(57)【要約】【課題】電極体の損傷を抑制して、耐衝撃性を高める。【解決手段】蓄電素子１０は、電極体４００と、電極体４００を収容する容器１００と、容器１００と電極体４００との間に介在するスペーサ（サイドスペーサ７００）と、電極体４００の一端部から他端部までを覆った状態で、スペーサと電極体４００とに固定されたシート部材（絶縁シート３５０）と、を備える。【選択図】図１１
2018056081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体と、
前記電極体を収容する容器と、
前記容器と前記電極体との間に介在するスペーサと、
前記電極体の一端部から他端部までを覆った状態で、前記スペーサと前記電極体とに固定されたシート部材と、
を備える
蓄電素子。
【請求項２】
前記シート部材は、前記スペーサと、前記電極体とに溶着されることで固定されている
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記スペーサは、前記電極体の一端部及び他端部のそれぞれに設けられており、
前記シート部材は、前記電極体の一端部側の前記スペーサ及び他端部側の前記スペーサのそれぞれに固定されている
請求項１または２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記シート部材は、前記電極体と前記スペーサとに巻かれている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記シート部材は、前記スペーサと前記電極体とに対して複数層に巻かれており、各層において前記スペーサと、前記電極体とに固定されている
請求項４に記載の蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電素子においては、容器と電極体との接触を防止すべく、容器と電極体との間に絶縁性のスペーサを介在させた蓄電素子が知られている（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２０１１−２１６２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振動、衝撃などが蓄電素子に作用すると、スペーサのない領域では電極体が容器に衝突してしまい、電極体を損傷させてしまうおそれがある。
【０００５】
このため、本発明の課題は、電極体の損傷を抑制し、耐衝撃性を高めることである。
【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、電極体と、電極体を収容する容器と、容器と電極体との間に介在するスペーサと、電極体の一端部から他端部までを覆った状態で、スペーサと電極体とに固定されたシート部材と、を備える。
【０００７】
この構成によれば、シート部材が、スペーサと電極体とに固定されているので、スペーサが、電極体に作用する衝撃荷重をシート部材を介して受けることになる。したがって、電極体の損傷を抑制し、耐衝撃性を高めることができる。
【０００８】
また、シート部材が電極体の一端部から他端部までを覆っているので、電極体の一側面をシート部材によって保護することも可能である。
【０００９】
また、シート部材は、スペーサと、電極体とに溶着されることで固定されていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、シート部材が、スペーサと電極体とに溶着されているので、これらを固定するための別部材を用いなくとも、シート部材をスペーサと電極体とに固定することができる。
【００１１】
また、スペーサは、電極体の一端部及び他端部のそれぞれに設けられており、シート部材は、電極体の一端部側のスペーサ及び他端部側のスペーサのそれぞれに固定されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、電極体の一端部側のスペーサ及び他端部側のスペーサのそれぞれにシート部材が固定されているので、電極体に作用する衝撃荷重をシート部材を介して、一端部側のスペーサ及び他端部側のスペーサで受けることができる。したがって、電極体の損傷をより抑制することができる。
【００１３】
また、シート部材は、電極体とスペーサとに巻かれていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、シート部材がスペーサと電極体とに巻かれているので、シート部材がスペーサと電極体とを拘束することができる。したがって、スペーサとシート部材との一体性を高めることができ、耐衝撃性をさらに高めることができる。
【００１５】
また、シート部材は、スペーサと電極体とに対して複数層に巻かれており、各層においてスペーサと、電極体とに固定されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、シート部材がスペーサと電極体とに対して複数層に巻かれているので、スペーサとシート部材との一体性をより高めることができる。また、シート部材の各層においてスペーサと電極体とに固定されているので、シート部材の各層がバラつくことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電極体の損傷を抑制して、耐衝撃性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】実施の形態に係る蓋構造体の分解斜視図である。
【図４】実施の形態に係る電極体の構成を示す斜視図である。
【図５】実施の形態に係るサイドスペーサを外方から見た正面図である。
【図６】実施の形態に係るサイドスペーサを内方から見た背面図である。
【図７】実施の形態に係るサイドスペーサの側面図である。
【図８】実施の形態に係るサイドスペーサの上面図である。
【図９】実施の形態に係る絶縁シートを電極体及びサイドスペーサに巻き付けた状態を模式的に示す正面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ切断線を含む切断面を見た断面図である。
【図１１】実施の形態に係る容器本体内での、電極体、サイドスペーサ及び絶縁シートの位置関係を示す正面図である。
【図１２】変形例１に係る絶縁シートを電極体及びサイドスペーサに巻き付けた状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】変形例２に係る絶縁シートを電極体及びサイドスペーサに巻き付けた状態を模式的に示す断面図である。
【図１４】変形例３に係る絶縁シートを電極体及びサイドスペーサに巻き付けた状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
まず、図１〜図３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。
【００２２】
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。図３は、実施の形態に係る蓋構造体１８０の分解斜視図である。
【００２３】
また、図１及び以降の図について、説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明しているが、実際の使用態様において、Ｚ軸方向と上下方向とが一致しない場合もある。
【００２４】
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）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等に適用される。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。また、蓄電素子１０は一次電池であってもよい。
【００２５】
図１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とを備えている。また、図２に示すように、容器１００内方には電極体４００が収容されており、電極体４００の上方に、蓋構造体１８０が配置されている。
【００２６】
蓋構造体１８０は、容器１００の蓋板１１０、集電体、及び、絶縁部材を有する。具体的には、蓋構造体１８０は、上記集電体として、電極体４００の正極側のタブ束４１０（タブ部）と電気的に接続された正極集電体１４０を有している。同様に、蓋構造体１８０は、上記集電体として、電極体４００の負極側のタブ束４２０（タブ部）と電気的に接続された負極集電体１５０を有している。
【００２７】
また、蓋構造体１８０は、上記絶縁部材として、蓋板１１０と正極集電体１４０との間に配置された下部絶縁部材１２０を有している。同様に、蓋構造体１８０は、上記絶縁部材として、蓋板１１０と負極集電体１５０との間に配置された下部絶縁部材１３０を有している。
【００２８】
本実施の形態に係る蓋構造体１８０はさらに、正極端子２００、負極端子３００、上部絶縁部材１２５、及び、上部絶縁部材１３５を有している。
【００２９】
上部絶縁部材１２５は、蓋板１１０と正極端子２００との間に配置されている。上部絶縁部材１３５は、蓋板１１０と負極端子３００との間に配置されている。
【００３０】
上記構成を有する蓋構造体１８０と、電極体４００との間には、上部スペーサ５００と緩衝シート６００とが配置されている。
【００３１】
上部スペーサ５００は、電極体４００の、タブ束４１０及び４２０が設けられた側と蓋板１１０との間に配置される。具体的には、上部スペーサ５００は全体として平板状であり、かつ、タブ束４１０及び４２０が挿入される２つの挿入部５２０を有している。本実施の形態では、挿入部５２０は、上部スペーサ５００において切り欠き状に設けられている。上部スペーサ５００は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の絶縁性を有する素材によって形成されている。
【００３２】
上部スペーサ５００は、例えば、電極体４００の上方（蓋板１１０の方向）への移動を直接的もしくは間接的に規制する部材、または、蓋構造体１８０と電極体４００との間における短絡を防止する部材として機能する。
【００３３】
緩衝シート６００は、発泡ポリエチレンなどの、柔軟性の高い多孔質の素材で形成されており、電極体４００と上部スペーサ５００との間の緩衝材として機能する部材である。
【００３４】
また、本実施の形態では、電極体４００の、電極体４００と蓋板１１０との並び方向（Ｚ軸方向）に交差する方向の側面（本実施の形態ではＸ軸方向の両側面）と、容器１００の内周面との間にサイドスペーサ７００が配置されている。これにより、サイドスペーサ７００は、電極体４００における正極側（正極端子２００側）の一端部と負極側（負極端子３００側）の他端部とにそれぞれ設けられている。サイドスペーサ７００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。
【００３５】
なお、蓄電素子１０は、図１〜図３に図示された要素に加え、電極体４００と容器１００（容器本体１１１）の底１１３との間に配置された緩衝シートなど、他の要素を備えてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）が封入されているが、電解液の図示は省略する。
【００３６】
容器１００は、角型ケースであり、容器本体１１１と、蓋板１１０とを備える。容器本体１１１及び蓋板１１０の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、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。
【００３７】
容器本体１１１は、直方体状に形成されたケースである。具体的には、容器本体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の容器本体１１１には、開口１１２を介して、電極体４００とサイドスペーサ７００などが挿入される。この開口１１２に対して電極体４００とサイドスペーサ７００などが挿入される方向を挿入方向（Ｚ軸方向）とする。また、具体的にはサイドスペーサ７００は、容器本体１１１の短側面と電極体４００との間に介在されている。
【００３８】
容器本体１１１の内方には、電極体４００を覆う絶縁シート３５０が配置されている。なお、図２においては、展開された絶縁シート３５０を図示している。絶縁シート３５０は、例えばＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、またはＰＰＳ等の絶縁性を有する素材によって長尺な矩形状に形成されている。絶縁シート３５０は、電極体４００及びサイドスペーサ７００に巻かれた状態で固定され、容器本体１１１内に収容される。なお、絶縁シート３５０の固定状態については後述する。
【００３９】
容器本体１１１は、電極体４００、絶縁シート３５０等を内部に収容後、蓋板１１０が溶接等されることにより、内部が密封されている。
【００４０】
蓋板１１０は、容器本体１１１の開口１１２を閉塞する板状部材である。蓋板１１０には、図２及び図３に示されるように、ガス排出弁１７０、注液口１１７、貫通孔１１０ａ及び１１０ｂ、並びに、２つの膨出部１６０が形成されている。ガス排出弁１７０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役割を有する。
【００４１】
注液口１１７は、蓄電素子１０の製造時に電解液を注液するための貫通孔である。また、蓋板１１０には、注液口１１７を塞ぐように、注液栓１１８が配置されている。つまり、蓄電素子１０の製造時に、注液口１１７から容器１００内に電解液を注入し、注液栓１１８を蓋板１１０に溶接して注液口１１７を塞ぐことで、電解液が容器１００内に収容される。
【００４２】
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。
【００４３】
２つの膨出部１６０のそれぞれは、本実施の形態では、蓋板１１０の一部が膨出状に形成されていることで蓋板１１０に設けられており、例えば、上部絶縁部材１２５または１３５の位置決めに利用される。また、膨出部１６０の裏側には上方に凹状の部分である凹部（図示せず）が形成されており、凹部の一部に、下部絶縁部材１２０または１３０の係合突起１２０ｂまたは１３０ｂが係合する。これにより、下部絶縁部材１２０または１３０も位置決めされ、その状態で蓋板１１０に固定される。
【００４４】
上部絶縁部材１２５は、正極端子２００と蓋板１１０とを電気的に絶縁する部材である。下部絶縁部材１２０は、正極集電体１４０と蓋板１１０とを電気的に絶縁する部材である。上部絶縁部材１３５は、負極端子３００と蓋板１１０とを電気的に絶縁する部材である。下部絶縁部材１３０は、負極集電体１５０と蓋板１１０とを電気的に絶縁する部材である。上部絶縁部材１２５及び１３５は、例えば上部ガスケットと呼ばれる場合もあり、下部絶縁部材１２０及び１３０は、例えば下部ガスケットと呼ばれる場合もある。つまり、本実施の形態では、上部絶縁部材１２５及び１３５並びに下部絶縁部材１２０及び１３０は、電極端子（２００または３００）と容器１００との間を封止する機能も有している。
【００４５】
なお、上部絶縁部材１２５及び１３５、並びに、下部絶縁部材１２０及び１３０は、例えば上部スペーサ５００と同様に、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、またはＰＰＳ等の絶縁性を有する素材によって形成されている。
【００４６】
図３に示すように、また、下部絶縁部材１３０の上面には、膨出部１６０に係合する係合突起１３０ｂが突出している。また、下部絶縁部材１３０の下面には凹部が形成されており、この凹部で負極集電体１５０を収容する。下部絶縁部材１３０の一端部には、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａと連通する貫通孔１３０ａが形成されている。この貫通孔１３０ａ、１５０ａに対して、負極端子３００の締結部３１０が挿入される。
【００４７】
下部絶縁部材１２０の上面には、膨出部１６０に係合する係合突起１２０ｂが突出している。また、下部絶縁部材１２０の下面には凹部が形成されており、この凹部で正極集電体１４０を収容する。下部絶縁部材１２０の一端部には、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａと連通する貫通孔１２０ａが形成されている。この貫通孔１２０ａ、１４０ａに対して、正極端子２００の締結部２１０が挿入される。また、下部絶縁部材１２０の、注液口１１７の直下に位置する部分には、注液口１１７から流入する電解液を電極体４００の方向に導く貫通孔１２６が設けられている。
【００４８】
図１〜図３に示すように、正極端子２００は、正極集電体１４０を介して、電極体４００の正極に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１５０を介して、電極体４００の負極に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金属製の電極端子である。なお、正極端子２００及び負極端子３００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成されている。
【００４９】
また、正極端子２００には、容器１００と正極集電体１４０とを締結する締結部２１０が設けられている。負極端子３００には、容器１００と負極集電体１５０とを締結する締結部３１０が設けられている。
【００５０】
締結部２１０は、正極端子２００から下方に延設された軸部材（リベット）であり、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されてかしめられる。具体的には、締結部２１０は、上部絶縁部材１２５の貫通孔１２５ａ、蓋板１１０の貫通孔１１０ａ、下部絶縁部材１２０の貫通孔１２０ａ、及び、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されてかしめられる。これにより、正極端子２００と正極集電体１４０とが電気的に接続され、正極集電体１４０は、正極端子２００、上部絶縁部材１２５及び下部絶縁部材１２０とともに、蓋板１１０に固定される。
【００５１】
締結部３１０は、負極端子３００から下方に延設された軸部材（リベット）であり、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａに挿入されてかしめられる。具体的には、締結部３１０は、上部絶縁部材１３５の貫通孔１３５ａ、蓋板１１０の貫通孔１１０ｂ、下部絶縁部材１３０の貫通孔１３０ａ、及び、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａに挿入されてかしめられる。これにより、負極端子３００と負極集電体１５０とが電気的に接続され、負極集電体１５０は、負極端子３００、上部絶縁部材１３５及び下部絶縁部材１３０とともに、蓋板１１０に固定される。
【００５２】
なお、締結部３１０は、負極端子３００との一体物として形成されていてもよく、負極端子３００とは別部品として作製された締結部３１０が、かしめまたは溶接などの手法によって負極端子３００に固定されていてもかまわない。また、締結部３１０は、銅または銅合金などの、負極端子３００と異なる材質の金属で形成されてもかまわない。締結部２１０と正極端子２００との関係についても同様である。
【００５３】
正極集電体１４０は、電極体４００と容器１００との間に配置され、電極体４００と正極端子２００とを電気的に接続する部材である。正極集電体１４０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成されている。具体的には、正極集電体１４０は、電極体４００の正極側のタブ束４１０に電気的に接続されるとともに、正極端子２００の締結部２１０に電気的に接続されている。
【００５４】
負極集電体１５０は、電極体４００と容器１００との間に配置され、電極体４００と負極端子３００とを電気的に接続する部材である。負極集電体１５０は、銅または銅合金などの金属で形成されている。具体的には、負極集電体１５０は、電極体４００の負極側のタブ束４２０に電気的に接続されるとともに、負極端子３００の締結部３１０に電気的に接続されている。
【００５５】
次に、電極体４００の構成について、図４を用いて説明する。
【００５６】
図４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４では、電極体４００の巻回状態を一部展開して図示している。
【００５７】
電極体４００は、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）である。電極体４００は、正極４５０及び負極４６０と、セパレータ４７０ａ及び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４５０と、セパレータ４７０ａと、負極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。
【００５８】
正極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。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ４、ＬｉＭＳｉＯ４、ＬｉＭＢＯ３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。
【００５９】
負極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。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。
【００６０】
セパレータ４７０ａ及び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及び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。
【００６１】
正極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（活物質層非形成部）である。
【００６２】
なお、巻回軸とは、正極４５０及び負極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。
【００６３】
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４におけるＺ軸方向プラス側の端）に配置され、正極４５０及び負極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。
【００６４】
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、正極集電体１４０と、例えば超音波溶接によって接合される。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、負極集電体１５０と、例えば超音波溶接によって接合される。
【００６５】
なお、タブ束（４１０及び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。
【００６６】
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ため、発電に寄与しない部分となる。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ため、発電に寄与しない部分となる。一方、電極体４００のタブ束４１０及び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及び４３２となる。また、電極体４００における湾曲部４３１及び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及び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。そして、電極体４００は、湾曲部４３１が容器本体１１１の短側面に対向し、平坦部４３３が容器本体１１１の長側面に対向するように、容器本体１１１に収容される。
【００６７】
次に、サイドスペーサ７００の具体的な構成について説明する。ここでは、負極側のサイドスペーサ７００を例示するが、正極側のサイドスペーサ７００についても同様の構成であるので、正極側の説明については省略する。
【００６８】
図５は実施の形態に係るサイドスペーサ７００を外方から見た正面図である。図６は実施の形態に係るサイドスペーサ７００を内方から見た背面図である。図７は実施の形態に係るサイドスペーサ７００の側面図である。図８は実施の形態に係るサイドスペーサ７００の上面図である。
【００６９】
図５〜図８に示すように、サイドスペーサ７００は、挿入方向（Ｚ軸方向）に延在する長尺状の部材であり、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、またはＰＰＳ等の絶縁性を有する素材によって形成されている。サイドスペーサ７００は、壁部７１０と、壁部７１０の上端部に連結された基部７２０と、壁部７１０の下端部に連結された底部７３０とを一体的に有する。
【００７０】
壁部７１０は、挿入方向に沿って延在して電極体４００の一側部を覆う部位である。具体的には、壁部７１０は、電極体４００の湾曲部４３２を側方から覆う。図６及び図８に示すように、壁部７１０における容器１００の内方側の内側面７１１は、電極体４００の湾曲部４３２に当接する当接面であり、当該湾曲部４３２に対応した湾曲面となっている。サイドスペーサ７００が電極体４００に組み付けられると、壁部７１０の内側面７１１は、電極体４００の湾曲部４３２に当接する。
【００７１】
図８に示すように、壁部７１０における容器１００側の外側面７１２は、容器１００の内部形状に対応して一対の角部がＲ形状に形成されている。また、外側面７１２のうち、容器１００の長側面に対向する領域は、絶縁シート３５０が固定される固定面７１３となる。
【００７２】
図５〜図８に示すように、基部７２０は、天板７２１と、周壁７２２とを有する。
【００７３】
天板７２１は、隣り合う一対の角部がＲ形状となった、挿入方向に交差する平面（ＸＹ平面）に平行な板部である。天板７２１は、壁部７１０の上端部（一端部）に連結されており、電極体４００における開口１１２側の一端部を上方から覆う部位である。
【００７４】
天板７２１の上面には周壁７２２が設けられている。周壁７２２は、天板７２１の一辺７２３に対応する部分を開放し、その他の天板７２１の辺に沿って天板７２１から立設している。
【００７５】
次に、絶縁シート３５０における固定状態について説明する。
【００７６】
図９は、実施の形態に係る絶縁シート３５０を電極体４００及びサイドスペーサ７００に巻き付けた状態を模式的に示す正面図である。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ切断線を含む切断面を見た断面図である。
【００７７】
図９及び図１０に示すように、絶縁シート３５０は、電極体４００の本体部４３０と、当該電極体４００の正極側の一端部及び負極側の他端部に取り付けられたサイドスペーサ７００とに対して、これらを外方側から覆うように巻かれている。具体的には、絶縁シート３５０は、その一端部３５１が負極側のサイドスペーサ７００の外側面７１２に配置された状態で、本体部４３０及びサイドスペーサ７００に一周巻かれている。絶縁シート３５０の他端部３５２は、一端部３５１に重なって負極側のサイドスペーサ７００の外側面７１２に配置されている。これにより、本体部４３０におけるＹ軸方向の両側において、当該本体部４３０の一端部から他端部までが絶縁シート３５０により覆われる。なお、本体部４３０及びサイドスペーサ７００を締め付けるように絶縁シート３５０を巻き付けていれば、本体部４３０及びサイドスペーサ７００を絶縁シート３５０で拘束することができる。
【００７８】
そして、巻き付けられた絶縁シート３５０は、本体部４３０とサイドスペーサ７００とに対して固定されている。具体的には、絶縁シート３５０は、本体部４３０及びサイドスペーサ７００におけるＹ軸方向の両側において、所定個所で溶着されている。絶縁シート３５０は、本体部４３０における平坦部４３３のＸ軸方向中央部を溶着箇所４４０として溶着されている。また、絶縁シート３５０は、サイドスペーサ７００における固定面７１３を溶着箇所７５０として溶着されている。本実施の形態では、Ｙ軸方向プラス側において溶着箇所４４０及び７５０が三か所あり、Ｙ軸方向マイナス側において溶着箇所４４０及び７５０が三か所ある。また、溶着箇所４４０及び７５０は、挿入方向に沿って長尺な形状となっている。なお、溶着箇所４４０及び７５０の形及び大きさは、絶縁シート３５０を安定して固定できるのであれば如何様でもよい。
【００７９】
このように、絶縁シート３５０が電極体４００の本体部４３０とサイドスペーサ７００とに固定されているので、電極体４００とサイドスペーサ７００との位置ズレが絶縁シート３５０によって規制される。特に、溶着箇所４４０及び７５０間で絶縁シート３５０を緊張状態としておけば、電極体４００とサイドスペーサ７００との位置ズレをより確実に規制することができる。
【００８０】
次に、蓄電素子１０の製造方法を説明する。
【００８１】
まず、正極４５０及び負極４６０と、セパレータ４７０ａ及び４７０ｂとを交互に積層して巻回して、図４に示す電極体４００を形成する。
【００８２】
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。
【００８３】
次いで、負極集電体１５０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１４０に対して電極体４００のタブ束４１０を溶接して固定する。これにより、蓋構造体１８０に電極体４００が取り付けられる。
【００８４】
次いで、電極体４００の本体部４３０に対してサイドスペーサ７００を取り付ける。具体的には、本体部４３０の湾曲部４３１及び４３２毎に個別にサイドスペーサ７００を取り付ける。取り付け後においては、本体部４３０とサイドスペーサ７００を覆うように、絶縁シート３５０を本体部４３０とサイドスペーサ７００に対して巻き付ける。そして、溶着箇所４４０及び７５０において、絶縁シート３５０を熱溶着あるいは振動溶着することで、本体部４３０とサイドスペーサ７００とに固定する。
【００８５】
次いで、一体化された電極体４００及びサイドスペーサ７００を容器１００の容器本体１１１に収容する。このとき、容器本体１１１の開口１１２から、電極体４００及びサイドスペーサ７００が挿入される。
【００８６】
図１１は、実施の形態に係る容器本体１１１内での、電極体４００、サイドスペーサ７００及び絶縁シート３５０の位置関係を示す正面図である。図１１では、容器本体１１１を断面図として示している。
【００８７】
図１１に示すように、容器本体１１１内では、電極体４００がサイドスペーサ７００とともに絶縁シート３５０によって拘束されている。また、この状態では、電極体４００とサイドスペーサ７００とは絶縁シート３５０によって位置ズレが規制されている。
【００８８】
次いで、容器本体１１１に蓋板１１０を溶接して容器１００を組み立ててから、注液口１１７から電解液を注液する。その後、注液栓１１８を蓋板１１０に溶接して注液口１１７を塞ぐことで、蓄電素子１０が製造される。
【００８９】
以上のように、本実施の形態によれば、絶縁シート３５０が、サイドスペーサ７００と電極体４００とに固定されているので、サイドスペーサ７００が、電極体に作用する衝撃荷重を絶縁シート３５０を介して受けることになる。したがって、電極体４００の損傷を抑制し、耐衝撃性を高めることができる。
【００９０】
また、絶縁シート３５０が電極体４００の一端部から他端部までを覆っているので、電極体４００の一側面を絶縁シート３５０によって保護することも可能である。
【００９１】
そして、電極体４００とサイドスペーサ７００との位置ズレが絶縁シート３５０によって抑制されているので、容器１００内においては、電極体４００を所定位置に保持することができる。ここで、電極体４００が容器１００内の所定位置から移動すると、電極体４００と蓋板１１０との間隔が広がる場合がある。この広がりが生じると、タブ束４１０及び４２０と集電体（正極集電体１４０、負極集電体１５０）との接合部分が破損するおそれがある。しかし、電極体４００を容器１００内の所定位置で保持できていれば、前述の広がりも発生しにくくなるので、当該広がりを起因とした接合部分の破損も防止することができる。
【００９２】
また、絶縁シート３５０が、サイドスペーサ７００と電極体４００とに溶着されているので、これらを固定するための別部材を用いなくとも、絶縁シート３５０をサイドスペーサ７００と電極体４００とに固定することができる。
【００９３】
また、電極体４００の一端部側のサイドスペーサ７００及び他端部側のサイドスペーサ７００のそれぞれに絶縁シート３５０が固定されているので、電極体４００に作用する衝撃荷重を絶縁シート３５０を介して、一対のサイドスペーサ７００で受けることができる。したがって、電極体４００の損傷をより抑制することができる。
【００９４】
また、絶縁シート３５０がサイドスペーサ７００と電極体４００とに巻かれているので、絶縁シート３５０がサイドスペーサ７００と電極体４００とを拘束することができる。したがって、サイドスペーサ７００と絶縁シート３５０との一体性を高めることができ、耐衝撃性をさらに高めることができる。
【００９５】
（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。
【００９６】
なお、以下の説明において、上記実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００９７】
例えば、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以上であってよい。蓄電素子１０が複数の電極体４００を備える場合においては、各電極体４００に対して一対のサイドスペーサ７００を取り付ければよい。
【００９８】
また、上記実施の形態では、巻回型の電極体４００を例示して説明したが、タブ部（タブ束）が開口１１２に対向した状態で容器本体１１１内に収容されるのであれば、積層型の電極体であってもよい。
【００９９】
また、上記実施の形態では、電極体４００の一端部及び他端部に個別にサイドスペーサ７００が設けられている場合を例示して説明した。しかし、これら一対のサイドスペーサ７００は一体的に形成されていてもよい。
【０１００】
また、上記実施の形態では、絶縁シート３５０を電極体４００及びサイドスペーサ７００に溶着することで固定する場合を例示した。しかしながら、絶縁シート３５０を電極体４００及びサイドスペーサ７００に固定する方法は溶着に限定されない。その他の固定方法としては、例えば、接着剤を用いた固定方法などが挙げられる。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、電極体４００と容器１００との絶縁性を確保する機能と、サイドスペーサ７００と電極体４００とに固定される機能とを絶縁シート３５０が兼ね備えた場合を例示して説明した。しかし、絶縁性を確保する専用のシート部材と、サイドスペーサ７００と電極体４００とに固定される専用のシート部材とをそれぞれ備えていてもよい。この場合、後者のシート部材においては、絶縁性を備えていなくてもよい。
【０１０２】
次に、上記実施の形態で説明した絶縁シート３５０の固定状態とは異なる固定状態を変形例１〜３として説明する。
【０１０３】
（変形例１）
上記実施の形態では、絶縁シート３５０が電極体４００及びサイドスペーサ７００に一周巻き付けられた場合を例示して説明した。この変形例１では、絶縁シート３５０ａが電極体４００及びサイドスペーサ７００に対し複数層巻かれた場合について説明する。
【０１０４】
図１２は、変形例１に係る絶縁シート３５０ａを電極体４００及びサイドスペーサ７００に巻き付けた状態を模式的に示す断面図である。なお、図１２は、図１０に対応する図である。
【０１０５】
図１２に示すように、絶縁シート３５０ａは、電極体４００の本体部４３０及びサイドスペーサ７００に対し複数層（具体的には二層）巻かれた状態で、本体部４３０及びサイドスペーサ７００に対して固定されている。絶縁シート３５０ａの各層は、溶着箇所４４０及び７５０で溶着されている。これにより、絶縁シート３５０ａの各層は、一体化された状態で溶着箇所４４０及び７５０に固定されている。
【０１０６】
この構成によれば、絶縁シート３５０ａがサイドスペーサ７００と電極体４００とに対して複数層に巻かれているので、サイドスペーサ７００と絶縁シート３５０ａとの一体性をより高めることができる。また、絶縁シート３５０ａの各層においてサイドスペーサ７００と電極体４００とに固定されているので、絶縁シート３５０ａの各層がバラつくことを防止することができる。
【０１０７】
なお、本変形例では、電極体４００及びサイドスペーサ７００に対して絶縁シート３５０ａが二層巻かれている場合を例示して説明したが、絶縁シートは三層以上巻かれていてもよい。また、一つの絶縁シート３５０ａを複数層巻かなくとも、各層毎に別体の絶縁シートを巻いてもよい。
【０１０８】
（変形例２）
上記実施の形態では、絶縁シート３５０が電極体４００及びサイドスペーサ７００に一周巻き付けられた場合を例示して説明した。この変形例２では、絶縁シート３５０ｂが電極体４００及びサイドスペーサ７００に対して巻かれていない場合について説明する。
【０１０９】
図１３は、変形例２に係る絶縁シート３５０ｂを電極体４００及びサイドスペーサ７００に取り付けた状態を模式的に示す断面図である。なお、図１３は、図１０に対応する図である。
【０１１０】
図１３に示すように、変形例２では、一対の絶縁シート３５０ｂが備えられている。一方の絶縁シート３５０ｂは、電極体４００の本体部４３０とサイドスペーサ７００とのＹ軸方向マイナス側を覆っており、当該Ｙ軸方向マイナス側の溶着箇所４４０及び７５０に溶着されている。他方の絶縁シート３５０ｂは、電極体４００の本体部４３０とサイドスペーサ７００とのＹ軸方向プラス側を覆っており、当該Ｙ軸方向プラス側の溶着箇所４４０及び７５０に溶着されている。
【０１１１】
変形例２においては、Ｘ軸方向のマイナス側及びプラス側に絶縁シートが配置されていないので、Ｘ軸方向における絶縁シートの設置スペースを削減することができ、その分だけ電極体４００の設置スペースを確保することができる。
【０１１２】
（変形例３）
上記実施の形態では、絶縁シート３５０が電極体４００及び一対のサイドスペーサ７００にそれぞれ固定されている場合を例示して説明した。この変形例４では、絶縁シート３５０ｃが電極体４００及び一つのサイドスペーサ７００にのみ固定されている場合について説明する。
【０１１３】
図１４は、変形例３に係る絶縁シート３５０ｃを電極体４００及びサイドスペーサ７００に取り付けた状態を模式的に示す断面図である。なお、図１４は、図１０に対応する図である。
【０１１４】
図１４に示すように、変形例３に係る絶縁シート３５０ｃは、電極体４００の本体部４３０とサイドスペーサ７００とに対して一周巻かれている点では、実施の形態に係る絶縁シート３５０と同様である。しかし、変形例３に係る絶縁シート３５０ｃは、Ｙ軸方向プラス側において、電極体４００の溶着箇所４４０と、一つのサイドスペーサ７００の溶着箇所７５０とにのみ溶着されて固定されている。
【０１１５】
この場合においても、絶縁シート３５０が、サイドスペーサ７００と電極体４００とに固定されているので、サイドスペーサ７００が、電極体４００に作用する衝撃荷重を絶縁シート３５０を介して受けることになる。したがって、電極体４００の損傷を抑制し、耐衝撃性を高めることができる。そして、この変形例３においては、溶着回数を必要最小限に抑えることができ、蓄電素子１０の製造効率を高めることができる。
【０１１６】
なお、上記実施の形態及び上記変形例を任意に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。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
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】
【０１１８】
１０  蓄電素子
１００  容器
１１０  蓋板
１１０ａ  貫通孔
１１０ｂ  貫通孔
１１１  容器本体
１１２  開口
１１３  底
１１７  注液口
１１８  注液栓
１２０  下部絶縁部材
１２０ａ  貫通孔
１２０ａ、１４０ａ  貫通孔
１２０ｂ  係合突起
１２５  上部絶縁部材
１２５ａ  貫通孔
１２６  貫通孔
１３０  下部絶縁部材
１３０ａ  貫通孔
１３０ａ、１５０ａ  貫通孔
１３０ｂ  係合突起
１３５  上部絶縁部材
１３５ａ  貫通孔
１４０  正極集電体
１４０ａ  貫通孔
１５０  負極集電体
１５０ａ  貫通孔
１６０  膨出部
１７０  ガス排出弁
１８０  蓋構造体
２００  正極端子
２１０  締結部
３００  負極端子
３１０  締結部
３５０、３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ  絶縁シート（シート部材）
３５１  一端部
３５２  他端部
４００  電極体
４１０  タブ束
４１１  タブ
４２０  タブ束
４２１  タブ
４３０  本体部
４３１  湾曲部
４３２  湾曲部
４３３  平坦部
４４０、７５０  溶着箇所
４５０  正極
４６０  負極
４７０ａ  セパレータ
４７０ｂ  セパレータ
５００  上部スペーサ
５２０  挿入部
６００  緩衝シート
７００  サイドスペーサ（スペーサ）
７１０  壁部
７１１  内側面
７１２  外側面
７１３  固定面
７２０  基部
７２１  天板
７２２  周壁
７２３  一辺
７３０  底部
【図１】
2018056081.tif 000003
【図２】
2018056081.tif 000004
【図３】
2018056081.tif 000005
【図４】
2018056081.tif 000006
【図５】
2018056081.tif 000007
【図６】
2018056081.tif 000008
【図７】
2018056081.tif 000009
【図８】
2018056081.tif 000010
【図９】
2018056081.tif 000011
【図１０】
2018056081.tif 000012
【図１１】
2018056081.tif 000013
【図１２】
2018056081.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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