(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができる構成の電極端子を備える蓄電素子を提供する。【解決手段】蓄電素子は、壁部を有する容器と、壁部を第一方向に貫通する電極端子と、容器に収容される電極体とを備え、電極端子は、外側端子と内側端子とを有し、外側端子は、内側端子に向けて延びる内方延在軸を有し、内側端子は、外側端子に向けて延びる外方延在軸を有し、内方延在軸及び外方延在軸のうちの一方は、他方が挿入される凹部を有し、内側端子の、第一方向において電極体と対向する接合面に、電極体が接合される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部を有する容器と、
前記壁部を第一方向に貫通する電極端子と、
前記容器に収容される電極体とを備え、
前記電極端子は、外側端子と内側端子とを有し、
前記外側端子は、前記内側端子に向けて延びる内方延在軸を有し、前記内側端子は、前記外側端子に向けて延びる外方延在軸を有し、
前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの一方は、他方が挿入される凹部を有し、
前記内側端子の、前記第一方向において前記電極体と対向する接合面に、前記電極体が接合される
蓄電素子。
【請求項２】
前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記一方は、前記他方よりも硬度が低い
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記他方の外周には溝部が形成されており、
前記凹部の内周には、前記溝部内に突出する突部が形成されている
請求項１または２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記電極端子は、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記他方の先端部と前記凹部との溶接部を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記一方は、前記他方の先端部と対向する位置に、隣接する部分よりも肉厚が薄い薄肉部を有し、
前記溶接部は、前記他方の先端部と前記薄肉部との溶接部である
請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記内側端子は、前記壁部と前記内側端子との間に配置される封止部材に当接する位置に、前記第一方向に対して傾斜したテーパ部を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項７】
さらに、前記第一方向において、前記壁部と前記内側端子との間に配置される封止部材を備え、
前記封止部材は、前記壁部及び前記内側端子の少なくとも一方との間に配置されるリブを有する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記外側端子は、前記壁部と、絶縁部材を介して一体化されている
請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項９】
壁部を有する容器と、
前記壁部を第一方向に貫通する電極端子と、
前記容器に収容される電極体とを備え、
前記電極端子は、外側端子と内側端子とを有し、
前記外側端子は、前記内側端子に向けて延びる内方延在軸を有し、前記内側端子は、前記外側端子に向けて延びる外方延在軸を有し、
前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの一方は、他方が挿入される凹部を有し、
前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記他方の周囲には、密閉空間が形成されている
蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器と、容器の壁部を貫通する電極端子と、容器に収容される電極体とを備える蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器と、容器の壁部を貫通する電極端子と、容器に収容される電極体とを備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、電池ケース（容器）の蓋（壁部）を出力端子（電極端子）の軸部が貫通してかしめ固定され、電池ケース内の電極体の導電タブが軸部の下端面に溶接された密閉型電池（蓄電素子）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記特許文献１のような従来の蓄電素子においては、製造時に電極端子の軸部をかしめるなどの複雑な作業が必要となるが、蓄電素子の製造においては、さらなる生産性の向上が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させることができる構成の電極端子を備える蓄電素子を提供することを目的とする。
【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、壁部を有する容器と、前記壁部を第一方向に貫通する電極端子と、前記容器に収容される電極体とを備え、前記電極端子は、外側端子と内側端子とを有し、前記外側端子は、前記内側端子に向けて延びる内方延在軸を有し、前記内側端子は、前記外側端子に向けて延びる外方延在軸を有し、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの一方は、他方が挿入される凹部を有し、前記内側端子の、前記第一方向において前記電極体と対向する接合面に、前記電極体が接合される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、生産性を向上させることができる構成の電極端子を備える蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。
【図３】実施の形態に係る負極端子及びその周辺の構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る外側端子の内方延在軸の凹部に、内側端子の外方延在軸の先端部が挿入される工程を示す断面図である。
【図５】実施の形態に係る外側端子の内方延在軸の凹部に、内側端子の外方延在軸の太軸部が圧入される工程を示す拡大断面図である。
【図６】実施の形態に係る外側端子の内方延在軸の薄肉部と、内側端子の外方延在軸の先端部とが溶接される工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本願発明者は、上記特許文献１のような従来の蓄電素子においては、製造時に、容器の壁部を貫通させた電極端子の軸部の先端部分をかしめる作業が必要となる点に着目した。つまり、上記特許文献１では、電極端子の軸部をかしめる工程が必要となり、蓄電素子の製造時の作業が複雑になる。また、当該軸部のかしめた部分に電極体を接合するため、接合面の面積を確保するのが困難であり、また、接合作業も困難となる。また、当該軸部をかしめる際に、金属粉などのコンタミネーションが発生した場合には、コンタミネーションが容器内に侵入しないように、当該コンタミネーションを取り除く作業を行う必要がある。このように、本願発明者は、上記特許文献１に開示されたような従来の蓄電素子では、蓄電素子の製造時の作業が煩雑になるなどの問題があるため、さらなる生産性の向上を図る必要があると考えた。
【００１０】
このような問題を解決するため、本発明の一態様に係る蓄電素子は、壁部を有する容器と、前記壁部を第一方向に貫通する電極端子と、前記容器に収容される電極体とを備え、前記電極端子は、外側端子と内側端子とを有し、前記外側端子は、前記内側端子に向けて延びる内方延在軸を有し、前記内側端子は、前記外側端子に向けて延びる外方延在軸を有し、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの一方は、他方が挿入される凹部を有し、前記内側端子の、前記第一方向において前記電極体と対向する接合面に、前記電極体が接合される。
【００１１】
これによれば、蓄電素子において、電極端子が外側端子と内側端子とを有し、外側端子の内方延在軸（inward extending shaft）と内側端子の外方延在軸（outward extending shaft）とのうちの一方の凹部に他方が挿入され、内側端子の接合面に電極体が接合される。これにより、外側端子及び内側端子の当該一方の軸に当該他方の軸が挿入されて電極端子が構成されるため、電極端子の軸部をかしめるような作業を行う必要がなく、かしめによるコンタミネーションを取り除く作業を行う必要もない。また、内側端子の接合面に電極体を接合すればよいため、接合面の面積を確保することができ、また、接合作業も容易に行うことができる。このように、当該蓄電素子が備える電極端子の構成によって、蓄電素子の生産性を向上させることができる。
【００１２】
また、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記一方は、前記他方よりも硬度が低いことにしてもよい。
【００１３】
これによれば、一方の軸が他方の軸よりも硬度が低いため、例えば一方の軸に他方の軸を挿入する際に一方の軸が変形することで両者の接合強度を向上させることができる。
【００１４】
また、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記他方の外周には溝部が形成されており、前記凹部の内周には、前記溝部内に突出する突部が形成されていることにしてもよい。
【００１５】
これによれば、他方の軸の外周に形成された溝部内に、一方の軸の凹部の内周に形成された突部が配置されることで、一方の軸と他方の軸とを強固に接合することができる。
【００１６】
また、前記電極端子は、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記他方の先端部と前記凹部との溶接部を有することにしてもよい。
【００１７】
これによれば、他方の軸の先端部と一方の軸の凹部とを溶接接合することで、溶接部を電流が流れる経路とすることができるため、電気抵抗を低減させることができる。
【００１８】
また、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記一方は、前記他方の先端部と対向する位置に、隣接する部分よりも肉厚が薄い薄肉部を有し、前記溶接部は、前記他方の先端部と前記薄肉部との溶接部であることにしてもよい。
【００１９】
これによれば、一方の軸は、他方の軸の先端部と対向する位置に薄肉部を有しているため、例えば貫通溶接によって一方の軸の薄肉部と他方の軸の先端部とを溶接することで、一方の軸と他方の軸とを容易に溶接することができる。
【００２０】
また、前記内側端子は、前記壁部と前記内側端子との間に配置される封止部材に当接する位置に、前記第一方向に対して傾斜したテーパ部を有することにしてもよい。
【００２１】
これによれば、内側端子は、封止部材に当接する位置にテーパ部を有しているため、封止部材を内側端子のテーパ部で斜めに押圧することで、封止部材による気密性を向上させることができる。
【００２２】
また、さらに、前記第一方向において、前記壁部と前記内側端子との間に配置される封止部材を備え、前記封止部材は、前記壁部及び前記内側端子の少なくとも一方との間に配置されるリブを有することにしてもよい。
【００２３】
これによれば、一方の軸の凹部に他方の軸を挿入して、容器の壁部と内側端子とで封止部材を圧迫することで、封止部材による気密性を向上させることができる。また、封止部材に設けられたリブで、外側端子が引き抜かれる際の荷重を受けることができるため、封止部材の封止部分が塑性変形してしまうのを抑制し、封止部材による気密性の低下を抑制することができる。
【００２４】
また、前記外側端子は、前記壁部と、絶縁部材を介して一体化されていることにしてもよい。
【００２５】
これによれば、外側端子と容器の壁部とを絶縁部材を介して一体化することで、組立作業時の部品点数を低減することができ、また、外側端子と壁部との寸法公差を考慮して組み立てる必要がないため、組立工程を簡素化することができる。
【００２６】
また、本発明の他の一態様に係る蓄電素子は、壁部を有する容器と、前記壁部を第一方向に貫通する電極端子と、前記容器に収容される電極体とを備え、前記電極端子は、外側端子と内側端子とを有し、前記外側端子は、前記内側端子に向けて延びる内方延在軸を有し、前記内側端子は、前記外側端子に向けて延びる外方延在軸を有し、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの一方は、他方が挿入される凹部を有し、前記内方延在軸及び前記外方延在軸のうちの前記他方の周囲には、密閉空間が形成されている。
【００２７】
これによれば、蓄電素子において、電極端子が外側端子と内側端子とを有し、外側端子の内方延在軸と内側端子の外方延在軸とのうちの一方の凹部に他方が挿入され、当該他方の周囲には密閉空間が形成されている。これにより、外側端子及び内側端子の一方の軸に他方の軸が挿入されて電極端子が構成されるため、電極端子の軸部をかしめるような作業を行う必要がなく、かしめによるコンタミネーションを取り除く作業を行う必要もない。特に、当該他方の周囲に密閉空間が形成されているため、一方の軸の凹部に他方の軸が挿入される際に仮にコンタミネーションが生じても、当該コンタミネーションを当該密閉空間に収容することができる。このため、コンタミネーションが容器の内部に侵入するのを抑制することができ、コンタミネーションを取り除く作業を簡素化または省略することができる。このように、当該蓄電素子が備える電極端子の構成によって、蓄電素子の生産性を向上させることができる。
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及びその変形例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及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、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、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、以下の実施の形態及びその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。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
【００２９】
また、以下の説明及び図面中において、容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向、容器の厚さ方向、または、電極体の極板の積層方向をＸ軸方向と定義する。また、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、一対の電極体のタブ束の並び方向、または、容器の短側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、容器の短側面の長手方向、または、上下方向をＺ軸方向（または第一方向）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軸方向やＺ軸方向についても同様である。
【００３０】
（実施の形態）
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、本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。また、図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。
【００３１】
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り、具体的には、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）等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに使用される。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く、さらに、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。
【００３２】
図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２０１と、負極端子２０２と、正極ガスケット３０１と、負極ガスケット３０２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が収容されている。また、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、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。
【００３３】
容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１０と、容器本体１１０の開口を閉塞する板状部材である蓋体１２０とで構成されている。つまり、容器１００は、５つの壁部からなる容器本体１１０と、１つの壁部からなる蓋体１２０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。また、容器１００は、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の溶接可能な金属で形成されている。なお、蓋体１２０には、容器１００内部に電解液を注入するための注液部や、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁が配置されているが、これらの詳細な説明は省略する。
【００３４】
正極端子２０１は、電極体４００の正極板に電気的に接続される電極端子である。負極端子２０２は、電極体４００の負極板に電気的に接続される電極端子である。つまり、正極端子２０１及び負極端子２０２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。また、正極端子２０１及び負極端子２０２は、容器１００の蓋体１２０に固定されている。なお、正極端子２０１及び負極端子２０２の構成の詳細な説明については、後述する。
【００３５】
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蓄電要素（発電要素）である。具体的には、電極体４００は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されて形成されている。これにより、電極体４００において、正極板のタブが積層されて正極側のタブ束４１０を構成し、負極板のタブが積層されて負極側のタブ束４２０を構成している。また、電極体４００は、正極板と負極板とセパレータとを束ねて固定する絶縁テープ４３０をさらに備えている。
【００３６】
さらに具体的には、正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる平板状かつ矩形状の正極集電箔と、正極集電箔の表面に形成された正極合材層とを有している。また、負極板は、銅または銅合金などからなる平板状かつ矩形状の負極集電箔と、負極集電箔の表面に形成された負極合材層とを有している。また、正極集電箔及び負極集電箔ともに、上方（Ｚ軸方向プラス側）に突出する矩形状のタブを有している。そして、複数の正極板と複数の負極板とが積層されることにより、正極板及び負極板ともに複数のタブが積層される。その結果、電極体４００には、正極側のタブ束４１０と負極側のタブ束４２０とが形成される。この正極側のタブ束４１０及び負極側のタブ束４２０は、正極端子２０１及び負極端子２０２と溶接等により接合されて、正極端子２０１及び負極端子２０２と電気的に接続される。
【００３７】
正極ガスケット３０１及び負極ガスケット３０２は、容器１００の蓋体１２０と正極端子２０１及び負極端子２０２との間に配置された、絶縁性の封止部材である。正極ガスケット３０１及び負極ガスケット３０２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）等の樹脂などによって形成されている。なお、正極ガスケット３０１及び負極ガスケット３０２の構成の詳細な説明については、後述する。
【００３８】
次に、正極端子２０１、負極端子２０２及びそれらの周辺の構成について、詳細に説明する。なお、正極端子２０１及びその周辺の構成と負極端子２０２及びその周辺の構成とは、同様の構成を有するため、以下では、負極端子２０２及びその周辺の構成を例示して説明を行い、正極端子２０１及びその周辺の構成の説明については簡略化または省略する。
【００３９】
図３は、本実施の形態に係る負極端子２０２及びその周辺の構成を示す断面図である。具体的には、図３の（ａ）は、図１に示した蓄電素子１０をＩＩＩ−ＩＩＩ線を含むＸＺ平面に平行な面で切断した場合の、負極端子２０２、負極ガスケット３０２及びその周辺の構成を示す断面図である。また、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の点線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【００４０】
図３に示すように、負極端子２０２は、容器１００が有する壁部である蓋体１２０を第一方向（Ｚ軸方向）に貫通する電極端子である。具体的には、負極端子２０２は、蓋体１２０に形成された貫通孔１２１内を貫通した状態で配置されている。さらに具体的には、負極端子２０２は、貫通孔１２１内に配置された負極ガスケット３０２を貫通した状態で配置されている。ここで、負極端子２０２は、外側端子２１０と内側端子２２０とを有し、負極ガスケット３０２は、外側ガスケット３１０と内側ガスケット３２０とを有している。
【００４１】
外側端子２１０は、負極端子２０２のうちの容器１００の外方側に配置される部材であり、少なくとも一部が蓋体１２０の外方に配置されている。なお、本実施の形態では、容器１００の外方は上方であるため、以下では、容器１００の外方、外方側は、上方、上方側（またはＺ軸方向プラス側）とも表現する。つまり、外側端子２１０は、上部端子と称してもよい。また、内側端子２２０は、負極端子２０２のうちの容器１００の内方側に配置される部材であり、少なくとも一部が蓋体１２０の内方に配置されている。なお、本実施の形態では、容器１００の内方は下方であるため、以下では、容器１００の内方、内方側は、下方、下方側（またはＺ軸方向マイナス側）とも表現する。つまり、内側端子２２０は、下部端子と称してもよい。
【００４２】
外側ガスケット３１０は、蓋体１２０の上面と外側端子２１０とに挟まれて配置される部材である。また、内側ガスケット３２０は、蓋体１２０の下面と内側端子２２０とに挟まれ、かつ、蓋体１２０に形成された貫通孔１２１の内面と外側端子２１０とに挟まれて配置される部材である。
【００４３】
ここで、外側端子２１０は、外部接続部２１１と、内方延在軸２１２とを有している。また、内側端子２２０は、外方延在軸２２１と、テーパ部２２２と、電極体接続部２２３とを有している。また、内側ガスケット３２０は、孔内配置部３２１と、内方配置部３２２と、角部３２３とを有している。
【００４４】
まず、外側端子２１０及びその周辺の構成について、詳細に説明する。
【００４５】
外部接続部２１１は、蓋体１２０の上方に、蓋体１２０の上面に沿って配置される平板状の部位であり、外部の導電部材が接続される。具体的には、外部接続部２１１は、外側ガスケット３１０の上方に、上面が外側ガスケット３１０から露出するように外側ガスケット３１０と当接して配置されている。つまり、外側ガスケット３１０が、外部接続部２１１の下方に配置され、かつ、外部接続部２１１の周囲を囲うように環状に形成されて配置されている。そして、外部接続部２１１の上面に、バスバーなどの外部の導電部材が接続（接合）される。つまり、外部接続部２１１は、上面にバスバーを溶接接合することで、溶接端子として機能する。または、外部接続部２１１がボルト部を有している場合には、外部接続部２１１は、上面にバスバーが締結されるボルト端子としても機能する。
【００４６】
また、外部接続部２１１には、上方へ向けて凹んだ、例えば直線状の凹部である回転規制凹部２１１ａが形成されている。また、外側ガスケット３１０には、回転規制凹部２１１ａと対応する位置に、上方へ向けて突出した、例えば直線状のリブである回転規制リブ３１１が形成されている。この回転規制凹部２１１ａと回転規制リブ３１１とが嵌合することで、外側ガスケット３１０に対する外部接続部２１１の回転が規制される。また、蓋体１２０には、下方へ向けて凹んだ、例えば直線状の凹部である回転規制凹部１２２が形成されている。また、外側ガスケット３１０には、回転規制凹部１２２と対応する位置に、下方へ向けて突出した、例えば直線状のリブである回転規制リブ３１２が形成されている。この回転規制凹部１２２と回転規制リブ３１２とが嵌合することで、蓋体１２０に対する外側ガスケット３１０の回転が規制される。これにより、蓋体１２０に対する外部接続部２１１の回転が規制される。
【００４７】
内方延在軸２１２は、外部接続部２１１から内側端子２２０に向けて（容器１００の内方側に向けて）延びる筒状の部位であり、外周面が、内側ガスケット３２０の孔内配置部３２１の内周面と当接して配置されている。つまり、孔内配置部３２１は、蓋体１２０に形成された貫通孔１２１に挿入される円筒状の部位であり、内方延在軸２１２は、孔内配置部３２１に挿入される。また、内方延在軸２１２は、外方延在軸２２１が挿入される凹部２１２ａを有している。本実施の形態では、内方延在軸２１２は、円形状の凹部２１２ａが形成された円筒状の部位である。これにより、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに外方延在軸２２１が挿入されて、内方延在軸２１２と外方延在軸２２１とが係合または嵌合される。本実施の形態では、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに外方延在軸２２１が圧入されて、内方延在軸２１２と外方延在軸２２１とが接合される。
【００４８】
また、内方延在軸２１２の凹部２１２ａの内周には、外方延在軸２２１の外周に形成された溝部２２１ｂ内に突出する突部２１２ｂが形成されている。具体的には、突部２１２ｂは、凹部２１２ａの内周のＺ軸方向の略中央位置に、凹部２１２ａの内周の全周に亘って形成されており、外方延在軸２２１の外周の全周に亘って形成された溝部２２１ｂ内の空間を埋めるように配置されている。つまり、突部２１２ｂは、外方延在軸２２１を内方延在軸２１２の凹部２１２ａ内に挿入する際に、外方延在軸２２１が内方延在軸２１２を塑性変形させることで溝部２２１ｂ内に形成される部位である。また、内方延在軸２１２は、外方延在軸２２１の太さに対応して、突部２１２ｂよりも先端側（Ｚ軸方向マイナス側）の方が、突部２１２ｂよりも基端側（Ｚ軸方向プラス側）よりも凹部２１２ａの内径が大きく形成されている。
【００４９】
さらに、内方延在軸２１２は、後述の外方延在軸２２１の先端部２２１ａと対向する位置に、隣接する部分よりも肉厚が薄い薄肉部２１２ｃを有している。具体的には、薄肉部２１２ｃは、内方延在軸２１２の凹部２１２ａの底部（Ｚ軸方向プラス側の基端部分）に、周囲が外部接続部２１１に囲まれるように配置された、外部接続部２１１よりも肉厚（Ｚ軸方向の厚み）が薄い平板状の部位である。これにより、外側端子２１０は、上面の中央部分が下方に凹んだ形状となっている。
【００５０】
また、内方延在軸２１２の薄肉部２１２ｃと外方延在軸２２１の先端部２２１ａとが溶接されて、溶接部２３０が形成されている。つまり、溶接部２３０は、薄肉部２１２ｃと先端部２２１ａとが溶けて一体化した部位である。このように、負極端子２０２は、外方延在軸２２１の先端部２２１ａと内方延在軸２１２の凹部２１２ａとの溶接部２３０を有している。そして、この溶接部２３０は、外方延在軸２２１の先端部２２１ａと内方延在軸２１２の薄肉部２１２ｃとの溶接部である。
【００５１】
次に、内側端子２２０及びその周辺の構成について、詳細に説明する。
【００５２】
電極体接続部２２３は、蓋体１２０の下方に、蓋体１２０の下面に沿って配置される平板状の部位であり、電極体４００が接続される。具体的には、電極体接続部２２３は、内側ガスケット３２０の内方配置部３２２の下方で、内方配置部３２２と当接する。ここで、内方配置部３２２は、第一方向（Ｚ軸方向）において、蓋体１２０と電極体接続部２２３との間に配置される環状の部位であり、電極体接続部２２３との間にリブ３２２ａを有している。つまり、リブ３２２ａは、内方配置部３２２から電極体接続部２２３に向けて下方に突出するリブである。本実施の形態では、孔内配置部３２１の周囲に沿って円環状に形成された２つのリブ３２２ａが配置されている。これにより、電極体接続部２２３は、内側ガスケット３２０の内方配置部３２２が有するこの２つのリブ３２２ａを押圧した状態で、当該２つのリブ３２２ａと当接している。
【００５３】
また、電極体接続部２２３は、下面（底面）が、電極体４００と対向するように下方に向いて配置されている。そして、この電極体接続部２２３の下面に、電極体４００のタブ束４２０が超音波溶接等によって接合される。このため、電極体接続部２２３の下面は、電極体４００との接合面（図３の接合面２２３ａ）となる。つまり、内側端子２２０の、第一方向（Ｚ軸方向）において電極体４００と対向する接合面２２３ａに、電極体４００が接合される。なお、接合面２２３ａ（電極体接続部２２３の下面）は、平面もしくは平坦面であるのが好ましい。
【００５４】
外方延在軸２２１は、電極体接続部２２３から外側端子２１０に向けて（容器１００の外方側に向けて）延びる柱状の部位であり、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに挿入されて配置されている。本実施の形態では、外方延在軸２２１は、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに圧入される円柱状の部位である。ここで、外方延在軸２２１は、先端部２２１ａと、先端部２２１ａよりも断面積が大きい太軸部２２１ｃとを有し、先端部２２１ａと太軸部２２１ｃとの間に溝部２２１ｂが形成されている。
【００５５】
先端部２２１ａは、外方延在軸２２１の先端側（上側）の端部であり、太軸部２２１ｃは、先端部２２１ａよりも外方延在軸２２１の基端側（下側）に配置された部位である。また、溝部２２１ｂは、先端部２２１ａと太軸部２２１ｃとの間で、外方延在軸２２１の外周に形成された溝部である。本実施の形態では、溝部２２１ｂは、外方延在軸２２１の外周の全周に亘って形成されている。つまり、外方延在軸２２１は、先端部２２１ａから基端部に至るまでに、溝部２２１ｂの位置で細くなり、その後、太軸部２２１ｃで先端部２２１ａよりも太くなる形状を有している。
【００５６】
ここで、外方延在軸２２１は、内方延在軸２１２よりも硬度が高い。言い換えれば、内方延在軸２１２は、外方延在軸２２１よりも硬度が低い。つまり、内方延在軸２１２は、外方延在軸２２１よりもやわらかくて塑性変形しやすい素材で形成されている。これにより、上述の通り、外方延在軸２２１を内方延在軸２１２の凹部２１２ａ内に挿入する際に、外方延在軸２２１の太軸部２２１ｃが内方延在軸２１２を塑性変形させることで、溝部２２１ｂ内に突部２１２ｂが形成される。この外方延在軸２２１が内方延在軸２１２を塑性変形させて溝部２２１ｂ内に突部２１２ｂを形成する工程の詳細な説明については、後述する。
【００５７】
なお、内方延在軸２１２（つまり外側端子２１０）及び外方延在軸２２１（つまり内側端子２２０）の材質は、内方延在軸２１２の方が外方延在軸２２１よりも硬度が低ければどのようなものを用いてもよいが、例えば、以下の通りである。
【００５８】
負極端子２０２においては、外側端子２１０は、主にアルミニウム製のバスバーに接続され、内側端子２２０は、電極体４００の負極側のタブ束４２０に接続される。このため、外側端子２１０（内方延在軸２１２）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、内側端子２２０（外方延在軸２２１）は、銅または銅合金などで形成されるのが好ましい。また、正極端子２０１においては、内側端子は、電極体４００の正極側のタブ束４１０に接続されるため、外側端子（内方延在軸）及び内側端子（外方延在軸）ともに、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成するのが好ましい。このため、正極端子２０１においては、例えば、硬度の異なるアルミニウム合金を用いて、外側端子及び内側端子を形成することができる。なお、正極端子２０１、負極端子２０２ともに、外側端子（内方延在軸）及び内側端子（外方延在軸）の硬度の比較は、例えば、ビッカース硬度を計測する等、公知の硬度を比較する手法で適宜判断することができる。
【００５９】
テーパ部２２２は、外方延在軸２２１の外周に形成された、第一方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜した部位であり、内側ガスケット３２０に当接する位置に配置されている。本実施の形態では、テーパ部２２２は、外方延在軸２２１の外周の全周に亘って形成されており、内側ガスケット３２０の角部３２３に当接している。ここで、角部３２３は、内側ガスケット３２０の孔内配置部３２１と内方配置部３２２との間の角部分である。具体的には、テーパ部２２２は、Ｚ軸方向に対して約４５°の角度に傾斜したテーパ面を有しており、当該テーパ面で角部３２３を押圧した状態で、角部３２３に当接している。本実施の形態では、角部３２３にも、テーパ部２２２のテーパ面と同様の角度に傾斜したテーパ面が、角部３２３の全周に亘って形成されており、テーパ部２２２は、角部３２３の当該テーパ面を押圧した状態で、当該テーパ面に当接している。
【００６０】
以上のような構成において、外方延在軸２２１の周囲には、密閉空間２４１、２４２が形成される。密閉空間２４１は、内方延在軸２１２の凹部２１２ａの内周面及び底面と、外方延在軸２２１の先端部２２１ａの外周面とにより形成された密閉空間である。また、密閉空間２４２は、内方延在軸２１２の先端面と、外方延在軸２２１の外周面と、テーパ部２２２の上面と、内側ガスケット３２０の孔内配置部３２１とにより形成された密閉空間である。なお、密閉空間２４１及び２４２ともに、円環状の密閉空間となるが、内方延在軸２１２及び外方延在軸２２１の形状によっては、円環状とはならない場合もあるため、円環状には限定されない。また、外方延在軸２２１の先端部２２１ａよりも下方の部分の外周面と、内方延在軸２１２の凹部２１２ａの内周面とにより密閉空間が形成されてもよい。
【００６１】
次に、図４〜図６を用いて、負極端子２０２の製造方法について、説明する。なお、正極端子２０１についても負極端子２０２と同様の製造方法となるため、正極端子２０１の製造方法についての説明は、省略する。
【００６２】
図４は、本実施の形態に係る外側端子２１０の内方延在軸２１２の凹部２１２ａに、内側端子２２０の外方延在軸２２１の先端部２２１ａが挿入される工程を示す断面図である。また、図５は、本実施の形態に係る外側端子２１０の内方延在軸２１２の凹部２１２ａに、内側端子２２０の外方延在軸２２１の太軸部２２１ｃが圧入される工程を示す拡大断面図である。また、図６は、本実施の形態に係る外側端子２１０の内方延在軸２１２の薄肉部２１２ｃと、内側端子２２０の外方延在軸２２１の先端部２２１ａとが溶接される工程を示す断面図である。
【００６３】
まず、図４の（ａ）に示すように、外側端子２１０の内方延在軸２１２の下方に内側端子２２０の外方延在軸２２１が配置される。そして、図４の（ｂ）に示すように、内方延在軸２１２の凹部２１２ａへの外方延在軸２２１の先端部２２１ａの挿入が開始される。ここで、内方延在軸２１２の凹部２１２ａの内径と、外方延在軸２２１の先端部２２１ａの外径とは、ほぼ同じ大きさを有しており、凹部２１２ａへの先端部２２１ａの挿入は円滑に行われる。そして、図４の（ｃ）に示すように、当該挿入を続けていくと、内方延在軸２１２の先端部（下端部）に、外方延在軸２２１の太軸部２２１ｃが当接する。
【００６４】
そして、図５の（ａ）に示すように、さらに挿入を続けていくと、外方延在軸２２１の太軸部２２１ｃが、内方延在軸２１２の先端部を塑性変形させながら、凹部２１２ａ内に挿入されていく。この際、内方延在軸２１２の塑性変形された部分が、外方延在軸２２１の溝部２２１ｂ内に入り込み、突部２１２ｂが形成されていく。そして、図５の（ｂ）に示すように、外方延在軸２２１の溝部２２１ｂ内に、内方延在軸２１２の突部２１２ｂが形成される。また、内側ガスケット３２０の内方配置部３２２のリブ３２２ａに、内側端子２２０の電極体接続部２２３が押圧した状態で当接し、かつ、内側ガスケット３２０の角部３２３のテーパ面に、内側端子２２０のテーパ部２２２が押圧した状態で当接する。また、外方延在軸２２１の周囲に、密閉空間２４１、２４２が形成される。
【００６５】
そして、図６の（ａ）に示すように、内方延在軸２１２の薄肉部２１２ｃに向けて、上方からレーザ光Ｌが照射される。これによって、図６の（ｂ）に示すように、内方延在軸２１２の薄肉部２１２ｃと外方延在軸２２１の先端部２２１ａとが溶接（貫通溶接）されて、溶接部２３０が形成される。
【００６６】
なお、内側端子２２０の接合面２２３ａへの電極体４００の接合は、上述の図４〜図６で説明した工程の前後、または、当該工程の中で行われる。つまり、接合面２２３ａへの電極体４００の接合は、外側端子２１０の内方延在軸２１２に内側端子２２０の外方延在軸２２１が挿入（圧入）される前に行われてもよいし、当該挿入（圧入）後に行われてもよいし、さらに、挿入（圧入）途中に行われてもかまわない。
【００６７】
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、負極端子２０２が外側端子２１０と内側端子２２０とを有し、外側端子２１０の内方延在軸２１２の凹部２１２ａに内側端子２２０の外方延在軸２２１が挿入され、内側端子２２０の接合面２２３ａに電極体４００が接合される。これにより、内方延在軸２１２に外方延在軸２２１が挿入されて負極端子２０２が構成されるため、負極端子２０２の軸部をかしめるような作業を行う必要がなく、かしめによるコンタミネーションを取り除く作業を行う必要もない。また、内側端子２２０の接合面２２３ａに電極体４００を接合すればよいため、接合面２２３ａの面積を確保することができ、また、接合作業も容易に行うことができる。このように、蓄電素子１０が備える負極端子２０２の構成によって、蓄電素子１０の生産性を向上させることができる。
【００６８】
また、負極端子２０２が外側端子２１０と内側端子２２０との２つの部材から構成されているため、負極端子２０２が貫通する蓋体１２０等の壁部の孔の大きさによる制約が小さいなど、負極端子２０２の設計の自由度が高い。このため、外側端子２１０の上面を溶接端子として用いることができ、また、内側端子２２０の底面を広くして接合面２２３ａの面積を広くとることで、電気抵抗を低減させることができる。また、電極体４００が内側端子２２０の接合面２２３ａに直接接合されるため、電極体４００から外側端子２１０に至る導電パス（conductive path）を短くでき、電気抵抗をさらに低減させることができる。このため、蓄電素子１０は、急速充電や急速放電に適している。
【００６９】
また、内方延在軸２１２が外方延在軸２２１よりも硬度が低いため、内方延在軸２１２に外方延在軸２２１を挿入（圧入）する際に内方延在軸２１２が変形することで、両者の接合強度を向上させることができる。また、外方延在軸２２１に太い部分があっても、内方延在軸２１２が変形することで、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに外方延在軸２２１を容易に挿入（圧入）することができる。
【００７０】
また、外方延在軸２２１の外周に形成された溝部２２１ｂ内に、内方延在軸２１２の凹部２１２ａの内周に形成された突部２１２ｂが配置されることで、内方延在軸２１２と外方延在軸２２１とを強固に接合することができる。
【００７１】
また、外方延在軸２２１の先端部２２１ａと内方延在軸２１２の凹部２１２ａとを溶接接合することで、溶接部２３０を電流が流れる経路とすることができるため、電気抵抗を低減させることができる。また、溶接部２３０を電流が通るため、電極体４００から外側端子２１０に接続されたバスバーまでの導電パスを短くすることができ、電気抵抗をさらに低減させることができる。また、外方延在軸２２１の外周部分から発熱すると当該外周部分近傍の負極ガスケット３０２に影響を及ぼす場合があるが、外方延在軸２２１の先端部２２１ａを発熱源とすることで、負極ガスケット３０２への影響を抑制することができる。
【００７２】
また、内方延在軸２１２は、外方延在軸２２１の先端部２２１ａと対向する位置に薄肉部２１２ｃを有しているため、例えば貫通溶接によって内方延在軸２１２の薄肉部２１２ｃと外方延在軸２２１の先端部２２１ａとを溶接することで、内方延在軸２１２と外方延在軸２２１とを容易に溶接することができる。
【００７３】
また、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに外方延在軸２２１を挿入して、蓋体１２０と内側端子２２０とで負極ガスケット３０２の内側ガスケット３２０を圧迫することで、内側ガスケット３２０による気密性を向上させることができる。また、内側ガスケット３２０に設けられたリブ３２２ａで、外側端子２１０が引き抜かれる際の荷重を受けることができるため、内側ガスケット３２０の角部３２３等の封止部分が塑性変形してしまうのを抑制し、内側ガスケット３２０による気密性の低下を抑制することができる。
【００７４】
また、内側端子２２０は、内側ガスケット３２０に当接する位置にテーパ部２２２を有しているため、内側ガスケット３２０を内側端子２２０のテーパ部２２２で斜めに押圧することで、内側ガスケット３２０による気密性を向上させることができる。
【００７５】
また、外方延在軸２２１の周囲に、密閉空間２４１、２４２が形成されている。このため、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに外方延在軸２２１が挿入される際に仮にコンタミネーションが生じても、当該コンタミネーションを密閉空間２４１、２４２に収容することができる。このため、コンタミネーションが容器１００の内部に侵入するのを抑制することができ、コンタミネーションを取り除く作業を簡素化または省略することができる。このように、蓄電素子１０が備える負極端子２０２の構成によって、蓄電素子１０の生産性を向上させることができる。
【００７６】
なお、上記の各効果は、正極端子２０１についても同様である。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態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。本発明の範囲は上記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。
【００７８】
例えば、上記実施の形態では、外側端子２１０の内方延在軸２１２が凹部を有し、内側端子２２０の外方延在軸２２１が当該凹部に挿入されることとしたが、内方延在軸２１２及び外方延在軸２２１のうちの一方が、他方が挿入される凹部を有していればよい。つまり、内側端子２２０の外方延在軸２２１が凹部を有し、外側端子２１０の内方延在軸２１２が当該凹部に挿入される構成でもよい。この場合、内方延在軸２１２及び外方延在軸２２１のうちの当該他方の外周に溝部が形成されていればよい。つまり、内方延在軸２１２の外周に溝部が形成されており、外方延在軸２２１の凹部の内周に、当該溝部内に突出する突部が形成されていればよい。なお、その他の構成についても同様に、上記実施の形態における内方延在軸２１２と外方延在軸２２１との構成が逆になる。以下の各変形例についても、同様である。
【００７９】
また、上記実施の形態では、負極端子２０２（外側端子２１０及び内側端子２２０）と、負極ガスケット３０２と、蓋体１２０とは、全て別体で形成されていることとした。しかし、これらのいずれかの部材が一体化されていることにしてもよい。
【００８０】
例えば、外側端子２１０と、負極ガスケット３０２と、蓋体１２０とが一体化されている構成が考えられる。つまり、蓋体１２０に外側端子２１０を配置して、型枠内に樹脂部材（絶縁部材）を流し込むインサート成形を行うことで、外側端子２１０と負極ガスケット３０２と蓋体１２０とを一体化することができる。そして、この一体化された外側端子２１０に、内側端子２２０を挿入することで、負極端子２０２を構成することができる。このように、外側端子２１０は、蓋体１２０と、絶縁部材を介して一体化されていることにしてもよい。
【００８１】
以上のように、外側端子２１０と蓋体１２０とを絶縁部材を介して一体化（インサート成形）することで、組立作業時の部品点数を低減することができ、また、外側端子２１０と蓋体１２０との寸法公差を考慮して組み立てる必要がないため、組立工程を簡素化することができる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、負極端子２０２は、蓋体１２０を貫通した状態で配置されることとしたが、容器本体１１０のいずれかの壁部を貫通した状態で配置されることにしてもよい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、内方延在軸２１２の方が外方延在軸２２１よりも硬度が低いことにした。しかし、内方延在軸２１２と外方延在軸２２１とは、同じ硬度であってもよい。
【００８４】
また、上記実施の形態では、外方延在軸２２１に溝部２２１ｂが形成され、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに、溝部２２１ｂ内に配置される突部２１２ｂが形成されていることとした。しかし、内方延在軸２１２の凹部２１２ａに溝部が形成され、外方延在軸２２１に、当該溝部内に配置される突部が形成されていることにしてもよい。なお、この場合には、外方延在軸２２１の方が内方延在軸２１２よりも硬度が低いことにしてもよい。
【００８５】
また、上記実施の形態では、外側端子２１０の薄肉部２１２ｃは、外側端子２１０の上面の中央部分が凹むことで形成されていることとした。しかし、外側端子２１０の上面は凹むことなく、薄肉部２１２ｃが形成されることにしてもよい。または、外側端子２１０に薄肉部２１２ｃが形成されることなく、外方延在軸２２１と内方延在軸２１２とが溶接されていることにしてもよい。
【００８６】
また、上記実施の形態では、外方延在軸２２１の先端部２２１ａと内方延在軸２１２の凹部２１２ａとが溶接されることとした。しかし、外方延在軸２２１と内方延在軸２１２とは、外方延在軸２２１の先端部２２１ａ以外の箇所で溶接される、または、溶接されることなく接合されることにしてもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態では、内側ガスケット３２０の内方配置部３２２は、電極体接続部２２３との間にリブ３２２ａを有していることとした。しかし、内方配置部３２２は、蓋体１２０及び電極体接続部２２３の少なくとも一方との間に配置されるリブを有していればよい。つまり、内方配置部３２２は、リブ３２２ａの代わりに、またはリブ３２２ａに加えて、蓋体１２０との間に蓋体１２０に向けて突出するリブを有していてもよい。または、蓋体１２０及び電極体接続部２２３の間には、当該リブは設けられていない構成でもかまわない。
【００８８】
また、上記実施の形態では、内側ガスケット３２０の角部３２３には、内側端子２２０のテーパ部２２２に対応したテーパ面が形成されていることとしたが、角部３２３にはテーパ面が形成されることなく、テーパ部２２２と当接することにしてもよい。また、内側端子２２０は、テーパ部２２２を有していることとしたが、内側端子２２０は、テーパ部２２２を有することなく、角部３２３に当接することにしてもよい。
【００８９】
また、上記実施の形態では、電極体４００は、複数の極板を積層した積層型の電極体であることとした。しかし、電極体４００は、積層型には限定されず、正極板と負極板とセパレータとを重ねて巻回した巻回型の電極体、または、蛇腹状に折り畳んだ形状の電極体等でもよい。
【００９０】
また、上記実施の形態では、電極体４００は、正極端子２０１及び負極端子２０２と接続される接続部として、矩形状のタブ束４１０及び４２０を有していることとした。しかし、タブ束４１０及び４２０の形状は特に限定されず、矩形状以外の多角形状や、半円形状、半長円形状、半楕円形状など、どのような形状でもかまわない。また、電極体４００は、突出状のタブ束ではなく、極板の端部全体を当該接続部として有していることにしてもよい。
【００９１】
また、上記の各変形例は、負極端子２０２についての説明であったが、正極端子２０１についても同様である。また、上記実施の形態及び上記変形例では、正極端子２０１及び負極端子２０２の双方が上記の構成を有していることとしたが、負極端子２０２及び正極端子２０１のいずれか一方のみが上記の構成を有していることにしてもよい。
【００９２】
また、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。
【００９３】
また、本発明は、このような蓄電素子１０として実現することができるだけでなく、電極端子（正極端子２０１及び負極端子２０２）としても実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
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】
【００９５】
１０  蓄電素子
１００  容器
１２０  蓋体
２０２  負極端子
２１０  外側端子
２１２  内方延在軸
２１２ａ  凹部
２１２ｂ  突部
２１２ｃ  薄肉部
２２０  内側端子
２２１  外方延在軸
２２１ａ  先端部
２２１ｂ  溝部
２２２  テーパ部
２２３ａ  接合面
２３０  溶接部
２４１、２４２  密閉空間
３０２  負極ガスケット
３２２ａ  リブ
４００  電極体
【図１】
2018097978.tif 000003
【図２】
2018097978.tif 000004
【図３】
2018097978.tif 000005
【図４】
2018097978.tif 000006
【図５】
2018097978.tif 000007
【図６】
2018097978.tif 000008