(57)【要約】【課題】  蓄電素子において、電極体を保護するとともに、電解液の注入を速やかに行う。【解決手段】  電極体１１ｘ及び１１ｙと、電解液及び電極体１１ｘ及び１１ｙを収納する容器本体１０及び蓋部２０から構成される収納容器と、電極体１１ｘ及び１１ｙと収納容器の間に封入され、電解液を透過する封入体１３及び１４とを備え、封入体１３及び１４は、それぞれ、電解液の流れに対する抵抗の大きさが非対称である、非水電解質二次電池１。【選択図】  図１
2015076252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体と、
電解液及び前記電極体を収納する収納容器と、
前記電極体と前記収納容器の間に封入され、前記電解液を透過する封入体とを備え、
前記封入体は、
前記電解液の流れに対する抵抗の大きさが非対称である、
蓄電素子。
【請求項２】
前記封入体は、
前記収納容器の外部から注入される前記電解液の流れに対する投影面積が減少している流路を有する、
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記流路は、
前記電解液の流れ方向に沿って周期的に形成されている、
請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記流路には、
前記収納容器の外部から注入される電解液の流れに沿って突出し、前記流れの下流から上流に向かって開いた隙間を有するように重なりあっている、複数の突起を有する突起体が形成されている、
請求項３に記載に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記突起体の前記複数の突起は、
前記収納容器の外部から注入される前記電解液の流れの下流に沿って放射状に突出した平面形状を有する、
請求項４に記載に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記突起体は、前記封入体と一体成形されている、
請求項４又は５に記載に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記電極体は、一方の端部に正極の極板が露出し、他方の端部に負極の極板が露出しており、
前記収納容器には、前記電解液を注入する注液口が開口されており、
前記封入体は、少なくとも一対であって、
前記一対の前記封入体は、前記電極体の前記正極の極板と前記負極の極板との間に形成される前記電解液の流路上に、前記抵抗の大きな側同士を対向させて配置されている、
請求項１から６のいずれかに記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記少なくとも一対の封入体は、
前記収納容器の、前記注液口が配置された面からみて、前記注液口を間に挟んで配置されている、
請求項７に記載の蓄電素子。
【請求項９】
前記少なくとも一対の封入体は、
前記電極体の表面及び前記収納容器の内壁に密着している、
請求項７又は８に記載の蓄電素子。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の蓄電素子を少なくとも一つ含む複数の蓄電素子を備えた、
電源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば二次電池その他の電池等の蓄電素子及びそれを用いた電源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの産業用大型電気機器への応用も進められている。
【０００３】
非水電解質二次電池は、一般に導電性を有する金属製の収納容器の内部に、微多孔膜のセパレータで離隔された正負の極板を、平面上に積層、又は巻回することにより重ね合わせる電極体と電解液とが封入された構成を有し、更に電極体は集電体を介して収納容器の表面に設けられた電極端子と接続されている。
【０００４】
更に、収納容器に加えられる衝撃や振動から電極体を保護する目的から、絶縁性材料からなる緩衝体が封入されている（例えば特許文献１（図２）、特許文献２（図１）等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３１２９７号公報
【特許文献２】特開２００６−０４０８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の非水電解質二次電池においては、以下のような課題があった。すなわち、上記各特許文献に例示される非水電解質二次電池においては、緩衝体は、電極体と収納容器の双方に隣接するように配置されているが、緩衝体のこの配置は、非水電解質二次電池の作成において、外部から注入された電解液の流路上となっている。すなわち、緩衝体は電解液の速やかな注入を妨げる障害となり、電池の生産性を低下させる一因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電極体を保護するとともに、電解液の注入を速やかに行うことが可能な蓄電素子及びそれを用いた電源モジュール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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
電極体と、
電解液及び前記電極体を収納する収納容器と、
前記電極体と前記収納容器の間に封入され、前記電解液を透過する封入体とを備え、
前記封入体は、
前記電解液の流れに対する抵抗の大きさが非対称である、
蓄電素子である。
【０００９】
本発明の第２の側面は、
前記封入体は、
前記収納容器の外部から注入される前記電解液の流れに対する投影面積が減少している流路を有する、
本発明の第１の側面の蓄電素子である。
【００１０】
本発明の第３の側面は、
前記流路は、
前記電解液の流れ方向に沿って周期的に形成されている、
本発明の第２の側面の蓄電素子である。
【００１１】
本発明の第４の側面は、
前記流路には、
前記収納容器の外部から注入される電解液の流れに沿って突出し、前記流れの下流から上流に向かって開いた隙間を有するように重なりあっている、複数の突起を有する突起体が形成されている、
本発明の第３に記載の側面の蓄電素子である。
【００１２】
本発明の第５の側面は、
前記突起体の前記複数の突起は、
前記収納容器の外部から注入される前記電解液の流れの下流に沿って放射状に突出した平面形状を有する、
本発明の第４に記載の側面の蓄電素子である。
【００１３】
本発明の第６の側面は、
前記突起体は、前記封入体と一体成形されている、
本発明の第４又は第５に記載の側面の蓄電素子である。
【００１４】
本発明の第７の側面は、
前記電極体は、一方の端部に正極の極板が露出し、他方の端部に負極の極板が露出しており、
前記収納容器には、前記電解液を注入する注液口が開口されており、
前記封入体は、少なくとも一対であって、
前記一対の前記封入体は、前記電極体の前記正極の極板と前記負極の極板との間に形成される前記電解液の流路上に、前記抵抗の大きな側同士を対向させて配置されている、
本発明の第１から第６のいずれかの側面の蓄電素子である。
【００１５】
本発明の第８の側面は、
前記少なくとも一対の封入体は、
前記収納容器の、前記注液口が配置された面からみて、前記注液口を間に挟んで配置されている、
本発明の第７の側面の蓄電素子である。
【００１６】
本発明の第９の側面は、
前記少なくとも一対の封入体は、
前記電極体の表面及び前記収納容器の内壁に密着している、
本発明の第７又は第８の側面の蓄電素子である。
【００１７】
本発明の第１０の側面は、
本発明の第１から第９のいずれかの側面の蓄電素子を少なくとも一つ含む複数の蓄電素子を備えた、
電源モジュールである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような本発明は、蓄電素子において電極体を保護するとともに、電解液の注入を速やかに行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す側面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体の構成を示す平面図（ｂ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体の構成を示す正面図（ｃ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体の構成を示す側面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す背面図（ｂ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す平面図（ｃ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す側面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体のガイド部の構成を示す分解図（ｂ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池のサブガイド部の構成を示す平面図（ｃ）本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の封入体のガイド部の構成を示す要部断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す正面図（ｂ）本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す背面図（ｃ）本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す側面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す正面図（ｂ）本発明の実施の形態３に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す背面図（ｃ）本発明の実施の形態３に係る非水電解質二次電池の封入体の内部構成を示す側面図
【図９】本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す分解斜視図
【図１０】本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例の封入体の内部構成を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池１の構成を、一部を分解した状態で模式的に示す斜視図であり、図２は非水電解質二次電池１の正面図であり、図３は非水電解質二次電池１の側面図である。
【００２２】
図１、２に示すように、非水電解質二次電池１は、アルミニウム製の開口箱状の容器本体１０と、容器本体１０の開口１０ｘを封止する、容器本体と同一材料製の板状の蓋部２０とから構成される外形六面体状の収納容器を外装として備える。なお、収納容器の各辺は、図１に示す直交座標をなすＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸にそれぞれ平行に位置し、以下の説明に際しては、図中矢印の方向を基準に、奥から手前、右から左及び下から上を定める。更に、非水電解質二次電池の各部について、Ｘ−Ｙ平面に投影される面を平面及び底面、Ｚ−Ｘ平面に投影される面を側面、Ｚ−Ｙ平面に投影される面を正面又は背面と定める。
【００２３】
非水電解質二次電池１の内部構成を説明するため、容器本体１０は、図１中においては、後述する内底１０ｙを除き、破線により輪郭のみ示した。同様の理由により、容器本体１０及び蓋部２０は、図２中においては、図中の正面を切断した要部断面図として、図３中においては、容器本体１０は、側面を切断した要部断面図として、それぞれ示した。
【００２４】
収納容器の内部空間１０ｚには、帯状の極板である正極と負極を、間にセパレータを介して、図中Ｙ軸に平行な軸を巻回軸として長円筒形に巻回した構成を有する電極体１１ｘ及び１１ｙを奥行き方向に並列配置して、絶縁性の結束バンド１１ｃにて一体に結束してなる電極体１１が配置されている。なお、結束バンド１１ｃは粘着テープ１１ｄにより固定される。
【００２５】
なお、図１においては、説明のため、電極体１１は蓋部２０と分離し、容器本体１０から半ば抜き出された状態として示した。
【００２６】
次に、各電極体１１ｘ及び１１ｙにおいては、最外周に位置するセパレータ１１ａを間に介し、正極の金属箔及び負極の金属箔が単体で重なりあった状態で巻回軸の両端にそれぞれ露出し、金属箔露出部１１ｂとして容器本体１０の一対の短手側の側面にそれぞれ位置している。なお、図１においては、金属箔露出部１１ｂとして負極側の金属箔が露出した側の構成のみ符号を付して説明するが、正極側の金属箔露出部も金属の材質を除いて同様の構成を有する。また、説明のため、電極体１１は蓋部２０と分離し、容器本体１０から半ば抜き出された状態として示した。
【００２７】
金属箔露出部１１ｂは集電体１２に接続される。集電体１２は、蓋部２０の裏面側に固定された基台部１２ａと、基台部１２ａから容器本体１０の内底１０ｙに向かって延伸した一対の矩形状の平板状の脚部１２ｂとを有し、脚部１２ｂの対向面のそれぞれが電極体１１ｘ及び１１ｙの両端最外周を挟み込むように配置され、接合面を超音波溶接等することにより固定される。
【００２８】
集電体１２は蓋部２０上に位置する金属製の中継板２２と、図２に点線にて示す接続棒２４を介して、かしめや圧着等の周知の技術的手段により電気的、機械的に接続される。更に中継板２２は外部接続用の電極端子２３と電気的に接続され、これにより、電極体１１から収納容器の外部に電気が取り出される。
【００２９】
電極端子２３と電極体１１とを結ぶ導電路は、絶縁体である合成樹脂製のパッキン２１ａ及び２１ｂによって収納容器と絶縁されている。パッキン２１ａは蓋部２０の表面側に配置され、蓋部２０と電極端子２３の中継板２２とを絶縁する。パッキン２１ｂは蓋部２０の裏面側に配置され、蓋部２０と集電体１２とを絶縁する。パッキン２１ａ及び２１ｂは一体的に組み合わされており、これにより収納容器内部からの電解液の漏出を防ぐために導電路と収納容器との間の空間、隙間を密封する役割を果たす。
【００３０】
蓋部２０には、容器本体１０がレーザ溶接等により封止された後に電解液を注入するための注液口２５ａが設けられており、電解液注入後、封止栓２５により封止される。
【００３１】
次に、電極体１１と蓋部２０との間であって、金属箔露出部１１ｂ及び正極側の金属箔露出部の直上には、注液口２５ａを間に挟んで封入体１３がそれぞれ配置されている。同様に、電極体１１と容器本体１０の内底１０ｙの間であって、負極側及び正極側の金属箔露出部１１ｂの直下には、それぞれ封入体１４が配置されている。
【００３２】
封入体１４は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極体１１に対向する上面１４ｃが、電極体１１の形状に対応して湾曲した一対の曲面１４ｃ１から形成され、他の側面が平面から構成された筒状の部材であって、全体形状を保持する為の枠体１４ｘ及び枠体１４ｘの内側に形成された流路部１４ｙを備える。流路部１４ｙは、図４（ｃ）に示すように、後述する電解液が流通する導入側開口１４ａ及び導出側開口１４ｂを両端として備える。
【００３３】
更に、枠体１４ｘはパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等の弾性を有する絶縁性部材から構成される。これにより、図２に示すように、電極体１１とともに収納容器に収納された状態においては、容器本体１０の内底１０ｙ及び電極体１１の底面のそれぞれの形状に対応して密着し、電極体１１を内底１０ｙから離隔した状態で保持している。
【００３４】
更に、図３に示すように、封入体１４の左側面１４ｄ及び右側面１４ｅ、並びに底面１４ｆもそれぞれ収納容器の正面及び背面の内壁、並びに内底１０ｙに密着して、電極体１１と共に収納容器の内部空間１０ｚを隔絶する隔壁として機能する。
【００３５】
封入体１４と同様の構成を有する封入体１３は、封入体１４とは上下反転して、湾曲した上面を電極体１１に対向させた状態で収納容器に封入される。封入体１３は蓋部２０の裏面２０ｂ、集電体１２、パッキン２１ｂ及び電極体１１の上面のそれぞれの形状に追従して密着し、電極体１１を裏面２０ｂから離隔した状態で保持する。左側面１３ｄ及び右側面１３ｅ、並びに底面１３ｆも封入体１３と同様、収納容器の各内壁に密着する。
【００３６】
これらの封入体１３及び１４が、封入体１３α及び１３β、封入体１４α及び１４βとして、電極体１１の、負極側及び正極側の金属箔露出部１１ｂにそれぞれ隣接して配置されることにより、内部空間１０ｚは各封入体により隔絶される。
【００３７】
以上の構成において、非水電解質二次電池１は本発明の蓄電素子に相当し、容器本体１０と蓋部２０の組合せは本発明の収納容器に相当する。電極体１１は本発明の電極体に相当し、封入体１３及び１４はそれぞれ本発明の封入体に相当する。
【００３８】
このような構成を有する本実施の形態１による非水電解質二次電池１は、内部空間１０ｚを離隔するように配置された封入体１３及び１４が有する電解液の流路について、電解液の注入方向に応じて流れやすさが調整されていることにより、電解液の注入を速やかに行わせることを特徴とする。
【００３９】
すなわち、本実施の形態１の非水電解質二次電池１は、封入体１４に例示するように、導入される電解液が受ける抵抗が、導入側開口１４ａのほうが導出側開口１４ｂよりも小さくなるよう構成されている。更に、図２に示すように、注液口２５ａを上流、容器本体１０の内底１０ｙを下流として、負極側の金属箔露出部１１ｂを経由してこれらの間を繋ぐ右側流路Ｄ１に沿って設けられる封入体１３α及び１４αを、導入側開口１３ａ、１４ａが上流、導出側開口１３ｂ、１４ｂが下流に位置するように配置する。同様に、正極側の金属箔露出部を経由して注液口２５ａから内底１０ｙに繋がる左側流路Ｄ２に沿って設けられる封入体１３β及び１４βも、導入側開口１３ａ、１４ａが上流、導出側開口１３ｂ、１４ｂが下流に位置するように配置する。
【００４０】
これにより、注液口２５ａから導入された電解液は、容器本体１０の内底１０ｙまで導入され、内底１０ｙに滞留する。一方、内底１０ｙから右側流路Ｄ１又は左側流路Ｄ２を逆流する電解液は導出側開口１３ｂ、１４ｂに対向することにより、その流れが妨げられ、結果として、注液口２５ａからの電解液の導入を速やかに行うことが可能となる。
【００４１】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を参照し、封入体の具体的な構成を、封入体１４を例にとって説明する。ただし図５（ａ）は封入体１４を導出側開口１４ｂ側から見た背面図、図５（ｂ）は図４（ａ）に対応する要部断面図（ただし導入側開口１４ａを図中上側とした）、図５（ｃ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ直線による要部断面図である。
【００４２】
各図に示すように、封入体１４において、枠体１４ｘの内側である流路部１４ｙは、上下方向に延伸し、左右方向に等間隔に設けられた複数の隔壁１４１により区画されており、隔壁１４１の間には上下方向に積層されたガイド部１４２が設けられている。
【００４３】
ガイド部１４２は、導入側開口１４ａから導出側開口１４ｂを繋ぎ、上下方向に湾曲又は屈曲した撓みを有する樋状の部材であり、図５（ｂ）及び５（ｃ）に示すように、導出側開口１４ｂに対向する複数の突起列を備える。
【００４４】
図６（ａ）は、ガイド部１４２の構成を示す模式的分解図である。図６（ａ）に示すように、ガイド部１４２は、複数のサブガイド１４２ａが、導入側開口１４ａから導出側開口１４ｂに向かうに連れて下方へ重なり合って一列を成している。
【００４５】
更に、図６（ｂ）に示すように、サブガイド１４２ａは、導出側開口１４ｂに向かって突出する突起列を含む凹凸端１４３が形成された本体部１４２ａ１と、本体部１４２ａ１から導入側開口１４ａに向かって延出する軸部１４２ａ２とを有する。更に、図６（ｃ）に示すように、軸部１４２ａ２は断面形状が一様な棒状の形状を有するのに対し、本体部１４２ａ１は軸部１４２ａ２との境界から凹凸端１４３にかけて厚みが減じられている。これにより、隣接するサブガイド１４２ａにおいて、一方のサブガイド１４２ａ同士が軸部１４２ａ２を揃えて重なりあわされると、重なりあう一対の本体部１４２ａ１の間には隙間Ｃ１が形成される。なお、凹凸端１４３の全幅は１０μｍ〜数ｍｍの範囲にあることが望ましく、収納容器、電極体１１の寸法等に応じてこの範囲内で設定する。
【００４６】
複数のサブガイド１４２ａが、それぞれの軸部１４２ａ２同士が直線状に配列されることにより、ガイド部１４２を完成する。なお、図６（ａ）に示すように、導入側開口１４ａに位置する端部のサブガイド１４２ｂは軸部が省略された構成を有する。
【００４７】
ガイド部１４２の具体的な製法は、枠体１４ｘと同様、絶縁性の樹脂やセラミック材料を射出成形することにより一体成形することが望ましい。一方で、フォトリソグフィーによりガラス材料を加工することにより成形してもよい。更に、ガイド部１４２は多孔性樹脂の固有形状として形成されることがより望ましい。
【００４８】
更に、上記の説明においては、サブガイド１４２ａ及び１４２ｂは独立した部品であって、各サブガイドを個別に組み合わせることによりガイド部１４２が完成されているものとして示したが、これは説明の便宜のためであって、ガイド部１４２は、一体成形により作成されていてもよい。
【００４９】
要するに、ガイド部は、絶縁性材料を加工することにより、完成後の状態において、図示する凹凸端１４３を有するサブガイド１４２ａが隙間Ｃ１を形成するように連結された形状を生ずることができれば、その製造方法によって構成が限定されるものではない。なお、サブガイド１４２ａの本体部１４２ａ１は、本発明の突起体に相当する。
【００５０】
以上のような構成を有する封入体１４においては、導入側開口１４ａから導入された電解液は、ガイド部１４２を伝いながら導出側開口１４ｂから導出される。ガイド部１４２は導入側開口１４ａから導出側開口１４ｂに向かってサブガイド１４２ａが下方に重なり合っている。更に、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、サブガイド１４２ａにおいては、軸部１４２ａ２から本体部１４２ａ１が放射状に広がって形成されている。すなわち、本体部１４２ａ１は導入側開口１４ａから導入される電解液の流れに対する投影面積が徐々に大きくなる形状を有する。その結果、流路部１４ｙの電解液の流れに対する投影面積はサブガイド１４２ａの配列に応じて周期的に増減を繰り返す構成となっている。
【００５１】
これにより、導入側開口１４ａから導入された電解液は、流路部１４ｙにおいて、サブガイド１４２ａの軸部から本体部１４２ａ１への形状変化に沿って抵抗なくスムーズに流れることができる。一方、導出側開口１４ｂ側から見た場合、ガイド部１４２は、個々のサブガイド１４２ａにおいて本体部１４２ａ１が複数の突起を含み、電解液の流れに対する投影面積が最大になる凹凸端１４３を対向させている。これにより、逆流する電解液の流れは凹凸端１４３に衝突し、凹凸端１４３の輪郭に沿って分散し、勢いが削がれることとなり、逆流が抑制される。
【００５２】
このようなガイド部１４２を有する流路部１４ｙを備えたことにより、各封入体１４は、透過される電解液が受ける抵抗が、導入側開口１４ａのほうが導出側開口１４ｂよりも小さくなっている。これにより、図２に示すように、右側流路Ｄ１及び左側流路Ｄ２に配置された状態で、収納容器内に速やかに電解液を注入することを可能としている。
【００５３】
更に、本実施の形態１は、封入体１４が、ガイド部１４２を有する流路部１４ｙを備えたことにより、以下の効果を奏する。すなわち、電極体１１の負極側及び正極側の金属箔露出部１１ｂと集電体１２の脚部１２ｂとは、超音波溶接等により接合されているが、溶接の際に、これら金属箔露出部から金属性の残渣（以下、金属残渣と称する）が生じ、電解液内を移動する。特に負極側の金属箔露出部１１ｂにて生じた金属残渣が正極側の金属箔露出部まで達した場合、正極側の金属箔露出部と反応して、極板に損傷を与える恐れがある。
【００５４】
このような不具合に対して、封入体１４は、電解液の流れを調整することに加えて、金属残渣の移動も抑制する。すなわち、図２に示すように、負極側の金属箔露出部１１ｂから生じた金属残渣は封入体１４αを経由して容器本体１０の内底１０ｙに達し、封入体１４αと１４βの間に形成された空間内に閉じ込められる。
【００５５】
一方、残りの金属残渣は、正極側の金属箔露出部の手前に配置された封入体１４βが内部空間１０ｚを隙間無く封鎖しているため、必ず封入体１４βの流路部１４ｙを通ることとなる。このとき、封入体１４βは金属残渣の流れ方向に対して導出側開口１４ｂを正対した配置としていることにより、金属残渣を含む電解液は、ガイド部１４２を通過する際に、サブガイド１４２ａの凹凸端１４３に沿って流れる。
【００５６】
そして、電解液よりも比重の大きい金属残渣は、サブガイド１４２ａの本体部１４２ａ１の主面上を移動して、図６（ｃ）に示す、隣接して重なり合ったサブガイド１４２ａの、本体部１４２ａ１同士の隙間Ｃ１に閉じ込められる。
【００５７】
このように、封入体１４は、ガイド部１４２が、電解液に含まれる金属残渣を取り込むことにより、電極体の金属箔から生じた金属残渣が正極及び負極の金属箔露出部間を横断することを抑制することも可能としている。
【００５８】
以上のように、本実施の形態１の非水電解質二次電池１によれば、収納容器の内部空間１０ｚを離隔するように配置された封入体１３及び１４を備えるとともに、各封入体が有する電解液の流路部１４ｙ他の流路部について、注入方向に応じて電解液の流れやすさを調整するガイド部１４２を有することにより、電解液の注入を速やかに行わせることができる。
【００５９】
更に、電極体１１から生ずる金属残渣が正極及び負極の金属箔露出部間を横断して移動することを抑制して、電極体１１の品質低下を防ぐことを可能とする。
【００６０】
なお、上記の説明においては、封入体は電極体１１と蓋部２０との間に位置する封入体１３α及び１３β並びに電極体１１と容器本体１０の内底１０ｙ間に位置する封入体１４α及び１４βであるとしたが、１３α及び１３βの組又は１４α及び１４βから構成されるものとしてもよい。収納容器内において少なくとも一対の封入体が、正極と負極の金属箔露出部の間に挟まれ、且つ、平面図において電解液の注液口を間に挟んで、離隔して配置される構成であればよい。
【００６１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池は、実施の形態１とは封入体の構成のみ異なる。したがって説明には適宜図１〜３を参照して、同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。これは以後の説明においても同様である。
【００６２】
次に、図７（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る非水電解質二次電池２の構成における封入体１５を示す正面図であり、図７（ｂ）は背面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ直線による断面図である。
【００６３】
以下、各図を参照して説明する。本実施の形態２の非水電解質二次電池における封入体１５は、枠体１５ｘ内に、導入側開口１５ａから導出側開口１５ｂにかけて断続的に設けられた隔壁１５１上に形成された開口１５２が同軸上に配列されてなる流路部１５ｙを備えたことを特徴とする。隔壁１５１は導入側開口１５ａに向かって開いた漏斗状の形状を有し、開口１５２は隔壁１５１の内壁１５１ａの中央に位置している。
【００６４】
このような封入体１５における電解液の移動は以下のようになされる。すなわち、導入側開口１５ａから導入された電解液は、内壁１５１ａを伝いながら開口１５２に集まり吐出され、対向する隔壁１５１に達してその内壁１５１ａに集められ、開口１５２からさらに吐出される。この一連のサイクルを繰り返して、電解液は、導出側開口１５ｂとしての、図５（ｃ）中左端の開口１５２から導出される。
【００６５】
以上のサイクルにおいては、隔壁１５１が漏斗状の形状を有することにより、隔壁１５１により形成される電解液の流路は、導入側開口１５ａから導入される電解液の流れに対する投影面積が徐々に減少する形状を有する。その結果、流路部１５ｙの電解液の流れに対する投影面積は隔壁１５１の配置に応じて周期的に増減を繰り返す構成となっている。
【００６６】
これにより、導入側開口１５ａから導入された電解液は、流路部１５ｙにおいて、隔壁１５１の内壁１５１ａにより整流され開口１５２から吐出し、導出側開口１５ｂまでスムーズに行われる。
【００６７】
一方、導出側開口１４ｂ側から見た場合、隔壁１５１は開口１５２を先端にして突出した形状を有することにより、逆流する電解液の流れは開口１５２の周囲に形成される外壁１５１ｂに沿うこととなり、開口１５２への侵入が抑制される。
【００６８】
更に、本実施の形態２においては、開口１５２が、隔壁１５１の中央に配置されたことにより、電解液とともに移動する金属残渣は、電解液の流入サイクルにおいて、隔壁１５１の内壁１５１ａ、外壁１５１ｂ及び枠体１５ｘの内壁１５ｘ１により形成された空間に沈殿、滞留して、移動が抑制される。
【００６９】
特に、導出側開口１５ｂから逆流する電解液に含まれる金属残渣は、突出した隔壁１５１に沿って図５（ｃ）中に示す隙間Ｃ２に集積され、導入側開口１５ａへの移動が妨げられる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態２に係る非水電解質二次電池における封入体１５は、断続的に形成された漏斗状の隔壁１５１上に設けられた開口１５２が同軸上に配列されてなる流路部１５ｙを備えたことにより、透過される電解液が受ける抵抗が、導入側開口１５ａのほうが導出側開口１５ｂよりも小さくなっており、収納容器内に速やかに電解液を注入することを可能としている。
【００７１】
更に、漏斗状の形状を有する隔壁１５１の周辺に電解液に含まれる金属残渣を取り込むようにしている。これにより、電極体の金属箔から生じた金属残渣が正極及び負極の金属箔露出部間を横断することを抑制できる。
【００７２】
更に、隔壁１５１は枠体１５ｘとともに封入体を補強して、電極体１１を収納容器内にさらに安定して保持することが可能となる。
【００７３】
なお、上記の説明においては、流路部１５ｙは複数の隔壁１５１が電解液の流れにそって同軸上に配置されるものとして説明を行った。一方、隔壁１５１は単一で導入側開口１５ａから導出側開口１５ｂまで形成される構成としてもよく、これによっても収納容器内に速やかに電解液を注入する効果を奏する。しかしながら、隔壁１５１を複数備えることは、金属残渣を滞留させる隙間Ｃ２の個数を増やすことができ、金属残渣の横断を抑制する効果を向上させることができるため、より好適である。
【００７４】
（実施の形態３）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る非水電解質二次電池の構成における封入体１５を示す正面図であり、図８（ｂ）は背面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ直線による断面図である。
【００７５】
以下、各図を参照して説明する。本実施の形態３の非水電解質二次電池における封入体１６は、枠体１６ｘ内に、導入側開口１６ａから導出側開口１６ｂに向かうに連れて断続的に高さを増していく床部１６１ａ〜１６１ｄと、床部１６１ａ〜１６１ｄの上方に対向して位置し、その高さの変化に追従して高さを減じていく天井部１６２ａ〜１６２ｄにより囲まれて成る流路部１６ｙを備えたことを特徴とする。
【００７６】
更に、床部１６１ａと床部１６１ｂの間には、枠体１６ｘの裏面がそのまま露出して床部同士を離隔する隙間ｃ３ａが形成される。天井部１６２ａと天井部１６２ｂの間には、隙間ｃ３ａと正対する隙間ｃ３ｂが形成される。
【００７７】
同様に、床部１６１ｂと床部１６１ｃの間に隙間ｃ４ａ、床部１６１ｃと床部１６１ｄの間に隙間ｃ５ａがそれぞれ形成される。天井部１６２ｂと床部１６２ｃの間に隙間ｃ４ｂ、天井部１６２ｃと天井部１６２ｄの間に隙間ｃ５ｂがそれぞれ形成される。
【００７８】
次に、隙間ｃ３ａ及びｃ３ｂをそれぞれ跨ぐように、流路部１６ｙの延伸方向に沿って延びる整流板１６３ａ〜１６３ｄが上下に縦列配置される。隙間ｃ４ａ及びｃ４ｂをそれぞれ跨ぐように、整流板１６３ａと同一形状の整流板１６４ａ〜１６４ｃが上下に縦列配置される。同様に隙間ｃ５ａ及びｃ５ｂをそれぞれ跨ぐように、整流板１６５ａ及び１６５ｂが上下に縦列配置される。
【００７９】
更に、整流板１６３ａと１６４ａ、整流板１６５ａと１６４ａのように、流路部１６ｙの延伸方向に沿って隣接する整流板は互い違いに配置される。これにより、各整流板は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、導入側開口１６ａ又は導出側開口１６ｂから見て、それぞれの端面１６３〜１６５が重なり合うことなく目視可能となっている。
【００８０】
このような封入体１６における電解液の移動は、容器本体１０の内底１０ｙに載置した場合を例として、以下のようになされる。導入側開口１６ａから導入された電解液は、床部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ及び１６１ｄを順に伝いながら導出側開口１６ｂから導出される。流路部１６ｙは、流路を構成する床部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ及び１６１ｄが順に高さを減じていることにより、導入側開口１６ａから導入される電解液の流れに対する投影面積が床部ごとに減少する構成となっている。
【００８１】
更に、電解液の一部は各床部の間に形成された隙間ｃ３ａ〜ｃ５ａに流れ込む一方、残りは注液時の勢いにより、整流板１６３ａ〜１６３ｄ、整流板１６４ａ〜１６４ｃ、整流板１６５ａ及び１６５ｂ上を伝い、隙間ｃ３ａ〜ｃ５ａを越えてスムーズに導出側開口１６ｂに導かれる。
【００８２】
一方、導出側開口１６ｂ側から見た場合、逆流する電解液は注液時よりも勢い、量とも少ないため、最も背高な床部１６１ｄにより堰き止められる。更に、床部１６１ｄに達した電解液は、一端隙間ｃ５ａに充填された後で床部１６１ｃに対し、その後も床部を跨ぐごとに隙間に滞留する。そして、電解液に含まれる金属残渣は、床部１６１ｄ〜１６１ａを伝う間に隙間ｃ３ａ〜ｃ５ａに沈殿、滞留して導出側開口１５ｂに達することが妨げられる。
【００８３】
なお、上記の説明においては、容器本体１０の内底１０ｙに載置した場合を例にとって説明したが、図８（ｃ）に示すように、流路部１６ｙは、電解液の導入方向である図中Ｙ軸方向に対して対称形を成している。したがって、図１〜３の封入体１３のように上下反転して電極体１１と蓋部２０との間に配置した場合であっても同様の作用効果を奏し、これにより、単一の封入体１６によって図１のような非水電解質二次電池を構成することができる。
【００８４】
このように、本実施の形態３に係る非水電解質二次電池における封入体１６は、枠体１６ｘ内に、隙間ｃ３ａ〜ｃ５ａを介して徐々に高さを増していく床部１６１ａ〜１６４ａを有する流路部１６ｙを備えている。これにより、透過される電解液が受ける抵抗が、導入側開口１５ａのほうが導出側開口１５ｂよりも小さくなっており、収納容器内に速やかに電解液を注入することを可能としている。
【００８５】
更に、電解液に含まれる金属残渣を隙間ｃ３ａ〜ｃ５ａに取り込むようにしている。これにより、電極体の金属箔から生じた金属残渣が正極及び負極の金属箔露出部間を横断することを抑制できる。
【００８６】
なお、上記の説明においては、流路部１７ｙは、電解液の流れにそって高さを徐々に増していく複数の床部及び天井部により構成されるものとしたが、床部又は天井部いずれか一方のみを有する構成としてもよい。更に、床部又は天井部は少なくとも一つの隙間を間に介して二組設けるようにすれば、収納容器内に速やかに電解液を注入する効果を奏する。しかしながら、隙間を数多く備えることは、金属残渣を滞留させて、金属箔露出部間の横断を抑制する効果を向上させることができるため、より好適である。
【００８７】
以上説明したように、本発明の実施の形態の非水電解質二次電池によれば、収納容器の内部空間１０ｚを離隔するように配置された封入体を備え、電解液の流通路について、電解液の注入方向に応じて流れやすさを調整していることにより、電解液の注入を速やかに行わせることが可能になる。
【００８８】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００８９】
上記の各実施の形態においては、本発明は、電解液の流れやすさを一方向に調整する封入体を少なくとも一組用いるものとしたが、単一の封入体により構成されるものとしてもよい。例として、図９に示す非水電解質二次電池２は、容器本体１０の内底１０ｙ中央に配置された封入体１７を備える。図１０は封入体１７の図中Ｚ−Ｙ平面による断面図である。なお非水電解質二次電池２は、単一の電極体１１を備えたことを除いて、実施の形態１等の非水電解質二次電池１と同様の構成を有する。
【００９０】
図１０に示すように、封入体１７は、枠体１７ｘ内に２つ一組の流路部１７ｙを有し、両端に導入側開口１７ａを配置し、中央の空洞である滞留部１７ｚにて導出側開口１７ｂ同士が対向するよう配置した構成を有する。流路部１７ｙには実施の形態１の流路部１４と同様、それぞれガイド部１４２が設けられており、電解液の流路に対する抵抗は、導出側開口１７ｂに隣接する滞留部１７ｚ側寄りのほうが大きくなっている。これにより、収納容器及び封入体１７の滞留部１７ｚに速やかに電解液を注入するとともに、金属残渣をガイド部１４２及び滞留部１７ｚに封じ込めて、電極体の金属箔から生じた金属残渣が正極及び負極の金属箔露出部間を横断することを抑制することも可能としている。
【００９１】
更に、上記の説明においては、本発明の収納容器は、二つの容器部としての容器本体１０及び蓋部２０の組合せとして実現されるものとしたが、本発明の収納容器は、電極体及び保持体を収納することができればその具体的な形状によって限定されるものではない。また、容器本体、電極体等の材質によって限定されるものではない。
【００９２】
更に、上記の説明においては、本発明の電極体は単一の電極及びセパレータを重ね合わせた巻き回した巻回型であるとしたが、複数の電極及びセパレータを重ね合わせた積層型の電極体としてもよい。
【００９３】
更に、上記の説明においては、本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。更に、本発明の蓄電素子は一次電池であってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電極体と電解液を収納容器内に封入してなる電気を蓄積可能な素子であれば、起電力を発生させるための具体的な方式によって限定されるものではない。
【００９４】
更に、上記の説明においては、単体の非水電解質二次電池を例に取ったが、本発明は、複数の蓄電素子において少なくとも一つの蓄電素子に本発明の蓄電素子を含んでなる、電源モジュールとして実現してもよい。
【００９５】
要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上のような本発明は、蓄電素子において電極体を保護するとともに、電解液の注入を速やかに行うことが可能になる効果を有し、例えば二次電池のような蓄電素子において有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１      非水電解質二次電池
１０      容器本体
１０ｘ      開口
１０ｙ      内底
１１、１１ｘ、１１ｙ      電極体
１１ａ      セパレータ
１１ｂ      金属箔露出部
１１ｃ      結束バンド
１２      集電体
１３、１４      封入体
１４ａ      導入側開口
１４ｂ      導出側開口
１４ｃ      上面
１４ｃ１      曲面
１４ｄ      左側面
１４ｅ      右側面
１４ｆ      底面
１４ｘ      枠体
１４ｙ      流路部
２０      蓋部
２０ｂ      裏面
２１ａ、２１ｂ      パッキン
２２      中継板
２３      電極端子
２４      接続棒
２５      封止栓
２５ａ      注液口
１４１      隔壁
１４２      ガイド部
１４２ａ、１４２ｂ      サブガイド
１４２ａ１      本体部
１４２ａ２      軸部
Ｃ１      隙間
【図１】
2015076252.tif 000003
【図２】
2015076252.tif 000004
【図３】
2015076252.tif 000005
【図４】
2015076252.tif 000006
【図５】
2015076252.tif 000007
【図６】
2015076252.tif 000008
【図７】
2015076252.tif 000009
【図８】
2015076252.tif 000010
【図９】
2015076252.tif 000011
【図１０】
2015076252.tif 000012