JP5673374B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents

Description

本願発明は、筐体内に発電要素や電解液などの蓄電・放電手段が収容される非水電解質二次電池に関し、特に、軽量化と大電流化の両方が要求される非水電解質二次電池に関する。

近年、ハイブリッド自動車や電気自動車、アシスト自転車のように、駆動源や駆動源の一部として電力を用いる走行車が注目されており、このような走行車の電源として高いエネルギー容量の非水電解質二次電池が実用化されている。例えば、リチウムイオン電池などが前記非水電解質二次電池として挙示することができる。

特に、大電流を流すことが要求される自動車などに搭載される非水電解質二次電池としては、いわゆる扁平縦巻き型の発電要素が採用され、剛性の高い材質からなる薄型直方体の筐体が採用されている。そして、筐体の最も面積の大きな面の長手方向と発電要素の巻回軸とが平行となるように前記発電要素が前記筐体に収容される態様が採用されている。また、巻回軸と平行な筐体の他の面の両端部にそれぞれ電極端子が設けられる態様が採用されている。以上の構成の非水電解質二次電池によれば、正極側、および、負極側において、発電要素の接続部と電極端子とを電気的に接続する集電体の長さを短くすることができ、内部抵抗を可及的に低く抑えることが可能となる。

非水電解質二次電池は、誤った使用などによって内部にガスが発生する場合があるため、当該ガスの圧力が高まって筐体が破損する前に積極的に内部に発生したガスを外部に排出する安全弁を通常備えている。特許文献１に記載の非水電解質二次電池は、二つの電極端子の間に安全弁が設けられている。

また、自動車などに搭載される最近の非水電解質二次電池に要求される他の性能として、軽量化があり、筐体の材質としてアルミニウムを採用して非水電解質二次電池の軽量化を図ったり、ステンレス製の筐体の肉厚を薄くして軽量化を図ったりしている。

特開２００４−３４９２０１号公報

ところが、大電流化と軽量化とが図られた非水電解質二次電池は、何らかの原因により筐体の内部で短時間に多量の高温のガスが発生し、安全弁が適切に機能する前に筐体自体が破損することを想定する必要がある。この場合、筐体の破損部分を予測することは困難であり、破損部から排出されたガスにより、周辺の機器等に悪影響を及ぼす可能性がある。

本願発明は、上記課題に基づきなされたものであり、筐体内部に短時間で多量に高温のガスが発生した場合でも、適切に安全弁を機能させて筐体の破損を未然に防ぐことができる非水電解質二次電池の提供を目的とする。

本願発明者は、前記事情に基づき、鋭意研究と実験とを重ねた結果、短時間で多量に発生する高温のガスの多くは発電要素から発生し、正極集電部材側から放出されたガスのうち、正極集電部材に覆われていない部分のガスは、そのまま正極短壁部へと向かい、正極集電部材あるいは正極集電部材と発電要素を接合するフィンに覆われている部分は、発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の空間である中心空間の一部（正極側開口端付近）を通路とし、正極集電部材に覆われていない部分から正極短壁部へと向かう。また、負極側端部から放出されたガスについても、その一部が発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の空間である中心空間を通路とし、正極短壁部に向かう指向性を有する可能性がある。これらのことから、発明者は、発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の空間である中心空間のうち、正極集電部材に覆われていない正極側開口端付近に対向する正極側短壁部にガスによる圧力と熱が集中する可能性が高いことを突き止めるに至った。そして、さらに研究と実験とを重ねた結果、安全弁を適切な位置に配置することにより、安全弁を適切に機能させ、筐体の破損を回避しうることを見出すに至った。

本願発明は、このような本願の発明者のみが知り得た前記知見に基づきなされたものである。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる非水電解質二次電池は、矩形の底部と、前記底部の各長辺部にそれぞれ立設される矩形の長壁部と、前記底部の各短辺部にそれぞれ立設される矩形の短壁部とを備える角型筒状の筐体と、扁平状に巻回される巻回型の発電要素であって、巻回軸が前記短壁部と交差するように前記筐体に収容される発電要素と、電極端子が設けられ、前記筐体を閉塞する蓋体と、前記発電要素と前記短壁部との間に配置される正極集電部材であって、アルミニウムを用いた正極集電部材と、前記発電要素と前記短壁部との間に配置される負極集電部材と、前記筐体内部に発生するガスを開裂により前記筐体外に放出する安全弁であって、前記正極集電部材が配置される側の前記短壁部である正極側短壁部に設けられる安全弁とを備えることを特徴としている（但し、前記負極集電部材が配置される側の前記短壁部である負極側短壁部に設けられる安全弁を備える非水電解質二次電池を除く）。

これにより、筐体内部で短時間に多量の高温のガスが発生した場合でも、有効に安全弁を機能させることができ、筐体の破損を回避することが可能となる。

また、前記安全弁は、前記発電要素が正極集電部材に覆われていない部分と対向する位置に配置されていても良い。

また、前記安全弁は、前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の正極側開口端と対応する位置に配置されてもよい。

これにより、筐体内部で短時間に多量に発生した高温のガスが早期に到達すると考えられる位置に安全弁を配置することで、より効率的に安全弁からガスを放出することができるようになる。従って、筐体の破損を高い確率で回避することが可能となる。

ここで、「対応する位置」とは、中心空間を巻回軸に沿って仮想的に延長した場合に中心空間と筐体の前記正極側短壁部とが交差する領域である。なお、安全弁の位置は、前記発電要素の開口端と対応していれば良い。即ち、前記底部と前記蓋体との中間部でも、前記中間部より前記蓋側でも、前記中間部より前記底部側でも良い。さらに、安全弁の位置は、前記交差する領域の少なくとも一部と重なっていることが好ましい。

さらに、前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の正極側開口端よりも大きく、前記安全弁に対応する位置に巻回軸方向に貫通する通過孔を有し、前記発電要素と前記正極側短壁部との間に配置される板状の正極側補強部材を備えてもよい。このとき、正極側開口端の一部又は全体は、通過孔により、正極側開口端から巻回軸方向の前記正極側短壁部に向かう空間が開放されている。

これにより、短時間での多量の高温のガスの発生による圧力には正極側補強部材が対抗するとともに、通過孔を通過するようにガスを誘導し、安全弁を効果的に機能させることが可能となる。従って、正極側補強部材を導入することで、筐体自体の強度を抑えることができ、非水電解質二次電池のさらなる軽量化のために筐体を軽量化することが可能となる。

また、前記安全弁は、前記底部と前記蓋体との間の中間部より前記底部側に配置されるものでもよい。

これによれば、正極集電部材などを回避して早期に短壁部にガスが到達する位置に安全弁を配置することで、短時間での多量の高温のガスの発生に対し、最も効果的に安全弁を機能させることが可能となる。

また、前記正極集電部材は、前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の正極側開口端の上端よりも巻回軸に対し垂直方向に長く、巻回軸に沿って前記安全弁から前記発電要素に至る空間を開放する切り欠き状、または、貫通孔状の開放部を備えてもよい。

これによれば、正極集電部材の存在が短時間での多量の高温のガスの発生による圧力の伝達の障壁になることを回避し、圧力を直接安全弁に作用させて、効果的に安全弁を機能させることが可能となる。

さらに、少なくとも前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の負極側開口端を覆い、前記負極集電部材と前記負極側短壁部との間に配置される板状の負極側補強部材を備えてもよい。

これらによれば、前記発電要素の負極側端部から放出されたガスによる負極側短壁部の破損を防止することができるとともに、ガスの圧力を前記発電要素の中心空間を通路として、前記安全弁に集中するように誘導することができ、確実に安全弁を作用させることが可能となる。特に、負極側補強部材が前記発電要素の負極側全体を覆うものとすることで、より上記作用を効果的に機能させることができるため好ましい。

また、前記負極集電部材は、下端縁が電気的絶縁状態で底部に当接するものでもよい。

これによれば、負極集電部材と筐体の底部とが当接しているため、前記圧力に十分に抗する強度を負極集電部材に容易に付与することが可能となる。

本願発明によれば、大電流化と軽量化との両方を満たす非水電解質二次電池であって、筐体内部で短時間に多量の高温のガスが発生した場合でも、安全にガスを排出することができる非水電解質二次電池を提供することが可能となる。

図１は、非水電解質二次電池の外観を模式的に示す斜示図である。 図２は、筐体の壁部の一部を省略して非水電解質二次電池の内部を模式的に示す斜示図である。 図３は、正極集電部材を示す斜視図である。 図４は、正極集電部材と正側短壁部との間を分解状態で示す斜視図である。 図５は、負極集電部材と負極側短壁部との間を分解状態で示す斜視図である。 図６は、筐体の壁部の一部を省略して非水電解質二次電池の内部を模式的に示す斜示図である。 図７は、本願発明に係る非水電解質二次電池を組電池化した場合を示す斜視図である。 図８は、筐体の壁部の一部を省略して非水電解質二次電池の内部を模式的に示す斜示図である。

次に、本願発明に係る非水電解質二次電池の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る非水電解質二次電池の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、非水電解質二次電池の外観を模式的に示す斜示図である。

図２は、筐体の壁部の一部を省略して非水電解質二次電池の内部を模式的に示す斜示図である。

これらの図に示すように、本願発明にかかる非水電解質二次電池１００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる蓄電池（例えばリチウムイオン電池）等である。非水電解質二次電池１００は、発電要素１０１と、筐体１０２と、電極端子１０３である負極端子１３１、および、正極端子１３２と、集電部材１０４である負極集電部材１４１、および、正極集電部材１４２と、電極端子１０３が取り付けられる蓋体１２４と、安全弁１０８とを備えている。本実施の形態の場合さらに、非水電解質二次電池１００は、正極側補強部材１０６を備えている。なお、非水電解質二次電池１００の筐体１０２の内部には電解液などの液体が封入される場合があるが、当該液体の図示は省略する。

発電要素１０１は、本実施の形態の場合、詳細な図示は省略するが、セパレータと負極と正極と備え、電気を蓄えることができる部材である。負極は、例えば、銅からなる長尺帯状の負極集電箔の表面に負極活物質層が形成されたものである。正極は、例えば、アルミニウムからなる長尺帯状の正極集電箔の表面に正極活物質層が形成されたものである。セパレータは、例えば、樹脂からなる微多孔性のシートである。そして、発電要素１０１は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものを長さ方向に全体が長円形状となるように巻き回されて形成されるいわゆる扁平巻回型の発電要素である。また、発電要素１０１の巻回軸方向（図中Ｙ軸方向）の両端部にはそれぞれ集電部材１０４が発電要素１０１の巻回軸に対し垂直方向に延びて配置されている。

なお、セパレータは、樹脂からなるものばかりでなく、ガラスファイバーなど他の材質であってもかまわない。

また、発電要素１０１の巻回中心には巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間１１１が形成されている。本実施の形態の場合、発電要素１０１は、上下方向（Ｚ軸方向）の中間部において、フィン１４３に挟まれることによりＸ軸方向に窪んだ形状となっており、中心空間１１１は、上方の円弧部付近の中心空間と下方の円弧部付近の中心空間とに分離されている。図２においては、下方の中心空間１１１のみが示されている。ここで、巻回軸両端部のそれぞれ上方よりの部分が集電部材１０４に設けられたフィン１４３によって挟まれて接合される場合、上方の中心空間１１１（図示せず）と比較して下方の中心空間１１１の方が大きいものとなることが多く、上方の中心空間は存在しない場合もある。中心空間１１１の巻回軸と交差する断面形状は、楕円や長円や複数の円が重なった形状などとなっており、中心空間１１１の巻回軸方向の両端部は多くの場合開口している。

筐体１０２は、発電要素１０１を収容する矩形箱状（直方体）の部材である。筐体１０２は、軽量化のため、アルミニウムやその合金で形成されたり、肉厚の薄いステンレス鋼などにより形成される。筐体１０２は、矩形の底部１２１と、底部１２１の各長辺部にそれぞれ立設される矩形の長壁部１２２と、底部１２１の各短辺部にそれぞれ立設される矩形の短壁部１２３とを備えている。また、筐体は、発電要素１０１等を内部に収容後、筐体１０２の開口端部と蓋体１２４とが溶接されることにより、筐体１０２の内部を密封することができるものとなっている。

また、後述する正極集電部材１４２が配置される側の短壁部１２３である正極側短壁部１２５には安全弁１０８が設けられている。さらに、安全弁１０８は、正極側短壁部１２５であって底部１２１と蓋体１２４との間の中間部より底部１２１側に配置、すなわち、短壁部１２３の下半分の範囲に配置されている。これにより、ガスの圧力が集中する場所との知見を得ている発電要素１０１の中心空間１１１の開口と近い位置に安全弁１０８が配置されることになるため、短時間で多量に高温のガスが発生すると安全弁１０８が有効に反応し、筐体１０２の破損を未然に防止することが可能となる。特に、安全弁１０８は、発電要素１０１によって形成される中心空間１１１の正極側の開口端であって、正極集電部材１４２に覆われていない部分と対応する位置に配置されることが好ましい。これにより、発電要素１０１から発生し、正極集電部材１４２に覆われていない中心空間１１１の開口端から正極側短壁部１２５に向かって放出されるガスを有効に開放することが可能となる。

電極端子１０３は、発電要素１０１に蓄えられている電気を筐体１０２の外部空間に導出し、また、発電要素１０１に電気を蓄えるために筐体１０２の内部空間に電気を導入するための端子である。本実施の形態の場合、電極端子１０３は、長尺板状の蓋体１２４の両端部にそれぞれ取り付けられている。また、蓋体１２４が金属製であるため、蓋体１２４と絶縁し、かつ、筐体１０２との隙間を埋めて筐体１０２の内部空間を封止するためのパッキン（図示せず）を介して蓋体１２４と電極端子１０３とが接続されている。なお、非水電解質二次電池１００は、電極端子１０３として負極端子１３１、および、正極端子１３２を備えている。

集電部材１０４は、電極端子１０３と発電要素１０１とに電気的に接続されるとともに機械的にも接続され、発電要素１０１と短壁部１２３との間に配置される導電性と剛性とを備えた部材である。本実施の形態の場合、集電部材１０４は、短壁部１２３から蓋体１２４に渡って短壁部１２３および蓋体１２４に沿って屈曲状態で配置される金属製の板状部材であり、負極端子１３１と発電要素１０１の負極集電箔とを結ぶ負極集電部材１４１、および、正極端子１３２と発電要素１０１の正極集電箔とを結ぶ正極集電部材１４２とで構成されている。また、集電部材１０４は、筐体１０２の内部に突出している電極端子１０３と固定的に接続されており、発電要素１０１の負極、または、正極にそれぞれ溶接などによって固定され、電気的に接続されている。これにより、発電要素１０１は、筐体１０２の内部において集電部材１０４、および、電極端子１０３により保持される。

なお、負極集電部材１４１は、負極と同様、銅で形成され、正極集電部材１４２はアルミニウムで形成されている。

また、集電部材１０４と発電要素１０１の負極集電箔や正極集電箔との接合方法は特に限定されるものでは無いが、本実施の形態の場合、溶接用のフィン１４３を集電部材１０４の一部を折り曲げることにより起立させ、フィン１４３で発電要素１０１の負極集電箔や正極集電箔を挟み込みつつ溶接により接合する方法が採用されている。

図３は、正極集電部材を示す斜視図である。

本実施の形態の場合、正極集電部材１４２は、巻回軸（Ｙ軸方向）に沿って安全弁１０８から発電要素１０１に至る空間を開放する貫通孔状（または切り欠き状）の開放部１４９を備えている。また、開放部１４９は、安全弁１０８と同じ高さになるように配置されている。さらに開放部１４９は、正極集電部材１４２が中心空間１１１の正極側の開口端の少なくとも一部を覆わないように配置されている。これにより、発電要素１０１の中心空間１１１の開口端付近に集中するガスが周囲に拡散することなく、開放部１４９を通じて直接安全弁１０８に作用することが可能となる。従って、短時間で多量に高温のガスが発生すると安全弁１０８がより有効に反応し、筐体１０２の破損を未然に防止することが可能となる。

なお、開放部１４９は、貫通孔ばかりでなく、正極集電部材１４２の一部を切り欠いた部分であってもかまわない。また、正極集電部材１４２のフィン１４３は、発電要素１０１の下方で集電箔と接続されている。発電要素１０１の上方の開口端と対応する位置に開放部１４９や安全弁１０３が備えられていてもよい。

正極集電部材１４２のフィン１４３は、発電要素１０１の上方と下方とで集電箔と接続されている。発電要素１０１の中央付近の開口端と対応する位置に開放部１４９や安全弁１０３が備えられていてもよい。

安全弁１０８は、前述しているように、筐体１０２内部に発生するガスを不可逆的な開裂により筐体１０２外に放出する弁である。安全弁１０８の構造的強度は、筐体１０２の構造的強度より弱く、筐体１０２の内方の圧力が一定値以上になると、安全弁１０８が優先的に開裂して筐体１０２の一部が開放され、ガス等を筐体１０２の外方へ放出する。安全弁１０８は、例えば、筐体１０２の正極側短壁部１２５に孔開け加工を施した後、設けられた孔に対し構造的強度の弱い部材で封孔することなどにより形成される。また、安全弁１０８は、正極側短壁部１２５に溝などを設け、正極側短壁部１２５の一部の構造的強度を低下させることにより設けてもかまわない。

安全弁１０８は、正極集電部材１４２が配置される側の正極側短壁部１２５に設けられる。これは、発明者の実験等により、筐体１０２内方、特に発電要素１０１で短時間で多量に高温のガスが発生した場合、早期の段階から正極側短壁部１２５が最も高い圧力と熱の影響を受けるとの知見を得たためである。特に、安全弁１０８は、正極側短壁部１２５の下部（正極端子１３２が設けられる蓋体１２４が配置される部分の反対側の部分）に備えることが好ましい。これも、発明者の実験などにより、正極側短壁部１２５の中でも下部が、短時間での多量の高温のガス発生の際において早期の段階から最も高い圧力と熱の影響を受ける部分であるとの知見に基づく。

図４は、正極集電部材と正極側短壁部との間を分解状態で示す斜視図である。

同図に示すように本実施の形態の場合、非水電解質二次電池１００は、筐体１０２の内方で短時間で多量に発生する高温のガスの正極側短壁部へと向かう圧力に抗し、正極側短壁部１２５を保護する板状の正極側補強部材１０６を正極集電部材１４２と正極側短壁部１２５との間に備えている。正極側補強部材１０６は、安全弁１０８に対応する位置に厚さ方向に貫通する通過孔１６１を有する板状の部材である。正極側補強部材１０６は、正極側短壁部１２５を覆う板状である。正極側補強部材１０６の材質は特に限定されるものではないが、軽量かつ、耐熱性、耐衝撃性、耐薬品性を備えるセラミクスなどが好適と考えられる。

このように、正極側補強部材１０６を設けた場合、筐体１０２の機械的強度を抑えた場合でも、短時間での多量の高温のガスの発生にも十分に対応することができ、非水電解質二次電池１００の軽量化を図ることが可能となる。

以上の実施の形態で説明したように、非水電解質二次電池１００は、筐体１０２の正極側短壁部１２５に安全弁１０８を備えているため、筐体１０２内方で高温のガスが短時間で多量に発生した場合でも、安全弁１０８が確実に作用し、筐体１０２内方の圧力を外方に放出することが可能となる。特に、正極側短壁部１２５の底部１２１側に安全弁１０８を配置することで、さらに安全弁１０８を有効に作用させることが可能となる。また、正極側補強部材１０６を正極集電部材１４２と正極側短壁部１２５との間に配置することで、筐体１０２の構造的強度を抑制しつつ、筐体１０２の内方で短時間に多量に発生する高温のガスに対する強度を確保することができ、非水電解質二次電池１００の重量を低く抑えることが可能となる。

（実施の形態２）
次に、非水電解質二次電池１００の他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態１と同様の機能を備える部材や装置は同一の符合を付し説明を省略する場合がある。

図５は、負極集電部材と負極側短壁部との間を分解状態で示す斜視図である。

同図に示すように、非水電解質二次電池１００は、少なくとも発電要素１０１の中心部に配置され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間１１１の開口端を覆う板状であって、発電要素１０１と負極側短壁部１２６との間に配置される負極側補強部材１０７を備える。本実施形態の場合、負極側補強部材１０７は、負極集電部材１４１と負極側短壁部１２６との間に配置され、負極側短壁部１２６全体を覆う態様となされている。また、負極側補強部材１０７は、負極集電部材１４１に取り付けられており、筐体１０２とは非接触状態となっている。この場合、負極側補強部材１０７の材質としては、高温のガスにも耐えられる耐熱性のものが好ましく、銅やステンレス鋼などの金属材料でもかまわない。

なお、負極側補強部材１０７は、負極集電部材１４１と一体であってもよい。

また、負極側補強部材１０７は、負極側短壁部１２６と発電要素１０１との間に配置されていてもよく、この場合、正極側補強部材１０６と同じく、軽量かつ、耐熱性、耐衝撃性、耐薬品性を備えるセラミクスなどが好適と考えられる。

これによれば、筐体１０２内で短時間に多量のガスが発生した際に、発電要素１０１の中心空間１１１の負極側開口端部付近から放出されたガスによる圧力は安全弁１０８とは反対の負極側短壁部１２６にも及ぶことが予想されるが、負極側補強部材１０７を筐体１０２内部に設けることで、負極側短壁部１２６にかかる圧力を分散緩和し、安全弁１０８へ圧力を集中させることができる。従って、安全弁からさらに効率的にガスを逃がし、筐体１０２の破損を抑止することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、非水電解質二次電池１００の他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態１と同様の機能を備える部材や装置は同一の符合を付し説明を省略する場合がある。

図２に示すように、非水電解質二次電池１００は、短壁部１２３から蓋体１２４に渡って短壁部１２３および蓋体１２４に沿って屈曲状態で配置される金属製の板状部材であり、負極端子１３１と発電要素１０１の負極集電箔とを接続する負極集電部材１４１を備える。本実施形態の場合、負極集電部材１４１は、発電要素１０１の中心部に配置され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間１１１の開口端を覆う態様となされている。
これによれば、筐体１０２内で短時間に多量のガスが発生した際に、発電要素１０１の中心空間１１１の負極側開口端部付近から放出されたガスによるガスの圧力にある程度抗することができ、安全弁１０８へ圧力を集中させることができる。従って、別部材をさらに追加することがなく、非水電解質二次電池１００の重量増加を抑制しつつ、高い安全性を確保することが可能となる。

（実施の形態４）
次に、非水電解質二次電池１００の他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態１と同様の機能を備える部材や装置は同一の符合を付し説明を省略する場合がある。

図６は、筐体の壁部の一部を省略して非水電解質二次電池の内部を模式的に示す斜示図である。

同図に示すように、負極集電部材１４１は、発電要素１０１の中心部に配置され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間１１１の開口端を覆い、下端縁が底部１２１に当接するものとなっている。本実施形態の場合、非水電解質二次電池１００は、さらに、負極集電部材１４１の下端縁を挟持状態で保持する保持部１２７を底部１２１の表面に備えている。なお、負極集電部材１４１と保持部１２７及び底部１２１とは、電気的に絶縁状態にある。

これによれば、負極集電部材１４１は、蓋体１２４と底部１２１との間を架橋状態で配置されるため、負極集電部材１４１の剛性を高くしなくても、発電要素１０１の中心空間１１１の負極側開口端部付近から放出されたガスの圧力に十分抗することができ、安全弁１０８へ圧力を集中させることができる。従って、別部材をさらに追加することがなく、非水電解質二次電池１００の重量増加を抑制しつつ、高い安全性を確保することが可能となる。さらに、本実施形態では、発電要素１０１が負極集電部材１４１で固定されることにより、非水二次電池の耐振動性をも向上することができるため、より高い安全性を実現することが可能となる。

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

図７は、本願発明に係る非水電解質二次電池を組電池化した場合を示す斜視図である。

同図に示すように、非水電解質二次電池１００を組電池化する場合、安全弁１０８が同一方向に向くように並べることが好ましい。これにより、組電池化された非水電解質二次電池１００を保持する保持体（図示せず）を設けた場合、安全弁１０８と対向する面に保持体のガス排出経路を集中的に設けることができ、保持体の軽量化に寄与することが可能となる。

また図８に示すように、正極集電部材１４２は、下端縁が底部１２１に当接するものでもよい。この場合、図６に示す負極集電部材１４１と同じように、正極集電部材１４２下端縁を挟持状態で保持する保持部１２７を底部１２１の表面に備えてもかまわない。正極集電部材１４２をこのような構造とすることで、正極集電部材１４２に備えられている貫通孔状の開放部１４９に、発生した多量の高温のガスを集中させることができ、より効果的に安全弁１０８を機能させることができる。また耐振動性も向上する。

本願発明は、蓄電池（二次電池）に利用可能であり、特に、軽量かつ大電流が要求される自動車などの走行車に搭載される蓄電池に好適に利用できる。

１００ 非水電解質二次電池
１０１ 発電要素
１０２ 筐体
１０３ 電極端子
１０４ 集電部材
１０６ 正極側補強部材
１０７ 負極側補強部材
１０８ 安全弁
１２１ 底部
１２２ 長壁部
１２３ 短壁部
１２４ 蓋体
１２５ 正極側短壁部
１２６ 負極側短壁部
１３１ 負極端子
１３２ 正極端子
１４１ 負極集電部材
１４２ 正極集電部材
１４３ フィン
１４９ 開放部
１６１ 通過孔

Claims (9)

1. 矩形の底部と、前記底部の各長辺部にそれぞれ立設される矩形の長壁部と、前記底部の各短辺部にそれぞれ立設される矩形の短壁部とを備える角型筒状の筐体と、
   扁平状に巻回される巻回型の発電要素であって、巻回軸が前記短壁部と交差するように前記筐体に収容される発電要素と、
   電極端子が設けられ、前記筐体を閉塞する蓋体と、
   前記発電要素と前記短壁部との間に配置される正極集電部材であって、アルミニウムを用いた正極集電部材と、
   前記発電要素と前記短壁部との間に配置される負極集電部材と、
   前記筐体内部に発生するガスを開裂により前記筐体外に放出する安全弁であって、前記正極集電部材が配置される側の前記短壁部である正極側短壁部に設けられる安全弁と
   を備える非水電解質二次電池（但し、前記負極集電部材が配置される側の前記短壁部である負極側短壁部に設けられる安全弁を備える非水電解質二次電池を除く）。
2. 前記安全弁は、前記発電要素の正極側端部のうち、正極集電部材に覆われていない部分と対向する位置に配置される請求項１に記載の非水電解質二次電池。
3. 前記安全弁は、前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の正極側開口端と対応する位置に配置される
   請求項１に記載の非水電解質二次電池。
4. さらに、
   前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の正極側開口端よりも大きく、前記安全弁に対応する位置に巻回軸方向に貫通する通過孔を有し、前記発電要素と前記正極側短壁部との間に配置される板状の正極側補強部材を備える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
5. 前記正極集電部材は、前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の正極側開口端の上端よりも巻回軸に対し垂直方向に長く、巻回軸に沿って前記安全弁から前記発電要素に至る空間を開放する切り欠き状、または、貫通孔状の開放部を備える
   請求項１〜４のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
6. さらに、
   前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の負極側開口端を覆い、前記負極集電部材と前記負極側短壁部との間に配置される板状の負極側補強部材を備える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
7. 前記負極集電部材は、前記発電要素の巻回中心に形成され巻回軸に沿って延びる筒状の中心空間の負極側開口端を覆う
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水電解質二次電池。
8. 前記負極集電部材は、下端縁が電気的絶縁状態で底部に当接する
   請求項７に記載の非水電解質二次電池。
9. 前記正極集電部材は、下端縁が電気的絶縁状態で底部に当接する
   請求項１に記載の非水電解質二次電池。

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