JP2016186931A - 円筒形電池 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの衝撃や振動を受けても破損しにくい電流遮断機構を有する円筒形電池を提供すること。
【解決手段】本発明は、正極板と負極板がセパレータを介して巻回された電極体と、電解液と、有底円筒状の外装缶と、前記外装缶の開口部にガスケットを介してかしめ固定された封口体と、を備える円筒形電池であって、封口体が、環状の突起部を有する弁体、弁体の突起部の内周に配置されるとともにスカート部を有する絶縁部材、及び絶縁部材のスカート部の内周部に配置されるとともに弁体の中央部に接続される金属板を有し、金属板が絶縁部材を介して弁体の突起部によってかしめ固定されていることを特徴とする円筒形電池に関する。
【選択図】図６

Description

本発明は電流遮断機構を有する封口体を備えた円筒形電池に関する。

密閉型電池は発電要素である電極体を収容する外装体の形状や材質によって円筒形電池、角形電池、及びパウチ型電池に大別される。中でも、円筒形電池は電動工具、電動アシスト自転車、及び電気自動車など広い用途に使用されている。これらの用途では円筒形電池は直列又は並列に接続された組電池として使用されている。

従来、円筒形電池の封口体には安全性を確保するための手段が組み込まれている。例えば、特許文献１には図８に示すように電流遮断機構と防爆弁が組み込まれた封口体を開示している。

図８に示された封口体８１は、端子キャップ８２、弁体８３、絶縁部材８４、及び端子板としての金属板８５を積層して構成されている。弁体８３の中央部に金属板８５側へ突出する突出部８３ａが設けられており、この突出部８３ａに金属板８５が接続されている。この接続部の周囲に環状の絶縁部材８４が配置されており、弁体８３の外周部と金属板８５の外周部が互いに絶縁されている。電池の誤使用などによって電池内部のガスが発生して電池内圧が上昇すると弁体８３がその圧力を受けるため、弁体８３が接続部を電池外方へ引っ張るように作用する。電池内圧がさらに上昇して所定値に達すると、接続部が破断して弁体８３と金属板８５の間の電流経路が遮断される。さらに電池内圧が上昇すると弁体８３が破断して端子キャップ８２に設けられた通気孔を経由して電池内部のガスが排出される。

特許文献１に開示された封口体８１は、弁体８３が中心側に傾斜する突起部８３ｂを有し、絶縁部材８４がＺ字状の断面形状を有することを特徴としている。その突起部８３ｂに絶縁部材８４を嵌め合わせ、絶縁部材８４に金属板８５を嵌め合わせることにより、それらが互いに固定される。そのため、封口体８１が外部から衝撃を受けても弁体８３と金属板８５の接続部の破断が抑制される。

国際公開第２０１４／０９７５８６号 特開２０１０−２８７５６７号公報

組電池を作製するために円筒形電池同士を接続する場合、正極端子である封口体と負極端子である外装缶にリード板を抵抗溶接で接続する手法が一般的に用いられていた。近年、特許文献２に記載されているように組電池内の電池に異常が生じた場合に電池間の接続を遮断する機能を組電池に付与するため、超音波溶接法を用いてアルミニウムワイヤーを接続するワイヤーボンディングが電池間の接続方法として採用されている。

封口体にアルミニウムワイヤーを超音波溶接法を用いて接続する場合、超音波がアルミニウムワイヤーを媒体として封口体に加振される。このように超音波が封口体に加振されると、封口体の内部にも振動が伝わるため、弁体と金属板の接続部の破断や、金属板の絶縁部材に対する位置ズレが生じるおそれがある。

特許文献１に開示された封口体であれば、弁体、絶縁部材、及び端子板が互いに固定されるため上記のような課題が生じる可能性は低い。しかし、特許文献１は封口体に超音波が加振される場合を想定していない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、封口体に超音波などが加振された場合であっても破損しにくい電流遮断機構を有する円筒形電池を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様に係る円筒形電池は、正極板と負極板がセパレータを介して巻回された電極体と、電解液と、有底円筒状の外装缶と、外装缶の開口部にガスケットを介してかしめ固定された封口体と、を備え、
封口体が、環状の突起部を有する弁体、弁体の突起部の内周に配置されるとともにスカート部を有する絶縁部材、及び絶縁部材のスカート部の内周部に配置されるとともに弁体の中央部に接続される金属板を有し、
金属板が絶縁部材を介して弁体の突起部によってかしめ固定されていることを特徴としている。

また、突起部の断面を先端が内側に傾斜するように曲線状とすることにより、突起部の先端部が先端部が集中的に絶縁部材を加圧することができる。

本発明によれば電流遮断機構を構成する弁体、絶縁部材、及び金属板が三位一体で固定されるため、封口体に超音波が加振されてもその機能が損なわれることが防止される。また、本発明によれば電池外部からの衝撃や振動が加えられた場合にも電流遮断機構の誤作動などが防止されるため品質に優れた円筒形電池を提供することができる。

図１は、本発明の一実施態様に係る円筒形の非水電解液二次電池の断面斜視図である。 図２は、本発明の一実施態様に係る封口体の断面図である。 図３は、本発明の一実施態様に係る弁体の電池内方から見た平面図である。 図４は、本発明の一実施態様に係る弁体の変形例の電池内方から見た平面図である。 図５は、本発明の一実施態様に係る封口体の変形例の断面図である。 図６は、本発明の一実施態様に係る封口体の変形例の断面図である。 図７は、本発明の一実施態様に係る封口体の変形例の断面図である。 図８は、従来例に係る封口体の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について円筒形電池の一例である非水電解液二次電池を用いて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することができる。

図１に示す非水電解液二次電池１０は有底円筒状の外装缶２３の内部に電極体１９と図示しない電解液を収容している。外装缶２３の開口部にガスケット２２を介して封口体１１がかしめ固定されている。これにより電池内部が密封される。

封口体１１は図２に示すように端子キャップ１２、弁体１３、絶縁部材１４、及び金属板１５から構成されている。弁体１３と金属板１５は、それらの中心部同士が接続されており、それらの外周部の間に絶縁部材１４が介在している。弁体１３の電池外方側に配置された端子キャップ１２が外部端子として機能し、電極体１９から導出された正極リード１６ａに接続された金属板１５が内部端子として機能する。

電流遮断機構は次のように作動する。金属板１５には通気孔が設けられており、電池内圧が上昇すると弁体１３がその圧力を受ける。そのため電池内圧の上昇に伴って弁体１３が電池外方へ金属板１５との接続部を引っ張るように作用する。そして電池内圧が所定値に達すると金属板１５の弁体１３との接続部又は金属板１５に設けられた薄肉部１５ａが破断して弁体１３と金属板１５との間の電流経路が遮断される。封口体１１は弁体１３、絶縁部材１４、及び金属板１５の３つの部材を含んでいれば電流遮断機構が構成することができる。電流遮断機構の作動後さらに電池内圧が上昇すると、弁体１３に設けられた薄肉部１３ｃが起点となって弁体１３が破断して端子キャップ１２に設けられた通気孔を経由して電池内部のガスが排出される。

弁体１３はアルミニウム又はアルミニウム合金の板材のプレス加工により作製することができる。アルミニウム及びアルミニウム合金は可撓性に優れているため弁体１３の材料として好ましい。弁体１３の電池内方側の面にその中心部と外周部にそれぞれ突起部１３ａと突起部１３ｂが設けられている。中心部の突起部１３ａは金属板１５との接続を容易にするとともに、弁体１３と金属板１５のそれぞれの外周部に絶縁部材１４が介在するためのスペースを与えることができる。外周部の突起部１３ｂは図３に示すようにその平面形状が環状となるように形成されている。その突起部１３ｂは絶縁部材１４を介して金属板１５を固定する。

本発明において、図２及び図３に示された突起部１３ｂに代えて図４〜６に示された変形例を用いることができる。

図４に、複数の突起が環状かつ断続的に配置された突起部４３ｂが示されている。このように突起部を複数の突起から構成することで突起部を中心側へ傾斜するようにプレスすることが容易になる。突起の大きさや数は突起部が金属板をかしめ固定できる範囲で任意に決定することができる。

図５に、厚みが根元から先端へ先細りとなるように成型された突起部５３ｂが示されている。このように突起部の断面をテーパー形状とすることで突起部の機械的強度を高めることができる。

図６に、断面が曲線状になるように成型された突起部６３ｂが示されている。このように突起部の断面を曲線状とすることで突起部の先端部が集中的に絶縁部材を加圧することができる。そのため、突起部の断面を曲線状とすることで金属板を固定する力を高めることができる。なお、突起部の断面のうち内側が曲線状であれば上記の効果が発揮されるため、突起部の断面の外側は直線状であってもよい。

絶縁部材１４は絶縁性を確保することができ、電池特性に影響を与えない材料を用いることができる。絶縁部材１４に用いられる材料としてはポリマー樹脂が好ましく、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂やポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）樹脂が例示される。

絶縁部材１４を介して弁体１３の突起部１３ｂが金属板１５を固定できるように、絶縁部材１４は外周部に電池内方へ伸びるスカート部１４ａを有している。図２に示すように、スカート部１４ａの内周部に金属板１５が配置されるため、弁体１３の突起部１３ｂが絶縁部材１４を介して金属板１５を固定することが可能となる。スカート部１４ａの先端が弁体１３の突起部１３ｂ側へ折り曲げられることで絶縁部材１４の断面形状をＺ字状とすることもできる。しかし、絶縁部材１４と金属板１５の位置ズレを防止するため、スカート部１４ａの先端は金属板１５側へ折り曲げられていることが好ましい。これにより金属板１５の絶縁部材１４に対する位置ズレが防止される。

弁体１３の突起部１３ｂが絶縁部材１４を介して金属板１５を固定できるように、封口体１１の製造方法は次の手順を含むことが好ましい。まず、封口体１１を構成する弁体１３、絶縁部材１４、及び金属板１５を準備する。次に、絶縁部材１４のスカート部１４ａの内側に金属板１５を嵌め合わせて、弁体１３の突起部１３ｂの内側に絶縁部材１４を嵌め合わせる。そして、弁体１３の突起部１３ｂが絶縁部材１４を介して金属板１５を固定するように突起部１３ｂを中心側へプレスする。なお、上記の２つの嵌め合わせる手順は順序を入れ替えてもよい。

弁体１３と金属板１５との接続は上記の手順を完了した後に行うことが好ましい。弁体１３と金属板１５が互いに固定された状態で接続することが可能になるため、接続強度のバラツキが低減される。なお、金属板１５には弁体１３と同様にアルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。これにより弁体１３と金属板１５の接続が容易になる。接続方法としてはレーザー溶接を用いることが好ましい。

上記の実施形態として端子キャップ１２を有する封口体について説明した。しかし、電流遮断機構は弁体、絶縁部材、及び金属板から構成することができるため、図７のように端子キャップ１２を省略することができる。このように弁体７３を外部端子として用いることで、電池内圧が上昇して弁体７３が破断した場合に電池内部のガスの排出経路を十分に確保することができる。

次に、電極体１９について説明する。本実施形態では図１に示すように正極板１６と負極板１７がセパレータ１８を介して巻回して形成した電極体１９を用いている。

正極板１６は、例えば次のようにして作製することができる。まず、正極活物質と結着剤を分散媒中で均一になるように混練して、正極合剤スラリーを作製する。結着剤にはポリフッ化ビニリデンを分散媒にはＮ−メチルピロリドンを用いることが好ましい。正極合剤スラリーには黒鉛やカーボンブラックなどの導電剤を添加することが好ましい。この正極合剤スラリーを正極集電体上に塗布、乾燥して正極合剤層が形成される。その際、正極集電体の一部に正極合剤層が形成されていない正極集電体露出部が設けられる。次に、正極合剤層をローラーで所定厚みに圧縮し、圧縮後の極板を所定寸法に切断する。最後に、正極集電体露出部に正極リード１６ａを接続して正極板１６が得られる。

正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵、放出することができるリチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。リチウム遷移金属複合酸化物としては、一般式ＬｉＭＯ₂（ＭはＣｏ、Ｎｉ、及びＭｎの少なくとも１つ）、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄及びＬｉＦｅＰＯ₄が挙げられる。これらは、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、及びＺｒからなる群から選ばれる少なくとも１つを添加又は遷移金属元素と置換して用いることもできる。

負極板１７は、例えば次のようにして作製することができる。まず、負極活物質と結着剤を分散媒中で均一になるように混練して、負極合剤スラリーを作製する。結着剤にはスチレンブタジエン（ＳＢＲ）共重合体を、分散媒には水を用いることが好ましい。負極合剤スラリーにはカルボキシメチルセルロースなどの増粘剤を添加することが好ましい。この負極合剤スラリーを負極集電体上に塗布、乾燥して負極合剤層が形成される。その際、負極集電体の一部に負極合剤層が形成されていない負極集電体露出部が設けられる。次に、負極合剤層をローラーで所定厚みに圧縮し、圧縮後の極板を所定寸法に切断する。最後に、負極集電体露出部に負極リード１７ａを接続して負極板１７が得られる。

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵、放出することができる炭素材料やリチウムと合金化することができる金属材料を用いることができる。炭素材料としては、天然黒鉛及び人造黒鉛などの黒鉛が例示される。金属材料としては、ケイ素及びスズ並びにこれらの酸化物が挙げられる。炭素材料及び金属材料は１種又は２種以上を混合して用いることができる。

セパレータ１８として、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）のようなポリオレフィンを主成分とする微多孔膜を用いることができる。微多孔膜は１層単独で又は２層以上を積層して用いることができる。２層以上の積層セパレータにおいては、融点が低いポリエチレン（ＰＥ）を主成分とする層を中間層に、対酸化性に優れたポリプロピレン（ＰＰ）を表面層とすることが好ましい。さらに、セパレータ１８には酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のような無機粒子を添加することができる。このような無機粒子はセパレータ中に担持させることができ、セパレータ表面に結着剤とともに塗布することもできる。

非水電解液として、非水溶媒中に電解質塩としてのリチウム塩を溶解させたものを用いることができる。

非水溶媒として、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状カルボン酸エステル及び鎖状カルボン酸エステルを用いることができ、これらは２種以上を混合して用いることが好ましい。環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）及びブチレンカーボネート（ＢＣ）が例示される。また、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）のように、水素の一部をフッ素で置換した環状炭酸エステルを用いることもできる。鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びメチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）などが例示される。環状カルボン酸エステルとしてはγ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）及びγ−バレロラクトン（γ−ＶＬ）が例示され、鎖状カルボン酸エステルとしてはピバリン酸メチル、ピバリン酸エチル、メチルイソブチレート及びメチルプロピオネートが例示される。

リチウム塩として、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）３、ＬｉＣ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₃、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、Ｌｉ₂Ｂ₁₀Ｃｌ₁₀及びＬｉ₂Ｂ₁₂Ｃｌ₁₂が例示される。これらの中でもＬｉＰＦ₆が特に好ましく、非水電解液中の濃度は０．５〜２．０ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。ＬｉＰＦ₆にＬｉＢＦ₄など他のリチウム塩を混合することもできる。

以下、本発明の実施形態について円筒形の非水電解液二次電池を用いた実験例に基づいて詳細に説明する。

（実験例１）
（封口体の作製）
図２に記載された封口体１１を次のように作製した。端子キャップ１２、弁体１３、及び金属板１５はそれぞれ金属製の板材をプレス加工により所定の形状に成型した。端子キャップ１２には鉄を、弁体１３及び金属板１５にはアルミニウムを用いた。絶縁部材１４は、熱可塑性樹脂であるポリプロピレン製の板材を環状に打ち抜いた後、図２に示す断面形状となるように熱成型することにより作製した。

弁体１３の中央部と外周部にはそれぞれ突起部１３ａと突起部１３ｂを形成した。この段階では突起部１３ｂは弁体１３の平面部に対して垂直方向に突出している。突起部１３ｂは図３に示すように１つの環状の突起から構成されている。また、突起部１３ａの周囲に溝状の薄肉部１３ｃを形成した。この薄肉部１３ｃは、電池内圧が上昇して弁体１３が安全弁として機能する際に破断の起点となる。

金属板１５の中心部には厚みの薄い領域を形成し、その領域内に平面形状が環状で、断面形状がＶ字状の薄肉部１５ａを形成した。この薄肉部１５ａは電流遮断部として機能するもので、その作動圧が２．５ＭＰａとなるように薄肉部１５ａの残肉厚みを調整した。金属板１５には通気孔を設けた。

上記のように作製した金属板１５を、絶縁部材１４が金属板１５を保持するように絶縁部材１４のスカート部１４ａの内周部に嵌め合わせた。次に、弁体１３の突起部１３ｂの内周部に金属板１５を保持した絶縁部材１４を嵌め合わせ、突起部１３ｂを内周方向にプレスすることにより突起部１３ｂで金属板１５をかしめ固定した。かしめ固定後に弁体１３の突起部１３ａと金属板１５をレーザー溶接により接続した。最後に、端子キャップ１２を弁体１３上に接続して封口体１１を作製した。

（正極板の作製）
正極活物質としてのリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ_２）が９５質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が２．５質量部、導電剤としてのアセチレンブラックが２．５重量部となるように混合した。この混合物を分散媒としてのＮ−メチル２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に投入、混練して正極合剤スラリーを調製した。この正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布、乾燥して正極合剤層を形成した。その際、正極集電体の一部に正極合剤層が形成されていない正極集電体露出部を設けた。次に、正極合剤層をローラーで所定厚みに圧縮し、圧縮後の極板を所定寸法に切断した。最後に、正極集電体露出部にアルミニウム製の正極リード１６ａを接続して正極板１６を作製した。

（負極板の作製）
負極活物質としての黒鉛が９５質量部、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）が３質量部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）が２重量部となるように混合した。その混合物を分散媒としての水中に投入し、混練して負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを銅箔からなる負極集電体の両面に塗布、乾燥して負極合剤層を形成した。その際、負極集電体の一部に負極合剤層が形成されていない負極集電体露出部を設けた。次に、負極合剤層をローラーで所定厚みに圧縮し、圧縮後の極板を所定寸法に切断した。最後に、負極集電体露出部にニッケル製の負極リード１７ａを接続して負極板１７を作製した。

（電極体の作製）
正極板１６と負極板１７を、微多孔製ポリオレフィン膜からなるセパレータ１８を介して巻回して電極体１９を作製した。

（非水電解液の調製）
エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を混合して非水溶媒を調製した。この非水溶媒に電解質塩としてのヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を１ｍｏｌ／Ｌの濃度になるように溶解して非水電解液を調製した。

（非水電解液二次電池の組立）
図１に示すように、電極体１９の下部に下部絶縁板２０を配置し、電極体１９を有底円筒状の外装缶２３へ挿入した。負極リード１７ａは外装缶２３の底部に抵抗溶接により接続した。次に、電極体１９の上部に上部絶縁板２１を配置し、外装缶２３の開口部の近傍に幅１．０ｍｍ、深さ１．５ｍｍのＵ字状の溝部を円周方向に塑性加工によって形成した。そして、正極リード１６ａを金属板１５に接続し、外装缶２３に形成された溝部にガスケット２２を介して封口体１１をかしめ固定することにより非水電解液二次電池１０を作製した。

（実験例２）
図４に示すように複数の突起を環状かつ断続的に配置した突起部４３ｂを有する弁体４３を用いたこと以外は実験例１と同様に実験例２に係る非水電解液二次電池を作製した。

（実験例３）
図５に示すように断面形状をテーパー形状とした突起部５３ｂを有する弁体５３を用いたこと以外は実験例１と同様にして実験例３に係る非水電解液二次電池を作製した。

（実験例４）
図６に示すように断面形状を曲線状とした突起部６３ｂを有する弁体６３を用いたこと以外は実験例１と同様にして実験例４に係る非水電解液二次電池を作製した。

（実験例５）
図７に示すように、弁体７３、絶縁部材１４、及び金属板１５からなる封口体を次のように作製した。この封口体は端子キャップを用いていないため、弁体７３が外部端子として機能する。弁体７３の中央部と外周部のそれぞれに突起部７３ａと突起部７３ｂを設けた。弁体７３が電池内圧を受けて変形することができるように突起部７３ａの周囲に厚みが薄い部分を設けた。さらにその厚みが薄い部分の周囲に外部端子として機能する厚みが厚い部分を設けた。突起部７３ｂは実験例１に係る突起部１３ｂと同一の形状とした。このように作製した封口体を用いたこと以外は実験例１と同様にして実験例５に係る非水電解液二次電池を作製した。

（実験例６）
図８に示すように、端子キャップ８２、弁体８３、絶縁部材８４、及び金属板８５からなる封口体８１を次のように作製した。端子キャップ８２と金属板８５は実験例１と同様な方法で作製した。弁体８３はアルミニウム製の板材をプレス加工して作製したが、突起部８３ｂは弁体８３の作製時に中央側へ傾斜させた。絶縁部材８４はポリプロピレン樹脂製の板材を環状に打ち抜き、断面形状がＺ字状になるように熱成型して作製した。そして、金属板１５を絶縁部材１４の内側に嵌め合わせて、その絶縁部材１４を弁体８３の突起部８３ｂの内側に嵌め合わせた。最後に、弁体の中央部の突起部８３ａを金属板８５に接続し、端子キャップ８２を弁体８３上に接続して封口体８１を作製した。封口体８１を用いたこと以外は実験例１と同様にして実験例６に係る非水電解液二次電池を作製した。

（超音波加振試験）
実験例１〜６に係る各電池の封口体に超音波を加振した。封口体への超音波の加振は、封口体上にアルミニウムリードを配置し、ホーンでそのアルミニウムリードを加圧した状態で行った。ただし超音波による影響の固体差が明確に現れるように、アルミニウムリードを溶接するために必要な時間よりも加振時間を長めに設定した。超音波の加振後、封口体内部の弁体と金属板の接続部が破断していないかを確認した。各実験例についてそれぞれ５個の電池を用いて試験を行った。その結果を表１に示す。

表１から、実験例１〜５の超音波の加振に対する耐性が実験例６に比べて向上していることがわかる。実験例６においては絶縁部材が弁体に嵌め合わされており、金属板が絶縁部材に嵌め合わされている。このように実験例６の封口体においても、弁体、絶縁部材、及び金属板が互いにある程度固定されている。そのため、通常の超音波溶接を行う場合には接続部の破断という問題は顕在化しにくい。しかし、超音波の加振時間を長めに設定して試験を行うことで、本発明の優位性が確認された。上記の結果から、本発明によれば円筒形電池の外部からの振動や衝撃に対する耐性が向上することも期待される。

試験後の各封口体について詳細に確認したところ、実験例１〜５には金属板の絶縁部材に対する位置ズレが生じていないことがわかった。一方、実験例６の一部の封口体には金属板が絶縁部材に対する位置ズレが生じていた。実験例１〜５に位置ズレが生じなかった理由として、弁体の突起部が絶縁部材を介して金属板を固定していることが挙げられる。さらに他の理由として、絶縁部材のスカート部の先端が内周側へ折り曲げられていたことにより、絶縁部材が金属板を包み込むように保持することが可能になったことが挙げられる。

以上説明したように本発明によれば、超音波などの外部からの振動が加えられても機能を維持する封口体を備えた円筒形電池を提供することがでる。そのため、本発明は円筒形電池の品質の改善に大きく寄与することができる。さらに、本発明によれば円筒形電池を用いてワイヤーボンディングによる電池間接続を行うことが可能となるため、本発明は組電池の設計の自由度を向上させることができる。

１０ 非水電解液二次電池
１１ 封口体
１２ 端子キャップ
１３ 弁体
１３ｂ 突起部
１３ｃ 薄肉部
１４ 絶縁部材
１４ａ スカート部
１５ 金属板
１５ａ 薄肉部
１６ 正極板
１７ 負極板
１８ セパレータ
１９ 電極体
２３ 外装缶

Claims (2)

1. 正極板と負極板がセパレータを介して巻回された電極体と、電解液と、有底円筒状の外装缶と、前記外装缶の開口部にガスケットを介してかしめ固定された封口体と、を備える円筒形電池において、
   前記封口体が、環状の突起部を有する弁体、前記弁体の突起部の内周に配置されるとともにスカート部を有する絶縁部材、及び前記絶縁部材のスカート部の内周部に配置されるとともに前記弁体の中央部に接続される金属板を有し、
   前記突起部の断面のうち少なくとも内側が曲線状であり、
   前記金属板が、前記絶縁部材を介して前記弁体の突起部の先端部によって固定されている、
   円筒形電池。
2. 前記突起部が環状の一つの突起、又は環状かつ断続的に設けられた複数の突起で形成されている請求項１に記載の円筒形電池。

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