JP6289843B2 - 電池及び電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電池に関する。

電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電動バイク、フォークリフトなどに用いられる大型及び大容量電源として、エネルギー密度の高い非水電解質電池（例えば、リチウムイオン電池）が注目されている。

大型および大容量電源としてリチウムイオン電池が普及していくためには、安全性向上、大容量化（高エネルギー密度化）、長寿命化、高入出力特性、低コスト化などのさまざまな課題をクリアしていく必要がある。自動車産業に参入する際には、特に安全性向上と低コスト化は必須である。

特に低コスト化については、製造の改善とともに原料の低コスト化が非常に闊達に進んでおり、簡便な製造方法の確立や安い原料を使いこなすことが各電池メーカーに求められている。このため、製造方法に拘らず、例えば低コストで簡便な方法で製造した場合にも、電池の膨れの制御が容易で、かつ封止性に優れた電池を実現することが要望されている。

特開２０００−３５３５４７号公報 特開２００６−３３１８２８号公報 特開２００７−５９１４５号公報 特開２００７−２５７９４２号公報 特開２００８−４１５４８号公報

本発明が解決しようとする課題は、密封性を損なうことなく、かつ膨れの制御が容易な電池を提供することにある。

実施形態によると、外装部材と、電極群と、注液口と、第１の封止蓋と、第２の開口部と、ガス抜き孔を有する樹脂含有シートと、第２の封止蓋とを含む電池が提供される。外装部材は、容器及び金属製封口板を有する。電極群は外装部材内に収納されている。電解液は電極群に含浸されている。注液口は、封口板に開口された第１の開口部からなる。第１の封止蓋は、注液口を封止する。第２の開口部は封口板に開口されている。樹脂含有シートは、封口板の内面に配置され、第２の開口部と対向している。樹脂含有シートは、金属接着性を有し、封口板の内面の第２の開口部の縁部に熱接着されている。第２の封止蓋は、外装部材の外面に配置され、第２の開口部を封止する。
他の実施形態によると、電池の製造方法が提供される。電池の製造方法は、容器及び金属製封口板を有する外装部材と、外装部材内に収納された電極群と、電極群に含浸された電解液と、封口板に開口された第１の開口部からなる注液口と、注液口を封止する第１の封止蓋と、封口板に開口された第２の開口部と、封口板の内面に第２の開口部を被覆するように配置された樹脂含有シートとを含む電池を準備し、樹脂含有シートにガス抜き孔を設けて、外装部材内部のガスを外部へ放出させた後、封口板の外面に第２の封止蓋を配置して、第２の開口部を第２の封止蓋により封止することを含む。

図１は、実施形態に係る一例の電池の斜視図である。 図２は、図１の電池の上面図である。 図３は、図１に示す電池の要部についての分解斜視図である。 図４は、図１に示す電池の要部についての分解斜視図である。 図５は、図１に示す電池の電極群の部分展開斜視図である。 図６は、図１に示す電池の封口板の部分断面図である。 図７は、ガス抜き孔開口前の封口板を示す部分断面図である。 図８は、ガス放出工程を示す断面図である。 図９は、封止後の第２の開口部を示す断面図である。 図１０は、樹脂含有シートを示す断面図である。 図１１は、比較例の電池におけるガス抜き孔開口前の封口板を示す部分断面図である。 図１２は、比較例の電池におけるガス放出工程を示す断面図である。 図１３は、比較例の電池から樹脂含有シートを除去した状態を示す断面図である。 図１４は、比較例の電池の封止後の第２の開口部を示す断面図である。

リチウムイオン電池は、充放電を繰り返し行うことで、電池内部に存在する不純物、水分或いは電解液が化学反応を起こし、ガスが発生する。その内圧により電池缶が変形してしまうことがあり、中でも角型リチウムイオン二次電池は特に変形が起きやすいことが知られている。そのため、角型リチウムイオン二次電池の製造に際しては、電解液を注液後、ゴム栓などで注液口を仮封口して初期充電を行い、充電後にゴム栓を取り除きガスを放出させ、注液口を本封口するという一連のガス抜き工程を行っている。このガス抜き工程をより、容易にかつ、低コストで行うことが必要である。

実施形態の電池は、外装部材に開口された第１の開口部及び第２の開口部を備える。第１の開口部は、電解液を電極群に注液するための注液口であり、第１の封止蓋により封止されるものである。一方、第２の開口部は、ガス抜き孔を有する樹脂含有シートと対向しており、樹脂含有シートは、外装部材の内面に固定されている。製造工程等で外装部材内に発生したガスを、樹脂含有シートのガス抜き孔から外部に放出させると、外装部材内のガスの初期量を少なくすることができるため、その後の充放電等でガスが発生した際の電池の膨れを抑制することができる。また、注液は第１の開口部でなされるため、第２の開口部の内面に電解液や不純物が付着することはない。さらに、樹脂含有シートは外装部材の内面に固定されていることから、樹脂含有シートのガス抜き孔からガスを放出させた後、第２の封止蓋を外装部材の外面に固定し、第２の開口部を第２の封止蓋により封止する際、樹脂含有シートが封止の妨げにならないため、第２の封止蓋による封止信頼性を高く保てる。従って、使用中のガス発生による膨れを抑制でき且つ封止信頼性の高い電池を提供することができる。

樹脂含有シートには、金属接着性を有するものが好ましい。具体的には、外装部材の内面と対向する部分が金属接着性樹脂からなるものが望ましい。このような樹脂含有シートには、例えば、金属接着性樹脂層と、樹脂層と、金属接着性樹脂層及び樹脂層の間に配置された金属層とを含むラミネートフィルムを使用することができる。金属接着性樹脂の例には、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン等が含まれる。樹脂層の例には、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の電解液に対して耐食性を有する高分子材料が含まれる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔が好ましい。各層に使用する材料の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。また、金属接着性を有する樹脂含有シートによる熱接着の代りに、樹脂含有シートを接着剤で外装部材の内面に固定しても良い。

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。なお、以下の説明において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

以下、図面を参照しながら、第１の実施形態に係る電池の一例を説明する。

図１に示すように、電池は、外装部材１と、外装部材１内に収納された偏平型電極群２と、偏平型電極群２に含浸された非水電解液（図示しない）とを含む。外装部材１は、有底角筒型容器３と、容器３の開口部に例えば溶接によって固定された封口板４とを有する。

図５に示すように、偏平型電極群２は、正極５と負極６がその間にセパレータ７を介して偏平形状に捲回されたものである。正極５は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ５ａと、少なくとも正極集電タブ５ａの部分を除いて正極集電体に形成された正極活物質含有層５ｂとを含む。一方、負極６は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ６ａと、少なくとも負極集電タブ６ａの部分を除いて負極集電体に形成された負極活物質含有層６ｂとを含む。

このような正極５、セパレータ７及び負極６は、正極集電タブ５ａが電極群の捲回軸方向にセパレータ７から突出し、かつ負極集電タブ６ａがこれとは反対方向にセパレータ７から突出するよう、正極５及び負極６の位置をずらして捲回されている。このような捲回により、電極群２は、図５に示すように、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ５ａが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ６ａが突出している。

図３及び図４に示すように、正極リード８は、正極端子９と電気的に接続するための接続プレート８ａと、接続プレート８ａに開口された貫通孔８ｂと、接続プレート８ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部８ｃとを有する。正極リード８の集電部８ｃは、その間に電極群２の正極集電タブ５ａを挟み、溶接によって正極集電タブ５ａに電気的に接続されている。一方、負極リード１０は、負極端子１１と電気的に接続するための接続プレート１０ａと、接続プレート１０ａに開口された貫通孔１０ｂと、接続プレート１０ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１０ｃとを有する。負極リード１０の集電部１０ｃは、その間に電極群２の負極集電タブ６ａを挟み、溶接によって負極集電タブ６ａに電気的に接続されている。正負極リード８，１０を正負極集電タブ５ａ，６ａに電気的に接続する方法は、特に限定されるものではないが、例えば超音波溶接やレーザ溶接等の溶接が挙げられる。

絶縁部材１２は、正負極集電タブ５ａ，６ａの端面を覆う側板１２ａと、正負極集電タブ５ａ，６ａの最外周を覆うようにＵ字状に湾曲した側板１２ｂとを有する。絶縁部材１２の上端は、そこから電極群２を収納するため、開放されている。電極群２の正極集電タブ５ａは、正極リード８の集電部８ｃが溶接された状態で絶縁部材１２によって被覆される。正極リード８の接続プレート８ａは、絶縁部材１２の上方に位置している。一方、電極群２の負極集電タブ６ａは、負極リード１０の集電部１０ｃが溶接された状態で絶縁部材１２によって被覆される。負極リード１０の接続プレート１０ａは、絶縁部材１２の上方に位置している。２つの絶縁部材１２は、電極群２に絶縁テープ１３によって固定されている。

図１〜図４に示すように、封口板４は、矩形板状をしている。封口板４は、図４に示すように、正負極端子９，１１を取り付けるための貫通孔４ａ，４ｂと、円形の第１の開口部からなる注液口１４ａと、円形の第２の開口部１４ｂとを有する。また、封口板４は、図１及び図２に示すように、その中央付近にガス排出弁１５を有する。ガス排出弁１５は、封口板４にＸ字状に形成された薄肉部からなる。ガス発生により外装部材１内の圧力が上昇し、所定の値に達すると、薄肉部が破断し、破断箇所からガスが外部に放出される。

注液口１４ａは、電解液を外装部材１内に注液するためのものである。図６に示すように、ゴム栓１６は、注液口１４ａ内に充填されている。なお、ゴム栓１６は、用いても、用いなくても良い。金属製円板からなる第１の封止蓋１７は、封口板４の外面の注液口１４ａの周囲に例えば溶接によって固定されている。中央付近にガス抜き孔１８を有する樹脂含有シート１９は、封口板４の内面における第２の開口部１４ｂの周囲に熱接着で固定されている。樹脂含有シート１９は、金属接着性を有し、例えば図１０に示すように、金属接着性樹脂層２０、金属層２１及び樹脂層２２がこの順番に積層されたラミネートフィルムである。樹脂含有シート１９の金属接着性樹脂層２０が、封口板４の内面に熱接着されている。金属製円板からなる第２の封止蓋２３は、封口板４の外面の第２の開口部１４ｂの周囲に例えば溶接によって固定されている。

第１，第２の封止蓋１７，２３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から形成される。また、第１，第２の封止蓋１７，２３の形状は、円板状に限定されるものではなく、注液口の形状に応じて変更することができる。第１，第２の封止蓋１７，２３と封口板４との溶接には、レーザ溶接、スポット溶接、超音波溶接等を用いることができる。

図４に示すように、絶縁板２４は、一方の端部に正極リード８の接続プレート８ａが収納される凹部２４ａと、他方の端部に負極リード１０の接続プレート１０ａが収納される凹部２４ｂとを有する。凹部２４ａと凹部２４ｂとの間は、開口されており、封口板４の裏面が露出している。また、絶縁板２４の凹部２４ａ及び凹部２４ｂは、それぞれ、封口板４の貫通孔４ａ，４ｂと連通する貫通孔を有する。絶縁板２４は、封口板４の裏面に配置される。

正負極端子９，１１は、それぞれ、矩形板状の突起部９ａ，１１ａと、突起部９ａ，１１ａから延出された軸部９ｂ，１１ｂとを有する。また、絶縁ガスケット２５は、正負極端子９，１１の軸部９ｂ，１１ｂが挿入される貫通孔２５ａを有する。正極端子９の軸部９ｂは、絶縁ガスケット２５の貫通孔２５ａ、封口板４の貫通孔４ａ、絶縁板２４の貫通孔、正極リード８の接続プレート８ａの貫通孔８ｂに挿入され、これら部材にかしめ固定されている。これにより、正極端子９は、正極リード８を経由して正極集電タブ５ａと電気的に接続される。一方、負極端子１１の軸部１１ｂは、絶縁ガスケット２５の貫通孔２５ａ、封口板４の貫通孔４ｂ、絶縁板２４の貫通孔、負極リード１０の接続プレート１０ａの貫通孔１０ｂに挿入され、これら部材にかしめ固定されている。これにより、負極端子１１は、負極リード１０を経由して負極集電タブ６ａと電気的に接続される。

このような電池によれば、注液口１４ａとは別に第２の開口部１４ｂを有し、封口板４の裏面側から第２の開口部１４ｂが樹脂含有シート１９で覆われており、樹脂含有シート１９にガス抜き孔１８が開口されているため、製造工程（例えばエージング）等で外装部材１内に発生したガスを、第２の封止蓋２３による封止前に、ガス抜き孔１８を通して外部に放出させることができる。その後の充放電等でガスが発生することはあり得るが、外装部材１内のもともとのガス量が少ないため、発生したガスによる電池の膨れを抑制することができる。また、注液は第１の開口部１４ａでなされるため、第２の開口部１４ｂの内面に電解液や不純物が付着することはない。さらに、樹脂含有シート１９は封口板４の内面に固定されていることから、樹脂含有シート１９のガス抜き孔１８からガスを放出させた後、第２の開口部を第２の封止蓋２３により封止する際、樹脂含有シート１９が封止の妨げにならないため、第２の封止蓋２３による封止信頼性を高く保てる。従って、使用中のガス発生による膨れを抑制でき且つ封止信頼性の高い電池を提供することができる。

樹脂含有シート１９のガス抜き孔１８は、製造工程でガスを発生させた後に開口させることが望ましい。この一例を図７〜図９を参照して説明する。

注液口１４ａから外装部材１内に電解液を注液後、注液口１４ａにゴム栓１６を挿入し、封口板４の外面における注液口１４ａの周囲に第１の封止蓋１７を溶接によって固定する。この際、第２の開口部１４ｂは、図７に示すように、封口板４の内面に熱接着された樹脂含有シート１９で覆われている。樹脂含有シート１９に、ガス抜き孔はまだ開口されていない。この状態の電池は、約１ＭＰａ以上の耐圧を得ることができる。この電池に初充電または初充放電を施した後、エージングを施す。

次いで、図８に示すように、先端が鋭利な形状の作動ピン２６（穿孔部材）で樹脂含有シート１９を突き破ると、ガス抜き孔１８が開口され、外装部材１内のガスがガス抜き孔１８を通して放出される。ガス放出は、グローブボックスなどの密閉空間内において行うことが望ましい。密閉空間内にガスを放出させた後、密閉空間内のガスを回収することによって、ガスが広範囲に拡散するのを防止することができる。

次いで、図９に示すように、第２の封止蓋２３を封口板４の外面に配置し、第２の封止蓋２３で第２の開口部１４ｂを覆い、第２の封止蓋２３を封口板４に溶接で固定することによって封止がなされる。

封止工程後、出荷前に、充放電サイクルを施しても良い。

以上説明した実施形態に係る電池の一例としては、リチウムイオン二次電池が挙げられる。以下、実施形態に係る電池で用いることのできる正極、負極、セパレータ、電解液、および容器について、並びに電極群の構造及び形状について詳細に説明する。

１）正極
正極は、正極集電体と、集電体の表面の一部に形成された正極活物質含有層とを備えることができる。

正極活物質含有層は、正極活物質と、任意に導電剤及び結着剤とを含むことができる。

正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵する二酸化マンガン（ＭｎＯ₂）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉ_xＭｎ₂Ｏ₄またはＬｉ_xＭｎＯ₂）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉ_xＮｉＯ₂）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉ_xＣｏＯ₂）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ_1-yＣｏ_yＯ₂）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉ_xＭｎ_yＣｏ_1-yＯ₂）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉ_xＭｎ_2-yＮｉ_yＯ₄）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉ_xＦｅＰＯ₄、Ｌｉ_xＦｅ_1-yＭｎ_yＰＯ₄、Ｌｉ_xＣｏＰＯ₄）、硫酸鉄（Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃）、バナジウム酸化物（例えばＶ₂Ｏ₅）及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が挙げられる。上記の式において、０＜ｘ≦１であり、０＜ｙ≦１である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。

結着剤は、活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムが挙げられる。

導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。

正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。

正極集電体は、正極集電タブと一体であることが好ましい。しかしながら、正極集電体は、正極集電タブと別体でもよい。

正極は、例えば正極活物質、結着剤及び必要に応じて配合される導電剤を適当な溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体に塗布し、乾燥して正極活物質含有層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。或いは、活物質、結着剤及び必要に応じて配合される導電剤をペレット状に形成して正極層とし、これを集電体上に配置することによって、正極を作製してもよい。

２）負極
負極は、負極集電体と、負極集電体の表面の一部に形成された負極活物質含有層とを備えることができる。

負極活物質含有層は、負極活物質と、任意に導電剤及び結着剤とを含むことができる。

負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出することができる金属酸化物、金属窒化物、合金、炭素等を用いることができる。

導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。

結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジェンゴムが挙げられる。

集電体は、負極活物質のリチウムの吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。

負極集電体は、負極集電タブと一体であることが好ましい。負極集電体は、負極集電タブと別体でもよい。

負極は、例えば負極活物質、結着剤および導電剤を汎用されている溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを集電体に塗布し、乾燥し、負極層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。負極はまた、負極活物質、結着剤及び導電剤をペレット状に形成して負極層とし、これを集電体上に配置することにより作製されてもよい。

３）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、または、合成樹脂製不織布から形成されてよい。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。

４）電解液
電解液としては、例えば、非水電解液を用いることができる。

非水電解液は、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、又は、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質であってよい。

液状非水電解質は、電解質を０．５モル／Ｌ以上２．５モル／Ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解したものであることが好ましい。

有機溶媒に溶解させる電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂］のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ₆が最も好ましい。

有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネートのような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、及びスルホラン（ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。

高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）が含まれる。

また或いは、非水電解液には、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）等を用いてもよい。

常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンの組合せからなる有機塩の内、常温（１５〜２５℃）で液体として存在しうる化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩が含まれる。一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。

５）容器
容器としては、図１〜図１０を参照しながら説明した電池が具備する容器１のように、金属製容器を用いることができる。

金属製容器としては、例えば、厚さ１ｍｍ以下の金属製容器が用いることができる。金属製容器は、厚さ０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、厚さ０．２ｍｍ以下であることが更に好ましい。

容器の形状は、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等であってよい。容器は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に積載される小型電池用容器、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池用容器であってよい。

金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１質量％以下にすることが好ましい。

容器は金属製容器に限られない。例えば、ラミネートフィルム製の容器を使用することもできる。

６）電極群の構造及び形状
電極群は、正極と負極とがセパレータを介して向き合っている構造であれば、如何なる構造を採用することもできる。

例えば、電極群はスタック構造を有することができる。スタック構造は、先に説明した正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層した構造を有する。

或いは、電極群は捲回構造を有することができる。捲回構造は、先に説明した正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層し、かくして得られた積層体を渦巻状または扁平の渦巻状に捲回した構造である。

電極群の全体としての形状は、これが収納される容器に合わせて決定することができる。

以上に説明した実施形態に係る電池は、注液口とは別に第２の開口部を有し、外装部材の内面側から第２の開口部を樹脂含有シートで覆い、樹脂含有シートにガス抜き孔が開口されているため、使用中のガス発生による膨れを抑制でき且つ封止信頼性の高い電池を提供することができる。

一方、図１１に示すように、封口板４の外面側に樹脂含有シート１９を熱接着することにより、樹脂含有シート１９で第２の開口部１４ｂを被覆した比較例の電池は、１ＭＰａ程度の耐圧を得ることができる。外装部材内にガス発生後、図１２に示すように、外部から作動ピン２６で樹脂含有シート１９を突き破ってガス抜き孔１８を開口させ、ガス抜き孔１８からガスを放出させる。その後、図１３に示すように、樹脂含有シート１９を封口板４の表面から取り除くが、完全に除去することは困難であるため、その一部２７が封口板４の外面に付着したままとなる。その状態で、第２の封止蓋２３を封口板４の外面に溶接すると、図１４に示すように、封口板４と第２の封止蓋２３の間に樹脂の一部２７が挟まるため、ピンホール不良等の不具合が生じ、比較例の電池の耐圧強度は１ＭＰａ程度になる。

これに対し、実施形態の電池によると、封口板の内面に樹脂含有シートを固定するため、少なくとも２ＭＰａ程度の耐圧強度が得られ、比較例の電池の２倍以上の耐圧強度を実現することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
外装部材と、
前記外装部材内に収納された電極群と、
前記電極群に含浸された電解液と、
前記外装部材に開口された第１の開口部からなる注液口と、
前記注液口を封止する第１の封止蓋と、
前記外装部材に開口された第２の開口部と、
前記外装部材の内面に前記第２の開口部と対向するように配置され、ガス抜き孔を有する樹脂含有シートと、
前記外装部材の外面に配置され、前記第２の開口部を封止する第２の封止蓋と
を含むことを特徴とする電池。
［２］
前記樹脂含有シートが金属接着性を有し、前記樹脂含有シートが前記外装部材の前記内面の前記第２の開口部の縁部に熱接着されていることを特徴とする［１］に記載の電池。

１…外装部材、２…電極群、３…容器、４…封口板、５…正極、５ａ…正極集電タブ、５ｂ…正極活物質含有層、６…負極、６ａ…負極集電タブ、６ｂ…負極活物質含有層、７…セパレータ、９…正極端子、１１…負極端子、１２…絶縁部材、１３…絶縁テープ、１４ａ…注液口、１４ｂ…第２の開口部、１７…第１の封止蓋、１８…ガス抜き孔、１９…樹脂含有シート、２０…金属接着性樹脂層、２１…金属層、２２…樹脂層、２３…第２の封止蓋、２４…絶縁板、２５…絶縁ガスケット、２６…作動ピン。

Claims (5)

1. 容器及び金属製封口板を有する外装部材と、
   前記外装部材内に収納された電極群と、
   前記電極群に含浸された電解液と、
   前記封口板に開口された第１の開口部からなる注液口と、
   前記注液口を封止する第１の封止蓋と、
   前記封口板に開口された第２の開口部と、
   前記封口板の内面に前記第２の開口部と対向するように配置され、ガス抜き孔を有する樹脂含有シートと、
   前記外装部材の外面に配置され、前記第２の開口部を封止する第２の封止蓋と
   を含み、
   前記樹脂含有シートは、金属接着性を有し、前記封口板の前記内面の前記第２の開口部の縁部に熱接着されている電池。
2. 正極端子及び負極端子を更に備え、
   前記封口板には、前記正極端子及び前記負極端子を取り付けるための貫通孔が更に設けられている請求項１に記載の電池。
3. 容器及び金属製封口板を有する外装部材と、
   前記外装部材内に収納された電極群と、
   前記電極群に含浸された電解液と、
   前記封口板に開口された第１の開口部からなる注液口と、
   前記注液口を封止する第１の封止蓋と、
   前記封口板に開口された第２の開口部と、
   前記封口板の内面に前記第２の開口部を被覆するように配置された樹脂含有シートと
   を含む電池を準備し、
   前記樹脂含有シートにガス抜き孔を設けて、前記外装部材内部のガスを外部へ放出させた後、前記封口板の外面に第２の封止蓋を配置して、前記第２の開口部を前記第２の封止蓋により封止することを含む電池の製造方法。
4. 前記樹脂含有シートが金属接着性を有し、前記封口板の前記内面の前記第２の開口部の縁部に熱溶着されている請求項３に記載の電池の製造方法。
5. 正極端子及び負極端子を更に備え、
   前記封口板には、前記正極端子及び前記負極端子を取り付けるための貫通孔が更に設けられている請求項３又は４に記載の電池の製造方法。

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