JP2018147837A

JP2018147837A - 蓄電素子及び蓄電装置

Info

Publication number: JP2018147837A
Application number: JP2017044509A
Authority: JP
Inventors: ドミニクマーセルウィルカ; Dominik Wilka Marcel
Original assignee: Lithium Energy and Power GmbH and Co KG
Current assignee: Lithium Energy and Power GmbH and Co KG
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2018-09-20
Also published as: WO2018162630A1

Abstract

【課題】本発明は、組立て及び交換が容易な蓄電素子を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係る蓄電素子は、可撓性シートから形成され、周縁部の少なくとも一部で可撓性シートが重ね合わせて接合されているケースと、上記ケースに収容される正極板及び負極板並びにこの正極板及び負極板から上記ケースの上記接合部を通して外部に延出する一対の集電体を有する蓄電要素と、上記ケースの外部で上記集電体に接続される一対の接続部材とを備え、上記接続部材が、上記シートの接合部におけるシート厚さ方向両側に上記ケースの最大厚さより大きい間隔で配置される一対の接触面を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電素子及び蓄電装置に関する。

例えば自動車等の電源として使用される比較的容量が大きい蓄電装置は、複数の蓄電素子（セル）を電気的に接続して構成されることが多い。このような蓄電装置の蓄電素子の構造としては、可撓性シートの周縁部を接合した袋状のケース内に電極体を封入し、電極体から延びる薄板状の導体をシートの合わせ目から外部に引き出した構造が採用されることが多い。

このような蓄電素子間の電気的な接続構造では、シートの合わせ目から延びる導体に導電性の接続部材を接合し、隣接する蓄電素子の接続部材間を電気的に接続する。例えば特開２０１５−５６３４１号公報には、隣接する接続部材間を冷間圧接、超音波溶接、レーザー溶接等により接続することが記載されている。

特開２０１５−５６３４１号公報

上記公報に記載の蓄電装置の構成では、接続部材間を接続する手間が掛かるので組立てが煩雑である。また、上記公報に記載の蓄電装置の構成では、一部の蓄電素子を交換する作業も煩雑である。

上記不都合に鑑みて、本発明は、組立て及び交換が容易な蓄電素子及び蓄電装置を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、可撓性シートから形成され、周縁部の少なくとも一部で可撓性シートが重ね合わせて接合されているケースと、上記ケースに収容される正極板及び負極板並びにこの正極板及び負極板から上記ケースの上記接合部を通して外部に延出する一対の集電体を有する蓄電要素と、上記ケースの外部で上記集電体に接続される一対の接続部材とを備え、上記接続部材が、上記シートの接合部におけるシート厚さ方向両側に上記ケースの最大厚さより大きい間隔で配置される一対の接触面を有する。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、上記接続部材が、上記シートの接合部におけるシート厚さ方向両側に上記ケースの最大厚さより大きい間隔で配置される一対の接触面を有するため、隣接する蓄電素子の接続部材の接触面同士を接触させるよう積層し、積層される複数の接続部材を積層方向に挟み込むことによって、複数の蓄電素子を電気的に接続することができる。従って、本発明の一態様に係る蓄電素子は、組立て及び交換が比較的容易である。

本発明の一実施形態の蓄電装置を示す模式的断面図である。図１の蓄電素子の模式的平面図である。本発明の図１とは異なる実施形態の蓄電素子の模式的平面図である。本発明の図１及び図３とは異なる実施形態の蓄電素子の模式的平面図である。本発明の図１、図３及び図４とは異なる実施形態の蓄電素子の模式的断面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

［第一実施形態］
図１に示す本発明の第一実施形態に係る蓄電装置は、それぞれが本発明の別の実施形態である複数の蓄電素子１と、この複数の蓄電素子１を保持する保持体２とを備える。また、当該蓄電装置は、複数の蓄電素子１に接触して蓄電素子１の熱を奪う冷却部材３をさらに備える。

〔蓄電素子〕
蓄電素子１は、可撓性シート４から形成され、周縁部の少なくとも一部でシート４が重ね合わせて接合されているケース５と、このケース５に収容される正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層体並びに正極板６及び負極板７からケース５の接合部を通して外部に延出する一対の集電体（正極集電体９及び負極集電体１０）を有する蓄電要素１１と、ケース５の外部で集電体９，１０に接続される一対の接続部材（正極接続部材１２及び負極接続部材１３）とを備える。

当該蓄電装置において、複数の蓄電素子１は、蓄電要素１１の正負の向きが交互に入れ替わるよう配置され、互いの接続部材１２，１３を接触させる。また、当該蓄電装置は、隣接する蓄電素子１の接続部材１２，１３の間に１つ置きに配置される板状乃至シート状の絶縁部材１４をさらに備える。これにより、複数の蓄電素子１は、電気的に直列に接続される。

＜ケース＞
ケース５は、２枚のシート４、２つ折りにした１枚のシート４、又は筒状に巻いた１枚のシート４から形成され、対向するシート４の接合により、その内部に正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層体及び電解質が封入される。つまり、ケース５は、四方の周縁部でシート４が接合された四方シール式の袋、一方の周縁部で折り返されたシート４の他の周縁部が接合された三方シール式の袋、又はシート４を筒状に接合して筒状体の両端の周縁部を接合したピロー式の袋とすることができる。本実施形態では、ケース５は、図２に示すように、正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層方向から見て方形状に形成され、四方の周縁部において対向するシート４を溶着してなる四方シール式の袋体である。

ケース５のシート４の溶着方法としては、例えば熱圧着、超音波溶着等を採用することができる。

ケース５を構成するシート４としては、十分な強度、バリア性及び溶着性を有するものであればよく、多層構造を有するラミネートフィルムを用いることができる。

ケース５のシート４を構成するラミネートフィルムとしては、外面側（蓄電要素１１と反対側）に配置され、強度を担保する樹脂製の基材層と、内面側（蓄電要素１１に対向する側）に配置され、溶着性を担保する樹脂製のシーラント層と、基材層及びシーラント層間に配置され、バリア製を担保する金属製のバリア層とを有するものを用いることが好ましい。

上記基材層を形成する樹脂の主成分としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。

上記シーラント層を形成する樹脂の主成分としては、シート４相互の溶着性だけでなく、集電体９，１０に対する接着性を有するものを用いることが好ましい。このシーラント層を形成する樹脂の主成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。このシーラント層の平均厚さとしては例えば５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。シート４と集電体９，１０との間に、シート４とは別の接着性の樹脂を配置してもよい。

上記バリア層を形成する金属としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼等を挙げることができ、中でもアルミニウムが好適に用いられる。バリア層は、金属箔から形成されてもよく、基材層に金属を蒸着することによって形成してもよい。

ケース５のシート４接合部は、シート４が蓄電要素１１の正極板６及び負極板７と平行になるよう形成されることが好ましい。

＜蓄電要素＞
蓄電要素１１は、上述のように、正極板６及び負極板７をセパレータ８を介して積層してなる積層電極体を有し、この積層電極体の正極板６及び負極板７から集電体９，１０がそれぞれ延出する。

蓄電要素１１の電極体は、各一枚の正極板６、負極板７及びセパレータ８を積層したものであってもよく、複数の正極板６及び複数の負極板７をセパレータ８を介して交互に積層したものであってもよい。また、蓄電要素１１の電極体は、長尺帯状の正極板６及び負極板７をセパレータ８を介して扁平に巻回したものであってもよく、長尺帯状の正極板６及び負極板７をセパレータ８を介して積層したものを、ジグザグに折りたたんだもの（ジグザグタイプ）であってもよい。ジグザグタイプの場合、正極６、負極７及びセパレータ８の少なくとも１つが長尺帯状であればよい。

この電極体は、典型的には、本実施形態のように、正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層方向から見て方形状に形成される。

（正極板）
正極板６は、導電性を有する箔状乃至シート状の正極集電基材と、この正極集電基材の両面に積層される多孔性の正極合材層とを有するものとすることができる。

正極集電基材の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さとコストとのバランスからアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金が好ましく、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。また、正極集電基材の形状としては、箔、メッシュ、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極集電基材としてはアルミニウム箔が好ましい。

また、正極集電基材の平均厚さとしては、例えば５μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。

正極合材層は、正極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、正極合材層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含んでもよい。

上記正極活物質としては、例えばＬｉ_ｘＭＯ_ｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（Ｌｉ_ｘＣｏＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＭｎＯ_３、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＣｏ_{（１−α）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＭｎ_βＣｏ_{（１−α−β）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_αＭｎ_{（２−α）}Ｏ_４等）、Ｌｉ_ｗＭｅ_ｘ（ＸＯ_ｙ）_ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ等を表す）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆ等）が挙げられる。

上記導電剤としては、特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックスなどが挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。

上記結着剤としては、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂；エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム等のエラストマー；多糖類高分子などが挙げられる。

上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。

（負極板）
負極板７は、導電性を有する箔状乃至シート状の負極集電基材と、この負極集電基材の両面に積層される多孔性の負極合材層とを有するものとすることができる。

負極集電基材は、上述の正極集電基材と同様の形状とすることができるが、材質としては、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極板７の負極集電基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、例えば圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。

負極合材層は、負極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。この負極合材層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含んでもよい。

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が好適に用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばリチウム、リチウム合金等の金属；金属酸化物；ポリリン酸化合物；黒鉛、非晶質炭素（易黒鉛化炭素または難黒鉛化性炭素）等の炭素材料などが挙げられる。

（セパレータ）
セパレータ８は、多孔性を有するシート状乃至フィルム状の樹脂から形成され、電解液が浸潤する。このセパレータ８は、正極板６と負極板７とを隔離すると共に、正極板６と負極板７との間に電解液を保持する。

このセパレータ８の主成分としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン誘導体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステルなどを採用することができる。中でも、セパレータ８の主成分としては、耐電解液性、耐久性及び溶着性に優れるポリエチレン及びポリプロピレンが好適に用いられる。

（集電体）
集電体９，１０は、導電性を有するものであればよく、典型的には上記正極板６の正極集電基材及び負極板７の負極集電基材を突出させることにより形成される。また、ケース５の内部で正極集電基材又は負極集電基材に接続される導体であってもよい。

本実施形態では、正極集電体９と負極集電体１０とは、方形状のケース５の対向する２辺のシート４の接合部（シート４の合わせ目）から互いに反対方向に延出している。これにより、正極集電体９と負極集電体１０とが干渉（短絡）しないので、集電体９，１０の幅を比較的大きくすることができ、この集電体９，１０を介してケース５内の電極体の熱を接続部材１２，１３ひいては冷却部材３に比較的効率よく逃がすことができる。

＜接続部材＞
接続部材１２，１３は、ケース５のシート４の接合部における厚さ方向両側に、ケース５の最大厚さよりも大きい間隔で配置される一対の接触面１５を有する。この一対の接触面１５は、相補的な表面形状を有する。つまり、接続部材１２，１３は、シート４の厚さ方向から見た場合の接触面１５内におけるシート４の厚さ方向の厚さが一定である。なお、本実施形態では、接触面１５は、ケース５のシート４の厚さ方向に垂直な平面である。

本実施形態の蓄電素子１において、一対の接続部材１２，１３は、シート４の厚さ方向から見た場合に、接触面１５を有する部分が、ケース５の両側に配置される。これにより、接続部材１２，１３を保持することによって、蓄電素子１全体を固定することができるので、当該蓄電装置の組立てが容易となる。また、当該蓄電装置において、一対の接続部材１２，１３が隣接する蓄電素子のケース５間に隙間を形成するため、蓄電素子１の空冷を促進することができる。

また、接触面１５は、シート４の厚さ方向から見た場合に、シート４の接合部と重複していることが好ましい。これによって、当該蓄電装置内のデッドスペースを小さくして、装置全体のエネルギー密度を向上することができる。

接触面１５のシート４の厚さ方向から見て重複しているシート４の側縁に沿う方向の長さの下限としては、重複しているシート４の側縁の長さの１／２が好ましく、２／３がより好ましい。一方、上記接触面１５の長さの上限としては、重複しているシート４の側縁の長さの１．２倍が好ましく、１．１倍がより好ましい。上記接触面１５の長さを上記下限以上とすることによって、十分な放熱性が得られると共に、蓄電素子１を安定して固定することができる。また、上記接触面１５の長さを上記上限以下とすることによって、デッドスペースが不必要に増大することを防止でき、当該蓄電装置のエネルギー密度を大きくすることができる。

また、接続部材１２，１３は、集電体９，１０を挟持するスリット１６を有する。つまり、接続部材１２，１３は、スリット１６に集電体９，１０を挿入した状態で、スリット１６を押し潰すことで集電体９，１０に圧着されている。これにより集電体９，１０に接続部材１２，１３を比較的容易に電気的及び機械的に接続することができる。

さらに、各蓄電素子１の一方の接続部材１２，１３は、ケース５と反対側に、冷却部材３に接触する冷却面１７を有する。蓄電素子１は、この冷却面１７から冷却部材３に放熱する。

接続部材１２，１３の材質としては、導電性及び熱伝導性に優れる金属が好適に用いられる。このような金属としては、例えば銅、鉄、アルミニウム等を上げることができ、中でもアルミニウムが好適に用いられる。また、接続部材１２，１３は、金属の表面に例えばクロム等のめっきが施されていてもよい。

〔保持体〕
保持体２は、複数の蓄電素子１をシート４の接合部における厚さ方向に並べて保持する。また、この保持体２は、蓄電素子１の接続部材１２，１３の接触面１５同士を圧接する。なお、シート４の厚さ方向に並んだ接続部材１２，１３間には一つおきに絶縁部材１４が挟み込まれている。つまり、保持体２は、接続部材１２，１３の接触面１５同士を圧接することにより接続部材１２，１３間を電気的に接続する第１圧接機構を有する。

保持体２の構成としては、圧接機構を有する点を除いて、従来の蓄電装置の保持体（ラック、フレーム、ボックス等）の構成と同様とすることができる。

保持体２の第１圧接機構としては、例えばねじ、ばね等任意の構成とすることができるが、本実施形態の保持体２は、圧接機構として接続部材１２，１３を押しつけるばね１８を有する。このようにばね１８を用いることで、接続部材１２，１３同士を比較的容易に、確実且つ適正な圧力で接触させることができ、蓄電素子１間の電気的接続を確実にすることができる。

この第１圧接機構による圧接力としては、蓄電素子１及び接触面１５の大きさにもよるが、例えば０．３ｋＮ以上１．０ｋＮ以下とすることができる。

また、保持体２は、複数の蓄電素子１の一方側の接続部材１２，１３の冷却面１７に冷却部材３を押しつける第２圧接機構を有する。この第２圧接機構としては、第１圧接機構と同様に、例えばねじ、ばね等任意の構成とすることができる。これにより、各接続部材１２，１３と冷却部材３との熱的接続を確実にすることができる。なお、接続部材１２，１３の冷却面１７と冷却部材３との間には、伝熱を促進するために、例えば熱伝導性を有する弾性圧縮可能なシート等を挟み込んでもよい。

〔冷却部材〕
冷却部材３は、接続部材１２，１３から熱を奪うことができるものであればよく、例えば冷媒が挿通される部材、放熱フィンを有する部材、ヒートポンプ等を用いることができ、中でも比較的簡単に放熱量を大きくできる点で冷媒が挿通される部材が好適に用いられる。

〔絶縁部材〕
絶縁部材１４は、複数の蓄電素子１を直列に接続する際に、接続すべきではない隣接し合う接続部材１２，１３の間に挟み込まれる。これにより、隣接する蓄電素子１の間で電流が循環する短絡ループの形成を防止する。

この絶縁部材１４は、蓄電素子１の接触面１５に予め接着されていてもよい。つまり、絶縁部材１４を蓄電素子１と一体化することによって、当該蓄電装置の組立て及び蓄電素子１の交換がさらに容易となる。

絶縁部材１４の材質としては、絶縁性を有するものであればよいが、例えばポリプロピレン等を用いることができる。

絶縁部材１４の厚さは、絶縁性を担保できる範囲でできるだけ小さい方がよい。具体的な絶縁部材１４の平均厚さとしては、例えば５０μｍ以上５００μｍ以下、典型例として例えば１００μｍとすることができる。

〔利点〕
当該蓄電装置は、上述のように、ケース５の最大厚さより大きい間隔で配置される一対の接触面１５を有する接続部材１２，１３を備える複数の蓄電素子１を有するので、隣接する蓄電素子１の接続部材１２，１３間の電気的接続が容易である。また、当該蓄電装置は、接続部材１２，１３間を圧接することで、蓄電素子１を接続できるので、組立て及び蓄電素子１の交換が比較的容易である。

また、当該蓄電装置は、一対の接触面１５の間隔がケース５の最大厚さより大きいことによってケース５の間に隙間を形成するので、ケース５が温度上昇した場合にもケース５がこの隙間に突出するよう膨張することができる。これにより、ケース５の膨張が接続部材１２，１３を離間させることがないため、接続部材１２，１３の圧接状態、つまり蓄電素子１間の電気的接続を維持することができる。

さらに、当該蓄電装置は、接続部材１２，１３が冷却面１７を有し、この冷却面１７に接触する冷却部材３を備えるので、各蓄電素子１を効率よく冷却することができる。

［第二実施形態］
図３に、本発明の第二実施形態に係る蓄電素子１ａを示す。当該蓄電素子１ａは、可撓性シート４から形成され、周縁部の少なくとも一部でシート４が重ね合わせて接合されているケース５ａと、このケース５ａに収容される正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層体並びに正極板６及び負極板７からケース５ａの接合部を通して外部に延出する一対の集電体（正極集電体９ａ及び負極集電体１０ａ）を有する蓄電要素１１と、ケース５ａの外部で集電体９ａ，１０ａに接続される一対の接続部材（正極接続部材１２ａ及び負極接続部材１３ａ）とを備える。

図３の蓄電素子１ａについて、図２の蓄電素子１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

＜ケース＞
本実施形態の蓄電素子１ａでは、ケース５ａは、正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層方向から見て方形状に形成され、四方の周縁部において対向するシート４を溶着してなる四方シール式の袋体であり、一辺から正極集電体９ａ及び負極集電体１０ａが並んで延出している。

＜接続部材＞
接続部材１２ａ，１３ａは、ケース５ａのシート４の接合部における厚さ方向両側に、ケース５ａの最大厚さよりも大きい間隔で配置される一対の接触面１５ａを有する。本実施形態において、接続部材１２ａ，１３ａの一対の接触面１５は、互いに嵌合する相補的な凹凸形状を有する。このように、接触面１５が嵌合形状を有することによって、蓄電装置を組立てる際及び蓄電素子１ａを交換する際に、蓄電素子１ａを比較的容易に位置決めすることができるので、組立て及び交換が容易であると共に、複数の蓄電素子１ａの冷却面１７を均等に冷却部材３に当接させることができる。

本実施形態の蓄電素子１ａにおいて、一対の接続部材１２ａ，１３ａは、シート４の厚さ方向から見た場合に、接触面１５を有する部分が、ケース５ａの一方側に配置される。これにより、蓄電装置の一方側のみで全ての蓄電素子１ａを電気的に接続することができる。このため、当該蓄電素子１ａは、機器に組み込まれた状態で一方側からしかアクセスできない蓄電装置に好適に用いることができる。

蓄電素子１ａには、蓄電素子１ａにおいて内部短絡等異常が発生した場合に、正極の電位と負極の電位とを均等化して蓄電素子の安全化を図る放電デバイス（図示せず）を設けることができる。具体的には、正極接続部材１２ａと、負極接続部材１３ａとを放電デバイスを介して接続し、異常時に正極接続部材１２ａと、負極接続部材１３ａと通電させる。本実施形態の蓄電素子１ａでは、正極接続部材１２ａ及び負極接続部材１３ａが隣り合って配置されているため、当該放電デバイスと正極接続部材１２ａ及び負極接続部材１３ａとの間の配線を小さくできる。配線が小さいことにより、放電デバイスに起因する抵抗を比較的小さくすることができるため、比較的大きな電流での放電が可能となる。また、蓄電素子及び蓄電装置として省スペース化が可能になる。

また、接続部材１２ａ，１３ａは、ケース５と反対側に、不図示の冷却部材に接触する冷却面１７ａを有する。蓄電素子１ａは、この冷却面１７ｃから冷却部材に放熱することができる。

［第三実施形態］
図４に、本発明の第三実施形態に係る蓄電素子１ｂを示す。当該蓄電素子１ｂは、可撓性シート４から形成され、周縁部の少なくとも一部でシート４が重ね合わせて接合されているケース５ａと、このケース５ａに収容される正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層体並びに正極板６及び負極板７からケース５ａの接合部を通して外部に延出する一対の集電体（正極集電体９ａ及び負極集電体１０ａ）を有する蓄電要素１１と、ケース５ａの外部で集電体９ａ，１０ａに接続される一対の接続部材（正極接続部材１２ｂ及び負極接続部材１３ｂ）とを備える。

図４の蓄電素子１ｂについて、図２の蓄電素子１又は図３の蓄電素子１ａと同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

＜接続部材＞
接続部材１２ｂ，１３ｂは、ケース５ａの周縁のシート４の接合部に沿って、集電体９ａ，１０ａが延出する辺から隣接する辺に屈曲して延び、この隣接する辺の側に、ケース５ａのシート４の接合部における厚さ方向両側に、ケース５ａの最大厚さよりも大きい間隔で配置される一対の接触面１５ｂが形成されている。つまり、本実施形態の蓄電素子１ｂにおいて、一対の接続部材１２ｂ，１３ｂは、シート４の厚さ方向から見た場合に、接触面１５ａを有する部分が、ケース５ａの両側に配置される。

接続部材１２ｂ，１３ｂは、集電体９ａ，１０ａが延出する辺側に位置する部分において、集電体９ａ，１０ａとの接続構造（例えばかしめ構造）を最適化しつつ、集電体９ａ，１０ａが延出する辺側に隣接する辺側に位置する部分において接触面１５ａ間の接触を最適化することができる。

さらに、接続部材１２ｂ，１３ｂは、集電体９ａ，１０ａが延出する辺側に隣接する辺側に位置する部分のケース５と反対側に、冷却部材３に接触する冷却面１７ｂを有する。蓄電素子１は、この冷却面１７ｂから冷却部材３に放熱することができる。

［第四実施形態］
図５に、本発明の第四実施形態に係る蓄電素子１ｃを示す。蓄電素子１ｃは、可撓性シート４から形成され、周縁部の少なくとも一部でシート４が重ね合わせて接合されているケース５と、このケース５に収容される正極板６、負極板７及びセパレータ８の積層体並びに正極板６及び負極板７からケース５の接合部を通して外部に延出する一対の集電体（正極集電体９及び負極集電体１０）を有する蓄電要素１１と、ケース５の外部で集電体９，１０に接続される一対の接続部材（正極接続部材１２ｃ及び負極接続部材１３ｃ）とを備える。

図５の蓄電素子１ｃについて、図１の蓄電素子１と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

＜接続部材＞
正極接続部材１２ｃ及び負極接続部材１３ｃは、ケース５のシート４の接合部における厚さ方向両側に、ケース５ａの最大厚さよりも大きい間隔で配置される一対の接触面１５ｃ，１５ｄが形成されている。正極接続部材１２ｃ及び負極接続部材１３ｃは、ケース５の表面又は裏面に沿って延び、一方の接触面１５ｃを厚さ方向視で正極板６と重複する領域まで延在させている。

当該蓄電素子１ｃを使用する蓄電装置では、蓄電素子１ｃの正極接続部材１２ｃの一方の接触面１５ｃが、隣接する蓄電素子１ｃの負極接続部材１３ｃの一方の接触面１５ｃと接触することによって、複数の蓄電素子１ｃを電気的に直列に接続することができる。

また、当該蓄電素子１ｃを使用する蓄電装置では、蓄電素子１ｃの正極接続部材１２ｃの一方の接触面１５ｃと隣接する蓄電素子１ｃの正極接続部材１２ｃの他方の接触面１５ｄとの間、及び蓄電素子１ｃの負極接続部材１３ｃの一方の接触面１５ｃと隣接する蓄電素子１ｃの負極接続部材１３ｃの他方の接触面１５ｄとの間に、それぞれ絶縁部材１４ｃを挟み込むことによって、短絡が防止される。

さらに、接続部材１２ｃ，１３ｃは、ケース５と反対側に、冷却部材３に接触する冷却面１７ｃを有する。蓄電素子１は、この冷却面１７ｃから冷却部材３に放熱することができる。接触面１５ｃが、ケース５の表面に沿って延び且つ冷却面１７ｃに接続されているため、正極集電体９ａ及び負極集電体１０ａ付近だけでなく、蓄電素子１の中央部で発生する熱も効率的に放熱することができる。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

集電体への接続部材の接続は、例えば電気溶接、超音波溶接等によって行ってもよい。

本発明に係る蓄電素子は、冷却面を有しないものであってもよい。従って、本発明に係る蓄電装置は、冷却部材を有しないものであってもよい。また、本発明に係る蓄電素子の冷却面は、接続部材のケースと反対側の面以外の面であってもよい。冷却部材３は、例えば温度調整部材であってもよい。温度調整部材は、冷却だけでなく、蓄電素子の温度が一定になるように加温してもよい。

本発明に係る蓄電素子及び蓄電装置、比較的大きい容量が要求される自動車等の蓄電池として特に好適に利用することができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ蓄電素子
２保持体
３冷却部材
４シート
５，５ａケース
６正極板
７負極板
８セパレータ
９，９ａ正極集電体
１０，１０ａ負極集電体
１１蓄電要素
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ正極接続部材
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ負極接続部材
１４，１４ｃ絶縁部材
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ接触面
１６スリット
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ冷却面
１８ばね

Claims

可撓性シートから形成され、周縁部の少なくとも一部で可撓性シートが重ね合わせて接合されているケースと、
上記ケースに収容される正極板及び負極板並びにこの正極板及び負極板から上記ケースの上記接合部を通して外部に延出する一対の集電体を有する蓄電要素と、
上記ケースの外部で上記集電体に接続される一対の接続部材と
を備え、
上記接続部材が、上記シートの接合部におけるシート厚さ方向両側に上記ケースの最大厚さより大きい間隔で配置される一対の接触面を有する
蓄電素子。
上記接触面が、上記シート厚さ方向から見た場合に、上記接合部と重複している請求項１に記載の蓄電素子。
上記接触面の重複する上記シートの側縁に沿う長さが、上記側縁の長さの１／２以上である請求項２に記載の蓄電素子。
上記一対の接続部材の接触面を有する部分が、上記シート厚さ方向から見た場合に、上記ケースの両側に配置される請求項１、請求項２又は請求項３に記載の蓄電素子。
上記一対の集電体が、上記ケースから互いに反対の方向に延出する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
上記接触面が、上記シート厚さ方向に垂直な平面である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
上記一対の接触面が、互いに嵌合する形状を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
上記接続部材が、上記集電体を挟持するスリットを有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の蓄電素子。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の複数の蓄電素子と、
上記複数の蓄電素子を上記シート厚さ方向に並べて保持する保持体と
を備え、
上記保持体によって、上記複数の蓄電素子の接続部材の接触面同士が圧接されている蓄電装置。
上記保持体が、上記接続部材を押しつけるばねを有する請求項９に記載の蓄電装置。