(57)【要約】【課題】安全弁の開放時に電極体が安全弁を塞ぐのを抑制する蓄電素子を提供する。【解決手段】正極２１及び負極２２が積層された電極体２０と、容器１０とを備える蓄電素子１００は、容器１０の壁部を構成する蓋体１２に設けられる安全弁７０を備える。電極体２０では、少なくとも一層の正極２１及び／又は負極２２における蓋体１２に隣り合う縁２１ａｂ及び／又は縁２２ａｂに形成された蓋体１２から離れる方向への切欠き部２１ａｄ及び／又は切欠き部２２ａｄによるザグリ部２７が、形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板が積層された電極体と、容器とを備える蓄電素子であって、
前記容器の壁部に設けられる安全弁を備え、
少なくとも一層の前記極板における前記壁部に隣り合う縁部に、前記壁部から離れる方向への窪み部が形成されている
蓄電素子。
【請求項２】
前記窪み部の少なくとも一部は、前記安全弁に対向している
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記電極体は、前記極板が巻回された構成を有し、
前記電極体の巻回軸は、前記壁部と交差する
請求項１または２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
複数の前記窪み部が、前記極板の積層方向に並んで形成される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記極板は、前記壁部に隣り合う縁部から突出するタブを、前記窪み部と異なる位置に有する
請求項１〜４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、容器に安全弁を備える蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの蓄電素子には、電極体と、電極体を収容する容器と、電極端子と、容器内の電解液等の電解質とを備えるものがある。蓄電素子に過充電、衝撃、突き刺し等の異常が発生した場合、電解質の分解によりガスが発生し容器の内圧を上昇させることがある。このため、上記容器には、発生したガスを逃がすための構成が、設けられる場合がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、蓄電素子の一例である非水電解液二次電池つまり非水電解質二次電池が記載されている。この非水電解液二次電池は、有底矩形筒状のケースと、ケースの開口の封口体と、ケース内に収容される扁平な電極体としての電極群と、ケース内に注入された電解質としての非水電解液とを備える。電極群は、帯状の正極と帯状の負極と帯状のセパレータとが共に巻回されることによって、形成される。帯状の正極は、その一側縁から突出して形成された複数の正極集電タブを含む。帯状の負極は、その一側縁から突出して形成された複数の負極集電タブを含む。巻回された電極群において、互いに対向して位置する複数の正極集電タブは、封口体の正極端子と電気的に接続され、互いに対向して位置する複数の負極集電タブは、封口体の負極端子と電気的に接続されている。
【０００４】
封口体では、封口体の一部を薄くすることによって、安全弁が形成されている。安全弁は、ケース及び封口体で密閉されている内部の圧力が上昇し特定値を超えたとき、開裂し、非水電解液二次電池の破裂を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７０９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子に対する電力の高入力及び高出力化が要求されている。このため、蓄電素子に上述のような異常が発生した場合、電解質の分解により多量のガスが急に発生する。特許文献１に記載される非水電解液二次電池において、その内部の圧力の上昇に応じて安全弁が開放した場合、高い噴出圧力で安全弁から噴出するガスが生じる気流によって、電極群が、正極及び負極の集電タブを変形させつつ封口体へと移動させられ、安全弁を塞ぐことがある。
【０００７】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、安全弁の開放時に電極群つまり電極体が安全弁を塞ぐのを抑制す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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る蓄電素子は、極板が積層された電極体と、容器とを備える蓄電素子であって、容器の壁部に設けられる安全弁を備え、少なくとも一層の極板における壁部に隣り合う縁部に、壁部から離れる方向への窪み部が形成されている。
【０００９】
上述の構成において、窪み部は、容器内の圧力が上昇して安全弁が開放した時に電極体が壁部に向かって移動する場合に、電極体と壁部との間に空間を確保することができる。よって、安全弁は、電極体によって塞がれるのが抑制され、上昇した圧力を安定して逃がすことができる。
【００１０】
窪み部の少なくとも一部は、安全弁に対向してもよい。上述の構成において、窪み部は、安全弁と対向する位置に空間を確保するため、電極体が安全弁を塞ぐことが、抑制されやすくなる。
【００１１】
電極体は、極板が巻回された構成を有し、電極体の巻回軸は、壁部と交差してもよい。上述の構成において、高い入出力が可能な横巻き型の電極体の場合でも、電極体が壁部に向かって移動する場合に、電極体と壁部との間に空間を確保することができる。
【００１２】
複数の窪み部が、極板の積層方向に並んで形成されてもよい。上述の構成において、窪み部によって形成される空間が極板の積層方向でラップすることになる。よって、窪み部は、電極体と容器の壁部との間における空間を大きくするため、電極体が安全弁を塞ぐことが、抑制されやすくなる。
【００１３】
極板は、壁部に隣り合う縁部から突出するタブを、窪み部と異なる位置に有してもよい。上述の構成において、窪み部は、タブが形成される極板の縁部からさらに容器の壁部から離れる方向に窪んで形成される。よって、窪み部は、電極体がタブを変形させつつ容器の壁に向かって移動する場合でも、電極体と容器の壁部との間における空間を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明における蓄電素子によれば、安全弁の開放時に電極体が安全弁を塞ぐのを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の蓄電素子の分解斜視図である。
【図３】図２の電極体の一部を展開した斜視図である。
【図４】図２の蓋体の分解斜視図である。
【図５】図１の蓄電素子の断面側面図を示すものであり、容器本体の短側壁の中央における長側壁に沿った蓄電素子の断面を、方向Ｖからみた図である。
【図６】図５の蓄電素子のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の変形例の構成を示す図２と同様の分解斜視図である。
【図８】図７の電極体の一部を展開した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、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、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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。
【００１７】
また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【００１８】
［実施の形態］
実施の形態に係る蓄電素子１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を模式的に示す斜視図である。図１に示されるように、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子１００は、電気の充電と放電とを可能な二次電池である。例えば、蓄電素子１００は、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。しかしながら、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、キャパシタであってもよい。
【００１９】
図１及び図２を合わせて参照すると、蓄電素子１００は、扁平な直方体状の容器１０と、容器１０の中に含まれる電極体２０と、正極端子３０及び負極端子４０とを備えている。なお、図２は、図１の蓄電素子１００の分解斜視図である。
【００２０】
容器１０は、有底角筒状の容器本体１１と、容器本体１１の開口部１１ａを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体１２とを有している。容器本体１１は、扁平な直方体状の外形を有しており、細長の矩形状の底壁１１ｂと、底壁１１ｂの４つの縁から直立する４つの矩形状の側壁１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ及び１１ｆとを有している。側壁１１ｃ及び１１ｅは、互いに対向して位置し、幅広の長側壁を形成している（以下、側壁１１ｃ及び１１ｅを、長側壁１１ｃ及び１１ｅとも呼ぶ）。側壁１１ｄ及び１１ｆは、互いに対向して位置し、幅狭の短側壁を形成している（以下、側壁１１ｄ及び１１ｆを、短側壁１１ｄ及び１１ｆとも呼ぶ）。開口部１１ａは、底壁１１ｂと同様の細長の矩形状の形状を有している。蓋体１２の外面１２ａ上に、正極端子３０及び負極端子４０が配置されている。蓋体１２において、正極端子３０と負極端子４０との中間には、安全弁７０が形成されている。安全弁７０の構成については、後述する。ここで、蓋体１２は、容器１０の壁部の一例である。
【００２１】
容器本体１１と蓋体１２とは、溶接等の接合方法によって、互いの接合部を気密な状態にして固定されることができる。これにより、容器１０は、内部に密閉された空間を形成する。容器本体１１及び蓋体１２は、容器１０の内圧の上昇時に、変形すること及び接合部の気密性が損なわれることがないような材料から作製されることができる。限定するものではないが、容器本体１１及び蓋体１２は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能な金属から作製されることができる。
【００２２】
また、容器１０の内部には電解質として電解液（本実施の形態では、非水電解液）などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。容器１０に封入される電解液としては、蓄電素子１００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。
【００２３】
正極端子３０及び負極端子４０はそれぞれ、正極リード板５１及び負極リード板６１を介して、電極体２０から蓋体１２に向かって突出する電極体２０の正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５に物理的に且つ電気的に接続される。
【００２４】
電極体２０は、電気を蓄えることができる発電要素である。電極体２０は、図３に示す帯状の正極２１と帯状の負極２２と帯状のセパレータ２３とを積層して、巻回軸Ａを中心に渦巻き状に多重に巻回することによって、形成されている。なお、図３は、図２の電極体２０の一部を展開した斜視図である。限定するものではないが、本実施の形態では、電極体２０は、扁平な外形を有し、長円形の断面形状を有している。巻回軸Ａは、図２において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体２０は、巻回軸Ａに関して略対称である。巻回軸Ａは、蓋体１２と交差する方向である蓋体１２と略垂直な方向に沿って延在している。電極体２０は、正極２１、負極２２及びセパレータ２３における巻回方向に沿った縁を蓋体１２に対向させる向きで配置されている。上述のように巻回方向を蓋体１２の外面１２ａに沿う方向とする電極体２０は、横巻き型の電極体と呼ばれる。
【００２５】
電極体２０において、図３に示す複数の正極集電タブ２１ａａが、正極２１における巻回方向に沿う縁から突出しており、正極集電タブ群２４は、積層した複数の正極集電タブ２１ａａを束ねることによって、形成される。さらに、図３に示す複数の負極集電タブ２２ａａが、負極２２における巻回方向に沿う縁から正極集電タブ２１ａａと同様の向きで突出しており、負極集電タブ群２５は、積層した複数の負極集電タブ２２ａａを束ねることによって、形成される。
【００２６】
上述のような電極体２０は、正極リード板５１及び負極リード板６１並びに正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５を介して、蓋体１２から吊り下げられた状態で、容器本体１１内に収容される。なお、電極体２０と容器本体１１との間を電気的に絶縁するために、電極体２０が絶縁フィルムなどで覆われる場合もある。電極体２０と容器本体１１との間に、スペーサなどの緩衝材が設けられる場合もある。
【００２７】
ここで、以下の説明及び図面中において、蓄電素子１００の電極体２０の巻回軸Ａ方向を、Ｚ軸方向と呼ぶ。よって、図１及び図２に示されるように、容器本体１１と蓋体１２とは、Ｚ軸方向に沿って重ねて配置され、容器本体１１の短側壁１１ｄ及び１１ｆの長手が、Ｚ軸方向に沿って延在する。さらに、Ｚ軸方向は、本実施の形態では、蓄電素子１００の上下方向として定義できる。なお、使用態様によっては、蓄電素子１００は、Ｚ軸方向を上下方向として配置されない場合もあるため、Ｚ軸方向は必ずしも上下方向には限定されない。
【００２８】
さらに、正極端子３０から負極端子４０に向かう方向に沿い且つＺ軸に垂直である蓄電素子１００の幅方向を、Ｘ軸方向と呼ぶ。よって、正極リード板５１及び負極リード板６１が、Ｘ軸方向に沿って並び、容器本体１１の互いに対向して位置する短側壁１１ｄ及び１１ｆが、Ｘ軸方向に沿って並んでいる。
【００２９】
また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と垂直である方向を、Ｙ軸方向と呼ぶ。よって、容器本体１１の互いに対向して位置する長側壁１１ｃ及び１１ｅが、Ｙ軸方向に沿って並び、容器本体１１の短側壁１１ｄ及び１１ｆの短手が、Ｙ軸方向に沿って延在している。さらに、Ｙ軸方向は、容器１０の厚さ方向として定義できる。
【００３０】
さらに、図３を参照して、電極体２０の詳細な構成を説明する。電極体２０は、長尺帯状のシートの形状をした１つの正極２１と、長尺帯状のシートの形状をした１つの負極２２と、長尺帯状のシートの形状をした２つのセパレータ２３とを、層状に重ねるように含んでいる。そして、電極体２０は、層状に重ねられた正極２１、負極２２及びセパレータ２３を一緒に、巻回軸Ａを中心として巻回方向Ｂで渦巻き状に巻回されて形成される。なお、本実施の形態では、正極２１、負極２２及びセパレータ２３を巻回し始めたものを巻回軸Ａを中心として巻回方向Ｂに回転させることによって、未巻回の正極２１、負極２２及びセパレータ２３が巻き付けられるものとする。つまり、図３で反時計回りの方向で示される巻回方向Ｂは、巻回時の電極体２０の回転方向である。
【００３１】
正極２１は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔である正極基材２１ａ上の略全体に正極活物質層２１ｂ（図３において斜線表示）を塗工等の方法で積層することによって、形成されている。負極２２は、銅、銅合金等の金属からなる長尺帯状の金属箔である負極基材２２ａ上の略全体に負極活物質層２２ｂ（図３において斜線表示）を塗工等の方法で積層することによって、形成されている。セパレータ２３は、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなる微多孔性のシートである。
【００３２】
正極活物質層２１ｂに用いられる正極活物質又は負極活物質層２２ｂ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又は負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。正極活物質層２１ｂは、正極基材２１ａにおける対向して位置する幅広の主面のうちの一方に積層されてもよく、上記主面の両方に積層されてもよい。同様に、負極活物質層２２ｂは、負極基材２２ａにおける対向して位置する幅広の主面のうちの一方に積層されてもよく、上記主面の両方に積層されてもよい。
【００３３】
帯状の正極基材２１ａの長手方向に沿った２つの縁２１ａｂ及び２１ａｃのうちの一方の縁２１ａｂには、長手方向に間隔をあけて配置された複数の正極集電タブ２１ａａが、正極基材２１ａと一体成形されている。正極集電タブ２１ａａは、巻回軸Ａを中心とする正極基材２１ａの一巻回あたりに１つ存在するように配置されている。正極集電タブ２１ａａは、正極基材２１ａの長手方向と直交する巻回軸Ａ方向に、縁２１ａｂから縁２１ａｃと反対方向に突出する。正極集電タブ２１ａａは、露出した正極基材２１ａで構成されており、正極活物質層２１ｂを含まない。正極基材２１ａにおける正極集電タブ２１ａａ以外の領域には、正極活物質層２１ｂが積層されている。また、縁２１ａｂ及び２１ａｃは、正極２１の縁を構成している。
【００３４】
帯状の負極基材２２ａの長手方向に沿った２つの縁２２ａｂ及び２２ａｃのうちの一方の縁２２ａｂには、長手方向に間隔をあけて配置された複数の負極集電タブ２２ａａが、負極基材２２ａと一体成形されている。なお、負極基材２２ａの縁２２ａｂは、負極２２と正極２１とが巻回のために重ね合わされたときに、正極基材２１ａの縁２１ａｂと同じ側に位置する。負極集電タブ２２ａａは、巻回軸Ａを中心とする負極基材２２ａの一巻回あたりに１つ存在するように配置されている。負極集電タブ２２ａａは、負極基材２２ａの長手方向と直交する巻回軸Ａ方向に、縁２２ａｂから縁２２ａｃと反対方向に突出する。負極集電タブ２２ａａは、露出した負極基材２２ａで構成されており、負極活物質層２２ｂを含まない。負極基材２２ａにおける負極集電タブ２２ａａ以外の領域には、負極活物質層２２ｂが積層されている。また、縁２２ａｂ及び２２ａｃは、負極２２の縁を構成している。
【００３５】
セパレータ２３は、負極集電タブ２２ａａを除く負極基材２２ａ全体を覆うように負極基材２２ａよりも巻回軸Ａ方向に幅広に形成されている。２つのセパレータ２３が、１つの負極２２の両側の幅広の主面上に設けられる。負極集電タブ２２ａａが、２つのセパレータ２３間を通ってセパレータ２３よりも突出する。さらに、１つの正極２１が、巻回時に負極２２に内側で隣り合うセパレータ２３のさらに内側に位置するように、上記セパレータ２３上に重ねて設けられる。正極２１は、正極集電タブ２１ａａを除く正極基材２１ａ全体が負極基材２２ａによって覆われるように、負極基材２２ａよりも巻回軸Ａ方向に幅狭に形成されている。セパレータ２３上に重ねられた正極２１の正極基材２１ａは、正極集電タブ２１ａａを除く全体を負極基材２２ａに面している。正極集電タブ２１ａａは、セパレータ２３よりも突出している。
【００３６】
巻回される前に正極２１及び負極２２が重ね合わされたときに、正極集電タブ２１ａａと負極集電タブ２２ａａとの間の概ね中間となる位置では、正極基材２１ａの縁２１ａｂ及び負極基材２２ａの縁２２ａｂのそれぞれに、矩形状の切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄが、形成されている。切欠き部２１ａｄは、正極基材２１ａ及び正極活物質層２１ｂを貫通して延在し、切欠き部２１ａｄの内側には、矩形状の平面形状の空隙が形成されている。切欠き部２２ａｄは、負極基材２２ａ及び負極活物質層２２ｂを貫通して延在し、切欠き部２２ａｄの内側には、矩形状の平面形状の空隙が形成されている。なお、セパレータ２３には、切欠き部は形成されていない。ここで、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、窪み部の一例であり、正極基材２１ａの縁２１ａｂ及び負極基材２２ａの縁２２ａｂは、窪み部が形成される縁部の一例である。
【００３７】
正極基材２１ａの切欠き部２１ａｄは、縁２１ａｂから対向する縁２１ａｃに向かって窪む凹部を形成する。負極基材２２ａの切欠き部２２ａｄは、縁２２ａｂから対向する縁２２ａｃに向かって窪む凹部を形成する。切欠き部２１ａｄと切欠き部２２ａｄとは、同様の形状を有している。しかしながら、正極基材２１ａの切欠き部２１ａｄの方が、負極基材２２ａの切欠き部２２ａｄよりも大きく設定されている。そして、切欠き部２１ａｄと切欠き部２２ａｄとは、正極２１及び負極２２が重ね合わされたときに互いに略整合した状態で重なる。さらに、正極基材２１ａの切欠き部２１ａｄの内側に負極基材２２ａの切欠き部２２ａｄが位置するのが望ましい。なお、正極基材２１ａの切欠き部２１ａｄの方が負極基材２２ａの切欠き部２２ａｄよりも大きくなっていれば、これらは同様の形状を有していなくてもよいが、同様の形状を有している方が、製造上好ましい。切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄはそれぞれ、巻回前の帯状の正極２１及び負極２２それぞれの作製過程において、縁２１ａｂ及び２２ａｂに、レーザーカット、金型による押し抜き等の切欠き加工を施すことによって形成されてよい。ちなみに、正極集電タブ２１ａａ及び負極集電タブ２２ａａは、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄの切欠き加工の際、幅広の金属箔材を切断して帯状の正極２１及び負極２２を切り出す際などに形成されてよい。
【００３８】
切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄはそれぞれ、縁２１ａｂ及び２２ａｂにおいて、正極集電タブ２１ａａと負極集電タブ２２ａａとの間の部分の各々に、形成されている。切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、縁２１ａｂ及び２２ａｂに関して正極集電タブ２１ａａ及び負極集電タブ２２ａａの突出方向と反対方向に窪んでいる。本実施の形態では、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄと正極集電タブ２１ａａとの間、並びに、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄと負極集電タブ２２ａａとの間には、縁２１ａｂ及び２２ａｂが存在している。
【００３９】
重ね合わされた上述のような正極２１と負極２２とセパレータ２３とが一緒に、巻回軸Ａを中心に、巻回方向Ｂで渦巻き状に巻回され、それにより、電極体２０が形成される。本実施の形態では、電極体２０は、巻回軸Ａに略垂直なＸＹ平面方向での断面が扁平な長円形状の断面形状を有するように形成されている。しかしながら、電極体２０の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、その他の多角形であってもよい。
【００４０】
図２及び図３を合わせて参照すると、巻回後の電極体２０では、Ｙ軸方向に積層する正極２１及び負極２２の全てに切欠き部２１ａｄ又は２２ａｄが形成されている。そして、全ての切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄが、Ｙ軸方向に沿って一列に略整合して並んでいる。上述のような切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、直方体状の凹部であるザグリ部２７を形成する。切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、正極２１及び負極２２での加工時に、上記のような配列を形成するように配置されている。なお、図２及び図３において、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄの位置に存在するセパレータ２３の図示を省略している。
【００４１】
電極体２０では、積層された正極２１、負極２２及びセパレータ２３が、巻回方向Ｂに沿って延在する壁状体を形成している。具体的には、壁状体は、幅広で平坦である２つの平坦壁状部２０ａ及び２０ｂと、半円状に湾曲した２つの湾曲壁状部２０ｃ及び２０ｄとから構成されている。平坦壁状部２０ａ及び２０ｂは、巻回軸Ａを挟んで対向して位置し、容器本体１１の長側壁１１ｃ及び１１ｅに隣り合い且つ長側壁１１ｃ及び１１ｅに沿って延在する。湾曲壁状部２０ｃ及び２０ｄはそれぞれ、平坦壁状部２０ａと平坦壁状部２０ｂとを互いに両端で連結する。湾曲壁状部２０ｃ及び２０ｄは、巻回軸Ａを挟んで対向して位置し、且つ容器本体１１の短側壁１１ｄ及び１１ｆに隣り合って位置する。
【００４２】
さらに、電極体２０では、積層された正極２１及び負極２２の巻回軸Ａ方向の縁が、電極体２０の端部２０ｅ及び２０ｆを形成している。具体的には、積層された正極基材２１ａの縁２１ａｂと負極基材２２ａの縁２２ａｂとが、面を形成するように並び、電極体２０の端部２０ｅを形成する。積層された正極基材２１ａの縁２１ａｃと負極基材２２ａの縁２２ａｃとが、面を形成するように並び、電極体２０の端部２０ｆを形成する。端部２０ｅ及び端部２０ｆは、電極体２０の巻回軸Ａ方向の２つの端面を構成している。
【００４３】
電極体２０において、正極集電タブ２１ａａ及び負極集電タブ２２ａａは全て、平坦壁状部２０ａに位置し、端部２０ｅから突出している。端部２０ｅ上では、正極集電タブ２１ａａは、平坦壁状部２０ａから平坦壁状部２０ｂに向かうＹ軸方向に沿って一列に略整合して並び、正極集電タブ群２４を形成する。さらに、同様に、端部２０ｅ上では、負極集電タブ２２ａａは、平坦壁状部２０ａから平坦壁状部２０ｂに向かうＹ軸方向に沿って一列に略整合して並び、負極集電タブ群２５を形成する。
【００４４】
切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、正極集電タブ群２４と負極集電タブ群２５との間の中間位置で、正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５から離れて位置し、端部２０ｅから正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５と反対方向に窪んでいる。端部２０ｅでは、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、平坦壁状部２０ａ及び平坦壁状部２０ｂにわたって、一列に略整合して並んでおり、それにより、平坦壁状部２０ａから平坦壁状部２０ｂにわたって連続的に延在する直方体状の凹部であるザグリ部２７を形成する。ザグリ部２７は、端部２０ｅから正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５と反対方向に窪んでいる。なお、ザグリ部２７内には、セパレータ２３は延在している。
【００４５】
微多孔性のセパレータ２３は、多数の空孔を有している。つまり、セパレータ２３は、気体を通過させることができる。ザグリ部２７に気体を通過させることができるようにする場合、セパレータ２３が、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄと同様の形状を有し且つ切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄと位置が略整合する切欠き部を備えてもよい。この場合、セパレータ２３の切欠き部は、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄよりも小さく設定される。そして、セパレータ２３の切欠き部は、セパレータ２３、正極２１及び負極２２が共に重ね合わされたときに、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄの内側に位置するのが望ましい。セパレータ２３の切欠き部は、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄと同様の形状を有していなくてもよいが、同様の形状を有している方が製造上好ましい。なお、微多孔性のセパレータ２３は、ザグリ部２７に対応する上述のような切欠き部を有していない場合でも、気体にザグリ部２７内を十分に通過させることができる。
【００４６】
ザグリ部２７は、巻回軸Ａと略垂直な平坦な底面部２７ａと、底面部２７ａの湾曲壁状部２０ｃ側の端部から端部２０ｅに向かって直立する側面部２７ｂと、底面部２７ａの湾曲壁状部２０ｄ側の端部から端部２０ｅに向かって直立する側面部２７ｃとによって囲まれている。ザグリ部２７は、底面部２７ａから端部２０ｅへの方向と、巻回軸Ａから平坦壁状部２０ａへの方向と、巻回軸Ａから平坦壁状部２０ｂへの方向とに開放している。つまり、ザグリ部２７は、端部２０ｅ側の開放端と、正極２１及び負極２２の積層方向の両側の開放端とで開放している。
【００４７】
図２及び図４を合わせて参照して、正極端子３０及び負極端子４０の構成をより詳細に説明する。なお、図４は、図２の蓋体１２の分解斜視図である。正極端子３０は、端子本体３１と、上部絶縁部材３２と、下部絶縁部材３３とを有している。負極端子４０は、端子本体４１と、上部絶縁部材４２と、下部絶縁部材４３とを有している。端子本体３１及び４１は、金属等の導電性を有する材料から作製されている。平板状の端子本体３１及び４１にはそれぞれ、円筒状のリベット部３１ａ及び４１ａが、突出して形成されている。上部絶縁部材３２及び４２、並びに、下部絶縁部材３３及び４３は、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料から作製された板状のパッキンである。
【００４８】
上部絶縁部材３２及び下部絶縁部材３３には、リベット部３１ａが通ることができる貫通孔が形成され、上部絶縁部材４２及び下部絶縁部材４３には、リベット部４１ａが通ることができる貫通孔が形成されている。蓋体１２にも、リベット部３１ａ及び４１ａがそれぞれ通ることができる貫通孔１２ｂ及び１２ｃが形成されている。
【００４９】
端子本体３１のリベット部３１ａ及び端子本体４１のリベット部４１ａはそれぞれ、正極集電体５０及び負極集電体６０と電気的に接続されるように構成されている。正極集電体５０及び負極集電体６０は、蓋体１２を挟んで、端子本体３１及び４１と反対側に配置される。正極集電体５０は、導電性と剛性とを備えた平板状の部材であり、電極体２０の正極基材２１ａと同様に、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から作製されている。負極集電体６０は、導電性と剛性とを備えた平板状の部材であり、電極体２０の負極基材２２ａと同様に、銅、銅合金等の金属から作製されている。正極集電体５０及び負極集電体６０にはそれぞれ、リベット部３１ａ及び４１ａが通ることができる貫通孔が形成されている。
【００５０】
正極端子３０の端子本体３１のリベット部３１ａは、上部絶縁部材３２の貫通穴と、蓋体１２の貫通孔１２ｂと、下部絶縁部材３３の貫通孔と、正極集電体５０の貫通孔とに順次通された後に、かしめられる。これにより、端子本体３１と正極集電体５０とが、これらの間に上部絶縁部材３２及び下部絶縁部材３３を介在させて、蓋体１２に取り付け及び固定される。このとき、端子本体３１が、正極集電体５０と物理的に且つ電気的に接続される。上部絶縁部材３２が、端子本体３１と蓋体１２とを電気的に絶縁し、下部絶縁部材３３が、蓋体１２と正極集電体５０とを電気的に絶縁する。
【００５１】
負極端子４０の端子本体４１のリベット部４１ａは、上部絶縁部材４２の貫通穴と、蓋体１２の貫通孔１２ｃと、下部絶縁部材４３の貫通孔と、負極集電体６０の貫通孔とに順次通された後に、かしめられる。これにより、端子本体４１と負極集電体６０とが、これらの間に上部絶縁部材４２及び下部絶縁部材４３を介在させて、蓋体１２に取り付け及び固定される。そして、端子本体４１が、負極集電体６０と物理的に且つ電気的に接続される。上部絶縁部材４２が、端子本体４１と蓋体１２とを電気的に絶縁し、下部絶縁部材４３が、蓋体１２と負極集電体６０とを電気的に絶縁する。
【００５２】
なお、正極端子３０の端子本体３１と正極集電体５０との連結構造、及び負極端子４０の端子本体４１と負極集電体６０との連結構造は、リベット留めに限定されるものでない。連結構造は、上部絶縁部材３２又は４２と蓋体１２と下部絶縁部材３３又は４３とを間に挟んで、端子本体３１又は４１と正極集電体５０又は負極集電体６０とを連結する構造であればよい。例えば、リベット部３１ａ又は４１ａの代わりにボルト及びナットが用いられてもよく、リベット部３１ａ又は４１ａが正極集電体５０又は負極集電体６０に溶接されてもよい。
【００５３】
正極リード板５１及び負極リード板６１は、例えばＵ字状に曲げられた板材によって形成されている。正極リード板５１は、正極集電体５０と同様の材料から形成されている。負極リード板６１は、負極集電体６０と同様の材料から形成されている。
【００５４】
正極リード板５１におけるＵ字の２つの対向する側部を形成する平板状の部位が、正極集電体５０と電極体２０の正極集電タブ群２４とにそれぞれ、接合される。負極リード板６１におけるＵ字の２つの対向する側部を形成する平板状の部位が、負極集電体６０と電極体２０の負極集電タブ群２５とにそれぞれ、接合される。正極リード板５１及び負極リード板６１の接合には、超音波溶接、抵抗溶接などの溶接等を用いることができる。
【００５５】
よって、正極端子３０の端子本体３１は、正極集電体５０及び正極リード板５１を介して、電極体２０の正極２１に物理的に且つ電気的に接続される。負極端子４０の端子本体４１は、負極集電体６０及び負極リード板６１を介して、電極体２０の負極２２に物理的に且つ電気的に接続される。
【００５６】
図２及び図４を合わせて参照すると、安全弁７０は、蓋体１２と一体に成形されている。安全弁７０は、蓋体１２の一部の厚さを薄くすることによって形成された弱化部７１を含んでいる。本実施の形態では、蓋体１２の外面１２ａをＺ軸方向でみたときの弱化部７１の平面形状が長円形となるように、弱化部７１は形成されている。容器１０の内圧の上昇等によって、上述のような安全弁７０に所定の圧力が作用すると、弱化部７１が破断して圧力逃がし穴としての開口を形成する。これにより、容器１０内の圧力が外部に逃がされる。なお、弱化部７１は、溝部７２がさらに切り込まれることによって、溝部７２の部分で破断しやすく構成されてもよい。例えば、溝部７２は、１つの溝の端のそれぞれに２つの異なる向きの溝が接続する形状、つまり、２つのＹの字を連結した平面形状を有する。これにより、溝の交差部で弱化部７１が破断しやすくなる。弱化部７１における弱化部の形状、弱化部の部材厚さ、溝部の形状、溝部の深さ等によって、安全弁７０が開放する圧力をコントロールすることができる。
【００５７】
次に、図５及び図６を合わせて参照して、蓋体１２と電極体２０との間の位置関係を説明する。なお、図５は、図１の蓄電素子１００の断面側面図を示すものであり、容器本体１１の短側壁１１ｄ及び１１ｆの中央における長側壁１１ｃ及び１１ｅに沿った蓄電素子１００の断面を、Ｙ軸方向である方向Ｖからみた図である。図６は、図５の蓄電素子１００のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面側面図である。
【００５８】
電極体２０は、ザグリ部２７のある端部２０ｅが容器１０の蓋体１２に隣り合うような向きで、蓋体１２に取り付けられている。そして、ザグリ部２７は、安全弁７０と対向して位置している。図５に示すように、正極端子３０から負極端子４０に向かう方向つまりＸ軸方向に関して、ザグリ部２７における側面部２７ｂと側面部２７ｃとの間の幅Ｂ１は、安全弁７０の弱化部７１の幅Ｂ２よりも大きくなっている。さらに、図６に示すように、電極体２０の平坦壁状部２０ａから平坦壁状部２０ｂに向かう方向つまりＹ軸方向に関して、ザグリ部２７における開放端間の幅つまり底面部２７ａの幅Ｂ３は、安全弁７０の弱化部７１の幅Ｂ４よりも大きくなっている。そして、安全弁７０の弱化部７１の全体が、ザグリ部２７に面している。
【００５９】
上述のような構成を有する蓄電素子１００では、例えば、過充電、衝撃、突き刺し等の異常発生に起因して電解液が分解して生じる気体により容器１０の内圧が上昇し安全弁７０が開放した場合、安全弁７０から外部に流出する気体の急激な気流により、電極体２０が蓋体１２に向かって移動することがある。移動した電極体２０が蓋体１２に衝突した場合、ザグリ部２７が、安全弁７０に対向する位置に空間を確保し、上記空間は、容器１０と電極体２０との間にある空間に安全弁７０を連通する。なお、多孔質のセパレータ２３は、多数の空孔を有しているため、気体を通過させることができる、つまり通気性を有する。よって、容器１０内の気体が安全弁７０を通って外部に流出することができる。さらに、ザグリ部２７の形状及び寸法を調節することによって、ザグリ部２７は、衝突時に電極体２０と共に変形した場合でも、安全弁７０に対向する位置に十分な空間を確保するようにすることができる。
【００６０】
上述のような作用を奏するザグリ部２７は、安全弁７０の弱化部７１の少なくとも一部に対向するように位置するのが望ましいが、対向する位置になくてもよい。例えば、ザグリ部２７は、蓋体１２に沿う方向で弱化部７１に隣り合う位置にあっても、容器１０と電極体２０との間にある空間を安全弁７０に連通することができる。具体的には、ザグリ部２７は、正極集電タブ群２４と負極集電タブ群２５とセパレータ２３が存在することによって形成される間隙を介して、安全弁７０に連通する。
【００６１】
また、ザグリ部２７における蓋体１２から離れる方向の深さである端部２０ｅから底面部２７ａまでの深さは、衝突時の変形に対する電極体２０の剛性、安全弁７０に対するザグリ部２７の位置、ザグリ部２７のその他の寸法、ザグリ部２７の形状等に基づき、ザグリ部２７が上記作用を奏するように設定することができる。例えば、集電タブ１枚の厚さが０．００８ｍｍ以上、集電タブ群の枚数が２０枚以上であれば、端部２０ｅから底面部２７ａまでのザグリ部２７の深さは、３ｍｍ以上であるのが望ましい。
【００６２】
上述したように、本実施の形態に係る蓄電素子１００は、正極２１及び負極２２が積層された電極体２０と、容器１０とを備える蓄電素子である。蓄電素子１００は、容器１０の壁部を構成する蓋体１２に設けられる安全弁７０を備え、少なくとも一層の正極２１及び／又は負極２２における蓋体１２に隣り合う縁２１ａｂ及び／又は縁２２ａｂに、蓋体１２から離れる方向への切欠き部２１ａｄ及び／又は切欠き部２２ａｄが形成されている。
【００６３】
上述の構成において、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、容器１０内の圧力が上昇して安全弁７０が開放した時に電極体２０が蓋体１２に向かって移動する場合に、電極体２０と蓋体１２との間に空間を確保することができる。よって、安全弁７０は、電極体２０によって塞がれるのが抑制され、上昇した圧力を安定して逃がすことができる。
【００６４】
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、切欠き部２１ａｄ及び／又は切欠き部２２ａｄの少なくとも一部は、安全弁７０に対向している。上述の構成において、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、安全弁７０と対向する位置に空間を確保するため、電極体２０が安全弁７０を塞ぐことが、抑制されやすくなる。
【００６５】
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、電極体２０は、正極２１及び負極２２が巻回された構成を有し、電極体２０の巻回軸Ａは、蓋体１２と交差する。上述の構成によって、高い入出力が可能な横巻き型の電極体２０を有する蓄電素子１００の場合でも、電極体２０が蓋体１２に向かって移動する場合に、電極体２０と蓋体１２との間に空間を確保することができる。
【００６６】
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、複数の切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄが、正極２１及び負極２２の積層方向に並んで形成される。上述の構成において、複数の切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄによって形成される空間が正極２１及び負極２２の積層方向でラップすることになる。よって、複数の切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、電極体２０と容器１０の蓋体１２との間における空間を大きくするため、電極体２０が安全弁７０を塞ぐのが、抑制されやすくなる。
【００６７】
本実施の形態に係る蓄電素子１００において、正極２１及び負極２２は、蓋体１２に隣り合う縁２１ａｂ及び２２ａｂそれぞれから突出する正極集電タブ２１ａａ及び負極集電タブ２２ａａを、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄと異なる位置に有する。上述の構成において、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、正極集電タブ２１ａａ及び負極集電タブ２２ａａそれぞれが形成される正極２１の縁２１ａｂ及び負極２２の縁２２ａｂからさらに容器１０の蓋体１２から離れる方向に窪んで形成される。よって、切欠き部２１ａｄ及び２２ａｄは、電極体２０が正極集電タブ２１ａａ及び負極集電タブ２２ａａを変形させつつ蓋体１２に向かって移動する場合でも、電極体２０と容器１０の蓋体１２との間における空間を確保することができる。
【００６８】
［変形例］
また、実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例として、以下のような構成が挙げられる。図７に示されるように、変形例に係る蓄電素子２００は、縦巻き型の電極体を備える蓄電素子を構成している。具体的には、蓄電素子２００の電極体２２０は、その巻回軸Ａ方向の端部２２０ｅ及び２２０ｆを容器本体１１の短側壁１１ｄ及び１１ｆに対向させる向きで、容器本体１１内に配置される。つまり、電極体２２０の巻回軸Ａが蓋体１２の外面１２ａに沿う方向となっている。なお、図７は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００の変形例である蓄電素子２００の構成を示す図２と同様の分解斜視図である。
【００６９】
図８を参照すると、電極体２２０は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０と同様に、互いに重ねられた１つの正極２２１と１つの負極２２２と２つのセパレータ２３とが一緒に、巻回軸Ａを中心に、巻回方向Ｂで渦巻き状に巻回されて形成される。なお、図８は、図７の電極体２２０の一部を展開した斜視図である。
【００７０】
正極２２１の正極基材２２１ａは、正極集電タブを有していない。正極基材２２１ａ上の略全体には、正極活物質層２１ｂが積層されている。しかしながら、正極活物質層２１ｂは、正極基材２２１ａの長手方向の２つの縁のうちの一方の縁の近傍の帯状領域である正極未塗工部２２１ａｄには、積層されていない。
【００７１】
また、正極２２１には、複数の矩形状の正極開口部２２１ｃが、正極基材２２１ａ及び正極活物質層２１ｂを貫通して形成されている。複数の正極開口部２２１ｃは、正極２２１の長手方向に沿って間隔をあけて形成されている。さらに、複数の正極開口部２２１ｃは、矩形帯状の正極２２１の長手方向に垂直な短手方向で、正極活物質層２１ｂの略中央に位置している。正極開口部２２１ｃは、正極基材２２１ａをレーザーカット等で矩形状に切り抜く、金型等で矩形状に押し抜くなどを行うことによって、形成され得る。正極開口部２２１ｃは、巻回軸Ａを中心とする正極２２１の一巻回あたりに１つ存在するように配置されている。さらに、巻回後、複数の正極開口部２２１ｃは、正極２２１の積層方向に一列に並んで略整合するように、配置されている。
【００７２】
負極２２２の負極基材２２２ａは、負極集電タブを有していない。負極基材２２２ａ上の略全体には、負極活物質層２２ｂが積層されている。しかしながら、負極活物質層２２ｂは、負極基材２２２ａの長手方向の２つの縁のうちの一方の縁の近傍の帯状領域である負極未塗工部２２２ａｄには、積層されていない。さらに、正極２２１と負極２２２とが巻回のために重ねられたとき、負極未塗工部２２２ａｄは、正極未塗工部２２１ａｄと反対側に位置する。
【００７３】
また、負極２２２には、複数の矩形状の負極開口部２２２ｃが、負極基材２２２ａ及び負極活物質層２２ｂを貫通して形成されている。負極開口部２２２ｃは、正極開口部２２１ｃと同様の形状を有しているが、正極開口部２２１ｃよりも小さく設定されている。なお、負極開口部２２２ｃは、正極開口部２２１ｃと同様の形状を有していなくてもよいが、同様の形状を有している方が製造上好ましい。複数の負極開口部２２２ｃは、負極２２２の長手方向に沿って間隔をあけて形成されている。さらに、複数の負極開口部２２２ｃは、矩形帯状の負極２２２の長手方向に垂直な短手方向で、負極活物質層２２ｂの略中央に位置している。負極開口部２２２ｃは、負極基材２２２ａをレーザーカット等で矩形状に切り抜く、金型等で矩形状に押し抜くなどを行うことによって、形成され得る。負極開口部２２２ｃは、巻回軸Ａを中心とする負極２２２の一巻回あたりに１つ存在するように配置されている。さらに、巻回後、複数の負極開口部２２２ｃは、正極２２１及び負極２２２の積層方向に一列に並んで略整合し、且つ、正極開口部２２１ｃとも上記積層方向に一列に並んで略整合するように、配置されている。つまり、各負極開口部２２２ｃは、巻回のために正極２２１と負極２２２とが重ね合わされたときに、正極開口部２２１ｃと略整合して重なるように、形成されている。このとき、負極開口部２２２ｃは、正極開口部２２１ｃの内側に位置していることが望ましい。
【００７４】
セパレータ２３は、負極未塗工部２２２ａｄを除く負極２２２全体を覆うように、負極２２２の両側の主面上に設けられる。負極未塗工部２２２ａｄが、２つのセパレータ２３間を通って突出する。正極２２１は、正極未塗工部２２１ａｄを除く全体が負極２２２及びセパレータ２３によって覆われる。負極２２２と重ねられた正極２２１の正極活物質層２１ｂの全体が、負極活物質層２２ｂに面している。正極未塗工部２２１ａｄは、負極未塗工部２２２ａｄと反対側で、セパレータ２３よりも突出している。そして、正極２２１は、巻回時に負極２２２に内側で隣り合うセパレータ２３のさらに内側に位置するように、配置される。
【００７５】
巻回後の電極体２２０では、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃは、電極体２２０の湾曲壁状部２２０ｃに位置している。具体的には、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃは、巻回方向Ｂでのそれぞれの中央部分を湾曲壁状部２２０ｃの突出縁端２２０ｃａに位置するように、位置している。なお、湾曲壁状部２２０ｃの突出縁端２２０ｃａは、湾曲壁状部２２０ｃにおいて、電極体２２０の平坦壁状部２２０ａ及び２２０ｂの短手方向であるＺ軸方向で最も外方に向かって突出し且つ巻回軸Ａに沿って延在する縁端である。つまり、突出縁端２２０ｃａは、平坦壁状部２２０ａ及び２２０ｂの短手方向での湾曲壁状部２２０ｃの頂部に位置し、電極体２２０が容器１０に入れられたときに蓋体１２に最も近接する部位である。正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃは、湾曲壁状部２２０ｃにおいて、突出縁端２２０ｃａから巻回軸Ａつまり湾曲壁状部２２０ｄに向かう半円柱状の凹部であるザグリ部２２７を形成する。なお、ザグリ部２２７内には、セパレータ２３は延在している。
【００７６】
セパレータ２３は、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃと同様の形状を有し且つ正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃと位置が略整合する開口部を備えてもよい。この場合、セパレータ２３の開口部は、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃよりも小さく設定される。そして、セパレータ２３の開口部は、セパレータ２３、正極２２１及び負極２２２が共に重ね合わされたときに、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃの内側に位置するのが望ましい。セパレータ２３の開口部は、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃと同様の形状を有していなくてもよいが、同様の形状を有している方が製造上好ましい。なお、多数の空孔を有するセパレータ２３は、ザグリ部２２７に対応する上述のような開口部を有さずにザグリ部２２７内で延在する場合でも、気体にザグリ部２２７内を十分に通過させることができる。
【００７７】
ザグリ部２２７は、巻回軸Ａ側の平坦な底面部２２７ａと、底面部２２７ａの巻回軸Ａ方向の両端から突出縁端２２０ｃａに向かって直立する側面部２２７ｂ及び２２７ｃとによって囲まれている。ザグリ部２２７は、底面部２２７ａから突出縁端２２０ｃａへの方向と、平坦壁状部２２０ａから平坦壁状部２２０ｂへの方向と、平坦壁状部２２０ｂから平坦壁状部２２０ａへの方向とに開放している。つまり、ザグリ部２２７は、底面部２２７ａから正極２２１及び負極２２２の積層方向に開放している。
【００７８】
上述のような電極体２２０において、各巻回の正極２２１では、正極開口部２２１ｃは、巻回軸Ａから突出縁端２２０ｃａに向かって最も突出しており且つ巻回軸Ａ方向に延在する正極２２１の突出縁端２２１ｄに、その巻回方向Ｂでの中央部分を位置させるように、位置している。そして、正極開口部２２１ｃは、突出縁端２２１ｄから巻回軸Ａに向かって窪む凹部を、正極２２１に形成する。同様に、各巻回の負極２２２でも、負極開口部２２２ｃは、巻回軸Ａから突出縁端２２０ｃａに向かって最も突出しており且つ巻回軸Ａ方向に延在する負極２２２の突出縁端２２２ｄに、その巻回方向Ｂでの中央部分を位置させるように、位置している。そして、負極開口部２２２ｃは、突出縁端２２１ｄから巻回軸Ａに向かって窪む凹部を、負極２２２に形成する。上記の正極２２１の突出縁端２２１ｄ及び負極２２２の突出縁端２２２ｄは、極板の縁部の一例であり、正極開口部２２１ｃ及び負極開口部２２２ｃは、窪み部の一例である。
【００７９】
また、巻回後の電極体２２０では、巻回された正極未塗工部２２１ａｄは、電極体２２０の巻回軸Ａ方向の一方の端部２２０ｅを形成し、巻回された負極未塗工部２２２ａｄは、電極体２２０の巻回軸Ａ方向の他方の端部２２０ｆを形成する。
【００８０】
本変形例でも、電極体２２０は、扁平な長円形状の断面形状を有するように形成されているが、電極体２２０の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、その他の多角形であってもよい。
【００８１】
図７を参照すると、電極体２２０の正極未塗工部２２１ａｄは、正極集電体２５０を介して、容器１０の蓋体１２の正極端子３０に電気的に接続されると共に、蓋体１２に固定される。電極体２２０の負極未塗工部２２２ａｄは、負極集電体２６０を介して、蓋体１２の負極端子４０に電気的に接続されると共に、蓋体１２に固定される。正極集電体２５０は、正極基材２２１ａと同様の材料から作製される。負極集電体２６０は、負極基材２２２ａと同様の材料から作製される。
【００８２】
正極集電体２５０は、正極端子３０の端子本体３１のリベット部３１ａによって、端子本体３１にリベット留めされる。さらに、正極集電体２５０が有する２つの脚部２５０ａが、積層方向に集束された正極未塗工部２２１ａｄに両側から挟むように組み付けられ、正極未塗工部２２１ａｄに溶接等によって接合される。上部絶縁部材３２が、端子本体３１と蓋体１２とを電気的に絶縁し、下部絶縁部材３３が、蓋体１２と正極集電体２５０とを電気的に絶縁する。
【００８３】
負極集電体２６０は、負極端子４０の端子本体４１のリベット部４１ａによって、端子本体４１にリベット留めされる。さらに、負極集電体２６０が有する２つの脚部２６０ａが、積層方向に集束された負極未塗工部２２２ａｄに両側から挟むように組み付けられ、負極未塗工部２２２ａｄに溶接等によって接合される。上部絶縁部材４２が、端子本体４１と蓋体１２とを電気的に絶縁し、下部絶縁部材４３が、蓋体１２と負極集電体２６０とを電気的に絶縁する。
【００８４】
電極体２２０は、ザグリ部２２７のある突出縁端２２０ｃａが蓋体１２に隣り合うような向きで、蓋体１２に取り付けられている。つまり、電極体２２０の中で、突出縁端２２０ｃａが、蓋体１２に最も近接している。ザグリ部２２７は、安全弁７０と対向して位置している。正極端子３０から負極端子４０に向かう方向つまりＸ軸方向に関して、ザグリ部２２７における側面部２２７ｂと側面部２２７ｃとの間の幅は、安全弁７０の弱化部７１の幅より大きくなっている。さらに、電極体２２０の平坦壁状部２２０ａから平坦壁状部２２０ｂに向かう方向つまりＹ軸方向に関して、ザグリ部２２７の開放端間の幅つまり底面部２２７ａの幅は、安全弁７０の弱化部７１の幅より大きくなっている。そして、安全弁７０の弱化部７１の全体が、ザグリ部２２７に面している。
【００８５】
上述のような構成を有する蓄電素子２００では、容器１０の内圧上昇時に安全弁７０が開放した場合、電極体２２０が移動して蓋体１２に衝突しても、ザグリ部２２７が、安全弁７０に対向する位置に空間を確保する。そして、上記空間は、容器１０と電極体２２０との間の空間に連通する。よって、容器１０内の気体が安全弁７０を通って外部に流出することができる。さらに、ザグリ部２２７の形状及び寸法を調節することによって、ザグリ部２２７は、衝突時に電極体２２０と共に変形した場合でも、安全弁７０に対向する位置に十分な空間を確保するようにすることができる。
【００８６】
また、蓄電素子２００におけるその他の構成及び動作は、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様であるため、その説明を省略する。さらに、上述したように、変形例１に係る蓄電素子２００によると、実施の形態に係る蓄電素子１００と同様の効果が得られる。
【００８７】
［その他の変形例］
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、実施の形態及び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。本発明の範囲は上述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。
【００８８】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体は、積層された正極、負極及びセパレータを巻回して形成される巻回型の電極体であったが、これに限定されるものでない。電極体は、多数の正極、負極及びセパレータを積層して形成されるスタック型の電極体であってもよく、積層した正極、負極及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるＺ型の電極体であってもよい。
【００８９】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体のザグリ部は、直方体状の形状を有していたが、これに限定されるものでない。ザグリ部の形状は、電極体の２つの平坦壁状部にわたる方向で断面が変化しない半円柱、半楕円柱、三角柱、多角形柱等の柱状の形状を有してもよい。このとき、例えば、実施の形態に係る蓄電素子の電極体では、正極及び負極に形成する複数の切欠き部が同形状となるため、正極基材及び負極基材の加工が容易である。或いは、ザグリ部の形状は、半球、半楕円球等の電極体の２つの平坦壁状部にわたる方向で断面が変化する形状であってもよい。
【００９０】
実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０では、ザグリ部２７は、正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５から間隔をあけて配置されていた。つまり、ザグリ部２２７と正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５との間のそれぞれに、正極２１の縁２１ａｂ及び負極２２の縁２２ａｂが介在していた。しかしながら、ザグリ部２７は、正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５の一方に、縁２１ａｂ及び２２ａｂを介さずに隣接してもよい。
【００９１】
変形例に係る蓄電素子２００の電極体２２０では、ザグリ部２２７は、平坦な底面部２２７ａを有していたが、これに限定されるものでない。例えば、正極２２１の正極開口部２２１ｃ及び負極２２２の負極開口部２２２ｃは、ザグリ部の底面部が中央で窪むような屈曲する形状を有するザグリ部を形成してもよい。
【００９２】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、積層された正極の全ての層におけるザグリ部に対応する部分に切欠き部又は正極開口部が形成され、且つ、積層された負極の全ての層におけるザグリ部に対応する部分に切欠き部又は負極開口部が形成されていたが、これに限定されるものでない。正極及び負極の一方のみに切欠き部又は開口部を形成してもよい。正極及び負極の一方又は両方のいずれに切欠き部又は開口部を形成する場合であっても、積層された正極のうちの少なくとも一層に切欠き部又は正極開口部を形成してもよく、且つ、積層された負極のうちの少なくとも一層に切欠き部又は負極開口部を形成してもよい。
【００９３】
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、１つの電極体２０を備えていた。しかしながら、蓄電素子は、２つ以上の電極体を備えるものであってもよい。
【００９４】
実施の形態に係る蓄電素子１００では、電極体２０は、端部２０ｅに正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５を有していたが、これに限定されるものでない。電極体は、正極集電タブ群２４及び負極集電タブ群２５を有さず、変形例に係る蓄電素子２００の電極体２２０のように、巻回軸Ａ方向の２つ端部に帯状の正極未塗工部及び負極未塗工部を有してもよい。この場合、正極未塗工部及び負極未塗工部がそれぞれ、正極集電体及び負極集電体に接続される。
【００９５】
変形例に係る蓄電素子２００では、電極体２２０は、正極未塗工部２２１ａｄ及び負極未塗工部２２２ａｄでそれぞれ、正極集電体２５０及び負極集電体２６０に接続される構成であったが、これに限定されるものでない。電極体は、正極未塗工部２２１ａｄの位置及び負極未塗工部２２２ａｄの位置にそれぞれ、正極２２１の正極基材２２１ａ及び負極２２２の負極基材２２２ａから突出するタブを一体的に有する構成であってもよい。さらに、正極集電体２５０及び負極集電体２６０が、タブに接続されてよい。
【００９６】
変形例に係る蓄電素子２００では、電極体２２０は、湾曲壁状部２２０ｃの突出縁端２２０ｃａにザグリ部２２７を有していたが、これに限定されるものでない。電極体２２０は、巻回軸Ａ方向の端部２２０ｅ又は２２０ｆに、ザグリ部を有していてもよい。この場合、電極体２２０のザグリ部は、実施の形態に係る蓄電素子１００の電極体２０のザグリ部２７と同様の構成を有し、ザグリ部２７と同様の方法で形成されてもよい。端部２２０ｅ又は２２０ｆにザグリ部を有する電極体２２０についても、容器１０の蓋体１２から延在する正極集電体２５０及び負極集電体２６０がそれぞれ、正極未塗工部２２１ａｄ及び負極未塗工部２２２ａｄと接続される。さらに、安全弁は、容器１０の容器本体１１におけるザグリ部に対向する短側壁１１ｄ又は１１ｆに形成される。さらにまた、短側壁１１ｄ又は１１ｆの安全弁は、ザグリ部と対向する位置に配置されてもよい。
【００９７】
また、実施の形態及び変形例に係る蓄電素子の電極体では、セパレータ２３は、切欠き部及び開口部を有さずに、ザグリ部内に延在していたが、これに限定されるものでない。セパレータ２３にも、正極基材及び負極基材の切欠き部又は開口部と同様の切欠き部又は開口部が形成されてもよい。
【００９８】
また、実施の形態及び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。また、本発明は、上述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、１つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置においても実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
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】
【０１００】
１０  容器
１２  蓋体（容器の壁部）
２０，２２０  電極体
２１，２２１  正極（極板）
２１ａａ  正極集電タブ
２１ａｂ，２２ａｂ  縁（極板の縁部）
２１ａｄ，２２ａｄ  切欠き部（窪み部）
２２，２２２  負極（極板）
２２ａａ  負極集電タブ
２７，２２７  ザグリ部
７０  安全弁
１００，２００  蓄電素子
２２１ｃ  正極開口部（窪み部）
２２２ｃ  負極開口部（窪み部）
Ａ  巻回軸
【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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