JP6984408B2 - 蓄電素子の製造方法、及び、蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明は、電極体と集電体とを備える蓄電素子の製造方法、及び、蓄電素子に関する。

従来、電極体と集電体とを備える蓄電素子において、電極体に集電体を溶接によって接続する構成が広く知られている。例えば、特許文献１には、電極体（巻回電極体）に集電体を超音波溶接によって接続した蓄電素子（非水電解質二次電池）が開示されている。

特開２０１７−１０９４５号公報

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、電極体と集電体との接続作業に起因して、短絡が発生してしまうおそれがあるという問題がある。つまり、上記従来の蓄電素子では、電極体に集電体を超音波溶接によって接続しているため、超音波溶接を行う際に金属粉が発生して当該金属粉が電極体の内部に侵入し、短絡を発生させてしまうおそれがある。このため、電極体に集電体を抵抗溶接によって接続することが考えられるが、抵抗溶接を行うと、例えば、溶接部からの熱で電極体内のセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまい、これによっても、短絡を発生させ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、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる蓄電素子の製造方法、及び、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、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、電極体と、前記電極体の第一方向側の端部に接続される電極体接続部を有する集電体と、を備える蓄電素子の製造方法であって、前記電極体接続部のうちの前記第一方向に対して傾斜して配置された傾斜部と前記電極体の端部とを抵抗溶接することにより、前記傾斜部に抵抗溶接部を形成する抵抗溶接工程を含み、前記抵抗溶接工程では、前記抵抗溶接部の中心位置が、前記電極体接続部と前記電極体の端部とが対向している部分の中心位置よりも前記第一方向側に配置されるように、前記抵抗溶接部を形成する。

これによれば、蓄電素子の製造方法において、電極体の第一方向側に配置される集電体の電極体接続部の傾斜部と電極体の端部とを抵抗溶接して抵抗溶接部を形成する際に、抵抗溶接部の中心位置を、電極体接続部と電極体の端部とが対向している部分の中心位置よりも第一方向側に配置する。ここで、傾斜部は、集電体の電極体接続部のうちの第一方向に対して傾斜した部位である。このため、第一方向における同じ長さの範囲内において、傾斜部を第一方向に沿って配置するよりも傾斜させた方が長さを長くすることができ、これにより、傾斜部に対向する電極体の端部の長さも長くすることができる。また、さらに、抵抗溶接部の中心位置を、電極体接続部と電極体の端部との対向部分の中心位置よりも第一方向側に配置して、抵抗溶接部を電極体から遠ざけるように形成する。このように、電極体の端部の長さを長くしつつ、抵抗溶接部を電極体のセパレータから遠ざけて配置する。これにより、抵抗溶接部とセパレータとの距離を長くすることができるため、抵抗溶接部からの熱でセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができる。したがって、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極体と、前記電極体の第一方向側に配置される集電体とを備え、前記集電体は、前記電極体の端部に接続される電極体接続部を有し、前記電極体接続部は、前記第一方向に対して傾斜して配置され、前記電極体の端部との抵抗溶接部が形成された傾斜部を有し、前記抵抗溶接部の中心位置が、前記電極体接続部と前記電極体の端部とが対向している部分の中心位置よりも前記第一方向側に配置されている。

これによれば、蓄電素子において、電極体の第一方向側に配置される集電体の電極体接続部は、第一方向に対して傾斜し、電極体の端部との抵抗溶接部が形成された傾斜部を有し、抵抗溶接部の中心位置が、電極体接続部と電極体の端部とが対向している部分の中心位置よりも第一方向側に配置されている。これにより、第一方向における同じ長さの範囲内において、傾斜部を第一方向に沿って配置するよりも傾斜させた方が長さを長くすることができるため、傾斜部に対向する電極体の端部の長さも長くすることができる。また、さらに、抵抗溶接部の中心位置を、電極体接続部と電極体の端部との対向部分の中心位置よりも第一方向側に配置して、抵抗溶接部を電極体から遠ざけるように形成する。このように、電極体の端部の長さを長くしつつ、抵抗溶接部を電極体のセパレータから遠ざけて配置する。これにより、抵抗溶接部とセパレータとの距離を長くすることができるため、抵抗溶接部からの熱でセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができる。したがって、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、前記電極体接続部は、さらに、前記傾斜部の前記第一方向とは反対の第二方向側に、前記傾斜部の傾斜方向とは異なる方向に延設され、かつ、前記電極体の端部に沿って配置される第一延設部を有することにしてもよい。

これによれば、集電体において、電極体接続部は、傾斜部の第一方向とは反対の第二方向側に、傾斜部の傾斜方向とは異なる方向に延設され、電極体の端部に沿った第一延設部を有している。このように、第一延設部が傾斜部の傾斜方向とは異なる方向に延設されていることで、電極体接続部が曲がった形状になる。このため、電極体接続部を直線状に形成するよりも、電極体接続部の長さを長くすることができ、電極体の端部の長さも長くすることができる。これにより、抵抗溶接部とセパレータとの距離を長くすることができるため、抵抗溶接部からの熱でセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができる。したがって、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、前記傾斜部の傾斜方向における長さは、前記第一延設部の延設方向における長さよりも長いことにしてもよい。

これによれば、集電体において、電極体接続部の傾斜部の傾斜方向における長さは、第一延設部の延設方向における長さよりも長い。ここで、本願は、抵抗溶接部からの熱でセパレータが縮むのを抑制することができる構成であるため、抵抗溶接部の面積を大きくとることができる。このため、傾斜部の傾斜方向における長さを長くして抵抗溶接部の面積を大きくすることができ、これにより、電極体接続部と電極体の端部との接合面積を大きくすることができる。このように、電極体接続部と電極体の端部との接合面積を大きくすることで、電極体接続部と電極体の端部との抵抗を低減し、かつ、電極体接続部を電極体の端部に強固に固定することができる。

また、前記第一延設部は、前記第一方向に沿って延設されることにしてもよい。

これによれば、集電体において、電極体接続部の第一延設部が、第一方向に沿って延設されることで、電極体接続部が、電極体に斜め方向から接触して電極体を損傷させるのを抑制することができる。これにより、電極体が損傷して正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができるため、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、前記電極体接続部は、さらに、前記第一延設部の前記第二方向側に、前記第二方向に向かうほど前記電極体の端部から離れる方向に延設される第二延設部を有することにしてもよい。

これによれば、集電体において、電極体接続部は、第一延設部の第二方向側に、第二方向に向かうほど電極体の端部から離れる第二延設部を有している。このように、第二延設部が電極体の端部から離れる方向に延設されて、電極体接続部がさらに曲がった形状になっていることで、電極体接続部が、電極体に接触して電極体を損傷させるのをさらに抑制することができる。また、第二延設部が、冷却機構として作用し、溶着の際に発生する熱を逃がすことができる。これにより、電極体が損傷して正極板と負極板とが接触してしまうのをさらに抑制することができるため、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生をさらに抑制することができる。

また、前記電極体の端部は、複数の極板が積層された２つの集束部を有し、前記集電体は、前記２つの集束部に対応する２つの前記傾斜部を有し、前記２つの傾斜部は、前記第一方向に向かうほど、互いに離れるように前記第一方向から傾斜して配置されることにしてもよい。

これによれば、集電体は、電極体の端部の２つの集束部に対応する２つの傾斜部を有しており、当該２つの傾斜部は、第一方向に向かうほど互いに離れるように配置されている。このように、２つの傾斜部が互いに離れるように傾斜して配置されることで、傾斜部と集束部との抵抗溶接を容易に行うことができる。これにより、抵抗溶接時に、短絡を起こすような作業を避けることができ、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生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の製造方法、及び、蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える集電体の製造方法、及び、当該集電体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の製造方法によれば、電極体と集電体との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

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の容器内方に配置されている構成要素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。 実施の形態に係る正極集電体の構成を示す斜視図及び断面図である。 実施の形態に係る正極集電体の電極体接続部が電極体の端部に接続されている状態での構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例１に係る正極集電体の構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例２に係る正極集電体の構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例３に係る正極集電体の構成を示す斜視図である。

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その製造方法について説明する。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、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、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

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の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体の両端部（一対の活物質層非形成部）の並び方向、電極体の巻回軸方向、または、容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、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、１つの集電体における脚部（電極体接続部）の並び方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子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、集電体の脚部（電極体接続部）の延設方向を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。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軸方向やＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［１ 蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、図１〜図３を用いて、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１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。また、図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の容器１００内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。具体的には、図２は、蓄電素子１０から容器本体１１１を分離した状態での構成を示す斜視図である。また、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。なお、図３では、容器本体１１１を省略して図示している。

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であり、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、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに使用される。なお、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。また、本実施の形態では、直方体形状（角型）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、円柱形状、長円柱形状または直方体以外の多角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。

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００内方には、電極体４００と、正極集電体５００と、負極集電体６００とが収容されている。

なお、蓋体１１０と正極端子２００との間、及び蓋体１１０と正極集電体５００との間には、絶縁性及び気密性を高めるためにガスケット等が配置されているが、同図では省略して図示している。負極側についても、同様である。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、図示は省略する。なお、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、正極集電体５００及び負極集電体６００の側方に配置されるスペーサ、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。

容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１１１と、容器本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０と容器本体１１１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ものとなっている。なお、蓋体１１０及び容器本体１１１の材質は特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。

電極体４００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、アルミニウムやアルミニウム合金など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極板である。負極板は、銅や銅合金など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極板である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ−Ｃｄ合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。また、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。また、セパレータは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートや、不織布を用いることができる。

そして、電極体４００は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され巻回されて形成されている。具体的には、電極体４００は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸（本実施の形態ではＸ軸方向に平行な仮想軸）の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されず（活物質層が形成されず）基材層が露出した部分（活物質層非形成部）を有している。

つまり、電極体４００は、積層された極板（正極板及び負極板）を有している。そして、電極体４００は、Ｘ軸プラス方向側（以下、第一方向側ともいう）の端部４１０に、正極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた２つの集束部４１１及び４１２を有している。また、電極体４００は、Ｘ軸マイナス方向側の端部４２０に、負極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた２つの集束部（図示せず）を有している。例えば、正極板及び負極板の活物質層非形成部（集電箔）の厚みは、５μｍ〜２０μｍ程度であり、これらが例えば３０〜４０枚ほど束ねられることで、厚みがほぼ一様の１つの集束部が形成されている。なお、本実施の形態では、電極体４００の断面形状として長円形状を図示しているが、円形状または楕円形状等でもよい。

正極端子２００は、電極体４００の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体４００の負極板に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００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４００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。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。具体的には、図３に示すように、正極端子２００は、突出部２１０が蓋体１１０の貫通孔１１０ａと正極集電体５００の開口部５１１とに挿入されて、かしめられることなどにより、正極集電体５００とともに蓋体１１０に固定される。負極端子３００についても同様である。

正極集電体５００は、電極体４００のＸ軸プラス方向側（第一方向側）に配置され、電極体４００の端部４１０に接続される部材である。具体的には、正極集電体５００は、電極体４００の端部４１０と容器本体１１１の側壁との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。また、負極集電体６００は、電極体４００のＸ軸マイナス方向側に配置され、電極体４００の端部４２０に接続される部材である。具体的には、負極集電体６００は、電極体４００の端部４２０と容器本体１１１の側壁との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。

さらに具体的には、正極集電体５００及び負極集電体６００は、容器本体１１１の側壁から蓋体１１０に亘って当該側壁及び蓋体１１０に沿って屈曲状態で配置される導電性の板状部材である。正極集電体５００及び負極集電体６００は、蓋体１１０に固定的に接続（接合）されている。また、正極集電体５００及び負極集電体６００は、電極体４００が有する積層された極板、つまり、電極体４００の端部４１０及び端部４２０にそれぞれ固定的に接続（接合）されている。この構成により、電極体４００が、正極集電体５００及び負極集電体６００によって蓋体１１０から吊り下げられた状態で保持（支持）され、振動や衝撃などによる揺れが抑制される。

なお、正極集電体５００の材質は限定されないが、例えば、電極体４００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などで形成されている。また、負極集電体６００についても、材質は限定されないが、例えば、電極体４００の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

［２ 正極集電体５００の構成の詳細な説明］
ここで、図３に示すように、正極集電体５００は、端子接続部５１０と、電極体接続部５２０及び５３０とを有している。以下に、これらの構成について、図４及び図５も用いて、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る正極集電体５００の構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図４の（ａ）は、正極集電体５００の構成を示す斜視図であり、図４の（ｂ）は、正極集電体５００の電極体接続部５２０及び５３０の構成を示す断面図（図４の（ａ）におけるＩＶｂ−ＩＶｂ断面での断面図）である。また、図５は、本実施の形態に係る正極集電体５００の電極体接続部５２０及び５３０が電極体４００の端部４１０に接続されている状態での構成を示す断面図である。なお、正極集電体５００と負極集電体６００とは同様の構成を有しているため、以下では、正極集電体５００の構成についての説明を行い、負極集電体６００の構成の説明は省略する。

これらの図に示すように、正極集電体５００は、端子接続部５１０と、端子接続部５１０のＺ軸マイナス方向側に、Ｙ軸方向に並んで配置される電極体接続部５２０及び５３０とを有している。端子接続部５１０は、正極集電体５００の正極端子２００側（上側、Ｚ軸プラス方向側）に配置される正極集電体５００の基部である。具体的には、端子接続部５１０は、上述の円形状の開口部５１１が形成されたＸＹ平面に平行な平板状の部位であり、正極端子２００に電気的及び機械的に接続（接合）される。

電極体接続部５２０及び５３０は、正極集電体５００の電極体４００側（下側、Ｚ軸マイナス方向側）に配置される正極集電体５００の脚部である。具体的には、電極体接続部５２０及び５３０は、端子接続部５１０のＸ軸プラス方向側かつＹ軸プラス方向側及びＹ軸マイナス方向側の端部からＺ軸マイナス方向側に向けて延設された長尺状かつ平板状の部位であり、電極体４００に電気的及び機械的に接続（接合）される。

つまり、図５に示すように、電極体接続部５２０及び５３０は、電極体４００のＸ軸プラス方向側（第一方向側）の端部４１０に接続される。具体的には、電極体接続部５２０は、電極体４００の端部４１０が有する集束部４１１のＹ軸プラス方向側に配置され、集束部４１１と接合される。また、電極体接続部５３０は、電極体４００の端部４１０が有する集束部４１２のＹ軸マイナス方向側に配置され、集束部４１２と接合される。これにより、集束部４１１は、電極体接続部５２０との接触面の法線方向に極板が積層された部位となり、集束部４１２は、電極体接続部５３０との接触面の法線方向に極板が積層された部位となる。なお、集束部４１１のＹ軸マイナス方向側に、電極体接続部５２０とで集束部４１１を挟むように、当て板が配置されていてもよいし、集束部４１２のＹ軸プラス方向側に、電極体接続部５３０とで集束部４１２を挟むように、当て板が配置されていてもよい。

［３ 電極体接続部５２０及び５３０の構成の詳細な説明］
ここで、電極体接続部５２０及び５３０の構成について、詳細に説明する。図４及び図５に示すように、電極体接続部５２０は、傾斜部５２１と、第一延設部５２２と、第二延設部５２３とを有している。また、電極体接続部５３０は、傾斜部５３１と、第一延設部５３２と、第二延設部５３３とを有している。なお、電極体接続部５２０と電極体接続部５３０とは、Ｙ軸方向において対称な形状を有しているため、以下では、電極体接続部５２０の構成についての説明を中心に行い、電極体接続部５３０の構成の説明は簡略化または省略することがある。

傾斜部５２１は、電極体接続部５２０の第一方向側（Ｘ軸プラス方向側）の部位であり、第一方向に対して傾斜して配置されている。具体的には、傾斜部５２１は、Ｘ軸プラス方向に向かうほどＹ軸プラス方向側に傾斜して配置された、Ｚ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の部位である。例えば、傾斜部５２１は、Ｘ軸方向からＹ軸プラス方向側に約４５°の角度で傾斜している。また、傾斜部５３１は、傾斜部５２１と同様に、第一方向に対して傾斜して配置されたＺ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の部位であるが、傾斜部５２１とは異なり、Ｘ軸プラス方向に向かうほどＹ軸マイナス方向側に傾斜して配置されている。例えば、傾斜部５３１は、Ｘ軸方向からＹ軸マイナス方向側に約４５°の角度で傾斜している。このように、２つの傾斜部５２１及び５３１は、第一方向に向かうほど、互いに離れるように第一方向から傾斜して配置されている。

また、２つの傾斜部５２１及び５３１は、２つの集束部４１１及び４１２に対応して配置される。具体的には、傾斜部５２１は、集束部４１１のＹ軸プラス方向側に配置され、集束部４１１と抵抗溶接によって接合される。これにより、傾斜部５２１には、電極体４００の端部４１０との抵抗溶接部７００が形成される。抵抗溶接部７００は、傾斜部５２１と集束部４１１とが抵抗溶接されて形成された溶接部であり、本実施の形態では、Ｘ軸方向において、傾斜部５２１の中心位置よりも少しＸ軸プラス方向に寄った位置に形成されている。また、傾斜部５３１は、集束部４１２のＹ軸マイナス方向側に配置され、集束部４１２と抵抗溶接によって接合される。これにより、傾斜部５３１には、傾斜部５２１と同様に、電極体４００の端部４１０との抵抗溶接部７００が形成される。

なお、抵抗溶接部７００のＺ軸方向における位置及び形状は、特に限定されないが、例えば、傾斜部５２１及び５３１のＺ軸プラス方向側及びＺ軸マイナス方向側の２箇所、または、Ｚ軸方向中央位置も加えた３箇所に、円形状または矩形状の抵抗溶接部７００が形成される。

第一延設部５２２は、傾斜部５２１の第一方向とは反対の第二方向側（Ｘ軸マイナス方向側）に、傾斜部５２１の傾斜方向とは異なる方向に延設され、かつ、電極体４００の端部４１０に沿って配置される部位である。つまり、第一延設部５２２は、第一方向に沿って延設される部位である。具体的には、第一延設部５２２は、傾斜部５２１のＸ軸マイナス方向側の端部から、集束部４１１に沿って、Ｘ軸マイナス方向に向けて延設された、Ｚ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の部位である。そして、このような構成により、傾斜部５２１と第一延設部５２２との間には、曲げ部５２４が形成されることとなる。曲げ部５２４は、傾斜部５２１と第一延設部５２２との境界部分に形成された、電極体接続部５２０が屈曲または湾曲した部分である。本実施の形態では、曲げ部５２４は、Ｙ軸マイナス方向側に凸部が形成され、Ｙ軸プラス方向側に凹部が形成された形状となっている。なお、第一延設部５３２についても、第一延設部５２２と同様の構成を有しているため、説明は省略する。

第二延設部５２３は、第一延設部５２２の第二方向側（Ｘ軸マイナス方向側）に、第二方向に向かうほど電極体４００の端部４１０から離れる方向に延設される部位である。具体的には、第二延設部５２３は、第一延設部５２２のＸ軸マイナス方向側の端部から、集束部４１１に沿って、Ｘ軸マイナス方向及びＹ軸プラス方向に向けて延設された、Ｚ軸方向に延びる矩形状かつ平板状の部位である。つまり、第二延設部５２３は、Ｘ軸マイナス方向に向かうほどＹ軸プラス方向側に傾斜して配置されている。そして、このような構成により、第一延設部５２２と第二延設部５２３との間には、曲げ部５２５が形成されることとなる。曲げ部５２５は、第一延設部５２２と第二延設部５２３との境界部分に形成された、電極体接続部５２０が屈曲または湾曲した部分である。本実施の形態では、曲げ部５２５は、Ｙ軸マイナス方向側に凸部が形成され、Ｙ軸プラス方向側に凹部が形成された形状となっている。なお、第二延設部５３３についても、第二延設部５２３と同様の構成を有しているため、説明は省略する。

また、図４に示すように、傾斜部５２１の傾斜方向における長さ（同図の長さＬ１）は、第一延設部５２２の延設方向における長さ（同図の長さＬ２）よりも長い。本実施の形態では、第一延設部５２２の延設方向における長さと、第二延設部５３３の傾斜方向における長さとが同程度の長さであるため、傾斜部５２１の傾斜方向における長さは、第二延設部５３３の傾斜方向における長さよりも長い。さらに、傾斜部５２１の傾斜方向における長さは、第一延設部５２２の延設方向における長さと傾斜部５２１の傾斜方向における長さとの合計よりも長い。また、Ｘ軸方向における長さについても、傾斜部５２１の長さの方が、第一延設部５２２の長さ、第二延設部５２３の長さ、第一延設部５２２と第二延設部５２３との合計の長さのいずれの長さよりも長くなっている。電極体接続部５３０側についても同様である。

また、図５に示すように、抵抗溶接部７００は、傾斜部５２１に形成されているため、電極体接続部５２０の第一方向側（Ｘ軸プラス方向側）に設けられている。具体的には、抵抗溶接部７００の中心位置が、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０とが対向している部分の中心位置よりも第一方向側に配置されている。つまり、抵抗溶接部７００の中心位置（同図の中心位置Ｐ）は、電極体接続部５２０の集束部４１１と対向する部分（同図の領域Ｒ１内の部分）の中心位置（同図の中心位置Ｑ１）よりも第一方向側に配置されている。本実施の形態では、抵抗溶接部７００の中心位置Ｐは、傾斜部５２１及び第一延設部５２２を合わせた部分（同図の領域Ｒ２内の部分）の中心位置（同図の中心位置Ｑ２）よりも第一方向側に配置されている。さらに、抵抗溶接部７００の中心位置Ｐは、傾斜部５２１（同図の領域Ｒ３内の部分）の中心位置（同図の中心位置Ｑ３）よりも第一方向側に配置されている。電極体接続部５３０側についても同様である。

［４ 蓄電素子１０の製造方法の説明］
次に、以上のような構成の蓄電素子１０を製造する方法について、説明する。具体的には、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０とを抵抗溶接して抵抗溶接部７００を形成する抵抗溶接工程について、説明する。なお、電極体接続部５３０側についても同様である。

つまり、この抵抗溶接工程においては、電極体接続部５２０のうちの第一方向に対して傾斜して配置された傾斜部５２１と電極体４００の端部４１０とを抵抗溶接することにより、傾斜部５２１に抵抗溶接部７００を形成する。具体的には、電極体接続部５２０を、集束部４１１のＹ軸プラス方向側に、傾斜部５２１がＸ軸方向に対して傾斜するように配置する。そして、傾斜部５２１と集束部４１１とを抵抗溶接することにより、抵抗溶接部７００を形成する。

また、この抵抗溶接工程では、抵抗溶接部７００の中心位置が、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０とが対向している部分の中心位置よりも第一方向側に配置されるように、抵抗溶接部７００を形成する。つまり、抵抗溶接部７００の中心位置（中心位置Ｐ）が、電極体接続部５２０の集束部４１１と対向する部分（領域Ｒ１内の部分）の中心位置（中心位置Ｑ１）よりも第一方向側に配置されるように、抵抗溶接部７００を形成する。

［５ 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の製造方法によれば、正極集電体５００の電極体接続部５２０の傾斜部５２１と電極体４００の端部４１０とを抵抗溶接して抵抗溶接部７００を形成する際に、抵抗溶接部７００の中心位置を、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０とが対向している部分の中心位置よりも第一方向側に配置する。ここで、傾斜部５２１は、正極集電体５００の電極体接続部５２０のうちの第一方向に対して傾斜した部位である。このため、第一方向における同じ長さの範囲内において、傾斜部５２１を第一方向に沿って配置するよりも傾斜させた方が長さを長くすることができ、これにより、傾斜部５２１に対向する電極体４００の端部４１０の長さも長くすることができる。また、さらに、抵抗溶接部７００の中心位置を、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０との対向部分の中心位置よりも第一方向側に配置して、抵抗溶接部７００を電極体４００から遠ざけるように形成する。このように、電極体４００の端部４１０の長さを長くしつつ、抵抗溶接部７００を電極体４００のセパレータから遠ざけて配置する。これにより、抵抗溶接部７００とセパレータとの距離を長くすることができるため、抵抗溶接部７００からの熱でセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができる。したがって、電極体４００と正極集電体５００との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、正極集電体５００の電極体接続部５２０は、第一方向に対して傾斜し、電極体４００の端部４１０との抵抗溶接部７００が形成された傾斜部５２１を有している。そして、抵抗溶接部７００の中心位置が、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０とが対向している部分の中心位置よりも第一方向側に配置されている。これにより、上述の通り、抵抗溶接部７００とセパレータとの距離を長くすることができるため、抵抗溶接部７００からの熱でセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができる。したがって、電極体４００と正極集電体５００との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。また、傾斜部５２１は、傾斜させないよりも長さを長くすることができているため、正極集電体５００の断面積を増やすことができ、正極集電体５００に電流が流れる際の抵抗を低減することができる。

また、正極集電体５００において、電極体接続部５２０は、傾斜部５２１の第一方向とは反対の第二方向側（Ｘ軸マイナス方向側）に、傾斜部５２１の傾斜方向とは異なる方向に延設され、電極体４００の端部４１０に沿った第一延設部５２２を有している。このように、第一延設部５２２が傾斜部５２１の傾斜方向とは異なる方向に延設されていることで、電極体接続部５２０が曲がった形状になる。このため、電極体接続部５２０を直線状に形成するよりも、電極体接続部５２０の長さを長くすることができ、電極体４００の端部４１０の長さも長くすることができる。これにより、抵抗溶接部７００とセパレータとの距離を長くすることができるため、抵抗溶接部７００からの熱でセパレータが縮んで正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができる。したがって、電極体４００と正極集電体５００との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、電極体接続部５２０が曲がった形状になることで、電極体接続部５２０の強度を向上させることができる。このため、電極体接続部５２０が損傷することによって電極体４００を損傷させてしまうようなことを抑制することができる。これにより、電極体４００が損傷して正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができるため、短絡の発生を抑制することができる。また、電極体接続部５２０が曲がった形状になることで、正極集電体５００の断面積を増やすことができるため、正極集電体５００に電流が流れる際の抵抗を低減することができる。

また、正極集電体５００において、電極体接続部５２０の傾斜部５２１の傾斜方向における長さは、第一延設部５２２の延設方向における長さよりも長い。ここで、本願は、抵抗溶接部７００からの熱でセパレータが縮むのを抑制することができる構成であるため、抵抗溶接部７００の面積を大きくとることができる。このため、傾斜部５２１の傾斜方向における長さを長くして抵抗溶接部７００の面積を大きくすることができ、これにより、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０との接合面積を大きくすることができる。このように、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０との接合面積を大きくすることで、電極体接続部５２０と電極体４００の端部４１０との抵抗を低減し、かつ、電極体接続部５２０を電極体４００の端部４１０に強固に固定することができる。

また、正極集電体５００において、電極体接続部５２０の第一延設部５２２が、第一方向に沿って延設されることで、電極体接続部５２０が、電極体４００に斜め方向から接触して電極体４００を損傷させるのを抑制することができる。これにより、電極体４００が損傷して正極板と負極板とが接触してしまうのを抑制することができるため、電極体４００と正極集電体５００との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

また、正極集電体５００において、電極体接続部５２０は、第一延設部５２２の第二方向側に、第二方向に向かうほど電極体４００の端部４１０から離れる第二延設部５２３を有している。このように、第二延設部５２３が電極体４００の端部４１０から離れる方向に延設されて、電極体接続部５２０がさらに曲がった形状になっていることで、電極体接続部５２０が、電極体４００に接触して電極体４００を損傷させるのをさらに抑制することができる。また、第二延設部５２３が、冷却機構として作用し、溶着の際に発生する熱を逃がすことができる。これにより、電極体４００が損傷して正極板と負極板とが接触してしまうのをさらに抑制することができるため、電極体４００と正極集電体５００との接続作業に起因する短絡の発生をさらに抑制することができる。

また、電極体接続部５２０がさらに曲がった形状になることで、電極体接続部５２０の強度をさらに向上させることができる。このため、電極体接続部５２０が損傷することによって電極体４００を損傷させてしまうようなことをさらに抑制することができる。これにより、電極体４００が損傷して正極板と負極板とが接触してしまうのをさらに抑制することができるため、短絡の発生をさらに抑制することができる。また、電極体接続部５２０がさらに曲がった形状になることで、正極集電体５００の断面積をさらに増やすことができるため、正極集電体５００に電流が流れる際の抵抗をさらに低減することができる。

また、正極集電体５００は、電極体４００の端部４１０の２つの集束部４１１及び４１２に対応する２つの傾斜部５２１及び５３１を有しており、当該２つの傾斜部５２１及び５３１は、第一方向に向かうほど互いに離れるように配置されている。このように、２つの傾斜部５２１及び５３１が互いに離れるように傾斜して配置されることで、傾斜部５２１及び５３１と集束部４１１及び４１２との抵抗溶接を容易に行うことができる。これにより、抵抗溶接時に、短絡を起こすような作業を避けることができ、電極体４００と正極集電体５００との接続作業に起因する短絡の発生を抑制することができる。

なお、電極体接続部５３０側についても、電極体接続部５２０側と同様の構成を有するため、同様の効果を奏することができる。

［６ 実施の形態の変形例の説明］
（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６は、本実施の形態の変形例１に係る正極集電体５００ａの構成を示す斜視図である。なお、同図は、図４の（ａ）に対応する図である。

図６に示すように、本変形例における正極集電体５００ａは、上記実施の形態における正極集電体５００の電極体接続部５２０及び５３０に代えて、電極体接続部５２０ａ及び５３０ａを有している。電極体接続部５２０ａ及び５３０ａは、上記実施の形態における傾斜部５２１及び５３１と、第一延設部５２２及び５３２とを有しているが、第二延設部５２３及び５３３は有していない。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果（第二延設部５２３及び５３３に関係する効果は除く）を奏することができる。特に、本変形例では、上記実施の形態における第二延設部５２３及び５３３を有していないため、正極集電体５００ａを容易に作製することができる。なお、電極体接続部５３０側についても同様の変形を施すことができる。

（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７は、本実施の形態の変形例２に係る正極集電体５００ｂの構成を示す斜視図である。なお、同図は、図４の（ａ）に対応する図である。

図７に示すように、本変形例における正極集電体５００ｂは、上記実施の形態における正極集電体５００の電極体接続部５２０及び５３０に代えて、電極体接続部５２０ｂ及び５３０ｂを有している。電極体接続部５２０ｂ及び５３０ｂは、上記実施の形態における傾斜部５２１及び５３１に相当する傾斜部５２１ｂ及び５３１ｂを有しているが、第一延設部５２２及び５３２と第二延設部５２３及び５３３とは有していない。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果（第一延設部５２２及び５３２と第二延設部５２３及び５３３に関係する効果は除く）を奏することができる。特に、本変形例では、上記実施の形態における第一延設部５２２及び５３２と第二延設部５２３及び５３３を有していないため、正極集電体５００ｂをさらに容易に作製することができる。なお、電極体接続部５３０側についても同様の変形を施すことができる。

（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８は、本実施の形態の変形例３に係る正極集電体５００ｃの構成を示す斜視図である。なお、同図は、図４の（ａ）に対応する図である。

図８に示すように、本変形例における正極集電体５００ｃは、上記実施の形態における正極集電体５００の電極体接続部５２０及び５３０に代えて、電極体接続部５２０ｃ及び５３０ｃを有している。電極体接続部５２０ｃ及び５３０ｃは、上記変形例２と同様に、上記実施の形態における傾斜部５２１及び５３１に相当する傾斜部５２１ｃ及び５３１ｃを有しているが、第一延設部５２２及び５３２と第二延設部５２３及び５３３とは有していない。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

本変形例では、傾斜部５２１ｃ及び５３１ｃは、Ｚ軸まわりにねじれたような形状を有している。つまり、傾斜部５２１ｃ及び５３１ｃは、Ｚ軸プラス方向側の端部は第一方向（Ｘ軸プラス方向）に向いているが、Ｚ軸マイナス方向に向かうほど、第一方向に対して徐々に傾斜していく形状となっている。具体的には、傾斜部５２１ｃ及び５３１ｃは、Ｚ軸マイナス方向に向かうほど、Ｘ軸プラス方向側の端部が徐々に離れていくように、第一方向から徐々に傾斜していく形状となっている。

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記変形例２と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、電極体接続部５２０ｃ及び５３０ｃをねじることで傾斜部５２１ｃ及び５３１ｃを形成することができるため、正極集電体５００ｃを容易に作製することができる。なお、電極体接続部５３０側についても同様の変形を施すことができる。

（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその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いと考えられるべきである。本発明の範囲は上記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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、傾斜部５２１の傾斜方向における長さは、第一延設部５２２の延設方向における長さよりも長いこととした。しかし、傾斜部５２１の傾斜方向における長さは、第一延設部５２２の延設方向における長さ以下であることにしてもよい。また、傾斜部５２１の傾斜方向における長さは、第二延設部５２３の延設方向における長さよりも長いこととしたが、当該長さ以下であることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、第一延設部５２２は、第一方向に沿って延設されていることとした。しかし、第一延設部５２２は、第一方向に対して傾斜して延設されていることにしてもよい。例えば、第一延設部５２２は、第二延設部５２３の傾斜方向と同じ方向（傾斜部５２１の傾斜方向と異なる方向）に傾斜して延設されていることにしてもよい。また、第一延設部５２２は、傾斜部５２１よりも小さい傾斜角で、傾斜部５２１の傾斜方向と同じ方向に傾斜して延設されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体４００は、巻回軸が蓋体１１０に平行となるいわゆる縦巻きの巻回型電極体であることとした。しかし、電極体４００は、巻回軸が蓋体１１０に垂直となるいわゆる横巻きの巻回型電極体であってもよい。また、電極体４００の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層したスタック型や、極板及び／またはセパレータを蛇腹状に折り畳んだ形状（セパレータをつづら折りにして矩形の極板を挟む形態、極板とセパレータとを重ねた後につづら折りにする形態等）などであってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００と電極体４００とは、抵抗溶接でのみ接合されることとしたが、抵抗溶接に加えて、かしめ接合等の他の接合方法による接合が行われてもよい。他の接合方法による接合も行うことで、接合強度の向上及び接触抵抗の低減を図ることができる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００の電極体接続部５２０及び５３０の双方が上記の構成を有していることとしたが、電極体接続部５２０及び５３０のいずれか一方しか上記の構成を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体５００及び負極集電体６００の双方が上記の構成を有していることとしたが、正極集電体５００及び負極集電体６００のいずれか一方しか上記の構成を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素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、このような蓄電素子の製造方法、及び、蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える集電体の製造方法、及び、当該集電体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。

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１１０ 蓋体
１１０ａ 貫通孔
１１１ 容器本体
２００ 正極端子
２１０ 突出部
３００ 負極端子
４００ 電極体
４１０、４２０ 端部
４１１、４１２ 集束部
５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ 正極集電体
５１０ 端子接続部
５１１ 開口部
５２０、５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５３０ 電極体接続部
５２１、５２１ｂ、５２１ｃ、５３１ 傾斜部
５２２、５３２ 第一延設部
５２３、５３３ 第二延設部
５２４、５２５ 曲げ部
６００ 負極集電体
７００ 抵抗溶接部

Claims (7)

1. 電極体と、前記電極体の第一方向側の端部に接続される電極体接続部を有する集電体と、を備える蓄電素子の製造方法であって、
   前記電極体接続部のうちの前記第一方向に対して傾斜して配置された傾斜部と前記電極体の端部とを抵抗溶接することにより、前記傾斜部に抵抗溶接部を形成する抵抗溶接工程を含み、
   前記抵抗溶接工程では、前記抵抗溶接部の中心位置が、前記電極体接続部と前記電極体の端部とが対向している部分の中心位置よりも前記第一方向側に配置されるように、前記抵抗溶接部を形成する、
   蓄電素子の製造方法。
2. 電極体と、前記電極体の第一方向側に配置される集電体とを備え、
   前記集電体は、前記電極体の端部に接続される電極体接続部を有し、
   前記電極体接続部は、前記第一方向に対して傾斜して配置され、前記電極体の端部との抵抗溶接部が形成された傾斜部を有し、
   前記抵抗溶接部の中心位置が、前記電極体接続部と前記電極体の端部とが対向している部分の中心位置よりも前記第一方向側に配置されている、
   蓄電素子。
3. 前記電極体接続部は、さらに、
   前記傾斜部の前記第一方向とは反対の第二方向側に、前記傾斜部の傾斜方向とは異なる方向に延設され、かつ、前記電極体の端部に沿って配置される第一延設部を有する、
   請求項２に記載の蓄電素子。
4. 前記傾斜部の傾斜方向における長さは、前記第一延設部の延設方向における長さよりも長い、
   請求項３に記載の蓄電素子。
5. 前記第一延設部は、前記第一方向に沿って延設される、
   請求項３または４に記載の蓄電素子。
6. 前記電極体接続部は、さらに、
   前記第一延設部の前記第二方向側に、前記第二方向に向かうほど前記電極体の端部から離れる方向に延設される第二延設部を有する、
   請求項３〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
7. 前記電極体の端部は、複数の極板が積層された２つの集束部を有し、
   前記集電体は、前記２つの集束部に対応する２つの前記傾斜部を有し、
   前記２つの傾斜部は、前記第一方向に向かうほど、互いに離れるように前記第一方向から傾斜して配置される、
   請求項２〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。

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