(57)【要約】 蓄電素子１０は、積層型の電極体４００と、電極体４００を収容する容器本体１０１と、容器本体１０１を閉塞する蓋体１１０を有する蓋構造体１８０と、容器本体１０１内における電極体４００の周囲に配置されるサイドスペーサ７００（絶縁部材）とを備え、サイドスペーサ７００は、電極体４００の第二側面４０５に対向する板状の本体部７０１と、本体部７０１における蓋構造体１８０側の一端部であり、本体部７０１における他の部分よりも厚肉な嵌合部７０２（厚肉部）とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層型の電極体と、
前記電極体を収容する容器本体と、
前記容器本体を閉塞する蓋体を有する蓋構造体と、
前記容器本体内における前記電極体の周囲に配置される絶縁部材とを備え、
前記絶縁部材は、
前記電極体の側面に対向する板状の本体部と、
前記本体部における前記蓋構造体側の一端部であり、前記本体部における他の部分よりも厚肉な厚肉部とを有する
蓄電素子。
【請求項２】
前記厚肉部は、前記電極体と前記蓋構造体との間に突出している
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記厚肉部は、前記蓋構造体に近づくほど前記厚肉部の肉厚を厚くする傾斜面を有する
請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記本体部の幅は、前記電極体の前記側面の幅よりも狭い
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記本体部における他端部の角部は面取されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記本体部における他端部は、前記電極体の前記側面内に収まっている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記電極体は正極板と負極板とセパレータとを有し、
前記電極体の前記側面において、前記セパレータは前記正極板および前記負極板よりも突出している
請求項１〜６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、電極体の周囲に配置される絶縁部材を備えた蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電素子においては、絶縁部材であるスペーサを電極体に取り付けた状態で容器に挿入することで組み立てられる蓄電素子が知られている（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２０１１−２１６２３９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、蓄電素子の組立時においては、予め電極体に蓋体及びスペーサを組み付けた状態で、容器本体に電極体を挿入することになる。このとき、スペーサにおける電極体に重なっていない部分は、支えがないために座屈しやすい。近年では、エネルギー密度の高密化の観点から、スペーサ自体の薄型化も進められており、前述した部分がより座屈しやすくなる状況にある。【０００５】
このため、本発明は、絶縁部材であるスペーサの座屈を抑制可能な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、積層型の電極体と、電極体を収容する容器本体と、容器本体を閉塞する蓋体を有する蓋構造体と、容器本体内における電極体の周囲に配置される絶縁部材とを備え、絶縁部材は、電極体の側面に対向する板状の本体部と、本体部における蓋構造体側の一端部であり、本体部における他の部分よりも厚肉な厚肉部とを有する。【０００７】
これによれば、絶縁部材の本体部が板状であるので、容器本体内において当該本体部が占める容積を小さくすることができる。したがって、電極体を大きくすることができ、エネルギー密度を高めることができる。【０００８】
また、絶縁部材の本体部の一端部が他の部分よりも厚肉な厚肉部であるので、当該部位の強度が高められる。したがって、挿入時における絶縁部材の座屈を抑制することができる。これにより、電極体及び絶縁部材を容器本体にスムーズに挿入することができる。【０００９】
また、厚肉部は、電極体と蓋構造体の間に突出している。【００１０】
これによれば、厚肉部が電極体と蓋構造体との間に突出しているので、厚肉部を電極体とは反対側に突出させずとも、当該厚肉部の厚さを確保することができる。つまり、電極体と蓋構造体との間の余剰空間を利用して、厚肉部を設けることができる。言い換えれば、厚肉部によって容器本体の内部空間が狭まってしまうことを抑制できる。したがって、電極体を極力大きくすることができ、エネルギー密度を高めることができる。【００１１】
また、厚肉部は、蓋構造体に近づくほど厚肉部の肉厚を厚くする傾斜面を有する。【００１２】
これによれば、厚肉部が、蓋構造体に近づくほど厚肉部の肉厚を厚くする傾斜面を有しているので、容器本体の内方に向かうほど傾斜面と電極体との間隔が大きくなる。これにより、挿入時に電極体に対して厚肉部が当接する面積を小さくすることができ、電極体にかかる負荷を小さくすることができる。【００１３】
また、本体部の幅は、電極体の側面の幅よりも狭い。【００１４】
ここで、容器本体の内部において、隣り合う内面同士がなす角部が例えばＲ形状に形成されている場合がある。角部がＲ形状であると、容器本体内部の幅が徐々に狭まることになり、電極体の側面に重なった絶縁部材の本体部と干渉するおそれがある。【００１５】
上記したように、絶縁部材の本体部の幅が電極体の側面の幅よりも狭いので、幅方向において絶縁部材を電極体の側面内に収めることができる。これにより、Ｒ形状の一対の角部よりも内側に本体部を配置することができ、本体部と角部との干渉を抑制することができる。したがって、電極体及び絶縁部材を容器本体に、よりスムーズに挿入することができる。【００１６】
また、本体部における他端部の角部は面取されている。【００１７】
これによれば、絶縁部材の本体部における他端部の角部が面取されているので、絶縁部材を容器本体に挿入する際に、当該角部が容器本体に干渉しにくくなる。したがって、電極体及び絶縁部材を容器本体に、よりスムーズに挿入することができる。【００１８】
また、本体部における他端部は、電極体の側面内に収まっている。【００１９】
これによれば、本体部における他端部が電極体の側面内に収まっているので、本体部の他端部が電極体から突出しない。したがって、本体部の他端部と容器本体との干渉を抑制することができ、よりスムーズな挿入が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、絶縁部材であるスペーサの座屈を抑制可能な蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、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】図２は、実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る蓄電素子から、容器本体と絶縁シートとを除いた部位の分解斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態に係るサイドスペーサの概略構成を示す側面図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るサイドスペーサの概略構成を示す平面図である。
【図６】図６は、実施の形態に係るサイドスペーサの概略構成を示す平面図である。
【図７】図７は、実施の形態に係るサイドスペーサと電極体と絶縁シートとの位置関係を示す正面図である。
【図８】図８は、実施の形態に係るサイドスペーサと容器本体と絶縁シートとの位置関係を示す断面図である。
【図９】図９は、実施の形態に係るサイドスペーサと、電極体と、蓋構造体との位置関係を示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る絶縁シートとサイドスペーサとの接合領域を示す説明図である。
【図１１】図１１は、変形例に係るサイドスペーサと電極体と絶縁シートとの位置関係を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、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、以下の実施の形態及びその変形例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、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。
【００２３】
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、電極体の一対の集束部の並び方向、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、電極体の極板の積層方向を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、電極端子の軸部の軸方向、または、上下方向を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。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。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軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
【００２４】
（実施の形態）
［１．蓄電素子の構成］
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、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、実施の形態に係る蓄電素子１０の分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電素子１０から、容器本体１０１と絶縁シート５００とを除いた部位の分解斜視図である。
【００２５】
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（または移動体用）電源、電子機器用電源、または電力貯蔵用電源などに適用される。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。蓄電素子１０は、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、蓄電素子１０は全固体電池であってもよい。
【００２６】
これらの図に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、電極体４００と、絶縁シート５００と、一対のサイドスペーサ７００とを備える。なお、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。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。
【００２７】
本実施の形態では、容器１００の蓋体１１０に各種の要素が配置されることで構成された蓋構造体１８０が、電極体４００の上方に配置されている。容器１００内においては、電極体４００の一端部が蓋構造体１８０に対向している。
【００２８】
容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１０１と、容器本体１０１の開口を閉塞する蓋体１１０とで構成されている。容器１００には、電極体４００と、絶縁シート５００と、一対のサイドスペーサ７００とが収容されている。容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０と容器本体１０１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。また、容器１００（蓋体１１０及び容器本体１０１）は、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の溶接可能な金属で形成されている。なお、蓋体１１０と容器本体１０１とは、同じ材質で形成されているのが好ましいが、異なる材質で形成されていてもかまわない。また、蓋体１１０には、容器１００内部に電解液を注入するための注液口１２４が設けられている。注液口１２４は、注液栓１２６によって塞がれている。また、蓋体１１０には、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁等が配置されていてもよい。
【００２９】
蓋構造体１８０は、容器１００の蓋体１１０、正極端子２００、負極端子３００、上ガスケット１２５、１３５、下ガスケット１２０、１３０、正極集電体１４０並びに負極集電体１５０を有する。
【００３０】
蓋体１１０は、板状部材であり、図３に示すように、注液口１２４、貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、並びに、２つの膨出部１６０が形成されている。注液口１２４は、蓄電素子１０の製造時に電解液を注液するための貫通孔である。２つの膨出部１６０のそれぞれは、本実施の形態では、蓋体１１０の一部が膨出状に形成されていることで蓋体１１０に設けられており、例えば、上ガスケット１２５、１３５の位置決めに用いられる。また、膨出部１６０の裏側（電極体４００に対向する側）には上方に凹状の部分である凹部（図示せず）が形成されており、凹部の一部に、下ガスケット１２０、１３０の係合突部１２０ｂ、１３０ｂが係合する。これにより、下ガスケット１２０、１３０も位置決めされ、その状態で蓋体１１０に固定される。
【００３１】
上ガスケット１２５、１３５、並びに、下ガスケット１２０、１３０は、絶縁体であり、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の絶縁性の樹脂などによって形成されている。
【００３２】
上ガスケット１２５は、正極端子２００と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。上ガスケット１２５には、正極端子２００の締結部が貫通する貫通孔１２５ａが形成されている。下ガスケット１２０は、正極集電体１４０と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。下ガスケット１２０には、正極端子２００の締結部が貫通する貫通孔１２０ａが形成されている。
【００３３】
上ガスケット１３５は、負極端子３００と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。上ガスケット１３５には、負極端子３００の締結部３１０（図９参照）が貫通する貫通孔１３５ａが形成されている。下ガスケット１３０は、負極集電体１５０と蓋体１１０とを電気的に絶縁する部材である。下ガスケット１３０には、負極端子３００の締結部３１０が貫通する貫通孔１３０ａが形成されている。
【００３４】
上ガスケット１２５、１３５は、例えば上パッキンと呼ばれる場合もあり、下ガスケット１２０、１３０は、例えば下パッキンと呼ばれる場合もある。つまり、本実施の形態では、上ガスケット１２５、１３５は、電極端子（２００または３００）と容器１００との間を封止する機能も有している。なお、下ガスケット１２０、１３０も電極端子（２００または３００）と容器１００との間を封止する機能を有していてもよい。
【００３５】
また、下ガスケット１２０、１３０には、サイドスペーサ７００に係合する係合部１２１、１３１が設けられている。具体的には、係合部１２１、１３１は、下ガスケット１２０、１３０の外側の一端部から外方に向けてＸ軸方向に突出している。係合部１２１、１３１のＹ軸方向における両側部には、補強リブ１２２、１３２が立設している。補強リブ１２２、１３２は、係合部１２１、１３１の先端に向かうほど高さが低くなるように傾斜している。この補強リブ１２２、１３２によって、係合部１２１、１３１の強度が高められている。
【００３６】
係合部１２１、１３１がサイドスペーサ７００に係合することによって、サイドスペーサ７００に対する下ガスケット１２０、１３０の位置が決められる。ひいてはサイドスペーサ７００に対する蓋構造体１８０の位置が決められる。この係合部１２１、１３１とサイドスペーサ７００との係合時における位置関係については後述する。
【００３７】
図１〜図３に示すように、正極端子２００は、正極集電体１４０を介して、電極体４００の正極に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１５０を介して、電極体４００の負極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の外部空間に導出するための、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。正極端子２００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極端子３００は、銅または銅合金などで形成されている。
【００３８】
また、正極端子２００には、容器１００と正極集電体１４０とを締結する締結部が設けられている。負極端子３００には、容器１００と負極集電体１５０とを締結する締結部３１０（図９参照）が設けられている。
【００３９】
正極端子２００の締結部は、正極端子２００から下方に延設された部材（リベット）であり、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されてかしめられる。具体的には、正極端子２００の締結部は、上ガスケット１２５の貫通孔１２５ａ、蓋体１１０の貫通孔１１０ａ、下ガスケット１２０の貫通孔１２０ａ、及び、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されてかしめられる。これにより、正極端子２００と正極集電体１４０とが電気的に接続され、正極集電体１４０は、正極端子２００、上ガスケット１２５及び下ガスケット１２０とともに、蓋体１１０に固定される。
【００４０】
負極端子３００の締結部３１０は、負極端子３００から下方に延設された部材（リベット）であり、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａに挿入されてかしめられる。具体的には、締結部３１０は、上ガスケット１３５の貫通孔１３５ａ、蓋体１１０の貫通孔１１０ｂ、下ガスケット１３０の貫通孔１３０ａ、及び、負極集電体１５０の貫通孔１５０ａに挿入されてかしめられる。これにより、負極端子３００と負極集電体１５０とが電気的に接続され、負極集電体１５０は、負極端子３００、上ガスケット１３５及び下ガスケット１３０とともに、蓋体１１０に固定される。
【００４１】
なお、締結部３１０は、負極端子３００との一体物として形成されていてもよく、負極端子３００とは別部品として作製された締結部３１０が、かしめまたは溶接などの手法によって負極端子３００に固定されていてもかまわない。正極端子２００と、その締結部との関係についても同様である。
【００４２】
正極集電体１４０は、電極体４００と蓋体１１０との間に配置され、電極体４００と正極端子２００とを電気的に接続する部材である。正極集電体１４０は、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。正極集電体１４０には、正極端子２００の締結部が貫通する貫通孔１４０ａが形成されている。
【００４３】
負極集電体１５０は、電極体４００と蓋体１１０との間に配置され、電極体４００と負極端子３００とを電気的に接続する部材である。負極集電体１５０は、銅または銅合金などで形成されている。負極集電体１５０は、負極端子３００の締結部３１０が貫通する貫通孔１５０ａが形成されている。
【００４４】
電極体４００は、図３に示すように、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）であり、容器１００の内方に配置される。具体的には、電極体４００は、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで交互に並べられた積層型の電極体である。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。
【００４５】
電極体４００は、発電及び蓄電する部分である電極体本体４０１と、電極体本体４０１と外部との電力のやり取りを行う部分である正極集束部４１５及び負極集束部４２５とを有する。
【００４６】
電極体本体４０１は、全体として略直方体状に形成されている。電極体本体４０１には、複数の極板の端縁が集まって面が構成されている。具体的に説明すると、電極体本体４０１には、蓋体１１０に対向する天面４０２と、容器本体１０１の底部に対向する底面４０３と、天面４０２及び底面４０３に隣り合い、ＸＺ平面に平行な一対の第一側面４０４と、天面４０２及び底面４０３に隣り合い、ＹＺ平面に平行な一対の第二側面４０５と、を備えている。第一側面４０４と第二側面４０５とは異なる側面である。具体的には、第一側面４０４は、第二側面４０５よりも面積の大きい長側面であり、第二側面４０５は短側面である。
【００４７】
電極体本体４０１における天面４０２及び一対の第一側面４０４には、２箇所に接着テープ３７０が取り付けられている。また、電極体本体４０１における底面４０３及び一対の第一側面４０４には、３箇所に接着テープ３７０が取り付けられている。これらの接着テープ３７０によって、正極板と負極板とセパレータとの位置ズレが防止されている。
【００４８】
正極集束部４１５は、電極体本体４０１の天面４０２において、Ｘ軸方向マイナス側から突出している。正極集束部４１５は、各正極板において、正極活物質が塗工されておらず正極基材層が露出した部位を束ねることで形成されている。負極集束部４２５は、電極体本体４０１の天面４０２において、Ｘ軸方向プラス側から突出している。負極集束部４２５は、各負極板において、負極活物質が塗工されておらず負極基材層が露出した部位を束ねることで形成されている。
【００４９】
正極集束部４１５は正極集電体１４０に接合され、負極集束部４２５は負極集電体１５０に接合されている。つまり、正極集束部４１５は、正極集電体１４０を介して正極端子２００に電気的に接続され、負極集束部４２５は、負極集電体１５０を介して負極端子３００に電気的に接続される。これにより、電極体４００は、正極端子２００及び負極端子３００を介して、外部の装置等との間で電力のやり取りを行うことができる。
【００５０】
なお、集束部と集電体との接合には周知の接合方法を用いることが可能である。接合方法の一例としては、超音波溶接、レーザ溶接などの溶接、カシメまたはネジ止めなどの締結などが挙げられる。
【００５１】
次に、本実施の形態に係るサイドスペーサ７００について説明する。
【００５２】
図２に示すように、一対のサイドスペーサ７００は、電極体４００の一対の第二側面４０５のそれぞれに重ねて配置されている。つまり、容器本体１０１内では、一対のサイドスペーサ７００は、電極体４００の周囲に配置されている。サイドスペーサ７００は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、または、ＰＰＳ等の絶縁性の樹脂によって形成された絶縁部材である。以降、一対のサイドスペーサ７００のうち、負極側のサイドスペーサ７００の具体的な構造について説明する。正極側のサイドスペーサ７００については、負極側のサイドスペーサ７００と同様の構造のため、その説明は省略する。
【００５３】
図４は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００の概略構成を示す側面図である。図５及び図６は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００の概略構成を示す平面図である。具体的には、図４はサイドスペーサ７００をＹ軸方向マイナス側から見た図であり、図５はサイドスペーサ７００をＸ軸方向プラス側から見た図であり、図６はサイドスペーサ７００をＸ軸方向マイナス側から見た図である。
【００５４】
図４〜図６に示すように、サイドスペーサ７００は、全体として概ね平板状に形成されている。サイドスペーサ７００は、本体部７０１と嵌合部７０２とを備えており、これらが一体成形されている。
【００５５】
本体部７０１は、板状に形成されており、電極体４００の第二側面４０５に対向して配置されている。具体的には、本体部７０１は、Ｚ軸方向に長尺でＹＺ平面に平行な略矩形状に形成されている。本体部７０１におけるＹ軸方向の幅Ｈ１は、電極体４００の第二側面４０５の幅Ｈ２よりも狭い（図７参照）。具体的には、本体部７０１の幅Ｈ１は、電極体４００の幅の８０％以上１００％未満であることが好ましい。本実施の形態では、サイドスペーサ７００の全体の幅が、幅Ｈ１に収まっている。
【００５６】
また、本体部７０１の下端部の一対の角部７０３は、面取りされている。具体的には、角部７０３はＲ形状に形成されている。なお、角部７０３は、鋭角に角張っていない形状であれば、Ｒ形状に限定されない。角部７０３におけるその他の形状としては、例えばＣ面状などが挙げられる。また、本体部７０１の下端部（他端部）は、他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部７０４である。薄肉部７０４は、本体部７０１における幅方向の全体が一様な厚さとなっている。本体部７０１における、電極体４００の第二側面４０５とは反対側の面において、薄肉部７０４と他の部分との境界部分には、傾斜面７０５が形成されている。この傾斜面７０５によって応力の集中が抑制されている。
【００５７】
本体部７０１の上端部（一端部）からは、嵌合部７０２が容器本体１０１の内方に向けて突出している。このため、嵌合部７０２の突出方向はＸ軸方向となる。本体部７０１の上端部の直下においても、他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部７０６となっている。薄肉部７０６は、本体部７０１における幅方向の全体が一様な厚さとなっている。本体部７０１における、電極体４００の第二側面４０５とは反対側の面には、薄肉部７０６をＺ軸方向で挟むように一対の傾斜面７０７が設けられている。一対の傾斜面７０７は、薄肉部７０６と他の部分との境界部分である。この一対の傾斜面７０７によって応力の集中が抑制されている。
【００５８】
一対の薄肉部７０４、７０６の間には、Ｚ軸方向に長尺なスリット７０８が一対設けられている。一対のスリット７０８は平行に設けられている。この一対のスリット７０８によって電極体４００の第二側面４０５が露出するので、このスリット７０８を介して、電解液が電極体４００に浸透するようになっている。
【００５９】
嵌合部７０２は、基端部７２１と、先端部７２５とを備えている。嵌合部７０２の基端部７２１は、傾斜部７２２と、一対の壁部７２３と、保持部７２４とを備えている。傾斜部７２２は、蓋構造体１８０に近づくほど肉厚を厚くする傾斜面７２６を備えている。ここでは、傾斜部７２２の厚さ方向は、本体部７０１と同様にＸ軸方向としている。しかし、傾斜部７２２においては、厚さ方向をＺ軸方向とすることも可能である。この場合、傾斜面７２６は、傾斜部７２２の厚さを、蓋構造体１８０に近づくほど薄くするとも言える。傾斜部７２２は、Ｘ軸方向の厚さであっても、Ｚ軸方向の厚さであっても、本体部７０１における嵌合部７０２以外の部分のＸ軸方向の肉厚よりも厚くなっている。
【００６０】
一対の壁部７２３は、傾斜部７２２におけるＹ軸方向の両端部に設けられている。具体的には、壁部７２３は、傾斜部７２２の傾斜面７２６から張り出している。壁部７２３と傾斜部７２２とがなす外側面は、面一であり、その側面視形状は矩形状である。つまり、この外側面は、壁部７２３のみがなす外側面よりも面積が大きい。
【００６１】
保持部７２４は、先端部７２５を保持する部位である。具体的には、保持部７２４は、傾斜部７２２におけるＹ軸方向の中央部に設けられている。この保持部７２４は、傾斜部７２２の傾斜面７２６から張り出しており、その先端面から先端部７２５が突出している。図６に示すように、平面視において、保持部７２４は、先端部７２５を全体として収める形状、大きさに形成されている。具体的には、保持部７２４の平面視形状は矩形状であり、Ｚ軸方向の厚さが先端部７２５よりも厚く、Ｙ軸方向の幅も先端部７２５よりも大きい。
【００６２】
先端部７２５は、角柱状に形成されており、保持部７２４の先端面から容器１００の内方に向けて突出している。先端部７２５の上面は、基端部７２１の上面と面一となっている。先端部７２５のＸ軸方向の厚さと、Ｚ軸方向の厚さとのそれぞれは、本体部７０１におけるＸ軸方向の厚さよりも大きい。
【００６３】
このように、嵌合部７０２においては、基端部７２１と、先端部７２５とのそれぞれの肉厚が、本体部７０１における嵌合部７０２以外の部分の肉厚よりも厚くなっている。つまり、嵌合部７０２は、本体部７０１のその他の部分よりも厚肉な厚肉部である。
【００６４】
次に、容器１００内におけるサイドスペーサ７００と、他の部材との位置関係について説明する。図７は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００と電極体４００と絶縁シート５００との位置関係を示す正面図である。図８は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００と容器本体１０１と絶縁シート５００との位置関係を示す断面図である。図９は、実施の形態に係るサイドスペーサ７００と、電極体４００と、蓋構造体１８０との位置関係を示す断面図である。図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ切断線を含む断面に相当する断面図である。図９は、図７におけるＩＸ−ＩＸ切断線を含む断面に相当する断面図である。図８及び図９では、図７で図示されていない部材も図示されている。
【００６５】
図７に示すように、サイドスペーサ７００の本体部７０１は、電極体４００の第二側面４０５に重ねて配置されている。本体部７０１は、Ｙ軸方向（幅方向）において、電極体４００の第二側面４０５内に収まっている。これは、サイドスペーサ７００の幅Ｈ１が、電極体４００の第二側面４０５の幅Ｈ２よりも小さいためである。図８に示すように、容器本体１０１の内側の角部はＲ形状に形成されているが、本体部７０１を電極体４００の第二側面４０５内に収めることで、本体部７０１は容器本体１０１の内側の角部から離間する。これにより、容器本体１０１の内側の角部と、本体部７０１との干渉を抑制することができる。
【００６６】
また、図７に示すように、本体部７０１の下端部である薄肉部７０４は、電極体４００の底面４０３よりも上方に位置している。具体的には、本体部７０１のＺ軸方向の長さは、電極体４００の第二側面４０５のＺ軸方向の長さ（高さ）の３０％以上、１００％未満であることが好ましい。これにより、本体部７０１の薄肉部７０４は、Ｚ軸方向において電極体４００の第二側面４０５内に収まっている。つまり、本体部７０１の薄肉部７０４が電極体４００から突出しないため、薄肉部７０４と容器本体１０１との干渉を抑制することができる。
【００６７】
図９に示すように、サイドスペーサ７００の嵌合部７０２は、蓋体１１０と電極体４００との間に配置されている。ここで、蓋構造体１８０には、蓋体１１０と下ガスケット１３０の係合部１３１との間に、Ｚ軸方向に沿った隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、サイドスペーサ７００側が開放されており、この開放部分から嵌合部７０２の先端部７２５が隙間Ｓに挿入される。嵌合部７０２の先端部７２５は、隙間Ｓ内においてＺ軸方向で蓋構造体１８０に嵌り合っている。つまり、係合部１３１とサイドスペーサ７００とが係合した状態となる。具体的には、先端部７２５は、Ｚ軸方向プラス側では蓋体１１０に当接し、Ｚ軸方向マイナス側では下ガスケット１３０の係合部１３１に当接している。つまり、先端部７２５は、隙間Ｓ内において蓋体１１０と下ガスケット１３０とに挟まれている。
【００６８】
ここで、Ｚ軸方向マイナス側は、容器本体１０１に対して電極体４００が挿入される挿入方向である。つまり、嵌合部７０２の先端部７２５は、隙間Ｓ内において挿入方向及びその反対方向のそれぞれで蓋構造体１８０に当接して、隙間Ｓに嵌合していると言える。このように、嵌合部７０２の先端部７２５が隙間Ｓに嵌合しているので、蓋構造体１８０に対するサイドスペーサ７００のＺ軸方向の位置ズレが抑制されている。
【００６９】
嵌合部７０２の保持部７２４の先端面は、下ガスケット１３０の係合部１３１にＸ軸方向で当接している。つまり、保持部７２４は、嵌合部７０２の突出方向（Ｘ軸方向）で蓋構造体１８０に当接する当接部である。これにより、突出方向におけるサイドスペーサ７００と蓋構造体１８０との位置決めが行われる。
【００７０】
また、一対の壁部７２３は、その下面が電極体４００の天面４０２に対向している。これにより、サイドスペーサ７００が嵌合部７０２の境界で屈曲しそうになっても、一対の壁部７２３が電極体４００の天面４０２に当接することとなり、それ以上の屈曲が抑制される。
【００７１】
また、サイドスペーサ７００と、電極体４００とは、接着テープ３８０によって固定されている。このため、電極体４００は、サイドスペーサ７００によって、蓋構造体１８０に対するＺ軸方向の位置ズレが抑制される。
【００７２】
接着テープ３８０は、本体部７０１の一対の薄肉部７０４、７０６に対して貼り付けられている（図２参照）。本体部７０１の他の部分よりも薄い薄肉部７０４、７０６に対して接着テープ３８０が貼り付けられているので、接着テープ３８０における本体部７０１からの突出量を抑えることができる。したがって、容器１００内における電極体４００の設置空間を大きくすることができ、蓄電素子１０全体を大きくしなくとも、電極体４００の外形寸法を大きくして、エネルギー密度を高めることができる。
【００７３】
図７に示すように、絶縁シート５００は、電極体４００の一部を覆う絶縁性のシート体である。具体的には、絶縁シート５００は、電極体４００の一対の第一側面４０４と、底面４０３とを覆っている。これにより、絶縁シート５００は、全体として略Ｕ字状をなす。絶縁シート５００の両端部は、サイドスペーサ７００に接合されている。
【００７４】
図１０は、実施の形態に係る絶縁シート５００とサイドスペーサ７００との接合領域Ｃを示す説明図である。図７及び図１０において、接合領域Ｃは網掛けで図示している。
【００７５】
具体的には、絶縁シート５００の両端部は、サイドスペーサ７００の一対の壁部７２３にそれぞれ接合されている。なお、ここで言う「接合」には、接着、溶着、粘着等が含まれる。一対の壁部７２３は、電極体４００の上方に配置されているので、絶縁シート５００における第一側面４０４を覆う部分を単に延長するだけで、絶縁シート５００を壁部７２３に重ね合わせることができる。これにより、絶縁シートをシンプルな形状とすることが可能である。例えば、絶縁シート５００は、展開時においては長尺な矩形状となる。また、絶縁シート５００は、例えばＰＰ、ＰＥ、または、ＰＰＳ等の絶縁性の樹脂によって形成されている。
【００７６】
［２．蓄電素子の製造方法］
次に、蓄電素子１０の製造方法について説明する。なお、以降の説明においては、作業者が蓄電素子１０を組み立てる場合を例示するが、組立装置が蓄電素子１０を組み立てることも可能である。
【００７７】
まず、作業者は、電極体４００の正極集束部４１５に対して、正極集電体１４０を接合するとともに、電極体４００の負極集束部４２５に対して、負極集電体１５０を接合する。その後、作業者は、容器１００の蓋体１１０に対して、正極端子２００、負極端子３００、上ガスケット１２５、１３５、下ガスケット１２０、１３０、正極集電体１４０並びに負極集電体１５０を組み付ける。これにより、電極体４００と、蓋構造体１８０とが一体化される。
【００７８】
次いで、作業者は、電極体４００に対して、一対のサイドスペーサ７００を取り付ける。具体的には、作業者は、電極体４００の第二側面４０５に対して本体部７０１を重ねるとともに、蓋構造体１８０の隙間Ｓに嵌合部７０２を挿入する。その後、作業者は、各サイドスペーサ７００の薄肉部７０４、７０６及び電極体４００の各第一側面４０４に対して、接着テープ３８０を貼り付けて、電極体４００に一対のサイドスペーサ７００を固定する。
【００７９】
次いで、作業者は、電極体４００の底面４０３と、一対の第一側面４０４とを覆うように絶縁シート５００を電極体４００に巻きつけてから、当該絶縁シート５００の両端部を、一対のサイドスペーサ７００の嵌合部７０２に接合する。これにより、蓋構造体１８０、電極体４００、一対のサイドスペーサ７００及び絶縁シート５００が一体化する。
【００８０】
次いで、作業者は、一体化した蓋構造体１８０、電極体４００、一対のサイドスペーサ７００及び絶縁シート５００を、容器本体１０１に挿入する。この挿入時には、絶縁シート５００に対しては、電極体４００の底面４０３から蓋構造体１８０に向けた張力が発生することになるが、当該張力は絶縁シート５００の両端部には作用しにくい。つまり、挿入時には、絶縁シート５００の両端部がサイドスペーサ７００から剥離しにくい状態であるため、スムーズな挿入が可能である。挿入後においては、作業者は、蓋体１１０を容器本体１０１に溶接することで容器１００を組み立てる。
【００８１】
その後、作業者は、注液口１２４から電解液を注入して、容器１００内に電解液を充填する。電解液の注入後においては、作業者は、図１に示すように、注液口１２４を注液栓１２６で塞ぐことで、蓄電素子１０を完成させる。
【００８２】
［３．効果等］
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、積層型の電極体４００と、電極体４００を収容する容器本体１０１と、容器本体１０１を閉塞する蓋体１１０を有する蓋構造体１８０と、容器本体１０１内における電極体４００の周囲に配置されるサイドスペーサ７００（絶縁部材）とを備え、サイドスペーサ７００は、電極体４００の第二側面４０５に対向する板状の本体部７０１と、本体部７０１における蓋構造体１８０側の一端部であり、本体部７０１における他の部分よりも厚肉な嵌合部７０２（厚肉部）とを有する。
【００８３】
これによれば、サイドスペーサ７００の本体部７０１が板状であるので、容器本体１０１内において当該本体部７０１が占める容積を小さくすることができる。したがって、電極体４００を大きくすることができ、エネルギー密度を高めることができる。
【００８４】
また、サイドスペーサ７００の本体部７０１の一端部が他の部分よりも厚肉な嵌合部７０２であるので、当該部位の強度が高められる。したがって、挿入時におけるサイドスペーサ７００の座屈を抑制することができる。これにより、電極体４００及びサイドスペーサ７００を容器本体１０１にスムーズに挿入することができる。
【００８５】
また、嵌合部７０２は、電極体４００と蓋構造体１８０の間に突出している。
【００８６】
これによれば、嵌合部７０２が電極体４００と蓋構造体１８０との間に突出しているので、嵌合部７０２を電極体４００とは反対側に突出させずとも、当該嵌合部７０２の厚さを確保することができる。つまり、電極体４００と蓋構造体１８０との間の余剰空間を利用して、嵌合部７０２を設けることができる。言い換えれば、嵌合部７０２によって容器本体１０１の内部空間が狭まってしまうことを抑制できる。したがって、電極体４００を極力大きくすることができ、エネルギー密度を高めることができる。
【００８７】
また、嵌合部７０２は、蓋構造体１８０に近づくほど嵌合部７０２の肉厚を厚くする傾斜面７２６を有する。
【００８８】
これによれば、嵌合部７０２が、蓋構造体１８０に近づくほど嵌合部７０２の肉厚を厚くする傾斜面７２６を有しているので、Ｘ軸方向で容器本体１０１の内方に向かうほど傾斜面７２６と電極体４００との間隔が大きくなる。これにより、挿入時に電極体４００に対して嵌合部７０２が当接する面積を小さくすることができ、電極体４００にかかる負荷を小さくすることができる。
【００８９】
また、本体部７０１の幅Ｈ１は、電極体４００の第二側面４０５の幅Ｈ２よりも狭い。
【００９０】
ここで、容器本体１０１の内部において、隣り合う内面同士がなす角部が例えばＲ形状に形成されている場合がある。角部がＲ形状であると、容器本体１０１内部の幅が徐々に狭まることになり、電極体４００の第二側面４０５に重なったサイドスペーサ７００の本体部７０１と干渉するおそれがある。
【００９１】
上記したように、本体部７０１の幅Ｈ１が電極体４００の第二側面４０５の幅Ｈ２よりも狭ければ、幅方向においてサイドスペーサ７００を電極体４００の第二側面４０５内に収めることができる。これにより、Ｒ形状の一対の角部よりも内側に本体部７０１を配置することができ、本体部７０１と角部との干渉を抑制することができる。したがって、電極体４００及びサイドスペーサ７００を容器本体１０１に、よりスムーズに挿入することができる。
【００９２】
また、本体部７０１における薄肉部７０４（他端部）の角部７０３は面取されている。
【００９３】
これによれば、本体部７０１における薄肉部７０４の角部７０３が面取されているので、サイドスペーサ７００を容器本体１０１に挿入する際に、当該角部７０３が容器本体１０１に干渉しにくくなる。したがって、電極体４００及びサイドスペーサ７００を容器本体１０１に、よりスムーズに挿入することができる。例えば、サイドスペーサ７００が電極体４００から幅方向で位置ズレして、角部７０３が電極体４００の第二側面４０５からはみ出していた場合に、好適な効果である。
【００９４】
また、本体部７０１における薄肉部７０４は、電極体４００の第二側面４０５内に収まっている。
【００９５】
これによれば、本体部７０１における薄肉部７０４が電極体４００の第二側面４０５内に収まっているので、薄肉部７０４が電極体４００から突出しない。したがって、薄肉部７０４と容器本体１０１との干渉を抑制することができ、よりスムーズな挿入が可能となる。
【００９６】
［４．変形例］
以上、上記実施の形態に係る蓄電素子１０について説明したが、蓄電素子１０は、上述した態様とは異なる絶縁シートを備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子１０が備える絶縁シートについての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。なお、以降の説明において、上記実施の形態と同一部分については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００９７】
上記実施の形態では、絶縁シート５００は、展開時において長尺な矩形状である場合を例示したが、この変形例では、絶縁シート５００Ａの両端部に突出片５０１が設けられている場合を例示する。
【００９８】
図１１は、変形例に係るサイドスペーサ７００と電極体４００と絶縁シート５００Ａとの位置関係を示す正面図である。具体的には、図１１は、図７に対応する図である。図１１に示すように、絶縁シート５００Ａの両端部には、それぞれ突出片５０１が設けられている。なお、図示は省略するが、突出片５０１は、正極側においても絶縁シート５００Ａの両端部に設けられている。
【００９９】
突出片５０１は、サイドスペーサ７００における電極体４００の第二側面４０５とは反対側の外面７１０に接合されている。具体的には、突出片５０１は、外面７１０における蓋構造体１８０側の端部に接合されている。外面７１０は、サイドスペーサ７００における容器本体１０１の内面に対向する面である。
【０１００】
突出片５０１は、矩形状であり、接合前においては、絶縁シート５００Ａの両端部からＸ軸方向に沿って外方に向けて突出している。この突出片５０１を折り曲げて、サイドスペーサ７００の外面７１０に重ね合わせることで、突出片５０１を外面７１０に接合する。サイドスペーサ７００の外面７１０は、嵌合部７０２よりも表面積が大きいので、接合領域Ｃを大きくとることが可能である。
【０１０１】
［５．他の実施の形態］
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及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、上記実施の形態及び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上記実施の形態または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。
【０１０２】
例えば、上記実施の形態では、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで交互に並べられた積層型の電極体４００を例示した。しかし、電極体は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで蛇腹状に折り畳まれた積層型の電極体であってもよい。また、電極体は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで巻回された巻回型の電極体であってもよい。
【０１０３】
また、上記実施の形態では、サイドスペーサ７００に嵌合部７０２が設けられ、蓋構造体１８０に隙間Ｓが設けられている場合を例示した。しかし、サイドスペーサに隙間が設けられ、嵌合部が蓋構造体に設けられていてもよい。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、嵌合部７０２の基端部７２１が先端部７２５よりも厚肉である場合を例示したが、嵌合部の基端部と先端部とが一様な肉厚であってもよい。
【０１０５】
また、上記実施の形態では、隙間Ｓが蓋体１１０と下ガスケット１２０、１３０との間に設けられている場合を例示した。しかし、隙間は、蓋体単体に設けられていてもよいし、下ガスケット単体に設けられていてもよい。
【０１０６】
また、上記実施の形態では、厚肉部である嵌合部７０２が、電極体４００と蓋構造体１８０との間に突出している場合を例示した。しかし、厚肉部は、他の部分よりも厚肉であれば電極体と蓋構造体との間に突出していなくてもよい。
【０１０７】
また、上記実施の形態では、嵌合部７０２が傾斜面７２６を備えている場合を例示した。しかし、嵌合部は、蓋構造体に近づくほど嵌合部の肉厚を厚くする傾斜面を備えていなくてもよい。
【０１０８】
また、上記実施の形態では、サイドスペーサ７００の本体部７０１の幅Ｈ１が、電極体４００の第二側面４０５の幅Ｈ２よりも狭い場合を例示した。しかし、本体部の幅は、電極体の第二側面の幅と同等以上であってもよい。
【０１０９】
また、上記実施の形態では、サイドスペーサ７００の本体部７０１における薄肉部７０４（他端部）の角部７０３が面取されている場合を例示した。しかし、本体部における他端部の角部は面取されていなくてもよい。
【０１１０】
また、上記実施の形態では、サイドスペーサ７００の本体部７０１における他端部が、電極体４００の第二側面４０５内に収まっている場合を例示した。しかし、本体部における他端部は、電極体の第二側面に収まっていなくてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態では、絶縁シート５００が、サイドスペーサ７００における蓋構造体１８０側の一端部に接合されている場合を例示した。しかし、絶縁シートは、サイドスペーサのいずれかの箇所に接合されていればよい。
【０１１２】
また、上記実施の形態では、絶縁シート５００が、電極体４００の底面４０３と、一対の第一側面４０４とを覆っている場合を例示した。しかし、絶縁シートは、少なくとも、電極体における一つの第一側面を覆っていればよい。また、絶縁シートは、電極体における一対の第一側面のうち、一方の第一側面を覆うシートと、他方の第一側面を覆うシートとを別体で備えていてもよい。
【０１１３】
また、上記実施の形態では、サイドスペーサ７００が平板状である場合を例示した。しかし、サイドスペーサは湾曲した曲板状であってもよい。
【０１１４】
サイドスペーサ７００の本体部７０１と対向する、電極体４００の第二側面４０５において、セパレータが正極板および負極板よりも突出していてもよい。セパレータが正極板および負極板よりも突出していることで、サイドスペーサ７００が正極板および負極板に接触し難くなる。これにより、サイドスペーサ７００との接触によって正極板または負極板が損傷するのを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
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】
【０１１６】
１０  蓄電素子
１００  容器
１０１  容器本体
１１０  蓋体
１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２５ａ、１３０ａ、１３５ａ、１４０ａ、１５０ａ貫通孔
１２０、１３０  下ガスケット（ガスケット）
１２０ｂ、１３０ｂ  係合突部
１２１、１３１  係合部
１２２、１３２  補強リブ
１２４  注液口
１２５、１３５  上ガスケット
１２６  注液栓
１４０  正極集電体
１５０  負極集電体
１６０  膨出部
１８０  蓋構造体
２００  正極端子
３００  負極端子
３１０  締結部
３７０、３８０  接着テープ
４００  電極体
４０１  電極体本体
４０２  天面
４０３  底面
４０４  第一側面
４０５  第二側面
４１５  正極集束部
４２５  負極集束部
５００、５００Ａ  絶縁シート
５０１  突出片
７００  サイドスペーサ（絶縁部材）
７０１  本体部
７０２  嵌合部（厚肉部）
７０３  角部
７０４、７０６  薄肉部
７０５、７０７、７２６  傾斜面
７０８  スリット
７１０  外面
７２１  基端部
７２２  傾斜部
７２３  壁部
７２４  保持部（当接部）
７２５  先端部
Ｃ  接合領域Ｈ１、Ｈ２  幅
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
2019131481.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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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