一端部は、階段状の形状によって先端に向けて厚みが薄くなるように形成されている。

図１３は、本発明の実施の形態の変形例３に係る第一絶縁層１４２及び第二絶縁層１５２の詳細な構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図４に示されたＡ部に相当する部分を拡大して示す断面図である。なお、図４に示されたＢ部に相当する部分は、図１３と対称の形状を有するため、Ｂ部に相当する部分についての説明は省略する。

同図に示すように、第一絶縁層１４２は、第一端部１４２ａを有しており、第一端部１４２ａは、階段状の段差形状を有している。つまり、第一端部１４２ａは、先端が、内側に向けて凹んだ形状を有している。そして、第二絶縁層１５２の第二端部１５２ａが、第一絶縁層１４２の第一端部１４２ａの凹みに重なるように配置される。なお、本変形例における第二絶縁層１５２は、上記変形例１における第二絶縁層１５１と同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。

つまり、第一端部１４２ａの凹んだ部分の側面１４２ｂと第二端部１５２ａの側面１５２ｂとが当接するように配置されることで、第一端部１４２ａと第二端部１５２ａとが重なり合って配置される。

なお、本変形例において、第二絶縁層として、上記変形例１と同様の構成の第二絶縁層１５２を有していることとしたが、上記実施の形態と同様の第二絶縁層１５０を有していることにしてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態または変形例１、２と同様の効果を奏することができる。なお、上記変形例２と同様に、第一端部１４２ａと第二端部１５２ａとの間に僅かな隙間が生じているが、当該隙間の大きさは、図９や図１０に示されたような従来の構成よりも小さくなるため、当該隙間による影響は小さい。

また、上記実施の形態と同様に、第二絶縁層１５２を、第一絶縁層１４２の外表面を開口部１１１ａ側（Ｚ軸方向プラス側）に延長した面の内側（図１１ではＹ軸方向マイナス側）に配置することで、省スペース化を図ることができる。

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、説明する。上記実施の形態では、第一絶縁層１４０の第一端部１４０ａは、容器本体１１１の外面の開口部１１１ａ側に形成された端部であることとした。しかし、本変形例では、第一絶縁層の第一端部は、開口部１１１ａとは反対側に形成された端部である。

図１４は、本発明の実施の形態の変形例４に係る第一絶縁層１４３の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、本変形例に係る蓄電素子１０１をＹＺ平面で切断した場合の容器が有する第一絶縁層１４３の構成を示す断面図である。

同図に示すように、第一絶縁層１４３は、下端（Ｚ軸方向マイナス側の端）に、第一端部１４３ａを有している。つまり、第一端部１４３ａは、容器本体１１１の外面の、開口部１１１ａとは反対側に形成された端部である。なお、第一端部１４３ａは、上記実施の形態における第一端部１４０ａと同様に、先端に向けて厚みが薄くなるように形成されている。

このように、第一絶縁層１４３は、上記実施の形態のように容器本体１１１の底面を覆うことなく、容器本体１１１の４側面を覆うように、当該４側面に絶縁塗料を塗布することで形成された絶縁層である。

なお、同図では、蓄電素子１０１は、上記実施の形態と同様に、第二絶縁層１５０を有している構成として図示しているが、蓄電素子１０１は、第二絶縁層１５０を有していない構成でもかまわない。つまり、蓄電素子１０１は、容器の底部に向かって厚みが薄くなるように形成された端部を有する絶縁層を備えている構成であればよい。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子１０１によれば、第一絶縁層１４３の第一端部１４３ａが先端に向けて厚みが薄くなるように形成されているため、上記実施の形態と同様に、省スペース化を図ることができる。

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及び蓄電モジュール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ことが意図される。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子は、第二絶縁層を有していることとしたが、蓄電素子は、第二絶縁層を有していない構成でもかまわない。これによっても、第一絶縁層が先端に向けて厚みが薄くなるように形成された第一端部を有しているため、省スペース化を図ることができる。

また、上記実施の形態及び上記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。例えば、上記実施の形態の変形例４に、上記実施の形態の変形例１〜３を適用した構成などでもかまわない。

また、本発明は、このような蓄電素子または蓄電モジュールとして実現することができるだけでなく、当該蓄電素子に備えられる容器として実現することもできる。

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 蓄電モジュール
１００、１０１、１０５、１０６ 蓄電素子
１１０ 容器
１１１ 容器本体
１１１ａ 開口部
１１２ 蓋体
１１３ 電極体
１１４ 正極集電部材
１１５ 負極集電部材
１２０ 正極端子
１３０ 負極端子
１４０、１４１、１４２、１４３、１４５、１４６ 第一絶縁層
１４０ａ、１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ 第一端部
１４０ｂ、１４１ｂ 第一傾斜面
１４２ｂ、１５１ｂ、１５２ｂ 側面
１５０、１５１、１５２、１５５、１５６ 第二絶縁層
１５０ａ、１５１ａ、１５２ａ 第二端部
１５０ｂ 第二傾斜面
２００ 外装体
２１０ 側面部

Claims (9)

1. 容器を備える蓄電素子であって、
   前記容器は、容器本体と、前記容器本体の外面に形成された絶縁性を有する第一絶縁層とを備え、
   前記第一絶縁層は、先端に向けて厚みが薄くなるように形成された端部である第一端部を有し、
   前記容器本体には、開口部が形成されるとともに、
   前記容器は、さらに、前記開口部を閉塞する蓋体を有し、
   前記第一端部は、前記容器本体の外面の前記開口部側に形成された端部である
   蓄電素子。
2. 前記第一端部は、先端に向けて厚みが薄くなるように前記容器本体の外面に対して傾斜した第一傾斜面を有する
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. さらに、
   前記第一絶縁層の前記開口部側に配置される絶縁性を有する第二絶縁層を備え、
   前記第二絶縁層は、前記第一端部に重なるように配置される第二端部を有する
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記第二端部は、前記開口部とは反対方向に向けて厚みが薄くなるように形成される
   請求項３に記載の蓄電素子。
5. 前記第二端部は、前記開口部とは反対方向に向けて厚みが薄くなるように前記容器本体の外面に対して傾斜した第二傾斜面を有する
   請求項４に記載の蓄電素子。
6. 前記第二絶縁層は、絶縁テープである
   請求項３〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
7. 前記第一絶縁層は、絶縁塗装が施された絶縁コート層である
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電素子を備える
   蓄電モジュール。
9. 蓄電素子に備えられる容器であって、
   容器本体と、
   前記容器本体の外面に形成された絶縁性を有する第一絶縁層とを備え、
   前記第一絶縁層は、先端に向けて厚みが薄くなるように形成された端部である第一端部を有し、
   前記容器本体には、蓋体によって閉塞される開口部が形成されるとともに、
   前記第一端部は、前記容器本体の外面の前記開口部側に形成された端部である
   容器。

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