WO2023119793A1 - コイン形電池 - Google Patents

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gasket
wall
bottom plate
coin
wall portion
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正雄 大塚
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to coin batteries.
  • Patent Document 1 Conventionally, there is known a coin-shaped battery that includes a power generation element and an exterior body that hermetically houses the power generation element (for example, Patent Document 1).
  • the outer package of the coin-shaped battery of Patent Document 1 has a sealing plate, a bottomed cylindrical case, and a gasket interposed between the sealing plate and the case.
  • compression ratios are specified at a plurality of locations of the gasket.
  • one object of the present disclosure is to increase the internal space of the coin battery.
  • the coin-shaped battery includes a power generation element and an exterior body that hermetically houses the power generation element.
  • the exterior body has a bottom plate portion and a side portion rising from the peripheral edge of the bottom plate portion. a case having a surface, a sealing plate having a top plate portion and a peripheral edge portion extending from the top plate portion to the inside of the side portion, the sealing plate having an outer surface having a second terminal surface, and between the side portion and the peripheral edge portion and a gasket interposed by being compressed to a maximum extent, wherein the peripheral edge portion includes a first wall portion extending in a direction from the top plate portion toward the bottom plate portion, and is provided on the outer peripheral side of the first wall portion, a second wall portion extending in a direction from the bottom plate portion toward the top plate portion and compressing the gasket between itself and the side portion; a folded portion connecting the first wall portion and the second wall portion; and a space exists between the first wall and the second wall, and the thickness of the gasket before
  • the internal space of the coin-shaped battery can be increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing essential parts of a coin-shaped battery according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the dimensions of each part of the coin-shaped battery.
  • FIG. 3 is a plan view of a coin-shaped battery.
  • a coin-shaped battery according to the present disclosure includes a power generation element and an exterior body. Note that the coin-shaped battery according to the present disclosure also includes a button-shaped battery.
  • a coin cell battery may be, for example, a primary battery such as a lithium primary battery, or a secondary battery such as a lithium ion battery or a lithium metal battery.
  • the power generation element has a first electrode (eg, positive electrode), a second electrode (eg, negative electrode), a separator interposed therebetween, and an electrolytic solution.
  • the exterior body hermetically accommodates the power generating elements.
  • the exterior body has a case, a sealing plate, and a gasket.
  • the exterior body may hermetically house the power generating element with the gasket compressed between the case and the sealing plate.
  • the case and the sealing plate surround and define the inner space of the button-shaped battery.
  • a power generating element is housed in the inner space.
  • the case has a bottom plate portion and side portions rising from the periphery of the bottom plate portion.
  • the bottom plate portion and the side portions may be integral.
  • the bottom plate portion is usually circular around the central axis, but may have a nearly circular shape surrounding the central axis (for example, an elliptical shape).
  • the angle formed by the bottom plate portion and the side portion may be, for example, 85° or more and 95° or less, or may be 90°.
  • the outer surface of the case has a first terminal surface.
  • the first terminal surface may be electrically connected to the first electrode of the power generating element, and may be, for example, a positive terminal surface.
  • the case may be made of, for example, a metal plate such as stainless steel (SUS430, SUS444, SUS329J, etc.), titanium, or a titanium alloy.
  • the sealing plate has a top plate portion and a peripheral portion extending from the top plate portion to the inner side of the side portion.
  • the top plate portion and the peripheral edge portion may be integrated.
  • the shape of the top plate corresponds to the shape of the bottom plate and is generally circular with a diameter smaller than that of the bottom plate.
  • the angle formed by the top plate portion and the peripheral portion may be, for example, 93° or more, or may be 95° or more and 110° or less.
  • the outer surface of the sealing plate has a second terminal surface.
  • the second terminal surface may be electrically connected to the second electrode of the power generating element, and may be, for example, a negative terminal surface.
  • the sealing plate may be made of, for example, a metal plate such as stainless steel (SUS304, SUS316, etc.), ordinary steel, or carbon steel.
  • a metal plate such as stainless steel (SUS304, SUS316, etc.), ordinary steel, or carbon steel.
  • Common steel is steel such as SS material, SM material, and SPCC material defined by JIS.
  • Carbon steels are steels such as S10C, S20C, S30C, S45C, S55C, and belong to alloy steels for machine structures.
  • the gasket is compressed and interposed between the side of the case and the peripheral edge of the sealing plate.
  • Resin materials such as polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), and polyetheretherketone (PEEK) can be used as the gasket material.
  • the peripheral portion of the sealing plate includes a first wall portion, a second wall portion, and a folded portion.
  • the first wall portion, the second wall portion, and the folded portion may be integral.
  • the first wall portion extends from the top plate portion side to the bottom plate portion side.
  • the first wall portion may extend toward the outer peripheral side of the coin-shaped battery as it goes from the top plate portion side to the bottom plate portion side, that is, away from the central axis and away from the internal space.
  • the second wall is provided on the outer peripheral side, that is, farther from the central axis than the first wall.
  • the second wall portion extends from the bottom plate portion side to the top plate portion side.
  • the second wall compresses the gasket between the sides of the case.
  • the second wall may extend along the side.
  • the second wall may extend substantially parallel to the side. That the second wall portion and the side portion extend substantially parallel means that the angle formed by the two is ⁇ 3° or less, and includes the case where the two extend strictly parallel.
  • the folded portion connects the first wall portion and the second wall portion.
  • the folded portion may connect the end portion of the first wall portion on the bottom plate portion side and the end portion of the second wall portion on the bottom plate portion side.
  • the folded portion may be formed between both wall portions in the process of folding the plate to form the first wall portion and the second wall portion.
  • a so-called springback occurs remarkably at the folded portion. Due to this springback, a restoring force is generated that tends to displace the second wall part away from the central axis and toward the side part of the case to the outer peripheral side.
  • a gasket is present on the outer peripheral side of the second wall, and the sides of the case are present on the outside of the gasket. Therefore, the gasket is compressed over a wide range between the second wall portion, which tends to be displaced to the outer peripheral side, and the side portion of the case. Therefore, even with a relatively thin gasket, it can be compressed over a large area to provide a good seal for the coin cell.
  • the thickness of the gasket before compression is less than the thickness of the second wall.
  • the resin gasket will shrink and cause dimensional changes.
  • a gap may occur between the gasket and the sealing plate or the case, resulting in leakage of liquid.
  • the second wall portion follows the dimensional change of the gasket because the springback described above is used. Therefore, even with thin gaskets, gaps are less likely to occur in the coin cell of the present disclosure.
  • the thickness of the first wall portion and the second wall portion may be equal to or less than the thickness of the bottom plate portion and the side portions.
  • the springback mentioned above occurs more remarkably as the thickness of the material becomes smaller. Therefore, by setting the thickness of the first wall portion and the second wall portion to be equal to or less than the thickness of the side portion of the case, a spring generated between the bottom plate portion and the side portion of the case, which is usually formed by bending a plate material, is reduced.
  • the effect of springback generated between the first wall portion and the second wall portion can be increased more than the back. If the latter springback effect is large, the gasket is compressed more strongly between the second wall and the side. Therefore, the sealing structure of the coin-shaped battery can be made even more excellent.
  • the outer surface curvature radius of the folded portion may be larger than the outer surface curvature radius of the bent portion between the bottom plate portion and the side portion.
  • the springback described above occurs more remarkably as the radius of curvature of the bent portion of the material (for example, the radius of curvature of the outer surface) increases. Therefore, by making the radius of curvature of the outer surface of the folded portion larger than the radius of curvature of the folded portion, the effect of the springback generated at the folded portion can be made greater than the springback generated at the folded portion. If the latter springback effect is large, the gasket is compressed more strongly between the second wall and the side. Therefore, the sealing structure of the coin-shaped battery can be made even more excellent.
  • the angle formed by the first wall and the second wall may be 3° or more and 20° or less. By setting the angle to 3° or more, the effect of springback generated at the folded portion can be sufficiently increased. Further, by setting the angle to 20° or less, it is possible to prevent the sealing structure from becoming excessively large, and to ensure a sufficiently large internal space of the coin-shaped battery.
  • the said angle may be 5 degrees or more and 20 degrees or less. By setting the angle to 5° or more, the effect of springback generated at the folded portion can be further enhanced.
  • H1 is the distance in the height direction between the outer main surface of the bottom plate portion and the outer main surface of the top plate portion, and the height direction length of the region of the gasket compressed by the side portion and the second wall portion Assuming that the height is L1, H1 ⁇ 0.4 ⁇ L1 ⁇ H1 ⁇ 0.8 may hold.
  • the height direction refers to a direction perpendicular to the main surface of the bottom plate portion of the case.
  • a region of the gasket compressed between the side portion and the second wall portion may correspond to a region where the side portion and the second wall portion extend substantially parallel.
  • the tip of the side portion may be bent toward the inner peripheral side, that is, toward the central axis, and may compress the gasket with the second wall portion. According to this configuration, the gasket is also compressed between the tip portion of the side portion and the second wall portion, so that the sealing structure of the coin-shaped battery can be further improved. Moreover, since the second wall portion is pressed by the tip portion of the side portion, it is possible to prevent the sealing plate from coming off from the case, for example, when the internal pressure of the coin-shaped battery rises.
  • the compression ratio of the gasket between the second wall portion and the side portion may be smaller than the compression ratio of the gasket between the tip portion of the side portion and the second wall portion.
  • the compressibility of the gasket between the second wall portion and the side portion may be, for example, 0.3 or more and 0.4 or less.
  • the compression rate of the gasket between the tip of the side portion and the second wall portion may be, for example, 0.5 or more and 0.6 or less.
  • the gasket may be compressed between the folded portion and the bottom plate portion.
  • the compressibility of the gasket between the second wall portion and the side portion may be less than the compressibility of the gasket between the folded portion and the bottom plate portion.
  • the compressibility of the gasket between the second wall portion and the side portion may be, for example, 0.3 or more and 0.4 or less.
  • the compression rate of the gasket between the folded portion and the bottom plate portion may be, for example, 0.5 or more and 0.6 or less.
  • the internal space of the coin-shaped battery can be increased by using a thin gasket. Further, according to the present disclosure, it is possible to take advantage of such large internal space to increase the capacity of coin cell batteries.
  • the coin-shaped battery 10 of this embodiment includes a power generation element 20 and an exterior body 30 .
  • 1 and 2 show a cross section of the coin cell battery 10 shown in FIG. 3 along line II.
  • the power generating element 20 has a positive electrode 21, a negative electrode 22, a separator 23 interposed therebetween, and an electrolytic solution.
  • the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are each pellet-shaped.
  • the separator 23 is made of a porous material such as non-woven fabric.
  • the exterior body 30 hermetically accommodates the power generation element 20 in the internal space 30s.
  • the exterior body 30 has a case 31 , a sealing plate 36 and a gasket 41 .
  • the exterior body 30 hermetically accommodates the power generating element 20 with the gasket 41 compressed between the case 31 and the sealing plate 36 .
  • the case 31 has a bottom plate portion 32 and side portions 33 rising from the periphery of the bottom plate portion 32 .
  • the bottom plate portion 32 has a circular shape centered on the central axis 10c.
  • the bottom plate portion 32 and the side portion 33 are integrated.
  • a bent portion 34 is formed between the bottom plate portion 32 and the side portion 33 .
  • a tip portion 33a of the side portion 33 is bent inward toward the central axis 10c.
  • the outer surface of case 31 has a first terminal surface 35 .
  • the first terminal surface 35 is electrically connected to the positive electrode 21 of the power generating element 20 and functions as the positive terminal surface of the coin battery 10 .
  • Case 31 is made of stainless steel.
  • the bottom plate portion 32 has an outer main surface 32s1 forming part of the terminal surface 35 and an inner main surface 32s2 opposite to the outer main surface 32s1.
  • the bottom plate portion 32 and the side portions 33 surround and define the case internal space 31v.
  • the sealing plate 36 has a top plate portion 37 and a peripheral edge portion 38 extending from the top plate portion 37 to the inside of the side portion 33 of the case 31 .
  • the top plate portion 37 has a circular shape centered on the central axis 10c.
  • a peripheral edge portion 38 of the sealing plate 36 is closer to the central axis 10 c than the side portion 33 of the case 31 .
  • the top plate portion 37 and the peripheral portion 38 are integrated.
  • the outer surface of the sealing plate 36 has a second terminal surface 39 .
  • the second terminal surface 39 is electrically connected to the negative electrode 22 of the power generating element 20 and functions as the negative terminal surface of the coin battery 10 .
  • the sealing plate 36 is made of stainless steel.
  • the top plate portion 37 has an outer main surface 37s1 forming part of the terminal surface 39 and an inner main surface 37s2 opposite to the outer main surface 37s1.
  • the top plate portion 37 and the peripheral edge portion 38 surround and demarcate the internal space 30s.
  • the peripheral portion 38 extends inside the side portion 33, that is, into the case internal space 31v.
  • the gasket 41 is compressed and interposed between the side portion 33 of the case 31 and the peripheral edge portion 38 of the sealing plate 36 .
  • Gasket 41 is made of polypropylene.
  • the gasket 41 is compressed between the tip portion 33a of the side portion 33 and the second wall portion 38b (described later).
  • the gasket 41 is compressed between the bottom plate portion 32 and a folded portion 38c (described later).
  • the peripheral edge portion 38 of the sealing plate 36 includes a first wall portion 38a, a second wall portion 38b, and a folded portion 38c.
  • the first wall portion 38a, the second wall portion 38b, and the folded portion 38c are integrated.
  • the first wall portion 38 a extends from the top plate portion 37 side to the bottom plate portion 32 side, that is, in the direction from the top plate portion 37 to the bottom plate portion 32 .
  • the first wall portion 38 a extends from the top plate portion 37 toward the bottom plate portion 32 toward the side portion 33 of the case 31 away from the outer peripheral side of the coin battery 10 , that is, from the central axis 10 c.
  • the first wall portion 38a has an end portion 38at connected to the top plate portion 37 and an end portion 38ab opposite to the end portion 38at.
  • the first wall portion 38a extends linearly from a connection point (end portion 38at) with the top plate portion 37 to a connection point (end portion 38ab) with the folded portion 38c. In other words, the first wall portion 38a does not have a step-like shape in its middle portion.
  • the second wall portion 38b is provided between the first wall portion 38a and the side portion 33 of the case 31 on the outer peripheral side, that is, farther from the central axis 10c than the first wall portion 38a.
  • the second wall portion 38 b extends from the bottom plate portion 32 side to the top plate portion 37 side, that is, in a direction from the bottom plate portion 32 toward the top plate portion 37 .
  • the second wall portion 38 b compresses the gasket 41 with the side portion 33 of the case 31 .
  • the second wall portion 38 b extends substantially parallel to the side portion 33 of the case 31 .
  • the folded portion 38c connects the first wall portion 38a and the second wall portion 38b.
  • the second wall portion 38b has an end portion 38bb connected to the folded portion 38c and an end portion 38bt opposite to the end portion 38bb. More specifically, the folded portion 38c connects an end portion 38at of the first wall portion 38a on the bottom plate portion 32 side and an end portion 38bt of the second wall portion 38b on the bottom plate portion 32 side.
  • the folded portion 38c is formed between the first wall portion 38a and the second wall portion 38b in the process of folding the plate material.
  • the above-described springback remarkably occurs in the folded portion 38c.
  • This springback sufficiently compresses the gasket 41 over a wide area between the second wall portion 38 b and the side portion 33 . Accordingly, it is possible to use a relatively thin gasket 41 to achieve a sealed structure for the coin-shaped battery 10 .
  • the thickness of the gasket 41 of this embodiment before compression is smaller than the thickness t1 (see FIG. 2) of the second wall portion 38b.
  • the compression ratio of the gasket 41 between the second wall portion 38b and the side portion 33 is smaller than the compression ratio of the gasket 41 between the tip portion 33a of the side portion 33 and the second wall portion 38b.
  • the former compression rate is, for example, 0.3 or more and 0.4 or less.
  • the latter compression rate is, for example, 0.4 or more and 0.6 or less.
  • the compression ratio of the gasket 41 between the second wall portion 38b and the side portion 33 is smaller than the compression ratio of the gasket 41 between the folded portion 38c and the bottom plate portion 32.
  • the former compression rate is, for example, 0.3 or more and 0.4 or less.
  • the latter compression rate is, for example, 0.4 or more and 0.6 or less.
  • the thickness t1 of the first wall portion 38a and the second wall portion 38b is equal to or less than the thickness t2 of the bottom plate portion 32 and the side portion 33.
  • the thickness t1 and the thickness t2 are equal to each other, but are not limited to this.
  • thickness t1 may be less than thickness t2.
  • t1 ⁇ 2>t2 holds.
  • the outer surface curvature radius R1 of the folded portion 38c is larger than the outer surface curvature radius R2 of the bent portion 34 .
  • the angle ⁇ between the first wall portion 38a and the second wall portion 38b is 3° or more and 20° or less.
  • the angle ⁇ is 5° or more and 20° or less, and more preferably, the angle ⁇ is 5° or more and 10° or less.
  • H1 be the distance in the height direction between the outer main surface 32s1 of the bottom plate portion 32 and the outer main surface 37s1 of the top plate portion 37 (that is, the height dimension of the coin-shaped battery 10), and the side portion of the gasket 41 Assuming that the length in the height direction of the compressed region between 33 and the second wall portion 38b is L1, H1 ⁇ 0.4 ⁇ L1 ⁇ H1 ⁇ 0.8 holds. Preferably, H1 ⁇ 0.65 ⁇ L1 ⁇ H1 ⁇ 0.75.
  • the present disclosure can be used for coin batteries.

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Abstract

コイン形電池は、発電要素と、これを密閉収容する外装体と、を備える。外装体は、底板部と側部を有し、外面が第１端子面を有するケースと、天板部および周縁部を有し、外面が第２端子面を有する封口板と、側部と周縁部との間に圧縮されて介在するガスケットと、を有する。周縁部は、天板部側から底板部側へ延びる第１壁部と、底板部側から天板部側へ延びかつ側部との間でガスケットを圧縮する第２壁部と、第１壁部と第２壁部とを繋ぐ折り返し部と、を含む。第１壁部と第２壁部との間には、空間が存在している。圧縮前のガスケットの厚さは、第２壁部の厚さよりも小さい。

Description

コイン形電池
　本開示は、コイン形電池に関する。
　従来、発電要素と、これを密閉収容する外装体とを備えるコイン形電池が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のコイン形電池の外装体は、封口板と、有底筒状のケースと、封口板とケースとの間に介在するガスケットとを有する。特許文献１では、ガスケットの複数箇所において、それぞれ圧縮率が規定されている。
特開平９－２８３１０２号公報
　特許文献１のコイン形電池では、その内部空間を十分に大きくすることが難しい。なぜなら、特許文献１のようなガスケットの圧縮率を実現するためには、比較的分厚いガスケットを用いる必要があり、当該ガスケットのうち圧縮されない部分によってコイン形電池の内部空間が圧迫されるためである。コイン形電池の容量を向上させるためにも、その内部空間を大きくすることが望まれる。このような状況において、本開示は、コイン形電池の内部空間を大きくすることを目的の１つとする。
　本開示に係る一局面は、コイン形電池に関する。当該コイン形電池は、発電要素と、前記発電要素を密閉収容する外装体と、を備え、前記外装体は、底板部および前記底板部の周縁から立ち上がる側部を有し、外面が第１端子面を有するケースと、天板部および前記天板部から前記側部の内側へ延びる周縁部を有し、外面が第２端子面を有する封口板と、前記側部と前記周縁部との間に圧縮されて介在するガスケットと、を有し、前記周縁部は、前記天板部から前記底板部へ向かう方向に延びる第１壁部と、前記第１壁部よりも外周側に設けられ、前記底板部から前記天板部へ向かう方向に延びかつ前記側部との間で前記ガスケットを圧縮する第２壁部と、前記第１壁部と前記第２壁部とを繋ぐ折り返し部と、を含み、前記第１壁部と前記第２壁部との間には、空間が存在しており、圧縮前の前記ガスケットの厚さは、前記第２壁部の厚さよりも小さい。
　本開示によれば、コイン形電池の内部空間を大きくすることができる。
図１は、本開示の一実施形態に係るコイン形電池の要部を示す断面図である。 図２は、コイン形電池の各部寸法を説明するための断面図である。 図３は、コイン形電池の平面図である。
　本開示に係るコイン形電池の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。
　本開示に係るコイン形電池は、発電要素と、外装体とを備える。なお、本開示に係るコイン形電池には、ボタン形電池も含まれる。コイン形電池は、例えば、リチウム一次電池などの一次電池、またはリチウムイオン電池やリチウム金属電池などの二次電池であってもよい。
　発電要素は、第１電極（例えば、正極）と、第２電極（例えば、負極）と、これらの間に介在するセパレータと、電解液とを有する。
　外装体は、発電要素を密閉収容する。外装体は、ケースと、封口板と、ガスケットとを有する。外装体は、ケースと封口板との間でガスケットを圧縮した状態で、発電要素を密閉収容してもよい。ケースと封口板とはボタン形電池の内部空間を囲んで確定する。発電要素は内部空間に収容される。
　ケースは、底板部と、底板部の周縁から立ち上がる側部とを有する。底板部と側部とは、一体であってもよい。底板部は、通常、中心軸を中心とする円形であるが、中心軸を囲む円形に近い形状（例えば、楕円形）でもよい。底板部と側部とがなす角度は、例えば、８５°以上、９５°以下であってもよく、９０°であってもよい。ケースの外面は、第１端子面を有する。第１端子面は、発電要素の第１電極と電気的に接続されてもよく、例えば正極端子面であってもよい。ケースは、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ３２９Ｊなど）、チタン、チタン合金などの金属板で構成されてもよい。
　封口板は、天板部と、天板部から側部の内側へ延びる周縁部とを有する。天板部と周縁部とは、一体であってもよい。天板部の形状は、底板部の形状に対応していて、通常、底板部よりも直径の小さい円形である。天板部と周縁部とがなす角度は、例えば、９３°以上であってもよく、９５°以上、１１０°以下であってもよい。封口板の外面は、第２端子面を有する。第２端子面は、発電要素の第２電極と電気的に接続されてもよく、例えば負極端子面であってもよい。封口板は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６など）、普通鋼、炭素鋼などの金属板で構成されてもよい。普通鋼とは、ＪＩＳに規定されるＳＳ材、ＳＭ材、ＳＰＣＣ材のような鋼である。炭素鋼は、Ｓ１０Ｃ、Ｓ２０Ｃ、Ｓ３０Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５５Ｃのような鋼であり、機械構造用合金鋼に属する。
　ガスケットは、ケースの側部と封口板の周縁部との間に圧縮されて介在する。ガスケットの材質としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂材料を用いることができる。
　封口板の周縁部は、第１壁部と、第２壁部と、折り返し部とを含む。第１壁部、第２壁部、および折り返し部は、一体であってもよい。
　第１壁部は、天板部側から底板部側へ延びる。第１壁部は、天板部側から底板部側へ向かうにつれてコイン形電池の外周側に向かう、すなわち中心軸から離れて内部空間から遠ざかるように延びていてもよい。
　第２壁部は、第１壁部よりも外周側に、すなわち中心軸からより遠くに設けられる。第２壁部は、底板部側から天板部側へ延びている。第２壁部は、ケースの側部との間でガスケットを圧縮している。第２壁部は、当該側部に沿って延びていてもよい。第２壁部は、当該側部と略平行に延びていてもよい。第２壁部と側部とが略平行に延びるとは、両者のなす角度が±３°以下であることをいい、両者が厳密に平行に延びる場合も含む。
　折り返し部は、第１壁部と第２壁部とを繋いでいる。折り返し部は、第１壁部の底板部側の端部と、第２壁部の底板部側の端部とを繋いでいてもよい。折り返し部は、第１壁部および第２壁部を形成するように板材を折り曲げる過程で両壁部の間に形成されてもよい。
　第１壁部と第２壁部との間には、空間が存在している。このような空間が存在するように折り返し部を形成することにより、当該折り返し部において、いわゆるスプリングバックが顕著に生じる。このスプリングバックによると、第２壁部が中心軸から離れてケースの側部に向かって外周側へ変位しようとする復元力が発生する。第２壁部の外周側にはガスケットが存在し、当該ガスケットの外側にはケースの側部が存在する。したがって、外周側へ変位しようとする第２壁部と、ケースの側部との間で、ガスケットが広範囲にわたって圧縮される。したがって、比較的薄いガスケットを用いたとしても、それを広範囲にわたって圧縮することにより、コイン形電池の優れた密閉構造を実現することができる。具体的に、本開示のコイン形電池では、圧縮前のガスケットの厚さが、第２壁部の厚さよりも小さい。このような薄肉のガスケットを用いることにより、コイン形電池に占めるガスケットの体積を低減し、当該コイン形電池の内部空間を大きくすることができる。
　また、コイン形電池の使用環境や保存環境が低温環境である場合、樹脂製のガスケットに収縮による寸法変化が生じる。そのような寸法変化が生じると、従来構造のコイン形電池では、ガスケットと封口板またはケースとの間に隙間が生じて漏液が発生するおそれがある。一方、本開示のコイン形電池では、ガスケットが低温環境下で収縮しても、上述のスプリングバックを利用しているため、第２壁部がガスケットの寸法変化に追随する。したがって、薄肉のガスケットを使用したとしても、本開示のコイン形電池では隙間が生じにくい。
　第１壁部および第２壁部の厚さは、底板部および側部の厚さ以下であってもよい。上述のスプリングバックは、材料の厚さが小さいほど顕著に生じる。したがって、第１壁部および第２壁部の厚さをケースの側部の厚さ以下とすることで、通常、板材を折り曲げて形成されるケースの底板部と側部との間で生じるスプリングバックよりも、第１壁部と第２壁部との間で生じるスプリングバックの効果を大きくすることができる。後者のスプリングバックの効果が大きい場合、第２壁部と側部との間でガスケットがより強く圧縮される。したがって、コイン形電池の密閉構造をより一層優れたものにすることができる。
　折り返し部の外面曲率半径は、底板部と側部との間の折り曲げ部の外面曲率半径よりも大きくてもよい。上述のスプリングバックは、材料の曲げ部分の曲率半径（例えば、外面曲率半径）が大きいほど顕著に生じる。したがって、折り返し部の外面曲率半径を当該折り曲げ部の外面曲率半径よりも大きくすることで、折り曲げ部で生じるスプリングバックよりも、折り返し部で生じるスプリングバックの効果を大きくすることができる。後者のスプリングバックの効果が大きい場合、第２壁部と側部との間でガスケットがより強く圧縮される。したがって、コイン形電池の密閉構造をより一層優れたものにすることができる。
　第１壁部と第２壁部とがなす角度は、３°以上、２０°以下であってもよい。当該角度を３°以上とすることで、折り返し部で生じるスプリングバックの効果を十分に大きくすることができる。また、当該角度を２０°以下とすることで、密閉構造が過度に大きくなるのを阻止して、コイン形電池の内部空間を十分に大きく確保することができる。なお、当該角度は、５°以上、２０°以下であってもよい。当該角度を５°以上とすることで、折り返し部で生じるスプリングバックの効果をより一層大きくすることができる。
　底板部の外側主面と天板部の外側主面との間の高さ方向の距離をＨ１とし、かつガスケットのうち側部と第２壁部とで圧縮される領域の高さ方向の長さをＬ１として、Ｈ１×０．４≦Ｌ１≦Ｈ１×０．８が成り立ってもよい。ここで、高さ方向とは、ケースの底板部の主面に垂直な方向をいう。ガスケットのうち側部と第２壁部とで圧縮される領域は、側部と第２壁部とが略平行に延びる領域に対応してもよい。Ｌ１≧Ｈ１×０．４とすることにより、十分に広い範囲にわたって側部と第２壁部とでガスケットを圧縮することができる。
　側部の先端部は、内周側へすなわち中心軸に向かって折り曲げられ、かつ第２壁部との間でガスケットを圧縮していてもよい。この構成によると、側部の先端部と第２壁部との間でもガスケットが圧縮されるので、コイン形電池の密閉構造をより一層優れたものにすることができる。また、側部の先端部によって第２壁部が押さえ込まれるので、例えばコイン形電池の内圧の上昇時に、封口板がケースから外れることが抑止され得る。
　第２壁部と側部との間におけるガスケットの圧縮率は、側部の先端部と第２壁部との間におけるガスケットの圧縮率よりも小さくてもよい。本明細書における圧縮率とは、ガスケットの圧縮箇所における圧縮前の厚さＴに対する圧縮量Ｃの比率（Ｃ／Ｔ）のことをいう。例えば、圧縮前の厚さＴが１．０ｍｍのガスケットを、厚さ０．７ｍｍまで圧縮する場合（圧縮量が０．３ｍｍである場合）、圧縮率は０．３（＝０．３／１．０）である。第２壁部と側部との間におけるガスケットの圧縮率は、例えば、０．３以上、０．４以下であってもよい。側部の先端部と第２壁部との間におけるガスケットの圧縮率は、例えば、０．５以上、０．６以下であってもよい。
　ガスケットは、折り返し部と底板部との間で圧縮されていてもよい。第２壁部と側部との間におけるガスケットの圧縮率は、折り返し部と底板部との間におけるガスケットの圧縮率よりも小さくてもよい。第２壁部と側部との間におけるガスケットの圧縮率は、例えば、０．３以上、０．４以下であってもよい。折り返し部と底板部との間におけるガスケットの圧縮率は、例えば、０．５以上、０．６以下であってもよい。
　以上のように、本開示によれば、薄肉のガスケットを用いることにより、コイン形電池の内部空間を大きくすることができる。さらに、本開示によれば、そのような大きな内部空間を活用して、コイン形電池の容量を高めることが可能である。
　以下では、本開示に係るコイン形電池の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例のコイン形電池の構成要素には、上述した構成要素を適用できる。以下で説明する一例のコイン形電池の構成要素は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例のコイン形電池の構成要素のうち、本開示に係るコイン形電池に必須ではない構成要素は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。
　図１と図２に示すように、本実施形態のコイン形電池１０は、発電要素２０と、外装体３０とを備える。図１と図２は、図３に示すコイン形電池１０の線Ｉ－Ｉにける断面を示す。
　発電要素２０は、正極２１と、負極２２と、これらの間に介在するセパレータ２３と、電解液とを有する。正極２１および負極２２は、それぞれペレット状になっている。セパレータ２３は、不織布などの多孔質材料で構成される。
　外装体３０は、発電要素２０を内部空間３０ｓに密閉収容する。外装体３０は、ケース３１と、封口板３６と、ガスケット４１とを有する。外装体３０は、ケース３１と封口板３６との間でガスケット４１を圧縮した状態で、発電要素２０を密閉収容する。
　ケース３１は、底板部３２と、底板部３２の周縁から立ち上がる側部３３とを有する。図３に示すように、底板部３２は中心軸１０ｃを中心とする円形である。底板部３２と側部３３とは、一体になっている。底板部３２と側部３３との間には、折り曲げ部３４が形成されている。側部３３の先端部３３ａは、中心軸１０ｃに向かって内周側へ折り曲げられている。ケース３１の外面は、第１端子面３５を有する。第１端子面３５は、発電要素２０の正極２１と電気的に接続され、コイン形電池１０の正極端子面として機能する。ケース３１は、ステンレス鋼で構成される。
　底板部３２は、端子面３５の一部を構成する外側主面３２ｓ１と、外側主面３２ｓ１の反対側の内側主面３２ｓ２とを有する。底板部３２と側部３３はケース内部空間３１ｖを囲んで画定する。
　封口板３６は、天板部３７と、天板部３７からケース３１の側部３３の内側へ延びる周縁部３８とを有する。天板部３７中心軸１０ｃを中心とする円形である。封口板３６の周縁部３８は、ケース３１の側部３３に比べて中心軸１０ｃにより近い。天板部３７と周縁部３８とは、一体になっている。封口板３６の外面は、第２端子面３９を有する。第２端子面３９は、発電要素２０の負極２２と電気的に接続され、コイン形電池１０の負極端子面として機能する。封口板３６は、ステンレス鋼で構成される。
　天板部３７は、端子面３９の一部を構成する外側主面３７ｓ１と、外側主面３７ｓ１の反対側の内側主面３７ｓ２とを有する。天板部３７と周縁部３８は内部空間３０ｓを囲んで画定する。周縁部３８は側部３３の内側、すなわちケース内部空間３１ｖに延びる。
　ガスケット４１は、ケース３１の側部３３と封口板３６の周縁部３８との間に圧縮されて介在する。ガスケット４１は、ポリプロピレンで構成される。ガスケット４１は、側部３３の先端部３３ａと第２壁部３８ｂ（後述）との間で圧縮されている。ガスケット４１は、底板部３２と折り返し部３８ｃ（後述）との間で圧縮されている。
　封口板３６の周縁部３８は、第１壁部３８ａと、第２壁部３８ｂと、折り返し部３８ｃとを含む。第１壁部３８ａ、第２壁部３８ｂ、および折り返し部３８ｃは、一体になっている。
　第１壁部３８ａは、天板部３７側から底板部３２側へ、すなわち天板部３７から底板部３２に向かう方向に延びる。第１壁部３８ａは、天板部３７から底板部３２へ向かうにつれてコイン形電池１０の外周側すなわち中心軸１０ｃから離れてケース３１の側部３３に向かって延びている。第１壁部３８ａは、天板部３７に繋がる端部３８ａｔと、端部３８ａｔの反対側の端部３８ａｂとを有する。第１壁部３８ａは、天板部３７との接続箇所（端部３８ａｔ）から折り返し部３８ｃとの接続箇所（端部３８ａｂ）まで直線状に延びている。換言すると、第１壁部３８ａは、その中途部に段差のような形状を有しない。
　第２壁部３８ｂは、第１壁部３８ａよりも外周側に、すなわち中心軸１０ｃからより遠くにあって第１壁部３８ａとケース３１の側部３３との間に設けられる。第２壁部３８ｂは、底板部３２側から天板部３７側へ、すなわち底板部３２から天板部３７に向かう方向に延びている。第２壁部３８ｂは、ケース３１の側部３３との間でガスケット４１を圧縮している。第２壁部３８ｂは、ケース３１の側部３３と略平行に延びている。
　折り返し部３８ｃは、第１壁部３８ａと第２壁部３８ｂとを繋いでいる。第２壁部３８ｂは、折り返し部３８ｃに繋がる端部３８ｂｂと、端部３８ｂｂの反対側の端部３８ｂｔとを有する。より具体的に、折り返し部３８ｃは、第１壁部３８ａの底板部３２側の端部３８ａｔと、第２壁部３８ｂの底板部３２側の端部３８ｂｔとを繋いでいる。折り返し部３８ｃは、第１壁部３８ａおよび第２壁部３８ｂを形成するように板材を折り曲げる過程で両者の間に形成される。
　第１壁部３８ａと第２壁部３８ｂとの間には、空間Ｓが存在している。このような空間が存在するように折り返し部３８ｃを形成することにより、当該折り返し部３８ｃにおいて、上述のスプリングバックが顕著に生じる。このスプリングバックにより、第２壁部３８ｂと側部３３との間の広い領域にわたってガスケット４１が十分に圧縮される。したがって、コイン形電池１０の密閉構造を実現する上で、比較的薄いガスケット４１を用いることが可能となる。本実施形態のガスケット４１は、圧縮前の厚さが第２壁部３８ｂの厚さｔ１（図２を参照）よりも小さい。
　第２壁部３８ｂと側部３３との間におけるガスケット４１の圧縮率は、側部３３の先端部３３ａと第２壁部３８ｂとの間におけるガスケット４１の圧縮率よりも小さい。前者の圧縮率は、例えば、０．３以上、０．４以下である。後者の圧縮率は、例えば、０．４以上、０．６以下である。
　第２壁部３８ｂと側部３３との間におけるガスケット４１の圧縮率は、折り返し部３８ｃと底板部３２との間におけるガスケット４１の圧縮率よりも小さい。前者の圧縮率は、例えば、０．３以上、０．４以下である。後者の圧縮率は、例えば、０．４以上、０．６以下である。
　次に、図２を参照して、コイン形電池１０の各部寸法について説明する。
　第１壁部３８ａおよび第２壁部３８ｂの厚さｔ１は、底板部３２および側部３３の厚さｔ２以下である。本実施形態では、厚さｔ１と厚さｔ２とは、互いに等しいが、これに限られるものではない。例えば、厚さｔ１は、厚さｔ２よりも小さくてもよい。また、コイン形電池１０の大型化を抑制する観点から、ｔ１×２＞ｔ２が成り立っていることが好ましい。
　折り返し部３８ｃの外面曲率半径Ｒ１は、折り曲げ部３４の外面曲率半径Ｒ２よりも大きい。
　第１壁部３８ａと第２壁部３８ｂとがなす角度θは、３°以上、２０°以下である。好ましくは、角度θは、５°以上、２０°以下であり、より好ましくは、角度θは、５°以上、１０°以下である。
　底板部３２の外側主面３２ｓ１と天板部３７の外側主面３７ｓ１との間の高さ方向の距離（すなわち、コイン形電池１０の高さ寸法）をＨ１とし、かつガスケット４１のうち側部３３と第２壁部３８ｂとの圧縮される領域の高さ方向の長さをＬ１として、Ｈ１×０．４≦Ｌ１≦Ｈ１×０．８が成り立つ。好ましくは、Ｈ１×０．６５≦Ｌ１≦Ｈ１×０．７５が成り立つ。
　本開示は、コイン形電池に利用できる。
１０　　コイン形電池
２０　　発電要素
２１　　正極（第１電極）
２２　　負極（第２電極）
２３　　セパレータ
３０　　外装体
３１　　ケース
３２　　底板部
３３　　側部
３３ａ　　先端部
３４　　折り曲げ部
３５　　第１端子面
３６　　封口板
３７　　天板部
３８　　周縁部
３８ａ　　第１壁部
３８ｂ　　第２壁部
３８ｃ　　折り返し部
３９　　第２端子面
４１　　ガスケット
Ｈ１　　コイン形電池の高さ寸法
Ｌ１　　ガスケット圧縮領域の高さ寸法
Ｒ１　　折り返し部の外面曲率半径
Ｒ２　　折り曲げ部の外面曲率半径
Ｓ　　空間
ｔ１　　第１壁部および第２壁部の厚さ
ｔ２　　底板部および側部の厚さ
θ　　第１壁部と第２壁部とがなす角度

Claims (8)

  1. 　発電要素と、
    　前記発電要素を密閉収容する外装体と、
    を備え、
    　前記外装体は、
    　底板部および前記底板部の周縁から立ち上がる側部を有し、外面が第１端子面を有するケースと、
    　天板部および前記天板部から前記側部の内側へ延びる周縁部を有し、外面が第２端子面を有する封口板と、
    　前記側部と前記周縁部との間に圧縮されて介在するガスケットと、
    を有し、
    　前記周縁部は、
    　前記天板部から前記底板部へ向かう方向に延びる第１壁部と、
    　前記第１壁部よりも外周側に設けられ、前記底板部から前記天板部へ向かう方向に延びかつ前記側部との間で前記ガスケットを圧縮する第２壁部と、
    　前記第１壁部と前記第２壁部とを繋ぐ折り返し部と、
    を含み、
    　前記第１壁部と前記第２壁部との間には、空間が存在しており、
    　圧縮前の前記ガスケットの厚さは、前記第２壁部の厚さよりも小さい、コイン形電池。
  2. 　前記第１壁部および前記第２壁部の厚さは、前記底板部および前記側部の厚さ以下である、請求項１に記載のコイン形電池。
  3. 　前記折り返し部の外面曲率半径は、前記底板部と前記側部との間の折り曲げ部の外面曲率半径よりも大きい、請求項１または２に記載のコイン形電池。
  4. 　前記第１壁部と前記第２壁部とがなす角度は、３°以上、２０°以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載のコイン形電池。
  5. 　前記底板部の外側主面と前記天板部の外側主面との間の高さ方向の距離をＨ１とし、かつ前記ガスケットのうち前記側部と前記第２壁部とで圧縮される領域の前記高さ方向の長さをＬ１として、
    　Ｈ１×０．４≦Ｌ１≦Ｈ１×０．８が成り立つ、請求項１～４のいずれか１項に記載の
    コイン形電池。
  6. 　前記側部の先端部は、内周側へ折り曲げられ、かつ前記第２壁部との間で前記ガスケットを圧縮している、請求項１～５のいずれか１項に記載のコイン形電池。
  7. 　前記第２壁部と前記側部との間における前記ガスケットの圧縮率は、前記側部の前記先端部と前記第２壁部との間における前記ガスケットの圧縮率よりも小さい、請求項６に記載のコイン形電池。
  8. 　前記ガスケットは、前記折り返し部と前記底板部との間で圧縮されており、
    　前記第２壁部と前記側部との間における前記ガスケットの圧縮率は、前記折り返し部と前記底板部との間における前記ガスケットの圧縮率よりも小さい、請求項１～７のいずれか１項に記載のコイン形電池。
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