(57)【要約】【課題】ケース本体の開口端面に付着する異物の移動を抑制できる蓄電装置を提供すること。【解決手段】電極組立体１２と、電極組立体１２を収容する有底筒状の金属製のケース本体１３、及びケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する金属製の蓋１４を有するケース１０と、を備え、ケース本体１３の開口部１３ａには、蓋１４を支持する開口端面１３ｂに開口するとともにケース本体１３の底部１３ｃに向けて凹む環状の溝部２０が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体と、
前記電極組立体を収容する有底筒状のケース本体、及び前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋を有するケースと、を備え、
前記ケースの本体の開口部には、前記蓋を支持する開口端面に開口するとともに前記ケース本体の底部に向けて凹む溝部が設けられていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記ケース本体及び前記蓋は、金属製であり、
前記ケース本体の前記開口端面と前記蓋との境界部分には、前記ケース本体と前記蓋とを固定するために溶接された溶接部が設けられ、
前記蓋は、
前記開口端面に支持されている底面と、
前記底面から突出するとともに前記ケース本体と前記蓋とを位置決めするために前記溝部に嵌合される環状の嵌合凸部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記嵌合凸部の先端及び前記溝部の開口縁部の内周の少なくとも一方には、テーパ面が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるような蓄電装置が知られている。
上記の蓄電装置は、電極組立体と、電極組立体を収容する有底筒状の金属製のケース本体、及びケース本体の開口部を閉塞する金属製の蓋を有するケースと、を備えている。蓋は、ケース本体の開口部の開口端面に支持されている底面と、当該底面からケース本体の内部に向けて突出し、開口部に嵌め合わされる嵌合凸部とを有している。また、蓄電装置は、ケース本体の開口端面と蓋とが溶接される溶接部を備えている。ケース本体の開口部と蓋とは、溶接部により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０８２７１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の蓄電装置を製造する場合、例えば製造ライン上を複数のケース本体が流れ、当該複数のケース本体に電極組立体を収容し、蓋によりケース本体の開口部を閉塞し、且つケース本体の開口端部と蓋とは互いに溶接される。
【０００５】
ところで、蓄電装置の製造時に空気中を浮遊する微細な埃等の異物がケース本体の開口端面に付着することが考えられる。ケース本体の開口端面に付着した異物は、例えばケース本体の内部に進入し、電極組立体に向けて落下することで蓄電装置の短絡の原因となる虞がある。また、ケース本体の開口端面に付着した異物は、例えば再び空気中に浮遊し、製造ライン上を流れる他のケース本体の開口端面に付着する虞がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ケース本体の開口端面に付着する異物の移動を抑制できる蓄電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】
上記課題を解決する蓄電装置は、電極組立体と、前記電極組立体を収容する有底筒状のケース本体、及び前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋を有するケースと、を備え、前記ケースの本体の開口部には、前記蓋を支持する開口端面に開口するとともに前記ケース本体の底部に向けて凹む溝部が設けられている。
【０００８】
これによれば、ケース本体の開口部には、蓋を支持する開口端面に開口するとともにケース本体の底部に向けて凹む溝部が設けられている。よって、蓄電装置の製造時にケース本体の開口端面に付着する虞のある異物がケース本体の溝部に入ったとき、異物は、溝部を構成するケース本体の内部側に位置する内壁によりケース本体の内部への進入を抑制される。また、異物は、溝部を構成するケース本体の外部側に位置する外壁によりケース本体の外部への離脱を抑制される。したがって、ケース本体の開口端面に付着する異物の移動を抑制できる。
【０００９】
上記の蓄電装置において、前記ケース本体及び前記蓋は、金属製であり、前記ケース本体の前記開口端面と前記蓋との境界部分には、前記ケース本体と前記蓋とを固定するために溶接された溶接部が設けられ、前記蓋は、前記開口端面に支持されている底面と、前記底面から突出するとともに前記ケース本体と前記蓋とを位置決めするために前記溝部に嵌合される環状の嵌合凸部と、を有しているとよい。
【００１０】
例えば、従来の蓄電装置における金属製のケース本体の開口部には、金属製の蓋の底面からケース本体の内部に向けて突出する嵌合凸部が嵌合される構成となっている。蓋の嵌合凸部がケース本体の開口部に嵌合されることでケース本体と蓋とを位置決めしている。これにより、ケース本体の開口端面と蓋とが溶接された溶接部を形成するときにケース本体と蓋との位置ずれによる溶接不良が抑制されている。しかし、蓋の嵌合凸部をケース本体の開口部に嵌合するときに嵌合凸部と開口部とが干渉し、異物としての金属の摩耗粉がケース本体の内部に進入し、電極組立体に向けて落下することで蓄電装置の短絡の原因となる虞がある。
【００１１】
その点、これによれば、ケース本体と蓋とを位置決めするためにケース本体の開口端面に開口する環状の溝部に蓋の環状の嵌合凸部が嵌合される構成となっている。そのため、ケース本体の開口部を蓋により閉塞するときに蓋の嵌合凸部がケース本体の溝部と干渉することで金属の摩耗粉が発生しても、当該摩耗粉はケース本体の溝部の内部に収容される。よって、金属の摩耗粉がケース本体の内部に進入することを抑制できる。
【００１２】
また、ケース本体の溝部に蓋の嵌合凸部が嵌合されることでケース本体と蓋との位置決めがなされる。そのため、ケース本体の開口端面と蓋とを固定するために溶接された溶接部を形成するときにケース本体と蓋との位置ずれを抑制できる。よって、ケース本体と蓋との位置ずれによる溶接不良を抑制できる。
【００１３】
上記の蓄電装置において、前記嵌合凸部の先端及び前記溝部の開口縁部の内周の少なくとも一方には、テーパ面が設けられているとよい。
これによれば、ケース本体の溝部に蓋の嵌合凸部が嵌合されるとき、嵌合凸部の先端及び溝部の開口縁部の内周の少なくとも一方に設けられたテーパ面が嵌合凸部を溝部の内部に案内するガイドとして機能する。したがって、ケース本体と蓋との組み付け性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ケース本体の開口端面に付着した異物の移動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】蓄電装置の分解斜視図。
【図２】蓋の斜視図。
【図３】蓄電装置の断面図。
【図４】変更例における蓄電装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１は、ケース１０を備えている。二次電池１は、ケース１０に収容される電極組立体１２及び図示しない電解液を備えている。ケース１０は、電極組立体１２を収容する有底四角筒状のケース本体１３、及びケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する板状の蓋１４を有している。ケース１０を構成するケース本体１３及び蓋１４は、何れも金属製（例えば、ステンレスやアルミニウム）である。また、本実施形態の二次電池１は、外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池１は、リチウムイオン二次電池である。
【００１７】
二次電池１は、電極組立体１２と電気を授受する正極端子１５及び負極端子１６を備えている。正極端子１５及び負極端子１６は、蓋１４に所定間隔を空けて並設された一対の孔１４ａからケース１０の外部に露出される。また、正極端子１５及び負極端子１６には、ケース１０との間を絶縁するためのリング状の絶縁リング１７がそれぞれ取り付けられる。なお、正極端子１５及び負極端子１６は、それぞれ同じ極性を有する正極導電部材及び負極導電部材を有している。
【００１８】
電極組立体１２は、正極電極、負極電極、及び正極電極と負極電極とを絶縁するセパレータを有している。正極電極は、正極金属箔（アルミニウム箔）の両面に正極活物質を備えている。負極電極は、負極金属箔（銅箔）の両面に負極活物質を備えている。そして、電極組立体１２は、複数の正極電極と複数の負極電極とが交互に積層されるとともに両電極の間にセパレータが介在された積層構造である。また、電極組立体１２は、複数の正極電極のそれぞれが有する正極タブを寄せ集めることで構成される正極タブ群１２ａと、複数の負極電極のそれぞれが有する負極タブを寄せ集めることで構成される負極タブ群１２ｂとを備えている。正極タブ群１２ａは、正極端子１５の正極導電部材に電気的に接続されている。負極タブ群１２ｂは、負極端子１６の負極導電部材に電気的に接続されている。
【００１９】
ケース本体１３の開口部１３ａには、ケース本体１３の蓋１４を支持する開口端面１３ｂに開口するとともにケース本体１３の底部１３ｃに向けて凹む四角環状の溝部２０が設けられている。溝部２０は、ケース本体１３の開口部１３ａの形状に沿って設けられている。
【００２０】
蓋１４は、板厚方向に貫通する丸孔状の注液口１４ｂを備えている。注液口１４ｂは、ケース１０に電解液を注入するために用いられる。注液口１４ｂは、封止部材１９によって封止され、注液口１４ｂのシール性が維持されている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、蓋１４は、ケース本体１３の開口部１３ａの開口端面１３ｂに支持されている底面１４ｃを有している。蓋１４は、底面１４ｃからケース本体１３に向けて突出する四角環状の嵌合凸部２１を有している。蓋１４の嵌合凸部２１は、ケース本体１３の溝部２０に対応する位置に設けられている。蓋１４の嵌合凸部２１は、ケース本体１３の溝部２０に嵌合されている。ケース本体１３の溝部２０に蓋１４の嵌合凸部２１が嵌合されることによりケース本体１３と蓋１４との位置決めが実施される。
【００２２】
図３に示すように、ケース本体１３の溝部２０は、蓋１４に向けて開口している。溝部２０の開口縁部の内周には、テーパ面２２が設けられている。溝部２０は、ケース本体１３の内部寄りに位置する四角環状の内壁２０ａと、ケース本体１３の外部寄りに位置する四角環状の外壁２０ｂと、溝部２０の底部である環状の底壁２０ｃとにより構成されている。テーパ面２２は、内壁２０ａにおける外壁２０ｂ寄りの先端に設けられている。また、テーパ面２２は、外壁２０ｂにおける内壁２０ａ寄りの先端に設けられている。すなわち、溝部２０の開口縁部の内周は、内壁２０ａにおける外壁２０ｂ寄りの先端と、外壁２０ｂにおける内壁２０ａ寄りの先端とにより構成されている。
【００２３】
ケース本体１３の溝部２０に蓋１４の嵌合凸部２１を嵌合させることでケース本体１３と蓋１４とが位置決めされた状態において、ケース本体１３の開口端面１３ｂと蓋１４との境界部分Ｂには、ケース本体１３と蓋１４とを固定するために溶接された溶接部３０（図３中のドット部分）が設けられている。より具体的には、ケース本体１３の溝部２０の外壁２０ｂと蓋１４の底面１４ｃとの境界部分Ｂに溶接部３０が設けられている。なお、溶接部３０は、ケース１０の外部から境界部分Ｂに対してレーザ溶接することで形成されるため、溶接部３０は境界部分Ｂのケース１０の外部寄りに位置している。
【００２４】
ここで、溶接部３０が設けられることに伴い、蓋１４と溝部２０の外壁２０ｂとの接触面積を十分に確保する必要がある。上述したように外壁２０ｂにテーパ面２２が設けられる構成とすることを考慮して、外壁２０ｂの厚さは蓋１４と外壁２０ｂとで溶接強度を十分に確保できる厚さに設定されている。また、ケース本体１３の厚さは、二次電池１の耐久性及び重量を考慮して設定されている。そのため、ケース本体１３の厚さを厚くすることで溝部２０の外壁２０ｂを厚くすることには限度がある。そこで、二次電池１の耐久性及び重量を考慮してケース本体１３の厚さを設定しつつ、溝部２０の外壁２０ｂの厚さが溶接強度を十分に満足できるように、溝部２０はケース本体１３の開口端面１３ｂにおいて、ケース本体１３の内部寄りに配置されている。すなわち、溝部２０の外壁２０ｂの厚さは、溝部２０の内壁２０ａよりも厚くなるようにケース本体１３の開口部１３ａに溝部２０が設けられている。
【００２５】
本実施形態では以下の作用及び効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、ケース本体１３の開口部１３ａには、蓋１４を支持する開口端面１３ｂに開口するとともにケース本体１３の底部１３ｃに向けて凹む溝部２０が設けられている。よって、二次電池１の製造時にケース本体１３の開口端面１３ｂに付着する虞のある異物がケース本体１３の溝部２０に入ったとき、異物は、溝部２０を構成する内壁２０ａによりケース本体１３の内部への進入を抑制される。また、異物は、溝部２０を構成する外壁２０ｂによりケース本体１３の外部への離脱を抑制される。したがって、ケース本体１３の開口端面１３ｂに付着する異物の移動を抑制できる。
【００２６】
（２）本実施形態では、ケース本体１３と蓋１４とを位置決めするためにケース本体１３の開口端面１３ｂに開口する環状の溝部２０に蓋１４の環状の嵌合凸部２１が嵌合される構成となっている。そのため、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４により閉塞するときに蓋１４の嵌合凸部２１がケース本体１３の溝部２０と干渉することで金属の摩耗粉が発生しても、当該摩耗粉はケース本体１３の溝部２０の内部に収容される。よって、金属の摩耗粉がケース本体１３の内部に進入することを抑制できる。
【００２７】
また、ケース本体１３の溝部２０に蓋１４の嵌合凸部２１が嵌合されることでケース本体１３と蓋１４との位置決めがなされる。そのため、ケース本体１３の開口端面１３ｂと蓋１４とを固定するために溶接部３０を形成するときにケース本体１３と蓋１４との位置ずれを抑制できる。したがって、ケース本体１３と蓋１４との位置ずれによる溶接不良を抑制できる。
【００２８】
（３）溝部２０の開口縁部の内周である溝部２０の内壁２０ａにおける外壁２０ｂ寄りの先端と、溝部の外壁２０ｂにおける内壁２０ａ寄りの先端にテーパ面２２が設けられている。
【００２９】
本実施形態では、ケース本体１３の溝部２０に蓋１４の嵌合凸部２１が嵌合されるとき、溝部２０のテーパ面２２が嵌合凸部２１を溝部２０の内部に案内するガイド部として機能する。したがって、ケース本体１３と蓋１４との組み付け性を向上させることができる。
【００３０】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施できる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
〇  本実施形態では、溝部２０の開口縁部の内周にテーパ面２２が設けられていたが、これに限らない。例えば、以下のように変更してもよい。
【００３１】
図４に示すように、蓋１４の嵌合凸部２１の先端には、テーパ面２３が設けられている。より具体的には、テーパ面２３は、嵌合凸部２１における溝部２０の内壁２０ａ寄りの先端及び嵌合凸部２１における溝部２０の外壁２０ｂ寄りの先端に設けられている。テーパ面２３は、嵌合凸部２１の全周に亘って設けられている。このように変更することで、ケース本体１３の溝部２０に蓋１４の嵌合凸部２１が嵌合されるとき、嵌合凸部２１のテーパ面２３が嵌合凸部２１を溝部２０の内部に案内するガイド部として機能する。したがって、ケース本体１３と蓋１４との組み付け性を向上させることができる。
【００３２】
〇  また、溝部２０の開口縁部の内周にテーパ面２２を設け、嵌合凸部２１の先端にテーパ面２３を設けるように変更してもよい。このように変更しても、本実施形態及び上記変更例と同様にケース本体１３と蓋１４との組み付け性を向上させることができる。すなわち、溝部２０の開口縁部の内周及び嵌合凸部２１の先端の少なくとも一方にテーパ面が設けられていればよい。
【００３３】
〇  蓋１４には、環状の嵌合凸部２１が設けられていたが、例えば蓋１４には、蓋１４の底面１４ｃから突出するとともにケース本体１３の開口部１３ａに嵌合される嵌合凸部としてもよい。このように変更しても、本実施形態の（１）と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、本変更例の嵌合凸部は、ケース本体１３の開口部１３ａに対応した形状を有するように変更してもよい。例えば、嵌合凸部が四角ブロック状をなしていてもよい。このように変更しても、ケース本体１３と蓋１４との位置決めが適切に実施できるため、ケース本体１３と蓋１４との位置ずれによる溶接部３０の溶接不良を抑制できる。
【００３５】
〇  嵌合凸部２１を割愛した蓋１４を採用してもよい。すなわち、蓋１４は平板状をなすように変更してもよい。
〇  ケース本体１３は、有底四角筒状をなしていたが、これに限らない。例えば、ケース本体１３が有底円筒状をなしていてもよい。また、ケース本体１３の形状の変更に伴い、溝部２０及び嵌合凸部２１を円環状に変更する。すなわち、電極組立体１２を収容することができればケース本体１３の形状をどのように変更してもよい。そして、ケース本体１３の形状の変更に伴って、溝部２０及び嵌合凸部２１の形状を変更することが好ましい。
【００３６】
〇  ケース本体１３及び蓋１４は、金属製であったが、これに限らない。例えば、樹脂製であってもよい。また、ケース本体１３及び蓋１４が樹脂製である場合、溶接部３０に代替してケース本体１３及び蓋１４を固定する固定部を設けることが好ましい。固定部は、ケース本体１３及び蓋１４を固定できる構成であればどのように変更してもよい。
【００３７】
〇  正極電極において、正極活物質は正極金属箔の片面にのみ存在してもよい。負極電極において、負極活物質は負極金属箔の片面にのみ存在してもよい。すなわち、正極活物質及び負極活物質は、正極金属箔及び負極金属箔の少なくとも一方に設けられていればよい。
【００３８】
〇  二次電池１は、リチウムイオン二次電池以外の他の二次電池であってもよい。
〇  蓄電装置は、二次電池１でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置としてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…蓄電装置としての二次電池、１０…ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１３ａ…開口部、１３ｂ…開口端面、１３ｃ…ケース本体の底部、１４…蓋、１４ｃ…蓋の底面、２０…溝部、２０ａ…溝部の内壁、２０ｂ…溝部の外壁、２１…嵌合凸部、２２…テーパ面、２３…テーパ面、３０…溶接部、Ｂ…境界部分。
【図１】
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【図２】
2020155209.tif 000004
【図３】
2020155209.tif 000005
【図４】
2020155209.tif 000006