JP7176300B2 - 蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、電解液が収容される容器を備える蓄電素子に関する。

電解液が収容される容器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、電池ケースに開設された電解液の注液用の注液口が蓋に設けられており、その注液口に軸部と頭部とを有する封止栓が圧入されて電池ケースに溶接される密閉型電池が記載されている。

特開２００９－１４６７１９号公報

通常、蓄電素子の製造工程では、注液口が重力方向に対して反対の方向や水平な方向に向かって開口する姿勢で注液口から容器の内部に電解液が注液される。その際に、注液口が設けられている容器の壁部の内面に電解液が付着してしまうことがある。注液口が設けられている壁部の内面に電解液が付着すると、電解液が容器の壁部の外面に移動してしまう虞がある。電解液が容器の壁部の外面に移動すると、製造不良が生じる虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電解液が容器の外部へ移動することを抑制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、壁部に注液口を備える容器と、前記容器に収容される電解液および電極組立体と、前記壁部と前記電極組立体との間に配される絶縁部材とを備え、前記絶縁部材は、前記壁部との間に空間を形成する非当接部と、前記壁部と当接する当接部とを有し、前記空間は、前記注液口側に向けて開口した開口部を有する。

本発明における蓄電素子によれば、電解液が容器の外部へ移動することを抑制できる。

図１は、本実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 図２は、本実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。 図３は、本実施の形態に係る蓄電素子から、容器本体と電極組立体とを除いた部位の斜視図である。 図４（ａ）は、本実施の形態に係る蓄電素子から、容器本体と電極組立体とを除いた部位の分解斜視図である。図４（ｂ）は、本実施の形態に係る蓄電素子の封止栓の斜視図である。 図５（ａ）は、本実施の形態に係る蓄電素子の絶縁部材の斜視図である。図５（ｂ）は、本実施の形態に係る蓄電素子の絶縁部材の平面視図である。 図６は、図３におけるＢ－Ｂ線に沿って切断された断面図であり、本実施の形態に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図である。 図７は、図３におけるＡ－Ａ線に沿って切断された断面図であり、本実施の形態に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＸ軸プラス方向から見たＹＺ平面の断面図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、本実施の形態に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。 図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、従来の蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。 図１０は、本実施の形態の変形例１に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。 図１１は、本実施の形態の変形例２に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。 図１２は、本実施の形態の変形例３に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。 図１３は、本実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。

初めに、本明細書によって開示される蓄電素子の概要について説明する。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、壁部に注液口を備える容器と、前記容器に収容される電解液および電極組立体と、前記壁部と前記電極組立体との間に配される絶縁部材とを備え、前記絶縁部材は、前記壁部との間に空間を形成する非当接部と、前記壁部と当接する当接部とを有し、前記空間は、前記注液口側に向けて開口した開口部を有している。

これによれば、電解液が容器の外部へ移動することを抑制できる。

また、前記開口部には、前記壁部および前記非当接部の一方が他方に近接した近接部が形成されてもよい。

これによれば、電解液が容器の外部へ移動することをさらに抑制できる。

また、前記壁部および前記非当接部の一方には、他方から離れるように傾いたテーパ面が形成されてもよい。

これによれば、テーパ面によって電解液を注液口から離れる方向に誘導することができる。

また、前記空間は、注液口から離れる方向に開放された開放部を有してもよい。

これによれば、電解液が前記空間に移動しやすくなる。また、前記空間に滞留して電気化学反応に寄与しない電解液が生じる虞を低減することができる。

また、前記絶縁部材は、前記注液口と、前記壁部に対して鉛直な方向に重ならなくてもよい。

これによれば、容器の内部に電解液が注液される際に、前記絶縁部材の前記注液口と対向する部分に電解液が付着する虞を低減することができる。

また、前記絶縁部材は、前記注液口に沿った切り欠き又は貫通孔を備えていてもよい。

これによれば、絶縁部材は切り欠き又は貫通孔を備えるため、絶縁部材が注液口と壁部に対して鉛直な方向に重ならないよう配置しつつ、絶縁部材と注液口とを近づけて配置することができる。

また、前記当接部と前記非当接部とは、それぞれ厚みが略同一の平板状に形成され、前記当接部と前記非当接部との接続部には段差が設けられてもよい。

これによれば、絶縁部材の厚さを変えることなく、容易に空間を形成することができる。

また、前記壁部はさらに端子部を備え、前記絶縁部材は前記端子部と前記壁部との間を絶縁する封止部材であってもよい。

これによれば、蓄電素子に通常用いられる封止部材を前記絶縁部材として利用できるため、蓄電素子に設ける部材の数を減らすことができる。

また、前記注液口は、前記壁部の中央よりも前記端子部側に配置されてもよい。

これによれば、注液口と端子部とを近接させることによる省スペース化と、電解液が容器の外部へ移動することの抑制とを両立させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する本実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の本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、以下の本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、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。

以下の説明及び図面中において、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と、容器の長側面の対向方向をＹ軸方向と、容器の短側面の長手方向をＺ軸方向と、それぞれ定義する。なお、本実施形態では、一対の集電体の並び方向及び一対の電極端子の並び方向は、それぞれＸ軸方向と一致するため、これらの方向をＸ軸方向と定義してもよい。また、本実施形態では、容器の短側面の短手方向、及び容器の厚さ方向は、それぞれＹ軸方向と一致するため、これらの方向をＹ軸方向と定義してもよい。さらに、本実施形態では、容器から端子が突出する方向は、Ｚ軸方向と一致するため、この方向をＺ軸方向と定義してもよい。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、Ｚ軸方向は上下方向となることには限定されないが、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。

（本実施の形態）
・ 蓄電素子の構成］
まず、図１～図４を用いて、本実施の形態における蓄電素子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の外観を示す斜視図である。また、図２は、本実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。図３（ａ）は、本実施の形態に係る蓄電素子から、容器本体と電極組立体とを除いた部位の分解斜視図である。図３（ｂ）は本実施の形態に係る蓄電素子の封止栓の斜視図である。図４（ａ）は、本実施の形態に係る蓄電素子から、容器本体と電極組立体とを除いた部位の分解斜視図である。図４（ｂ）は、本実施の形態に係る蓄電素子の封止栓の斜視図である。

蓄電素子１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１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（または移動体用）電源、電子機器用電源、または電力貯蔵用電源などに適用される。なお、蓄電素子１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。蓄電素子１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。また、蓄電素子１は全固体電池であってもよい。また、本実施の形態では、矩形筒状（角型）の蓄電素子１を図示しているが、蓄電素子１の形状は限定されず、円柱形状や長円柱形状等であってもよい。

これらの図に示すように、蓄電素子１は、容器２０と、正極端子４及び負極端子５と、正極集電体４３及び負極集電体５３と、正極第１封止部材４１及び負極第１封止部材５１と、正極第２封止部材４２及び負極第２封止部材５２と、電極組立体２５とを備えている。

蓄電素子１は、上記の構成要素の他、集電体の側方に配置されるスペーサ、または、電極組立体２５等を包み込む絶縁シートなどを備えてもよい。蓄電素子１の容器２０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。容器２０に封入される電解液としては、蓄電素子１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２０は、矩形筒状で底を備える容器本体２１と、容器本体２１の開口を閉塞する板状部材である蓋板２２とで構成されている。容器２０は、電極組立体２５等を内部に収容後、蓋板２２と容器本体２１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。蓋板２２及び容器本体２１の材質は、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。蓋板２２と容器本体２１とは、同じ材質で形成されているのが好ましいが、異なる材質で形成されてもよい。

蓋板２２は、板状部材であり、図に示すように、注液口２４が形成されている。注液口２４は、蓄電素子１の製造時に電解液を注液するための円柱形状の貫通孔である。なお、貫通孔は、円柱形状には限定されず、角柱形状などであってもよい。

蓋板２２にはさらに、注液口２４を塞ぐよう封止栓２４１が配置される。封止栓２４１は、注液口２４から容器２０に電解液を注入された後に、封止栓軸部２４２が注液口２４に嵌合挿入され、封止栓頭部２４３の外周縁がレーザ光によって蓋板２２に溶接される。

また、蓋板２２にはガス排出弁２３が形成されている。ガス排出弁２３は、蓋板２２の中央部に平面視略矩形状に形成されており、他の部分よりも薄肉に形成されている。ガス排出弁２３は、容器２０の内圧が上昇した場合に開放されることで、容器２０の内部のガスを放出する役割を有する。

蓋板２２には、正極端子４及び負極端子５と、正極集電体４３及び負極集電体５３と、正極第１封止部材４１及び負極第１封止部材５１と、正極第２封止部材４２及び負極第２封止部材５２が配置される。

正極端子４は、正極集電体４３を介して、電極組立体２５の正極に電気的に接続された電極端子である。負極端子５は、負極集電体５３を介して、電極組立体２５の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子４及び負極端子５は、電極組立体２５に蓄えられている電気を蓄電素子１の外部空間に導出するための、また、電極組立体２５に電気を蓄えるために蓄電素子１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。正極端子４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極端子５は、銅または銅合金などで形成されている。

また、正極端子４には、容器２０と正極集電体４３とを締結する軸部７２が設けられている。負極集電体５３には、容器２０と負極端子５とを締結する軸部７２が設けられている。

正極端子４の軸部７２は、正極端子４から下方に延設された部材（リベット）であり、正極集電体４３の貫通孔７０に挿入されてカシメられる。具体的には、正極端子４の軸部７２は、正極第１封止部材４１の貫通孔７０、蓋板２２の貫通孔７０、正極第２封止部材４２の貫通孔７０、及び、正極集電体４３の貫通孔７０に挿入されてカシメられる。これにより、正極端子４と正極集電体４３とが電気的に接続され、正極集電体４３は、正極端子４、正極第１封止部材４１及び正極第２封止部材４２とともに、蓋板２２に固定される。

負極集電体５３の軸部７２は、負極集電体５３から上方に延設された部材（リベット）であり、負極端子５の非貫通孔に挿入されてカシメられる。具体的には、軸部７２は、負極第２封止部材５２の貫通孔７０、蓋板２２の貫通孔７０、負極第１封止部材５１の貫通孔７０、及び、負極端子５の非貫通孔に挿入されてカシメられる。これにより、負極端子５と負極集電体５３とが電気的に接続され、負極端子５は、負極集電体５３、負極第１封止部材５１及び負極第２封止部材５２とともに、蓋板２２に固定される。

なお、軸部７２は正極集電体４３に設けられてもよいし、負極端子５に設けられてもよい。また、軸部７２は、正極端子４又は正極集電体４３との一体物として形成されていてもよく、正極端子４又は正極集電体４３とは別部品として作製された軸部７２が、カシメまたは溶接などの手法によって正極端子４又は正極集電体４３に接続されていてもよい。負極集電体５３又は負極端子５と、その軸部７２との関係についても同様である。

正極集電体４３は、電極組立体２５と蓋板２２との間に配置され、電極組立体２５と正極端子４とを電気的に接続する部材である。正極集電体４３は、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。正極集電体４３には、正極端子４の軸部７２が貫通する貫通孔７０が形成されている。

負極集電体５３は、電極組立体２５と蓋板２２との間に配置され、電極組立体２５と負極端子５とを電気的に接続する部材である。負極集電体５３は、銅または銅合金などで形成されている。負極集電体５３には、負極端子５に設けられた非貫通孔に挿入される軸部７２が形成されている。

正極第１封止部材４１及び負極第１封止部材５１は、正極端子４及び負極端子５と、蓋板２２との間に少なくともその一部が配置される絶縁体である。具体的には、正極第１封止部材４１は、上方が開放された収容凹部７３を有しており、収容凹部７３内には端子の軸部７２が貫通する貫通孔７０が形成され、その収容凹部７３内に正極端子４が収容されている。負極についても同様である。これにより、正極端子４及び負極端子５は、一部が露出した状態で、蓋板２２に取り付けられている。

正極第２封止部材４２及び負極第２封止部材５２は、正極集電体４３及び負極集電体５３と蓋板２２との間に少なくともその一部が配置される絶縁体である。正極第２封止部材４２及び負極第２封止部材５２にも、端子の軸部７２が貫通する貫通孔７０が形成されている。本実施形態において、第２封止部材は本発明の絶縁部材に相当する。

第１封止部材、並びに第２封止部材は、例えばポリプロピレン（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）等の絶縁性の樹脂などによって形成されている。

第１封止部材は、例えば上ガスケットや、上パッキンと呼ばれる場合もあり、第２封止部材は、例えば下ガスケットや、下パッキンと呼ばれる場合もある。

電極組立体２５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）であり、容器２０の内方に配置される。具体的には、電極組立体２５は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで交互に並べられた積層型の電極組立体２５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矩形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矩形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。上記集電箔としては、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。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。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。

電極組立体２５は、発電及び蓄電する部分である電極組立体２５本体と、電極組立体２５本体と外部との電力のやり取りを行う部分である正極集束部４４及び負極集束部５４とを有する。

正極集束部４４は、電極組立体２５の天面におけるＸ軸方向マイナス側の端部からＺ軸方向プラス側に向かって突出している。正極集束部４４は、各正極板において、正極活物質が塗工されておらず正極基材層が露出した部位を束ねることで形成されている。負極集束部５４は、電極組立体２５本体の天面におけるＸ軸方向プラス側の端部からＺ軸方向プラス側に向かって突出している。負極集束部５４は、各負極板において、負極活物質が塗工されておらず負極基材層が露出した部位を束ねることで形成されている。

正極集束部４４は正極集電体４３に接合され、負極集束部５４は負極集電体５３に接合されている。つまり、正極集束部４４は、正極集電体４３を介して正極端子４に電気的に接続され、負極集束部５４は、負極集電体５３を介して負極端子５に電気的に接続される。これにより、電極組立体２５は、正極端子４及び負極端子５を介して、外部の装置等との間で電力のやり取りを行うことができる。

なお、集束部と集電体との接合には周知の接合方法を用いることが可能である。接合方法の一例としては、超音波溶接、レーザ溶接などの溶接、カシメまたはネジ止めなどの締結などが挙げられる。

（本実施の形態）
・ 注液口２４の周辺の構造］
次に、本実施の一実施形態に係る蓄電素子における、注液口の周辺の構造について、図４に加え図５～図７を用いて説明する。

図５は本実施の形態に係る蓄電素子の絶縁部材の斜視図及びＺ軸方向プラス側から見た平面図である。図６は本実施の形態に係る蓄電素子の注液口周りの構造のＹ軸方プラス側から見たＸＺ平面の断面図である。図７は本実施の形態に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＸ軸プラス方向から見たＹＺ平面の断面図である。なお、この実施形態では、正極第２封止部材を本発明における絶縁部材として説明する。

これらの図に示すように、絶縁部材４２（正極第２封止部材４２）は、Ｚ軸方向において、蓋板２２の壁部１２２と正極集電体４３とに挟まれて配置されている。つまり、本実施の形態では、蓋板２２の壁部１２２のＺ軸マイナス方向側には、絶縁部材４２が配置されている。具体的には、正極端子４と、正極第１封止部材４１と、蓋板２２と、絶縁部材４２（正極第２封止部材４２）と、正極集電体４３とが、順に重ねて配置される。これらの部材は、正極端子４から下方に延設された軸部７２が、正極第１封止部材４１、蓋板２２、絶縁部材４２、及び正極集電体４３の貫通孔７０に挿入されてかしめられることで、蓋板２２に固定される。

絶縁部材４２は、全体として概ね蓋板２２に沿ってＸＹ平面に広がる矩形形状且つ平板形状の部材である。絶縁部材４２は蓋板２２に向かって突出した凸部７１を備える。この凸部７１は、蓋板２２に設けられた凹部に挿入され、これにより蓋板２２と絶縁部材４２とが互いに位置決めされて固定される。

絶縁部材４２はさらに、蓋板２２と集電体との間に介在する介在面１０２と、介在部から注液口２４に向かってＸ軸方向に沿って延びた延在面１０１とを備える。介在面１０２と延在面１０１との接続部には高低差があり、延在面１０１は介在面１０２に対してＺ軸マイナス方向に位置する。蓋板２２と固定された絶縁部材４２は、介在面１０２が蓋板２２とＺ軸方向に当接し、延在面１０１は蓋板２２とＺ軸方向に離間している。つまり、絶縁部材４２のＸ軸方向の注液口２４側の端部において、蓋板２２と絶縁部材４２との間に空間１１０が形成される。

上記空間１１０のＺ軸方向の厚さは、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制する観点から０．１ｍｍ以上が好ましく、容器２０に占める電極組立体２５の体積を大きくし、エネルギー密度を高める観点から５ｍｍ以下が好ましい。

上記空間１１０は、Ｘ軸方向の注液口２４側の端部に、容器２０内に向けて開放された開口部１１１を有する。なお、本実施形態の介在面１０２と延在面１０１は、それぞれ本発明における当接部と非当接部に相当する。

本実施形態の絶縁部材４２は、延在面１０１のＹ軸方向の両端部が容器２０の内壁から離間しており、該両端部はＺ軸マイナス方向に向かって折れ曲がっている。したがって、蓋板２２と絶縁部材４２との間に形成される空間１１０は、Ｙ軸方向の両端部に、容器２０内に向けて開放された開放部１１２を有する。

絶縁部材４２の延在面１０１のＸ軸方向における注液口２４側の端部には、注液口２４の外縁に沿った切り欠き１０３が設けられる。

絶縁部材４２と蓋板２２とが重ねられた際に、Ｚ軸方向から見て絶縁部材４２の延在面１０１は注液口２４と重ならない。

また、本実施形態では注液口２４は蓋板２２のＸ軸方向における中心よりも端子部側に配置される。つまり、本実施形態では、蓋板２２の中心よりも正極端子４側の位置に設けられる。

・ 効果の説明］
以上説明した本実施形態に係る蓄電素子１によると、該蓄電素子１は、蓋板２２の壁面（壁部１２２）と絶縁部材４２との間に空間１１０が設けられ、該空間１１０が注液口２４側に開口部１１１を有している。この開口部１１１の存在により、絶縁部材４２に付着した電解液が壁部１２２の内面へ移動することを抑制できる。これについて、図８及び図９を用いて説明する。

図８は本実施の形態に係る蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。図９は、従来の蓄電素子の注液口周りの構造をＹ軸プラス方向から見たＸＺ平面の断面図の概略図である。図８及び図９に絶縁部材に付着した電解液の移動経路を示す。絶縁部材４２に付着した電解液９０は、まず絶縁部材４２上で濡れ広がり、次いで絶縁部材４２と壁部１２２との当接部に達し、次いで壁部１２２上で濡れ広がり、次いで壁部１２２と注液口２４の内壁との境界に達する。電解液９０が壁部１２２と注液口２４の内壁との境界に到達した状態で注液栓の軸部７２が注液口２４に挿入されると、注液栓の軸部７２と注液口２４の内壁との間の毛細管現象により電解液９０が注液口２４を這い上がる虞がある。他に注液用チューブ等が注液口２４に挿入される場合であっても同様の現象が生じる虞がある。

なお、特定の部材に対する電解液の濡れ広がりやすさは、該部材の表面自由エネルギーの高さによって決まる。表面自由エネルギーの高い部材に付着した電解液は容易に濡れ広がり、表面自由エネルギーの低い部材に付着した電解液は濡れ広がり難い。表面自由エネルギーの高い部材として金属材料等が、低い部材として樹脂材料等が挙げられる。即ち、金属材料に付着した電解液は濡れ広がりやすく、樹脂材料に付着した電解液は濡れ広がり難い。本実施の形態では、壁部１２２が金属材料であるため、電解液９０が絶縁部材４２と壁部１２２との当接部にまで濡れ広がると、電解液は容易に壁部側へ移動してしまう。このため、電解液が絶縁部材４２と壁部１２２との当接部にまで濡れ広がることを抑制することが重要である。

絶縁部材４２には表面自由エネルギーの低い樹脂材料を用いることが好ましい。絶縁部材４２として樹脂材料を用いることで、電解液が絶縁部材４２上で濡れ広がることを抑制できる。

ここで、本実施形態に係る蓄電素子１は、壁部１２２と絶縁部材４２との間に空間１１０が設けられ、該空間１１０が注液口２４側に開口部１１１を有していることから、電解液９０が絶縁部材４２上で濡れ広がり、次いで絶縁部材４２と壁部１２２との当接部に到達するまでに要する移動距離が従来の蓄電素子１に比べ大きくなる。このため、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。

なお、電解液の容器２０の外部への移動は、さまざまな場合に生じ得るが、例えば、蓄電素子１の製造工程に注液用のチューブを用いて注液を行う工程が含まれる場合や、注液栓が注液口２４に挿入される注液栓軸部２４２を有している場合等が挙げられる。注液用のチューブを用いる場合、注液を行う工程において注液用のチューブと注液口２４の内面との間で毛細管現象が発生し、電解液が壁部１２２の外面に移動する虞や、注液後に注液用のチューブを取り出す工程において、電解液が容器２０の壁部１２２の外面に移動してしまう虞がある。注液栓が注液口２４に挿入される軸部７２を有している場合、軸部７２を注液口２４に挿入したときにその電解液が軸部７２と注液口２４の内周面との間で毛細管現象が発生し、電解液が壁部１２２の外面に移動してしまう虞がある。いずれの場合においても、本実施形態に係る蓄電素子１は、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。

また、本実施形態に係る蓄電素子１は、蓋板２２の壁面（壁部１２２）と絶縁部材４２との間に設けられた空間１１０が、Ｙ軸方向の両端部に開放部１１２を有しているため、開口部１１１を経て該空間１１０内に移動した電解液９０が、開放部１１２を経て容器２０内に向けてさらに移動することができる。このため、該空間１１０に電解液が充填しきり、開口部１１１が電解液で閉塞することを抑制でき、電解液９０が開口部１１１を経て該空間１１０へと移動することが容易になる。さらに、空間１１０内に電解液９０が滞留して、電気化学反応に寄与しない電解液が生じることを抑制することができる。
なお、本実施形態ではＹ軸方向の両端部に開放部１１２を有している例について述べたが、開放部１１２は注液口２４から離れる方向に開放されていれば、どこに設けられていてもよい。例えば、延在面１０１にＺ軸方向に貫通した貫通孔を設けることで、Ｚ軸マイナス方向に向けて開放された開放部１１２を設けても同様の効果を奏することができる。

また、本実施形態に係る蓄電素子１によると、蓄電素子１に通常用いられる封止部材である正極第２封止部材４２と、蓋板２２の壁面（壁部１２２）との間に空間１１０が設けられている。即ち、本実施形態に係る蓄電素子１では、正極第２封止部材４２を本発明における絶縁部材として利用している。このため、蓄電素子１に設ける部材を増やすことなく、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。

また、Ｚ軸方向から見て絶縁部材４２の延在面１０１が注液口２４と重ならないため、容器２０に注液を行う際に、電解液が絶縁部材４２に付着することを抑制できる。したがって、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。さらに、Ｚ軸方向から見たときに、絶縁部材４２が注液口２４を塞がないため、電解液の注液時の流量を大きくすることができる。即ち蓄電素子１の製造工程に要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、絶縁部材４２の延在面１０１のＸ軸方向における注液口２４側の端部には、注液口２４の外縁に沿った切り欠き１０３が設けられる。このため、Ｚ軸方向から見て絶縁部材４２の延在面１０１が注液口２４と重ならないようにしつつ、切り欠き１０３を設けた分だけ絶縁部材４２を注液口２４に近づけて配置することができる。したがって、電解液が容器２０の外部へ移動することの抑制と、絶縁部材４２と注液口２４とを近接して配置することによる省スペース化とを両立させることができる。

さらに、本実施形態では絶縁部材４２と注液口２４とが近接して配置されるため、壁部１２２の注液口２４に近接した領域が絶縁部材４２によって覆われている。つまり、壁部１２２の露出する面積が縮小されている。上述した通り、金属材料は電解液が付着すると容易に濡れ広がるため、電解液が濡れ広がりやすい壁部が露出する面積を小さくできる本実施形態は好ましい。

なお、本実施形態では絶縁部材４２の注液口２４側の端部に注液口２４の外縁に沿った切り欠き１０３が設けられる場合について説明したが、切り欠き１０３に代えて貫通孔を設けた場合であっても、同様の効果を奏することができる。

また、本実施形態では、注液口２４が蓋板２２のＸ軸方向における中心よりも端子部側に配置されている。一般的に、端子部と注液口２４とが近接して配置されると、端子部の封止部材に付着した電解液９０が注液口２４に移動する虞があることから、端子部と注液口２４とは離間して配置するのが好ましい。一方で、端子部と注液口２４とを近接して配置すると、省スペース化が可能であるため好ましい。本実施形態の構成では、端子部の封止部材である絶縁部材４２と、蓋板２２の壁部１２２との間に空間１１０が設けられており、該空間１１０によって、絶縁部材４２に付着した電解液９０が注液口２４周りへと移動することを抑制できる。したがって、注液口２４と端子部とを近接させることによる省スペース化と、電解液が容器２０の外部へ移動することの抑制とを両立させることができる。

省スペース化による利点の具体例としては、例えばガス排出弁２３の面積を大きくできることが挙げられる。本実施形態では、注液口２４が蓋板２２の中心よりも端子側に位置するため、ガス排出弁２３を蓋板２２の中心に配置することができ、このためガス排出弁２３の面積を大きくすることができる。ガス排出弁２３を大きくすると、ガス排出弁２３が開放された際に排出できるガスの流量が大きくなるため好ましい。

・ 本実施の形態の変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記本実施の形態の変形例１について説明する。図１０は、本実施の形態の変形例１に係る注液口２４周りの構造を示す断面図である。

図に示すように、本変形例における絶縁部材４２の延在面１０１には、Ｚ軸方向に突出した突起１０４が設けられる。そして、蓋板２２の壁面（壁部１２２）と絶縁部材４２とが組み付けられると、上記の突起１０４は蓋板２２の壁面（壁部１２２）に近接する。上記の突起１０４は本発明の近接部に相当する。突起の形状は、例えば１又は２以上の点状の突起、線状の突起又は面状の突起等であってもよい。突起の先端は、例えば球状、錘状又は平面状等であってもよい。突起は注液口２４からの距離が略同一になるよう配置されるのが好ましい。本変形例のその他の構成については、上記本実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

本変形例に係る蓄電素子１によれば、上記本実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、上記突起の存在により、絶縁部材４２に付着した電解液が壁部１２２まで到達するのに要する距離が延びることから、絶縁部材４２に付着した電解液が壁部１２２に直接移動することが抑制される。

また上記近接部１０４は、壁部１２２と近接部１０４とが、毛細管現象を利用できる程度に離間するよう構成されるのが好ましい。この構成によれば、壁部１２２と近接部１０４との間で、毛細管現象によって電解液がトラップされる。このため、電解液が濡れ広がることを抑制することができる。

（変形例２）
次に、上記本実施の形態の変形例２について説明する。図１１は、本実施の形態の変形例２に係る注液口２４周りの構成を示す断面図である。

図に示すように、本変形例における絶縁部材４２の延在面１０１は、上記本実施の形態における延在面１０１に第１テーパ面１０５が形成されている。第１テーパ面１０５は、注液口２４から離れる方向に向けて離間距離が小さくなるよう傾いている。なお、上記第１テーパ面は、本発明におけるテーパ面に相当する。本発明の本変形例のその他の構成については、上記本実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

本変形例に係る蓄電素子１によれば、上記本実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、全面が注液口２４に向かう方向に向けて離間距離が大きくなるよう傾いた第１テーパ面１０５であることから、第１テーパ面１０５に付着した電解液の注液口２４への移動を制限することができる。例えば、延在面１０１の第１テーパ面１０５と壁面（壁部１２２）との離間距離が毛細管現象を生じない程度に離れている場合であれば、第１テーパ面１０５の下側に付着した電解液が注液口２４に向かうには、重力方向と反対方向に移動する必要があるため、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。また、延在面１０１の第１テーパ面１０５と壁面（壁部１２２）との離間距離が毛細管現象を生じる程度に近づいている場合であれば、電解液は毛細管現象によって注液口２４から離れる方向に向かって誘導され、離間距離が最も小さくなる位置に保持されるため、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。

（変形例３）
次に、上記本実施の形態の変形例３について説明する。図１２は、本実施の形態の変形例３に係る注液口周りの構成を示す断面図である。

図に示すように、本変形例における絶縁部材４２の延在面１０１は、上記本実施の形態における延在面１０１に第２テーパ面１０６が形成されている。第２テーパ面１０６は、注液口２４から離れる方向に向けて離間距離が大きくなるよう傾いている。本変形例のその他の構成については、上記本実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。なお、上記第２テーパ面は、本発明におけるテーパ面に相当する。

本変形例に係る蓄電素子１によれば、上記本実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、全面が注液口２４に向かう方向に向けて離間距離が大きくなるよう傾いた第２テーパ面１０６であることから、第２テーパ面１０６に付着した電解液の注液口２４は、重力によって注液口２４から離れる方向に向けて誘導される。このため、電解液が容器２０の外部へ移動することを抑制できる。

以上、本発明の本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、上記本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、今回開示された本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、上記本実施の形態及びその変形例では、蓄電素子１は１つの電極組立体２５を備えていることとしたが、複数の電極組立体２５を備えている構成であってもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、絶縁部材４２と壁部１２２との間に形成された空間１１０が、注液口２４から離れる方向に開放された開放部１１２を有することとしたが、開放部１１２を備えなくてもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、絶縁部材４２と注液口２４とが、壁部１２２に対して鉛直な方向に重ならないこととしたが、絶縁部材４２と注液口２４とは重なっていてもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、絶縁部材４２が注液口２４に沿った切り欠き１０３又は貫通孔７０を備えることとしたが、絶縁部材４２は注液口２４に沿った切り欠き１０３及び貫通孔７０を備えていなくてもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、当接部と非当接部とがそれぞれ厚みが略同一の平板状に形成され、当接部と非当接部との接続部に段差が設けられていることとしたが、当接部と非当接部とでそれぞれ厚みが異なっていてもよい。例えば、当接部が非当接部よりも厚い絶縁部材４２を用いてもよい。また、非当接部及び当接部を備える一方の面と対向する他方の面が略平面の絶縁部材４２を用いてもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、絶縁部材４２が第２封止部材である蓄電素子１を例示したが、絶縁部材４２は第２封止部材以外の部材であってもよい。例えば、絶縁部材４２は集電体の側方に配置されるスペーサであってもよいし、電極組立体２５の側方や上方に配置され、電極組立体２５の移動を制限する緩衝部材等であってもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、注液口２４が壁部１２２の中央よりも端子部側に配置される蓄電素子１を例示したが、注液口２４は壁部１２２の中央に配置されてもよい。

また、端子本体と容器２０との間に介在する第１封止部材は、第２封止部材と一体であってもよい。例えばインサート成形によって、容器２０の蓋板２２と一体化された第１封止部材及び第２封止部材が作製されてもよい。

また、上記本実施の形態及びその変形例では、正極側を例示して、本発明の特徴となる部分の具体的な構成について説明したが、負極側において同様の構成が適用されてもかまわない。

また、上記本実施の形態及び上記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。

蓄電素子１（例えば電池）は、図１３に示すような蓄電装置１１（蓄電素子１が電池の場合は電池モジュール）に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。

１ 蓄電素子
１１ 蓄電装置
１２ バスバ部材
２０ 容器
２１ 容器本体
２２ 蓋板
２３ ガス排出弁
２４ 注液口
２４１ 封止栓
２４２ 封止栓軸部
２４３ 封止栓頭部
２５ 電極組立体
４ 正極端子
４１ 正極第１封止部材
４２ 正極第２封止部材（絶縁部材）
４３ 正極集電体
４４ 正極集束部
５ 負極端子
５１ 負極第１封止部材
５２ 負極第２封止部材（絶縁部材）
５３ 負極集電体
５４ 負極集束部
７０ 貫通孔
７１ 凸部
７２ 軸部
７３ 収容凹部
９０ 電解液
１０１ 延在面（非当接部）
１０２ 介在面（当接部）
１０３ 切り欠き
１０４ 近接部（突起）
１０５ 第１テーパ面
１０６ 第２テーパ面
１１０ 空間
１１１ 開口部
１１２ 開放部
１２２ 壁部

Claims (8)

1. 壁部に注液口を備える容器と、
   前記容器に収容される電解液および電極組立体と、
   前記壁部と前記電極組立体との間に配される絶縁部材と、を備え、
   前記絶縁部材は、前記壁部との間に空間を形成する非当接部と、前記壁部と当接する当接部と、を有し、
   前記空間は、前記注液口側に向けて開口した開口部を有し、
   前記注液口の貫通方向に投影したときの投影面において、前記注液口と、前記絶縁部材とが重ならない蓄電素子。
2. 前記開口部には、前記壁部および前記非当接部の一方が他方に近接した近接部が形成される請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記壁部および前記非当接部の一方には、他方から離れるように傾いたテーパ面が形成される請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
4. 前記空間は、注液口から離れる方向に開放された開放部を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の蓄電素子。
5. 前記絶縁部材は、前記注液口に沿った切り欠き又は貫通孔を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の蓄電素子。
6. 前記当接部と前記非当接部とは、それぞれ厚みが略同一の平板状に形成され、
   前記当接部と前記非当接部との接続部には段差が設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の蓄電素子。
7. 前記壁部はさらに端子部を備え、
   前記絶縁部材は前記端子部と前記壁部との間を密封する封止部材である請求項１から請求項６のいずれかに記載の蓄電素子。
8. 前記注液口は、前記壁部の中央よりも前記端子部側に配置される請求項７に記載の蓄電素子。

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