JP2020155283A - 蓄電素子及び蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性の向上を図ることができる蓄電素子を提供する。【解決手段】容器１００と、容器１００から第一方向に突出する電極端子２００とを備える蓄電素子１０であって、電極端子２００の第一方向側の第一面２１１を覆う第一絶縁部材４００を備え、電極端子２００は、第一面２１１とは異なる位置に、電極端子２００の第一方向側に配置される外部の導電部材（バスバー２０）が接続される導電部３００を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、容器と容器から突出する電極端子とを備える蓄電素子、及び、当該蓄電素子を備える蓄電装置等に関する。

従来、容器と容器から突出する電極端子とを備えた構成において、電極端子の短絡を抑制する蓄電素子が知られている。例えば、特許文献１には、ケース（容器）と、先端がケース外に突出した正極端子（電極端子）とを備え、正極端子の先端が内部に没入した状態から外部に露出した状態に移動可能な端子カバーによって、電極端子の短絡を抑制する二次電池（蓄電素子）が開示されている。

特開２０１５−２０７４６３号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、電極端子の短絡を抑制することができない場合がある。つまり、上記従来の蓄電素子では、電極端子の短絡を抑制するために、端子カバーによって電極端子の先端が内部に没入した状態になっているが、外部の導電部材（バスバー等）に接続するために、電極端子の先端が外部に露出した状態にもなる。このため、例えば、蓄電素子を、電極端子を下向きにしてモジュールケース等に挿入し、外部の導電部材と接続させるような構成の場合、蓄電素子の挿入位置がずれると電極端子の先端面が他の部材と接触して短絡するおそれがある。また、蓄電素子が電極端子の先端面を下に向けて転倒した場合等にも、電極端子の先端面が他の部材と接触して短絡するおそれがある。このように、本願発明者は、上記従来の構成においても、安全性の向上をさらに図るべき点があることを見出した。

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、安全性の向上を図ることができる蓄電素子等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、前記容器から第一方向に突出する電極端子とを備える蓄電素子であって、前記電極端子の前記第一方向側の第一面を覆う第一絶縁部材を備え、前記電極端子は、前記第一面とは異なる位置に、前記電極端子の前記第一方向側に配置される外部の導電部材が接続される導電部を有する。

これによれば、蓄電素子は、電極端子の突出方向である第一方向側の第一面を覆う第一絶縁部材を有しており、電極端子は、第一面とは異なる位置に、電極端子の第一方向側に配置される外部の導電部材が接続される導電部を有している。このように、電極端子の先端面である第一面を第一絶縁部材で覆い、かつ、電極端子の第一面とは異なる位置に、外部の導電部材と接続される導電部を設ける。これにより、例えば、蓄電素子を、電極端子を下向きにしてモジュールケース等に挿入し、外部の導電部材と接続させるような構成の場合に、蓄電素子の挿入位置がずれても、電極端子の第一面が他の部材と接触して短絡するのを抑制することができる。また、蓄電素子が電極端子の第一面を下に向けて転倒した場合等にも、電極端子の第一面が他の部材と接触して短絡するのを抑制することができる。このように、蓄電素子において、電極端子の先端面である第一面が他の部材と接触して短絡するのを抑制しつつ、電極端子を外部の導電部材と接続することができるため、安全性の向上を図ることができる。

また、前記電極端子は、前記第一面から凹んだ凹部を有し、前記導電部は、前記凹部内に配置されることにしてもよい。

これによれば、導電部は、電極端子の第一面から凹んだ凹部内に配置されている。このように、電極端子に凹部を設けて、当該凹部内に導電部を配置することで、電極端子の第一面が第一絶縁部材で覆われていても、容易に、外部の導電部材を導電部に接続することができる。これにより、容易に、電極端子を外部の導電部材と接続することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

また、前記導電部は、前記外部の導電部材が接続される弾性体であることにしてもよい。

これによれば、導電部は、外部の導電部材が接続される弾性体である。このように、導電部を弾性体で構成することで、外部の導電部材を導電部に押し付ければ導電部に接続することができるため、容易に、外部の導電部材を導電部に接続することができる。これにより、容易に、電極端子を外部の導電部材と接続することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

また、前記電極端子の前記第一方向とは交差する第二方向側の第二面を覆う第二絶縁部材をさらに備え、前記第一絶縁部材は、前記第二絶縁部材に取り付けられる取付部を有することにしてもよい。

これによれば、第一絶縁部材は、電極端子の第二方向側の第二面を覆う第二絶縁部材に取り付けられる取付部を有している。このように、電極端子に、第二面を覆う第二絶縁部材を配置し、第二絶縁部材に第一絶縁部材の取付部を取り付ける。これにより、電極端子の第二面の絶縁性も確保しつつ、第一絶縁部材を電極端子に対して容易に配置することができる。したがって、蓄電素子において、電極端子が他の部材と接触して短絡するのをより抑制しつつ、簡易な構成を実現することができるため、さらなる安全性の向上を容易に図ることができる。

また、前記第二絶縁部材は、前記電極端子と前記容器との間に配置される封止部を有することにしてもよい。

これによれば、第二絶縁部材は、電極端子と容器とを封止する封止部を有している。つまり、第二絶縁部材が封止部を有しているため、第二絶縁部材は、電極端子と容器との間に配置されるガスケットである。このように、第二絶縁部材として当該ガスケットを用いることで、第二絶縁部材を容易に構成することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

また、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子と、前記蓄電素子に接続される前記外部の導電部材と、を備える蓄電装置としても実現することができる。また、本発明は、蓄電素子が備える電極端子及び第一絶縁部材等の絶縁部材として実現してもよく、蓄電装置が備える電極端子、第一絶縁部材等の絶縁部材及び外部の導電部材として実現してもよい。さらに、本発明は、導電性の本体部と、前記本体部の一方の面から一体的に突出し、蓄電素子の電極端子に形成された凹部に挿入される突出部と、を備えるバスバー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、安全性の向上を図ることができる。

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とバスバーとを示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る電極端子の端子本体部及び導電部、第一絶縁部材、並びに、第二絶縁部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る電極端子の端子本体部及び導電部、第一絶縁部材、並びに、第二絶縁部材を組み付けた場合の構成を示す断面図である。 実施の形態に係る電極端子の端子本体部及び導電部、第一絶縁部材、第二絶縁部材、並びに、バスバーを組み付けた場合の構成を示す断面図である。

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、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、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、１つの蓄電素子における一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、または、蓄電素子の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、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、蓄電装置の外装体本体と蓋との並び方向、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、Ｚ軸プラス方向を第一方向とも呼び、第一方向と交差する方向（ＸＹ平面内における任意の方向、例えばＸ軸方向）を第二方向とも呼ぶ場合がある。

（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。具体的には、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。図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０とバスバー２０とを示す斜視図である。具体的には、図２は、図１に示した蓄電素子１０とバスバー２０とを分解し、１つの蓄電素子１０と、当該蓄電素子１０に接続される２つのバスバー２０とを示している。

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、船舶、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（本実施の形態では６つ）の蓄電素子１０と、バスバー２０と、これら蓄電素子１０及びバスバー２０等を収容する外装体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を拘束する拘束部材（サイドプレート及びエンドプレート等）、バスバー２０等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。

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等の外方に配置されて、これら蓄電素子１０及びバスバー２０等を外部からの衝撃等から保護する。また、外装体３０は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料、または、絶縁塗装をした金属等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等が外部の金属部材などに接触することを回避する。

具体的には、外装体３０は、箱形の本体部分と蓋部分とを有しており、外装体３０内に蓄電素子１０及びバスバー２０等が収容される。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、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属製の導電部材等で形成されている。なお、外装体３０の形状及び材質は、上記には限定されない。

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。本実施の形態では、６個の扁平な略直方体形状（角形）の蓄電素子１０が、直列に接続されて配置されている。なお、蓄電素子１０の個数は６個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。また、蓄電素子１０の形状は、直方体形状（角形）には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等であってもよいし、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。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。

バスバー２０は、蓄電素子１０のＺ軸プラス方向（第一方向）側に配置されて、蓄電素子１０に接続される部材である。バスバー２０は、導電性かつ平板状の部材であり、複数の蓄電素子１０同士、及び、端部の蓄電素子１０と外部端子３１とを電気的に接続する。例えば、バスバー２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金またはステンレス鋼等の金属製の導電部材等で形成されている。具体的には、バスバー２０は、隣接する蓄電素子１０において、一の蓄電素子１０の正極端子（後述の正極側の電極端子２００）または負極端子（後述の負極側の電極端子２００）と、他の蓄電素子１０の負極端子または正極端子とを電気的に接続する。また、端部のバスバー２０は、端部の蓄電素子１０の正極端子または負極端子と、正極側または負極側の外部端子３１とを電気的に接続する。なお、図１では、端部のバスバー２０は、外部端子３１との接続部分を省略して図示している。

さらに具体的には、図２に示すように、バスバー２０は、バスバー本体部２１と、バスバー本体部２１の一方の面から一体的に突出する２つのバスバー突出部２２と、を有している。バスバー本体部２１は、平板状かつ略長円形状の部位であり、複数（本実施の形態では２つ）の蓄電素子１０を跨ぐように、Ｙ軸方向に延設されて配置されている。バスバー突出部２２は、バスバー本体部２１のＹ軸方向両端部のＺ軸マイナス方向側の面からＺ軸マイナス方向側へ突出する円柱形状の部位である。バスバー２０は、バスバー突出部２２が蓄電素子１０の電極端子２００に形成された凹部に挿入される（図６参照）ことで、蓄電素子１０と接続される。

例えば、バスバー２０は、一端のバスバー突出部２２が一の蓄電素子１０の正極端子に挿入されて接続され、他端のバスバー突出部２２が他の蓄電素子１０の負極端子に挿入されて接続されることで、一の蓄電素子１０の正極端子と他の蓄電素子１０の負極端子とを電気的に接続する。このようにして、バスバー２０は、複数の蓄電素子１０を順次接続することで、複数の蓄電素子１０を直列に接続する。また、端部のバスバー２０は、一端のバスバー突出部２２が端部の蓄電素子１０の正極端子に挿入されて接続され、他端が正極側の外部端子３１にボルト締結等により接続されることで、端部の蓄電素子１０の正極端子と正極側の外部端子３１とを電気的に接続する。負極側についても同様である。なお、端部のバスバー２０の外部端子３１との接続部分は、バスバー突出部２２が設けられていなくてもよく、外部端子３１と接続可能な形状を有していればよい。

ここで、バスバー２０は、蓄電素子１０の電極端子２００のＺ軸プラス方向（第一方向）側に配置されて、蓄電素子１０に接続される外部の導電部材の一例である。なお、バスバー２０の材質は特に限定されず、例えば、上述の金属を組み合わせた部材であってもよく、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ず、例えば、バスバー本体部２１が平板状かつ矩形状、角柱形状、棒状等であってもよいし、バスバー突出部２２が角柱形状等の円柱形状以外の柱状、または、円筒形状等の筒状等であってもよい。ただし、バスバー突出部２２の外形は、蓄電素子１０の電極端子２００に形成された凹部に対応した形状であるのが好ましい。また、バスバー２０の接続形態も特に限定されず、複数の蓄電素子１０がどのような組み合わせで直列に接続され、また、並列に接続されるように配置されていてもよい。つまり、バスバー２０は、いくつのバスバー突出部２２を有していてもよい。

［２ 蓄電素子１０の構成の説明］
次に、図３も参照して、蓄電素子１０の概略構成について説明する。なお、蓄電装置１が有する蓄電素子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の構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の構成を示す斜視図である。具体的には、図３は、蓄電素子１０が備える各構成要素を分解して示す分解斜視図である。

図２及び図３に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２００と、一対の第一絶縁部材４００と、一対の第二絶縁部材５００とを備え、容器１００の内方には、一対の第三絶縁部材６００、一対の集電体７００及び電極体８００等が収容されている。なお、容器１００の内方には、電解液（非水電解質）も収容されているが、図示は省略する。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、上記の構成の他に、集電体７００の側方等にスペーサが配置されていてもよいし、容器１００の表面を覆う絶縁シートが配置されていてもよい。

容器１００は、開口が形成された容器本体１１０と、容器本体１１０の当該開口を閉塞する蓋体１２０とを有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。このような構成により、容器１００は、電極体８００等を容器本体１１０の内部に収容後、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接等されることにより、内部を密封することができる構造となっている。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。

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、Ｙ軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平板状の長側面部を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平板状の短側面部を有し、Ｚ軸マイナス方向側に矩形状かつ平板状の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。なお、容器１００には、容器１００内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁、及び、容器１００内方に電解液を注液するための注液部等が配置されていてもよい。

電極端子２００は、容器１００の蓋体１２０からＺ軸プラス方向（第一方向）に突出するように配置され、集電体７００を介して、電極体８００の正極板及び負極板に電気的に接続される端子（正極端子及び負極端子）である。つまり、電極端子２００は、電極体８００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８００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部材である。

具体的には、電極端子２００は、蓋体１２０からＺ軸プラス方向に突出する端子本体部２１０と、端子本体部２１０に設けられ、バスバー２０（外部の導電部材）が接続される導電部３００と、を有している。また、端子本体部２１０は、Ｚ軸マイナス方向に延びる２つの軸部２２０を有している。そして、２つの軸部２２０のそれぞれが、第二絶縁部材５００の貫通孔、蓋体１２０の貫通孔、第三絶縁部材６００の貫通孔、及び、集電体７００の貫通孔に挿入されて、かしめられる（図５参照）。これにより、電極端子２００は、第二絶縁部材５００、第三絶縁部材６００及び集電体７００とともに、蓋体１２０に固定される。電極端子２００（端子本体部２１０及び導電部３００）の構成の詳細な説明については、後述する。

第一絶縁部材４００は、電極端子２００のＺ軸プラス方向側に配置される平板状かつ円環状の絶縁部材である。つまり、第一絶縁部材４００は、電極端子２００のＺ軸プラス方向側の面（上面）を覆う絶縁カバーである。第一絶縁部材４００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、または、それらの複合材料等の絶縁部材等により形成されている。第一絶縁部材４００の構成の詳細な説明については、後述する。

第二絶縁部材５００は、容器１００の蓋体１２０のＺ軸プラス方向側に配置され、かつ、電極端子２００のＺ軸マイナス方向側の面（下面）及び外周面（側面）を囲う有底円筒状の絶縁部材である。また、第二絶縁部材５００は、電極端子２００と蓋体１２０との間に配置されて、電極端子２００と蓋体１２０とを絶縁かつ封止するガスケットとしての機能も有している。つまり、第二絶縁部材５００は、電極端子２００の側面を覆う絶縁カバーと、電極端子２００と蓋体１２０とを絶縁かつ封止するガスケットとの双方の機能を有する部材である。第二絶縁部材５００は、上述の第一絶縁部材４００と同様の樹脂部材等によって形成されている。第二絶縁部材５００の構成の詳細な説明については、後述する。

第三絶縁部材６００は、蓋体１２０のＺ軸マイナス方向側に配置される平板状の絶縁部材である。具体的には、第三絶縁部材６００は、蓋体１２０と集電体７００との間に配置されて、蓋体１２０と集電体７００とを絶縁かつ封止するガスケットである。第三絶縁部材６００は、上述の第一絶縁部材４００、第二絶縁部材５００と同様の樹脂部材等によって形成されている。

電極体８００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からなる平板状かつ矩形状の正極集電箔と、正極集電箔の表面に形成された正極活物質層と、を有している。負極板は、銅または銅合金等からなる平板状かつ矩形状の負極集電箔と、負極集電箔の表面に形成された負極活物質層と、を有している。なお、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、平板状かつ矩形状の微多孔性のシートであり、樹脂等の適宜公知の材料を使用できる。

また、正極集電箔及び負極集電箔は、ともに、Ｚ軸プラス方向に突出する矩形状のタブを有している。そして、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで積層されることにより、正極板及び負極板ともに複数のタブが積層される。その結果、電極体８００には、一対（正極側及び負極側）のタブ部８１０が形成される。タブ部８１０は、集電体７００と接続される部位である。なお、タブ部８１０は、集電体７００と接続される際には、折り曲げられる。具体的には、タブ部８１０は、Ｚ軸プラス方向に突出した状態で集電体７００と接続され、接続後に折り曲げられる。これにより、当該接続後においては、タブ部８１０は、Ｚ軸プラス方向に突出してＹ軸方向に延びる複数のタブがＺ軸方向に積層された部位となる。

電極体８００は、さらに、積層された正極板及び負極板を積層方向（Ｙ軸方向）に挟んで固定する絶縁テープ８２０を有している。なお、当該正極板及び負極板は、絶縁テープ８２０以外の部材で固定されていてもよいし、ヒートプレス等によって固定されていてもよい。

集電体７００は、電極体８００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（正極集電体及び負極集電体）である。具体的には、正極側の集電体７００は、電極体８００の正極側のタブ部８１０と溶接等により接続（接合）されるとともに、上述の通り、正極側の電極端子２００とかしめ等により接続（接合）される。負極側についても同様である。集電体７００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。なお、集電体７００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７００とタブ部８１０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。

［３ 電極端子２００、第一絶縁部材４００及び第二絶縁部材５００の構成の説明］
次に、電極端子２００（端子本体部２１０及び導電部３００）、第一絶縁部材４００、並びに、第二絶縁部材５００の構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る電極端子２００の端子本体部２１０及び導電部３００、第一絶縁部材４００、並びに、第二絶縁部材５００の構成を示す斜視図である。具体的には、図４の（ａ）は、図３に示した電極端子２００の端子本体部２１０及び導電部３００、第一絶縁部材４００、並びに、第二絶縁部材５００を拡大して示す斜視図である。図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の各構成要素を斜め下方から見た場合の構成を示す斜視図である。

図５は、本実施の形態に係る電極端子２００の端子本体部２１０及び導電部３００、第一絶縁部材４００、並びに、第二絶縁部材５００を組み付けた場合の構成を示す断面図である。具体的には、図５は、図２に示した蓄電素子１０を、Ｖ−Ｖ線を含むＸＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。図６は、本実施の形態に係る電極端子２００の端子本体部２１０及び導電部３００、第一絶縁部材４００、第二絶縁部材５００、並びに、バスバー２０を組み付けた場合の構成を示す断面図である。具体的には、図６は、図１に示した蓄電装置１を、ＶＩ−ＶＩ線を含むＸＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。

上述の通り、電極端子２００は、端子本体部２１０と導電部３００とを有している。また、端子本体部２１０は、２つの軸部２２０を有している。軸部２２０は、上述の通り、第二絶縁部材５００、蓋体１２０、第三絶縁部材６００及び集電体７００の貫通孔に挿入されて、かしめられる円筒状の部位（中空リベット）であり、かしめられた後に、先端部に円環状のかしめ部２２１（図５等参照）が形成される。

また、図４〜図６に示すように、端子本体部２１０は、有底円筒状の部位であり、第一面２１１と、第二面２１２と、凹部２１３とを有している。第一面２１１は、端子本体部２１０のＺ軸プラス方向側の面（上面、または、先端面）であり、円環状（ドーナツ形状）の平面である。第二面２１２は、端子本体部２１０の周囲を囲う側面であり、Ｚ軸方向から見て円形状の第一面２１１の外縁からＺ軸マイナス方向に延びる曲面である。つまり、第二面２１２は、端子本体部２１０のＺ軸方向と直交する方向側に配置される面である。このように、電極端子２００は、電極端子２００の第一方向（Ｚ軸プラス方向）側の第一面２１１と、電極端子２００の第一方向とは交差する第二方向（例えば図５ではＸ軸方向）側の第二面２１２と、を有している。凹部２１３は、第一面２１１からＺ軸マイナス方向側に凹んだ円形状の凹部である。

導電部３００は、端子本体部２１０の凹部２１３内に形成される。つまり、導電部３００は、端子本体部２１０の第一面２１１とは異なる位置に配置されている。本実施の形態の導電部３００は、円環状の弾性体である。具体的には、導電部３００は、Ｚ軸方向に延びる複数の開口部３１０が全周に亘って形成され、かつ、複数の開口部３１０のそれぞれから導電部３００の内方に向けて、Ｚ軸方向に延びるリブ３２０が突出して形成されている。例えば、導電部３００は、コンタクトバンドである。

このような構成において、図６に示すように、導電部３００には、電極端子２００のＺ軸プラス方向（第一方向）側に配置されるバスバー２０（外部の導電部材）が接続される。つまり、バスバー２０のバスバー突出部２２が、端子本体部２１０の凹部２１３に挿入されることで、導電部３００に挿入されて電気的に接続される。具体的には、導電部３００にバスバー突出部２２が挿入されることで、導電部３００の内側に突出するリブ３２０が外側に広げられ、バスバー突出部２２を押圧する。これにより、バスバー突出部２２が導電部３００に強固に固定されて、バスバー２０が電極端子２００に対して固定される。

端子本体部２１０及び導電部３００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。なお、端子本体部２１０及び導電部３００は、異なる材質の部材で形成されていてもよいが、同じ材質の部材で形成されているのが好ましい。

第一絶縁部材４００は、絶縁カバー部４１０と、絶縁内周部４２０と、絶縁外周部４３０とを有している。絶縁カバー部４１０は、電極端子２００の端子本体部２１０の第一面２１１のＺ軸プラス方向側に配置されて、第一面２１１を覆う平板状かつ円環状の部位である。本実施の形態では、絶縁カバー部４１０は、第一面２１１の全面を覆うように配置される。なお、絶縁カバー部４１０は、第一面２１１と当接して配置されてもよいし、第一面２１１から離間して配置されてもよい。

絶縁内周部４２０は、絶縁カバー部４１０の中央の開口部からＺ軸マイナス方向に突出して形成された円筒状の部位である。絶縁内周部４２０は、端子本体部２１０の凹部２１３のＺ軸プラス方向側の端部を覆うように配置されて、当該端部の絶縁性を確保する。また、絶縁内周部４２０は、導電部３００のＺ軸プラス方向側に配置されて、導電部３００のＺ軸プラス方向側への移動を規制することにより、導電部３００が端子本体部２１０の凹部２１３から外れるのを防止する機能も有している。このような構成により、導電部３００にバスバー２０のバスバー突出部２２が挿入される際に、絶縁内周部４２０にもバスバー突出部２２が挿入される。

絶縁外周部４３０は、絶縁カバー部４１０の外縁からＺ軸マイナス方向に突出して形成された円筒状の部位である。絶縁外周部４３０は、第二絶縁部材５００の外周を囲うように配置される。ここで、第一絶縁部材４００は、第二絶縁部材５００に取り付けられる第一取付部４３１を有している。第一取付部４３１は、絶縁外周部４３０のＺ軸プラス方向側かつＸ軸方向両側の端部に形成された矩形状の開口部（貫通孔）であり、第二絶縁部材５００が有する後述の第二取付部５１２が挿入される。具体的には、第二絶縁部材５００の第二取付部５１２が、絶縁外周部４３０の内側から第一取付部４３１に挿入されることで、第一絶縁部材４００が第二絶縁部材５００に対して取り付けられる。なお、第一取付部４３１の形状は特に限定されず、例えば凹部等、第一絶縁部材４００を第二絶縁部材５００に取り付け可能な形状であればよい。

第二絶縁部材５００は、絶縁側壁部５１０と、絶縁底壁部５２０と、２つの絶縁突出部５３０とを有している。絶縁側壁部５１０は、第二絶縁部材５００の側壁部であり、電極端子２００の端子本体部２１０の第二面２１２の外周に配置されて、第二面２１２を覆う円筒状の部位である。つまり、絶縁側壁部５１０は、凹部５１１を有しており、凹部５１１内に端子本体部２１０が挿入されて配置されることで、第二面２１２の周囲に絶縁側壁部５１０が配置される。本実施の形態では、絶縁側壁部５１０は、第二面２１２の全面を覆うように配置される。なお、絶縁側壁部５１０は、第二面２１２と当接して配置されてもよいし、第二面２１２から離間して配置されてもよい。

また、絶縁側壁部５１０は、上述の絶縁外周部４３０の第一取付部４３１に挿入される第二取付部５１２を有している。第二取付部５１２は、絶縁側壁部５１０のＺ軸プラス方向側かつＸ軸方向両側の端部に形成された、外方に突出する突起である。なお、第二取付部５１２の形状も特に限定されず、第一絶縁部材４００を第二絶縁部材５００に取り付け可能な形状であればよい。例えば、第一取付部４３１が突起であり、第二取付部５１２が開口部であってもよい。

絶縁底壁部５２０は、第二絶縁部材５００の底壁部であり、絶縁側壁部５１０のＺ軸マイナス方向側に配置される円板状の部位である。絶縁底壁部５２０は、電極端子２００の端子本体部２１０と蓋体１２０との間に配置される。絶縁突出部５３０は、絶縁底壁部５２０からＺ軸マイナス方向に突出した円筒状の部位であり、端子本体部２１０の軸部２２０と対応する位置に配置されている。つまり、絶縁突出部５３０は、軸部２２０が挿入されることで、軸部２２０と蓋体１２０との間に配置される。このように、絶縁底壁部５２０及び絶縁突出部５３０は、端子本体部２１０と蓋体１２０との間に配置されて、端子本体部２１０と蓋体１２０とを封止する機能を有している。なお、絶縁底壁部５２０及び絶縁突出部５３０は、電極端子２００と容器１００との間に配置される封止部の一例である。

［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は、電極端子２００の突出方向である第一方向（Ｚ軸プラス方向）側の第一面２１１を覆う第一絶縁部材４００を有している。そして、電極端子２００は、第一面２１１とは異なる位置に、電極端子２００の第一方向側に配置されるバスバー２０（外部の導電部材）が接続される導電部３００を有している。このように、電極端子２００の先端面である第一面２１１を第一絶縁部材４００で覆い、かつ、電極端子２００の第一面２１１とは異なる位置に、バスバー２０と接続される導電部３００を設ける。これにより、例えば、蓄電素子１０を、電極端子２００を下向き、横向き又は上向き等の所定の向きにして外装体３０に挿入し、バスバー２０と接続させるような構成の場合に、蓄電素子１０の挿入位置がずれても、電極端子２００の第一面２１１が他の部材と接触して短絡するのを抑制することができる。また、蓄電素子１０が電極端子２００の第一面２１１を下に向けて転倒した場合、電極端子２００の上方から、工具等の導電性の部材を誤って落とした場合等にも、電極端子２００の第一面２１１が他の部材と接触して短絡するのを抑制することができる。このように、蓄電素子１０において、電極端子２００の先端面である第一面２１１が他の部材と接触して短絡するのを抑制しつつ、電極端子２００をバスバー２０と接続することができるため、安全性の向上を図ることができる。

また、導電部３００は、電極端子２００の第一面２１１から凹んだ凹部２１３内にある。このように、電極端子２００に凹部２１３を設けて、凹部２１３内に導電部３００を配置することで、電極端子２００の第一面２１１が第一絶縁部材４００で覆われていても、容易に、バスバー２０を導電部３００に接続することができる。これにより、容易に、電極端子２００をバスバー２０と接続することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

また、導電部３００は、バスバー２０が接続される弾性体である。このように、導電部３００を弾性体で構成することで、バスバー２０を導電部３００に押し付ければ導電部３００に接続することができるため、容易に、バスバー２０を導電部３００に接続することができる。これにより、容易に、電極端子２００をバスバー２０と接続することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

また、第一絶縁部材４００は、電極端子２００の第二方向側の第二面２１２を覆う第二絶縁部材５００に取り付けられる第一取付部４３１を有している。このように、電極端子２００に、第二面２１２を覆う第二絶縁部材５００を配置し、第二絶縁部材５００に第一絶縁部材４００の第一取付部４３１を取り付ける。これにより、電極端子２００の第二面２１２の絶縁性も確保しつつ、第一絶縁部材４００を電極端子２００に対して容易に配置することができる。したがって、蓄電素子１０において、電極端子２００が他の部材と接触して短絡するのをより抑制しつつ、簡易な構成を実現することができるため、さらなる安全性の向上を容易に図ることができる。

また、第二絶縁部材５００は、電極端子２００と容器１００とを封止する封止部（絶縁底壁部５２０及び絶縁突出部５３０）を有している。つまり、第二絶縁部材５００が封止部を有しているため、第二絶縁部材５００は、電極端子２００と容器１００との間に配置されるガスケットである。このように、第二絶縁部材５００として当該ガスケットを用いることで、第二絶縁部材５００を容易に構成することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

また、本発明は、このような蓄電素子１０として実現することができるだけでなく、蓄電素子１０と、蓄電素子１０に接続されるバスバー２０と、を備える蓄電装置１としても実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１によれば、バスバー２０は、蓄電素子１０の電極端子２００に設けられた凹部２１３に挿入されるバスバー突出部２２を有している。このように、電極端子２００に凹部２１３を設けて、凹部２１３内にバスバー２０のバスバー突出部２２を挿入する。これにより、電極端子２００の第一面２１１が第一絶縁部材４００で覆われていても、容易に、バスバー２０を電極端子２００に接続することができるため、安全性の向上を容易に図ることができる。

［５ 変形例の説明］
以上、本実施の形態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、上記実施の形態には限定されない。つまり、今回開示された実施の形態は、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、上記実施の形態では、端子本体部２１０、導電部３００、第一絶縁部材４００、及び、第二絶縁部材５００は、Ｚ軸方向から見て円形状（円環状）を有していることとした。しかし、これらは、Ｚ軸方向から見て楕円形、長円形または多角形等、円形以外の形状を有していることにしてもよい。端子本体部２１０の軸部２２０及び第二絶縁部材５００の絶縁突出部５３０についても同様に、円筒状以外の筒状でもよく、また、筒状ではなく中実の柱状でもよい。また、軸部２２０及び絶縁突出部５３０の個数についても、２つには限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。なお、軸部２２０及び絶縁突出部５３０の形状及び個数に応じて、蓋体１２０の貫通孔、第三絶縁部材６００の貫通孔、及び、集電体７００の貫通孔の形状及び個数も適宜変更される。

また、上記実施の形態では、導電部３００は、バスバー２０のバスバー突出部２２が挿入（貫通）される円環状の弾性体（コンタクトバンド）であることとした。しかし、導電部３００は、バスバー突出部２２が貫通するのではなく、Ｚ軸マイナス方向側の端部に底部を有する有底円環状の部材であって、凹部内にバスバー突出部２２が挿入されることにしてもよい。また、導電部３００は、上述の通り、円環状以外の環状の部材であることにしてもよい。また、導電部３００は、バスバー２０との導電性を確保するために環状の部材であるのが好ましいが、バスバー２０と接続できる構成であれば、環状でなくてもよい。例えば、導電部３００は、バスバー突出部２２の全周の一部または先端に当接する部材であってもよい。さらに、導電部３００は、弾性体でなくてもよく、バスバー２０が挿入される、または、バスバー２０が挿入されることなく接続される弾性を有しない部材であることにしてもよい。

また、上記実施の形態では、導電部３００は、端子本体部２１０の凹部２１３内に配置されていることとした。しかし、導電部３００は、例えば端子本体部２１０の第二面２１２に配置されている等、第一面２１１とは異なる位置に配置されていればよい。つまり、端子本体部２１０は凹部２１３を有しておらず、バスバー２０は、バスバー突出部２２が凹部２１３に挿入されるのではなく、例えば端子本体部２１０の第二面２１２に配置された導電部３００に接続される構成等でもよい。

また、上記実施の形態では、第一絶縁部材４００は、電極端子２００の端子本体部２１０の第一面２１１の全面を覆うように配置されていることとした。しかし、第一絶縁部材４００は、第一面２１１の全面ではなく、一部を覆うように配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、第一絶縁部材４００の絶縁外周部４３０は、第一取付部４３１によって第二絶縁部材５００に取り付けられることとした。しかし、第一取付部４３１は、例えば電極端子２００の端子本体部２１０に設けられた突起に取り付けられる等、第二絶縁部材５００に取り付けられない構成でもよい。この場合、第一絶縁部材４００は、絶縁外周部４３０ではなく、例えば絶縁内周部４２０に第一取付部４３１を有していることにしてもよく、さらにこの場合、第一絶縁部材４００は、絶縁外周部４３０を有していないことにしてもよい。また、第一絶縁部材４００は第一取付部４３１を有しておらず、接着剤、両面テープ等による接着、熱溶着等の溶着、溶接、かしめまたはねじ締結等による接合等によって、第二絶縁部材５００または端子本体部２１０等に取り付けられることにしてもよい。この場合にも、第一絶縁部材４００は、絶縁外周部４３０を有していないことにしてもよい。また、第一絶縁部材４００は、絶縁内周部４２０を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、第一絶縁部材４００は、電極端子２００と別体で構成された絶縁部材であることとした。しかし、第一絶縁部材４００は、電極端子２００に形成された絶縁性の塗膜または被覆膜等であってもよい。

また、上記実施の形態では、第二絶縁部材５００は、電極端子２００の端子本体部２１０の第二面２１２の全面を覆うように配置されていることとした。しかし、第二絶縁部材５００は、第二面２１２の全面ではなく、一部を覆うように配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、第二絶縁部材５００の絶縁側壁部５１０は、第二取付部５１２を有していることとした。しかし、上述の通り、第一絶縁部材４００が絶縁側壁部５１０に取り付けられない場合には、絶縁側壁部５１０は、第二取付部５１２を有していなくてもよい。

また、上記実施の形態において、蓄電素子１０を構成する部材は、１部材が２部材以上の複数部材で構成されていてもよいし、２部材以上の複数部材が１部材で構成されていてもよい。例えば、第二絶縁部材５００において、第一取付部４３１を有する部位と、封止部（絶縁底壁部５２０及び絶縁突出部５３０）を有する部位とが、別体で構成されていることにしてもよい。また、電極端子２００において、導電部３００が複数の部材で構成されていることにしてもよい。さらに、端子本体部２１０と導電部３００とが一体に形成されていることにしてもよい。例えば、端子本体部２１０の凹部２１３の内面にＺ軸方向に延びるリブを形成し、当該リブを導電部３００としてもよいし、凹部２１３の内面に雌ねじを形成し、当該雌ねじを導電部３００としてもよい。

また、上記実施の形態では、蓄電素子１０は、第二絶縁部材５００及び第三絶縁部材６００を備えていることとした。しかし、正極または負極の電位を容器１００に落とす等の容器１００と電極端子２００とを絶縁する必要がなく他の手段で容器１００と電極端子２００との間を封止できるような場合には、蓄電素子１０は、第二絶縁部材５００及び第三絶縁部材６００を備えていないことにしてもよい。

また、上記実施の形態では、電極体８００の極板（正極板及び負極板）は、矩形状を有していることとした。しかし、極板の形状は、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、長楕円形状、長円形状等でもよい。極板のタブについても、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、半円形状、半長円形状、半楕円形状等、どのような形状でもかまわない。また、極板のタブは、極板の一部が突出したタブではなく、極板の全体が突出したタブであってもよい。

また、上記実施の形態では、電極体８００は、複数の平板状の極板（正極板及び負極板）が積層されて形成されたスタック型の電極体であることとした。しかし、電極体８００は、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、極板が巻回されて扁平形状に形成された巻回型の電極体等であることにしてもよい。

また、上記実施の形態では、正極側及び負極側（Ｘ軸マイナス方向側及びＸ軸プラス方向側）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が上記構成を有していないことにしてもよい。例えば、正極側及び負極側の電極端子２００（正極端子及び負極端子）が、異なる形状を有していてもよい。

なお、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。

また、本発明は、蓄電素子１０が備える電極端子２００及び第一絶縁部材４００等の絶縁部材として実現してもよく、蓄電装置１が備える電極端子２００、第一絶縁部材４００等の絶縁部材及び外部の導電部材（バスバー２０）として実現してもよい。さらに、本発明は、導電性のバスバー本体部２１と、バスバー本体部２１の一方の面から一体的に突出し、蓄電素子１０の電極端子２００に形成された凹部２１３に挿入されるバスバー突出部２２と、を備えるバスバー２０としても実現することができる。これらの場合でも、上記実施の形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。

本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子等に適用できる。

１ 蓄電装置
１０ 蓄電素子
２０ バスバー
２１ バスバー本体部
２２ バスバー突出部
１００ 容器
１１０ 容器本体
１２０ 蓋体
２００ 電極端子
２１０ 端子本体部
２１１ 第一面
２１２ 第二面
２１３、５１１ 凹部
３００ 導電部
３１０ 開口部
３２０ リブ
４００ 第一絶縁部材
４１０ 絶縁カバー部
４２０ 絶縁内周部
４３０ 絶縁外周部
４３１ 第一取付部
５００ 第二絶縁部材
５１０ 絶縁側壁部
５１２ 第二取付部

Claims (7)

1. 容器と、前記容器から第一方向に突出する電極端子とを備える蓄電素子であって、
   前記電極端子の前記第一方向側の第一面を覆う第一絶縁部材を備え、
   前記電極端子は、前記第一面とは異なる位置に、前記電極端子の前記第一方向側に配置される外部の導電部材が接続される導電部を有する
   蓄電素子。
2. 前記電極端子は、前記第一面から凹んだ凹部を有し、
   前記導電部は、前記凹部内に配置される
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記導電部は、前記外部の導電部材が接続される弾性体である
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記電極端子の前記第一方向とは交差する第二方向側の第二面を覆う第二絶縁部材をさらに備え、
   前記第一絶縁部材は、前記第二絶縁部材に取り付けられる取付部を有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記第二絶縁部材は、前記電極端子と前記容器との間に配置される封止部を有する
   請求項４に記載の蓄電素子。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子と、
   前記蓄電素子に接続される前記外部の導電部材と、
   を備える蓄電装置。
7. 導電性の本体部と、
   前記本体部の一方の面から一体的に突出し、蓄電素子の電極端子に形成された凹部に挿入される突出部と、
   を備えるバスバー。

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