蓄電素子
【課題】抵抗値の増大を防止した集電部材を備える蓄電素子を提供する。
【解決手段】本発明の電池１０は、正極板１２と負極板１３とをセパレータを介して巻回または積層してなる発電要素１１と、発電要素１１を収容するとともに、外部接続用の端子２５を有するケース２０と、正極板１２および負極板１３のいずれか一方の極板１２，１３と電気的に接続される一対の極板接続部４３を有する集電部材４０と、を備える。集電部材４０において、一対の極板接続部４３のうち少なくとも一方は、端子２５に接続される端子接続部４１に連なり、一対の極板接続部４３は長尺状をなして互いに対向する位置に配置されるとともに、一対の極板接続部４３の長辺同士が互いに連結されている。
【解決手段】本発明の電池１０は、正極板１２と負極板１３とをセパレータを介して巻回または積層してなる発電要素１１と、発電要素１１を収容するとともに、外部接続用の端子２５を有するケース２０と、正極板１２および負極板１３のいずれか一方の極板１２，１３と電気的に接続される一対の極板接続部４３を有する集電部材４０と、を備える。集電部材４０において、一対の極板接続部４３のうち少なくとも一方は、端子２５に接続される端子接続部４１に連なり、一対の極板接続部４３は長尺状をなして互いに対向する位置に配置されるとともに、一対の極板接続部４３の長辺同士が互いに連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる蓄電要素と、電解液と、蓄電要素を電解液に浸した状態で収容するケースと、外部接続端子との接続部と極板に接続される集電部材と、を備える蓄電素子としては、例えば特許文献１に記載の電池などが知られている。
【０００３】
この電池において、集電部材は、全体としてＵ字状をなしており、Ｕ字状部分の一部から上方へ延出された延出端が外部端子と接続されており、Ｕ字状部分が極板と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８３３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成の集電部材を備える蓄電素子では、蓄電素子が大型になると、集電部材も大きくする必要が生じ、集電部材の極板との接続部と、外部接続端子との接続部との距離が長くなる。つまり、上記のような構成の集電部材では、蓄電素子の大型化に伴って電流経路が長くなるため、蓄電素子の抵抗値が増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、抵抗値の増大を防止した蓄電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するものとして本発明は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる蓄電要素と、前記蓄電要素を収容するとともに、外部接続用の端子を有するケースと、前記正極板および前記負極板のいずれか一方の極板と電気的に接続される一対の極板接続部を有する集電部材と、を備え、前記集電部材において、前記一対の極板接続部のうち少なくとも一方は、前記端子に接続される端子接続部に連なり、前記一対の極板接続部は、長尺状をなして互いに対向する位置に配置されるとともに、前記一対の極板接続部の長辺同士が互いに連結されていることを特徴とする蓄電素子である。
【０００８】
本発明において、一対の極板接続部は、その長辺同士が連結されているので、集電部材を流れる電流が一方の極板接続部から、連結した部分（連結部）を通って他方の極板接続部に流れる。したがって、本発明によれば、蓄電素子が大型化して極板接続部が大型化したとしても、これらの間は連結されているから、集電部材を流れる電流の電流経路の長さを短くすることができ、集電部材の抵抗値の増大を防止することができる。
【０００９】
本発明は以下の構成としてもよい。
前記一対の極板接続部を連結する連結部は、複数箇所に設けられていてもよい。このような構成とすると、連結部が設けられた箇所で電流経路を短くすることができるので、抵抗値の増大を防止する効果が高まる。また、このような構成とすることで、極板接続部が拡きにくくなるので、集電部材を剛性が高く振動に強いものとすることができる。
【００１０】
前記正極板および前記負極板のうち、少なくとも、前記集電部材と接続される極板には、活物質が塗布されていない未塗布部が設けられ、前記未塗布部が前記極板接続部に接合されていてもよい。
このような構成とすると、極板と集電部材との接合部の強度を向上させることができる。
【００１１】
前記ケースは、開口を有し筒状をなす筒部と、前記開口を覆う蓋と、を備え、前記蓄電要素は前記正極板と前記負極板とを巻回してなり、前記蓄電要素は、当該蓄電要素の巻回軸を前記開口に対して垂直に配して収容されていてもよい。
このような構成とすると、極板（蓄電要素）を蓋と接合したのちに筒部に収容することが可能となり、蓄電素子組み立ての際の作業効率に優れる。また、蓄電素子内で発生したガスを開口方向に逃がしやすくすることができるうえに、開口から注液した電解液を蓄電要素に対して均等に浸透させることができる。
【００１２】
前記一対の極板接続部のうち、一方は前記端子接続部に連なる第１極板接続部とされるとともに、他方は第２極板接続部とされ、前記端子接続部は、前記蓋に沿って配され、前記第１極板接続部および前記第２極板接続部は、前記蓋に対して交差する方向に配され、前記連結部には開口部が設けられていてもよい。
このような構成とすると蓄電素子内で発生したガスが連結部の開口部から蓋方向に移動しやすくなる。
【００１３】
前記集電部材の前記開口部の直上には、蓄電素子内部の圧力が所定値以上となったときに開弁して蓄電素子内のガスを蓄電素子外に放出する安全弁が設けられていてもよい。
このような構成とすると、蓄電素子内のガスを効率よく放出することができ、蓄電素子の安全性を高めることができる。
【００１４】
前記集電部材の前記開口部の直上には、前記ケース内に電解液を注液する注液口が設けられていてもよい。このような構成とすると、電解液が開口部を経て蓄電要素のほうへ移動しやすくなり、電解液を蓄電要素に対してより均等に浸透させることができる。
【００１５】
前記第１極板接続部と前記端子接続部との間には、前記端子接続部から連なり前記端子接続部に重なるように配されて前記端子接続部を支持する支持部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、抵抗値の上昇を抑えつつ端子接続部の強度を向上させることができる。
【００１６】
前記端子は、前記端子接続部に固着されたリベット部を有し、前記支持部には、前記端子接続部に固着されたリベット部の端部を逃がす逃がし孔が形成されていてもよい。
このような構成とすると、集電部材が支持部を備えていても、その高さを低く抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、抵抗値の増大を防止した蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の電池（蓄電素子）の分解斜視図
【図２】電池の上面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線における断面図
【図４】図２のＹ−Ｙ線における断面図
【図５】図３の断面図のうち蓋と集電部材を示した断面図
【図６】図４の断面図のうち蓋と集電部材を示した断面図
【図７】集電部材の斜視図
【図８】集電部材の底面図
【図９】集電部材に曲げ加工を施す様子を示す説明図
【図１０】図９の集電部材を図９の左側面側から示した図
【図１１】発電要素（蓄電要素）の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態１＞
本発明をリチウムイオン電池１０（蓄電素子の一例）に適用した実施形態１を図１ないし図１１によって説明する。以下の説明において図３および図４における上側を上とし下側を下とする。
【００２０】
本発明の電池１０は、正極板１２と負極板１３とをセパレータ（図示せず）を介して巻回してなる発電要素１１（蓄電要素の一例）と、非水電解液と、この発電要素１１を収容するケース２０と、を備える。発電要素１１の巻回軸は、ケース２０上面（開口２１Ａ）に対して垂直に配される。ここで、ケース２０は電池１０の筐体であり、金属製または樹脂製の筒部２１と、筒部２１の上側の開口２１Ａを塞ぐ蓋板２７（蓋の一例）と、筒部２１の下側の開口２１Ｂを覆う蓋部材２２とからなる（図１を参照）。筒部２１、蓋部材２２、および蓋板２７はそれぞれ別体である。
【００２１】
本実施形態において、発電要素１１を構成する正極板１２および負極板１３は、金属箔の上に各活物質材料を塗布することにより得られ、各極板１２，１３の幅方向における端部には、各活物質が塗布されていない部分である未塗布部１２Ａ，１３Ａが設けられている。発電要素１１は、図１１に示すように、正極板１２と負極板１３とを、間にセパレータを挟んで巻回した、いわゆる巻回型の発電要素１１として構成されている。図４及び図１１に示すように、発電要素１１の上端部においては、負極板１３の未塗布部１３Ａが上方（点線よりも上側）に延出され、発電要素１１の下端部においては正極板１２の未塗布部１２Ａが下方（点線よりも下側）に延出されている。
【００２２】
正極板１２を構成する金属箔としてはアルミニウム箔が用いられる。正極活物質としては、リチウムやマンガンなどを含むリチウム複合酸化物など、リチウムイオン電池の正極活物質として公知のものを用いることができる。
【００２３】
負極板１３を構成する金属箔としては、例えば銅箔などを用いることができ、負極活物質としては、リチウム金属、リチウムを吸臓・放出可能な物質であるリチウム−アルミニウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−錫合金などのリチウム合金、黒鉛、コークス、有機物焼成体などの炭素材料など、リチウムイオン電池の負極活物質として公知のものを用いることができる。
【００２４】
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン製微多孔膜など、リチウムイオン電池のセパレータとして公知のものを用いることができる。
【００２５】
非水電解液としては、リチウムイオン電池の電解液（非水電解液）として公知のものを用いることができる。
【００２６】
非水電解液の非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等の鎖状エーテル類、リン酸エチレンメチル、リン酸エチルエチレン等の環状リン酸エステル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等の鎖状リン酸エステル、これらの化合物のハロゲン化物などを使用することができる。これらの有機溶媒は、一種類だけを選択して使用してもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
非水電解液の溶質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等の無機リチウム塩や、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２ ）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２ ）２ 、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＯ）およびＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２ ）３等の含フッ素有機リチウム塩等を挙げることができる。これらの溶質は、一種類だけを選択して使用してもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
ケース２０の筒部２１の上側の開口２１Ａには、図３および図４に示すように、上から順に、端子板２４、絶縁性材料からなる外部絶縁板２６、蓋板２７、絶縁性材料からなる内部絶縁板３０、絶縁部材３３および負極集電部材４０（集電部材の一例）が配されている。なお、筒部２１の上側の開口２１Ａに配される部材は図１においては右下側に示されている。
【００２９】
端子板２４は、図１に示すように、銅製または銅合金製の金属板に、リベット端子２５を突出形成したものであり、リベット端子２５（以下、リベット部２５という、「外部接続用の端子」の一例）の頭部２５Ａ（「リベット部の端部」の一例）は、図３に示すように、電池１０内に配される負極集電部材４０の端子接続孔４２に嵌入されてかしめにより接続固定される。なお、図１においては、頭部２５Ａをかしめた状態のリベット部２５を備える端子板２４が示されているが、頭部２５Ａをかしめる前のリベット部２５は円柱状である。
【００３０】
外部絶縁板２６には、端子板２４に形成されたリベット部２５を挿通するとともに、リベット部２５の足部２５Ｂを包囲する筒状の絶縁筒部２６Ａが設けられている。外部絶縁板２６の上側面には、その外周縁に沿って突部２６Ｂ（周縁突部２６Ｂ）が設けられており、周縁突部２６Ｂで囲まれた領域内に端子板２４が嵌めこまれるようになっている。外部絶縁板２６により、端子板２４のリベット部２５は蓋板２７と絶縁される。
【００３１】
蓋板２７はアルミニウム製またはアルミニウム合金製である。蓋板２７には、図１および図２に示すように、外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａを挿通可能な筒部挿通孔２８と、電池１０内に非水電解液を注液するための注液口２９Ｂと、電池１０内部の圧力が所定値以上となったときに開弁してガス等を電池外へ放出する安全弁２９Ａが設けられている。
【００３２】
蓋板２７の外周縁はケース２０の上側の開口２１Ａと同形同大に設定されている。蓋板２７の下側面における、蓋板２７の外周縁よりも内側には、外周縁と略平行に、リブ２７Ａが突出形成されている。リブ２７Ａは、蓋板２７をケース２０の筒部２１の上側の開口２１Ａに取り付けたときに、筒部２１の内壁面２１Ｃに沿って配される。
【００３３】
内部絶縁板３０は、図１に示すように、方形状をなし、蓋板２７のリブ２７Ａの内側に嵌めこまれている。内部絶縁板３０には、蓋板２７の筒部挿通孔２８と対応する位置に外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａを嵌めこみ可能な筒部挿入孔３１が形成されている。内部絶縁板３０の下側面においては、その外周縁に沿って突出形成され、負極集電部材４０の端子接続部４１（詳細は後述する）を嵌めこみ可能な周縁突部３０Ａが設けられている。内部絶縁板３０により端子板２４のリベット部２５は蓋板２７と絶縁される。
【００３４】
絶縁部材３３は、図１に示すように、合成樹脂などの絶縁性材料からなり、環状をなしている。絶縁部材３３は発電要素１１の外側に嵌めこまれて、負極集電部材４０と筒部２１の上端部を絶縁する部材である。
【００３５】
負極集電部材４０は、図７に示すように、１枚の銅製または銅合金製の金属板を断面Ｓ字状に折り曲げてなる。図１、図８、図９および図１０には、端子接続部４１を折り曲げる前の負極集電部材４０を示しており、図３〜図７には折り曲げ加工を施した後の負極集電部材４０を示している。
【００３６】
負極集電部材４０は、負極板１３と接続される一対の極板接続部４３と、一対の極板接続部４３をつなぐ連結部４５と、を有する。一対の極板接続部はそれぞれ、長尺状をなしており、その長辺同士が連結部４５でつらなっている。
【００３７】
一対の極板接続部４３のうち、一方の極板接続部４３は、端子板２４のリベット部２５に接続される端子接続部４１に連なる第１極板接続部４３Ａとされ、他方の極板接続部４３は連結部４５により第１極板接続部４３Ａとつながっている第２極板接続部４３Ｂとされる。
【００３８】
第１極板接続部４３Ａと端子接続部４１との間には、端子接続部４１を支持する支持部４４が設けられている。端子接続部４１は上面視方形状をなしており、端子板２４に設けられたリベット部２５の頭部２５Ａが嵌入される端子接続孔４２が設けられている。端子接続部４１は、図５および図６に示すように、内部絶縁板３０の周縁突部３０Ａに囲まれた領域に嵌めこまれ、蓋板２７に沿って配されている。支持部４４は、端子接続部４１の下方に連なり、端子接続部４１に対して略平行に重なるように配されている。支持部４４には、リベット部２５の頭部２５Ａが逃がされる逃がし孔４４Ａが形成されている。
【００３９】
第１極板接続部４３Ａは、支持部４４から連なり、支持部４４および端子接続部４１に対して略垂直に切り立っており、接触する位置に配される負極板１３の未塗布部１３Ａに接合され、電気的に接続されている。
【００４０】
第２極板接続部４３Ｂは、第１極板接続部４３Ａと略平行に、対向する位置に配されている（図４、図６および図７を参照）。第１極板接続部４３Ａと、第２極板接続部４３Ｂとは、蓋板２７に対しては略垂直に配されている。第２極板接続部４３Ｂは、第１極板接続部４３Ａと同様に、接触する位置に配される負極板１３の未塗布部１３Ａと接合され、電気的に接続されている。
【００４１】
第１極板接続部４３Ａと、第２極板接続部４３Ｂとの間には、連結部４５が設けられている。本実施形態において、連結部４５は、図８に示すように、第２極板接続部４３および第１極板接続部４３Ａの長辺の両端部にそれぞれ設けられている（合計２か所）。２つの連結部４５の間は開口する開口部４５Ａである。開口部４５Ａは蓋板２７の直下に配されている。つまり、本実施形態では、集電部材４０の開口部４５Ａの直上には、注液口２９Ｂおよび安全弁２９Ａが設けられた蓋板２７が配されている。
【００４２】
ケース２０の筒部２１の下側の開口２１Ｂには、図３および図４に示すように、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の蓋部材２２が配されている。この蓋部材２２には凹部２３が形成されている。蓋部材２２の凹部２３は、蓋部材２２を筒部２１の開口２１Ｂに取り付けたときに、ケース２０の内部方向に凹んだ形状をなしており、ケース２０内に収容される正極板１２と接合されるようになっている。なお、筒部２１の下側の開口２１Ｂに配される蓋部材２２は、図１においては左上側に示されている。
【００４３】
蓋部材２２の凹部２３には超音波溶接で用いる治具が入るようになっている。凹部２３の、ケース２０の内側方向に突出する突出面２３Ｂのほぼ全域には、図４に示すように、正極板１２の未塗布部１２Ａが接合される。凹部２３の正極板１２の未塗布部１２Ａが接合される部分を接合部２３Ａとする。蓋部材２２の上面において、その外周縁２２Ａはフランジ状をなしており、このフランジ状の部分２２Ａが筒部２１の下端に配されて接合されている。
【００４４】
本実施形態の電池１０は、１個で使用することもできるが、複数個を並べて接続することにより組電池として使用することもできる。本実施形態の電池１０を複数個接続する際には、バスバーなどの接続部材（図示せず）を、正極集電体としての蓋部材２２および蓋板２７のリベット端子２５（負極端子）に直接接続することが可能である。
【００４５】
次に、本実施形態の電池１０の製造方法について説明する。
銅製または銅合金製の金属板材を所定形状に打ちぬいて、図１、図９および図１０に示すような形状となるように曲げ加工を施して、負極集電部材４０を作製しておく。
【００４６】
このようにして作製した負極集電部材４０の、第１極板接続部４３Ａおよび第２極板接続部４３Ｂを、発電要素１１の上端に延出されている負極板１３の未塗布部１３Ａの最内周部に挿入し、例えば超音波溶接により未塗布部１３Ａと接合する。
【００４７】
ここで、発電要素１１を作製する際には、正極活物質を塗布したアルミニウム箔からなる正極板１２と負極活物質を塗布した銅箔からなる負極板１３とを、間にセパレータを挟んで巻回する（図１１を参照）。この際、正極板１２および負極板１３には、それぞれ幅方向の端部に活物質未塗布部を設けて巻回し、正極板１２および負極板１３の各活物質未塗布部が端部から突出するように発電要素１１を作成する。
【００４８】
次に、発電要素１１の下端部において延出された正極板１２と蓋部材２２とを接合する。具体的には、蓋部材２２の凹部２３のうち、ケース２０の内側方向に配される面を発電要素１１の下端部１１Ａに配置し、凹部２３内に超音波溶接の治具を入れて、正極板１２と、蓋部材２２の凹部２３の突出面２３Ｂとを接合する。
【００４９】
負極集電部材４０および蓋部材２２を接合した発電要素１１を、筒部２１の下側の開口２１Ｂから筒部２１内に挿入する。蓋部材２２を筒部２１に溶接により接合する。
【００５０】
筒部２１に挿入した発電要素１１の上端部に、絶縁部材３３を負極集電部材４０の外周に配されるように嵌めこみ装着する。
【００５１】
次に負極集電部材４０の端子接続部４１を内部絶縁板３０の下面に嵌めこむ。具体的には、負極集電部材４０の端子接続部４１を、内部絶縁板３０の下面の周縁突部３０Ａに囲まれた領域に嵌めこむと、負極集電部材４０の端子接続孔４２と内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１が重なる位置に配される。
【００５２】
負極集電部材４０の端子接続部４１が嵌めこまれた内部絶縁板３０を、内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１を蓋板２７の筒部挿通孔２８と重なるように配置して、蓋板２７の下側面のリブ２７Ａ内に嵌めこむ。そうすると蓋板２７の筒部挿通孔２８と内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１と端子接続部４１の端子接続孔４２が重なる位置に配置される。
【００５３】
負極集電部材４０および内部絶縁板３０を下方に取り付けた蓋板２７の上面に、外部絶縁板２６を載置し、蓋板２７の筒部挿通孔２８および内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１に、外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａを挿通させる。次に、端子板２４を外部絶縁板２６の上面の周縁突部２６Ｂで囲まれた領域に嵌めこむと、端子板２４のリベット部２５が、外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａと負極集電部材４０の端子接続部４１の端子接続孔４２とに嵌入される。次に、リベット部２５の頭部２５Ａをかしめることにより、リベット部２５が端子接続部４１に固着される。
【００５４】
以上のようにして得られた端子板２４、外部絶縁板２６、内部絶縁板３０、蓋板２７が接続固定された負極集電部材４０に、曲げ加工を施して、略Ｓ字状の形状にすると、蓋板２７が筒部２１の上側の開口２１Ａに嵌合可能な状態となる。
【００５５】
次に、蓋板２７を筒部２１の上側の開口２１Ａに嵌めこみ溶接により接合する。その後、非水電解液を注液して注液口２９Ｂを封口すると本実施形態の電池１０が得られる。
【００５６】
以下、本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態において、長尺状をなす一対の極板接続部４３Ａ，４３Ｂは対向する位置に配置され、極板接続部４３Ａ，４３Ｂの長辺同士が連結部４５によりつながっているので、負極集電部材４０を流れる電流が一方の極板接続部４３から連結部４５を通って他方の極板接続部４３に流れる。したがって、本実施形態によれば、電池１０が大型化して極板接続部４３が大型化したとしても、これらの間に設けられた連結部４５により、負極集電部材４０を流れる電流の電流経路の長さを短くすることができ、負極集電部材４０の抵抗値の増大を防止することができる。
【００５７】
特に、本実施形態においては、連結部４５が２箇所に設けられているから、連結部４５が設けられた箇所で電流経路を短くすることができるので、抵抗値の増大を防止する効果が高まる。また、このような構成とすることで、一対の極板接続部４３Ａ，４３Ｂが拡きにくくなるので、負極集電部材４０を剛性が高く振動に強いものとすることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、発電要素１１は、当該発電要素１１の巻回軸をケース２０の開口２１Ａに対して垂直に配して収容されているから、発電要素１１を蓋部材２２と接合したのちにケース２０に収容することが可能となり、電池１０組み立ての際の作業効率に優れる。また、電池１０内で発生したガスを開口２１Ａ方向に逃がしやすくすることができるうえに、開口２１Ａから注液した電解液を発電要素１１に対して均等に浸透させることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、負極集電部材４０と接続される負極板１３には、活物質が塗布されていない未塗布部１３Ａが設けられ、この未塗布部１３Ａが極板接続部４３に接合されているから、負極板１３と負極集電部材４０との接合部の強度を向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、一対の極板接続部４３のうち、一方は端子接続部４１が設けられた第１極板接続部４３Ａとされるとともに、他方は連結部４５により第１極板接続部４３Ａとつながる第２極板接続部４３Ｂとされ、端子接続部４１は、蓋板２７に沿って配され、第１極板接続部４３Ａおよび第２極板接続部４３Ｂは、蓋板２７に対して交差する方向に配され、連結部４５には開口部４５Ａが設けられている。したがって、本実施形態によれば、電池１０内で発生したガスが連結部４５の開口部４５Ａから蓋板２７方向に移動しやすくなる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、負極集電部材４０の開口部４５Ａの直上には、電池１０内部の圧力が所定値以上となったときに開弁して電池１０内のガスを電池１０外に放出する安全弁２９Ａが設けられているから、電池１０内のガスを効率よく放出することができ、電池１０の安全性を高めることができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、負極集電部材４０の開口部４５Ａの直上には、ケース２０内に電解液を注液する注液口２９Ｂが設けられているから、電解液が開口部４５Ａを経て発電要素１１のほうへ移動しやすくなり、電解液を発電要素１１に対してより均等に浸透させることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、第１極板接続部４３Ａと、端子接続部４１との間には、端子接続部４１から連なり端子接続部４１に重なるように配されて端子接続部４１を支持する支持部４４が設けられているから、抵抗値の上昇を抑えつつ端子接続部４１の強度を向上させることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態によれば、支持部４４には、端子接続部４１に固着されたリベット部２５の頭部２５Ａを逃がす逃がし孔４４Ａが形成されているから、負極集電部材４０が支持部４４を備えていても、その高さを低く抑えることができる。
【００６５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、連結部が２箇所に設けられている集電部材を示したが、連結部は１箇所でもよいし、３か所以上に設けてもよい。
（２）上記実施形態では、負極集電部材を一対の極板接続部と、連結部とを有する構成としたが、正極集電部材を一対の極板接続部と連結部とを有する構成としてもよいし、正極集電部材および負極集電部材をともに、一対の極板接続部と連結部とを有する構成としてもよい。
（３）上記実施形態では、発電要素は正極板と負極板とを巻回してなり、発電要素の巻回軸が、ケースの開口に対して垂直に配されるものをしめしたが、発電要素の巻回軸が開口に対して平行に配されるものであってもよいし、発電要素は正極板と負極板とを巻回せずに重ねて積層した構成のものであってもよい。
（４）上記実施形態では、極板接続部に負極板の未塗布部が接合されているものを示したが、活物質が塗布されている部分が接合されていてもよい。
（５）上記実施形態では、蓋板（蓋）に対して略垂直に配される一対の極板接続部を示したが、一対の極板接続部はこのような構成に限定されない。第１極板接続部と第２極板接続部とは、蓋に対して略垂直に配されていなくてもよい。
（６）上記実施形態では、端子接続部を支持する支持部を有する集電部材を示したが、支持部を有さないものであってもよい。
（７）上記実施形態では支持部にリベット部の端部を逃がす逃がし孔を形成した構成を示したが、逃がし孔を形成しない支持部を備えるものであってもよい。また、外部接続用の端子はリベット端子以外の端子であってもよい。
（８）上記実施形態では、負極集電部材として、２つの連結部の間に開口部を有するものを示したが、開口部を有さないものであってもよい。
（９）上記実施形態では、負極集電部材の開口部の直上に注液口および安全弁を設けたが、注液口および安全弁を負極集電部材の開口部の直上ではない位置に設けてもよい。
（１０）上記実施形態では、ケースに、筒部とは別体の蓋板および蓋部材を備えるものを示したが、ケースの筒部と蓋板および蓋部材のいずれか一方が一体であってもよい。
（１１）上記実施形態ではケースの正極側の蓋（蓋部材）としてケースの内部方向に凹んだ凹部を形成したものを示したが、正極側の蓋は、平板状であってもよいし、ケースの外側方向に突出した凸部が形成されていてもよい。
（１２）上記実施形態ではリチウムイオン電池に適用した例を示したが、本発明は、ニッケル水素電池などの二次電池などやコンデンサにも適用可能である。
（１３）上記実施形態では、長円形状の開口を有するケースを備える電池を示したが、ケースの形状は角型であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０...電池（蓄電素子）
１１...発電要素（蓄電要素）
１２...正極板
１３...負極板
１３Ａ...未塗布部
２０...ケース
２１...筒部
２１Ａ，２１Ｂ...開口
２５...リベット部（端子）
２５Ａ...リベット部の頭部（リベット部の端部）
２７...蓋板（蓋）
２９Ａ...安全弁
２９Ｂ...注液口
４０...負極集電部材（集電部材）
４１...端子接続部
４２...端子接続孔
４３...極板接続部
４３Ａ...第１極板接続部
４３Ｂ...第２極板接続部
４４...支持部
４４Ａ...逃がし孔
４５...連結部
４５Ａ...開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる蓄電要素と、電解液と、蓄電要素を電解液に浸した状態で収容するケースと、外部接続端子との接続部と極板に接続される集電部材と、を備える蓄電素子としては、例えば特許文献１に記載の電池などが知られている。
【０００３】
この電池において、集電部材は、全体としてＵ字状をなしており、Ｕ字状部分の一部から上方へ延出された延出端が外部端子と接続されており、Ｕ字状部分が極板と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８３３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成の集電部材を備える蓄電素子では、蓄電素子が大型になると、集電部材も大きくする必要が生じ、集電部材の極板との接続部と、外部接続端子との接続部との距離が長くなる。つまり、上記のような構成の集電部材では、蓄電素子の大型化に伴って電流経路が長くなるため、蓄電素子の抵抗値が増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、抵抗値の増大を防止した蓄電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するものとして本発明は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる蓄電要素と、前記蓄電要素を収容するとともに、外部接続用の端子を有するケースと、前記正極板および前記負極板のいずれか一方の極板と電気的に接続される一対の極板接続部を有する集電部材と、を備え、前記集電部材において、前記一対の極板接続部のうち少なくとも一方は、前記端子に接続される端子接続部に連なり、前記一対の極板接続部は、長尺状をなして互いに対向する位置に配置されるとともに、前記一対の極板接続部の長辺同士が互いに連結されていることを特徴とする蓄電素子である。
【０００８】
本発明において、一対の極板接続部は、その長辺同士が連結されているので、集電部材を流れる電流が一方の極板接続部から、連結した部分（連結部）を通って他方の極板接続部に流れる。したがって、本発明によれば、蓄電素子が大型化して極板接続部が大型化したとしても、これらの間は連結されているから、集電部材を流れる電流の電流経路の長さを短くすることができ、集電部材の抵抗値の増大を防止することができる。
【０００９】
本発明は以下の構成としてもよい。
前記一対の極板接続部を連結する連結部は、複数箇所に設けられていてもよい。このような構成とすると、連結部が設けられた箇所で電流経路を短くすることができるので、抵抗値の増大を防止する効果が高まる。また、このような構成とすることで、極板接続部が拡きにくくなるので、集電部材を剛性が高く振動に強いものとすることができる。
【００１０】
前記正極板および前記負極板のうち、少なくとも、前記集電部材と接続される極板には、活物質が塗布されていない未塗布部が設けられ、前記未塗布部が前記極板接続部に接合されていてもよい。
このような構成とすると、極板と集電部材との接合部の強度を向上させることができる。
【００１１】
前記ケースは、開口を有し筒状をなす筒部と、前記開口を覆う蓋と、を備え、前記蓄電要素は前記正極板と前記負極板とを巻回してなり、前記蓄電要素は、当該蓄電要素の巻回軸を前記開口に対して垂直に配して収容されていてもよい。
このような構成とすると、極板（蓄電要素）を蓋と接合したのちに筒部に収容することが可能となり、蓄電素子組み立ての際の作業効率に優れる。また、蓄電素子内で発生したガスを開口方向に逃がしやすくすることができるうえに、開口から注液した電解液を蓄電要素に対して均等に浸透させることができる。
【００１２】
前記一対の極板接続部のうち、一方は前記端子接続部に連なる第１極板接続部とされるとともに、他方は第２極板接続部とされ、前記端子接続部は、前記蓋に沿って配され、前記第１極板接続部および前記第２極板接続部は、前記蓋に対して交差する方向に配され、前記連結部には開口部が設けられていてもよい。
このような構成とすると蓄電素子内で発生したガスが連結部の開口部から蓋方向に移動しやすくなる。
【００１３】
前記集電部材の前記開口部の直上には、蓄電素子内部の圧力が所定値以上となったときに開弁して蓄電素子内のガスを蓄電素子外に放出する安全弁が設けられていてもよい。
このような構成とすると、蓄電素子内のガスを効率よく放出することができ、蓄電素子の安全性を高めることができる。
【００１４】
前記集電部材の前記開口部の直上には、前記ケース内に電解液を注液する注液口が設けられていてもよい。このような構成とすると、電解液が開口部を経て蓄電要素のほうへ移動しやすくなり、電解液を蓄電要素に対してより均等に浸透させることができる。
【００１５】
前記第１極板接続部と前記端子接続部との間には、前記端子接続部から連なり前記端子接続部に重なるように配されて前記端子接続部を支持する支持部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、抵抗値の上昇を抑えつつ端子接続部の強度を向上させることができる。
【００１６】
前記端子は、前記端子接続部に固着されたリベット部を有し、前記支持部には、前記端子接続部に固着されたリベット部の端部を逃がす逃がし孔が形成されていてもよい。
このような構成とすると、集電部材が支持部を備えていても、その高さを低く抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、抵抗値の増大を防止した蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の電池（蓄電素子）の分解斜視図
【図２】電池の上面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線における断面図
【図４】図２のＹ−Ｙ線における断面図
【図５】図３の断面図のうち蓋と集電部材を示した断面図
【図６】図４の断面図のうち蓋と集電部材を示した断面図
【図７】集電部材の斜視図
【図８】集電部材の底面図
【図９】集電部材に曲げ加工を施す様子を示す説明図
【図１０】図９の集電部材を図９の左側面側から示した図
【図１１】発電要素（蓄電要素）の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態１＞
本発明をリチウムイオン電池１０（蓄電素子の一例）に適用した実施形態１を図１ないし図１１によって説明する。以下の説明において図３および図４における上側を上とし下側を下とする。
【００２０】
本発明の電池１０は、正極板１２と負極板１３とをセパレータ（図示せず）を介して巻回してなる発電要素１１（蓄電要素の一例）と、非水電解液と、この発電要素１１を収容するケース２０と、を備える。発電要素１１の巻回軸は、ケース２０上面（開口２１Ａ）に対して垂直に配される。ここで、ケース２０は電池１０の筐体であり、金属製または樹脂製の筒部２１と、筒部２１の上側の開口２１Ａを塞ぐ蓋板２７（蓋の一例）と、筒部２１の下側の開口２１Ｂを覆う蓋部材２２とからなる（図１を参照）。筒部２１、蓋部材２２、および蓋板２７はそれぞれ別体である。
【００２１】
本実施形態において、発電要素１１を構成する正極板１２および負極板１３は、金属箔の上に各活物質材料を塗布することにより得られ、各極板１２，１３の幅方向における端部には、各活物質が塗布されていない部分である未塗布部１２Ａ，１３Ａが設けられている。発電要素１１は、図１１に示すように、正極板１２と負極板１３とを、間にセパレータを挟んで巻回した、いわゆる巻回型の発電要素１１として構成されている。図４及び図１１に示すように、発電要素１１の上端部においては、負極板１３の未塗布部１３Ａが上方（点線よりも上側）に延出され、発電要素１１の下端部においては正極板１２の未塗布部１２Ａが下方（点線よりも下側）に延出されている。
【００２２】
正極板１２を構成する金属箔としてはアルミニウム箔が用いられる。正極活物質としては、リチウムやマンガンなどを含むリチウム複合酸化物など、リチウムイオン電池の正極活物質として公知のものを用いることができる。
【００２３】
負極板１３を構成する金属箔としては、例えば銅箔などを用いることができ、負極活物質としては、リチウム金属、リチウムを吸臓・放出可能な物質であるリチウム−アルミニウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−錫合金などのリチウム合金、黒鉛、コークス、有機物焼成体などの炭素材料など、リチウムイオン電池の負極活物質として公知のものを用いることができる。
【００２４】
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン製微多孔膜など、リチウムイオン電池のセパレータとして公知のものを用いることができる。
【００２５】
非水電解液としては、リチウムイオン電池の電解液（非水電解液）として公知のものを用いることができる。
【００２６】
非水電解液の非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等の鎖状エーテル類、リン酸エチレンメチル、リン酸エチルエチレン等の環状リン酸エステル、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等の鎖状リン酸エステル、これらの化合物のハロゲン化物などを使用することができる。これらの有機溶媒は、一種類だけを選択して使用してもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
非水電解液の溶質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等の無機リチウム塩や、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２ ）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２ ）２ 、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＯ）およびＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２ ）３等の含フッ素有機リチウム塩等を挙げることができる。これらの溶質は、一種類だけを選択して使用してもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
ケース２０の筒部２１の上側の開口２１Ａには、図３および図４に示すように、上から順に、端子板２４、絶縁性材料からなる外部絶縁板２６、蓋板２７、絶縁性材料からなる内部絶縁板３０、絶縁部材３３および負極集電部材４０（集電部材の一例）が配されている。なお、筒部２１の上側の開口２１Ａに配される部材は図１においては右下側に示されている。
【００２９】
端子板２４は、図１に示すように、銅製または銅合金製の金属板に、リベット端子２５を突出形成したものであり、リベット端子２５（以下、リベット部２５という、「外部接続用の端子」の一例）の頭部２５Ａ（「リベット部の端部」の一例）は、図３に示すように、電池１０内に配される負極集電部材４０の端子接続孔４２に嵌入されてかしめにより接続固定される。なお、図１においては、頭部２５Ａをかしめた状態のリベット部２５を備える端子板２４が示されているが、頭部２５Ａをかしめる前のリベット部２５は円柱状である。
【００３０】
外部絶縁板２６には、端子板２４に形成されたリベット部２５を挿通するとともに、リベット部２５の足部２５Ｂを包囲する筒状の絶縁筒部２６Ａが設けられている。外部絶縁板２６の上側面には、その外周縁に沿って突部２６Ｂ（周縁突部２６Ｂ）が設けられており、周縁突部２６Ｂで囲まれた領域内に端子板２４が嵌めこまれるようになっている。外部絶縁板２６により、端子板２４のリベット部２５は蓋板２７と絶縁される。
【００３１】
蓋板２７はアルミニウム製またはアルミニウム合金製である。蓋板２７には、図１および図２に示すように、外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａを挿通可能な筒部挿通孔２８と、電池１０内に非水電解液を注液するための注液口２９Ｂと、電池１０内部の圧力が所定値以上となったときに開弁してガス等を電池外へ放出する安全弁２９Ａが設けられている。
【００３２】
蓋板２７の外周縁はケース２０の上側の開口２１Ａと同形同大に設定されている。蓋板２７の下側面における、蓋板２７の外周縁よりも内側には、外周縁と略平行に、リブ２７Ａが突出形成されている。リブ２７Ａは、蓋板２７をケース２０の筒部２１の上側の開口２１Ａに取り付けたときに、筒部２１の内壁面２１Ｃに沿って配される。
【００３３】
内部絶縁板３０は、図１に示すように、方形状をなし、蓋板２７のリブ２７Ａの内側に嵌めこまれている。内部絶縁板３０には、蓋板２７の筒部挿通孔２８と対応する位置に外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａを嵌めこみ可能な筒部挿入孔３１が形成されている。内部絶縁板３０の下側面においては、その外周縁に沿って突出形成され、負極集電部材４０の端子接続部４１（詳細は後述する）を嵌めこみ可能な周縁突部３０Ａが設けられている。内部絶縁板３０により端子板２４のリベット部２５は蓋板２７と絶縁される。
【００３４】
絶縁部材３３は、図１に示すように、合成樹脂などの絶縁性材料からなり、環状をなしている。絶縁部材３３は発電要素１１の外側に嵌めこまれて、負極集電部材４０と筒部２１の上端部を絶縁する部材である。
【００３５】
負極集電部材４０は、図７に示すように、１枚の銅製または銅合金製の金属板を断面Ｓ字状に折り曲げてなる。図１、図８、図９および図１０には、端子接続部４１を折り曲げる前の負極集電部材４０を示しており、図３〜図７には折り曲げ加工を施した後の負極集電部材４０を示している。
【００３６】
負極集電部材４０は、負極板１３と接続される一対の極板接続部４３と、一対の極板接続部４３をつなぐ連結部４５と、を有する。一対の極板接続部はそれぞれ、長尺状をなしており、その長辺同士が連結部４５でつらなっている。
【００３７】
一対の極板接続部４３のうち、一方の極板接続部４３は、端子板２４のリベット部２５に接続される端子接続部４１に連なる第１極板接続部４３Ａとされ、他方の極板接続部４３は連結部４５により第１極板接続部４３Ａとつながっている第２極板接続部４３Ｂとされる。
【００３８】
第１極板接続部４３Ａと端子接続部４１との間には、端子接続部４１を支持する支持部４４が設けられている。端子接続部４１は上面視方形状をなしており、端子板２４に設けられたリベット部２５の頭部２５Ａが嵌入される端子接続孔４２が設けられている。端子接続部４１は、図５および図６に示すように、内部絶縁板３０の周縁突部３０Ａに囲まれた領域に嵌めこまれ、蓋板２７に沿って配されている。支持部４４は、端子接続部４１の下方に連なり、端子接続部４１に対して略平行に重なるように配されている。支持部４４には、リベット部２５の頭部２５Ａが逃がされる逃がし孔４４Ａが形成されている。
【００３９】
第１極板接続部４３Ａは、支持部４４から連なり、支持部４４および端子接続部４１に対して略垂直に切り立っており、接触する位置に配される負極板１３の未塗布部１３Ａに接合され、電気的に接続されている。
【００４０】
第２極板接続部４３Ｂは、第１極板接続部４３Ａと略平行に、対向する位置に配されている（図４、図６および図７を参照）。第１極板接続部４３Ａと、第２極板接続部４３Ｂとは、蓋板２７に対しては略垂直に配されている。第２極板接続部４３Ｂは、第１極板接続部４３Ａと同様に、接触する位置に配される負極板１３の未塗布部１３Ａと接合され、電気的に接続されている。
【００４１】
第１極板接続部４３Ａと、第２極板接続部４３Ｂとの間には、連結部４５が設けられている。本実施形態において、連結部４５は、図８に示すように、第２極板接続部４３および第１極板接続部４３Ａの長辺の両端部にそれぞれ設けられている（合計２か所）。２つの連結部４５の間は開口する開口部４５Ａである。開口部４５Ａは蓋板２７の直下に配されている。つまり、本実施形態では、集電部材４０の開口部４５Ａの直上には、注液口２９Ｂおよび安全弁２９Ａが設けられた蓋板２７が配されている。
【００４２】
ケース２０の筒部２１の下側の開口２１Ｂには、図３および図４に示すように、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の蓋部材２２が配されている。この蓋部材２２には凹部２３が形成されている。蓋部材２２の凹部２３は、蓋部材２２を筒部２１の開口２１Ｂに取り付けたときに、ケース２０の内部方向に凹んだ形状をなしており、ケース２０内に収容される正極板１２と接合されるようになっている。なお、筒部２１の下側の開口２１Ｂに配される蓋部材２２は、図１においては左上側に示されている。
【００４３】
蓋部材２２の凹部２３には超音波溶接で用いる治具が入るようになっている。凹部２３の、ケース２０の内側方向に突出する突出面２３Ｂのほぼ全域には、図４に示すように、正極板１２の未塗布部１２Ａが接合される。凹部２３の正極板１２の未塗布部１２Ａが接合される部分を接合部２３Ａとする。蓋部材２２の上面において、その外周縁２２Ａはフランジ状をなしており、このフランジ状の部分２２Ａが筒部２１の下端に配されて接合されている。
【００４４】
本実施形態の電池１０は、１個で使用することもできるが、複数個を並べて接続することにより組電池として使用することもできる。本実施形態の電池１０を複数個接続する際には、バスバーなどの接続部材（図示せず）を、正極集電体としての蓋部材２２および蓋板２７のリベット端子２５（負極端子）に直接接続することが可能である。
【００４５】
次に、本実施形態の電池１０の製造方法について説明する。
銅製または銅合金製の金属板材を所定形状に打ちぬいて、図１、図９および図１０に示すような形状となるように曲げ加工を施して、負極集電部材４０を作製しておく。
【００４６】
このようにして作製した負極集電部材４０の、第１極板接続部４３Ａおよび第２極板接続部４３Ｂを、発電要素１１の上端に延出されている負極板１３の未塗布部１３Ａの最内周部に挿入し、例えば超音波溶接により未塗布部１３Ａと接合する。
【００４７】
ここで、発電要素１１を作製する際には、正極活物質を塗布したアルミニウム箔からなる正極板１２と負極活物質を塗布した銅箔からなる負極板１３とを、間にセパレータを挟んで巻回する（図１１を参照）。この際、正極板１２および負極板１３には、それぞれ幅方向の端部に活物質未塗布部を設けて巻回し、正極板１２および負極板１３の各活物質未塗布部が端部から突出するように発電要素１１を作成する。
【００４８】
次に、発電要素１１の下端部において延出された正極板１２と蓋部材２２とを接合する。具体的には、蓋部材２２の凹部２３のうち、ケース２０の内側方向に配される面を発電要素１１の下端部１１Ａに配置し、凹部２３内に超音波溶接の治具を入れて、正極板１２と、蓋部材２２の凹部２３の突出面２３Ｂとを接合する。
【００４９】
負極集電部材４０および蓋部材２２を接合した発電要素１１を、筒部２１の下側の開口２１Ｂから筒部２１内に挿入する。蓋部材２２を筒部２１に溶接により接合する。
【００５０】
筒部２１に挿入した発電要素１１の上端部に、絶縁部材３３を負極集電部材４０の外周に配されるように嵌めこみ装着する。
【００５１】
次に負極集電部材４０の端子接続部４１を内部絶縁板３０の下面に嵌めこむ。具体的には、負極集電部材４０の端子接続部４１を、内部絶縁板３０の下面の周縁突部３０Ａに囲まれた領域に嵌めこむと、負極集電部材４０の端子接続孔４２と内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１が重なる位置に配される。
【００５２】
負極集電部材４０の端子接続部４１が嵌めこまれた内部絶縁板３０を、内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１を蓋板２７の筒部挿通孔２８と重なるように配置して、蓋板２７の下側面のリブ２７Ａ内に嵌めこむ。そうすると蓋板２７の筒部挿通孔２８と内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１と端子接続部４１の端子接続孔４２が重なる位置に配置される。
【００５３】
負極集電部材４０および内部絶縁板３０を下方に取り付けた蓋板２７の上面に、外部絶縁板２６を載置し、蓋板２７の筒部挿通孔２８および内部絶縁板３０の筒部挿入孔３１に、外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａを挿通させる。次に、端子板２４を外部絶縁板２６の上面の周縁突部２６Ｂで囲まれた領域に嵌めこむと、端子板２４のリベット部２５が、外部絶縁板２６の絶縁筒部２６Ａと負極集電部材４０の端子接続部４１の端子接続孔４２とに嵌入される。次に、リベット部２５の頭部２５Ａをかしめることにより、リベット部２５が端子接続部４１に固着される。
【００５４】
以上のようにして得られた端子板２４、外部絶縁板２６、内部絶縁板３０、蓋板２７が接続固定された負極集電部材４０に、曲げ加工を施して、略Ｓ字状の形状にすると、蓋板２７が筒部２１の上側の開口２１Ａに嵌合可能な状態となる。
【００５５】
次に、蓋板２７を筒部２１の上側の開口２１Ａに嵌めこみ溶接により接合する。その後、非水電解液を注液して注液口２９Ｂを封口すると本実施形態の電池１０が得られる。
【００５６】
以下、本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態において、長尺状をなす一対の極板接続部４３Ａ，４３Ｂは対向する位置に配置され、極板接続部４３Ａ，４３Ｂの長辺同士が連結部４５によりつながっているので、負極集電部材４０を流れる電流が一方の極板接続部４３から連結部４５を通って他方の極板接続部４３に流れる。したがって、本実施形態によれば、電池１０が大型化して極板接続部４３が大型化したとしても、これらの間に設けられた連結部４５により、負極集電部材４０を流れる電流の電流経路の長さを短くすることができ、負極集電部材４０の抵抗値の増大を防止することができる。
【００５７】
特に、本実施形態においては、連結部４５が２箇所に設けられているから、連結部４５が設けられた箇所で電流経路を短くすることができるので、抵抗値の増大を防止する効果が高まる。また、このような構成とすることで、一対の極板接続部４３Ａ，４３Ｂが拡きにくくなるので、負極集電部材４０を剛性が高く振動に強いものとすることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、発電要素１１は、当該発電要素１１の巻回軸をケース２０の開口２１Ａに対して垂直に配して収容されているから、発電要素１１を蓋部材２２と接合したのちにケース２０に収容することが可能となり、電池１０組み立ての際の作業効率に優れる。また、電池１０内で発生したガスを開口２１Ａ方向に逃がしやすくすることができるうえに、開口２１Ａから注液した電解液を発電要素１１に対して均等に浸透させることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、負極集電部材４０と接続される負極板１３には、活物質が塗布されていない未塗布部１３Ａが設けられ、この未塗布部１３Ａが極板接続部４３に接合されているから、負極板１３と負極集電部材４０との接合部の強度を向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、一対の極板接続部４３のうち、一方は端子接続部４１が設けられた第１極板接続部４３Ａとされるとともに、他方は連結部４５により第１極板接続部４３Ａとつながる第２極板接続部４３Ｂとされ、端子接続部４１は、蓋板２７に沿って配され、第１極板接続部４３Ａおよび第２極板接続部４３Ｂは、蓋板２７に対して交差する方向に配され、連結部４５には開口部４５Ａが設けられている。したがって、本実施形態によれば、電池１０内で発生したガスが連結部４５の開口部４５Ａから蓋板２７方向に移動しやすくなる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、負極集電部材４０の開口部４５Ａの直上には、電池１０内部の圧力が所定値以上となったときに開弁して電池１０内のガスを電池１０外に放出する安全弁２９Ａが設けられているから、電池１０内のガスを効率よく放出することができ、電池１０の安全性を高めることができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、負極集電部材４０の開口部４５Ａの直上には、ケース２０内に電解液を注液する注液口２９Ｂが設けられているから、電解液が開口部４５Ａを経て発電要素１１のほうへ移動しやすくなり、電解液を発電要素１１に対してより均等に浸透させることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、第１極板接続部４３Ａと、端子接続部４１との間には、端子接続部４１から連なり端子接続部４１に重なるように配されて端子接続部４１を支持する支持部４４が設けられているから、抵抗値の上昇を抑えつつ端子接続部４１の強度を向上させることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態によれば、支持部４４には、端子接続部４１に固着されたリベット部２５の頭部２５Ａを逃がす逃がし孔４４Ａが形成されているから、負極集電部材４０が支持部４４を備えていても、その高さを低く抑えることができる。
【００６５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、連結部が２箇所に設けられている集電部材を示したが、連結部は１箇所でもよいし、３か所以上に設けてもよい。
（２）上記実施形態では、負極集電部材を一対の極板接続部と、連結部とを有する構成としたが、正極集電部材を一対の極板接続部と連結部とを有する構成としてもよいし、正極集電部材および負極集電部材をともに、一対の極板接続部と連結部とを有する構成としてもよい。
（３）上記実施形態では、発電要素は正極板と負極板とを巻回してなり、発電要素の巻回軸が、ケースの開口に対して垂直に配されるものをしめしたが、発電要素の巻回軸が開口に対して平行に配されるものであってもよいし、発電要素は正極板と負極板とを巻回せずに重ねて積層した構成のものであってもよい。
（４）上記実施形態では、極板接続部に負極板の未塗布部が接合されているものを示したが、活物質が塗布されている部分が接合されていてもよい。
（５）上記実施形態では、蓋板（蓋）に対して略垂直に配される一対の極板接続部を示したが、一対の極板接続部はこのような構成に限定されない。第１極板接続部と第２極板接続部とは、蓋に対して略垂直に配されていなくてもよい。
（６）上記実施形態では、端子接続部を支持する支持部を有する集電部材を示したが、支持部を有さないものであってもよい。
（７）上記実施形態では支持部にリベット部の端部を逃がす逃がし孔を形成した構成を示したが、逃がし孔を形成しない支持部を備えるものであってもよい。また、外部接続用の端子はリベット端子以外の端子であってもよい。
（８）上記実施形態では、負極集電部材として、２つの連結部の間に開口部を有するものを示したが、開口部を有さないものであってもよい。
（９）上記実施形態では、負極集電部材の開口部の直上に注液口および安全弁を設けたが、注液口および安全弁を負極集電部材の開口部の直上ではない位置に設けてもよい。
（１０）上記実施形態では、ケースに、筒部とは別体の蓋板および蓋部材を備えるものを示したが、ケースの筒部と蓋板および蓋部材のいずれか一方が一体であってもよい。
（１１）上記実施形態ではケースの正極側の蓋（蓋部材）としてケースの内部方向に凹んだ凹部を形成したものを示したが、正極側の蓋は、平板状であってもよいし、ケースの外側方向に突出した凸部が形成されていてもよい。
（１２）上記実施形態ではリチウムイオン電池に適用した例を示したが、本発明は、ニッケル水素電池などの二次電池などやコンデンサにも適用可能である。
（１３）上記実施形態では、長円形状の開口を有するケースを備える電池を示したが、ケースの形状は角型であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０...電池（蓄電素子）
１１...発電要素（蓄電要素）
１２...正極板
１３...負極板
１３Ａ...未塗布部
２０...ケース
２１...筒部
２１Ａ，２１Ｂ...開口
２５...リベット部（端子）
２５Ａ...リベット部の頭部（リベット部の端部）
２７...蓋板（蓋）
２９Ａ...安全弁
２９Ｂ...注液口
４０...負極集電部材（集電部材）
４１...端子接続部
４２...端子接続孔
４３...極板接続部
４３Ａ...第１極板接続部
４３Ｂ...第２極板接続部
４４...支持部
４４Ａ...逃がし孔
４５...連結部
４５Ａ...開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる蓄電要素と、前記蓄電要素を収容するとともに、外部接続用の端子を有するケースと、前記正極板および前記負極板のいずれか一方の極板と電気的に接続される一対の極板接続部を有する集電部材と、を備え、
前記集電部材において、前記一対の極板接続部のうち少なくとも一方は、前記端子に接続される端子接続部に連なり、
前記一対の極板接続部は、長尺状をなして互いに対向する位置に配置されるとともに、前記一対の極板接続部の長辺同士が互いに連結されていることを特徴とする蓄電素子。
【請求項２】
前記一対の極板接続部を連結する連結部は、複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記正極板および前記負極板のうち、少なくとも、前記集電部材と接続される極板には、活物質が塗布されていない未塗布部が設けられ、
前記未塗布部が前記極板接続部に接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記ケースは、開口を有し筒状をなす筒部と、前記開口を覆う蓋と、を備え、
前記蓄電要素は前記正極板と前記負極板とを巻回してなり、前記蓄電要素は、当該蓄電要素の巻回軸を前記開口に対して垂直に配して収容されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記一対の極板接続部のうち、一方は前記端子接続部に連なる第１極板接続部とされるとともに、他方は第２極板接続部とされ
前記端子接続部は、前記蓋に沿って配され、
前記第１極板接続部および前記第２極板接続部は、前記蓋に対して交差する方向に配され、
前記連結部には開口部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記集電部材の前記開口部の直上には、蓄電素子内部圧力が所定値以上となったときに開弁して蓄電素子内のガスを蓄電素子外に放出する安全弁が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記集電部材の前記開口部の直上には、前記ケース内に電解液を注液する注液口が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記第１極板接続部と前記端子接続部との間には、前記端子接続部から連なり前記端子接続部に重なるように配されて前記端子接続部を支持する支持部が設けられていることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項９】
前記端子は、前記端子接続部に固着されたリベット部を有し、
前記第１極板接続部の前記支持部には、前記端子接続部に固着されたリベット部の端部を逃がす逃がし孔が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の蓄電素子。
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介して積層してなる蓄電要素と、前記蓄電要素を収容するとともに、外部接続用の端子を有するケースと、前記正極板および前記負極板のいずれか一方の極板と電気的に接続される一対の極板接続部を有する集電部材と、を備え、
前記集電部材において、前記一対の極板接続部のうち少なくとも一方は、前記端子に接続される端子接続部に連なり、
前記一対の極板接続部は、長尺状をなして互いに対向する位置に配置されるとともに、前記一対の極板接続部の長辺同士が互いに連結されていることを特徴とする蓄電素子。
【請求項２】
前記一対の極板接続部を連結する連結部は、複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記正極板および前記負極板のうち、少なくとも、前記集電部材と接続される極板には、活物質が塗布されていない未塗布部が設けられ、
前記未塗布部が前記極板接続部に接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記ケースは、開口を有し筒状をなす筒部と、前記開口を覆う蓋と、を備え、
前記蓄電要素は前記正極板と前記負極板とを巻回してなり、前記蓄電要素は、当該蓄電要素の巻回軸を前記開口に対して垂直に配して収容されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
前記一対の極板接続部のうち、一方は前記端子接続部に連なる第１極板接続部とされるとともに、他方は第２極板接続部とされ
前記端子接続部は、前記蓋に沿って配され、
前記第１極板接続部および前記第２極板接続部は、前記蓋に対して交差する方向に配され、
前記連結部には開口部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電素子。
【請求項６】
前記集電部材の前記開口部の直上には、蓄電素子内部圧力が所定値以上となったときに開弁して蓄電素子内のガスを蓄電素子外に放出する安全弁が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の蓄電素子。
【請求項７】
前記集電部材の前記開口部の直上には、前記ケース内に電解液を注液する注液口が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の蓄電素子。
【請求項８】
前記第１極板接続部と前記端子接続部との間には、前記端子接続部から連なり前記端子接続部に重なるように配されて前記端子接続部を支持する支持部が設けられていることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載の蓄電素子。
【請求項９】
前記端子は、前記端子接続部に固着されたリベット部を有し、
前記第１極板接続部の前記支持部には、前記端子接続部に固着されたリベット部の端部を逃がす逃がし孔が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の蓄電素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７７４９６（Ｐ２０１３−７７４９６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７４５２（Ｐ２０１１−２１７４５２）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
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