WO2024143253A1 - 円筒形電池 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to cylindrical batteries.
- Cylindrical batteries generally comprise a wound electrode body, a cylindrical outer can with a bottom that houses the electrode body, and a sealing body that closes the opening of the outer can.
- Cylindrical batteries are characterized by being shock resistant and easy to modularize, and in applications requiring large capacity, multiple cylindrical batteries are electrically connected to form a module. At this time, a current collecting member that connects the multiple cylindrical batteries to each other is joined to the external terminals of the cylindrical battery.
- the sealing body serves as the external terminal of the first electrode and the outer can serves as the external terminal of the second electrode, as in the cylindrical battery of Patent Document 1, it is necessary to prevent a short circuit due to contact between the sealing body and the outer can.
- a gasket is placed to seal the gap between the sealing body and the outer can, and the gasket also functions as an insulating member to prevent electrical contact between the sealing body and the outer can.
- the gasket will melt. If the gasket melts, the sealing body will fall into the battery and come into contact with the outer can, raising concerns that a short circuit will occur.
- the cylindrical battery according to the present disclosure is a cylindrical battery comprising an electrode assembly including a first electrode and a second electrode, a cylindrical outer can with a bottom that houses the electrode assembly, and a sealing body that closes the opening of the outer can, with the first electrode connected to the outer can and the second electrode connected to the sealing body, and further comprising a gasket interposed between the outer can and the sealing body, an external terminal joined to the outer surface of the outer can, and an insulating member interposed between the sealing body and the external terminal, and the sealing body is fixed to the external terminal via the insulating member.
- the sealing body is fixed to the external terminal via an insulating member, so even if the gasket melts due to abnormal heat generation from the battery, the occurrence of a short circuit due to contact between the outer can and the sealing body is suppressed. In other words, the sealing body is held by the external terminal, preventing it from falling.
- cylindrical battery according to the present disclosure is not limited to the embodiment described below.
- the liquid electrolyte includes a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
- a non-aqueous solvent for example, esters, ethers, nitriles, amides, and mixed solvents of two or more of these are used as the non-aqueous solvent.
- the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and mixed solvents of these.
- Figure 2 is an enlarged view of part A in Figure 1
- Figure 3 is a perspective view of the insulating member 40.
- the bottom surface of the sealing body 17, the external terminal 30, and the insulating member 40 refers to the surface facing the electrode body 14, and the top surface refers to the surface facing the outside of the battery opposite the bottom surface.
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Abstract
実施形態の一例である円筒形電池は、有底円筒状の外装缶と、外装缶の開口部を塞ぐ封口体（１７）と、外装缶と封口体（１７）の間に介在するガスケットと、外装缶の外面に接合された外部端子（３０）と、封口体（１７）と外部端子（３０）の間に介在する絶縁部材（４０）とを備える。絶縁部材（４０）は、第１の突起（４４）と、外部端子（３０）側に突出して外部端子（３０）の外面に掛かる第２の突起（４５）とを有する。封口体（１７）は、第１の突起（４４）が挿入される溝（２７ｃ）を有し、絶縁部材（４０）を介して外部端子（３０）に固定されている。
Description
本開示は、円筒形電池に関する。
円筒形電池は、一般的に、巻回型の電極体と、電極体を収容する有底円筒状の外装缶と、外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備える。円筒形電池は、衝撃に強く、モジュール化しやすいという特徴があり、大容量を必要とする用途では複数の円筒形電池が電気的に接続されてモジュール化される。このとき、円筒形電池の外部端子に、複数の円筒形電池を互いに接続する集電部材が接合される。
特許文献１には、複数の円筒形電池を備えた電池モジュールであって、円筒形電池の一方の軸方向端部に正極外部端子と負極外部端子が配置され、当該端部の周縁部上に接続仲介部材が配置されたモジュールが開示されている。特許文献１の円筒形電池は、封口体が正極外部端子となり、外装缶が負極外部端子となる。接続仲介部材は、中央に孔があいたリング形状の部材であって、外装缶と電気的に接続されている。なお、特許文献１には、接続仲介部材を用いることで、負極側の集電部材の接合面積が大きくなって低抵抗で強固な接続が可能になる、という効果が記載されている。
特許文献１の円筒形電池のように、封口体が第１電極の外部端子となり、外装缶が第２電極の外部端子となる場合、封口体と外装缶の接触による短絡を防止する必要がある。円筒形電池では、封口体と外装缶の隙間を塞ぐガスケットが配置されるが、ガスケットは封口体と外装缶の電気的接触を防止する絶縁部材としても機能している。しかし、電池に異常が発生して電池の温度が上昇した場合に、ガスケットが溶融する可能性がある。そして、ガスケットが溶融すると、封口体が電池の内部に落ち込み、外装缶と接触して短絡が発生することが懸念される。
本開示に係る円筒形電池は、第１電極および第２電極を含む電極体と、電極体を収容する有底円筒状の外装缶と、外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備え、第１電極が外装缶に接続され、第２電極が封口体に接続された円筒形電池であって、外装缶と封口体の間に介在するガスケットと、外装缶の外面に接合された外部端子と、封口体と外部端子の間に介在する絶縁部材とをさらに備え、封口体は、絶縁部材を介して外部端子に固定されていることを特徴とする。
本開示に係る円筒形電池によれば、封口体が絶縁部材を介して外部端子に固定されるため、電池の異常発熱でガスケットが溶融した場合でも、外装缶と封口体の接触による短絡の発生が抑制される。即ち、封口体が外部端子により保持されることで、封口体の落ち込みが防止される。
以下、図面を参照しながら、本開示に係る円筒形電池の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、本開示に係る円筒形電池は、以下で説明する実施形態に限定されない。
図１は、実施形態の一例である円筒形電池１０の断面図であって、円筒形電池１０の軸方向に沿って電池を切断した断面を示す。
図１に示すように、円筒形電池１０は、電極体１４と、電極体１４を収容する有底円筒状の外装缶１６と、外装缶１６の開口部を塞ぐ封口体１７とを備える。外装缶１６には、電極体１４と共に電解質が収容されている。外装缶１６は側壁に形成された溝入部２２を有し、封口体１７は溝入部２２に支持されて外装缶１６の開口部を塞いでいる。外装缶１６および封口体１７により、全体として略円柱形状を有するケース１５が構成されている。以下では、説明の便宜上、円筒形電池１０の封口体１７側を上、外装缶１６の缶底側を下とする。
詳しくは後述するが、円筒形電池１０は、電極体１４を構成する第１電極が外装缶１６に接続され、電極体１４を構成する第２電極が封口体１７に接続された構造を有する。本実施形態では、第１電極が正極１１であり、第２電極が負極１２である。
円筒形電池１０は、さらに、外装缶１６と封口体１７の間に介在するガスケット２８を備える。ガスケット２８は、封口体１７の外周部に取り付けられるリング状の樹脂製部材であって、外装缶１６と封口体１７の隙間を塞いで電池内部を密閉している。また、ガスケット２８は、外装缶１６と封口体１７の接触を防止し、外装缶１６と封口体１７の絶縁を確保している。ガスケット２８の構成材料は特に限定されないが、一例としては、ポリオレフィンが挙げられる。
円筒形電池１０は、さらに、外装缶１６の外面に接合された外部端子３０と、封口体１７と外部端子３０の間に介在する絶縁部材４０とを備える。外部端子３０は、例えば、円筒形電池１０をモジュール化する際に、複数の円筒形電池１０を互いに電気的に接続する集電部材が接続される導電性部材である。本実施形態では、外部端子３０がケース１５の上面に配置され、当該上面の周縁部に形成された外装缶１６の加締め部２９に溶接されている。絶縁部材４０は、封口体１７と外部端子３０の絶縁を確保すると共に、封口体１７を外部端子３０に固定する固定手段としても機能する。
電解質は、水系電解質であってもよいが、本実施形態では非水電解質を用いるものとする。非水電解質は、リチウムイオン伝導性を有する。非水電解質は、液状の電解質（電解液）であってもよく、固体電解質であってもよい。
液状の電解質（電解液）は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、例えば、エステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、およびこれらの２種以上の混合溶媒等が用いられる。非水溶媒の一例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、およびこれらの混合溶媒等が挙げられる。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体（例えば、フルオロエチレンカーボネート等）を含有していてもよい。電解質塩には、例えば、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩が使用される。
固体電解質としては、例えば、固体状もしくはゲル状のポリマー電解質、無機固体電解質等を用いることができる。無機固体電解質としては、全固体リチウムイオン二次電池等で公知の材料（例えば、酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質、ハロゲン系固体電解質等）を用いることができる。ポリマー電解質は、例えば、リチウム塩とマトリックスポリマー、あるいは非水溶媒とリチウム塩とマトリックスポリマーとを含む。マトリックスポリマーとしては、例えば、非水溶媒を吸収してゲル化するポリマー材料が使用される。ポリマー材料としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂等が挙げられる。
電極体１４は、正極１１、負極１２、およびセパレータ１３を有し、正極１１と負極１２がセパレータ１３を介して渦巻き状に巻回された巻回構造を有する。正極１１、負極１２、およびセパレータ１３は、いずれも帯状の長尺体であって、渦巻状に巻回されることで電極体１４の径方向に交互に積層されている。負極１２は、リチウムの析出を防止するために、正極１１よりも一回り大きな寸法で形成される。即ち、負極１２は、正極１１よりも長手方向および幅方向に長く形成される。セパレータ１３は、少なくとも正極１１よりも一回り大きな寸法で形成され、例えば、正極１１を挟むように２枚配置される。
電極体１４は、正極１１に接続された正極リード２０と、負極１２に接続された負極リード２１とを有する。本実施形態では、正極リード２０が封口体１７に接続され、負極リード２１が外装缶１６に接続されている。このため、封口体１７が正極外部端子として機能し、外装缶１６に接合された外部端子３０が負極外部端子として機能する。図１に示す例では、正極リード２０が絶縁板１８の開口部を通って封口体１７側に延び、負極リード２１が絶縁板１９の外側を通って外装缶１６の缶底側に延びている。なお、正極リード２０と負極リード２１は、それぞれ複数本設けられていてもよい。
正極１１は、正極芯体と、当該芯体の少なくとも一方の面に形成された正極合剤層とを有する。正極芯体には、アルミニウム、アルミニウム合金など、正極１１の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極合剤層は、正極活物質、アセチレンブラック等の導電剤、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の結着剤を含み、正極芯体の両面に形成されることが好ましい。正極活物質には、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ等を含有するリチウム遷移金属複合酸化物が用いられる。なお、正極リード２０は、超音波溶着等により正極芯体に直接接合されていることが好ましい。
負極１２は、負極芯体と、当該芯体の少なくとも一方の面に形成された負極合剤層とを有する。負極芯体には、銅、銅合金など、負極１２の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルムなどを用いることができる。負極合剤層は、負極活物質、およびスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の結着剤を含み、負極芯体の両面に形成されることが好ましい。負極活物質には、例えば、黒鉛、Ｓｉ含有材料などが用いられる。負極リード２１は、超音波溶着等により負極芯体に直接接合されていることが好ましい。なお、負極芯体を外装缶１６の内面に接触させて負極１２と外装缶１６を電気的に接続することも可能である。
外装缶１６は、軸方向一端（上端）が開口した有底円筒形状の金属製容器であって、円筒状に形成された側壁と、底面視円形状の缶底とを有する。外装缶１６は、一般的に、鉄を主成分とする金属で構成されるが、アルミニウム等を主成分とする金属で構成されていてもよい。外装缶１６の側壁には、周方向全長にわたって環状に溝入部２２が形成されている。溝入部２２は、側壁の一部が外装缶１６の内側に張り出した部分であって、例えば、側壁を外側からスピニング加工して形成される。溝入部２２は、外装缶１６の上端から所定長さ離れた位置に形成されている。所定長さは、例えば、外装缶１６の軸方向長さの１～２０％に相当する長さである。
封口体１７は、溝入部２２と加締め部２９に挟持されることで外装缶１６の開口縁部に固定される。本実施形態では、外装缶１６の上端部に加締め部２９が形成されている。加締め部２９は、外装缶１６の上端部が外装缶１６の内側に折り曲げられ、溝入部２２上に配置された封口体１７に対して加締められた部分である。加締め部２９は、外装缶１６の周方向に沿って環状に形成されている。加締め部２９は、例えば、外装缶１６の径方向外側から内側に向かって封口体１７の上面との距離が近くなるように、外装缶１６の径方向に対して傾斜している。ガスケット２８は、加締め部２９により強く圧縮され、一部が加締め部２９と封口体１７の間から円筒形電池１０の中心軸側に延出している。
詳しくは後述するが、封口体１７は、絶縁部材４０を介して外部端子３０に固定されている。このため、電池の異常発熱でガスケット２８が溶融した場合でも、外装缶１６と封口体１７の接触による短絡の発生が抑制される。封口体１７と絶縁部材４０は、互いに連結された状態を維持するための固定構造（係止構造）を有する。本実施形態では、当該固定構造として、絶縁部材４０に形成された突起４４、および封口体１７に形成された凹部である溝２７ｃが設けられている。
封口体１７は、電極体１４側から順に、内部端子板２３、下弁体２４、絶縁板２５、上弁体２６、およびキャップ２７がこの順で積層された構造を有する。封口体１７を構成する各部材は、例えば、円板形状ないしリング形状を有し、絶縁板２５を除く各部材は互いに電気的に接続されている。キャップ２７は、径方向中央部が外側に向かって膨出した凸状部２７ａを含む天板である。キャップ２７の凸状部２７ａは、環状に形成された側面と、平坦な天面とを含む。凸状部２７ａの天面は、円筒形電池１０の上端に位置する。なお、天面には複数の通気孔２７ｂが形成されている。
下弁体２４、絶縁板２５、および上弁体２６は、電流遮断機構を構成している。下弁体２４と上弁体２６は各々の中央部で接続され、各々の周縁部の間には絶縁板２５が介在している。この場合、電池に異常が発生して内圧が上昇すると、下弁体２４が上弁体２６をキャップ２７側に押し上げるように変形して破断することにより、下弁体２４と上弁体２６の間の電流経路が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２６が破断し、キャップ２７の通気孔２７ｂからガスが排出される。
本実施形態では、正極リード２０が内部端子板２３の下面に溶接又は超音波溶着等で接続され、内部端子板２３と電気的に接続された封口体１７の天板であるキャップ２７が正極外部端子となる。電池モジュールを構成する正極側の集電部材は、例えば、キャップ２７の凸状部２７ａの天面に溶接される。また、負極リード２１は外装缶１６の缶底内面に溶接又は超音波溶着等で接続され、外装缶１６と電気的に接続された外部端子３０が負極外部端子となる。電池モジュールを構成する負極側の集電部材は、例えば、外部端子３０の上面に溶接される。
円筒形電池１０では、正極外部端子である封口体１７のキャップ２７と、負極外部端子である外部端子３０が、いずれも電池の上面に配置されている。このため、円筒形電池１０をモジュール化する際に、近接配置された正極外部端子および負極外部端子に集電部材を接続できるので、モジュールの小型化、生産性の向上等を図ることが可能である。
以下、図２および図３を参照しながら、外部端子３０、絶縁部材４０、および封口体１７を構成するキャップ２７について詳説する。図２は図１中のＡ部拡大図、図３は絶縁部材４０の斜視図である。本明細書において、封口体１７、外部端子３０、および絶縁部材４０の下面とは、電極体１４側を向いた面を意味し、上面とは下面と反対側の電池の外側を向いた面を意味する。
図２に示すように、外部端子３０は、開口部３１を有する円環状（リング状）の部材であって、ケース１５の上面に配置されている。外部端子３０は、キャップ２７の凸状部２７ａを除くケース１５の上面の広範囲を覆い、凸状部２７ａと共に円筒形電池１０の上面を形成している。外部端子３０は、例えば、略平坦な円環状の金属板であるが、その形状、大きさ等は特に限定されない。本実施形態では、外部端子３０が外装缶１６の外周面よりも径方向外側に張り出さない状態でケース１５の上面に配置されている。なお、外部端子３０は、その径方向が円筒形電池１０の径方向と平行となるように配置される（絶縁部材４０についても同様）。
外部端子３０の開口部３１は、例えば、平面視真円形状を有し、外部端子３０の径方向中央部に形成されている。開口部３１は、キャップ２７の凸状部２７ａを通すための孔であって、凸状部２７ａの直径よりも大きな直径を有する。凸状部２７ａは、開口部３１を通って上方に突出し、凸状部２７ａの天面は円筒形電池１０の上端に位置している。なお、開口部３１の周縁に沿った外部端子３０の内周部と、凸状部２７ａの側面との間にも、絶縁部材４０が介在している。
外部端子３０は、例えば、鉄、又はステンレス鋼等の鉄合金で構成され、外装缶１６の加締め部２９にレーザー溶接される。外部端子３０は、厚肉部と薄肉部を有していてもよく、この場合、薄肉部が加締め部２９に溶接される。加締め部２９と外部端子３０の溶接部は、外部端子３０の周方向に所定の間隔をあけて断続的に複数形成されてもよく、連続的に形成されてもよい。溶接部の数と面積は、例えば、接合強度と抵抗を考慮して設定される。一般的には、溶接面積が大きくなるほど、接合強度が上がり、抵抗を下げることができる。
図２および図３に示すように、絶縁部材４０は、開口部４１を有する円環状の部材であって、封口体１７のキャップ２７と外部端子３０の間に配置されている。絶縁部材４０の直径は外部端子３０の直径よりも小さい。絶縁部材４０は、例えば、ポリオレフィンなどのガスケット２８と同様の樹脂で構成されてもよく、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂など、ガスケット２８よりも耐熱性の高い樹脂で構成されてもよい。
絶縁部材４０の開口部４１は、例えば、平面視真円形状を有し、絶縁部材４０の径方向中央部に形成されている。開口部４１は、キャップ２７の凸状部２７ａを通すための孔であって、凸状部２７ａを挿通可能な大きさで形成されている。絶縁部材４０は、外装缶１６の加締め部２９と外部端子３０の溶接を阻害しないように、加締め部２９の先端よりも円筒形電池１０の中心軸側に配置されることが好ましい。
絶縁部材４０は、円環状に形成されたベース部４２と、開口部４１の周縁に形成された筒部４３とを有する。筒部４３は、外部端子３０の開口部３１に挿入され、キャップ２７の凸状部２７ａと同様に、外部端子３０の上面よりも上方に突出している。そして、筒部４３の内側には、開口部４１に挿入された凸状部２７ａが配置されている。本実施形態では、外部端子３０の上面と、凸状部２７ａの天面との間に、筒部４３の上端が位置している。この場合、凸状部２７ａに集電部材を接続する際に絶縁部材４０が邪魔にならない。また、外部端子３０に対する絶縁部材４０の固定が容易になる。
ベース部４２は、略平坦な板状に形成され、キャップ２７の上面および外部端子３０の下面に当接している。即ち、ベース部４２がキャップ２７と外部端子３０により上下から挟まれ、キャップ２７と外部端子３０の接触を防止している。ベース部４２の厚みは、特に限定されないが、本実施形態では外部端子３０の厚みよりも大きくなっている。なお、絶縁部材４０は、加締め部２９と封口体１７の間からはみ出たガスケット２８との間にすき間をあけて配置されてもよく、ベース部４２の一部がガスケット２８上に重なるように配置されてもよい。
筒部４３は、ベース部４２から上方に延び、ベース部４２の上面に対して略垂直に形成されていてもよい。筒部４３は、キャップ２７の凸状部２７ａを囲む壁のように形成され、また外部端子３０の開口部３１の周縁に沿って配置される。筒部４３は、上記のように、外部端子３０の内周部と凸状部２７ａの側面との間に介在し、外部端子３０と凸状部２７ａの接触を防止している。絶縁部材４０は、封口体１７および外部端子３０との連結状態を維持するための固定構造を有するが、本実施形態では、当該固定構造が筒部４３に形成されている。
絶縁部材４０は、上記固定構造として、封口体１７側に突出した第１の突起４４と、外部端子３０側に突出して外部端子３０の外面に掛かる第２の突起４５とを有する。突起４４，４５は、いずれも筒部４３に形成され、絶縁部材４０（円筒形電池１０）の径方向に沿うように互いに反対方向に突出している。突起４４，４５は同じ高さに配置されてもよいが、本実施形態では、突起４５が突起４４よりも上に配置されている。また、封口体１７は、絶縁部材４０の突起４４が挿入される溝２７ｃを有する。
封口体１７の溝２７ｃは、突起４４が挿入される凹部であって、凸状部２７ａの側面において環状に形成されている。溝２７ｃは、突起４４を挿入可能な幅と深さで、例えば、凸状部２７ａの側面の上下方向中央部において、凸状部２７ａの周方向に連続した１本の溝として形成される。突起４４の保持性と凸状部２７ａの強度の両立等の観点から、溝２７ｃの深さは、溝２７ｃが形成された部分以外の凸状部２７ａの最小厚みの１０％以上５０％以下が好ましく、２０％以上４０％以下がより好ましい。なお、溝２７ｃの深さとは、図２の断面視において、凸状部２７ａの側面に沿った仮想線αから溝２７ｃの最深部までの最短距離を意味する。
絶縁部材４０の第１の突起４４は、開口部４１の周縁において環状に形成されている。本実施形態では、開口部４１の周縁に筒部４３が形成され、筒部４３の内周面に突起４４が形成されている。突起４４は、例えば、筒部４３の上下方向中央部において筒部４３の内側に向かって突出し、筒部４３の周方向に連続した１本のリブ状に形成されている。突起４４の突出長さは、特に限定されないが、好適な一例としては０．２０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。なお、突起の突出長さとは、突起の付け根から先端までの絶縁部材４０の径方向に沿った長さを意味する。
突起４４は、キャップ２７の溝２７ｃに挿入しやすく、溝２７ｃから抜け難いことが好ましい。絶縁部材４０は、封口体１７が外装缶１６の開口縁部に固定された後、キャップ２７に上から装着される。このため、突起４４が溝２７ｃに嵌りやすいように、本実施形態では、突起４４の下面が、突起４４の付け根から先端に向かって次第に上方に位置するように傾斜している。絶縁部材４０の径方向に対する突起４４の下面の傾斜角度は、例えば、突起４４の長さ方向の中央部において１５°以上４５°以下である。突起４４の下面は、下方に凸となるように湾曲していてもよい。
突起４４の上面は、溝２７ｃに引っ掛かりやすいように、絶縁部材４０の径方向に沿うように形成されていてもよい。絶縁部材４０の径方向に対する突起４４の上面の傾斜角度は、例えば、突起４４の長さ方向の中央部において０°以上５°以下である。突起４４の上面の少なくとも一部は、突起４４の上方に位置する筒部４３の内周面に対して略垂直（９０°±５°）に形成されていてもよい。
突起４４は、上記下面の傾斜に起因して、付け根から先端に向かってやや先細ったテーパー状に形成されている。キャップ２７の溝２７ｃは、突起４４のテーパー形状に合わせて溝底に向かって次第に溝幅が狭くなっている。また、突起４４は、全長にわたって同じ突出長さと幅を有することが好ましい。溝２７ｃについても同様に、全長にわたって同じ深さと幅を有することが好ましい。この場合、溝２７ｃによる突起４４の保持力が凸状部２７ａの周方向に沿って均一になる。
絶縁部材４０の第２の突起４５は、外部端子３０の開口部３１の周縁に沿うように断続的に複数形成されている。本実施形態では、開口部３１の周縁に沿って筒部４３が配置され、筒部４３の外周面に突起４５が形成されている。突起４５の数は、特に限定されないが、３個以上が好ましく、４個以上がより好ましく、好適な一例としは、４個以上１０個以下である。本実施形態では、４個の突起４５が筒部４３の周方向に等間隔で配置されている。また、各突起４５は互いに同じ形状、同じ大きさで形成されている。
突起４５は、外部端子３０の上面に引っ掛かり、ベース部４２と共に外部端子３０を上下から挟む。これにより、絶縁部材４０は外部端子３０に保持される。突起４５には、外部端子３０の上面に引っ掛かり、絶縁部材４０と封口体１７の重さが加わっても外部端子３０の上面から外れないことが要求される。一方、外部端子３０は突起４５を乗り越えて突起４５とベース部４２の間に嵌められるため、突起４５には外部端子３０の取り付けに支障がないことも要求される。突起４５の好適な突出長さは、例えば、０．１０ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。本実施形態では、突起４５の突出長さが、突起４４の突出長さよりも短くなっている。
突起４５は、筒部４３の上端から筒部４３の上下方向中央部にわたって形成されていてもよく、突起４５の上下方向長さは外部端子３０の厚みに応じて適宜変更されてもよい。突起４５の上面は、例えば、上方に凸となるように湾曲している。この場合、外部端子３０の取り付けが容易になる。他方、突起４５の下面は、外部端子３０の上面に引っ掛かりやすいように、外部端子３０が嵌まる窪み、段差等が形成されていてもよく、絶縁部材４０の径方向に沿うように形成されていてもよい。
なお、第１の突起４４は、開口部４１の周縁において断続的に複数形成されていてもよい。この場合、キャップ２７の凹部は、溝２７ｃの側面において環状に形成された溝２７ｃであってもよく、突起４４の位置に合わせて断続的に複数（例えば、突起４４と同数）形成されてもよい。また、第２の突起４５は、突起４５は、外部端子３０の開口部３１の周縁に沿うように環状に形成されていてもよい。突起４４，４５の両方が、１本のリブ状に形成されてもよく、或いは断続的に複数形成されてもよい。
以上のように、上記構成を備えた円筒形電池１０によれば、封口体１７が絶縁部材４０を介して外部端子３０に固定されるため、電池の異常発熱でガスケット２８が溶融した場合でも、封口体１７の落ち込みを防止できる。これにより、外装缶１６と封口体１７の接触による短絡の発生を抑制できる。
上記実施形態では、封口体１７が正極外部端子として機能し、外部端子３０が負極外部端子として機能する場合を例示したが、外部端子３０が正極外部端子となり、封口体１７が負極外部端子となる形態を採用することも可能である。即ち、上記第１電極を負極１２とし、上記第２電極を正極１１とすることも可能である。
また、上記実施形態では、封口体１７にガス排出機構が設けられ、電池の異常発生時には封口体１７からガスが排出されるが、ガス排出機構を有さない封口体を用いてもよい。この場合、例えば、外装缶の底にガス排出構造が形成される。
また、上記実施形態では、封口体と絶縁部材の固定構造として、絶縁部材４０に形成された突起４４、および封口体１７の凸状部２７ａに形成された溝２７ｃを例示したが、封口体に突起を形成し、絶縁部材に突起が挿入される凹部を形成することも可能である。
１０ 円筒形電池、１１ 正極、１２ 負極、１３ セパレータ、１４ 電極体、１６ 外装缶、１７ 封口体、１８，１９ 絶縁板、２０ 正極リード、２１ 負極リード、２２ 溝入部、２３ 内部端子板、２４ 下弁体、２５ 絶縁板、２６ 上弁体、２７ キャップ、２７ａ 凸状部、２７ｂ 通気孔、２７ｃ 溝、２８ ガスケット、２９ 加締め部、３０ 外部端子、３１，４１ 開口部、４０ 絶縁部材、４２ ベース部、４３ 筒部、４４ 第１の突起、４５ 第２の突起
Claims (6)
- 第１電極および第２電極を含む電極体と、前記電極体を収容する有底円筒状の外装缶と、前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体とを備え、前記第１電極が前記外装缶に接続され、前記第２電極が前記封口体に接続された円筒形電池であって、
前記外装缶と前記封口体の間に介在するガスケットと、
前記外装缶の外面に接合された外部端子と、
前記封口体と前記外部端子の間に介在する絶縁部材と、
をさらに備え、
前記封口体は、前記絶縁部材を介して前記外部端子に固定されている、円筒形電池。 - 前記絶縁部材は、前記封口体側に突出した第１の突起と、前記外部端子側に突出して前記外部端子の外面に掛かる第２の突起とを有し、
前記封口体は、前記第１の突起が挿入される凹部を有する、請求項１に記載の円筒形電池。 - 前記封口体は、外側に向かって膨出した凸状部を含む天板を有し、前記凹部は、前記凸状部の側面において環状に形成されるか、又は断続的に複数形成され、
前記絶縁部材は、前記凸状部を通す開口部を有し、前記第１の突起は、前記開口部の周縁において環状に形成されている、請求項２に記載の円筒形電池。 - 前記封口体は、外側に向かって膨出した凸状部を含む天板を有し、前記凹部は、前記凸状部の側面において環状に形成されるか、又は断続的に複数形成され、
前記絶縁部材は、前記凸状部を通す開口部を有し、前記第１の突起は、前記開口部の周縁において断続的に複数形成されている、請求項２に記載の円筒形電池。 - 前記外部端子は、前記絶縁部材を通す端子開口部を有し、
前記絶縁部材の前記第２の突起は、前記端子開口部の周縁に沿うように環状に形成されている、請求項２に記載の円筒形電池。 - 前記外部端子は、前記絶縁部材を通す端子開口部を有し、
前記絶縁部材の前記第２の突起は、前記端子開口部の周縁に沿うように断続的に複数形成されている、請求項２に記載の円筒形電池。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23912033 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |