JP2009259606A - 内圧開放弁の製造方法および密閉型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】内圧開放機構の作動精度の安定性に優れた密閉型電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】内圧が所定値以上に上昇した場合に薄肉部４２が破断することで内圧を開放する内圧開放機構４０がケース（例えば蓋体２２）に設けられた密閉型電池が提供される。薄肉部４２の外表面側には、薄肉部４２の外周を囲む第一堤部４６と、その外周を囲む第二堤部４８とが形成されている。第二堤部４８は、薄肉部４２の外表面からの高さが第一堤部４６よりも大きい。薄肉部４２の外表面は樹脂被膜４４で覆われている。該被膜４４は、薄肉部４２の外周からさらに外側に広がって、第一堤部４６の頂部４６Ｂの内縁よりも外側であって且つ第二堤部４８の頂部４８Ｂの内縁よりも内側まで形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、薄肉部を破断させるタイプの内圧開放機構を備えた密閉型電池（リチウムイオン電池等）に関する。また本発明は、かかる電池の内圧開放機構として好適な内圧開放弁を製造する方法に関する。

近年、リチウムイオン電池その他の密閉型の二次電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。

かかる密閉型電池には、一般に、過充電等により電池の内圧が過剰に上昇した場合に該内圧を開放するための内圧開放機構（いわゆる防爆弁等）が設けられている。かかる内圧開放機構の一つの代表例として、ケースの一部に他の部分よりも厚みの小さい薄肉部（典型的には金属製）を形成しておき、該ケースの内圧が所定値（開放圧力）以上になると上記薄肉部が破断（開口）して内圧を開放するように構成されたものが挙げられる。この種の内圧開放機構を備えた電池に関する従来技術文献として特許文献１および２が挙げられる。
特開平１１−２８３５９９号公報 特開２００６−２１６４３５４号公報

このように薄肉部を破断させるタイプの内圧開放機構（内圧開放弁）において、上記薄肉部に汚れや腐食（例えば錆）等が存在すると、該薄肉部の破断が妨げられ、これにより上記内圧開放機構の作動精度が低下することがあり得る。そこで特許文献１および２には、薄肉部の腐食を防止するために該薄肉部を樹脂被膜で覆うことが記載されている。

薄肉部が樹脂被膜で覆われた態様の内圧開放機構の一例を図１１に示す。図示する例では、密閉型電池のケースを構成する蓋体９２２に薄肉部９４２が、蓋体９２２に形成された凹部９４５の底面を構成するように設けられている。薄肉部９４２の外表面（図１１に示す上側の表面）には、該薄肉部の他の部分に比べて厚みの小さい減厚部９４２Ａが溝状に形成されている。内圧開放機構９４０は、減厚部９４２Ａが内圧により破断することでケース内のガスを外部に排出し得るように構成されている。ここで、薄肉部９４２の外表面には樹脂被膜９４４が設けられている。理想的には、図１１に示すように、樹脂被膜９４４の外周端が凹部９４５の内周面（薄肉部９４２の外周を囲む壁面）に密着し、これにより外部から到来する汚れや腐食要因が薄肉部９４２に直接接触（到達）することを阻むようになっている。

しかし、電池の使用環境等によっては、樹脂被膜９４４の過度の乾燥、樹脂被膜９４４および蓋体９２２の温度変化に伴う寸法変化等に起因して、図１２に示すように、樹脂被膜９４４が収縮してその外周端が凹部９４５の内周面から離れてしまうことがあり得る。すると、被膜９４４の外周端から薄肉部９４２が露出し或いは該外周端から腐食要因等が進入することによって被膜９４４が所望の保護性能を果たせなくなり、その結果、内圧開放機構９４０の作動精度が不安定となることが懸念される。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、内圧開放機構を備えた密閉型電池であって該内圧開放機構の作動精度の安定性に優れた電池を提供することである。本発明の他の一つの目的は、かかる内圧開放機構に用いられる内圧開放弁の製造方法を提供することである。

本発明によると、正極および負極が電解質とともにケースに収容された密閉型電池（典型的には二次電池、例えばリチウムイオン電池等の非水電解液二次電池）が提供される。前記ケースには、該ケースの内圧が所定値以上に上昇した場合に該内圧を開放する内圧開放機構が設けられている。前記内圧開放機構は、前記内圧により破断する薄肉部を備える。また、前記ケースには、前記薄肉部の外表面側に、該薄肉部の外周を囲む第一堤部と、前記第一堤部の外周を囲む第二堤部とが形成されている。前記第二堤部は、前記薄肉部の外表面からの高さが前記第一堤部よりも大きい。前記薄肉部の外表面は樹脂被膜（例えば、ゴム系ポリマーを主成分とする被膜）で覆われている。ここで、前記樹脂被膜は前記薄肉部の外周からさらに外側に広がって、前記第一堤部の頂部の内縁よりも外側であって且つ前記第二堤部の頂部の内縁よりも内側まで形成されている。

かかる構成の密閉型電池によると、薄肉部を覆う樹脂被膜が第一提部の頂部（薄肉部外表面からの高さが最も大きい箇所をいう。第二提部の頂部も同じ。）を越えて外側まで広がって形成されているので、該被膜が収縮しても上記薄肉部の保護状態を維持することができる。換言すれば、上記樹脂被膜が第一提部の頂部を越えて広がった部分を該被膜の「縮み代」として設けておくことにより、該被膜が薄肉部を適切に覆った状態を安定して実現することができる。このことによって、内圧開放機構の作動精度を安定して確保することができる。上記樹脂被膜の外周端は、第一堤部の頂部内縁と、その外側をより高く囲む第二堤部の頂部内縁よりも内側との間に位置している。したがって、上記第二堤部により樹脂被膜の外周端を保護し、該外周端が外力（ケース表面に沿って流れる空気流や該空気流に乗って吹き付けられる塵芥等）を受けて剥がれる（めくれる）事象を防止することができる。また、このように樹脂被膜の形成範囲が第二堤部の頂部内縁の内側に規定されていることは、該被膜を精度よく（例えば、膜厚や形成範囲等のバラツキを抑えて）形成する上で有利である。

なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池および二次電池を含む概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する概念である。ここに開示される技術は、典型的には二次電池およびその製造に適用される。

本発明によると、また、密閉型電池の内圧が所定値以上に上昇した場合に該内圧を開放する内圧開放弁の製造方法が提供される。その方法は、前記内圧により破断する薄肉部と、該薄肉部の外表面側（ここで「外」とは、上記内圧開放弁を用いて構築された電池における外側をいう。）において該薄肉部の外周を囲む第一堤部と、前記第一堤部の外周を囲む第二堤部と、を有する弁付部材（密閉型電池のケースまたは該ケースの構成部品であり得る。）を用意する工程を含む。また、樹脂成分と液状媒体とを含む液状組成物を前記薄肉部の外表面上に供給する工程を含む。ここで前記液状組成物（例えば、不揮発分の含有量が５０質量％以上の液状組成物）は、該組成物が前記第一堤部の頂部の内縁を越え且つ前記第二堤部の頂部の内縁を越えないように供給される。さらに、その供給された前記組成物を乾燥させて、前記薄肉部の外表面を覆う樹脂被膜を形成する工程を含む。

このように前記第一堤部の頂部（以下「第一頂部」ともいう。）の内縁を越えるが前記第二堤部の頂部（以下「第二頂部」ともいう。）の内縁は越えないように液状組成物を供給することにより、上記薄肉部を覆うとともに外周端が第一頂部内縁と第二頂部内縁との間に位置する樹脂被膜を容易に且つ精度（位置精度、膜厚精度等）よく形成することができる。このことによって該被膜が薄肉部を適切に覆った状態を安定して実現し、内圧開放弁の作動精度を安定して確保することができる。したがって、上記方法により製造された内圧開放弁は、ここに開示されるいずれかの電池の内圧開放機構として好適に利用され得る。換言すれば、上記方法は、ここに開示されるいずれかの電池の内圧開放機構として用いられる内圧開放弁を製造する方法として好適である。

ここに開示される技術には、上記内圧開放弁を備えた密閉型電池および該電池の製造方法が含まれる。かかる密閉型電池は、典型的には、正極および負極が電解質とともにケースに収容された構成を有する。上記ケースには、該ケースの内圧が所定値以上に上昇した場合に該内圧を開放する内圧開放機構であって、前記内圧により破断する薄肉部を備えた内圧開放弁（内圧開放機構）が設けられている。ここに開示される密閉型電池製造方法は、前記薄肉部と、該薄肉部の外表面側において該薄肉部の外周を囲む第一堤部と、前記第一堤部の外周を囲む第二堤部と、を有するケース構成部品を用意する工程を含む。該方法は、前記ケース構成部品を用いてケースを構築する工程を含み得る。上記製造方法は、また、樹脂成分と液状媒体とを含む液状組成物を前記薄肉部の外表面上に供給する工程を含む。ここで、前記液状組成物は、該組成物が前記第一頂部の内縁を越え、且つ前記第二頂部の内縁を越えないように供給される。さらに、その供給された前記組成物を乾燥させて、前記薄肉部の外表面を覆う樹脂被膜を形成する工程を含む。なお、上記被膜形成工程は、上記ケースを構築する前のケース構成部品に対して行われてもよく、既に構築された（組み立てられた）ケースに対して行われてもよい。かかる密閉型電池製造方法（電池ケースの作製方法、内圧開放機構の作製方法、内圧開放機構の保護方法、内圧開放機構の作動精度向上方法等としても把握され得る。）は、ここに開示されるいずれかの密閉型電池の製造に好ましく適用され得る。

ここに開示される電池の好ましい一態様では、前記第一提部の頂部が、該頂部の内縁に続いて該内縁と同じ高さで広がる平坦部（典型的には環状平面）として構成されている。かかる態様によると、上記平坦部を利用して上記樹脂被膜の縮み代を形成することにより、該被膜が薄肉部を適切に覆った状態をより安定して実現することができる。上記平坦部を有する態様の内圧開放弁（または該内圧開放弁を備える密閉型電池。以下同じ）を製造する際に上記樹脂被膜を形成するにあたっては、前記液状組成物が少なくとも前記第一頂部の内縁を越えて前記平坦部まで溢れるように該組成物を供給するとよい。上記樹脂被膜が少なくとも上記平坦部の外縁まで広がって形成されていることが好ましい。かかる範囲に樹脂被膜を形成するために、前記液状組成物が少なくとも前記平坦部の外縁まで広がるように該組成物を供給する態様を好ましく採用し得る。

ここに開示される電池の他の好ましい一態様では、前記第一提部が、該第一提部の頂部（上記平坦部の外縁であり得る。）から外向きに下降する外向面を有する。そして、典型的には、前記樹脂被膜の少なくとも一部が前記第一頂部から前記外向面に跨って（すなわち、該外向面の表面上まで広がるように）形成されている。かかる態様によると、上記樹脂被膜の少なくとも一部が前記外向面上に配置されることにより、該被膜が内向きに収縮する事象が抑制され得る。また、上記外向面上に形成された樹脂被膜を上記縮み代として利用することができる。上記外向面を有する態様の内圧開放弁を製造する際に上記樹脂被膜を形成するにあたっては、前記液状組成物が少なくとも前記外向面の上端よりも外側まで広がるように該組成物を供給するとよい。

なお、上記外向面は、薄肉部の表面に対してほぼ垂直な面であってもよいが、上記第一頂部から外向きに傾斜して下降するテーパ面であることが好ましい。上記第一提部の縦断面（該第一提部が延びる方向に垂直な断面）における上記テーパ面の形状は、平面状および曲面状（凸面状、凹面状等）のいずれでもよく、平面状の部分と曲面状の部分とを有する形状であってもよい。また、上記外向面（好ましくはテーパ面）は典型的には環状に形成されるが、第一頂部の周方向の一部（一箇所または二箇所以上）に外向面を有する構成としてもよい。周方向の二箇所以上に外向面を設ける構成において、それらの外向面は放射状に（第一頂部の周方向に概ね等間隔で）配置されることが好ましい。

前記薄肉部には、該薄肉部よりも厚みの小さい減厚部が形成されていることが好ましい。かかる構成によると、ケースの内圧が上昇した場合に上記減厚部において上記薄膜部を破断させることにより、内圧開放機構をより精度よく作動させることができる。上記減厚部は、薄肉部の外表面および内表面の少なくとも一方に形成された窪み（凹部）であり得る。好ましい一態様では、上記減厚部が薄肉部の外表面を窪ませることにより形成されている。該減厚部が連続した線状（溝状）に形成された態様を好ましく採用し得る。

ここに開示されるいずれかの密閉型電池（ここに開示されるいずれかの方法により製造された内圧開放弁を有する密閉型電池であり得る。）は、車両に搭載される電池として好適に利用され得る。車両に搭載される電池（複数の電池をモジュール化してなる組電池の形態であり得る。）は、一般にケースの外面が外気に曝された状態で使用されることから、ここに開示される技術を適用することによる効果が特によく発揮され得る。したがって、本発明によると、ここに開示されるいずれかの密閉型電池（例えばリチウムイオン電池）を備える車両（例えば自動車）が提供される。

以下、本発明のいくつかの好適な実施形態例を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

本発明に係る密閉型電池（典型的には二次電池）は、特に自動車等の車両に搭載されるモータ（電動機）用電源として好適に使用され得る。したがって本発明は、例えば図１０に模式的に示すように、かかる電池１０（当該電池１０を複数個直列に接続して形成される組電池の形態であり得る。）を電源として備える車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車等のような電動機を備える自動車）１を提供する。

特に限定することを意図したものではないが、以下では捲回型の電極体（捲回電極体）と非水電解液とを角形（箱形）容器に収容した形態の密閉型リチウムイオン電池を例として本発明を詳細に説明する。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。

＜第一実施形態＞
本実施形態に係るリチウムイオン電池は、例えば図４に示すような捲回電極体３０が、図示しない液状電解質（電解液）とともに、図１に示すような扁平な角形のケース（外装容器）２０に収容された構成を有する。

ケース２０は、一端（本例に係る電池１０の通常の使用状態における上側の端部に相当する。）に開口部を有する箱形（すなわち有底四角筒状）のケース本体２１と、その開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ蓋体（ケース構成部品）２２とを備える。蓋体２２には、外部接続用の正極端子１４および負極端子１６が固定されている。それらの電極端子１４，１６の一端（外側端）は蓋体２２の外方に突出しており、他端（内側端）は電極体３０の正極３２および負極３４とそれぞれ電気的に接続されている。ケース２０の材質は、従来の密閉型電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成されたケース２０が好ましく、このような金属製材料としてアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。本例に係るケース２０（本体２１および蓋体２２）はアルミニウムを主体に構成されている。

蓋体２２の外形は全体として概ね長方形板状であり、その長手方向の両端部には電極端子１４，１６を貫通させる端子引出孔（図示せず）が形成されている。蓋体２２のうち電極端子１４，１６の間に位置する部分の幅方向の中央部には、ケース２０の内圧が所定値（例えば凡そ０．６ＭＰａ程度）以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された内圧開放機構４０が設けられている。

図２は、蓋体２２の内圧開放機構４０付近を拡大して示す斜視図であり、図３はその断面図である。ただし図２では、図を見易くするため、図３に示す樹脂被膜４４の図示を省略している。本実施形態の内圧開放機構（内圧開放弁）４０は、例えば円形状の薄肉部４２を中心とした同心円状の構造に形成されている。薄肉部４２は、蓋体２２の中央部に設けられた円柱状凹部の底部をなし、その外表面には減厚部４２Ａが線状（溝状）に形成されている。減厚部４２Ａの平面形状は、例えば図２に示すように、蓋部２２の長手方向に沿って延びる直線の一端および他端が長手方向の外側を向いたＹ字状に延長された形状である。減厚部４２Ａの断面形状は、例えば図３に示すように、薄肉部４２の外表面に開口するＶ字形状である。

薄肉部４２の外表面側は第一提部４６によって囲まれている。この第一提部４６は、薄肉部４２の外周端から例えば略垂直に立ち上がる内周面４６Ａ（上記円柱状凹部の内周面に相当する。）と、その上端に続いて蓋体２２の外表面に形成された平坦部４６Ｂとを備える。平坦部４６Ｂは、略一定の幅を有する環状の平面であって、第一提部４６のうち薄肉部４２からの高さが最も大きい部分、すなわち第一頂部を構成している。したがって本実施形態では、平坦部４６Ｂの内周端が第一提部４６の頂部内縁となり、平坦部４６Ｂの外周端が第一提部４６の頂部外縁となっている。

第一提部４６の外周は、その頂部をなす平坦部４６Ｂの外縁（外周端）に続いて形成された第二提部４８により囲まれている。この第二提部４８は、平坦部４６Ｂの外縁から斜めに立ち上がる内周面（内向きテーパ面）４８Ａと、その上端に続いて該上端と略同じ高さで広がる平坦部４８Ｂと、平坦部４８Ｂの外縁に続いて形成され該外縁から外向きに傾斜する環状の外周面（外向きテーパ面）４８Ｃとを備える。平坦部４８Ｂは、略一定の幅を有する環状の平面であって、第二提部４８のうち薄肉部４２からの高さが最も大きい部分、すなわち第二頂部を構成している。薄肉部４２の外表面を基準として、第二提部４８の平坦面（第二頂部）４８Ｂは第一提部４６の平坦面（第一頂部）４６Ｂよりも高い位置に形成されている。すなわち、第二提部４８の高さは第一提部４６の高さよりも大きい。

なお、蓋体２２の長方形状の外周に沿う部分（縁部）２２Ａは、その内側よりも一段高く構成されている。本実施形態に係る内圧開放機構４０は、この縁部２２Ａの高さ以下の部分に（換言すれば、縁部２２Ａよりも外側に突出しないように）形成されている。したがって第二提部４８の高さは縁部２２Ａの高さ以下である。かかる構成によると、内圧開放機構４０が電池１０の組み付けや配置の妨げとなりにくいので好都合である。

薄肉部４２は、例えば、減厚部４２Ａを有する膜状部材を用意し、蓋体２２に設けられた貫通孔（第一提部４６の内周面４６Ａが蓋体２２の内側まで貫通して形成されたもの）の内側開口端を塞ぐように、該開口端を囲む蓋体２２の内壁面に上記膜状部材を取り付けることにより形成され得る。薄肉部４２の構成材料としては、ケース２０の内圧が所望の開放圧力に達するまで該内圧に耐える強度を有し、且つケース内への水分の進入を阻止する性能に優れた材料が好ましい。例えば、上記膜状部材として金属製の薄板（金属箔）を好ましく採用することができる。かかる膜状部材を上記貫通孔の内側開口端の周囲に接合（例えば溶接）することにより薄肉部４２を形成することができる。電食防止等の観点から、蓋部２２と同種（典型的には同一）の金属材料により薄肉部４２を構成することが好ましい。本実施形態では、上記形状の減厚部４２Ａが設けられたアルミニウム箔（膜状部材）を上記貫通孔の内側開口端の周囲に溶接して薄肉部４２を形成している。薄肉部構成材料の他の例としては、バリア性の高い樹脂フィルムが挙げられる。

図３に示すように、薄肉部４２の外表面は樹脂被膜４４により覆われている。この被膜４４は、薄肉部４２の外周からさらに第一提部４６の表面（内周面４６Ａ、平坦部４６Ｂ）に沿って広がる連続膜として構成されており、該被膜４４の外周端は第二提部４８の内周面４８Ａの中腹に達している。かかる被膜４４が設けられていることによって薄肉部４２が汚れや腐食から保護されている。

被膜４４の構成材料としては、電池１０の用途（想定される使用条件、使用環境等）に鑑みて、所望の保護性能（典型的には、薄肉部４２の外表面に汚れや腐食要因が到達することを阻止または遅延する性能）を発揮し得る材料を適宜選択することができる。表面形状に追随してよく密着する膜（より好ましくは、温度変化にともなう蓋体２２の膨張収縮や電池１０の振動等にも耐えて良好な密着状態を維持し得る膜）を形成しやすいという観点から、ゴム系ポリマーを主成分（被膜の５０質量％以上、典型的には７０％以上を占める成分）とする樹脂被膜４４（ゴム系樹脂被膜）を好ましく採用し得る。該被膜を構成するゴム系ポリマーは、例えば、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、これらの変性物等であり得る。減厚部４２Ａの破断および内圧の放出を妨げないように、弾力性に富む材料からなる樹脂被膜４４が好ましい。樹脂被膜４４の厚みは特に限定されないが、上記破断および内圧放出の妨げになりにくいという観点から、該樹脂被膜４４が薄肉部４２を覆う部分の厚みを例えば凡そ０．５μｍ〜５０μｍ程度（典型的には凡そ１μｍ〜１０μｍ程度）とすることができる。

上記被膜４４を形成する好適な方法の一例を、図３および図５〜８を参照しつつ説明する。すなわち、図５に示すように、上述した形状の蓋体２２（ただし樹脂被膜４４はまだ形成されていない。すなわち弁付部材）を用意する。また、樹脂被膜４４の組成に対応する被膜形成成分（樹脂成分）が適当な液状媒体に溶解または分散した形態の液状組成物５０を用意（購入、調製等）する。そして、被膜形成対象（ワーク）としての蓋体２２を、薄肉部４２の外表面を上向きとして略水平に保持し、該液状組成物５０を貯留するタンク５２に連結されたディスペンサ５４を薄肉部４２の上方にセットする。

ディスペンサ５４から組成物５０を供給すると、図６に示すように、薄肉部４２の外表面が液状組成物５０で覆われる。図６に示す状態では、この液状組成物５０の外方への広がりが第一提部４６の内周面４６Ａによって堰き止められている。仮にこの状態で組成物５０の供給を終了し、その供給された組成物５０を乾燥させたとすれば、内周面４６Ａよりも内側の領域のみに樹脂被膜４４が形成されることとなる。

本実施形態では、図６に示す状態からさらに組成物５０を供給し、図７に示すように組成物５０が第一提部４６の頂部内縁を越えて平坦部４６Ｂ上に溢れ出すまで（好ましくは、図７に示すように平坦部４６Ｂの外縁まで広がり、第二提部４８Ｂの中腹まで到達するように）該組成物５０を供給する。このとき、典型的には図７に示すように、液状組成物５０の表面張力によって、該組成物５０の中央部が外周端部よりもやや高く（盛り上がって）配置されることとなる。平坦部４６Ｂ上に溢れ出した組成物５０は、平坦部４６Ｂよりも高く形成された第二提部４８により堰き止められるので、無秩序に流れ広がる（第二提部４８の外側に流失する）ことはない。その後、図７に示す状態から組成物５０を乾燥（硬化）させることにより、図３に示すように、上述した範囲に所望する厚さの樹脂被膜４４を形成（成膜）することができる。なお、ここに開示される技術において樹脂被膜４４の形成に好ましく用いられる材料（液状組成物）の市販品としては、例えば日東シンコー株式会社から入手可能な商品名「エレップコートＬＳＳ−５２０ＭＨ」、同「エレップコートＬＳＳ−５２０」等が挙げられる。

上記構成の蓋体２２を用いてリチウムイオン電池１０を製造する好適な一態様につき説明する。まず、正負の電極端子１４，１６の外側端を蓋体２２から外方に突出させて、該端子１４，１６を蓋体２２に固定する。それらの端子１４，１６の内側端を、図４に示すように、捲回電極体３０の正極３２および負極３４に接続（例えば溶接）することにより、蓋体２２と電極体３０とを結合する。そして、蓋体２２に結合された電極体３０をケース本体２１の開口部から内部に収めるようにして該開口部に蓋体２２を被せ、蓋体２２とケース本体２１との合わせ目を例えばレーザ溶接により封止する。次いで、図示しない電解液注入孔からケース２０内に電解液を注入する。その後、上記電解液注入孔を塞いでケース２０を封止する。このようにしてリチウムイオン電池１０を製造（構築）することができる。

なお、ここで使用する捲回電極体３０は、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、長尺シート状の正極（正極シート）３２および負極（負極シート）３４を計二枚の長尺シート状のセパレータ（セパレータシート）（図示せず）とともに積層して長手方向に捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製され得る。ここで、正極シート３２と負極シート３４とは幅方向に位置をややずらして、上記セパレータシートの幅方向の一端および他端から該シート３２，３４の幅方向の一端がそれぞれはみ出すように積層された状態で捲回される。その結果として、捲回電極体１２の捲回軸方向の一方および他方の端部には、正極シート３２の幅方向の一端が捲回コア部分３１（すなわち正極シート３２と負極シート３４とセパレータシートとが密に捲回された部分）から外方にはみ出した部分と、負極シート３４の幅方向の一端が捲回コア部分３１から外方にはみ出した部分とがそれぞれ形成されている。該はみ出し部に電極端子１４，１６が結合される。

かかる捲回電極体３０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば正極シート３２は、長尺状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）の上に正極活物質層が形成された構成であり得る。この正極活物質層の形成に用いる正極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。負極シート３４は、長尺状の負極集電体（例えば銅箔）の上に負極活物質層が形成された構成であり得る。この負極活物質層の形成に用いる負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。上記セパレータシートの好適例としては、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。

上記電解液としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６，ＬｉＢＦ_４，ＬｉＡｓＦ_６，ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３，ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３，ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２，ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３等のリチウム塩を用いることができる。本実施形態では、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）にＬｉＰＦ_６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液を用いている。

本実施形態によると、図３に示すように樹脂被膜４４が第一提部４６の平坦部（頂部）４６Ｂ上に広がって形成されていることにより、仮に被膜４４が収縮したとしても、図８に示すように、被膜４４の外周端をなお平坦部４６Ｂ上に留めることができる。すなわち、被膜４４が平坦部４６Ｂ上に広がった部分が被膜４４の縮み代となることにより、被膜４４の収縮に拘らず、該被膜４４による薄肉部４２の保護性能を安定して発揮することができる。また、被膜４４の外側に設けられた第二提部４８が防壁となって、被膜４４が外力により捲れる事象を防止することができるので、該被膜４４による薄肉部４２の保護性能をさらに安定して発揮することができる。したがって、本実施形態によると、薄肉部４２（特に減厚部４２Ａ付近）の汚れや腐食を防止することで、内圧開放機構４０の作動精度をより長期に亘って維持する（すなわち耐久性を高める）ことができる。

＜第二実施形態＞
本実施形態は、上述した第一実施形態とは内圧開放機構の形状が異なる例である。すなわち図９に示すように、本実施形態の蓋体１２２は、減厚部１４２Ａを有する薄肉部１４２と、薄肉部１４２の外周を囲む第一提部１４６と、第一提部１４６の外周を囲む第二提部１４８とを備える。ここで、第一提部１４６の頂部を構成する平坦面１４６Ｂの外縁と第二提部１４８との間に環状の溝（凹部）１４７が設けられている。樹脂被膜１４４は、薄肉部１４２の外表面を覆って形成され、その外周端は第一提部１４６の内周面１４６Ａから平坦部１４６Ｂへと続き、さらに平坦部１４６Ｂの外縁から外向きに傾斜するテーパ面１４６Ｃと第二提部１４８の内周面１４８Ａとの間に形成された環状溝１４７を経て内周面１４８Ａの中腹に至っている。図９には蓋体１２２の厚みの中央部に薄肉部１４２を設けた例を示しているが、第一実施形態と同様に（図３参照）、蓋体１２２の厚みの内側端側に薄肉部１４２を設けてもよい。その他の部分の構成は第一実施形態の電池１０と同様である。

本実施形態の樹脂被膜１４４は、例えば図５と同様に薄肉部１４２の上方にセットしたディスペンサから組成物１５０を供給することにより形成され得る。この組成物１５０の供給は、図９に二点鎖線で示すように、該組成物１５０が第一提部１４６Ａの内縁を越えて平面部１４６Ｂ上に溢れ出し、さらに平面部１４６Ｂの外縁からテーパ面１４６Ｃを伝って環状溝１４７を埋め、第二提部１４８Ａの中腹まで到達するように行われる。このとき、典型的には図９に示すように、液状組成物１５０の表面張力によって、該組成物１５０の中央部が外周端部よりもやや高く（盛り上がって）配置されることとなる。その後、組成物１５０を乾燥させることにより、上述した範囲に樹脂被膜１４４を形成することができる。なお、上記組成物１５０の供給は、該組成物１５０が第二提部１４８の頂部を構成する平坦部１４８Ｂの内縁からは溢れない限度で行われる。したがって平坦部１４８Ｂおよびその外側に続く外向きテーパ面として構成された外周面１４８Ｃ上には樹脂被膜１４４が形成されていない。

本実施形態によると、樹脂被膜１４４が環状溝１４７に充填されているので、該被膜１４４が内向きに収縮しようとするときに、上記充填された被膜１４４が第一提部１４６の外周面１４６Ｃに干渉する（引っ掛かる）こととなる。かかるアンカー効果を利用して被膜１４４の収縮の程度を抑えることができる。また、樹脂被膜１４４が第一提部１４６の頂部内縁を越えて広がった部分を縮み代として利用することにより、仮に被膜１４４が収縮したとしても、該被膜１４４の外周端をなお平坦部１４６Ｂ上またはその外側に留めることができる。

なお、アンカー効果を利用して樹脂被膜の収縮を抑制し得る構成の変形例として、本実施形態のように環状溝１４７を設ける構成に代えて、あるいは該構成に加えて、例えば第一提部の頂部または外向面に窪みを設け、記窪みに入り込む（充填される）ように樹脂被膜を形成してもよい。例えば図３に示す構成において平坦部４６Ｂの一部に、該平坦部の内縁よりも窪んだ凹部を設けてもよい。かかる凹部の平面形状は例えば点状であってもよく、平坦部の周方向に延びる環状または弧状であってもよく、平坦部の径方向と交差する直線状であってもよい。この凹部に入り込んで被膜が形成されることにより、アンカー効果を利用して被膜の収縮を抑制することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん種々の改変が可能である。例えば、電極体の構成は上述のような捲回タイプに限られず、例えば正負の電極シートをセパレータシートと共に交互に積層して成る積層タイプの電極体（積層電極体）であってもよい。電池の種類は上述したリチウムイオン電池に限られず、電極体構成材料や電解液の組成が異なる種々の密閉型電池であってもよい。また、薄肉部、第一提部および第二提部の配置としては上述のような同心円状を好ましく採用し得るが、かかる配置に限定されず、中心をずらして配置されていてもよい。また、これらの形状は丸型（上記実施形態のような円形のほか、楕円形、長円形、卵形等）に限定されず、例えば角型（四角形、六角形等）であってもよい。

一実施形態に係る電池の構造を模式的に示す斜視図である。 図１の要部を拡大して示す模式図である。 図２のIII−III線断面を示す模式的断面図である。 一実施形態に係る電池の電極体および電極端子を示す模式的側面図である。 一実施形態に係る電池の製造過程を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る電池の製造過程を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る電池の製造過程を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る電池の樹脂被膜が収縮した状況を模式的に示す断面図である。 他の実施形態に係る電池を模式的に示す要部拡大断面図である。 本発明に係る電池を備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。 従来の電池の一構造例を模式的に示す要部拡大断面図である。 従来の電池の樹脂被膜が収縮した状況を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 自動車（車両）
１０ リチウムイオン電池（密閉型電池）
１４ 正極端子
１６ 負極端子
２０ 電池ケース
２１ ケース本体
２２，１２２ 蓋体（弁付部材）
２２Ａ 縁部
３０ 捲回電極体（電極体）
４０，１４０ 内圧開放機構（内圧開放弁）
４２，１４２ 薄肉部
４２Ａ，１４２Ａ 減厚部
４４，１４４ 樹脂被膜
４６，１４６ 第一提部
４６Ａ，１４６Ａ 内周面
４６Ｂ，１４６Ｂ 平坦部（第一頂部）
４８，１４８ 第二提部
４８Ａ，１４８Ａ 内周面
４８Ｂ，１４８Ｂ 平坦部（第二頂部）
４８Ｃ，１４８Ｃ 外周面
５０，１５０ 液状組成物
１４６Ｃ 外周面（外向面）
１４７ 環状溝
１５０ 液状組成物

Claims (11)

1. 密閉型電池の内圧が所定値以上に上昇した場合に該内圧を開放する内圧開放弁の製造方法であって、
   前記内圧により破断する薄肉部と、該薄肉部の外表面側において該薄肉部の外周を囲む第一堤部と、前記第一堤部の外周を囲む第二堤部と、を有する弁付部材を用意する工程；
   樹脂成分と液状媒体とを含む液状組成物を前記薄肉部の外表面上に供給する工程、ここで前記組成物は、該組成物が前記第一堤部の頂部の内縁を越え且つ前記第二堤部の頂部の内縁を越えないように供給される；および、
   その供給された前記組成物を乾燥させて、前記薄肉部の外表面を覆う樹脂被膜を形成する工程；
   を包含する、内圧開放弁の製造方法。
2. 前記第一提部の頂部は、該頂部の内縁に続いて該内縁と同じ高さで広がる平坦部として構成されており、前記液状組成物が少なくとも前記平坦部の外縁まで広がるように該組成物を供給する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第一提部は、該第一提部の頂部から外向きに下降する外向面を有し、前記液状組成物が少なくとも前記外向面の上端よりも外側まで広がるように該組成物を供給する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記薄肉部には、該薄肉部よりも厚みの小さい減厚部が形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記液状組成物として、不揮発分の含有量が５０質量％以下の組成物を使用する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 正極および負極が電解質とともにケースに収容された密閉型電池であって、
   前記ケースには該ケースの内圧が所定値以上に上昇した場合に該内圧を開放する内圧開放機構が設けられており、
   前記内圧開放機構は前記内圧により破断する薄肉部を備え、
   前記ケースには、前記薄肉部の外表面側に、該薄肉部の外周を囲む第一堤部と、前記第一堤部の外周を囲む第二堤部とが形成されており、
   前記第二堤部は前記薄肉部の外表面からの高さが前記第一堤部よりも大きく、
   前記薄肉部の外表面は樹脂被膜で覆われており、該被膜は前記薄肉部の外周からさらに外側に広がって、前記第一堤部の頂部の内縁よりも外側であって且つ前記第二堤部の頂部の内縁よりも内側まで形成されている、密閉型電池。
7. 前記第一提部の頂部は、該頂部の内縁に続いて該内縁と同じ高さで広がる平坦部として構成されている、請求項６に記載の電池。
8. 前記第一提部は、該第一提部の頂部から外向きに下降する外向面を有し、前記樹脂被膜の少なくとも一部は前記頂部から前記外向面に跨って形成されている、請求項６または７に記載の電池。
9. 前記薄肉部には、該薄肉部よりも厚みの小さい減厚部が形成されている、請求項６から８のいずれか一項に記載の電池。
10. 前記樹脂被膜の主成分がゴム系ポリマーである、請求項６から９のいずれか一項に記載の電池。
11. 請求項６から９のいずれか一項に記載の密閉型電池を備える車両。

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