WO2023176109A1 - 蓄電素子 - Google Patents

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WO2023176109A1
WO2023176109A1 PCT/JP2023/000569 JP2023000569W WO2023176109A1 WO 2023176109 A1 WO2023176109 A1 WO 2023176109A1 JP 2023000569 W JP2023000569 W JP 2023000569W WO 2023176109 A1 WO2023176109 A1 WO 2023176109A1
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WO
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wall
wall portion
axis direction
opening
pair
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/000569
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English (en)
French (fr)
Inventor
一弥 岡部
良一 奥山
Original Assignee
株式会社Gsユアサ
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell

Definitions

  • the present invention relates to a power storage element including a container.
  • a power storage element As for rectangular power storage elements, there are known power storage elements formed by joining a lid forming one surface to a container body having five sides.
  • a power storage element is known that includes a container having a container body with other than five sides.
  • Patent Document 1 describes a first member (container main body) with three sides, each of which has a rectangular bottom and a pair of long sides formed from a single first flat plate, and a pair of short sides.
  • a sealed battery power storage element is disclosed that includes a battery container having second and third flat plates.
  • the container body composed of five sides can be easily formed by press working. Terminals, gas discharge valves, etc. can be easily placed on the lid, which forms one side. Furthermore, by welding the container body and the lid, etc., the electricity storage element can be easily formed airtight.
  • Patent Document 1 when the five-sided container body is manufactured by deep drawing, the variation in wall thickness tends to be large, and when the five-sided container body is formed by bending a flat metal plate, The problem is that the material yield is poor.
  • the container body (first member) is formed from three surfaces, a bottom surface and a pair of long sides, and a flat plate constituting the short sides is joined to the container body by welding. .
  • it is difficult to align the flat plate when joining it to the container body so these joining operations are difficult, and the shape accuracy of the completed container may deteriorate.
  • the present invention was achieved by the inventors of the present invention paying new attention to the above-mentioned problem, and aims to improve the shape accuracy of a container and provide a power storage element with excellent productivity.
  • a power storage element is a power storage element including a container, the container having a first opening opening in a first direction, and an opening opening in a second direction intersecting the first direction. a container body having a second opening, and a lid that closes the first opening and the second opening, the container body facing the first opening in the first direction. a second wall portion facing the second opening in the second direction; and a pair of third wall portions facing the second opening in a third direction intersecting the first direction and the second direction. and has.
  • the shape accuracy and productivity of the container can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage element according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the container according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the manufacturing process of the container body according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a container according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of a container according to a second modification of the embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a container according to modification 3 of the embodiment.
  • a power storage device is a power storage device including a container, wherein the container has a first opening opening in a first direction, and a second opening that opens in a first direction.
  • a container body having a second opening that opens in the direction; and a lid that closes the first opening and the second opening; a first wall portion facing the second opening in the second direction; a second wall portion facing the second opening in the second direction; and a pair of second walls facing the second opening in a third direction intersecting the first direction and the second direction. It has three walls.
  • the container main body of the container includes a first wall portion facing the first opening in the first direction, and a second wall portion facing the second opening in the second direction. It has a wall portion and a pair of third wall portions facing each other in a third direction. If the five-sided container body is formed by press working (deep drawing) or the like, it will be difficult to manufacture, and if the five-sided container body is formed by bending a flat plate, there will be problems such as a decrease in material yield. By forming a four-sided container body, manufacturing is easy and reduction in material yield can also be suppressed.
  • the container body When forming a container body with three sides, there is a possibility that alignment when joining the first wall portion or the second wall portion to the three-sided container body may be difficult. For this reason, the container body is formed from four sides: a first wall, a second wall, and a pair of third walls. Thereby, the container body can be easily formed, so that the shape accuracy and productivity of the container can be improved.
  • the first wall portion or the second wall portion includes a second wall portion to which two portions constituting the first wall portion or the second wall portion are joined. A joint may be formed.
  • the second wall portion is smaller in size than the first wall portion, and the first joint portion is formed on the second wall portion. You can also use it as
  • the length of the first joint can be shortened by forming the first joint on the second wall that is smaller in size than the first wall.
  • the joining work is easy.
  • the lid body includes a fourth wall portion that closes the first opening and a fourth wall portion that closes the second opening. It may have five walls.
  • the lid body is formed of two surfaces, the fourth wall portion and the fifth wall portion that close the first opening portion and the second opening portion, so that the lid body is connected to the container body. It can be easily aligned with the lid. This makes it easy to arrange the lids on two sides on the container body on four sides, making it easy to join the container body and the lid.
  • the first joint portion may be formed by joining a pair of portions extending from the pair of third wall portions.
  • the first wall part or the second wall part Wall portions can be easily formed.
  • the width of the second wall portion in the third direction may be smaller than the width in the first direction.
  • the width of the second wall portion of the container body in the third direction is smaller than the width in the first direction, which makes it possible to arrange the elongated lid body on the container body. Become. Thereby, the container body and the lid can be easily aligned, so that the work of joining the container body and the lid can be facilitated.
  • the electricity storage element according to any one of (1) to (6) above may include a pair of electrode terminals, and the pair of electrode terminals may be arranged on the lid.
  • a wall portion of the lid that closes the first opening portion is located between the pair of third walls in the second direction.
  • the wall portion that is larger than the width of the second opening portion of the lid body and that is larger than the distance between the pair of third wall portions in the third direction and that closes the second opening portion of the lid body is In this case, the width may be larger than the width of the pair of third wall portions, and may be larger than the distance between the pair of third wall portions in the third direction.
  • the wall portion of the lid body is made larger than the width of the third wall portion and larger than the distance between the pair of third wall portions in the third direction.
  • the lid covers the opening of the container body, and by pressing the lid against the container body, the container body and the lid can be easily aligned.
  • the first wall portion or the second wall portion and the third wall portion are joined to the container body.
  • a second joint may be formed.
  • the container body can be easily formed from one plate.
  • the direction in which a pair of electrode terminals (positive electrode and negative electrode, the same applies hereinafter) of a power storage element are arranged the direction in which a pair of current collectors are arranged, the direction in which a pair of short sides of a container are opposite to each other, or the direction in which a pair of short sides of a container are arranged,
  • the extending direction is defined as the X-axis direction.
  • the direction in which the pair of long sides of the container face each other or the thickness direction (flat direction) of the container or the electrode body is defined as the Y-axis direction.
  • the direction in which the electrode terminals protrude, the direction in which the electrode terminals and the electrode body are lined up, the direction in which the container body and the lid body are lined up, or the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
  • These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect with each other (orthogonal in this embodiment).
  • the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described as the vertical direction below.
  • the X-axis plus direction indicates the arrow direction of the X-axis
  • the X-axis minus direction indicates the opposite direction to the X-axis plus direction.
  • the X-axis direction it refers to both or one of the X-axis plus direction and the X-axis minus direction.
  • the Y-axis direction and the Z-axis direction will also be referred to as the first direction
  • the X-axis direction will also be referred to as the second direction
  • the Y-axis direction will also be referred to as the third direction.
  • Expressions indicating relative directions or orientations include cases where the directions or orientations are not strictly speaking.
  • Two directions being parallel means not only that the two directions are completely parallel, but also that they are substantially parallel, that is, including a difference of, for example, a few percent. .
  • insulation when used, it means “electrical insulation”.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage element 10 according to the present embodiment.
  • the power storage element 10 is a secondary battery (single battery) that can charge and discharge electricity, and specifically, is a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the power storage element 10 is used for power storage, power supply, or the like. Specifically, the power storage element 10 is used for driving or starting an engine of a moving object such as an automobile, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, or a railway vehicle for an electric railway. Used as batteries, etc.
  • Examples of the above-mentioned vehicles include electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and fossil fuel (gasoline, diesel oil, liquefied natural gas, etc.) vehicles.
  • Examples of the above-mentioned railway vehicles for electric railways include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid electric trains equipped with both a diesel engine and an electric motor.
  • the power storage element 10 can also be used as a stationary battery used for home or business use.
  • the power storage element 10 has a long shape in the X-axis direction.
  • power storage element 10 has a rectangular parallelepiped shape (square) that is flat in the Y-axis direction.
  • the power storage element 10 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, or a capacitor.
  • the power storage element 10 may be not a secondary battery but a primary battery that allows the user to use the stored electricity without charging it.
  • Power storage element 10 may be a battery using a solid electrolyte. In this embodiment, a lithium ion secondary battery using a nonaqueous electrolyte is used as an example.
  • the power storage element 10 includes a container 100 and a pair of electrode terminals 200 (positive electrode and negative electrode).
  • a current collector 400 is housed therein.
  • An electrolytic solution nonaqueous electrolyte
  • a gasket is placed between the electrode terminal 200 and current collector 400 and the container 100 (cover 120, which will be described later).
  • the illustration of is omitted.
  • the type of electrolytic solution is not particularly limited as long as it does not impair the performance of the power storage element 10, and various types can be selected.
  • the gasket may be made of any material as long as it has insulating properties.
  • the power storage element 10 includes a spacer placed on the side or below the electrode body 300, an insulating film that wraps around the electrode body 300, and an insulating film (such as a shrink tube) that covers the outer surface of the container 100. ) etc.
  • the container 100 is a flat rectangular parallelepiped-shaped (square or box-shaped) case that includes a container body 110 with an opening formed therein and a lid 120 that closes the opening of the container body 110.
  • the container 100 has an elongated shape in the X-axis direction.
  • the length of the container 100 in the X-axis direction may be three times or more the length in the Z-axis direction.
  • the container body 110 is a member that constitutes the main body of the container 100
  • the lid 120 is a member that constitutes the lid of the container 100.
  • the lid body 120 is provided with a gas discharge valve 130 that releases the pressure when the pressure inside the container 100 increases excessively.
  • the gas exhaust valve 130 may be provided in the container body 110.
  • the container 100 (the container body 110 or the lid 120) may be provided with a liquid injection part or the like for injecting the electrolyte into the container 100.
  • the material of the container 100 is not particularly limited, and may be a weldable metal such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, or plated steel plate, but resin may also be used. can.
  • the interior of the container 100 is hermetically sealed by accommodating the electrode body 300 and the like inside the container body 110, and then joining the container body 110 and the lid 120 by welding or the like.
  • the container 100 has a pair of long sides on both sides in the Y-axis direction, a pair of short sides on both sides in the X-axis direction, a bottom face in the negative direction of the Z-axis, and a bottom surface in the positive direction of the Z-axis. It has a terminal arrangement surface on which the electrode terminal 200 is arranged.
  • the container 100 is a container that is flat in the Y-axis direction, with the thickness direction being the Y-axis direction, and has a long shape in the X-axis direction. A detailed description of the configuration of the container 100 will be given later.
  • the electrode terminal 200 is a terminal member (a positive electrode terminal and a negative electrode terminal) of the electricity storage element 10, which is arranged on the lid 120 of the container 100. Specifically, a pair of electrode terminals 200 aligned in the X-axis direction are arranged to protrude from the top surface (terminal placement surface) of the lid 120 in the Z-axis plus direction.
  • the electrode terminal 200 is electrically connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode body 300 via the current collector 400. That is, the electrode terminal 200 is used to lead out the electricity stored in the electrode body 300 to the external space of the electricity storage element 10 and to introduce electricity into the internal space of the electricity storage element 10 in order to store electricity in the electrode body 300. It is a metal member.
  • the electrode terminal 200 is made of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the like.
  • the electrode terminal 200 is connected (joined) to the current collector 400 and attached to the lid 120 by caulking or the like.
  • the method of connecting (joining) the electrode terminal 200 and the current collector 400 is not limited to caulking, but may include welding such as ultrasonic welding, laser welding, or resistance welding, or a mechanical method other than caulking such as screw connection. Bonding or the like may also be used.
  • the electrode body 300 is a power storage element (power generation element) that can store electricity, and includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and is formed by laminating the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator.
  • the positive electrode plate is an electrode plate in which a positive electrode active material layer is formed on a positive electrode base material which is a current collecting foil made of metal such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the negative electrode plate is an electrode plate in which a negative electrode active material layer is formed on a negative electrode base material that is a current collecting foil made of metal such as copper or copper alloy.
  • the separator is a microporous sheet made of resin or a resin and an inorganic substance.
  • any known material can be appropriately used as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • any known material can be used as appropriate as long as it does not impair the performance of the power storage element 10.
  • the electrode body 300 is formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate arranged in layers such that a separator is sandwiched between the positive electrode plate and the negative electrode plate with a winding axis parallel to the X-axis direction. It is a wound type electrode body. Specifically, in the electrode body 300, a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound with a separator interposed therebetween so as to be offset from each other in the direction of the winding axis (X-axis direction).
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate each have a portion where the active material is not coated and the base material is exposed at the end portion in the shifted direction, and the end portion is electrically and mechanically connected to the current collector 400. connected to.
  • the electrode body 300 has an elongated shape extending in the X-axis direction, and has an oval shape when viewed from the X-axis direction.
  • the electrode body 300 has a shape in which the length in the X-axis direction is, for example, 300 mm or more, specifically, approximately 500 mm to 1500 mm. Therefore, the length of the electrode body 300 in the X-axis direction is longer than the length in the Z-axis direction.
  • the length of the electrode body 300 in the X-axis direction may be three times or more the length in the Z-axis direction.
  • the electrode body 300 may be a wound type electrode body formed by winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator around a winding axis parallel to the Z-axis direction.
  • the electrode body 300 may be a stack type electrode body formed by laminating a plurality of flat plates, a bellows-type electrode body in which the plates are folded into a bellows shape, or other electrode bodies.
  • the current collector 400 is a conductive current collecting member (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) that is disposed between the electrode body 300 and the container 100 and is electrically connected to the electrode terminal 200 and the electrode body 300. ).
  • the positive electrode current collector 400 is connected (joined) to the positive plate of the electrode body 300 by welding or the like, and is also connected (joined) to the positive electrode terminal 200 by caulking or the like.
  • the negative electrode current collector 400 is connected (joined) to the negative electrode plate of the electrode body 300 by welding or the like, and is also connected (joined) to the negative electrode terminal 200 by caulking or the like.
  • the current collector 400 of the positive electrode is made of aluminum or an aluminum alloy, like the positive base material of the positive plate of the electrode body 300, and the current collector 400 of the negative electrode is made of the same material as the negative base material of the negative plate of the electrode body 300. , made of copper or copper alloy.
  • the method of connecting (joining) the current collector 400 and the electrode body 300 is not limited to welding, and caulking or the like may be used.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the container 100 according to this embodiment.
  • FIG. 2 shows the respective configurations of the container body 110 and lid 120 of the container 100, with the container body 110 and lid 120 separated.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the manufacturing process of the container body 110 according to this embodiment.
  • the container main body 110 of the container 100 includes a first wall portion 111 facing in the Z-axis direction, a second wall portion 112 facing in the X-axis direction, and a pair of third walls facing in the Y-axis direction. It has a wall portion 113. Thereby, the container body 110 has a first opening 114 that opens in the Z-axis direction (first direction) and a second opening 115 that opens in the X-axis direction (second direction that intersects the first direction). It will be held.
  • the first wall portion 111 is a wall (bottom wall) that forms a surface (bottom surface) in the negative Z-axis direction of the container body 110, and faces the first opening 114 in the Z-axis direction (first direction).
  • the first wall portion 111 is a flat and rectangular elongated portion extending in the X-axis direction parallel to the XY plane. In terms of external dimensions, the width of the first wall portion 111 in the Y-axis direction (third direction) is smaller than the width (length) of the first wall portion 111 in the X-axis direction (second direction).
  • the first wall portion 111 is larger in size (area) than the second wall portion 112 and smaller in size (area) than the third wall portion 113.
  • the length of the first wall 111 in the X-axis direction is longer than the length of the second wall 112 in the Z-axis direction
  • the length of the first wall 111 in the Y-axis direction is It is shorter than the length of the third wall portion 113 in the Z-axis direction.
  • the first wall portion 111 is adjacent to the second wall portion 112 and the pair of third wall portions 113, and is connected to the second wall portion 112 and the pair of third wall portions 113.
  • the first wall portion 111 is continuously (integrally) connected to the pair of third wall portions 113.
  • the first wall portion 111 is joined (connected) to the second wall portion 112 by welding or the like.
  • the joint portion between the first wall portion 111 and the second wall portion 112 is the second joint portion.
  • the second wall portion 112 is a wall (side wall, short side wall) that forms a surface (side surface, short side surface) of the container body 110 in the X-axis negative direction, and is connected to the second opening 115 in the X-axis direction (second direction). to face each other.
  • the second wall portion 112 is a flat and rectangular portion extending in the Z-axis direction parallel to the YZ plane. In terms of external dimensions, the width of the second wall portion 112 in the Y-axis direction (third direction) is smaller than the width (height) of the second wall portion 112 in the Z-axis direction (first direction).
  • the second wall 112 has a smaller size (area) than the first wall 111 and the third wall 113.
  • the length of the second wall portion 112 in the Z-axis direction is shorter than the length of the first wall portion 111 in the X-axis direction
  • the length of the second wall portion 112 in the Y-axis direction is It is shorter than the length of the third wall portion 113 in the X-axis direction.
  • the second wall portion 112 is adjacent to the first wall portion 111 and the pair of third wall portions 113, and is connected to the first wall portion 111 and the pair of third wall portions 113.
  • the second wall portion 112 is continuously (integrally) connected to the pair of third wall portions 113, and is connected (joined) to the first wall portion 111 by welding or the like as described above. ) has been done.
  • a first joint part 112a is formed in the second wall part 112, in which two parts forming the second wall part 112 are joined.
  • the first joint portion 112a is a straight line formed in the center of the second wall portion 112 in the Y-axis direction and extending in the Z-axis direction from one end edge of the second wall portion 112 in the Z-axis direction to the other end edge of the second wall portion 112. This is the part of the body.
  • the first joint part 112a is formed by joining a pair of parts extending from a pair of third wall parts 113. Specifically, a pair of rectangular portions continuously extending from the pair of third wall portions 113 are bent toward each other, and the ends of the pair of portions are joined by welding or the like. Thereby, the joined portion (welded portion, welded trace) of the pair of parts becomes the first joined portion 112a.
  • a detailed explanation of the method for forming the first joint portion 112a (manufacturing process of the container body 110) will be given later.
  • the pair of third wall portions 113 are a pair of walls (both side walls, a pair of long side walls) that form both sides (both sides, a pair of long side surfaces) of the container body 110 in the Y-axis direction, and are mutually arranged in the Y-axis direction ( facing each other in a third direction intersecting the first direction and the second direction).
  • the third wall portion 113 is a flat and rectangular elongated portion extending in the X-axis direction parallel to the XZ plane. In terms of external dimensions, the width (height) of the third wall portion 113 in the Z-axis direction (first direction) is smaller than the width (length) of the third wall portion 113 in the X-axis direction (second direction).
  • the third wall portion 113 is larger in size (area) than the first wall portion 111 and the second wall portion 112.
  • the pair of third wall portions 113 are adjacent to the first wall portion 111 and the second wall portion 112 and are connected to the first wall portion 111 and the second wall portion 112. Specifically, the pair of third wall portions 113 are continuously (integrally) connected to the first wall portion 111 and the second wall portion 112.
  • the first opening 114 is an opening formed by opening the entire surface of the container body 110 in the Z-axis plus direction (the surface facing the first wall 111).
  • the first opening 114 is a rectangular opening extending in the X-axis direction, surrounded by the second wall 112 and the pair of third walls 113, and has a width in the Y-axis direction (third direction) of It is smaller than the width (length) in the axial direction (second direction).
  • the second opening 115 is an opening formed by opening the entire surface of the container body 110 in the positive direction of the X-axis (the surface facing the second wall 112).
  • the second opening 115 is a rectangular opening extending in the Z-axis direction, surrounded by the first wall 111 and the pair of third walls 113, and has a width in the Y-axis direction (third direction) of Z. It is smaller than the width (height) in the axial direction (first direction).
  • the first opening 114 has a larger size (opening area) than the second opening 115.
  • the length of the first opening 114 in the X-axis direction is longer than the length of the second opening 115 in the Z-axis direction.
  • the first opening 114 is adjacent to and continuously connected to the second opening 115.
  • the container body 110 integrally includes a first wall 111, a second wall 112, and a pair of third walls 113, and has an opening in the Z-axis direction and the X-axis direction. ing.
  • the container body 110 is a four-sided container body formed by bending a single plate. The manufacturing process of such a container body 110 will be explained below.
  • the first wall portion 111 is a rectangular portion that is long in the X-axis direction
  • the pair of third wall portions 113 are rectangular portions that are long in the X-axis direction and are disposed on both sides of the first wall portion 111 in the Y-axis direction. This is the part of the body.
  • the pair of extended portions 113a are rectangular portions extending in the negative X-axis direction from the pair of third wall portions 113 and long in the Y-axis direction.
  • the pair of third wall parts 113 are bent with respect to the first wall part 111, and the pair of extension parts 113a are bent with respect to the pair of third wall parts 113.
  • Fold Specifically, the pair of third wall portions 113 are bent so as to stand up in the Z-axis positive direction from the first wall portion 111, and the pair of extended portions 113a are bent in the Y-axis direction from the pair of third wall portions 113. Fold them so that they stick out toward each other.
  • the order of bending the pair of third wall portions 113 and the pair of extension portions 113a is not particularly limited, and any portion may be bent first.
  • the pair of extended portions 113a are arranged such that the end sides in the Y-axis direction are in contact with each other in the Y-axis direction. Further, the pair of extended portions 113a are arranged such that the sides in the negative Z-axis direction contact the sides of the first wall portion 111 in the negative X-axis direction.
  • a laser beam is irradiated to the position where the ends of the pair of extensions 113a in the Y-axis direction contact each other, and the sides are laser welded (butt). welded).
  • a first joint portion 112a extending in the Z-axis direction is formed.
  • the portions where the pair of extended portions 113a contact each other in the Y-axis direction are butt welded to form the first joint portion 112a, thereby forming a flat second wall portion having a plane (flat surface). 112 is formed.
  • the boundary between the pair of extended portions 113a and the first wall portion 111 is also irradiated with laser light to perform laser welding.
  • the lid 120 is a member that closes the first opening 114 and the second opening 115 of the container body 110.
  • the container body 110 and the lid 120 are metal members, and the lid 120 is welded and joined to the container body 110 by laser welding or the like, so that the lid 120 is attached to the container body 110. occlude the opening.
  • the lid 120 has a fourth wall 121 facing in the Z-axis direction and a fifth wall 122 facing in the X-axis direction. Specifically, the lid 120 integrally includes a fourth wall 121 and a fifth wall 122. In other words, the lid 120 is a two-sided lid formed by bending a single plate.
  • the fourth wall portion 121 is a wall (upper wall) that forms a surface (upper surface, terminal arrangement surface) of the lid body 120 in the Z-axis plus direction.
  • the fourth wall 121 faces the first wall 111 of the container body 110 in the Z-axis direction and closes the first opening 114 of the container body 110.
  • the fourth wall portion 121 is a flat and rectangular elongated portion extending in the X-axis direction parallel to the XY plane. In terms of external dimensions, the width of the fourth wall 121 in the Y-axis direction is smaller than the width (length) of the fourth wall 121 in the X-axis direction.
  • the fourth wall portion 121 has a larger size (area) than the fifth wall portion 122.
  • the length of the fourth wall portion 121 in the X-axis direction is longer than the length of the fifth wall portion 122 in the Z-axis direction.
  • the fourth wall 121 is adjacent to the fifth wall 122 and is continuously (integrally) connected to the fifth wall 122 .
  • the fourth wall portion 121 is provided with the gas exhaust valve 130 described above. Further, the fourth wall portion 121 has a pair of terminal attachment portions 121a at both ends in the X-axis direction, to which a pair of electrode terminals 200 are attached.
  • the terminal attachment portion 121a is a through hole into which a shaft portion (not shown) of the electrode terminal 200 is inserted.
  • the electrode terminal 200 is fixed to the fourth wall portion 121 together with the current collector 400 by inserting the shaft portion into the terminal attachment portion 121a and the through hole (not shown) of the current collector 400 and caulking.
  • the fourth wall 121 is arranged adjacent to the second wall 112 and the pair of third walls 113, and is joined to the second wall 112 and the pair of third walls 113.
  • the fourth wall portion 121 has a width larger than that of the first opening portion 114 in the X-axis direction and the Y-axis direction. That is, in terms of the external dimensions in the X-axis direction (second direction), the width of the fourth wall 121, which is the wall that closes the first opening 114, is larger than the width of the third wall 113. In the Y-axis direction (third direction), the width (outer dimension) of the fourth wall portion 121 is larger than the distance between the pair of third wall portions 113. Thereby, the fourth wall portion 121 closes the first opening 114 while covering the entire first opening 114 .
  • the fifth wall portion 122 is a wall (side wall, short side wall) that forms a surface (side surface, short side surface) of the lid body 120 in the X-axis plus direction.
  • the fifth wall 122 faces the second wall 112 of the container body 110 in the X-axis direction and closes the second opening 115 of the container body 110.
  • the fifth wall portion 122 is a flat, rectangular portion extending in the Z-axis direction parallel to the YZ plane, and the width in the Y-axis direction is smaller than the width (height) in the Z-axis direction.
  • the fifth wall portion 122 is arranged adjacent to the first wall portion 111 and the pair of third wall portions 113, and is joined to the first wall portion 111 and the pair of third wall portions 113.
  • the fifth wall portion 122 has a larger width in the Z-axis direction and the Y-axis direction than the second opening portion 115. That is, in terms of the external dimensions in the Z-axis direction (first direction), the width of the fifth wall 122, which is the wall that closes the second opening 115, is larger than the width of the third wall 113.
  • the width (outer dimension) of the fifth wall portion 122 is larger than the distance between the pair of third wall portions 113. Thereby, the fifth wall portion 122 closes the second opening 115 while covering the entire second opening 115 .
  • the container body 110 of the container 100 has the first wall portion 111 facing the first opening portion 114 in the Z-axis direction (first direction). and a second wall portion 112 facing the second opening 115 in the X-axis direction (second direction), and a pair of third wall portions 113 facing the second opening portion 115 in the Y-axis direction (third direction).
  • the container body 110 formed on four sides can be easily formed by bending a single plate. Therefore, the yield of materials can be improved and the thickness of the container body 110 can be made uniform. Since the positions of the container body 110 formed on four sides and the lid body 120 formed on two sides can be easily aligned, the joining position can be set with high precision. Thereby, the container main body 110 and the lid body 120 can be easily and airtightly welded with a uniform welding depth.
  • the electrode body 300 housed in the container 100 be large in size, it is difficult to insert the large electrode body 300 into the five-sided container body.
  • the container main body 110 has four sides in which the first opening 114 and the second opening 115 are formed, even a large electrode body 300 can be easily inserted into the container main body 110.
  • the electrode body 300 can be easily accommodated in the container 100. In this way, the degree of freedom when combining the electrode body 300 and the container 100 is large, and the filling rate of the electrode body 300 with respect to the internal volume of the container 100 can be increased.
  • the manufacturing process can be simplified because the number of welding points can be reduced compared to the container disclosed in Patent Document 1 (a container in which two flat plates are welded to a three-sided container body). I can do it.
  • a first joint portion 112a is formed in the second wall portion 112.
  • a four-sided container body 110 having the first wall portion 111, the second wall portion 112, and a pair of third wall portions 113 is formed. can be easily formed.
  • the length of the first joint portion 112a can be shortened, making the joining work easier.
  • the container body 110 and the lid 120 can be easily connected. Can be aligned. This makes it easy to arrange the two-sided lid 120 on the four-sided container body 110 (they can be easily pressed against the reference position), making it easy to join the container body 110 and the lid 120. .
  • the second wall portion 112 can be easily formed by joining a pair of portions (a pair of extension portions 113a) extending from a pair of third wall portions 113 to form the second wall portion 112.
  • the second wall portion 112 of the container body 110 has a width in the Y-axis direction (third direction) smaller than the width in the Z-axis direction (first direction), so that the elongated lid 120 can be arranged on the container body 110. become. Thereby, the container body 110 and the lid 120 can be easily aligned, so that the work of joining the container body 110 and the lid 120 can be facilitated. Since the width of the second wall portion 112 in the Y-axis direction is smaller than the width in the Z-axis direction, a decrease in material yield of the container body 110 can be suppressed.
  • the members arranged inside the container 100 can be fixed to the lid body 120, and the container body 110 can be fixed to the lid body 120. Since it can be joined to the lid body 120, the power storage element 10 can be easily manufactured.
  • the fourth wall part 121 and the fifth wall part 122 of the lid body 120 are larger than the width of the third wall part 113 in the X-axis direction and the Z-axis direction, and are arranged in a pair of third walls in the Y-axis direction (third direction). 113.
  • the lid 120 covers the openings (the first opening 114 and the second opening 115) of the container body 110, so by pressing the lid 120 against the container body 110, The lid body 120 can be easily aligned. Since the lid 120 covers the opening of the container body 110, it is possible to prevent the laser from passing into the container body 110 when laser welding the container body 110 and the lid 120. Thereby, it is possible to suppress damage to the electrode body 300 and the like housed in the container body 110 due to the laser beam.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a container 100A according to Modification 1 of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2.
  • the container 100A has a container main body 110A instead of the container main body 110 of the container 100 in the above embodiment.
  • the container body 110A has a first wall portion 111A and a second wall portion 112A instead of the first wall portion 111 and the second wall portion 112 of the container body 110 in the above embodiment.
  • the other configurations of this modification are the same as those of the above embodiment, so detailed explanations will be omitted.
  • the second wall portion 112A does not have the first joint portion 112a in the above embodiment, and the first wall portion 111A has the first joint portion 111a. That is, the first wall portion 111A has a first joint portion 111a formed by joining two portions forming the first wall portion 111A.
  • the first joint portion 111a is formed in the center of the first wall portion 111A in the Y-axis direction, and extends in the X-axis direction from one end edge in the X-axis direction to the other end edge of the first wall portion 111A. This is the part of the body.
  • the first joint portion 111a is formed by joining a pair of portions extending from the pair of third wall portions 113.
  • first joint portion 111a a pair of rectangular portions continuously extending from the pair of third wall portions 113 are bent in a direction toward each other, and the ends of the pair of portions are welded (laser welding (butt welding)), etc. joined by. Thereby, the joint portion (welded portion, weld trace) of the pair of parts becomes the first joint portion 111a.
  • the method for forming the first joint portion 111a (the manufacturing process for the container body 110A) is the same as the method for forming the first joint portion 112a (the manufacturing process for the container body 110) in the above embodiment, so detailed description will be omitted. do.
  • this modification can also achieve the same effects as the above embodiment.
  • a first joint portion 111a is formed in the first wall portion 111A.
  • a four-sided container body 110A having the first wall portion 111A, the second wall portion 112A, and the pair of third wall portions 113 is formed.
  • the first wall part 111A can be easily formed. Thereby, the shape accuracy of the container 100A can be improved similarly to the above embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of a container 100B according to a second modification of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2, but for convenience of explanation, the coordinate axes in FIG. 2 are rotated by 90 degrees around the Z-axis.
  • the container 100B has a container body 110B and a lid 120B instead of the container body 110 and lid 120 of the container 100 in the above embodiment.
  • the container main body 110B includes a first wall portion 111B facing in the Z-axis direction, a second wall portion 112B facing in the X-axis direction, and a pair of third walls facing in the Y-axis direction. 113B.
  • the container body 110B has a first opening 114B that opens in the Z-axis direction and a second opening 115B that opens in the X-axis direction.
  • the lid 120B integrally includes a fourth wall 121B facing in the Z-axis direction and a fifth wall 122B facing in the X-axis direction.
  • the first opening 114B and the second opening 115B of 110B are closed.
  • the container 100B has a rectangular parallelepiped shape that is flat in the X-axis direction, unlike the container 100 in the above embodiment. That is, in the external dimensions of the container body 110B, the width (length) of the first wall portion 111B in the Y-axis direction is larger than the width of the first wall portion 111B in the X-axis direction.
  • the first wall portion 111B has a smaller size (area) than the second wall portion 112B and a larger size (area) than the third wall portion 113B.
  • the width (length) of the second wall portion 112B in the Y-axis direction is larger than the width (height) of the second wall portion 112B in the Z-axis direction.
  • the second wall portion 112B has a larger size (area) than the first wall portion 111B and the third wall portion 113B.
  • a first joint portion 112b similar to the first joint portion 112a in the embodiment described above is formed in the second wall portion 112B.
  • the width (height) of the third wall portion 113B in the Z-axis direction is larger than the width in the X-axis direction.
  • the third wall portion 113B has a smaller size (area) than the first wall portion 111B and the second wall portion 112B.
  • the width (length) of the first opening 114B in the Y-axis direction is larger than the width in the X-axis direction.
  • the width (length) in the Y-axis direction of the second opening 115B is larger than the width (height) in the Z-axis direction.
  • the first opening 114B has a smaller size (opening area) than the second opening 115B.
  • the width (length) of the fourth wall portion 121B in the Y-axis direction is larger than the width of the fourth wall portion 121B in the X-axis direction.
  • the fourth wall portion 121B is provided with a gas exhaust valve 130 and a pair of terminal attachment portions 121a, similar to the fourth wall portion 121 in the above embodiment.
  • the width (length) of the fifth wall portion 122B in the Y-axis direction is larger than the width (height) of the fifth wall portion 122B in the Z-axis direction.
  • the fourth wall portion 121B has a smaller size (area) than the fifth wall portion 122B.
  • the first joint 112b is formed on the second wall 112B, but even if the first joint 112b is formed on the first wall 111B as in Modification 1 above, good.
  • the container 100B has a rectangular parallelepiped shape that is flat in the X-axis direction, it may have a rectangular parallelepiped shape that is flat in the Z-axis direction.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a container 100C according to modification 3 of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2.
  • a container 100C has a container body 110C and a lid 120C instead of the container body 110 and lid 120 of the container 100 in the above embodiment.
  • the container body 110C has a pair of third walls 113C instead of the pair of third walls 113 of the container 100 in the above embodiment.
  • the container main body 110C has a first opening 114C that opens in the Z-axis direction.
  • the lid body 120C has a fourth wall portion 121C instead of the fourth wall portion 121 that the lid body 120 in the above embodiment has.
  • the fourth wall 121C closes the first opening 114C of the container body 110C.
  • the third wall portion 113C has recesses 113b recessed in the negative Z-axis direction at both ends in the X-axis direction.
  • the recess 113b is a rectangular recess provided at both corners of the third wall 113C in the X-axis direction.
  • the third wall portion 113C has a shape in which the central portion in the X-axis direction protrudes in the positive direction of the Z-axis.
  • the first opening 114C is an opening having a shape corresponding to the shape of the third wall 113C.
  • the fourth wall portion 121C has recesses 121b recessed in the negative Z-axis direction at both ends in the X-axis direction.
  • the recess 121b is a recess that penetrates in the Y-axis direction and is recessed in the shape of a step (step-like shape) at the end of the fourth wall 121C in the X-axis direction.
  • a terminal mounting portion 121a is arranged in each recess 121b.
  • the recess 121b is arranged at a position corresponding to the recess 113b of the third wall 113C, and is joined to the recess 113b.
  • a first joint portion may be formed in the first wall portion 111 as in Modification 1 above.
  • the container 100C may have a rectangular parallelepiped shape that is flat in the X-axis direction or the Z-axis direction, as in Modification 2 above.
  • containers having various shapes and having a container body on four sides and a lid on two sides can be realized.
  • the lid body 120 has the fourth wall part 121 and the fifth wall part 122 integrally, but it has the fourth wall part 121 and the fifth wall part 122 which are separate bodies. You can leave it there.
  • the first joint 112a of the second wall 112 is formed by joining a pair of rectangular portions extending from a pair of third wall portions 113.
  • the shape of is not particularly limited.
  • the pair of portions may be a pair of triangular portions, or may have any other shape as long as it can form the second wall portion 112.
  • the first joint portion 112a is a straight portion, it may be a bent portion or a curved portion.
  • At least one of the two parts joined in the first joint part 112a may be a part extending from the first wall part 111 instead of a part extending from the third wall part 113.
  • the second wall portion 112 and the third wall portion 113 may be joined to form a second joint portion.
  • the first joint portion 112a is formed by butt welding the pair of extended portions 113a, but the pair of extended portions 113a are overlapped in the thickness direction, and the overlapped portions are
  • the first joint portion 112a may be formed by welding a part of the portion.
  • the second wall portion 112 may not have a flat plate shape but may have a thicker shape at the first joint portion 112a (the first joint portion 112a has a step shape).
  • both of the pair of electrode terminals 200 are arranged on the fourth wall 121 of the lid 120, but one or both of the pair of electrode terminals 200 is arranged on the fifth wall 122.
  • it may be placed on any wall of the container body 110.
  • one or both of the pair of terminal attachment portions 121a may be provided on the fifth wall portion 122, or may be provided on any wall portion of the container body 110.
  • the electrode terminal 200 (terminal attachment part 121a) be arranged on a wall part other than the second wall part 112.
  • the present invention can be applied to power storage elements such as lithium ion secondary batteries.

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Abstract

容器を備える蓄電素子であって、容器は、第一方向に開口する第一開口部、及び、第一方向と交差する第二方向に開口する第二開口部を有する容器本体と、第一開口部及び第二開口部を閉塞する蓋体と、を有し、容器本体は、第一開口部と第一方向で対向する第一壁部と、第二開口部と第二方向で対向する第二壁部と、第一方向及び第二方向と交差する第三方向で対向する一対の第三壁部と、を有する。

Description

蓄電素子
 本発明は、容器を備える蓄電素子に関する。
 角形の蓄電素子では、5面によって構成された容器本体に一面を形成する蓋を接合することによって形成された蓄電素子が知られている。一方で、5面以外の容器本体を有する容器を備える蓄電素子が知られている。例えば、特許文献1には、矩形状の底面と一対の長側面とが一枚の第1の平板から形成された3面の第1の部材(容器本体)と、一対の短側面のそれぞれを構成する第2及び第3の平板と、を有する電池容器を備える密閉型電池(蓄電素子)が開示されている。
特開2017-107773号公報
 5面によって構成された容器本体は、プレス加工により容易に形成できる。1面を形成する蓋には、端子やガス排出弁などを容易に配置できる。さらに、容器本体と蓋とを溶接等することで、容易に蓄電素子を気密に形成できる。しかしながら、上記特許文献1では、5面の容器本体を深絞り成型で製造する場合、肉厚のばらつきが大きくなりやすく、5面の容器本体を金属製の平板を折り曲げて形成する場合には、材料歩留まりが悪くなるとの問題点を挙げている。これに対し、上記特許文献1では、容器本体(第1の部材)を、底面と一対の長側面との3面で形成し、容器本体に短側面を構成する平板を溶接で接合している。しかしながら、上記特許文献1の構成では、容器本体に平板を接合する際の位置合わせが困難であるため、これらの接合作業が難しく、完成した容器の形状精度が悪くなるおそれがある。
 本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、容器の形状精度を向上し、生産性の優れた蓄電素子を提供することを目的とする。
 本発明の一実施形態に係る蓄電素子は、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、第一方向に開口する第一開口部、及び、前記第一方向と交差する第二方向に開口する第二開口部を有する容器本体と、前記第一開口部及び前記第二開口部を閉塞する蓋体と、を有し、前記容器本体は、前記第一開口部と前記第一方向で対向する第一壁部と、前記第二開口部と前記第二方向で対向する第二壁部と、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向で対向する一対の第三壁部と、を有する。
 本発明の一実施形態における蓄電素子によれば、容器の形状精度及び生産性を向上できる。
図1は、実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 図2は、実施の形態に係る容器の構成を示す斜視図である。 図3は、実施の形態に係る容器本体の製造工程を示す斜視図である。 図4は、実施の形態の変形例1に係る容器の構成を示す斜視図である。 図5は、実施の形態の変形例2に係る容器の構成を示す斜視図である。 図6は、実施の形態の変形例3に係る容器の構成を示す斜視図である。
 (1)本発明の一実施形態に係る蓄電素子は、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、第一方向に開口する第一開口部、及び、前記第一方向と交差する第二方向に開口する第二開口部を有する容器本体と、前記第一開口部及び前記第二開口部を閉塞する蓋体と、を有し、前記容器本体は、前記第一開口部と前記第一方向で対向する第一壁部と、前記第二開口部と前記第二方向で対向する第二壁部と、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向で対向する一対の第三壁部と、を有する。
 本発明の一実施形態に係る蓄電素子によれば、容器の容器本体は、第一開口部と第一方向で対向する第一壁部と、第二開口部と第二方向で対向する第二壁部と、第三方向で対向する一対の第三壁部と、を有する。5面の容器本体をプレス加工(深絞り成形)等で形成すると製造が困難であったり、5面の容器本体を平板を折り曲げて形成すると材料歩留まりが低下する等の問題がある。4面の容器本体を形成することで、製造が容易であり、材料歩留まりの低下も抑制できる。3面の容器本体を形成する場合には、3面の容器本体に第一壁部または第二壁部を接合する際の位置合わせが困難となるおそれがある。このため、容器本体を第一壁部、第二壁部、及び、一対の第三壁部の4面で形成する。これにより、容易に容器本体を形成できるため、容器の形状精度及び生産性を向上できる。
(2)上記(1)に記載の蓄電素子において、前記第一壁部または前記第二壁部には、前記第一壁部または前記第二壁部を構成する2つの部位が接合された第一接合部が形成されてもよい。
 上記(2)に記載の蓄電素子によれば、第一壁部または第二壁部を2つの部位を接合して形成することで、第一壁部と第二壁部と一対の第三壁部とを有する4面の容器本体を容易に形成できる。
 (3)上記(2)に記載の蓄電素子において、前記第二壁部は、前記第一壁部よりもサイズが小さく、前記第一接合部は、前記第二壁部に形成されている、としてもよい。
 上記(3)に記載の蓄電素子によれば、第一接合部を、第一壁部よりもサイズが小さい第二壁部に形成することで、第一接合部の長さを短くできるため、接合作業が容易である。
 (4)上記(1)から(3)のいずれかひとつに記載の蓄電素子において、前記蓋体は、前記第一開口部を閉塞する第四壁部と、前記第二開口部を閉塞する第五壁部と、を有してもよい。
 上記(4)に記載の蓄電素子によれば、蓋体を、第一開口部及び第二開口部を閉塞する第四壁部及び第五壁部の2面で形成することで、容器本体と蓋体とを容易に位置合わせできる。これにより、4面の容器本体に2面の蓋体を配置しやすいため、容器本体と蓋体との接合作業が容易である。
 (5)上記(2)から(4)のいずれかひとつに記載の蓄電素子において、前記第一接合部は、前記一対の第三壁部から延びる一対の部位が接合されて形成されてもよい。
 上記(5)に記載の蓄電素子によれば、一対の第三壁部から延びる一対の部位を接合して第一壁部または第二壁部を形成することで、第一壁部または第二壁部を容易に形成できる。
 (6)上記(1)から(5)のいずれかひとつに記載の蓄電素子において、前記第二壁部は、前記第三方向の幅が前記第一方向の幅よりも小さくてもよい。
 上記(6)に記載の蓄電素子によれば、容器本体の第二壁部が、第三方向の幅が第一方向の幅よりも小さいことで、容器本体に細長い蓋体を配置することになる。これにより、容器本体と蓋体とを容易に位置合わせできるため、容器本体と蓋体との接合作業を容易にできる。
 (7)上記(1)から(6)のいずれかひとつに記載の蓄電素子は、一対の電極端子を備え、前記一対の電極端子は、前記蓋体に配置される、としてもよい。
 上記(7)に記載の蓄電素子によれば、一対の電極端子の双方を蓋体に配置することで、容器内に配置される部材(集電体、電極体等)を蓋体に固定した状態で、容器本体と蓋体とを接合できるため、蓄電素子を容易に製造できる。
 (8)上記(1)から(7)のいずれかひとつに記載の蓄電素子において、前記蓋体が有する前記第一開口部を塞ぐ壁部は、前記第二方向において、前記一対の第三壁部の幅よりも大きく、かつ、前記第三方向において、前記一対の第三壁部の間の距離よりも大きく、前記蓋体が有する前記第二開口部を塞ぐ壁部は、前記第一方向において、前記一対の第三壁部の幅よりも大きく、かつ、前記第三方向において、前記一対の第三壁部の間の距離よりも大きい、としてもよい。
 上記(8)に記載の蓄電素子によれば、蓋体の壁部を、第三壁部の幅よりも大きく、第三方向において一対の第三壁部の間の距離よりも大きくする。これにより、蓋体が容器本体の開口部を覆うことになるため、容器本体に蓋体を押し当てることで、容器本体と蓋体とを容易に位置合わせできる。
 (9)上記(1)から(8)のいずれかひとつに記載の蓄電素子において、前記容器本体には、前記第一壁部または前記第二壁部と、前記第三壁部とが接合された第二接合部が形成されてもよい。
 上記(9)に記載の蓄電素子によれば、1枚の板から容器本体を容易に形成できる。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態(その変形例も含む)に係る蓄電素子について説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。
 以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対(正極及び負極、以下同様)の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、容器の一対の短側面の対向方向、または、容器の延びる方向を、X軸方向と定義する。容器の一対の長側面の対向方向、または、容器若しくは電極体の厚み方向(扁平方向)を、Y軸方向と定義する。電極端子の突出方向、電極端子と電極体との並び方向、容器本体と蓋体との並び方向、または、上下方向を、Z軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(本実施の形態では直交)する方向である。使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。
 以下の説明において、X軸プラス方向とは、X軸の矢印方向を示し、X軸マイナス方向とは、X軸プラス方向とは反対方向を示す。単にX軸方向という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。以下では、Z軸方向を第一方向とも呼び、X軸方向を第二方向とも呼び、Y軸方向を第三方向とも呼ぶ。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。2つの方向が平行であるとは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。
 (実施の形態)
 [1 蓄電素子10の全般的な説明]
 まず、本実施の形態における蓄電素子10の全般的な説明を行う。図1は、本実施の形態に係る蓄電素子10の外観を示す斜視図である。
 蓄電素子10は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池(単電池)であり、具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子10は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される。具体的には、蓄電素子10は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、及び、化石燃料(ガソリン、軽油、液化天然ガス等)自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電素子10は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。
 蓄電素子10は、X軸方向に長い形状を有している。本実施の形態では、蓄電素子10は、Y軸方向に扁平な直方体形状(角形)を有している。蓄電素子10は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子10は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子10は、固体電解質を用いた電池であってもよい。本実施の形態では、非水電解質を用いたリチウムイオン二次電池を用いて例示する。
 図1に示すように、蓄電素子10は、容器100と、一対(正極及び負極)の電極端子200とを備え、容器100の内方には、電極体300と、一対(正極及び負極)の集電体400とが収容されている。容器100の内方には電解液(非水電解質)も封入され、電極端子200及び集電体400と容器100(後述の蓋体120)との間にはガスケットが配置されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子10の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。ガスケットは、絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。蓄電素子10は、上記の構成要素の他、電極体300の側方または下方等に配置されるスペーサ、電極体300等を包み込む絶縁フィルム、及び、容器100の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)等を有していてもよい。
 容器100は、開口が形成された容器本体110と、容器本体110の当該開口を閉塞する蓋体120と、を有する扁平な直方体形状(角形または箱形)のケースである。本実施形態では、容器100はX軸方向に長尺な形状を有している。容器100のX軸方向の長さは、Z軸方向の長さの3倍以上であってもよい。容器本体110は、容器100の本体部を構成する部材であり、蓋体120は、容器100の蓋部を構成する部材である。蓋体120には、容器100内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁130が設けられている。ガス排出弁130は、容器本体110に設けられていてもよい。容器100(容器本体110または蓋体120)には、容器100内方に電解液を注液するための注液部等が設けられていてもよい。容器100(容器本体110及び蓋体120)の材質は、特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
 容器100は、電極体300等を容器本体110の内方に収容後、容器本体110と蓋体120とが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉(密封)されている。容器100は、Y軸方向両側の側面に一対の長側面を有し、X軸方向両側の側面に一対の短側面を有し、Z軸マイナス方向の面に底面を有し、Z軸プラス方向の面に電極端子200が配置される端子配置面を有している。このように、容器100は、厚み方向がY軸方向となるY軸方向に扁平な容器であり、X軸方向に長い形状を有している。容器100の構成の詳細な説明については、後述する。
 電極端子200は、容器100の蓋体120に配置される、蓄電素子10の端子部材(正極端子及び負極端子)である。具体的には、X軸方向に並ぶ一対の電極端子200が、蓋体120の上面(端子配置面)からZ軸プラス方向に突出して配置されている。電極端子200は、集電体400を介して、電極体300の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子200は、電極体300に蓄えられている電気を蓄電素子10の外部空間に導出し、また、電極体300に電気を蓄えるために蓄電素子10の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子200は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。電極端子200は、かしめ等によって、集電体400に接続(接合)され、かつ、蓋体120に取り付けられる。電極端子200と集電体400とを接続(接合)する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザ溶接若しくは抵抗溶接等の溶接、または、ねじ結合等のかしめ以外の機械的接合等が用いられてもよい。
 電極体300は、電気を蓄えることができる蓄電要素(発電要素)であり、正極板と負極板とセパレータとを備え、正極板、負極板及びセパレータが積層されて形成されている。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材上に正極活物質層が形成された電極板である。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材上に負極活物質層が形成された電極板である。セパレータは、樹脂、または、樹脂及び無機物質等からなる微多孔性のシートである。正極活物質層に用いられる正極活物質、及び、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータについても、蓄電素子10の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。
 本実施の形態では、電極体300は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが、X軸方向に平行な巻回軸にて巻回されて形成された巻回型の電極体である。具体的には、電極体300は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸の方向(X軸方向)に互いにずらして巻回されている。正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されず基材が露出した部分を有し、当該端部が、集電体400と電気的及び機械的に接続される。電極体300は、X軸方向に延びる長尺な形状であって、X軸方向から見て長円形状を有している。電極体300は、X軸方向の長さが、例えば、300mm以上、具体的には、500mm~1500mm程度まで延びた形状を有している。このため、電極体300は、Z軸方向の長さよりもX軸方向の長さが長くなっている。電極体300のX軸方向の長さは、Z軸方向の長さの3倍以上であってもよい。電極体300は、正極板と負極板とセパレータとが、Z軸方向に平行な巻回軸にて巻回されて形成された巻回型の電極体でもよい。電極体300は、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型(スタック型)の電極体でもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体でもよいし、その他の形態の電極体でもよい。
 集電体400は、電極体300と容器100との間に配置され、電極端子200と電極体300とに電気的に接続される導電性の集電部材(正極集電体及び負極集電体)である。正極の集電体400は、電極体300の正極板と溶接等により接続(接合)されるとともに、正極の電極端子200とかしめ等により接続(接合)される。負極の集電体400は、電極体300の負極板と溶接等により接続(接合)されるとともに、負極の電極端子200とかしめ等により接続(接合)される。正極の集電体400は、電極体300の正極板の正極基材と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極の集電体400は、電極体300の負極板の負極基材と同様、銅または銅合金等で形成されている。集電体400と電極体300とを接続(接合)する手法は、溶接には限定されず、かしめ接合等が用いられてもよい。
 [2 容器100の説明]
 次に、容器100(容器本体110及び蓋体120)の構成について、詳細に説明する。図2は、本実施の形態に係る容器100の構成を示す斜視図である。図2は、容器100の容器本体110及び蓋体120を分離して、容器本体110及び蓋体120のそれぞれの構成を示している。図3は、本実施の形態に係る容器本体110の製造工程を示す斜視図である。
 図2に示すように、容器100のうち、容器本体110は、Z軸方向に向く第一壁部111と、X軸方向に向く第二壁部112と、Y軸方向に向く一対の第三壁部113と、を有している。これにより、容器本体110は、Z軸方向(第一方向)に開口する第一開口部114、及び、X軸方向(第一方向と交差する第二方向)に開口する第二開口部115を有することとなる。
 第一壁部111は、容器本体110のZ軸マイナス方向の面(底面)を形成する壁(底壁)であり、第一開口部114とZ軸方向(第一方向)で対向する。第一壁部111は、XY平面に平行なX軸方向に延びる平板状かつ矩形状の長尺な部位である。外形寸法において、第一壁部111のY軸方向(第三方向)の幅は、第一壁部111のX軸方向(第二方向)の幅(長さ)よりも小さい。第一壁部111は、第二壁部112よりもサイズ(面積)が大きく、第三壁部113よりもサイズ(面積)が小さい。言い換えれば、外形寸法において、第一壁部111のX軸方向の長さは、第二壁部112のZ軸方向の長さよりも長く、第一壁部111のY軸方向の長さは、第三壁部113のZ軸方向の長さよりも短い。第一壁部111は、第二壁部112及び一対の第三壁部113と隣接し、かつ、第二壁部112及び一対の第三壁部113と接続されている。具体的には、第一壁部111は、一対の第三壁部113と連続的に(一体的に)接続されている。第一壁部111は、第二壁部112と溶接等により接合(接続)されている。本実施形態において、第一壁部111と第二壁部112との接合部分が第二接合部である。
 第二壁部112は、容器本体110のX軸マイナス方向の面(側面、短側面)を形成する壁(側壁、短側壁)であり、第二開口部115とX軸方向(第二方向)で対向する。第二壁部112は、YZ平面に平行なZ軸方向に延びる平板状かつ矩形状の部位である。外形寸法において、第二壁部112のY軸方向(第三方向)の幅は、第二壁部112のZ軸方向(第一方向)の幅(高さ)よりも小さい。第二壁部112は、第一壁部111及び第三壁部113よりもサイズ(面積)が小さい。言い換えれば、外形寸法において、第二壁部112のZ軸方向の長さは、第一壁部111のX軸方向の長さよりも短く、第二壁部112のY軸方向の長さは、第三壁部113のX軸方向の長さよりも短い。第二壁部112は、第一壁部111及び一対の第三壁部113と隣接し、かつ、第一壁部111及び一対の第三壁部113と接続されている。具体的には、第二壁部112は、一対の第三壁部113とは連続的に(一体的に)接続されており、上述の通り第一壁部111とは溶接等により接続(接合)されている。
 第二壁部112には、第二壁部112を構成する2つの部位が接合された第一接合部112aが形成されている。第一接合部112aは、第二壁部112のY軸方向中央部に形成された、第二壁部112のZ軸方向の一端縁から他端縁までに亘ってZ軸方向に延びる直線状の部位である。第一接合部112aは、一対の第三壁部113から延びる一対の部位が接合されて形成される。具体的には、一対の第三壁部113から連続して延びる一対の矩形状の部位が互いに近付く向きに折り曲げられ、当該一対の部位の端部同士が溶接等によって接合される。これにより、当該一対の部位の接合部分(溶接部分、溶接痕)が、第一接合部112aとなる。第一接合部112aの形成方法(容器本体110の製造工程)についての詳細な説明は後述する。
 一対の第三壁部113は、容器本体110のY軸方向の両面(両側面、一対の長側面)を形成する一対の壁(両側壁、一対の長側壁)であり、互いにY軸方向(第一方向及び第二方向と交差する第三方向)で対向する。第三壁部113は、XZ平面に平行なX軸方向に延びる平板状かつ矩形状の長尺な部位である。外形寸法において、第三壁部113のZ軸方向(第一方向)の幅(高さ)は、第三壁部113のX軸方向(第二方向)の幅(長さ)よりも小さい。第三壁部113は、第一壁部111及び第二壁部112よりもサイズ(面積)が大きい。一対の第三壁部113は、第一壁部111及び第二壁部112と隣接し、かつ、第一壁部111及び第二壁部112と接続されている。具体的には、一対の第三壁部113は、第一壁部111及び第二壁部112と連続的に(一体的に)接続されている。
 第一開口部114は、容器本体110のZ軸プラス方向の面(第一壁部111と対向する面)の全面が開放されて形成された開口である。第一開口部114は、第二壁部112及び一対の第三壁部113に囲まれた、X軸方向に延びる矩形状の開口部であり、Y軸方向(第三方向)の幅がX軸方向(第二方向)の幅(長さ)よりも小さい。
 第二開口部115は、容器本体110のX軸プラス方向の面(第二壁部112と対向する面)の全面が開放されて形成された開口である。第二開口部115は、第一壁部111及び一対の第三壁部113に囲まれた、Z軸方向に延びる矩形状の開口部であり、Y軸方向(第三方向)の幅がZ軸方向(第一方向)の幅(高さ)よりも小さい。
 第一開口部114は、第二開口部115よりもサイズ(開口面積)が大きい。言い換えれば、第一開口部114のX軸方向の長さは、第二開口部115のZ軸方向の長さよりも長い。第一開口部114は、第二開口部115と隣接し、かつ、第二開口部115と連続的に接続されている。
 このように、容器本体110は、第一壁部111と第二壁部112と一対の第三壁部113とを一体的に有し、Z軸方向及びX軸方向に開口した構成を有している。つまり、容器本体110は、1枚の板を折り曲げて形成された4面の容器本体である。以下に、このような容器本体110の製造工程について説明する。
 図3の(a)に示すように、第一壁部111と、一対の第三壁部113と、一対の第三壁部113から延びる一対の延設部113aと、を一体的に有する1枚の平板を準備する。第一壁部111は、X軸方向に長い矩形状の部位であり、一対の第三壁部113は、第一壁部111のY軸方向両側に配置される、X軸方向に長い矩形状の部位である。一対の延設部113aは、一対の第三壁部113からX軸マイナス方向にそれぞれ延びた状態で配置される、Y軸方向に長い矩形状の部位である。
 次に、図3の(b)に示すように、第一壁部111に対して一対の第三壁部113を折り曲げるとともに、一対の第三壁部113に対して一対の延設部113aを折り曲げる。具体的には、一対の第三壁部113を、第一壁部111からZ軸プラス方向に立ち上がるように折り曲げ、一対の延設部113aを、一対の第三壁部113からY軸方向で互いに向けて突出するように折り曲げる。一対の第三壁部113の折り曲げ、及び、一対の延設部113aの折り曲げの順番は特に限定されず、どの部位を先に折り曲げてもよい。これにより、一対の延設部113aは、Y軸方向の先端の辺がY軸方向で互いに接触するように配置される。さらに、一対の延設部113aは、Z軸マイナス方向の辺が第一壁部111のX軸マイナス方向の辺と接触するように配置される。
 この状態で、図3の(c)に示すように、一対の延設部113aのY軸方向の先端の辺同士が接触した位置に、レーザ光が照射され、当該辺同士がレーザ溶接(突合せ溶接)される。これにより、Z軸方向に延びる第一接合部112aが形成される。このように、一対の延設部113aがY軸方向で互いに接触した箇所が突合せ溶接されて第一接合部112aが形成されることで、平面(平坦面)を有する平板状の第二壁部112が形成される。一対の延設部113a及び第一壁部111についても、その境界部分にレーザ光が照射されて、レーザ溶接される。
 図2に戻り、蓋体120は、容器本体110の第一開口部114及び第二開口部115を閉塞する部材である。本実施の形態では、容器本体110及び蓋体120は金属製の部材であり、蓋体120が容器本体110にレーザ溶接等で溶接されて接合されることで、蓋体120が容器本体110の開口部を閉塞する。
 蓋体120は、Z軸方向に向く第四壁部121と、X軸方向に向く第五壁部122と、を有している。具体的には、蓋体120は、第四壁部121と第五壁部122とを一体的に有している。つまり、蓋体120は、1枚の板を折り曲げて形成された2面の蓋体である。
 第四壁部121は、蓋体120のZ軸プラス方向の面(上面、端子配置面)を形成する壁(上壁)である。第四壁部121は、容器本体110の第一壁部111とZ軸方向で対向し、容器本体110の第一開口部114を閉塞する。第四壁部121は、XY平面に平行なX軸方向に延びる平板状かつ矩形状の長尺な部位である。外形寸法において、第四壁部121のY軸方向の幅は第四壁部121のX軸方向の幅(長さ)よりも小さい。第四壁部121は、第五壁部122よりもサイズ(面積)が大きい。言い換えれば、外形寸法において、第四壁部121のX軸方向の長さは、第五壁部122のZ軸方向の長さよりも長い。第四壁部121は、第五壁部122と隣接し、かつ、第五壁部122と連続的に(一体的に)接続されている。
 第四壁部121には、上述したガス排出弁130が設けられている。さらに、第四壁部121は、X軸方向両端部に、一対の電極端子200が取り付けられる一対の端子取付部121aを有している。端子取付部121aは、電極端子200の軸部(図示せず)が挿入される貫通孔である。電極端子200は、当該軸部が端子取付部121a及び集電体400の貫通孔(図示せず)に挿入されてかしめられることで、集電体400とともに第四壁部121に固定される。
 第四壁部121は、第二壁部112及び一対の第三壁部113と隣接するように配置され、かつ、第二壁部112及び一対の第三壁部113と接合される。第四壁部121は、第一開口部114よりも、X軸方向及びY軸方向における幅が大きい。つまり、X軸方向(第二方向)の外形寸法において、第一開口部114を塞ぐ壁部である第四壁部121の幅は、第三壁部113の幅よりも大きい。Y軸方向(第三方向)において、第四壁部121の幅(外形寸法)は、一対の第三壁部113の間の距離よりも大きい。これにより、第四壁部121は、第一開口部114の全体を覆った状態で、第一開口部114を閉塞する。
 第五壁部122は、蓋体120のX軸プラス方向の面(側面、短側面)を形成する壁(側壁、短側壁)である。第五壁部122は、容器本体110の第二壁部112とX軸方向で対向し、容器本体110の第二開口部115を閉塞する。第五壁部122は、YZ平面に平行なZ軸方向に延びる平板状かつ矩形状の部位であり、Y軸方向の幅がZ軸方向の幅(高さ)よりも小さい。
 第五壁部122は、第一壁部111及び一対の第三壁部113と隣接するように配置され、かつ、第一壁部111及び一対の第三壁部113と接合される。第五壁部122は、第二開口部115よりも、Z軸方向及びY軸方向における幅が大きい。つまり、Z軸方向(第一方向)の外形寸法において、第二開口部115を塞ぐ壁部である第五壁部122の幅は、第三壁部113の幅よりも大きい。Y軸方向(第三方向)において、第五壁部122の幅(外形寸法)は、一対の第三壁部113の間の距離よりも大きい。これにより、第五壁部122は、第二開口部115の全体を覆った状態で、第二開口部115を閉塞する。
 [3 効果の説明]
 以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10によれば、容器100の容器本体110は、第一開口部114とZ軸方向(第一方向)で対向する第一壁部111と、第二開口部115とX軸方向(第二方向)で対向する第二壁部112と、Y軸方向(第三方向)で対向する一対の第三壁部113と、を有している。5面の容器本体をプレス加工(深絞り成形)等で形成すると製造が困難であったり、5面の容器本体を平板を折り曲げて形成すると材料歩留まりが低下する等の問題がある。特に、本実施の形態のように、長尺な容器においては、5面の容器本体をプレス加工で形成するのは非常に困難であり、5面の容器本体を平板を折り曲げて形成すると材料歩留まりが大きく低下する。3面の容器本体を形成する場合には、3面の容器本体に第二壁部112を接合する際の位置合わせが困難となるおそれがある。これに対して、容器本体110を4面で形成することで、容易に容器本体110を形成できるため、容器100の形状精度及び生産性を向上できる。容器本体110を4面で形成することで、材料歩留まりの低下も抑制できる。
 具体的には、4面で形成される容器本体110は、1枚の板を折り曲げて容易に形成することができる。そのため、材料の歩留まりを改善でき、容器本体110の肉厚を均一にできる。4面で形成される容器本体110と、2面で形成される蓋体120との位置を容易に合わせることができるため、接合位置を高精度に設定できる。これにより、均一な溶接深さで容器本体110と蓋体120とを容易に、かつ、気密に溶接できる。
 容器100に収容する電極体300はサイズが大きいのが好ましいが、5面の容器本体に、サイズが大きな電極体300を挿入するのは難しい。特に、本実施の形態のように長尺な容器100の場合、長尺な5面の容器本体に長尺の電極体300を挿入するのは難しい。これに対し、第一開口部114及び第二開口部115が形成された4面の容器本体110であれば、サイズが大きな電極体300であっても、容易に容器本体110に挿入できるため、電極体300を容易に容器100に収容できる。このように、電極体300と容器100との組み合わせ時の自由度が大きく、容器100の内容積に対する電極体300の充填率を大きくできる。容器100の製造時においては、上記特許文献1に開示された容器(3面の容器本体に2枚の平板を溶接する容器)よりも溶接箇所を低減できるため、製造工程の簡素化を図ることができる。
 第二壁部112には、第一接合部112aが形成されている。このように、第二壁部112を2つの部位を接合して形成することで、第一壁部111と第二壁部112と一対の第三壁部113とを有する4面の容器本体110を容易に形成できる。
 第一接合部112aを、第一壁部111よりもサイズが小さい第二壁部112に形成することで、第一接合部112aの長さを短くできるため、接合作業が容易である。
 蓋体120を、第一開口部114及び第二開口部115を閉塞する第四壁部121及び第五壁部122の2面で形成することで、容器本体110と蓋体120とを容易に位置合わせできる。これにより、4面の容器本体110に2面の蓋体120を配置しやすい(基準位置に対して容易に押さえつけることができる)ため、容器本体110と蓋体120との接合作業が容易である。
 一対の第三壁部113から延びる一対の部位(一対の延設部113a)を接合して第二壁部112を形成することで、第二壁部112を容易に形成できる。
 容器本体110の第二壁部112が、Y軸方向(第三方向)の幅がZ軸方向(第一方向)の幅よりも小さいことで、容器本体110に細長い蓋体120を配置することになる。これにより、容器本体110と蓋体120とを容易に位置合わせできるため、容器本体110と蓋体120との接合作業を容易にできる。第二壁部112が、Y軸方向の幅がZ軸方向の幅よりも小さいことで、容器本体110の材料歩留まりの低下を抑制できる。
 一対の電極端子200の双方を蓋体120に配置することで、容器100内に配置される部材(集電体400、電極体300等)を蓋体120に固定した状態で、容器本体110と蓋体120とを接合できるため、蓄電素子10を容易に製造できる。
 蓋体120の第四壁部121及び第五壁部122を、第三壁部113のX軸方向及びZ軸方向の幅よりも大きく、Y軸方向(第三方向)において一対の第三壁部113の間の距離よりも大きくする。これにより、蓋体120が容器本体110の開口部(第一開口部114及び第二開口部115)を覆うことになるため、容器本体110に蓋体120を押し当てることで、容器本体110と蓋体120とを容易に位置合わせできる。蓋体120が容器本体110の当該開口部を覆うことになるため、容器本体110と蓋体120とをレーザ溶接する際に、レーザが容器本体110内に通過することを防止できる。これにより、容器本体110内に収容された電極体300等がレーザにより損傷することを抑制できる。
 [4 変形例の説明]
 以上、本実施の形態に係る蓄電素子10について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
 (変形例1)
 上記実施の形態では、第二壁部112に第一接合部112aが形成されることとしたが、第一壁部111に第一接合部が形成されてもよい。図4は、本実施の形態の変形例1に係る容器100Aの構成を示す斜視図である。図4は、図2に対応する図である。
 図4に示すように、本変形例では、容器100Aは、上記実施の形態における容器100の容器本体110に代えて、容器本体110Aを有している。容器本体110Aは、上記実施の形態における容器本体110の第一壁部111及び第二壁部112に代えて、第一壁部111A及び第二壁部112Aを有している。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 第二壁部112Aは、上記実施の形態における第一接合部112aを有しておらず、第一壁部111Aは、第一接合部111aを有している。つまり、第一壁部111Aには、第一壁部111Aを構成する2つの部位が接合された第一接合部111aが形成されている。第一接合部111aは、第一壁部111AのY軸方向中央部に形成された、第一壁部111AのX軸方向の一端縁から他端縁までに亘ってX軸方向に延びる直線状の部位である。第一接合部111aは、一対の第三壁部113から延びる一対の部位が接合されて形成される。具体的には、一対の第三壁部113から連続して延びる一対の矩形状の部位が互いに近付く向きに折り曲げられ、当該一対の部位の端部同士が溶接(レーザ溶接(突合せ溶接))等によって接合される。これにより、当該一対の部位の接合部分(溶接部分、溶接痕)が、第一接合部111aとなる。第一接合部111aの形成方法(容器本体110Aの製造工程)は、上記実施の形態における第一接合部112aの形成方法(容器本体110の製造工程)と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 以上のように、本変形例によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、第一壁部111Aに第一接合部111aが形成されている。このように、第一壁部111Aを2つの部位を接合して形成することで、第一壁部111Aと第二壁部112Aと一対の第三壁部113とを有する4面の容器本体110Aを構成できる。一対の第三壁部113から延びる一対の部位を接合して第一壁部111Aを形成することで、第一壁部111Aを容易に形成できる。これにより、上記実施の形態と同様に、容器100Aの形状精度を向上できる。
 (変形例2)
 上記実施の形態では、容器100は、Y軸方向に扁平な直方体形状を有していることとしたが、X軸方向に扁平な直方体形状を有していてもよい。図5は、本実施の形態の変形例2に係る容器100Bの構成を示す斜視図である。図5は、図2に対応する図であるが、説明の便宜のため、図2における座標軸を、Z軸を中心に90°回転させた図を示している。
 図5に示すように、本変形例では、容器100Bは、上記実施の形態における容器100の容器本体110及び蓋体120に代えて、容器本体110B及び蓋体120Bを有している。容器本体110Bは、上記実施の形態における容器100と同様に、Z軸方向に向く第一壁部111Bと、X軸方向に向く第二壁部112Bと、Y軸方向に向く一対の第三壁部113Bと、を一体的に有している。これにより、容器本体110Bは、Z軸方向に開口する第一開口部114B、及び、X軸方向に開口する第二開口部115Bを有している。蓋体120Bは、上記実施の形態における蓋体120と同様に、Z軸方向に向く第四壁部121Bと、X軸方向に向く第五壁部122Bと、を一体的に有し、容器本体110Bの第一開口部114B及び第二開口部115Bを閉塞する。
 本変形例では、容器100Bは、上記実施の形態における容器100とは異なり、X軸方向に扁平な直方体形状を有している。つまり、容器本体110Bの外形寸法において、第一壁部111BのY軸方向の幅(長さ)は、第一壁部111BのX軸方向の幅よりも大きい。第一壁部111Bは、第二壁部112Bよりもサイズ(面積)が小さく、第三壁部113Bよりもサイズ(面積)が大きい。外形寸法において、第二壁部112BのY軸方向の幅(長さ)は、第二壁部112BのZ軸方向の幅(高さ)よりも大きい。第二壁部112Bは、第一壁部111B及び第三壁部113Bよりもサイズ(面積)が大きい。第二壁部112Bには、上記実施の形態における第一接合部112aと同様の第一接合部112bが形成されている。外形寸法において、第三壁部113BのZ軸方向の幅(高さ)は、X軸方向の幅よりも大きい。第三壁部113Bは、第一壁部111B及び第二壁部112Bよりもサイズ(面積)が小さい。第一開口部114Bは、Y軸方向の幅(長さ)がX軸方向の幅よりも大きい。第二開口部115Bは、Y軸方向の幅(長さ)がZ軸方向の幅(高さ)よりも大きい。第一開口部114Bは、第二開口部115Bよりもサイズ(開口面積)が小さい。
 外形寸法において、第四壁部121BのY軸方向の幅(長さ)は、第四壁部121BのX軸方向の幅よりも大きい。第四壁部121Bには、上記実施の形態における第四壁部121と同様に、ガス排出弁130及び一対の端子取付部121aが設けられている。外形寸法において、第五壁部122BのY軸方向の幅(長さ)は、第五壁部122BのZ軸方向の幅(高さ)よりも大きい。第四壁部121Bは、第五壁部122Bよりもサイズ(面積)が小さい。
 以上のように、本変形例によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
 本変形例において、第二壁部112Bに第一接合部112bが形成されていることとしたが、上記変形例1のように、第一壁部111Bに第一接合部が形成されていてもよい。容器100Bは、X軸方向に扁平な直方体形状を有していることとしたが、Z軸方向に扁平な直方体形状を有していてもよい。
 (変形例3)
 上記実施の形態では、容器100は、直方体形状を有していることとしたが、直方体形状には限定されない。図6は、本実施の形態の変形例3に係る容器100Cの構成を示す斜視図である。図6は、図2に対応する図である。
 図6に示すように、本変形例では、容器100Cは、上記実施の形態における容器100の容器本体110及び蓋体120に代えて、容器本体110C及び蓋体120Cを有している。容器本体110Cは、上記実施の形態における容器100が有する一対の第三壁部113に代えて、一対の第三壁部113Cを有している。これにより、容器本体110Cは、Z軸方向に開口する第一開口部114Cを有している。蓋体120Cは、上記実施の形態における蓋体120が有する第四壁部121に代えて、第四壁部121Cを有している。第四壁部121Cは、容器本体110Cの第一開口部114Cを閉塞する。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 第三壁部113Cは、X軸方向の両端部に、Z軸マイナス方向に凹んだ凹部113bを有している。凹部113bは、第三壁部113CのX軸方向の両側の角部に設けられた矩形状の凹部である。言い換えれば、第三壁部113Cは、X軸方向の中央部がZ軸プラス方向に突出した形状を有している。第一開口部114Cは、第三壁部113Cの形状に対応した形状を有する開口である。第四壁部121Cは、X軸方向の両端部に、Z軸マイナス方向に凹んだ凹部121bを有している。凹部121bは、第四壁部121CのX軸方向端部が段差状(階段状)に凹んだY軸方向に貫通する凹部である。それぞれの凹部121bには、端子取付部121aが配置されている。凹部121bは、第三壁部113Cの凹部113bに対応する位置に配置され、凹部113bと接合される。
 以上のように、本変形例によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。本変形例において、上記変形例1のように、第一壁部111に第一接合部が形成されていてもよい。本変形例において、上記変形例2のように、容器100Cは、X軸方向またはZ軸方向に扁平な直方体形状を有していてもよい。上記変形例1、2、及び、本変形例のように、種々の形状の、4面の容器本体及び2面の蓋体を有する容器を実現できる。
 (その他の変形例)
 上記実施の形態では、蓋体120は、第四壁部121と第五壁部122とを一体的に有することとしたが、別体の第四壁部121及び第五壁部122を有していてもよい。
 上記実施の形態では、第二壁部112の第一接合部112aは、一対の第三壁部113から延びる一対の矩形状の部位が接合されて形成されることとしたが、当該一対の部位の形状は特に限定されない。当該一対の部位は、一対の三角形状の部位であってもよいし、その他、第二壁部112を構成できる形状であればどのような形状でもよい。第一接合部112aは、直線状の部位であることとしたが、折れ曲がった部位でもよく、湾曲した曲線状の部位でもよい。第一接合部112aにおいて接合される2つの部位のうちの少なくとも1つが、第三壁部113から延びる部位ではなく、第一壁部111から延びる部位であってもよい。この場合、第二壁部112と第三壁部113が接合されて第二接合部が形成されてもよい。
 上記実施の形態では、第一接合部112aは、一対の延設部113aが突合せ溶接されて形成されることとしたが、一対の延設部113aがその厚み方向で重ねられて、その重ねられた部分の一部が溶接されることで、第一接合部112aが形成されてもよい。この場合、第二壁部112は、平板状ではなく、第一接合部112aの位置で厚みが厚い形状(第一接合部112aの位置が段差状)となってもよい。
 上記実施の形態では、一対の電極端子200の双方が、蓋体120の第四壁部121に配置されることとしたが、一対の電極端子200の一方または双方が、第五壁部122に配置されてもよいし、容器本体110が有するいずれかの壁部に配置されてもよい。つまり、一対の端子取付部121aの一方または双方が、第五壁部122に設けられてもよいし、容器本体110が有するいずれかの壁部に設けられてもよい。ただし、第二壁部112には第一接合部112aが形成されるため、電極端子200(端子取付部121a)は、第二壁部112以外の壁部に配置されるのが好ましい。
 上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
 本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。
 10 蓄電素子
 100、100A、100B、100C 容器
 110、110A、110B、110C 容器本体
 111、111A、111B 第一壁部
 111a、112a、112b 第一接合部
 112、112A、112B 第二壁部
 113、113B、113C 第三壁部
 113a 延設部
 113b、121b 凹部
 114、114B、114C 第一開口部
 115、115B 第二開口部
 120、120B、120C 蓋体
 121、121B、121C 第四壁部
 121a 端子取付部
 122、122B 第五壁部
 130 ガス排出弁
 200 電極端子
 300 電極体
 400 集電体

Claims (9)

  1.  容器を備える蓄電素子であって、
     前記容器は、
     第一方向に開口する第一開口部、及び、前記第一方向と交差する第二方向に開口する第二開口部を有する容器本体と、
     前記第一開口部及び前記第二開口部を閉塞する蓋体と、を有し、
     前記容器本体は、
     前記第一開口部と前記第一方向で対向する第一壁部と、
     前記第二開口部と前記第二方向で対向する第二壁部と、
     前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向で対向する一対の第三壁部と、を有する
     蓄電素子。
  2.  前記第一壁部または前記第二壁部には、前記第一壁部または前記第二壁部を構成する2つの部位が接合された第一接合部が形成されている
     請求項1に記載の蓄電素子。
  3.  前記第二壁部は、前記第一壁部よりもサイズが小さく、
     前記第一接合部は、前記第二壁部に形成されている
     請求項2に記載の蓄電素子。
  4.  前記蓋体は、前記第一開口部を閉塞する第四壁部と、前記第二開口部を閉塞する第五壁部と、を有する
     請求項1または2に記載の蓄電素子。
  5.  前記第一接合部は、前記一対の第三壁部から延びる一対の部位が接合されて形成される
     請求項2に記載の蓄電素子。
  6.  前記第二壁部は、前記第三方向の幅が前記第一方向の幅よりも小さい
     請求項1または2に記載の蓄電素子。
  7.  前記蓄電素子は、一対の電極端子を備え、
     前記一対の電極端子は、前記蓋体に配置される
     請求項1または2に記載の蓄電素子。
  8.  前記蓋体が有する前記第一開口部を塞ぐ壁部は、前記第二方向において、前記一対の第三壁部の幅よりも大きく、かつ、前記第三方向において、前記一対の第三壁部の間の距離よりも大きく、
     前記蓋体が有する前記第二開口部を塞ぐ壁部は、前記第一方向において、前記一対の第三壁部の幅よりも大きく、かつ、前記第三方向において、前記一対の第三壁部の間の距離よりも大きい
     請求項1または2に記載の蓄電素子。
  9.  前記容器本体には、前記第一壁部または前記第二壁部と、前記第三壁部とが接合された第二接合部が形成されている
    請求項1または2に記載の蓄電素子。
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