JP2010049883A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【目的】 通常時における保護膜の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性とを両立させることができる電池を提供すること。
【構成】 リチウム二次電池１００は、破断部１２６を含む安全弁部１２５を覆って電池ケース１１０に固着する保護膜１４０を有する。この保護膜１４０は、弁対応非固着部１４４の周囲に位置して電池ケース１１０に固着する第１固着部１４５と、これよりも外側に位置し、中間非固着部１４６を介して電池ケース１１０に固着する第２固着部１４７を有する。これらは、安全弁部１２５が作動したときに、先に第１固着部１４５が剥離して、第２固着部１４７の剥離を促進し、ガスを外部に放出する形態とされている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、破断部を含む非復元型の安全弁部を有する電池ケースと、安全弁部を外部から覆って電池ケースに固着し、安全弁部を封止する保護膜とを備える電池に関する。
従来より、非復元型の安全弁（防爆弁）を有する電池ケースと、この安全弁を外部から覆って電池ケースに固着し、安全弁を封止する保護膜とを備える電池が知られている。この保護膜は、安全弁、特に、そのうちの厚みの薄くされた破断部に、異物や水、油等の液滴が付着し、これによって、安全弁が腐食されるのを防止するなどの目的で用いられている。例えば特許文献１〜３に、このような保護膜を有する電池が開示されている。
特開２００３−３４６７６２号公報 再公表特許ＷＯ００／７２３８８号公報 特開２００５−１４２１１５号公報
しかしながら、従来の電池では、保護膜を、電池ケースのうち安全弁に面する部分を避けて安全弁の周囲に、環状かつベタ状に固着していた。このため、この保護膜のベタ状固着部の面積を大きくすると、保護膜と電池ケースとの固着強度が強くなり過ぎて、安全弁が作動したときに、即ち、内圧上昇により安全弁が開弁してガスが噴出したときに、保護膜が電池ケースから剥がれ難く、ガスを保護膜の外部に放出できないおそれがあった。
一方、この保護膜のベタ状固着部の面積を小さくすれば、安全弁が作動したときに保護膜が電池ケースから確実に剥がれ、ガスを保護膜の外部に確実に放出できるようになる。しかし、そうすると、通常時においても保護膜が電池ケースから剥がれ易くなり、保護膜の固着耐久性に問題が出てくる。
このように保護膜を電池ケースにベタ状に固着した（安全弁に面する部分を避けて安全弁の周囲にベタ状に固着した）従来の電池においては、通常時における保護膜の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性とを両立させることが困難であった。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、通常時における保護膜の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性とを両立させることができる電池を提供することを目的とする。
その解決手段は、破断部を含み、この破断部の破断により開弁する非復元型の安全弁部を有する電池ケースと、前記安全弁部を外部から覆って前記電池ケースに固着し、前記安全弁部を封止する保護膜と、を備える電池であって、前記保護膜は、前記安全弁部の前記破断部に面すると共に、前記電池ケースに固着していない弁対応非固着部と、前記弁対応非固着部の外側に位置し、前記電池ケースに固着する第１固着部と、前記第１固着部の外側に、前記電池ケースに固着していない中間非固着部を介して位置し、環状をなして前記電池ケースに固着する第２固着部と、を少なくとも有する電池である。
本発明の電池では、保護膜のうち少なくとも第１固着部と第２固着部を電池ケースに固着しているので、固着部全体の面積を大きくとることができる。従って、長期間にわたって保護膜が電池ケースから剥離し難く、保護膜の固着耐久性を向上させることができる。
一方、この電池では、内圧上昇により安全弁部が開弁して噴出したガスにより、弁対応非固着部にガス圧が掛かった場合に（安全弁作動時に）、第２固着部に先立って、第１固着部の少なくとも一部が電池ケースから剥離する。すると、保護膜のうちガス圧が掛かる受圧面積に、第１固着部のうち剥離した部分も含まれることとなって、受圧面積が多くなり、第２固着部により大きな力が掛かるため、この第２固着部が電池ケースから剥離しやすくなり、第２固着部の剥離が進行する。そして、第２固着部の内側と外側（外部）が連通して、ガスが外部に放出される。このように、安全弁作動時の保護膜の剥離容易性を向上させることができる。
従って、本発明によれば、通常時における保護膜の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性を両立させることができる。
なお、「安全弁部」の形態としては、例えば、電池ケースと一体的に形成されたものや、電池ケースと別体で形成された後に電池ケースに接合されたものなどが挙げられる。
「電池ケース」の形状としては、例えば、円柱状や直方体状などが挙げられる。
「保護膜」の形状（平面視形状）としては、例えば、矩形状、円状、長円状、楕円状、多角形状などが挙げられる。
「第１固着部」の形態としては、例えば、弁対応非固着部を取り囲む環状や、弁対応非固着部の周囲に断続的に存在する断続的形状とすることができる。また、「第１固着部」と「第２固着部」とは、中間非固着部を介して完全に分離された形態としてもよいし、「第１固着部」と「第２固着部」が一部で繋がった形態としてもよい。
「第１固着部」と「電池ケース」との固着形態としては、例えば、接着による固着、ハンダによる固着、溶接による固着などが挙げられる。「第２固着部」と「電池ケース」との固着形態も同様に考えることができる。また、「第１固着部」と「電池ケース」、「第２固着部」と「電池ケース」とは、共に接着による固着とするなど、同じ固着形態としてもよいし、一方を接着による固着、他方をハンダによる固着とするなど、互いに異なる固着形態としてもよい。
更に、上記の電池であって、前記第１固着部及び前記第２固着部は、内圧上昇により前記安全弁部が開弁して噴出したガスにより、前記弁対応非固着部にガス圧が掛かった場合に、前記第２固着部に先立って、前記第１固着部の少なくとも一部が前記電池ケースから剥離し、前記保護膜のうち前記ガス圧が掛かる受圧面積を大きくして、前記第２固着部の剥離を促進させ、前記第２固着部の少なくとも一部が前記電池ケースから剥離して、前記ガスを外部に放出する形態とされてなる電池とすると良い。
本発明によれば、通常時における保護膜の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性を両立させることができる。
更に、上記の電池であって、前記第１固着部は、前記弁対応非固着部の周囲を取り囲む環状をなす電池とすると良い。
本発明の電池では、第１固着部が弁対応非固着部の周囲を取り囲む環状とされているので、通常時における安全弁部は、第２固着部のみならず、第１固着部によっても、ケース外部から遮断されている。このため、安全弁部、特にその破断部に、異物や水、油等の液滴が付着し、これによって、安全弁部が腐食されるのを防止する効果をより一層向上させることができる。
また、第１固着部が上記のように環状とされていることにより、安全弁作動時に安全弁から噴出したガスは、まず、弁対応非固着部のみを押圧して（中間非固着部は押圧しない）、この力により第１固着部の剥離を促進する。第１固着部の少なくとも一部が剥離して、第１固着部の内側と外側が連通すると、ガスが第１固着部の外側に位置する中間非固着部にも達するため、保護膜のうちガス圧が掛かる受圧面積には、第１固着部のうち剥離した部分が加わる他、中間非固着部も加わり、受圧面積が一挙に大きくなる。すると、第２固着部に大きな力が掛かるため、この第２固着部が電池ケースから剥離しやすくなり、第２固着部の剥離が進行する。そして、第２固着部の内側と外側（外部）とが連通して、ガスが外部に放出される。このように、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性を特に向上させることができる。
更に、上記のいずれかに記載の電池であって、前記第１固着部と前記第２固着部は、前記中間非固着部を介して分離してなる電池とすると良い。
本発明の電池では、第１固着部と第２固着部を、中間非固着部を介して分離しているので、前述の安全弁作動時の段階的な剥離をより確実に行わせることができる。特に、第１固着部が弁対応非固着部の周囲を取り囲む環状とされたものでは、安全弁作動時に第１固着部の少なくとも一部が剥離して、第１固着部の内側と外側が連通したときに、ガスが第１固着部の外側に位置する中間非固着部の全体に達するため、保護膜のうちガス圧が掛かる受圧面積が特に大きくなる。これにより、第２固着部がより確実に剥離するので、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性を特に向上させることができる。
更に、上記のいずれかに記載の電池であって、前記電池ケースは、前記破断部の周囲に位置し、外部に向かって突出する、頂面を含む凸部と、前記凸部の周囲に位置し、前記頂面よりも低位とされた低位面を含む低位部と、を有し、前記第１固着部は、前記凸部の前記頂面に固着してなり、前記第２固着部は、前記低位部の前記低位面に固着してなる電池とすると良い。
本発明の電池では、電池ケースに上記凸部を設けて、この凸部の頂面に第１固着部を固着すると共に、電池ケースに上記低位部を設けて、この低位部の低位面に第２固着部を固着している。このため、第１固着部と第２固着部との間に位置する中間非固着部を傾斜させることができるため、電池ケースに固着した状態の保護膜を平面視した場合の中間非固着部の面積に比して、実際の中間非固着部の面積を大きくできる。つまり、電池ケースに固着した状態における保護膜の外寸を大きくすることなく、中間非固着部の実際の面積を大きくできる。これにより、安全弁作動時における保護膜の受圧面積がそれだけ大きくなるので、第２固着部が電池ケースからより確実に剥離する。従って、安全弁作動時における保護膜の剥離容易性を更に向上させることができる。
更に、上記のいずれかに記載の電池であって、前記第１固着部及び前記第２固着部は、それぞれ接着により前記電池ケースに固着してなる電池とすると良い。
第１固着部及び第２固着部を、接着により電池ケースに固着することにより、容易かつ確実に、保護膜を電池ケースに固着できる。従って、電池を安価にできると共に、保護膜の固着耐久性を十分に確保できる。
なお、接着の具体的な形態としては、保護膜に接着層を設け、この保護膜を電池ケースに貼り付けた形態や、電池ケースの方に接着層を設けておき、この電池ケースに保護膜を貼り付けた形態などが挙げられる。
上記の電池であって、前記保護膜は、保護膜本体と、この保護膜本体のうち、前記電池ケースに固着される側の面全体に形成された接着層とを有する電池とすると良い。
接着により保護膜を電池ケースに固着する場合、保護膜と電池ケースとの固着部分のみ、即ち、第１固着部及び第２固着部等のみ接着されていれば足りる。しかし、保護膜本体に部分的に接着層を形成し、これを位置決めして電池ケースに貼り付けることはコストが掛かるため、電池を安価にすることが難しくなる。これに対し、本発明の電池では、保護膜本体の全面（電池ケースに固着される側の面全体）に接着層を形成しているので、保護膜を安価にすることができ、電池を安価にすることができる。また、保護膜を電池ケースに貼り付けるときの位置合わせも容易となる。
更に、上記のいずれかに記載の電池であって、前記保護膜は、樹脂により形成されてなる電池とすると良い。
保護膜を樹脂により形成することにより、保護膜を金属箔等により形成する場合に比して、保護膜を安価にすることができ、電池を安価にすることができる。また、保護膜を樹脂製とすることで、保護膜に容易に柔軟性を持たせることができる。これにより、電池ケースに凹凸がある場合でも、保護膜を電池ケースに容易かつ確実に固着でき、保護膜の固着耐久性を十分に確保できる。特に、保護膜を透明としておくことで、安全弁（破断部）の状態を容易に視認できる。
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係るリチウム二次電池（密閉型電池）１００の概略を示す。また、図２〜図４に、このリチウム二次電池１００のうち、安全弁部１２５の近傍を示す。なお、図２は、保護膜１４０を固着した状態を示し、図３は、保護膜１４０を固着していない状態を示している。また、図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。このリチウム二次電池１００は、ハイブリットカーや電気自動車に搭載されて、その動力源として利用される角型電池である。
このリチウム二次電池１００は、電池ケース１１０、電池ケース１１０内に収容された図示しない電極体、電池ケース１１０にそれぞれ固設された正極端子１６１及び負極端子１６３等から構成されている（図１参照）。また、このリチウム二次電池１００には、電池ケース１１０に設けられた安全弁部１２５を外部から保護するために、安全弁部１２５を覆う形態で保護膜１４０が電池ケース１１０に固着している。
このうち電池ケース１１０は、金属により形成されて直方体状をなす。電池ケース１１０は、ケース上壁部１１１と、これに対向するケース下壁部１１２と、これらの間を結ぶ４つのケース側壁部１１３，１１４，１１５，１１６とを有する。これらケース上壁部１１１、ケース下壁部１１２、ケース側壁部１１３，１１４，１１５，１１６は、それぞれ概略平板状をなす。
このうち、ケース上壁部１１１について詳述する。ケース上壁部１１１は、平面視細長い矩形状をなし、その周縁部分においてケース側壁部１１３，１１４，１１５，１１６に溶接されている。ケース上壁部１１１の長手方向の両端近傍の所定位置には、正極端子１６１と負極端子１６３がそれぞれ固設されている（図１参照）。正極端子１６１は、電池内部において図示しない電極体の正極集電体と電気的に接続する一方、ケース上壁部１１１から上方に突出しており、外部との電気的接続に利用される。また、負極端子１６３は、電池内部において図示しない電極体の負極集電体と電気的に接続する一方、ケース上壁部１１１から上方に突出しており、外部との電気接続に利用される。
また、ケース上壁部１１１の中央よりも負極端子１６３側の所定位置には、電解液を電池ケース１１０内に注入する為の注液口１２１が設けられている。
また、ケース上壁部１１１の中央には、平面視矩形状をなすケース開口部１２３が設けられている。そして、このケース開口部１２３の下側（電池内部側）には、ケース開口部１２３を閉塞する形態で、平面視矩形状の安全弁部１２５が設けられている（図４参照）。この安全弁部１２５は、ケース上壁部１１１と一体的に形成されてケース上壁部１１１の一部をなす。安全弁部１２５は、ケース上壁部１１１よりも薄く薄膜状に形成されると共に、その上側にはＶ字溝からなる破断部１２６が所定形状に形成されている。これにより、安全弁部１２５は、電池内部の内圧が所定圧力に達した際に作動する。即ち、内圧が所定圧力に達したときに破断部１２６が破断して、内部のガスを外部に放出する（図６及び図７参照）。
ケース上壁部１１１のうち、上記破断部１２６の周囲、更には、ケース開口部１２３の周囲には、破断部１２６及びケース開口部１２３を取り囲む口字状の環状をなすと共に、上方に向かって突出する内側環状凸部（凸部）１２８が、ケース上壁部１１１と一体的に形成されている（図２〜図４参照）。この内側環状凸部１２８は、平面視口字状をなす平坦な頂面１２８ｎを有する。
また、ケース上壁部１１１のうち、内側環状凸部１２８の周囲には、内側環状凸部１２８を取り囲む口字状の環状をなすと共に、内側環状凸部１２８よりも低位とされた環状低位部（低位部）１３１が形成されている。この環状低位部１３１の上面は、内側環状凸部１２８の頂面１２８ｎよりも低位に位置し、平面視口字状をなす平坦な低位面１３１ｎとされている。
また、ケース上壁部１１１のうち、環状低位部１３１の周囲には、環状低位部１３１を取り囲む口字状の環状をなすと共に、上方に向かって突出する周縁環状凸部１３３が、ケース上壁部１１１と一体的に形成されている。この周縁環状凸部１３３は、ケース上壁部１１１の周縁部を構成する。この周縁環状凸部１３３は、環状低位部１３１の頂面１３１ｎよりも高く（上方に位置し）、更に内側環状凸部１２８の頂面１２８ｎよりも高い（上方に位置する）頂面１３３ｎを有する。この頂面１３３ｎは、平面視口字状で平坦な面をなす。
ケース上壁部１１１には、ケース開口部１２３（安全弁部１２５）をケース外部から（上方から）覆う形態で保護膜１４０が固着している。具体的には、保護膜１４０は、接着によりケース上壁部１１１に貼り付けられている。
この保護膜１４０は、基材である保護膜本体１４１と、この保護膜本体１４１のうち、ケース上壁部１１１に固着させる側の下面１４１ｂの全体に形成された接着層１４２とから構成されている。この保護膜１４０は、樹脂により形成されている。具体的には、保護膜本体１４１は、合成樹脂（本実施形態ではＰＰＳ）により形成されており、接着層１４２は、アクリル系接着剤により形成されている。
この保護膜１４０は、弁対応非固着部１４４と、第１固着部１４５と、中間非固着部１４６と、第２固着部１４７とを有する。
このうち弁対応非固着部１４４は、ケース開口部１２３上に配置され、破断部１２６、更には安全弁部１２５に面する平面視矩形状をなす部分であり、ケース上壁部１１１には固着していない。
第１固着部１４５は、弁対応非固着部１４４の外側（弁対応非固着部１４４よりも周縁側）に位置し、ケース上壁部１１１のうち、ケース開口部１２３の周囲に固着した部分である。具体的には、この第１固着部１４５は、ケース開口部１２３を取り囲む口字状の環状をなし、ケース上壁部１１１のうちの内側環状凸部１２８の頂面１２８ｎに、接着層１４２により固着している。
第２固着部１４７は、第１固着部１４５の外側に、次述する中間非固着部１４６を介して位置し、ケース上壁部１１１に固着した部分である。具体的には、第２固着部１４７は、中間非固着部１４６を介して第１固着部１４５を取り囲む口字状の環状をなし、ケース上壁部１１１のうちの環状低位部１３１の低位面１３１ｎに、接着層１２４により固着している。
中間非固着部１４６は、第１固着部１４５と第２固着部１４７との間に位置する部分であり、ケース上壁部１１１には固着していない部分である。この中間非固着部１４６は、第１固着部１４５を取り囲む口字状の環状をなし、第１固着部１４５と第２固着部１４７とを完全に分離している。前述のように、第１固着部１４５は、内側環状凸部１２８の頂面１２８ｎに固着し、第２固着部１４７は、環状低位部１３１の低位面１３１ｎに固着している。このため、この中間非固着部１４６は、頂面１２８ｎ及び低位面１３１ｎに対して傾斜した状態になっており、中間非固着部１４６とケース上壁部１１１との間には、隙間（空間）ＣＫ１が形成されている。
このリチウム二次電池１００では、保護膜１４０は、第１固着部１４５と第２固着部１４７の２つの固着部により電池ケース１１０（具体的にはケース上壁部１１１）に固着しているので、固着部全体の面積を大きくすることができる。従って、長期間にわたって保護膜１４０は電池ケース１１０から剥離し難く、保護膜１４０の固着耐久性を向上させることができる。
一方、このリチウム二次電池１００は、電池内部の内圧が所定圧力に達したときに安全弁部１２５が作動する（図５参照）。即ち、安全弁部１２５の破断部１２６が破断して、ガスが安全弁部１２５から噴出する。この噴出したガスのガス圧は、まず、保護膜１４０のうち、安全弁部１２５（破断部１２６）に面した弁対応非固着部１４４のみに掛かる。
そして、これにより生じた力により、２つの固着部（第１固着部１４５及び第２固着部１４７）のうち、第２固着部１４７に先立って、第１固着部１４５の少なくとも一部が電池ケース１１０（具体的にはケース上壁部１１１のうちの内側環状凸部１２８の頂面１２８ｎ）から剥離する（図６参照）。
第１固着部１４５の少なくとも一部が剥離して、第１固着部１４５の内側と外側が連通すると、ガスの受圧面積が一挙に大きくなる。即ち、噴射したガスが、第１固着部１４５の外側に位置する中間非固着部１４６の全体にも達するため、保護膜１４０のうちガス圧が掛かる受圧面積には、第１固着部１４５のうち剥離した部分が加わる他、中間非固着部１４６の全体も加わり、受圧面積が一挙に大きくなる。
すると、これによる大きな力が第２固着部１４７に掛かるため、この第２固着部１４７が電池ケース１１０から剥離しやすくなり、第２固着部１４７の剥離が進行する。そして、図７に示すように、第２固着部１４７も、電池ケース１１０（具体的にはケース上壁部１１１のうちの環状低位部１３１の低位面１３１ｎ）から剥がれ、第２固着部１４７の内側と外側（外部）とが連通して、ガスが外部に放出される。このように段階的に剥離が起きることにより、安全弁部１２５の作動時における保護膜１４０の剥離容易性を向上させることができる。
よって、本実施形態１のリチウム二次電池１００では、通常時における保護膜１４０の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜１４０の剥離容易性を両立させることができる。
また、本実施形態１のリチウム二次電池１００では、第１固着部１４５及び第２固着部１４７を前述のように環状としているので、通常時における安全弁部１２５は、これらの固着部１４５，１４７によりケース外部から確実に遮断されている（図４参照）。このため、安全弁部１２５、特にその破断部１２６に、異物や水、油等の液滴が付着し、これによって、安全弁部１２５が腐食されるのを防止する効果をより一層向上させることができる。
また、本実施形態１のリチウム二次電池１００では、第１固着部１４５と第２固着部１４７を、中間非固着部１４６を介して分離しているので、前述の安全弁作動時の段階的剥離をより確実に行わせることができる。具体的には、第１固着部１４５が前述のように環状とされているので、安全弁作動時に第１固着部１４５が剥離して、第１固着部１４５の内側と外側が連通したときに、ガスが第１固着部１４５の外側に位置する中間非固着部１４６の全体に達するため、受圧面積が特に大きくなる。これにより、第２固着部１４７がより確実に剥離するので、安全弁作動時における保護膜１４０の剥離容易性を特に向上させることができる。
また、本実施形態１のリチウム二次電池１００では、前述したように、第１固着部１４５と第２固着部１４７との間に位置する中間非固着部１４６が傾斜しているため（図４参照）、電池ケース１１０に固着した状態の保護膜１４０を平面視した場合（図２参照）の中間非固着部１４６の面積に比して、実際の中間非固着部１４７の面積が大きくなっている。つまり、電池ケース１１０に固着した状態の保護膜１４０の外寸を大きくすることなく、中間非固着部１４６の実際の面積が大きくなっている。中間非固着部１４６の面積が大きくなれば、第１固着部１４５が電池ケース１１０から剥離した後、保護膜１４０の受圧面積がそれだけ広くなるので、第２固着部１４７が電池ケース１１０からより確実に剥離する。従って、安全弁作動時における保護膜１４０の剥離容易性を、更に向上させることができる。
また、本実施形態１のリチウム二次電池１００では、第１固着部１４５及び第２固着部１４７を、接着により電池ケース１１０に固着しているので、容易かつ確実に保護膜１４０を電池ケース１１０に固着できる。従って、リチウム二次電池１００を安価にできると共に、保護膜１４０の固着耐久性を十分に確保できる。
また、実施形態１のリチウム二次電池１００では、保護膜本体１４１の下面１４１ｂ全体に接着層１４２を形成しているので、一部分にのみ接着層を形成する場合に比して、保護膜１４０を安価にすることができる。従って、この点でもリチウム二次電池１００を安価にすることができる。また、保護膜の一部分にのみ接着層を形成する場合に比して、保護膜１４０を電池ケース１１０に貼り付けるときの位置合わせも容易となる。
また、実施形態１のリチウム二次電池１００では、保護膜１４０を樹脂により形成することにより、保護膜１４０を金属箔等により形成する場合に比して、保護膜１４０を安価にすることができ、リチウム二次電池１００を安価にすることができる。また、保護膜１４０を樹脂製とすることで、保護膜１４０に柔軟性を持たせることが容易にできるので、本実施形態１のケース上壁部１１１のように凹凸がある場合でも、保護膜１４０を電池ケース１１０に容易かつ確実に固着できる。これにより、保護膜１４０の固着耐久性を十分に確保できる。
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。図８及び図９に、本実施形態２のリチウム二次電池２００のうち、安全弁部２２５の近傍を示す。本実施形態２のリチウム二次電池２００は、ケース上壁部２１１に内側環状凸部が無い点と、ケース上壁部２１１に環状凹溝部２２９が設けられている点が、上記実施形態１のリチウム二次電池１００と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
本実施形態２のリチウム二次電池２００は、上記実施形態１と同様に、電池ケース２１０、図示しない電極体、正極端子１６１及び負極端子１６３、保護膜２４０等を有する（図１参照）。
電池ケース２１０のうち、ケース下壁部１１２及びケース側壁部１１３，１１４，１１５，１１６は、上記実施形態１の電池ケース１１０の同様であるが、ケース上壁部２１１の形態が上記実施形態１のケース上壁部１１１と異なる。
このケース上壁部２１１には、上記実施形態１と同様の平面視矩形状をなすケース開口部２２３が形成されている。しかし、ケース開口部２２３の周囲には、環状凸部が存在しない。ケース開口部２２３の周囲は、ケース開口部２２３を取り囲む口字状の環状をなす内側環状部２２８とされている。この内側環状部２２８の上面は、平面視口字状をなす平坦な環状面２２８ｎとされている。
そして、ケース上壁部２１１のうち、この内側環状部２２８の周囲には、内側環状部２２８を取り囲む口字状の環状をなすと共に、環状面２２８ｎよりも下方に向かって凹んだ環状凹溝部２２９が形成されている。
また、ケース上壁部２１１のうち、環状凹溝部２２９の周囲は、環状凹溝部２２９を取り囲む口字状の環状をなす外側環状部２３１とされている。この外側環状部２３１の上面は、平面視口字状をなす平坦な平面で、内側環状部２２８の環状面２２８ｎと同じ高さの環状面２３１ｎを有する。
また、ケース上壁部２１１のうち、外側環状部２３１の周囲には、外側環状部２３１を取り囲む口字状の環状をなすと共に、上方に向かって突出する周縁環状凸部２３３が、ケース上壁部２１１と一体的に形成されている。この周縁環状凸部２３３は、上記実施形態１の周縁環状凸部１３３と同様であり、頂面２３３ｎを有し、ケース上壁部２１１の周縁部を構成する。
ケース上壁部２１１には、ケース開口部２２３（安全弁部２２５）をケース外部から覆う形態で保護膜２４０が固着（具体的には接着）している。この保護膜２４０は、上記実施形態１の保護膜１４０と同様に、保護膜本体２４１とこの下面２４１ｂ全体に形成された接着層２４２とからなる。
この保護膜２４０は、弁対応非固着部２４４と、第１固着部２４５と、中間非固着部２４６と、第２固着部２４７とからなる。
このうち弁対応非固着部２４４は、ケース開口部２２３上に配置され、安全弁部２２５に面する平面視矩形状をなす部分であり、ケース上壁部２１１には固着していない。
第１固着部２４５は、ケース上壁部２１１のうち、破断部２２６及びケース開口部２２３の周囲に固着した部分である。具体的には、第１固着部２４５は、ケース開口部２２３を取り囲む口字状の環状をなし、ケース上壁部２１１のうちの内側環状部２２８の環状面２２８ｎに、接着層２４２により固着している。
第２固着部２４７は、第１固着部２４５よりも外側に位置して、ケース上壁部２１１に固着した部分である。具体的には、第２固着部２４７は、次述する中間非固着部２４６を介して第１固着部２４５を取り囲む口字状の環状をなし、ケース上壁部２１１のうちの外側環状部２３１の環状面２３１ｎに、接着層２４２により固着している。
中間非固着部２４６は、第１固着部２４５と第２固着部２４７との間に位置すると共に、環状凹溝部２２９上に位置する部分であり、ケース上壁部２１１には固着していない。中間非固着部２４６とケース上壁部２１１（環状凹溝部２２９）との間には、隙間（空間）ＣＫ２が形成されている。この中間非固着部２４６は、第１固着部２４５を取り囲む口字状の環状をなし、第１固着部２４５と第２固着部２４７を完全に分離している。
このリチウム二次電池２００では、保護膜２４０は、第１固着部２４５と第２固着部２４７の２つの固着部により電池ケース２１０（具体的にはケース上壁部２１１）に固着しているので、固着部全体の面積を大きくすることができる。従って、長期間にわたって保護膜２４０は電池ケース２１０から剥離し難く、保護膜２４０の固着耐久性を向上させることができる。
一方、このリチウム二次電池２００は、電池内部の内圧が所定圧力に達したときに安全弁部２２５が作動する。即ち、安全弁部２２５が破断部２２６で破断して、ガスが安全弁部２２５を通じて噴出する。この噴出したガスのガス圧は、まず、保護膜２４０のうち、安全弁部２２５（破断部２２６）に面した弁対応非固着部２４４のみに掛かる。
そして、この力により、２つの固着部（第１固着部２４５及び第２固着部２４７）のうち、第２固着部２４７に先立って、第１固着部２４５の少なくとも一部が電池ケース２１０から剥離する。第１固着部２４５が剥離して、第１固着部２４５の内側と外側が連通すると、ガスの受圧面積が一挙に大きくなる。即ち、噴射したガスが、第１固着部２４５の外側に位置する中間非固着部２４６の全体にも達するため、保護膜２４０のうちガス圧が掛かる受圧面積には、第１固着部２４５のうち剥離した部分と、中間非固着部２４６の全体とが加わり、受圧面積が一挙に大きくなる。
すると、これによる大きな力が第２固着部２４７に掛かるため、この第２固着部２４７の電池ケース２１０からの剥離が促進される。そして、この第２固着部２４７も、電池ケース２１０から剥がれ、第２固着部２４７の内側と外側（外部）とが連通して、ガスが外部に放出される。このように段階的に剥離が起きることにより、安全弁部２２５の作動時における保護膜２４０の剥離容易性を向上させることができる。
よって、本実施形態２のリチウム二次電池２００でも、通常時における保護膜２４０の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜２４０の剥離容易性を両立させることができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。図１０及び図１１に、本実施形態３のリチウム二次電池３００のうち、安全弁部３２５の近傍を示す。本実施形態３のリチウム二次電池３００は、ケース上壁部３１１のケース開口部３２３の周囲に環状凸部や環状凹溝部が無い点が、上記実施形態１や上記実施形態２のリチウム二次電池１００，２００と異なる。また、保護膜３４０の接着層３４２が保護膜本体３４１の全面にではなく部分的に形成されている点が、上記実施形態１，２のリチウム二次電池１００，２００と異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１または２と同様であるので、上記実施形態１または２と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
本実施形態３のリチウム二次電池３００は、上記実施形態１と同様に、電池ケース３１０、図示しない電極体、正極端子１６１及び負極端子１６３、保護膜３４０等を有する（図１参照）。
電池ケース３１０のうち、ケース下壁部１１２及びケース側壁部１１３，１１４，１１５，１１６は、上記実施形態１の電池ケース１１０の同様であるが、ケース上壁部３１１の形態が上記実施形態１，２のケース上壁部１１１，２１１と異なる。
このケース上壁部３１１には、上記実施形態１と同様の平面視矩形状のケース開口部３２３が形成されている。しかし、ケース開口部３２３の周囲には、環状凸部や環状凹溝部が存在しない。ケース開口部３２３の周囲は、ケース開口部３２３を取り囲む口字状の環状をなす環状部３３１とされている。この環状部３３１の上面は、平面視口字状をなす平坦な環状面３３１ｎとされている。
また、ケース上壁部３１１のうち、環状部３３１の周囲には、環状部３３１を取り囲む口字状の環状をなすと共に、上方に向かって突出する周縁環状凸部３３３が、ケース上壁部３１１と一体的に形成されている。この周縁環状凸部３３３は、上記実施形態１の周縁環状凸部１３３と同様であり、頂面３３３ｎを有し、ケース上壁部３１１の周縁部を構成する。
ケース上壁部３１１には、ケース開口部３２３（安全弁部３２５）をケース外部から覆う形態で保護膜３４０が固着（具体的には接着）している。この保護膜３４０は、保護膜本体３４１と、この保護膜本体３４１のうち、ケース上壁部３１１に固着させる側の下面３４１ｂに部分的に形成された接着層３４２とからなる。この接着層３４２は、内側の所定位置に形成され、口字状の環状をなす内側接着部３４２ｐと、これよりも外側の所定位置に形成され、口字状の環状をなす外側接着部３４２ｑとからなる。
そして、保護膜３４０は、内側接着部３４２ｐを有する部分が第１固着部３４５を形成し、外側接着部３４２ｑを有する部分が第２固着部３４７を形成している。また、第１固着部３４５よりも中央部分で接着層３４２が存在しない部分が弁対応非固着部３４４となり、第１固着部３４５と第２固着部３４７との間で接着層３４２が存在しない部分が中間非接着部３４５となっている。
このうち弁対応非固着部３４４は、ケース開口部３２３上に配置され、安全弁部３２５に面する平面視矩形状をなす部分であり、ケース上壁部３１１には固着していない。
第１固着部３４５は、ケース上壁部３１１のうち、破断部３２６及びケース開口部３２５の周囲に固着した部分である。具体的には、第１固着部３４５は、ケース開口部３２５を取り囲む口字状の環状をなし、ケース上壁部３１１のうちの環状部３３１の環状面３３１ｎに、接着層３４２（具体的には内側接着部３４２ｐ）により固着している。
第２固着部３４７は、第１固着部３４５の外側に位置して、ケース上壁部３１１に固着した部分である。具体的には、第２固着部３４７は、中間非固着部３４６を介して第１固着部３４５を取り囲む口字状の環状をなし、ケース上壁部３１１のうちの環状部３３１の環状面３３１ｎに、接着層３４２（具体的には外側接着部３４２ｑ）により固着している。
中間非固着部３４６は、第１固着部３４５と第２固着部３４７との間に位置する部分であり、ケース上壁部３１１には固着していない。この中間非固着部３４６は、第１固着部３４５を取り囲む口字状の環状をなし、第１固着部３４５と第２固着部３４７を完全に分離している。
このリチウム二次電池３００では、保護膜３４０は、第１固着部３４５と第２固着部３４７の２つの固着部により電池ケース３１０（具体的にはケース上壁部３１１）に固着しているので、固着部全体の面積を大きくすることができる。従って、長期間にわたって保護膜３４０は電池ケース３１０から剥離し難く、保護膜３４０の固着耐久性を向上させることができる。
一方、このリチウム二次電池３００は、電池内部の内圧が所定圧力に達したときに安全弁部３２５が作動する。即ち、安全弁部３２５が破断部３２６で破断して、ガスが安全弁部３２５を通じて噴出する。この噴出したガスのガス圧は、まず、保護膜３４０のうち、安全弁部３２５（破断部３２６）に面した弁対応非固着部３４４のみに掛かる。
そして、この力により、２つの固着部（第１固着部３４５及び第２固着部３４７）のうち、第２固着部３４７に先立って、第１固着部３４５の少なくとも一部が電池ケース３１０から剥離する。第１固着部３４５が剥離して、第１固着部３４５の内側と外側が連通すると、ガスの受圧面積が一挙に大きくなる。即ち、噴射したガスが、第１固着部３４５の外側に位置する中間非固着部３４６の全体にも達するため、保護膜３４０のうちガス圧が掛かる受圧面積には、第１固着部３４５のうち剥離した部分と、中間非固着部３４６の全体とが加わり、受圧面積が一挙に大きくなる。
すると、これによる大きな力が第２固着部３４７に掛かるため、この第２固着部３４７の電池ケース３１０からの剥離が促進される。そして、この第２固着部３４７も、電池ケース３１０から剥がれ、第２固着部３４７の内側と外側（外部）とが連通して、ガスが外部に放出される。このように段階的に剥離が起きることにより、安全弁部３２５の作動時における保護膜３４０の剥離容易性を向上させることができる。
よって、本実施形態３のリチウム二次電池３００でも、通常時における保護膜３４０の固着耐久性と、安全弁作動時における保護膜３４０の剥離容易性を両立させることができる。その他、上記実施形態１または２と同様な部分は、上記実施形態１または２と同様な作用効果を奏する。
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態１〜３では、安全弁部１２５，２２５，３２５の形態として、電池ケース１１０，２１０，３１０のケース上壁部１１１，２１１，３１１と一体的に形成されたものを示したが、安全弁部を電池ケースと別体で形成した後に電池ケースに接合したものについても、本発明を適用できる。
また、上記実施形態１〜３では、安全弁部１２５，２２５，３２５として、ケース開口部１２３，２２３，３２３の下方側（ケース内部側）に設けたものを例示したが、安全弁部１２５，２２５，３２５は、ケース開口部１２３，２２３，３２３の上方側（ケース外部側）に設けることもできる。
また、上記実施形態１〜３では、保護膜１４０，２４０，３４０の第１固着部１４５，２４５，３４５の形態として、ケース開口部１２３，２２３，３２３を取り囲む環状をなすものを例示したが、ケース開口部１２３，２２３，３２３の周囲に断続的に島状に存在する断続的島状とすることができる。
例えば図１２に、実施形態３の変形例に係るリチウム二次電池４００を示すように、保護膜４４０の第１固着部４４５を、破断部３２６及びケース開口部３２５の周囲に、断続的に島状に存在する断続的島状としてもよい。
また、上記実施形態１〜３では、第１固着部１４５，２４５，３４５と第２固着部１４７，２４７，３４７が中間固着部１４６，２４６，３４６により完全に分離されたものを例示したが、第１固着部１４５，２４５，３４５と第２固着部１４７，２４７，３４７が一部で繋がった形態としてもよい。
実施形態１に係るリチウム二次電池の概略を示す説明図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す部分平面図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、保護膜が無い状態における安全弁部の近傍を示す部分平面図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す断面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池に関し、安全弁部が作動し、保護膜のうちの弁対応非固着部にガス圧が掛かった様子を示す説明図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池に関し、保護膜のうちの第１固着部が先に電池ケースから剥離した様子を示す説明図である。 実施形態１に係るリチウム二次電池に関し、保護幕のうちの第２固着部が電池ケースから剥離した様子を示す説明図である。 実施形態２に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す部分平面図である。 実施形態２に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す断面図であり、図８におけるＢ−Ｂ断面図である。 実施形態３に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す部分平面図である。 実施形態３に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す断面図であり、図１０におけるＣ−Ｃ断面図である。 実施形態３の変形形態に係るリチウム二次電池のうち、安全弁部の近傍を示す部分平面図である。
符号の説明
１００，２００，３００，４００ リチウム二次電池（密閉型電池）
１１０，２２０，３２０ 電池ケース
１１１，２１１，３１１ ケース上壁部
１２５，２２５，３２５ 安全弁部
１２６，２２６，３２６ 破断部
１２８ 内側環状凸部（凸部）
１２８ｎ 頂面
１３１ 環状低位部（低位部）
１３１ｎ 低位面
１４０，２４０，３４０，４４０ 保護膜
１４１，２４１，３４１ 保護膜本体
１４２，２４２，３４２ 接着層
１４４，２４４，３４４ 弁対応非固着部
１４５，２４５，３４５，４４５ 第１固着部
１４６，２４６，３４６ 中間非固着部
１４７，２４７，３４７ 第２固着部

Claims (8)

  1. 破断部を含み、この破断部の破断により開弁する非復元型の安全弁部を有する電池ケースと、
    前記安全弁部を外部から覆って前記電池ケースに固着し、前記安全弁部を封止する保護膜と、を備える
    電池であって、
    前記保護膜は、
    前記安全弁部の前記破断部に面すると共に、前記電池ケースに固着していない弁対応非固着部と、
    前記弁対応非固着部の外側に位置し、前記電池ケースに固着する第１固着部と、
    前記第１固着部の外側に、前記電池ケースに固着していない中間非固着部を介して位置し、環状をなして前記電池ケースに固着する第２固着部と、を少なくとも有する
    電池。
  2. 請求項１に記載の電池であって、
    前記第１固着部及び前記第２固着部は、
    内圧上昇により前記安全弁部が開弁して噴出したガスにより、前記弁対応非固着部にガス圧が掛かった場合に、
    前記第２固着部に先立って、前記第１固着部の少なくとも一部が前記電池ケースから剥離し、
    前記保護膜のうち前記ガス圧が掛かる受圧面積を大きくして、前記第２固着部の剥離を促進させ、
    前記第２固着部の少なくとも一部が前記電池ケースから剥離して、前記ガスを外部に放出する形態とされてなる
    電池。
  3. 請求項１または請求項２に記載の電池であって、
    前記第１固着部は、前記弁対応非固着部の周囲を取り囲む環状をなす
    電池。
  4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電池であって、
    前記第１固着部と前記第２固着部は、前記中間非固着部を介して分離してなる
    電池。
  5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電池であって、
    前記電池ケースは、
    前記破断部の周囲に位置し、外部に向かって突出する、頂面を含む凸部と、
    前記凸部の周囲に位置し、前記頂面よりも低位とされた低位面を含む低位部と、を有し、
    前記第１固着部は、前記凸部の前記頂面に固着してなり、
    前記第２固着部は、前記低位部の前記低位面に固着してなる
    電池。
  6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電池であって、
    前記第１固着部及び前記第２固着部は、それぞれ接着により前記電池ケースに固着してなる
    電池。
  7. 請求項６に記載の電池であって、
    前記保護膜は、
    保護膜本体と、この保護膜本体のうち、前記電池ケースに固着される側の面全体に形成された接着層とを有する
    電池。
  8. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電池であって、
    前記保護膜は、樹脂により形成されてなる
    電池。
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