JP6911768B2 - 蓄電素子 - Google Patents

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Description

本発明は、電極端子と接続される集電体を備える蓄電素子に関する。
二次電池などの蓄電素子には、電極体と電極端子とを接続する集電体を備えるものがある。例えば、特許文献１に記載される二次電池では、集電体としての集電板が、電極体としての電極群に接続され、さらに、電極端子としての外部端子に一体に設けられた円柱形状の接続部と接続される。接続部の先端は、電極群を収容する電池缶の電池蓋の貫通孔と集電板の開口穴とを貫通して突出し、かしめられる。これにより、外部端子と集電板とが、電池蓋に一体に固定され、互いに電気的に接続される。
特開２０１５−９７１７４号公報
本発明は、集電体における電極端子との接続部の強度向上を図る蓄電素子を提供する。
本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極端子と、電極体と、前記電極端子と前記電極体とを接続する集電体とを備え、前記集電体は、前記電極端子と接続される第一接続部と、前記電極体及び前記第一接続部と接続される第二接続部とを有し、前記第一接続部は、前記第二接続部に接続される基部と、前記電極端子へ向かう方向とは反対方向へ前記基部よりも突出して設けられる取付部とを有し、前記取付部には、前記電極端子の軸部が通される貫通孔が形成されている。
本発明に係る蓄電素子によれば、集電体における電極端子との接続部の強度を向上することが可能になる。
図１は、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。 図２は、図１の蓄電素子の分解斜視図である。 図３は、図１の蓄電素子の断面側面図であり、容器本体の扁平方向に沿い且つ蓋体の中央を通る蓄電素子の断面を、方向ＩＩＩから見た図である。 図４は、図２の正極集電体を異なる方向から拡大して見た斜視図である。 図５は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例１における正極集電体を図４と同様に示す斜視図である。 図６は、変形例１に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。 図７は、変形例１に係る蓄電素子の別の変形例の断面側面図を図３と同様に示す図である。 図８は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例２における正極集電体を図４と同様に示す斜視図である。 図９は、変形例２に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。 図１０は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例３における正極集電体を図４と同様に示す斜視図である。 図１１は、変形例３に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。 図１２は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例４における正極集電体を図４と異なる方向から示す斜視図である。 図１３は、変形例４に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した技術に関し、以下の知見に至った。特許文献１に記載される二次電池では、接続部が貫通する開口穴は、集電板における板状の基部に形成されている。さらに、基部と電池蓋との間には、樹脂材から形成される絶縁板が介在している。このため、接続部のかしめの際、基部は、電池蓋に向かう方向の押圧力を受け、変形するおそれがある。そこで、本発明者は、集電体における電極端子との接続部の強度を向上するために、以下のような種々の態様の蓄電素子を見出した。
本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極端子と、電極体と、前記電極端子と前記電極体とを接続する集電体とを備え、前記集電体は、前記電極端子と接続される第一接続部と、前記電極体及び前記第一接続部と接続される第二接続部とを有し、前記第一接続部は、前記第二接続部に接続される基部と、前記電極端子へ向かう方向とは反対方向へ前記基部よりも突出して設けられる取付部とを有し、前記取付部には、前記電極端子の軸部が通される貫通孔が形成されている。
上述の構成では、集電体の第一接続部において、取付部は、基部に対して電極端子に向かう方向とは反対方向へ突出する立体構造を形成している。このような取付部は、単なる平坦な板材から構成されるよりも、高い剛性及び強度を有する。さらに、取付部は、電極端子との接続時に力を受けたときに基部に生じ得る変形を抑制する。よって、取付部が、電極端子との接続時に力を受けても、第一接続部に生じ得る変形が抑制される。
前記取付部は、前記基部から環状に突出して設けられてもよい。上述の構成において、環状の立体構造を形成する取付部及びその周囲の剛性は、大きく高まる。
前記基部は前記集電体を構成する板材の折り返し部を含んでもよい。上述の構成において、基部が、部材の折り返し部を含むため、高い剛性を有する。
さらに、前記基部は、前記取付部を挟んだ両側に設けられてもよい。上述の構成において、第一接続部では、基部が高い剛性を有する場合、高い剛性を有する２つの基部と取付部とによる立体構造は、高い剛性を有する。これにより、取付部の領域を広くすることができ、電極端子の軸部の径及び上記軸部のかしめ端部の径を大きくすることができる。従って、電極端子の許容電流及びかしめによる接合強度を増大させることができる。
前記取付部は、前記貫通孔が位置する取付面を形成してもよい。上述の構成において、取付部での電極端子の軸部の接続が容易になる。
前記集電体は、１つの板材を加工して形成されてもよい。上述の構成において、集電体を連続する板材から形成することができる。よって、集電体の構造の簡易化及び強度の向上が可能になる。
以下、図面を参照しつつ、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、いずれも包括的又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、並びに、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。
また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
［実施の形態］
実施の形態に係る蓄電素子１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を模式的に示す斜視図である。図１に示されるように、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子１００は、充放電可能な二次電池である。例えば、蓄電素子１００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。しかしながら、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよく、キャパシタであってもよい。
図１及び図２を参照すると、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の容器１０と、容器１０の中に収容される電極体２０と、電極端子としての正極端子３０及び負極端子４０とを備えている。なお、図２は、図１の蓄電素子１００の分解斜視図である。容器１０は、有底角筒状の容器本体１１と、容器本体１１の細長矩形状の開口部１１ａを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体１２とを有している。容器本体１１は、扁平な直方体状の外形を有している。蓋体１２の外面１２ａ上に、正極端子３０及び負極端子４０が配置されている。
容器本体１１と蓋体１２とは、溶接等の接合方法によって、互いの接合部を気密な状態にして固定される。限定するものではないが、容器本体１１及び蓋体１２は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能な金属で構成されることができる。
また、容器１０の内部には電解液（本実施の形態では、非水電解液）などの電解質が封入されているが、当該電解質の図示は省略する。容器１０に封入される電解質としては、蓄電素子１００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。
正極端子３０及び負極端子４０はそれぞれ、蓋体１２の外面１２ａと反対側において、導電性を有する正極集電体５０及び負極集電体６０と接続されている。正極集電体５０及び負極集電体６０はさらに、電極体２０と接続されている。よって、電極体２０は、正極集電体５０及び負極集電体６０を介して、蓋体１２から吊り下げられるように設けられている。そして、電極体２０は、正極集電体５０及び負極集電体６０と共に、容器本体１１に収容される。なお、電極体２０と容器本体１１との間を電気的に絶縁するために、電極体２０が絶縁フィルムなどで覆われる場合もある。電極体２０と容器本体１１との間に、スペーサ等の緩衝材が設けられる場合もある。
電極体２０は、電気を蓄積可能な蓄電要素（発電要素とも呼ばれる）である。電極体２０は、長尺帯状のシート状の正極板と、長尺帯状のシート状の負極板と、長尺帯状のシート状のセパレータとを、層状に重ねるように含んでいる。そして、電極体２０は、重ね合わされた正極板、負極板及びセパレータを一緒に、巻回軸Ａを中心に渦巻き状に多重に巻回されることによって、形成される。巻回軸Ａは、図２において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体２０は、巻回軸Ａに関して略対称な構成を有している。巻回後の電極体２０では、正極板、負極板及びセパレータは、正極板と負極板との間にセパレータを介在させるかたちで、巻回軸Ａに垂直な方向に多層に積層された状態を形成する。限定されるものではないが、本実施の形態では、電極体２０は、巻回軸Ａに垂直な断面が扁平な長円形状である扁平な外形を有している。しかしながら、電極体２０の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、又はその他の多角形であってもよい。
正極板は、正極基材と正極活物質層とを含む。正極基材は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔であり、正極活物質層は、正極基材の表面上に塗工等の方法で積層されている。負極板は、負極基材と負極活物質層とを含む。負極基材は、銅、銅合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔であり、負極活物質層は、負極基材の表面上に塗工等の方法で積層されている。セパレータは、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなる微多孔性のシートである。正極活物質層に用いられる正極活物質又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又は負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
電極体２０は、巻回軸Ａ方向に沿った２つの端部２０ａ及び２０ｂを有している。端部２０ａには、正極活物質非形成部２１が形成され、端部２０ｂには、負極活物質非形成部２２が形成されている。正極活物質非形成部２１は、巻回方向である電極体２０の周方向に沿う正極板の縁に沿って、帯状に形成されている。具体的には、正極活物質非形成部２１は、正極基材における正極活物質層が形成されていない縁部分である。正極活物質非形成部２１は、多重に巻回されて、巻回軸Ａに垂直な方向に多層に積層された状態を形成する。負極活物質非形成部２２も、電極体２０の周方向に沿う負極板の縁に沿って、帯状に形成されている。具体的には、負極活物質非形成部２２は、負極基材における負極活物質層が形成されていない縁部分である。負極活物質非形成部２２は、多重に巻回されて、巻回軸Ａに垂直な方向に多層に積層された状態を形成する。
図２及び図３を参照して、正極端子３０及び負極端子４０並びにその周辺の構成を説明する。なお、図３は、図１の蓄電素子１００の断面側面図であり、容器本体１１の扁平方向に沿い且つ蓋体１２の中央を通る蓄電素子１００の断面を、方向ＩＩＩで見た図である。さらに、図３では、電極体２０は、側面図で描かれている。正極端子３０は、矩形板状の端子本体部３１と、端子本体部３１の幅広の平坦な表面から突出する円筒状の軸部３１ａとを一体に有している。負極端子４０は、矩形板状の端子本体部４１と、端子本体部４１の幅広の平坦な表面から突出する円筒状の軸部４１ａとを一体に有している。軸部３１ａ及び４１ａはそれぞれ、蓋体１２の外面１２ａ上に形成され且つ蓋体１２を貫通する貫通孔１２ｂ及び１２ｃを貫通し、正極集電体５０及び負極集電体６０と接続されるように構成されている。
正極集電体５０及び負極集電体６０はそれぞれ、蓋体１２を挟んで、端子本体部３１及び４１と反対側に配置される。正極集電体５０は、導電性と剛性とを備えた部材であり、電極体２０の正極板の正極基材と同様に、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属で構成されている。負極集電体６０は、導電性と剛性とを備えた部材であり、電極体２０の負極板の負極基材と同様に、銅、銅合金等の金属で構成されている。正極集電体５０は、正極端子３０の軸部３１ａと接続される板状の第一接続部５１と、電極体２０の正極活物質非形成部２１と接続される２つの細長板状の第二接続部５２とを一体的に有している。第二接続部５２は、第一接続部５１から突出するように、第一接続部５１から連続して延びる。負極集電体６０は、負極端子４０の軸部４１ａと接続される板状の第一接続部６１と、電極体２０の負極活物質非形成部２２と接続される２つの細長板状の第二接続部６２とを一体的に有している。第二接続部６２は、第一接続部６１から突出するように、第一接続部６１から連続して延びる。
蓋体１２の外面１２ａ上では、正極端子３０の端子本体部３１と蓋体１２との間に、上部絶縁部材３２が配置される。さらに、負極端子４０の端子本体部４１と蓋体１２との間に、上部絶縁部材４２が配置される。蓋体１２における外面１２ａと反対側の内面１２ｄ上では、蓋体１２と正極集電体５０の第一接続部５１との間に、下部絶縁部材３３が配置される。さらに、蓋体１２と負極集電体６０の第一接続部６１との間に、下部絶縁部材４３が配置される。上部絶縁部材３２及び４２、並びに、下部絶縁部材３３及び４３は、電気的な絶縁性と可撓性及び／又は弾性とを有する樹脂材料で構成された板状のガスケットである。上部絶縁部材３２及び下部絶縁部材３３にはそれぞれ、貫通孔３２ａ及び３３ａが形成されており、貫通孔３２ａ及び３３ａには、正極端子３０の軸部３１ａが通ることができる。上部絶縁部材４２及び下部絶縁部材４３にはそれぞれ、貫通孔４２ａ及び４３ａが形成されており、貫通孔４２ａ及び４３ａには、負極端子４０の軸部４１ａが通ることができる。
正極端子３０の軸部３１ａは、上部絶縁部材３２の貫通孔３２ａと、蓋体１２の貫通孔１２ｂと、下部絶縁部材３３の貫通孔３３ａと、正極集電体５０の第一接続部５１に形成された貫通孔５１ａとを順次貫通した後に、その先端がかしめられる。これにより、正極端子３０と正極集電体５０とが、互いに接合され、これらの間に上部絶縁部材３２及び下部絶縁部材３３を介在させて、蓋体１２に取り付け及び固定される。なお、かしめによる接合は、軸部３１ａの塑性変形を用いた接合である。この接合では、軸部３１ａの先端が押圧力を受けることによって、第一接続部５１上で拡径するように塑性変形し、これにより、正極端子３０が、端子本体部３１と軸部３１ａの塑性変形部分との間で、第一接続部５１等を挟持するかたちで、正極集電体５０と接合される。また、正極端子３０と正極集電体５０とのかしめ接合部分を構成する軸部３１ａの先端の塑性変形部分は、第一接続部５１に対して、蓋体１２と反対側に位置し、容器１０の内部に位置する。このようなかしめ接合方法は、内かしめとも呼ばれる。なお、軸部３１ａの塑性変形部分が容器１０の外部に位置する場合、このようなかしめ接合方法は、外かしめとも呼ばれる。
同様に、負極端子４０の軸部４１ａは、上部絶縁部材４２の貫通孔４２ａと、蓋体１２の貫通孔１２ｃと、下部絶縁部材４３の貫通孔４３ａと、負極集電体６０の第一接続部６１に形成された貫通孔６１ａとを順次貫通した後に、軸部３１ａと同様に、その先端がかしめられる。これにより、負極端子４０と負極集電体６０とが、互いに接合され、これらの間に上部絶縁部材４２及び下部絶縁部材４３を介在させて、蓋体１２に取り付け及び固定される。
なお、正極端子３０と正極集電体５０との連結構造、及び負極端子４０と負極集電体６０との連結構造は、上述のようなかしめ連結構造に限定されるものでない。連結構造は、上部絶縁部材３２又は４２と蓋体１２と下部絶縁部材３３又は４３とを間に挟んで、端子本体部３１又は４１と正極集電体５０又は負極集電体６０とを連結する構造であればよい。例えば、軸部３１ａ又は４１ａの代わりにボルト及びナットが用いられてもよく、軸部３１ａ又は４１ａが正極集電体５０又は負極集電体６０に溶接されてもよい。
蓋体１２に取り付けられた正極集電体５０の２つの第二接続部５２は、電極体２０の正極活物質非形成部２１に両側から挟むように組み付けられ、正極活物質非形成部２１に接合される。同様に、蓋体１２に取り付けられた負極集電体６０の２つの第二接続部６２は、電極体２０の負極活物質非形成部２２に両側から挟むように組み付けられ、負極活物質非形成部２２に接合される。上記接合には、超音波溶接、抵抗溶接などの溶接等を用いることができる。これにより、電極体２０は、巻回軸Ａを蓋体１２に沿う方向にして蓋体１２に固定される。つまり、電極体２０は、縦巻き型の電極体を構成する。そして、正極端子３０は、正極集電体５０を介して、電極体２０の正極板に物理的に且つ電気的に接続される。負極端子４０は、負極集電体６０を介して、電極体２０の負極板に物理的に且つ電気的に接続される。
さらに、蓋体１２、正極端子３０、負極端子４０、上部絶縁部材３２及び４２、下部絶縁部材３３及び４３、正極集電体５０並びに負極集電体６０の詳細な構成を説明する。図２及び図３を参照すると、蓋体１２において、貫通孔１２ｂ及び１２ｃはそれぞれ、蓋体１２に形成された円形状の段差部１２ｂａ及び１２ｃａの中心に形成されている。段差部１２ｂａ及び１２ｃａはそれぞれ、蓋体１２の外面１２ａから円筒状に窪み且つ蓋体１２の内面１２ｄから円筒状に突出する段差を形成している。例えば、段差部１２ｂａ及び１２ｃａは、外面１２ａから内面１２ｄに向かって、円柱状の金型を用いて蓋体１２を打ち抜くが、金型が蓋体１２を貫通しないようにすることによって、形成され得る。つまり、段差部１２ｂａ及び１２ｃａは、蓋体１２を半抜き加工することによって形成され得る。
上部絶縁部材３２は、矩形板状の本体部３２ｂと、本体部３２ｂの幅広な２つの表面のうちの一方の表面から突出する円筒状の係合突出部３２ｃと、係合突出部３２ｃから同軸上に突出する円筒状の筒部３２ｄと、本体部３２ｂから外方に突出するタブ状の固定部３２ｅとを、一体成形により含む。貫通孔３２ａは、本体部３２ｂ、係合突出部３２ｃ及び筒部３２ｄを貫通して延在する。係合突出部３２ｃは、その全体が蓋体１２の外面１２ａ上の段差部１２ｂａの窪み内に嵌り込む形状及び寸法を有している。筒部３２ｄは、蓋体１２の貫通孔１２ｂ内及び下部絶縁部材３３の貫通孔３３ａ内を通る外径を有している。固定部３２ｅは、固定部３２ｅに形成された貫通孔を蓋体１２の外面１２ａ上に一体に形成された突起１２ｅに嵌合させることによって、外面１２ａ上における筒部３２ｄを中心とした上部絶縁部材３２の回転を制止する。
同様に、上部絶縁部材４２は、矩形板状の本体部４２ｂと、本体部４２ｂの幅広な２つの表面のうちの一方の表面から突出する円筒状の係合突出部４２ｃと、係合突出部４２ｃから同軸上に突出する円筒状の筒部４２ｄと、本体部４２ｂから外方に突出するタブ状に固定部４２ｅとを、一体成形により含む。貫通孔４２ａは、本体部４２ｂ、係合突出部４２ｃ及び筒部４２ｄを貫通して延在する。係合突出部４２ｃは、その全体が蓋体１２の外面１２ａ上の段差部１２ｃａの窪み内に嵌り込む形状及び寸法を有している。筒部４２ｄは、蓋体１２の貫通孔１２ｃ内及び下部絶縁部材４３の貫通孔４３ａ内を通る外径を有している。固定部４２ｅは、固定部４２ｅに形成された貫通孔を蓋体１２の外面１２ａ上に一体に形成された突起１２ｆに嵌合させることによって、外面１２ａ上における筒部４２ｄを中心とした上部絶縁部材４２の回転を制止する。
下部絶縁部材３３は、矩形板状の本体部３３ｂと、本体部３３ｂの幅広な２つの表面のうちの一方の表面から窪む円筒状の係合凹部３３ｃと、本体部３３ｂの幅広な他方の表面から突出する円錐台状の突出部３３ｄとを、一体成形により含む。貫通孔３３ａは、係合凹部３３ｃ及び突出部３３ｄの中心軸を軸心として位置し、本体部３３ｂ及び突出部３３ｄを貫通して延在する。係合凹部３３ｃは、蓋体１２の内面１２ｄ上の段差部１２ｂａの突出部の全体が係合凹部３３ｃ内に嵌り込む形状及び寸法を有している。
同様に、下部絶縁部材４３は、矩形板状の本体部４３ｂと、本体部４３ｂの幅広の平坦な２つの表面のうちの一方の表面から窪む円筒状の係合凹部４３ｃと、本体部４３ｂの幅広な他方の表面から突出する円錐台状の突出部４３ｄとを、一体成形により含む。貫通孔４３ａは、係合凹部４３ｃ及び突出部４３ｄの中心軸を軸心として位置し、本体部４３ｂ及び突出部４３ｄを貫通して延在する。係合凹部４３ｃは、蓋体１２の内面１２ｄ上の段差部１２ｃａの突出部の全体が係合凹部４３ｃ内に嵌り込む形状及び寸法を有している。
さらに、図２〜図４を参照して、正極集電体５０の詳細な構成を説明する。なお、図４は、図２の蓄電素子１００の正極集電体５０を第二接続部５２から第一接続部５１に向かって見た斜視図である。また、負極集電体６０は、正極集電体５０と同様の構成を有するため、負極集電体６０の詳細な構成の説明を省略する。
正極集電体５０は、１つの第一接続部５１と２つの第二接続部５２とを一体成形により含む。第一接続部５１及び第二接続部５２は、連続する１つの部材から形成されている。例えば、正極集電体５０は、１つの板材に曲げ加工、プレス加工等の加工を施すことによって作製されてもよく、鋳造、鍛造、切削等によって１つの連続する部材から作製されてもよい。第一接続部５１は、１つの平坦な矩形板状の基部５１ｃと、基部５１ｃから突出する１つの平坦な円環板状の取付部５１ｂと、取付部５１ｂ及び基部５１ｃを互いに接続する１つの円環状の連結部５１ｄとを一体的に含む。各第二接続部５２は、正極集電体５０の基部５１ｃにおける対向する２つの側部５１ｃｂのそれぞれから連続的に延びる細長板状の部分である。各第二接続部５２は、基部５１ｃに対する遠位の端部から基部５１ｃの近傍まで、直線的な細長板状の形状を有している。さらに、各第二接続部５２は、基部５１ｃの近傍から基部５１ｃに対する近位の端部つまり基部５１ｃの側部５１ｃｂに向かうに従って、基部５１ｃの側部５１ｃｂに沿う方向へ幅広になるテーパー板状の形状を有している。なお、上述の第二接続部５２の遠位の端部から近位の端部に向かう方向は、正極集電体５０から蓋体１２及び正極端子３０に向かう方向でもあり、上記方向と反対方向は、蓋体１２及び正極端子３０から離れる方向でもある。
平坦な円環板状の取付部５１ｂは、円環状の平坦な取付面５１ｂａを形成している。取付面５１ｂａは、取付部５１ｂの２つの幅広の平坦な表面のうちの第二接続部５２の突出方向に向いた表面である。つまり、取付面５１ｂａは、蓋体１２及び正極端子３０と反対側に位置する表面である。取付面５１ｂａの中心には、取付部５１ｂを貫通する貫通孔５１ａが配置されている。取付部５１ｂ及び取付面５１ｂａは、基部５１ｃの表面５１ｃａと略平行に延在する。表面５１ｃａは、基部５１ｃの２つの幅広の平坦な表面のうちの第二接続部５２の突出方向に向いた表面である。そして、各第二接続部５２は、取付面５１ｂａ及び表面５１ｃａと略垂直に延在している。
連結部５１ｄは、基部５１ｃの表面５１ｃａから取付部５１ｂにまで連続的に延在する円環状の形状を有している。連結部５１ｄは、正極集電体５０の構成部材を基部５１ｃから取付部５１ｂに向かって曲げた後に取付面５１ｂａに沿う方向へ曲げることによって形成される部分である。基部５１ｃの表面５１ｃａから突出する取付部５１ｂ及び連結部５１ｄは、円錐台状の立体構造を形成する。そして、取付部５１ｂは、その周縁全体が連結部５１ｄによって支持されている。また、取付部５１ｂ及び連結部５１ｄは、その内側に円錐台状の凹部を形成する。下部絶縁部材３３の突出部３３ｄは、上記円錐台状の凹部内に嵌り込む形状及び寸法を有している。
よって、取付面５１ｂａから基部５１ｃに向かって正極集電体５０を見たとき、取付部５１ｂは、基部５１ｃからの第二接続部５２の突出方向に向かって、基部５１ｃよりも突出する、つまり基部５１ｃからシフトした位置に位置する。上述のような正極集電体５０では、取付部５１ｂ及び連結部５１ｄによる円錐台状の立体構造が形成され、上記立体構造は、正極集電体５０の構成部材の曲がり部によって形成される。例えば、取付部５１ｂ及び連結部５１ｄは、基部５１ｃを形成する平坦な矩形板状の部分をプレス加工等の加工を施すことによって実現されてもよく、鋳造、鍛造、部材の切削等によって実現されてもよい。
正極集電体５０が、蓋体１２への取り付けの際に下部絶縁部材３３に組み付けられるとき、下部絶縁部材３３の突出部３３ｄが、正極集電体５０の取付部５１ｂ及び連結部５１ｄによる凹部内に収まり、且つ取付部５１ｂに当接し、下部絶縁部材３３における突出部３３ｄの周囲の本体部３３ｂが、正極集電体５０の基部５１ｃに当接する。このとき、正極集電体５０では、取付部５１ｂは、基部５１ｃに対する正極端子３０の端子本体部３１及び蓋体１２とは反対側に向かって、基部５１ｃよりも突出している。
また、正極集電体５０の蓋体１２への取り付けの際、取付部５１ｂの貫通孔５１ａを通って取付面５１ｂａ上に突出する正極端子３０の軸部３１ａが、かしめられる。このとき、取付面５１ｂａから突出する軸部３１ａの先端が、かしめ用金型によって取付面５１ｂａに向かって押し潰されて拡がり、それにより、取付部５１ｂを下部絶縁部材３３につまり蓋体１２に固定する。軸部３１ａを押し潰す際、かしめ用金型は、押し潰す軸部３１ａと共に取付部５１ｂを押圧し、それにより、正極端子３０の端子本体部３１と上部絶縁部材３２と蓋体１２とを密着させ、且つ蓋体１２と下部絶縁部材３３と取付部５１ｂとを密着させる。取付部５１ｂに作用するかしめによる押圧力は、取付部５１ｂと基部５１ｃとによって担われる。取付部５１ｂは、かしめによる押圧力を受ける方向と反対方向に突出する立体構造で構成されており、上述のような立体構造を構成する連結部５１ｄは、取付部５１ｂの折り曲げ抵抗となる。よって、可撓性及び／又は弾性を有する下部絶縁部材３３によって支持される第一接続部５１において、かしめの押圧力による取付部５１ｂの変形が大きく抑制される。さらに、基部５１ｃから構成部材の曲がりを伴って連続的に延びる円環状の連結部５１ｄは、基部５１ｃの曲げ剛性を高め、基部５１ｃの変形も抑制する。また、負極集電体６０も、正極集電体５０と同様に、その取付部及び連結部による立体構造を有しており、正極集電体５０における上記作用と同様の作用を奏する。
上述したように、本実施の形態に係る蓄電素子１００は、正極端子３０及び負極端子４０と、電極体２０と、正極端子３０及び負極端子４０と電極体２０とを接続する正極集電体５０及び負極集電体６０とを備える。正極集電体５０は、正極端子３０と接続される第一接続部５１と、電極体２０及び第一接続部５１と接続される第二接続部５２とを有する。第一接続部５１は、第二接続部５２に接続される基部５１ｃと、正極端子３０へ向かう方向とは反対方向へ基部５１ｃよりも突出して設けられる取付部５１ｂを有し、取付部５１ｂには、正極端子３０の軸部３１ａが通される貫通孔５１ａが形成されている。
上述の構成において、例えば、正極集電体５０の第一接続部５１において、取付部５１ｂは、基部５１ｃに対して正極端子３０へ向かう方向とは反対方向へ突出する立体構造を形成している。このような取付部５１ｂは、単なる平坦な板材から構成されるよりも、高い剛性及び強度を有する。さらに、取付部５１ｂは、正極端子３０との接続時に力を受けたときに基部５１ｃに生じ得る変形を抑制する。よって、取付部５１ｂが、正極端子３０との接続時に力を受けても、第一接続部５１に生じ得る変形が抑制される。例えば、実施の形態で上述したように、正極端子３０の軸部３１ａと正極集電体５０とが、内かしめにより互いに接合される場合、軸部３１ａと、軸部３１ａの周囲の正極集電体５０の取付部５１ｂとが、かしめ接合用の金型によって、蓋体１２へ向かって押圧される。取付部５１ｂは、正極端子３０へ向かう方向とは反対方向へ、つまり押圧力の方向と反対方向へ、基部５１ｃに対して突出している。このような取付部５１ｂは、基部５１ｃから平坦に延びる、又は、基部５１ｃに対して正極端子３０に向かって突出するように構成される場合よりも、押圧力に対する高い剛性及び強度を有し、その変形を抑えることができる。また、正極集電体５０と同様の構成を有する場合の負極集電体６０についても、同様である。
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、正極集電体５０の第一接続部５１の取付部５１ｂは、基部５１ｃから環状に突出して設けられる。上述の構成において、例えば、正極集電体５０において、環状の立体構造を形成する取付部５１ｂ及びその周囲の剛性は、大きく高まる。正極集電体５０と同様の構成を有する場合の負極集電体６０についても、同様である。
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、正極集電体５０の第一接続部５１の取付部５１ｂは、貫通孔５１ａが位置する取付面５１ｂａを形成する。上述の構成において、例えば、取付部５１ｂでの正極端子３０の軸部３１ａの接続が容易になる。正極集電体５０と同様の構成を有する場合の負極集電体６０についても、同様である。
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、正極集電体５０は、１つの板材を加工して形成される。上述の構成において、例えば、正極集電体５０を連続する板材から形成することができる。よって、正極集電体５０の構造の簡易化及び強度の向上が可能になる。正極集電体５０と同様の構成を有する場合の負極集電体６０についても、同様である。
［変形例１］
また、実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例１として、以下のような構成が挙げられる。変形例１に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体の構成が、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０及び負極集電体６０と異なる。変形例１に係る蓄電素子の正極集電体及び負極集電体は互いに同様の構成を有しているため、正極集電体の構成のみを説明する。ここで、以下の変形例の説明において、前出した図における参照符号と同一の符号の構成要素は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図５を参照すると、変形例１に係る蓄電素子の正極集電体２５０は、互いに略垂直となる方向に延在する１つの第一接続部２５１及び１つの第二接続部２５２を一体的に有している。なお、図５は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例１における正極集電体２５０を図４と同様に示す斜視図である。第一接続部２５１は、１つの矩形板状の基部２５１ｃと、基部２５１ｃにおける２つの幅広の表面のうちの一方の表面２５１ｃａから突出する１つの円環板状の取付部５１ｂと、取付部５１ｂ及び基部２５１ｃを互いに接続する１つの円環状の連結部５１ｄとを一体的に含む。正極集電体２５０の取付部５１ｂ及び連結部５１ｄは、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０の取付部５１ｂ及び連結部５１ｄと同様にして、基部２５１ｃに一体的に形成されている。取付部５１ｂの取付面５１ｂａに、貫通孔５１ａが配置されている。
第二接続部２５２は、平板状の支持部２５２ａと、輪状の接合部２５２ｂとを一体的に含む。支持部２５２ａは、第一接続部２５１の基部２５１ｃの１つの側部２５１ｃｂと接続されており、且つ基部２５１ｃに対して略垂直に延在する。支持部２５２ａ及び基部２５１ｃは、略垂直な曲がり部を形成する。接合部２５２ｂは、長円状の輪を形成している。接合部２５２ｂの輪の内側には、電極体２０の正極活物質非形成部２１が挿入可能であり、挿入された正極活物質非形成部２１は、接合部２５２ｂと接合され得る。接合部２５２ｂは、その長円の長手方向を基部２５１ｃと略垂直な方向にして、支持部２５２ａにおける基部２５１ｃと反対側の端部から延びる。接合部２５２ｂは、基部２５１ｃの表面２５１ｃａに対して、取付部２５１ｂの突出方向と同様の方向に突出する。
図５及び図６を参照すると、正極集電体２５０が蓋体１２に取り付けられる際、下部絶縁部材３３の円錐台状の突出部３３ｄが、正極集電体２５０の取付部５１ｂ及び連結部５１ｄによる凹部内に収まり且つ取付部５１ｂに当接する。さらに、下部絶縁部材３３の突出部３３ｄの周囲の本体部３３ｂが、正極集電体２５０の基部２５１ｃと当接する。なお、図６は、変形例１に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。また、変形例１に係る蓄電素子の負極集電体２６０も、正極集電体２５０の第一接続部２５１及び第二接続部２５２と同様の第一接続部２６１及び第二接続部２６２を有している。さらに、変形例１に係る蓄電素子におけるその他の構成及び動作は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様であるため、その説明を省略する。
また、変形例１に係る蓄電素子では、正極集電体２５０の第二接続部２５２の輪状の接合部２５２ｂは、その内側に電極体２０の正極活物質非形成部２１が挿入可能であるように構成されていた。しかしながら、図７に示すように、正極集電体１２５０の第二接続部１２５２の接合部が、電極体２０における渦巻き状に巻回された正極板、負極板及びセパレータの内側の空間に挿入されるように構成されてもよい。なお、図７は、変形例１に係る蓄電素子の別の変形例の断面側面図を図３と同様に示す図である。図７において、電極体２０は、断面側面図で示されている。
正極集電体１２５０の第二接続部１２５２は、正極集電体２５０の第二接続部２５２と同様の構成を有している。第二接続部１２５２の接合部も、第二接続部２５２の接合部２５２ｂと同様に、長円形状の輪状の形状を有している。さらに、第二接続部１２５２の接合部の輪における両側の開口部が、第二接続部１２５２を構成する２つの板材によって塞がれている。なお、上記２つの板材は、設けられなくてもよい。第二接続部１２５２の接合部は、電極体２０の正極板、負極板及びセパレータの内側の空間に収まる寸法及び形状で形成されている。第二接続部１２５２の接合部は、電極体２０の上記空間の全体にわたる寸法及び形状を有してもよく、上記空間の一部にわたる寸法及び形状を有してもよい。そして、第二接続部１２５２の接合部は、電極体２０の内側に挿入されて、正極活物質非形成部２１と接合される。本変形例では、負極集電体１２６０及びその第二接続部１２６２も、正極集電体１２５０及び第二接続部１２５２と同様の構成を有する。
［変形例２］
また、実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例２として、以下のような構成が挙げられる。変形例２に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体の第一接続部の構成が、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０及び負極集電体６０と異なる。変形例２に係る蓄電素子の正極集電体及び負極集電体は互いに同様の構成を有しているため、正極集電体の構成のみを説明する。
図８を参照すると、変形例２に係る蓄電素子の正極集電体３５０は、１つの第一接続部３５１と２つの第二接続部５２とを一体成形により含む。なお、図８は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例２における正極集電体を図４と同様に示す斜視図である。第一接続部３５１及び第二接続部５２は、連続する１つの部材から形成されている。第一接続部３５１は、１つの矩形板状の取付部３５１ｂと、第二接続部５２それぞれに接続される２つの基部３５１ｃと、取付部３５１ｂ及び基部３５１ｃを互いに接続する２つの連結部３５１ｄとを含む。各第二接続部５２は、各基部３５１ｃから延びる。各第二接続部５２は、各基部３５１ｃに対する遠位の端部から各基部３５１ｃの近傍まで直線的な細長板状の形状を有し、各基部３５１ｃの近傍から各基部３５１ｃに向かうに従って幅広になるテーパー板状の形状を有している。
各基部３５１ｃは、各第二接続部５２の近位の端部から連続的に延在する部分である。さらに、各基部３５１ｃは、第二接続部５２の遠位の端部から近位の端部に向かう方向へ延在する正極集電体３５０の構成部材を上記方向と反対方向へ湾曲を伴って折り返すことによって形成された部分である。このような基部３５１ｃは、正極集電体３５０を構成する板材の折り返し部を形成している。そして、各基部３５１ｃは、各第二接続部５２がテーパー状に幅を拡げる方向に沿って直線状に延在するＪ形溝の断面形状を有する。
平板状の取付部３５１ｂは、平坦な矩形状の取付面３５１ｂａを形成している。取付面３５１ｂａは、取付部３５１ｂの２つの幅広の平坦な表面のうちの第二接続部５２の突出方向に向いた表面である。つまり、取付面３５１ｂａは、蓋体１２及び正極端子３０と反対側に位置する表面である。取付面３５１ｂａ上では、取付部３５１ｂを貫通する貫通孔３５１ａが配置されている。取付部３５１ｂ及び取付面３５１ｂａは、２つの基部３５１ｃの縁端３５１ｃａと略平行に延在する。そして、各第二接続部５２は、取付面３５１ｂａと略垂直に延在している。各基部３５１ｃの縁端３５１ｃａは、Ｊ形溝状の基部３５１ｃの底部に対応する部位であり、基部３５１ｃの突出端である。縁端３５１ｃａは、基部３５１ｃによる溝の延在方向に沿って直線状に延在する。
２つの連結部３５１ｄは、矩形板状の取付部３５１ｂにおける互いに対向して位置する２つの側部をそれぞれ、上記側部に沿って延在する２つの基部３５１ｃに接続する。各連結部３５１ｄは、上記側部及び各基部３５１ｃに沿って延在し、且つ各基部３５１ｃから取付部３５１ｂに連続的に延在する。各連結部３５１ｄは、各基部３５１ｃで折り返された正極集電体５０の構成部材を取付面３５１ｂａに沿う方向へ曲げることによって形成された部分である。
よって、取付面３５１ｂａ側から正極集電体３５０を見たとき、取付部３５１ｂは、基部３５１ｃからの第二接続部５２の突出方向に向かって、基部３５１ｃよりも突出する、つまり基部３５１ｃからシフトした位置に位置する。一方、取付面３５１ｂａと反対側から正極集電体３５０を見たとき、各基部３５１ｃは、取付部３５１ｂから突出する直線帯状の突起を形成する。
上述のような正極集電体３５０では、基部３５１ｃ、連結部３５１ｄ及び取付部３５１ｂによる台形台状の立体構造が形成され、上記立体構造は、正極集電体５０の構成部材の曲がり部によって形成される。一方、正極集電体５０において、取付部３５１ｂにおける取付面３５１ｂａと反対側の取付裏面３５１ｂｂ上には、基部３５１ｃ、連結部３５１ｄ及び取付部３５１ｂによって形成される台形台状の凹部３５１ｅが形成される。
図８及び図９を参照すると、下部絶縁部材３３において、突出部３３ｄは、本体部３３ｂの幅広な表面から突出する扁平な直方体状の突出部を形成している。そして、正極端子３０から負極端子４０へ向かう蓋体１２の長手方向と略垂直な短手方向で、本体部３３ｂは、突出部３３ｄの両縁よりも突出している。同様に、下部絶縁部材４３においても、突出部４３ｄは、本体部４３ｂの幅広な表面から突出する扁平な直方体状の突出部を形成している。そして、蓋体１２の短手方向で、本体部４３ｂは、突出部４３ｄの両縁よりも突出している。
正極集電体３５０が、蓋体１２への取り付けの際に下部絶縁部材３３に組み付けられるとき、下部絶縁部材３３の突出部３３ｄが、正極集電体３５０の凹部３５１ｅ内に収まり、且つ正極集電体３５０の取付部３５１ｂに当接する。正極集電体３５０の２つの基部３５１ｃは、下部絶縁部材３３における突出部３３ｄの両側から側方に突出し且つ突出部３３ｄよりも後退して位置する本体部３３ｂ上に収まる。また、正極集電体３５０の蓋体１２への取り付けの際、取付部３５１ｂの貫通孔３５１ａを通って取付面３５１ｂａ上に突出する正極端子３０の軸部３１ａが、かしめられる。軸部３１ａをかしめる際、かしめ用金型によって、軸部３１ａと共に取付部３５１ｂが押圧される。取付部３５１ｂに作用するかしめによる押圧力は、取付部３５１ｂと基部３５１ｃとによって担われる。取付部３５１ｂは、かしめによる押圧力を受ける方向と反対方向に突出する立体構造で構成されており、上述のような立体構造を構成する基部３５１ｃ及び連結部３５１ｄは、取付部３５１ｂの折り曲げ抵抗となる。よって、可撓性及び／又は弾性を有する下部絶縁部材３３によって支持される第一接続部３５１において、かしめの押圧力による取付部３５１ｂの変形が大きく抑制される。また、負極集電体３６０の第一接続部３６１も、正極集電体３５０と同様に、その基部、連結部及び取付部による立体構造を有しており、正極集電体３５０における上記作用と同様の作用を奏する。
また、変形例２に係る蓄電素子におけるその他の構成及び動作は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様であるため、その説明を省略する。さらに、変形例２に係る蓄電素子によると、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果が得られる。さらにまた、変形例２に係る蓄電素子では、正極集電体３５０の第一接続部３５１の基部３５１ｃは、正極集電体３５０を構成する板材の折り返し部を構成する。上述の構成において、基部３５１ｃが、部材の折り返し部を構成するため、高い剛性を有する。正極集電体３５０と同様の構成を有する場合の負極集電体３６０についても、同様である。
変形例２に係る蓄電素子において、正極集電体３５０の第一接続部３５１の基部３５１ｃは、取付部３５１ｂを挟んだ両側に設けられる。上述の構成において、例えば、第一接続部３５１では、基部３５１ｃが高い剛性を有する場合、高い剛性を有する２つの基部３５１ｃと取付部３５１ｂとによる立体構造は、高い剛性を有する。これにより、取付部３５１ｂの領域を広くすることができ、正極端子３０の軸部３１ａの径及び軸部３１ａのかしめ端部の径を大きくすることができる。従って、正極端子３０の許容電流及びかしめによる接合強度を増大させることができる。正極集電体３５０と同様の構成を有する場合の負極集電体３６０についても、同様である。
［変形例３］
また、実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例３として、以下のような構成が挙げられる。図１０は、実施の形態に係る蓄電素子の変形例３における正極集電体４５０を図４と同様に示す斜視図である。図１０に示すように、変形例３に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体は、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０及び負極集電体６０の第一接続部の構成と変形例２に係る蓄電素子の正極集電体３５０及び負極集電体３６０の第一接続部の構成とを組み合わせた構成を有している。なお、変形例３に係る蓄電素子の正極集電体及び負極集電体は互いに同様の構成を有しているため、正極集電体の構成のみを説明する。
より具体的には、変形例３に係る蓄電素子の正極集電体４５０は、変形例２に係る蓄電素子の正極集電体３５０の取付部３５１ｂの表面３５１ｂａ上に、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０の取付部５１ｂ及び連結部５１ｄを形成した構成を有している。
正極集電体４５０は、１つの第一接続部４５１と、変形例２に係る蓄電素子の正極集電体３５０の第二接続部５２と同様の構成をした２つの第二接続部５２とを有している。第一接続部４５１は、正極集電体３５０の第一接続部３５１の基部３５１ｃ、連結部３５１ｄ及び取付部３５１ｂそれぞれと同様の構成をした２つの第一基部４５１ｃ、２つの第一連結部４５１ｄ及び１つの第二基部４５１ｂを一体的に有している。さらに、第一接続部４５１は、第二基部４５１ｂの幅広の平坦な表面４５１ｂａ上に、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０の連結部５１ｄ及び取付部５１ｂそれぞれと同様の構成をした１つの第二連結部４５１ｅ及び１つの取付部４５１ｆを一体的に有している。円環板状の取付部４５１ｆの取付面４５１ｆａの中心には、貫通孔４５１ａが形成されている。第二連結部４５１ｅ及び取付部４５１ｆは、第一基部４５１ｃ及び第二接続部５２の突出方向と同様の方向に、表面４５１ｂａから突出している。
第一基部４５１ｃ、第一連結部４５１ｄ及び第二基部４５１ｂは、台形台状の立体構造を形成し、且つ、これらの内側に台形台状の凹部を形成する。第二連結部４５１ｅ及び取付部４５１ｆは、円錐台状の立体構造を形成し、且つ、これらの内側に円錐台状の凹部を形成する。第一接続部４５１は、台形台の上に円錐台が位置する二段の立体構造を形成する。そして、第一基部４５１ｃは、正極集電体４５０を構成する板材の折り返し部を形成している。
図１０及び図１１を参照すると、下部絶縁部材３３の突出部３３ｄは、第一基部４５１ｃ、第一連結部４５１ｄ、第二基部４５１ｂ、第二連結部４５１ｅ及び取付部４５１ｆによって形成される二段形状の凹部内に収まるように形成される。なお、図１１は、変形例３に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。正極集電体４５０が蓋体１２に取り付けられる際、下部絶縁部材３３の突出部３３ｄが、二段形状の上記凹部内に収まり、且つ取付部４５１ｆに当接する。２つの第一基部４５１ｃは、下部絶縁部材３３における突出部３３ｄの両側から側方に突出し且つ突出部３３ｄよりも後退して位置する本体部３３ｂ上に収まる。
正極端子３０の軸部３１ａをかしめる際に取付部４５１ｆに作用する押圧力は、取付部４５１ｆ、第二基部４５１ｂ及び第一基部４５１ｃによって担われる。第一基部４５１ｃ、第一連結部４５１ｄ及び第二連結部４５１ｅは、折り曲げ抵抗となり、押圧力により生じ得る取付部４５１ｆ及び第二基部４５１ｂの変形を大きく抑制する。また、変形例３に係る蓄電素子の負極集電体４６０も、正極集電体４５０の第一接続部４５１と同様の立体構造の第一接続部４６１を有し、正極集電体４５０における上記作用と同様の作用を奏する。
また、変形例３に係る蓄電素子におけるその他の構成及び動作は、実施の形態又は変形例２に係る蓄電素子と同様であるため、その説明を省略する。さらに、変形例３に係る蓄電素子によると、実施の形態及び変形例２に係る蓄電素子と同様の効果が得られる。
［変形例４］
また、実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例４として、以下のような構成が挙げられる。変形例４に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体の第一接続部における取付部の突出方向が、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０及び負極集電体６０と反対方向である。変形例４に係る蓄電素子の正極集電体及び負極集電体は互いに同様の構成を有しているため、正極集電体の構成のみを説明する。
図１２を参照すると、変形例４に係る蓄電素子の正極集電体５５０は、第一接続部５５１及び第二接続部５２を有している。正極集電体５５０の第一接続部５５１及び第二接続部５２は、第一接続部５５１の取付部５５１ｂ及び連結部５５１ｄの構成を除き、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電体５０の第一接続部５１及び第二接続部５２と同様の構成を有している。なお、図１２は、実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例４における正極集電体５５０を図４と異なる方向から示す斜視図である。
具体的には、正極集電体５５０の第一接続部５５１は、矩形平板状の基部５１ｃと、基部５１ｃから第二接続部５２と反対方向に突出する円環板状の取付部５５１ｂと、取付部５５１ｂと基部５１ｃとを接続する円環状の連結部５５１ｄとを、一体的に含む。取付部５５１ｂの平坦な取付面５５１ｂａに、取付部５５１ｂを貫通する貫通孔５５１ａが配置されている。
図１２及び図１３を参照すると、変形例４に係る蓄電素子の正極端子３０の周辺では、半抜き加工等により形成された蓋体１２の段差部１２ｂａが、蓋体１２の内面１２ｄから円筒状に窪み、且つ蓋体１２の外面１２ａから円筒状に突出する。段差部１２ｂａは、上部絶縁部材３２に形成された円筒状の凹部内に嵌り込むように構成されている。なお、図１３は、変形例４に係る蓄電素子の断面側面図を図３と同様に示す図である。
上部絶縁部材３２の円筒状の係合突出部３２ｃは、正極端子３０の端子本体部３１に向かって突出し、半抜き加工等により形成された端子本体部３１の円形状の段差部３１ｃにおける凹部内に嵌り込むように構成されている。上部絶縁部材３２は筒部を有していない。
下部絶縁部材３３の本体部３３ｂは、蓋体１２に向かって突出する円筒状の突出部３３ｄと、正極集電体５５０側で窪む円錐台状の係合凹部３３ｃと、突出部３３ｄから延びて蓋体１２の貫通孔１２ｂ及び上部絶縁部材３２の貫通孔３２ａを通る筒部３３ｅとを有している。突出部３３ｄは、蓋体１２の段差部１２ｂａの凹部内に嵌り込むように構成されている。係合凹部３３ｃ内には、正極集電体５５０の取付部５５１ｂ及び連結部５５１ｄが嵌り込むように構成されている。
正極端子３０では、端子本体部３１と軸部３１ａとが別体とされている。軸部３１ａは、正極集電体５５０の第一接続部５５１から端子本体部３１に向かって、第一接続部５５１の取付部５５１ｂの貫通孔５５１ａ、下部絶縁部材３３の貫通孔３３ａ、蓋体１２の貫通孔１２ｂ、上部絶縁部材３２の貫通孔３２ａ、及び端子本体部３１の段差部３１ｃに形成された貫通孔３１ｂを通って配置される。そして、端子本体部３１から突出する軸部３１ａの端部がかしめられる。このとき、正極集電体５５０では、取付部５５１ｂは、基部５１ｃに対する正極端子３０の端子本体部３１側及び蓋体１２側に向かって、基部５１ｃよりも突出している。よって、かしめによる押圧力は、正極集電体５５０の第一接続部５５１に対して、取付部５５１ｂの突出方向と反対方向に作用する。上述のような取付部５５１ｂの立体構造を構成する連結部５５１ｄは、取付部５５１ｂの折り曲げ抵抗となるため、かしめの押圧力による取付部５５１ｂの変形を大きく抑制する。また、負極集電体５６０も、正極集電体５５０の第一接続部５５１と同様の構成の第一接続部５６１を有し、且つ正極集電体５５０における上記作用と同様の作用を奏する。
また、変形例４に係る蓄電素子におけるその他の構成及び動作は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様であるため、その説明を省略する。さらに、変形例４に係る蓄電素子によると、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果が得られる。
［その他の変形例］
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、実施の形態及び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。本発明の範囲は上述した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体２０は、重ねられた正極板、負極板及びセパレータを巻回して形成される巻回型の電極体であったが、これに限定されるものでない。電極体は、多数の正極板、負極板及びセパレータを重ねて形成されるスタック型の電極体であってもよく、重ねられた一組又は二組以上の正極板、負極板及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるＺ型の電極体であってもよい。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体の第二接続部は、第一接続部から１つ又は２つの脚状に延びる構成を有していたが、これらに限定されるものでない。第二接続部の構成は、いかなる構成であってもよく、第二接続部が接続される電極体の構成に合わせて任意に変更することができる。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体の第一接続部は、矩形状又は円形状の取付面をもつ取付部を有していたが、これに限定されるものでない。取付部の取付面の形状は、いかなる形状であってもよく、楕円、長円又はその他の多角形等であってもよい。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体の第一接続部は、直線溝状又は矩形板状の基部を有していたが、これに限定されるものでなく、基部は、いかなる形状でもよい。例えば、溝状の基部の線形が、直線でなく、曲線、折れ線等を含む線形であってもよい。板状の基部の平面形状が、矩形でなく、楕円、長円又はその他の多角形等の平面形状であってもよい。また、板状の基部は、平坦ではなく、曲がりを含んでいてもよい。例えば、板状の基部は、取付部の突出方向に凸状に湾曲していてもよい。溝状の基部は、湾曲を伴った折り返し形状ではなく、屈曲を伴った折り返し形状でもよい。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、１つの電極体を備えていた。しかしながら、蓄電素子は、２つ以上の電極体を備える構成であってもよい。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体２０は、正極活物質非形成部２１及び負極活物質非形成部２２でそれぞれ正極集電体及び負極集電体が接続される構成であったが、これに限定されるものでない。電極体は、その２つの端部のそれぞれに、正極基材から突出する正極集電タブによって構成される正極集電タブ群と、負極基材から突出する負極集電タブによって構成される負極集電タブ群とを有していてもよい。正極集電タブ群及び負極集電タブ群は、電極体の１つの端部に配置されてもよい。上述の構成において、正極集電タブ群及び負極集電タブ群がそれぞれ、正極集電体及び負極集電体に接続される。
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、縦巻き型の電極体２０を備える構成であったが、巻回軸Ａ方向の電極体２０の端部を容器１０の蓋体１２に対向させる向きで電極体２０が配置される横巻き型の電極体を備える構成であってもよい。
また、実施の形態及び変形例で例示されるような本発明に係る蓄電素子は、比較的大型の二次電池として用いられ得る。このような比較的大型の二次電池の放電容量は、３Ａｈ（アンペアアワー）以上であることが好ましく、より好ましくは１０Ａｈ以上、さらに好ましくは２０Ａｈ以上、よりさらに好ましくは３０Ａｈ以上である。このような蓄電素子は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）及びプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）などの車両用電源、並びに、バックアップ用の無停電電装置及び太陽光発電システムなどの電力貯蔵用電源等に適用され得る。
また、実施の形態及び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。また、本発明は、上述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、１つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置においても実現することができる。例えば、蓄電装置は、配列されて配置された複数の蓄電ユニットを備え、各蓄電ユニットは、配列されて配置された複数の蓄電素子１００を備えるように構成され得る。上述の構成によって、蓄電装置の高出力が可能となる。さらに、複数の蓄電素子１００が、１ユニットとして使用され、蓄電装置に必要な電気容量、蓄電装置の形状及び寸法等に対応して、蓄電ユニットの数量及び配列が選択され得る。
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。
２０ 電極体
３０ 正極端子（電極端子）
３１ａ，４１ａ 軸部
４０ 負極端子（電極端子）
５０，２５０，３５０，４５０，５５０，１２５０ 正極集電体
５１，６１，２５１，２６１，３５１，３６１，４５１，４６１，５５１，５６１ 第一接続部
５１ａ，６１ａ，２５１ａ，３５１ａ，４５１ａ，５５１ａ 貫通孔
５１ｂ，３５１ｂ，４５１ｆ，５５１ｂ 取付部
５１ｂａ，３５１ｂａ，４５１ｆａ，５５１ｂａ 取付面
５１ｃ，２５１ｃ 基部
５２，６２，２５２，２６２，１２５２，１２６２ 第二接続部
６０，２６０，３６０，４６０，５６０，１２６０ 負極集電体
１００ 蓄電素子
３５１ｃ，４５１ｃ 基部（折り返し部）

Claims (7)

  1. 電極端子と、
    電極体と、
    前記電極端子と前記電極体とを接続する集電体とを備え、
    前記集電体は、前記電極端子と接続される第一接続部と、前記電極体及び前記第一接続部と接続される第二接続部とを有し、
    前記第一接続部は、
    前記第二接続部に接続される基部と、
    前記第一接続部の前記電極端子側の面が凹み、かつ、前記第一接続部の前記電極端子とは反対側の面が突出することにより、前記電極端子へ向かう方向とは反対方向へ前記基部よりも突出して設けられる取付部と、を有し、
    前記取付部には、前記電極端子の軸部が通される貫通孔が形成されている
    蓄電素子。
  2. 前記基部は前記集電体を構成する板材の折り返し部を含む
    請求項１に記載の蓄電素子。
  3. 電極端子と、
    電極体と、
    前記電極端子と前記電極体とを接続する集電体とを備え、
    前記集電体は、前記電極端子と接続される第一接続部と、前記電極体及び前記第一接続部と接続される第二接続部とを有し、
    前記第一接続部は、前記第二接続部に接続される基部と、前記電極端子へ向かう方向とは反対方向へ前記基部よりも突出して設けられる取付部とを有し、
    前記取付部には、前記電極端子の軸部が通される貫通孔が形成されており、
    前記基部は前記集電体を構成する板材の折り返し部を含む
    蓄電素子。
  4. 前記取付部は、前記基部から環状に突出して設けられている
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  5. 前記基部は、前記取付部を挟んだ両側に設けられている
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  6. 前記取付部は、前記貫通孔が位置する取付面を形成している
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  7. 前記集電体は、１つの板材を加工して形成される
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄電素子。
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