JP2019215965A - 二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来よりも安全性が高い二次電池を提供する。【解決手段】本発明の二次電池１０２は、外装缶２と、外装缶２の開口３を密閉している封口体１４と、外装缶２の内部に電解液とともに収容されている電極群１０４と、電極群１０４と封口体１４との間に配設された正極集電体２８であって、電極群１０４の電極群貫通孔９と向かい合わせになる位置に設けられた集電体中央貫通孔２９を有している正極集電体２８とを備えており、封口体１４は、中央に排気孔１９を有する蓋板１６と、蓋板１６の外側から排気孔１９を塞ぐ位置に配設された弁体２０と、蓋板１６に電気的に接続されており、弁体２０を蓋板１６へ向かって押圧した状態で内部に収容している正極端子２２と、を含み、正極集電体２８の集電体中央貫通孔２９の内径寸法ＤＣが排気孔１９の内径寸法ＤＬ以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池に関し、詳しくは、電池内で発生したガスを排出する安全弁を備えている二次電池に関する。
二次電池においては、用途が拡大し、様々なタイプの電池が開発されている。このような電池の一つとして、例えば、以下に示すような密閉型のアルカリ二次電池が知られている。
密閉型のアルカリ二次電池は、有底円筒形状の外装缶と、この外装缶内にアルカリ電解液とともに収容された電極群と、当該外装缶の開口部を封止する封口体とを備えている。なお、この封口体には、正極端子が含まれている。
上記した密閉型のアルカリ二次電池の製造の手順を以下に説明する。
まず、正極及び負極を準備する。正極は、正極活物質、正極添加剤、樹脂製の結着剤等を含む正極合剤が正極基材に保持されて形成される。負極は、負極活物質、負極添加剤、樹脂製の結着剤等を含む負極合剤が負極芯体に保持されて形成される。準備された正極及び負極は、樹脂製のセパレータを間に挟んだ状態で重ね合わせられ、巻芯に巻き付けられて渦巻き状に巻回される（巻回工程）。その後、渦巻き状の中心部分から当該巻芯は引き抜かれ、当該巻芯が抜き去られた部分は貫通孔となる。このようにして、中心に貫通孔（以下、電極群貫通孔という）が形成されており、全体としてはほぼ円柱形状である電極群が得られる。なお、電極群の正極には、導電性材料により形成された帯状の集電リボンが電気的に接続されている。
得られた電極群は、有底円筒形状の外装缶に収容される。次いで当該外装缶の中には、アルカリ電解液が注入される。ここで、外装缶内にアルカリ電解液を注入する注入工程では、電極群貫通孔を介してアルカリ電解液が注入される。これにより、電極群内にアルカリ電解液が浸透していく。
その後、封口体に集電リボンの先端が溶接される。そして、当該封口体は、外装缶の上端の開口の部分にかしめ固定される。これにより、外装缶の開口部が封口体により封止された密閉型のアルカリ二次電池が得られる。
ところで、アルカリ二次電池においては、より高率での充放電ができる高率充放電タイプが開発されている。この高率充放電タイプの電池としては、例えば、集電板を備えている電池、集電板に加えて集電リードを備えている電池等が知られている。
ここで、まず、集電板を備えている電池について説明する。
集電板を備えている電池においては、電極群の製造過程において、正極及び負極が、巻回工程で、互いに、電極群の軸線に沿う方向に僅かにずれた状態となるように配置されるとともに、これら正極及び負極の間には、所定サイズのセパレータが所定位置に配置される。そして、この状態で、正極、セパレータ及び負極は巻回される。その結果、電極群の一端面側から正極の端縁部が渦巻き状に突出し、電極群の他端面側から負極の端縁部が渦巻き状に突出する。
突出した正極の端縁部には、金属製の板材で形成された正極集電体が溶接される。一方、突出した負極の端縁部には、金属製の板材で形成された負極集電体が溶接される。これにより、正極は正極集電体と広い範囲で電気的に接続され、負極は負極集電体と広い範囲で電気的に接続されるので、集電効率が高められる。その結果、上記したような集電体を備えた電池においては高率での充放電が可能となる。
また、集電板に加えて集電リードを備えている電池について説明する。このような集電体と集電リードとを含む電池としては、例えば、特許文献１に示すような、電池が一般的に知られている。
集電リードは、断面形状が矩形状あるいは長円形状である金属製の筒状体であり、正極側の集電体（以下、正極集電体という）と、封口体との間に配設され、封口体と正極集電体との間をつなぐ。その結果、封口体の正極端子と電極群の正極とが電気的に接続される。
ここで、集電リードの態様について、より具体的に説明する。かかる集電リードは、周壁の部分が、正極集電体及び封口体にそれぞれ溶接されている。ここで、筒状体の周壁のうち、正極集電体に溶接されている部分を底壁、封口体に溶接されている部分を頂壁、底壁と頂壁との間に延びている部分を側壁とする。これら底壁と頂壁との間の距離をなるべく短くする、つまり、側壁における、電池の軸線に沿った方向の長さをなるべく短くすることにより、電池の内部における通電経路を短縮することができる。また、この集電リードは上記した集電リボンよりも厚さが厚い金属製の板材により形成されている。以上のことから、電池の内部抵抗はより低くなり、より高率での充放電が可能となる。
上記した集電板及び集電リードにおいては、外装缶内にアルカリ電解液を注入する注入工程の際に、アルカリ電解液がスムーズに電極群の電極群貫通孔に導入されるように、電極群貫通孔の軸線と同軸となる位置にそれぞれ貫通孔が設けられている。ここで、正極集電体に設けられている貫通孔を集電体中央貫通孔とし、集電リードの頂壁に設けられている貫通孔を頂壁貫通孔、集電リードの底壁に設けられている貫通孔を底壁貫通孔とする。
ところで、密閉型のアルカリ二次電池においては、正極と負極とを誤って充電してしまった場合（誤充電）、過充電してしまった場合、外部短絡させてしまった場合、誤って火中に投下してしまった場合などに、電池内にガスが異常発生して電池内の圧力が上昇してしまい、それにともない外装缶が変形して電池が破裂するおそれがある。そこで、このような電池の破裂を防止するために、密閉型のアルカリ二次電池においては、電池内で発生したガスの圧力が一定の値を超えた場合に開いて当該ガスを外部に放出する安全弁が設けられている。
このような安全弁は、通常、封口体に配設されている。ここで、安全弁を有する封口体の構造は、例えば、以下の通りである。
封口体は、排気孔を有する蓋板であって、外装缶の開口に嵌め合わされる蓋板と、前記排気孔を塞ぐように配置された弁体と、この弁体を収容する正極端子とを備えている。
蓋板は、外装缶の開口部に合致する金属製の円板である。排気孔は、蓋板の中央部分に設けられている。
正極端子は、例えば、円筒状の周壁と、この周壁の一方端に位置付けられた開口と、この開口の周縁に設けられたフランジと、前記開口の反対側の他方端に位置付けられた端壁と、を有している。この正極端子は、内部に弁体を収容した状態でフランジの部分が蓋板に溶接される。なお、正極端子の周壁にはガス抜き孔が設けられている。
上記した弁体は、弾性材料、例えば、ゴム系材料により形成されており、その形状は、例えば、円柱形状である。この弁体は、正極端子の内部に収容され、正極端子の端壁と、上記した蓋板との間で圧縮された状態にあり、所定の圧力まで排気孔の開口端を閉塞し、電池の密閉性を保つ。
上記した弁体は、電池内にガスが異常発生し、電池内のガスの圧力が上昇して、所定の圧力を超えると、そのガスの圧力により弁体が弾性変形し、蓋板の排気孔を開く。これにより、電池内のガスは排気孔及び正極端子のガス抜き孔を介して外部に放出され、電池の破裂は防止される。その後、電池内のガスの圧力の低下にともない弁体は元の形状に戻り蓋板の排気孔を閉塞し、電池は再度密閉状態となる。
ここで、上記したような集電リードは、頂壁が封口体の蓋板に溶接される。この頂壁に設けられている頂壁貫通孔は、蓋板の排気孔と向かい合う部分に位置付けられるので、弁体が蓋板の排気孔を開いた時に、当該排気孔を通るガスの流れを阻害しない働きもする。
特開２００１−１４３６８４号公報
ところで、密閉型のアルカリ二次電池を、誤充電してしまった場合、過充電してしまった場合、外部短絡させてしまった場合、誤って火中に投下してしまった場合などには、電池内でガスが異常発生するとともに、電池が高温になる。ここで、電池の温度が、樹脂が溶融してしまうほどの高温になると、樹脂製のセパレータが溶融してしまったり、正極合剤及び負極合剤に含まれている樹脂成分が溶融してしまう。このように樹脂が溶融してしまうと樹脂の溶融物が形成され、かかる溶融物は、電極群から分離して破片になることがある。このような溶融物の破片は、主に、電極群の電極群貫通孔内に生じ易い。電極群貫通孔内に生じた溶融物の破片は、電池の内圧が上昇し、弁体が変形して安全弁が開きかけると、放出されるガスとともに蓋板の排気孔の部分に吸い寄せられる。つまり、安全弁が開きかけることにより、高圧状態の電池の内部から、電池の内部よりも低圧状態である電池の外部へガスの流れが生じ、その流れにともない、電極群の電極群貫通孔内の溶融物の破片は、電極群貫通孔内を移動し、電極群貫通孔から飛び出して蓋板の排気孔の部分に集まる。その結果、この溶融物の破片は、蓋板の排気孔を塞ぐおそれがある。排気孔が塞がれてしまうと安全弁は機能しなくなるので、電池の内圧が上昇してもガスを外部に排出することができなくなる。その結果、電池が破裂するおそれがある。
このため、電池が高温となり内部の樹脂成分が溶融して溶融物が形成されたとしても、安全弁の作動が阻害されず、確実にガスを外部に放出できる安全性の高い二次電池の開発が望まれている。
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも安全性が高い二次電池を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明によれば、一方極の端子を兼ねており、開口を有している外装缶と、前記外装缶の開口を密閉している封口体と、前記外装缶の内部に電解液とともに収容されている内部収容部品と、を備えている二次電池において、前記封口体は、前記開口に嵌め合わされている蓋板であって、中央に排気孔を有する蓋板と、前記蓋板の外側から前記排気孔を塞ぐ位置に配設された弁体と、他方極の端子を兼ねており前記蓋板に電気的に接続されているキャップ部材であって、前記弁体を前記蓋板へ向かって押圧した状態で内部に収容しているキャップ部材とを含み、前記内部収容部品は、前記排気孔と向かい合わせになる位置に前記排気孔の内径寸法以下の内径寸法を有する特定貫通孔を含んでいる、二次電池が提供される。
前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群を含み、前記特定貫通孔は、前記電極群貫通孔である構成とすることが好ましい。
前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群と、前記電極群と前記封口体との間に配設された集電体であって、前記電極群の前記電極群貫通孔と対応する位置に設けられた集電体中央貫通孔を有している集電体と、を含み、前記特定貫通孔は、少なくとも、前記電極群貫通孔及び前記集電体中央貫通孔の何れかである構成とすることが好ましい。
前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群と、前記電極群の上部に配設された集電体であって、前記電極群の前記電極群貫通孔と向かい合わせとなる位置に設けられた集電体中央貫通孔を有している集電体と、前記集電体と前記封口体との間に配設された集電リードとを含み、前記集電リードは、前記封口体の側に位置する頂壁と、前記頂壁に対向し、前記集電体の側に位置する底壁と、前記頂壁の側縁と前記底壁の側縁との間に延びており、互いに対向している一対の側壁とを有しており、前記頂壁は、前記排気孔と向かい合わせとなる位置に設けられた頂壁貫通孔を含み、前記底壁は、前記集電体中央貫通孔と向かい合わせとなる位置に設けられた底壁貫通孔を含み、前記特定貫通孔は、少なくとも、前記電極群貫通孔、前記集電体中央貫通孔、前記頂壁貫通孔及び前記底壁貫通孔の何れかである構成とすることが好ましい。
また、前記特定貫通孔を前記集電体中央貫通孔とし、前記排気孔の内径寸法をＤＬとし、前記集電体中央貫通孔の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＣの関係を満たしている構成とすることが好ましい。
また、前記特定貫通孔を前記集電体中央貫通孔とし、前記排気孔の内径寸法をＤＬとし、前記頂壁貫通孔の内径寸法をＤＴとし、前記底壁貫通孔の内径寸法をＤＢとし、前記集電体中央貫通孔の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＴ≧ＤＢ≧ＤＣの関係を満たしている構成とすることが好ましい。
本発明に係る二次電池は、一方極の端子を兼ねており、開口を有している外装缶と、前記外装缶の開口を密閉している封口体と、前記外装缶の内部に電解液とともに収容されている内部収容部品と、を備えている二次電池において、前記封口体は、前記開口に嵌め合わされている蓋板であって、中央に排気孔を有する蓋板と、前記蓋板の外側から前記排気孔を塞ぐ位置に配設された弁体と、他方極の端子を兼ねており前記蓋板に電気的に接続されているキャップ部材であって、前記弁体を前記蓋板へ向かって押圧した状態で内部に収容しているキャップ部材とを含み、前記内部収容部品は、前記排気孔と向かい合わせになる位置に前記排気孔の内径寸法以下の内径寸法を有する特定貫通孔を含んでいる。このような本発明に係る二次電池が高温状態になることにより、溶融物が生じ、当該溶融物の破片が内部収容部品の特定貫通孔内から蓋板の排気孔に向かって移動したとしても、特定貫通孔は、排気孔と同等かそれよりも小さいので、溶融物の破片が排気孔の範囲よりも広がることは抑制され、排気孔を完全に塞ぐまでには至らない。その結果、安全弁の作動を阻害することは抑制され、電池が破裂してしまうことを防止することができる。このため、本発明によれば、従来よりも安全性が高い二次電池を得ることができる。
本発明の第１の実施形態に係るニッケル水素二次電池を示した部分断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るニッケル水素二次電池を示した部分断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る正極集電体を示した平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るニッケル水素二次電池を示した部分断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る正極集電体を示した平面図である。 底壁側を上にした状態の集電リードを示した斜視図である。 頂壁側を上にした状態の集電リードを示した斜視図である。 集電リードの中間製品を示した平面図である。
［第１の実施形態］
本発明に係る二次電池として、ＦＡサイズの円筒形のニッケル水素二次電池（以下、電池という）１０１を例に、図面を参照して、以下に説明する。
電池１０１は、上端が開口した有底円筒形状をなす外装缶２を備え、外装缶２は導電性を有し、その底壁は負極端子として機能する。外装缶２の中には、所定量のアルカリ電解液（図示せず）とともに内部収容部品の一部を構成する電極群４が収容されている。
図１に示すように、外装缶２の開口３は封口体１４によって閉塞されている。封口体１４は、導電性を有する円板形状の蓋板１６、この蓋板１６上に配設された弁体２０及び同じく蓋板１６上に配設された正極端子（キャップ部材）２２を含んでいる。
蓋板１６の外周部には、この蓋板１６を囲むようにリング形状の絶縁ガスケット１８が配置され、絶縁ガスケット１８及び蓋板１６は外装缶２の開口縁１７をかしめ加工することにより外装缶２の開口縁１７に固定されている。即ち、蓋板１６及び絶縁ガスケット１８は互いに協働して外装缶２の開口３を封止している。
ここで、蓋板１６は、中央に排気孔１９を有している。そして、蓋板１６の外面１６ａの上には、排気孔１９を塞ぐ位置にゴム製の弁体２０が配設されている。更に、蓋板１６の外面１６ａの上には弁体２０を覆うように正極端子２２が電気的に接続されている。
この正極端子２２は、円筒状の周壁２４と、この周壁２４の一方端に位置付けられた開口２５と、この開口２５の周縁に設けられたフランジ２６と、開口２５の反対側の他方端に位置付けられた端壁２７と、を有している。この正極端子２２は弁体２０を蓋板１６に向けて押圧している。また、この正極端子２２は、周壁２４にガス抜き孔２３を有している。
通常時、排気孔１９は弁体２０によって気密に閉じられている。一方、外装缶２の内部にガスが発生し、ガスの圧力が高まれば、弁体２０はガスの圧力によって圧縮され、排気孔１９が開かれる。その結果、外装缶２内から排気孔１９及び正極端子２２のガス抜き孔２３を介して外部にガスが放出される。つまり、排気孔１９、弁体２０及び正極端子２２のガス抜き孔２３は電池１０１のための安全弁を形成している。
電極群４は、それぞれ帯状の正極６、負極８及びセパレータ１０を含み、これらは正極６と負極８との間にセパレータ１０が挟み込まれた状態で渦巻状に巻回されている。即ち、セパレータ１０を介して正極６及び負極８が互いに重ね合わされている。このような電極群４は、全体としては円柱形状をなしている。電極群４の最外周は負極８の一部（最外周部）により形成され、外装缶２の内周壁と接触している。即ち、負極８と外装缶２とは互いに電気的に接続されている。
また、外装缶２内には、電極群４の一部と蓋板１６との間に集電リボン３３が配置されている。詳しくは、集電リボン３３は、その一端が正極６に接続され、その他端が蓋板１６に接続されている。従って、正極端子２２と正極６とは、集電リボン３３及び蓋板１６を介して互いに電気的に接続されている。
負極８は、帯状をなす導電性の負極芯体を有し、この負極芯体に負極合剤が保持されている。
負極芯体は、帯状の金属材であり、その厚さ方向に貫通する貫通孔(図示せず)が多数設けられている。このような負極芯体としては、例えば、パンチングメタルシートを用いることができる。
負極合剤は、負極芯体の貫通孔内に充填されるばかりでなく、負極芯体の両面上にも層状にして保持されている。
負極合剤は、水素吸蔵合金の粒子、導電材、結着剤等を含む。ここで、水素吸蔵合金は、負極活物質である水素を吸蔵及び放出することが可能な合金であり、ニッケル水素二次電池に一般的に用いられている水素吸蔵合金が好適に用いられる。上記した結着剤は水素吸蔵合金の粒子及び導電材を互いに結着させるとともに負極合剤を負極芯体に結着させる働きをする。ここで、導電材としては、ニッケル水素二次電池に一般的に用いられているものが好適に用いられる。また、結着剤としては、ニッケル水素二次電池の負極に一般的に用いられているものであれば特に限定されないが、例えば、樹脂系材料が用いられる。具体的には、親水性のポリマー、疎水性のポリマー、カルボキシメチルセルロースなどの樹脂系材料を用いることができる。
負極８は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、水素吸蔵合金粒子の集合体である水素吸蔵合金粉末、導電材、結着剤及び水を混練して負極合剤のペーストを調製する。得られた負極合剤のペーストは負極芯体に塗着され、乾燥させられる。乾燥後、水素吸蔵合金粒子等を含む負極合剤が付着した負極芯体はロール圧延を施されて水素吸蔵合金の充填密度を高められた後、所定形状に裁断される。これにより負極８が得られる。
次に、正極６について説明する。
正極６は、導電性の正極基材と、この正極基材に保持された正極合剤とを含む。詳しくは、正極基材は、多数の空孔を有する多孔質構造をなしており、正極合剤は、前記した空孔内及び正極基材の表面に保持されている。
正極基材としては、例えば、発泡ニッケルを用いることができる。
正極合剤は、正極活物質粒子としての水酸化ニッケル粒子、導電材としてのコバルト化合物、結着剤等を含んでいる。上記した結着剤は、水酸化ニッケル粒子及び導電材を互いに結着させるとともに水酸化ニッケル粒子及び導電材を正極基材に結着させる働きをする。ここで、結着剤としては、ニッケル水素二次電池の正極に一般的に用いられているものであれば特に限定されないが、例えば、樹脂系の材料を用いることができる。具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ディスパージョン、ＨＰＣ（ヒドロキシプロピルセルロース）ディスパージョンなどの樹脂系材料を用いることができる。
正極６は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、正極活物質粒子（水酸化ニッケル粒子）の集合体である正極活物質粉末、導電材、水及び結着剤を含む正極合剤スラリーを調製する。得られた正極合剤スラリーは、例えば、発泡ニッケルに充填され、乾燥させられる。その後、水酸化ニッケル粒子等が充填された発泡ニッケルには、ロール圧延及び裁断が施される。これにより、正極合剤を保持した正極６が得られる。なお、得られた正極６の所定位置には、集電リボン３３が溶接される。
次に、セパレータ１０としては、樹脂材料により形成された帯状体を用いることができ、例えば、ポリアミド繊維製不織布に親水性官能基を付与したもの、あるいは、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維製不織布に親水性官能基を付与したものの帯状体を用いることができる。
以上のようにして製造された正極６及び負極８は、上記したセパレータ１０を介在させた状態で、渦巻き状に巻回される。これにより電極群４が形成される。
なお、電極群４は、上記した正極６、負極８及びセパレータ１０が、所定の外径寸法を有する巻芯により巻回されて形成され、巻回作業後は、この巻芯が抜き取られるので、電極群４の中央部には、この中央部を貫く電極群貫通孔９が形成されている。
得られた電極群４は、外装缶２内に収容される。引き続き、当該外装缶２内にはアルカリ電解液が所定量注入される。このアルカリ電解液は、電極群４に含浸され、正極６と負極８との間での充放電反応を進行させる。このアルカリ電解液としては、ＫＯＨ、ＮａＯＨ及びＬｉＯＨのうちの少なくとも一種を溶質として含むアルカリ電解液を用いることが好ましい。
次に、集電リボン３３の他端が蓋板１６の所定位置に溶接された後、電極群４及びアルカリ電解液を収容した外装缶２の上端開口部に、蓋板１６の外周縁に絶縁ガスケット１８を配設した状態の封口体１４を配置する。その後、外装缶２の開口縁１７をかしめ加工することにより、外装缶２の開口３を封止する。このようにして、正極端子２２を備えた蓋板１６により封口された第１の実施形態に係る電池１０１が得られる。
第１の実施形態に係る電池１０１においては、図１に示すように、外装缶２内に内部収容部品の一部を構成する電極群４が収容されており、この電極群４は、封口体１４の排気孔１９と向かい合わせになる位置に特定貫通孔としての電極群貫通孔９を有している。そして、この電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ）は、排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）以下に設定されている（ＤＬ≧ＤＧ）。つまり、電極群貫通孔９は、排気孔１９と同じかそれよりも小さい内径寸法を有している。
ここで、得られた電池１０１が、過充電等されてしまった場合、外部短絡されてしまった場合、誤って火中に投下されてしまった場合などには、電池１０１内にガスが異常発生するとともに電池１０１が高温になってしまう。すると、電極群４に含まれる樹脂成分が溶融して樹脂成分の溶融物が生じることがある。この溶融物は、主に電極群４の電極群貫通孔９内で生じる。また、このような状況の電池においては、安全弁の作動にともない排気孔１９が開きかけることにより、高圧状態の電池の内部から、電池の内部よりも低圧である電池の外部へのガスの流れが生じる。溶融物の破片は、そのガスの流れに乗り、電極群貫通孔９内を移動し、電極群貫通孔９から飛び出して、蓋板１６の排気孔１９に向かう。そうすると、溶融物の破片は、排気孔１９の部分に付着し、排気孔１９を塞いでしまい、安全弁を作動できなくしてしまうおそれがある。しかし、上記のような第１の実施形態に係る電池１０１は、内部収容部品の一部を構成する電極群４における特定貫通孔としての電極群貫通孔９の内径が排気孔１９の内径以下の大きさであるので、電極群貫通孔９を通過する溶融物の破片は、電極群貫通孔９の内径よりも広い範囲に広がることは抑制される。このため、溶融物の破片が排気孔１９の全体を覆うことは抑制される。つまり、溶融物の破片で排気孔１９が塞がれることは防止される。その結果、安全弁が作動しなくなることは避けられ、電池１０１の安全性の向上を図ることができる。
以上のように、本発明の第１の実施形態の電池は、従来よりも安全性が高い二次電池であるといえる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る電池１０２について、図２及び図３を参照して説明する。なお、第２の実施形態に係る電池１０２を説明するに当たり、既に説明した第１の実施形態に係る電池１０１と同じ構成については、第１の実施形態に係る電池１０１と同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略し、第１の実施形態に係る電池１０１と異なる部分について詳しく説明する。
電池１０２に含まれる電極群１０４においては、一方の端面から正極６の端縁部が渦巻状に露出しており、他方の端面から負極８の端縁部が渦巻状に露出している。ここで、露出している正極６の端縁部を正極接続端縁部３２とし、露出している負極８の端縁部を負極接続端縁部（図示せず）とする。これら露出している正極接続端縁部３２及び負極接続端縁部には、後述する内部収容部品の一部を構成する正極集電体２８及び同じく内部収容部品の一部を構成する負極集電体（図示せず）がそれぞれ溶接される。
負極１０８は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、水素吸蔵合金粒子の集合体である水素吸蔵合金粉末、導電材、結着剤及び水を混練して負極合剤のペーストを調製する。得られた負極合剤のペーストは負極芯体に塗着され、乾燥させられる。乾燥後、水素吸蔵合金粒子等を含む負極合剤が付着した負極芯体にはロール圧延及び裁断が施される。これにより、負極の中間製品が得られる。この負極の中間製品は、全体として長方形状をなしている。そして、この負極の中間製品における負極接続端縁部となるべき所定の端縁部については、負極合剤の除去が行われる。これにより、所定の端縁部は、負極芯体がむき出しの状態とされた負極接続端縁部となる。このようにして、負極接続端縁部を有する負極１０８が得られる。ここで、負極合剤の除去方法としては、特に限定はされないが、例えば、超音波振動を与えることにより除去することが好適に行われる。なお、負極接続端縁部以外の領域には、負極合剤が保持されたままの状態である。
正極１０６は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、正極活物質粒子（水酸化ニッケル粒子）の集合体である正極活物質粉末、導電材、水及び結着剤を含む正極合剤スラリーを調製する。得られた正極合剤スラリーは、例えば、発泡ニッケルに充填され、乾燥させられる。その後、水酸化ニッケル粒子等が充填された発泡ニッケルには、ロール圧延及び裁断が施される。これにより、正極の中間製品が得られる。この正極の中間製品は、全体として長方形状をなしている。そして、この正極の中間製品における正極接続端縁部３２となるべき所定の端縁部については、正極合剤の除去が行われ、正極基材がむき出しの状態とされる。次いで、正極合剤が除去された端縁部は、正極の中間製品の厚さ方向に圧縮加工され正極接続端縁部３２となる。このように圧縮加工されることにより、正極基材は、稠密な状態となるので、この正極接続端縁部３２は溶接がし易い状態となる。また、正極接続端縁部３２にＮｉめっき鋼の薄板を接合することにより、正極接続端縁部３２を更に溶接し易くする場合もある。このようにして、正極接続端縁部３２を有する正極１０６が得られる。ここで、正極合剤の除去方法としては、特に限定はされないが、例えば、超音波振動を与えることにより除去する方法が好適に用いられる。なお、正極接続端縁部３２以外の領域には、正極合剤が充填されたままの状態である。
以上のようにして製造された正極１０６及び負極１０８は、セパレータ１０を介在させた状態で、渦巻き状に巻回され、これにより電極群１０４が形成される。詳しくは、巻回の際、正極１０６及び負極１０８は、互いに、電極群１０４の軸線方向に沿う方向に僅かにずれた状態となるように配置されるとともに、これら正極１０６及び負極１０８の間には、所定サイズのセパレータ１０が所定位置に配置され、この状態で巻回作業が行われる。その結果、円柱形状の電極群１０４が得られる。得られた電極群１０４の態様としては、電極群１０４の一端側においては、正極１０６の正極接続端縁部３２が、セパレータ１０を介して隣り合っている負極１０８よりも突出した状態となっており、電極群１０４の他端側においては、負極１０８の負極接続端縁部が、セパレータ１０を介して隣り合っている正極１０６よりも突出した状態となっている。
電極群１０４は、全体として、電極群貫通孔９を有する円柱形状をなしている。そして、電極群１０４においては、当該電極群１０４の円柱形状における一方の端部を形成する正極接続端縁部３２に正極集電体２８が接続され、当該電極群４の円柱形状における他方の端部を形成する負極接続端縁部に負極集電体が接続される。
上記した負極集電体については、特に限定されるものではなく、例えば、従来から用いられている円板形状の金属板を用いることが好ましい。準備した負極集電体は、電極群１０４の他端側の負極接続端縁部に溶接される。
次に、正極集電体２８について説明する。
正極集電体２８は、導電性材料で形成された板状体であり、平面視形状は特に限定されるものではなく、円板形状、多角形状等任意の形状のものを採用することができる。また、正極集電体２８の大きさは、電極群４の外径寸法よりも小さく、且つ、電極群１０４の一端側から突出している正極１０６の正極接続端縁部３２をカバーできる大きさに設定される。
本実施形態においては、図３に示すように、平面視形状が十角形状の板材が用いられる。詳しくは、正極集電体２８は、全体として十角形状のＮｉめっき鋼製の薄板であり、中央に円形の集電体中央貫通孔２９と、この集電体中央貫通孔２９を囲むように放射状に延びる６個のスリット３０とを含んでいる。スリット３０は、打ち抜き加工で形成し、スリット３０のエッジの部分に下方（電極群１０４側）へ延びる突起（バリ）を生じさせることが好ましい。
電池１０２においては、図２に示すように、正極集電体２８と封口体１４との間に集電タブ３５が介在し、この集電タブ３５が、電極群１０４の正極１０６に接続されている正極集電体２８と、正極端子２２を有する封口体１４とを電気的に接続する。
本実施形態において用いられる集電タブ３５は、金属製の薄板により形成されており、一端が封口体１４の蓋板１６に接続されており、他端が正極集電体２８に接続されている。
次に、電池１０２の組み立て手順の一例について説明する。
まず、上記したような電極群１０４を準備する。そして、電極群１０４の他方端側に負極集電体を接合した後、当該電極群１０４を外装缶２の中に収容する。そして、外装缶２の底壁に負極集電体を抵抗溶接する。
次いで、電極群１０４の一方端側に正極集電体２８が載置され、電極群１０４における正極接続端縁部３２と正極集電体２８とが抵抗溶接される。このとき、正極集電体２８のスリット３０のバリと正極接続端縁部３２とが接触する部分に電流が集中して溶接部が形成され、正極１０６の正極接続端縁部３２と正極集電体２８とが溶接される。
次に、封口体１４の蓋板１６の内面１６ｂと集電タブ３５の一端とを抵抗溶接した後、集電タブ３５の他端を正極集電体２８の所定位置に抵抗溶接する。
次に、外装缶２内にアルカリ電解液を所定量注入した後、蓋板１６の外周縁に絶縁ガスケット１８を配設した状態の封口体１４を外装缶２の上端開口部に配置する。その後、外装缶２の開口縁１７をかしめ加工することにより、外装缶２の開口３を封止する。このようにして、電池１０２が形成される。
第２の実施形態に係る電池１０２においては、図２に示すように、外装缶２内に内部収容部品の一部を構成する正極集電体２８が収容されており、この正極集電体２８は、封口体１４の排気孔１９と向かい合わせになる位置に特定貫通孔としての集電体中央貫通孔２９を有している。そして、この集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）は、排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）以下に設定されている（ＤＬ≧ＤＣ）。つまり、集電体中央貫通孔２９は、排気孔１９と同じかそれよりも小さい内径寸法を有している。
なお、第２の実施形態に係る電池１０２においては、特定貫通孔ではない電極群１０４の電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ)の大きさは特に限定されない。
ここで、得られた電池１０２が、過充電等されてしまった場合、外部短絡されてしまった場合、誤って火中に投下されてしまった場合などには、電池１０２内にガスが異常発生するとともに電池１０２が高温になってしまう。すると、電極群１０４に含まれる樹脂成分が溶融して樹脂成分の溶融物が生じることがある。この溶融物は、主に電極群１０４の電極群貫通孔９内で生じる。また、このような状況の電池においては、安全弁の作動にともない排気孔１９が開きかけることにより、高圧状態の電池の内部から、電池の内部よりも低圧である電池の外部へのガスの流れが生じる。溶融物の破片は、そのガスの流れに乗り、電極群貫通孔９内を移動し、電極群貫通孔９から飛び出して、蓋板１６の排気孔１９に向かう。そうすると、溶融物の破片は、排気孔１９の部分に付着し、排気孔１９を塞いでしまい、安全弁を作動できなくしてしまうおそれがある。しかし、上記のような第２の実施形態に係る電池１０２は、内部収容部品の一部を構成する正極集電体２８における特定貫通孔としての集電体中央貫通孔２９の内径が排気孔１９の内径以下の大きさであるので、集電体中央貫通孔２９を通過する溶融物の破片は、集電体中央貫通孔２９の内径よりも広い範囲に広がることは抑制される。このため、溶融物の破片が排気孔１９の全体を覆うことは抑制される。つまり、溶融物の破片で排気孔１９が塞がれることは防止される。その結果、安全弁が作動しなくなることは避けられ、電池１０２の安全性の向上を図ることができる。
以上のように、本発明の第２の実施形態の電池は、従来よりも安全性が高い二次電池であるといえる。
なお、第２の実施形態に係る電池１０２においては、電極群１０４の電極群貫通孔９を特定貫通孔としても構わない。この場合、排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）と、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）と、電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ）との関係は、ＤＬ≧ＤＣ≧ＤＧとすることが好ましい。
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る電池１０３について、図４〜図８を参照して説明する。なお、第３の実施形態に係る電池１０３を説明するに当たり、既に説明した第１の実施形態に係る電池１０１及び第２の実施形態に係る電池１０２と同じ構成については、第１の実施形態に係る電池１０１及び第２の実施形態に係る電池１０２と同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略し、第１の実施形態に係る電池１０１及び第２の実施形態に係る電池１０２と異なる部分について詳しく説明する。
まず、正極集電体１２８について説明する。
本実施形態の正極集電体１２８は、図５に示すように、集電体中央貫通孔２９の周囲の所定位置には、パンチプレス加工により、電極群１０４側とは反対側に突出する集電体突起部３１を設けられていることを除いて、第２の実施形態における正極集電体２８と同じ態様である。この集電体突起部３１の個数は特に限定されないが、例えば、図５に示すように４個設けることが好ましい。
電池１０３においては、図４に示すように、正極集電体１２８と封口体１４との間に集電リード３４が介在し、この集電リード３４が、電極群１０４の正極１０６に接続されている正極集電体１２８と、正極端子２２を有する封口体１４とを電気的に接続する。
本実施形態において用いられる集電リード３４は、図４から明らかなように、封口体１４の蓋板１６に接続されている頂壁５０と、正極集電体１２８に接続されている底壁３６と、頂壁５０の両側の端縁４６、４８及び底壁３６の両側の端縁３８、４０の間にそれぞれ存在する一対の側壁４２、４４とを有している。
この集電リード３４について、図６、７を参照して説明する。なお、図６においては、底壁３６が上側に、頂壁５０が下側になる状態で示しており、図７においては、底壁３６が下側に、頂壁５０が上側になる状態で示している。
底壁３６は、図６から明らかなように、矩形状をなしており、中央に円形の底壁貫通孔５１が設けられている。この底壁貫通孔５１は、アルカリ電解液が底壁３６上に溜まることを避け、電極群１０４へアルカリ電解液がスムーズに行き渡るようにするために設けられている。ここで、参照符号５６で示された仮想円は、抵抗溶接が行われた場合に溶接部となる溶接予定箇所を示している。本実施形態では、底壁３６における溶接予定箇所（底壁溶接予定部）５６は、４箇所であり、底壁貫通孔５１を囲むように、底壁３６における４つのコーナー部付近にそれぞれ位置付けられる。
頂壁５０は、図７から明らかなように、底壁３６と対向する位置に位置付けられており、全体として長方形状をなしている。詳しくは、頂壁５０は、その短辺方向の中央において長辺方向に沿って延びる連結部５３により連結されている２つの部分により形成されている。つまり、頂壁５０は、分割された一方の第１半体部５２と、分割された他方の第２半体部５４とが突き合わされて形成されている。
これら第１半体部５２及び第２半体部５４は、詳しくは、底壁３６と対向する対向部５２ｃ、５４ｃと、この対向部５２ｃ、５４ｃから頂壁５０の長手方向に延びる延出部５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂとを有している。
第１半体部５２の対向部５２ｃにおける中央には、上記した連結部５３に臨む半円形の第１半円切欠５５が設けられている。また、第２半体部５４の対向部５４ｃにおける中央には、上記した連結部５３に臨む半円形の第２半円切欠５７が設けられている。これら第１半円切欠５５及び第２半円切欠５７は、互いに対向する位置に位置付けられており、全体として、円形の頂壁貫通孔５９を形成している。この頂壁貫通孔５９は、集電リード３４が封口体１４に接合された際に、蓋板１６の排気孔１９と向かい合わせの状態となる。
延出部５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂには、封口体１４の側に向かって突出したリード突起部５８が設けられている（図７参照）。このリード突起部５８は、抵抗溶接を行う際に、溶接電流を集中させる部分として利用される。つまり、抵抗溶接では、このリード突起部５８を加圧し、その状態でリード突起部５８に大電流を集中して流すことにより生じる熱でリード突起部５８を溶かし、部材同士の溶接が行われる。このリード突起部５８は、頂壁５０における溶接予定箇所（頂壁溶接予定部）６８となる。
このリード突起部５８は、例えば、パンチプレス加工により形成される。なお、図６における参照符号６０は、延出部５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂにリード突起部５８を設ける際にリード突起部５８の裏側に生じた凹部を示す。
これら延出部５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂは、底壁３６と対向する対向部５２ｃ、５４ｃから外側に延びており、底壁３６と重なることを避けている。このため、集電リード３４を封口体１４に抵抗溶接する際に、底壁３６と干渉することなく抵抗溶接機の電極棒を延出部５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂに当接させることができる。また、延出部５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂが、底壁３６と対向する対向部５２ｃ、５４ｃから外側に延びていることで、集電リード３４が封口体１４に接合された際に集電リード３４の安定性を高める働きをする。
側壁４２、４４は、図６に示すように、底壁３６の両側の端縁３８、４０から頂壁５０の両側の端縁４６、４８へ延びている。側壁４２、４４の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、矩形状、台形状等任意の形状を採用することができる。
上記した集電リード３４は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、金属製の薄板を加工することにより、図８に示すような、平面視形状がほぼＨ形の薄板で形成された集電リード３４の中間製品６２を準備する。この中間製品６２において、両側部に位置付けられた長尺部分が、第１半体部５２となる第１半体部予定領域７０及び第２半体部５４となる第２半体部予定領域７２である。第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２の内側に連なる領域は、側壁４２、４４となる側壁予定領域７４、７６である。そして、側壁予定領域７４と側壁予定領域７６との間に挟まれた領域が、底壁３６となる底壁予定領域７８である。
この中間製品６２においては、パンチプレス加工により、第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２のそれぞれの両端部における所定位置にリード突起部５８が設けられている。このリード突起部５８の部分は、抵抗溶接により溶融し、溶接部となる。
また、中間製品６２においては、打ち抜き加工により、第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２の側縁の中央に第１半円切欠５５及び第２半円切欠５７が設けられている。
更に、中間製品６２においては、底壁予定領域７８の中央に円形の底壁貫通孔５１が設けられている。
底壁予定領域７８における底壁貫通孔５１の周りには、正極集電体１２８の集電体突起部３１と当接し、抵抗溶接により溶接部が形成される予定の底壁溶接予定部５６が４箇所想定され、この底壁溶接予定部５６は仮想円で表されている。
上記したようなプレス加工及び打ち抜き加工を施すことによって得られた中間製品６２においては、第１半体部予定領域７０と側壁予定領域７６との間に想定される折曲げ仮想線８０、側壁予定領域７６と底壁予定領域７８との間に想定される折曲げ仮想線８２、底壁予定領域７８と側壁予定領域７４との間に想定される折曲げ仮想線８４、側壁予定領域７４と第２半体部予定領域７２との間に想定される折曲げ仮想線８６の部分を折り曲げることにより、図６、７に示すような集電リード３４を形成する。なお、側壁予定領域７４、７６については、湾曲形状に加工することが好ましい。また、第１半体部５２と、第２半体部５４とは、互いの先端部分が突き合わされて連結され、頂壁貫通孔５９を含む頂壁５０が形成される。
次に、電池１０３の組み立て手順の一例について説明する。
まず、上記したような電極群１０４を準備する。そして、電極群１０４の他方端側に負極集電体を接合した後、当該電極群１０４を外装缶２の中に収容する。そして、外装缶２の底壁に負極集電体を抵抗溶接する。
次いで、電極群１０４の一方端側に正極集電体１２８が載置され、電極群１０４における正極接続端縁部３２と正極集電体１２８とが抵抗溶接される。このとき、正極集電体１２８のスリット３０のバリと正極接続端縁部３２とが接触する部分に電流が集中して溶接部が形成され、正極６の正極接続端縁部３２と正極集電体１２８とが溶接される。
次いで、外装缶２内にアルカリ電解液を所定量注入する。外装缶２内に注入されたアルカリ電解液は、電極群１０４に保持され、その大部分はセパレータ１０に保持される。このアルカリ電解液は、正極６と負極８との間での充放電の際の電気化学反応（充放電反応）を進行させる。このアルカリ電解液としては、ＫＯＨ、ＮａＯＨ及びＬｉＯＨのうちの少なくとも一種を溶質として含む水溶液を用いることが好ましい。
一方、別工程において、封口体１４の蓋板１６の内面１６ｂと集電リード３４の頂壁５０とを抵抗溶接し、封口体１４と集電リード３４との複合体を形成しておく。詳しくは、集電リード３４の頂壁５０としての第１半体部５２及び第２半体部５４におけるリード突起部５８と封口体１４の蓋板１６の内面１６ｂとが接触する部分に電流が集中して溶接部が形成され、これにより封口体１４と集電リード３４とが溶接された複合体が得られる。
次いで、上記した複合体を正極集電体２８の上部へ載置する。このとき、集電リード３４の底壁３６における底壁溶接予定部５６と、正極集電体２８の集電体突起部３１とが接触するように、正極集電体２８のスリット３０を基準にして複合体は位置合わせされる。また、封口体１４の蓋板１６の外周縁には、絶縁ガスケット１８が配設されており、蓋板１６は、この絶縁ガスケット１８を介して、外装缶２の上端開口部に位置付けられる。
その後、電池１０３の正極端子２２と負極端子との間に加圧しながら電流を流し、抵抗溶接（プロジェクション溶接）を行う。このとき、正極集電体１２８の集電体突起部３１と集電リード３４の底壁３６における底壁溶接予定部５６とが接触する部分に電流が集中して溶接部が形成され、正極集電体１２８と集電リード３４の底壁３６とが溶接される。
上記のような溶接が完了した後、外装缶２の開口縁１７をかしめ加工することにより、外装缶２の開口３を封止する。このようにして、電池１０３が形成される。
第３の実施形態に係る電池１０３においては、図４に示すように、内部収容部品の構成要素としての電極群１０４、正極集電体１２８及び集電リード３４が、外装缶２内に収容されている。これら電極群１０４、正極集電体１２８及び集電リード３４には、それぞれ、封口体１４の排気孔１９と向かい合わせになる位置に位置付けられる貫通孔が設けられている。具体的には、頂壁貫通孔５９、底壁貫通孔５１、集電体中央貫通孔２９及び電極群貫通孔９である。本実施形態においては、これら貫通孔のうち集電体中央貫通孔２９を特定貫通孔に設定している。そして、特定貫通孔としての集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）は、排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）以下に設定している（ＤＬ≧ＤＣ）。つまり、集電体中央貫通孔２９は、排気孔１９と同じかそれよりも小さい内径寸法を有している。
また、特定貫通孔としての集電体中央貫通孔２９を除いた、頂壁貫通孔５９、底壁貫通孔５１及び電極群貫通孔９の内径寸法については、特には限定されない。本実施形態においては、電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ）、頂壁貫通孔５９の内径寸法（ＤＴ）及び底壁貫通孔５１の内径寸法（ＤＢ）は、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）よりも大きい値に設定した。
ここで、得られた電池１０３が、過充電等されてしまった場合、外部短絡されてしまった場合、誤って火中に投下されてしまった場合などには、電池１０３内にガスが異常発生するとともに電池１０３が高温になってしまう。すると、電極群１０４に含まれる樹脂成分が溶融して樹脂成分の溶融物が生じることがある。この溶融物は、主に電極群１０４の電極群貫通孔９内で生じる。また、このような状況の電池においては、安全弁の作動にともない排気孔１９が開きかけることにより、高圧状態の電池の内部から、電池の内部よりも低圧である電池の外部へのガスの流れが生じる。溶融物の破片は、そのガスの流れに乗り、電極群貫通孔９内を移動し、電極群貫通孔９から飛び出して、蓋板１６の排気孔１９に向かう。そうすると、溶融物の破片は、排気孔１９の部分に付着し、排気孔１９を塞いでしまい、安全弁が作動しなくなるおそれがある。しかし、上記のような第３の実施形態に係る電池１０３は、内部収容部品の一部を構成する正極集電体１２８における特定貫通孔としての集電体中央貫通孔２９の内径が排気孔１９の内径以下の大きさであるので、集電体中央貫通孔２９を通過する溶融物の破片は、集電体中央貫通孔２９の内径よりも広い範囲に広がることは抑制される。このため、溶融物の破片が排気孔１９の全体を覆うことは抑制される。つまり、溶融物の破片で排気孔１９が塞がれることは防止される。その結果、安全弁が作動しなくなることは避けられ、電池１０３の安全性の向上を図ることができる。
以上のように、本発明の第３の実施形態の電池は、従来よりも安全性が高い二次電池であるといえる。
本発明の第３の実施形態においては、内部収容部品に含まれる構成部品の貫通孔のうち少なくとも一つが特定貫通孔に設定される。そして、当該特定貫通孔の内径を排気孔１９の内径以下の大きさに設定する。電池内に樹脂成分の溶融物が生じ、その破片が特定貫通孔から飛び出して排気孔１９に向かったとしても、特定貫通孔の内径以上の範囲には広がらないので、当該破片が排気孔１９に到達しても、排気孔１９の全体を覆うまでには至らない。このため、安全弁の作動が阻害されることは防止され、電池が破裂することは抑制される。
好ましい態様としては、排気孔１９の内径寸法をＤＬ、頂壁貫通孔５９の内径寸法をＤＴ、底壁貫通孔５１の内径寸法をＤＢ、集電体中央貫通孔２９の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＴ≧ＤＢ≧ＤＣの関係を満たすようにする。
なお、第３の実施形態に係る電池１０３においては、電極群１０４の電極群貫通孔９を特定貫通孔としても構わない。この場合、排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）と、頂壁貫通孔５９の内径寸法（ＤＴ）と、底壁貫通孔５１の内径寸法（ＤＢ）と、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）と、電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ）との関係は、ＤＬ≧ＤＴ≧ＤＢ≧ＤＣ≧ＤＧとすることが好ましい。
ここで、近年、各種機器の小型化が進んでおり、小型の機器についても高率での充放電が要求されている。このような状況にともない、小型の機器に使用される、ＦＡ形、ＡＡ形やＡＡＡ形といった小型の電池についてもより高率での充放電が要求されている。
これら小型の電池においては、Ｄ形やＣ形といった、外径が１９ｍｍ以上の大型の電池の場合に比べ、構成部品をより小型化しなければならない。構成部品の小型化にともない、溶融物によって排気孔がより閉塞され易くなっている。排気孔が閉塞されると、安全弁が正常に作動しなくなるので、電池の破裂がより発生し易くなっている。
このような状況に対し、本発明は、溶融物が生じ、当該溶融物が排気孔に到達したとしても、完全に排気孔を覆うことを抑制し、それにより安全弁が作動しなくなることを防止することができるので、特に、高率での充放電特性に優れる小型の電池、具体的には、直径１９ｍｍ未満の電池の破裂を抑えることに有効である。
［実施例］
１．正極集電体に集電タブを接続したタイプの電池の製造
（１）製造手順
実施例１
（i）正極集電体の製造
まず、いわゆるＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）に相当する鋼の薄板に厚さが２μｍのＮｉめっきが施されたＮｉめっき鋼板を準備した。このＮｉめっき鋼板の厚さは０．４０ｍｍである。そして、このＮｉめっき鋼板に打ち抜き加工及びパンチプレス加工を施すことにより、図３に示すような、全体として十角形状をなしており、中央に設けられた集電体中央貫通孔２９と、集電体中央貫通孔２９を囲むように放射状に延びる６個のスリット３０とを含んでいるＦＡサイズ用の正極集電体２８を製造した。ここで、正極集電体２８の外接円の直径は１５．０ｍｍであり、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）は３．０ｍｍである。
（ii）電極群の製造
次に、一般的なニッケル水素二次電池に用いられる正極１０６、負極１０８及びセパレータ１０を準備した。これら正極１０６、負極１０８及びセパレータ１０はそれぞれ帯状をなしている。準備した正極１０６及び負極１０８の間にセパレータ１０を介在させた状態で、巻芯に巻き付けて渦巻き状に巻回し、ＦＡサイズ用の電極群１０４を形成した。巻回の際、正極１０６及び負極１０８を、互いに、電極群４の軸線方向に沿う方向に僅かにずれた状態となるように配置するとともに、これら正極１０６及び負極１０８の間の所定位置にセパレータ１０を配置し、この状態で巻回作業を行い、円柱形状の電極群１０４を得た。得られた電極群１０４は、電極群１０４の一端側において正極１０６の正極接続端縁部３２が、セパレータ１０を介して隣り合っている負極１０８よりも突出した状態となっており、電極群１０４の他端側において負極１０８の負極接続端縁部が、セパレータ１０を介して隣り合っている正極１０６よりも突出した状態となっている。また、電極群１０４の中心には、巻芯を抜き取ったことにより生じた電極群貫通孔９が形成されている。
ここで、得られた電極群４は、全体として、外径が１７．０ｍｍ、高さが６１．５ｍｍ、電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ）が３．４ｍｍである。
（iii）電池の組立
次に、直径１６．０ｍｍの円板形状をなし、厚さが０．４ｍｍのＮｉめっき鋼の薄板で形成されたＦＡサイズ用の負極集電体を準備した。この負極集電体は、電極群１０４の負極接続端縁部に溶接した。
次に、負極集電体が溶接された電極群１０４を有底円筒形状の外装缶２の中に収容した。そして、外装缶２の底壁の内面と負極集電体とを溶接した。
次に、電極群１０４の上端部に正極集電体２８を載置し、電極群１０４における正極接続端縁部３２と正極集電体２８とを抵抗溶接した。
更に、正極集電体２８の電極群１０４とは反対側の表面の所定位置に、金属製の帯状体により形成された集電タブ３５の他端を抵抗溶接した。
次に、外装缶２内にＫＯＨを溶質として含むアルカリ電解液を所定量注入した。
その後、封口体１４の蓋板１６の内面１６ｂの所定位置に集電タブ３５の一端を抵抗溶接した。ここで、封口体１４に含まれる蓋板１６の排気孔１９は円形状をなし、その内径寸法（ＤＬ）は３．０ｍｍとした。
次いで、蓋板１６の外周縁には、絶縁ガスケット１８を配設した状態の封口体１４を外装缶２の上端開口部に配設した。そして、外装缶２の開口縁１７をかしめ加工することにより、外装缶２の開口３を封止した。このようにして、図２に示すようなＦＡサイズの電池１０２を組み立てた。ここで、電池１０２の公称容量は３７５０ｍＡｈであり、電池１０２のサイズは、全高が６６．５ｍｍ、外径が１７．６ｍｍである。
以上のような手順を繰り返すことにより、電池１０２を５個製造した。
ここで、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）に対する排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）の比率を求めた。その結果を貫通孔内径比率として表１に示した。なお、この貫通孔内径比率の値が１００％の場合、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）と排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）とは同じであり、１００％未満の場合、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）の方が排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）よりも大きく、１００％を超えている場合、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）の方が排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）よりも小さいことを表している。
（iv）初期活性化処理
得られた電池１０２に対し、温度２５℃の環境下にて、０．１Ｉｔの充電電流で１６時間の充電を行った後、０．２Ｉｔの放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで放電させる充放電作業を１サイクルとする充放電サイクルを３回繰り返した。このようにして初期活性化処理を行い、電池１０２を使用可能状態とした。
実施例２〜９、比較例１〜４
排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）を表１に示すように設定したことを除き、実施例１と同様にして電池を５個ずつ製造し、当該電池を使用可能状態とした。なお、実施例９については、封口体を形成することができず、電池を製造することができなかった。
（２）電池の評価
（i）バーナー燃焼試験
初期活性化処理済みの実施例１〜８、比較例１〜４の各条件の電池に対し、充電操作を行い、満充電状態とした。
満充電状態の実施例１〜８、比較例１〜４の各電池をそれぞれ５個準備し、これら電池に対し、外装缶の周壁面にガスバーナーの炎を当て、６０秒間保持して加熱することにより燃焼試験を行った。その後、各電池を室温（２５℃）まで自然冷却した。
自然冷却後の各電池につき、破裂しているか否かの確認を行った。破裂が発生した電池の個数を数え、各条件の電池５個中の破裂発生電池の個数を表１に示した。
Figure 2019215965
 （ii）考察
比較例１〜４の電池においては、破裂が発生している。これは、ガスバーナーの炎の熱で電池内の樹脂成分が溶融されて発生した溶融物の破片が排気孔の全体を覆ってしまったために安全弁が正常に作動せず、それにより破裂が生じたものと考えられる。詳しくは、ガスバーナーの炎の熱は、電池内のガス圧の上昇も引き起こし、それにともない安全弁が開きかけたところにガスの流れが生じる。このガスの流れに乗って溶融物の破片が電極群１０４の電極群貫通孔から飛び出し、正極集電体の集電体中央貫通孔を通って排気孔に向かう。比較例１〜４の電池では、正極集電体の集電体中央貫通孔の内径寸法は、排気孔の内径寸法よりも大きいので、集電体中央貫通孔から飛び出した溶融物の破片は、排気孔よりも広い範囲に広がる。このため、排気孔の全体が溶融物の破片で覆われる。その結果、安全弁は作動せず、電池の破裂に至ったものと考えられる。
これに対し、実施例１〜８の電池においては、破裂は発生していない。溶融物の破片は、比較例１〜４と同様に排気孔に向かうと考えられる。しかし、実施例１〜８の電池では、正極集電体の集電体中央貫通孔の内径寸法は、排気孔の内径寸法以下であるので、集電体中央貫通孔から飛び出した溶融物の破片は、排気孔よりも狭い範囲にしか広がらない。このため、排気孔の全体が溶融物の破片で覆われることは抑制される。その結果、安全弁が正常に作動し電池の破裂は防止されたものと考えられる。
以上より、正極集電体の集電体中央貫通孔の内径寸法を電池の蓋板の排気孔の内径寸法以下とすることは、二次電池の安全性の向上に貢献するといえる。
ここで、実施例９については、封口体の排気孔の内径寸法を５．４ｍｍとしたが、封口体を作製することができなかった。このことから、排気孔の内径寸法は５．４ｍｍ未満とすることが好ましいといえる。
２．正極集電体に集電リードを接続したタイプの電池の製造
（１）製造手順
実施例１０
（i）正極集電体の製造
まず、いわゆるＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）に相当する鋼の薄板に厚さが２μｍのＮｉめっきが施されたＮｉめっき鋼板を準備した。このＮｉめっき鋼板の厚さは０．４０ｍｍである。そして、このＮｉめっき鋼板に打ち抜き加工及びパンチプレス加工を施すことにより、図５に示すような、全体として十角形状をなしており、中央に設けられた集電体中央貫通孔２９と、集電体中央貫通孔２９を囲むように放射状に延びる６個のスリット３０と、４個の集電体突起部３１とを含んでいるＦＡサイズ用の正極集電体１２８を製造した。ここで、正極集電体１２８の外接円の直径は１５．０ｍｍであり、集電体中央貫通孔２９の内径寸法（ＤＣ）は３．０ｍｍである。
（ii）集電リードの製造
次に、いわゆるＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）に相当する鋼の薄板に厚さが２μｍのＮｉめっきが施されたＮｉめっき鋼板を準備した。このＮｉめっき鋼板の厚さは０．３０ｍｍである。そして、このＮｉめっき鋼板に打ち抜き加工及びパンチプレス加工を施すことにより、図８に示すような、ほぼＨ形の集電リードの中間製品６２を製造した。この中間製品６２においては、その中央に円形の底壁貫通孔５１が設けられており、両側の第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２の所定位置に第１半円切欠５５及び第２半円切欠５７が設けられている。また、第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２の所定位置には、リード突起部５８が形成されている。
ここで、図８を参照し、中間製品６２の各部の寸法を以下に記載する。
側壁最大幅Ｗ１は８．０ｍｍであり、側壁長さＬ１は３．５ｍｍであり、底壁貫通孔５１の内径寸法ＤＢは３．０ｍｍである。そして、底壁予定領域７８の矢印Ｘで示す方向の長さＬ３が６．５ｍｍであり、第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２における矢印Ｘで示す方向の長さＬ４が３．２５ｍｍであり、底壁予定領域７８の矢印Ｙで示す方向の長さＷ２が７．５ｍｍであり、第１半体部予定領域７０及び第２半体部予定領域７２における矢印Ｙで示す方向の長さＷ３が１２．５ｍｍである。第１半円切欠５５及び第２半円切欠５７の半径は１．５ｍｍである。つまり、頂壁貫通孔５９の内径寸法ＤＴは３．０ｍｍとなる。
次に、中間製品６２について、折曲げ仮想線８０、８２、８４、８６の部分を折り曲げることにより、図６、７に示すような集電リード３４を形成した。
（iii）電極群の製造
次に、一般的なニッケル水素二次電池に用いられる正極１０６、負極１０８及びセパレータ１０を準備した。これら正極１０６、負極１０８及びセパレータ１０はそれぞれ帯状をなしている。準備した正極１０６及び負極１０８の間にセパレータ１０を介在させた状態で、巻芯に巻き付けて渦巻き状に巻回し、ＦＡサイズ用の電極群１０４を形成した。巻回の際、正極１０６及び負極１０８を、互いに、電極群１０４の軸線方向に沿う方向に僅かにずれた状態となるように配置するとともに、これら正極１０６及び負極１０８の間の所定位置にセパレータ１０を配置し、この状態で巻回作業を行い、円柱形状の電極群１０４を得た。得られた電極群１０４は、電極群１０４の一端側において正極１０６の正極接続端縁部３２が、セパレータ１０を介して隣り合っている負極１０８よりも突出した状態となっており、電極群１０４の他端側において負極１０８の負極接続端縁部が、セパレータ１０を介して隣り合っている正極１０６よりも突出した状態となっている。また、電極群１０４の中心には、巻芯を抜き取ったことにより生じた電極群貫通孔９が形成されている。
ここで、得られた電極群１０４は、全体として、外径が１７．０ｍｍ、高さが６１．５ｍｍ、電極群貫通孔９の内径寸法（ＤＧ）が３．４ｍｍである。
（iv）電池の組立
次に、直径１６．０ｍｍの円板形状をなし、厚さが０．４ｍｍのＮｉめっき鋼の薄板で形成されたＦＡサイズ用の負極集電体を準備した。この負極集電体は、電極群４の負極接続端縁部に溶接した。
次に、負極集電体が溶接された電極群４を有底円筒形状の外装缶２の中に収容した。そして、外装缶２の底壁の内面と負極集電体とを溶接した。
次に、電極群１０４の上端部に正極集電体１２８を載置し、電極群１０４における正極接続端縁部３２と正極集電体１２８とを抵抗溶接した。
次に、外装缶２内にＫＯＨを溶質として含むアルカリ電解液を所定量注入した。
次に、上記のようにして製造した集電リード３４を封口体１４に抵抗溶接し、封口体１４と集電リード３４との複合体を形成した。詳しくは、集電リード３４の頂壁５０としての第１半体部５２及び第２半体部５４におけるリード突起部５８と封口体１４の蓋板１６の内面１６ｂとが接触する部分に電流が集中して溶接部が形成され、これにより封口体１４と集電リード３４とが溶接された複合体を得た。ここで、封口体１４に含まれる蓋板１６の排気孔１９は円形状をなし、その内径寸法（ＤＬ）は３．０ｍｍとした。
得られた複合体を正極集電体１２８の上部へ載置した。このとき、集電リード３４の底壁３６における底壁溶接予定部５６と、正極集電体１２８の集電体突起部３１とが接触するように、正極集電体１２８のスリット３０を基準にして複合体を位置合わせした。また、封口体１４の蓋板１６の外周縁には、絶縁ガスケット１８を配設した。これにより、蓋板１６は、この絶縁ガスケット１８を介して、外装缶２の上端開口部に位置付けられた状態となる。
その後、封口体１４の正極端子２２と負極端子との間に加圧しながら電流を流し、抵抗溶接（プロジェクション溶接）を行った。このとき、正極集電体１２８の集電体突起部３１と集電リード３４の底壁３６における底壁溶接予定部５６とが接触する部分に電流が集中して溶接部が形成され、正極集電体１２８と集電リード３４の底壁３６とが溶接された。
上記のような溶接が完了した後、外装缶２の開口縁１７をかしめ加工することにより、外装缶２の開口３を封止した。このようにして、公称容量が３７５０ｍＡｈのＦＡサイズの電池１０３を組み立てた。
以上のような手順を繰り返すことにより、電池１０３を５個製造した。
（v）初期活性化処理
得られた電池１０３に対し、温度２５℃の環境下にて、０．１Ｉｔの充電電流で１６時間の充電を行った後、０．２Ｉｔの放電電流で電池電圧が１．０Ｖになるまで放電させる充放電作業を１サイクルとする充放電サイクルを３回繰り返した。このようにして初期活性化処理を行い、電池１０３を使用可能状態とした。
実施例１１〜２０、比較例５
排気孔１９の内径寸法（ＤＬ）、頂壁貫通孔の内径寸法（ＤＴ）、底壁貫通孔の内径寸法（ＤＢ）、集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）を表２に示すように設定したことを除き、実施例１０と同様にして電池を５個ずつ製造し、当該電池を使用可能状態とした。なお、実施例１８については、封口体を形成することができず、電池を製造することができなかった。
（２）電池の評価
（i）バーナー燃焼試験
初期活性化処理済みの実施例１０〜１７、１９、２０、比較例５の電池に対し、充電操作を行い、満充電状態とした。
満充電状態の実施例１０〜１７、１９、２０、比較例５の各電池をそれぞれ５個準備し、これら電池に対し、外装缶の周壁面にガスバーナーの炎を当て、６０秒間保持して加熱することにより燃焼試験を行った。その後、各電池を室温（２５℃）まで自然冷却した。
自然冷却後の各電池につき、破裂しているか否か、及び変形しているか否かの確認を行った。破裂が発生した電池の個数を数え、各条件の電池５個中の破裂発生電池の個数を表２に示した。また、変形が発生した電池の個数を数え、各条件の電池５個中の変形発生電池の個数を表２に示した。
Figure 2019215965
 （ii）考察
比較例５の電池は、破裂及び変形が発生している。これは、ガスバーナーの炎の熱で電池内の樹脂成分が溶融されて発生した溶融物の破片が排気孔の全体を覆ってしまったために安全弁が正常に作動せず、それにより電池の破裂及び変形が生じたものと考えられる。この比較例５の電池は、排気孔の内径寸法（ＤＬ）が、集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）よりも小さくなっている。このことから、排気孔の内径寸法（ＤＬ）が集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）よりも小さいと、樹脂成分の溶融物の破片が排気孔の全体を覆ってしまい安全弁の動作を阻害するといえる。
一方、排気孔の内径寸法（ＤＬ）が、集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）以上である実施例１０〜１７、１９、２０の電池は、破裂が発生していない。
以上より、まずもって、排気孔の内径寸法（ＤＬ）は、集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）以上とすることが、電池の破裂の抑制には有効であるといえる。
次に、実施例１０〜１６の電池についてより詳しく見ると、これらの電池は、破裂は起こしていないが、変形はしている。これら実施例１０〜１６の電池は、集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）と排気孔の内径寸法（ＤＬ）とが同じである。しかも集電リードの頂壁貫通孔の内径寸法（ＤＴ）及び底壁貫通孔の内径寸法（ＤＢ）も集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）と同じである。つまり、ＤＬ＝ＤＴ＝ＤＢ＝ＤＣの関係にある。
一方、実施例１９及び実施例２０の電池は、破裂が発生していないとともに変形も発生していない。これら実施例１９及び実施例２０の電池は、集電体中央貫通孔の内径寸法（ＤＣ）よりも底壁貫通孔の内径寸法（ＤＢ）が大きく、底壁貫通孔の内径寸法（ＤＢ）よりも頂壁貫通孔の内径寸法（ＤＴ）が大きく、頂壁貫通孔の内径寸法（ＤＴ）よりも排気孔の内径寸法（ＤＬ）が大きい。つまりＤＬ＞ＤＴ＞ＤＢ＞ＤＣの関係にある。
以上より、集電体中央貫通孔、集電リードの底壁貫通孔、集電リードの頂壁貫通孔及び封口体の排気孔について、溶融物の破片が排気孔へ向かう経路に沿って徐々に大きくなる態様とすると電池の破裂だけでなく変形も抑制でき、電池の安全性の向上により有効であり、好ましいといえる。
また、実施例１８については、封口体の排気孔の内径寸法を５．４ｍｍとしたが、封口体を作製することができなかった。このことから、排気孔の内径寸法、ひいては集電体中央貫通孔の内径寸法は５．４ｍｍ未満とすることが好ましいといえる。
なお、本発明は上記した実施形態及び実施例に限定されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、電池の種類は、ニッケル水素二次電池に限定されず、ニッケル−カドミウム二次電池、リチウムイオン二次電池等であってもよい。
＜本発明の態様＞
本発明の第１の態様は、一方極の端子を兼ねており、開口を有している外装缶と、前記外装缶の開口を密閉している封口体と、前記外装缶の内部に電解液とともに収容されている内部収容部品と、を備えている二次電池において、前記封口体は、前記開口に嵌め合わされている蓋板であって、中央に排気孔を有する蓋板と、前記蓋板の外側から前記排気孔を塞ぐ位置に配設された弁体と、他方極の端子を兼ねており前記蓋板に電気的に接続されているキャップ部材であって、前記弁体を前記蓋板へ向かって押圧した状態で内部に収容しているキャップ部材とを含み、前記内部収容部品は、前記排気孔と向かい合わせになる位置に前記排気孔の内径寸法以下の内径寸法を有する特定貫通孔を含んでいる、二次電池である。
本発明の第２の態様は、上記した本発明の第１の態様において、前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群を含み、前記特定貫通孔は、前記電極群貫通孔である、二次電池である。
本発明の第３の態様は、上記した本発明の第１の態様において、前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群と、前記電極群と前記封口体との間に配設された集電体であって、前記電極群の前記電極群貫通孔と対応する位置に設けられた集電体中央貫通孔を有している集電体と、を含み、前記特定貫通孔は、少なくとも、前記電極群貫通孔及び前記集電体中央貫通孔の何れかである、二次電池である。
本発明の第４の態様は、上記した本発明の第１の態様において、前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群と、前記電極群の上部に配設された集電体であって、前記電極群の前記電極群貫通孔と向かい合わせとなる位置に設けられた集電体中央貫通孔を有している集電体と、前記集電体と前記封口体との間に配設された集電リードとを含み、前記集電リードは、前記封口体の側に位置する頂壁と、前記頂壁に対向し、前記集電体の側に位置する底壁と、前記頂壁の側縁と前記底壁の側縁との間に延びており、互いに対向している一対の側壁とを有しており、前記頂壁は、前記排気孔と向かい合わせとなる位置に設けられた頂壁貫通孔を含み、前記底壁は、前記集電体中央貫通孔と向かい合わせとなる位置に設けられた底壁貫通孔を含み、前記特定貫通孔は、少なくとも、前記電極群貫通孔、前記集電体中央貫通孔、前記頂壁貫通孔及び前記底壁貫通孔の何れかである、二次電池である。
本発明の第５の態様は、上記した本発明の第３の態様において、前記特定貫通孔を前記集電体中央貫通孔とし、前記排気孔の内径寸法をＤＬとし、前記集電体中央貫通孔の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＣの関係を満たしている、二次電池である。
本発明の第６の態様は、上記した本発明の第４の態様において、前記特定貫通孔を前記集電体中央貫通孔とし、前記排気孔の内径寸法をＤＬとし、前記頂壁貫通孔の内径寸法をＤＴとし、前記底壁貫通孔の内径寸法をＤＢとし、前記集電体中央貫通孔の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＴ≧ＤＢ≧ＤＣの関係を満たしている、二次電池である。
２ 外装缶
４ 電極群
６ 正極
８ 負極
１０ セパレータ
１４ 封口体
１８ 絶縁ガスケット
２２ 正極端子
２８ 正極集電体
３２ 正極接続端縁部
３４ 集電リード
３６ 底壁
５０ 頂壁
５１ 底壁貫通孔
５９ 頂壁貫通孔
１０１ ニッケル水素二次電池（電池）
１０２ ニッケル水素二次電池（電池）
１０３ ニッケル水素二次電池（電池）
１０４ 電極群
１２８ 正極集電体

Claims (6)

  1. 一方極の端子を兼ねており、開口を有している外装缶と、
    前記外装缶の開口を密閉している封口体と、
    前記外装缶の内部に電解液とともに収容されている内部収容部品と、を備えている二次電池において、
    前記封口体は、前記開口に嵌め合わされている蓋板であって、中央に排気孔を有する蓋板と、前記蓋板の外側から前記排気孔を塞ぐ位置に配設された弁体と、他方極の端子を兼ねており前記蓋板に電気的に接続されているキャップ部材であって、前記弁体を前記蓋板へ向かって押圧した状態で内部に収容しているキャップ部材とを含み、
    前記内部収容部品は、前記排気孔と向かい合わせになる位置に前記排気孔の内径寸法以下の内径寸法を有する特定貫通孔を含んでいる、二次電池。
  2. 前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群を含み、
    前記特定貫通孔は、前記電極群貫通孔である、請求項１に記載の二次電池。
  3. 前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群と、前記電極群と前記封口体との間に配設された集電体であって、前記電極群の前記電極群貫通孔と対応する位置に設けられた集電体中央貫通孔を有している集電体と、を含み、
    前記特定貫通孔は、少なくとも、前記電極群貫通孔及び前記集電体中央貫通孔の何れかである、請求項１に記載の二次電池。
  4. 前記内部収容部品は、前記一方極及び前記他方極がセパレータを介して重ね合わされて渦巻き状に巻回され、当該渦巻き状の巻回中心部を貫く電極群貫通孔を含んでいる全体として円柱形状をしている電極群と、前記電極群の上部に配設された集電体であって、前記電極群の前記電極群貫通孔と向かい合わせとなる位置に設けられた集電体中央貫通孔を有している集電体と、前記集電体と前記封口体との間に配設された集電リードとを含み、
    前記集電リードは、前記封口体の側に位置する頂壁と、前記頂壁に対向し、前記集電体の側に位置する底壁と、前記頂壁の側縁と前記底壁の側縁との間に延びており、互いに対向している一対の側壁とを有しており、
    前記頂壁は、前記排気孔と向かい合わせとなる位置に設けられた頂壁貫通孔を含み、
    前記底壁は、前記集電体中央貫通孔と向かい合わせとなる位置に設けられた底壁貫通孔を含み、
    前記特定貫通孔は、少なくとも、前記電極群貫通孔、前記集電体中央貫通孔、前記頂壁貫通孔及び前記底壁貫通孔の何れかである、請求項１に記載の二次電池。
  5. 前記特定貫通孔を前記集電体中央貫通孔とし、前記排気孔の内径寸法をＤＬとし、前記集電体中央貫通孔の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＣの関係を満たしている、請求項３に記載の二次電池。
  6. 前記特定貫通孔を前記集電体中央貫通孔とし、前記排気孔の内径寸法をＤＬとし、前記頂壁貫通孔の内径寸法をＤＴとし、前記底壁貫通孔の内径寸法をＤＢとし、前記集電体中央貫通孔の内径寸法をＤＣとした場合に、ＤＬ≧ＤＴ≧ＤＢ≧ＤＣの関係を満たしている、請求項４に記載の二次電池。
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