JP2010113816A

JP2010113816A - 電池

Info

Publication number: JP2010113816A
Application number: JP2008282877A
Authority: JP
Inventors: Satoru Suzuki; 哲鈴木; Hironari Kondo; 裕也近藤; Katsumi Ito; 勝巳伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: JP5277871B2

Abstract

【目的】発電要素を包囲する絶縁フィルム包囲体に破損がなく、発電要素と電池ケースとの絶縁耐性が十分に高い電池を提供すること。
【構成】リチウム二次電池１００は、絶縁フィルム包囲体１３０の包囲体表面１３０ａに凹凸形状を有する。具体的には、絶縁フィルム包囲体１３０に包囲された発電要素１２０等を、包囲体表面１３０ａをケース本体１１１のケース内側面１１１ｃｎに接触させつつケース本体１１１内に挿入する際に、包囲体表面１３０ａ及びケース内側面１１１ｃｎをいずれも平坦面とした場合に比して、包囲体表面１３０ａとケース内側面１１１ｃｎとの間に生じる摩擦抵抗が小さくなる凹凸形状を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、発電要素と、この発電要素を収容するケース本体、及び、このケース本体の開口を閉塞する蓋部材を有する電池ケースとを備える電池に関する。特に、絶縁フィルムで形成された絶縁フィルム包囲体が、発電要素を包囲すると共に、ケース本体と発電要素との間に介在して両者を絶縁する形態の電池に関する。

従来より、発電要素と、この発電要素を収容する電池ケースであって、開口を含むケース本体、及び、このケース本体の開口を閉塞する蓋部材を有する電池ケースとを備える電池が広く知られている。このような電池の中には、絶縁フィルムから形成された絶縁フィルム包囲体が、発電要素を包囲すると共に、ケース本体と発電要素との間に介在して両者を絶縁するものがある。例えば特許文献１〜５に、このような電池が開示されている。なお、これら従来の電池では、絶縁フィルム包囲体の包囲体表面、及び、ケース本体のケース内側面が、いずれも平坦面とされていた。

特開平７−１０５９３２号公報特開２０００−１５０３０６号公報特開２００６−２７８２４５号公報特公平８−２１３７４号公報特開平８−６４１９９号公報

上記のような電池では、外形をコンパクトにする一方、電池容量はできる限り大きくしたいなどの理由から、発電要素をできる限り大きくするため、この発電要素と電池ケース（ケース本体）とが絶縁フィルム包囲体を介して隙間なく接するように設計するのが一般的である。また、発電要素は、捲回型のものも積層型のものも積み重ねられたものであるため、発電要素の積層方向の寸法バラツキが大きくなりがちである。特に、ケース本体に挿入される前は、発電要素が外側から拘束されていないため、層間に隙間が出来て寸法（積層方向の厚み）が大きくなりがちである。

そこで、電池の製造時、絶縁フィルム包囲体に包囲された発電要素をケース本体に挿入する際には、絶縁フィルム包囲体の包囲体表面と電池ケースのケース内側面とを接触させながら、発電要素等をケース本体内に押し込む。このとき、発電要素の厚みが厚すぎると、包囲体表面とケース内側面との摩擦抵抗が大きくなり過ぎて挿入が難しく、絶縁フィルム包囲体に破れなどの破損が生じたり、絶縁フィルム包囲体が伸びて薄くなるおそれがある。絶縁フィルム包囲体は、例えば樹脂製であるために、電池ケースに比して弾性係数が低く、伸びや塑性変形が生じやすいからである。

具体的には、図１４に示すように、絶縁フィルム包囲体９３０に包囲された発電要素９２０を開口９１１ｆからケース本体９１１内に挿入すると、包囲体表面９３０ａとケース内側面９１１ｃｎとの間に大きな摩擦抵抗が生じて、絶縁フィルム包囲体９３０のうち、ケース本体９１１内に挿入された挿入部分９３０ｊが挿入方向（図中に矢印で示す）に沿って伸ばされる。一方、絶縁フィルム包囲体９３０のうち、ケース本体９１１の外に位置する部分には、シワＷＡが生じる。このような状態で発電要素９２０及び樹脂フィルム包囲体９３０を挿入していくと、絶縁フィルム包囲体９３０が極端に薄くなったり、或いは、絶縁フィルム包囲体９３０に破れなどの破損が生じることもある。すると、発電要素９２０とケース本体９１１とが接触する絶縁不良となったり、両者が接触しなくても絶縁耐性が著しく低下するおそれがある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、発電要素を包囲すると共に、ケース本体と発電要素との間に介在して両者を絶縁する絶縁フィルム包囲体を備える電池において、絶縁フィルム包囲体に破損がなく、発電要素と電池ケースとの絶縁耐性が十分に高い電池を提供することを目的とする。

その解決手段は、発電要素と、開口を含み、前記発電要素を収容するケース本体、及び、このケース本体の前記開口を閉塞する蓋部材、を有する電池ケースと、絶縁フィルムからなり、前記発電要素を包囲し、前記ケース本体と前記発電要素との間に介在して両者を絶縁する絶縁フィルム包囲体と、を備える電池であって、前記絶縁フィルム包囲体の包囲体表面、及び、前記ケース本体のケース内側面の少なくともいずれかは、前記絶縁フィルム包囲体に包囲された前記発電要素を、前記包囲体表面を前記ケース内側面に接触させつつ、前記開口から前記ケース本体内に挿入する際に、前記包囲体表面及び前記ケース内側面をいずれも平坦面とした場合に比して、前記包囲体表面と前記ケース内側面との間に生じる摩擦抵抗が小さくなる凹凸形状を有する電池である。

本発明の電池では、絶縁フィルム包囲体の包囲体表面及びケース本体のケース内側面の少なくともいずれかが、上述の凹凸形状を有する。このため、絶縁フィルム包囲体に包囲された発電要素をケース本体内に挿入する際に、包囲体表面及びケース内側面をいずれも平坦面とした場合に比して、即ち、従来の場合に比して、包囲体表面とケース内側面との間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。この摩擦抵抗を小さくできれば、絶縁フィルム包囲体が伸びてフィルム厚みが極端に薄くなることを防止でき、また、絶縁フィルム包囲体に破れなどの破損が生じることを防止できる。従って、絶縁フィルム包囲体に破損がなく、発電要素と電池ケース（ケース本体）との絶縁耐性が十分に高い電池とすることができる。

更に、上記の電池であって、前記包囲体表面及び前記ケース内側面のうち、一方は、平坦面とされ、他方は、前記発電要素の前記挿入方向に沿って延設された凹溝を複数有する凹凸形状とされてなる電池とすると良い。
更に、上記の電池であって、前記ケース内側面は、平坦面とされてなり、前記絶縁フィルム包囲体は、前記包囲体表面が、前記凹溝を複数有する凹凸形状とされてなり、前記絶縁フィルム包囲体のフィルム厚みをｔ（ｍｍ）とし、前記凹溝の深さをｄ（ｍｍ）としたとき、ｄ≧０．１×ｔを満たす形態とされてなる電池とするのが好ましい。
また、上記のいずれかに記載の電池であって、前記ケース内側面は、平坦面とされてなり、前記絶縁フィルム包囲体は、前記包囲体表面が、前記凹溝を所定の間隔ｐ（ｍｍ）で複数有する凹凸形状とされてなり、前記凹溝の深さをｄ（ｍｍ）としたとき、ｐ≦５×ｄを満たす形態とされてなる電池とするのが好ましい。

（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、本実施形態のリチウム二次電池（電池）１００の斜視図を示す。また、図２に、このリチウム二次電池１００の側面図を示す。また、図３及び図４に、このリチウム二次電池１００の縦断面図を示す。なお、これら図１〜図４において、上方をリチウム二次電池１００の上側、下方をリチウム二次電池１００の下側とする。また、図４では、発電要素１２０の内部構造及び電極端子１４０，１５０の記載を省略してある。

このリチウム二次電池１００は、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として利用される角型電池である。リチウム二次電池１００は、電池ケース１１０、この中に収容された発電要素１２０、この発電要素１２０を包囲する一方、電池ケース１１０に収容されて、この電池ケース１１０と発電要素１２０とを絶縁する絶縁フィルム包囲体１３０、電池ケース１１０に固設された２つの電極端子１４０，１５０等から構成されている。

このうち、電池ケース１１０は、金属からなり、直方体状に形成されている。この電池ケース１１０は、上側のみが開口した箱状をなすケース本体１１１と、このケース本体１１１の開口１１１ｆを閉塞する形態で溶接された蓋部材１１３とから構成されている。
ケース本体１１１は、蓋部材１１３に対向するケース底壁部１１１ｂと、蓋部材１１３とケース底壁部１１１ｂとの間を結ぶ４つのケース側壁部１１１ｃ，１１１ｃ，…とからなる。より具体的には、ケース側壁部１１１ｃ，１１１ｃ，…は、幅広で互いに対向する２つの幅広ケース側壁部１１１ｃ１，１１１ｃ１と、幅狭で互いに対向する２つの幅狭ケース側壁部１１１ｃ２，１１１ｃ２とからなる。このケース本体１１１のケース内側面１１１ｃｎ（ケース側壁部１１１ｃ，１１１ｃ，…の各内側面）は、平坦面とされている。

蓋部材１１３のうち、その長手方向（図１中、右上左下方向、図２及び図３中、左右方向）の両端近傍の所定位置には、この蓋部材１１３を貫通する端子挿通孔１１３ｈ，１１３ｈ（図３参照）がそれぞれ形成されている。一方の端子挿通孔１１３ｈ（図３中、左側）には、後述する正極電極端子１４０が挿通され、他方の端子挿通孔１１３ｈ（図３中、右側）には、後述する負極電極端子１５０が挿通されている。また、蓋部材１１３の長手方向中央よりも正極電極端子１４０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部１１３ａ（図１参照）が設けられている。更に、蓋部材１１３の長手方向中央には、電池内圧が所定圧力に達した際に破断するＶ字溝からなる破断部１１３ｂｖを有する安全弁部１１３ｂ（図１参照）が設けられている。

この電池ケース１１０（ケース本体１１１）内には、自身の軸方向（図３中、左右方向、図４中、紙面の裏表方向）に直交する断面が長円形状をなす捲回型の発電要素１２０が、横倒しにした状態で、収容されている。この発電要素１２０の軸方向の一端（図３中、左端）には、正極電極端子１４０の第３端子部材１４５が接続され、他端（図３中、右端）には、負極電極端子１５０の第３端子部材１４５が接続されている。この発電要素１２０は、正極シートと負極シートとをセパレータを介して重ねて捲回し、扁平状に圧縮したものである。

この発電要素１２０は、絶縁フィルムを上側のみが開口した箱状に折り曲げて形成した絶縁フィルム包囲体１３０に、自身の上側を除いて全体的に包囲されている（図３及び図４参照）。なお、図５に、絶縁フィルム包囲体１３０と、これに包囲された発電要素１２０を示す。この図５では、電極端子１４０，１５０の記載を省略してある。また、図６（ａ）に、絶縁フィルム包囲体１３０の包囲体表面１３０ａの形状を、図６（ｂ）に、この絶縁フィルム包囲体１３０の後述する挿入方向ＳＨ（図５及び図６中に矢印で示す）に直交する断面の拡大図を示す。

この絶縁フィルム包囲体１３０は、ケース本体１１１のケース底壁部１１１ｂに対向する包囲体底壁部１３０ｂと、ケース本体１１１の４つのケース側壁部１１１ｃ，１１１ｃ，…にそれぞれ対向する４つの包囲体側壁部１３０ｃ，１３０ｃ，…とからなる。より具体的には、包囲体側壁部１３０ｃ，１３０ｃ，…は、２つの幅広ケース側壁部１１１ｃ１，１１１ｃ１に対向する２つの幅広包囲体側壁部１３０ｃ１，１３０ｃ１と、２つの幅狭ケース側壁部１１１ｃ２，１１１ｃ２に対向する２つの幅狭包囲体側壁部１３０ｃ２，１３０ｃ２とからなる。

この絶縁フィルム包囲体１３０は、樹脂からなり、フィルム厚みがｔ＝０．２（ｍｍ）である（図６参照）。この絶縁フィルム包囲体１３０は、その包囲体表面１３０ａに凹凸形状を有し、包囲体裏面１３０ｄは平坦面とされている。具体的には、包囲体表面１３０ａには、発電要素１２０の挿入方向ＳＨに沿った細長い凹溝１３０ａｍ，１３０ａｍ，…が、所定の間隔ｐ（ｍｍ）で複数延設されている。各々の凹溝１３０ａｍは、自身の延設方向（挿入方向ＳＨ）に直交する断面（図６（ｂ）に示した断面）で見ると、中心角９０度の円弧１３０ａｍｅ，１３０ａｍｅが２つ並んで、底１３０ａｍｆに向かうにつれて徐々に幅狭となる形態と有している。これにより、包囲体表面１３０ａは、半円柱を複数接して並べたような凹凸形状をなしている。
この絶縁フィルム包囲体１３０は、凹溝１３０ａｍの深さをｄ（ｍｍ）としたとき、ｄ≧０．１×ｔを満たし、また、ｐ≦５×ｄを満たしている。具体的には、絶縁フィルム包囲体１３０のフィルム厚みがｔ＝０．２（ｍｍ）であり、凹溝１３０ａｍの深さがｄ＝０．０５（ｍｍ）であり、凹溝１３０ａｍ同士の間隔がｐ＝０．０７（ｍｍ）である。

次に、正極電極端子１４０及び負極電極端子１５０について説明する（図１〜図３参照）。正極電極端子１４０と負極電極端子１５０とは、基本的に同様な構成であるので、これらを構成する各部材には、正極電極端子１４０と負極電極端子１５０とで同一の符号を付して説明する。
これらの電極端子１４０，１５０は、それぞれ、蓋部材１１３に直交する方向（上下方向）に延びる形態の第１端子部材１４１と、この第１端子部材１４１に接続し、概略矩形状の金属板を２箇所で屈曲加工して段状に形成した第２端子部材１４３と、一方でこの第２端子部材１４３に接続すると共に、他方で発電要素１２０に接続する第３端子部材１４５とから構成されている。第１端子部材１４１と第２端子部材１４３は、電池ケース１１０の外部（蓋部材１１３の上方）に配置されている。一方、第３端子部材１４５は、電池ケース１１０（蓋部材１１３の端子挿通孔１１３ｈ）を貫通して、電池ケース１１０の内部及び外部に配置されている。

また、蓋部材１１３上には、電極端子１４０，１５０と共に絶縁部材１５１，１５１が固定されている。この絶縁部材１５１は、第１，第２端子部材１４１，１４３と蓋部材１１３との間に配置されて、これらを絶縁している。また、蓋部材の下側（電池内部側）には、電極端子１４０，１５０と共にガスケット１５３，１５３（図３参照）が固定されている。このガスケット１５３は、蓋部材１１３と第３端子部材１４５の一部との間に厚み方向に圧縮された状態で狭持され、電解液が電池外部に漏れ出るのを防止している。また、蓋部材の下側（電池内部側）には、電極端子１４０，１５０と共にスペーサ１５５，１５５が固定されている。このスペーサ１５５は、その一部が蓋部材１１３と第３端子部材１４５の一部との間に配置されて、これらを絶縁している。

以上で説明したように、本実施形態１のリチウム二次電池１００は、ケース本体１１１のケース内側面１１１ｃｎが平坦面である一方、絶縁フィルム包囲体１３０の包囲体表面１３０ａが前述のような凹凸形状を有する。これにより、後述するように、絶縁フィルム包囲体１３０に包囲された発電要素１２０等を、開口１１１ｆからケース本体１１１内に挿入する際に（図７及び図８参照）、包囲体表面１３０ａ及びケース内側面１１１ｃｎをいずれも平坦面とした場合に比して、即ち、従来の場合に比して、包囲体表面１３０ａとケース内側面１１１ｃｎとの間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。この摩擦抵抗を小さくできれば、絶縁フィルム包囲体１３０が伸びてフィルム厚みｔが極端に薄くなることを防止でき、また、絶縁フィルム包囲体１３０に破れなどの破損が生じることを防止できる。従って、絶縁フィルム包囲体１３０に破損がなく、発電要素１２０と電池ケース１１０（ケース本体１１１）との絶縁耐性が十分に高いリチウム二次電池１００とすることができる。

更に本実施形態１では、絶縁フィルム包囲体１３０の包囲体表面１３０ａが、発電要素１２０等の挿入方向ＳＨに沿って延設された凹溝１３０ａｍ，１３０ａｍ，…を複数有する凹凸形状とされている。また、絶縁フィルム包囲体１３０は、前述のように、ｄ≧０．１×ｔを満たし、更には、ｐ≦５×ｄを満たす形態とされている。これにより、上記の摩擦抵抗を特に小さくすることができる。

次いで、上記リチウム二次電池１００の製造方法について説明する。
捲回型の発電要素１２０を用意し、その軸方向の両端に正極用の第３端子部材１４５と負極用の第３端子部材１４５を溶接する。その後、第３端子部材１４５，１４５の所定位置にガスケット１５３，１５３をそれぞれ配置し、更にスペーサ１５５，１５５を配置する。その後、スペーサ１５５，１５５上に蓋部材１１３を配置し、更に蓋部材１１３の上に絶縁部材１５１，１５１を配置する。その後、絶縁部材１５１，１５１上の所定位置に、第１端子部材１４１，１４１及び第２端子部材１４３，１４３をそれぞれ配置する。その後、第３端子部材１４５，１４５の一部を加締めて拡大し、リベット部を形成する。これにより、発電要素１２０が蓋部材１１３に固定されると共に、第１，第２，第３端子部材１４１，１４３，１４５、絶縁部材１５１、ガスケット１５３及びスペーサ１５５が、蓋部材１１３に固定されて、蓋部材１１３に正極電極端子１４０と負極電極端子１５０がそれぞれ固設される。

次に、凹溝１３０ａｍ、１３０ａｍ，…が複数設けられて表面が凹凸形状とされた絶縁フィルムを用意する。そして、この絶縁フィルムを箱状に折り曲げる。具体的には、包囲体底壁部１３０ｂ及び２つの幅広包囲体側壁部１３０ｃ１，１３０ｃ１を、一枚の絶縁フィルムで構成すると共に、２つの幅狭ケース側壁部１１１ｃ２，１１１ｃ２を、２枚の絶縁フィルムが互いに重なった状態とする。その後、２つの幅狭ケース側壁部１１１ｃ２，１１１ｃ２における２枚の絶縁フィルムをそれぞれ溶着して、絶縁フィルム包囲体１３０を形成する。次に、この絶縁フィルム包囲体１３０の中に、発電要素１２０の全体及び第３端子部材１４５，１４５の下側部分を収容する（図５参照）。但し、図５では、蓋部材１１３、電極端子１４０，１５０の記載を省略してある。

次に、ケース本体１１１を用意し、図７及び図８に示すように、絶縁フィルム包囲体１３０に包囲された発電要素１２０等を、包囲体表面１３０ａをケース内側面１１１ｃｎに接触させつつ、開口１１１ｆからケース本体１１１内に挿入する。なお、図７でも、蓋部材１１３、電極端子１４０，１５０の記載を省略してある。その際、本実施形態１では、ケース内側面１１１ｃｎが平坦面とされる一方、包囲体表面１３０ａが前述のような凹凸形状とされているので、前述したように、包囲体表面１３０ａ及びケース内側面１１１ｃｎをいずれも平坦面とした場合に比して、包囲体表面１３０ａとケース内側面１１１ｃｎとの間に生じる摩擦抵抗が小さくなる。このため、絶縁フィルム包囲体１３０が伸びてフィルム厚みｔが極端に薄くなることを防止でき、また、絶縁フィルム包囲体１３０に破れなどの破損が生じることを防止できる。

次に、蓋部材１１３の周縁部分とケース本体１１１の開口１１１ｆ周縁部分とをレーザ溶接する。その後、蓋部材１１３の注液口部１１３ａから電池ケース１１０内に電解液を注入し、この注液口１１３ａを封止する。かくして、リチウム二次電池１００が完成する。

（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２のリチウム二次電池２００は、絶縁フィルム包囲体２３０が、上記実施形態１のリチウム二次電池１００の絶縁フィルム包囲体１３０と異なる。図９に、本実施形態２に係る絶縁フィルム包囲体２３０の断面図を示す。

本実施形態２のリチウム二次電池２００の絶縁フィルム包囲体２３０は、上記実施形態１の絶縁フィルム包囲体１３０と同様に、絶縁フィルムを折り曲げて形成されており、上側のみが開口した箱状を有する。この絶縁フィルム包囲体２３０は、その包囲体表面２３０ａに凹凸形状を有し、包囲体裏面２３０ｄは平坦面とされている。具体的には、包囲体表面２３０ａには、挿入方向ＳＨに沿った細長い凹溝２３０ａｍ，２３０ａｍ，…が、所定の間隔ｐ（ｍｍ）で複数延設されている。各々の凹溝２３０ａｍは、自身の延設方向（挿入方向ＳＨ）に直交する断面（図９に示した断面）で見ると、２つの辺２３０ａｍｅ，２３０ａｍｅがＶ字状に並んで、底２３０ａｍｆに向かうにつれて徐々に幅狭となる形態を有している。

この絶縁フィルム包囲体２３０も、絶縁フィルム包囲体２３０に包囲された発電要素１２０等をケース本体１１１内に挿入する際に、従来に比して、包囲体表面２３０ａとケース内側面１１１ｃｎとの間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。従って、絶縁フィルム包囲体２３０に破損がなく、発電要素１２０と電池ケース１１０（ケース本体１１１）との絶縁耐性が十分に高いリチウム二次電池２００とすることができる。

（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３のリチウム二次電池３００は、絶縁フィルム包囲体３３０が、上記実施形態１，２のリチウム二次電池１００，２００の絶縁フィルム包囲体１３０，２３０と異なる。図１０に、本実施形態３に係る絶縁フィルム包囲体３３０の断面図を示す。

本実施形態３のリチウム二次電池３００の絶縁フィルム包囲体３３０も、上記実施形態１，２の絶縁フィルム包囲体１３０，２３０と同様に、絶縁フィルムを折り曲げて形成されており、上側のみが開口した箱状を有する。この絶縁フィルム包囲体３３０は、その包囲体表面３３０ａに凹凸形状を有し、包囲体裏面３３０ｄは平坦面とされている。具体的には、包囲体表面３３０ａには、挿入方向ＳＨに沿った細長い凹溝３３０ａｍ，３３０ａｍ，…が、所定の間隔ｐ（ｍｍ）で複数延設されている。各々の凹溝３３０ａｍは、自身の延設方向（挿入方向ＳＨ）に直交する断面（図１０に示した断面）で見ると、包囲体裏面３３０ｄに直交する２つの側辺３３０ａｍｅ，３３０ａｍｅと、包囲体裏面３３０ｄに平行な底辺３３０ａｍｆとによるコ字状の形態を有している。

この絶縁フィルム包囲体３３０も、絶縁フィルム包囲体３３０に包囲された発電要素１２０等をケース本体１１１内に挿入する際に、従来に比して、包囲体表面３３０ａとケース内側面１１１ｃｎとの間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。従って、絶縁フィルム包囲体３３０に破損がなく、発電要素１２０と電池ケース１１０（ケース本体１１１）との絶縁耐性が十分に高いリチウム二次電池３００とすることができる。

（実施形態４）
次いで、第４の実施の形態について説明する。本実施形態４のリチウム二次電池４００は、ケース本体４１１が、上記実施形態１〜３のリチウム二次電池１００等のケース本体１１１と異なる。図１１に、本実施形態４に係るケース本体４１１の一部を拡大して示す。

本実施形態４のリチウム二次電池４００のケース本体４１１は、上記実施形態１等のケース本体１１１と同様に、上側のみが開口した箱状を有する。上記実施形態１〜３のケース本体１１１は、ケース内側面１１１ｃが平坦面であるのに対し、本実施形態４のケース本体４１１は、ケース内側面４１１ｃｎに凹凸形状を有する。具体的には、ケース内側面４１１ｃｎには、挿入方向ＳＨに沿った細長い凹溝４４１ｃｎｍ，４４１ｃｎｍ，…が、所定の間隔ｐ２（ｍｍ）で複数延設されている。各々の凹溝４４１ｃｎｍは、自身の延設方向（挿入方向ＳＨ）に直交する断面（図１１（ｂ）示した断面）で見ると、中心角９０度の円弧４１１ｃｎｍｅ，４１１ｃｎｍｅが２つ並んで、底４１１ｃｎｍｆに向かうにつれて徐々に幅狭となる形態と有している。これにより、ケース内側面４１１ｃｎは、半円柱を複数接して並べたような凹凸形状をなしている。
このケース本体４１１は、ケース本体４１１の厚みがｔ２（ｍｍ）であり、凹溝４１１ｃｎｍの深さがｄ２（ｍｍ）であり、凹溝４１１ｃｎｍ同士の間隔がｐ２（ｍｍ）である。また、本実施形態４では、絶縁フィルム包囲体１３０の包囲体表面１３０ａを、凹凸形状ではなく、平坦面としている。

このリチウム二次電池４００では、絶縁フィルム包囲体１３０に包囲された発電要素１２０等をケース本体４１１内に挿入する際に、従来に比して、包囲体表面１３０ａとケース内側面４１１ｃｎとの間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。従って、絶縁フィルム包囲体１３０に破損がなく、発電要素１２０とケース本体４１１との絶縁耐性が十分に高いリチウム二次電池４００とすることができる。

（実施例）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。
上記実施形態１のリチウム二次電池１００の構成を基本として、ケース本体１１１の厚み方向の内寸を２０ｍｍとした。また、発電要素１２０の厚みｅを２０．１ｍｍ〜２０．８ｍｍとした。また、絶縁包囲体１３０のフィルム厚みをｔ＝０．２（ｍｍ）とした。また、凹溝１３０ａｍの深さｄを０ｍｍ〜０．０５ｍｍとした。なお、ｄ＝０（ｍｍ）は、凹溝１３０ａｍがない状態、即ち、包囲体表面１３０ａが平坦面であることを意味する。また、隣り合う凹溝１３０ａｍ同士の間隔ｐを０．１５ｍｍ〜０．７ｍｍとした。

そして、各試験サンプルについて、前述の挿入工程を行った。具体的には、絶縁包囲体１３０に包囲された発電要素１２０等をケース本体１１１に挿入する挿入速度を、７０ｍｍ／ｓとして、そのときに生じた最大挿入荷重ｆを測定した。その結果を図１２及び図１３のグラフに示す。図１２のグラフは、発電要素１２０の厚みｅを２０．１ｍｍ〜２０．８ｍｍとした場合における、凹溝１３０ａｍの深さｄと最大挿入荷重ｆとの関係を示している。また、図１３のグラフは、発電要素１２０の厚みｅを２０．１ｍｍ〜２０．８ｍｍとした場合における、ｐ／ｄと最大挿入荷重ｆとの関係を示している。

まず、図１２のグラフより、発電要素１２０の厚みｅを変更しても、ｄ≧０．１×ｔを満たす範囲においては、最大挿入荷重ｆが、凹溝１３０ａｍを設けない場合に比して低減できることが判る。最大挿入荷重ｆを小さくできれば（摩擦抵抗を小さくできれば）、絶縁フィルム包囲体１３０が伸びてフィルム厚みｔが極端に薄くなることを防止できる。また、絶縁フィルム包囲体１３０に破れなどの破損が生じることを防止できる。

また、図１３のグラフより、発電要素１２０の厚みｅを変更しても、ｐ／ｄ≦５を満たす範囲においては、最大挿入荷重ｆが特に低減できることが判る。最大挿入荷重ｆを小さくできれば（摩擦抵抗を小さくできれば）、絶縁フィルム包囲体１３０が伸びてフィルム厚みｔが極端に薄くなることを防止できる。また、絶縁フィルム包囲体１３０に破れなどの破損が生じることを防止できる。

実施形態１に係るリチウム二次電池の斜視図である。実施形態１に係るリチウム二次電池の幅広な側面から見た側面図である。実施形態１に係るリチウム二次電池の幅広な側面に沿って切断した縦断面図である。実施形態１に係るリチウム二次電池の幅狭な側面に沿って切断した縦断面図である。実施形態１に係るリチウム二次電池のうち、絶縁フィルム包囲体で包囲した発電要素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、（ａ）は、絶縁フィルム包囲体の包囲体表面を示す部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、絶縁フィルム包囲体の挿入方向に直交する断面を示す部分拡大断面図である。実施形態１に係るリチウム二次電池の製造方法に関し、絶縁フィルム包囲体で包囲した発電要素をケース本体に挿入する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の製造方法に関し、絶縁フィルム包囲体に包囲された発電要素をケース本体内に挿入する様子を拡大して示す説明図である。実施形態２に係るリチウム二次電池のうち、絶縁フィルム包囲体の挿入方向に直交する断面を示す部分拡大断面図である。実施形態３に係るリチウム二次電池のうち、絶縁フィルム包囲体の挿入方向に直交する断面を示す部分拡大断面図である。実施形態４に係るリチウム二次電池のうち、（ａ）は、ケース本体のケース内側面を示す部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、ケース本体の挿入方向に直交する断面を示す部分拡大断面図である。凹溝の深さｄと挿入荷重Ｆとの関係を示すグラフである。ｐ／ｄと挿入荷重との関係を示すグラフである。従来技術に係る電池に関し、絶縁フィルム包囲体に包囲された発電要素を、ケース本体内に挿入する様子を拡大して示す説明図である。

符号の説明

１００，２００，３００，４００リチウム二次電池（電池）
１１０電池ケース
１１１，４１１ケース本体
１１３蓋部材
１２０発電要素
１３０，２３０，３３０絶縁フィルム包囲体
１３０ａ，２３０ａ，３３０ａ包囲体表面
１３０ａｍ，２３０ａｍ，３３０ａｍ凹溝
ｔ（絶縁フィルム包囲体の）フィルム厚み
ｄ（凹溝の）深さ
ｐ（凹溝の）間隔
ｅ（発電要素の）厚み
ＳＨ挿入方向

Claims

発電要素と、
開口を含み、前記発電要素を収容するケース本体、及び、このケース本体の前記開口を閉塞する蓋部材、を有する電池ケースと、
絶縁フィルムからなり、前記発電要素を包囲し、前記ケース本体と前記発電要素との間に介在して両者を絶縁する絶縁フィルム包囲体と、
を備える電池であって、
前記絶縁フィルム包囲体の包囲体表面、及び、前記ケース本体のケース内側面の少なくともいずれかは、
前記絶縁フィルム包囲体に包囲された前記発電要素を、前記包囲体表面を前記ケース内側面に接触させつつ、前記開口から前記ケース本体内に挿入する際に、前記包囲体表面及び前記ケース内側面をいずれも平坦面とした場合に比して、前記包囲体表面と前記ケース内側面との間に生じる摩擦抵抗が小さくなる凹凸形状を有する
電池。
請求項１に記載の電池であって、
前記包囲体表面及び前記ケース内側面のうち、一方は、平坦面とされ、
他方は、前記発電要素の前記挿入方向に沿って延設された凹溝を複数有する凹凸形状とされてなる
電池。