JP5550892B2

JP5550892B2 - 密閉偏平形二次電池

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Publication number: JP5550892B2
Application number: JP2009283785A
Authority: JP
Inventors: 聡司吉田; 英治奥谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2029-12-15
Also published as: JP2011129259A

Description

本発明は、密閉偏平形二次電池に関し、特に、落下衝撃を受けても内部短絡が生じ難く、安全性に優れた角形形状ないし楕円形形状の密閉偏平形二次電池に関する。

今日の携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型音楽プレイヤー等の携帯型電子機器の駆動電源として、高エネルギー密度を有し、高容量であるリチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池が広く利用されている。中でも、負極活物質として黒鉛粒子を用いた非水電解質二次電池は、安全性が高く、かつ、高容量であるために広く用いられている。

この種の密閉電池が使用される機器においては、電池を収容するスペースが角形形状であることが多いことから、偏平な電極体を角形ないし楕円形の外装缶に収容して形成した密閉偏平形二次電池が多く使用されている。このような密閉偏平形二次電池のうち、角形非水電解質二次電池の概略的構成を図６及び図７を用いて説明する。なお、図６Ａは従来の角形非水電解質二次電池の内部を表面側から透視して表した模式図であり、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った模式断面図である。また、図７は図６に示した角形非水電解質二次電池で用いられているスペーサの模式平面図である。

この非水電解質二次電池５０は、正極タブ１１を有する正極板と負極タブ１２を有する負極板とがセパレータを介して巻回された偏平状の巻回電極体１３を有し、この偏平状の巻回電極体１３が角形の電池外装缶１４内に収容されている。偏平状の巻回電極体１３の上部には、絶縁性材料からなるスペーサ１５が配置され、更に角形の電池外装缶１４の開口部は、内面に絶縁板１６が形成されている封口板１７が嵌合され、角形の電池外装缶１４と封口板１７との嵌合部が例えばレーザ溶接により溶接され、密閉されている。

この巻回電極体１３からは、正極タブ１１及び負極タブ１２が同一方向（図６Ａ及び図６Ｂにおいて上方向）に突出され、負極タブ１２はスペーサ１５に形成されたスリット状の開口１８（図７参照）内を通され、絶縁板１６上の負極集電タブ（図示省略）に接続され、負極集電タブは負極端子１９に電気的に接続されている。また、正極タブ１１は、スペーサ１５と電池外装缶１４との間を通され、スペーサ１５及び絶縁板１６との間で折り曲げ部１１'（図６Ｂ参照）が形成され、端部が電池外装缶１４と封口板１７との間に挟まれて電池外装缶１４及び封口板１７と一体に溶接されている。なお、正極タブ１１の折り曲げ部１１'は、非水電解質二次電池５０に衝撃が加わった場合、巻回電極体１３が電池外装缶１４内部で動いたとしても、正極タブ１１にかかる衝撃を吸収するために形成されるものである。

この非水電解質二次電池５０のスペーサ１５は、ポリプロピレンやポリエチレン等の結晶性樹脂やその他の樹脂・ゴム等で作製されており、通常は電池外装缶１４の内面に沿うように偏平状に形成されるが、筒状に形成したり、リブを形成したりする場合もある（下記特許文献１及び２参照）。このスペーサ１５は、巻回電極体１３を押し下げて上にずれるのを防止するため、及び、正極タブ１１と巻回電極体１３との間の電気的絶縁のために形成される。なお、スペーサ１５の負極タブ１２が通されるスリット状の開口１８の反対側の開口２０（図７参照）は非水電解液を注液する際に巻回電極体１３内に非水電解液が浸透する時間が短くなるようにするための注液性促進用として形成されるものである。なお、正極タブ１１及び負極タブ１２が逆に配置される場合もある。

特開平１１− ２５９９３号公報特開２００６− ８００６４号公報

上述のような角形密閉電池は、スペーサ１５及び絶縁板１６の厚さを薄くすることができるため、必要な電気絶縁性を確保した上で、電池外装缶１４内に配置されている巻回電極体１３の占める体積を大きくすることができ、単位体積あたりの電池容量を大きくすることができるという利点を有している。

しかしながら、近年、角形形状ないし楕円形形状の密閉偏平形二次電池は大容量化、大型化が進展すると共に、それらの電池を携帯型電子機器に挿入する電池パックに加工する場合には、その包装が電池外装缶にラベルを巻きつけたのみにするなど、簡素化される傾向が強まっている。このような従来の角形形状ないし楕円形形状の密閉偏平形二次電池が、特に封口板側から角部に過度の落下衝撃を受けると、この衝撃が絶縁板及びスペーサを経て電極体に加わり、特に電極体コーナー部での変形が大きくなり、場合によっては内部短絡によって電池電圧が低下することがある。このような現象は、上述のようなリブが設けられた絶縁板ないしスペーサを備えた角形形状ないし楕円形形状の密閉偏平形二次電池においても同様に生じる。

発明者等は、このような封口板側から角部に過度の落下衝撃を受けた際の各構成部分の動きを検討したところ、落下衝撃を受けると、角部に位置する巻回電極体は慣性によってスペーサに衝突するが、従来のスペーサは剛体であって曲がり難いため、巻回電極体とスペーサの衝突箇所で巻回電極体が押し潰されてしまうことを見出した。

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、角形形状ないし楕円形形状の密閉偏平形二次電池において、スペーサの構成を変えることにより、落下衝撃を受けても内部短絡が生じ難く、安全性に優れた角形形状ないし楕円形形状の密閉偏平形二次電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の密閉偏平形二次電池は、
偏平型の電池外装缶と、
前記電池外装缶内に配置された偏平型の電極体と、
前記電池外装缶の開口部を密閉するように溶接された封口板と、
前記封口板と前記電極体との間に配置されたスペーサとを備えた密閉偏平形二次電池において、
前記スペーサは、長さ方向の両端側の少なくとも一方に切り欠き又は溝が形成されていることを特徴とする。

密閉偏平形二次電池は、落下衝撃を受けた際には、長さ方向の両端側が変形し易く、特に角部は変形し易いが、長さ方向の中央部や側面部は長さ方向の両端側よりも変形し難いという性質を有している。本発明で用いたスペーサは、長さ方向の両端側の少なくとも一方に切り欠き又は溝が形成されているため、これらの切り欠き又は溝が形成された箇所において端部側が曲がり易くなっている。そのため、本発明の密閉偏平形二次電池においては、封口板の角部側から落下衝撃を受けても、この部分のスペーサは曲がりやすくなっているために偏平型の電極体に伝わる衝撃が緩和され、偏平型の電極体の変形が生じ難くなるため、従来例の密閉偏平形二次電池に比して落下衝撃を受けても電池電圧が低下し難くなる。

なお、本発明の密閉偏平形二次電池で使用し得る偏平形の電極体としては、正極極板と負極極板とをセパレータを挟んで巻回した巻回電極体を押し潰して作製した偏平形の巻回電極であっても、複数の正極極板と複数の負極極板とをそれぞれセパレータを挟んで積層して作製した偏平形の積層電極であってもよい。また、密閉偏平形二次電池の外装缶の形状としては、開口断面が長方形、正方形の角形、長円形、楕円形などを含み、角形のものは四隅の角が曲線状でもよい。また、本発明の密閉偏平形二次電池としては、非水電解質二次電池だけでなく、ニッケル−水素蓄電池等の水性電解質二次電池であってもよい。

また、本発明の密閉偏平形二次電池においては、前記切り欠き又は溝は、前記スペーサの中心を基点として、中心から長さ方向の端部までの距離の７０〜９０％の位置に設けられていることが好ましい。

スペーサの中心から切り欠き又は溝までの距離がこの範囲であると、スペーサの曲がりやすくなった端部が、電極体コーナー部であって、落下衝撃により変形しやすい部分を覆うことになるので好ましい。中心から長さ方向の端部までの距離の９０％を越える場合には、スペーサの曲がりやすくなった端部側が実質的に落下衝撃を受けた箇所の全てをカバーできなくなるので、切り欠き又は溝を設けた効果が表れ難くなることがある。同じく７０％未満では、スペーサの曲がりやすくなった端部側が偏平型の電極体の巻回両端部以外にも接しているため、偏平型の電極体の巻回両端部に落下衝撃が加わった際の衝撃が緩和され難くなるので、切り欠き又は溝を設けた効果が表れ難くなることがある。

また、本発明の密閉偏平形二次電池においては、前記切り欠きは、前記スペーサの中心を基点として、前記中心に対応する位置から幅方向の端部までの距離の１０％以上５０％以下まで形成され、形状が直線状又は一部円弧状とされていることが好ましい。

切り欠きをスペーサの中心に対応する位置から幅方向の端部までの距離の１０％以上５０％以下まで形成すると、特に切り欠きが形成された箇所においてスペーサの端部側が曲がり易くなるので、落下衝撃を受けた際に良好にスペーサの端部側で衝撃を吸収することができるようになる。この距離が５０％を超えるようになると、スペーサの端部側が容易に曲がってしまうので、落下衝撃を受けた際に完全に破断する場合がある。また、この距離が１０％未満であると、スペーサが切り欠きで曲がり難くなるので、落下衝撃を受けた際に衝撃を吸収し難くなる。この切り欠きを一部曲線状となるように形成すれば、よりスペーサの端部側が曲がり易くなる。そのため、本発明の密閉偏平形二次電池によれば、上記効果を良好に奏することができる密閉偏平形二次電池が得られる。

また、本発明の密閉偏平形二次電池においては、前記溝の深さは、前記スペーサの厚みの１０％以上５０％以下であり、前記スペーサの幅方向全体に跨って又は前記幅方向の両端部の一部に直線状に設けられており、断面形状は、Ｕ字状、Ｖ字状、半円弧状、矩形状又は逆台形状とされていることが好ましい。

スペーサに形成する溝の深さをスペーサの厚みの５０％を超えるようにすると、溝部分の厚さが薄すぎて強度が低くなるので、落下衝撃を受けた際に溝部分で切断され易くなり、さらなる落下衝撃を吸収し難くなる。同じく１０％未満にすると、溝部分がスペーサの端部側が曲がり難くなるので、落下衝撃を吸収し難くなる。なお、溝の断面形状としては、Ｕ字状、Ｖ字状、半円弧状、矩形状及び逆台形状の何れをも任意に選択することができる。

また、本発明の密閉偏平形二次電池においては、前記スペーサの長さ方向の長さは前記絶縁板の長さ方向の長さよりも長いことが好ましい。

本発明の密閉偏平形二次電池においては、前記封口板と前記スペーサとの間には絶縁板が配置され、スペーサの長さ方向の長さが絶縁板の長さ方向の長さよりも長いため、電池の角部が落下衝撃を受けた際にスペーサが絶縁板からはみ出ている部分が絶縁板の端部の角を支点として絶縁板側に変形することができる。そのため、本発明の密閉偏平形二次電池によれば、より偏平型の電極体に伝わる衝撃が緩和され、偏平型の電極体の変形が生じ難くなる。

また、本発明の密閉偏平形二次電池においては、前記封口板と前記絶縁板とは前記電極体に電気的に接続されている端子板によって一体に固定されており、前記スペーサは前記絶縁板に嵌合配置されていることが好ましい。

本発明の密閉偏平形二次電池によれば、端子板と封口板との間の電気的絶縁を容易に維持することができると共に、端子板と電極体との間の電気的接続を行い易く、しかも、端子板と電極体との間の電気的接続部をスペーサを絶縁板に嵌合するだけで容易に絶縁することができるため、製造が容易となると共に信頼性の高い密閉偏平形二次電池が得られる。

図１Ａは実施例の角形非水電解質二次電池の封口板の平面図であり、図１Ｂは同じくスペーサの平面図である。図２Ａは図１ＡのIIＡ−IIＡ線に沿った断面図であり、図２Ｂは図１ＢのIIＢ−IIＢ線に沿った断面図であり、図２Ｃは電池組み立て後の図１ＡのIIＡ−IIＡ線に対応する部分の断面図である。図３Ａは実施例及び比較例に共通する封口板及び絶縁板部分の分解平面図であり、図３Ｂは同じく分解断面図である。角形非水電解質の角部に落下衝撃を与えた際の模式断面図である。図５Ａは変形例１のスペーサの平面図であり、図５Ｂは変形例２のスペーサの平面図であり、図５Ｃは図５ＢのＶＣ−ＶＣ線に沿った断面図であり、図５Ｄは図５ＣのＶＤ部分の拡大図である。図６Ａは従来の角形非水電解質二次電池の内部を表面側から透視して表した模式図であり、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った模式断面図である。図６に示した角形非水電解質二次電池で用いられているスペーサの模式平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を実施例、比較例及び図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための密閉偏平形二次電池としての角形非水電解質二次電池の例を示すものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。

［実施例及び比較例］
最初に実施例及び比較例に共通する角形非水電解質二次電池を図１〜図３を用いて説明する。ただし、図１〜図３においては、図６に示した従来例の角形非水電解質二次電池５０と同一構成部分については同一の参照符号を付与して説明することとする。また、図１〜図３においては、上述の図６に示した角形非水電解質二次電池５０における構成の一部は図示省略してある。また、この明細書における「上側」とは端子側を示し、「下側」とは偏平状の巻回電極体側を示すものとして使用されている。

この角形非水電解質二次電池１０は、正極タブを有する正極板と負極タブを有する負極板とがセパレータ（何れも図示省略）を介して巻回された偏平状の巻回電極体１３を有している（図２Ｃ参照）。この偏平状の巻回電極体１３は角形の電池外装缶１４内に収容されている。偏平状の巻回電極体１３の上部には、絶縁性材料からなるスペーサ１５が配置され、更に角形の電池外装缶１４の開口部は、下側に絶縁板１６が形成されている封口板１７が嵌合され、角形の電池外装缶１４と封口板１７との嵌合部が例えばレーザ溶接により溶接され、密閉されている。

この巻回電極体１３からは、正極タブ及び負極タブ（何れも図示省略）が同一方向に突出され、負極タブはスペーサ１５に形成されたスリット状の開口１８（図１Ｂ参照）内を通され、絶縁板１６上の負極端子リベット２１（図２Ａ及び図３Ｂ参照）に接続され、この負極端子リベット２１は負極端子板１９ａに電気的に接続されている。この負極端子板１９ａ及び負極端子リベット２１によって負極端子１９が形成されている。また、正極タブは、スペーサ１５と電池外装缶１４との間を通され、スペーサ１５及び絶縁板１６との間で折り曲げ部（図示省略）が形成され、端部が電池外装缶１４と封口板１７との間に挟まれて電池外装缶１４及び封口板１７と一体に溶接されている。

また、封口板１７には、安全弁２２、非水電解液注口２３が形成されており、この非水電解液注口２３は図示省略した封止材によって封止されている。負極端子１９は、図２Ａ及び図３Ｂに示したように、負極端子板１９ａ及びガスケット２４を封口板１７上に載置し、封口板１７の下側から絶縁板１６を介して端子リベット２１を差し込み、この端子リベット２１の先端部をカシメることによって互いに一体化されている。それによって、封口板１７及び絶縁板１６は負極端子板１９ａ、ガスケット２４及び端子リベット２１によって一体に形成されている。

一方、スペーサ１５は、絶縁板１６の下部、すなわち、絶縁板１６の封口板１７と対向する側の面とは反対側の面から嵌合するように形成されている。そのため、スペーサ１５の開口１８に負極タブを通し、この負極タブを端子リベット２１に電気的に接続した後、スペーサ１５を絶縁板１６の下部に嵌合させることによって容易にスペーサ１５と絶縁板１６とを一体化することができ、また、スペーサ１５によって端子リベット２１部分が偏平状の巻回電極体側に突出しないようになされている。

また、実施例及び比較例で使用した偏平状の巻回電極体及び角形密閉電池としての非水電解質二次電池の具体的製造方法は以下のとおりである。
［正極の作製］
まず、正極活物質としてのコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）粉末と、正極導電剤としてのアセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）粉末とを、正極活物質：アセチレンブラック：ＰＶｄＦ＝９４：３：３の質量比でＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に投入、混練してスラリーを調製した。このスラリーを厚さ１５μｍのアルミニウム箔製の正極集電体の両面にドクターブレード法により塗布した後、乾燥させて、正極集電体の両面に正極活物質層を形成した。その後、圧縮ローラを用いて圧縮し、正極を作製した。そして、この正極集電体の露出部に略コ字状の切り込みを入れて正極タブとなる部分を成形した。

［負極の作製］
負極活物質としての黒鉛粉末と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）（スチレン：ブタジエン＝１：１）のディスパージョンを水に分散させ、更に、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を添加して負極活物質合剤スラリーを調製した。なお、この負極活物質合剤スラリーの乾燥質量比は、黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９５：３：２となるように調製した。この負極活物質合剤スラリーを厚みが８μｍの銅箔製の負極集電体の両面にドクターブレード法により塗布し、乾燥した後、圧縮ローラで圧縮して負極を作製した。そして、この負極集電体の露出部にニッケル金属製の負極タブを溶接した。

［非水電解液の作製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）からなる混合溶媒（体積比でＥＣ：ＥＭＣ：ＤＥＣ＝３０：５０：２０）にＬｉＰＦ_６を１モル／リットル溶解して非水電解液を調製した。

［巻き取り電極体の作製］
上記の正極及び負極を用い、正極タブ及び負極タブが同一方向に導出されるように、かつ正極タブが外側となるようにして、両電極間にセパレータを介在させて円筒状に巻回し、その後押し潰すことにより偏平状の巻回電極体とした。

［スペーサの作製］
ここで、図１Ｂに示したように、スペーサ１５の中心Ｐから長さ方向の両端までの距離をＬ、直線状の切り欠き２５のスペーサ１５の中心Ｐに対応する位置から幅方向の端部までの長さをＷ、スペーサ１５のリブ１５ａ及び１５ｂ部分を除く厚さをｔ（図２Ｂ参照）とする。実施例及び比較例で用いたスペーサ１５は、短辺の幅：４．２ｍｍ、長さ：３３ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのポリプロピレン性のものである。

そして、実施例で用いたスペーサ１５は、図１Ｂに示したように、スペーサ１５の中心点からそれぞれ両端側に１３．２ｍｍ離間した位置に、幅方向の両側から０．８４ｍｍの長さの一対の貫通した直線状の切り欠き２５を形成したものを用いた。すなわち、実施例で用いたスペーサ１５は、Ｗ＝２．１ｍｍ、Ｌ＝１６．５ｍｍ、ｔ＝０．３ｍｍ（図２Ｂ参照）であり、切り欠き２５の長さは０．４Ｗであり、切り欠き２５の形成位置は０．８Ｌである。また、比較例で用いたスペーサ１５は、切り欠きが形成されていない以外は実施例のスペーサ１５と同形状かつ同寸法のものである。

［電池の作製］
このようにして形成された偏平状の巻回電極体１３の負極タブをスペーサ１５の一方側の開口１８を通し、上述のようにして作製された封口板１７及び絶縁板１６と一体化された負極端子１９の端子リベット２１に溶接する。次いで、スペーサ１５を絶縁板１６に嵌合する。そして偏平状の巻回電極体１３を電池外装缶１４内に挿入し、また、正極タブは、スペーサ１５と電池外装缶１４との間を通し、スペーサ１５及び絶縁板１６との間で折り曲げ部（図示省略）を形成し、端部が電池外装缶１４と封口板１７との間に挟まれるように導出する。

さらに、封口板１７を電池外装缶１４の開口部に嵌合し、例えばレーザ溶接することによって電池外装缶１４及び封口板１７とを一体にさせる。その後、電解液注入孔２３から所定量の非水電解液を注入し、電解液注入孔を封止することによって実施例及び比較例の角形非水電解質二次電池を得た。なお、作製された角形非水電解質二次電池の具体的なサイズは、短辺の幅：５．２ｍｍ、長辺の長さ：３４ｍｍ及び高さ：５０ｍｍである。また、比較例の角形非水電解質二次電池は従来例に対応するものである。

［落下試験］
このようにして得られた実施例及び比較例の各角形非水電解質二次電池に必要な保護回路を取り付けた電池パックを作製し、これらの電池パックの１０個ずつを用いて、図４Ａに示したように、落下試験を行った。落下試験は、１．８ｍの高さから絶縁コーティングされた鉄板２６上に電池の負極端子部（天面）を下側になる方向に落下させ、１回落下するごとに電池パックの電圧を測定し、電圧低下が生じた時の落下回数を測定し、電池電圧の低下が認められなかったものについてはこの操作を２００回繰り返した。結果を纏めて表１に示した。

［表１］
実施例１０／１０セル２００回異常なし
比較例５／１０セル２００回異常なし
５／１０セル電圧低下
（１５２回、１５８回、１６９回、１８１回、１９７回）

上記表１に示した結果から、実施例の電池によれば、過度の落下試験においても電池電圧の低下傾向は認められず、従来例のものに対応する比較例の電池よりも信頼性が高くなっていることが確認された。このような現象が生じる理由は、たとえば、図４Ｂに示したように、落下衝撃を受けると、偏平状の巻回電極体１３のコーナー部１３ａが変形するが、このときスペーサ１５が切り欠き分から曲がることによって衝撃の一部を吸収することができるため、コーナー部１３ａに過度の変形が生じなくなるためと推定される。

なお、実施例のスペーサ１５は、図１Ｂに示したように、中心Ｐより長さ方向の両端側にそれぞれ１対の切り欠き２５が形成されているものを使用したが、この切り欠き２５は、長さ方向の両端側の少なくとも一方に、また、幅方向の両端側の少なくとも一方に形成されていればよい。しかしながら、何れの方向に対しても耐落下衝撃性を与えるためには、長さ方向の両端側にかつ幅方向の両端側に形成した方がよい。

また、実施例のスペーサ１５は、スペーサの中心から長さ方向の切り欠き２５を形成する位置までの距離を０．８Ｌ（８０％）とした例を示したが、このスペーサ１５の中心Ｐから切り欠き２５までの距離が０．７Ｌ〜０．９Ｌ（７０％〜９０％）の範囲内であれば実施例の電池と同様の効果を奏する。スペーサ１５の中心Ｐから切り欠き２５までの距離がスペーサ１５の中心から長さ方向の端部までの距離Ｌの９０％を越える場合には、スペーサ１５の曲がりやすくなった端部側が実質的に落下衝撃を受けた箇所の全てをカバーできなくなるため、効果が表れ難くなることがある。また、スペーサ１５の中心Ｐから切り欠き２５までの距離がスペーサ１５の中心から長さ方向の端部までの距離Ｌの７０％未満では、スペーサ１５の曲がりやすくなった端部側が偏平型の巻回電極体１３の巻回両端部以外にも接しているため、偏平型の巻回電極体１３の巻回両端部に落下衝撃が加わった際の衝撃が緩和され難くなるので、偏平型の巻回電極体１３に加わる衝撃を小さくすることができなくなり、効果が表れ難くなることがある。

さらに、実施例のスペーサ１５では、切り欠き２５の長さをスペーサ１５の中心Ｐに対応する位置からの幅方向の端部までの長さＷに対して０．４Ｗ（４０％）とした例を示したが、この切り欠き２５の長さがスペーサ１５の中心Ｐに対応する位置からの幅方向の端部までの長さＷに対して０．１Ｗ〜０．５Ｗ（１０％〜５０％）の範囲内であれば、実施例の電池と同様の効果を奏する。この距離が０．５Ｗ（５０％）を超えるようになると、スペーサ１５の端部側が容易に曲がってしまうので、完全に破断してしまうことがある。また、この距離が０．１Ｗ（１０％）未満であると、スペーサ１５が切り欠き２５部分で曲がり難くなるので、この場合も落下衝撃を受けた際に衝撃を吸収し難くなり、落下試験結果が悪化する。また、実施例では、角形非水電解質二次電池１０の電池外装缶１４が正極であり、端子が負極のものを示したが、この配置を逆にしてもかまわない。

［変形例１及び２］
上記実施例の角形非水電解質二次電池１０では、スペーサ１５として直線状の切り欠き２５を形成した例を示したが、この切り欠きの少なくとも一部が曲線状となるようにしてもよい。このような一部が曲線状の切り欠き２５ａを備える変形例１のスペーサ１５Ａの平面図を図５Ａに示す。なお、図５Ａにおいては、図１Ｂに示した実施例のスペーサと同一構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。このように変形例１のスペーサ１５Ａを用いると、よりスペーサ１５Ａの端部側が曲がり易くなるので、曲線状の切り欠き２５ａの長さや曲率半径を適宜調整することによって、所望の曲がり度合いを得ることができる。

また、上記実施例及び変形例１では、スペーサ１５、１５ａとして切り欠きが形成されてものを使用した例を示したが、切り欠きに代えて溝を形成することもできる。このような溝２５ｂを形成した変形例２のスペーサ１５Ｂを図５Ｂ〜図５Ｄに示す。なお、図５Ｂは変形例２のスペーサ１５Ｂの平面図であり、図５Ｃは図５ＢのＶＣ−ＶＣ線に沿った断面図であり、図５Ｄは図５ＣのＶＤ部分の拡大図である。また、図５Ｂ〜図５Ｄにおいては、図１Ｂと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

変形例２のスペーサ１５Ｂが実施例のスペーサ１５と構成が相違する点は、実施例のスペーサ１５で用いられている貫通している直線状の切り欠き２５に代えて、スペーサ１５Ｂに下面に幅方向全体に跨って直線状断面がＶ字状の溝２５ｂが形成されている点のみである。この溝２５ｂの深さは、スペーサ１５Ｂの厚さをｔとすると、０．１〜０．５ｔとなるようにされる。

スペーサ１５Ｂに形成する溝２５ｂの深さをスペーサの厚みの０．５ｔ（５０％）を超えるようにすると、溝２５ｂ部分の厚さが薄すぎて強度が低くなるので、落下衝撃を受けた際に溝２５ｂ部分で切断され易くなり、さらなる落下衝撃を吸収し難くなるため、落下試験結果が悪化する。スペーサ１５Ｂに形成する溝２５ｂの深さを０．１ｔ（１０％）未満にすると、溝２５ｂ部分でスペーサ１５Ｂの端部側が曲がり難くなるので、落下衝撃を吸収し難くなり、落下試験結果が悪化する。なお、溝の断面形状は、Ｖ字状だけでなく、Ｕ字状、半円弧状、矩形状又は逆台形状とすることもできる。

さらに、上記実施例ではスペーサ１５をポリプロピレンを用いて作製した例を示したが、ポリプロピレン以外に、ポリフェニレンサルファイド、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等の一般的な電気絶縁性・耐電解液性のある樹脂材料であれば使用することができる。またスペーサ１５は、射出成形、機械的な研削加工などによって作製することができる。

また、実施例では、密閉偏平形二次電池として、偏平形巻回電極体を用いた角形非水電解質二次電池を用いた例を示したが、楕円状の巻回電極体を用いた場合でも、更には、正極極板と、負極極板とを絶縁膜を挟んで順次積層した積層型電極体を用いた非水電解質二次電池に対しても適用可能である。また、密閉偏平形二次電池の外装缶の形状としては、開口が長方形、正方形の角形、長円形、楕円形などを含み、角形のものは四隅の角が曲線状になっていてもよい。さらに、実施例では非水電解質二次電池に適用した例を示したが、ニッケル−水素蓄電池等の水性電解質二次電池に対しても適用可能である。

１０、５０…角形非水電解質二次電池１１…正極タブ１１'…（正極タブの）折り曲げ部１２…負極タブ１３…巻回電極体１３ａ・・・電極体コーナー部１４…電池外装缶１５、１５Ａ、１５Ｂ…スペーサ１５ａ、１５ｂ…リブ１６…絶縁板１７…封口板１８、２０…開口１９…負極端子２１…負極端子リベット２２…安全弁２３…非水電解液注口２４…ガスケット２５…直線状の切り欠き２５ａ…曲線状の切り欠き２５ｂ…溝２６…鉄板

Claims

偏平型の電池外装缶と、
前記電池外装缶内に配置された偏平型の電極体と、
前記電池外装缶の開口部を密閉するように溶接された封口板と、
前記封口板と前記電極体との間に配置されたスペーサとを備えた密閉偏平形二次電池において、
前記スペーサは、長さ方向の両端側の少なくとも一方に溝が形成されていることを特徴とする密閉偏平形二次電池。
前記溝は、前記スペーサの中心を基点として、中心から長さ方向の端部までの距離の７０〜９０％の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の密閉偏平形二次電池。
偏平型の電池外装缶と、
前記電池外装缶内に配置された偏平型の電極体と、
前記電池外装缶の開口部を密閉するように溶接された封口板と、
前記封口板と前記電極体との間に配置されたスペーサとを備えた密閉偏平形二次電池において、
前記スペーサは、長さ方向の両端側の少なくとも一方に切り欠きが形成されており、
前記切り欠きは、前記スペーサの中心を基点として、前記中心に対応する位置から幅方向の端部までの距離の１０％以上５０％以下まで形成され、形状が直線状又は一部円弧状とされていることを特徴とする密閉偏平形二次電池。
前記溝の深さは、前記スペーサの厚みｔの１０％以上５０％以下であり、前記スペーサの幅方向全体に跨って又は前記幅方向の両端部の一部に、直線状に設けられており、断面形状は、Ｕ字状、Ｖ字状、半円弧状、矩形状又は逆台形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の密閉偏平形二次電池。
前記封口板と前記スペーサとの間には絶縁板が配置され、
前記スペーサの長さ方向の長さは前記絶縁板の長さ方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の密閉偏平形二次電池。
前記封口板と前記絶縁板とは前記電極体に電気的に接続されている端子板によって一体に固定されていることを特徴とする請求項５に記載の密閉偏平形二次電池。