CN116806379A - 电池 - Google Patents

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Abstract

电池具备：外包装部件，具有外径以及高度；电池元件，收纳在该外包装部件的内部；绝缘性的密封部件；以及端子部件，隔着该密封部件由外包装部件支承。外径相对于高度的比为0.1以上且小于1。外包装部件包括：收纳部件，具有开口部，同时将电池元件收纳在内部；以及盖部件，焊接于该收纳部件，封闭开口部，同时具有贯通口。端子部件隔着密封部件固定在盖部件上，遮蔽贯通口。端子部件相对于盖部件的固定强度比盖部件相对于收纳部件的焊接强度小。

Description

电池
技术领域
本技术涉及一种电池。
背景技术
作为用于使用电子设备的电源，正在进行电池的开发，该电池在外包装罐的内部具备电池元件。关于该电池的结构，为了改善各种特性而进行了各种研究。
具体而言，为了提高体积能量密度，使用了在壳体主体上焊接有盖板部件的焊接密封类型的外包装壳体，同时在该壳体主体的底面隔着密封部件固定有平板状电极端子部件(例如，参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-046639号公报
发明内容
关于电池的结构进行了各种研究，但由于该电池的电池容量特性以及安全性还不充分，因此存在改善的余地。
因此，需要一种能够得到优异的电池容量特性以及优异的安全性的电池。
本技术的一个实施方式的电池具备：外包装部件，具有外径以及高度；电池元件，收纳在该外包装部件的内部；绝缘性的密封部件；以及端子部件，隔着该密封部件由外包装部件支承。外径相对于高度的比为0.1以上且小于1。外包装部件包括：收纳部件，具有开口部，同时将电池元件收纳在内部；以及盖部件，焊接于该收纳部件，封闭开口部，同时具有贯通口。端子部件隔着密封部件固定在盖部件上，遮蔽贯通口。端子部件相对于盖部件的固定强度比盖部件相对于收纳部件的焊接强度小。
根据本技术的一个实施方式的电池，电池元件收纳在外径相对于高度的比为0.1以上且小于1的外包装部件的内部，在该外包装部件中，具有贯通孔的盖部件焊接于收纳部件，端子部件隔着绝缘性的密封部件固定在该盖部件上，端子部件相对于该盖部件的固定强度比盖部件相对于收纳部件的焊接强度小，所以能够得到优异的电池容量特性以及优异的安全性。
需要说明的是，本技术的效果并不限定于在此说明的效果，可以是后述的与本技术关联的一系列效果中的任何效果。
附图说明
图1是表示本技术的一个实施方式中的电池的一例的二次电池的结构的剖视图。
图2是表示图1所示的电池元件的结构的剖视图。
图3是用于说明二次电池的动作的剖视图。
图4是用于说明二次电池的制造工序的剖视图。
图5是表示第一比较例的二次电池的结构的剖视图。
图6是表示第二比较例的二次电池的结构的剖视图。
图7是表示变形例1的二次电池的结构的剖视图。
图8是表示变形例2的二次电池的结构的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图关于本技术的一个实施方式详细地进行说明。需要说明的是，说明的顺序如下所述。
1.电池
1-1.结构
1-2.动作
1-3.制造方法
1-4.作用以及效果
2.变形例
＜1.电池＞
首先，关于本技术的一个实施方式的电池进行说明。
在此说明的电池是使用电极反应产生电池容量的电化学装置，并且用作用于使用电子设备的电源。该电池可以是一次电池，也可以是二次电池。另外，一次电池的放电原理没有特别限定，同时二次电池的充放电原理没有特别限定。
以下，作为电池的一例，关于通过利用电极反应物质的嵌入脱嵌(充放电反应)作为电极反应来得到电池容量的二次电池进行说明。该二次电池具备正极、负极以及作为液状的电解质的电解液。
另外，在以下说明的二次电池中，负极的充电容量比正极的放电容量大。即，负极的每单位面积的电化学容量被设定为大于正极的每单位面积的电化学容量。这是为了防止在充电过程中电极反应物质在负极的表面上析出。
电极反应物质的种类没有特别限定，具体而言，是碱金属以及碱土类金属等轻金属。碱金属是锂、钠以及钾等，同时碱土类金属是铍、镁以及钙等。
在此，以电极反应物质是锂的情况为例。利用锂的嵌入脱嵌来得到电池容量的二次电池是所谓的锂离子二次电池。在该锂离子二次电池中，锂以离子状态被嵌入脱嵌。
＜1-1.结构＞
图1示出了作为电池的一例的二次电池的截面结构，同时图2示出了图1所示的电池元件40的截面结构。另外，图2仅示出了电池元件40的一部分。
以下，为了方便，将图1中的上侧作为二次电池的上侧进行说明，同时将图1中的下侧作为二次电池的下侧进行说明。
如图1所示，该二次电池具有筒状的立体形状，该筒状的立体形状具有外径D以及高度H。该外径D是图1中的横向的尺寸，是所谓的最大外径，同时高度H是图1中的纵向的尺寸，是所谓的最大高度。
在此，二次电池具有相互对置的两个圆形的底部，因此具有圆筒状的立体形状。即，图1所示的二次电池是所谓的圆筒型的二次电池。
如上所述，该二次电池具有圆筒状的立体形状，因此外径D相对于高度H的比(纵横比＝外径D/高度H)为0.1以上且小于1。这是因为，与纵横比为1的情况相比，能够收纳电池元件40的二次电池的内部容积增加，因此可以得到高体积能量密度。另外，这是因为，与纵横比小于0.1的情况相比，如后所述，电极端子20容易作为开放阀而发挥功能。
纵横比只要为0.1以上且小于1即可，没有特别限定。其中，纵横比优选为0.1以上且0.6以下，更优选为0.1以上且小于0.5。这是因为，由于二次电池的内部容积进一步增加，因此体积能量密度进一步增加。
具体而言，如图1以及图2所示，二次电池具备外包装罐10、电极端子20、垫圈30、电池元件40、正极引线50、负极引线60、一对绝缘板71、72和密封剂73。
[外包装罐]
如图1所示，外包装罐10是收纳电池元件40等的外包装部件，具有圆筒状的立体形状，该圆筒状的立体形状具有外径D以及高度H。即，二次电池的立体形状实质上基于外包装罐10的立体形状来决定。关于由外径D以及高度H规定的纵横比的详细情况如上所述。
该外包装罐10包括相互焊接的收纳部11以及盖部12，该收纳部11被盖部12密封。
收纳部11是在内部收纳电池元件40等的收纳部件，具有一个端部开放同时另一个端部封闭的中空的圆筒状的立体形状。由此，收纳部11具有作为开放的一个端部的开口部11K。
盖部12是封闭开口部11K的盖部件，具有大致板状的立体形状。该盖部12为了使电极端子20和电池元件40相互连接而具有贯通口12K，如上所述，为了封闭开口部11K而焊接在收纳部11上。需要说明的是，如后所述，盖部12隔着垫圈30支承电极端子20。
贯通口12K的内径(最大内径)没有特别限定，其中，优选比后述的卷绕中心空间40S的内径(最大内径)大。这是因为贯通口12K中的电极端子20的露出面积增加。由此，在外包装罐10的内压过度上升时，电极端子20容易因该内压在贯通口12K处朝向外侧被推压，因此如后所述，该电极端子20容易发挥作为开放阀的功能。另外，由于正极引线50相对于电极端子20的连接面积增加，因此容易保证该电极端子20与正极引线50的电连接状态。
若举一例，贯通口12K的内径优选为1mm以上。这是因为不仅可以得到上述优点，而且正极引线50可以使用焊接法等容易地与电极端子20连接。
在此，由于盖部12以朝向收纳部11的内部(下方)局部突出的方式弯折，因此该盖部12局部凹陷。即，盖部12的一部分以朝向该盖部12的中心形成台阶的方式弯折，因此该盖部12具有凹陷部12U。上述的贯通口12K在凹陷部12U的内部设置在盖部12上。
在此，外包装罐10是两个部件(收纳部11以及盖部12)相互焊接而成的罐，是所谓的焊接罐。由此，焊接后的外包装罐10作为整体在物理上是一个部件，因此处于事后无法容易地分离为两个部件(收纳部11以及盖部12)的状态。
作为焊接罐的外包装罐10不具有相互折叠的部分，同时不具有两个以上的部件相互重叠的部分。
“不具有相互折叠的部分”是指该外包装罐10的一部分没有以相互折叠的方式加工(弯折加工)。另外，“两个以上的部件不具有相互重叠的部分”是指，在二次电池完成后，由于外包装罐10在物理上是一个部件，因此该外包装罐10无法容易地分离为两个以上的部件。即，完成后的二次电池中的外包装罐10的状态不处于为了事后可以容易地分离而将两个以上的部件相互重叠并组合的状态。
作为焊接罐的外包装罐10是与使用铆接加工形成的铆接罐(所谓的卷曲罐)不同的罐，是所谓的无卷曲罐。这是因为在外包装罐10的内部元件空间体积增加，因此单位体积的能量密度增加。该“元件空间体积”是指能够用于收纳电池元件40的外包装罐10的内部空间的体积(有效体积)。
外包装罐10为焊接罐(无卷曲罐)是因为：与后述的外包装罐80为铆接罐(卷曲罐)的情况(参照图5)相比，不需要安全阀机构92以及PTC元件93等一系列的构成部件(特殊的机构以及元件)。由此，在使二次电池的高度H恒定的情况下，由于不需要上述特殊的机构以及元件而相应地元件空间体积增加，因此单位体积的能量密度增加。
该外包装罐10(收纳部11以及盖部12)具有导电性。在此，外包装罐10中的收纳部11经由负极引线60与电池元件40中的后述的负极42连接。由此，由于外包装罐10与负极42电连接，因此作为该负极42的外部连接用端子而发挥功能。这是因为：由于二次电池也可以不具备与外包装罐10分开的负极42的外部连接用端子，因此可以抑制元件空间体积由于该负极42的外部连接用端子的存在而减少。由此，元件空间体积增加，因此每单位体积的能量密度增加。
具体而言，外包装罐10包含金属材料以及合金材料等导电性材料中的任意一种或两种以上，该导电性材料是铁、不锈钢(SUS)、铝以及铝合金等。也可以在外包装罐10的表面镀敷镍等金属材料。另外，收纳部11的材质和盖部12的材质可以彼此相同，也可以彼此不同。
需要说明的是，盖部12经由垫圈30与电极端子20绝缘，该电极端子20作为电池元件40中的后述的正极41的外部连接用端子而发挥功能。这是因为可以防止外包装罐10(负极42的外部连接用端子)与电极端子20(正极41的外部连接用端子)的接触(短路)。
[电极端子]
电极端子20是在将二次电池搭载于电子设备时与该电子设备连接的板状的端子部件，如图1所示，电极端子20隔着垫圈30由外包装罐10(盖部12)支承。即，电极端子20隔着垫圈30与盖部12绝缘，并且由该盖部12支承。
由此，电极端子20隔着垫圈30固定在盖部12上。另外，由于电极端子20遮蔽贯通口12K，因此该电极端子20的一部分在贯通口12K露出。
在此，如上所述，电极端子20经由正极引线50与正极41连接。由此，电极端子20与正极41电连接，因此作为该正极41的外部连接用端子而发挥功能。因此，在使用二次电池时，由于二次电池经由电极端子20(正极41的外部连接用端子)以及外包装罐10(负极42的外部连接用端子)与电子设备连接，因此该电子设备能够将二次电池用作电源而动作。
另外，电极端子20在外包装罐10的内压过度上升时，作为用于释放其内压的开放阀而发挥功能。该内压上升的主要原因是由于充放电时的电解液的分解反应而产生的气体等，同时促进该电解液的分解反应的主要原因是二次电池的内部短路、二次电池的加热以及大电流条件下的二次电池的放电等。
具体而言，在正常时，由于电极端子20隔着垫圈30固定在盖部12上，因此贯通口12K被电极端子20遮蔽。由此，由于外包装罐10被密闭，因此在该外包装罐10的内部封入有电池元件40。
另一方面，在发生异常时，即外包装罐10的内压过度上升时，贯通口12K中的电极端子20的露出面因内压而被朝向外侧(上侧)强力推压。在该情况下，如果内压超过电极端子20相对于盖部12的固定强度(所谓的密封强度)，则该电极端子20从盖部12部分或整体分离。由此，在盖部12与电极端子20之间形成间隙(内压的开放路径)，因此利用该间隙来释放内压。
该电极端子20隔着垫圈30配置在凹陷部12U的内部，因此如上所述，隔着该垫圈30与盖部12绝缘。在此，电极端子20以不比盖部12向上方突出的方式收纳在凹陷部12U的内部。这是因为：与电极端子20比盖部12向上方突出的情况相比，二次电池的高度H变小，因此单位体积的能量密度增加。
另外，由于电极端子20配置在盖部12的外侧，因此如上所述，配置在凹陷部12U的内部。这是因为，与电极端子20配置在盖部12的内侧的情况相比，在外包装罐10的内压过度上升时，电极端子20容易因该内压从盖部12分离，因此该内压容易被释放。
需要说明的是，由于电极端子20的外径小于凹陷部12U的内径，因此该电极端子20在周围从盖部12分离。由此，垫圈30在凹陷部12U的内部配置在电极端子20与盖部12之间的间隙中，更具体而言，配置在如果不存在垫圈30则电极端子20与盖部12可以相互接触的部位。
另外，电极端子20包含金属材料以及合金材料等导电性材料中的任意一种或两种以上，该导电性材料是铝以及铝合金等。另外，电极端子20也可以由覆层材料形成。该覆层材料从接近垫圈30的一侧依次包含铝层以及镍层，在该覆层材料中，铝层和镍层相互轧制接合。
在此，如上所述，盖部12焊接在收纳部11上，与此相对，电极端子20隔着垫圈30固定在盖部12上。在该情况下，电极端子20相对于盖部12的固定强度比盖部12相对于收纳部11的焊接强度小。换言之，作为电极端子20从盖部12分离时的压力的电极端子20的开封压(kgf/cm2)比作为该盖部12从收纳部11分离时的压力的外包装罐10的开封压(kgf/cm2)小。
这是因为：在外包装罐10的内压过度上升时，在盖部12从收纳部11分离之前，电极端子20容易从盖部12分离。由此，在二次电池(外包装罐10)破裂之前，电极端子20容易发挥作为开放阀的功能，因此能够防止高温的电池元件40意外地从外包装罐10的内部向外部掉出。
在该情况下，特别是当纵横比为0.1以上时，与该纵横比小于0.1的情况不同，在内压上升时，电极端子20的露出面容易被充分地朝向外侧推压，因此该电极端子20容易作为开放阀而稳定地发挥功能。
电极端子20相对于盖部12的固定强度能够基于垫圈30的材质以及电极端子20相对于盖部12的固定面积等条件进行调整。另一方面，盖部12相对于收纳部11的焊接强度能够基于焊接方法、焊接时间以及焊接面积等条件进行调整。
固定强度能够通过在常温环境中(温度＝23℃)一边测定外包装罐10的内压一边对二次电池的内部进行加压来确定。在该情况下，通过确定电极端子20从盖部12分离时的内压，即外包装罐10利用电极端子20开封的压力(开封压)，将该开封压作为固定强度。
焊接强度能够通过与上述的确定固定强度的步骤同样的步骤来确定。即，在常温环境中一边测定外包装罐10的内压一边对二次电池的内部进行加压，然后通过确定盖部12从收纳部11分离时的内压，即外包装罐10利用盖部12开封的压力(开封压)，将该开封压作为焊接强度。
需要说明的是，电极端子20的外径相对于贯通口12K的内径的比，即决定电极端子20相对于盖部12的固定面积的固定比没有特别限定，但其中优选为1.13～3.37。这是因为：由于与电极端子20相对于盖部12的固定强度相关的连结比被适当化，因此关于外包装罐10以及盖部12的密封性和开放性的平衡被适当化。即，在正常时保证电极端子20相对于盖部12的固定强度，并且在发生异常时电极端子20容易作为开放阀而发挥功能。另外，固定比的值是将小数点第三位的值四舍五入后的值。
[垫圈]
如图1所示，垫圈30是介于外包装罐10(盖部12)和电极端子20之间的绝缘性的密封部件，该电极端子20隔着垫圈30固定在盖部12上。具体而言，由于垫圈30分别热熔接在盖部12以及电极端子20上，因此该电极端子20利用垫圈30热固定在盖部12上。在此，垫圈30具有在与贯通口12K对应的部位具有贯通孔的环状的平面形状。
该垫圈30包含绝缘性的高分子化合物等绝缘性材料中的任意一种或两种以上，该绝缘性材料的具体例子是聚丙烯以及聚乙烯等。
其中，垫圈30包含聚丙烯，该聚丙烯的熔点优选为130℃～250℃。这是因为：由于垫圈30的物性被适当化，因此关于外包装罐10以及电极端子20的密封性和开放性的平衡被适当化。由此，在正常时，由于可以保证电极端子20相对于盖部12的固定强度，因此容易密封外包装罐10，同时在发生异常时，由于电极端子20容易从盖部12分离，因此容易释放其内压。
需要说明的是，在二次电池以大电流放电的情况下，二次电池的温度有可能上升到80℃左右。因此，在内压没有过度上升到外包装罐10可能破裂的程度的情况下，即在二次电池的温度仅上升到80℃左右的情况下，为了防止电极端子20意外地从盖部12分离，垫圈30的熔点优选为上述的适当的范围。
垫圈30的设置范围没有特别限定，因此能够任意设定。在此，垫圈30在凹陷部12U的内部配置在盖部12的上表面与电极端子20的下表面之间。
[电池元件]
电池元件40是进行充放电反应的发电元件，如图1以及图2所示，收纳在外包装罐10的内部。该电池元件40包括正极41、负极42、隔膜43以及作为液状的电解质的电解液(未图示)。
在此说明的电池元件40是所谓的卷绕电极体。即，在电池元件40中，正极41以及负极42隔着隔膜43相互层叠，并且该正极41、负极42以及隔膜43被卷绕。
由此，由于正极41以及负极42隔着隔膜43相互对置地卷绕，因此电池元件40在正极41以及负极42被卷绕的中心具有卷绕中心空间40S。该卷绕中心空间40S是在高度方向上贯通电池元件40的空间，在该卷绕中心空间40S的内部不存在正极41、负极42以及隔膜43等。
卷绕中心空间40S的内径没有特别限定，其中，优选比贯通口12K的内径小，更优选尽可能小。这是因为：在二次电池的外径D恒定的情况下，正极41以及负极42中的每一个的卷绕数增加，因此单位体积的能量密度增加。
该卷绕中心空间40S作为在外包装罐10的内压过度上升时经由贯通口12K将内压传递至电极端子20的路径而发挥功能。由此，优选贯通口12K配置在与卷绕中心空间40S中的一部分或整体重叠的位置。这是因为内压容易传递到电极端子20，因此该电极端子20容易发挥作为开放阀的功能。在图1中，示出了贯通口12K以与卷绕中心空间40S的整体重叠的方式配置的情况。
需要说明的是，“贯通口12K与卷绕中心空间40S的整体重叠”是指从上方观察二次电池时，以贯通口12K的一部分与卷绕中心空间40S的整体相互重叠的方式配置贯通口12K以及卷绕中心空间40S。
在此，卷绕正极41、负极42以及隔膜43，使得该隔膜43分别配置在最外周以及最内周。正极41、负极42以及隔膜43各自的卷绕数没有特别限定，因此能够任意设定。
该电池元件40具有与外包装罐10的立体形状同样的立体形状，因此具有圆筒状的立体形状。这是因为：与电池元件40具有与外包装罐10的立体形状不同的立体形状的情况相比，在将电池元件40收纳在该外包装罐10的内部时不易产生死区(外包装罐10与电池元件40之间的剩余空间)，因此可以有效地利用该外包装罐10的内部空间。由此，元件空间体积增加，因此单位体积的能量密度增加。
(正极)
如图2所示，正极41包括正极集电体41A以及正极活性物质层41B。
正极集电体41A具有设置有正极活性物质层41B的一对面。该正极集电体41A包含金属材料等导电性材料，该金属材料是铝等。
在此，正极活性物质层41B设置在正极集电体41A的两面上，并且包含能够嵌入脱嵌锂的正极活性物质中的任意一种或两种以上。另外，正极活性物质层41B可以在正极41与负极42对置的一侧仅设置在正极集电体41A的单面上。另外，正极活性物质层41B还可以包含正极粘结剂以及正极导电剂等。正极活性物质层41B的形成方法没有特别限定，具体而言，是涂布法等。
正极活性物质包含锂化合物。该锂化合物为包含锂作为构成元素的化合物，更具体而言，是包含锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成元素的化合物。这是因为可以得到高能量密度。另外，锂化合物还可以包含其他元素(锂以及过渡金属元素中的每种元素以外的元素)中的任意一种或两种以上。锂化合物的种类没有特别限定，具体而言，是氧化物、磷酸化合物、硅酸化合物以及硼酸化合物等。氧化物的具体例子是LiNiO2、LiCoO2以及LiMn2O4等，同时磷酸化合物的具体例子是LiFePO4以及LiMnPO4等。
正极粘结剂包含合成橡胶以及高分子化合物等中的任意一种或两种以上。合成橡胶是丁苯系橡胶等，同时高分子化合物是聚偏氟乙烯等。正极导电剂包含碳材料等导电性材料中的任意一种或两种以上，该碳材料是石墨、炭黑、乙炔黑以及科琴黑等。另外，导电性材料也可以是金属材料以及高分子化合物等。
(负极)
如图2所示，负极42包括负极集电体42A以及负极活性物质层42B。
负极集电体42A具有设置有负极活性物质层42B的一对面。该负极集电体42A包含金属材料等导电性材料，该金属材料是铜等。
在此，负极活性物质层42B设置在负极集电体42A的两面上，包含能够嵌入脱嵌锂的负极活性物质中的任意一种或两种以上。另外，负极活性物质层42B可以在负极42与正极41对置的一侧仅设置在负极集电体42A的单面上。另外，负极活性物质层42B还可以包含负极粘结剂以及负极导电剂等。关于负极粘结剂以及负极导电剂各自的详细情况与关于正极粘结剂以及正极导电剂各自的详细情况是同样的。负极活性物质层42B的形成方法没有特别限定，具体而言，是涂布法、气相法、液相法、喷涂法以及烧成法(烧结法)等中的任意一种或两种以上。
负极活性物质包含碳材料以及金属系材料中的一方或双方等。这是因为可以得到高能量密度。碳材料是易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨(天然石墨以及人造石墨)等。金属系材料是包含能够与锂形成合金的金属元素以及半金属元素中的任意一种或两种以上作为构成元素的材料，该金属元素以及半金属元素是硅以及锡中的一方或双方等。另外，金属系材料可以是单体，也可以是合金，也可以是化合物，也可以是它们的两种以上的混合物，也可以是包含它们的两种以上的相的材料。金属系材料的具体例子是TiSi2以及SiOx(0＜x≤2或0.2＜x＜1.4)等。
在此，负极42的高度大于正极41的高度。在该情况下，负极42比正极41向上方突出，并且比该正极41向下方突出。这是为了防止从正极41脱嵌的锂在负极42的表面析出。
(隔膜)
如图2所示，隔膜43是介于正极41与负极42之间的绝缘性的多孔质膜，在防止该正极41与负极42的短路的同时使锂离子通过。该隔膜43包含聚乙烯等高分子化合物。
在此，隔膜43的高度大于负极42的高度。在该情况下，隔膜43比负极42向上方突出，同时比该负极42向下方突出。这是为了防止正极41与外包装罐10(收纳部11以及盖部12)相互接触。
(电解液)
电解液浸渍在正极41、负极42以及隔膜43的每一个中，并且包含溶剂以及电解质盐。溶剂包含碳酸酯系化合物、羧酸酯系化合物以及内酯系化合物等非水溶剂(有机溶剂)中的任意一种或两种以上，包含该非水溶剂的电解液是所谓的非水电解液。电解质盐包含锂盐等轻金属盐中的任意一种或两种以上。
[正极引线]
如图1所示，正极引线50收纳在外包装罐10的内部，是使电池元件40中的正极41和电极端子20相互连接的布线部件。具体而言，正极引线50与正极41中的正极集电体41A连接，同时经由设置在盖部12上的贯通口12K与电极端子20连接。
在此，二次电池具备一根正极引线50。另外，二次电池也可以具备两根以上的正极引线50。当正极引线50的根数增加时，电池元件40的电阻降低。
关于正极引线50的材质的详细情况与关于正极集电体41A的材质的详细情况是同样的。另外，正极引线50的材质和正极集电体41A的材质可以彼此相同，也可以彼此不同。
正极引线50相对于正极41的连接位置没有特别限定，因此能够任意设定。即，正极引线50可以在最外周与正极41连接，也可以在最内周与正极41连接，还可以在最外周与最内周之间的卷绕途中与正极41连接。在图1中，示出了正极引线50在最外周与正极41连接的情况。
在此，由于正极引线50从正极集电体41A物理分离，因此与该正极集电体41A分体化。由此，正极引线50使用焊接法等与正极集电体41A连接。另外，也可以是，正极引线50由于与正极集电体41A物理连续，因此与该正极集电体41A一体化。
需要说明的是，正极41和电极端子20之间的正极引线50的走线方法没有特别限定。其中，正极引线50优选在正极41与电极端子20之间弯曲，更优选在该正极41与电极端子20之间的中途折返一次以上。
即，优选正极引线50不是在正极41与电极端子20之间的最短路径上从正极41延伸至电极端子20，而是在该正极41与电极端子20之间的中途绕过最短路径的同时从正极41延伸至电极端子20。
这是因为可以确保正极引线50的剩余部分，即产生关于正极引线50的长度的余量。由此，在外包装罐10的内压过度上升时，可以抑制由于该正极引线50意外地拉拽而导致电极端子20难以从盖部12分离的情况，因此该电极端子20容易发挥作为开放阀的功能。在图1中，示出了正极引线50在正极41与电极端子20之间的中途仅折返一次的情况。在此，正极引线50延伸至超过卷绕中心空间40S的位置，然后折返以与电极端子20连接。
[负极引线]
如图1所示，负极引线60收纳在外包装罐10的内部，是使电池元件40中的负极42和外包装罐10相互连接的部件。具体而言，即，负极引线60与负极42中的负极集电体42A连接，同时与外包装罐10中的收纳部11连接。
在此，二次电池具备一根负极引线60。另外，二次电池可以具备两根以上的负极引线60。当负极引线60的根数增加时，电池元件40的电阻降低。
关于负极引线60的材质的详细情况与关于负极集电体42A的材质的详细情况是同样的。另外，负极引线60的材质和负极集电体42A的材质可以彼此相同，也可以彼此不同。
负极引线60相对于负极42的连接位置没有特别限定，因此能够任意设定。即，负极引线60可以在最外周与负极42连接，也可以在最内周与负极42连接，还可以在最外周与最内周之间的卷绕途中与负极42连接。在图1中示出了负极引线60在最外周与负极42连接的情况。
在此，由于负极引线60与负极集电体42A物理分离，因此与该负极集电体42A分体化。由此，负极引线60使用焊接法等与负极集电体42A连接。另外，也可以是，负极引线60由于与负极集电体42A物理连续，因此与该负极集电体42A一体化。
需要说明的是，负极42与收纳部11之间的负极引线60的走线方法没有特别限定，因此能够任意设定。
[一对绝缘板]
绝缘板71、72由于以在高度方向上夹着电池元件40的方式配置，因此隔着该电池元件40相互对置。绝缘板71、72分别包含聚酰亚胺等绝缘性材料中的任意一种或两种以上。需要说明的是，绝缘板71在与卷绕中心空间40S中的一部分或整体重叠的位置具有贯通口71K。在图1中，示出了贯通口71K的内径比卷绕中心空间40S的内径大，同时该贯通口71K与卷绕中心空间40S的整体重叠的情况。
[密封剂]
密封剂73是保护正极引线50的周围的部件，即所谓的保护胶带。该密封剂73具有覆盖正极引线50的周围的管状结构，并且包含聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚酰亚胺等绝缘性的高分子化合物中的任意一种或两种以上。由此，正极引线50通过密封剂73与外包装罐10(盖部12)以及电池元件40(负极42)绝缘。需要说明的是，正极引线50被密封剂73覆盖的范围没有特别限定，因此能够任意设定。
＜1-2.动作＞
图3示出了与图1对应的截面结构，以说明二次电池的动作。以下，在对充放电时的动作进行说明之后，对异常发生时的动作进行说明。
[充放电时的动作]
在充电时，在电池元件40中，锂从正极41脱嵌，同时该锂经由电解液嵌入到负极42中。另一方面，在放电时，在电池元件40中，锂从负极42脱嵌，同时该锂经由电解液嵌入到正极41中。在这些充电时以及放电时，锂以离子状态被嵌入以及脱嵌。
[异常发生时的动作]
当外包装罐10的内压过度上升时，如上所述，电极端子20因该内压而被朝向外侧强力推压，因此如图3所示，该电极端子20从盖部12分离。由此，经由在电极端子20与盖部12之间产生的间隙而释放内压，因此可以抑制外包装罐10的破裂等。在图3中，示出了电极端子20从盖部12局部分离的情况。
＜1-3.制造方法＞
图4示出了与图1对应的截面结构，以说明二次电池的制造工序。另外，在图4中，示出了收纳部11以及盖部12相互分离的状态。在以下的说明中，随时参照图4和已经说明的图1以及图2。
在制造二次电池的情况下，在通过以下说明的步骤制作正极41以及负极42并且制备了电解液之后，使用该正极41、负极42以及电解液组装二次电池。
在此，如图4所示，为了形成外包装罐10，使用相互物理分离的收纳部11以及盖部12。如上所述，该收纳部11具有开口部11K。在具有凹陷部12U的盖部12上，如上所述，预先隔着垫圈30固定电极端子20。
[正极的制作]
首先，将正极活性物质、正极粘结剂以及正极导电剂等相互混合而成的正极合剂投入到溶剂中，由此制备糊剂状的正极合剂浆料。该溶剂可以是水性溶剂，也可以是有机溶剂。关于在此说明的溶剂的详细情况在以后的说明中也是同样的。接下来，将正极合剂浆料涂布在正极集电体41A的两面上，由此形成正极活性物质层41B。最后，使用辊压机等对正极活性物质层41B进行压缩成型。在该情况下，可以加热正极活性物质层41B，并且可以重复多次压缩成型。由此，正极活性物质层41B形成在正极集电体41A的两面上，从而制成正极41。
[负极的制作]
首先，将负极活性物质、负极粘结剂以及负极导电剂等相互混合而成的负极合剂投入到溶剂中，由此制备糊剂状的负极合剂浆料。接下来，将负极合剂浆料涂布在负极集电体42A的两面上，由此形成负极活性物质层42B。最后，使用辊压机等对负极活性物质层42B进行压缩成型。关于负极活性物质层42B的压缩成型的详细情况与关于正极活性物质层41B的压缩成型的详细情况是同样的。由此，负极活性物质层42B形成在负极集电体42A的两面上，从而制成负极42。
[电解液的制备]
在溶剂中投入电解质盐。由此，电解质盐分散或溶解在溶剂中，从而制备电解液。
[二次电池的组装]
首先，使用焊接法等，在正极41中的正极集电体41A上连接由密封剂73局部覆盖周围的正极引线50。另外，使用焊接法等使负极引线60与负极42中的负极集电体42A连接。焊接法是电阻焊接法以及激光焊接法等中的任意一种或两种以上。关于在此说明的焊接法的详细情况在以后的说明中也是同样的。
接下来，使与正极引线50连接的正极41和与负极引线60连接的负极42隔着隔膜43相互层叠。接下来，通过卷绕正极41、负极42以及隔膜43，从而制作具有卷绕中心空间40S的卷绕体(未图示)。该卷绕体除了正极41、负极42以及隔膜43中的每一个均未浸渍有电解液以外，具有与电池元件40的结构同样的结构。
接下来，以隔着卷绕体相互对置的方式配置绝缘板71、72，然后将绝缘板71、72与卷绕体一起从开口部11K收纳在收纳部11的内部。在该情况下，使用焊接法等使负极引线60与收纳部11连接。
接下来，从开口部11K向收纳部11的内部注入电解液。由此，用电解液浸渍卷绕体(正极41、负极42以及隔膜43)，从而制作电池元件40。在该情况下，由于电解液的一部分被供给到卷绕中心空间40S的内部，因此该电解液从卷绕中心空间40S的内部浸渍到卷绕体中。
接下来，使用经由垫圈30固定有电极端子20的盖部12来遮蔽开口部11K，然后使用焊接法将盖部12焊接于收纳部11。在该情况下，使用焊接法等，使正极引线50经由贯通口12K与电极端子20连接。
由此，由于收纳部11以及盖部12相互焊接，因此形成外包装罐10，同时由于在该外包装罐10的内部收纳电池元件40等，从而组装成二次电池。
[二次电池的稳定化]
对组装后的二次电池进行充放电。环境温度、充放电次数(循环数)以及充放电条件等条件能够任意地设定。由此，在负极42等的表面上形成覆膜，从而使二次电池的状态电化学稳定。
因此，由于在外包装罐10的内部封入电池元件40等，从而完成二次电池。
＜1-4.作用以及效果＞
根据该二次电池，在纵横比(外径D/高度H)为0.1以上且小于1的外包装罐10的内部收纳有电池元件40，同时在该外包装罐10中将具有贯通口12K的盖部12焊接于收纳部11。另外，在盖部12上隔着垫圈30固定有电极端子20，同时电极端子20相对于该盖部12的固定强度比盖部12相对于收纳部11的焊接强度小。因此，由于以下说明的理由，能够得到优异的电池容量特性以及优异的安全性。
图5示出了第一比较例的二次电池的截面结构，与图1对应。图6示出了第二比较例的二次电池的截面结构，与图1对应。
如图5所示，除了以下说明的内容以外，第一比较例的二次电池具有与图1所示的本实施方式的二次电池的结构同样的结构。
该第一比较例的二次电池与具备作为焊接罐(无卷曲罐)的外包装罐10的本实施方式的二次电池不同，具备作为铆接罐(卷曲罐)的外包装罐80。另外，第一比较例的二次电池新具备电池盖91、安全阀机构92、热敏电阻元件(PTC元件)93以及垫圈94。
外包装罐80具有一个端部封闭同时另一个端部开放的中空的圆筒状的立体形状。需要说明的是，外包装罐80的材质与外包装罐10的材质是同样的。
在开放的外包装罐80的一个端部(开放端部)经由垫圈94铆接有电池盖91、安全阀机构92以及PTC元件93。由此，电池盖91、安全阀机构92以及PTC元件93分别固定在外包装罐80上，同时该外包装罐80的开放端部由电池盖91密闭。电池盖91的材质与外包装罐80的材质是同样的。安全阀机构92以及PTC元件93分别设置在电池盖91的内侧，同时该安全阀机构92经由PTC元件93与电池盖91电连接。垫圈94包含聚丙烯等绝缘性材料。
在该安全阀机构92中，当外包装罐80的内压过度上升时，圆盘板92A翻转，从而释放其内压，同时电池盖91与电池元件40的电连接被切断。为了防止由大电流引起的异常发热，PTC元件93的电阻随着温度的上升而增加。
如图6所示，除了以下说明的内容以外，第二比较例的二次电池具有与图1所示的本实施方式的二次电池的结构同样的结构。
该第二比较例的二次电池除了在盖部12上没有设置凹陷部12U以外，与本实施方式的二次电池同样地具备作为焊接罐(无卷曲罐)的外包装罐10。另外，第二比较例的二次电池具备电极端子110以及垫圈120来代替电极端子20以及垫圈30。
电极端子110隔着垫圈120固定在盖部12上，具有所谓的铆钉状的立体形状。具体而言，电极端子110包括小外径部分和与该小外径部分连结的一对大外径部分。小外径部分插入贯通口12K，具有比该贯通口12K的内径小的外径。一个大外径部分配置在盖部12的外侧，具有比贯通口12K的内径大的外径。另一个大外径部分配置在盖部12的内侧，具有比贯通口12K的内径大的外径。由此，利用一对大外径部分相对于盖部12的按压力，电极端子110隔着垫圈120固定在盖部12上。
由于垫圈120介于盖部12和电极端子110之间，因此该电极端子110经由垫圈120与盖部12绝缘。关于垫圈120的材质的详细情况与关于垫圈30的材质的详细情况是同样的。
如图5所示，第一比较例的二次电池具备安全阀机构92。在该情况下，当外包装罐80的内压过度上升时，如上所述，利用安全阀机构92释放压力。由此，可以抑制外包装罐80的破裂等，因此可以得到优异的安全性。
然而，在第一比较例的二次电池中，在外包装罐80的内部不仅收纳有电池元件40，还收纳有安全阀机构92以及PTC元件93等特殊的机构以及元件。在该情况下，在使二次电池的高度H恒定的情况下，元件空间体积减小了将上述的特殊的机构以及元件收纳在外包装罐80的内部的量，更具体而言，由于电池元件40的高度减少，因此元件空间体积减少。由此，由于体积能量密度的减少而导致电池容量减少，因此电池容量特性降低。
根据以上所述，第一比较例的二次电池虽然可以得到优异的安全性，但电池容量特性降低，因此无法兼顾该电池容量特性和安全性。因此，难以得到优异的电池容量特性以及优异的安全性。
如图6所示，第二比较例的二次电池由于不具备安全阀机构92以及PTC元件93等特殊的机构以及元件，因此该特殊的机构以及元件也可以不收纳在外包装罐10的内部。在该情况下，在使二次电池的高度H恒定的情况下，由于特殊的机构以及元件未收纳在外包装罐10的内部，所以元件空间体积相应地增加，更具体而言，由于电池元件40的高度增加，因此元件空间体积增加。由此，由于电池容量随着体积能量密度的增加而增加，因此可以得到优异的电池容量特性。
然而，在第二比较例的二次电池中，即使外包装罐10的内压过度上升，也无法释放其内压。由此，由于发生外包装罐10的破裂等，因此安全性降低。
根据以上所述，在第二比较例的二次电池中，虽然可以得到优异的电池容量特性，但安全性降低，因此无法兼顾该电池容量特性和安全性。因此，与第一比较例的二次电池同样地，难以得到优异的电池容量特性以及优异的安全性。
与此相对，在本实施方式的二次电池中，如图1所示，由于不具备安全阀机构92以及PTC元件93等特殊的机构以及元件，因此该特殊的机构以及元件也可以不收纳在外包装罐10的内部。在该情况下，如上所述，在使二次电池的高度H恒定的情况下，由于特殊的机构以及元件未收纳在外包装罐10的内部，所以元件空间体积相应地增加，因此元件空间体积增加。由此，由于电池容量随着体积能量密度的增加而增加，因此可以得到优异的电池容量特性。
而且，当外包装罐10的内压过度上升时，如上所述，由于电极端子20作为安全阀而发挥功能，因此利用该电极端子20释放内压。在该情况下，特别是由于电极端子20相对于盖部12的固定强度比盖部12相对于收纳部11的焊接强度小，因此如上所述，在外包装罐10破裂之前，电极端子20容易发挥作为开放阀的功能。另外，由于纵横比为0.1以上且小于1，因此如上所述，在保证体积能量密度的同时，电极端子20作为开放阀容易稳定地发挥功能。由此，可以抑制外包装罐10的破裂等，因此也可以得到优异的安全性。
根据以上所述，在本实施方式的二次电池中，不仅可以得到优异的电池容量特性，而且可以得到优异的安全性，因此可以兼顾该电池容量特性和安全性。因此，能够得到优异的电池容量特性以及优异的安全性。
特别是，在本实施方式的二次电池中，如果纵横比为0.6以下，则电池容量特性随着体积能量密度进一步增加而进一步提高，因此能够得到更高的效果。
另外，如果固定比为1.13～3.37，则关于外包装罐10以及电极端子20的密封性和开放性的平衡被适当化。因此，在正常时可以保证电极端子20相对于盖部12的固定强度，同时在发生异常时电极端子20容易作为开放阀而发挥功能，因此能够得到更高的效果。
另外，如果电极端子20配置在盖部12的外侧，则在外包装罐10的内压过度上升时，电极端子20容易从盖部12分离，因此能够得到更高的效果。
另外，如果垫圈30包含聚丙烯(熔点＝130℃～250℃)，则关于外包装罐10以及电极端子20的密封性和开放性的平衡被适当化。因此，在正常时可以保证电极端子20相对于盖部12的固定强度，同时在发生异常时电极端子20容易作为开放阀而发挥功能，因此能够得到更高的效果。
另外，如果电池元件40具有卷绕中心空间40S，贯通口12K配置在与卷绕中心空间40S中的一部分或整体重叠的位置，则内压容易传递至电极端子20。因此，电极端子20容易发挥作为开放阀的功能，因此能够得到更高的效果。
在该情况下，如果贯通口12K的内径比卷绕中心空间40S的内径大，则该贯通口12K中的电极端子20的露出面积增加。因此，电极端子20更容易发挥作为开放阀的功能，因此能够得到更高的效果。
另外，如果正极引线50在正极41和电极端子20之间折返一次以上，则产生与该正极引线50的长度相关的余量。因此，电极端子20容易发挥作为开放阀的功能而不受正极引线50的影响，因此能够得到更高的效果。
另外，如果盖部12具有朝向收纳部11的内部局部突出的凹陷部12U，电极端子20配置在凹陷部12U的内部，则单位体积的能量密度随着二次电池的高度H变小而增加，因此能够得到更高的效果。
另外，如果正极41与电极端子20电连接，同时负极42与外包装罐10电连接，则二次电池也可以不另外具备正极41的外部连接用端子以及负极42的外部连接用端子。因此，由于体积能量密度随着元件空间体积的增加而增加，因此能够得到更高的效果。
另外，如果二次电池是圆筒型的二次电池，则体积能量密度随着纵横比充分变小而充分增加，因此能够得到更高的效果。
另外，如果二次电池是锂离子二次电池，则可以利用锂的嵌入脱嵌来稳定地得到充分的电池容量，因此能够得到更高的效果。
＜2.变形例＞
如以下说明的那样，上述的二次电池的结构能够适当变更。另外，关于以下说明的一系列的变形例，也可以相互组合任意的两种以上。
[变形例1]
在图1中，盖部12以朝向收纳部11的内部(下方)局部突出的方式弯折，由此形成凹陷部12U。然而，如与图1对应的图7所示，也可以通过将盖部12以朝向收纳部11的外部(上方)局部突出的方式弯折而形成凹陷部12U。在该情况下，也与图1所示的情况同样地，随着体积能量密度的增加，可以得到优异的电池容量特性，同时由于电极端子20作为开放阀而发挥功能，可以得到优异的安全性，因此能够得到同样的效果。
另外，如果使二次电池的高度H恒定，则在凹陷部12U朝向收纳部11的外部突出的情况(图7)下，与该凹陷部12U朝向收纳部11的内部突出的情况(图1)相比，由于元件空间体积减少，体积能量密度有可能减少。因此，为了随着元件空间体积的增加而增加体积能量密度，与凹陷部12U朝向收纳部11的外部突出的情况相比，优选该凹陷部12U朝向收纳部11的内部突出的情况。
[变形例2]
在图1中，在盖部12上设置有凹陷部12U，同时在该盖部12的外侧配置有电极端子20，因此该电极端子20被收纳在凹陷部12U的内部。然而，如与图1对应的图8所示，也可以不在盖部12上设置凹陷部12U，而在该盖部12的外侧配置电极端子20。在该情况下，与图1所示的情况同样地，可以得到优异的电池容量特性和优异的安全性，因此能够得到同样的效果。
[变形例3]
在图1中，正极41经由正极引线50与电极端子20连接，同时负极42经由负极引线60与外包装罐10(收纳部11)连接。由此，电极端子20作为正极41的外部连接用端子而发挥功能，并且外包装罐10作为负极42的外部连接用端子而发挥功能。
然而，虽然在此没有具体图示，但也可以是正极41经由正极引线50与外包装罐10(收纳部11)连接，并且负极42经由负极引线60与电极端子20连接。由此，电极端子20可以作为负极42的外部连接用端子而发挥功能，并且外包装罐10可以作为正极41的外部连接用端子而发挥功能。
在该情况下，与图1所示的情况同样地，二次电池不必另外具备正极41的外部连接用端子以及负极42的外部连接用端子中的每个。因此，由于体积能量密度随着元件空间体积的增加而增加，因此能够得到同样的效果。
在该情况下，特别优选负极引线60经由卷绕中心空间40S与电极端子20连接。这是因为可以防止由于负极引线60的走线方法而导致正极41以及负极42各自的卷绕数减少，因此可以保证电池容量。需要说明的是，为了将负极引线60引导到卷绕中心空间40S的内部，也可以在绝缘板72上设置用于使该负极引线60通过的贯通口。
[变形例4]
使用了作为多孔质膜的隔膜43。然而，虽然在此没有具体图示，但也可以使用包括高分子化合物层的层叠型的隔膜。
具体而言，层叠型的隔膜包括具有一对面的多孔质膜和设置在该多孔质膜的单面或两面上的高分子化合物层。这是因为可以提高隔膜相对于正极41以及负极42中的每一个的密合性，因此可以抑制电池元件40的位置偏移(卷绕偏移)。由此，即使发生电解液的分解反应等，二次电池也不易膨胀。高分子化合物层包含聚偏氟乙烯等高分子化合物。这是因为聚偏氟乙烯等的物理强度优异并且电化学性稳定。
需要说明的是，多孔质膜以及高分子化合物层中的一方或双方可以包含多个绝缘性粒子中的任意一种或两种以上。这是因为在二次电池发热时多个绝缘性粒子散热，因此该二次电池的安全性(耐热性)提高。绝缘性粒子包含无机材料以及树脂材料中的一方或双方。无机材料的具体例子是氧化铝、氮化铝、勃姆石、氧化硅、氧化钛、氧化镁以及氧化锆等。树脂材料的具体例子是丙烯酸树脂以及苯乙烯树脂等。
在制作层叠型的隔膜的情况下，制备包含高分子化合物以及溶剂等的前体溶液，然后将前体溶液涂布在多孔质膜的单面或两面上。在该情况下，根据需要，也可以在前体溶液中添加多个绝缘性粒子。
即使在使用了该层叠型的隔膜的情况下，锂离子也能够在正极41和负极42之间移动，因此能够得到同样的效果。在该情况下，特别是，如上所述，由于二次电池的安全性提高，因此能够得到更高的效果。
[变形例5]
使用了作为液状的电解质的电解液。然而，虽然在此没有具体图示，但也可以使用作为凝胶状的电解质的电解质层。
在使用了电解质层的电池元件40中，隔着隔膜43以及电解质层将正极41以及负极42相互层叠，同时该正极41、负极42、隔膜43以及电解质层被卷绕。该电解质层介于正极41和隔膜43之间，并且介于负极42和隔膜43之间。
具体而言，电解质层包含电解液以及高分子化合物，该电解液由高分子化合物保持。这是因为可以防止电解液的漏液。电解液的构成如上所述。高分子化合物包括聚偏氟乙烯等。在形成电解质层的情况下，在制备包含电解液、高分子化合物以及溶剂等的前体溶液之后，将前体溶液涂布在正极41以及负极42的每一个的单面或两面上。
即使在使用了该电解质层的情况下，锂离子也能够经由电解质层在正极41和负极42之间移动，因此能够得到同样的效果。在该情况下，特别是，如上所述，由于可以防止电解液的漏液，因此能够得到更高的效果。
实施例
关于本技术的实施例进行说明。
＜实验例1～4以及比较例1～5＞
如以下说明的那样，制作了二次电池，然后评价了该二次电池的电池特性。
[二次电池的制作]
通过以下的步骤，制作了图1以及图2所示的圆筒型的锂离子二次电池。
(正极的制作)
首先，将91质量份的正极活性物质(作为含锂化合物(氧化物)的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)、3质量份的正极粘结剂(聚偏氟乙烯)和6质量份的正极导电剂(石墨)相互混合，由此形成正极合剂。接下来，将正极合剂投入溶剂(作为有机溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮)中，然后搅拌该溶剂，由此制备了糊剂状的正极合剂浆料。接下来，使用涂布装置将正极合剂浆料涂布在正极集电体41A(铝，厚度＝15μm)的两面上，然后使该正极合剂浆料干燥，由此形成正极活性物质层41B。最后，使用辊压机对正极活性物质层41B进行压缩成型。由此，制成正极41。
(负极的制作)
首先，将93质量份的负极活性物质(作为碳材料的天然石墨以及作为金属系材料的氧化硅(SiO))和7质量份的负极粘结剂(聚偏氟乙烯)相互混合，由此形成负极合剂。在该情况下，使负极活性物质的混合比(重量比)为天然石墨:氧化硅＝93:7。接下来，将负极合剂投入到溶剂(作为有机溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮)中，然后搅拌该溶剂，由此制备了糊剂状的负极合剂浆料。接下来，使用涂布装置将负极合剂浆料涂布在负极集电体42A(铜，厚度＝12μm)的两面上，然后使该负极合剂浆料干燥，由此形成负极活性物质层42B。最后，使用辊压机对负极活性物质层42B进行压缩成型。由此，制成负极42。
(电解液的制备)
向溶剂(作为碳酸酯系化合物的碳酸亚乙酯以及碳酸二乙酯)中添加电解质盐(作为锂盐的LiPF6)，然后搅拌了该溶剂。在该情况下，使溶剂的混合比(重量比)为碳酸亚乙酯:碳酸二乙酯＝30:70，同时使电解质盐相对于溶剂的含量为1mol/kg。由此，制备了电解液。
(二次电池的组装)
首先，使用电阻焊接法，在正极41中的正极集电体41A上焊接由密封剂73(聚酰亚胺胶带)局部覆盖周围的正极引线50。另外，使用电阻焊接法将负极引线60焊接在负极42中的负极集电体42A上。
接下来，隔着隔膜43(聚乙烯，厚度：16μm)使正极41以及负极42相互层叠，然后使该正极41、负极42以及隔膜43卷绕，从而制作了具有卷绕中心空间40S(内径＝3mm)的卷绕体。
接下来，以隔着卷绕体相互对置的方式配置绝缘板71、72(聚酰亚胺，厚度＝50μm)，然后从开口部11K将绝缘板71、72与卷绕体一起收纳在圆筒状的收纳部11(镀镍的铁，厚度＝0.2mm，外径＝18.2mm)的内部。在该情况下，使用电阻焊接法将负极引线60焊接在收纳部11上。
接下来，从开口部11K向收纳部11的内部注入电解液。由此，由于电解液浸渍到卷绕体中，因此制作了具有卷绕中心空间40S的电池元件40(外径＝17.5mm，高度＝60mm)。
接下来，使用板状(大致圆盘状)的盖部12(SUS，厚度＝0.15mm，圆形的凹陷部12U的内径＝16.2mm，贯通口12K的内径＝13mm)遮蔽开口部11K，然后使用激光焊接法将盖部12焊接在收纳部11上，在所述盖部12上隔着垫圈30(聚丙烯，厚度＝0.07mm)固定(热熔接)有板状(圆盘状)的电极端子20(铝，厚度＝0.3mm，外径＝15.85mm)。在该情况下，使用电阻焊接法经由贯通口12K将正极引线50焊接在电极端子20上。
由此，使用收纳部11以及盖部12形成外包装罐10(固定比＝1.13)，同时在该外包装罐10的内部收纳有电池元件40等，从而组装成二次电池。
在组装该二次电池的情况下，通过一边使外径D(＝18.2mm)恒定一边使高度H(mm)变化，从而变更纵横比。关于纵横比的详细情况如表1所示。
(二次电池的稳定化)
在常温环境中(温度＝23℃)，使组装后的二次电池充放电1个循环。在充电时，以0.1C的电流进行恒流充电直至电压达到4.2V，然后以该4.2V的电压进行恒压充电直至电流达到0.05C。在放电时，以0.1C的电流进行恒流放电直至电压达到2.5V。0.1C是指将电池容量(理论容量)在10小时内完全放电的电流值，0.05C是指将电池容量在20小时内完全放电的电流值。
由此，完成了使用了作为焊接罐的外包装罐10以及板状的电极端子20的圆筒型的锂离子二次电池。
需要说明的是，电极端子20相对于盖部12的固定强度(kgf/cm2)和盖部12相对于收纳部11的焊接强度(kgf/cm2)如表1所示。
[其他二次电池的制作]
为了进行比较，主要除了使用了作为铆接罐的外包装罐80来代替作为焊接罐的外包装罐10以外，通过同样的步骤制作了图5所示的圆筒型的二次电池(锂离子二次电池)。
在该情况下，在具有开放端部的外包装罐80(镀镍的铁，厚度＝0.2mm)的内部收纳电池盖91(镀镍的铁，厚度＝0.3mm)、安全阀机构92以及PTC元件93，然后隔着垫圈94(聚丙烯，厚度＝0.45mm)铆接外包装罐80的开放端部，从而将该电池盖91、安全阀机构92以及PTC元件93固定在外包装罐80上(从电池盖91的上端到安全阀机构92的下端的距离＝3.4mm)。在该情况下，使用电阻焊接法将正极引线50焊接在安全阀机构92上。
另外，为了进行比较，主要使用了未设置凹陷部12U的外包装罐10，并且使用了铆钉状的电极端子110(铝，大外径部分的外径＝5mm，小外径部分的外径＝2mm)以及垫圈120(全氟烷氧基烷烃(PFA)，厚度＝0.3mm)来代替板状的电极端子20以及垫圈30，除此以外，通过同样的步骤制作了图6所示的圆筒型的二次电池(锂离子二次电池)。在该情况下，使用电阻焊接法将正极引线50焊接在电极端子110上。
[电池特性的评价]
评价了二次电池的电池特性(电池容量特性以及安全性)，得到了表1所示的结果。
(电池容量特性)
通过使二次电池充放电，测定了作为用于评价电池容量特性的指标的放电容量(电池容量(mAh))。充放电条件与上述的二次电池稳定化时的充放电条件是同样的。
在该情况下，也基于外包装罐10、80各自的容积(L＝dm3)和电池元件40的容量(mAh)，计算出影响电池容量的体积能量密度(体积E密度(Wh/L＝Wh/dm3))。
(安全性)
在此，为了评价安全性，进行了两种试验(加热试验以及连续放电试验)。
在加热试验中，首先，在常温环境中使二次电池充电。充电条件与上述的二次电池的稳定化时的充电条件是同样的。接下来，在加热板上放置充电状态的二次电池。在该情况下，调整了该二次电池的朝向，使得二次电池的下部(二次电池的与配置有电极端子20以及电池盖91等的一侧相反的一侧的端部)与加热板的表面接触。最后，使用加热板对二次电池进行加热(加热温度＝200℃)，由此目视确认了作为用于评价安全性(加热试验)的指标的二次电池的状态(加热后状态)。
由此，将由于电极端子20作为开放阀而发挥功能，因此外包装罐10没有破裂(盖部12从收纳部11分离)的情况判定为“A”。将不仅电极端子20作为开放阀而发挥功能，而且外包装罐10破裂(但是，电池元件40没有从外包装罐10的内部向外部掉出)的情况判定为“B”。将电极端子20未作为开放阀而发挥功能、外包装罐10破裂(特别是，电池元件40从外包装罐10的内部向外部掉出)的情况判定为“C”。
另外，在连续放电试验中，首先，通过与进行加热试验的情况同样的步骤，使二次电池充电。接下来，在常温环境中，重复30次一边测定二次电池的温度一边使该二次电池连续放电的工序，由此目视确认了作为用于评价安全性(连续放电试验)的指标的二次电池的状态(连续放电后状态)。放电条件除了将放电时的电流变更为5C以外，与上述的二次电池的稳定化时的放电条件是同样的。5C是指将电池容量在0.2小时内完全放电的电流值。
由此，将电极端子20未作为开放阀而发挥功能、二次电池的温度为60℃以下的情况判定为“A”。将电极端子20未作为开放阀而发挥功能、二次电池的温度为120℃以下的情况判定为“B”。将电极端子20作为开放阀发挥功能、二次电池的温度为130℃以上的情况判定为“C”。
[表1]
[考察]
如表1所示，电池容量特性以及安全性分别根据二次电池的结构而大幅变动。
具体而言，在使用了作为铆接罐的外包装罐80的情况(比较例1)下，加热后状态以及连续放电后状态分别良好，但由于体积能量密度的减少，电池容量减少。
另外，在使用了作为焊接罐的外包装罐10，但使用了铆钉状的电极端子110的情况(比较例2)下，电池容量随着体积能量密度的增加而增加，同时连续放电后状态也良好，但加热后状态恶化。
此外，在使用了作为焊接罐的外包装罐10以及板状的电极端子20，但纵横比为1的情况(比较例3)下，加热后状态以及连续放电后状态分别良好，但由于体积能量密度的大幅减少，电池容量大幅减少。由此，放电时以及异常发生时的发热量从根本上减少。
需要说明的是，在使用了作为焊接罐的外包装罐10以及板状的电极端子20，同时纵横比小于1，但固定强度比焊接强度大的情况(比较例4)下，电池容量随着体积能量密度的增加而增加，并且连续放电后状态也良好，但加热后状态恶化。
另外，在使用了作为焊接罐的外包装罐10以及板状的电极端子20，同时固定强度比焊接强度小，但纵横比小于0.1的情况(比较例5)下，电池容量也随着体积能量密度的显著增加而显著增加，但加热后状态以及连续放电后状态分别恶化。
与此相对，在使用了作为焊接罐的外包装罐10以及板状的电极端子20，同时纵横比为0.1以上且小于1，而且固定强度比焊接强度小的情况(实施例1～4)下，在分别保证良好的加热后状态以及良好的连续放电后状态的同时，电池容量随着体积能量密度的增加而增加。
即，如果将纵横比恒定(＝0.28)的实施例2以及比较例1、2、4、5相互比较，则在使用作为焊接罐的外包装罐10以及板状的电极端子20，纵横比为0.1以上且小于1，同时固定强度比焊接强度小的情况(实施例2)下，与不满足所有这些条件的情况(比较例1、2、4、5)不同，不仅加热后状态以及连续放电后状态分别变得良好，而且电池容量(体积能量密度)也增加。
特别是在满足上述所有的条件的情况下，如果纵横比为0.60以下(实施例1～4)，则可以分别得到良好的加热后状态以及良好的连续放电后状态，同时可以得到充分的电池容量(体积能量密度)。
＜实施例5～8＞
如表2所示，除了变更了固定比以外，通过同样的步骤制作了二次电池，然后评价了该二次电池的安全性。在该情况下，通过在使电极端子20的外径(＝15.85mm)恒定的同时改变贯通口12K的内径，变更了固定比。另外，为了评价安全性，进行了加热试验，并且代替连续放电试验进行了高温保存试验。
在高温保存试验中，通过与进行加热试验的情况同样的步骤，使二次电池充电，然后在恒温槽的内部保存充电状态的二次电池(保存时间＝1小时)。在该情况下，一边在使恒温槽的内部的温度上升的同时测定二次电池的温度，一边目视确认该二次电池的状态，由此调查了作为用于评价安全性(加热试验)的指标的二次电池的开放温度，即电极端子20作为开放阀而发挥功能的最低温度(℃)。
[表2]
如表2所示，即使变更固定比，也可以得到良好的加热后状态。在该情况下，特别是，当固定比为1.13～3.37时(实施例2、6、7)，开放温度在适当的范围内(＝130℃～150℃)。
详细而言，当开放温度低于130℃时，在二次电池放电时以及在高温环境中保管二次电池时等，根据内压的增加量(气体的产生量)，电极端子20有可能意外地作为开放阀而发挥功能。另外，若开放温度高于150℃，则在内压急剧增加时，在电极端子20作为开放阀而发挥功能之前，外包装罐10有可能意外地破裂。由此，若开放温度在适当的范围内，则关于外包装罐10以及盖部12的密封性和开放性的平衡被适当化。
[总结]
根据表1以及表2所示的结果，如果在纵横比(外径D/高度H)为0.1以上且小于1的外包装罐10的内部收纳有电池元件40，在该外包装罐10中，具有贯通口12K的盖部12被焊接在收纳部11上，在该盖部12上隔着垫圈30固定有电极端子20，电极端子20相对于该盖部12的固定强度比盖部12相对于收纳部11的焊接强度小，则可以在保证安全性(加热后状态以及连续放电后状态)的同时，改善电池容量特性(电池容量以及体积能量密度)。因此，能够得到优异的电池容量特性以及优异的安全性。
以上，列举一个实施方式以及实施例关于本技术进行了说明，但本技术的结构并不限定于一个实施方式以及实施例中说明的结构，因此能够进行各种变形。
具体而言，虽然关于电极反应物质是锂的情况进行了说明，但该电极反应物质的类型没有特别限定。具体而言，如上所述，电极反应物质可以是钠以及钾等其他碱金属，也可以是铍、镁以及钙等碱土类金属。此外，电极反应物质也可以是铝等其他轻金属。
在本说明书中记载的效果仅是示例，因此本技术的效果并不限定于在本说明书中记载的效果。因此，关于本技术也可以得到其他效果。

Claims (12)

1.一种电池，具备：
外包装部件，具有外径以及高度；
电池元件，收纳在所述外包装部件的内部；
绝缘性的密封部件；以及
端子部件，隔着所述密封部件由所述外包装部件支承，
所述外径相对于所述高度的比为0.1以上且小于1，
所述外包装部件包括：
收纳部件，具有开口部，同时将所述电池元件收纳在内部；以及
盖部件，焊接于所述收纳部件，封闭所述开口部，同时具有贯通口，
所述端子部件隔着所述密封部件固定在所述盖部件上，遮蔽所述贯通口，
所述端子部件相对于所述盖部件的固定强度比所述盖部件相对于所述收纳部件的焊接强度小。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述比为0.1以上且0.6以下。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，
所述端子部件的外径相对于所述贯通口的内径的比为1.13以上且3.37以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池，其中，
所述端子部件配置在所述盖部件的外侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其中，
所述密封部件包含具有130℃以上且250℃以下的熔点的聚丙烯。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其中，
所述电池元件包括相互对置并卷绕的正极以及负极，同时在所述正极以及所述负极卷绕的中心具有卷绕中心空间，
所述贯通口配置在与所述卷绕中心空间中的至少一部分重叠的位置。
7.根据权利要求6所述的电池，其中，
所述贯通口的内径比所述卷绕中心空间的内径大。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池，其中，
所述电池还具备使所述电池元件和所述端子部件相互连接的布线部件，
所述布线部件在所述电池元件和所述端子部件之间折返一次以上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池，其中，
所述盖部件具有凹陷部，
在所述凹陷部中，所述盖部件以朝向所述收纳部件的内部局部突出的方式弯折，
所述端子部件配置在所述凹陷部的内部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池，其中，
所述电池元件包括正极以及负极，
所述正极以及所述负极中的一方与所述端子部件电连接，
所述正极以及所述负极中的另一方与所述外包装部件电连接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电池，其中，
所述电池是圆筒型的电池。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池，其中，
所述电池是锂离子二次电池。
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