(57)【要約】【課題】容器における電極体の湾曲部と対向する壁部と電極体との間のスペースを低減する蓄電素子を提供する。【解決手段】蓄電素子は、巻回された極板を含む電極体と、前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、前記第一壁部と前記電極体との距離は、前記第一壁部からの前記突出部の突出距離よりも小さい。【選択図】図４
2018055893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回された極板を含む電極体と、
前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、
前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、
前記第一壁部と前記電極体との距離は、前記第一壁部からの前記突出部の突出距離よりも小さい
蓄電素子。
【請求項２】
前記突出部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面から、前記基準面に垂直な方向にずれて配置され、
前記突出部の少なくとも一部が、前記第一壁部と前記電極体との間の領域内に位置する
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
巻回された極板を含む電極体と、
前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、
前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、
前記突出部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面から、前記基準面に垂直な方向にずれて配置され、
前記突出部の少なくとも一部が、前記第一壁部と前記電極体との間の領域内に位置する
蓄電素子。
【請求項４】
前記突出部の全体が、前記基準面に垂直な方向に前記基準面から離れて配置される
請求項２または３に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記貫通体及び前記電極体と接続される集電部材をさらに備え、
前記突出部は、前記集電部材から突出する先端部分にかしめ部を有する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記かしめ部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面に沿う方向での幅よりも前記基準面に垂直な方向での幅が小さくなるように形成される
請求項５に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記第一壁部に配置される電極端子をさらに備え、
前記貫通体は、前記電極端子と前記集電部材とを連結する
請求項５または６に記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記容器は、開口を有する容器本体と、前記開口を閉じる蓋体とを備え、
前記第一壁部は、前記蓋体である
請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項９】
前記電極体は、扁平である外形を有する
請求項１〜８のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極体を備える蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の蓄電素子には、正極板と負極板と電気的な絶縁性を有するシート状のセパレータとが重ねられて形成される電極体を備えるものがある。例えば、特許文献１には、蓄電素子としての非水電解質二次電池が開示され、この非水電解質二次電池は、電極体を収納する外装缶の封口板に外部電極端子を備えている。外部電極端子は、封口体リード及び集電タブ部材を介して電極体に接続されている。外部電極端子では、その筒部が封口板及び封口体リードを貫通し、さらに、筒部の先端が外側に拡げられるかしめ加工を受けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される非水電解質二次電池では、電極体は、外装缶の缶軸方向に対し横向きにされて、収納されている。つまり、電極体は、その凸状の湾曲部分を封口板に対向させて配置されている。そして、封口板と電極体の湾曲部分との間には、封口体リード、及び集電タブ部材の封口体リードとの接続部分等が、封口板から電極体に向かって並んで配置されている。このため、外装缶内おいて、封口板から電極体までに要するスペースが大きくなる。
【０００５】
本開示は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、外装缶等の容器における電極体の湾曲部と対向する壁部と電極体との間のスペースを低減する蓄電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る蓄電素子は、巻回された極板を含む電極体と、前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、前記第一壁部と前記電極体との距離は、前記第一壁部からの前記突出部の突出距離よりも小さい。
【０００７】
本開示の別の一態様に係る蓄電素子は、巻回された極板を含む電極体と、前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、前記突出部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面から、前記基準面に垂直な方向にずれて配置され、前記突出部の少なくとも一部が、前記第一壁部と前記電極体との間の領域内に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る蓄電素子によれば、電極体の湾曲部と対向する容器の壁部と電極体との間のスペースを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の蓄電素子の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１の蓄電素子を容器の短側壁に略平行であり且つ負極端子側の短側壁の近傍に位置する面で切断した断面を、方向ＩＩＩで見た断面側面図である。
【図４】図４は、図３の負極端子及びその周辺を拡大して示す断面側面図である。
【図５】図５は、実施の形態の変形例に係る蓄電素子を図４と同様に示す断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本開示の一態様に係る蓄電素子は、巻回された極板を含む電極体と、前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、前記第一壁部と前記電極体との距離は、前記第一壁部からの前記突出部の突出距離よりも小さい。
【００１１】
前記突出部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面から、前記基準面に垂直な方向にずれて配置され、前記突出部の少なくとも一部が、前記第一壁部と前記電極体との間の領域内に位置してもよい。
【００１２】
本開示の別の一態様に係る蓄電素子は、巻回された極板を含む電極体と、前記電極体を収容し、且つ前記電極体の湾曲部と対向する第一壁部を有する容器と、前記第一壁部を貫通し、且つ前記電極体に向かって突出する突出部を有する貫通体とを備え、前記突出部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面から、前記基準面に垂直な方向にずれて配置され、前記突出部の少なくとも一部が、前記第一壁部と前記電極体との間の領域内に位置する。
【００１３】
前記突出部の全体が、前記基準面に垂直な方向に前記基準面から離れて配置されてもよい。
前記蓄電素子は、前記貫通体及び前記電極体と接続される集電部材をさらに備え、前記突出部は、前記集電部材から突出する先端部分にかしめ部を有してもよい。
前記かしめ部は、前記第一壁部に垂直であり且つ前記電極体の巻回軸に平行であり且つ前記電極体における前記第一壁部に最も接近する部位を通る基準面に沿う方向での幅よりも前記基準面に垂直な方向での幅が小さくなるように形成されてもよい。
前記蓄電素子は、前記第一壁部に配置される電極端子をさらに備え、前記貫通体は、前記電極端子と前記集電部材とを連結してもよい。
前記容器は、開口を有する容器本体と、前記開口を閉じる蓋体とを備え、前記第一壁部は、前記蓋体であってもよい。
前記電極体は、扁平である外形を有してもよい。
【００１４】
次いで、以下において、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい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数値、形状、材料、構成要素、並びに構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本開示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。
【００１５】
また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、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、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【００１６】
［実施の形態］
実施の形態に係る蓄電素子１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を模式的に示す斜視図である。図１に示されるように、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子１００は、充放電可能な二次電池である。例えば、蓄電素子１００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。しかしながら、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、例えば、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く、キャパシタであってもよい。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の容器１０と、容器１０の中に収容される電極体２０と、正極端子３０及び負極端子４０とを備えている。なお、図２は、図１の蓄電素子１００の分解斜視図である。ここで、正極端子３０及び負極端子４０は、電極端子の一例である。
【００１８】
容器１０は、有底角筒状の容器本体１１と、容器本体１１の細長い矩形形状の開口１１ａを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体１２とを有している。容器本体１１は、細長の矩形状の底壁１１ｂと、底壁１１ｂの４つの縁から直立する４つの矩形状の側壁１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ及び１１ｆとを有している。側壁１１ｃ及び１１ｅは、互いに対向して位置し、底壁１１ｂの縁に沿う方向に幅狭の短側壁を形成している（以下、側壁１１ｃ及び１１ｅを、短側壁１１ｃ及び１１ｅとも呼ぶ）。側壁１１ｄ及び１１ｆは、互いに対向して位置し、底壁１１ｂの縁に沿う方向に幅広の長側壁を形成している（以下、側壁１１ｄ及び１１ｆを、長側壁１１ｄ及び１１ｆとも呼ぶ）。なお、長側壁１１ｄ及び１１ｆは、短側壁１１ｃ及び１１ｅよりも、底壁１１ｂの縁に沿う方向で幅広でもある。底壁１１ｂは、蓋体１２と対向して位置する。ここで、蓋体１２は、第一壁部の一例である。
【００１９】
容器本体１１と蓋体１２とは、溶接等の接合方法によって、互いの接合部を気密な状態にして固定される。限定するものではないが、容器本体１１及び蓋体１２は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能な金属から作製され得る。
容器１０の内部には、電極体２０と共に電解液（本実施の形態では、非水電解液）等の電解質が封入されるが、当該電解質の図示は省略する。容器１０に封入される電解質としては、蓄電素子１００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。
【００２０】
蓋体１２の平坦な外面１２ａ上に、正極端子３０及び負極端子４０が配置されている。導電性を有する正極端子３０及び負極端子４０はそれぞれ、蓋体１２を貫通し、蓋体１２の外面１２ａと反対側で、導電性を有する正極集電体５０及び負極集電体６０と物理的及び電気的に接続される。正極集電体５０及び負極集電体６０はさらに、電極体２０と物理的及び電気的に接続される。正極集電体５０及び負極集電体６０は、電極体２０と共に、容器本体１１に収容される。ここで、正極集電体５０及び負極集電体６０は、集電部材の一例である。本実施形態に係る正極集電体５０及び負極集電体６０は、剛性を有する金属で構成された部材である。
【００２１】
正極端子３０、負極端子４０、正極集電体５０及び負極集電体６０は、絶縁部材３１、３２、４１及び４２によって、蓋体１２から電気的に絶縁されている。板状の上部絶縁部材３１が、正極端子３０と蓋体１２との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁し、板状の下部絶縁部材３２が、蓋体１２と正極集電体５０との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁する。板状の上部絶縁部材４１が、負極端子４０と蓋体１２との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁し、板状の下部絶縁部材４２が、蓋体１２と負極集電体６０との間に設けられ、これらを互いに電気的に絶縁する。例えば、絶縁部材３１、３２、４１及び４２は、樹脂等からなるガスケットである。
【００２２】
電極体２０は、電気を蓄積可能な蓄電要素である。電極体２０は、帯状のシート状の正極板（図示せず）と、帯状のシート状の負極板（図示せず）と、帯状のシート状のセパレータ（図示せず）とが、巻回軸Ａを中心に巻回方向Ｒへ一緒に巻回されることによって、形成される。これにより、正極板及び負極板が、これらの間にセパレータを介在させつつ、巻回軸Ａの周りに多重に積層される。巻回軸Ａは、図２において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体２０は、巻回軸Ａに関して略対称な構成を有している。巻回方向Ｒは、巻回軸Ａを中心とする回転方向である。なお、巻回方向Ｒは、特に限定されない。また、限定されるものではないが、本実施の形態では、電極体２０は、巻回軸Ａに垂直な断面が扁平な長円形状である扁平な外形を有している。つまり、電極体２０は、巻回軸Ａの周りに、巻回軸Ａに垂直な方向で対向する２つの湾曲部２０ｃ及び２０ｄと、巻回軸Ａに垂直な方向で対向する２つの平坦部２０ｅ及び２０ｆとを有している。しかしながら、電極体２０の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、又はその他の多角形であってもよい。
【００２３】
正極板は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる帯状の金属箔である正極基材（図示せず）と、正極基材上に塗工等の方法で形成された正極活物質層（図示せず）とを含む。負極板は、銅、銅合金等の金属からなる帯状の金属箔である負極基材（図示せず）と、負極基材上に塗工等の方法で形成された負極活物質層（図示せず）とを含む。正極活物質層に用いられる正極活物質又は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正極活物質又は負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなる微多孔性のシートである。
【００２４】
電極体２０の巻回軸Ａ方向の端部２０ａ及び２０ｂではそれぞれ、正極板の正極活物質非形成部２１及び負極板の負極活物質非形成部２２が形成されている。正極活物質非形成部２１及び負極活物質非形成部２２ではそれぞれ、正極活物質層及び負極活物質層が形成されず、正極基材及び負極基材が、その縁に沿って帯状に露出している。そして、正極活物質非形成部２１及び負極活物質非形成部２２ではそれぞれ、露出した正極基材及び負極基材のみが巻回されている。正極活物質非形成部２１及び負極活物質非形成部２２それぞれの平坦部２０ｅ及び２０ｆでは、平坦部２０ｅ及び２０ｆに垂直な方向で正極基材及び負極基材が集束されている。正極活物質非形成部２１及び負極活物質非形成部２２それぞれの平坦部２０ｅ及び２０ｆに、正極集電体５０及び負極集電体６０が、溶接、かしめ接合等の接合方法で接続される。なお、上記かしめ接合では、２つの部材が共に塑性変形されることによって互いに接合されている。正極集電体５０及び負極集電体６０と接続された電極体２０は、巻回軸Ａを蓋体１２並びに長側壁１１ｄ及び１１ｆの長手方向に沿う向きにし、且つ一方の湾曲部２０ｃを蓋体１２と対向させて、容器１０内に配置される。容器本体１１内では、電極体２０の端部２０ａが短側壁１１ｃと対向し、端部２０ｂが短側壁１１ｅと対向する。さらに、電極体２０の平坦部２０ｅが長側壁１１ｄと対向し、平坦部２０ｆが長側壁１１ｆと対向する。
【００２５】
正極集電体５０は、１つの矩形板状の第一固定部５１と、互いに略同方向に延びる２つの脚状の第二固定部５２とを一体に有している。さらに、正極集電体５０は、２つの第二固定部５２と共に、電極体２０の正極活物質非形成部２１の平坦部２０ｅ及び２０ｆそれぞれを挟持する２つの矩形板状の第三固定部５３を有している。第一固定部５１、第二固定部５２及び第三固定部５３は、電極体２０の正極基材と同様に、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属で作製されている。
【００２６】
負極集電体６０は、１つの矩形板状の第一固定部６１と、互いに略同方向に延びる２つの脚状の第二固定部６２とを一体に有している。さらに、負極集電体６０は、２つの第二固定部６２と共に、電極体２０の負極活物質非形成部２２の平坦部２０ｅ及び２０ｆそれぞれを挟持する２つの矩形板状の第三固定部６３を有している。第一固定部６１、第二固定部６２及び第三固定部６３は、電極体２０の負極基材と同様に、銅、銅合金等の金属で作製されている。第三固定部５３及び６３はそれぞれ、第二固定部５２又は６２と平坦部２０ｅ又は２０ｆとを共にこれらの外方の両側から挟むクリップ等の挟持部材でもよい。
【００２７】
正極集電体５０の第二固定部５２及び第三固定部５３は、正極活物質非形成部２１の平坦部２０ｅ又は及び２０ｆを挟持した状態で、かしめ接合、又は超音波溶接、抵抗溶接などの溶接等で、互いに接合され、それにより、正極活物質非形成部２１と接続される。同様に、負極集電体６０の第二固定部６２及び第三固定部６３は、負極活物質非形成部２２の平坦部２０ｅ又は及び２０ｆを挟持した状態で、かしめ接合又は上記溶接等で互いに接合され、それにより、負極活物質非形成部２２と接続される。
【００２８】
正極端子３０は、矩形板状の端子本体３０ａと、端子本体３０ａから延びる円筒状の軸部３０ｂとを一体的に有している。負極端子４０は、矩形板状の端子本体４０ａと、端子本体４０ａから延びる円筒状の軸部４０ｂとを一体的に有している。本実施の形態では、端子本体３０ａ及び４０ａはそれぞれ、軸部３０ｂ及び４０ｂと一体成形されているが、別部材であってもよい。ここで、軸部３０ｂ及び４０ｂは、貫通体の一例である。
【００２９】
図２及び図３を参照すると、負極端子４０の端子本体４０ａ、上部絶縁部材４１、蓋体１２、下部絶縁部材４２及び負極集電体６０の第一固定部６１が、この順で重ねて配置される。なお、図３は、図１の蓄電素子１００を容器１０の短側壁１１ｃ及び１１ｅに略平行であり且つ負極端子４０側の短側壁１１ｅの近傍に位置する面で切断した断面を、負極端子４０から正極端子３０に向かう方向ＩＩＩで見た断面側面図である。負極端子４０の軸部４０ｂは、上部絶縁部材４１、蓋体１２、下部絶縁部材４２及び第一固定部６１を貫通して、第一固定部６１から蓋体１２と反対側に突出する。第一固定部６１から突出する軸部４０ｂの先端部分は、かしめられ、第一固定部６１から突出するかしめ突出部４０ｃを形成する。具体的には、軸部４０ｂの円筒状の先端部分は、かしめられる際、第一固定部６１に向かう押圧力を受け、それにより、径方向外側に円形状に拡がるように塑性変形し、軸部４０ｂよりも拡径したかしめ突出部４０ｃを形成する。かしめ突出部４０ｃは、例えば、回転する治具により軸部４０ｂの先端部分を加圧し径方向外側に変形させる、スピンかしめ法により形成することができる。軸部４０ｂの軸心ＣＡは、かしめ突出部４０ｃの軸心も兼ねる。これにより、負極端子４０、上部絶縁部材４１、蓋体１２、下部絶縁部材４２及び負極集電体６０が、一緒に固定される。なお、軸部４０ｂは、中実の円柱であってもよい。軸部４０ｂの先端部分を加圧して潰すことで、すなわちプレスかしめ法によって、かしめ突出部４０ｃを形成してもよい。ここで、かしめ突出部４０ｃは、突出部及びかしめ部の一例である。なお、本実施の形態では、突出部であるかしめ突出部４０ｃの全体が、蓋体１２と湾曲部２０ｃとの間の空間（後述する領域Ｆ）に配置されているが、かしめ突出部４０ｃの少なくとも一部が蓋体１２と湾曲部２０ｃとの間の空間に配置されていればよい。
【００３０】
本実施の形態では、かしめ突出部４０ｃを軸部４０ｂの軸心方向である蓋体１２に垂直な方向で見たとき、円形状の平面形状を有している。つまり、かしめ突出部４０ｃは、後述する中心基準面ＲＰに沿う方向及びこの方向に垂直な方向で、同等の幅を有している。なお、中心基準面ＲＰは、蓋体１２に垂直であり且つ電極体２０の巻回軸Ａに平行である。しかしながら、かしめ突出部４０ｃは、中心基準面ＲＰに沿う方向での幅よりも中心基準面ＲＰに垂直な方向での幅が小さくなるように形成されてもよい。このようなかしめ突出部は、接合強度を確保しつつ、中心基準面ＲＰに垂直な方向での占有スペースを低減する。
【００３１】
図３及び図４を参照すると、本実施の形態では、第一固定部６１からのかしめ突出部４０ｃの突出量である突出距離Ｄ１は、第一固定部６１と電極体２０との距離Ｄ２よりも大きい。そして、蓋体１２からのかしめ突出部４０ｃの突出量である突出距離Ｄ１ａも、蓋体１２と電極体２０との距離Ｄ２ａよりも大きい。なお、図４は、図３の負極端子４０及びその周辺を拡大して示す断面側面図である。突出距離Ｄ１は、かしめ突出部４０ｃにおける第一固定部６１から最も突出する部分と第一固定部６１における蓋体１２と反対側の表面６１ｂとの距離である。突出距離Ｄ１ａは、かしめ突出部４０ｃにおける第一固定部６１つまり蓋体１２から最も突出する部分と蓋体１２の内面１２ｂとの距離である。蓋体１２の内面１２ｂは、外面１２ａと反対側の蓋体１２の平坦な表面である。距離Ｄ２は、電極体２０の湾曲部２０ｃにおける第一固定部６１及び蓋体１２に最も近い位置にある頂部ラインＰと第一固定部６１の表面６１ｂとの距離である。距離Ｄ２ａは、電極体２０の湾曲部２０ｃの頂部ラインＰと蓋体１２の内面１２ｂとの距離である。頂部ラインＰは、蓋体１２に向かう湾曲部２０ｃの頂部で直線状に延びるラインであり、中心基準面ＲＰと湾曲部２０ｃの外表面との交差部分でもある。なお、中心基準面ＲＰは、蓋体１２に垂直であり且つ電極体２０の巻回軸Ａに平行であり且つ電極体２０における第一固定部６１つまり蓋体１２に最も接近する部位を通る面である。さらに、本実施の形態では、中心基準面ＲＰは、巻回軸Ａも通る。これにより、電極体２０は、その湾曲部２０ｃを第一固定部６１及び蓋体１２に接近させて位置している。ここで、中心基準面ＲＰは、基準面の一例である。
【００３２】
図２〜図４を参照すると、負極端子４０の軸部４０ｂが通る蓋体１２の貫通孔１２ｄ及び負極集電体６０の第一固定部６１の貫通孔６１ａはそれぞれ、蓋体１２及び第一固定部６１上において、容器本体１１の長側壁１１ｆよりも長側壁１１ｄに接近して位置する。そして、蓋体１２に固定された負極端子４０の軸部４０ｂの軸心ＣＡは、中心基準面ＲＰと長側壁１１ｄとの間に位置する。軸心ＣＡは、長側壁１１ｄ及び電極体２０の平坦部２０ｅに向かって中心基準面ＲＰから離れる方向Ｅにずれて、つまりシフトしている。方向Ｅは、中心基準面ＲＰに垂直な方向でもあり、中心基準面ＲＰから電極体２０の湾曲部２０ｃの巻回方向Ｒの反対方向に向いた方向でもある。本実施の形態では、かしめ突出部４０ｃ全体が、方向Ｅに中心基準面ＲＰから離れて位置している。
【００３３】
さらに、かしめ突出部４０ｃの少なくとも一部は、蓋体１２と電極体２０との間の領域Ｆ内に位置している。領域Ｆは、蓋体１２の内面１２ｂと電極体２０の湾曲部２０ｃとの間の領域であり、蓋体１２の内面１２ｂに電極体２０を投影した場合の電極体２０の影となる領域である。つまり、内面１２ｂに平行な領域Ｆの断面の外形は、蓋体１２の内面１２ｂへの電極体２０の投影像の外形と同等である。本実施の形態では、領域Ｆは、電極体２０の平坦部２０ｅの外表面、平坦部２０ｆの外表面、端部２０ａの端面及び端部２０ｂの端面をそれぞれ内面１２ｂにまで延長して形成される４つの面で囲まれる領域である。長側壁１１ｄから長側壁１１ｆへの方向での領域Ｆの幅Ｂは、平坦部２０ｅの外表面と平坦部２０ｆの外表面との距離である電極体２０の幅と同等である。本実施の形態では、かしめ突出部４０ｃ全体が、領域Ｆ内に位置している。上述のようにシフトしたかしめ突出部４０ｃの位置により、電極体２０では、湾曲部２０ｃを第一固定部６１及び蓋体１２に接近させて配置させることができる。
【００３４】
正極端子３０も、負極端子４０と同様の配置構成を有している。正極端子３０の端子本体３０ａ、上部絶縁部材３１、蓋体１２、下部絶縁部材３２及び正極集電体５０の第一固定部５１が、この順で重ねて配置される。正極端子３０の軸部３０ｂにおける第一固定部５１を貫通して突出する先端部分は、蓋体１２と反対側に第一固定部５１から突出するかしめ突出部を形成する。これにより、正極端子３０、上部絶縁部材３１、蓋体１２、下部絶縁部材３２及び正極集電体５０が、一緒に固定される。
【００３５】
さらに、軸部３０ｂのかしめ突出部の第一固定部５１からの突出距離は、第一固定部５１と電極体２０との距離よりも大きい。また、蓋体１２からの軸部３０ｂのかしめ突出部の突出距離も、蓋体１２と電極体２０との距離よりも大きい。正極端子３０の軸部３０ｂが通る蓋体１２の貫通孔１２ｃ及び正極集電体５０の第一固定部５１の貫通孔５１ａはそれぞれ、蓋体１２及び第一固定部５１上において、容器本体１１の長側壁１１ｆよりも長側壁１１ｄに接近して位置する。そして、軸部３０ｂの軸心ＣＡは、中心基準面ＲＰと長側壁１１ｄとの間に位置し、中心基準面ＲＰから方向Ｅにシフトしている。本実施の形態では、軸部３０ｂのかしめ突出部全体が、方向Ｅに中心基準面ＲＰから離れて位置している。さらに、軸部３０ｂのかしめ突出部の少なくとも一部が、領域Ｆ内に位置し、本実施の形態では、軸部３０ｂのかしめ突出部全体が、領域Ｆ内に位置している。これにより、電極体２０の湾曲部２０ｃを、第一固定部５１及び蓋体１２に接近させて配置させることができる。
【００３６】
上述したように、本実施の形態に係る蓄電素子１００は、巻回された極板を含む電極体２０と、電極体２０を収容し、且つ電極体２０の湾曲部２０ｃと対向する第一壁部としての蓋体１２を有する容器１０と、蓋体１２を貫通し、且つ電極体２０に向かって突出するかしめ突出部４０ｃを有する貫通体としての軸部４０ｂとを備える。蓋体１２と電極体２０との距離Ｄ２ａは、蓋体１２からのかしめ突出部４０ｃの突出距離Ｄ１ａよりも小さい。
【００３７】
上述の構成において、蓋体１２と電極体２０との距離Ｄ２ａが、蓋体１２からのかしめ突出部４０ｃの突出距離Ｄ１ａよりも小さくなる程度にまで、電極体２０は、蓋体１２に接近して配置される。これにより、蓋体１２から電極体２０に向かう方向に関して、容器１０内における電極体２０の湾曲部２０ｃと蓋体１２との間のスペースを低減することが、可能になる。この結果、電極体２０が容器１０内で占めることができるスペースを増大することが可能にもなる。例えば、容器寸法が決められている場合、容器１０内に収容可能な電極体２０の体積の増大が可能であり、電極体寸法が決められている場合、容器１０の小型化が可能である。また、正極端子３０の軸部３０ｂ及びそのかしめ突出部も、負極端子４０の軸部４０ｂ及びかしめ突出部４０ｃと同様の構成及び効果を有する。
【００３８】
なお、実施の形態に係る蓄電素子１００は、蓋体１２に配置される電極端子としての正極端子３０及び負極端子４０を備えてもよい。そして、軸部３０ｂ及び４０ｂはそれぞれ、正極端子３０及び負極端子４０と、正極集電体５０及び負極集電体６０とを連結してもよい。
また、容器１０は、開口１１ａを有する容器本体１１と、開口１１ａを閉じる蓋体１２とを備え、軸部３０ｂ及び４０ｂは、蓋体１２を貫通してもよい
また、電極体２０は、扁平である外形を有してもよい。上述の構成において、電極体２０の扁平な平坦部２０ｅ及び２０ｆと容器本体１１との間隙の低減が、容易である。これにより、蓄電素子１００の薄型化、つまり小型化が可能になる。
【００３９】
実施の形態に係る蓄電素子１００において、かしめ突出部４０ｃは、蓋体１２に垂直であり且つ電極体２０の巻回軸Ａに平行であり且つ電極体２０における蓋体１２に最も接近する部位としての頂部ラインＰを通る中心基準面ＲＰから、中心基準面ＲＰに垂直な方向にずれて（シフトして）配置される。さらに、かしめ突出部４０ｃの少なくとも一部が、蓋体１２と電極体２０との間の領域Ｆ内に位置する。上述の構成において、領域Ｆ内のかしめ突出部４０ｃは、中心基準面ＲＰに垂直な方向に中心基準面ＲＰからシフトして位置するため、電極体２０を大きく変形させるようなかしめ突出部４０ｃと電極体２０との接触を回避しつつ、電極体２０が、蓋体１２に接近して配置されることができる。また、正極端子３０の軸部３０ｂ及びそのかしめ突出部も、負極端子４０の軸部４０ｂ及びかしめ突出部４０ｃと同様の構成及び効果を有する。
【００４０】
実施の形態に係る蓄電素子１００において、かしめ突出部４０ｃの全体が、中心基準面ＲＰに垂直な方向に中心基準面ＲＰから離れて配置される。上述の構成において、電極体２０を大きく変形させるようなかしめ突出部４０ｃと電極体２０との接触を回避しつつ、電極体２０と蓋体１２との距離を効果的に低減することができる。なお、正極端子３０の軸部３０ｂ及びそのかしめ突出部も、負極端子４０の軸部４０ｂ及びかしめ突出部４０ｃと同様の構成及び効果を有する。
【００４１】
実施の形態に係る蓄電素子１００は、軸部４０ｂ及び電極体２０と接続される集電部材としての負極集電体６０を備え、かしめ突出部４０ｃは、負極集電体６０から突出する軸部４０ｂの先端部分に形成される。上述の構成において、かしめ突出部４０ｃと蓋体１２との間に負極集電体６０が挟持される。よって、かしめ突出部４０ｃは、負極集電体６０の第一固定部６１よりも電極体２０に向かって突出する。このようなかしめ突出部４０ｃを上述のような構成とすることによって、電極体２０を蓋体１２に効果的に接近させて配置することが可能になる。なお、正極端子３０の軸部３０ｂ及びそのかしめ突出部も、負極端子４０の軸部４０ｂ及びかしめ突出部４０ｃと同様の構成及び効果を有する。
【００４２】
実施の形態に係る蓄電素子１００において、かしめ突出部４０ｃは、蓋体１２に垂直であり且つ電極体２０の巻回軸Ａに平行であり且つ電極体２０における蓋体１２に最も接近する部位としての頂部ラインＰを通る中心基準面ＲＰに沿う方向での幅よりも中心基準面ＲＰに垂直な方向での幅が小さくなるように形成されてもよい。上述の構成において、かしめ突出部は、その接合強度を確保しつつ、中心基準面ＲＰに垂直な方向での占有スペースを低減する。よって、かしめ突出部は、その周縁と中心基準面ＲＰとの間隙を広くする。これにより、電極体２０を蓋体１２に接近して配置することが可能になる。また、正極端子３０の軸部３０ｂ及びそのかしめ突出部も、負極端子４０の軸部４０ｂ及びかしめ突出部４０ｃと同様の構成及び効果を有する。
【００４３】
［変形例］
以下、図５を参照して、実施の形態の変形例に係る蓄電素子を説明する。図５は、実施の形態の変形例に係る蓄電素子を図４と同様に示す断面側面図である。実施の形態に係る蓄電素子１００では、電極体２０の湾曲部２０ｃが円弧状の外形を有していたが、変形例に係る蓄電素子では、電極体２０の湾曲部２０ｃが、その蓋体１２に向かう頂部において部分的に平坦になった外形を有している。
【００４４】
具体的には、変形例に係る蓄電素子の電極体２０は、湾曲部２０ｃの円弧形状の頂部に、平坦な外表面を形成する平坦部分２０ｃａを有している。平坦部分２０ｃａは、蓋体１２の内面１２ｂ、負極集電体６０の第一固定部６１の表面６１ｂ、及び正極集電体５０の第一固定部５１（図２参照）の内面と略平行な外表面を形成している。平坦部分２０ｃａの全体が、電極体２０のうちで蓋体１２、負極集電体６０及び正極集電体５０に最も接近する部位である。本変形例では、平坦部分２０ｃａの中央を、中心基準面ＲＰが通る。平坦部分２０ｃａは、中心基準面ＲＰと垂直な方向で、境界ラインＰ１から境界ラインＰ２にわたって延在する。境界ラインＰ１及びＰ２は、湾曲部２０ｃにおける平坦部分２０ｃａと平坦部分２０ｃａ以外の円弧状部分２０ｃｂとの境界であり、中心基準面ＲＰと略平行に延在する。
【００４５】
そして、負極端子４０の軸部４０ｂ及び正極端子３０の軸部３０ｂのかしめ接合部は、これらにより近くに位置する境界ラインＰ１を通る基準面ＲＰ１に対して、位置決めされる。基準面ＲＰ１は、境界ラインＰ１を通り且つ蓋体１２に垂直であり且つ電極体２０の巻回軸Ａに平行な面であり、中心基準面ＲＰに略平行でもある。なお、平坦部分２０ｃａのように、蓋体１２、負極集電体６０及び正極集電体５０に最も接近する部位が複数ある場合、基準面は、当該複数の部位の中で、電極体２０の巻回方向Ｒである周方向で両端に位置する部位の一方の部位を通るように設定される。つまり、基準面は、当該一方の部位を通り且つ蓋体１２に垂直であり且つ電極体２０の巻回軸Ａに平行である面である。
【００４６】
負極端子４０の軸部４０ｂのかしめ突出部４０ｃの第一固定部６１からの突出距離Ｄ１は、第一固定部６１と電極体２０の平坦部分２０ｃａとの距離Ｄ２よりも大きい。また、かしめ突出部４０ｃの蓋体１２からの突出距離Ｄ１ａも、蓋体１２と電極体２０の平坦部分２０ｃａとの距離Ｄ２ａよりも大きい。さらに、負極端子４０の軸部４０ｂでは、その軸心ＣＡは、基準面ＲＰ１と長側壁１１ｄとの間に位置する。軸心ＣＡは、長側壁１１ｄに向かって基準面ＲＰ１から離れる方向Ｅにシフトしている。方向Ｅは、基準面ＲＰ１に垂直な方向でもあり、基準面ＲＰ１から電極体２０の湾曲部２０ｃの巻回方向Ｒの反対方向に向いた方向でもある。本実施の形態では、かしめ突出部４０ｃ全体が、方向Ｅに基準面ＲＰ１から離れて位置している。さらに、かしめ突出部４０ｃの少なくとも一部は、蓋体１２と電極体２０との間の領域Ｆ内に位置している。本実施の形態では、かしめ突出部４０ｃ全体が、領域Ｆ内に位置している。また、正極端子３０の軸部３０ｂ及びそのかしめ突出部は、負極端子４０の軸部４０ｂ及びかしめ突出部４０ｃと同様の配置構成を有している。
【００４７】
また、変形例に係る蓄電素子のその他の構成は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様であるため、その説明を省略する。さらに、変形例に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
［その他の変形例］
以上、本開示の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子について説明したが、本開示は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及び変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【００４９】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、軸部３０ｂ及び４０ｂがそれぞれ、正極端子３０及び負極端子４０を構成し、正極端子３０の端子本体３０ａ及び負極端子４０の端子本体４０ａと一体成形されてこれらに接続されていたが、これに限定されず、別個の部品であってもよい。例えば、軸部３０ｂ及び４０ｂはそれぞれ、単独で個別の部材を形成してもよく、正極集電体５０及び負極集電体６０の一部を形成してもよい。正極集電体５０及び負極集電体６０の一部を形成する軸部３０ｂ及び４０ｂはそれぞれ、一体成形、溶接等の方法で第一固定部５１及び６１と一体化されて接続されてもよい。この場合、第一固定部５１及び６１が、蓋体１２からの突出部を構成してもよく、第一固定部５１及び６１から蓋体１２と反対側に突出する軸部３０ｂ及び４０ｂの部分が、蓋体１２からの突出部を構成してもよい。
【００５０】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、軸部３０ｂ及び４０ｂそれぞれが形成するかしめ突出部が、蓋体１２からの突出部を構成していたが、これに限定されない。軸部３０ｂ及び４０ｂはそれぞれ、正極集電体５０及び負極集電体６０の第一固定部５１及び６１と、溶接、ねじ締結、嵌合、ピン留め等の接合方法で接合されてもよい。この場合、第一固定部５１及び６１から蓋体１２と反対側に突出する軸部３０ｂ及び４０ｂの部分が、蓋体１２からの突出部を構成してもよい。
【００５１】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、軸部３０ｂ及び４０ｂのかしめ突出部の全体が、電極体２０の中心基準面ＲＰ又は電極体２０の平坦部分２０ｃａの端部の基準面ＲＰ１から、方向Ｅに離れて位置していたが、これに限定されない。例えば、かしめ突出部が、中心基準面ＲＰ又は基準面ＲＰ１と重なって位置してもよい。この場合、かしめ突出部における蓋体１２から最も突出する部分が、中心基準面ＲＰ又は基準面ＲＰ１から離れて位置していればよい。この構成によっても、電極体２０を蓋体１２に接近して配置することが可能である。
【００５２】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、容器１０内に１つの電極体２０を備えていたが、２つ以上の電極体２０を備える構成を有してもよい。この場合、例えば、２つ以上の電極体２０のうち、隣り合う電極体２０の中心基準面ＲＰの間に、軸部３０ｂ及び４０ｂのかしめ突出部の軸心ＣＡが位置し、且つ当該隣り合う２つの電極体２０と蓋体１２との距離Ｄ２ａの少なくとも一方が、かしめ突出部の突出距離Ｄ１ａよりも小さくなるように構成されてもよい。
【００５３】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、巻回軸Ａを容器１０の蓋体１２に沿う向きにして配置される電極体２０を備える構成であったが、巻回軸Ａを蓋体１２と略垂直な向きにして配置される電極体を備える構成であってもよい。この場合、正極端子３０及び負極端子４０は、容器１０の側壁１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ及び１１ｆのうちの電極体２０の湾曲部２０ｃ又は２０ｄと対向する側壁に配置されてよい。
【００５４】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体２０は、端部２０ａ及び２０ｂにそれぞれ正極活物質非形成部２１及び負極活物質非形成部２２を備える構成であったが、これに限定されない。電極体２０は、巻回軸Ａ方向の端部２０ａ及び／又は２０ｂに、正極板及び負極板から突出する突出片である正極タブ及び負極タブを有し、正極タブ及び負極タブがそれぞれ正極集電体及び負極集電体と接続されてもよい。
【００５５】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、巻回軸Ａ方向視において、方向Ｅに沿う方方向で、端子本体３０ａ及び４０ａの中央、並びに上部絶縁部材３１及び４１の中央が、蓋体１２の中央からずれている。しかしながら、例えば、端子本体及び／又は上部絶縁部材の中央は、蓋体の中央と略一致するように構成してもよい。このように構成することで、上部絶縁部材の大きさが一定の場合、上部絶縁部材と蓋体の外縁との距離を確保することができる。よって、蓋体の外縁と容器本体とを溶接で接合する場合、上部絶縁部材に熱が伝わり、変形等を生じる虞を低減できる。
【００５６】
また、実施の形態及び変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。また、本開示は、上述のような蓄電素子だけでなく、１つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置も含み得る。例えば、蓄電装置は、複数の蓄電素子１００を備える装置として実現することができる。蓄電装置は、並べて配置された複数の蓄電ユニットを備え、各蓄電ユニットは、例えば一列に並べられ且つ互いに電気的に接続された複数の蓄電素子１００によって、構成される。上述の構成によって、複数の蓄電素子１００が、１ユニットとして使用され、蓄電装置に必要な電気容量、蓄電装置の形状及び寸法等に対応して、蓄電ユニットの数量及び配列が選択され得る。複数の蓄電素子１００を備え且つ高出力である蓄電装置は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、無人搬送車（ＡＧＶ）等の車両用電源として車両に搭載することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本開示は、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】
【００５８】
１０  容器
１１  容器本体
１１ａ  開口
１２  蓋体（第一壁部）
２０  電極体
２０ｃ，２０ｄ  湾曲部
３０  正極端子（電極端子）
３０ｂ，４０ｂ  軸部（貫通体）
４０  負極端子（電極端子）
４０ｃ  かしめ突出部（突出部、かしめ部）
５０  正極集電体（集電部材）
６０  負極集電体（集電部材）
１００  蓄電素子
Ａ  巻回軸
Ｆ  領域
Ｐ  頂部ライン
Ｐ１，Ｐ２  境界ライン
ＲＰ  中心基準面（基準面）
ＲＰ１  基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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