JP2022156951A - 二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガス排出弁の作動安定性に優れた二次電池を提供する。【解決手段】ここに開示される二次電池の電池ケースは、平面矩形の封口板１４と、封口板に設けられたガス排出弁１７とを備えている。そして、ここに開示される二次電池では、封口板１４の厚みＴ１と、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１と、封口板１４の長辺１６ｂの長さＬ２と、封口板１４の短辺方向Ｘにおけるガス排出弁１７の長さＬ３とが、Ｔ１／Ｌ１≦０．１で示される式（１）と、Ｌ２／Ｌ１≧６で示される式（２）と、Ｌ３／Ｌ１≧０．４で示される式（３）とを満たす。これによって、ケース内圧が所望の圧力まで上昇した際に、封口板１４の湾曲変形を容易に生じさせ、当該湾曲変形によってガス排出弁１７を安定的に作動させることができる。【選択図】図８

Description

本発明は、二次電池に関する。
リチウムイオン二次電池等の二次電池は、例えば、電極体と、当該電極体を収容する電池ケースとを備えている。電池ケースは、一つの面が開口部となった扁平な角型の容器である外装体と、当該外装体の開口部を塞ぐ平面矩形の封口板とを備えている。この種の二次電池の電池ケースには、安全性の向上のためにガス排出弁が設けられることがある。ガス排出弁とは、電池ケース内で大量のガスが発生した際に、予め設定した所望の圧力で開口し、電池ケース内のガスを排出するように設計された二次電池部品である。
例えば、特許文献１に記載の封口板には、ケース内の圧力が基準圧力に達したときにケース内のガスを外部に放出するガス抜き弁（ガス排出弁）が設けられている。このガス抜き弁は、円形の易破断溝を有しており、当該易破断溝が、直線状の第１溝部、第２溝部および第３溝部を有しており、それぞれの溝部の一方の端部が、易破断溝の中心で交わっている。これによって、ガス抜き弁の作動圧のバラツキを抑制できる。
国際公開第２０１５／１５６２７６号
ところで、近年では、二次電池の安全性への要求が益々高まっているため、所望の圧力に達した際のガス排出弁の作動安定性を向上させることが求められている。ここに開示される技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ガス排出弁の作動安定性に優れた二次電池を提供することを目的とする。
上記目的を実現するべく、ここに開示される技術によって以下の構成の二次電池が提供される。
ここに開示される二次電池は、正極及び負極を含む電極体と、電極体を収容する電池ケースとを備えている。かかる二次電池の電池ケースは、一つの面が開口部となった扁平な角型の容器である外装体と、外装体の開口部を塞ぐ平面矩形の封口板と、封口板に設けられたガス排出弁と、を備えている。そして、ここに開示される二次電池では、封口板の厚みＴ１と、封口板の短辺の長さＬ１と、封口板の長辺の長さＬ２と、封口板の短辺方向におけるガス排出弁の長さＬ３とが下記の式（１）～（３）を満たす。
Ｔ１／Ｌ１≦０．１ （１）
Ｌ２／Ｌ１≧６ （２）
Ｌ３／Ｌ１≧０．４ （３）
矩形状の封口板を備えた電池ケースの内圧が大きく上昇すると、当該矩形状の封口板が電池ケース外側に向かって凸状に湾曲変形する。上記構成の二次電池は、かかる封口板の湾曲変形による応力をガス排出弁の作動に利用するという思想に基づいてなされたものである。具体的には、上記式（１）に示すように、封口板の短辺の長さＬ１に対する封口板の厚みＴ１の割合（Ｔ１／Ｌ１）を一定以下とし、封口板の強度を低下させることによって、封口板の湾曲変形が生じやすくなる。また、式（２）に示すように、封口板の短辺の長さＬ１に対する封口板の長辺の長さＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ１）を一定以上とし、封口板の長辺方向の中央部付近における曲げモーメントを大きくすることによって、封口板の湾曲変形がさらに生じやすくなる。そして、式（３）に示すように、封口板の短辺の長さＬ１に対するガス排出弁の短辺方向の長さＬ３の割合（Ｌ３／Ｌ１）を一定以上とすることによって、封口板の湾曲変形で生じた応力によってガス排出弁が作動（開口）しやすくなる。このため、ここに開示される二次電池によると、ケース内圧が所望の圧力に達した際にガス排出弁を安定的に作動させることができる。
また、ここに開示される二次電池の好適な一態様では、外装体の開口部に封口板が嵌め込まれ、開口部の外縁をなす外装体の上面と封口板の外面とを跨ぐように溶接部が形成されている。これによって、外装体と封口板とを充分な強度で接合できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、封口板の長辺とガス排出弁との間に、封口板の長辺方向に沿って延びる断熱溝が形成されている。これによって、封口板の長辺と外装体とを溶接する際の熱がガス排出弁に伝達されることを抑制できる。これによって、ガス排出弁の熱疲労による誤作動を好適に防止できる。また、上記断熱溝が形成された封口板は、ケース内圧が大きく上昇した際に湾曲変形しやすいため、ガス排出弁の作動安定性の向上にも貢献できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、電池ケースの内部に電極体が複数個収容されている。これによって、ガス発生のタイミングを電極体毎に分散し、電池ケースの内圧を徐々に上昇させることができる。この結果、電池ケースの内圧が非常に高い領域まで上昇する前に、ガス排出弁を作動させてガスを排出することができる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、封口板を貫通する一対の電極端子を備え、封口板に、一対の電極端子の各々が挿入される２つの端子挿入穴が形成されており、封口板の短辺の長さＬ１と、封口板の長辺方向におけるガス排出弁から端子挿入穴までの最短距離Ｌ４とが下記の式（４）を満たす。かかる構成によると、端子挿入穴に挿入された集電端子によって、ガス排出弁の近傍における封口板の湾曲変形が阻害されることを防止できる。
Ｌ４／Ｌ１≧３ （４）
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、封口板に外装体の内部空間と連通する注液孔が形成され、当該注液孔が封止部材によって封止されており、封口板の短辺の長さＬ１と、封口板の長辺方向におけるガス排出弁から注液孔までの距離Ｌ５とが下記の式（５）を満たす。かかる構成によると、注液孔の封止部材によって、ガス排出弁の近傍における封口板の湾曲変形が阻害されることを防止できる。
Ｌ５／Ｌ１≧１ （５）
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、封口板を貫通する一対の電極端子と、封口板の外部において電極端子と接続される外部導電部材と、封口板の外面と外部導電部材との間に介在する外部絶縁部材と、を備え、封口板の短辺の長さＬ１と、封口板の長辺方向におけるガス排出弁から外部絶縁部材までの最短距離Ｌ６とが下記の式（６）を満たす。かかる構成によると、外部絶縁部材によって、ガス排出弁の近傍における封口板の湾曲変形が阻害されることを防止できる。
Ｌ６／Ｌ１≧２ （６）
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、外装体は、封口板の短辺の各々と接合される一対の第１側壁と、封口板の長辺の各々と接合される一対の第２側壁とを備え、第１側壁の厚みが第２側壁の厚みよりも大きい。これによって、ケース内圧が大きく上昇した際に、封口板よりも先に外装体の第１側壁が変形することを防止し、より適切に封口板の湾曲変形を生じさせることを防止できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、外装体の開口部に封口板が嵌め込まれ、開口部の外縁をなす外装体の上面と封口板の外面とを跨ぐように溶接部が形成されており、封口板の短辺と第１側壁とを跨ぐ溶接部の深さよりも、封口板の長辺と第２側壁とを跨ぐ溶接部の深さが大きい。これによって、封口板の長辺における溶接部が剥離し、封口板の湾曲変形が阻害されることを防止できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、封口板の短辺方向におけるガス排出弁の長さＬ３と、封口板の長辺方向におけるガス排出弁の長さＬ７とが下記の式（７）を満たす。これによって、封口板が湾曲変形した際に、ガス排出弁を安定的に作動させることができる。
０．８≦Ｌ３／Ｌ７≦２ （７）
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、ガス排出弁は、中心部と、中心部の周囲に形成された周縁部と、周縁部において中心部を囲むように形成された環状の破断溝と、を備え、中心部の断面二次モーメントが周縁部の断面二次モーメントよりも大きい。これによって、相対的に断面二次モーメントが低い周縁部を起点としてガス排出弁が開口するため、当該ガス排出弁の作動安定性をさらに向上できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、ガス排出弁の底面は、封口板の内側面から電極体に向かって突出しており、封口板と電極体との間に内部絶縁部材が配置されており、封口板に対して垂直な方向におけるガス排出弁の底面から電極体までの距離は、内部絶縁部材の厚みよりも大きい。これによって、ガス排出弁と電極体との接触を防止し、ガス排出弁の破損や電池ケースと電極体との導通などを抑制できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、ガス排出弁の底面は、封口板の内側面から電極体に向かって突出しており、封口板に外装体の内部空間と連通する注液孔が形成され、当該注液孔を封止する封止部材が封口板の内側面から電極体に向かって突出しており、封口板に対して垂直な方向において、ガス排出弁の底面から電極体までの距離は、封止部材から電極体までの距離よりも大きい。これによって、ガス排出弁と電極体との接触を防止し、ガス排出弁の破損を抑制できる。
ここに開示される二次電池の好適な一態様では、封口板の短辺の長さＬ１が３０ｍｍ以上である。この種の大型二次電池は、ガス排出弁を安定的に作動させることが比較的に難しい。しかし、ここに開示される技術によると、このような大型二次電池においても、動作安定性に優れたガス排出弁を容易に形成できる。
一実施形態に係る二次電池を模式的に示す斜視図である。 図１のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。 図１のIII－III線に沿う模式的な縦断面図である。 図１のIV－IV線に沿う模式的な横断面図である。 封口板に取り付けられた電極体群を模式的に示す斜視図である。 正極第２集電部および負極第２集電部が取り付けられた電極体を模式的に示す斜視図である。 電極体の構成を示す模式図である。 一実施形態に係る二次電池の封口板を模式的に示す平面図である。 他の実施形態に係る二次電池の封口板を模式的に示す平面図である。 他の実施形態に係る二次電池の封口板を模式的に示す平面図である。 他の実施形態に係る二次電池の封口板を模式的に示す平面図である。
以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術のいくつかの好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない二次電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、Ａ以上Ｂ以下の意と共に、「好ましくはＡより大きい」および「好ましくはＢより小さい」の意を包含するものとする。
なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。
＜二次電池の構成の概要＞
図１は、二次電池１００の斜視図である。図２は、図１のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。図３は、図１のIII－III線に沿う模式的な縦断面図である。図４は、図１のIV－IV線に沿う模式的な横断面図である。以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表し、図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、二次電池１００の短辺方向、短辺方向と直交する長辺方向、上下方向を、それぞれ表すものとする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、二次電池１００の設置形態を何ら限定するものではない。
図２に示すように、二次電池１００は、電池ケース１０と、電極体２０と、を備えている。また、本実施形態に係る二次電池１００は、電池ケース１０と電極体２０の他に、正極端子３０と、正極外部導電部材３２と、負極端子４０と、負極外部導電部材４２と、外部絶縁部材９２と、正極集電部５０と、負極集電部６０と、正極内部絶縁部材７０と、負極内部絶縁部材８０と、を備えている。また、図示は省略するが、本実施形態に係る二次電池１００は、さらに電解液を備えている。二次電池１００は、ここではリチウムイオン二次電池である。二次電池１００の内部抵抗は、例えば０．２～２．０ｍΩ程度であり得る。
電池ケース１０は、電極体２０を収容する筐体である。電池ケース１０は、ここでは扁平かつ有底の直方体形状（角形）の外形を有する。電池ケース１０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース１０は、所定の強度を有する金属製であることが好ましい。具体的には、電池ケース１０に使用される金属の引張強度は、５０Ｎ／ｍｍ２～２００Ｎ／ｍｍ２程度が適切である。また、電池ケース１０に使用される金属の物性値（剛性率）は、２０ＧＰａ～１００ＧＰａ程度が好適である。この種の金属材料の一例として、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等が挙げられる。
そして、電池ケース１０は、外装体１２と、封口板１４と、ガス排出弁１７を備えている。外装体１２は、一つの面が開口部１２ｈとなった扁平な角型の容器である。具体的には、外装体１２は、図１に示すように、略矩形状の底壁１２ａと、底壁１２ａの短辺から上方Ｕに延びて相互に対向する一対の第１側壁１２ｃと、底壁１２ａの長辺から上方Ｕに延びて相互に対向する一対の第２側壁１２ｂと、を備えている。第１側壁１２ｃの面積は、第２側壁１２ｂの面積よりも小さい。そして、開口部１２ｈは、上記一対の第１側壁１２ｃと一対の第２側壁１２ｂに囲まれた外装体１２の上面に形成されている。封口板１４は、外装体１２の開口部１２ｈを塞ぐように外装体１２に取り付けられている。封口板１４は、平面視において略矩形状の板材である。封口板１４は、外装体１２の底壁１２ａと対向している。電池ケース１０は、外装体１２の開口部１２ｈの周縁に封口板１４が接合（例えば溶接接合）されることによって形成される。封口板１４の接合は、例えばレーザ溶接等の溶接によって行うことができる。具体的には、一対の第１側壁１２ｃの各々は、封口板１４の短辺１４ａ（図８参照）と接合され、一対の第２側壁１２ｂの各々は、封口板１４の長辺１４ｂ（図８参照）と接合される。このとき、図３に示すように、開口部１２ｈの外縁をなす外装体１２の上面１２ｄと封口板１４の外面１４ｄとを跨ぐ溶接部Ｍが形成されるように、外装体１２と封口板１４とが溶接されることが好ましい。これによって、外装体１２と封口板１４とを充分な強度で接合することができる。
図１および図２に示すように、ガス排出弁１７は、封口板１４に形成されている。ガス排出弁１７は、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になった際に開口して、電池ケース１０内のガスを排出するように構成される。本実施形態におけるガス排出弁１７は、封口板１４の外面１４ｄから電極体２０側に向って窪んだ平面略円形の凹部である。かかるガス排出弁１７の底面には、封口板１４の厚みＴ１（図３参照）よりも薄い薄肉部１７ａが形成される。このガス排出弁１７は、ケース内圧が所定値以上になった際に薄肉部１７ａが破断する。これによって、電池ケース１０内のガスを外部に排出し、上昇したケース内圧を低減できる。なお、特に限定されないが、薄肉部１７ａの厚みは、０．１ｍｍ～０．５ｍｍが好ましく、０．２ｍｍ～０．４ｍｍがより好ましく、例えば０．３ｍｍ程度とすることができる。薄肉部１７ａが薄くなるにつれて、ケース内圧の上昇に対するガス排出弁１７の反応性（薄肉部１７ａの破断し易さ）が向上する。一方、薄肉部１７ａが厚くなるにつれて薄肉部１７ａの強度が向上し、ガス排出弁１７の誤作動を抑制できる。
図８に示すように、本実施形態におけるガス排出弁１７の底面（図２中の薄肉部１７ａ）には、平面略円形の中心部１７ｂと、当該中心部１７ｂの周囲に形成された周縁部１７ｃと、中心部１７ｂを囲むように周縁部１７ｃに形成された環状の破断溝１７ｄとを備えている。これによって、中心部１７ｂの断面二次モーメントが周縁部１７ｃの断面二次モーメントよりも大きくなるため、周縁部１７ｃを起点として薄肉部１７ａを破断させることができる。換言すると、ガス排出弁１７の薄肉部１７ａに環状の破断溝１７ｄを形成することによって、ガス排出弁１７が作動する際の破断開始位置を制御し、ガス排出弁１７の作動安定性を向上することができる。例えば、破断溝１７ｄが形成された薄肉部１７ａ（残肉部）の厚みは、０．０５ｍｍ～０．３ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ～０．２ｍｍがより好ましく、例えば０．１ｍｍ程度とすることができる。残肉部が薄くなる（破断溝１７ｄが深くなる）につれて破断溝１７ｄを起点とした破断が生じやすくなり、ガス排出弁１７の反応性が向上する傾向がある。一方、残肉部が厚くなる（破断溝１７ｄが浅くなる）につれて、ガス排出弁１７の誤作動を抑制できる。
また、ガス排出弁１７は、長辺方向Ｙにおける封口板１４の中央領域に形成されていることが好ましい。これによって、封口板１４の湾曲変形による応力がガス排出弁１７に効率よく加わるため、ガス排出弁１７の作動安定性を適切に向上させることができる。なお、本明細書において「封口板の中央領域」とは、長辺方向における封口板の中心点を含む領域を指す。すなわち、平面視におけるガス排出弁の形成領域が上記封口板の中心点を含んでいる場合に、「ガス排出弁は、封口板の中央領域に形成されている」ということができる。また、ここに開示される二次電池において、ガス排出弁は、必ずしも封口板の中央領域に形成されていなくてもよい。詳しくは後述するが、封口板に取り付けられる種々の部品（電極端子、封止部材、外部絶縁部材など）の取付位置によっては、封口板の湾曲変形の発生位置が封口板の中央領域からずれることもある。このため、ここに開示される技術では、予備試験等を実施して封口板の湾曲変形の発生位置を特定した上で、ガス排出弁の形成領域に、封口板の湾曲変形の発生位置を含ませることが好ましい。これによって、封口板の湾曲変形による応力がガス排出弁に効率よく加わるため、ガス排出弁の作動安定性を適切に向上できる。
また、封口板１４には、上記ガス排出弁１７の他に、注液孔１５と、２つの端子挿入穴１８、１９と、が設けられている。注液孔１５は、外装体１２の内部空間と連通しており、二次電池１００の製造工程において電解液を注液するために設けられた開口である。注液孔１５は、封止部材１５ａにより封止されている。かかる封止部材１５ａとしては、例えば、ブラインドリベットが好適である。これによって、電池ケース１０の内部で封止部材１５ａを強固に固定できる。なお、注液孔１５の直径は、２ｍｍ～５ｍｍが好ましく、３ｍｍ～４ｍｍがより好ましく、例えば３．２ｍｍ程度とすることができる。また、端子挿入穴１８、１９は、封口板１４の長辺方向Ｙの両端部にそれぞれ形成されている。端子挿入穴１８、１９は、封口板１４を上下方向Ｚに貫通している。図２に示すように、長辺方向Ｙの一方（左側）の端子挿入穴１８には正極端子３０が挿入される。また、長辺方向Ｙの他方（右側）の端子挿入穴１９には負極端子４０が挿入される。なお、端子挿入穴１８、１９の直径は、１０ｍｍ～２０ｍｍが好ましく、１３ｍｍ～１８ｍｍがより好ましく、例えば１６ｍｍ程度とすることができる。
図５は、封口板１４に取り付けられた電極体２０を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、複数個（ここでは３個）の電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃが電池ケース１０の内部に収容される。なお、１つの電池ケース１０の内部に収容される電極体２０の数は特に限定されず、１つであってもよいし、２つ以上（複数）であってもよい。但し、複数の電極体２０を備えた二次電池１００では、ガス発生のタイミングが電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃ毎に分散されるため、内部短絡等が生じた際のケース内圧を徐々に上昇させることができる。これによって、ケース内圧が非常に高い領域まで上昇する前に、ガス排出弁１７を作動させてガスを排出することができる。なお、図２に示すように、各々の電極体２０の長辺方向Ｙの一方側（図２の左側）には正極集電部５０が配置され、長辺方向Ｙの他方（図２の右側）には負極集電部６０が配置される。そして、電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各々は、並列に接続されている。ただし、電極体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、直列に接続されていてもよい。電極体２０は、ここでは樹脂製シートからなる電極体ホルダ２９（図３参照）に覆われた状態で電池ケース１０の外装体１２の内部に収容される。
図６は、電極体２０ａを模式的に示す斜視図である。図７は、電極体２０ａの構成を示す模式図である。なお、以下では電極体２０ａを例として詳しく説明するが、電極体２０ｂ、２０ｃについても同様の構成とすることができる。
図７に示すように、電極体２０ａは、正極２２と負極２４とセパレータ２６とを有する。電極体２０ａは、ここでは、帯状の正極２２と帯状の負極２４とが２枚の帯状のセパレータ２６を介して積層され、捲回軸ＷＬを中心として捲回された捲回電極体である。ただし、電極体の構造は、ここに開示される技術を限定するものではない。例えば、電極体は、複数枚の方形状（典型的には矩形状）の正極と、複数枚の方形状（典型的には矩形状）の負極とが、絶縁された状態で積み重ねられてなる積層電極体であってもよい。
電極体２０ａは、扁平形状を有している。電極体２０ａは、捲回軸ＷＬが長辺方向Ｙと略平行になる向きで、外装体１２の内部に配置されている。具体的には、図３に示すように、電極体２０ａは、外装体１２の底壁１２ａおよび封口板１４と対向する一対の湾曲部（Ｒ部）２０ｒと、一対の湾曲部２０ｒを連結し、外装体１２の第２側壁１２ｂに対向する平坦部２０ｆとを有している。平坦部２０ｆは、第２側壁１２ｂに沿って延びている。
正極２２は、図７に示すように、正極集電体２２ｃと、当該正極集電体２２ｃの少なくとも一方の表面上に固着された正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐと、を有する。ただし、正極保護層２２ｐは必須ではなく、他の実施形態において省略することもできる。正極集電体２２ｃは、帯状である。正極集電体２２ｃは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。正極集電体２２ｃは、ここでは金属箔、具体的にはアルミニウム箔である。
正極集電体２２ｃの長辺方向Ｙの一方の端部（図７の左端部）には、複数の正極タブ２２ｔが設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、帯状の正極２２の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、捲回軸ＷＬの軸方向の一方側（図７の左側）に向かって、セパレータ２６よりも外側に突出している。なお、正極タブ２２ｔは、捲回軸ＷＬの軸方向の他方（図７で示すと右側）に設けられていてもよいし、捲回軸ＷＬの軸方向の両側の各々に設けられていてもよい。正極タブ２２ｔは、正極集電体２２ｃの一部であり、金属箔（アルミニウム箔）からなっている。ただし、正極タブ２２ｔは、正極集電体２２ｃとは別の部材であってもよい。正極タブ２２ｔの少なくとも一部には、正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐが形成されずに、正極集電体２２ｃが露出した領域が形成される。
図４に示すように、複数の正極タブ２２ｔは、捲回軸ＷＬの軸方向の一方の端部（図４の左端部）で積層され、正極タブ群２３を構成する。そして、複数の正極タブ２２ｔの各々は、外方側の端が揃うように折り曲げられている。これにより、電池ケース１０への収容性を向上して二次電池１００を小型化することができる。図２に示すように、正極タブ群２３は、正極集電部５０を介して正極端子３０と電気的に接続される。具体的には、正極タブ群２３と正極第２集電部５２とは接続部Ｊにおいて接続される（図４参照）。そして、正極第２集電部５２は、正極第１集電部５１を介して正極端子３０と電気的に接続される。なお、複数の正極タブ２２ｔのサイズ（長辺方向Ｙに沿った長さおよび長辺方向Ｙに直交する幅、図７参照）は、正極集電部５０に接続される状態を考慮し、例えばその形成位置等によって、適宜調整することができる。ここでは、湾曲させたときに外方側の端が揃うように、複数の正極タブ２２ｔの各々のサイズが相互に異なっている。
図７に示すように、正極活物質層２２ａは、帯状の正極集電体２２ｃの長手方向に沿って、帯状に設けられている。正極活物質層２２ａは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な正極活物質（例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物）を含んでいる。正極活物質層２２ａの固形分全体を１００質量％としたときに、正極活物質は、概ね８０質量％以上、典型的には９０質量％以上、例えば９５質量％以上を占めていてもよい。正極活物質層２２ａは、正極活物質以外の任意成分、例えば、導電材、バインダ、各種添加成分等を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）等の炭素材料を使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等を使用し得る。
正極保護層２２ｐは、図７に示すように、長辺方向Ｙにおいて正極集電体２２ｃと正極活物質層２２ａとの境界部分に設けられている。正極保護層２２ｐは、ここでは正極集電体２２ｃの捲回軸ＷＬの軸方向の一方の端部（図７の左端部）に設けられている。ただし、正極保護層２２ｐは、軸方向の両端部に設けられていてもよい。正極保護層２２ｐは、正極活物質層２２ａに沿って、帯状に設けられている。正極保護層２２ｐは、無機フィラー（例えば、アルミナ）を含んでいる。正極保護層２２ｐの固形分全体を１００質量％としたときに、無機フィラーは、概ね５０質量％以上、典型的には７０質量％以上、例えば８０質量％以上を占めていてもよい。正極保護層２２ｐは、無機フィラー以外の任意成分、例えば、導電材、バインダ、各種添加成分等を含んでいてもよい。導電材およびバインダは、正極活物質層２２ａに含み得るとして例示したものと同じであってもよい。
負極２４は、図７に示すように、負極集電体２４ｃと、負極集電体２４ｃの少なくとも一方の表面上に固着された負極活物質層２４ａと、を有する。負極集電体２４ｃは、帯状である。負極集電体２４ｃは、例えば銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。負極集電体２４ｃは、ここでは金属箔、具体的には銅箔である。
負極集電体２４ｃの捲回軸ＷＬの軸方向の一方の端部（図７の右端部）には、複数の負極タブ２４ｔが設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、帯状の負極２４の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。複数の負極タブ２４ｔの各々は、軸方向の一方側（図７の右側）に向かって、セパレータ２６よりも外側に突出している。ただし、負極タブ２４ｔは、軸方向の他方の端部（図７の左端部）に設けられていてもよいし、軸方向の両端部の各々に設けられていてもよい。負極タブ２４ｔは、負極集電体２４ｃの一部であり、金属箔（銅箔）からなっている。ただし、負極タブ２４ｔは、負極集電体２４ｃとは別の部材であってもよい。負極タブ２４ｔの少なくとも一部には、負極活物質層２４ａが形成されずに、負極集電体２４ｃが露出した領域が設けられている。
図４に示すように、複数の負極タブ２４ｔは、軸方向の一方の端部（図４の右端部）で積層されて負極タブ群２５を構成する。負極タブ群２５は、軸方向において、正極タブ群２３と対称的な位置に設けられていることが好ましい。そして、複数の負極タブ２４ｔの各々は、外方側の端が揃うように折り曲げられている。これにより、電池ケース１０への収容性を向上して、二次電池１００を小型化することができる。図２に示すように、負極タブ群２５は、負極集電部６０を介して負極端子４０と電気的に接続されている。具体的には、負極タブ群２５と負極第２集電部６２とは接続部Ｊにおいて接続される（図４参照）。そして、負極第２集電部６２は、負極第１集電部６１を介して負極端子４０と電気的に接続される。複数の正極タブ２２ｔと同様に、ここでは、湾曲させたときの外方側の端が揃うように、複数の負極タブ２４ｔの各々サイズが相互に異なっている。
図７に示すように、負極活物質層２４ａは、帯状の負極集電体２４ｃの長手方向に沿って、帯状に設けられている。負極活物質層２４ａは、電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な負極活物質（例えば、黒鉛等の炭素材料）を含んでいる。負極活物質層２４ａの固形分全体を１００質量％としたときに、負極活物質は、概ね８０質量％以上、典型的には９０質量％以上、例えば９５質量％以上を占めていてもよい。負極活物質層２４ａは、負極活物質以外の任意成分、例えば、バインダ、分散剤、各種添加成分等を含んでいてもよい。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム類を使用し得る。分散剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロール類を使用し得る。
セパレータ２６は、図７に示すように、正極２２の正極活物質層２２ａと、負極２４の負極活物質層２４ａと、を絶縁する部材である。セパレータ２６としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂からなる樹脂製の多孔性シートが好適である。セパレータ２６は、樹脂製の多孔性シートからなる基材部と、基材部の少なくとも一方の表面上に設けられ、無機フィラーを含む耐熱層（Heat Resistance Layer：ＨＲＬ）と、を有していてもよい。無機フィラーとしては、例えば、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、チタニア等を使用し得る。
電解液は従来と同様でよく、特に制限はない。電解液は、例えば、非水系溶媒と支持塩とを含有する非水電解液である。非水系溶媒は、例えば、エ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等のカーボネート類を含んでいる。支持塩は、例えば、ＬｉＰＦ６等のフッ素含有リチウム塩である。ただし、電解液は固体状（固体電解質）で、電極体２０と一体化されていてもよい。
正極端子３０は、図２に示すように、封口板１４の長辺方向Ｙの一方の端部（図２の左端部）に形成された端子挿入穴１８に挿入されている。正極端子３０は、金属製であることが好ましく、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることがより好ましい。一方、負極端子４０は、封口板１４の長辺方向Ｙの他方の端部（図２の右端部）に形成された端子挿入穴１９に挿入されている。なお、負極端子４０は、金属製であることが好ましく、例えば銅または銅合金からなることがより好ましい。これらの電極端子（正極端子３０、負極端子４０）は、ここでは、電池ケース１０の同じ面（具体的には封口板１４）からそれぞれ突出している。ただし、正極端子３０および負極端子４０は、電池ケース１０の異なる面からそれぞれ突出していてもよい。また、端子挿入穴１８、１９に挿入された電極端子（正極端子３０、負極端子４０）は、カシメ加工などによって封口板１４に固定されていることが好ましい。
上述した通り、正極端子３０は、図２に示すように、外装体１２の内部で正極集電部５０（正極第１集電部５１、正極第２集電部５２）を介して、各々の電極体２０の正極２２（図７参照）と電気的に接続される。正極端子３０は、正極内部絶縁部材７０およびガスケット９０によって、封口板１４と絶縁される。なお、正極内部絶縁部材７０は、正極第１集電部５１と封口板１４との間に介在するベース部７０ａと、当該ベース部７０ａから電極体２０側に突出する突出部７０ｂとを備えている。そして、端子挿入穴１８を通じて電池ケース１０の外部に露出した正極端子３０は、封口板１４の外部において正極外部導電部材３２と接続される。一方、負極端子４０は、図２に示すように、外装体１２の内部で負極集電部６０（負極第１集電部６１、負極第２集電部６２）を介して、各々の電極体２０の負極２４（図７参照）と電気的に接続される。負極端子４０は、負極内部絶縁部材８０およびガスケット９０によって、封口板１４と絶縁される。なお、正極内部絶縁部材７０と同様に、負極内部絶縁部材８０も、負極第１集電部６１と封口板１４との間に介在するベース部８０ａと、当該ベース部８０ａから電極体２０側に突出する突出部８０ｂとを備えている。そして、端子挿入穴１９を通じて電池ケース１０の外部に露出した負極端子４０は、封口板１４の外部において負極外部導電部材４２と接続される。そして、上述した外部導電部材（正極外部導電部材３２、負極外部導電部材４２）と封口板１４の外面１４ｄとの間には、外部絶縁部材９２が介在している。かかる外部絶縁部材９２によって外部導電部材３２、４２と封口板１４とを絶縁できる。
また、上述した内部絶縁部材（正極内部絶縁部材７０、負極内部絶縁部材８０）の突出部７０ｂ、８０ｂは、封口板１４と電極体２０との間に配置される。かかる内部絶縁部材の突出部７０ｂ、８０ｂによって、上方への電極体２０の移動が規制され、封口板１４と電極体２０との接触を防止できる。なお、本実施形態では、ガス排出弁１７の底面が封口板１４の内側面１４ｃから電極体２０側に突出している。このため、封口板１４に対して垂直な方向（上下方向Ｚ）において、ガス排出弁１７の底面から電極体２０までの距離が内部絶縁部材（ここでは、突出部７０ｂ、８０ｂ）の厚みよりも大きくなるように各々の寸法を規定することが好ましい。これによって、ガス排出弁１７と電極体２０とが接触することを防止し、ガス排出弁１７の破損や、ガス排出弁１７を介した電極体２０と封口板１４との導通を防止できる。また、本実施形態では、注液孔１５を塞ぐ封止部材１５ａが、封口板１４の内側面１４ｃから電極体２０に向かって突出している。このとき、上下方向Ｚにおけるガス排出弁１７の底面から電極体２０までの距離は、封止部材１５ａから電極体２０までの距離よりも大きいことが好ましい。これによって、ガス排出弁１７と電極体２０との接触によるガス排出弁１７の破損をより好適に防止できる。さらに、封止部材１５ａを介した電極体２０と封口板１４との導通を防止するという観点から、上下方向Ｚにおける封止部材１５ａから電極体２０までの距離は、内部絶縁部材（突出部７０ｂ、８０ｂ）の厚みよりも大きいことが好ましい。
＜封口板の設計＞
本実施形態に係る二次電池１００は、ガス排出弁１７が安定的に作動するように封口板１４が設計されている。以下、かかる封口板１４の設計について説明する。図８は、封口板１４を拡大した平面図である。なお、説明の便宜上、図８では、正極側の端子挿入穴１８に正極端子３０が挿入され、かつ、負極側の端子挿入穴１９から負極端子４０（図２参照）が取り外された状態を図示している。
まず、平面矩形の封口板１４を備えた二次電池１００のケース内圧が大きく上昇すると、当該封口板１４が電池ケース１０外側に向かって凸状に湾曲変形することがある。そして、この封口板１４の湾曲変形によって生じた応力がガス排出弁１７に加わると、ガス排出弁１７が作動（薄肉部１７ａが破断）しやすくなる。本実施形態に係る二次電池１００では、上記封口板１４の湾曲変形によってガス排出弁１７の作動安定性が向上するように、下記の式（１）～（３）を満たす封止板１４が用いられる。なお、下記の式中のＴ１は「封口板１４の厚み」である（図３参照）。そして、Ｌ１は「封口板１４の短辺１４ａの長さ」であり、Ｌ２は「封口板１４の長辺１４ｂの長さ」であり、Ｌ３は「封口板１４の短辺方向Ｘにおけるガス排出弁１７の長さ」である（図８参照）。以下、式（１）～（３）の各々について説明する。
Ｔ１／Ｌ１≦０．１ （１）
Ｌ２／Ｌ１≧６ （２）
Ｌ３／Ｌ１≧０．４ （３）
（式（１）について）
まず、上記式（１）に示すように、本実施形態における封口板１４は、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１に対する封口板１４の厚みＴ１の割合（Ｔ１／Ｌ１）が０．１以下となるように設計される。これによって、封口板１４の強度が低下するため、電池ケース１０の内圧が上昇した際の封口板１４の湾曲変形が生じやすくなる。なお、封口板１４の湾曲変形をさらに生じさせやすくするという観点から、上記Ｔ１／Ｌ１は、０．０９以下が好ましく、０．０８以下がより好ましい。一方、封口板１４の強度を一定以上確保し、ガス排出弁１７の誤作動を防止するという観点から、上記Ｔ１／Ｌ１の下限値は、０．０１以上が好ましく、０．０５以上がより好ましく、０．０７以上がさらに好ましい。なお、封口板１４の厚みＴ１の具体的な数値は、上記Ｔ１／Ｌ１が式（１）に規定される範囲を満たしていれば特に限定されない。例えば、封口板１４の厚みＴ１は、１ｍｍ～５ｍｍ（好適には２ｍｍ～４ｍｍ、より好適には２．５ｍｍ～３ｍｍ、例えば２．８ｍｍ）とすることができる。なお、本明細書における「封口板１４の厚みＴ１」とは、封口板１４のうち、意図的な凹凸や穴が形成されていない領域（ベース部）における厚みのことを指す。
また、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１の具体的な数値についても、上記式（１）～（３）を満たしている限りにおいて特に限定されない。例えば、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１は、２０ｍｍ～６０ｍｍ程度にすることができる。なお、本明細書では、説明の便宜上、上記寸法の二次電池１００の中でも、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１が３０ｍｍ以上となる二次電池１００のことを「大型二次電池」という。かかる大型二次電池は、電池ケース１０の容量が大きいためケース内圧が上昇しにくい一方で、電極体１０の体積が大きいため多量のガスが急激に発生する可能性もあり得る。かかる大型二次電池の特性を考慮して、ケース内圧が非常に高い領域まで上昇する前にガス排出弁１７が作動するように、薄肉部１７ａの厚さや破断溝１７ｄの深さを設計することは困難である。しかし、本実施形態によると、封口板１４の湾曲変形のしやすさという観点で封口板１４を設計すればよいため、大型二次電池におけるガス排出弁１７の動作安定性を比較的に容易に確保できる。このため、ここに開示される技術は、封口板の短辺の長さが３０ｍｍ～５０ｍｍ（より好適には３５ｍｍ～４５ｍｍ、例えば４０ｍｍ）の大型二次電池への適用が好適である。
（式（２）について）
次に、上記式（２）に示すように、本実施形態における封口板１４は、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１に対する封口板１４の長辺１４ｂの長さＬ２の割合（Ｌ２／Ｌ１）が６以上となるように設計される。このようにアスペクト比（Ｌ２／Ｌ１）が大きな封口板１４を用いることによって、ケース内圧上昇時の封口板１４の中央部付近における曲げモーメントが大きくなるため、封口板１４の湾曲変形がさらに生じやすくなる。なお、封口板１４の湾曲変形をさらに容易にするという観点から、上記Ｌ２／Ｌ１は、６．５以上が好ましく、７以上がより好ましく、７．５以上が特に好ましい。一方、ケース内圧が比較的に低圧な際に封口板１４が湾曲変形することを防止するという観点から、上記Ｌ２／Ｌ１は、１２以下が好ましく、１１以下がより好ましく、１０以下がさらに好ましく、９以下が特に好ましい。なお、封口板１４の長辺１４ｂの長さＬ２の具体的な数値は、上記Ｌ２／Ｌ１が式（２）を満たしている限りにおいて特に限定されない。例えば、封口板１４の長辺１４ｂの長さＬ２は、１２０ｍｍ～６００ｍｍ（好適には２５０ｍｍ～５００ｍｍ、より好適には２５０ｍｍ～４００ｍｍ、例えば３００ｍｍ程度）とすることができる。
（式（３）について）
そして、本実施形態に係る二次電池１００では、上記式（３）に示すように、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１に対する封口板１４の短辺方向Ｘにおけるガス排出弁１７の長さＬ３の割合（Ｌ３／Ｌ１）が０．４以上となるように、封口板１４とガス排出弁１７が設計される。このように、封口板１４の短辺１４ａに対して一定以上の大きさのガス排出弁１７を形成することによって、封口板１４が湾曲変形した際にガス排出弁１７が作動（薄肉部１７ａが破断）しやすくなる。なお、封口板１４の湾曲変形時にガス排出弁１７をさらに作動しやすくするという観点から、上記Ｌ３／Ｌ１は、０．４５以上が好ましく、０．５以上がより好ましい。一方、ガス排出弁１７の誤作動を防止するという観点から、上記Ｌ３／Ｌ１の上限値は、０．８以下が好ましく、０．７以下がより好ましく、０．６以下が特に好ましい。なお、上記式（３）を満たしていれば、短辺方向Ｘにおけるガス排出弁１７の長さＬ３の具体的な数値は特に限定されない。例えば、短辺方向Ｘにおけるガス排出弁１７の長さＬ３は、１０ｍｍ～３５ｍｍ（好適には１５ｍｍ～３０ｍｍ、より好適には１５ｍｍ～２５ｍｍ）とすることができる。
なお、本明細書における「ガス排出弁の長さ」とは、電池ケース１０の内圧が大きく上昇した際に開口しうる領域（開口予定領域）の長さを指すものとする。具体的には、本実施形態のように、環状の破断溝１７ｄが形成されている場合には、短辺方向Ｘにおける破断溝１７ｄの径を「短辺方向におけるガス排出弁の長さＬ３」とみなし、長辺方向Ｙにおける破断溝１７ｄの径を「長辺方向におけるガス排出弁の長さＬ７」とみなす。一方、後述する他の実施形態（図９参照）のように、破断溝が形成されておらず、底面全体に平坦な薄肉部１７ａが形成されている場合には、短辺方向Ｘにおける薄肉部１７ａの径を「短辺方向におけるガス排出弁の長さＬ３」とみなし、長辺方向Ｙにおける薄肉部１７ａの径を「長辺方向におけるガス排出弁の長さＬ７」とみなす。また、図１０に示すように、２本の線状の破断溝１７ｅが交差するように形成されている場合には、短辺方向Ｘにおける破断溝１７ｅの始点から終点までの距離を「短辺方向におけるガス排出弁の長さＬ３」とみなし、長辺方向Ｙにおける破断溝１７ｅの始点から終点までの距離を「長辺方向におけるガス排出弁の長さＬ７」とみなす。さらに、図１１に示すように、短辺方向Ｘに沿って延びた１本の線状の破断溝１７ｅが形成されている場合には、当該線状の破断溝１７ｅの長さを「短辺方向におけるガス排出弁の長さＬ３」とみなし、長辺方向Ｙにおける薄肉部１７ａの径を「長辺方向におけるガス排出弁の長さＬ７」とみなす。
以上の通り、本実施形態に係る二次電池１００では、ケース内圧が所望の圧力に達した際に封口板１４を容易に湾曲変形させるという観点で、上記式（１）～（２）を満たすように封口板１４が設計されている。加えて、封口板１４が湾曲変形した際の応力で薄肉部１７ａを破断させるという観点で、上記式（３）を満たすように封口板１４とガス排出弁１７の寸法が設計されている。したがって、本実施形態に係る二次電池１００では、ケース内圧が所望の圧力まで上昇した際に、封口板１４の湾曲変形が容易に生じ、当該湾曲変形によってガス排出弁１７を安定的に作動（開口）させることができる。すなわち、本実施形態によると、ガス排出弁１７が安定的に作動する安全性に優れた二次電池１００を構築できる。
＜他の構成について＞
また、本実施形態に係る二次電池１００は、ガス排出弁１７の作動安定性を向上し得る種々の構成を備えている。以下、かかる構成について説明する。なお、以下で説明する構成は、ここに開示される二次電池の必須の構成ではなく、必要に応じて適宜変更できる。換言すると、ここに開示される二次電池は、上記式（１）～（３）を満たすように封口板とガス排出弁が設計されていればよく、以下で説明する構成を備えていなくてもよい。
（断熱溝の形成）
一般に、ガス排出弁の開口予定領域（破断溝の残肉部や薄肉部など）は、厚みが非常に薄いため、熱疲労による強度低下の影響を受けやすい。このため、外装体１２と封口板１４との溶接時の熱がガス排出弁１７に伝わると、開口予定領域の熱劣化によるガス排出弁１７の誤作動が生じやすくなる。これに対して、本実施形態では、封口板１４の長辺１４ｂとガス排出弁１７との間に、封口板１４の長辺方向Ｙに沿って延びる断熱溝１６が形成されている（図８参照）。これによって、開口予定領域の熱劣化によるガス排出弁１７の誤作動を好適に防止できる。また、断熱溝１６が形成された封口板１４は、ケース内圧上昇に対する強度が低下する傾向がある。すなわち、断熱溝１６は、封口板１４の湾曲変形を生じやすくするという観点からも好適である。
なお、封口板１４の必要以上の強度低下を防止した上で、ガス排出弁１７の熱劣化を適切に防止するという観点から、断熱溝１６の幅（短辺方向Ｘにおける長さ）は、０．２ｍｍ～１．０ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ～０．６ｍｍがより好ましい。また、断熱溝１６の深さも、封口板１４の強度と断熱性を考慮して適宜設定することが好ましい。例えば、断熱溝１６の深さは、０．２ｍｍ～１．０ｍｍが好ましく、０．４ｍｍ～０．６ｍｍがより好ましい。
（端子挿入穴の位置）
上述した通り、本実施形態では、長辺方向Ｙにおける封口板１４の両端部に端子挿入穴１８、１９が形成されている。このとき、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１に対する長辺方向Ｙにおけるガス排出弁１７から端子挿入穴１８、１９までの最短距離Ｌ４の割合（Ｌ４／Ｌ１）が下記の式（４）を満たしていることが好ましい。この端子挿入穴１８、１９には電極端子（正極端子３０、負極端子４０）などが取り付けられるため、その周辺の領域において湾曲変形が生じにくくなる傾向がある。これに対し、下記式（４）に示すようにＬ４／Ｌ１を一定以上にすることによって、ガス排出弁１７の近傍における封口板１４の湾曲変形が電極端子等で阻害されることを防止できる。
Ｌ４／Ｌ１≧３ （４）
なお、ガス排出弁１７の近傍における変形阻害をより好適に防止するという観点から、上記Ｌ４／Ｌ１は、３．３以上が好ましく、３．５以上がより好ましい。一方、Ｌ４／Ｌ１の上限は、特に限定されず、１０以下でもよく、７以下でもよく、５以下でもよい。なお、上記「ガス排出弁から端子挿入穴までの最短距離Ｌ４」とは、封口板に形成された２つの端子挿入穴のうち、ガス排出弁の近くに形成された方の端子挿入穴からガス排出弁までの距離を示す。また、下記式（４）を満たしていれば、ガス排出弁１７から端子挿入穴１８、１９までの最短距離Ｌ４の具体的な数値は特に限定されない。例えば、上記Ｌ４は、１００ｍｍ～１５０ｍｍ（好適には１１０ｍｍ～１３０ｍｍ）とすることができる。
（注液孔の位置）
上述した通り、本実施形態における封口板１４には、製造工程において電池ケース１０内に電解液を注液するための注液孔１５が形成されている。この注液孔１５には封止部材１５ａが取り付けられるため、その周辺の領域において湾曲変形が生じにくくなる傾向がある。このため、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１に対する長辺方向Ｙにおけるガス排出弁１７から注液孔１５までの距離Ｌ５の割合（Ｌ５／Ｌ１）が下記の式（５）を満たすように注液孔１５の位置が制御されていることが好ましい。これによって、ガス排出弁１７の近傍の封口板１４の湾曲変形が封止部材１５ａで阻害されることを防止できる。
Ｌ５／Ｌ１≧１ （５）
なお、ガス排出弁１７の近傍における変形阻害をより好適に防止するという観点から、上記Ｌ５／Ｌ１は、１．５以上が好ましい。一方、Ｌ５／Ｌ１の上限は、特に限定されず、２．５以下でもよく、２以下でもよい。なお、式（５）を満たしていれば、ガス排出弁１７から注液孔１５までの距離Ｌ５の具体的な数値は特に限定されない。例えば、上記Ｌ５は、４０ｍｍ～８０ｍｍ（好適には５０ｍｍ～７０ｍｍ）とすることができる。
（外部絶縁部材の位置）
図２に示すように、本実施形態では、封口板１４の外面１４ｄと外部導電部材（正極外部導電部材３２、負極外部導電部材４２）との間に外部絶縁部材９２が介在している。かかる外部絶縁部材９２の周辺の領域においても、封口板１４の湾曲変形が阻害されるおそれがある。このため、封口板１４の短辺１４ａの長さＬ１に対する長辺方向Ｙにおけるガス排出弁１７から外部絶縁部材９２までの最短距離Ｌ６の割合（Ｌ６／Ｌ１）が下記の式（６）を満たすように外部絶縁部材９２の位置が制御されていることが好ましい。これによって、ガス排出弁１７の周囲の領域における封口板１４の湾曲変形が外部絶縁部材９２で阻害されることを防止できる。
Ｌ６／Ｌ１≧２ （６）
なお、ガス排出弁１７の近傍における変形阻害をより好適に防止するという観点から、上記Ｌ６／Ｌ１は、２．５以上が好ましい。一方、Ｌ６／Ｌ１の上限は、特に限定されず、４以下でもよく、３．５以下でもよい。なお、本明細書において、「ガス排出弁から外部絶縁部材までの最短距離Ｌ６」とは、長辺方向の両端部に取り付けられた一対の外部絶縁部材のうち、ガス排出弁の近くに形成された方の外部絶縁部材からガス排出弁までの距離を示す。また、上記式（６）を満たしていれば、ガス排出弁１７から外部絶縁部材９２までの最短距離Ｌ６の具体的な数値は特に限定されない。例えば、上記Ｌ６は、８０ｍｍ～１２０ｍｍ（好適には９０ｍｍ～１１０ｍｍ）とすることができる。
（外装体の厚み）
扁平な角型の電池ケース１０の内圧が大きく上昇した場合、上述した封口板１４の他に、外装体１２の扁平面（第１側壁１２ｃ）が変形する可能性もある。この外装体１２の第２側壁１２ｂの変形が生じると、電池ケース１０の内容量が増加して封口板１４の湾曲変形が遅れるため、ガス排出弁１７の作動安定性が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、第１側壁１２ｃの厚みが第２側壁１２ｂの厚みよりも大きくなるように外装体１２が構成されている。これによって、第１側壁１２ｃの変形によるケース容量の増加が抑制されるため、封口板１４の湾曲変形を安定して生じさせることができる。
なお、ケース内圧が大きくなった際に封口板１４を確実に湾曲変形させるという観点から、第２側壁１２ｂの厚みに対する第１側壁１２ｃの厚みの割合は、１．３以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましい。なお、第１側壁１２ｃの具体的な厚みは、０．８ｍｍ～１．５ｍｍが好ましく、１ｍｍ～１．２ｍｍがより好ましい。一方、第２側壁１２ｂの具体的な厚みは、０．６ｍｍ～１．０ｍｍが好ましい。
（溶接部の深さ）
また、上述した通り、本実施形態では、外装体１２の上面１２ｄと封口板１４の外面１４ｄとを跨ぐ溶接部Ｍを形成することによって電池ケース１０が構築される（図３参照）。ここで、封口板１４の短辺１４ａと第１側壁１２ｃとを跨ぐ溶接部Ｍ１の深さよりも、封口板１４の長辺１４ｂと第２側壁１２ｂとを跨ぐ溶接部Ｍ２の深さが深い方が好ましい。これによって、封口板１４の長辺１４ｂにおける溶接部Ｍ２が剥離し、短辺方向Ｘにおける封口板１４の中央部付近に適切な曲げモーメントが生じなくなることを防止できる。
＜他の実施形態＞
以上、ここに開示される二次電池の一実施形態について説明した。なお、ここに開示される二次電池は、上述の実施形態に限定されず、種々の実施形態を包含する。以下、ここに開示される二次電池の他の実施形態について説明する。
（破断溝の形状）
例えば、ガス排出弁は、上述した構造に限定されず、種々の構造を特に制限なく採用することができる。ガス排出弁１７は、例えば、図９に示すように、破断溝１７ｄ（図８参照）が形成されておらず、凹部の底面全体に亘って平坦な薄肉部１７ａが形成されていてもよい。ここに開示される二次電池では、封口板の湾曲変形による応力がガス排出弁に加わるため、上述のような破断溝を有さないガス排出弁１７であっても安定して作動させることができる。また、ガス排出弁に破断溝を形成する場合、当該破断溝の平面形状は特に限定されない。例えば、図１０および図１１に示すように、破断溝１７ｅの平面形状は、線状であってもよい。このような線状の破断溝１７ｅを形成した場合であっても、上記式（１）～（３）を満たすように封口板１４を形成すれば、封口板１４の湾曲変形によってガス排出弁１７を安定的に作動させることができる。
（ガス排出弁の形状）
また、上述した各実施形態では、平面略円形のガス排出弁１７が形成されている。しかし、ガス排出弁の平面形状は、特に限定されず、種々の形状を採用することができる。例えば、ガス排出弁の平面形状は、楕円形、角形（例えば四角形、五角形など）であってもよい。但し、楕円形や矩形などの長辺と短辺が相違するガス排出弁１７を形成した場合には、長辺方向Ｙにおけるガス排出弁１７の長さＬ７に対する短辺方向Ｘにおけるガス排出弁１７の長さＬ３の割合（Ｌ３／Ｌ７）が下記の式（７）を満たしているとことが好ましい。これによって、封口板１４が湾曲変形した際にガス排出弁１７を安定的に作動させることができる。なお、ガス排出弁１７の作動安定性をさらに向上させるという観点から、上記Ｌ３／Ｌ７の上限値は、１．５以下が好ましく、１．２以下がより好ましい。
０．８≦Ｌ３／Ｌ７≦２ （７）
（封口板の構成）
さらに、上述の実施形態における封口板１４は、ガス排出弁１７の他に、端子挿入穴１８、１９と注液孔１５が設けられている。しかし、端子挿入穴１８、１９と注液孔１５は、封口板１４に形成されていなくてもよい。例えば、電池ケースを構成する壁面のうち、封口板以外の壁面（底壁、第１側壁、第２側壁）の一つに端子挿入穴や注液孔が設けられていてもよい。
以上、ここに開示される技術の実施形態について説明した。しかし、上述の説明は例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、上述の説明にて例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１０ 電池ケース
１２ 外装体
１４ 封口板
１５ 注液孔
１５ａ 封止部材
１６ 断熱溝
１７ ガス排出弁
１７ａ 薄肉部
１７ｂ 中心部
１７ｃ 周縁部
１７ｄ、１７ｅ 破断溝
１８、１９ 端子挿入穴
２０、２０ａ～２０ｃ 電極体
２２ 正極
２４ 負極
２６ セパレータ
３０ 正極端子
３２ 正極外部導電部材
４０ 負極端子
４２ 負極外部導電部材
５０ 正極集電部
６０ 負極集電部
７０ 正極内部絶縁部材
８０ 負極内部絶縁部材
９０ ガスケット
９２ 外部絶縁部材
１００ 二次電池
Ｍ 溶接部

Claims (14)

  1. 正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を収容する電池ケースとを備えた二次電池であって、
    前記電池ケースは、
    一つの面が開口部となった扁平な角型の容器である外装体と、
    前記外装体の前記開口部を塞ぐ平面矩形の封口板と、
    前記封口板に設けられたガス排出弁と、
    を備え、
    前記封口板の厚みＴ１と、前記封口板の短辺の長さＬ１と、前記封口板の長辺の長さＬ２と、前記封口板の短辺方向における前記ガス排出弁の長さＬ３とが下記の式（１）～（３）を満たす、二次電池。
    Ｔ１／Ｌ１≦０．１ （１）
    Ｌ２／Ｌ１≧６ （２）
    Ｌ３／Ｌ１≧０．４ （３）
  2. 前記外装体の前記開口部に前記封口板が嵌め込まれ、前記開口部の外縁をなす前記外装体の上面と前記封口板の外面とを跨ぐように溶接部が形成されている、請求項１に記載の二次電池。
  3. 前記封口板の長辺と前記ガス排出弁との間に、前記封口板の長辺方向に沿って延びる断熱溝が形成されている、請求項２に記載の二次電池。
  4. 前記電池ケースの内部に前記電極体が複数個収容されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の二次電池。
  5. 前記封口板を貫通する一対の電極端子を備え、
    前記封口板に、前記一対の電極端子の各々が挿入される２つの端子挿入穴が形成されており、
    前記封口板の短辺の長さＬ１と、前記封口板の長辺方向における前記ガス排出弁から前記端子挿入穴までの最短距離Ｌ４とが下記の式（４）を満たす、請求項１～４のいずれか一項に記載の二次電池。
    Ｌ４／Ｌ１≧３ （４）
  6. 前記封口板に前記外装体の内部空間と連通する注液孔が形成され、当該注液孔が封止部材によって封止されており、
    前記封口板の短辺の長さＬ１と、前記封口板の長辺方向における前記ガス排出弁から前記注液孔までの距離Ｌ５とが下記の式（５）を満たす、請求項１～５のいずれか一項に記載の二次電池。
    Ｌ５／Ｌ１≧１ （５）
  7. 前記封口板を貫通する一対の電極端子と、
    前記封口板の外部において前記電極端子と接続される外部導電部材と、
    前記封口板の外面と前記外部導電部材との間に介在する外部絶縁部材と、
    を備え、
    前記封口板の短辺の長さＬ１と、前記封口板の長辺方向における前記ガス排出弁から前記外部絶縁部材までの最短距離Ｌ６とが下記の式（６）を満たす、請求項１～６のいずれかに記載の二次電池。
    Ｌ６／Ｌ１≧２ （６）
  8. 前記外装体は、前記封口板の短辺の各々と接合される一対の第１側壁と、前記封口板の長辺の各々と接合される一対の第２側壁と、を備え、
    前記第１側壁の厚みが前記第２側壁の厚みよりも大きい、請求項１～７のいずれか一項に記載の二次電池。
  9. 前記外装体の前記開口部に前記封口板が嵌め込まれ、前記開口部の外縁をなす前記外装体の上面と前記封口板の外面とを跨ぐように溶接部が形成されており、
    前記封口板の短辺と前記第１側壁とを跨ぐ溶接部の深さよりも、前記封口板の長辺と前記第２側壁とを跨ぐ溶接部の深さが大きい、請求項８に記載の二次電池。
  10. 前記封口板の短辺方向における前記ガス排出弁の長さＬ３と、前記封口板の長辺方向における前記ガス排出弁の長さＬ７とが下記の式（７）を満たす、請求項１～９のいずれか一項に記載の二次電池。
    ０．８≦Ｌ３／Ｌ７≦２ （７）
  11. 前記ガス排出弁は、中心部と、前記中心部の周囲に形成された周縁部と、前記周縁部において前記中心部を囲むように形成された環状の破断溝と、を備え、
    前記中心部の断面二次モーメントが前記周縁部の断面二次モーメントよりも大きい、請求項１～１０のいずれか一項に記載の二次電池。
  12. 前記ガス排出弁の底面は、前記封口板の内側面から前記電極体に向かって突出しており、
    前記封口板と前記電極体との間に内部絶縁部材が配置されており、
    前記封口板に対して垂直な方向における前記ガス排出弁の底面から前記電極体までの距離は、前記内部絶縁部材の厚みよりも大きい、請求項１～１１のいずれか一項に記載の二次電池。
  13. 前記ガス排出弁の底面は、前記封口板の内側面から前記電極体に向かって突出しており、
    前記封口板に前記外装体の内部空間と連通する注液孔が形成され、当該注液孔を封止する封止部材が前記封口板の内側面から前記電極体に向かって突出しており、
    前記封口板に対して垂直な方向において、前記ガス排出弁の底面から前記電極体までの距離は、前記封止部材から前記電極体までの距離よりも大きい、請求項１～１２のいずれかに記載の二次電池。
  14. 前記封口板の短辺の長さＬ１が３０ｍｍ以上である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の二次電池。
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