WO2010116590A1

WO2010116590A1 - 円筒形電池

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Publication number: WO2010116590A1
Application number: PCT/JP2010/001117
Authority: WO
Inventors: 横山智彦
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2010-10-14
Also published as: US20110064979A1; KR20110015656A; CN102047468A; US9601735B2; JP5571318B2; CN102047468B; JP2010250970A

Abstract

　有底円筒形の電池ケース１の開口部が組立封口体５により封口される。組立封口体５は、上側弁板１３、下側弁板１５及び底板１６を有している。底板１６には内部ガス抜き孔２１が形成されている。内部ガス抜き孔２１は、電池ケース１の軸方向に見たときに、少なくとも一部分が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なっている。この構成によると、例えば電池内圧の上昇により電極群２０が迫り上がり、それにより底板１６が押し上げられても、弁孔が塞がれることがない。

Description

円筒形電池

　本発明は、円筒形電池に関し、特に円筒形電池の安全性を向上させるための封口構造の改良に関する。

　円筒形電池は、一般に、発電要素を収納する有底円筒形の金属製の電池ケースを有している。電池ケースの開口部は、金属製の封口板もしくは組立封口体により封口される。

　組立封口体は、電池の安全性を確保するための弁機構を有する。電池に異常が発生し、電池ケースの内部の圧力が所定値以上にまで上昇すると弁機構が作動し、電池ケースの内部のガスが放出される。これにより、電池ケースに亀裂等が生じるのを防止することができる。

　図６に、従来の円筒形電池の一例を示す。電池１００は、リチウムイオン二次電池であり、電池ケース１０２の内部に、正極１０４及び負極１０６を、セパレータ１０８を間に挟んで、渦巻き状に巻回した電極群１１０が収納されている。電池ケース１０２の開口部は、組立封口体１１２により封口されている。

　組立封口体１１２は、最下部に、底板１１５が配置され、最上部に外部端子板１１６が配置され、それらの間に、上側弁板１１８、下側弁板１２０、環状のＰＴＣサーミスタ板１２２、及び環状の絶縁部材１２４が配置されている。上側弁板１１８及び下側弁板１２０は、電池ケース１０２の内圧が異常に上昇したときに中央に弁孔を開口させるように、環状の易破断部１１８ａ及び１２０ａがそれぞれ形成されている。また、組立封口体１１２の底板１１５の周縁部付近には、複数のガス抜き孔１１５ａが形成されている。また、外部端子板１１６にも、複数のガス抜き孔１１６ａが形成されている。

　以上の構成により、電池ケース１０２の内圧が異常に上昇すると、上側弁板１１８及び下側弁板１２０の易破断部１１８ａ及び１２０ａが破断して、弁孔が開き、電池ケース１０２の内部のガスが外部に逃がされる。

　しかしながら、近年、電子機器の多機能化に伴って、電池の益々の高容量化が推進されており、その結果、リチウムイオン二次電池に異常が発生したときの電池ケース内部の圧力の上昇もますます大きくなってきている。これに対処するために、電池の安全性をより確実に確保するための技術についての提案が種々なされている。

　例えば、特許文献１は、非水電解液電池の急激な内圧上昇による、破裂、発火を防止するために、封口体に設けられるガス抜き孔の面積を、電池容量（Ａｈ）あたり０.１５～１.２ｃｍ²とすることを提案している。

特開平６－１８７９５７号公報

　しかしながら、図６に示した従来の円筒形電池において、電池ケース１０２内部の圧力が異常に上昇すると、例えば電極群１１０が迫り上り、これにより組立封口体１１２の最下部に配された底板１１５が押し上げられて、下側弁板１２０に押し付けられることがあった。そのような場合に、上側弁板１１８及び下側弁板１２０の易破断部１１８ａ及び１２０ａの破断により形成された弁孔が、底板１１５により塞がれ、それにより電池ケース１０２の内部のガスを迅速に放出することができなくなることも考えられる。

　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池ケースの内圧が異常に上昇したときに開く、電池ケースの封口部に設けられた安全弁が、他部材により閉塞されて、機能しなくなるのを防止することを目的とする。

　本発明は、発電要素と、前記発電要素を収納する有底円筒形の電池ケースと、前記電池ケースの開口部を封口する組立封口体とを含む円筒形電池であって、
　前記組立封口体が、外部ガス抜き孔を有する端子板及び内部ガス抜き孔を有する底板、並びにそれらの間に配された少なくとも１つの弁板を含み、
　前記弁板を介して前記端子板と前記底板とが導通しており、
　前記弁板が、電池内圧が上昇すると破断して弁孔を形成する易破断部を有し、
　前記組立封口体が、さらに、前記底板が前記弁板に押しつけられたときに、前記弁孔を閉塞するのを防止する閉塞防止機構を含む、円筒形電池を提供する。

　本発明に係る閉塞防止機構は、電池内圧が異常に上昇し、発電要素が迫り上がる等して、組立封口体の底板が弁板に向かって押し付けられたような場合にも、電池内圧の上昇により弁板に形成される弁孔が底板により閉塞されるのを防止する。これにより、電池内圧が異常に上昇したときに、より確実に、ケース内部のガスを逃がすことが可能となり、円筒形電池の安全性をより向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る円筒形電池の概略構成を示す断面図である。実施形態１の円筒形電池の組立封口体の底面図である。実施形態１の円筒形電池の変形例の断面図である。実施形態１の円筒形電池の別の変形例の断面図である。本発明の実施形態２に係る円筒形電池の概略構成を示す断面図である。従来例に係る円筒形電池の概略構成を示す断面図である。

　（実施形態１）
　以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
　図１に本発明の一実施形態に係る円筒形電池の概略構成を断面図により示す。図示例の電池１０は、円筒形のリチウムイオン二次電池であり、正極２と、負極３と、それらの間に介在されるセパレータ４とを渦巻き状に巻回して構成された電極群２０を備えている。電極群２０は、図示しない非水電解質とともに有底円筒型の金属製の電池ケース１に収納される。電池ケース１の開口部は組立封口体５により封口され、これにより電極群２０及び非水電解質は電池ケース１の内部に密閉される。電池ケース１の内部において、電極群２０の上側及び下側には、それぞれ上側絶縁板８Ａ及び下側絶縁板８Ｂが配設される。

　組立封口体５は、導体からなる、ハット状の端子板１１、環状のＰＴＣ（positive temperature coefficient: 正温度係数）サーミスタ板１２、円板状の上側弁板１３及び下側弁板１５、絶縁体からなる環状の組立体用ガスケット１４、並びに底板１６から構成される。底板１６は、組立封口体５の最下部に配置される底部１７と、円筒部１６ａと、底部１７と円筒部１６ａとを連結する連結部１６ｂと、を含む。

　底部１７は、円形をしており、その周縁部から連結部１６ｂが立ち上がっている。連結部１６ｂの立ち上がり部の上端には平坦部が続いており、その平坦部の周縁部から、さらに円筒部１６ａが立ち上がっている。下側弁板１５は、連結部１６ｂの平坦部の上に載置されている。

　組立体用ガスケット１４は上側弁板１３の周辺部と下側弁板１５の周辺部との間に配設されて、上側弁板１３の周辺部と下側弁板１５の周辺部とが接触するのを防いでいる。また、組立体用ガスケット１４は、底板１６の円筒部１６ａと端子板１１の周縁部とが直接的に接触しないように、両者の間に介在される。

　組立封口体５の周縁部、より具体的には底板１６の円筒部１６ａと、電池ケース１の開口部との間には、絶縁体からなるガスケット９が配設される。ガスケット９は、組立封口体５と電池ケース１との間を封止するとともに、それらの間を絶縁している。

　端子板１１とＰＴＣサーミスタ板１２とはそれらの周辺部で接触している。ＰＴＣサーミスタ板１２と上側弁板１３とはそれらの周辺部で接触している。上側弁板１３と下側弁板１５とはそれらの中央部で接触している。上側弁板１３の中央部と下側弁板１５の中央部とは、互いに溶接されている。下側弁板１５と底板１６とは、下側弁板１５の周辺部と、底板１６の連結部１６ｂ及び円筒部１６ａとで接触している。以上の構成により、端子板１１と底板１６とは、ＰＴＣサーミスタ板１２、並びに上側弁板１３及び下側弁板１５の中央の接触部を介して互いに導通される。

　底部１７は、正極２と正極リード６を介して導通される。その結果、端子板１１が、正極２と導通されて、電池１０の正極側の外部端子として機能する。一方、電池ケース１が、負極３と負極リード７を介して導通されて、電池１０の負極側の外部端子として機能する。

　何らかの原因で電池１０に過大な電流が流れると、ＰＴＣサーミスタ板１２の温度が上昇し、ＰＴＣサーミスタ板１２の電気抵抗が増大する。これにより、電流が抑制ないしは遮断されて、電池１０に過大な電流が流れるのが防止される。また、後で説明するように、電池内圧が異常に上昇すると上側弁板１３及び下側弁板１５の中央部に弁孔が形成されて、上側弁板１３と下側弁板１５との接触部が消滅する。これにより、端子板１１と底板１６との導通状態が解除される。

　組立体用ガスケット１４の外縁部は底板１６の円筒部１６ａの上端部よりも更に上に突出している。この状態で、円筒部１６ａの上端部を内側に曲げるようにしてかしめることで、端子板１１、ＰＴＣサーミスタ板１２、上側弁板１３、組立体用ガスケット１４及び下側弁板１５が、底板１６に固定される。このとき、端子板１１、ＰＴＣサーミスタ板１２及び上側弁板１３の周縁部は、組立体用ガスケット１４により、円筒部１６ａと接触しないように隔離される。

　組立封口体５の端子板１１は、外部ガス抜き孔２２を有している。組立封口体５の底板１６もまた内部ガス抜き孔２１を有している。
　上側弁板１３は円形状であり、その形状と同心の環状の溝である易破断部１３ａが、上側弁板１３の中央部に形成されている。易破断部１３ａにより囲われた部分は、易破断部１３ａの破断により弁孔が開口する部分（弁孔形成部）１３ｂとなっている。

　下側弁板１５もまた円形状であり、その形状と同心の環状の溝である易破断部１５ａを中央部に有している。易破断部１５ａにより囲われた部分は、易破断部１５ａの破断により弁孔が開口する部分（弁孔形成部）１５ｂとなっている。

　下側弁板１５の易破断部１５ａの径は、上側弁板１３の易破断部１３ａの径よりもわずかに小さくなっている。その結果、下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂは、全体が上側弁板１３の弁孔形成部１３ｂと重なっている。これにより、電池内圧が異常に上昇して、上側弁板１３の易破断部１３ａ及び下側弁板１５の易破断部１５ａが破断したときに、下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂが、上側弁板１３に形成された弁孔を塞ぐのを防止することができる。

　さらに、同様の理由で、ＰＴＣサーミスタ板１２の中央の孔の径は、上側弁板１３の弁孔形成部１３ｂの径よりもわずかに大きくされており、上側弁板１３の弁孔形成部１３ｂは、全体がＰＴＣサーミスタ板１２の中央の孔と重なっている。また、組立体用ガスケット１４の中央の孔の径はＰＴＣサーミスタ板１２の中央の孔の径よりも大きくされており、ＰＴＣサーミスタ板１２の中央の孔は、全体が組立体用ガスケット１４の中央の孔と重なっている。

　次に、図２を参照して、底板１６について、更に詳しく説明する。図２は、組立封口体の底面図である。
　同図に示すように、組立封口体５の底板１６には、所定数（図示例では３個）の内部ガス抜き孔２１が形成されている。それらの内部ガス抜き孔２１は、電池ケース１の軸方向に見たときに、それぞれの一部分が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なり、残りの部分が下側弁板１５の外側部１５ｃと重なるように形成されている。内部ガス抜き孔２１のそれぞれは、下側弁板１５の易破断部１５ａに沿うように湾曲する長孔となっている。

　次に、電池内圧が異常に上昇したときに、電池ケース１の内部のガスをより確実に逃がすための、電池１の安全機構の動作を説明する。

　何らかの原因で電池内圧が異常に上昇すると、上側弁板１３及び下側弁板１５の易破断部１３ａ及び１５ａが破断し、上側弁板１３及び下側弁板１５に図示しない弁孔が開口する。これにより、電池ケース１の内部のガスは、底板１６の内部ガス抜き孔２１から、上側弁板１３及び下側弁板１５の上記弁孔を通り、端子板１１の外部ガス抜き孔２２から電池ケース１の外部に放出される。このようにして、電池内圧の異常な上昇による事故が防止される。

　ところが、電池内圧の上昇が余りにも急激であると、電極群２０が迫り上がり、それにより、底部１７が下側弁板１５に押しつけられることがある。従来の電池の場合、底部１７が下側弁板１５に押しつけられると、その底部１７により、上側弁板１３及び下側弁板１５に開口した弁孔が塞がれて、電池ケース１の内部のガスを迅速に外部に逃がすことができなくなることも考えられる。

　一方、本発明の場合、底板１６に、内部ガス抜き孔２１が、電池ケース１の軸方向に見て、少なくとも一部が上側弁板１３及び下側弁板１５の弁孔形成部１３ｂ及び１５ｂと重なるように設けられる。これにより、上側弁板１３及び下側弁板１５の弁孔が底部１７により完全に塞がれてしまうのを防止することができる。これにより、電池ケース１内部のガスの抜け道を確保することができる。したがって、電池の安全性を向上させることができる。

　ここで、内部ガス抜き孔２１と重なる下側弁板１５の易破断部１５ａの長さの合計は、易破断部１５ａ全体の長さの５０～８０％とするのが好ましい。
　上記割合が５０％以上であることにより、底板１６の底部１７が下側弁板１５に押し付けられるときに底部１７の面方向にずれた場合にも、弁孔が全て塞がれるのを避けることができる。一方、上記割合が８０％以下であることにより、底部１７の強度が低下してしまうのを避けることができる。

　図３に、実施形態１の電池１の変形例を示す。
　図１の電池１０においては、底板１６に設けられた所定数の内部ガス抜き孔２１は、電池ケース１の軸方向に見たときに、それぞれの一部分が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なっている。これに対して、図３の電池１０Ａにおいては、底板１６Ａに設けられた所定数の内部ガス抜き孔３１及び３２のうち、一部分の内部ガス抜き孔３１は、その全体が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なっている。一方、他の内部ガス抜き孔３２は、弁孔形成部１５ｂとは全く重なっていない。これにより、底板１６Ａの底部１７Ａが下側弁板１５に押し付けられたときに、弁孔が底部１７Ａにより塞がれるのを防止することができる。

　図４に、実施形態１の電池１の別の変形例を示す。
　図４の電池１０Ｂにおいては、底板１６Ｂに設けられた所定数の内部ガス抜き孔３３及び３４のうち、一部分の内部ガス抜き孔３３は、電池ケース１の軸方向に見たときに、一部分だけ下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なっている。一方、他の内部ガス抜き孔３４は、弁孔形成部１５ｂと全く重なっていない。これにより、底板１６Ｂの底部１７Ｂが下側弁板１５に押し付けられたときに、弁孔が底部１７Ｂにより塞がれるのを防止することができる。
　また、図４の電池１０Ｂにおいては、内部ガス抜き孔３３と重なる易破断部１５ａの長さは５０％未満となっている。

　以上の変形例から理解されるように、実施形態１の電池においては、組立封口体の底板に設けられる内部ガス抜き孔のうち、少なくとも１つの内部ガス抜き孔の少なくとも一部分が下側弁板の弁孔形成部と重なっていればよい。また、ガス抜き孔の配置や、底板に占める割合（易破断部と重なる長さ）も基本的には限定されない。しかしながら、内部ガス抜き孔を、図２に示したような配置及び割合で設けることで、最も確実に電池の安全性を向上させることができる。
　さらに、底板に形成される内部ガス抜き孔は１つであってもよく、２以上であってもよい。

　次に、実施形態１に係る本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　<実施例１>
　以下のようにして、リチウムイオン二次電池からなる試験体を作製した。
　（正極の作製）
　正極活物質として、平均粒径が１０μｍであるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）を使用した。１００重量部の正極活物質に、結着剤としての８重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、導電材としての３重量部のアセチレンブラックと、適量のＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）とを混合して正極合剤ペーストを調製した。

　その正極合剤ペーストを、アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に、正極リード６の接続部分を除いて塗布し、乾燥して正極合剤層を形成した。そのようにして、正極の前駆体を作製し、その後、それを圧延して、正極を得た。このとき、集電体の片面あたりの正極合剤層の厚みが７０μｍとなるように正極の前駆体を圧延した。
　また、正極集電体として使用したアルミニウム箔の長さは６００ｍｍ、幅は５４ｍｍ、厚さは２０μｍであった。また、正極リード６の接続部分は、後述するように、正極の巻始めの部分に形成した。

　（負極の作製）
　負極活物質として、平均粒径が２０μｍである人造黒鉛を使用した。１００重量部の負極活物質に、結着剤としての１重量部のスチレンブタジエンゴムと、増粘剤としての１重量部のカルボキシメチルセルロースと、適量の水とを混合して負極合剤ペーストを調製した。

　その負極合剤ペーストを、銅箔からなる負極集電体の両面に、負極リード７の接続部分を除いて塗布し、乾燥して負極合剤層を形成した。そのようにして、負極の前駆体を作製し、その後、それを圧延して、負極を得た。このとき、集電体の片面あたりの負極合剤層の厚みが６５μｍとなるように負極の前駆体を圧延した。
　また、負極集電体として使用した銅箔の長さは６３０ｍｍ、幅は５６ｍｍ、厚さは１０μｍであった。また、負極リード７の接続部分は負極の巻終わりの部分に形成した。

　（組立封口体の作製）
　図１に示した組立封口体５を作製した。上側弁板１３及び下側弁板１５はアルミニウム製とした。端子板１１は鉄製とした。底板１６はアルミニウム製とした。組立体用ガスケット１４はポリプロピレン製とした。底板１６の内部ガス抜き孔２１は、電池ケース１の軸方向に見たときの形状（以下、投射形状という）の内側の部分が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なり、外側の部分が下側弁板１５の易破断部１５ａよりも外側の部分と重なるように形成した。

　（電池の組立）
　上述のようにして作製した正極及び負極を、間にセパレータ４を介在させて積層し、積層体を得た。セパレータ４には、厚さが２０μｍであるポリエチレン製の多孔膜を使用した。得られた積層体の正極の巻き始めの部分に正極リード６を接続し、負極の巻き終わりの部分に負極リード７を接続した。正極リード６及び負極リード７は、それぞれ上記接続部分に超音波溶接法により接続した。その状態で、上記積層体を渦巻き状に巻回して電極群２０を得た。

　そのようにして得られた電極群２０を鉄製の電池ケース１に収納した。このとき、正極リード６を周縁部にポリプロピレン製のガスケット９を取り付けた組立封口体５の底板１６にレーザー溶接法により溶接し、負極リード７を電池ケース１の底部に抵抗溶接法により溶接した。電池ケース１は、直径（外径）が１８ｍｍ、高さが６５ｍｍ、缶壁の厚みが０.１５ｍｍであるものを使用した。この電池ケース１の厚みは、通常市販されている円筒形のリチウムイオン二次電池の電池ケースの厚みに近いものである。また、電極群２０の上側及び下側には、それぞれ、ポリプロピレン製の上側絶縁板８Ａ及び下側絶縁板８Ｂを配設した。また、その電池ケース１の側壁の底部に近い位置に溝入れをして、亀裂予定部を形成した。

　そして、電池ケース１内に非水電解質を注入した。非水電解質は、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを１対１の体積比で混合した混合溶媒に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を１.０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解することにより調製した。
　そして、電池ケース１の開口端部より５ｍｍの位置において、電池ケース１の周方向に沿って、内側に突出する突出部１ａ（図１参照）を形成した。これにより電極群２０を電池ケース１の内部に保持した。

　次に、突出部１ａの上に載せるようにして、組立封口体５を電池ケース１の開口部に配置した。その後、電池ケース１の開口部を内側に曲げるようにかしめて、電池ケース１を封口した。
　以上のようにして、直径が１８ｍｍ、高さが６５ｍｍである円筒形のリチウムイオン二次電池からなる試験体を１０個作製した。このリチウムイオン二次電池の設計容量は２６００ｍＡｈとした。

　<実施例２>
　缶壁の厚みが０.１２ｍｍである電池ケース１を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池からなる試験体を１０個作製した。

　<実施例３>
　缶壁の厚みが０.１０ｍｍである電池ケース１を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池からなる試験体を１０個作製した。

　<比較例１>
　組立封口体の底板に、投射形状が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと全く重ならないガス抜き孔を設けた（図６参照）こと以外は実施例３と同様にして、リチウムイオン二次電池からなる試験体を１０個作製した。

　実施例１～３、並びに比較例１の各１０個の試験体に対して以下のような試験を実施した。まず、２５℃の環境の下で１５００ｍＡの定電流で電池電圧が４.２５Ｖとなるまで充電した。充電後の試験体をホットプレートの上に置き、２５℃から２００℃まで毎秒１℃ずつ温度が上昇するように加熱した。そして、電池ケース１に小さな亀裂が発生した試験体の個数をカウントした。
　以上の結果を、表１に示す。

　表１に示すように、実施例１～３においては試験体に亀裂は生じなかった。これは、実施例１～３においては、底板１６の少なくとも１つの内部ガス抜き孔２１の投射形状の少なくとも一部分が下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なっているためである。これにより、底部１７が電池内圧の上昇により下側弁板１５に押しつけられたときにも、下側弁板１５に開口した弁孔が全て底部１７により塞がれてしまうことがなかったからであると考えられる。したがって、実施例３のように、電池ケース１の厚みを通常のもの（実施例１参照）よりもかなり薄くしても亀裂は生じていない。

　これに対して、比較例１においては試験体に亀裂が生じたものが３個あった。これは、それらの試験体において、底部１７が電池内圧の上昇により下側弁板１５に押しつけられたときに、下側弁板１５に開口した弁孔が底部１７により塞がれて、電池内圧が過大となったからであると考えられる。

　比較例１におけるこの結果は、電池ケース１の厚みを通常よりもかなり薄くしたことにも起因すると考えられる。しかしながら、電池ケース１の厚みが通常の厚みであっても、何千個、何万個あるいは何十万個という電池の中には、比較例１と同様の亀裂が生じる電池がないとは言い切れない。
　したがって、上記結果は、本発明により電池の安全性が向上したことを示すものであるといえる。

　（実施形態２）
　次に、本発明の実施形態２を説明する。図５に、実施形態２に係る電池の概略構成を断面図により示す。実施形態２は、実施形態１を改変したものであり、以下においては、実施形態１とは異なる部分を主に説明する。

　実施形態２においては、図５に示すように、底板１６Ｃは、下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なる位置に内部ガス抜き孔３５が形成されていない。代わりに、底板１６Ｃは、底部１７Ｃが下側弁板１５に押しつけられたときに下側弁板１５の外側部１５ｃと当接する突出部２３を有する。突出部２３は、下側弁板１５の弁孔が底部１７Ｃにより塞がれてしまうのを防止する。

　より具体的には、図５の電池１０Ｃにおいては、底部１７Ｃの、下側弁板１５の外側部１５ｃと対向する位置に、突出部２３が設けられている。そのような位置に突出部２３を設けることにより、底部１７Ｃが下側弁板１５に押しつけられても、底部１７Ｃと下側弁板１５との間に空隙を確保することが可能となる。よって、下側弁板１５に開口する弁孔を底部１７Ｃにより塞いでしまうのを避けることができる。なお、底部１７Ｃに突出部２３を設けることに加えて、底部１７Ｃの、下側弁板１５の弁孔形成部１５ｂと重なる位置に内部ガス抜き孔を形成することも勿論可能である。

　突出部２３は、図５に示すように、底部１７Ｃとは別の部材から構成することも可能である。また、突出部２３は、底板１６Ｃと一体的に形成することも可能である。その材質はある程度以上の剛性を有すればよく、特に限定されない。その形状は、環状としたり、独立した突起状としたりすることができる。独立した突起状とした場合の個数は、より確実に下側弁板１５の弁孔が底部１７Ｃにより塞がれてしまうのを防止するために、少なくとも３個以上とするのが好ましい。

　以上のように、底部１７Ｃが下側弁板１５に向かって押しつけられたときに下側弁板１５の外側部１５ｃと当接すべき位置に突出部２３を設けることによって、下側弁板１５の弁孔が底部１７Ｃにより塞がれてしまうのを防止することができる。したがって、円筒形電池の安全性が向上する。

　本発明によれば、安全性が向上された円筒形電池を提供することができる。このような本発明の円筒形電池は、特にパーソナルコンピュータ、携帯電話、モバイル機器、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯用ゲーム機器並びにビデオカメラ等の携帯用電子機器の電源として有用である。また、ハイブリッドカー、電気自動車、燃料電池自動車等の交通用機器において、その電動機の駆動を補助する電源としても有用である。また、電動工具、掃除機、及びロボット等の駆動用電源としても有用であり、プラグインＨＥＶの動力源としても有用である。

　１…電池ケース、
　５…組立封口体、
　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…電池、
　１１…端子板、
　１３…上側弁板、
　１３ａ…易破断部、
　１３ｂ…弁孔形成部、
　１５…下側弁板、
　１５ａ…易破断部、
　１５ｂ…弁孔形成部、
　１５ｃ…外側部、
　１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ…底板、
　１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ…底部、
　２０…電極群、
　２１、３１、３２、３３、３４、３５…内部ガス抜き孔、
　２２…外部ガス抜き孔、
　２３…突出部、

Claims

　発電要素と、前記発電要素を収納する有底円筒形の電池ケースと、前記電池ケースの開口部を封口する組立封口体とを含む円筒形電池であって、
　前記組立封口体が、外部ガス抜き孔を有する端子板及び内部ガス抜き孔を有する底板、並びにそれらの間に配された少なくとも１つの弁板を含み、
　前記弁板を介して前記端子板と前記底板とが導通しており、
　前記弁板が、電池内圧が上昇すると破断して弁孔を形成する易破断部を有し、
　前記組立封口体が、さらに、前記底板が前記弁板に押しつけられたときに、前記弁孔を閉塞するのを防止する閉塞防止機構を含む、円筒形電池。
　前記閉塞防止機構は、前記内部ガス抜き孔と、前記弁板とで構成され、前記電池ケースの軸方向に見たときに、前記内部ガス抜き孔の少なくとも一部分が、前記弁板の前記弁孔が開口する部分と重なっている、請求項１記載の円筒形電池。
　前記底板が、複数の前記内部ガス抜き孔を有し、前記電池ケースの軸方向に見たときに、それぞれの前記内部ガス抜き孔は、一部分だけが前記弁板の前記弁孔が開口する部分と重なっている、請求項２記載の円筒形電池。
　前記底板が第１円板状部材からなり、
　前記弁板が前記底板と同心に配された第２円板状部材からなり、
　前記弁板の前記弁孔が開口する部分が、前記弁板の中央部に位置し、かつ前記弁板と同心の円形状部分からなり、
　前記易破断部が環状であり、その全長の５０～８０％が、前記内部ガス抜き孔と重なっている、請求項２記載の円筒形電池。
　前記底板が、複数の前記内部ガス抜き孔を有し、
　前記電池ケースの軸方向に見たときに、少なくとも１つの前記内部ガス抜き孔は、全体が前記弁板の前記弁孔が開口する部分と重なり、他の前記ガス抜き孔は、前記弁板の前記弁孔が開口する部分と全く重なっていない、請求項２記載の円筒形電池。
　前記底板が、複数の前記内部ガス抜き孔を有し、
　前記電池ケースの軸方向に見たときに、少なくとも１つの前記内部ガス抜き孔は、一部分だけが前記弁板の前記弁孔が開口する部分と重なり、他の前記内部ガス抜き孔は、前記弁板の前記弁孔が開口する部分と全く重なっていない、請求項２記載の円筒形電池。
　前記閉塞防止機構が、前記弁板に向かって突出するように前記底板に設けた突出部を含み、前記電池ケースの軸方向に見たときに、前記突出部の位置が、前記弁板の前記弁孔が開口する部分以外の部分と重なっている、請求項１記載の円筒形電池。
　前記発電要素が、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極、前記正極と負極との間に介在されるセパレータ、並びにリチウムイオン伝導性を有する非水電解質から構成される、請求項１記載の円筒形電池。
　前記正極が、正極活物質と、金属箔からなる集電体とを含み、前記正極活物質がリチウム含有遷移金属酸化物を含んでいる、請求項１記載の円筒形電池。
　前記負極が、負極活物質と、金属箔からなる集電体とを含み、前記負極活物質が炭素質材料を含んでいる、請求項１記載の円筒形電池。