JP6506575B2 - 電池 - Google Patents

Description

本発明は、電池に関する。

近年、例えば大画面のスマートフォンやタブレット等、電力消費量が比較的大きな携帯機器の普及が進んでいる。これに伴い、電池の大容量化及び大型化の要求が高まっている。

大容量化又は大型化された電池は、落下した際に大きな衝撃を受ける。したがって、このような電池について、落下時の衝撃によって生じる問題への対応が検討されている。

例えば、特許文献１には、外装缶において、側面部に切り欠き部又は溝を設けた角形電池が開示されている。当該電池の外装缶は、落下による衝撃を角部に受けた際、切り欠き部又は溝から変形する。これにより、落下の衝撃によって外装缶に生じる歪曲部が小さくなる。その結果、歪曲部が外装缶内の電極体を押し潰す量が低減され、内部短絡が発生しにくくなる。

特開２０１４−１２７３７５号公報

上記特許文献１に記載の角形電池では、外装缶の側面部において、切り欠き部は、電極体において最も外側に位置する正極板の底面部方向の先端と対向する側面部の位置から、外装缶の底面部と側面部との境界までの間に設けられている。そのため、落下による衝撃を角部に受けた際、側面部は、正極板と底面部との間の位置において変形する。この場合、変形した側面部が、電極体の端部に接触しやすい。その結果、電極体のセパレータの端部が押し上げられ、正極板が負極板と接触する可能性が高くなる。

そこで、本願は、落下時における電極体の正極と負極との接触の発生を抑制することが可能な電池を開示する。

本開示に係る電池は、電極体と電池ケースとを備える。電極体は、正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータとを含む。電極ケースは、前記電極体を収容し、扁平筒状の側壁部と、前記側壁部の軸方向の一方端を封鎖する底部とを含む。前記電池ケースに収容された前記電極体の前記負極は、前記正極よりも前記底部側へ突出する部分を有する。前記側壁部は、前記底部の長手方向の端部に接続される部分において肉厚部を有する。前記肉厚部の前記軸方向における長さは、前記正極よりも前記底部側へ突出する前記負極の部分の軸方向における長さよりも長い。

本開示に係る電池によれば、落下時における電極体の正極と負極の接触の発生を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る電池の概略を示す斜視図である。 図２は、図１に示す電池のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図３は、図２の肉厚部１１ａ付近の拡大図である。 図４は、図１に示す電池に含まれる電極体の中間体を示す平面図である。 図５は、図１に示す電池に含まれる電極体の概略を示す斜視図である。 図６は、図１に示す電池の落下時の状態を示す図である。 図７は、側壁部に肉厚部を設けない場合の落下時の電池ケースの変形の一例を示す図である。 図８は、側壁部に肉厚部を設けた場合の落下時の電池ケースの変形の一例を示す図である。 図９は、肉厚部の変形例を示す図である。 図１０は、肉厚部の変形例を示す図である。 図１１は、電池の変形例を示す図である。 図１２は、肉厚部の変形例を示す図である。

本発明の実施形態における電池は、電極体と電池ケースとを備える。電極体は、正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータとを含む。電極ケースは、前記電極体を収容し、扁平筒状の側壁部と、前記側壁部の軸方向の一方端を封鎖する底部とを含む。前記電池ケースに収容された前記電極体の前記負極は、前記正極よりも前記底部側へ突出する部分を有する。前記側壁部は、前記底部の長手方向の端部に接続される部分において肉厚部を有する。前記肉厚部の前記軸方向における長さは、前記正極よりも前記底部側へ突出する前記負極の部分の軸方向における長さよりも長い（第１の構成）。

第１の構成によれば、側壁部の底部に接する部分は、肉厚部が形成されているので、他の部分より強度が増している。そのため、底部と側壁部との間の角部が電池の落下により衝撃を受けた場合、側壁部の肉厚部の変形度合いより、肉厚部以外の部分での変形度合いの方が大きくなりやすい。ここで、肉厚部の軸方向の長さは、正極よりも底部側へ突出する前記負極の部分の軸方向における長さより長い。そのため、落下の衝撃によって変形した側壁部が、負極が正極よりも底部側へ突出する部分のセパレータと干渉しにくくなる。その結果、落下時における電極体の正極と負極の接触の発生を抑制することができる。

前記肉厚部における前記側壁部の厚みは、前記軸方向において前記底部から離れるにしたがって小さくなるよう形成することができる（第２の構成）。

第２の構成によれば、落下時の肉厚部の変形度合は、底部から離れるにしたがって大きくなる。そのため、側壁部の角部における強度を高めつつ、角部への衝撃により変形しやすい側壁部の部分を、底部と正極との間の位置からより適切にずらすことができる。

前記側壁部の軸方向の寸法は、前記側壁部の軸方向に直交する方向の寸法よりも大きくすることができる。この場合、電池が電池ケースの角部から落下した際、電池が衝突した面と側壁部との角度が４５°よりも大きくなり、側壁部に対して底部よりも大きな力が作用し得る。これにより、側壁部のうち底部に近い部分に大きな変形が生じ得る。このような場合にも、電池ケースの側壁部の肉厚部は、高い効果を発揮する。すなわち、底部に接続される側壁部の軸方向の肉厚部の長さは、底部と正極の距離より長い。このため、側壁部のうち底部と正極との間に相当する部分より、ここを外れた部分の方が、変形度合いが大きくなりやすい。そのため、電池ケースと電極体との干渉がより生じにくくなる。

前記底部の厚みは、前記肉厚部における最小厚みより厚くすることができる。これにより、底部の変形度合いよりも、側壁部の肉厚部以外の部分の変形度合いが大きくなりやすくなる。そのため、電池ケースと電極体との干渉がより生じにくくなる。

［実施形態］
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。

（電池の構成）
図１は、実施形態に係る電池１００の概略を示す斜視図である。電池１００は、いわゆる角形電池であり、実質的に扁平な矩形状をなす。以下、説明の便宜上、電池１００の面積が広い側面の短辺方向（ｘ方向）を幅方向、当該面積が広い側面に垂直な方向（ｙ方向）を厚み方向、幅方向及び厚み方向に垂直な方向（ｚ方向）を高さ方向と称する。

図１に示すように、電池１００は、電池ケース１と、電極体２とを備えている。電池ケース１は、電極体２を収容する。電池ケース１内には、電解液（図示略）も収容されている。電池ケース１は、扁平筒状の側壁部１１と、側壁部１１の軸方向の一方端を封鎖する底部１２と、他方端を封鎖する蓋１４とを含む。

側壁部１１は、高さ方向に延びる軸を囲む扁平筒状をなす。すなわち、本実施形態では、高さ方向と軸方向は同じである。側壁部１１は、幅方向の寸法よりも厚み方向の寸法が小さい。より詳細には、側壁部１１は、互いに対向する一対の幅広部１１１と、一対の狭面部１１２とを有する。幅色部１１１は、平板状をなす。各狭面部１１２は、一対の幅広部１１１の幅方向の両端に設けられ、一対の幅広部１１１同士を連結する。狭面部１１２の軸方向に垂直な面における断面は円弧になっている。

ただし、側壁部１１の形状は、これに限定されない。例えば、四角筒状又は楕円筒状等であってもよい。すなわち、側壁部１１の軸方向に垂直な面における断面形状は、矩形又は楕円形とすることができる。

側壁部１１の外面を構成する面のうち、幅広部１１１の外面の面積は、狭面部１１２の外面の面積より広い。すなわち、幅広部１１１の各外面は、実質的に扁平な矩形状をなす電池１００において、面積が広い側面を構成する。狭面部１１２の各外面は、電池１００において、面積が狭い側面を構成する。

側壁部１１は、軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法よりも大きい。言い換えると、側壁部１１の高さ方向の長さは、側壁部１１の幅方向及び厚み方向の各最大長さよりも大きい。よって、電池ケース１は、側面視において縦長の概略長方形状をなす。

図２は、厚み方向の中央を通り高さ方向に沿う平面で切断された電池１００の断面図である。

図２に示すように、電池ケース１は、側壁部１１と、底部１２と、蓋１４とを含んでいる。側壁部１１、底部１２、及び蓋１４は、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム合金等の金属で構成される。側壁部１１及び底部１２は、一体的に形成されている。

底部１２は、側壁部１１の軸方向の一方端を封鎖する。底部１２は、側壁部１１とともに、ケース本体１０を構成する。ケース本体１０は、高さ方向において、底部１２と反対の端部に開口１０１を有する。ケース本体１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属板を深絞り加工することによって形成することができる。以下、高さ方向において、開口１０１が位置する方を上、底部１２が位置する方を下と称する場合がある。

底部１２の縁は、側壁部１１と接続されている。底部１２は、電池１００の幅方向を長手方向とする細長い形状をしている。底部１２の長手方向の端部は側壁部１１の狭面部１１２と接続されている。

側壁部１１は、底部１２の長手方向の端部に接続される部分において肉厚部１１ａを有する。肉厚部１１ａは、側壁部１１の厚みが他の部分より厚くなっている部分である。この例では、肉厚部１１ａの軸方向における一方端は底部に接し、他方端は、蓋１４と底部１２との間に位置している。肉厚部１１ａは、蓋１４と底部１２の間の中間よりも底部１２側に設けられる。

また、肉厚部１１ａの厚みは、側壁部１１の軸方向において底部１２から離れるにしたがって薄くなっている。すなわち、肉厚部１１ａの上端（蓋１４側の端）から底部１２へ向かうにつれて側壁部１１の厚みが厚くなっている。肉厚部１１ａの寸法については、後述する。

電極体２は、正極２１と、負極２２と、セパレータ２３とを含む。正極２１と負極２２の間にセパレータ２３が配置される。正極２１、負極２２及びセパレータ２３は、いずれも層状をなす。電極体２が電池ケース１に収容された状態では、正極２１、負極２２及びセパレータ２３の各層の面は、底部１２に対して略垂直となる。電極体２は、正極２１と底部１２との距離が、セパレータ２３と底部１２との距離より長くなる状態で電池ケース１に収容される。

電池ケースに収容された状態において、セパレータ２３の高さ方向の寸法は、正極２１の高さ方向及び負極２２の高さ方向の寸法のいずれもよりも大きい。正極２１の高さ方向の寸法は、負極２２の高さ方向の寸法より小さい。セパレータ２３の高さ方向の両端部は、正極２１及び負極２２の高さ方向の両端部より外側に突出している。負極２２の高さ方向の両端部は、正極２１の高さ方向の両端部より外側に突出している。すなわち、負極２２が正極２１より底部１２側へ突出する部分が存在する。

そのため、正極２１と底部１２との距離は、セパレータ２３と底部１２との距離より長い。負極２２と底部１２との距離は、正極２１と底部１２との距離より短く、セパレータ２３と底部１２との距離より長い。この例では、セパレータ２３は、底部１２に接触していないが、接触してもよい。

図３は、図２の肉厚部１１ａ付近の拡大図である。図３に示すように、肉厚部１１ａの軸方向における長さｂは、底部１２と正極２１との軸方向における距離ａよりも長い。言い換えると、肉厚部１１ａの上端（蓋１４側の端）から底部１２までの長さｂは、底部１２と正極２１との高さ方向のマージンａより大きい。

また、肉厚部１１ａの軸方向における長さｂは、負極２２における正極２１より底部１２側へ突出している部分の長さｈ（正負極対向マージン）より長い。この正負極対向マージンは、言い換えると、電極体２の底部１２側の端部において、正極２１と対向していない負極２２の部分の軸方向における長さである。これにより、底部１２と狭面部１１２とでなす角に衝撃が加わった場合、肉厚部１１ａよりも肉厚部１１ａより上側（蓋側）の部分が変形しやすくなる。すなわち、肉厚部１１ａより上側の部分を、電池１００が角から落下した場合に、より変形させたいポイントに設定することができる。

このように、電池１００が角から落下した場合の変形度合いが大きくなる位置を制御することで、電極体２と電池ケース１との干渉を起こり難くすることができる。その結果、例えば、落下時の電池ケース１の変形によって、セパレータ２３がめくれて、正極２１と負極２２が接触する事態を起こり難くすることができる。電池１００の落下時における電池ケース１の変形については、後で詳しく説明する。

肉厚部の軸方向の長さｂは、例えば、０.２ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。肉厚部１１ａの厚みの最大値と最小値との差ｄは、例えば、０．２ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。図３に示す例では、肉厚部の軸方向の長さｂと底部１２及び正極２１の間の軸方向における距離ａとの差ｃは、０ｍｍより大きくなっている。

製造時に歩留まりを確保するために、電極体２と電池ケース１との間にマージンが設けられる。マージンは、例えば、０．２〜２ｍｍ程度とすることができる。肉厚部１１ａの厚みの最大値と最小値との差ｄは、このマージンと同程度、又はマージンより小さくことができる。この場合、上記の差ｄをマージンと同程度又はマージンより小さくすることで、変形対策の観点から適切な位置に肉厚部１１ａの上端を配置することができる。また、上記の差ｄをマージンより小さくすることで、肉厚部１１ａと電極体２との干渉を避けることができる。

なお、底部１２の厚みｆを、肉厚部１１ａにおける最小厚みｅ（本例では側壁部１１の厚み）より厚くしてもよい。これにより、底部１２の剛性を高め、底部１２を変形しにくくすることができる。

図２に示すように、蓋１４は、ケース本体１０の開口１０１を封鎖する。蓋１４は、取付孔１４１及び注液孔１４２を有する。取付孔１４１及び注液孔１４２は、それぞれ、蓋１４を高さ方向に貫通する。

取付孔１４１には、絶縁部材３１及び負極端子３２が取り付けられる。絶縁部材３１は、負極端子３２と蓋１４とを絶縁する。絶縁部材３１は、例えば、ポリプロピレン等で構成することができる。負極端子３２は、例えば、ステンレス鋼等で構成することができる。

絶縁部材３１は、概略円筒状をなし、取付孔１４１に挿入されている。負極端子３２は、概略柱状をなし、絶縁部材３１に挿入される。すなわち、負極端子３２と蓋１４との間には、絶縁部材３１が配置されている。絶縁部材３１及び負極端子３２の一部は、蓋１４から電池ケース１の外に露出する。

蓋１４の内面には、例えばステンレス鋼等で構成されるリード板３３が設けられている。リード板３３は、負極端子３２と接続されている。リード板３３と蓋１４との間には、絶縁部材３４が配置される。

電池ケース１内において、負極端子３２と電極体２との間には絶縁板３５が配置されている。絶縁板３５は、負極端子２２と電極体２との間で短絡が生じるのを防止する。

注液孔１４２は、電解液（図示略）を電池ケース１に注入する際に使用される。注液孔１４２は、封止栓４によって封止されている。

電極体２は、正極２１、負極２２、及びセパレータ２３を積層して捲回することで形成される捲回体である。ただし、電極体２の構成は、これに限定されるものではない。

正極２１には、正極リード２４が接続される。正極リード２４は、蓋１４にも接続される。すなわち、正極２１は、正極リード２４を介して電池ケース１と電気的に接続されている。したがって、電池ケース１は、電池１００の正極端子として機能する。

負極２２には、負極リード２５が接続される。負極リード２５は、リード板３３にも接続される。上述したように、リード板３３は、負極端子３２と接続されている。よって、負極２２は、負極リード２５及びリード板３３を介し、負極端子３２と電気的に接続されている。

特に図示しないが、電極体２のうち、電池ケース１の底部１２に近い部分（図２及び図３における下部）には、絶縁テープが貼付されていてもよい。

（電池の製造方法）
以下、電池１００の製造方法の概略を説明する。ただし、電池１００の製造方法は、本実施形態で述べる例に限定されるものではない。

まず、電極体２を形成する。図４は、電極体２の形成に際して作製される中間体２ｉの概略を示す平面図である。中間体２ｉを作製するため、各々帯状をなす正極２１、負極２２、及びセパレータ２３を準備する。

正極２１は、正極集電体２１１と、正極合剤層２１２とを含む。正極集電体２１１は、帯状に形成されている。正極集電体２１１は、例えば、アルミニウムもしくはチタン等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、又はパンチングメタル等によって形成される。

正極合剤層２１２は、正極集電体２１１の両面に形成される。正極合剤層２１２は、正極集電体２１１の一部を露出させるように正極集電体２１１上に設けられる。正極合剤層２１２は、例えば、正極集電体２１１の長辺方向の一方端部を露出させる。正極集電体２１１のうち正極合剤層２１２から露出している部分には、正極リード２４が接続される。

正極合剤層２１２は、正極活物質と、導電助剤と、バインダとを混合して形成される。正極活物質として、例えば、マンガン酸リチウム、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、酸化バナジウム、又は酸化モリブデン等を用いることができる。導電助剤として、例えば、黒鉛、カーボンブラック、又はアセチレンブラック等を用いることができる。バインダとして、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を単独で、あるいは混合して用いることができる。

負極２２は、負極集電体２２１と、負極合剤層２２２とを含む。負極集電体２２１は、帯状に形成されている。負極集電体２２１は、例えば、銅、ニッケル、もしくはステンレス等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、又はパンチングメタル等によって形成される。

負極合剤層２２２は、負極集電体２２１の両面に形成される。負極合剤層２２２は、正極集電体２１１の一部を露出させるように負極集電体２２１上に設けられる。負極合剤層２２２は、例えば、負極集電体２２１の長辺方向の一方端部を露出させる。負極集電体２２１のうち負極合剤層２２２から露出している部分には、負極リード２５が接続される。

負極合剤層２２２は、負極活物質と、バインダとを混合して形成される。負極活物質として、例えば、天然黒鉛、メソフェーズカーボン、又は非晶質カーボン等を用いることができる。バインダとして、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）およびヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）等のセルロース、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム等のゴムバインダ、ＰＴＦＥ、並びにＰＶＤＦ等を単独で、あるいは混合して用いることができる。

セパレータ２３は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、もしくはポリフェニルサルフィド（ＰＰＳ）等の多孔性フィルム又は不織布によって形成することができる。

負極２２、セパレータ２３、正極２１及びセパレータ２３をこの順で積層することにより、中間体２ｉを作製する。なお、図４に示す中間体２ｉでは、正極２１の上のセパレータ２３の図示を省略している。セパレータ２３は、正極２１の両面に配置される。正極２１は、２枚のセパレータ２３の間に配置される。なお、負極２２、正極２１及びセパレータ２３の積層形態はこれに限られない。例えば、セパレータ２３，負極２２、セパレータ２３及び正極２１を、この順で積層することもできる。負極リード２５は、中間体２ｉの長辺方向において、正極リード２４が配置される端部と逆の端部又は同じ端部に配置される。

作製した中間体２ｉを捲回して押圧し、扁平状に成形する。これにより、図５に示す渦巻状の電極体２が得られる。電極体２の捲回軸方向の一方面（上面）からは、正極リード２４及び負極リード２５が突出している。なお、捲回した中間体２ｉの側面及び／又は底面は、絶縁体のテープで覆われてもよい。

ケース本体１０は、例えば、アルミニウム合金板を深絞り加工することによって成型することができる。深絞り加工時に、側壁部１１に肉厚部１１ａを形成することができる。

電極体２は、図２に示すように、ケース本体１０に挿入される。このとき、電極体２は、捲回軸方向の他方面（下面）がケース本体１０内の底部１２と対向するよう、ケース本体１０に挿入される。電極体２は、底部１２上に載置される。なお、電極体２と底部１２との間に隙間が設けられてもよい。

ケース本体１０内の電極体２上には、絶縁板３５が配置される。電極体２の上面から突出する正極リード２４の先端部は、蓋１４に接続される。電極体２の上面から突出する負極リード２５の先端部は、リード板３３に接続される。絶縁部材３１、負極端子３２、リード板３３、及び絶縁部材３４は、蓋１４に組み付けられている。

次に、ケース本体１０における開口１０１の外周縁部に蓋１４を接合する。蓋１４は、例えば溶接等によってケース本体１０に接合することができる。これにより、ケース本体１０の開口１０１が蓋１４によって封鎖される。

その後、注液孔１４２から電解液（図示略）を電池ケース１に注入する。電解液は、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた溶液である。有機溶媒として、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、又はγ‐ブチロラクトン等を単独で、又は２種類以上を混合して用いることができる。リチウム塩として、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、又はＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等を用いることができる。

電解液（図示略）を電池ケース１内に注入した後、封止栓４によって注液孔１４２を封止する。封止栓４は、例えば溶接等によって、蓋１４における注液孔１４２の外周縁部と接合される。これにより、電池１００を得ることができる。

（実施形態の効果）
本実施形態に係る電池１００によれば、落下時において、電極体２の損傷が発生するのを抑制することができる。以下、具体的に説明する。

図６は、電池ケース１の狭面部１１２と底部１２とがなす角部１５から電池１００が落下した状態を示す。電池１００が落下し、電池ケース１の角部１５が面Ｓに衝突した場合、角部１５が変形する。より詳細には、電池１００が面Ｓから受ける衝突力Ｆにより、主として、狭面部１１２のうち底部１２に近い部分（下端部）１１２ａが変形する。

上述したように、電池ケース１は、側面視において縦長の概略長方形状をなす。このため、電池１００は、電池ケース１の角部１５から落下した際、狭面部１１２の方向よりも底部１２の方向に傾きやすい。よって、電池１００が衝突する面Ｓと狭面部１１２とがなす角度θは４５°よりも大きくなりやすい。この場合、底部１２に作用する力Ｆ１よりも大きな力Ｆ２が狭面部１１２に作用し、下端部１１２ａに比較的大きな変形が生じ得る。

しかしながら、本実施形態において、電池ケース１内の電極体２は、下端部１１２ａに肉厚部１１ａを有し、肉厚部１１ａの長さｂは、正負極対向マージンｈより長い（図３参照）。肉厚部１１ａにより、電池ケース１の角部１５の剛性が高められている。また、肉厚部１１ａの上端は、正極２１の底部１２側端部より上に配置されやすくなる。電池１００の落下により、狭面部１１２の下端部１１２ａが変形した場合、肉厚部１１ａより上（蓋１４側）の部分の変形度合いが肉厚部１１ａの変形度合いより大きくなる。そのため、変形した下端部１１２ａと電極体２との干渉が生じにくい。

一般に、電池ケース内の電極体が捲回体である場合、電池の落下によって電池ケースの角部１５が変形したときに、電極体の捲きずれが生じ得る。例えば、変形した角部によって電極体のセパレータが押し上げられ、電極体において内部短絡が生じる可能性がある。これに対し、本実施形態では、肉厚部１１ａにより、電池ケース１の変形部分が制御される。そのため、変形した角部１５によって正極２１、負極２２、及び／又はセパレータ２３が押し上げられるという事態が生じにくい。その結果、電極体２の捲きずれの発生が抑制され、電極体２の内部短絡を防止することができる。

図７は、側壁部に肉厚部を設けない場合の落下による電池ケースの変形の一例を示す図である。図７に示す例では、底部１２と側壁部１１との境目すなわち角部付近で変形度合いが最も大きい。そのため、変形した角部によって正極２１、負極２２、及び／又はセパレータ２３が押し上げられる可能性が高い。例えば、深絞り加工により電池ケースを作製した場合、角部の厚みが他と比べて薄くなることがある。このような場合は特に、角部付近の変形度合いが他の部分より大きくなりやすい。

図８は、本実施形態の電池１００における落下による電池ケースの変形の一例を示す図である。図８に示す例では、肉厚部１１ａにより角部の剛性が高くなっている。そのため、肉厚部１１ａの上端付近の方が角部より変形度合いが大きくなる。肉厚部１１ａの上端は、正極２１の端部より上に配置されやすいので、変形した側壁部１１によって正極２１、負極２２、及び／又はセパレータ２３が押し上げられる可能性が低い。

このように、本実施形態に係る電池１００によれば、落下時における電極体２の損傷の発生を抑制することができる。

本実施形態では、特に、肉厚部１１ａにおける側壁部１１の厚みは、底部１２から軸方向に離れるにしたがって薄くなっている。したがって、肉厚部１１ａにおける落下による変形度合いは、底部１２から離れるにしたがって大きくなる。そのため、落下時には、正極２１の底部１２に対向する端部よりも上（蓋１４側）で、側壁部１１の変形が最も大きくなる可能性がより高くなる。結果として、電極体２の捲きずれがより生じにくくなり、電極体２の損傷の発生をより抑制することができる。

本実施形態に係る電池１００は、落下時において、側壁部１１に大きな変形が発生しやすい場合により有効である。すなわち、本実施形態において、側壁部１１は、軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法よりも大きい。このため、落下した電池１００が衝突する面Ｓと狭面部１１２との角度θが４５°よりも大きくなりやすく、狭面部１１２の下端部１１２ａに大きな変形が生じ得る。しかしながら、肉厚部１１ａによって、変形するポイントが正極２１の端部より上になりやすい。したがって、下端部１１２ａに大きな変形が生じ得る場合であっても、電極体２と下端部１１２ａとの干渉を低減することができる。なお、側壁部１１の軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法よりも小さい場合であっても、電極体２と下端部１１２ａとの干渉を低減する効果は得られる。

［変形例］
以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態では、肉厚部１１ａにおける側壁部１１の厚みは、底部１２から軸方向に離れるにしたがって薄くなっている。これに対して、肉厚部１１ａの厚みは均一であっても上記の効果を得ることはできる。図９は、肉厚部１１ａの変形例を示す図である。図９に示す例では、肉厚部１１ａの厚みは均一になっている。これにより、肉厚部１１ａの上端では、側壁部１１に段差がある。このように、側壁部１１に厚みが不連続になる箇所を設けることでも、落下による変形位置を制御することができる。

図１０は、肉厚部１１ａの他の変形例を示す図である。図１０に示す例では、肉厚部１１ａの内面は曲面になっている。肉厚部１１ａの内面は、狭面部１１２と底部１２とがなす角へ向かって凹む凹状をなす。このように、肉厚部１１ａの内面にＲをつけることで、肉厚部１１ａにおける側壁部１１の厚みを、底部１２から離れるにしたがって薄くすることができる。

上記実施形態において、電池ケース１の側壁部１１は、軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法よりも大きくなるように構成されている。しかしながら、側壁部１１は、軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法よりも小さくてもよいし、軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法と実質的に等しくてもよい。

この場合、例えば、図１１に示すように、底部１２の厚みｇを、肉厚部１１ａにおける最小厚みｅより大きくすることができる。これにより、側壁部１１の肉厚部１１ａ以外の部分の変形度合いの方が、肉厚部１１ａ及び底部１２の変形度合いより大きくなりやすくすることができる。その結果、電極体２と下端部１１２ａとの干渉を、より低減することができる。

例えば、側壁部１１の軸方向に直行する方向の寸法が、軸方向の寸法の１．５倍を越える場合、例えば、底部１２の肉厚ｆを、肉厚部１１ａの最小厚みｅすなわち側壁部１１の厚みの１．４倍〜４．０倍とすることができる。これにより、落下による底部１２の変形度合いより、側壁部１１の肉厚部１１ａ以外の部分の変形度合いの方が大きくなる可能性をより高めることができる。一例として、底部１２の肉厚ｆは、０．５ｍｍ〜０．６ｍｍとすることができる。この場合、側壁部１１の肉厚部１１ａにおける最小肉厚ｅは、０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍとすることができる。

また、上記実施形態では、側壁部１１の狭面部１１２に肉厚部１１ａが設けられる。狭面部１１２に加えて、幅広部１１１にも肉厚部１１ａを設けることができる。これにより、落下時の衝撃による幅広部１１１と電極体２との干渉を低減することができる。例えば、側壁部１１の軸方向の寸法が軸方向に直交する方向の寸法よりも小さい場合に、落下時に幅方向の力が大きくなりやすい。この場合、幅広部１１１の肉厚部１１ａによって、幅広部１１１と電極体２との干渉をより効果的に低減することができる。

図１２は、幅広部１１１の肉厚部１１ａの構成例を示す断面図である。図１２は、幅方向の中央を通り高さ方向に沿う平面で切断された電池１００の部分断面図である。図１２に示す例では、幅広部１１は、底部１２に接続される部分において肉厚部１１ａを有する。肉厚部１１ａの軸方向における長さは、底部１２と正極２１との軸方向における距離よりも長い。

上記実施形態において、電池ケースは、底部と反対の面に開口を有する電池ケース本体と、当該開口を封鎖する蓋とを有している。しかしながら、電池ケースの構成は、これに限定されるものではない。例えば、電池ケースの側壁部に開口を設け、電極体を電池ケースに収容した後に当該開口を封鎖してもよい。

１００：電池、１：電池ケース、１１：側壁部、１１ａ：肉厚部、１２：底部、２：電極体、２１：正極、２２：負極、２３：セパレータ

Claims (4)

1. 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、を含む電極体と、
   前記電極体を収容し、扁平筒状の側壁部と、前記側壁部の軸方向の一方端を封鎖する底部とを含む電池ケースとを備え、
   前記電池ケースに収容された前記電極体の前記負極は、前記正極よりも前記底部側へ突出する部分を有し、
   前記側壁部は、前記底部の長手方向の端部に接続される部分において肉厚部を有し、
   前記肉厚部の前記軸方向における長さは、前記正極よりも前記底部側へ突出する前記負極の部分の軸方向における長さよりも長く、
   前記肉厚部の前記底部と反対側の端では、前記側壁部の厚みが不連続になっており、
   前記肉厚部の前記底部と反対側の端は、前記側壁部の軸方向の他方端と前記底部との間の中間よりも底部側に設けられる、電池。
2. 請求項１に記載の電池であって、
   前記肉厚部における前記側壁部の厚みは、前記軸方向において前記底部から離れるにしたがって薄くなっている、電池。
3. 請求項１又は２に記載の電池であって、
   前記側壁部の軸方向の寸法が前記側壁部の軸方向に直交する方向の寸法よりも大きい、電池。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池であって、
   前記底部の厚みが前記肉厚部における最小厚みより厚い、電池。

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