JP2024123718A - 蓄電デバイス - Google Patents

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Abstract

Figure 2024123718000001
【課題】安全性の高い蓄電デバイスを提供すること。
【解決手段】ここに開示される蓄電デバイスは、ケース本体１２と、端子装着孔を有する封口板１４と、ケース本体１２の内部に収容された電極体と、集電端子と、封口板１４と集電端子との間に配置される絶縁部材４０と、を備えている。蓄電デバイスにおいて、絶縁部材４０は、封口板１４の端子装着孔１８の周縁部分および集電端子と一体成型された状態で端子装着孔１８の周縁１８ａに配置される。ここで、封口板１４と集電端子は、０．２％耐力および破断伸びが所定の範囲を満たす金属材料から構成されている、蓄電デバイス。
【選択図】図５

Description

本発明は、蓄電デバイスに関する。
リチウムイオン二次電池等の二次電池やリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタを包含するいわゆる蓄電デバイスは、パソコンや携帯端末等のポータブル電源のほか、ＢＥＶ（電気自動車）、ＨＥＶ（ハイブリッド自動車）、ＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド自動車）等の車両駆動用電源として普及している。
かかる用途の蓄電デバイスとして、矩形状の六面からなる六面体形状のいわゆる角型形状の金属製ケース内に正負極を有する電極体を収容した形態のものが挙げられる。かかる形態の蓄電デバイスの典型例として、一面が開口した角型形状のケース本体と、該開口部分を塞ぐ矩形板状の封口板（蓋体）とを備え、ケースに収容する電極体の正負極それぞれと電気的に接続された正負極それぞれの集電端子を、上記封口板に設けられた正負極それぞれの端子装着孔を通して該端子の一部を該封口板の外面に配置した形態のものが挙げられる。
この種の蓄電デバイスとして、予め上記端子装着孔の周縁部分に合成樹脂製の絶縁部材を配置した状態で、当該装着孔に上記集電端子の一部を通しつつ該集電端子を封口板に装着した封口板と集電端子との組立体（以下「集電端子－封口板組立体」という。）を所定の型を用いて一体に成型しておき、かかる一体成型された集電端子－封口板組立体に所定形状の電極体を接続したものをケース本体に収容し、そして該ケースの開口部分に封口板を接合する密閉型の蓄電デバイスが挙げられる。
例えば、特許文献１には、かかる一体成型された集電端子－封口板組立体を用いて製造された密閉型の蓄電デバイスの一例（リチウムイオン二次電池）が記載されている。
特開２０２１－８６８１３号公報
特許文献１に記載されるような集電端子－封口板組立体と、ケース本体とが溶接された蓄電デバイスでは、封口板と集電端子と絶縁部材とが一体成型された部分の剛性は、一体成型によって、その他の部分（一体成型に関与していない部分）の剛性よりも高まりやすい。特に、封口板と集電端子とがそれぞれ所定の強度を満たすように強固な材質で構成されているため、このような一体成型されている部分の剛性が高まる傾向にあると考えられる。本発明者らの検討によれば、封口板に何らかの状況で応力が生じた際、かかる応力は相対的に剛性が低い部分に集中するため、一体成型に関与していない部分（例えば、封口板とケース本体との境界に沿って設けられる溶接部）では、破断が生じやすいことを見出した。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、上述したような集電端子および絶縁部材が封口板（具体的には上記端子装着孔の周縁部分を包含する部分）と一体成型された集電端子－封口板組立体と、ケース本体とが溶接される蓄電デバイスにおいて、当該蓄電デバイスの安全性をより向上させることを目的とする。
ここに開示される蓄電デバイスは、開口部を有するケース本体と、端子装着孔を有し、上記開口部を封口する金属製の封口板と、上記ケース本体の内部に収容された電極体と、一端が上記ケース本体の内部で上記電極体と電気的に接続され、他端が上記端子装着孔を通過して上記封口板の外面側に露出する集電端子と、上記封口板と上記集電端子との間に配置される絶縁部材と、を備える蓄電デバイスである。上記絶縁部材は、上記封口板の端子装着孔の周縁部分および前集電端子と一体成型された状態で上記端子装着孔の周縁に配置されている。上記封口板は、０．２％耐力Ａが９５～３５０Ｎ／ｍｍ２であり、破断伸びＸが４～２７％である金属材料から構成され、上記集電端子は、０．２％耐力Ｂが２５～２００Ｎ／ｍｍ２であり、破断伸びＹが２０～４５％である金属材料から構成される。ここで、上記蓄電デバイスは、上記耐力Ａに対する上記耐力Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、０．０８～０．８であり、上記破断伸びＸに対する上記破断伸びＹの比（Ｙ／Ｘ）が１．１～１０．８である
かかる構成によれば、封口板と集電端子と絶縁部材とが一体成型される部分の剛性を好適に低減することができ、一体成型されている部分と一体成型に関与していない部分（例えば溶接部）との剛性差を小さくすることができる。これにより、応力集中が発生することを抑制することができ、安全性の高い蓄電デバイスが実現される。
なお、本明細書において、金属材料に関する「０．２％耐力（Ｎ／ｍｍ２）」および「破断伸び（％）」は、特に断りのない限り、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片を用いて、ＪＩＳＺ２２４１に準拠して求められる値のことをいう。また、０．２％耐力のことを単に「耐力」ということがある。
図１は、一実施形態に係る電池を模式的に示す斜視図である。 図２は、一実施形態に係る電池の内部構造を模式的に示す図である。 図３は、電極体の構成を模式的に示す図である。 図４は、封口板と集電端子と絶縁部材とが一体成型された、集電端子－封口板組立体を模式的に示す図である。 図５は、一実施形態に係る集電端子近傍を模式的に示す断面図である。 図６は、一実施形態に係る成形金型を模式的に示す図である。
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、ここに開示される技術を特徴付けない電池の一般的な構成および製造プロセス等）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、各図面は模式的に描かれており、寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を必ずしも反映するものではない。また、以下に説明する図面において、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」（Ａ，Ｂは任意の数値）の表記は、Ａ以上Ｂ以下を意味する。
本明細書において、「蓄電デバイス」とは、電解質を介して一対の電極（正極および負極）の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じるデバイスをいう。かかる蓄電デバイスは、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池；リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（すなわち、物理電池）；を包含する。
以下では、上述した蓄電デバイスのうち、リチウムイオン二次電池を例に挙げて、ここに開示される技術の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る二次電池１００の斜視図である。図２は、二次電池１００の内部構造を模式的に示す図である。なお、以下の説明において、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。また、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表す。ただし、これらの方向は説明の便宜上の定めたものであり、二次電池１００の設置形態を何ら限定するものではない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
図１および図２に示すように、二次電池１００は、電極体２０と、電解質（図示せず）と、電極体２０および電解質を収容するケース本体１２と、封口板１４と、正極端子３０と、負極端子３５と、絶縁部材４０と、を備えている。
図３は、電極体２０の構成を模式的に示す図である。電極体２０は、ここでは図３に示すように、帯状の正極シート２２と帯状の負極シート２４とが、２枚の帯状のセパレータ２６を介して絶縁された状態で積層され、巻回軸ＷＬを中心として長手方向に巻回されてなる巻回電極体である。ただし、電極体は、方形状の正極シートと方形状の負極シートとが、方形状のセパレータによって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。あるいは、電極体は、方形状の正極シートと方形状の負極シートとが、つづら折りされたセパレータによって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。
正極シート２２は、図３に示すように、長尺な帯状の部材である。正極シート２２の構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。例えば、正極シート２２は、帯状の正極芯体２２ｃと、正極芯体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。
正極芯体２２ｃは、長尺な帯状の部材である。正極芯体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構成される。正極芯体２２ｃは、ここでは金属箔、具体的にはアルミニウム箔である。正極芯体２２ｃの寸法は特に限定されず、電池設計に応じて適宜決定すればよい。正極芯体２２ｃの長辺方向Ｙの一方の端部（図３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、セパレータ２６よりも長辺方向Ｙに突出している。複数の正極タブ２２ｔは、セパレータ２６よりも長辺方向Ｙに突出している。複数の正極タブ２２ｔは、正極芯体２２ｃ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。正極タブ２２ｔは、正極芯体２２ｃの一部であり、金属箔（アルミ箔）からなっている。正極タブ２２ｔの一部には、正極活物質層２２ａが形成されている。正極タブ２２ｔの少なくとも一部では、正極活物質層２２ａが形成されずに正極芯体２２ｃが露出している。複数の正極タブ２２ｔは長辺方向Ｙの一方の端部（図２の左端部）で積層され、正極タブ群２３を構成している。複数の正極タブ２２ｔは、外方側の端が揃うように折り曲げられて湾曲している。正極タブ群２３は、正極集電体５０を介して正極端子３０と電気的に接続されている。
正極活物質層２２ａは、図３に示すように、正極芯体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、正極活物質を含有する。正極活物質としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の正極活物質を用いてよい。具体的に例えば、正極活物質として、リチウム複合酸化物、リチウム遷移金属リン酸化合物等を用いることができる。これらの正極活物質は、１種単独で用いてよく、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。正極活物質層２２ａは、正極活物質以外の成分、例えば、導電材、バインダ等を含み得る。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（例、グラファイトなど）の炭素材料を好適に使用し得る。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３に示すように、長辺方向Ｙにおいて正極芯体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、正極活物質層２２ａよりも電気伝導性が低くなるように構成された層であり得る。正極保護層２２ｐは、ここでは正極芯体２２ｃの長辺方向Ｙの一方の端部（図３の左端部）に設けられている。ただし、正極保護層２２ｐは、長辺方向Ｙ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。
負極シート２４は、図３に示すように、長尺な帯状の部材である。負極シート２４の構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。例えば、負極シート２４は、負極芯体２４ｃと、負極芯体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。
負極芯体２４ｃは、長尺な帯状の部材である。負極芯体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。負極芯体２４ｃは、ここでは金属箔、具体的には銅箔である。負極芯体２４ｃの寸法は特に限定されず、電池設計に応じて適宜決定すればよい。負極芯体２４ｃの長辺方向Ｙの一方の端部（図３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、セパレータ２６よりも長辺方向Ｙに突出している。複数の負極タブ２４ｔは、セパレータ２６よりも長辺方向Ｙに突出している。複数の負極タブ２４ｔは、負極シート２４の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている負極タブ２４ｔは、負極芯体２４ｃの一部であり、金属箔（銅箔）からなっている。負極タブ２４ｔの一部には、負極活物質層２４ａが形成されている。負極タブ２４ｔの少なくとも一部では、負極活物質層２４ａが形成されずに負極芯体２４ｃが露出している。複数の負極タブ２４ｔは長辺方向Ｙの一方の端部（図２の右端部）で積層され、負極タブ群２５を構成している。複数の負極タブ２４ｔは、外方側の端が揃うように折り曲げられて湾曲している。負極タブ群２５は、負極集電体６０を介して負極端子３５と電気的に接続されている。
負極活物質層２４ａは、図３に示すように、帯状の負極芯体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は負極活物質を含有する。当該負極活物質としては、特に限定されないが、例えば黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料を使用し得る。黒鉛は、天然黒鉛であっても人造黒鉛であってもよく、黒鉛が非晶質な炭素材料で被覆された形態の非晶質炭素被覆黒鉛であってもよい。なお、負極活物質は、炭素系材料以外の材料を使用してもよい。かかる炭素系材料以外の材料としては、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）やシリコン系材料（ＳｉＯ）等が挙げられる。負極活物質層２４ａは、負極活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。
セパレータ２６は、電荷担体が通過し得る微細な貫通孔が複数形成された絶縁性の樹脂シートである。セパレータ２６の構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。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）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から構成される多孔性シート（フィルム）が挙げられる。セパレータ２６の表面には、耐熱層（ＨＲＬ）が設けられていてもよい。
上記したとおり、二次電池１００は電解質を備えている。電解質は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。電解質は、例えば、非水系溶媒（有機溶媒）と電解質塩（支持塩）とを含み得る。非水系溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を用いることができる。また、支持塩としては、種々のリチウム塩を用いることができ、なかでもＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等のリチウム塩が好適である。電解液は、例えば、被膜形成剤、ガス発生剤、分散剤、増粘剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
図１に示すように、ケース１０（ここでは、電池ケース１０）は、ケース本体１２と、封口板１４と、を備えている。電池ケース１０は、ここでは有底の直方体形状（角型）の外形を有する。ケース本体１２は、電極体２０と電解質とを収容する筐体である。ケース本体１２は、一側面（ここでは上面）に開口部１２ｈ（図２参照）を有する有底かつ角型の容器である。開口部１２ｈは、ここでは略矩形状である。ケース本体１２は、図１に示すように、長辺および短辺を有し、平面視で略矩形状の底面１２ａと、底面１２ａの長辺から上下方向Ｚの上方に延び相互に対向する一対の長側壁１２ｂと、底面１２ａの短辺から上下方向Ｚの上方に延び相互に対向する一対の短側壁１２ｃと、を備えている。短側壁１２ｃの面積は、長側壁１２ｂの面積よりも小さい。特に限定されるものではないが、ケース本体１２の平均厚み（平均板厚）は、耐久性等の観点から、概ね０．５ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上であるとよく、コストやエネルギー密度の観点から、概ね３ｍｍ以下、例えば２ｍｍ以下であるとよい。
封口板１４は、互いに対向する一対の長辺部と、互いに対向する一対の短辺部と、を有する略矩形の板部材である。封口板１４は、ケース本体１２の略矩形状の開口部１２ｈを封口する部材である。封口板１４の外縁とケース本体１２の開口部１２ｈの周縁部とは、溶接接合されている。図２に示すように、封口板１４は、当該封口板１４の厚み方向に貫通する２つの端子装着孔１８、１９を有する。端子装着孔１８、１９は、封口板１４の長辺方向Ｙの両端部に１個ずつ設けられている。一方側（図２の左側）の端子装着孔１８は正極端子３０用であり、他方側（図２の右側）の端子装着孔１９は負極端子３５用である。端子装着孔１８、１９の形状は、平面視においてここでは、略真円状である。ただし、端子装着孔１８、１９は、平面視において、楕円形状であってもよいし、四角形状や六角形状等の多角形状であってもよい。端子装着孔１８、１９の形状は、正極端子３０および負極端子３５の形状に合わせて適宜選択されればよい。
また、封口板１４には、注液孔１５と、ガス排出弁１７とが設けられている。注液孔１５は、ケース本体１２に封口板１４を組み付けた後、電池ケース１０の内部に電解液を注液するための貫通孔である。注液孔１５は、電解液の注液後に封止部材１６によって封止される。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ときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成されている。
特に限定されるものではないが、封口板１４の平均厚みは、耐久性等の観点から、概ね０．３ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上であるとよく、コストやエネルギー密度の観点から、概ね４．０ｍｍ以下、例えば３．０ｍｍ以下であるとよい。封口板１４の平均厚みは、ケース本体１２の平均厚みよりも薄くてもよい。
図１に示すように、封口板１４の外縁部と、ケース本体１２の開口部１２ｈの周縁部とは溶接接合されており、ケース本体１２と封口板１４との境界（嵌合部）に沿って溶接部１３が形成されている。これにより、ケース本体１２の開口部１２ｈが封口板１４により隙間なく塞がれ、電池ケース１０が密閉され得る。溶接部１３は、例えばレーザ溶接等の溶接接合によって形成され得る。溶接部１３は、ケース本体１２と封口板１４との嵌合部がレーザ溶接されることによって、ケース本体１２の構成金属と封口板１４の構成金属とが溶融されて形成された部分である。溶接部１３は、封口板１４の外表面側に位置している。溶接部１３では、ケース本体１２の開口部１２ｈの内周縁と封口板１４の外周縁とが面一になるように連結されている。溶接部１３は、封口板１４とケース本体１２との嵌合部に沿って全周に形成されている。
図４は、封口板１４と集電端子と絶縁部材４０とが一体成型された、集電端子－封口板組立体１４Ａを模式的に示す図である。ここに開示される蓄電デバイスでは、図４に示されるように、封口板１４と集電端子と絶縁部材４０とが一体成型された、集電端子－封口板組立体１４Ａを備えている。なお、図４では、封口板１４と集電端子と絶縁部材４０とに加え、正極集電体５０および負極集電体６０も一体に成型されている。
図２に示すように、正極端子３０は、一端が封口板１４の外面側に露出するように配置され、他端がケース本体１２の内部で電極体２０の正極２２と接続されている。正極端子３０は、電池ケース１０の内部で、正極集電体５０を介して複数の正極タブ２２ｔからなる正極タブ群２３と接続されている。図２に示すように、正極集電体５０は、例えば、長辺方向Ｙに沿って延びる第１集電部５１と、ケース本体１２の短側壁１２ｃに沿って延びる第２集電部５２とを有している。負極端子３５は、一端が封口板１４の外面側に露出するように配置され、他端がケース本体１２の内部で電極体２０の負極２４と接続されている。負極端子３５は、電池ケース１０の内部で、負極集電体６０を介して複数の負極タブ２４ｔからなる負極タブ群２５と接続されている。図２に示すように、負極集電体６０は、例えば、長辺方向Ｙに沿って延びる第１集電部６１と、ケース本体１２の短側壁１２ｃに沿って延びる第２集電部６２とを有している。
正極集電体５０と正極端子３０、および、負極集電体６０と負極端子３５とは、例えば超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等の溶接によって接合されている。あるいは、正極集電体５０および負極集電体６０は、後述する一体成型工程において、正極端子３０および負極端子３５とともに封口板１４と一体成型されることによって接合されていてもよい。また、正極集電体５０と正極端子３０、および、負極集電体６０と負極端子３５とは、かしめ加工（リベッティング）等の機械的な加工によって接合されていてもよい。
図５は、正極端子近傍の模式的な断面図である。図５に示すように、正極集電体５０の第１集電部５１は、封口板１４と電極体２０との間に配置される。第１集電部５１は、封口板１４の内面１４ａに沿って、水平に広がっている。図５に示すように、封口板１４と第１集電部５１との間には、絶縁部材４０が配置されている。第１集電部５１は、絶縁部材４０によって、封口板１４と絶縁されている。第１集電部５１は、正極端子３０の内面側の端部と接続されている。図２に示すように、正極集電体５０の第２集電部５２は、上下方向Ｚの一方側（図２の上方側）が正極集電体５０の第１集電部５１と接続され、他方側（図２の下方側）が正極タブ群２３と接続される。なお、上記では正極側の構造について説明したが、負極側も同様の構造であってよい。
絶縁部材４０は、封口板１４と集電端子（正極端子３０および負極端子３５）との導通を防止する部材である。図５に示すように、絶縁部材４０は、封口板１４の端子装着孔１８の周縁部分および正極端子３０と一体成型された状態で端子装着孔１８の周縁１８ａに配置されている。なお、本明細書において、「端子装着孔の周縁」とは、端子装着孔の縁だけでなく、その周囲の領域を含む。端子装着孔の周縁は、具体的に、端子装着孔の端（縁）から５ｍｍ～１０ｍｍの領域を含む。
絶縁部材４０は、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂材料によって構成される。なかでも、十分な接合強度を確保することができる観点から、絶縁部材４０はポリフェニレンサルファイドから構成されることが好ましい。
絶縁部材４０は、図５に示すように、第１フランジ部４１と、第２フランジ部４２と、筒状部４３と、突出部４４と、を有している。第１フランジ部４１と第２フランジ部４２と筒状部４３と突出部４４とは一体に形成されている。また、絶縁部材４０は、封口板１４の端子装着孔１８と対応する位置において、上下方向Ｚに貫通した貫通孔４０ｈを有している。第１フランジ部４１は、封口板１４の外面側に配置され、正極端子３０のケース本体１２の外部側に配置される端部（以下、「封口板外面側３１」ともいう。）と、封口板１４の外面１４ｂとを絶縁している。第１フランジ部４１は、図４に示すように、平面視において、正極端子３０および負極端子３５よりも外側にはみ出し、外部に露出している。図５に示すように、第２フランジ部４２は、封口板１４の内面側に配置され、正極端子３０のケース本体１２の内部側に配置される端部（以下、「封口板内面側３２」ともいう。）と、封口板１４の内面１４ａとを絶縁している。第２フランジ部４２は、封口板１４の内面１４ａに沿って水平方向に延びている。第１フランジ部４１および第２フランジ部４２の外形は、正極端子３０の封口板外面側３１および封口板内面側３２の外形よりも大きい。
筒状部４３は、端子装着孔１８と正極端子３０の軸部３３との間に位置している。筒状部４３は、端子装着孔１８と軸部３３とを絶縁している。突出部４４は、図５に示すように、長辺方向Ｙにおいて、第２フランジ部４２よりも封口板１４の中央側に設けられている。突出部４４は、第２フランジ部４２の長辺方向Ｙの一方の端部（図５の右端部）から上下方向Ｚの下方に向けて延びている。突出部４４は、電極体２０の湾曲部と対向し得る。これにより、二次電池１００の使用時において、振動や衝撃が加わって電極体２０が多少移動したとしても、封口板１４と直接接触することを抑制することができる。
ここに開示される蓄電デバイスでは、図４に示すように、封口板１４と集電端子（正極端子３０および負極端子３５）と絶縁部材４０とが一体成型された集電端子－封口板組立体１４Ａを備えている。ところで、このような集電端子－封口板組立体は、接合強度が所定の基準を満たすようそれぞれの部材が設計され、集電端子と封口板とが強固に接合されることが一般的である。このため、封口板と集電端子と絶縁部材とが一体成型された部分は、見かけの剛性が急激に高くなる傾向にある。一方で、一体成型に関与していない部分（例えば、溶接部）は、相対的に剛性が低くなっている。蓄電デバイスにおいて、このような剛性差が生じている場合、ケース内部に何らかの応力が生じた際に、剛性が高い部分（すなわち、一体成型されている部分）と剛性が低い部分（すなわち、溶接部）との境界では、剛性が低い部分に応力が集中するため、特に破断が生じやすい。
そこで、ここに開示される蓄電デバイスは、封口板１４と集電端子と絶縁部材４０とが一体成型されており、封口板１４および集電端子は、０．２％耐力と破断伸びとが所定の関係を満たす材料から構成されている。これにより、集電端子－封口板組立体１４Ａの強度を一定以上確保しつつ、封口板１４と集電端子と絶縁部材４０とが一体成型されている部分の見かけの剛性が急激に上昇することを抑制することができる。このため、剛性が低い部分に応力が集中することを緩和し、蓄電デバイスの破断強度を好適に向上させることができる。
金属材料では、一般的に耐力と破断伸びとが背反の関係にある。ここに開示される蓄電デバイスでは、封口板１４は、０．２％耐力が高く、破断伸びが低い材料から構成され、集電端子は、相対的に０．２％耐力が低く、破断伸びが高い材料から構成される。すなわち、封口板１４は、硬くて変形し難い材料から構成される一方で、集電端子は、柔らかく変形しやすい材料から構成されている。具体的に、封口板１４は、耐力Ａが９５Ｎ／ｍｍ２～３５０Ｎ／ｍｍ２であり、破断伸びＸが４％～２７％である材料から構成されている。集電端子は、耐力Ｂが２５Ｎ／ｍｍ２～２００Ｎ／ｍｍ２であり、破断伸びＹが２０％～４５％である材料から構成されている。そして、耐力Ａに対する耐力Ｂの比（Ｂ／Ａ）は、０．０８～０．８であり、破断伸びＸに対する破断伸びＹの比（Ｙ／Ｘ）は、１．１～１０．８である。これにより、集電端子－封口板組立体１４Ａが所定の強度を確保しつつ、剛性が急激に高くなることを抑制することができる。
封口板１４は、０．２％耐力と破断伸びとが上記した範囲を満たす金属材料によって構成されている限り、特に限定されない。封口板１４は、集電端子－封口板組立体１４Ａの所定の強度を確保する部材である。封口板１４は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、鉄合金等から構成されているとよい。より具体的には、封口板１４は、フェライト系ステンレス鋼、Ａｌ－Ｍｎ系合金（例えば、Ａ３００３）、Ａｌ－Ｆｅ系合金から構成されていることが好ましい。上記した耐力と破断伸びとは、構成元素が同じであったとしても、調質（加工や熱処理）によって変化するものである。具体的に例えば、封口板１４は、Ａｌ－Ｍｎ系合金であって、加工硬化が施されたＨ材（例えば、Ａ３００３―Ｈ１８材）から構成されることが好ましい。
封口板１４を構成する金属材料の耐力Ａは、集電端子－封口板組立体１４Ａの強度を確保する観点から、９５Ｎ／ｍｍ２以上であって、１２５Ｎ／ｍｍ２以上であってもよく、１４５Ｎ／ｍｍ２以上であってもよい。一方で、耐力が高くなりすぎる場合には、破断伸びが低くなりすぎるため、封口板１４が変形し難くなり、一体成型される部分の剛性が過度に高くなる。かかる観点から、耐力Ａの上限は、３５０Ｎ／ｍｍ２以下であって、２７５Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましく、２００Ｎ／ｍｍ２以下あることがより好ましく、１８５Ｎ／ｍｍ２以下であってもよい。ここに開示される蓄電デバイスでは、封口板１４は集電端子および絶縁部材４０と一体成型されるため、耐力が上記した範囲を満たす材料から構成されていることにより、集電端子－封口板組立体１４Ａの強度を十分に確保することができる。
封口板１４を構成する金属材料の破断伸びＸは、一体成型される部分の剛性を低くする観点から、少なくとも４％以上である。破断伸びＸは、剛性を低くする観点からはより高いことが好ましいが、集電端子－封口板組立体１４Ａの強度を十分に確保する観点からは、２７％以下である。封口板１４の破断伸びＸは、４％～２７％であって、例えば４％～２２％であることが好ましく、４％～１０％であってもよい。
集電端子は、耐力と破断伸びとが上記した範囲を満たす金属材料から構成されている限り、特に限定されない。集電端子は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等から構成される。より具体的には、正極端子３０は、純アルミニウムから構成されることが好ましい。負極端子３５は、タフピッチ銅や無酸素銅などの純銅または純アルミニウムから構成されることが好ましい。上記したとおり、耐力と破断伸びとは、構成元素が同じであったとしても、調質によって変化するものである。具体的に例えば、正極端子３０は、純アルミニウムであって、焼きなましが施されたＯ材（例えば、Ａ１０５０－Ｏ材）から構成されることが好ましい。負極端子３５は、純アルミニウまたはタフピッチ銅であって、焼きなましが施されたＯ材（例えば、Ａ１０５０－Ｏ材またはＣ１１００－Ｏ材）から構成されることが好ましい。なお、本明細書において、「純アルミニウム」とは、構成元素の９９％以上がＡｌであるものをいう。
集電端子を構成する材料の耐力Ｂは、低すぎる場合には、集電端子が所定の強度を確保することができないため好ましくない。かかる観点から、耐力Ｂは、少なくとも２５Ｎ／ｍｍ２以上であって、３０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。一方で、耐力Ｂが高すぎる場合には、破断伸びが小さくなる傾向にあり、封口板１４と絶縁部材４０と一体成型されている部分の剛性が急激に高くなる。そして、一体成型される部分と一体成型されていない部分との剛性差が大きくなるため好ましくない。かかる観点からは、耐力Ｂは、２００Ｎ／ｍｍ２以下であって、１５０Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましく、１００Ｎ／ｍｍ２以下あることがより好ましく、７０Ｎ／ｍｍ２以下であってもよい。なお、上記した範囲を満たす限りにおいて、正極端子３０と負極端子３５は、耐力Ｂが同じ材料から構成されていてもよいし、耐力Ｂが異なる材料から構成されていてもよい。
集電端子を構成する金属材料の破断伸びＹが高いことにより、集電端子が比較的変形しやすい性質を有する。このため、集電端子と封口板１４と絶縁部材４０とが一体成型された部分の剛性を好適に下げることができる。かかる観点からは、破断伸びＹは２０％以上であって、２８％以上であることが好ましく、３５％以上であることがより好ましい。一体成型された部分の剛性を低減する観点からは、破断伸びＹはより高いことが好ましいが、集電端子の強度を一定以上確保する観点からは、４５％以下である。破断伸びＹは、４３％以下であることが好ましく、４０％以下であってもよい。なお、上記した範囲を満たす限りにおいて、正極端子３０と負極端子３５は、破断伸びＹが同じ材料から構成されていてもよいし、破断伸びＹが異なる材料から構成されていてもよい。
ここに開示される蓄電デバイスでは、上記した耐力Ａと耐力Ｂとが所定の関係を満たすよう調整されていることにより、一体成型されている部分の見かけの剛性が過度に高くなることを抑制する。かかる観点からは、耐力Ａに対する耐力Ｂの比（Ｂ／Ａ）は、０．８以下であって、０．６６以下であることが好ましく、０．３８以下であることがより好ましい。一方で、耐力Ａに対する耐力Ｂの比が小さすぎる場合には、封口板１４と集電端子との間に剛性差が生じる虞があるため好ましくない。かかる観点からは、耐力Ａに対する耐力Ｂの比（Ｂ／Ａ）は、０．０８以上であって、０．１以上であってもよく、０．２４以上であることが好ましい。なお、正極端子３０と負極端子３５において耐力Ｂが異なる材料からそれぞれ構成されている場合には、耐力Ａと正極端子３０を構成する材料の耐力Ｂとの関係、および、耐力Ａと負極端子３５を構成する材料の耐力Ｂとの関係が、それぞれ、上記した範囲を満たすように調整されていればよい。
また、ここに開示される蓄電デバイスでは、上記した破断伸びＸと破断伸びＹとが所定の関係を満たすように調整されていることにより、一体成型されている部分の見かけの剛性を好適に低減することができる。かかる観点からは、破断伸びＸに対する破断伸びＹの比（Ｙ／Ｘ）は、１．１以上であって、１．２９以上であることが好ましく、１．５９以上であることがより好ましい。破断伸びＸに対する破断伸びＹの比が大きすぎる場合には、封口板１４と集電端子との間に剛性差が生じる虞があるため好ましくない。かかる観点からは、破断伸びＸに対する破断伸びＹの比（Ｙ／Ｘ）は、１０．８以下であって、８．８以下であってもよく、７以下であってもよく、４．３以下であってもよい。なお、正極端子３０と負極端子３５において破断伸びＹが異なる材料で構成されている場合には、破断伸びＸと正極端子３０を構成する材料の破断伸びＹとの関係、および、破断伸びＸと負極端子３５を構成する材料の破断伸びＹとの関係が、それぞれ、上記した範囲を満たすように調整されていればよい。
上記した耐力Ａと耐力Ｂ、および、破断伸びＸと破断伸びＹが所定の関係を満たす材料の組み合わせとしては、例えば、封口板１４がフェライト系ステンレス鋼（耐力Ａ：２７５Ｎ／ｍｍ２～３５０Ｎ／ｍｍ２、破断伸び：２７％～３０％）から構成され、正極端子３０が純アルミニウム（耐力Ｂ：３０Ｎ／ｍｍ２～３５Ｎ／ｍｍ２、破断伸びＹ：３５％～４３％）から構成され、負極端子３５がタフピッチ銅（耐力Ｂ：１９５Ｎ／ｍｍ２、破断伸びＹ：３５％）から構成されるとよい。また、封口板１４がＡｌ－Ｍｎ系合金（耐力Ａ：１２５Ｎ／ｍｍ２～１８５Ｎ／ｍｍ２、破断伸び：４％～１０％）から構成され、集電端子（正極端子３０および負極端子３５）が上記した純アルミニウムから構成されるとよい。
特に限定されるものではないが、集電端子を構成する材料のヤング率は、封口板１４を構成する材料のヤング率よりも小さいことが好ましい。ヤング率は、値が高いほど変形し難い材料であると言える。したがって、集電端子は、封口板１４よりも変形しやすい材料で構成されている。集電端子を構成する材料のヤング率は、封口板１４を構成する材料のヤング率の半分以下であってもよく、１／１０以下であってもよい。
図５に示すように、集電端子－封口板組立体１４Ａにおいて、封口板１４および／または集電端子のうち少なくとも一部の表面には、粗面化処理された粗化エリア３０ｒが設けられていることが好ましい。粗面化処理は、表面に凹凸を形成することによって表面積を大きくするとともにアンカー効果を高め、絶縁部材４０と封口板１４との接合性や密着性を向上させる表面処理である。したがって、粗化エリア３０ｒは、その周囲よりも凹凸が多いエリアである。
特に限定されるものではないが、集電端子の表面であって、絶縁部材４０と接する表面の少なくとも一部には、粗化エリア３０ｒが設けられているとよい。これにより、集電端子と絶縁部材４０との気密性が好適に向上する。粗化エリア３０ｒは、集電端子の封口板外面側３１に設けられていてもよいし、封口板内面側３２に設けられていてもよいし、軸部３３に設けられていてもよいし、封口板外面側３１、封口板内面側３２および軸部３３の絶縁部材４０と接する表面の全てに設けられていてもよい。粗化エリア３０ｒが設けられている箇所は、上記したとおり、アンカー効果が発揮されて、特に剛性が高くなる傾向にある。したがって、集電端子の絶縁部材４０と接する表面の少なくとも一部に粗化エリア３０ｒが設けられている場合、封口板１４と集電端子の耐力および破断強度を上記した範囲に調整されることの効果がより一層発揮され得る。
特に限定されないが、粗化エリア３０ｒは、封口板１４に設けられていてもよい。粗化エリア３０ｒは、例えば、封口板１４の表面であって、絶縁部材４０と接する表面のうち、少なくとも一部に設けられていることが好ましい。これにより、さらに封口板１４と集電端子と絶縁部材４０との気密性が向上し得る。
＜蓄電デバイスの製造方法＞
以下、ここで開示される蓄電デバイスの製造方法の好適な一実施形態として、リチウムイオン二次電池を例にして説明するが、適用対象をかかる電池に限定することを意図したものではない。
上記したような二次電池１００は、封口板１４、正極端子３０、負極端子３５およびその他必要な部材を用意する工程と、封口板１４と集電端子とを一体成型する工程と、一体成型された集電端子－封口板組立体１４Ａとケース本体１２とを組み立てる工程と、を含み得る。なお、任意の段階でさらに他の工程を含んでいてもよい。
用意工程では、封口板１４と、正極端子３０と、負極端子３５と、電極体２０と、を用意する。封口板１４、正極端子３０および負極端子３５は、０．２％耐力と破断伸びとが上記した範囲を満たす材料から構成されるものを用意する。また、正極端子３０および負極端子３５は、ケース本体１２の内部に配置される側の端部が、端子装着孔１８、１９を挿通可能に構成されているものを用意する。
電極体２０は、公知方法に従って作製することができる。図３に示すように、電極体２０が巻回電極体である場合、かかる巻回電極体は、例えば次のようにして準備することができる。まず、帯状の正極シート２２と帯状の負極シート２４とを、２枚の帯状のセパレータ２６によって絶縁された状態となるように積層する。このとき、正極シート２２の正極タブ２２ｔと負極シート２４の負極タブ２４ｔとが、２枚のセパレータ２６の長辺方向Ｙの端部から、それぞれ反対方向にはみ出すように重ね合わせる。次いで、用意した積層体を、巻回軸を中心として長手方向に巻回する。積層体の巻回は、公知方法に従って実施することができる。巻回した積層体をプレス処理して、扁平形状の巻回電極体を作製する。このプレス処理は、一般的な扁平形状の巻回電極体の製造に用いられる公知のプレス装置を用いて実施すればよく、特に限定されない。このようにして、電極体２０を用意することができる。
図６は、成形金型１２０を模式的に示す図である。一体成型工程では、インサート成型することによって、封口板１４と集電端子とを一体化して集電端子－封口板組立体１４Ａを作製する。インサート成型は、従来公知の方法に従って行うことができる。具体的に、インサート成型は、図６に示すような下型１２１と上型１２２とを有する成形金型１２０を用いて、部品セット工程、位置決め工程、上型セット工程、射出成形工程、上型リリース工程、および部品取出工程、を含む方法によって作製できる。
部品セット工程では、成形金型１２０に封口板１４と集電端子とを装着する。まず、封口板１４の端子装着孔１８に集電端子を挿通する。集電端子は、上記したように、封口板内面側３２が端子装着孔１８に挿通可能な大きさに構成されている。このため、集電端子は、封口板内面側３２から２つの端子装着孔１８にそれぞれ挿通される。そして、２つの端子装着孔１８にそれぞれ集電端子が挿通された封口板１４を、下型１２１の凹部１２１ａに装着する。
位置決め工程では、封口板１４と集電端子との位置決めが実施される。下型１２１に封口板１４と集電端子とを装着した後、例えばスイッチ押下等の所定の操作を行うと、位置決め工程が開始される。具体的には、スイッチ押下等の所定の操作によって、後方側に退避していたスライド部材１２３ａおよび１２３ｂが前方側に移動する。そして、スライド部材１２３ａおよび１２３ｂによって、それぞれの集電端子が挟まれる。集電端子は、スライド部材１２３ａおよび１２３ｂによって支持され、所望する位置に配置される。
上型セット工程では、下型１２１にセットされた封口板１４と集電端子とを上下方向Ｚに挟むように、上型１２２をセットする。上型１２２は、図示は省略するが、下型１２１と当接するシール部と、樹脂を供給する樹脂供給部と、供給された樹脂が流れ込む凹部と、を有し得る。上型１２２の凹部は、封口板１４と集電端子とを挟んで下型１２１の凹部１２１ａと対向するように配置される。
射出成型工程では、樹脂供給部から樹脂を供給（射出）して、封口板１４と集電端子とを一体成型する。射出成型工程では、まず、成形金型１２０を加熱する。加熱温度は樹脂の種類によって異なるため、特に限定されないが、例えば１００℃～２００℃程度であってよい。成形金型１２０の加熱が完了すると、樹脂供給部から溶融樹脂が供給される。このとき、供給される樹脂は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポロエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の合成樹脂であることが好ましい。これにより、より強硬な一体成型部を形成することができる。供給された樹脂は上型１２２の凹部に充填され、さらに端子装着孔１８を通って下型１２１の凹部１２１ａに充填される。その後、成形金型１２０と成型品とが冷却される。これにより、封口板１４と集電端子とを一体成型することができる。
上型リリース工程では、上型１２２が上昇し下型１２１から離間する。その後、部品取出工程では、成型品が下型１２１から取り外される。これにより、集電端子と封口板１４とが一体に成型された集電端子－封口板組立体１４Ａを作製することができる。なお、部品取出工程の後に成型の際にできたバリを除去する工程があってもよい。
組立工程では、上記用意した電極体２０をケース本体１２の内部に収容した状態で、集電端子－封口板組立体１４Ａをケース本体１２に取り付け、封口する。具体的には、まず、電極体２０の正極タブ群２３と正極集電体５０の第２集電部５２とを接続し、電極体２０の負極タブ群２５と負極集電体６０の第２集電部６２とを接続する。次いで、集電端子－封口板組立体１４Ａの正極端子３０に正極集電体５０の第１集電部５１を取り付け、負極端子３５に負極集電体６０の第１集電部６１を取り付ける。そして、正極集電体５０の第１集電部５１と第２集電部５２とを接続し、負極集電体６０の第１集電部６１と第２集電部６２とを接続する。これによって、集電端子－封口板組立体１４Ａと電極体２０とを接続することができる。集電端子－封口板組立体１４Ａに取り付けられた電極体２０を、ケース本体１２の開口部１２ｈから挿入する。このとき、電極体２０の巻回軸ＷＬが底面１２ａに沿った向き（すなわち、巻回軸ＷＬが長辺方向Ｙと平行になる向き）でケース本体１２の内部に配置されるように、挿入するとよい。電極体２０がケース本体１２の内部に収容された状態で、集電端子－封口板組立体１４Ａとケース本体１２の開口部１２ｈの周縁とをレーザ溶接等によって接合する。そして、注液孔１５から電解液を注入し、該注液孔１５を封止部材１６で塞ぐことによって、二次電池１００を密閉する。以上のようにして、二次電池１００を製造することができる。
＜電池の用途＞
上述した蓄電デバイスは各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。かかる蓄電デバイスは、当該蓄電デバイスを所定の配列方向に複数個並べて、配列方向に沿って拘束機構で荷重を加えてなる形態（例えば、リチウムイオン二次電池を所定の方向に複数個並べた組電池）としても好適に用いることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。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。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。
１０ ケース（電池ケース）
１２ ケース本体
１２ａ 底面
１２ｂ 長側壁
１２ｃ 短側壁
１２ｈ 開口部
１３ 溶接部
１４ 封口板
１４ａ 内面
１４Ａ 集電端子－封口板組立体
１４ｂ 外面
１５ 注液孔
１６ 封止部材
１７ ガス排出弁
１８ 端子装着孔
１８ａ 周縁
１９ 端子装着孔
２０ 電極体
２２ 正極（正極シート）
２２ａ 正極活物質層
２２ｃ 正極芯体
２２ｐ 正極保護層
２２ｔ 正極タブ
２３ 正極タブ群
２４ 負極（負極シート）
２４ａ 負極活物質層
２４ｃ 負極芯体
２４ｔ 負極タブ
２５ 負極タブ群
２６ セパレータ
３０ 正極端子
３０ｒ 粗化エリア
３１ 封口板外面側
３２ 封口板内面側
３３ 軸部
３５ 負極端子
４０ 絶縁部材
４０ｈ 貫通孔
４１ 第１フランジ部
４２ 第２フランジ部
４３ 筒状部
４４ 突出部
５０ 正極集電体
５１ 第１集電部
５２ 第２集電部
６０ 負極集電体
６１ 第１集電部
６２ 第２集電部
１００ 二次電池
１２０ 成形金型
１２１ 下型
１２１ａ 凹部
１２２ 上型
１２３ａ スライド部材
１２３ｂ スライド部材

Claims (2)

  1. 開口部を有するケース本体と、
    端子装着孔を有し、前記開口部を封口する金属製の封口板と、
    前記ケース本体の内部に収容された電極体と、
    一端が前記ケース本体の内部で前記電極体と電気的に接続され、他端が前記端子装着孔を通過して前記封口板の外面側に露出する集電端子と、
    前記封口板と前記集電端子との間に配置される絶縁部材と、
    を備える蓄電デバイスであって、
    前記絶縁部材は、前記封口板の端子装着孔の周縁部分および前集電端子と一体成型された状態で前記端子装着孔の周縁に配置されており、
    前記封口板は、０．２％耐力Ａが９５～３５０Ｎ／ｍｍ２であり、破断伸びＸが４～２７％である金属材料から構成され、
    前記集電端子は、０．２％耐力Ｂが２５～２００Ｎ／ｍｍ２であり、破断伸びＹが２０～４５％である金属材料から構成され、
    ここで、前記耐力Ａに対する前記耐力Ｂの比（Ｂ／Ａ）が、０．０８～０．８であり、
    前記破断伸びＸに対する前記破断伸びＹの比（Ｙ／Ｘ）が１．１～１０．８である、蓄電デバイス。
  2. 前記集電端子の前記絶縁部材と接する表面の少なくとも一部には、その周囲の表面よりも凹凸のある粗化エリアを有している、請求項１に記載の蓄電デバイス。




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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022796A (ja) * 2001-07-09 2003-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP2011238412A (ja) * 2010-05-07 2011-11-24 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池
JP2014035937A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2014072233A (ja) * 2012-09-27 2014-04-21 Komatsu Ltd 蓄電装置
WO2018042928A1 (ja) * 2016-09-05 2018-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
JP2021086813A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022796A (ja) * 2001-07-09 2003-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP2011238412A (ja) * 2010-05-07 2011-11-24 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池
JP2014035937A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2014072233A (ja) * 2012-09-27 2014-04-21 Komatsu Ltd 蓄電装置
WO2018042928A1 (ja) * 2016-09-05 2018-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
JP2021086813A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池

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