JP2016192361A - 蓄電素子 - Google Patents

Abstract

【課題】締結部材を用いた導電部材と電極端子との接続を容易に行うことのできる蓄電素子を提供する。【解決手段】容器１００と、正極端子２００と、正極端子２００及び容器１００の間に配置された上部絶縁部材１２５とを備える蓄電素子１０であって、正極端子２００には、正極端子２００の端面から所定の位置まで形成された切欠き２０１であって、軸部４１１及び頭部４１２を有する締結部材４００の軸部４１１が挿通可能な切欠き２０１が形成されており、正極端子２００及び上部絶縁部材１２５の少なくとも一方は、締結部材４００の頭部４１２が挿通可能な開口部２５０または２６０を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、電極体を収容する容器と、電極端子と、電極端子及び容器の間に配置された絶縁部材と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、従来のガソリン自動車に代えてハイブリッド自動車及び電気自動車等の、動力源としてモータを備える自動車が普及し始めている。

また、これらハイブリッド自動車等に備えられたモータに電力を供給する電源として、リチウムイオン二次電池などの電池を複数備える蓄電装置が広く活用されている。

このような蓄電装置では、例えば、金属製の外装体の中に、隣接する電池間がバスバーで電気的に接続された複数の電池が配置されている。特許文献１には、このような蓄電装置において、バスバーと金属製の外装体との間の短絡を防止するための技術が開示されている。

特開２０１１−２１６４００号公報

複数の蓄電素子を並べて１つの蓄電装置（蓄電モジュールとも呼ばれる）を構成する場合、複数の蓄電素子それぞれは、一般に、蓄電装置が有する筐体等の部材によって位置規制される。そのため、隣接する蓄電素子間を接続するためのバスバーを、複数の蓄電素子それぞれの電極端子（正極端子または負極端子、以下同じ）に精度よく溶接することが可能である。

しかし、複数の蓄電素子のうちの両端の蓄電素子のそれぞれは、例えば外部の装置から延設された導電部材（圧着端子を備えるケーブル等）と接続する必要がある。そのため、両端の蓄電素子と外部の導電部材とは、例えば、電極端子に取り付けられたネジ端子（雄ネジである軸部を有する端子）とナットを用いて締結される。具体的には、両端の蓄電素子それぞれの電極端子とネジ端子とが溶接されることで、これら電極端子にネジ端子が取り付けられる。つまり、両端の蓄電素子のそれぞれと外部の導電部材とを接続するために、まず、当該蓄電素子の電極端子とネジ端子との溶接を行う必要があり、その後に、ネジ端子と導電部材との締結作業が行われる。このことは、例えば、蓄電装置の組み立て、または、蓄電装置の機器への組み込みの作業の煩雑化を招き得る。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、締結部材を用いた導電部材と電極端子との接続を容易に行うことのできる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、容器と、電極端子と、前記電極端子及び前記容器の間に配置された絶縁部材とを備える蓄電素子であって、前記電極端子には、前記電極端子の端面から所定の位置まで形成された切欠きであって、軸部及び頭部を有する締結部材の前記軸部が挿通可能な切欠きが形成されており、前記電極端子及び前記絶縁部材の少なくとも一方は、前記締結部材の前記頭部が挿通可能な開口部を有する。

この構成によれば、電極端子には、端面から所定の位置まで形成された、締結部材の軸部が挿通可能な切欠きが設けられ、かつ、電極端子及び絶縁部材の少なくとも一方には、締結部材の頭部が挿通可能な開口部が形成される。そのため、締結部材を、電極端子の端面から電極端子に容易に装着することができる。

さらに、締結部材を電極端子に装着した後は、外部の導電部材と電極端子とを締結部材で締結することで、導電部材と電極端子とを機械的及び電気的に接続し、かつ、締結部材と電極端子とを機械的及び電気的に接続することができる。つまり、締結部材を用いた締結工程により、締結部材、電極端子、及び、導電部材の３者を一括して固定することが可能である。そのため、例えば、締結部材を電極端子に固定するための工程を、締結部材を用いた締結工程とは別に行う必要がない。

このように、本態様に係る蓄電素子によれば、締結部材を用いた導電部材と電極端子との接続を容易に行うことができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記切欠きと前記開口部とに、前記締結部材の前記軸部と前記頭部とを、前記端面から挿通させることで、前記締結部材を前記電極端子に取り付けることができるとしてもよい。

つまり、本態様に係る蓄電素子では、例えば締結部材の軸部を起立させた状態で、電極端子の切欠きに当該端面から挿入することで、締結部材の電極端子への取り付けを行うことができる。さらに、例えば軸部が起立した姿勢のまま、外部の導電部材と電極端子とを締結部材で締結することができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子は、さらに、前記頭部と当接することで前記頭部の回動を規制する規制部であって、前記電極端子及び前記絶縁部材の少なくとも一方に設けられた規制部を備えるとしてもよい。

この構成によれば、例えば、締結部材であるボルト及びナットによって、導電部材を電極端子に締結する際に、規制部が、ボルトの回り止めとして機能するため、当該締結の作業を効率よく行うことができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記電極端子にはさらに、導電部材が溶接される面である溶接面が形成されているとしてもよい。

この構成によれば、締結部材を用いた導電部材と電極端子との接続が容易であるとともに、電極端子において例えばレーザー溶接等の接合に十分な平面が溶接面として確保される。そのため、例えば、当該蓄電素子と隣の蓄電素子とをバスバー等の導電部材で接続する場合において、電極端子とバスバーとの接合の信頼性を向上させることができる。つまり、本態様の蓄電素子は、電極端子と導電部材とを接続する際に、締結及び溶接という互いに異なる種類の接続方法のいずれを選択した場合であっても、当該接続についての高い信頼性を得ることができる。

本発明によれば、締結部材を用いた導電部材と電極端子との接続を容易に行うことのできる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示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の容器の容器本体を分離して蓄電素子が備える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端子及びその周辺の構造を示す第１の斜視図である。 実施の形態に係る正極端子の上部絶縁部材側の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る正極端子及びその周辺の構造を示す第２の斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置の基本構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例１に係る正極端子及びその周辺の構造を示す第１の斜視図である。 実施の形態の変形例１に係る正極端子及びその周辺の構造を示す第２の斜視図である。 実施の形態の変形例２に係る正極端子及びその周辺の構造を示す斜視図である。 実施の形態の変形例２に係る正極端子及びその周辺の構造を示す側面図である。 締結部材の回り止めのための構造の別の一例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、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

また、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、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の電極体の巻回軸方向をＸ軸方向と定義する。つまり、Ｘ軸方向は、集電体もしくは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、蓄電素子の上下方向をＺ軸方向と定義する。つまり、Ｚ軸方向は、集電体の脚が延びる方向、または、容器の短側面の長手方向として定義できる。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と交差する方向をＹ軸方向と定義する。つまり、Ｙ軸方向は、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。

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の容器１００の容器本体１１１を分離して蓄電素子１０が備える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では、容器本体１１１の図示は省略されている。

蓄電素子１０は、電極体を収容する容器と、電極体に電気的に接続された電極端子と、電極端子及び前記容器の間に配置された絶縁部材とを備える蓄電素子である。本実施の形態に係る蓄電素子１０は、具体的には以下のように説明される。

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。特に、蓄電素子１０は、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。

これらの図に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。正極端子２００は上部絶縁部材１２５を介して蓋体１１０に取り付けられており、負極端子３００は上部絶縁部材１３５を介して蓋体１１０に取り付けられている。容器１００内方には、下部絶縁部材１２０及び１３０と、正極集電体１４０と、負極集電体１５０と、電極体１６０とが収容されている。

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１６０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。

電極体１６０は、極板が積層されることで形成された電極体であり、正極集電体１４０及び負極集電体１５０と電気的に接続される。本実施の形態では、電極体１６０は、２種類の極板である正極及び負極と、セパレータとが交互に積層されかつ巻回されることで形成されている。

正極は、アルミニウムからなる長尺帯状の金属箔（正極基材層）の表面に、正極活物質を含む合剤層が形成されたものである。負極は、銅からなる長尺帯状の金属箔（負極基材層）の表面に、負極活物質層を含む合剤層が形成されたものである。

なお、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。また、セパレータとしては、例えば樹脂からなる微多孔性のシートが採用される。

このように構成された電極体１６０において、より具体的には、正極と負極とは、セパレータを介し、巻回軸方向に互いにずらして巻回されており、正極及び負極は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されていない部分である未塗工部を有する。

具体的には、正極は、巻回軸方向の一端に、正極活物質が塗工されていない未塗工部が積層された正極側端部１６１を有している。また、負極は、巻回軸方向の他端に、負極活物質が塗工されていない未塗工部が積層された負極側端部１６２を有している。正極側端部１６１は正極集電体１４０と接合され、負極側端部１６２は負極集電体１５０と接合される。これら接合の手法に特に限定はないが、例えば超音波溶接が採用される。なお、蓄電素子１０が備える電極体１６０の数に特に限定はなく、２以上でもよい。

正極集電体１４０は、電極体１６０の正極側に配置され、正極端子２００と電極体１６０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１４０は、電極体１６０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。

正極集電体１４０には、貫通孔１４０ａが形成されており、貫通孔１４０ａに、後述の正極端子２００の接続部２１０が挿入されることで、正極集電体１４０と正極端子２００とが接続される。

負極集電体１５０は、電極体１６０の負極側に配置され、負極端子３００と電極体１６０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１５０は、電極体１６０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。

負極集電体１５０には、貫通孔１５０ａが形成されており、貫通孔１５０ａに後述の負極端子３００の接続部３１０が挿入されることで、負極集電体１５０と負極端子３００とが接続される。

上部絶縁部材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り、下部絶縁部材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。上部絶縁部材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り、下部絶縁部材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。上部絶縁部材１２５、１３５は、例えば上部パッキンと呼ばれる場合もあり、下部絶縁部材１２０、１３０は、例えば下部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、上部絶縁部材１２５、１３５及び下部絶縁部材１２０、１３０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、上部絶縁部材１２５、１３５、並びに、下部絶縁部材１２０、１３０は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の絶縁性を有する素材によって形成されている。

正極端子２００は、電極体１６０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１６０の負極に電気的に接続された電極端子である。また、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１４０とを電気的に接続する接続部２１０が設けられている。

接続部２１０は、正極集電体１４０の貫通孔１４０ａに挿入されて、正極集電体１４０に接続される部材であり、例えばリベットである。つまり、正極端子２００の接続部２１０は、上部絶縁部材１２５の貫通孔１２５ａ、蓋体１１０の貫通孔１１０ａ、下部絶縁部材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は、上部絶縁部材１２５、下部絶縁部材１２０、及び正極集電体１４０とともに蓋体１１０に固定される。

また同様に、負極端子３００には、負極端子３００と負極集電体１５０とを電気的に接続する接続部３１０が設けられている。負極端子３００の接続部３１０は、上部絶縁部材１３５の貫通孔１３５ａ、蓋体１１０の貫通孔１１０ｂ、下部絶縁部材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は、上部絶縁部材１３５、下部絶縁部材１３０、及び負極集電体１５０とともに蓋体１１０に固定される。

このように構成された蓄電素子１０は、正極端子２００及び負極端子３００のそれぞれに、軸部と頭部とを有する締結部材の軸部を所定の位置で貫通させた状態で、当該締結部材を取り付け可能である。簡単にいうと、蓄電素子１０では、電極端子（２００、３００）に締結部材を容易に後付することができる。これについて、図４〜図６を用いて説明する。

なお、蓄電素子１０における締結部材の取り付けのための構造は、正極端子２００側と、負極端子３００側とで共通している。そのため、以下では正極端子２００及びその周辺の構造についての説明を行い、負極端子３００及びその周辺の構造についての説明は省略する。

図４は、実施の形態に係る正極端子２００及びその周辺の構造を示す第１の斜視図である。図５は、実施の形態に係る正極端子２００の上部絶縁部材１２５側の外観を示す斜視図である。図６は、実施の形態に係る正極端子２００及びその周辺の構造を示す第２の斜視図である。具体的には、図６では、図４に示す正極端子２００と導電部材５００とが締結部材４００によって締結された状態が図示されている。また、図４及び図６では、正極端子２００に接続される外部の導電部材５００の一例として、圧着端子を有するケーブルが図示されている。

図４〜図６に示すように、蓄電素子１０は、電極体１６０に電気的に接続された正極端子２００であって、軸部４１１と頭部４１２とを有する締結部材４００の軸部４１１を所定の位置で貫通させた状態で、締結部材４００を取り付け可能な正極端子２００を備える。具体的には、正極端子２００には、正極端子２００の端面２０４から当該所定の位置まで形成された切欠き２０１であって、軸部４１１と頭部４１２とを有する締結部材４００の軸部４１１が挿通可能な切欠き２０１が形成されている。切欠き２０１の延設方向（図４におけるＸ軸方向）及び軸部４１１の貫通方向（図４におけるＺ軸方向）に交差する方向の幅（図４におけるＹ軸方向の幅、以下「切欠き２０１の横幅」という）は、軸部４１１の外径以上である。また、切欠き２０１の横幅は、頭部４１２の横幅よりも小さい。

蓄電素子１０はさらに、正極端子２００及び容器１００の間に配置された絶縁部材である上部絶縁部材１２５を備える。また、蓄電素子１０において、正極端子２００は、締結部材４００の頭部４１２が挿通可能な開口部２５０を有している。より詳細には、正極端子２００には、切欠き２０１の端面２０４における開口に隣接して配置された、締結部材４００の頭部４１２が切欠き２０１の延設方向に挿通可能な開口部２５０が形成されている。なお、開口部２５０の、切欠き２０１の延設方向及び軸部４１１の貫通方向に交差する方向の幅（図４におけるＹ軸方向の幅、以下「開口部２５０の横幅」という。）は、頭部４１２の横幅よりも大きい。また、開口部２５０の横幅は、切欠き２０１の横幅よりも大きい。

このように、本実施の形態では、正極端子２００の端面２０４における、切欠き２０１の開口に隣接する位置に、開口部２５０が形成されている。より詳細には、正極端子２００は、開口部２５０から挿入された頭部４１２を収容可能な空間を有している。なお、この空間は、正極端子２００において開口部２５０と連続して設けられた空間であり、開口部２５０の一部であるということもできる。

なお、本実施の形態に係る締結部材４００は、ボルト４１０とナット４２０とで構成されており、ボルト４１０は、上述の軸部４１１と頭部４１２とを有している。頭部４１２は、軸部４１１の一端に設けられた、最大径が軸部４１１の外径よりも大きな部分であり、本実施の形態では、平面視（締結部材４００の軸方向（図４におけるＺ軸方向）から見た場合）において矩形の形状を有している。また、軸部４１１は、締結部材４００における雄ネジを形成する部分であり、雌ネジが形成されたナット４２０と螺合する。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、正極端子２００に設けられた切欠き２０１及び開口部２５０を有しており、これにより、締結部材４００を用いた導電部材５００と正極端子２００との接続を容易に行うことができる。

具体的には、図４に示すように、正極端子２００の端面２０４の側から、切欠き２０１に軸部４１１が挿入され、かつ、開口部２５０に頭部４１２が挿入されるように、締結部材４００の一部であるボルト４１０が、正極端子２００に取り付けられる。つまり、ボルト４１０を、軸部４１１が起立した状態で、正極端子２００の切欠き２０１に挿入することができる。言い換えると、切欠き２０１と開口部２５０とに、締結部材４００の軸部４１１と頭部４１２とを、端面２０４から挿通させることで、締結部材４００を正極端子２００に取り付けることができる。

これにより、軸部４１１の頭部４１２とは反対側の端部が、正極端子２００の切欠き２０１から上方に突出した状態で、ボルト４１０が正極端子２００に装着される。さらに、軸部４１１を、外部の導電部材５００に設けられた取付孔５００ａに貫通させ、軸部４１１とナット４２０とを螺合させて締め付けることで、導電部材５００と正極端子２００とが締結される。

これにより、外部の導電部材５００と正極端子２００とを機械的及び電気的に接続するともに、締結部材４００と正極端子２００とを機械的及び電気的に接続するとことができる。つまり、締結部材４００を用いた締結工程により、締結部材４００、正極端子２００、及び、導電部材５００の３者が一括して固定される。そのため、例えば、締結部材４００を正極端子２００に固定するための工程（例えば溶接など）を、締結部材４００を用いた導電部材５００と正極端子２００との締結工程とは別に行う必要がない。

従って、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、締結部材４００を用いた導電部材５００と電極端子（上記説明では正極端子２００）との接続を容易に行うことができる。

また、本実施の形態では、正極端子２００に、切欠き２０１及び開口部２５０が形成されているが、このような正極端子２００は、例えばプレス加工によって容易に作製することができる。つまり、切欠き２０１を有する正極端子２００は、例えば、平板状の正極端子２００の一部が切り欠かれることで形成される必要はなく、上述のプレス加工で形成されてもよく、また、例えば鋳造によって形成されてもよい。

また、上部絶縁部材１２５に、締結部材４００の取り付けのための部位を形成する必要がないため、例えば、既存のパッキン等を、本実施の形態に係る蓄電素子１０が備える上部絶縁部材１２５として採用することができる。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１０はさらに、ナット４２０を締める際のボルト４１０の回り止めのための構造を有している。

具体的には、図５に示すように、正極端子２００は、頭部４１２と当接することで頭部４１２の回動を規制する規制部２２０を有する。規制部２２０は、本実施の形態では、締結部材４００（ボルト４１０）の頭部４１２が収容される空間を囲む壁部であって、頭部４１２の側方（締結部材４００の軸方向に直交する方向）に配置された壁部の少なくとも一部によって形成されている。つまり、頭部４１２の外形は、平面視において円形ではなく、本実施の形態では矩形であるため、軸部４１１と螺合するナット４２０が回された場合に、頭部４１２の側面が規制部２２０と当接する。これにより、頭部４１２が、ナット４２０とともに軸部４１１を中心として回動することが防止される。

すなわち、規制部２２０は、締結部材４００の一部であるボルト４１０の回り止めとして機能する。これにより、締結部材４００を用いた、導電部材５００と正極端子２００との締結作業が効率よく行われる。また、例えば、予定された締め付けトルクによる締結を確実に行うことが可能となる。

なお、規制部２２０がない場合、または、規制部２２０が、頭部４１２の回動を規制するように作用しない場合であっても、例えば、頭部４１２と正極端子２００との間の摩擦力により、ナット４２０を締め付けることは可能である。しかし、ボルト４１０の回り止めとして機能する規制部２２０が設けられているほうが、例えば、上述のように、締結作業の効率化等の観点から好ましい。

また、規制部２２０及び頭部４１２は、頭部４１２が軸部４１１を中心とした回動をする場合に、規制部２２０が、その回動を規制するように頭部４１２に当接する関係にあればよい。そのため、例えば、頭部４１２の平面視における外形は、矩形に限定されず、矩形以外の多角形、例えば六角形であってもよく、また、楕円、長円であってもよい。

また、上部絶縁部材１２５は、平板状の本体の周縁に、正極端子２００を囲むように設けられた壁部が設けられた構造であってもよい。この場合、例えば、壁部の、正極端子２００の開口部２５０と対向する位置に、締結部材４００の頭部４１２が切欠き２０１の延設方向に挿通可能な開口部を設ける。これにより、上部絶縁部材１２５の壁部が、頭部４１２の開口部２５０への挿入の妨げとなることが防止される。

ここで、本実施の形態に係る正極端子２００には、上述の、導電部材５００を接続するための締結部材４００の取り付けのための構造に加え、図４に示すように、導電部材が溶接される面である溶接面２０３が形成されている。

具体的には、正極端子２００において、端面２０４から延設された切欠き２０１の長さは、例えば、図４に示すように正極端子２００のＸ軸方向の長さの半分以下であり、Ｘ軸方向における残りの領域が溶接面２０３として扱われる。つまり、本実施の形態に係る正極端子２００は、上面（Ｚ軸方向プラス側の面）がほぼフラットに形成されているため、切欠き２０１が設けられた部分以外を、バスバー等の導電部材との溶接に用いることができる。

すなわち、正極端子２００は、締結部材４００の後付が可能あるとともに、例えばレーザー溶接等の接合に十分な平面を、溶接面２０３として有している。そのため、複数の蓄電素子１０を並べて、これら複数の蓄電素子１０を例えば１以上のバスバーを用いて直列に接続し、かつ、両端の蓄電素子１０のそれぞれに、外部の導電部材５００を、締結部材４００を用いて接続することが可能である。これを図７を用いて説明する。

図７は、実施の形態に係る蓄電装置５０の基本構成を示す斜視図である。蓄電装置５０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置である。蓄電装置５０は、例えば、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される蓄電モジュールである。なお、蓄電装置５０は、複数の蓄電素子１０を収容する外装体、および、複数の蓄電素子１０についての充放電を制御する制御基板等の他の要素を備えてもよいが、これら他の要素についての図示は省略されている。

本実施の形態に係る蓄電装置５０は、並んで配置された複数の蓄電素子１０と、複数のバスバー６００とを備えている。これら複数の蓄電素子１０のうちの隣り合う２つの蓄電素子１０の異極間はバスバー６００により接続されている。つまり、当該２つの蓄電素子１０のうちの一方の蓄電素子１０の正極端子２００と、他方の蓄電素子１０の負極端子３００とは、バスバー６００で接続されており、その結果、これら複数の蓄電素子１０は、直列に接続されている。

より詳細には、各バスバー６００の両端部のそれぞれは、例えばレーザー溶接によって正極端子２００または負極端子３００と溶接されており、これにより、各バスバー６００は、正極端子２００及び負極端子３００と機械的及び電気的に接続される。

また、このように直列に接続された複数の蓄電素子１０のうちの、両端の蓄電素子１０のそれぞれは、図７に示すように、圧着端子を有するケーブルである導電部材５０１または５０２と接続されている。

例えば、両端の蓄電素子１０のうちの、図７において手前側の蓄電素子１０の正極端子２００には、締結部材４００によって導電部材５０１が接続されている。また、両端の蓄電素子１０のうちの、図７において奥側の蓄電素子１０の負極端子３００には、締結部材４００によって導電部材５０２が接続されている。これにより、蓄電装置５０は、導電部材５０１及び５０２を介して、外部の装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置５０は、導電部材５０１及び５０２を介して供給される、外部の装置からの電力によって充電することができる。

このように、本実施の形態に係る蓄電装置５０は、複数の蓄電素子１０を備え、これら複数の蓄電素子１０の各々は、締結及び溶接という互いに異なる種類の接続方法に対応可能な構造を有している。

従って、蓄電装置５０は、図７に示すように、複数の蓄電素子１０を１以上のバスバーで直列に接続し、かつ、両端の蓄電素子１０に、外部の装置との接続に用いる導電部材（５０１、５０２）を接続する態様のほか、各種の接続態様に対応することができる。

例えば、１列に並べられた複数の蓄電素子１０を、２つのバスバー６００を用いて並列に接続した場合を想定する。この場合、例えば、これら複数の蓄電素子１０の両端以外の１つの蓄電素子１０の正極端子２００に、締結部材４００を用いて導電部材５０１を接続し、当該蓄電素子１０の負極端子３００に、締結部材４００を用いて導電部材５０２を接続してもよい。このような接続態様であっても、蓄電装置５０は、外部の装置との間で、導電部材５０１及び５０２を介した電力のやり取りを行うことは可能である。

つまり、蓄電装置５０は、本実施の形態に係る蓄電素子１０を複数備えていることで、複数の蓄電素子１０の配置位置または電気的な接続態様の自由度が高い。また、例えば、図７における最も手前の蓄電素子１０から導電部材５０１を取り外す場合、ボルト４１０及びナット４２０で構成される締結部材４００を正極端子２００から取り外すことができる。そのため、例えば、当該蓄電素子１０を、他の蓄電装置で再利用すること等が容易である。

なお、蓄電素子１０は、締結部材４００を用いた導電部材と電極端子との接続を容易化する構造として、図４〜図６に示される構造以外の構造を採用してもよい。そこで、蓄電素子１０における締結部材４００の取り付け構造についての各種の変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。

（変形例１）
図８は、実施の形態の変形例１に係る正極端子２００及びその周辺の構造を示す第１の斜視図である。図９は、実施の形態の変形例１に係る正極端子２００及びその周辺の構造を示す第２の斜視図である。

図８および図９に示す蓄電素子１０ａは、正極端子２００と、正極端子２００及び容器１００の間に配置された上部絶縁部材１２５とを備え、正極端子２００には、切欠き２０１が形成されている。これらの点においては、上記実施の形態に係る蓄電素子１０と共通する。

本変形例に係る蓄電素子１０ａは、締結部材４００の頭部４１２が切欠き２０１の延設方向に挿通可能な開口部２６０が、上部絶縁部材１２５に形成されている。つまり、本変形例では、頭部４１２が挿入される開口部２６０が、上部絶縁部材１２５における、切欠き２０１の端面２０４の開口に連通する位置に配置されている。より詳細には、開口部２６０は、上部絶縁部材１２５の端面１２６であって、切欠き２０１の開口が存在する、正極端子２００の端面２０４と同じ側（図８におけるＸ軸方向プラス側）の端面１２６に形成されている。また、正極端子２００の端面２０４における切欠き２０１の開口と、上部絶縁部材１２５の開口部２６０とは、正極端子２００及び上部絶縁部材１２５の並び方向（図８におけるＺ軸方向）において隣り合い、連通している。

本実施の形態では、図９に示すように、上部絶縁部材１２５の上面側に形成された溝の一部によって開口部２６０が形成されている。つまり、上部絶縁部材１２５は、開口部２６０から挿入された頭部４１２を収容可能な空間を有している。なお、この空間は、上部絶縁部材１２５において開口部２６０と連続して設けられた空間であり、開口部２６０の一部であるということもできる。

上記構造は、正極端子２００に、頭部４１２が挿入される開口部２５０（例えば図４参照）を形成する必要がないため、例えば、正極端子２００が比較的に薄い場合に有用である。

また、本変形例に係る上部絶縁部材１２５は、例えば、図９に示すように、頭部４１２と当接することで頭部４１２の回動を規制する規制部２３０を有する。規制部２３０は、本変形例では、締結部材４００（ボルト４１０）の頭部４１２が収容される空間を囲む壁部であって、頭部４１２の側方に配置された壁部の少なくとも一部によって形成されている。つまり、軸部４１１と螺合するナット４２０が回された場合に、頭部４１２の側面が規制部２３０と当接することで、頭部４１２がナット４２０とともに、軸部４１１を中心として回動することが防止される。すなわち、規制部２３０は、締結部材４００の一部であるボルト４１０の回り止めとして機能する。これにより、上記実施の形態に係る規制部２２０と同じく、締結部材４００を用いた締結作業の効率化等の効果が得られる。

なお、図９では、上部絶縁部材１２５は、平板状の本体に、頭部４１２の移動を許容する溝が設けられた形状を有しており、その溝の側壁を規制部２３０として機能させている。しかし、例えば、平板状の本体に、少なとも一条のリブであって、頭部４１２の側面と当接するリブを立てることで、当該リブを規制部２３０として機能させてもよい。

（変形例２）
図１０は、実施の形態の変形例２に係る正極端子２００及びその周辺の構造を示す斜視図である。図１１は、実施の形態の変形例２に係る正極端子２００及びその周辺の構造を示す側面図である。具体的には、図１１は、本変形例に係る蓄電素子１０ｂをＸ軸方向プラス側から見た場合の、蓄電素子１０ｂの一部を示している。

図１０及び図１１に示す蓄電素子１０ｂは、正極端子２００と、正極端子２００及び容器１００の間に配置された上部絶縁部材１２５とを備え、正極端子２００には、切欠き２０１が形成されている。これらの点においては、上記実施の形態に係る蓄電素子１０と共通する。

本変形例に係る蓄電素子１０ｂは、締結部材４００の頭部４１２が切欠き２０１の延設方向に挿通可能な開口部が、正極端子２００及び上部絶縁部材１２５の双方に形成されている。具体的には、正極端子２００には第一開口部２５０ａが形成され、上部絶縁部材１２５には、第二開口部２６０ａが形成されており、第一開口部２５０ａと第二開口部２６０ａとの組み合わせにより、１つの開口部２７０が形成されている。

つまり、正極端子２００及び上部絶縁部材１２５は、切欠き２０１の端面２０４における開口に隣接して配置された、締結部材４００の頭部４１２が切欠き２０１の延設方向に挿通可能な開口部２７０を有する。また、本変形例では、正極端子２００が有する規制部２２０（図５参照）、及び、上部絶縁部材１２５が有する規制部２３０の双方を、締結部材４００の一部であるボルト４１０の回り止めとして機能させることができる。

上記構造は、頭部４１２の厚みを、正極端子２００及び上部絶縁部材１２５の厚みによって吸収することができるため、例えば、頭部４１２の厚みが比較的に大きい場合に有用である。また、正極端子２００における第一開口部２５０ａの、正極端子２００の厚み方向（Ｚ軸方向）の幅が比較的に小さいため、例えば、正極端子２００が比較的に薄い場合に有用である。また、ボルト４１０の回り止めとして、金属製の正極端子２００の一部（規制部２２０）を用いるため、例えば、樹脂製である上部絶縁部材１２５の規制部２３０のみでボルト４１０の回り止めを行うよりも、当該回り止めの確実性が向上される。

（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、実施の形態及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、締結部材４００のサイズ及び形状は、特定のサイズ及び形状に限定されない。締結部材４００は、軸部４１１が切欠き２０１に挿入され、かつ、頭部４１２が、開口部２５０に挿入された場合に、軸部４１１の突出方向（Ｚ軸方向プラス側）に抜け出せないサイズ及び形状であればよい。つまり、切欠き２０１の横幅は、開口部２５０の横幅よりも小さく形成されており、この構造により軸部４１１の突出方向への抜け止めがなされるサイズ及び形状であれば、締結部材４００のサイズ、形状及び種類等に特に限定はない。このことは、上記変形例１及び２に係る、蓄電素子１０ａ及び１０ｂについても同じである。

また、正極端子２００または負極端子３００に取り付けられる締結部材は、ボルト４１０及びナット４２０によって構成される締結部材４００以外であってもよい。例えば、頭部と軸部とを有するリベットが、正極端子２００または負極端子３００に取り付けられる締結部材として採用されてもよい。この場合であっても、例えば、リベットである締結部材を用いた締結工程（かしめ工程）により、締結部材、正極端子２００、及び、導電部材５００（例えば図４参照）の３者が同時に固定される。そのため、例えば、締結部材を正極端子２００に固定するための工程を、締結部材４００を用いた導電部材５００と正極端子２００との締結工程（かしめ工程）とは別に行う必要がない。

また、例えば、切欠き２０１は、正極端子２００の、短側面側（Ｘ軸方向プラス側）の端面２０４から延設されているが、切欠き２０１の延設方向はこれに限られない。例えば、正極端子２００の、負極端子３００側（Ｘ軸方向マイナス側）の端面から切欠き２０１が延設されていてもよい。また、正極端子２００の、長側面側（Ｙ軸方向プラス側またはマイナス側）の端面から切欠き２０１が延設されていてもよい。

いずれの場合であっても、切欠き２０１の位置に応じて、頭部４１２の挿入用の開口部が形成されることで、締結部材４００を用いた導電部材５００と正極端子２００との接続を容易に行わせることができる。例えば、正極端子２００のサイズもしくは形状、または、締結部材４００のサイズもしくは形状に応じて、切欠き２０１の延設方向または位置等が決定されてもよい。

また、正極端子２００の溶接面２０３に溶接等によって接合される導電部材はバスバー６００には限定されない。例えば、溶接面２０３と溶接可能な端子を有するケーブルが、正極端子２００の溶接面２０３と接合される導電部材であってもよい。

また、蓄電素子１０における締結部材４００の取り付けのための構造は、正極端子２００側と負極端子３００側とで共通するとしたが、正極端子２００及び負極端子３００の一方のみが、例えば図４〜図６で示した締結部材４００の取り付け構造を有してもよい。つまり、締結部材４００の取り付けを容易化する構造は、蓄電素子１０において、正極端子２００側及び負極端子３００側のそれぞれで独立して採用可能であるため、正極端子２００側及び負極端子３００側の双方が当該構造を有する必要はない。

また、例えば、締結部材４００（ボルト４１０）の回り止めは、規制部２２０または２３０を頭部４１２の側面と当接させること以外の手法によって行われてもよい。

図１２は、締結部材４００の回り止めのための構造の別の一例を示す斜視図である。図１２に示す上部絶縁部材１２５は、締結部材４００が有する頭部４１２ａが切欠き２０１の延設方向に挿通可能な開口部２６０を有し、かつ、開口部２６０よりも内方に形成されたリブ２３２を有する。

また、締結部材４００は、ボルト４１０及びナット４２０で構成されており、ボルト４１０は、軸部４１１と、平面視における外形が円形である頭部４１２ａとを有している。

さらに、頭部４１２ａには、直線状の頭部溝４１３が形成されており、頭部４１２ａが、開口部２６０から内方（Ｘ軸方向マイナス側）に移動した場合、頭部溝４１３をリブ２３２と係合させることができる。その結果、頭部４１２ａは、リブ２３２によって軸部４１１を中心とする回動が規制される。つまり、リブ２３２が、締結部材４００（ボルト４１０）の回り止めとして機能する。

上記構造では、頭部４１２ａに設けられた直線状の頭部溝４１３を回り止めに利用するため、例えば、既存のマイナス溝付きのボルト（雄ネジ）を、ボルト４１０として採用することができる。

また、蓄電素子１０が備える電極体１６０の構造は巻回型でなくてもよく、平板状の正極と負極とがセパレータを挟んで交互に積層された構造であってもよい。また、電極体１６０は、長尺帯状の正極と負極とがセパレータを挟んで蛇腹状に折り畳まれた構造であってもよい。

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、１０ａ、１０ｂ 蓄電素子
５０ 蓄電装置
１００ 容器
１１０ 蓋体
１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２５ａ、１３０ａ、１３５ａ、１４０ａ、１５０ａ 貫通孔
１１１ 容器本体
１２０、１３０ 下部絶縁部材
１２５、１３５ 上部絶縁部材
１２６、２０４ 端面
１４０ 正極集電体
１５０ 負極集電体
１６０ 電極体
１６１ 正極側端部
１６２ 負極側端部
２００ 正極端子
２０１ 切欠き
２０３ 溶接面
２１０、３１０ 接続部
２２０、２３０ 規制部
２３２ リブ
２５０、２６０、２７０ 開口部
２５０ａ 第一開口部
２６０ａ 第二開口部
３００ 負極端子
４００ 締結部材
４１０ ボルト
４１１ 軸部
４１２、４１２ａ 頭部
４１３ 頭部溝
４２０ ナット
５００、５０１、５０２ 導電部材
５００ａ 取付孔
６００ バスバー

Claims (4)

1. 容器と、電極端子と、前記電極端子及び前記容器の間に配置された絶縁部材とを備える蓄電素子であって、
   前記電極端子には、前記電極端子の端面から所定の位置まで形成された切欠きであって、軸部及び頭部を有する締結部材の前記軸部が挿通可能な切欠きが形成されており、
   前記電極端子及び前記絶縁部材の少なくとも一方は、前記締結部材の前記頭部が挿通可能な開口部を有する
   蓄電素子。
2. 前記切欠きと前記開口部とに、前記締結部材の前記軸部と前記頭部とを、前記端面から挿通させることで、前記締結部材を前記電極端子に取り付けることができる
   請求項１記載の蓄電素子。
3. さらに、前記頭部と当接することで前記頭部の回動を規制する規制部であって、前記電極端子及び前記絶縁部材の少なくとも一方に設けられた規制部を備える
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記電極端子にはさらに、導電部材が溶接される面である溶接面が形成されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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