しかしながら、上記で挙げた技術では、シール性を十分に向上させることができない。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、蓄電素子の電極端子付近のシール性を向上させることが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、容器と、前記容器内に収納される電極体と、電極端子と、前記電極端子と前記電極体とを電気的に接続する集電部材と、前記容器と前記電極端子とを絶縁する絶縁部材とを備える蓄電素子であって、前記電極端子は、前記容器を貫通し、かつ、前記集電部材に接続される柱状の接続部と、前記接続部の端部であって前記容器の外側に配置される板状の端子本体とを有し、前記絶縁部材は、前記容器と、前記端子本体との間に配置される板状部材を有し、前記蓄電素子は、さらに、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方と、前記絶縁部材との間に設けられるシール剤を備え、前記板状部材は、前記接続部を囲う環状に設けられ、かつ、前記板状部材に交差する方向に突出している凸部を有し、前記凸部は、その先端に液体を保持可能な保持部を有する。
これによれば、絶縁部材の板状部材に、接続部を囲う環状に設けられ、かつ、板状部材に交差する方向に突出する凸部が形成されており、当該凸部の先端に液体を保持可能な保持部が形成されている。このため、絶縁部材に液体のシール剤を塗布したときに、凸部の先端からシール剤が流れてしまうことを防ぐことができる。これにより、凸部の先端に十分な量のシール剤を保持することができ、電極端子周辺のシール性を向上させることができる。
また、前記保持部は、前記凸部の先端において、前記凸部の環状の方向に沿って形成される溝部であってもよい。
これによれば、凸部の先端において溝部が形成されるため、絶縁部材に液体のシール剤を塗布したときに、溝部に液体のシール剤を保持させることができる。このため、凸部の先端からシール剤が流れてしまうことを防ぐことができ、電極端子周辺のシール性を向上させることができる。
また、前記保持部は、前記凸部の環状の方向に沿って連続して形成される複数の突起部であってもよい。
これによれば、凸部の先端において複数の突起部が形成されるため、絶縁部材に液体のシール剤を塗布したときに、複数の突起部の間に液体のシール剤を保持させることができる。このため、凸部の先端からシール剤が流れてしまうことを防ぐことができ、電極端子周辺のシール性を向上させることができる。
また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記端子本体の第一位置における前記端子本体と前記容器との第一間隔が、前記第一位置よりも前記接続部に近い第二位置における前記端子本体と前記容器との第二間隔よりも小さくなるように形成されていてもよい。
これによれば、端子本体および容器の少なくとも一方の形状は、第一位置における端子本体と容器との第一間隔が、第一位置よりも接続部に近い第二位置における端子本体と容器との第二間隔よりも小さい。絶縁部材は、端子本体と容器とにより挟み込まれており、両者から押圧力を受ける。つまり、絶縁部材が配置される空間は、当該押圧力の方向と交差する方向において、電極端子の接続部から遠い方の位置である第一位置における端子本体と容器との間隔が狭くなっている。このため、高温環境下において絶縁部材が熱膨張したとしても、絶縁部材が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを抑制できる。これにより、絶縁部材が熱膨張しても所定の範囲内に絶縁部材を留めておくことができるため、電極端子付近のシール性を十分に維持することができる。
また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第二位置から前記第一位置に向かうにしたがって、前記端子本体と前記容器との間隔が小さくなるように形成されていてもよい。
これによれば、端子本体および容器の少なくとも一方は、第一位置と第二位置との間において接続部から遠ざかるにしたがって、端子本体と容器との間隔が小さくなるように形成されている。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置と第二位置との間における絶縁部材に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、絶縁部材が接続部よりも遠い方向に向かって膨張することを防ぐ力であって、接続部に近い方向に向けた力である。これにより、端子本体と容器との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体、容器、または絶縁部材の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することを防ぐことができる。
また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置と前記第二位置との間において、前記端子本体の前記容器側の面が、前記容器の前記端子本体側の面に対して直線状に傾斜していてもよい。
これによれば、端子本体の容器側の面が、容器の端子本体側の面に対して直線状に傾斜している。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置と第二位置との間の絶縁部材に対して、接続部に近い方向に向けた力を少なくとも第一位置と第二位置との間において均等にさせることができる。このように、第一位置と第二位置との間においては、端子本体、容器、または絶縁部材に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することをより効果的に防ぐことができる。
また、前記端子本体および前記容器の少なくとも一方は、前記第一位置を含む第一領域における前記第一間隔と、前記第二位置を含む第二領域における前記第二間隔とが段階的に異なってもよい。
これによれば、端子本体および容器の少なくとも一方の形状が、第一領域における第一間隔と第二領域における第二間隔とが段階的に異なるように形成される。このため、端子本体および容器の少なくとも一方において、第一間隔が狭くなるような形状を容易に製造することができる。
また、前記容器は、前記接続部と対向する部分において、前記容器の第三位置における前記接続部と前記容器との第三間隔が、前記第三位置よりも前記容器の外方側にある第四位置における前記接続部と前記容器との第四間隔よりも小さくなるように形成されていてもよい。
これによれば、容器の形状は、第三位置における接続部と容器との第三間隔が、第三位置よりも容器の外方側にある第四位置における接続部と容器との第四間隔よりも小さい。絶縁部材は、接続部と容器とにより挟み込まれており、熱膨張したときに絶縁部材は全ての方向に膨張しようとする。このとき、容器の内方側の位置である第三位置での第三間隔が第四間隔よりも狭いため、絶縁部材が熱膨張したとしても、絶縁部材が容器の内方側に膨張することを抑制できる。これにより、絶縁部材が熱膨張したときに、接続部の軸方向においても所定の範囲内に絶縁部材を留めておくことができるため、電極端子付近のシール性を十分に維持することができる。
また、前記容器は、前記第四位置から前記第三位置に向かうにしたがって、前記接続部と前記容器との間隔が小さくなるように形成されていてもよい。
これによれば、容器は、第三位置と第四位置との間において端子本体から遠ざかるにしたがって、接続部と容器との間隔が小さくなるように形成されている。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置と第四位置との間における絶縁部材に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、絶縁部材が容器の内方に向かって膨張することを防ぐ力であって、端子本体に近い方向に向けた力である。これにより、接続部と容器との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体、容器、または絶縁部材の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することを防ぐことができる。
また、前記容器は、前記第三位置と前記第四位置との間において、前記容器の前記接続部に対向している面が、前記接続部の表面に対して直線状に傾斜していてもよい。
これによれば、容器の接続部側の面が、接続部の表面に対して直線状に傾斜している。このため、絶縁部材の熱膨張時に、絶縁部材が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置と第四位置との間の絶縁部材に対して、接続部に近い方向に向けた力を少なくとも第三位置と第四位置との間において均等にさせることができる。このように、第三位置と第四位置との間においては、端子本体、容器、または絶縁部材に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体、容器、または絶縁部材が破損することを防ぐことができる。
また、前記電極端子は、前記絶縁部材と前記容器とを圧着することにより、前記容器の貫通孔が形成される部分と前記端子本体との間を前記絶縁部材で密閉してもよい。
これによれば、絶縁部材および容器は電極端子により圧着されることにより、容器の貫通孔が形成される部分と端子本体との間が絶縁部材で密閉されている。このため、絶縁部材は、電極端子により端子本体と容器との間で常に押圧力が加えられた状態である。このような常に押圧力が加えられ、熱膨張したときに押圧力に交差する方向に膨張しやすいような状態の絶縁部材であっても、押圧力に交差する方向の先の空間が狭くなっているため、絶縁部材の当該方向への膨張を抑制することができる。
本発明に係る蓄電素子によれば、蓄電素子の電極端子付近のシール性を向上させることができる。
(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、蓄電素子に関して以下の問題が生じることを見出した。
一般的な蓄電素子では、絶縁部材と電極端子または容器との間のシール性を向上させるために、絶縁部材と電極端子または容器とのいずれか一方にはシール剤が設けられているものが多い。このシール剤は、絶縁部材と電極端子または容器とのいずれか一方の表面に液体の状態で塗布されて、その後、液体のシール剤を構成する溶剤が気化することにより、固体の弾性体となる。つまり、シール剤を塗布するときには、シール剤は液体の状態である。このため、特許文献1または2のように、シール性の向上を目的とした凸部(突起部)を設けた蓄電素子の場合、シール剤を凸部に塗布したときに、シール剤の溶剤が気化する前に凸部の先端からシール剤が流れてしまう。これにより、凸部の先端に十分な量のシール剤を設けることが難しい。つまり、蓄電素子の電極端子付近のシール性を十分に向上させることができない。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、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、本発明の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、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。図2は、蓄電素子の模式的な構成を示す分解斜視図である。
図1に示すように、本実施の形態1の蓄電素子100は、容器110と、容器110内に収容される電極体170と、電極端子130と、電極端子130と電極体170とを電気的に接続する集電部材160と、容器110と電極端子130とを絶縁する外部絶縁封止材120と、容器110と集電部材160とを絶縁する内部絶縁封止材150とを備える。
容器110は、蓋部111と容器本体112とから構成される。蓋部111は、Y軸方向(後述参照)に長い長尺板状の部材である。容器本体112は、矩形筒状の部材の一端に開口部114を有し、他端に底を有する部材である。なお、本実施の形態1では、容器本体112と蓋部111との並び方向を上下方向(図1ではZ軸方向)とし、正極端子と負極端子との並び方向を左右方向(図1ではY軸方向)とし、上下方向および左右方向に垂直な方向を前後方向(図1ではX軸方向)と定義する。
蓋部111は、長手方向の両端部に、電極端子130に貫通される貫通孔113が形成されている。なお、図1においては、正極側の貫通孔113のみを示し、負極側の貫通孔は後述する絶縁封止材の陰に隠れるため図示されない。
電極体170は、帯状の電極である正極と負極との間にセパレータが挟み込まれるように積層しつつ全体が長円筒形に捲回されて形成される。電極体170は、捲回軸方向がY軸方向に一致し、かつ、断面の長円形状の長軸がZ軸方向に一致するような向きで容器110内に収納される。正極および負極は、捲回軸方向に互いに位置をずらして、捲回軸を中心に長円筒形に捲回されている。電極体170は、その両端において、正極および負極のそれぞれが所定の幅でセパレータから電極体170の捲回軸方向(Y軸方向)外側に向けて突出している突出部171、172を有する。つまり、電極体170は、捲回軸方向の一端において正極がセパレータから突出している正極側の突出部171と、他端において負極がセパレータから突出している負極側の突出部172とを有する。更に、正極側の突出部171および負極側の突出部172は、活物質が形成されておらず、基材である金属箔が露出している。つまり、正極側の突出部171は、正極活物質層が形成されていない正極基材であるアルミニウム箔が露出しており、負極側の突出部172は、負極活物質層が形成されていない負極基材である銅箔が露出している。正極側の突出部171および負極側の突出部172には、正極側の集電部材160および負極側の集電部材164がそれぞれ電気的に接続される。
集電部材160の上側の端部は、電極体170の上側の表面と平行(つまり、X−Y平面に平行)な板状の構成(後述する板部161)を有し、当該板状の構成には貫通孔162が形成されている。また、集電部材160は、電極体170の捲回軸方向の一端である正極側の突出部171において超音波溶接等により接続、固定される構成(後述する腕部163)を有する。なお、負極側の集電部材164も同様の構成を有し、銅または銅合金で形成される。正極側の集電部材160および負極側の集電部材164は、同じ構成であるため、以下では、正極側の集電部材160のみについて説明し、負極側の集電部材164の説明は省略する。
内部絶縁封止材150は、蓋部111と集電部材160との間に配置されることにより、容器110と集電部材160とを絶縁する絶縁部材である。つまり、内部絶縁封止材150は、容器110の内部に配置されて、集電部材160を介して電気的に接続されている電極体170から容器110を絶縁するための絶縁部材である。また、内部絶縁封止材150は、容器110の蓋部111に形成される貫通孔113に対して電極端子130および外部絶縁封止材120とともに圧着されることにより、当該貫通孔113を密閉するための封止材(パッキン)としても機能する。内部絶縁封止材150は、合成樹脂等により構成され、絶縁性および弾性を備える。内部絶縁封止材150には、蓋部111の貫通孔113および集電部材160の貫通孔162とともに、後述する電極端子130の接続部132によって貫通される貫通孔151が形成されている。
外部絶縁封止材120は、電極端子130の端子本体131(後述参照)と蓋部111との間に配置されることにより、電極端子130と容器110とを絶縁する絶縁部材である。つまり、外部絶縁封止材120は、容器110の外部に配置されて、電極端子130および集電部材160を介して電気的に接続されている電極体170から容器110を絶縁するための絶縁部材である。また、外部絶縁封止材120は、端子本体131および容器110の蓋部111との間に渡って配置される部材であり、かつ、接続部132および容器110の蓋部111の貫通孔113が形成されている部分との間に渡って配置されている部材である。また、外部絶縁封止材120は、容器110の蓋部111に形成される貫通孔113に対して電極端子130および内部絶縁封止材150とともに圧着されることにより、当該貫通孔113を密閉するための封止材(パッキン)としても機能する。外部絶縁封止材120は、蓋部111の上側に配置され、貫通孔124が形成される板状部材121と、板状部材121の貫通孔124が形成される部分から連続して形成され、板状部材121の下方に延びる筒状の筒部123とを有する。つまり、外部絶縁封止材120は、筒部123と、筒部123の軸に交差する方向であって筒部123の外側の方向に向かって拡がる板状部材121とを有する。また、板状部材121は、電極端子130の接続部132を囲う環状に設けられ、かつ、板状部材121に交差する方向に突出している凸部125を有する。つまり、凸部125は、板状部材121に形成される貫通孔124の外側を囲う環状に設けられる。なお、本実施の形態1では、凸部125は、板状部材121のZ軸方向の両側に形成される。
外部絶縁封止材120は、内部絶縁封止材150と同様の合成樹脂製の部材である。外部絶縁封止材120に形成される貫通孔124は、蓋部111に形成される貫通孔113、内部絶縁封止材150に形成される貫通孔151および集電部材160に形成される貫通孔162とともに、後述する電極端子130の接続部132によって貫通される。
また、外部絶縁封止材120の筒部123は、蓋部111と対向する側(つまり板状部材121の下側)に形成されており、貫通孔124と筒部123の内縁とは一致している。また、筒部123は、貫通孔113に対応した外形を有し、貫通孔113に嵌り込むようになっている。したがって、筒部123は、容器110の蓋部111に形成される貫通孔113と電極端子130の接続部132との間に挟み込まれる。つまり、外部絶縁封止材120は、電極端子130の端子本体131と容器110の蓋部111との間に挟み込まれ、かつ、電極端子130の接続部132と容器110の貫通孔113を形成する部分との間に挟み込まれることにより、電極端子130と容器110とを絶縁する。さらに、外部絶縁封止材120の板状部材121の上側には枠体122が形成されており、枠体122は板状部材121に形成される貫通孔124の外側に形成されている。
電極端子130は、容器110を貫通し、かつ、集電部材160に接続される柱状の接続部132と、接続部132の端部であって容器110の外側に配置される板状の端子本体131とを有する。なお、接続部132は、容器110の内方に向かって延びている。端子本体131は、その外縁の形状が枠体122の内縁の形状に対応した平面形状である。接続部132は、端子本体131と集電部材160とを電気的に接続するとともに、蓋部111と電極体170とを機械的に接合する役割を果たす。また、正極側に配置される電極端子130は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成され、負極側に配置される電極端子は、銅または銅合金から構成される。
電極端子130は、具体的には、図示しない外部負荷(つまり、蓄電素子100の電気エネルギーを消費する機器)の端子が端子本体131の表面に溶接固定されることにより、蓄電素子100と外部負荷との電気的な接続を完成するための部材である。あるいは、電極端子130は、図示しない複数の蓄電素子100を並べて配置した状態で、バスバーなどの導電部材により各電池の端子本体131が溶接固定されることにより、蓄電素子100同士の電気的な接続を完成するための部材である。
なお、電極端子130は、端子本体131と接続部132とが鍛造、鋳造等によって同一の素材から構成されていてもよい。また、電極端子130は、端子本体131と接続部132とがそれぞれ独立しており、端子本体131と接続部132とを構成する2つの異種または同種材料の素材を一体成形することにより構成されていてもよい。
次に、図3〜5を参照して、本実施の形態1に係る蓄電素子の電極端子周辺の構成をさらに詳細に説明する。なお、図3は、図2の蓄電素子の分解斜視図のIII−III断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。図4は、図3の領域A1の部分を拡大した拡大図である。図5の(a)は、図1の蓄電素子のIV−IV断面図のうちの電極端子周辺を拡大した拡大図である。図5の(b)は、図5の(a)の領域A2の部分を拡大した拡大図である。
図3〜5に示すように、蓄電素子100の電極端子130周辺の構成は、上から電極端子130、外部絶縁封止材120、蓋部111、内部絶縁封止材150、集電部材160の板部161の順に積層される。外部絶縁封止材120は、板状部材121と、蓋部111と、内部絶縁封止材150とが重なり、かつ、筒部123が蓋部111に形成される貫通孔113および内部絶縁封止材150に形成される貫通孔151に貫通した状態で配置される。筒部123の端面は、内部絶縁封止材150の下面と同一面上にあり内部絶縁封止材150の下面とともに集電部材160の板部161の上面に接している。そして、外部絶縁封止材120の筒部123の内周の形状と、集電部材160の貫通孔162とは、同じサイズ、かつ、同じ形状である。また、筒部123と貫通孔162とは電極端子130の接続部132に貫通されている。つまり、接続部132の外周と、筒部123の内周、および、貫通孔162が形成される部分とは、互いに接触した状態となる。
外部絶縁封止材120には、図3に示すように、板状部材121からZ軸方向の両側に向けて突出する凸部125が形成されている。凸部125は、図4に示すように、その先端において、凸部125の環状の方向に沿って連続して形成される溝部125aが設けられている。つまり、凸部125は、その先端に液体を保持可能な保持部としての溝部125aを有する。また、外部絶縁封止材120の表面には、シール剤180が塗布されている。つまり、シール剤180は、端子本体131および容器110の蓋部111の少なくとも一方と、外部絶縁封止材120との間に設けられる。これにより、外部絶縁封止材120に液体のシール剤180を塗布したときに、凸部125の先端からシール剤180が流れてしまうことを防ぐことができる。凸部125に形成される溝部は、凸部125の環状の方向に沿って連続して形成されていなくてもよく、環状の方向に沿って断続的に形成されていてもよい。つまり、溝部は、凸部の先端において、凸部の環状の方向に沿って形成されていればよい。
なお、シール剤180は、外部絶縁封止材120の表面に液体の状態で塗布されて、その後、液体のシール剤180を構成する溶剤が気化することにより、固体の弾性体となる。なお、溝部125aの大きさは、溝部125a内に保持できる液体の体積が、Z軸方向から視た場合の凸部125の面積に設計上に必要なシール剤180の厚みを乗じた体積より大きくなることが好ましい。
そして、電極端子130の接続部132は、外部絶縁封止材120の筒部123および集電部材160に形成される貫通孔162を貫通した状態で、その先端がかしめられ、かしめ端133が形成される。つまり、かしめ端133は、電極端子130において、接続部132の端子本体131とは反対側の端部がかしめられることにより形成され、筒部123の内径、集電部材160の貫通孔162の径よりも外径が大きい。
かしめ端133の外径は各貫通孔124、113、151、162の径より大きいため、外部絶縁封止材120、蓋部111、内部絶縁封止材150および集電部材160は電極端子130の端子本体131とかしめ端133とにより挟まれることで互いに圧着され、一体的に固定される。これにより、電極端子130は、外部絶縁封止材120と容器110の蓋部111とを圧着することにより、容器110の貫通孔113が形成される部分と電極端子130との間を外部絶縁封止材120および内部絶縁封止材150で密閉する。このとき、図5の(b)の破線で囲んだ部分に示すように、外部絶縁封止材120の板状部材121に形成された凸部125は、電極端子130および蓋部111により圧縮されるため、つぶれた状態となる。そして、凸部125は、電極端子130および蓋部111によりつぶされても、反発して突出している方向に戻ろうとする力(図5(b)の白抜き矢印参照)が働く。これにより、外部絶縁封止材120は、凸部125の部分において特に、電極端子130の端子本体131と容器110の蓋部111とに対して十分に密着することになる。また、電極端子130は、接続部132およびかしめ端133が集電部材160により接しているため、蓋部111を貫通した状態で集電部材160と電気的に接続される。なお、接続部132の側面は外部絶縁封止材120の筒部123によって覆われているため、蓋部111と接続部132との間は絶縁状態が確保されている。
(特徴)
本実施の形態1に係る蓄電素子100によれば、外部絶縁封止材120の板状部材121に、接続部132を囲う環状に設けられ、かつ、板状部材121に交差する方向に突出する凸部125が形成されており、当該凸部125の先端に液体を保持可能な保持部としての溝部125aが形成されている。このため、外部絶縁封止材120に液体のシール剤180を塗布したときに、凸部125の先端からシール剤180が流れてしまうことを防ぐことができる。これにより、凸部125の先端に十分な量のシール剤180を保持することができ、電極端子130周辺のシール性を向上させることができる。
また、本実施の形態1に係る蓄電素子100によれば、凸部125の先端において溝部125aが形成されるため、外部絶縁封止材120に液体のシール剤180を塗布したときに、溝部125aに液体のシール剤180を保持させることができる。このため、凸部125の先端からシール剤180が流れてしまうことを防ぐことができ、電極端子130周辺のシール性を向上させることができる。
(変形例)
上記実施の形態1に係る蓄電素子100によれば、凸部125の先端に保持部として溝部125aを形成しているが、保持部は溝部125aに限らない。保持部は、例えば、図6に示す外部絶縁封止材220のように、板状部材221に形成される凸部225の先端に、さらに、凸部225の環状の方向に沿って連続して形成される複数の突起部225aとしてもよい。なお、複数の突起部225aの大きさ(高さ)は、複数の突起部225aの間において液体が保持される体積が、Z軸方向から視た場合の凸部225の面積に設計上に必要なシール剤180の厚みを乗じた体積より大きくなることが好ましい。また、図6では、複数の突起部225aは、4つであるが、複数であれば液体を保持できるため4つに限るものではない。なお、図6は、実施の形態1の変形例に係る図3の領域A1を拡大した拡大図である。
これによれば、凸部225の先端において複数の突起部225aが形成されるため、外部絶縁封止材120に液体のシール剤180を塗布したときに、複数の突起部225aの間に液体のシール剤180を保持させることができる。このため凸部225の先端からシール剤180が流れてしまうことを防ぐことができ、電極端子130周辺のシール性を向上させることができる。また、保持部は、凸部の先端に平面を形成し、当該平面を保持部としてもよい。
(実施の形態2)
図7の(a)は、実施の形態2に係る蓄電素子の電極端子周辺の断面を拡大した拡大図である。図7の(b)は、図7の(a)の領域A3の部分を拡大した拡大図である。
なお、実施の形態2に係る蓄電素子300の構成要素のうちで、実施の形態1に係る蓄電素子100の構成要素と異なるものは、電極端子330、外部絶縁封止材320、および容器310の蓋部311の形状のみである。このため、実施の形態1に係る蓄電素子100と同じ構成要素には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、各部の個別の構成を説明する。
図7に示すように、電極端子330の端子本体331は、第一間隔d1が、第二間隔d2よりも小さくなるように形成されている。ここで、第一間隔d1が、第二間隔d2の1/2よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。なお、第一間隔d1は、端子本体331の第一位置P1における端子本体331と容器310の蓋部311との間隔である。また、第二間隔d2は、第一位置P1よりも接続部332に近い第二位置P2における端子本体331と容器310の蓋部311との間隔である。
なお、本実施の形態2において、第一位置P1は、端子本体331上の位置であって、接続部332から最も遠い位置である。また、本実施の形態2において、第二位置P2は、端子本体331上の位置であって、接続部332に最も近い位置である。なお、第一位置P1と第二位置P2とは、それぞれ、上記のように接続部332から最遠の位置、最近の位置に限らずに、第一位置が第二位置よりも接続部132から遠い位置であればよい。つまり、このような場合であっても第一位置における第一間隔は、第二位置における第二間隔よりも小さい。この場合に、さらに、第一位置とは別の位置である端子本体331における接続部332から最も遠い位置における端子本体331と容器310の蓋部311との間隔が、第二位置とは別の位置である端子本体331における接続部332に最も近い位置における端子本体331と容器310の蓋部311との間隔よりも小さい構成としてもよい。
また、端子本体331と容器310の蓋部311との間隔とは、本実施の形態2では、端子本体331の下面と、蓋部311の上面(当該上面と一致している平面全て)との間の間隔である。
また、端子本体331は、第二位置P2から第一位置P1に向かうにしたがって、端子本体331と容器310の蓋部311との間隔が小さくなるように形成されている。より具体的には、端子本体331は、第一位置P1と第二位置P2との間において、端子本体331の容器310の蓋部311側の面331aが、容器310の端子本体331側の面311a(つまり上面)に対して直線状に傾斜している。
また、外部絶縁封止材320の端子本体331側の面321aは、端子本体331の容器310の蓋部311側の面331aに対応した傾斜を有する。そして、外部絶縁封止材320には、実施の形態1の外部絶縁封止材120に形成されている凸部125と同様に、図7には現れていないが凸部325が形成されている。なお、実施の形態2に係る蓄電素子300においても、実施の形態1に係る蓄電素子100と同様に、図7の(b)の破線で囲んだ部分に示すように、外部絶縁封止材320の板状部材321に形成された凸部325は、電極端子330および蓋部311により圧縮されるため、つぶれた状態となる。そして、凸部325は、電極端子330および蓋部311によりつぶされても、反発して突出している方向に戻ろうとする力(図7(b)の白抜き矢印参照)が働く。
また、容器310の蓋部311は、接続部332と対向する部分(つまり、貫通孔313が形成されている部分)において、第三間隔d3が、第四間隔d4よりも小さくなるように形成されている。なお、第三間隔d3は、容器310の蓋部311の第三位置P3における接続部332と容器310の蓋部311との間隔である。また、第四間隔d4は、第三位置P3よりも容器310の蓋部311の外方側にある第四位置P4における接続部332と容器との間隔である。つまり、容器310の蓋部311に形成される貫通孔313は、容器310の内方に向かうにしたがってその直径が小さくなるように形成されている。
なお、本実施の形態2において、第三位置P3は、容器310の蓋部311上の位置であって、容器310の蓋部311の最も外方側の位置である。また、本実施の形態2において、第四位置P4は、容器310の蓋部311上の位置であって、容器310の蓋部311の最も内方側の位置である。なお、第三位置と第四位置とは、それぞれ、上記のように容器310の蓋部311の最外方の位置、最内方の位置に限らずに、第三位置が第四位置よりも外側の位置であればよい。
また、容器310の蓋部311は、第四位置P4から第三位置P3に向かうにしたがって、接続部332と容器310の蓋部311との間隔が小さくなるように形成されている。より具体的には、容器310の蓋部311は、第三位置P3と第四位置P4との間において、容器310の蓋部311の接続部332に対向している面311bが、接続部332の表面332aに対して直線状に傾斜している。
(特徴)
本実施の形態2に係る蓄電素子300によれば、端子本体331の形状は、第一位置P1における端子本体331と容器310の蓋部311との第一間隔d1が、第一位置P1よりも接続部332に近い第二位置P2における端子本体331と容器310の蓋部311との第二間隔d2よりも小さい。外部絶縁封止材320は、端子本体331と容器310とにより挟み込まれており、両者から押圧力を受ける。つまり、外部絶縁封止材320が配置される空間は、当該押圧力の方向と交差する方向において、電極端子330の接続部332から遠い方の位置である第一位置P1における端子本体331と容器310の蓋部311との間隔が狭くなっている。このため、高温環境下において外部絶縁封止材320が熱膨張したとしても、外部絶縁封止材320が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを抑制できる。これにより、外部絶縁封止材320が熱膨張しても所定の範囲内に外部絶縁封止材320を留めておくことができるため、電極端子330付近のシール性を十分に維持することができる。つまり、実施の形態2に係る蓄電素子300では、外部絶縁封止材320に形成された凸部325の効果もさらに有するため、電極端子330付近のシール性を十分に向上させることができる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、外部絶縁封止材320は、端子本体331および容器310の蓋部311の間に渡って配置される。また、外部絶縁封止材320は、接続部332および容器310の蓋部311の間に渡って配置される。つまり、外部絶縁封止材320は、電極端子330(端子本体331および接続部332)および容器310の蓋部311の間に隙間なく充填されている。このため、電極端子330付近のシール性を向上させることができる。また、外部絶縁封止材320は、電極端子330および容器310の蓋部311の間に隙間無く充填されているため、熱膨張したときに押圧力の方向と交差する方向に膨張しやすい。しかしながら、外部絶縁封止材320が配置される空間は、当該押圧力の方向と交差する方向において、電極端子330の端子本体331および接続部332から遠ざかるほど端子本体331と容器310の蓋部311との間隔および接続部332と容器310の蓋部311との間隔が狭くなっているため、外部絶縁封止材320が押圧力の方向と交差する方向に向かって膨張することを抑制できる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、端子本体331は、第一位置P1と第二位置P2との間において接続部332から遠ざかるにしたがって、端子本体331と容器310の蓋部311との間隔が小さくなるように形成されている。このため、外部絶縁封止材320の熱膨張時に、外部絶縁封止材320が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置P1と第二位置P2との間における外部絶縁封止材320に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、外部絶縁封止材320が接続部332よりも遠い方向に向かって膨張することを防ぐ力であって、接続部332に近い方向に向けた力である。これにより、端子本体331と容器310の蓋部311との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320が破損することを防ぐことができる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、端子本体331の容器310の蓋部311側の面331aが、容器310の蓋部311の端子本体331側の面311aに対して直線状に傾斜している。このため、外部絶縁封止材320の熱膨張時に、外部絶縁封止材320が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第一位置P1と第二位置P2との間の外部絶縁封止材320に対して、接続部332に近い方向に向けた力を少なくとも第一位置P1と第二位置P2との間において均等にさせることができる。このように、第一位置P1と第二位置P2との間においては、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材120に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320が破損することをより効果的に防ぐことができる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、容器310の蓋部311の形状は、第三位置P3における接続部332と容器310の蓋部311との第三間隔d3が、第三位置P3よりも容器310の蓋部311の外方側にある第四位置P4における接続部332と容器310の蓋部311との第四間隔d4よりも小さい。外部絶縁封止材320は、接続部332と容器310の蓋部311とにより挟み込まれており、熱膨張したときに外部絶縁封止材320は押圧力の方向に交差する方向に膨張しようとする。このとき、容器310の蓋部311の内方側の位置である第三位置P3での第三間隔d3が第四間隔d4よりも狭いため、外部絶縁封止材320が熱膨張したとしても、外部絶縁封止材320が容器310の蓋部311の内方側に膨張することを抑制できる。これにより、外部絶縁封止材320が熱膨張したときに、接続部332の軸方向においても所定の範囲内に外部絶縁封止材320を留めておくことができるため、電極端子330付近のシール性を十分に維持することができる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、容器310の蓋部311は、第三位置P3と第四位置P4との間において端子本体331から遠ざかるにしたがって、接続部332と容器310の蓋部311との間隔が小さくなるように形成されている。このため、外部絶縁封止材320の熱膨張時に、外部絶縁封止材320が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置P3と第四位置P4との間における外部絶縁封止材320に対して加わる力を分散させることができる。なお、この力は、具体的には、外部絶縁封止材320が容器310の内方に向かって膨張することを防ぐ力であって、端子本体331に近い方向に向けた力である。これにより、接続部332と容器310の蓋部311との間の間隔が急激に小さくなる構造のものと比較すると、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320の特定の部位に力が大きな加えられることを防ぐことができ、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320が破損することを防ぐことができる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、容器310の蓋部311の接続部332側の面311bが、接続部332の表面332aに対して直線状に傾斜している。このため、外部絶縁封止材320の熱膨張時に、外部絶縁封止材320が押圧力の方向に交差する方向に対して膨張するときに、第三位置P3と第四位置P4との間の外部絶縁封止材320に対して、接続部332に近い方向に向けた力を少なくとも第三位置P3と第四位置P4との間において均等にさせることができる。このように、第三位置P3と第四位置P4との間においては、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320に加わる力を均等にできるため、それぞれの位置において加わる力を最低限とすることができる。このため、端子本体331、容器310の蓋部311、または外部絶縁封止材320が破損することを防ぐことができる。
また、本実施の形態に係る蓄電素子300によれば、外部絶縁封止材320および容器310の蓋部311は電極端子330により圧着されることにより、容器310の蓋部311の貫通孔313が形成される部分と端子本体331との間が外部絶縁封止材320で密閉されている。このため、外部絶縁封止材320は、電極端子330により端子本体331と容器310の蓋部311との間で常に押圧力が加えられた状態である。このような常に押圧力が加えられ、熱膨張したときに押圧力に交差する方向に膨張しやすいような状態の外部絶縁封止材320であっても、押圧力に交差する方向の先の空間が狭くなっているため、外部絶縁封止材320の当該方向への膨張を抑制することができる。
(変形例)
(1)
上記実施の形態2に係る蓄電素子300によれば、端子本体331は、第一位置P1と第二位置P2との間において、端子本体331の容器310の蓋部311側の面331aが容器310の蓋部311の端子本体331側の面311aに対して直線状に傾斜しているが、直線状に傾斜することに限らない。例えば、端子本体を、第一位置を含む第一領域における第一間隔と、第二位置を含む第二領域における第二間隔とが段階的に異なるように形成してもよい。また、端子本体を、端子本体と容器の蓋部との間隔が徐々に小さくなるように形成してもよい。つまり、端子本体は、端子本体と容器の蓋部との間隔が第二位置から第一位置に向かうにしたがって単調減少していればよい。
(2)
また、上記実施の形態2に係る蓄電素子300によれば、容器310の蓋部311は、接続部332と対向する部分において、容器310の蓋部311の第三位置P3における接続部332と容器310の蓋部311との第三間隔d3が、第三位置P3よりも容器310の蓋部311の外方側にある第四位置P4における接続部332と容器310の蓋部311との第四間隔d4よりも小さくなるように形成されているが、これに限らない。つまり、第三位置における接続部と容器の蓋部との第三間隔と、第三位置よりも容器の蓋部の外方側にある第四位置における接続部と容器の蓋部との第四間隔とが等しい形状であってもよい。要するに、容器の蓋部に形成される貫通孔を、容器の内方側の位置であっても外方側の位置であっても等しい直径となるように形成してもよい。
(3)
また、上記実施の形態に係る蓄電素子300および上記の各変形例によれば、端子本体331の形状(具体的には、厚み)が、第一位置P1と第二位置P2との間で異なることにより、第一間隔d1と第二間隔d2とが異なるように形成されているが、これに限らない。例えば、容器の蓋部の形状が、第二位置から第一位置に向かうにしたがって、端子本体に近づくような形状としてもよい。