JP7286991B2 - 蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、集電体と、集電体に接合されるタブ部を有する電極体とを備える蓄電素子に関する。

集電体と、集電体に接合されるタブ部を有する電極体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、締結部材（集電体に相当）を備えた電極端子と、電極タブ（タブ部）を備えた電極板（電極体）とを有し、締結部材により電極端子と電極板とが電気的に接続される電池（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１２－１０４２２６号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、電極体のタブ部と他の導電部材とが短絡してしまうおそれがある。つまり、上記従来の蓄電素子では、電極体のタブ部が折れ曲がって集電体に接続されているが、本願発明者は、このような構成では、タブ部が容器等の他の導電部材と接触して短絡を起こすおそれがあることを見出した。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極体のタブ部と他の導電部材との短絡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、集電体と、本体部、及び、前記本体部の第一方向側から突出し前記集電体に接合されるタブ部を有する電極体と、前記タブ部の前記第一方向と交差する第二方向側に配置される絶縁性の第一タブ絶縁部、及び、前記第一タブ絶縁部を支持する支持部を有するタブ側方部材と、を備え、前記支持部は、前記集電体の前記タブ部側の面に接続される第一支持部、及び、前記本体部に接続される第二支持部の少なくとも一方を有する。

これによれば、蓄電素子は、電極体のタブ部の側方（第二方向側）に配置される絶縁性の第一タブ絶縁部と、それを支持する支持部と、を有するタブ側方部材を備えている。そして、支持部は、集電体のタブ部側の面に接続される第一支持部、及び、電極体の本体部に接続される第二支持部の少なくとも一方を有している。このように、タブ部の側方に絶縁性の第一タブ絶縁部を設け、第一タブ絶縁部を、集電体のタブ部側の面及び電極体の本体部の少なくとも一方に接続される支持部で支持する。これにより、タブ部の側方における絶縁性を向上することができるため、タブ部が容器等の他の導電部材に接触するのを抑制することができる。したがって、電極体のタブ部と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、前記タブ部は、前記第二方向とは反対方向に屈曲または湾曲する曲げ部を有し、前記第一タブ絶縁部は、前記曲げ部に対向して配置されることにしてもよい。

これによれば、タブ側方部材の第一タブ絶縁部は、電極体のタブ部に設けられた曲げ部に対向して配置されている。ここで、電極体のタブ部が屈曲または湾曲して曲げ部が形成され集電体に接続される構成の場合、タブ部の当該曲げ部が他の導電部材に接触するおそれがある。このため、第一タブ絶縁部を、タブ部の当該曲げ部に対向して配置する。これにより、タブ部の当該曲げ部が他の導電部材に接触するのを抑制することができるため、電極体のタブ部と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、前記第一タブ絶縁部は、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記タブ部よりも大きい幅を有することにしてもよい。

これによれば、タブ側方部材の第一タブ絶縁部は、電極体のタブ部よりも大きい幅を有している。つまり、第一タブ絶縁部がタブ部よりも幅が小さいとタブ部が他の導電部材に接触するおそれが生じるため、第一タブ絶縁部を、タブ部よりも大きい幅に形成する。これにより、タブ部が他の導電部材に接触するのを抑制することができるため、電極体のタブ部と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、前記タブ側方部材は、さらに、前記タブ部の前記第二方向とは反対方向側に配置される絶縁性の第二タブ絶縁部を有することにしてもよい。

これによれば、タブ側方部材は、さらに、タブ部の第一タブ絶縁部とは反対方向側に、絶縁性の第二タブ絶縁部を有している。このように、タブ側方部材に、第一タブ絶縁部に加えて第二タブ絶縁部も設けることで、タブ部の両側に絶縁性の部材が配置される。これにより、例えばタブ部が当該両側に突出している場合でも、タブ部の当該両側において、タブ部が他の導電部材に接触するのを抑制することができる。したがって、電極体のタブ部と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、前記支持部は、前記第一支持部を少なくとも有し、前記第一支持部は、前記集電体と前記タブ部との間に挟まれて配置されることにしてもよい。

これによれば、タブ側方部材の第一支持部は、集電体とタブ部との間に挟まれて配置されている。このように、第一支持部を、集電体とタブ部との間に挟んで配置することで、第一支持部を、集電体のタブ部側の面に容易に接続することができる。これにより、タブ部と他の導電部材との短絡を抑制する構成を、容易に実現することができる。

また、前記第一支持部は、開口部を有し、前記集電体と前記タブ部との接合部は、前記開口部内に配置されることにしてもよい。

これによれば、集電体とタブ部との接合部は、タブ側方部材の第一支持部の開口部内に配置されている。このように、第一支持部に開口部を形成し、集電体とタブ部との接合部を当該開口部内に配置することで、第一支持部が集電体とタブ部との接合の妨げになるのを抑制することができる。これにより、タブ部と他の導電部材との短絡を抑制する構成を、容易に実現することができる。

また、前記電極体は、さらに、前記本体部の外方に配置される絶縁部材を有し、前記支持部は、前記第二支持部を少なくとも有し、前記第二支持部は、前記本体部と前記絶縁部材との間に挟まれて配置されることにしてもよい。

これによれば、タブ側方部材の第二支持部は、電極体の本体部と絶縁部材との間に挟まれて配置されている。このように、第二支持部を、電極体の本体部と絶縁部材との間に挟んで配置することで、第二支持部を、電極体の本体部に容易に接続することができる。これにより、タブ部と他の導電部材との短絡を抑制する構成を、容易に実現することができる。

また、前記集電体及び前記本体部の少なくとも一方は、前記支持部を固定する固定部を有し、前記支持部は、前記固定部に固定される被固定部を有することにしてもよい。

これによれば、集電体及び電極体の本体部の少なくとも一方は、タブ側方部材の支持部を固定する固定部を有し、支持部は、固定部に固定される被固定部を有している。このように、支持部の被固定部を当該固定部に固定できる構成としておくことで、蓄電素子の製造時に、集電体及び電極体の本体部の少なくとも一方にタブ側方部材を仮止めしてから、作業を行うことができる。

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、蓄電素子が備えるタブ側方部材としても実現することができる。

本発明によれば、電極体のタブ部と他の導電部材との短絡を抑制することができる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を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る集電体及びタブ側方部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る集電体にタブ側方部材を配置して電極体のタブ部を接合した状態を示す下面図である。 実施の形態に係る集電体にタブ側方部材を配置して電極体のタブ部を接合した状態を示す断面図である。 実施の形態の変形例に係る集電体にタブ側方部材を配置して電極体のタブ部を接合した状態を示す断面図である。

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、製造工程の順序等は、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、以下の説明及び図面中において、一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体の一対のタブ部の並び方向、または、容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、容器の厚さ方向、または、電極体の正極板と負極板との積層方向を、Ｙ軸方向と定義する。電極端子と集電体と電極体との並び方向、電極体の本体部とタブ部との並び方向、容器の容器本体と蓋体との並び方向、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軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、以下では、Ｚ軸プラス方向を第一方向、Ｙ軸マイナス方向を第二方向、Ｘ軸方向を第三方向とも呼ぶ場合がある。

（実施の形態）
［１ 蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、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１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。

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、具体的には、リチウムイオン二次電池等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）若しくはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。

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（角形）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、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１００と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２００と、一対（正極側及び負極側）の上部ガスケット３００と、を備えている。また、図２に示すように、容器１００の内方には、一対（正極側及び負極側）の下部ガスケット４００と、一対（正極側及び負極側）の集電体５００と、一対（正極側及び負極側）のタブ側方部材６００と、電極体７００と、が収容されている。また、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、省略して図示している。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、電極体７００の側方または上方等にスペーサ等が配置されていてもよい。

容器１００は、開口が形成された容器本体１１０と、容器本体１１０の当該開口を閉塞する蓋体１２０とを有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。このような構成により、容器１００は、電極体７００等を容器本体１１０の内部に収容後、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構造となっている。なお、容器本体１１０及び蓋体１２０の材質は特に限定されないが、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であるのが好ましい。

容器本体１１０は、容器１００の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。つまり、容器本体１１０は、Ｙ軸方向両側の側面に一対の長側壁部１１１を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の短側壁部１１２を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底壁部１１３を有している。長側壁部１１１は、容器１００の長側面を形成する矩形状かつ平板状の壁部であり、短側壁部１１２は、容器１００の短側面を形成する矩形状かつ平板状の壁部であり、底壁部１１３は、容器１００の底面を形成する矩形状かつ平板状の壁部である。蓋体１２０は、容器１００の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１０のＺ軸プラス方向側にＸ軸方向に延設されて配置されている。蓋体１２０には、容器１００内部に電解液を注入するための注液部１２１と、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁１２２と、が配置されている。

電極体７００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等からなる平板状かつ矩形状の正極集電箔と、正極集電箔の表面に形成された正極活物質層と、を有している。負極板は、銅または銅合金等からなる平板状かつ矩形状の負極集電箔と、負極集電箔の表面に形成された負極活物質層と、を有している。なお、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、平板状かつ矩形状の微多孔性のシートであり、樹脂等の適宜公知の材料を使用できる。

また、正極集電箔及び負極集電箔は、ともに、上方（Ｚ軸プラス方向）に突出する矩形状のタブを有している。そして、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで積層されることにより、正極板及び負極板ともに複数のタブが積層される。その結果、電極体７００には、電極体本体部７１０のＺ軸プラス方向（第一方向）側から突出した一対（正極側及び負極側）のタブ部７２０が形成される。電極体本体部７１０は、電極体７００の本体を構成する部位であり、具体的には、電極体７００のうちのタブ部７２０以外の部位である。つまり、電極体本体部７１０は、正極板及び負極板の活物質層が形成（活物質が塗工）された部分とセパレータとが積層されて形成された扁平な直方体形状の部位（活物質層形成部または活物質塗工部）である。

タブ部７２０は、集電体５００と溶接等により接合されて、電極端子２００と電気的に接続される部位である。なお、タブ部７２０は、集電体５００と接合される際には、Ｙ軸方向に折り曲げられる。具体的には、タブ部７２０は、電極体本体部７１０の一部からＺ軸プラス方向に突出した状態で集電体５００と接合され、接合後に、例えばＹ軸プラス方向に折り曲げられて、Ｙ軸プラス方向に延設された状態となる。このため、当該接合後においては、タブ部７２０は、電極体本体部７１０の一部からＺ軸プラス方向に突出してＹ軸プラス方向に延びる複数のタブがＺ軸方向に積層された部位となる。

電極体７００は、さらに、積層された正極板及び負極板を積層方向（Ｙ軸方向）に挟んで固定する絶縁テープ７３０と、電極体本体部７１０の周囲を覆う絶縁性のシート部材である絶縁シート８００と、を有している。なお、当該正極板及び負極板は、絶縁テープ７３０以外の部材で固定されていてもよいし、ヒートプレス等によって固定されていてもよい。

絶縁シート８００は、電極体本体部７１０の外方に配置される絶縁部材である。絶縁シート８００は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等、後述のタブ側方部材６００と同様の素材の樹脂部材等によって形成されている。具体的には、絶縁シート８００は、第一シート部８１０と、第二シート部８２０と、第三シート部８３０と、を有している。つまり、絶縁シート８００は、１枚の絶縁性のシート部材が折り曲げられることで、第一シート部８１０と第二シート部８２０と第三シート部８３０とが形成されている。

第一シート部８１０は、電極体本体部７１０と容器１００のＹ軸マイナス方向側の長側壁部１１１との間に配置されて、電極体本体部７１０のＹ軸マイナス方向側の全面を覆う矩形状かつシート状の部位である。第二シート部８２０は、電極体本体部７１０と容器１００のＹ軸プラス方向側の長側壁部１１１との間に配置されて、電極体本体部７１０のＹ軸プラス方向側の全面を覆う矩形状かつシート状の部位である。第三シート部８３０は、電極体本体部７１０と容器１００の底壁部１１３との間に配置されて、電極体本体部７１０のＺ軸マイナス方向側の全面を覆う矩形状かつシート状の部位である。

電極端子２００は、集電体５００を介して、電極体７００に電気的に接続される電極端子である。電極端子２００は、かしめ接合等によって、集電体５００に接続され、かつ、蓋体１２０に取り付けられている。具体的には、電極端子２００は、下方（Ｚ軸マイナス方向）に延びる軸部２０１（リベット部）を有している。そして、軸部２０１が、上部ガスケット３００の貫通孔３０１と、蓋体１２０の貫通孔１２３と、下部ガスケット４００の貫通孔４０１と、集電体５００の貫通孔５０１とに挿入されて、かしめられる。これにより、電極端子２００は、上部ガスケット３００、下部ガスケット４００及び集電体５００とともに、蓋体１２０に固定される。なお、電極端子２００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。

集電体５００は、電極体７００と電極端子２００とを電気的に接続する矩形状かつ平板状の部材である。具体的には、正極側の集電体５００は、電極体７００の正極側のタブ部７２０と超音波接合等により接続（接合）されるとともに、正極側の電極端子２００とかしめ接合等により接続（接合）される。負極側についても同様である。集電体５００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。また、集電体５００は、蓋体１２０とタブ部７２０との間に、蓋体１２０とタブ部７２０とに挟まれて配置される。具体的には、集電体５００は、蓋体１２０とで下部ガスケット４００を挟む位置に配置され、かつ、下部ガスケット４００とタブ部７２０との間に、下部ガスケット４００とタブ部７２０とに挟まれて配置される。

なお、集電体５００とタブ部７２０とを接続（接合）する手法は、超音波接合には限定されず、レーザ溶接若しくは抵抗溶接等の溶接、または、かしめ接合若しくはねじ締結等の機械的接合等が用いられてもよい。集電体５００と電極端子２００とを接続（接合）する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザ溶接若しくは抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結等のかしめ以外の機械的接合等が用いられてもよい。集電体５００の構成の詳細な説明については、後述する。

タブ側方部材６００は、電極体７００のタブ部７２０の周囲に配置されて、タブ部７２０と他の導電部材とを絶縁する絶縁性の部材である。本実施の形態では、タブ側方部材６００は、タブ部７２０と容器１００のＹ軸マイナス方向側の長側壁部１１１との間に配置されて、タブ部７２０と容器１００とを絶縁する。タブ側方部材６００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、及び、それらの複合材料等の樹脂部材等によって形成されている。タブ側方部材６００の構成の詳細な説明については、後述する。

上部ガスケット３００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子２００との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。下部ガスケット４００は、蓋体１２０と集電体５００との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。なお、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等、タブ側方部材６００と同様の素材の樹脂部材等によって形成されている。

［２ 集電体５００及びタブ側方部材６００の構成の説明］
次に、集電体５００及びタブ側方部材６００の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る集電体５００及びタブ側方部材６００の構成を示す斜視図である。具体的には、図３の（ａ）は、図２に示したＸ軸マイナス方向側の集電体５００及びタブ側方部材６００を拡大して示す斜視図であり、図３の（ｂ）は、集電体５００にタブ側方部材６００を仮止めした状態を示す斜視図である。なお、以下では、図２におけるＸ軸マイナス方向側の構成について説明するが、図２におけるＸ軸プラス方向側の構成についても同様である。

図３に示すように、タブ側方部材６００は、第一タブ絶縁部６１０と、第一タブ絶縁部６１０を支持する支持部６１１と、を有し、支持部６１１は、第一支持部６２０及び第二支持部６３０を有している。つまり、第一タブ絶縁部６１０は、第一支持部６２０及び第二支持部６３０の２つの支持部で支持されている。

第一支持部６２０は、ＸＹ平面に平行な矩形状かつシート状の部位であり、集電体５００に接続される。第二支持部６３０は、ＸＺ平面に平行な矩形状かつシート状の部位であり、電極体７００に接続される。第一タブ絶縁部６１０は、第一支持部６２０と第二支持部６３０との間に配置されて、第一支持部６２０と第二支持部６３０とに接続されるシート状の部位である。つまり、第一タブ絶縁部６１０は、第一支持部６２０のＹ軸マイナス方向側の端縁からＹ軸マイナス方向に突出し、Ｚ軸マイナス方向に向けて徐々に曲がった湾曲状の部位である。なお、第一タブ絶縁部６１０は、第一支持部６２０のＹ軸マイナス方向側の端縁からＹ軸マイナス方向に突出し、Ｚ軸マイナス方向に折れ曲がった屈曲状の部位であることにしてもよい。

ここで、第一支持部６２０は、集電体５００と電極体７００のタブ部７２０とを接合するための開口部６２１と、集電体５００の固定部５０２に固定される被固定部６２２と、を有している。開口部６２１は、第一支持部６２０のＹ軸マイナス方向側かつＸ軸方向中央部に配置される矩形状の貫通孔であり、この開口部６２１内で、集電体５００とタブ部７２０とが接合される。なお、開口部６２１は、矩形状の貫通孔ではなく、矩形状以外の多角形状、円形状、長円形状、楕円形状等の貫通孔であってもよいし、貫通孔ではなく第一支持部６２０の外縁から切り欠かれた形状の切り欠きであってもよい。

被固定部６２２は、第一支持部６２０のＹ軸プラス方向側に配置されるＺ軸プラス方向に突出した円柱状の突起である。本実施の形態では、２つの被固定部６２２が、Ｘ軸方向に並んで配置されており、集電体５００が有する２つの固定部５０２に挿入されて固定される。固定部５０２は、集電体５００のＸ軸プラス方向側の端部に配置される円形状の貫通孔であり、２つの固定部５０２がＸ軸方向に並んで配置されている。このように、集電体５００は、上述の電極端子２００の軸部２０１が挿入される円形状の貫通孔５０１に加えて、タブ側方部材６００の支持部６１１を固定する固定部５０２を有しており、支持部６１１は、固定部５０２に固定される被固定部６２２を有している。

本実施の形態では、被固定部６２２は、押し出し加工等により第一支持部６２０に予め形成されている。そして、被固定部６２２が、固定部５０２に挿入され固定部５０２と嵌合して固定部５０２に固定されることで、タブ側方部材６００が集電体５００に仮固定（仮止め）される。なお、被固定部６２２は、第一支持部６２０に予め形成されておらず、第一支持部６２０が固定部５０２に重ねられた状態でかしめられることで、固定部５０２と嵌合する突起状の被固定部６２２が形成されることにしてもよい。これによっても、タブ側方部材６００を集電体５００に仮固定（仮止め）することができる。

また、固定部５０２が突起で、かつ、被固定部６２２が貫通孔であり、固定部５０２が被固定部６２２に挿入されることで、被固定部６２２が固定部５０２に固定されることにしてもよい。また、固定部５０２と被固定部６２２との固定方法は、嵌合には限定されず、係合、接着剤または両面テープ等による接着、熱溶着等による溶着、超音波接合、レーザ溶接または抵抗溶接等による溶接、かしめ接合またはねじ締結等による機械的接合等であってもよい。

［３ 集電体５００、タブ側方部材６００及び電極体７００の位置関係の説明］
次に、集電体５００、タブ側方部材６００及び電極体７００の位置関係について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る集電体５００にタブ側方部材６００を配置して電極体７００のタブ部７２０を接合した状態を示す下面図である。具体的には、図４は、集電体５００とタブ部７２０とでタブ側方部材６００を挟んで集電体５００にタブ部７２０を接合した状態を、Ｚ軸マイナス方向側から見た場合の構成を示す下面図である。図５は、本実施の形態に係る集電体５００にタブ側方部材６００を配置して電極体７００のタブ部７２０を接合した状態を示す断面図である。具体的には、図５は、図４に示した構成を、Ｖ－Ｖ線で切断した場合の構成を示す断面図である。

まず、図４に示すように、第一タブ絶縁部６１０は、Ｘ軸方向（第一方向及び第二方向と交差する第三方向）において、電極体７００のタブ部７２０よりも大きい幅を有している。本実施の形態では、タブ側方部材６００の第一タブ絶縁部６１０、第一支持部６２０及び第二支持部６３０の全てが、Ｘ軸方向において、タブ部７２０よりも大きい幅を有している。これにより、タブ部７２０は、Ｚ軸マイナス方向から見て、タブ側方部材６００の領域内に配置されている。

また、タブ部７２０は、第一支持部６２０の開口部６２１内において、集電体５００と接合されている。つまり、タブ側方部材６００が集電体５００に仮固定（仮止め）された状態で、タブ部７２０が、集電体５００とで第一支持部６２０を挟むように配置されて、集電体５００と接合される。これにより、集電体５００とタブ部７２０との接合部９００が、開口部６２１内に配置されている。上述の通り、接合部９００は、例えば、タブ部７２０が集電体５００に超音波接合されて形成された接合部である。

また、図５に示すように、タブ部７２０は、Ｙ軸プラス方向側に先端部７２１を有し、Ｙ軸マイナス方向側に曲げ部７２２を有している。先端部７２１は、第一支持部６２０に沿ってＹ軸プラス方向に直線状に延びる部位である。本実施の形態では、先端部７２１は、第一支持部６２０からＹ軸プラス方向に突出していないが、第一支持部６２０からＹ軸プラス方向に突出していてもよい。

曲げ部７２２は、Ｙ軸プラス方向（第二方向とは反対方向）に屈曲または湾曲する部位である。本実施の形態では、曲げ部７２２は、Ｙ軸マイナス方向に向けて突出するように、Ｙ軸プラス方向からＹ軸マイナス方向に向けて湾曲するＣ字状またはＵ字状の湾曲部である。なお、曲げ部７２２は、例えば、Ｚ軸方向からＹ軸マイナス方向に向けて湾曲する略Ｌ字状の湾曲部であってもよいし、湾曲部ではなく折れ曲がるように屈曲した屈曲部であってもよい。

そして、第一タブ絶縁部６１０は、曲げ部７２２に対向して配置されている。つまり、第一タブ絶縁部６１０は、Ｙ軸方向において曲げ部７２２に対向する位置、具体的には、曲げ部７２２のＹ軸マイナス方向側に配置されている。このように、第一タブ絶縁部６１０は、タブ部７２０のＹ軸マイナス方向（第一方向と交差する第二方向）側に配置される絶縁性の部位である。

また、第一支持部６２０は、集電体５００のタブ部７２０側（Ｚ軸マイナス方向側）の面に接続されている。具体的には、第一支持部６２０は、集電体５００とタブ部７２０との間に挟まれて配置されることで、集電体５００及びタブ部７２０に固定されている。これにより、第一支持部６２０は、集電体５００のＺ軸マイナス方向側の面とタブ部７２０のＺ軸プラス方向側の面とに接続された状態（つまり当接した状態）となっている。

さらに、第二支持部６３０は、電極体７００の電極体本体部７１０に接続されている。具体的には、第二支持部６３０は、電極体本体部７１０と絶縁シート８００（詳細には、絶縁シート８００の第一シート部８１０）との間に挟まれて配置されることで、電極体本体部７１０及び絶縁シート８００に固定されている。これにより、第二支持部６３０は、電極体本体部７１０と絶縁シート８００の第一シート部８１０とに接続された状態（つまり当接した状態）となっている。

［４ 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は、電極体７００のタブ部７２０の側方（第二方向側）に配置される絶縁性の第一タブ絶縁部６１０と、それを支持する支持部６１１と、を有するタブ側方部材６００を備えている。そして、支持部６１１は、集電体５００のタブ部７２０側の面に接続される第一支持部６２０、及び、電極体７００の電極体本体部７１０に接続される第二支持部６３０の少なくとも一方（本実施の形態では双方）を有している。このように、タブ部７２０の側方に絶縁性の第一タブ絶縁部６１０を設け、第一タブ絶縁部６１０を、集電体５００のタブ部７２０側の面及び電極体本体部７１０の少なくとも一方に接続される支持部６１１で支持する。これにより、タブ部７２０の側方における絶縁性を向上することができるため、タブ部７２０が容器１００等の他の導電部材に接触するのを抑制することができる。したがって、電極体７００のタブ部７２０と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、第一タブ絶縁部６１０は、集電体５００のタブ部７２０側の面及び電極体本体部７１０の少なくとも一方に接続される支持部６１１で支持されるため、第一タブ絶縁部６１０がタブ部７２０や電極体本体部７１０に干渉して損傷させるのを抑制することができる。特に、下部ガスケット４００に壁部を設けたり別体の壁部を配置するような場合には、当該壁部が電極体７００のタブ部７２０や電極体本体部７１０と干渉するおそれがあるが、タブ側方部材６００を絶縁シートで形成することで、電極体７００が損傷するのをさらに抑制することができる。

また、タブ側方部材６００の第一タブ絶縁部６１０は、電極体７００のタブ部７２０に設けられた曲げ部７２２に対向して配置されている。ここで、電極体７００のタブ部７２０が屈曲または湾曲して曲げ部７２２が形成され集電体５００に接続される構成の場合、タブ部７２０の曲げ部７２２が容器１００等の他の導電部材に接触するおそれがある。このため、第一タブ絶縁部６１０を、タブ部７２０の曲げ部７２２に対向して配置する。これにより、タブ部７２０の曲げ部７２２が他の導電部材に接触するのを抑制することができるため、電極体７００のタブ部７２０と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、タブ側方部材６００の第一タブ絶縁部６１０は、電極体７００のタブ部７２０よりも大きい幅を有している。つまり、第一タブ絶縁部６１０がタブ部７２０よりも幅が小さいとタブ部７２０が容器１００等の他の導電部材に接触するおそれが生じるため、第一タブ絶縁部６１０を、タブ部７２０よりも大きい幅に形成する。これにより、タブ部７２０が他の導電部材に接触するのを抑制することができるため、電極体７００のタブ部７２０と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、タブ側方部材６００の第一支持部６２０は、集電体５００とタブ部７２０との間に挟まれて配置されている。このように、第一支持部６２０を、集電体５００とタブ部７２０との間に挟んで配置することで、第一支持部６２０を、集電体５００のタブ部７２０側の面に容易に接続することができる。これにより、タブ部７２０と容器１００等の他の導電部材との短絡を抑制する構成を、容易に実現することができる。

また、集電体５００とタブ部７２０との接合部９００は、タブ側方部材６００の第一支持部６２０の開口部６２１内に配置されている。このように、第一支持部６２０に開口部６２１を形成し、集電体５００とタブ部７２０との接合部９００を開口部６２１内に配置することで、第一支持部６２０が集電体５００とタブ部７２０との接合の妨げになるのを抑制することができる。これにより、タブ部７２０と容器１００等の他の導電部材との短絡を抑制する構成を、容易に実現することができる。

また、タブ側方部材６００の第二支持部６３０は、電極体７００の電極体本体部７１０と絶縁シート８００との間に挟まれて配置されている。このように、第二支持部６３０を、電極体本体部７１０と絶縁シート８００との間に挟んで配置することで、第二支持部６３０を、電極体本体部７１０に容易に接続することができる。これにより、タブ部７２０と容器１００等の他の導電部材との短絡を抑制する構成を、容易に実現することができる。

また、集電体５００及び電極体７００の電極体本体部７１０の少なくとも一方（本実施の形態では集電体５００）は、タブ側方部材６００の支持部６１１を固定する固定部５０２を有し、支持部６１１は、固定部５０２に固定される被固定部６２２を有している。このように、支持部６１１の被固定部６２２を固定部５０２に固定できる構成としておくことで、蓄電素子１０の製造時に、集電体５００及び電極体本体部７１０の少なくとも一方にタブ側方部材６００を仮止めしてから、作業を行うことができる。

［５ 変形例の説明］
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例に係る集電体５００にタブ側方部材６０１を配置して電極体７００のタブ部７２０を接合した状態を示す断面図である。なお、図６は、図５に対応する図である。

図６に示すように、本変形例では、上記実施の形態におけるタブ側方部材６００に代えて、タブ側方部材６０１が配置されている。タブ側方部材６０１は、上記実施の形態におけるタブ側方部材６００の構成要素に加えて、第二タブ絶縁部６４０と、第二支持部６５０と、を有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第二タブ絶縁部６４０は、タブ部７２０のＹ軸プラス方向（第二方向とは反対方向）側に配置される絶縁性の部位であり、タブ部７２０の先端部７２１に対向して配置されている。また、第二タブ絶縁部６４０は、Ｘ軸方向（第三方向）において、タブ部７２０よりも大きい幅を有している。なお、第二タブ絶縁部６４０のその他の構成は、第一タブ絶縁部６１０の構成と同様である。

第二支持部６５０は、電極体７００の電極体本体部７１０に接続される部位であり、第二タブ絶縁部６４０を支持する。具体的には、第二支持部６５０は、電極体本体部７１０と絶縁シート８００（詳細には、絶縁シート８００の第二シート部８２０）との間に挟まれて配置されることで、電極体本体部７１０及び絶縁シート８００に固定されている。これにより、第二支持部６５０は、電極体本体部７１０と絶縁シート８００の第二シート部８２０とに接続された状態（つまり当接した状態）となっている。なお、第二支持部６５０のその他の構成は、第二支持部６３０の構成と同様である。このように、本変形例では、支持部６１１は、第一支持部６２０、第二支持部６３０及び第二支持部６５０の３つの支持部を有している。

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、本変形例では、タブ側方部材６０１は、さらに、タブ部７２０の第一タブ絶縁部６１０とは反対方向側に、絶縁性の第二タブ絶縁部６４０を有している。このように、タブ側方部材６０１に、第一タブ絶縁部６１０に加えて第二タブ絶縁部６４０も設けることで、タブ部７２０の両側に絶縁性の部材が配置される。これにより、例えばタブ部７２０が当該両側に突出している場合でも、タブ部７２０の当該両側において、タブ部７２０が容器１００等の他の導電部材に接触するのを抑制することができる。したがって、電極体７００のタブ部７２０と他の導電部材との短絡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り、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。

例えば、上記実施の形態では、タブ側方部材６００の支持部６１１は、第一支持部６２０及び第二支持部６３０の双方を有していることとしたが、支持部６１１は、第一支持部６２０及び第二支持部６３０の少なくとも一方を有していればよい。また、上記変形例では、タブ側方部材６０１の支持部６１１は、第一支持部６２０、第二支持部６３０及び第二支持部６５０を有していることとしたが、支持部６１１は、これら支持部のうちの少なくとも１つの支持部を有していればよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、タブ側方部材は、絶縁性のシート部材であることとした。しかし、タブ側方部材は、例えばブロック状や棒状等のシート状以外の形状の部材であってもよい。また、タブ側方部材は、全てが絶縁性の部材で形成されていることには限定されない。つまり、タブ側方部材は、第一タブ絶縁部６１０（及び第二タブ絶縁部６４０）が絶縁性の部材で形成されていればよく、支持部６１１が有する一部または全部の支持部が導電性の部材で形成されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、タブ側方部材の第一支持部６２０は、集電体５００とタブ部７２０との間に挟まれて配置されることで、集電体５００のタブ部７２０側の面に接続されることとした。しかし、第一支持部６２０は、集電体５００とタブ部７２０とで挟まれるのではなく、例えば集電体５００のタブ部７２０側の面に接着等により固定されることで、集電体５００のタブ部７２０側の面に接続されることにしてもよい。また、第一支持部６２０は、集電体５００のタブ部７２０側の面に固定されるのではなく、集電体５００の一部と係合する等により、集電体５００のタブ部７２０側の面に接続されることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、絶縁シート８００は、電極体７００の電極体本体部７１０のＹ軸方向両側及びＺ軸マイナス方向側の全面を覆う形状であることとした。しかし、絶縁シート８００は、電極体本体部７１０とで第二支持部を挟むことができれば、電極体本体部７１０のどの部位を覆っていてもよく、形状は特に限定されない。例えば、絶縁シート８００は、第一シート部８１０が電極体本体部７１０のＹ軸マイナス方向側の一部しか覆っていなくてもよいし、第二シート部８２０が電極体本体部７１０のＹ軸プラス方向側の一部しか覆っていなくてもよいし、第三シート部８３０が電極体本体部７１０のＺ軸マイナス方向側の一部しか覆っていなくてもよい。また、絶縁シート８００は、第三シート部８３０を有していなくてもよいし、上記実施の形態においては、絶縁シート８００は、第二シート部８２０を有していなくてもよい。また、絶縁シート８００は、電極体本体部７１０と容器１００の短側壁部１１２または蓋体１２０との間にもシート部を有していてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、タブ側方部材の第二支持部は、電極体７００の電極体本体部７１０と絶縁シート８００との間に挟まれて配置されることで、電極体本体部７１０に接続されることとした。しかし、第二支持部は、電極体本体部７１０と絶縁シート８００以外の絶縁部材（スペーサ等）との間に挟まれて配置されることで、電極体本体部７１０に接続されることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、タブ側方部材の第二支持部は、電極体７００の電極体本体部７１０と絶縁シート８００等の絶縁部材との間に挟まれて配置されることで、電極体本体部７１０に接続されることとした。しかし、第二支持部は、電極体本体部７１０と当該絶縁部材とで挟まれるのではなく、例えば電極体本体部７１０に接着等により固定されることで、電極体本体部７１０に接続されることにしてもよい。また、第二支持部は、電極体本体部７１０に固定されるのではなく、電極体本体部７１０の一部と係合する等により、電極体本体部７１０に接続されることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、集電体５００が、タブ側方部材の支持部６１１の第一支持部６２０を固定する固定部５０２を有していることとした。しかし、電極体７００の電極体本体部７１０が、固定部５０２と同様の構成の、支持部６１１の第二支持部を固定する固定部を有しており、タブ側方部材が電極体本体部７１０に仮止めされる構成にしてもよい。つまり、集電体５００及び電極体本体部７１０の少なくとも一方が、支持部６１１を固定する固定部を有していればよい。また、タブ側方部材を、集電体５００及び電極体本体部７１０に仮止めする必要がなければ、集電体５００、電極体本体部７１０及び支持部６１１は、固定部及び被固定部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では、タブ部７２０は、根元側に曲げ部７２２を有していることとしたが、タブ部７２０は、先端部７２１にも曲げ部（Ｙ軸マイナス方向に屈曲または湾曲する曲げ部）を有していることにしてもよい。この場合、上記実施の形態においては、第一タブ絶縁部６１０は、曲げ部７２２に対向して配置されるのではなく、先端部７２１の当該曲げ部に対向するように、第一支持部６２０のＹ軸プラス方向側に配置されていることにしてもよい。また、上記実施の形態において、先端部７２１に曲げ部が形成されていない場合においても、先端部７２１のＹ軸プラス方向側への突出量が大きい等の場合には、第一タブ絶縁部６１０は、第一支持部６２０のＹ軸プラス方向側に配置されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、タブ側方部材の第一タブ絶縁部６１０（及び第二タブ絶縁部６４０）は、Ｘ軸方向（第三方向）において、タブ部７２０よりも大きい幅を有していることとした。しかし、第一タブ絶縁部６１０（または第二タブ絶縁部６４０）の当該幅は、タブ部７２０と同じ大きさでもよいし、タブ部７２０よりも小さくてもよい。タブ側方部材の支持部６１１が有する各支持部についても、同様である。

また、上記実施の形態及びその変形例では、集電体５００とタブ部７２０との接合部９００は、第一支持部６２０の貫通孔である開口部６２１内に配置されていることとした。しかし、第一支持部６２０には開口部６２１は形成されておらず、第一支持部６２０の側方で、集電体５００とタブ部７２０とが接合されて接合部９００が形成されることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体７００の正極板及び負極板は、矩形状を有していることとした。しかし、正極板及び負極板の形状は、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、長楕円形状、長円形状等でもよい。正極板及び負極板のタブについても、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、半円形状、半長円形状、半楕円形状等、どのような形状でもかまわない。また、当該タブは、極板の一部が突出したタブではなく、極板の全体が突出したタブであってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体７００は、複数の平板状の極板（正極板及び負極板）が積層されて形成されたスタック型の電極体であることとした。しかし、電極体７００は、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、極板が巻回されて扁平形状に形成された巻回型の電極体等であってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例において、蓄電素子を構成する部材は、１部材が２部材以上の複数部材で構成されていてもよいし、２部材以上の複数部材が１部材で構成されていてもよい。例えば、電極端子２００と集電体５００とが一体化されて１部材で構成されていてもよい。この場合、電極端子２００と集電体５００とが一体化された部材を電極端子と呼ぶとすれば、タブ側方部材の第一支持部６２０は、当該電極端子のタブ部７２０側の面に接続されることとなる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極側及び負極側（Ｘ軸マイナス方向側及びＸ軸プラス方向側）の両方が、上記構成を有していることとした。しかし、正極側または負極側が上記構成を有していないことにしてもよい。

なお、上記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。

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、蓄電素子が備えるタブ側方部材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
１１０ 容器本体
１１１ 長側壁部
５００ 集電体
５０２ 固定部
６００、６０１ タブ側方部材
６１０ 第一タブ絶縁部
６１１ 支持部
６２０ 第一支持部
６２１ 開口部
６２２ 被固定部
６３０、６５０ 第二支持部
６４０ 第二タブ絶縁部
７００ 電極体
７１０ 電極体本体部
７２０ タブ部
７２１ 先端部
７２２ 曲げ部
８００ 絶縁シート
８１０ 第一シート部
８２０ 第二シート部
８３０ 第三シート部
９００ 接合部

Claims (7)

1. 集電体と、
   本体部、及び、前記本体部の第一方向側から突出し前記集電体に接合されるタブ部を有する電極体と、
   前記タブ部の前記第一方向と交差する第二方向側に配置される絶縁性の第一タブ絶縁部、及び、前記第一タブ絶縁部を支持する支持部を有するタブ側方部材と、を備え、
   前記支持部は、前記集電体の前記タブ部側の面に接続される第一支持部、及び、前記本体部に接続される第二支持部の少なくとも一方を有し、
   前記タブ部は、前記第二方向とは反対方向に屈曲または湾曲する曲げ部を有し、
   前記第一タブ絶縁部は、前記曲げ部に対向して配置される
   蓄電素子。
2. 前記タブ側方部材は、さらに、前記タブ部の前記第二方向とは反対方向側に配置される絶縁性の第二タブ絶縁部を有する
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記支持部は、前記第一支持部を少なくとも有し、
   前記第一支持部は、前記集電体と前記タブ部との間に挟まれて配置され、
   前記第一支持部は、開口部を有し、
   前記集電体と前記タブ部との接合部は、前記開口部内に配置される
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記電極体は、さらに、前記本体部の外方に配置される絶縁部材を有し、
   前記支持部は、前記第二支持部を少なくとも有し、
   前記第二支持部は、前記本体部と前記絶縁部材との間に挟まれて配置される
   請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記集電体及び前記本体部の少なくとも一方は、前記支持部を固定する固定部を有し、
   前記支持部は、前記固定部に固定される被固定部を有する
   請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記支持部は、前記第二支持部を有する
   請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
7. 前記第一タブ絶縁部は、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記タブ部よりも大きい幅を有する
   請求項１～６のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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