JP2021064519A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、注液栓を注液口に圧入することができ、注液栓を注液口に密着させ、密閉性を確保する二次電池を提供する。【解決手段】本発明の二次電池は、捲回電極群と電解液とが収納される電池缶と、電池缶に設置され、電解液が注入される注液口が形成される電池蓋と、を有し、注液口には、注液口を封止する注液栓が設置され、注液栓は、底面部、側壁部、及び、底面部と側壁部とを接続する曲がり部と、を有し、曲がり部の厚さは、底面部の厚さ及び側壁部の厚さよりも薄いことを特徴とする。【選択図】 図６

Description

本発明は、二次電池に関する。

二次電池には、電解液を注入する注液口が形成され、注液口は注液栓により封止される。

こうした本技術分野の背景技術として、特開２０１４−０４９２５３号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には、注液口は、注液用貫通孔と、注液用貫通孔の外周に形成される縁取り部と、を有し、そして、封止栓（注液栓）は、注液用貫通孔の直径よりも外径が小さい嵌入部と、嵌入部の外周に形成され、ハット型形状を有する鍔状部と、を有することが記載され、鍔状部が縁取り部に当接し、鍔状部の外周が、縁取り部の外周にレーザ溶接されることが、記載される。

また、こうした本技術分野の背景技術として、特開２００９−０９９２８１号公報（特許文献２）がある。この特許文献２には、操作穴に操作ピンを押し込み、封止栓（注液栓）の軸部を拡開変形させることにより、封止栓の軸部の外周面を注入孔（注液口）の内周面に押圧させる。これにより、注入孔の内周面と封止栓の軸部の外周面との間の密着性を高めることができ、封止栓の軸部と注入孔とのシール性の向上させることが、記載される。

また、こうした本技術分野の背景技術として、特開２０１５−１７６６３７号公報（特許文献３）がある。この特許文献３には、電解液を注入する注液口を有する注液部と、注液口を塞ぐように設置される注液栓と、注液部と注液栓との間に設置され、電解液を吸収可能な吸収材とを有する蓄電素子（二次電池）が、記載される。

特開２０１４−０４９２５３号公報 特開２００９−０９９２８１号公報 特開２０１５−１７６６３７号公報

特許文献１、特許文献２、特許文献３には、電解液を注入する注液口が、注液栓により、封止される二次電池が記載される。

しかし、いずれの特許文献にも、他の部材（例えば、操作ピンなど）を使用せずに、注液口と注液栓との間の密閉性を確保することについては、記載されていない。

注液口と注液栓とのように、それぞれ円筒形状を有する部材を密着させる場合、軸ズレなど寸法ばらつき（寸法公差）が存在すると、注液口と注液栓との間に隙間が形成され、寸法公差に起因する篏合状態が悪化し、密閉性を確保することができない場合がある。また、他の部材を使用せずに、密閉性を確保することが理想である。

そこで、本発明は、注液栓を注液口に圧入することができ、注液栓を注液口に密着させ、密閉性を確保する二次電池を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の二次電池は、捲回電極群と電解液とが収納される電池缶と、電池缶に設置され、電解液が注入される注液口が形成される電池蓋と、を有し、注液口には、注液口を封止する注液栓が設置され、注液栓は、底面部、側壁部、及び、底面部と側壁部とを接続する曲がり部と、を有し、曲がり部の厚さは、底面部の厚さ及び側壁部の厚さよりも薄いことを特徴とする。

本発明によれば、注液栓を注液口に圧入することができ、注液栓を注液口に密着させ、密閉性を確保する二次電池を提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により明らかにされる。

実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の外観を説明する斜視図である。 実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の分解状態を説明する斜視図である。 実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の捲回電極群３の分解状態を説明する斜視図である。 実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１を説明する斜視図である。 実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１を説明する断面図である。 実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図である。 実施例２に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図である。 実施例３に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図である。 実施例４に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図である。 実施例５に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図である。 実施例６に記載する扁平捲回形二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図である。

以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する、なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

まず、実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の外観を説明する。なお、実施例１では、説明の都合上、扁平捲回形二次電池１００を使用して、実施例を説明するが、これに限定されるものではない。

図１は、実施例１に記載する扁平捲回形二次電池１００の外観を説明する斜視図である。

実施例１に記載する扁平捲回形二次電池（以下、二次電池）１００は、角形二次電池であり、非水電解質二次電池である。

二次電池１００は、電池缶（電池容器）１及び電池蓋６を有する。

電池缶１は、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面１ｂと相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面１ｃとにより、側面が形成され、側面の底部には、底面１ｄが形成され、側面の上部には、開口部１ａが形成される。なお、電池缶１には、例えば、アルミニウム合金が使用される。

電池缶１には、捲回電極群（発電要素）３と電解液とが収納され、開口部１ａが、電池蓋６により、封止される。電池蓋６は、略矩形形状を有し、開口部１ａを塞ぐように、電池缶１に固定（溶接）される。なお、電池蓋６には、例えば、アルミニウム合金が使用される。

電池蓋６には、正極外部端子１４と負極外部端子１２とが設置される。正極外部端子１４及び負極外部端子１２を介して、捲回電極群３に電力が充電され、また、捲回電極群３から電力が放電される。

電池蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設置される。ガス排出弁１０は、電池缶１の内部の圧力が上昇する場合に、開放し、電池缶１の内部からガスを排出し、電池缶１の内部の圧力を低減する。これにより、二次電池１００の安全性が確保される。

また、電池蓋６には、電池缶１の内部に電解液を注入する注液口９が形成され、注液口９は、電池缶１の内部に電解液を注入した後に、注液栓１１により、封止される。
注液栓１１は、円形形状を有し、注液口９を塞ぐように、電池蓋６に固定（溶接）される。

次に、実施例１に記載する二次電池１００の分解状態を説明する。

図２は、実施例１に記載する二次電池１００の分解状態を説明する斜視図である。

電池缶１は、略矩形形状の底面１ｄと、底面１ｄから立ち上がる幅広側面１ｂ及び幅狭側面１ｃ（幅広側面１ｂ及び幅狭側面１ｃにより角筒形状を形成）と、幅広側面１ｂ及び幅狭側面１ｃの上端で、上方に向かって開放する開口部１ａと、を有する。

電池缶１の内部には、絶縁保護フィルム２を介して、捲回電極群３が収納される。捲回電極群３は、絶縁保護フィルム２の内側に、電池缶１と接触しないように、収納される。

捲回電極群３は、扁平形状に捲回されるため、断面が半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部と、を有する。捲回電極群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように収納される。つまり、一方の湾曲部が底部１ｄ側になり、他方の湾曲部が開口部１ａ側になるように、電池缶１の内部に収納される。

捲回電極群３には、負極箔露出部３２ｃ及び正極箔露出部３４ｃが設置される。正極箔露出部３４ｃは、正極集電板（集電端子）４４を介して、電池蓋６に設置される正極外部端子１４と電気的に接続される。負極箔露出部３２ｃは、負極集電板（集電端子）２４を介して、電池蓋６に設置される負極外部端子１２と電気的に接続される。

これにより、正極集電板４４及び負極集電板２４を介して、捲回電極群３から外部負荷に電力が放電され、正極集電板４４及び負極集電板２４を介して、捲回電極群３に外部発電の電力が充電される。

正極集電板４４を電池蓋６から電気的に絶縁するため、また、負極集電板２４を電池蓋６から電気的に絶縁するため、電池蓋６に絶縁板７が設置され、正極外部端子１４を電池蓋６から電気的に絶縁するため、また、負極外部端子１２を電池蓋６から電気的に絶縁するため、電池蓋６にガスケット５が設置される。

また、電池蓋６に形成される注液口９から電池缶１の内部に電解液を注入した後、電池蓋６に注液栓１１を、レーザ溶接により接合し、注液口９を封止する。

なお、正極外部端子１４及び正極集電板４４には、例えば、アルミニウム合金が使用され、負極外部端子１２及び負極集電板２４には、例えば、銅合金が使用される。また、絶縁板７及びガスケット５には、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂などの絶縁性を有する樹脂材料が使用される。

また、電解液には、例えば、エチレンカーボネートなどの炭酸エステル系の有機溶媒に、６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）などのリチウム塩が溶解された非水電解液が使用される。

正極外部端子１４及び負極外部端子１２は、それぞれが、バスバーなどに溶接される溶接接合部を有する。溶接接合部は、電池蓋６から上方に突出する直方体のブロック形状を有し、下面が電池蓋６の表面に対向し、上面が所定高さ位置で電池蓋６と平行になるように、設置される。

正極外部端子１４に形成される正極接続部１４ａは、正極外部端子１４の下面から突出し、先端が電池蓋６の正極側貫通孔４６に挿入可能な円柱形状を有する。負極外部端子１２に形成される負極接続部１２ａは、負極外部端子１２の下面から突出し、先端が電池蓋６の負極側貫通孔２６に挿入可能な円柱形状を有する。

正極接続部１４ａは、電池蓋６を貫通して、正極集電板４４の正極集電板基部４１よりも電池缶１の内部側に突出し、先端がかしめられ、正極外部端子１４と正極集電板４４とを、電池蓋６に一体に固定する。負極接続部１２aは、電池蓋６を貫通して、負極集電板２４の負極集電板基部２１よりも電池缶１の内部側に突出し、先端がかしめられ、負極外部端子１２と負極集電板２４とを、電池蓋６に一体に固定する。

そして、正極外部端子１４と電池蓋６との間には、ガスケット５が介在し、正極集電板４４と電池蓋６との間には、絶縁板７が介在する。負極外部端子１２と電池蓋６との間には、ガスケット５が介在し、負極集電板２４と電池蓋６との間には、絶縁板７が介在する。

正極集電板４４は、電池蓋６の下面に対向して設置される矩形板形状の正極集電板基部４１と、正極集電板基部４１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広面に沿って底面側に向かって伸び、捲回電極群３の正極箔露出部３４ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される正極側接続端部４２と、を有する。負極集電板２４は、電池蓋６の下面に対向して設置される矩形板形状の負極集電板基部２１と、負極集電板基部２１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広面に沿って底面側に向かって伸び、捲回電極群３の負極箔露出部３２ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される負極側接続端部２２と、を有する。

なお、正極集電板基部４１には、正極接続部１４ａが挿通される正極側開口穴４３が形成され、負極集電板基部２１には、負極接続部１２ａが挿通される負極側開口穴２３が形成される。

また、捲回電極群３の周囲には、絶縁保護フィルム２が設置される。絶縁保護フィルム２は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシート部材又は複数枚のシート部材を重ね合わせたフィルム部材からなる。

なお、絶縁保護フィルム２は、捲回電極群３の扁平面に沿う方向で、かつ、捲回電極群３の捲回軸方向に直交する方向を、中心軸方向として、捲回電極群３を覆うように設置される。つまり、絶縁保護フィルム２は、捲回電極群３の扁平面と平行な方向で、かつ、捲回電極群３の捲回軸方向に直交する方向を、巻き付け中心として、捲回電極群３に、巻き付けられる。

次に、実施例１に記載する二次電池１００の捲回電極群３の分解状態を説明する。

図３は、実施例１に記載する二次電池１００の捲回電極群３の分解状態を説明する斜視図である。

捲回電極群３は、負極電極３２と正極電極３４との間に、セパレータ３３を介して、扁平形状に捲回され、形成される。また、捲回電極群３は、最外周の電極が負極電極３２であり、その外側にセパレータ３５が捲回され、形成される。なお、セパレータ３３及びセパレータ３５は、負極電極３２と正極電極３４との間を絶縁する役割を有する。

負極電極３２は、負極合剤層３２ｂが塗布される部分と負極箔露出部３２ｃとを有し、正極電極３４は、正極合剤層３４ｂが塗布される部分と正極箔露出部３４ｃとを有する。

負極電極３２の負極合剤層３２ｂが塗布される部分は、正極電極３４の正極合剤層３４ｂが塗布される部分よりも、幅方向に大きい。これにより、正極合剤層３４ｂが塗布される部分は、負極合剤層３２ｂが塗布される部分に、挟まれるように形成される。

負極箔露出部３２ｃは、平面部分で束ねられ、溶接などにより接続され、正極箔露出部３４ｃは、平面部分で束ねられ、溶接などにより接続される。

なお、セパレータ３３及びセパレータ３５は、負極合剤層３２ｂが塗布される部分や正極合剤層３４ｂが塗布される部分よりも、幅方向に大きいが、負極箔露出部３２ｃや正極箔露出部３４ｃは、その端部の電極箔の金属箔面が、セパレータ３３及びセパレータ３５から露出するように捲回されるため、負極箔露出部３２ｃや正極箔露出部３４ｃを、束ねて溶接することができる。

負極電極３２は、負極集電体である負極箔３２ａの両面に負極活物質合剤を有し、負極箔３２ａの幅方向の一方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極箔露出部３２ｃを有する。正極電極３４は、正極集電体である正極箔３４ａの両面に正極活物質合剤を有し、正極箔３４ａの幅方向の一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極箔露出部３４ｃを有する。

なお、負極箔３２ａの幅方向の一方側の端部（負極箔露出部３２ｃの設置位置）と正極箔３４ａの幅方向の一方側の端部（正極箔露出部３４ｃの設置位置）とは、幅方向において、反対側に設置される。

また、負極箔露出部３２ｃと正極箔露出部３４ｃとは、電極箔の金属箔面が露出した領域であり、捲回軸方向の一方側の位置と捲回軸方向の他方側の位置とに設置されるように、捲回される。

負極電極３２に関しては、負極活物質として、非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦ）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰ）を添加し、混練した負極合剤を作製する。

この負極合剤を、厚さ１０μｍの銅箔（負極箔３２ａ）の両面に、溶接部（負極未塗工部：負極箔露出部３２ｃ）を残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質の塗布部の厚さが７０μｍの負極電極３２を得る。

なお、実施例１では、負極活物質として、非晶質炭素を使用する。しかし、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛、人造黒鉛、コークスなどの炭素質材料、ＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ２など）、又はこれらの複合材料を使用することができる。また、その粒子形状は、鱗片状、球状、繊維状、塊状など、特に、制限されるものではない。

正極電極３４に関しては、正極活物質として、マンガン酸リチウム（化学式：ＬｉＭｎ２Ｏ４）１００重量部に対して、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加し、混練した正極合剤を作製する。

この正極合剤を、厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極箔３４ａ）の両面に、溶接部（正極未塗工部：正極箔露出部３４ｃ）を残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質の塗布部の厚さが９０μｍの正極電極３４を得る。

なお、実施例１では、正極活物質として、マンガン酸リチウムを使用する。しかし、これに限定されるものではなく、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム、一部を金属元素で置換し又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物、層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、又はこれらの一部を金属元素で置換し又はドープしたリチウム−金属複合酸化物を使用することができる。

また、実施例１では、正極電極３４及び負極電極３２における塗工部の結着材として、ＰＶＤＦを使用する。しかし、これに限定されるものではなく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体、又はこれらの混合体などを使用することができる。

また、軸芯としては、例えば、正極箔３４ａ、負極箔３２ａ、セパレータ３３のいずれよりも、曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して形成することができる。

次に、実施例１に記載する二次電池１００の注液栓１１を説明する。

図４は、実施例１に記載する二次電池１００の注液栓１１を説明する斜視図である。

図５は、実施例１に記載する二次電池１００の注液栓１１を説明する断面図である。

注液栓１１は、底面部１１ａと、側壁部１１ｂ、底面部１１ａと側壁部１１ｂとを接続（連結）する傾斜形状を有する（直線状の）曲がり部１１ｃとを有する。このような曲がり部１１ｃを形成することにより、曲がり部１１ｃの厚さを容易に調整することができる。曲がり部１１ｃは、底面部１１ａから斜め方向に立ち上がり、側壁部１１ｂと接続される。

注液栓１１は、電池蓋６とレーザ溶接により接合されるため、成形性と溶接性とを考慮し、電池蓋６と同様の材料、例えば、アルミニウム合金が使用される。注液栓１１は、例えば、板形状のアルミニウム合金をプレスし、形成することができる。なお、これに限定されるものではない。

例えば、板厚が０．５ｍｍ程度の板形状のアルミニウム合金をプレスし、底面部１１ａの厚さ（Ａ）及び側壁部１１ｂの厚さ（Ｂ）が０．５ｍｍ程度、曲がり部１１ｃの厚さ（Ｃ）が０．３ｍｍ程度に、形成する。つまり、底面部１１ａの厚さ（Ａ）と側壁部１１ｂの厚さ（Ｂ）とは、ほぼ同程度の厚さであり、曲がり部１１ｃの厚さ（Ｃ）は、底面部１１ａの厚さ（Ａ）及び側壁部１１ｂの厚さ（Ｂ）よりも、薄い（Ａ＝Ｂ、Ｃ＜Ａ、Ｃ＜Ｂ）ことが好ましい。これにより、注液栓１１を注液口９に圧入することができ、注液栓１１を注液口９に密着させ、密閉性を確保することができる。

注液栓１１を注液口９に圧入する場合、厚さが薄い曲がり部１１ｃが、優先的に変形し、押圧荷重を低減する。そして、曲がり部１１ｃが弾性変形することにより、反発力が作用し、側壁部１１ｂが注液口９に密着する。曲がり部１１ｃはこのような効果（曲がり部１１ｃの効果）を有する。

つまり、曲がり部１１ｃは、弾性変形部であり、側壁部１１ｂが、注液口９の内壁（壁面）からの反力を受け、注液栓１１が注液口９に固定される。

また、側壁部１１ｂの下部の外径（Ｄ１）は、側壁部１１ｂの上部の外径（Ｕ１）よりも、若干小さい（Ｄ１＜Ｕ１）ことが好ましい。これにより、注液栓１１を注液口９に容易に圧入することができ、注液栓１１を注液口９に密着させ、密閉性を確保することができる。なお、側壁部１１ｂの下部の内径（Ｄ２）は、側壁部１１ｂの上部の内径（Ｕ２）よりも、若干小さい（Ｄ２＜Ｕ２）。

また、底面部１１ａの直径（Ｔ）は、側壁部１１ｂの下部の内径（Ｄ２）よりも、小さい（Ｔ＜Ｄ２）ことが好ましい。例えば、注液口９の直径（内径）が４ｍｍ程度であり、側壁部１１ｂの厚さ及び曲がり部１１ｃの形成領域を考慮すると、底面部１１ａの直径は、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度となる。これにより、注液栓１１を注液口９に容易に圧入することができ、注液栓１１を注液口９に確実に密着させ、密閉性を確保することができる。

また、底面部１１ａと曲がり部１１ｃとが接する角（Ｅ）の角度は、０度より大きく、４５度以下、好ましくは３０度以下である。これにより、注液栓１１を注液口９に容易に圧入することができ、注液栓１１を注液口９に確実に密着させ、密閉性を確保することができる。

次に、実施例１に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する。

図６は、実施例１に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図であり、注液栓１１が電池蓋６に形成される注液口９に嵌合された状態を示めす。

実施例１では、注液栓１１の高さ（側壁部１１ｂの上部から底面部１１ａの下面まで）は、電池蓋６の厚さと、ほぼ同程度である。また、注液栓１１の高さは、電池蓋６の厚さより小さい（実施例４参照）。つまり、注液栓１１の高さは、電池蓋６の厚さ以下である。

これにより、曲がり部１１ｃが弾性変形し、反発力が作用し、側壁部１１ｂが注液口９に密着する。なお、曲がり部１１ｃの効果を有する範囲で、側壁部１１ｂの高さを、電池蓋６の厚さと、ほぼ同程度とすることもできる。

また、曲がり部１１ｃの効果を有する範囲で、注液栓１１の高さを、電池蓋６の厚さよりも、小さくすることもできる。

側壁部１１ｂの高さを短くすると、注液栓１１と注液口９との密着性が減少する可能性があり、側壁部１１ｂの高さを長くすると、注液栓１１のプレス成形が困難になると共に、曲がり部１１ｃの効果が低減する。このため、注液栓１１の高さを、電池蓋６の厚さと、ほぼ同程度とすることが好ましい。

また、側壁部１１ｂの上部の外径（Ｕ１）が、注液口９の内径よりも、若干大きいことが好ましい。なお、側壁部１１ｂの下部の外径（Ｄ１）は、注液口９の内径とほぼ同程度である。例えば、注液口９の内径が４ｍｍ程度である場合、側壁部１１ｂの下部の外径（Ｄ１）は４ｍｍ程度であるが、側壁部１１ｂの上部の外径（Ｕ１）は、４ｍｍよりも若干大きいことが好ましい。これにより、注液栓１１を注液口９に圧入することができ、注液栓１１を注液口９に密着させ、密閉性を確保することができる。

注液栓１１が、底面部１１ａから注液口９に圧入されると、側壁部１１ｂが注液口９の内壁９ａに沿って変形し、側壁部１１ｂが注液口９の内壁９ａに密着し、注液口９に注液栓１１が固定される。この際、厚さの薄い曲がり部１１ｃが、優先的に変形し、押圧荷重を低減する。そして、電池蓋６の上面と同じ高さまで、注液栓１１を押し込み、注液栓１１を注液口９に固定する。

なお、曲がり部１１ｃは、弾性変形することにより、反発力が作用し、側壁部１１ｂが、注液口９の内壁９ａを内側から外側に押し、側壁部１１ｂと注液口９の内壁９ａとの密着性が向上する。

その後、側壁部１１ｂの上部の外周部と注液口９の内壁９ａの上部の外周部とを、上面から円周上にレーザ溶接することにより、注液栓１１を電池蓋６に固定し、電池缶１を封止する。

このように、実施例１に記載する二次電池は、捲回電極群３と電解液とが収納される電池缶１と、電池缶１に設置され、電解液が注入される注液口９が形成される電池蓋６と、を有する。

注液口９には、注液口９を封止する注液栓１１が設置され、注液栓１１は、底面部１１ａ、側壁部１１ｂ、及び、底面部１１ａと側壁部１１ｂとを接続する曲がり部１１ｃと、を有する。

そして、底面部１１ａの厚さと側壁部１１ｂの厚さとは、ほぼ同程度の厚さであり、曲がり部１１ｃの厚さは、底面部１１ａの厚さ及び側壁部１１ｂの厚さよりも、薄い。また、注液栓１１の高さは、電池蓋６の厚さと、ほぼ同程度である。

実施例１によれば、注液栓１１を注液口９に容易に圧入することができ、注液栓１１を注液口９に確実に密着させ、溶接品質を安定化し、密閉性を確保することができる。

次に、実施例２に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する。

図７は、実施例２に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図であり、注液栓１１が電池蓋６に形成される注液口９に嵌合された状態を示めす。

実施例２では、実施例１と比較して、電池蓋６に形成される注液口９の上部の外周部が、上面に向かって、凸形状部９ｃに形成される点で、相違する。

そして、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部は、凸形状部９ｃと同じ高さまで、圧入される。

なお、電池蓋６に凸形状部９ｃを形成することにより、注液口９の内壁９ａが、電池蓋６の厚さよりも大きくなる。そこで、注液栓１１の側壁部１１ｂの高さを、凸形状部９ｃの高さ分、長くすることもできる。ただし、凸形状部９ｃの高さまで、注液栓１１を圧入する場合には、注液栓１１の側壁部１１ｂの高さを、曲がり部１１ｃの効果を有する範囲で、長くしなくてもよい。

その後、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部と注液口９の上部の外周部とを、上面から円周上にレーザ溶接することにより、注液栓１１を電池蓋６に固定し、電池缶１を封止する。

レーザ溶接する際、凸形状部９ｃを優先的に溶融させることにより、熱の逃げを低減し、効率よく溶接することができ、溶接品質を安定化させることができる。

次に、実施例３に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する。

図８は、実施例３に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図であり、注液栓１１が電池蓋６に形成される注液口９に嵌合された状態を示めす。

実施例３では、実施例１と比較して、電池蓋６に形成される注液口９の上部の外周部が、下面に向かって、凹形状部９ｄに形成される点で、相違する。

そして、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部は、凹形状部９ｄと同じ高さまで、圧入される。

なお、電池蓋６に凹形状部９ｄを形成することにより、注液口９の内壁９ａが、電池蓋６の厚さよりも小さくなる。そこで、注液栓１１の側壁部１１ｂの高さを、凹形状部９ｄの高さ分、短くすることもできる。ただし、凹形状部９ｄの高さまで、注液栓１１を圧入する場合には、注液栓１１の側壁部１１ｂの高さを、曲がり部１１ｃの効果を有する範囲で、短くしなくてもよい。

その後、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部と注液口９の上部の外周部とを、上面から円周上にレーザ溶接することにより、注液栓１１を電池蓋６に固定し、電池缶１を封止する。

レーザ溶接する際、凹形状部９ｄを優先的に溶融させることにより、熱の逃げを低減し、効率よく溶接することができ、溶接品質を安定化させることができる。

次に、実施例４に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する。

図９は、実施例４に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図であり、注液栓１１が電池蓋６に形成される注液口９に嵌合された状態を示めす。

実施例４では、実施例１と比較して、電池蓋６に形成される注液口９の下部に、段差部９ｂが形成される点で、相違する。

注液栓１１が、注液口９に圧入されると、注液栓１１の側壁部１１ｂが注液口９の内壁９ａに沿って変形し、注液栓１１の側壁部１１ｂが注液口９の内壁９ａに密着する。

実施例４では、注液栓１１が段差部９ｂで止まるため、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部と電池蓋６の上面とを容易に合わせることができる。なお、注液栓１１が段差部９ｂで止まるため、段差部９ｂの内径は、注液栓１１の底面部１１ａの直径よりも、小さくする必要がある。

また、実施例４では、注液栓１１の高さは、注液口９の内壁９ａの高さと、ほぼ同程度である。これは、実施例１と相違し、段差部９ｂにより、注液栓１１の押し込み量が決定されるためである。

なお、電池蓋６の厚さが実施例１と同等の場合、実施例４では、実施例１と比較して、段差部９ｂが形成されることにより、注液口９の内壁９ａの高さが小さくなる。そこで、曲がり部１１ｃの効果を奏するように、注液口９の内壁９ａの高さを大きくする必要がある場合がある。この場合は、段差部９ｂを電池蓋６の下面よりも低い位置に、プレス成形により、形成する。これにより、必要な注液口９の内壁９ａの高さを確保することができる。

実施例４によれば、注液栓１１を注液口９に容易に設置することができ、注液栓１１を注液口９に確実に密着させ、溶接品質を安定化し、密閉性を確保することができる。

また、実施例４によれば、注液栓１１の直径を大きくすることができるため、曲がり部１１ｃの効果を奏するように曲がり部１１ｃを設計することができ、注液栓１１の設計自由度が大きくなる。

次に、実施例５に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する。

図１０は、実施例５に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図であり、注液栓１１が電池蓋６に形成される注液口９に嵌合された状態を示めす。

実施例５では、実施例４と比較して、電池蓋６に形成される注液口９の上部の外周部が、上面に向かって、凸形状部９ｃに形成される点で、相違する。

そして、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部は、凸形状部９ｃと同じ高さまで、圧入される。

その後、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部と注液口９の上部の外周部とを、上面から円周上にレーザ溶接することにより、注液栓１１を電池蓋６に固定し、電池缶１を封止する。

レーザ溶接する際、凸形状部９ｃを優先的に溶融させることにより、熱の逃げを低減し、効率よく溶接することができ、溶接品質を安定化させることができる。

次に、実施例６に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する。

図１１は、実施例６に記載する二次電池１００の注液栓１１と電池蓋６との篏合状態を説明する断面図であり、注液栓１１が電池蓋６に形成される注液口９に嵌合された状態を示めす。

実施例６では、実施例４と比較して、電池蓋６に形成される注液口９の上部の外周部が、下面に向かって、凹形状部９ｄに形成される点で、相違する。

そして、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部は、凹形状部９ｄと同じ高さまで、圧入される。

その後、注液栓１１の側壁部１１ｂの上部の外周部と注液口９の上部の外周部とを、上面から円周上にレーザ溶接することにより、注液栓１１を電池蓋６に固定し、電池缶１を封止する。

レーザ溶接する際、凹形状部９ｄを優先的に溶融させることにより、熱の逃げを低減し、効率よく溶接することができ、溶接品質を安定化させることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１…電池缶、１ａ…開口部、１ｂ…幅広側面、１ｃ…幅狭側面、１ｄ…底面、２…絶縁保護フィルム、３…捲回電極群、５…ガスケット、６…電池蓋、７…絶縁板、９…注液口、９ａ…内壁、９ｂ…段差部、９ｃ…凸形状部、９ｄ…凹形状部、１０…ガス排出弁、１１…注液栓、１１ａ…底面部、１１ｂ…側壁部、１１ｃ…曲がり部、１２…負極外部端子、１２ａ…負極接続部、１４…正極外部端子、１４ａ…正極接続部、２１…負極集電板基部、２２…負極側接続端部、２３…負極側開口穴、２４…負極集電板、２６…負極側貫通孔、３２…負極電極、３２ａ…負極箔、３２ｂ…負極合材層、３２ｃ…負極箔露出部、３３…セパレータ、３４…正極電極、３４ａ…正極箔、３４ｂ…正極合材層、３４ｃ…正極箔露出部、３５…セパレータ、４１…正極集電板基部、４２…正極側接続端部、４３…正極側開口穴、４４…正極集電板、４６…正極側貫通孔、１００…二次電池。

Claims (8)

1. 捲回電極群と電解液とが収納される電池缶と、前記電池缶に設置され、前記電解液が注入される注液口が形成される電池蓋と、を有し、
   前記注液口には、前記注液口を封止する注液栓が設置され、
   前記注液栓は、底面部、側壁部、及び、前記底面部と前記側壁部とを接続する曲がり部と、を有し、
   前記曲がり部の厚さは、前記底面部の厚さ及び前記側壁部の厚さよりも薄いことを特徴とする二次電池。
2. 請求項１に記載する二次電池であって、
   前記底面部の厚さと前記側壁部の厚さとは、同じ厚さであることを特徴とする二次電池。
3. 請求項１に記載する二次電池であって、
   前記注液栓の高さは、前記電池蓋の厚さ以下であることを特徴とする二次電池。
4. 請求項３に記載する二次電池であって、
   前記電池蓋に形成される前記注液口の上部の外周部が、上面に向かって、凸形状部に形成されることを特徴とする二次電池。
5. 請求項３に記載する二次電池であって、
   前記電池蓋に形成される前記注液口の上部の外周部が、下面に向かって、凹形状部に形成されることを特徴とする二次電池。
6. 請求項３に記載する二次電池であって、
   前記電池蓋に形成される前記注液口の下部に、段差部が形成されることを特徴とする二次電池。
7. 請求項３に記載する二次電池であって、
   前記側壁部の下部の外径は、前記側壁部の上部の外径よりも、小さいことを特徴とする二次電池。
8. 請求項３に記載する二次電池であって、
   前記底面部の直径は、前記側壁部の下部の内径よりも、小さいことを特徴とする二次電池。

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