JPWO2019116914A1 - 蓄電素子 - Google Patents

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Abstract

容器本体（１２０）と蓋体（１１０）とを有する容器（１００）と、蓋体（１１０）に固定される電極端子（正極端子（２００）、負極端子（３００））とを備える蓄電素子（１０）であって、容器（１００）の電極端子側の面には、容器本体（１２０）と蓋体（１１０）との接合部（１３０）が形成されており、蓋体（１１０）は、電極端子と接合部（１３０）との間には配置されることなく、接合部（１３０）と隣り合う位置に接合部（１３０）に沿って配置された凹部（１１１〜１１８）を有する。

Description

本発明は、容器本体と蓋体とを有する容器を備える蓄電素子に関する。
従来、容器本体と蓋体とを有する容器を備え、容器本体に蓋体が接合された蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、容器本体（電池缶）に蓋体（電池蓋）が溶接されて蓋体の外周端に全周に亘って溶接部が形成され、容器本体の開口部を蓋体が封止する構成の蓄電素子（角形二次電池）が開示されている。
国際公開第２０１４／０３３９０６号
上記従来の蓄電素子では、蓄電素子を精度良く構成できない場合がある。
本発明は、精度良く構成できる蓄電素子を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器本体と蓋体とを有する容器と、前記蓋体に固定される電極端子とを備える蓄電素子であって、前記容器の前記電極端子側の面には、前記容器本体と前記蓋体との接合部が形成されており、前記蓋体は、前記電極端子と前記接合部との間には配置されることなく、前記接合部と隣り合う位置に前記接合部に沿って配置された凹部を有する。
本発明は、蓄電素子として実現できるだけでなく、当該蓄電素子が備える、容器、または、容器の蓋体としても実現できる。
本発明における蓄電素子によれば、精度良く構成できる。
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分解して示す分解斜視図である。 図３は、実施の形態に係る蓋体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を容器本体に接合した場合の構成を示す平面図及び断面図である。 図５は、実施の形態の変形例１に係る蓋体を容器本体に接合した場合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に係る蓋体を容器本体に接合した場合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に係る蓋体を容器本体に接合した場合の構成を示す断面図である。
本願発明者は、容器本体に蓋体を接合する際に、蓋体の外周の一辺目を容器本体に接合すると、蓋体の当該一辺目に対向する二辺目と容器本体との間にずれが生じてしまう場合があることを見出した。例えば、上記特許文献１に記載の蓄電素子のように容器本体に蓋体を溶接によって接合する場合、蓋体の外周の一辺目を容器本体に溶接すると、溶接箇所の凝固による収縮作用で、蓋体の当該一辺目に対向する二辺目が浮き上がってしまう場合がある。その他の接合方法によっても、蓋体の当該二辺目と容器本体との間にずれが生じてしまう場合がある。このような場合には、蓋体の当該二辺目を容器本体に精度良く接合できなかったり、蓋体が傾いたまま固定されてしまって蓋体の平面度を確保できなかったりするおそれがある。このように、上記従来の蓄電素子では、蓄電素子を精度良く構成できない場合がある。
本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器本体と蓋体とを有する容器と、前記蓋体に固定される電極端子とを備える蓄電素子であって、前記容器の前記電極端子側の面には、前記容器本体と前記蓋体との接合部が形成されており、前記蓋体は、前記電極端子と前記接合部との間には配置されることなく、前記接合部と隣り合う位置に前記接合部に沿って配置された凹部を有する。
これによれば、蓄電素子において、容器の電極端子側の面には、容器本体と蓋体との接合部が形成されており、蓋体は、電極端子と接合部との間には配置されることなく、接合部と隣り合う位置に接合部に沿って配置された凹部を有している。このように、蓋体の接合部近傍に接合部に沿った凹部が形成されているため、蓋体の一辺目を容器本体に接合した際に蓋体が傾いても、接合部に沿った凹部が蓋体の傾きを吸収し、蓋体が傾くのを抑制できる。一方、蓋体の、電極端子が配置される位置の側方（電極端子と接合部との間）に凹部を形成すると、凹部の加工時に蓋体に力が加わり、蓋体の電極端子が配置される面の平面度が確保できなくなるおそれがある。このため、凹部を、電極端子の側方（電極端子と接合部との間）には形成しないことで、蓋体の電極端子が配置される面の平面度を確保できる。これらにより、精度良く蓄電素子を構成できる。
前記蓋体は、さらに、ガス排出弁を有し、前記凹部は、前記凹部の延設方向から見て、前記ガス排出弁と重ならない位置に配置されてもよい。
これによれば、蓋体に形成された凹部は、当該凹部の延設方向から見て、ガス排出弁と重ならない位置に配置されている。凹部を、当該凹部の延設方向から見てガス排出弁と重なる位置（凹部を延伸するとガス排出弁と交差する位置）に配置すると、ガス排出弁の開口圧（作動圧）に影響を及ぼすおそれがある。このため、凹部を、当該延設方向から見てガス排出弁と重ならない位置に配置することで、凹部がガス排出弁の開口圧に影響を及ぼすのを抑制できる。これにより、精度良く蓄電素子を構成できる。
前記凹部は、前記ガス排出弁と前記接合部との間とは異なる位置に配置されてもよい。
これによれば、蓋体に形成された凹部は、ガス排出弁と接合部との間とは異なる位置に配置されている。ガス排出弁は、一般的に、蓋体の厚みを薄くして形成するため、ガス排出弁の側方（ガス排出弁と接合部との間）に凹部を形成すると、ガス排出弁の加工精度に影響を及ぼすおそれがある。このため、凹部を、ガス排出弁の側方には形成しないことで、ガス排出弁の加工精度を確保できる。これにより、精度良く蓄電素子を構成できる。
前記凹部は、前記蓋体の外面に形成されており、前記蓋体の内面には、前記凹部に沿って延びる突起が形成されていてもよい。
これによれば、蓋体に形成された凹部は、蓋体の外面に形成されており、蓋体の内面には、当該凹部に沿って延びる突起が形成されている。例えば、蓋体の外面を凹ませて凹部を形成する際に、蓋体の内面を突出させて凹部に沿った突起を形成できる。これにより、この突起を蓋体と容器本体との位置決めに用いることで、蓋体を容器本体に位置決めしてから接合できるため、精度良く蓄電素子を構成できる。
前記凹部は、前記接合部に沿って延びる溝部によって形成されてもよい。
これによれば、蓋体に形成された凹部は、接合部に沿って延びる溝部によって形成されている。このように、蓋体に、接合部に沿って延びる溝部を加工することで、容易に、凹部を形成できる。これにより、容易に、精度良く蓄電素子を構成できる。
前記凹部は、前記蓋体の外面の法線方向から見て、前記容器の内部空間と重なる位置に配置されていてもよい。
これによれば、蓋体に形成された凹部は、蓋体の外面の法線方向から見て、容器の内部空間と重なる位置に配置されている。このように、凹部が容器の内部空間と重なる位置に配置されていることで、容器本体と蓋体との接合時に、凹部によって蓋体の傾きを吸収しやすくできる。これにより、精度良く蓄電素子を構成できる。
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。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、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。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。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
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（正極端子及び負極端子）の並び方向、一対の集電体（正極集電体及び負極集電体）の並び方向、容器の短側面の対向方向、または、容器の蓋体の延設方向（長手方向）をＸ軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向、容器の蓋体の短手方向、または、容器の厚さ方向をＹ軸方向と定義する。蓄電素子の容器本体と蓋体との並び方向、蓋体の厚さ方向、容器の短側面の長手方向、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。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。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軸方向及び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。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分解して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、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）もしくはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源、電子機器用電源、または、電力貯蔵用電源などに使用される。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。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。蓄電素子１０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。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、円柱形状または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。図２に示すように、容器１００内方には、電極体４００と、正極集電体５００と、負極集電体６００とが収容されている。
蓋体１１０と正極端子２００との間、及び蓋体１１０と正極集電体５００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、同図ではこれらを省略して図示している。負極側についても、同様である。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。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、様々なものを選択できる。上記の構成要素の他、正極集電体５００及び負極集電体６００の側方に配置されるスペーサ、容器１００内に電解液を注入するための注液部、または、電極体４００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、開口が形成された容器本体１２０と、容器本体１２０の開口を閉塞する蓋体１１０とを有する直方体形状（角形）のケースである。容器本体１２０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、Ｙ軸方向両側の側面に２つの平板状かつ矩形状の長側面部、Ｘ軸方向両側の側面に２つの平板状かつ矩形状の短側面部、並びに、Ｚ軸方向マイナス側に平板状かつ矩形状の底面部を有している。蓋体１１０は、容器１００の蓋部を構成するＸ軸方向に延設された平板状かつ矩形状の部材であり、容器本体１２０のＺ軸方向プラス側に配置されている。
具体的には、容器１００は、電極体４００等を容器本体１２０の内方に収容後、容器本体１２０と蓋体１１０とが溶接等によって接合されて接合部１３０が形成されることにより、内部が密封される構造となっている。つまり、容器１００の側面（Ｘ軸方向両側及びＹ軸方向両側の面）には、容器本体１２０と蓋体１１０とが互いに接合された接合部１３０が形成されている。容器１００（容器本体１２０及び蓋体１１０）の材質は、特に限定されないが、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（接合可能）な金属であるのが好ましい。蓋体１１０と容器本体１２０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いてもかまわない。
蓋体１１０には、中央部分にガス排出弁１１０ａ、Ｘ軸方向プラス側の端部に開口部１１０ｂ、及び、Ｘ軸方向マイナス側の端部に開口部１１０ｃが設けられている。ガス排出弁１１０ａは、容器１００の内部の圧力が上昇した場合に、容器１００の内部の圧力を開放する部位（安全弁）である。つまり、ガス排出弁１１０ａは、薄肉部を有しており、容器１００の内部の圧力が所定の開口圧になった場合に当該薄肉部が破れて開口することで、容器１００の内部の圧力が開放される。開口部１１０ｂ及び１１０ｃは、正極端子２００及び負極端子３００を蓋体１１０に取り付けるための円形状の貫通孔である。この蓋体１１０の構成のさらに詳細な説明については、後述する。
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、アルミニウムまたは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、銅または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。電極体４００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。
本実施の形態では、電極体４００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。電極体４００は、図２のようにＸ軸方向を巻回軸として巻回した形状であってもよいし、Ｚ軸方向を巻回軸として巻回した形状であってもよいし、巻回型ではなく、平板状極板を積層した積層型、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の形状等を有していてもよい。
正極端子２００は、電極体４００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４００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４００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４００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。正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。
具体的には、図２に示すように、正極端子２００は、軸部２１０を有しており、軸部２１０が蓋体１１０の開口部１１０ｂと正極集電体５００の開口部５１０とに挿入されて、かしめられることにより、正極集電体５００とともに蓋体１１０に固定される。同様に、負極端子３００は、軸部３１０を有しており、軸部３１０が蓋体１１０の開口部１１０ｃと負極集電体６００の開口部６１０とに挿入されて、かしめられることにより、負極集電体６００とともに蓋体１１０に固定される。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、蓋体１１０を貫通した状態で蓋体１１０に固定される。図２では、軸部２１０及び軸部３１０は、かしめられる前の形状が図示されている。
正極集電体５００及び負極集電体６００は、電極体４００と容器１００の側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４００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。正極集電体５００の材質は限定されないが、電極体４００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。負極集電体６００についても、材質は限定されないが、電極体４００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の構成の詳細な説明］
次に、蓋体１１０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の構成を示す斜視図である。具体的には、図３の（ａ）は、図２における蓋体１１０の構成を拡大して示す斜視図であり、図３の（ｂ）は、図２における蓋体１１０の裏面側（Ｚ軸方向マイナス側の面）の構成を拡大して示す斜視図である。図４は、本実施の形態に係る蓋体１１０を容器本体１２０に接合した場合の構成を示す平面図及び断面図である。具体的には、図４の（ａ）は、図１における蓄電素子１０をＺ軸方向プラス側から見た場合の構成を示す平面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）における蓋体１１０及び容器本体１２０をＩＶｂ−ＩＶｂ断面で切断した場合の構成を示す断面図である。
これらの図に示すように、蓋体１１０は、上述のガス排出弁１１０ａと開口部１１０ｂ及び１１０ｃとに加えて、膨出部１１０ｄ及び１１０ｅと、外周部１１０ｆと、凹部１１１〜１１８と、突起１１１ａ〜１１８ａとを有している。
［２．１ 凹部１１１〜１１８及び突起１１１ａ〜１１８ａ以外の構成の説明］
ガス排出弁１１０ａは、上述したように、蓋体１１０の中央位置（Ｘ軸方向の中央位置かつＹ軸方向の中央位置）に配置されている。本実施の形態では、ガス排出弁１１０ａは、蓋体１１０に一体的に形成されている。つまり、板材をプレス加工等することによって、ガス排出弁１１０ａが形成された蓋体１１０を製造できている。このため、ガス排出弁１１０ａは、蓋体１１０と同じ材質で形成されている。ガス排出弁１１０ａは、蓋体１１０とは元々は別体で構成されたものであってもよい。例えば、蓋体１１０の中央位置に開口部が形成され、当該開口部にガス排出弁１１０ａが嵌め込まれて、溶接などによって蓋体１１０と接合されることで、蓋体１１０の中央位置に配置されてもよい。この場合、ガス排出弁１１０ａの材質は、特に限定されないが、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅、銅合金、ステンレス鋼、メッキ鋼板、メッキ銅、クラッド材（Ｆｅ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｎｉ）などによって形成できる。
膨出部１１０ｄ及び１１０ｅは、Ｘ軸方向においてガス排出弁１１０ａを挟む位置に配置された上面視（Ｚ軸方向から見て）矩形状の部位であり、蓋体１１０の外面が凹み、かつ、蓋体１１０の内面が突出した形状を有している。具体的には、膨出部１１０ｄは、ガス排出弁１１０ａのＸ軸方向プラス側の側方に配置され、ガス排出弁１１０ａの当該側方を覆うように、Ｙ軸方向に延設されて配置されている。膨出部１１０ｅは、ガス排出弁１１０ａのＸ軸方向マイナス側の側方に配置され、ガス排出弁１１０ａの当該側方を覆うように、Ｙ軸方向に延設されて配置されている。このような構成により、膨出部１１０ｄ及び１１０ｅは、ガス排出弁１１０ａの側方の強度を補強して、ガス排出弁１１０ａの開口圧の安定化を図っている。
開口部１１０ｂ及び１１０ｃは、上述の通り、正極端子２００及び負極端子３００が取り付けられる貫通孔である。つまり、開口部１１０ｂの周囲の矩形状の端子取付領域Ｒ１に、正極端子２００が取り付けられ、開口部１１０ｃの周囲の矩形状の端子取付領域Ｒ２に、負極端子３００が取り付けられる。
外周部１１０ｆは、蓋体１１０の外周部分に形成された段差状の部位である。具体的には、外周部１１０ｆは、蓋体１１０の外周部分の全周に亘って形成された環状の部位であり、内面が凹むことで薄肉部となっている。この外周部１１０ｆは、蓋体１１０が容器本体１２０に載置された際に、容器本体１２０に当接する部位である。つまり、図４に示すように、蓋体１１０と容器本体１２０との接合において、この外周部１１０ｆと容器本体１２０とが接合されることで、接合部１３０が形成される。
［２．２ 凹部１１１〜１１８の構成の説明］
凹部１１１〜１１８は、蓋体１１０の外面（Ｚ軸方向プラス側の面）に形成された凹部（当該外面が凹んだ凹部）であり、外周部１１０ｆと隣り合う位置に、外周部１１０ｆに沿って延設されて配置されている。具体的には、凹部１１１〜１１８は、外周部１１０ｆに沿って延びる溝部によって形成されている。本実施の形態では、凹部１１１〜１１８は、断面（ＹＺ平面で切断した場合の断面）が矩形状を有しているが、凹部１１１〜１１８の断面形状は、三角形状、台形状、その他の多角形状、半円形状、半楕円形状、半長円形状等であってもよく、特に限定されない。
上述の通り、外周部１１０ｆには、容器本体１２０と蓋体１１０との接合部１３０が形成されている。つまり、図４の（ｂ）に示すように、例えば、容器１００の側方からレーザ光が照射されるなどにより、容器１００の側面に、容器本体１２０と外周部１１０ｆとが溶接された接合部１３０が形成されている。このため、凹部１１１〜１１８は、接合部１３０と隣り合う位置に、接合部１３０に沿って配置されている。凹部１１１〜１１８は、接合部１３０に沿って延びる溝部によって形成されている。つまり、凹部１１１、１１３、１１５及び１１７は、蓋体１１０のＹ軸方向プラス側の外周部１１０ｆに形成された接合部１３０に沿って延設された溝部であり、凹部１１２、１１４、１１６及び１１８は、蓋体１１０のＹ軸方向マイナス側の外周部１１０ｆに形成された接合部１３０に沿って延設された溝部である。
図３に示すように、凹部１１１〜１１８は、凹部１１１〜１１８の延設方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）から見て、端子取付領域Ｒ１及びＲ２と重ならない位置に配置されている。端子取付領域Ｒ１及びＲ２は、正極端子２００及び負極端子３００が取り付けられる領域である。このため、図４に示すように、凹部１１１〜１１８は、凹部１１１〜１１８の延設方向（Ｘ軸方向）から見て、電極端子（正極端子２００及び負極端子３００）と重ならない位置に配置されている。例えば、凹部１１１及び１１２は、Ｘ軸方向プラス側に延長した場合でも、正極端子２００（及び端子取付領域Ｒ１）と交差しない位置に配置されている。凹部１１３及び１１４は、Ｘ軸方向マイナス側に延長した場合でも、負極端子３００（及び端子取付領域Ｒ２）と交差しない位置に配置されている。
凹部１１１〜１１８は、凹部１１１〜１１８の延設方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）から見て、ガス排出弁１１０ａ、並びに、膨出部１１０ｄ及び１１０ｅと重ならない位置に配置されている。例えば、凹部１１５及び１１６は、Ｘ軸方向マイナス側に延長した場合でも、ガス排出弁１１０ａと交差しない位置に配置されており、凹部１１７及び１１８は、Ｘ軸方向プラス側に延長した場合でも、ガス排出弁１１０ａと交差しない位置に配置されている。凹部１１１及び１１２は、Ｘ軸方向マイナス側に延長した場合でも、膨出部１１０ｄと交差しない位置に配置されており、凹部１１５及び１１６は、Ｘ軸方向プラス側に延長した場合でも、膨出部１１０ｄと交差しない位置に配置されている。膨出部１１０ｅ側についても同様である。
さらに、図３に示すように、凹部１１１〜１１８は、端子取付領域Ｒ１及びＲ２と外周部１１０ｆとの間とは異なる位置に配置されている。このため、図４に示すように、凹部１１１〜１１８は、電極端子（正極端子２００及び負極端子３００）と接合部１３０との間には配置されることなく、電極端子と接合部１３０との間とは異なる位置に配置されている。例えば、凹部１１１は、正極端子２００（及び端子取付領域Ｒ１）とＹ軸方向プラス側の接合部１３０（及び外周部１１０ｆ）との間までは延設されていない。凹部１１２は、正極端子２００（及び端子取付領域Ｒ１）とＹ軸方向マイナス側の接合部１３０（及び外周部１１０ｆ）との間までは延設されていない。負極端子３００側についても同様である。
図３に示すように、凹部１１１〜１１８は、ガス排出弁１１０ａ、並びに、膨出部１１０ｄ及び１１０ｅと外周部１１０ｆとの間とは異なる位置に配置されている。このため、図４に示すように、凹部１１１〜１１８は、ガス排出弁１１０ａ、並びに、膨出部１１０ｄ及び１１０ｅと接合部１３０との間とは異なる位置に配置されている。例えば、凹部１１５は、ガス排出弁１１０ａとＹ軸方向プラス側の接合部１３０（及び外周部１１０ｆ）との間までは延設されておらず、凹部１１６は、ガス排出弁１１０ａとＹ軸方向マイナス側の接合部１３０（及び外周部１１０ｆ）との間までは延設されていない。凹部１１７及び１１８についても同様である。凹部１１１及び１１５は、膨出部１１０ｄとＹ軸方向プラス側の接合部１３０（及び外周部１１０ｆ）との間までは延設されておらず、凹部１１２及び１１６は、膨出部１１０ｄとＹ軸方向マイナス側の接合部１３０（及び外周部１１０ｆ）との間までは延設されていない。膨出部１１０ｅ側についても同様である。
図４に示すように、凹部１１１〜１１８は、蓋体１１０の外面の法線方向から見て、容器１００の内部空間と重なる位置に配置されている。つまり、凹部１１１〜１１８は、電極体４００等が収容されている容器本体１２０の内方の空間（図４の（ｂ）に示す内部空間Ｓ）の直上に配置されることにより、Ｚ軸方向から見て、当該内部空間Ｓと重なる位置に配置されている。
本実施の形態では、凹部１１１〜１１８は、蓋体１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにおける中心線に対して線対称、かつ、蓋体１１０の中心位置に対して点対称の位置に配置されているが、凹部１１１〜１１８の配置位置及び形状等は、上記を満たすものであれば特に限定されない。例えば、凹部１１１または１１２が、Ｘ軸方向プラス側にもう少し移動または延設されていてもよいし、Ｘ軸方向に並ぶ複数の溝部から構成されていてもよいし、Ｙ軸方向にもう少し広がっていてもよいし、Ｘ軸方向に対して少し傾斜していてもよい。凹部１１５、１１６等が設けられていなくてもよい。膨出部１１０ｄが設けられておらず、凹部１１１と凹部１１５とが一体化されていてもよい。その他の凹部についても同様である。
［２．３ 突起１１１ａ〜１１８ａの構成の説明］
突起１１１ａ〜１１８ａは、蓋体１１０の内面（Ｚ軸方向マイナス側の面）に形成された突起（当該内面から突出した突出部）であり、凹部１１１〜１１８に沿って延設されて配置されている。具体的には、突起１１１ａ〜１１８ａは、凹部１１１〜１１８のそれぞれと同じ長さを有しており、かつ、凹部１１１〜１１８のそれぞれと対向して配置されている。これにより、蓋体１１０に凹部１１１〜１１８が形成されていても、厚みが薄くなるのを抑制できている。
つまり、突起１１１ａ〜１１８ａは、外周部１１０ｆと隣り合う位置に外周部１１０ｆに沿って配置され、容器本体１２０の上端部に内面から当接する。例えば、突起１１１ａは、Ｙ軸方向において凹部１１１と同じ位置（凹部１１１の裏側）に、外周部１１０ｆに沿って配置され、容器本体１２０のＹ軸方向プラス側の上端部の内面に、Ｙ軸方向マイナス側から当接する。突起１１２ａは、Ｙ軸方向において凹部１１２と同じ位置（凹部１１２の裏側）に、外周部１１０ｆに沿って配置され、容器本体１２０のＹ軸方向マイナス側の上端部の内面に、Ｙ軸方向プラス側から当接する。他の突起についても同様である。
このような突起１１１ａ〜１１８ａは、蓋体１１０に凹部１１１〜１１８を形成する際に、形成できる。例えば、プレス加工によって蓋体１１０の外面を凹ませて凹部１１１〜１１８を形成する際に、蓋体１１０の内面の凹部１１１〜１１８に対向する位置が盛り上がってくるため、これを突起１１１ａ〜１１８ａの形状に形成する。突起１１１ａ〜１１８ａを形成する方法は、上記には限定されず、どのような加工を行って形成してもよい。
突起１１１ａ〜１１８ａの配置位置及び形状等も、特に限定されない。例えば、突起１１１ａまたは１１２ａが、Ｘ軸方向プラス側にもう少し移動または延設されていてもよいし、Ｘ軸方向に並ぶ複数の突起から構成されていてもよいし、Ｙ軸方向にもう少し広がっていてもよいし、Ｘ軸方向に対して少し傾斜していてもよい。突起１１５ａ、１１６ａ等が設けられていなくてもよい。突起１１１ａと突起１１５ａとが一体化されていてもよい。その他の突起についても同様である。本実施の形態では、突起１１１ａ〜１１８ａは、断面（ＹＺ平面で切断した場合の断面）が矩形状を有しているが、突起１１１ａ〜１１８ａの断面形状は、三角形状、台形状、その他の多角形状、半円形状、半楕円形状、半長円形状等であってもよく、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には、容器本体１２０と蓋体１１０との接合部１３０が形成されており、蓋体１１０は、電極端子（正極端子２００及び負極端子３００）と接合部１３０との間には配置されることなく、接合部１３０と隣り合う位置に接合部１３０に沿って配置された凹部１１１〜１１８を有している。
このように、蓋体１１０の接合部１３０近傍に接合部１３０に沿った凹部１１１〜１１８が形成されているため、蓋体１１０の一辺目を容器本体１２０に接合した際に蓋体１１０が傾いても、接合部１３０に沿った凹部１１１〜１１８が蓋体１１０の傾きを吸収し、蓋体１１０が傾くのを抑制できる。特に、容器本体１２０に蓋体１１０を溶接によって接合する場合、接合箇所が融けて収縮することで、蓋体１１０が容器本体１２０に対して傾くため、凹部１１１〜１１８を形成することによる効果が高い。接合後においては、容器１００の内圧の変化によって容器１００が膨張及び収縮を繰り返しても、凹部１１１〜１１８が、容器１００の膨張及び収縮による力を吸収できる。容器１００の内圧が上昇した際に、蓋体１１０に加えられた応力が、凹部１１１〜１１８によって、接合部１３０へ直接的に伝わるのを緩和できる。
一方、蓋体１１０の、電極端子が配置される位置の側方（電極端子と接合部１３０との間）に凹部を形成すると、凹部の加工時に蓋体１１０に力が加わり、蓋体１１０の電極端子が配置される面の平面度が確保できなくなるおそれがある。このため、凹部１１１〜１１８を、電極端子の側方（電極端子と接合部１３０との間）には形成しないことで、蓋体１１０の電極端子が配置される面の平面度を確保できる。蓋体１１０に電極端子が固定されると、電極端子の側方に凹部１１１〜１１８を形成しなくても、蓋体１１０の電極端子が固定された部分は、撓んだり膨張及び収縮したりするのが抑制される。これらにより、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
蓋体１１０に形成された凹部１１１〜１１８は、当該凹部の延設方向から見て、電極端子と重ならない位置に配置されている。凹部１１１〜１１８を、当該凹部の延設方向から見て電極端子と重なる位置（凹部１１１〜１１８を延伸すると電極端子と交差する位置）に配置すると、蓋体１１０の電極端子が配置される面の平面度に影響を及ぼすおそれがある。このため、凹部１１１〜１１８を、当該延設方向から見て電極端子と重ならない位置に配置することで、凹部１１１〜１１８が蓋体１１０の電極端子が配置される面の平面度に影響を及ぼすのを抑制できる。これにより、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
蓋体１１０に形成された凹部１１１〜１１８は、当該凹部の延設方向から見て、ガス排出弁１１０ａと重ならない位置に配置されている。凹部１１１〜１１８を、当該凹部の延設方向から見てガス排出弁１１０ａと重なる位置（凹部１１１〜１１８を延伸するとガス排出弁１１０ａと交差する位置）に配置すると、ガス排出弁１１０ａの開口圧（作動圧）に影響を及ぼすおそれがある。このため、凹部１１１〜１１８を、当該延設方向から見てガス排出弁１１０ａと重ならない位置に配置することで、凹部１１１〜１１８がガス排出弁１１０ａの開口圧に影響を及ぼすのを抑制できる。これにより、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
蓋体１１０に形成された凹部１１１〜１１８は、ガス排出弁１１０ａと接合部１３０との間とは異なる位置に配置されている。ガス排出弁１１０ａは、一般的に、蓋体１１０の厚みを薄くして形成するため、ガス排出弁１１０ａの側方（ガス排出弁１１０ａと接合部１３０との間）に凹部を形成すると、ガス排出弁１１０ａの加工精度に影響を及ぼすおそれがある。このため、凹部１１１〜１１８を、ガス排出弁１１０ａの側方には形成しないことで、ガス排出弁１１０ａの加工精度を確保できる。これにより、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
蓋体１１０に形成された凹部１１１〜１１８は、蓋体１１０の外面に形成されており、蓋体１１０の内面には、凹部１１１〜１１８に沿って延びる突起１１１ａ〜１１８ａが形成されている。つまり、蓋体１１０の外面を凹ませて凹部１１１〜１１８を形成する際に、蓋体１１０の内面を突出させて凹部１１１〜１１８に沿った突起１１１ａ〜１１８ａを形成できる。これにより、この突起１１１ａ〜１１８ａを蓋体１１０と容器本体１２０との位置決めに用いることで、蓋体１１０を容器本体１２０に位置決めしてから接合できる。容器本体１２０に蓋体１１０を接合する際に、突起１１１ａ〜１１８ａが配置されている位置で容器本体１２０を押さえることで、溶接箇所を押さえやすい。これらによって、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
蓋体１１０に形成された凹部１１１〜１１８は、接合部１３０に沿って延びる溝部によって形成されている。このように、蓋体１１０に、接合部１３０に沿って延びる溝部を加工することで、容易に、凹部１１１〜１１８を形成できる。これにより、容易に、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
蓋体１１０に形成された凹部１１１〜１１８は、蓋体１１０の外面の法線方向から見て、容器１００の内部空間と重なる位置に配置されている。このように、凹部１１１〜１１８が容器１００の内部空間と重なる位置に配置されていることで、容器本体１２０と蓋体１１０との接合時に、凹部１１１〜１１８によって蓋体１１０の傾きを吸収しやすくできる。接合後においては、凹部１１１〜１１８が、容器１００の膨張及び収縮による力を吸収しやすくなる。これにより、精度良く蓄電素子１０を構成できる。
［４ 実施の形態の変形例の説明］
（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５は、本実施の形態の変形例１に係る蓋体１４０を容器本体１２０に接合した場合の構成を示す断面図である。同図は、図４の（ｂ）に対応する図である。
図５に示すように、本変形例における蓋体１４０は、上記実施の形態における蓋体１１０の外周部１１０ｆに代えて、外周部１４０ｆを有している。外周部１４０ｆは、上記実施の形態における外周部１１０ｆのように段差状の部位（薄肉部）にはなっていない。このため、蓋体１４０を容器本体１２０に配置する際に、外周部１４０ｆは容器本体１２０の内方に深く嵌り込むため、本変形例における蓋体１４０は、上記実施の形態における突起１１１ａ〜１１８ａは有していない。ただし、本変形例においても、蓋体１４０は、上記実施の形態における突起１１１ａ〜１１８ａと同様の突起を有していてもよい。つまり、蓋体１４０の内面には、凹部１４１、１４２等に沿って延びる突起が形成されていてもよい。本変形例における蓋体１４０が有する凹部１４１、１４２等は、上記実施の形態における凹部１１１、１１２等と同様の構成を有している。
このような構成において、蓋体１４０は、外周部１４０ｆが容器本体１２０の内方に嵌り込んで、容器本体１２０と外周部１４０ｆとが接合され、容器の上面に接合部１３１が形成される。つまり、上記実施の形態では、容器１００の側方からレーザ光を照射するなどして容器１００の側面に接合部１３０を形成したが、本変形例では、容器の上方からレーザ光を照射するなどして容器の上面に接合部１３１を形成する。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り、詳細な説明は省略する。
このように、本変形例では、容器の電極端子側の面に、容器本体１２０と蓋体１４０との接合部１３１が形成されており、蓋体１４０は、電極端子と接合部１３１との間には配置されることなく、接合部１３１と隣り合う位置に接合部１３１に沿って配置された凹部１４１、１４２等を有している。蓋体１４０は、ガス排出弁（図示せず）を有しており、凹部１４１、１４２等は、凹部１４１、１４２等の延設方向から見て、ガス排出弁と重ならない位置に配置され、かつ、ガス排出弁と接合部１３１との間とは異なる位置に配置されている。さらに、凹部１４１、１４２等は、接合部１３１に沿って延びる溝部によって形成され、かつ、蓋体１４０の外面の法線方向から見て、容器の内部空間と重なる位置に配置されている。
以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、容器の上面（電極端子側の面）に接合部１３１を形成する場合でも、容器本体１２０と蓋体１４０との接合時に蓋体１４０が傾く場合があるため、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、容器の上面に接合部１３１を形成する場合には、蓋体１４０の一辺目を容器本体１２０に接合した際に蓋体１４０が傾きやすい傾向にあるため、本変形例における効果は高い。本変形例では、上記実施の形態のように外周部１４０ｆを段差状に加工したり、突起１１１ａ〜１１８ａを形成したりする必要がないため、蓋体１４０を容易に作製できる。
（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６は、本実施の形態の変形例２に係る蓋体１５０を容器本体１２０に接合した場合の構成を示す断面図である。同図は、図４の（ｂ）に対応する図である。
図６に示すように、本変形例における蓋体１５０は、上記変形例１における蓋体１４０の凹部１４１、１４２等に代えて、凹部１５１等を有している。凹部１５１は、上記変形例１における凹部１４１の位置から凹部１４２の位置に至るまで、蓋体１５０の外面がＹ軸方向に亘って連続して凹んで形成された凹部である。本変形例における接合部１３２は、上記変形例１における接合部１３１と同様の構成を有している。本変形例のその他の構成についても、上記変形例１と同様であり、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、形成する凹部の数を低減できるため、蓋体１５０を容易に作製できる。
（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１６０を容器本体１２０に接合した場合の構成を示す断面図である。同図は、図４の（ｂ）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１６０は、上記変形例１における蓋体１４０の凹部１４１、１４２等に代えて、凹部１６１、１６２等を有している。凹部１６１は、上記変形例１における凹部１４１の位置から蓋体１６０のＹ軸方向プラス側の端縁に至るまで、蓋体１６０の外面がＹ軸方向に亘って連続して凹んで形成された凹部（段差部）である。凹部１６２は、上記変形例１における凹部１４２の位置から蓋体１６０のＹ軸方向マイナス側の端縁に至るまで、蓋体１６０の外面がＹ軸方向に亘って連続して凹んで形成された凹部（段差部）である。これにより、蓋体１６０は、薄肉の外周部１６０ｆを有することとなり、この外周部１６０ｆと容器本体１２０とが接合された接合部１３３が形成されている。本変形例のその他の構成については、上記変形例１と同様であり、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、凹部１６１、１６２等の簡単な形状の凹部を形成すればよいため、蓋体１６０を容易に作製できる。
（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、上記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って制限的なものではなく、本発明の範囲は請求の範囲によって示され、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。
上記実施の形態及びその変形例では、容器の蓋体の外面が凹んで凹部１１１〜１１８等の凹部が形成されていることとした。しかし、容器の蓋体の内面が凹んで当該凹部が形成されていてもよい。
上記実施の形態及びその変形例では、容器の蓋体に形成された凹部１１１〜１１８等の凹部は、隣接する部分よりも厚みが薄い薄肉部を形成していることとした。しかし、当該凹部は、当該薄肉部を形成しない、つまり、当該凹部が形成されても蓋体の厚みは薄くなっていなくてもよい。
上記実施の形態及びその変形例では、接合部１３０等の接合部は、容器本体１２０と蓋体とが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、容器本体１２０と蓋体との接合方法は、溶接には限定されず、例えば、当該接合部は、容器本体１２０と蓋体とが接着剤等によって接着、または熱溶着等によって溶着された部位であってもよい。この場合でも、接合時に蓋体が傾く場合に、蓋体が傾くのを抑制し、精度良く蓄電素子を構成できる。
上記実施の形態及びその変形例では、蓋体は、ガス排出弁１１０ａを有しており、凹部１１１〜１１８等の凹部は、当該凹部の延設方向から見て、ガス排出弁１１０ａと重ならない位置に配置されていることとした。しかし、当該凹部は、当該凹部の延設方向から見て、ガス排出弁１１０ａと重なる位置に配置されていてもよいし、蓋体は、ガス排出弁１１０ａを有していない構成でもよい。
上記実施の形態及びその変形例では、容器の蓋体に形成された凹部１１１〜１１８等の凹部は、ガス排出弁１１０ａと接合部１３０等の接合部との間とは異なる位置に配置されていることとした。しかし、当該凹部は、ガス排出弁１１０ａと当該接合部との間に配置されていてもよい。
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。
本発明は、蓄電素子として実現できるだけでなく、当該蓄電素子が備える、容器、または、容器の蓋体としても実現できる。
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、１４０、１５０、１６０ 蓋体
１１０ａ ガス排出弁
１１０ｂ、１１０ｃ 開口部
１１０ｄ、１１０ｅ 膨出部
１１０ｆ、１４０ｆ、１６０ｆ 外周部
１１１〜１１８、１４１、１４２、１５１、１６１、１６２ 凹部
１１１ａ〜１１８ａ 突起
１２０ 容器本体
１３０、１３１、１３２、１３３ 接合部
２００ 正極端子
２１０、３１０ 軸部
３００ 負極端子
４００ 電極体
５００ 正極集電体
５１０、６１０ 開口部
６００ 負極集電体

Claims (6)

  1. 容器本体と蓋体とを有する容器と、前記蓋体に固定される電極端子とを備える蓄電素子であって、
    前記容器の前記電極端子側の面には、前記容器本体と前記蓋体との接合部が形成されており、
    前記蓋体は、前記電極端子と前記接合部との間には配置されることなく、前記接合部と隣り合う位置に前記接合部に沿って配置された凹部を有する
    蓄電素子。
  2. 前記蓋体は、さらに、ガス排出弁を有し、
    前記凹部は、前記凹部の延設方向から見て、前記ガス排出弁と重ならない位置に配置される
    請求項１に記載の蓄電素子。
  3. 前記凹部は、前記ガス排出弁と前記接合部との間とは異なる位置に配置される
    請求項２に記載の蓄電素子。
  4. 前記凹部は、前記蓋体の外面に形成されており、
    前記蓋体の内面には、前記凹部に沿って延びる突起が形成されている
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  5. 前記凹部は、前記接合部に沿って延びる溝部によって形成される
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  6. 前記凹部は、前記蓋体の外面の法線方向から見て、前記容器の内部空間と重なる位置に配置されている
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
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