JP6926899B2 - 蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、電極体と集電体とを備える蓄電素子に関する。

従来、電極体と集電体とを備え、電極体に集電体が接続された構成の蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、電極体と集電バー（集電体）とを備え、集電バーが、電極体の電極シートに接合される翼部を有する蓄電素子が開示されている。

特開２００３−２４９４２３号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子のように、集電体が電極体に接続される構成では、外部からの振動や衝撃等により集電体が動いた場合に、電極体の集電体との接続部分が損傷する等の不具合につながるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、集電体の移動を抑制することができ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、電極体と、前記電極体の第一方向側に配置され前記電極体に接続される集電体と、前記集電体の前記第一方向側に配置されるスペーサと、前記集電体の前記第一方向と交差する第二方向側に配置される電極端子とを備える蓄電素子であって、前記スペーサは、前記第一方向とは反対側に突出した凸部を有し、前記集電体は、前記凸部の前記第二方向側に前記凸部に対向して配置される第一壁部と、前記凸部の前記第二方向とは反対側に前記凸部に対向して配置される第二壁部と、を有する。

これによれば、蓄電素子において、スペーサは、電極体側に突出した凸部を有しており、集電体は、当該凸部の電極端子側に当該凸部に対向して配置される第一壁部と、当該凸部の電極端子とは反対側に当該凸部に対向して配置される第二壁部とを有している。このように、スペーサの凸部が、集電体の電極端子側の第一壁部とその反対側の第二壁部とに対向して配置されているため、集電体が電極端子側またはその反対側に移動しようとした場合に、集電体の第一壁部または第二壁部がスペーサの凸部に当接する。これにより、外部からの振動や衝撃等により集電体が動こうとした場合でも、集電体の移動を抑制することができる。

また、前記蓄電素子は、２つの前記電極体を備え、前記集電体は、前記２つの電極体の端部に接続され、前記凸部は、前記２つの電極体の端部の間に配置されることにしてもよい。

これによれば、蓄電素子において、集電体は、２つの電極体の端部に接続されており、スペーサの凸部は、当該２つの電極体の端部の間に配置されている。ここで、蓄電素子が２つの電極体を備えている場合、当該２つの電極体の端部間には、隙間が生じやすい。当該２つの電極体の端部間に隙間が生じると、外部からの振動や衝撃等によって電極体の端部が動くことで、電極体の端部に接続されている集電体も移動して、電極体を損傷させるおそれがある。このため、２つの電極体の端部間にスペーサの凸部を配置する。これにより、当該２つの電極体の端部間の隙間を埋めることができるため、外部からの振動や衝撃等に対しても、電極体の端部の移動を抑制し、これに伴う集電体の移動も抑制することができる。

また、前記集電体は、さらに、前記電極体の端部に接続される第一電極体接続部及び第二電極体接続部を有し、前記凸部は、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部に対向する位置に配置されることにしてもよい。

これによれば、蓄電素子において、集電体は、さらに、電極体の端部に接続される第一電極体接続部及び第二電極体接続部を有しており、スペーサの凸部は、第一電極体接続部及び第二電極体接続部に対向する位置に配置されている。このように、集電体は、第一壁部及び第二壁部に加えて、第一電極体接続部及び第二電極体接続部も、スペーサの凸部に当接するように構成されている。このため、外部からの振動や衝撃等により集電体が動こうとした場合でも、集電体の移動をさらに抑制することができる。

また、前記集電体は、さらに、前記第一電極体接続部の前記第一方向とは反対側の端縁と、前記第二電極体接続部の前記第一方向とは反対側の端縁とを繋ぐ繋ぎ部を有し、前記凸部は、前記繋ぎ部に向けて突出して配置されることにしてもよい。

これによれば、蓄電素子において、集電体は、さらに、第一電極体接続部及び第二電極体接続部の電極体側の端縁同士を繋ぐ繋ぎ部を有し、スペーサの凸部は、繋ぎ部に向けて突出して配置されている。このように、集電体は、繋ぎ部もスペーサの凸部に当接するように構成されているため、外部からの振動や衝撃等により集電体が動こうとした場合でも、集電体の移動をさらに抑制することができる。

また、前記スペーサは、さらに、前記集電体の一部が配置される凹部を有することにしてもよい。

これによれば、スペーサは、さらに、集電体の一部が配置される凹部を有している。このように、集電体の一部がスペーサの凹部に当接するように構成されているため、外部からの振動や衝撃等により集電体が動こうとした場合でも、集電体の移動をさらに抑制することができる。

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、当該蓄電素子が備える集電体及びスペーサとしても実現することができる。

本発明における蓄電素子によれば、集電体の移動を抑制することができる。

実施の形態に係る蓄電素子の構成を、容器本体を分離して示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の容器本体内方に配置されている構成を、スペーサを分離して示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の容器内方に配置されている各構成要素を分解して示す斜視図である。 実施の形態に係る正極集電体の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る電極体、正極集電体及びスペーサの配置位置を示す断面図である。 実施の形態に係る電極体、正極集電体及びスペーサの配置位置を示す断面図である。 実施の形態の変形例に係る正極集電体の構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、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、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。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下実施の形態での説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、一対のスペーサの並び方向、電極体の両端部（一対の活物質層非形成部）の並び方向、電極体の巻回軸方向、または、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、複数の電極体の並び方向、１つの集電体における電極体との接続部の並び方向、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、容器の厚さ方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、容器の短側面の長手方向、集電体の電極体との接続部の延設方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、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が、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、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。

（実施の形態）
［１ 蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、図１〜図３を用いて、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の構成を、容器本体１１０を分離して示す斜視図である。また、図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の容器本体１１０内方に配置されている構成を、スペーサ５００及び６００を分離して示す斜視図である。つまり、同図は、電極体４００に正極集電体７００及び負極集電体８００を接続した後の状態を示している。また、図３は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００内方に配置されている各構成要素を分解して示す斜視図である。つまり、同図は、電極体４００に正極集電体７００及び負極集電体８００を接続する前の状態を示している。

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、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。蓄電素子１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに使用される。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。また、蓄電素子１０は、二次電池ではなく、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い。また、本実施の形態では、直方体形状（角型）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、特に限定されず、円柱形状や長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器本体１１０及び蓋体１２０を有する容器１００と、正極端子２００と、正極ガスケット２１０と、負極端子３００と、負極ガスケット３１０と、電極体４００と、スペーサ５００及び６００とを備えている。また、図２及び図３に示すように、蓄電素子１０は、さらに、正極集電体７００と、負極集電体８００と、クリップ９００とを備えている。

なお、容器１００の内部には、電解液（非水電解質）が封入されているが、図示は省略する。なお、当該電解液としては、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。また、上記の構成要素の他、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、容器１００内に電解液を注入するための注液部、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。

［１．１ 容器１００、正極端子２００及び負極端子３００の説明］
容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１０と、容器本体１１０の開口を閉塞する板状部材である蓋体１２０とで構成された直方体形状（箱型）のケースである。具体的には、蓋体１２０は、Ｘ軸方向に延設された平板状かつ矩形状の壁部であり、容器本体１１０のＺ軸方向プラス側に配置されている。容器本体１１０は、Ｚ軸方向マイナス側に平板状かつ矩形状の底壁部、Ｙ軸方向両側の側面に平板状かつ矩形状の長側壁部、及び、Ｘ軸方向両側の側面に平板状かつ矩形状の短側壁部の５つの壁部を有している。

また、容器１００は、電極体４００、スペーサ５００、６００、正極集電体７００及び負極集電体８００等を容器本体１１０の内方に収容後、容器本体１１０と蓋体１２０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。なお、容器本体１１０及び蓋体１２０の材質は特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。

正極端子２００は、電極体４００の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体４００の負極板に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子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金属製の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１２０に取り付けられている。

具体的には、正極端子２００は、突出部２０１（図７参照）が蓋体１２０の貫通孔と正極ガスケット２１０の貫通孔と正極集電体７００の貫通孔７１１とに挿入されて、かしめられることにより、正極ガスケット２１０及び正極集電体７００とともに蓋体１２０に固定されている。また、負極端子３００についても同様に、負極ガスケット３１０及び負極集電体８００とともに蓋体１２０に固定されている。このように、正極端子２００及び負極端子３００は、正極集電体７００及び負極集電体８００のＺ軸方向プラス側に配置されている。

正極ガスケット２１０は、蓋体１２０と正極端子２００及び正極集電体７００との間に配置された、絶縁性の封止部材である。正極ガスケット２１０は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の樹脂などによって形成されている。なお、負極ガスケット３１０についても、正極ガスケット２１０と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

［１．２ 電極体４００の説明］
電極体４００は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成された極板である。負極板は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成された極板である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ−Ｃｄ合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。また、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、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。また、セパレータは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートや、不織布を用いることができる。

そして、電極体４００は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され巻回されて（積層されて）形成されている。具体的には、電極体４００は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸（本実施の形態ではＸ軸方向に平行な仮想軸）の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されず（活物質層が形成されず）基材層が露出した部分（活物質層非形成部）を有している。

ここで、電極体４００は、１以上の電極体から構成されていればよいが、本実施の形態では、複数の電極体から構成されていることとする。具体的には、電極体４００は、別体の第一電極体４１０及び第二電極体４２０の２つの電極体を有していることとする。

つまり、第一電極体４１０は、巻回軸方向の一端部（Ｘ軸方向プラス側の端部）に、正極板の端部の活物質層非形成部が積層されて１つに束ねられた第一正極側端部４１２を有している。また、第一電極体４１０は、巻回軸方向の他端部（Ｘ軸方向マイナス側の端部）に、負極板の端部の活物質層非形成部が積層されて１つに束ねられた第一負極側端部４１３を有している。例えば、正極板及び負極板の活物質層非形成部（集電箔）の厚みは、５μｍ〜２０μｍ程度であり、これらが例えば５０〜７０枚ほど束ねられることで、第一正極側端部４１２及び第一負極側端部４１３が形成されている。なお、第一電極体４１０のうちの、第一正極側端部４１２及び第一負極側端部４１３以外の部分を、第一電極体本体部４１１と称する。つまり、第一電極体本体部４１１は、第一電極体４１０のうちの、基材層に活物質層が形成された部分である。また同様に、第二電極体４２０は、活物質層が形成された第二電極体本体部４２１と、正極板の端部の活物質層非形成部が１つに束ねられた第二正極側端部４２２と、負極板の端部の活物質層非形成部が１つに束ねられた第二負極側端部４２３とを有している。

なお、本実施の形態では、電極体４００（第一電極体４１０及び第二電極体４２０）の断面形状として長円形状を図示しているが、楕円形状、円形状、多角形状などでもよい。また、電極体４００（第一電極体４１０及び第二電極体４２０）の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した積層型（スタック型）であってもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ形状（つづら折り形状）であってもよい。

［１．３ 正極集電体７００及び負極集電体８００の説明］
正極集電体７００は、電極体４００の側方であるＸ軸方向プラス側に配置される正極側の集電体である。具体的には、正極集電体７００は、電極体４００の正極側端部と容器本体１１０の短側壁部との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極側端部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。また同様に、負極集電体８００は、電極体４００の側方であるＸ軸方向マイナス側に配置される負極側の集電体である。つまり、負極集電体８００は、電極体４００の負極側端部と容器本体１１０の短側壁部との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極側端部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。

具体的には、正極集電体７００は、第一電極体４１０の第一正極側端部４１２及び第二電極体４２０の第二正極側端部４２２に固定的に接続（接合）されている。さらに具体的には、第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２を、正極集電体７００と２つのクリップ９００とで挟み込んで、溶接等で接合する。クリップ９００は、板状の金属部材である。なお、正極集電体７００と第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２との接合方法は、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等どのような溶接であってもよく、また、溶接以外の、例えばかしめ等の機械的な接合等であってもよい。

また同様に、負極集電体８００は、第一電極体４１０の第一負極側端部４１３及び第二電極体４２０の第二負極側端部４２３に固定的に接続（接合）されている。つまり、第一負極側端部４１３及び第二負極側端部４２３を、負極集電体８００と２つのクリップ９００とで挟み込んで、溶接等で接合する。

また、正極集電体７００及び負極集電体８００は、蓋体１２０に固定的に接続（接合）されている。この構成により、第一電極体４１０及び第二電極体４２０が、正極集電体７００及び負極集電体８００によって蓋体１２０から吊り下げられた状態で保持（支持）され、外部からの振動や衝撃等による揺れが抑制される。

なお、正極集電体７００の材質は限定されないが、例えば、電極体４００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。また、負極集電体８００についても、材質は限定されないが、例えば、電極体４００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。なお、正極集電体７００及び負極集電体８００の構成の詳細な説明については、後述する。

ここで、正極集電体７００等の正極側の部材の位置関係を説明する場合には、Ｘ軸方向プラス側に向いた方向を第一方向とも呼ぶこととする。例えば、正極集電体７００は、電極体４００の第一方向側に配置されていると言える。なお、負極集電体８００等の負極側の部材は、正極側の部材とＸ軸方向において反対の向きに配置されるため、負極側の部材の位置関係に適用する場合には、Ｘ軸方向マイナス側に向いた方向が第一方向となる。例えば、負極集電体８００も、正極集電体７００と同様に、電極体４００の第一方向側に配置されていると言える。また、第一方向と交差する方向（本実施の形態では、Ｚ軸方向プラス側に向いた方向）を第二方向とも呼ぶこととする。例えば、正極端子２００及び負極端子３００は、正極集電体７００及び負極集電体８００の第二方向側に配置されていると言える。

［１．４ スペーサ５００及び６００の説明］
スペーサ５００は、正極集電体７００の側方であるＸ軸方向プラス側（第一方向側）に配置されるスペーサであり、正極集電体７００と容器本体１１０の短側壁部との間において、当該短側壁部に沿ってＺ軸方向（第二方向）に延びるように配置されている。スペーサ６００は、負極集電体８００の側方であるＸ軸方向マイナス側に配置されるスペーサであり、負極集電体８００と容器本体１１０の短側壁部との間において、当該短側壁部に沿ってＺ軸方向に延びるように配置されている。つまり、スペーサ５００とスペーサ６００とは、電極体４００をＸ軸方向の両端から挟み込むように、電極体４００の両端部と容器１００の両側壁との間に配置されている。

ここで、スペーサ５００及び６００は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、セラミック、およびそれらの複合材料などの絶縁性の材料で形成されている。つまり、スペーサ５００及び６００は、電極体４００、正極集電体７００及び負極集電体８００と容器１００とを絶縁する。また、スペーサ５００及び６００は、電極体４００、正極集電体７００及び負極集電体８００と容器１００との間のスペースを埋めることにより、電極体４００、正極集電体７００及び負極集電体８００が容器１００に対して振動しないように支持する。このスペーサ５００及び６００の構成の詳細な説明については、後述する。

［２ 正極集電体７００の詳細な説明］
次に、正極集電体７００の構成について、詳細に説明する。なお、以下では正極集電体７００の構成の説明を行うが、負極集電体８００の構成についても、正極集電体７００の構成と同様である。図４は、本実施の形態に係る正極集電体７００の構成を示す斜視図である。具体的には、図４の（ａ）は、図３に示した正極集電体７００を拡大して示す斜視図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の正極集電体７００を反対側（奥側）から見た場合の斜視図である。

図４に示すように、正極集電体７００は、端子接続部７１０と、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０と、繋ぎ部７４０と、中間部７５０と、延設部７６０とを備えている。

端子接続部７１０は、正極端子２００に接続される正極集電体７００の基部である。つまり、端子接続部７１０は、正極集電体７００の正極端子２００側（上側、Ｚ軸方向プラス側）に配置される矩形状かつ平板状の部位であり、正極端子２００に電気的及び機械的に接続（接合）される。なお、端子接続部７１０には、上述の正極端子２００の突出部２０１が挿入される円形状の貫通孔７１１と、正極ガスケット２１０の突起２１１（図７参照）が挿入される回り止め用の貫通孔７１２と、補強用のビード部７１３とが形成されている。

第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０は、電極体４００に接続される部位である。つまり、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０は、正極集電体７００の電極体４００側（下側、Ｚ軸方向マイナス側）に配置される部位であり、電極体４００に電気的及び機械的に接続（接合）される。具体的には、第一電極体接続部７２０は、Ｚ軸方向（第二方向）に延びる長尺状かつ平板状の部位であり、第一電極体４１０側（Ｙ軸方向マイナス側）に配置されて、第一電極体４１０の第一正極側端部４１２に接続される。また、第二電極体接続部７３０は、Ｚ軸方向（第二方向）に延びる長尺状かつ平板状の部位であり、第二電極体４２０側（Ｙ軸方向プラス側）に配置されて、第二電極体４２０の第二正極側端部４２２に接続される。

繋ぎ部７４０は、第一電極体接続部７２０の電極体４００側（Ｘ軸方向マイナス側、または、第一方向とは反対側）の端縁、及び、第二電極体接続部７３０の電極体４００側の端縁を繋ぐ部位である。つまり、繋ぎ部７４０は、正極集電体７００が有する電極体４００に接続される２つの接続部の電極体４００側の端縁同士を繋ぐ、Ｚ軸方向に延びる長尺状かつ平板状の壁部である。これにより、繋ぎ部７４０は、Ｘ軸方向（第一方向）において、電極体４００に対向する位置に配置される。なお、繋ぎ部７４０には、電解液の注液性を確保する等のために、貫通孔が形成されていてもよい。

中間部７５０は、繋ぎ部７４０と端子接続部７１０との間であって、繋ぎ部７４０よりも外側（Ｘ軸方向プラス側、または、第一方向側）に配置される部位である。ここで、中間部７５０は、第一中間部７５１と、第二中間部７５２とを有している。

第一中間部７５１は、繋ぎ部７４０の上端部（Ｚ軸方向プラス側の端部）からＸ軸方向プラス側に延設される矩形状かつ平板状の部位である。つまり、第一中間部７５１は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０よりもＺ軸方向プラス側（第二方向側）に配置されるＸＹ平面に平行な壁部である。また、第二中間部７５２は、端子接続部７１０のＸ軸方向プラス側の端部から下方（Ｚ軸方向マイナス側）に延設される矩形状かつ平板状の部位である。つまり、第二中間部７５２は、Ｘ軸方向（第一方向）において、電極体４００の端部に対向する位置に、当該端部に沿って配置されるＹＺ平面に平行な壁部である。なお、第一中間部７５１は、第一壁部の一例である。

延設部７６０は、繋ぎ部７４０から、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０よりも、端子接続部７１０とは反対側（Ｚ軸方向マイナス側）に延設される部位である。具体的には、延設部７６０は、繋ぎ部７４０よりも、第一電極体接続部７２０側かつ第二電極体接続部７３０側である外側（Ｘ軸方向プラス側、または、第一方向側）に配置され、かつ、繋ぎ部７４０よりもＺ軸方向マイナス側（第二方向とは反対側）に配置されている。ここで、延設部７６０は、第一延設部７６１と、第二延設部７６２とを有している。

第一延設部７６１は、繋ぎ部７４０の下端部（Ｚ軸方向マイナス側の端部）からＸ軸方向プラス側に延設される矩形状かつ平板状の部位である。つまり、第一延設部７６１は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０よりもＺ軸方向マイナス側（第二方向とは反対側）に配置されるＸＹ平面に平行な壁部である。また、第二延設部７６２は、第一延設部７６１のＸ軸方向プラス側の端部から下方（Ｚ軸方向マイナス側）に延設される矩形状かつ平板状の部位である。つまり、第二延設部７６２は、Ｘ軸方向（第一方向）において、電極体４００の端部に対向する位置に、当該端部に沿って配置されるＹＺ平面に平行な壁部である。このように、第一延設部７６１及び第二延設部７６２は、Ｚ軸方向（第二方向）において、第一中間部７５１及び第二中間部７５２とで、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を挟む位置に配置されている。なお、第一延設部７６１は、第二壁部の一例であり、第二延設部７６２は、集電体の一部の一例である。

このような構成により、正極集電体７００には、繋ぎ部７４０を底部とする凹部である集電体凹部７４１が形成されている。つまり、集電体凹部７４１は、電極体４００との２つの接続部である第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０と、繋ぎ部７４０と、第一中間部７５１と、第一延設部７６１とで形成されるＸ軸方向マイナス側に凹んだ凹部である。

［３ スペーサ５００の詳細な説明］
次に、スペーサ５００の構成について、詳細に説明する。なお、以下ではスペーサ５００の構成の説明を行うが、スペーサ６００の構成についても、スペーサ５００の構成と同様である。図５は、本実施の形態に係るスペーサ５００の構成を示す斜視図である。具体的には、図５の（ａ）は、図２、３に示したスペーサ５００を拡大して示す斜視図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）のスペーサ５００を反対側（奥側）から見た場合の斜視図である。

図５に示すように、スペーサ５００は、スペーサ本体部５１０と、スペーサ側壁部５２０及び５３０とを備えている。スペーサ本体部５１０は、スペーサ５００の本体部を構成するＺ軸方向に延びるＹＺ平面に平行な板状の部位であり、Ｘ軸方向マイナス側に突出する複数の突出部が形成されている。また、スペーサ側壁部５２０及び５３０は、スペーサ５００の側壁部を構成するＺ軸方向に延びるＸＺ平面に平行な板状の部位であり、Ｙ軸方向の内側に突出する突出部が形成されている。

具体的には、スペーサ本体部５１０は、スペーサ第一凸部５１１と、スペーサ第二凸部５１２とを有している。スペーサ第一凸部５１１は、Ｘ軸方向マイナス側（第一方向とは反対側）に突出し、かつ、Ｚ軸方向に延びる略直方体形状の突出部（凸部）である。また、スペーサ第一凸部５１１の裏側（Ｘ軸方向プラス側）には、Ｘ軸方向マイナス側に向けて凹んだスペーサ第一凹部５１１ａが形成されている。スペーサ第二凸部５１２は、Ｘ軸方向マイナス側に突出し、かつ、Ｙ軸方向に延びる突出部（凸部）であり、スペーサ第二凸部５１２の裏側（Ｘ軸方向プラス側）には、Ｘ軸方向マイナス側に向けて凹んだスペーサ第二凹部５１２ａが形成されている。

ここで、スペーサ第二凸部５１２は、スペーサ第一凸部５１１側（Ｚ軸方向プラス側）の中央部分が凹んだコ字（Ｕ字）形状を有している。これにより、スペーサ第一凸部５１１とスペーサ第二凸部５１２との間には、スペーサ第一凸部５１１とスペーサ第二凸部５１２の凹んだ部分とで囲まれた、Ｙ軸方向に延びる矩形状のスペーサ凹部５１３が形成されている。なお、スペーサ第一凸部５１１は、正極集電体７００の集電体凹部７４１内に突出して配置され、スペーサ凹部５１３内には、正極集電体７００の延設部７６０が配置されるが、これらの構成の詳細な説明については、後述する。

また、スペーサ側壁部５２０は、スペーサ第三凸部５２１を有し、スペーサ側壁部５３０は、スペーサ第四凸部５３１を有している。スペーサ第三凸部５２１は、Ｙ軸方向プラス側に突出し、かつ、Ｚ軸方向に延びる略直方体形状の突出部（凸部）である。また、スペーサ第三凸部５２１の裏側（Ｙ軸方向マイナス側）には、Ｙ軸方向プラス側に向けて凹んだスペーサ第三凹部５２１ａが形成されている。スペーサ第四凸部５３１は、Ｙ軸方向マイナス側に突出し、かつ、Ｚ軸方向に延びる略直方体形状の突出部（凸部）である。また、スペーサ第四凸部５３１の裏側（Ｙ軸方向プラス側）には、Ｙ軸方向マイナス側に向けて凹んだスペーサ第四凹部５３１ａが形成されている。

［４ 電極体４００、正極集電体７００及びスペーサ５００の配置位置の説明］
次に、電極体４００、正極集電体７００及びスペーサ５００の配置位置について、詳細に説明する。以下では正極側（電極体４００、正極集電体７００及びスペーサ５００）の配置位置の説明を行うが、負極側（電極体４００、負極集電体８００及びスペーサ６００）の配置位置についても、正極側の配置位置と同様である。図６及び図７は、本実施の形態に係る電極体４００、正極集電体７００及びスペーサ５００の配置位置を示す断面図である。具体的には、図６は、図１に示した構成をＶＩ−ＶＩ断面（ＸＹ平面に平行な面）で切断した場合の正極側の構成を示す断面図である。また、図７は、図１に示した構成をＶＩＩ−ＶＩＩ断面（ＸＺ平面に平行な面）で切断した場合の正極側の構成を示す断面図である。

図６に示すように、正極集電体７００において、第一電極体接続部７２０は、第一電極体４１０の第一正極側端部４１２のＹ軸方向プラス側の面に当接した状態で、第一正極側端部４１２に接合されている。具体的には、第一電極体接続部７２０は、クリップ９００とで第一正極側端部４１２を挟んだ状態で、第一正極側端部４１２に接合されている。また、第二電極体接続部７３０は、第二電極体４２０の第二正極側端部４２２のＹ軸方向マイナス側の面に当接した状態で、第二正極側端部４２２に接合されている。具体的には、第二電極体接続部７３０は、クリップ９００とで第二正極側端部４２２を挟んだ状態で、第二正極側端部４２２に接合されている。この構成により、繋ぎ部７４０は、第一電極体４１０と第二電極体４２０との間、つまり、第一電極体４１０の第一正極側端部４１２と第二電極体４２０の第二正極側端部４２２との間に配置される。

また、スペーサ第一凸部５１１は、Ｘ軸方向（第一方向）において、繋ぎ部７４０に向けて突出し、集電体凹部７４１内に配置される。つまり、スペーサ第一凸部５１１は、第一電極体接続部７２０と第二電極体接続部７３０との間、かつ、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０に対向する位置に配置される。この構成により、スペーサ第一凸部５１１は、第一電極体４１０と第二電極体４２０との間、つまり、第一電極体４１０の第一正極側端部４１２と第二電極体４２０の第二正極側端部４２２との間（２つの電極体４００のの端部の間）に配置される。

また、スペーサ第三凸部５２１及びスペーサ第四凸部５３１は、容器１００と電極体４００の端部との間に配置され、電極体４００の端部に向けて突出して配置される。また、スペーサ第三凸部５２１及びスペーサ第四凸部５３１は、電極体４００の端部に対して正極集電体７００と反対側に配置され、かつ、電極体４００の端部とは反対側に凹部を有する。具体的には、スペーサ第三凸部５２１は、容器本体１１０のＹ軸方向マイナス側の長側壁部と第一電極体４１０の第一正極側端部４１２との間に配置され、第一正極側端部４１２に向けてＹ軸方向プラス側に突出して配置されている。具体的には、スペーサ第三凸部５２１は、第一電極体本体部４１１のＸ軸方向プラス側の端縁に沿って突出して配置されている。また、スペーサ第三凸部５２１は、第一正極側端部４１２に対して第一電極体接続部７２０と反対側に配置され、かつ、第一正極側端部４１２とは反対側にスペーサ第三凹部５２１ａを有している。スペーサ第四凸部５３１についても同様である。

また、図７に示すように、正極集電体７００において、第一中間部７５１は、スペーサ第一凸部５１１のＺ軸方向プラス側（第二方向側）に、スペーサ第一凸部５１１に対向して配置されている。また、第一延設部７６１は、スペーサ第一凸部５１１のＺ軸方向マイナス側（第二方向側とは反対側）に、スペーサ第一凸部５１１に対向して配置されている。つまり、スペーサ第一凸部５１１は、第一中間部７５１と第一延設部７６１との間に配置されている。具体的には、スペーサ第一凸部５１１は、繋ぎ部７４０と第一中間部７５１と第一延設部７６１とで形成された集電体凹部７４１内に配置されている。

また、第二正極側端部４２２は、上部に第二正極側上端部４２２ａ、下部に第二正極側下端部４２２ｂを有しており（図３参照）、第二電極体接続部７３０は、第二正極側上端部４２２ａと第二正極側下端部４２２ｂとの間の部位（第二正極側端部４２２のＺ軸方向中央部分）に接合されている。第一正極側端部４１２についても同様に、第二電極体接続部７２０が、第一正極側上端部４１２ａ（図３参照）と第一正極側下端部４１２ｂ（図３参照）との間の部位に接合されている。

また、第二中間部７５２は、Ｘ軸方向（第一方向）において、第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２に対向する位置に、第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２に沿って配置されている。具体的には、第二中間部７５２は、Ｘ軸方向において、第一正極側上端部４１２ａ及び第二正極側上端部４２２ａに対向する位置に、第一正極側上端部４１２ａ及び第二正極側上端部４２２ａに沿って配置されている。

第二延設部７６２及びスペーサ第二凸部５１２についても同様に、Ｘ軸方向（第一方向）において、第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２に対向する位置に、第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２に沿って配置されている。具体的には、第二延設部７６２及びスペーサ第二凸部５１２は、Ｘ軸方向において、第一正極側下端部４１２ｂ及び第二正極側下端部４２２ｂに対向する位置に、第一正極側下端部４１２ｂ及び第二正極側下端部４２２ｂに沿って配置されている。

このように、第二延設部７６２及びスペーサ第二凸部５１２は、Ｚ軸方向（第二方向）において、第二中間部７５２とで、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を挟む位置に配置されている。具体的には、スペーサ第二凸部５１２は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０よりもＺ軸方向マイナス側（第二方向とは反対側）、かつ、第一延設部７６１及び第二延設部７６２よりもＺ軸方向マイナス側に配置されている。

また、延設部７６０に対向するスペーサ凹部５１３内に第二延設部７６２が配置されることで、第二中間部７５２の内側（Ｘ軸方向マイナス側、第一方向とは反対側）の面と、第二延設部７６２及びスペーサ第二凸部５１２の内側の面とは、同一平面上（図７の平面Ｐ１上）に配置されている。また、第二中間部７５２の外側（Ｘ軸方向プラス側、第一方向側）の面と、第二延設部７６２の外側の面とは、同一平面上（図７の平面Ｐ２上）に配置されている。これにより、第二中間部７５２及び第二延設部７６２は、スペーサ本体部５１０の同一平面上の内面に当接して配置される。なお、同一平面上に配置とは、完全に同一な平面上に配置されることには限定されず、加工上の誤差や、材質に最適な板厚を選定すること等による多少のずれは許容される。

［５ 効果の説明］
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、スペーサ５００は、電極体４００側に突出したスペーサ第一凸部５１１を有しており、正極集電体７００は、スペーサ第一凸部５１１の正極端子２００側にスペーサ第一凸部５１１に対向して配置される第一壁部としての第一中間部７５１と、スペーサ第一凸部５１１の正極端子２００とは反対側にスペーサ第一凸部５１１に対向して配置される第二壁部としての第一延設部７６１とを有している。このように、スペーサ第一凸部５１１が、正極集電体７００の正極端子２００側の第一中間部７５１とその反対側の第一延設部７６１とに対向して配置されているため、正極集電体７００が正極端子２００側またはその反対側に移動しようとした場合に、正極集電体７００の第一中間部７５１または第一延設部７６１がスペーサ第一凸部５１１に当接する。これにより、外部からの振動や衝撃等により正極集電体７００が動こうとした場合でも、正極集電体７００の移動を抑制することができる。これにより、正極集電体７００が移動して電極体４００の正極集電体７００との接続部分が損傷する等の不具合を抑制することができる。

また、正極集電体７００は、２つの電極体４００の端部に接続されており、スペーサ第一凸部５１１は、当該２つの電極体４００の端部の間に配置されている。ここで、蓄電素子１０が２つの電極体４００を備えている場合、当該２つの電極体４００の端部間には、隙間が生じやすい。当該２つの電極体４００の端部間に隙間が生じると、外部からの振動や衝撃等によって電極体４００の端部が動くことで、電極体４００の端部に接続されている正極集電体７００も移動して、電極体４００を損傷させるおそれがある。このため、２つの電極体４００の端部間にスペーサ第一凸部５１１を配置する。これにより、当該２つの電極体４００の端部間の隙間を埋めることができるため、外部からの振動や衝撃等に対しても、電極体４００の端部の移動を抑制し、これに伴う正極集電体７００の移動も抑制することができる。また、蓄電素子１０の製造時に、複数の電極体４００を容器１００内に挿入するのが難しい場合があるが、スペーサ第一凸部５１１で上記隙間を埋めるようにスペーサ５００を配置することで、容器１００内に、複数の電極体４００を挿入しやすくすることができる。

また、正極集電体７００は、さらに、電極体４００の端部に接続される第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を有しており、スペーサ第一凸部５１１は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０に対向する位置に配置されている。このように、正極集電体７００は、第一中間部７５１及び第一延設部７６１に加えて、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０も、スペーサ第一凸部５１１に当接するように構成されている。このため、外部からの振動や衝撃等により正極集電体７００が動こうとした場合でも、正極集電体７００の移動をさらに抑制することができる。

また、正極集電体７００は、さらに、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の電極体４００側の端縁同士を繋ぐ繋ぎ部７４０を有し、スペーサ第一凸部５１１は、繋ぎ部７４０に向けて突出して配置されている。このように、正極集電体７００は、繋ぎ部７４０もスペーサ第一凸部５１１に当接するように構成されているため、外部からの振動や衝撃等により正極集電体７００が動こうとした場合でも、正極集電体７００の移動をさらに抑制することができる。

また、繋ぎ部７４０が、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を繋いでいるため、正極集電体７００の強度を確保することができる。また、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の電極体４００側の端縁同士を繋ぎ部７４０で繋ぐことで、当該端縁が電極体４００に食い込んで電極体４００を損傷させるようなことを抑制することができる。さらに、繋ぎ部７４０が、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の電極体４００側の端縁同士を繋ぐことで、電極体４００の内部への金属粉末等のコンタミ（コンタミネーション）の侵入を抑制することができる。

また、スペーサ５００は、さらに、正極集電体７００の一部である第二延設部７６２が配置されるスペーサ凹部５１３を有している。このように、第二延設部７６２がスペーサ凹部５１３に当接するように構成されているため、外部からの振動や衝撃等により正極集電体７００が動こうとした場合でも、正極集電体７００の移動をさらに抑制することができる。

また、スペーサ第三凸部５２１及びスペーサ第四凸部５３１は、第一電極体本体部４１１及び第二電極体本体部４２１のＸ軸方向プラス側の端縁に沿って配置されているため、電極体４００（第一電極体４１０及び第二電極体４２０）の移動を抑制することができる。これにより、外部からの振動や衝撃等により正極集電体７００が動こうとした場合でも、正極集電体７００の移動をさらに抑制することができる。

なお、負極側についても、正極側と同様の構成を有するため、同様の効果を奏することができる。

［６ 変形例の説明］
（変形例）
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。図８は、本実施の形態の変形例に係る正極集電体７００ａの構成を示す斜視図である。なお、同図は、図４の（ａ）に対応する図である。

図８に示すように、本変形例における正極集電体７００ａは、上記実施の形態における正極集電体７００が備える延設部７６０に代えて、延設部７６０ａを備えている。延設部７６０ａは、第一延設部７６１を有しているが、上記実施の形態における第二延設部７６２は有していない。つまり、延設部７６０ａは、第一延設部７６１のみから構成される、Ｘ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の部位である。

この構成において、第一延設部７６１は、スペーサ凹部５１３内に配置される。また、第一延設部７６１の外側（Ｘ軸方向プラス側、第一方向側）の面７６１ａは、第二中間部７５２の外側の面と同一平面上に配置されている。これにより、第二中間部７５２及び第一延設部７６１は、スペーサ本体部５１０の同一平面上の内面に当接して配置される。つまり、本変形例では、第一延設部７６１の面７６１ａを有する部分が、上述の第二壁部に相当する。なお、本変形例における他の構成については、上記実施の形態と同様の構成を有するため、説明は省略する。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、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、本変形例における正極集電体７００ａは、上記実施の形態における第二延設部７６２を有していないが、外部からの振動や衝撃等により電極体４００が動こうとして繋ぎ部７４０が電極体４００に押された場合でも、第一延設部７６１の面７６１ａがスペーサ凹部５１３に当接することで、正極集電体７００ａの移動を抑制することができる。

（その他の変形例）
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、この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、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を挟む位置に、第一壁部（第一中間部７５１）及び第二壁部（第一延設部７６１）が配置されていることとした。しかし、第一壁部及び第二壁部の配置位置は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を挟む位置には限定されず、どのような位置に配置されていてもよい。つまり、スペーサ第一凸部５１１は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の間に配置されていなくてもよく、また、繋ぎ部７４０と対向する位置に配置されていなくてもよい。負極側についても同様である。

また、上記実施の形態及びその変形例では、繋ぎ部７４０は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の電極体４００側（Ｘ軸方向マイナス側）の端縁同士を繋いでいることとした。しかし、繋ぎ部７４０は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の電極体４００とは反対側（Ｘ軸方向プラス側）の端縁同士、または、Ｘ軸方向における中央位置同士を繋ぐなど、どの位置を繋いでいることにしてもよい。つまり、繋ぎ部７４０は、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０を繋ぎ、かつ、第一電極体接続部７２０及び第二電極体接続部７３０の第一正極側端部４１２及び第二正極側端部４２２との接続部分に沿って配置される部位であればよい。なお、当該接続部分とは、Ｚ軸方向に延びる長尺な溶接等による接合部分である。負極側についても同様である。

また、上記実施の形態及びその変形例では、スペーサ５００は、スペーサ第一凸部５１１以外にも凸部及び凹部を有していることとした。しかし、スペーサ５００は、これらの凸部及び凹部のうちの一部または全部を有していないことにしてもよい。例えば、スペーサ５００には、延設部が配置されるスペーサ凹部５１３は形成されていないことにしてもよい。負極側についても同様である。負極側についても同様である。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体４００は、別体の第一電極体４１０及び第二電極体４２０を有し、正極集電体の第一電極体接続部７２０は、第一電極体４１０に接続され、第二電極体接続部７３０は、第二電極体４２０に接続されることとした。しかし、電極体４００は、１つの電極体から構成され、第一電極体接続部７２０は、当該１つの電極体の端部の一部に接続され、第二電極体接続部７３０は、当該１つの電極体の端部の他の一部に接続されることにしてもよい。負極側についても同様である。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体は、クリップ９００とで電極体４００の端部を挟んだ状態で、電極体４００の端部に接合されることとした。しかし、クリップ９００が配置されることなく、正極集電体が電極体４００の端部に接合されることにしてもよい。負極側についても同様である。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体及び負極集電体の双方が、上記の構成を有していることとしたが、正極集電体または負極集電体が上記の構成を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素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、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、当該蓄電素子が備える集電体（正極集電体、負極集電体）及びスペーサとしても実現することができる。

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 蓄電素子
２００ 正極端子
４００ 電極体
４１０ 第一電極体
４１２ 第一正極側端部
４２０ 第二電極体
４２２ 第二正極側端部
５００、６００ スペーサ
５１１ スペーサ第一凸部
５１３ スペーサ凹部
７００、７００ａ 正極集電体
７２０ 第一電極体接続部
７３０ 第二電極体接続部
７４０ 繋ぎ部
７６０、７６０ａ 延設部
７６１ 第一延設部
７６２ 第二延設部

Claims (5)

1. 電極体と、前記電極体の第一方向側に配置され前記電極体に接続される集電体と、前記集電体の前記第一方向側に配置されるスペーサと、前記集電体の前記第一方向と交差する第二方向側に配置される電極端子とを備える蓄電素子であって、
   前記スペーサは、前記第一方向とは反対側に突出した凸部を有し、
   前記集電体は、
   前記凸部の前記第二方向側に前記凸部に対向して配置される第一壁部と、
   前記凸部の前記第二方向とは反対側に前記凸部に対向して配置される第二壁部と、を有する
   蓄電素子。
2. 前記蓄電素子は、２つの前記電極体を備え、
   前記集電体は、前記２つの電極体の端部に接続され、
   前記凸部は、前記２つの電極体の端部の間に配置される
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記集電体は、さらに、前記電極体の端部に接続される第一電極体接続部及び第二電極体接続部を有し、
   前記凸部は、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部に対向する位置に配置される
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記集電体は、さらに、前記第一電極体接続部の前記第一方向とは反対側の端縁と、前記第二電極体接続部の前記第一方向とは反対側の端縁とを繋ぐ繋ぎ部を有し、
   前記凸部は、前記繋ぎ部に向けて突出して配置される
   請求項３に記載の蓄電素子。
5. 前記スペーサは、さらに、前記集電体の一部が配置される凹部を有する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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