JP6972834B2 - 蓄電素子 - Google Patents

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Description

本発明は、電極端子の端子本体と容器との間に配置された絶縁部材を備える蓄電素子に関する。
従来、電極体を収容する容器と、容器に配置された電極端子とを備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、電極を収容するケースを備えた蓄電装置に用いられる端子構造が開示されている。この端子構造では、蓋部材の内面と端子部材のベース部との間に絶縁部材を配置すると共に、蓋部材の外面と、端子部材を蓋部材に固定する固定部材との間に絶縁部材が配置される。２つの絶縁部材の少なくとも一方は、蓋部材とケースとの溶接箇所である蓋部材の外縁部側に位置する外側部分が、その内側部分よりも相対的に薄くなるように形成される。これにより、その外側部分において蓋部材から離間している。その結果、蓋部材とケースとを溶接する際の熱によって、樹脂材料からなる絶縁部材が溶融することが抑制される。
特開２０１５−３５３０４号公報
絶縁部材は、上記特許文献１に開示されているように、一般に樹脂材料等の非金属で形成されているため、溶接時の熱からどのように保護すべきか、という問題が存在する。また、絶縁部材は、電極端子と容器との絶縁の他、平面視（電極端子の側から容器本体を見た場合）における回り止めまたは位置規制としての機能を担うため、電極端子をどのような態様で保持するかについても問題となる。
本願発明者らは、絶縁部材が、電極端子をどのように保持すべきかについて検討した結果、絶縁部材が、電極端子の位置規制等のために、電極端子と密接するように形成された場合、絶縁部材には、電極端子の構造に起因する問題が生じることを見出した。具体的には、電極端子には、端子本体と軸部との接合手法に起因して変形が生じている場合があり、この場合、絶縁部材の変形が生じる可能性がある。また、絶縁部材の材料に樹脂が含まれる場合、絶縁部材に白化が生じる可能性もある。絶縁部材の変形は、容器の外部に配置された他の部材との干渉の問題の要因となり、絶縁部材の白化は、例えば蓄電素子の短寿命化の要因ともなる。また、端子本体と軸部との接合手法に起因する変形は、電極端子ごとに変形量が異なり得るため、複数の電極端子のそれぞれに対応し得る絶縁部材を作製することは容易ではない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極端子の端子本体と容器との間に配置された絶縁部材を備える蓄電素子であって、信頼性の高い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、容器を備える蓄電素子であって、板状の端子本体及び前記端子本体に接続された軸部を有する電極端子と、前記端子本体及び前記容器の間に配置された絶縁部材であって、前記軸部が貫通する貫通孔が形成された絶縁部材とを備え、前記絶縁部材は、前記端子本体の端面に沿って配置された側壁部を有し、前記側壁部には、平面視において、前記側壁部の延設方向と直交する方向における前記軸部の中心点の側方の位置に、薄肉部または切り欠き部が設けられている。
この構成によれば、絶縁部材の側壁部における軸部の側方の位置に、薄肉部または切り欠き部が存在する。そのため、例えば電極端子の製造時において、軸部に力が加えられることで端子本体の幅が軸部の位置で膨らんだ場合であっても、絶縁部材は、端子本体の膨らんだ部分を薄肉部または切り欠き部によって無理なく収容することができる。つまり、本態様の絶縁部材では、端子本体の膨らんだ部分に対応する位置に、側壁部の変形しやすい部分である薄肉部、または、側壁部の切り欠かれた部分（側壁部が存在しない部分）が配置されている。そのため、本態様に係る絶縁部材は、端子本体の膨らみ量に電極端子ごとの個体差がある場合において、複数の電極端子のいずれに対しても適切に保持することができる。より詳細には、少なくとも、側壁部における薄肉部または切り欠き部がない部分は、例えば端子本体の端面に沿う位置に配置されることで、電極端子（端子本体）の回り止めまたは位置規制の機能を果たすことができる。つまり、本態様の絶縁部材は、端子本体の軸部の側方の膨らみを許容しつつ、端子本体の位置規制等を行うことができる。従って、本態様の蓄電素子は、電極端子の端子本体と容器との間に配置された絶縁部材を備える蓄電素子であって、信頼性の高い蓄電素子である。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記軸部は、前記端子本体に、塑性接合されているとしてもよい。
つまり、本態様の蓄電素子は、端子本体の膨らみが生じやすく、また、その膨らみ量にばらつきが生じやすい一方で、高い接合強度が得られる塑性接合（２部材の少なくとも一方の塑性変形を用いた接合）を用いて製造された電極端子を採用することができる。そのため、軸部と端子本体との接合の信頼性が高く、このことは、蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記薄肉部は、前記軸部を中心とする円弧に沿って形成されているとしてもよい。
この構成によれば、例えば、端子本体の膨らんだ部分の形状に近似した形状の薄肉部が側壁部に設けられる。これにより、例えば、薄肉部と、端子本体の膨らんだ部分との間の隙間を減らすことができ、その結果、例えば、当該隙間に異物が侵入及び滞留する可能性が低下する。このことは、蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記薄肉部または前記切り欠き部は、前記平面視において、前記絶縁部材の第一方向で対向する位置のそれぞれに配置されており、かつ、前記絶縁部材の、前記第一方向と直交する第二方向における中央部に配置されているとしてもよい。
この構成によれば、絶縁部材が、１８０°の回転対称の形状に形成されるため、例えば、絶縁部材を蓋板に配置する配置工程において、絶縁部材の向きの選択肢が少なくとも２つあり、その２つのいずれでも問題がないため、配置工程の効率化、または、絶縁部材の配置ミスの可能性の低減等が図られる。つまり、信頼性の高い蓄電素子を効率よく製造することができる。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記薄肉部または前記切り欠き部は、前記平面視において、前記絶縁部材の第一方向で対向する位置のそれぞれに配置されており、かつ、前記絶縁部材の、前記第一方向と直交する第二方向で対向する位置のそれぞれに配置されているとしてもよい。
この構成によれば、例えば、平面視において略正方形の端子本体の中央に軸部が設けられた電極端子において４辺に膨らみが生じた場合であっても、絶縁部材は、各辺の膨らみを無理なく収容することができる。つまり、例えば、蓄電素子に求められる仕様に応じるために、略正方形の端子本体が採用された場合であっても、信頼性の高い蓄電素子を得ることができる。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記端子本体は、前記平面視において、前記軸部の両側のそれぞれに、外部の導電部材が接合される接合面部を有するとしてもよい。
この構成によれば、例えば、端子本体における、機械的に固定された部分の両側に接合面部が存在することで、例えばバスバー等との接合面積が比較的に大きくなる。また、端子本体にバスバー等の導電部材をバランスよく接合することができるため、端子本体の安定化が図られる。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記絶縁部材は、前記容器と前記端子本体との間に位置する底面部に形成された凸部であって、前記薄肉部または前記切り欠き部の近傍に位置する凸部を有するとしてもよい。
この構成によれば、例えば、凸部によって端子本体の膨らみ部分を下から（容器の側から）支えることができる。そのため、例えば端子本体へのバスバーの溶接時などにおいて、端子本体に押圧力がかけられた場合に、端子本体の膨らみ部分の撓みを抑制することができる。その結果、例えば端子本体の変形が抑制され、このことは蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記絶縁部材はさらに、前記底面部における前記凸部の裏側の位置に形成された凹部を有するとしてもよい。
例えば、樹脂成型によって作製される絶縁部材は、肉厚が均一でない場合に収縮等による変形が生じやすい。この点に関し、本態様の絶縁部材では、底面部において凸部の裏側に凹部が形成されている。つまり、底面部の肉厚を大きく変化させない態様で凸部が設けられるため、精度よく絶縁部材が作製される。このことは蓄電素子の信頼性の向上に寄与する。
本発明によれば、電極端子の端子本体と容器との間に配置された絶縁部材を備える蓄電素子であって、信頼性の高い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示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の容器内に配置されている構成要素を示す斜視図である。 実施の形態に係る電極端子の蓋板への取り付け構造を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る電極端子の構成概要を示す平面図である。 実施の形態に係る上絶縁部材の構成概要を示す平面図である。 実施の形態に係る上絶縁部材の構成概要を示す断面図である。 実施の形態の変形例１に係る上絶縁部材の構成概要を示す斜視図である。 実施の形態の変形例２に係る上絶縁部材の構成概要を示す平面図である。 実施の形態の変形例２に係る電極端子の構成概要を示す平面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
また、以下で説明する実施の形態及び変形例のそれぞれは、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される形状、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、以下の実施の形態及び変形例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、以下実施の形態及び変形例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、電極体の両端部（一対の合材層非形成部）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、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板との並び方向、容器の短側面の長手方向、集電体の脚部の延設方向、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軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
（実施の形態）
［１．蓄電素子の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００内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、図２は、蓄電素子１０を、容器１００の蓋板１１０と容器本体１０１とを分離して示す斜視図である。
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。例えば、蓄電素子１０は、ＥＶ、ＨＥＶ、またはＰＨＥＶ等の各種自動車に適用される。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。また、蓄電素子１０は、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。
図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、電極端子２００及び３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００の内部には、負極側の集電体１２０と、正極側の集電体１３０と、電極体４００とが収容されている。
なお、蓄電素子１０は、上記の構成要素の他、集電体１２０及び１３０の側方に配置されるスペーサ、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどを備えてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）などが封入されているが、その図示は省略する。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１０１と、容器本体１０１の開口を閉塞する板状部材である蓋板１１０とで構成されている。容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋板１１０と容器本体１０１とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有している。なお、蓋板１１０及び容器本体１０１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、または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。
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、アルミニウムまたは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を含む合材層が形成された極板である。負極板は、銅または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を含む合材層が形成された極板である。セパレータは、樹脂等からなる微多孔性のシートである。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形成されている。
電極体４００の巻回軸方向（本実施の形態ではＸ軸方向）の両端のそれぞれには、基材層である金属箔が積層されて形成された、集電体１２０または１３０と接合される端部が存在する。具体的には、電極体４００は、巻回軸方向の一端（図２ではＸ軸方向マイナス側の端部）に、正極板の基材層が積層されて形成された正極側端部４１１ａを有する。また、電極体４００は、巻回軸方向の他端（図２ではＸ軸方向プラス側の端部）に、負極板の基材層が積層されて形成された負極側端部４２１ａを有する。
なお、本実施の形態では、電極体４００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の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した積層型であってもよい。
負極端子である電極端子２００は、集電体１２０を介して電極体４００の負極と電気的に接続されている。正極端子である電極端子３００は、集電体１３０を介して電極体４００の正極と電気的に接続されている。電極端子２００及び３００は、電極体４００の上方に配置された蓋板１１０に、絶縁性を有する上絶縁部材２５０及び３５０を介して取り付けられている。
集電体１２０及び１３０は、電極体４００と容器１００の壁面との間に配置され、電極端子２００及び３００と、電極体４００の負極板及び正極板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、集電体１３０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に、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、集電体１２０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に、銅または銅合金などで形成されている。
本実施の形態では、集電体１２０及び１３０のそれぞれは、電極体４００と、超音波接合によって接合されている。つまり、集電体１２０は、電極体４００の負極側端部４２１ａと、超音波接合によって接合されている。また、集電体１３０は、電極体４００の正極側端部４１１ａと、超音波接合によって接合されている。
［２．電極端子の容器への取り付け構造］
次に、本実施の形態に係る蓄電素子１０における、電極端子の蓋板１１０への取り付け構造について、図３〜図６を用いて説明する。なお、本実施の形態では、電極端子２００及び３００それぞれの蓋板１１０への取り付け構造は共通している。そのため、以下では、負極側の電極端子２００の蓋板１１０への取り付け構造について説明し、正極側の電極端子３００の蓋板１１０への取り付け構造についての図示及び説明は省略する。
図３は、実施の形態に係る電極端子２００の蓋板１１０への取り付け構造を示す分解斜視図である。なお、図３において、軸部２１０は、かしめられる前の状態が図示されており、端子本体２０１の膨らみ（図４に示す膨出部２０１ａ）は表されていない。
図４は、実施の形態に係る電極端子２００の構成概要を示す平面図であり、図５は、実施の形態に係る上絶縁部材２５０の構成概要を示す平面図である。なお、図５では、軸部２１０（図５に図示せず）の中心点（平面視における軸心の位置）Ｐが黒丸によって表されている。このことは、後述する図８についても同じである。
図６は、実施の形態に係る上絶縁部材２５０の構成概要を示す断面図である。具体的には、図６では、図５におけるＶＩ−ＶＩ線断面が図示されている。なお、図６では、軸部２１０（図６に図示せず）の中心軸（中心点Ｐを通り、かつ、軸方向に平行な仮想軸）Ａｃが一点鎖線で表されている。このことは、後述する図７についても同じである。
図３に示すように、本実施の形態において、電極端子２００は、端子本体２０１と軸部２１０とを有する。端子本体２０１は、上絶縁部材２５０を介して容器１００の蓋板１１０に配置され、軸部２１０を介して、容器１００内の集電体１２０と電気的に接続されている。
より具体的には、電極端子２００に備えられた軸部２１０は、上絶縁部材２５０の貫通孔２５２、蓋板１１０の開口部１１２、下絶縁部材２８０の開口部２８２、及び、集電体１２０の開口部１２３に挿入されて先端部がかしめられる。これにより、電極端子２００は、上絶縁部材２５０、下絶縁部材２８０、及び集電体１２０とともに蓋板１１０に固定される。
集電体１２０は、開口部１２３が形成された端子接続部１２１と、端子接続部１２１から延設された一対の脚部１２２とを有しており、一対の脚部１２２は、上述のように、電極体４００の負極側端部４２１ａと接合される。
このように、本実施の形態では、電極端子２００に接続された軸部２１０の先端部がかしめられることで、電極端子２００及び集電体１２０の電気的及び機械的な接続と、これら部材並びに上絶縁部材２５０及び下絶縁部材２８０の容器１００（蓋板１１０）への固定とが行われる。
また、本実施の形態において、蓋板１１０と電極端子２００との間に配置される上絶縁部材２５０は、軸部２１０が貫通する貫通孔２５２を形成する筒状部２５９を有しており、筒状部２５９が、軸部２１０と蓋板１１０の開口部１１２との間の気密を維持する役割を有している。つまり、上絶縁部材２５０は、いわゆるガスケットとしての役割も有している。なお、上絶縁部材２５０及び下絶縁部材２８０のそれぞれは、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）等の絶縁性を有する素材で形成されている。
本実施の形態において、端子本体２０１は、例えばバスバーと接合されることで、バスバーを介して電気エネルギーの入出力を行う部材である。端子本体２０１とバスバーとを接合する手法としては、例えばレーザー溶接が用いられる。
ここで、レーザー溶接を用いてバスバーと端子本体２０１とを接合する場合、例えば腐食防止及び溶接性の観点から、これら部材はアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されることが望ましい。その一方で、負極側の集電体１２０は、銅または銅合金で構成されているため、集電体１２０と機械的及び電気的に接続される軸部２１０は、銅または銅合金で構成されることが望ましい。
従って、電極端子２００を作製する場合、例えばアルミニウム製の端子本体２０１と銅製の軸部２１０との異種金属同士の接合（異種接合）が必要となる。この異種接合の手法として、一般的には、量産性に優れ、かつ、低コストである塑性接合（塑性変形を用いた接合）が用いられる。塑性接合の例としてはスピンカシメ等によるカシメ接合がある。
例えば、軸部２１０と端子本体２０１との接合の手法としてカシメ接合を用いた場合、端子本体２０１の貫通孔に挿入された軸部２１０が軸方向に押圧されて径方向に膨張し、その結果、端子本体２０１に変形が生じる場合がある。
具体的には、図４に示すように、端子本体２０１の、軸部２１０の側方の位置に膨らみ（膨出部２０１ａ）が生じる。つまり、平面視において角丸長方形状であった端子本体２０１の、軸部２１０の側方の位置に膨出部２０１ａが形成される。なお、本実施の形態では、平面視における端子本体２０１の長手方向（Ｘ軸方向）の略中心、かつ、短手方向（Ｙ軸方向）の略中心に、軸部２１０の中心点Ｐが位置している。そのため、端子本体２０１において、軸部２１０に近い短手方向の両側の端面２０２が外側に膨らみ出すことで、膨出部２０１ａが形成されている。
例えば、厚さ数ｍｍで、縦横が数ｃｍ程度のアルミニウム製の端子本体２０１に、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の銅製の軸部２１０をカシメ接合により接合した場合、膨出部２０１ａにおける膨らみ量ｄは、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。なお、端子本体２０１の厚みが小さいほど、及び、端子本体２０１の縦幅または横幅に対する軸部２１０の直径の割合が大きいほど、膨らみ量ｄは大きくなる傾向にある。
このように、電極端子２００は、その製造工程に起因して端子本体２０１に膨出部２０１ａが形成される。また、膨出部２０１ａは、例えば金型を用いて成形する場合とは違い、複数の端子本体２０１のそれぞれにおいて、膨らみ量ｄの個体差（ばらつき）が比較的に大きくなる。従って、端子本体２０１が取り付けられる絶縁部材における側壁部を、軸部２１０との接合前の端子本体２０１の端面２０２に沿うように形成した場合、膨出部２０１ａによって側壁部が押圧され、その結果、絶縁部材の変形及び樹脂製の絶縁部材の白化が生じ得る。もちろん、膨出部２０１ａが生じた端子本体２０１に対して切削加工（トリミング）を施すことで、膨出部２０１ａを削り取ることも技術的には可能である。しかし、このトリミングを行うことは、蓄電素子１０の製造効率の低下、または生産コストの上昇等の問題があるため、現実的には採用し難い。
そこで、本実施の形態に係る上絶縁部材２５０では、図３、図５、及び図６に示すように、側壁部２５１の一部に薄肉部２５４が設けられている。これにより、端子本体２０１の膨出部２０１ａによる側壁部２５１への圧迫が抑制される。
このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、板状の端子本体２０１及び端子本体２０１に接続された軸部２１０を有する電極端子２００と、端子本体２０１及び容器１００の間に配置された上絶縁部材２５０であって、軸部２１０が貫通する貫通孔２５２が形成された上絶縁部材２５０とを備える。上絶縁部材２５０は、端子本体２０１の端面２０２に沿って配置された側壁部２５１を有している。側壁部２５１には、平面視において、側壁部２５１の延設方向（本実施の形態ではＸ軸方向）と直交する方向（本実施の形態ではＹ軸方向）における軸部２１０の中心点Ｐの側方の位置に、薄肉部２５４が設けられている。本実施の形態では、図６に示すように、側壁部２５１における薄肉部２５４以外の箇所（少なくとも薄肉部２５４に隣接する箇所）の厚みはＴｂであり、薄肉部２５４における肉厚が最も小さい部分の厚みはＴａ（Ｔａ＜Ｔｂ）である。
この構成によれば、上絶縁部材２５０は、端子本体２０１の膨らんだ部分（膨出部２０１ａ）を薄肉部２５４によって無理なく収容することができる。つまり、本態様の上絶縁部材２５０では、端子本体２０１の膨出部２０１ａに対応する位置に、側壁部２５１の変形しやすい部分である薄肉部２５４が配置されている。そのため、上絶縁部材２５０は、端子本体２０１の膨らみ量ｄに電極端子２００ごとの個体差がある場合において、複数の電極端子２００のいずれに対しても適切に保持することができる。より詳細には、少なくとも、側壁部２５１における薄肉部２５４がない部分は、例えば端子本体２０１の端面２０２に沿う位置に配置されることで、電極端子２００（端子本体２０１）の回り止めまたは位置規制の機能を果たすことができる。
もちろん、膨らみ量ｄの個体差を考慮して、側壁部における軸部２１０の側方の部分を大きく外に逃がすことで、複数の電極端子２００のそれぞれに対応する絶縁部材を構成することも考えられる。しかしながら、この場合、例えば絶縁部材のサイズが大きくなり、その結果、当該絶縁部材が、例えば、小型化が求められる蓄電素子１０の仕様と合わなくなる可能性がある。また、膨らみ量ｄが比較的に小さな電極端子２００に対しては、端子本体２０１と側壁部との隙間が比較的に大きくなり、この隙間に埃等の異物がたまりやすくなるという問題も生じ得る。
この点に関し、本実施の形態に係る上絶縁部材２５０では、側壁部における軸部２１０の側方の位置に薄肉部２５４を設けることで、上絶縁部材２５０の外形を大きくすることなく、膨らみ量ｄの個体差が比較的に大きな電極端子２００のそれぞれを適切に保持することができる。また、軸部２１０との接合後における端子本体２０１のトリミングが不要であるため、このことは、例えば、蓄電素子１０の製造効率または生産コストの観点から有利である。
また、仮に、端子本体２０１に膨出部が形成されていない場合であっても、薄肉部２５４の存在が、上絶縁部材２５０への端子本体２０１の配置の邪魔になることはない。従って、例えば、正極側の電極端子３００に、膨らみの問題が存在しない場合であっても、上絶縁部材３５０として、上絶縁部材２５０と同一形状の部材を採用することも可能である。つまり、正極側と負極側とで上絶縁部材を共通化することも可能である。
このように、本実施の形態に係る上絶縁部材２５０は、端子本体２０１の軸部２１０の側方の膨らみを許容しつつ、端子本体２０１の位置規制等を行うことができる。従って、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、電極端子２００の端子本体２０１と容器１００との間に配置された上絶縁部材２５０を備える蓄電素子であって、信頼性の高い蓄電素子である。
また、本実施の形態において、軸部２１０は、端子本体２０１に、塑性接合されている。
つまり、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、上絶縁部材２５０に薄肉部２５４が設けられているので、塑性接合（端子本体２０１の膨らみが生じやすく、また、その膨らみ量ｄにばらつきが生じやすい一方で、高い接合強度が得られる塑性接合）を用いて製造された電極端子２００を採用することができる。そのため、軸部２１０と端子本体２０１との接合の信頼性が高く、このことは蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。
なお、軸部２１０と端子本体２０１との接合に用いられる塑性接合としては、カシメ接合の他に、例えば、圧入接合が挙げられる。この場合、端子本体２０１に設けられた孔に対し、当該孔の内径よりも大きな外径を有する軸部２１０の端部を圧入することで、端子本体２０１に軸部２１０が接合される。この圧入接合が行われた結果、端子本体２０１における軸部２１０の側方の位置に膨らみが生じる場合がある。そのため、本実施の形態に係る上絶縁部材２５０は、軸部２１０と端子本体２０１とが圧入接合により接合された場合であっても、白化等の不具合を抑制しつつ、端子本体２０１を適切に保持することができる。
また、本実施の形態において、薄肉部２５４は、軸部２１０を中心とする円弧に沿って形成されている。
具体的には、本実施の形態では、図５に示すように、軸部２１０の中心点Ｐを中心とする円弧Ｃに沿った内面を形成する薄肉部２５４が、側壁部２５１に設けられている。
つまり、端子本体２０１の膨出部２０１ａの形状に近似した形状の薄肉部２５４が側壁部２５１に設けられている。これにより、例えば、薄肉部２５４と、端子本体２０１の膨出部２０１ａとの間の隙間を減らすことができ、その結果、例えば、当該隙間に異物が侵入、滞留する可能性が低下する。このことは、蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。
また、本実施の形態において、薄肉部２５４は、平面視において、上絶縁部材２５０の第一方向（本実施の形態ではＹ軸方向）で対向する位置のそれぞれに配置されている。また、薄肉部２５４は、平面視において、上絶縁部材２５０の、第一方向と直交する第二方向（本実施の形態ではＸ軸方向）における中央部に配置されている。
つまり、上絶縁部材２５０は、中心点Ｐを中心とする１８０°の回転対称の形状に形成されている。そのため、例えば、上絶縁部材２５０を蓋板１１０に配置する配置工程において、上絶縁部材２５０の向きの選択肢が少なくとも２つあり、その２つのいずれでも問題がない。その結果、配置工程の効率化、または、上絶縁部材２５０の配置ミスの可能性の低減等が図られる。つまり、信頼性の高い蓄電素子１０を効率よく製造することができる。
また、本実施の形態において、端子本体２０１は、図４に示すように、平面視において、軸部２１０の両側のそれぞれに、外部の導電部材が接合される接合面部２０５を有する。なお、図５では、接合面部２０５のおおよその領域を、ドットを付した領域として表している。
この構成では、端子本体２０１における、機械的に固定された部分（軸部２１０が存在する部分）の両側に接合面部２０５が存在することになる。その結果、例えばバスバー等の導電部材との接合面積が比較的に大きくなる。また、端子本体２０１にバスバー等の導電部材をバランスよく接合することができるため、端子本体２０１の安定化が図られる。なお、図５では、軸部２１０に対して、端子本体２０１の長手方向（Ｘ軸方向）の両側にのみ接合面部２０５が存在しているが、これら一対の接合面部２０５に換えてまたは加えて、端子本体２０１の短手方向（Ｙ軸方向）の両側に接合面部２０５が配置されてもよい。
また、本実施の形態において、上絶縁部材２５０は、図６に示すように、容器１００と端子本体２０１との間に位置する底面部２５３に形成された凸部２５５であって、薄肉部２５４の近傍に位置する凸部２５５を有する。
なお、底面部２５３は、上絶縁部材２５０において、例えば、端子本体２０１の裏面（Ｚ軸方向マイナス側の面）に対向する底面２５３ａを形成する部分である。
このように、本実施の形態では、薄肉部２５４の近傍に、底面２５３ａから上方に突出する凸部２５５が設けられている。これにより、例えば、凸部２５５によって端子本体２０１の膨出部２０１ａを下から（容器１００の側から）支えることができる。そのため、例えば端子本体２０１へのバスバーの溶接時などにおいて、端子本体２０１に押圧力がかけられた場合に、端子本体２０１の膨出部２０１ａの撓みを抑制することができる。その結果、例えば端子本体２０１の変形が抑制され、このことは蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。
また、本実施の形態において、上絶縁部材２５０はさらに、図６に示すように、底面部２５３における凸部２５５の裏側の位置に形成された凹部２５６を有する。
ここで、例えば樹脂成型によって作製される上絶縁部材２５０は、肉厚が均一でない場合に収縮等による変形が生じやすい。この点に関し、本実施の形態に係る上絶縁部材２５０では、底面部２５３において凸部２５５の裏側に凹部２５６が形成されている。つまり、底面部２５３の肉厚を大きく変化させない態様で凸部２５５が設けられるため、精度よく上絶縁部材２５０が作製される。このことは蓄電素子１０の信頼性の向上に寄与する。
以上、実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、蓄電素子１０は、図３〜図６に示す態様とは異なる態様の上絶縁部材２５０を備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０における上絶縁部材２５０に関する構造についての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。
（変形例１）
図７は、実施の形態の変形例１に係る上絶縁部材２５０ａの構成概要を示す斜視図である。図７に示す上絶縁部材２５０ａは、上記実施の形態に係る上絶縁部材２５０に換えて、端子本体２０１及び容器１００の間に配置される部材である。本変形例に係る上絶縁部材２５０ａには、軸部２１０（図３参照）が貫通する貫通孔２５２が形成されており、かつ、上絶縁部材２５０ａは、端子本体２０１の端面２０２（図３参照）に沿って配置された側壁部２５１を有している。
これらの構成は、上記実施の形態に係る上絶縁部材２５０と共通している。しかしながら、本変形例に係る上絶縁部材２５０ａの側壁部２５１には、平面視において、側壁部２５１の延設方向（本変形例ではＸ軸方向）と直交する方向（本変形例ではＹ軸方向）における軸部２１０の中心点Ｐ（図７における中心軸Ａｃ）の側方の位置に、切り欠き部２５４ａが設けられている。
つまり、本変形例に係る上絶縁部材２５０ａでは、側壁部２５１における軸部２１０の中心点Ｐの側方の位置に、薄肉部２５４に換えて切り欠き部２５４ａが設けられている。これにより、本変形例に係る上絶縁部材２５０ａは、上記実施の形態に係る上絶縁部材２５０と同様の効果を奏することができる。
具体的には、上絶縁部材２５０ａは、端子本体２０１の膨らんだ部分（膨出部２０１ａ）を切り欠き部２５４ａによって無理なく収容することができる。つまり、本変形例に係る上絶縁部材２５０ａでは、端子本体２０１の膨出部２０１ａに対応する位置に、側壁部２５１の切り欠かれた部分（側壁部２５１が存在しない部分）が配置されている。そのため、上絶縁部材２５０ａは、端子本体２０１の膨らみ量ｄ（図４参照）に電極端子２００ごとの個体差がある場合において、複数の電極端子２００のいずれに対しても適切に保持することができる。より詳細には、少なくとも、側壁部２５１における切り欠き部２５４ａがない部分は、例えば端子本体２０１の端面２０２に沿う位置に配置されることで、電極端子２００（端子本体２０１）の回り止めまたは位置規制の機能を果たすことができる。つまり、本変形例に係る上絶縁部材２５０ａは、端子本体２０１の軸部２１０の側方の膨らみを許容しつつ、端子本体２０１の位置規制等を行うことができる。従って、上絶縁部材２５０ａを備える蓄電素子１０は、信頼性が高い蓄電素子１０である。
なお、切り欠き部２５４ａは、例えば、平面視形状が円弧状となるように形成されてもよい。これにより、側壁部２５１における切り欠き部２５４ａの両端部と、端子本体２０１の膨出部２０１ａとの間の隙間を減らすことができる。その結果、例えば、側壁部２５１による、電極端子２００（端子本体２０１）の回り止めまたは位置規制の実効性が向上する。
（変形例２）
図８は、実施の形態の変形例２に係る上絶縁部材２５０ｂの構成概要を示す平面図であり、図９は、実施の形態の変形例２に係る電極端子２００ａの構成概要を示す平面図である。
図８に示す上絶縁部材２５０ｂは、上記実施の形態に係る上絶縁部材２５０に換えて、端子本体２０１及び容器１００の間に配置される部材であり、図９に示す電極端子２００ａは、上記実施の形態に係る電極端子２００に換えて配置される部材である。
本変形例に係る電極端子２００ａは、図９に示すように、平面視において角丸正方形状であり、軸部２１０の中心点Ｐから４辺までの距離は略同一である。そのため、軸部２１０と端子本体２０１とのカシメ接合時の押圧力により、平面視における端子本体２０１の４辺に膨出部２０１ａが形成されている。
このように構成された電極端子２００ａの端子本体２０１を保持する上絶縁部材２５０ｂでは、４つの膨出部２０１ａに対応して、４つの薄肉部２５４が設けられている。
具体的には、本変形例に係る上絶縁部材２５０ｂにおいて、薄肉部２５４は、平面視において、上絶縁部材２５０ｂの第一方向（例えばＹ軸方向）で対向する位置のそれぞれに配置されており、かつ、上絶縁部材２５０ｂの第二方向（例えばＸ軸方向）で対向する位置のそれぞれに配置されている。
このように、平面視において略正方形の端子本体２０１の中央に軸部２１０が設けられた電極端子２００ａにおいて４辺に膨出部２０１ａが生じた場合であっても、上絶縁部材２５０ｂは、各辺の膨出部２０１ａを無理なく収容することができる。つまり、例えば、蓄電素子１０に求められる仕様に応じるために、略正方形の端子本体２０１が採用された場合であっても、信頼性の高い蓄電素子１０を得ることができる。
なお、上絶縁部材２５０ｂにおいて、４つの薄肉部２５４のうちの少なくとも１つが、切り欠き部２５４ａに置き換えられてもよい。つまり、端子本体２０１に複数の膨出部２０１ａが形成されている場合に、上絶縁部材２５０ｂは、当該複数の膨出部２０１ａに対応する位置のそれぞれに、薄肉部２５４または切り欠き部２５４ａを備えていてもよい。また、端子本体２０１に形成される複数の膨出部２０１ａそれぞれの膨らみ量ｄは均一である必要はない。
（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例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または変形例に施したものも、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、正極側の電極端子３００が、負極側の電極端子２００と同様に、かしめ接合により接合された端子本体と軸部とで構成されてもよい。この場合、上絶縁部材３５０の側壁部に薄肉部または切り欠き部を設けることで、電極端子３００の端子本体の膨らんだ部分による側壁部への圧迫が抑制される。
具体的には、正極側の電極端子３００では、端子本体及び軸部の両方が、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されることが好ましい。そのため、一般には、例えばアルミニウムの棒材にプレス加工を施すことで、端子本体と軸部とが一体化された部品として、電極端子３００が作製される。
しかしながら、例えば端子本体の接合面を増やしたいという要求に基づき、比較的に大きな端子本体が必要となる場合がある。この場合、棒材にプレス加工を施すことで端子本体を形成すると、プレス加工後に削除する部分が比較的に大きくなるため、例えばコスト的に不利である。そのため、比較的に大きな端子本体が必要な場合は、端子本体と軸部とを別々の部品として作製した後に、端子本体と軸部とをカシメ接合によって接合する構成が採用される場合がある。つまり、この場合、上記実施の形態に係る電極端子２００と同様に、正極側の電極端子３００においても端子本体に膨出部が形成される。従って、正極側の上絶縁部材３５０についても、負極側の上絶縁部材２５０と同じく薄肉部または切り欠き部を設けることで、膨出部を有する端子本体を、無理なく、かつ、位置規制等が可能な程度に確実に保持することができる。
また、例えば、上記実施の形態において、薄肉部２５４は、円弧Ｃに沿った形状（図５参照）であるとしたが、薄肉部２５４の平面視における形状に特に限定はない。つまり、薄肉部は、平面視において、端子本体２０１側に開口する凹部として側壁部２５１に設けられていればよく、凹部の形状は、曲線及び直線のいずれで形成されていてもよい。
また、端子本体２０１と電極端子２００との接合は、蓋板１１０に対して端子本体２０１と軸部２１０とが配置された後に行われてもよい。例えば、集電体１２０に固定された軸部２１０が、下絶縁部材２８０の開口部２８２、蓋板１１０の開口部１１２、上絶縁部材２５０の貫通孔２５２、及び端子本体２０１の貫通孔に挿入された状態で、軸部２１０の先端部がかしめられてもよい。
つまり、軸部２１０は、容器１００の外側でかしめられることで、端子本体２０１と接合されてもよい。この場合、端子本体２０１が上絶縁部材２５０に配置された時点では端子本体２０１に膨らみは生じていないが、軸部２１０の先端部がかしめられることで、端子本体２０１の側方に膨出部２０１ａが形成される。このとき、膨出部２０１ａに対向する位置、つまり、側壁部２５１における軸部２１０の側方の位置には、薄肉部２５４または切り欠き部２５４ａが配置されている。これにより、膨出部２０１ａが、側壁部２５１に白化等の不具合を生じさせるほど押圧することはない。
また、本実施の形態では、蓄電素子１０は、電極体４００を１つのみ備えているが、蓄電素子１０が備える電極体４００の数は２以上であってもよい。例えば、蓄電素子１０が電極体４００を２つ備える場合、集電体１２０は、２つの電極体４００と接合される４つの脚部１２２を有してもよい。
また、集電体１２０が有する脚部１２２の数は２には限定されない。集電体１２０は、電極体４００の負極側端部４２１ａと接合される少なくとも１つの脚部１２２を有すれよい。
また、例えば、上絶縁部材２５０等の上絶縁部材が有する複数の薄肉部の厚さは互いに異なっていてもよい。また、上絶縁部材が有する複数の切り欠き部の大きさは異なっていてもよい。例えば、上記実施の形態に係る電極端子２００において、軸部２１０の中心点Ｐが端子本体２０１の中央からずれている場合を想定する。この場合、中心点Ｐから近い位置の膨出部２０１ａの膨らみ量ｄ（図４参照）は、中心点Ｐから遠い位置の膨出部２０１ａの膨らみ量ｄよりも大きいと考えられる。この場合、上絶縁部材２５０において、中心点Ｐから近い位置の膨出部２０１ａに対応する薄肉部２５４の厚さを、中心点Ｐから遠い位置の膨出部２０１ａに対応する薄肉部２５４の厚さよりも薄くしてもよい。これにより、例えば、膨らみ量ｄが互いに異なる２つの膨出部２０１ａのそれぞれと薄肉部２５４との隙間を過大にすることなく、かつ、２つの膨出部２０１ａを無理なく絶縁部材２５０に収容することができる。
また、上記実施の形態及び変形例に記載された構成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、上記説明された蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子を複数備える蓄電装置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
１００ 容器
２００、２００ａ、３００ 電極端子
２０１ 端子本体
２０１ａ 膨出部
２０２ 端面
２０５ 接合面部
２１０ 軸部
２５０、２５０ａ、２５０ｂ、上絶縁部材
２５１ 側壁部
２５２ 貫通孔
２５３ 底面部
２５４ 薄肉部
２５４ａ 切り欠き部
２５５ 凸部
２５６ 凹部

Claims (8)

  1. 容器を備える蓄電素子であって、
    板状であり、平面視において角丸長方形状または角丸正方形状である端子本体及び前記端子本体に接続された軸部を有する電極端子と、
    前記端子本体及び前記容器の間に配置された絶縁部材であって、前記軸部が貫通する貫通孔が形成された絶縁部材とを備え、
    前記絶縁部材は、前記端子本体の端面に沿って配置された側壁部を有し、
    前記側壁部には、前記平面視において、前記側壁部の延設方向と直交する方向における前記軸部の中心点の側方の位置に、薄肉部または切り欠き部が設けられている
    蓄電素子。
  2. 前記軸部は、前記端子本体に、塑性接合されている
    請求項１記載の蓄電素子。
  3. 前記端子本体における前記軸部の側方の位置に膨出部が形成されており、
    前記側壁部の、前記膨出部に対応する位置に前記薄肉部または切り欠き部が設けられている、
    請求項１または２に記載の蓄電素子。
  4. 前記薄肉部または切り欠き部は、前記絶縁部材の、前記平面視において直線状に形成された外縁の内側に位置している、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  5. 前記薄肉部は、前記軸部を中心とする円弧に沿って形成されている
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  6. 前記薄肉部または前記切り欠き部は、前記平面視において、
    前記絶縁部材の第一方向で対向する位置のそれぞれに配置されており、かつ、
    前記絶縁部材の、前記第一方向と直交する第二方向における中央部に配置されている
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  7. 前記薄肉部または前記切り欠き部は、前記平面視において、
    前記絶縁部材の第一方向で対向する位置のそれぞれに配置されており、かつ、
    前記絶縁部材の、前記第一方向と直交する第二方向で対向する位置のそれぞれに配置されている
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  8. 前記絶縁部材は、前記容器と前記端子本体との間に位置する底面部に形成された凸部であって、前記薄肉部または前記切り欠き部の近傍に位置する凸部を有する
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄電素子。
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