WO2023047925A1 - 蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents

蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2023047925A1
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electrode
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collector plate
electricity storage
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利崇 小林
宏樹 林
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a current collector plate for an electricity storage device, an electricity storage device, and a method for manufacturing an electricity storage device.
  • an electricity storage device that includes a case, a columnar electricity storage element housed in the case, and a current collector plate welded to an end surface of the electricity storage element (for example, Patent Document 1).
  • the current collector plate of the power storage device of Patent Document 1 includes a plurality of first welds arranged along the radial direction and welded to the end face of the power storage element, and a central region thereof, which is welded to the inner bottom surface of the case. and a second weld.
  • first welds arranged along the radial direction and welded to the end face of the power storage element, and a central region thereof, which is welded to the inner bottom surface of the case. and a second weld.
  • the second welded portion when the second welded portion is welded, there is a risk that the power storage element will be adversely affected by the distortion that occurs in the current collector plate and the heat that occurs during welding. Specifically, if the current collector plate is distorted, the distortion may be transmitted to the first welded portion, degrading the connection between the current collector plate and the storage element. Further, when heat is generated at the second welded portion, the heat may be transferred to the electricity storage element via the first welded portion, deteriorating the characteristics of the electricity storage element. Under such circumstances, one of the purposes of the present disclosure is to suppress quality deterioration of the power storage device.
  • the current collector plate is a current collector plate for an electricity storage device that is welded to an end surface of a columnar electricity storage element included in the electricity storage device, and includes a central region, an outer peripheral region, and a bridge connecting the central region and the outer peripheral region.
  • the outer peripheral region has a plurality of first welds arranged along the radial direction of the end face and welded to the end face; and the central region has a different conductivity from the electricity storage element. and a plurality of slit-like first through holes are provided between each of the first welds and the second welds so as to surround the central region. ing.
  • the electricity storage device includes a cylindrical case with a bottom that is the conductive member, an electricity storage element housed in the case, and the current collector plate for the electricity storage device housed in the case.
  • the electric storage element includes a long sheet-like first current collector, a first electrode having a first active material layer supported on the first current collector, a long sheet-like second current collector, and a second electrode having a second active material layer supported on the second current collector; and a separator interposed between the first electrode and the second electrode;
  • the second electrode and the separator constitute a columnar wound body, the first current collector is exposed on the end face of the power storage element on the bottom side of the case, and the first weld is , and is welded to the first current collector exposed at the end surface, and the second weld portion is welded to the inner bottom surface of the case.
  • the electricity storage device includes a case having a first opening, an electricity storage element housed in the case, a third through hole, a sealing member that seals the first opening, and a sealing member that seals the first opening.
  • a rivet that is the electrically conductive member to be passed through;
  • a first electrode having a first active material layer supported on a first current collector, a long sheet-like second current collector, and a second active material layer supported on the second current collector a second electrode and a separator interposed between the first electrode and the second electrode, wherein the first electrode, the second electrode, and the separator constitute a columnar wound body
  • the second current collector is exposed on the end face of the power storage element on the first opening side, and the first welded portion is welded to the second current collector exposed on the end face. , the second weld is welded with the rivet.
  • the manufacturing method includes a step of preparing a bottomed cylindrical case, a long sheet-like first current collector, and a first electrode having a first active material layer supported on the first current collector. , a second electrode having a long sheet-like second current collector and a second active material layer supported on the second current collector, and interposed between the first electrode and the second electrode and a separator, wherein the first electrode, the second electrode, and the separator constitute a columnar winding body, and the first current collector is exposed on one end surface of the columnar electricity storage device.
  • the manufacturing method includes a long sheet-like first current collector, a first electrode having a first active material layer supported on the first current collector, a long sheet-like second current collector, and a second electrode having a second active material layer supported on the second current collector; and a separator interposed between the first electrode and the second electrode, wherein the first electrode, the The second electrode and the separator constitute a columnar wound body, which is accommodated in a case having a first opening, and the second current collector is exposed on the other end face on the first opening side.
  • a step of preparing a columnar electricity storage element that is in contact with the other end face a step of preparing a current collector plate for the electricity storage device to be welded to the other end surface; preparing a sealing member; preparing a rivet to be inserted into the third through-hole; and welding the first weld portion of the current collector plate to which the rivet is welded to the second current collector exposed on the other end surface of the power storage element housed in the case.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing an electricity storage device of Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an electricity storage device of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a plan view of the current collector plate of Embodiment 1.
  • FIG. 8 is a plan view of a current collector plate of Embodiment 2.
  • Embodiments of a collector plate for an electricity storage device, an electricity storage device, and a method for manufacturing an electricity storage device according to the present disclosure will be described below with examples. However, the disclosure is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and materials may be exemplified, but other numerical values and materials may be applied as long as the effects of the present disclosure can be obtained.
  • a current collector plate for an electricity storage device (hereinafter also simply referred to as a current collector plate) is welded to an end surface of a columnar electricity storage element included in the electricity storage device.
  • the current collector plate includes a central region, a peripheral region, and a bridge portion connecting the central region and the peripheral region.
  • the collector plate may be disc-shaped or may have other shapes.
  • the outer peripheral region has a plurality of first welds that are welded to the end face of the power storage element.
  • the plurality of first welds are arranged along the radial direction of the end surface of the power storage element.
  • the plurality of first welds may be arranged at regular intervals or at irregular intervals in the circumferential direction of the current collector plate.
  • Each first weld may extend along the radial direction of the current collector plate.
  • Each first weld may extend to the outermost periphery of the outer peripheral region. For example, three or four first welds may be provided, but the number is not limited to this.
  • the central region has a second weld that is welded with a conductive member different from the storage element.
  • the center of the second weld may or may not coincide with the center of the central region.
  • At least one second weld may be provided.
  • the conductive member may be, for example, a case or a rivet included in the power storage device.
  • a plurality of slit-like first through-holes are provided between each of the first welded portions and the second welded portions so as to surround the central region.
  • the bridge portion may be arranged between two circumferentially adjacent first through holes.
  • One first through-hole may be provided for one first welding portion.
  • Such a plurality of first through-holes structurally and thermally separates each of the first welds and the second welds from each other except for the connecting path through the bridge. Therefore, when welding the second welded portion (for example, ultrasonic welding or laser welding), distortion and heat generated in the second welded portion are transferred to the first welded portion, that is, the joint portion between the current collector plate and the storage element. hard to convey.
  • the first welded portion is less likely to be distorted, deterioration of the connection between the current collector plate and the power storage element can be suppressed.
  • heat is less likely to be conducted to the first welded portion, heat input to the electricity storage element is suppressed, and deterioration of the characteristics of the electricity storage element can be suppressed.
  • the thinner the current collector plate the more easily the current collector plate is distorted, and the more easily the heat transferred from the second welded portion to the first welded portion concentrates locally. Therefore, the above configuration is particularly effective when the current collector plate is made of a thin plate having a thickness of 500 ⁇ m or less.
  • the manufacturing process of the electricity storage device includes a process of injecting an electrolytic solution, a plurality of first through holes are present in the immediate vicinity of the central region of the current collector plate. Therefore, it becomes possible to efficiently inject the electrolytic solution through each first through-hole, and the manufacturing process of the electric storage device can be stabilized.
  • the first weld may be convex toward the power storage element.
  • the cross-sectional shape of the first welded portion along the circumferential direction of the current collector plate may be, for example, trapezoidal or arcuate, but is not limited thereto.
  • the convex first weld may be formed by press forming. In this case, since the first through-hole exists between the first welded portion and the second welded portion, when the first welded portion is press-formed, the second welded portion is less likely to be distorted and its flatness is maintained high. be.
  • the high flatness of the second weld can stabilize the welding process, especially when the conductive member and the current collector plate are welded by ultrasonic welding.
  • the current collector plate may be made of a material containing copper.
  • a minimum cross-sectional area of a bridge portion between adjacent first through holes may be 0.044 mm 2 or more.
  • a copper-containing material may be, for example, copper or a copper alloy.
  • the minimum cross-sectional area of the bridge portion means the minimum cross-sectional area among the cross-sectional areas of the bridge portion along the circumferential direction of the current collector plate. If the minimum cross-sectional area of the bridge portion is 0.044 mm 2 or more, it is possible to prevent the bridge portion from breaking due to the tensile stress applied to the bridge portion, for example, when the electricity storage device vibrates.
  • the current collector plate may be made of a material containing aluminum.
  • a minimum cross-sectional area of the bridge portion between adjacent first through holes may be 0.117 mm 2 or more.
  • a material containing aluminum may be, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • A/B ⁇ 0.8 may be satisfied, where A [mm] is the width of the bridge portion and B [mm] is the thickness of the current collector plate.
  • the width of the bridge portion refers to the dimension of the bridge portion along the circumferential direction of the current collector plate.
  • the first through-hole may have a curved shape along the circumferential direction of the current collector plate.
  • the shape of the current collector plate curved along the circumferential direction may be, for example, an arc shape extending along the circumferential direction, but is not limited to this.
  • the area of the central region, that is, the area of the second welded portion can be widened, and the conductive member and the current collector plate can be easily welded. becomes.
  • the dimension of the first through hole may be longer than the dimension of the first welded portion in the circumferential direction of the current collector plate. In this case, in the circumferential direction of the current collector plate, both end portions of the first through hole protrude outward beyond the first welded portion. The presence of this protrusion enhances the structural and thermal isolation between the first weld and the second weld. Therefore, each of the above-mentioned effects by the separation can be exhibited more strongly.
  • the first through hole may have a first portion extending in the circumferential direction of the current collector plate and a second portion extending along the radial direction of the current collector plate from both ends of the first portion.
  • the dimension in the radial direction of the current collector plate of the region formed between the adjacent second portions, that is, the bridge portion is increased.
  • the structural and thermal isolation between the first weld and the second weld is further enhanced. Therefore, each of the above-mentioned effects by the separation can be exhibited more strongly.
  • the current collector plate may further include second through holes that are provided between the plurality of first welds and that are different from the first through holes.
  • the manufacturing process of the electricity storage device includes the process of injecting the electrolytic solution, and the current collector plate has not only the first through-holes but also the second through-holes. Therefore, it becomes possible to efficiently inject the electrolytic solution through the first through-hole and the second through-hole, and the manufacturing process of the electric storage device can be stabilized.
  • An electricity storage device (hereinafter also referred to as electricity storage device A) includes a cylindrical case with a bottom, an electricity storage element housed in the case, and the above-described current collector plate housed in the case. Prepare.
  • the case is made of a conductive material and constitutes a conductive member that is welded with the second weld.
  • the case may have a cylindrical side wall and a bottom closing one end of the side wall.
  • the sidewall may be, for example, cylindrical or rectangular.
  • the bottom has a shape corresponding to the shape of the sidewalls.
  • the power storage element has a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode, the second electrode, and the separator constitute a columnar wound body. That is, the first electrode and the second electrode are wound with the separator interposed therebetween.
  • the first electrode has a long sheet-like first current collector and a first active material layer carried on the first current collector.
  • the second electrode has a long sheet-like second current collector and a second active material layer carried on the second current collector.
  • the first current collector is exposed on the end face on the bottom side of the case of the electricity storage element.
  • the exposed portion may not be provided with the first active material layer.
  • the first welded portion is welded to the first current collector exposed on the end face.
  • the second welded portion is welded to the inner bottom surface of the case.
  • electrical connection between the power storage element and the case is realized via the current collector plate.
  • the case functions as an external terminal of the electricity storage device A.
  • the first welded portion and the first current collector may be welded by, for example, laser welding.
  • the second weld and the case may be welded by, for example, ultrasonic welding or laser welding.
  • An electricity storage device (hereinafter also referred to as electricity storage device B) includes a case having a first opening, an electricity storage element housed in the case, and a third through hole having the first opening. a rivet (a conductive member welded to the second welding portion) inserted through the third through hole; and the above-described current collector plate accommodated in the case.
  • the first opening of the case may be, for example, circular or square, but is not limited to these.
  • the power storage element may be inserted into the case through the first opening.
  • the case may be curled in a region near the first opening.
  • the sealing member may be crimped by this curling process.
  • the case may have a recess that is recessed radially inward in a region where the sealing member is arranged. The sealing member may be compressed by this recess.
  • the sealing member may have a shape corresponding to the shape of the first opening.
  • the sealing member may be made of an insulating material (for example, resin).
  • the third through hole may be arranged, for example, in the center of the sealing member.
  • the third through hole may be, for example, circular, but is not limited to this.
  • the third through hole may penetrate the sealing member in its thickness direction.
  • the power storage element has a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode, the second electrode, and the separator constitute a columnar wound body. That is, the first electrode and the second electrode are wound with the separator interposed therebetween.
  • the first electrode has a long sheet-like first current collector and a first active material layer carried on the first current collector.
  • the second electrode has a long sheet-like second current collector and a second active material layer carried on the second current collector.
  • the second current collector is exposed on the end face of the electricity storage element on the first opening side.
  • the exposed portion may not be provided with the second active material layer.
  • the first welded portion is welded to the second current collector exposed on the end face.
  • the second weld is welded with a rivet.
  • electrical connection between the storage element and the rivet is realized via the current collector plate.
  • the rivet functions as an external terminal of the electrical storage device B.
  • the first welded portion and the second current collector may be welded by laser welding, for example.
  • the second weld and the rivet may be welded by ultrasonic welding or laser welding, for example.
  • a method for manufacturing an electricity storage device includes a step of preparing a cylindrical case with a bottom, a step of preparing an electricity storage element, and and first to third steps.
  • the cylindrical case with a bottom may be made of a conductive material (for example, metal).
  • the case may have, for example, a bottomed cylindrical shape or a bottomed square tube shape, but is not limited to these.
  • a columnar electricity storage element is prepared.
  • the storage element includes a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode, the second electrode, and the separator constitute a columnar wound body.
  • the first electrode has a long sheet-like first current collector and a first active material layer carried on the first current collector.
  • the second electrode has a long sheet-like second current collector and a second active material layer carried on the second current collector.
  • the first current collector is exposed on one end surface of the columnar storage element.
  • the above-described current collector plate In the step of preparing the above-described current collector plate, the above-described current collector plate to be welded to one end face of the electricity storage element is prepared.
  • the first welding portion of the current collector plate is welded to the first current collector exposed on one end face of the electricity storage element.
  • This welding may be performed, for example, by laser welding. Also, this welding may be performed in a state in which the exposed portion of the first current collector and the first welding portion are pressed against each other.
  • the storage element and current collecting plate are accommodated in the case.
  • the power storage element and the current collector may be accommodated so that the power collector is disposed between the inner bottom surface of the case and the power storage element.
  • the second welding part of the current collector plate is welded to the inner bottom surface of the case.
  • This welding may be performed, for example, by ultrasonic welding or laser welding.
  • this welding is performed in a state in which a device used for welding (for example, a long horn for ultrasonic welding) is accessed near the inner bottom surface through a cavity formed in the central portion of the power storage element. good too.
  • Another electricity storage device manufacturing method (hereinafter also referred to as manufacturing method B) includes a step of preparing an electricity storage element, a step of preparing the above-described current collector plate, and a sealing member. It comprises a preparing step, a rivet preparing step, and fourth to seventh steps.
  • a columnar electricity storage element is prepared.
  • the storage element includes a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode, the second electrode, and the separator constitute a columnar wound body.
  • the first electrode has a long sheet-like first current collector and a first active material layer carried on the first current collector.
  • the second electrode has a long sheet-like second current collector and a second active material layer carried on the second current collector.
  • the second current collector is exposed on the other end face of the columnar power storage element.
  • a columnar power storage element is housed in a case having a first opening.
  • the above-described current collector plate In the step of preparing the above-described current collector plate, the above-described current collector plate to be welded to the other end face of the electricity storage element is prepared.
  • a sealing member that has a third through hole and seals the first opening of the case is prepared.
  • the sealing member may be made of an insulating material (for example, resin).
  • the third through hole may be arranged, for example, in the central portion of the sealing member.
  • the third through hole may be, for example, circular, but is not limited to this.
  • the rivet may have a convex portion inserted through the third through-hole and a flange portion continuous with a base end portion of the convex portion.
  • the convex portion may be, for example, cylindrical, but is not limited to this.
  • the flange portion may be, for example, circular, but is not limited to this.
  • the base end portion of the rivet for example, the flange portion described above
  • the second weld portion of the current collector plate are welded. This welding may be performed, for example, by ultrasonic welding or laser welding.
  • the first weld portion of the rivet-welded current collector plate is welded to the second current collector exposed on the other end surface of the power storage element housed in the case.
  • This welding may be performed, for example, by laser welding. Also, this welding may be performed in a state in which the exposed portion of the second current collector and the first welded portion are pressed against each other.
  • electrolyte is injected into the case.
  • the electrolytic solution can be efficiently injected through both the first through holes and the second through holes.
  • the sealing member seals the first opening of the case.
  • the peripheral edge of the sealing member may be crimped by curling the area near the first opening of the case.
  • the case may have a recessed portion that is recessed radially inward in a region where the sealing member is arranged. The sealing member may be compressed by this recess.
  • a method for manufacturing an electricity storage device includes the first to third steps of the manufacturing method A and the fourth to seventh steps of the manufacturing method B.
  • the execution order of the first to seventh steps is not restricted by the name of each step or the order of description.
  • the present disclosure it is possible to suppress quality deterioration of the electricity storage device (for example, deterioration of the connection between the current collector plate and the electricity storage element, deterioration of the characteristics of the electricity storage element, etc.). Furthermore, according to the present disclosure, it is possible to provide a high-quality power storage device.
  • the current collector plate for the power storage device for the power storage device according to the present disclosure, the power storage device, and the power storage device Components and steps not essential to the manufacturing method may be omitted. It should be noted that the drawings shown below are schematic and do not accurately reflect the actual shape and number of members.
  • the power storage device includes a lithium ion capacitor, an electric double layer capacitor, a lithium ion secondary battery, and the like. Also suitable for devices.
  • An electricity storage device or a lithium ion secondary battery using a conductive polymer for the positive electrode will be described below as an example.
  • the electricity storage device 10 of this embodiment includes a case 20, an electricity storage element 30, two current collector plates 40A and 40B, a sealing member 50, and a rivet 60, as shown in FIGS.
  • the case 20 is formed in a cylindrical shape with a bottom and has a first opening 21 .
  • the case 20 is made of a conductive material (for example, metal such as aluminum).
  • the case 20 may have, for example, a bottomed cylindrical shape or a bottomed square tube shape, but is not limited to these.
  • Case 20 is an example of a conductive member.
  • the power storage element 30 is housed in the case 20 together with an electrolytic solution (not shown).
  • the electricity storage element 30 has a long sheet-like first electrode 31, a long sheet-like second electrode 32, and a separator 33 interposed therebetween.
  • the first electrode 31, the second electrode 32, and the separator 33 form a columnar wound body.
  • the first electrode 31 has a long sheet-like first current collector 31a and a first active material layer (not shown) carried thereon.
  • the first electrode 31 of the present embodiment constitutes a negative electrode, but is not limited to this.
  • a sheet-like metal material is used for the first current collector 31a.
  • the sheet-shaped metal material may be a metal foil, a metal porous body, or the like.
  • metal materials copper, copper alloys, nickel, stainless steel, and the like can be used.
  • the thickness of the first current collector 31a is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the first active material layer contains, for example, a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder.
  • a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder is applied to both surfaces of the first current collector 31a, the coating film is dried, and then rolled.
  • a negative electrode active material is a material that absorbs and releases lithium ions.
  • carbon materials such as non-graphitizable carbon and graphite are preferable, and other materials include metal compounds, alloys, ceramic materials, and the like.
  • the second electrode 32 has a long sheet-like second current collector 32a and a second active material layer (not shown) carried thereon.
  • the second electrode 32 of the present embodiment constitutes a positive electrode, but is not limited to this.
  • a sheet-like metal material is used for the second current collector 32a.
  • the sheet-shaped metal material may be a metal foil, a metal porous body, or the like. Aluminum, an aluminum alloy, nickel, titanium, etc. can be used as the metal material.
  • the thickness of the second current collector 32a is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the second active material layer contains, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.
  • a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder is applied to both surfaces of the second current collector 32a, the coating film is dried, and then rolled.
  • a positive electrode active material is a material that absorbs and releases lithium ions. Examples of positive electrode active materials include conductive polymers, lithium-containing transition metal oxides, transition metal fluorides, polyanions, fluorinated polyanions, and transition metal sulfides.
  • a ⁇ -conjugated polymer is preferable as the conductive polymer.
  • the ⁇ -conjugated polymer for example, polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, polythiophene vinylene, polypyridine, or derivatives thereof can be used.
  • a ⁇ -conjugated polymer derivative means a polymer having a ⁇ -conjugated polymer as a basic skeleton, such as polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, polythiophene vinylene, and polypyridine.
  • polythiophene derivatives include poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and the like.
  • a ⁇ -conjugated conductive polymer is preferred.
  • the conductive polymer is an organic substance and has low heat resistance, it is easily deteriorated by heat transferred from the first current collector plate 40A (described later).
  • the current collector plate having the above characteristics, heat can be efficiently diffused, and local concentration of heat can be suppressed.
  • the separator 33 for example, a microporous film made of resin such as polyolefin, woven fabric, non-woven fabric, or the like can be used.
  • the thickness of the separator 33 is, for example, 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the first current collector 31a is exposed on the end face on the bottom side (lower side in FIG. 2) of the case 20 of the electricity storage element 30. As shown in FIG. The second current collector 32a is exposed on the end face of the electricity storage element 30 on the side of the first opening 21 (upper side in FIG. 2).
  • the two current collector plates 40A and 40B are a first current collector plate 40A arranged between the power storage element 30 and the bottom surface of the case 20, and a second current collector plate 40A arranged between the power storage element 30 and the first opening 21. and a current collector plate 40B.
  • the first collector plate 40A and the second collector plate 40B are housed in the case 20, respectively.
  • the first collector plate 40A is formed in a circular shape, but is not limited to this.
  • the first collector plate 40A is made of a material containing copper (for example, copper or copper alloy).
  • the constituent material of the first collector plate 40A may be the same as or different from the constituent material of the first collector 31a.
  • the first collector plate 40A includes a central region 41, an outer peripheral region 42, and a bridge portion 43 connecting them.
  • the central region 41 is formed in a circular shape and arranged in the center of the first current collector plate 40A.
  • the central region 41 has a second welded portion 41a welded to the case 20 .
  • the second welded portion 41a is arranged in the center of the central region 41, but is not limited to this.
  • the outer peripheral region 42 is formed in a ring shape and arranged so as to surround the central region 41 .
  • Peripheral region 42 has a plurality of first welded portions 42a that are welded to end surfaces of power storage elements 30 .
  • Each first welded portion 42 a is arranged along the radial direction of the end surface of the power storage element 30 . As shown in FIG. 1, the first welded portion 42a is convex toward the power storage element 30 (upward in FIG. 2).
  • bridge portions 43 are provided in this embodiment, two or more may be provided, or four or more may be provided. However, from the viewpoint of suppressing deformation such that the central region 41 and the outer peripheral region 42 are twisted relative to each other, it is preferable that three or more bridge portions 43 are provided.
  • the plurality of bridge portions 43 may be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the first current collector plate 40A, or may be arranged at unequal intervals.
  • each bridge portion 43 is 0.044 mm 2 or more.
  • the cross-sectional area of the bridge portion 43 refers to the cross-sectional area of the bridge portion 43 in a cross section perpendicular to the radial direction of the first current collector plate 40A.
  • A/B ⁇ 0.8 is satisfied, where A [mm] is the width of the bridge portion 43 and B [mm] is the thickness of the first collector plate 40A.
  • the width of the bridge portion 43 refers to the dimension of the bridge portion 43 along the circumferential direction of the first collector plate 40A.
  • a plurality of slit-shaped first through-holes 44 are provided between each of the first welded portions 42a and the second welded portions 41a so as to surround the central region 41 .
  • the first through hole 44 has a curved shape along the circumferential direction of the first collector plate 40A.
  • the first through holes 44 of the present embodiment extend along the circumferential direction of the first collector plate 40A over the entirety. Both ends of the first through hole 44 have a rounded shape. As a result, concentration of stress on the end portions of the bridge portions 43 is suppressed, so breakage of the bridge portions 43 can be suppressed.
  • the dimension of the first through hole 44 is longer than the dimension of the first welded portion 42a in the circumferential direction of the first current collector plate 40A. Therefore, both ends of the first through-hole 44 protrude further than the first welded portion 42a in the circumferential direction. In other words, the bridge portion 43 and the first welded portion 42a are separated from each other in the circumferential direction of the first current collector plate 40A.
  • the first current collector plate 40A further includes second through holes 45 that are provided between the plurality of first welded portions 42a and that are different from the first through holes 44 .
  • second through holes 45 are provided, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of (two in this example) second through holes 45 are provided between the adjacent first welded portions 42a.
  • the first welded portion 42a of the first current collector plate 40A is welded to the first current collector 31a exposed at the end face of the storage element 30 on the bottom side. This welding may be done, for example, by laser welding.
  • a second welded portion 41 a of the first current collector plate 40 A is welded to the inner bottom surface of the case 20 . This welding may be done, for example, by ultrasonic welding.
  • the second current collector plate 40B is made of a material containing aluminum (for example, aluminum or an aluminum alloy).
  • the constituent material of the second collector plate 40B may be the same as or different from the constituent material of the second collector 32a.
  • the configuration of the second collector plate 40B is basically the same as the configuration of the first collector plate 40A. However, in the second current collector plate 40B, the minimum cross-sectional area of the bridge portion 43 is 0.117 mm 2 or more.
  • the first welded portion 42a of the second collector plate 40B is welded to the second collector 32a exposed at the end face of the storage element 30 on the first opening 21 side. This welding may be done, for example, by laser welding.
  • a second welded portion 41a of the second current collector plate 40B is welded to the base end portion of the rivet 60 . This welding may be done, for example, by ultrasonic welding.
  • the ends of the second collector plate 40B and the second electrode 32 are covered with an insulating ring 70 so as to prevent contact with the case 20. As shown in FIG.
  • the sealing member 50 seals the first opening 21 of the case 20 .
  • the sealing member 50 has a shape corresponding to the shape of the first opening 21 .
  • the sealing member 50 of this embodiment is formed in a disk shape, it is not limited to this.
  • the sealing member 50 has a third through-hole 51 formed in its central portion and penetrating the sealing member 50 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 2).
  • the sealing member 50 is made of, for example, an elastic material such as butyl rubber.
  • the rivet 60 is inserted through the third through hole 51 of the sealing member 50 .
  • the constituent material of the rivet 60 may be the same as or different from the constituent material of the second current collector plate 40B.
  • Rivet 60 is an example of a conductive member.
  • the method for manufacturing the electricity storage device of the present embodiment includes the steps of preparing the case 20 described above, preparing the electricity storage element 30 described above, and preparing the first and second collector plates 40A and 40B described above. , a step of preparing the above-described sealing member 50, a step of preparing the above-described rivet 60, and first to seventh steps.
  • the first welded portion 42a of the first current collector plate 40A is welded to the first current collector 31a exposed on one end surface of the electricity storage element 30 .
  • This welding may be done, for example, by laser welding.
  • the storage element 30 and the first collector plate 40A are accommodated in the case 20.
  • the first collector plate 40A is arranged between the power storage element 30 and the inner bottom surface of the case 20 .
  • the second welding portion 41a of the first collector plate 40A is welded to the inner bottom surface of the case 20.
  • This welding may be done, for example, by ultrasonic welding.
  • the base end portion of the rivet 60 and the second welding portion 41a of the second current collector plate 40B are welded.
  • This welding may be done, for example, by ultrasonic welding.
  • the first welded portion 42a of the second collector plate 40B to which the rivet 60 is welded is welded to the second collector 32a exposed on the other end face of the electricity storage element 30 .
  • This welding may be done, for example, by laser welding.
  • electrolyte is injected into the case 20 .
  • the electrolytic solution is injected through the first through holes 44 and the second through holes 45 .
  • the sealing member 50 seals the first opening 21 of the case 20 .
  • the sealing member 50 is compressed by a part of the case 20 and the edge of the exposed surface of the sealing member 50 is crimped by the edge of the case 20 .
  • the power storage device 10 of the present embodiment can be obtained.
  • the power storage device 10 of this embodiment differs from that of the first embodiment in the shape of the first through hole 44 . Differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • the first through hole 44 of the first collector plate 40A (or the second collector plate 40B) has a first portion 44a extending in the circumferential direction of the first collector plate 40A and a first portion 44a. and a second portion 44b extending along the radial direction of the first current collector plate 40A from both ends of 44a.
  • the second portion 44b extends radially outward from the first current collector plate 40A from both ends of the first portion 44a.
  • the end of the second portion 44b has a rounded shape.
  • the present disclosure can be used for a current collector plate for an electricity storage device, an electricity storage device, and a method for manufacturing an electricity storage device.
  • Electricity storage device 20 Case (conductive member) 21: First opening 30: Electricity storage element 31: First electrode 31a: First current collector 32: Second electrode 32a: Second current collector 33: Separator 40A: First current collector (current collector) 40B: Second current collector (current collector) 41: Central region 41a: Second welded portion 42: Peripheral region 42a: First welded portion 43: Bridge portion 44: First through hole 44a: First portion 44b: Second portion 45: Second through hole 50: Sealing Member 51: Third through hole 60: Rivet (conductive member) 70: insulating ring

Abstract

蓄電デバイス用の集電板は、蓄電デバイスが備える柱状の蓄電要素の端面に溶接される。蓄電デバイス用の集電板は、中央領域と、外周領域と、中央領域と外周領域とを繋ぐブリッジ部と、を備える。外周領域は、蓄電要素の端面の径方向に沿って配置され、当該端面と溶接される複数の第1溶接部を有する。中央領域は、蓄電要素とは異なる導電性部材と溶接される第2溶接部を有する。各第1溶接部と第2溶接部との間に、中央領域を囲うようにスリット状の複数の第1貫通孔が設けられている。

Description

蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法
 本開示は、蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法に関する。
 従来、ケースと、ケースに収容される柱状の蓄電要素と、蓄電要素の端面に溶接される集電板とを備える蓄電デバイスが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の蓄電デバイスの集電板は、その径方向に沿って配置され、蓄電要素の端面に溶接される複数の第1溶接部と、その中央領域に配置され、ケースの内底面に溶接される第2溶接部とを備える。蓄電デバイスの製造工程では、蓄電要素と集電板を第1溶接部において溶接した後、両者をケースに収容し、そしてケースと集電板を第2溶接部において溶接する。
特開2006-278013号公報
 しかしながら、上述の製造工程では、第2溶接部の溶接を行う際に、集電板に生じる歪みや溶接で生じる熱によって蓄電要素に悪影響が及ぶおそれがある。具体的に、集電板に歪みが生じると、その歪みが第1溶接部に伝わって集電板と蓄電要素との接続が劣化するおそれがある。また、第2溶接部で熱が生じると、その熱が第1溶接部を介して蓄電要素に伝わって蓄電要素の特性が劣化するおそれがある。このような状況において、本開示は、蓄電デバイスの品質劣化を抑止することを目的の1つとする。
 本開示に係る一局面は、蓄電デバイス用の集電板に関する。当該集電板は、蓄電デバイスが備える柱状の蓄電要素の端面に溶接される蓄電デバイス用の集電板であって、中央領域と、外周領域と、前記中央領域と前記外周領域とを繋ぐブリッジ部と、を備え、前記外周領域は、前記端面の径方向に沿って配置され、前記端面と溶接される複数の第1溶接部を有し、前記中央領域は、前記蓄電要素とは異なる導電性部材と溶接される第2溶接部を有し、各前記第1溶接部と前記第2溶接部との間に、前記中央領域を囲うようにスリット状の複数の第1貫通孔が設けられている。
 本開示に係る別の一局面は、蓄電デバイスに関する。当該蓄電デバイスは、前記導電性部材である有底筒状のケースと、前記ケースに収容された蓄電要素と、前記ケースに収容された上述の蓄電デバイス用の集電板と、を備え、前記蓄電要素は、長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を有し、前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、前記蓄電要素の前記ケースの底側の端面に前記第1集電体が露出しており、前記第1溶接部は、前記端面に露出した前記第1集電体と溶接されており、前記第2溶接部は、前記ケースの内底面に溶接されている。
 本開示に係る別の一局面は、蓄電デバイスに関する。当該蓄電デバイスは、第1開口を有するケースと、前記ケースに収容された蓄電要素と、第3貫通孔を有し、前記第1開口を封止する封止部材と、前記第3貫通孔に挿通される前記導電性部材であるリベットと、前記ケースに収容された上述の蓄電デバイス用の集電板と、を備え、前記蓄電要素は、長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を有し、前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、前記蓄電要素の前記第1開口側の端面に前記第2集電体が露出しており、前記第1溶接部は、前記端面に露出した前記第2集電体と溶接されており、前記第2溶接部は、前記リベットと溶接されている。
 本開示に係る別の一局面は、蓄電デバイスの製造方法に関する。当該製造方法は、有底筒状のケースを準備する工程と、長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を備え、前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、一方の端面に前記第1集電体が露出している柱状の蓄電要素を準備する工程と、前記一方の端面に溶接される上述の蓄電デバイス用の集電板を準備する工程と、を備え、さらに、前記蓄電要素の前記一方の端面に露出した前記第1集電体に前記集電板の前記第1溶接部を溶接する第1ステップと、前記ケースに前記蓄電要素および前記集電板を収容する第2ステップと、前記ケースの内底面に前記集電板の前記第2溶接部を溶接する第3ステップと、を備える。
 本開示に係る別の一局面は、蓄電デバイスの製造方法に関する。当該製造方法は、長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を備え、前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、第1開口を有するケースに収容され、前記第1開口側の他方の端面に前記第2集電体が露出している柱状の蓄電要素を準備する工程と、前記他方の端面に溶接される上述の蓄電デバイス用の集電板を準備する工程と、第3貫通孔を有し、前記第1開口を封止する封止部材を準備する工程と、前記第3貫通孔に挿通されるリベットを準備する工程と、を備え、さらに、前記リベットの基端部と前記集電板の前記第2溶接部とを溶接する第4ステップと、前記ケースに収容された前記蓄電要素の前記他方の端面に露出した前記第2集電体に、前記リベットが溶接された前記集電板の前記第1溶接部を溶接する第5ステップと、前記ケースに電解液を注液する第6ステップと、前記封止部材で前記ケースの前記第1開口を封止する第7ステップと、を備える。
 本開示によれば、蓄電デバイスの品質劣化を抑止することができる。
実施形態1の蓄電デバイスを示す分解斜視図である。 実施形態1の蓄電デバイスの縦断面図である。 実施形態1の集電板の平面図である。 実施形態2の集電板の平面図である。
 本開示に係る蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。
 (蓄電デバイス用の集電板)
 本開示に係る蓄電デバイス用の集電板(以下、単に集電板ともいう。)は、蓄電デバイスが備える柱状の蓄電要素の端面に溶接される。集電板は、中央領域と、外周領域と、中央領域と外周領域とを繋ぐブリッジ部とを備える。集電板は、円板状でもよいし、その他の形状を有してもよい。
 外周領域は、蓄電要素の端面と溶接される複数の第1溶接部を有する。複数の第1溶接部は、蓄電要素の端面の径方向に沿って配置される。複数の第1溶接部は、集電板の周方向において、等間隔に配置されてもよいし、不等間隔に配置されてもよい。各第1溶接部は、集電板の径方向に沿って延びていてもよい。各第1溶接部は、外周領域の最外周まで延びていてもよい。第1溶接部は、例えば、3つまたは4つ設けられてもよいが、これに限られるものではない。
 中央領域は、蓄電要素とは異なる導電性部材と溶接される第2溶接部を有する。第2溶接部の中心は、中央領域の中心と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。第2溶接部は、少なくとも1つ設けられていればよい。導電性部材は、例えば、蓄電デバイスが備えるケースまたはリベットであってもよい。
 各第1溶接部と第2溶接部との間には、中央領域を囲うようにスリット状の複数の第1貫通孔が設けられている。ブリッジ部は、周方向に隣り合う2つの第1貫通孔の間に配置されていてもよい。1つの第1溶接部に対して、1つの第1貫通孔が設けられていてもよい。このような複数の第1貫通孔により、各第1溶接部と第2溶接部とが、ブリッジ部を介した接続経路を除いて、構造的および熱的に互いに分離される。そのため、第2溶接部の溶接(例えば、超音波溶接またはレーザ溶接)を行う際に、第2溶接部で生じる歪みや熱が第1溶接部へ、すなわち集電板と蓄電要素との接合部位へ伝わりにくい。第1溶接部が歪みにくいことにより、集電板と蓄電要素との接続の劣化を抑止することができる。また、第1溶接部に熱が伝わりにくいことにより、蓄電要素への入熱が抑えられて当該蓄電要素の特性劣化を抑止することができる。
 第2溶接部の溶接を行う際に第1溶接部に伝わる集電板の歪みを分散させると共に、第溶接部から第1溶接部を介して蓄電要素に伝わる熱を分散させ、蓄電デバイスの品質劣化を抑制する効果を高める観点から、ブリッジ部は3箇所以上存在することが望ましい。換言すると、第1溶接部は少なくとも3つ存在することが望ましい。
 また、集電板を備える蓄電デバイスの内圧が上昇する際、第2溶接部に大きな力がかかることがある。そのような場合でも、第2溶接部にかかる力に起因する応力が第1溶接部で局部的に生じることが回避される。よって、第1溶接部における集電板と蓄電要素との接続の劣化を抑止することができる。この効果は、当該蓄電デバイスに振動が生じたり衝撃が加わったりする場合でも同様に奏される。特に、集電板の厚さが500μm以下(例えば、300μm以上、500μm以下)である場合には、第2溶接部にかかる力に起因する応力が第1溶接部で局所的に生じやすい。また、集電板が薄いほど、集電板に歪みが生じやすく、第2溶接部から第1溶接部に伝わる熱も局所的に集中しやすい。そのため、上記構成は、集電板が厚さ500μm以下の薄板で構成されている場合に特に有効である。
 さらに、蓄電デバイスの製造工程には電解液を注液する工程が含まれるところ、集電板の中央領域のすぐ近くに複数の第1貫通孔が存在する。このため、各第1貫通孔を介して電解液を効率的に注液することが可能となり、蓄電デバイスの製造工程を安定化させることができる。
 第1溶接部は、蓄電要素に向かって凸状になっていてもよい。集電板の周方向に沿った第1溶接部の断面形状は、例えば台形状または円弧状であってもよいが、これらに限られるものではない。凸状の第1溶接部は、プレス成形によって形成されてもよい。この場合、第1溶接部と第2溶接部との間に第1貫通孔が存在するので、第1溶接部をプレス成形する際に、第2溶接部が歪みにくくその平面度が高く維持される。第2溶接部の平面度が高いと、特に超音波溶接によって導電性部材と集電板を溶接する場合に、溶接工程を安定化させることができる。
 集電板は、銅を含む材料で構成されていてもよい。隣り合う第1貫通孔の間のブリッジ部の最小の断面積は、0.044mm以上であってもよい。銅を含む材料は、例えば、銅または銅合金であってもよい。ブリッジ部の最小の断面積とは、集電板の周方向に沿ったブリッジ部の断面積のうち最小の断面積のことをいう。ブリッジ部の最小の断面積が0.044mm以上であると、例えば蓄電デバイスに振動が生じた際に、ブリッジ部にかかる引張応力によって当該ブリッジ部が破断するのを防ぐことができる。
 集電板は、アルミニウムを含む材料で構成されていてもよい。隣り合う第1貫通孔の間のブリッジ部の最小の断面積は、0.117mm以上であってもよい。アルミニウムを
含む材料は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金であってもよい。ブリッジ部の最小の断面積が0.117mm以上であると、例えば蓄電デバイスに振動が生じた際
に、ブリッジ部にかかる引張応力によって当該ブリッジ部が破断するのを防ぐことができる。
 ブリッジ部の幅をA[mm]とし、集電板の厚さをB[mm]として、A/B≧0.8を満たしてもよい。ブリッジ部の幅とは、集電板の周方向に沿ったブリッジ部の寸法のことをいう。A/B≧0.8を満たす場合、特に打抜き加工によって第1貫通孔を形成する場合に、第1貫通孔およびブリッジ部の形成工程を安定化させることができる。
 第1貫通孔は、集電板の周方向に沿って湾曲する形状を有してもよい。集電板の周方向に沿って湾曲する形状とは、例えば、当該周方向に沿って延びる円弧状であってもよいが、これに限られるものではない。第1貫通孔がそのような湾曲形状を有する場合、中央領域の面積、すなわち第2溶接部の面積を広くとることができ、導電性部材と集電板との溶接を容易に行うことが可能となる。
 集電板の周方向において、第1貫通孔の寸法は、第1溶接部の寸法よりも長くてもよい。この場合、集電板の周方向において、第1貫通孔の両端部が、第1溶接部よりも外側に突出する。この突出部分が存在することにより、第1溶接部と第2溶接部との間の構造的および熱的な分離が強められる。したがって、当該分離による上述の各効果をより強く奏することができる。
 第1貫通孔は、集電板の周方向に延びる第1部分と、第1部分の両端から集電板の径方向に沿って延びる第2部分とを有してもよい。この構成によると、隣り合う第2部分の間に形成される領域、すなわちブリッジ部の集電板の径方向における寸法が長くなる。つまり、第1溶接部と第2溶接部との間の構造的および熱的な分離がより一層強められる。したがって、当該分離による上述の各効果をより強く奏することができる。
 集電板は、複数の第1溶接部の間に設けられ、第1貫通孔とは異なる第2貫通孔をさらに備えてもよい。既述のとおり、蓄電デバイスの製造工程には電解液を注液する工程が含まれるところ、集電板が第1貫通孔だけでなく第2貫通孔を備える。このため、第1貫通孔および第2貫通孔を介して電解液を効率的に注液することが可能となり、蓄電デバイスの製造工程を安定化させることができる。
 (蓄電デバイス)
 本開示の一実施形態に係る蓄電デバイス(以下、蓄電デバイスAともいう。)は、有底筒状のケースと、ケースに収容された蓄電要素と、ケースに収容された上述の集電板とを備える。
 ケースは、導電性材料で構成されていて、第2溶接部と溶接される導電性部材を構成する。ケースは、筒状の側壁部と、側壁部の一端を閉塞する底部とを有してもよい。側壁部は、例えば、円筒状または角筒状であってもよい。底部は、側壁部の形状に対応する形状を有する。
 蓄電要素は、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在するセパレータとを有する。第1電極、第2電極、およびセパレータは、柱状の捲回体を構成している。すなわち、第1電極と第2電極とは、セパレータを介して捲回されている。第1電極は、長尺シート状の第1集電体と、第1集電体に担持された第1活物質層とを有する。第2電極は、長尺シート状の第2集電体と、第2集電体に担持された第2活物質層とを有する。
 蓄電要素のケースの底側の端面には、第1集電体が露出している。この露出部には、第1活物質層が設けられていなくてもよい。
 第1溶接部は、当該端面に露出した第1集電体と溶接されている。第2溶接部は、ケースの内底面に溶接されている。これらにより、集電板を介して、蓄電要素とケースとの電気的接続が実現される。ケースは、蓄電デバイスAの外部端子として機能する。第1溶接部と第1集電体とは、例えばレーザ溶接によって溶接されてもよい。第2溶接部とケースとは、例えば超音波溶接またはレーザ溶接によって溶接されてもよい。
 本開示の一実施形態に係る蓄電デバイス(以下、蓄電デバイスBともいう。)は、第1開口を有するケースと、ケースに収容された蓄電要素と、第3貫通孔を有しかつ第1開口を封止する封止部材と、第3貫通孔に挿通されるリベット(第2溶接部と溶接される導電性部材)と、ケースに収容された上述の集電板とを備える。
 ケースの第1開口は、例えば円形または角形であってもよいが、これらに限られるものではない。蓄電要素は、第1開口を介してケースに挿入されてもよい。ケースは、第1開口の近傍領域でカール加工されていてもよい。このカール加工により、封止部材がかしめられていてもよい。ケースは、封止部材が配置される領域に、径方向内側に向かって凹んだ凹部を有してもよい。封止部材は、この凹部によって圧縮されていてもよい。
 封止部材は、第1開口の形状に対応する形状を有してもよい。封止部材は、絶縁性材料(例えば、樹脂)で構成されていてもよい。第3貫通孔は、例えば封止部材の中央に配置されていてもよい。第3貫通孔は、例えば円形であってもよいが、これに限られるものではない。第3貫通孔は、封止部材をその厚さ方向に貫通していてもよい。
 蓄電要素は、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在するセパレータとを有する。第1電極、第2電極、およびセパレータは、柱状の捲回体を構成している。すなわち、第1電極と第2電極とは、セパレータを介して捲回されている。第1電極は、長尺シート状の第1集電体と、第1集電体に担持された第1活物質層とを有する。第2電極は、長尺シート状の第2集電体と、第2集電体に担持された第2活物質層とを有する。
 蓄電要素の第1開口側の端面には、第2集電体が露出している。この露出部には、第2活物質層が設けられていなくてもよい。
 第1溶接部は、当該端面に露出した第2集電体と溶接されている。第2溶接部は、リベットと溶接されている。これらにより、集電板を介して、蓄電要素とリベットとの電気的接続が実現される。リベットは、蓄電デバイスBの外部端子として機能する。第1溶接部と第2集電体とは、例えばレーザ溶接によって溶接されてもよい。第2溶接部とリベットとは、例えば超音波溶接またはレーザ溶接によって溶接されてもよい。
 (蓄電デバイスの製造方法)
 本開示の一実施形態に係る蓄電デバイスの製造方法(以下、製造方法Aともいう。)は、有底筒状のケースを準備する工程と、蓄電要素を準備する工程と、上述の集電板を準備する工程と、第1~第3ステップとを備える。
 有底筒状のケースは、導電性材料(例えば、金属)で構成されてもよい。ケースは、例えば有底円筒状または有底角筒状であってもよいが、これらに限られるものではない。
 蓄電要素を準備する工程では、柱状の蓄電要素を準備する。蓄電要素は、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在するセパレータとを備える。第1電極、第2電極、およびセパレータは、柱状の捲回体を構成している。第1電極は、長尺シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質層とを有する。第2電極は、長尺シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質層とを有する。柱状の蓄電要素の一方の端面には、第1集電体が露出している。
 上述の集電板を準備する工程では、蓄電要素の一方の端面に溶接される上述の集電板を準備する。
 第1ステップでは、蓄電要素の一方の端面に露出した第1集電体に、集電板の第1溶接部を溶接する。この溶接は、例えばレーザ溶接により行われてもよい。また、この溶接は、第1集電体の露出部と第1溶接部とを互いに押し付けた状態で行われてもよい。
 第2ステップでは、ケースに蓄電要素および集電板を収容する。このとき、ケースの内底面と蓄電要素との間に集電板が配置されるように、蓄電要素および集電板を収容してもよい。
 第3ステップでは、ケースの内底面に集電板の第2溶接部を溶接する。この溶接は、例えば超音波溶接またはレーザ溶接により行われてもよい。また、この溶接は、溶接に用いる装置(例えば、超音波溶接用のロングホーン)を、蓄電要素の中央部に形成された空洞を介して当該内底面の近傍にアクセスさせた状態で行われてもよい。
 本開示の一実施形態に係る別の蓄電デバイスの製造方法(以下、製造方法Bともいう。)は、蓄電要素を準備する工程と、上述の集電板を準備する工程と、封止部材を準備する工程と、リベットを準備する工程と、第4~第7ステップとを備える。
 蓄電要素を準備する工程では、柱状の蓄電要素を準備する。蓄電要素は、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在するセパレータとを備える。第1電極、第2電極、およびセパレータは、柱状の捲回体を構成している。第1電極は、長尺シート状の第1集電体と、前記第1集電体に担持された第1活物質層とを有する。第2電極は、長尺シート状の第2集電体と、前記第2集電体に担持された第2活物質層とを有する。柱状の蓄電要素の他方の端面には、第2集電体が露出している。柱状の蓄電要素は、第1開口を有するケースに収容されている。
 上述の集電板を準備する工程では、蓄電要素の他方の端面に溶接される上述の集電板を準備する。
 封止部材を準備する工程では、第3貫通孔を有し、ケースの第1開口を封止する封止部材を準備する。封止部材は、絶縁性材料(例えば、樹脂)で構成されていてもよい。第3貫通孔は、例えば封止部材の中央部に配置されていてもよい。第3貫通孔は、例えば円形であってもよいが、これに限られるものではない。
 リベットを準備する工程では、第3貫通孔に挿通されるリベットを準備する。リベットは、第3貫通孔に挿通される凸部と、凸部の基端部に連続するフランジ部とを有してもよい。凸部は、例えば円柱状であってもよいが、これに限られるものではない。フランジ部は、例えば円形であってもよいが、これに限られるものではない。
 第4ステップでは、リベットの基端部(例えば、上述のフランジ部)と集電板の第2溶接部とを溶接する。この溶接は、例えば超音波溶接またはレーザ溶接により行われてもよい。
 第5ステップでは、ケースに収容された蓄電要素の他方の端面に露出した第2集電体に、リベットが溶接された集電板の第1溶接部を溶接する。この溶接は、例えばレーザ溶接により行われてもよい。また、この溶接は、第2集電体の露出部と第1溶接部とを互いに押し付けた状態で行われてもよい。
 第6ステップでは、ケースに電解液を注液する。特に集電板が上述の第2貫通孔を備える場合、第1貫通孔および第2貫通孔の両方を介して電解液を効率的に注液することができる。ただし、集電板が第2貫通孔を備えることは必須ではない。
 第7ステップでは、封止部材でケースの第1開口を封止する。この場合において、ケースの第1開口近傍の領域をカール加工することにより、封止部材の周縁部をかしめてもよい。また、ケースは、封止部材が配置される領域に、径方向内側に向かって凹んだ凹部を有してもよい。封止部材は、この凹部によって圧縮されていてもよい。
 本開示の一実施形態に係る蓄電デバイスの製造方法は、上記製造方法Aの第1~第3ステップと、上記製造方法Bの第4~第7ステップとを備える。ここで、第1~第7ステップの実行順序は、各ステップの名称や記載順に拘束されない。
 以上のように、本開示によれば、蓄電デバイスの品質劣化(例えば、集電板と蓄電要素との接続の劣化、蓄電要素の特性の劣化など)を抑止することができる。さらに、本開示によれば、高品質な蓄電デバイスを提供することができる。
 以下では、本開示に係る蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法の構成要素および工程には、上述した構成要素および工程を適用できる。以下で説明する一例の蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法の構成要素および工程は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法の構成要素および工程のうち、本開示に係る蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法に必須ではない構成要素および工程は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。
 《実施形態1》
 本開示の実施形態1について説明する。本開示に係る蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン二次電池などを包含し、正極に導電性高分子を用いるリチウムイオン二次電池をリチウムイオンキャパシタとの中間的な蓄電デバイスにも適している。以下、正極に導電性高分子を用いる蓄電デバイスもしくはリチウムイオン二次電池を例にとって説明する。
 本実施形態の蓄電デバイス10は、図1~図3に示すように、ケース20と、蓄電要素30と、2つの集電板40A,40Bと、封止部材50と、リベット60とを備える。
 ケース20は、有底筒状に形成され、かつ第1開口21を有する。ケース20は、導電性材料(例えば、アルミニウムなどの金属)で構成される。ケース20は、例えば、有底円筒状または有底角筒状であってもよいが、これらに限られるものではない。ケース20は、導電性部材の一例である。
 蓄電要素30は、電解液(図示せず)と共にケース20に収容される。蓄電要素30は、長尺シート状の第1電極31と、長尺シート状の第2電極32と、これらの間に介在するセパレータ33とを有する。第1電極31、第2電極32、およびセパレータ33は、柱状の捲回体を構成している。
 第1電極31は、長尺シート状の第1集電体31aと、これに担持された第1活物質層(図示せず)とを有する。本実施形態の第1電極31は、負極を構成するが、これに限定されるものではない。
 第1集電体31aには、シート状の金属材料が用いられる。シート状の金属材料は、金属箔、金属多孔体などであればよい。金属材料としては、銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼などを用い得る。第1集電体31aの厚さは、例えば、10μm以上、100μm以下である。
 第1活物質層は、例えば、負極活物質と導電剤と結着剤とを含む。第1活物質層は、例えば、第1集電体31aの両面に負極活物質と導電剤と結着剤とを含む負極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧延することにより得られる。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵および放出する材料である。負極活物質としては、難黒鉛化炭素、黒鉛などの炭素材料が好ましく、他には金属化合物、合金、セラミックス材料などが挙げられる。
 第2電極32は、長尺シート状の第2集電体32aと、これに担持された第2活物質層(図示せず)とを有する。本実施形態の第2電極32は、正極を構成するが、これに限定されるものではない。
 第2集電体32aには、シート状の金属材料が用いられる。シート状の金属材料は、金属箔、金属多孔体などであればよい。金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、チタンなどを用い得る。第2集電体32aの厚さは、例えば、10μm以上、100μm以下である。
 第2活物質層は、例えば、正極活物質と導電剤と結着剤とを含む。第2活物質層は、例えば、第2集電体32aの両面に正極活物質と導電剤と結着剤とを含む正極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧延することにより得られる。正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵および放出する材料である。正極活物質としては、例えば、導電性高分子、リチウム含有遷移金属酸化物、遷移金属フッ化物、ポリアニオン、フッ素化ポリアニオン、遷移金属硫化物などが挙げられる。
 導電性高分子としては、π共役系高分子が好ましい。π共役系高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリチオフェンビニレン、ポリピリジンまたはこれらの誘導体を用い得る。π共役系高分子の誘導体とは、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリチオフェンビニレン、ポリピリジン等のπ共役系高分子を基本骨格とする高分子を意味する。例えば、ポリチオフェン誘導体には、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)などが含まれる。π共役系導電性高分子が好ましい。ただし、導電性高分子は有機物であり、耐熱性が低いため、第1集電板40A(後述)から伝わる熱により劣化しやすい。これに対し、上記特徴を有する集電板を用いることで、熱が効率的に拡散しやすくなり、熱の局所的な集中が抑制される。
 セパレータ33としては、例えば、ポリオレフィンなどの樹脂製の微多孔膜、織布、不織布などを用い得る。セパレータ33の厚さは、例えば、10μm以上、300μm以下であり、好ましくは、10μm以上、40μm以下である。
 蓄電要素30のケース20の底側(図2における下側)の端面には、第1集電体31aが露出している。蓄電要素30の第1開口21側(図2における上側)の端面には、第2集電体32aが露出している。
 2つの集電板40A,40Bは、蓄電要素30とケース20の底面との間に配置される第1集電板40Aと、蓄電要素30と第1開口21との間に配置される第2集電板40Bとを含む。第1集電板40Aおよび第2集電板40Bは、それぞれケース20に収容される。
 図3に示すように、第1集電板40Aは、円形状に形成されるが、これに限定されるものではない。第1集電板40Aは、銅を含む材料(例えば、銅または銅合金)で構成される。第1集電板40Aの構成材料は、第1集電体31aの構成材料と同じでも異なってもよい。第1集電板40Aは、中央領域41と、外周領域42と、これらを繋ぐブリッジ部43とを備える。
 中央領域41は、円形状に形成され、かつ第1集電板40Aの中央に配置される。中央領域41は、ケース20と溶接される第2溶接部41aを有する。第2溶接部41aは、中央領域41の中央に配置されるが、これに限定されるものではない。
 外周領域42は、リング状に形成され、かつ中央領域41を取り囲むように配置される。外周領域42は、蓄電要素30の端面と溶接される複数の第1溶接部42aを有する。各第1溶接部42aは、蓄電要素30の端面の径方向に沿って配置される。第1溶接部42aは、図1に示すように、蓄電要素30に向かって(図2における上方に向かって)凸状になっている。
 ブリッジ部43は、本実施形態では3つ設けられるが、2つ以上設けられてもよいし、4つ以上設けられてもよい。ただし、中央領域41と外周領域42とが相対的にねじれるような変形を抑止する観点から、ブリッジ部43は3つ以上設けられることが好ましい。複数のブリッジ部43は、第1集電板40Aの周方向において等間隔に配置されてもよいし、不等間隔に配置されてもよい。
 各ブリッジ部43の最小の断面積は、0.044mm以上である。ここで、ブリッジ
部43の断面積とは、第1集電板40Aの径方向に垂直な断面におけるブリッジ部43の断面積のことをいう。また、ブリッジ部43の幅をA[mm]とし、第1集電板40Aの厚さをB[mm]として、A/B≧0.8が満たされている。ここで、ブリッジ部43の幅とは、第1集電板40Aの周方向に沿ったブリッジ部43の寸法のことをいう。
 各第1溶接部42aと第2溶接部41aとの間には、中央領域41を囲うようにスリット状の複数の第1貫通孔44が設けられている。第1貫通孔44は、第1集電板40Aの周方向に沿って湾曲する形状を有する。本実施形態の第1貫通孔44は、全体にわたって、第1集電板40Aの周方向に沿って延びている。第1貫通孔44の両端部は、丸みを帯びた形状を有する。これにより、ブリッジ部43の端部に応力が集中することが抑止されるため、ブリッジ部43が破断するのを抑止することができる。
 第1集電板40Aの周方向において、第1貫通孔44の寸法は、第1溶接部42aの寸法よりも長い。このため、第1貫通孔44の両端部は、当該周方向において第1溶接部42aよりも突出している。換言すると、ブリッジ部43と第1溶接部42aとは、第1集電板40Aの周方向において互いに離間している。
 第1集電板40Aは、複数の第1溶接部42aの間に設けられ、第1貫通孔44とは異なる第2貫通孔45をさらに備える。この例では、円形の第2貫通孔45が6つ設けられているが、これに限られるものではない。また、隣り合う第1溶接部42aの間に、複数(この例では、2つ)の第2貫通孔45が設けられている。
 第1集電板40Aの第1溶接部42aは、蓄電要素30の底側の端面に露出した第1集電体31aと溶接されている。この溶接は、例えば、レーザ溶接によってなされてもよい。第1集電板40Aの第2溶接部41aは、ケース20の内底面に溶接されている。この溶接は、例えば、超音波溶接によってなされてもよい。
 第2集電板40Bは、アルミニウムを含む材料(例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金)で構成される。第2集電板40Bの構成材料は、第2集電体32aの構成材料と同じでも異なってもよい。第2集電板40Bの構成は、第1集電板40Aの構成と基本的に同じである。ただし、第2集電板40Bでは、ブリッジ部43の最小の断面積が、0.117mm以上である。
 第2集電板40Bの第1溶接部42aは、蓄電要素30の第1開口21側の端面に露出した第2集電体32aと溶接されている。この溶接は、例えば、レーザ溶接によってなされてもよい。第2集電板40Bの第2溶接部41aは、リベット60の基端部と溶接されている。この溶接は、例えば、超音波溶接によってなされてもよい。第2集電板40Bおよび第2電極32の端部は、ケース20との接触を防止するように、絶縁リング70で覆われている。
 封止部材50は、ケース20の第1開口21を封止する。封止部材50は、第1開口21の形状に対応する形状を有する。本実施形態の封止部材50は、円板状に形成されるが、これに限られるものではない。封止部材50は、その中央部に形成され、封止部材50を厚さ方向(図2における上下方向)に貫通する第3貫通孔51を有する。封止部材50は、例えば、ブチルゴムなどの弾性体で構成される。
 リベット60は、封止部材50の第3貫通孔51に挿通される。リベット60の構成材料は、第2集電板40Bの構成材料と同じでもよいし異なってもよい。リベット60は、導電性部材の一例である。
 (蓄電デバイスの製造方法)
 次に、本実施形態の蓄電デバイス10を製造する方法について説明する。本実施形態の蓄電デバイスの製造方法は、上述のケース20を準備する工程と、上述の蓄電要素30を準備する工程と、上述の第1および第2集電板40A,40Bを準備する工程と、上述の封止部材50を準備する工程と、上述のリベット60を準備する工程と、第1~第7ステップとを備える。
 第1ステップでは、蓄電要素30の一方の端面に露出した第1集電体31aに、第1集電板40Aの第1溶接部42aを溶接する。この溶接は、例えば、レーザ溶接によりなされてもよい。
 第2ステップでは、ケース20に蓄電要素30および第1集電板40Aを収容する。このとき、第1集電板40Aが蓄電要素30とケース20の内底面との間に配置されるようにする。
 第3ステップでは、ケース20の内底面に、第1集電板40Aの第2溶接部41aを溶接する。この溶接は、例えば、超音波溶接によりなされてもよい。
 第4ステップでは、リベット60の基端部と第2集電板40Bの第2溶接部41aとを溶接する。この溶接は、例えば、超音波溶接によりなされてもよい。
 第5ステップでは、蓄電要素30の他方の端面に露出した第2集電体32aに、リベット60が溶接された第2集電板40Bの第1溶接部42aを溶接する。この溶接は、例えば、レーザ溶接によりなされてもよい。
 第6ステップでは、ケース20に電解液を注液する。電解液は、第1貫通孔44および第2貫通孔45を介して注液される。
 第7ステップでは、封止部材50でケース20の第1開口21を封止する。このとき、封止部材50をケース20の一部で圧縮すると共に、封止部材50の露出面の周縁部をケース20の端部でかしめる。以上により、本実施形態の蓄電デバイス10を得ることができる。
 《実施形態2》
 本開示の実施形態2について説明する。本実施形態の蓄電デバイス10は、第1貫通孔44の形状が上記実施形態1と異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
 図4に示すように、第1集電板40A(または第2集電板40B)の第1貫通孔44は、第1集電板40Aの周方向に延びる第1部分44aと、第1部分44aの両端から第1集電板40Aの径方向に沿って延びる第2部分44bとを有する。第2部分44bは、第1部分44aの両端から第1集電板40Aの径方向外側に向かって延びている。第2部分44bの端部は、丸みを帯びた形状になっている。
 本開示は、蓄電デバイス用の集電板、蓄電デバイス、および蓄電デバイスの製造方法に利用できる。
10:蓄電デバイス
 20:ケース(導電性部材)
  21:第1開口
 30:蓄電要素
  31:第1電極
   31a:第1集電体
  32:第2電極
   32a:第2集電体
  33:セパレータ
 40A:第1集電板(集電板)
 40B:第2集電板(集電板)
  41:中央領域
   41a:第2溶接部
  42:外周領域
   42a:第1溶接部
  43:ブリッジ部
  44:第1貫通孔
   44a:第1部分
   44b:第2部分
  45:第2貫通孔
 50:封止部材
  51:第3貫通孔
 60:リベット(導電性部材)
 70:絶縁リング

Claims (13)

  1.  蓄電デバイスが備える柱状の蓄電要素の端面に溶接される蓄電デバイス用の集電板であって、
     中央領域と、外周領域と、前記中央領域と前記外周領域とを繋ぐブリッジ部と、を備え、
     前記外周領域は、前記端面の径方向に沿って配置され、前記端面と溶接される複数の第1溶接部を有し、
     前記中央領域は、前記蓄電要素とは異なる導電性部材と溶接される第2溶接部を有し、
     各前記第1溶接部と前記第2溶接部との間に、前記中央領域を囲うようにスリット状の複数の第1貫通孔が設けられている、蓄電デバイス用の集電板。
  2.  前記第1溶接部は、前記蓄電要素に向かって凸状になっている、請求項1に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  3.  前記集電板は、銅を含む材料で構成されており、
     隣り合う前記第1貫通孔の間の前記ブリッジ部の最小の断面積は、0.044mm以上である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  4.  前記集電板は、アルミニウムを含む材料で構成されており、
     隣り合う前記第1貫通孔の間の前記ブリッジ部の最小の断面積は、0.117mm以上である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  5.  前記ブリッジ部の幅をA[mm]とし、前記集電板の厚さをB[mm]として、A/B≧0.8を満たす、請求項3または4に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  6.  前記第1貫通孔は、前記集電板の周方向に沿って湾曲する形状を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  7.  前記集電板の周方向において、前記第1貫通孔の寸法は、前記第1溶接部の寸法よりも長い、請求項1~6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  8.  前記第1貫通孔は、前記周方向に延びる第1部分と、前記第1部分の両端から前記集電板の径方向に沿って延びる第2部分とを有する、請求項7に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  9.  前記複数の第1溶接部の間に設けられ、前記第1貫通孔とは異なる第2貫通孔をさらに備える、請求項1~8のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板。
  10.  前記導電性部材である有底筒状のケースと、
     前記ケースに収容された蓄電要素と、
     前記ケースに収容された請求項1~9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板と、
    を備え、
     前記蓄電要素は、
      長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、
      長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、
      前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を有し、
     前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、
     前記蓄電要素の前記ケースの底側の端面に前記第1集電体が露出しており、
     前記第1溶接部は、前記端面に露出した前記第1集電体と溶接されており、
     前記第2溶接部は、前記ケースの内底面に溶接されている、蓄電デバイス。
  11.  第1開口を有するケースと、
     前記ケースに収容された蓄電要素と、
     第3貫通孔を有し、前記第1開口を封止する封止部材と、
     前記第3貫通孔に挿通される前記導電性部材であるリベットと、
     前記ケースに収容された請求項1~9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板と、
    を備え、
     前記蓄電要素は、
      長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、
      長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、
      前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を有し、
     前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、
     前記蓄電要素の前記第1開口側の端面に前記第2集電体が露出しており、
     前記第1溶接部は、前記端面に露出した前記第2集電体と溶接されており、
     前記第2溶接部は、前記リベットと溶接されている、蓄電デバイス。
  12.  有底筒状のケースを準備する工程と、
     長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を備え、前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、一方の端面に前記第1集電体が露出している柱状の蓄電要素を準備する工程と、
     前記一方の端面に溶接される請求項1~9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板を準備する工程と、
    を備え、
     さらに、前記蓄電要素の前記一方の端面に露出した前記第1集電体に前記集電板の前記第1溶接部を溶接する第1ステップと、
     前記ケースに前記蓄電要素および前記集電板を収容する第2ステップと、
     前記ケースの内底面に前記集電板の前記第2溶接部を溶接する第3ステップと、
    を備える、蓄電デバイスの製造方法。
  13.  長尺シート状の第1集電体、および前記第1集電体に担持された第1活物質層を有する第1電極と、長尺シート状の第2集電体、および前記第2集電体に担持された第2活物質層を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在するセパレータと、を備え、前記第1電極、前記第2電極、および前記セパレータは、柱状の捲回体を構成しており、第1開口を有するケースに収容され、前記第1開口側の他方の端面に前記第2集電体が露出している柱状の蓄電要素を準備する工程と、
     前記他方の端面に溶接される請求項1~9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用の集電板を準備する工程と、
     第3貫通孔を有し、前記第1開口を封止する封止部材を準備する工程と、
     前記第3貫通孔に挿通されるリベットを準備する工程と、
    を備え、
     さらに、前記リベットの基端部と前記集電板の前記第2溶接部とを溶接する第4ステップと、
     前記ケースに収容された前記蓄電要素の前記他方の端面に露出した前記第2集電体に、前記リベットが溶接された前記集電板の前記第1溶接部を溶接する第5ステップと、
     前記ケースに電解液を注液する第6ステップと、
     前記封止部材で前記ケースの前記第1開口を封止する第7ステップと、
    を備える、蓄電デバイスの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001256954A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Sony Corp 蓄電装置
JP2006278013A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 電池及びその製造方法
WO2015098866A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 新神戸電機株式会社 蓄電デバイス
JP2016012393A (ja) * 2012-10-30 2016-01-21 三洋電機株式会社 蓄電池モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001256954A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Sony Corp 蓄電装置
JP2006278013A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 電池及びその製造方法
JP2016012393A (ja) * 2012-10-30 2016-01-21 三洋電機株式会社 蓄電池モジュール
WO2015098866A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 新神戸電機株式会社 蓄電デバイス

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