JP2010040328A - 密閉型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の内圧が異常上昇した場合、低圧力で開裂弁が良好に開裂し、しかも、電池に衝撃が加わった場合に開裂することが抑制されている密閉型電池を提供する。
【解決手段】電池の蓋部３の中央部には、断面視がＴ字状をなす負極端子４が、ガスケット５に包囲された状態で設けられている。蓋部３の一端部には、平面視が長円状をなす開裂弁３１がプレス加工により凹設されて、蓋部３の他端部には、平面視が矩形状をなす凹部３２がプレス加工により設けられている。開裂弁３１には、内周縁に沿って所定幅を有する溝部３１２が設けられている。開裂弁３１において、溝部３１２の内周側の弁本体３１１の厚みは均一であるが、溝部３１２の厚みは蓋部３の長手方向の端部から中央部に向かうに従って漸減するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケースに発電要素を収納し、ケースの開口を蓋部により閉塞してなる密閉型電池に関する。

近年、ビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の携帯電子機器の小型軽量化及び多様化に伴い、その電源である電池に対して、小型かつ軽量であり、高エネルギー密度を有し、貯蔵安定性等の信頼性も高く、長期間繰り返して充放電が可能である二次電池の開発が強く要求されている。
これらの要求を満たす二次電池として、非水電解質を含む非水電解質二次電池が挙げられる。

非水電解質二次電池の代表例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能である活物質からなる負極と、遷移金属酸化物、弗化黒鉛、及びリチウムと遷移金属との複合酸化物等からなる正極と、非水電解質とを有する。非水電解質は、非プロトン性有機溶媒にＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＣｌＯ₄ 、ＬｉＡｓＦ₆ 、ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ 等のリチウム塩を混合してなる。

リチウムイオン二次電池の一例として、前記正極及び負極がセパレータを介して巻回された扁平巻状の電極群を、一面が開口し、アルミニウム（Ａｌ）又はＡｌ合金からなるケースに収容し、ケースの開口をＡｌ又はＡｌ合金製の蓋部により密閉してなるものが挙げられる。

このリチウムイオン二次電池等の密閉型電池においては、仕様を超えた条件で充放電されたり、加熱されたりした場合に、電池内部でガスが発生し、電池の内圧が異常に上昇する。蓋部及びケースが内圧の異常上昇に耐えられなくなった場合、破裂して収容物が飛散する虞がある。これを防ぐために、蓋部又はケースには、電池内圧が所定値以上に上昇した場合に開裂して電池内圧を開放する開裂弁が設けられている。

図１０は、従来の電池５１を示す斜視図である。
電池５１は、銅集電体に負極合剤を塗布してなる負極板、及びＡｌ集電体に正極合剤を塗布してなる正極板がセパレータを介して巻回された扁平巻状の電極群、及び非水電解質（図示せず）を、一面が開口した略直方体状をなし、Ａｌ又はＡｌ合金製のケース５２に収容し、ケース５２の開口をＡｌ又はＡｌ合金製の蓋部５３により閉塞してなる。

平面視が略矩形状をなす蓋部５３の中央部には、平板状の頭部及び円筒状の脚部を有し、断面視がＴ字状をなす負極端子５６が、表面が表出するように絶縁部材（図示せず）に嵌め込まれた状態で、蓋部５３を貫通するように設けられている。電池５１は、ケース５２及び蓋部５３の負極端子５６が設けられている部分以外の部分が正極（端子）とされる。

蓋部５３の一端部には、平面視が略長円状をなす開裂弁５４がプレス加工によって凹設されており、蓋部５３の他端部には、平面視が略矩形状をなす凹部５５がプレス加工によって設けられている。

図１１（ａ）は蓋部５３の開裂弁５４の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。なお、説明を分かりやすくするために、（ｂ）及び（ｃ）においては、（ａ）の蓋部５３の縦横の寸法に比して蓋部５３の厚みを厚くしている。

開裂弁５４には、内周縁部に沿って所定幅を有する溝部５４２が設けられている。溝部５４２の各部の厚み（底面の高さ）は均一であり、溝部５４２の内周側の弁本体５４１の各部の厚みも均一である。すなわち、図１１（ｂ）に示す位置Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅにおける溝部５４２の厚み（底面の高さ）は等しく、図１１（ｃ）に示す位置Ｆ、Ｇ、Ｈにおける溝部５４２の厚みは等しい。

電池５１の内圧が異常上昇した場合、電池５１の両平面の中央部が膨張し、蓋部５３の長手方向の中央部がケース５２の内側に湾曲し、蓋部５３の長手方向の端部が反り上がるように変形する。そして、蓋部５３の短手方向の引っ張り力及び電池５１の内圧によって弁本体５４１が変形し、溝部５４２の底面が開いて開裂弁５４が開裂し、これにより電池内圧が開放される。
この電池５１においては、作動圧を下げるために、溝部５４２の厚みを薄くした場合、溝部５４２は開裂弁５４の全周に亘って設けられているので、広範囲に薄肉部分が存在することになり、電池５１が落下等して衝撃が加わったときに、溝部５４２に応力が集中して開裂弁５４が開裂する虞があるという問題があった。
特許文献１には、略長円状の開裂弁の溝部を開裂弁の周縁部に沿って、一方の長辺を除いて形成した密閉型電池の発明が開示されているが、上記と同様の問題を有していた。

図１２は、特許文献２等の他の電池の蓋部５７の開裂弁５８の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）及び（ｃ）においては、（ａ）の蓋部５７の縦横の寸法に比して蓋部５７の厚みを厚くしている。

略長円状の開裂弁５８は、蓋部５７の外面の他の部分から凹んだ状態で設けられており、開裂弁５８の内周縁部に沿って所定幅を有する溝部５８２が設けられている。溝部５８２の蓋部５７の長手方向の端部側には、溝部５８２の他の部分より底面の高さが高い段部５８３が設けられている。溝部５８２の内周側の弁本体５８１の各部の厚みは均一である。すなわち、図１２（ｂ）に示す位置Ａ、Ｂにおける段部５８３の厚み（底面の高さ）は、位置Ｄ、Ｅにおける溝部５８２の厚みより厚く、図１２（ｃ）に示す位置Ｆ、Ｇ、Ｈにおける溝部５８２の厚みは等しい。

上述したように、電池の内圧が異常上昇した場合、電池の両平面の中央部が膨張し、蓋部５７の長手方向の中央部がケースの内側に湾曲し、蓋部５７の長手方向の端部が反り上がるように変形しようとする。この電池においては、蓋部５７の端部側の段部５８３が溝部５８２の他の部分より厚みが厚い分、変形しにくくなっており、蓋部５７の短手方向に引っ張り力が加わった場合に弁本体５８１がより変形しやすいため、溝部５８２の段部５８３より厚みが薄い部分から確実に開裂弁５８が開裂する。そして、電池間で作動圧が安定している。
特開２００２−８６１５号公報 特開２００６−１４７２６７号公報

しかし、図１２の開裂弁５８を有する電池においても、電池５１と同様に、溝部５８２の最薄部分は開裂弁５８の周長の広範囲に亘って設けられているので、電池が落下等して衝撃が加わったときに、溝部５８２の最薄部分に応力が集中して開裂弁５８が開裂する虞があるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電池内圧が異常上昇した場合に低圧力で開裂弁が開裂し、しかも、衝撃が加わった場合には開裂することが抑制されている密閉型電池を提供することを目的とする。

第１発明に係る密閉型電池は、開口縁部が長円状又は矩形状を有する有底筒状のケースに発電要素を収容し、開口を蓋部で閉塞してなり、前記ケース及び／又は蓋部に、他の部分より厚みが薄い一又は複数の開裂弁が設けられている密閉型電池において、少なくとも一の開裂弁の一部又は全部は、該開裂弁が設けられている前記ケース又は蓋部の面の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成されていることを特徴とする。

本発明においては、開裂弁の一部又は全部が、開裂弁が設けられているケース又は蓋部の面の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成されているので、電池の内圧が異常上昇した場合、開裂弁の最薄部分が開き、該最薄部分から開裂弁が良好に開裂する。従って、作動圧が低くなり、安定化する。そして、最薄部分は広範囲に設けられておらず、電池に衝撃が加わった場合に変形しやすい、前記面の端部側は厚みが厚いので開裂弁は開裂が抑制され、耐衝撃性が良好である。

第２発明に係る密閉型電池は、第１発明において、前記開裂弁は長円状又は矩形状を有し、前記開裂弁の外面又は内面に、該開裂弁の内周縁部の一部又は全部に沿うように溝部が設けられており、前記溝部は、該溝部が設けられている前記ケース又は蓋部の面の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成されていることを特徴とする。

本発明においては、溝部の前記長手方向の中央部側の最薄部分から開裂弁がさらに良好に開裂し、作動圧をさらに下げることができる。

第３発明に係る密閉型電池は、第１又は第２発明において、前記発電要素は、非水電解質を含むことを特徴とする。

本発明においては、発電要素に非水電解質を含む場合に、異常な電池反応の初期の段階で電池内圧を開放することができる。

本発明によれば、開裂弁の一部又は全部が、開裂弁が設けられているケース又は蓋部の面の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成されているので、電池の内圧が異常上昇した場合、開裂弁の最薄部分が開き、該最薄部分から開裂弁が良好に開裂する。従って、作動圧が低くなり、開裂弁の開裂箇所が最薄部分に特定されるので、作動圧のバラツキが小さくなって、安定化する。
さらに、最薄部分は広範囲に設けられておらず、電池に衝撃が加わった場合に変形しやすい、前記面の端部側は厚みが厚いので、開裂弁は開裂しにくく、耐衝撃性が良好である。従って、電池は良好な安全性を有する。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る密閉型電池（以下、電池という）１を示す斜視図、図２は電池１の蓋部３を示す一部破断側面図である。

電池１はリチウムイオン二次電池であり、銅集電体に負極合剤を塗布してなる負極板、及びＡｌ集電体に正極合剤を塗布してなる正極板がセパレータを介して巻回された扁平巻状の電極群、及び非水電解質（図示せず）を、一面が開口した略直方体状をなし、Ａｌ又はＡｌ合金製のケース２に収容し、ケース２の開口をＡｌ又はＡｌ合金製の蓋部３により閉塞してなる。

蓋部３の中央部には、平板状の頭部４１、及び円筒状の脚部４２を有し、断面視がＴ字状をなす負極端子４が、該負極端子４の表面を除き、合成樹脂製であり、絶縁性を有するガスケット５に包囲された状態で、蓋部３を貫通するように設けられている。負極端子４は、ニッケル材又はニッケルめっきを施した鋼材からなる。電池１は、ケース２及び蓋部３の負極端子４が設けられている部分以外の部分が正極（端子）とされる。
蓋部３の一端部には、電池１の内部圧力の異常な上昇時に圧力を開放するために他の部分よりも肉厚を薄くしており、平面視が略長円状をなす開裂弁３１がプレス加工により凹設されている。開裂弁３１は、内面（裏面）が蓋部３の他の部分の内面と同一平面上にあるように設けられている。蓋部３の他端部には、平面視が略矩形状をなす凹部３２がプレス加工により設けられており、該凹部３２の下側には突設部３３が形成されている。

ガスケット５の下端部には、蓋部３の裏面に沿って、蓋部３の一端部側に延びるように設けられた、合成樹脂製の絶縁体６が当接している。該絶縁体６の凹部には、銅製であり、板状をなす集電体７が収容されている。該集電体７にはタブ７１が垂設され、該タブ７１には、前記電極群の負極板に接続された負極リードが接続されるように構成されている。
前記突設部３３には、Ａｌ製であり、板状をなす集電体８が接続されている。該集電体８に垂設したタブ８１には、前記電極群の正極板に接続された正極リードが接続される。
蓋部３に、過充電及び過放電を防止するための保護回路及び出力端子を有する保護回路基板を配して電池パックを構成する場合に、負極端子４はリードを介して該保護回路基板の一方の接続端子と接続され、凹部３２はクラッド材及びリードを介して保護回路基板の他方の接続端子と接続されるように構成されている。

図３（ａ）は蓋部３の開裂弁３１の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）においては、（ａ）の蓋部３の縦横の寸法に比して蓋部３の厚みを厚くしている。
開裂弁３１には、内周縁部に沿って所定幅を有する溝部３１２が設けられている。
開裂弁３１において、溝部３１２の内周側の弁本体３１１の厚みは均一であるが、溝部３１２の厚みは蓋部３の長手方向の端部から中央部に向かうに従って漸減するように構成されている。すなわち、図３（ｂ）に示す位置Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅにおける溝部３１２の厚みは漸次的に薄く（溝部３１２の底面の高さが低く）なっており、図３（ｃ）に示す位置Ｆ、Ｇ、Ｈにおける溝部３１２の厚みは漸次的に薄くなっている。図３（ｄ）に示すように溝部３１２の蓋部３の短手方向の厚みは等しい。

電池１の内圧が異常上昇した場合、電池１の両平面の中央部が膨張し、蓋部３の長手方向の中央部がケース２の内側に湾曲し、蓋部３の長手方向の端部が反り上がるように変形しようとする。本実施の形態の電池１においては、溝部３１２は上述したように、蓋部３の長手方向の端部側から中央部側に向かって厚みが薄くなるように傾斜しているので、溝部３１２の前記端部側の部分は溝部３１２の前記中央部側の部分より厚みが厚い分、変形しにくくなっている。従って、蓋部３の短手方向に引っ張り力が加わった場合に弁本体３１１がより変形しやすくなり、溝部３１２の最薄部分が開いて、該最薄部分から確実に開裂弁３１が開裂する。そして、作動圧は安定している。

また、電池１が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい蓋部３の長手方向の端部側において溝部３１２の厚みを厚くしており、溝部３１２の最薄部分は広範囲に設けられていないので、開裂弁３１は開裂せず、電池１は衝撃に対して良好な強度を有する。

実施の形態２．
実施の形態２に係る電池は、開裂弁２２の構成が実施の形態１に係る電池１の開裂弁３１の構成と異なる。
図４（ａ）は本発明の実施の形態２に係る電池の蓋部２１の開裂弁２２の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）においては、（ａ）の蓋部２１の縦横の寸法に比して蓋部２１の厚みを厚くしている。

実施の形態２に係る電池の開裂弁２２は略長円状を有し、図４（ｂ）に示すように、蓋部２１の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従い、厚みが漸減するように構成されている。

本実施の形態の電池においては、蓋部２１の長手方向の端部側から中央部側に向かって開裂弁２２の厚みが薄くなるように開裂弁２２の表面（外面）が傾斜しているので、電池の内圧が異常上昇した場合、開裂弁２２の蓋部２１の端部側の部分が蓋部２１の中央部側の部分より厚みが厚い分、変形しにくくなっており、蓋部２１の短手方向に引っ張り力が加わった場合に開裂弁２２の最薄部分が確実に開裂する。そして、作動圧が安定する。
また、電池が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい蓋部２１の長手方向の端部側において開裂弁２２の厚みが厚く、開裂弁２２の最薄部分の面積は狭いので、開裂弁２２は開裂せず、電池は良好な耐衝撃性を有する。

実施の形態３．
実施の形態３に係る電池は、開裂弁２４の構成が実施の形態１に係る電池１の開裂弁３１の構成と異なる。
図５（ａ）は本発明の実施の形態３に係る電池の蓋部２３の開裂弁２４の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）及び（ｃ）においては、（ａ）の蓋部２３の縦横の寸法に比して蓋部２３の厚みを厚くしている。

実施の形態３に係る電池の開裂弁２４は略長円状を有し、蓋部２３の外面の他の部分から凹んだ状態で設けられている。そして、弁本体２４１の内周縁部から所定間隔を隔て、内周縁部に沿って、蓋部２３の中央部側の曲率が大きい円弧の略１／２を除き、溝部２４２が設けられている。
図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、溝部２４２は蓋部２３の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従い、厚みが漸減するように構成されている。

本実施の形態の電池は、以上のように構成されているので、電池の内圧が異常上昇し、蓋部２３の短手方向に引っ張り力が加わった場合に溝部２４２の最薄部分から開裂弁２４が良好に開裂する。そして、作動圧が安定している。
また、電池が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい蓋部２３の長手方向の端部側において開裂弁２４の厚みが厚く、開裂弁２４の最薄部分の面積は狭いので、電池は良好な耐衝撃性を有する。

実施の形態４．
実施の形態４に係る電池は、開裂弁２６の構成が実施の形態１に係る電池１の開裂弁３１の構成と異なる。
図６（ａ）は本発明の実施の形態４に係る電池の蓋部２５の開裂弁２６の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）においては、（ａ）の蓋部２５の縦横の寸法に比して蓋部２５の厚みを厚くしている。

実施の形態４に係る電池の開裂弁２６は略長円状を有し、蓋部２５の外面の他の部分から凹んだ状態で設けられている。そして、弁本体２６１の内周縁部から所定間隔を隔て、該内周縁部に沿って、弁本体２６１の中央部において弁本体２６１を該弁本体２６１の短手方向に横切るように、すなわち平面視で略「６」の字状をなすように、溝部２６２が設けられている。
図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、溝部２６２は蓋部２５の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従い、厚みが漸減するように構成されている。図６（ｄ）に示すように溝部２６２の蓋部２５の短手方向の厚みは等しい。

本実施の形態の電池は、以上のように構成されているので、電池の内圧が異常上昇し、蓋部２５の短手方向に引っ張り力が加わった場合に溝部２６２の最薄部分が確実に開き、該最薄部分から開裂弁２６が良好に開裂する。そして、作動圧が安定している。
また、電池が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい蓋部２５の長手方向の端部側において開裂弁２６の厚みが厚く、開裂弁２６の最薄部分の面積は狭いので、電池は良好な耐衝撃性を有する。

実施の形態５．
実施の形態５に係る電池は、開裂弁２８の構成が実施の形態１に係る電池１の開裂弁３１の構成と異なる。
図７（ａ）は本発明の実施の形態５に係る電池の蓋部２７の開裂弁２８の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）及び（ｃ）においては、（ａ）の蓋部２７の縦横の寸法に比して蓋部２７の厚みを厚くしている。

実施の形態５に係る電池の開裂弁２８は略長円状を有し、蓋部２７の外面の他の部分から凹んだ状態で設けられている。そして、弁本体２８１の外面には、内周縁部から所定間隔を隔て、該内周縁部に沿って上溝部２８２が設けられ、弁本体２８１の内面には、内周縁部から所定間隔を隔て、該内周縁部に沿って下溝部２８３が設けられている。
図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上溝部２８２は蓋部２７の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従い、厚みが漸減するように下向きに傾斜しており、下溝部２８３は上向きに傾斜している。

本実施の形態の電池は、以上のように構成されているので、電池の内圧が異常上昇し、蓋部２７の短手方向に引っ張り力が加わった場合に上溝部２８２において最も薄く、下溝部２８３において最も薄い、開裂弁２８の最薄部分から開裂弁２８が良好に開裂する。そして、作動圧が安定している。
また、電池が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい蓋部２７の長手方向の端部側において開裂弁２８の厚みが厚く、開裂弁２８の最薄部分の面積は狭いので、電池は良好な耐衝撃性を有する。

実施の形態６．
実施の形態６に係る電池は、開裂弁３０の構成及び設置位置が実施の形態１に係る電池１の開裂弁３１の構成及び設置位置と異なる。
図８（ａ）は本発明の実施の形態６に係る電池のケースの底面２９の開裂弁３０の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図である。説明を分かりやすくするために、（ｂ）においては、（ａ）の底面２９の縦横の寸法に比して該底面２９の厚みを厚くしている。

実施の形態６に係る電池の開裂弁３０は略長円状を有し、底面２９の略中央部に、該底面２９の外面の他の部分から凹み、内面が底面２９の他の部分の内面と同一平面上にある状態で設けられている。開裂弁３０は、内周縁部から中央部に向かうに従い、厚みが漸減するように、すなわち、中央部の開裂部３０１が最薄部分となるように構成されている。

本実施の形態の電池は、以上のように構成されているので、電池の内圧が異常上昇した場合、開裂弁３０の周縁部が中央部より厚みが厚い分、変形しにくくなっており、底面２９の中央部で底面２９の短手方向に引っ張り力が加わった場合に、開裂部３０１が確実に開き、該最薄部分から開裂弁３０が良好に開裂する。そして、作動圧が安定している。
また、電池が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい開裂弁３０の周縁部の厚みが厚く、開裂部３０１の面積は狭いので、電池は良好な耐衝撃性を有する。
なお、本実施の形態においては、開裂弁３０をケースの底面２９の略中央部に設けた場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、蓋部の略中央部に設けることにしてもよい。

実施の形態７．
実施の形態７に係る電池は、開裂弁３６，３７が該電池の蓋部３５に２つ設けられている点が実施の形態１に係る電池１と異なる。
図９は、本発明の実施の形態７に係る電池の蓋部３５を示す模式的断面図である。
実施の形態７に係る電池の開裂弁３６，３７は略長円状を有し、蓋部３５の長手方向の両端部に、蓋部３５の外面の他の部分から凹んだ状態で設けられている。
開裂弁３６，３７には、内周縁部に沿って所定幅を有する溝部３６２，３７２が設けられている。
開裂弁３６，３７において、溝部３６２，３７２の内周側の弁本体３６１，３７１の厚みは均一であるが、溝部３６２，３７２の厚みは蓋部３５の長手方向の端部から中央部に向かうに従って漸減するように構成されている。

本実施の形態の電池は、以上のように構成されているので、電池の内圧が異常上昇した場合、開裂弁３６，３７の蓋部３５の端部側の部分が蓋部３５の中央部側の部分より厚みが厚い分、変形しにくくなっており、蓋部３５の中央部で短手方向に引っ張り力が加わった場合に、蓋部３５の中央部側の開裂弁３６，３７の最薄部分が確実に開き、該最薄部分から開裂弁３６，３７が良好に開裂する。そして、作動圧が安定している。
また、電池が落下する等して衝撃が加わった場合に、変形しやすい蓋部３５の長手方向の両端部において開裂弁３６，３７の厚みが厚く、開裂弁３６，３７の最薄部分の面積は狭いので、電池は良好な耐衝撃性を有する。

以下に好適な実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は、本実施例により、何ら限定されるものではなく、その主旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。

［実施例１］
実施例１として、前記実施の形態１に係る電池１を作製した。
ここで、実施の形態１に係る蓋部３の開裂弁３１は、図３の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁３１の厚みがそれぞれ４０μｍ、３１μｍ、２６μｍとなるように、プレス加工により形成した。
そして、実施の形態１に係る負極端子４を集電体７にかしめて蓋部３に固定し、集電体７，８のタブ７１，８１に、それぞれ前記電極群の負極リード，正極リードを接続した状態で、該電極群をケース２に収容し、蓋部３をケース２の開口部に固定して溶接した。そして、注液孔から前記非水電解質を注入し、注液孔を封口して、電池１を作製した。
電池１の大きさは縦４６ｍｍ、横３４ｍｍ、厚み４．０ｍｍであり、蓋部３の厚みは０．８ｍｍ、弁本体３１１の厚みは０．１ｍｍである。

［実施例２］
開裂弁を、図３の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ４４μｍ、３４μｍ、２８μｍとなるように形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の電池を作製した。

［実施例３］
開裂弁を、図３の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ４８μｍ、３７μｍ、３０μｍとなるように形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３の電池を作製した。

［比較例１］
開裂弁を、前記図１０及び１１の電池５１の開裂弁と同一の構成を有し、図１１の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ２６μｍ、２６μｍ、２６μｍとなるように形成したこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の電池を作製した。

［比較例２］
開裂弁を、図１１の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ３３μｍ、３３μｍ、３３μｍとなるように形成したこと以外は、比較例１と同様にして比較例２の電池を作製した。

［比較例３］
開裂弁を、図１１の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ４０μｍ、４０μｍ、４０μｍとなるように形成したこと以外は、比較例１と同様にして比較例３の電池を作製した。

［比較例４］
開裂弁を、前記図１２の電池の開裂弁と同一の構成を有し、図１２の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ５０μｍ、２６μｍ、２６μｍとなるように形成したこと以外は、実施例１と同様にして比較例４の電池を作製した。

［比較例５］
開裂弁を、図１２の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ５０μｍ、３３μｍ、３３μｍとなるように形成したこと以外は、比較例４と同様にして比較例５の電池を作製した。

［比較例６］
開裂弁を、図１２の位置Ａ、Ｇ、Ｅにおける開裂弁の厚みがそれぞれ５０μｍ、４０μｍ、４０μｍとなるように形成したこと以外は、比較例４と同様にして比較例６の電池を作製した。

[作動圧の測定]
実施例１乃至３、比較例１乃至６の電池を各１０個作製し、作動圧を測定した。作動圧はケースの底面に穴を開け、穴の部分をシールテープで密封した状態で電池の内部に空気を送り込み、溝部が開裂したときの圧力（ＭＰａ）を圧力ゲージ計により測定して求めた。下記の表１に、各実施例及び各比較例の１０個の平均値を示す。

［１．５ｍ落下試験］
１．５ｍ落下試験は、各実施例及び各比較例の電池を１．５ｍの高さからコンクリート面へと自由落下させて実施した。各電池の六面を順に下に向けて落下させるのを１サイクルとし、各電池につき、溝部が開裂したときのサイクル数を求めた。各１０個の電池の開裂サイクル数、平均値、及び標準偏差σを上記表１に示す。

表１より、開裂弁の最薄部分の厚みが等しい実施例１、比較例１及び４の電池を比較した場合、最薄部分の面積が広い比較例１及び比較例４の電池の方が、実施例１の電池より若干作動圧が低いが、１．５ｍ落下試験で開裂弁が開裂しやすいことが分かる。すなわち、実施例１の電池は比較例１及び４の電池より耐衝撃性が３倍以上向上している。
開裂弁の構成が等しい実施例１乃至３の電池、比較例１乃至３の電池、比較例４乃至６の電池それぞれにおいて、開裂弁の溝部の厚みが増加するのに従い、開裂サイクル数が大きくなって耐衝撃性は向上するが、作動圧は大きくなる。実施例１乃至３の電池は作動圧の目標値をクリアするとともに、良好な耐衝撃性を有する。
そして、実施例１乃至３の電池の場合、溝部の開裂部分が最薄部分に特定されるので、作動圧の標準偏差、すなわちバラツキが小さくなっていることが分かる。

以上より、開裂弁の溝部を蓋部の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成することにより、電池の内圧が異常上昇した場合、溝部の最薄部分から開裂弁が良好に開裂し、しかも耐衝撃性が良好であることが確認された。

なお、前記実施の形態１乃至７においては、開裂弁を、内面（裏面）が蓋部又はケースの他の部分の内面と同一平面上にあるように設けた場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、開裂弁は、蓋部若しくはケースの厚み方向の中途部、又は蓋部若しくはケースの外面側に位置するように設けることにしてもよい。
また、前記実施の形態１乃至５、及び７においては、開裂弁を蓋部に設けた場合につき説明し、前記実施の形態６においては、開裂弁をケースの底面に設けた場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、ケースの他の面に設けることにしてもよい。また、開裂弁が設けられる個数も１又は２個には限定されない。さらに開裂弁は長円状を有する場合に限定されず、矩形状等であってもよく、溝部の形状等も実施の形態１乃至７において説明した形状には限定されない。

そして、電池１がリチウムイオン二次電池である場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等の他の二次電池、及び一次電池であってもよい。

本発明の実施の形態１に係る電池を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る電池の蓋部を示す一部破断側面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態１に係る電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線模式的断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態２に係る電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態３に係る電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態４に係る電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線模式的断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態５に係る電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態６に係る電池のケース底面の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図である。 本発明の実施の形態７に係る電池の蓋部を示す模式的断面図である。 従来の電池を示す斜視図である。 （ａ）は従来の電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。 特許文献２等の他の電池の蓋部の開裂弁の近傍の構成を示す模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線模式的断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線模式的断面図である。

符号の説明

１ 電池
２ ケース
３、２１、２３、２５、２７、３５ 蓋部
３１、２２、２４、２６、２８、３０、３６、３７ 開裂弁
３１１、２４１、２６１、２８１、３６１、３７１ 弁本体
３１２、２４２、２６２、３６２、３７２ 溝部
２８２ 上溝部
２８３ 下溝部
２９ 底面
３０１ 開裂部
３２ 凹部
３３ 突設部
４ 負極端子
４１ 頭部
４２ 脚部
５ ガスケット
６ 絶縁体
７、８ 集電体
７１、８１ タブ

Claims (3)

1. 開口縁部が長円状又は矩形状を有する有底筒状のケースに発電要素を収容し、開口を蓋部で閉塞してなり、前記ケース及び／又は蓋部に、他の部分より厚みが薄い一又は複数の開裂弁が設けられている密閉型電池において、
   少なくとも一の開裂弁の一部又は全部は、該開裂弁が設けられている前記ケース又は蓋部の面の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成されていることを特徴とする密閉型電池。
2. 前記開裂弁は長円状又は矩形状を有し、前記開裂弁の外面又は内面に、該開裂弁の内周縁部の一部又は全部に沿うように溝部が設けられており、
   前記溝部は、該溝部が設けられている前記ケース又は蓋部の面の長手方向の端部側から中央部側に向かうに従って厚みが漸減するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
3. 前記発電要素は、非水電解質を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型電池。

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