(57)【要約】【課題】ケース本体の開口部を蓋により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生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、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と、底面１４ｃよりもケース本体１３に向けて突出し、ケース本体１３の開口部１３ａに嵌合されるとともに開口部１３ａに対応した形状となる嵌合凸部２０と、を有し、開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面には、非金属材料としての樹脂により形成されるとともに嵌合凸部２０の外面の全周に亘って環状の保護層４０が設けられ、保護層４０は、嵌合凸部２０の外面における少なくとも嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置に設けられている。【選択図】図３
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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金属製のケース本体、及び前記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、
前記蓋は、
前記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、
前記底面よりも前記ケース本体に向けて突出し、前記ケース本体の開口部に嵌合されるとともに前記開口部に対応した形状となる嵌合凸部と、を有し、
前記開口部の内面に対向している前記嵌合凸部の外面には、非金属材料により形成されるとともに前記嵌合凸部の外面の全周に亘って環状の保護層が設けられ、
前記保護層は、前記嵌合凸部の外面における少なくとも前記嵌合凸部の先端に対応する位置に設けられていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記保護層は、前記嵌合凸部の外面の全域に設けられていることを特徴とする請求項１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、当該底面よりもケース本体に向けて突出し、開口部に嵌め合わされる嵌合凸部とを有している。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。
【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】
ところで、蓋の嵌合凸部をケース本体の開口部に嵌合するとき、ケース本体の開口部の内面に対向している嵌合凸部の外面のうち嵌合凸部の先端に対応する位置と開口部とが干渉する。ひいては、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。
【０００５】
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、ケース本体の開口部を蓋により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生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】
【０００６】
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金属製のケース本体、及び前記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、前記蓋は、前記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、前記底面よりも前記ケース本体に向けて突出し、前記ケース本体の開口部に嵌合されるとともに前記開口部に対応した形状となる嵌合凸部と、を有し、前記開口部の内面に対向している前記嵌合凸部の外面には、非金属材料により形成されるとともに前記嵌合凸部の外面の全周に亘って環状の保護層が設けられ、前記保護層は、前記嵌合凸部の外面における少なくとも前記嵌合凸部の先端に対応する位置に設けられている。
【０００７】
これによれば、ケース本体の開口部に蓋の嵌合凸部を嵌合させるとき、ケース本体の開口部の内面に対向している嵌合凸部の外面における嵌合凸部の先端に対応する位置がケース本体の開口部に干渉するよりも先に嵌合凸部の保護層がケース本体の開口部に干渉する。そのため、嵌合凸部の外面における嵌合凸部の先端に対応する位置とケース本体の開口部との直接的な接触が抑制される。したがって、ケース本体の開口部を蓋により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生を抑制できる。
【０００８】
上記の蓄電装置において、前記保護層は、前記嵌合凸部の外面の全域に設けられているとよい。
例えば、保護層が薄く形成され、且つ保護層が嵌合凸部の外面における嵌合凸部の先端に対応する位置のみに設けられているとき、嵌合凸部の先端に対応する位置を除く嵌合凸部の外面とケース本体の開口部の内面とが摺接することで金属製の摩耗粉が発生する虞がある。
【０００９】
その点、これによれば、ケース本体の開口部の内面に対向している嵌合凸部の外面の全域に保護層が設けられているため、ケース本体の開口部を蓋により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生をより抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ケース本体の開口部を蓋により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】
【００１２】
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に収容された電極組立体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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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よりもケース本体１３に向けて突出し、ケース本体１３の開口部１３ａに嵌合される嵌合凸部２０を有している。嵌合凸部２０は、ケース本体１３の開口部１３ａに対応した形状を有している。具体的には、嵌合凸部２０は、四角ブロック状をなしている。ケース本体１３の開口部１３ａに蓋１４の嵌合凸部２０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。
【００１７】
ケース本体１３の開口部１３ａに蓋１４の嵌合凸部２０を嵌合され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。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。
【００１８】
ところで、蓋１４の嵌合凸部２０をケース本体１３の開口部１３ａに嵌合するとき、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面における嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置と開口部１３ａとが干渉する。ひいては、異物としての金属の摩耗粉がケース本体１３の内部に進入し、電極組立体１２に向けて落下することで二次電池１の短絡の原因となる虞がある。そのため、本実施形態では、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生を抑制できる保護層４０を採用している。
【００１９】
図２及び図３に示すように、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面には、非金属材料としての樹脂により形成されている保護層４０が設けられている。保護層４０は、ケース本体１３の開口部１３ａの内面と蓋１４の嵌合凸部２０の外面との間に位置している。保護層４０は、嵌合凸部２０の外面の全周に亘って設けられている。すなわち、保護層４０は、四角環状に形成されるとともに四角筒状をなしている。ケース本体１３の開口部１３ａの内面と保護層４０の外面との間には隙間が形成されている。なお、当該隙間は、微小である。より具体的には、当該隙間は、ケース本体１３の開口端面１３ｂと蓋１４との境界部分Ｂに溶接部３０が形成されるときに、開口端面１３ｂと蓋１４との溶接不良が生じない程度の大きさに設定されている。
【００２０】
保護層４０は、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面の全域に設けられている。なお、保護層４０は、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４により閉塞する前の状態において、例えば溶融した樹脂を蓋１４の嵌合凸部２０の外面にコーティングすることで形成されている。また、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４により閉塞するときには、嵌合凸部２０の外面にコーティングした樹脂は十分に乾燥させた状態にする。
【００２１】
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に蓋１４の嵌合凸部２０を嵌合させるとき、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面における嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置がケース本体１３の開口部１３ａに干渉するよりも先に嵌合凸部２０の保護層４０がケース本体１３の開口部１３ａに干渉する。そのため、嵌合凸部２０の外面における嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置とケース本体１３の開口部１３ａとの直接的な接触が抑制される。したがって、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生を抑制できる。
【００２２】
（２）例えば、保護層４０が薄く形成され、且つ保護層４０が嵌合凸部２０の外面における嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置のみに設けられているとき、嵌合凸部２０の先端２１を除く嵌合凸部２０の外面とケース本体１３の開口部１３ａの内面とが摺接することで金属製の摩耗粉が発生する虞がある。
【００２３】
その点、本実施形態では、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面の全域に保護層４０が設けられているため、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４により閉塞するときに金属の摩耗粉の発生をより抑制できる。
【００２４】
（３）また、保護層４０とケース本体１３の開口部１３ａとが干渉し、保護層４０が欠けることで発生する異物が電極組立体１２に向けて落下したとしても保護層４０が非金属材料としての樹脂により形成されているため、二次電池１の短絡に寄与することがない。そのため、ケース本体１３の開口部１３ａと蓋１４の嵌合凸部２０との直接的な接触を抑制しつつ、二次電池１の短絡を抑制できる。
【００２５】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。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することができる。
〇  本実施形態では、保護層４０は、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面の全域に設けられていたが、これに限らない。例えば、保護層４０を嵌合凸部２０の外面における嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置のみに設けるように変更してもよい。ただし、嵌合凸部２０の外面における保護層４０がケース本体１３の開口部１３ａの内面に摺接しない程度に保護層４０の厚さを設定することが好ましい。
【００２６】
〇  また、保護層４０を以下のように変更してもよい。
図４に示すように、保護層４０は、嵌合凸部２０の外面における嵌合凸部２０の先端２１に対応する位置に設けられる第１保護層４１と、嵌合凸部２０の蓋１４の底面１４ｃと反対側の先端面２０ａの一部に設けられている第２保護層４２とを有している。第１保護層４１は、ケース本体１３の開口部１３ａの内面に対向している嵌合凸部２０の外面に沿って設けられている。そのため、第１保護層４１は、四角環状に形成されるとともに四角筒状をなしている。第１保護層４１と第２保護層４２とは連続している。第２保護層４２は、嵌合凸部２０の先端面２０ａのうちケース本体１３の開口部１３ａの内面寄りに配置されている。すなわち、第２保護層４２は、四角環状に形成されるとともに四角枠状をなしている。このように変更することで、嵌合凸部２０の先端２１を保護層４０により覆うことができる。したがって、嵌合凸部２０の先端２１とケース本体１３の開口部１３ａとの直接的な接触をより抑制できる。なお、本実施形態及び上記の変更例の保護層４０に鑑みて、保護層４０は、嵌合凸部２０の少なくとも先端２１に対応する位置に設けられていればよい。
【００２７】
〇  保護層４０は、非金属材料としての樹脂により形成されていたが、例えば、非金属材料としての接着剤により形成されていてもよい。ここで、接着剤の具体例としては、アクリル系粘着剤やホットメルト接着剤である。ホットメルト接着剤は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）により構成されるオレフィン、もしくは絶縁性能に優れたポリアミド等を主成分としている。
【００２８】
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を有底円筒状に変更するのに伴い、蓋１４の嵌合凸部２０の形状を円柱ブロック状に変更する。
【００２９】
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。
【００３０】
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】
【００３１】
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、１４…蓋、１４ｃ…蓋の底面、２０…嵌合凸部、２１…嵌合凸部の先端、４０…保護層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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