JP6784007B2 - 蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、電極端子と、電極体と、電極端子及び電極体を電気的に接続する集電体とを備える蓄電素子に関する。

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（ＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの開発が進められている。そして、このような蓄電素子は、一般的に、正極と負極とを有する電極体と、電極端子と、電極体及び電極端子を電気的に接続する集電体とを備えている。

ここで、従来、電極体を備え、当該電極体を集電体に接合して、当該電極体を集電体から吊り下げることで保持する蓄電素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電素子においては、１つの集電体から垂れ下がった複数の脚のそれぞれを複数の電極体のそれぞれに接合して、それぞれの電極体を集電体から吊り下げることで、それぞれの電極体を保持している。

特開２０１３−０７７５４６号公報

蓄電素子に備えられる集電体は、上記特許文献１記載のものも含め、一般に、所定の形状の金属製の板材に対し、折り曲げ等の加工を施すことで作製される。

つまり、集電体は金属加工によって得られる部材であり、板材に対する折り曲げ等の加工の際に、板材の割れまたは亀裂等の発生を防止する必要がある。例えば、曲げ線の端部に、割れ等の要因となる応力集中を緩和するための、ヌスミと呼ばれる切り欠きが設けられる。

このように折り曲げ位置に切り欠きが設けられていることにより、当該折り曲げ位置に、その前後よりも断面積の小さい部分が存在する場合、電気抵抗の増加及び強度の低下等の、集電体の信頼性を低下させる事象が発生する可能性がある。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、信頼性の高い集電体を備え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、本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極端子と、少なくとも１つの電極体と、前記電極端子及び少なくとも１つの前記電極体を電気的に接続する集電体とを備える蓄電素子であって、前記集電体は、前記電極端子と電気的に接続される端子接続部と、少なくとも１つの前記電極体に接続される、２つの電極体接続部と、前記端子接続部の端部から延設され、前記端子接続部と前記２つの電極体接続部とを連結する連結部とを有し、前記連結部は、前記端子接続部の前記端部との接続部分における幅が、前記２つの電極体接続部との接続部分における幅よりも広い略台形状となるように形成されている。

この構成によれば、集電体において、端子接続部から延設された連結部によって、端子接続部と２つの電極体接続部とが連結されている。連結部は、側面視（集電体を電極体とは反対側から見た場合）において、端子接続部の端部に接続された上底が、２つの電極体接続部に接続された下底よりも長い略台形状を有している。

つまり、連結部は、端子接続部との接続部分から２つの電極体接続部に近づくに従って、幅を狭めるように形成されており、これにより、２つの電極体接続部の姿勢が、電極体との接続に適した姿勢に無理なく整えられている。

このように、集電体の連結部を、端子接続部側の幅が２つの電極体接続部側の幅よりも長い略台形状となるように形成することで、連結部に切り欠きを設けることなく、折り曲げに起因する割れ等の発生が防止された集電体を作製することができる。

従って、連結部に、切り欠きの存在によって断面積が小さくなっている部分が存在しないため、端子接続部と２つの電極体接続部との間における電気抵抗の増加及び強度の低下等の問題が生じない。

以上のように、本態様の蓄電素子は、信頼性の高い集電体を備える蓄電素子である。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記連結部の、幅方向に平行かつ外側面に直交する断面の面積は、前記連結部の延設方向のいずれの位置であっても、前記２つの電極体接続部の幅方向に平行な断面の面積の合計以上であるとしてもよい。

この構成によれば、連結部に、２つの電極体接続部の断面積の合計よりも小さい断面積の部分が存在しないため、例えば、端子接続部と２つの電極体接続との間に大電流が流れる場合における集電体の信頼性がより向上される。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記連結部は、前記端子接続部の前記端部の辺の一部から延設されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、端子接続部の幅方向の長さを比較的長く形成し、かつ、２つの電極体接続部の幅方向の位置が、１以上の電極体との接続に適した位置となるように、連結部を設けることができる。つまり、本態様の集電体によれば、端子接続部における電気抵抗を低減させ、かつ、電極体との接続に適した位置に、連結部と２つの電極体接続部とを備えることができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記端子接続部の前記端部の辺における、前記連結部との前記接続部分の側方の位置に、切欠部が形成されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、集電体を作製する際に行われる、連結部を端子接続部との接続部分において折り曲げる工程が容易化され、また、割れ等の破損の可能性が低減される。さらに、これらの効果を、電気抵抗の増加及び強度の低下等の問題を生じさせることなく得ることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記連結部と前記２つの電極体接続部のそれぞれとは、湾曲部によって接続されているとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記２つの電極体接続部の一方は、２つの前記電極体の一方に接続されており、前記２つの電極体接続部の他方は、２つの前記電極体の他方に接続されているとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記連結部は、２つの前記電極体の並び方向において、２つの前記電極体の間に位置するとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記２つの電極体接続部は、前記連結部から、前記端子接続部とは反対側に延設されているとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記集電体はさらに、前記端子接続部から延設され、前記２つの電極体接続部と並んで配置された他の電極体接続部を有するとしてもよい。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記連結部は、ビード部を有するとしてもよい。

なお、本発明は、上記いずれかの態様に係る集電体を備える蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該集電体としても実現することもできる。

本発明によれば、信頼性の高い集電体を備える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模式的に示す斜視図である。 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。 実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。 実施の形態に係る正極集電体の構成を示す第１の斜視図である。 実施の形態に係る正極集電体の構成を示す第２の斜視図である。 実施の形態に係る正極集電体を側方（Ｘ軸方向プラス側）から見た場合の側面図である。 比較例に係る正極集電体の部分拡大図である。 ビード部を有する正極集電体の外観を示す斜視図である。 変形例に係る正極集電体の正面図である。 変形例に係る正極集電体の背面図である。 変形例に係る正極集電体の平面図である。 変形例に係る正極集電体の底面図である。 変形例に係る正極集電体の第１の側面図である。 変形例に係る正極集電体の第２の側面図である。 変形例に係る正極集電体の第１の斜視図である。 変形例に係る正極集電体の第２の斜視図である。 変形例に係る正極集電体の部分断面図である。

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。

なお、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の上下方向をＺ軸方向（以下、第一方向ともいう）と定義する。つまり、Ｚ軸方向は、集電体の脚部（電極体接続部）が延びる方向、または、容器の短側面の長手方向として定義できる。

また、２つの電極体の並び方向をＹ軸方向（以下、第二方向または幅方向ともいう）と定義する。つまり、Ｙ軸方向は、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、容器の厚さ方向として定義できる。

また、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と交差する方向をＸ軸方向（以下、第三方向ともいう）と定義する。つまり、Ｘ軸方向は蓄電素子の電極体の巻回軸方向、集電体もしくは電極端子の並び方向、または、容器の短側面の対向方向として定義できる。

なお、Ｚ軸方向を上下方向としているが、この上下方向は、鉛直方向と平行であってもよく、平行でなくてもよい。つまり、蓄電素子の使用時における姿勢に特に限定はない。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る蓄電素子１０の構成について、説明する。

図１は、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。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００の容器本体１１１を分離して蓄電素子１０が備える各構成要素を示す斜視図である。

図３は、実施の形態に係る蓄電素子１０の分解斜視図である。なお、図３では、容器１００の容器本体１１１の図示は省略されている。

蓄電素子１０は、電極端子と、電極体と、当該電極端子及び当該電極体を電気的に接続する集電体とを備える蓄電素子である。

具体的には、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。特に、蓄電素子１０は、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、またはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に適用される。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よい。

図１〜図３に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。また、容器１００の外方に上部絶縁部材１２５、１３５が配置
されている。さらに、容器１００内方には、下部絶縁部材１２０、１３０と、正極集電体１４０と、負極集電体１５０と、２つの電極体である第一電極体１６１及び第二電極体１６２とが収容されている。

また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解液）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。なお、容器１００に封入される電解液としては、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。

容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１１と、容器本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２等を内部に収容後、蓋体１１０と容器本体１１１とが溶接等されることにより、内部空間を密閉する構造を有している。なお、蓋体１１０及び容器本体１１１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、アルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。

第一電極体１６１及び第二電極体１６２は、並列に配置される２つの発電要素であり、ともに、正極集電体１４０及び負極集電体１５０と電気的に接続される。なお、第一電極体１６１と第二電極体１６２とは、同一の構成を有している。

具体的には、第一電極体１６１及び第二電極体１６２のそれぞれは、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部材である。正極は、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である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。また、セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。

ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、または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正極活物質または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。

そして、第一電極体１６１及び第二電極体１６２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が巻き回されて形成されている。なお、図２及び図３では、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。また、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した形状でもよい。

なお、第一電極体１６１及び第二電極体１６２のそれぞれは、正極集電体１４０と接続された正極側端部と、負極集電体１５０と接続された負極側端部とを有している。

正極側端部は、正極の活物質層非形成部が積層されて束ねられた電極体の正極側の端部であり、負極側端部は、負極の活物質層非形成部が積層されて束ねられた電極体の負極側の端部である。

なお、正極の活物質層非形成部とは、正極のうち正極活物質が塗工されず正極基材層が露出した部分である。負極の活物質層非形成部とは、負極のうち負極活物質が塗工されず負極基材層が露出した部分である。

また、本実施の形態では、第一電極体１６１及び第二電極体１６２は、絶縁性のフィルムによって結束されている。

以上のように、蓄電素子１０は、複数の電極体（本実施の形態では２つの電極体）を有しているため、同一体積（容積）の容器１００に単数の電極体を用いる場合に比べ、以下の点で好ましい。

つまり、複数の電極体を用いることで、単数の電極体を用いる場合に比べ、容器１００のコーナー部のデッドスペースが減り、電極体の占める割合が向上するため、蓄電素子１０の蓄電容量アップにつながる。

また、特に、高入出力（ハイレート）用の電極体では、高容量タイプの電極体に比べて、金属箔上の活物質の量を減らす必要があり、電極体中での金属箔やセパレータの割合が高まる。このため、単数の電極体を用いた場合は電極の巻き数が多くなるため硬くて柔軟性が低く容器１００に挿入しづらくなる。しかし、複数の電極体が用いられる場合、１つの電極体における巻き数を少なくすることができ、その結果、柔軟性が高い電極体が実現される。

正極集電体１４０は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の正極側に配置され、正極端子２００と第一電極体１６１及び第二電極体１６２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、正極集電体１４０は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。

具体的には、正極集電体１４０は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の正極側端部に溶接等によって接合されることで、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の正極と接続される。また、正極集電体１４０には、開口部１４０ａが形成されており、開口部１４０ａに、後述する正極端子２００の接続部２１０が挿入されてかしめられることで、正極集電体１４０と正極端子２００とが接続される。

負極集電体１５０は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の負極側に配置され、負極端子３００と第一電極体１６１及び第二電極体１６２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、負極集電体１５０は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

具体的には、負極集電体１５０は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の負極側端部に溶接等によって接合されることで、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の負極と接続される。また、負極集電体１５０には、開口部１５０ａが形成されており、開口部１５０ａに、後述する負極端子３００の接続部３１０が挿入されてかしめられることで、負極集電体１５０と負極端子３００とが接続される。

下部絶縁部材１２０及び上部絶縁部材１２５は、容器１００の蓋体１１０に固定され、正極集電体１４０と容器１００とを絶縁する絶縁性の樹脂などで形成されたパッキンである。なお、下部絶縁部材１２０には、後述する正極端子２００の接続部２１０が挿入される開口部１２０ａが形成されており、上部絶縁部材１２５には、接続部２１０が挿入される開口部１２５ａが形成されている。

下部絶縁部材１３０及び上部絶縁部材１３５は、容器１００の蓋体１１０に固定され、負極集電体１５０と容器１００とを絶縁する絶縁性の樹脂などで形成されたパッキンである。なお、下部絶縁部材１３０には、後述する負極端子３００の接続部３１０が挿入される開口部１３０ａが形成されており、上部絶縁部材１３５には、接続部３１０が挿入される開口部１２５ａが形成されている。

正極端子２００は、第一電極体１６１の正極及び第二電極体１６２の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、第一電極体１６１の負極及び第二電極体１６２の負極に電気的に接続された電極端子である。正極端子２００及び負極端子３００は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。

正極端子２００には、図３に示すように、正極端子２００と正極集電体１４０とを電気的に接続する接続部２１０が設けられている。

接続部２１０は、正極集電体１４０の開口部１４０ａに挿入されて、正極集電体１４０に接続される部材であり、例えばリベットである。つまり、接続部２１０は、上部絶縁部材１２５の開口部１２５ａと、蓋体１１０の貫通孔１１０ａと、下部絶縁部材１２０の開口部１２０ａと、正極集電体１４０の開口部１４０ａとに挿入されて、かしめられる。これにより、正極端子２００は、上部絶縁部材１２５、下部絶縁部材１２０、及び正極集電体１４０とともに蓋体１１０に固定される。

また同様に、負極端子３００には、負極端子３００と負極集電体１５０とを電気的に接続する接続部３１０が設けられている。接続部３１０は、負極集電体１５０の開口部１５０ａに挿入されて、負極集電体１５０に接続される部材であり、例えばリベットである。つまり、接続部３１０は、上部絶縁部材１３５の開口部１３５ａと、蓋体１１０の貫通孔１１０ｂと、下部絶縁部材１３０の開口部１３０ａと、負極集電体１５０の開口部１５０ａとに挿入されて、かしめられる。これにより、負極端子３００は、上部絶縁部材１３５、下部絶縁部材１３０、及び負極集電体１５０とともに蓋体１１０に固定される。

次に、本実施の形態に係る蓄電素子１０の特徴である、正極集電体１４０及び負極集電体１５０の構成について、詳細に説明する。なお、正極集電体１４０と負極集電体１５０とは、同様の構成を有するため、以下では正極集電体１４０についての説明を行い、負極集電体１５０についての説明は省略する。つまり、以下に説明される正極集電体１４０の構造上の特徴は、負極集電体１５０についても適用される。

図４は、実施の形態に係る正極集電体１４０の構成を示す第１の斜視図である。具体的には、図４は、図３に示される正極集電体１４０を手前側の斜め上方から見た場合の斜視図である。

図５は、実施の形態に係る正極集電体１４０の構成を示す第２の斜視図である。具体的には、図５は、図３に示される正極集電体１４０を奥側の斜め下方から見た場合の斜視図である。

図６は、実施の形態に係る正極集電体１４０を側方（Ｘ軸方向プラス側）から見た場合の側面図である。

これらの図に示すように、正極集電体１４０は、端子接続部１４１と、複数の脚部（本実施の形態では、外側脚部１４２、１４３及び内側脚部１４４、１４５の４つの脚部）と、連結部１４８とを有している。これら複数の脚部のそれぞれは、少なくとも１つの電極体に接続される電極体接続部の一例である。特に、内側脚部１４４及び１４５は、連結部１４８によって端子接続部１４１と連結される２つの電極体接続部の一例である。

具体的には、アルミニウム合金等を素材とする所定の形状の板材に対し、折り曲げ加工、絞り加工、しごき加工、捩じり加工等の加工を施すことで、端子接続部１４１、複数の脚部（１４２〜１４５）、及び、連結部１４８を一体に備える正極集電体１４０が作製される。

端子接続部１４１は、正極端子２００と電気的に接続される部材であり、本実施の形態では、略矩形状かつ平板状の部材である。端子接続部１４１には開口部１４０ａが形成されている。正極端子２００の接続部２１０が開口部１４０ａに挿入されてかしめられることで正極端子２００と端子接続部１４１とが電気的及び機械的に接続される。

開口部１４０ａは、端子接続部１４１に形成された円形状の貫通孔であり、具体的には、接続部２１０の外形に対応した形状を有している。なお、開口部１４０ａの形状は、円形状には限定されず、楕円形状や四角形状などであってもかまわないが、接続部２１０の外形状に対応した形状であるのが好ましい。また、開口部１４０ａは、接続部２１０が挿入される形状であれば貫通孔でなくともよく、半円形状または矩形状に切り欠かれることで形成された切り欠き部などであってもかまわない。

なお、本実施の形態では、例えば図４に示されるように、正極集電体１４０には、開口部１４０ａに加え、略矩形の開口が形成されている。これは、例えば下部絶縁部材１２０の裏側（正極集電体１４０側）の突出部を収容するための開口であり、正極集電体１４０に必須の要素ではない。

複数の脚部（外側脚部１４２、１４３及び内側脚部１４４、１４５）のそれぞれは、Ｚ軸方向に長尺状の部材である。これら複数の脚部のうち、２つの脚部（内側脚部１４４及び１４５）は、Ｙ軸方向に並んで配置され、かつ、連結部１４８によって端子接続部１４１と連結されている。内側脚部１４４及び１４５は、連結部１４８から、端子接続部１４１とは反対側に延設されている。言い換えると、内側脚部１４４及び１４５は、連結部１４８から、端子接続部１４１とは反対側に突出して設けられている。

連結部１４８は、端子接続部１４１の端部から延設されている。具体的には、連結部１４８は、端子接続部１４１のＸ軸方向プラス側の端部からＺ軸方向マイナス側に延設されている。

他の電極体接続部（外側脚部１４２及び１４３のそれぞれ）は、端子接続部１４１から延設されており、かつ、連結部１４８に接続された内側脚部１４４及び１４５と、Ｙ軸方向に並んで配置されている。なお、他の電極体接続部として、外側脚部１４２及び１４３のいずれか１つのみが正極集電体１４０に備えられてもよい。

ここで、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の正極側端部は、例えば図３に示されるように、Ｘ軸方向に沿った側面を有している。つまり、長尺状かつ平板状の４つの脚部のそれぞれは、第一電極体１６１または第二電極体１６２との接合の精度の向上のために、例えば接合面がＸ軸方向に平行となる姿勢（厚み方向がＸ軸方向と直交する姿勢）であることが好ましい。

本実施の形態では、外側脚部１４２及び１４３のそれぞれは、板状の端子接続部１４１におけるＸ軸方向に平行な辺から延設されている。つまり、外側脚部１４２及び１４３のそれぞれは、端子接続部１４１から延設された長尺状の部分がＸ軸方向に平行な辺に沿って略９０°折り曲られることで形成されている。その結果、外側脚部１４２及び１４３のそれぞれは、接合面がＸ軸方向に平行な姿勢となっている。

しかし、内側脚部１４４及び１４５は、端子接続部１４１のＹ軸方向に平行な辺１４１ａから延設された連結部１４８に連なって設けられている。

つまり、連結部１４８を、端子接続部１４１との接続部分においてＹ軸方向に平行な辺１４１ａに沿って略９０°折り曲げる工程（第一曲げ工程）のみでは、内側脚部１４４及び１４５の接合面はＹ軸方向に平行な状態である。

従って、上記第一曲げ工程の前もしくは後または同時に、内側脚部１４４及び１４５それぞれの接合面がＸ軸と平行になるように、連結部１４８に対して内側脚部１４４及び１４５を略９０°曲げて絞る工程（第二曲げ工程）が必要となる。

なお、例えば内側脚部１４４を長手方向の途中の位置でねじることで、内側脚部１４４の接合面をＸ軸方向と平行にすることも可能である。しかしながら、この場合、内側脚部１４４の第一電極体１６１との接合可能な長さが短くなり、かつ、第一電極体１６１と端子接続部１４１との間における、無駄な空間が増加する。このことは、第二電極体１６２と接合される内側脚部１４５についても同じである。

そのため、端子接続部１４１に比較的に近い位置で、内側脚部１４４及び１４５の接合面をＸ軸方向と平行とさせるための折り曲げを行うことが望まれる。

そこで、例えば図７に示す正極集電体５４０のような構造が考えられる。

図７は、比較例に係る正極集電体５４０の部分拡大図である。

図７に示す正極集電体５４０は、端子接続部５４１と、Ｚ軸方向に長尺状の内側脚部５４４及び５４５と、端子接続部５４１と内側脚部５４４及び５４５とを連結する連結部５４８とを備える。

図７に示す正極集電体５４０では、連結部５４８のＹ軸方向の両端に脚部（内側脚部５４４及び５４５）が接続されている。また、連結部５４８のＹ軸方向の両端をＺ軸方向に平行な曲げ線に沿って略９０°折り曲げられており、これにより、Ｘ軸に平行な接合面を有する内側脚部５４４及び５４５が形成されている。

しかしながら、この場合、連結部５４８には、略９０°折り曲げられることに起因する割れ等の破損を防止するために、図７に示すように、Ｙ軸方向の両端のＺ軸方向に平行な辺のそれぞれに、応力集中を逃す半円筒状の切り欠き５４８ａが設けられる。切り欠き５４８ａは、当該辺からＹ軸方向に窪んだ形状に形成される。

これにより、連結部５４８には、延設方向（端子接続部５４１から内側脚部５４４及び５４５に向かう方向）において、その前後より断面積が小さい部分が存在する。これは、電気抵抗の増加及び強度の低下等の問題を生じさせる。

そこで、本実施の形態に係る正極集電体１４０では、図４〜図６に示すように、連結部１４８の端子接続部１４１との接続部分の近傍から、連結部１４８のＹ軸方向の両端を徐々に折り曲げていく。具体的には、内側脚部１４４、１４５に近づくに従って（図４〜図６における下方に行くに従って）、Ｘ軸方向に平行な部分の長さが長くなるように連結部１４８のＹ軸方向の両端が曲げ絞り加工される。

つまり、第二曲げ工程は、以下のように説明される。連結部１４８の外側面１４９のＹ軸方向の幅が内側脚部１４４及び１４５に近づくに従って狭くなるように、連結部１４８のＹ軸方向の両端を、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の方向に曲げ絞る（例えば、金型を用いてプレスする）。

その結果、例えば図６に示すように、連結部１４８の、第一電極体１６１及び第二電極体１６２とは反対側の側面である外側面１４９に、全体として下方に行くほど間隔を狭める一対の曲げ線１４７が形成され得る。

すなわち、連結部１４８は、図６に示すように、外側面１４９の、端子接続部１４１の端部との接続部分におけるＹ軸方向の幅Ｄ１が、内側脚部１４４及び１４５との接続部分におけるＹ軸方向の幅Ｄ２よりも広い略台形状となるように形成されている。なお、略台形状には、完全な台形の形状も含まれる。

また、曲げ線１４７は、説明の便宜上、図６では明確な実線で図示されているが、曲げ線１４７は、外観上、明確な線として認識される必要はない。

このように、本実施の形態では、連結部１４８は外側面１４９が略台形状になるように形成されている。具体的には、外側面１４９は、端子接続部１４１の端部との接続部分の幅（Ｄ１）が広く、内側脚部１４４及び１４５との接続部分における幅（Ｄ２）が狭い略台形状である。

つまり、連結部１４８と内側脚部１４４及び１４５との間の曲げ線１４７の端部に割れ等の防止（応力集中の緩和）のための切り欠きを設けることなく、Ｘ軸に平行な接合面を有する内側脚部１４４及び１４５が無理なく形成されている。従って、連結部１４８には、切り欠きを設けることによる断面積の小さい部分が存在せず、これにより、信頼性の高い正極集電体１４０を得ることができる。

より詳細には、本実施の形態の正極集電体１４０では、例えば図４に示すように、連結部１４８の断面積Ｓａは、連結部１４８のいずれの位置であっても、内側脚部１４４及び１４５の断面積の合計（２Ｓｂ）以上である。

言い換えると、内側脚部１４４及び１４５と、端子接続部１４１との間において、内側脚部１４４及び１４５の断面積の合計（２Ｓｂ）よりも小さい断面積の部分は存在しない。

従って、連結部１４８には、端子接続部１４１と内側脚部１４４及び１４５との間において高抵抗となる箇所が存在しない。そのため、端子接続部１４１と内側脚部１４４及び１４５との間に大電流が流れる場合における正極集電体１４０の信頼性がより向上される。

なお、連結部１４８の断面積Ｓａは、Ｙ軸方向（幅方向）に平行かつ外側面１４９に直交する断面の面積である。また、内側脚部１４４及び１４５それぞれの断面積Ｓｂは、Ｚ軸方向に直交する断面（幅方向に平行な断面）の面積である。

また、本実施の形態において、内側脚部１４４及び１４５のそれぞれの断面積はともにＳｂであるとしたが、内側脚部１４４の断面積と、内側脚部１４５の断面積とは異なっていてもよい。

例えば、内側脚部１４４の断面積がＳｂ１であり、内側脚部１４５の断面積がＳｂ２（≠Ｓｂ１）である場合を想定する。この場合、正極集電体１４０において、連結部１４８の断面積Ｓａは、連結部１４８のいずれの位置であっても、内側脚部１４４及び１４５の断面積の合計（Ｓｂ１＋Ｓｂ２）以上である。

また、連結部１４８は、図４〜図６に示されるように、端子接続部１４１の端部の辺１４１ａの一部から延設されている。具体的には、連結部１４８は、端子接続部１４１の端部である、板状の端子接続部１４１におけるＹ軸方向（幅方向）に平行な辺１４１ａの一部から延設されている。

つまり、Ｙ軸方向の幅が比較的に広い端子接続部１４１において、内側脚部１４４及び１４５のＹ軸方向の位置が、第一電極体１６１及び第二電極体１６２との接続に適した位置となるように、連結部１４８が設けられている。

本実施の形態では、連結部１４８の外側面１４９の、端子接続部１４１の端部との接続部分におけるＹ軸方向の幅Ｄ１（図６参照）は、端子接続部１４１の端部の辺１４１ａの幅よりも小さい。また、連結部１４８は、端子接続部１４１の端部の辺１４１ａにおける幅方向の中央部分に設けられている。

このように、本実施の形態に係る正極集電体１４０によれば、例えば、端子接続部１４１における電気抵抗を低減させ、かつ、１以上の電極体との接続に適した位置に、連結部１４８と内側脚部１４４及び１４５とを備えることができる。

また、本実施の形態に係る正極集電体１４０は、端子接続部１４１から延設され、内側脚部１４４及び１４５とＹ軸方向に並んで配置されたＺ軸方向に長尺状の他の脚部（外側脚部１４２及び１４３）を有する。

これにより、複数の電極体（第一電極体１６１及び第二電極体１６２）のそれぞれを、２つの脚部で挟むように、正極集電体１４０を配置することができる。

ここで、図７に示す比較例における正極集電体５４０では、内側脚部５４４及び５４５の根元部分にも切り欠き５４６が設けられている。つまり、内側脚部５４４及び５４５の形成のための折り曲げの際に、内側脚部５４４及び５４５の根元部分に割れ等が発生しないように、これら根元部分に切り欠き５４６が設けられている。

一方で、本実施の形態の正極集電体１４０では、図４〜図６に示されるように、内側脚部１４４及び１４５の根元部分には切り欠きは存在しない。

具体的には、例えば図６から分かるように、これら根元部分（内側脚部１４４及び１４５と連結部１４８との接続部分）の外形は、側面視においてなだらかな曲線で構成されている。これにより、これら根元部分における応力集中が緩和される。従って、本実施の形態に係る正極集電体１４０には、比較例における正極集電体５４０のような切り欠き５４６は不要である。

このように、内側脚部１４４及び１４５には切り欠きが存在しないため、切り欠きが存在することにより断面積が削減された部分を有しない。そのため、内側脚部１４４及び１４５において、電気抵抗の増加及び強度の低下等の問題は生じない。

また、本実施の形態では、蓄電素子１０は、２つの電極体（第一電極体１６１、第二電極体１６２）を備え、内側脚部１４４は、第一電極体１６１に接続され、内側脚部１４５は、第二電極体１６２に接続されている。つまり、２つの電極体（第一電極体１６１及び第二電極体１６２）と正極端子２００との電気的な接続が、１つの部材（正極集電体１４０）によって賄われている。

また、端子接続部１４１と、内側脚部１４４及び１４５とを連結する連結部１４８は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の並び方向（Ｙ軸方向）において、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の間に位置する。

これにより、例えば、第一電極体１６１及び第二電極体１６２のそれぞれと、正極端子２００との間における電気抵抗等の条件が均一化される。また、例えば、第一電極体１６１及び第二電極体１６２が、正極集電体１４０によってバランスよく支持される。

以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記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上記実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の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。

例えば、正極集電体１４０に対し、２つの脚部（内側脚部１４４及び１４５）と接続された連結部１４８を補強するための加工が施されてもよい。

図８は、ビード部を有する正極集電体１４０の外観を示す斜視図である。

図８に示す正極集電体１４０の連結部１４８は、ビード部１４９ａを有している。ビード部１４９ａは、連結部１４８の強度を高めるために、連結部１４８に形成された補強部である。

ビード部１４９ａは、連結部１４８の厚み方向に突出して形成されている。具体的には、ビード部１４９ａは、連結部１４８の中央部分において上下方向（Ｚ軸方向）に延び、かつ、正極集電体１４０の内側（Ｘ軸方向マイナス側）に突出するように形成されている。つまり、ビード部１４９ａは、外側面１４９から陥凹状に設けられ、かつ、連結部１４８の内側（Ｘ軸方向マイナス側）の面から突出する部分によって形成されている。

なお、ビード部１４９ａは、連結部１４８の内側（Ｘ軸方向マイナス側）の面に陥凹状に設けられ、かつ、外側面１４９から突出する部分によって形成されてもよい。また、ビード部１４９ａは、一方の面から突出し、かつ、他方の面は平面形状である構成でもかまわない。

このように、正極集電体１４０は、連結部１４８にビード部１４９ａが形成されているため、正極集電体１４０の強度を向上させることができる。これにより、正極集電体１４０を備える蓄電素子１０の耐振動性または耐衝撃性を向上させることができる。

また、本実施の形態において、連結部１４８に形成される一対の曲げ線１４７は、図６では、内側に凸の曲線であるが、外側に凸の曲線であってもよい。また、一対の曲げ線１４７のそれぞれが直線で構成されていてもよい。

つまり、一対の曲げ線１４７は、全体として下方に行くほど間隔を狭めるように形成されていればよく、例えば、上下方向の一部に、その直上によりも間隔が広がっている区間が含まれていてもよい。

また、本実施の形態の正極集電体１４０は、４つの脚部（１４２〜１４５）を有するとした。しかし、本実施の形態の正極集電体１４０は少なくとも２つの脚部を備えればよい。

具体的には、正極集電体１４０は、連結部１４８によって端子接続部１４１と連結される２つの電極体接続部（本実施の形態に係る内側脚部１４４及び１４５）を有し、他の電極体接続部を有しなくてもよい。

つまり、正極集電体１４０に、他の脚部がない場合であっても、連結部１４８に接続された２つの脚部を形成するための折り曲げを、切り欠きを備えずに無理なく行わせることができるという効果は奏される。

また、正極集電体１４０が、電極体接続部として、内側脚部１４４及び１４５のみを有する場合、１つの電極体の正極側端部を、内側脚部１４４及び１４５で挟むように正極集電体１４０を配置してもよい。

つまり、蓄電素子１０が備える電極体の数は複数である必要はなく、少なくとも１つの電極体を備えればよい。つまり、蓄電素子１０が備える電極体の数は“１”であってもよい。

また、上記実施の形態では、正極集電体１４０の連結部１４８は、Ｙ軸方向において、隣り合う２つの電極体（１６１及び１６２）の間に配置されるとしたが、連結部１４８の位置は、いずれかの電極体の側方などでもよい。つまり、端子接続部１４１のＹ軸方向に平行な辺１４１ａのどの位置に連結部１４８が配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、正極集電体１４０と正極端子２００とは、接続部２１０をかしめることで接続されているとしたが、正極集電体１４０と正極端子２００との接続の手法はかしめには限定されず、どのような手法が採用されてもよい。

また、上記実施の形態では、負極集電体１５０は、正極集電体１４０と同様の構成を有していることとしたが、上記構成を有するのは正極集電体１４０のみであってもよい。または、負極集電体１５０のみが上記構成を有してもよい。

（変形例）
上記実施の形態に係る正極集電体１４０では、曲げ等の加工時における割れ防止（応力集中の緩和）のための切り欠きを有しないことで、切り欠きが存在することによる電気抵抗の増加等の問題が生じないとした。

しかし、正極集電体１４０は、例えば、電気抵抗の増加等の問題を生じさせない態様で、曲げ等の加工時における割れ防止（応力集中の緩和）のための切り欠きを備えてもよい。そこで、実施の形態の変形例として、上記実施の形態に係る正極集電体１４０と共通する特徴を有し、かつ、割れ防止（応力集中の緩和）のための切り欠き（切欠部）を有する集電体について、図９〜図１７を用いて説明する。

なお、以下で説明する正極集電体２４０は、実施の形態に係る蓄電素子１０（例えば図２参照）において、正極集電体１４０に置き換えて用いることができる部材である。また、Ｘ軸方向プラス側を正面として以下の説明を行う。

図９は、変形例に係る正極集電体２４０の正面図である。図１０は、変形例に係る正極集電体２４０の背面図である。図１１は、変形例に係る正極集電体２４０の平面図である。図１２は、変形例に係る正極集電体２４０の底面図である。図１３は、変形例に係る正極集電体２４０の第１の側面図である。図１４は、変形例に係る正極集電体２４０の第２の側面図である。なお、図１３では、Ｙ軸方向プラス側から見た場合の正極集電体２４０を図示し、図１４では、Ｙ軸方向マイナス側から見た場合の正極集電体２４０を図示している。

図１５は、変形例に係る正極集電体２４０の第１の斜視図である。図１６は、変形例に係る正極集電体２４０の第２の斜視図である。図１７は、変形例に係る正極集電体２４０の部分断面図である。なお、図１７では、図９に示されるＢ−Ｂ部分におけるＡ−Ａ線拡大断面図が示されている。

これら図９〜図１７に示すように、本変形例に係る正極集電体２４０は、端子接続部２４１と、複数の脚部（本変形例では、外側脚部２４２、２４３及び内側脚部２４４、２４５の４つの脚部）と、連結部２４８とを有している。

端子接続部２４１は、正極端子２００と電気的に接続される部材であり、開口部２４０ａが形成されている。正極端子２００の接続部２１０が開口部２４０ａに挿入されてかしめられることで正極端子２００と端子接続部２４１とが電気的及び機械的に接続される。

複数の脚部（外側脚部２４２、２４３及び内側脚部２４４、２４５）のそれぞれは、Ｚ軸方向に長尺状の部材である。これら複数の脚部のうち、２つの脚部（内側脚部２４４及び２４５）は、Ｙ軸方向に並んで配置され、かつ、連結部２４８によって端子接続部２４１と連結されている。内側脚部２４４及び２４５は、連結部２４８から、端子接続部２４１とは反対側に延設されている。

他の脚部（外側脚部２４２及び２４３のそれぞれ）は、端子接続部２４１から延設されており、かつ、連結部２４８に接続された内側脚部２４４及び２４５と、Ｙ軸方向に並んで配置されている。

連結部２４８は、端子接続部２４１の端部から延設されている。具体的には、連結部２４８は、端子接続部２４１のＸ軸方向プラス側の端部の辺２４１ａであって、Ｙ軸方向に平行な辺２４１ａからＺ軸方向マイナス側に延設されている。

また、連結部２４８は、例えば図９に示すように、外側面２４９の、端子接続部２４１の端部との接続部分におけるＹ軸方向の幅Ｄ３が、内側脚部２４４及び２４５との接続部分におけるＹ軸方向の幅Ｄ４よりも広い略台形状となるように形成されている。すなわち、上記実施の形態に係る正極集電体１４０と同じく。内側脚部２４４及び２４５の姿勢が、電極体との接続に適した姿勢に無理なく整えられている。

具体的には、連結部２４８の外側面２４９のＹ軸方向の幅が内側脚部２４４及び２４５に近づくに従って狭くなるように、連結部２４８のＹ軸方向の両端を、内側（Ｘ軸方向マイナス側）に曲げ絞る（例えば、金型を用いてプレスする）。これにより、連結部２４８は略台形状に形成される。また、このように曲げ絞られることで、連結部２４８と内側脚部２４４及び２４５のそれぞれとの厚み方向は互いに異なっている。本変形例では、連結部２４８の厚み方向はＸ軸方向であり、内側脚部２４４及び２４５のそれぞれの厚み方向はＹ軸方向である。

厚み方向が互いに異なる連結部２４８と内側脚部２４４及び２４５とは、図１２に示すように、湾曲部２４８ａによって接続されている。なお、上記実施の形態に係る正極集電体１４０においても、例えば図４に示される連結部１４８の断面（断面積Ｓａを表す、斜線を付した領域）の形状からわかるように、厚み方向が互いに異なる連結部１４８と内側脚部１４４及び１４５とは、湾曲部によって接続されている。

このように、本変形例に係る正極集電体２４０の基本的な構造は、上記実施の形態に係る正極集電体１４０と共通している。つまり、本変形例に係る正極集電体２４０は、正極端子２００と電気的に接続される端子接続部２４１と、１以上の電極体に接続される２つの脚部（内側脚部２４４及び２４５）と、端子接続部２４１の端部から延設され、端子接続部２４１と内側脚部２４４及び２４５とを連結する連結部２４８とを有している。また、連結部２４８は、端子接続部２４１の当該端部との接続部分における幅が、内側脚部２４４及び２４５との接続部分における幅よりも広い略台形状となるように形成されている。

本変形例に係る正極集電体２４０は、上記構成に加え、端子接続部２４１の端部の辺２４１ａにおける、連結部２４８との接続部分の側方の位置に、切欠部２４１ｂが形成されている。

具体的には、切欠部２４１ｂは、例えば図１１に示されるように、平面視において、端子接続部２４１の端部の辺２４１ａから、端子接続部２４１における正極端子２００との接続部分（つまり、開口部２４０ａ）に向けて窪むように形成された部分である。

すなわち、内側脚部２４４及び２４５と正極端子２００とを結ぶ方向（本変形例ではＸ軸方向）において、その前後より断面積が小さくなる部分を存在させない態様で、端子接続部２４１に切欠部２４１ｂが設けられている。より詳細には、端子接続部２４１には、連結部２４８との接続部分の両側のそれぞれに、切欠部２４１ｂが設けられている。

これにより、正極集電体２４０を作製する際に行われる、連結部２４８を、端子接続部２４１との接続部分においてＹ軸方向に平行な辺２４１ａに沿って略９０°折り曲げる工程（第一曲げ工程）が容易化される。また、第一曲げ工程において、当該接続部分における応力集中が緩和され、その結果、割れ等の破損の可能性が低減される。さらに、第一曲げ工程）の容易化または破損の発生の抑制等の効果を、電気抵抗の増加及び強度の低下等の問題を生じさせることなく得ることができる。

なお、切欠部２４１ｂは、端子接続部２４１の端部を実際に切り欠いて（切削して）形成される必要はない。例えば、端子接続部２４１の全体形状を形成するためのプレス加工によって、切欠部２４１ｂが形成されてもよい。

また、本変形例に係る正極集電体２４０は、図８に示す正極集電体１４０と同様に、連結部２４８に凸部２４９ａが設けられており、これにより、連結部２４８の強度が向上されている。その結果、正極集電体２４０を備える蓄電素子１０の耐振動性または耐衝撃性を向上させることができる。

また、本変形例に係る正極集電体２４０が有する各種の特徴は、第一電極体１６１及び第二電極体１６２の少なくとも一方の負極に接続される集電体に備えられてもよい。

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 蓄電素子
１００ 容器
１１０ 蓋体
１１０ａ、１１０ｂ 貫通孔
１１１ 容器本体
１２０、１３０ 下部絶縁部材
１２０ａ、１２５ａ、１３０ａ、１３５ａ、１４０ａ、１５０ａ、２４０ａ 開口部
１２５、１３５ 上部絶縁部材
１４０、２４０ 正極集電体
１４１、２４１ 端子接続部
１４１ａ、２４１ａ 辺
１４２、１４３、２４２、２４３ 外側脚部
１４４、１４５、２４４、２４５ 内側脚部
１４７ 曲げ線
１４８、２４８ 連結部
１４９、２４９ 外側面
１４９ａ、２４９ａ ビード部
１５０ 負極集電体
１６１ 第一電極体
１６２ 第二電極体
２００ 正極端子
２１０、３１０ 接続部
２４１ｂ 切欠部
３００ 負極端子

Claims (9)

1. 電極端子と、少なくとも１つの電極体と、前記電極端子及び少なくとも１つの前記電極体を電気的に接続する集電体とを備える蓄電素子であって、
   前記集電体は、
   前記電極端子と電気的に接続される端子接続部と、
   少なくとも１つの前記電極体に接続される、２つの電極体接続部と、
   前記端子接続部の端部から延設され、前記端子接続部と前記２つの電極体接続部とを連結する板状の連結部とを有し、
   前記２つの電極体接続部の並び方向を幅方向とし、
   前記連結部の、前記端子接続部の前記端部との接続部分における前記幅方向の長さを第１の幅とし、かつ、前記連結部の、前記２つの電極体接続部との接続部分における前記幅方向の長さであって、前記連結部の外側面の、前記２つの電極体接続部側の端部の前記幅方向の長さを、前記第２の幅とした場合、
   前記連結部は、前記幅方向の両端部が、前記連結部と前記少なくとも１つの電極体との並び方向に折れ曲がった形状であって、かつ、前記第１の幅が前記第２の幅よりも広い略台形状となるように形成されており、
   前記外側面は、前記連結部の、前記少なくとも１つの電極体とは反対側の側面であり、
   前記連結部の、前記幅方向に平行かつ前記外側面に直交する断面の面積は、前記連結部の延設方向のいずれの位置であっても、前記２つの電極体接続部の前記幅方向に平行な断面の面積の合計以上である
   蓄電素子。
2. 前記連結部は、前記端子接続部の前記端部の辺の一部から延設されている
   請求項１記載の蓄電素子。
3. 前記端子接続部の前記端部の辺における、前記連結部との前記接続部分の側方の位置に、切欠部が形成されている
   請求項２記載の蓄電素子。
4. 前記連結部と前記２つの電極体接続部のそれぞれとは、湾曲部によって接続されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記２つの電極体接続部の一方は、２つの前記電極体の一方に接続されており、前記２つの電極体接続部の他方は、２つの前記電極体の他方に接続されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記連結部は、２つの前記電極体の並び方向において、２つの前記電極体の間に位置する
   請求項５記載の蓄電素子。
7. 前記２つの電極体接続部は、前記連結部から、前記端子接続部とは反対側に延設されている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
8. 前記集電体はさらに、前記端子接続部から延設され、前記２つの電極体接続部と並んで配置された他の電極体接続部を有する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電素子。
9. 前記連結部は、ビード部を有する
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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