Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6535982B2 - 蓄電素子 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6535982B2 - 蓄電素子 - Google Patents

蓄電素子 Download PDF

Info

Publication number
JP6535982B2
JP6535982B2 JP2014122871A JP2014122871A JP6535982B2 JP 6535982 B2 JP6535982 B2 JP 6535982B2 JP 2014122871 A JP2014122871 A JP 2014122871A JP 2014122871 A JP2014122871 A JP 2014122871A JP 6535982 B2 JP6535982 B2 JP 6535982B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
spacer
electrode bodies
current collector
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014122871A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016004633A (ja
Inventor
岸本 知徳
知徳 岸本
雄大 加藤
雄大 加藤
順 中西
順 中西
悟 川上
悟 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Priority to JP2014122871A priority Critical patent/JP6535982B2/ja
Publication of JP2016004633A publication Critical patent/JP2016004633A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6535982B2 publication Critical patent/JP6535982B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

本発明は、複数の電極体を備える蓄電素子に関する。
世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を動力源に用いた電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)などの開発が進められている。そして、このような蓄電素子においては、一般的に、正極と負極とを有する電極体と、電極端子と、電極体及び電極端子を電気的に接続する集電体とを備えている。
ここで、従来、電極体を集電体に接合して、当該電極体を集電体で蓋から吊り下げることで保持する蓄電素子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この蓄電素子においては、1つの集電体から垂れ下がった複数の足のそれぞれを複数の電極体のそれぞれに接合して、それぞれの電極体を吊り下げることで、それぞれの電極体を保持している。
特開2011−8944号公報
ここで、蓄電素子に備えられる集電体は、電極体の端部(正極または負極の活物質層非形成部)に接続される接続部を備え、この接続部は、当該端部と超音波溶接等によって接続される。
つまり、例えば2つの電極体に接続される集電体は、これら電極体に接続される少なくとも2つの接続部を備え、これらの接続部が、並んで配置された2つの電極体の端部に配置されるよう位置合わせされる。その状態で、各接続部と電極体の端部との溶接(接合工程)が行われる。
この接合工程では、電極体と集電体の接続部のそれぞれとの溶接が精度よく行われることが要求される。従って、溶接が行われる際に、集電体の少なくとも2つの接続部のそれぞれは、2つの電極体の端部に対し、正規の姿勢で正規の位置に配置されている必要(正確な位置合わせの必要)がある。
しかしながら、従来、2つの電極体は、例えば絶縁フィルムで巻かれた1つの結束物として集電体と位置合わせされる。そのため、例えば、2つの電極体を絶縁フィルムで結束する時点において2つの電極体が互いにずれる場合がある。また、絶縁フィルムでの結束では2つの電極体の完全な拘束は難しいため、当該結束物と集電体との位置合わせの時点で、2つの電極体に位置ずれが生じている場合もある。
従って、複数の電極体を備える蓄電素子において、集電体に接続される少なくとも2つの蓄電素子を正しい姿勢にさせ、かつ、その状態を維持させることは重要である。
本発明は、上記従来の課題を考慮し、複数の電極体を備える蓄電素子であって、品質が向上された蓄電素子を提供することを目的とする。
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、第一方向に並べられた2以上の電極体を備える蓄電素子であって、前記2以上の電極体のうちの2つの電極体の、前記第一方向と交差する第二方向の端部に接続された集電体と、前記2つの電極体の間に一部が配置されたスペーサとを備え、前記スペーサは、前記2つの電極体の間に配置された本体部と、前記本体部の、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向の端部に配置され、前記第一方向及び前記第二方向に延設された第一壁部であって、前記2つの電極体それぞれの前記第三方向の側面側に位置する第一壁部とを有する。
この構成によれば、蓄電素子は、2つの電極体の間に介在するスペーサを備え、スペーサは、2つの電極体の間に配置された本体部と、本体部に配置され、2つの電極体を本体部の方向に押さえることのできる第一壁部とを有している。
つまり、本態様に係るスペーサは、2つの電極体の並び方向(第一方向)の距離を規制するとともに、2つの電極体の第三方向の位置を規制する部材としても機能する。
また、第一壁部は、2つの電極体の第三方向側の側面と、面で当接が可能なように設けられているため、例えば、2つの電極体のそれぞれは、第一方向に平行な軸を中心とする回動も抑制される。
このように、2つの電極体は、第一方向及び第三方向の位置がスペーサによって規制され、かつ、第一方向の軸回りの回動(電極体間のねじれ)もスペーサによって抑制される。
これにより、2つの電極体の第二方向の端部は、正規の位置(2つの電極体における相対的な正規の位置)に位置決めされる。その結果、当該スペーサを介して組み合わされた2つの電極体と、集電体との溶接等による接合は精度よく行われる。
また、本態様に係る蓄電素子の使用時において、振動等が与えられた場合に、2つの電極体の相対的なずれがスペーサによって抑制される。そのため、例えば、2つの電極体が相対的にずれることによる、2つの電極体に接続された集電体との接合不良または集電体の変形等の問題の発生が抑制される。
このように、本態様に係る蓄電素子は、複数の電極体を備える蓄電素子であって、品質が向上された蓄電素子である。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記スペーサはさらに、前記本体部の、前記第一壁部とは反対側の端部に配置され、前記第一方向及び前記第二方向に延設された第二壁部を有するとしてもよい。
この構成によれば、2つの電極体は、第一壁部及び第二壁部によって、第三方向の両側から挟まれるため、第三方向についての位置規制及び第一方向の軸回りの回動の抑制がより確実に行われる。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子はさらに、電極端子を備え、前記集電体は、前記電極体の前記第二方向の端部に接続された電極体接続部と、前記電極端子と接続された端子接続部とを有し、前記第一壁部は、前記集電体の前記端子接続部に当接するとしてもよい。
この構成によれば、スペーサは、集電体の端子接続部を蓄電素子の内側から支持するように配置される。これにより、例えば電極端子に比較的に大きな荷重が掛けられた場合に、端子接続部が2つの電極体の側に傾くように変形することが抑制される。
従って、端子接続部が変形することに起因して、例えば集電体の電極体と接続された部分(電極体接続部)が電極体を損傷するような事態の発生が抑制される。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記第一壁部は、前記端子接続部側の面に、前記端子接続部に当接する凸部を有するとしてもよい。
この構成によれば、端子接続部の内側(2つの電極体側)の面に、当該面から突出した物体(端子接続部の一部である場合も含む)が存在する場合に、第一壁部を、当該物体を避けて端子接続部に当接させることができる。つまり、スペーサによる端子接続部の支持をより適切に行わせることができる。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子はさらに、前記2以上の電極体を収容する容器を備え、前記スペーサは、前記第一壁部とは反対側の端部が前記容器の内面と当接した状態で配置されているとしてもよい。
この構成によれば、2つの電極体の間に介在するスペーサが、集電体の端子接続部と容器の内面との間の突っ張り部材としても機能する。これにより、例えば集電体の変形の抑制がより確実化される。つまり、集電体の変形に起因する電極体の損傷等の事態の発生の可能性がより低減される。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記集電体は、前記2つの電極体の前記第二方向の端部と接続された複数の電極体接続部を有し、前記スペーサの前記本体部は、前記複数の電極体接続部のうちの少なくとも1つの電極体接続部の、前記本体部の側に位置する集電体当接部を有するとしてもよい。
この構成によれば、集電体の少なくとも1つの電極体接続部の内側(スペーサの本体部側)の端面には、スペーサの電極体当接部が当接する。これにより、電極体接続部が内側に移動するように集電体が変形することが抑制される。その結果、例えば、電極体接続部が電極体を損傷するような事態の発生が、より確実に抑制される。
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記スペーサはさらに、前記本体部の、前記第一壁部が配置された端部または、前記第一壁部とは反対側の端部と、前記2つの電極体の少なくとも一方との間を埋めるように設けられた突出部を有するとしてもよい。
この構成によれば、スペーサと1つの電極体との間において隙間の生じ易い位置である、スペーサの本体部の端部と当該電極体との間を埋めるように突出部が配置される。これにより、2つの電極体における第二方向の一方の端部から他方の端部への異物の移動、つまり、2つの電極体の正極側及び負極側の一方から他方への異物の移動が抑制される。その結果、例えば導電性の異物が移動することに起因する内部短絡等の発生が抑制される。
なお、本発明は、このようなスペーサを備える蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該スペーサとしても実現することができる。
本発明によれば、複数の電極体を備える蓄電素子であって、品質が向上された蓄電素子を提供することができる。
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。 実施の形態に係る蓄電素子の容器を蓋体と容器本体とに分離した場合の各構成要素を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。 実施の形態に係る正極集電体の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る電極体結束物の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態に係るスペーサと2つの電極体との位置関係を示す正面概要図である。 図7Aに対応する側面概要図である。 実施の形態に係る正極集電体とスペーサとの位置関係を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る正極集電体とスペーサとの位置関係を示す正面図である。 実施の形態の変形例1に係るスペーサの特徴的な部分を示す斜視図である。 実施の形態の変形例1に係る正極集電体とスペーサとの位置関係を示す正面図である。 実施の形態の変形例2に係るスペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例3に係るスペーサの構成を示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら、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。
なお、以下の説明及び図面中において、蓄電素子が備える複数の電極体(本実施の形態では2つの電極体)の並び方向を、Y軸方向(以下、第一方向ともいう)と定義する。つまり、Y軸方向(第一方向)は、容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向、または、容器の厚さ方向として定義できる。
また、電極体の巻回軸方向をX軸方向(以下、第二方向ともいう)と定義する。つまり、X軸方向(第二方向)は、2つの集電体もしくは2つの電極端子の並び方向、または、容器の短側面の対向方向として定義できる。
また、Y軸方向(第一方向)及びX軸方向(第二方向)と交差する方向をZ軸方向(以下、第三方向ともいう)と定義する。つまり、Z軸方向(第三方向)は、蓄電素子における電極端子の突出方向を上とした場合の上下方向であり、集電体の足が延びる方向、または、容器の短側面の長手方向として定義できる。
なお、Z軸方向を上下方向としているが、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ため、Z軸方向は上下方向となることには限定されない。
(実施の形態)
まず、蓄電素子10の構成概要について図1〜図4を用いて説明する。
図1は、実施の形態に係る蓄電素子10の外観を模式的に示す斜視図である。図2は、実施の形態に係る蓄電素子10の容器100を蓋体110と容器本体111とに分離した場合の各構成要素を示す斜視図である。
図3は、実施の形態に係る蓄電素子10の分解斜視図である。なお、図3は、容器100の容器本体111を省略して図示している。
図4は、実施の形態に係る正極集電体120の構成を示す斜視図である。
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、より具体的には、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)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、またはハイブリッド電気自動車(HEV)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。
図1〜図3に示すように、蓄電素子10は、第一方向(Y軸方向)に並べられた電極体141及び142と、2つの電極体141及び142の第二方向(X軸方向)の端部に配置された正極集電体120と、2つの電極体141及び142の間に一部が配置されたスペーサ400とを備える。
より詳細には、本実施の形態に係る蓄電素子10はさらに、容器100と、負極集電体130と、正極端子200と、負極端子300とを備えている。容器100には、2つの電極体141及び142が収容され、かつ、2つの電極体141及び142を第二方向(X軸方向)から挟むように、正極集電体120及び負極集電体130が配置されている。
正極端子200は、端子本体210と、接続部220と、リベット部230とを有している。
接続部220と容器100との間には、端子本体210の下端部を支持する端子用凹部241が形成された上部絶縁部材240が配置されている。
負極端子300は、端子本体310と、接続部320と、リベット部330とを有している。
接続部320と容器100との間には、端子本体310の下端部を支持する端子用凹部341が形成された上部絶縁部材340が配置されている。
また、蓄電素子10の容器100の内部には電解液(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。なお、容器100に封入される電解液としては、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。
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141及び142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、特に限定されないが、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であるのが好ましい。
また、蓋体110には、容器100内の圧力が上昇したときに、容器100内で発生したガスを放出し、当該圧力を開放するための安全弁110cが設けられている。また、蓋体110には、正極端子200のリベット部230が挿入される貫通孔110aと、負極端子300のリベット部330が挿入される貫通孔110bとが形成されている。
さらに、蓋体110には、蓋体凹部110d及び110eが形成されている。蓋体凹部110dは、上部絶縁部材240が備える端子用凹部241の裏側に形成された凸部を収容する部分である。蓋体凹部110eは、上部絶縁部材340が備える端子用凹部341の裏側に形成された凸部を収容する部分である。
電極体141及び142は、並列に配置される2つの発電要素であり、ともに、正極集電体120及び負極集電体130と電気的に接続される。なお、電極体141と電極体142とは、同様の構成を有している。
具体的には、電極体141及び142のそれぞれは、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、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金属箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の金属箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。また、セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。
ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、または負極活物質層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または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
そして、電極体141及び142は、正極と負極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻き回されて形成されている。なお、図2及び図3では、電極体141及び142の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。また、電極体141及び142の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した形状でもよい。
ここで、電極体141及び142は、正極と負極とが、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、正極及び負極は、それぞれのずらされた方向の端縁部に、活物質が塗工されず基材層が露出した(活物質層が形成されていない)部分(活物質層非形成部)を有している。
具体的には、電極体141は、巻回軸方向の一端(X軸プラス方向の端部)に、正極の活物質層非形成部が積層された正極側の端部141aを有している。また、同様に、電極体142は、X軸プラス方向の端部に、正極の活物質層非形成部が積層された正極側の端部142aを有している。また、電極体141及び142は、負極側も同様に、端部を有している。
また、スペーサ400を介して組み合わされた電極体141及び142は、絶縁性のフィルムである絶縁フィルム143が周囲に巻きつけられて束ねられている。絶縁フィルム143は、例えば、長方形のシート状の樹脂製の部材である。なお、絶縁フィルム143の材質は、絶縁性を有するフィルムであれば特定の材質には限定されない。
本実施の形態では、2枚の絶縁フィルム143によって電極体141及び142が束ねられており、2枚の絶縁フィルム143の重ね合わせ部分に、複数の絶縁テープ144が貼られている。これにより、2つの電極体141及び142とスペーサ400とを含む1つの電極体結束物500が形成されている。
本実施の形態に係るスペーサ400及び電極体結束物500の詳細については、図5〜図9を用いて後述する。
以上のように、蓄電素子10は、複数の電極体(本実施の形態では2つの電極体)を有しているため、同一体積(容積)の容器100に単数の電極体を用いる場合に比べ、以下の点で好ましい。つまり、複数の電極体を用いることで、単数の電極体を用いる場合に比べ、容器100のコーナー部のデッドスペースが減り、電極体の占める割合が向上するため、蓄電素子10の容量アップにつながる。
また、特に、高入出力(ハイレート)用の電極体では、高容量タイプの電極体に比べて、金属箔上の活物質の量を減らす必要があり、電極体中での金属箔やセパレータの割合が高まる。このため、単数の電極体を用いた場合は電極の巻き数が多くなるため硬くて柔軟性が低く容器100に挿入しづらくなるが、複数の電極体を用いることで1つの電極体における巻き数を少なくし、柔軟性が高い電極体を実現することができる。
正極集電体120は、電極体141及び142の正極側(第二方向(X軸方向)プラス側)に配置され、正極端子200と電極体141及び142の正極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。なお、正極集電体120は、電極体141及び142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。
具体的には、正極集電体120は、電極体141及び142の正極側の端部141a及び端部142aに溶接等によって接合されることで、電極体141及び142の正極と接続される。また、正極集電体120には、貫通孔120aが形成されており、貫通孔120aに後述の正極端子200のリベット部230が挿入されることで、正極集電体120と正極端子200とが接続される。
より詳細には、図4に示されるように、正極集電体120は、端子接続部121と、電極体接続部122とを有している。また、電極体接続部122は、複数の電極体接続部(本実施の形態では、4つの電極体接続部122a、122b、122、及び122d)から構成されている。
端子接続部121は、正極端子200と電気的に接続される矩形状かつ平板状の部位である。具体的には、端子接続部121は、正極端子200側(第三方向(Z軸方向)プラス側)に配置され、貫通孔120aに正極端子200のリベット部230が挿入されてかしめられることで、正極端子200と接続される。
また、端子接続部121には、後述する下部絶縁部材150の下側凹部150bの裏側に形成された絶縁凸部150cを貫通させる開口部120bが形成されている。開口部120bに挿入された絶縁凸部150cは、端子接続部121の下面(第三方向(Z軸方向)マイナス側の面)から僅かに(数ミリ程度)突出する。端子接続部121の下面側の構造については、図8を用いて後述する。
なお、貫通孔120aは、リベット部230が挿入可能な形状が形成されていれば円形状の孔でなくともよく、半円形状や矩形状に切り欠いた切り欠き部などであってもかまわない。また、開口部120bについても同様に、切り欠き部等であってもよい。
電極体接続部122a〜122dは、端子接続部121の端部に接続され、端子接続部121から下方(Z軸マイナス方向)に延びるように配置される長尺状かつ平板状(棒状)の部材である。これら電極体接続部122a〜122dは、例えば溶接によって電極体141及び142と接続される。
本実施の形態では、電極体接続部122a〜122dは、端子接続部121の側面(X軸方向プラス側の側面)から、90度に捻られて、電極体141及び142に向けて垂れ下がるように配置されている。つまり、電極体接続部122a〜122dは、Z軸方向に延びる部材であり、XZ平面に平行な面を有している。
そして、電極体接続部122a及び122bは、電極体141の第二方向(X軸方向)の端部に接続され、電極体接続部122c及び122dは、電極体142の第二方向(X軸方向)の端部に接続される。具体的には、電極体接続部122a及び122bは、電極体141の正極側の端部141aを挟むように配置され、超音波溶接または抵抗溶接などの溶接等によって、電極体141の正極側の端部141aに接合される。
また、電極体接続部122c及び122dは、電極体142の正極側の端部142aを挟むように配置され、当該溶接等によって電極体142の端部142aに接合される。
なお、電極体接続部122a〜122dは、捻られることなく、折り曲げられることによって形成されていてもかまわない。また、正極集電体120は、1つの電極体(141または142)に対し、1つの電極体接続部のみを有してもよい。つまり、正極集電体120は、電極体141に接続される電極体接続部と、電極体142に接続される電極体接続部の2つのみの電極体接続部を備えていてもよい。
また、例えば電極体141の端部141aに接続される1以上の電極体接続部を有する集電体と、電極体142の端部142aに接続される1以上の電極体接続部を有する集電体とが別体であってもよい。
負極集電体130は、電極体141及び142の負極側(第二方向(X軸方向)マイナス側)に配置され、負極端子300と電極体141及び142の負極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。なお、負極集電体130は、電極体141及び142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。
具体的には、負極集電体130は、電極体141及び142の負極側の端部に溶接等によって接合されることで、電極体141及び142の負極と接続される。また、負極集電体130には、貫通孔130aが形成されており、貫通孔130aに後述の負極端子300のリベット部330が挿入されることで、負極集電体130と負極端子300とが接続される。
なお、負極集電体130は、貫通孔130aおよび開口部130bを有する端子接続部131と、4つの集電体接続部とを有しており、実質的に、図4に示される正極集電体120と同一の構成である。そのため、負極集電体130についての詳細な説明は省略する。
下部絶縁部材150は、容器100の蓋体110に固定され、正極集電体120と容器100とを絶縁する絶縁性の樹脂などで形成された矩形状のパッキンである。下部絶縁部材150には、正極端子200のリベット部230が挿入される貫通孔150a、及び、蓋体110の、蓋体凹部110dの裏側に形成された凸部を収容する下側凹部150bが形成されている。
また、同様に、下部絶縁部材160は、容器100の蓋体110に固定され、負極集電体130と容器100とを絶縁する絶縁性の樹脂などで形成された矩形状のパッキンである。下部絶縁部材160には、負極端子300のリベット部330が挿入される貫通孔160a、及び、蓋体110の、蓋体凹部110eの裏側に形成された凸部を収容する下側凹部160bが形成されている。
正極端子200は、電極体141及び142の正極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141及び142の負極に電気的に接続された電極端子である。
また、正極端子200及び負極端子300は、電極体141及び142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には、正極端子200と正極集電体120とを電気的に接続するリベット部230が設けられている。
リベット部230は、平板状の接続部220から突出して形成された部位であり、正極集電体120の貫通孔120aに挿入されて、正極集電体120に接続される接続部材である。つまり、リベット部230が上部絶縁部材240の貫通孔と蓋体110の貫通孔110aと下部絶縁部材150の貫通孔150aと正極集電体120の貫通孔120aとに挿入されて、かしめられる。これにより、正極端子200は、上部絶縁部材240、下部絶縁部材150及び正極集電体120とともに蓋体110に固定される。
ここで、正極端子200は、接続部220と蓋体110との間に配置された、絶縁性の樹脂などで形成された矩形状のパッキンである上部絶縁部材240によって、蓋体110と絶縁される。また、正極端子200は、例えばボルト形状の端子本体210が接続部220に形成された貫通孔に挿入されるため、端子本体210と正極集電体120とが電気的に接続される。
また、端子本体210の下端部は、例えば図3に示すように端子本体210の軸方向(Z軸方向)に垂直な断面が非円形(本実施の形態では、角丸の矩形)に形成されており、上述のように、上部絶縁部材240の端子用凹部241と係合することで、軸回りの回動が規制される。
これにより、例えば、ボルト形状の端子本体210に、バスバー等の導電部材をナットで締結する際において、端子本体210の軸回りの回動が規制され、当該締結を効率よくかつ確実に実行することができる。
なお、接続部220とリベット部230とは、一体に形成されていてもよいし、別体で構成されていてもよい。また、負極端子300についても正極端子200と同様の構成を有するため、負極端子300についての詳細な説明は、省略する。
次に、実施の形態に係るスペーサ400の詳細について、図5〜図9を用いて説明する。
図5は、実施の形態に係るスペーサ400の構成を示す斜視図である。
図6は、実施の形態に係る電極体結束物500の構成を示す分解斜視図である。
図7Aは、実施の形態に係るスペーサ400と2つの電極体141及び142との位置関係を示す正面概要図である。図7Bは、図7Aに対応する側面概要図である。
なお、図7A及び図7Bにおいて、スペーサ400の識別を容易にするために、スペーサ400の端面にハッチングを付している。このことは、後述する図9及び図11でも同じである。
本実施の形態に係るスペーサ400は、2つの電極体141及び142の間に一部が配置されたスペーサである。具体的には、図5〜図7Bに示すように、スペーサ400は、2つの電極体141及び142の間に配置された本体部410と、本体部410の第三方向(Z軸方向)の端部に配置された第一壁部420とを有する。
第一壁部420は、第一方向(Y軸方向)及び第二方向(X軸方向)に延設されており、2つの電極体141及び142それぞれの第三方向(Z軸方向)向の側面側に位置するように配置されている。つまり、第一壁部420は、2つの電極体141及び142それぞれの当該側面に沿うように配置されている。言い換えると、第一壁部420は、当該側面に対向する位置に配置されている。
具体的には、第一壁部420は、本体部410の上端部(第三方向(Z軸方向)プラス側の端部)においてXY平面に沿って広がる面を形成するように設けられており、本実施の形態では、2つの電極体141及び142に上方から当接する。
また、本実施の形態では、第一壁部420は集電体(正極集電体120および負極集電体130)の変形を抑制する部材としても機能する。また、その抑制効果を高めるための構成として凸部421を有している。第一壁部420と集電体との位置関係等については、図8及び図9を用いて後述する。
なお、第一壁部420は、本実施の形態では、正極側の第一壁部420aと、負極側の第一壁部420bとに分離されている。
また、本実施の形態に係るスペーサ400はさらに、本体部410の、第一壁部420とは反対側の端部に配置された第二壁部430を有する。第二壁部430は、第一方向(Y軸方向)及び第二方向(X軸方向)に延設されている。
本実施の形態では、第二壁部430は、2つの電極体141及び142それぞれの、第一壁部420が沿うように配置された側面とは反対側の側面に沿うように配置されている。より具体的には、本実施の形態では、第二壁部430は、2つの電極体141及び142それぞれの当該側面と当接している。
また、本体部410の端部(本実施の形態では、第二壁部430が配置された端部)には、突出部450が設けられている。本体部410にはさらに、厚み方向に貫通する1以上(本実施の形態では1つ)の本体孔412が形成されている。
なお、スペーサ400は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、セラミックなどの耐熱性又は断熱性の材料、または、それらの複合材料などの絶縁性の材料で形成されている。
つまり、スペーサ400には、絶縁機能が備えられている。なお、断熱材を用いた場合には、スペーサ400に、電極体141と電極体142とを断熱する機能がさらに備えられる。
以上の構成を有するスペーサ400に対して、2つの電極体141及び142が配置され、その外側から絶縁フィルム143によって結束される。なお、本実施の形態では、図6に示されるように、スペーサ400を介して組み合わされた2つの電極体141及び142は、2枚の絶縁フィルム143で巻かれる。また、上下に存在する、2枚の絶縁フィルム143の重ね合わせ部分のそれぞれに例えば2枚の絶縁テープ144が貼られる。これにより、スペーサ400を介して組み合わされた2つの電極体141及び142を含む電極体結束物500が作製される。
その結果、スペーサ400と、2つの電極体141及び142とは、図7A及び図7Bに示す位置関係にされる。
以下、図7A及び図7Bを用いて、本実施の形態に係る蓄電素子10が備える、スペーサ400と2つの電極体141及び142との構造上の関係について説明する。
本実施の形態では、スペーサ400の本体部410が、2つの電極体141及び142に挟まれて存在する(例えば図7B参照)。これにより、2つの電極体141及び142の並び方向(第一方向、X軸方向)の距離を規制することができる。
このように、スペーサ400の本来的な機能(基本的な機能)は、本体部410によって発揮される。
また、本体部410は、2つの電極体141及び142のそれぞれを、容器本体111の第一方向(Y軸方向)に対向する内面に押し当てる部材として機能させることも可能である。この場合、2つの電極体141及び142の容器100内における位置の安定化という効果も得られる。
また、本体部410には本体孔412が形成されており、本体孔412により、本体部410を厚み方向に貫通する電解液の流路が形成される。これにより、2つの電極体141及び142への電解液の浸透促進の効果が得られる。
また、第一壁部420は、2つの電極体141及び142の上側面(第三方向(Z軸方向)プラス側の側面)に上から当接する(例えば図7A及び図7B参照)。これにより、2つの電極体141及び142の第三方向(Z軸方向)の移動が規制される。より詳細には、第一壁部420により、2つの電極体141及び142の上方(Z軸プラス方向)への移動が規制される。
また、第一壁部420は、2つの電極体141及び142の上側面と、面で当接するため、2つの電極体141及び142のそれぞれの、第一方向(Y軸方向)に平行な軸回りの回動(第一方向(Y軸方向)に交差する平面内(XZ平面内)における回動、または、電極体141及び142の間のねじれ等とも表現される)も抑制される。
このように、2つの電極体141及び142を、スペーサ400の本体部410を挟むように並べた場合、2つの電極体141及び142は、相対的に正規の位置および姿勢で並べられる。簡単にいうと、同一(略同一も含む)の形状及びサイズである電極体141と電極体142とは、正面視(2つの電極体141及び142の並び方向から見た場合)において、互いの外形が重なるように、スペーサ400によって揃えられる。
この状態で、電極体141及び142が1以上の絶縁フィルム143で結束され、電極体結束物500が作製される。つまり、スペーサ400により、電極体結束物500の作製時における電極体141及び142の位置および姿勢の安定化が実現される。
例えば、並んで配置された電極体141及び142に対して絶縁フィルム143を巻きつける際において、電極体141及び142の相対的な位置ずれが抑制される。
従って、電極体結束物500における、電極体141及び142の正極側および負極側の端部(活物質層非形成部)の位置の、正規の位置からのずれは抑制されている。
そのため、電極体結束物500においてスペーサ400を介して組み合わされた2つの電極体141及び142と、正極集電体120及び負極集電体130との溶接等による接合は精度よく行われる。
また、本実施の形態では、第一壁部420が、第一壁部420aと第一壁部420bとに分離されており、これらの間にスペーサ400が存在しない空間が形成されている。
これにより、第一壁部420が、蓋体110の安全弁110c(図3参照)からの排気の抵抗となることが防止される。また、スペーサ400が絶縁フィルム143の配置の邪魔になることが防止される。さらに、正極集電体120の端子接続部121の下面から突出する、リベット部230のかしめられた部分と、スペーサ400との干渉が防止される。
本実施の形態に係るスペーサ400はさらに、本体部410の、第一壁部420とは反対側の端部に第二壁部430を備えている。第二壁部430は、第一壁部420と同じく、本体部410の端部においてXY平面に沿って広がる面を形成するように設けられており、本実施の形態では、2つの電極体141及び142に下方から当接するように設けられている。
つまり、本実施の形態では、スペーサ400が備える第一壁部420及び第二壁部430により、2つの電極体141及び142は第三方向(Z軸方向)の両側から挟まれる。これにより、2つの電極体141及び142を、第三方向(Z軸方向)においてほぼ完全に拘束することが可能である。
その結果、2つの電極体141及び142に対する第三方向(Z軸方向)についての位置規制及び第一方向(Y軸方向)の軸回りの回動の抑制がより確実に行われる。
なお、第一壁部420及び第二壁部430のそれぞれは、図7Bに示すように、第一方向(Y軸方向)において、2つの電極体141及び142それぞれの厚み方向の中心線(図7Bにおける一点鎖線)よりも外側まで延設されている。
これにより、第一壁部420及び第二壁部430のそれぞれは、上端および下端が曲面で構成される2つの電極体141及び142のそれぞれの位置および姿勢を、正規の位置および姿勢に矯正することができ、かつ、安定的に維持することができる。
また、本実施の形態では、本体部410の端部に突出部450が設けられている。具体的には、図7Bに示すように、本体部410の第二壁部430が配置された端部と電極体141及び142それぞれとの間を埋めるように突出部450が設けられている。
つまり、突出部450は、電極体141及び142の下端部の外形に沿った形状に形成されており、これにより、本体部410の当該端部と、電極体141及び142との間の隙間が埋められている。
このように、スペーサ400に突出部450が設けられていることで、2つの電極体141及び142における正極側及び負極側の一方から他方への異物の移動が抑制される。その結果、例えば導電性の異物が移動することに起因する内部短絡等の発生が抑制される。
次に、本実施の形態に係るスペーサ400と集電体との構造上の関係を図8および図9を用いて説明する。
図8は、実施の形態に係る正極集電体120とスペーサ400との位置関係を示す分解斜視図である。
図9は、実施の形態に係る正極集電体120とスペーサ400との位置関係を示す正面図である。
なお、図8において、正極集電体120とスペーサ400との位置関係を明確に図示するために、これら以外の要素の図示は省略している。また、図9では、スペーサ400が正極集電体120を支持することの効果を明確に説明するために、上部絶縁部材240および下部絶縁部材160等の図示は省略し、正極集電体120を、ドットを付した領域で表している。また、容器100(蓋体110及び容器本体111)については断面が図示されている。これらについては、後述する図11でも同じである。
図8及び図9に示すように、スペーサ400は、スペーサ400の第一壁部420が、正極集電体120の端子接続部121の下面に当接するように、蓄電素子10において配置されている。
つまり、蓄電素子10は、第一壁部420を挟んで2つの電極体141及び142とは反対側に配置され、正極集電体120と接続された正極端子200を備えている。また、2つの電極体141及び142に当接する第一壁部420はさらに、正極集電体120の、正極端子200と接続された部分である端子接続部121に当接する。
このように、スペーサ400は、端子接続部121を蓄電素子10の内側から支持するように配置される。これにより、正極集電体120の変形が抑制される。
具体的には、例えば図9に示すように、端子本体210に上方から比較的に大きな荷重が掛けられた場合を想定する。この場合、端子接続部121はリベット部230によって蓋体110に固定されているため、当該荷重は、リベット部230の位置を軸(Y軸方向の軸)として端子接続部121を回動させる方向の力として作用する。つまり、端子本体210に上方から与えられた力は、図9において、端子接続部121を下方内側に傾かせる力として作用する。
しかしながら、端子接続部121の下方に位置するスペーサ400の第一壁部420が端子接続部121に当接しているため、端子接続部121の内側への傾きは抑制される。
ここで、仮に端子接続部121が内側に傾いた場合、電極体接続部122と電極体141及び142との接合がはがれ、電極体接続部122の端部が2つの電極体141及び142の方向に向くことも考えられる。この場合、電極体接続部122によって2つの電極体141及び142が損傷する可能性がある。しかし、上述のように、スペーサ400の第一壁部420が端子接続部121の内側への傾きを抑制するため、電極体接続部122によって電極体141及び142が損傷するような事態の発生が抑制される。
また、図8に示すように、本実施の形態では、正極集電体120の端子接続部121の下面には、開口部120b(図4参照)を貫通した絶縁凸部150cが突出して存在している。
絶縁凸部150cは、下部絶縁部材150の下側凹部150bが形成されることで生じた、下側凹部150bの裏側に位置する部分であり、端子本体210の下方に位置する部分である(図3参照)。
本実施の形態では、端子接続部121の下面側のこのような凹凸形状に対応し、スペーサ400の第一壁部420の端子接続部121側の面に、端子接続部121に当接する凸部421を有している。
具体的には、第一壁部420には、図8に示すように、所定の間隔をあけて2つの凸部421が設けられている。これにより、第一壁部420を、絶縁凸部150cを避けて端子接続部121に当接させることができる。つまり、第一壁部420が凸部421を有することで、端子接続部121の下面に凹凸がある場合において、スペーサ400による端子接続部121の支持が安定化される。
また、本実施の形態では、スペーサ400は、図9に示すように、第一壁部420とは反対側の端部(本実施の形態では第二壁部430)が容器100の内面111a(容器100の内側の面のうち、電極端子と対向する位置にある面)と当接した状態で配置されている。
そのため、スペーサ400が、端子接続部121と容器100の内面111aとの間の突っ張り部材としても機能する。これにより、例えば正極集電体120の変形の抑制がより確実化される。つまり、正極集電体120の変形に起因する電極体141または142の損傷等の事態の発生の可能性がより低減される。
なお、上記説明では、蓄電素子10における正極側の構造(スペーサ400と正極集電体120との位置関係等)について説明したが、負極側の構造も同様である。つまり、負極集電体130の端子接続部131は、スペーサ400の第一壁部420によって、蓄電素子10の内側から支持される。
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電素子10は、スペーサ400を備え、スペーサ400は、2つの電極体141及び142の間に配置された本体部410と、本体部410の端部に配置された少なくとも1つの壁部(本実施の形態では、第一壁部420および第二壁部430)を有する。
これにより、2つの電極体141及び142の相対的な位置および姿勢を、正規の位置及び姿勢に規制することができ、この状態を維持しながら、正極集電体120及び負極集電体130と、2つの電極体141及び142の接合(溶接等)を行うことができる。その結果、当該接合は精度よく行われる。
また、蓄電素子10の完成後においても、スペーサ400による、2つの電極体141及び142の位置および姿勢に対する規制は継続する。そのため、例えば、蓄電素子10の使用時に、振動または衝撃が与えられた場合において、振動または衝撃に起因する、電極体141及び142の一方の他方に対するずれが抑制される。
従って、例えば電極体141及び142の一方の位置が蓄電素子10内においてずれることによる、正極集電体120および負極集電体130の変形が抑制される。その結果、正極集電体120または負極集電体130の変形に起因する、電極体141または電極体142の損傷等の発生が抑制される。
つまり、スペーサ400は、蓄電素子10の製造時において2つの電極体141及び142を正規の位置および姿勢に揃える役割だけでなく、蓄電素子10の完成後において、蓄電素子10の耐振動性及び耐衝撃性を向上させる役割を果たすこともできる。
なお、蓄電素子10は、図5〜図9に示すスペーサ400の形状または構造とは異なる形状または構造のスペーサを備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子10が備えるスペーサ400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。
(変形例1)
図10は、実施の形態の変形例1に係るスペーサ401の特徴的な部分を示す斜視図である。
図11は、実施の形態の変形例1に係る正極集電体120とスペーサ401との位置関係を示す正面図である。
図10に示すように、変形例1に係るスペーサ401は、集電体当接部460を有する点に特徴を有する。なお、スペーサ401が有する、集電体当接部460以外の構成は、実施の形態に係るスペーサ400(例えば図5参照)と共通である。
具体的には、本変形例では、スペーサ401の本体部410に、複数の電極体接続部122a〜122d(図4参照)のうちの少なくとも1つの電極体接続部の、本体部410の側に位置する集電体当接部460が備えられている。つまり、集電体当接部460は、電極体接続部の本体部410の側に位置することで、当該端面に当接可能なように配置されている。
つまり、図11に示すように、集電体当接部460は、電極体接続部122の少なくとも一部を、内側(スペーサ400の本体部410側)から支持するように配置されている。
本変形例では、集電体当接部460は、4つの電極体接続部122a〜122dのうちの、スペーサ401の本体部410に近い、2つの電極体接続部122b及び122cの本体部410の側の端面に当接する。
これにより、例えば正極集電体120が変形した場合において、電極体接続部122b及び122cのそれぞれの内側への移動が抑制される。
また、本変形例では、上記実施の形態と同様に、スペーサ401の第一壁部420が、正極集電体120の端子接続部121に当接しているため、上記実施の形態と同じく、第一壁部420による正極集電体120の変形抑制効果も奏される。
つまり、本変形例に係るスペーサ401では、第一壁部420及び集電体当接部460によって、正極集電体120の変形が抑制され、これにより、正極集電体120の変形に起因する、2つの電極体141及び142の損傷等の発生が抑制される。
(変形例2)
図12は、実施の形態の変形例2に係るスペーサ402の構成を示す斜視図である。
図12に示すように、変形例2に係るスペーサ402は、本体部410aと、本体部410aの、第三方向(Z軸方向)の端部に配置され、第一方向(Y軸方向)及び第二方向(X軸方向)に延設された第一壁部420cとを備える。
本体部410aは、2つの電極体141及び142の間に配置される部分であり、実施の形態に係るスペーサ400の本体部410と同様に、2つの電極体141及び142の間の距離規制等の役割を有する。
また、第一壁部420cは、本体部410aの上端部(第三方向(Z軸方向)プラス側の端部)においてXY平面に沿って広がる面を形成するように設けられており、2つの電極体141及び142に上方から当接する。
ここで、本変形例では、本体部410aは、実施の形態に係る本体部410が有する本体孔412および突出部450(図5参照)を有しておらず、全体として平板状である。また、第一壁部420cは、実施の形態に係る第一壁部420とは異なり、正極側の部分と負極側の部分とに分離されておらず、1枚の平板状の部分として、スペーサ402に設けられている。
このように、本変形例に係るスペーサ402は、全体として平板状の2つの部分が交差するように配置された部材であり、実施の形態に係るスペーサ400と比較すると単純な形状を有している。
しかしながら、スペーサ402は、本体部410aの端部に配置された第一壁部420cを有していることで、2つの電極体141及び142の上方(第三方向(Z軸方向)プラス側)への移動が規制される。
また、第一壁部420cは、2つの電極体141及び142の上側面と、面で当接するため、2つの電極体141及び142のそれぞれの、第一方向(Y軸方向)に平行な軸を中心とする回動(電極体141及び142の間のねじれ)も抑制される。
従って、本変形例に係るスペーサ402は、蓄電素子10の製造時において2つの電極体141及び142を正規の位置および姿勢に揃える役割を果たすことができる。また、スペーサ402は、蓄電素子10の完成後において、蓄電素子10の耐振動性及び耐衝撃性を向上させる役割を果たすこともできる。
また、スペーサ402は単純な形状であるために、例えば、実施の形態に係るスペーサ400と比較すると作製が容易である。
なお、スペーサ402の上下を逆にして2つの電極体141及び142をスペーサ402に対して配置してもよい。
つまり、第一壁部420cが、2つの電極体141及び142の下側の側面に当接するように、スペーサ402と、2つの電極体141及び142とを組み合わせてもよい。この場合であっても、2つの電極体141及び142の第三方向の移動(具体的には、Z軸方向マイナスの側への移動)が規制される。また、2つの電極体141及び142のそれぞれの、第一方向(Y軸方向)に平行な軸を中心とする回動(電極体141及び142の間のねじれ)も抑制される。
なお、第一壁部420cは、例えば正極集電体120の端子接続部121と当接してもよい。この場合、正極集電体120(端子接続部121)の変形が抑制され、2つの電極体141及び142の損傷等の抑制効果も奏される。
また、スペーサ402を、本体部410aの下端部が、容器100の内面111a(図9参照)と当接した状態で配置してもよく、この場合、例えば正極集電体120の変形の抑制がより確実化される。
(変形例3)
図13は、実施の形態の変形例3に係るスペーサ403の構成を示す斜視図である。
図13に示すように、変形例3に係るスペーサ403は、本体部410aと、本体部410aの、第三方向(Z軸方向)の端部に配置され、第一方向(Y軸方向)及び第二方向(X軸方向)に延設された第一壁部420cとを備える。
スペーサ403はさらに、本体部410aの、第一壁部420cとは反対側の端部に配置された第二壁部430aを備える。第二壁部430aは、第一壁部420cと同じく、本体部410aの端部においてXY平面に沿って広がる面を形成するように設けられている。
つまり、本変形例に係るスペーサ403は、上記変形例2に係るスペーサ402に第二壁部430aが追加された構成を有している。
この構成によれば、スペーサ402が備える第一壁部420c及び第二壁部430aにより、2つの電極体141及び142は第三方向(Z軸方向)の両側から挟まれる。その結果、2つの電極体141及び142に対する第三方向(Z軸方向)についての位置規制及び第一方向(Y軸方向)の軸回りの回動の抑制がより確実に行われる。
また、スペーサ403は、実施の形態に係るスペーサ400と比較すると単純な形状有している。そのため、上記の、2つの電極体141及び142に対する位置および姿勢を規制する効果に加え、例えば、実施の形態に係るスペーサ400と比較すると作製が容易であるという利点もある。
なお、第一壁部420cを、正極集電体120の端子接続部121と当接させてもよいこと、および、本体部410aの下端部(本変形例では第二壁部430a)を、容器100の内面111aに当接させてもよいこと、並びにこれらの効果は、上記変形例2と共通する。
(その他)
以上、本発明に係る蓄電素子について、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。
例えば、スペーサ400は、正極集電体120及び負極集電体130と容器100とを絶縁することができるのであれば、金属を基材とするスペーサでもよい。例えば、スペーサ400は、金属製の基材を樹脂でコーティングしたスペーサであってもかまわない。
また、蓄電素子10は、3以上の電極体を備えてもよく、さらに、1つの集電体に、3以上の電極体の端部が接合されてもよい。この場合、例えば、スペーサの本体部を、隣り合う2つの電極体の間のそれぞれに配置し、かつ、壁部を、これら本体部の上端部または下端部を接続するように配置してもよい。
当該スペーサを、3以上の電極体を備える蓄電素子10に用いることで、例えば、蓄電素子10の製造時において、3以上の電極体を、正規の位置および姿勢になるように揃えることができる。
また、スペーサ400、401、402、または403(スペーサ400等)を介して組み合わされた2つの電極体141及び142は、絶縁フィルム143によって結束される必要はなく、また、1枚または3枚以上の絶縁フィルム143によって結束されていてもよい。
また、スペーサ400等のサイズは、所定のサイズに限定されない。例えば、本実施の形態では、スペーサ400は、電極体141及び142の正面視における大きさに近い大きさである(図6参照)。しかしながら、例えば、スペーサ400の第二方向(X軸方向)の長さは、図6に示す当該長さよりも短くてもよい。
また、変形例2に係るスペーサ402のように、本体部の第三方向(Z軸方向)の一端にのみ壁部があるスペーサの場合、スペーサの第三方向(Z軸方向)の長さは、例えば、電極体141及び142の第三方向(Z軸方向)の長さの半分程度でもよい。
いずれの場合であっても、スペーサが、2つの電極体141及び142の間に配置された本体部と、本体部の第三方向(Z軸方向)の端部に配置された壁部とを有することで、2つの電極体141及び142の位置および姿勢を規制することは可能である。
また、本体部410に形成される本体孔412の位置、サイズ、及び個数は、図5に示す位置、サイズ、及び個数に限定されない。例えば、複数の本体孔412が、本体部410に形成されていてもよい。これにより、2つの電極体141及び142への電解液の浸透促進の効果を向上させることができる。
また、第一壁部(420、420a〜420c)及び第二壁部(430、430a)における「第一」及び「第二」は、スペーサ400において対向して配置される2つの壁部を区別するために付された文字列である。つまり、「第一」及び「第二」によって、蓄電素子10内における壁部の位置は限定されない。例えば、スペーサ400において、本体部410の下端部(Z軸方向マイナス側の端部)に配置された壁部を「第一壁部」と称してもよい。
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。
10 蓄電素子
100 容器
110 蓋体
110a、110b、120a、130a、150a、160a 貫通孔
110c 安全弁
110d、110e 蓋体凹部
111 容器本体
111a 内面
120 正極集電体
120b、130b 開口部
121、131 端子接続部
122、122a、122b、122c、122d 電極体接続部
130 負極集電体
141、142 電極体
141a、142a 端部
143 絶縁フィルム
144 絶縁テープ
150、160 下部絶縁部材
150b、160b 下側凹部
150c 絶縁凸部
200 正極端子
210、310 端子本体
220、320 接続部
230、330 リベット部
240、340 上部絶縁部材
241、341 端子用凹部
300 負極端子
400、401、402、403 スペーサ
410、410a 本体部
412 本体孔
420、420a、420b、420c 第一壁部
421 凸部
430、430a 第二壁部
450 突出部
460 集電体当接部
500 電極体結束物

Claims (9)

  1. 第一方向、第二方向、及び第三方向が互いに交差する場合において、前記第一方向に並べられた2以上の電極体を備える蓄電素子であって、
    前記2以上の電極体のうちの2つの電極体に接続された集電体と、
    前記2つの電極体の間に一部が配置されたスペーサとを備え、
    前記スペーサは、前記2つの電極体の間に配置された本体部と、
    前記本体部の、前記第三方向の端部に配置され、前記第一方向及び前記第二方向に延設された第一壁部であって、前記2つの電極体それぞれの前記第三方向の側面側に位置する第一壁部とを有し、
    前記第一壁部は、前記集電体に当接し、
    前記2つの電極体のそれぞれは、基材層における活物質層が形成された部分が積層されることで形成された電極体本体部を有し、
    前記スペーサの前記本体部の前記一部は、2つの前記電極体本体部の間に配置されている
    蓄電素子。
  2. 第一方向、第二方向、及び第三方向が互いに交差する場合において、前記第一方向に並べられた2以上の電極体を備える蓄電素子であって、
    前記2以上の電極体のうちの2つの電極体に接続された集電体と、
    前記2つの電極体の間に一部が配置されたスペーサとを備え、
    前記スペーサは、前記2つの電極体の間に配置された本体部と、
    前記本体部の、前記第三方向の端部に配置され、前記第一方向及び前記第二方向に延設された第一壁部であって、前記2つの電極体それぞれの前記第三方向の側面側に位置する第一壁部とを有し、
    前記集電体は、前記2つの電極体と接続された複数の電極体接続部を有し、
    前記スペーサの前記本体部は、前記複数の電極体接続部のうちの少なくとも1つの電極体接続部の、前記本体部の側に位置する集電体当接部を有し、
    前記2つの電極体のそれぞれは、基材層における活物質層が形成された部分が積層されることで形成された電極体本体部を有し、
    前記スペーサの前記本体部の前記一部は、2つの前記電極体本体部の間に配置されている
    蓄電素子。
  3. 第一方向、第二方向、及び第三方向が互いに交差する場合において、前記第一方向に並べられた2以上の電極体を備える蓄電素子であって、
    前記2以上の電極体のうちの2つの電極体に接続された集電体と、
    前記2つの電極体の間に一部が配置されたスペーサとを備え、
    前記スペーサは、前記2つの電極体の間に配置された本体部と、
    前記本体部の、前記第三方向の端部に配置され、前記第一方向及び前記第二方向に延設された第一壁部であって、前記2つの電極体それぞれの前記第三方向の側面側に位置する第一壁部とを有し、
    前記第一壁部は、前記第二方向に離間して配置された2つの部分に分離されており、当該2つの部分の間に、前記スペーサが存在しない空間が形成されており、
    前記本体部は、前記端部の前記第二方向における中央部に形成された、前記第二方向及び前記第三方向に広がる切り欠き部を有することで、前記第二方向における前記中央部の前記第三方向の幅が、前記第二方向における端部の前記第三方向の幅よりも小さく形成されている
    蓄電素子。
  4. 前記スペーサはさらに、
    前記本体部の、前記第一壁部とは反対側の端部に配置され、前記第一方向及び前記第二方向に延設された第二壁部を有する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  5. さらに、電極端子を備え、
    前記集電体は、前記電極体に接続された電極体接続部と、前記電極端子と接続された端子接続部とを有し、
    前記第一壁部は、前記集電体の前記端子接続部に当接する
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  6. 前記第一壁部は、前記端子接続部側の面に、前記端子接続部に当接する凸部を有する
    請求項5記載の蓄電素子。
  7. さらに、前記2以上の電極体を収容する容器を備え、
    前記スペーサは、前記第一壁部とは反対側の端部が前記容器の内面と当接した状態で配置されている
    請求項1〜6のいずれか一項に記載の蓄電素子。
  8. 前記スペーサはさらに、前記本体部の、前記第一壁部が配置された端部または、前記第一壁部とは反対側の端部と、前記2つの電極体の少なくとも一方との間を埋めるように設けられた突出部を有する
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の蓄電素子。
  9. 前記集電体は、前記2つの電極体の前記第二方向の端部に接続されている、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の蓄電素子。
JP2014122871A 2014-06-13 2014-06-13 蓄電素子 Expired - Fee Related JP6535982B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014122871A JP6535982B2 (ja) 2014-06-13 2014-06-13 蓄電素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014122871A JP6535982B2 (ja) 2014-06-13 2014-06-13 蓄電素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016004633A JP2016004633A (ja) 2016-01-12
JP6535982B2 true JP6535982B2 (ja) 2019-07-03

Family

ID=55223798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014122871A Expired - Fee Related JP6535982B2 (ja) 2014-06-13 2014-06-13 蓄電素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6535982B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6802980B2 (ja) * 2017-03-23 2020-12-23 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
JP7020034B2 (ja) * 2017-09-29 2022-02-16 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
GB2575981B (en) 2018-07-30 2022-09-07 Gp Batteries International Ltd A battery
JP7466151B2 (ja) * 2018-09-28 2024-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電装置および蓄電モジュール
JP7208201B2 (ja) * 2020-09-09 2023-01-18 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池ケースおよび該電池ケースを備えた二次電池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4496582B2 (ja) * 1999-12-28 2010-07-07 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション リチウム二次電池
JP2010287490A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二次電池
US8546007B2 (en) * 2009-10-29 2013-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US20120052341A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Duk-Jung Kim Rechargeable battery
US9299972B2 (en) * 2011-09-28 2016-03-29 Samsung Sdi Co., Ltd Rechargeable battery with separating member between current collector and battery case
JP6212846B2 (ja) * 2011-10-04 2017-10-18 株式会社Gsユアサ 電気化学装置
JP2014038706A (ja) * 2012-08-10 2014-02-27 Toyota Industries Corp 蓄電装置
JP6232848B2 (ja) * 2012-09-26 2017-11-22 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
JP6269092B2 (ja) * 2014-01-17 2018-01-31 株式会社Gsユアサ 蓄電素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016004633A (ja) 2016-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6269383B2 (ja) 蓄電装置
JP6519161B2 (ja) 蓄電素子
JP6124175B2 (ja) 蓄電素子
JP6739522B2 (ja) 蓄電素子
JP5742869B2 (ja) 蓄電装置
CN110268548A (zh) 蓄电装置
JP6535982B2 (ja) 蓄電素子
CN111052443B (zh) 蓄电元件以及蓄电装置
JP2015185470A (ja) 蓄電素子
JPWO2020066729A1 (ja) 蓄電装置および蓄電モジュール
JP2020071898A (ja) 蓄電素子
JP2015135772A (ja) 蓄電素子
JP2017084540A (ja) 蓄電素子
JPWO2019189341A1 (ja) 蓄電素子
JP7009884B2 (ja) 蓄電素子
JP7501370B2 (ja) 蓄電装置
JP6950406B2 (ja) 蓄電素子
JP6645533B2 (ja) 蓄電素子
JP6155724B2 (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP6337724B2 (ja) 蓄電素子
KR20160030852A (ko) 축전 소자
JP2021057135A (ja) 蓄電素子
JP7024286B2 (ja) 蓄電素子
JP6394749B2 (ja) 蓄電装置
JP7040060B2 (ja) 蓄電素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171121

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180710

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180828

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190328

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190520

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6535982

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees