JP2023172029A - 電池およびガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】ガスケットのクラックに対する耐性を向上させ、または、ガスケットを透過する水分の透過量を低減する。【解決手段】電池は、正極缶と、正極缶の内部に配置される正極と、正極の内側に配置される負極と、負極に埋め込まれる集電棒と、正極缶の開口部を塞ぐ負極端子板と、封口ガスケット１４とを備え、封口ガスケット１４は、集電棒が固定されるボス部３４と、ボス部に固定される中間部３３と、負極端子板と正極缶との間に形成される隙間を塞ぐ周縁部３１と、中間部３３と周縁部３１との間に配置される応力緩衝部３２とを有し、応力緩衝部３２には、中間部３３を囲む第１溝３５と第２溝３６とが形成され、中間部３３の厚さＴは、第１溝３５と第２溝３６とのうちの深い第２溝３６の深さＤ２の１５０％以上である。【選択図】図２

Description

本開示の技術は、電池およびガスケットに関する。

負極端子板と正極缶との間を封止するガスケットが設けられているアルカリ乾電池が知られている。ガスケットには、圧力開放弁が形成され、アルカリ乾電池の内部圧力が高まったときに、圧力開放弁が破断して漏液することにより、アルカリ乾電池が破裂することを防止することができる。ガスケットには、正極缶がかしめられたときに変形する応力緩衝部が形成され、圧力開放弁が形成されている部分の変形を低減することができる。このようなアルカリ乾電池は、圧力開放弁が形成されている部分の変形が低減されることにより、圧力開放弁が適切に機能させることができる。

特開２００９－１５８４５７号公報

さらに、正極と負極とを隔てるセパレータの開口端がガスケットによりすぼめられて耐衝撃性が向上されたアルカリ乾電池が知られている（特許文献１）。しかしながら、このようなアルカリ乾電池は、ガスケットのクラックに対する耐性が低下したり、ガスケットを透過する水分の透過量が上昇したりすることがある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、ガスケットのクラックに対する耐性を向上させ、または、ガスケットを透過する水分の透過量を低減する電池およびガスケットを提供することを目的とする。

本開示の一態様による電池は、正極缶と、前記正極缶の内部に配置される正極と、前記正極の内側に配置される負極と、前記負極に埋め込まれる集電棒と、前記正極缶の開口部を塞ぐ負極端子板と、ガスケットとを備え、前記ガスケットは、前記集電棒が固定されるボス部と、前記ボス部に固定される中間部と、前記負極端子板と前記正極缶との間に形成される隙間を塞ぐ周縁部と、前記中間部と前記周縁部との間に配置される応力緩衝部とを有し、前記応力緩衝部には、複数の溝が形成され、前記中間部の厚さは、前記複数の溝のうちの最も深い１つの溝の深さの１５０％以上である。

開示の電池およびガスケットは、ガスケットのクラックに対する耐性を向上させることができ、または、ガスケットを透過する水分の透過量を低減することができる。

図１は、実施形態の電池を示す断面図である。 図２は、電池に取り付けられていない封口ガスケットを示す縦断面図である。 図３は、電池に取り付けられていない封口ガスケットを示す下面図である。 図４は、電池に取り付けられていない封口ガスケットを示す上面図である。 図５は、実施形態の電池を示す拡大断面図である。 図６は、電池に取り付けられる前の封口ガスケットと、電池に取り付けられているときの封口ガスケットとを示す縦断面図である。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる電池およびガスケットについて、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

実施形態の電池１は、アルカリ乾電池であり、図１に示されているように、電池ケース２と正極３と負極５と集電棒６とセパレータ７とを備えている。図１は、実施形態の電池１を示す断面図である。電池ケース２は、正極缶１１と負極端子板１２と封口ガスケット１４とを備えている。正極缶１１は、金属に例示される導体から形成されている。正極缶１１は、有底円筒形に形成され、側面部分１５と底面部分１６とを備えている。側面部分１５は、円柱の側面に沿うように、筒形に形成されている。底面部分１６は、概ね円板状に形成され、円柱の一方の底面に沿うように配置されている。底面部分１６は、底面部分１６の縁が側面部分１５の一方の端に隣接するように、側面部分１５に一体に形成されている。

底面部分１６の中央には、正極端子部分１７が形成されている。正極端子部分１７は、正極缶１１の内側から外側に向かって突出するように形成されている。正極缶１１には、開口部１８が形成されている。開口部１８は、側面部分１５のうちの円柱の他方の底面に対応する部位に形成されている。正極缶１１の内部は、開口部１８を介して正極缶１１の外部に繋がっている。

負極端子板１２は、金属に例示される導体から形成され、概ね円板状に形成されている。負極端子板１２は、円柱の他方の底面に沿うように配置され、正極缶１１の開口部１８を塞いでいる。電池ケース２の内部には、負極端子板１２が開口部１８を塞ぐことにより、正極缶１１と負極端子板１２とに囲まれる内部空間１９が形成されている。

正極３は、二酸化マンガンＭｎＯ_２と黒鉛Ｃと水酸化カリウム水溶液とバインダーとを含んでいる。バインダーは、たとえば、高分子化合物を含有し、二酸化マンガンＭｎＯ_２と黒鉛Ｃとから形成される粉体を互いに接着させて固形物に形成する。正極３は、管状に形成され、正極３の外側の面が正極缶１１の側面部分１５の内側の面に対向するように、電池ケース２の内部空間１９に配置されている。正極３は、二酸化マンガンＭｎＯ_２と黒鉛Ｃとが正極缶１１に電気的に接続されるように、正極缶１１に密着している。

負極５は、亜鉛粉と水酸化カリウム水溶液とゲル化剤とを含有し、ゲル状に形成されている。負極５は、電池ケース２の内部空間１９のうちの正極３の内側に配置されている。なお、負極作用物質に含まれる亜鉛粉は、亜鉛を含有する亜鉛合金から形成される亜鉛合金粉に置換されてもよい。

集電棒６は、導体から形成され、棒状に形成されている。集電棒６は、側面部分１５が沿う円柱の中心軸に沿うように内部空間１９に配置されている。集電棒６は、さらに、負極５に埋め込まれ、負極５に電気的に接続されている。集電棒６の一端は、集電棒６が負極端子板１２に電気的に接続されるように、負極端子板１２に接合されている。集電棒６は、負極端子板１２に固定されている。

セパレータ７は、ビニロンやパルプ等に例示される絶縁体から形成されている。セパレータ７は、有底中空円筒形に形成され、側面部分２１と底面部分２２とを備えている。側面部分２１は、筒状に形成され、円柱の側面に沿っている。底面部分２２は、円いシート状に形成され、円柱の一方の底面に沿っている。底面部分２２は、側面部分２１と底面部分２２との間に隙間が形成されないように、側面部分２１に繋がっている。側面部分２１のうちの底面部分２２に隣接する端の反対側のセパレータ開口端２３には、セパレータ７の内部と外部とを連通させる開口部が形成されている。側面部分２１は、内部空間１９のうちの正極３と負極５との間に配置され、正極３と負極５とを隔てている。底面部分２２は、内部空間１９のうちの負極５と正極缶１１の底面部分１６との間に配置され、正極缶１１の底部と負極５とを隔てている。負極５は、側面部分２１が正極３と負極５とを隔てていることにより、正極３から電気的に絶縁され、底面部分２２が負極５と正極缶１１とを隔てていることにより、正極缶１１から電気的に絶縁されている。

電池１は、電解液をさらに備えている。電解液は、水酸化カリウムＫＯＨを含有する水溶液から形成されている。電解液は、正極３と負極５とが電解液に浸漬されるように、内部空間１９に配置され、正極３と負極５とセパレータ７とに染み込んでいる。

図２は、電池１に取り付けられていない封口ガスケット１４を示す縦断面図である。封口ガスケット１４は、ナイロンに例示される絶縁体から形成されている。封口ガスケット１４は、軸３０に対して概ね対称に形成され、周縁部３１と応力緩衝部３２と中間部３３とボス部３４とを備えている。周縁部３１は、概ね筒状に形成されている。

応力緩衝部３２は、概ね環状に形成されている。応力緩衝部３２は、応力緩衝部３２の外縁が周縁部３１の一端に隣接するように、周縁部３１に一体に形成され、周縁部３１に固定されている。応力緩衝部３２には、第１溝３５と第２溝３６とが形成されている。第１溝３５は、応力緩衝部３２のうち、軸３０に平行である軸方向の一方の側の面から凹むように、形成されている。第１溝３５は、図３に示されているように、周縁部３１が沿う円の同心円に沿っている。図３は、電池１に取り付けられていない封口ガスケット１４を示す下面図である。第１溝３５は、図２に示されているように、さらに、第１溝３５の深さが深さＤ１に等しくなるように、形成されている。第２溝３６は、応力緩衝部３２のうちの他方の側の面から凹むように、形成されている。第２溝３６は、図４に示されているように、周縁部３１が沿う円の同心円に沿っている。図４は、電池１に取り付けられていない封口ガスケット１４を示す上面図である。第２溝３６は、図２に示されているように、さらに、第２溝３６の深さが深さＤ２に等しくなるように、形成されている。深さＤ２は、深さＤ１より大きい。

中間部３３は、概ね円板状に形成されている。中間部３３は、図２に示されているように、中間部３３の外縁が応力緩衝部３２の内側の面に隣接するように、応力緩衝部３２に一体に形成され、応力緩衝部３２に固定されている。中間部３３には、セパレータ案内穴３７が形成されている。セパレータ案内穴３７は、中間部３３のうちの軸方向の一方の側の面から凹むように、形成されている。セパレータ案内穴３７は、さらに、セパレータ案内部内径が値Ｗに等しくなるように、形成されている。セパレータ案内部内径は、セパレータ案内穴３７の径に等しく、軸方向に垂直である径方向におけるセパレータ案内穴３７の幅を示し、セパレータ案内穴３７の外縁が沿う円の直径を示している。値Ｗは、封口ガスケット１４のセパレータ開口端２３の径に基づいて設定され、たとえば、セパレータ開口端２３の径の１０５％の値以上である。セパレータ開口端２３の径は、封口ガスケット１４のセパレータ開口端２３が最大の円に沿うときに、その円の直径に等しい。中間部３３のうちのセパレータ案内穴３７の内部には、セパレータ案内面３８が形成されている。セパレータ案内面３８は、応力緩衝部３２から遠ざかるにつれてセパレータ案内穴３７が単調に深くなるように、形成されている。このとき、封口ガスケット１４は、図３に示されているように、第１溝３５が中間部３３を囲むように、形成されている。さらに、封口ガスケット１４は、図４に示されているように、第２溝３６が中間部３３を囲むように、形成されている。

ボス部３４は、管状に形成されている。ボス部３４は、図２に示されているように、中間部３３の中央を貫通し、中間部３３に一体に形成され、中間部３３に固定され、中間部３３を介して応力緩衝部３２に固定されている。

中間部３３には、圧力開放弁３９がさらに形成されている。圧力開放弁３９は、中間部３３のうちのボス部３４の近傍に形成されている。圧力開放弁３９は、中間部３３のうちの厚さが薄い部分であり、中間部３３のうちの圧力開放弁３９が形成されている部分の厚さは、中間部３３のうちの圧力開放弁３９が形成されていない部分の厚さより薄い。中間部３３は、さらに、中間部３３のうちの応力緩衝部３２に隣接する部分の厚さが最大になるように、かつ、中間部３３のうちの応力緩衝部３２に隣接する部分の厚さが厚さＴに等しくなるように、形成されている。厚さＴは、深さＤ２に１５０％（１．５）を乗算した値より大きい。

図５は、実施形態の電池１を示す拡大断面図である。正極缶１１の側面部分１５には、ビーディング部４１とカール部４２とが形成されている。ビーディング部４１は、側面部分１５のうちの開口部１８が形成される側の開口側端４３の近傍に形成されている。ビーディング部４１は、側面部分１５の内側の面から突出するように、すなわち、側面部分１５のうちのビーディング部４１が形成されている部分の内径が他の部分より小さくなるように、形成されている。カール部４２は、ビーディング部４１と開口側端４３との間に形成されている。カール部４２は、開口側端４３に近づくにつれて側面部分１５の内径が小さくなるように、形成されている。

封口ガスケット１４は、中間部３３のセパレータ案内面３８が負極５に対向するように、正極缶１１の内部のうちの開口部１８の近傍に配置されている。このとき、周縁部３１は、周縁部３１の外側の面が正極缶１１の側面部分１５の内側の面に密着するように、配置されている。周縁部３１は、さらに、負極端子板１２の縁を取り囲み、負極端子板１２の縁と正極缶１１とに挟まれ、負極端子板１２の縁と正極缶１１との間に形成される隙間を塞いでいる。周縁部３１は、さらに、周縁部３１の開口部１８から遠い側の他端がビーディング部４１に接触することにより、封口ガスケット１４が正極缶１１の底面部分１６に向かって移動しないように、正極缶１１に固定されている。周縁部３１は、周縁部３１の開口部１８に近い側の一端がカール部４２に接触することにより、封口ガスケット１４が正極缶１１の内部から抜け出ないように、正極缶１１に固定されている。

集電棒６は、封口ガスケット１４のボス部３４を貫通し、ボス部３４に固定され、封口ガスケット１４に固定され、封口ガスケット１４を介して正極缶１１に固定されている。

セパレータ７には、開口４５が形成されている。開口４５は、側面部分２１のうちの底面部分２２が接合されている一端の反対側の他端に形成されている。セパレータ７の内部は、開口４５を介して、セパレータ７の外部に繋がっている。セパレータ７の側面部分２１のうちの底面部分２２に隣接する端の反対側のセパレータ開口端２３の近傍には、セパレータ開口端部分４６が形成されている。セパレータ開口端部分４６は、セパレータ開口端２３に近づくにつれて細くなるように、すぼまっている。セパレータ開口端部分４６は、セパレータ案内穴３７の内部に配置され、封口ガスケット１４のセパレータ案内面３８に沿っている。電池１は、セパレータ７のセパレータ開口端部分４６がすぼまっていることにより、負極５がセパレータ７の内部から外部に漏れ出ることを抑制することができる。

［電池製造方法］
電池１を製造する電池製造方法では、正極３が準備され、ビーディング部４１とカール部４２とが形成されていない正極缶１１が準備される。正極３は、正極３の外周面が正極缶１１の内側の面に接触するように、開口部１８を介して正極缶１１の内部に挿入される。正極缶１１は、正極３が正極缶１１の内部に挿入された後に、ビーディング部４１が形成されるように、加工される。ビーディング部４１は、正極３が開口部１８を介して正極缶１１から抜け出ることを防止する。

電池製造方法では、さらに、セパレータ７が準備される。正極３が正極缶１１の内部に挿入された後に、セパレータ７の底面部分２２が正極缶１１の底面部分１６に対向するように、セパレータ７が開口部１８を介して正極３の内側に挿入される。電池製造方法では、さらに、電解液が準備される。電解液は、セパレータ７が正極３の内側に挿入された後に、開口部１８を介して正極３の内側に注入される。電解液が正極３の内側に注入されることにより、電解液は、セパレータ７に染み込み、正極３に染み込む。電池製造方法では、さらに、負極５が準備される。負極５は、電解液がセパレータ７と正極３とに染み込んだ後に、予め定められた量だけセパレータ７の内側に注入される。

電池製造方法では、さらに、集電棒６と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが準備される。集電棒６が負極端子板１２に電気的に接触するように、かつ、負極端子板１２の縁が封口ガスケット１４の周縁部３１に覆われるように、集電棒６と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが組み立てられて互いに固定され、封口体が作製される。負極５が注入された後に、集電棒６が負極５に埋め込まれるように、かつ、封口ガスケット１４の周縁部３１の一端がビーディング部４１に接触するように、封口体が正極缶１１に取り付けられる。封口体は、封口ガスケット１４の一端がビーディング部４１に接触することにより、正極缶１１に対して適切な位置に配置される。

セパレータ７のセパレータ開口端２３は、封口体が正極缶１１に取り付けられるときに、封口ガスケット１４のセパレータ案内面３８に接触する。セパレータ開口端２３は、セパレータ開口端２３がセパレータ案内面３８に接触した後に、封口体が正極缶１１に取り付けられることにより、セパレータ案内面３８に沿って移動する。セパレータ開口端部分４６は、セパレータ開口端２３がセパレータ案内面３８に沿って移動することにより、封口体が正極缶１１に適切に取り付けられたときに、セパレータ案内面３８に沿い、セパレータ案内穴３７の内部に適切に配置される。すなわち、封口ガスケット１４は、封口体が正極缶１１に取り付けられるときにセパレータ開口端２３がセパレータ案内面３８に接触するようにセパレータ案内穴３７が形成されていることにより、セパレータ開口端２３がセパレータ案内穴３７の内部に入らずに押し潰される潰れが発生することを防止することができる。

封口体が正極缶１１に対して適切な位置に配置された後に、正極缶１１は、かしめられ、正極缶１１にカール部４２が形成される。封口ガスケット１４は、正極缶１１にカール部４２が形成されることにより、図６に示されているように、封口ガスケット１４の周縁部３１が正極缶１１の側面部分１５の内周面に沿うように、変形する。図６は、電池１に取り付けられる前の封口ガスケット１４と、電池１に取り付けられているときの封口ガスケット１４とを示す縦断面図である。正極缶１１にカール部４２が形成されることにより、さらに、負極端子板１２と正極缶１１との間に形成される隙間が封口ガスケット１４により封止され、内部空間１９が外部から密閉され、電池１が作製される。

周縁部３１は、封口ガスケット１４が正極缶１１に取り付けられることにより、さらに、周縁部３１が沿う円の直径が小さくなるように、変形する。応力緩衝部３２は、周縁部３１が沿う円の直径が小さくなるように周縁部３１が変形することにより、第１溝３５の径方向における幅Ｗ１が小さくなるように、かつ、第２溝３６の径方向における幅Ｗ２が小さくなるように、変形する。封口ガスケット１４は、応力緩衝部３２が変形することにより、封口ガスケット１４が正極缶１１に取り付けられるときに、中間部３３が変形する程度を低減することができる。封口ガスケット１４は、中間部３３が変形する程度が低減されることにより、圧力開放弁３９が変形する程度を低減することができる。

電池１は、誤使用されたときに、内部空間１９の圧力が上昇することがある。電池１は、内部空間１９の圧力が上昇したときに、圧力開放弁３９が破断する漏液が発生したり、漏液が発生せずに封口体が正極缶１１から外れる破裂が発生したりすることがある。電池１は、圧力開放弁３９が変形する程度が低減されることにより、内部空間１９の圧力が上昇したときに、破裂が発生する前に漏液を発生させて内部空間１９の圧力を降下させることができ、破裂が発生することを防止することができる。

［電池１の評価試験］
実施形態の電池１の効果を確認するために、複数の電池試料が作製され、複数の電池試料の各々に複数の評価試験が実行されている。表１は、複数の電池試料に対応する複数の作製条件と複数の評価結果とを示している。

複数の電池試料は、比較例１の電池と比較例２の電池と比較例３の電池と実施例１の電池と実施例２の電池と実施例３の電池と実施例４の電池と実施例５の電池と実施例６の電池と実施例７の電池と実施例８の電池と実施例９の電池と実施例１０の電池と実施例１１の電池とを含んでいる。

複数の電池試料は、作製条件が互いに異なるように、作製されている。作製条件は、案内部内径と肉厚比とにより示される。案内部内径は、セパレータ７のセパレータ開口端２３を円に沿わせたときのその円の直径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径を示し、セパレータ案内穴３７が沿う円の直径を、セパレータ開口端２３が沿う円の直径で除算した値に１００を乗算した値を示している。肉厚比は、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さを示し、中間部３３の厚さを第１溝３５の深さで除算した値に１００を乗算した値を示している。

比較例１の電池の案内部内径は、「１０１％」を示している。比較例１の電池の肉厚比は、「１２０％」を示している。すなわち、比較例１の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０１％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１２０％に等しくなるように、作製されている。

比較例２の電池の案内部内径は、「１０１％」を示している。比較例２の電池の肉厚比は、「１３０％」を示している。すなわち、比較例２の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０１％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１３０％に等しくなるように、作製されている。

比較例３の電池の案内部内径は、「１０１％」を示している。比較例３の電池の肉厚比は、「１４０％」を示している。すなわち、比較例３の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０１％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１４０％に等しくなるように、作製されている。

実施例１の電池の案内部内径は、「１０５％」を示している。実施例１の電池の肉厚比は、「１５０％」を示している。すなわち、実施例１の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０５％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１５０％に等しくなるように、作製されている。

実施例２の電池の案内部内径は、「１０５％」を示している。実施例２の電池の肉厚比は、「１６０％」を示している。すなわち、実施例２の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０５％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１６０％に等しくなるように、作製されている。

実施例３の電池の案内部内径は、「１０５％」を示している。実施例３の電池の肉厚比は、「１７０％」を示している。すなわち、実施例３の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０５％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１７０％に等しくなるように、作製されている。

実施例４の電池の案内部内径は、「１０５％」を示している。実施例４の電池の肉厚比は、「１８０％」を示している。すなわち、実施例４の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０５％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１８０％に等しくなるように、作製されている。

実施例５の電池の案内部内径は、「１０５％」を示している。実施例５の電池の肉厚比は、「１９０％」を示している。すなわち、実施例５の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０５％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１９０％に等しくなるように、作製されている。

実施例６の電池の案内部内径は、「１０５％」を示している。実施例６の電池の肉厚比は、「２００％」を示している。すなわち、実施例６の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０５％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが２００％に等しくなるように、作製されている。

実施例７の電池の案内部内径は、「１０４％」を示している。実施例７の電池の肉厚比は、「１６０％」を示している。すなわち、実施例７の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０４％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１６０％に等しくなるように、作製されている。

実施例８の電池の案内部内径は、「１０３％」を示している。実施例８の電池の肉厚比は、「１６０％」を示している。すなわち、実施例８の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０３％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１６０％に等しくなるように、作製されている。

実施例９の電池の案内部内径は、「１０２％」を示している。実施例９の電池の肉厚比は、「１６０％」を示している。すなわち、実施例９の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０２％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１６０％に等しくなるように、作製されている。

実施例１０の電池の案内部内径は、「１０１％」を示している。実施例１０の電池の肉厚比は、「１６０％」を示している。すなわち、実施例１０の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１０１％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１６０％に等しくなるように、作製されている。

実施例１１の電池の案内部内径は、「１００％」を示している。実施例１１の電池の肉厚比は、「１６０％」を示している。すなわち、実施例１１の電池は、セパレータ７の径に対するセパレータ案内穴３７の径方向における径が１００％に等しくなるように、かつ、第１溝３５の深さに対する中間部３３の厚さが１６０％に等しくなるように、作製されている。

複数の電池試料は、作製条件が互いに異なること以外は、互いに同様に作製されている。すなわち、複数の電池試料は、電池サイズがＬＲ６（単３電池）になるように、正極３と集電棒６とセパレータ７と正極缶１１と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが作製されている。

複数の評価結果は、複数のクラック評価結果と複数の水分透過評価結果と複数の成形性評価結果と複数の形状評価結果と複数の落下試験評価結果とを含んでいる。
複数のクラック評価結果は、複数の電池試料に対応している。複数のクラック評価結果のうちのある電池試料に対応するクラック評価結果は、その電池試料に対してクラック評価試験が実行されることにより導出されている。ある電池試料に対して実行されるクラック評価試験では、その電池試料として作製された５０個の電池が高温高湿の雰囲気に１００日以上の予め定められた期間保存され、その５０個の電池の封口ガスケット１４の応力緩衝部３２にクラックが発生しているか否が確認される。

複数のクラック評価結果の各々は、「〇」または「△」を示している。複数のクラック評価結果は、複数のクラック評価結果のうちのある電池試料のクラック評価結果が「〇」を示すときに、その電池試料として作製された５０個の電池のうちの全部の電池の応力緩衝部３２にクラックが発生していなかったことを示している。複数のクラック評価結果は、複数のクラック評価結果のうちのある電池試料のクラック評価結果が「△」を示すときに、その電池試料として作製された５０個の電池のうちの一部の電池の応力緩衝部３２にクラックが発生していたことを示し、かつ、５０個の電池のうちの全部の電池に不具合が発生していなかったことを示している。その不具合としては、封口ガスケット１４が破断していること、内部空間１９から封口ガスケット１４を介して液体が漏れ出る漏液が発生していることが例示される。

複数のクラック評価結果のうちの比較例１～３の電池に対応するクラック評価結果は、「△」を示し、複数のクラック評価結果のうちの実施例１～１１の電池に対応するクラック評価結果は、「〇」を示している。すなわち、複数のクラック評価結果は、比較例１～３の電池として作製された５０個の電池の一部の電池の応力緩衝部３２にクラックが発生していたことを示し、実施例１～１１の電池として作製された５０個の電池の全部の電池の応力緩衝部３２にクラックが発生していなかったたことを示している。複数のクラック評価結果は、肉厚比が１４０％以下である電池が応力緩衝部３２にクラックが発生しやすいことを示し、肉厚比が１５０％以上である電池が応力緩衝部３２にクラックが発生することを防止することができることを示している。

複数の水分透過評価結果は、複数の電池試料に対応している。複数の水分透過評価結果のうちのある電池試料に対応する水分透過評価結果は、その電池試料に対して水分透過評価試験が実行されることにより導出されている。ある電池試料に対して実行される水分透過評価試験では、その電池試料として作製された１０個の電池が高温高湿の雰囲気に１００日以上の予め定められた期間保存され、その１０個の電池の重量がその保存により変化したか否かが確認される。複数の水分透過評価結果の各々は、「〇」または「△」を示している。複数の水分透過評価結果は、複数の水分透過評価結果のうちのある電池試料の水分透過評価結果が「〇」を示すときに、その電池試料として作製された１０個の電池のうちのその保存により変化した重量の差の平均が、保存前の電池の重量の１％以下であることを示している。複数の水分透過評価結果は、複数の水分透過評価結果のうちのある電池試料の水分透過評価結果が「△」を示すときに、その電池試料として作製された１０個の電池のうちのその保存により変化した重量の差の平均が、保存前の電池の重量の１．１％以上であり、かつ、５％以下であるであることを示している。

複数の水分透過評価結果のうちの比較例１～３の電池に対応する水分透過評価結果は、「△」を示し、複数の水分透過評価結果のうちの実施例１～１１の電池に対応する水分透過評価結果は、「〇」を示している。すなわち、複数の水分透過評価結果は、比較例１～３の電池として作製された電池が、予め定められた所定量より大きい量の水分が透過することを示し、実施例１～１１の電池として作製された電池から透過する水分の量が所定量より小さいことを示している。複数の水分透過評価結果は、肉厚比が１４０％以下である電池が水分を透過しやすいことを示し、肉厚比が１５０％以上である電池が水分を透過しにくいことを示している。

複数の成形性評価結果は、複数の電池試料に対応している。複数の成形性評価結果のうちのある電池試料に対応する成形性評価結果は、その電池試料に対して成形性評価試験が実行されることにより導出されている。ある電池試料に対して実行される成形性評価試験では、その電池試料として作製された複数の電池の封口ガスケット１４にウェルドまたはショートショットが発生しているか否かが確認される。複数の成形性評価結果の各々は、「〇」または「△」を示している。複数の成形性評価結果は、複数の成形性評価結果のうちのある電池試料の成形性評価結果が「〇」を示すときに、その電池試料の部品として作製された封口ガスケット１４にウェルドまたはショートショットが発生していなかったことを示している。複数の成形性評価結果は、複数の成形性評価結果のうちのある電池試料の成形性評価結果が「△」を示すときに、その電池試料の封口ガスケット１４を作製するときの成形条件を調整することにより、封口ガスケット１４にウェルドまたはショートショットが発生しないように、封口ガスケット１４が適切に作製可能であることを示している。複数の成形性評価結果は、「〇」を示す成形性評価結果に対応する電池試料の成形性が、「△」を示す形状評価結果に対応する電池試料の成形性に比較して、良好であることを示している。

複数の成形性評価結果のうちの比較例１～３の電池に対応する成形性評価結果は、「△」を示し、複数の成形性評価結果のうちの実施例１～１１の電池に対応する成形性評価結果は、「〇」を示している。すなわち、複数の成形性評価結果は、比較例１～３の電池として作製された電池の成形性に比較して、実施例１～１１の電池として作製された電池の成形性が良好であることを示している。複数の成形性評価結果は、肉厚比が１４０％以下である封口ガスケット１４の成形性が、肉厚比が１５０％以上である封口ガスケット１４の成形性より良好であることを示している。

複数の形状評価結果は、複数の電池試料に対応している。複数の形状評価結果のうちのある電池試料に対応する形状評価結果は、その電池試料に対して形状評価試験が実行されることにより導出されている。ある電池試料に対して実行される形状評価試験では、その電池試料として作製された複数の電池が分解され、その複数の電池のセパレータ７の開口部の形状が適切であるか否かが確認される。複数の形状評価結果の各々は、「〇」または「△」または「×」を示している。複数の形状評価結果は、複数の形状評価結果のうちのある電池試料の形状評価結果が「〇」を示すときに、その電池試料として作製された複数の電池のセパレータ７のセパレータ開口端部分４６が封口ガスケット１４のセパレータ案内面３８に沿うように、セパレータ開口端部分４６が適切に形成されていたことを示している。複数の形状評価結果は、複数の形状評価結果のうちのある電池試料の形状評価結果が「△」を示すときに、その電池試料として作製された複数の電池のセパレータ７に潰れが発生していないが、セパレータ開口端部分４６がセパレータ案内面３８に沿わないように、セパレータ開口端部分４６が不適切に形成されていたことを示している。複数の形状評価結果は、複数の形状評価結果のうちのある電池試料の形状評価結果が「×」を示すときに、その電池試料として作製された複数の電池のセパレータ７に潰れが発生していたことを示している。

複数の形状評価結果のうちの比較例１～３の電池に対応する形状評価結果は、「×」を示し、複数の形状評価結果のうちの実施例１～６の電池に対応する形状評価結果は、「〇」を示している。複数の形状評価結果のうちの実施例７～９の電池に対応する形状評価結果は、「△」を示し、複数の形状評価結果のうちの実施例１０～１１に対応する形状評価結果は、「×」を示している。複数の形状評価結果は、比較例１～３と実施例１０～１１との電池として作製された電池に比較して、実施例１～９の電池として作製された電池のセパレータ７に潰れが発生しにくいことを示している。すなわち、複数の形状評価結果は、封口ガスケット１４の案内部内径が１０１％以下である電池に比較して、封口ガスケット１４の案内部内径が１０２％以上である電池のセパレータ７に潰れが発生しにくいことを示している。

複数の形状評価結果は、さらに、実施例７～９の電池として作製された電池に比較して、実施例１～６の電池として作製された電池のセパレータ７に不適切な変形が発生しにくいことを示している。すなわち、複数の形状評価結果は、封口ガスケット１４の案内部内径が１０４％以下である電池に比較して、封口ガスケット１４の案内部内径が１０５％以上である電池のセパレータ７の開口部に不適切な変形が発生しにくいことを示している。

複数の落下試験評価結果は、複数の落下試験評価結果は、複数の電池試料に対応している。複数の落下試験評価結果のうちのある電池試料に対応する落下試験評価結果は、その電池試料に対して落下試験評価試験が実行されることにより導出されている。ある電池試料に対して実行される落下試験評価試験では、その電池試料として作製された２０個の電池が、電池１のうちの負極端子板１２が配置されている側の端が床にぶつかるように、床の１ｍ上から落下され、落下前開路電圧と落下後開路電圧とが導出される。落下前開路電圧は、その電池試料が床に落下する前に、その電池試料が負荷に接続されていないときの、その電池試料の電池電圧を示している。落下後開路電圧は、その電池試料が床に落下した後に、その電池試料が負荷に接続されていないときの、その電池試料の電池電圧を示している。複数の落下試験評価結果の各々は、「〇」または「×」を示している。複数の落下試験評価結果は、複数の落下試験評価結果のうちのある電池試料の落下試験評価結果が「〇」を示すときに、その電池試料として作製された複数の電池における電圧差が１ｍＶ以上でないことを示している。複数の落下試験評価結果は、複数の落下試験評価結果のうちのある電池試料の落下試験評価結果が「×」を示すときに、その電池試料として作製された複数の電池における電圧差が１ｍＶ以上であることを示している。ある電池における電圧差が１ｍＶ以上であることは、その電池の負極５の一部がセパレータ７のセパレータ開口２５から漏れ出た可能性があることを示している。複数の落下試験評価結果は、「〇」を示す落下試験評価結果に対応する電池試料の衝撃・振動に対する耐性が、「×」を示す形状評価結果に対応する電池試料に比較して、良好であることを示している。

複数の落下試験評価結果のうちの比較例１～３と実施例１～１０との電池に対応する落下試験評価結果は、「〇」を示し、複数の落下試験評価結果のうちの実施例１１の電池に対応する落下試験評価結果は、「×」を示している。このため、複数の落下試験評価結果は、実施例１１の電池として作製された電池に比較して、比較例１～３と実施例１～１０との電池として作製された電池の衝撃・振動に対する耐性が良好であることを示している。すなわち、複数の落下試験評価結果は、封口ガスケット１４の案内部内径が１００％以下である電池に比較して、封口ガスケット１４の案内部内径が１０１％以上である電池の衝撃・振動に対する耐性が良好であることを示している。

［実施形態の電池１の効果］
実施形態の電池１は、正極缶１１と、正極缶１１の内部に配置される正極３と、正極３の内側に配置される負極５と、負極５に埋め込まれる集電棒６と、正極缶１１の開口部１８を塞ぐ負極端子板１２と、封口ガスケット１４とを備えている。封口ガスケット１４は、集電棒６が固定されるボス部３４と、ボス部に固定される中間部３３と、負極端子板１２と正極缶１１との間に形成される隙間を塞ぐ周縁部３１と、中間部３３と周縁部３１との間に配置される応力緩衝部３２とを備えている。応力緩衝部３２には、中間部３３を囲む第１溝３５と第２溝３６とが形成されている。中間部３３の厚さは、第１溝３５と第２溝３６とのうちの深い第２溝３６の深さの１５０％以上である。このとき、実施形態の電池１は、封口ガスケット１４のクラックに対する耐性を向上させることができ、または、封口ガスケット１４を水分が透過する透過量を低減することができる。実施形態の電池１は、さらに、成形性が良好である。

また、実施形態の電池１の中間部３３の厚さは、第２溝３６の深さの２００％以下である。このとき、実施形態の電池１は、封口ガスケット１４が薄い分、正極３または負極５の量を増加させることができ、放電性能を向上させることができる。

また、実施形態の電池１は、負極５と正極３とを隔てるセパレータ７をさらに備えている。中間部３３には、応力緩衝部３２に近付くにつれて浅くなるセパレータ案内穴３７が形成されている。セパレータ７の開口４５は、セパレータ案内穴３７の内部に配置されている。セパレータ案内穴３７の径は、セパレータ７のうちの開口４５が形成されるセパレータ開口端２３の径の１０１％以上である。このとき、実施形態の電池１は、セパレータ開口端２３がセパレータ案内穴３７の内部に入らずに押し潰される潰れが発生することを防止することができる。実施形態の電池１は、潰れが発生することが防止されることにより、衝撃・振動に対する耐性を向上させることができる。

また、実施形態の電池１のセパレータ案内穴３７の径は、セパレータ開口端２３の径の１０２％以上である。このとき、実施形態の電池１は、潰れが発生することをより防止することができる。また、実施形態の電池１のセパレータ案内穴３７の径は、セパレータ開口端２３の径の１０５％以上である。このとき、実施形態の電池１は、潰れが発生することをより防止することができる。

ところで、既述の電池１のセパレータ案内穴３７の径は、セパレータ開口端２３の径に基づいて設定されているが、セパレータ開口端２３の径に無関係に設定されてもよい。電池１は、セパレータ案内穴３７の径がセパレータ開口端２３の径に無関係に設定されている場合でも、中間部３３の厚さが３つ以上の溝のうちの深い溝の深さの１５０％以上であることにより、封口ガスケット１４のクラックに対する耐性を向上させることができ、または、封口ガスケット１４を水分が透過する透過量を低減することができる。

ところで、既述の電池１の封口ガスケット１４の応力緩衝部３２には、第１溝３５と第２溝３６の２つの溝が形成されているが、３つ以上の溝が形成されてもよい。電池１は、応力緩衝部３２に３つ以上の溝が形成されている場合でも、中間部３３の厚さが３つ以上の溝のうちの深い溝の深さの１５０％以上であることにより、封口ガスケット１４のクラックに対する耐性を向上させることができ、または、封口ガスケット１４を水分が透過する透過量を低減することができる。

以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ ：電池
３ ：正極
５ ：負極
６ ：集電棒
７ ：セパレータ
１１：正極缶
１２：負極端子板
１４：封口ガスケット
１７：正極端子部分
１８：開口部
１９：内部空間
２３：セパレータ開口端
３１：周縁部
３２：応力緩衝部
３３：中間部
３４：ボス部
３５：第１溝
３６：第２溝
３７：セパレータ案内穴
３８：セパレータ案内面
３９：圧力開放弁
４３：開口側端
４６：セパレータ開口端部分

Claims (6)

1. 正極缶と、
   前記正極缶の内部に配置される正極と、
   前記正極の内側に配置される負極と、
   前記負極に埋め込まれる集電棒と、
   前記正極缶の開口部を塞ぐ負極端子板と、
   ガスケットとを備え、
   前記ガスケットは、
   前記集電棒が固定されるボス部と、
   前記ボス部に固定される中間部と、
   前記負極端子板と前記正極缶との間に形成される隙間を塞ぐ周縁部と、
   前記中間部と前記周縁部との間に配置される応力緩衝部とを有し、
   前記応力緩衝部には、前記中間部を囲む複数の溝が形成され、
   前記中間部の厚さは、前記複数の溝のうちの最も深い１つの溝の深さの１５０％以上である
   電池。
2. 前記厚さは、前記深さの２００％以下である
   請求項１に記載の電池。
3. 前記負極と前記正極とを隔てるセパレータをさらに備え、
   前記中間部には、前記応力緩衝部に近付くにつれて浅くなるセパレータ案内穴が形成され、
   前記セパレータの開口は、前記セパレータ案内穴の内部に配置され、
   前記セパレータ案内穴の径は、前記セパレータのうちの前記開口が形成されるセパレータ開口端の径の１０１％以上である
   請求項１または請求項２に記載の電池。
4. 前記セパレータ案内穴の径は、前記セパレータ開口端の径の１０２％以上である
   請求項３に記載の電池。
5. 前記セパレータ案内穴の径は、前記セパレータ開口端の径の１０５％以上である
   請求項３に記載の電池。
6. 正極缶と、
   前記正極缶の内部に配置される正極と、
   前記正極の内側に配置される負極と、
   前記負極に埋め込まれる集電棒と、
   前記正極缶の開口部を塞ぐ負極端子板
   とを備える電池
   に設けられるガスケットであり、
   前記集電棒が固定されるボス部と、
   前記ボス部に固定される中間部と、
   前記負極端子板と前記正極缶との間に形成される隙間を塞ぐ周縁部と、
   前記中間部と前記周縁部との間に配置される応力緩衝部とを有し、
   前記応力緩衝部には、複数の溝が形成され、
   前記中間部の厚さは、前記複数の溝のうちの最も深い１つの溝の深さの１５０％以上である
   ガスケット。

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