JP2020149899A - 蓄電素子及び蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器と他の導電部材との短絡を抑制することができる蓄電素子を提供する。【解決手段】電極端子２００と、電極端子２００が配置される容器１００と、電極端子２００及び容器１００の間に配置される絶縁部材（上部ガスケット）とを備える蓄電素子１０であって、当該絶縁部材は、電極端子２００から容器１００に形成されたガス排出弁１２１に向く方向である第一方向に向けて電極端子２００よりもガス排出弁１２１に近い位置まで延設される第一延設部３０３、及び、容器１００から電極端子２００に向く方向である第二方向に向けて電極端子２００の第二方向側の端子面２００ａよりも第二方向側の位置まで延設される第二延設部３０３ｃの少なくとも一方を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、電極端子と容器と電極端子及び容器の間に配置される絶縁部材とを備える蓄電素子、並びに、蓄電装置に関する。

従来、電極端子と、容器と、電極端子及び容器の間に配置される絶縁部材と、を備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、外装缶及び封口板（容器）と、封口板から外方に突出した外部電極端子（電極端子）と、外部電極端子及び封口板の間に配置されるガスケット（絶縁部材）と、を備える非水電解質二次電池（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１３−４１８３９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、蓄電素子が外部からの衝撃等を受けて容器が変形した場合に、容器が他の導電部材と接触して短絡を起こしてしまうおそれがある。例えば、蓄電素子が外部からの衝撃等を受けて容器の蓋部分が変形した場合、当該蓋部分が電極端子と接触したり、電極端子に接続されたバスバーと接触したりして、短絡を起こしてしまうおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、容器と他の導電部材との短絡を抑制することができる蓄電素子及び蓄電装置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、電極端子と、前記電極端子が配置される容器と、前記電極端子及び前記容器の間に配置される絶縁部材とを備える蓄電素子であって、前記絶縁部材は、前記電極端子から前記容器に形成されたガス排出弁に向く方向である第一方向に向けて前記電極端子よりも前記ガス排出弁に近い位置まで延設される第一延設部、及び、前記容器から前記電極端子に向く方向である第二方向に向けて前記電極端子の前記第二方向側の面よりも前記第二方向側の位置まで延設される第二延設部の少なくとも一方を有する。

これによれば、蓄電素子において、電極端子及び容器の間に配置される絶縁部材は、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方を有している。第一延設部は、電極端子からガス排出弁に向く第一方向に向けて、電極端子よりもガス排出弁に近い位置まで延設される部位である。第二延設部は、容器から電極端子に向く第二方向に向けて、電極端子の第二方向側の面よりも第二方向側の位置まで延設される部位である。このように、絶縁部材に、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方を配置することで、蓄電素子が外部からの衝撃等を受けて容器が変形した場合に、容器と他の導電部材（電極端子、バスバー等）との間に、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方が配置され得る。これにより、蓄電素子の容器が変形した場合でも、容器が他の導電部材と接触するのを抑制することができるため、容器と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、前記絶縁部材は、前記第一延設部を少なくとも有し、前記第一延設部は、シート状の部材であることにしてもよい。

これによれば、絶縁部材が有する第一延設部は、シート状の部材であるため、折れ曲がりやすい。このため、容器が変形した場合に、第一延設部が容器の変形に追従しやすく、容器と他の導電部材との間に第一延設部が配置されやすい。これにより、容器が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。

また、前記絶縁部材は、前記第一延設部を少なくとも有し、前記第一延設部は、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向に延びる凹部を有することにしてもよい。

これによれば、絶縁部材が有する第一延設部は、第一方向及び第二方向に交差する第三方向に延びる凹部（溝）を有しているため、折れ曲がりやすい。このため、容器が変形した場合に、第一延設部が容器の変形に追従しやすく、容器と他の導電部材との間に第一延設部が配置されやすい。これにより、容器が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。

また、前記第一延設部及び前記第二延設部の少なくとも一方は、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向における前記容器の端部にまで延設されて配置されることにしてもよい。

これによれば、絶縁部材が有する第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方は、第三方向における容器の端部にまで延設されて配置されている。このように、絶縁部材の延設部を容器の端部にまで延設することで、容器が変形した場合でも、容器が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置は、電極端子と、前記電極端子が配置される容器と、前記電極端子及び前記容器の間に配置される絶縁部材と、を有する蓄電素子と、前記電極端子に接続されるバスバーと、を備え、前記絶縁部材は、前記電極端子から前記容器に形成されたガス排出弁に向く方向である第一方向に向けて前記電極端子よりも前記ガス排出弁に近い位置まで延設される第一延設部、及び、前記容器から前記電極端子に向く方向である第二方向に向けて前記バスバーよりも前記第二方向側の位置まで延設される第二延設部の少なくとも一方を有する。

これによれば、蓄電装置において、蓄電素子の電極端子及び容器の間に配置される絶縁部材は、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方を有している。第一延設部は、電極端子からガス排出弁に向く第一方向に向けて、電極端子よりもガス排出弁に近い位置まで延設される部位である。第二延設部は、容器から電極端子に向く第二方向に向けて、電極端子に接続されるバスバーよりも第二方向側の位置まで延設される部位である。このように、絶縁部材に、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方を配置することで、蓄電装置が外部からの衝撃等を受けて蓄電素子の容器が変形した場合に、容器と他の導電部材（電極端子、バスバー等）との間に、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方が配置され得る。これにより、蓄電素子の容器が変形した場合でも、容器が他の導電部材と接触するのを抑制することができるため、容器と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

なお、本発明は、このような蓄電素子及び蓄電装置として実現することができるだけでなく、それらが備える上記の絶縁部材としても実現することができる。

本発明における蓄電素子等によれば、容器と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

実施の形態に係る蓄電装置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外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る上部ガスケットの構成を示す上面図及び側面図である。 実施の形態の変形例１に係る上部ガスケットの構成を示す上面図及び側面図である。 実施の形態の変形例２に係る上部ガスケットの構成を示す上面図及び側面図である。 実施の形態の変形例３に係る上部ガスケットの構成を示す上面図及び側面図である。

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）に係る蓄電素子及び蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一また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、一対の上部ガスケットの並び方向、または、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。複数の蓄電素子の並び方向、蓄電素子が有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。蓄電素子とバスバーとの並び方向、蓄電素子の容器と電極端子との並び方向、容器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、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。さらに、以下では、Ｘ軸プラス方向（またはＸ軸マイナス方向）を第一方向と呼び、Ｚ軸プラス方向を第二方向と呼び、Ｙ軸方向を第三方向と呼ぶ場合がある。

（実施の形態）
［１ 蓄電装置１の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電装置１の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。なお、図１は、外装体３０を透視して外装体３０内方を示した図となっており、外装体３０（及び２つの外部端子３１）は破線で示している。

蓄電装置１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り、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置１は、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）若しくはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。

図１に示すように、蓄電装置１は、複数の蓄電素子１０と、複数のバスバー２０と、これら蓄電素子１０及びバスバー２０を収容する外装体３０と、を備えている。なお、蓄電装置１は、蓄電素子１０間に配置されるスペーサ、蓄電素子１０を拘束するエンドプレートやサイドプレート、バスバー２０の位置決めを行うバスバーフレーム、蓄電素子１０の充電状態や放電状態を監視するための回路基板やリレー等の電気機器なども備えていてもよいが、これらの図示は省略し、詳細な説明も省略する。

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（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、扁平な直方体形状（角形）の形状を有している。本実施の形態では、６個の蓄電素子１０が、Ｙ軸方向に配列されて、直列に接続されて配置されている。この蓄電素子１０の構成の詳細な説明については、後述する。

なお、蓄電素子１０の個数は、特に限定されず、６個以外の複数個であってもよいし、１個であってもよい。また、蓄電素子１０の形状は、特に限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円形柱形状等、どのような形状であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。また、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。さらに、蓄電素子１０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。

バスバー２０は、複数の蓄電素子１０上に配置され、複数の蓄電素子１０の電極端子同士を電気的に接続する導電性の矩形状かつ平板状の部材である。本実施の形態では、バスバー２０は、隣り合う蓄電素子１０の正極端子と負極端子とを順に接続することで、複数の蓄電素子１０を直列に接続している。例えば、バスバー２０は、両端が、隣り合う蓄電素子１０の正極端子と負極端子とに溶接等により接合されることで、当該隣り合う蓄電素子１０の正極端子と負極端子とを電気的に接続する。また、図１では、バスバー２０の外部端子３１との接続部分は省略して図示しているが、端部に配置されるバスバー２０には、正極側及び負極側の外部端子３１が接続されている。例えば、当該端部に配置されるバスバー２０は、外部端子３１にボルト締結等により接合されることで、端部に配置される蓄電素子１０と外部端子３１とを電気的に接続する。バスバー２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。

なお、バスバー２０の材質は特に限定されず、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼等の金属、または、金属以外の導電性の部材で形成されていてもよい。また、バスバー２０の形状も、特に限定されない。また、バスバー２０は、複数の蓄電素子１０を並列に接続するように配置されていてもかまわない。

外装体３０は、蓄電装置１の外装体を構成する略直方体形状（箱形）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体３０は、蓄電素子１０及びバスバー２０の外方に配置され、これら蓄電素子１０及びバスバー２０を所定の位置に配置し、衝撃などから保護する。外装体３０は、例えば、後述の上部ガスケット３００や下部ガスケット４００と同様の材質の絶縁材料により構成されている。外装体３０は、これにより、蓄電素子１０及びバスバー２０が外部の金属部材などに接触することを回避する。なお、外装体３０の形状及び材質は、上記には限定されない。また、外装体３０には、２つの外部端子３１が設けられている。この２つの外部端子３１は、蓄電装置１の外部からの電気を充電し、また蓄電装置１の外部へ電気を放電するための正極側及び負極側の外部接続端子であり、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鋼、ステンレス等の金属製の導電部材で形成されている。

［２ 蓄電素子１０の構成の説明］
次に、蓄電素子１０の構成について、詳細に説明する。なお、図１に示された複数の蓄電素子１０は、全て同様の構成を有するため、以下では、１つの蓄電素子１０について、その構成を説明する。図２は、本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３は、本実施の形態に係る蓄電素子１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。

図２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（電極端子２１０及び２２０）と、一対（正極側及び負極側）の上部ガスケット３００（上部ガスケット３１０及び３２０）と、を備えている。また、図３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６００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、省略して図示している。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６００の側方や上方に配置されるスペーサ、または、電極体６００等を包み込む絶縁フィルム等が配置されていてもよい。

容器１００は、容器本体１１０と蓋体１２０とを有する直方体形状（箱形）のケースである。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。つまり、容器本体１１０は、Ｘ軸方向両側に短側面部を有し、Ｙ軸方向両側に長側面部を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面部を有している。蓋体１２０は、容器１００の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１０の開口を閉塞するように、容器本体１１０のＺ軸プラス方向側にＸ軸方向に延設されて配置されている。このような構成により、容器１００は、電極体６００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、内部が密封され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。

また、蓋体１２０には、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁１２１が配置されている。具体的には、ガス排出弁１２１は、蓋体１２０のＸ軸方向及びＹ軸方向の中央部（一対の電極端子２００の間、かつ、一対の上部ガスケット３００の間）に配置された、矩形状の安全弁である。さらに、蓋体１２０には、容器１００内部に電解液を注入するための円形状の貫通孔である注液口１２２が形成され、蓋体１２０の注液口１２２の位置には、注液口１２２を塞ぐ注液栓１３０が配置されている。具体的には、注液口１２２及び注液栓１３０は、ガス排出弁１２１と一方の電極端子２００（本実施の形態では電極端子２１０）との間、かつ、ガス排出弁１２１と一方の上部ガスケット３００（本実施の形態では上部ガスケット３１０）との間に配置されている。

電極体６００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。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。そして、電極体６００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巻回されて形成されている。これにより、正極板の複数のタブが積層され、かつ、負極板の複数のタブが積層されて、正極側及び負極側のタブ部６１０が形成されている。なお、本実施の形態では、電極体６００の断面形状として長円形状を図示しているが、楕円形状などでもよい。

電極端子２００は、集電体５００を介して、電極体６００に電気的に接続される電極端子である。つまり、電極端子２００は、電極体６００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体６００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。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。

ここで、電極端子２００のうち、電極端子２１０は例えば正極端子であり、電極端子２２０は例えば負極端子である。つまり、電極端子２１０は、電極体６００の正極板に電気的に接続され、電極端子２２０は、電極体６００の負極板に電気的に接続される。また、電極端子２１０の材質は特に限定されないが、例えば、電極端子２１０は、電極体６００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等の金属で形成されている。また、電極端子２２０の材質についても特に限定されないが、例えば、電極端子２２０の軸部は、電極体６００の負極基材層と同様、銅または銅合金等の金属で形成され、軸部以外の部分は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属で形成されている。

集電体５００は、電極体６００と電極端子２００とを電気的に接続する矩形状かつ平板状の部材である。具体的には、正極側の集電体５００は、電極体６００の正極側のタブ部６１０と溶接等により接続（接合）されるとともに、上述の通り、電極端子２１０とかしめ等により接合される。負極側についても同様である。正極側の集電体５００は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属で形成され、負極側の集電体５００は、例えば、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、レーザ溶接、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等が用いられてもよい。また、集電体５００とタブ部６１０とを接続（接合）する手法は、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等、どのような溶接が用いられてもよいし、かしめ接合やねじ締結等の機械的接合等が用いられてもよい。

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、蓋体１２０と電極端子２００との間を電気的に絶縁し、かつ、封止する平板状の絶縁性の封止部材である。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、蓋体１２０と集電体５００との間を電気的に絶縁し、かつ、封止する平板状の絶縁性の封止部材である。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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、及び、それらの複合材料等の樹脂等によって形成されている。

ここで、上部ガスケット３００のうち、上部ガスケット３１０は、蓋体１２０と電極端子２１０との間に配置された、例えば正極側の上部ガスケットであり、上部ガスケット３２０は、蓋体１２０と電極端子２２０との間に配置された、例えば負極側の上部ガスケットである。なお、上部ガスケット３００（上部ガスケット３１０及び３２０）は、絶縁部材の一例である。この上部ガスケット３００（上部ガスケット３１０及び３２０）の構成について、以下に詳細に説明する。

［３ 上部ガスケット３００の構成の説明］
図４は、本実施の形態に係る上部ガスケット３００（上部ガスケット３１０及び３２０）の構成を示す上面図及び側面図である。具体的には、図４の（ａ）は、図２に示された蓄電素子１０をＺ軸プラス方向側から見た上面図であり、図４の（ｂ）は、当該蓄電素子１０のＺ軸プラス方向側の部位をＹ軸マイナス方向側から見た側面図である。

図４に示すように、上部ガスケット３００は、上述の貫通孔３０１が形成された上部ガスケット本体３０２と、上部ガスケット本体３０２からＸ軸方向に延設される第一延設部３０３と、を有している。具体的には、上部ガスケット３１０は、上部ガスケット本体３１２と第一延設部３１３とを有し、上部ガスケット３２０は、上部ガスケット本体３２２と第一延設部３２３とを有している。なお、上部ガスケット３１０と上部ガスケット３２０とは、別体で構成されており、第一延設部３１３と第一延設部３２３とは一体化されていない。

上部ガスケット本体３０２（３１２、３２２）は、上部ガスケット３００の本体部を構成する矩形状かつ平板状の部位であり、電極端子２００（２１０、２２０）と容器１００の蓋体１２０との間に配置されている。具体的には、上部ガスケット本体３０２（３１２、３２２）には、Ｚ軸方向から見て矩形状のＺ軸マイナス方向に凹んだ凹部であるガスケット本体凹部３０２ａ（３１２ａ、３２２ａ）が形成されている。そして、このガスケット本体凹部３０２ａ（３１２ａ、３２２ａ）内に電極端子２００（２１０、２２０）が配置されることで、上部ガスケット本体３０２が、電極端子２００のＺ軸マイナス方向側、Ｘ軸方向両側及びＹ軸方向両側を覆う構成となっている。

なお、電極端子２００（２１０、２２０）は、Ｚ軸プラス方向側の端部が、上部ガスケット本体３０２（３１２、３２２）から突出して配置されている。これにより、電極端子２００のＺ軸プラス方向側の端子面２００ａ（２１０ａ、２２０ａ）に、バスバー２０が接続（接合）される。

第一延設部３０３は、電極端子２００からガス排出弁１２１に向く方向である第一方向に向けて、電極端子２００よりもガス排出弁１２１に近い位置まで延設される、矩形状かつ平板状の部位である。ここで、第一延設部３０３が第一延設部３１３の場合には、第一方向はＸ軸プラス方向であり、第一延設部３０３が第一延設部３２３の場合には、第一方向はＸ軸マイナス方向である。

つまり、第一延設部３１３は、電極端子２１０からガス排出弁１２１に向く方向（Ｘ軸プラス方向）に向けて、電極端子２１０よりもガス排出弁１２１に近い位置まで延設されている。具体的には、第一延設部３１３は、第一延設部３２３のＸ軸マイナス方向側、詳細には、ガス排出弁１２１を超えない位置、さらに詳細には、ガス排出弁１２１のＸ軸マイナス方向側まで延設されている。

言い換えると、第一延設部３１３は、Ｘ軸プラス方向側の端縁が、電極端子２１０とガス排出弁１２１との間の領域の中心位置よりもＸ軸プラス方向側に位置するように、配置されている。具体的には、第一延設部３１３は、電極端子２１０のＸ軸プラス方向側の端縁と第一延設部３１３のＸ軸プラス方向側の端縁との距離Ａが、第一延設部３１３の当該端縁とガス排出弁１２１のＸ軸マイナス方向側の端縁との距離Ｂよりも、大きくなるように形成されている。第一延設部３２３についても同様である。なお、本実施の形態では、ガス排出弁１２１のＸ軸マイナス方向側に注液栓１３０が配置されているため、第一延設部３１３は、注液栓１３０のＸ軸マイナス方向側まで延設されている。

［４ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０（蓄電装置１）によれば、電極端子２００及び容器１００の間に配置される上部ガスケット３００（絶縁部材）は、第一延設部３０３を有している。第一延設部３０３は、電極端子２００からガス排出弁１２１に向く第一方向に向けて、電極端子２００よりもガス排出弁１２１に近い位置まで延設される部位である。このように、上部ガスケット３００に第一延設部３０３を配置することで、蓄電素子１０（蓄電装置１）が外部からの衝撃等を受けて容器１００が変形した場合に、容器１００と他の導電部材（電極端子２００、バスバー２０等）との間に、第一延設部３０３が配置され得る。例えば、蓄電素子１０が容器１００の短側面側からの荷重を受けて圧壊された場合には、容器１００の蓋体１２０の中央部分が上方に突出変形するおそれがあるが、この場合、蓋体１２０の突出部分と他の導電部材との間に、第一延設部３０３が配置され得る。これにより、蓄電素子１０の容器１００（蓋体１２０）が変形した場合でも、容器１００（蓋体１２０）が当該他の導電部材と接触するのを抑制することができるため、容器１００（蓋体１２０）と当該他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、上部ガスケット３００は、上部ガスケット３１０と上部ガスケット３２０とが一体に形成（第一延設部３１３と第一延設部３２３とが一体に形成）されていると、蓋体１２０が変形した際に、意図しない位置で割れるおそれがある。この場合、第一延設部３０３が蓋体１２０と他の導電部材との間に配置されずに、蓋体１２０が当該他の導電部材と接触するおそれがある。このため、上部ガスケット３００は、上部ガスケット３１０と上部ガスケット３２０とが別体で構成（第一延設部３１３と第一延設部３２３とが別体で構成）されている。これにより、上部ガスケット３００は、第一延設部３０３によって蓋体１２０の変形を抑制することができるとともに、蓋体１２０が変形した場合に蓋体１２０の変形に追従しやすい。このことも、容器１００が他の導電部材と接触して短絡してしまうのを抑制することに寄与する。

［５ 変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図５は、本実施の形態の変形例１に係る上部ガスケット３００ａ（上部ガスケット３１０ａ）の構成を示す上面図及び側面図である。具体的には、図５の（ａ）及び（ｂ）は、図４の（ａ）及び（ｂ）のＸ軸マイナス方向側の部分に対応する部分を拡大して示す図である。なお、本変形例において、Ｘ軸プラス方向側とＸ軸マイナス方向側とは同様の構成を有するため、Ｘ軸プラス方向側の部分の図示及びその説明は省略する。

図５に示すように、本変形例における蓄電素子１０ａは、上記実施の形態における蓄電素子１０の上部ガスケット３００（３１０）に代えて、上部ガスケット３００ａ（３１０ａ）を備えている。上部ガスケット３００ａ（３１０ａ）は、上記実施の形態の第一延設部３０３（３１３）に代えて、第一延設部３０３ａ（３１３ａ）を有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様である。

第一延設部３０３ａは、第三方向（Ｙ軸方向）に延びる凹部である延設部凹部３０４（延設部凹部３０４ａ及び３０４ｂ）を有している。延設部凹部３０４ａは、第一延設部３０３ａのＺ軸プラス方向側の面がＺ軸マイナス方向に凹んで形成された、第一延設部３０３ａのＹ軸方向の一端から他端まで延びる溝部である。延設部凹部３０４ｂは、第一延設部３０３ａのＺ軸マイナス方向側の面がＺ軸プラス方向に凹んで形成された、第一延設部３０３ａのＹ軸方向の一端から他端まで延びる溝部である。本変形例では、断面が半円形状のＹ軸方向に平行な２本の延設部凹部３０４ａがＸ軸方向に並んで配置され、当該２本の延設部凹部３０４ａと対向する位置に、断面が半円形状のＹ軸方向に平行な２本の延設部凹部３０４ｂが配置されている。

なお、延設部凹部３０４（３０４ａ、３０４ｂ）の数、形状、配置位置等は、上記には限定されない。例えば、延設部凹部３０４は、第一延設部３０３ａのＹ軸方向の一端から他端まで延設されるのではなく、Ｙ軸方向の長さが短くてもよいし、Ｙ軸方向に連続的に形成されるのではなく、断続的に形成されていてもよい。また、延設部凹部３０４は、ＸＺ断面での断面形状が矩形状、三角形状等であってもよいし、Ｚ軸方向から見た場合の形状が、Ｙ軸方向から傾斜した直線状や曲線状等であってもよい。また、延設部凹部３０４ａと延設部凹部３０４ｂとは対向しておらず、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に交互に位置するように配置されていてもよいし、交互に配置されていなくてもよい。さらに、延設部凹部３０４ａの数と延設部凹部３０４ｂの数とが異なっていてもよいし、延設部凹部３０４ａ及び延設部凹部３０４ｂのいずれかが形成されていないことにしてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子１０ａによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一延設部３０３ａは、第三方向（Ｙ軸方向）に延びる延設部凹部３０４を有しているため、折れ曲がりやすい。このため、容器１００が変形した場合に、第一延設部３０３ａが容器１００の変形に追従しやすく、容器１００と他の導電部材との間に第一延設部３０３ａが配置されやすい。これにより、容器１００が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器１００と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例２に係る上部ガスケット３００ｂ（上部ガスケット３１０ｂ及び３２０ｂ）の構成を示す上面図及び側面図である。具体的には、図６の（ａ）及び（ｂ）は、図４の（ａ）及び（ｂ）に対応する図である。

図６に示すように、本変形例における蓄電素子１０ｂは、上記実施の形態における蓄電素子１０の上部ガスケット３００（３１０、３２０）に代えて、上部ガスケット３００ｂ（３１０ｂ、３２０ｂ）を備えている。上部ガスケット３００ｂ（３１０ｂ、３２０ｂ）は、上記実施の形態の第一延設部３０３（３１３、３２３）に代えて、第一延設部３０３ｂ（３１３ｂ、３２３ｂ）を有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様である。

第一延設部３０３ｂ（３１３ｂ、３２３ｂ）は、上部ガスケット本体３０２（３１２、３２２）から第一方向（電極端子２００からガス排出弁１２１に向く方向）に向けて、電極端子２００よりもガス排出弁１２１に近い位置まで延設されたシート状の部材である。本変形例では、第一延設部３０３ｂは、例えば、絶縁テープであり、蓋体１２０に貼り付けられて配置されている。これにより、第一延設部３０３ｂは、上記実施の形態よりも形状の自由度が高くなるため、本変形例では、第一延設部３０３ｂは、上記実施の形態における第一延設部３０３よりも広い範囲に配置されている。

つまり、第一延設部３０３ｂ（３１３ｂ、３２３ｂ）は、ガス排出弁１２１の近傍まで延設され、かつ、第三方向（Ｙ軸方向）における容器１００の蓋体１２０の端部にまで延設されて配置されている。なお、本変形例では、第一延設部３０３ｂは、Ｙ軸方向における蓋体１２０の両端部にまで延設されているが、当該両端部のうちの一方の端部にまでしか延設されていない構成でもよい。また、ガス排出弁１２１のＸ軸マイナス方向側に注液栓１３０が配置されているため、第一延設部３１３ｂは、Ｘ軸プラス方向側の端部に注液栓１３０が配置される凹部が形成されている。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子１０ｂによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一延設部３０３ｂは、シート状の部材であるため、折れ曲がりやすい。このため、容器１００が変形した場合に、第一延設部３０３ｂが容器１００の変形に追従しやすく、容器１００と他の導電部材との間に第一延設部３０３ｂが配置されやすい。これにより、容器１００が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器１００と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。また、第一延設部３０３ｂを絶縁テープで形成すれば、第一延設部３０３ｂを容易に形成し、かつ、容器１００に容易に配置することができる。

また、第一延設部３０３ｂは、第三方向（Ｙ軸方向）における容器１００の端部にまで延設されて配置されている。このように、第一延設部３０３ｂを容器１００の端部にまで延設することで、容器１００が変形した場合でも、容器１００が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器１００と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。

なお、第一延設部３０３ｂは、絶縁テープには限定されず、粘着性を有さない絶縁シート等であってもよい。また、第一延設部３０３ｂの形状は、上記には限定されず、種々の形状を取り得る。また、本変形例における第一延設部３０３ｂと同様に、上記実施の形態においても、第一延設部３０３が、第三方向（Ｙ軸方向）における容器１００の蓋体１２０の端部にまで延設されて配置されていてもよい。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例３に係る上部ガスケット３００ｃ（上部ガスケット３１０ｃ及び３２０ｃ）の構成を示す上面図及び側面図である。具体的には、図７の（ａ）及び（ｂ）は、図４の（ａ）及び（ｂ）に対応する図であるが、図７では、電極端子２００上にバスバー２０を配置した図を示している。

図７に示すように、本変形例における蓄電素子１０ｃは、上記実施の形態における蓄電素子１０の上部ガスケット３００（３１０、３２０）に代えて、上部ガスケット３００ｃ（３１０ｃ、３２０ｃ）を備えている。上部ガスケット３００ｃ（３１０ｃ、３２０ｃ）は、上記実施の形態の第一延設部３０３（３１３、３２３）に代えて、第二延設部３０３ｃ（３１３ｃ、３２３ｃ）を有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様である。

第二延設部３０３ｃ（３１３ｃ、３２３ｃ）は、容器１００から電極端子２００に向く方向である第二方向（Ｚ軸プラス方向）に向けて、電極端子２００の第二方向側の面よりも第二方向側の位置まで延設される、矩形状かつ平板状の部位である。つまり、第二延設部３０３ｃ（３１３ｃ、３２３ｃ）は、上部ガスケット本体３０２（３１２、３２２）からＺ軸プラス方向に向けて、電極端子２００の端子面２００ａ（２１０ａ、２２０ａ）よりもＺ軸プラス方向側の位置まで延設されている。言い換えると、第二延設部３０３ｃは、Ｘ軸方向から見て、Ｚ軸プラス方向側の端縁が、端子面２００ａよりもＺ軸プラス方向側に配置されている。

ここで、端子面２００ａは、電極端子２００のＺ軸プラス方向側のＸＹ平面に平行な面であり、バスバー２０が接続（接合）される面であるため、端子面２００ａは、バスバー２０との接続（接合）面とも称することができる。バスバー２０と電極端子２００とを接続（接合）する手法は、抵抗溶接、レーザ溶接、超音波接合等、どのような溶接が用いられてもよいし、ねじ締結やかしめ接合等の機械的接合等が用いられてもよい。なお、端子面２００ａがＸＹ平面に平行な面ではない場合（Ｚ軸方向の高さが異なる部位を有する場合）には、第二延設部３０３ｃは、端子面２００ａの最もＺ軸マイナス方向側の部位よりもＺ軸プラス方向側の位置まで延設されていればよい。ただし、第二延設部３０３ｃの機能を効果的に発揮させるために、第二延設部３０３ｃは、端子面２００ａの最もＺ軸プラス方向側の部位よりもＺ軸プラス方向側の位置まで延設されているのが好ましい。

本変形例では、第二延設部３０３ｃは、第二方向（Ｚ軸プラス方向）に向けて、バスバー２０よりも第二方向側の位置まで延設されている。言い換えると、第二延設部３０３ｃは、Ｘ軸方向から見て、Ｚ軸プラス方向側の端縁が、バスバー２０のＺ軸プラス方向側の面よりもＺ軸プラス方向側に配置されている。なお、バスバー２０のＺ軸プラス方向側の面がＸＹ平面に平行な面ではない場合（Ｚ軸方向の高さが異なる部位を有する場合）には、第二延設部３０３ｃは、バスバー２０の当該面の最もＺ軸マイナス方向側の部位よりもＺ軸プラス方向側の位置まで延設されていればよい。ただし、第二延設部３０３ｃの機能を効果的に発揮させるために、第二延設部３０３ｃは、バスバー２０の当該面の最もＺ軸プラス方向側の部位よりもＺ軸プラス方向側の位置まで延設されているのが好ましい。

また、第二延設部３０３ｃ（３１３ｃ、３２３ｃ）は、上部ガスケット本体３０２（３１２、３２２）のＸ軸方向における内側（ガス排出弁１２１側、または、蓋体１２０の中央部側）の端部から、Ｚ軸プラス方向に延設されている。なお、第二延設部３０３ｃは、ガス排出弁１２１側に代えて、または、ガス排出弁１２１側に加えて、ガス排出弁１２１と反対側にも設けられていてもよい。特に、電極端子２００及び上部ガスケット３００ｃが蓋体１２０の中央部寄りに配置されるような場合には、上部ガスケット３００ｃのＸ軸方向両側に第二延設部３０３ｃが配置されるのが好ましい。

さらに、第二延設部３０３ｃ（３１３ｃ、３２３ｃ）は、第三方向（Ｙ軸方向）における容器１００の端部にまで延設されて配置されている。本変形例では、電極端子２１０に接続されるバスバー２０は、電極端子２１０からＹ軸プラス方向に延設されるため、第二延設部３１３ｃは、蓋体１２０のＹ軸プラス方向側の端部にまで延設されて配置されている。また、電極端子２２０に接続されるバスバー２０は、電極端子２２０からＹ軸マイナス方向に延設されるため、第二延設部３２３ｃは、蓋体１２０のＹ軸マイナス方向側の端部にまで延設されて配置されている。なお、第二延設部３０３ｃのＹ軸方向における延設方向は上記には限定されず、第二延設部３０３ｃは、上記とは逆方向またはＹ軸方向両側に延設されていてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子１０ｃによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第二延設部３０３ｃは、容器１００から電極端子２００に向く第二方向（Ｚ軸方向）に向けて、電極端子２００の端子面２００ａよりも第二方向側の位置まで延設される部位である。具体的には、第二延設部３０３ｃは、第二方向に向けて、電極端子２００に接続されるバスバー２０よりも第二方向側の位置まで延設される部位である。このように、上部ガスケット３００ｃに第二延設部３０３ｃを配置することで、蓄電素子１０ｃ（蓄電装置）が外部からの衝撃等を受けて容器１００が変形した場合に、容器１００と他の導電部材（電極端子２００、バスバー２０等）との間に、第二延設部３０３ｃが配置され得る。これにより、蓄電素子１０ｃの容器１００が変形した場合でも、容器１００が他の導電部材と接触するのを抑制することができるため、容器１００と他の導電部材との短絡を抑制することができる。

また、第二延設部３０３ｃは、第三方向（Ｙ軸方向）における容器１００の端部にまで延設されて配置されている。このように、第二延設部３０３ｃを容器１００の端部にまで延設することで、容器１００が変形した場合でも、容器１００が他の導電部材と接触するのをより確実に抑制することができるため、容器１００と他の導電部材との短絡をより確実に抑制することができる。

（その他の変形例）
以上、本実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子及び蓄電装置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は限定されない。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って制限的なものではなく、本発明の範囲は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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、上部ガスケット（絶縁部材）は、第一延設部及び第二延設部のいずれか一方を有していることとした。しかし、上部ガスケットは、第一延設部及び第二延設部の少なくとも一方を有していればよく、第一延設部及び第二延設部の双方を有していてもよい。

また、上記実施の形態及び変形例１、３では、上部ガスケット（絶縁部材）は、１つの部材で構成された一体物であることとした。しかし、上部ガスケットは、複数の部材で構成されていてもよい。例えば、容器１００の蓋体１２０を貫通する部分と、延設部（第一延設部または第二延設部）を有する部分とが別体で構成されていてもよいし、延設部がさらに複数の部材で構成されていてもよいし、その他どのように分割された構成を有していてもよい。また、上記変形例２においては、上部ガスケットは、１つの部材で構成された一体物であることにしてもよいし、さらに複数の部材に分割された構成を有していてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、上部ガスケットは、絶縁性の封止部材であることとした。しかし、上部ガスケットは、絶縁部材であればよく、封止の機能を有していなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、ガス排出弁１２１は、蓋体１２０の中央部に配置されていることとした。しかし、ガス排出弁１２１は、蓋体１２０の中央部から少しずれた位置に配置されていてもよいし、蓋体１２０の端部に配置されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体６００は、Ｚ軸方向の巻回軸を有し、極板が巻回されて形成された、いわゆる横巻きの巻回型電極体であることとした。しかし、電極体６００は、例えば、Ｘ軸方向の巻回軸を有するいわゆる縦巻きの巻回型電極体であってもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、複数枚の平板状極板を積層したスタック型の電極体であってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極側及び負極側の上部ガスケットの両方が、上記構成を有していることとした。しかし、正極側または負極側の上部ガスケットが上記構成を有していないことにしてもよい。また、蓄電素子は、例えば容器１００に一方の極性の電位を落とす構成を有する場合等においては、正極側または負極側のいずれかの上部ガスケットを備えていないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及び上記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。例えば、上記変形例３の第二延設部３２３ｃに上記変形例１のような凹部を形成してもよいし、上記変形例３の第二延設部３２３ｃを上記変形例２のようなシート状の部材で形成してもよい等、種々の形態が本発明の範囲内に含まれる。

また、本発明は、このような蓄電素子及び蓄電装置として実現することができるだけでなく、それらが備える絶縁部材（上部ガスケット）としても実現することができる。

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。

１ 蓄電装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 蓄電素子
２０ バスバー
１００ 容器
１２０ 蓋体
１２１ ガス排出弁
１３０ 注液栓
２００、２１０、２２０ 電極端子
２００ａ、２１０ａ、２２０ａ 端子面
３００、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３１０、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３２０、３２０ｂ、３２０ｃ 上部ガスケット
３０２、３１２、３２２ 上部ガスケット本体
３０２ａ、３１２ａ、３２２ａ ガスケット本体凹部
３０３、３０３ａ、３０３ｂ、３１３、３１３ａ、３１３ｂ、３２３、３２３ｂ 第一延設部
３０３ｃ、３１３ｃ、３２３ｃ 第二延設部
３０４、３０４ａ、３０４ｂ 延設部凹部

Claims (5)

1. 電極端子と、前記電極端子が配置される容器と、前記電極端子及び前記容器の間に配置される絶縁部材とを備える蓄電素子であって、
   前記絶縁部材は、前記電極端子から前記容器に形成されたガス排出弁に向く方向である第一方向に向けて前記電極端子よりも前記ガス排出弁に近い位置まで延設される第一延設部、及び、前記容器から前記電極端子に向く方向である第二方向に向けて前記電極端子の前記第二方向側の面よりも前記第二方向側の位置まで延設される第二延設部の少なくとも一方を有する
   蓄電素子。
2. 前記絶縁部材は、前記第一延設部を少なくとも有し、
   前記第一延設部は、シート状の部材である
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記絶縁部材は、前記第一延設部を少なくとも有し、
   前記第一延設部は、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向に延びる凹部を有する
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記第一延設部及び前記第二延設部の少なくとも一方は、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向における前記容器の端部にまで延設されて配置される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 電極端子と、前記電極端子が配置される容器と、前記電極端子及び前記容器の間に配置される絶縁部材と、を有する蓄電素子と、
   前記電極端子に接続されるバスバーと、を備え、
   前記絶縁部材は、前記電極端子から前記容器に形成されたガス排出弁に向く方向である第一方向に向けて前記電極端子よりも前記ガス排出弁に近い位置まで延設される第一延設部、及び、前記容器から前記電極端子に向く方向である第二方向に向けて前記バスバーよりも前記第二方向側の位置まで延設される第二延設部の少なくとも一方を有する
   蓄電装置。

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