JP2005276814A - 電池、電池パック及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発電要素を収容する部分の容積を小さくすることができる電池及び電池パックと、それらの製造方法とを提供する。
【解決手段】 一対の円筒状の有底缶（２）と、一対の有底缶（２）の各開口端部を連結する締結リング（３）と、連結された一対の有底缶（２）の内部に収容された、一対の電極を含む発電要素とを含み、一方の有底缶（２）が一方の電極と電気的に接続され、他方の有底缶（２）が他方の電極と電気的に接続され、締結リング（３）における、一方の有底缶（２）に接する領域と他方の有底缶（２）に接する領域とが電気的に絶縁されている電池（１）とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電池、電池を集積した電池パック、及びそれらの製造方法に関する。

近年、ハイブリッド自動車、電気自動車等の輸送機器や、パソコン等の携帯機器の発展に伴い、電池の役割がますます重要視されている。電池を搭載する機器の開発競争は激しく、より小型で高出力な電池や、低コストの電池が市場から求められている。

従来の電池の一例を図２５に示す。図２５に示す電池１０１はいわゆる円筒形の電池であり、ニッケル水素電池、リチウム電池等の様々な電池に応用されている。図２５に示す電池１０１では、円筒状の電池ケース１０２の中に、正極１０３、負極１０４及びセパレータ１０５を含む極板群１０８、ならびに電解液が収容されている。電池ケース１０２の上部は、端子を兼ねた封口板１０６及び電気絶縁性のガスケット１０７によって封止されている。例えば、ガスケット１０７を狭持するように電池ケース１０２と封口板１０６とをカシメ固定することによって、電池ケース１０２が封止、密閉されている。極板群１０８中の正極１０３又は負極１０４と封口板１０６とは、タブ１０９によって電気的に接続されている。

その他、図２５に示す電池とは端子部分の構造が異なる電池も一般的に使用されている（特許文献１、特許文献２等参照）。このような電池は、自動車用等の比較的容量の大きな電池に多く用いられている。特許文献１に提案された電池では、雄ネジ状の端子部材が蓋体を貫通して配置されており、前記端子部材は前記端子部材に螺合するナットによって前記蓋体に固定されている。このような電池は、図２５に示す電池とは異なり、電池ケースを密閉するためにカシメ固定を行う必要がない。

また、自動車用途等、単独の電池では容量、電圧等が不足する場合、複数の電池を直列接続した電池パックが用いられる場合がある。例えば、図２５に示すような円筒形の電池を直列接続して電池パックを形成することが考えられる。その際、電池ケースの底面部は平面であるが、上面部は端子部が凸形状となっているため、そのままでは電池が集積化されて成る電池パックを安定して保持することが困難である。このため、電池の底面部と隣接する電池の上面部との間に接続体をかませて溶接し、固定する技術が、例えば特許文献３に提案されている。
特開２０００−１３８０５４号公報 特開２００１−５２７５９号公報 特開平１０−１０６５３３号公報

しかし、図２５に示す電池は、端子と極板群とがタブによって電気的に接続されており、タブ、リード等の発電要素以外の部材を収容するための空間が電池の内部に必要となるため、エネルギー密度がその分小さくなる。

特許文献１や特許文献２に提案された電池においても、やはり集電用のタブが必要である。また、雄ネジ状の端子部材が筐体の内部にまで貫通して配置されており、タブ及び端子部材を配置する空間が電池の内部に必要となる。また、図２５に示す電池や、特許文献１，２に提案された電池を直列に接続して電池パックを形成するためには、例えば特許文献３に提案された電池パックに使用される接続体等が必要である。しかしながら、特許文献３に提案された電池パックでは、隣り合う電池同士を接続するための接続体を配置する空間が電池間に必要となるため、電池パックの小型化が困難となるおそれがある。

このような状況に鑑み、本発明は、発電要素を収容する部分の容積を小さくすることができる電池及び電池パックと、それらの製造方法とを提供する。

本発明の電池は、
一対の円筒状の有底缶と、前記一対の有底缶の各開口端部を連結する締結リングと、前記連結された一対の有底缶の内部に収容された、一対の電極を含む発電要素とを含み、
一方の前記有底缶が一方の前記電極と電気的に接続され、
他方の前記有底缶が他方の前記電極と電気的に接続され、
前記締結リングにおける、一方の前記有底缶に接する領域と他方の前記有底缶に接する領域とが電気的に絶縁されている。

本発明の電池パックは、上述した本発明の電池を複数含み、前記複数の電池を直列接続した構造を有している。

本発明の電池の製造方法は、
（ｉ）第１の有底缶の開口端部と締結リングとを連結する工程と、
（ii）前記第１の有底缶の内部に、一対の電極を含む極板群を収容する工程と、
（iii）前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングと第２の有底缶の開口端部とを連結させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程とを含み、
（ａ）前記第１の有底缶と一方の前記電極とを電気的に接続する工程と、
（ｂ）前記第２の有底缶と他方の前記電極とを電気的に接続する工程とを更に含む。

本発明の電池パックの製造方法は、
複数の電池を直列接続した構造を有する電池パックの製造方法であって、
（ｘ）複数の電池を、隣り合う前記電池の端面同士が突き合うように配置する工程と、
（ｙ）前記端面同士を電気的に接続することによって、隣り合う前記電池を直列接続する工程とを含み、
前記電池は、上述した本発明の電池であることを特徴とする。

本発明によれば、これまでになく部品点数を削減することができるため、発電要素を収容する部分の容積を小さくすることができる。これにより、例えばエネルギー密度や出力特性が高い電池及び電池パックを提供できる。

本発明の電池は、一対の円筒状の有底缶と、一対の有底缶の各開口端部を連結する締結リングと、連結された一対の有底缶の内部に収容された、一対の電極を含む発電要素とを含む。一対の有底缶のうち一方の有底缶は一方の電極（例えば、正極）と電気的に接続されており、他方の有底缶は他方の電極（例えば、負極）と電気的に接続されている。また、締結リングにおける、一方の有底缶に接する領域と他方の有底缶に接する領域とが電気的に絶縁されている。このため、例えば、一対の有底缶及び／又は締結リングを電池ケース、一方の有底缶を正極、他方の有底缶を負極とする電池を構成することができる。なお、本発明の電池では、それぞれの有底缶における任意の領域を端子部として用いることができ、例えば、有底缶の底部の外面（電池の端面に相当する領域）を端子部としてもよい。なお、端子部とは、電池と電池外部とを通電するための部位のことである。端子部は複数設けられていてもよい。

このような電池では、従来の電池において必要であったタブ、リード等の部材を省略することができるため、電池の小型化を容易に実現できる。これにより、例えば、電池の内部における電池の充放電容量に寄与しない空間を最小限にすることができるため、電池の高エネルギー密度化が可能となる。また、極板群と端子部との間の部材点数を削減することができるため、電池の内部抵抗を低減することができ、出力特性が高い電池とすることができる。更に、部材点数の削減によって製造工程を削減することができるため、生産性が高い電池とすることもできる。その他、本発明の電池では、図２５に示す電池で見られたようなカシメ部分、特許文献１及び２に示すような筐体を貫通する端子部材等を省略できる。また、一対の有底缶を用いているため、電池の両方の端面を平坦な形状とすることができる。これにより、電池パックを形成する際、電池を高集積化することができる。なお、上述した効果は選択的な効果であり、本発明の電池が必ずしも上述した全ての効果を同時に満たしている必要はない。効果の選択は、例えば、電池のサイズ、容量の設計、用いる部材の選択等によって行うことができる。

本発明の電池では、締結リングによって一対の有底缶の開口端部を連結する構造、即ち、締結リングの構造、有底缶の構造、締結リングと有底缶の開口端部との間の構造等は特に限定されない。電池としての使用時に、電池ケースとなる一対の有底缶の内部が密閉可能な構造であればよい。例えば、有底缶の開口端部の周面及び締結リングの周面にネジ部が形成されており、有底缶のネジ部と締結リングのネジ部が螺合することによって、締結リングを介して一対の有底缶が連結された構造であってもよい。また、締結リングの周面の形状と有底缶の開口端部の周面の形状とを所定の形状とし、締結リングと有底缶の開口端部とを嵌合することによって、締結リングを介して一対の有底缶が連結された構造であってもよい。このとき、例えば、締結リングと有底缶の開口端部とが、有底缶を縮径させることによって嵌合されていてもよい。縮径にあたっては、少なくとも有底缶の開口端部が縮径されていればよい。また、上記螺合と上記嵌合とを併用した構造であってもよい。例えば、一方の周面にネジ部が形成されており、他方の周面を所定の形状とした締結リングを用いることによって、締結リングと一方の有底缶とを螺合により連結し、締結リングと他方の有底缶とを嵌合によって連結した構造としてもよい。

締結リングにおいて、一方の有底缶に接する領域と他方の有底缶に接する領域との間で電気的に絶縁を保つための構造等は特に限定されない。例えば、締結リングにおける一対の有底缶と接触している領域が樹脂からなる締結リングであってもよいし、締結リング全体が樹脂からなる締結リングであってもよい。また、締結リングが金属層と樹脂層とを含む構造を有し、上記樹脂層によって電気的に絶縁が保たれている構造であってもよい。樹脂層と金属層とを含む締結リングとすることによって、締結リングの強度をより向上させることができる。なお、樹脂層と金属層とは必ずしも一体化されている構造である必要はなく、例えば、電池の製造時に、樹脂層と金属層とを別々に配置してもよい。締結リングの構造、用いる材料等は、電池として使用する際の温度範囲や、必要な強度等に応じて任意に設定することができる。

締結リングに用いる樹脂は特に限定されず、例えば、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリサルフォン、フッ素系樹脂等を用いればよい。なかでも、締結リング全体が樹脂からなる場合、機械的強度、耐透湿性、成形性等の観点からフッ素系樹脂等を用いることが好ましい。締結リングに用いる金属は特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、鉄−ニッケルメッキ鋼、アルミニウム等を用いればよい。なお、締結リングの樹脂部分のうち、有底缶の金属部分と接触する箇所には、シール剤を塗布しておくのが好ましい。シール剤としては、例えばポリブテン、ブロンアスファルト、フッ素系コーティング剤等を使用することができる。

発電要素の構造、材料、構成等は、一対の電極（正極及び負極）を含む限り特に限定されない。電池に一般的に用いられる発電要素であればよい。例えば、発電要素が、セパレータと当該セパレータを狭持する正極及び負極とを含む極板群と、電解質とを含んでいてもよい。このとき、上記極板群は、捲回されていてもよく、電解質はイオン伝導性を有する電解液であってもよい。このような発電要素は、一般的なアルカリ蓄電池、リチウム電池等に用いられる発電要素と同様である。即ち、本発明の電池は、発電要素の構造、材料、構成等を選択することによって、アルカリ蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム一次電池、リチウム二次電池等の様々な電池とすることができる。具体的な例として本発明の電池をリチウム二次電池に適用する場合は、正極及び負極がリチウムを可逆的に吸蔵及び放出できる電極材料（例えば、正極の電極材料がリチウムを含む酸化物、負極の電極材料が炭素材料やシリコンを含む材料等）を含む電極であればよく、電解質がリチウム伝導性を有していればよい（例えば、リチウム塩の非水溶液等）。

有底缶と、発電要素に含まれる電極との電気的な接続を保つ構造は、特に限定されない。例えば、有底缶の底部の内面と上記電極とが、電池としての使用時に導電性を保持できる程度に安定して接触していればよい。また、有底缶と電極との間に導電性を有する部材（例えば、集電体等）が更に配置されていてもよい。電池として必要な特性に応じて、任意に設定することができる。

有底缶に用いる材料は特に限定されず、例えば、一般的に電池ケースとして用いられる材料を用いればよい。電池の種類によって異なるが、ニッケル水素電池の場合、例えば、鉄−ニッケルメッキ鋼やステンレス鋼等を、リチウム電池の場合、例えば、鉄−ニッケルメッキ鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等を用いればよい。正極となる有底缶と負極となる有底缶との間で用いる材料を変えてもよい。上述のリチウム電池の場合、例えば、正極となる有底缶（発電要素に含まれる正極と電気的に接続された有底缶）にアルミニウム、負極となる有底缶（発電要素に含まれる負極と電気的に接続された有底缶）に銅を用いてもよい。用いる材料は、例えば、電池としての使用時に各々の有底缶に生じる電位に基づいて決定してもよい。

有底缶の大きさは特に限定されず、例えば、電池の容量に応じて設定すればよい。一例として容量が６０００ｍＡｈの電池とする場合、その内径は、例えば、３０ｍｍφ〜３５ｍｍφ程度の範囲、その深さは一対の有底缶の合計で、例えば、５０ｍｍ〜５５ｍｍ程度の範囲であればよい。有底缶の肉厚は、例えば、０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲である。

本発明の電池パックは、上述した本発明の電池を複数含み、前記複数の電池を直列接続した構造を有している。これにより、電池パックの小型化を容易に実現できる。また、上述した電池の効果に基づいた効果を有する電池パックとすることができる。より具体的には、例えば、エネルギー密度が高い電池パックや、出力特性が高い電池パック等とすることができる。また、例えば、隣り合う電池の双方の端面を平坦な形状とすることにより、例えば、特許文献３に記載されているような電池同士をつなぐ接続体を省略することができる。なお、電池の端面とは、例えば、上述した有底缶の底部の外面に対応する部分である。

本発明の電池の製造方法は、（ｉ）第１の有底缶の開口端部と締結リングとを連結する工程と、（ii）前記第１の有底缶の内部に、一対の電極を含む極板群を収容する工程と、（iii）前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングと第２の有底缶の開口端部とを連結させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程とを含み、（ａ）前記第１の有底缶と一方の前記電極とを電気的に接続する工程と、（ｂ）前記第２の有底缶と他方の前記電極とを電気的に接続する工程とを更に含む。このような製造方法とすることによって、上述した本発明の電池を得ることができる。なお、前記工程（ａ）及び（ｂ）は、任意の時点で行えばよく、電池が形成された段階で完了していればよい。例えば、工程（iii）において第１の有底缶と第２の有底缶とを連結するとともに、第１の有底缶と一方の電極、及び第２の有底缶と他方の電極を接触させて、前記工程（ａ）及び（ｂ）を完了することができる。また、前記構成要素の材料等は前述した本発明の電池と同様であるため、その説明は省略する。

本発明の電池パックの製造方法は、複数の電池を直列接続した構造を有する電池パックの製造方法であって、（ｘ）複数の電池を、隣り合う電池の端面同士が突き合うように配置する工程と、（ｙ）端面同士を電気的に接続することによって隣り合う電池を直列接続する工程とを含んでいる。また、直列接続する電池は、上述した本発明の電池である。このような製造方法とすることによって、上述した本発明の電池パックを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態において、同一の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。

まず、本発明の電池について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の電池の一例を示す模式図である。なお、図２は、図１に示す電池１を端面に垂直な平面で切断した（図１に示す平面Iで切断した）断面図である。図１及び図２に示す電池１は、一対の円筒状の有底缶２と、一対の有底缶２の各開口端部を連結する締結リング３と、連結された一対の有底缶２の内部に収容された、一対の電極を含む発電要素とを含む。なお、図２に示すように、一対の有底缶２の各々を有底缶２ａ及び有底缶２ｂと表記する場合がある。以降、集電体等についても同様に「ａ」及び「ｂ」を付記して説明する場合がある。

発電要素は、セパレータ７とセパレータ７を狭持する正極５及び負極６とを含む極板群４と、電解質とを含んでおり、極板群４は捲回されている。電解質は、有底缶２の内部に収容されており、その一部はセパレータ７によって保持されている。締結リング３の内周面には雌ネジ部が形成されており、有底缶２の開口端部の外周面には雄ネジ部が形成されている。上記雌ネジ部と上記雄ネジ部とが螺合することによって、締結リング３を介して一対の有底缶２ａ及び有底缶２ｂが連結されている。締結リング３は樹脂層８と金属層９とが積層された構造を有し、樹脂層８を最内層とすることによって、締結リング３の内周面における有底缶２ａに接する領域と有底缶２ｂに接する領域とが電気的に絶縁されている。また、極板群４の一方の端面において正極５が突出することによって有底缶２ａの底部の内面と正極５とが電気的に接続されており、極板群４の他方の端面において負極６が突出することによって有底缶２ｂの底部の内面と負極６とが電気的に接続されている。正極５及び負極６の突出している量（突出量）は、例えば、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度の範囲であればよい。

このような構成により、有底缶２ａを正極、有底缶２ｂを負極とする電池１とすることができる。また、図２に示すように、電池１の内部には、従来の電池で見られたようなタブやリード等を収容する空間が省略されており、一対の有底缶２の内部のほぼ全体に極板群４が収容されている。このため、エネルギー密度が高い電池１とすることができる。また、正極５及び負極６と有底缶２ａ及び２ｂとの間にタブ等の部材が無いため、内部抵抗が低減された、出力特性が高い電池１とすることができる。

また、電池１は、従来の電池に比べて製造工程をより単純化することができる。例えば、図２５に示す電池１０１では、電池ケース１０２の内部に発電要素を収容した後に、封口板１０６にタブ１０９を取り付ける工程、タブ１０９を折り畳む工程、封口板１０６をカシメ固定する工程等が必要である。これに対して図２に示す電池１では、最も工程を単純化した場合には、例えば、有底缶２ｂと締結リング３とを螺合し、有底缶２ｂに極板群４等を収容し、締結リング３と有底缶２ａとを螺合することによって電池１を得ることも可能である。このため、生産性が高く、最小限の部品構成による低コストな電池１とすることができる。なお、本発明の電池の製造方法の例については後述する。

図２に示す電池１において、正極５及び負極６と各々の有底缶２ａ，２ｂとは、双方の電気的な接続を必要な期間保持できる限り、単に接触しているだけでもよい。あるいは、正極５及び負極６と各々の有底缶２ａ，２ｂとが溶接及びロウ付けから選ばれる少なくとも一方によって電気的に接続されていてもよい。溶接やロウ付けを行うことによって、電池１の内部抵抗がより低減され、出力特性がより高い電池１とすることができる。また、より信頼性が高い電池１とすることができる。溶接の種類は特に限定されず、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接等であればよい。

また、図２に示す電池１では、締結リング３が環状の当接部１０を有している。図３は、図２に示す電池１における領域IIの拡大図である。図３に示すように、締結リング３は環状の当接部１０を有しており、有底缶２ａ及び有底缶２ｂの開口端は当接部１０を介して突き合てられている。このような電池１とすることによって、有底缶２の内部の密閉性をより高くすることができ、より信頼性が高い電池１とすることができる。また、製造工程上において、当接部１０の寸法精度で電池１の封止状態を管理できるので、より生産性が高い電池１とすることができる。なお、当接部１０は、有底缶２ａ及び有底缶２ｂの双方が当接部１０に直接接触している場合、電気絶縁性である必要がある。有底缶２ａ及び／又は有底缶２ｂと当接部１０との間に電気絶縁性の材料が配置されている場合は、この限りではない。図２に示す例では、当接部１０は樹脂層８の一部である。

また、図２に示す電池１では、極板群４の最外周が電気絶縁性を有するセパレータ７である。このように極板群４の最外周を電気絶縁性材料にした場合、有底缶２ａ，２ｂや締結リング３と極板群４に含まれる電極とが直接接触する可能性を低減することができる。このため、内部短絡等の発生が抑制された、より信頼性が高い電池１とすることができる。また、極板群４の最外周をセパレータ７とするかわりに、例えば、極板群４における有底缶２との電気的な接続を保つ領域以外を、樹脂等の電気絶縁性材料（例えば、樹脂製のフィルム等）によって被覆しても同様の効果を得ることができる。また、有底缶２の内面における極板群４に含まれる電極との電気的な接続を保つ領域以外を、樹脂等の電気絶縁性材料（例えば、樹脂製のフィルム等）によって被覆してもよい。

なお、有底缶２や締結リング３のネジ部の構造（例えば、ネジ部のピッチ等）は特に限定されない。また、有底缶２のネジ部及び締結リング３のネジ部がテーパーネジであってもよい。テーパーネジとした場合、より密閉性が高い電池１とすることができる。また、この場合、電池１の製造時において、有底缶２及び／又は締結リング３を回動させる際にトルク管理を行えば、例えば、電池１の密閉性を向上させることができる。

図４は、本発明の電池の別の一例を示す模式図である。図４に示す電池１では、正極５と有底缶２ａの底部との間に集電体１１ａが更に配置されており、負極６と有底缶２ｂの底部との間に集電体１１ｂが更に配置されている。正極５と集電体１１ａ、集電体１１ａと有底缶２ａ、負極６と集電体１１ｂ、及び、集電体１１ｂと有底缶２ｂは電気的に接続されている。このような電池１とすることによって、有底缶２と極板群４に含まれる電極との密着性をより向上させることができる。このため、より出力特性及び信頼性が高い電池１とすることができる。なお、図４に示す電池１では、有底缶２ａ側（正極側）及び有底缶２ｂ側（負極側）の双方に集電体１１ａ，１１ｂが配置されているが、いずれか一方のみに集電体が配置されていてもよい。

集電体１１と有底缶２とは、双方の電気的な接続を必要な期間保持できる限り、単に接触しているだけでもよい。あるいは、集電体１１と有底缶２とが溶接及びロウ付けから選ばれる少なくとも一方によって電気的に接続されていてもよい。溶接やロウ付けを行うことによって、電池１の内部抵抗がより低減され、出力特性がより高い電池１とすることができる。また、より信頼性が高い電池１とすることができる。溶接の種類は特に限定されず、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接等であればよい。集電体１１と極板群４に含まれる電極との間の関係についても同様である。

集電体１１に用いる材料は、導電性であり、電池１の内部において容易に腐食等を受けない材料である限り特に限定されない。アルカリ蓄電池の場合、例えば、ニッケルやニッケルメッキ鋼板等を用いればよく、リチウム電池の場合、例えば、銅（負極側）やアルミニウム（正極側）等を用いればよい。なお、集電体１１は全体として導電性であればよく、部分的に電気絶縁性の材料が混在していてもよい。また、集電体１１の構造も特に限定されず、例えば、一般的に用いられる集電体を用いればよい。図５に集電体１１の例を示す。図５Ａに示す集電体１１は、バーリング加工により得られた所謂バーリング集電体である。バーリング集電体は、集電性、溶接強度等の観点から見て優れている。図５Ｂ〜図５Ｄに示す集電体１１は、いわゆる皿バネ型集電体である。皿バネ型集電体は、極板群４の総高さのバラツキを吸収可能であるという観点から見て優れている。なお、図５Ｃは、図５Ｂに示す集電体１１をその側面から見た模式図である。

図６は、本発明の電池の更に別の一例を示す模式図である。図６に示す電池１では、有底缶２ａの深さと有底缶２ｂの深さとが互いに異なっている。各々の有底缶２ａ，２ｂの深さが異なる場合、図６に示すように締結リング３が電池１の一方の端面に寄った形状となる。このような電池１では、例えば、電池１の製造時に、深さが深い方の有底缶２ａに極板群４を収容し、締結リング３を連結した状態で電解質を収容（例えば、電解液を注液）すれば、一対の有底缶２ａ，２ｂの深さがほぼ同一である場合に比べてより多くの電解質を収容することができる。

図７は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図７に示す電池１では、有底缶２ａの底部に貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２が封止されている。このような貫通孔１２は、例えば、電池１の製造時に電解質を収容するために用いることができる。また、貫通孔１２は、電池１の使用時に温度上昇、内圧上昇等の異常が起きた場合、安全弁としての役割を担うこともでき、より安全性が高い電池１とすることができる。貫通孔１２を封止する構造は特に限定されず、例えば、安全弁を含む蓋部によって封止されていてもよい。安全弁の構造、蓋部の構造等は特に限定されず、例えば、一般的な電池に用いられる安全弁等を用いればよい。安全弁の作動する圧力範囲は任意に設定すればよい。

また、貫通孔１２は薄膜によって封止されていてもよい。前記薄膜は、例えば電池１において温度上昇や内圧上昇等が起きた場合に、破断することによって安全弁としての役割を担うことができる。薄膜の種類は特に限定されず、例えば、有底缶２の材料と同一の材料や、樹脂等からなる薄膜であればよい。また、異なる材料を積層した薄膜であってもよい。その厚さは、例えば、１０μｍ〜１００μｍの範囲とすればよい。薄膜の厚さや薄膜に用いる材料を変更することによって薄膜が破断する圧力範囲を設定することができる。なお、薄膜と安全弁とを組み合わせて貫通孔１２を封止してもよい。例えば、貫通孔１２の内部に安全弁を配置し、更に薄膜によって貫通孔１２を封止してもよい。

図７に示す例では、貫通孔１２は一方の有底缶２ａのみに形成されているが、双方の有底缶２ａ，２ｂに形成されていてもよい。また、貫通孔１２を形成する位置は有底缶２の底部に限られず、有底缶２の任意の場所に形成することができる。貫通孔１２の個数は１つに限られず、複数の貫通孔１２を形成してもよい。例えば、安全弁として機能する貫通孔１２とは別に、電解質を収容するための貫通孔１２を設けてもよい。貫通孔１２の内径は、電解質の収容にも用いる場合、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。

図８は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図８に示す電池１では、締結リング３に貫通孔１２が形成されており、貫通孔１２が薄膜１２１によって封止されている。このように、締結リング３に貫通孔１２を形成しても、有底缶２に貫通孔１２を形成した場合と同様の効果を得ることができる。締結リング３において貫通孔１２を配置する位置は、一対の有底缶２ａ，２ｂを連結することができる限り特に限定されない。

図９は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図９に示す電池１では、締結リング３が環状の当接部１０を有しており、当接部１０と有底缶２ａとの間に封止部材として弾性体からなるＯリング１３が更に配置されている。有底缶２ａ，２ｂの各々の開口端は、当接部１０及びＯリング１３を介して突き合てられている。このような電池１とすることによって、より密閉性が高い電池１とすることができる。なお、電池１において、Ｏリング１３のような弾性体からなる封止部材が所定の圧縮率で圧縮された状態で配置されていると、前記封止部材は、封止機能に加え、安全弁としての機能をも有する。前記所定の圧縮率は、電池１の通常状態において安全弁が作動しない範囲内の圧縮率とすればよい。また、前記所定の圧縮率は、電池１の総高さを規定することにより、厳密に管理することができる。

封止部材に用いる材料は特に限定されず、例えば、樹脂、ゴム、金属等を用いればよい。ただし、一対の有底缶２が電気的に短絡を起こさないようにする必要があるため、当接部１０が導電性である場合、封止部材は電気絶縁性であることが好ましい。図９の例において封止部材として用いているＯリング１３の種類は特に限定されず、例えば、一般的に用いられるＯリングを用いればよい。また、図９に示す例では、当接部１０と一方の有底缶２ａとの間のみに封止部材が配置されているが、当接部１０と有底缶２ｂとの間にも封止部材が配置されていてもよい。

図１０は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１０に示す電池１では、有底缶２ａの底部の外面（端面）に、凸部１４が形成されている。このような電池１によれば、電池１を複数接続して後述する電池パックとする際に、凸部１４の寸法管理によって隣り合う電池１間の接触面積を制御できる。これにより、隣り合う電池１間の接合抵抗を低減することができる。凸部１４は一方の有底缶２ａだけではなく、有底缶２ａ，２ｂの両方の端面に形成してもよい。凸部１４の形状は特に限定されず、例えば、単なる突起であってもよい。また、凸部１４に限らず凹部を有底缶２の端面に形成してもよい。例えば、隣り合う電池１における一方の電池１の端面に凸部１４を形成し、他方の電池１の端面に凹部を形成し、凸部１４及び前記凹部の位置を合わせて接続すれば、隣り合う電池１をより密着させることができる。

以下、本発明の電池のさらなるバリエーションについて説明する。本発明の電池は、例えば、以下に示すような構造を有する電池であってもよい。また、本発明の電池は、以下に示すような構造を有する電池であっても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。なお、本発明の電池は、上述した電池の具体例及び以下に示すバリエーションに限定されない。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の電池の一例における締結リング３を含む領域の拡大図である。図１１Ａに示すように、本発明の電池では、締結リング３が図３に示すような当接部１０を有していなくてもよい。この場合、有底缶２ａと有底缶２ｂとが接触しないように、双方の有底缶２ａ，２ｂを締結リング３に対して螺合すればよい。なお、電池１の密閉性の観点からは、締結リング３が当接部１０を有しない場合、締結リング３のネジ部及び有底缶２のネジ部がテーパーネジであることが好ましい。ネジ部がテーパーネジである一例を図１１Ｂに示す。テーパーネジの具体的な形状は特に限定されない。また、図１１Ａ，Ｂに示す例では、締結リング３は樹脂からなるが、図２に示す例のように金属層９を含んでいてもよい。

図１２は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１２に示す電池１では、締結リング３の外周面に雄ネジ部が形成されており、有底缶２の開口端部の内周面に雌ネジ部が形成されており、上記雄ネジ部と上記雌ネジ部とが螺合することによって、締結リング３を介して一対の有底缶２ａ，２ｂが連結されている。

図１３は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１３に示す電池１では、一方の有底缶２ａの開口端部の外周面に雄ネジ部が形成されており、他方の有底缶２ｂの開口端部の内周面に雌ネジ部が形成されている。また、締結リング３の一方の外周面に雄ネジ部が形成されており、他方の内周面に雌ネジ部が形成されている。そして、有底缶２ａの雄ネジ部と締結リング３の雌ネジ部、有底缶２ｂの雌ネジ部と締結リング３の雄ネジ部とを螺合することによって、締結リング３を介して一対の有底缶２ａ，２ｂが連結されている。

図１４は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１４に示す電池１では、締結リング３と有底缶２ａ，２ｂの開口端部とを嵌合することによって、締結リング３を介して一対の有底缶２ａ，２ｂが連結されている。一対の有底缶２ａ，２ｂの内部に収容された発電要素は、図２に示す例と同様である。また、締結リング３の外周面に、締結リング３の内周方向に力を加えるための束帯（ベルト）１５が更に配置されており、ベルト１５によって締結リング３と有底缶２ａ，２ｂとがより確実に嵌合された電池１とすることができる。ベルト１５は、例えば、金属や樹脂からなるベルトを用いればよい。

図１５は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１５に示す電池１は、締結リング３と有底缶２ａ，２ｂの開口端部とを嵌合することによって、締結リング３を介して一対の有底缶２ａ，２ｂが連結されている。また、図１５に示す電池１では、締結リング３の外周面と有底缶２ａの開口端部の内周面とが嵌合されており、締結リング３の内周面と有底缶２ｂの開口端部の外周面とが嵌合されている。このとき、有底缶２ａが縮径されていてもよい。有底缶２ａの縮径によって、締結リング３と有底缶２とがより確実に嵌合された電池１とすることができる。有底缶２ａを縮径する領域は特に限定されない。例えば、有底缶２ａの開口端部、より具体的には、例えば、有底缶２ａにおける締結リング３と接している部分を縮径すればよい。なお、有底缶２ａを縮径する際、例えば縮径前において縮径部分の内径が３０ｍｍφである場合は、縮径後において前記縮径部分の内径が例えば２９．５ｍｍφ程度になるまで縮径すればよい。

図１６は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１６に示す電池１は、図１５に示す電池１の有底缶２ａの開口端部の外周面に、有底缶２ａの内周方向に力を加えるためのベルト１５が更に配置されている。これにより、締結リング３と有底缶２ａ，２ｂとがより確実に嵌合された電池１とすることができる。本構成において有底缶２ａを縮径する場合、ベルト１５は、例えば、有底缶２ａを縮径した後に配置してもよい。

図１７は、本発明の電池の更にまた別の一例を示す模式図である。図１７に示す電池１は、締結リング３と有底缶２ａ，２ｂの開口端部とを嵌合することによって、締結リング３を介して一対の有底缶２ａ，２ｂが連結されている。また、図１７に示す電池１では、締結リング３の外周面と有底缶２ａの開口端部の内周面とが嵌合されており、締結リング３の内周面と有底缶２ｂの開口端部の外周面とが嵌合されている。図１７に示す電池１では、締結リング３付近の構造は図１５に示す電池１と同様であるが、一方の有底缶２ａの内径と他方の有底缶２ｂの内径とが相違する点が、図１５に示す電池１とは異なる。

図１４〜図１７に示す電池１においても、エネルギー密度が高い電池や、出力特性等の特性が高い電池とすることができる。嵌合される有底缶２ａ，２ｂの開口端部の周面及び締結リング３の周面の形状は特に限定されない。

以上、本発明の一実施形態である電池１について説明したが、本発明の電池は前記実施形態には限定されない。例えば、前記実施形態では、外形が円形状の締結リングを有する電池を例に説明したが、締結リングの形状はこれに限定されず、外形が六角形状や八角形状等の多角形状の締結リングを使用してもよい。これにより、後述する電池パックを複数形成した際、複数の電池パックを一定の距離を保持したまま集積したり、複数の電池パックを安定して保持したりすることができる。電池パック間で一定の距離を保持できれば、例えば、電池パックの使用時に電池パック間に冷却風を通すといったことが可能になる。

次に、本発明の電池パックについて図面を参照して説明する。図１８は、本発明の電池パックの一例を示す模式図である。

図１８に示す電池パック２１は、上述した本発明の電池１を複数含み、上記複数の電池１を直列接続した構造を有している。これにより、電池パック２１の小型化が容易に実現できる上、上述した電池１の効果に基づいた効果を有する電池パック２１とすることができる。

なお、図１８に示す例では、６個の電池１が直列接続されているが、直列接続される電池１の数は特に限定されない。必要に応じて任意に設定すればよい。また、電池パック２１における両方の端面に、それぞれ、プラス端子２２及びマイナス端子２３が配置されているが、両端子は必ずしも必要ではなく、必要に応じて配置すればよい。プラス端子２２及び／又はマイナス端子２３を配置する際には、例えば、電池パック２１の端に配置された電池１の端面に上記端子を溶接すればよい。なお、電池パック２１は、その外面が樹脂で被覆されていてもよい。電池パック２１の外面を保護することができるからである。この際、被覆する樹脂は特に限定されず、例えば、伸縮性を有する樹脂を用いればよい。

電池１を直列接続する構造（接続構造）は、隣り合う電池１間で電気的な接続を保つことができる限り、特に限定されない。また、接続構造は、電池パック２１中の全ての電池１間で同一である必要は必ずしもなく、複数の異なる接続構造によって複数の電池１を直列接続してもよい。図１８に示す電池パック２１では、隣り合う電池１の端面同士を突き合わせることによって、複数の電池１を直列接続させている。

図１９は、本発明の電池パックの一例を示す模式図である。図１９に示す電池パック２１は、隣り合う電池１の端面同士を直に突き合わせることによって、複数の電池１が直列接続されている。また、隣り合う電池１の端面同士は溶接されている。このような電池パック２１では、隣り合う電池１間の電気的な接続をより確実に保持することができる。また、電池パック２１全体としての強度を向上させることができる。端面同士の溶接の種類は特に限定されず、例えば、レーザー溶接等であればよい。

電池１は、図１０に示すように、端面に凸部１４が形成された電池１であってもよい。この場合、凸部１４を介して隣り合う電池１が直列接続している電池パック２１となる。また、凸部１４はプロジェクション溶接用の突起として利用することができるため、隣り合う電池１のうち少なくとも一方の電池１の端面に凸部１４が形成されている場合、上記溶接はプロジェクション溶接であってもよい。

なお、図１９に示す電池パック２１では、隣り合う電池１の端面同士が直に突き合てられているが、上記端面間に別の部材が更に配置され、上記部材を介して上記端面同士が突き合っていてもよい。上記部材は、隣り合う電池１間の電気的な接続を妨げない限り、どのような材料、構造であってもよい。

図２０は、本発明の電池パックの別の一例を示す模式図である。図２０に示す電池パック２１は、隣り合う電池１の端面間に導電性を有するプレート２４が更に配置されており、プレート２４を介して、隣り合う電池１が直列接続している。このような電池パック２１では、隣り合う電池１間の電気的な接続をより確実に保持することができる。

プレート２４は導電性を有する限り、その材料は特に限定されない。例えば、ニッケル、鉄、ニッケルメッキ鋼板等からなるプレート２４であればよい。なお、上述した集電体１１と同様に、プレート２４は全体として導電性を有していればよく、その一部に電気絶縁性の材料が含まれていてもよい。プレート２４の大きさは特に限定されず、例えば、電池１の端面の大きさとほぼ同様であればよい。プレート２４の厚さは特に限定されず、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲とすればよい。隣り合う電池１の端面間に配置されるプレート２４は、複数であってもよい。

図２０に示す電池パック２１では、プレート２４の少なくとも一方の主面に凸部が形成されていてもよい。隣り合う電池１間の電気的な接続をより確実にすることができるからである。また、凸部は、プレート２４と電池１との端面を溶接する場合に、プロジェクション溶接用の突起として利用することができる。図２１にこのようなプレート２４の例を示す。図２１Ａ〜図２１Ｆに示すプレート２４は少なくとも一方の主面に凸部２５が形成されている。なお、図２１Ｂは図２１Ａに示すプレート２４の側面図、図２１Ｄは図２１Ｃに示すプレート２４の側面図、図２１Ｆは図２１Ｅに示すプレート２４の側面図である。また、電池１の端面に凸部１４が形成されていない場合は、隣り合う電池１間の電気的な接続をより確実に保持する観点から、プレート２４の両面に凸部２５が形成されていることが好ましい。

図２０に示す電池パック２１では、電池１の端面とプレート２４とが溶接されていてもよい。このような電池パック２１では、隣り合う電池１間の電気的な接続をより確実に保持することができる。また、電池パック２１全体としての強度をより向上させることができる。端面同士の溶接の種類は特に限定されず、例えば、レーザー溶接であればよい。電池１の端面及びプレート２４の少なくとも一方の主面に凸部が形成されている場合、プロジェクション溶接であってもよい。

本発明の電池パックのまた別の一例を図２２に示す。図２２に示す電池パック２１では、隣り合う電池１間に導電性の接続リング２６が更に配置されており、この接続リング２６を介して電池１が直列接続されている。また、接続リング２６は、電池１の端面近傍における外周面に接触するように配置されている。このような電池パック２１では、電池パック２１全体としての強度をより向上させることができる。接続リング２６と電池１とは、例えば、単に接触しているだけでもよいし、溶接されていてもよい。なお、図２２に示す例では、隣り合う電池１の端面同士は直接接触していないが、図１９に示す例のように隣り合う電池１の端面同士が直に突き合わされていてもよい。また、図２０に示す例のように隣り合う電池１の端面間に導電性を有するプレート２４が配置されていてもよい。換言すれば、図１９及び図２０に示す例においても、図２２に示す例のように接続リング２６を更に配置してもよい。接続リング２６は導電性を有する限り、その材料、構造等は特に限定されない。

次に、本発明の電池の製造方法について図面を参照して説明する。図２３は、本発明の電池の製造方法の一例を示す模式工程図である。最初に図２３Ａに示すように、有底缶２ｂの開口端部の外周面に形成された雄ネジ部３１と、締結リング３の内周面に形成された雌ネジ部３２とを螺合させることによって、有底缶２ｂと締結リング３とを連結する（工程（ｉ））。

次に、図２３Ｂに示すように、有底缶２ｂの内部に一対の電極を含む極板群４を収容する（工程（ii））。

次に、図２３Ｃに示すように、締結リング３における有底缶２ｂと連結した側とは反対側から、締結リング３の雌ネジ部３２と、有底缶２ａの開口端部の外周面に形成された雄ネジ部３３とを螺合させることによって、締結リング３を介して有底缶２ｂと有底缶２ａとを連結する（工程（iii））。

更に、任意の時点で、有底缶２ｂと極板群４に含まれる負極とを電気的に接続し（工程（ａ））、有底缶２ａと極板群４に含まれる正極とを電気的に接続する（工程（ｂ））ことによって、図２３Ｄに示す電池１を得ることができる。なお、工程（ｉ）と工程（ii）とは実施する順序を逆にすることもできる。また、工程（ａ）及び工程（ｂ）の具体的な例については後述する。

本発明の電池の製造方法において用いる有底缶２ａ，２ｂ、極板群４、締結リング３は、上述した有底缶、極板群、締結リングと同様であればよい。極板群４は、例えば、セパレータと、セパレータを狭持する正極及び負極とを含み、かつ、捲回された構造を有していてもよい。

工程（ｉ）において、有底缶２ｂと締結リング３とを螺合する方法は特に限定されない。螺合の程度は、例えば、電池１を形成した際に、電池１の密閉性が保持できる程度であればよい。また、螺合の程度は、例えば、電池１の総高さ等によって規定、管理すればよい。

工程（ii）において極板群４を収容する工程や、工程（iii）において有底缶２ａと締結リング３とを螺合する方法についても、特に限定されない。なお、発電要素として極板群４の他に電解質を収容する必要がある場合、電解質の収容は任意の時点で行えばよい。例えば、電解質が固体である場合、極板群４に含まれる電極間に電解質を挿入した状態で極板群４を収容すればよい。電解質が液体（即ち、電解液）である場合、例えば、有底缶２ａの底部に予め貫通孔を形成しておき、工程（iii）の後に電解液を注液すればよい。上記貫通孔は電解液の注液の後に封止すればよい。

本発明の電池の製造方法では、（ｃ）有底缶２ａ及び有底缶２ｂから選ばれる少なくとも一方の有底缶２の内部と極板群４との間に、集電体を配置する工程を更に含んでいてもよい。集電体を配置することによって、有底缶２の内部と極板群４に含まれる電極との電気的な接続をより確実に保持することができるため、より特性が高い電池１を得ることができる。配置する集電体は、上述した集電体と同様であればよい。また、集電体を配置する有底缶２の内部の領域は特に限定されず、例えば、図４に示すように、有底缶２の底部に集電体を配置すればよい。

工程（ａ）及び工程（ｂ）を行う方法は特に限定されない。例えば、正極（負極）と有底缶２ａ（２ｂ）の内部とが接するように極板群４を収容したり、一対の有底缶２ａ，２ｂを連結したりすればよい。なお、上述した集電体を配置する工程（ｃ）は、工程（ａ）及び／又は工程（ｂ）の一部とすることができる。

工程（ａ）及び工程（ｂ）は、電池１が形成された段階で（図２３に示す例では、図２３Ｄの段階で）完了すればよい。例えば、工程（iii）の前に、極板群４と有底缶２ｂとが密着していなかった場合でも、有底缶２ａと締結リング３とを螺合させる際に、同時に極板群４と有底缶２ｂとを密着させることが可能である。このため、工程（ii）の段階で、極板群４に含まれる負極と有底缶２ｂの内部との接触が保持されている必要は必ずしもなく、工程（iii）における螺合によって（即ち、電池１が形成された段階で）負極と有底缶２ｂの内部との接触が保持できていればよい。正極と有底缶２ａについても同様である。また、集電体を配置する場合を含め、以下に示す工程（ａ）及び工程（ｂ）の具体例においても同様である。

以下、本発明の電池の製造方法における工程（ａ）及び工程（ｂ）についてより具体的に説明する。なお、以下の説明において、極板群４に含まれる正極と負極とを逆にしても同様である。

例えば工程（ii）において、極板群４に含まれる負極と有底缶２ｂとが接するように、極板群４を収容してもよい。これにより、負極と有底缶２ｂとを電気的に接続することができる。このとき、例えば、図２に示すように、極板群４の一方の端面に負極が突出した構造であれば、負極と有底缶２ｂの底部との電気的な接続をより確実にすることができる。これにより、電池１の内部抵抗を低減させたり、電池１の信頼性を向上させたりすることができる。

また、例えば工程（ii）の前に、（ｄ）有底缶２ｂの内部に集電体を配置する工程を更に含み、工程（ii）において、上記集電体と極板群４に含まれる負極とが接するように極板群４を収容してもよい。このような製造方法によって、集電体を介して負極と有底缶２ｂとを電気的に接続することができる。また、負極と有底缶２ｂとの間に集電体を配置することによって、電気的な接続をより確実にすることができる。

また、例えば図２４に示すように、極板群４の一方の端部に、極板群４に含まれる負極と接するように集電体１１が予め配置されており、工程（ii）において、集電体１１と有底缶２ｂの内部とが接するように極板群４を収容してもよい。このような製造方法によって、集電体１１を介して負極と有底缶２ｂとを電気的に接続することができる。また、負極と有底缶２ｂとの間に集電体１１を配置することによって、電気的な接続をより確実にすることができる。

上述の具体例の場合、例えば、更に、工程（iii）において、極板群４に含まれる正極と有底缶２ａの内部とが接するように有底缶２ａと有底缶２ｂとを連結してもよい。これにより、正極と有底缶２ａとを電気的に接続することができる。このとき、例えば、図２に示すように、極板群４における有底缶２ａ側の端面に正極が突出した構造であれば、正極と有底缶２ａの底部との電気的な接続をより確実にすることができる。

また、例えば工程（ii）と工程（iii）との間に、（ｅ）有底缶２ｂの開口から、極板群４に含まれる正極に接するように集電体を配置する工程を更に含み、工程（iii）において、上記工程（ｅ）において配置した集電体と有底缶２ａの内部とが接するように、有底缶２ａと有底缶２ｂとを連結してもよい。このような製造方法によって、集電体を介して正極と有底缶２ａとを電気的に接続することができる。

その他、例えば極板群４の一方の端部に、極板群４に含まれる負極に接するように第１の集電体が予め配置されており、極板群４の他方の端部に、極板群４に含まれる正極に接するように第２の集電体が予め配置されていてもよい。このとき、工程（ii）において、負極に接する第１の集電体が有底缶２ｂの内部に接するように極板群４を収容し、工程（iii）において、正極に接する第２の集電体が有底缶２ａの内部に接するように有底缶２ａと有底缶２ｂとを連結すればよい。これにより、第１及び第２の集電体を介して、負極と有底缶２ｂ、及び、正極と有底缶２ａを電気的に接続することができる。

本発明の電池の製造方法では、工程（ａ）及び工程（ｂ）から選ばれる少なくとも一方の工程が、（ｆ）電極と有底缶２の内部とをロウ付けする工程を含んでいてもよい。また、上記少なくとも一方の工程が、（ｇ）電極と有底缶２の内部とを溶接する工程を含んでいてもよい。このような製造方法とすることによって、極板群４に含まれる電極と有底缶２の内部との電気的な接続をより確実にすることができる。なお、ロウ付けや溶接を行う有底缶２の内部の領域は特に限定されないが、例えば、有底缶２の底部であればよい。

工程（ｆ）及び工程（ｇ）は、工程（ａ）及び工程（ｂ）における任意の時点で行えばよい。例えば、有底缶２ｂに極板群４を収容し、極板群４に含まれる負極と有底缶２ｂの内部とを溶接又はロウ付けした後に、有底缶２ｂと有底缶２ａとの連結を行ってもよい。また、有底缶２ｂに極板群４を収容し、有底缶２ｂと有底缶２ａとの連結を行った後に、極板群４に含まれる負極と有底缶２ｂの内部との溶接又はロウ付けを行ってもよい。正極と有底缶２ａの内部との溶接又はロウ付けについても同様である。なお、工程（ｆ）及び工程（ｇ）は、極板群４に含まれる一対の電極の両方に対して行ってもよいし、いずれか一方の電極に対して行ってもよい。

工程（ｆ）において、電極と有底缶２の内部とをロウ付けする方法は特に限定されず、一般的な方法を用いればよい。また、工程（ｇ）において、電極と有底缶２の内部とを溶接する方法は特に限定されず、例えば、レーザー溶接や抵抗溶接等によって行えばよい。

本発明の電池の製造方法において、極板群４と有底缶２の内部との間に集電体が配置される場合に、工程（ａ）及び工程（ｂ）から選ばれる少なくとも一方の工程が、（ｈ）集電体と、極板群４とともに集電体を狭持している有底缶２の内部とをロウ付けする工程を含んでいてもよい。また、上記少なくとも一方の工程が、（ｊ）集電体と、極板群４とともに集電体を狭持している有底缶２の内部とを溶接する工程を含んでいてもよい。このような製造方法とすることによって、極板群４に含まれる電極と有底缶２の内部との電気的な接続を、集電体を介して確実に行うことができる。ロウ付けや溶接を行う有底缶２の内部の領域は、集電体を配置している位置によって決定すればよく、例えば、有底缶２の底部であればよい。

工程（ｈ）及び工程（ｊ）は、工程（ｆ）及び工程（ｇ）と同様に、工程（ａ）及び工程（ｂ）における任意の時点で行えばよい。また、工程（ｈ）及び工程（ｊ）は、集電体が正極側と負極側の双方に配置されている場合、双方の集電体に対して行ってもよいし、いずれか一方の集電体に対して行ってもよい。

工程（ｈ）において、集電体と有底缶２の内部とをロウ付けする方法は特に限定されず、一般的な方法を用いればよい。また、工程（ｊ）において、集電体と有底缶２の内部とを溶接する方法は特に限定されず、例えば、レーザー溶接や抵抗溶接等によって行えばよい。

本発明の電池の製造方法では、工程（ii）において収容する極板群４の捲回方向が、工程（iii）において有底缶２ａを回動させる向きと同一であることが好ましい。このような製造方法とすることによって、電池１の内部短絡の発生を抑制することができる。電池１の製造時において、有底缶２ａの回動によって極板群４の最外周に位置する層が一部捲れる可能性は完全にゼロではない。上記層が電極であってもセパレータであっても、最外周に位置する層が捲れることによって捲れた（あるいは露出した）電極と有底缶２ａとが接触する可能性がある。このとき、極板群４の捲回方向と、有底缶２ａを回動させる向きとを同一にしておけば、上記層が捲れる可能性を低減させることができる。即ち、内部短絡の発生が抑制された、より信頼性が高い電池１を得ることができる。

本発明の電池の製造方法では、工程（ii）において収容する極板群４の最外周に位置する電極が、工程（ｂ）において有底缶２ａと電気的に接続される電極であってもよい。このような製造方法とすることによっても、電池１の内部短絡の発生を抑制することができる。上述したように、電池１の製造時において、有底缶２ａの回動によって極板群４の最外周に位置する層が一部捲れ、捲れた（あるいは露出した）電極と有底缶２ａとが接触する可能性がある。このとき、捲れた（露出した）電極、即ち、最外周に位置する電極の極性と、有底缶２ａの極性とを同一に設定することによって内部短絡の発生を抑制することができる。極性を同一に設定するためには、極板群４の最外周に位置する電極が有底缶２ａと電気的に接続される電極であればよい。なお、最外周に位置する電極とは、極板群４のなかでも、電極以外の部材（例えば、セパレータ）を除いて考えた場合に、最外周に位置している電極のことである。上述した最外周の層とは必ずしも一致しない。

本発明の電池の製造方法では、工程（ii）において収容する極板群４の最外周が、セパレータであってもよい。このような製造方法とすることによって、電池１の内部短絡の可能性を低減し、より信頼性が高い電池１を得ることができる。

また、本発明の電池の製造方法は、締結リング３の周面の形状と有底缶２ａ，２ｂの開口端部の周面の形状とを所定の形状とし、前記工程（ｉ）が、有底缶２ｂの開口端部と締結リング３とを嵌合させることによって有底缶２ｂと締結リング３とを連結する工程であり、前記工程（iii）が、締結リング３における有底缶２ｂと連結した側とは反対側から、締結リング３と、有底缶２ａの開口端部とを嵌合させることによって、締結リング３を介して有底缶２ｂと有底缶２ａとを連結する工程であってもよい。このような製造方法によれば、図１４に示すような、締結リング３との嵌合によって一対の有底缶２ａ，２ｂが連結された本発明の電池１を得ることができる。なお、上記製造方法においても、集電体を配置したり、有底缶２と電極又は集電体とを電気的に接続したりする方法等については、上述した方法を用いればよい。極板群４等の構造についても、同様であればよい。

上記製造方法において、締結リング３と有底缶２ａ，２ｂとを嵌合させる方法は特に限定されない。例えば、締結リング３の周面の形状と、有底缶２ａ，２ｂの開口端部の周面の形状とが嵌合するように予め設定しておけばよい。また、有底缶２ａ又は有底缶２ｂを縮径させることによって、締結リング３と有底缶２ａ又は有底缶２ｂの開口端部とを嵌合させてもよい。縮径させる有底缶は、有底缶２ａ及び有底缶２ｂのいずれであってもよいが、工程（iii）において締結リング３と嵌合させる有底缶（図２３Ｃの場合は有底缶２ａ）であることが好ましい。

次に、本発明の電池パックの製造方法の一例について、主に図１８を参照して説明する。

本発明の電池パックの製造方法は、（ｘ）複数の電池１を、隣り合う電池１の端面同士が突き合うように配置する工程と、（ｙ）前記端面同士を電気的に接続することによって、隣り合う電池１を直列接続する工程とを含む。

工程（ｘ）において、隣り合う電池１の端面同士が突き合うように配置する方法は特に限定されない。配置する電池１の数等も任意に設定すればよい。

工程（ｙ）において、隣り合う電池１の端面同士を電気的に接続する方法も特に限定されない。例えば、隣り合う電池１の端面同士を溶接することによって、上記端面同士を電気的に接続してもよい。

また、本発明の電池パックの製造方法では、工程（ｘ）において、隣り合う電池１の端面間に導電性を有するプレート２４（図２０参照）を更に配置することによって、プレート２４を介して上記端面同士が突き合うように複数の電池１を配置し、工程（ｙ）において、プレート２４を介して突き合てられている一方の電池１の端面とプレート２４の一方の主面とを溶接し、他方の電池１の端面とプレート２４の他方の主面とを溶接することによって、上記端面同士を電気的に接続してもよい。

工程（ｙ）において、溶接の方法は特に限定されず、例えば、レーザー溶接を用いればよい。また、電池１の端面及び／又はプレート２４の主面に凸部が形成されている場合は、プロジェクション溶接を用いてもよい。

本発明の電池は、例えば、アルカリマンガン電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の様々な一次電池、二次電池に適用することができる。

本発明の電池の一例を示す模式図である。 図１の電池の模式断面図である。 図２の電池における領域IIの拡大図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 Ａ〜Ｄは、本発明の電池に用いる集電体の例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 Ａ，Ｂは、本発明の電池の一例における締結リングを含む領域の拡大図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池の一例を示す模式図である。 本発明の電池パックの一例を示す模式図である。 本発明の電池パックの一例を示す模式図である。 本発明の電池パックの一例を示す模式図である。 Ａ〜Ｆは、本発明の電池パックに用いるプレートの例を示す模式図である。 本発明の電池パックの一例を示す模式図である。 Ａ〜Ｄは、本発明の電池の製造方法の一例を示す模式工程図である。 本発明の電池の製造方法に用いる極板群の一例を示す模式図である。 従来の電池の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ 電池
２，２ａ，２ｂ 有底缶
３ 締結リング
４ 極板群
５ 正極
６ 負極
７ セパレータ
８ 樹脂層
９ 金属層
１０ 当接部
１１，１１ａ，１１ｂ 集電体
１２ 貫通孔
１３ Ｏリング
１４，２５ 凸部
１５ ベルト
２１ 電池パック
２２ プラス端子
２３ マイナス端子
２４ プレート
２６ 接続リング
３１，３３ 雄ネジ部
３２ 雌ネジ部
１２１ 薄膜

Claims (59)

1. 一対の円筒状の有底缶と、前記一対の有底缶の各開口端部を連結する締結リングと、前記連結された一対の有底缶の内部に収容された、一対の電極を含む発電要素とを含み、
   一方の前記有底缶が一方の前記電極と電気的に接続され、
   他方の前記有底缶が他方の前記電極と電気的に接続され、
   前記締結リングにおける、一方の前記有底缶に接する領域と他方の前記有底缶に接する領域とが電気的に絶縁されている電池。
2. 前記締結リングの周面及び前記有底缶の開口端部の周面にネジ部が形成されており、
   前記有底缶のネジ部と前記締結リングのネジ部とが螺合することによって、前記締結リングを介して前記一対の有底缶が連結されている請求項１に記載の電池。
3. 前記発電要素は、セパレータと前記セパレータを狭持する正極及び負極とを含む極板群と、電解質とを含み、
   前記極板群は、捲回されている請求項１に記載の電池。
4. 前記締結リングの内周面に雌ネジ部が形成されており、
   前記有底缶の開口端部の外周面に雄ネジ部が形成されており、
   前記雌ネジ部と前記雄ネジ部とが螺合することによって、前記締結リングを介して前記一対の有底缶が連結されている請求項２に記載の電池。
5. 前記電極と前記有底缶の底部とが電気的に接続されている請求項１に記載の電池。
6. 前記電極と前記有底缶の底部とは、溶接及びロウ付けから選ばれる少なくとも一方によって電気的に接続されている請求項５に記載の電池。
7. 前記電極と前記有底缶の底部との間に配置された集電体を更に含み、
   前記電極と前記集電体とが電気的に接続され、前記集電体と前記有底缶の底部とが電気的に接続されている請求項１に記載の電池。
8. 前記集電体と前記有底缶の底部とは、溶接及びロウ付けから選ばれる少なくとも一方によって電気的に接続されている請求項７に記載の電池。
9. 前記集電体は、バーリング集電体及び皿バネ型集電体から選ばれる少なくとも一方の集電体である請求項７に記載の電池。
10. 前記一対の有底缶は、深さが互いに異なる請求項１に記載の電池。
11. 少なくとも一方の前記有底缶の底部に貫通孔が形成されており、
    前記貫通孔は、封止されている請求項１に記載の電池。
12. 前記貫通孔は、安全弁を含む蓋部、及び薄膜から選ばれる少なくとも一方によって封止されている請求項１１に記載の電池。
13. 前記締結リングに貫通孔が形成されており、
    前記貫通孔は、封止されている請求項１に記載の電池。
14. 前記貫通孔は、安全弁を含む蓋部、及び薄膜から選ばれる少なくとも一方によって封止されている請求項１３に記載の電池。
15. 前記締結リングにおける前記一対の有底缶と接触している領域は、樹脂からなる請求項１に記載の電池。
16. 前記締結リングは、樹脂からなる請求項１５に記載の電池。
17. 前記締結リングは、金属層と樹脂層とを含む構造を有し、
    前記締結リングにおける、一方の前記有底缶と接触している領域と他方の前記有底缶と接触している領域とは、前記樹脂層によって電気的に絶縁されている請求項１に記載の電池。
18. 前記締結リングは、環状の当接部を有しており、
    前記一対の有底缶の開口端は、前記当接部を介して突き合てられている請求項１に記載の電池。
19. 前記当接部と、前記一対の有底缶の開口端のうち少なくとも一方との間に配置された封止部材を更に含み、
    前記一対の有底缶の開口端は、前記当接部及び前記封止部材を介して突き合てられている請求項１８に記載の電池。
20. 前記封止部材は、弾性体からなり、かつ所定の圧縮率で圧縮された状態で配置されている請求項１９に記載の電池。
21. 前記有底缶の前記ネジ部及び前記締結リングの前記ネジ部は、テーパーネジである請求項２に記載の電池。
22. 前記極板群の最外周は、前記セパレータである請求項３に記載の電池。
23. 前記極板群は、電気絶縁性材料で被覆されている請求項３に記載の電池。
24. 少なくとも一方の前記有底缶の底部の外面に、凸部及び凹部から選ばれる少なくとも一方が形成されている請求項１に記載の電池。
25. 前記締結リングは、外形が多角形状である請求項１に記載の電池。
26. 前記締結リングと前記有底缶の開口端部とを嵌合することによって、前記締結リングを介して前記一対の有底缶が連結されている請求項１に記載の電池。
27. 前記締結リングの外周面に、前記締結リングの内周方向に力を加えるための束帯が更に配置されている請求項２６に記載の電池。
28. 少なくとも一方の前記有底缶は、縮径されている請求項２６に記載の電池。
29. 請求項１に記載の電池を複数含み、
    前記複数の電池を直列接続した構造を有する電池パック。
30. 隣り合う前記電池の端面同士を突き合わせることによって、前記複数の電池が直列接続している請求項２９に記載の電池パック。
31. 隣り合う前記電池の端面同士は、溶接されている請求項３０に記載の電池パック。
32. 前記電池の端面に凸部が形成されており、
    隣り合う前記電池は、前記凸部を介して直列接続している請求項２９に記載の電池パック。
33. 隣り合う前記電池の端面間に配置された導電性を有するプレートを更に含み、
    隣り合う前記電池は、前記プレートを介して直列接続している請求項２９に記載の電池パック。
34. 前記プレートの少なくとも一方の主面に凸部が形成されている請求項３３に記載の電池パック。
35. 前記端面と前記プレートとが溶接されている請求項３３に記載の電池パック。
36. （ｉ）第１の有底缶の開口端部と締結リングとを連結する工程と、
    （ii）前記第１の有底缶の内部に、一対の電極を含む極板群を収容する工程と、
    （iii）前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングと第２の有底缶の開口端部とを連結させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程とを含み、
    （ａ）前記第１の有底缶と一方の前記電極とを電気的に接続する工程と、
    （ｂ）前記第２の有底缶と他方の前記電極とを電気的に接続する工程とを更に含む電池の製造方法。
37. 前記工程（ｉ）は、前記第１の有底缶の前記開口端部の外周面に形成された雄ネジ部と、前記締結リングの内周面に形成された雌ネジ部とを螺合させることによって前記第１の有底缶と前記締結リングとを連結する工程であり、
    前記工程（iii）は、前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングの前記雌ネジ部と、前記第２の有底缶の前記開口端部の外周面に形成された雄ネジ部とを螺合させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程である請求項３６に記載の電池の製造方法。
38. 前記極板群は、セパレータと前記セパレータを狭持する正極及び負極とを含み、かつ、捲回されている請求項３６に記載の電池の製造方法。
39. 前記極板群の最外周は、前記セパレータである請求項３８に記載の電池の製造方法。
40. （ｃ）前記第１の有底缶及び前記第２の有底缶から選ばれる少なくとも一方の前記有底缶の内部と前記極板群との間に集電体を配置する工程を更に含む請求項３６に記載の電池の製造方法。
41. 前記工程（ii）において、前記極板群に含まれる前記一方の電極と前記第１の有底缶の内部とが接するように、前記極板群を収容する請求項３６に記載の電池の製造方法。
42. 前記工程（ii）の前に、（ｄ）前記第１の有底缶の内部に集電体を配置する工程を更に含み、
    前記工程（ii）において、前記集電体と前記極板群に含まれる前記一方の電極とが接するように前記極板群を収容する請求項３６に記載の電池の製造方法。
43. 前記極板群の一方の端部には、前記極板群に含まれる前記一方の電極に接するように集電体が予め配置されており、
    前記工程（ii）において、前記集電体と前記第１の有底缶の内部とが接するように前記極板群を収容する請求項３６に記載の電池の製造方法。
44. 前記極板群の一方の端部には、前記極板群に含まれる前記一方の電極に接するように第１の集電体が予め配置されており、
    前記極板群の他方の端部には、前記極板群に含まれる前記他方の電極に接するように第２の集電体が予め配置されており、
    前記工程（ii）において、前記第１の集電体と前記第１の有底缶の内部とが接するように前記極板群を収容し、
    前記工程（iii）において、前記第２の集電体と前記第２の有底缶の内部とが接するように前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する請求項３６に記載の電池の製造方法。
45. 前記工程（iii）において、前記極板群に含まれる前記他方の電極と前記第２の有底缶の内部とが接するように前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する請求項３６に記載の電池の製造方法。
46. 前記工程（ii）と前記工程（iii）との間に、（ｅ）前記第１の有底缶の開口から、前記極板群に含まれる前記他方の電極に接するように集電体を配置する工程を更に含み、
    前記工程（iii）において、前記集電体と前記第２の有底缶の内部とが接するように前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する請求項３６に記載の電池の製造方法。
47. 前記工程（ａ）及び前記工程（ｂ）から選ばれる少なくとも一方の工程は、（ｆ）前記電極と前記有底缶の内部とをロウ付けする工程を含む請求項３６に記載の電池の製造方法。
48. 前記工程（ａ）及び前記工程（ｂ）から選ばれる少なくとも一方の工程は、（ｇ）前記電極と前記有底缶の内部とを溶接する工程を含む請求項３６に記載の電池の製造方法。
49. 前記工程（ｇ）は、レーザー溶接及び抵抗溶接から選ばれる少なくとも一方によって行われる請求項４８に記載の電池の製造方法。
50. （ｃ）前記第１の有底缶及び前記第２の有底缶から選ばれる少なくとも一方の前記有底缶の内部と前記極板群との間に集電体を配置する工程を更に含み、
    前記工程(ａ)及び前記工程（ｂ）から選ばれる少なくとも一方の工程は、（ｈ）前記集電体と、前記極板群とともに前記集電体を狭持している前記有底缶の内部とをロウ付けする工程を含む請求項３６に記載の電池の製造方法。
51. （ｃ）前記第１の有底缶及び前記第２の有底缶から選ばれる少なくとも一方の前記有底缶の内部と前記極板群との間に集電体を配置する工程を更に含み、
    前記工程（ａ）及び前記工程（ｂ）から選ばれる少なくとも一方の工程は、（ｊ）前記集電体と、前記極板群とともに前記集電体を狭持している前記有底缶の内部とを溶接する工程を含む請求項３６に記載の電池の製造方法。
52. 前記工程（ｊ）は、レーザー溶接及び抵抗溶接から選ばれる少なくとも一方によって行われる請求項５１に記載の電池の製造方法。
53. 前記工程（ｉ）は、前記第１の有底缶の前記開口端部の外周面に形成された雄ネジ部と、前記締結リングの内周面に形成された雌ネジ部とを螺合させることによって前記第１の有底缶と前記締結リングとを連結する工程であり、
    前記工程（ii）において前記第１の有底缶の内部に収容される前記極板群は、セパレータと前記セパレータを狭持する正極及び負極とを含み、かつ、捲回されており、
    前記工程（iii）は、前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングの前記雌ネジ部と、前記第２の有底缶の前記開口端部の外周面に形成された雄ネジ部とを螺合させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程であり、
    前記工程（ii）において収容される前記極板群の捲回方向は、前記工程（iii）において前記第２の有底缶を回動させる向きと同一である請求項３６に記載の電池の製造方法。
54. 前記工程（ｉ）は、前記第１の有底缶の前記開口端部の外周面に形成された雄ネジ部と、前記締結リングの内周面に形成された雌ネジ部とを螺合させることによって前記第１の有底缶と前記締結リングとを連結する工程であり、
    前記工程（ii）において前記第１の有底缶の内部に収容される前記極板群は、セパレータと前記セパレータを狭持する正極及び負極とを含み、かつ、捲回されており、
    前記工程（iii）は、前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングの前記雌ネジ部と、前記第２の有底缶の前記開口端部の外周面に形成された雄ネジ部とを螺合させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程であり、
    前記工程（ii）において収容する前記極板群の最外周に位置する前記電極は、前記工程（ｂ）において前記第２の有底缶と電気的に接続される前記他方の電極である請求項３６に記載の電池の製造方法。
55. 前記工程（ｉ）は、前記第１の有底缶の前記開口端部と前記締結リングとを嵌合させることによって前記第１の有底缶と前記締結リングとを連結する工程であり、
    前記工程（iii）は、前記締結リングにおける前記第１の有底缶と連結した側とは反対側から、前記締結リングと、前記第２の有底缶の前記開口端部とを嵌合させることによって、前記締結リングを介して前記第１の有底缶と前記第２の有底缶とを連結する工程である請求項３６に記載の電池の製造方法。
56. 前記第２の有底缶を縮径させることによって、前記締結リングと前記第２の有底缶の開口端部とを嵌合させる請求項５５に記載の電池の製造方法。
57. 複数の電池を直列接続した構造を有する電池パックの製造方法であって、
    （ｘ）複数の電池を、隣り合う前記電池の端面同士が突き合うように配置する工程と、
    （ｙ）前記端面同士を電気的に接続することによって、隣り合う前記電池を直列接続する工程とを含み、
    前記電池は、請求項１に記載の電池であることを特徴とする電池パックの製造方法。
58. 前記工程（ｙ）において、隣り合う前記電池の前記端面同士を溶接することによって前記端面同士を電気的に接続する請求項５７に記載の電池パックの製造方法。
59. 前記工程（ｘ）において、隣り合う前記電池の端面間に導電性を有するプレートを更に配置することによって、前記プレートを介して前記端面同士が突き合うように複数の前記電池を配置し、
    前記工程（ｙ）において、前記プレートを介して突き合てられている一方の前記電池の前記端面と前記プレートの一方の主面とを溶接し、他方の前記電池の前記端面と前記プレートの他方の主面とを溶接することによって、前記端面同士を電気的に接続する請求項５７に記載の電池パックの製造方法。

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