(57)【要約】【課題】電極体と、シートからなる外装体とを備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供すること。【解決手段】電極体１２０と、電極体１２０を内包する、シートからなる外装体１０２であって、シート同士が接合されることで形成された封止部１０３を有する外装体１０２と、封止部１０３と略平行に配置され、外装体１０２の封止部１０３より電極体１２０側の部分である封止近傍部１０４を押さえる押さえ部材１１０とを備える蓄電装置１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体と、
前記電極体を内包する、シートからなる外装体であって、前記シート同士が接合されることで形成された封止部を有する外装体と、
前記封止部と略平行に配置され、前記外装体の前記封止部より前記電極体側の部分である封止近傍部を押さえる押さえ部材と
を備える蓄電装置。
【請求項２】
前記押さえ部材は、弾性体を有する
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記押さえ部材は、前記封止近傍部とともに前記封止部の一部を押さえる
請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記封止近傍部は、前記封止部の両側に配置される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記押さえ部材による前記封止近傍部に対する押圧力をＰとした場合、
０．１ｋｇｆ／ｃｍ２＜Ｐ＜１０ｋｇｆ／ｃｍ２を満たす
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極体とシートからなる外装体とを備える蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートからなる外装体の一例であるラミネートフィルムで形成された外装体を備える蓄電素子が存在する。
【０００３】
このような蓄電素子における外装体は、内部に電極体等が配置された状態で、端部が例えば熱溶着により封止される。
【０００４】
特許文献１には、複数のラミネート型電池を加圧することでこれら複数のラミネート型電池の品質検査を行う加圧装置が開示されている。この加圧装置は、ラミネート型電池の下部に位置する熱融着部の下端と当接することによりラミネート型電池を支持する支持手段と、ラミネート型電池を加圧するスペーサ板のうちラミネート型電池と対向する面の下端近くに設けられ熱融着部に向けて突出する突出部とを有する。
【０００５】
この構成によれば、ラミネート型電池の下部にある熱融着部を突出部によりしっかりと保持させることができ、これにより熱融着部の座屈の抑制が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−３９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蓄電素子では、一般に、外装体の内部におけるガスの発生に起因して外装体の内圧が高まり、外装体が膨張する現象が生じる。また、例えば、蓄電素子が気圧の低い高所または宇宙空間で使用される場合、外装体の内外における正の差圧（内部の圧力＞外部の圧力）が大きくなるため、外装体の膨張がより顕著に現れる。
【０００８】
ここで、ラミネートフィルム等のシートからなる外装体には、シート同士が接合されることで形成された部分（封止部）が存在し、封止部は、外装体の他の部分と比較すると、外装体の内外における正の差圧に対して脆弱である。
【０００９】
そのため、封止部が開かないように（シート同士接合状態が維持されるように）することは、例えば電池の安全性の観点から重要である。
【００１０】
しかしながら、例えば上記従来の技術のように、封止部を両側から挟むようにして封止部を固定した場合、何らかの異常の発生時において外装体全体が破裂するような事態も想定されるため、封止部の開放を抑制する手法としては好ましいとは言えない。
【００１１】
本発明は、上記課題を考慮し、電極体と、シートからなる外装体とを備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、電極体と、前記電極体を内包する、シートからなる外装体であって、前記シート同士が接合されることで形成された封止部を有する外装体と、前記封止部と略平行に配置され、前記外装体の前記封止部より前記電極体側の部分である封止近傍部を押さえる押さえ部材とを備える。
【００１３】
この構成によれば、外装体における封止近傍部が押さえ部材によって押さえられるため、封止近傍部の外方への膨出が抑制される。つまり、封止部における接合をはがす方向の応力が封止部に掛かることが抑制される。
【００１４】
その結果、例えば、蓄電装置の通常の使用時（通常時）における外装体の内圧の上昇によって封止部が開放されるような事態の発生が防止可能となる。
【００１５】
また、封止近傍部に押さえ部材が配置されるため、外装体の内外における正の差圧が通常時よりも増大するような異常の発生時（異常時）においては、封止部の開放を許容することができる。つまり、異常時おいて外装体内部で発生したガスを、少なくとも一部の接合がはがれた封止部から放出させることが可能である。そのため、例えば外装体が破裂するような事態の発生が抑制される。
【００１６】
すなわち、本態様の蓄電装置によれば、例えば通常時および異常時における安全性が向上される。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記押さえ部材は、弾性体を有するとしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、通常時には、押さえ部材に含まれる弾性体による付勢力により、封止近傍部の外方への膨出が抑制される。また、異常時には押さえ部材が弾性変形することで、封止部を開放させるように封止近傍部を外方に膨出させることができる。また、弾性体の種類、サイズ、または形状を変更することで、押さえ部材の、封止近傍部に対する付勢力（押圧力）を調整することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記押さえ部材は、前記封止近傍部とともに前記封止部の一部を押さえるとしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、例えば、押さえ部材によって封止部と封止近傍部との境界部分が押さえられる。そのため、封止近傍部における、押さえ部材で押さえられた部分と封止部との間の部分の膨出を抑制することができる。その結果、例えば、通常時における封止部の開放がより確実に抑制される。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記封止近傍部は、前記封止部の両側に配置されるとしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、例えば、封止部における接合面を通る平面を挟んで略対称形状の外装体に対し、２つの押さえ部材で外装体の封止部の手前部分を挟むように当該２つの押さえ部材を配置することができる。これにより、通常時における封止部の開放の抑制、および、異常時における封止部の開放の許容の確実性をより向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記押さえ部材による前記封止近傍部に対する押圧力をＰとした場合、０．１ｋｇｆ／ｃｍ２＜Ｐ＜１０ｋｇｆ／ｃｍ２を満たすとしてもよい。
【００２４】
この構成によれば、蓄電装置における、通常時および異常時の安全性をより確実に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、電極体と、シートからなる外装体とを備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態における蓄電装置の外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態における蓄電装置の分解斜視図である。
【図３】実施の形態における蓄電素子の分解斜視図である。
【図４】実施の形態における蓄電素子が有する電極体の構成を示す斜視図である。
【図５】封止部が形成される前後の蓄電素子の側面図である。
【図６Ａ】押さえ部材の配置位置の一例を示す蓄電装置の正極側の平面図である。
【図６Ｂ】押さえ部材の配置位置の一例を示す蓄電装置の正極側の側面図である。
【図７Ａ】図６ＡにおけるＡ−Ａ断面の概要を示す図である。
【図７Ｂ】封止部と押さえ部材との間にスペースがある場合におけるＡ−Ａ断面の概要を示す図である。
【図８】実施の形態の変形例１における押さえ部材の構成を示す図である。
【図９】実施の形態の変形例２における押さえ部材の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態の変形例３における押さえ部材の構成を示す図である。
【図１１】予め成形された２つの部材で構成された外装体を有する蓄電素子の外観を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す蓄電素子を備える蓄電装置の部分断面図である。
【図１３】外装体の一つの端部から両極のリード板が突出する蓄電素子を備える蓄電装置の構成概要を示す平面図である。
【図１４】蓄電素子の外装体の片側にのみ押さえ部材が配置された蓄電装置の断面概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態に係る電池について、図面を参照しながら説明する。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。
【００２８】
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、生産工程の順序などは、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。
【００２９】
（実施の形態）
まず、図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態における蓄電装置１００および蓄電装置１００が備える蓄電素子１０１の全般的な説明を行う。
【００３０】
図１は、実施の形態における蓄電装置１００の外観を示す斜視図であり、図２は、蓄電装置１００の分解斜視図である。
【００３１】
図３は、実施の形態における蓄電素子１０１の分解斜視図であり、図４は、蓄電素子１０１が有する電極体１２０の構成を示す斜視図である。
【００３２】
図５は、封止部１０３が形成される前後の蓄電素子１０１の側面図である。
【００３３】
図１〜図３に示すように、本実施の形態の蓄電装置１００は、電極体１２０と、電極体１２０を内包する外装体１０２と、外装体１０２の封止近傍部１０４を押さえる押さえ部材１１０とを備える。電極体１２０および外装体１０２は、本実施の形態では、蓄電装置１００が有する蓄電素子１０１の一部として蓄電装置１００に備えられている。
【００３４】
封止近傍部１０４は、図５（ｂ）に示すように外装体１０２の端部に設けられた封止部１０３より電極体１２０側の部分であって、蓄電素子１０１の平坦面部１０２ｂに至るまでの部分である。
【００３５】
また、蓄電装置１００は、蓄電素子１０１を保持する筐体１０５を備える。
【００３６】
筐体１０５の素材としては、例えば金属または炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）など、比較的に強度の高い素材が採用される。本実施の形態では、筐体１０５は、図１に示すように、第一筐体１０５ａと第二筐体１０５ｂとで構成されている。
【００３７】
また、筐体１０５には押さえ部材１１０が取り付けられている。本実施の形態では、蓄電素子１０１の外装体１０２の両端それぞれに存在する２箇所の封止近傍部１０４に対応し、４つの押さえ部材１１０が筐体１０５に配置されている。
【００３８】
つまり、蓄電装置１００では、第一筐体１０５ａと第二筐体１０５ｂとで挟むようにして蓄電素子１０１が筐体１０５に収められた場合に、それぞれの封止近傍部１０４が、押さえ部材１１０に押さえられる構造が採用されている。
【００３９】
この押さえ部材１１０により、通常時における封止部１０３の開放の抑制と、異常時における封止部１０３の開放の許容とが実現されている。実施の形態における押さえ部材１１０についての詳細は、図６Ａ〜図７Ａを用いて後述する。
【００４０】
実施の形態における蓄電素子１０１は、充放電することのできる二次電池であり、例えば、非水電解質二次電池である。
【００４１】
非水電解質二次電池としては、例えば、正極活物質がコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物であり、負極活物質が炭素材料であるリチウムイオン二次電池を挙げることができる。
【００４２】
なお、蓄電素子１０１の種類は、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く、また、一次電池であってもよい。また、キャパシタであってもよい。
【００４３】
蓄電素子１０１は、図１〜図３に示すように、外装体１０２と、電極体１２０と、正極リード板１５０および負極リード板１６０とを備える。
【００４４】
外装体１０２は、シートからなる部材であり、本実施の形態では、複数の層で構成される筒状のラミネートフィルムの両端部が封止されることで構成されている。つまり、外装体１０２は、シート同士（本実施の形態ではラミネートフィルムの一部同士）が接合されることで形成された封止部１０３を両端に有している。
【００４５】
なお、封止部１０３は、本実施の形態のように、１つのシートの部分同士が接合されることで形成される場合と、２つのシートの一方の一部と他方の一部とが接合されることで形成される場合とがある。つまり、複数のシートが組み合わされることで、外装体１０２を構成するシートが実現されてもよい。言い換えると、外装体１０２は複数のシートで構成されていてもよい。
【００４６】
また、外装体１０２は、封止部１０３が形成される前は、例えば図３に示すように、両端部が開口した筒形状である。
【００４７】
蓄電素子１０１において、外装体１０２の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示および説明は省略する。
【００４８】
電極体１２０と接続された正極リード板１５０および負極リード板１６０のそれぞれは、封止部１０３を貫通した状態で外装体１０２から露出している。これら正極リード板１５０および負極リード板１６０に電気的に接続された装置に、電極体１２０からの電力が供給される。
【００４９】
電極体１２０は、図４に示すように、正極１２２および負極１２３と、２枚のセパレータ１２４、１２５とが交互に積層されるように捲回されることで形成されている。
【００５０】
つまり、電極体１２０は、正極１２２と、セパレータ１２４と、負極１２３と、セパレータ１２５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捲回されることで形成されている。
【００５１】
正極１２２は、アルミニウムからなる長尺帯状の金属箔の表面に、正極活物質を含む合剤層が形成されたものである。
【００５２】
正極１２２が有する合剤層に含まれる正極活物質としては、例えば、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。
【００５３】
負極１２３は、銅からなる長尺帯状の金属箔の表面に、負極活物質層を含む合剤層が形成されたものである。
【００５４】
負極１２３が有する合剤層に含まれる負極活物質としては、例えば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、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−シリコン、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、およ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（Ｌｉ４Ｔｉ６Ｏ１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。
【００５５】
このように構成された電極体１２０において、より具体的には、正極１２２と負極１２３とは、セパレータ１２４、１２５を介し、捲回軸方向（Ｘ軸方向）に互いにずらして捲回されている。
【００５６】
そして、正極１２２および負極１２３は、それぞれのずらされた方向の端縁部に、活物質を含む合剤層が形成されていない部分（合剤層非形成部）を有する。
【００５７】
具体的には、正極１２２は、捲回軸方向の一端に、合剤層が形成されていない合剤層非形成部が積層された積層部１２２ａを有している。また、負極１２３は、捲回軸方向の他端に、合剤層が形成されていない合剤層非形成部が積層された積層部１２３ａを有している。
【００５８】
つまり、正極１２２の露出した金属箔の層によって積層部１２２ａが形成され、負極１２３の露出した金属箔の層によって積層部１２３ａが形成されている。
【００５９】
なお、正極１２２の金属箔および負極１２３の金属箔の厚みは、ともに、例えば５μｍ〜２０μｍのうちのいずれかの値である。
【００６０】
正極リード板１５０は、積層部１２２ａに取り付けられることで電極体１２０の正極１２２と接続される。
【００６１】
具体的には、積層部１２２ａにおいてＺ軸方向に並ぶ金属箔の層と層のとの間に正極リード板１５０の端部が差し込まれ、例えば、正極リード板１５０を挟んで積層部１２２ａの上下から加圧しながら超音波による振動が与えられる。つまり、超音波溶接によって、正極リード板１５０が電極体１２０の正極１２２と接続される。
【００６２】
また、負極リード板１６０は、積層部１２３ａに取り付けられることで電極体１２０の負極１２３と接続される。
【００６３】
具体的には、正極リード板１５０と同様に、積層部１２３ａにおける金属箔の層と層のとの間に負極リード板１６０の端部が差し込まれ、例えば超音波溶接によって、負極リード板１６０と電極体１２０の負極１２３とが接続される。
【００６４】
なお、正極リード板１５０の素材は、例えば正極１２２の基材の金属箔と同じく、アルミニウムであり、負極リード板１６０の素材は、例えば負極１２３の基材の金属箔と同じく、銅である。
【００６５】
また、電極体１２０と、正極リード板１５０および負極リード板１６０との接続の手法および態様に特に限定はなく、例えば、リベットまたはボルト等を用いて、電極体１２０と、正極リード板１５０および負極リード板１６０とが締結されてもよい。
【００６６】
また、例えば、正極リード板１５０の端部に折り曲げ部分を形成し、当該折り曲げ部分に、積層部１２３ａの少なくとも一部を挟持させた状態で、正極リード板１５０と電極体１２０とを超音波溶接等によって接続してもよい。負極リード板１６０についても同様の態様で電極体１２０と接続してもよい。
【００６７】
このように、溶接または締結等の手法によって、正極リード板１５０および負極リード板１６０が取り付けられた電極体１２０は、両端部に開口１０２ａを有する筒状の外装体１０２に挿入され、その後、これら両端部が封止される。
【００６８】
図５は、両端部が封止される前後の蓄電素子１０１の側面図である。
【００６９】
本実施の形態における外装体１０２を形成するラミネートフィルムは、例えば、金属層の一方の面にベースフィルム層を積層すると共に他方の面にシーラント層を積層した３層構造の矩形のフレキシブルなラミネートフィルムである。
【００７０】
シーラント層は、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂の層である。シーラント層の厚みは、例えば５０μｍ〜４００μｍまでのいずれかの値であり、より好ましくは１００μｍ〜３００μｍまでのいずれかの値である。
【００７１】
また、このようなラミネートフィルムの長手方向の両端部を溶着等によって接続することで筒状に形成され、その結果、筒状の外装体１０２が得られる。
【００７２】
また、図５の（ａ）に示すように、筒状の外装体１０２の両端部の開口１０２ａの一方から、正極リード板１５０および負極リード板１６０が取り付けられた電極体１２０が挿入される。
【００７３】
その後、正極リード板１５０および負極リード板１６０のそれぞれを挟み込むようにして、両端部が、熱源を用いた加熱溶着、電磁波を用いた高周波溶着、または超音波振動を用いた超音波溶着等の手法によって溶着される。
【００７４】
その結果、図５の（ｂ）に示すように、リード板（１５０、１６０）が両端部から突出した状態で、外装体１０２の両端部が封止され、外装体１０２の両端部に封止部１０３が形成される。
【００７５】
なお、封止部１０３には、外装体１０２の端部の内面のシーラント層同士が直接的に重ねられる部分と、金属板であるリード板（１５０、１６０）が当該端部の内面の間に介在している部分とが存在する。
【００７６】
また、正極リード板１５０および負極リード板１６０のそれぞれには、封止部１０３に対応する表面領域に、予めポリプロピレン等の樹脂層が形成されている。そのため、封止部１０３の形成の際の加熱により、当該樹脂層が外装体１０２の端部の内面のシーラント層と溶着される。
【００７７】
このようにして、外装体１０２の、正極リード板１５０が突出した正極側の端部と、負極リード板１６０が突出した負極側の端部とに、シート同士（本実施の形態ではラミネートフィルムの一部同士）が接合されることで形成された封止部１０３が形成される。なお、本実施の形態では、上述のように、封止部１０３にはリード板（１５０、１６０）とシートとが接合された部分が含まれている。
【００７８】
また、より具体的には、外装体１０２の両端部の一方が封止された後に、他方の端部から、真空脱気が行われ、外装体１０２の内部空間に電解液が充填される。
【００７９】
電解液が外装体１０２の内部空間に充填された後で、再度真空脱気が行われることで外装体１０２の内部空間の電極体１２０は圧力がかけられた状態となる。
【００８０】
その後、外装体１０２の、当該他方の端部が熱溶着により封止され、これにより、電極体１２０および電解液は外装体１０２の内部に真空状態で密閉される。
【００８１】
このように、実施の形態の蓄電素子１０１では、筒状に形成されたラミネートフィルムを外装体１０２として備えるため、略長円形状の開口部（図３参照）を扁平状に変形させながら封止する作業が行われる。
【００８２】
以上のように構成された蓄電装置１００は、電極体１２０を内包する外装体１０２の封止近傍部１０４を押さえる押さえ部材１１０に特徴を有する。
【００８３】
以下、押さえ部材１１０についての説明を中心に、実施の形態における蓄電装置１００の特徴を図６Ａ、図６Ｂおよび図７Ａを用いて説明する。
【００８４】
図６Ａは、押さえ部材１１０の配置位置の一例を示す蓄電装置１００の正極側の平面図であり、図６Ｂは、押さえ部材１１０の配置位置の一例を示す蓄電装置１００の正極側の側面図である。
【００８５】
図７Ａは、図６ＡにおけるＡ−Ａ断面の概要を示す図である。なお、図７Ａにおいて、蓄電素子１０１は断面ではなく側面が示されており、かつ、外装体１０２の内部の正極リード板１５０および電極体１２０の外形が点線で簡易的に図示されている。
【００８６】
なお、蓄電装置１００の押さえ部材１１０の周辺の構造は、正極側と負極側とで同一（略同一を含む）であるため、以下では、蓄電装置１００の正極側の構造を中心に説明する。
【００８７】
図６Ａ〜図７Ａに示すように、押さえ部材１１０は、封止部１０３と略平行に配置されており、かつ、外装体１０２の封止部１０３より電極体１２０側の部分である封止近傍部１０４を押さえるように、蓄電装置１００に配置されている。
【００８８】
これにより、封止近傍部１０４の外方への膨出が抑制される。その結果、封止部１０３に、封止部１０３における接合をはがす方向の応力が掛かることが抑制される。
【００８９】
なお、図７Ａにおいて、押さえ部材１１０の右側に記載された点線は、内圧が上昇した場合における外装体１０２の外形の一例を示している。つまり、外装体１０２の内圧が上昇した場合、封止近傍部１０４の一部は膨出するものの、封止近傍部１０４のうちの封止部１０３に近い部分の膨出は、押さえ部材１１０によって抑制される。
【００９０】
ここで、封止近傍部１０４は、より詳細には、封止部１０３に連続し、かつ、蓄電素子１０１の平坦面部１０２ｂに至るまでの部分である。なお、封止近傍部１０４の平坦面部１０２ｂに至る部分の表面は、平坦面部１０２ｂとのなす角が略直角または鈍角になっている。
【００９１】
すなわち、電極体１２０を内包する外装体１０２の端部の構造は、封止近傍部１０４を外方に膨出させる内圧が、封止部１０３における接合をはがす方向の応力として封止部１０３に作用し易い構造となっている。
【００９２】
このような構造において、本実施の形態の蓄電装置１００では、押さえ部材１１０が、封止近傍部１０４の外方への膨出を抑制することで、封止部１０３の開放を効果的に抑制することができる。
【００９３】
すなわち、押さえ部材１１０は、封止部１０３が開くことを直接的に抑制するのではなく、主として、封止部１０３が開く要因となる封止近傍部１０４の外方への膨出を抑制することで、封止部１０３が開くことを抑制する機能を有する。
【００９４】
これにより、例えば、蓄電装置１００の通常の使用時において外装体１０２の内部でガスが発生した場合、外装体１０２の内圧の上昇に伴う封止近傍部１０４の膨出が抑制され、その結果、封止部１０３の開放が抑制される。
【００９５】
また、例えば宇宙空間など、外気圧が極めて低い環境に蓄電装置１００が置かれることで、通常時における外装体１０２の内外の正の差圧（内部の圧力＞外部の圧力）が大きくなった場合も同様に、封止部１０３の開放が抑制される。
【００９６】
ここで、本実施の形態の押さえ部材１１０は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、封止近傍部１０４を、正極リード板１５０の厚み方向および突出方向と交差する方向である幅方向（本実施の形態ではＹ軸方向）の全域において外装体１０２の外方から押さえている。このため、確実に封止部１０３の開放が抑制される。
【００９７】
なお、封止近傍部１０４は、幅方向の全域において押さえ部材１１０によって押さえられていなくてもよい。つまり、封止近傍部１０４の幅方向のいずれかの位置に、外装体１０２の内部と封止部１０３とを接続する僅かな空隙（隙間）が存在していてもよい。この場合であっても、例えば図７Ａに示すように押さえ部材１１０が配置されていることで、通常時における外装体１０２の内圧の上昇によって封止部１０３が開放されるような事態の発生は抑制される。
【００９８】
また、本実施の形態では、押さえ部材１１０は、例えば図７Ａに示されるように、封止近傍部１０４とともに封止部１０３の一部を押さえるように、蓄電装置１００に配置されている。
【００９９】
具体的には、押さえ部材１１０により、封止近傍部１０４と、封止部１０３および封止近傍部１０４の境界部分とが押さえられている。つまり、図７Ａに示すように封止部１０３（外装体１０２の端部のドットが付された部分）と押さえ部材１１０との間にスペース（押さえ部材１１０によって押さえられていない領域：未押さえ領域）がないように、押さえ部材１１０が配置されている。
【０１００】
ここで、封止部１０３と押さえ部材１１０との間にスペースがある場合（図７ＢにおけるＸ軸方向のスペース）において、スペースへ外装体１０２内で発生したガスが通る隙間ができたと仮定すると、スペース部分へガスが流入することが考えられる。
【０１０１】
図７Ｂは、封止部１０３と押さえ部材１１０との間にスペースがある場合におけるＡ−Ａ断面の概要を示す図である。
【０１０２】
この場合、外装体１０２を構成するシートが延びて膨らむことはないので封止部１０３を開放させる方向の応力は実質的には生じない。つまり、封止部１０３と押さえ部材１１０との間のスペースが存在する場合であっても、押さえ部材１１０による、封止部１０３の開放に対する抑制効果は奏される。すなわち、封止部１０３と押さえ部材１１０との間のスペースがあってもよい。
【０１０３】
しかしながら、封止部１０３の開放をより確実に抑制することを考慮すると、封止部１０３と押さえ部材１１０との間にスペースがないように、押さえ部材１１０を配置することが好ましい。
【０１０４】
また、本実施の形態の押さえ部材１１０は、封止部１０３そのものを全体的に押さえるのではなく、封止部１０３の手前の部分である封止近傍部１０４を主として押さえるように配置されている。
【０１０５】
そのため、例えば、過充電をされた場合、または、過大な衝撃によって電極体１２０が損傷した場合などの異常時に、外装体１０２の内部で大量のガスが発生した場合、封止部１０３が開くこと（封止部１０３の開放）が許容される。
【０１０６】
具体的には、押さえ部材１１０の少なくとも一部の素材として、所定の応力で変形する素材が採用される。例えばゴム等の弾性体によって押さえ部材１１０が構成される。
【０１０７】
その結果、押さえ部材１１０は、通常時において封止近傍部１０４が膨出しないように付勢力（押圧力）を与えることができる。押さえ部材１１０はさらに、異常時における外装体１０２の内圧上昇によって封止近傍部１０４の膨出を許容する（封止部１０３の開放を許容する）ように変形することができる。
【０１０８】
その結果、外装体１０２の内圧の上昇に伴って、封止部１０３における接合をはがす方向の応力が封止部１０３に与えられ、封止部１０３が開放される。これにより、外装体１０２の封止部１０３以外の部分が破裂することが抑制される。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、押さえ部材１１０の全体が弾性体の一例であるゴムによって構成されている。なお、押さえ部材１１０の素材として採用されるゴムとしては、シリコーンゴムおよびフッ素ゴムなど、比較的に耐熱性の高いゴムが例示される。
【０１１０】
また、押さえ部材１１０の少なくとも一部に採用される所定の応力で変形する素材は、例えば、異常時において封止近傍部１０４の膨出を許容するように、塑性変形する、または、破壊される樹脂または金属であってもよい。
【０１１１】
また、例えば、外装体１０２の内圧が過度に上昇する可能性が低い場合などにおいて、封止部１０３のはがれ防止を主眼として押さえ部材１１０を配置する場合、押さえ部材１１０の全体を構成する素材として、比較的に硬い樹脂が選択されてもよい。このような樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはポリイミド等が例示される。
【０１１２】
さらに、本実施の形態では、外装体１０２は、封止部１０３における接合面を通る平面（本実施の形態におけるＸＹ平面）を挟んで略対称形状であり、図６Ｂおよび図７Ａに示されるように、封止部１０３の両側に封止近傍部１０４が配置されている。
【０１１３】
具体的には、外装体１０２の、封止部１０３より電極体１２０側であって、かつ、蓄電素子１０１の厚み方向（本実施の形態におけるＺ軸方向）の両側のそれぞれに、封止近傍部１０４が存在する。
【０１１４】
本実施の形態の蓄電装置１００では、外装体１０２における封止部１０３の手前に存在する一組の封止近傍部１０４を、蓄電素子１０１の厚み方向から挟むように、２つの押さえ部材１１０が配置されている。これにより、効果的に封止部１０３の開放を抑制することができる。
【０１１５】
また、例えば異常時において外装体１０２の内圧が過大になった場合に、当該２つの押さえ部材１１０のうちの少なくとも一方が変形することで、当該一方に対応する封止近傍部１０４が外方へ膨出する。つまり、一組の封止近傍部１０４のうちの少なくとも１つの封止近傍部１０４が外方へ膨出し、その結果、封止部１０３が開放し易い状態となる。すなわち、異常時における封止部１０３の開放（封止部１０３からの外装体１０２内部のガスの放出）の確実性が向上する。
【０１１６】
なお、押さえ部材１１０による封止近傍部１０４に対する押圧力をＰとした場合、以下の条件（式１）を満たす値がＰとして採用される。
【０１１７】
０．１ｋｇｆ／ｃｍ２≦Ｐ≦１０ｋｇｆ／ｃｍ２          （式１）
【０１１８】
これにより、押さえ部材１１０による、通常時における封止部１０３の開放の抑制、および、異常時における封止部１０３の開放の許容の確実性が向上される。また、通常時において、押さえ部材１１０が、外装体１０２を不要に変形させることも抑制される。
【０１１９】
なお、押さえ部材１１０による押圧力Ｐの上限および下限は、例えば、蓄電装置１００（蓄電素子１０１）の通常時における外装体１０２の最大内圧、および、外装体１０２を構成するシートの耐圧等を考慮して適宜決定すればよい。
【０１２０】
なお、蓄電装置１００は、図７Ａ等に示す押さえ部材１１０とは異なる構成の押さえ部材１１０を備えてもよい。そこで、以下に、実施の形態における押さえ部材１１０に関する各種の変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。
【０１２１】
（変形例１）
図８は、実施の形態の変形例１における押さえ部材１１１の構成を示す図である。
【０１２２】
図８に示す押さえ部材１１１は、外装体１０２の封止近傍部１０４に当接する当接部１１１ａと、当接部１１１ａと筐体１０５（図８では第一筐体１０５ａ）とを接続する弾性部１１１ｂとを有する。
【０１２３】
当接部１１１ａは、例えば、ＰＥＥＫまたはポリイミド等の比較的に耐熱性の高い樹脂で構成される。なお、ＰＥＥＫおよびポリイミドは、上述のように、比較的に硬いという特性も有する。
【０１２４】
また、弾性部１１１ｂは、実施の形態における押さえ部材１１０と同じく、シリコーンゴムおよびフッ素ゴムなど、比較的に耐熱性の高いゴムで構成される。
【０１２５】
このように、押さえ部材１１１は、一部に弾性体（弾性部１１１ｂ）を有することで、実施の形態における押さえ部材１１０と同じく、通常時における封止部１０３の開放の抑制と、異常時における封止部１０３の開放の許容とを両立させることができる。
【０１２６】
また、押さえ部材１１１は、封止近傍部１０４に当接する部分（当接部１１１ａ）を、弾性部１１１ｂよりも弾性変形し難い素材（硬い素材）で構成することで、例えば、押さえ部材１１１の耐久性を向上させることができる。
【０１２７】
また、例えば、封止近傍部１０４への押圧力の位置によるばらつきが抑制される。具体的には、当接部１１１ａの封止近傍部１０４との当接面を、封止近傍部１０４の表面形状に沿った形状に形成する。これにより、当接部１１１ａから封止近傍部１０４への押圧力（弾性部１１１ｂによる付勢力）の、当該当接面における均一性を向上させることができる。その結果、例えば、封止近傍部１０４の幅方向の全域をより確実に押さえ部材１１１によって押さえることができる。
【０１２８】
（変形例２）
図９は、実施の形態の変形例２における押さえ部材１１２の構成を示す図である。
【０１２９】
図９に示す押さえ部材１１２は、外装体１０２の封止近傍部１０４に当接する当接部１１２ａと、当接部１１２ａと筐体１０５（図９では第一筐体１０５ａ）とを接続する弾性部１１２ｂとを有する。
【０１３０】
当接部１１２ａは、例えば、ＰＥＥＫまたはポリイミド等の比較的に耐熱性の高い樹脂で構成される。
【０１３１】
また、弾性部１１２ｂは、本変形例では、１以上のばねで構成される。例えば、図９における奥行き方向（Ｙ軸方向）に長尺状の当接部１１２ａに沿って、複数のコイル状の圧縮ばねが並んで配置され、これら圧縮ばねによって弾性部１１２ｂが構成される。
【０１３２】
つまり、変形例２における押さえ部材１１２は、上記変形例１における押さえ部材１１１と同様の構成を有しており、弾性部１１２ｂがばねによって実現されている点で押さえ部材１１１と異なる。
【０１３３】
従って、本変形例における押さえ部材１１２によれば、上記変形例１における押さえ部材１１１と同じく、封止近傍部１０４の幅方向の全域をより確実に押さえ部材１１１によって押さえることができる、等の効果が奏される。
【０１３４】
（変形例３）
図１０は、実施の形態の変形例３における押さえ部材１１３の構成を示す図である。
【０１３５】
図１０に示す押さえ部材１１３は、実施の形態における押さえ部材１１０と同じく、全体が弾性体の一例であるゴムによって構成されており、封止近傍部１０４を押さえるように蓄電装置１００において配置されている。
【０１３６】
本変形例における押さえ部材１１３は、電極体１２０と封止部１０３との並び方向（本実施の形態ではＸ軸方向）の長さが、実施の形態における押さえ部材１１０より長く、その結果、封止部１０３の比較的に広い面積が、押さえ部材１１３に押さえられている。
【０１３７】
このように、押さえ部材１１３によって、封止部１０３の比較的に広い面積（例えば、封止部１０３の、押さえ部材１１３側の面の面積の半分以上）が押さえられてもよい。
【０１３８】
この場合であっても、封止近傍部１０４は押さえ部材１１３によって押さえられるため、封止近傍部１０４の外方への膨出が抑制され、その結果、封止部１０３に与えられる、封止部１０３の接合をはがす方向の応力を抑制することができる。
【０１３９】
また、押さえ部材１１３は変形可能である。そのため、封止部１０３の比較的に広い面積が押さえ部材１１３に押さえられている状態であっても、異常時に外装体１０２の内圧が過大になった場合、封止部１０３の開放（例えば、封止部１０３の一部におけるガスの流通経路の形成）は許容される。
【０１４０】
例えば、封止部１０３におけるシート同士の接合力が比較的に低い場合に、本変形例における押さえ部材１１３を用いることで、通常時における封止部１０３の開放の抑制と、異常時における封止部１０３の開放の許容との両立が図られる。
【０１４１】
また、例えば、外装体１０２を構成するシートの耐圧が比較的に大きい（外装体１０２が破れにくい）場合を想定する。この場合に、本変形例における押さえ部材１１３を用いることで、封止部１０３を極力開放しない状態にさせつつ、異常時における封止部１０３の開放を許容すること（外装体１０２の破裂を抑制すること）が可能となる。
【０１４２】
（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電装置について、実施の形態およびその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、実施の形態およびその変形例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実施の形態またはその変形例に施したものも、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。
【０１４３】
例えば、上記実施の形態では、蓄電装置１００が備える蓄電素子１０１は、筒状に形成されたラミネートフィルムを外装体１０２として有している。
【０１４４】
しかしながら、蓄電装置１００が備える蓄電素子の外装体の形状に特に限定はなく、例えば、電極体１２０を収容可能なように予め成形された複数の部材が組み合わされることで外装体が構成されてもよい。
【０１４５】
図１１は、予め成形された２つの部材で構成された外装体２０２を有する蓄電素子２０１の外観を示す斜視図である。
【０１４６】
図１２は、図１１に示す蓄電素子２０１を備える蓄電装置１００の部分断面図である。なお、図１２において、蓄電素子２０１は断面ではなく側面が示されており、かつ、外装体２０２の内部の正極リード板１５０および電極体１２０の外形が点線で簡易的に図示されている。
【０１４７】
蓄電装置１００は、例えば、図１１に示すように、予め成形された２つの部材（第一外装体２０２ａおよび第二外装体２０２ｂ）で構成された外装体２０２を有する蓄電素子２０１を備えてもよい。
【０１４８】
第一外装体２０２ａおよび第二外装体２０２ｂのそれぞれは、図１１および図１２に示すように、立体形状のシートであり、例えばラミネートフィルムを成形することで作製される。
【０１４９】
また、第一外装体２０２ａと第二外装体２０２ｂとの間に形成される空間に、リード板（１５０、１６０）が接続された電極体１２０が収容され、第一外装体２０２ａおよび第二外装体２０２ｂの互いの周縁部が例えば熱溶着により封止される。
【０１５０】
このような態様の蓄電素子２０１を備える蓄電装置１００には、例えば図１２に示すように、筐体１０５の正極側に２つの押さえ部材１１０が配置される。なお、負極側も同様な構造にすることができる。
【０１５１】
押さえ部材１１０は、外装体２０２の封止部２０３よりも電極体１２０側の部分である封止近傍部２０４を押さえる。これにより、上記実施の形態で説明したように、封止近傍部２０４の外方への膨出を抑制し、その結果、封止部２０３における接合をはがす方向の応力が掛かることが抑制される。つまり、通常時における封止部２０３の開放が抑制される。
【０１５２】
また、押さえ部材１１０の素材として、例えばゴム等の、所定の応力で変形する素材が採用されることで、異常時における外装体２０２の内圧上昇によって封止近傍部２０４の膨出を許容することができる。つまり、押さえ部材１１０は、異常時において封止部２０３が開放されるように変形することができる。
【０１５３】
また、押さえ部材１１０は、図１２に示すように封止近傍部２０４とともに封止部２０３の一部を押さえるように、蓄電装置１００に配置されている。これにより、例えば、通常時における封止部２０３の開放の抑制の確実性が向上する。
【０１５４】
なお、押さえ部材１１０に、上記実施の形態の変形例１〜３のそれぞれに示される特徴的な構成が採用されてもよい。
【０１５５】
また、外装体２０２の、リード板（１５０、１６０）が突出していない部分における封止部に対応して、押さえ部材１１０が配置されてもよい。
【０１５６】
つまり、電極体を内包する外装体に、シート同士が接合されることで形成される封止部が存在する場合、当該封止部より電極体側の部分（封止近傍部）を押さえる押さえ部材を配置することで、当該封止部の開放の抑制および許容を制御することが可能である。
【０１５７】
図１３は、外装体１０２の一つの端部から両極のリード板が突出する蓄電素子１０１ａを備える蓄電装置１００ａの構成概要を示す平面図である。
【０１５８】
例えば、図１３に示すように、外装体１０２の一つの端部から正極リード板１５０および負極リード板１６０が突出している場合、当該端部の反対側の端部における封止部１０３ａにはリード板が存在しない。
【０１５９】
この場合であっても、封止部１０３ａよりも電極体１２０側の封止近傍部１０４を押さえるように押さえ部材１１０を配置することで、通常時における封止部１０３ａの開放の抑制と、異常時における封止部１０３の開放の許容とが実現される。
【０１６０】
つまり、上記説明した各種の押さえ部材（１１０等）を、シート同士が接合されることで形成される封止部の手前の部分（封止近傍部）を押さえるように配置することで、リード板の有無に関わらず、当該封止部の開放の抑制および許容を制御することが可能である。
【０１６１】
また、本実施の形態では、押さえ部材１１０は、筐体１０５に取り付けられるとした。しかし、押さえ部材１１０は、封止近傍部１０４を押さえるように配置されるのであれば、筐体１０５に取り付けられる必要はない。つまり、蓄電装置１００は、筐体１０５を備えない態様で実現されてもよい。
【０１６２】
例えば、２つの押さえ部材１１０を連結させ、これら２つの押さえ部材１１０で、外装体１０２における封止部１０３の手前に存在する一組の封止近傍部１０４（例えば図７Ａ参照）を挟むように、２つの押さえ部材１１０を蓄電素子１０１に取り付けてもよい。
【０１６３】
また、１つの封止部１０３に対応して配置する押さえ部材１１０は１つのみでもよい。例えば、２枚のシートの周縁部を張り合わせることで構成される外装体において、一方のシートが立体形状のシート（例えば、図１１における第一外装体２０２ａ）であり、他方のシートが平坦なシートであってもよい。この場合、立体形状のシートの側の封止近傍部１０４にのみ、つまり、外装体の片側にのみ押さえ部材１１０を配置してもよい。
【０１６４】
図１４は、蓄電素子の外装体の片側にのみ押さえ部材が配置された蓄電装置１００ｂの断面概要を示す図である。なお、図１４において、蓄電素子２０１ｂについては断面図ではなく側面図である。
【０１６５】
図１４に示す蓄電装置１００ｂは、蓄電素子２０１ｂを備え、蓄電素子２０１ｂは、電極体を内包する外装体２０２を有する。外装体２０２は、立体形状のシートである第一外装体２０２ａと、平坦なシートである第二外装体２０２ｃとで構成されている。
【０１６６】
また、蓄電装置１００ｂは、蓄電素子２０１ｂを保持する筐体１０５を備える。筐体１０５には、外装体２０２の両端の封止部２０３のそれぞれに対応して１つの押さえ部材１１０が配置されている。具体的には、筐体１０５は、第一筐体１０５ａと第二筐体１０５ｂとで構成されており、立体形状のシートである第一外装体２０２ａの側に配置された第一筐体１０５ａの内面に、押さえ部材１１０が配置されている。
【０１６７】
この構成によれば、押さえ部材１１０と、第二筐体１０５ｂの内面とで、封止部２０３の手前側の部分（封止近傍部２０４）が押さえられることになる。その結果、封止部２０３に、封止部２０３における接合をはがす方向の応力が掛かることが抑制される。また、押さえ部材１１０は、異常時における外装体２０２の内圧上昇によって封止近傍部１０４の膨出を許容するように変形することができる。そのため、図１４に示す蓄電装置１００ｂでは、通常時における封止部２０３の開放の抑制と、異常時における封止部２０３の開放の許容とが両立される。
【０１６８】
なお、図１１、１２に示す蓄電装置１００、図１３に示す蓄電装置１００ａ、および図１４に示す蓄電装置１００ｂのそれぞれでは、押さえ部材１１０によって、封止部の開放の抑制等の効果が奏されるとした。しかし、この効果は、各蓄電装置において押さえ部材１１０に代えて、上述の各種の押さえ部材（１１１、１１２、１１３）が採用された場合でも同様に奏される。
【０１６９】
また、蓄電装置１００は、複数の蓄電素子１０１を備えてもよい。蓄電装置１００が複数の蓄電素子１０１を備える場合、例えば、２つの蓄電素子１０１の間に配置される仕切り板の両面に押さえ部材１１０を取り付ける。これにより、当該２つの蓄電素子１０１それぞれの封止近傍部１０４を、仕切り板の両面に配置された押さえ部材１１０で押さえることができる。
【０１７０】
また、電極体１２０の構造は捲回型ではなくてもよく、平板状の正極と負極とがセパレータを挟んで交互に積層された構造であってもよい。また、電極体１２０は、長尺帯状の正極と負極とがセパレータを挟んで蛇腹状に折り畳まれた構造であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明は、電極体と、シートからなる外装体とを備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供することができる。従って、本発明に係る蓄電装置は、例えば大電流を長時間必要とする装置に搭載される蓄電装置として有用である。
【符号の説明】
【０１７２】
１００、１００ａ、１００ｂ  蓄電装置
１０１、１０１ａ、２０１、２０１ｂ  蓄電素子
１０２、２０２  外装体
１０２ａ  開口
１０２ｂ  平坦面部
１０３、１０３ａ、２０３  封止部
１０４、２０４  封止近傍部
１０５  筐体
１０５ａ  第一筐体
１０５ｂ  第二筐体
１１０、１１１、１１２、１１３  押さえ部材
１１１ａ、１１２ａ  当接部
１１１ｂ、１１２ｂ  弾性部
１２０  電極体
１２２  正極
１２２ａ、１２３ａ  積層部
１２３  負極
１２４、１２５  セパレータ
１５０  正極リード板
１６０  負極リード板
２０２ａ  第一外装体
２０２ｂ、２０２ｃ  第二外装体
【図１】
2015185371.tif 000003
【図２】
2015185371.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015185371.tif 000007
【図６Ａ】
2015185371.tif 000008
【図６Ｂ】
2015185371.tif 000009
【図７Ａ】
2015185371.tif 000010
【図７Ｂ】
2015185371.tif 000011
【図８】
2015185371.tif 000012
【図９】
2015185371.tif 000013
【図１０】
2015185371.tif 000014
【図１１】
2015185371.tif 000015
【図１２】
2015185371.tif 000016
【図１３】
2015185371.tif 000017
【図１４】
2015185371.tif 000018