CN108352460B - 电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 - Google Patents

电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 Download PDF

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Abstract

电池具备：发电元件，具有贯通孔；以及圆筒壳，收容发电元件，在周面上具有至少一个薄壁部。贯通孔的孔径相对于发电元件的外径的比率为17％以下。薄壁部设于周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方。

Description

电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统
技术领域
本技术涉及电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统。
背景技术
在锂离子电池等电池中，若进行了超出正常使用范围的异常使用，则可能产生大量的气体并破裂。因此，提出了如下技术：在电池的顶侧(封口部侧)设置安全阀，经由发电元件的中空状的孔部而从电池的底侧(壳底侧)向顶侧引导气体并使安全阀开裂等，从电池的顶侧排出气体，抑制因内压上升所导致的电池的破裂。
但是，为了应对近年来针对电池的高容量化的要求，需要减小发电元件的孔部，作为向安全阀引导气体的引导路的孔部的功能可能变得不充分。因此，为了提高电池的安全性，提出了以下那样的技术。(1)在专利文献1中，提出了在圆筒壳的壳底形成槽的技术。(2)在专利文献2中，提出了在壳侧面切入直线状的切口的技术。(3)在专利文献3中，提出了在未配置有电极的位置作成H型的槽的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6－33354号公报
专利文献2:日本特开2000－182588号公报
专利文献3:日本特开平10－269997号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本技术的目的在于，提供能够提高安全性的电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述的技术问题，第一技术为一种电池，具备：发电元件，具有贯通孔；以及圆筒壳，收容发电元件，在周面上具有至少一个薄壁部，贯通孔的平均孔径相对于发电元件的平均外径的比率为17％以下，薄壁部设于周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方。
第二技术为一种电池组，具备第一技术的电池、以及控制该电池的控制部。
第三技术为一种电子设备，具备第一技术的电池，电子设备从该电池接受电力的供给。
第四技术为一种电动车辆，具备第一技术的电池；转换装置，从该电池接受电力的供给而转换为车辆的驱动力；以及控制装置，基于与该电池有关的信息，进行与车辆控制有关的信息处理。
第五技术为一种蓄电装置，具备第一技术的电池，蓄电装置向连接于该电池的电子设备供给电力。
第六技术为一种电力系统，具备第一技术的电池，电力系统从该电池接受电力的供给。
发明效果
如以上说明那样，根据本技术，能够提高电池的安全性。
附图说明
图1是示出本技术的第一实施方式的非水电解质二次电池的一构成例的剖面图。
图2的A是用于说明电池壳的周面的范围的概略图。图2的B是放大表示图2的A所示的拉深加工部的概略图。
图3的A、图3的B、图3的C分别是用于说明薄壁部的形状例的概略图。
图4的A、图4的B、图4的C分别是用于说明卷绕电极体的平均外径的计算方法的图。
图5的A、图5的B、图5的C分别是用于说明卷绕电极体的平均孔径的计算方法的图。
图6是放大表示图1所示的卷绕电极体的一部分的剖面图。
图7是示出本技术的第二实施方式的电子设备的一构成例的框图。
图8是示出本技术的第三实施方式的蓄电系统的一构成例的概略图。
图9是示出本技术的第四实施方式的电动车辆的一构成的概略图。
图10的A、图10的B、图10的C、图10的D分别是用于说明槽相对于周面的形成位置的概略图。
图11的A、图11的B、图11的C、图11的D分别是用于说明槽相对于周面的形成位置的概略图。
图12的A、图12的B、图12的C、图12的D分别是用于说明槽相对于周面的形成位置的概略图。
图13的A、图13的B、图13的C、图13的D分别是用于说明槽相对于周面的形成位置的概略图。
具体实施方式
按照以下的顺序对本技术的实施方式进行说明。
1.第一实施方式(圆筒型电池的例子)
2第二实施方式(电池组以及电子设备的例子)
3第三实施方式(蓄电系统的例子)
4第四实施方式(电动车辆的例子)
＜1.第一实施方式＞
[电池的构成]
以下，一边参照图1，一边对本技术的第一实施方式的非水电解质二次电池(以下简称为“电池”。)的一构成例进行说明。该电池例如是负极的容量由基于作为电极反应物质的锂(Li)的嵌入及脱嵌的容量成分表示的所谓的锂离子二次电池。该电池为所谓的圆筒型的电池，在大致中空圆柱状的电池壳11的内部，具有将一对带状的正极21与带状的负极22隔着隔膜(separator)23层叠并卷绕而成的作为电池元件的卷绕电极体20。电池壳11由镀有镍(Ni)的铁(Fe)构成，一端部封闭，另一端部开放。在电池壳11的内部注入作为电解质的电解液，并使正极21、负极22以及隔膜23浸渍。另外，隔着卷绕电极体20而垂直于卷绕周面地分别配置有一对绝缘板12、13。需要说明的是，在以下的说明中，有时将电池的两端部中的电池壳11的封闭端部侧称作“底侧”，将与其相反的一侧即电池壳11的开放端部侧称作“顶侧”。
电池盖14、设于该电池盖14的内侧的安全阀机构15以及热敏电阻元件(PositiveTemperature Coefficient；PTC元件)16通过经由密封垫片17填塞而安装于电池壳11的开放端部。由此，电池壳11的内部被密封。电池盖14例如由与电池壳11相同的材料构成。安全阀机构15在异常时电池壳11内产生了气体的情况下进行开裂等，将气体从电池的顶侧排出。另外，安全阀机构15与电池盖14电连接，在因内部短路或来自外部的加热等导致电池的内压成为一定以上时，盘形板15A反转而切断电池盖14与卷绕电极体20的电连接。密封垫片17例如由绝缘材料构成，在表面涂覆有沥青。
卷绕电极体20具有大致圆柱状。卷绕电极体20具有从其一端的面的中心朝向另一端的面的中心贯通的中心孔(贯通孔)20H。在该中心孔20H中插入有中心销24。中心销24具有两端开放的筒状。因此，中心销24作为在电池壳11内产生了气体时将气体从底侧向顶侧引导的流路而发挥功能。
在卷绕电极体20的正极21连接有由铝(Al)等构成的正极引线25，在负极22连接有由镍等构成的负极引线26。正极引线25通过被焊接于安全阀机构15而与电池盖14电连接，负极引线26被焊接且电连接于电池壳11。
在第一实施方式的电池中，每正极21及负极22完全充电状态下的开路电压(即电池电压)可以被设计为4.2V以下，但也可以被设计为比4.2V高，优选为4.4V以上6.0V以下、更优选为4.4V以上5.0V以下的范围内。通过提高电池电压，能够获得较高的能量密度。
以下，对构成第一实施方式的电池的电池壳11、正极21、负极22、隔膜23以及电解液依次进行说明。
(电池壳)
电池壳11是在周面11S具有至少一个薄壁部11a的圆筒壳。在电池壳11的侧面中的顶侧的端部附近设有拉深加工部11b。这里，如图2的A所示，周面11S是指电池壳11的位于拉深加工部11b和底部11c之间的表面。另外，周面11S的高度方向(宽度方向)的位置设为以将周面11S的顶侧的一端的位置设为“0％”、将底侧的另一端的位置设为“100％”的百分率表示。需要说明的是，如图2的B所示，设为“0％”的顶侧的一端的位置具体而言是指图2的B电池壳11的拉深加工部11b中的朝向顶侧的方向最为突出的位置11d。
设置薄壁部11a的电池壳11的周面11S是电池壳11的内周面和外周面中的一方或两方。薄壁部11a设于周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的区域中的一方或两方。通过在该范围内设有薄壁部11a，即使在多次重复了充放电循环的情况下，也能够抑制薄壁部11a裂开。
薄壁部11a既可以设于周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的区域中的一方(参照图10的A、图10的B)，也可以设于这些区域中的两方(参照图11的A、图11的B)。在该情况下，设于两个范围的薄壁部11a既可以位于沿电池壳11的高度方向延伸的同一直线上(参照图11的A)，也可以不位于同一直线上而是在电池壳11的周向上错开(参照图11的B)。
设于周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下的范围以及70％以上100％以下的范围的薄壁部11a的个数并不限定于一个，也可以是多个(图10的C、图10的D)。另外，薄壁部11a既可以不遍及周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下的整个区域地设置(参照图11的D、图12的B)，也可以不遍及周面11S的从顶侧的一端起70％以上100％以下的整个区域地设置(参照图11的C、图12的A)。
优选为，周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的区域中的一方或两方包括两个以上薄壁部11a。这是为了能够进一步提高电池的安全性。
优选为，周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的区域中的一方或者两方包括3个以上薄壁部11a，且该3个以上的薄壁部11a在周面11S的周向上等间隔地设置。这是为了能够进一步提高电池的安全性。在如上述那样包括3个以上薄壁部11a的情况下，将相邻的薄壁部11a与电池壳11的中心轴连结的线段所构成的角度优选为110°以上120°以下的范围。
薄壁部11a的长度L相对于周面11S的高度(宽度)H的比率((L/H)×100)优选为5％以上30％以下。若比率为该范围，则即使在将过充电状态的电池误投入火中的情况下等，也能够进一步抑制电池的内容物飞出。
以以下方式求出薄壁部11a的长度L相对于周面11S的高度H的比率。首先，利用测量显微镜(工具显微镜)求出周面11S的高度H以及薄壁部11a的长度L。接着，使用所求出的高度H以及长度L，将长度L相对于高度H的比率作为百分率((L/H)×100)而求出。
周面11S中的设有薄壁部11a的部分的厚度(以下简称为“薄壁部11a的厚度”。)D1比周面11S中的未设有薄壁部11a的部分的厚度(以下简称为“电池壳11的厚度”。)D2薄。薄壁部11a可以如图3的A所示那样为槽，也可以如图3的B所示那样为周面11S的一部分为被切取为边面状的平面部。薄壁部11a的底面可以是平面状，也可以是曲面，从容易形成的观点出发，优选为平面状。曲面例如也可以如图3的C所示那样为中心轴与电池壳11相同的圆筒面的一部分曲面。
槽的剖面形状例如是大致多边形、大致局部圆形、大致局部椭圆形、或者不规则形状，但并不限定于此。也可以在多边形状的顶部赋予曲率R等。作为多边形，例如可列举三角形、梯形、长方形等四边形、五边形等。在此，“局部圆形”是指圆形的一部分的形状，例如是半圆形。局部椭圆形是指椭圆形的一部分的形状，例如是半椭圆形。在槽具有底面的情况下，其底面例如也可以是平坦面、具有台阶的凹凸面、具有弯曲的曲面、或者将这些面组合两个以上而成的复合面。
若从垂直于周面11S的方向观察槽，则槽例如具有直线状、曲线状、折线状或者将它们组合两个以上而成的形状等，若从容易形成槽的观点出发，优选为是直线状。
薄壁部11a的宽度W相对于电池壳11的外径D的比率((W/D)×100)例如为25％以下，优选为16％以下，更优选为8％以下。这是因为，若比率为16％以下，则能够在一般的壁厚的电池壳11中使薄壁部11a的底面为平面状(参照图3的A、图3的B)，由此薄壁部11a的形成较容易。另一方面，若比率超过16％，则在一般的壁厚的电池壳11中需要将薄壁部11a的底面形成为曲面状(参照图3的C)，因此担心难以形成薄壁部11a。需要说明的是，在Φ18mm的电池壳中，比率16％、8％分别相当于宽度3mm、1.5mm。
以以下方式求出薄壁部11a的宽度W相对于电池壳11的外径D的比率。首先，利用测量显微镜(工具显微镜)求出电池壳11的外径D。接着，利用测量显微镜(工具显微镜)测量薄壁部11a的宽度W(参照图3的A～图3的C)。需要说明的是，在为薄壁部11a的剖面呈U字状或V字状等的槽，且薄壁部11a的宽度W在深度方向或者延伸设置方向等上变动的情况下，将薄壁部11a的宽度W中的宽度最宽的部分定义为薄壁部的宽度W。接着，使用所求出的外径D以及宽度W，将宽度W相对于外径D的比率作为百分率((W/D)×100)而求出。
薄壁部11a的厚度D1相对于电池壳11的厚度D2的比率((D1/D2)×100)优选为1％以上90％以下，更优选为10％以上80％以下。若比率小于1％，则在多次重复了充放电循环的情况下，薄壁部11a可能裂开。另一方面，若比率超过90％，则在过充电状态的电池误被投入火中的情况下等，电池的内容物可能飞出。
以以下方式求出薄壁部11a的厚度D1相对于电池壳11的厚度D2的比率。首先，将作为外装壳的电池壳11埋入树脂并使树脂固化。接着，将其切成圆形后，进行剖切面的研磨。接着，利用测量显微镜观察剖切面，测量薄壁部11a的厚度D1与电池壳11的厚度D2(参照图3的A～图3的C)。在此，厚度D1、D2是电池壳11的与周面11S垂直或者大致垂直的方向上的厚度。需要说明的是，在薄壁部11a的厚度D1因测量位置而变动的情况下，将薄壁部11a的厚度D1中的最薄部分的厚度定义为薄壁部11a的厚度D1(参照图3的B)。另外，在电池壳11的厚度D2因测量位置而变动的情况下，将电池壳11的厚度D2中的最厚部分的厚度定义为电池壳11的厚度D2。接着，使用所求出的高度厚度D1、D2，将薄壁部11a的厚度D1相对于电池壳11的厚度D2的比率作为百分率((D1/D2)×100)而求出。
薄壁部11a既可以沿与电池壳11的中心轴平行的方向延伸设置，也可以沿与电池壳11的中心轴成预定角度的方向延伸设置，但若从容易形成薄壁部11a的观点出发，优选为沿与电池壳11的中心轴平行的方向延伸设置。在与电池壳11的中心轴成预定角度的情况下，该角度为10°以内，更优选为5°以内，进一步优选为3°以内。若角度超过10°，则需要在圆周方向上例如以约超过11mm的范围形成薄壁部11a，可能难以形成薄壁部11a。若角度为5°以下，则在圆周方向上例如以约5mm以下的范围形成薄壁部11a即可，因此薄壁部11a的形成变得容易。若角度为3°以下，则在圆周方向上例如以约3mm以下的范围形成薄壁部11a即可，因此薄壁部11a的形成变得更加容易。
如上述那样将薄壁部11a设于周面11S的结构，在应用于中心孔20H的平均孔径r相对于卷绕电极体20的平均外径R的比率((r/R)×100)为17％以下的电池的情况下，呈现出特别显著的效果。这是因为，在这样的结构的电池中，虽然能够实现电池的高容量化，但作为将异常时产生的气体引导到安全阀机构15的引导路的中心孔20H的功能存在变得不充分的可能，因此需要设置除安全阀机构15以外提高安全性的机构。
以以下方式求出中心孔20H的平均孔径r相对于卷绕电极体20的平均外径R的比率。首先，使用CT(Computed Tomography：电子计算机断层扫描)，分别在电池的周面11S的距顶侧的一端为20％、50％、80％的位置拍摄电池的剖面图像。接着，如图4的A、图5的A所示，在于20％的位置拍摄的截面图像中，在卷绕电极体20的最外周或者最内周的集电体(例如铜箔)上设定6点。此时，将卷绕电极体20的中心轴与最外周或者最内周的集电体上的相邻的2点连结的线段所成的角度全部设定为50～70°。接着，如图4的B、图5的B所示，从圆周上的6点隔开一个地选择3点，将通过该3点的圆的直径设为R1(外径)、r1(内径)，将通过剩余的3点的圆的直径设为R2(外径)、r2(内径)。
接着，使用在50％、80％的位置拍摄到的剖面图像，以与上述相同的方法求出圆的直径R3～R4(外径)、r3～r4(内径)。接着，将所求出的直径R1～R6(外径)单纯地进行平均(算术平均)而求出平均外径R。另外，将所求出的直径r1～r6(内径)单纯地进行平均(算术平均)而求出平均孔径r。接着，使用所求出的平均外径R和平均孔径r，将平均孔径r相对于平均外径R的比率作为百分率((r/R)×100)而求出。
薄壁部11a的气体开放压(开裂压)优选为比安全阀机构15的气体开放压(工作压)高。薄壁部11a是以在过充电状态的电池被误投入火中等产生了大量的气体的情况下、使气体向电池的外部溢出为目的而设置的，因此在通常使用时，需要防止薄壁部11a的开裂。
(正极)
如图6所示，正极21例如具有在正极集电体21A的两面设有正极活性物质层21B的结构。需要说明的是，虽未图示，但也可以仅在正极集电体21A的单面设置正极活性物质层21B。正极集电体21A例如由铝箔、镍箔或不锈钢箔等金属箔构成。正极活性物质层21B例如包含能够将作为电极反应物质的锂(Li)嵌入及脱嵌的正极活性物质。正极活性物质层21B也可以根据需要而进一步包含添加剂。作为添加剂，例如能够使用导电剂以及粘结剂中的至少一种。
(正极活性物质)
作为正极活性物质，例如可应用锂氧化物、锂磷氧化物、锂硫化物或包含锂的层间化合物等含锂化合物，也可以混合它们中的两种以上来使用。为了提高能量密度，优选为包含锂、过渡金属元素、以及氧(O)的含锂化合物。作为这样的含锂化合物，例如可列举式(A)所示的具有层状岩盐型的结构的锂复合氧化物、式(B)所示的具有橄榄石型的结构的锂复合磷酸盐等。作为含锂化合物，只要包含由钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)以及铁(Fe)构成的组中的至少一种作为过渡金属元素则更加优选。作为这样的含锂化合物，例如可列举式(C)、式(D)或式(E)所示的具有层状岩盐型的结构的锂复合氧化物、式(F)所示的具有尖晶石型的结构的锂复合氧化物、或者式(G)所示的具有橄榄石型的结构的锂复合磷酸盐等，具体而言，具有LiNi0.50Co0.20Mn0.30O2、LiaCoO2(a≒1)、LibNiO2(b≒1)、Lic1Nic2Co1-c2O2(c1≒1，0＜c2＜1)、LidMn2O4(d≒1)或LieFePO4(e≒1)等。
LipNi(1-q-r)MnqM1rO(2-y)Xz···(A)
(其中，式(A)中，M1表示从除镍(Ni)、锰(Mn)之外的2族～15族选出的元素中的至少一种。X表示除氧(O)以外的16族元素以及17族元素中的至少一种。p、q、y、z是0≤p≤1.5、0≤q≤1.0、0≤r≤1.0、－0.10≤y≤0.20、0≤z≤0.2的范围内的值。)
LiaM2bPO4···(B)
(其中，式(B)中，M2表示从2族～15族选出的元素中的至少一种。a、b是0≤a≤2.0，0.5≤b≤2.0的范围内的值。)
LifMn(1-g-h)NigM3hO(2-j)Fk···(C)
(其中，式(C)中，M3表示由钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)构成的组中的至少一种。f、g、h、j以及k是0.8≤f≤1.2、0＜g＜0.5、0≤h≤0.5、g+h＜1、－0.1≤j≤0.2、0≤k≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成因充放电的状态而不同，f的值表示完全放电状态下的值。)
LimNi(1-n)M4nO(2-p)Fq···(D)
(其中，式(D)中，M4表示由钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)构成的组中的至少一种。m、n、p以及q是0.8≤m≤1.2、0.005≤n≤0.5、－0.1≤p≤0.2、0≤q≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成因充放电的状态而不同，m的值表示完全放电状态下的值。)
LirCo(1-s)M5sO(2-t)Fu···(E)
(其中，式(E)中，M5表示由镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)构成的组中的至少一种。r、s、t以及u是0.8≤r≤1.2、0≤s＜0.5、－0.1≤t≤0.2、0≤u≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成因充放电的状态而不同，r的值表示完全放电状态下的值。)
LivMn2-wM6wOxFy···(F)
(其中，式(F)中，M6表示由钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)构成的组中的至少一种。v、w、x以及y是0.9≤v≤1.1、0≤w≤0.6、3.7≤x≤4.1、0≤y≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成因充放电的状态而不同，v的值表示完全放电状态下的值。)
LizM7PO4···(G)
(其中，式(G)中，M7表示由钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)以及锆(Zr)构成的组中的至少一种。z是0.9≤z≤1.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成因充放电的状态而不同，z的值表示完全放电状态下的值。)
作为包含Ni的含锂化合物，优选为式(H)所示的正极材料。
LivNiwM’xM”yOz···(H)
(式中、0＜v＜2，w+x+y≤1，0＜w≤1，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0＜z＜3、M’以及M”是从Co(钴)、Fe(铁)、Mn(锰)、Cu(铜)、Zn(锌)、Al(铝)、Cr(铬)、V(钒)、Ti(钛)、Mg(镁)以及Zr(锆)中选择的至少一种。)
作为包含镍(Ni)的含锂化合物，优选为Ni含量为80％以上的含锂化合物。这是因为，若Ni含量为80％以上，则可获得较高的电池容量。若使用这种Ni含量高的含锂化合物，则如上述那样电池容量变高，但另一面，在被施加了异常的热量时，正极21的气体产生量(氧脱出量)变得非常大。在第一实施方式的电池中，在使用这样的气体产生量较多的电极的情况下，呈现出特别优异的安全性提高的效果。
作为能够将锂嵌入及脱嵌的正极材料，除了这些之外，也可列举MnO2、V2O5、V6O13、NiS、MoS等不包含锂的无机化合物。
能够将锂嵌入及脱嵌的正极材料也可以是除了上述以外的材料。另外，上述所例示的正极材料也可以以任意的组合混合两种以上。
(粘结剂)
作为粘结材料，例如可使用从聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、丁苯橡胶(SBR)以及羧甲基纤维素(CMC)等树脂材料、和以这些树脂材料为主体的共聚物等中选择的至少一种。
(导电剂)
作为导电剂，例如可列举石墨、碳黑或科琴黑等碳材料，可将它们之中的一种或者两种以上混合使用。另外，除了碳材料之外，只要是具有导电性的材料，则也可以使用金属材料或导电性高分子材料等。
(负极)
如图6所示，负极22例如具有在负极集电体22A的两面设有负极活性物质层22B的结构。需要说明的是，虽未图示，但也可以仅在负极集电体22A的单面设置负极活性物质层22B。负极集电体22A例如由铜箔、镍箔或不锈钢箔等金属箔构成。
作为负极活性物质，负极活性物质层22B包含能够将锂嵌入及脱嵌的一种或者两种以上的负极活性物质。负极活性物质层22B也可以根据需要而进一步包含粘结剂等添加剂。
需要说明的是，在第一实施方式的电池中，能够将锂嵌入及脱嵌的负极材料的电化学当量比正极21的电化学当量大，在充电的中途，负极22中不会析出锂金属。
作为能够将锂嵌入及脱嵌的负极材料，例如可列举能够将锂嵌入及脱嵌、且包含金属元素以及半金属元素中的至少一种作为构成元素的材料。在此，将包含这样的负极材料的负极22称作合金类负极。这是因为，只要使用这样的材料，就能够获得较高的能量密度。特别是，只要与碳材料一同使用，就能够获得高能量密度，并且能够获得优异的循环特性，因此是更加优选的。该负极材料可以是金属元素或半金属元素的单体、合金、化合物，另外，也可以是在至少一部中具有金属元素或半金属元素的单体、合金、化合物中的一种或者两种以上的相的材料。需要说明的是，在本技术中，合金之中除了包括由两种以上的金属元素构成的合金之外，也包括包含一种以上的金属元素与一种以上的半金属元素的合金。另外，也可以包含非金属元素。其组织中有时共存有固溶体、共晶(共融混合物)、金属间化合物或这些中的两种以上。
作为构成该负极材料的金属元素或半金属元素，例如可列举镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)或铂(Pt)。它们可以是晶质的，也可以是非晶质的。
其中，作为该负极材料，优选为包含短周期型周期表中的4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素，特别优选为包含硅(Si)和锡(Sn)中的至少一方作为构成元素。这是因为，硅(Si)和锡(Sn)的将锂嵌入及脱嵌(Li)的能力较高，能够获得较高的能量密度。
关于锡(Sn)的合金，例如作为除锡(Sn)以外的第二构成元素，可列举包含由硅(Si)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)以及铬(Cr)构成的组中的至少一种。关于硅(Si)的合金，例如作为硅(Si)以外的第二构成元素，可列举包含由锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)以及铬(Cr)构成的组中的至少一种。
作为锡(Sn)的化合物或硅(Si)的化合物，例如可列举包含氧(O)或碳(C)的化合物，且除了锡(Sn)或者硅(Si)以外，也可以包含上述的第二构成元素。作为锡(Sn)的化合物的具体例，可列举由SiOv(0.2＜v＜1.4)表示的氧化硅。
作为能够将锂嵌入及脱嵌的负极材料，例如可列举难石墨化性碳、易石墨化性碳、石墨、热分解碳类、焦炭类、玻璃状碳类、有机高分子化合物烧成体、碳纤维或活性炭等碳材料。作为石墨，优选为使用实施了球形化处理等的天然石墨、大致球状的人造石墨。作为人造石墨，优选为使中间相碳微球(MCMB)石墨化而成的人造石墨、或者将焦炭原料石墨化并粉碎而成的人造石墨。焦炭类中具有沥青焦炭、针状焦炭或石油焦炭等。有机高分子化合物烧成体是指将酚醛树脂、呋喃树脂等高分子材料以适当的温度烧制并碳化而成的产物，一部分之中有时也被分类为难石墨化性碳或者易石墨化性碳。另外，作为高分子材料，具有聚乙炔或聚吡咯等。这些碳材料在充放电时产生的晶体结构的变化非常少，能够获得较高的充放电容量，并且能够获得良好的循环特性，因此优选。特别是石墨的电化学当量较大，能够获得较高的能量密度，因此优选。另外，难石墨化性碳可获得优异的特性，因此优选。另外，充放电电位较低者、具体而言是充放电电位接近锂金属者能够容易地实现电池的高能量密度化，因此优选。
作为能够将锂嵌入及脱嵌的负极材料，还可列举其他金属化合物或高分子材料。作为其他金属化合物，可列举MnO2、V2O5、V6O13等氧化物、NiS、MoS等硫化物、或LiN3等锂氮化物，作为高分子材料，可列举聚乙炔、聚苯胺或聚吡咯等。
(粘结剂)
作为粘结剂，例如可使用从聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、丁苯橡胶(SBR)以及羧甲基纤维素(CMC)等树脂材料、和以这些树脂材料为主体的共聚物等中选择的至少一种。
(隔膜)
隔膜23将正极21与负极22隔离，防止两极的接触所导致的电流的短路，并使锂离子通过。隔膜23例如通过由聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯等构成的合成树脂制的多孔质膜、或者陶瓷制的多孔质膜构成，也可以设为层叠有它们中的两种以上的多孔质膜的结构。其中，聚烯烃制的多孔质膜的防短路效果优异，并且能够实现断路效果带来的电池的安全性提高，因此优选。特别地，聚乙烯在100℃以上160℃以下的范围内能够获得断路效果，并且电化学的稳定性优异，因此优选作为构成隔膜23的材料。另外，聚丙烯也是优选的，除此以外，只要是具有化学稳定性的树脂，则能够通过与聚乙烯或聚丙烯共聚、或者混合化来使用。
(电解液)
隔膜23中浸渍有作为液状的电解质的电解液。电解液包含溶剂和溶解于该溶剂的电解质盐。为了提高电池特性，电解液也可以包含公知的添加剂。
作为溶剂，能够使用碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯等环状的碳酸酯，优选为将碳酸亚乙酯以及碳酸亚丙酯中的一方、特别是两方混合来使用。这是因为，能够使循环特性提高。
作为溶剂，除了这些环状的碳酸酯之外，优选为将碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯等链状的碳酸酯混合来使用。这是因为能够获得较高的离子传导性。
作为溶剂，除此之外，优选还包含2,4-二氟苯甲醚或碳酸亚乙烯酯。这是因为，2,4-二氟苯甲醚能够使放电容量提高，另外，碳酸亚乙烯酯能够使循环特性提高。由此，如果将它们混合来使用，能够使放电容量以及循环特性提高，因此优选。
除了这些以外，作为溶剂，可列举碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1、3-二氧戊环、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N.N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N-二甲基咪啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二甲基亚砜或磷酸三甲酯等。
需要说明的是，将这些非水溶剂的至少一部分的氢以氟置换而成的化合物根据组合的电极的种类，有时能够使电极反应的可逆性提高，因此有时优选。
作为电解质盐，例如可列举锂盐，可以单独地使用一种，也可以混合两种以上来使用。作为锂盐，可列举LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、双氟[草酸-O,O']硼酸锂、双草酸硼酸锂、或LiBr等。其中，LiPF6能够获得较高的离子传导性，并且能够使循环特性提高，因此优选。
在具有上述结构的电池中，当进行充电时，例如锂离子从正极活性物质层21B脱嵌，经由电解液嵌入于负极活性物质层22B。另外，当进行放电时，例如锂离子从负极活性物质层22B脱嵌，经由电解液嵌入于正极活性物质层21B。
[电池的制造方法]
接着，对本技术的第一实施方式的电池的制造方法的一个例子进行说明。
首先，例如将正极活性物质、导电剂以及粘结剂进行混合而调制正极混合剂，使该正极混合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂而制作糊状的正极混合剂浆料。接着，将该正极混合剂浆料涂覆于正极集电体21A并使溶剂干燥，利用辊压机等进行压缩成型而形成正极活性物质层21B，并形成正极21。
另外，例如将负极活性物质和粘结剂进行混合而调制负极混合剂，使该负极混合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂而制作糊状的负极混合剂浆料。接着，将该负极混合剂浆料涂覆于负极集电体22A并使溶剂干燥，利用辊压机等进行压缩成型而形成负极活性物质层22B，并制作负极22。
接着，通过焊接等将正极引线25安装于正极集电体21A，并且通过焊接等将负极引线26安装于负极集电体22A。接着，将正极21与负极22隔着隔膜23而卷绕。接着，将正极引线25的前端部焊接于安全阀机构15，并且将负极引线26的前端部焊接于电池壳11，从而将卷绕的正极21和负极22用一对绝缘板12、13夹住并收纳于电池壳11的内部。接着，在将正极21和负极22收纳于电池壳11的内部之后，向电池壳11的内部注入电解液，使隔膜23浸渍。接着，将电池盖14、安全阀机构15以及热敏电阻元件16经由密封垫片17填塞而固定于电池壳11的开口端部。由此，获得图1所示的二次电池。
[效果]
在上述的第一实施方式的电池中，在电池壳11的周面11S设置至少一个薄壁部11a，中心孔20H的平均孔径相对于卷绕电极体20的平均外径的比率为17％以下，薄壁部11a设于周面11S的从顶侧的一端起0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的区域中的一方或者两方。由此，即使在过充电状态的电池被误投入火中等而产生了大量的气体的情况下，薄壁部11a开裂而放出气体。另外，即使在重复了多次充放电循环的情况下，也能够抑制薄壁部11a裂开。因此，能够提高电池的安全性。
[变形例]
在上述的第一实施方式中，对具有中心销24的电池进行了说明，但也可以是不具有中心销24的电池。在这样的结构的电池中，也可与上述的第一实施方式的电池相同地获得提高安全性的效果。
＜2.第二实施方式＞
在第二实施方式中，对具备第一实施方式的电池的电池组以及电子设备进行说明。
[电池组以及电子设备的构成]
以下，参照图7，对本技术的第二实施方式的电池组300以及电子设备400的一构成例进行说明。电子设备400具备电子设备主体的电子电路401和电池组300。电池组300经由正极端子331a及负极端子331b而电连接于电子电路401。电子设备400具有例如由用户自如地装拆电池组300的结构。需要说明的是，电子设备400的结构并不限定于此，也可以具有以使得用户无法从电子设备400取下电池组300的方式将电池组300内置于电子设备400内的结构。
在电池组300充电时，电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别连接于充电器(未图示)的正极端子、负极端子。另一方面，在电池组300的放电时(电子设备400的使用时)，电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别连接于电子电路401的正极端子、负极端子。
作为电子设备400，例如可列举笔记本电脑、平板型计算机、移动电话(例如智能手机等)、便携信息终端(Personal Digital Assistants：PDA)、显示装置(LCD、EL显示器、电子纸等)、摄像装置(例如数字静态相机、数字摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏设备、无绳电话远程单元、电子书籍、电子辞典、收音机、头戴式耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视、立体声音响器材、热水器、微波炉、餐具清洗器、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗机器、机器人、调节器、信号灯等，但并不限定于此。
(电子电路)
电子电路401例如具备CPU、外围逻辑部、接口部以及存储部等，并对电子设备400的整体进行控制。
(电池组)
电池组300具备组电池301和充放电电路302。组电池301通过将多个二次电池301a串联和/或并联地连接而构成。多个二次电池301a例如以n并联m串联(n、m是正的整数)的方式连接。需要说明的是，在图7中，示出了6个二次电池301a以2并联3串联(2P3S)的方式连接的例子。作为二次电池301a，可使用第一实施方式的电池。
充放电电路302是控制组电池301的充放电的控制部。具体而言，在充电时，充放电电路302控制对组电池301的充电。另一方面，在放电时(即电子设备400的使用时)，充放电电路302控制对电子设备400的放电。
[变形例]
在上述的第二实施方式中，以电池组300具备由多个二次电池301a构成的组电池301的情况为例进行了说明，但电池组300也可以采用取代组电池301而具备一个二次电池301a的结构。
＜3.第三实施方式＞
在第三实施方式中，对蓄电装置中具备第一实施方式的电池的蓄电系统进行说明。该蓄电系统只要是大致使用电力的系统即可，可以是任意的系统，也包括单纯的电力装置。该电力系统例如包括智能电网，家庭用能量管理系统(HEMS)、车辆等，也能够蓄电。
[蓄电系统的构成]
以下，参照图8，对第三实施方式的蓄电系统(电力系统)100的构成例进行说明。该蓄电系统100是住宅用的蓄电系统，从火力发电102a、核能发电102b、水力发电102c等集中型电力系统102经由电力网109、信息网112、智能仪表107、功率枢纽108等向蓄电装置103供给电力。并且，从家庭内发电装置104等的独立电源向蓄电装置103供给电力。供给到蓄电装置103的电力被蓄积。使用蓄电装置103供给在住宅101中使用的电力。并不限定于住宅101，关于高楼也能够使用相同的蓄电系统。
在住宅101中设有家庭内发电装置104、电力消耗装置105、蓄电装置103、控制各装置的控制装置110、智能仪表107、功率枢纽108、取得各种信息的传感器111。各装置通过电力网109及信息网112而连接。作为家庭内发电装置104，利用太阳电池、燃料电池等，并将所产生的电力向电力消耗装置105和/或蓄电装置103供给。电力消耗装置105是冰箱105a、空调105b、电视105c、浴缸105d等。并且，电力消耗装置105中包括电动车辆106。电动车辆106是电动汽车106a、混合动力车辆106b、电动摩托车106c等。
蓄电装置103具备第一实施方式的电池。智能仪表107具备测量商用电力的使用量，并将所测量出的使用量向电力公司发送的功能。电力网109可以是直流供电、交流供电、非接触供电中的某一种或多种的组合。
各种传感器111例如是人感传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。由各种传感器111取得的信息被向控制装置110发送。利用来自传感器111的信息，能够掌握气象的状态、人的状态等来自动地控制电力消耗装置105，从而使能量消耗成为最小。并且，控制装置110能够将关于住宅101的信息经由网络向外部的电力公司等发送。
通过功率枢纽108进行电力线的分支、直流交流转换等的处理。作为与控制装置110连接的信息网112的通信方式，有UART(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:异步串行通信用收发电路)等的使用通信接口的方法、Bluetooth(注册商标)、ZigBee、Wi－Fi等利用无线通信标准下的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信，能够进行一对多连接的通信。ZigBee使用IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers：电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是被称作PAN(Personal Area Network：个人局域网)或者W(Wireless：无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置110与外部的服务器113连接。该服务器113也可以由住宅101、电力公司、以及服务提供机构中的某一方管理。服务器113所接收发送的信息例如是关于消耗电力信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾难信息、电力交易的信息。这些信息虽然可以从家庭内的电力消耗装置(例如电视接收机)接收发送，但也可以从家庭外的装置(例如，移动电话等)接收发送。这些信息可以显示于具有显示功能的设备、例如电视接收机、移动电话、PDA(Personal Digital Assistants)等。
控制各部分的控制装置110由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)等构成，在该例子中被收纳于蓄电装置103。控制装置110通过信息网112与蓄电装置103、家庭内发电装置104、电力消耗装置105、各种传感器111、服务器113连接，具有例如调整商用电力的使用量和发电量的功能。需要说明的是，除此以外，也可以具备在电力市场进行电力交易的功能等。
如上所述，在蓄电装置103中不仅能够储蓄火力发电102a、核能发电102b、水力发电102c等集中型电力系统102的发电电力，还能够储存家庭内发电装置104(太阳光发电，风力发电)的发电电力。因此，即使家庭内发电装置104的发电电力变动，也能够进行使向外部送出的电力量恒定、或根据需要进行放电的控制。例如，可以使用如下方法：将通过太阳光发电获得的电力储存于蓄电装置103，并且在夜晚将费用便宜的夜间电力储存于蓄电装置103，在白天费用较高的时间段，将蓄电装置103所储存的电力进行放电来利用。
需要说明的是，在该例子中，对控制装置110被收纳于蓄电装置103内的例子进行了说明，但控制装置110也可以被收纳于智能仪表107内，还可以单独地构成。此外，蓄电系统100可以将集合住宅中的多个家庭作为对象而使用，也可以将多个独立式住宅作为对象而使用。
＜4.第四实施方式＞
在第四实施方式中，对具备第一实施方式的电池的电动车辆进行说明。
[电动车辆的构成]
参照图9，对本技术的第四实施方式的电动车辆的一构成进行说明。该混合动力车辆200是采用串联式混合动力系统的混合动力车辆。串联式混合动力系统是使用由通过发动机驱动的发电机产生的电力、或在电池中临时储存的电力，通过电力驱动力转换装置203行驶的车。
在该混合动力车辆200中搭载有发动机201、发电机202、电力驱动力转换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、车轮205a、车轮205b、电池208、车辆控制装置209、各种传感器210、充电口211。作为电池208，可使用第一实施方式的电池。
混合动力车辆200以电力驱动力转换装置203为动力源而行驶。电力驱动力转换装置203的一个例子是马达。电力驱动力转换装置203利用电池208的电力而工作，该电力驱动力转换装置203的旋转力被传递至驱动轮204a、204b。需要说明的是，通过在必要的位置使用直流－交流(DC－AC)或逆转换(AC－DC转换)，电力驱动力转换装置203既能够应用于交流马达又能够应用于直流马达。各种传感器210经由车辆控制装置209控制发动机转速、控制未图示的节流阀的开度(节流开度)。各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。
发动机201的旋转力被传递至发电机202，能够将通过该旋转力而由发电机202产生的电力储存于电池208。
当利用未图示的制动机构使混合动力车辆200减速时，该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置203，能够将通过该旋转力而由电力驱动力转换装置203产生的再生电力储存于电池208。
电池208经由充电口211连接于混合动力车辆200的外部的电源，从而能够从该外部电源将充电口211作为输入口接收电力供给，并储存所接收到的电力。
虽未图示，但也可以具备基于关于电池的信息来进行与车辆控制有关的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置，例如有基于与电池的余量有关的信息进行电池余量显示的信息处理装置等。
需要说明的是，以上，以使用通过发动机驱动的发电机所产生的电力、或者暂时储存于电池的电力而通过马达进行行驶的串联式混合动力车为例进行了说明。然而，对于适当地切换均以发动机与马达的输出为驱动源、仅以发动机行驶、仅以马达行驶、发动机与马达行驶这3个的方式来使用的并行混合动力车，也能够有效地应用本技术。并且，对于不使用发动机使而仅由驱动马达的驱动来行驶的所谓电动车辆，也能够有效地应用本技术。
实施例
以下，通过实施例具体地说明本技术，但本技术并不仅限定于这些实施例。
在以下的实施例以及比较例中，以与上述的实施方式同样的方式求出中心孔的平均孔径r相对于卷绕电极体的平均外径R的比率((r/R)×100)、以及薄壁部的长度L相对于周面的高度(宽度)H的比率((L/H)×100)。需要说明的是，在以下的实施例以及比较例中，将薄壁部设为槽。
(实施例1－1)
(正极的制作工序)
以以下方式制作正极。首先，将作为活性物质的NCM(镍－钴－锰)、作为导电剂的碳的微粉末以及作为粘结剂的PVDF(聚偏氟乙烯)进行混合而作为正极混合物，之后，分散于作为溶剂的N－甲基－2－吡咯烷酮中，由此形成糊状的正极混合物浆料。接着，在由带状的铝箔(12μm厚)构成的正极集电体的两面涂覆正极混合物浆料而使其干燥，之后，利用辊压机进行压缩成型，由此形成了正极活性物质层。接着，在正极集电体的一端通过焊接而安装铝制的正极引线。
(负极的制作工序)
以以下方式制作负极。首先，将作为负极活性物质的人造石墨粉末、和作为粘结剂的聚偏氟乙烯进行混合而作为负极混合剂，之后，分散于N－甲基－2－吡咯烷酮，由此形成糊状的负极混合剂浆料。接着，在由带状的铜箔(15μm厚)构成的负极集电体的两面涂覆负极混合剂浆料而使其干燥，之后，利用辊压机进行压缩成型，由此形成了负极活性物质层。接着，在负极集电体的一端安装镍制的负极引线。
(电池的组装工序)
以以下方式组装电池。首先，将以上述方式获得的正极和负极隔着由厚度23μm的微多孔性聚乙烯延伸膜构成的隔膜，按照负极、隔膜、正极、隔膜的顺序层叠并卷绕多次，由此得到作为发电元件的卷芯(jelly roll)型的卷绕电极体。需要说明的是，卷绕电极体的平均外径与平均孔径(平均内径)的比率被设定为，平均外径：平均孔径＝100：12.5(φ2.2mm)。即，卷绕电极体的平均孔径r相对于卷绕电极体的平均外径R的比率((r/R)×100)被设定为12.5％。
接着，如图10的A所示，准备一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起70％以上100％以下的范围地设置的电池壳。接着，将中心销插入卷绕电极体的中心孔，将卷绕电极体用一对绝缘板夹住，将负极引线焊接于电池壳，并且将正极引线焊接于安全阀机构，从而将卷绕电极体收纳于电池壳的内部。接着，将作为电解质盐的LiPF6以成为1mol/dm3的浓度的方式溶解于以1：1的体积比混合了碳酸亚乙酯与碳酸甲乙酯的溶剂中，调制出非水电解液。
最后，在收容有上述的卷绕电极体的电池壳内注入电解液之后，经由绝缘密封垫片填塞电池壳，从而将安全阀、PTC元件以及电池盖固定，制作出外径(直径)18mm、高度65mm的圆筒型的电池。
(实施例1－2)
在电池的组装工序中，除了不在卷绕电极体的中心孔中插入中心销以外，与实施例1－1相同地获得了电池。
(实施例2－1，2－2)
如图10的B所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例3－1，3－2)
如图10的C所示，除了使用四个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为70％以上100％以下的范围、并且沿外周面的周向等间隔地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例4－1，4－2)
如图10的D所示，除了使用四个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下的范围、并且沿外周面的周向等间隔地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例5－1，5－2)
如图11的A所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下的范围地设置、一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为70％以上100％以下的范围地设置、且该两个槽位于沿电池壳的高度方向延伸的同一直线上的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例6－1，6－2)
如图11的B所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下的范围地设置、一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为70％以上100％以下的范围地设置、两槽不位于沿电池壳的高度方向延伸的同一直线上而是在外周面的周向上错开的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例7－1，7－2)
如图11的C所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为75％以上95％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例8－1，8－2)
如图11的D所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为5％以上25％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例9－1，9－2)
如图12的A所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为80％以上83％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(实施例10－1，10－2)
如图12的B所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为17％以上20％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例1－1，1－2)
除了使用在外周面未设置槽的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例2－1，2－2)
将卷绕电极体的平均外径与平均孔径(平均内径)的比率设定为，平均外径：平均孔径＝100：21(φ3.6mm)。即，将卷绕电极体的平均孔径(平均内径)r相对于卷绕电极体的平均外径R的比率((r/R)×100)设定为21.0％。除此以外与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例3－1，3－2)
如图12的C所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为0％以上100％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例4－1，4－2)
如图12的D所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为30％以上70％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例5－1，5－2)
如图13的A所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为20％以上40％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例6－1，6－2)
如图13的B所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为60％以上80％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例7－1，7－2)
如图13的C所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为0％以上40％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(比较例8－1，8－2)
如图13的D所示，除了使用一个槽遍及外周面的从顶侧的一端起为60％以上100％以下的范围地设置的电池壳以外，与实施例1－1、1－2相同地获得了电池。
(评价)
对于以上述方式获得的实施例1－1～10－2、比较例1－1～8－2的电池，进行了以下的火中投下试验以及循环试验。需要说明的是，这些试验基于公知的试验法。
(火中投下试验)
将10个电池分别过充电至4.5V后，投入到火中，计数内容物飞出的电池的个数。需要说明的是，实施例1－1～10－2、比较例1－1～8－2的电池被设计成通常在4.2V时充满电。
(循环试验)
以1C充电1C放电对电池进行循环试验，确认几次循环后电池壳发生裂开。需要说明的是，“1C充电”指的是以1小时完全充入电池容量(理论容量)的电流值，“1C放电”指的是以1小时完全放掉电池容量(理论容量)的电流值。
表1示出实施例1－1～10－2、比较例1－1～8－2的电池的结构以及评价结果。
[表1]
Figure BDA0001631242030000301
表1中，符号r、R、L、H、n以及N表示以下的内容。
r：卷绕电极体的平均孔径(直径)
R：卷绕电极体的平均外径(直径)
L：槽(薄壁部)的长度
H：电池壳的周面的高度(宽度)
n：在火中投下试验中内容物飞出的样本的数量
N：实施了火中投下试验的样本的总数
根据上述评价结果可知如下。
在中心孔的平均孔径r相对于卷绕电极体的平均外径R的比率为21.0％(Φ3.6mm)的电池(比较例2－1，2－2)中，全部没有破裂且内容物未飞出，与此相对，在上述比率为12.5％(Φ2.2mm)的电池(比较例1－1，1－2)中，以约60％的比例有内容物飞出。
在一个薄壁部遍及电池壳的外周面的从顶侧的一端起为70％以上100％以下(图10的A，实施例1－1，1－2)或者0％以上30％以下(图10的B，实施例2－1，2－2)的范围地设置的电池中，电池的内容物飞出的比例降低。
在电池壳的外周面的从顶侧的一端起为70％以上100％以下的范围内设置有多个薄壁部的电池，与在该范围内设有一个薄壁部的电池相比，能够降低电池的内容物飞出的比例(图10的C，实施例3－1、3－2)。
在电池壳的外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下的范围内设置有多个薄壁部的电池，与在该范围设有一个薄壁部的电池相比，能够降低电池的内容物飞出的比例(图10的D，实施例4－1，4－2)。
在外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的两方设有薄壁部的电池，与在上述两范围中的某一方设有薄壁部的电池相比，能够降低电池的内容物飞出的比例(图11的A，图11的B，实施例5－1～6－2)。另外，在采用在上述两范围的两方设置薄壁部的结构的情况下，无论设于两范围的薄壁部是否位于沿电池壳的高度方向延伸的同一直线上，都可获得相同的效果(图11的A，图11的B，实施例5－1～6－2)。
在薄壁部的长度L相对于周面的高度(宽度)H的比率小于30％的电池中，能够抑制内容物的飞出(图11的C～图12的B，实施例7－1～10－2)。其中，若上述比率小于5％，则薄壁部的长度较短，气体排出量不足，因此以约30％的比例发生电池的内容物飞出(图12的A，图12的B，实施例9－1～10－2)。
在薄壁部遍及电池壳的外周面的中央部(具体而言是外周面的从顶侧的一端起为30％以上70％以下的范围)地设置的电池中，以比较少的循环数在电池壳中发生裂开，电池的密闭性受损(图12的C，图12的D，比较例3－1～4－2)。
在薄壁部的一部分靠近电池壳的外周面的中央部的电池中，也以比较少的循环数在电池壳中发生裂开，电池的密闭性受损(图13的A～图13的D，比较例5－1～8－2)。
另一方面，在薄壁部设于电池壳的外周面的两端部(具体而言是外周面的从顶侧的一端起为0％以上30％以下或者70％以上100％以下的范围)的电池中，即使在500次循环的试验后，电池壳也未产生裂开(图10的A～图12的B，实施例1－1～10－2)。
通过将薄壁部设于从电池周面的顶侧的一端起为0％以上30％以下以及70％以上100％以下的范围的区域的一方或者两方，能够抑制在充放电循环中电池壳发生裂开，并且，能够抑制电池的内容物的飞散。
另外，若从抑制电池的内容物的飞散观点出发，则薄壁部的长度L相对于周面的高度(宽度)H的比率((L/H)×100)优选为5％以上30％以下。
以上，具体地说明了本技术的实施方式及其变形例、实施例，但本技术并不限定于上述的实施方式及其变形例、实施例，而能够进行基于本技术的技术思想的各种变形。
例如，在上述的实施方式及其变形例、实施例中所列举的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等仅是示例，也可以根据需要而使用与其不同的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等。
另外，上述的实施方式及其变形例、实施例的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等只要不脱离本技术的主旨，则能够相互组合。
另外，在上述的实施方式中，对将本技术应用于锂离子二次电池的例子进行了说明，但本技术也能够应用于锂离子二次电池以外的二次电池、以及一次电池。其中，本技术在应用于锂离子二次电池时特别有效。
在上述的实施方式中，对将本技术应用于具有拉深加工部、周面设于电池壳的从拉深加工部至底部的范围的电池的例子进行了说明，但本技术并不限定于此，只要是将圆筒壳用作电池壳的电池，就能够应用本技术。
另外，本技术也能够采用以下的结构。
(1)
一种电池，具备：
发电元件，具有贯通孔；以及
圆筒壳，收容所述发电元件，在周面上具有至少一个薄壁部，
所述贯通孔的平均孔径相对于所述发电元件的平均外径的比率为17％以下，
所述薄壁部设于所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方。
(2)
根据(1)所述的电池，其中，所述薄壁部的长度相对于所述周面的高度的比率为5％以上且30％以下。
(3)根据(1)或者(2)所述的电池，其中，所述薄壁部的厚度相对于所述圆筒壳的厚度的比率为1％以上且90％以下。
(4)
根据(3)所述的电池，其中，所述薄壁部的厚度相对于所述圆筒壳的厚度的比率为10％以上且80％以下。
(5)
根据(1)～(4)中任一项所述的电池，其中，所述薄壁部的宽度相对于所述圆筒壳的外径的比率为16％以下。
(6)
根据(5)所述的电池，其中，所述薄壁部的宽度相对于所述圆筒壳的外径的比率为8％以下。
(7)
根据(1)～(6)中任一项所述的电池，其中，所述薄壁部与所述圆筒壳的中心轴平行地延伸设置，或者以与所述电池壳的中心轴构成10°以内的角度的方式延伸设置。
(8)
根据(1)～(7)中任一项所述的电池，其中，所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方包括两个以上的所述薄壁部。
(9)
根据(1)～(8)中任一项所述的电池，其中，所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方包括三个以上的所述薄壁部，该三个以上的薄壁部沿所述周面的周向等间隔地设置。
(10)
根据(1)～(8)中任一项所述的电池，其中，所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方包括三个以上的所述薄壁部，将相邻的所述薄壁部与所述圆筒壳的中心轴连结的线段所构成的角度为110°以上且120°以下的范围。
(11)
根据(1)～(10)中任一项所述的电池，其中，
所述电池还具备安全阀，当在所述圆筒壳内产生气体时，所述安全阀将该气体释放，
所述薄壁部的气体开放压比所述安全阀的气体开放压高。
(12)
根据(1)～(11)中任一项所述的电池，其中，所述电池元件具备正极，所述正极包含具有由以下的式(1)表示的平均组成的正极活性物质。
LivNiwM’xM”yOz···(1)
(式中，0＜v＜2，w+x+y≤1，0＜w≤1，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0＜z＜3，M’及M”是从Co(钴)、Fe(铁)、Mn(锰)、Cu(铜)、Zn(锌)、Al(铝)、Cr(铬)、V(钒)、Ti(钛)、Mg(镁)以及Zr(锆)中选择的至少一种。)
(13)
根据(1)～(12)中任一项所述的电池，其中，所述薄壁部是槽或平面部。
(14)
根据(1)～(13)中任一项所述的电池，其中，所述周面设于所述圆筒壳的从拉深加工部至底部的范围。
(15)
一种电池组，具备：
(1)～(14)中任一项所述的电池；以及
控制上述电池的控制部。
(16)
一种电子设备，具备(1)～(14)中任一项所述的电池，
所述电子设备从所述电池接受电力的供给。
(17)
一种电动车辆，具备：
(1)～(14)中任一项所述的电池；
转换装置，从所述电池接受电力的供给而转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，基于与所述电池有关的信息，进行与车辆控制有关的信息处理。
(18)
一种蓄电装置，具备(1)～(14)中任一项所述的电池，
上述蓄电装置向连接于所述电池的电子设备供给电力。
(19)
根据(18)所述的蓄电装置，其中，
所述蓄电装置还具备经由网络而与其他设备发送接收信号的电力信息控制装置，
所述蓄电装置基于所述电力信息控制装置所接收到的信息，进行所述电池的充放电控制。
(20)
一种电力系统，具备(1)～(14)中任一项所述的电池，
所述电力系统从所述电池接受电力的供给。
附图标记说明
11 电池壳
11a 薄壁部
12、13 绝缘板
14 电池盖
15 安全阀机构
15A 盘形板
16 热敏电阻元件
17 垫片
20 卷绕电极体
21 正极
21A 正极集电体
21B 正极活性物质层
22 负极
22A 负极集电体
22B 负极活性物质层
23 隔膜
24 中心销
25 正极引线
26 负极引线。

Claims (20)

1.一种电池，具备：
电池元件；以及
圆筒壳，收容所述电池元件，在周面上具有至少一个薄壁部，
所述电池元件是具有圆柱状的卷绕电极体，从所述卷绕电极体一端的面的中心朝向另一端的面的中心具有贯通孔，
所述贯通孔的平均孔径相对于所述电池元件的平均外径的比率为17％以下，
所述薄壁部设于所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方，并且与所述电池元件的周面相对。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述薄壁部的长度相对于所述周面的高度的比率为5％以上且30％以下。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述薄壁部的厚度相对于所述圆筒壳的厚度的比率为1％以上且90％以下。
4.根据权利要求3所述的电池，其中，所述薄壁部的厚度相对于所述圆筒壳的厚度的比率为10％以上且80％以下。
5.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述薄壁部的宽度相对于所述圆筒壳的外径的比率为16％以下。
6.根据权利要求5所述的电池，其中，所述薄壁部的宽度相对于所述圆筒壳的外径的比率为8％以下。
7.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述薄壁部与所述圆筒壳的中心轴平行地延伸设置，或者以与所述圆筒壳的中心轴构成10°以内的角度的方式延伸设置。
8.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方包括两个以上的所述薄壁部。
9.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方包括三个以上的所述薄壁部，该三个以上的薄壁部沿所述周面的周向等间隔地设置。
10.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述周面的从一端起为0％以上且30％以下以及70％以上且100％以下的范围的区域中的一方或两方包括三个以上的所述薄壁部，连结相邻的所述薄壁部与所述圆筒壳的中心轴的线段所构成的角度为110°以上且120°以下的范围。
11.根据权利要求1或2所述的电池，其中，
所述电池还具备安全阀，当在所述圆筒壳内产生气体时，所述安全阀将该气体释放，
所述薄壁部的气体开放压比所述安全阀的气体开放压高。
12.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述电池元件具备正极，所述正极包含具有由以下的式(1)表示的平均组成的正极活性物质，
LivNiwM’xM”yOz···(1)
式中，0＜v＜2，w+x+y≤1，0＜w≤1，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0＜z＜3，M’及M”是从Co(钴)、Fe(铁)、Mn(锰)、Cu(铜)、Zn(锌)、Al(铝)、Cr(铬)、V(钒)、Ti(钛)、Mg(镁)以及Zr(锆)中选择的至少一种。
13.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述薄壁部是槽或平面部。
14.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述周面设于所述圆筒壳的从拉深加工部至底部的范围。
15.一种电池组，具备：
权利要求1～14中任一项所述的电池；以及
控制所述电池的控制部。
16.一种电子设备，具备权利要求1～14中任一项所述的电池，
所述电子设备从所述电池接受电力的供给。
17.一种电动车辆，具备：
权利要求1～14中任一项所述的电池；
转换装置，从所述电池接受电力的供给而转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，基于与所述电池有关的信息，进行与车辆控制有关的信息处理。
18.一种蓄电装置，具备权利要求1～14中任一项所述的电池，
所述蓄电装置向连接于所述电池的电子设备供给电力。
19.根据权利要求18所述的蓄电装置，其中，
所述蓄电装置还具备经由网络而与其他设备发送接收信号的电力信息控制装置，
所述蓄电装置基于所述电力信息控制装置所接收到的信息，进行所述电池的充放电控制。
20.一种电力系统，具备权利要求1～14中任一项所述的电池，
所述电力系统从所述电池接受电力的供给。
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