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JP7642997B2 - Energy storage element - Google Patents
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JP7642997B2 JP2020149105A JP2020149105A JP7642997B2 JP 7642997 B2 JP7642997 B2 JP 7642997B2 JP 2020149105 A JP2020149105 A JP 2020149105A JP 2020149105 A JP2020149105 A JP 2020149105A JP 7642997 B2 JP7642997 B2 JP 7642997B2
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Description

本発明は、電極体と電極体に接続された集電体とを備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to an energy storage element that includes an electrode body and a current collector connected to the electrode body.

特許文献1には、レーザー溶接により電極体と集電体とを接続する工程を含む二次電池の製造方法が開示されている。この二次電池は、内部集電端子(集電体)は、巻回型の電極体の電極露出部を巻回軸方向に対して交差する方向から挟み込む一対の接合部を含む。接合部は、巻回軸から離れるに従って外側に拡がる傾斜面を有する。上記二次電池の製造方法は、傾斜面に沿って接続部を拡げることにより、接続部を階段状の形態にする工程と、階段状の形態になった接続部と傾斜面とをレーザー光を用いて溶接接合する工程とを含む。 Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a secondary battery that includes a step of connecting an electrode body and a current collector by laser welding. In this secondary battery, the internal current collector terminal (current collector) includes a pair of joints that sandwich the exposed electrode portion of the wound electrode body from a direction intersecting the winding axis direction. The joints have an inclined surface that expands outward as it moves away from the winding axis. The method for manufacturing the secondary battery includes a step of expanding the connection part along the inclined surface to give the connection part a stepped shape, and a step of welding and joining the stepped connection part and the inclined surface using laser light.

特開2017-134910号公報JP 2017-134910 A

上記製造方法では、複数の電極露出部(極板端部)は、上層に対して下層が突出するようにずらされて積層されるため、極板端部の積層体である接続部の、電極体本体からの突出長さが大きくなりやすい。この突出長さを抑制するためには、接続部における極板端部の上層と下層とのずれ量を小さくする必要があるが、この場合、複数の極板端部を十分に溶かし合わせるために、例えばレーザー光の出力を大きくする必要が生じる。その結果、スパッタの増加、及び、金属箔である極板端部の溶断等の問題が生じやすくなる。 In the above manufacturing method, the multiple exposed electrode portions (electrode plate ends) are stacked with the lower layers offset from the upper layers so that they protrude, which means that the connection portion, which is the laminate of the electrode plate ends, tends to protrude from the electrode body. In order to suppress this protrusion, it is necessary to reduce the amount of misalignment between the upper and lower layers of the electrode plate ends at the connection portion. In this case, however, it becomes necessary to increase the output of the laser light, for example, in order to sufficiently melt the multiple electrode plate ends together. As a result, problems such as increased spatter and melting of the electrode plate ends, which are metal foils, are likely to occur.

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、電極体の接続部と集電体との溶接部分である溶融部の信頼性が向上された蓄電素子を提供することを目的とする。 The present invention was made by the inventors with a new focus on the above problem, and aims to provide an energy storage element with improved reliability of the fusion zone, which is the welded portion between the connection part of the electrode body and the current collector.

本発明の一態様に係る蓄電素子は、端部に接続部を有する電極体と、前記接続部と第一方向に重ねられた状態で、溶融部において溶接された板状の集電体であって、かつ、前記第一方向に厚み方向を向けて配置された集電体と、を備え、前記溶融部は、前記第一方向における前記接続部の側に露出する第一溶融部と、前記第一方向における前記集電体の側に露出する第二溶融部とを含む。 The energy storage element according to one aspect of the present invention comprises an electrode body having a connection portion at an end thereof, and a plate-shaped current collector that is overlapped with the connection portion in a first direction and welded at a fusion portion and that is arranged with its thickness direction facing the first direction, and the fusion portion includes a first fusion portion exposed on the side of the connection portion in the first direction, and a second fusion portion exposed on the side of the current collector in the first direction.

この構成によれば、電極体の接続部と集電体とを溶接する際に、電極体の接続部の側からの溶接作業と、集電体の側からの溶接作業によって、第一溶融部及び第二溶融部を形成することができる。つまり、第一溶融部及び第二溶融部それぞれの形成のための溶接作業を比較的に小さいエネルギーで行うことができ、かつ、集電体と接続部とを十分に溶け合わせることができる。従って、例えばスパッタの飛散、または、接続部の一部の溶断等を生じさせずに、溶融部における十分な通電性能を確保することができる。従って、本態様に係る蓄電素子は、電極体の接続部と集電体との溶接部分である溶融部の信頼性が向上された蓄電素子である。 According to this configuration, when welding the connection part of the electrode body and the current collector, the first fusion part and the second fusion part can be formed by welding from the side of the connection part of the electrode body and welding from the side of the current collector. In other words, the welding work for forming the first fusion part and the second fusion part can be performed with relatively small energy, and the current collector and the connection part can be sufficiently melted together. Therefore, it is possible to ensure sufficient current carrying performance in the fusion part without causing, for example, scattering of spatter or melting of a part of the connection part. Therefore, the energy storage element according to this embodiment is an energy storage element in which the reliability of the fusion part, which is the welded part between the connection part of the electrode body and the current collector, is improved.

蓄電素子はさらに、前記集電体とで、前記接続部を挟むように配置され、かつ、前記第一方向に厚み方向を向けて配置された当て板を備え、前記第一溶融部は、前記当て板の、前記接続部とは反対側の面である外面に露出している、としてもよい。 The energy storage element may further include a backing plate arranged to sandwich the connection portion between the current collector and the backing plate with its thickness direction facing the first direction, and the first molten portion may be exposed on an outer surface of the backing plate, which is the surface opposite the connection portion.

この構成によれば、例えば金属箔である極板端部が積層することで形成された接続部を、当て板で押さえながら溶接することができる。このように、積層された極板端部が当て板で押さえられた場合、隣り合う極板端部の間に隙間が生じにくくなる。従って、第一溶融部及び第二溶融部のそれぞれの形成にレーザー光を用いたレーザー溶接を採用した場合であっても、良好な状態の溶融部を効率よく形成することができる。これにより、短時間で、信頼性の向上された溶融部を形成することができる。 According to this configuration, the connection portion formed by stacking the electrode plate ends, which are, for example, metal foils, can be welded while being pressed down with a backing plate. In this way, when the stacked electrode plate ends are pressed down with a backing plate, gaps are less likely to occur between adjacent electrode plate ends. Therefore, even when laser welding using laser light is used to form the first fusion portion and the second fusion portion, fusion portions in good condition can be formed efficiently. This makes it possible to form fusion portions with improved reliability in a short period of time.

前記溶融部において、前記第一溶融部及び前記第二溶融部は、互いの一部が重複して配置されている、としてもよい。 In the fusion zone, the first fusion zone and the second fusion zone may be arranged so as to partially overlap each other.

この構成によれば、溶融部における機械的な接続強度が向上するため、溶融部における電気的な接続のみならず機械的な接続においても信頼性を向上させることができる。 This configuration improves the mechanical connection strength at the fusion zone, improving the reliability of not only the electrical connection at the fusion zone but also the mechanical connection.

前記第一方向と直交する第二方向において、前記第一溶融部の前記接続部の側に露出する部分の幅を第一幅とし、前記第二溶融部の前記集電体の側に露出する部分の幅を第二幅とした場合、前記溶融部は、前記第一方向における前記第一幅の位置と前記第二幅の位置との間に、前記第一幅及び前記第二幅よりも狭い第三幅の部分を有する、としてもよい。 In a second direction perpendicular to the first direction, the width of the portion of the first fusion portion exposed to the connection portion side is defined as a first width, and the width of the portion of the second fusion portion exposed to the current collector side is defined as a second width. The fusion portion may have a portion of a third width narrower than the first width and the second width between the position of the first width and the position of the second width in the first direction.

例えばレーザー溶接によって溶融部を形成する場合、その対象物は、レーザー光の照射側が比較的に多く溶かし込まれ、そこから奥に行くに従い(溶融深さが深くなるに従い)、次第に溶融量は減少する。従って、照射方向における対象物の全域を貫くように溶融部を形成するためには、レーザー光の出力の増加が必要となる場合がある。しかし、本態様では、溶融すべき部分の両側からレーザー光を照射することで、接続部の側及び集電体の側の両方に比較的に多くの溶融量を有し、かつ、第一方向において接続部及び集電体の全域に亘って存在する溶融部を形成することができる。従って、溶融部の形成に用いるレーザー光の出力を大きくすることなく、十分な通電量が確保される溶融部を形成することができる。つまり、信頼性が向上された溶融部が形成される。 For example, when forming a molten part by laser welding, the object is melted relatively more on the side irradiated with the laser light, and the amount of melting gradually decreases as one moves further in (as the melting depth increases). Therefore, in order to form a molten part that penetrates the entire area of the object in the irradiation direction, it may be necessary to increase the output of the laser light. However, in this embodiment, by irradiating the laser light from both sides of the part to be melted, it is possible to form a molten part that has a relatively large amount of melting on both the connection part side and the current collector side, and that exists throughout the entire area of the connection part and the current collector in the first direction. Therefore, it is possible to form a molten part that ensures a sufficient amount of current flow without increasing the output of the laser light used to form the molten part. In other words, a molten part with improved reliability is formed.

前記第一方向から見た場合において、前記第一溶融部の前記接続部の側に露出する部分の中心を通り、前記第一方向に平行な仮想線を第一軸線とし、前記第二溶融部の前記集電体の側に露出する部分の中心を通り、前記第一方向に平行な仮想線を第二軸線とした場合、前記溶融部において、前記第一溶融部と前記第二溶融部とは、前記第一軸線と前記第二軸線とが、前記第一方向と直交する第二方向において離間する位置に配置されている、としてもよい。 When viewed from the first direction, if a virtual line passing through the center of a portion of the first fusion portion exposed to the connection portion side and parallel to the first direction is defined as a first axis, and a virtual line passing through the center of a portion of the second fusion portion exposed to the current collector side and parallel to the first direction is defined as a second axis, the first fusion portion and the second fusion portion may be arranged in positions where the first axis and the second axis are spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction.

この構成によれば、例えば、第一溶融部と第二溶融部とが重複する部分の溶融量が少なくなり、これにより、溶融部の全体としての溶融量(溶融部の体積)が大きくなる。従って、例えば、溶融部における通電量の増加または接続強度の向上が図られ、その結果、溶融部の信頼性が向上する。 With this configuration, for example, the amount of melting in the area where the first molten part and the second molten part overlap is reduced, and this increases the overall amount of melting in the molten part (volume of the molten part). Therefore, for example, the amount of current flowing through the molten part is increased or the connection strength is improved, resulting in improved reliability of the molten part.

本発明によれば、電極体の接続部と集電体との溶接部分である溶融部の信頼性が向上された蓄電素子を提供することができる。 The present invention provides an energy storage element with improved reliability of the fusion zone, which is the welded portion between the connection part of the electrode body and the current collector.

実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the appearance of an energy storage element according to an embodiment; 実施の形態に係る蓄電素子の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of an energy storage element according to an embodiment. 実施の形態に係る集電体及び接続部の接合構造を簡易的に示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a simplified joint structure of a current collector and a connection portion according to the embodiment. 実施の形態に係る溶融部の形成方法を示す図である。5A to 5C are diagrams illustrating a method for forming a fusion zone according to an embodiment. 実施の形態に係る溶融部の形状についての特徴を示す図である。5A to 5C are diagrams illustrating features of the shape of a fusion zone according to an embodiment. 実施の形態の変形例1に係る溶融部の構成を示す図である。10A and 10B are diagrams showing a configuration of a fusion zone according to a first modified example of the embodiment; 実施の形態の変形例2に係る溶融部の構成を示す図である。13 is a diagram showing a configuration of a fusion zone according to a second modified example of the embodiment; FIG.

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、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。 The following describes an energy storage element according to an embodiment (and its modified examples) of the present invention with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are all comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, component placement and connection forms, manufacturing processes, and the order of manufacturing processes shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the present invention. Also, the dimensions and the like are not strictly illustrated in each figure.

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(正極側及び負極側)の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体が有する一対の接続部の並び方向、または、容器の短側面の対向方向をX軸方向と定義する。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、容器の厚さ方向をY軸方向と定義する。電極端子と集電体と電極体との並び方向、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、電極体の巻回軸方向、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軸プラス方向とは、X軸の矢印方向を示し、X軸マイナス方向とは、X軸プラス方向とは反対方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。 In the following description and drawings, the X-axis direction is defined as the direction in which the pair of electrode terminals (positive and negative) of the storage element are arranged, the direction in which the pair of current collectors are arranged, the direction in which the pair of connection parts of the electrode body are arranged, or the direction in which the short side surfaces of the container face each other. The Y-axis direction is defined as the direction in which the long side surfaces of the container face each other, the short side of the container, or the thickness direction of the container. The Z-axis direction is defined as the direction in which the electrode terminals, current collectors, and electrode body are arranged, the direction in which the container body and lid of the storage element are arranged, the longitudinal direction of the short side surface of the container, the winding axis direction of the electrode body, or the up-down direction. These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect with each other (orthogonal in this embodiment). Note that, depending on the mode of use, it is possible that the Z-axis direction is not the up-down direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described as the up-down direction below. In the following description, for example, the positive X-axis direction indicates the direction of the arrow on the X-axis, and the negative X-axis direction indicates the opposite direction to the positive X-axis direction. The same applies to the Y-axis and Z-axis directions.

(実施の形態)
[1.蓄電素子の全般的な説明]
まず、図1及び図2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。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。
(Embodiment)
[1. General Description of Energy Storage Element]
First, an overall description of an energy storage element 10 according to the present embodiment will be given with reference to Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 1 is a perspective view showing the external appearance of the energy storage element 10 according to the embodiment. Fig. 2 is an exploded perspective view of the energy storage element 10 according to the embodiment.

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等の非水電解質二次電池である。蓄電素子10は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電素子10は、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。 The energy storage element 10 is a secondary battery that can charge and discharge electricity, specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. The energy storage element 10 is used as a battery for driving or starting an engine of a moving object such as an automobile, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, or a railway vehicle for an electric railway. Examples of the automobile include an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and a gasoline automobile. Examples of the railway vehicle for the electric railway include a train, a monorail, a linear motor car, and a hybrid train equipped with both a diesel engine and an electric motor. The energy storage element 10 can also be used as a stationary battery for home use or for a generator.

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。また、蓄電素子10は、二次電池ではなく、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、固体電解質を用いた電池であってもよい。また、本実施の形態では、直方体形状(角形)の蓄電素子10を図示しているが、蓄電素子10の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、長円柱形状等であってもよい。 The energy storage element 10 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, or may be a capacitor. The energy storage element 10 may not be a secondary battery, but may be a primary battery that allows the user to use stored electricity without charging it. The energy storage element 10 may be a battery that uses a solid electrolyte. In this embodiment, the energy storage element 10 is illustrated as having a rectangular parallelepiped (corner) shape, but the shape of the energy storage element 10 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be a polygonal prism shape, an oval cylinder shape, or the like other than a rectangular parallelepiped shape.

図1に示すように、蓄電素子10は、容器100と、一対(正極側及び負極側)の電極端子200と、一対(正極側及び負極側)の上部ガスケット300とを備えている。また、図2に示すように、容器100の内方には、一対(正極側及び負極側)の下部ガスケット400と、一対(正極側及び負極側)の集電体500と、電極体700とが収容されている。また、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、図示は省略されている。当該電解液としては、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。また、上記の構成要素の他、電極体700の上方もしくは側方に配置されるスペーサ、または、電極体700等を包み込む絶縁フィルム等が配置されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the energy storage element 10 includes a container 100, a pair of electrode terminals 200 (positive and negative), and a pair of upper gaskets 300 (positive and negative). As shown in FIG. 2, the container 100 contains a pair of lower gaskets 400 (positive and negative), a pair of current collectors 500 (positive and negative), and an electrode body 700. An electrolyte (non-aqueous electrolyte) is enclosed inside the container 100, but is not shown. There is no particular limit to the type of electrolyte as long as it does not impair the performance of the energy storage element 10, and various electrolytes can be selected. In addition to the above components, a spacer disposed above or to the side of the electrode body 700, or an insulating film that encases the electrode body 700, etc. may be disposed.

容器100は、開口が形成された容器本体110と、容器本体110の当該開口を閉塞する蓋体120とを有する直方体形状(箱形)のケースである。このような構成により、容器100は、電極体700等を容器本体110の内部に収容後、容器本体110と蓋体120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構造となっている。なお、容器本体110及び蓋体120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、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。 The container 100 is a rectangular parallelepiped (box-shaped) case having a container body 110 with an opening formed therein and a lid body 120 that closes the opening of the container body 110. With this configuration, the container 100 is structured so that the inside can be sealed by, for example, welding the container body 110 and the lid body 120 together after the electrode body 700 and other components are housed inside the container body 110. The materials of the container body 110 and the lid body 120 are not particularly limited, but are preferably weldable metals such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, and plated steel sheet.

容器本体110は、容器100の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向側に開口が形成されている。蓋体120は、容器100の蓋部を構成する、X軸方向に長尺かつ矩形状の板状部材であり、容器本体110の開口を塞ぐ位置に配置されている。蓋体120には、容器100の内圧が過度に上昇した場合に容器100内部のガスを排出するガス排出弁122が配置されている。 The container body 110 is a rectangular cylindrical member with a bottom that constitutes the main body of the container 100, and has an opening formed on the positive side of the Z axis. The lid body 120 is a plate-like member that is elongated and rectangular in the X axis direction that constitutes the lid of the container 100, and is positioned to close the opening of the container body 110. The lid body 120 is provided with a gas exhaust valve 122 that exhausts gas from inside the container 100 if the internal pressure of the container 100 rises excessively.

電極体700は、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)である。具体的には、電極体700は、正極板と負極板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回されて形成されている。これにより、正極板の基材層(金属箔)が有する複数のタブ(極板端部)が積層されて正極側の接続部720が形成され、負極板の基材層(金属箔)が有するタブ(極板端部)が積層されて負極側の接続部730が形成されている。つまり、電極体700は、電極体本体部710と、電極体本体部710の一部からZ軸プラス方向(第三方向)に突出してY軸プラス方向に延びる接続部720及び730とを有している。このように設けられた接続部720及び730のそれぞれは、「タブ部」と呼ばれる場合もある。なお、本実施の形態では、断面形状が長円形状の電極体700が採用されているが、電極体700の断面形状は楕円形状などでもよい。 The electrode body 700 is a storage element (power generation element) that includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator and can store electricity. Specifically, the electrode body 700 is formed by winding layers arranged so that the separator is sandwiched between the positive electrode plate and the negative electrode plate. As a result, a plurality of tabs (plate ends) of the base layer (metal foil) of the positive electrode plate are stacked to form the connection part 720 on the positive electrode side, and a tab (plate end) of the base layer (metal foil) of the negative electrode plate is stacked to form the connection part 730 on the negative electrode side. In other words, the electrode body 700 has an electrode body main body 710 and connection parts 720 and 730 that protrude from a part of the electrode body main body 710 in the Z-axis positive direction (third direction) and extend in the Y-axis positive direction. Each of the connection parts 720 and 730 thus provided may be called a "tab part". In this embodiment, the electrode body 700 has an oval cross-sectional shape, but the cross-sectional shape of the electrode body 700 may be an ellipse or the like.

電極端子200は、集電体500を介して、電極体700に電気的に接続される部材である。電極端子200は、かしめ等によって、集電体500に接続され、かつ、蓋体120に取り付けられている。具体的には、電極端子200は、下方(Z軸マイナス方向)に延びる軸部201(リベット部)を有している。そして、軸部201が、上部ガスケット300の貫通孔301と、蓋体120の貫通孔123と、下部ガスケット400の貫通孔401と、集電体500の貫通孔501とに挿入されて、かしめられる。これにより、電極端子200は、上部ガスケット300、下部ガスケット400及び集電体500とともに、蓋体120に固定される。なお、電極端子200は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。また、軸部201が電極端子200に設けられていることは必須ではない。例えば、集電体500に一体に設けられた軸部201が、下部ガスケット400、蓋体120、上部ガスケット300、及び電極端子200を貫通し、かつ、電極端子200の外側でかしめられてもよい。 The electrode terminal 200 is a member electrically connected to the electrode body 700 via the current collector 500. The electrode terminal 200 is connected to the current collector 500 by crimping or the like, and is attached to the lid body 120. Specifically, the electrode terminal 200 has an axis portion 201 (rivet portion) extending downward (Z-axis negative direction). The axis portion 201 is inserted into the through hole 301 of the upper gasket 300, the through hole 123 of the lid body 120, the through hole 401 of the lower gasket 400, and the through hole 501 of the current collector 500, and is crimped. As a result, the electrode terminal 200 is fixed to the lid body 120 together with the upper gasket 300, the lower gasket 400, and the current collector 500. The electrode terminal 200 is formed of a conductive material such as a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy. Also, it is not essential that the shaft portion 201 is provided on the electrode terminal 200. For example, the shaft portion 201 provided integrally with the current collector 500 may pass through the lower gasket 400, the cover 120, the upper gasket 300, and the electrode terminal 200, and may be crimped on the outside of the electrode terminal 200.

集電体500は、電極体700と電極端子200とを電気的に接続する板状の部材である。具体的には、正極側の集電体500は、正極側の電極端子200とかしめ等により接合される端子接続部510と、電極体700の正極側の接続部720と溶接により接続(接合)される電極接続部520とを有する。負極側の集電体500についても同様であり、負極側の電極端子200とかしめ等により接合される端子接続部510と、電極体700の負極側の接続部730と溶接により接続(接合)される電極接続部520とを有する。また、本実施の形態では、集電体500は、接続部720または730と溶接される時点ではほぼ平板状であり、その後、X軸方向に平行な軸を中心に折り畳まれて、容器100内に収容される。つまり、本実施の形態における集電体500は、折り畳み線を境界として、端子接続部510と電極接続部520とが区分される。 The current collector 500 is a plate-like member that electrically connects the electrode body 700 and the electrode terminal 200. Specifically, the positive electrode side current collector 500 has a terminal connection part 510 that is joined to the positive electrode side electrode terminal 200 by crimping or the like, and an electrode connection part 520 that is connected (joined) to the positive electrode side connection part 720 of the electrode body 700 by welding. The negative electrode side current collector 500 is similar, and has a terminal connection part 510 that is joined to the negative electrode side electrode terminal 200 by crimping or the like, and an electrode connection part 520 that is connected (joined) to the negative electrode side connection part 730 of the electrode body 700 by welding. In this embodiment, the current collector 500 is almost flat when it is welded to the connection part 720 or 730, and is then folded around an axis parallel to the X-axis direction and stored in the container 100. In other words, in this embodiment, the current collector 500 is divided into a terminal connection portion 510 and an electrode connection portion 520 by the folding line.

なお、「板状の部材」という場合、例えば、平板状の部材、及び、平板状の部材が、L字状、U字状、V字状、またはS字状などに形成されたものを含む。L字状などの各種の形状の部材を作製するための、形状の形成方法に特に限定はなく、折り曲げ加工、切削加工、絞り加工、または鋳造などの各種の形成方法が採用され得る。 Note that the term "plate-shaped member" includes, for example, flat plate-shaped members and flat plate-shaped members formed into L-shapes, U-shapes, V-shapes, S-shapes, etc. There are no particular limitations on the method of forming the shape to produce members of various shapes such as an L-shape, and various forming methods such as bending, cutting, drawing, and casting can be used.

集電体500は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属で形成されている。なお、集電体500と電極端子200とを接続(接合)する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザー溶接、もしくは、抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結等のかしめ以外の機械的接合が用いられてもよい。また、集電体500と接続部720または730とを接続(接合)する手法は、レーザー溶接または抵抗溶接などが採用される。本実施の形態では、レーザー溶接によって集電体500と接続部720または730とが溶接される。本実施の形態における集電体500と接続部730との接合構造については、図3~図5を用いて後述する。 The current collector 500 is formed of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy. The method for connecting (joining) the current collector 500 and the electrode terminal 200 is not limited to crimping, and may be ultrasonic welding, laser welding, resistance welding, or other welding, or mechanical joining other than crimping, such as screw fastening. The method for connecting (joining) the current collector 500 and the connection portion 720 or 730 may be laser welding or resistance welding. In this embodiment, the current collector 500 and the connection portion 720 or 730 are welded by laser welding. The joining structure between the current collector 500 and the connection portion 730 in this embodiment will be described later with reference to Figures 3 to 5.

上部ガスケット300は、容器100の蓋体120と電極端子200との間に配置された、平板状かつ絶縁性を有する封止部材である。下部ガスケット400は、蓋体120と集電体500との間に配置された、平板状かつ絶縁性を有する封止部材である。なお、上部ガスケット300及び下部ガスケット400は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、もしくは、ポリエーテルサルフォン(PES)等の樹脂、または、これら樹脂を含む複合材料等の、絶縁性を有する素材によって形成されている。 The upper gasket 300 is a flat, insulating sealing member disposed between the lid 120 of the container 100 and the electrode terminal 200. The lower gasket 400 is a flat, insulating sealing member disposed between the lid 120 and the current collector 500. The upper gasket 300 and the lower gasket 400 are formed of an insulating material such as a resin such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyethylene terephthalate (PET), polyether ether ketone (PEEK), tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polybutylene terephthalate (PBT), or polyether sulfone (PES), or a composite material containing these resins.

[2.集電体と電極体の接続部との接合構造]
次に、集電体500と電極体700の接続部730との接合構造について、図3~図6を用いて説明する。本実施の形態では、正極側の集電体500及び接続部720の接合構造と、負極側の集電体500及び接続部730の接合構造とは、実質的に同一であるため、以下では負極側の接合構造に着目し、その説明を行う。つまり、以下で説明される負極側の集電体500及び接続部730に関する各種の事項は、正極側の集電体500及び接続部720に適用されてもよい。
[2. Joint structure between current collector and electrode assembly]
Next, the joint structure between the current collector 500 and the connection portion 730 of the electrode assembly 700 will be described with reference to Figures 3 to 6. In this embodiment, the joint structure between the current collector 500 and the connection portion 720 on the positive electrode side and the joint structure between the current collector 500 and the connection portion 730 on the negative electrode side are substantially the same, so the following description will focus on the joint structure on the negative electrode side. In other words, various matters related to the current collector 500 and the connection portion 730 on the negative electrode side described below may also be applied to the current collector 500 and the connection portion 720 on the positive electrode side.

図3は、実施の形態に係る集電体500及び接続部730の接合構造を簡易的に示す側面図である。図3では、蓄電素子10のX軸プラス方向側から見た場合(側面視)における負極側の集電体500及びその周辺の構成が簡易的に図示されており、容器100は点線で表され、かつ、上部ガスケット300及び下部ガスケット400の図示は省略されている。図4は、実施の形態に係る溶融部600の形成方法を示す図である。図5は、実施の形態に係る溶融部600の形状についての特徴を示す図である。なお、図3~図5において、側面視における溶融部600の存在範囲が、破線で囲まれかつドットが付された領域で表されている。このことは、後述する図6及び図7にも適用される。 Figure 3 is a side view showing a simplified joint structure of the current collector 500 and the connection part 730 according to the embodiment. In Figure 3, the negative electrode side current collector 500 and its surrounding structure when viewed from the X-axis positive direction side of the energy storage element 10 (side view) are simply shown, the container 100 is shown by a dotted line, and the upper gasket 300 and the lower gasket 400 are omitted. Figure 4 is a diagram showing a method for forming the fusion part 600 according to the embodiment. Figure 5 is a diagram showing the characteristics of the shape of the fusion part 600 according to the embodiment. In Figures 3 to 5, the range of the fusion part 600 in side view is shown by the area surrounded by a dashed line and dotted. This also applies to Figures 6 and 7 described later.

図3に示すように、電極体700の負極板の端部(極板端部701)が積層されて形成された接続部730は、集電体500と溶接されている。具体的には、接続部730と集電体500とは、第一方向の一例であるZ軸方向に重ねられ、溶融部600において溶接されている。また、溶融部600は、極板端部701の積層方向であるZ軸方向において接続部730と集電体500とを貫いて形成されている。より詳細には、溶融部600は、Z軸方向に重ねられた集電体500及び接続部730における接続部730の側に露出する第一溶融部610と、集電体500の側に露出する第二溶融部620とを有する。このような溶融部600は、例えば図4に示すように、Z軸方向に重ねられた集電体500及び接続部730に対し、Z軸方向の両側のそれぞれからレーザー光を照射することで形成することができる。 3, the connection portion 730 formed by stacking the ends (electrode plate ends 701) of the negative electrode plates of the electrode body 700 is welded to the current collector 500. Specifically, the connection portion 730 and the current collector 500 are stacked in the Z-axis direction, which is an example of a first direction, and are welded at the fusion portion 600. The fusion portion 600 is formed penetrating the connection portion 730 and the current collector 500 in the Z-axis direction, which is the stacking direction of the electrode plate ends 701. More specifically, the fusion portion 600 has a first fusion portion 610 exposed to the side of the connection portion 730 in the current collector 500 and the connection portion 730 stacked in the Z-axis direction, and a second fusion portion 620 exposed to the side of the current collector 500. Such a fusion portion 600 can be formed, for example, as shown in FIG. 4, by irradiating the current collector 500 and the connection portion 730 stacked in the Z-axis direction with laser light from both sides in the Z-axis direction.

すなわち、本実施の形態に係る蓄電素子10は、端部に接続部730を有する電極体700と、接続部730と第一方向(Z軸方向)に重ねられた状態で、溶融部600において溶接された板状の集電体500とを備える。集電体500はZ軸方向に厚み方向を向けて配置されている。溶融部600は、Z軸方向における接続部730の側に露出する第一溶融部610と、Z軸方向における集電体500の側に露出する第二溶融部620とを含む。 That is, the energy storage element 10 according to this embodiment includes an electrode body 700 having a connection portion 730 at an end, and a plate-shaped current collector 500 that is welded to the connection portion 730 at a fusion portion 600 in a state where the current collector 500 is overlapped in a first direction (Z-axis direction). The current collector 500 is arranged with its thickness direction facing the Z-axis direction. The fusion portion 600 includes a first fusion portion 610 exposed on the side of the connection portion 730 in the Z-axis direction, and a second fusion portion 620 exposed on the side of the current collector 500 in the Z-axis direction.

このように、本実施の形態に係る蓄電素子10では、電極体700の接続部730と集電体500との溶接部分である溶融部600が、接続部730と集電体500との重ね合わせ方向(Z軸方向)の両側に露出している。つまり、溶融部600において、接続部730及び集電体500それぞれが十分に溶融した状態が形成される。また、このような溶融部600が有する第一溶融部610及び第二溶融部620は、電極体700の接続部730の側からの溶接作業と、集電体500の側からの溶接作業によって形成することができる。つまり、第一溶融部610及び第二溶融部620それぞれの形成のための溶接作業を比較的に小さいエネルギーで行うことができ、かつ、集電体500と接続部730とを十分に溶け合わせることができる。さらに、本実施の形態のように、レーザー光を用いたレーザー溶接によって溶融部600を形成する場合、板状の集電体500に対しその厚み方向(法線方向)からレーザー光を照射できる。これにより、溶融すべき箇所に効率よくエネルギーを集中することができる。そのため、例えばスパッタの飛散または、接続部730の一部の溶断等を生じさせずに、溶融部600における十分な通電性能を確保することができる。従って、本実施の形態に係る蓄電素子10は、電極体700の接続部730と集電体500との溶接部分である溶融部600の信頼性が向上された蓄電素子10である。 In this way, in the energy storage element 10 according to the present embodiment, the fusion zone 600, which is the welded portion between the connection portion 730 of the electrode body 700 and the current collector 500, is exposed on both sides of the overlapping direction (Z-axis direction) of the connection portion 730 and the current collector 500. That is, in the fusion zone 600, a state in which the connection portion 730 and the current collector 500 are sufficiently fused is formed. In addition, the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 of such a fusion zone 600 can be formed by welding work from the side of the connection portion 730 of the electrode body 700 and welding work from the side of the current collector 500. In other words, the welding work for forming each of the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 can be performed with relatively small energy, and the current collector 500 and the connection portion 730 can be sufficiently fused together. Furthermore, when the fusion zone 600 is formed by laser welding using a laser beam as in the present embodiment, the plate-shaped current collector 500 can be irradiated with laser beam from its thickness direction (normal direction). This allows energy to be efficiently concentrated at the location to be melted. Therefore, for example, it is possible to ensure sufficient electrical conductivity in the fusion zone 600 without causing scattering of spatter or melting of a portion of the connection zone 730. Therefore, the energy storage element 10 according to this embodiment is an energy storage element 10 with improved reliability in the fusion zone 600, which is the welded portion between the connection zone 730 of the electrode body 700 and the current collector 500.

また、本実施の形態では、図3及び図4に示すように、蓄電素子10はさらに、集電体500とで、接続部730を挟むように配置され、かつ、第一方向に厚み方向を向けて配置された当て板550を備える。第一溶融部610は、当て板550の、接続部730とは反対側の面である外面551に露出している。当て板550は、集電体500と同じく、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属で形成された板状の部材である。 In addition, in this embodiment, as shown in Figs. 3 and 4, the energy storage element 10 further includes a backing plate 550 arranged to sandwich the connection portion 730 between the current collector 500 and the backing plate 550, with its thickness direction facing the first direction. The first fusion portion 610 is exposed on an outer surface 551 of the backing plate 550, which is the surface opposite the connection portion 730. The backing plate 550 is a plate-shaped member formed of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy, just like the current collector 500.

このように、接続部730と集電体500との溶接に、当て板550を用いることで、金属箔である極板端部701が積層することで形成された接続部730を、当て板550で押さえながら極板端部701間の隙間が生じにくい状態で溶接することができる。従って、第一溶融部610及び第二溶融部620のそれぞれの形成にレーザー光を用いたレーザー溶接を採用した場合であっても、良好な状態の第一溶融部610及び第二溶融部620を効率よく形成することができる。すなわち、短時間で、信頼性の向上された溶融部600を形成することができる。 In this way, by using the backing plate 550 to weld the connection portion 730 and the current collector 500, the connection portion 730 formed by stacking the electrode plate ends 701, which are metal foils, can be welded in a state in which gaps between the electrode plate ends 701 are unlikely to occur while being pressed down by the backing plate 550. Therefore, even if laser welding using laser light is used to form the first fusion portion 610 and the second fusion portion 620, the first fusion portion 610 and the second fusion portion 620 in good condition can be efficiently formed. In other words, a fusion portion 600 with improved reliability can be formed in a short time.

また、本実施の形態では、溶融部600において、第一溶融部610及び第二溶融部620は、互いの一部が重複して配置されている。具体的には、図3に示すように、接続部730の厚み方向(Z軸方向)の中央部分に第一溶融部610及び第二溶融部620の重複部分が存在する。第一溶融部610及び第二溶融部620の重複部分は、その形成の過程において、第一溶融部610の形成の際の熱で溶融し、かつ、第二溶融部620の形成の際の熱で溶融した部分である。つまり、溶融部600において、第一溶融部610の形成範囲と第二溶融部620の形成範囲とが接続されている場合、その接続部分には、第一溶融部610及び第二溶融部620の重複部分が存在する。 In addition, in this embodiment, in the molten portion 600, the first molten portion 610 and the second molten portion 620 are arranged so that they partially overlap each other. Specifically, as shown in FIG. 3, an overlapping portion of the first molten portion 610 and the second molten portion 620 exists in the center portion of the connection portion 730 in the thickness direction (Z-axis direction). The overlapping portion of the first molten portion 610 and the second molten portion 620 is a portion that is melted by the heat when the first molten portion 610 is formed and melted by the heat when the second molten portion 620 is formed during the formation process. In other words, when the formation range of the first molten portion 610 and the formation range of the second molten portion 620 are connected in the molten portion 600, an overlapping portion of the first molten portion 610 and the second molten portion 620 exists in the connection portion.

この構成によれば、溶融部600は、接続部730に含まれる全ての極板端部701をその積層方向に貫き、かつ、集電体500をその厚み方向に貫いた状態で形成される。従って、溶融部600における機械的な接続強度が向上するため、溶融部600における電気的な接続のみならず機械的な接続においても信頼性を向上させることができる。 According to this configuration, the fusion zone 600 is formed in a state in which it penetrates all of the electrode plate ends 701 included in the connection portion 730 in the stacking direction, and penetrates the current collector 500 in its thickness direction. Therefore, the mechanical connection strength of the fusion zone 600 is improved, and the reliability of not only the electrical connection but also the mechanical connection in the fusion zone 600 can be improved.

また、本実施の形態において、図5に示すように、第一方向(Z軸方向)と直交する第二方向(例えばY軸方向)において、第一溶融部610の接続部730の側に露出する部分の幅を第一幅(W1)とし、第二溶融部620の集電体500の側に露出する部分の幅を第二幅(W2)とした場合を想定する。この場合、溶融部600は、Z軸方向におけるW1の位置とW2の位置との間に、W1及びW2よりも狭い第三幅(W3)の部分を有している。言い換えると、溶融部600は、Z軸方向における両端部の間に、両端部の幅(W1、W2)よりも狭い幅(W3)の部分を有している。なお、レーザー光を、第一方向と直交する所定の方向に動かしながら第一溶融部610及び第二溶融部620を形成した場合、第一溶融部610及び第二溶融部620のそれぞれは、当該所定の方向に長尺状に形成される。この場合、第一幅(W1)は、第一方向から見た場合の第一溶融部610の露出部分における短手方向の幅であり、第二幅(W2)は、第一方向から見た場合の第二溶融部620の露出部分における短手方向の幅である、と規定される。さらに、第三幅(W3)は、溶融部600における、第一方向と垂直な断面(XY平面に平行な断面)における短手方向の幅であって、W3<W1かつW3<W2を満たす幅である、と規定される。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, in a second direction (for example, Y-axis direction) perpendicular to the first direction (Z-axis direction), the width of the portion of the first fusion portion 610 exposed to the connection portion 730 side is assumed to be the first width (W1), and the width of the portion of the second fusion portion 620 exposed to the current collector 500 side is assumed to be the second width (W2). In this case, the fusion portion 600 has a portion of a third width (W3) narrower than W1 and W2 between the positions W1 and W2 in the Z-axis direction. In other words, the fusion portion 600 has a portion of a width (W3) narrower than the widths (W1, W2) of both ends between both ends in the Z-axis direction. In addition, when the first fusion portion 610 and the second fusion portion 620 are formed while moving the laser light in a predetermined direction perpendicular to the first direction, each of the first fusion portion 610 and the second fusion portion 620 is formed in an elongated shape in the predetermined direction. In this case, the first width (W1) is defined as the width of the exposed portion of the first fusion zone 610 in the short side direction when viewed from the first direction, and the second width (W2) is defined as the width of the exposed portion of the second fusion zone 620 in the short side direction when viewed from the first direction. Furthermore, the third width (W3) is defined as the width of the fusion zone 600 in the short side direction in a cross section perpendicular to the first direction (a cross section parallel to the XY plane), and is defined as a width that satisfies W3<W1 and W3<W2.

本実施の形態のように、レーザー溶接によって溶融部600を形成する場合、その対象物は、レーザー光の照射側が比較的に多く溶かし込まれ、そこから奥に行くに従い、次第に溶融量は減少する。そのため、照射方向における対象物の全域を貫くように溶融部600を形成するために、レーザー光の出力の増加が必要となる場合がある。つまり、図3~図5に示すように、例えば第一溶融部610及び第二溶融部620の一方のみに着目した場合、当該一方は、レーザー光の照射側を底辺とする山型に形成される。従って、当該一方のみで集電体500及び接続部730をZ軸方向で貫いて溶融させる場合、当該一方を形成するためのレーザー光の出力を増加させる必要がある。このことは、接続部730に含まれる極板端部701の溶断の発生、または、スパッタの飛散よる他の部材の損傷等の要因となる。 When forming the molten part 600 by laser welding as in this embodiment, the object is melted relatively more on the side irradiated with the laser light, and the amount of melting gradually decreases as it goes deeper from there. Therefore, in order to form the molten part 600 so as to penetrate the entire area of the object in the irradiation direction, it may be necessary to increase the output of the laser light. That is, as shown in Figures 3 to 5, for example, when focusing on only one of the first molten part 610 and the second molten part 620, the one is formed in a mountain shape with the side irradiated with the laser light as the base. Therefore, when melting the current collector 500 and the connection part 730 in the Z-axis direction with only the one, it is necessary to increase the output of the laser light for forming the one. This can cause the electrode plate end part 701 included in the connection part 730 to melt, or damage to other members due to scattering of spatter.

しかし、本実施の形態では、重ね合わされた接続部730及び集電体500における溶融すべき部分の両側からレーザー光を照射する。これにより、接続部730の側及び集電体500の側の両方に比較的に多くの溶融量を有し、かつ、Z軸方向において接続部730及び集電体500の全域に亘って存在する溶融部600を形成することができる。従って、溶融部600の形成に用いるレーザー光の出力を大きくすることなく、十分な通電量が確保される溶融部600を形成することができる。つまり、信頼性が向上された溶融部600が形成される。 However, in this embodiment, the laser light is applied from both sides of the overlapping connection portion 730 and current collector 500 to be melted. This makes it possible to form a molten portion 600 that has a relatively large amount of melt on both the connection portion 730 side and the current collector 500 side, and that exists across the entire area of the connection portion 730 and current collector 500 in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to form a molten portion 600 that ensures a sufficient amount of current flow without increasing the output of the laser light used to form the molten portion 600. In other words, a molten portion 600 with improved reliability is formed.

以上、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、電極体700の接続部730と集電体500との溶接部分である溶融部として、図3~図5に示す構成とは異なる構成の溶融部を有してもよい。そこで、以下に、蓄電素子10が有する溶融部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。 The above describes the energy storage element 10 according to the embodiment, but the energy storage element 10 may have a fusion part having a configuration different from that shown in Figures 3 to 5 as the fusion part that is the welded portion between the connection part 730 of the electrode body 700 and the current collector 500. Therefore, below, modified examples of the fusion part of the energy storage element 10 will be described, focusing on the differences from the above embodiment.

(変形例1)
図6は、実施の形態の変形例1に係る溶融部600aの構成を示す図である。図6に示すように、本変形例に係る溶融部600aは、Z軸方向における接続部730の側に露出する第一溶融部610と、Z軸方向における集電体500の側に露出する第二溶融部620とを含む。この構成に関しては、実施の形態に係る溶融部600と共通する。本変形例では、第一溶融部610及び第二溶融部620のY軸方向における位置が明確にずれている点で、上記実施の形態とは異なる。
(Variation 1)
6 is a diagram showing the configuration of a fusion zone 600a according to the first modified example of the embodiment. As shown in FIG. 6, the fusion zone 600a according to this modified example includes a first fusion zone 610 exposed on the side of the connection portion 730 in the Z-axis direction, and a second fusion zone 620 exposed on the side of the current collector 500 in the Z-axis direction. This configuration is common to the fusion zone 600 according to the embodiment. This modified example differs from the above embodiment in that the positions of the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 in the Y-axis direction are clearly shifted.

具体的には、Z軸方向から見た場合において、第一溶融部610の接続部730の側に露出する部分の中心を通り、Z軸方向に平行な仮想線を第一軸線A1とし、第二溶融部620の集電体500の側に露出する部分の中心を通り、Z軸方向に平行な仮想線を第二軸線A2とした場合を想定する。この場合、溶融部600において、第一溶融部610と第二溶融部620とは、第一軸線A1と第二軸線A2とが、Z軸方向と直交する第二方向(例えばY軸方向)において離間する位置に配置されている。このような構成の溶融部600aは、例えば、第一溶融部610を形成するためのレーザー光の光軸と、第二溶融部620を形成するためのレーザー光の光軸とを、Z軸方向に直交する方向でずらすことで形成することができる。このことは、後述する変形例2に係る溶融部600bについても同じである。 Specifically, when viewed from the Z-axis direction, a virtual line passing through the center of the part of the first fusion zone 610 exposed to the connection part 730 side and parallel to the Z-axis direction is assumed to be the first axis A1, and a virtual line passing through the center of the part of the second fusion zone 620 exposed to the current collector 500 side and parallel to the Z-axis direction is assumed to be the second axis A2. In this case, in the fusion zone 600, the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 are arranged at positions where the first axis A1 and the second axis A2 are separated in a second direction (e.g., the Y-axis direction) perpendicular to the Z-axis direction. The fusion zone 600a having such a configuration can be formed, for example, by shifting the optical axis of the laser light for forming the first fusion zone 610 and the optical axis of the laser light for forming the second fusion zone 620 in a direction perpendicular to the Z-axis direction. This is also true for the fusion zone 600b according to the modified example 2 described later.

この構成によれば、第一溶融部610と第二溶融部620とが重複する部分の溶融量が少なくなり、これにより、溶融部600の全体としての溶融量(溶融部600の体積)が大きくなる。従って、例えば、溶融部600における通電量の増加または接続強度の向上が図られ、その結果、溶融部600の信頼性が向上する。なお、図6に示す例では、第一軸線A1と第二軸線A2とがY軸方向でずれているが、第一軸線A1と第二軸線A2とは、Z軸方向と直交する方向にずれていればよい。つまり、例えば第一軸線A1と第二軸線A2とがY軸方向で一致し、かつ、X軸方向でずれていてもよい。 According to this configuration, the amount of melting at the overlapping portion of the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 is reduced, and as a result, the overall amount of melting of the fusion zone 600 (volume of the fusion zone 600) is increased. Therefore, for example, the amount of current flowing through the fusion zone 600 is increased or the connection strength is improved, and as a result, the reliability of the fusion zone 600 is improved. In the example shown in FIG. 6, the first axis A1 and the second axis A2 are offset in the Y-axis direction, but the first axis A1 and the second axis A2 may be offset in a direction perpendicular to the Z-axis direction. In other words, for example, the first axis A1 and the second axis A2 may coincide in the Y-axis direction and be offset in the X-axis direction.

(変形例2)
図7は、実施の形態の変形例2に係る溶融部600bの構成を示す図である。図7に示すように、本変形例に係る溶融部600bは、Z軸方向における接続部730の側に露出する第一溶融部610と、Z軸方向における集電体500の側に露出する第二溶融部620とを含む。さらに、第一溶融部610の中心軸である第一軸線A1と、第二溶融部620の中心軸である第二軸線A2とは、Z軸方向と直交する第二方向(例えばY軸方向)において離間する位置に配置されている。これらの構成は、変形例1に係る溶融部600aとで共通する。本変形例に係る溶融部600bでは、第一溶融部610と第二溶融部620との重複部分がなく、この点で、変形例1に係る溶融部600aと異なる。
(Variation 2)
7 is a diagram showing the configuration of the fusion zone 600b according to the second modification of the embodiment. As shown in FIG. 7, the fusion zone 600b according to this modification includes a first fusion zone 610 exposed on the side of the connection portion 730 in the Z-axis direction, and a second fusion zone 620 exposed on the side of the current collector 500 in the Z-axis direction. Furthermore, the first axis A1, which is the central axis of the first fusion zone 610, and the second axis A2, which is the central axis of the second fusion zone 620, are arranged at positions spaced apart in a second direction (e.g., the Y-axis direction) perpendicular to the Z-axis direction. These configurations are common to the fusion zone 600a according to the first modification. In the fusion zone 600b according to this modification, there is no overlapping portion between the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620, and in this respect, it differs from the fusion zone 600a according to the first modification.

この場合であっても、第一溶融部610及び第二溶融部620それぞれのZ軸方向における配置範囲の少なくとも一部同士が重なるように、第一溶融部610及び第二溶融部620が配置されていればよい。これにより、接続部730において積層されている複数の極板端部701それぞれの一部が、第一溶融部610及び第二溶融部620の少なくとも一方に含まれる。そのため、当該複数の極板端部701の全てが、集電体500に電気的に接続される。従って、電極体700は、接続部730及び集電体500を介して効率よく充放電できる。 Even in this case, the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 only need to be arranged so that at least a portion of the arrangement range in the Z-axis direction of each of the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620 overlaps. As a result, a portion of each of the multiple electrode plate ends 701 stacked in the connection portion 730 is included in at least one of the first fusion zone 610 and the second fusion zone 620. Therefore, all of the multiple electrode plate ends 701 are electrically connected to the current collector 500. Therefore, the electrode body 700 can be efficiently charged and discharged via the connection portion 730 and the current collector 500.

なお、図7に示す例では、第一軸線A1と第二軸線A2とがY軸方向でずれているが、第一軸線A1と第二軸線A2とは、Z軸方向と直交する方向にずれていればよい。つまり、例えば第一軸線A1と第二軸線A2とがY軸方向で一致し、かつ、X軸方向でずれていてもよい。 In the example shown in FIG. 7, the first axis A1 and the second axis A2 are offset in the Y-axis direction, but the first axis A1 and the second axis A2 may be offset in a direction perpendicular to the Z-axis direction. In other words, for example, the first axis A1 and the second axis A2 may coincide in the Y-axis direction and be offset in the X-axis direction.

(他の実施の形態)
以上、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したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例に限定されない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であり、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。
Other Embodiments
Although the energy storage element according to the embodiment and its modified examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and its modified examples. In other words, the embodiment and its modified examples disclosed herein are illustrative in all respects, and include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

例えば、図3~図5を用いて説明された特徴を有する溶融部600において集電体500と溶接される接続部は、図2に示すような、電極体本体部710の端部の一部から突出して設けられたタブ部である必要はない。例えば、電極体本体部における巻回軸方向の端部の全体から突出した部分が接続部であってもよい。この場合であっても、接続部と集電体との重ね合わせ方向(第一方向)における接続部の側に露出する第一溶融部と、第一方向における集電体の側に露出する第二溶融部とを含む溶融部を形成することは可能である。 For example, the connection portion welded to the current collector 500 in the fusion portion 600 having the characteristics described using Figures 3 to 5 does not have to be a tab portion protruding from a portion of the end of the electrode body main body 710 as shown in Figure 2. For example, the connection portion may be a portion protruding from the entire end of the electrode body main body in the winding axis direction. Even in this case, it is possible to form a fusion portion that includes a first fusion portion exposed on the side of the connection portion in the overlapping direction (first direction) of the connection portion and the current collector, and a second fusion portion exposed on the side of the current collector in the first direction.

また、正極側及び負極側の両方に溶融部600が設けられている必要はない。例えば、金属製の容器を正極端子として用いる場合、つまり、電極体700の正極が容器と接続される場合、集電体500と接続部730との溶接部分である溶融部600は、負極側のみに設けられてもよい。 Furthermore, it is not necessary to provide the fusion part 600 on both the positive electrode side and the negative electrode side. For example, when a metal container is used as the positive electrode terminal, that is, when the positive electrode of the electrode body 700 is connected to the container, the fusion part 600, which is the welded part between the current collector 500 and the connection part 730, may be provided only on the negative electrode side.

なお、上記の、実施の形態に係る溶融部600についての各種の補足事項は、変形例1または2に係る溶融部600aまたは600bに適用されてもよい。 The various supplementary points regarding the fusion zone 600 according to the embodiment described above may also be applied to the fusion zone 600a or 600b according to the modified example 1 or 2.

また、電極体700に接続される集電体は、図3に示す集電体500のように折り畳まれることは必須ではない。例えば、電極体700の接続部730が、巻回軸方向(Z軸方向)に沿って立てられた状態で容器に収容される場合、単なる平板状またはL字状の集電体が、接続部730に溶接されてもよい。つまり、接続部730と接合される集電体は、溶融部600の形成が可能な部分を有すれば、全体的な形状及びサイズに特に限定はない。 In addition, the current collector connected to the electrode body 700 does not necessarily have to be folded like the current collector 500 shown in FIG. 3. For example, when the connection part 730 of the electrode body 700 is stored in a container in a state where it is erected along the winding axis direction (Z-axis direction), a simple flat or L-shaped current collector may be welded to the connection part 730. In other words, the overall shape and size of the current collector joined to the connection part 730 are not particularly limited as long as it has a portion where the fusion part 600 can be formed.

また、蓄電素子10が備える電極体の種類は巻回型に限定されない。例えば、平板状極板を積層した積層型の電極体、または、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体が、蓄電素子10に備えられてもよい。 The type of electrode body provided in the energy storage element 10 is not limited to the wound type. For example, the energy storage element 10 may be provided with a laminated electrode body in which flat electrode plates are stacked, or an electrode body having a structure in which long strip-shaped electrode plates are stacked in a bellows shape by repeatedly folding in peaks and valleys.

また、上記説明された複数の構成要素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。 In addition, configurations constructed by combining multiple components described above in any desired manner are also included within the scope of the present invention.

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。 The present invention can be applied to storage elements such as lithium-ion secondary batteries.

10 蓄電素子
100 容器
500 集電体
550 当て板
551 外面
600、600a、600b 溶融部
610 第一溶融部
620 第二溶融部
700 電極体
701 極板端部
710 電極体本体部
720、730 接続部
REFERENCE SIGNS LIST 10 Energy storage element 100 Container 500 Current collector 550 Cover plate 551 Outer surface 600, 600a, 600b Melted portion 610 First melted portion 620 Second melted portion 700 Electrode body 701 Electrode plate end portion 710 Electrode body main body portion 720, 730 Connection portion

Claims (4)

端部に接続部を有する電極体と、
前記接続部と第一方向に重ねられた状態で、溶融部において溶接された板状の集電体であって、かつ、前記第一方向に厚み方向を向けて配置された集電体と、を備え、
前記溶融部は、前記第一方向における前記接続部の側に露出する第一溶融部と、前記第一方向における前記集電体の側に露出する第二溶融部とを含
前記第一方向と直交する第二方向において、前記第一溶融部の前記接続部の側に露出する部分の幅を第一幅とし、前記第二溶融部の前記集電体の側に露出する部分の幅を第二幅とした場合、
前記溶融部は、前記第一方向における前記第一幅の位置と前記第二幅の位置との間に、前記第一幅及び前記第二幅よりも狭い第三幅の部分を有する、
蓄電素子。
An electrode body having a connection portion at an end thereof;
a plate-shaped current collector that is overlapped with the connection portion in a first direction and welded to the connection portion at a fusion portion, and the current collector is disposed with a thickness direction oriented in the first direction;
the fusion portion includes a first fusion portion exposed on a side of the connection portion in the first direction and a second fusion portion exposed on a side of the current collector in the first direction,
In a second direction perpendicular to the first direction, when a width of a portion of the first fusion portion exposed on the connection portion side is defined as a first width and a width of a portion of the second fusion portion exposed on the current collector side is defined as a second width,
The molten portion has a portion having a third width narrower than the first width and the second width between a position of the first width and a position of the second width in the first direction.
Energy storage element.
さらに、前記集電体とで、前記接続部を挟むように配置され、かつ、前記第一方向に厚み方向を向けて配置された当て板を備え、
前記第一溶融部は、前記当て板の、前記接続部とは反対側の面である外面に露出している、
請求項1記載の蓄電素子。
Further, a backing plate is provided that is disposed so as to sandwich the connection portion between the current collector and the backing plate and has a thickness direction oriented in the first direction,
The first fusion portion is exposed on an outer surface of the backing plate, which is the surface opposite to the connection portion.
The energy storage element according to claim 1.
前記溶融部において、前記第一溶融部及び前記第二溶融部は、互いの一部が重複して配置されている、
請求項1または2記載の蓄電素子。
In the fusion zone, the first fusion zone and the second fusion zone are arranged to overlap each other.
The energy storage element according to claim 1 or 2.
端部に接続部を有する電極体と、
前記接続部と第一方向に重ねられた状態で、溶融部において溶接された板状の集電体であって、かつ、前記第一方向に厚み方向を向けて配置された集電体と、を備え、
前記溶融部は、前記第一方向における前記接続部の側に露出する第一溶融部と、前記第一方向における前記集電体の側に露出する第二溶融部とを含み、
前記第一方向から見た場合において、前記第一溶融部の前記接続部の側に露出する部分の中心を通り、前記第一方向に平行な仮想線を第一軸線とし、前記第二溶融部の前記集電体の側に露出する部分の中心を通り、前記第一方向に平行な仮想線を第二軸線とした場合、
前記溶融部において、前記第一溶融部と前記第二溶融部とは、前記第一軸線と前記第二軸線とが、前記第一方向と直交する第二方向において離間する位置に配置されている、
電素子。
An electrode body having a connection portion at an end thereof;
a plate-shaped current collector that is overlapped with the connection portion in a first direction and welded to the connection portion at a fusion portion, and the current collector is disposed with a thickness direction oriented in the first direction;
the fusion portion includes a first fusion portion exposed on a side of the connection portion in the first direction and a second fusion portion exposed on a side of the current collector in the first direction,
When viewed from the first direction, a virtual line passing through a center of a portion of the first fusion portion exposed to the connection portion side and parallel to the first direction is defined as a first axis, and a virtual line passing through a center of a portion of the second fusion portion exposed to the current collector side and parallel to the first direction is defined as a second axis.
In the fusion zone, the first fusion zone and the second fusion zone are arranged at positions where the first axis and the second axis are spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction.
Energy storage element.
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