JP6487716B2

JP6487716B2 - 蓄電デバイス及び蓄電モジュール

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Publication number: JP6487716B2
Application number: JP2015036872A
Authority: JP
Inventors: 山本　達也; 達也山本; 泰伸堀
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2016162482A

Description

本発明は、二次電池やキャパシタ等の蓄電デバイス、及び、複数の蓄電デバイスを備えた蓄電モジュールに関するものである。

正極端子が、アルミニウムからなる端子基体と、この端子基体における外装容器の外部に位置する先端部分の表面に形成されたニッケルメッキ被膜と、を有し、ニッケルメッキ被膜の後端が、外装部材の接合部内に位置している蓄電デバイスが知られている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／１２２１８１号

上記の蓄電デバイスでは、正極端子における外部との接触点がニッケルメッキ被膜となるため、接触抵抗が大きくなり、蓄電デバイスの出力特性が劣ってしまうという問題がある。また、ニッケルメッキ被膜自体が高コストであると共に、当該ニッケルメッキ被膜の後端を外装部の接合部内に高精度に位置させることが難しく、高コストを招来してしまうという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、出力特性が優れていると共に低コスト化を図ることが可能な蓄電デバイス、及び、それを備えた蓄電モジュールを提供することである。

［１］本発明に係る蓄電デバイスは、正極板及び負極板を含む電極ユニットと、金属層を少なくとも有し、前記電極ユニットを収容する外装部材と、前記正極板と電気的に接続されていると共に、前記外装部材の内側から外側に延出する正極端子と、前記負極板と電気的に接続されていると共に、前記外装部材の内側から外側に延出する負極端子と、を備えた蓄電デバイスであって、前記正極端子は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成された第１の基材と、錫を主成分とする金属材料から構成され、前記第１の基材を被覆する第１の錫層と、樹脂材料から構成され、前記第１の基材と前記外装部材との間に介在する第１の封止部材と、を備えており、前記第１の封止部材は、前記外装部材と固着された第１の固着部分と、前記第１の固着部分から前記第１の基材の先端に向かって延長された第１の延長部分と、を有しており、前記第１の錫層は、前記第１の基材の先端から前記第１の延長部分まで延在し、前記第１の錫層の後端は、前記第１の延長部分で覆われている蓄電デバイスである。

［２］上記発明において、前記負極端子は、銅を主成分とする金属材料から構成された第２の基材と、錫を主成分とする金属材料から構成され、前記第２の基材を被覆する第２の錫層と、ニッケルを主成分とする金属材料から構成され、前記第２の基材を被覆するニッケル層と、樹脂材料から構成され、前記第２の基材と前記外装部材との間に介在する第２の封止部材と、を備えており、前記第２の封止部材は、前記外装部材と固着された第２の固着部分と、前記第２の固着部分から前記第２の基材の先端に向かって延長された第２の延長部分と、を有しており、前記第２の錫層は、前記第２の基材の先端から前記第２の延長部分まで延在し、前記ニッケル層は、前記第２の錫層の後端から、少なくとも前記第２の固着部分の後端まで延在していてもよい。

［３］上記発明において、前記負極端子は、銅を主成分とする金属材料から構成された第２の基材と、錫を主成分とする金属材料から構成され、前記第２の基材を被覆する第２の錫層と、樹脂材料から構成され、前記第２の基材と前記外装部材との間に介在する第２の封止部材と、を備えており、前記第２の封止部材は、前記外装部材と固着された第２の固着部分を少なくとも有しており、前記第２の錫層は、前記第２の基材の先端から、少なくとも前記第２の固着部分の後端まで延在していてもよい。

［４］本発明に係る蓄電デバイスは、上記の第１及び第２の蓄電デバイスを備えた蓄電モジュールであって、前記第１の蓄電デバイスの前記正極端子又は前記負極端子と、前記第２の蓄電デバイスの前記負極端子又は前記正極端子とが電気的に接続されている蓄電モジュールである。

本発明では、正極端子に設けられた第１の錫層が、第１の基材の先端から第１の封止部材の第１の延長部分まで延在している。このため、蓄電デバイスの出力特性が優れていると共に低コスト化を図ることができる。

また、本発明では、第１の錫層が第１の基材の先端から第１の封止部材の第１の延長部分まで延在し、第１の錫層の後端が第１の封止部材の第１の延長部分で覆われている。このため、第１の基材と第１の錫層の間のガルバニック腐食の発生や、第１の錫層からのウィスカ発生による錫層と外装部材の金属層との短絡を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態における蓄電デバイスを示す平面図である。図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。図３は、本発明の実施形態の蓄電デバイスにおける正極端子の導出部分の拡大図である。図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。図５は、本発明の実施形態の蓄電デバイスにおける負極端子の導出部分の拡大図である。図６は、図５のVI-VI線に沿った断面図である。図７は、本発明の実施形態における負極端子の変形例を示す拡大図である。図８は、図７のVIII-VIII線に沿った断面図である。図９は、本発明の実施形態における蓄電モジュールを示す斜視図である。図１０は、図９に示す蓄電モジュールの等価回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本実施形態における蓄電デバイスを示す図、図３及び図４は蓄電デバイスにおける正極端子の導出部分を示す図、図５及び図６は蓄電デバイスにおける負極端子の導出部分を示す図、図７及び図８は負極端子の変形例を示す図である。なお、図３〜図８には、説明の便宜上、電極ユニット２０を図示していない。

本実施形態における蓄電デバイス１０は、図１及び図２に示すように、偏平型のリチウムイオン二次電池である。この蓄電デバイス１０は、正極板２１及び負極板２２を含む電極ユニット２０と、電極ユニット２０を収容する外装部材３０と、電極ユニット２０に電気的に接続されていると共に外装部材３０の内側から外側に延出する正極端子４０及び負極端子５０と、を備えている。

なお、蓄電デバイス１０の外形形状は、偏平形状に限定されず、円筒形状、箱形状等であってもよい。また、本発明に係る蓄電デバイスは、上記のリチウムイオン二次電池に特に限定されず、例えば、リチウムイオンキャパシタであってもよい。また、アルミニウムを主成分とする基材を有する正極端子を少なくとも備えていれば、リチウムイオン二次電池以外の二次電池、或いは、リチウムイオンキャパシタ以外のキャパシタであってもよい。

本実施形態における電極ユニット２０は、複数の正極板２１と、複数の負極板２２と、複数のセパレータ２３と、を備えている。正極板２１と負極板２２は、セパレータ２３を介して交互に積層されている。なお、電極ユニット２０を構成する正極板２１、負極板２２、及びセパレータ２３の枚数は特に限定されない。

それぞれの正極板２１は、正極集電体２１１と、当該正極集電体２１１の両面に設けられた正極活物質層２１２と、を備えている。なお、最上段の正極板２１については、正極集電体２１１の下面のみに正極活物質層２１２が設けられている。

正極板２１の正極集電体２１１は、多数の貫通孔を有する箔状の部材である。この正極集電体２１１は、具体的には、エキスパンドメタル、パンチングメタル、網、発泡体等で構成されている。また、この正極集電体２１１を構成する材料としては、一般的にリチウム系電池に適用できる金属材料を用いることができ、具体的には、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。

正極板２１の正極活物質層２１２は、正極活物質、導電材、バインダ、溶媒等を混合したスラリーを、正極集電体２１１の表面に塗布して乾燥させることで形成されている。正極活物質層２１２が含有する正極活物質としては、リチウムを可逆的に担持することが可能であれば特に限定されないが、例えば、Ｌｉ_ｘＣｏＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＭｎＯ_２、Ｌｉ_ｘＦｅＯ_２等のリチウム含有金属酸化物、コバルト、マンガン、バナジウム、チタン、ニッケル等の遷移金属酸化物若しくは硫化物、又は、ポリアセン系の導電性高分子等を例示することができる。

正極活物質層２１２が含有する導電材としては、例えば、金属ニッケル等の金属粉末、又は、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の炭素系の導電材を用いることができる。また、バインダとしては、例えば、ＳＢＲ等のゴム系バインダ、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等を例示することができる。

それぞれの負極板２２も、負極集電体２２１と、当該負極集電体２２１の両面に設けられた負極活物質層２２２と、を備えている。なお、最下段の負極板２２については、負極集電体２２１の上面のみに負極活物質層２２２が設けられている。

負極板２２の負極集電体２２１も、上述の正極集電体２１１と同様に、多数の貫通孔を有する箔状の部材である。この負極集電体２２１は、具体的には、エキスパンドメタル、パンチングメタル、網、発泡体等で構成されている。また、この負極集電体２２１を構成する金属材料としては、一般的にリチウム系電池に適用できる材料を用いることができ、具体的には、ステンレス、銅、ニッケル等を用いることができる。

負極板２２の負極活物質層２２２は、負極活物質、バインダ、溶媒等を混合したスラリーを、負極集電体２２１の表面に塗布して乾燥させることで形成されている。負極活物質層２２２が含有する負極活物質としては、リチウムを可逆的に担持することが可能であれば特に限定されないが、例えば、グラファイト、種々の炭素材料、ポリアセン系の導電性高分子、錫酸化物、珪素酸化物等を例示することができる。

また、バインダとしては、例えば、ＳＢＲ等のゴム系バインダ、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等を例示することができる。なお、負極活物質として導電性高分子や酸化物を用いる場合には、負極活物質層２２２を構成するスラリーが、アセチレンブラック、グラファイト、金属粉末等の導電材を含有していてもよい。

セパレータ２３は、電解液、正極活物質、負極活物質等に対して耐久性があり、連通孔を有するが電子伝導性のない多孔体から構成されている。このセパレータは、具体的には、ガラス繊維、又は、ポリエチレン若しくはポリプロピレン等からなる布若しくは不織布から構成されている。このセパレータ２３には電解液が含浸されている。電解液は、通常液体であってセパレータ２３に含浸されるが、漏液を防止するためにゲル状又は固体状にして用いてもよく、この場合には、セパレータ２３を省略してもよい。

電解液を構成する溶媒としては、非プロトン性有機溶媒を用いることが好ましい。この非プロトン性有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン等を例示することができる。また、これら非プロトン性有機溶媒の二種以上を混合した混合液を用いてもよい。

また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、リチウムイオンを生成し得る電解質であれば、あらゆるものを用いることができる。このような電解質としては、例えば、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６等を例示することができる。

さらに、本実施形態における電極ユニット２０は、リチウム供給源として、蓄電デバイス１０の内部に、リチウム極集電体２４２上に設けられたリチウム極２４１を備えている。リチウム極２４１は、リチウム極集電体２４２の上面に圧着された金属箔又は金属板から構成されている。このリチウム極２４１は、少なくともリチウムを含有し、リチウムイオンを供給することのできる材料から構成されている。このリチウム極２４１を構成する具体的な材料としては、例えば、リチウム−アルミニウム合金等を例示することができる。リチウム極集電体２４２は、ステンレスメッシュ、銅エキスパンドメタル等の導電性多孔体から構成されている。このリチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２は、最下段の負極板２２に積層されている。

本実施形態では、リチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２が負極の一部を構成している。すなわち、後述するように、リチウム極集電体２４２は負極端子５０に接続されており、負極活物質にリチウムを担持させることが可能となっている。リチウムを負極にスムーズに担持させるために、リチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２を負極板２２に対向するように配置することが好ましい。

なお、リチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２は、図２に示す形態に限定されない。例えば、特に図示しないが、（１）最上段の正極板２１の上にさらに負極板２２を設けて当該負極板２２の上にリチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２をさらに追加した形態、（２）電極ユニット２０の中央領域の２つの負極板２２，２２の間にリチウム極２４１を追加した形態、（３）円筒型蓄電デバイスに応用した形態としてもよい。

また、リチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２が正極の一部を構成してもよい。この場合には、特に図示しないが、リチウム極２４１及びリチウム極集電体２４２は、正極板２１に対向するように配置されていると共に、当該リチウム極集電体２４２が正極端子４０に接続されており、正極活物質にリチウムを担持させる。

外装部材３０は、上側部材３１と下側部材３２を備えている。上側部材３１は、ラミネートフィルムを成形することで形成されており、上述した電極ユニット２０を収容することが可能な凹部３１１を中央に有している。下側部材３２も同様に、ラミネートフィルムを成形することで形成されており、電極ユニット２０を収容可能な凹部３２１を中央に有している。

上側部材３１及び下側部材３２を構成するラミネートフィルムは、図２の拡大図に示すように、アルミニウム等から構成される金属箔３０ａと、当該金属箔３０ａの両面にそれぞれ積層された第１及び第２の樹脂フィルム３０ｂ，３０ｃと、を備えており、適度な可撓性を有している。金属箔３０ａの内面に積層された第１の樹脂フィルム３０ｂは、耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂材料から構成されている。一方、金属箔３０ａの外面に積層された第２の樹脂フィルム３０ｃは、電気絶縁性に優れた樹脂材料から構成されている。本実施形態における金属箔３０ａが、本発明における金属層の一例に相当する。

上側部材３１及び下側部材３２の凹部３１１，３２１に、正極端子４０及び負極端子５０が接続された電極ユニット２０を収容した状態で、上側部材３１の外周縁と下側部材３２の外周縁とが熱融着等によって接合されている。これにより、外装部材３０の外周に亘って当該外装部材３０を封止する封止部分３３が形成され、電極ユニット２０が外装部材３０の内部に収容されている。

この際、正極端子４０が外装部材３０の内側から外側に延出しており、当該正極端子４０の先端が外装部材３０の一方の端部から外側に向かって導出している。負極端子５０も外装部材３０の内側から外側に延出しており、当該負極端子５０の先端が外装部材３０の他方の端部から外側に向かって導出している。なお、特に図示しないが、正極端子４０と負極端子５０が外装部材３０の同じ端部から導出していてもよい。

正極端子４０は、図３及び図４に示すように、第１の基材４１と、第１のシーラント樹脂層４２と、第１の錫層４３と、を備えている。この正極端子４０の後端側の部分には、電極ユニット２０から延出する複数の正極集電体２１１の端部が、溶接等によって接合されている（図２参照）。本実施形態における第１のシーラント樹脂層４２が、本発明における第１の封止部材の一例に相当する。

なお、本実施形態において、ある部材において蓄電デバイス１０の外側方向に位置する端部を、当該部材の「先端」と称するのに対し、前記ある部材において蓄電デバイス１０の中心側方向に位置する端部を、当該部材の「後端」と称する。

第１の基材４１は、アルミニウムを主成分とする金属材料、すなわちアルミニウム又はアルミニウム合金から構成されている。この第１の基材４１の略中央部分には、当該第１の基材４１の全周を覆うように第１のシーラント樹脂層４２が固着されており、第１のシーラント樹脂層４２が、第１の基材４１と外装部材３０の封止部分３３との間に介在している。

この第１のシーラント樹脂層４２は、第１の基材４１に予め取り付けられた、いわゆる先付け樹脂であり、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料から構成されている。この第１のシーラント樹脂層４２は、外装部材３０の封止部分３３と熱融着等によって固着された（すなわち、平面視において外装部材３０の封止部分３３と重複している）第１の固着部分４２１と、当該第１の固着部分４２１から第１の基材４１の先端４１１に向かって延長された第１の延長部分４２２と、を有している。この第１の延長部分４２２は、外装部材３０の外縁から所定距離だけ第１の基材４１の先端４１１に向かって延在しており、第１の基材４１の先端４１１には到達していない。

第１の錫層４３は、錫（Ｓｎ）を主成分とする金属、すなわち錫又は錫合金から構成されている。この第１の錫層４３は、例えば、めっき処理、スパッタリング処理、蒸着処理、圧延加工等によって、第１の基材４１の表面に形成されている。この第１の錫層４３は、第１の基材４１の先端４１１から第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２までの第１の基材４１の全面に形成されている。すなわち、本実施形態では、正極端子４０において第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２よりも先端側の部分では、第１の錫層４３が露出していると共に、当該第１の錫層４３の後端４３１が、第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２で覆われている。なお、第１の基材４１の先端面４１１については、加工上の制約から第１の錫層４３が形成されていなくてもよい。

以上のように、本実施形態では、ニッケル層に代えて、正極端子４０の第１の基材４１の先端側の部分を第１の錫層４３で被覆する。このため、正極端子４０における外部との接触点の接触抵抗を小さくすることができるので、蓄電デバイス１０の出力特性が優れている。また、蓄電デバイス１０の低コスト化を図ることもできる。

また、本実施形態では、第１の錫層４３の後端４３１が第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２で覆われている。このため、第１の基材４１と第１の錫層４３の間への水分浸入に起因したガルバニック腐食の発生を抑制することができる。

また、一般的に、錫層に熱や圧力が加わると当該錫層にウィスカが発生する傾向があり、こうしたウィスカは正極端子と外装部材の金属箔との短絡を招来するおそれがある。これに対し、本実施形態では、第１の錫層４３の後端４３１が第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２に位置しており、第１の錫層４３が外装部材３０の封止部分３３と重複していない。このため、外装部材３０の外周を熱融着する際に第１の錫層４３に対して熱や圧力が印加され難くなるので、第１の錫層４３にウィスカが発生し難くなり、当該ウィスカによる第１の錫層４３と外装部材３０の金属箔３０ａとの短絡を抑制することができる。

また、本実施形態では、第１の錫層４３の後端４３１が第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２に位置するように、正極端子４０を予め形成しておくことができる。このため、外装部材３０に対する正極端子４０の位置決めが容易となるので、蓄電デバイス１０の更なる低コスト化を図ることもできる。

また、本実施形態では、第１のシーラント樹脂層４２を延長させることで、第１の錫層４３の後端４３１を覆う第１の延長部分４２２を形成するので、第１の錫層４３の後端４３１を覆うための専用の樹脂層を設ける必要がない。

さらに、錫層が蓄電デバイスの内部空間まで延在している場合には、電解液中に錫が溶出して正極端子が腐食してしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、第１の錫層４３が第１のシーラント樹脂層４２の第１の延長部分４２２まで延在し、蓄電デバイス１０の内部空間には、主成分としてアルミニウムを含有した第１の基材４１が露出しているので、高電位環境で正極端子４０が腐食し難くなっている。

負極端子５０は、図５及び図６に示すように、第２の基材５１と、第２のシーラント樹脂層５２と、第２の錫層５３と、ニッケル層５４と、備えている。この負極端子５０の後端側の部分には、電極ユニット２０から延出する複数の負極集電体２２１及びリチウム極集電体２４２の端部が、溶接等によって接合されている（図２参照）。本実施形態における第２のシーラント樹脂層５２が、本発明における第２の封止部材の一例に相当する。

第２の基材５１は、銅を主成分とする金属材料、すなわち銅又は銅合金から構成されている。この第２の基材５１の略中央部分には、当該第２の基材５１の全周を覆うように第２のシーラント樹脂層５２が固着されており、第２のシーラント樹脂層５２が、第２の基材５１と外装部材３０の封止部分３３との間に介在している。

この第２のシーラント樹脂層５２も、上述の第１のシーラント樹脂層４２と同様に、第２の基材５１に予め取り付けられた、いわゆる先付け樹脂であり、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料から構成されている。この第２のシーラント樹脂層５２は、外装部材３０の封止部分３３と熱融着等によって固着された（すなわち、平面視において外装部材３０の封止部分３３と重複している）第２の固着部分５２１と、当該第２の固着部分５２１から先端に向かって延長された第２の延長部分５２２と、を有している。この第２の延長部分５２２は、外装部材３０の外縁から所定距離だけ先端に向かって延在しており、第２の基材５１の先端５１１には到達していない。

第２の錫層５３は、錫（Ｓｎ）を主成分とする金属材料、すなわち錫又は錫合金から構成されておる。この第２の錫層５３は、例えば、めっき処理、スパッタリング処理、蒸着処理、圧延加工等によって、第２の基材５１の表面に形成されている。この第２の錫層５３は、第２の基材５１の先端５１１から第２のシーラント樹脂層５２の第２の延長部分５２２までの第２の基材５１の全面に形成されている。すなわち、本実施形態では、負極端子５０において第２のシーラント樹脂層５２の第２の延長部分５２２よりも先端側の部分では、第２の錫層５３が露出していると共に、当該第２の錫層５３の後端５３１が、第２のシーラント樹脂層５２の第２の延長部分５２２で覆われている。なお、第２の基材５１の先端面５１１については、加工上の制約から第２の錫層５３が形成されていなくてもよい。

このように、本実施形態では、ニッケル層に代えて、負極端子５０の第２の基材５１の先端側の部分を第２の錫層５３で被覆する。このため、負極端子５０における外部との接触点の接触抵抗を小さくすることができるので、蓄電デバイス１０の出力特性が優れている。また、蓄電デバイス１０の低コスト化を図ることもできる。

また、本実施形態では、第２の錫層５３の後端５３１が第２のシーラント樹脂層５２の第２の延長部分５２２で覆われている。このため、第２の基材５１と第２の錫層５３の間への水分浸入に起因したガルバニック腐食の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、第２の錫層５３の後端５３１が第２のシーラント樹脂層５２の第２の延長部分５２２に位置しており、第２の錫層５３が外装部材３０の封止部分３３と重複していない。このため、外装部材３０の外周を熱融着する際に第２の錫層５３に対して熱や圧力が印加され難くなるので、第２の錫層５３にウィスカが発生し難くなり、当該ウィスカによる第２の錫層５３と外装部材３０の金属箔３０ａとの短絡を抑制することができる。

また、本実施形態では、第２の錫層５３の後端５３１が第２のシーラント樹脂層５２の第２の延長部分５２２に位置するように、負極端子５０を予め形成しておくことができる。このため、外装部材３０に対する負極端子５０の位置決めが容易となるので、蓄電デバイス１０の更なる低コスト化を図ることもできる。

さらに、本実施形態では、第２のシーラント樹脂層５２を延長させることで、第２の錫層５３の後端５３１を覆う第２の延長部分５２２を形成するので、第２の錫層５３の後端５３１を覆うための専用の樹脂層を設ける必要がない。

ニッケル層５４は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする金属材料、すなわちニッケル又はニッケル合金から構成されている。このニッケル層５４は、例えば、めっき処理、スパッタリング処理、蒸着処理、圧延加工等によって、第２の基材５１の表面に形成されている。このニッケル層５４は、第２の錫層５３の後端５３１から第２の基材５１の後端５１２までの第２の基材５１の全面に形成されている。すなわち、本実施形態では、第２の基材５１と第２のシーラント樹脂層５２の間に第２の錫層５３かニッケル層５４のいずれかが介在しており、第２の基材５１と第２のシーラント樹脂層５２とは直接接触していない。

このように、本実施形態では、第２の基材５１と第２のシーラント樹脂層５２とを非接触とすることで、主成分として銅を含有した第２の基材５１によって第２のシーラント樹脂層５２が劣化してしまうのを抑制することができ、外装部材３０の密閉性を維持することができる。

また、本実施形態では、ニッケル層５４が蓄電デバイス１０の内部空間まで延在しているので、低電位環境で負極端子５０が腐食し難くなっている。

なお、特に図示しないが、ニッケル層５４を、第２の錫層５３の後端５３１から第２のシーラント樹脂層５２の第２の固着部分５２１の後端まで延在させて、蓄電デバイス１０の内部では、第２の基材５１を露出させてもよい。

また、上述のように正極端子４０の第１の錫層４３にウィスカが発生し難くなっているため、図７及び図８に示すように、負極端子５０Ｂにニッケル層５４を設けずに、第２の錫層５３を第２の基材５１の先端５１１から後端５１２までの第２の基材５１の全面に形成してもよい。すなわち、第２の基材５１全体を第２の錫層５３で覆ってもよい。なお、この場合には、第２のシーラント樹脂層５２に第２の延長部分５２２を設けなくてもよい。

或いは、特に図示しないが、第２の錫層５３を第２の基材５１の先端５１１から第２のシーラント樹脂層５２の第２の固着部分５２１の後端まで延在させて、蓄電デバイス１０の内部では、第２の基材５１を露出させてもよい。

以上に説明した蓄電デバイス１０の外形形状（大きさや厚み）、容量、出力電圧等の仕様は、用途に応じて適宜設定される。また、複数の蓄電デバイス１０を電気的に直列接続することで出力電圧を調整することができ、複数の蓄電デバイス１０を電気的に並列接続することで、蓄電容量（出力電力）を調整することができる。

複数の蓄電デバイス１０から構成される蓄電モジュール１について、図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は本実施形態における蓄電モジュールを示す斜視図であり、図１０はその蓄電モジュールの等価回路図である。なお、蓄電モジュールの構造は、相互に直列接続された複数の蓄電デバイス１０を含むものであれば、図９及び図１０に示すものに限定されない。

本実施形態における蓄電モジュール１は、図９及び図１０に示すように、相互に積層された複数（本例では１０個）の蓄電デバイス１０を備えている。これらの蓄電デバイス１０は、下段の蓄電デバイス１０の正極端子４０が上段の蓄電デバイス１０の負極端子５０に対向するように積層されている。相互に隣り合う蓄電デバイス１０の間には、電気絶縁材料から構成される支持部材２がそれぞれ介装されており、当該支持部材２の四隅に形成された貫通孔にボルト３を挿通して締結することで、複数の蓄電デバイス１０が固定されている。

また、下段の蓄電デバイス１０の正極端子４０と、上段の蓄電デバイス１０の負極端子５０とが、接続部材４を用いて直接接続されている。そして、１０個の蓄電デバイス１０のうち最上段の蓄電デバイス１０の正極端子４０が、蓄電モジュール１の正極入出力端子５を構成している。一方、１０個の蓄電デバイス１０のうち最下段の蓄電デバイス１０の負極端子５０が、蓄電モジュール１の負極入出力端子６を構成している。

本実施形態では、蓄電デバイス１０の正極端子４０の先端側の部分が第１の錫層４３で覆われていると共に、当該蓄電デバイス１０の負極端子５０の先端側の部分も第２の錫層５３で覆われている。このため、下段の蓄電デバイス１０の正極端子４０と上段の蓄電デバイス１０の負極端子５０とを直接接続する際に、同種金属接触となるため、正極端子４０と負極端子５０との間にガルバニック腐食が発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、正極端子４０及び負極端子５０の先端側の部分がいずれも錫層４３，５３で覆われており、正極端子４０及び負極端子５０の接触点の接触抵抗が小さくなるので、蓄電モジュール１の大電流化に対応することもできる。

なお、本実施形態では、正極端子４０及び負極端子５０の先端側の部分がいずれも半田付け性に優れた錫層４３，５３で覆われているため、正極端子４０と負極端子５０を半田付けによって接合してもよい。或いは、半田付けに代えて、超音波溶接や抵抗溶接等によって、正極端子４０と負極端子５０を接合してもよい。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…蓄電モジュール
２…支持部材
３…ボルト
４…接続部材
５…正極入出力端子
６…負極入出力端子
１０…蓄電デバイス
２０…電極ユニット
２１…正極板
２１１…正極集電体
２１２…正極活物質層
２２…負極板
２２１…負極集電体
２２２…負極活物質層
２３…セパレータ
２４１…リチウム極
２４２…リチウム極集電体
３０…外装部材
３０ａ…金属箔
３０ｂ…第１の樹脂フィルム
３０ｃ…第２の樹脂フィルム
３１…上側部材
３１１…凹部
３２…下側部材
３２１…凹部
３３…封止部分
４０…正極端子
４１…第１の基材
４１１…先端
４２…第１のシーラント樹脂層
４２１…第１の固着部分
４２２…第１の延長部分
４３…第１の錫層
４３１…後端
５０，５０Ｂ…負極端子
５１…第２の基材
５１１…先端
５１２…後端
５２…第２のシーラント樹脂層
５２１…第２の固着部分
５２２…第２の延長部分
５３…第２の錫層
５４…ニッケル層

Claims

正極板及び負極板を含む電極ユニットと、
金属層を少なくとも有し、前記電極ユニットを収容する外装部材と、
前記正極板と電気的に接続されていると共に、前記外装部材の内側から外側に延出する正極端子と、
前記負極板と電気的に接続されていると共に、前記外装部材の内側から外側に延出する負極端子と、を備えた蓄電デバイスであって、
前記正極端子は、
アルミニウムを主成分とする金属材料から構成された第１の基材と、
錫を主成分とする金属材料から構成され、前記第１の基材を被覆する第１の錫層と、
樹脂材料から構成され、前記第１の基材と前記外装部材との間に介在する第１の封止部材と、を備えており、
前記第１の封止部材は、
前記外装部材と固着された第１の固着部分と、
前記第１の固着部分から前記第１の基材の先端に向かって延長された第１の延長部分と、を有しており、
前記第１の錫層は、前記第１の基材の先端から前記第１の延長部分まで延在し、
前記第１の錫層の後端は、前記第１の延長部分で覆われている蓄電デバイス。
請求項１に記載の蓄電デバイスであって、
前記負極端子は、
銅を主成分とする金属材料から構成された第２の基材と、
錫を主成分とする金属材料から構成され、前記第２の基材を被覆する第２の錫層と、
ニッケルを主成分とする金属材料から構成され、前記第２の基材を被覆するニッケル層と、
樹脂材料から構成され、前記第２の基材と前記外装部材との間に介在する第２の封止部材と、を備えており、
前記第２の封止部材は、
前記外装部材と固着された第２の固着部分と、
前記第２の固着部分から前記第２の基材の先端に向かって延長された第２の延長部分と、を有しており、
前記第２の錫層は、前記第２の基材の先端から前記第２の延長部分まで延在し、
前記ニッケル層は、前記第２の錫層の後端から、少なくとも前記第２の固着部分の後端まで延在している蓄電デバイス。
請求項１に記載の蓄電デバイスであって、
前記負極端子は、
銅を主成分とする金属材料から構成された第２の基材と、
錫を主成分とする金属材料から構成され、前記第２の基材を被覆する第２の錫層と、
樹脂材料から構成され、前記第２の基材と前記外装部材との間に介在する第２の封止部材と、を備えており、
前記第２の封止部材は、前記外装部材と固着された第２の固着部分を少なくとも有しており、
前記第２の錫層は、前記第２の基材の先端から、少なくとも前記第２の固着部分の後端まで延在している蓄電デバイス。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の第１及び第２の蓄電デバイスを備えた蓄電モジュールであって、
前記第１の蓄電デバイスの前記正極端子又は前記負極端子と、前記第２の蓄電デバイスの前記負極端子又は前記正極端子とが電気的に接続されている蓄電モジュール。