(57)【要約】【課題】異常が発生したとしても、電極体を緩やかに放電させることで、異常時における安全性を確保することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】蓄電素子１０は、容器１００と、容器１００に収容される電極体４００と、容器１００に収容され、電極体４００に電気的に接続された集電体（正極集電体１２０）と、を備えている。集電体は、所定の条件が満たされていない場合では容器１００と非導通な第一状態であり、所定の条件が満たされた場合では第一状態から自己変形して、容器１００と導通した第二状態となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器に収容される電極体と、
前記容器に収容され、前記電極体に電気的に接続された集電体と、を備え、
前記集電体は、所定の条件が満たされていない場合では前記容器と非導通な第一状態であり、前記所定の条件が満たされた場合では前記第一状態から自己変形して、前記容器と導通した第二状態となる
蓄電素子。
【請求項２】
前記集電体は、所定の方向に延在して前記電極体に接合される脚部を備え、
前記脚部は、所定の条件が満たされていない場合では前記第一状態であり、前記所定の条件が満たされた場合では前記第一状態から、当該脚部の延在方向に伸びて、前記容器と導通した第二状態となる
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記所定の条件は、前記集電体が所定温度以上となることである
請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記第一状態にある前記集電体と前記容器との間に介在する非導電性部材を備え、
前記非導電性部材は、前記所定温度以上となると融解して、前記電極体を前記第二状態とさせる
請求項３に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記集電体は、前記非導電性部材が融解する前には弾性変形されて前記第一状態で維持されており、前記非導電性部材が融解した後には弾性復帰して前記第二状態となる
請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記集電体は、形状記憶合金から形成されており、前記所定温度以上となると前記第一状態から元の形状に復帰して前記第二状態となる
請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記非導電性部材と前記容器との間に介在する抵抗体を備え、
前記第二状態では、前記集電体は前記抵抗体を介して前記容器と導通する
請求項４〜６のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記脚部の先端部は、前記第一状態から前記延在方向に伸びて前記第二状態に変形する
請求項２〜７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】
本発明は、蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電素子においては、容器内に電極体が収容されており、この電極体に電気的に接続された電極端子が容器を貫通して設けられている。容器と端子との間には封止部材が介在しており、この封止部材によって電極端子周辺の気密性を確保している（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２０１１−１６５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した蓄電素子では、例えば過充電されることに起因して、容器内が異常に発熱すると、電極体の正極板と負極板とを遮蔽しているセパレータが収縮または溶解して、正極板と負極板とで短絡が生じる場合がある。さらに、この短絡時に流れる高電流に伴って、急激な発熱が生じると、気化した電解液に引火するおそれもある。
【０００５】
このため、本発明は、異常が発生したとしても、電極体を緩やかに放電させることで、異常時における安全性を確保することができる蓄電素子を提供することである。
【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、容器と、容器に収容される電極体と、容器に収容され、電極体に電気的に接続された集電体と、を備え、集電体は、所定の条件が満たされていない場合では容器と非導通な第一状態であり、所定の条件が満たされた場合では第一状態から自己変形して、容器と導通した第二状態となる。
【０００７】
この構成によれば、蓄電素子の異常の起因となる所定の条件が満たされていない場合、つまり通常使用時においては、集電体が第一状態であるので、当該集電体が容器と非導通な状態が維持される。他方、所定の条件が満たされると、集電体が第一状態から第二状態に自己変形して容器に導通する。これにより、意図的な短絡を生じさせて、電極体を緩やかに放電させることができる。したがって、異常の進行を防ぎ、異常時における安全性を確保することができる。
【０００８】
また、集電体は、所定の方向に延在して電極体に接合される脚部を備え、脚部は、所定の条件が満たされていない場合では第一状態であり、所定の条件が満たされた場合では第一状態から、当該脚部の延在方向に伸びて、容器と導通した第二状態としてもよい。
【０００９】
この構成によれば、集電体の脚部が延在方向に伸びることで、第一状態から第二状態へと変形するので、脚部の延在方向の延長線上で当該脚部と容器とを導通させることができる。一般的に脚部の延長線上は、容器内においてデッドスペースであるので、このデッドスペースを活用することができる。
【００１０】
また、所定の条件は、集電体が所定温度以上となることであってもよい。
【００１１】
この構成によれば、集電体が所定温度以上になることを所定の条件としているので、電極体が異常発熱した際の温度よりも低い温度を所定温度に決定しておけば、電極体が異常発熱する前に集電体を第二状態に変形させることができる。したがって、電極体の異常発熱前に意図的な短絡を起こすことができる。
【００１２】
また、第一状態にある集電体と容器との間に介在する非導電性部材を備え、非導電性部材は、所定温度以上となると融解して、電極体を前記第二状態とさせてもよい。
【００１３】
この構成によれば、第一状態では、非導電性部材が集電体と容器との間に介在しているので、集電体と容器との接触を確実に防止することができる。そして、非導電性部材は所定温度以上となると融解して集電体を第二状態とさせるので、第二状態時には非導電性部材によって阻害されることなく集電体と容器とが導通することになる。
【００１４】
また、集電体は、非導電性部材が融解する前には弾性変形されて第一状態で維持されており、非導電性部材が融解した後には弾性復帰して第二状態となってもよい。
【００１５】
この構成によれば、非導電性部材が融解する前には、集電体が弾性変形されて第一状態で維持されているので、集電体の伸縮方向における移動が規制されることになる。つまり、集電体に接合されている電極体の伸縮方向への移動が規制されて、電極体を所定位置で保持することができる。また、非導電性部材が融解した後には、集電体に対する規制が解除されるので集電体が弾性復帰して第二状態となる。このように、集電体の弾性を用いて第一状態から第二状態へと切り替えることができるので、当該切り替えを簡単な構造で実現することができる。
【００１６】
また、集電体は、形状記憶合金から形成されており、所定温度以上となると第一状態から元の形状に復帰して第二状態となってもよい。
【００１７】
この構成によれば、集電体が形状記憶合金から形成されているので、集電体をより簡単な構造で第一状態から第二状態へと切り替えることができる。
【００１８】
また、非導電性部材と容器との間に介在する抵抗体を備え、第二状態では、集電体は抵抗体を介して容器と導通してもよい。
【００１９】
この構成によれば、第二状態では、集電体が抵抗体を介して容器と導通するので、抵抗体の抵抗値を調整しておくことで、短絡時の放電を制御することができる。短絡時の放電を制御できれば、当該放電を起因とした容器の破損も抑えることができる。
【００２０】
また、脚部の先端部は、第一状態から延在方向に伸びて第二状態に変形してもよい。
【００２１】
この構成によれば、脚部の先端部が第一状態から延在方向に伸びて第二状態に変形するので、第一状態から第二状態への切り替えを簡単な構造で実現することができる。特に、脚部の先端部よりも基端部側に電極体が接合されて、先端部で電極体が接合されていない場合では、先端部の設計の自由度が高くなるため、第一状態から第二状態に変形する構造を先端部に採用しやすくなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、異常が発生したとしても、電極体を緩やかに放電させることで、異常時における安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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、容器の蓋体と本体とを分離して示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係る正極側の固定構造を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る正極集電体の概略構成を示す斜視図である。
【図５】実施の形態に係る正極集電体の概略構成を示す正面図である。
【図６】実施の形態に係るサイドスペーサの概略構成を示す断面図である。
【図７】通常使用時における案内部近傍の状態を示す断面図である。
【図８】異常時における案内部近傍の状態を示す断面図である。
【図９】形状記憶合金からなる正極集電体を用いた場合の、通常使用時における案内部近傍の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係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。
【００２５】
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。
【００２６】
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電素子１０の全般的な説明を行う。なお、図１及び以降の図について、説明の便宜上、容器１００の蓋体１１０側を上とし、容器１００の本体１１１の底側を下として説明しているが、実際の使用態様における上下方向と、実施の形態に係る上下方向とが一致しない場合もある。
【００２７】
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の容器内に配置されている構成要素を示す斜視図である。具体的には、図２は、蓄電素子１０を、容器１００の蓋体１１０と本体１１１とを分離して示す斜視図である。
【００２８】
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、より具体的には、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。例えば、蓄電素子１０は、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）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。また、蓄電素子１０の形状に関しては、角型に限定されることなく、例えば円筒型などの他の形状であってもよい。
【００２９】
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、上部絶縁部材１５０及び３１０とを備えている。また、図２に示すように、容器１００の内部には、正極集電体１２０と、負極集電体１３０と、電極体４００と、サイドスペーサ７００とが収容されている。
【００３０】
なお、蓄電素子１０は、上記の構成要素の他、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどを備えてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）など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。
【００３１】
容器１００は、矩形筒状で底を備える本体１１１と、本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０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、蓋体１１０と本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有している。なお、蓋体１１０及び本体１１１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、または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。
【００３２】
電極体４００は、正極（正極板）と負極（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。正極は、アルミニウムや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箔上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極は、銅、銅合金、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負極基材箔上に負極活物質層が形成されたものである。また、セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。
【００３３】
ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、また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または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
【００３４】
そして、電極体４００は、負極と正極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たものが巻き回されて形成され、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電気的に接続されている。なお、図２では、電極体４００として断面が長円形状のものを示したが、円形状または楕円形状でもよい。
【００３５】
正極端子２００は、正極集電体１２０を介して電極体４００の正極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１３０を介して電極体４００の負極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、上部絶縁部材１５０及び３１０を介して取り付けられている。
【００３６】
正極集電体１２０は、電極体４００の正極と容器１００の本体１１１との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。
【００３７】
負極集電体１３０は、電極体４００の負極と容器１００の本体１１１との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。
【００３８】
具体的には、正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、蓋体１１０に固定されている。また、正極集電体１２０は、電極体４００の正極側端部に接合され、負極集電体１３０は、電極体４００の負極側端部に接合されている。電極体４００は、容器１００の内部において、正極集電体１２０及び負極集電体１３０により、蓋体１１０から吊り下げられた状態で保持される。
【００３９】
次に、正極端子２００が上部絶縁部材１５０を介して正極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定される固定構造について説明する。なお、この固定構造は、負極端子３００が上部絶縁部材３１０を介して負極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される固定構造とほぼ同等であるので、負極側の説明は省略する。
【００４０】
図３は、実施の形態に係る正極側の固定構造を示す断面図である。
【００４１】
図３に示すように、正極端子２００が上部絶縁部材１５０を介して蓋体１１０に取り付けられるとともに、正極集電体１２０が下部絶縁部材１７０及び上部絶縁部材１５０を介して蓋体１１０に取り付けられることで、これらが一体的に固定されている。
【００４２】
まず、各部材の具体的な構成について説明する。
【００４３】
図３に示すように、蓋体１１０には、正極端子２００の一部を収容した状態の上部絶縁部材１５０が挿入される貫通孔１１２が形成されている。貫通孔１１２は、例えば円柱状に形成されている。
【００４４】
正極端子２００は、バスバー接続部２１０と、軸部２２０とを一体的に備えている。バスバー接続部２１０は、蓄電素子１０の電極端子間を繋ぐバスバー（図示省略）が接続される部位であり、上面が平面に形成されている。
【００４５】
軸部２２０は、バスバー接続部２１０の下面から下方に延び出た部位である。軸部２２０の先端部はかしめられて、外方に広がった形状となっている。具体的には、軸部２２０の先端部は、かしめ後において下方から見ると円形状で正極集電体１２０に密着している。そして、軸部２２０の先端部とバスバー接続部２１０とが、正極集電体１２０と、上部絶縁部材１５０と、下部絶縁部材１７０と、蓋体１１０とを上下方向で挟んで締め付けている。
【００４６】
上部絶縁部材１５０は、正極端子２００と蓋体１１０との間に少なくともその一部が配置されるガスケットである。具体的には、上部絶縁部材１５０は、天板部１５３と、円筒部１５２とを一体的に備えている。天板部１５３は、蓋体１１０上に載置されて、正極端子２００のバスバー接続部２１０を支持する部位である。円筒部１５２は、天板部１５３の下面から下方に向けて円筒状に突出している。円筒部１５２の貫通孔１５４は、天板部１５３も貫通しており、正極集電体１２０の貫通孔１２３と平面視で同形である。この貫通孔１５４は、正極集電体１２０の貫通孔１２３に連続するように配置されており、これらの貫通孔１５４及び１２３に対して正極端子２００の軸部２２０が挿入される。また、円筒部１５２の外径は、下部絶縁部材１７０の貫通孔１７２及び蓋体１１０の貫通孔１１２に挿入可能な大きさで形成されている。
【００４７】
上部絶縁部材１５０は、蓋体１１０よりも剛性が低く、かつ、絶縁性の部材で形成されているのがよい。上部絶縁部材１５０は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂で形成されている。
【００４８】
下部絶縁部材１７０は、正極集電体１２０と蓋体１１０との間に少なくともその一部が配置されるガスケットである。下部絶縁部材１７０は、略平板状に形成されており、その一端部に蓋体１１０の貫通孔１１２と平面視で同形の貫通孔１７２が形成されている。この貫通孔１７２は、蓋体１１０の貫通孔１１２に連続するように配置されている。これらの貫通孔１７２及び１１２に対して上部絶縁部材１５０の円筒部１５２が挿入されている。下部絶縁部材１７０は、蓋体１１０よりも剛性が低く、かつ、絶縁性の部材で形成されているのがよい。下部絶縁部材１７０は、例えば、ＰＰＳ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＢＴ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫなどの樹脂で形成されている。
【００４９】
図４は、実施の形態に係る正極集電体１２０の概略構成を示す斜視図である。図５は、実施の形態に係る正極集電体１２０の概略構成を示す正面図である。なお、図５において、電極体４００の外形は二点鎖線で示している。
【００５０】
図３〜図５に示すように、正極集電体１２０は、集電体本体部１２１と、脚部１２２とを一体的に有している。
【００５１】
集電体本体部１２１は、正極端子２００が接続される部位である。具体的には、集電体本体部１２１は、略平板状に形成されており、正極端子２００の軸部２２０が挿入される貫通孔１２３を有している。
【００５２】
脚部１２２は、所定の方向に延在して電極体４００に接合される脚である。脚部１２２は、集電体本体部１２１の貫通孔１２３よりも外方（容器１００内において短側面側）に配置されている。脚部１２２は、集電体本体部１２１の一端部の下面から下方に向けて延在している。つまり、脚部１２２の延在方向は、集電体本体部１２１から離れる離間方向（例えば上下方向）である。
【００５３】
脚部１２２は、接続部１２４と、変形部１２５とを備えている。
【００５４】
接続部１２４は、電極体４００の正極に接続される部位である。具体的には、接続部１２４は、容器１００の内方に向けて延在する一対の挟持部１２６を有しており、この一対の挟持部１２６が、電極体４００の正極を挟持した状態で当該正極に固定されている（図２参照）。
【００５５】
変形部１２５は、接続部１２４から下方に向けて延在しており、脚部１２２の先端部である。具体的には、変形部１２５は、容器１００の内方に向けて突出するように湾曲した板バネ状のバネ部１２７と、バネ部１２７の下端から下方に延在する棒状部１２８とを備えている。図５に示すように、変形部１２５は、正極集電体１２０が容器１００内に収容されていない場合には、バネ部１２７が弾性変形する前の状態であり、上下方向の長さが最も長くなっている。そして、変形部１２５は、正極集電体１２０が容器１００内に収容されると、バネ部１２７が弾性変形されることで上下方向に圧縮されて、上下方向の長さが短くなる（図５における一点鎖線Ｌ１参照）。このとき、棒状部１２８は弾性変形していない。そして、図３では、バネ部１２７が弾性変形した後の変形部１２５を図示している。この状態では、変形部１２５のバネ部１２７は、電極体４００の最内周部分よりも内方に配置されている（図２参照）。このとき、電極体４００の最内周には、セパレータが配置されているために、当該セパレータによって、電極体４００の正極板及び負極板とバネ部１２７との絶縁性が維持されている。なお、より高い絶縁性を維持するべく、バネ部１２７もしくは変形部１２５の全体に対して絶縁層を被覆していてもよい。
【００５６】
次に、サイドスペーサ７００について説明する。図２に示すように、サイドスペーサ７００は、正極側と負極側とにそれぞれ設けられているが、いずれも同じ構成であるために、ここでは正極側のサイドスペーサ７００を例示して説明し、負極側のサイドスペーサ７００についての説明は省略する。
【００５７】
サイドスペーサ７００は、容器１００の本体１１１に収容されて、当該本体１１１と、正極集電体１２０及び電極体４００との間に配置されている。サイドスペーサ７００は、例えば、ＰＰＳ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＢＴ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫなどの絶縁性を有する樹脂で形成されている。
【００５８】
図６は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００の概略構成を示す断面図である。
【００５９】
図３及び図６に示すように、サイドスペーサ７００は、壁部７１０と、壁部７１０の下端部に連結された底部７２０とを一体的に有する。なお、壁部７１０の上端部においては開放されている。
【００６０】
壁部７１０は、上下方向に沿って延在して正極集電体１２０及び電極体４００の一側部を覆う部位である。具体的には、壁部７１０は、上面視略Ｕ字状に形成されており、本体１１１の短側面と、当該短側面に連続する一対の長側面の一部に重なって配置されている。底部７２０は、壁部７１０の下端部に連結されており、容器１００の内方に向けて延在している。そして、壁部７１０と底部７２０とがなす角部には、正極集電体１２０の変形部１２５を案内する案内部７３０が形成されている。
【００６１】
案内部７３０は、底部７２０から壁部７１０に沿って突出した突起であり、上下方向に沿って貫通したガイド孔７３１を有している。このガイド孔７３１内には、図３に示すように、変形部１２５の棒状部１２８が挿入されている。これにより、変形部１２５の変形に基づく棒状部１２８の移動がガイド孔７３１によってガイドされる。
【００６２】
また、ガイド孔７３１内には抵抗体７５０と、非導電性部材７６０とが収容されている。抵抗体７５０は、容器１００の本体１１１の底の直上に配置されており、当該底に接触している。抵抗体７５０は、容器１００と正極集電体１２０とが直接、電気的に導通した場合よりも高い抵抗値を有している。具体的には、抵抗体７５０は、容器１００をなす材料及び正極集電体１２０をなす材料のうち、少なくとも一方よりも、抵抗値が高い材料により形成されている。例えば、抵抗体としては、グラファイトなどの炭素結晶構造からなるブロック材などが挙げられる。なお、抵抗体７５０の形状を調整することで、抵抗値を高くすることも可能である。
【００６３】
非導電性部材７６０は、抵抗体７５０と、正極集電体１２０の脚部１２２との間に介在している。つまり、非導電性部材７６０は、抵抗体７５０を介して、正極集電体１２０と容器１００の本体１１１との間に介在している。非導電性部材７６０は、電極体４００のセパレータの融点よりも低い融点の材料から形成されている。具体的には、非導電性部材７６０は、融点が８０℃以上１１０℃以下の非導電性の樹脂材料から形成されている。当該条件を満たす樹脂材料としては、例えば低密度ＰＥなどが挙げられる。
【００６４】
次に、蓄電素子１０における異常時の作用について説明する。
【００６５】
図７は、通常使用時における案内部７３０近傍の状態を示す断面図である。また、図８は、異常時における案内部７３０近傍の状態を示す断面図である。
【００６６】
図７に示すように、通常使用時の場合、正極集電体１２０における脚部１２２の変形部１２５は、棒状部１２８が非導電性部材７６０によって上下方向に圧縮されて、弾性変形した状態（第一状態）で維持されている。この第一状態では、非導電性部材７６０は溶解していないため、正極集電体１２０は、容器１００の本体１１１と非導通な状態となっている。
【００６７】
その後、図８に示すように、何らかの要因で電極体４００が通常使用時よりも高温化すると、電極体４００に接続された正極集電体１２０も高温化する。正極集電体１２０が非導電性部材７６０の融点に達すると、正極集電体１２０からの伝熱によって非導電性部材７６０が溶解する。これにより、変形部１２５に対する規制が解除されるので、変形部１２５は第一状態から弾性復帰して、伸長する。このとき、変形部１２５の棒状部１２８は、案内部７３０のガイド孔７３１によって案内されながら伸長し、最終的に抵抗体７５０に接触する。これにより、変形部１２５は、抵抗体７５０を介して容器１００の本体１１１と導通した第二状態となる。つまり、電極体４００のセパレータが収縮または溶解する前に、正極集電体１２０と容器１００の本体１１１とを意図的に短絡させて、電極体４００を緩やかに放電させることができる。
【００６８】
以上のように、実施の形態によれば、蓄電素子１０の異常の起因となる所定の条件が満たされていない場合、つまり通常使用時においては、正極集電体１２０が第一状態であるので、当該正極集電体１２０が容器１００と非導通な状態が維持される。他方、所定の条件が満たされると、正極集電体１２０が第一状態から第二状態に弾性復帰して容器１００に導通する。これにより、意図的な短絡を生じさせて、電極体４００を緩やかに放電させることができる。したがって、異常の進行を防ぎ、異常時における安全性を確保することができる。
【００６９】
また、正極集電体１２０の脚部１２２が延在方向に伸びることで、第一状態から第二状態へと変形するので、脚部１２２の延在方向の延長線上で当該脚部１２２と容器１００とを導通させることができる。一般的に脚部１２２の延長線上は、容器１００内においてデッドスペースであるので、このデッドスペースを活用することができる。
【００７０】
また、正極集電体１２０が所定温度以上になることを所定の条件としているので、電極体４００が異常発熱した際の温度よりも低い温度を所定温度に決定しておけば、電極体４００が異常発熱する前に正極集電体１２０を第二状態に変形させることができる。したがって、電極体４００の異常発熱前に意図的な短絡を起こすことができる。
【００７１】
また、第一状態では、非導電性部材７６０が正極集電体１２０と容器１００との間に介在しているので、正極集電体１２０と容器１００との接触を確実に防止することができる。そして、非導電性部材７６０は所定温度以上となると融解して正極集電体１２０を第二状態とさせるので、第二状態時には非導電性部材７６０によって阻害されることなく正極集電体１２０と容器１００とが導通することになる。
【００７２】
また、非導電性部材７６０が融解する前には、正極集電体１２０が弾性変形されて第一状態で維持されているので、正極集電体１２０の伸縮方向における移動が規制されることになる。つまり、正極集電体１２０に接合されている電極体４００の伸縮方向への移動も規制されて、電極体４００を所定位置で保持することができる。また、正極集電体１２０の変形部１２５がダンパとして機能するので、電極体４００に対する衝撃も緩和することができる。
【００７３】
さらに、非導電性部材７６０が融解した後には、正極集電体１２０に対する規制が解除されるので正極集電体１２０が弾性復帰して第二状態となる。このように、正極集電体１２０の弾性を用いて第一状態から第二状態へと切り替えることができるので、当該切り替えを簡単な構造で実現することができる。
【００７４】
また、脚部１２２の先端部（変形部１２５）が第一状態から延在方向に伸びて第二状態に変形するので、第一状態から第二状態への切り替えを簡単な構造で実現することができる。特に、実施の形態のように、脚部１２２の先端部よりも基端部側に電極体４００が接合されて、先端部で電極体４００が接合されていない場合では、先端部の設計の自由度が高くなるため、第一状態から第二状態に変形する構造を先端部に採用しやすくなる。
【００７５】
（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。
【００７６】
例えば、上記実施の形態では、蓄電素子１０は、１つの電極体４００を備えていることとしたが、複数の電極体を備えている構成でもかまわない。
【００７７】
また、上記実施の形態では、正極集電体１２０における変形部１２５のバネ部１２７が板バネ状である場合を例示して説明したが、弾性変形を実現するのであれば脚部１２２の形状は如何様でもよい。例えば、コイルバネ状のバネ部であってもよい。また、形状として弾性変形を実現する手法以外にも、材質によって弾性変形を実現することも可能である。具体的には、導電性ゴムなどの導電性の弾性材料によって、変形部を形成する手法が挙げられる。この場合には、変形部の形状の自由度を高めることができる。例えば、変形部を直線棒状に形成すると、変形部の収容スペースを小さくすることができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、バネ部１２７の弾性を用いて、正極集電体１２０の脚部１２２を第一状態から第二状態へと自己変形させる場合を例示して説明した。ここで、「自己変形」とは、正極集電体１２０が直接的な外力を受けなくとも、自ら変形することを言う。このため、自己変形には、上記した弾性以外にも、例えば、形状記憶合金の復元力を起因とした変形、熱膨張を起因とした変形、加熱された電解液との化学反応を起因とした変形などが含まれる。
【００７９】
以降、形状記憶合金の復元力を起因とした変形を採用した場合を例示して説明する。ここでは、上記実施の形態で例示した正極集電体１２０を形状記憶合金で形成したものとする。このため、図５に示すように、実線で示す変形部１２５を元の形状とし、一点鎖線Ｌ１で示す変形部１２５を変形後の形状とする。変形部１２５は、所定の温度以上になると、直接外力を加えなくとも変形後の形状から元の形状へと復帰する。
【００８０】
図９は、形状記憶合金からなる正極集電体１２０を用いた場合の、通常使用時における案内部７３０近傍の状態を示す断面図である。具体的には図９は図７に対応する図である。
【００８１】
図９に示すように、第一状態では、変形部１２５は変形後の形状となっている。変形部１２５は、所定の温度未満であるとそれ自体で変形後の形状を維持するので、非導電性部材７６０を用いなくとも、第一状態が維持される。つまり、形状記憶合金からなる正極集電体１２０の場合には、部品点数を削減することができる。そして、変形部１２５は所定の温度以上になると、元の形状に復帰して、第二状態に切り替わる（図８参照）。
【００８２】
このように、正極集電体１２０が形状記憶合金から形成されているので、正極集電体１２０をより簡単な構造で第一状態から第二状態へと切り替えることができる。
【００８３】
また、上記実施の形態では、正極集電体１２０が所定の温度以上となることで、脚部１２２が第一状態から第二状態に自己変形する場合を例示して説明した。しかしながら、その他の条件に基づいて、脚部１２２が第一状態から第二状態に自己変形してもよい。例えば、上述した非導電性部材７６０を、所定の衝撃で破壊される非導電性の脆弱部と切り替えてもよい。容器１００に対して衝撃が加わると、その衝撃によって脆弱部は破壊される。これによって、変形部１２５に対する規制が解除されるので、変形部１２５は第一状態から弾性復帰して第二状態となり、正極集電体１２０と容器１００の本体１１１とを意図的に短絡させることができる。
【００８４】
なお、この場合においては、正極集電体１２０にも衝撃は加わるが、この衝撃は正極集電体１２０を第一状態から第二状態に変形させる外力ではない。正極集電体１２０における第一状態から第二状態への変形は、脆弱部による規制が解除されて変形部１２５が弾性復帰するためである。つまり、この場合においても、正極集電体１２０は、直接的な外力を受けて変形しているのではなく、自己変形していると言える。
【００８５】
また、蓄電素子１０が備える電極体は巻回型である必要はない。蓄電素子１０は、例えば平板状極板を積層した積層型の電極体を備えてもよい。また、蓄電素子１０は、例えば、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体を備えてもよい。
【００８６】
また、上記実施の形態では、正極側を例示して、本発明の特徴となる部分の具体的な構成について説明したが、負極側においても同様の構成が適用されていることはもちろんである。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、正極側と負極側とが異なる構成であってもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態に記載された構成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】
【００８８】
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】
【００８９】
１０  蓄電素子
１００  容器
１１０  蓋体
１１１  本体
１１２  貫通孔
１２０  正極集電体（集電体）
１２１  集電体本体部
１２２  脚部
１２３、１５４、１７２  貫通孔
１２４  接続部
１２５  変形部（先端部）
１２６  挟持部
１２７  バネ部
１２８  棒状部
１３０  負極集電体
１５０、３１０  上部絶縁部材
１５２  円筒部
１５３  天板部
１７０  下部絶縁部材
２００  正極端子
２１０  バスバー接続部
２２０  軸部
３００  負極端子
４００  電極体
７００  サイドスペーサ
７１０  壁部
７２０  底部
７３０  案内部
７３１  ガイド孔
７５０  抵抗体
７６０  非導電性部材
【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】
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