(57)【要約】【課題】集電体を保護することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】電極体４００と正極集電体５００とを備える蓄電素子１０であって、正極集電体５００は、電極体４００と接合される電極体側配置部５２０と、電極体側配置部５２０の電極体４００側の第一面５２１、及び、電極体側配置部５２０の第一面５２１とは反対側の第二面５２２に配置される絶縁性のカバー部材５３０とを有し、カバー部材５３０は、第一面５２１に配置され、電極体側配置部５２０と電極体４００との接合部５５０が貫通する第一開口部５３１ａが形成された第一カバー部５３１と、第二面５２２に配置され、第一開口部５３１ａと対向する位置に第二開口部５３２ａが形成された第二カバー部５３２とを有する。【選択図】図４
2019067595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体と集電体とを備える蓄電素子であって、
前記集電体は、
前記電極体と接合される電極体側配置部と、
前記電極体側配置部の前記電極体側の第一面、及び、前記電極体側配置部の前記第一面とは反対側の第二面に配置される絶縁性のカバー部材とを有し、
前記カバー部材は、
前記第一面に配置され、前記電極体側配置部と前記電極体との接合部が貫通する第一開口部が形成された第一カバー部と、
前記第二面に配置され、前記第一開口部と対向する位置に第二開口部が形成された第二カバー部とを有する
蓄電素子。
【請求項２】
前記第一開口部は、前記第二開口部よりも開口面積が小さい
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記電極体側配置部は、前記第一開口部内に配置される凸部を有する
請求項１または２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記集電体は、さらに、
前記第一面とで前記電極体を挟む位置に配置される当て板と、
前記当て板の前記電極体側の面である第三面、及び、前記当て板の前記第三面とは反対側の面である第四面に配置される絶縁性の当板保持部材とを有し、
前記当板保持部材は、
前記第三面に配置され、前記当て板と前記電極体との接合部が貫通する第三開口部が形成された第一保持部と、
前記第四面に配置され、前記第三開口部と対向する位置に第四開口部が形成された第二保持部とを有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記第三開口部は、前記第四開口部よりも開口面積が小さい
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、電極体と集電体とを備える蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極体と集電体とを備える蓄電素子において、電極体に集電体が接合された構成が広く知られている（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２００９−３２６４０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、上記従来の蓄電素子においては、集電体が保護されていないため、外部からの振動や衝撃等によって集電体が損傷してしまうおそれがある。集電体が損傷してしまうと、電極体も損傷させるなど不具合につながるおそれがあるため、集電体を保護する構成が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、集電体を保護することができ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、電極体と集電体とを備える蓄電素子であって、前記集電体は、前記電極体と接合される電極体側配置部と、前記電極体側配置部の前記電極体側の第一面、及び、前記電極体側配置部の前記第一面とは反対側の第二面に配置される絶縁性のカバー部材とを有し、前記カバー部材は、前記第一面に配置され、前記電極体側配置部と前記電極体との接合部が貫通する第一開口部が形成された第一カバー部と、前記第二面に配置され、前記第一開口部と対向する位置に第二開口部が形成された第二カバー部とを有する。
【０００７】
これによれば、蓄電素子において、集電体は、電極体と接合される電極体側配置部の電極体側の第一面、及び、その反対側の第二面に配置される絶縁性のカバー部材を有している。このように、集電体の電極体側配置部の両面にカバー部材を配置することで、電極体側配置部が外部から振動や衝撃等を受けた場合でも、カバー部材によって電極体側配置部を保護することができる。しかし、この場合、電極体側配置部と電極体とを接合する際に、カバー部材が邪魔になることがある。このため、カバー部材の、第一面に配置される第一カバー部には、電極体側配置部と電極体との接合部が貫通する第一開口部を形成し、第二面に配置される第二カバー部には、第一開口部と対向する位置に第二開口部を形成する。このように、カバー部材の、電極体側配置部と電極体との接合部に対応する位置に開口部が形成されているため、電極体側配置部と電極体とを接合する際に、カバー部材が邪魔になるのを抑制することができる。以上のように、集電体と電極体とを接合する際の不具合の発生を抑制しつつ、集電体を保護することができる。
【０００８】
また、前記第一開口部は、前記第二開口部よりも開口面積が小さいことにしてもよい。
【０００９】
これによれば、カバー部材において、第一カバー部の第一開口部は、第二カバー部の第二開口部よりも開口面積が小さい。このように、電極体側配置部の外面側の第二カバー部の第二開口部を大きくすることで、電極体側配置部と電極体とを接合するための器具を第二開口部内に配置することができるため、カバー部材が邪魔になるのを抑制して、容易に接合作業を行うことができる。これにより、集電体と電極体とを接合する際の不具合の発生を抑制しつつ、集電体を保護することができる。
【００１０】
また、前記電極体側配置部は、前記第一開口部内に配置される凸部を有することにしてもよい。
【００１１】
これによれば、集電体において、電極体側配置部は、第一カバー部の第一開口部内に配置される凸部を有している。このように、第一カバー部の第一開口部内に電極体側配置部の凸部を配置することで、電極体側配置部と電極体とを接合する際に、当該凸部を電極体に接触させて接合作業を行うことができるため、カバー部材が邪魔になるのを抑制することができる。これにより、集電体と電極体とを接合する際の不具合の発生を抑制しつつ、集電体を保護することができる。
【００１２】
また、前記集電体は、さらに、前記第一面とで前記電極体を挟む位置に配置される当て板と、前記当て板の前記電極体側の面である第三面、及び、前記当て板の前記第三面とは反対側の面である第四面に配置される絶縁性の当板保持部材とを有し、前記当板保持部材は、前記第三面に配置され、前記当て板と前記電極体との接合部が貫通する第三開口部が形成された第一保持部と、前記第四面に配置され、前記第三開口部と対向する位置に第四開口部が形成された第二保持部とを有することにしてもよい。
【００１３】
これによれば、集電体は、さらに、当て板と、当て板の電極体側の第三面、及び、その反対側の第四面に配置される絶縁性の当板保持部材とを有している。このように、当て板を当板保持部材で挟み込んで保持することで、小さな部品である当て板を容易に取り扱うことができる。また、当て板の両面に当板保持部材を配置することで、電極体と当て板との間に当板保持部材が配置されるため、外部からの振動や衝撃等によって当て板が電極体を損傷させるのを抑制することができる。しかし、この場合、当て板と電極体とを接合する際に、当板保持部材が邪魔になることがある。このため、当板保持部材の、第三面に配置される第一保持部には、当て板と電極体との接合部が貫通する第三開口部を形成し、第四面に配置される第二保持部には、第三開口部と対向する位置に第四開口部を形成する。このように、当板保持部材の、当て板と電極体との接合部に対応する位置に開口部が形成されているため、当て板と電極体とを接合する際に、当板保持部材が邪魔になるのを抑制することができる。以上のように、集電体と電極体とを接合する際の当て板に起因する不具合の発生を抑制しつつ、集電体の保護を図ることができる。
【００１４】
また、前記第三開口部は、前記第四開口部よりも開口面積が小さいことにしてもよい。
【００１５】
これによれば、当板保持部材において、第一保持部の第三開口部は、第二保持部の第四開口部よりも開口面積が小さい。このように、当て板の内面側の第二保持部の第四開口部を大きくすることで、当て板と電極体とを接合するための器具を第四開口部内に配置することができるため、当板保持部材が邪魔になるのを抑制して、容易に接合作業を行うことができる。これにより、集電体と電極体とを接合する際の当て板に起因する不具合の発生を抑制しつつ、集電体の保護を図ることができる。
【００１６】
なお、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える集電体（電極体側配置部、カバー部材、当て板及び当板保持部材）としても実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明における蓄電素子によれば、集電体を保護することができる。
【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容器内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。
【図３】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４】実施の形態に係る正極集電体の端子側配置部、電極体側配置部及びカバー部材の構成を示す斜視図及び断面図である。
【図５】実施の形態に係る正極集電体の当板ユニットの構成を示す斜視図及び断面図である。
【図６】実施の形態に係る正極集電体が電極体に接合されている状態での構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態の変形例に係る当板ユニットの構成を示す斜視図及び断面図である。
【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（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。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。
【００２０】
また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体の両端部（一対の活物質層非形成部）の並び方向、電極体の巻回軸方向、または、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、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、１つの集電体における脚部（電極体側配置部）の並び方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋体との並び方向、容器の短側面の長手方向、または、集電体の脚部（電極体側配置部）の延設方向をＺ軸方向と定義する。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。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。
【００２１】
（実施の形態）
［１  蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、図１〜図３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の容器１００内方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から容器本体１１１を分離した状態での構成を示す斜視図である。つまり、同図は、電極体４００に正極集電体５００及び負極集電体６００を接合した後の状態を示している。また、図３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。つまり、同図は、電極体４００に正極集電体５００及び負極集電体６００を接合する前の状態を示している。また、同図では、容器本体１１１を省略して図示している。
【００２２】
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い。また、蓄電素子１０は、二次電池ではなく、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。また、本実施の形態では、直方体形状（角型）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、円柱形状、長円柱形状または直方体以外の多角柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。
【００２３】
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と、正極集電体５００と、負極集電体６００とが収容されている。
【００２４】
なお、蓋体１１０と正極端子２００との間、及び蓋体１１０と正極集電体５００との間には、絶縁性及び気密性を高めるためにガスケット等が配置されているが、同図では省略して図示している。負極側についても、同様である。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、当該電解液としては、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。また、上記の構成要素の他、正極集電体５００及び負極集電体６００の側方に配置されるスペーサ、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が配置されていてもよい。
【００２５】
容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１１と、容器本体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と容器本体１１１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。なお、蓋体１１０及び容器本体１１１の材質は特に限定されず、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とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
【００２６】
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。正極板は、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集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成された極板である。負極板は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成された極板である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ−Ｃｄ合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。また、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。また、セパレータは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートや、不織布を用いることができる。
【００２７】
そして、電極体４００は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され巻回されて形成されている。具体的には、電極体４００は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸（本実施の形態ではＸ軸方向に平行な仮想軸）の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されず（活物質層が形成されず）基材層が露出した部分（活物質層非形成部）を有している。
【００２８】
つまり、電極体４００は、積層された極板（正極板及び負極板）を有している。そして、電極体４００は、巻回軸方向の一端部（Ｘ軸方向プラス側の端部）に、正極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた正極集束部４１０を有している。また、電極体４００は、巻回軸方向の他端部（Ｘ軸方向マイナス側の端部）に、負極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた負極集束部４２０を有している。例えば、正極板及び負極板の活物質層非形成部（集電箔）の厚みは、５μｍ〜２０μｍ程度であり、これらが例えば３０〜４０枚ほど束ねられることで、正極集束部４１０及び負極集束部４２０が形成されている。なお、本実施の形態では、電極体４００の断面形状として長円形状を図示しているが、円形状または楕円形状等でもよい。
【００２９】
正極端子２００は、電極体４００の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体４００の負極板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。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に取り付けられている。具体的には、図３に示すように、正極端子２００は、突出部２１０が蓋体１１０の貫通孔１１０ａと正極集電体５００の開口部５１１とに挿入されて、かしめられることにより、正極集電体５００とともに蓋体１１０に固定される。負極端子３００についても同様である。
【００３０】
正極集電体５００は、電極体４００の正極集束部４１０と容器本体１１１の側壁との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極板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。また、負極集電体６００は、電極体４００の負極集束部４２０と容器本体１１１の側壁との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極板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。
【００３１】
具体的には、正極集電体５００及び負極集電体６００は、容器本体１１１の側壁から蓋体１１０に亘って当該側壁及び蓋体１１０に沿って屈曲状態で配置される導電性の板状部材である。正極集電体５００及び負極集電体６００は、蓋体１１０に固定的に接続（接合）されている。また、正極集電体５００及び負極集電体６００は、電極体４００が有する積層された極板、つまり、正極集束部４１０及び負極集束部４２０にそれぞれ固定的に接続（接合）されている。この構成により、電極体４００が、正極集電体５００及び負極集電体６００によって蓋体１１０から吊り下げられた状態で保持（支持）され、振動や衝撃などによる揺れが抑制される。
【００３２】
なお、正極集電体５００の材質は限定されないが、例えば、電極体４００の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。また、負極集電体６００についても、材質は限定されないが、例えば、電極体４００の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。
【００３３】
ここで、図３に示すように、正極集電体５００は、端子側配置部５１０と、電極体側配置部５２０と、カバー部材５３０と、当板ユニット５４０とを有している。以下に、これらの構成について、図４〜図６を用いて、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る正極集電体５００の端子側配置部５１０、電極体側配置部５２０及びカバー部材５３０の構成を示す斜視図及び断面図である。また、図５は、本実施の形態に係る正極集電体５００の当板ユニット５４０の構成を示す斜視図及び断面図である。また、図６は、本実施の形態に係る正極集電体５００が電極体４００に接合されている状態での構成を示す断面図である。なお、正極集電体５００と負極集電体６００とは同様の構成を有しているため、以下では、正極集電体５００の構成についての説明を行い、負極集電体６００の構成の説明は省略する。
【００３４】
［２  正極集電体５００の端子側配置部５１０、電極体側配置部５２０及びカバー部材５３０の構成の説明］
まず、図４及び図６を用いて、正極集電体５００の端子側配置部５１０、電極体側配置部５２０及びカバー部材５３０の構成について、詳細に説明する。なお、図４の（ａ）は、端子側配置部５１０、電極体側配置部５２０及びカバー部材５３０の構成を示す斜視図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）におけるＩＶｂ−ＩＶｂ断面での構成を示す断面図であり、図４の（ｃ）は、図４の（ａ）におけるＩＶｃ−ＩＶｃ断面での構成を示す断面図である。
【００３５】
図４に示すように、端子側配置部５１０は、正極集電体５００の正極端子２００側（上側、Ｚ軸方向プラス側）に配置される正極集電体５００の基部である。具体的には、端子側配置部５１０は、円形状の開口部５１１が形成されたＸＹ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位であり、正極端子２００に電気的及び機械的に接続（接合）される。
【００３６】
電極体側配置部５２０は、正極集電体５００の電極体４００側（下側、Ｚ軸方向マイナス側）に配置される正極集電体５００の脚部である。具体的には、電極体側配置部５２０は、端子側配置部５１０のＸ軸方向プラス側かつＹ軸方向両側の端部からＺ軸方向マイナス側に向けて延設された長尺状かつ平板状の部位であり、電極体４００に電気的及び機械的に接続（接合）される。つまり、図６に示すように、電極体４００の正極集束部４１０のうちの２つの対向する平坦な集束部４１１の外側に、２つの電極体側配置部５２０がそれぞれ接合される。
【００３７】
ここで、２つの電極体側配置部５２０は、ＸＺ平面に平行に配置され、かつ、Ｙ軸方向に並んで配置されている。具体的には、それぞれの電極体側配置部５２０は、電極体４００の正極集束部４１０（集束部４１１）に対向するＸＺ平面に平行な面である第一面５２１と、第一面５２１とは反対側のＸＺ平面に平行な面である第二面５２２とを有している。また、第一面５２１には、Ｚ軸方向に並ぶ２つの円形状の凸部である集電体凸部５２１ａが形成されている。集電体凸部５２１ａは、後述のカバー部材５３０の第一開口部５３１ａ内に配置される凸部であり、第一開口部５３１ａに対応した形状を有している。また、第二面５２２の集電体凸部５２１ａに対向する位置には、Ｚ軸方向に並ぶ２つの円形状の凹部である集電体凹部５２２ａが形成されている。集電体凹部５２２ａは、後述のカバー部材５３０の第二開口部５３２ａ内に配置される凹部であり、集電体凸部５２１ａの外径よりも小さな径を有している。
【００３８】
カバー部材５３０は、電極体側配置部５２０の電極体４００側の第一面５２１、及び、電極体側配置部５２０の第一面５２１とは反対側の第二面５２２に配置される絶縁性の部材である。具体的には、カバー部材５３０は、電極体側配置部５２０の第一面５２１に配置される第一カバー部５３１と、電極体側配置部５２０の第二面５２２に配置される第二カバー部５３２とを有している。また、カバー部材５３０は、さらに、第一カバー部５３１及び第二カバー部５３２の双方から、当該双方に対して傾斜した方向かつ電極体４００に沿う方向に延設された２つの第三カバー部５３３を有している。つまり、２つの電極体側配置部５２０のそれぞれに、第一カバー部５３１と第二カバー部５３２と第三カバー部５３３とが配置されている。
【００３９】
なお、電極体側配置部５２０のそれぞれに配置された第一カバー部５３１と第二カバー部５３２と第三カバー部５３３とは、一体に形成されている。例えば、１枚の絶縁性のシート部材を折り曲げることにより、第一カバー部５３１と第二カバー部５３２と第三カバー部５３３とからなるカバー部材５３０を形成することができる。カバー部材５３０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）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料により構成されている。
【００４０】
具体的には、第一カバー部５３１は、電極体側配置部５２０の第一面５２１に沿って（第一面５２１に当接して）、Ｚ軸方向に延びる長尺な矩形状かつ平板状の部位であり、Ｚ軸方向に並ぶ２つの第一開口部５３１ａが形成されている。第一開口部５３１ａは、電極体側配置部５２０と電極体４００との接合部５５０（図６参照）が貫通する円形状の貫通孔である。また、第二カバー部５３２は、電極体側配置部５２０の第二面５２２に沿って（第二面５２２に当接して）、Ｚ軸方向に延びる長尺な矩形状かつ平板状の部位であり、Ｚ軸方向に並ぶ２つの第二開口部５３２ａが形成されている。第二開口部５３２ａは、第一開口部５３１ａと対向する位置に形成された矩形状の貫通孔である。
【００４１】
ここで、第一開口部５３１ａは、第二開口部５３２ａよりも開口面積が小さい。ここで、開口面積とは、Ｙ軸方向から見た場合の開口部内の面積である。つまり、Ｙ軸方向から見て、第一開口部５３１ａは、第二開口部５３２ａの内部に含まれる位置に配置されている。さらに詳細には、Ｙ軸方向から見て、第二開口部５３２ａの内部に第一開口部５３１ａが含まれ、第一開口部５３１ａの内部に集電体凸部５２１ａが含まれ、集電体凸部５２１ａの内部に集電体凹部５２２ａが含まれるように配置されている。
【００４２】
また、第三カバー部５３３は、第一カバー部５３１及び第二カバー部５３２双方のＸ軸方向マイナス側の端縁から、Ｙ軸方向プラス側またはマイナス側に傾斜して配置される、Ｚ軸方向に延びる長尺な矩形状かつ平板状の２枚の部位が重なって形成されている。具体的には、２つの電極体側配置部５２０に対して２つの第三カバー部５３３が配置されており、この２つの第三カバー部５３３は、電極体４００側（Ｘ軸方向マイナス側）に向かうほど、互いの距離が離れるように傾斜して配置されている。
【００４３】
［３  当板ユニット５４０の構成の説明］
次に、図５及び図６を用いて、当板ユニット５４０の構成について、詳細に説明する。なお、図５の（ａ）は、当板ユニット５４０の構成を示す斜視図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるＶｂ−Ｖｂ断面での構成を示す断面図である。
【００４４】
図５及び図６に示すように、当板ユニット５４０は、当て板５４１と、当板保持部材５４２とを有している。当て板５４１は、電極体側配置部５２０の第一面５２１とで電極体４００を挟む位置に配置される部材である。具体的には、当て板５４１は、電極体４００の正極集束部４１０のうちの２つの対向する平坦な集束部４１１の内側に、電気的及び機械的に接続（接合）される２つの部位を有する断面略コ字（Ｕ字）形状の部材である。この当て板５４１は、材質は特に限定されないが、例えば、正極集電体５００と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成された金属部材である。なお、負極側にも同様に当て板が配置されており、この負極側の当て板についても、材質は特に限定されないが、例えば、負極集電体６００と同様、銅または銅合金などで形成された金属部材である。
【００４５】
ここで、当て板５４１は、電極体４００の正極集束部４１０（集束部４１１）に対向するＸＺ平面に平行な面である第三面５４１ａと、第三面５４１ａとは反対側のＸＺ平面に平行な面である第四面５４１ｃとを有している。また、第三面５４１ａには、円形状の凸部である当板凸部５４１ｂが形成されている。当板凸部５４１ｂは、後述の当板保持部材５４２の第三開口部５４２ｂ内に配置される凸部であり、第三開口部５４２ｂに対応した形状を有している。また、第四面５４１ｃの当板凸部５４１ｂに対向する位置には、円形状の凹部である当板凹部５４１ｄが形成されている。当板凹部５４１ｄは、後述の当板保持部材５４２の第四開口部５４２ｄ内に配置される凹部であり、当板凸部５４１ｂの外径よりも小さな径を有している。
【００４６】
なお、当て板５４１は、２つの集束部４１１に対応して、第三面５４１ａ及び第四面５４１ｃを有する部位を２つ有しており、この２つの部位が、Ｙ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の当板繋ぎ部５４１ｅで繋げられて、断面略コ字（Ｕ字）形状の部材を形成している。例えば、１枚の金属製の板状部材を折り曲げることにより、当該一体物の当て板５４１を形成することができる。また、電極体側配置部５２０のＺ軸方向に並ぶ２つの集電体凸部５２１ａの位置に対応して、２つの当て板５４１がＺ軸方向に並んで配置されている。
【００４７】
当板保持部材５４２は、当て板５４１の電極体４００側の面である第三面５４１ａ、及び、当て板５４１の第三面５４１ａとは反対側の面である第四面５４１ｃに配置される絶縁性の部材である。具体的には、当板保持部材５４２は、当て板５４１の第三面５４１ａに配置される第一保持部５４２ａと、当て板５４１の第四面５４１ｃに配置される第二保持部５４２ｃとを有している。
【００４８】
具体的には、当板保持部材５４２は、１つの当て板５４１が有する２つの第三面５４１ａに対応して、２つの第一保持部５４２ａを有しており、この２つの第一保持部５４２ａが第一繋ぎ部５４２ｅで繋げられて、断面略コ字（Ｕ字）形状の部位を形成している。同様に、当板保持部材５４２は、１つの当て板５４１が有する２つの第四面５４１ｃに対応して、２つの第二保持部５４２ｃを有しており、この２つの第二保持部５４２ｃが第二繋ぎ部５４２ｆで繋げられて、断面略コ字（Ｕ字）形状の部位を形成している。そして、当該２つの第一保持部５４２ａ及び当該２つの第二保持部５４２ｃがＺ軸方向に２組並べられて、１つの第三繋ぎ部５４２ｇで繋げられることにより、一体物の当板保持部材５４２が形成されている。例えば、１枚の絶縁性のシート部材を折り曲げることにより、当該一体物の当板保持部材５４２を形成することができる。このように、当板保持部材５４２が２つの当て板５４１を保持した状態で一体化された当板ユニット５４０が構成されている。なお、当板保持部材５４２は、例えば、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料により構成されている。
【００４９】
さらに具体的には、第一保持部５４２ａは、当て板５４１の第三面５４１ａに沿って（第三面５４１ａに当接して）配置される矩形状かつ平板状の部位であり、第三開口部５４２ｂが形成されている。第三開口部５４２ｂは、当て板５４１と電極体４００との接合部５５０（図６参照）が貫通する円形状の貫通孔である。また、第二保持部５４２ｃは、当て板５４１の第四面５４１ｃに沿って（第四面５４１ｃに当接して）配置される矩形状かつ平板状の部位であり、第四開口部５４２ｄが形成されている。第四開口部５４２ｄは、第三開口部５４２ｂと対向する位置に形成された矩形状の貫通孔である。
【００５０】
ここで、第三開口部５４２ｂは、第四開口部５４２ｄよりも開口面積が小さい。つまり、Ｙ軸方向から見て、第三開口部５４２ｂは、第四開口部５４２ｄの内部に含まれる位置に配置されている。さらに詳細には、Ｙ軸方向から見て、第四開口部５４２ｄの内部に第三開口部５４２ｂが含まれ、第三開口部５４２ｂの内部に当板凸部５４１ｂが含まれ、当板凸部５４１ｂの内部に当板凹部５４１ｄが含まれるように配置されている。
【００５１】
以上のような構成により、図６に示すように、電極体側配置部５２０の集電体凸部５２１ａと、電極体４００の正極集束部４１０の集束部４１１と、当て板５４１の当板凸部５４１ｂとが接合されて、接合部５５０が形成されている。具体的には、集電体凸部５２１ａ及び当板凸部５４１ｂが、第一開口部５３１ａ及び第三開口部５４２ｂを貫通して集束部４１１に当接した状態で抵抗溶接が行われ、集束部４１１とともに接合されて接合部５５０が形成される。また、第二カバー部５３２及び第二保持部５４２ｃの接合部５５０が形成される位置においては、第二開口部５３２ａ及び第四開口部５４２ｄが形成されているため、第二カバー部５３２及び第二保持部５４２ｃから、接合部５５０が露出した状態となっている。
【００５２】
［４  効果の説明］
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、正極集電体５００は、電極体４００と接合される電極体側配置部５２０の電極体４００側の第一面５２１、及び、その反対側の第二面５２２に配置される絶縁性のカバー部材５３０を有している。このように、正極集電体５００の電極体側配置部５２０の両面にカバー部材５３０を配置することで、電極体側配置部５２０が外部から振動や衝撃等を受けた場合でも、カバー部材５３０によって電極体側配置部５２０を保護することができる。しかし、この場合、電極体側配置部５２０と電極体４００とを接合する際に、カバー部材５３０が邪魔になることがある。このため、カバー部材５３０の、第一面５２１に配置される第一カバー部５３１には、電極体側配置部５２０と電極体４００との接合部５５０が貫通する第一開口部５３１ａを形成し、第二面５２２に配置される第二カバー部５３２には、第一開口部５３１ａと対向する位置に第二開口部５３２ａを形成する。このように、カバー部材５３０の、電極体側配置部５２０と電極体４００との接合部５５０に対応する位置に開口部が形成されているため、電極体側配置部５２０と電極体４００とを接合する際に、カバー部材５３０が邪魔になるのを抑制することができる。また、カバー部材５３０を配置することで、電極体側配置部５２０及び電極体４００の接合したい部位同士を選択的に接触させることができる。このため、抵抗溶接による接合を行う場合には、カバー部材５３０によって、意図しない経路に通電されるのが抑制されるため、スパッタの発生リスクを抑制することができる。以上のように、正極集電体５００と電極体４００とを接合する際の不具合の発生を抑制しつつ、正極集電体５００を保護することができる。
【００５３】
また、カバー部材５３０において、第一カバー部５３１の第一開口部５３１ａは、第二カバー部５３２の第二開口部５３２ａよりも開口面積が小さい。このように、電極体側配置部５２０の外面側の第二カバー部５３２の第二開口部５３２ａを大きくすることで、電極体側配置部５２０と電極体４００とを接合するための器具を第二開口部５３２ａ内に配置することができるため、カバー部材５３０が邪魔になるのを抑制して、容易に接合作業を行うことができる。また、抵抗溶接による接合を行う場合には、電極体側配置部５２０の電極体４００側の第一カバー部５３１の第一開口部５３１ａを小さくすることで、意図しない経路に通電されるのがより抑制されるため、スパッタの発生リスクを抑制することができる。これにより、正極集電体５００と電極体４００とを接合する際の不具合の発生を抑制しつつ、正極集電体５００を保護することができる。
【００５４】
また、正極集電体５００において、電極体側配置部５２０は、第一カバー部５３１の第一開口部５３１ａ内に配置される集電体凸部５２１ａを有している。このように、第一カバー部５３１の第一開口部５３１ａ内に電極体側配置部５２０の集電体凸部５２１ａを配置することで、電極体側配置部５２０と電極体４００とを接合する際に、集電体凸部５２１ａを電極体４００に接触させて接合作業を行うことができるため、カバー部材５３０が邪魔になるのを抑制することができる。また、抵抗溶接による接合を行う場合には、集電体凸部５２１ａを介した電流経路を形成することができるため、意図した経路で通電させることができ、スパッタの発生リスクを抑制することができる。これにより、正極集電体５００と電極体４００とを接合する際の不具合の発生を抑制しつつ、正極集電体５００を保護することができる。
【００５５】
また、電極体４００に沿って第三カバー部５３３が設けられることで、外部からの振動や衝撃等に対して、電極体４００の保護を図ることができる。また、第三カバー部５３３によって、電極体４００が容器１００内で移動するのを規制することができる。さらに、第一カバー部５３１及び第二カバー部５３２の両方から延設された２つの第三カバー部５３３が設けられ、当該２つの第三カバー部５３３が接続されているため、カバー部材５３０で電極体側配置部５２０を挟み込んだ状態で電極体側配置部５２０に対してカバー部材５３０を固定することができる。
【００５６】
また、正極集電体５００は、さらに、当て板５４１と、当て板５４１の電極体４００側の第三面５４１ａ、及び、その反対側の第四面５４１ｃに配置される絶縁性の当板保持部材５４２とを有している。このように、当て板５４１を当板保持部材５４２で挟み込んで保持することで、小さな部品である当て板５４１を容易に取り扱うことができる。また、当て板５４１の両面に当板保持部材５４２を配置することで、電極体４００と当て板５４１との間に当板保持部材５４２が配置されるため、外部からの振動や衝撃等によって当て板５４１が電極体４００を損傷させるのを抑制することができる。しかし、この場合、当て板５４１と電極体４００とを接合する際に、当板保持部材５４２が邪魔になることがある。このため、当板保持部材５４２の、第三面５４１ａに配置される第一保持部５４２ａには、当て板５４１と電極体４００との接合部５５０が貫通する第三開口部５４２ｂを形成し、第四面５４１ｃに配置される第二保持部５４２ｃには、第三開口部５４２ｂと対向する位置に第四開口部５４２ｄを形成する。このように、当板保持部材５４２の、当て板５４１と電極体４００との接合部５５０に対応する位置に開口部が形成されているため、当て板５４１と電極体４００とを接合する際に、当板保持部材５４２が邪魔になるのを抑制することができる。また、当板保持部材５４２を配置することで、当て板５４１及び電極体４００の接合したい部位同士を選択的に接触させることができる。このため、抵抗溶接による接合を行う場合には、当板保持部材５４２によって、意図しない経路に通電されるのが抑制されるため、スパッタの発生リスクを抑制することができる。以上のように、正極集電体５００と電極体４００とを接合する際の当て板５４１に起因する不具合の発生を抑制しつつ、正極集電体５００の保護を図ることができる。
【００５７】
また、当板保持部材５４２において、第一保持部５４２ａの第三開口部５４２ｂは、第二保持部５４２ｃの第四開口部５４２ｄよりも開口面積が小さい。このように、当て板５４１の内面側の第二保持部５４２ｃの第四開口部５４２ｄを大きくすることで、当て板５４１と電極体４００とを接合するための器具を第四開口部５４２ｄ内に配置することができるため、当板保持部材５４２が邪魔になるのを抑制して、容易に接合作業を行うことができる。また、抵抗溶接による接合を行う場合には、当て板５４１の電極体４００側の第一保持部５４２ａの第三開口部５４２ｂを小さくすることで、意図しない経路に通電されるのがより抑制されるため、スパッタの発生リスクを抑制することができる。これにより、正極集電体５００と電極体４００とを接合する際の当て板５４１に起因する不具合の発生を抑制しつつ、正極集電体５００の保護を図ることができる。
【００５８】
なお、負極側についても、正極側と同様の構成を有するため、同様の効果を奏することができる。
【００５９】
［５  実施の形態の変形例の説明］
（変形例）
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例に係る当板ユニット５６０の構成を示す斜視図及び断面図である。なお、同図は、図５に対応する図である。つまり、図７の（ａ）は、当板ユニット５６０の構成を示す斜視図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）におけるＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ断面での構成を示す断面図である。
【００６０】
図７に示すように、本変形例における当板ユニット５６０は、上記実施の形態における当板ユニット５４０の当板保持部材５４２に代えて、当板保持部材５６２を有している。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００６１】
ここで、本変形例における当板ユニット５６０は、インサート成形によって形成されている。つまり、当て板５４１は、インサート成形によって、当板保持部材５６２とともに一体成形されている。このため、当板保持部材５６２は、インサート成形可能な樹脂から形成された樹脂部材である。例えば、当て板５４１の周囲に金型を配置し、樹脂を注入することで、当板保持部材５４２と同様の、第三開口部５６２ｂが形成された第一保持部５６２ａ、第四開口部５６２ｄが形成された第二保持部５６２ｃ、第一繋ぎ部５６２ｅ、第二繋ぎ部５６２ｆ、及び、第三繋ぎ部５６２ｇを有する当板保持部材５６２を形成することができる。
【００６２】
なお、当板保持部材５６２に使用される樹脂としては、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、フェノール樹脂などが挙げられるが、一種類の樹脂材料からなるものだけでなく、複数の樹脂材料を組み合わせたもの、樹脂材料とエラストマー材料とを組み合わせたもの、樹脂材料に粒子状または繊維状の無機材料を添加したものでもよい。
【００６３】
以上のように、本変形例に係る蓄電素子１０によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、上記実施の形態では、当板保持部材５４２を当て板５４１に合わせて精度良く形成するのが困難な場合があるが、本変形例では、当板ユニット５６０はインサート成形によって形成されているため、当板保持部材５６２を容易に精度良く形成することができる。
【００６４】
なお、電極体側配置部５２０及びカバー部材５３０についても同様に、インサート成形によって電極体側配置部５２０がカバー部材５３０とともに一体成形されていることにしてもよい。
【００６５】
（その他の変形例）
以上、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したが、本発明は、この実施の形態及びその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その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。
【００６６】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００の電極体側配置部５２０と電極体４００の正極集束部４１０と当て板５４１とは、抵抗溶接によって接合されていることとした。しかし、これらの部材の接合方法は、抵抗溶接には限定されず、レーザ溶接、超音波接合、クリンチ接合等のかしめ接合等であってもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態及びその変形例では、カバー部材５３０の第一カバー部５３１と第二カバー部５３２と第三カバー部５３３とは、一体に形成されていることとした。しかし、第一カバー部５３１と第二カバー部５３２と第三カバー部５３３とは、いずれかの部位が別体の部材として構成されていてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態及びその変形例では、当て板５４１は、第三面５４１ａ及び第四面５４１ｃを有する２つの部位が、当板繋ぎ部５４１ｅで繋げられて一体形成されていることとした。しかし、当て板５４１は、第三面５４１ａ及び第四面５４１ｃを有する２つの部位が、別体の部材として構成されていてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態及びその変形例では、当板保持部材は、２つの第一保持部及び２つの第二保持部が２組並べられて第三繋ぎ部で繋げられていることとした。しかし、２つの第一保持部及び２つの第二保持部が別体の部材として構成されていてもよい。また、当板保持部材は、２つの第一保持部が第一繋ぎ部で繋げられ、２つの第二保持部が第二繋ぎ部で繋げられていることとした。しかし、２つの第一保持部は別体の部材であってもよいし、２つの第二保持部も別体の部材であってもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態及びその変形例では、２つの電極体側配置部５２０の双方に、２つの接合部５５０が形成されていることとした。しかし、電極体側配置部５２０に形成される接合部５５０の数は、特に限定されない。また、２つの電極体側配置部５２０のうちのいずれか一方にのみ接合部５５０が形成されている構成でもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態及びその変形例では、集電体凸部５２１ａ、集電体凹部５２２ａ、第一開口部５３１ａ、当板凸部５４１ｂ、当板凹部５４１ｄ、及び、第三開口部は、Ｙ軸方向から見て円形状を有していることとした。しかし、これらの部位は、接合部５５０を形成可能であれば、形状は特に限定されない。また、接合部５５０の形状も特に限定されない。
【００７２】
また、上記実施の形態及びその変形例では、カバー部材５３０において、第一開口部５３１ａは第二開口部５３２ａよりも開口面積が小さいこととした。しかし、第一開口部５３１ａは、第二開口部５３２ａ以上の開口面積を有していてもよい。また、当板保持部材５４２において、第三開口部５４２ｂは第四開口部５４２ｄよりも開口面積が小さいこととした。しかし、第三開口部５４２ｂは第四開口部５４２ｄ以上の開口面積を有していてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体４００は、巻回軸が蓋体１１０に平行となるいわゆる縦巻きの巻回型電極体であることとした。しかし、電極体４００は、巻回軸が蓋体１１０に垂直となるいわゆる横巻きの巻回型電極体であってもよい。また、電極体４００の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層したスタック型や、極板及び／又はセパレータを蛇腹状に折り畳んだ形状（セパレータをつづら折りにして矩形の極板を挟む形態、極板とセパレータとを重ねた後につづら折りにする形態等）などであってもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００と電極体４００と当て板５４１とが接合されることとしたが、これら以外の部材も一緒に接合されることにしてもよい。または、当て板５４１（当板ユニット）は設けられておらず、正極集電体５００と電極体４００とが接合されて接合部５５０が形成される構成でもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００と電極体４００とは、接合部５５０においてのみ接合されることとしたが、接合部５５０での接合の他に、かしめ接合等の他の接合方法による接合が行われてもよい。他の接合方法による接合も行うことで、接合強度の向上及び接触抵抗の低減を図ることができる。
【００７６】
また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００及び負極集電体６００の双方が上記の構成を有していることとしたが、正極集電体５００及び負極集電体６００のいずれか一方しか上記の構成を有していないことにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施の形態及びその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、本発明の範囲内に含まれる。
【００７８】
また、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える集電体（正極集電体５００または負極集電体６００の電極体側配置部、カバー部材、当て板及び当板保持部材）としても実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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】
【００８０】
１０  蓄電素子
４００  電極体
４１０  正極集束部
５００  正極集電体
５２０  電極体側配置部
５２１  第一面
５２１ａ  集電体凸部
５２２  第二面
５３０  カバー部材
５３１  第一カバー部
５３１ａ  第一開口部
５３２  第二カバー部
５３２ａ  第二開口部
５４０、５６０  当板ユニット
５４１  当て板
５４１ａ  第三面
５４１ｂ  当板凸部
５４１ｃ  第四面
５４２、５６２  当板保持部材
５４２ａ、５６２ａ  第一保持部
５４２ｂ、５６２ｂ  第三開口部
５４２ｃ、５６２ｃ  第二保持部
５４２ｄ、５６２ｄ  第四開口部
５５０  接合部
６００  負極集電体
【図１】
2019067595.tif 000003
【図２】
2019067595.tif 000004
【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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