JP7009884B2 - 蓄電素子 - Google Patents
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Description
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、正極集電体700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側の端縁同士を繋ぐ繋ぎ部740を有している。また、蓄電素子10は、電極体400の端部に対向する位置に、正極集電体700の壁部(第二中間部752)を有する第一壁部と、正極集電体700の他の壁部(第二延設部762)及びスペーサ500の壁部(スペーサ第二凸部512)の少なくとも一方(本実施の形態では双方)を有する第二壁部とを備えている。そして、第一壁部と第二壁部とは、第一電極体接続部720及び第二電極体接続部730を挟む位置に配置されている。ここで、正極集電体700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側に繋ぎ部740を有していると、外部からの振動や衝撃等により電極体400が動いた場合に、繋ぎ部740が電極体400の内側に入り込んで電極体400を損傷させてしまうおそれがある。このため、電極体400の端部に対向し、かつ、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、第一壁部及び第二壁部を配置する。これにより、外部からの振動や衝撃等によって電極体400が動こうとした場合でも、電極体400の端部が第一壁部及び第二壁部に当接することで、電極体400の移動を抑制することができる。
(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。
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。
200 正極端子
400 電極体
410 第一電極体
412 第一正極側端部
412a 第一正極側上端部
412b 第一正極側下端部
420 第二電極体
422 第二正極側端部
422a 第二正極側上端部
422b 第二正極側下端部
500、600 スペーサ
510 スペーサ本体部
512 スペーサ第二凸部
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
750 中間部
752 第二中間部
760、760a 延設部
762 第二延設部
Claims (4)
- 電極体と、前記電極体の第一方向側に配置される集電体と、前記集電体の前記第一方向側に配置されるスペーサとを備える蓄電素子であって、
前記集電体は、
前記電極体の端部に接続され、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第一電極体接続部及び第二電極体接続部と、
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、及び、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を繋ぐ繋ぎ部と、を有し、
前記蓄電素子は、さらに、
前記第一方向において前記電極体の端部の一部に対向する位置に、当該一部に沿って配置され、前記集電体の壁部を有する第一壁部と、
前記第一方向において前記端部の他の一部に対向する位置に、当該他の一部に沿って配置され、前記集電体の他の壁部及び前記スペーサの壁部の少なくとも一方を有する第二壁部と、を備え、
前記第一壁部と前記第二壁部とは、前記第二方向において、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部を挟む位置に配置され、
前記第二壁部は、少なくとも前記スペーサの壁部を有し、
前記第一壁部が有する前記集電体の壁部の前記第一方向とは反対側の面と、前記第二壁部が有する前記スペーサの壁部の前記第一方向とは反対側の面とは、同一平面上に配置される
蓄電素子。 - 電極体と、前記電極体の第一方向側に配置される集電体と、前記集電体の前記第一方向側に配置されるスペーサとを備える蓄電素子であって、
前記集電体は、
前記電極体の端部に接続され、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第一電極体接続部及び第二電極体接続部と、
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、及び、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を繋ぐ繋ぎ部と、を有し、
前記蓄電素子は、さらに、
前記第一方向において前記電極体の端部の一部に対向する位置に、当該一部に沿って配置され、前記集電体の壁部を有する第一壁部と、
前記第一方向において前記端部の他の一部に対向する位置に、当該他の一部に沿って配置され、前記集電体の他の壁部及び前記スペーサの壁部の少なくとも一方を有する第二壁部と、を備え、
前記第一壁部と前記第二壁部とは、前記第二方向において、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部を挟む位置に配置され、
前記第二壁部は、前記集電体の他の壁部及び前記スペーサの壁部の双方を有し、
前記第二壁部が有する前記集電体の他の壁部の前記第一方向とは反対側の面と、前記第二壁部が有する前記スペーサの壁部の前記第一方向とは反対側の面とは、同一平面上に配置される
蓄電素子。 - 電極体と、前記電極体の第一方向側に配置される集電体と、前記集電体の前記第一方向側に配置されるスペーサとを備える蓄電素子であって、
前記集電体は、
前記電極体の端部に接続され、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第一電極体接続部及び第二電極体接続部と、
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、及び、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を繋ぐ繋ぎ部と、を有し、
前記蓄電素子は、さらに、
前記第一方向において前記電極体の端部の一部に対向する位置に、当該一部に沿って配置され、前記集電体の壁部を有する第一壁部と、
前記第一方向において前記端部の他の一部に対向する位置に、当該他の一部に沿って配置され、前記集電体の他の壁部及び前記スペーサの壁部の少なくとも一方を有する第二壁部と、を備え、
前記第一壁部と前記第二壁部とは、前記第二方向において、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部を挟む位置に配置され、
前記第二壁部は、少なくとも前記集電体の他の壁部を有し、
前記スペーサには、前記集電体の他の壁部が配置される凹部が形成されている
蓄電素子。 - さらに、前記集電体の前記第二方向側に配置される電極端子を備え、
前記第一壁部は、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部よりも前記第二方向側に配置され、
前記第二壁部は、前記第一電極体接続部及び前記第二電極体接続部よりも前記第二方向とは反対側に配置される
請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電素子。
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