JP2018107122A - Energy storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極体と電気的に接続される導電部材を備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to a power storage device including a conductive member electrically connected to an electrode body.
リチウムイオン二次電池等の蓄電素子には、正極及び負極を含む電極体が、導電部材(集電部材とも呼ばれる)を介して電極端子に接続されるものがある。例えば、特許文献1には、電極体としての電極組立体と電極端子とを電気的に連結する集電部材を、導電部材として備える二次電池が記載されている。集電部材と電極端子とは互いに異なる材料から形成されている。さらに、シールモールディングが、集電部材と電極端子との結合部を覆い包むように設けられている。 Some power storage elements such as lithium ion secondary batteries have an electrode body including a positive electrode and a negative electrode connected to an electrode terminal via a conductive member (also referred to as a current collecting member). For example, Patent Document 1 describes a secondary battery including, as a conductive member, a current collecting member that electrically connects an electrode assembly as an electrode body and an electrode terminal. The current collecting member and the electrode terminal are made of different materials. Further, a seal molding is provided so as to cover the coupling portion between the current collecting member and the electrode terminal.
特許文献1に記載される二次電池では、集電部材及び電極端子が、電極ユニットを構成し、電極ユニットは、電極組立体のケースのキャッププレートを貫通する。シールモールディングは、電極ユニットとキャッププレートとの間に介在して設けられる。シールモールディングは、モールディング樹脂により形成され、具体的には、インサート射出成形で形成される。このようなシールモールディングは、互いに異なる異種金属間の界面を含む結合部を覆って保護し、水分の浸透を遮断することにより、異種金属界面の腐食(ガルバニック腐食とも呼ばれる)を抑制する。しかしながら、シールモールディングを成形するための金型は、集電部材、電極端子、集電部材及び電極端子の結合部、並びにキャッププレート等の形状又は寸法が変化する毎に、これらに対応する形状及び寸法を有するように変更を受ける必要がある。これにより、コストが増大する。 In the secondary battery described in Patent Document 1, the current collecting member and the electrode terminal constitute an electrode unit, and the electrode unit penetrates the cap plate of the case of the electrode assembly. The seal molding is provided between the electrode unit and the cap plate. The seal molding is formed of a molding resin, and specifically is formed by insert injection molding. Such seal molding suppresses corrosion (also referred to as galvanic corrosion) of the dissimilar metal interface by covering and protecting the joint including the interface between different dissimilar metals and blocking moisture permeation. However, the mold for molding the seal molding has a shape and a corresponding shape each time the shape or dimensions of the current collecting member, the electrode terminal, the current collecting member and the electrode terminal coupling portion, and the cap plate change. It needs to be changed to have dimensions. This increases the cost.
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、異種金属間の腐食を抑制する構成のコスト低減を図る蓄電素子を提供する。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a power storage device that reduces the cost of a configuration that suppresses corrosion between dissimilar metals.
本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極体と、前記電極体を収容する容器と、第一の導電部材と、前記電極体と電気的に接続され且つ前記第一の導電部材と接続される第二の導電部材であって、前記容器の壁部を貫通して配置される第二の導電部材と、前記第一の導電部材と前記第二の導電部材との間に配置される非金属の封止部材とを備え、前記第一の導電部材と前記第二の導電部材とは、直接接触し、前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材は、互いに異なる金属材料で構成され、前記封止部材は、前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材の接触界面に配置される。 A power storage device according to one embodiment of the present invention includes an electrode body, a container that houses the electrode body, a first conductive member, and the electrode body that is electrically connected to and connected to the first conductive member. A second conductive member disposed through the wall of the container, and a non-conductive member disposed between the first conductive member and the second conductive member. A metal sealing member, wherein the first conductive member and the second conductive member are in direct contact, and the first conductive member and the second conductive member are made of different metal materials. The sealing member is disposed at a contact interface between the first conductive member and the second conductive member.
前記封止部材は、前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材の接触界面の端部に配置されてもよい。 The sealing member may be disposed at an end portion of a contact interface between the first conductive member and the second conductive member.
前記第二の導電部材は、前記壁部を貫通する軸部と、前記軸部を前記壁部に固定する固定部とを含んでもよい。 The second conductive member may include a shaft portion that penetrates the wall portion and a fixing portion that fixes the shaft portion to the wall portion.
前記固定部は、前記軸部の端部の塑性変形部によって構成されてもよい。 The fixing portion may be configured by a plastic deformation portion at an end portion of the shaft portion.
前記封止部材は、前記第一の導電部材及び前記固定部が前記軸部の軸方向で隣接する部分に配置される第一の封止部材であってもよい。 The sealing member may be a first sealing member in which the first conductive member and the fixed portion are disposed in a portion adjacent to the shaft portion in the axial direction.
前記封止部材は、前記第一の導電部材及び前記軸部が隣接する部分に配置される第二の封止部材であってもよい。 The sealing member may be a second sealing member disposed at a portion where the first conductive member and the shaft portion are adjacent to each other.
前記固定部は、前記軸部の軸方向で前記第一の導電部材よりも突出してもよい。 The fixing portion may protrude from the first conductive member in the axial direction of the shaft portion.
前記固定部は、前記軸部の軸方向で前記第一の導電部材よりも窪んで位置してもよい。 The fixing portion may be positioned so as to be recessed from the first conductive member in the axial direction of the shaft portion.
前記封止部材の硬度は、前記第一の導電部材の硬度及び前記第二の導電部材の硬度よりも低くてもよい。 The sealing member may have a hardness lower than the hardness of the first conductive member and the hardness of the second conductive member.
前記封止部材は、前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材の少なくとも一方に向かって突出する凸部を含んでもよい。 The sealing member may include a convex portion protruding toward at least one of the first conductive member and the second conductive member.
前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材の少なくとも一方は、前記封止部材に向かって突出する凸部を含んでもよい。 At least one of the first conductive member and the second conductive member may include a convex portion protruding toward the sealing member.
本発明に係る蓄電素子によれば、異種金属間の腐食を抑制する構成のコスト低減が可能になる。 According to the electricity storage device of the present invention, it is possible to reduce the cost of a configuration that suppresses corrosion between different metals.
以下において、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子を説明する。なお、以下で説明する実施の形態及び変形例は、いずれも本発明の好ましい一具体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、並びに構成要素の配置位置及び接続形態等は、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。 Hereinafter, an electricity storage device according to embodiments and modifications of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments and modifications described below shows a preferred specific example of the present invention. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, and the like shown in the following embodiments and modifications are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments and modifications, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。 Each figure in the accompanying drawings is a schematic diagram and is not necessarily illustrated strictly. Furthermore, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same or similar component. In the following description of the embodiments, expressions with “substantially” such as substantially parallel and substantially orthogonal may be used. For example, “substantially parallel” not only means completely parallel, but also means substantially parallel, that is, including a difference of, for example, several percent. The same applies to expressions involving other “abbreviations”.
[実施の形態]
実施の形態に係る蓄電素子100の構成を説明する。図1は、実施の形態に係る蓄電素子100の外観を模式的に示す斜視図である。図1に示されるように、蓄電素子100は、扁平な直方体状の外形を有している。蓄電素子100は、充放電可能な二次電池である。例えば、蓄電素子100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。しかしながら、蓄電素子100は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、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く、キャパシタであってもよい。
[Embodiment]
The structure of the
図2は、図1の蓄電素子100の部分的な分解斜視図である。図1及び図2を参照すると、蓄電素子100は、扁平な直方体状の容器10と、容器10の中に収容される電極体20と、電極端子である正極端子31及び負極端子41とを備えている。正極端子31及び負極端子41は、容器10の外部空間に露出して設けられている。ここで、負極端子41は、第一の導電部材の一例である。
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the
容器10は、有底角筒状の容器本体11と、容器本体11の細長い矩形形状の開口部11aを閉鎖可能である細長い矩形板状の蓋体12とを有している。容器本体11と蓋体12とは、溶接等の接合方法によって、互いに固定される。限定するものではないが、容器本体11及び蓋体12は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶接可能な金属から作製され得る。ここで、蓋体12は、容器の壁部の一例である。
The
蓋体12は、互いに対向する矩形状の外面12a及び内面12bを有する。蓋体12が形成する矩形の長手方向に沿い且つ外面12a及び内面12bに沿う方向を、X軸方向と定義する。蓋体12の長手方向に垂直であり且つ外面12a及び内面12bに沿う方向を、Y軸方向と定義する。外面12a及び内面12bに垂直な方向を、Z軸方向と定義する。X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに直交する。
The
容器10の内部には、電極体20と共に電解液(本実施の形態では、非水電解液)等の電解質が封入されるが、当該電解質の図示は省略する。容器10に封入される電解質としては、蓄電素子100の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。
An electrolyte such as an electrolytic solution (in this embodiment, a nonaqueous electrolytic solution) is enclosed inside the
蓋体12の外面12a上に、導電性を有する正極端子31及び負極端子41が配置される。正極端子31は、蓋体12のX軸方向の2つの端部の一方の近傍に配置され、負極端子41は、蓋体12のX軸方向の2つの端部の他方の近傍に配置される。正極端子31及び負極端子41はそれぞれ、蓋体12を挟んで反対側に配置され且つ導電性を有する正極集電部材34及び負極集電部材44と物理的及び電気的に接続される。正極集電部材34及び負極集電部材44はさらに、電極体20と物理的及び電気的に接続される。正極集電部材34及び負極集電部材44は、電極体20と共に、容器本体11に収容される。ここで、負極集電部材44は、第二の導電部材の一例である。
On the
電極体20は、電気を蓄積可能な蓄電要素(発電要素とも呼ばれる)である。電極体20は、シート状の正極板(図示せず)と、シート状の負極板(図示せず)と、シート状のセパレータ(図示せず)とが、巻回軸Aを中心に一緒に渦巻き状に巻回されることによって、形成される。これにより、正極板及び負極板が、これらの間にセパレータを介在させつつ、巻回軸Aの周りに多重に積層される。巻回軸Aは、図2において一点鎖線で示される仮想の軸であり、電極体20は、巻回軸Aに関して略対称な構成を有する。限定されるものではないが、本実施の形態では、電極体20は、巻回軸Aに垂直な断面が長円形状である扁平な外形を有している。このような電極体20は、巻回軸Aの周りに、2つの湾曲部分と湾曲部分の間の平坦部分とを含む。しかしながら、電極体20の断面形状は、長円形以外であってもよく、円形、楕円形、矩形、又はその他の多角形等であってもよい。
The
正極板は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなる帯状の金属箔である正極基材(図示せず)と、正極基材上に形成された正極活物質層(図示せず)とを含む。負極板は、銅、銅合金等の金属からなる帯状の金属箔である負極基材(図示せず)と、負極基材上に形成された負極活物質層(図示せず)とを含む。正極活物質層及び負極活物質層それぞれに用いられる正極活物質及び負極活物質には、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質及び負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料からなるシートであり、例えば微多孔性のシートである。 A positive electrode plate contains the positive electrode base material (not shown) which is a strip | belt-shaped metal foil which consists of metals, such as aluminum and an aluminum alloy, and the positive electrode active material layer (not shown) formed on the positive electrode base material. A negative electrode plate contains the negative electrode base material (not shown) which is a strip | belt-shaped metal foil consisting of metals, such as copper and a copper alloy, and the negative electrode active material layer (not shown) formed on the negative electrode base material. As the positive electrode active material and the negative electrode active material used in each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, known materials can be appropriately used as long as they are positive electrode active materials and negative electrode active materials capable of occluding and releasing lithium ions. The separator is a sheet made of an electrically insulating material such as a resin, for example, a microporous sheet.
電極体20の巻回軸A方向の一方の端部の正極板が、正極集電部材34と接続され、他方の端部の負極板が、負極集電部材44と接続される。このとき、電極体20は、巻回軸Aを蓋体12の長手方向であるX軸方向に沿う向きにし、且つ湾曲部分の一方を蓋体12と対向させるように、蓋体12に対して配置される。
The positive electrode plate at one end in the winding axis A direction of the
図3及び図4を参照して、正極端子31及び負極端子41並びにこれらの周辺の構成を説明する。図3は、図2の正極端子31及び負極端子41並びにこれらの周辺の構成要素の分解斜視図である。図4は、図3の負極端子41及びその周辺の構成要素を、図3と同様の方向から拡大して見た分解斜視図である。正極端子31及び負極端子41はそれぞれ、導電性を有する材料で構成され、後述する封止部材45が負極端子41に配置されることを除けば、同様の構成を有している。このため、以降では、負極端子41に関連する構成の詳細な説明をし、正極端子31に関連する構成の詳細な説明を省略する。
With reference to FIG.3 and FIG.4, the structure of the
正極端子31及び負極端子41は、矩形板状の形状を有している。限定されるものではないが、本実施の形態では、正極端子31及び負極端子41は、電極体20の正極基材と同様の金属材料で構成されている。なお、正極端子31及び負極端子41は、上記金属以外の材料で構成されてもよく、互いに異なる材料で構成されてもよい。
The
上部絶縁部材32及び42、並びに、下部絶縁部材33及び43が、正極及び負極の電極端子31及び41と蓋体12との電気的な絶縁、並びに、蓋体12と正極及び負極の集電部材34及び44との電気的な絶縁のために設けられる。上部絶縁部材32及び42、並びに下部絶縁部材33及び43は、矩形板状の形状を有し、樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料で構成され、例えば、ガスケットである。上部絶縁部材32及び42、並びに下部絶縁部材33及び43の構成材は、電気的な絶縁性を有すれば、樹脂のような有機絶縁材料でなく、雲母、セラミック、ガラス等の無機絶縁材料であってもよい。
The upper insulating
正極集電部材34及び負極集電部材44はそれぞれ、限定されるものではないが、本実施の形態では、電極体20の正極基材及び負極基材と同様の金属材料で構成されている。正極集電部材34及び負極集電部材44の少なくとも一方が、これらが接続される正極端子31及び負極端子41と異なる金属材料で構成される。本実施の形態では、負極集電部材44のみが、負極端子41と異なる金属材料で構成され、正極集電部材34は正極端子31と同一の金属材料で構成されるとして説明するが、これに限定されない。
The positive electrode current collecting
正極集電部材34及び負極集電部材44はそれぞれ、1つの矩形板状のベース34a及び44aと、ベース34a及び44aからこれと略垂直な方向に延びる2つの脚部34b及び44bと、ベース34a及び44aからこれと略垂直な方向に延びる円筒状の軸部34c及び44cとを有している。脚部34b及び44bと軸部34c及び44cは、互いに反対方向に延びる。ベースと脚部と軸部とは、一体成形等により全てが一体的に形成されてもよく、これらの少なくとも1つが別個の部材であってもよい。脚部34b及び44bが、電極体20と接続される。
The positive electrode current collecting
正極端子31、上部絶縁部材32、蓋体12、下部絶縁部材33及び正極集電部材34のベース34aが、この順で重ねて配置される。正極集電部材34の軸部34cは、下部絶縁部材33、蓋体12、上部絶縁部材32及び正極端子31を順次貫通し、正極端子31と接合される。負極端子41、上部絶縁部材42、蓋体12、下部絶縁部材43及び負極集電部材44のベース44aが、この順で重ねて配置される。負極集電部材44の軸部44cは、下部絶縁部材43、蓋体12、上部絶縁部材42及び負極端子41を順次貫通し、負極端子41と接合される。この結果、正極端子31、上部絶縁部材32、下部絶縁部材33及び正極集電部材34が蓋体12に固定され、負極端子41、上部絶縁部材42、下部絶縁部材43及び負極集電部材44が蓋体12に固定される。さらに、正極端子31及び正極集電部材34が互いに物理的及び電気的に接続され、負極端子41及び負極集電部材44が互いに物理的及び電気的に接続される。
The
本実施の形態では、軸部34c及び44cはそれぞれ、かしめ接合によって、正極端子31及び負極端子41と接合される。かしめ接合では、正極端子31及び負極端子41それぞれから突出する軸部34c及び44cの先端部分が、蓋体12に向かう押圧力を受け、それにより、径方向外側に円形状に拡がるように塑性変形し、かしめ突出部を形成する。かしめ突出部は、正極端子31及び負極端子41を保持し、蓋体12に固定する。かしめ突出部は、例えば、回転する治具により軸部34c及び44cの先端部分を加圧し径方向外側に変形させる、スピンかしめ法により形成することができる。また、軸部34c及び44cの先端部分を加圧して潰すプレスかしめ法によって、かしめ突出部が形成されてもよい。なお、軸部34c及び44cは、中実の円柱であってもよい。軸部34c及び44cと正極端子31及び負極端子41とは、かしめ以外の接合方法で接続されてもよい。例えば、ねじを用いたねじ締結による接合等が、用いられてもよい。
In the present embodiment, the
詳細は後述するが、軸部44cが通る負極端子41の貫通孔は、その軸方向の途中で段差状に拡径している。具体的には、貫通孔における上部絶縁部材42と隣接する小径部分の径よりも、貫通孔における上部絶縁部材42と反対側の大径部分の径の方が大きい。負極端子41の大径部分には、環状の封止部材45が配置される。封止部材45は、負極端子41の小径部分の周囲を囲む形状及び寸法を有し、軸部44cのかしめ突出部と負極端子41との間で挟まれる。
As will be described in detail later, the through hole of the
封止部材45は、軸部44cのかしめ突出部と負極端子41との間に、外部から液体が侵入することを防ぐ液密性を有する部材である。本実施の形態では、軸部44cのかしめ突出部と負極端子41とは、互いにイオン化傾向が異なる金属材料で構成されている。軸部44cのかしめ突出部と負極端子41とが液体(水分等)を介して導通すると、ガルバニック腐食が発生する可能性がある。封止部材45は、ガルバニック腐食の発生を抑制する。なお、同一の金属材料で構成される正極集電部材34の軸部34cのかしめ突出部と正極端子31との間には、封止部材が設けられても設けられなくてもよい。
The sealing
本実施の形態では、封止部材45は、非金属材料で構成される。さらに、封止部材45は、封止対象である軸部44c及び負極端子41よりも低い硬度を有することが望ましい。このとき、封止部材45は、封止対象の2つの構成要素によって挟まれ押圧されることによって、構成要素の接触面の形状に対応して変形し、これら構成要素の間を効果的に封止する。なお、硬度は、ビッカース硬度、ブリネル硬度、ロックウェル硬度等の硬度の指標を用いて判別することができる。ビッカース硬度、ブリネル硬度、ロックウェル硬度はいずれも、計測対象物の表面近傍における押し込み硬さを示す。
In the present embodiment, the sealing
上述のような封止部材45は、軸部44c及び負極端子41よりも低い硬度を有する樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料で構成されてもよい。封止部材45を構成する樹脂として、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PP(ポリプロピレン)、PFA(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共重合体)等が用いられてもよい。また、封止部材45は、粒子状、繊維状、板状等のフィラーを含んだ樹脂で構成されてもよい。フィラーの構成物質には、炭素、金属酸化物等の既知の種々の物質が用いられてよい。なお、軸部44cのかしめ突出部と負極端子41とに直接接触する封止部材45は、これらの間の電気的な接続を遮断するために、電気的な絶縁性を有する材料で構成されることが好ましい。
The sealing
図4及び図5Aを参照して、負極端子41及び封止部材45並びにこれらの周辺の構成の詳細を説明する。図5Aは、図1の蓄電素子100の正極端子31及び負極端子41を縦断し且つXZ平面に沿う断面図を、Y軸方向の方向Vで見た断面側面図であり、負極端子41及びその周辺の構成を示す図である。
With reference to FIG.4 and FIG.5A, the
負極端子41には、貫通孔41aが形成されている。貫通孔41aは、その軸方向の途中で拡径し、小径部41aaと、小径部41aaよりも大きい内径を有する大径部41abとを含む。大径部41abは、負極端子41における上部絶縁部材42と反対側の表面41cで開口し、小径部41aaは、表面41cと反対側であり且つ上部絶縁部材42に隣接する表面41dで開口する。小径部41aaは、負極集電部材44の軸部44cの外径と同等の内径を有する。大径部41abと小径部41aaとの環状の段差部41ac上には、小径部41aaの開口の周囲を囲む環状の溝41bが形成されている。溝41bは、矩形状の断面形状を有し、大径部41abの内周面に隣接して位置する。
A through
溝41b内には、環状の封止部材45が配置される。封止部材45は、径方向において、L字状の断面形状を有している。封止部材45は、円筒状の側壁部45bと、側壁部45bの縁に沿い且つ当該縁から径方向内側に延びる円環板状の底壁部45aとを一体的に含む。底壁部45aが、溝41bのZ軸方向の底面と当接し、側壁部45bが、大径部41abの内周面に当接する。これにより、封止部材45は、溝41b内に嵌り位置決めされる。底壁部45aは、溝41bのZ軸方向の深さより大きい厚さを有し、段差部41acよりも突出する。封止部材45は、段差部41acと大径部41abとの隅角部に配置されている。
An annular sealing
下部絶縁部材43は、Z軸方向に突出して延びる筒部43aを一体的に含む。下部絶縁部材43では、貫通孔43bが、筒部43aを通って下部絶縁部材43を貫通して形成されている。下部絶縁部材43は、筒部43aを、蓋体12に形成された貫通孔12c及び上部絶縁部材42に形成された貫通孔42aに通して、蓋体12及び上部絶縁部材42に組み付けられる。筒部43aの先端は、負極端子41の表面41d上で小径部41aaの周囲を囲むように形成された環状溝に、嵌合する。これにより、筒部43aは、負極端子41の表面41dと上部絶縁部材42との間から小径部41aa内への液体の侵入を抑制する。
The lower insulating
負極集電部材44の軸部44cは、下部絶縁部材43の筒部43aの貫通孔43b及び負極端子41の貫通孔41aに順次通され、貫通孔41aの大径部41abに突出する軸部44cの先端部分で、接合のためのかしめ加工を受ける。かしめ加工では、Z軸方向の押圧力が軸部44cの先端部分に与えられる。これにより、当該先端部分が、大径部41abの径方向に拡径するように塑性変形し、かしめ突出部44caを形成する。形成されたかしめ突出部44caは、段差部41ac上で円形状に広がって延在し、封止部材45上にまで至る。かしめ突出部44caは、底壁部45aを溝41bの底部、つまり負極端子41に押し付ける。さらに、かしめ突出部44caは、拡径することによって、封止部材45の側壁部45bに当接し、側壁部45bを大径部41abの内周面に押し付ける。また、かしめ突出部44caは、封止部材45の内側において、段差部41ac、つまり負極端子41と直接接触する。ここで、かしめ突出部44caは、固定部及び塑性変形部の一例である。
The
このとき、封止部材45の底壁部45aは、負極端子41及びかしめ突出部44caが軸部44cの軸方向で隣接する部分に位置し、側壁部45bは、負極端子41及びかしめ突出部44caが軸部44cの径方向で隣接する部分に位置する。そして、かしめ突出部44caは、封止部材45の底壁部45a及び側壁部45bをそれぞれ溝41bの底部及び大径部41abの内周面に押し付けた状態で変形後の形状を維持する。このような封止部材45は、表面41cの近傍でかしめ突出部44ca及び負極端子41と直接接触し、段差部41acと大径部41abとの隅角部において、かしめ突出部44caと負極端子41との間隙(接触界面)を、液密に封止する。特に、かしめ接合の際に付与される押圧力を受ける底壁部45aは、底壁部45aとかしめ突出部44caとの間、及び、底壁部45aと負極端子41との間を効果的に封止する。
At this time, the
段差部41acよりも突出する底壁部45aは、Z軸方向でのかしめ突出部44caと段差部41acとの間のこれらの接触界面の外周縁を外側から覆うように延在する。よって、封止部材45は、外部からかしめ突出部44caと大径部41abの内周面との間隙に流入した液体が、かしめ突出部44ca及び段差部41acの接触界面に侵入することをより一層確実に抑制する。
The
さらに、段差部41acと略垂直に延びる封止部材45の側壁部45bは、かしめ突出部44caと大径部41abの内周面との間隙に流入した液体によって、かしめ突出部44caと負極端子41とが導通することを抑制する。なお、上記液体として、水分等が挙げられる。気候の変動により、蓄電素子100の周囲の水蒸気が液化して、負極端子41上に結露等として発生する場合がある。
Further, the
例えば、図5Bを参照すると、図5Aにおいて封止部材45が取り除かれたケースが示されている。なお、図5Bでは、負極端子41の段差部41ac上の溝41bは、省略されている。このような場合、かしめ突出部44caと負極端子41とは、負極端子41の表面41cから、大径部41ab及び段差部41acを通り、かしめ突出部44caの根元部分の軸部44cにわたる接触部分において、直接接触し得る。よって、図5Aに示すように封止部材45が設けられる場合、封止部材45は、図5Bにおいて破線示すように、上記接触部分において、かしめ突出部44ca及び負極端子41の接触界面に配置されることになる。なお、封止部材45が設けられることによって接触しなくなるかしめ突出部44ca及び負極端子41の接触界面についても、本明細書及び特許請求の範囲において、接触界面と呼ぶ。このような接触界面の例は、負極端子41の大径部41abの内周面、負極端子41の溝41bの底面、及びこれらに対向するかしめ突出部44caの表面である。
For example, referring to FIG. 5B, a case where the sealing
封止部材45が設けられない場合、上記接触部分の間隙、つまり、かしめ突出部44ca及び負極端子41の接触界面に液体が浸透し、浸透した液体は、接触界面を通る浸透経路L1を形成する可能性がある。浸透経路L1は、接触部分と同様に、負極端子41の表面41cから、大径部41ab及び段差部41acを通り、かしめ突出部44caの根元部分の軸部44cに至る可能性がある。そして、浸透経路L1では、液体は、表面41cから軸部44cに向かう一点鎖線矢印の方向に流れ得る。
When the sealing
図5A及び図5Bに示すように、封止部材45は、かしめ突出部44ca及び負極端子41の接触界面の端部、具体的には、かしめ突出部44ca及び負極端子41の間隙の入口に配置されている。このような封止部材45は、浸透経路L1において、一点鎖線矢印に沿う液体の流れの方向の最も上流側の位置に配置されて、浸透経路L1を封鎖し、当該経路への液体の侵入を阻止する。封止部材45は、浸透経路L1の入口を封鎖するため、上記接触部分の大部分、つまり、接触界面の大部分において、液体によるかしめ突出部44caと負極端子41との電気的な接続を阻む。なお、浸透経路L1の入口は、浸透経路L1において、軸部44cから最も遠位に位置する。また、浸透経路L1は、大径部41ab及び段差部41acの隅角部において屈曲する。封止部材45は、液体が流れにくくなる浸透経路L1の屈曲部分、及びその上下流にわたって連続して配置され、屈曲部分及びその上下流の浸透経路L1を封鎖するため、効果的な封止を可能にする。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the sealing
また、封止部材45において、底壁部45a及び側壁部45bによる隅角部の内面、つまり、屈曲した内面は、その屈曲部分を跨いで全体的に、かしめ突出部44caと当接する。すなわち、屈曲した内面における、向きが異なり且つ隣り合う2つの面が、かしめ突出部44caと当接する。このため、封止部材45は、封止部材45及びかしめ突出部44caの接触界面への液体の侵入を効果的に阻止する。また、封止部材45において、底壁部45a及び側壁部45bによる角部の外面、つまり、屈曲した外面は、その屈曲部分を跨いで全体的に、負極端子41と当接する。すなわち、屈曲した外面における、向きが異なり且つ隣り合う2つの面が、負極端子41と当接する。このため、封止部材45は、封止部材45及び負極端子41の接触界面への液体の侵入を効果的に阻止する。このように、封止部材45において、向きが異なり且つ隣り合う複数の面が、かしめ突出部44ca及び負極端子41と接触することによって、封止部材45の封止能力が向上する。
Further, in the sealing
また、封止部材45において、底壁部45a及び側壁部45bによる隅角部の内面も、底壁部45a及び側壁部45bによる角部の外面も、かしめ突出部44ca及び段差部41acの接触界面に対しZ軸方向にずれて位置し、面一となっていない。このため、かしめ突出部44ca及び封止部材45の接触界面から、かしめ突出部44ca及び段差部41acの接触界面への液体の浸透が抑えられる。同様に、負極端子41及び封止部材45の接触界面から、かしめ突出部44ca及び段差部41acの接触界面への液体の浸透が抑えられる。
Further, in the sealing
上述のような封止部材45は、互いに異種金属で構成される負極集電部材44と負極端子41との間での、液体に起因するガルバニック腐食の発生を抑制する。なお、上述したように、封止部材45は、異種金属で構成される構成要素間への外部からの液体の侵入を効果的に抑制するために、容器10の外側に位置する構成要素の界面に対して配置されることが、望ましい。さらに、封止部材45は、異種金属で構成される2つの構成要素の2つの界面の外周縁を外側から跨ぎ且つ覆うように配置されることが、望ましい。また、構成要素と封止部材45との間隙を小さくし確実な封止を得るために、封止部材45による封止は、かしめ加工の際の押圧力の付与方向でもある軸部44cの軸方向で、負極集電部材44及び負極端子41の間、つまりこれらが隣接する部分に配置されることが、望ましい。さらに、液体による負極集電部材44と負極端子41との導通を抑制するために、封止部材45は、側壁部45b等によって、軸部44cの軸方向と異なる方向でも、かしめ突出部44caと負極端子41との間に介在することが、望ましい。
The sealing
上述したように、本実施の形態に係る蓄電素子100は、第一の導電部材としての負極端子41と、電極体20と電気的に接続され且つ負極端子41と接続される第二の導電部材としての負極集電部材44であって、容器10の壁部としての蓋体12を貫通して配置される負極集電部材44と、負極端子41と負極集電部材44との間に配置される非金属の封止部材45とを備える。さらに、負極端子41及び負極集電部材44とは、直接接触し、負極端子41及び負極集電部材44は、互いに異なる金属材料で構成される。そして、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44の接触界面に配置される。
As described above, the
上述の構成において、封止部材45は、異なる金属材料で構成される負極端子41及び負極集電部材44の間への液体の侵入を抑制する。これにより、負極端子41及び負極集電部材44が液体を介して導通することにより発生するガルバニック腐食が抑制される。よって、封止部材45を用いた簡易な構成によって、ガルバニック腐食の抑制が可能となる。
In the above-described configuration, the sealing
なお、例えば、異種金属間のガルバニック腐食を抑えるために、負極端子41及び負極集電部材44の少なくとも一方に、ニッケルメッキ等の導電性のコーティングを設けることも考えられる。この場合、導電性のコーティングは、負極端子41及び負極集電部材44の接触部分を少なくとも覆うように設けられる。ニッケルメッキ等の導電性のコーティングは、負極端子41と負極集電部材44との間に介在することによって、負極端子41及び負極集電部材44間での導通を可能にするが、イオンの移動を抑制する。しかしながら、本実施の形態のように、負極端子41と負極集電部材44の軸部44cとがかしめ接合される場合、2つの部材の間での摺動によって、導電性のコーティングが剥れ、ガルバニック腐食が発生する可能性がある。本実施の形態に係る蓄電素子100における封止部材45は、上述のようなかしめ接合に起因するガルバニック腐食の発生を抑えることができる。さらに、封止部材45は、かしめ接合された負極端子41及び負極集電部材44によって、これらの間で押圧される。このため、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44間の封止能力を高めることができる。
For example, in order to suppress galvanic corrosion between different metals, it is also conceivable to provide a conductive coating such as nickel plating on at least one of the
実施の形態に係る蓄電素子100において、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44の接触界面の端部に配置される。上記構成において、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44の接触界面の入口、つまり、負極端子41及び負極集電部材44の間隙の入口の付近に位置する。このような封止部材45は、接触界面への液体の浸入を効果的に抑制し、接触界面の大部分において、液体による負極端子41及び負極集電部材44の電気的な接続を阻むことができる。
In the
実施の形態に係る蓄電素子100において、負極集電部材44は、蓋体12を貫通する軸部44cと、軸部44cを蓋体12に固定する固定部とを含む。例えば、固定部は、軸部44cの端部の塑性変形部としてのかしめ突出部44caによって構成される。上述の構成において、蓋体12を貫通する軸部44cが、その一部であるかしめ突出部44caによって固定されるため、軸部44cの固定強度が向上する。本実施の形態では、かしめ突出部44caは、負極端子41を蓋体12に直接的に固定している。このため、負極端子41の強度が向上する。さらに、かしめ突出部44caを形成するかしめ加工の際、負極端子41及び軸部44cの処理工程が不要であり、コスト低減が可能になる。
In the
実施の形態に係る蓄電素子100において、封止部材45は、負極端子41及びかしめ突出部44caが軸部44cの軸方向で隣接する部分に配置される。上述の構成において、例えば、軸部44cが、その端部にかしめ等の塑性加工を受けて固定されている場合、かしめ突出部44caは、負極端子41を軸方向に押圧した状態で軸部44cを蓋体12に固定している。このため、封止部材45、かしめ突出部44ca及び負極端子41の間の隙間が低減し、封止部材45による効果的な封止が得られる。
In the
実施の形態に係る蓄電素子100において、封止部材45の硬度は、負極端子41及び負極集電部材44の硬度よりも低い。上述の構成において、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44の間で押圧力を受けることによって、これらにおける接触面の形状に対応して変形し、負極端子41及び負極集電部材44との間の封止を向上することができる。
In the
なお、実施の形態に係る蓄電素子100において、封止部材45は、径方向において、L字状の断面形状を有していたが、封止部材45の形状はこれに限定されない。封止部材45の形状は、負極端子41及び負極集電部材44の接触界面を液密に封止できる形状であればよい。例えば、封止部材45の断面形状は、I字状、S字状又はZ字状であってもよい。例えば、このような封止部材45は、負極端子41の大径部41abの内周面と隣接して配置されてもよく、負極端子41の段差部41acの表面と隣接して配置されてもよい。
Note that in the
[変形例1]
以下、図6を参照して、実施の形態の変形例1に係る蓄電素子を説明する。図6は、変形例1に係る蓄電素子の負極端子41及びその周辺の構成を、図5Aと同様に示す断面側面図である。なお、実施の形態と同様の点に関しては説明を省略する。変形例1に係る蓄電素子は、封止部材45に加えて、負極端子41と負極集電部材44の軸部44cとが隣接する部分にも封止部材46を備える点で、実施の形態に係る蓄電素子と異なる。本変形例では、封止部材が配置される負極端子に関する構成のみを説明する。
[Modification 1]
Hereinafter, with reference to FIG. 6, the electrical storage element which concerns on the modification 1 of embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a cross-sectional side view showing the configuration of the
変形例1に係る蓄電素子は、負極端子41と上部絶縁部材42との間に、環状の第二封止部材46を備え、第二封止部材46は、負極集電部材44の軸部44cに外側で隣接し且つ軸部44cの外周を囲むように配置されている。第二封止部材46は、封止部材(以下、第一封止部材とも呼ぶ)45と同様の材料で構成されてもよく、上述した第一封止部材45の構成材料から任意に選択された材料で構成されてもよい。
The electricity storage device according to Modification 1 includes an annular second sealing
負極端子41の表面41dには、環状の溝41eが、小径部41aaに隣接し且つ小径部41aaの周囲を囲んで形成されている。溝41eは、矩形状の断面形状を有している。第二封止部材46も、第一封止部材45と同様に、L字状の断面形状を有している。第二封止部材46は、溝41e内に配置される。このとき、第二封止部材46は、その底壁部46aの内周面で軸部44cの外周面と当接し、その側壁部46bの軸方向の端面で上部絶縁部材42と当接し、底壁部46aの軸方向の端面及び側壁部46bの外周面で負極端子41と当接する。さらに、底壁部46a及び側壁部46bが軸部44cの周りに形成する窪みに、下部絶縁部材43の筒部43aの先端が嵌合する。これにより、第二封止部材46は、負極端子41と軸部44cとの間を封止し、負極端子41と上部絶縁部材42との間を封止する。さらに、筒部43aが、負極端子41及び上部絶縁部材42の間のXY平面に沿う方向のこれらの界面と交差するように延在する。これにより、負極端子41と上部絶縁部材42との間の封止が、より確実になる。
An
また、かしめ突出部44caの形成時、負極端子41は、上部絶縁部材42に押し付けられる。これにより、第二封止部材46は、変形し、押圧力を伴って上記の各構成要素に当接する。よって、第二封止部材46と各構成要素との間の封止が、より確実になる。
Further, the
上述のような第二封止部材46は、負極端子41の小径部41aa及び負極集電部材44の軸部44cの接触界面の端部、具体的には、小径部41aa及び軸部44cの間隙の入口に配置されている。第二封止部材46は、負極端子41と上部絶縁部材42との間に侵入した液体がこれらの界面を通って、小径部41aa及び軸部44cの接触界面に至ることを抑制する。また、第二封止部材46は、容器10内の電解液が、負極集電部材44の軸部44c、下部絶縁部材43の筒部43a等をつたって、小径部41aa及び軸部44cの接触界面に侵入することを抑制する。これにより、負極端子41及び負極集電部材44のガルバニック腐食の発生が抑制される。
The
よって、変形例1に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、変形例1に係る蓄電素子において、第二封止部材46は、負極端子41及び負極集電部材44の軸部44cが隣接する部分に配置される。上述の構成において、第二封止部材46は、負極端子41と軸部44cとの間を通る液体の侵入を抑制する。例えば、第一封止部材45と第二封止部材46とがそれぞれ、かしめ突出部44ca及び負極端子41の間と、軸部44c及び負極端子41の間とに配置されれば、かしめ突出部44caから容器10の内部に向かう方向とその反対方向との両方から負極端子41及び負極集電部材44の間への液体の侵入を抑制することが可能になる。また、第二封止部材46は、負極端子41及び負極集電部材44の接触界面の端部に配置されるため、当該接触界面の大部分において液体の浸入を抑制することができる。
Therefore, according to the electricity storage device according to Modification Example 1, the same effect as in the embodiment can be obtained. Further, in the power storage device according to the first modification, the second sealing
[変形例2]
以下、図7を参照して、実施の形態の変形例2に係る蓄電素子を説明する。図7は、変形例2に係る蓄電素子の負極端子41及びその周辺の構成を、図5Aと同様に示す断面側面図である。なお、実施の形態及び変形例1と同様の点に関しては説明を省略する。変形例2に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子100において、負極集電部材44のかしめ突出部44caが負極端子41の表面41cよりも窪んで位置するように構成されている。本変形例でも、封止部材が配置される負極端子に関する構成のみを説明する。
[Modification 2]
Hereinafter, with reference to FIG. 7, the electrical storage element which concerns on the modification 2 of embodiment is demonstrated. FIG. 7 is a cross-sectional side view showing the configuration of the
具体的には、変形例2に係る蓄電素子において、負極集電部材44のかしめ突出部44caにおけるZ軸方向の突出端部分44caaが、負極端子41の表面41cよりも窪む、つまりZ軸方向に後退している。これにより、かしめ突出部44caの全体が、表面41cよりも、Z軸方向つまり軸部44cの軸方向に後退している。よって、バスバー等の導電部材が、負極端子41の表面41c上に貫通孔41a上を横断するように配置され、負極端子41と接続される場合、導電部材とかしめ突出部44caとは、互いに接触しない。例えば、導電部材と負極集電部材44とが異種金属で構成されていても、これらの間でのガルバニック腐食の発生が抑制される。
Specifically, in the energy storage device according to Modification 2, the projecting end portion 44caa in the Z-axis direction of the caulking projecting portion 44ca of the negative electrode current collecting
よって、変形例2に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、変形例2に係る蓄電素子において、かしめ突出部44caは、負極集電部材44の軸部44cの軸方向で負極端子41よりも窪んで位置する。上述の構成において、負極端子41の上に導電部材が配置された場合に、この導電部材が負極集電部材44と導通することが抑えられる。
Therefore, according to the electricity storage device according to Modification Example 2, the same effect as in the embodiment can be obtained. Furthermore, in the electricity storage device according to the modified example 2, the
[変形例3]
以下、図8を参照して、実施の形態の変形例3に係る蓄電素子を説明する。図8は、変形例3に係る蓄電素子の負極端子41及びその周辺の構成を、図5Aと同様に示す断面側面図である。なお、実施の形態並びに変形例1及び2と同様の点に関しては説明を省略する。変形例3に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子100において、負極集電部材44のかしめ突出部44caが負極端子41の表面41cよりも突出して位置するように構成されている。本変形例でも、封止部材が配置される負極端子に関する構成のみを説明する。
[Modification 3]
Hereinafter, with reference to FIG. 8, the electrical storage element which concerns on the modification 3 of embodiment is demonstrated. FIG. 8 is a cross-sectional side view showing the configuration of the
具体的には、変形例3に係る蓄電素子において、負極集電部材44のかしめ突出部44caの突出端部分44caaが、負極端子41の表面41cよりもZ軸方向に突出している。これにより、結露等によりかしめ突出部44caに付着した水分等の液体が、かしめ突出部44ca上で滞留することが、抑制される。例えば、滞留した液体は、かしめ突出部44caと負極端子41の大径部41abとの間に侵入するおそれがあるが、上述の構成によって、当該侵入が抑制される。
Specifically, in the energy storage device according to Modification Example 3, the
よって、変形例3に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、変形例3に係る蓄電素子において、かしめ突出部44caは、負極集電部材44の軸部44cの軸方向で負極端子41よりも突出する。上述の構成において、かしめ突出部44caの上に液体が滞留することが抑えられる。かしめ突出部44caの上に滞留した液体がかしめ突出部44caと負極端子とを導通する可能性があるが、このことに起因するガルバニック腐食の発生が抑制される。
Therefore, according to the electricity storage device according to Modification 3, the same effect as in the embodiment can be obtained. Furthermore, in the electricity storage device according to Modification Example 3, the
なお、変形例3に係る蓄電素子では、かしめ突出部44caは、負極端子41の大径部41ab内に位置する状態で、負極端子41の表面41cよりも突出していた。つまり、かしめ突出部44caの一部が負極端子41の表面41cよりも突出していたが、これに限定されず、例えば、図9に示されるように、かしめ突出部44caの全体が負極端子41の表面41cよりも突出してもよい。なお、図9は、変形例3の別の一態様に係る蓄電素子の負極端子及びその周辺の構成を、図5Aと同様に示す断面側面図である。図9に示す例では、負極端子41の貫通孔41aは、大径部41abを有さずに、小径部41aaで構成されている。負極端子41の表面41c上において、貫通孔41aの開口の周囲を囲む環状の溝41bが形成されている。さらに、環状の封止部材45が、溝41b内に嵌め込まれ、表面41cから突出する。かしめ突出部44caは、表面41c上に形成されている。かしめ突出部44caは、封止部材45の全体を負極端子41と共に挟み、封止部材45の全体を負極端子41に押し付けている。封止部材45の断面形状は、図9の例では矩形状であるが、円形、楕円形、多角形等のいかなる形状でもよい。このような封止部材45及びかしめ突出部44caの構成は、変形例3の場合と同様の効果を奏し得る。
In the electricity storage device according to the modification example 3, the
[変形例4]
以下、図10を参照して、実施の形態の変形例4に係る蓄電素子を説明する。図10は、変形例4に係る蓄電素子の負極端子41及びその周辺の構成を、図5Aと同様に示す断面側面図である。なお、実施の形態及び変形例1〜3と同様の点に関しては説明を省略する。変形例4に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子100において、負極集電部材44の軸部44cがベース44aと別個の部材であるように構成されている。本変形例でも、封止部材が配置される負極端子に関する構成のみを説明する。
[Modification 4]
Hereinafter, with reference to FIG. 10, the electrical storage element which concerns on the modification 4 of embodiment is demonstrated. FIG. 10 is a cross-sectional side view showing the configuration of the
変形例4に係る蓄電素子において、負極集電部材244は、実施の形態に係る集電部材44と同様に、ベース44a及び脚部44bを備えているが、軸部44cを備えていない。変形例4に係る蓄電素子は、フランジ付きの円筒状の軸部材47を備えており、軸部材47は、負極端子41、上部絶縁部材42、蓋体12、下部絶縁部材43及びベース44aを貫通して延びる。軸部材47は、円筒状の軸本体部47bと、軸本体部47bの軸方向の一方の端部から径方向に拡がって延在する円板状のフランジ部47aとを一体的に含む。軸部材47は、フランジ部47aに負極端子41の大径部41ab内の段差部41ac上に位置させ、軸本体部47bに負極端子41からベース44aを貫通させて、配置される。フランジ部47aは、封止部材45上に至って延在し、フランジ部47aの周縁が、封止部材45の底壁部45a及び側壁部45bの内側に形成される窪みに嵌る。ここで、軸部材47は、第二の導電部材の一例である。
In the electricity storage device according to Modification 4, the negative electrode
ベース44aから突出する軸本体部47bの先端部分は、かしめ加工され、かしめ突出部47cをベース44a上で形成する。よって、軸部材47は、負極端子41、上部絶縁部材42、蓋体12、下部絶縁部材43及びベース44aを、フランジ部47a及びかしめ突出部47cによって、軸方向内側に向かって押圧しつつ挟持する。フランジ部47aによって軸方向に押圧される底壁部45aは、フランジ部47aと底壁部45aとの間、及び、底壁部45aと負極端子41との間を効果的に封止する。よって、変形例4に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。
The tip end portion of the shaft
なお、変形例4に係る蓄電素子において、軸部材47のフランジ部47aは、図11〜図13に示されるように、変形例2及び3で説明したかしめ突出部44caと同様の構成を有してもよい。図11〜図13はそれぞれ、変形例4の別の一態様に係る蓄電素子の負極端子及びその周辺の構成を、図5Aと同様に示す断面側面図である。例えば、図11に示される軸部材47のフランジ部47aは、図7に示される変形例2でのかしめ突出部44caと同様に、軸部材47の軸本体部47bの軸方向であるZ軸方向で負極端子41の表面41cよりも窪んで位置する。図12に示される軸部材47のフランジ部47aは、図8に示される変形例3でのかしめ突出部44caと同様に、軸本体部47bの軸方向で負極端子41の表面41cよりも突出する。図13に示される軸部材47のフランジ部47aは、図9に示される変形例3の別の一態様でのかしめ突出部44caと同様に、負極端子41の表面41c上に位置し、表面41cの溝41bに配置された封止部材45の全体を負極端子41と共に挟み、封止部材45の全体を負極端子41に押し付ける。図11〜図13に示されるフランジ部47a及び封止部材45の構成は、変形例2〜3におけるかしめ突出部44ca及び封止部材45の構成と同様の効果を奏し得る。
In the electricity storage device according to Modification Example 4, the
[変形例5]
以下、図14を参照して、実施の形態の変形例5に係る蓄電素子を説明する。図14は、変形例5に係る蓄電素子の負極端子41及び封止部材45の構成を、図5Aと同様の断面に示す断面側面図である。なお、実施の形態及び変形例1〜4と同様の点に関しては説明を省略する。変形例5に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子100において、封止部材の底壁部に突起が形成された構成を有している。本変形例でも、封止部材が配置される負極端子に関する構成のみを説明する。
[Modification 5]
Hereinafter, with reference to FIG. 14, the electrical storage element which concerns on the modification 5 of embodiment is demonstrated. FIG. 14 is a cross-sectional side view showing the configurations of the
変形例5に係る蓄電素子において、封止部材45は、その底壁部45aの両側表面に、環状の突起である凸部45c及び45dを一体的に含む。凸部45cは、貫通孔41aの段差部41acの溝41bの底部とZ軸方向で対向する底壁部45aの表面に配置され、凸部45dは、底壁部45aにおける上記表面と反対側の表面に配置される。凸部45c及び45dは、円環状の底壁部45aの周方向に沿って延びる。
In the energy storage device according to Modification 5, the sealing
かしめ加工によって形成された負極集電部材44のかしめ突出部44caは、封止部材45の底壁部45aを、Z軸方向で負極端子41に押し付ける。このとき、凸部45c及び45dはそれぞれ、負極端子41及びかしめ突出部44caに向かって突出している。さらに、凸部45c及び45dはそれぞれ、底壁部45aにおけるこれら以外の部分よりも高い圧力で、負極端子41及びかしめ突出部44caと接触する。よって、凸部45c及び45dはそれぞれ、底壁部45aと負極端子41との間、及び、底壁部45aとかしめ突出部44caとの間を、効果的に封止する。
The
よって、変形例5に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、変形例5に係る蓄電素子において、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44に向かって突出する凸部45c及び45dを含む。上述の構成において、封止部材45は、凸部45c及び45dをそれぞれ負極端子41及び負極集電部材44に接触させることによって、凸部45c及び45dの接触圧を高めることができる。よって、封止部材45は、負極端子41及び負極集電部材44との間の封止を高めることができる。なお、封止部材45は、凸部45c及び45dの一方のみが設けられるように構成されてもよい。凸部45c及び45dは、封止部材45と別個の部材を構成し、封止部材45に取り付けられてもよい。また、凸部45c及び45dは、連続する環を形成せずに、複数に分割されていてもよい。この場合、押圧された凸部45c及び45dが変形し、互いの間の隙間を塞ぐことが望ましい。
Therefore, according to the electricity storage device according to Modification Example 5, the same effect as in the embodiment can be obtained. Further, in the energy storage device according to Modification 5, the sealing
[変形例6]
以下、図15を参照して、実施の形態の変形例6に係る蓄電素子を説明する。図15は、変形例6に係る蓄電素子の負極端子41及び封止部材の構成を、図14と同様に示す断面側面図である。なお、実施の形態及び変形例1〜5と同様の点に関しては説明を省略する。変形例6に係る蓄電素子は、実施の形態に係る蓄電素子100において、負極端子41及び負極集電部材44のかしめ突出部44caに凸部が形成された構成を有している。本変形例でも、封止部材が配置される負極端子に関する構成のみを説明する。
[Modification 6]
Hereinafter, with reference to FIG. 15, the electrical storage element which concerns on the modification 6 of embodiment is demonstrated. FIG. 15 is a cross-sectional side view showing the configuration of the
変形例6に係る蓄電素子において、負極端子41は、貫通孔41aの段差部41acの溝41bの底部に、環状の突起である凸部41baを一体的に含む。凸部41baは、溝41bの周方向に沿って延びる。負極集電部材44は、軸部44cにおけるかしめ突出部44caに対応する位置に、環状の突起である凸部44cabを一体的に含む。凸部44cabは、軸部44cの外周面に沿って周方向に延び、軸部44cを囲む。
In the electricity storage device according to the modified example 6, the
かしめ加工によって形成された負極集電部材44のかしめ突出部44caは、封止部材45の底壁部45aを、Z軸方向で負極端子41に押し付ける。このとき、かしめ突出部44caに位置する凸部44cabは、底壁部45aに対向して位置し、底壁部45aに向かって突出している。負極端子41の凸部41baは、底壁部45aに対向して位置し、底壁部45aに向かって突出している。さらに、凸部41ba及び44cabはそれぞれ、負極端子41及びかしめ突出部44caにおけるこれら以外の部分よりも高い圧力で、底壁部45aと接触し、底壁部45aとの間に効果的な封止を形成する。
The
よって、変形例6に係る蓄電素子によれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、変形例6に係る蓄電素子において、負極端子41及び負極集電部材44は、封止部材45に向かって突出する凸部41ba及び44cabを含む。上述の構成において、凸部41ba及び44cabと封止部材45との接触によって、互いの接触圧を高めることができる。よって、凸部41ba及び44cabを有する負極端子41及び負極集電部材44と封止部材45と間の封止を高めることができる。なお、凸部41ba及び44cabの一方のみが設けられるように構成されてもよい。凸部41ba及び44cabはそれぞれ、負極端子41及び負極集電部材44と別個の部材を構成し、これらに取り付けられてもよい。また、凸部41ba及び44cabは、連続する環を形成せずに、複数に分割されていてもよい。この場合、凸部41ba及び44cabに押圧された封止部材45が変形し、凸部41ba及び44cabそれぞれの間の隙間を塞ぐことが望ましい。
Therefore, according to the electrical storage element which concerns on the modification 6, the effect similar to embodiment is acquired. Furthermore, in the power storage device according to the modified example 6, the
[その他の変形例]
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及び変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other variations]
The power storage device according to the embodiment and the modification of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment and the modification. That is, it should be considered that the embodiment and the modification disclosed this time are examples in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、封止部材45は、例えば、負極端子41の貫通孔41aの溝41bの深さよりも大きい厚さのようなある程度の厚さを有する部材であったが、これに限定されない。封止部材は、皮膜状、フィルム状等の薄い部材であってもよい。この場合、例えば、負極端子41の溝41bは、設けられても設けられなくてもよい。
In the energy storage device according to the embodiment and the modification, the sealing
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、封止部材45は、例えば、負極端子41の貫通孔41aにおいて、溝41bの底部から大径部41abの内周面にわたって延在していたが、これに限定されない。封止部材は、例えば、溝41bの底部及び大径部41abの内周面の一方にのみ配置されてもよい。封止部材が大径部41abの内周面にのみ設けられる場合、かしめ突出部44caの形成後に、封止部材が、大径部41abの内周面とかしめ突出部44caとの間に圧入されてもよい。
In the energy storage device according to the embodiment and the modification, for example, the sealing
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材がそれぞれ、下部絶縁部材と当接するベースを備えていたがこれに限定されない。正極集電部材及び負極集電部材の軸部が、脚部に直接接続されるように構成されてもよい。 In the energy storage device according to the embodiment and the modification, each of the positive electrode current collecting member and the negative electrode current collecting member includes a base that comes into contact with the lower insulating member, but the present invention is not limited thereto. The shaft portions of the positive current collecting member and the negative current collecting member may be configured to be directly connected to the leg portions.
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極集電部材及び負極集電部材がそれぞれ、上部絶縁部材、蓋体及び下部絶縁部材を貫通する軸部を備えていたがこれに限定されない。軸部は、正極端子又は負極端子の一部として構成されてもよい。 In the energy storage device according to the embodiment and the modification, the positive electrode current collecting member and the negative electrode current collecting member are each provided with a shaft portion that penetrates the upper insulating member, the lid, and the lower insulating member, but the present invention is not limited thereto. The shaft portion may be configured as a part of the positive electrode terminal or the negative electrode terminal.
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、巻回軸Aを容器10の蓋体12に沿う向きにして配置される電極体20を備える構成であったが、巻回軸Aを蓋体12と略垂直な向きにして配置される電極体を備える構成であってもよい。
The power storage device according to the embodiment and the modification has a configuration including the
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、正極及び負極の集電部材は、電極体20の巻回軸A方向の端部と直接接続されていたが、これに限定されない。電極体は、巻回軸A方向の端部に、正極板及び負極板から突出する突出片である正極タブ及び負極タブを有し、正極タブ及び負極タブがそれぞれ正極集電部材及び負極集電部材と接続されてもよい。
In the energy storage device according to the embodiment and the modification, the positive and negative current collecting members are directly connected to the end of the
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子では、電極体20は、正極板、負極板及びセパレータを一緒に巻回して形成される巻回型の電極体であったが、これに限定されない。電極体は、多数の正極板、負極板及びセパレータを重ねて形成されるスタック型の電極体であってもよく、重ねた一組の、又は、二組以上の、正極板、負極板及びセパレータを複数回折り曲げて形成されるZ型の電極体であってもよい。
In the electricity storage device according to the embodiment and the modification, the
実施の形態及び変形例に係る蓄電素子は、容器10内に1つの電極体20を備えていたが、2つ以上の電極体を備える構成を有してもよい。
The power storage element according to the embodiment and the modification includes one
また、実施の形態及び変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。また、本発明は、上述のような蓄電素子だけでなく、1つ以上の蓄電素子を備える蓄電装置も含み得る。例えば、蓄電装置は、複数の蓄電素子100を備える装置として実現することができる。蓄電装置は、並べて配置された複数の蓄電ユニットを備え、各蓄電ユニットは、例えば一列に並べられ且つ互いに電気的に接続された複数の蓄電素子100によって、構成される。上述の構成によって、複数の蓄電素子100が、1ユニットとして使用され、蓄電装置に必要な電気容量、蓄電装置の形状及び寸法等に対応して、蓄電ユニットの数量及び配列が選択され得る。複数の蓄電素子100を備え且つ高出力である蓄電装置は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)、無人搬送車(AGV)等の車両用電源として搭載することもできる。
In addition, embodiments constructed by arbitrarily combining the embodiment and the modified examples are also included in the scope of the present invention. In addition, the present invention can include not only the above-described power storage element but also a power storage device including one or more power storage elements. For example, the power storage device can be realized as a device including a plurality of
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 is applicable to power storage elements such as lithium ion secondary batteries.
10 容器
12 蓋体(壁部)
20 電極体
41 負極端子(第一の導電部材)
41ba,44cab,45c,45d 凸部
44,244 負極集電部材(第二の導電部材)
44c 軸部
44ca かしめ突出部(固定部、塑性変形部)
45 封止部材(第一封止部材)
46 第二封止部材
47 軸部材(第二の導電部材)
47a フランジ部(固定部)
100 蓄電素子
10
20
41ba, 44cab, 45c,
44c Shaft portion 44ca Caulking projection (fixed portion, plastic deformation portion)
45 Sealing member (first sealing member)
46
47a Flange (fixed part)
100 Power storage element
Claims (11)
前記電極体を収容する容器と、
第一の導電部材と、
前記電極体と電気的に接続され且つ前記第一の導電部材と接続される第二の導電部材であって、前記容器の壁部を貫通して配置される第二の導電部材と、
前記第一の導電部材と前記第二の導電部材との間に配置される非金属の封止部材とを備え、
前記第一の導電部材と前記第二の導電部材とは、直接接触し、
前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材は、互いに異なる金属材料で構成され、
前記封止部材は、前記第一の導電部材及び前記第二の導電部材の接触界面に配置される
蓄電素子。 An electrode body;
A container for housing the electrode body;
A first conductive member;
A second conductive member electrically connected to the electrode body and connected to the first conductive member, wherein the second conductive member is disposed through the wall of the container;
A non-metallic sealing member disposed between the first conductive member and the second conductive member;
The first conductive member and the second conductive member are in direct contact,
The first conductive member and the second conductive member are made of different metal materials,
The sealing member is disposed at a contact interface between the first conductive member and the second conductive member.
請求項1に記載の蓄電素子。 The storage element according to claim 1, wherein the sealing member is disposed at an end portion of a contact interface between the first conductive member and the second conductive member.
請求項1または2に記載の蓄電素子。 The power storage device according to claim 1, wherein the second conductive member includes a shaft portion that penetrates the wall portion, and a fixing portion that fixes the shaft portion to the wall portion.
請求項3に記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 3, wherein the fixing portion is configured by a plastic deformation portion at an end portion of the shaft portion.
請求項3または4に記載の蓄電素子。 5. The power storage device according to claim 3, wherein the sealing member is a first sealing member in which the first conductive member and the fixing portion are disposed in a portion adjacent to the shaft portion in the axial direction.
請求項3または4に記載の蓄電素子。 The power storage device according to claim 3 or 4, wherein the sealing member is a second sealing member disposed in a portion where the first conductive member and the shaft portion are adjacent to each other.
請求項3〜6のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The power storage element according to any one of claims 3 to 6, wherein the fixed portion protrudes from the first conductive member in an axial direction of the shaft portion.
請求項3〜6のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The power storage element according to any one of claims 3 to 6, wherein the fixing portion is positioned to be recessed from the first conductive member in an axial direction of the shaft portion.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The power storage device according to any one of claims 1 to 8, wherein the hardness of the sealing member is lower than the hardness of the first conductive member and the hardness of the second conductive member.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The power storage device according to any one of claims 1 to 9, wherein the sealing member includes a protrusion that protrudes toward at least one of the first conductive member and the second conductive member.
請求項1〜10のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The power storage device according to any one of claims 1 to 10, wherein at least one of the first conductive member and the second conductive member includes a protrusion protruding toward the sealing member.
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