(57)【要約】【課題】電極体における湾曲部の損傷を抑制する。【解決手段】蓄電素子１０は、極板（正極板４５０、負極板４６０）が巻回されて形成された電極体４００と、電極体４００を収容する容器１００と、電極体４００の湾曲部４３２と当該湾曲部４３２に対向する短側壁１１４（対向部材）との間に充填された状態で配置された接着材５００と、を備え、接着材５００は、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚ｔ１、ｔ２が異なっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板が巻回されて形成された電極体と、
前記電極体を収容する容器と、
前記電極体の湾曲部と当該湾曲部に対向する対向部材との間に充填された状態で配置された接着材と、を備え、
前記接着材は、前記湾曲部の周方向に沿って肉厚が異なっている
蓄電素子。
【請求項２】
前記対向部材は、前記湾曲部に対向する位置に設けられた絶縁シートである
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記接着材は、前記湾曲部に対向する領域であって、前記絶縁シートと前記容器との間に充填された状態で配置されている
請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記電極体の前記湾曲部と前記容器との間に、前記対向部材として配置されたスペーサを備える
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記容器には前記電極体が複数、並んで配置されており、
前記対向部材は、隣り合う一対の電極体の前記湾曲部のうち、一方の湾曲部に対して対向する他方の湾曲部である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項６】
極板が巻回されて形成された電極体の湾曲部と、前記湾曲部に対向する対向部材との間に接着材を充填する
蓄電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電素子においては、極板が巻回されて形成された電極体が、矩形状の容器内に収容されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７３５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように電極体は極板が巻回されているため、その両端部には湾曲部が形成されているが、電極体の湾曲部は不均一な曲面形状となりやすい。湾曲部が当該湾曲部に対向する対向部材（例えば、容器の壁部、スペーサなど）に直接的に接触している場合であると、湾曲部が対向部材から受ける拘束力も不均一となる。不均一な拘束力は、湾曲部の所定箇所に応力を集中させてしまう一因でもある。過度な応力集中は湾曲部を損傷させるおそれもある。
【０００５】
このため、本発明の課題は、電極体における湾曲部の損傷を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、極板が巻回されて形成された電極体と、電極体を収容する容器と、電極体の湾曲部と当該湾曲部に対向する対向部材との間に充填された状態で配置された接着材と、を備え、接着材は、湾曲部の周方向に沿って肉厚が異なっている。
【０００７】
ここで、電極体の湾曲部は曲面形状であるが、その曲面形状は不均一となりやすく、個体間のばらつきも生じやすい。一方、対向部材は、設計通りに形成されている。そのため、湾曲部と対向部材との間隔は、湾曲部の周方向において一定にならないもしくは一定にはなりにくい。この間隔内に、対向部材と比較して流動性の高い接着材を充填すれば、周方向に不均一な間隔であっても全体的に接着材を行き渡らせることができる。したがって、不均一な拘束力を起因とした応力集中を接着材によって緩和することができ、電極体における湾曲部の損傷を抑制することができる。
【０００８】
また、対向部材は、湾曲部に対向する位置に設けられた絶縁シートである。
【０００９】
ここで、電極体の湾曲部は不均一な曲面形状となっているために、湾曲部が絶縁シートから受ける拘束力も不均一となる。ここでは、電極体の湾曲部と、絶縁シートとの間に、湾曲部の周方向に沿って肉厚の異なる接着材が充填された状態で配置されているので、不均一な拘束力が接着材によって吸収されることになる。したがって、不均一な拘束力を起因とした応力集中を緩和することができ、電極体における湾曲部の損傷を抑制することができる。
【００１０】
また、接着材は、湾曲部に対向する領域であって、絶縁シートと容器との間に充填された状態で配置されている。
【００１１】
電極体の湾曲部に対向する領域に隙間があると、絶縁シートがあったとしても、電極体の膨張を起因として湾曲部が変形しやすい状態である。ここでは、湾曲部に対向する領域であって絶縁シートと容器との間に接着材が充填された状態で配置されているので、電極体の湾曲部と容器との隙間を接着材で埋めることができ、湾曲部の変形を抑制することができる。
【００１２】
また、絶縁シートと容器との間に接着材が充填された状態で配置されているので、絶縁シートが巻かれた電極体が容器内で揺れ動くことが抑制されている。したがって、振動を起因とした電極体における湾曲部の損傷を抑制することができる。
【００１３】
また、蓄電素子は、電極体の湾曲部と容器との間に、対向部材として配置されたスペーサを備える。
【００１４】
これによれば、電極体の湾曲部と容器との間に、対向部材としてのスペーサが配置されているので、接着材の使用量を抑制することができる。また、スペーサは電極体の湾曲形状に沿って形成されており、電極体の膨張収縮に伴う電極破断を防止する効果がある。しかしながら、湾曲部の形状が不均一であればスペーサとの間に隙間が生じてしまう。この隙間に接着材が充填されているので、電極破断の防止効果の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、容器には電極体が複数、並んで配置されており、対向部材は、隣り合う一対の電極体の湾曲部のうち、一方の湾曲部に対して対向する他方の湾曲部である。
【００１６】
これによれば、隣り合う一対の電極体の湾曲部のうち、一方の湾曲部に対して対向する他方の湾曲部が対向部材であるので、隣り合う一対の湾曲部の間に接着材が充填されることとなる。したがって、隣り合う一対の湾曲部においても、応力集中を低減することができる。また、隣り合う一対の電極体の湾曲部間に接着材が充填された状態で配置されているので、電極体の膨張を起因とした湾曲部の変形を接着材で抑制することができる。したがって、湾曲部が損傷することを抑制できる。
【００１７】
また、蓄電素子の製造方法は、極板が巻回されて形成された電極体の湾曲部と、前記湾曲部に対向する対向部材との間に接着材を充填する。
【００１８】
ここで、電極体の湾曲部は、設計通り成形されているものではないため不均一な曲面形状となりやすく、個体間のばらつきも生じやすい。一方、対向部材は、設計通りに形成されている。そのため、湾曲部と対向部材との間隔は、湾曲部の周方向において一定にはなりにくい。この間隔内に流動性の高い接着材を充填すれば、周方向に不均一な間隔であっても全体的に接着材を行き渡らせることができる。したがって、不均一な拘束力を起因とした応力集中を接着材によって緩和することができ、電極体における湾曲部の損傷を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電極体における湾曲部の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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】実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。
【図３】実施の形態に係る電極体の構成を示す斜視図である。
【図４】実施の形態に係る接着材を示す断面図である。
【図５】変形例１に係る蓄電素子において、絶縁シート及び接着材を示す断面図である。
【図６】変形例２に係る蓄電素子において、スペーサ及び接着材を示す断面図である。
【図７】変形例３に係る蓄電素子において、一対の電極体及び接着材を示す断面図である。
【図８】変形例４に係る蓄電素子において、一対の電極体及び接着材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態における蓄電素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【００２２】
また、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２３】
また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子における電極端子（つまり、正極端子及び負極端子）の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、当該容器の厚さ方向をＹ軸方向と定義する。また、容器の本体と蓋体との並び方向、容器の短側面の長手方向、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。なお、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。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
【００２４】
［１．蓄電素子の構造］
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。
【００２５】
図１は、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。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０の分解斜視図である。
【００２６】
蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池である。具体的には、蓄電素子１０は、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、例えば、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）若しくはガソリン自動車等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。なお、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、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。また、蓄電素子１０の形状に関しては、角形に限定されることなく、例えば円筒形などの他の形状であってもよい。
【００２７】
図１及び図２に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００と、電極体４００とを備えている。なお、蓄電素子１０は、図示は省略するが、上記の構成要素の他、電極体４００の正極と正極端子２００とを電気的に接続する正極集電体、電極体４００の負極と負極端子３００とを電気的に接続する負極集電体とを備えている。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。なお、容器１００に封入される電解液としては、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。
【００２８】
容器１００は、角形ケースであり、本体１１１と、蓋体１１０とを備える。本体１１１及び蓋体１１０の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。
【００２９】
本体１１１は、上面視矩形状の筒体であり、一端部に開口１１２を備えるとともに、他端部に底１１３を備える。組み立て時において、容器１００の本体１１１には、開口１１２を介して、電極体４００などが挿入される。この開口１１２に対して電極体４００などが挿入される方向を挿入方向（Ｚ軸方向）とする。本体１１１は、電極体４００などを内部に収容後、蓋体１１０が溶接等されることにより、内部が密封されている。
【００３０】
蓋体１１０は、本体１１１の開口１１２を閉塞する板状部材である。蓋体１１０には、図示は省略するが、ガス排出弁及び注液口が形成されている。ガス排出弁は、容器１００の内圧が上昇した場合に開放されることで、容器１００の内部のガスを放出する。注液口は容器１００内に電解液を注液するための開口であり、注液後には塞がれている。
【００３１】
電極体４００は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。電極体４００の詳細な構成については、図３等を用いて後述する。
【００３２】
正極端子２００は、正極集電体を介して電極体４００の正極側のタブ束４１０と電気的に接続された電極端子である。負極端子３００は、負極集電体を介して電極体４００の負極側のタブ束４２０と電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００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４００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導電性を持つ金属等の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に、絶縁性を有するガスケット（図示せず）を介して取り付けられている。
【００３３】
次に、電極体４００の構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る電極体４００の構成を示す斜視図である。なお、図３では、電極体４００の巻回状態を一部展開して図示している。
【００３４】
電極体４００は、電気を蓄えることができる発電要素（蓄電要素）である。電極体４００は、正極板４５０及び負極板４６０と、セパレータ４７０ａ、４７０ｂとが交互に積層されかつ巻回されることで形成されている。つまり、電極体４００は、正極板４５０と、セパレータ４７０ａと、負極板４６０と、セパレータ４７０ｂとがこの順に積層され、かつ、断面が長円形状になるように巻回されることで形成されている。また、電極体４００の最外周には、セパレータ４７０ｂが配置されている。
【００３５】
正極板４５０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の金属箔である正極基材層の表面に、正極活物質層が形成された極板である。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
【００３６】
負極板４６０は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔である負極基材層の表面に、負極活物質層が形成された極板である。なお、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負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
【００３７】
セパレータ４７０ａ、４７０ｂは、樹脂からなる微多孔性のシートである。なお、蓄電素子１０に用いられるセパレータ４７０ａ、４７０ｂの素材としては、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。
【００３８】
正極板４５０は、巻回軸方向の一端において外方に突出する複数のタブ４１１を有する。負極板４６０も同様に、巻回軸方向の一端において外方に突出する複数のタブ４２１を有する。これら、複数のタブ４１１及び複数のタブ４２１は、活物質が塗工されず基材層が露出した部分（活物質未塗工部）である。
【００３９】
なお、巻回軸とは、正極板４５０及び負極板４６０等を巻回する際の中心軸となる仮想的な軸であり、本実施の形態では、電極体４００の中心を通るＺ軸方向に平行な直線である。
【００４０】
複数のタブ４１１と複数のタブ４２１とは、巻回軸方向の同一側の端（図３におけるＺ軸方向プラス側の端）に配置され、正極板４５０及び負極板４６０が積層されることにより、電極体４００の所定の位置で積層される。具体的には、複数のタブ４１１は、正極板４５０が巻回によって積層されることにより、巻回軸方向の一端において周方向の所定の位置で積層される。また、複数のタブ４２１は、負極板４６０が巻回によって積層されることにより、巻回軸方向の一端において、複数のタブ４１１が積層される位置とは異なる周方向の所定の位置で積層される。
【００４１】
その結果、電極体４００には、複数のタブ４１１が積層されることで形成されたタブ束４１０と、複数のタブ４２１が積層されることで形成されたタブ束４２０とが形成される。タブ束４１０は、例えば積層方向の中央に向かって寄せ集められて、例えば超音波溶接によって正極集電体に接合される。また、タブ束４２０は、例えば積層方向の中央に向かって寄せ集められて、例えば超音波溶接によって負極集電体に接合される。なお、タブ束（４１０、４２０）は、電極体４００において、電気の導入及び導出を行う部分であり、「リード（部）」、「集電部」等の他の名称が付される場合もある。
【００４２】
ここで、タブ束４１０は、基材層が露出した部分であるタブ４１１が積層されることで形成されている。同様に、タブ束４２０は、基材層が露出した部分であるタブ４２１が積層されることで形成されている。一方、電極体４００のタブ束４１０、４２０と異なる部分は、基材層に活物質が塗工された部分が積層されることで形成されているため、発電に寄与する部分となる。以降、当該部分を本体部４３０と称する。本体部４３０のＸ軸方向における両端部は、その外周面が湾曲した湾曲部４３１、４３２となる。また、電極体４００における湾曲部４３１、４３２の間の部分は、外側面が平坦な平坦部４３３となる。このように、電極体４００は、２つの湾曲部４３１、４３２の間に平坦部４３３が配置された長円状に形成されている。なお、電極体４００は、２つの湾曲部４３１、４３２を有しているのであれば、楕円状、円形状であってもよい。また、電極体４００の各湾曲部４３１、４３２には、接着材５００が接着されている。
【００４３】
図４は、実施の形態に係る接着材５００を示す断面図である。図４は、負極側の湾曲部４３２に対して接着された接着材５００を示しているが、正極側の湾曲部４３１においても同様に接着材５００が接着されている。このため、正極側の接着材５００については説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、電極体４００の湾曲部４３２は、容器１００の本体１１１における負極側の短側面をなす短側壁１１４に対して対向している。つまり、短側壁１１４は、湾曲部４３２に対する対向部材の一例である。接着材５００は、短側壁１１４と湾曲部４３２との間に充填された状態で配置されており、これらを接着している。接着材５００は、弾性を有しており、振動を吸収する機能を有している。接着材５００は、具体的には、湾曲部４３２の外周面と、短側壁１１４の内面と、本体１１１における一対の外側面のそれぞれをなす長側壁１１５、１１６の内面とに対して連続的に接触している。これにより、接着材５００は、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚が異なっている。
【００４５】
具体的には、湾曲部４３２の外周面は、外方（Ｘ軸方向プラス側）に向けて凸となるように湾曲しているために、接着材５００の肉厚は、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚が連続的に変化している。例えば、湾曲部４３２の起点部分における接着材５００の肉厚ｔ１は、湾曲部４３２の中央部分における接着材５００の肉厚ｔ２よりも厚くなっている。なお、本実施の形態では、接着材５００の肉厚がＸ軸方向を基準とした厚みとしている。しかし、接着材５００の肉厚を、湾曲部４３２の外側面の曲率中心Ｃ１から見た厚みとした場合でも、接着材５００の肉厚ｔ１１、ｔ１２は、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚が連続的に変化していると言える。
【００４６】
ここで、電極体４００の湾曲部４３２は、設計通り成形されていないため形状が変化しやすい。つまり、電極体４００の個体差あるいは本体１１１に収容される状況によって、本体１１１内での湾曲部４３２の形状は異なることとなる。図４で示す二点鎖線Ｌ１は、本体１１１内で不均一な曲面形状となった湾曲部４３２を示している。このような形状であっても、接着材５００は、本体１１１と湾曲部４３２との間に充填されることで、湾曲部４３２の外周面に対して密着する。このため、この場合においても、接着材５００の肉厚は、湾曲部４３２の周方向に沿って連続的に変化することとなる。
【００４７】
また、接着材５００は、Ｚ軸方向に沿って長尺に形成されており、全長にわたって一様な断面形状となっている。接着材５００は、湾曲部４３２の半分以上に対して接触していればよいが、Ｚ軸方向における湾曲部４３２の全体に対して接着されていることが、湾曲部４３２を保護するうえで好ましい。
【００４８】
接着材５００としては、硬化前においては、湾曲部４３２と短側壁１１４との間に充填可能な流動性を有し、かつ硬化後に接着性を発揮する材料であれば如何様でもよい。なお、ここで言う「硬化」とは、完全に固化することだけでなく、固化前よりも流動性が弱まる場合も含むものとする。接着材５００の例としては、熱硬化性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられる。
【００４９】
［２．蓄電素子の製造方法］
次に、蓄電素子１０の製造方法を説明する。なお、ここでは作業者が蓄電素子１０を製造する場合を例示するが、製造装置が蓄電素子１０の製造を行ってもよい。
【００５０】
まず、作業者は、正極板４５０及び負極板４６０と、セパレータ４７０ａ、４７０ｂとを交互に積層して巻回し、図３に示す電極体４００を形成する。作業者は、巻回が完了すると、電極体４００が展開しないように、当該電極体４００の平坦部４３３に接着テープ（図示省略）を貼り付ける。
【００５１】
次いで、作業者は、負極集電体に対して電極体４００のタブ束４２０を溶接して固定するとともに、正極集電体に対して電極体４００のタブ束４１０を溶接して固定する。
【００５２】
次いで、作業者は、電極体４００の湾曲部４３２及び短側壁１１４の少なくとも一方に対して接着材５００を塗布する。また、作業者は、電極体４００の湾曲部４３１側においても同様に接着材を塗布する。
【００５３】
その後、作業者は、電極体４００を、容器１００の本体１１１の開口１１２から挿入することで容器１００に収容する。これにより、電極体４００の湾曲部４３２と短側壁１１４との間に接着材５００が充填された状態となる。電極体４００の湾曲部４３１側も同様の状態となる。
【００５４】
次いで、作業者は、本体１１１に蓋体１１０を溶接して、容器１００を組み立て、注液口から電解液を注液する。その後、作業者は、注液栓を蓋体１１０に溶接して注液口を塞ぐことで、蓄電素子１０が製造される。
【００５５】
［３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、極板（正極板４５０、負極板４６０）が巻回されて形成された電極体４００と、電極体４００を収容する容器１００と、電極体４００の湾曲部４３２と当該湾曲部４３２に対向する短側壁１１４（対向部材）との間に充填された状態で配置された接着材５００と、を備え、接着材５００は、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚ｔ１、ｔ２が異なっている。
【００５６】
また、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法は、極板が巻回されて形成された電極体４００の湾曲部４３２と、湾曲部４３２に対向する短側壁１１４との間に接着材５００を充填する。
【００５７】
これによれば、電極体４００の湾曲部４３２と短側壁１１４との間に、接着材５００が充填されているので、湾曲部４３２と短側壁１１４との隙間を接着材５００で埋めることができる。一般的に、接着材５００は硬化後においても一定の弾性を有している。このため、前記隙間が接着材５００で埋められていれば、容器１００が振動したとしても接着材５００がその衝撃を吸収する。また、接着材５００によって、電極体４００と短側壁１１４とが接着されているので、電極体４００は容器１００内で揺れ動きにくい。これらのことにより、振動を起因とした電極体４００における湾曲部４３２の損傷を抑制することができる。
【００５８】
また、湾曲部４３２の周方向に沿って接着材５００の肉厚ｔ１、ｔ２が異なっているので、短側壁１１４から受ける不均一な拘束力が接着材５００によって吸収されることになる。したがって、不均一な拘束力を起因とした応力集中を緩和することができ、電極体４００における湾曲部４３２の損傷を抑制することができる。
【００５９】
ここで、電極体４００の湾曲部４３２は、曲面形状が不均一となりやすく、個体間のばらつきも生じやすい。一方、短側壁１１４は、設計通りに形成されている。そのため、湾曲部４３２と短側壁１１４との間隔は、湾曲部４３２の周方向において一定にはならない。この間隔内に流動性の高い接着材５００を充填すれば、周方向に不均一な間隔であっても全体的に接着材５００を行き渡らせることができる。したがって、不均一な拘束力を起因とした応力集中を接着材によって緩和することができ、電極体における湾曲部の損傷を抑制することができる。
【００６０】
また、接着材５００の接着性によって、短側壁１１４と湾曲部４３２とを確実に一体化することができ、これらの相対移動を抑制することが可能である。これによっても、電極体４００における湾曲部４３２の損傷を抑制することができる。
【００６１】
また、接着材５００は、電極体４００の湾曲部４３２と本体１１１との間に充填されているが、当該部分は、電極体４００を本体１１１内に収容することで発生するデットスペースでもあった。このように、接着材５００専用の空間を新たに設けなくても、デットスペース内に接着材５００を充填するだけで、電極体４００における湾曲部４３２の損傷を抑制することができる。つまり、電極体４００を小型化しなくてもよいため、電気的な容量を従来通りに確保することが可能である。
【００６２】
［４．変形例］
次に、変形例について説明する。なお、以降の説明において上記実施の形態及び他の変形例と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００６３】
（変形例１）
まず、変形例１について説明する。上記実施の形態では、電極体４００の湾曲部４３２に対向する対向部材の一例として容器１００の短側壁１１４を例示して説明した。変形例１では、容器１００内において、電極体４００と本体１１１との間に配置される絶縁シート６００ａを対向部材の一例として説明する。
【００６４】
図５は、変形例１に係る蓄電素子１０Ａにおいて、絶縁シート６００ａ及び接着材５００ａを示す断面図である。図５は、図４に対応する図面である。なお、図５では、絶縁シート６００ａを極端に厚肉に示しているが、実際には絶縁シート６００ａの肉厚は、本体１１１の肉厚と比べて大幅に薄い。以降の図においても同様である。
【００６５】
図５に示すように、絶縁シート６００ａは、電極体４００の全周を囲むように容器１００の本体１１１内に収容されており、電極体４００と本体111とを電気的に絶縁している。これにより、絶縁シート６００ａのうち、短側壁１１４に対向する対向部６０１ａは、湾曲部４３２に対しても対向している。つまり、絶縁シート６００ａにおける対向部６０１ａが対向部材である。対向部６０１ａと湾曲部４３２との間には接着材５００ａが充填された状態で配置されている。この場合においても、接着材５００ａは、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚が異なっている。また、図５の二点鎖線Ｌ１で示すように、湾曲部４３２が不均一な曲面形状となった場合であっても、接着材５００ａの肉厚は、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚が連続的に変化することとなる。
【００６６】
また、接着材５００ａは、本体１１１の角部（短側壁１１４と、長側壁１１５、１１６との間）においては、本体１１１と対向部６０１ａとの間にも充填された状態で配置されている。つまり、接着材５００ａは、絶縁シート６００ａによって分断されているものの、湾曲部４３２に対向する領域を絶縁シート６００ａとともに隙間なく埋めていることになる。
【００６７】
以上のように、変形例１に係る蓄電素子１０Ａによれば、対向部材は、湾曲部４３２に対向する位置に設けられた絶縁シート６００ａである。
【００６８】
ここで、電極体４００の湾曲部４３２が不均一な曲面形状となっている場合、湾曲部４３２が絶縁シート６００ａから受ける拘束力も不均一となる。ここでは、電極体４００の湾曲部４３２と、絶縁シート６００ａとの間に、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚の異なる接着材５００ａが充填された状態で配置されているので、不均一な拘束力が接着材５００ａによって吸収されることになる。したがって、不均一な拘束力を起因とした応力集中を緩和することができ、電極体４００における湾曲部４３２の損傷を抑制することができる。
【００６９】
また、絶縁シート６００ａが電極体４００に対して巻きつけられていれば、これらを容器１００の本体１１１に収容する際には、絶縁シート６００ａが本体１１１と接することとなる。絶縁シート６００ａは、電極体４００よりも本体１１１に対する滑り性が高いために、スムーズに本体１１１内に収容することができる。
【００７０】
また、接着材５００ａは、湾曲部４３２に対向する領域であって、絶縁シート６００ａと容器１００との間に充填された状態で配置されている。
【００７１】
ここで、電極体４００の湾曲部４３２に対向する領域に隙間があると、絶縁シート６００ａがあったとしても、電極体４００の膨張を起因として湾曲部４３２が変形しやすい状態である。ここでは、湾曲部４３２に対向する領域であって絶縁シート６００ａと容器の本体１１１との間に接着材５００ａが充填された状態で配置されているので、電極体４００の湾曲部４３２と本体１１１との隙間を接着材５００ａで埋めることができ、湾曲部４３２の変形を抑制することができる。
【００７２】
また、絶縁シート６００ａと本体１１１との間に接着材５００ａが充填された状態で配置されているので、絶縁シート６００ａが巻かれた電極体４００が容器１００内で揺れ動くことが抑制されている。したがって、振動を起因とした電極体４００における湾曲部３２の損傷を抑制することができる。
【００７３】
（変形例２）
次に変形例２について説明する。上記実施の形態では、電極体４００の湾曲部４３２に対向する対向部材の一例として容器１００の短側壁１１４を例示して説明した。変形例２では、容器１００内において、電極体４００の湾曲部４３２と絶縁シート６００ａとの間に配置されるスペーサ７００ｂを対向部材の一例として説明する。
【００７４】
図６は、変形例２に係る蓄電素子１０Ｂにおいて、スペーサ７００ｂ及び接着材５００ｂを示す断面図である。図６は、図４に対応する図面である。スペーサ７００ｂは、電極体４００の湾曲部４３２に対して対向するように、容器１００の本体１１１内に収容されている。つまり、スペーサ７００ｂは、対向部材の一例である。スペーサ７００ｂは、例えば、電極体４００の位置を規制する役割を果たしている。スペーサ７００ｂは、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、または、それらの複合材料等の絶縁部材等により形成されている。
【００７５】
スペーサ７００ｂは、Ｚ軸方向に沿って長尺に形成されており、全長にわたって一様な断面形状となっている。スペーサ７００ｂにおける容器１００の内方側の内側面７０１は、電極体４００の湾曲部４３２に対向する面であり、当該湾曲部４３２に対応した滑らかな湾曲面となっている。接着材５００ｂは、スペーサ７００ｂの内側面７０１と、電極体４００の湾曲部４３１との間に充填された状態で配置されている。
【００７６】
ここで、前述したように、電極体４００の湾曲部４３２は、電極（極板）の厚みばらつき及び製造ばらつきにより、曲面形状が不均一となりやすい。このため、電極体４００の湾曲部４３２の湾曲形状が、スペーサ７００ｂの内側面７０１の湾曲形状に対して一致することは稀である。このため、スペーサ７００ｂの内側面７０１と、電極体４００の湾曲部４３１との間に充填された接着材５００ｂは、湾曲部４３２の周方向に沿って肉厚が異なることとなる。
【００７７】
このように、変形例２に係る蓄電素子１０Ｂによれば、電極体４００の湾曲部４３２と容器１００との間に、対向部材として配置されたスペーサ７００ｂを備えている。
【００７８】
これによれば、電極体４００の湾曲部４３２と容器１００の本体１１１との間に、対向部材としてのスペーサ７００ｂが配置されているので、接着材５００ｂの使用量を抑制することができる。また、スペーサ７００ｂは電極体４００の湾曲部４３２の湾曲形状に沿って形成されており、電極体４００の膨張収縮に伴う電極破断を防止する効果がある。しかしながら、湾曲部４３２の形状が不均一であればスペーサ７００ｂとの間に隙間が生じてしまう。この隙間に接着材５００ｂが充填されているので、電極破断の防止効果の低下を抑制することができる。
【００７９】
なお、変形例２では、スペーサ７００ｂが、電極体４００の湾曲部４３２と絶縁シート６００ａとの間に配置されている場合を例示した。しかし、絶縁シート６００ａを取り除いて、スペーサ７００ｂを本体１１１と電極体４００の湾曲部４３２との間に配置してもよい。
【００８０】
（変形例３）
次に変形例３について説明する。上記実施の形態では、容器１００内に電極体４００が一つ収容されている場合を例示した。しかし、蓄電素子１０が備える電極体４００の個数は１には限定されず、２以上であってもよい。この変形例３では、容器１００内に２つの電極体４００が収容されている場合を例示する。
【００８１】
図７は、変形例３に係る蓄電素子１０Ｃにおいて、一対の電極体４００ｃ及び接着材５００ｃを示す断面図である。図７は、図４に対応する図面である。
【００８２】
図７に示すように、容器１００の本体１１１内には一対の電極体４００ｃがＹ軸方向に並んで配置されている。絶縁シート６００ｃは、隣り合う一対の電極体４００ｃをまとめて囲むように容器１００の本体１１１内に収容されている。一対の電極体４００ｃの各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２と絶縁シート６００ｃとの間には接着材５００ｃが充填された状態で配置されている。この場合、絶縁シート６００ｃのうち、短側壁１１４に対向する対向部６０１ｃは、各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２に対して対向する対向部材とすることもできる。また、隣り合う一対の電極体４００ｃの湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２のうち、一方の湾曲部４３２ｃ１に対して対向する他方の湾曲部４３２ｃ２を対向部材とすることも可能である。いずれの見方においても、接着材５００ｃは、各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の周方向に沿って肉厚が異なっている。
【００８３】
このように、変形例３に係る蓄電素子１０Ｃによれば、容器１００には電極体４００ｃが複数、並んで配置されており、対向部材は、隣り合う一対の電極体４００ｃの湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２のうち、少なくとも一方の湾曲部４３２ｃ１に対して対向する他方の湾曲部４３２ｃ２である。
【００８４】
これによれば、隣り合う一対の電極体４００ｃの湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２のうち、一方の湾曲部４３２ｃ１に対して対向する他方の湾曲部４３２ｃ２が対向部材であるので、隣り合う一対の湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の間に接着材５００ｃが充填されることとなる。したがって、隣り合う一対の湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２においても、応力集中を低減することができる。また、隣り合う一対の電極体の湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２間に接着材５００ｃが充填された状態で配置されているので、電極体４００ｃの膨張を起因とした湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の変形を接着材５００ｃで抑制することができる。したがって、湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２が損傷することを抑制できる。
【００８５】
（変形例４）
次に変形例４について説明する。変形例３では、一対の電極体４００ｃの各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２と絶縁シート６００ｃとの間に接着材５００ｃが充填されている場合を例示した。この変形例４では、一対の電極体４００ｃの各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の間に対してのみ接着材５００ｄが充填されている。
【００８６】
図８は、変形例４に係る蓄電素子１０Ｄにおいて、一対の電極体４００ｃ及び接着材５００ｄを示す断面図である。図８は、図７に対応する図面である。図８に示すように、接着材５００ｄは、一対の電極体４００ｃの各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の間に対して充填された状態で配置されているが、絶縁シート６００ｃとの間には充填されていない。つまり、各湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の一部においては、絶縁シート６００ｃとの間に隙間が形成されている。この場合においても、隣り合う一対の湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２の間に接着材５００ｄが充填されているので、一対の湾曲部４３２ｃ１、４３２ｃ２における応力集中をある程度低減することができる。
【００８７】
なお、変形例３及び変形例４では、容器１００内に複数の電極体４００ｃが収容される場合において、絶縁シート６００ｃも容器１００内に収容されている場合を例示した。しかしながら、容器１００内に複数の電極体４００ｃが収容される場合であっても、絶縁シート６００ｃが容器１００内に収容されていなくてもよいし、絶縁シート６００ｃがない状態でスペーサ７００ｂが容器１００内に収容されていてもよい。また、容器１００内に複数の電極体４００ｃが収容される場合に、絶縁シート６００ｃとスペーサ７００ｂとが容器１００内に収容されていてもよい。
【００８８】
［５．他の実施の形態］
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及び各変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び各変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態及び各変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を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。
【００８９】
例えば、上記実施の形態では、蓄電素子１０の製造時においては、電極体４００湾曲部４３２及び短側壁１１４の少なくとも一方に接着材５００が塗布されてから、電極体４００が本体１１１内に収容される場合を例示した。しかしながら、電極体４００を先に本体１１１内に収容してから、湾曲部４３２と短側壁１１４との間に接着材５００を注入することで、当該間に接着材５００を充填してもよい。
【００９０】
また、電極体４００が有する正極側のタブ束４１０と負極側のタブ束４２０との位置関係は特に限定されない。例えば、巻回型の電極体４００において、タブ束４１０とタブ束４２０とが巻回軸方向の互いに反対側に配置されていてもよい。この場合、正極側のタブ束と負極側のタブ束にそれぞれ対応する位置に、下部絶縁部材、集電体等が配置されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  蓄電素子
１００  容器
１１４  短側壁（対向部材）
４００、４００ｃ  電極体
４３１、４３２  湾曲部
４３２ｃ１  湾曲部（一方の湾曲部）
４３２ｃ２  湾曲部（他方の湾曲部、対向部材）
５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ  接着材
６００ａ、６００ｃ  絶縁シート
６０１ａ、６０１ｃ  対向部（対向部材）
７００ｂ  スペーサ（対向部材）
ｔ１、ｔ２、ｔ１１、ｔ１２、ｔ２０  肉厚
【図１】
2020145105.tif 000003
【図２】
2020145105.tif 000004
【図３】
2020145105.tif 000005
【図４】
2020145105.tif 000006
【図５】
2020145105.tif 000007
【図６】
2020145105.tif 000008
【図７】
2020145105.tif 000009
【図８】
2020145105.tif 000010