(57)【要約】【課題】電極体の接続部材の構造の簡易化し、製造が比較的容易な蓄電素子及び蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電素子は、第一方向に積層された極板を含む電極体と、前記電極体の端部を囲む周囲壁を含む容器と、前記周囲壁の内表面から延出し且つ前記電極体の前記端部が接続される導電性の接続部材とを備える。【選択図】図３
2018055900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一方向に積層された極板を含む電極体と、
前記電極体の端部を囲む周囲壁を含む容器と、
前記周囲壁の内表面から延出し且つ前記電極体の前記端部が接続される導電性の接続部材と
を備える蓄電素子。
【請求項２】
前記接続部材は、前記第一方向と略垂直な方向に延在し且つ前記電極体の前記端部と接続される接続面を有する
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記周囲壁は、対向する一対の壁部を有し、
前記接続面は、前記第一方向における前記壁部間の中央付近に位置する
請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記接続部材は、前記周囲壁内で互いに離れて配置される前記接続面をそれぞれ有する第一接続部材及び第二接続部材を含み、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材は、前記電極体の前記端部と接続される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記第一接続部材及び前記第二接続部材は、前記第一方向で、前記電極体の前記端部を挟むように配置される
請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記第一接続部材及び前記第二接続部材は、前記第一方向視で互いに異なる位置で、前記電極体の前記端部と接合される
請求項５に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記第一接続部材における前記端部との接合部は、前記第二接続部材における前記端部との接触部分と前記第一方向において対向する位置からずれている
請求項６に記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記接続部材は、前記周囲壁と接続される基部を有し、
前記第一接続部材、前記第二接続部材及び前記基部は一体的に形成されている
請求項４〜７のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の複数の前記蓄電素子を含み、
前記複数の蓄電素子が、前記周囲壁を互いに接触させて配置される
蓄電装置。
【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及び蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
【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、極板が積層された電極体を容器内に備える二次電池が開示されている。特許文献１に記載される二次電池では、電極体は、電池外装缶と、外装缶の開口を閉じる封口板とに収容されている。封口板には、正極端子及び負極端子が配設され、正極端子及び負極端子はそれぞれ、電極体の正極板及び負極板と、集電部材を介して電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３３３２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される二次電池は、集電部材の形状が比較的複雑なため、製造が容易とはいえない。また、集電部材を比較的複雑な形状に加工するための工程が必要であり、そのためのコストも必要となる。
【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、集電部材のような電極体の接続部材の構造を簡易化し、製造が比較的容易な蓄電素子及び蓄電素子を備える蓄電装置を提供する。
【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、第一方向に積層された極板を含む電極体と、前記電極体の端部を囲む周囲壁を含む容器と、前記周囲壁の内表面から延出し且つ前記電極体の前記端部が接続される導電性の接続部材とを備える。
【０００７】
本開示の一態様に係る蓄電装置は、複数の前記蓄電素子を含み、前記複数の蓄電素子が、前記周囲壁を互いに接触させて配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る蓄電素子等によれば、電極体の接続部材の構造を簡易化し製造を比較的容易に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の蓄電素子の第二容器部を底壁に沿う面で切断した断面を、方向ＩＩＩで見た断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る蓄電素子を備える蓄電装置を概略的に示す斜視図である。
【図５】図５は、変形例１に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。
【図６】図６は、変形例２に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。
【図７】図７は、変形例３に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。
【図８】図８は、変形例４に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。
【図９】図９は、変形例５に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。
【図１０】図１０は、変形例６に係る蓄電素子を図２と同様に示す分解斜視図である。
【図１１】図１１は、変形例６に係る蓄電素子の断面側面図であり、第一容器部の長側壁に垂直であり且つ負極端子を通る蓄電素子の断面を、負極端子から正極端子に向かう方向で見た図である。
【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、第一方向に積層された極板を含む電極体と、前記電極体の端部を囲む周囲壁を含む容器と、前記周囲壁の内表面から延出し且つ前記電極体の前記端部が接続される導電性の接続部材とを備える。
【００１１】
前記接続部材は、前記第一方向と略垂直な方向に延在し且つ前記電極体の前記端部と接続される接続面を有してもよい。
前記周囲壁は、対向する一対の壁部を有し、前記接続面は、前記第一方向における前記壁部間の中央付近に位置してもよい。
【００１２】
前記接続部材は、前記周囲壁内で互いに離れて配置される前記接続面をそれぞれ有する第一接続部材及び第二接続部材を含み、前記第一接続部材及び前記第二接続部材は、前記電極体の前記端部と接続されてもよい。
前記第一接続部材及び前記第二接続部材は、前記第一方向で、前記電極体の前記端部を挟むように配置されてもよい。
前記第一接続部材及び前記第二接続部材は、前記第一方向視で互いに異なる位置で、前記電極体の前記端部と接合されてもよい。
前記第一接続部材における前記端部との接合部は、前記第二接続部材における前記端部との接触部分と前記第一方向において対向する位置からずれていてもよい。
前記接続部材は、前記周囲壁と接続される基部を有し、前記第一接続部材、前記第二接続部材及び前記基部は一体的に形成されていてもよい。
【００１３】
本開示の一態様に係る蓄電装置は、複数の前記蓄電素子を含み、前記複数の蓄電素子が、前記周囲壁を互いに接触させて配置される。
【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及び変形例に係る蓄電素子及び蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態及び変形例は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される数値、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、以下の実施の形態及び変形例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、使用者が充電しなくても蓄えられた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２は、図１の蓄電素子１００の分解斜視図である。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２と、容器２の中に収容される電極体１とを備えている。容器２は、矩形筒状の第一容器部２０と、第一容器部２０の軸方向の端部２０ａ及び２０ｂそれぞれの細長な矩形状の開口を塞ぐ有底角筒状の第二容器部３０及び第三容器部４０とを備えている。第二容器部３０は、矩形筒状の側壁３１と、側壁３１の軸方向の一方の端部の開口を塞ぐ矩形板状の底壁３２とを有している。第三容器部４０は、矩形筒状の側壁４１と、側壁４１の軸方向の一方の端部の開口を塞ぐ矩形板状の底壁４２とを有している。本実施の形態では、側壁３１及び４１はそれぞれ、底壁３２及び４２と別個の部材であるが、底壁３２及び４２と一体的に形成されていてもよい。第二容器部３０及び第三容器部４０はそれぞれ、側壁３１及び４１によって、端部２０ａ及び２０ｂの近傍で第一容器部２０の外周全体を外側から覆うように、第一容器部２０に組み付けられる。ここで、側壁３１及び４１は、周囲壁の一例である。
【００１８】
第一容器部２０は、その外周方向で幅広である２つの対向する長側壁と、その外周方向で幅狭である２つの対向する短側壁とを有している。同様に、第二容器部３０の側壁３１及び第三容器部４０の側壁４１はいずれも、その外周方向で幅広である２つの対向する長側壁と、その外周方向で幅狭である２つの対向する短側壁とを有している。具体的には、第一容器部２０、第二容器部３０の側壁３１及び第三容器部４０の側壁４１のそれぞれにおいて、第二容器部３０から第三容器部４０に向かって見たとき、長側壁の長さは、短側壁よりも大きい。第一容器部２０、第二容器部３０及び第三容器部４０は、長側壁同士を隣り合わせ且つ短側壁同士を隣り合わせて、互いに組み付けられる。
【００１９】
ここで、以下、底壁３２及び４２が対向する方向（側壁３１及び４１の軸方向）をＸ軸方向とし、第一容器部２０並びに側壁３１及び４１の長側壁が対向する方向をＹ軸方向とし、第一容器部２０並びに側壁３１及び４１の短側壁が対向する方向をＺ軸方向として、説明を行う場合がある。
【００２０】
第一容器部２０は、いかなる材料で構成されてもよく、剛性を有していても有していなくてもよい。第一容器部２０は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料で構成されてもよい。第一容器部２０は、金属等の導電性を有する材料で構成されてもよい。この場合、第一容器部２０と第二容器部３０及び第三容器部４０との間に、電気的な絶縁材が配設されてもよい。また、第一容器部２０の全てが、電気的な絶縁性を有する材料又は導電性を有する材料で構成されていなくてもよい。例えば、第一容器部２０は、金属等の導電性を有する部材を樹脂等でコーティングした材料で構成されてもよい。具体的には、例えば、アルミニウム等の金属層をＰＥ又はＰＰ等の樹脂層で挟んだ多層構造のパウチ（ラミネート）が、第一容器部２０の構成材として挙げられる。
【００２１】
本実施の形態では、第二容器部３０及び第三容器部４０は、導電性を有し、蓄電素子１００の電極端子としての機能を有する。具体的には、第二容器部３０は、蓄電素子１００の正極端子としての機能を有し、第三容器部４０は、蓄電素子１００の負極端子としての機能を有する。第二容器部３０及び第三容器部４０は、導電性を有する材料で構成され、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケルメッキ鉄等の金属で構成され得る。
【００２２】
第二容器部３０の側壁３１の内側には、正極集電部材５０が配設されている。正極集電部材５０には、電極体１の後述する正極板が接続される。正極集電部材５０は、側壁３１及び底壁３２のいずれに固定されていてもよい。正極集電部材５０は、側壁３１の内表面に接触し側壁３１の内表面から延出するように配設される。正極集電部材５０は、第二容器部３０と別個の部材であってもよく、第二容器部３０と一体成形されていてもよい。正極集電部材５０は、第二容器部３０と別個の部材である場合、電極体１の正極板と同様の材料で構成されてもよく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されてよい。ここで、正極集電部材５０は、接続部材の一例である。
【００２３】
第三容器部４０の側壁４１の内側には、負極集電部材６０が配設されている。負極集電部材６０は、正極集電部材５０と同様の構成を有している。負極集電部材６０には、電極体１の後述する負極板が接続される。負極集電部材６０は、側壁４１及び底壁４２のいずれに固定されていてもよい。負極集電部材６０は、側壁４１の内表面に接触し側壁４１の内表面から延出するように配設される。負極集電部材６０は、第三容器部４０と別個の部材であってもよく、第三容器部４０と一体成形されていてもよい。負極集電部材６０は、第三容器部４０と別個の部材である場合、電極体１の負極板と同様の材料で構成されてよく、例えば、銅又は銅合金で構成されてよい。ここで、負極集電部材６０は、接続部材の一例である。
【００２４】
電極体１は、電気を蓄積可能な蓄電要素である。電極体１は、正極側の極板である正極板と、負極側の極板である負極板と、正極板及び負極板の間に介在するシート状のセパレータとを備える。本実施の形態では、電極体１は、複数の正極板、複数の負極板及び複数のセパレータが多重に積層される積層型電極体である。しかしながら、電極体１は、シート状の正極板と、シート状の負極板と、シート状のセパレータとが、一緒に巻回される巻回型電極体であってもよく、重ねられた一組又は二組以上の正極板、負極板及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるＺ型の電極体であってもよい。
【００２５】
本実施の形態では、電極体１は、扁平な直方体状の外形を有しているが、電極体１の形状はいかなる形状であってもよい。電極体１は、正極板、負極板及びセパレータの積層方向を、Ｘ軸方向に対して略垂直にして、第一容器部２０内に収容される。電極体１は、第一容器部２０の４つの側壁のうちの２つの長側壁に、正極板、負極板及びセパレータが向きあうように、第一容器部２０内に収容される。
【００２６】
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集電箔である矩形状の正極基材と、正極基材上に塗工等の方法で形成された正極活物質層とを含む。負極板は、銅、銅合金等の金属からなる集電箔である矩形状の負極基材と、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。
【００２７】
電極体１では、複数の正極板は、第二容器部３０側で、複数の負極板よりも突出して配置され、複数の負極板は、第三容器部４０側で、複数の正極板よりも突出して配置されている。複数の正極板における負極板よりも突出する部分は、正極活物質層非形成部１１を形成し、複数の負極板における正極板よりも突出する部分は、負極活物質層非形成部１２を形成する。正極活物質層非形成部１１では、正極基材に正極活物質層が形成されず、その縁に沿って帯状に露出した正極基材のみが積層している。負極活物質層非形成部１２では、負極基材に負極活物質層が形成されず、その縁に沿って帯状に露出した負極基材のみが積層している。正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２は、電極体１の対向する２つの端部を構成する。正極活物質層非形成部１１は、正極集電部材５０と、溶接、かしめ接合等の接合方法で接続され、負極活物質層非形成部１２は、負極集電部材６０と、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る。また、電極体１が、巻回型の電極体である場合、正極板及び負極板は、それぞれ、1枚で構成されていてもよい。
【００２８】
図２及び図３を参照して、正極集電部材５０の構成を説明する。なお、図３は、図１の蓄電素子１００の第二容器部３０を底壁３２に沿う面で切断した断面を、方向ＩＩＩで見た断面図である。なお、負極集電部材６０は、正極集電部材５０と同様の構成を有するため、負極集電部材６０の構成の詳細な説明を省略する。本実施の形態では、正極集電部材５０は、１つの連続する部材で形成され、第二容器部３０とは別個の部材として形成されている。しかしながら、正極集電部材５０は、複数の部材を連結して構成されてもよく、第二容器部３０と一体的に構成されていてもよい。
【００２９】
正極集電部材５０は、第二容器部３０の側壁３１の内周側の表面に取り付けられ、この表面から側壁３１の内方へ延出している。正極集電部材５０は、側壁３１に、溶接、接着、かしめ接合、ねじ締結、嵌合等の種々の接合方法で取り付けられ得る。具体的には、正極集電部材５０は、側壁３１の長側壁３１ａの内周側の表面である内表面３１ａａに取り付けられている。なお、側壁３１は、上述したように、第一容器部２０と同様に、２つの対向する長側壁３１ａ及び３１ｃと、２つの対向する短側壁３１ｂ及び３１ｄとで構成されている。ここで、長側壁３１ａ及び３１ｃは、対向する一対の壁部の一例である。
【００３０】
正極集電部材５０は、長側壁３１ａに固定される２つの固定部５０ｂと、２つの固定部５０ｂの間に位置する接続部５０ａと、接続部５０ａの両端をそれぞれ固定部５０ｂに接続する２つの立ち上がり部５０ｃとを一体的に含む。接続部５０ａは、固定部５０ｂよりも長側壁３１ｃ側にシフトしてつまりずれて位置している。２つの固定部５０ｂは、正極集電部材５０の両端部に位置している。２つの固定部５０ｂは、平板状の形状を有し、短側壁３１ｂ及び３１ｄそれぞれから長側壁３１ａの中央に向かって、長側壁３１ａの長手方向（Ｚ軸方向）に沿って延びる。
【００３１】
接続部５０ａは、平板状の形状を有している。接続部５０ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃの間の中間付近に位置し、長側壁３１ａの長手方向に沿って長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行に延びる。２つの立ち上がり部５０ｃはそれぞれ、２つの固定部５０ｂの接続部５０ａ側の端部から固定部５０ｂと略垂直に立ち上がって、接続部５０ａの両端に接続する。固定部５０ｂに対して立ち上がり部５０ｃがなす角度は、垂直に限定されず、いかなる角度であってもよい。そして、接続部５０ａは、長側壁３１ａから長側壁３１ｃに向かって固定部５０ｂから突出するように形成されている。つまり、接続部５０ａは、長側壁３１ｃに向いた平坦な接続面５０ａａを形成している。本実施の形態では、接続面５０ａａは、長側壁３１ａの内表面３１ａａ及び長側壁３１ｃの内表面３１ｃａと略平行に延在し、内表面３１ａａ及び３１ｃａの間の中央付近に位置する。上述のような正極集電部材５０は、例えば、鋳造によっても形成され得るが、プレス加工等の加工方法を用いて平板を曲げ加工することによっても形成され得る。
【００３２】
また、電極体１は、その正極活物質層非形成部１１がその積層方向で正極集電部材５０の接続面５０ａａに対面するように、配置される。つまり、正極活物質層非形成部１１の積層方向が接続面５０ａａと略垂直になる。そして、正極活物質層非形成部１１は、積層方向に束ねられ、接続面５０ａａ上で正極集電部材５０の接続部５０ａに接合される。正極活物質層非形成部１１は、超音波溶接又は抵抗溶接などの溶接、かしめ接合等の接合方法で、接続部５０ａに複数の位置で接合されて固定され、この際、複数の接合部７０が形成される。なお、図３に示す例では、２つの接合部７０が形成されている。接合部７０は、溶接により溶けた材料が一体化している部分、かしめにより材料が変形して一体化している部分等である。これにより、正極活物質層非形成部１１は、第二容器部３０の側壁３１に囲まれた状態で、正極集電部材５０と接合され、正極集電部材５０を介して第二容器部３０と電気的に接続される。
【００３３】
接続面５０ａａは、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中央付近に位置している。これにより、正極活物質層非形成部１１は、その積層方向の中央付近で集束されて固定されている。このため、電極体１では、正極活物質層非形成部１１が長側壁３１ａ又は３１ｃ側に偏った位置で集束されて固定されている場合よりも、正極基材に作用する引張力が低く抑えられ、正極基材及び接合部７０の損傷の発生が抑制できる。さらに、積層方向の中央付近で集束される正極活物質層非形成部１１の接続部５０ａへの接合も、容易に且つ確実に実施することが可能である。
【００３４】
また、図４に示すように、複数の蓄電素子１００は、蓄電装置１０１を構成し得る。なお、図４は、実施の形態に係る蓄電素子１００を備える蓄電装置１０１を概略的に示す斜視図である。図４では、蓄電装置１０１内に収容されている蓄電素子１００を実線で示し、蓄電装置１０１の外装の外形を一点鎖線で示している。
【００３５】
蓄電装置１０１は、蓄電モジュールとも呼ばれる。蓄電装置１０１は、複数の蓄電素子１００を備える装置である。蓄電装置１０１は、並べて配置された複数の蓄電ユニット１０２、具体的には、図４では４つの蓄電ユニット１０２を備える。なお、図４では、蓄電ユニット１０２の外装の外形は、破線で示されている。各蓄電ユニット１０２は、例えば、図４に示すように一列に配列さ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。なお、図４では、蓄電ユニット１０２は、４つの蓄電素子１００を備える。各蓄電ユニット１０２において、複数の蓄電素子１００は、互いに直列に接続されても並列に接続されてもよい。各蓄電ユニット１０２では、複数の蓄電素子１００は、それぞれが正極端子及び負極端子を構成する第二容器部３０及び第三容器部４０を互いに接触させて並べられることによって、互いに電気的に接続される。このため、蓄電素子１００の電極端子間を接続するバスバー等の電気的な接続部材が不要である。また、複数の蓄電ユニット１０２は、互いに直列に接続されても並列に接続されてもよい。上述の構成によって、複数の蓄電素子１００が、１つの蓄電ユニット１０２として使用され、蓄電ユニット１０２の数量及び配列が適宜選択されることによって、蓄電装置１０１に必要な電気容量、蓄電装置１０１に設定される種々の形状及び寸法等への対応が可能である。複数の蓄電素子１００を備え且つ高出力である蓄電装置１０１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。
【００３６】
上述したように、本実施の形態に係る蓄電素子１００は、第一方向に積層された極板を含む電極体１と、電極体１の端部としての正極活物質層非形成部１１を囲む周囲壁としての第二容器部３０の側壁３１を含む容器２と、側壁３１の内表面３１ａａから延出し且つ正極活物質層非形成部１１が接続される導電性の接続部材としての正極集電部材５０とを備える。
【００３７】
上述の構成において、側壁３１の内側にある電極体１の端部の正極活物質層非形成部１１と、側壁３１の内表面３１ａａから延出する正極集電部材５０とが接続される。したがって、正極集電部材５０の構造が比較的簡易にできる。正極集電部材５０の構造が比較的簡易であるため、正極集電部材５０及び蓄電素子１００の製造が容易となり、コストも抑制できる。また、正極集電部材５０の位置を調節することによって、正極集電部材５０との接続に起因して正極活物質層非形成部１１の正極板に生じる引張力の抑制が可能である。これにより、正極活物質層非形成部１１の集束が容易になり、正極活物質層非形成部１１と正極集電部材５０との接続も容易になる。また、正極集電部材５０との接続の際及び接続後における電極体１の正極板の損傷の発生も抑えられる。よって、正極集電部材５０と電極体１との接続を安定化することも可能になる。なお、第三容器部４０及び負極集電部材６０も、第二容器部３０及び正極集電部材５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００３８】
実施の形態に係る蓄電素子１００において、正極集電部材５０は、極板の積層方向である第一方向と略垂直な方向に延在し且つ電極体１の正極活物質層非形成部１１と接続される接続面５０ａａを有する。上述の構成において、接続面５０ａａで正極集電部材５０と接続される正極活物質層非形成部１１のねじれが抑制される。よって、正極集電部材５０との接続に起因して電極体１の正極板に生じる引張力の抑制が可能である。なお、負極集電部材６０も、正極集電部材５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００３９】
実施の形態に係る蓄電素子１００において、第二容器部３０の側壁３１は、対向する一対の壁部としての長側壁３１ａ及び３１ｃを有し、接続面５０ａａは、極板の積層方向である第一方向における長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中央付近に位置する。上述の構成において、電極体１の正極活物質層非形成部１１は、第一方向で偏った配置状態で、正極集電部材５０と接続されることが抑制される。正極活物質層非形成部１１が上記の偏った配置状態にあるとき、正極活物質層非形成部１１の正極板に生じる引張力が大きくなり、正極集電部材５０との接続不良、正極板の損傷等が発生する可能性がある。なお、第三容器部４０及び負極集電部材６０も、第二容器部３０及び正極集電部材５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００４０】
また、本実施の形態に係る蓄電装置１０１は、複数の蓄電素子１００を含み、複数の蓄電素子１００が、第二容器部３０の側壁３１及び第三容器部４０の側壁４１を互いに接触させて配置される。上述の構成において、複数の蓄電素子１００は、それぞれの第二容器部３０の側壁３１及び第三容器部４０の側壁４１を互いに接触させることによって、互いに電気的に接続される。つまり、複数の蓄電素子１００を電気的に接続するための追加の構造が不要である。よって、蓄電装置１０１の構造の簡易化が可能である。
【００４１】
［変形例１］
以下、図５を参照して、実施の形態の変形例１に係る蓄電素子を説明する。図５は、変形例１に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。変形例１に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材がそれぞれ、実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電部材５０及び負極集電部材６０を２つに分割した構成を有している。変形例１に係る蓄電素子でも、正極集電部材及び負極集電部材は同様の構成を有しているため、正極集電部材の構成のみを説明し、負極集電部材の説明を省略する。さらに、変形例１に係る正極集電部材について、実施の形態と異なる点を中心に説明し、実施の形態と同様の点の説明を省略する。
【００４２】
図５に示されるように、変形例１に係る正極集電部材２５０は、第二容器部３０の側壁３１の内側に配置される第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２によって構成される。ここで、第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２はそれぞれ、第一接続部材及び第二接続部材の一例である。
【００４３】
第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２は、Ｚ軸方向で互いに離れて配置されている。第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２はそれぞれ、長側壁３１ａに固定される固定部２５１ｂ及び２５２ｂと、固定部２５１ｂ及び２５２ｂよりも長側壁３１ｃ側にシフトして位置する接続部２５１ａ及び２５２ａと、接続部２５１ａ及び２５２ａの一端を固定部２５１ｂ及び２５２ｂに接続する立ち上がり部２５１ｃ及び２５２ｃとを一体的に含む。側壁３１の軸方向に見たときの第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２の形状は、Ｚ形状である。接続部２５１ａ及び２５２ａはそれぞれ、固定部２５１ｂ及び２５２ｂよりも長側壁３１ａの中央側に位置している。接続部２５１ａ及び２５２ａはそれぞれ、長側壁３１ｃに向いた平坦な接続面２５１ａａ及び２５２ａａを形成している。本変形例では、接続面２５１ａａ及び２５２ａａは、長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行に延在し、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中央付近に位置する。接続面２５１ａａ及び２５２ａａは、Ｚ軸方向で互いに離れて位置すると共に、略同一平面上に位置する。
【００４４】
電極体１の正極活物質層非形成部１１は、積層方向に１つに束ねられ、接続面２５１ａａ及び２５２ａａ上で接続部２５１ａ及び２５２ａに接合される。図５に示す例では、正極活物質層非形成部１１の接合部７０は、接続部２５１ａ及び２５２ａそれぞれに１つ形成されているが、複数形成されてもよい。また、接続面２５１ａａ及び２５２ａａ上で、接合部７０は、Ｚ軸方向で、互いに異なる位置で形成されているが、Ｘ軸方向では互いに同一の位置に形成されてもよく異なる位置に形成されてもよい。そして、正極活物質層非形成部１１は、第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２を介して側壁３１つまり第二容器部３０と電気的に接続される。
【００４５】
また、変形例１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、その他の説明を省略する。さらに、変形例１に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果を奏する。なお、変形例１に係る蓄電素子では、正極集電部材２５０は、第二容器部３０の側壁３１内で互いに離れて配置される接続面２５１ａａ及び２５２ａａをそれぞれ有する第一接続部材としての第一正極集電部材２５１及び第二接続部材としての第二正極集電部材２５２を含む。そして、第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２は、電極体１の正極活物質層非形成部１１と接続される。例えば、１つの束ねられた正極活物質層非形成部１１が、２つ以上の箇所において、超音波溶接のような振動を伴う接合方法で１つの正極集電部材と接合される場合、接合の際の振動が、接合済みの接合部７０の状態に好ましくない影響を与える可能性がある。複数の接合箇所を第一正極集電部材２５１及び第二正極集電部材２５２に配分することによって、複数の接合が相互に与え得る好ましくない影響の抑制が可能になる。さらに、正極集電部材を複数に分割することによって、正極集電部材の小型化が可能になる。なお、変形例１に係る蓄電素子の負極集電部材も、正極集電部材２５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００４６】
［変形例２］
以下、図６を参照して、実施の形態の変形例２に係る蓄電素子を説明する。図６は、実施の形態の変形例２に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。変形例２に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材がそれぞれ、変形例１に係る蓄電素子と同様に、互いに離れた２つの場所に配置されている。さらに、変形例２に係る蓄電素子の正極集電部材及び負極集電部材はそれぞれ、電極体１の正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２をその積層方向の両側から挟むように設けられる。変形例２に係る蓄電素子でも、正極集電部材及び負極集電部材は同様の構成を有しているため、正極集電部材の構成のみを説明し、負極集電部材の説明を省略する。さらに、変形例２に係る正極集電部材について、実施の形態及び変形例１と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
図６に示されるように、変形例２に係る正極集電部材３５０は、第二容器部３０の側壁３１の内側に配置され、電極体１の正極活物質層非形成部１１をＺ軸方向の両端付近で挟むように構成されている。正極集電部材３５０は、正極活物質層非形成部１１の一方の端部付近を挟むように配置される第一正極集電部材３５１及び第二正極集電部材３５２と、正極活物質層非形成部１１の他方の端部付近を挟むように配置される第三正極集電部材３５３及び第四正極集電部材３５４とによって構成されている。すなわち、第一正極集電部材３５１と第二正極集電部材３５２とは、Ｙ軸方向で互いに対向して配置されている。また、第三正極集電部材３５３と第四正極集電部材３５４とは、Ｙ軸方向で互いに対向して配置されている。第一正極集電部材３５１及び第二正極集電部材３５２は、Ｚ軸方向で、第三正極集電部材３５３及び第四正極集電部材３５４から離れて配置されている。ここで、第一正極集電部材３５１及び第三正極集電部材３５３は、第一接続部材の一例であり、第二正極集電部材３５２及び第四正極集電部材３５４は、第二接続部材の一例である。
【００４８】
第一正極集電部材３５１及び第三正極集電部材３５３は、同様の形状及び寸法で形成され、Ｌ字状の形状を有している。第二正極集電部材３５２及び第四正極集電部材３５４は、同様の形状及び寸法で形成され、Ｌ字状の形状を有している。第一〜第四正極集電部材３５１、３５２、３５３及び３５４はそれぞれ、平板状の固定部３５１ｂ、３５２ｂ、３５３ｂ及び３５４ｂと、固定部と垂直に延在する平板状の接続部３５１ａ、３５２ａ、３５３ａ及び３５４ａとを一体的に含む。
【００４９】
第一正極集電部材３５１及び第二正極集電部材３５２について、固定部３５１ｂ及び３５２ｂは、短側壁３１ｄに固定されている。接続部３５１ａ及び３５２ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近で、短側壁３１ｄから短側壁３１ｂに向かって、互いに略平行に且つ互いに間隔をあけて延びる。本変形例では、接続部３５１ａ及び３５２ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃとも略平行に延びる。接続部３５１ａは、接続部３５２ａよりも短側壁３１ｂに向かって突出して延びる。第一正極集電部材３５１及び第二正極集電部材３５２は、接続部３５１ａ及び３５２ａの互いに対向する接続面３５１ａａ及び３５２ａａの間で、正極活物質層非形成部１１をその積層方向両側から挟む。さらに、接続部３５２ａよりもＺ軸方向に突出する接続部３５１ａの接続面３５１ａａ上で、正極活物質層非形成部１１が接続部３５１ａに接合され、接合部７０が形成される。このとき、正極活物質層非形成部１１は、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近に位置する。なお、本変形例では、接続面３５１ａａ及び３５２ａａは、長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行である。
【００５０】
同様に、第三正極集電部材３５３及び第四正極集電部材３５４について、固定部３５３ｂ及び３５４ｂは、短側壁３１ｂに固定され、接続部３５３ａ及び３５４ａは、短側壁３１ｂから短側壁３１ｄに向かって、互いに略平行に且つ互いに間隔をあけて延びる。本変形例では、接続部３５３ａ及び３５４ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃとも略平行に延びる。接続部３５３ａは、接続部３５４ａよりも短側壁３１ｄに向かって突出して延びる。正極活物質層非形成部１１は、接続部３５３ａ及び３５４ａの互いに対向する接続面３５３ａａ及び３５４ａａの間で、その積層方向両側から挟まれ、接続部３５４ａよりも突出する接続部３５３ａの接続面３５３ａａ上で接続部３５３ａに接合され、接合部７０が形成される。このとき、正極活物質層非形成部１１は、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近に位置する。なお、本変形例では、接続面３５３ａａ及び３５４ａａは、長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行である。
【００５１】
これにより、接続面３５１ａａ及び３５３ａａ上の接合部７０は、Ｚ軸方向で、互いに異なる位置に位置する。なお、接合部７０の位置は、Ｘ軸方向で互いに同一であってもよく異なっていてもよい。また、正極活物質層非形成部１１は、接合部７０によって積層方向の両方向で固定される。このため、接合に伴い正極活物質層非形成部１１の正極基材に作用する引張力の偏りが低減している。
【００５２】
第三正極集電部材３５３は、正極活物質層非形成部１１を挟んで第一正極集電部材３５１と反対側に配置され、第四正極集電部材３５４は、正極活物質層非形成部１１を挟んで第二正極集電部材３５２と反対側に配置される。これにより、正極活物質層非形成部１１は、各正極集電部材による挟持、及び各正極集電部材の接続面による支持によって、Ｚ軸方向で広範囲にわたり且つ正極活物質層非形成部１１の積層方向での偏りを低減した保持及び支持を受ける。よって、正極活物質層非形成部１１の接合が容易になる。また、接合部７０が形成される場所では、正極活物質層非形成部１１の片側のみが、接続部３５１ａ又は３５３ａによって覆われるため、溶接等による正極活物質層非形成部１１の接合が容易である。
【００５３】
また、本変形例では、接続部３５１ａ及び３５４ａの接続面３５１ａａ及び３５４ａａが略同一平面上に位置し、接続部３５２ａ及び３５３ａの接続面３５２ａａ及び３５３ａａが略同一平面上に位置する。これにより、正極活物質層非形成部１１は、直線的に延在する状態で、接続部３５１ａ〜３５４ａに保持される。
【００５４】
また、変形例２に係る蓄電素子のその他の構成は、実施の形態及び変形例１に係る蓄電素子と同様であるため、その他の説明を省略する。さらに、変形例２に係る蓄電素子は、実施の形態及び変形例１に係る蓄電素子と同様の効果を奏する。なお、変形例２に係る蓄電素子では、第一接続部材としての第一正極集電部材３５１及び第三正極集電部材３５３と、第二接続部材としての第二正極集電部材３５２及び第四正極集電部材３５４とはそれぞれ、電極体１の極板の積層方向である第一方向で、電極体１の正極活物質層非形成部１１を挟むように配置される。上述の構成において、第一正極集電部材３５１及び第二正極集電部材３５２等は、接合部７０での固定に加え、正極活物質層非形成部１１を挟むことによる保持もする。よって、正極集電部材３５０への正極活物質層非形成部１１の接続の安定性の向上が可能になる。なお、変形例２に係る蓄電素子の負極集電部材も、正極集電部材３５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００５５】
［変形例３］
以下、図７を参照して、実施の形態の変形例３に係る蓄電素子を説明する。図７は、実施の形態の変形例３に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。変形例３に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材がそれぞれ、変形例２に係る蓄電素子と同様に、電極体１の正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２を対向する接続部で挟むが、当該接続部の接続面が、正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２の長手方向（Ｚ軸方向）で互いから部分的にずれて突出するように形成されている。例えば、変形例２に係る蓄電素子では、正極活物質層非形成部１１の長手方向で、接続部３５２ａの接続面３５２ａａの全体が、接続部３５１ａの接続面３５１ａａと対向し、接続部３５４ａの接続面３５４ａａの全体が、接続部３５３ａの接続面３５３ａａと対向している。また、変形例３に係る蓄電素子でも、正極集電部材及び負極集電部材は同様の構成を有しているため、負極集電部材の説明を省略する。さらに、変形例３に係る正極集電部材について、実施の形態並びに変形例１及び２と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
図７に示されるように、変形例３に係る正極集電部材４５０は、第二容器部３０の側壁３１の内側に配置され、変形例２に係る蓄電素子と同様に、４つの正極集電部材、つまり、第一正極集電部材４５１、第二正極集電部材４５２、第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４によって構成される。第一正極集電部材４５１、第二正極集電部材４５２、第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４は、変形例１の第一正極集電部材２５１又は第二正極集電部材２５２と同様の形状を有している。本変形例では、第一正極集電部材４５１及び第三正極集電部材４５３が、同様の形状及び寸法で形成され、第二正極集電部材４５２及び第四正極集電部材４５４が、同様の形状及び寸法で形成されている。第一〜第四正極集電部材４５１、４５２、４５３及び４５４はそれぞれ、接続部４５１ａ、４５２ａ、４５３ａ及び４５４ａと、固定部４５１ｂ、４５２ｂ、４５３ｂ及び４５４ｂと、立ち上がり部４５１ｃ、４５２ｃ、４５３ｃ及び４５４ｃとを一体的に含む。
【００５７】
第一正極集電部材４５１及び第二正極集電部材４５２について、固定部４５１ｂ及び４５２ｂはそれぞれ、長側壁３１ａ及び３１ｃに固定されている。接続部４５１ａ及び４５２ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近で、Ｚ軸方向で、互いに略平行に且つ間隔をあけて延びる。本変形例では、接続部４５１ａ及び４５２ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃとも略平行である。接続部４５１ａは、接続部４５２ａよりも短側壁３１ｄから離れて位置している。また、接続部４５１ａの接続面４５１ａａは、短側壁３１ｄ側で、接続部４５２ａの接続面４５２ａａの一部と対向している。第一正極集電部材４５１及び第二正極集電部材４５２は、接続面４５１ａａ及び４５２ａａ上で正極活物質層非形成部１１を積層方向両側から支持し、接続面４５１ａａ及び４５２ａａの間で、正極活物質層非形成部１１を挟む。さらに、正極活物質層非形成部１１を挟む部分以外で正極活物質層非形成部１１が接続部４５１ａ及び４５２ａに接合され、接続面４５１ａａ及び４５２ａａに接合部７０が形成される。このとき、正極活物質層非形成部１１は、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近に位置する。なお、本変形例では、接続面４５１ａａ及び４５２ａａは、長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行である。
【００５８】
同様に、第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４について、固定部４５３ｂ及び４５４ｂはそれぞれ、長側壁３１ｃ及び３１ａに固定されている。接続部４５３ａ及び４５４ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近で、短側壁３１ｂから短側壁３１ｄに向かって、互いに略平行に且つ互いに間隔をあけて延びる。本変形例では、接続部４５３ａ及び４５４ａは、長側壁３１ａ及び３１ｃとも略平行である。接続部４５３ａは、接続部４５４ａよりも短側壁３１ｂから離れて位置している。接続部４５３ａの接続面４５３ａａは、短側壁３１ｂ側で、接続部４５４ａの接続面４５４ａａの一部と対向している。さらに、接続面４５３ａａは、短側壁３１ｄ側である先端側の一部で、接続部４５１ａの短側壁３１ｂ側である先端側の一部と対向している。第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４は、接続面４５３ａａ及び４５４ａａ上で正極活物質層非形成部１１を積層方向両側から支持し、接続面４５３ａａ及び４５４ａａの間で、正極活物質層非形成部１１を挟む。また、第一正極集電部材４５１及び第三正極集電部材４５３は、接続面４５１ａａ及び４５３ａａの間で、正極活物質層非形成部１１を挟む。さらに、正極活物質層非形成部１１を挟む部分以外で正極活物質層非形成部１１が接続部４５３ａ及び４５４ａに接合され、接続面４５３ａａ及び４５３ａａ上に接合部７０が形成される。このとき、正極活物質層非形成部１１は、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近に位置する。なお、本変形例では、接続面４５３ａａ及び４５４ａａは、長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行である。
【００５９】
これにより、接続面４５１ａａ〜４５４ａａ上の接合部７０は、正極活物質層非形成部１１の長手方向（Ｚ軸方向）で、互いに異なる位置に位置する。なお、接合部７０の位置は、Ｘ軸方向で互いに同一であってもよく異なっていてもよい。また、正極活物質層非形成部１１は、接合部７０によって積層方向の両方向で固定される。このため、接合に伴い正極活物質層非形成部１１の正極基材に作用する引張力の偏りが抑制されている。
【００６０】
さらに、接続面４５１ａａ〜４５４ａａ上の接合部７０は、接続部４５１ａ〜４５４ａが互いに対向する部位、つまり正極活物質層非形成部１１を挟持する部位から、正極活物質層非形成部１１の長手方向にずれて位置している。そして、接合部７０が形成される場所では、正極活物質層非形成部１１の片側のみが、接続部４５１ａ〜４５４ａによって覆われる。つまり、各接続部４５１ａ〜４５４ａ上の接合部７０は、当該接合部７０が形成される接続部に対向する接続部４５１ａ〜４５４ａと、正極活物質層非形成部１１の積層方向で対向しない。すなわち、当該接合部７０が形成される接続部に対向する接続部４５１ａ〜４５４ａが正極活物質層非形成部１１と接触する部分と、正極活物質層非形成部１１の積層方向で対向しない。よって、溶接等による正極活物質層非形成部１１の接合が容易である。さらに、正極活物質層非形成部１１は、接続部４５１ａ〜４５４ａの支持及び挟持によって、Ｚ軸方向で広範囲にわたり且つ正極活物質層非形成部１１の積層方向での偏りが抑制された支持及び保持を受ける。そして、正極活物質層非形成部１１は、Ｚ軸方向で接続部４５２ａから接続部４５４ａにわたり、接続部４５１ａ〜４５４ａによって、積層方向の少なくとも一方の側から、途切れがなく連続的に支持される。
【００６１】
また、本変形例では、接続部４５１ａ及び４５４ａの接続面４５１ａａ及び４５４ａａが略同一平面上に位置し、接続部４５２ａ及び４５３ａの接続面４５２ａａ及び４５３ａａが略同一平面上に位置する。これにより、正極活物質層非形成部１１は、直線的に延在する状態で、接続部４５１ａ〜４５４ａに保持される。
【００６２】
また、変形例３に係る蓄電素子のその他の構成は、実施の形態並びに変形例１及び２に係る蓄電素子と同様であるため、その他の説明を省略する。さらに、変形例３に係る蓄電素子は、変形例２に係る蓄電素子と同様の効果を奏する。なお、変形例３に係る蓄電素子では、第一接続部材としての第一正極集電部材４５１及び第二接続部材としての第二正極集電部材４５２は、電極体１の極板の積層方向で見たとき、互いに異なる位置で、電極体１の正極活物質層非形成部１１と接合される。例えば、第一正極集電部材４５１又は第二正極集電部材４５２と正極活物質層非形成部１１との接合箇所の厚さが大きくなると、接合不良が発生する可能性がある。しかしながら、上述の構成では、第一正極集電部材４５１、第二正極集電部材４５２及び正極活物質層非形成部１１が同一箇所で共に接合されない。つまり、接合部７０では、第一正極集電部材４５１又は第二正極集電部材４５２と正極活物質層非形成部１１とが接合される。よって、接合箇所の厚さの低減が可能になる。なお、第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４についても同様である。さらに、変形例３に係る蓄電素子の負極集電部材も、正極集電部材４５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００６３】
また、変形例３に係る蓄電素子では、第一正極集電部材４５１における正極活物質層非形成部１１との接合部７０は、第二正極集電部材４５２における正極活物質層非形成部１１との接触部分と、電極体１の極板の積層方向で対向する位置からずれている。上述の構成において、第一正極集電部材４５１の接合部７０が形成される部分では、正極活物質層非形成部１１に第二正極集電部材４５２が接触しない。よって、正極活物質層非形成部１１を直接、第一正極集電部材４５１に接合することができるため、接合が容易になる。また、第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４も同様である。さらに、変形例３に係る蓄電素子の負極集電部材も、正極集電部材４５０による上述の構成及び効果と同様の構成を有し、同様の効果を奏し得る。
【００６４】
［変形例４］
以下、図８を参照して、実施の形態の変形例４に係る蓄電素子を説明する。図８は、実施の形態の変形例４に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。変形例４に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材がそれぞれ、変形例３で電極体１の正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２を挟んでいた部材を一体化した構成を有している。変形例４に係る蓄電素子でも、正極集電部材及び負極集電部材は同様の構成を有しているため、負極集電部材の説明を省略する。さらに、変形例４に係る正極集電部材について、実施の形態及び変形例１〜３と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
図８に示されるように、変形例４に係る正極集電部材５５０は、第二容器部３０の側壁３１の内側においてＺ軸方向で離れて配置された第一正極集電部材５５１及び第二正極集電部材５５２によって、構成されている。第一正極集電部材５５１は、変形例３に係る蓄電素子の第一正極集電部材４５１及び第二正極集電部材４５２をそれぞれの固定部４５１ｂ及び４５２ｂで連結した構成を有している。第二正極集電部材５５２は、変形例３に係る蓄電素子の第三正極集電部材４５３及び第四正極集電部材４５４をそれぞれの固定部４５３ｂ及び４５４ｂで連結した構成を有している。つまり、第一正極集電部材５５１及び第二正極集電部材５５２は、同様の構成を有している。
【００６６】
第一正極集電部材５５１は、変形例３の第一正極集電部材４５１と、変形例３の第二正極集電部材４５２と、基部５５１ａとを一体的に含む。基部５５１ａは、第一正極集電部材４５１の固定部４５１ｂの端部と、第二正極集電部材４５２の固定部４５２ｂの端部とを連結する。固定部４５１ｂ、固定部４５２ｂ及び基部５５１ａは、長側壁３１ａ、長側壁３１ｃ及び短側壁３１ｄにそれぞれ当接し、少なくとも基部５５１ａが短側壁３１ｄに固定される。しかしながら、基部５５１ａではなく、固定部４５１ｂ及び／又は４５２ｂが、側壁３１に固定されてもよい。本変形例では、立ち上がり部４５１ｃ及び４５２ｃはそれぞれ、固定部４５１ｂ及び４５２ｂに対して斜めに傾斜しているが、変形例３のように垂直であってもよい。第二正極集電部材５５２も、変形例３の第三正極集電部材４５３と、変形例３の第四正極集電部材４５４と、これらの固定部の端部同士を連結する基部５５２ａとを一体的に含む。
【００６７】
また、変形例４に係る蓄電素子のその他の構成は、実施の形態及び変形例１〜３に係る蓄電素子と同様であるため、その他の説明を省略する。さらに、変形例４に係る蓄電素子は、変形例３に係る蓄電素子と同様の効果を奏する。なお、変形例４に係る蓄電素子では、接続部材としての第一正極集電部材５５１及び第二正極集電部材５５２はそれぞれ、側壁３１と接続される基部５５１ａ及び５５２ａを有している。基部５５１ａは、第一正極集電部材５５１の他の部位と一体的に形成され、基部５５２ａは、第二正極集電部材５５２の他の部位と一体的に形成されている。上述の構成において、側壁３１に対する第一正極集電部材５５１の各部位及び第二正極集電部材５５２の各部位の位置決め及び取り付けが容易になる。
【００６８】
［変形例５］
以下、図９を参照して、実施の形態の変形例５に係る蓄電素子を説明する。図９は、実施の形態の変形例５に係る蓄電素子を図３と同様に示す断面図である。実施の形態に係る蓄電素子１００の正極集電部材５０及び負極集電部材６０では、接続部が立ち上がり部を介して固定部に支持されていたが、変形例５に係る蓄電素子の正極集電部材及び負極集電部材は、接続部が固定部に直接支持される構成を有している。変形例５に係る蓄電素子でも、正極集電部材及び負極集電部材は同様の構成を有しているため、負極集電部材の説明を省略する。さらに、変形例５に係る正極集電部材について、実施の形態及び変形例１〜４と異なる点を中心に説明する。
【００６９】
図９に示されるように、変形例５に係る蓄電素子では、１つの正極集電部材６５０が、第二容器部３０の側壁３１の内側に配設されている。正極集電部材６５０は、長側壁３１ａ及び３１ｃ間の中間付近を短側壁３１ｂから短側壁３１ｄにわたって延在する接続部６５０ａと、接続部６５０ａの両端の固定部６５０ｂ及び６５０ｃとを一体的に含む。平板状の固定部６５０ｂ及び６５０ｃは、平板状の接続部６５０ａと略垂直に配置されている。Ｘ軸方向で見たときの正極集電部材６５０の形状は、Ｈ形状である。固定部６５０ｂ及び６５０ｃはそれぞれ、短側壁３１ｄ及び３１ｂに当接しこれらに固定される。
【００７０】
接続部６５０ａは、Ｙ軸方向の両側に、２つの平坦な接続面６５０ａａ及び６５０ａｂを有する。本変形例では、接続面６５０ａａ及び６５０ａｂは、長側壁３１ａ及び３１ｃと略平行に、Ｚ軸方向に延在する。電極体１の正極活物質層非形成部１１は、接続面６５０ａａ及び６５０ａｂのいずれに接合されてもよい。本変形例では、正極活物質層非形成部１１は、接続面６５０ａａ上で接続部６５０ａに接合され、それにより、複数の接合部７０が形成される。
【００７１】
なお、複数の接続部６５０ａが正極集電部材６５０に形成されてもよく、この場合、複数の接続部６５０ａは、Ｙ軸方向に配列されてもよい。これにより、正極活物質層非形成部１１が複数の束に集められる場合でも、接続部６５０ａに接合される正極活物質層非形成部１１の正極板に作用する引張力を低く抑えることができる。
また、変形例５に係る蓄電素子のその他の構成は、実施の形態及び変形例１〜４に係る蓄電素子と同様であるため、その他の説明を省略する。さらに、変形例５に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果を奏する。
【００７２】
［変形例６］
以下、図１０及び図１１を参照して、実施の形態の変形例６に係る蓄電素子を説明する。なお、図１０は、変形例６に係る蓄電素子を図２と同様に示す分解斜視図である。図１１は、変形例６に係る蓄電素子の断面側面図であり、第一容器部２０の長側壁に垂直であり且つ負極端子９１を通る蓄電素子の断面を、負極端子９１から正極端子８１に向かうＺ軸方向で見た図である。変形例６に係る蓄電素子３００は、実施の形態に係る蓄電素子１００において、側壁３１及び４１を備えずに、底壁３２に正極端子８１及び負極端子９１を備えるように構成されている。変形例６に係る蓄電素子では、第一容器部２０が、周囲壁を構成する。
【００７３】
蓄電素子は、第一容器部２０と、第一容器部２０の端部２０ａ及び２０ｂそれぞれの開口を塞ぐ端壁としての底壁３２及び４２とを、容器の構成要素として備えている。以下において、底壁３２及び４２を端壁とも呼ぶ。電極体１は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体１と同様に、一端に正極活物質層非形成部１１を備えるが、一端と反対側の他端に、負極活物質層非形成部１２を備えず、負極タブ束１２ａを備える。負極タブ束１２ａは、各負極板の負極基材の上記他端側の端部から一体的に突出する箔片状のタブの集合体である。各タブは、負極活物質層が形成されていない負極基材によって構成される。電極体１は、正極活物質層非形成部１１を端壁４２と対向させ、負極タブ束１２ａを端壁３２と対向させる向きで、第一容器部２０内に収容される。
【００７４】
蓄電素子は、端壁３２に正極端子８１及び負極端子９１を備えている。正極端子８１及び負極端子９１は、端壁３２の長手方向の両端付近に配置されている。正極端子８１は、端壁３２と一体的に形成されており、端壁３２から外方へ突出している。例えば、正極端子８１は、端壁３２にプレス加工等の加工を施すことによって、形成される。端壁３２及び第一容器部２０は、導電性を有する材料で構成されており、正極端子８１は、第一容器部２０と電気的に接続される。
【００７５】
変形例６に係る蓄電素子では、正極集電部材５０が、第二容器部３０にではなく、第一容器部２０に設けられる。正極集電部材５０は、第一容器部２０の端部２０ｂの近傍に配置される。正極集電部材５０は、第一容器部２０の内表面に接触し、第一容器部２０の長側壁２０ｃの内表面からその接続部５０ａを延出させるように配設される。長側壁２０ｃは、第一容器部２０の対向する長側壁２０ｃ及び２０ｄの一方である。正極集電部材５０の接続部５０ａは、実施の形態の場合と同様に、電極体１の正極活物質層非形成部１１と接合される。これにより、電極体１の正極板が、正極集電部材５０、第一容器部２０及び端壁３２を介して、正極端子８１と電気的に接続される。なお、端壁４２が、第一容器部２０と別個の部材であり、分離可能であるため、正極活物質層非形成部１１の接合は、第一容器部２０の端部２０ｂの開口から実施可能であり、容易である。
【００７６】
負極端子９１は、導電性を有する材料で構成されており、端壁３２から電気的に絶縁された状態で、端壁３２の外側に配置されている。負極端子９１は、端壁３２を貫通して第一容器部２０内に延びる軸部９１ａを有している。軸部９１ａは、第一容器部２０内に設けられる集電体９４と接続される。集電体９４は、導電性を有する材料で構成されており、本実施の形態では、Ｕ字状の外形を有している。集電体９４のＵ字を形成する２つの側部の一方が、軸部９１ａと接続され、他方が、電極体１の負極タブ束１２ａと接続される。集電体９４と負極タブ束１２ａとの接続には、上述した正極活物質層非形成部１１の接合方法と同様の方法が用いられることができ、それにより、これらの接続部分に、接合部７０が形成される。これにより、負極端子９１は、軸部９１ａ及び集電体９４を介して、電極体１の負極板と電気的に接続される。
【００７７】
負極端子９１と端壁３２との間には、これらを電気的に絶縁する上部絶縁部材９２が設けられる。端壁３２と集電体９４との間には、これらを電気的に絶縁する下部絶縁部材９３が設けられる。上部絶縁部材９２及び下部絶縁部材９３は、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料で構成され、例えばガスケットである。また、上部絶縁部材９２又は下部絶縁部材９３が、本変形例では下部絶縁部材９３が、軸部９１ａ及び端壁３２の間に介在しこれらを電気的に絶縁する。
【００７８】
軸部９１ａは、上部絶縁部材９２、端壁３２、下部絶縁部材９３及び集電体９４を貫通して延び、その突出する先端部分に、かしめ突出部９１ｂを有する。かしめ突出部９１ｂは、軸部９１ａの先端部分が端壁３２へ向かう押圧力を受け、それにより拡径するように塑性変形することによって、形成される。これにより、負極端子９１及び集電体９４が、上部絶縁部材９２、端壁３２及び下部絶縁部材９３を挟んだ状態で、互いに物理的及び電気的に接続される一方で、端壁３２から電気的に絶縁される。負極端子９１及び集電体９４の接合方法は、かしめに限定されず、溶接、ボルト締結等のいかなる接合方法であってもよい。
【００７９】
また、変形例６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、その他の説明を省略する。さらに、変形例６に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果を奏する。なお、変形例６に係る蓄電素子において、正極端子８１は、端壁３２に配置されていたが、これに限定されず、端壁４２又は第一容器部２０等の容器のいかなる場所に配置されてもよい。変形例６に係る蓄電素子において、正極端子８１が、端壁３２及び第一容器部２０による容器の少なくとも一部を介して電極体１と電気的に接続されていたが、負極端子９１が、容器の少なくとも一部を介して電極体１と電気的に接続されてもよい。この場合、正極端子８１は、容器から絶縁される。容器の材質は、負極の電位に耐えられる材質であれば特に限られず、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）やニッケル鉄合金を用いることができる。
【００８０】
［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及び蓄電装置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。
【００８１】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、容器２の第二容器部３０及び第三容器部４０はそれぞれ、全体が導電性を有する材料で作製されていたが、これに限定されず、一部が導電性を有さない材料で作製されてもよい。例えば、第二容器部３０の場合、底壁３２の全体又は一部が、導電性を有さない材料で作製されてもよく、側壁３１の一部が、導電性を有さない材料で作製されてもよい。導電性を有さない側壁の一部は、長側壁３１ａ又は３１ｃの全体若しくは一部であってもよく、短側壁３１ｂ又は３１ｄの全体若しくは一部であってもよい。導電性を有さない側壁の一部は、長側壁３１ａ及び３１ｃ並びに短側壁３１ｂ及び３１ｄの複数の壁にわたっていてもよい。第三容器部４０についても、第二容器部３０と同様である。
【００８２】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材はそれぞれ、電極体１の正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２と、積層方向の一方の側において、１つ又は２つの接続面で接触していたが、これに限定されない。正極集電部材及び負極集電部材はそれぞれ、正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２と、積層方向の一方の側において、３つ以上の接続面で接触してもよく、さらに、各接続面で接合されてもよい。
【００８３】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、容器２内に１つの電極体１を備えていたが、２つ以上の電極体を備える構成を有してもよい。この場合、複数の正極集電部材及び負極集電部材が、配設されてもよく、正極集電部材及び負極集電部材に、複数の接続部が形成されてもよい。なお、電極体１の正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２が、複数の束に集束される場合も、複数の正極集電部材及び負極集電部材が配設されてもよく、正極集電部材及び負極集電部材に、複数の接続部が形成されてもよい。
【００８４】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体１は、帯状の正極活物質層非形成部１１及び負極活物質層非形成部１２を備える構成であったが、これに限定されない。電極体１は、正極板及び負極板それぞれの縁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、正極タブの束及び負極タブの束がそれぞれ正極集電部材及び負極集電部材と接続されてもよい。正極タブの束及び負極タブの束の数量も、１つに限定されず２つ以上であってもよい。この場合、正極集電部材及び負極集電部材において、複数の接続部が形成され、電極体１の極板の積層方向に配列されてもよく、積層方向と交差する方向に配列されてもよい。
【００８５】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子において、正極及び負極の集電部材と、電極体１の端部とは、直接接続されてもよく、これらの間に金属板等の導電性部材を介して接続されてもよい。また、電極体１の端部において、正極又は負極の集電部材が配置される面とは逆の面に、当て板を配置し、当て板と集電部材とで、電極体１の端部を挟むように構成してもよい。
【００８６】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子において、正極集電部材及び負極集電部材はそれぞれ、容器２の第二容器部３０及び第三容器部４０と接続されていたが、これに限定されない。例えば、正極集電部材及び負極集電部材の一方が、第一容器部２０と接続されてもよい。この場合、容器２は、正極集電部材及び負極集電部材と接続されない第二容器部３０又は第三容器部４０を備えなくてもよい。
また、実施の形態及び変形例に含まれる構成要素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。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
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】
【００８８】
１  電極体
２  容器
１１  正極活物質層非形成部（電極体の端部）
１２  負極活物質層非形成部（電極体の端部）
２０  第一容器部（周囲壁）
３０  第二容器部
３１，４１  側壁（周囲壁）
３１ａ，３１ｃ  長側壁（対向する一対の壁部）
３１ａａ  内表面
４０  第三容器部
５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０  正極集電部材（接続部材）
５０ａａ，２５１ａａ，２５２ａａ，３５１ａａ，３５２ａａ，３５３ａａ，３５４ａａ，４５１ａａ，４５２ａａ，４５３ａａ，４５４ａａ，６５０ａａ，６５０ａｂ  接続面
６０  負極集電部材（接続部材）
７０  接合部
１００  蓄電素子
１０１  蓄電装置
２５１，４５１  第一正極集電部材（第一接続部材）
２５２，４５２  第二正極集電部材（第二接続部材）
３５１  第一正極集電部材（第一接続部材）
３５２  第二正極集電部材（第二接続部材）
３５３  第三正極集電部材（第一接続部材）
３５４  第四正極集電部材（第二接続部材）
５５１  第一正極集電部材（接続部材）
５５１ａ，５５２ａ  基部
５５２  第二正極集電部材（接続部材）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018055900.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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