JP2023092957A - 密閉型電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】注液孔の封止構造におけるシール部材の劣化による電解液の液漏れを抑制できる密閉型電池を提供する。【解決手段】ここで開示される密閉型電池は、注液孔２５を有する封口板２２と、注液孔２５に装着され、かつ、注液孔２５の周囲における封口板２２の外表面２２ａと対向するフランジ部３４を有する封止栓３０と、封口板２２と封止栓３０のフランジ部３４との間に介在する樹脂製のシール部材４０とを備えている。そして、ここに開示される密閉型電池では、封口板２２の外表面２２ａ及びフランジ部３４の対向面３４ａは、シール部材４０と接触する部位の少なくとも一部に算術平均粗さＳａが１μｍ以上である粗面領域Ｒを有する。これによって、注液孔２５を中心とした径方向の外側に向かうシール部材４０の劣化変形を規制し、電解液の液漏れを抑制できる。【選択図】図２

Description

本発明は、密閉型電池に関する。
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池は、車両搭載用電源や携帯端末用電源などの様々な分野で広く使用されている。この二次電池の構造の一例として、密閉型電池が挙げられる。密閉型電池は、金属製の電池ケースの内部に電極体と電解液とを密閉状態で収容することによって構築される。この密閉型電池の電池ケースには、電池ケース内に電解液を注入するための注液孔が設けられている。注液孔は、通常、電解液を注入した後に封止栓によって封止される。
特許文献１には、電池ケースの注液孔を封止する封止構造に関する技術が開示されている。特許文献１に記載の密閉型電池は、電解液を注入する注液孔が設けられる電池ケースと、注液孔を封止するブラインドリベット（封止栓）とを備えている。そして、特許文献１に記載のブラインドリベットは、注液孔の径よりも大径のフランジ部および電池ケース内に位置する有底筒状のスリーブ本体部を備えるスリーブと、スリーブの内部に残留する残留部材とを備えている。そして、このブラインドリベットの残留部材は、スリーブの底部へ向けて突出する突起部を有している。かかる構成の密閉型電池では、残留部材をスリーブの底部に向けて押圧し、スリーブの底部に突起部を突き刺すことによって、ガス排出用の開口を形成することができる。これによって、過充電等によってガスが生じた際に、注液孔を介してガスを電池ケース外部に排出できる。
特開２０１５－９９６７０号公報
ところで、注液孔の封止構造では、封止栓と電池ケースとの間に樹脂製のシール部材（樹脂ワッシャなど）を配置することがある。これによって、封止栓と電池ケースとの隙間からの電解液の液漏れを防止できる。このシール部材は、通常、電池ケースと封止栓との間で加圧された状態で装着される。この圧力に対してシール部材が反発することによって、封止栓と電池ケースとの間の微小な隙間を塞ぐことができる。しかしながら、高温環境への曝露や経年劣化などによってシール部材が劣化すると、電池ケースと封止栓からの圧力によってシール部材が変形するおそれがある。この場合、封止構造を構成する各部材（封止栓、シール部材、電池ケース）の間に隙間が生じて液漏れが生じるおそれがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、注液孔の封止構造におけるシール部材の劣化による電解液の液漏れを抑制できる密閉型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、ここに開示される密閉型電池が提供される。
ここに開示される密閉型電池は、注液孔を有する電池ケースと、注液孔に装着され、かつ、注液孔の周囲における電池ケースの表面と対向する対向面を有する封止栓と、電池ケースと封止栓との間に介在する樹脂製のシール部材とを備えている。そして、電池ケースの表面及び／又は封止栓の対向面は、シール部材と接触する部位の少なくとも一部に算術平均粗さＳａが１μｍ以上である粗面領域を有する。
ここに開示される密閉型電池は、注液孔に封止栓が装着され、電池ケースと封止栓との間にシール部材が介在する封止構造を有している。かかる構成の密閉型電池においてシール部材が劣化した場合、注液孔を中心とした径方向の外側に向かってシール部材が変形する。これに対して、ここに開示される密閉型電池では、電池ケースの表面と封止栓の対向面の少なくとも一方に粗面領域（算術平均粗さＳａが１μｍ以上の領域）が形成されている。これによって、シール部材と電池ケースの表面（及び／又は封止栓の対向面）との間の摩擦力を大きくし、径方向外側へのシール部材の変形を規制することができる。これによって、封止構造を構成する各部材の間に隙間が生じることを防止し、シール部材の劣化による電解液の液漏れを抑制できる。また、このような粗面領域は、封止栓のような非常に微小な部品にも容易に形成できるという利点を有している。
ここに開示される密閉型電池の一態様において、封止栓は、注液孔に挿入される軸部と、電池ケースの外部において軸部から電池ケースの外表面に沿って延びる板状のフランジ部とを有しており、シール部材は、電池ケースの外表面とフランジ部の対向面との間に介在しており、電池ケースの外表面及び／又はフランジ部の対向面は、シール部材と接触する部位の少なくとも一部に粗面領域を有する。
注液孔の封止構造の一例として、電池ケースの外表面側にシール部材を配置する構造が挙げられる。この場合には、電池ケースの外表面に沿って延びる板状のフランジ部を封止栓に形成し、当該フランジ部と電池ケースとの間にシール部材を介在させる。かかる構成の封止構造を採用する場合には、電池ケースの外表面及び／又はフランジ部の対向面に粗面領域を形成するとよい。これによって、シール部材の劣化変形に起因する液漏れを好適に抑制できる。
ここに開示される密閉型電池の一態様において、電池ケースの表面及び／又は封止栓の対向面に、シール部材に向かって突出し、平面視において注液孔を囲む突起部が形成されている。
上記注液孔を囲む突起部は、注液孔を中心とした径方向の外方に向かうシール部材の変形を堰き止める障壁となるため、シール部材の劣化変形に起因する液漏れをさらに好適に抑制できる。
ここに開示される密閉型電池の一態様において、電池ケースの表面及び／又は封止栓の対向面は、シール部材と接触した部位の５％以上に粗面領域を有する。
上述のように一定以上の広さの粗面領域を確保することによって、電池ケースとシール部材との摩擦力（及び／又は封止栓とシール部材との摩擦力）を適切に向上できるため、シール部材の劣化変形に起因する液漏れをさらに好適に抑制できる。
ここに開示される密閉型電池の一態様において、粗面領域の算術平均粗さＳａが１００μｍ以下である。
シール部材の劣化変形を規制するという観点では、粗面領域の算術平均粗さＳａの上限は、特に限定されない。しかし、粗面領域の形成するための処理を簡略化して製造効率を向上させるという観点では、粗面領域の算術平均粗さＳａは、１００μｍ以下が好ましい。
一実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る密閉型電池における注液孔の封止構造の拡大断面図である。
以下、ここで開示される技術の実施形態について図面を参照しながら説明する。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、ここで開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、製造プロセスなど）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。ここで開示される技術は、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。
《第１実施形態》
図１は、本実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る密閉型電池における注液孔の封止構造の拡大断面図である。なお、各図における符号Ｘは「（密閉型電池の）幅方向」を示し、符号Ｚは「高さ方向」を示す。ただし、これらは説明の便宜上で定めた方向であり、密閉型電池の製造時や使用時の設置形態を限定することを意図したものではない。
図１に示すように、本実施形態に係る密閉型電池１は、電極体１０と、当該電極体１０を収容する電池ケース２０とを備えている。また、図示は省略するが、電池ケース２０の内部には、電極体１０の他に電解液も収容されている。以下、密閉型電池１の各構成について説明する。
１．電極体
電極体１０は、電池ケース２０の内部に収容された発電要素である。本実施形態における電極体１０は、樹脂製の絶縁フィルム２９で被覆された状態で電池ケース２０内に収容されている。これによって、電極体１０と電池ケース２０との導通を防止できる。また、詳しい図示は省略するが、本実施形態における電極体１０は、正極シートと負極シートを、絶縁性のセパレータを介在させながら複数枚積層させた積層電極体である。正極シートは、導電性の金属箔である正極集電箔と、当該正極集電箔の表面に付与された正極合材層とを備えている。また、負極シートは、導電性の金属箔である負極集電箔と、当該負極集電箔の表面に付与された負極合材層とを備えている。なお、電極体１０の構成部品（正極シート、負極シート、セパレータ等）の材料については、従来公知の一般的な二次電池と同様のものを特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を特徴付けるものでないため詳細な説明を省略する。
また、本実施形態における電極体１０は、電極体１０の上面１０ａから高さ方向Ｚの上方に向かって突出した一対の集電タブを有している。具体的には、電極体１０に含まれる複数枚の正極シートの各々は、正極合材層が付与されておらず、正極集電箔が露出した正極露出部を備えている。この正極露出部は、正極シートの上面の一部から高さ方向に向かって突出する。正極側の集電タブ（正極集電タブ１２）は、この正極露出部を複数枚集箔することによって形成される。一方、電極体１０に含まれる複数枚の負極シートの各々にも、負極合材層が付与されておらず、負極集電箔が露出した負極露出部が設けられている。この負極露出部は、上記正極露出部と重ならないように、負極シートの上面の一部から高さ方向に向かって突出する。そして、負極側の集電タブ（負極集電タブ１４）は、この負極露出部を複数枚集箔することによって形成される。
２．電解液
電解液は、電極体１０の内部（典型的には正極シートと負極シートとの間）に浸透した液状の電解質である。本実施形態に係る密閉型電池１では、電解液を介して正極シートと負極シートとの間で電荷担体（例えば、リチウムイオン）が移動することによって充放電が行われる。なお、電解液の材料については、従来公知の二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用でき、ここに開示される技術を特徴付けるものでないため説明を省略する。
なお、電池ケース２０内に収容される電解液は、その全てが電極体１０の内部に浸透している必要はない。例えば、電解液の一部は、余剰電解液として電極体１０の外部（電極体１０と電池ケース２０との間）に存在していてもよい。この余剰電解液を備えた密閉型電池１は、電極体１０の内部で電解液が不足した際に電解液を補給できるため、液枯れによる内部抵抗の増大を抑制できる。一方で、余剰電解液は、電池ケース２０の内部を自由に移動するため、注液孔２５からの電解液の液漏れが生じやすくなる要因にもなり得る。これに対して、ここに開示される技術は、注液孔２５の封止構造における密閉性の低下を抑制できるため、余剰電解液を存在させた場合であっても、電解液の液漏れが生じることを好適に抑制できる。すなわち、ここに開示される技術は、余剰電解液を電池ケース内に存在させた密閉型電池に特に好適に適用できる。
３．電池ケース
電池ケース２０は、電極体１０を収容する金属製の容器である。本実施形態における電池ケース２０は、上面が開口した有底の箱型部材であるケース本体２４と、当該ケース本体２４の上面開口を塞ぐ板状部材である封口板２２とを備えている。そして、これらの電池ケース２０の構成部材は、所定の剛性を有し、かつ、軽量な素材で構成されていることが好ましい。このような素材としては、アルミニウムやアルミニウム合金などが挙げられる。
また、幅方向Ｘにおける封口板２２の中央部には、ガス排出弁２７が形成されている。ガス排出弁２７は、電池ケース２０（封口板２２）の他の部分よりも厚みが薄い薄肉部である。このガス排出弁２７は、電池ケース２０の内圧が所定値以上になったときに破断し、内部で発生したガスを電池ケース２０の外部に排出する。なお、ガス排出弁２７の作動圧（破断圧）は、後述する電流遮断機構８２の作動圧よりも高い圧力になるように設定される。
４．端子構造
本実施形態に係る密閉型電池１では、電池ケース２０（封口板２２）に正極端子構造８０と負極端子構造９０が設けられている。これらの端子構造は、電極体１０と電池ケース２０を導通させることなく、電極体１０から電池ケース２０の外部に至る導電経路を形成するために設けられている。以下、各々の端子構造について簡単に説明する。なお、ここに開示される密閉型電池は、以下の端子構造を備えたものに限定されない。
封口板２２の幅方向Ｘにおける一方（図１中の左側）の端部には負極端子取付孔２８が形成されている。この負極端子取付孔２８には負極端子構造９０が装着されている。本実施形態における負極端子構造９０は、負極外部端子部品９２と、負極集電部品９４と、負極ガスケット９６と、負極絶縁板９８とを備えている。負極外部端子部品９２は、負極端子取付孔２８に挿入され、一部が電池ケース２０の外部に露出する金属部材である。この負極外部端子部品９２の下端部は、負極集電部品９４と接続されている。負極集電部品９４は、電池ケース２０の内部において、負極外部端子部品９２と負極集電タブ１４に接続される板状の金属部材である。なお、本実施形態における負極集電部品９４は、負極外部端子部品９２と接続される第１部品９４ａと、負極集電タブ１４と接続される第２部品９４ｂとを組み合わせることによって形成される。また、負極ガスケット９６は、電池ケース２０の外部において負極外部端子部品９２と封口板２２との間に介在する樹脂製の絶縁部材である。一方、負極絶縁板９８は、電池ケース２０の内部において負極集電部品９４と封口板２２との間に介在する樹脂製の絶縁部材である。これらの部材を負極端子取付孔２８に装着させることによって、電極体１０と電池ケース２０を導通させることなく、電極体１０の負極集電タブ１４から電池ケース２０の外部に至る導電経路を形成できる。
一方、封口板２２の幅方向Ｘにおける他方（図１中の右側）の端部には正極端子取付孔２６が形成されている。この正極端子取付孔２６には正極端子構造８０が装着されている。本実施形態における正極端子構造８０は、正極外部端子部品８１と、電流遮断機構８２と、正極集電部品８３と、正極ガスケット８４と、正極絶縁板８５と、集電部材ホルダ８６と、集電部材カバー８７を備えている。正極外部端子部品８１は、正極端子取付孔２６に挿入され、一部が電池ケース２０の外部に露出する金属部材である。電流遮断機構８２は、電池ケース２０の内部において正極外部端子部品８１と正極集電部品８３を接続する導電部材である。この電流遮断機構８２は、正極外部端子部品８１に接続される封口体タブ８２ａと、封口体タブ８２ａと正極集電部品８３に接続される反転板８２ｂとを備えている。反転板８２ｂは、電池ケース２０の内圧が一定以上に上昇した際に、高さ方向Ｚの上方に向かって変形して正極集電部品８３（第１部品８３ａ）から離間するように厚みが調節されている。これによって、何らかの異常が生じた際に、正極集電部品８３と電流遮断機構８２との間の導電経路を遮断し、充放電を自動的に停止させることができる。また、正極集電部品８３は、電池ケース２０の内部において正極集電タブ１２と接続される金属部材である。本実施形態における正極集電部品８３は、電流遮断機構８２の反転板８２ｂと接続される第１部品８３ａと、正極集電タブ１２と接続される第２部品８３ｂを組み合わせることによって形成される。また、正極ガスケット８４は、正極外部端子部品８１と封口板２２との間に介在する樹脂製の絶縁部材である。正極絶縁板８５は、電流遮断機構８２（封口体タブ８２ａ）と封口板２２との間に介在する樹脂製の絶縁部材である。また、集電部材ホルダ８６は、幅方向Ｘに延びる長尺な絶縁部材である。集電部材ホルダ８６の幅方向Ｘの一方（図１中の左側）の端部は、正極集電部品８３（第２部品８３ｂ）と封口板２２の内表面との間に介在する。また、集電部材ホルダ８６の幅方向Ｘの他方（図１中の右側）の端部は、電流遮断機構８２（反転板８２ｂ）と正極集電部品８３（第１部品８３ａ）との間に介在する。そして、集電部材カバー８７は、正極集電部品８３の下面を覆う樹脂製の絶縁部材である。上述した各部材を正極端子取付孔２６に装着させることによって、電極体１０と電池ケース２０を導通させることなく、電極体１０の正極集電タブ１２から電池ケース２０の外部に至る導電経路を形成できる。なお、本実施形態に係る密閉型電池１では、後述する封止栓３０と正極端子構造８０とが干渉しないように、正極集電部品８３の第２部品８３ｂと集電部材ホルダ８６に開口部８３ｂ１、８６ａが形成されている。
５．注液孔の封止構造
本実施形態における封口板２２には、注液孔２５が形成されている。注液孔２５は、密閉型電池１の製造工程において開放されており、当該注液孔２５を介して電池ケース２０の内部に電解液が注液される。そして、この注液孔２５は、電解液の注液後に封止栓３０が装着されて封止される。また、封止栓３０と電池ケース２０（封口板２２）との間には、樹脂製のシール部材４０が配置されている。これによって、封止栓３０と封口板２２との間の隙間が塞がれるため、注液孔２５からの液漏れを防止できる。以下、注液孔２５の封止構造について図２を参照しながら具体的に説明する。
図２に示す封止栓３０は、ブラインドリベットタイプの封止栓である。かかる封止栓３０の上端部は、電池ケース２０の外部に露出し、下端部は電池ケース２０の内部に収容される。この封止栓３０は、注液孔２５に挿入される軸部３２と、電池ケース２０の外部において軸部３２から電池ケースの外表面（封口板２２の外表面２２ａ）に沿って延びる板状のフランジ部３４とを有する。軸部３２は、内部空洞３６を有する円筒状の部分である。この内部空洞３６は、軸部３２の下部に形成された大径部３６ａと、軸部３２の上部に形成された小径部３６ｂを備えている。また、内部空洞３６の小径部３６ｂには、マンドレルの頭部３７が収容されている。マンドレルは、頭部３７の上面３７ａから高さ方向Ｚの上方に延びる棒状の部材である。後述するが、マンドレルは、封止栓３０を注液孔２５に装着させる過程において除去されるため、図２には記載されていない。また、軸部３２の外周面には、径方向の外側に向かって突出した係止部３８が形成されている。この係止部３８が封口板２２の内表面２２ｂと係止することによって、封止栓３０が封口板２２に固定される。
封止栓３０を注液孔２５に装着させる手順について説明する。封口板２２に装着される前の封止栓３０の軸部３２は、外周面に凹凸がない（係止部３８が形成されていない）円筒状に成形されている。そして、この装着前の封止栓３０では、内部空洞３６の大径部３６ａ内にマンドレルの頭部３７が収容され、棒状のマンドレルの上端部が封止栓３０の上面３０ａよりも上方に露出する。そして、封止栓３０を注液孔２５に装着させる際には、上記構成の軸部３２を注液孔２５に挿入した状態で、マンドレルを上方に引き上げて頭部３７を軸部３２上部の小径部３６ｂまで移動させる。これによって、軸部３２が塑性変形し、当該軸部３２の外周面に係止部３８が形成される。そして、この係止部３８が封口板２２の内表面２２ｂと係止することによって、封止栓３０が封口板２２に固定される。その後、マンドレルは、頭部３７から切り離されて除去される。
このとき、封止栓３０のフランジ部３４は、封口板２２の外表面２２ａと対向する。そして、封口板２２の外表面２２ａとフランジ部３４の対向面３４ａとの間には、シール部材４０が配置される。シール部材４０は、円形の開口部４０ａが中央に形成された円板状の部材である。このシール部材４０の開口部４０ａには、封止栓３０の軸部３２が挿入される。そして、シール部材４０は、封止栓３０のフランジ部３４と封口板２２との間で加圧される。これによって、封止栓３０と封口板２２との隙間が塞がれるため電解液の液漏れを防止できる。なお、この種の封止栓３０の取り付けにおいて、シール部材４０に加わる圧力は、５０Ｎ～８００Ｎの範囲内（例えば４００Ｎ程度）に設定され得る。
ここで、高温環境への曝露などによってシール部材４０が劣化すると、封止栓３０と封口板２２から受ける圧力によって、シール部材４０は、注液孔２５（封止栓３０の軸部３２）を中心とした径方向の外側に向かって変形しようとする。しかしながら、本実施形態に係る密閉型電池１では、封口板２２の外表面２２ａとフランジ部３４の対向面３４ａの各々に粗面領域Ｒが形成されている。これによって、封口板２２とシール部材４０との間の摩擦抵抗と、フランジ部３４とシール部材４０との間の摩擦抵抗が大きくなるため、径方向の外側に向かうシール部材４０の変形を規制することができる。このため、本実施形態によると、シール部材４０の劣化変形に起因する液漏れを好適に抑制できる。
なお、本明細書における「粗面領域」とは、表面の算術平均粗さＳａが１μｍ以上である領域のことをいう。このような粗面領域を有する金属部材を樹脂製の部材と接触させることによって、当該樹脂部材（シール部材）の劣化変形を規制できることが実験によって確認されている。なお、シール部材の劣化変形をより好適に規制するという観点から、粗面領域における算術平均粗さＳａは、１．２μｍ以上が好ましく、１．４μｍ以上がより好ましく、１．６μｍ以上がさらに好ましく、１．８μｍ以上が特に好ましい。一方、シール部材の劣化変形を規制するという観点では、粗面領域の算術平均粗さＳａの上限は、特に限定されない。但し、粗面領域を形成するための処理を簡略化して製造効率を向上させるという観点では、粗面領域の算術平均粗さＳａは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、２５μｍ以下がさらに好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。なお、本明細書における「算術平均粗さＳａ」は、ＩＳＯ２５１７８に規定される算術平均粗さＳａを意味する。
また、粗面領域における最大高さＳｚは、１５μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましく、２５μｍ以上が特に好ましい。最大高さＳｚが大きい粗面領域をシール部材と接触する金属部材の表面に形成することによって、シール部材の劣化変形をさらに好適に規制できる。一方、粗面領域を形成する処理を簡略化して製造効率を向上させるという観点では、粗面領域の最大高さＳｚは、２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましく、１００μｍ以下がさらに好ましく、５０μｍ以下が特に好ましい。
また、金属部材（封口板２２やフランジ部３４）の表面に粗面領域を形成する処理は、ここに開示される技術を限定するものではなく、従来公知の粗面化処理を特に制限なく使用できる。かかる粗面化処理としては、メッキ処理、エッジング処理、電解研磨、化学研磨、ブラスト加工、レーザ処理等が挙げられる。また、粗面領域は、シール部材と接触する面の５％以上（より好適には２０％以上、さらに好適には５０％以上）に形成されていることが好ましい。これによって、シール部材の劣化変形をより好適に規制することができる。また、粗面領域の広さの上限は、特に限定されず、シール部材との接触面の１００％でもよく、９０％以下でもよく、８０％以下でもよく、７０％以下でもよい。
また、シール部材４０の素材は、特に限定されず、従来公知の密閉型電池において使用される材料を特に制限なく使用できる。このシール部材４０の素材の一例として、ポリプロピレン（ＰＰ）、フッ素化樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらの樹脂材料は、劣化による変形が比較的に生じやすい傾向があるが、算術平均粗さＳａが１μｍ以上の粗面領域と接触させることによって劣化変形を好適に規制することができる。
また、本実施形態に係る密閉型電池１では、フランジ部３４の対向面３４ａに、シール部材４０に向かって突出し、平面視において注液孔２５を囲む環状の突起部３５が形成されている。このような注液孔２５を囲む突起部３５は、注液孔２５を中心とした径方向の外方に向かうシール部材４０の変形を堰き止めることができるため、シール部材４０の劣化変形に起因する液漏れをさらに好適に抑制できる。
《その他の実施形態》
以上、ここで開示される技術の一実施形態について説明した。なお、上述した第１実施形態は、ここで開示される技術が適用された密閉型電池の一例を示すものであり、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。
例えば、粗面領域は、電池ケースの表面及び／又は封止栓の対向面のシール部材と接触する部位の少なくとも一部に形成されていればよく、上述した第１実施形態に示される領域に限定されない。具体的には、上記第１実施形態では、封口板２２の外表面２２ａとフランジ部３４の対向面３４ａの両方に粗面領域Ｒを形成している。しかしながら、粗面領域Ｒを形成する面は、封口板２２の外表面２２ａとフランジ部３４の対向面３４ａの何れか一方でもよい。この場合でも、シール部材４０の劣化変形に起因した液漏れを十分に抑制することができる。また、上記第１実施形態では、封口板２２とフランジ部３４との間にシール部材を配置している。しかし、シール部材は、上述の実施形態に限定されず、電池ケースと封止栓との間の所望の位置に配置することができる。例えば、シール部材は、封止栓の係止部（図２中の係止部３８参照）と封口板との間に配置することもできる。この場合には、封口板と対向する係止部の対向面（上面）に粗面領域を形成することが好ましい。これによって、電池ケース内部に配置したシール部材の変形を好適に規制できる。
また、第１実施形態に係る密閉型電池１では、電池ケース２０の封口板２２に注液孔２５が設けられている。しかし、注液孔は、封口板に限定されず、箱状のケース本体を構成する壁面の何れか一面に設けられていればよい。但し、封止栓を装着させる際の作業効率を考慮すると、注液孔は封口板に形成されている方が好ましい。
また、第１実施形態に係る密閉型電池１では、フランジ部３４の対向面３４ａに、注液孔２５を囲む環状の突起部３５が形成されている。しかし、かかる環状の突起部３５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、注液孔を囲む突起部は、図２中の封口板２２の外表面２２ａに形成されていてもよい。この場合でも、径方向外方に向かうシール部材４０の変形を堰き止めることができる。また、突起部が形成されていない場合でも、径方向外方に向かうシール部材の変形を十分に規制することができる。ここに開示される密閉型電池の特徴である粗面領域は、プレス加工等によって成形される環状の突起部と比較すると、形成時の自由度が高く、微細な部品にも容易に形成できるという利点を有している。すなわち、粗面領域は、封止栓のような微細な構造の密閉性の向上に特に顕著な効果を発揮できる。
［試験例］
以下、本発明に関する試験例を説明する。なお、以下に記載する試験例の内容は、本発明を限定することを意図したものではない。
１．サンプルの用意
（サンプル１）
本試験では、粗面処理の対象として、厚み２ｍｍ×幅２０ｍｍ×奥行２０ｍｍのアルミニウム板を準備した。そして、サンプル１では、レーザ加工による粗面化処理を実施してアルミニウム板の表面に粗面領域を形成した。具体的には、レーザ照射装置（株式会社キーエンス製の３－Ａｘｉｓ ファイバレーザマーカ、型式：ＭＤ－Ｆ３２００）を使用し、アルミニウム板の表面にパルスレーザを照射して５ｍｍ×５ｍｍの大きさの粗面領域を形成した。なお、サンプル１における粗面化処理では、レーザの出力を３０Ｗとし、走査速度を１００ｍｍ／ｓｅｃとし、パルスエネルギーを５Ｊ／ｐｕｌｓｅとした。
（サンプル２）
本試験におけるサンプル２は、レーザ照射による粗面化処理を行なわない未処理のアルミニウム板である。
２．評価試験
（１）表面粗さの測定
本試験では、粗面化処理後の各サンプルの算術平均粗さＳａと最大高さＳｚを測定した。これらの測定は、株式会社キーエンス製の非接触式検査機（型式：ＶＫ－Ｘ１３０）を使用して測定した。測定結果を表１に示す。
（２）耐久試験
ＰＦＡ樹脂製の円板状の樹脂ワッシャ（直径：５．７ｍｍ前後、厚み：０．４ｍｍ前後）を準備し、密閉型電池の封口板（アルミニウム製）の上に配置した。そして、サンプル１～３のアルミニウム板を樹脂ワッシャの上に重ねて２５０Ｎの圧力で加圧した状態で保持した。なお、サンプル１、２では、粗面化処理を行った面が樹脂ワッシャと直接接触するようにアルミニウム板を配置した。そして、加圧した状態を維持したままで６０℃の環境に配置して１５０時間保存する耐久試験を行った。そして、１５０時間経過後に保存温度を１００℃に昇温させて更に１５時間保存した。本試験では、加圧前、加圧後、保存から１時間後、２５時間後、５０時間後、１００時間後、１５０時間後、１６５時間後の各々の時点の樹脂ワッシャの直径を測定した。測定結果を表１に示す。
Figure 2023092957000002
表１に示すように、サンプル２では、加圧直後と１６５時間保存後の樹脂ワッシャの直径の差分である「加熱後変形量」が０．０１７ｍｍであった。かかる直径の増加は、高温環境で長期間保存した結果、樹脂ワッシャが劣化して反発力が失われた結果、圧力によって拡径したためと解される。一方、サンプル１では、加熱後変形量が０．００５ｍｍに抑制されていた。これは、粗面化処理によってアルミニウム板と樹脂ワッシャとの間の摩擦力が大きくなり、樹脂ワッシャの拡径が規制されたためと解される。一般的な密閉型電池において、電解液の液漏れを防止するには、樹脂ワッシャの製造公差を０．０１ｍｍ以下のレベルで制御することが求められる。すなわち、１００℃という高温環境に晒された後の変形量を０．００５ｍｍ程度まで抑制できることを考慮すると、樹脂ワッシャと接する金属部材（封止栓）の表面に粗面領域を形成することは、電解液の液漏れを抑制する技術として非常に好適に使用できることが分かった。
また、表１中の「加熱後変形量」に示すように、サンプル１では、加圧処理の前後における樹脂ワッシャの拡径も適切に規制できることが分かった。かかる観点からも、樹脂ワッシャと接する金属部材（封止栓）の表面に粗面領域を形成することは、電解液の液漏れを抑制する技術として非常に好適に使用できると解される。
以上、本発明を詳細に説明したが、上述の説明は例示にすぎない。すなわち、ここで開示される技術には上述した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１ 密閉型電池
１０ 電極体
１２ 正極集電タブ
１４ 負極集電タブ
２０ 電池ケース
２２ 封口板
２４ ケース本体
２５ 注液孔
３０ 封止栓
３２ 軸部
３４ フランジ部
３５ 突起部
３６ 内部空洞
３７ 頭部
３８ 係止部
４０ シール部材
８０ 正極端子構造
８１ 正極外部端子部品
８２ 電流遮断機構
８３ 正極集電部品
８４ 正極ガスケット
８５ 正極絶縁板
８６ 集電部材ホルダ
８７ 集電部材カバー
９０ 負極端子構造
９２ 負極外部端子部品
９４ 負極集電部品
９６ 負極ガスケット
９８ 負極絶縁板
Ｒ 粗面領域

Claims (5)

  1. 注液孔を有する電池ケースと、
    前記注液孔に装着され、かつ、前記注液孔の周囲における前記電池ケースの表面と対向する対向面を有する封止栓と、
    前記電池ケースと前記封止栓との間に介在する樹脂製のシール部材と
    を備え、
    前記電池ケースの表面及び／又は前記封止栓の対向面は、前記シール部材と接触する部位の少なくとも一部に算術平均粗さＳａが１μｍ以上である粗面領域を有する、密閉型電池。
  2. 前記封止栓は、前記注液孔に挿入される軸部と、前記電池ケースの外部において前記軸部から前記電池ケースの外表面に沿って延びる板状のフランジ部とを有しており、
    前記シール部材は、前記電池ケースの外表面と前記フランジ部の対向面との間に介在しており、
    前記電池ケースの外表面及び／又は前記フランジ部の対向面は、前記シール部材と接触する部位の少なくとも一部に前記粗面領域を有する、請求項１に記載の密閉型電池。
  3. 前記電池ケースの表面及び／又は前記封止栓の対向面に、前記シール部材に向かって突出し、平面視において前記注液孔を囲む突起部が形成されている、請求項１または２に記載の密閉型電池。
  4. 前記電池ケースの表面及び／又は前記封止栓の対向面は、前記シール部材と接触した部位の５％以上に前記粗面領域を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の密閉型電池。
  5. 前記粗面領域の算術平均粗さＳａが１００μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の密閉型電池。
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