JP2012059496A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガス排出弁を安全にかつ確実に開裂する。
【解決手段】 領域Ｄ１、Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２は、外側に滑らかに突出する凸曲面状に形成されている。 短絡等により発熱し、電解液が気化したとき、ケース１の内部圧力ｐが上昇し、領域は外方に押圧される（押圧力をＦＰで示す）。内側凹部１１には、領域の内面周縁部の傾斜に添った方向の引張応力σが生じ、この応力によって、内側凹部１１には開裂力ＦＴが生じる。すなわち、領域Ｄ１、Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２を外側に凸の凸曲面としたことによって、内側凹部１１を開裂させる方向の応力が生じ、その応力の総和としての開裂力が生じる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ガス排出弁を設けた二次電池に関する。

近年、環境問題等から二次電池を搭載したハイブリット車や電気自動車の開発が進んでいる。二次電池は何らかの異常動作により発熱し、電池内圧が高くなる可能性があり、その安全対策として、安全弁を設けた構造が提案されている。

例えば、特許文献１記載の電池の安全弁は、環状の破砕溝と、この破砕溝の内方領域に形成された破砕補助溝とを備えて構成されている。

特許４１５５７３４号

特許文献１記載の安全弁の破砕溝はＶ字形状の溝、破砕補助溝はＵ字形状の溝であり、これらＶ溝、Ｕ溝を安全弁の表面に形成している。しかしながら、受圧部となる領域の面積が狭いので、安全弁の作動性能が安定化しないおそれがある。

本発明は、発電体が収容された電池容器にガス排出弁を設けた二次電池において、ガス排出弁は、外周部が電池容器に接続され、電池容器の内圧によって外部に膨張する弁体を含み、弁体は、電池容器の内圧で開裂するように区画された複数の弁素片を有し、弁素片は、それぞれが電池容器の外方に膨出した受圧部と、電池容器と接続された外周接続部と、複数の弁素片同士が互いに接続された内側接続部とを有し、外周接続部と内側接続部にはそれぞれ受圧部よりも薄い薄肉部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、安全弁の作動性能を安定化することができる。

本発明による二次電池の第１実施形態を示す外観斜視図。 図１の二次電池の分解斜視図。 図１の発電体の斜視図。 図１の二次電池のガス外出弁の拡大図。 図４におけるガス排出弁の平面図。 図５のVI−VI矢視線に沿う断面図。 図６の薄板１０ｂの領域Ｄ１，Ｄ２の要部拡大断面図。 領域Ｄ１，Ｄ２の凹部の応力発生状態を示す断面図。 領域Ｄ１の凹部の応力発生状態を示す平面図。 図8のガス排出弁の開裂状態を示す断面図。 図４のガス排出弁の開裂状態を示す斜視図。 図１１のＸIＩ−ＸＩI矢視線に沿う断面図。 図１２におけるＸIII部の要部拡大図。 ガス排出弁の第１比較例を示す断面図。 ガス排出弁の第２比較例を示す断面図。 本発明によるリチウムイオン二次電池の第２実施形態におけるガス排出弁を示す断面図。 本発明によるリチウムイオン二次電池の第３実施形態におけるガス排出弁を示す断面図。 本発明によるリチウムイオン二次電池の第４実施形態におけるガス排出弁を示す断面図。 以上の実施形態と比較例の表面最高到達温度を比較する表。

本発明による二次電池の実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１に示す二次電池は、電池容器を構成するケース１および蓋６を備える。ケース１内には発電体３（図２）が収納され、ケース１は蓋６によって封止される。蓋６はケース１に溶接されて電池容器が構成される。蓋６には、正極外部端子８Ａと、負極外部端子８Ｂとが設けられている。発電体３から外部端子８Ａ，８Ｂを介して外部負荷に電力が供給される。また、外部で発電された電力が外部端子８Ａ，８Ｂを介して発電体３に充電される。

蓋６にはガス排出弁（安全弁）１０が一体的に設けられ、電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、二次電池の安全性が確保される。

図２を参照して、二次電池のケース１内に収容される電池の構成を説明する。二次電池のケース１内には、絶縁シート２を介して発電体３が収容されている。発電体３は、図３に示すように、セパレータ３４を介して正負極体３２，３１を扁平形状に捲回した電極群である。正極体３２はアルミニウム箔であり、その両面には正極活物質合剤３３が塗布された領域と、塗布されていない領域とが形成されている。負極体３１は銅箔であり、その両面には負極活物質合剤３５が塗布された領域と、塗布されていない領域とが形成されている。

捲回軸方向の両端面側には、正極活物質合剤３３および負極活物質合剤３５が塗布されていない領域が形成されている。この領域は電極箔露出面である。発電体３の正極箔露出面３２と負極箔露出面３１には、それぞれ正負極集電板４Ａ，４Ｂの一端が接続されている。正負極集電板４Ａ，４Ｂの他端は正負極外部端子８Ａ，８Ｂにそれぞれ接続されている。正負極集電板４Ａ，４Ｂと外部端子８Ａ，８Ｂを蓋６から電気的に絶縁するため、ガスケット５および絶縁リング７が蓋6に設けられている。

蓋６には、ケース１内に電解液を注入する注液口９が穿設され、注液口９は、電解液注入後に注液栓１９によって封止される。

正極体３２の正極活物質としてリチウム含有遷移金属複合酸化物を用いることができる。ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどの正極活物質のＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎなどの一部を１種あるいはそれ以上の遷移金属で置換したもの、例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ_２が使用される。正極活物質合剤３３には、正極活物質以外に、炭素材料の導電材およびポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する）のバインダ（結着材）が含まれている。

正極集電箔３２への塗工時には、正極活物質合剤３３は、Ｎ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する）等の分散溶媒で粘度調整され、このとき、アルミニウム箔の長寸方向一側の側縁に、正極活物質合剤３３が塗工されない未塗工部３２が形成される。正極未塗工部３２では、アルミニウム箔が露出し、集電板４Ａとの電気的接続が可能である。正極活物質合剤３３の塗工後、正極体３２は、乾燥され、さらにロールプレスで密度調整される。

負極体３１の負極活物質として非晶質炭素、天然黒鉛、人造黒鉛などの炭素材料などリチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な材料を使用することができる。負極活物質合剤３５には、負極活物質以外に、アセチレンブラックや黒鉛が導電材として採用され、さらにＰＶＤＦのバインダが含まれる。

負極集電箔への塗工時には、負極活物質合剤３５はＮＭＰ等の分散溶媒で粘度調整され、このとき、銅箔の長寸方向一側の側縁に、負極活物質合剤３５が塗工されない未塗工部３１が形成される。負極未塗工部３１では、銅箔が露出し、集電板４Ｂとの電気的接続が可能である。負極活物質合剤３５の塗工後、負極体３１は乾燥され、さらにロールプレスで密度調整される。

なお、負極体３１の長さは、正極体３２および負極体３１を捲回したときに、捲回最内周および最外周で捲回方向に正極体３２が負極体３１からはみ出すことがないように、正極体３２の長さより長く設定されている。また、負極活物質合剤３５の塗工部の幅は、正極活物質合剤３３の塗工部が負極活物質合剤３３の塗工部からはみ出すことがないように、正極活物質合剤３３の塗工部の幅より長く設定されている。

電解液の電解質としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、メチルアセテート、エチルアセテート、メチルプロピオネート、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、３−メチルテトラヒドロフラン、１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン等より少なくとも１種以上選ばれた非水溶媒に、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等より少なくとも１種以上選ばれたリチウム塩を溶解させた有機電解液、あるいはリチウムイオンの伝導性を有する固体電解質、あるいはゲル状電解質、あるいは溶融塩など一般に炭素系材料などを負極活物質として用いた電池で使用される既知の電解質を用いることができる。

電解液としては、例えば、（１ＭＬｉＰＦ_６／ＥＣ：ＥＭＣ＝１：３）が採用可能である。
セパレータ４としては、中実あるいは微孔性のセパレータを採用することができる。

図４〜図１３を参照してガス排出弁１０を詳細に説明する。ガス排出弁１０は、蓋６の板厚よりも薄く成形され、電池容器内の圧力が所定値に達したときに開裂して容器内部の圧力を逃がすものである。

図４〜図６に拡大して示すように、蓋６は、例えば、アルミニウム合金板をプレス加工して成形され、ガス排出弁１０は、その成形時に、蓋６の外周よりも内側に一体的に成形される。すなわち、蓋６の上面には略楕円形状の窪み１０ａが設けられている。ガス排出弁１０は、窪み１０ａの底面の略楕円形状の薄板１０ｂ（主に図６参照）により構成されている。薄板１０ｂは、ケース１の外方に膨出する複数の受圧部１８と、受圧部１８の外周部に設けられ、薄板１０ｂの板厚よりも薄肉に加工された内側凹部１１と外周凹部１２とを含んで構成され、プレス加工にて形成される。

図４と図５を参照して説明すると、外周凹部１２は、窪み１０ａの外周に沿った第１薄肉要素群１２Ｄ１，１２Ｄ２と、第２薄肉要素群１２Ｄ３，１２Ｄ４と、第３薄肉要素群１２Ｓ１，１２Ｓ２と、第４薄肉要素群１２Ｓ３，１２Ｓ４により構成されている。第１薄肉要素群を構成する薄肉要素１２Ｄ１と１２Ｄ２との間、第２薄肉要素群を構成する薄肉要素１２Ｄ３と１２Ｄ４との間、第３薄肉要素群を構成する薄肉要素１２Ｓ１と１２Ｓ２との間、第４薄肉要素群を構成する薄肉要素１２Ｓ３と１２Ｓ４との間には、それぞれ第１不連続部１３Aが形成されている。また、第１薄肉要素群〜第４薄肉要素群の各群間には、第２不連続部１３Ｂが形成されている。

後述するように、第１不連続部１３Ａは弁素片が分離するのを防止する飛散抑止としての機能を有し、第２不連続部１３Ｂは、内側凹部１１から外周凹部１２へ開裂が進展するのを遅延する開裂進展遅延部としての機能を有する。

内側凹部１１は、ダブルＹ字形状の薄肉部であり、１本の中央薄肉要素１１ａと４本の放射薄肉要素１１ｂとで構成されている。薄肉要素１１ａは、窪み１０ａの中央部で楕円の長手軸方向に延在する。薄肉要素１１ｂのそれぞれは、薄肉要素１１ａの両端部から放射状に不連続部１３Ｂまで延在する。すなわち、薄肉要素１１ｂの端部１１Ｅは不連続部１３に位置している。

図５に示すように、略楕円形状の薄板１０ｂの表面は、外周凹部１２と内側凹部１１により４つの領域、すなわち、台形形状の領域Ｄ１、Ｄ２と三角形形状の領域Ｓ１、Ｓ２とに区画されている。２つの台形形状の領域Ｄ１、Ｄ２の上底は共通の内側薄肉要素１１ａであり、台形形状のＤ１、Ｄ２の側辺は、隣接する三角形状の領域Ｓ１、Ｓ２の側辺と共通の内側薄肉要素１１ｂである。

台形領域Ｄ１、Ｄ２と三角形領域Ｓ１、Ｓ２は、電池容器の内圧が所定値以上に上昇して内側凹部１１が開裂すると、それぞれ外周凹部１２を開き運動回転軸として容器外方に開くように構成されている。したがって、台形領域Ｄ１、Ｄ２と三角形領域Ｓ１、Ｓ２の４つの領域をそれぞれ弁素片と呼ぶ。

ガス排出弁１０を、不連続な台形状領域Ｄ１、Ｄ２、三角形状領域Ｓ１、Ｓ２の４つの領域の弁素片に分割したことにより、開裂時の弁素片の飛散を防止することができる。

図７〜図９に示すように、受圧部１８となる弁素片の領域Ｄ１、Ｄ２は、外側に滑らかに膨出する凸曲面状に形成され、受圧部１８となる弁素片の領域Ｓ１、Ｓ２も同様の凸曲面状（図示省略）に形成されている。内側凹部１１、外周凹部１２はこれら凸曲面周縁のＶ字凹部であり、その底部１１Ｂは平面である。

図７、図８では、領域Ｄ１、Ｄ２のみ代表的に示し、図９では領域Ｄ１のみを代表的に示すが、短絡等により発熱し、電解液が気化したとき、ケース１の内部圧力ｐが上昇し、領域Ｄ１、Ｄ２、Ｓ１、Ｓ２は外方に押圧される（押圧力をＦＰで示す）。

このとき、内側凹部１１には、領域Ｄ１、Ｄ２、Ｓ１、Ｓ２の内面周縁部の傾斜に添った方向の引張応力σが生じ、この応力σによって、内側凹部１１には開裂力ＦＴが生じる。すなわち、領域Ｄ１、Ｄ２、Ｓ１、Ｓ２を外側に凸の凸曲面としたことによって、内側凹部１１を開裂させる方向の応力が生じ、その応力の総和としての開裂力ＦＴが生じる。

一方、図１４に示す第１比較例のように、領域Ｄ１、Ｄ２に対応した、内側に凸の領域Ｄ１１、Ｄ１２をガス排出弁に形成した場合、領域Ｄ１１、Ｄ１２の略中央部に、圧力ｐに起因した応力σ２が生じ、この応力σ２によって最も大きな開裂力Ｆ２が作用する。従って、内側凹部１１６（弁体１０ｂの内面に形成されている）には大きな開裂力は生じない。
また、図１５に示す第２比較例のように、内側凹部１２６を、内側凹部１１６より大きな角度とした場合にも、同様に、大きな開裂力は生じない。

以上のように構成されたガス排出弁１０の動作と作用効果について説明する。
電池容器内部の圧力が上昇すると、弁体１０ｂの各弁素片Ｄ１，Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２は外方に膨張し、内側凹部１１に引張応力が発生する。内圧が所定値以上に達すると、内側凹部１１が開裂し弁素片が開弁する。すなわち、容器内圧により、ガス排出弁１０は、２個の台形領域Ｄ１、Ｄ２と２個の三角形領域Ｓ１、Ｓ２とに分割される。すなわち、台形領域Ｄ１、Ｄ２、三角形領域Ｓ１、Ｓ２は分断されつつ、外側にめくれ上がることによって、ガス排出弁１０には大きな開口が生じる。

このとき、図１０〜図１３に示すように、台形領域Ｄ１、Ｄ２は上記楕円の短軸方向にめくれ上がり、三角形領域Ｓ１、Ｓ２は長軸方向にめくれ上がる。内側凹部１１は、上記楕円の短軸、長軸両方向について対称形状であり、全方向に均等に開裂する。これによって、開裂はガス排出弁１０全面に渡って、均等に生じ、ガス排出は円滑である。

ガス排出弁１０が開裂、分割されて大きな開口が生じるためには、薄肉要素１１ａと、その一端部から放射状に伸びる薄肉要素１１ｂ、１１ｂのように、２次元的広がりを持った開裂が必要であり、そのためには、弁体１０ｂを、２次元的に配列された３個以上の領域に分割する必要がある。このような領域分割には、３分岐以上の分岐点を構成する薄肉要素を１個以上含む内側凹部１１が必要である。

放射薄肉要素１１ｂの外周端部１１Ｅは、外周凹部１２の薄肉要素群間の不連続部１３Ｂに位置する。放射薄肉要素１１ｂが裂けて、亀裂が外周端部１１Ｅに到達したとき、台形領域Ｄ１、Ｄ２および三角形領域Ｓ１、Ｓ２は大きく変形し、外側に大きくめくれ上がる。これによって、ガス排出弁１０に大きな開口が形成され、内部のガスを急速に排出することができる。

外周凹部１２を変形支点とした弁素片の開弁動作に際して、不連続部１３Ｂは、放射薄肉要素１１ｂの亀裂が外周凹部１２の薄肉要素へ進展するのを遅延させ、内側凹部１１全体に亀裂が生じたときに、外周凹部１２の薄肉要素が亀裂を開始する。これによって、台形領域Ｄ１、Ｄ２、三角形領域Ｓ１、Ｓ２の一部のみがめくれ上がることを防止し、台形領域Ｄ１、Ｄ２、三角形領域Ｓ１、Ｓ２が均等に開口するようになっている。

また、不連続部１３Ａを、各薄肉要素群における一対の薄肉要素の間、すなわち、一対の薄肉要素１２Ｄ１、１２Ｄ２の間、一対の薄肉要素１２Ｄ３、１２Ｄ４の間、一対の薄肉要素１２Ｓ１、１２Ｓ２の間、一対の薄肉要素１２Ｓ３、１２Ｓ４の間にそれぞれ設けた。不連続部１３Ａは、各薄肉要素群の中央部に配置されているから、開弁する際、台形領域Ｄ１、Ｄ２、三角形領域Ｓ１、Ｓ２は安定に保持されつつ開弁動作する。

図１０〜図１３に示すように、ガス排出弁１０が充分大きく開口した際には、台形領域Ｄ１、Ｄ２、三角形領域Ｓ１、Ｓ２は、不連続部１３Ａにおいて支持されつつ、外側方向に大きく変形し（図１２のＸII部）、充分大きな開口が生じる。これによって、電池容器内部の圧力が所定値に達したときに、弁素片を飛散させることなく、迅速に内側凹部１１を大きく開裂させることができる。

以上のとおり、第１実施形態による二次電池は、発電体が収容された電池容器にガス排出弁を設けた二次電池であり、このガス排出弁は、外周部が電池容器を構成する蓋６に接続され、電池容器を構成するケース１の内圧によって外部に膨張する弁体１０ａを含み、弁体１０ａは、ケース１の内圧で開裂する複数の弁素片Ｄ１，Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２を有する。弁素片Ｄ１，Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２は、それぞれが蓋６の外方に膨出した受圧部１８と、蓋６と接続された外周接続部１２と、複数の弁素片同士が互いに接続された内側接続部１１とを有する。外周接続部１２と内側接続部１１にはそれぞれ受圧部１８よりも薄い薄肉部１１Ｂが形成されている。

なお、薄肉部１１Ｂは、従来のＶ溝やＵ溝に比べて受圧部となる領域の面積を広くし、また、第1実施形態では、その受圧領域を均一の厚みに設定している。プレス加工で薄肉部１１Ｂを成型すれば、受圧面積と厚さの精度を管理することが容易である。

このような二次電池によれば、ケース１内の圧力に依存して内側接続部１１には開裂力が働き、外周接続部１１を回動軸として弁素片Ｄ１，Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２が開弁する。したがって、従来技術のように、薄板の表面にＶ溝やＵ溝を形成する場合に比べて、薄肉面積が多いことで、作製が容易でかつ開裂しやすいため、より確実にガス排出弁を作動させることができる。また、排出弁１０を構成する弁体１０ｂが破片となって分離することなく、充分な開口面積を確保することができる。

［第２実施形態］
本発明によるガス排出弁の第２実施形態を図１６を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態の二次電池は、内側凹部２６の底部２６Ｂを三角形状としたものである。
第２実施形態の二次電池は、Ｖ溝やＵ溝に比べて受圧面積を大きくしているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。

［第３実施形態］
本発明によるガス排出弁の第３実施形態を図１７を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態の二次電池は、内側凹部３６を第１実施形態の内側凹部１１よりも大きな角度とし、かつ底部３６Ｂを平面としたものである。
第３実施形態の二次電池は第１実施形態と同様の効果を奏する。

［第４実施形態］
本発明によるガス排出弁の第４実施形態を図１８を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

第４実施形態の二次電池は、内側凹部４６の底部４６Ｂを円弧状としたものである。
第４実施形態の二次電池は第１実施形態と同様の効果を奏する。

第１〜第４実施形態および第１、第２比較例について、圧壊試験と過充電試験を実施した。圧壊試験は、車載時に事故などの影響を考慮した試験であり、過充電試験は何らかのシステム異常による過充電を考慮した試験である。なお、これらの試験は満充電状態後ＪＩＳＣ８７１２に基づいて実施した。

表１（図１９）に示すように、圧壊試験（圧壊時）では、比較例の電池表面最高到達温度が１７０℃であったのに対し、以上の実施形態では１２０℃と低かった。また、過充電試験（過充電時）では、比較例の２５０℃に対し実施形態は１００℃と低かった。すなわち、以上の実施形態はガス排出弁１０が有効に機能し、開裂が早期に生じたため、温度の上昇を抑制することができた。

［変形例］
本発明によるガス排出弁を有する二次電池は次のように変形して実施することができる。
（１）ガス排出弁１０を蓋６と一体に形成したが、別体に製作し、蓋６の開口を覆うように設置してもよい。この場合も、ガス排出弁１０の形状、機能は、第１実施の形態のガス排出弁１０と同様に構成することができる。

（２）ガス排出弁１０を蓋６に設けたが、ケース１にガス排出弁１０を一体形成し、あるいは別体のガス排出弁をケース１に装着してもよい。
（３）蓋６をアルミニウム製として説明したが、ＳＵＳで蓋を作製した場合、ガス排出弁をニッケルにより製作し、蓋に穿設したガス排出口を弁体で塞ぐように装着する。

（５）ガス排出弁１０を楕円形状としたが、円形、凸多角形等、種々の形状を採用できる。この場合、外周薄肉要素は、その外周形状に沿って不連続の環状として配置される。

（６）弁素片の形状も、上記実施形態に限定されない、例えば、内側凹部１２をダブルＹ字形状としたが、十字形状として4つの弁素片を略三角形形状の同一形状としてもよい。あるいは、三ツ矢形状として３つの弁素片を略三角形形状の同一形状としてもよい。いずれにしろ、弁素片が花びらが開く如く開弁動作するような形状が好ましい。

（７）角形二次電池に代えて、円筒形二次電池の上蓋に設けたガス排出弁に本発明を適用してもよい。また、リチウムイオン二次電池以外の非水系二次電池にも本発明を適用できる。
（８）Ｖ溝やＵ溝に比べて受圧部の面積を大きくできる形状であれば、内側凹部１１と外周凹部１２の形状は実施形態に限定されない。ここで、受圧部である薄肉部は、少なくとも均一の厚みの受圧領域を有することにより、Ｖ溝やＵ溝に比べて受圧部の面積を大きくしている。

（９）上記実施形態では、外周凹部１２に２種類の不連続部１３Ａ，１３Ｂを設けたが、少なくとも不連続部１３Ａを飛散抑止部として設ければよい。

（１０）上記実施形態では、外周凹部１２に２種類の不連続部１３Ａ，１３Ｂを設けたが、不連続部１３Ａ，１３Ｂをともに省略し、連続環状の凹部としてもよい。この場合の二次電池は、開裂時の弁素片飛散防止機能は期待できないが、弁素片（実施の形態では領域Ｄ１，Ｄ２、Ｓ１，Ｓ２）のそれぞれが電池外方に凸形状で互いに凹部で接続することにより、図７〜図９で説明したように、内周凹部から開裂が確実に始まることが担保されていれば、弁素片の飛散も防止できる。

実施形態のリチウムイオン二次電池の用途としては、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、太陽光発電装置の蓄電装置など、高容量高出力が必要とされる分野への適応がもっとも効果的であるが、携帯電話などの小型用途に用いてもよい。

上記の説明は本発明の一例であり、本発明が上記実施形態や変形例に限定されるものではない。すなわち、本発明は、複数の弁素片を電池外側に凸形状とし、弁素片同士の接続箇所を電池内方に陥没した凹部としたことが特徴であり、このような特徴的構成を備えた二次電池であれば種々の形態のものに適用できる。

１：電池ケース
３：発電体
６：電池蓋
１０：ガス排出弁
１０ａ：窪み
１０ｂ：弁体
１１：内側凹部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ:：内側薄肉要素
１１Ｅ：外周端部
１２：外周凹部
１２Ｓ１〜Ｓ４，１２Ｄ１〜Ｄ４：外周薄肉要素
１３Ａ：不連続部（飛散抑止部）
１３Ｂ：不連続部（開裂進展遅延部）
Ｄ１，Ｄ２，Ｓ１，Ｓ２：領域（弁素片）

Claims (9)

1. 発電体が収容された電池容器にガス排出弁を設けた二次電池において、
   前記ガス排出弁は、外周部が前記電池容器に接続され、前記電池容器の内圧によって外部に膨張する弁体を含み、
   前記弁体は、前記電池容器の内圧で開裂するように区画された複数の弁素片を有し、
   前記弁素片は、それぞれが前記電池容器の外方に膨出した受圧部と、前記電池容器と接続された外周接続部と、複数の弁素片同士が互いに接続された内側接続部とを有し、
   前記外周接続部と前記内側接続部にはそれぞれ前記受圧部よりも薄い薄肉部が形成されていることを特徴とする二次電池。
2. 請求項１記載の二次電池において、
   前記弁素片の各々の外周接続部に形成した薄肉部は、前記内圧を受けた前記受圧部が電池容器外方へ変形する際の軸部として機能する変形促進部であることを特徴とする二次電池。
3. 請求項２記載の二次電池において、
   前記各弁素片の内側接続部は、隣接する受圧部の周縁が前記電池容器の内側に突出して互いに接続された部位であり、前記電池容器の内圧で電池容器の外方へ開裂力が働くことを特徴とする二次電池。
4. 請求項２または３記載の二次電池において、
   前記各弁素片には、前記変形促進部が一対形成されることを特徴とする二次電池。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項記載の二次電池において、
   前記弁体には、前記弁素片が変形する過程において、前記内側凹部の開裂の進展速度を遅延させる遅延部がさらに設けられていることを特徴とする二次電池。
6. 請求項５記載の二次電池において、
   前記遅延部は、隣接する弁素片に形成された前記変形促進部の間に設けられることを特徴とする二次電池。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池において、
   前記発電体は、セパレータを介して正極板と負極板を捲回した捲回群を含み、
   前記電池容器内には電解液が充填されていることを特徴とする二次電池。
8. 請求項７記載の二次電池において、
   前記電池容器は、扁平形状のケースと、前記ケースの開口端を塞ぐ蓋とを含み、前記ガス排出弁は前記蓋に設けられていることを特徴とする二次電池。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の二次電池において、
   前記薄肉部は、少なくとも均一の厚みの受圧領域を有していることを特徴とする二次電池。

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