WO2017090706A1 - 蓄電素子および蓄電モジュール - Google Patents

蓄電素子および蓄電モジュール Download PDF

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WO2017090706A1
WO2017090706A1 PCT/JP2016/084907 JP2016084907W WO2017090706A1 WO 2017090706 A1 WO2017090706 A1 WO 2017090706A1 JP 2016084907 W JP2016084907 W JP 2016084907W WO 2017090706 A1 WO2017090706 A1 WO 2017090706A1
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external terminal
positive electrode
power storage
main body
storage element
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PCT/JP2016/084907
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Inventor
憲利 前田
広和 上林
Original Assignee
株式会社Ｇｓユアサ
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    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage element and a power storage module.
  • a power storage module configured by connecting a plurality of power storage elements.
  • the external terminals of each power storage element are connected via a conductor member (bus bar).
  • the bus bar is joined to the external terminal by welding.
  • the packing may be deformed by heat generated when the bus bar is welded to the external terminal.
  • the external terminal is connected to a current collector in the case through a through-hole in the case lid housing the electrode body.
  • the packing is disposed between the external terminal and the lid, and closes the gap between them. This packing prevents leakage of the electrolyte solution through the through hole of the lid.
  • the bus bar While the bus bar is welded to the external terminal, the heat is conducted in the external terminal, and the conduction heat is transmitted from the external terminal to the packing.
  • the packing is softened and deformed by the transmitted heat. In some cases, a gap is generated between the packing and the external terminal. As a result, the sealing performance between the packing and the external terminal is impaired.
  • an object of the present invention is to suppress deformation of the packing due to heat generated when a conductor member is welded to a connection terminal of a storage element.
  • An electrode body A current collector connected to the electrode body; A case for housing the electrode body and the current collector; A lid provided with a through hole to close the case;
  • An external terminal including a main body provided on the outer surface side of the lid, and a shaft that passes through a through-hole of the lid and connects to a current collector in the case;
  • a packing disposed between the external terminal and the lid,
  • a power storage device is provided in which a main body portion of the external terminal includes a heat insulating portion between a first surface portion to which another conductor member is welded and a second surface portion facing the packing.
  • the heat insulation part of the said external terminal may be an electrical storage element which is the space formed in the main-body part.
  • the space functions as a heat insulating space
  • heat from the first surface portion to which the other conductor member is welded to the second surface portion facing the packing is used without using a heat insulating member. Conduction is suppressed.
  • the space may be a power storage element that communicates with the outside on the surface of the main body of the external terminal.
  • the heat in the external terminal is released to the outside through the space.
  • conduction of heat from the first surface portion to which the other conductor member is welded to the second surface portion facing the packing is suppressed.
  • the thermal deformation of the packing is further suppressed.
  • the space may be a power storage element in which the space is at least one groove formed in the first surface portion.
  • the amount of heat transferred from the conductor member brought into a high temperature state by welding to the external terminal is reduced as compared with the case where no groove is formed on the first surface portion.
  • the thermal deformation of the packing is further suppressed.
  • the space may be a power storage element that is a sealed space formed inside the main body.
  • a power storage element according to one embodiment of the present invention is provided.
  • the amount of heat conducted to the shaft portion is suppressed.
  • the deformation of the packing portion facing the shaft portion is suppressed, and the sealing performance between the shaft portion and the packing is maintained.
  • a power storage module having a first power storage element and a second power storage element connected to each other via a conductor member,
  • Each of the first and second power storage elements is An electrode body; A current collector connected to the electrode body; A case for housing the electrode body and the current collector; A lid provided with a through hole to close the case; A main body provided on the outer surface side of the lid, and an external terminal provided with a penetrating shaft that passes through the through-hole of the lid and connects to the current collector in the case; A packing disposed between the external terminal and the lid,
  • the main body portion of each of the external terminals of the first and second power storage elements includes a heat insulating portion between a first surface portion to which the conductor member is welded and a second surface portion facing the packing.
  • a power storage module is provided.
  • the present invention it is possible to suppress the deformation of the packing due to the heat generated when the conductor member is welded to the external terminal of the power storage element.
  • the perspective view of the electrical storage element which concerns on one embodiment of this invention
  • Perspective view of electrode body Schematic top view of a part of the storage module Sectional view along the line AA in FIG.
  • Sectional drawing for demonstrating the laser welding of the external terminal of an electrical storage element, and a conductor member Perspective view of positive external terminal Top view of positive external terminal The perspective view of the positive electrode external terminal of the electrical storage element which concerns on another embodiment Furthermore, the perspective view of the positive electrode external terminal of the electrical storage element which concerns on another embodiment The perspective view of the positive electrode external terminal of the electrical storage element which concerns on different embodiment Furthermore, the perspective view of the positive electrode external terminal of the electrical storage element which concerns on different embodiment Sectional drawing of the positive electrode external terminal of the electrical storage element which concerns on further different embodiment
  • FIG. 1 and 2 are perspective views of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded view of the electricity storage device shown in FIG.
  • an XYZ coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is defined.
  • the X-axis direction indicates the thickness direction of the power storage element
  • the Y-axis direction indicates the width direction
  • the Z-axis direction indicates the height direction.
  • the same reference numerals are assigned to completely identical or substantially identical components.
  • the electricity storage element 10 has a case 12 having a substantially rectangular parallelepiped shape and having an opening, and a lid 14 for closing the opening of the case 12.
  • a case 12 having a substantially rectangular parallelepiped shape and having an opening
  • a lid 14 for closing the opening of the case 12.
  • an electrode body 16 is accommodated in the case 12.
  • the case 12 is filled with an electrolytic solution.
  • the case 12 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • the lid body 14 is welded to the opening edge of the case 12 in a state where the electrode body 16 is accommodated therein.
  • the lid 14 is an elongated rectangular metal plate. A plurality of components of the electricity storage element 10 are attached to the lid body 14.
  • the lid body 14 includes a positive electrode external terminal 20, a positive electrode external packing 22, a positive electrode internal packing 24, a positive electrode current collector 26, a negative electrode external terminal 30, a negative electrode external packing 32, a negative electrode
  • the inner packing 34 and the negative electrode current collector 36 are attached.
  • the positive external terminal 20 is made of the same material as that of the positive electrode plate of the electrode body 16 described later, for example, aluminum.
  • the positive electrode external terminal 20 also includes a rectangular main body 20a that is electrically connected to an external device or the negative electrode external terminal 30 of another power storage element 10, and a positive electrode current collector 26 that extends from the main body 20a. And a shaft portion 20b that is electrically connected.
  • the positive electrode external packing 22, the lid body 14, and the positive electrode internal packing 24 arranged between the positive electrode external terminal 20 and the positive electrode current collector 26 have through holes 22 a, 14 a, 24 a through which the shaft portion 20 b passes. Is formed. Further, the positive electrode external packing 22 is formed with a recess 22b into which a part of the main body 20a of the positive electrode external terminal 20 is fitted.
  • the shaft portion 20 b of the positive electrode external terminal 20 that has passed through the through holes 22 a, 14 a, and 24 a of the positive electrode outer packing 22, the lid body 14, and the positive electrode inner packing 24 passes through the through hole 26 a of the positive electrode current collector 26.
  • the portion of the shaft portion 20b that has passed through the through hole 26a is flattened so that the positive electrode external terminal 20 and the positive electrode current collector 26 are interposed between the positive electrode external packing 22, the lid body 14, and the positive electrode internal packing 24. It is caulked and joined in a state of sandwiching. As a result, the positive electrode external terminal 20 and the positive electrode current collector 26 are electrically connected.
  • the positive electrode outer packing 22 is arranged outside the case 12, and the positive electrode inner packing 24 is arranged inside the case 12. These packings 22 and 24 prevent leakage of the electrolyte solution through the through hole 14 a of the lid 14. Moreover, these packings 22 and 24 are produced, for example from the resin material.
  • the positive electrode current collector 26 is made of the same material as the positive electrode plate of the electrode body 16 described later, for example, aluminum.
  • the positive electrode current collector 26 is formed by press molding a metal plate.
  • the positive electrode current collector 26 is electrically connected to the positive electrode external terminal 20 and fixed to the lid body 14, and the height direction (Z-axis direction) from the main body portion 26 b so as to be away from the lid body 14. And a pair of connecting portions (leg portions) 26c facing each other. Although details will be described later, the pair of connection portions 26 c of the positive electrode current collector 26 are joined to the positive electrode lead portion of the electrode body 16.
  • the negative electrode external terminal 30 includes a rectangular main body 30a that is electrically connected to an external device or the positive electrode external terminal 20 of another power storage element 10, and a negative electrode current collector 36 that extends from the main body 30a. And a shaft portion 30b that is electrically connected to each other.
  • the main body 30a of the negative external terminal 30 is made of the same material as the positive external terminal 20, for example, aluminum.
  • the shaft portion 30b is made of the same material as that of the negative electrode plate of the electrode body 16, which will be described later, for example, copper.
  • the main body 30a and the shaft 30b are integrated by press-fitting and fixing the shaft 30b in a groove provided in the main body 30a (not shown).
  • the negative electrode external packing 32, the lid 14 and the negative electrode internal packing 34 disposed between the negative electrode external terminal 30 and the negative electrode current collector 36 have through holes 32a, 14b, 34a through which the shaft portion 30b passes. Is formed. Further, the negative electrode external packing 32 is formed with a recess 32b into which a part of the main body 30a of the negative electrode external terminal 30 is fitted.
  • the shaft portion 30b of the negative electrode external terminal 30 that has passed through the through holes 32a, 14b, and 34a of the negative electrode outer packing 32, the lid body 14, and the negative electrode inner packing 34 passes through the negative electrode current collector 36. It passes through the hole 36a.
  • the portion of the shaft portion 30b that has passed through the through hole 36a is flattened so that the negative electrode external terminal 30 and the negative electrode current collector 36 are sandwiched between the negative electrode external packing 32, the lid body 14, and the negative electrode internal packing 34. It is caulked and joined in a state of sandwiching. As a result, the negative electrode external terminal 30 and the negative electrode current collector 36 are electrically connected.
  • the negative electrode outer packing 32 is arranged outside the case 12, and the negative electrode inner packing 34 is arranged inside the case 12. These packings 32 and 34 prevent leakage of the electrolyte solution through the through hole 14 b of the lid 14. Moreover, these packings 22 and 24 are produced, for example from the resin material.
  • the negative electrode current collector 36 is made of the same material as the negative electrode plate of the electrode body 16 described later, for example, copper. Further, the negative electrode current collector 36 is formed, for example, by press molding a metal plate.
  • the negative electrode current collector 36 is electrically connected to the negative electrode external terminal 30 and is fixed to the lid body 14, and extends from the main body portion 36 b in a direction away from the lid body 14 (Z-axis direction). And a pair of connection portions 36c facing each other. As will be described in detail later, the pair of connection portions 36 c of the negative electrode current collector 36 are joined to the negative electrode lead portion of the electrode body 16.
  • the electrode body 16 is a wound body in which a strip-shaped separator 40, a strip-shaped positive plate 42, a strip-shaped separator 44, and a strip-shaped negative electrode plate 46 are stacked in this order. It is. Specifically, the electrode body 16 is an elliptical wound body whose end face in the width direction (Y-axis direction) is short in the thickness direction (X-axis direction) and long in the height direction (Z-axis direction). .
  • the separators 40 and 44 are made of, for example, a porous resin film.
  • the separators 40 and 44 are also disposed between the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 46 to insulate them.
  • the positive electrode plate 42 includes a positive electrode metal foil 42a and a positive electrode active material layer 42b formed on the positive electrode metal foil 42a.
  • the positive electrode metal foil 42a of the positive electrode plate 42 is, for example, an aluminum foil. In addition, not only aluminum foil but the metal foil produced from another material may be sufficient.
  • the positive electrode metal foil 42 a is also made so that its width (Y-axis direction) is larger than the width of the separators 40 and 44. Therefore, when the positive electrode plate 42 and the separators 40 and 44 are in a wound state, a portion on one side in the width direction of the positive electrode metal foil 42 a protrudes from the separators 40 and 44. The protruding portion of the positive electrode metal foil 42 a overlaps to constitute a pair of positive electrode lead portions 16 a of the electrode body 16.
  • the portion of the positive electrode metal foil 42a that protrudes from the separators 40 and 44 extends in the height direction (Z-axis direction), and in the thickness direction (X).
  • the portions facing each other in the axial direction are referred to as a pair of positive electrode lead portions 16a.
  • connection portions 26 c of the positive electrode current collector 26 are joined to the pair of positive electrode lead portions 16 a of the electrode body 16.
  • the positive electrode active material layer 42b of the positive electrode plate 42 is formed by partially coating the positive electrode active material on the positive electrode metal foil 42a. Specifically, the positive electrode active material layer 42b is formed so as to cover substantially the entire portion of the positive electrode metal foil 42a that faces the separator 44 during winding.
  • the negative electrode plate 46 includes a negative electrode metal foil 46a and a negative electrode active material layer 46b formed on the negative electrode metal foil 46a.
  • the negative electrode metal foil 46a of the negative electrode plate 46 is, for example, a copper foil. Note that the negative electrode metal foil 46a is not limited to a copper foil, and may be a metal foil made of another material.
  • the negative electrode metal foil 46 a is also made so that its width (Y-axis direction) is larger than the width of the separators 40 and 44. Therefore, when the negative electrode plate 46 and the separators 40 and 44 are in a wound state, the portion on the other side in the width direction of the negative electrode metal foil 46 a protrudes from the separators 40 and 44. That is, the negative electrode metal foil 46a protrudes on the opposite side of the positive electrode metal foil 42a. This protruding portion of the negative electrode metal foil 46a overlaps to constitute a pair of negative electrode lead portions 16b of the electrode body 16 (in FIG. 5, the negative electrode lead portion on the back side in the thickness direction (X-axis direction) Not visible).
  • the pair of connecting portions 36 c of the negative electrode current collector 36 are joined to the pair of negative electrode lead portions 16 b of the electrode body 16.
  • FIG. 6 is a top view of a part of a power storage module 100 configured by connecting a plurality of power storage elements 10.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the power storage module 100 is configured by mechanically and electrically connecting a plurality of power storage elements 10 via a strip-shaped conductor member (bus bar 102).
  • the plurality of power storage elements 10 are arranged in the thickness direction (X-axis direction). Further, one positive external terminal 20 and the other negative external terminal 30 of the adjacent power storage elements 10 are arranged in the thickness direction (X-axis direction) of the power storage elements 10. In such an array of power storage elements 10, by electrically connecting one positive external terminal 20 and the other negative external terminal 30 of the adjacent power storage elements 10 via the conductive bus bar 102, a plurality of The power storage elements 10 are electrically connected in series.
  • the bus bar 102 is welded to the main body portion 20 a of one positive electrode external terminal 20 of the power storage element 10 whose one end is adjacent, and the other end is welded to the main body portion 30 a of the other negative electrode external terminal 30. Is done.
  • laser welding is used for welding the bus bar 102 and the external terminals 20 and 30. From here, the component relevant to the laser welding is demonstrated. Laser welding between the positive external terminal 20 and one end of the bus bar 102 and laser welding between the negative external terminal 30 and the other end of the bus bar 102 are substantially the same. Therefore, from here, the component related to the laser welding with respect to the positive electrode external terminal 20 is demonstrated, and description of the component related to the laser welding with respect to the negative electrode external terminal 30 is abbreviate
  • FIG. 8 shows a state in which the bus bar 102 is laser-welded to the positive external terminal 20 of the storage element 10.
  • the laser L emitted from the head 104 of the laser welding apparatus irradiates the portion of the bus bar 102 superimposed on the upper surface 20 c (first surface portion) of the main body portion 20 a of the positive electrode external terminal 20. Is done. By this laser L, the bus bar 102 is joined to the upper surface 20 c of the main body portion 20 a of the positive electrode external terminal 20.
  • FIG. 9 is a perspective view of the positive electrode external terminal 20 to which the bus bar 102 is laser-welded.
  • the main body portion 20 a of the positive electrode external terminal 20 has a plate shape that is long in the width direction (Y-axis direction) of the power storage element 10.
  • the main body portion 20a also includes a through hole 20d that penetrates in the longitudinal direction (Y-axis direction) as a heat insulating portion.
  • the “heat insulation part” referred to in this specification refers to a part having a lower thermal conductivity than other parts of the positive electrode external terminal 20 excluding the “heat insulation part”.
  • the “heat insulation part” is a part made of a material having a lower thermal conductivity than the material of the other part of the main body part 20a.
  • the “heat insulating portion” is a space that is at least partially present on the inner side from the outer surface (the upper surface 20a, the bottom surface 20e, and the side surface 20f) of the main body portion 20a and is defined by the inner surface of the main body portion 20a. is there.
  • the through hole 20d as a heat insulating portion is a space formed in the main body portion 20a and communicating with the outside at two locations.
  • the through hole 20d as a heat insulating portion is formed between the upper surface 20c of the main body portion 20a to which the bus bar 102 is welded and the bottom surface 20e facing the upper surface 20c in the longitudinal direction (Y axis) of the main body portion 20a.
  • a shaft portion 20b extends from the center of the bottom surface 20e of the main body portion 20a.
  • heat is generated in the main body portion 20a of the positive electrode external terminal 20 during execution of laser welding.
  • the portion of the upper surface 20 c of the main body 20 a that faces the irradiation point P of the laser L on the bus bar 102 with the bus bar 102 interposed therebetween (this embodiment).
  • heat (melting heat) is generated in the center.
  • heat is transmitted from the bus bar 102 that has been brought to a high temperature state by laser welding to the positive electrode external terminal 20.
  • heat derived from laser welding is conducted to the entire body 20a and shaft 20b of the positive external terminal 20.
  • the positive electrode external terminal 20 Although most of the heat in the positive electrode external terminal 20 is released to the outside, a part of the heat is transmitted to the positive electrode external packing 22 that houses a part of the main body 20a in the recess 22b.
  • the positive electrode external terminal 20 is provided via a surface portion (second surface portion) facing the positive electrode external packing 22, that is, a part of the bottom surface 20e and the side surface 20f of the main body portion 20a and the outer peripheral surface of the shaft portion 20b. Then, heat is transferred to the positive electrode external packing 22.
  • the positive electrode external packing 22 made of a resin material softens when its temperature reaches the glass transition temperature.
  • the positive electrode external packing 22 is softened and deformed, a gap is generated between the positive electrode external packing 22 and the positive electrode external terminal 20, and the function of the positive electrode external packing 22 is impaired.
  • the positive electrode external terminal 20 is provided with a through hole 20d as a heat insulating portion.
  • the through hole 20d is a space communicating with the outside, part of the heat in the positive electrode external terminal 20 is released to the outside through the through hole 20d.
  • the external terminals 20 and 30 of the respective storage elements 10 pass through in the direction (Y-axis direction) intersecting the adjacent line-up direction (X-axis direction).
  • the through holes 20d and 30d are provided as heat insulating portions. Thereby, the through holes 20d and 30d can release heat to the outside of the external terminals 20 and 30 without being disturbed by other adjacent external terminals.
  • the heat insulating portion that is, the through hole 20d is seen in a direction (Z-axis direction) orthogonal to the upper surface 20c of the main body portion 20a as shown in FIG. 10 which is a top view of the positive electrode external terminal 20.
  • the main body 20a is provided so as to overlap the shaft 20b. More specifically, the through hole 20d is provided in the main body portion 20a so as to exist between the laser welding point P and the shaft portion 20b. Thereby, during execution of laser welding, the amount of heat conducted into the shaft portion 20b can be further reduced.
  • the axial part 20b of the positive electrode external terminal 20 is inserted in the through-hole (fitting hole) 22a of the positive electrode external packing 22.
  • the shaft portion 20b is press-fitted into the through hole 22a.
  • the amount of heat conducted to the shaft portion 20b of the positive electrode external terminal 20 is made as small as possible, and the amount of heat transmitted from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the through hole 22a of the positive electrode external packing 22 is possible. It is preferable to make it as small as possible. Therefore, as shown in FIG. 10, the through hole 20d as the heat insulating portion overlaps the shaft portion 20b when viewed in a direction (Z-axis direction) orthogonal to the upper surface 20c of the body portion 20a. It is provided in the part 20a.
  • deformation of the external packings 22 and 32 due to heat generated when the bus bar 102 is laser-welded to the connection terminals 20 and 30 of the power storage element 10 can be suppressed.
  • the heat insulating portion (through hole 20d) is provided between the upper surface 20c and the bottom surface 20e of the main body portion 20a of the positive electrode external terminal 20 to which the bus bar 102 is welded. Therefore, the positive external terminal 20 does not increase in size by providing the heat insulating portion. Unlike this, in order to suppress heat transfer to the positive electrode external packing 22, when a heat dissipation structure such as a heat dissipation fin having a large surface area or a heat dissipation block having a large heat capacity is provided integrally on the outer surface of the positive electrode external terminal 20, The positive external terminal 20 increases in size.
  • the storage element is also enlarged.
  • the power storage module is also increased in size. That is, when the external terminal is enlarged, the battery capacity per volume of the power storage element and the power storage module decreases.
  • the heat insulating portion as in the present embodiment when the heat insulating portion as in the present embodiment is provided in the external terminal, the battery capacity per volume of the power storage element and the power storage module is the same as in the case where the heat insulating portion is not provided. Therefore, the power storage element including the heat insulating portion of the present embodiment and the power storage module including the power storage element can obtain a large battery capacity per volume compared to the case where the heat dissipation structure is provided.
  • the heat dissipation structure such as a heat dissipation fin or a heat dissipation block
  • the heat dissipation structure is provided on the upper surface of the external terminal having a large area in consideration of heat transfer.
  • the area (welding area) of the portion where the bus bar is welded on the upper surface is thereby reduced. Therefore, it is necessary to weld the bus bar to the heat dissipation structure.
  • the heat insulating portion of the present embodiment is not a structure attached to the upper surface to which the bus bar is welded, the welding area necessary for welding with the bus bar can be secured on the upper surface of the main body portion.
  • heat insulating portions formed in the main body portions of the positive electrode and negative electrode external terminals of the electricity storage element are not limited to the above-described embodiments, and various forms are possible.
  • the heat insulating portion is a through hole 20 d penetrating in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the main body portion 20 a, but the embodiment of the present invention is Not limited to this.
  • FIG. 11 is a perspective view of a positive electrode external terminal of a power storage device according to another embodiment.
  • the positive electrode external terminal 220 includes a through hole 220d penetrating in the short side direction (X-axis direction) as a heat insulating portion in the main body portion 220a.
  • FIG. 12 is a perspective view of a positive electrode external terminal of a power storage device according to still another embodiment.
  • the main body part 320a of the positive electrode external terminal 320 includes a plurality of grooves 320h as a heat insulating part instead of a through hole.
  • the plurality of grooves 320h are formed on the side surface 320f of the main body 320a so as to extend in parallel with the longitudinal direction (Y-axis direction) of the main body 320a. That is, the plurality of grooves 320h are spaces formed in the main body portion 320a and communicating with the outside.
  • the surface portion (upper surface 320c) of the main body portion 320a to which the bus bar is welded and the surface portion (the bottom surface 320e, a part of the side surface 320f, and the outer peripheral surface of the shaft portion 320b) facing the positive electrode external packing 22 is small compared to the case of the through hole. Therefore, although the heat insulation effect is low, the surface area of the main body part 320a in contact with the outside is substantially increased as compared with the case where a through hole is formed in the main body part 320a as a heat insulating part, so that the heat radiation to the outside is large. Therefore, the amount of heat conducted to the surface portion of the main body 320a facing the positive electrode outer packing 22 is reduced, and thereby the amount of heat transmitted to the positive electrode outer packing 22 is also reduced.
  • channels 320h extended in parallel functions as a radiation fin.
  • the rigidity of the external terminal is higher than that when the heat insulating portion is constituted by the through hole. Therefore, when the external terminal is made of a soft material such as copper, it is preferable to form the heat insulating portion with a plurality of grooves.
  • the heat insulating portion is constituted by a plurality of grooves
  • the plurality of grooves may be formed not on the side surface of the main body portion as shown in FIG. 12 but on the upper surface of the main body portion to which the bus bar is welded.
  • FIG. 13 shows a positive external terminal of a storage element according to a different embodiment.
  • FIG. 14 shows a positive electrode external terminal of a power storage device according to still another embodiment.
  • the body portion 420a of the positive external terminal 420 is formed with annular grooves 420m and 420k as heat insulating portions on the upper surface 420c.
  • An annular groove 420m is formed so as to be surrounded by the annular groove 420k.
  • the bus bar 102 is welded to a portion 420n of the upper surface 420c sandwiched between the annular grooves 420m and 420k.
  • the upper surface 520c of the main body 520a of the positive electrode external terminal 520 has a plurality of grooves 520p that extend parallel to the short direction (X-axis direction) and communicate with the side surface 520f as a heat insulating portion. Is formed.
  • the bus bar 102 is welded to the portion of the upper surface 520c sandwiched between the grooves 520p.
  • a bus bar that is brought into a high temperature state by laser welding by forming a plurality of grooves as heat insulating portions on the upper surfaces 420 c and 520 c of the main body portions 420 a and 520 a of the positive electrode external terminals 420 and 520.
  • the amount of heat transmitted from 102 to the positive external terminals 420 and 520 is reduced (compared to the case where no grooves are formed on the upper surfaces 420c and 520c).
  • the amount of heat conducted to the surface portion of the positive electrode external terminal facing the positive electrode external packing 22 is reduced, and the amount of heat transferred from there to the positive electrode external packing 22 is also reduced.
  • the heat insulating portion of the positive electrode external terminal 20 shown in FIGS. 9 and 10 is a through hole 20d communicating with the outside, but the heat insulating portion of the external terminal does not communicate with the outside, that is, sealed. It may be a space.
  • the sealed space is produced by combining at least two members. An example of this is shown in FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the positive external terminal of the energy storage device according to still another embodiment.
  • each of the main body 620a and the shaft 620b is manufactured as a separate member, not as a different part of one member. Specifically, an insertion hole 620q is formed in the bottom surface 620e of the main body 620a. One end of the shaft portion 620b is press-fitted into the insertion hole 620q.
  • the gap between the shaft portion 620b inserted into the insertion hole 620q and the inner peripheral surface of the insertion hole 620q serves as a sealed space and functions as a heat insulating portion.
  • the positive electrode external terminal 620 is configured by combining the rectangular main body portion 620a and the columnar shaft portion 620b. Since the members having such simple shapes are combined, the manufacturing cost of the positive electrode external terminal 620 can be reduced as compared with the case where the positive electrode external terminal 620 is manufactured as one member.
  • the main body portion 620a and the shaft portion 620b, which are separate members, may be made of the same type of material, or may be made of different types of materials.
  • the positive electrode external terminal 620 is taken as an example, but the negative electrode external terminal can be similarly manufactured with the main body portion and the shaft portion as separate members.
  • the main body portion may be made of aluminum or an aluminum alloy
  • the shaft portion may be made of copper or a copper alloy.
  • the heat insulating portion of the main body of the external terminal when configured in a sealed space, the inside of the sealed space may be evacuated. Thereby, between the surface part of the main-body part to which a bus-bar is welded, and the surface part of the main-body part which opposes external packing can be partially vacuum-insulated.
  • the external terminal When the heat insulation part of the main body part of the external terminal is configured in a sealed space, the external terminal needs to be configured with at least two members as described above.
  • the advantage of the sealed space thus obtained is that spatter (slag) that can be generated in the sealed space when the bus bar is welded to the upper surface of the external terminal is confined in the sealed space. As a result, the spatter generated in the sealed space is naturally not scattered and damaged by the other components of the electricity storage device around the external terminal.
  • the heat insulating portion of the positive electrode external terminal 20 shown in FIGS. 9 and 10 is the through hole 20d communicating with the outside, that is, a space, but according to the embodiment of the present invention.
  • the heat insulation part of the main-body part of the external terminal of an electrical storage element is not restricted to this.
  • the heat insulating part may be a heat insulating member such as polystyrene foam, urethane foam, alumina, or mica, or a gas such as argon having a low thermal conductivity, embedded in the main body.
  • the energy storage device includes an electrode body, a current collector connected to the electrode body, a case for housing the electrode body and the current collector, and a through hole.
  • a lid that closes the case, a main body provided on the outer surface side of the lid, an external terminal having a shaft that passes through a through-hole of the lid and connects to a current collector in the case, the external terminal, and the lid
  • a main body portion of the external terminal is insulated between a first surface portion to which another conductor member is welded and a second surface portion facing the packing. It is an electrical storage element provided with a part.
  • a secondary battery that can charge and discharge electricity, more specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • a battery can be illustrated, it is not limited to a nonaqueous electrolyte secondary battery, for example, secondary batteries other than a nonaqueous electrolyte secondary battery may be sufficient, and a capacitor may be sufficient.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the form in which the bus bar is laser welded to the main body of the external terminal.
  • the welding may be welding other than laser welding, such as brazing or electron beam welding.
  • the present invention can be applied to a storage element in which another conductor member is welded to an external terminal.

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Abstract

蓄電素子１０は、電極体１６と、電極体１６に接続された集電体２６と、電極体１６と集電体２６を収容するケース１２と、貫通穴１４ａを備えてケース１２を閉じる蓋体１４と、蓋体１４の外側表面側に設けられる本体部２０ａおよび蓋体１４の貫通穴１４ａを通過してケース１２内の集電体２６と接続する軸部２０ｂを備える外部端子２０と、外部端子２０と蓋体１４との間に配置されるパッキン２２と、を有する。外部端子２０の本体部２０ａが、他の導体部材１０２が溶接される第１の表面部分２０ｃとパッキン２２に対向する第２の表面部分との間に断熱部２０ｄを備える。

Description

蓄電素子および蓄電モジュール
　本発明は、蓄電素子および蓄電モジュールに関する。
　従来より、複数の蓄電素子それぞれを接続して構成される蓄電モジュールが知られている。例えば、特許文献１に記載された蓄電素子の場合、蓄電素子それぞれの外部端子が導体部材（バスバー）を介して接続されている。バスバーは、溶接によって外部端子に接合されている。
特開２０１３－９３２８７号公報
　ところで、特許文献１に記載された蓄電素子の場合、バスバーを外部端子に溶接するときに発生する熱により、パッキンが変形する可能性がある。
　具体的に説明すると、外部端子は、電極体を収容したケースの蓋体の貫通穴を介して、ケース内の集電体と接続している。パッキンは、外部端子と蓋体との間に配置され、これらの間の隙間を塞いでいる。このパッキンにより、蓋体の貫通穴を介する電解液の漏れが防止されている。
　バスバーを外部端子に溶接している間、その熱が外部端子内を伝導し、その伝導熱が外部端子からパッキンに伝達される。その伝達された熱により、パッキンは軟化して変形する。場合によっては、パッキンと外部端子との間に隙間が発生する。その結果、パッキンと外部端子との間のシール性が損なわれる。
　そこで、本発明は、蓄電素子の接続端子に導体部材を溶接するときに発生する熱によるパッキンの変形を抑制することを課題とする。
　上記技術課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
　電極体と、
　前記電極体に接続された集電体と、
　前記電極体と前記集電体を収容するケースと、
　貫通穴を備えて前記ケースを閉じる蓋体と、
　前記蓋体の外側表面側に設けられる本体部、および前記蓋体の貫通穴を通過して前記ケース内の集電体と接続する軸部を備える外部端子と、
　前記外部端子と前記蓋体との間に配置されるパッキンと、を有し、
　前記外部端子の本体部が、他の導体部材が溶接される第１の表面部分と前記パッキンに対向する第２の表面部分との間に断熱部を備える、蓄電素子が提供される。
　このような本発明の一態様によれば、蓄電素子の接続端子に導体部材を溶接するときに発生する熱によるパッキンの変形を抑制することができる。
　本発明の一態様に係る蓄電素子は、
　前記外部端子の断熱部が、本体部に形成された空間である、蓄電素子であってもよい。
　このような態様によれば、空間が断熱空間として機能するので、断熱部材を用いることなく、他の導体部材が溶接される第１の表面部分からパッキンに対向する第２の表面部分への熱の伝導が抑制される。
　本発明の一態様に係る蓄電素子は、
　前記空間が、前記外部端子の本体部の表面で外部に連通している、蓄電素子であってもよい。
　このような態様によれば、空間を介して外部端子内の熱が外部に放出される。それにより、他の導体部材が溶接される第１の表面部分からパッキンに対向する第２の表面部分への熱の伝導が抑制される。その結果、パッキンの熱変形がより抑制される。
　本発明の一態様に係る蓄電素子は、
　前記空間が、前記第１の表面部分に形成された少なくとも１つの溝である、蓄電素子であってもよい。
　このような態様によれば、溶接によって高温状態となった導体部材から外部端子への熱の伝達量が、第１の表面部分に溝が形成されていない場合に比べて減少する。その結果として、パッキンの熱変形がより抑制される。
　本発明の一態様に係る蓄電素子は、
　前記空間が、前記本体部の内部に形成された密閉空間である、蓄電素子であってもよい。
　このような態様によれば、導体部材が溶接される第１の表面部分とパッキンに対向する第２の表面部分との間を、断熱することが可能になる。
　本発明の一態様に係る蓄電素子は、
　前記外部端子の断熱部の少なくとも一部が、前記第１の表面部分と直交する方向に見た場合に前記軸部に対してオーバーラップするように、前記本体部に設けられている、蓄電素子であってもよい。
　このような態様によれば、軸部に伝導する熱量が抑制される。それにより、軸部と対向するパッキンの部分の変形が抑制され、軸部とパッキンとの間のシール性が維持される。
　また、本発明の別態様によれば、
　導体部材を介して互いに接続された第１の蓄電素子と第２の蓄電素子とを有する蓄電モジュールであって、
　前記第１および第２の蓄電素子それぞれが、
　電極体と、
　前記電極体に接続された集電体と、
　前記電極体と前記集電体を収容するケースと、
　貫通穴を備えて前記ケースを閉じる蓋体と、
　前記蓋体の外側表面側に設けられる本体部、および前記蓋体の貫通穴を通過して前記ケース内の集電体と接続する貫通部軸を備える外部端子と、
　前記外部端子と前記蓋体との間に配置されるパッキンと、を有し、
　前記第１および第２の蓄電素子の外部端子それぞれの本体部が、前記導体部材が溶接される第１の表面部分と前記パッキンに対向する第２の表面部分との間に断熱部を備える、蓄電モジュールが提供される。
　このような本発明の別態様によれば、蓄電素子の接続端子に導体部材を溶接するときに発生する熱によるパッキンの変形を抑制することができる。
　本発明によれば、蓄電素子の外部端子に導体部材を溶接するときに発生する熱によるパッキンの変形を抑制することができる。
本発明の一実施の形態に係る蓄電素子の斜視図 ケースを取り外した状態の蓄電素子の斜視図 蓄電素子の分解図 蓋体に取り付けられた構成要素を示す分解図 電極体の斜視図 蓄電モジュールの一部分の概略的上面図 図６のＡ－Ａ線に沿った断面図 蓄電素子の外部端子と導体部材とのレーザ溶接を説明するための断面図 正極外部端子の斜視図 正極外部端子の上面図 別の実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の斜視図 さらに別の実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の斜視図 異なる実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の斜視図 さらに異なる実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の斜視図 よりさらに異なる実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の断面図
　以下、本発明の一実施の形態に係る蓄電素子について図面を参照しながら説明する。
　図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る蓄電素子の斜視図である。図３は、図２に示す蓄電素子の分解図である。なお、発明を理解しやすくするために、互いに直交し合うＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸からなるＸ－Ｙ－Ｚ座標系が定義されている。Ｘ軸方向は蓄電素子における厚さ方向を示し、Ｙ軸方向は幅方向を示し、Ｚ軸方向は高さ方向を示している。また、完全同一または実質的に同一の構成要素には、同一の符号を付している。
　図１～図３に示すように、蓄電素子１０は、略直方体形状であって開口を備えるケース１２と、ケース１２の開口を閉じる蓋体１４とを有する。ケース１２を取り外した状態の図２に示すように、ケース１２内には電極体１６が収容されている。また、ケース１２には電解液が充填されている。
　図１に示すように、ケース１２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金から作製されている。内部に電極体１６を収容した状態のケース１２の開口縁に、蓋体１４が溶接される。
　図３に示すように、蓋体１４は、細長い矩形状の金属板である。蓋体１４には、蓄電素子１０の複数の構成要素が取り付けられている。
　具体的には、図４に示すように、蓋体１４には、正極外部端子２０、正極外部パッキン２２、正極内部パッキン２４、正極集電体２６、負極外部端子３０、負極外部パッキン３２、負極内部パッキン３４、および負極集電体３６が取り付けられる。
　正極外部端子２０は、後述する電極体１６の正極板と同一の材料、例えばアルミニウムから作製されている。正極外部端子２０はまた、外部の装置や別の蓄電素子１０の負極外部端子３０と電気的に接続される矩形状の本体部２０ａと、本体部２０ａから延在して正極集電体２６と電気的に接続する軸部２０ｂとを備える。
　なお、正極外部端子２０と正極集電体２６との間に配置される正極外部パッキン２２、蓋体１４、および正極内部パッキン２４には、軸部２０ｂが通過する貫通穴２２ａ、１４ａ、２４ａが形成されている。また、正極外部パッキン２２には、正極外部端子２０の本体部２０ａの一部が嵌り込む凹部２２ｂが形成されている。
　正極外部パッキン２２、蓋体１４、および正極内部パッキン２４の貫通穴２２ａ、１４ａ、２４ａを通過した正極外部端子２０の軸部２０ｂは、正極集電体２６の貫通穴２６ａを通過する。その貫通穴２６ａを通過した軸部２０ｂの部分が扁平につぶされることにより、正極外部端子２０と正極集電体２６が、これらの間に正極外部パッキン２２、蓋体１４、および正極内部パッキン２４を挟んだ状態でかしめ接合される。その結果、正極外部端子２０と正極集電体２６とが電気的に接続される。
　正極外部パッキン２２はケース１２の外部に配置され、正極内部パッキン２４はケース１２の内部に配置される。これらのパッキン２２、２４は、蓋体１４の貫通穴１４ａを介する電解液の漏出を防止する。また、これらのパッキン２２、２４は、例えば樹脂材料から作製されている。
　正極集電体２６は、後述する電極体１６の正極板と同一の材料、例えばアルミニウムから作製されている。また、例えば金属板をプレス成型することにより、正極集電体２６は形成されている。
　正極集電体２６は、正極外部端子２０と電気的に接続されるとともに蓋体１４に固定される本体部２６ｂと、蓋体１４から離れるように本体部２６ｂから高さ方向（Ｚ軸方向）に延在し、且つ、互いに対向し合う一対の接続部（脚部）２６ｃを備える。詳細は後述するが、この正極集電体２６の一対の接続部２６ｃは、電極体１６の正極リード部に接合される。
　また、負極外部端子３０は、外部の装置や別の蓄電素子１０の正極外部端子２０と電気的に接続される矩形状の本体部３０ａと、本体部３０ａから延在して負極集電体３６と電気的に接続する軸部３０ｂとを備える。負極外部端子３０の本体部３０ａは、正極外部端子２０と同一の材料、例えばアルミニウムから作製されている。一方、軸部３０ｂは、後述する電極体１６の負極板と同一の材料、例えば銅から作製されている。本体部３０ａと軸部３０ｂとは、図示しない本体部３０ａに設けられた溝部に軸部３０ｂが圧入固定されることによって一体化されている。
　なお、負極外部端子３０と負極集電体３６との間に配置される負極外部パッキン３２、蓋体１４、および負極内部パッキン３４には、軸部３０ｂが通過する貫通穴３２ａ、１４ｂ、３４ａが形成されている。また、負極外部パッキン３２には、負極外部端子３０の本体部３０ａの一部が嵌り込む凹部３２ｂが形成されている。
　負極外部パッキン３２、蓋体１４、および負極内部パッキン３４の貫通穴３２ａ、１４ａ、３４ａの貫通穴３２ａ、１４ｂ、３４ａを通過した負極外部端子３０の軸部３０ｂは、負極集電体３６の貫通穴３６ａを通過する。その貫通穴３６ａを通過した軸部３０ｂの部分が扁平につぶされることにより、負極外部端子３０と負極集電体３６が、これらの間に負極外部パッキン３２、蓋体１４、および負極内部パッキン３４を挟んだ状態でかしめ接合される。その結果、負極外部端子３０と負極集電体３６とが電気的に接続される。
　負極外部パッキン３２はケース１２の外部に配置され、負極内部パッキン３４はケース１２の内部に配置される。これらのパッキン３２、３４は、蓋体１４の貫通穴１４ｂを介する電解液の漏出を防止する。また、これらのパッキン２２、２４は、例えば樹脂材料から作製されている。
　負極集電体３６は、後述する電極体１６の負極板と同一の材料、例えば銅から作製されている。また、例えば金属板をプレス成型することにより、負極集電体３６は形成されている。
　負極集電体３６は、負極外部端子３０と電気的に接続されるとともに蓋体１４に固定される本体部３６ｂと、蓋体１４から離れる方向（Ｚ軸方向）に本体部３６ｂから延在し、互いに対向し合う一対の接続部３６ｃを備える。詳細は後述するが、この負極集電体３６の一対の接続部３６ｃが、電極体１６の負極リード部に接合される。
　図５に示すように、電極体１６は、帯状のセパレータ４０、帯状の正極板４２、帯状のセパレータ４４、および帯状の負極板４６をこの順に重ね、この重ねたものを巻回した巻回体である。具体的には、電極体１６は、幅方向（Ｙ軸方向）の端面が厚さ方向（Ｘ軸方向）に短く、高さ方向（Ｚ軸方向）に長い長円状の巻回体である。
　セパレータ４０、４４は、例えば多孔性の樹脂フィルムから作製されている。セパレータ４０、４４はまた、正極板４２と負極板４６との間に配置され、これらの間を絶縁している。
　正極板４２は、正極金属箔４２ａと、その正極金属箔４２ａ上に形成された正極活物質層４２ｂとを備える。
　正極板４２の正極金属箔４２ａは、例えばアルミニウム箔である。なお、アルミニウム箔に限らず、他の材料から作製された金属箔であってもよい。
　正極金属箔４２ａはまた、その幅（Ｙ軸方向）がセパレータ４０、４４の幅に比べて大きくなるように作製されている。そのため、正極板４２とセパレータ４０、４４が巻回状態であるとき、正極金属箔４２ａの幅方向の一方側の部分がセパレータ４０、４４からはみ出る。このはみ出た部分の正極金属箔４２ａが重なり、電極体１６の一対の正極リード部１６ａが構成されている。
　なお、本明細書では、セパレータ４０、４４からはみ出た正極金属箔４２ａの部分において、高さ方向（Ｚ軸方向）に延在し、且つ、相対的に狭い間隔を開けて厚さ方向（Ｘ軸方向）に対向し合う部分を、一対の正極リード部１６ａと称している。
　電極体１６の一対の正極リード部１６ａに、正極集電体２６の一対の接続部２６ｃが接合される。
　正極板４２の正極活物質層４２ｂは、正極活物質を正極金属箔４２ａに部分的に塗工することによって形成されている。具体的には、巻回時にセパレータ４４に対向する正極金属箔４２ａの部分の略全体を覆うように、正極活物質層４２ｂが形成されている。
　負極板４６は、負極金属箔４６ａと、その負極金属箔４６ａ上に形成された負極活物質層４６ｂとを備える。
　負極板４６の負極金属箔４６ａは、例えば銅箔である。なお、銅箔に限らず、負極金属箔４６ａは、他の材料から作製された金属箔であってもよい。
　負極金属箔４６ａも、正極板４２の正極金属箔４２ａと同様に、その幅（Ｙ軸方向）がセパレータ４０、４４の幅に比べて大きくなるように作製されている。そのため、負極板４６とセパレータ４０、４４が巻回状態であるとき、負極金属箔４６ａの幅方向の他方側の部分がセパレータ４０、４４からはみ出る。すなわち、正極金属箔４２ａの反対側に、負極金属箔４６ａがはみ出ている。このはみ出た部分の負極金属箔４６ａが重なり、電極体１６の一対の負極リード部１６ｂが構成されている（なお、図５では、厚さ方向（Ｘ軸方向）の奥側の負極リード部が見えていない）。
　この電極体１６の一対の負極リード部１６ｂに、負極集電体３６の一対の接続部３６ｃが接合される。
　図６は、複数の蓄電素子１０を接続することによって構成された蓄電モジュール１００の一部の上面図である。図７は、図６のＡ－Ａ線に沿った断面図である。
　図６および図７に示すように、蓄電モジュール１００は、短冊形状の導体部材（バスバー１０２）を介して複数の蓄電素子１０を機械的に且つ電気的に接続することによって構成されている。
　具体的には、図７に示すように、複数の蓄電素子１０は、その厚さ方向（Ｘ軸方向）に並ぶように配列されている。また、隣接し合う蓄電素子１０の一方の正極外部端子２０と他方の負極外部端子３０とが蓄電素子１０の厚さ方向（Ｘ軸方向）に並ぶように配列されている。このような蓄電素子１０の配列において、隣接し合う蓄電素子１０の一方の正極外部端子２０と他方の負極外部端子３０とを導電性のバスバー１０２を介して電気的に接続することにより、複数の蓄電素子１０が電気的に直列に接続されている。
　図７に示すように、バスバー１０２は、その一端が隣接し合う蓄電素子１０の一方の正極外部端子２０の本体部２０ａに溶接され、他端が他方の負極外部端子３０の本体部３０ａに溶接される。本実施の形態の場合、詳細は後述するが、バスバー１０２と外部端子２０、３０との溶接に、レーザ溶接が使用される。ここからは、そのレーザ溶接に関連する構成要素について説明する。なお、正極外部端子２０とバスバー１０２の一端との間のレーザ溶接と、負極外部端子３０とバスバー１０２の他端との間のレーザ溶接は、実質的に同一である。そのため、ここからは、正極外部端子２０に対するレーザ溶接に関連する構成要素について説明し、負極外部端子３０に対するレーザ溶接に関連する構成要素の説明は省略する。
　図８は、バスバー１０２を蓄電素子１０の正極外部端子２０に対してレーザ溶接している様子を示している。
　図８に示すように、レーザ溶接装置のヘッド１０４から出射されたレーザＬは、正極外部端子２０の本体部２０ａの上面２０ｃ（第１の表面部分）上に重ねられたバスバー１０２の部分に照射される。このレーザＬにより、正極外部端子２０の本体部２０ａの上面２０ｃに対してバスバー１０２が接合する。
　図９は、バスバー１０２がレーザ溶接される正極外部端子２０の斜視図である。
　図９に示すように、正極外部端子２０の本体部２０ａは、蓄電素子１０の幅方向（Ｙ軸方向）に長い板状である。本体部２０ａはまた、断熱部として、その長手方向（Ｙ軸方向）に貫通する貫通穴２０ｄを備えている。
　なお、本明細書で言う「断熱部」は、「断熱部」を除く正極外部端子２０の他の部分に比べて熱伝導率が低い部分を言う。例えば、「断熱部」は、本体部２０ａの他の部分の材料に比べて低い熱伝導率を備える材料から作製された部分である。また例えば、「断熱部」は、本体部２０ａの外部表面（上面２０ａ、底面２０ｅ、および側面２０ｆ）より内部側に少なくとも一部が存在し、本体部２０ａの内部表面によって画定されている空間である。
　本実施の形態の場合、断熱部としての貫通穴２０ｄは、本体部２０ａに形成され、２カ所で外部に連通する空間である。
　具体的には、断熱部としての貫通穴２０ｄは、バスバー１０２が溶接される本体部２０ａの上面２０ｃと、その上面２０ｃに対向する底面２０ｅとの間を、本体部２０ａの長手方向（Ｙ軸方向）に延在している。なお、本体部２０ａの底面２０ｅの中央から軸部２０ｂが延在している。
　この本体部２０ａに形成された断熱部としての貫通穴２０ｄの役割について説明する。
　図８に示すように、レーザ溶接の実行中、正極外部端子２０の本体部２０ａ内に熱が発生する。具体的には、図８に示すように、レーザ溶接により、バスバー１０２上のレーザＬの照射点Ｐに対して該バスバー１０２を挟んで対向する本体部２０ａの上面２０ｃの部分（本実施の形態の場合は中央）に熱（溶融熱）が発生する。また、レーザ溶接によって高温状態になったバスバー１０２から正極外部端子２０に熱が伝達される。その結果、レーザ溶接由来の熱が、正極外部端子２０の本体部２０ａおよび軸部２０ｂ全体に伝導する。
　正極外部端子２０内の熱は多くは外部に放出されるが、一部が、本体部２０ａの一部を凹部２２ｂで収容する正極外部パッキン２２に伝達される。具体的には、正極外部パッキン２２と対向する表面部分（第２の表面部分）、すなわち本体部２０ａの底面２０ｅと側面２０ｆの一部および軸部２０ｂの外周面を介して、正極外部端子２０から正極外部パッキン２２に熱が伝達される。
　正極外部端子２０から正極外部パッキン２２に伝達する熱が大量である場合、樹脂材料から作製された正極外部パッキン２２は、その温度がガラス転移温度に達して軟化し、そして変形する。正極外部パッキン２２が軟化して変形すると、正極外部パッキン２２と正極外部端子２０との間に隙間が生じ、正極外部パッキン２２の機能が損なわれる。
　このような正極外部パッキン２２の軟化を抑制するために、すなわち正極外部パッキン２２に伝達される熱量を小さくするために、正極外部端子２０に、断熱部として貫通穴２０ｄが設けられている。
　具体的には、図８に示すように、バスバー１０２が溶接される表面部分（上面２０ｃ）と正極外部パッキン２２と対向する表面部分（本体部２０ａの底面２０ｅと側面２０ｆの一部および軸部２０ｂの外周面）との間に、貫通穴２０ｄが設けられている。
　この貫通穴２０ｄにより、レーザ溶接の実行中、バスバー１０２が溶接される正極外部端子２０の表面部分（本体部２０ａの上面２０ｃ）から正極外部パッキン２２と対向する表面部分（本体部２０ａの底面２０ｅと側面２０ｆの一部および軸部２０ｂの外周面）への熱の伝導が抑制される。それにより、正極外部端子２０から正極外部パッキン２２への熱の伝達量が小さくなり、貫通穴２０ｄが存在しない場合に比べて、正極外部パッキン２２の軟化、すなわち変形が抑制される。その結果として、正極外部パッキン２２と正極外部端子２０との間のシール性が確保される。
　なお、貫通穴２０ｄは、外部に連通する空間であるため、正極外部端子２０内の熱の一部は、その貫通穴２０ｄを介して外部に放出される。
　これに関連して、図６に示すように、蓄電素子１０それぞれの外部端子２０、３０が隣接して並ぶ方向（Ｘ軸方向）に対して交差する方向（Ｙ軸方向）に貫通するように、断熱部としての貫通穴２０ｄ、３０ｄは設けられている。これにより、貫通穴２０ｄ、３０ｄは、隣接する他の外部端子に邪魔されることなく、外部端子２０、３０の外部に熱を放出することができる。
　また、好ましくは、断熱部、すなわち貫通穴２０ｄは、正極外部端子２０の上面図である図１０に示すように、本体部２０ａの上面２０ｃと直交する方向（Ｚ軸方向）に見た場合に軸部２０ｂにオーバーラップするように、本体部２０ａに設けられている。より具体的には、レーザ溶接点Ｐと軸部２０ｂとの間に存在するように、貫通穴２０ｄは本体部２０ａに設けられている。これにより、レーザ溶接の実行中において、軸部２０ｂ内に伝導する熱量をより小さく抑えることができる。
　説明すると、図８に示すように、正極外部端子２０の軸部２０ｂは、正極外部パッキン２２の貫通穴（嵌合穴）２２ａに挿入されている。具体的には、軸部２０ｂは、貫通穴２２ａ内に圧入されている。これにより、軸部２０ｂの外周面と蓋体１４の貫通穴１４ａ内周面との間が、正極外部パッキン２２によって確実にシールされている。
　そのシールを維持するために、正極外部端子２０の軸部２０ｂに伝導する熱量を可能な限り小さくし、その外周面から正極外部パッキン２２の貫通穴２２ａの内周面に伝達される熱量を可能な限り小さくするのが好ましい。そのために、断熱部としての貫通穴２０ｄは、図１０に示すように、本体部２０ａの上面２０ｃと直交する方向（Ｚ軸方向）に見た場合に軸部２０ｂにオーバーラップするように、本体部２０ａに設けられている。
　以上、上述の実施の形態によれば、蓄電素子１０の接続端子２０、３０にバスバー１０２をレーザ溶接するときに発生する熱による外部パッキン２２、３２の変形を抑制することができる。
　また、断熱部（貫通穴２０ｄ）は、バスバー１０２が溶接される正極外部端子２０の本体部２０ａにおける上面２０ｃと底面２０ｅとの間に設けられている。そのため、断熱部を設けることによって正極外部端子２０が大型化することがない。これと異なり、正極外部パッキン２２への伝熱を抑制するために、表面積が大きい放熱フィンや大きい熱容量を備える放熱ブロックなどの放熱構造体を正極外部端子２０の外部表面に一体的に設けると、正極外部端子２０が大型化する。
　このように外部端子が大型化すると、蓄電素子も大型化する。そのような蓄電素子を複数個用いて蓄電モジュールを構成すると、その蓄電モジュールも大型化する。すなわち、外部端子が大型化すると、蓄電素子および蓄電モジュールの体積あたりの電池容量が減少する。
　一方、本実施の形態のような断熱部を外部端子に設けた場合、蓄電素子および蓄電モジュールの体積あたりの電池容量は、断熱部を設けていない場合と変わらない。したがって、本実施の形態の断熱部を備える蓄電素子およびその蓄電素子から構成される蓄電モジュールは、放熱構造体を設ける場合に比べて、大きい体積あたりの電池容量を得ることができる。
　また、放熱フィンや放熱ブロックなどの放熱構造体を外部端子に設ける場合、放熱構造体は、熱伝達を考慮して面積が大きい外部端子の上面に設けられる。しかし、それにより、上面におけるバスバーが溶接される部分の面積（溶接面積）が減少する。そのため、放熱構造体にバスバーを溶接する必要がある。
　一方、本実施の形態の断熱部はバスバーが溶接される上面に取り付けられる構造体ではないため、本体部の上面において、バスバーとの溶接に必要な溶接面積を確保することができる。
　上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
　特に、蓄電素子の正極および負極外部端子の本体部に形成される断熱部は、上述の実施の形態に限らず、様々な形態が可能である。
　上述の実施の形態の場合、図９および図１０に示すように、断熱部は、本体部２０ａの長手方向（Ｙ軸方向）に貫通する貫通穴２０ｄであるが、本発明の実施の形態は、これに限らない。
　図１１は、別の実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の斜視図である。図１１に示すように、正極外部端子２２０は、その本体部２２０ａに、断熱部として、その短手方向（Ｘ軸方向）に貫通する貫通穴２２０ｄを備える。
　また、図１２は、さらに別の実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の斜視図である。図１２に示すように、正極外部端子３２０の本体部３２０ａは、断熱部として、貫通穴ではなく、複数の溝３２０ｈを備える。複数の溝３２０ｈは、本体部３２０ａの長手方向（Ｙ軸方向）に平行に延在するように該本体部３２０ａの側面３２０ｆに形成されている。すなわち、複数の溝３２０ｈは、本体部３２０ａに形成され、外部に連通する空間である。
　この場合、バスバーが溶接される本体部３２０ａの表面部分（上面３２０ｃ）と正極外部パッキン２２に対向する表面部分（底面３２０ｅ、側面３２０ｆの一部、および軸部３２０ｂの外周面）との間に配置される空間は、貫通穴の場合に比べて小さい。そのため、断熱効果は低いが、断熱部として貫通穴を本体部３２０ａに形成する場合に比べて、外部と接する本体部３２０ａの表面積が実質的に増加するため、外部への放熱量が大きい。したがって、正極外部パッキン２２に対向する本体部３２０ａの表面部分に伝導する熱量が小さくなり、それにより正極外部パッキン２２に伝達される熱量も小さくなる。
　また、図１２に示すように、平行に延在する複数の溝３２０ｈの間の部分３２０ｊが、放熱フィンとして機能する。
　図１２に示すように断熱部が貫通穴ではなく複数の溝で構成される場合、その外部端子の剛性は、貫通穴で断熱部が構成される場合に比べて高い。したがって、銅などの柔らかい材料から外部端子が作製されている場合には、複数の溝で断熱部を構成するのが好ましい。
　なお、断熱部を複数の溝で構成する場合、その複数の溝を、図１２に示すように本体部の側面ではなく、バスバーが溶接される本体部の上面に形成してもよい。
　図１３は、異なる実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子を示している。また、図１４は、さらに異なる実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子を示している。
　図１３に示すように、正極外部端子４２０の本体部４２０ａは、その上面４２０ｃに、断熱部として、環状の溝４２０ｍ、４２０ｋが形成されている。環状溝４２０ｋに囲まれるように、環状溝４２０ｍが形成されている。この環状溝４２０ｍ、４２０ｋに挟まれた上面４２０ｃの部分４２０ｎに、バスバー１０２が溶接される。
　図１４に示すように、正極外部端子５２０の本体部５２０ａの上面５２０ｃに、断熱部として、その短手方向（Ｘ軸方向）に平行に延在して側面５２０ｆに連通する複数の溝５２０ｐが形成されている。溝５２０ｐに挟まれた上面５２０ｃの部分に、バスバー１０２が溶接される。
　図１３および図１４に示すように、正極外部端子４２０、５２０の本体部４２０ａ、５２０ａの上面４２０ｃ、５２０ｃに断熱部としての複数の溝を形成することにより、レーザ溶接によって高温状態になったバスバー１０２から正極外部端子４２０、５２０の伝達される熱量が小さくなる（上面４２０ｃ、５２０ｃに溝が形成されていない場合に比べて）。その結果として、正極外部パッキン２２に対向する正極外部端子の表面部分に伝導する熱量も小さくなり、そこから正極外部パッキン２２に伝達される熱量も小さくなる。
　また、上述の実施の形態の場合、図９および図１０に示す正極外部端子２０の断熱部は外部に連通する貫通穴２０ｄであるが、外部端子の断熱部は外部に連通しない空間、すなわち密閉空間であってもよい。
　なお、この場合、外部端子の本体部内部に密閉空間を形成するために、その密閉空間は、少なくとも２つの部材を組み合わせることによって作製される。この一例を図１５に示す。
　図１５は、よりさらに異なる実施の形態に係る蓄電素子の正極外部端子の断面図である。
　図１５に示すように、正極外部端子６２０において、本体部６２０ａと軸部６２０ｂそれぞれは、一部材の異なる部分としてではなく、別部材として作製されている。具体的には、本体部６２０ａの底面６２０ｅに挿入穴６２０ｑが形成されている。その挿入穴６２０ｑに軸部６２０ｂの一端が圧入されている。
　図１５に示す実施の形態の場合、挿入穴６２０ｑに挿入された軸部６２０ｂと該挿入穴６２０ｑの内周面との間の隙間が、密閉空間となって断熱部として機能する。この場合、矩形状の本体部６２０ａと円柱形状の軸部６２０ｂとを合体させて正極外部端子６２０が構成される。このようにシンプルな形状の部材を組み合わせるため、一部材として正極外部端子６２０を作製する場合に比べて、正極外部端子６２０の製造コストを低く抑えることができる。なお、別部材の本体部６２０ａと軸部６２０ｂは、同一の種類の材料から作製されてもよいし、異なる種類の材料から作製されてもよい。
　なお、図１５では正極外部端子６２０を例に挙げているが、負極外部端子も同様に、本体部と軸部を別部材として作製することが可能である。例えば、本体部をアルミニウムまたはアルミニウム合金で作製し、軸部を銅または銅合金で作製してもよい。
　このように外部端子の本体部の断熱部を密閉空間で構成する場合、密閉空間内を真空にしてもよい。これにより、バスバーが溶接される本体部の表面部分と外部パッキンと対向する本体部の表面部分との間を、部分的に真空断熱することができる。
　外部端子の本体部の断熱部を密閉空間で構成する場合、上述したように、外部端子は少なくとも２つの部材で構成する必要がある。そのようにして得られる密閉空間の利点は、バスバーを外部端子の上面に溶接しているときに密閉空間内で発生しうるスパッタ（スラグ）が該密閉空間に閉じ込められることである。それにより、密閉空間内で発生したスパッタは、当然ながら、外部端子周りの蓄電素子の他の構成要素に飛散して損傷させることがない。
　さらに、上述の実施の形態の場合、図９および図１０に示す正極外部端子２０の断熱部は外部に連通する貫通穴２０ｄであるが、すなわち空間であるが、本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外部端子の本体部の断熱部は、これに限らない。例えば、断熱部は、本体部内部に埋め込まれた、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、アルミナ、マイカなどの断熱部材や、熱伝導率の小さいアルゴン等の気体であってもよい。
　このように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子は、様々な形態が考えられる。すなわち、本発明の実施の形態に係る蓄電素子は、広義には、電極体と、電極体に接続された集電体と、電極体と集電体を収容するケースと、貫通穴を備えてケースを閉じる蓋体と、蓋体の外側表面側に設けられる本体部および蓋体の貫通穴を通過してケース内の集電体と接続する軸部を備える外部端子と、外部端子と前記蓋体との間に配置されるパッキンと、を有し、外部端子の本体部が、他の導体部材が溶接される第１の表面部分とパッキンに対向する第２の表面部分との間に断熱部を備える、蓄電素子である。
　また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子として、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、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池を例示できるが、非水電解質二次電池には限定されず、例えば、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、またキャパシタであってもよい。
　さらにまた、本発明の実施の形態は、外部端子の本体部にバスバーがレーザ溶接される形態に限らない。溶接は、レーザ溶接以外の溶接、例えばろう付け、電子ビーム溶接であってもよい。
　本発明は、外部端子に他の導体部材が溶接される蓄電素子に適用可能である。
　　　１０　　蓄電素子
　　　１２　　ケース
　　　１４　　蓋体
　　　１６　　電極体
　　　２０　　外部端子（正極外部端子）
　　　２０ａ　本体部
　　　２０ｂ　軸部
　　　２０ｃ　第１の表面部分（上面）
　　　２０ｄ　断熱部（貫通穴）
　　　２２　　パッキン（正極外部パッキン）
　　　１０２　導体部材（バスバー）

Claims (7)

  1. 　電極体と、
    　前記電極体に接続された集電体と、
    　前記電極体と前記集電体を収容するケースと、
    　貫通穴を備えて前記ケースを閉じる蓋体と、
    　前記蓋体の外側表面側に設けられる本体部、および前記蓋体の貫通穴を通過して前記ケース内の集電体と接続する軸部を備える外部端子と、
    　前記外部端子と前記蓋体との間に配置されるパッキンと、を有し、
    　前記外部端子の本体部が、他の導体部材が溶接される第１の表面部分と前記パッキンに対向する第２の表面部分との間に断熱部を備える、蓄電素子。
  2. 　前記外部端子の断熱部が、本体部に形成された空間である、請求項１に記載の蓄電素子。
  3. 　前記空間が、前記外部端子の本体部の表面で外部に連通している、請求項２に記載の蓄電素子。
  4. 　前記空間が、前記第１の表面部分に形成された少なくとも１つの溝である、請求項３に記載の蓄電素子。
  5. 　前記空間が、前記本体部の内部に形成された密閉空間である、請求項２に記載の蓄電素子。
  6. 　前記外部端子の断熱部の少なくとも一部が、前記第１の表面部分と直交する方向に見た場合に前記軸部に対してオーバーラップするように、前記本体部に設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  7. 　導体部材を介して互いに接続された第１の蓄電素子と第２の蓄電素子とを有する蓄電モジュールであって、
    　前記第１および第２の蓄電素子それぞれが、
    　電極体と、
    　前記電極体に接続された集電体と、
    　前記電極体と前記集電体を収容するケースと、
    　貫通穴を備えて前記ケースを閉じる蓋体と、
    　前記蓋体の外側表面側に設けられる本体部、および前記蓋体の貫通穴を通過して前記ケース内の集電体と接続する貫通部軸を備える外部端子と、
    　前記外部端子と前記蓋体との間に配置されるパッキンと、を有し、
    　前記第１および第２の蓄電素子の外部端子それぞれの本体部が、前記導体部材が溶接される第１の表面部分と前記パッキンに対向する第２の表面部分との間に断熱部を備える、蓄電モジュール。
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