JPWO2019013326A1

JPWO2019013326A1 - 蓄電素子

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Publication number: JPWO2019013326A1
Application number: JP2019529803A
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Inventors: 浩之團野; 順中西
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
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Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-05-07
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Abstract

容器１００を備える蓄電素子１０であって、容器１００は、電解液の注液口１１１が形成された蓋体１１０と、注液口１１１を塞ぐ注液栓４００とを有し、注液栓４００は、注液口１１１に挿入される軸部４１０と、軸部４１０の外周から突出して蓋体１１０に接合される突出部４２０とを有し、蓋体１１０には、注液口１１１の周囲に、軸部４１０に隣接する空間１１３が形成され、軸部４１０の先端は、注液口１１１内に配置されている。

Description

本発明は、注液口が形成された壁部と、注液口を塞ぐ注液栓とを有する容器を備える蓄電素子に関する。

従来、注液口が形成された壁部と、注液口を塞ぐ注液栓とを有する容器を備えた蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、注液孔（注液口）を有する封口板（壁部）と、注液孔を封止する封止栓（注液栓）とを有する容器を備えた密閉式電池（蓄電素子）が開示されている。この密閉式電池においては、封止栓は、注液孔に圧入されて、注液孔を閉塞する圧入部材を有しており、注液孔の封止性を長期に亘って維持する。

特開２０１４−１７０６４８号公報

ここで、一般的に、従来の蓄電素子では、注液栓の注液口に挿入された部分は、注液口から内方に突出して配置されている。例えば、上記特許文献１では、封止栓の圧入部材で注液孔を確実に閉塞するために、当該圧入部材は、先端が注液孔から内方に突出するまで注液孔に圧入されて配置されている。しかしながら、この場合、容器内の電解液が、当該圧入部材などの注液栓の注液口に挿入された部分を伝って、注液口から這い上がってくるという問題がある。注液栓を容器の壁部に溶接等接合する際に電解液が注液口から這い上がってくれば、電解液に起因する注液栓と容器の壁部との接合不良が発生する。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、注液栓と容器の壁部との接合不良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、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、電解液の注液口が形成された壁部と、前記注液口を塞ぐ注液栓とを有し、前記注液栓は、前記注液口に挿入される軸部と、前記軸部の外周から突出して前記壁部に接合される突出部とを有し、前記壁部には、前記注液口の周囲に、前記軸部に隣接する空間が形成され、前記軸部の先端は、前記注液口内に配置されている。

本発明の別の態様に係る蓄電素子は、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、電解液の注液口が形成された壁部と、前記注液口を塞ぐ注液栓とを有し、前記注液栓は、第１方向に延びて前記注液口に挿入される円柱状の軸部と、断面視において前記軸部の外周から前記第１方向と直交する第２方向に突出して前記壁部の外面に接合される突出部とを有し、前記軸部と前記突出部とが金属部材で一体的に１ピースに形成され、前記壁部には、前記注液口の周囲に、前記外面から凹んだ凹部が形成されており、前記軸部と前記突出部と前記凹部とで空間が形成され、前記軸部は、前記突出部から前記注液口の入り口まで同一径の円柱部を有する。

本発明における蓄電素子によれば、注液栓と容器の壁部との接合不良を抑制することができる。

図１は、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、実施の形態に係る蓄電素子が備える各構成要素を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す断面図である。図５は、実施の形態の変形例１に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す断面図である。図６は、実施の形態の変形例２に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す断面図である。図７は、実施の形態の変形例３に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す断面図である。図８は、実施の形態の変形例４に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す断面図である。図９は、実施の形態の変形例５に係る蓋体の注液口まわりの構成、及び、注液栓の構成を示す断面図である。

本発明は、注液栓と容器の壁部との接合不良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。

これによれば、蓄電素子において、容器の壁部には、注液口の周囲に注液栓の軸部に隣接する空間が形成され、注液栓の軸部の先端は、注液口内に配置されている。つまり、電解液が注液栓の軸部に付着すると、当該軸部と注液口内周面との間に浸入して這い上がってくるが、当該軸部と注液口内周面との接触面積が大きいほど、当該浸入して這い上がってくる電解液の量が多くなる。このため、注液口の周囲に注液栓の軸部に隣接する空間を形成し、かつ、注液栓の軸部の先端を注液口内に配置して、当該軸部と注液口内周面との接触面積を小さくし、当該軸部と注液口内周面との間に浸入して這い上がってくる電解液の量を少なくする。また、注液栓の軸部の先端を注液口内に配置すると、軸部の先端が蓋の役割を果たすこととなり、注液口内において注液栓の軸部の先端よりも下側に付着している電解液が当該軸部と注液口内周面との間に浸入するのを抑制することもできる。これにより、電解液が注液口から這い上がってくるのを抑制することができる。また、注液口の周囲に、注液栓の軸部に隣接する空間を形成することで、当該空間に電解液を溜めることもできるため、注液口から電解液が這い上がってくるのをさらに抑制することができる。これらにより、注液栓と容器の壁部との接合不良を抑制することができる。

また、前記軸部の軸方向において、前記軸部の先端と前記壁部の内面との距離は、前記軸部と前記注液口の内周面との当接部分の長さよりも大きいことにしてもよい。

これによれば、蓄電素子において、注液栓の軸部の軸方向における、当該軸部の先端と容器の壁部の内面との距離が、当該軸部と注液口の内周面との当接部分の長さよりも大きくなるように構成する。このように、当該軸部の先端と壁部の内面との距離を大きくして、当該軸部と注液口内周面との当接部分の長さを小さくすることで、当該軸部と注液口内周面との接触面積を小さくし、当該軸部と注液口内周面との間に浸入する電解液の量を少なくする。これにより、電解液が注液口から這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

また、前記軸部の軸方向において、前記軸部と前記注液口の内周面との当接部分の長さは、前記軸部と前記空間との境界部分の長さよりも小さいことにしてもよい。

これによれば、蓄電素子において、注液栓の軸部の軸方向における、当該軸部と注液口の内周面との当接部分の長さが、当該軸部と空間との境界部分の長さよりも小さくなるように構成する。このように、当該軸部と注液口内周面との当接部分の長さを小さくして、当該軸部と空間との境界部分の長さを大きくすることで、当該軸部と注液口内周面との接触面積を小さくし、かつ、電解液の液溜めを大きくすることができる。これにより、電解液が注液口から這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

また、前記壁部は、前記空間に隣接して配置され、前記注液口に向かうほど前記容器の内方に向けて傾斜した傾斜面を有することにしてもよい。

これによれば、蓄電素子において、容器の壁部は、注液口に向かうほど容器の内方に向けて傾斜した傾斜面を有しているため、電解液が這い上がってくるのを当該傾斜面が抑制することができる。これにより、電解液が注液口から這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

また、前記空間と隣接する前記軸部の部分は、前記注液口の内周面と当接する前記軸部の部分と同じ径または小さい径を有していてもよい。

壁部に注液口を形成する際に、注液口の入り口付近から空間や上方に向けて突出したバリが生じる場合がある。この場合、当該空間と隣接する軸部の部分の径が、注液口の内周面と当接する軸部の部分の径よりも大きいと、当該大径部と当該バリが干渉し、注液栓が浮き上がる。注液栓が浮き上がることで、注液栓の突出部と容器の壁部との接合不良が発生するおそれがある。このため、空間と隣接する軸部の部分を注液口の内周面と当接する軸部の部分と同じ径または小さな径とすることで、当該バリが軸部と干渉して注液栓が浮き上がるのを抑制することができ、注液栓と容器の壁部との接合不良を抑制することができる。

また、本発明の別の態様に係る蓄電素子は、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、電解液の注液口が形成された壁部と、前記注液口を塞ぐ注液栓とを有し、前記注液栓は、第１方向に延びて前記注液口に挿入される円柱状の軸部と、断面視において前記軸部の外周から前記第１方向と直交する第２方向に突出して前記壁部の外面に接合される突出部とを有し、前記軸部と前記突出部とが金属部材で一体的に１ピースに形成され、前記壁部には、前記注液口の周囲に、前記外面から凹んだ凹部が形成されており、前記軸部と前記突出部と前記凹部とで空間が形成され、前記軸部は、前記突出部から前記注液口の入り口まで同一径の円柱部を有する。

電解液が注液栓の軸部に付着すると、当該軸部と注液口内周面との間に浸入して這い上がってくるが、当該軸部と注液口内周面との接触面積が大きいほど、当該浸入して這い上がってくる電解液の量が多くなる。このため、注液栓の軸部に隣接する空間を形成し、かつ、注液栓の軸部を注液口内に配置して、当該軸部と注液口内周面との接触面積を小さくし、当該軸部と注液口内周面との間に浸入して這い上がってくる電解液の量を少なくする。また、注液栓の軸部を注液口内に配置すると、軸部の先端が蓋の役割を果たすこととなり、注液口内において注液栓の軸部の先端よりも下側に付着している電解液が当該軸部と注液口内周面との間に浸入するのを抑制することもできる。これにより、電解液が注液口から這い上がってくるのを抑制することができる。また、注液口の周囲に、注液栓の軸部に隣接する空間を形成することで、当該空間に電解液を溜めることもできるため、注液口から電解液が這い上がってくるのをさらに抑制することができる。さらに、注液栓の軸部と、壁部に接合される突出部とが別々の部材で構成される場合、当該軸部が注液口から蓄電素子の内部に落下しないように、空間に隣接する軸部の部分の径を大きくする必要がある。しかしながら、空間に隣接する軸部の部分の径を大きくすると、注液口の入り口付近から空間や上方に向けて突出するバリが存在する場合、当該大径部がバリと干渉して当該軸部が注液口から浮き上がる。軸部が注液口から浮き上がると、注液口から這い上がってくる電解液を抑制することができずに、電解液に起因する注液栓と容器の壁部との接合不良が発生するおそれがある。このため、注液栓の軸部と突出部とを金属部材で一体的に１ピースに形成することで、軸部が注液口から蓄電素子の内部に落下することを防ぎつつ、軸部を突出部から注液口の入り口まで同一径の円柱形状とすることで、当該軸部がバリと干渉して注液栓が浮き上がるのを防ぐことができ、注液栓と容器の壁部との接合不良を抑制することができる。

なお、本発明は、蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える、壁部と注液栓とを有する容器としても実現することができる。

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及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、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、以下の実施の形態及びその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、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、以下実施の形態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（一対の活物質層非形成部）の並び方向、電極体の巻回軸方向、集電体の脚部の幅方向、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体との並び方向、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軸方向やＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［１蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、図１及び図２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。また、図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０が備える各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１２０及び注液栓４００を分離した状態での構成を示す斜視図である。

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、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１０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）等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに使用される。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く、さらに、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、矩形状（角型）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、矩形状には限定されず、円柱形状や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、蓋体１１０と容器本体１２０とを有する容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００内方には、電極体１３０と、正極集電体１４０と、負極集電体１５０とが収容されている。

なお、蓋体１１０と正極端子２００との間、及び蓋体１１０と正極集電体１４０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いるが、同図では省略して図示している。負極側についても、同様である。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、図示は省略する。なお、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、正極集電体１４０及び負極集電体１５０の側方に配置されるスペーサ、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、または、電極体１３０等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。

容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１２０と、容器本体１２０の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０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１１０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１２０のＺ軸方向プラス側に配置されている。容器本体１２０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。また、容器１００は、電極体１３０等を容器本体１２０の内方に収容後、蓋体１１０と容器本体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ものとなっている。なお、蓋体１１０及び容器本体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。

また、図２に示すように、蓋体１１０には、電解液の注液口１１１が形成されている。注液口１１１は、蓄電素子１０の製造時に電解液を注液するために、蓋体１１０に形成された例えば円形状の貫通孔である。本実施の形態では、注液口１１１は、蓋体１１０のＸ軸方向マイナス側寄り及びＹ軸方向マイナス側寄りに配置されている。なお、注液口１１１は、蓋体１１０のどの位置に配置されていてもよい。

また、図１及び図２に示すように、蓋体１１０には、注液口１１１を塞ぐ注液栓４００が配置されている。つまり、蓄電素子１０の製造時に、注液口１１１から容器１００内に電解液を注液し、注液栓４００を蓋体１１０に溶接等接合して注液口１１１を塞ぐことで、電解液が容器１００内に収容される。このように、容器１００は、電解液の注液口１１１が形成された壁部としての蓋体１１０と、注液口１１１を塞ぐ注液栓４００とを有している。この蓋体１１０の注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成の詳細な説明については、後述する。

電極体１３０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。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１３０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。なお、本実施の形態では、電極体１３０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１３０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。

正極端子２００は、電極体１３０の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体１３０の負極板に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体１３０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１３０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電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体１３０の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。

正極集電体１４０及び負極集電体１５０は、電極体１３０と容器１００の壁面との間に配置され、正極端子２００及び負極端子３００と、電極体１３０の正極板及び負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、正極集電体１４０の材質は限定されないが、例えば、電極体１３０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などで形成されている。また、負極集電体１５０についても、材質は限定されないが、例えば、電極体１３０の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

［２蓋体１１０の注液口１１１まわり及び注液栓４００の構成の説明］
次に、蓋体１１０の注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００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蓋体１１０の注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す斜視図である。具体的には、図３は、図２における蓋体１１０の注液口１１１まわり及び注液栓４００の構成を拡大して示す斜視図である。また、図４は、本実施の形態に係る蓋体１１０の注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す断面図である。具体的には、図４は、図１における蓋体１１０及び注液栓４００をＩＶ−ＩＶ断面で切断した場合の構成を拡大して示す断面図である。

［２．１注液栓４００の構成の説明］
まず、注液栓４００の構成について、詳細に説明する。注液栓４００は、注液口１１１を塞いだ状態で、蓋体１１０に溶接等によって接合される部材である。なお、注液栓４００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、メッキ鋼板など蓋体１１０に溶接可能な金属で形成されている。ここで、図３及び図４に示すように、注液栓４００は、軸部４１０と、突出部４２０とを有している。

軸部４１０は、Ｚ軸方向（第１方向）に延設され、注液口１１１に挿入される円柱状の部位である。具体的には、図４に示すように、軸部４１０は、上面に凹部４１１が形成された柱部４１２と、柱部４１２からＺ軸方向マイナス側に向けて徐々に縮径する縮径部４１３と、縮径部４１３からＺ軸方向マイナス側に延設された先端部４１４とを有している。

柱部４１２は、軸部４１０のＺ軸方向プラス側の円柱形状の部位であり、柱部４１２のＺ軸方向プラス側の面には、Ｚ軸方向マイナス側に向けて凹んだ円錐状の凹部４１１が形成されている。この凹部４１１は、例えば、蓋体１１０の外面１１４に注液栓４００を接合する際の目印として用いられる。つまり、凹部４１１によって、注液栓４００の位置を把握することができるため、注液栓４００を、外面１１４上の正確な位置に配置して、外面１１４に接合することができる。縮径部４１３は、ＹＺ平面で切断した断面形状において、柱部４１２のＺ軸方向マイナス側の端部から、Ｚ軸方向マイナス側に向けてＹ軸方向の幅が徐々に小さくなるような外縁形状が曲線で形成された部位である。先端部４１４は、縮径部４１３のＺ軸方向マイナス側の端部から、Ｚ軸方向マイナス側に向けて延設された円柱形状の部位である。つまり、先端部４１４は、軸部４１０のＺ軸方向マイナス側の先端部分である。

突出部４２０は、断面視において、軸部４１０の外周からＺ軸方向（第１方向）と直交する第２方向に突出して蓋体１１０に接合される部位である。具体的には、突出部４２０は、軸部４１０の上端部（つまり柱部４１２の上部）の外周の全周から外方に突出した、平板状かつ上面視円環状（ドーナツ状）の部位（鍔部）である。なお、上面視とは、Ｚ軸方向プラス側から見た場合のことであり、例えば上面視円環状とは、Ｚ軸方向プラス側から見た場合に円環状の形状を有していることをいう。

また、突出部４２０は、内面（Ｚ軸方向マイナス側の面）が蓋体１１０の外面１１４と当接した状態で外面１１４上に載置されて、外縁部分が全周に亘って外面１１４に接合される。これにより、突出部４２０の外縁部分と外面１１４とが接合された上面視円環状の接合部４３０が形成される。具体的には、接合部４３０は、突出部４２０の外縁部分と外面１１４とがレーザ溶接等により溶接されて形成された溶接部である。

［２．２蓋体１１０の注液口１１１まわりの構成の説明］
次に、蓋体１１０の注液口１１１まわりの構成について、詳細に説明する。注液口１１１は、軸部４１０が挿入される上面視円形状の貫通孔であり、注液口１１１を介して電解液が容器１００の内方に注液される。注液口１１１は、上面視で、軸部４１０の柱部４１２の外周形状とほぼ同一の内周形状を有している。また、蓋体１１０は、注液口１１１の周囲に配置された段差部１１２を有している。段差部１１２は、注液口１１１の周囲に配置された上面視円形状の凹部によって形成された階段状の部位である。つまり、段差部１１２は、上面視円環状の底面部と、当該底面部の外周縁から立ち上がる円筒状の側面部とによって形成された部位である。

そして、この段差部１１２により、蓋体１１０には、注液口１１１の周囲に、軸部４１０に隣接する空間１１３が形成される。空間１１３は、接合部４３０と軸部４１０との間、つまり、突出部４２０及び外面１１４の当接面から柱部４１２の外周面に亘って形成されている。また、空間１１３は、突出部４２０の柱部４１２側の内面と、段差部１１２の底面部との間に配置されている。言い換えれば、空間１１３は、段差部１１２の底面部及び側面部と、軸部４１０の柱部４１２の外周面と、突出部４２０の柱部４１２側の内面とで囲まれて形成される空間である。

このように、注液栓４００は、軸部４１０の周囲に空間１１３が形成された状態で、軸部４１０が注液口１１１に挿入されて配置され、空間１１３の外側で突出部４２０が蓋体１１０の外面１１４に当接し、突出部４２０の外周縁に接合部４３０が形成されている。ここで、軸部４１０は、柱部４１２の下部の外周面が注液口１１１の内周面に当接した状態で、注液口１１１に挿入されている。なお、本実施の形態では、軸部４１０は、柱部４１２の下部の外周面が、全周において注液口１１１の内周面に当接しているが、柱部４１２の下部の外周面のうちの一部のみが、注液口１１１の内周面に当接していることにしてもよい。

また、軸部４１０の先端は、注液口１１１内に配置されている。つまり、軸部４１０の先端部４１４は、注液口１１１内に配置されている。言い換えれば、先端部４１４は、先端縁が蓋体１１０の内面１１５よりもＺ軸方向プラス側に配置されている。このような構成において、軸部４１０の注液口１１１内での配置（先端部４１４及び空間１１３の位置関係）は、以下の通りである。

軸部４１０の軸方向において、軸部４１０の先端と蓋体１１０の内面１１５との距離は、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さよりも大きい。つまり、軸部４１０の軸方向（Ｚ軸方向）において、先端部４１４と内面１１５との距離（同図のＬ１）が、柱部４１２と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（同図のＬ２）よりも大きくなる（Ｌ１＞Ｌ２）ように構成されている。

また、軸部４１０の軸方向において、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さは、軸部４１０と空間１１３との境界部分の長さよりも小さい。つまり、軸部４１０の軸方向（Ｚ軸方向）において、柱部４１２と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（同図のＬ２）が、柱部４１２と空間１１３との境界部分の長さ（同図のＬ３）よりも小さくなる（Ｌ２＜Ｌ３）ように構成されている。なお、本実施の形態では、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２の関係となっているが、Ｌ１＝Ｌ３＞Ｌ２の関係、または、Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２の関係となっていてもよい。

なお、軸部４１０の形状は、円柱状には限定されず、例えば角柱状などであってもよく、突出部４２０の形状も、上面視円環状には限定されず、例えば上面視で楕円形、長円形または多角形の環状などであってもよい。また、注液口１１１の形状も、上面視円形状には限定されず、例えば上面視で楕円形、長円形または多角形などであってもよく、軸部４１０の外周形状と異なる形状や異なる大きさであってもよい。また、段差部１１２の形状及び大きさも特に限定されない。

［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、容器１００の壁部としての蓋体１１０には、注液口１１１の周囲に注液栓４００の軸部４１０に隣接する空間１１３が形成され、注液栓４００の軸部４１０の先端は、注液口１１１内に配置されている。つまり、電解液が注液栓４００の軸部４１０に付着すると、当該電解液が軸部４１０と注液口１１１の内周面との間に浸入して這い上がってくるが、軸部４１０と注液口１１１の内周面との接触面積が大きいほど、当該浸入して這い上がってくる電解液の量が多くなる。このため、注液口１１１の周囲に注液栓４００の軸部４１０に隣接する空間１１３を形成し、かつ、注液栓４００の軸部４１０の先端を注液口１１１内に配置して、軸部４１０と注液口１１１の内周面との接触面積を小さくし、軸部４１０と注液口１１１の内周面との間に浸入して這い上がってくる電解液の量を少なくする。また、注液栓４００の軸部４１０の先端を注液口１１１内に配置すると、軸部４１０の先端が蓋の役割を果たすこととなり、注液口１１１内において注液栓４００の軸部４１０の先端よりも下側に付着した電解液が軸部４１０と注液口１１１の内周面との間に浸入するのを抑制することもできる。これにより、電解液が注液口１１１から這い上がってくるのを抑制することができる。また、注液口１１１の周囲に、注液栓４００の軸部４１０に隣接する空間１１３を形成することで、空間１１３に電解液を溜めることもできるため、注液口１１１から電解液が這い上がってくるのをさらに抑制することができる。これらにより、注液栓４００と蓋体１１０との接合不良（溶接不良）を抑制することができる。

また、注液口１１１を形成する際に、注液口１１１の内周面から、注液栓４００の突出部４２０に向けて突出したバリが生じる場合がある。この場合、注液口１１１の周囲に空間１１３が形成されていなければ、当該バリが注液栓４００の突出部４２０と干渉し、突出部４２０が浮き上がることで、突出部４２０と蓋体１１０との接合不良が発生するおそれがある。このため、注液口１１１の周囲に空間１１３を形成することで、当該バリが突出部４２０と干渉して突出部４２０が浮き上がるのを抑制することができ、突出部４２０と蓋体１１０との接合不良を抑制することができる。

また、注液栓４００に軸部４１０が設けられているため、軸部４１０を注液口１１１に挿入することで注液栓４００を注液口１１１に対して容易に配置して、注液栓４００を蓋体１１０に容易に接合することができる。これにより、注液栓４００と蓋体１１０との接合不良を抑制することができる。

また、蓄電素子１０において、注液栓４００の軸部４１０の軸方向における、軸部４１０の先端と容器１００の蓋体１１０の内面１１５との距離（Ｌ１）が、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（Ｌ２）よりも大きくなるように構成する。このように、軸部４１０の先端と蓋体１１０の内面１１５との距離（Ｌ１）を大きくして、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（Ｌ２）を小さくすることで、軸部４１０と注液口１１１の内周面との接触面積を小さくし、軸部４１０と注液口１１１の内周面との間に浸入する電解液の量を少なくする。これにより、電解液が注液口１１１から這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

また、蓄電素子１０において、注液栓４００の軸部４１０の軸方向における、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（Ｌ２）が、軸部４１０と空間１１３との境界部分の長さ（Ｌ３）よりも小さくなるように構成する。このように、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（Ｌ２）を小さくして、軸部４１０と空間１１３との境界部分の長さ（Ｌ３）を大きくすることで、軸部４１０と注液口１１１の内周面との接触面積を小さくし、かつ、電解液の液溜めを大きくすることができる。これにより、電解液が注液口１１１から這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

［４実施の形態の変形例の説明］
（変形例１及び２）
次に、上記実施の形態の変形例１及び２について、説明する。図５は、本実施の形態の変形例１に係る蓋体１１０ａの注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す断面図である。また、図６は、本実施の形態の変形例２に係る蓋体１１０ｂの注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す断面図である。なお、図５及び図６は、上記実施の形態における図４に対応する図である。

図５に示すように、変形例１における蓋体１１０ａは、上記実施の形態における蓋体１１０の段差部１１２に代えて、段差部１１２ａを有している。段差部１１２ａは、上記実施の形態における段差部１１２よりも、段差の高さが低く（段差の位置が高く）形成されている。これにより、蓋体１１０ａには、注液口１１１の周囲に、上記実施の形態における空間１１３よりも高さが低い空間１１３ａが形成される。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、説明は省略する。

このような構成により、軸部４１０の軸方向（Ｚ軸方向）において、軸部４１０の先端と蓋体１１０ａの内面１１５との距離（同図のＬ１）は、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（同図のＬ４）よりも大きくなる（Ｌ１＞Ｌ４）。また、軸部４１０の軸方向（Ｚ軸方向）において、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（同図のＬ４）は、軸部４１０と空間１１３ａとの境界部分の長さ（同図のＬ５）よりも大きくなる（Ｌ４＞Ｌ５）。つまり、本変形例では、Ｌ１＞Ｌ４＞Ｌ５の関係となっている。

また、図６に示すように、変形例２における蓋体１１０ｂは、上記変形例１における蓋体１１０ａの段差部１１２ａに代えて、段差部１１２ｂを有している。段差部１１２ｂは、上記変形例１における段差部１１２ａよりも、段差の高さが低く（段差の位置が高く）形成されている。これにより、蓋体１１０ｂには、注液口１１１の周囲に、上記変形例１における空間１１３ａよりも高さが低い空間１１３ｂが形成される。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、説明は省略する。

このような構成により、軸部４１０の軸方向（Ｚ軸方向）において、軸部４１０の先端と蓋体１１０ｂの内面１１５との距離（同図のＬ１）は、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（同図のＬ６）よりも小さくなる（Ｌ１＜Ｌ６）。また、軸部４１０の軸方向（Ｚ軸方向）において、軸部４１０と注液口１１１の内周面との当接部分の長さ（同図のＬ４）は、軸部４１０と空間１１３ｂとの境界部分の長さ（同図のＬ７）よりも大きくなる（Ｌ６＞Ｌ７）。なお、本変形例では、Ｌ６＞Ｌ１＞Ｌ７の関係となっているが、Ｌ６＞Ｌ１＝Ｌ７の関係、または、Ｌ６＞Ｌ７＞Ｌ１の関係となっていてもよい。

以上のように、変形例１及び２に係る蓄電素子によれば、段差部１１２ａ、１１２ｂの段差の高さが低く（段差の位置が高く）形成されているため、段差部１１２ａ、１１２ｂを容易に形成することができる。

（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７は、本実施の形態の変形例３に係る蓋体１１０ｃの注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す断面図である。なお、図７は、上記実施の形態における図４に対応する図である。

図７に示すように、本変形例における蓋体１１０ｃは、上記実施の形態における蓋体１１０の段差部１１２に代えて、段差部１１２ｃを有している。段差部１１２ｃは、底面として、注液口１１１に向かうほど容器１００の内方に向けて傾斜した傾斜面１１６を有している。これにより、蓋体１１０ｃには、注液口１１１の周囲に、注液口１１１に向かうほど高さが高くなる空間１１３ｃが形成される。つまり、蓋体１１０ｃは、空間１１３ｃに隣接して配置され、注液口１１１に向かうほど容器１００の内方に向けて傾斜した傾斜面１１６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、説明は省略する。

なお、本変形例では、傾斜面１１６は、注液口１１１に向かうほど容器１００の内方に向けて直線状に傾斜した傾斜面であるが、曲線状に傾斜した傾斜面であってもよいし、その他の形状でもよい。

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、容器１００の蓋体１１０ｃは、注液口１１１に向かうほど容器１００の内方に向けて傾斜した傾斜面１１６を有しているため、電解液が這い上がってくるのを傾斜面１１６が抑制することができる。これにより、電解液が注液口１１１から這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、説明する。図８は、本実施の形態の変形例４に係る蓋体１１０ｄの注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す断面図である。なお、図８は、上記実施の形態における図４に対応する図である。

図８に示すように、本変形例における蓋体１１０ｄは、上記実施の形態における蓋体１１０の段差部１１２に代えて、段差部１１２ｄを有している。段差部１１２ｄは、底面に凹部１１７を有している。つまり、凹部１１７は、段差部１１２ｄの突出部４２０との対向面に形成された上面視円環状の凹部である。このように、蓋体１１０ｄは、空間１１３ｄに隣接して配置される凹部１１７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、説明は省略する。なお、凹部１１７の上面視形状及び断面形状は特に限定されず、また、大きさについても限定されない。

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、空間１１３ｄに隣接して凹部１１７が配置されていることで、凹部１１７に電解液を溜めることができるため、注液口１１１から電解液が這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

（変形例５）
次に、上記実施の形態の変形例５について、説明する。図９は、本実施の形態の変形例５に係る蓋体１１０ｅの注液口１１１まわりの構成、及び、注液栓４００の構成を示す断面図である。なお、図９は、上記実施の形態における図４に対応する図である。

図９に示すように、本変形例における蓋体１１０ｅは、上記実施の形態における蓋体１１０の段差部１１２に代えて、段差部１１２ｅを有している。段差部１１２ｅは、底面に凸部１１８を有している。つまり、凸部１１８は、段差部１１２ｅの突出部４２０との対向面に形成された上面視円環状の凸部である。このように、蓋体１１０ｅは、空間１１３ｅに隣接して配置される凸部１１８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、説明は省略する。なお、凸部１１８の上面視形状及び断面形状は特に限定されず、また、大きさについても限定されない。

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、空間１１３ｅに隣接して凸部１１８が配置されていることで、電解液が這い上がってくるのを凸部１１８が壁になって抑制することができるため、注液口１１１から電解液が這い上がってくるのをさらに抑制することができる。

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、上記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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、容器１００の蓋体には、注液口１１１の周囲に、１段の段差部が設けられていることとした。しかし、容器１００の蓋体には、注液口１１１の周囲に、２段以上の段差部が設けられていることにしてもよい。また、容器１００の蓋体の外面１１４における段差部の周囲の形状は特に限定されず、例えば、外面１１４における段差部の周囲に、凹部や凸部等が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、接合部４３０は、注液栓４００の突出部４２０と容器１００の蓋体とがレーザ溶接によって接合された溶接部であることとした。しかし、突出部４２０と蓋体との接合方法は、レーザ溶接には限定されず、抵抗溶接や超音波溶接等による溶接であってもよい。また、当該接合方法は、溶接にも限定されず、例えば、接合部４３０は、注液栓４００の突出部４２０と容器１００の蓋体とが接着剤等によって接着、熱溶着等によって溶着、または、かしめ等によって機械的に接合された部位であることにしてもよい。この場合でも、注液口１１１から電解液が這い上がってくるのを抑制することで、注液栓４００と蓋体との接合不良を抑制することができる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、容器１００の蓋体に注液口１１１が形成され、当該注液口１１１を塞ぐように、容器１００の蓋体に注液栓４００が配置されることとした。しかし、容器本体１２０のいずれかの壁部に注液口１１１が形成され、当該注液口１１１を塞ぐように、容器本体１２０の当該壁部に注液栓４００が配置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、蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える、壁部としての蓋体と注液栓４００とを有する容器１００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、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ蓋体
１１１注液口
１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ空間
１１５内面
１１６傾斜面
１１７凹部
１１８凸部
４００注液栓
４１０軸部
４１４先端部
４２０突出部
４３０接合部

Claims

容器を備える蓄電素子であって、
前記容器は、
電解液の注液口が形成された壁部と、
前記注液口を塞ぐ注液栓とを有し、
前記注液栓は、前記注液口に挿入される軸部と、前記軸部の外周から突出して前記壁部に接合される突出部とを有し、
前記壁部には、前記注液口の周囲に、前記軸部に隣接する空間が形成され、
前記軸部の先端は、前記注液口内に配置されている
蓄電素子。
前記軸部の軸方向において、前記軸部の先端と前記壁部の内面との距離は、前記軸部と前記注液口の内周面との当接部分の長さよりも大きい
請求項１に記載の蓄電素子。
前記軸部の軸方向において、前記軸部と前記注液口の内周面との当接部分の長さは、前記軸部と前記空間との境界部分の長さよりも小さい
請求項１または２に記載の蓄電素子。
前記壁部は、前記空間に隣接して配置され、前記注液口に向かうほど前記容器の内方に向けて傾斜した傾斜面を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記空間と隣接する前記軸部の部分は、前記注液口の内周面と当接する前記軸部の部分と同じ径または小さい径を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
容器を備える蓄電素子であって、
前記容器は、
電解液の注液口が形成された壁部と、
前記注液口を塞ぐ注液栓とを有し、
前記注液栓は、第１方向に延びて前記注液口に挿入される円柱状の軸部と、断面視において前記軸部の外周から前記第１方向と直交する第２方向に突出して前記壁部の外面に接合される突出部とを有し、
前記軸部と前記突出部とが金属部材で一体的に１ピースに形成され、
前記壁部には、前記注液口の周囲に、前記外面から凹んだ凹部が形成されており、前記軸部と前記突出部と前記凹部とで空間が形成され、
前記軸部は、前記突出部から前記注液口の入り口まで同一径の円柱部を有する
蓄電素子。