JP6606834B2

JP6606834B2 - 蓄電素子及びリード端子

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Publication number: JP6606834B2
Application number: JP2015044085A
Authority: JP
Inventors: 朋孝上田; 和義大原
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2035-03-05
Also published as: JP2016162744A

Description

本発明は、外装フィルムとリード端子とを備える蓄電素子、及び、蓄電素子に用いられるリード端子に関する。

ラミネートフィルムなどの外装フィルムで形成された容器とリード端子とを備え、リード端子を外装フィルムで挟んで溶着した構成の蓄電素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２６９８０号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子のような構成では、リード端子まわりのシール性が十分に確保できず、気密不良となる虞がある。

つまり、上記従来の蓄電素子においては、金属製の端子本体に封止フィルムを密着させたリード端子を外装フィルムで挟んで溶着しているため、外装フィルムとリード端子とを溶着する際に、溶着のための熱が端子本体側に逃げてしまう。これにより、外装フィルムとリード端子との溶着が不十分になり、リード端子まわりのシール性を十分に向上させることができない虞がある。

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、リード端子まわりのシール性を向上させることができる蓄電素子及びリード端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、本発明の一態様に係る蓄電素子は、リード端子と、端部が前記リード端子を挟んで溶着されている外装フィルムとを備え、前記リード端子は、端子本体と、前記端子本体を挟んで溶着されている樹脂層と、前記端子本体の短側面と前記樹脂層との間に配置される中間層とを有する。

また、前記中間層は、前記樹脂層と熱溶着されていることにしてもよい。

また、前記中間層は、前記樹脂層よりも熱伝導率が低いことにしてもよい。

また、前記中間層は、前記樹脂層と同一の材質であることにしてもよい。

また、前記中間層は、長尺状の部材であり、前記樹脂層は、前記端子本体の長側面及び前記中間層を挟み込んで溶着されていることにしてもよい。

また、前記端子本体の厚み方向における前記中間層の幅が、前記端子本体の厚み以下であることにしてもよい。

なお、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子に用いられるリード端子としても実現することができる。

本発明に係る蓄電素子によれば、中間層によって、外装フィルムとリード端子とが溶着する際の熱が端子本体側に逃げるのを抑制し、リード端子まわりのシール性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外装フィルム内方に配置されている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が有するリード端子を電極体から分離した状態での構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係るリード端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リード端子の構成を示す正面図である。本発明の実施の形態に係るリード端子の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態に係るリード端子の構成を示す分解斜視図である。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図である。本発明の実施の形態の変形例１に係るリード端子の外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態の変形例２に係るリード端子の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子の構成を示す図である。本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子の構成を示す図である。

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、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、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、蓄電素子１０の全体構成について、説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の外装フィルム１００内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。具体的には、同図は、蓄電素子１０から外装フィルム１００を分離した状態での構成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１０が有するリード端子２００、３００を電極体４００から分離した状態での構成を示す斜視図である。なお、同図は、電極体４００の構成も示している。

なお、これらの図では、Ｚ軸方向を上下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場合があるが、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。以降の図においても、同様である。

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、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。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かまわない。

これらの図に示すように、蓄電素子１０は、外装フィルム１００と、リード端子２００及び３００と、電極体４００とを備えている。また、外装フィルム１００の内部には電解液（非水電解質）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。なお、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、適宜公知の材料を用いることができる。

外装フィルム１００は、蓄電素子１０の外装体を構成しているシート状の部材であり、内部に電極体４００及び電解液を真空状態で密閉して収容している。具体的には、外装フィルム１００は、袋状のラミネートフィルムからなり、当該ラミネートフィルムの両端部（端部１１０及び１２０）が熱溶着されて封止されることで形成されている。つまり、蓄電素子１０は、いわゆるラミネート型の蓄電素子である。なお、ラミネートフィルムは、アルミニウムなどの金属層と、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの樹脂層とを含む複数層からなるフレキシブルなフィルムであり、溶着箇所には、樹脂層が配置されている。

また、外装フィルム１００は、端部１１０及び１２０が、リード端子２００及び３００を挟んで溶着されている。つまり、外装フィルム１００は、端部１１０の樹脂層がリード端子２００の樹脂層と熱溶着により接合され、また、リード端子２００が配置されていない位置では、端部１１０の樹脂層同士が熱溶着により接合されている。また、外装フィルム１００の端部１２０側についても同様に、端部１２０の樹脂層がリード端子３００の樹脂層と熱溶着により接合され、また、リード端子３００が配置されていない位置では、端部１２０の樹脂層同士が熱溶着により接合されている。

このように、外装フィルム１００は、端部１１０及び１２０が溶着される前は、両端部が開口した筒状のシートであり、端部１１０及び１２０が溶着されることで、両端部が封止されて、密閉状態になる。

なお、本実施の形態では、外装フィルム１００は、袋状のラミネートフィルムで構成されていることとしたが、２枚の矩形状のラミネートフィルムの端部同士を熱溶着により接合することで、外装フィルム１００を構成することにしてもよい。または、１枚の矩形状のラミネートフィルムをＵ字状に折り畳んで、当該１枚のラミネートフィルムの端部同士を熱溶着により接合することで、外装フィルム１００を構成することにしてもよい。

なお、本実施の形態では、外装フィルム１００の形状は偏平の矩形状であることとしたが、外装フィルム１００の形状は偏平の矩形状には限定されず、円筒形状など、どのような形状であってもかまわない。

リード端子２００及び３００は、電極体４００に電気的に接続された導電性の板状部材であり、端部１１０及び１２０を貫通した状態で外装フィルム１００から露出して配置されている。具体的には、リード端子２００は、電極体４００の正極（後述の正極４１０）に電気的に接続された正極側のリード端子であり、リード端子３００は、電極体４００の負極（後述の負極４２０）に電気的に接続された負極側のリード端子である。つまり、リード端子２００及び３００は、電極体４００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４００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電極端子である。このリード端子２００及び３００についての詳細な説明は、後述する。

電極体４００は、正極４１０と負極４２０とセパレータ４３０とを備え、電気を蓄えることができる部材である。つまり、電極体４００は、正極４１０と負極４２０との間にセパレータ４３０が挟み込まれるように、正極４１０と負極４２０とがセパレータ４３０を介して、断面が長円形状になるように巻回されて形成されている。

正極４１０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金属箔の表面に、正極活物質を含む合剤層が形成されたものである。負極４２０は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔の表面に、負極活物質層を含む合剤層が形成されたものである。正極４１０及び負極４２０が有する合剤層に含まれる活物質としては、例えば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。セパレータ４３０は、樹脂からなる微多孔性のシートである。

なお、正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または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種または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。

また、負極活物質としては、例えば、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−シリコン、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。

また、正極４１０と負極４２０とは、セパレータ４３０を介して、巻回軸方向（Ｘ軸方向）に互いにずらして巻回されている。そして、正極４１０及び負極４２０は、それぞれのずらされた方向の端部４０１及び４０２に、活物質を含む合剤層が形成されていない部分（合剤層非形成部）を有している。

そして、リード端子２００は、電極体４００の端部４０１に取り付けられることで正極４１０と接続され、リード端子３００は、電極体４００の端部４０２に取り付けられることで負極４２０と接続される。具体的には、端部４０１においてＺ軸方向に並ぶ金属箔の層と層との間に、リード端子２００の端部が差し込まれ、超音波溶接や抵抗溶接などによって、リード端子２００が端部４０１と接合される。同様に、端部４０２においてＺ軸方向に並ぶ金属箔の層と層との間に、リード端子３００の端部が差し込まれ、超音波溶接や抵抗溶接などによって、リード端子３００が端部４０２と接合される。

なお、電極体４００と、リード端子２００及び３００との接続の手法及び態様に特に限定はなく、例えば、リベットまたはボルト等を用いて、電極体４００と、リード端子２００及び３００とが締結されてもよい。

次に、リード端子２００及び３００の構成について、詳細に説明する。なお、リード端子２００とリード端子３００とは同様の構成を有するため、以下では、リード端子２００の構成について説明し、リード端子３００の構成の説明については省略する。

図４は、本発明の実施の形態に係るリード端子２００の外観を示す斜視図である。また、図５は、本発明の実施の形態に係るリード端子２００の構成を示す正面図である。具体的には、同図は、図４に示したリード端子２００をＸ軸方向プラス側から見た場合の図である。また、図６は、本発明の実施の形態に係るリード端子２００の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に示したリード端子２００をＶＩ−ＶＩ断面で切断した場合の断面図である。また、図７は、本発明の実施の形態に係るリード端子２００の構成を示す分解斜視図である。具体的には、同図は、リード端子２００を製造（溶着）する前のリード端子２００の各構成要素を示した図である。

これらの図に示すように、リード端子２００は、端子本体２１０と、樹脂層２２０と、中間層２３０とを備えている。

端子本体２１０は、リード端子２００の本体であり、金属など導電性の部材で形成されている。具体的には、端子本体２１０は、短側面２１１及び２１２（ＸＺ平面に平行な面）と、長側面２１３及び２１４（ＸＹ平面に平行な面）とを有する矩形状かつ板状の部材である。また、端子本体２１０は、端部（例えばＸ軸方向マイナス側の端部）が、電極体４００の端部４０１と接合されることで、電極体４００の正極４１０と接続される。端子本体２１０は、例えば正極４１０の基材の金属箔と同様に、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。

なお、負極側のリード端子３００の端子本体は、例えば負極４２０の基材の金属箔と同様に、銅または銅合金で形成されており、端部が電極体４００の端部４０２と接合されることで、電極体４００の負極４２０と接続される。

樹脂層２２０は、端子本体２１０の外周を覆う矩形状かつ板状の樹脂部材であり、端子本体２１０を挟んで溶着（熱溶着）されている。具体的には、樹脂層２２０は、Ｙ軸方向に延びる２枚の矩形状かつ板状の樹脂部材である樹脂層２２１及び２２２で構成されており、端子本体２１０の中央部分を跨ぐように配置されている。

ここで、樹脂層２２１は、端子本体２１０の上方（Ｚ軸方向プラス側）に配置された樹脂部材であり、樹脂層２２２は、端子本体２１０の下方（Ｚ軸方向マイナス側）に配置された樹脂部材である。また、樹脂層２２１及び２２２は、同等の大きさ及び形状で形成されており、樹脂層２２１及び２２２で端子本体２１０及び後述の中間層２３０を上下方向（Ｚ軸方向）から挟み込み、樹脂層の端部同士が溶着されて、溶着部分２２３及び２２４が形成されている。

つまり、樹脂層２２１は、端子本体２１０の長側面２１３上に配置され、樹脂層２２２は、端子本体２１０の長側面２１４上に配置されている。そして、樹脂層２２１及び２２２は、端子本体２１０の長側面２１３及び２１４と中間層２３０とを挟み込んで溶着されて、溶着部分２２３及び２２４が形成されている。

溶着部分２２３は、樹脂層２２０の一端（Ｙ軸方向マイナス側の端部）に形成された溶着箇所であり、端子本体２１０の短側面２１１側に配置されている。また、溶着部分２２４は、樹脂層２２０の他端（Ｙ軸方向プラス側の端部）に形成された溶着箇所であり、端子本体２１０の短側面２１２側に配置されている。

また、樹脂層２２０は、外装フィルム１００が有する後述の第一樹脂層１０１及び中間層２３０と溶着可能な材質で形成されている。なお、樹脂層２２０は、２枚の樹脂層２２１及び２２２から構成されていることとしたが、１枚の樹脂層をＵ字状に折り畳むことにより構成されていることにしてもよい。また、樹脂層２２０の材質は特に限定されないが、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴなどの樹脂で形成されている。

中間層２３０は、端子本体２１０の短側面２１１及び２１２に配置される矩形状かつ長尺状の部材であり、樹脂層２２０と熱溶着されている。つまり、中間層２３０は、樹脂層２２０の溶着部分２２３、２２４と端子本体２１０との間に配置されている。具体的には、中間層２３０は、端子本体２１０の短側面２１１側に配置された中間層２３１と、端子本体２１０の短側面２１２側に配置された中間層２３２とを有している。

中間層２３１は、樹脂層２２０の溶着部分２２３と端子本体２１０の短側面２１１との間に配置された、Ｘ軸方向に延びる矩形状かつ長尺状の部材である。また、中間層２３２は、樹脂層２２０の溶着部分２２４と端子本体２１０の短側面２１２との間に配置された、Ｘ軸方向に延びる矩形状かつ長尺状の部材である。つまり、中間層２３１は、溶着部分２２３と短側面２１１との間に形成された空間を埋めるように配置されており、中間層２３２は、溶着部分２２４と短側面２１２との間に形成された空間を埋めるように配置されている。

具体的には、中間層２３１は、両側面（Ｙ軸方向両側の面）が溶着部分２２３及び短側面２１１に挟まれ、上下両面（Ｚ軸方向両側の面）が樹脂層２２１及び２２２に挟まれて配置されている。中間層２３２についても同様に、両側面（Ｙ軸方向両側の面）が溶着部分２２４及び短側面２１２に挟まれ、上下両面（Ｚ軸方向両側の面）が樹脂層２２１及び２２２に挟まれて配置されている。

また、中間層２３０は、端子本体２１０の厚み方向（Ｚ軸方向）における幅が、端子本体２１０の厚み以下であるのが好ましく、本実施の形態では、中間層２３０の当該幅は、端子本体２１０の厚みと同じになるように形成されている。なお、中間層２３０の幅は、大部分が端子本体２１０の厚み以下になっていればよく、一部が端子本体２１０の厚みよりも大きくなっていてもかまわない。

また、中間層２３０の材質は特に限定されないが、本実施の形態では、中間層２３０は、樹脂層２２０と同一の材質で形成されている。つまり、中間層２３０は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴなどの樹脂で形成されている。このように、中間層２３０は、樹脂層２２０や外装フィルム１００の第一樹脂層１０１と溶着可能な材質で形成されている。つまり、中間層２３０、樹脂層２２０、及び外装フィルム１００の第一樹脂層１０１は、互いに溶着可能な材質で形成されている。

次に、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０が奏する効果について、説明する。なお、以下では、リード端子２００側についての効果を説明するが、リード端子３００側の効果についても同様である。

図８及び図９は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０が奏する効果を説明する図である。具体的には、図８の（ａ）は、樹脂層２２１及び２２２を溶着前（溶着部分２２３及び２２４を形成前）のリード端子を、Ｘ軸方向プラス側から見た場合の図である。また、図８の（ｂ）は、樹脂層２２１及び２２２を溶着後（溶着部分２２３及び２２４を形成後）のリード端子２００を、Ｘ軸方向プラス側から見た場合の図である。また、図９の（ａ）は、外装フィルム１００でリード端子２００を挟んで溶着する前の構成を、Ｘ軸方向プラス側から見た場合の図である。また、図９の（ｂ）は、外装フィルム１００でリード端子２００を挟んで溶着した後の構成を、Ｘ軸方向プラス側から見た場合の図である。

まず、図８の（ａ）に示すように、中間層２３１及び２３２を端子本体２１０の両側の短側面２１１及び２１２に配置して、端子本体２１０及び中間層２３１、２３２の上方及び下方に樹脂層２２１及び２２２を配置する。この場合、中間層２３１と樹脂層２２１及び２２２との間、及び、中間層２３２と樹脂層２２１及び２２２との間に、空間Ｓ１が形成される。

ここで、大容量の蓄電素子１０を製造する場合には、電極体４００の体積が容量に比例して大きくなるため、リード端子２００からの発熱を抑えるために、リード端子２００の断面積（ＹＺ平面に平行な面で切断した場合の断面積）を大きくする必要がある。これにより、リード端子２００の厚み（Ｚ軸方向の厚み）を大きくする（例えば、０．５〜０．８ｍｍ程度）必要があるため、空間Ｓ１は、大きな空間となる。

そして、中間層２３０が配置されていない従来の構成では、端子本体２１０の側方（Ｙ軸方向の両側）で樹脂層２２１及び２２２の端部同士を溶着しても、大きな空間Ｓ１を閉塞することは困難である。特に、大容量の蓄電素子における端子本体２１０及び電極体４００は熱容量が大きいため、溶着時の熱が端子本体２１０側に逃げてしまい、樹脂層２２１及び２２２の端部同士の溶着が困難となる。

これに対し、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、端子本体２１０の側方に中間層２３０が配置されているため、樹脂層２２１及び２２２の端部同士を溶着すると、図８の（ｂ）に示すように、樹脂層２２１及び２２２と中間層２３０とが溶着される。また、この場合、溶着時の熱が端子本体２１０側に逃げるのを中間層２３０が抑制し、樹脂層２２１及び２２２の端部同士の溶着を容易にする。これによって、空間Ｓ１が閉塞され、溶着部分２２３及び２２４が形成される。

このように、中間層２３０は、樹脂層２２０と熱溶着されるため、樹脂層２２０と中間層２３０との間に隙間が生じるのを抑制することができ、樹脂層２２０と端子本体２１０との間に隙間が生じるのを抑制することができる。特に、中間層２３０は樹脂層２２０と同一の材質で形成されているため、中間層２３０と樹脂層２２０との溶着性が向上し、中間層２３０と樹脂層２２０との間に隙間が生じるのをさらに抑制することができる。

また、中間層２３０が配置されていない場合には、樹脂層２２１及び２２２を熱溶着する際に、溶着時の熱の温度が高い、または熱を加える時間が長いなどの理由により、樹脂層２２１及び２２２が溶けて端子本体２１０が樹脂層２２０を突き破ることがある。特に、端子本体２１０の端部（Ｙ軸方向の端部）の角が、樹脂層２２０を突き破る可能性がある。このため、中間層２３０によって、端子本体２１０が樹脂層２２０を突き破るのを防止することができるという効果も奏される。

また、図９の（ａ）に示すように、リード端子２００の上方及び下方に外装フィルム１００の端部１１０を配置する。この場合、樹脂層２２０の溶着部分２２３及び２２４と、外装フィルム１００の端部１１０との間に、空間Ｓ２及びＳ３が形成される。具体的には、溶着部分２２３及び２２４の側面（Ｙ軸方向の両側面）と端部１１０の溶着部分との間に、空間Ｓ２が形成され、溶着部分２２３及び２２４の上面及び下面（Ｚ軸方向の両面）と端部１１０との間に、空間Ｓ３が形成される。

なお、同図では、一例として、外装フィルム１００は、第一樹脂層１０１、金属層１０２及び第二樹脂層１０３の３層構造を有する構成を示している。第一樹脂層１０１及び第二樹脂層１０３は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴなどの樹脂で形成されており、金属層１０２は、例えば、アルミニウムなどの金属で形成されている。

ここで、大容量の蓄電素子１０を製造する場合には、上述の通り、電極体４００の体積が大きくなって、リード端子２００の厚みが大きくなるため、空間Ｓ２及びＳ３は、大きな空間となる。

そして、中間層２３０が配置されていない従来の構成では、外装フィルム１００の端部１１０をリード端子２００に溶着するために熱を加えても、上述の通り、溶着時の熱が端子本体２１０側に逃げてしまう。このため、端子本体２１０の遠くに形成されている空間Ｓ２を閉塞することはできても、端子本体２１０の近くに形成されている空間Ｓ３を閉塞することは困難である。

また、空間Ｓ２及びＳ３を閉塞するために、溶着時の熱の温度を上げたり、熱を加える時間を長くしたりする方法では、溶着箇所の樹脂（端部１１０の第一樹脂層１０１、リード端子２００の樹脂層２２０）が外側に流出して外観が損なわれる。また、第一樹脂層１０１及び樹脂層２２０がさらに溶けると、金属層１０２と端子本体２１０とが接触（短絡）して外装フィルム１００が腐食するなどの問題も生ずる。

これに対し、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、外装フィルム１００の端部１１０をリード端子２００に溶着するために熱を加えると、中間層２３０が、当該熱が端子本体２１０側に逃げるのを抑制する。これにより、図９の（ｂ）に示すように、端部１１０の第一樹脂層１０１と、リード端子２００の樹脂層２２０とが溶着されて、空間Ｓ２及びＳ３が閉塞される。

このように、端子本体２１０の短側面に中間層２３０が配置されているため、当該短側面側で外装フィルム１００と樹脂層２２０とが溶着する際に、溶着のための熱が端子本体２１０側に逃げるのを抑制することができる。これにより、外装フィルム１００と樹脂層２２０とが溶着することで、外装フィルム１００と樹脂層２２０との間に隙間が生じるのを抑制することができる。

また、端子本体２１０の長側面に中間層２３０を配置すると、リード端子２００の厚みが大きくなるため、端子本体２１０と樹脂層２２０との間に隙間が生じやすくなる。このため、長尺状の中間層２３０を端子本体２１０の短側面に配置して、樹脂層２２０を端子本体２１０の長側面及び中間層２３０を挟み込んで溶着する（つまり、当該長側面に中間層２３０を配置しない）ことで、当該隙間が生じるのを抑制することができる。また、従来の構成に長尺状の中間層２３０を追加すればよいので、簡易にリード端子を作製することができる。

また、中間層２３０の幅が端子本体２１０の厚みよりも大きいと、樹脂層２２０で挟み込んだときに段差が生じる。このため、中間層２３０の幅を端子本体２１０の厚み以下（本実施の形態では、同じ長さ）にして、中間層２３０と端子本体２１０との間の段差をなくすことで、中間層２３０及び端子本体２１０と樹脂層２２０との間に隙間が生じるのを抑制することができる。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、中間層２３０によって、溶着時の熱が端子本体２１０側に逃げるのを抑制し、リード端子２００まわりのシール性を向上させることができる。

（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。本変形例は、中間層が端子本体２１０の短側面２１１、２１２に亘って、配置されている。図１０は、本発明の実施の形態の変形例１に係るリード端子２０１の外観を示す斜視図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有するリード端子２００に代えて、リード端子２０１を有している。リード端子２０１は、上記実施の形態におけるリード端子２００が有する中間層２３０に代えて、中間層２３０ａを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

中間層２３０ａは、端子本体２１０の短側面２１１及び２１２に沿って、短側面２１１及び２１２の全長に亘って配置されている。つまり、中間層２３１ａは、短側面２１１の全長に亘って短側面２１１に配置され、中間層２３２ａは、短側面２１２の全長に亘って短側面２１２に配置されている。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、中間層２３０ａは、端子本体２１０と同じ長さで形成されているため、中間層２３０ａを加工してから端子本体２１０へ取り付ける場合には、中間層２３０ａの位置決めが容易になる。または、長尺状の部材を端子本体２１０へ取り付けてから切断することで中間層２３０ａを形成する場合には、中間層２３０ａの加工が容易になる。

なお、中間層２３０ａは、短側面２１１及び２１２の全長に亘って延びている形状でなくともよく、短側面２１１及び２１２の全長よりも少し短く、または少し長く延びている形状であってもかまわない。

（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。本変形例は、中間層が円柱形状になっている。図１１は、本発明の実施の形態の変形例２に係るリード端子の構成を示す分解斜視図である。具体的には、同図は、リード端子を製造（溶着）する前のリード端子の各構成要素を示した図である。

同図に示すように、本変形例におけるリード端子は、上記実施の形態におけるリード端子２００が有する中間層２３０に代えて、中間層２３０ｂを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

中間層２３０ｂは、端子本体２１０の短側面２１１及び２１２に配置される円柱形状の部材である。つまり、中間層２３１ｂは、短側面２１１に配置される円柱形状の部材であり、中間層２３２ｂは、短側面２１２に配置される円柱形状の部材である。なお、中間層２３０ｂは、円柱形状には限定されず、楕円柱形状や三角柱形状などであってもかまわない。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。つまり、中間層２３０ｂは、角柱形状で形成することには限定されないため、リード端子を作製する際の自由度を向上させることができる。なお、中間層２３０ｂは、角柱形状ではないため、樹脂層２２０と端子本体２１０との間に配置した場合に、樹脂層２２０と端子本体２１０との間に隙間が生ずるが、溶着時に当該隙間は埋まるため、この構成でもリード端子２００まわりのシール性を向上させることができる。

（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。本変形例は、樹脂層２２０と端子本体２１０との間に絶縁層が配置されている。図１２は、本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子１１の構成を示す図である。具体的には、同図は、リード端子２０２を外装フィルム１００で挟んで溶着した構成を示す正面図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子１１は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有するリード端子２００に代えて、リード端子２０２を有している。リード端子２０２は、上記実施の形態におけるリード端子２００が有する構成に加えて、絶縁層２４０を有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

絶縁層２４０は、無機粒子など絶縁性の材料で形成されたシート状の部材である。絶縁層２４０は、端子本体２１０の上方（Ｚ軸方向プラス側）に配置された絶縁層２４１と、端子本体２１０の下方（Ｚ軸方向マイナス側）に配置された絶縁層２４２とを有している。つまり、絶縁層２４１は、端子本体２１０と樹脂層２２１との間に配置され、絶縁層２４２は、端子本体２１０と樹脂層２２２との間に配置されている。

ここで、絶縁層２４０に用いられる無機粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄、バリウムチタン酸化物、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の窒化物、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性イオン結晶、シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレイ、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ベーマイト、アパタイト、ムライト、スピネル、オリビン等、または、これらを含む化合物等が挙げられる。また、上記の無機物は、ＳｎＯ_２、スズ−インジウム酸化物（ＩＴＯ）等の酸化物、カーボンブラック、グラファイト等の炭素質材料等の導電性粒子の表面を、電気絶縁性を有する材料（例えば、上記の電気絶縁性の無機粒子を構成する材料）で表面処理することで、電気絶縁性を持たせた粒子であってもよい。なお、絶縁層２４０は、無機粒子ではなく有機系の粒子を含有していてもよい。また、絶縁層２４０は、粒子によって形成されることには限定されず、陽極酸化、化成処理、蒸着やスパッタ等によって成膜されたものでもかまわない。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、絶縁層２４０が端子本体２１０と樹脂層２２０との間に配置されているため、外装フィルム１００の第一樹脂層１０１と樹脂層２２０とが溶けてしまった場合などでも、外装フィルム１００の金属層１０２と端子本体２１０とが短絡するのを抑制することができる。

（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。本変形例は、中間層が端子本体２１０の外周を覆うように配置されている。図１３は、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子１２の構成を示す図である。具体的には、同図は、リード端子２０３を外装フィルム１００で挟んで溶着した構成を示す正面図である。

同図に示すように、本変形例における蓄電素子１２は、上記実施の形態における蓄電素子１０が有するリード端子２００に代えて、リード端子２０３を有している。リード端子２０３は、上記実施の形態におけるリード端子２００が有する中間層２３０に代えて、中間層２３０ｃを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

中間層２３０ｃは、端子本体２１０の外周を覆うように配置されたシート状の部材である。つまり、中間層２３０ｃは、上記の変形例３における中間層２３０と絶縁層２４０とが一体化した構成を有している。なお、中間層２３０ｃの材質は、上記実施の形態における中間層２３０の材質と同じでもよいし、上記変形例３における絶縁層２４０の材質と同じでもよいし、異なる材質でもかまわない。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、中間層２３０ｃが端子本体２１０の外周を覆うように配置されているため、中間層２３０ｃを端子本体２１０に容易に取り付けることができ、また、上記変形例３と同様、外装フィルム１００の金属層と端子本体２１０とが短絡するのを抑制することができる。

（変形例５）
次に、上記実施の形態の変形例５について、説明する。本変形例は、中間層が樹脂層よりも熱伝導率が低い材質で形成されている。

つまり、本変形例におけるリード端子は、上記実施の形態におけるリード端子２００が有する中間層２３０に代えて、樹脂層２２０と異なる材質で形成された中間層２３０ｄを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、説明は省略する。

中間層２３０ｄは、樹脂層２２０よりも熱伝導率が低い部材（つまり、断熱性を有する部材）で形成されている。例えば、樹脂層２２０をＰＥで形成し、中間層２３０ｄを、ＰＥよりも熱伝導率が低いＰＰなどの材質で形成することができる。なお、中間層２３０ｄは、断熱性を有する部材であればよく、樹脂で形成されていなくともかまわない。つまり、中間層２３０ｄは、樹脂層２２０と熱溶着されなくてもかまわない。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、外装フィルム１００と樹脂層２２０とを溶着する際に、溶着のための熱が端子本体２１０側に逃げるのをより効果的に抑制することができる。

また、中間層２３０ｄとして、樹脂層２２０よりも熱伝導率が低い材質（例えばＰＰ）の周りを、樹脂層２２０と同じ材質の樹脂（例えばＰＥ）で覆った構成を有していてもよい。この構成によれば、中間層２３０ｄと樹脂層２２０との溶着性が向上し、中間層２３０ｄと樹脂層２２０との間に隙間が生じるのを抑制することができる。

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、リード端子２００及びリード端子３００の双方が上記の構成を有することとしたが、リード端子２００及びリード端子３００のいずれか一方のみ、上記の構成を有することにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体４００は、正極４１０及び負極４２０が巻回されて形成されたいわゆる巻回型の発電要素であることとした。しかし、正極４１０及び負極４２０が複数の平板状極板からなり、電極体４００は、当該複数の平板状極板を積層したいわゆるスタック型の発電要素であることにしてもよい。

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、上記の変形例２〜５に、変形例１の変形を適用してもよいし、変形例３、５に、変形例２の変形を適用してもよいし、変形例４、５に、変形例３の変形を適用してもよいし、変形例５に、変形例４の変形を適用してもよい。

また、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子に用いられるリード端子としても実現することができる。

本発明は、リード端子まわりのシール性を向上させることができる蓄電素子を提供することができ、特に、ラミネート型の蓄電素子等に適用することができる。

１０、１１、１２蓄電素子
１００外装フィルム
１０１第一樹脂層
１０２金属層
１０３第二樹脂層
１１０、１２０端部
２００、２０１、２０２、２０３、３００リード端子
２１０端子本体
２１１、２１２短側面
２１３、２１４長側面
２２０、２２１、２２２樹脂層
２２３、２２４溶着部分
２３０、２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、２３１、２３１ａ、２３１ｂ、２３２、２３２ａ、２３２ｂ中間層
２４０、２４１、２４２絶縁層
４００電極体
４０１、４０２端部
４１０正極
４２０負極
４３０セパレータ

Claims

リード端子と、端部が前記リード端子を挟んで溶着されている外装フィルムとを備え、
前記リード端子は、端子本体と、前記端子本体を挟んで溶着されている樹脂層と、前記端子本体の短側面と前記樹脂層との間に配置される中間層とを有し、
前記中間層は、前記樹脂層よりも熱伝導率が低い
蓄電素子。
リード端子と、端部が前記リード端子を挟んで溶着されている外装フィルムとを備え、
前記リード端子は、端子本体と、前記端子本体を挟んで溶着されている樹脂層と、前記端子本体の長側面と前記樹脂層との間に配置されることなく前記端子本体の短側面と前記樹脂層との間に配置される中間層とを有し、
前記中間層は、前記樹脂層よりも熱伝導率が低い
蓄電素子。
前記中間層は、前記樹脂層と熱溶着されている
請求項１または２に記載の蓄電素子。
前記中間層は、長尺状の部材であり、
前記樹脂層は、前記端子本体の長側面及び前記中間層を挟み込んで溶着されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記端子本体の厚み方向における前記中間層の幅が、前記端子本体の厚み以下である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
蓄電素子に用いられるリード端子であって、
端子本体と、
前記端子本体を挟んで溶着されている樹脂層と、
前記端子本体の短側面と前記樹脂層との間に配置される中間層とを備え、
前記中間層は、前記樹脂層よりも熱伝導率が低い
リード端子。
蓄電素子に用いられるリード端子であって、
端子本体と、
前記端子本体を挟んで溶着されている樹脂層と、
前記端子本体の長側面と前記樹脂層との間に配置されることなく前記端子本体の短側面と前記樹脂層との間に配置される中間層とを備え、
前記中間層は、前記樹脂層よりも熱伝導率が低い
リード端子。