JP7331573B2 - 蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、電極体と、電極体に接合される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、集電体が、当て板とで電極体を挟んだ状態で電極体に接合される構成の蓄電素子が知られている。例えば、特許文献１には、積層されたアルミニウム箔（電極体）をアルミニウム板（集電体）と当て板とで挟んだ状態で、アルミニウム箔とアルミニウム板とが接合される構成の密閉型電池（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１４－５９４号公報

上記従来の蓄電素子では、集電体と電極体との接合品質が低下するおそれがある。つまり、上記従来の蓄電素子では、電極体を集電体と当て板とで挟んだ状態で、集電体と電極体とを接合している。この場合、本願発明者は、当て板が電極体に対して傾いて配置されていると、当て板が電極体に局所的に当接し、集電体と電極体との接合品質が低下する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、集電体と電極体との接合品質の向上を図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、前記電極体に接合される集電体とを備える蓄電素子であって、前記集電体とで前記電極体を挟んだ状態で、前記集電体とともに前記電極体に接合される当て板を備え、前記当て板は、前記電極体に接合される接合部と、前記接合部の周囲に配置される外周部と、前記接合部及び前記外周部の間に配置され、前記当て板を貫通する貫通部と、を有する。

これによれば、蓄電素子は、集電体とで電極体を挟んだ状態で集電体とともに電極体に接合される当て板を備えており、当て板は、電極体との接合部と、接合部の周囲の外周部との間に、当て板を貫通する貫通部を有している。このように、当て板における電極体との接合部の周囲に貫通部を形成することで、集電体と当て板とで電極体を挟んで接合する際に、当て板が変形しやすくなり、当て板の接合部と電極体との接触面積の増加を図ることができる。これにより、当て板が電極体に局所的に当接するのを抑制して、集電体と電極体とを安定的に接合することができるため、集電体と電極体との接合品質の向上を図ることができる。

また、前記貫通部は、前記接合部に沿って延びるスリットであることにしてもよい。

これによれば、当て板の貫通部を、接合部に沿って延びるスリットとすることで、当て板を変形させて接合部を電極体に接触しやすくすることができる。これにより、当て板の接合部と電極体との接触面積の増加をより図ることができるため、集電体と電極体とを安定的に接合して、集電体と電極体との接合品質の向上を図ることができる。

また、前記接合部は、前記電極体に向けて突出する接合部突起を有することにしてもよい。

これによれば、当て板の接合部に、電極体に向けて突出する接合部突起を形成することで、集電体と電極体とを抵抗溶接で接合する場合に、接合部突起に電流を集中させることができる。これにより、比較的小さな電流値で集電体と電極体との接合強度を向上させることができるため、集電体と電極体との接合品質の向上を図ることができる。

また、前記接合部は、前記外周部よりも厚みが薄い薄肉部を有することにしてもよい。

これによれば、当て板の接合部に、外周部よりも厚みが薄い薄肉部を形成することで、接合部が変形しやすくなるため、接合部と電極体との接触面積の増加をより図ることができる。これにより、集電体と電極体とを安定的に接合することができるため、集電体と電極体との接合品質の向上を図ることができる。

また、前記外周部は、前記電極体に向けて突出する外周部突起を有することにしてもよい。

これによれば、当て板の外周部に外周部突起を形成して、外周部を外周部突起で電極体に接触させることで、外周部突起が支点となり、接合部を均等に電極体に接触しやすくすることができる。これにより、接合部と電極体との接触面積の増加をより図ることができるため、集電体と電極体とを安定的に接合して、集電体と電極体との接合品質の向上を図ることができる。

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、当て板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、集電体と電極体との接合品質の向上を図ることができる。

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方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。 実施の形態に係る当て板の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る当て板が集電体とともに電極体に接合される構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例１に係る当て板の構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例２に係る当て板の構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例３に係る当て板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などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。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、蓄電素子が有する一対（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、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、集電体と電極体と当て板との並び方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の容器本体と蓋体との並び方向、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。

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、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

（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の容器１００内方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から容器本体１１０を分離した状態での構成を示す斜視図である。つまり、図２は、電極体３００に集電体４００を接合した後の状態を示している。図３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。つまり、図３は、電極体３００に集電体４００を接合する前の状態を示している。また、図３では、容器本体１１０を省略して図示している。

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等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。また、蓄電素子１０は、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

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。さらに、蓄電素子１０は、固体電解質を用いた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、円柱形状、長円柱形状または直方体以外の多角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とを備え、図２及び図３に示すように、容器１００の内方には、電極体３００と、一対（正極側及び負極側）の集電体４００と、当て板５００とが収容されている。また、容器１００（後述の蓋体１２０）と電極端子２００及び集電体４００との間には、絶縁性及び気密性を高めるためにガスケット等が配置されており、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、これらの図示は省略する。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３００の側方や下方に配置されるスペーサ、電極体３００等を包み込む絶縁フィルム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３００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。容器１００（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。

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。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。また、蓋体１２０には、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１２１が設けられている。なお、容器１００には、容器１００内部に電解液を注入するための注液部が設けられていてもよい。

電極体３００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、銅または銅合金等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。

電極体３００は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成されている。具体的には、電極体３００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。さらに具体的には、電極体３００は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸の方向に互いにずらして巻回されている。巻回軸とは、正極板及び負極板等を巻回する際の中心軸となる仮想的な軸であり、本実施の形態では、電極体３００の中心を通る、Ｘ軸方向に平行な直線である。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、活物質が形成（塗工）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。

これにより、電極体３００は、巻回軸方向の一端部に、正極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた正極側の集束部３２０を有し、巻回軸方向の他端部に、負極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた負極側の集束部３２０を有している。つまり、電極体３００は、電極体３００の本体を構成する電極体本体部３１０と、電極体本体部３１０からＸ軸方向両側に突出した一対（正極側及び負極側）の集束部３２０と、を有している。電極体本体部３１０は、正極板及び負極板の活物質層が形成（塗工）された部分とセパレータとが巻回されて形成された長円形状の部位（活物質層形成部）である。なお、本実施の形態では、電極体３００（電極体本体部３１０）の断面形状として長円形状を図示しているが、円形状、楕円形状、または、多角形状等でもよい。

電極端子２００は、集電体４００を介して、電極体３００に電気的に接続される端子部材（正極端子及び負極端子）である。つまり、電極端子２００は、電極体３００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３００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部材である。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。また、電極端子２００は、かしめ等によって、集電体４００に接続（接合）され、かつ、蓋体１２０に取り付けられている。

具体的には、図３に示すように、電極端子２００は、軸部２１０が蓋体１２０の貫通孔１２２と集電体４００の貫通孔４１１とに挿入されて、かしめられることにより、集電体４００とともに蓋体１２０に固定される。具体的には、蓋体１２０と電極端子２００との間、及び、蓋体１２０と集電体４００との間にガスケット（図示せず）が配置された状態で上記かしめが行われて、電極端子２００が、当該ガスケットを介して当該ガスケットを介して集電体４００とともに蓋体１２０に固定される。なお、電極端子２００と集電体４００とを接続（接合）する手法は、かしめ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、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４００は、電極体３００のＸ軸方向両側に配置され、電極体３００の集束部３２０と電極端子２００とに接続（接合）されて、電極体３００と電極端子２００とを電気的に接続する導電性と剛性とを備えた集電部材（正極集電体及び負極集電体）である。具体的には、集電体４００は、容器本体１１０の側壁から蓋体１２０に亘って当該側壁及び蓋体１２０に沿って屈曲状態で配置される板状部材である。また、集電体４００は、蓋体１２０に固定的に接続（接合）される。この構成により、電極体３００が、集電体４００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、振動や衝撃等による揺れが抑制される。集電体４００の材質は特に限定されないが、例えば、正極側の集電体４００は、電極体３００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等で形成され、負極側の集電体４００は、電極体３００の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。

ここで、図３に示すように、集電体４００は、端子接続部４１０と、端子接続部４１０のＹ軸方向両端部からＺ軸マイナス方向に向けて延設された２つの電極接続部４２０と、を有している。

端子接続部４１０は、電極端子２００に接続（接合）される集電体４００の基部である。つまり、端子接続部４１０は、集電体４００の電極端子２００側（上側、Ｚ軸プラス方向）に配置される平板状の部位であり、電極端子２００に電気的及び機械的に接続される。電極接続部４２０は、電極体３００に接続（接合）される集電体４００の脚部である。つまり、電極接続部４２０は、集電体４００の電極体３００側（下側、Ｚ軸マイナス方向）に配置される部位であり、電極体３００に電気的及び機械的に接続される。具体的には、電極接続部４２０は、Ｚ軸方向に延びる長尺状かつ平板状の部位であり、電極体３００の集束部３２０のうちの２つの対向する平坦な集束部に、２つの電極接続部４２０がそれぞれ接合される。

また、集束部３２０の内側には当て板５００が配置され、電極接続部４２０と集束部３２０と当て板５００とが接合されて、４つ（２つの電極接続部４２０に２つずつ）の接合部６００（図２参照）が形成される。つまり、集電体４００及び当て板５００は、電極体３００と、接合部６００において接合されている。

当て板５００は、集電体４００とで電極体３００を挟んだ状態で、集電体４００とともに電極体３００に接合される部材である。つまり、当て板５００は、電極接続部４２０とで、集束部３２０を挟む位置に配置された、集束部３２０を保護するカバーである。具体的には、当て板５００は、集束部３２０に沿ってＺ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の金属製の部材である。当て板５００の材質は特に限定されないが、例えば、正極側の当て板５００は、電極体３００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等で形成され、負極側の当て板５００は、電極体３００の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。

［２ 当て板５００の構成の説明］
次に、当て板５００の構成について、詳細に説明する。なお、図３には４枚の当て板５００が示されているが、これらは全て同じ構成を有するため、以下では、１枚の当て板５００について詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る当て板５００の構成を示す斜視図である。図５は、本実施の形態に係る当て板５００が集電体４００とともに電極体３００に接合される構成を示す斜視図である。具体的には、図５の（ａ）は、集電体４００の電極接続部４２０と当て板５００とで電極体３００の集束部３２０を挟んだ状態で、接合器具２０を配置した場合の構成を示している。図５の（ｂ）は、電極接続部４２０と当て板５００とが集束部３２０と接合された状態での構成を示している。なお、図５では、図４に示した当て板５００のＺ軸プラス方向側の部位における構成を図示しているが、当て板５００のＺ軸マイナス方向側の部位についても同様である。

図４に示すように、当て板５００は、当て板接合部５１０と、外周部５２０と、貫通部５３０と、を有している。本実施の形態では、当て板接合部５１０、外周部５２０及び貫通部５３０の組が、Ｚ軸方向に２組並んで配置され、当該２組の間に、凹部５４０が形成されている。

当て板接合部５１０は、電極体３００に接合される部位である。具体的には、当て板接合部５１０は、電極体３００の集束部３２０に、集電体４００の電極接続部４２０とともに接合される円形状かつ平板状（円板状）の接合部である。

外周部５２０は、当て板接合部５１０の周囲に配置される部位である。具体的には、外周部５２０は、当て板接合部５１０の周囲の全周、詳細には貫通部５３０の周囲の全周に配置された、環状かつ平板状の部位である。このように、当て板５００に外周部５２０を設けることで、当て板５００の搬送時に当て板５００を保持（吸着）したり、当て板５００の接合時に当て板５００を押さえたりすることができる。

貫通部５３０は、当て板接合部５１０及び外周部５２０の間に配置され、当て板５００を貫通する貫通孔である。具体的には、貫通部５３０は、当て板接合部５１０に沿って延びるスリットである。本実施の形態では、貫通部５３０は、当て板接合部５１０の周囲の全周を囲うように配置されている。つまり、円形状の当て板接合部５１０の周囲の全周に、間隔を空けて、４つの貫通部５３０が円環状に配置されている。

なお、貫通部５３０の数は特に限定されず、また、貫通部５３０は、円環状に配置されていなくてもよい。例えば、当て板接合部５１０が四角形状であり、複数の貫通部５３０が、当て板接合部５１０の周囲を四角環状に配置されていることにしてもよい。

凹部５４０は、当て板５００のＺ軸方向中央部のＸ軸方向端部がＸ軸方向に凹んだ凹部である。本実施の形態では、当て板５００のＺ軸方向中央部のＸ軸方向両端部に、矩形状に凹んだ２つの凹部５４０が形成されている。これにより、当て板５００は、Ｚ軸方向中央部において、Ｘ軸方向の幅が小さくなっている。なお、凹部５４０のＺ軸方向の幅、及び、Ｘ軸方向の深さは、特に限定されない。また、凹部５４０の形状についても特に限定されず、半円形状、半楕円形状、半長円形状、三角形状、その他の多角形状等であってもよい。

このような構成において、図５の（ａ）に示すように、当て板接合部５１０と集電体４００の電極接続部４２０とで電極体３００の集束部３２０を挟んだ状態で、当て板接合部５１０に接合器具２０が配置される。接合器具２０は、例えば、抵抗溶接用の電極（タングステン製の電極先端チップ）であり、円柱形状を有している。なお、電極接続部４２０側にも接合器具（抵抗溶接用の電極等）が配置されるが、同図では省略して図示している。

すなわち、接合器具２０は、貫通部５３０の内側において当て板接合部５１０に当接し、電極接続部４２０側の接合器具とで、当て板接合部５１０、集束部３２０及び電極接続部４２０を挟み込んで、接合する。本実施の形態では、接合器具２０と電極接続部４２０側の接合器具との間に電流が流れることで、抵抗溶接が行われる。

これにより、図５の（ｂ）に示すように、当て板接合部５１０、集束部３２０及び電極接続部４２０が接合された接合部６００が形成される。接合部６００は、当て板接合部５１０、集束部３２０及び電極接続部４２０が溶融して一体化された部位である。つまり、当て板５００においては、当て板接合部５１０が溶融して、溶融部５５０が形成される。

溶融部５５０は、当て板接合部５１０、集束部３２０及び電極接続部４２０が溶融して一体化された接合部６００のうちの、当て板接合部５１０が溶融した部位である。言い換えれば、当て板接合部５１０は、集束部３２０及び電極接続部４２０と一体化された溶融部５５０を有している。本実施の形態では、当て板接合部５１０の集束部３２０側の部分が溶融して、溶融部５５０が形成される。

［３ 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、集電体４００とで電極体３００を挟んだ状態で集電体４００とともに電極体３００に接合される当て板５００を備えている。そして、当て板５００は、電極体３００との接合部である当て板接合部５１０と、当て板接合部５１０の周囲の外周部５２０との間に、当て板５００を貫通する貫通部５３０を有している。このように、当て板接合部５１０の周囲に貫通部５３０を形成することで、集電体４００と当て板５００とで電極体３００を挟んで接合する際に、当て板５００が変形しやすくなり、当て板接合部５１０と電極体３００との接触面積の増加を図ることができる。これにより、当て板５００が電極体３００に局所的に当接するのを抑制して、集電体４００と電極体３００とを安定的に接合することができるため、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。

また、当て板５００に貫通部５３０を形成することで当て板５００が変形しやすくなるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極等）と当て板５００との接触面積の増加を図ることができる。これにより、接合器具２０に局所的な力がかかるのを抑制することができ、接合器具２０が損傷（クラックが発生する等）するのを抑制することができる。また、接合器具２０（抵抗溶接用電極）と当て板５００との接触面積の増加を図ることができるため、集電体４００と電極体３００とを抵抗溶接で接合する際に、接合器具２０（抵抗溶接用電極）から当て板５００に電流が流れる際の電流密度を低減することができる。これにより、接合器具２０が高温になるのを抑制することができるため、接合器具２０が損傷するのを抑制することができる。

また、当て板５００の貫通部５３０を、当て板接合部５１０に沿って延びるスリットとすることで、当て板５００を変形させて当て板接合部５１０を電極体３００に接触しやすくすることができる。これにより、当て板接合部５１０と電極体３００との接触面積の増加をより図ることができるため、集電体４００と電極体３００とを安定的に接合して、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。

また、当て板５００の貫通部５３０をスリットとすることで当て板５００が変形しやすくなるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極等）と当て板５００との接触面積の増加を図ることができる。これにより、接合器具２０に局所的な力がかかるのを抑制したり、抵抗溶接時に接合器具２０が高温になるのを抑制したりすることができるため、接合器具２０が損傷するのを抑制することができる。

さらに、当て板５００の貫通部５３０をスリットとすることで、集電体４００と電極体３００とを抵抗溶接で接合する際に、抵抗溶接時の電流が当て板接合部５１０から外周部５２０に分流され難くなる。これにより、当て板接合部５１０に電流を集中させることができるため、比較的小さな電流値で集電体４００と電極体３００との接合強度を向上させて、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。なお、当該電流値を増やせば同等の接合強度が得られるが、電流値を増やすと発塵など接合品質に悪影響を及ぼすおそれがあるため、当該電流値を小さくできることによる効果は高い。また、接合に必要な電流を低減することができるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極）が高温になって損傷するのを抑制することもできる。

また、２つの当て板接合部５１０の間に凹部５４０を形成して、当該２つの当て板接合部５１０の間における当て板５００の幅を小さくすることで、抵抗溶接時の電流が一方の当て板接合部５１０側から他方の当て板接合部５１０側に分流されるのを抑制することができる。これによっても、１つの当て板接合部５１０に電流を集中させることができるため、比較的小さな電流値で集電体４００と電極体３００との接合強度を向上させて、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。また、接合に必要な電流を低減することができるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極）が高温になって損傷するのを抑制することもできる。

［４ 変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例１に係る当て板５００ａの構成を示す斜視図である。具体的には、図６の（ａ）は、当て板５００ａのＺ軸プラス方向側の部位を示す斜視図であり、図４に示した当て板５００のＺ軸プラス方向側の部位に対応している。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）の当て板５００ａを裏側（Ｙ軸プラス方向側）から見た場合の構成を示す斜視図である。

図６の（ａ）に示すように、本変形例における当て板５００ａは、上記実施の形態における当て板５００と、Ｙ軸マイナス方向側の構成は同じである。しかし、図６の（ｂ）に示すように、当て板５００ａは、当て板５００と、Ｙ軸プラス方向側の構成が異なる。具体的には、当て板５００ａは、当て板接合部５１０が、薄肉部５１１と接合部突起５１２とを有している。本変形例の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。

薄肉部５１１は、当て板接合部５１０に形成された、外周部５２０よりも厚みが薄い部位である。つまり、当て板接合部５１０のＹ軸プラス方向側の面が、外周部５２０よりもＹ軸マイナス方向に凹むことで、外周部５２０よりも厚みが薄い薄肉部５１１が形成されている。本実施の形態では、隣り合う２つの貫通部５３０の間の部位も、薄肉になっている。なお、当て板接合部５１０のＹ軸マイナス方向側の面も凹んでいてもよいが、本実施の形態では、当て板接合部５１０のＹ軸マイナス方向側の面は、外周部５２０のＹ軸マイナス方向側の面と同一平面上に配置されている。

接合部突起５１２は、当て板接合部５１０のＹ軸プラス方向側の面の中央部に形成された突起である。具体的には、接合部突起５１２は、薄肉部５１１のＹ軸プラス方向側の面の中央部から、Ｙ軸プラス方向に突出する円形状（円板状）の突起である。つまり、接合部突起５１２は、電極体３００の集束部３２０に向けて突出するように配置されている。なお、接合部突起５１２の突出高さ（Ｙ軸方向の長さ）は特に限定されないが、例えば、薄肉部５１１の厚み以下であるのが好ましく、薄肉部５１１の厚みの１／２以下であるのがより好ましく、薄肉部５１１の厚みの１／４以上かつ１／３以下であるのがさらに好ましい。

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、当て板５００ａの当て板接合部５１０に、外周部５２０よりも厚みが薄い薄肉部５１１を形成することで、当て板接合部５１０が変形しやすくなるため、当て板接合部５１０と電極体３００との接触面積の増加をより図ることができる。これにより、集電体４００と電極体３００とを安定的に接合することができるため、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。

また、当て板５００ａの当て板接合部５１０に薄肉部５１１を形成することで当て板接合部５１０が変形しやすくなるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極等）と当て板接合部５１０との接触面積の増加を図ることができる。これにより、接合器具２０に局所的な力がかかるのを抑制したり、抵抗溶接時に接合器具２０が高温になるのを抑制したりすることができるため、接合器具２０が損傷するのを抑制することができる。

また、当て板５００ａの当て板接合部５１０に、電極体３００に向けて突出する接合部突起５１２を形成することで、集電体４００と電極体３００とを抵抗溶接で接合する際に、接合部突起５１２に電流を集中させることができる。これにより、比較的小さな電流値で集電体４００と電極体３００との接合強度を向上させることができるため、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。

また、接合部突起５１２に電流を集中させることで、接合に必要な電流を低減することができるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極）が高温になって損傷するのを抑制することもできる。

また、当て板接合部５１０に接合部突起５１２が設けられているため、当て板５００ａの電極体３００に対する設置状態が不安定になる場合があるが、当て板接合部５１０の周囲に外周部５２０が配置されているため、当て板５００ａの電極体３００に対する設置状態を安定に保つことができる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例２に係る当て板５００ｂの構成を示す斜視図である。なお、図７の（ａ）は、図６の（ａ）に対応する図であり、図７の（ｂ）は、図６の（ｂ）に対応する図である。

図７の（ａ）に示すように、本変形例における当て板５００ｂは、上記実施の形態及び変形例１における当て板５００、５００ａと、Ｙ軸マイナス方向側の構成は同じである。しかし、図７の（ｂ）に示すように、当て板５００ｂは、当て板５００、５００ａと、Ｙ軸プラス方向側の構成が異なる。具体的には、当て板５００ｂは、上記変形例１における薄肉部５１１が外周部５２０にまで広がることで、外周部５２０が外周部突起５２１を有する構成となっている。本変形例のその他の構成については、上記変形例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

外周部突起５２１は、外周部５２０のＹ軸プラス方向側の面に形成された突起である。具体的には、外周部突起５２１は、外周部５２０のＹ軸プラス方向側の面のＸ軸方向両側及びＺ軸方向両側の４箇所から、Ｙ軸プラス方向に突出する三角形状（三角板状）の突起である。つまり、外周部突起５２１は、接合部突起５１２から離れた位置に、電極体３００の集束部３２０に向けて突出するように配置されている。

言い換えれば、外周部５２０のＹ軸プラス方向側の面が、当て板接合部５１０の薄肉部５１１と同じ厚さにまでＹ軸マイナス方向に凹むことで、外周部５２０にも薄肉部が形成され、当該薄肉部が形成されなかった部分が外周部突起５２１となる。なお、外周部突起５２１の突出高さ（Ｙ軸方向の長さ）は特に限定されないが、例えば、接合部突起５１２と同じ高さである。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記変形例１と同様の効果を奏することができる。特に本変形例では、当て板５００ｂの外周部５２０に外周部突起５２１を形成して、外周部５２０を外周部突起５２１で電極体３００に接触させることで、外周部突起５２１が支点となり、当て板接合部５１０を均等に電極体３００に接触しやすくすることができる。これにより、当て板接合部５１０と電極体３００との接触面積の増加をより図ることができるため、集電体４００と電極体３００とを安定的に接合して、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。

また、集電体４００と電極体３００とを抵抗溶接で接合する際に、外周部５２０が外周部突起５２１で電極体３００に接触することで、外周部５２０と電極体３００との接触面積が小さくなるため、外周部５２０に電流が分流され難くなる。これにより、当て板接合部５１０に電流を集中させることができるため、比較的小さな電流値で集電体４００と電極体３００との接合強度を向上させることができ、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。また、接合に必要な電流を低減することができるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極）が高温になって損傷するのを抑制することもできる。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図８は、本実施の形態の変形例３に係る当て板５００ｃの構成を示す斜視図である。なお、図８の（ａ）は、図７の（ａ）に対応する図であり、図８の（ｂ）は、図７の（ｂ）に対応する図である。

図８に示すように、本変形例における当て板５００ｃは、上記変形例２等における当て板５００ｂ等の貫通部５３０よりも大きな貫通部５３１を有している。貫通部５３１は、貫通部５３０と同様に、当て板接合部５１０及び外周部５２０の間に配置されて、当て板接合部５１０に沿って延びるスリットであるが、貫通部５３０よりも、当て板接合部５１０から外周部５２０に向かう方向の幅が大きく形成されている。例えば、貫通部５３１は、当該幅が、貫通部５３０の２倍以上の大きさを有している。また、例えば、貫通部５３０の当該幅は、接合部突起５１２の幅（直径）よりも小さいが、貫通部５３１の当該幅は、接合部突起５１２の幅（直径）よりも大きく形成されている。本変形例のその他の構成については、上記変形例２と同様であるため、詳細な説明は省略する。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記変形例２と同様の効果を奏することができる。特に本変形例では、当て板５００ｃの貫通部５３１が大きく形成されているため、当て板５００ｃを変形させて当て板接合部５１０を電極体３００に接触しやすくすることができる。これにより、当て板接合部５１０と電極体３００との接触面積の増加をより図ることができるため、集電体４００と電極体３００とを安定的に接合して、集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。

また、当て板５００ｃが変形しやすくなるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極等）と当て板５００ｃとの接触面積の増加を図ることができ、接合器具２０が損傷するのを抑制することができる。さらに、当て板５００ｃの貫通部５３１が大きく形成されることで、集電体４００と電極体３００とを抵抗溶接で接合する際に、抵抗溶接時の電流が当て板接合部５１０から外周部５２０に分流され難くなる。これにより、当て板接合部５１０に電流を集中させることができるため、比較的小さな電流値で集電体４００と電極体３００との接合品質の向上を図ることができる。また、接合に必要な電流を低減することができるため、接合器具２０（抵抗溶接用電極）が高温になって損傷するのを抑制することもできる。

（その他の変形例）
以上、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、上記実施の形態及びその変形例には限定されない。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って制限的なものではなく、本発明の範囲は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、上記実施の形態及びその変形例では、集電体４００の１つの電極接続部４２０に対して２つの接合部６００が形成されている、つまり、１つの当て板に、２組の当て板接合部５１０、外周部５２０及び貫通部５３０（または５３１）が配置されていることとした。しかし、接合部６００の数（当て板接合部５１０等の組の数）は特に限定されず、１つ（１組）でもよいし、３つ（３組）以上であってもよい。この場合、凹部５４０は、隣り合う２組の当て板接合部５１０等の間の全てに形成されるのが好ましいが、当該全てのうちのいずれかに凹部５４０が形成されない構成でもよい。また、集電体４００は、１つの電極接続部４２０しか有していないことにしてもよいし、３つ以上の電極接続部４２０を有していることにしてもよい。さらに、１つの電極接続部４２０に対して形成される接合部６００の数は、同じでなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、当て板の外周部５２０は、当て板接合部５１０の周囲の全周に配置されていることとした。しかし、外周部５２０は、当て板接合部５１０の周囲の全周ではなく、当該全周のうちの一部にしか配置されていなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、当て板の貫通部５３０（または５３１）は、当て板接合部５１０に沿って延びるスリットであり、当て板接合部５１０の周囲の全周を囲うように配置されていることとした。しかし、貫通部５３０（または５３１）は、スリット以外の形状の貫通孔（切り込み、丸孔等）であってもよいし、当該全周のうちの一部にしか配置されていなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、全ての接合部６００において、抵抗溶接によって、集電体４００と当て板とが電極体３００に接合されることとした。しかし、接合部６００における接合手法は、特に限定されず、例えば、超音波接合、レーザ溶接、かしめ接合、または、ねじ締結等が用いられてもよい。また、正極側と負極側とで、異なる接合手法が用いられてもよい。例えば、負極側の接合部６００においては、金属粉等のコンタミネーションが発生するのを抑制するために抵抗溶接が行われ、正極側の接合部６００においては、超音波接合が行われることにしてもよい。

また、上記変形例では、当て板の当て板接合部５１０の中央部には、円形状（円板状）の接合部突起５１２が１つ設けられていることとした。しかし、接合部突起５１２の配置位置、個数、及び、形状は、特に限定されない。例えば、当て板接合部５１０の中央部から少しずれた位置に接合部突起５１２が配置されていてもよいし、２つ以上の接合部突起５１２が配置されていてもよいし、楕円形状や矩形状等の接合部突起５１２が形成されていてもよい。また、例えば、接合部６００における接合手法が抵抗溶接ではない場合には、当て板接合部５１０には、接合部突起５１２は設けられていなくてもよい。この場合、薄肉部５１１は、当て板接合部５１０のＹ軸プラス方向側の面ではなく、当て板接合部５１０のＹ軸マイナス方向側の面が凹むことで形成された薄肉部であってもよい。

また、上記変形例２及び３では、当て板の外周部５２０のＸ軸方向両側及びＺ軸方向両側の４箇所に、外周部突起５２１が設けられていることとした。しかし、外周部突起５２１の配置位置、個数、及び、形状は、特に限定されない。ただし、外周部突起５２１は、接合部突起５１２から離れた位置に、複数箇所配置されるのが好ましい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、当て板は、Ｘ軸方向両側に凹部５４０が形成されていることとした。しかし、当て板は、Ｘ軸方向の片側にしか凹部５４０が形成されていなくてもよいし、凹部５４０が全く形成されていない構成でもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体３００は、巻回軸が蓋体１２０に平行となるいわゆる縦巻きの巻回型電極体であることとした。しかし、電極体３００は、巻回軸が蓋体１２０に垂直となるいわゆる横巻きの巻回型電極体であってもよい。また、電極体３００の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層したスタック型や、極板及び／又はセパレータを蛇腹状に折り畳んだ形状（セパレータを蛇腹状にして矩形の極板を挟む形態、極板とセパレータとを重ねた後に蛇腹状にする形態等）などであってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、集電体４００と電極体３００と当て板５００とが接合されることとしたが、これら以外の部材も一緒に接合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、全ての接合部６００において上記の構成が適用されることとしたが、いずれかの接合部６００においては上記の構成が適用され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、当て板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に適用できる。

１０ 蓄電素子
２０ 接合器具
１００ 容器
２００ 電極端子
３００ 電極体
３１０ 電極体本体部
３２０ 集束部
４００ 集電体
４１０ 端子接続部
４２０ 電極接続部
５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ 当て板
５１０ 当て板接合部
５１１ 薄肉部
５１２ 接合部突起
５２０ 外周部
５２１ 外周部突起
５３０、５３１ 貫通部
５４０ 凹部
５５０ 溶融部
６００ 接合部

Claims (4)

1. 電極体と、前記電極体に接合される集電体とを備える蓄電素子であって、
   前記集電体とで前記電極体を挟んだ状態で、前記集電体とともに前記電極体に接合される当て板を備え、
   前記当て板は、
   前記電極体に接合される接合部と、
   前記接合部の周囲に配置される外周部と、
   前記接合部及び前記外周部の間に配置され、前記当て板を貫通する貫通部と、を有し、
   前記貫通部は、前記接合部に沿って延びるスリットである
   蓄電素子。
2. 前記接合部は、前記電極体に向けて突出する接合部突起を有する
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記接合部は、前記外周部よりも厚みが薄い薄肉部を有する
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記外周部は、前記電極体に向けて突出する外周部突起を有する
   請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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