JP2014203514A

JP2014203514A - 電池

Info

Publication number: JP2014203514A
Application number: JP2013075639A
Authority: JP
Inventors: 篤史大林; Atsushi Obayashi; 啓則丸林; Hironori Marubayashi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】落下衝撃や振動が加わった場合にも、電極体に接続されたタブの破断を抑制することができ、高いモバイル性能を備える電池を提供する。【解決手段】外装体の内方に電極体３０および絶縁スペーサ４０が収納され、外装体の開口が封口体で封口されている。電極体３０からは、正極タブ３４、負極タブ３５がＺ軸方向上向きに延出され、負極タブ３５は、絶縁スペーサ４０に開設されたスリット４０ｂを挿通している。負極タブ３５は、絶縁スペーサ４０の上で蛇行した後、封口体の内部端子に接合されている。ここで、絶縁スペーサ４０の主壁４０ａからは、スリット４０ｂを取り囲むリブ４０ｅと、外縁にリブ４０ｄとがＺ軸方向上向きに立設されている。Ｘ軸方向において、リブ４０ｅとリブ４０ｄとは、互いに間隔をあけて設けられており、当該部分に負極タブ３５の折り返し部分が配されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電池に関し、特に、外装体内において電極体と封口体との間に挿設される絶縁スペーサの構成に関する。

近年、携帯電話機やタブレット型パーソナルコンピュータなどのモバイル機器、さらには、電気自動車（ＰＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、電動バイクや電動アシスト自転車などの電源として電池が用いられている。
図１４（ａ）に示すように、従来技術に係る電池では、有底筒状の外装体９１０の内方に、正極板と負極板とがセパレータを挟んで対向配置されてなる電極体９３０が収納されている。外装体９１０の開口部は、封口体９２０が接合されることにより、封口されている。封口体９２０には、その外面側にガスケット９２２を介して負極端子９２１が突設されており、内面側には、絶縁体９２４と内部端子９２５が設けられている。負極端子９２１は、封口体９２０および外装体９１０とは電気的な絶縁が図られており、内部端子９２５と電気的に接続されている。

外装体９１０内において、電極体９３０のＺ軸方向上端部分と封口体９２０のＺ軸方向下端部分との間には、絶縁スペーサ９４０が介挿されている。そして、絶縁スペーサ９４０には、その主壁９４０ａにスリット９４０ｂが開設されており、電極体９３０における負極板に接続された負極タブ９３５が挿通している。負極タブ９３５は、絶縁スペーサ９４０のスリット９４０ｂを通過した後、封口体９２０との間の間隙９１０ａで蛇行するように折り返され、内部端子９２５に接続されている。

図１４（ａ）に示すように、負極タブ９３５を蛇行させるのは、外装体９１０の開口を封口体９２０で封口する前に内部端子９２５と負極タブ９３５とを接続する必要があるためであり、間隙９１０ａは、当該蛇行した負極タブ９３５を収納するために必要なスペースとなっている。
なお、図示をしていないが、電極体９３０における正極板に接続された正極タブについては、絶縁スペーサ９４０における外縁のリブ９４０ｄと外装体９１０の内壁との間を通過して、外装体９１０と封口体９２０とに挟まれた状態で、それらに接合されている。

特開２０１０−１９９０２９号公報特開２０１１−２０４４６９号公報

しかしながら、上記従来技術に係る電池においては、落下衝撃や振動が加わった際に、負極タブ９３５の一部が破断するという事態が生じ得る。具体的には、図１４（ｂ）に示すように、例えば、電池に対してＺ軸方向の落下衝撃や振動が加わったとき（矢印Ｆ₂の力が加わったとき）、電極体９３０および絶縁スペーサ９４０が封口体９２０側に移動するとともに、電極体９３０の一部が絶縁スペーサ９４０の主壁９４０ａを押圧することで主壁９４０ａにおけるスリット９４０ｂ周辺が変形し（矢印Ｑ₁，Ｑ₂）、負極タブ９３５の蛇行部分も圧縮力を受けて変形する。これより、負極タブ９３５における蛇行した領域での折り返し部分に金属疲労が蓄積することになる（矢印Ｒ₁，Ｒ₂）。このように過度の衝撃力が加わったり、振動付加により金属疲労が蓄積したりした場合には、負極タブ９３５の折り返し部分が破断に至る場合がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであって、落下衝撃や振動が加わった場合にも、電極体に接続されたタブの破断を抑制することができ、高いモバイル性能を備える電池を提供することを目的とする。

そこで、本発明に係る電池は、（ｉ）外装体と、（ｉｉ）電極体と、（ｉｉｉ）封口体と、（ｉｖ）絶縁スペーサとを備える。
（ｉ）外装体は、有底筒状をしている。
（ｉｉ）電極体は、正極板と負極板とがセパレータを介して対向配置されてなり、外装体内に収容されているとともに、対向部分（正極板と負極板とが対向した部分）から外装体の開口に向けて延出した正極タブおよび負極タブを有している。

（ｉｉｉ）封口体は、電極体が収容された状態で、外装体の開口を封口している。
（ｉｖ）絶縁スペーサは、全体として板状をしており、外装体の筒軸方向における電極体の上記対向部分と封口体との間に挿設され、正極タブおよび負極タブの一方の通過を許すスリットが設けられている。
ここで、外装体の筒軸に対して直交する方向から見るとき、上記一方のタブ（スリットを通過したタブ）は、スリットから前記封口体までの間で折り返し部分が弧を描くように蛇行している。そして、絶縁スペーサでは、封口体の内面に面する側の主面において、外装体の筒軸方向の力による変形を抑制するリブが、スリットの縁部を含む領域であって、且つ、平面視において、上記一方のタブの折り返し部分と重複しない領域に立設されている。

本発明に係る電池では、封口体と電極体上端との間に介挿された絶縁スペーサにおいて、封口体の内面に面する側の主面におけるスリットの縁部を含む領域であって、且つ、平面視において、一方のタブ（スリットを通過したタブ）の折り返し部分と重複しない領域にリブが立設されている。そして、このリブは、筒軸方向の力（落下衝撃や振動に係る力）による主壁の変形を抑制する機能を果たす。よって、本発明に係る電池では、落下衝撃や振動が加わった場合にも、電極体に接続されたタブの破断を抑制することができ、高いモバイル性能を備える。

また、本発明に係る電池では、落下衝撃や振動が加わることにより、絶縁スペーサが封口体側に移動したとしても、リブが上記一方のタブの折り返し部分と重複しない領域に立設されているので、リブが立設されていない部分と封口体との間に隙間が残ることになる。よって、上記一方のタブにおける折り返し部分に過度の圧縮力が加わることを抑制でき、当該折り返し部分の破断を抑制することができる。

従って、本発明に係る電池では、落下衝撃や振動が加わった場合にも、電極体に接続されたタブの破断を抑制することができ、高いモバイル性能を備える。
本発明に係る電池は、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
本発明に係る電池では、絶縁スペーサのリブが、上記主面におけるスリットを取り囲む状態で設けられているという構成を採用することができる。このようにスリットを取り囲む状態でリブを設けるようにすれば、絶縁スペーサにおけるスリット周囲の機械的剛性を向上させることができる。

本発明に係る電池では、絶縁スペーサのリブが、外装体の筒軸方向に沿った断面において、四角形状または三角形状または半円形状であるという構成を採用することができる。このように、種々の断面形状を採用した場合にあっても、絶縁スペーサにおけるスリット周囲の機械的剛性を向上させることができる。
本発明に係る電池では、絶縁スペーサのリブが、外装体の筒軸方向に沿った方向における高さが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であるという構成を採用することができる。このような範囲の高さでリブを設けることで、大きな重量の増加がなく、また注液時における作業性を確保しながら、絶縁スペーサにおけるスリット周囲の機械的剛性を向上させることができる。

本発明に係る電池では、絶縁スペーサのリブが、外装体の筒軸方向に直交する方向における幅が０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であるという構成を採用することができる。このような範囲の幅でリブを設けることで、大きな重量の増加がなく、また注液時における作業性を確保しながら、絶縁スペーサにおけるスリット周囲の機械的剛性を向上させることができる。

本発明に係る電池では、絶縁スペーサにおいて、封口体の内面に面する側の主面に、額縁状の第２リブが外縁部に立設されており、絶縁スペーサにおける電極体側の主面を基準とした場合に、リブは第２リブよりも高さが低いという構成を採用することができる。このように、絶縁スペーサにおける外縁部に立設する第２リブの高さをスリット縁部を含む領域に形成するリブよりも高くすることによって、落下衝撃および振動が加わった際にも、上記一方のタブの折り返し部分がリブと第２リブとの間に位置し、これより過度の圧縮力を受けることを抑制できる。よって、このような構成を採用する場合には、落下衝撃や振動が加わった場合にも、電極体に接続されたタブの破断を抑制することができる。

本発明に係る電池では、外装体の筒軸方向において、外装体の内底面から封口体の内面までの高さをＨ₁₀とし、電極体における対向部分の高さをＨ₃₀とし、絶縁スペーサのスリットの周囲におけるリブが立設された部分を除く部分の板厚をＨ₄₀とするとき、Ｈ₁₀＞（Ｈ₃₀＋Ｈ₄₀）の関係を有するという構成を採用することができる。このような高さ関係を有する場合においても、本発明の構成を採用することにより、落下衝撃や振動が加わった場合にも、電極体に接続されたタブの破断を抑制することができる。

本発明に係る電池では、電極体における正極タブおよび負極タブの他方が、外装体の内側面に沿って延伸し、当該内側面と絶縁スペーサの外側面との間を通過して、外装体の開口縁において、外装体および封口体に接合されているという構成を採用することができる。なお、他方のタブにおいても、絶縁スペーサと封口体との間で蛇行した形態を採用することができる。これにより、落下衝撃や振動が加わった際における他方のタブの破断も抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る電池１の外観構成を示す模式斜視図である。電池１における電極体３０と絶縁スペーサ４０とを示す模式分解斜視図である。（ａ）は、図１のＡ断面での正極タブ３４の配設形態を示す模式断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ断面での負極タブ３５の配設形態を示す模式断面図である。電池１にＺ軸方向の落下衝撃または振動が加わった場合の絶縁スペーサ４０と負極タブ３５とを示す模式断面図である。（ａ）は、電極体３０の形成に係る工程を示す模式側面図であり、（ｂ）は、絶縁スペーサ４０の装着に係る工程を示す模式側面図である。（ａ）は、封口体２０の接合に係る工程を示す模式側面図であり、（ｂ）は、外装体１０への電極体３０の挿入および封口体２０による封口に係る工程を示す模式側面図である。（ａ）は、変形例１に係る絶縁スペーサ１４０の構成を示す模式断面図であり、（ｂ）は、変形例２に係る絶縁スペーサ２４０の構成を示す模式断面図である。（ａ）は、確認実験に用いた絶縁スペーサ３４０の構成を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＬ₁−Ｌ₂断面での模式断面図であり、（ｃ）は、比較例に係る絶縁スペーサ８４０の構成を示す模式断面図である。破断試験方法を示す模式側面図である。（ａ）は、衝撃試験のための容器５５２への電池６の収納形態を示す模式斜視図であり、（ｂ）は、衝撃試験方法を示す模式側面図である。（ａ）は、破断試験の試験結果を示すグラフであり、（ｂ）は、振動試験の試験結果を示すグラフである。破断試験の試験結果と振動試験の試験結果との相関を示すグラフである。（ａ）は、変形例３に係る絶縁スペーサ４４０の構成を示す模式平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＰ₁−Ｐ₂断面での模式断面図である。（ａ）は、従来技術に係る電池での負極タブ９３５の延伸形態を示す模式断面図であり、（ｂ）は、従来技術に係る電池にＺ軸方向の衝撃力が加わった場合の絶縁スペーサ９４０と負極タブ９３５とを示す模式断面図である。

以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下に示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．電池の外観構成
図１に示すように、本実施の形態に係る電池１は、有底角筒状の外装体１０と、そのＺ軸方向上部の開口を封口する封口体２０とで外装が構成されている。外装体１０および封口体２０は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）合金などの金属材料から構成されており、外装体１０の開口縁における部分において、封口体２０の外周に対してレーザ溶接により接合されている。

封口体２０のＺ軸方向上側の主面からは、負極端子２１が突設されている。負極端子２１は、ガスケット２２の介挿により、封口体２０に対して電気的な絶縁が図られている。また、封口体２０の主面には、負極端子２１が突設された箇所からＹ軸方向左側の部分に、電解液を注液するための注液口が設けられおり、当該注液口が封止栓２３により封止されている。

２．電極体および絶縁スペーサ
外装体１０（図１を参照。）の内方には、図２に示す電極体３０および絶縁スペーサ４０が収納されている。電極体３０は、各々が帯状をした正極板３１と負極板３２とを、間にセパレータ３３を挟んだ状態で対向させ、当該対向状態で軸Ａ_X1周りに巻回し、その後、Ｘ軸方向に扁平化することで形成されている。なお、図示を省略しているが、巻回した電極体３０の外周面には、絶縁性のテープを巻き止め用に貼着している。

また、電極体３０の正極板３１には、その巻回最外周部に正極タブ３４が接合され、負極板３２には、巻回中央部に負極タブ３５が接合されている。正極タブ３４および負極タブ３５は、Ｚ軸方向上向きに延出されている。
絶縁スペーサ４０は、略平板状をしており、電極体３０の上端部分の形状に相当する平面形状を有する。絶縁スペーサ４０においては、Ｘ−Ｙ面方向の主壁４０ａとその外縁部においてＺ軸方向上向きに立設されたリブ４０ｄを有する。また、主壁４０ａには、厚み方向に挿通するスリット４０ｂ，４０ｃが開設されており、各スリット４０ｂ，４０ｃの周囲を取り囲むようにリブ４０ｅ，４０ｆが立設されている。

Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、リブ４０ｄとリブ４０ｅおよびリブ４０ｆとは、間隔をあけて設けられている。
電極体３０における負極タブ３５は、絶縁スペーサ４０のスリット４０ｂを挿通して導出されている（矢印Ｃ）。一方、正極タブ３４については、絶縁スペーサ４０の外側を通過してＺ軸方向上部へと導出されている。

３．正極タブ３４および負極タブ３５の配設形態
図３（ａ）に示すように、正極タブ３４は、上述のように、絶縁スペーサ４０の外側と外装体１０の側壁内面との間を通過して絶縁スペーサ４０の上方の間隙１０ａへと延伸している。そして、正極タブ３４は、間隙１０ａにおいて、Ｕ字状に曲折され、封口体２０の外側と外装体１０の側壁内面との間に挟まれている。正極タブ３４は、矢印Ｄで指し示す部分において、レーザ溶接により外装体１０および封口体２０に対して電気的に接合されている。

なお、正極タブ３４が間隙１０ａでＵ字状に蛇行するように配設されているのは、電池１に落下衝撃や振動が加わった際にも破断し難いように変形による衝撃力の吸収領域を形成するためである。
図３（ｂ）に示すように、負極タブ３５は、絶縁スペーサ３４に開設されたスリット４０ｂを挿通して絶縁スペーサ４０の上方の間隙１０ａへと延伸している。そして、負極タブ３５は、間隙１０ａにおいて、折り返し部分３５ａ，３５ｂが弧を描くように（曲率をもった状態で）蛇行され、先端部分３５ｃが封口体２０における内部端子２５に接合されている。封口体２０における内部端子２５は、Ｚ軸方向下側において、封口体２０の板本体に対して絶縁板２４を挟んで設けられており、負極端子２１に対して電気的に接続されている（図示を省略）。

ここで、絶縁スペーサ４０におけるリブ４０ｅは、スリット４０ｂの縁部であって、且つ、Ｚ軸方向からの平面視において、負極タブ３５の折り返し部分３５ａ，３５ｂに対して重複しない領域に立設されている。換言すると、図３（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向からの平面視において、負極タブ３５の折り返し部分３５ａ，３５ｂは、絶縁スペーサ４０におけるリブ４０ｅとリブ４０ｄとの間隙に位置している。

電池１においては、外装体１０の筒軸方向（Ｚ軸方向）において、外装体１０の内底面（図示を省略。）から封口体２０の内面（絶縁板２４および内部端子２５のＺ軸方向下面）までの高さをＨ₁₀とし、電極体３０における対向部分（正極板３１と負極板３２とが対向し、巻回された部分）の高さをＨ₃₀とし、絶縁スペーサ４０の主壁４０ａの板厚をＨ₄₀とするとき、Ｈ₁₀＞（Ｈ₃₀＋Ｈ₄₀）の関係を有する。

４．落下衝撃または振動が加わった場合の絶縁スペーサ４０と負極タブ３５
図４に示すように、電池１に対してＺ軸方向に落下衝撃や振動（矢印Ｆ₁の力）が加わった場合には、電極体３０がＺ軸方向上向きに移動し、これにより、絶縁スペーサ４０もＺ軸方向上側に移動する。そして、絶縁スペーサ４０のＺ軸方向上側への移動は、リブ４０ｄの張部が封口体２０における絶縁板２４の下面に接触または近接した時点で停止する（図４に示す状態）。このとき、電池１においては、絶縁スペーサ４０にリブ４０ｅを設けていることにより、Ｚ軸方向における機械的剛性が向上しており、変形を生じ難い。そして、絶縁スペーサ４０では、Ｚ軸方向下面を基準とするとき、外縁に設けられたリブ４０ｄの方が、スリット４０ｂの周囲に設けられたリブ４０ｅよりも高さが高く、図４に示す状態においても、リブ４０ｅと絶縁板２４との間で負極タブ３５が通過するための空間が確保されている。

また、絶縁スペーサ４０のリブ４０ｄ，４０ｅは、Ｚ軸方向からの平面視において、負極タブ３５の折り返し部分３５ａ，３５ｂ（図３（ｂ）を参照。）と重複しない領域に設けられているので、図４に示すように、電極体３０がＺ軸方向上方に移動したときにも、負極タブ３５の折り返し部分に過度の圧縮力がかからない（矢印Ｅ，Ｇ）。このため、本実施の形態に係る電池１では、Ｚ軸方向に落下衝撃や振動が加わった場合において、電極体３０がＺ軸方向上方に移動した状態（図４に示す状態）と、電極体３０がＺ軸方向下方に戻った状態とを繰り返したとしても、電極体負極タブ３５の折り返し部分３５ａ，３５ｂ（図３（ｂ）を参照。）に金属疲労が蓄積し難く、当該部分の破断を生じ難い。

５．製造方法
図５（ａ）に示すように、正極板３１と負極板３２とをセパレータ３３（図２を参照。）を挟んで巻回し扁平化することで、電極体３０を形成する。電極体３０における巻回部分（正極板３１と負極板３２との対向部分）からＺ軸方向上方に向けて正極タブ３４および負極タブ３５が延出されている。正極タブ３４は、巻回外周において、正極板３１に接合されており、負極タブ３５は、巻回中心部において、負極板３２に接合されている。

ここで、正極板３１は、コバルト酸リチウム、導電剤、結着剤を所定の比率で配合・混合して形成されたスラリーを、Ａｌ（アルミニウム）箔に塗布することで形成される。一方、負極板３２は、黒鉛粉末、増粘剤、結着剤を所定の比率で配合・混合して、これを水に分散させたスラリーを、Ｃｕ（銅）箔に塗布することで形成される。セパレータ３３としては、ポリオレフィン系の微多孔膜を用いる。

次に、図５（ｂ）に示すように、電極体３０の巻回部分に対してテープ３６，３７を貼着し、これにより巻き止めを行う。そして、電極体３０のＺ軸方向上方から絶縁スペーサ４０を装着し、負極タブ３５をスリット４０ｂに挿通させる。そして、負極タブ３５における絶縁スペーサ４０よりも上方の部分については、図３（ｂ）に示すように曲折加工する。

一方、正極タブ３４については、絶縁スペーサ４０の外側を通過して上方に導出し、図３（ａ）に示すように、絶縁スペーサ４０の上方の部分をＵ字状に曲折加工する。
次に、図６（ａ）に示すように、封口体２０における内部端子２５に対して負極タブ３５の先端部分３５ｃ（図３（ｂ）を参照。）を溶接接合する。この際、正極タブ３４については、封口体２０の外側面に沿う状態としておく。

図６（ｂ）に示すように、外装体１０の内方に電極体３０を収納し、レーザ溶接により封口体２０の外周と外装体１０の開口縁とを接合する。このとき、図３（ａ）に示すように、封口体２０と外装体１０の開口縁との間に正極タブ３４を挟み込み、封口体２０と外装体１０との接合の際に、正極タブ３４をこれらに接合する。
次に、封口体２０の注液口２６から電解液を注入する。電解液としては、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートの混合溶媒を調製し、これにＬｉＰＦ₆を溶解して電解質としたものを用いる。

図６（ｂ）に示す封口体２０の注液口２６については、電解液の注入後、封止栓２３（図１を参照。）を挿入してレーザ溶接にて封止固定される。
［変形例１］
図７（ａ）に示すように、変形例１に係る絶縁スペーサ１４０では、リブ１４０ｅの断面形状に特徴を有する。具体的には、上記実施の形態に係る絶縁スペーサ４０のリブ４０ｅ，４０ｆが四角形断面を有していたのに対し、本変形例では、主壁１４０ａに開設されたスリット１４０ｂの周囲を取り囲むように形成されたリブ１４０ｅが、略半円形の断面を有する（矢印Ｈ，Ｉ）。本変形例に係る絶縁スペーサ１４０についても、主壁１４０ａの外縁部にリブ１４０ｄが立設されており、リブ１４０ｅの高さは、リブ１４０ｄよりも低くなっている。

このような断面形状のリブ１４０ｅを有する絶縁スペーサ１４０を採用する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、リブ１４０ｅの頂部分の断面を曲線で形成することにより、電池に落下衝撃や振動が加わった際の、負極タブ３５におけるリブ１４０ｅに当接する箇所への応力集中を抑制することもできる。
［変形例２］
図７（ｂ）に示すように、変形例１に係る絶縁スペーサ２４０では、主壁２４０ａに開設されたスリット２４０ｂの周囲を取り囲むように形成されたリブ２４０ｅが、三角形の断面を有する（矢印Ｊ，Ｋ）。また、本変形例に係る絶縁スペーサ２４０についても、主壁２４０ａの外縁部にリブ２４０ｄが立設されており、リブ２４０ｅの高さは、リブ２４０ｄよりも低くなっている。

このような断面形状のリブ２４０ｅを有する絶縁スペーサ２４０を採用する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
［効果の確認］
（実施例１）
図８（ａ）に示すように、実施例１に係る絶縁スペーサ３４０は、形態として上記実施の形態に係る絶縁スペーサ４０と同一形態を備える。即ち、平板状の主壁３４０ａに対し、その外縁から紙面手前に向けてリブ３４０ｄが立設され、また、スリット３４０ｂ，３４０ｃを取り囲むようにリブ３４０ｅ，３４０ｆが立設されている。絶縁スペーサ３４０の長さはＬであり、幅はＷ₁である。また、図８（ｂ）に示すように、主壁３４０ａの厚みはＴ₁であり、主壁３４０ａの上面からリブ３４０ｄの頂部までの高さはＨ₁、主壁３４０ａの上面からのリブ３４０ｅの頂部までの高さはＨ₂であり、リブ３４０ｅのＸ軸方向の幅はＷ₂、リブ３４０ｄのＸ軸方向の幅はＷ₃である。

実施例１においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．１ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．１ｍｍに設定した。
なお、絶縁スペーサ３４０の材質は、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂とした。
（実施例２）
実施例２に係る絶縁スペーサについては、形状が図８（ａ）、（ｂ）に示す形状と同様であり、構成材料も実施例１と同様である。そして、実施例２においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．２ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．２ｍｍに設定した。

（実施例３）
実施例３に係る絶縁スペーサについても、図８（ａ）、（ｂ）に示す形状と同様の形状とし、構成材料も実施例１と同様とした。そして、実施例３においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．３ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．３ｍｍに設定した。

（実施例４）
実施例４に係る絶縁スペーサについても、図８（ａ）、（ｂ）に示す形状と同様の形状とし、構成材料も実施例１と同様とした。そして、実施例４においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．４ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．４ｍｍに設定した。

（実施例５）
実施例５に係る絶縁スペーサについても、図８（ａ）、（ｂ）に示す形状と同様の形状とし、構成材料も実施例１と同様とした。そして、実施例５においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．６ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．６ｍｍに設定した。

（実施例６）
実施例６としては、図７（ａ）に示す変形例１の形態と同様の形状を採用し、構成材料は、実施例１と同様とした。そして、実施例６においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．３ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．３ｍｍに設定した。なお、幅Ｗ₂および高さＨ₂については、図７（ａ）のリブ１４０ｅの幅および高さについて、図８（ｂ）に示す各寸法に当てはめた値である。

（実施例７）
実施例７としては、図７（ｂ）に示す変形例２の形態と同様の形状を採用し、構成材料は、実施例１と同様とした。そして、実施例７においては、Ｌ＝３２ｍｍ、Ｗ₁＝４．２ｍｍ、Ｗ₂＝０．３ｍｍ、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍ、Ｈ₂＝０．３ｍｍに設定した。なお、幅Ｗ₂および高さＨ₂については、図７（ｂ）のリブ２４０ｅの幅および高さについて、図８（ｂ）に相当する各寸法に置き換えた値である。

（比較例）
図８（ｃ）に示すように、比較例に係る絶縁スペーサ８４０については、主壁８４０の外縁にリブ８４０ｄが立設されている点は実施例１〜７と同様とし、スリット８４０ｂの周囲のリブを設けない構成とした。長さＬ＝３２ｍｍ、幅Ｗ１＝４．２ｍｍであり、構成材料としてポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いた点も同様である。

また、Ｗ₃＝０．４ｍｍ、Ｔ₁＝０．３ｍｍ、Ｈ₁＝０．４ｍｍに設定した。
１．破断試験
図９に示すように、破断試験においては、実施例１〜７および比較例に各絶縁スペーサ３４０，８４０を用いて試験用サンプル５を各５個作製し用いた。試験用サンプル５は、電極体５３０（テープによる巻き止め処理済み）の負極タブ５３５を封口体５２０の内部端子に接合した仕掛部品であり、外装体は備えていない。

この試験用サンプルについて、電極体５３０のＺ軸方向下部を電極体固定具５５０でＹ軸方向に挟着し、また、封口体５２０を封口体固定具５５１で挟着した。そして、この状態で、封口体５２０を挟着した封口体固定具５５１に対してＺ軸方向下向きに３０Ｎの力で押圧し、その後に電極体５３０が元の位置に戻るまでを１回としてカウントした。この操作を所定回数繰り返すことにより（矢印Ｍ）、負極タブ５３５に伸縮変形をさせた。その際に、負極タブ５３５が破断に至るまでの伸縮回数をカウントし、表１に結果を示す。

２．衝撃試験
図１０（ａ）に示すように、衝撃試験においては、実施例１〜７および比較例に各絶縁スペーサ３４０，８４０を用いて各５個の電池６を作製し用いた。電池６のサイズは、５．２ｍｍ^T×３４ｍｍ^W×５０ｍｍ^Hであり、定格容量は、１０５０ｍＡｈである。

各電池６については、２５℃の環境下において、定電流２１０ｍＡで電圧が２．７５Ｖになるまで放電し、容器５５２（内寸：８ｍｍ×５０ｍｍ×７５ｍｍ）の中に収納し、容器５５２の開口５５２ａを蓋５５３で封口した。
図１０（ｂ）に示すように、電池６を収納した収納体５５４を振動台５５５に対して固定具５５６，５５７を用い固定した。そして、振動台５５５に対して、振幅５０ｍｍ、加速度６３ｍ／ｓ²、周波数８Ｈｚで所定時間の間振動を与え続けた（矢印Ｎ）。電池６の電圧をモニターし、電圧の測定が不能になった時の振動回数を記録した。結果について、表１に示す。

３．結果の考察
（破断試験結果）
破断試験の結果について、表１に示すデータをリブ３４０，８４０の高さとの関係で図１１（ａ）に纏めた。
図１１（ａ）に示すように、実施例１〜７の各絶縁スペーサを採用した試験用サンプル５では、比較例の絶縁スペーサ８４０を採用した試験用サンプルに比べて、破断に至るまでの伸縮回数が増えており、強度が向上していることが分かる。特に、実施例２〜７の各絶縁スペーサ３４０を採用した試験用サンプル５では、比較例に比べて、１．４〜１．５倍まで伸縮回数が増えており、耐衝撃性能に特に優れていることが分かる。

また、リブの断面形状が半円形あるいは三角形である実施例６，７の各絶縁スペーサを採用した試験用サンプル５についても、実施例３の絶縁スペーサ３４０を採用した試験用サンプル５と結果に大きな差異は見られなかった。
（振動試験結果）
振動試験の結果について、表１に示すデータをリブ３４０，８４０の高さとの関係で図１１（ｂ）に纏めた。

図１１（ｂ）に示すように、振動試験結果についても、実施例１，３，５，６，７の各絶縁スペーサを採用した電池６では、比較例の絶縁スペーサ８４０を採用した電池６に比べて、破断に至るまでの振動回数が増えており、耐振動性能に優れていることが分かる。振動試験結果からも、特に、実施例３，５，６，７の各絶縁スペーサ３４０を採用した電池６では、比較例の絶縁スペーサ８４０を採用した電池に比べて、耐振動性能が大きく向上した。また、実施例３と実施例６，７との振動回数に大きな差異がないことから、断面形状に関わらず、そのリブの大きさに耐振動性能も影響を受けていることが分かる。

（破断試験結果と振動試験結果との相関）
図１２に示すように、破断試験における破断に至るまでの伸縮回数を横軸、振動試験における破断に至るまでの振動回数を縦軸にとったとき、互いの結果に相関関係があることが分かる。そして、比較例に対して実施例１，３，５，６，７は、ともに耐衝撃性能および耐振動性能が向上しており、特に、実施例３，５，６，７では比較例に対する差異が顕著である。

（まとめ）
以上の結果より、実施例１〜７のようにスリット３４０ｂ、３４０ｃの周囲にリブ３４０ｅ，３４０ｆを立設した絶縁スペーサ３４０を用いる場合には、比較例に係る絶縁スペーサ８４０を用いた場合に比べて、高い耐衝撃性能および耐振動性能を得ることができる。特に、リブの高さおよび幅を０．２ｍｍ以上とした実施例２〜７では、比較例に対しての有効性が顕著となった。

ただし、絶縁スペーサのスリット周辺に設けるリブについては、その高さおよび幅を０．４ｍｍ以下とすることが、タブの収納および電解液残留スペースという点を考慮する時に望ましい。
［変形例３］
図１３（ａ）に示すように、変形例３に係る絶縁スペーサ４４０では、主壁４４０ａに開設されたスリット４４０ｂ，４４０ｃを取り囲むようにリブを設けているのではなく、スリット４４０ｂ，４４０ｃの開口縁からＸ軸方向に向けて延伸し、他端が外縁のリブ４４０ｄに結合した形状のリブ４４０ｅ，４４０ｆを有する。図１３（ｂ）に示すように、リブ４４０ｅ，４４０ｆ（図１３（ｂ）では、リブ４４０ｅの図示を省略。）は、スリット４４０ｃを中心に線対称の三角鰭状をしている。そして、リブ４４０ｅ，４４０ｆのＸ軸方向外縁側端は、リブ４４０ｄと略同一の高さとなっている。

このような断面形状のリブ４４０ｅを有する絶縁スペーサ４４０を採用する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、スリット４４０ｂ，４４０ｃの周囲を堤防状に取り囲むのではなく、図１３（ａ）、（ｂ）のような三角鰭状としているので、タブの収納および電解液残留スペースという点をから優れている。
［その他の事項］
上記では、角形密閉型の電池を一例に説明したが、本発明は、電池の外形を角形に限定するものではない。例えば、円筒形の外形を有する密閉型電池においても、上記同様の技術的特徴を有する絶縁スペーサ４０，１４０，２４０，３４０，４４０を採用することで、上記同様の効果を得ることができる。

また、外装体１０および封口体２０などの構成材料などについては、上記において一例を示したものであって、本発明はこれに限定を受けるものではない。例えば、メッキ鋼鈑などを外装体および封口体の構成材料とすることや、樹脂などの絶縁材料とすることも可能である。
また、上記では、電極体３０，５３０の形態について、一例として渦巻き状に巻回された形態を採用したが、本発明は、これに限らず、例えば、正極板と負極板とをセパレータを挟んで交互に積層した構成の電極体とすることも可能である。

また、上記では、非水電解質（電解液）が外装体１０内に注入された、非水電解質二次電池を一例としたが、本発明は、これに限らず、アルカリ電解液を含む密閉型電池に対して採用することもできる。
また、上記では、外装体１０と封口体２０との接合について、一例としてレーザ溶接を用いたが、それ以外の溶接法（例えば、抵抗溶接など）を用いることも可能である。

また、上記では、絶縁スペーサ３４０のサイズや電池６の外形サイズを一例として挙げたが、本発明は、サイズ面において適宜の変更が可能である。
また、上記確認実験では、絶縁スペーサ３４０の構成材料として、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を一例として採用したが、電気的な絶縁性が確保できるものであれば、構成材料はこれに限定されるものではない。例えば、ゴムやセラミックスを用いることもできるし、金属の表面を絶縁性樹脂でコーティングしたものなどを用いることもできる。

また、上記実施の形態および変形例１〜３では、絶縁スペーサ４０，１４０，２４０，４４０において、主壁４０ａ，１４０ａ，２４０ａ，４４０ａの外縁にリブ４０ｄ，１４０ｄ，２４０ｄ，４４０ｄを立設することとしたが、外縁におけるリブは必須の構成ではない。ただし、外縁にもリブを設けるようにすれば、絶縁スペーサの機械的剛性の向上を図る上で望ましい。

また、上記実施の形態および変形例１〜３では、絶縁スペーサ４０，１４０，２４０，４４０に各２つのスリット４０ｂ，４０ｃ，１４０ｂ，２４０ｂ，４４０ｂ，４４０ｃを設けることとしたが、一方のタブだけを挿通させることを考慮すれば、スリットは一つであってもよい。ただし、製造時における作業性を考慮すれば、絶縁スペーサの向きに係る制限を減らすことができるので、上記実施の形態および変形例１〜３のようにスリットを二つ設けるようにすることが望ましい。

また、上記実施の形態では、負極タブ３５だけを絶縁スペーサ４０のスリット４０ｂを挿通させることとしたが、正極タブだけを挿通させることとしてもよく、あるいは、正極タブおよび負極タブの双方について、別々のスリットに挿通させることとしてもよい。

本発明は、耐衝撃性能および耐振動性能に優れ、高いモバイル性能を有する電池を実現するのに有用である。

１．電池
５．試験用サンプル
６．試験用電池
１０．外装体
２０，５２０．封口体
２１．負極端子
２２．ガスケット
２３．封止栓
２４．絶縁板
２５．内部端子
２６．注液口
３０，５３０．電極体
３１．正極板
３２．負極板
３３．セパレータ
３４．正極タブ
３５，５３５．負極タブ
３６，３７．テープ
４０，１４０，２４０，３４０，４４０．絶縁スペーサ
４０ａ，１４０ａ，２４０ａ，３４０ａ，４４０ａ．主壁
４０ｂ，４０ｃ，１４０ｂ，２４０ｂ，３４０ａ，３４０ｂ，４４０ｂ，４４０ｃ．スリット
４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，１４０ｄ，１４０ｅ，２４０ｄ，２４０ｅ，２４０ｄ，２４０ｅ，３４０ｆ，４４０ｄ，４４０ｅ，４４０ｆ．リブ
５５０．電極体固定具
５５１．封口体固定具
５５２．容器
５５３．蓋
５５４．収納体
５５５．振動台
５５６，５５７．固定具

Claims

有底筒状の外装体と、
正極板と負極板とがセパレータを介して対向配置されてなり、前記外装体内に収容されているとともに、前記対向部分から前記外装体の開口に向けて延出した正極タブおよび負極タブを有する電極体と、
前記電極体が収容された状態で、前記外装体の開口を封口する封口体と、
前記外装体の筒軸方向における前記電極体の前記対向部分と前記封口体との間に挿設され、前記正極タブおよび前記負極タブの一方の通過を許すスリットが設けられてなる板状の絶縁スペーサと、
を備え、
前記外装体の筒軸に対して直交する方向から見るとき、前記一方のタブは、前記スリットから前記封口体までの間で折り返し部分が弧を描くように蛇行しており、
前記絶縁スペーサには、前記封口体の内面に面する側の主面において、前記筒軸方向の力による変形を抑制するリブが、前記スリットの縁部を含む領域であって、且つ、前記筒軸方向からの平面視において、前記一方のタブの折り返し部分と重複しない領域に立設されている
ことを特徴とする電池。
前記絶縁スペーサにおける前記リブは、前記主面における前記スリットを取り囲む状態で設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
前記絶縁スペーサにおける前記リブは、前記筒軸方向に沿った断面において、四角形状または三角形状または半円形状である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池。
前記絶縁スペーサにおける前記リブは、前記筒軸方向に沿った方向における高さが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項３に記載の電池。
前記絶縁スペーサにおける前記リブは、前記筒軸方向に直交する方向における幅が０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電池。
前記絶縁スペーサには、前記封口体の内面に面する側の主面において、額縁状の第２リブが外縁部に立設されており、
前記絶縁スペーサにおける前記電極体側の主面を基準とした場合に、前記リブは前記第２リブよりも高さが低い
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電池。
前記筒軸方向において、
前記外装体の内底面から前記封口体の内面までの高さをＨ₁₀とし、
前記電極体における前記対向部分の高さをＨ₃₀とし、
前記絶縁スペーサの前記スリットの周囲における前記リブが立設された部分を除く部分の板厚をＨ₄₀とするとき、
Ｈ₁₀＞（Ｈ₃₀＋Ｈ₄₀）
の関係を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電池。
前記電極体における前記正極タブおよび前記負極タブの他方は、前記外装体の内側面に沿って延伸し、当該内側面と前記絶縁スペーサの外側面との間を通過して、前記外装体の開口縁において、前記外装体および前記封口体に接合されている
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の電池。