WO2019230745A1 - 電池 - Google Patents

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WO2019230745A1
WO2019230745A1 PCT/JP2019/021170 JP2019021170W WO2019230745A1 WO 2019230745 A1 WO2019230745 A1 WO 2019230745A1 JP 2019021170 W JP2019021170 W JP 2019021170W WO 2019230745 A1 WO2019230745 A1 WO 2019230745A1
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container
valve device
battery
valve
seal attachment
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PCT/JP2019/021170
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望月 洋一
高萩 敦子
山下 力也
美帆 佐々木
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大日本印刷株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery.
  • Patent Document 1 discloses a pouch-type lithium secondary battery.
  • a valve device for degassing is attached to a seal portion formed along the periphery of a bag that houses a battery element. This valve device can suppress deformation of the bag shape due to gas generated in the bag.
  • the inner edge of the valve device and the inner edge of the seal portion at the periphery of the bag are formed to be flush with each other.
  • the seal portion when the seal portion is formed by heat sealing, for example, the inner end portion of the valve device may be deformed by the seal heat. Further, the inner end portion of the valve device may be deformed by the pressure applied at the time of sealing. Further, the bag material melted at the time of sealing may clog the air passage formed in the valve device at the inner end of the valve device.
  • the valve device may break down when attached to the bag and may not function normally.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a battery capable of suppressing a failure at the time of installation of the valve device.
  • the battery according to an aspect of the present invention includes a battery element, a container, and a valve device.
  • the container is composed of a laminated body, has an internal space in which the battery element is stored, covers a first storage part that covers the internal space from the first side in the thickness direction of the battery, and the internal space covers the thickness of the battery. And a second receiving portion covering from a second side opposite to the first side in the direction.
  • the valve device is attached to the container and can communicate the internal space of the container with the external space.
  • a peripheral joint part is formed in the container by fusing the first storage part and the second storage part along the respective peripheral parts.
  • the valve device is sandwiched between the first housing portion and the second housing portion at the peripheral joint portion, and the inner end of the valve device protrudes from the inner edge of the peripheral joint portion toward the internal space.
  • the first housing portion has a bulging portion that is disposed on the inner side of the inner edge of the peripheral joint portion and bulges on the first side in the thickness direction of the battery with respect to the peripheral joint portion.
  • the inner end of the device may be located inside the outer end edge of the bulging portion.
  • the valve device includes a first portion in which a valve mechanism for discharging gas generated in the internal space of the container to the external space of the container is formed, and gas generated in the container in the valve mechanism. And a second portion formed therein may be included.
  • the outer shape of the first portion when viewed along the direction in which the air passage extends, may protrude from the outer shape of the second portion in the thickness direction of the battery.
  • the first portion may be located outside the outer edge of the peripheral joint.
  • the first portion may have a larger cross-sectional area in a cross section perpendicular to the direction in which the air passage extends than the second portion.
  • the laminate includes at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-fusible resin layer in this order, and the heat-fusible resin layer is opposed to each other in the first housing portion and the second housing portion. It may be arranged to do.
  • the second portion is sandwiched between the heat-fusible resin layers at the peripheral joint portion, and the second portion and the heat-fusible resin layer are interposed between the outer periphery of the second portion and the heat-fusible resin layer.
  • An adhesive member configured to adhere to both of the adhesive resin layers may be disposed.
  • an adhesive member that can be bonded to the heat-fusible resin layer is bonded to the outer periphery of the second portion. Therefore, according to this battery, the adhesion state between the container and the valve device can be easily maintained regardless of the material of the second portion.
  • the amount of helium leak may be 5.0 ⁇ 10 ⁇ 11 Pa ⁇ m 3 / sec or more and 5.0 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa ⁇ m 3 / sec or less.
  • the gas when a gas is generated inside the container, the gas can be appropriately released to the outside of the container, and the moisture can be introduced from the external environment into the container. Can be suppressed.
  • the maximum strain in the thickness direction of the container after the gas generated inside the container is released to the outside of the container via the valve device may be less than 30%.
  • the inner end of the valve device protrudes from the inner edge of the peripheral joint portion of the container toward the inner space. That is, the inner end of the valve device is spaced from the peripheral joint. Therefore, when the peripheral joint portion is formed, the cause of failure of the valve device such as heat and pressure applied to the peripheral joint portion hardly acts on the inner end portion of the valve device. Therefore, the failure at the time of attachment of a valve apparatus can be suppressed.
  • FIG. 3 is a plan view of the battery according to the first embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. It is a figure which shows a container.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1 in another example. It is a figure which shows an example of the cross-section of a packaging material.
  • FIG. 3 is a plan view of the valve device in the first embodiment. It is VI-VI sectional drawing of FIG.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 1, for explaining an attachment state of the valve device.
  • FIG. 6 is a plan view of a valve device according to Embodiment 2.
  • FIG. 9 is a plan view of a valve device in a third embodiment.
  • FIG. 16 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 15. It is a top view of the valve apparatus in Embodiment 4. It is XVI-XVI sectional drawing of FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of a valve device in a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view of a valve device in a sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along line XIX-XIX in FIG. 20.
  • FIG. 10 is a plan view of a valve device in a seventh embodiment.
  • FIG. 23 is a sectional view taken along the line XXI-XXI in FIG. It is a figure which shows the mode at the time of the attachment to the container of a valve apparatus. It is a figure which shows the cross section of the valve apparatus in the modification 1.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section of the valve apparatus in the modification 2.
  • FIG. 31 is a sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG. 30. It is a top view of the valve apparatus in other modifications.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of XXXIII-XXXIII in FIG. 32.
  • FIG. 1 is a plan view of battery 10 according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the battery 10 has the positive electrode and the negative electrode of the tab 300 arranged on the opposite side, and is in a form that is considered for an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle in which a number of batteries are connected in series and used at a high voltage.
  • the battery 10 includes a housing 100, a battery element 400, a tab 300, a tab film 310, and a valve device 200.
  • the container 100 includes packaging materials 110 and 120.
  • the packaging materials 110 and 120 are heat-sealed, and the peripheral joint part 130 is formed. That is, at the peripheral joint 130, the packaging materials 110 and 120 are fused to each other.
  • the periphery junction part 130 according to this Embodiment 1 is formed by heat sealing, it is not limited to this, For example, it can also form by ultrasonic sealing.
  • the peripheral joint portion 130 means a portion where the packaging materials 110 and 120 are fused and integrated. The packaging materials 110 and 120 will be described in detail later.
  • Battery element 400 is a power storage member such as a lithium ion battery (secondary battery) or a capacitor, for example.
  • the battery element 400 is accommodated in the internal space S1 of the container 100.
  • gas can be generated in the container 100.
  • battery element 400 is a capacitor
  • gas may be generated in container 100 due to a chemical reaction in the capacitor.
  • the tab 300 is a metal terminal used for power input / output in the battery element 400.
  • One end of the tab 300 is electrically connected to the electrode (positive electrode or negative electrode) of the battery element 400, and the other end protrudes outward from the end edge of the container 100.
  • the metal material constituting the tab 300 is, for example, aluminum, nickel, copper, or the like.
  • the tab 300 connected to the positive electrode is usually made of aluminum or the like
  • the tab 300 connected to the negative electrode is usually made of copper, nickel or the like.
  • the battery 10 includes two tabs 300.
  • One tab 300 is sandwiched between the packaging materials 110 and 120 via the tab film 310 at the end in the arrow L direction in the peripheral joint portion 130 of the container 100.
  • the other tab 300 is sandwiched between the packaging materials 110 and 120 via the tab film 310 at the end in the arrow R direction in the peripheral joint portion 130 of the container 100.
  • the tab film 310 is an adhesive protective film, and is configured to adhere to both the packaging materials 110 and 120 and the tab 300 (metal). By using the tab film 310, the metal tab 300 can be fixed with the packaging materials 110 and 120.
  • the tab film 310 preferably includes an insulating layer, a heat-resistant layer, or a heat-resistant component, and has a short-circuit preventing function, particularly when used at a high voltage.
  • the valve device 200 switches between an open state and a closed state according to the pressure in the container 100.
  • the valve device 200 is a member that allows the internal space S1 of the container 100 to communicate with the external space in the open state.
  • the valve device 200 is configured to release the gas in the container 100 to the outside when the pressure in the container 100 becomes a predetermined value or more due to the gas generated in the container 100. .
  • the valve device 200 seals the internal space S1 of the container 100 from the external space in the closed state.
  • the casing of the valve device 200 is preferably a material that directly adheres to the innermost layers of the packaging materials 110 and 120, and a resin having the same heat-fusibility as the innermost layers of the packaging materials 110 and 120, such as polypropylene (PP). It is preferable that it is comprised with resin, such as. If a different material other than PP is used for reasons such as heat resistance, a method of sealing with an adhesive film on both the different material and PP is effective, as is the case with the tab film used for the tab. .
  • the valve device 200 is sandwiched between the packaging materials 110 and 120 on the end side in the arrow F direction in the peripheral joint portion 130 of the container 100. The valve device 200 will be described in detail later.
  • valve device 200 In the battery 10 according to the first embodiment, various structural devices are employed when the valve device 200 is attached to the container 100.
  • the configuration of the container 100, the configuration of the valve device 200, the attached state of the valve device 200 to the container 100, and the method for manufacturing the battery 10 will be described in order.
  • each arrow LRUDFB is common in each drawing.
  • the arrow LR direction is also referred to as “battery 10 width direction”
  • the arrow UD direction is also referred to as “battery 10 thickness direction”.
  • the arrow LR direction, the arrow UD direction, and the arrow FB direction are orthogonal to each other.
  • the direction of the arrow UD is sometimes referred to as “vertical direction”. At this time, the U side is the upper side and the D side is the lower side with reference to FIG. 3 described later.
  • FIG. 3 is a view showing the container 100.
  • the container 100 has an internal space S1 in which the battery element 400 is accommodated, and the packaging material 110 that covers the internal space S1 from below in the thickness direction of the battery 10 and the internal space S1.
  • a packaging material 120 covering from the upper side in the thickness direction of the battery 10 is included.
  • Each of the packaging materials 110 and 120 is formed of a so-called laminate film, and the shape in plan view is substantially the same rectangular shape.
  • the packaging material 110 includes a molded part 112 molded so as to form a substantially rectangular parallelepiped internal space S1, and a flange part 114 extending in the arrow FB direction and the arrow LR direction along the outer edge of the molded part 112. Contains. That is, the flange portion 114 surrounds the molding portion 112. The flange portion 114 extends substantially in the same plane, and the molding portion 112 bulges in the arrow D direction shown in FIG. 3 from the flange portion 114 toward the lower side in the thickness direction of the battery 10. In the molding part 112, the surface in the arrow U direction is open.
  • the battery element 400 (FIG. 1) is disposed in the internal space S1 through the open surface. That is, the packaging material 110 is a tray-type laminate case having a space (substantially the same as the internal space S1) inside the molding portion 112.
  • the packaging material 110 covers the internal space S ⁇ b> 1 from the lower side in the thickness direction of the battery 10.
  • the packaging material 120 is formed in a sheet shape, and is a lid that covers the internal space S1 defined mainly by the molding portion 112 from the upper side in the thickness direction of the battery 10.
  • the peripheral part of the packaging material 120 which is a lid is overlapped on the flange part 114 which is the peripheral part of the tray-type packaging material 110, and both peripheral parts are fused.
  • the peripheral joint 130 formed in this way extends over the entire outer periphery of the container 100 and is formed in a square ring shape.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • the molded part 112 is disposed on the inner side of the inner edge P2 of the peripheral joint part 130, and rises from the inner edge P3 of the flange part 114. Therefore, the molding part 112 bulges in the direction of the arrow D from the peripheral joint part 130.
  • the inner edge P2 of the peripheral joint 130 and the inner edge P3 of the flange 114 coincide with each other.
  • the hatched area is a portion fused at the peripheral joint 130.
  • 4B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1 in another example.
  • the inner edge P2 of the peripheral joint 130 may be located outside the inner edge P3 of the flange 114 (in other words, the outer edge of the molded part 112).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of the packaging materials 110 and 120.
  • each of the packaging materials 110 and 120 is a laminate in which a base layer 31, an adhesive layer 32, a barrier layer 33, an adhesive layer 34 and a heat-fusible resin layer 35 are laminated in this order. It is.
  • Each of the packaging materials 110 and 120 is not necessarily required to include each layer shown in FIG. 5, but typically, at least the base material layer 31, the barrier layer 33, and the heat-fusible resin layer 35 are included in the packaging material 110 and 120. Have in order.
  • the packaging materials 110 and 120 are arranged so that the respective heat-fusible resin layers 35 face each other.
  • the base material layer 31 is the outermost layer, and the heat-fusible resin layer 35 is the innermost layer.
  • the heat-fusible resin layers 35 positioned on the periphery of each of the packaging materials 110 and 120 are bonded together.
  • the peripheral joint 130 is formed by heat sealing.
  • the battery element 400 is sealed in the container 100, the valve device 200 is fused and fixed to the peripheral joint 130, and the tab 300 is also fused to the peripheral joint 130 via the tab film 310. Fixed.
  • the thickness of the packaging materials 110 and 120 is, for example, about 50 to 200 ⁇ m, preferably about 90 to 160 ⁇ m.
  • the base material layer 31 is a layer that functions as a base material for the packaging materials 110 and 120 and is a layer that forms the outermost layer side of the container 100.
  • the material for forming the base material layer 31 is not particularly limited, but typically has an insulating property, for example, polyester, polyamide, epoxy, acrylic, fluorine resin, polyurethane, silicon resin, phenol, polyetherimide, Examples thereof include polyimide, polycarbonate, and mixtures and copolymers thereof.
  • the base material layer 31 may be, for example, a resin film formed of the above resin, or may be formed by applying the above resin.
  • the resin film may be an unstretched film or a stretched film. Examples of the stretched film include a uniaxially stretched film and a biaxially stretched film, and a biaxially stretched film is preferable.
  • the stretching method for forming the biaxially stretched film examples include a sequential biaxial stretching method, an inflation method, and a simultaneous biaxial stretching method.
  • the base material layer 31 may be a single layer or may be composed of two or more layers.
  • the base material layer 31 may be a laminate in which a resin film is laminated with an adhesive or the like, or two or more layers may be formed by co-extrusion of a resin. It may be a laminated body of resin films.
  • the resin film laminate obtained by coextrusion of the resin to form two or more layers may be used as the base material layer 31 without being stretched, or may be used as the base material layer 31 by uniaxial stretching or biaxial stretching.
  • the laminate of the resin film in which the base material layer 31 is two or more layers
  • a laminate of a polyester film and a nylon film a laminate of two or more nylon films, a laminate of two or more polyester films
  • a laminate of two or more polyester films are preferable.
  • the base material layer 31 is a laminate of two resin films, a laminate of a polyester resin film and a polyester resin film, a laminate of a polyamide resin film and a polyamide resin film, or a polyester resin film and a polyamide resin film.
  • a laminate is preferable, and a laminate of a polyethylene terephthalate film and a polyethylene terephthalate film, a laminate of a nylon film and a nylon film, or a laminate of a polyethylene terephthalate film and a nylon film is more preferable.
  • the polyester resin is preferably located in the outermost layer of the base material layer 31.
  • the thickness of the base material layer 31 is, for example, about 3 to 50 ⁇ m, preferably about 10 to 35 ⁇ m.
  • the adhesive layer 32 is a layer that is disposed on the base material layer 31 as necessary in order to impart adhesion to the base material layer 31. That is, the adhesive layer 32 is provided between the base material layer 31 and the barrier layer 33 as necessary.
  • the adhesive layer 32 is formed of an adhesive capable of bonding the base material layer 31 and the barrier layer 33.
  • the adhesive used for forming the adhesive layer 32 may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive.
  • the adhesive mechanism of the adhesive used for forming the adhesive layer 32 is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a thermal melting type, a thermocompression bonding type, and the like.
  • the thickness of the adhesive layer 32 is, for example, about 1 to 10 ⁇ m, preferably about 2 to 5 ⁇ m.
  • the barrier layer 33 is a layer having a function of preventing moisture, oxygen, light and the like from entering the battery 10 in addition to improving the strength of the packaging materials 110 and 120.
  • a material which comprises the barrier layer 33 metals, such as aluminum, stainless steel, and titanium, are mentioned, for example, Preferably aluminum is mentioned.
  • the barrier layer 33 can be formed by, for example, a metal foil, a metal vapor-deposited film, an inorganic oxide vapor-deposited film, a carbon-containing inorganic oxide vapor-deposited film, a film provided with these vapor-deposited films, or the like. It is preferable to use aluminum foil.
  • the barrier layer is made of, for example, annealed aluminum (JIS H4160: 1994 A8021H-O, JIS H4160: 1994). A8079H-O, JIS H4000: 2014 A8021P-O, and JIS H4000: 2014 A8079P-O) are more preferable.
  • the thickness of the barrier layer 33 is not particularly limited as long as it functions as a barrier layer of water vapor or the like, but can be, for example, about 10 to 100 ⁇ m, preferably about 20 to 80 ⁇ m.
  • the adhesive layer 34 is a layer provided as necessary between the barrier layer 33 and the heat-fusible resin layer 35 in order to firmly bond the heat-fusible resin layer 35.
  • the adhesive layer 34 is formed of an adhesive capable of bonding the barrier layer 33 and the heat-fusible resin layer 35.
  • the composition of the adhesive used for forming the adhesive layer 34 is not particularly limited, and is, for example, a resin composition containing acid-modified polyolefin.
  • the acid-modified polyolefin is not particularly limited as long as it is an acid-modified polyolefin, and preferably includes a polyolefin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof.
  • the thickness of the adhesive layer 34 is, for example, about 1 to 50 ⁇ m, preferably about 2 to 40 ⁇ m.
  • the heat-fusible resin layer 35 forms the innermost layer of the container 100.
  • the heat-fusible resin layer 35 seals the battery element 400 in the container 100 by heat-sealing with the opposing heat-fusible resin layer at the periphery of the container 100.
  • the insulating property between the electrolytic solution and the barrier layer metal can be maintained by covering the barrier layer with the heat-fusible resin having a certain thickness or more.
  • the resin component used for the heat-fusible resin layer 35 is not particularly limited as long as it can be heat-sealed, and examples thereof include polyolefins and acid-modified polyolefins.
  • polystyrene resin examples include polyethylene such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, and linear low density polyethylene; homopolypropylene, block copolymer of polypropylene (for example, block copolymer of propylene and ethylene), random copolymer of polypropylene ( Examples thereof include crystalline or amorphous polypropylene such as a random copolymer of propylene and ethylene; and a terpolymer of ethylene-butene-propylene.
  • polyethylene and polypropylene are preferable.
  • the acid-modified polyolefin is not particularly limited as long as it is an acid-modified polyolefin, but preferably includes a polyolefin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof.
  • the thickness of the heat-fusible resin layer 35 is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably about 15 to 90 ⁇ m, and further preferably about 30 to 80 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a plan view of the valve device 200.
  • the valve device 200 is a degassing valve for adjusting the pressure in the container 100, and is a return valve capable of repeated degassing.
  • the valve device 200 includes a valve function part 210 and a seal attachment part 220.
  • at least a part of the seal attaching portion 220 is fixed by being sandwiched between the packaging materials 110 and 120 (FIG. 2).
  • the seal attachment portion 220 By heat-sealing the seal attachment portion 220, the outer peripheral surface of the seal attachment portion 220 and the heat-fusible resin layer 35, which is the innermost layer of the packaging material 110, 120, are fused and joined. It becomes a state.
  • valve function part 210 and the seal attachment part 220 are arranged in the direction of the arrow FB, and the seal attachment part 220 is arranged in the direction of the arrow B more.
  • the seal attachment part 220 is connected to the end part (inner end part) of the valve function part 210 in the arrow B direction.
  • the outer shapes of the valve function part 210 and the seal attachment part 220 are substantially cylindrical shapes each having a central axis parallel to the arrow FB direction, and are coaxial with each other.
  • the common central axis of both is represented by reference symbol C1.
  • rounded corners are expressed as “R is formed”.
  • R is formed is structurally the same as chamfered, meaning that the corners are rounded, and further, “R” alone, Used to mean corner radius. It is possible to chamfer the corners generated in the manufacturing process of the valve device 200 to round the corners (to form R), but the casing of the valve device 200 is a resin molded product. In this case, it is also possible to form R without chamfering such as cutting by forming so as to have rounded corners from the beginning.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • each of the valve function part 210 and the seal attachment part 220 has an outer shape of a cross section orthogonal to the arrow FB direction (hereinafter also referred to as FB cross section). It is.
  • the seal attachment part 220 has a substantially cylindrical shape as a whole, and an air passage A ⁇ b> 1 is formed inside the seal attachment part 220.
  • the air passage A1 extends along the direction of the arrow FB.
  • the cross section of the air passage A1 is a perfect circle, and the center thereof is on the central axis C1.
  • the radial thickness with respect to the central axis C1 of the seal mounting portion 220 is substantially constant along the circumferential direction with the central axis C1 as a reference.
  • the length L2 of the valve function part 210 in the thickness direction (arrow UD direction) of the battery 10 is longer than the length L1 of the seal attachment part 220 in the thickness direction of the battery 10.
  • the length L2 of the valve function part 210 in the width direction (arrow LR direction) of the battery 10 is longer than the length L1 of the seal attachment part 220 in the width direction of the battery 10. That is, the diameter of the FB cross section of the valve function part 210 is longer than the diameter of the FB cross section of the seal attachment part 220, and the cross sectional area of the valve function part 210 in the FB cross section is larger than the cross sectional area of the seal attachment part 220 in the FB cross section. .
  • the outer shape of the seal attachment portion 220 is included in the outer shape of the valve function portion 210.
  • the valve function unit 210 protrudes from the outer shape of the seal attachment unit 220 in each direction including the thickness direction (arrow UD direction) of the battery 10.
  • a step is formed at the boundary between the valve function part 210 and the seal attachment part 220 (FIG. 6). Due to this step, the valve device 200 has a shape in which the diameter increases discontinuously from the seal attachment portion 220 toward the valve function portion 210.
  • valve function unit 210 a valve mechanism configured to discharge the gas generated in the container 100 (FIG. 1) to the outside of the container 100 is provided.
  • the valve function unit 210 includes a cylinder 211, an O-ring 212, a ball 214, a spring 216, and a membrane 218. That is, the valve function unit 210 is provided with a ball spring type valve mechanism.
  • the valve device 200 is a return valve that requires a complicated valve mechanism that can be repeatedly vented. However, a simpler valve mechanism that can be vented only once is sufficient. It can be a good destruction valve.
  • the valve mechanism provided in the valve function unit 210 is not particularly limited as long as the pressure in the container 100 raised due to the gas can be reduced only once or multiple times. For example, a poppet type, duck bill, etc. It may be a valve mechanism such as a mold, an umbrella type, or a diaphragm type.
  • the cylinder 211 extends along the central axis C1 and defines a space S2 penetrating in the direction of the arrow FB.
  • the space S2 communicates with the air passage A1 in the seal attachment portion 220, and the O-ring 212, the ball 214, the spring 216, and the membrane 218 are disposed in the space S2.
  • the O-ring 212, the ball 214, the spring 216, and the membrane 218 are arranged in this order toward the arrow F direction.
  • the cylinder 211 has a valve seat 211a facing the space S2.
  • the valve seat 211a defines an inverted conical space whose diameter increases in the direction of arrow F in the space S2.
  • the valve seat 211a receives the ball 214 as a valve body biased by the spring 216, and at this time, the closed state of the valve function unit 210 is formed.
  • the O-ring 212 When the O-ring 212 is seated on the valve seat 211a, the O-ring 212 eliminates the gap between the ball 214 and the valve seat 211a, and helps to improve the sealing performance in the closed state.
  • the O-ring 212 is a hollow circular ring and is made of, for example, fluororubber.
  • Each of the ball 214 and the spring 216 is made of stainless steel, for example.
  • the ball 214 may be made of resin.
  • Membrane 218, for example, 10 -2 to have 10 0 [mu] m approximately pore diameter (pore For diameter), without leaking the electrolyte is composed of a PTFE membrane as the only gas permeable (permselective).
  • PTFE means polytetrafluoroethylene.
  • the PTFE membrane is a soft material, if it is insufficient in strength, it can be integrally reinforced with a mesh or nonwoven fabric such as polypropylene or polyester.
  • the gas guided from the vent path A1 presses the ball 214 in the direction of arrow F.
  • the spring 216 contracts and the valve function unit 210 is opened. In this open state, the gas in the container 100 passes through the gap formed between the ball 214 and the O-ring 212, passes through the membrane 218, and is discharged from the exhaust port O1 to the outside of the container 100. .
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 1, and is a view for explaining an attachment state of the valve device 200.
  • FIG. 10A is a partially enlarged view in a circle indicated by a broken line in FIG.
  • the valve function part 210 of the valve device 200 is located outside the outer edge P ⁇ b> 1 of the peripheral joint 130.
  • a part of the seal attachment portion 220 of the valve device 200 is sandwiched between the heat-fusible resin layer 35 of the packaging material 110 and the heat-fusible resin layer 35 of the packaging material 120 at the peripheral joint portion 130. Yes.
  • the outer peripheral surface of the seal attachment part 220 and the heat-fusible resin layer 35 which is the innermost layer of the packaging materials 110 and 120 are in a state of being fused and joined to each other.
  • the valve device 200 is in a state of being fused and bonded to the heat-fusible resin layer 35 of the packaging materials 110 and 120.
  • 35 is partially illustrated only in the vicinity of the peripheral joint 130, the heat-fusible resin layer 35 is provided on the entire surface of the packaging materials 110 and 120.
  • the seal attachment portion 220 is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 at the peripheral joint portion 130 and the valve function portion 210 is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 at the peripheral joint portion 130. The reason why this is not the case will be described next.
  • valve function part 210 is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 at the peripheral joint part 130.
  • the valve mechanism in the valve function unit 210 breaks down due to the applied heat and pressure. there's a possibility that.
  • the seal attachment portion 220 that is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 at the peripheral joint portion 130, and the valve function portion 210 is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35.
  • the valve function unit 210 is not sandwiched between the heat-fusible resin layers 35, so that the failure of the valve mechanism due to the pressure and heat applied during heat sealing is suppressed.
  • the diameter of the cross section of the seal attachment portion 220 is shorter than the diameter of the cross section of the valve function portion 210 as described above. Therefore, compared with the case where the diameter of the cross section of the seal attachment portion 220 is equal to or larger than the diameter of the cross section of the valve function portion 210, the battery thickness direction of the peripheral joint portion 130 where the seal attachment portion 220 is sandwiched. The difference between the length L4 and the length L3 in the thickness direction of the battery in the portion of the peripheral joint 130 where the seal attachment portion 220 is not sandwiched is small.
  • the difference between length L4 and length L3 is small. Therefore, when the periphery of the container 100 is sandwiched by the heat sealer, pressure and heat are appropriately applied to the heat-fusible resin layer over the entire periphery of the container 100. As a result, according to the battery 10, while the possibility of dielectric breakdown occurring in the battery 10 is reduced, the opposing heat-fusible resin layer 35 is appropriately fused, and the seal attachment portion 220 is firmly attached to the container 100. Can be fixed.
  • the inner end 221 of the seal attachment portion 220 reaches the inner end edge P2 of the peripheral joint portion 130, and further protrudes toward the inner space S1 therefrom.
  • the inner end 221 of the seal mounting portion 220 is flush with the inner end edge P2 of the peripheral edge joint portion 130 or outside the inner end edge P2, there are various problems in the function of the valve device 200. Can occur.
  • the inner end portion of the seal attachment portion 220 may be deformed due to seal heat or pressure applied to the seal attachment portion 220 when the peripheral joint portion 130 is formed.
  • a part of the melted packaging materials 110 and 120 may enter the ventilation path A1 of the seal attachment portion 220 from the inner end 221 side, and the ventilation path A1 may be clogged.
  • the valve device 200 does not function normally and fails.
  • the inner end 221 of the seal attachment portion 220 exists inside the inner end edge P ⁇ b> 2 of the peripheral joint portion 130. Therefore, the inner end portion of the seal attachment portion 220 is protected when the peripheral joint portion 130 is formed, the same portion is not damaged, and the failure of the valve device 200 is suppressed.
  • the inner end 221 of the seal attachment portion 220 is located inside the outer end edge (corresponding to the inner end edge of the flange portion 114) P3 of the molded portion 112. Therefore, when the peripheral joint portion 130 is formed, the molding portion 112 becomes a wall and the sealing device does not interfere with the inner end 221 of the seal attachment portion 220. As a result, the inner end portion of the seal attachment portion 220 can be more reliably protected.
  • the end portion (inner end) of the seal attachment portion 220 in the direction of arrow B depends on the usage state of the battery 10. Part) may contact the battery element 400.
  • R is formed at the inner end of seal attaching portion 220 (FIG. 6). Therefore, even if the inner end portion of the seal attachment portion 220 contacts the battery element 400, the possibility that the inner end portion damages the battery element 400 is low. Further, depending on the usage state of the battery 10, the inner end portion of the seal attachment portion 220 may come into contact with the heat-fusible resin layer 35 of the packaging material 120.
  • R is formed at the inner end portion of seal attaching portion 220, so that the inner end portion of seal attaching portion 220 is temporarily heat-sealed with packaging material 120. Even if it contacts the adhesive resin layer 35, the inner end portion is unlikely to damage the heat-fusible resin layer 35.
  • the end portion (inner end portion) of the valve function unit 210 in the arrow B direction is not in contact with the outer end edge P1 of the peripheral joint 130, and is spaced outward from the outer end edge P1.
  • the valve device 200 can be attached so that the inner end portion of the valve function unit 210 is in contact with the outer end edge P ⁇ b> 1 of the peripheral joint portion 130. In this case, the valve device 200 can be reliably positioned with respect to the peripheral joint 130 by using the step between the valve function part 210 and the seal attachment part 220.
  • the length of the seal attachment portion 220 in the arrow FB direction and the seal width of the peripheral joint portion 130 in the arrow FB direction so that the former is longer than the latter, the inner end of the seal attachment portion 220 can be obtained. 221 can be reliably protruded from the inner edge P ⁇ b> 2 of the peripheral joint portion 130.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the manufacturing procedure of the battery 10.
  • the battery 10 is manufactured by a manufacturing apparatus.
  • the manufacturing apparatus places each component in container 100 (step S100). For example, the manufacturing apparatus places the battery element 400, to which the tab 300 with the tab film 310 is electrically connected by welding, in the inner space S1 in the packaging material 110, so that the top of the flange portion 114 of the packaging material 110 is placed. Then, the tab 300 with the tab film 310 is placed, and then the valve device 200 is placed on the flange portion 114 of the packaging material 110. The battery element 400 is placed in the internal space S1 of the packaging material 110, and then the tab 300 with the tab film 310 is welded and electrically connected to the battery element 400, and the flange portion 114 of the packaging material 110 is electrically connected. It is also possible to place the tab 300 with the tab film 310 thereon, and then place the valve device 200 on the flange portion 114 of the packaging material 110. Then, the manufacturing apparatus places the packaging material 120 on the packaging material 110.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of placing the valve device 200 between the flange portion 114 of the packaging material 110 and the packaging material 120.
  • a step is formed between the valve function part 210 and the seal attachment part 220. Therefore, when the seal attachment portion 220 is sandwiched between the packaging materials 110 and 120, even if the valve device 200 is pushed too far into the container 100, the stepped portion is caught on the end portions of the packaging materials 110 and 120. Therefore, according to the battery 10, it is possible to suppress a situation in which the valve function unit 210 is erroneously sandwiched between the packaging materials 110 and 120 (the heat-fusible resin layer 35) in the manufacturing process of the battery 10. That is, in the step portion, the structure of the valve function part 210 that rises at least in the vertical direction from the seal attachment part 220 functions as a stopper for preventing the valve function part 210 from entering between the packaging materials 110 and 120.
  • the manufacturing apparatus heat seals the periphery of the container 100 (step S110). That is, the manufacturing apparatus sandwiches the periphery of the container 100 and applies pressure and heat to the periphery of the container 100. Thereby, the opposing heat-fusible resin layers 35 are fused to each other at the peripheral edge of the container 100, and the peripheral joint portion 130 is formed. Then, the battery element 400 is sealed in the container 100, the valve device 200 is fused and fixed to the peripheral joint 130, and the tab 300 is also fused to the peripheral joint 130 via the tab film 310. The battery 10 is fixed. In the heat sealing step, unnecessary gas can be prevented from being contained inside the container 100 by performing deaeration inside the container 100.
  • peripheral edge joint 130 on the entire circumference can be completed.
  • the entire periphery is not joined, leaving a part of the unjoined periphery, and injecting the electrolyte from the unjoined periphery, In some cases, deaeration is performed, and pressure and heat are finally applied to the non-joined peripheral edge to complete the peripheral peripheral joint 130.
  • the battery element 400 is shown in a small size with respect to the internal space S1 for the sake of convenience in order to easily understand that the battery element 400 is accommodated in the internal space S1 of the container 100. ing. However, when deaeration is performed as described above in the manufacturing process, the internal space S1 is reduced to approximately the same size as the battery element 400, and can be filled with the battery element 400 with almost no gap in the final state of the battery 10. .
  • valve device 200 protrudes from inner end edge P2 of peripheral joint 130 of container 100 toward internal space S1. That is, the inner end of the valve device 200 is spaced from the peripheral joint 130. For this reason, when the peripheral joint portion 130 is formed, the cause of failure of the valve device 200 such as heat and pressure applied to the peripheral joint portion 130 does not easily act on the inner end portion of the valve device 200. Therefore, the failure at the time of attachment of the valve apparatus 200 can be suppressed.
  • the battery element 400 is an example of the “battery element” in the present invention.
  • the container 100 is an example of the “container” of the present invention
  • the packaging material 110 is an example of the “first housing part” of the present invention
  • the packaging material 120 is the “second housing part” of the present invention.
  • the internal space S1 is an example of the “internal space” of the present invention
  • the peripheral joint portion 130 is an example of the “peripheral joint portion” of the present invention
  • the molding portion 112 is “ It is an example of a “bulging part”.
  • the valve device 200 is an example of the “valve device” of the present invention
  • the valve function part 210 is an example of the “first part” of the present invention
  • the seal mounting part 220 is the “second part” of the present invention.
  • the air passage A1 is an example of the “air passage” in the present invention.
  • the base material layer 31 is an example of the “base material layer” of the present invention
  • the barrier layer 33 is an example of the “barrier layer” of the present invention
  • the heat-fusible resin layer 35 is the “heat base” of the present invention. It is an example of a “fusible resin layer”.
  • Embodiment 2 compared with the said Embodiment 1, the structure of a valve apparatus differs. Other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Here, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 13 is a plan view of valve device 200A mounted on the battery according to the second embodiment.
  • the valve device 200A includes a valve function part 210A and a seal attachment part 220A.
  • the seal attachment part 220A is a part that is at least partially sandwiched between the packaging materials 110 and 120 and heat-sealed.
  • the seal attachment portion 220A has a different cross-sectional shape as compared with the first embodiment.
  • the valve function part 210A is basically the same as that of the first embodiment, but the housing and the valve mechanism are changed according to the difference in the shape of the air passage A6 (FIG. 14) formed in the seal attachment part 220A. Part of the shape has been changed.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • the length L5 in the battery width direction (arrow LR direction) is longer than the length L6 in the battery thickness direction (arrow UD direction).
  • the cross-sectional shape of the seal attachment portion 220A is an elliptical shape.
  • An air passage A6 is formed inside the seal attachment portion 220A. Also in the air passage A6, the length in the width direction of the battery is longer than the length in the thickness direction of the battery. More specifically, the cross-sectional shape of the air passage A6 is an elliptical shape.
  • the length L5 in the width direction of the battery is longer than the length L6 in the thickness direction of the battery. That is, the length of the seal attachment portion 220A in the thickness direction of the battery is shorter than when the cross-sectional shape of the seal attachment portion is a perfect circle (the area is the same).
  • the valve device 200A is an example of the “valve device” of the present invention
  • the valve function part 210A is an example of the “first part” of the present invention
  • the seal attachment part 220A is the “second part” of the present invention. It is an example of “part”.
  • the air passage A6 is an example of the “air passage” in the present invention.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, the configuration of the valve device is different from that in the first embodiment. Other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Here, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 15 is a plan view of valve device 200B mounted on the battery according to the third embodiment.
  • the valve device 200B includes a valve function part 210B and a seal attachment part 220B.
  • the seal attachment part 220B is a part that is at least partially sandwiched between the packaging materials 110 and 120 and heat-sealed.
  • the seal attachment portion 220B has a different cross-sectional shape as compared with the first embodiment.
  • the valve function unit 210B is basically the same as that of the first embodiment, but the housing and the valve mechanism are changed depending on the shape of the air passage A7 (FIG. 16) formed in the seal attachment unit 220B. Part of the shape has been changed.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG.
  • wing-like extended end portions 40 and 41 are formed at both ends in the battery width direction (arrow LR direction).
  • Each of the wing-like extended end portions 40 and 41 has a shape that becomes thinner as it approaches the end portion in the width direction of the battery.
  • each of the wing-like extended end portions 40 and 41 has a change in length in the thickness direction of the battery in the arrow LR direction as compared with the other portion (circular portion) of the seal attachment portion 220. Can be said to be a gradual part.
  • the seal attachment portion 220B is included in the peripheral joint portion 130.
  • the change in the thickness direction of the battery is smooth at the position where the seal attachment portion 220B is shifted to the portion where the seal attachment portion 220B is sandwiched from the portion not sandwiched. Therefore, according to this battery, packaging is performed at the boundary between the position where the seal attachment portion 220B is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 and the position where the seal attachment portion 220B is not sandwiched between the heat-fusible resin layers 35. Since an excessive force is not applied to the materials 110 and 120, the seal mounting portion 220B of the valve device 200B can be firmly fixed to the container 100.
  • the valve device 200B is an example of the “valve device” of the present invention
  • the valve function part 210B is an example of the “first part” of the present invention
  • the seal attachment part 220B is the “second part” of the present invention. It is an example of “part”.
  • the wing-like extended end portions 40 and 41 are examples of the “wing-like extended end portion” of the present invention.
  • the air passage A7 is an example of the “air passage” in the present invention.
  • Embodiment 4 In the fourth embodiment, the configuration of the valve device is different from that in the first embodiment. Other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Here, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 17 is a plan view of valve device 200C mounted on the battery according to the fourth embodiment.
  • the valve device 200C includes a valve function part 210C and a seal attachment part 220C.
  • the seal attachment portion 220C is a portion that is at least partially sandwiched between the packaging materials 110 and 120 and heat-sealed.
  • the seal attachment portion 220C has a different cross-sectional shape as compared with the first embodiment.
  • the valve function unit 210C is basically the same as that of the first embodiment, but the housing and the valve mechanism are changed according to the difference in the shape of the air passage A2 (FIG. 18) formed in the seal attachment unit 220C. Part of the shape has been changed.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG.
  • pillars 50 and 51 are formed in the seal attachment portion 220C (in the air passage A2).
  • Each of the pillars 50 and 51 extends in the battery thickness direction (arrow UD direction), and both ends in the battery thickness direction are connected to the inner periphery of the seal attachment portion 220C.
  • Each of the pillars 50 and 51 extends in the direction of the arrow FB in the ventilation path A2 (FIG. 17). Note that the number of pillars is not necessarily two, but may be at least one.
  • the valve device 200C is an example of the “valve device” of the present invention
  • the valve function unit 210C is an example of the “first part” of the present invention
  • the seal mounting portion 220C is the “second device” of the present invention. It is an example of “part”.
  • the pillars 50 and 51 are examples of the “pillar” of the present invention.
  • the air passage A2 is an example of the “air passage” in the present invention.
  • Embodiment 5 In the fifth embodiment, the configuration of the valve device is different from that in the first embodiment. Other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Here, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 19 is a plan view of valve device 200D mounted on the battery according to the fifth embodiment.
  • the valve device 200D includes a valve function part 210 and a seal attachment part 220D.
  • the configuration of the valve function unit 210 is the same as that of the first embodiment.
  • the seal attachment portion 220D is a portion that is at least partially sandwiched between the packaging materials 110 and 120 and heat sealed.
  • the outer surface of seal attachment portion 220D is different from that of the first embodiment.
  • the outer surface of the seal attachment portion 220D is a satin finish.
  • the surface roughness Ra of the satin is, for example, 1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the seal mounting portion 220D of the valve device 200D can be firmly fixed to the housing body 100 as compared with the first embodiment (when the outer surface of the seal mounting portion 220D is smooth). .
  • valve device 200D is an example of the “valve device” in the present invention
  • seal attachment portion 220D is an example of the “second portion” in the present invention.
  • Embodiment 6 In the sixth embodiment, the configuration of the valve device is different from that in the first embodiment. Other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Here, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 20 is a plan view of valve device 200E mounted on the battery according to the sixth embodiment.
  • the valve device 200E includes a valve function part 210 and a seal attachment part 220E.
  • the configuration of the valve function unit 210 is the same as that of the first embodiment.
  • the seal attachment part 220E is a part that is at least partially sandwiched between the packaging materials 110 and 120 and heat-sealed.
  • the outer surface of the seal attachment portion 220E is different from that of the first embodiment. Specifically, on the outer surface of the seal attachment portion 220E, a ridge 60 that continuously extends in the circumferential direction is formed. Three protrusions 60 are formed in the arrow FB direction in the seal attachment portion 220E. In addition, the number of the protruding item
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line XIX-XIX in FIG.
  • the cross section of the ridge 60 has a semicircular shape.
  • the semicircular R is, for example, 0.05 mm to 1.0 mm.
  • the diameter L12 (the length in the thickness direction of the battery, the length in the width direction of the battery) in the portion where the ridge portion 60 is formed is the portion in which the ridge portion 60 is not formed. It is longer than the diameter L11.
  • the ridges 60 are in contact with the heat-fusible resin layer 35 with certainty, and thus are easily fused to the packaging materials 110 and 120.
  • the ridge 60 extends continuously in the circumferential direction of the outer surface of the seal mounting portion 220E. Therefore, according to this battery, the heat-fusible resin layer 35 and the seal attachment portion 220E can be fused together in the circumferential direction of the seal attachment portion 220E. Further, in this battery, as compared with the first embodiment (when the convex portion 60 is not formed on the seal attachment portion 220E), the contact area between the outer surface of the seal attachment portion 220E and the heat-fusible resin. Therefore, the seal attachment portion 220E of the valve device 200E can be firmly fixed to the packaging material 110.
  • the formation position of the ridge portion 60 may not exist in the entire circumference or may not be continuous as long as it extends in the circumferential direction.
  • the ridge portion 60 that makes a round including the wing-like extended end portions 40 and 41.
  • the ridge-shaped end portions 40, 41 are not provided with the protruding ridges 60 at the tip portions, or the wing-shaped extending end portions 40, 41 are not provided with the ridges 60.
  • line part 60 can also be formed intermittently in the circumferential direction.
  • the valve device 200E is an example of the “valve device” in the present invention
  • the seal attachment portion 220E is an example of the “second portion” in the present invention
  • the ridge 60 is an example of the “projection” in the present invention.
  • the air passage A3 is an example of the “air passage” in the present invention.
  • Embodiment 7 In the seventh embodiment, the configuration of the valve device is different from that in the first embodiment. Other configurations are basically the same as those in the first embodiment. Here, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 22 is a plan view of valve device 200F mounted on the battery according to the seventh embodiment.
  • the valve device 200F includes a valve function part 210F and a seal attachment part 220F.
  • the seal attachment portion 220F is a portion that is at least partially sandwiched between the packaging materials 110 and 120 and heat sealed.
  • the valve function part 210F and the seal attachment part 220F are different in cross-sectional shape compared to the first embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view taken along XXI-XXI in FIG.
  • the valve function unit 210F has a semicircular cross section. That is, the surface of the valve function part 210F in the arrow U direction is a flat surface. Further, the cross section of the seal attachment portion 220F has wing-like extended end portions 40F and 41F at both ends in the direction of the arrow LR. The surface of the seal attachment portion 220F in the arrow U direction is a flat surface. The surface of the valve function part 210F in the direction of the arrow U and the surface of the seal attachment part 220F in the direction of the arrow U are flush with each other.
  • valve device 200F when the valve device 200F is arranged with the surface in the arrow U direction down, the valve device 200F does not roll. Therefore, according to the battery according to the seventh embodiment, the valve device 200F does not roll when the valve device 200F is attached to the housing 100, so that the valve device 200F can be easily positioned.
  • FIG. 24 is a diagram showing a state when the valve device 200F is attached to the container 100.
  • FIG. 24 As shown in FIG. 24, when the valve device 200F is attached to the container 100, the flat surface of the valve device 200F is placed on the innermost layer surface of the packaging material 120. In this state, the valve device 200F does not roll. Therefore, according to the battery according to the seventh embodiment, the valve device 200F can be easily positioned when the valve device 200F is attached to the container 100. Further, in the battery state, the bulge of the peripheral joint 130 by the valve device 200F can be directed in the direction in which the container 100 swells, that is, in the upward direction in which the molded part 112 protrudes in FIG.
  • the valve device 200F is an example of the “valve device” of the present invention
  • the valve function portion 210F is an example of the “first portion” of the present invention
  • the seal attachment portion 220F is the “second device” of the present invention. It is an example of “part”.
  • the air passage A4 is an example of the “air passage” in the present invention.
  • the cross section of the seal attachment portion (the seal attachment portion 220 and the like) has a shape based on a circle.
  • the cross-sectional shape of the seal attachment portion is not limited to this.
  • the cross-sectional shape of the seal attachment portion may have a shape based on a polygon.
  • FIG. 25 is a view showing a cross section of the valve device 200G in the first modification.
  • the cross section of the seal attachment portion 220G has a rhombus shape.
  • the length L7 in the width direction of the battery is longer than the length L8 in the thickness direction of the battery.
  • FIG. 26 is a view showing a cross section of the valve device 200H in the second modification.
  • the cross section of the seal attachment portion 220H has a rhombus shape or a hexagonal shape chamfered at both ends in the thickness direction of the battery.
  • the length L9 in the width direction of the battery is longer than the length L10 in the thickness direction of the battery.
  • FIG. 27 is a view showing a cross section of the valve device 200I in the third modification.
  • the cross section of the seal mounting portion 220I has a shape in which wing-like extended ends 40I and 41I are provided at both ends of the rhombus (in the battery width direction). .
  • the seal attachment portion 220I is not sandwiched between the peripheral joints 130. The change in the thickness direction of the battery at the transition from the portion to the portion where the seal attachment portion 220I is sandwiched in the peripheral joint 130 is smooth.
  • packaging is performed at the boundary between the position where the seal attachment portion 220I is sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 and the position where the seal attachment portion 220I is not sandwiched between the heat-fusible resin layers 35. Since an excessive force is not applied to the materials 110 and 120, the seal mounting portion 220I of the valve device 200I can be firmly fixed to the container 100.
  • FIG. 28 is a plan view of the valve device 200J according to the fourth modification.
  • the valve device 200J includes a valve function part 210J and a seal attachment part 220J.
  • An air passage A5 is formed in the seal attachment portion 220J.
  • FIG. 29 is a sectional view taken along line XXVII-XXVII in FIG. This cross section can also be said to be a plane whose normal is the central axis C1 of the air passage A5.
  • the portion sandwiched between the heat-fusible resin layers 35 can damage the heat-fusible resin layer 35 and reduce the possibility of reducing the insulating properties of the heat-fusible resin layer 35.
  • the flange portion 114 of the packaging material 110 is in a flat state.
  • the shape of the flange part 114 is not limited to this.
  • a valve device arrangement portion for arranging the seal attachment portion 220 of the valve device 200 may be formed in the flange portion 114 in advance.
  • FIG. 30 is a plan view of the packaging material 110K in the fifth modification. As shown in FIG. 30, a valve device arrangement portion 116K is formed in the flange portion 114K.
  • FIG. 31 is a sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG.
  • the valve device placement portion 116K formed on the flange portion 114K has a semicircular shape.
  • the diameter of this semicircle is slightly longer than the diameter of the seal attachment portion 220, for example.
  • heat sealing at the periphery of the container is performed in a state in which the seal attachment portion 220 is disposed at the valve device placement portion 116K.
  • the valve device arrangement portion 116K is not necessarily provided on the packaging material 110K, and may be provided on the packaging material 120. Even in this case, it is possible to obtain the same effect as when the valve device arrangement portion 116K is provided in the packaging material 110K.
  • valve device eg, valve device 200
  • the seal attachment portion eg, seal attachment portion 220
  • a step is not necessarily formed at the boundary between the valve function part and the seal attachment part.
  • the diameter of the cross section of the valve function portion and the diameter of the cross section of the seal attachment portion may be the same, and the valve function portion and the seal attachment portion may be connected flat.
  • the cross section of the air passage (for example, the air passage A1) formed in the seal attachment portion (the seal attachment portion 220 and the like) has a shape based on a circle.
  • the cross-sectional shape of the air passage is not limited to this.
  • the cross-sectional shape of the air passage may be a shape based on a polygon.
  • R is formed at the corner of the end of the seal attachment portion (eg, the seal attachment portion 220) opposite to the valve function portion (eg, the valve function portion 210).
  • R is not necessarily formed at the corner.
  • the valve device (for example, the valve device 200) is a so-called return valve.
  • the valve device does not necessarily have to be a return valve.
  • the valve device may be a so-called destruction valve as described above, or may be a selective permeation valve.
  • tabs 300 are provided at both ends of container 100 in the direction of arrow LR, and a valve device (for example, valve device 200) is attached to arrow of container 100. It was provided at the end in the F direction.
  • a valve device for example, valve device 200
  • the positional relationship between the valve device 200 and the tab 300 is not limited to this.
  • both tabs 300 may be disposed on the same side of the periphery of the container 100 and the valve device may be disposed between the two tabs 300, or both tabs 300 may be the same on the periphery of the container 100.
  • the valve device may be arranged on any one of the three sides other than the side where the tab 300 is arranged.
  • the container 100 includes the packaging material 110 formed by embossing or the like, and the packaging material 120 separate from the packaging material 110.
  • the container 100 does not necessarily have such a configuration.
  • the packaging material 110 and the packaging material 120 may be integrated (connected) in advance on one side.
  • the packaging material 110 and the packaging material 120 are integrated (connected), and the packaging material 110 and the packaging material 120 are stacked.
  • the battery element 400 may be sealed in the container 100 by performing four-way sealing. Further, the flange portion 114 is omitted at the side where the packaging material 110 and the packaging material 120 are integrated, and the container 100 is sealed by three-way sealing in a state where the packaging material 110 and the packaging material 120 are overlapped.
  • the battery element 400 may be sealed inside.
  • the packaging material 120 may be formed in the same shape as the packaging material 110.
  • the container 100 may be, for example, a pouch type container.
  • the pouch-type container may be any type such as a three-side seal type, a four-side seal type, a pillow type, and a gusset type.
  • the casing of the valve function part for example, the valve function part 210
  • the casing of the seal mounting part for example, the seal mounting part 220
  • the casing of the valve function portion and the casing of the seal attachment portion do not necessarily need to be formed of the same material.
  • the casing of the valve function part and the casing of the seal attachment part may be made of different materials, and the melting point of the material of the valve function part may be higher than the melting point of the material of the seal attachment part.
  • valve function part is made of polypropylene (PP)
  • seal mounting part is made of resin (for example, fluorine resin, polyester resin, polyimide resin, polycarbonate resin, acrylic resin) or metal having a melting point higher than PP. May be.
  • resin for example, fluorine resin, polyester resin, polyimide resin, polycarbonate resin, acrylic resin
  • metal having a melting point higher than PP May be.
  • the resin used for the seal mounting portion a fluororesin having a high barrier is preferable.
  • the casing of the valve device 200 is made of resin, and the seal attachment portion 220 is directly sandwiched between the heat-fusible resin layers 35.
  • the casing of the valve device 200 is not necessarily made of resin, and may be made of metal (for example, aluminum or stainless steel), for example.
  • an adhesive protective film may be disposed between the seal attachment portion 220 and the heat-fusible resin layer 35.
  • the adhesive protective film is configured such that one surface adheres to at least the resin, and the other surface adheres to at least the metal.
  • various known adhesive protective films can be employed. For example, the same adhesive protective film as the tab film 310 can be used.
  • the outer peripheral side of the seal attachment portion (for example, the seal attachment portion 220) (the corner of the end portion of the seal attachment portion opposite to the valve function portion (for example, the valve function portion 210) side) R was formed, but R was not formed on the inner peripheral side (the edge of the air passage (for example, air passage A1)) of the seal mounting portion.
  • R may be formed on the inner peripheral side of the seal mounting portion.
  • flat surfaces are formed on the outer surfaces of both valve function portion 210F and seal attachment portion 220F.
  • a flat surface is not necessarily formed on the outer surfaces of both the valve function part 210F and the seal attachment part 220F.
  • a flat surface may be formed on at least one outer surface of the valve function part 210F and the seal attachment part 220F.
  • the inner end of the seal attachment portion (for example, the seal attachment portion 220) may be located outside the outer edge P3 of the molding portion 112. In this case, the possibility that the inner end portion of the seal attachment portion 220 contacts the battery element 400 disposed in the molding portion 112 is reduced, and damage to the battery element 400 can be suppressed.
  • the inner end of the seal attachment portion (for example, the seal attachment portion 220) to the above-described desired position, as shown in the example of FIG. It is necessary to arrange a space between the outer edge P3.
  • the interval between the inner edge P2 of the peripheral joint 130 and the outer edge P3 of the molded portion 112 should be set wide. Is desirable.
  • the batteries 10 of the first to seventh embodiments are secondary batteries, but may be any batteries that output electricity, such as capacitors, electric double layer capacitors (EDLC).
  • An electricity storage device such as a lithium ion capacitor may be used.
  • the type of the secondary battery is not particularly limited.
  • a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead live battery, a nickel / hydrogen live battery, a nickel / cadmium live battery, a nickel / iron live battery, nickel / zinc Examples include livestock batteries, silver oxide / zinc livestock batteries, metal-air batteries, multivalent cation batteries, and all-solid batteries.
  • the seal attachment portions 220 and 220A to 220J and the packaging material 110 and 120 are bonded to both the seal attachment portion 220 and the packaging materials 110 and 120.
  • An adhesive film made may be disposed.
  • FIG. 32 is a plan view of the valve device 200K.
  • 33 is a cross-sectional view taken along XXXIII-XXXIII in FIG.
  • valve device 200K includes a valve function part 210K, a seal attachment part 220K, and an adhesive film 600. That is, in the valve device 200K, an adhesive film 600 corresponding to an adhesive member is attached in advance to the seal attachment portion 220K.
  • valve function part 210K and the seal attachment part 220K are made of metal.
  • the valve function part 210K and the seal attachment part 220K are made of aluminum, brass, stainless steel, or the like. Note that the valve function part 210K and the seal attachment part 220K are not necessarily made of metal, and may be made of resin, for example.
  • the adhesive film 600 is configured to adhere to both the seal attachment portion 220K and the heat-fusible resin layer 35 (FIG. 9) of the packaging materials 110 and 120 by heat sealing.
  • the adhesive film 600 various known adhesive films can be employed.
  • the adhesive film 600 may be a monolayer film of maleic anhydride-modified polypropylene (PPa), or may be a laminated film of PPa, polyethylene naphthalate (PEN), and PPa.
  • a resin capable of metal bonding such as ionomer resin, modified polyethylene, EVA, or the like is also applicable.
  • the adhesive film 600 employs a laminated film having a three-layer structure including a core material made of PPa / PEN (core material) / PPa.
  • a core material made of PPa / PEN (core material) / PPa.
  • the core material various known materials other than the above-described PEN can be employed.
  • the core material may be a polyester fiber, a polyamide fiber, or a carbon fiber.
  • the adhesive film 600 is adhered to the seal attachment portion 220K in a state of covering the outer periphery of the seal attachment portion 220K. As described above, the adhesive film 600 also adheres to the heat-fusible resin layer 35 of the packaging materials 110 and 120. Therefore, according to the valve device 200K, even if the seal attachment portion 220K is made of metal, The valve device 200K and the packaging materials 110 and 120 can be easily bonded. Further, even if the seal mounting portion 220K is made of resin, the adhesive film 600 is securely bonded to the heat-fusible resin layer 35 of the packaging materials 110 and 120. Therefore, according to the valve device 200K, the valve device 200K and the packaging materials 110 and 120 can be securely bonded by heat sealing.
  • the adhesive film 600 works more effectively.
  • 32 has a teardrop shape (a shape including a circular portion 613 and wing-like extended end portions 614 and 615). That is, the shape of the section of XXXIII-XXXIII in FIG. 32 is a shape in which the entire circumference is curved. More specifically, the outer circumferential cross section of the circular portion 613 has a convex curve, and the both ends of the circular portion 613 and the root sides of the wing-like extended end portions 614 and 615 are gently connected with a concave curved outer peripheral cross section. Therefore, the adhesive film 600 can be bonded to the outer periphery of the seal attachment portion 220K without generating a gap.
  • the length W1 of the adhesive film 600 in the width direction is longer than the length W2 of the seal attachment portion 220K in the width direction. That is, in the valve device 200K, the adhesive film 600 extends over a range of one or more circumferences of the seal attachment portion 220K (FIG. 33). Therefore, according to the valve device 200K, since the arrangement range of the adhesive film 600 is wide, the adhesion between the valve device 200K and the packaging materials 110 and 120 can be made more reliable.
  • the arrangement range of the adhesive film 600 reaches the lower end of the seal attachment portion 220K.
  • the secondary battery is accommodated in the accommodating body 100 to which the valve device 200K is attached.
  • the arrangement range of the adhesive film 600 reaches the lower end of the seal attachment portion 220K. Therefore, according to the valve device 200K, the possibility that a short circuit occurs due to the valve device 200K can be reduced.
  • the adhesive film 600 may be arrange
  • the helium leak amount of each valve device (valve devices 200, 200A to 200J) has not been particularly described.
  • the amount of helium leak in each valve device may be, for example, the amount described below.
  • the helium leak amount of the valve device 200 will be described as a representative example of each valve device.
  • the helium leak amount of the valve device 200 can also be applied as the helium leak amount in other embodiments (Embodiments 2 to 7).
  • the valve device 200 releases the gas in the container 100 to the outside when the pressure in the container 100 exceeds a predetermined value due to the gas generated in the container 100. It is configured. If the sealing performance of the valve device 200 is higher than necessary, the valve device 200 may not function even if the pressure in the container 100 exceeds a predetermined value. On the other hand, when the sealing performance of the valve device 200 is lower than necessary, water vapor (moisture) can enter the container 100 from the external environment during normal times (when the pressure in the container 100 is less than a predetermined value). High nature.
  • valve device 200 by adjusting the amount of helium leak of valve device 200, both high sealing performance of valve device 200 and high suppression of water vapor intrusion into container 100 are achieved. doing.
  • the present inventors Measured the valve device 200 in a 25 ° C. environment in accordance with the method defined in “Vacuum spraying method (spray method)” of JIS Z2331: 2006 “Helium leak test method”.
  • the valve device 200 It has been found that both the high sealing performance and the high suppression of water vapor intrusion into the container 100 can be achieved.
  • the helium leak amount of the valve device 200 is 5.0 ⁇ 10 ⁇ 11 Pa ⁇ m 3 / sec or more and 5.0 ⁇ 10 ⁇ 6 when measured by the method defined in the above standard in a 25 ° C. environment. It may be Pa ⁇ m 3 / sec or less.
  • the secondary side of the valve device 200 refers to the outside of the container 100 when the valve device 200 is attached to the container 100. Further, the primary side of the valve device 200 indicates the inside of the container 100 when the valve device 200 is attached to the container 100.
  • the upper limit of the helium leak amount is preferably about 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa ⁇ m 3 / sec or less, more preferably about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa ⁇ m 3 / sec or less, More preferably, it is about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 7 Pa ⁇ m 3 / sec or less, more preferably about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 8 Pa ⁇ m 3 / sec or less.
  • a preferable range is 5.0 ⁇ 10 ⁇ 11 Pa ⁇ m 3 / sec to 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa ⁇ m 3 / sec, 5.0 ⁇ 10 -11 Pa ⁇ m 3 / sec to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa ⁇ m 3 / sec, 5.0 ⁇ 10 ⁇ 11 Pa ⁇ m 3 / sec to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 7 Pa ⁇ m 3 / about sec, 5.0 ⁇ 10 -11 Pa ⁇ m 3 / sec from 1.0 ⁇ 10 -8 Pa ⁇ m 3 / sec about the cited et al That.
  • the amount of helium leak satisfies the above upper limit, the entry of water vapor (moisture) from the external environment into the container 100 can be highly suppressed. Further, when the amount of helium leak satisfies the above lower limit, when gas is generated in the container 100, the gas can be released to the outside. When the amount of helium leak is too small, it is difficult to stably release the gas generated in the container 100 to the outside of the container 100. In addition, if such a valve device is not used for a long time and the battery cell continues to be used, there is a high possibility that the valve device will not be properly opened even when the internal pressure rises to the design value.
  • the valve in the device 200 the helium leakage amount is 5.0 ⁇ 10 -11 Pa ⁇ m 3 / sec from 2.0 ⁇ 10 -10 Pa ⁇ m 3 / sec in the range of about news 5.0 ⁇ 10 -
  • it is set within a range of 11 Pa ⁇ m 3 / sec to 1.5 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / sec
  • water vapor (moisture) intrusion into the container 100 from the external environment is particularly advanced. Can be suppressed.
  • the shape of the part where the valve seat of the valve mechanism and the ball are in contact with each other is designed with extremely high accuracy at a high level, which is not performed by conventional check valves, as will be described later. ⁇ It needs to be processed.
  • the helium leak test is performed as follows. That is, in the helium leak test, from the secondary side to the primary side of the valve device 200 in accordance with the method defined in “Vacuum spraying method (spray method)” of JIS Z2331: 2006 “Helium leak test method”. Helium leak amount is measured. Specifically, a helium leak detector is used as a test apparatus. In addition, the gas valve (valve function unit 210) of the valve device 200 is installed in a leak test jig (a jig that has been confirmed to have no helium leak when a dummy valve device in which the gas valve is closed is inserted). Then install it in the helium leak detector through the test port.
  • a leak test jig a jig that has been confirmed to have no helium leak when a dummy valve device in which the gas valve is closed is inserted.
  • the lower limit of the differential pressure between the primary side and the secondary side is preferably about 0.05 MPa or more, more preferably about 0.1 MPa or more.
  • the upper limit is preferably about 1 MPa or less, more preferably about 0.3 MPa or less.
  • Preferred ranges are about 0.05 to 1 MPa, about 0.05 to 0.3 MPa, and about 0.1 to 1 MPa.
  • the set pressure inside the battery 10 (container 100) to which the valve device 200 is attached is preferably set to a certain pressure or less.
  • the set value of the internal pressure is appropriately set according to the type of the package with the valve device, but is preferably about 0.1 MPa or less, more preferably about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 MPa or less.
  • About 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 MPa or more can be mentioned, and preferable ranges of the internal pressure are about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 to 0.1 MPa, 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 to 1.0 ⁇ 10 ⁇ About 2 MPa is mentioned.
  • the amount of helium leak can be set by a known method.
  • the material, shape, and size of the members for example, the ball 214, the O-ring 212, the spring 216, and the exhaust port O1 constituting the valve function unit 210 of the valve device 200, and the ball 214 by the spring 216 are pressed.
  • the amount of helium leak can be adjusted by designing the force and the like.
  • the amount of helium leakage is reduced to 5.0 ⁇ 10 ⁇ 11 Pa ⁇ m 3 / sec. As mentioned above, it becomes easy to set in the range of 5.0 * 10 ⁇ -6 > Pa * m ⁇ 3 > / sec or less. In order to reduce the amount of helium leak, for example, it is effective to use an elastic body for both the ball 214 and the O-ring 212 of the valve mechanism.
  • the container 100 Therefore, it is difficult to appropriately release the gas generated inside, so that the material, shape, size, and the like of the members constituting the valve mechanism are appropriately adjusted.
  • the valve mechanism when the location of the O-ring 212 that comes into contact with the ball 214 has a shape that conforms to the surface shape of the ball 214, it is easy to design the helium leak amount within the above range.
  • the amount of helium leak is in the range of about 5.0 ⁇ 10 ⁇ 11 Pa ⁇ m 3 / sec to 2.0 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / sec, and further 5.0 ⁇ 10 ⁇
  • the valve mechanism is operated at a high level, which is not performed by a conventional check valve. It is necessary to design and process the shape of the portion where the ring 212 and the ball 214 are in contact with each other with extremely high accuracy.
  • the valve device 200 does not operate properly (the valve function unit 210 does not open) when objects with very high accuracy are brought into contact with each other. It is necessary to adjust so that it becomes.
  • the maximum strain in the thickness direction of the container 100 after the gas is released from the inside of the container 100 to the outside of the container 100 via each valve device (hereinafter simply referred to as “only”). No particular explanation was given regarding “maximum strain”.
  • the maximum strain in the thickness direction of the container 100 may be, for example, the size described below.
  • the maximum strain of the container 100 in the first embodiment will be described as a representative example. Note that the maximum strain of the container 100 in the first embodiment can be applied as the maximum strain of the container 100 in the other embodiments (the second to seventh embodiments).
  • the battery 10 includes a container 100 and a valve device 200.
  • the container 100 is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-fusible resin layer in this order.
  • the container 100 houses the battery element 400 therein.
  • the valve device 200 communicates with the inside of the container 100.
  • the valve device 200 is configured to reduce the pressure when the pressure inside the container 100 increases due to the gas generated inside the container 100. Furthermore, even if the maximum strain of the thickness of the container 100 (packaging material 110, 120) after the gas inside the container 100 is released to the outside of the container 100 through the valve device 200 is less than 30%. Good. That is, in the battery 10, the opening pressure of the valve device 200 may be set so that the maximum strain of the thickness is less than 30%.
  • gas is released through the valve device 200 at an appropriate timing, and thus a problem that a large ridge is formed in the container 100 after the gas release, Generation
  • the maximum strain of the container 100 by paying attention to the relationship between the maximum strain of the container 100 and the opening pressure of the valve device 200, the maximum strain can be set to less than 30%.
  • the gas is discharged at an appropriate timing before a problem that a large wrinkle is formed in the container 100 after gas release or a problem that the shape of the container 100 after gas discharge is greatly deformed occurs. It is discharged to the outside of the container 100 through the valve device 200. That is, when the pressure inside the container 100 increases, the change in the thickness of the container 100 is observed, and the opening pressure of the valve device 200 is opened so that the valve device 200 is opened before the thickness is reduced by 30%.
  • the problem that a large ridge is formed in the container 100 after the valve device 200 is opened, and the problem that the shape of the container 100 is greatly deformed after the valve device 200 is opened are effective. To be suppressed.
  • the upper limit of the maximum strain is preferably about 28% or less, more preferably 27% or less.
  • the lower limit of the maximum strain is preferably about 2% or more, more preferably about 4% or more.
  • a preferable range of the maximum strain is about 2% or more and less than 30%, or about 4% or more and 28% or less.
  • the maximum strain of the container 100 is measured as follows. First, two identical containers 100 to be measured for maximum strain are prepared. Next, lines are drawn in a grid pattern at intervals of 1 mm on the outer surface of each container 100. At this time, the positions of the lines drawn on the outer surfaces of the two containers 100 are the same. Next, with respect to one container 100, the valve device 200 is sealed and another air passage is provided in the container 100, or the valve function is removed from the valve device 200 to form an air passage. Air is sent into the interior of the container, the internal pressure is increased to 1 MPa, and the container 100 is expanded. Next, air is removed from the air passage to normal pressure, the container 100 is cut along the lattice-like line, and the thickness of the cross section is measured.
  • the container 100 is cut
  • the portion where the thickness was the thinnest was taken as the maximum strain location, and the thickness reduction rate (%) at the maximum strain location was the maximum strain ( %).
  • the maximum strain is 30%. It is.

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Abstract

電池は、電池素子と、収容体と、弁装置とを備える。収容体は、積層体で構成されており、電池素子が収容される内部空間を有し、内部空間を電池の厚み方向における第1の側から覆う第1収容部分と、内部空間を電池の厚み方向における第1の側と反対の第2の側から覆う第2収容部分とを含む。弁装置は、収容体に取り付けられ、収容体の内部空間を外部空間と連通可能である。収容体には、第1収容部分と第2収容部分とがそれぞれの周縁部に沿って融着されることにより、周縁接合部が形成されている。弁装置は、周縁接合部において第1収容部分と第2収容部分との間に挟まれており、弁装置の内端は、周縁接合部の内側端縁から内部空間に向かって突出している。

Description

電池
 本発明は、電池に関する。
 特許文献1は、パウチ型のリチウム二次電池を開示している。この電池では、電池素子を収容する袋の周縁に沿って形成されるシール部に、ガス抜きのための弁装置が挟まれるようにして取り付けられている。この弁装置は、袋内において発生したガスのせいで、袋の形状が変形するのを抑制することができる。
特開2016-31934号公報
 特許文献1においては、弁装置の内側端縁と、袋の周縁のシール部の内側端縁とが、面一になるように形成されている。しかしながら、この構成では、シール部を例えばヒートシールにより形成する場合、弁装置の内端部がシール熱で変形する虞がある。また、シール時に加えられる圧力によって、弁装置の内端部が変形することもあり得る。さらに、シール時に溶融した袋の材料で、弁装置の内端部において弁装置に形成される通気路が目詰まりすることもあるかもしれない。このように理由は様々考えられるが、特許文献1の電池では、弁装置が袋への取り付け時に故障し、正常に機能しなくなる虞がある。
 本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、弁装置の取り付け時の故障を抑制することができる電池を提供することである。
 本発明のある局面に従う電池は、電池素子と、収容体と、弁装置とを備える。収容体は、積層体で構成されており、電池素子が収容される内部空間を有し、内部空間を電池の厚み方向における第1の側から覆う第1収容部分と、内部空間を電池の厚み方向における第1の側と反対の第2の側から覆う第2収容部分とを含む。弁装置は、収容体に取り付けられ、収容体の内部空間を外部空間と連通可能である。収容体には、第1収容部分と第2収容部分とがそれぞれの周縁部に沿って融着されることにより、周縁接合部が形成されている。弁装置は、周縁接合部において第1収容部分と第2収容部分との間に挟まれており、弁装置の内端は、周縁接合部の内側端縁から内部空間に向かって突出している。
 上記電池において、第1収容部分は、周縁接合部の内側端縁よりも内側に配置され、周縁接合部よりも電池の厚み方向における第1の側に膨出した膨出部を有し、弁装置の内端は、膨出部の外側端縁よりも内側に位置してもよい。
 上記電池において、弁装置は、収容体の内部空間において発生したガスを収容体の外部空間へ排出する弁機構が内部に形成された第1部分と、収容体の内部において発生したガスを弁機構へ誘導する通気路が内部に形成された第2部分とを含んでもよい。
 上記電池において、通気路の延びる方向に沿って視たときに、第1部分の外形は、第2部分の外形から電池の厚み方向においてはみ出していてもよい。
 上記電池において、第1部分は、周縁接合部の外側端縁よりも外側に位置してもよい。
 上記電池において、第1部分は、第2部分よりも、通気路の延びる方向に直交する断面における断面積が大きくてもよい。
 上記電池において、積層体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有し、第1収容部分と第2収容部分とは、熱融着性樹脂層が互いに対向するように配置されていてもよい。
 上記電池において、第2部分は、周縁接合部において熱融着性樹脂層に挟まれており、第2部分の外周と熱融着性樹脂層との間には、第2部分及び熱融着性樹脂層の双方に接着するように構成された接着性部材が配置されていてもよい。
 この電池においては、熱融着性樹脂層と接着可能な接着性部材が第2部分の外周に接着されている。したがって、この電池によれば、第2部分の材料に拘わらず、収容体と弁装置との接着状態を容易に維持することができる。
 25℃環境において、JIS Z2331:2006「ヘリウム漏れ試験方法」の「真空吹付け法(スプレー法)」に規定された方法に準拠して測定される、弁装置の二次側から一次側へのヘリウムリーク量が5.0×10-11Pa・m3/sec以上、5.0×10-6Pa・m3/sec以下であってもよい。
 この電池によれば、収容体の内部でガスが発生した場合には当該ガスを適切に収容体の外部に放出することができ、かつ、外部環境から収容体の内部への水分の侵入を高度に抑制することができる。
 上記電池において、収容体の内部において発生したガスが弁装置を介して収容体の外部に放出された後における収容体の厚み方向の最大ひずみは30%未満であってもよい。
 この電池によれば、適切なタイミングで弁装置を介してガスが放出されるため、弁装置を介して収容体の外部にガスが放出された後に収容体に大きい皺が形成される事態や収容体の形状が大きく変形する事態が発生する可能性を低減することができる。
 本発明の電池によれば、弁装置の内端が、収容体の周縁接合部の内側端縁から内部空間に向かって突出している。すなわち、弁装置の内端が周縁接合部から距離をあけている。そのため、周縁接合部の形成時に、周縁接合部に加わる熱や圧力等の弁装置を故障させる原因が、弁装置の内端部に作用し難くなる。よって、弁装置の取り付け時の故障を抑制することができる。
実施の形態1に従う電池の平面図である。 図1のII-II断面図である。 収容体を示す図である。 図1のIV-IV断面図である。 別の例における図1のIV-IV断面図である。 包装材料の断面構造の一例を示す図である。 実施の形態1における弁装置の平面図である。 図6のVI-VI断面図である。 図6のVII-VII断面図である。 図1のVIII-VIII断面図であり、弁装置の取付け状態を説明するための図である。 図1の破線で示される円内の部分拡大図。 別の例における図1の破線で示される円内の部分拡大図。 電池の製造手順を示すフローチャートである。 フランジ部と包装材料との間に弁装置を載置する動作を示す図である。 実施の形態2における弁装置の平面図である。 図13のXII-XII断面図である。 実施の形態3における弁装置の平面図である。 図15のXIV-XIV断面図である。 実施の形態4における弁装置の平面図である。 図17のXVI-XVI断面図である。 実施の形態5における弁装置の平面図である。 実施の形態6における弁装置の平面図である。 図20のXIX-XIX断面図である。 実施の形態7における弁装置の平面図である。 図22のXXI-XXI断面図である。 弁装置の収容体への取り付け時の様子を示す図である。 変形例1における弁装置の断面を示す図である。 変形例2における弁装置の断面を示す図である。 変形例3における弁装置の断面を示す図である。 変形例4における弁装置の平面図である。 図28のXXVII-XXVII断面図である。 変形例5における包装材料の平面図である。 図30のXXIX-XXIX断面図である。 他の変形例における弁装置の平面図である。 図32のXXXIII-XXXIII断面図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
 [1.実施の形態1]
 <1-1.電池の概要>
 図1は、本実施の形態1に従う電池10の平面図である。図2は、図1のII-II断面図である。電池10は、タブ300の正極と負極が反対側に配置されており、たとえば電池を多数直列接続して高電圧で使用する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両用に配慮した形態である。
 図1及び図2に示されるように、電池10は、収容体100と、電池素子400と、タブ300と、タブフィルム310と、弁装置200とを含んでいる。
 収容体100は、包装材料110,120を含んでいる。収容体100の周縁部においては、包装材料110,120がヒートシールされ、周縁接合部130が形成されている。すなわち、周縁接合部130においては、包装材料110,120が互いに融着している。なお、本実施の形態1に従う周縁接合部130は、ヒートシールにより形成されるが、これに限定されず、例えば、超音波シールにより形成することもできる。いずれにせよ、周縁接合部130とは、包装材料110,120が融着され、一体化している部分を意味する。包装材料110,120については後程詳しく説明する。
 電池素子400は、たとえば、リチウムイオン電池(二次電池)やキャパシタ等の蓄電部材である。電池素子400は、収容体100の内部空間S1に収容されている。電池素子400に異常が生じると、収容体100内においてガスが発生し得る。また、たとえば、電池素子400がキャパシタである場合には、キャパシタにおける化学反応に起因して収容体100内においてガスが発生し得る。
 タブ300は、電池素子400における電力の入出力に用いられる金属端子である。タブ300の一方の端部は電池素子400の電極(正極又は負極)に電気的に接続されており、他方の端部は収容体100の端縁から外側に突出している。
 タブ300を構成する金属材料は、たとえば、アルミニウム、ニッケル、銅等である。たとえば、電池素子400がリチウムイオン電池である場合、正極に接続されるタブ300は、通常、アルミニウム等によって構成され、負極に接続されるタブ300は、通常、銅、ニッケル等によって構成される。
 電池10においては、2つのタブ300が含まれている。一方のタブ300は、収容体100の周縁接合部130のうち矢印L方向の端部において、タブフィルム310を介して包装材料110,120に挟まれている。他方のタブ300は、収容体100の周縁接合部130のうち矢印R方向の端部において、タブフィルム310を介して包装材料110,120に挟まれている。
 タブフィルム310は、接着性保護フィルムであり、包装材料110,120及びタブ300(金属)の両方と接着するように構成されている。タブフィルム310を介することによって、金属製のタブ300を包装材料110,120で固定することができる。また、タブフィルム310は、特に高電圧で用いる場合、絶縁層、耐熱層あるいは耐熱成分を含み、短絡防止機能を有することが好ましい。
 弁装置200は、収容体100内の圧力に応じて、開状態と閉状態との間を切り替わる。弁装置200は、開状態において、収容体100の内部空間S1と外部空間とを連通させる部材である。弁装置200は、収容体100内で発生したガスに起因して収容体100内の圧力が所定値以上となった場合に、収容体100内のガスを外部に放出するように構成されている。一方、弁装置200は、閉状態において、収容体100の内部空間S1を外部空間から密閉する。
 弁装置200の筐体は、包装材料110,120の最内層と直に接着する材料が好ましく、包装材料110,120の最内層と同じ熱融着性を備えた樹脂、たとえば、ポリプロピレン(PP)等の樹脂によって構成されているのが好ましい。仮に耐熱性等の理由でPP以外の異材質を使用する場合、タブに使用するタブフィルムと同様に、その異材質とPPの両方に接着可能なフィルムを介在してシールする方法が有効である。弁装置200は、収容体100の周縁接合部130における矢印F方向の端部側において、包装材料110,120に挟まれている。弁装置200については、後程詳しく説明する。
 本実施の形態1に従う電池10においては、弁装置200を収容体100に取り付けるに当たって、様々な構造上の工夫が採用されている。以下、収容体100の構成、弁装置200の構成、収容体100への弁装置200の取付け状態、及び、電池10の製造方法について順に説明する。
 なお、矢印LRUDFBの各々が示す方向は、各図面において共通である。以下では、矢印LR方向を「電池10の幅方向」とも称し、矢印UD方向を「電池10の厚み方向」とも称する。矢印LR方向、矢印UD方向及び矢印FB方向は、互いに直交している。また、矢印UD方向を「上下方向」と称することもあり、このとき、後述する図3を基準とし、U側が上側であり、D側が下側である。
 <1-2.収容体の構成>
 図3は、収容体100を示す図である。図3に示されるように、収容体100は、電池素子400が収容される内部空間S1を有し、内部空間S1を電池10の厚み方向における下側から覆う包装材料110と、内部空間S1を電池10の厚み方向における上側から覆う包装材料120を含んでいる。包装材料110,120の各々は、いわゆるラミネートフィルムで構成されており、平面視における形状は略同一の矩形形状である。
 包装材料110は、略直方体形状の内部空間S1が形成されるように成形された成形部112と、成形部112の外側端縁に沿って矢印FB方向及び矢印LR方向に延びるフランジ部114とを含んでいる。すなわち、フランジ部114は、成形部112を囲繞している。フランジ部114は、概ね同一平面内に広がっており、成形部112は、フランジ部114から電池10の厚み方向における下側に向かって、図3で示す矢印D方向に膨出している。成形部112においては、矢印U方向の面が開放されている。該開放されている面を通じて、電池素子400(図1)が内部空間S1内に配置される。すなわち、包装材料110は、成形部112の内部に空間(実質的に、内部空間S1に同じ)を有するトレイ型のラミネートケースである。包装材料110は、内部空間S1を電池10の厚み方向における下側から覆う。
 一方、包装材料120は、シート状に構成されており、主として成形部112により画定される内部空間S1を電池10の厚み方向における上側から覆う蓋である。蓋である包装材料120の周縁部は、トレイ型の包装材料110の周縁部であるフランジ部114上に重ねられ、両周縁部が融着される。こうして形成される周縁接合部130は、収容体100の外周全体に亘って延び、角環状に形成される。
 図4Aは、図1のIV-IV断面図である。同図に示すとおり、成形部112は、周縁接合部130の内側端縁P2よりも内側に配置されており、フランジ部114の内側端縁P3から立ち上がる。よって、成形部112は、周縁接合部130よりも矢印D方向に膨出している。この例では、周縁接合部130の内側端縁P2とフランジ部114の内側端縁(言い換えると、成形部112の外側端縁)P3とは一致している。なお、図中、斜線の領域は、周縁接合部130において融着されている部分である。図4Bは、別の例における図1のIV-IV断面図である。図4Bの例のように、周縁接合部130の内側端縁P2は、フランジ部114の内側端縁(言い換えると、成形部112の外側端縁)P3よりも外側に位置していてもよい。
 図5は、包装材料110,120の断面構造の一例を示す図である。図5に示されるように、包装材料110,120の各々は、基材層31、接着剤層32、バリア層33、接着層34及び熱融着性樹脂層35がこの順に積層された積層体である。なお、包装材料110,120の各々は、必ずしも図5に示される各層を含む必要はないが、典型的には、少なくとも、基材層31、バリア層33及び熱融着性樹脂層35をこの順に有している。包装材料110,120は、それぞれの熱融着性樹脂層35が互いに対向するように配置される。
 収容体100においては、基材層31が最外層となり、熱融着性樹脂層35が最内層となる。電池10の組立て時に、内部空間S1(図3)内に電池素子400(図2)が配置された状態で、包装材料110,120の各々の周縁に位置する熱融着性樹脂層35同士を熱融着することによって、周縁接合部130が形成される。このとき、電池素子400が収容体100内に密封され、弁装置200が周縁接合部130に融着して固定され、さらに、タブ300もタブフィルム310を介して周縁接合部130に融着して固定される。以下、包装材料110,120に含まれる各層について説明する。なお、包装材料110,120の厚さとしては、たとえば、50~200μm程度、好ましくは90~160μm程度が挙げられる。
 (1-2-1.基材層)
 基材層31は、包装材料110,120の基材として機能する層であり、収容体100の最外層側を形成する層である。
 基材層31を形成する素材は、特に制限されないが、典型的には、絶縁性を有し、たとえば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ、アクリル、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。基材層31は、たとえば、上記の樹脂により形成された樹脂フィルムであってもよいし、上記の樹脂を塗布して形成したものであってもよい。樹脂フィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムが挙げられ、二軸延伸フィルムが好ましい。二軸延伸フィルムを形成する延伸方法としては、例えば、逐次二軸延伸法、インフレーション法、同時二軸延伸法等が挙げられる。さらに、基材層31は、単層であってもよいし、2層以上により構成されていてもよい。基材層31が2層以上により構成されている場合、基材層31は、樹脂フィルムを接着剤などで積層させた積層体であってもよいし、樹脂を共押出しして2層以上とした樹脂フィルムの積層体であってもよい。また、樹脂を共押出しして2層以上とした樹脂フィルムの積層体を、未延伸のまま基材層31としてもよいし、一軸延伸または二軸延伸して基材層31としてもよい。基材層31が、2層以上の樹脂フィルムの積層体の具体例としては、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとの積層体、2層以上のナイロンフィルムの積層体、2層以上のポリエステルフィルムの積層体などが挙げられ、好ましくは、延伸ナイロンフィルムと延伸ポリエステルフィルムとの積層体、2層以上の延伸ナイロンフィルムの積層体、2層以上の延伸ポリエステルフィルムの積層体が好ましい。例えば、基材層31が2層の樹脂フィルムの積層体である場合、ポリエステル樹脂フィルムとポリエステル樹脂フィルムの積層体、ポリアミド樹脂フィルムとポリアミド樹脂フィルムの積層体、またはポリエステル樹脂フィルムとポリアミド樹脂フィルムの積層体が好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体、ナイロンフィルムとナイロンフィルムの積層体、またはポリエチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムの積層体がより好ましい。また、ポリエステル樹脂は、基材層31の最外層に位置することが好ましい。
 基材層31の厚さとしては、たとえば、3~50μm程度、好ましくは10~35μm程度が挙げられる。
 (1-2-2.接着剤層)
 接着剤層32は、基材層31に密着性を付与するために、基材層31上に必要に応じて配置される層である。すなわち、接着剤層32は、基材層31とバリア層33との間に必要に応じて設けられる。
 接着剤層32は、基材層31とバリア層33とを接着可能な接着剤によって形成される。接着剤層32の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよいし、1液硬化型接着剤であってもよい。また、接着剤層32の形成に使用される接着剤の接着機構は、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型及び熱圧着型等のいずれであってもよい。
 接着剤層32の厚さとしては、たとえば、1~10μm程度、好ましくは2~5μm程度が挙げられる。
 (1-2-3.バリア層)
 バリア層33は、包装材料110,120の強度向上の他、電池10内に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層33を構成する素材としては、たとえば、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属が挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。バリア層33は、たとえば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、及び、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。各包装材料の製造時に、バリア層33にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、たとえば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014 A8021P-O、JIS H4000:2014 A8079P-O)等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
 バリア層33の厚みは、水蒸気等のバリア層として機能すれば特に制限されないが、たとえば、10~100μm程度、好ましくは20~80μm程度とすることができる。
 (1-2-4.接着層)
 接着層34は、熱融着性樹脂層35を強固に接着するために、バリア層33と熱融着性樹脂層35との間に、必要に応じて設けられる層である。
 接着層34は、バリア層33と熱融着性樹脂層35とを接着可能な接着剤によって形成される。接着層34の形成に使用される接着剤の組成は、特に制限されないが、たとえば、酸変性ポリオレフィンを含む樹脂組成物である。酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
 接着層34の厚さとしては、たとえば、1~50μm程度、好ましくは2~40μm程度が挙げられる。
 (1-2-5.熱融着性樹脂層)
 熱融着性樹脂層35は、収容体100の最内層を形成する。熱融着性樹脂層35は、収容体100の周縁において、対向する熱融着性樹脂層と熱融着することによって、電池素子400を収容体100内に密封する。また、熱融着性樹脂が一定の膜厚以上でバリア層を覆うことで、電解液とバリア層金属との絶縁性を保つことができる。
 熱融着性樹脂層35に使用される樹脂成分は、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、たとえば、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン等である。
 ポリオレフィンとしては、たとえば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(たとえば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(たとえば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン;エチレン-ブテン-プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
 また、熱融着性樹脂層35の厚さとしては、特に制限されないが、好ましくは100μm以下、より好ましくは15~90μm程度、さらに好ましくは30~80μm程度が挙げられる。
 <1-3.弁装置の構成>
 図6は、弁装置200の平面図である。弁装置200は、収容体100内の圧力を調整するためのガス抜き弁であり、繰り返しのガス抜きが可能な復帰弁である。図6に示されるように、弁装置200は、弁機能部210と、シール取付け部220とを含んでいる。詳細については後述するが、シール取付け部220は、少なくともその一部が、包装材料110,120(図2)に挟まれて固定されている。シール取付け部220がヒートシールされることで、シール取付け部220の外側の周面と、包装材料110,120の最内層である熱融着性樹脂層35とは、融着して接合された状態となる。
 弁機能部210及びシール取付け部220は、矢印FB方向に並んでおり、シール取付け部220がより矢印B方向に配置される。シール取付け部220は、弁機能部210の矢印B方向の端部(内端部)に接続されている。弁機能部210及びシール取付け部220の外形は、各々、矢印FB方向に平行な中心軸を有する略円柱形状であり、互いに同軸である。ここで、両者の共通する中心軸を、参照符号C1で表す。
 シール取付け部220において、矢印B方向の端部の角にはRが形成されている。すなわち、シール取付け部220において、弁機能部210側とは反対側の端部の平面視における角にはR(たとえば、R=0.2mm~2.0mm)が形成されている。なお、本願明細書においては、角が丸みを帯びていることを「Rが形成されている」として表現する。ここで「Rが形成されている」とは、構造的には、面取り加工がされたのと同様で、角が丸みを帯びた状態を意味しており、さらには「R」単独で、この角の丸みの半径を意味するものとして使用する。なお、弁装置200の製造工程において発生する尖った角に対して面取り加工を施して角に丸みをつける(Rを形成する)ことも可能であるが、弁装置200の筐体が樹脂成形品である場合には、最初から丸みを帯びた角を備えるように成形することで切削等の面取り加工なしでRを形成することも可能である。
 図7は、図6のVI-VI断面図である。図7に示されるように、弁装置200において、弁機能部210及びシール取付け部220の各々の、矢印FB方向に直交する断面(以下、FB断面ということがある)の外形は、正円形状である。シール取付け部220は、全体としては略円筒形状であり、シール取付け部220の内部には通気路A1が形成されている。通気路A1は、矢印FB方向に沿って延びる。通気路A1の断面は、正円形状であり、その中心は中心軸C1上にある。シール取付け部220の中心軸C1を基準とする径方向の厚みは、中心軸C1を基準とする周方向に沿って概ね一定である。
 弁装置200において、電池10の厚み方向(矢印UD方向)における弁機能部210の長さL2は、電池10の厚み方向におけるシール取付け部220の長さL1よりも長い。電池10の幅方向(矢印LR方向)における弁機能部210の長さL2は、電池10の幅方向におけるシール取付け部220の長さL1よりも長い。すなわち、弁機能部210のFB断面の直径は、シール取付け部220のFB断面の直径よりも長く、弁機能部210のFB断面における断面積は、シール取付け部220のFB断面における断面積より大きい。また、弁装置200を矢印F方向に視たとき、シール取付け部220の外形は、弁機能部210の外形に包含される。言い換えると、弁装置200を矢印F方向に視たとき、弁機能部210は、シール取付け部220の外形から、電池10の厚み方向(矢印UD方向)を含む各方向にはみ出している。その結果、弁機能部210とシール取付け部220との境界には、段差が形成されている(図6)。この段差により、弁装置200は、シール取付け部220から弁機能部210に向かって不連続に拡径する形状となる。
 図8は、図6のVII-VII断面図である。図8に示されるように、シール取付け部220の矢印B方向の端部には、R(たとえば、R=0.2mm~2.0mm)が形成されている。また、シール取付け部220の内部には、通気路A1が形成されている。通気路A1は、たとえば、収容体100内において発生したガスを弁機能部210へ誘導する。
 弁機能部210の内部には、収容体100(図1)内において発生したガスを収容体100外へ排出するように構成された弁機構が設けられている。具体的には、弁機能部210は、筒体211と、Oリング212と、ボール214と、バネ216と、メンブレン218とを含んでいる。すなわち、弁機能部210には、ボールスプリング型の弁機構が設けられている。なお、実施の形態1においては、弁装置200を繰り返しのガス抜きが可能な複雑な弁機構を必要とする復帰弁としているが、1回限りのガス抜きが可能なより簡便な弁機構で十分な破壊弁としても良い。弁機能部210内に設けられる弁機構は、ガスに起因して上昇した収容体100内の圧力を1回だけ或いは複数回にわたり繰り返し低減可能であれば特に制限されず、たとえば、ポペット型、ダックビル型、アンブレラ型、ダイヤフラム型等の弁機構であってもよい。
 筒体211は、中心軸C1に沿って延びており、矢印FB方向に貫通する空間S2を画定している。空間S2は、シール取付け部220内の通気路A1に連通しており、Oリング212、ボール214、バネ216及びメンブレン218は、空間S2内に配置されている。空間S2内では、Oリング212、ボール214、バネ216及びメンブレン218が、矢印F方向に向かってこの順に配置されている。
 筒体211は、空間S2に面する弁座211aを有する。弁座211aは、空間S2内に、矢印F方向に向かって拡径する逆円錐型の空間を画定する。弁座211aは、バネ216により付勢される弁体としてのボール214を受け取り、このとき、弁機能部210の閉状態が形成される。Oリング212は、弁座211aに着座したときに、ボール214と弁座211aとの隙間をなくし、閉状態の密閉性を高めるのを補助する。Oリング212は、中空円形のリングであり、たとえば、フッ素ゴムによって構成されている。ボール214及びバネ216の各々は、たとえば、ステンレスによって構成されている。なお、ボール214は、樹脂で構成されてもよい。メンブレン218は、たとえば、10-2~100μm程度のポアー直径(pore diameter)を有し、電解液を漏らさず、ガスのみを透過(選択透過)するようなPTFEメンブレンによって構成されている。なお、PTFEとは、ポリテトラフルオロエチレン (polytetrafluoroethylene)の意である。また、PTFEメンブレンは柔らかい材質の為、強度が不足する場合はポリプロピレンやポリエステルなどのメッシュや不織布と一体成型して補強したものを用いることもできる。
 弁装置200が収容体100に取り付けられた状態で、収容体100内の圧力が所定圧力に達すると、通気路A1から誘導されたガスがボール214を矢印F方向に押圧する。ボール214が押圧され、弁座211aから離れると、バネ216が縮み、弁機能部210の開状態が形成される。この開状態において、収容体100内のガスは、ボール214とOリング212との間に形成された隙間を通り、メンブレン218を透過して、排気口O1から収容体100の外部に排出される。ガスが排出され、ボール214を矢印F方向に押圧する力が弱まると、バネ216が延び、ボール214を矢印B方向に付勢する力がこれよりも大きくなる。その結果、再度、弁機能部210の閉状態が形成される。
 <1-4.弁装置の取付け状態>
 図9は、図1のVIII-VIII断面図であり、弁装置200の取付け状態を説明するための図である。図10Aは、図1の破線で示される円内の部分拡大図である。これらの図に示されるように、弁装置200の弁機能部210は、周縁接合部130の外側端縁P1よりも外側に位置している。一方、弁装置200のシール取付け部220の一部分は、周縁接合部130において、包装材料110の熱融着性樹脂層35と包装材料120の熱融着性樹脂層35との間に挟まれている。そして、シール取付け部220の外側の周面と、包装材料110,120の最内層である熱融着性樹脂層35とは、互いに融着して接合された状態となっている。なお、図9では、弁装置200が包装材料110,120の熱融着性樹脂層35と融着して接合された状態であることを説明するため、便宜的に、熱融着性樹脂層35を周縁接合部130付近のみ部分的に図示しているが、熱融着性樹脂層35は包装材料110,120の全面に備えられている。
 本実施の形態1に従う電池10において、シール取付け部220が周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれ、弁機能部210が周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれていない理由について次に説明する。
 仮に、弁機能部210が周縁接合部130において熱融着性樹脂層35に挟まれるとする。この場合には、包装材料110,120の周縁において熱融着性樹脂層35を互いに融着する時(ヒートシールする時)に、加えられる熱及び圧力によって弁機能部210内の弁機構が故障する可能性がある。
 本実施の形態1に従う電池10において、周縁接合部130で熱融着性樹脂層35に挟まれているのはシール取付け部220であり、弁機能部210は熱融着性樹脂層35に挟まれていない。したがって、電池10においては、ヒートシール時に弁機能部210に大きい圧力及び熱が加えられない。すなわち、電池10においては、弁機能部210を熱融着性樹脂層35によって挟まないことによって、ヒートシール時に加えられる圧力及び熱に起因した弁機構の故障が抑制されている。
 また、本実施の形態1に従う電池10においては、上述のように、シール取付け部220の断面の直径が弁機能部210の断面の直径よりも短い。したがって、シール取付け部220の断面の直径が弁機能部210の断面の直径以上である場合と比較して、周縁接合部130のうちシール取付け部220が挟まれている部分における電池の厚み方向の長さL4と、周縁接合部130のうちシール取付け部220が挟まれていない部分における電池の厚み方向の長さL3との差が小さい。この差が大きいほど、シール取付け部220の外側の周面が包装材料110,120の最内層である熱融着性樹脂層35と融着して隙間なく接合された状態とするために、ヒートシールの圧力を大きくする必要が生じる。その結果、ヒートシールのために収容体100の周縁に加えられる圧力が大きくなる。該圧力が大きくなると、特にシール取付け部220が挟まれている位置において、さらにはタブフィルム310とタブ300が挟まれている位置において、熱融着性樹脂層35が薄くなる可能性がある。熱融着性樹脂層35が薄くなると、電池10において絶縁破壊が生じる可能性がある。
 本実施の形態1に従う電池10においては、上述のように、長さL4と長さL3との差が小さい。したがって、ヒートシール機によって収容体100の周縁を挟んだ時に、収容体100の周縁全体において熱融着性樹脂層に適切に圧力及び熱が加えられる。その結果、電池10によれば、電池10において絶縁破壊が生じる可能性を低減しつつ、対向する熱融着性樹脂層35を適切に融着させ、シール取付け部220を収容体100に強固に固定することができる。
 また、本実施の形態1に従う電池10においては、シール取付け部220の内端221は、周縁接合部130の内側端縁P2まで達しており、そこからさらに内部空間S1に向かって突出している。一方、仮に、シール取付け部220の内端221が、周縁接合部130の内側端縁P2と面一又は内側端縁P2よりも外側に存在する場合、弁装置200の機能上、様々な不具合が生じ得る。例えば、周縁接合部130の形成時に、シール取付け部220に加えられるシール熱や圧力のせいで、シール取付け部220の内端部が変形し得る。また、溶融した包装材料110,120の一部が、シール取付け部220の通気路A1内に内端221側から入り込み、通気路A1が目詰まりすることもあり得る。以上のような不具合が生じると、弁装置200が正常に機能せず、故障することになる。しかしながら、本実施の形態1では、シール取付け部220の内端221が周縁接合部130の内側端縁P2よりも内側に存在する。そのため、周縁接合部130の形成時にシール取付け部220の内端部を保護し、同部位が傷つくことがなく、弁装置200の故障が抑制される。
 また、実施の形態1に従う電池10においては、シール取付け部220の内端221は、成形部112の外側端縁(フランジ部114の内側端縁に一致する)P3よりも内側に位置する。よって、周縁接合部130の形成時に、成形部112が壁となって、シール装置がシール取付け部220の内端221に干渉しない。その結果、シール取付け部220の内端部をより確実に保護することができる。
 なお、シール取付け部220の内端221が、成形部112の外側端縁P3よりも内側に位置する場合、電池10の使用状況によっては、シール取付け部220の矢印B方向の端部(内端部)が電池素子400に接触する可能性がある。本実施の形態1に従う電池10においては、上述のように、シール取付け部220の内端部にRが形成されている(図6)。したがって、仮にシール取付け部220の内端部が電池素子400に接触したとしても、該内端部が電池素子400を傷つける可能性は低い。また、電池10の使用状況によっては、シール取付け部220の内端部が包装材料120の熱融着性樹脂層35に接触する可能性がある。本実施の形態1に従う電池10においては、上述のように、シール取付け部220の内端部にRが形成されているため、仮にシール取付け部220の内端部が包装材料120の熱融着性樹脂層35に接触したとしても、該内端部が熱融着性樹脂層35を傷つける可能性は低い。
 図10Aの例では、弁機能部210の矢印B方向の端部(内端部)は、周縁接合部130の外側端縁P1に接しておらず、外側端縁P1から外側に間隔をあけている。しかしながら、図10Bの例のように、弁機能部210の内端部が、周縁接合部130の外側端縁P1に接するように、弁装置200を取り付けることもできる。この場合、弁機能部210とシール取付け部220との間の段差を利用することにより、周縁接合部130に対する弁装置200の位置決めを確実に行うことができる。よって、シール取付け部220の矢印FB方向の長さ及び周縁接合部130の矢印FB方向のシール幅を、前者が後者よりも長くなるように設計しておくことで、シール取付け部220の内端221を、周縁接合部130の内側端縁P2から確実に突出させることができる。
 <1-5.製造方法>
 図11は、電池10の製造手順を示すフローチャートである。たとえば、電池10は、製造装置によって製造される。
 図11を参照して、製造装置は、収容体100内に各部品を載置する(ステップS100)。たとえば、製造装置は、タブフィルム310付きタブ300が溶接によって電気的に接続された電池素子400を、包装材料110内の内部空間S1に載置することによって、包装材料110のフランジ部114の上に、タブフィルム310付きタブ300が載置された状態とし、次に、包装材料110のフランジ部114の上に弁装置200を載置する。なお、包装材料110の内部空間S1に電池素子400を載置し、その次に、タブフィルム310付きタブ300を電池素子400に溶接して電気的に接続すると共に包装材料110のフランジ部114の上にタブフィルム310付きタブ300が載置された状態とし、次に、包装材料110のフランジ部114の上に弁装置200を載置することも可能である。そして、製造装置は、包装材料110上に包装材料120を載置する。
 図12は、包装材料110のフランジ部114と包装材料120との間に弁装置200を載置する動作を示す図である。図12に示されるように、弁機能部210とシール取付け部220との間には段差が形成されている。したがって、シール取付け部220を包装材料110,120で挟む時に、仮に弁装置200を収容体100側に押し込み過ぎたとしても段差部分が包装材料110,120の端部に引っ掛かる。したがって、電池10によれば、電池10の製造過程において、弁機能部210が誤って包装材料110,120(熱融着性樹脂層35)に挟まれる事態を抑制することができる。すなわち、段差部分において、シール取付け部220から少なくとも上下方向に立ち上がる弁機能部210の構造は、弁機能部210が包装材料110,120の間に入り込まないようにするためのストッパーとして機能する。
 各部品の載置が完了すると、製造装置は、収容体100の周縁をヒートシールする(ステップS110)。すなわち、製造装置は、収容体100の周縁を挟み、収容体100の周縁に圧力及び熱を加える。これにより、収容体100の周縁において、対向する熱融着性樹脂層35が互いに融着し、周縁接合部130が形成される。そして、電池素子400が収容体100内に密封され、弁装置200が周縁接合部130に融着して固定され、さらに、タブ300もタブフィルム310を介して周縁接合部130に融着して固定され、電池10が完成する。なお、ヒートシール工程においては、収容体100の内部の脱気を行うことで、収容体100の内部に不要なガスが含まれないようにすることができる。具体的には、全周を接合せずに、一部に未接合状態の周縁を残しておき、この未接合状態の周縁から脱気して、最後に未接合状態の周縁に圧力及び熱を加えて、全周の周縁接合部130を完成させることができる。さらには、電解液を必要とする電池の場合には、全周を接合せずに、一部に未接合状態の周縁を残しておき、この未接合状態の周縁から電解液を注入して、脱気して、最後に未接合状態の周縁に圧力及び熱を加えて、全周の周縁接合部130を完成することもある。
 また、製造装置のシールバーのうち収容体100の周縁を挟む面の形状を、シール取付け部220の外形に沿う形状とすることも有効である。この場合には、シール取付け部220が挟まれた位置における熱融着性樹脂層35同士の接着がより強固になる。この場合であっても、包装材料110,120の変形や負荷を低減するために、後述の実施の形態2のように、シール取付け部220の形状を扁平形状とすることが有効である。
 なお、添付の図面では、収容体100の内部空間S1に電池素子400が収容されていることを理解し易く説明するため、便宜的に、内部空間S1に対して電池素子400を小さいサイズで示している。しかし、製造工程において以上のとおり脱気する場合には、内部空間S1は縮小して電池素子400と略同じサイズとなり、最終的な電池10の状態では、ほとんど隙間なく電池素子400により埋められ得る。
 <1-6.特徴>
 以上のように、本実施の形態1に従う電池10においては、弁装置200が、収容体100の周縁接合部130の内側端縁P2から内部空間S1に向かって突出している。すなわち、弁装置200の内端が周縁接合部130から距離をあけている。そのため、周縁接合部130の形成時に、周縁接合部130に加わる熱や圧力等の弁装置200を故障させる原因が、弁装置200の内端部に作用し難くなる。よって、弁装置200の取り付け時の故障を抑制することができる。
 なお、電池素子400は、本発明の「電池素子」の一例である。収容体100は、本発明の「収容体」の一例であり、包装材料110は、本発明の「第1収容部分」の一例であり、包装材料120は、本発明の「第2収容部分」の一例であり、内部空間S1は、本発明の「内部空間」の一例であり、周縁接合部130は、本発明の「周縁接合部」の一例であり、成形部112は、本発明の「膨出部」の一例である。弁装置200は、本発明の「弁装置」の一例であり、弁機能部210は、本発明の「第1部分」の一例であり、シール取付け部220は、本発明の「第2部分」の一例であり、通気路A1は、本発明の「通気路」の一例である。基材層31は、本発明の「基材層」の一例であり、バリア層33は、本発明の「バリア層」の一例であり、熱融着性樹脂層35は、本発明の「熱融着性樹脂層」の一例である。
 [2.実施の形態2]
 本実施の形態2においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図13は、本実施の形態2に従う電池に搭載されている弁装置200Aの平面図である。図13に示されるように、弁装置200Aは、弁機能部210Aと、シール取付け部220Aとを含んでいる。シール取付け部220Aは、少なくともその一部が、包装材料110,120に挟まれて、ヒートシールされる部分である。シール取付け部220Aは、実施の形態1と比較して、断面形状が異なる。弁機能部210Aは、基本的には実施の形態1と同様であるが、シール取付け部220A内に形成されている通気路A6(図14)の形状の違いに応じて、筐体及び弁機構の形状が一部変更されている。
 図14は、図13のXII-XII断面図である。図14に示されるように、シール取付け部220Aの断面において、電池の幅方向(矢印LR方向)の長さL5は、電池の厚み方向(矢印UD方向)の長さL6よりも長い。より具体的には、シール取付け部220Aの断面形状は、楕円形状である。
 シール取付け部220Aの内部には通気路A6が形成されている。通気路A6においても、電池の幅方向の長さは、電池の厚み方向の長さよりも長い。より具体的には、通気路A6の断面形状は、楕円形状である。
 このように、本実施の形態2においては、シール取付け部220Aの断面において、電池の幅方向の長さL5が、電池の厚み方向の長さL6よりも長い。すなわち、シール取付け部の断面形状が正円(面積は同一)である場合と比較して、電池の厚み方向におけるシール取付け部220Aの長さが短い。この電池においては、周縁接合部130のうちシール取付け部220Aが挟まれている部分における電池の厚み方向の長さと、周縁接合部130のうちシール取付け部220Aが挟まれていない部分における電池の厚み方向の長さとの差がより小さくなっている。したがって、この電池によれば、収容体100の周縁全体において熱融着性樹脂層35に適切に圧力及び熱を加えることができ、対向する熱融着性樹脂層35を適切に融着させることができるため、弁装置200Aのシール取付け部220Aを収容体100に強固に固定することができる。
 なお、弁装置200Aは、本発明の「弁装置」の一例であり、弁機能部210Aは、本発明の「第1部分」の一例であり、シール取付け部220Aは、本発明の「第2部分」の一例である。通気路A6は、本発明の「通気路」の一例である。
 [3.実施の形態3]
 実施の形態3においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図15は、本実施の形態3に従う電池に搭載されている弁装置200Bの平面図である。図15に示されるように、弁装置200Bは、弁機能部210Bと、シール取付け部220Bとを含んでいる。シール取付け部220Bは、少なくともその一部が、包装材料110,120に挟まれて、ヒートシールされる部分である。シール取付け部220Bは、実施の形態1と比較して、断面形状が異なる。弁機能部210Bは、基本的には実施の形態1と同様であるが、シール取付け部220B内に形成されている通気路A7(図16)の形状の違いに応じて、筐体及び弁機構の形状が一部変更されている。
 図16は、図15のXIV-XIV断面図である。図16に示されるように、シール取付け部220Bにおいては、電池の幅方向(矢印LR方向)の両端部に翼状延端部40,41が形成されている。翼状延端部40,41の各々は、電池の幅方向の端部に近づくほど薄くなる形状を有している。また、別の観点からは、翼状延端部40,41の各々は、シール取付け部220の他の部分(円形部分)と比較して、矢印LR方向において、電池の厚み方向の長さの変化が緩やかな部分ともいえる。
 本実施の形態3に従う電池においては、実施の形態1(シール取付け部220Bに翼状延端部40,41が設けられていない場合)と比較して、周縁接合部130のうちシール取付け部220Bが挟まれていない部分から周縁接合部130のうちシール取付け部220Bが挟まれている部分へ移行する位置における電池の厚み方向の変化が滑らかである。したがって、この電池によれば、シール取付け部220Bが熱融着性樹脂層35によって挟まれている位置とシール取付け部220Bが熱融着性樹脂層35に挟まれていない位置との境界において包装材料110,120に無理な力が加わらないため、弁装置200Bのシール取付け部220Bを収容体100に強固に固定することができる。
 なお、弁装置200Bは、本発明の「弁装置」の一例であり、弁機能部210Bは、本発明の「第1部分」の一例であり、シール取付け部220Bは、本発明の「第2部分」の一例である。翼状延端部40,41は、本発明の「翼状延端部」の一例である。通気路A7は、本発明の「通気路」の一例である。
 [4.実施の形態4]
 本実施の形態4においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図17は、本実施の形態4に従う電池に搭載されている弁装置200Cの平面図である。図17に示されるように、弁装置200Cは、弁機能部210Cと、シール取付け部220Cとを含んでいる。シール取付け部220Cは、少なくともその一部が、包装材料110,120に挟まれて、ヒートシールされる部分である。シール取付け部220Cは、実施の形態1と比較して、断面形状が異なる。弁機能部210Cは、基本的には実施の形態1と同様であるが、シール取付け部220C内に形成されている通気路A2(図18)の形状の違いに応じて、筐体及び弁機構の形状が一部変更されている。
 図18は、図17のXVI-XVI断面図である。図18に示されるように、シール取付け部220C内(通気路A2内)には、ピラー50,51が形成されている。ピラー50,51の各々は、電池の厚み方向(矢印UD方向)に延び、電池の厚み方向の両端がシール取付け部220Cの内周に接続されている。また、ピラー50,51の各々は、通気路A2内において矢印FB方向に延びている(図17)。なお、ピラーの数は、必ずしも2本である必要はなく、少なくとも1本あればよい。
 本実施の形態4に従う電池においては、通気路A2内にピラー50,51が形成されているため、対向する熱融着性樹脂層35に挟まれたシール取付け部220Cに圧力及び熱が加えられたとしても、通気路A2が維持される。したがって、この電池によれば、対向する熱融着性樹脂層35の融着時におけるシール取付け部220C内の通気路A2の破損を抑制することができる。
 なお、弁装置200Cは、本発明の「弁装置」の一例であり、弁機能部210Cは、本発明の「第1部分」の一例であり、シール取付け部220Cは、本発明の「第2部分」の一例である。ピラー50,51は、本発明の「ピラー」の一例である。通気路A2は、本発明の「通気路」の一例である。
 [5.実施の形態5]
 本実施の形態5においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図19は、本実施の形態5に従う電池に搭載されている弁装置200Dの平面図である。図19に示されるように、弁装置200Dは、弁機能部210と、シール取付け部220Dとを含んでいる。弁機能部210の構成は、実施の形態1と同様である。
 シール取付け部220Dは、少なくともその一部が、包装材料110,120に挟まれて、ヒートシールされる部分である。シール取付け部220Dは、実施の形態1と比較して、外表面が異なる。具体的には、シール取付け部220Dの外表面は梨地となっている。該梨地の表面粗さRaは、たとえば、1μm~20μmである。
 本実施の形態5に従う電池においては、シール取付け部220Dの外表面が梨地であるため、シール取付け部220Dに当接した位置において熱融着性樹脂が溶けやすい。したがって、この電池によれば、実施の形態1(シール取付け部220Dの外表面が滑らかな場合)と比較して、弁装置200Dのシール取付け部220Dを収容体100に強固に固定することができる。
 なお、弁装置200Dは、本発明の「弁装置」の一例であり、シール取付け部220Dは、本発明の「第2部分」の一例である。
 [6.実施の形態6]
 本実施の形態6においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図20は、本実施の形態6に従う電池に搭載されている弁装置200Eの平面図である。図20に示されるように、弁装置200Eは、弁機能部210と、シール取付け部220Eとを含んでいる。弁機能部210の構成は、実施の形態1と同様である。
 シール取付け部220Eは、少なくともその一部が、包装材料110,120に挟まれて、ヒートシールされる部分である。シール取付け部220Eは、実施の形態1と比較して、外表面が異なる。具体的には、シール取付け部220Eの外表面には、周方向に一周連続して延びる凸条部60が形成されている。凸条部60は、シール取付け部220Eにおいて、矢印FB方向に3本形成されている。なお、凸条部60は、必ずしも3本である必要はなく、少なくとも1本形成されていればよい。
 図21は、図20のXIX-XIX断面図である。図21に示されるように、凸条部60の断面は、半円形状である。該半円形状のRは、たとえば、0.05mm~1.0mmである。シール取付け部220Eのうち、凸条部60が形成されている部分における直径L12(電池の厚み方向の長さ、電池の幅方向の長さ)は、凸条部60が形成されていない部分における直径L11よりも長い。
 ヒートシール時に、凸条部60は、熱融着性樹脂層35に確実に接するため、包装材料110,120に融着しやすい。本実施の形態6に従う電池においては、凸条部60がシール取付け部220Eの外表面の周方向に一周連続して延びている。したがって、この電池によれば、シール取付け部220Eの周方向一周において、熱融着性樹脂層35とシール取付け部220Eとを融着させることができる。また、この電池においては、実施の形態1(シール取付け部220Eに凸条部60が形成されていない場合)と比較して、シール取付け部220Eの外表面と熱融着性樹脂との接触面積が大きくなっているため、弁装置200Eのシール取付け部220Eを包装材料110に強固に固定することができる。
 凸条部60の形成位置は、周方向に延びていれば、一周全体に存在せずとも良く、連続せずとも良い。たとえば、上述の実施の形態3のような翼状延端部40,41を備える場合には、この翼状延端部40,41を含めて一周させる凸条部60を備える必要はない。たとえば、この翼状延端部40,41の先端部分には凸条部60を備えない、或いは、この翼状延端部40,41には凸条部60を備えないことも可能である。また、凸条部60は、周方向に間欠的に形成することも可能である。
 なお、弁装置200Eは、本発明の「弁装置」の一例であり、シール取付け部220Eは、本発明の「第2部分」の一例である。凸条部60は、本発明の「凸条部」の一例である。通気路A3は、本発明の「通気路」の一例である。
 [7.実施の形態7]
 本実施の形態7においては、上記実施の形態1と比較して、弁装置の構成が異なる。他の構成は、基本的に実施の形態1と同様である。ここでは、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図22は、本実施の形態7に従う電池に搭載されている弁装置200Fの平面図である。図22に示されるように、弁装置200Fは、弁機能部210Fと、シール取付け部220Fとを含んでいる。シール取付け部220Fは、少なくともその一部が、包装材料110,120に挟まれて、ヒートシールされる部分である。弁機能部210F及びシール取付け部220Fは、実施の形態1と比較して、断面形状が異なる。
 図23は、図22のXXI-XXI断面図である。図23に示されるように、弁機能部210Fの断面は、半円形状である。すなわち、弁機能部210Fの矢印U方向の面は、平面になっている。また、シール取付け部220Fの断面は、矢印LR方向の両端部に翼状延端部40F,41Fを有する。シール取付け部220Fの矢印U方向の面は、平面になっている。弁機能部210Fの矢印U方向の面と、シール取付け部220Fの矢印U方向の面とは、面一になっている。
 したがって、矢印U方向の面を下にして弁装置200Fを配置すると、弁装置200Fは転がらない。したがって、本実施の形態7に従う電池によれば、弁装置200Fの収容体100への取り付け時に、弁装置200Fが転がらないため、弁装置200Fの位置決めを容易に行なうことができる。
 図24は、弁装置200Fの収容体100への取り付け時の様子を示す図である。図24に示されるように、弁装置200Fの収容体100への取り付け時に、弁装置200Fの平面は、包装材料120の最内層の面上に載置される。この状態において、弁装置200Fは転がらない。したがって、本実施の形態7に従う電池によれば、収容体100への弁装置200Fの取り付け時に、弁装置200Fの位置決めを容易に行なうことができる。また、電池にした状態で、弁装置200Fによる周縁接合部130の膨らみを、収容体100が膨れた方向、すなわち図24では成形部112が突出する上方向に向けることができる。
 なお、弁装置200Fは、本発明の「弁装置」の一例であり、弁機能部210Fは、本発明の「第1部分」の一例であり、シール取付け部220Fは、本発明の「第2部分」の一例である。通気路A4は、本発明の「通気路」の一例である。
 [8.変形例]
 以上、実施の形態1~7について説明したが、本発明は、上記実施の形態1~7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。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。
 <8-1>
 上記実施の形態1~7において、シール取付け部(シール取付け部220等)の断面は、円形をベースにした形状を有していた。しかしながら、シール取付け部の断面形状は、これに限定されない。たとえば、シール取付け部の断面形状は、多角形をベースにした形状を有してもよい。
 図25は、変形例1における弁装置200Gの断面を示す図である。図25に示されるように、弁装置200Gにおいて、シール取付け部220Gの断面は、ひし形形状を有している。シール取付け部220Gにおいて、電池の幅方向の長さL7は、電池の厚み方向の長さL8よりも長い。この電池においては、周縁接合部130のうちシール取付け部220Gが挟まれている部分における電池の厚み方向の長さと、周縁接合部130のうちシール取付け部220Gが挟まれていない部分における電池の厚み方向の長さとの差がより小さくなっている。したがって、この電池によれば、収容体100の周縁全体において熱融着性樹脂層35に適切に圧力及び熱を加えることができ、対向する熱融着性樹脂層35を適切に融着させることができるため、弁装置200Gのシール取付け部220Gを収容体100に強固に固定することができる。
 図26は、変形例2における弁装置200Hの断面を示す図である。図26に示されるように、弁装置200Hにおいて、シール取付け部220Hの断面は、電池の厚み方向の両端部において面取りされたひし形形状、或いは6角形形状を有している。シール取付け部220Hにおいて、電池の幅方向の長さL9は、電池の厚み方向の長さL10よりも長い。この電池においては、周縁接合部130のうちシール取付け部220Hが挟まれている部分における電池の厚み方向の長さと、周縁接合部130のうちシール取付け部220Hが挟まれていない部分における電池の厚み方向の長さとの差がより小さくなっている。したがって、この電池によれば、収容体100の周縁全体において熱融着性樹脂層35に適切に圧力及び熱を加えることができ、対向する熱融着性樹脂層35を適切に融着させることができるため、弁装置200Hのシール取付け部220Hを収容体100に強固に固定することができる。
 図27は、変形例3における弁装置200Iの断面を示す図である。図27に示されるように、弁装置200Iにおいて、シール取付け部220Iの断面は、ひし形の(電池の幅方向の)両端部に翼状延端部40I,41Iが設けられた形状を有している。この電池においては、たとえば実施の形態1(シール取付け部220Iに翼状延端部40I,41Iが設けられていない場合)と比較して、周縁接合部130のうちシール取付け部220Iが挟まれていない部分から周縁接合部130のうちシール取付け部220Iが挟まれている部分へ移行する位置における電池の厚み方向の変化が滑らかである。したがって、この電池によれば、シール取付け部220Iが熱融着性樹脂層35によって挟まれている位置とシール取付け部220Iが熱融着性樹脂層35に挟まれていない位置との境界において包装材料110,120に無理な力が加わらないため、弁装置200Iのシール取付け部220Iを収容体100に強固に固定することができる。
 図28は、変形例4における弁装置200Jの平面図である。図28に示されるように、弁装置200Jは、弁機能部210Jと、シール取付け部220Jとを含んでいる。シール取付け部220J内には、通気路A5が形成されている。
 図29は、図28のXXVII-XXVII断面図である。この断面は、通気路A5の中心軸C1を法線とする面ともいえる。図29に示されるように、弁装置200Jにおいて、シール取付け部220Jの断面は、六角形(多角形)形状を有している。六角形の各角には、R(たとえば、R=0.2mm~2.0mm)が形成されている。この電池によれば、たとえば、シール取付け部220Jのうち収容体100内に位置する部分が収容体100内の電池素子400を傷つける可能性を低減することができ、かつ、シール取付け部220Jのうち熱融着性樹脂層35に挟まれている部分が熱融着性樹脂層35を傷つけ、熱融着性樹脂層35の絶縁性を低下させる可能性を低減することができる。
 <8-2>
 上記実施の形態1~7において、包装材料110のフランジ部114は、フラットな状態であった。しかしながら、フランジ部114の形状は、これに限定されない。たとえば、フランジ部114には、弁装置200のシール取付け部220を配置するための弁装置配置部が予め成形されていてもよい。
 図30は、変形例5における包装材料110Kの平面図である。図30に示されるように、フランジ部114Kには、弁装置配置部116Kが形成されている。
 図31は、図30のXXIX-XXIX断面図である。図31に示されるように、フランジ部114Kに形成された弁装置配置部116Kは、半円形状を有している。この半円の直径は、たとえば、シール取付け部220の直径よりも僅かに長い。弁装置配置部116Kに、たとえば、シール取付け部220が配置された状態で、収容体の周縁におけるヒートシールが行なわれる。これにより、ヒートシール時における包装材料の変形が抑制され、シール取付け部220付近でピンホールや破れが生じる可能性を低減することができる。なお、弁装置配置部116Kは、必ずしも包装材料110Kに設けられる必要はなく、包装材料120に設けられてもよい。この場合であっても、弁装置配置部116Kが包装材料110Kに設けられた場合と同様の効果を得ることができる。
 <8-3>
 上記実施の形態1~7においては、弁装置(たとえば、弁装置200)において、弁機能部(たとえば、弁機能部210)とシール取付け部(たとえば、シール取付け部220)との境界に段差が形成されていた。しかしながら、弁機能部とシール取付け部との境界には、必ずしも段差が形成されていなくてもよい。たとえば、弁機能部の断面の直径とシール取付け部の断面の直径とが同一であり、弁機能部とシール取付け部とがフラットに繋がっていてもよい。
 <8-4>
 上記実施の形態1~7において、シール取付け部(シール取付け部220等)内に形成された通気路(たとえば、通気路A1)の断面は、円形をベースにした形状を有していた。しかしながら、通気路の断面形状は、これに限定されない。たとえば、通気路の断面形状は、多角形をベースにした形状であってもよい。
 <8-5>
 上記実施の形態1~7において、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の弁機能部(たとえば、弁機能部210)と反対側の端部の角にはRが形成されていた。しかしながら、該角には必ずしもRが形成されていなくてもよい。
 <8-6>
 上記実施の形態1~7において、弁装置(たとえば、弁装置200)は、いわゆる復帰弁であった。しかしながら、弁装置は、必ずしも復帰弁である必要はない。弁装置は、たとえば、既に述べた通りいわゆる破壊弁であってもよいし、選択透過弁であってもよい。
 <8-7>
 再び図1を参照して、上記実施の形態1~7においては、タブ300が収容体100の矢印LR方向の両端部に設けられ、弁装置(たとえば、弁装置200)が収容体100の矢印F方向の端部に設けられた。しかしながら、弁装置200及びタブ300の位置関係は、これに限定されない。たとえば、両方のタブ300が収容体100の周縁の同一の辺に配置され、弁装置が2つのタブ300の間に配置されてもよいし、両方のタブ300が収容体100の周縁の同一の辺に配置され、タブ300が配置された辺以外の三辺のいずれかの一辺に弁装置が配置されてもよい。
 <8-8>
 上記実施の形態1~7において、収容体100は、エンボス成形等によって成形された包装材料110と、包装材料110とは別体の包装材料120とを含んでいた。しかしながら、収容体100は、必ずしもこのような構成でなくてもよい。
 たとえば、包装材料110と包装材料120とが予め一辺において一体化されて(繋がって)いてもよい。この場合には、包装材料110のフランジ部114の端部において、包装材料110と包装材料120とが一体化しており(繋がっており)、包装材料110と包装材料120とが重ねられた状態で四方シールすることによって、収容体100内に電池素子400が密封されてもよい。また、包装材料110と包装材料120とが一体化している辺においてはフランジ部114が省略されており、包装材料110と包装材料120とが重ねられた状態で三方シールすることによって、収容体100内に電池素子400が密封されてもよい。
 また、たとえば、包装材料120は、包装材料110と同様の形状に成形されていてもよい。また、収容体100は、たとえば、パウチタイプの収容体であってもよい。パウチタイプの収容体は、三方シールタイプ、四方シールタイプ、ピロータイプ、ガセットタイプ等のいずれのタイプであってもよい。
 <8-9>
 上記実施の形態1~7において、弁機能部(たとえば、弁機能部210)の筐体とシール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の筐体とは同一の材料(樹脂)で形成されていた。しかしながら、弁機能部の筐体とシール取付け部の筐体とは、必ずしも同一の材料で形成されている必要はない。たとえば、弁機能部の筐体とシール取付け部の筐体とが異なる材料で構成され、弁機能部の材質の融点がシール取付け部の材質の融点よりも高くてもよい。たとえば、弁機能部がポリプロピレン(PP)で構成され、シール取付け部がPPより融点が高い樹脂(たとえば、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル樹脂)や金属で構成されてもよい。シール取付け部に用いる樹脂としては、バリアが高いフッ素樹脂が好ましい。
 この電池においては、対向する熱融着性樹脂層35の融着時にシール取付け部に圧力及び熱が加えられたとしても、弁機能部の材質の融点がシール取付け部の材質の融点よりも高いため、弁機能部が熱によって変形する可能性が低い。したがって、この電池によれば、対向する熱融着性樹脂層35の融着時における弁機能部内の弁機構の故障を抑制することができる。
 <8-10>
 上記実施の形態1~7においては、弁装置200の筐体が樹脂製であるとし、シール取付け部220が熱融着性樹脂層35に直接挟まれた。しかしながら、弁装置200の筐体は必ずしも樹脂製である必要はなく、たとえば、金属(たとえば、アルミニウム、ステンレス)製であってもよい。この場合には、シール取付け部220と熱融着性樹脂層35との間に接着性保護フィルムが配置されてもよい。接着性保護フィルムは、一方の面が少なくとも樹脂に接着するように構成されており、他方の面が少なくとも金属に接着するように構成されている。接着性保護フィルムとしては、公知の種々の接着性保護フィルムを採用することができ、例えば、タブフィルム310と同じ接着性保護フィルムを使用することも可能である。
 <8-11>
 上記実施の形態1~7において、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の外周側(シール取付け部の弁機能部(たとえば、弁機能部210)側とは反対側の端部の角)にはRが形成されていたが、シール取付け部の内周側(通気路(たとえば、通気路A1)の縁部)にはRが形成されていなかった。しかしながら、シール取付け部の内周側にRが形成されてもよい。シール取付け部の内周側にRが形成されることによって、シール取付け部の内周側の角が削れてゴミ(たとえば、樹脂、金属等)が収容体100内に落下する可能性を低減することができる。
 <8-12>
 再び図23を参照して、上記実施の形態7においては、弁機能部210F及びシール取付け部220Fの両方の外表面において平面が形成された。しかしながら、必ずしも弁機能部210F及びシール取付け部220Fの両方の外表面において平面が形成される必要はない。弁機能部210F及びシール取付け部220Fの少なくとも一方の外表面に平面が形成されていればよい。
 <8-13>
 上記実施の形態1~7において、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の内端は、成形部112の外側端縁P3よりも外側に位置してもよい。この場合、シール取付け部220の内端部が、成形部112内に配置される電池素子400に接触する可能性が低くなり、電池素子400を傷つけるのを抑制することができる。但し、シール取付け部(たとえば、シール取付け部220)の内端を上記の所望の位置に設定するには、図4Bの例のように、周縁接合部130の内側端縁P2と成形部112の外側端縁P3との間に間隔を配する必要がある。この場合、弁装置210の取り付け位置が矢印FB方向で多少ずれることも考慮すれば、周縁接合部130の内側端縁P2と成形部112の外側端縁P3との間隔は広目に設定することが望ましい。
 <8-14>
 また、上記実施の形態1~7の電池10は、二次電池ではあるが、電気を出力するものであればどのような電池であってもよく、たとえば、キャパシタ、電気二重層コンデンサ(EDLC)、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスであってもよい。さらに、二次電池の種類についても特に限定されず、たとえば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、全固体電池等が挙げられる。
 <8-15>
 また、上記実施の形態1~7において、シール取付け部220,220A~220J等と包装材料110,120との間に、シール取付け部220等及び包装材料110,120の双方と接着するように構成された接着性フィルムが配置されてもよい。以下、そのような例について詳細に説明する。
 図32は、弁装置200Kの平面図である。図33は、図32のXXXIII-XXXIII断面図である。図32及び図33を参照して、弁装置200Kは、弁機能部210Kと、シール取付け部220Kと、接着性フィルム600とを含んでいる。すなわち、弁装置200Kにおいては、シール取付け部220Kに接着性部材に相当する接着性フィルム600が予め取り付けられている。
 弁機能部210K及びシール取付け部220Kは、金属製である。弁機能部210K及びシール取付け部220Kは、アルミニウム、真鍮又はステンレス等で構成されている。なお、弁機能部210K及びシール取付け部220Kは、必ずしも金属製である必要はなく、たとえば、樹脂製であってもよい。
 接着性フィルム600は、ヒートシールによって、シール取付け部220K及び包装材料110,120の熱融着性樹脂層35(図9)の両方に接着するように構成されている。接着性フィルム600としては、公知の種々の接着性フィルムを採用することができる。一例として、接着性フィルム600は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン(PPa)の単層フィルムであってもよいし、PPa、ポリエチレンナフタレート(PEN)及びPPaの積層フィルムであってもよい。また、上記のPPa樹脂に替えて、アイオノマー樹脂、変性ポリエチレン、EVA等の金属接着可能な樹脂も適用可能である。
 本実施の形態において、接着性フィルム600は、PPa/PEN(芯材)/PPaからなる、芯材が含まれている三層構造の積層フィルムを採用している。芯材としては、上記したPEN以外にも公知の種々の材料を採用することができる。一例として、芯材は、ポリエステル繊維であってもよいし、ポリアミド繊維であってもよいし、カーボン繊維であってもよい。
 接着性フィルム600は、シール取付け部220Kの外周を覆った状態でシール取付け部220Kに接着している。上述のように接着性フィルム600は包装材料110,120の熱融着性樹脂層35にも接着するため、弁装置200Kによれば、シール取付け部220Kが金属製であっても、ヒートシールによって弁装置200Kと包装材料110,120とを容易に接着することができる。また、仮にシール取付け部220Kが樹脂製であったとしても、接着性フィルム600は包装材料110,120の熱融着性樹脂層35に確実に接着するため、弁装置200Kによれば、弁装置200Kと包装材料110,120とをヒートシールによって確実に接着することができる。特に、シール取付け部220Kが樹脂のうちテフロン(登録商標)製である場合には、接着性フィルム600がより有効に作用する。なお、図32のXXXIII-XXXIII断面の形状は、涙目形状(円形部613と翼状延端部614,615とを含む形状)である。すなわち、図32のXXXIII-XXXIII断面の形状は、全周が湾曲した形状である。より詳細には、円形部613の外周断面が凸の湾曲であり、この円形部613の両端側と翼状延端部614,615の根元側とは外周断面が凹の湾曲でなだらかに接続されているため、シール取付け部220Kの外周に対して接着性フィルム600を隙間を生じることなく接着することができる。
 また、接着性フィルム600の幅方向の長さW1は、シール取付け部220Kの幅方向の長さW2よりも長い。すなわち、弁装置200Kにおいては、接着性フィルム600がシール取付け部220Kの外周一周以上の範囲に及ぶ(図33)。したがって、弁装置200Kによれば、接着性フィルム600の配置範囲が広いため、弁装置200Kと包装材料110,120との接着をより確実なものとすることができる。
 また、接着性フィルム600の配置範囲は、シール取付け部220Kの下端に至っている。この理由について次に説明する。上述のように、弁装置200Kが取り付けられる収容体100には、二次電池が収容される。この場合に、シール取付け部220K(金属)の露出範囲が広いと、二次電池の電極とシール取付け部220Kとが接触する可能性が高まり、短絡が生じやすくなる。弁装置200Kにおいては、接着性フィルム600の配置範囲がシール取付け部220Kの下端に至っている。したがって、弁装置200Kによれば、弁装置200Kが原因で短絡が生じる可能性を低減することができる。なお、接着性フィルム600は、シール取付け部220Kの下端よりも更に下方にはみ出すよう配置されてもよい。
 <8-16>
 また、上記実施の形態1~7においては、各弁装置(弁装置200,200A~200J)のヘリウムリーク量に関し、特に説明しなかった。各弁装置のヘリウムリーク量は、たとえば、以下で説明するような量であってもよい。以下、各弁装置の代表例として、弁装置200のヘリウムリーク量について説明する。なお、他の実施形態(実施形態2~7)におけるヘリウムリーク量としても、弁装置200のヘリウムリーク量を適用することができる。
 上述のように、弁装置200は、収容体100内で発生したガスに起因して収容体100内の圧力が所定値以上となった場合に、収容体100内のガスを外部に放出するように構成されている。仮に弁装置200の密封性が必要以上に高い場合には、収容体100内の圧力が所定値以上となったとしても弁装置200が機能しない可能性がある。一方、弁装置200の密封性が必要以上に低い場合には、平常時(収容体100内の圧力が所定値未満の時)に外部環境から収容体100内へ水蒸気(水分)が侵入する可能性が高い。
 本実施の形態に従う弁装置200においては、弁装置200のヘリウムリーク量を調整することによって、弁装置200の高度な密封性と、収容体100内への水蒸気の侵入の高度な抑制とを両立している。
 本発明者(ら)は、25℃環境において、JIS Z2331:2006「ヘリウム漏れ試験方法」の「真空吹付け法(スプレー法)」に規定された方法に準拠して測定される、弁装置200の二次側から一次側へのヘリウムリーク量が5.0×10-11Pa・m3/sec以上、5.0×10-6Pa・m3/sec以下である場合に、弁装置200の高度な密封性と、収容体100内への水蒸気の侵入の高度な抑制とを両立できることを見出した。したがって、弁装置200のヘリウムリーク量は、25℃環境において上記規格に規定された方法で測定した場合に、5.0×10-11Pa・m3/sec以上、5.0×10-6Pa・m3/sec以下であってもよい。なお、弁装置200の二次側とは、弁装置200が収容体100に取り付けられた場合における収容体100の外側を示す。また、弁装置200の一次側とは、弁装置200が収容体100に取り付けられた場合における収容体100の内側を示す。
 弁装置200において、ヘリウムリーク量の上限としては、好ましくは約4.5×10-6Pa・m3/sec以下、より好ましくは約1.0×10-6Pa・m3/sec以下、さらに好ましくは約1.0×10-7Pa・m3/sec以下、さらに好ましくは約1.0×10-8Pa・m3/sec以下が挙げられ、下限については、5.0×10-11Pa・m3/sec以上とし、好ましい範囲としては、5.0×10-11Pa・m3/secから4.5×10-6Pa・m3/sec程度、5.0×10-11Pa・m3/secから1.0×10-6Pa・m3/sec程度、5.0×10-11Pa・m3/secから1.0×10-7Pa・m3/sec程度、5.0×10-11Pa・m3/secから1.0×10-8Pa・m3/sec程度が挙げられる。
 ヘリウムリーク量が上記の上限を充足することにより、外部環境から収容体100内への水蒸気(水分)の侵入を高度に抑制することができる。また、ヘリウムリーク量が上記の下限を充足することにより、収容体100内でガスが発生した場合に当該ガスを外部に放出することができる。なお、ヘリウムリーク量が小さすぎる場合には、収容体100内で発生したガスを安定的に収容体100の外部に放出することが難しい。また、そのような弁装置が長期間開放されずに電池セルが使用され続けると、内圧が設計値まで上昇した場合にも弁装置が適切に開放されない可能性が高まる。
 さらに、弁装置200において、ヘリウムリーク量が5.0×10-11Pa・m3/secから2.0×10-10Pa・m3/sec程度の範囲、さらには5.0×10-11Pa・m3/secから1.5×10-10Pa・m3/sec程度の範囲に設定されていると、外部環境から収容体100への水蒸気(水分)の侵入を、特に高度に抑制することができる。このようなヘリウムリーク量に設定するためには、後述の通り、従来の逆止弁では行われていない高水準にて、弁機構の弁座とボールとが接する部分の形状を極めて精度高く設計・加工する必要がある。
 なお、ヘリウムリーク試験は、以下の要領で行なわれる。すなわち、ヘリウムリーク試験においては、JIS Z2331:2006「ヘリウム漏れ試験方法」の「真空吹付け法(スプレー法)」に規定された方法に準拠して、弁装置200の二次側から一次側へのヘリウムリーク量が測定される。具体的には、試験装置として、ヘリウムリークディテクターを用いる。また、弁装置200のガス弁(弁機能部210)をリークテスト用治具(ガス弁が塞がっているダミー弁装置を入れた場合には、ヘリウムリークが無い事を確認した治具)に設置して、テストポートを介してヘリウムリークディテクターに設置する。治具とヘリウムリークディテクター間でも、ヘリウムリークがないことを確認する。その後、弁装置200の一次側から13Paに真空引きし、弁装置200の二次側から99.99%のヘリウムガスをスプレーし、測定を開始する。スプレーは1~2秒間、待機時間は2~4秒間として、評価結果を記録する。なお、念の為、JIS Z2331:2006「ヘリウム漏れ試験方法」の「真空外覆法(真空フード法)」に規定された方法に準拠して、同じ弁装置200について、容積50mlのフードを被せて20秒間待機させ、測定結果が同様であることを確認してもよい。測定環境温度は、いずれも25℃である。
 弁装置200において、一次側と二次側の差圧(すなわち、弁装置200の開放圧力)としては、下限については、好ましくは約0.05MPa以上、より好ましくは約0.1MPa以上が挙げられ、上限については、好ましくは約1MPa以下、より好ましくは約0.3MPa以下が挙げられ、好ましい範囲としては、0.05~1MPa程度、0.05~0.3MPa程度、0.1~1MPa程度、0.1~0.3MPa程度が挙げられる。これらの差圧を充足することにより、収容体100の内部でガスが発生した場合には、当該ガスを外部に好適に放出することができ、かつ、外部環境からの水蒸気(水分)の侵入を高度に抑制することができる。
 弁装置200が取り付けられた電池10(収容体100)の内部の設定圧力としては、一定圧力以下に設定されていることが好ましい。内圧の設定値は、弁装置付き包装体の種類に応じて適宜設定されるが、好ましくは約0.1MPa以下、より好ましくは約1.0×10-2MPa以下であり、下限については例えば約1.0×10-10MPa以上が挙げられ、当該内部圧力の好ましい範囲としては、1.0×10-10~0.1MPa程度、1.0×10-10~1.0×10-2MPa程度が挙げられる。
 弁装置200において、ヘリウムリーク量は、公知の方法により設定することができる。たとえば、弁装置200の弁機能部210を構成している部材(例えば、ボール214、Oリング212、バネ216、排気口O1)の材料、形状、大きさ、さらにはバネ216によるボール214を押しつける力などを設計することによって、ヘリウムリーク量を調整することができる。
 たとえば、弁機構のボール214又はOリング212の一方に弾性体を用い、他方に金属等の高硬度の部材を用いることにより、ヘリウムリーク量を5.0×10-11Pa・m3/sec以上、5.0×10-6Pa・m3/sec以下の範囲に設定しやすくなる。ヘリウムリーク量を小さくするためには、たとえば弁機構のボール214及びOリング212の両方に弾性体を用いることが有効ではあるが、上述の通り、ヘリウムリーク量が小さくなりすぎると、収容体100内で発生したガスを適切に外部に放出することが難しくなるため、弁機構を構成する部材の材料、形状、大きさ等については適宜調整する。たとえば、弁機構において、ボール214と触れるOリング212の箇所が、ボール214の表面形状に沿う形状であると、ヘリウムリーク量を上記範囲に設計しやすい。
 すなわち、弁装置200において、ヘリウムリーク量を5.0×10-11Pa・m3/secから2.0×10-10Pa・m3/sec程度の範囲、さらには5.0×10-11Pa・m3/secから1.5×10-10Pa・m3/sec程度の範囲に設定するためには、従来の逆止弁では行われていない高水準にて、弁機構のOリング212とボール214とが接する部分の形状を極めて精度高く設計・加工する必要がある。たとえば、ボール214と接触するOリング212箇所及びボール214表面の表面平均粗さを20um以下、好ましくは5um以下、より好ましくは1um以下とすること等が有効である。ただし、あまり高精度なもの同士を接触させた場合には弁装置200が適切に作動しない(弁機能部210が開放しない)という問題が生じ得るため、表面粗さは、ヘリウムリーク量が上記範囲となるように調整する必要がある。
 <8-17>
 また、上記実施の形態1~7においては、各弁装置を介して収容体100の内部から収容体100の外部にガスが放出された後における収容体100の厚み方向の最大ひずみ(以下、単に「最大ひずみ」とも称する。)に関し、特に説明しなかった。収容体100の厚み方向の最大ひずみは、たとえば、以下で説明するような大きさであってもよい。以下、代表例として、上記実施の形態1における、収容体100の最大ひずみについて説明する。なお、他の実施の形態(実施の形態2~7)における、収容体100の最大ひずみとしても、実施の形態1における、収容体100の最大ひずみを適用することができる。
 電池10は、収容体100と、弁装置200とを備えている。収容体100は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体によって構成されている。収容体100は、電池素子400を内部に収容する。弁装置200は、収容体100の内部と連通する。弁装置200は、収容体100の内部において発生したガスに起因して収容体100の内部の圧力が上昇した場合に該圧力を低下させるように構成されている。さらに、収容体100の内部のガスが弁装置200を介して収容体100の外部に放出された後における収容体100(包装材料110,120)の厚みの最大ひずみは30%未満であってもよい。すなわち、電池10においては、当該厚みの最大ひずみが30%未満となるように、弁装置200の開放圧力が設定されていてもよい。
 電池10によれば、このような特徴を有することにより、適切なタイミングで弁装置200を介してガスが放出されるため、ガスの放出後の収容体100に大きな皺が形成される不具合や、ガスの放出後の収容体100の形状が大きく変形する不具合の発生を抑制することができる。
 上述のように、電池10においては、収容体100の最大ひずみと弁装置200の開放圧力との関係に着目し、当該最大ひずみを30%未満に設定することができる。これにより、電池10においては、ガス放出後の収容体100に大きな皺が形成される不具合や、ガス放出後の収容体100の形状が大きく変形する不具合が生じる前の適切なタイミングで、ガスが弁装置200を介して収容体100の外部に放出される。すなわち、収容体100の内部の圧力が上昇した際、収容体100の厚みの変化を観察して、厚みが30%薄くなる前に弁装置200が開放されるように、弁装置200の開放圧力を設定しておくことにより、弁装置200が開放された後に収容体100に大きな皺が形成される不具合や、弁装置200が開放された後に収容体100の形状が大きく変形する不具合が効果的に抑制される。
 当該最大ひずみの上限としては、好ましくは約28%以下、より好ましくは27%以下が挙げられる。また、当該最大ひずみの下限としては、好ましくは約2%以上、より好ましくは約4%以上が挙げられる。最大ひずみがこのような値を有することにより、ガス放出後の収容体100に大きな皺が形成される不具合や、ガス放出後に収容体100の形状が大きく変形する不具合が生じる前のより適切なタイミングでガスを収容体100の外部に放出することができる。当該最大ひずみの好ましい範囲としては、2%以上30%未満程度、4%以上28%以下程度が挙げられる。
 収容体100の最大ひずみは、次のようにして測定する。まず、最大ひずみの測定対象とする同一の収容体100を2つ用意する。次に、各収容体100の外表面に、1mm間隔で格子状に線を引く。このとき、2つの収容体100の外表面に引く線の位置は同じにする。次に、一方の収容体100について、弁装置200を封止して収容体100に別の通気路を設けるか、弁装置200から弁機能を除去して通気路とし、通気路から収容体100の内部に空気を送り込み、内圧を1MPaまで上昇させて収容体100を膨らませる。次に、通気路から空気を除いて常圧とし、上記の格子状の線に沿って、収容体100を切断し、断面の厚みを測定する。空気を送り込まなかった収容体100についても、上記の格子状の線に沿って、収容体100を切断し、断面の厚みを測定する。次に、空気を送り込まなかった収容体100の同じ位置での厚みを基準として、厚みが最も薄くなっていた部分を最大ひずみ箇所とし、最大ひずみ箇所における厚みの減少割合(%)を最大ひずみ(%)とする。たとえば、内圧を上昇させていない収容体100について、最大ひずみ箇所の厚みが100μmであり、内圧を上昇させた収容体100の当該箇所の厚みが70μmであった場合には、最大ひずみは30%である。
 10 電池、31 基材層、32 接着剤層、33 バリア層、34 接着層、35 熱融着性樹脂層、40,40I,41,41I 翼状延端部、50,51 ピラー、60 凸条部、100 収容体、110,110K,120 包装材料、112 成形部、114,114K フランジ部、116K 弁装置配置部、130 周縁接合部、200,200A、200B,200C,200D,200E,200F,200G,200H,200I,200J,200K 弁装置、210,210A、210B,210C,210E,210F,210G,210H,210I,210J,210K 弁機能部、211 筐体、212 Oリング、214 ボール、216 バネ、218 メンブレン、220,220A、220B,220C,220D,220E,220F,220G,220H,220I,220J,220K シール取付け部、221 内端、300 タブ、310 タブフィルム、400 電池素子、600 接着性フィルム、613 円形部、614,615 翼状延端部、A1,A2,A3,A4,A5,A6 通気路、C1 中心軸、O1 排気口、S1 内部空間、S2 空間、P1 周縁接合部の外側端縁、P2 周縁接合部の内側端縁、P3 フランジ部の内側端縁、成形部の外側端縁。

Claims (9)

  1.  電池素子と、収容体と、弁装置とを備える電池であって、
     前記収容体は、積層体で構成されており、前記電池素子が収容される内部空間を有し、前記内部空間を前記電池の厚み方向における第1の側から覆う第1収容部分と、前記内部空間を前記電池の厚み方向における前記第1の側と反対の第2の側から覆う第2収容部分とを含み、
     前記弁装置は、前記収容体に取り付けられ、前記収容体の前記内部空間を外部空間と連通可能であり、
     前記収容体には、前記第1収容部分と前記第2収容部分とがそれぞれの周縁部に沿って融着されることにより、周縁接合部が形成されており、
     前記弁装置は、前記周縁接合部において前記第1収容部分と前記第2収容部分との間に挟まれており、
     前記弁装置の内端は、前記周縁接合部の内側端縁から前記内部空間に向かって突出しており、
     前記弁装置は、
     前記収容体の前記内部空間において発生したガスを前記収容体の前記外部空間へ排出する弁機構が内部に形成された第1部分と、
     前記収容体の内部において発生したガスを前記弁機構へ誘導する通気路が内部に形成された第2部分と
    を含む、
    電池。
  2.  前記第1収容部分は、前記周縁接合部の前記内側端縁よりも内側に配置され、前記周縁接合部よりも前記電池の厚み方向における前記第1の側に膨出した膨出部を有し、
     前記弁装置の内端は、前記膨出部の外側端縁よりも内側に位置する、
    請求項1に記載の電池。
  3.  前記通気路の延びる方向に沿って視たときに、前記第1部分の外形は、前記第2部分の外形から前記電池の厚み方向においてはみ出している、
    請求項1又は2に記載の電池。
  4.  前記第1部分は、前記周縁接合部の外側端縁よりも外側に位置する、
    請求項1から3のいずれかに記載の電池。
  5.  前記第1部分は、前記第2部分よりも、前記通気路の延びる方向に直交する断面における断面積が大きい、
    請求項1から4のいずれかに記載の電池。
  6.  前記積層体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有し、
     前記第1収容部分と前記第2収容部分とは、前記熱融着性樹脂層が互いに対向するように配置されている、
    請求項1から5のいずれかに記載の電池。
  7.  前記第2部分は、前記周縁接合部において前記熱融着性樹脂層に挟まれており、
     前記第2部分の外周と前記熱融着性樹脂層との間には、前記第2部分及び前記熱融着性樹脂層の双方に接着するように構成された接着性部材が配置されている、請求項6に記載の電池。
  8.  25℃環境において、JIS Z2331:2006「ヘリウム漏れ試験方法」の「真空吹付け法(スプレー法)」に規定された方法に準拠して測定される、前記弁装置の二次側から一次側へのヘリウムリーク量が5.0×10-11Pa・m3/sec以上、5.0×10-6Pa・m3/sec以下である、
    請求項1から7のいずれかに記載の電池。
  9.  前記収容体の内部において発生したガスが前記弁装置を介して前記収容体の外部に放出された後における前記収容体の厚み方向の最大ひずみは30%未満である、
    請求項1から8のいずれかに記載の電池。
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