WO2010100731A1 - 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 - Google Patents

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健史郎 森代
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sealed battery provided with a battery case having a safety valve, and a method for manufacturing the sealed battery.
  • Patent Document 1 describes a safety valve in which the shape of the second thin portion (thin portion) is a Z shape, a shape in which both ends of a linear shape are open in a Y shape, and an X shape. ing.
  • the press blade portion PC of the press die PK includes a straight belt-shaped first straight press blade portion P1 and a second straight press blade portion P2 in FIG. It has a form protruding upward.
  • the first straight press blade portion P1 and the second straight press blade portion P2 intersect at the intersecting portion PX.
  • this press blade part PC is formed by using a processing tool (not shown) such as a router, the crossing part PX of the press blade part PC has a form as shown by a one-dot chain line in FIG. It is difficult to form in a form having four planned corner portions AP, AP generated by intersecting the first straight press blade portion P1 and the second straight press blade portion P2, and actually the corner portions are rounded as shown in FIG. It is formed into a shape.
  • the X-shaped thin part is formed in a shape opposite to the press blade part PC. (See FIG. 2). Therefore, the intersecting region JX formed by pressing at the intersecting portion PX corresponds not only to the linear first straight thin portion JL1 and the second straight thin portion JL2, but also to the corner portion formed by them. A wedge-shaped thin portion JXZ is also formed.
  • the opening area of the safety valve portion can be sufficiently secured by cleaving.
  • the cleavage starts from the wedge-shaped thin portion JXZ in the intersecting region JX of the thin portions, the cleavage may not proceed to any of the four straight thin portions JL11, JL12, JL21, JL22. I understand that. In this case, there is a possibility that the opening area of the safety valve portion due to the cleavage cannot be sufficiently ensured.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a sealed battery including a safety valve portion that can secure a sufficient opening area in the opened safety valve portion. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of such a sealed battery.
  • One aspect of the present invention includes a power generation element and a battery case in which the power generation element is hermetically accommodated, the battery case having a safety valve portion on a valve forming surface, and the safety valve portion has its own thickness.
  • a sealed battery having a plate-like portion having a predetermined thickness in the thickness direction, and a groove-like shape in which the thickness in the thickness direction is thinner than the plate-like portion, and having a thin-walled portion that is cleaved when the valve is opened,
  • the thin-walled portion has n (n is an integer of 2 or more) first linear thin-walled portions or n-th linear thin-walled portions extending linearly, and the first linear thin-walled portion to n-th linear thin-walled portion
  • the cross section includes an intersecting thin portion where all of the first linear thin portion to the nth linear thin portion intersect, and the thin portion has a cleavage pressure other than the intersecting thin portion. It is a sealed battery formed in a form lower than the
  • the thin-walled portion is configured such that the cleavage pressure of the cross-thin portion is lower than the cleavage pressure of the thin-wall portion other than the cross-thin portion. For this reason, when the safety valve portion is opened, it is surely started from the intersecting thin portion, and any of the first linear thin portion to the nth linear thin portion extending in each direction from here follows along itself. Cleavage can proceed. Therefore, a sufficient opening area can be ensured in the opened safety valve portion.
  • n is an integer greater than or equal to 2
  • a linear thing and a curved thing are mentioned, for example.
  • all of the first linear thin portion or the nth linear thin portion may be in a linear form, a curved form, or a linear form and a curved form. It may be mixed.
  • the first linear thin portion to the nth linear thin portion are a first direction thin portion extending in the first direction and a second direction different from the first direction.
  • the thin-walled portion includes the first-direction thin-walled portion and the second-direction thin-walled portion, and the first-direction thin-walled portion and the first-thick-walled portion when the valve forming surface is viewed in plan view.
  • the two-way thin portion intersects in the X shape at the intersecting thin portion, and the intersection angle ⁇ between the first direction thin portion and the second direction thin portion in the intersecting thin portion is 30 ° ⁇ ⁇ ⁇ .
  • a sealed battery formed at 50 ° is preferable.
  • the first direction thin part and the second direction thin part intersect with each other in an X shape at the intersecting thin part. Can be considered.
  • the intersection angle ⁇ between the first direction thin portion and the second direction thin portion in the cross thin portion as 30 ° ⁇ ⁇ ⁇ 50 °. Then, it discovered that the cleavage pressure of a cross thin part can be made lower than parts other than a cross thin part among thin parts.
  • the crossing angle ⁇ between the first direction thin portion and the second direction thin portion is 30 ° ⁇ ⁇ ⁇ 50 °. For this reason, when the safety valve portion is opened, it is surely started from the cross-thin portion among the thin portions, and X-shaped along the first direction thin portion and the second direction thin portion extending in four directions from here. Cleavage can proceed.
  • each of the first linear thin portion to the nth linear thin portion is an intersection vicinity including the intersecting thin portion, and is narrower than other portions of itself. It is preferable to use a sealed battery.
  • the vicinity of the intersection of each of the first linear thin portion and the nth linear thin portion is made narrower than the other portions thereof. For this reason, when opening the safety valve part, stress tends to concentrate on the cross-thin part of the thin part, and the valve opening pressure at the cross-thin part becomes low. Can do. Further, in the first linear thin portion or the nth linear thin portion, the portion other than the intersection vicinity portion has a groove width wider than that of the intersection vicinity portion. It is easier to make it progress in parts other than the vicinity of the intersection. Thus, a sufficient opening area can be reliably ensured in the safety valve portion.
  • the cross-thinned portion is a sealed battery in which a part of the crossed thin part is reduced in thickness as compared with other parts of itself. Good.
  • the inventors of the present invention can reduce the cross-thinned portion of the thinned portion by reducing the thickness of a portion of the crossed thinned portion as compared with other portions of the crossed portion. It discovered that it could be made lower than parts other than a thin part. Therefore, in the above-described sealed battery, when the safety valve portion is opened, the cleavage can be reliably started from the cross-thin portion of the thin portion.
  • another aspect of the present invention is a power generation element and a battery case that contains the power generation element in an airtight manner, and includes a battery case having a safety valve portion on a valve forming surface, and the safety valve portion includes: A plate-like portion having a predetermined thickness in its own thickness direction, and a groove-like shape in which the thickness in the thickness direction is thinner than that of the plate-like portion, and a thin-walled portion that is cleaved when the valve is opened.
  • the portion includes n (n is an integer of 2 or more) first linear thin-walled portions or n-th linear thin-walled portions that extend linearly, and the first linear thin-walled portion to the n-th linear thin-walled portion are And the first thin line portion to the nth thin line portion intersect each other, and the thin portion has a cleavage pressure of the cross thin portion other than the cross thin portion.
  • a method of manufacturing a sealed battery wherein the first linear thin-walled portion is formed on the plate-shaped portion.
  • the first linear thin portion or the nth linear thin portion is individually formed by the linear thin portion forming step, which is different from that illustrated in FIG.
  • the wedge-shaped thin portion JXZ may not be formed in the intersection region JX.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the battery according to the first embodiment, the first, second, third, and fourth embodiments (AA cross section in FIG. 3).
  • FIG. 3 is a partially enlarged top view (B portion in FIG. 3) of the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view (part C of FIG. 4) of the battery according to Embodiment 1 and Modification 1; It is explanatory drawing of the safety valve part used for the CAE analysis.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a battery manufacturing method according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a battery manufacturing method according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a partially enlarged top view (B portion in FIG. 3) of the battery according to the first modification.
  • 6 is an explanatory diagram of a battery manufacturing method according to Modification 1.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a battery manufacturing method according to Modification 1.
  • FIG. 9 is a partially enlarged top view (B portion in FIG.
  • FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the battery according to Modification 2 (cross-section EE in FIG. 15).
  • FIG. 10 is a partially enlarged top view (B portion in FIG. 3) of a battery according to modification 3;
  • FIG. 10 is a partially enlarged top view (B portion in FIG. 3) of a battery according to modification 4;
  • FIG. 3 is a perspective view of the battery 1
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the battery 1 (AA portion in FIG. 3)
  • FIG. 5 is an enlarged plan view of the safety valve portion of the battery 1 (B portion in FIG. 3).
  • 6 is a partially enlarged cross-sectional view (part C of FIG. 4) of the safety valve portion of the battery 1.
  • This battery 1 is a sealed lithium ion secondary battery having a power generation element 80 and a rectangular box-shaped battery case 10 in which the power generation element 80 is hermetically accommodated.
  • the power generating element 80 includes a strip-like positive electrode plate 81 that supports a positive electrode active material layer (not shown) on both surfaces of an aluminum foil, and a negative electrode plate that supports a negative electrode active material layer (not shown) on both surfaces of a copper foil. 82 is wound into a flat shape via a strip-shaped separator 83 (see FIG. 3).
  • the positive electrode plate 81 and the negative electrode plate 82 of the power generation element 80 are respectively joined to a positive electrode internal terminal member 41 or a negative electrode internal terminal member 61 described later (see FIG. 4).
  • the battery case 10 also has a bottomed box-like case body member 18 including an opening 19 and a rectangular plate-shaped sealing lid 11 made of aluminum (see FIG. 3).
  • An insulating film (not shown) made of a resin is interposed between the case main body member 18 and the power generation element 80 accommodated in the case main body member 18 to prevent leakage.
  • the sealing lid 11 closes the opening 19 of the case body member 18 and is welded to the case body member 18. Moreover, the sealing lid 11 has the through-hole 11K which can each penetrate the positive electrode internal terminal member 41 and the negative electrode internal terminal member 61, and the safety valve part 20 formed among these (refer FIG.3, 4).
  • the positive electrode terminal structure 30 and the negative electrode terminal structure 50 are respectively arranged on the outer surface 11F of the sealing lid 11 facing outward (upward in FIG. 3) (see FIG. 3).
  • the positive electrode terminal structure 30 includes a positive electrode external terminal member 31 made of metal, a positive electrode internal terminal member 41 mainly located inside the battery case 10, and a first terminal insulating member 36 made of an insulating resin (FIG. 3 and 4).
  • the positive electrode internal terminal member 41 made of aluminum is joined to the positive electrode plate 81 of the power generation element 80 in the battery case 10, while the battery case 10, the positive electrode external terminal member 31, and the gasket 89 are caulked.
  • the external terminal member 31 is electrically connected.
  • the positive electrode external terminal member 31 made of a metal material has a positive electrode terminal portion 32 having a bolt shape at the tip, and a positive electrode connecting plate 33 which is in contact with the positive electrode terminal portion 32 and bent in a crank shape (see FIG. 4). ).
  • a first terminal insulating member 36 made of an insulating resin is interposed between the positive external terminal member 31 and the sealing lid 11 (see FIGS. 3 and 4) to insulate them.
  • a gasket 89 is disposed between the sealing lid 11 and the positive electrode internal terminal body 42 of the positive electrode internal terminal member 41, so that moisture, foreign matter, etc. are mixed into the battery case 10, and from the inside of the battery case 10. The leakage of the electrolyte is prevented (see FIG. 4).
  • the negative electrode terminal structure 50 includes a negative electrode external terminal member 51 made of metal, a negative electrode internal terminal member 61 mainly located inside the battery case 10, and a second terminal insulation made of an insulating resin. It is comprised from the member 56 (refer FIG.3, 4).
  • the safety valve portion 20 formed near the center of the sealing lid 11 is located in the elliptical plate-like portion 28 and the plate-like portion 28, and has a substantially “8” shape. And a groove-like thin portion 21 that is thinner than the shape portion 28.
  • the safety valve portion 20 is opened when the thin portion 21 is cracked and deformed so that the divided plate-shaped portion 28 is turned up, and an opening appears.
  • the safety valve unit 20 is an irreversible type that once the valve is opened, the function of the safety valve is lost.
  • the plate-like portion 28 is thinner than the other thickness of the sealing lid 11, and is recessed more concavely than the lid outer surface 11F and the back surface 11R.
  • the thin-walled portion 21 has a groove shape that is lower than the plate-shaped portion 28 in FIG.
  • the thickness T2 of the thin portion 21 in the thickness direction DT is made thinner than the thickness T1 of the plate-like portion 28.
  • the thin portion 21 has a first direction thin portion 22 that extends linearly in the first direction DM and a second direction DN that extends linearly in a second direction DN different from the first direction DM when the lid outer surface 11F is viewed in plan. It is set as the form containing the two-direction thin part 23 (refer FIG. 5).
  • the first direction thin portion 22 and the second direction thin portion 23 intersect in an X shape to form a rhombus-shaped intersecting thin portion 26S.
  • the thin portion 21 includes two C-shaped thin portions 25, 25, a first direction thin portion 22 and a second direction thin portion. This includes four wedge-shaped thin portions 26Z and 26Z having a wedge shape as shown in FIG. 5 corresponding to the corners formed by the directional thin portions 23.
  • the C-shaped thin portion 25 connects the end portion 22E of the first direction thin portion 22 and the end portion 23E of the second direction thin portion 23.
  • the wedge-shaped thin portion 26Z together with a part of the first direction thin portion 22 and a part of the second direction thin portion 23 forms an intersecting region 26 shown in FIG.
  • the portions excluding the cross thin portion 26S (part of the first direction thin portion 22, part of the second direction thin portion 23, wedge-shaped thin portion 26Z and C-shaped thin portion 25) Let it be a non-intersecting thin part 21T.
  • the groove width W2GA in the first intersecting vicinity portion 22G including the intersecting thin portion 26S in the first direction thin portion 22 is other than the first intersecting vicinity portion 22G. That is, it is made smaller than the groove width W2H in the first outer portion 22H located on both outer sides of the first crossing vicinity portion 22G. That is, the first direction thin portion 22 is narrower than the other first outer portion 22H at the first crossing vicinity portion 22G.
  • the second direction thin portion 23 is similar to the first direction thin portion 22, and the groove width W3GA in the second crossing vicinity portion 23 ⁇ / b> G including the cross thin portion 26 ⁇ / b> S is the second width thin portion 23.
  • the groove width W3H in the second outer portion 23H is made smaller than the groove width W3H in the second outer portion 23H, which is located on the outer side of the portion near the intersection portion 23G, that is, on both outer sides of the second intersection portion 23G. That is, the second direction thin portion 23 is narrower than the other second outer portion 23H at the second intersection vicinity portion 23G.
  • the safety valve portion 20 when the safety valve portion 20 is opened, when the cleaving starts from the wedge-shaped thin portion 26Z, the safety valve portion 20 is set to one of the first direction thin portion 22 and the second direction thin portion 23 extending in four directions. Cracking may not occur without cracking. In this case, there is a possibility that the opening area of the safety valve portion 20 due to cleavage cannot be sufficiently secured.
  • the present inventors have studied the relationship between the starting position of the cleavage and the intersection angle ⁇ of the first direction thin portion 22 and the second direction thin portion 23 in the cross thin portion 26S, and the cross angle ⁇ is within a predetermined range. It was found that when it is set to, the cleavage is easily started at the cross-thin portion 26S. Specifically, CAE (Computer Aided Engineering) analysis and statistical analysis were performed using the safety valve CL shown in FIGS. 7 and 8 as a model. More specifically, in the safety valve portion CL formed of aluminum (stress intensity factor: 25M (Nm ⁇ 3/2 )), the cleavage pressure of the cross-thinned portion C6S of the safety valve portion CL is set to 1.2 MPa.
  • the thickness T1 of the plate-like portion C8 was set to 0.12 mm, and the thickness T2 of the thin-walled portion C1 was set to 0.04 mm. Further, in the first direction thin portion C2, the first groove width W2GA on the plate-like portion C8 side of the first crossing vicinity portion C2G is set to 0.17 mm, and the second groove width W2GB on the thin portion C1 side is set to 0.05 mm. did. Although not shown in the drawing, the first groove width W3GA and the second groove width W3GB of the second intersecting vicinity C3G in the second direction thin portion C3 are 0.17 mm and 0.05 mm, as in the first intersecting vicinity C2G. I made it. Further, the cleavage pressure (1.2 MPa) of the intersecting thin portion C6S is lower than the cleavage pressure of the non-intersecting thin portion C1T in the thin portion C1.
  • the crossing angle ⁇ is in the range of 30 ° to 50 °, the cleavage pressure of the cross thin part C6S of the safety valve CL is stable, and the cleavage pressure is lower than that of the non-cross thin part C1T. I understood. Therefore, it turned out that it is easy to start cleavage from this cross thin part C6S.
  • the crossing angle ⁇ is set to 50 ° out of 30 ° to 50 ° (see FIG. 5).
  • each dimension of the safety valve part CL with the intersection angle ⁇ of 50 ° is as follows. That is, the first dimension M1 in the long side direction (left and right direction in FIG. 7) of the plate-like portion C8 of the safety valve part CL shown in FIGS. 7 and 8 is 15 mm, and the first dimension M1 in the short side direction (up and down direction in FIG. 7). 2 dimension M2 is 7 mm. Further, in FIG. 7, the third dimension M3 in the left-right direction of the first direction thin part C2 (and the second direction thin part C3) is 8 mm, and the first direction thin part C2 (and the second direction thin part C3) In FIG.
  • the fourth dimension M4 in the vertical direction is 4 mm
  • the fifth dimension M5 in the horizontal direction in FIG. 7 of the thin portion C1 is 12 mm.
  • the thickness T1 of the plate-like portion C8 is set to 0.12 mm and the thickness T2 of the thin-walled portion C1 is set to 0.04 mm.
  • the thickness T1 of the plate-like portion C8 is set to 0.11 to 0.14 mm.
  • the thickness T2 of the thin portion C1 may be 0.03 to 0.05 mm.
  • the opening of the safety valve part CL can be secured by reliably cleaving from the intersecting thin wall part C6S at a cleavage pressure of about 1.2 MPa ( ⁇ 0.4 MPa).
  • the cleavage pressure of the cross thin portion 26S is lower than the cleavage pressure of the non-cross thin portion 21T.
  • the crossing angle ⁇ between the first direction thin portion 22 and the second direction thin portion 23 is set to 30 ° ⁇ ⁇ ⁇ 50 °.
  • first crossing vicinity portion 22G of the first direction thin portion 22 is made narrower than its own other portion (first outer portion 22H). Moreover, the 2nd cross
  • the groove width W2H is wider than the groove width W2GA of the first intersection vicinity portion 22G in the first outer portion 22H other than the first intersection vicinity portion 22G (W2H> W2GA).
  • the groove width W3H is wider than the groove width W3GA of the second crossing vicinity part 23G in the second outer side part 23H other than the second crossing vicinity part 23G (W3H> W3GA).
  • the first-direction thin-walled portion 22 and the second-direction thin-walled portion are formed on the plate-shaped portion 28 of the safety valve portion 20B before forming the thin-walled portion 21 by one-stage press molding.
  • the first press die 70 used in this pressing process will be described.
  • the first press die 70 is formed with a substantially “8” -shaped press blade portion 71 including a shape in which linear blades intersect in an X shape as shown in FIG. 9.
  • the press blade portion 71 of the first press die 70 includes a straight belt-shaped first straight press blade portion 72, a second straight press blade portion 77, and the first straight press blade portion 72 and the second straight press blade.
  • An intersecting portion 74 formed by intersecting portions 77 has a form protruding upward from the surface 70F of the first press die 70 in FIG.
  • the press blade portion 71 includes both end portions 72E and 72E of the first straight press blade portion 72 and the second straight press blade portion 77.
  • Two C-shaped curved press blade portions 73 that connect the two end portions 77E and 77E are included.
  • the intersection part 74 is formed in the shape where the corner
  • the press blade portion 71 has a blade width W2P in a first intersecting vicinity portion 72P including the intersecting portion 74 of the first straight pressing blade portions 72, and the first intersecting vicinity portion 72P.
  • the width is narrower than the blade width W2Q in the first outer portion 72Q located on both outer sides.
  • the blade width W7P in the second intersection vicinity portion 77P including the intersection portion 74 is the blade width in the second outer portion 77Q located on both outer sides of the second intersection vicinity portion 77P. It is narrower than W7Q.
  • a rectangular plate-shaped pre-sealing portion sealing lid 11B in which the thin portion 21 is not formed is prepared in advance (see FIG. 10).
  • a plate-like portion 28 which is thinner than the other thickness of the sealing lid 11B before forming the thin-walled portion and recessed in a concave shape from the outer surface 11F of the lid and the rear surface 11R is formed in advance on the sealing lid 11B before forming the thin-walled portion. ing.
  • a pressing process is performed. Specifically, the first press die 70 is placed on the lid outer surface 11F (upper side in FIG. 10) side of the sealing lid 11B before forming the thin portion, and the back surface 11R (FIG. 10) with the sealing lid 11B before forming the thin portion. Third press dies 79 are respectively arranged on the middle and lower side. Then, the first press die 70 and the third press die 79 are brought closer to each other in the thickness direction DT and pressed.
  • the thin portion 21 includes a first direction thin portion 22 that extends linearly in the first direction DM, and a second direction thin portion 23 that extends linearly in the second direction DN. Moreover, the intersection area
  • the intersecting region 26 includes a part of the first direction thin part 22, a part of the second direction thin part 23, and four wedge-shaped thin parts 26Z. Further, the intersecting thin part 26S is a part where a part of the first direction thin part 22 and a part of the second direction thin part 23 overlap.
  • the crossing angle ⁇ between the first direction thin portion 22 and the second direction thin portion 23 of the thin portion 21 is 50 °.
  • both of the belt-like positive electrode plate 81 and the negative electrode plate 82 are wound through the separator 83 to form the power generation element 80.
  • the positive electrode internal terminal member 41 is connected to the positive electrode plate 81 and the negative electrode internal terminal member 61 is bonded to the negative electrode plate 82, and then the positive electrode terminal structure 30 and the negative electrode terminal structure 50 are attached to the sealing lid 11. It arrange
  • the power generation element 80 is accommodated in the case main body member 18, and after injecting an electrolyte solution (not shown), the case main body member 18 is sealed by welding with the sealing lid 11. Thus, the battery 1 is completed (see FIG. 3).
  • the first modified embodiment differs from the first embodiment in that the safety valve portion includes an intersecting thin portion, but does not include a wedge-shaped thin portion, that is, all the intersecting regions are intersecting thin portions. Other than that, the same applies. Therefore, differences from the first embodiment will be mainly described, and description of similar parts will be omitted or simplified. In addition, about the same part, the same effect is produced. In addition, the same contents are described with the same numbers.
  • the safety valve portion 120 of the first modification is located in an elliptical plate-like portion 28 and the plate-like portion 28, and is substantially “8” -shaped and thinner than the plate-like portion 28. And a groove-like thin portion 121.
  • the plate-like portion 28 is thinner than the other thickness of the sealing lid 11 as in the first embodiment, and is recessed more concavely than the lid outer surface 11F and the rear surface 11R (see FIG. 6).
  • the thin-walled portion 121 has a recessed groove shape that is lower than the plate-shaped portion 28 in FIG.
  • the thickness T2 in the thickness direction DT of the thin portion 121 is made thinner than the thickness T1 of the plate-like portion 28.
  • the thin portion 121 includes a first direction thin portion 122 and a second direction thin portion 123.
  • the first direction thin portion 122 and the second direction thin portion 123 intersect in an X shape to form a cross thin portion 126S.
  • this thin part 121 includes two C-shaped C-shaped thin parts 25 as in the first embodiment.
  • the portions other than the intersecting thin portions 126S are referred to as non-intersecting thin portions 121T.
  • the first direction thin portion 122 is narrower than the other first outer range 122H in the first inner range 122G.
  • the second direction thin portion 123 is narrower than the other second outer range 123H in the second inner range 123G.
  • the 1st direction thin part 122 and the 2nd direction thin part 123 are formed before and after in time by a two-stage press process (a 1st press process and a 2nd press process) so that it may mention later. Therefore, unlike the first embodiment, the thin portion 121 includes a rhombus-shaped intersecting thin portion 126S in which the first direction thin portion 122 and the second direction thin portion 123 overlap, but includes a wedge-shaped wedge-shaped thin portion. No (see FIG. 11).
  • the intersection angle ⁇ between the first direction thin portion 122 and the second direction thin portion 123 is set to 50 ° as in the first embodiment (see FIG. 9).
  • the entire intersecting region 126 of the safety valve unit 120 is the intersecting thin portion 126S, and in the present first variation in which the intersecting region 126 does not include the wedge-shaped thin portion, the range of the intersecting angle ⁇ of the first embodiment is not limited.
  • the cleavage pressure of the intersecting thin portion 126S is lower than that of the non-intersecting thin portion 121T.
  • the present inventors also show the embodiment (corresponding to the embodiment shown in FIG. 11) in which the wedge-shaped thin portion C6Z is removed from the intersecting thin portion C6 in the above-described safety valve portion CL shown in FIGS. Similar to 1, CAE analysis and statistical analysis were performed. As a result of these analyses, it was found that in the safety valve portion without the wedge-shaped thin portion C6Z, the cleavage pressure of the cross thin portion C6S is stable when the cross angle ⁇ is in the range of 30 ° to 50 °.
  • the cleavage pressure of the cross thin portion C6S of the safety valve CL is stable when the cross angle ⁇ is in the range of 30 ° to 50 °.
  • the cleavage pressure of the intersecting thin portion C6S is lower than that of the non-intersecting thin portion C1T. Therefore, it was found that the cleavage is easier to start from the intersecting thin portion C6S than the non-intersecting thin portion C1T.
  • the crossing angle ⁇ is set to 50 ° within the range of 30 ° to 50 °. Therefore, when the safety valve portion is opened, the cross thin portion 126S (crossing is more reliably performed). Cleavage can be initiated from region 126).
  • the manufacturing method of the battery 101 includes a first press step of forming a first-direction thin portion on the plate-like portion 28 by press molding for the safety valve portion 120B before forming the thin portion 121 before forming the thin portion 121, After the first pressing step, there is provided a second pressing step for forming the second direction thin portion in the plate-like portion 28 by press molding.
  • the first press die 170 is formed by forming a substantially S-shaped press blade portion 171 in a rectangular convex shape on a planar surface 170F shown in FIG.
  • the press blade portion 171 of the first press die 170 is connected to a first straight press blade portion 172 that linearly extends and both ends 172E and 172E of the first straight press blade portion 172, and forms a C-shape. It has 1 curve press blade part 173,173.
  • the press blade portion 171 as shown in FIG.
  • the groove width W2P in the first inner range 172P including the vicinity of the center of the first straight press blade portion 172 is equal to both outer sides of the first inner range 172P. Is narrower than the groove width W2Q in the first outer range 172Q.
  • a second press die 175 in which a substantially S-shaped press blade portion 176 is formed in a rectangular convex shape on a planar surface 175F shown in FIG. 13 is used.
  • the press blade portion 176 of the second press die 175 has a linearly extending second straight press blade portion 177 and both end portions 177E and 177E of the second straight press blade portion 177, like the first press die 170.
  • a second curved press blade portion 178, 178 having a C-shape. As shown in FIG.
  • the press blade portion 176 has a groove width W7P in the second inner range 177P including the vicinity of the center of the second linear press blade portion 177, so that both outer sides of the second inner range 177P. Is narrower than the groove width W7Q in the second outer range 177Q.
  • a rectangular plate-shaped pre-formed sealing lid 11B in which a thin part is not formed is prepared in advance.
  • a plate-like portion 28 which is thinner than the other thickness of the sealing lid 11B before forming the thin-walled portion and recessed in a concave shape from the outer surface 11F of the lid and the rear surface 11R is formed in advance on the sealing lid 11B before forming the thin-walled portion. (See FIG. 14A).
  • a first pressing step is performed using the mold 79. Specifically, the first press die 170 is placed on the lid outer surface 11F (upward in FIG. 14A) side of the sealing lid 11B before forming the thin portion with the sealing lid 11B before forming the thin portion, and the back surface 11R.
  • the third press molds 79 are respectively arranged on the side (downward in FIG. 14A) (see FIG. 14A). Then, the first press die 170 and the third press die 79 are brought closer to each other in the thickness direction DT and pressed.
  • the thin portion 121 described above is formed in the plate-like portion 28 on the lid outer surface 11F side.
  • the half (half C-shape) on the side continuous with the end portion 122E of the first direction thin portion 122 is formed in a concave groove shape from the plate-like portion 28 (see FIG. 14B).
  • the second pressing step is performed using the second pressing die 175 and the third pressing die 79 described above.
  • the second press die 175 and the third press die 79 are disposed on the lid outer surface 11F side and the back surface 11R side, respectively, in which a part of the thin portion 121 is formed (FIG. 14B). )reference).
  • the second press die 175 and the third press die 79 are brought closer to each other in the thickness direction DT and pressed.
  • the thin-walled portion 121 described above is formed in the plate-like portion 28 on the lid outer surface 11F side. That is, the thin portion 121 includes a first direction thin portion 122 that linearly extends in the first direction DM, and a second direction thin portion 123 that linearly extends in the second direction DN. Further, two C-shaped thin portions 25 are also included. The first direction thin portion 122 and the second direction thin portion 123 intersect in an X shape to form an intersecting thin portion 126S (see FIG. 14C).
  • the above-described safety valve portion 120 that is, a groove-like thin portion 121 that is substantially “8” -shaped and thinner than the plate-like portion 28 is formed near the center of the sealing lid 11 (see FIG. 11).
  • the crossing angle ⁇ between the first direction thin portion 122 and the second direction thin portion 123 of the thin portion 121 is 50 °.
  • the present modification 1 is characterized in that as a means (method) for physically reducing the area (or volume) of the wedge-shaped thin-walled portion, a molding process that eliminates the formation of the wedge-shaped thin-walled portion itself is employed. That is, in the manufacturing method of the battery 101 described above, the first direction thin portion 122 and the second direction thin portion 123 are formed by a two-step pressing process, that is, the first pressing process and the second pressing process. That is, the 1st press die 70 which formed the 1st straight press blade part 72 extended in one line shape, and the 2nd press die which formed the 2nd straight press blade part 77 extended in one line shape.
  • the 1st direction thin part 122 and the 2nd direction thin part 123 including the cross thin part 126S are formed.
  • the cross-thin portion 126S can be configured not to include the aforementioned wedge-shaped thin portion.
  • the first direction thin portion 222 is a first taper forming portion having a tapered shape in the lower part where the center position in the width direction is most depressed in the cross section perpendicular to the first direction DM in FIG. 222T.
  • the second direction thin portion 223 also has a second taper formed in the cross section perpendicular to the second direction DN, with the center position in the width direction being the most depressed in the cross section perpendicular to the second direction DN, similarly to the first direction thin portion 222. Part 223T. Note that the first taper forming portion 222T and the second taper forming portion 223T intersect in the intersecting region 226 to form an intersecting thin portion 226S.
  • the intersecting thin wall portion 226S has a shape in which the intersecting thin wall valley portion 226SR depressed in a V shape intersects in an X shape. Accordingly, the thickness T3X in the intersecting thin valley portion 226SR is thinner than that in the non-intersecting thin portion 221T. Furthermore, as shown in FIG. 16, the thickness T3X of the intersecting thin valley portion 226SR is smaller than the thickness T4 of the wedge-shaped thin portion 226Z in the intersecting region 226.
  • the thinner the part the lower the cleavage pressure at that part. Therefore, it can be seen that in the safety valve portion 220 of the second modification, the intersecting thin valley portion 226SR of the intersecting thin portion 226S is more easily cleaved than the wedge-shaped thin portion 226Z of the intersecting region 226. Therefore, in the battery 201 according to the second modification, when the safety valve unit 220 is opened, it is possible to reliably start the cleavage from the intersecting thin part 226S of the thin part 221.
  • the third modification is different from the first embodiment in that the thin part of the safety valve part is composed of three linear thin parts.
  • the safety valve portion 320 of the battery 301 includes a plate-like portion 28 and a groove-like thin portion that is located in the plate-like portion 28 and has a * (asterisk) shape and is thinner than the plate-like portion 28.
  • the thin portion 321 is arranged in the third direction DZ in addition to the linear first direction thin portion 322 extending in the first direction DX and the linear second direction thin portion 323 extending in the second direction DY. It consists of a linear third direction thin portion 324 that extends.
  • the first direction thin portion 322, the second direction thin portion 323, and the third direction thin portion 324 all intersect to form an * (asterisk) -shaped cross thin portion 326S.
  • a portion other than the intersecting thin portion 326 ⁇ / b> S is defined as a non-intersecting thin portion 321 ⁇ / b> T.
  • the first direction thin portion 322 is formed by press molding, and the second direction thin portion 323 is formed after the first press step.
  • a second pressing step and a third pressing step for forming the third direction thin portion 324 are provided after the second pressing step.
  • the thin portion 321 does not include the wedge-shaped thin portion as in the first embodiment. Therefore, when the safety valve part 320 is opened, the thin part 321 can be reliably cleaved from the intersecting thin part 326S.
  • the fourth modification differs from the first embodiment in that the thin part of the safety valve part is composed of a curved first curved thin part and a second curved thin part.
  • the safety valve portion 420 of the battery 401 includes a plate-like portion 28 and a groove-like thin portion 421 that is located in the plate-like portion 28 and is thinner than the plate-like portion 28 (FIG. 18). reference).
  • the thin part 421 includes an arc-shaped first curved thin part 422 and a second curved thin part 423. As shown in FIG. 18, the first curved thin portion 422 and the second curved thin portion 423 intersect each other at two intersecting thin portions 426S and 426S. In the thin portion 421, a portion other than the cross thin portion 426S is defined as a non-cross thin portion 421T.
  • the manufacturing method of the battery 401 of the fourth modification includes a first curve pressing step for forming the first curved thin portion 422 by press molding, and the second curved thin portion 423 after the first curved pressing step.
  • the thin portion 421 does not include the wedge-shaped thin portion as in the first embodiment. Therefore, when the safety valve portion 420 is opened, the cleavage can be reliably started from the intersecting thin portion 426S of the thin portion 421.
  • the present invention has been described with reference to the first embodiment and the first to fourth modifications.
  • the present invention is not limited to the first embodiment and the first to fourth modifications, and does not depart from the spirit of the present invention.
  • the present invention can be applied with appropriate changes.
  • the thin portion of the safety valve portion has a substantially “8” shape, but the first direction thin portion, the second direction thin portion, and the first direction thin portion and the second direction thin portion. What is necessary is just an X-shaped shape including the cross thin part which cross
  • the sealing lid is press-formed to form the safety valve portion.
  • a safety valve portion separate from the sealing lid may be joined to the sealing lid.
  • the first taper forming portion is provided only in the vicinity of the first intersection in the first direction thin portion
  • the second taper forming portion is provided only in the vicinity of the second intersection in the second direction thin portion. Also good.

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Abstract

 開弁した安全弁部において、十分な開口面積を確保できる安全弁部を備える密閉型電池を提供する。そのような密閉型電池の製造方法を提供することを課題とする。密閉型電池1は、発電要素90と、弁形成面11Fに安全弁部20を有する電池ケース10と、を備え、安全弁部は、開弁時に開裂する薄肉部21を有し、薄肉部は第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部22,23を有し、第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、交差薄肉部26Sを含み、薄肉部は、交差薄肉部の開裂圧が、この交差薄肉部以外の部位21Tの開裂圧よりも低くなる形態とされてなる。

Description

密閉型電池及び密閉型電池の製造方法
 本発明は、安全弁部を有する電池ケースを備えた密閉型電池、及び、その密閉型電池の製造方法に関する。
 近年、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車等の車両の普及により、これらの駆動用電源に用いられる電池の需要は増大している。
 このような電池に、自身の内圧が異常に上昇した際に、この内圧を開放するための安全弁を設けることがある。例えば、特許文献1には、第2薄肉部(薄肉部)の形状を、Z字形状、直線形状の両端がいずれもY字状に開いた形状、及び、X字形状とした安全弁が記載されている。
特開2006-216435号公報
 この特許文献1に記載の、X字形状の薄肉部を形成する手法としては、1つのプレス金型を用いて1段プレスする手法、即ち、直線状の刃がX字状に交差した形状のプレス刃部を形成したプレス金型を用いて、プレスする手法が挙げられる。しかし、このプレス金型ではプレス刃部のうち交差部分の形成が難しい。
 具体的には、図1に拡大して示すように、プレス金型PKのプレス刃部PCは、それぞれ直線帯状の第1直線プレス刃部P1及び第2直線プレス刃部P2が図1中、上方に突出した形態を有している。これら第1直線プレス刃部P1及び第2直線プレス刃部P2は、交差部PXにおいて交差している。ところで、このプレス刃部PCは、ルータなどの加工工具(図示しない)を用いて形成するため、プレス刃部PCの交差部PXが、図1中、一点鎖線で示すような形態、つまり、第1直線プレス刃部P1及び第2直線プレス刃部P2を交差して生じる4つの角予定部AP,APを有する形態に形成し難く、実際には、図1に示すように、角部が丸くなった形に形成されている。
 このような形態のプレス刃部PCを有するプレス金型PKを用いてプレスを行って安全弁部を形成した場合、X字形状の薄肉部は、プレス刃部PCと凸凹逆の形状に形成される(図2参照)。従って、交差部PXにプレスされてできた交差領域JXには、直線状の第1直線薄肉部JL1及び第2直線薄肉部JL2のみならず、これらに含まれず、これらがなす角部に対応する楔状薄肉部JXZも形成される。
 ところで、このような薄肉部を形成した安全弁部を備える密閉型電池では、安全弁部の開弁の際、薄肉部のうち交差領域JXのうち、いずれの部位から開裂が始まるか定まらないことが判ってきた。また、このため、例えば、図2中、一点鎖線で囲まれた菱形形状の交差薄肉部JXSから開裂が開始すれば、開裂がこの交差薄肉部JXSから四方に延びて、第1直線薄肉部JL1,第2直線薄肉部JL2がなす4つの直線薄肉部JL11,JL12,JL21,JL22の全てが、開裂することが判ってきた。このように開裂した場合には、開裂により、安全弁部の開口面積を十分に確保することができる。
 一方、薄肉部の交差領域JXのうち、楔状薄肉部JXZから開裂が開始した場合には、4つの直線薄肉部JL11,JL12,JL21,JL22のうち、いずれかには開裂が進行しない場合があることも判ってきた。この場合には、開裂による安全弁部の開口面積を十分に確保できない虞がある。
 本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、開弁した安全弁部において、十分な開口面積を確保できる安全弁部を備える密閉型電池を提供することを目的とする。また、そのような密閉型電池の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の一態様は、発電要素と、上記発電要素を気密に収容してなる電池ケースであって、弁形成面に安全弁部を有する電池ケースと、を備え、上記安全弁部は、自身の厚さ方向に所定の厚みを有する板状部、及び、上記厚さ方向の厚みを上記板状部よりも薄くした溝状で、上記開弁時に開裂する薄肉部を有する密閉型電池であって、上記薄肉部は、線状に延びるn本(nは2以上の整数)の第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部を有し、上記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、上記第1線状薄肉部から第n線状薄肉部のいずれもが交差する交差薄肉部を含み、上記薄肉部は、上記交差薄肉部の開裂圧が、この交差薄肉部以外の部位の開裂圧よりも低くなる形態とされてなる密閉型電池である。
 上述の密閉型電池では、薄肉部は、交差薄肉部の開裂圧が、薄肉部のうち、この交差薄肉部以外の部位の開裂圧よりも低くなる形態とされている。このため、安全弁部の開弁の際に、交差薄肉部から確実に開裂を開始させ、ここから各方向に延びる第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部のいずれについても、自身に沿って開裂を進行させることができる。このため、開弁した安全弁部において、十分な開口面積を確保することができる。
 なお、第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部(nは2以上の整数)としては、例えば、直線状のものや、曲線状のものが挙げられる。また、第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部の全てが直線状の形態でも、曲線状の形態でも、或いは、これらに、直線状の形態のものと曲線状の形態のものとが混在していても良い。
 さらに、上述の密閉型電池であって、前記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、第1方向に延びる第1方向薄肉部、及び、上記第1方向とは異なる第2方向に延びる第2方向薄肉部であり、前記薄肉部は、上記第1方向薄肉部及び上記第2方向薄肉部を含み、前記弁形成面を平面視したとき、上記第1方向薄肉部と上記第2方向薄肉部とが前記交差薄肉部においてX字状に交差してなり、上記交差薄肉部における上記第1方向薄肉部と上記第2方向薄肉部との交差角度αが、30°≦α≦50°とされてなる密閉型電池とすると良い。
 ところで、密閉型電池では、安全弁部の形態として、弁形成面を平面視したとき、第1方向薄肉部及び第2方向薄肉部が、交差薄肉部でX字状に交差している形態のものが考えられる。発明者らは、後述するように、このような密閉型電池の安全弁部において、交差薄肉部における第1方向薄肉部と第2方向薄肉部との交差角度αを30°≦α≦50°とすると、交差薄肉部の開裂圧を、薄肉部のうち、交差薄肉部以外の部位よりも低くできることを見出した。
 この知見に基づき、上述の密閉型電池では、第1方向薄肉部及び第2方向薄肉部の交差角度αを30°≦α≦50°としている。このため、安全弁部の開弁の際に、薄肉部のうち交差薄肉部から確実に開裂を開始させ、ここから四方に延びる第1方向薄肉部及び第2方向薄肉部に沿って、X字状に開裂を進行させることができる。
 或いは、前述の密閉型電池であって、前記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、それぞれ前記交差薄肉部を含む交差近傍部で、自身のうち他の部位よりも幅狭としてなる密閉型電池とすると良い。
 上述の密閉型電池では、第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部の各々について交差近傍部を、自身の他の部位よりも幅狭としてなる。このため、安全弁部の開弁の際に、薄肉部のうち交差薄肉部に応力が集中しやすく、交差薄肉部での開弁圧が低くなるので、確実に交差薄肉部から開裂を開始させることができる。さらに、第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部のうち、交差近傍部以外の部位は、溝幅が交差近傍部よりも幅広となるので、交差薄肉部から進行してきた開裂を、この交差近傍部以外の部位で、さらに進行させやすい。かくして、安全弁部において、十分な開口面積を確実に確保できる。
 さらに、上述のいずれかの密閉型電池であって、前記交差薄肉部は、自身の一部が、自身のうちの他の部位に比して、厚みが薄くされた形態としてなる密閉型電池とすると良い。
 本発明者らは、後述するように、交差薄肉部の一部を、自身の他の部位に比して厚みを薄くしておくと、交差薄肉部の開裂圧を、薄肉部のうち、交差薄肉部以外の部位よりも低くできることを見出した。
 従って、上述の密閉型電池では、安全弁部の開弁の際に、薄肉部のうち交差薄肉部から確実に開裂を開始させることができる。
 さらに、本発明の他の態様は、発電要素と、上記発電要素を気密に収容してなる電池ケースであって、弁形成面に安全弁部を有する電池ケースと、を備え、上記安全弁部は、自身の厚さ方向に所定の厚みを有する板状部、及び、上記厚さ方向の厚みを上記板状部よりも薄くした溝状で、上記開弁時に開裂する薄肉部を有し、上記薄肉部は、線状に延びるn本(nは2以上の整数)の第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部を有し、上記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、上記第1線状薄肉部から第n線状薄肉部のいずれもが交差する交差薄肉部を含み、上記薄肉部は、上記交差薄肉部の開裂圧が、この交差薄肉部以外の部位の開裂圧よりも低くなる形態とされてなる密閉型電池の製造方法であって、上記板状部に、上記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部を、それぞれ個別に形成する線状薄肉部形成工程を備える密閉型電池の製造方法である。
 上述の密閉型電池の製造方法では、上述の線状薄肉部形成工程により、第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部をそれぞれ個別に形成するので、図2に例示したのとは異なり、交差領域JXに楔状薄肉部JXZが形成されない形態とすることができる。これにより、安全弁部の開弁の際に、確実に交差薄肉部から開裂を開始させ、ここから各方向に延びる第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部のいずれについても、自身に沿って開裂を進行させることができる。従って、開弁した安全弁部において、十分な開口面積を確保できる密閉型電池を製造することができる。
 なお、線状薄肉部形成工程としては、例えば、n個以上の金型を用いたプレス成形、溝の切削加工が挙げられる。
安全弁部を形成するプレス金型の説明図である。 図1に示すプレス金型を用いて形成した安全弁部の説明図である。 実施形態1,変形形態1,2,3,4にかかる電池の斜視図である。 実施形態1,変形形態1,2,3,4にかかる電池の断面図(図3のA-A断面部)である。 実施形態1にかかる電池の部分拡大上視図(図3のB部)である。 実施形態1,変形形態1にかかる電池の部分拡大断面図(図4のC部)である。 CAE解析に用いた安全弁部の説明図である。 CAE解析に用いた安全弁部の説明図(図7のD-D断面部)である。 実施形態1にかかる電池の製造方法の説明図である。 実施形態1にかかる電池の製造方法の説明図である。 変形形態1にかかる電池の部分拡大上視図(図3のB部)である。 変形形態1にかかる電池の製造方法の説明図である。 変形形態1にかかる電池の製造方法の説明図である。 変形形態1にかかる第1プレス工程及び第2プレス工程の説明図である。 変形形態2にかかる電池の部分拡大上視図(図3のB部)である。 変形形態2にかかる電池の部分断面図(図15のE-E断面部)である。 変形形態3にかかる電池の部分拡大上視図(図3のB部)である。 変形形態4にかかる電池の部分拡大上視図(図3のB部)である。
符号の説明
1,101,201,301,401 電池(密閉型電池)
10 電池ケース
11F 蓋外表面(弁形成面)
20,120,220,320,420 安全弁部
21,121,221,321,421 薄肉部
21T,212T,221T,321T,421T 非交差薄肉部(交差薄肉部以外の部位)
22,122,222 第1方向薄肉部(第1線状薄肉部)
22G,122G 第1交差近傍部(交差近傍部)
22H,122H 第1外側部(他の部位)
23,123,223 第2方向薄肉部(第n線状薄肉部)
23G,123G 第2交差近傍部(交差近傍部)
23H,123H 第2外側部(他の部位)
26S,126S,226S,326S,426S 交差薄肉部
28 板状部
80 発電要素
226SR 交差薄肉谷部(交差薄肉部の一部)
322 第1方向薄肉部(第1線状薄肉部)
323 第2方向薄肉部(第n線状薄肉部)
324 第3方向薄肉部(第n線状薄肉部)
422 第1曲線薄肉部(第1線状薄肉部)
423 第2曲線薄肉部(第n線状薄肉部)
α 交差角度
DM 第1方向
DN 第2方向
DT 厚さ方向
T2 (薄肉部の)厚み
T3 (交差薄肉部の)厚み
T3X (交差薄肉谷部の)厚み
T4 (楔状薄肉部の)厚み
 (実施形態1)
 次に、本発明の実施形態1について、図面を参照しつつ説明する。
 まず、本実施形態1にかかる電池1について説明する。図3に電池1の斜視図を、図4にこの電池1の縦断面図(図3のA-A部)を、図5に電池1のうち安全弁部の拡大平面図(図3のB部)を、図6に電池1のうち安全弁部の部分拡大断面図(図4のC部)を、それぞれ示す。
 この電池1は、発電要素80、及び、この発電要素80を気密に収容してなる矩形箱状の電池ケース10を有する密閉型のリチウムイオン二次電池である。このうち、発電要素80は、アルミニウム箔の両面に図示しない正極活物質層を担持してなる帯状の正極板81、及び、銅箔の両面に図示しない負極活物質層を担持してなる負極板82が、帯状のセパレータ83を介して扁平形状に捲回されてなる(図3参照)。なお、この発電要素80の正極板81及び負極板82はそれぞれ、後述する正極内部端子部材41又は負極内部端子部材61と接合されている(図4参照)。
 また、電池ケース10は、いずれもアルミニウム製の、開口19を含む有底箱状のケース本体部材18、及び、矩形板状の封口蓋11を有する(図3参照)。なお、ケース本体部材18と、これに収容された発電要素80との間には、漏電防止のため、樹脂からなる絶縁フィルム(図示しない)が介在している。
 封口蓋11は、ケース本体部材18の開口19を閉塞して、このケース本体部材18に溶接されている。また、封口蓋11は、正極内部端子部材41及び負極内部端子部材61をそれぞれ挿通可能な貫通孔11Kと、これらの間に形成された安全弁部20とを有する(図3,4参照)。
 封口蓋11のうち、外側(図3中、上方)に向く蓋外表面11F上には、正極端子構造体30及び負極端子構造体50が、それぞれ配置されている(図3参照)。このうち正極端子構造体30は、金属からなる正極外部端子部材31、主として電池ケース10の内部に位置する正極内部端子部材41、及び、絶縁性樹脂からなる第1端子絶縁部材36からなる(図3,4参照)。
 このうち、アルミニウムからなる正極内部端子部材41は、電池ケース10内で、発電要素80の正極板81と接合し、一方では、電池ケース10、正極外部端子部材31及びガスケット89をかしめつつ、正極外部端子部材31と導通している。
 また、金属材からなる正極外部端子部材31は、先端がボルト形状の正極端子部32、及び、この正極端子部32と接し、クランク状に屈曲してなる正極連結板33を有する(図4参照)。
 また、正極外部端子部材31と封口蓋11との間には、絶縁性樹脂からなる第1端子絶縁部材36が介在しており(図3,4参照)、これらを絶縁している。
 なお、封口蓋11と正極内部端子部材41の正極内端子本体部42との間にはガスケット89が配置されており、電池ケース10内への水分や異物等の混入や、電池ケース10内からの電解液の漏出を防止している(図4参照)。
 また、負極端子構造体50は、正極端子構造体30と同様、金属からなる負極外部端子部材51、主として電池ケース10の内部に位置する負極内部端子部材61及び絶縁性樹脂からなる第2端子絶縁部材56から構成されている(図3,4参照)。
 また、封口蓋11の中央付近に形成された安全弁部20は、図5に示すように、楕円形状の板状部28と、この板状部28内に位置し、略「8」字形で板状部28よりも薄くされた溝状の薄肉部21とを有する。この安全弁部20は、開弁の際、薄肉部21に亀裂が生じて、分割された板状部28がめくれ上がるように変形して、開口が現出することにより開弁する。この安全弁部20は、一旦開弁すると安全弁の機能を失う、不可逆タイプである。
 この安全弁部20のうち、板状部28は、封口蓋11の他の厚みよりも薄くされ、蓋外表面11F及びこの裏面11Rよりも凹状に窪んでいる。
 一方、薄肉部21は、板状部28よりも、図6中、低位とされ凹状の窪んだ溝状である。薄肉部21の厚さ方向DTの厚みT2は、板状部28の厚みT1よりも薄くされている。
 この薄肉部21は、蓋外表面11Fを平面視したとき、第1方向DMに直線的に延びる第1方向薄肉部22と、第1方向DMとは異なる第2方向DNに直線的に延びる第2方向薄肉部23とを含む形態とされている(図5参照)。これら第1方向薄肉部22と第2方向薄肉部23とは、X字状に交差して、菱形形状の交差薄肉部26Sをなしている。また、この薄肉部21は、これら第1方向薄肉部22及び第2方向薄肉部23のほか、C字状の2つのC字型薄肉部25,25と、第1方向薄肉部22及び第2方向薄肉部23がなす角部に対応する、図5に示すような楔形形状の4つの楔状薄肉部26Z,26Zとを含む。このうち、C字型薄肉部25は、第1方向薄肉部22の端部22Eと第2方向薄肉部23の端部23Eとを結んでなる。また、楔状薄肉部26Zは、第1方向薄肉部22の一部と第2方向薄肉部23の一部とともに、図5に示す交差領域26をなす。
 なお、薄肉部21のうち、交差薄肉部26Sを除く部位(第1方向薄肉部22の一部、第2方向薄肉部23の一部、楔状薄肉部26Z及びC字型薄肉部25)を、非交差薄肉部21Tとする。
 なお、本実施形態1では、図5に示すように、第1方向薄肉部22のうち、交差薄肉部26Sを含む第1交差近傍部22Gにおける溝幅W2GAが、この第1交差近傍部22G以外の部位、即ちこの第1交差近傍部22Gの両外側に位置する、第1外側部22Hにおける溝幅W2Hよりも小さくされている。つまり、第1方向薄肉部22は、第1交差近傍部22Gで、その他の第1外側部22Hよりも幅狭とされている。
 また、第2方向薄肉部23は、第1方向薄肉部22と同様、図5に示すように、このうち、交差薄肉部26Sを含む第2交差近傍部23Gにおける溝幅W3GAが、この第2交差近傍部23G以外の部位、即ちこの第2交差近傍部23Gの両外側に位置する、第2外側部23Hにおける溝幅W3Hよりも小さくされている。つまり、第2方向薄肉部23は、第2交差近傍部23Gで、その他の第2外側部23Hよりも幅狭とされている。
 ところで、前述したように、安全弁部20の開弁の際に、楔状薄肉部26Zから開裂が開始した場合には、四方に延びる第1方向薄肉部22及び第2方向薄肉部23のいずれかに亀裂が生じないで開裂が進行しないことがある。この場合には、開裂による安全弁部20の開口面積を十分に確保できない虞がある。
 そこで、本発明者らは、開裂の開始位置と交差薄肉部26Sにおける第1方向薄肉部22及び第2方向薄肉部23の交差角度αとの関係を研究し、交差角度αを所定の範囲内に設定すると、開裂を交差薄肉部26Sで開始させやすくなることを見出した。
 具体的には、図7,8に示す、安全弁部CLをモデルとして、CAE(Computer Aided Engineering)解析、及び、統計学的解析を行った。さらに具体的には、アルミニウム(応力拡大係数:25M(Nm-3/2))から形成してなる安全弁部CLにおいて、この安全弁部CLの交差薄肉部C6Sの開裂圧を1.2MPaにするため、板状部C8の厚みT1を0.12mmに、薄肉部C1の厚みT2を0.04mmにした。また、第1方向薄肉部C2のうち、第1交差近傍部C2Gの板状部C8側の第1溝幅W2GAを0.17mmに、薄肉部C1側の第2溝幅W2GBを0.05mmにした。なお、図示しないが、第2方向薄肉部C3のうち第2交差近傍部C3Gの第1溝幅W3GA及び第2溝幅W3GBを、第1交差近傍部C2Gと同じく、0.17mm及び0.05mmにした。また、交差薄肉部C6Sの開裂圧(1.2MPa)は、薄肉部C1のうち、非交差薄肉部C1Tの開裂圧よりも低い値である。
 なお、この安全弁部CLの交差薄肉部C6Sにおける開裂圧、つまり、この安全弁部CLの交差薄肉部C6Sを押圧する応力σとすると、以下に示す関係式が成り立つので、ここから板状部C8の厚みT1及び薄肉部C1の厚みT2を決定した。
 
σ=K/(F(λ)×((T1-T2)π)1/2
 
 F(λ)=1.12-0.231λ+10.55λ-21.72λ+30.39λ
 λ=(T1-T2)/T1
 K:応力拡大係数
 
 この安全弁部CLについて、まずCAE解析を行い、この安全弁部CL全体の応力分布を調べたところ、交差薄肉部C6Sにおいては、交差角度αが0°に近づくほど、効果的に応力集中が起こり、開裂し易くなることが判った。
 ところが、第1方向薄肉部C2及び第2方向薄肉部C3がそれぞれ溝幅W2GA,W3GAを持つので、交差角度αが0°に近づくほど、楔状薄肉部C6Zで開裂する場合も生じやすくなることが判ってきた。
 そこで、発明者らは、開裂圧と交差薄肉部C6Sの強度について、様々な交差角度αで行った実験データについて統計学的解析を行った。
 この統計学的解析の結果から、交差角度αが30°~50°の範囲では、安全弁部CLの交差薄肉部C6Sの開裂圧が安定し、非交差薄肉部C1Tよりも開裂圧が低くなることが判った。従って、この交差薄肉部C6Sから開裂を開始させやすいことが判った。
 この知見に基づき、本実施形態1では、交差角度αを、30°~50°のうち50°とした(図5参照)。
 なお、本実施形態1の、交差角度αが50°の安全弁部CLの各寸法は下記の通りである。即ち、図7,8に示す、安全弁部CLの板状部C8の長辺方向(図7中、左右方向)の第1寸法M1が15mm、短辺方向(図7中、上下方向)の第2寸法M2が7mmである。また、第1方向薄肉部C2(及び第2方向薄肉部C3)の、図7中、左右方向の第3寸法M3が8mm、第1方向薄肉部C2(及び第2方向薄肉部C3)の、図7中、上下方向の第4寸法M4が4mm、薄肉部C1の、図7中、左右方向の第5寸法M5が12mmである。また、本実施形態1では、板状部C8の厚みT1を0.12mmに、薄肉部C1の厚みT2を0.04mmにしたが、板状部C8の厚みT1を0.11~0.14mmに、薄肉部C1の厚みT2を0.03~0.05mmとしても良い。
 上述の寸法における安全弁部CLでは、開裂圧1.2MPa程度(±0.4MPa)で、交差薄肉部C6Sから確実に開裂させて、安全弁部CLの開口を確保できる。
 従って、本実施形態1にかかる電池1では、安全弁部20において、交差薄肉部26Sの開裂圧が、非交差薄肉部21Tの開裂圧よりも低くなる形態とされている。具体的には、第1方向薄肉部22及び第2方向薄肉部23の交差角度αを30°≦α≦50°としている。このため、安全弁部20の開弁の際に、交差薄肉部26Sから開裂を確実に開始させ、ここから四方に延びる第1方向薄肉部22及び第2方向薄肉部23のいずれについても、自身に沿ってX字形状に開裂を進行させることができる。従って、開弁した安全弁部20において、十分な開口面積を確保することができる。
 また、第1方向薄肉部22の第1交差近傍部22Gを、自身の他の部位(第1外側部22H)よりも幅狭としてなる。また、第2方向薄肉部23の第2交差近傍部23Gを、自身の他の部位(第2外側部23H)よりも幅狭としてなる。このため、安全弁部20の開弁の際に、薄肉部21のうち交差薄肉部26Sに応力を集中させやすく、確実に交差薄肉部26Sから開裂を開始させることができる。
 さらに、第1方向薄肉部22のうち、第1交差近傍部22G以外の第1外側部22Hで、溝幅W2Hが第1交差近傍部22Gの溝幅W2GAよりも幅広としている(W2H>W2GA)。また、第2方向薄肉部23のうち、第2交差近傍部23G以外の第2外側部23Hで、溝幅W3Hが第2交差近傍部23Gの溝幅W3GAよりも幅広としている(W3H>W3GA)。このため、交差薄肉部26Sから進行して延びる開裂を、第1外側範囲22H及び第2外側範囲23Hで、さらに進行させやすい。かくして、安全弁部20において、十分な開口面積を確実に確保できる。
 次に、本実施形態1にかかる電池1の製造方法について、図9,10を参照しつつ説明する。
 この電池1の製造方法は、薄肉部21を形成する前の薄肉部形成前安全弁部20Bについて、1段のプレス成形によって、その板状部28に第1方向薄肉部22と、第2方向薄肉部23と、前述の交差領域26とを同時に形成するプレス工程を備える。
 まず、このプレス工程に用いる第1プレス金型70について説明する。この第1プレス金型70は、図9に示すような、直線状の刃がX字状に交差した形状を含む、略「8」字形のプレス刃部71を形成してなる。この第1プレス金型70のプレス刃部71は、それぞれ直線帯状の第1直線プレス刃部72と、第2直線プレス刃部77と、これら第1直線プレス刃部72及び第2直線プレス刃部77が交差してなる交差部74とが、第1プレス金型70の表面70Fから、図9中、上方に突出してなる形態を有する。また、このプレス刃部71は、これら第1直線プレス刃部72及び第2直線プレス刃部77のほか、第1直線プレス刃部72の両端部72E,72Eと、第2直線プレス刃部77の両端部77E,77Eとを結ぶ、C字状の曲線プレス刃部73を2つ含む。なお、プレス刃部71は、加工工具を用いて形成されるため、交差部74が、図9に示すように、角部が丸くなった形に形成されている。
 また、このプレス刃部71は、図9に示すように、第1直線プレス刃部72のうち、交差部74を含む第1交差近傍部72Pにおける刃幅W2Pが、この第1交差近傍部72Pの両外側に位置する第1外側部72Qにおける刃幅W2Qよりも幅狭にされている。
 また、第2直線プレス刃部77のうち、交差部74を含む第2交差近傍部77Pにおける刃幅W7Pが、この第2交差近傍部77Pの両外側に位置する第2外側部77Qにおける刃幅W7Qよりも幅狭にされている。
 次いで、プレス工程について説明する。
 まず、薄肉部21が形成されていない、矩形板状の薄肉部形成前封口蓋11Bを予め用意する(図10参照)。この薄肉部形成前封口蓋11Bには、この薄肉部形成前封口蓋11Bの他の厚みよりも薄くし、蓋外表面11F及びこの裏面11Rよりも凹状に窪んだ板状部28が予め形成されている。
 上述の薄肉部形成前封口蓋11Bについて、前述の第1プレス金型70、及び、凹状に窪んだ板状部28と当接可能な凸部79Tを有する第3プレス金型79を用いて、プレス工程を行う。
 具体的には、薄肉部形成前封口蓋11Bを挟んで、薄肉部形成前封口蓋11Bの蓋外表面11F(図10中、上方)側に第1プレス金型70を、裏面11R(図10中、下方)側に第3プレス金型79を、それぞれ配置する。そして、厚さ方向DTに第1プレス金型70及び第3プレス金型79を近づけてプレスする。
 これにより、蓋外表面11F側の板状部28に、前述した薄肉部21が形成された安全弁部20ができあがる(図5参照)。即ち、この薄肉部21は、第1方向DMに直線的に延びる第1方向薄肉部22と、第2方向DNに直線的に延びる第2方向薄肉部23とを含む。また、交差領域26と2つのC字型薄肉部25とを含む。なお、交差領域26は、第1方向薄肉部22の一部、第2方向薄肉部23の一部、及び、4つの楔状薄肉部26Zからなる。また、交差薄肉部26Sは、第1方向薄肉部22の一部と第2方向薄肉部23の一部とが重なった部分である。
 なお、本実施形態1では、薄肉部21の第1方向薄肉部22と第2方向薄肉部23との交差角度αは50°とした。
 別途、いずれも帯状の正極板81及び負極板82をセパレータ83を介して捲回し、発電要素80を形成する。そして、正極板81には正極内部端子部材41を、負極板82には負極内部端子部材61を、それぞれ溶接して接合した後、封口蓋11に正極端子構造体30及び負極端子構造体50を配置させて、封口蓋11、発電要素80、正極端子構造体30及び負極端子構造体50を一体化させる。
 さらに、この発電要素80をケース本体部材18に収容し、図示しない電解液を注液後、封口蓋11でケース本体部材18を溶接で封口する。かくして、電池1が出来上がる(図3参照)。
 (変形形態1)
 次に、本発明の変形形態1にかかる電池101について、図3,4,6,11を参照しつつ説明する。
 本変形形態1は、安全弁部には、交差薄肉部を含む一方、楔状薄肉部を含まない、即ち、前述の交差領域が全て交差薄肉部である点で、前述の実施形態1と異なり、それ以外は同様である。
 そこで、実施形態1と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略又は簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
 本変形形態1の安全弁部120は、図11に示すように、楕円形状の板状部28と、この板状部28内に位置し、略「8」字形で板状部28よりも薄くされた溝状の薄肉部121とを有する。このうち、板状部28は、実施形態1と同様に、封口蓋11の他の厚みよりも薄くされ、蓋外表面11F及びこの裏面11Rよりも凹状に窪んでいる(図6参照)。
 一方、薄肉部121は、板状部28よりも、図6中、低位とされ凹状の窪んだ溝状である。薄肉部121の厚さ方向DTの厚みT2は、板状部28の厚みT1よりも薄くされている。
 この薄肉部121は、実施形態1と同様、第1方向薄肉部122と第2方向薄肉部123とを含む。これら第1方向薄肉部122と第2方向薄肉部123とは、X字状に交差して交差薄肉部126Sをなしている。また、この薄肉部121は、実施形態1と同様、C字状のC字型薄肉部25を2つ含む。この薄肉部121のうち、交差薄肉部126S以外の部位(第1方向薄肉部22の一部、第2方向薄肉部23の一部及びC字型薄肉部25)を、非交差薄肉部121Tとする。
 また、実施形態1と同様、第1方向薄肉部122は、第1内側範囲122Gで、その他の第1外側範囲122Hよりも幅狭とされている。また、第2方向薄肉部123は、第2内側範囲123Gで、その他の第2外側範囲123Hよりも幅狭とされている。
 なお、第1方向薄肉部122及び第2方向薄肉部123は、後述するように、2段プレス工程(第1プレス工程及び第2プレス工程)によって時間的に前後して形成される。このため、実施形態1と異なり、薄肉部121には、第1方向薄肉部122と第2方向薄肉部123とが重なり合う菱形形状の交差薄肉部126Sを含むが、楔形形状の楔状薄肉部を含まない(図11参照)。
 なお、本変形形態1にかかる電池101の安全弁部120では、第1方向薄肉部122と第2方向薄肉部123との交差角度αを、実施形態1と同様に50°とした(図9参照)。但し、安全弁部120の交差領域126全体が交差薄肉部126Sであり、この交差領域126に楔状薄肉部を含まない本変形形態1では、実施形態1の交差角度αの範囲を限定しなくても、交差薄肉部126Sの開裂圧が非交差薄肉部121Tよりも低い。このため、安全弁部120の開弁の際に、交差薄肉部126Sから開裂を開始させ、ここから四方に延びる第1方向薄肉部122及び第2方向薄肉部123のいずれについても、自身に沿ってX字形状に開裂を進行させることができる。
 ところで、本発明者らは、図7,8に示した、前述の安全弁部CLのうち、交差薄肉部C6から楔状薄肉部C6Zを除いた形態(図11の形態に相当)についても、実施形態1と同様、CAE解析及び統計学的解析を行った。、これらの解析の結果、楔状薄肉部C6Zがない形態の安全弁部において、この交差薄肉部C6Sの開裂圧が、交差角度αが30°~50°の範囲で安定することが判った。
 以上の結果から、交差薄肉部C6に楔状薄肉部C6Zの有無にかかわらず、交差角度αが30°~50°の範囲では、安全弁部CLの交差薄肉部C6Sの開裂圧が安定しており、交差薄肉部C6Sの開裂圧が非交差薄肉部C1Tよりも低い。従って、非交差薄肉部C1Tよりも、この交差薄肉部C6Sから開裂を開始させやすいことが判った。
 この知見に基づき、本変形形態1においても、交差角度αを、30°~50°の範囲内の50°としているので、安全弁部の開弁の際に、より確実に交差薄肉部126S(交差領域126)から開裂を開始させることができる。
 次に、本変形形態1にかかる電池101の製造方法について、図11~14を参照しつつ説明する。
 この電池101の製造方法は、薄肉部121を形成する前の薄肉部形成前安全弁部120Bについて、プレス成形によって、その板状部28に第1方向薄肉部を形成する第1プレス工程と、この第1プレス工程の後に、プレス成形によって、板状部28に第2方向薄肉部を形成する第2プレス工程とを備える。
 まず、第1プレス工程に用いる第1金型170について説明する。この第1プレス金型170は、図12に示す、平面形状の表面170F上に、略S字形状のプレス刃部171を矩形凸形状に形成してなる。この第1プレス金型170のプレス刃部171は、直線的に延びる第1直線プレス刃部172と、この第1直線プレス刃部172の両端部172E,172Eに連なり、C字状をなす第1曲線プレス刃部173,173とを有する。なお、このプレス刃部171では、図12に示すように、第1直線プレス刃部172のうち、中心付近を含む第1内側範囲172Pにおける溝幅W2Pが、この第1内部範囲172Pの両外側に位置する第1外側範囲172Qにおける溝幅W2Qよりも幅狭にされている。
 一方、第2プレス工程では、図13に示す、平面形状の表面175F上に、略S字形状のプレス刃部176を矩形凸形状に形成した第2プレス金型175を用いる。この第2プレス金型175のプレス刃部176は、第1プレス金型170と同様、直線的に延びる第2直線プレス刃部177と、この第2直線プレス刃部177の両端部177E,177Eに連なり、C字状をなす第2曲線プレス刃部178,178とを有する。なお、このプレス刃部176は、図13に示すように、第2直線プレス刃部177のうち、中心付近を含む第2内側範囲177Pにおける溝幅W7Pが、この第2内部範囲177Pの両外側に位置する第2外側範囲177Qにおける溝幅W7Qよりも幅狭にされている。
 次いで、第1プレス工程及び第2プレス工程について説明する。
 まず、薄肉部が形成されていない、矩形板状の薄肉部形成前封口蓋11Bを予め用意する。この薄肉部形成前封口蓋11Bには、この薄肉部形成前封口蓋11Bの他の厚みよりも薄くし、蓋外表面11F及びこの裏面11Rよりも凹状に窪んだ板状部28が予め形成されている(図14(a)参照)。
 上述の薄肉部形成前封口蓋11Bについて、前述の第1プレス金型170、及び、凹状に窪んだ板状部28と当接可能な凸部79Tを有する、実施形態1と同様の第3プレス金型79を用いて、第1プレス工程を行う。
 具体的には、薄肉部形成前封口蓋11Bを挟んで、薄肉部形成前封口蓋11Bの蓋外表面11F(図14(a)中、上方)側に第1プレス金型170を、裏面11R(図14(a)中、下方)側に第3プレス金型79を、それぞれ配置する(図14(a)参照)。そして、厚さ方向DTに第1プレス金型170及び第3プレス金型79を近づけてプレスする。
 これにより、蓋外表面11F側の板状部28中に、前述した薄肉部121の一部が形成される。具体的には、第1方向DMに直線的に延びる第1方向薄肉部122と、C字型薄肉部25のうち、第1方向薄肉部122の端部122Eに連なる側の半分(半C字型薄肉部25X)とが、板状部28から凹状の窪んだ溝状に形成される(図14(b)参照)。
 第1プレス工程に続いて、前述の第2プレス金型175、及び、第3プレス金型79を用いて、第2プレス工程を行う。
 具体的には、薄肉部121の一部が形成された、蓋外表面11F側に第2プレス金型175を、裏面11R側に第3プレス金型79を、それぞれ配置する(図14(b)参照)。そして、厚さ方向DTに第2プレス金型175及び第3プレス金型79を近づけてプレスする。
 これにより、蓋外表面11F側の板状部28中に、前述した薄肉部121が形成される。即ち、この薄肉部121は、第1方向DMに直線的に延びる第1方向薄肉部122と、第2方向DNに直線的に延びる第2方向薄肉部123とを含む。さらに、C字型薄肉部25をも2つ含む。なお、第1方向薄肉部122と第2方向薄肉部123とは、X字状に交差して交差薄肉部126Sをなしている(図14(c)参照)。
 かくして、封口蓋11の中央付近に前述した安全弁部120、即ち、略「8」字形で板状部28よりも薄くされた溝状の薄肉部121が形成される(図11参照)。なお、薄肉部121の第1方向薄肉部122と第2方向薄肉部123との交差角度αは50°である。
 本変形形態1においては、楔状薄肉部の面積(又は体積)を物理的に低減させる手段(方法)として、楔状薄肉部そのものの形成をなくす成形工程にしたことに特徴を有している。即ち、上述した電池101の製造方法では、2段のプレス工程、即ち、第1プレス工程及び第2プレス工程によって、第1方向薄肉部122及び第2方向薄肉部123を形成した。つまり、1本の線状に延びる第1直線プレス刃部72を形成した第1プレス金型70、及び、1本の線状に延びる第2直線プレス刃部77を形成した第2プレス金型75を用いて、交差薄肉部126Sを含む、第1方向薄肉部122及び第2方向薄肉部123を形成する。このようにプレスを2段に分けることで、交差薄肉部126Sに、前述の楔状薄肉部を含まない形態とすることができる。これにより、安全弁部120の開弁の際に、交差薄肉部126Sから開裂を開始させ、ここから四方に延びる第1方向薄肉部122及び第2方向薄肉部123に沿ってX字形状に開裂を進行させることができる。従って、十分な開口面積を確保できる電池101を製造することができる。
 なお、本変形形態1の第1プレス工程及び第2プレス工程を併せたプレス工程が、本発明の線状薄肉部形成工程に対応する。
 (変形形態2)
 次に、本発明の変形形態2にかかる電池201について、図15,16を参照しつつ説明する。
 本変形形態2は、交差薄肉部の一部を、自身の他の部位に比して厚みを薄くしている点で、前述の実施形態1と異なり、それ以外は同様である。
 即ち、薄肉部221のうち第1方向薄肉部222は、図15における第1方向DMに直交する断面において、幅方向の中心位置が最も窪んだ、下方に先細の形状とした第1テーパ形成部222Tを有する。また、第2方向薄肉部223も、第1方向薄肉部222と同様、第2方向DNに直交する断面において、幅方向の中心位置が最も窪んだ、下方に先細の形状とした第2テーパ形成部223Tを有する。
 なお、これら第1テーパ形成部222Tと第2テーパ形成部223Tとは、交差領域226において、交差して交差薄肉部226Sをなしている。このため、図15におけるE-E断面である図16に示すように、交差薄肉部226Sは、V字状に窪んだ交差薄肉谷部226SRがX字状に交差した形態をなしている。従って、交差薄肉谷部226SRにおける厚みT3Xは、非交差薄肉部221Tに比して薄くなっている。さらに、交差薄肉谷部226SRの厚みT3Xは、図16に示すように、交差領域226のうち、楔状薄肉部226Zの厚みT4よりも薄い。
 一般に厚さが薄い部位ほど、その部位における開裂圧は低くなる。従って、本変形形態2の安全弁部220においては、交差薄肉部226Sの交差薄肉谷部226SRが、交差領域226の楔状薄肉部226Zよりも、開裂し易くされていることが判る。
 従って、本変形形態2にかかる電池201では、安全弁部220の開弁の際に、薄肉部221のうち交差薄肉部226Sから、確実に開裂を開始させることができる。
 (変形形態3)
 次に、本発明の変形形態3にかかる電池301について、図3,図4,図17を参照しつつ説明する。
 本変形形態3は、安全弁部の薄肉部が、3つ線状薄肉部からなる点で、前述の実施形態1と異なる。
 具体的には、電池301の安全弁部320は、板状部28と、この板状部28内に位置し、*(アスタリスク)形状で、板状部28よりも薄くされた溝状の薄肉部321とを有する(図17参照)。
 このうち、薄肉部321は、第1方向DXに延びる直線状の第1方向薄肉部322、及び、第2方向DYに延びる直線状の第2方向薄肉部323のほかに、第3方向DZに延びる直線状の第3方向薄肉部324からなる。そして、これら第1方向薄肉部322、第2方向薄肉部323及び第3方向薄肉部324は、いずれもが交差して、*(アスタリスク)形状の交差薄肉部326Sをなしている。なお、この薄肉部321のうち、交差薄肉部326S以外の部位を、非交差薄肉部321Tとする。
 なお、本変形形態3の電池301の製造方法は、プレス成形によって、第1方向薄肉部322を形成する第1プレス工程と、この第1プレス工程の後に、第2方向薄肉部323を形成する第2プレス工程と、この第2プレス工程の後に、第3方向薄肉部324を形成する第3プレス工程とを備える。このため、薄肉部321には、前述した実施形態1のような楔状薄肉部を含まない。従って、安全弁部320の開弁の際に、薄肉部321のうち交差薄肉部326Sから確実に開裂させることができる。
 (変形形態4)
 次に、本発明の変形形態4にかかる電池401について、図3,図4,図18を参照しつつ説明する。
 本変形形態4は、安全弁部の薄肉部が、いずれも曲線状の第1曲線薄肉部及び第2曲線薄肉部からなる点で、前述の実施形態1と異なる。
 具体的には、電池401の安全弁部420は、板状部28と、この板状部28内に位置し、板状部28よりも薄くされた溝状の薄肉部421とを有する(図18参照)。
 このうち、薄肉部421は、いずれも弧状の第1曲線薄肉部422及び第2曲線薄肉部423からなる。これら第1曲線薄肉部422及び第2曲線薄肉部423は、図18に示すように、2つの交差薄肉部426S,426Sで交差してなる。なお、この薄肉部421のうち、交差薄肉部426S以外の部位を、非交差薄肉部421Tとする。
 なお、本変形形態4の電池401の製造方法は、プレス成形によって、第1曲線薄肉部422を形成する第1曲線プレス工程と、この第1曲線プレス工程の後に、第2曲線薄肉部423を形成する第2曲線プレス工程とを備える。このため、薄肉部421には、前述した実施形態1のような楔状薄肉部を含まない。従って、安全弁部420の開弁の際に、薄肉部421のうち交差薄肉部426Sから確実に開裂を開始させることができる。
 以上において、本発明を実施形態1及び変形形態1~4に即して説明したが、本発明は上記実施形態1,変形形態1~4に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
 例えば、実施形態1等では、安全弁部の薄肉部を略「8」字形の形状としたが、第1方向薄肉部と、第2方向薄肉部と、これら第1方向薄肉部及び第2方向薄肉部を交差してなる交差薄肉部とを含むX字形の形状であれば良い。従って、例えば、第1方向薄肉部の端部と第2方向薄肉部の端部とが、薄肉部で連なっていない形態でも良い。
 また、実施形態1等では、封口蓋をプレス形成して安全弁部を形成したが、例えば、封口蓋とは別体の安全弁部を、封口蓋に接合しても良い。
 また、変形形態3では、第1方向薄肉部の全体に第1テーパ形成部を、第2方向薄肉部の全体に第2テーパ形成部を、それぞれ有する形態とした。しかし、例えば、第1方向薄肉部のうち第1交差近傍部のみに第1テーパ形成部を、及び、第2方向薄肉部のうち第2交差近傍部のみに第2テーパ形成部を有する形態としても良い。

Claims (5)

  1.  発電要素と、
     上記発電要素を気密に収容してなる電池ケースであって、弁形成面に安全弁部を有する電池ケースと、を備え、
     上記安全弁部は、
      自身の厚さ方向に所定の厚みを有する板状部、及び、
      上記厚さ方向の厚みを上記板状部よりも薄くした溝状で、上記開弁時に開裂する薄肉部を有する
    密閉型電池であって、
     上記薄肉部は、
      線状に延びるn本(nは2以上の整数)の第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部を有し、
     上記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、
      上記第1線状薄肉部から第n線状薄肉部のいずれもが交差する交差薄肉部を含み、
     上記薄肉部は、
      上記交差薄肉部の開裂圧が、この交差薄肉部以外の部位の開裂圧よりも低くなる形態とされてなる
    密閉型電池。
  2. 請求項1に記載の密閉型電池であって、
     前記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、
      第1方向に延びる第1方向薄肉部、及び、上記第1方向とは異なる第2方向に延びる第2方向薄肉部であり、
     前記薄肉部は、
      上記第1方向薄肉部及び上記第2方向薄肉部を含み、
      前記弁形成面を平面視したとき、上記第1方向薄肉部と上記第2方向薄肉部とが前記交差薄肉部においてX字状に交差してなり、
      上記交差薄肉部における上記第1方向薄肉部と上記第2方向薄肉部との交差角度αが、30°≦α≦50°とされてなる
    密閉型電池。
  3. 請求項1に記載の密閉型電池であって、
     前記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、それぞれ前記交差薄肉部を含む交差近傍部で、自身のうち他の部位よりも幅狭とされてなる
    密閉型電池。
  4. 請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の密閉型電池であって、
     前記交差薄肉部は、自身の一部が、自身のうちの他の部位に比して、厚みが薄くされた形態としてなる
    密閉型電池。
  5.  発電要素と、
     上記発電要素を気密に収容してなる電池ケースであって、弁形成面に安全弁部を有する電池ケースと、を備え、
     上記安全弁部は、
      自身の厚さ方向に所定の厚みを有する板状部、及び、
      上記厚さ方向の厚みを上記板状部よりも薄くした溝状で、上記開弁時に開裂する薄肉部を有し、
     上記薄肉部は、
      線状に延びるn本(nは2以上の整数)の第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部を有し、
     上記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部は、
      上記第1線状薄肉部から第n線状薄肉部のいずれもが交差する交差薄肉部を含み、
     上記薄肉部は、
      上記交差薄肉部の開裂圧が、この交差薄肉部以外の部位の開裂圧よりも低くなる形態とされてなる
    密閉型電池の製造方法であって、
     上記板状部に、上記第1線状薄肉部ないし第n線状薄肉部を、それぞれ個別に形成する線状薄肉部形成工程を備える
    密閉型電池の製造方法。
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