(57)【要約】  本発明は、板状接続部材を用いて電気的に接続する場合において、電極端子における板状接続部材との接触抵抗を小さくすることのできる円筒型蓄電デバイスを提供すること、および構成部材間における接触抵抗の低減化を容易に図ることのできる蓄電デバイス装置を提供することを目的とするものである。  本発明の円筒型蓄電デバイスは、電極ユニットと電解液とが蓋部によって封止された外装容器内に収容されており、蓋部に正極電極端子と負極電極端子とが互いに絶縁された状態で設けられており、前記正極電極端子および負極電極端子は、それぞれ前記蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部を有する板状の正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部が当該蓋部上に配置されている。蓄電デバイス装置は、上記の円筒型蓄電デバイスの複数が板状接続部材を介して電気的に接続されてなる構成を有することを特徴とする。
2012042995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極シート、負極電極シートおよびセパレータを備えてなる電極ユニットと、電解液とが、有底筒状の容器本体の開口部が蓋部によって封止された外装容器内に収容されており、当該蓋部に、当該正極電極シートに電気的に接続された正極電極端子と、当該負極電極シートに電気的に接続された負極電極端子とが互いに絶縁された状態で設けられてなる円筒型蓄電デバイスであって、
前記正極電極端子および負極電極端子は、それぞれ前記蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部を有する板状の正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部が当該蓋部上に配置されていることを特徴とする円筒型蓄電デバイス。
【請求項２】
前記正極電極端子および前記負極電極端子は、それぞれ正極電極板部および負極電極板部の縁部が前記蓋部の外周縁よりも内方側に位置するよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項３】
前記外装容器の蓋部に安全弁が形成されており、前記正極電極端子における正極電極板部および前記負極電極端子における負極電極板部が、当該安全弁が形成されている領域以外の領域に位置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項４】
リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイスの複数が板状接続部材を介して直列または並列に電気的に接続されてなる構成を有することを特徴とする蓄電デバイス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒型蓄電デバイスおよび蓄電デバイス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば自動車、搬送用大型自動車、風力発電装置、無停電電源装置などの種々の分野において、高エネルギー密度および高出力特性を有する蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどが注目されている。
かかる蓄電デバイスとしては、それぞれ集電体を有する一対の電極シートがセパレータを介して積重されて捲回された電極捲回ユニットを有する、いわゆる捲回型のものが知られており、この捲回型蓄電デバイスとしては、管状の外装容器の一端に、一対の電極端子が配置されたものが知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照。）。【０００３】
外装容器の一端に一対の電極端子が設けられてなる構成の円筒型蓄電デバイスの或る種のものは、図１２に示すように、有底円筒状の容器本体の開口部が蓋部２２によって密閉された外装容器２０を有しており、当該外装容器２０内に電極捲回ユニットおよび電解液が収容されており、蓋部２２に一対の電極端子８０と共に安全弁２４が設けられてなる構成を有している。蓋部２２に設けられている一対の電極端子８０は、それぞれ円柱状の電極突部８２と、当該電極突部８２に電気的に接続された円環状の電極板部８１とよりなり、これらの一対の電極端子８０が互いに接触することなく、かつ電極板部８１によって安全弁２４が覆われることのないように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特再ＷＯ０５／０５２９６７号公報
【特許文献２】特開２００５−３４０６１０号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような構成を有する円筒型蓄電デバイス７０においては、電極端子８０の電極板部８１が電極突部８２を一巡する円環状とされおり、しかも安全弁２４を覆うことのないようにその外径が小さいものとされていることから、図１３に示すように、バスバーなどの板状接続部材６０によって複数の円筒型蓄電デバイス７０を直列あるいは並列に電気的に接続する場合には、板状接続部材６０と電極端子８０との接続面積が小さいために、この板状接続部材６０と電極端子８０との接触抵抗が大きくなってしまう、という問題がある。
図１３においては、電極端子８０と板状接続部材６０との接触部分を斜線を付して示している。【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、板状接続部材を用いて電気的に接続する場合において、電極端子における板状接続部材との接触抵抗を小さくすることのできる円筒型蓄電デバイスを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、構成部材間における接触抵抗の低減化を容易に図ることのできる蓄電デバイス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の円筒型蓄電デバイスは、正極電極シート、負極電極シートおよびセパレータを備えてなる電極ユニットと、電解液とが、有底筒状の容器本体の開口部が蓋部によって封止された外装容器内に収容されており、当該蓋部に、当該正極電極シートに電気的に接続された正極電極端子と、当該負極電極シートに電気的に接続された負極電極端子とが互いに絶縁された状態で設けられてなる円筒型蓄電デバイスであって、
前記正極電極端子および負極電極端子は、それぞれ前記蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部を有する板状の正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部が当該蓋部上に配置されていることを特徴とする。【０００８】
本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記正極電極端子および前記負極電極端子は、それぞれ正極電極板部および負極電極板部の縁部が前記蓋部の外周縁よりも内方側に位置するよう配置されていることが好ましい。【０００９】
本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記外装容器の蓋部に安全弁が形成されており、前記正極電極端子における正極電極板部および前記負極電極端子における負極電極板部が、当該安全弁が形成されている領域以外の領域に位置されていることが好ましい。【００１０】
本発明の円筒型蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタであることが好ましい。【００１１】
本発明の蓄電デバイス装置は、前記の円筒型蓄電デバイスの複数が板状接続部材を介して直列または並列に電気的に接続されてなる構成を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の円筒型蓄電デバイスによれば、正極電極端子および負極電極端子が、それぞれ正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部によって蓋部の外面が覆われるように配置されていることから、板状接続部材を用いて電気的に接続する場合において、板状接続部材との接触面積を大きくすることができるため、正極電極端子および負極電極端子における板状接続部材との接触抵抗を小さくすることができる。【００１３】
本発明の蓄電デバイス装置によれば、複数の円筒型蓄電デバイスの各々が、板状接続部材との接触部分が形成されることとなる、正極電極端子および負極電極端子が、それぞれ正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部によって前記蓋部の外面が覆われるように配置されているため、正極電極端子および負極電極端子における板状接続部材との接触部分の接触面積を大きくすることができることから、板状接続部材と円筒型蓄電デバイスの電極端子との接触抵抗を小さくすることができ、従って、構成部材間における接触抵抗の低減化を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の円筒型蓄電デバイスの構成の一例を示す説明用斜視図である。
【図２】図１の円筒型蓄電デバイスの説明用断面図である。
【図３】図１の円筒型蓄電デバイスを構成する電極捲回ユニットの構成を示す説明用断面図である。
【図４】図３の電極捲回ユニットを構成する電極積重体の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は長手方向に切断した断面図である。
【図５】図３の電極捲回ユニットの外観を示す説明図である。
【図６】負極電極シートの一部を拡大して示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は幅方向に切断した断面図である。
【図７】正極電極シートの一部を拡大して示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は幅方向に切断した断面図である。
【図８】本発明の蓄電デバイス装置の構成の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の円筒型蓄電デバイスの構成の他の例を示す説明用断面図である。
【図１０】本発明の円筒型蓄電デバイスを構成する電極端子の構成の他の例を示す説明図である。
【図１１】本発明の円筒型蓄電デバイスを構成する電極端子の構成の更に他の例を示す説明図である。
【図１２】従来の円筒型蓄電デバイスの構成を示す説明用斜視図である。
【図１３】従来の蓄電デバイス装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態として、本発明の円筒型蓄電デバイスを捲回型リチウムイオンキャパシタ（以下、「捲回型ＬＩＣ」と略して示す。）として実施した場合について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の円筒型蓄電デバイスの構成の一例を示す説明用斜視図であり、図２は、図１の円筒型蓄電デバイスの説明用断面図であり、図３は、図１の円筒型蓄電デバイスを構成する電極捲回ユニットの構成を示す説明用断面図であり、図４は、図３の電極捲回ユニットを構成する電極積重体の説明図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は長手方向に切断した断面図である。
この捲回型ＬＩＣ１０は、正極電極シート１２および負極電極シート１３がセパレータを介して積層された状態で捲回されてなる円筒状の電極捲回ユニット１１と、電解液とが、金属製の有底円筒状の容器本体の開口部が蓋部２２によって封止された外装容器２０内に収容されてなる構成を有するものである。外装容器２０における蓋部２２には、電極捲回ユニット１１を構成する正極電極シート１２に電気的に接続された正極電極端子３０と、電極捲回ユニット１１を構成する負極電極シート１３に電気的に接続された負極電極端子４０とが設けられている。
【００１７】
捲回型ＬＩＣ１０を構成する電極捲回ユニット１１は、帯状の第１のセパレータ１４の一面に、正極電極シート１２、帯状の第２のセパレータ１５および負極電極シート１３が、この順で積重されてなる電極積重体１１Ａが、その一端から円筒状に捲回されて構成されている。ここで、正極電極シート１２および負極電極シート１３は、それぞれの電極層１２ｂ，１３ｂ（図６および図７参照）が第２のセパレータ１５を介して互いに対向するよう配置されている。
図示の例では、電極積重体１１Ａは負極電極シート１３が内側となるよう捲回されている。また、第１のセパレータ１４および第２のセパレータ１５は、正極電極シート１２および負極電極シート１３よりも長尺なものであり、電極積重体１１Ａにおいては、正極電極シート１２は、第１のセパレータ１４の一端部分１４ａおよび他端部分１４ｂを除く中央部分に積重され、負極電極シート１３は、第２のセパレータ１５の一端部分１５ａおよび他端部分１５ｂを除く中央部分に積重されている。
本発明において、「正極」とは、放電の際に電流が流出し、充電の際に電流が流入する側の極を意味し、「負極」とは、放電の際に電流が流入し、充電の際に電流が流出する側の極を意味する。
【００１８】
第１のセパレータ１４の一端部分１４ａと第２のセパレータ１５の一端部分１５ａとの間には、膜状のリチウム金属よりなるリチウムイオン供給源１６が、正極電極シート１２および負極電極シート１３の各々とは直接接触しないよう、電極捲回ユニット１１において略１周捲回された状態で配置されている。また、第１のセパレータ１４の他端部分１４ｂと第２のセパレータ１５の他端部分１５ｂとの間には、膜状のリチウム金属よりなるリチウムイオン供給源１７が、正極電極シート１２および負極電極シート１３の各々とは直接接触しないよう、電極捲回ユニット１１において略１周捲回された状態で配置されている。
【００１９】
図５に示すように、電極捲回ユニット１１の外周面、すなわち第１のセパレータ１４の他端部分１４ｂの外面には、電極捲回ユニット１１を固定する、一面に粘着剤層を有する２つのテープ１８が設けられている。このようなテープ１８を設けることにより、電極捲回ユニット１１を外装容器２０内に収容する作業が容易となり、捲回型ＬＩＣ１０の組立て作業性の向上を図ることができる。
【００２０】
負極電極シート１３は、図６に示すように、帯状の負極集電体１３ａの少なくとも一面に、負極活物質を含有してなる電極層１３ｂが形成されてなるものである。
図示の例では、電極層１３ｂは、負極集電体１３ａにおける蓋部２２に接近して位置する側縁部１３ｅを除く部分の表面を覆うよう形成されており、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅの表面が露出した状態とされている。
【００２１】
一方、正極電極シート１２は、図７に示すように、帯状の正極集電体１２ａの少なくとも一面に、正極活物質を含有してなる電極層１２ｂが形成されてなるものである。
図示の例では、電極層１２ｂは、正極集電体１２ａにおける底部２３に接近して位置する側縁部１２ｅを除く部分の表面を覆うよう形成されており、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅの表面が露出した状態とされている。
【００２２】
そして、電極積重体１１Ａにおいては、正極電極シート１２は、第１のセパレータ１４上に、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅが当該第１のセパレータ１４の他側縁から突出するよう積重され、負極電極シート１３は、第２のセパレータ１５上に、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅが当該第２のセパレータ１５の一側縁から突出するよう積重されている。
【００２３】
また、電極捲回ユニット１１においては、第１のセパレータ１４の他側縁から突出する正極集電体１２ａの側縁部１２ｅが、当該電極捲回ユニット１１の他端（図２および図５において下端）において突出して内側に折り曲げられており、一方、第２のセパレータ１５の一側縁から突出する負極集電体１３ａの側縁部１３ｅが、当該電極捲回ユニット１１の一端（図２および図５において上端）から突出して内側に折り曲げられている。
【００２４】
捲回型ＬＩＣ１０を構成する金属製の外装容器２０は、有底円筒状の容器本体の開口部が蓋部２２によって封止されてなるものである。
図示の例では、外装容器２０は、円筒状の周壁部２１の両端に、それぞれ円板状の蓋部２２および底部２３が一体に形成されてなる構成を有しており、底部２３は、一体成形によって周壁部２１の他端に連続して一体に形成されており、このようにして底部２３と周壁部２１とよりなる有底円筒状の容器本体が構成されている。また蓋部２２は、周壁部２１の一端の周縁に溶接されることによって一体に形成されている。ここで、「一体」とは、溶接等による継ぎ目を介して一体化されている場合を包含するものである。
【００２５】
この外装容器２０には、電極捲回ユニット１１が、周壁部２１および底部２３よりなる容器本体と蓋部２２とによって形成された収容空間内において、当該電極捲回ユニット１１の他端、すなわち正極集電体１２ａの側縁部１２ｅが底部２３側に位置し、当該電極捲回ユニット１１の一端、すなわち負極集電体１３ａの側縁部１３ｅが蓋部２２側に位置するように、当該外装容器２０の軸方向に沿って配置されていると共に、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液よりなる電解液が充填されている。
【００２６】
外装容器２０を構成する金属としては、特に限定されず、例えば鉄、アルミニウム等の金属材料を用いることができるが、得られる捲回型ＬＩＣ１０軽量化の観点からは、アルミニウムが好ましい。
外装容器２０の寸法は、内部に配置される電極捲回ユニット１１の寸法に応じて設定される。
【００２７】
そして、外装容器２０の蓋部２２には、一対の電極端子、すなわち正極電極端子３０および負極電極端子４０が互いに絶縁された状態で設けられている。
図示の例では、蓋部２２には、正極電極端子３０および負極電極端子４０と共に、蓋部２２の中央部分に安全弁２４が設けられている。
【００２８】
この正極電極端子３０および負極電極端子４０は、それぞれ板状の正極電極板部３１および負極電極板部４１を有するものである。
図示の例では、正極電極端子３０は、正極電極板部３１と共に、当該正極電極板部３１に電気的に接続された正極電極突部３２と正極電極リードタブ部３３とを有しており、正極電極リードタブ部３３の先端に、表面（図２における上面）に円柱状の正極電極突部３２が嵌合されたものである。この場合において、正極電極突部３２と正極電極板部３１とは溶接によって一体に形成されていてもよい。正極電極リードタブ部３３は、金属製の凹型の基部３３ａおよび金属製の凸型の固定部３３ｂよりなるものである。そして、この正極電極端子３０は、正極電極リードタブ部３３の基端面が外装容器２０における蓋部２２の外面に溶接によって固定されて電気的に接続された状態で設けられている。
一方、負極電極端子４０は、負極電極板部４１と共に、当該負極電極板部４１に電気的に接続された負極電極突部４２と負極電極リードタブ部４３とを有しており、負極電極リードタブ部４３の先端に、表面（図２における上面）に円柱状の負極電極突部４２が嵌合されたものである。この場合において、負極電極突部４２と負極電極板部４１とは溶接によって一体に形成されていてもよい。負極電極リードタブ部４３は、金属製の凹型の基部４３ａおよび金属製の凸型の固定部４３ｂよりなるものである。そして、この負極電極端子４０は、負極電極リードタブ部４３が外装容器２０における蓋部２２を厚み方向に貫通して伸びるよう設けられており、負極電極リードタブ部４３における蓋部２２を貫通する部分において、当該負極電極リードタブ部４３と蓋部２２との間にポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの絶縁性材料よりなる第１の絶縁部４８が設けられており、これにより、負極電極端子４０における負極電極リード部４３は蓋部２２と電気的に絶縁された状態とされている。
【００２９】
また、正極電極端子３０および負極電極端子４０は、正極電極板部３１および負極電極板部４１が、蓋部２２の外周縁に沿って伸びる縁部を有し、蓋部２２の外面に平行に設けられてなるものであり、当該正極電極板部３１および負極電極板部４１によって蓋部２２の外面が覆われるように配置されている。
図示の例では、正極電極板部３１および負極電極板部４１は、蓋部２２の外周縁の内方側において当該外周縁に沿った外径（外側の外径）を有すると共に、安全弁２４の外周縁の外方側において当該外周縁に沿った内径（内側の外径）を有する部分円環状のものである。
【００３０】
ここに、正極電極端子３０と負極電極端子４０とによって覆われることとなる蓋部２２においては、その外面における正極電極板部３１および負極電極板部４１によって覆われる領域の面積が５０％以上であって９０％以下とされ、好ましくは６０％以上であって９０％以下である。
また、正極電極板部３１および負極電極板部４１によって覆われる蓋部２２の外面上の領域の面積が５０％以上であって９０％以下であれば、正極電極板部３１および負極電極板部４１は、正極電極端子３０および負極電極端子４０の材質などに応じて適宜に設計することができ、例えば正極電極板部３１によって覆われる蓋部２２の外面上の領域の面積および負極電極板部４１によって覆われる蓋部２２の外面上の領域の面積の一方が他方よりも大きいものであっても、同等のものであってもよい。
【００３１】
また、正極電極端子３０および負極電極端子４０においては、正極電極板部３１および負極電極板部４１は、蓋部２２の外面上の領域内において形成されるよう、その縁部が当該蓋部２２の外周縁よりも内方側に位置している。
ここに、捲回型ＬＩＣ１０においては、正極電極板部３１と負極電極板部４１とは、その両方が蓋部２２の外面上の領域内において形成されてなるものであることが好ましい。
【００３２】
また、正極電極端子３０および負極電極端子４０においては、安全性の観点から、正極電極板部３１および負極電極板部４１は、安全弁２４に重なることのないように、当該安全弁２４が形成されている領域以外の領域に位置されている。
図示の例では、正極電極端子３０と負極電極端子４０との間に安全弁２４が設けられている。
【００３３】
具体的には、正極電極板部３１および負極電極板部４１は、蓋部２２の外面上における安全弁２４が形成されている部分以外の円環状の領域内において、当該領域を蓋部２２の中心を通る直線によって二分した半円形のアーチ状（部分円環状）の形状に対応した形状を有し、互いが重なり合うことがないように、例えば２〜６ｍｍの離間距離をもって離間した状態で配置されている。
図示の例では、正極電極板部３１および負極電極板部４１は、蓋部２２の外面上における領域内において、当該蓋部２２の中心を通る直線に沿って伸び、安全弁２４の配置位置に対応する部分（中央部分）が円形状とされた直線状の間隙Ｓを介して配置されており、この間隙Ｓに関して線対称であって、蓋部２２の外周縁に沿って伸びる縁部に係る外方側の外周縁３１ｂ，４１ｂと、間隙Ｓを構成する内方側の外周縁３１ａ，４１ａとを有する半円形のアーチ状（部分円環状）の形状を有し、同等の面積のものである。
ここに、正極電極板部３１および負極電極板部４１においては、蓋部２２の外周縁に沿って伸びる縁部（具体的には、外方側の外周縁３１ｂ，４１ｂ）は、蓋部２２と、正極電極板部３１および負極電極板部４１とをその厚み方向に透視したとき、図１および後述の図８にも示されているように、その全域において蓋部２２の外周縁と均一な離間距離を有していてもよく、あるいはその全域または一部の領域において蓋部２２の外周縁との離間距離が均一でなくてもよく（一部が蓋部２２の外周縁に一致している場合を含む）、またその全域において蓋部２２の外周縁と一致しているものであってもよい。
【００３４】
正極電極端子３０としては、アルミニウムよりなるものを好適に用いることができ、一方、負極電極端子４０としては、アルミニウムよりなるものおよび銅よりなる基体の表面にニッケルがメッキされてなるものを好適に用いることができる。
図示の例において、正極電極板部３１および負極電極板部４１は同一の材質のものであってもよく、異なる材質のものであってもよい。
【００３５】
正極電極端子３０および負極電極端子４０においては、それぞれ正極電極板部３１および負極電極板部４１の厚みは、例えば０．８〜２ｍｍであり、また正極電極板部３２および負極電極板部４２の蓋部２２との離間距離、すなわち正極電極リードタブ部３３および負極電極リードタブ部４３の蓋部２２からの突出高さは、例えば１〜４ｍｍである。また、正極電極突部３２および負極電極突部４２の外径は、例えば５〜１２ｍｍであり、また正極電極突部３２および負極電極突部４２の正極電極板部３１および負極電極板部４１からの突出高さは、例えば５〜３０ｍｍである。
【００３６】
外装容器２０における蓋部２２に設けられている正極電極端子３０および負極電極端子４０と、電極捲回ユニット１１とは、図２に示されているような構成によって電気的に接続されている。
すなわち、電極捲回ユニット１１の一端には、金属よりなる円板状の負極集電板２６が、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅに、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接もしくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続された状態で、かつ、絶縁性樹脂よりなるガスケット２７によって外装容器２０と絶縁された状態で設けられており、この負極集電板２６には、負極リード線２８が電気的に接続され、更にこの負極リード線２８が負極電極端子４０における負極電極リードタブ部４３に電気的に接続されている。このようにして、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅに、負極集電板２６および負極リード線２８を介して、負極電極端子４０が電気的に接続されている。
また、電極捲回ユニット１１の他端には、金属よりなる円板状の正極集電板２５が、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅに、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接もしくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続された状態で配置され、更に、この正極集電板２５は外装容器２０の底部２３の内面に、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接もしくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続されている。このようにして、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅに、正極集電板２５および外装容器２０（底部２３、周壁部２１および蓋部２２）を介して、正極電極端子３０が電気的に接続されている。
【００３７】
正極集電板２５としては、アルミニウムよりなるものを用いることができ、負極集電板２６としては、銅よりなる基体の表面にニッケルがメッキされてなるものを用いることができる。
また、正極集電板２５および負極集電板２６の厚みは、例えば０．４〜１．０ｍｍである。
【００３８】
また、外装容器２０の蓋部２２には、正極電極端子３０における正極電極板部３１および負極電極端子４０における負極電極板部４１と、蓋部２２とを電気的に絶縁された状態とするために、当該蓋部２２の外面における少なくとも正極電極板部３１および負極電極板部４１の直下領域に、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの絶縁性材料よりなる第２の絶縁部５１が設けられている。
図示の例では、第２の絶縁部５１は、蓋部２２の外面上における帯状の間隙Ｓに対応する領域以外の領域に形成されている。
【００３９】
第２の絶縁部５１の厚みは、正極電極端子３０の正極電極板部３１および負極電極端子４０の負極電極板部４１と、蓋部２２との離間距離に応じて設定されるが、例えば１〜４ｍｍである。
【００４０】
このような構成の捲回型ＬＩＣ１０は、外装容器２０内に電極捲回ユニット１１を挿入すると共に、電解液を充填することによって得られる。
そして、このようにして作製された捲回型ＬＩＣ１０においては、外装容器２０内にリチウムイオンを移送し得る電解液が充填されているため、適宜の期間放置されると、負極電極シート１３および／または正極電極シート１２とリチウムイオン供給源１６，１７との電気化学的接触によって、リチウムイオン供給源１６、１７から放出されたリチウムイオンが負極電極シート１３および／または正極電極シート１２にドーピングされる。
また、予め第１のセパレータ１４および第２のセパレータ１５にリチウムイオン供給源１６，１７を配置した状態で電極積重体１１Ａが捲回されることによって、電極捲回ユニット１１の作製とリチウムイオン供給源１６，１７の配置とを同一の工程で行うことができるため、一層高い生産性が得られる。
【００４１】
このような構成の捲回型ＬＩＣ１０によれば、正極電極端子３０および負極電極端子４０が、それぞれ正極電極板部３１および負極電極板部４１を有しており、これらの正極電極板部３１および負極電極板部４１によって蓋部２２の外面が覆われるように配置されていることから、板状接続部材を用いて電気的な接続する場合において、板状接続部材との接触面積を大きくすることができるため、正極電極端子３０および負極電極端子４０における板状接続部材との接触抵抗を小さくすることができる。
【００４２】
この捲回型ＬＩＣ１０は、板状接続部材を介して複数の蓄電デバイスが直列または並列に電気的に接続されてなる構成を有する蓄電デバイスを構成する蓄電デバイスとして好適に用いられる。
【００４３】
本発明の蓄電デバイス装置は、本発明の円筒型蓄電デバイスの複数が金属よりなる板状接続部材を介して直列または並列に電気的に接続されてなる構成を有することを特徴とするものである。
【００４４】
図８は、本発明の蓄電デバイス装置の構成の一例を示す説明図である。
この蓄電デバイス装置は、円筒型蓄電デバイスとして、図１に示す構成を有する２個の捲回型ＬＩＣ１０Ａ，１０Ｂを備えており、これらの捲回型ＬＩＣ１０Ａ，１０Ｂが、例えば銅製のバスバーよりなる板状接続部材６０によって直列に接続されてなる構成を有し、捲回型ＬＩＣ１０Ａ，１０Ｂにおける正極電極板部３１および負極電極板部４１に対応する形状を有する板状接続部材６０が、第１の捲回型ＬＩＣ１０Ａの正極電極端子３０と、第２の捲回型ＬＩＣ１０Ｂの負極電極端子４０とに電気的に接続されてなるものである。
図示の例では、板状接続部材６０は、その両端において、それぞれ正極電極板部３１および負極電極板部４１の表面全面（正極電極突部３２および負極電極突部４２が形成されている領域以外の全領域）に接触することができるような形状を有するものとされている。具体的には、その一端および他端が、正極電極板部３１の外周縁３１ａおよび負極電極板部４１の外周縁４１ａの全長と同等の長さを有し、かつ当該外周縁３１ａ，４１ａに沿って伸びる形状を有しており、また一端部および他端部には、それぞれ正極電極突部３２および負極電極突部４２の外径に適合した形状の貫通孔が形成されてなるものである。そして板状接続部材６０は、一端部および他端部の貫通孔の各々に正極電極突部３２および負極電極突部４２が挿通された状態で装着されている。
【００４５】
このような構成の蓄電デバイス装置においては、複数の捲回型ＬＩＣ１０Ａ，１０Ｂの各々が、板状接続部材６０との接触部分が形成されることとなる、正極電極端子３０および負極電極端子４０が、それぞれ正極電極板部３１および負極電極板部４１を有しており、これらの正極電極板部３１および負極電極板部４１によって蓋部２２の外面が覆われるように配置されているため、正極電極板部３１および負極電極板部４１における板状接続部材６０との接触部分の接触面積を大きくすることができることから、板状接続部材６０と捲回型ＬＩＣ１０Ａ，１０Ｂの電極端子との接触抵抗を小さくすることができる。
従って、本発明の蓄電デバイス装置によれば、構成部材間における接触抵抗の低減化を容易に図ることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、円筒型蓄電デバイスとしての捲回型ＬＩＣは、図９に示すように、電極捲回ユニット１１と、正極電極端子３０および負極電極端子４０とが共にリード線を介して電気的に接続されてなる構成のものであってもよい。
図９の例においては、正極電極端子３０が正極リード線２９を介して電極捲回ユニット１１と電気的に接続されていること以外は図２に示される構成と略同様の構成を有するものである。
【００４７】
図９においては、電極捲回ユニット１１の他端には、当該電極捲回ユニット１１の他端に設けられた正極集電板２５に正極リード線２９が電気的に接続されており、更にこの正極リード線２９が正極電極端子３０における正極電極リードタブ部３３に電気的に接続されることによって、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅに、正極集電板２５および正極リード線２９を介して、正極電極端子３０が電気的に接続されている。この正極リード線２９は、電極捲回ユニット１１の捲回中心部の中空領域を通過するように配線されている。
このような場合においては、底部２３と正極集電体１２ａとは、底部２３と正極集電板２５との間に設けられた、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの絶縁性材料よりなる第４の絶縁部５５によって絶縁されている。また、正極電極端子３０が蓋部２２を厚み方向に貫通して伸びるように設けられており、当該正極電極端子３０の蓋部２２を貫通する部分においては、正極電極端子３０と蓋部２２との間にポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの絶縁性材料よりなる第３の絶縁部３８が設けられており、これにより、正極電極端子３０は蓋部２２と電気的に絶縁された状態とされている。
図９において、５８は絶縁部材よりなるガスケットであり、この絶縁部材よりなるガスケット５８によって蓋部２２と外装容器２０とが電気的に絶縁された状態とされている。
【００４８】
また、円筒型蓄電デバイスを構成する正極電極端子および負極電極端子は、それぞれ蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部を有する板状の正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部によって前記蓋部の外面が覆われるように配置されている構成を有するものであればよく、例えば蓋部の形状および蓋部における安全弁の有無などに応じて適宜の形状を有するものであってもよい。
具体的には、例えば図１０および図１１に示すような構成、また正極電極端子および負極電極端子が、それぞれ正極電極リードタブ部および負極電極リードタブ部と正極電極板部および負極電極板部とよりなり、当該正極電極板部および負極電極板部上に正極電極突部および負極電極突部が設けられていない構成が挙げられる。図１０は、正極電極板部３１および負極電極板部４１が、直線状の間隙Ｓが安全弁２４の配置位置に対応する部分（中央部分）が菱形状とされ、その幅が他の部分に比して大きくなるようなアーチ状の形状に形成されている。また図１１は、蓋部２２に安全弁が形成されていないことから、正極電極板部３１および負極電極板部４１が、蓋部２２上の円形状の領域内に、間隙Ｓを構成する内方側の外周縁３１ａ，４１ａが直線状に伸び、かつ外方側の外周縁３１ｂ，４１ｂが蓋部２２の外周縁に沿って伸びる半円状に形成されている。
【００４９】
また、円筒型蓄電デバイスを構成する電極ユニットは、正極電極シートおよび負極電極シートがセパレータを介して積層されてなる構成を有する、いわゆる積層型のものであってもよい。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００５１】
〈実施例１〉
（捲回ＬＩＣの製造）
図２〜７に示される構成を有する電極捲回ユニットを作製した。
作製した電極捲回ユニットは、外径３８ｍｍ、全長１３７ｍｍの寸法を有するものである。【００５２】
外装容器材として、周壁部の他端に連続して一体に底部が形成されてなる構成を有する、外径が４０ｍｍ、内径が３９．２ｍｍ（肉厚が０．４ｍｍ）、全長が１４０ｍｍのアルミニウム製の底有円筒状の容器本体を用意し、この容器本体内に、アルミニウムよりなる厚みが１．０ｍｍの正極集電板、および銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる厚みが１．０ｍｍの負極集電板が設けられた電極捲回ユニットを、当該正極集電板が底部の内面に接するよう当該容器本体の軸方向に沿って配置すると共に、正極集電板を底部の内面に超音波溶接により溶接して電気的に接続した。
一方、直径が４０ｍｍ、厚みが１．２ｍｍの円板状のアルミニウムよりなり、電解液注入口および、中心部分に外径が８ｍｍの円形状の安全弁、負極電極端子配置用の貫通孔が形成された蓋部材を用意し、この蓋部材の貫通孔に、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍの凹型の基部を有する、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる負極電極リードタブ部形成部材を挿入して一面から突出するよう配置すると共に、当該負極電極リードタブ部形成部材を、ポリフェニレンサルファイドよりなる第１の絶縁部によって蓋部材と絶縁された状態で固定した。また、蓋部材の一面に、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍの凹型の基部を有する、アルミニウムよりなる正極電極リードタブ部形成部材を当該蓋部材の一面から突出するよう配置し、当該正極電極リードタブ部形成部材の基端部を抵抗溶接により溶接して蓋部材に固定することにより、電気的に接続した。ここで、正極電極リードタブ部形成部材と負極電極リードタブ部形成部材との間の離間距離は１５ｍｍであり、この正極電極リードタブ部形成部材と負極電極リードタブ部形成部材との間に安全弁が位置している。
次いで、負極集電体に溶接された負極リード線を、負極電極リードタブ部形成部材の基端にレーザ溶接により溶接して電気的に接続した後、容器本体に蓋部材を溶接によって一体化して蓋部を形成し、更に、その蓋部に形成された電解液注入口から電解液を注入し、その後、この電解液注入口を電解液注入口用蓋によって塞ぐことにより、外装容器内に電極捲回型ユニットおよび電解液が収容されてなる電極デバイス形成用部材を作製した。【００５３】
作製した電極デバイス形成用部材において、蓋部から突出するように形成された正極電極リードタブ部形成部材および負極電極リードタブ部形成部材の各々の周辺（蓋部の外面における安全弁が形成されている領域および当該安全弁を通過する幅４ｍｍの直線状の領域以外の領域）に、ポリフェニレンサルファイドよりなる厚みが２ｍｍの第２の絶縁部を形成した。その後、正極電極リードタブ部形成部材の周辺に設けられた第２の絶縁部上にアルミニウム製の厚みが１．２ｍｍの半円形のアーチ状（外側の外径が３６ｍｍ、内側の外径が１２ｍｍであって外側の半円状の外周縁と内側の半円状の外周縁との離間距離が１２ｍｍである略半円環状）の正極電極板部形成部材を配置し、この正極電極板部形成部材と正極電極リードタブ部形成部材とを抵抗溶接により溶接することによって正極電極リードタブ部と正極電極板部とよりなる正極電極端子を形成した。また、負極電極リードタブ部形成部材の周辺に設けられた第２の絶縁部上にアルミニウム製の厚みが１．２ｍｍの半円形のアーチ状（外側の外径が３６ｍｍ、内側の外径が１２ｍｍであって外側の半円状の外周縁と内側の半円状の外周縁との離間距離が１２ｍｍである略半円環状）の負極電極板部形成部材を配置し、この負極電極板部形成部材と負極電極リードタブ部形成部材とを抵抗溶接により溶接することによって負極電極リードタブ部と負極電極板部とよりなる負極電極端子を形成し、これにより捲回型ＬＩＣを作製した。ここで、正極電極板部と負極電極板部との離間距離は４ｍｍであり、また蓋部の外面は正極電極板部および負極電極板部によってその７２％が覆われている。このとき、蓋部に設けられている安全弁の位置を考慮し、当該安全弁を迂回するように正極電極板部形成部材および負極電極板部形成部材を配置した（図１参照）。
このようにして、４個の捲回型ＬＩＣを作製した。なお、この４個の捲回型ＬＩＣには、正極電極板部および負極電極板部における蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部が、蓋部と、正極電極板部および負極電極板部とをその厚み方向に透視したとき、その全域において蓋部の外周縁と均一な離間距離を有しているもの、その全域または一部の領域において蓋部の外周縁との離間距離が均一でないもの（一部が蓋部の外周縁に一致している場合を含む）があった。【００５４】
（蓄電デバイス装置の製造）
作製した４個の捲回型ＬＩＣを、銅製の厚み１ｍｍ、縦４２ｍｍ、横３８ｍｍの板状のバスバーを用いて直列に接続して固定することによって蓄電デバイス装置を作製した。
この蓄電デバイス装置においては、第１の捲回型ＬＩＣの正極電極端子と第２の捲回型ＬＩＣの負極電極端子とが第１のバスバーで電気的に接続されており、第２の捲回型ＬＩＣの正極電極端子と第３の捲回型ＬＩＣの負極電極端子とが第２のバスバーで電気的に接続されており、第３の捲回型ＬＩＣの正極電極端子と第４の捲回型ＬＩＣの負極電極端子とが第３のバスバーで電気的に接続されている。
ここに、各バスバーと、一の電極端子との接触面積は４５８ｍｍ2 である。【００５５】
作製した蓄電デバイス装置において、各バスバー（３箇所）の接触抵抗値を、ＨＩＯＫＩ社製の抵抗測定装置で測定したところ、平均値が０．００５ｍΩであることが確認された。【００５６】
〈比較例１〉
実施例１の捲回ＬＩＣの製造において、正極電極板部形成部材および負極電極板部形成部材の形状を直径１５ｍｍの円状としたこと以外は当該実施例１と同様の手法によって捲回型ＬＩＣを４個作成した。
このようにして作製した４個の捲回型ＬＩＣを用い、実施例１の蓄電デバイスの製造と同様の手法によって蓄電デバイス装置を作製した。
ここに、各バスバーと、一の電極端子との接触面積は１７７ｍｍ2 である。【００５７】
作製した蓄電デバイス装置において、各バスバー（３箇所）の接触抵抗値を、ＨＩＯＫＩ社製の抵抗測定装置で測定したところ、平均値が０．０８５ｍΩであることが確認された。【００５８】
【表１】
2012042995.tif 000003
【００５９】
表１の結果から、実施例１に係る捲回型ＬＩＣにおいては、正極電極端子および負極電極端子とバスバーとの接触面積が大きいことから接触抵抗が低減されたことが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  捲回型リチウムイオンキャパシタ（捲回型ＬＩＣ）
１１  電極捲回ユニット
１１Ａ  電極積重体
１２  正極電極シート
１２ａ  正極集電体
１２ｂ  電極層
１２ｅ  側縁部
１３  負極電極シート
１３ａ  負極集電体
１３ｂ  電極層
１３ｅ  側縁部
１４  第１のセパレータ
１４ａ  一端部分
１４ｂ  他端部分
１５  第２のセパレータ
１５ａ  一端部分
１５ｂ  他端部分
１６，１７  リチウムイオン供給源
１８  テープ
２０  外装容器
２１  周壁部
２２  蓋部
２３  底部
２４  安全弁
２５  正極集電板
２６  負極集電板
２７  ガスケット
２８  負極リード線
２９  正極リード線
３０  正極電極端子
３１  正極電極板部
３１ａ，３１ｂ    外周縁
３２  正極電極突部
３３  正極電極リードタブ部
３３ａ  基部
３３ｂ  固定部
３８  第３の絶縁部
４０  負極電極端子
４１  負極電極板部
４１ａ，４１ｂ    外周縁
４２  負極電極突部
４３  負極電極リードタブ部
４３ａ  基部
４３ｂ  固定部
４８  第１の絶縁部
５１  第２の絶縁部
５５  第４の絶縁部
５８  ガスケット
６０  板状接続部材
７０  円筒型蓄電デバイス
８０  電極端子
８１  電極板部
８２  電極突部
【図１】
2012042995.tif 000004
【図２】
2012042995.tif 000005
【図３】
2012042995.tif 000006
【図４】
2012042995.tif 000007
【図５】
2012042995.tif 000008
【図６】
2012042995.tif 000009
【図７】
2012042995.tif 000010
【図８】
2012042995.tif 000011
【図９】
2012042995.tif 000012
【図１０】
2012042995.tif 000013
【図１１】
2012042995.tif 000014
【図１２】
2012042995.tif 000015
【図１３】
2012042995.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月7日(2013.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極シート、負極電極シートおよびセパレータを備えてなる電極ユニットと、電解液とが、有底円筒状の容器本体の開口部が円板状の蓋部によって封止された外装容器内に収容されており、当該蓋部に、当該正極電極シートに電気的に接続された正極電極端子と、当該負極電極シートに電気的に接続された負極電極端子とが互いに絶縁された状態で設けられてなる円筒型蓄電デバイスであって、
前記正極電極端子および負極電極端子は、それぞれ前記蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部を有する部分円環状の板状の正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部が当該蓋部上に配置されていることを特徴とする円筒型蓄電デバイス。
【請求項２】
前記正極電極端子および前記負極電極端子は、それぞれ正極電極板部および負極電極板部の縁部が前記蓋部の外周縁よりも内方側に位置するよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項３】
前記外装容器の蓋部に安全弁が形成されており、前記正極電極端子における正極電極板部および前記負極電極端子における負極電極板部が、当該安全弁が形成されている領域以外の領域に位置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項４】
前記正極電極板部および前記負極電極板部によって覆われる前記蓋部の外面上の領域の面積が５０％以上であって９０％以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項５】
前記正極電極板部および前記負極電極板部が、半円形のアーチ状であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項６】
前記正極電極板部および前記負極電極板部が、互いに重なり合うことがないように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項７】
前記正極電極端子が前記正極電極板部に電気的に接続された正極電極リードタブ部を有しており、
前記正極リードタブ部の基端面が、前記外装容器における前記蓋部の外面に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項８】
前記負極電極端子が前記負極電極板部に電気的に接続された負極電極リードタブ部を有しており、
前記負極リードタブ部は、前記蓋部との間に絶縁性材料よりなる絶縁部が配置されることによって当該蓋部と電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項９】
リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の円筒型蓄電デバイスの複数が板状接続部材を介して直列または並列に電気的に接続されてなる構成を有することを特徴とする蓄電デバイス装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の円筒型蓄電デバイスは、正極電極シート、負極電極シートおよびセパレータを備えてなる電極ユニットと、電解液とが、有底円筒状の容器本体の開口部が円板状の蓋部によって封止された外装容器内に収容されており、当該蓋部に、当該正極電極シートに電気的に接続された正極電極端子と、当該負極電極シートに電気的に接続された負極電極端子とが互いに絶縁された状態で設けられてなる円筒型蓄電デバイスであって、
前記正極電極端子および負極電極端子は、それぞれ前記蓋部の外周縁に沿って伸びる縁部を有する部分円環状の板状の正極電極板部および負極電極板部を有しており、これらの正極電極板部および負極電極板部が当該蓋部上に配置されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記正極電極端子および前記負極電極端子は、それぞれ正極電極板部および負極電極板部の縁部が前記蓋部の外周縁よりも内方側に位置するよう配置されていることが好ましい。
また、本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記外装容器の蓋部に安全弁が形成されており、前記正極電極端子における正極電極板部および前記負極電極端子における負極電極板部が、当該安全弁が形成されている領域以外の領域に位置されていることが好ましい。
また、本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記正極電極板部および前記負極電極板部によって覆われる前記蓋部の外面上の領域の面積が５０％以上であって９０％以下であることが好ましい。
また、前記正極電極板部および前記負極電極板部が、半円形のアーチ状であることが好ましい。
また、本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記正極電極板部および前記負極電極板部が、互いに重なり合うことがないように配置されていることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記正極電極端子が前記正極電極板部に電気的に接続された正極電極リードタブ部を有しており、
前記正極リードタブ部の基端面が、前記外装容器における前記蓋部の外面に電気的に接続されていることが好ましい。
また、本発明の円筒型蓄電デバイスにおいては、前記負極電極端子が前記負極電極板部に電気的に接続された負極電極リードタブ部を有しており、
前記負極リードタブ部は、前記蓋部との間に絶縁性材料よりなる絶縁部が配置されることによって当該蓋部と電気的に絶縁されていることが好ましい。
【国際調査報告】
2012042995.tif 000017
2012042995.tif 000018
2012042995.tif 000019