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JP6569735B2 - 電池、電池缶、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

電池、電池缶、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム Download PDF

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Description

本技術は、電池、電池缶、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
近年では、リチウムイオン二次電池が、殆どの電子機器で用いられている。リチウムイオン二次電池では、例えば過充電状態で異常な熱が加えられたときに、缶底側（ボトム側）でガス圧力が異常に高まり、電池破裂を引き起こすおそれがある。特に高容量、高出力のリチウムイオン二次電池では、異常な熱が加えられたときに発生するガス量が多いばかりではなく、電極体の中心孔も小径化されているため、電池の封口部側（トップ側）へのガス逃げが減少し、缶底側でガス圧力が異常に高まりやすい。
上述したような電池の破裂を防ぐために、電池缶の缶底に溝を設け、異常な熱が電池に加えられたときには、溝の部分が破断して、発生ガスを缶底から放出する電池が提案されている。例えば特許文献１には、電池内に発生したガス圧力による電池ケース底面部の薄肉部の破断圧力が、防爆封口板の弁体の破断圧力よりも大きく、かつ電池封口部の耐圧より小さくなるようにすることが記載されている。
特開平６−３３３５４８号公報
本技術の目的は、電池缶の底部の機械的強度の低下を抑えつつ、異常な熱が加えられたときの安全性を向上できる電池、電池缶、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。
上述の課題を解決するために、第１の技術は、電極体と、電極体を収容し、底部を有する中空円柱状であって、ニッケルメッキがされた鉄により構成された電池缶とを備え、底部が、円弧状の溝を有し、円弧の中心に対する溝の開き角度は、０．５度以上５６度以下であり、底部の外径に対する溝の内径の割合は、４４％以上７７％以下である電池である。
第２の技術は、第１の技術の電池と、この電池を制御する制御部とを備える電池パックである。
第３の技術は、第１の技術の電池を備え、この電池から電力の供給を受ける電子機器である。
第４の技術は、第１の技術の電池と、この電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、この電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを備える電動車両である。
第５の技術は、第１の技術の電池を備え、この電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置である。
第６の技術は、第１の技術の電池を備え、この電池から電力の供給を受ける電力システムである。
第７の技術は、中空円柱状であって、ニッケルメッキがされた鉄により構成され、円弧状の溝を有する底部を備え、円弧の中心に対する溝の開き角度は、０．５度以上５６度以下であり、底部の外径に対する溝の内径の割合は、４４％以上７７％以下である電池缶である。
以上説明したように、本技術によれば、電池缶の底部の機械的強度の低下を抑えつつ、異常な熱が加えられたときの安全性を向上できる。
図１は、本技術の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池の一構成例を示す断面図である。 図２Ａは、円弧状の溝を有する缶底の例を示す平面図である。図２Ｂは、図２ＡのIIＢ−IIＢ線に沿った断面図である。図２Ｃは、図２Ｂの二点鎖線で囲んだ部分を拡大して表す断面図である。 図３は、電池に対して異常な熱が加えられたときの熱の流れを説明するための概略図である。 図４は、図１に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。 図５は、電池に対して異常な熱が加えられたときの発生ガスの流れを説明するための概略図である。 図６Ａは、本技術の第１の実施形態の変形例１に係る非水電解質二次電池の缶底の構成例を示す断面図である。図６Ｂは、本技術の第１の実施形態の変形例２に係る非水電解質二次電池の缶底の構成例を示す断面図である。 図７は、本技術の第２の実施形態に係る電子機器の一構成例を示すブロック図である。 図８は、本技術の第３の実施形態に係る蓄電システムの一構成例を示す概略図である。 図９は、本技術の第４の実施形態に係る電動車両の一構成を示す概略図である。 図１０Ａは、缶底の中心に対する溝１１Ｇｖの開き角度θと、試験合格率との関係を示すグラフである。図１０Ｂは、缶底の外径Ｒoutに対する溝の内径Ｒinの割合Ｒａと、試験合格率との関係を示すグラフである。 図１１Ａは、溝底における缶底の厚さｔと、試験合格率との関係を示すグラフである。図１１Ｂは、溝の幅ｗと、試験合格率との関係を示すグラフである。 図１２は、電池の体積エネルギー密度と、試験合格率との関係を示すグラフである。
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（円筒型電池の例）
２ 第２の実施形態（電池パックおよび電子機器の例）
３ 第３の実施形態（蓄電システムの例）
４ 第４の実施形態（電動車両の例）
＜１．第１の実施形態＞
［電池の構成］
以下、図１を参照しながら、本技術の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池（以下単に「電池」という。）の一構成例について説明する。この電池は、例えば、負極の容量が、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）の吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、一対の帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して積層し巻回された巻回電極体２０を有している。電池缶１１は、ニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、電解質としての電解液が注入され、正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている。また、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２、１３がそれぞれ配置されている。なお、以下の説明において、電池の両端部のうち、電池缶１１の閉鎖端部側を「ボトム側」といい、それとは反対側である電池缶１１の開放端部側を「トップ側」ということがある。
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、封口ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、異常時に電池缶１１内でガスが発生した場合に開裂などして、ガスを電池のトップ側から排出する。また、安全弁機構１５は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合に、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。封口ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
巻回電極体２０は、略円柱状を有している。巻回電極体２０は、その一端の面の中心から他端の面の中心に向けて貫通する中心孔２０Ｈを有している。この中心孔２０Ｈにセンターピン２４が挿入されている。センターピン２４は、両端が開放された筒状を有している。このため、センターピン２４は、電池缶１１内でガスが発生した場合に、ガスをボトム側からトップ側に誘導する流路として機能する。
巻回電極体２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。
第１の実施形態に係る電池では、一対の正極２１および負極２２当たりの完全充電状態における開回路電圧（すなわち電池電圧）は、４．２Ｖ以下でもよいが、４．２Ｖよりも高く、好ましくは４．４Ｖ以上６．０Ｖ以下、より好ましくは４．４Ｖ以上５．０Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。電池電圧を高くすることにより、高いエネルギー密度を得ることができる。
以下、第１の実施形態に係る電池を構成する、電池缶１１、正極２１、負極２２、セパレータ２３、および電解液について順次説明する。
（電池缶）
電池缶１１は、ボトム側に底部としての缶底１１Ｂｔを有している。缶底１１Ｂｔは、当該缶底１１Ｂｔを垂直な方向から見ると、図２Ａに示すように円形状を有している。缶底１１Ｂｔの両面のうち電池缶１１の内側となる面（以下単に「缶底１１Ｂｔの内側面」という。）は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、１つの溝１１Ｇｖを有している。溝１１Ｇｖは、円弧状、より具体的にはＣ字状または逆Ｃ字状を有している。溝１１Ｇｖの円弧の中心は、缶底１１Ｂｔの中心と一致していることが好ましい。すなわち、溝１１Ｇｖの円弧は、缶底１１Ｂｔの外周と同心状であることが好ましい。
第１の実施形態における電池缶１１は、体積エネルギー密度が３８０Ｗｈ／Ｌを超える電池に用いることが好ましく、体積エネルギー密度が４３０Ｗｈ／Ｌ以上である電池に用いることがより好ましい。このような体積エネルギー密度を有する電池では、過充電状態などにおいて異常な熱が加えられたときのガス発生量が特に多く、安全弁機構１５のガス開放圧（作動圧）を超えて、電池内のガス圧が上昇しやすいからである。
円弧の中心に対する溝１１Ｇｖの開き角度θは、０．５度以上５６度以下である。ここで、円弧の中心に対する溝１１Ｇｖの開き角度θは、図２Ａに示すように、溝１１Ｇｖの外周の両端と缶底１１Ｂｔの中心Ｏとを結ぶ２直線のなす角度として求められる。
開き角度θが０．５度未満であると、開き角度θが小さいため、過充電状態などの電池に対して外部から異常な熱が加えられたときに缶底１１Ｂｔの溝１１Ｇｖの部分全体が開口し、電池の内容物が飛び出してしまうおそれがある。また、過充電状態などの電池を落下させたときに缶底１１Ｂｔの溝１１Ｇｖの部分全体が開口し、電池の内容物が電池缶１１から飛び出てしまうおそれもある。一方、開き角度θが５６度を超えると、開き角度θが大きいため、過充電状態などの電池に対して外部から異常な熱が加えられたときに缶底１１Ｂｔが開口する面積が小さく、電池が破裂してしまうおそれがある。
なお、溝１１Ｇｖが円環状である場合には、過充電状態などの電池に対して異常な熱が加えられたときに、または過充電状態などの電池を落下させたときに、溝１１Ｇｖの全体が大きく開口するため、電池の内容物が電池缶１１から飛び出てしまうおそれがある。
缶底１１Ｂｔの外径（直径）Ｒoutに対する溝１１Ｇｖの内径（直径）Ｒinの割合Ｒａ（＝（Ｒin／Ｒout）×１００）は、４４％以上７７％以下である。割合Ｒａが４４％未満であると、溝１１Ｇｖが缶底１１Ｂｔの外周から離れすぎて、過充電状態などの電池に対して異常な熱が加えられたときに電池が破裂してしまうおそれがある。割合Ｒａが７７％を超えると、過充電状態などの電池が落下されたときに、缶底１１Ｂｔが開口する面積が大きいため、電池の内容物が飛び出してしまうおそれがある。
ここで、図３を参照して、割合Ｒａを４４％以上とする理由について、より具体的に説明する。過充電状態などの電池に対して外部から異常な熱が加えられると、巻回電極体２０の外周部から熱（炎）が発生する。その熱は、缶底１１Ｂｔの溝１１Ｇｖを軟化させる作用があり、巻回電極体２０の外周部に溝１１Ｇｖが近いほど軟化しやすい。割合Ｒａが４４％以上であると、巻回電極体２０の外周部に溝１１Ｇｖが近いため、過充電状態などの電池に対して外部から異常な熱が加えられたときに缶底１１Ｂｔの溝１１Ｇｖが軟化しやすい。したがって、発生ガスによるボトム側のガス圧力上昇によって、缶底１１Ｂｔの溝１１Ｇｖが開裂し、ガスを外に逃がすことができる。一方、割合Ｒａが４４％未満であると、巻回電極体２０の外周部から溝１１Ｇｖが遠くなるため、過充電状態などの電池に対して外部から異常な熱が加えられたときに溝１１Ｇｖが軟化し難い。したがって、発生ガスによるボトム側のガス圧力上昇によっても、缶底１１Ｂｔが開裂せずに、ガスを外に逃がすことができないおそれがある。
溝１１Ｇｖが、当該溝１１Ｇｖの開口側から底部側に向かって狭くなるテーパ状を有する場合、溝１１Ｇｖの内径Ｒｉｎは、溝１１Ｇｖの内側側面１１Ｓａと缶底１１Ｂｔの底面１１Ｓｂとの境界に形成される角の位置において求められる内径とする。また、図２Ｃに示すように、溝１１Ｇｖの内側側面１１Ｓａと缶底１１Ｂｔの底面１１Ｓｂとの境界がＲ形状などになっている場合には、溝１１Ｇｖの内径Ｒｉｎは、溝１１Ｇｖの内側側面１１Ｓａを仮想的に延長した面と、缶底１１Ｂｔの底面１１Ｓｂを仮想的に延長した面との交点Ｐの位置において求められる内径とする。
溝１１Ｇｖの底の位置における缶底１１Ｂｔの厚さ（以下単に「溝１１Ｇｖの底の厚さ」という。）ｔは、０．０２０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下であることが好ましい。溝１１Ｇｖの厚さｔが０．０２０ｍｍ未満であると、過充電状態などの電池が落下されたときに、電池の内容物が電池缶１１から飛び出てしまうおそれがある。溝１１Ｇｖの厚さｔが０．１５０ｍｍを超えると、過充電状態などの電池に対して異常な熱が加えられたときに、電池が破裂するおそれがある。なお、溝１１Ｇｖの底が湾曲などしており溝１１Ｇｖの厚さが不均一である場合には、溝１１Ｇｖの底の厚さのうち最も薄い部分の厚さを溝１１Ｇｖの底の厚さと定義する。
溝１１Ｇｖの幅ｗは、０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下であることが好ましい。幅ｗが０．１０ｍｍ未満であると、過充電状態などの電池に対して異常な熱が加えられたときに、電池が破裂するおそれがある。幅ｗが１．００ｍｍを超えると、過充電状態などの電池が落下されたときに、電池の内容物が電池缶１１から飛び出てしまうおそれがある。なお、溝１１Ｇｖの側面が斜面や湾曲面などである場合には、缶底１１Ｂｔの厚さ方向に変位する溝１１Ｇｖの幅のうち最も広い部分の幅を溝１１Ｇｖの幅と定義する。溝１１Ｇｖの斜面の開き角度φは、例えば、０度以上９０度以下である。
溝１１Ｇｖのガス開放圧（開裂圧）は、安全弁機構１５のガス開放圧（作動圧）より高いことが好ましい。缶底１１Ｂｔの溝１１Ｇｖは、過充電状態などの電池に対して異常な熱が加えられたときにガスを電池の外部へ逃がすことを目的としているため、通常使用時においては溝１１Ｇｖの開裂を防ぐ必要があるためである。溝１１Ｇｖのガス開放圧は、過充電状態などの電池の封口部が破壊される電池内圧よりも低いことが好ましい。過充電状態などの電池に対して異常な熱が加えられたときに、電池が破裂する前に溝１１Ｇｖを開裂させてガスを電池の外部に排出することができるからである。具体的には、溝１１Ｇｖのガス開放圧は、２０ｋｇｆ／ｃｍ2以上１００ｋｇｆ／ｃｍ2以下の範囲であることが好ましい。
溝１１Ｇｖの断面形状は、例えば、ほぼ多角形状、ほぼ部分円形状、ほぼ部分楕円形状、または不定形状であるが、これに限定されるものではない。多角形状の頂部には、曲率Ｒなどが付与されていてもよい。多角形状としては、例えば、三角形状、台形状や長方形状などの四角形状、五角形状などが挙げられる。ここで、“部分円形状”とは、円形状の一部の形状であり、例えば半円形状である。部分楕円形状とは、楕円形状の一部の形状であり、例えば半楕円形状である。溝１１Ｇｖが底面を有する場合、その底面は、例えば、平坦面、段差を有する凹凸面、うねりを有する曲面、またはそれらの面が２以上組み合わされた複合面であってもよい。
（正極）
正極２１は、図４に示すように、例えば、正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出することが可能な正極活物質を含んでいる。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤および結着剤のうちの少なくとも１種を用いることができる。
（正極活物質）
正極活物質としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ａ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）もしくは式（Ｅ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（Ｇ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz ・・・（Ａ）
（但し、式（Ａ）中、Ｍ１は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）を除く２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素（Ｏ）以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、−０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
ＬｉaＭ２bＰＯ4 ・・・（Ｂ）
（但し、式（Ｂ）中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk ・・・（Ｃ）
（但し、式（Ｃ）中、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq ・・・（Ｄ）
（但し、式（Ｄ）中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu ・・・（Ｅ）
（但し、式（Ｅ）中、Ｍ５は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy ・・・（Ｆ）
（但し、式（Ｆ）中、Ｍ６は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
ＬｉzＭ７ＰＯ4 ・・・（Ｇ）
（但し、式（Ｇ）中、Ｍ７は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
ニッケル（Ｎｉ）を含むリチウム含有化合物としては、Ｎi含有量が８０％以上であるものが好ましい。Ｎi含有量が８０％以上であると、高い電池容量が得られるからである。このような高いＮi含有量のリチウム含有化合物を用いると、上述のように電池容量が高くなる反面、異常な熱が加えられたときに正極２１のガス発生量（酸素放出量）が非常に大きくなる。第１の実施形態に係る電池では、このようなガス発生量が多い電極を用いた場合に特に優れた安全性向上の効果が発現する。
Ｎi含有量が８０％以上であるリチウム含有化合物としては、式（Ｈ）に示した正極材料が好ましい。
ＬｉvＮｉwＭ８xＭ９yＯz ・・・（Ｈ）
（式中、０＜ｖ＜２、ｗ＋ｘ＋ｙ≦１、０．８≦ｗ≦１、０≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２、０＜ｚ＜３であり、Ｍ８およびＭ９は、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ａl（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｇ（マグネシウム）およびＺｒ（ジルコニウム）から選択される少なくとも１種以上である。）
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
（結着剤）
結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
（導電剤）
導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラックあるいはケッチェンブラックなどの炭素材料が挙げられ、それらのうちの１種または２種以上が混合して用いられる。また、炭素材料の他にも、導電性を有する材料であれば金属材料あるいは導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。
（負極）
負極２２は、図４に示すように、例えば、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の負極活物質を含んでいる。負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて結着剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
なお、第１の実施形態に係る電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっている。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料が挙げられる。ここでは、このような負極材料を含む負極２２を合金系負極と称する。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。
スズ（Ｓｎ）の合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。ケイ素（Ｓｉ）の合金としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。スズ（Ｓｎ）の化合物の具体例としては、ＳｉＯv（０．２＜ｖ＜１．４）で表される酸化ケイ素が挙げられる。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料も挙げられる。黒鉛としては、球形化処理などを施した天然黒鉛、略球状の人造黒鉛を用いることが好ましい。人造黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）を黒鉛化した人造黒鉛、またはコークス原料を黒鉛化、粉砕した人造黒鉛が好ましい。コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどがある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13などの酸化物、ＮｉＳ、ＭｏＳなどの硫化物、あるいはＬｉＮ3などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレン、ポリアニリンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
（結着剤）
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これらの２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、１００℃以上１６０℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ２３を構成する材料として好ましい。また、ポリプロピレンも好ましく、他にも、化学的安定性を備えた樹脂であればポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合させたり、またはブレンド化することで用いることができる。
（電解液）
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。電解液が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。
溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。
溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
溶媒としては、さらにまた、２，４−ジフルオロアニソールあるいは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので好ましい。
これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどが挙げられる。
なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト−Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、あるいはＬｉＢｒなどが挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができるとともに、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
上述の構成を有する電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
［電池の作用］
上述の構成を有する電池では、外部から電池に対して異常な熱が加えられると、図５に示すように、加熱部やその周辺などの電極からガスが発生し、発生したガスは電池のトップ側およびボトム側に流れる。トップ側に流れたガスは、図示しない開裂した安全弁機構を介して外部に排出される。一方、ボトム側に流れたガスは、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈを介してトップ側に回り込み、開裂した安全弁機構１５を介して外部に排出される。
発生ガス量が少なく、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈが十分な大きさである場合には、ボトム側に流れたガスをトップ側に円滑に回り込ませて、開裂した安全弁機構１５を介して外部に排出できるため、電池のボトム側のガス圧力が異常に高まることは少ない。一方、発生ガス量が多く、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈが十分な大きさを有していない場合には、ボトム側に流れるガス量が増加するとともに、ボトム側に流れたガスを中心孔２０Ｈを介してトップ側に円滑に回り込ませることが困難になるため、電池のボトム側のガス圧力が異常に高まりやすい。特に過充電状態にある高容量および高出力の電池では、電池のボトム側でガス圧力が異常に高まりやすい。
上述の構成を有する電池では、ボトム側のガス圧力の異常な高まりに応じて、適切に溝１１Ｇｖが開裂して缶底１１Ｂｔに溜まるガスを排出することができる。この際、電池の内容物が開裂した缶底１１Ｂｔから飛び出すことを抑制しつつ、缶底１１Ｂｔに溜まるガスを缶底１１Ｂｔから放出させることができる。
［電池の製造方法］
次に、本技術の第１の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
まず、例えば、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を形成する。
また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。
次に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接などにより取り付けるとともに、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接などにより取り付ける。次に、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回する。次に、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接するとともに、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回した正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２、１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。次に、正極２１および負極２２を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。次に、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６を封口ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１に示した二次電池が得られる。
［効果］
上述の第１の実施形態によれば、缶底１１Ｂｔの内側面が、円弧状の溝１１Ｇｖを有している。また、円弧の中心に対する溝１１Ｇｖの開き角度θは、０．５度以上５６度以下であり、缶底１１Ｂｔの外径Ｒoutに対する溝１１Ｇｖの内径Ｒinの割合Ｒａは４４％以上７７％以下である。これにより、過充電状態などの電池に異常な熱が加えられたときに、電池の内容物が電池缶１１から飛び出さないように、電池缶１１内のガス圧力の異常な上昇に応じて溝１１Ｇｖを適切に開裂させて、電池の破裂を抑制することができる。また、過充電状態などの電池が落下したときに、落下の衝撃で溝１１Ｇｖが開裂して、電池の内容物が電池缶１１から出てしまうことも抑制できる。したがって、電池缶１１の缶底１１Ｂｔの機械的強度（すなわち溝１１Ｇｖの開裂強度）の低下を抑えつつ、過充電状態などの電池に異常な熱が加えられたときの安全性を向上できる。
センターピン２４は、上述したように筒状を有しており、ガス発生時には、発生ガスを電池のボトム側からトップ側に誘導する流路として機能する。センターピン２４があると、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈの潰れを抑制することができるが、巻回電極体２０の膨張によりセンターピン２４が潰れ、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈが十分な大きさでなくなり、ボトム側のガス圧力が異常に高まることがある。特に高容量、高出力の電池では、充放電時や、異常な熱が加えられた時における巻回電極体２０の膨張が大きいため、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈが十分な大きさでなくなりやすいため、ボトム側のガス圧力が異常に高まりやすい。したがって、センターピン２４の有無に関わらず、缶底１１Ｂｔに上述のように円弧状の溝１１Ｇｖを設けることは、電池の安全性向上のために有効である。
［変形例］
缶底１１Ｂｔの両面のうち、電池缶１１の外側となる面（以下単に「缶底１１Ｂｔの外側面」という。）が、図６Ａに示すように、円弧状の溝１１Ｇｖを有していてもよい。また、缶底１１Ｂｔの内側面および外側面の両方が、図６Ｂに示すように、円弧状の溝１１Ｇｖを有していてもよい。但し、外気による溝１１Ｇｖの腐食を抑制する観点からすると、第１の実施形態におけるように缶底１１Ｂｔの内側面に溝１１Ｇｖが設けられていることが好ましい。
図６Ｂでは、内側面および外側面に設けられた溝１１Ｇｖが、缶底１１Ｂｔの厚さ方向に重なって設けられている例が示されているが、内側面および外側面に設けられた溝１１Ｇｖが、缶底１１Ｂｔの厚さ方向に重ならず、缶底１１Ｂｔの面内方向にずれて設けられていてもよい。
上述の第１の実施形態では、センターピン２４を有する電池について説明したが、センターピン２４を有さない電池であってもよい。このような構成の電池では、巻回電極体２０の膨張により、巻回電極体２０の中心孔２０Ｈが十分な大きさでなくなりやすいため、溝１１Ｇｖによる安全性向上の効果が顕著に発現する。
＜２．第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態に係る電池を備える電池パックおよび電子機器について説明する。
［電池パックおよび電子機器の構成］
以下、図７を参照して、本技術の第２の実施形態に係る電池パック３００および電子機器４００の一構成例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパなど）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられるが、これに限定されるものでなない。
（電子回路）
電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
（電池パック）
電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図７では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１の実施形態に係る電池が用いられる。
充放電回路３０２は、組電池３０１の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
［変形例］
上述の第２の実施形態では、電池パック３００が、複数の二次電池３０１ａにより構成される組電池３０１を備える場合を例として説明したが、電池パック３００が、組電池３０１に代えて１つの二次電池３０１ａを備える構成を採用してもよい。
＜３．第３の実施形態＞
第３の実施形態では、第１の実施形態に係る電池を蓄電装置に備える蓄電システムについて説明する。この蓄電システムは、およそ電力を使用するものである限り、どのようなものであってもよく、単なる電力装置も含む。この電力システムは、例えば、スマートグリッド、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）、車両など含み、蓄電も可能である。
［蓄電システムの構成］
以下、図８を参照して、第３の実施形態に係る蓄電システム（電力システム）１００の構成例について説明する。この蓄電システム１００は、住宅用の蓄電システムであり、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃなどである。
蓄電装置１０３は、第１の実施形態に係る電池を備えている。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数の組み合わせであってもよい。
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、およびサービスプロバイダーのいずれかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)などに、表示されてもよい。
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていてもよい。
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
＜４．第４の実施形態＞
第４の実施形態では、第１の実施形態に係る電池を備える電動車両について説明する。
［電動車両の構成］
図９を参照して、本技術の第４の実施形態に係る電動車両の一構成について説明する。このハイブリッド車両２００は、シリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両である。シリーズハイブリッドシステムは、エンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置２０３で走行する車である。
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８としては、第１の実施形態に係る電池が用いられる。
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
バッテリー２０８は、充電口２１１を介してハイブリッド車両２００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
図示しないが、電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、またはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力をいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本技術の実施例について以下の順序で説明する。
ｉ 割合Ｒａ、開き角度θを変更したサンプル
ii 溝底の厚さｔ、または溝の幅ｗを変更したサンプル
iii 体積エネルギー密度を変更したサンプル
＜ｉ 割合Ｒａ、開き角度θを変更したサンプル＞
（実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３）
（正極の作製工程）
正極を次にようにして作製した。まず、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）と炭酸コバルト（ＣｏＣＯ3）とを０．５：１のモル比で混合したのち、空気中において９００℃で５時間焼成することにより、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）を得た。次に、上述のようにして得られたリチウムコバルト複合酸化物９１質量部と、導電剤としてグラファイト６質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン３質量部とを混合することにより正極合剤としたのち、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。次に、帯状のアルミニウム箔（１２μｍ厚）からなる正極集電体の両面に正極合剤スラリーを塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。次に、正極集電体の一端に、アルミニウム製の正極リードを溶接して取り付けた。
（負極の作製工程）
負極を次のようにして作製した。まず、負極活物質として人造黒鉛粉末９７質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン３質量部とを混合して負極合剤としたのち、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。次に、帯状の銅箔（１５μｍ厚）からなる負極集電体の両面に負極合剤スラリーを塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型することにより、負極活物質層を形成した。次に、負極集電体の一端に、ニッケル製の負極リードを取り付けた。
（電池の組み立て工程）
電池を次のようにして組み立てた。まず、上述のようにして得られた正極と負極とを厚み２３μｍの微多孔性ポリエチレン延伸フィルムよりなるセパレータを介して、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層し、多数回巻回することによりジェリーロール型の巻回電極体を得た。
次に、以下の構成の缶底を有する電池缶を準備した。
缶底における溝の形成面：缶底の内側面
溝形状：円弧状
溝数：１個
缶底の外径（直径）Ｒout：１８．２０ｍｍ
溝の内径（直径）Ｒin：４ｍｍ〜１６ｍｍ
割合Ｒａ（＝（Ｒin／Ｒout）×１００）：２２％〜８８％
缶底の中心に対する溝の開き角度θ：０．５度
溝の底における缶底の厚さｔ：０．０７５ｍｍ
溝の幅ｗ：０．４ｍｍ
溝の斜面の開き角度φ：３０度
体積エネルギー密度：４３０Ｗｈ／Ｌ
次に、巻回電極体を一対の絶縁板で挟み、負極リードを電池缶に溶接すると共に、正極リードを安全弁機構に溶接して、巻回電極体を電池缶の内部に収納した。次に、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを１：１の体積比で混合した溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｄｍ3の濃度になるように溶解して非水電解液を調製した。
最後に、上述の巻回電極体が収容された電池缶内に、電解液を注入した後、絶縁封口ガスケットを介して電池缶をかしめることにより、安全弁、ＰＴＣ素子および電池蓋を固定し、外径（直径）１８．２０ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型の電池を作製した。なお、この電池は、正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２Ｖになるように設計されたものであるが、後述する試験では４．４Ｖ（通常の使用範囲電圧を超える過充電状態）にして評価を行なった。
（実施例２−１〜２−３、比較例２−１〜２−３）
缶底の中心に対する溝の開き角度θを６度に変更したこと以外は実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３と同様にして電池を作製した。
（実施例３−１〜３−３、比較例３−１〜３−３）
缶底の中心に対する溝の開き角度θを３０度に変更したこと以外は実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３と同様にして電池を作製した。
（実施例４−１〜４−３、比較例４−１〜４−３）
缶底の中心に対する溝の開き角度θを４５度に変更したこと以外は実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３と同様にして電池を作製した。
（実施例５−１〜５−３、比較例５−１〜５−３）
缶底の中心に対する溝の開き角度θを５６度に変更したこと以外は実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３と同様にして電池を作製した。
（比較例６−１〜６−６）
缶底における溝の形状を円弧状から円形状（缶底の中心に対する溝の開き角度θ＝０度）に変更したこと以外は実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３と同様にして電池を作製した。
（比較例７−１〜７−６）
缶底の中心に対する溝の開き角度θを８０度に変更したこと以外は実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−３と同様にして電池を作製した。
（評価）
上述のようにして得られた実施例１−１〜５−３、比較例１−１〜７−６の電池について、以下の電池燃焼試験および電池落下試験を行った。なお、これらの試験は公的な試験に準拠するものである。
（電池燃焼試験）
まず、電池を開回路電圧４．４Ｖの過充電状態に充電した。次に、充電した電池の中央部をバーナーで燃焼させて、内容物が電池の外に飛び出ず、かつ破裂しない電池の個数を求めた。次に、以下の式から電池燃焼試験の合格率ｒ１を求めた。
（電池燃焼試験の合格率ｒ１）＝（（内容物が電池の外に飛び出ず、かつ破裂しない電池の個数）／（燃焼試験を行った電池の個数））×１００［％］
（電池落下試験）
まず、電池を開回路電圧４．４Ｖの過充電状態に充電した。次に、充電した電池を高さ１０ｍから３０回落下させて、内容物が電池の外に飛び出ない電池の個数を求めた。次に、以下の式から電池落下試験の合格率ｒ２を求めた。
（電池落下試験の合格率ｒ２）＝（（内容物が電池の外に飛び出ない電池の個数）／（落下試験を行った電池の個数））×１００［％］
表１は、実施例１−１〜５−３、比較例１−１〜７−６の電池の試験結果を示す。
Figure 0006569735
表１中に記載された記号の意味は、以下の通りである。
Ｒin：溝の内径［ｍｍ］
Ｒａ：缶底の外径Ｒoutに対する、溝の内径Ｒinの割合［％］
θ：缶底の中心に対する溝の開き角度［度］
Ｅｘ．：実施例（Example）
ＣＥｘ．：比較例（Comparative Example）
ｒ１：電池燃焼試験の合格率［％］
ｒ２：電池落下試験の合格率［％］
上述の試験結果のうち、実施例１−２、２−２、３−２、４−２、５−２、比較例６−３、７−３の電池の試験結果を図１０Ａに代表して示す。また、実施例２−１〜２−３、比較例２−１〜２−３の電池の試験結果を図１０Ｂに代表して示す。
表１、図１０Ａ、図１０Ｂから以下のことがわかる。
開き角度θが０．５度未満であると、燃焼試験の合格率が低下する傾向がある。これは、開き角度θが小さいため、燃焼試験時に缶底の溝部全体が開口し、電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。また、開き角度θが０．５度未満であると、落下試験の合格率が低下する傾向がある。これは、開き角度θが小さいため、落下試験時に缶底の溝部全体が開口し、電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。
開き角度θが５６度を超えると、燃焼試験の合格率が低下する傾向がある。これは、開き角度θが大きいため、燃焼試験時に缶底が開口する面積が小さく、電池が破裂しやすくなるからである。
割合Ｒａが４４％未満であると、燃焼試験の合格率が低下する傾向がある。これは、溝が缶底の外周から離れすぎて、燃焼試験時の発熱により溝が軟化し難くなり、缶底が開裂せずに、電池が破裂しやすくなるからである。
割合Ｒａが７７％を超えると、落下試験の合格率が低下する傾向がある。これは、落下試験時に缶底が開口する面積が大きいため、電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。
したがって、落下試験および燃焼試験の合格率の低下を抑制するためには、開き角度θが０．５度以上５６度以下であり、かつ割合Ｒａが４４％以上７７％以下である。
＜ii 溝底の厚さｔ、または溝の幅ｗを変更したサンプル＞
（実施例６−１〜６−６）
表２に示すように、溝底の厚さｔを０．０１０ｍｍ〜０．２００ｍｍの範囲で変更したこと以外は実施例２−２と同様にして電池を得た。
（実施例７−１〜７−７）
表３に示すように、溝の幅ｗを０．０５ｍｍ〜２．００ｍｍの範囲で変更したこと以外は実施例２−２と同様にして電池を得た。
（評価）
上述のようにして得られた実施例６−１〜６−６、７−１〜７−７の電池について、上述の実施例１−１〜５−３、比較例１−１〜７−６と同様にして電池燃焼試験および電池落下試験を行った。
表２、図１１Ａは、実施例２−２、６−１〜６−６の試験結果を示す。
Figure 0006569735
表３、図１１Ｂは、実施例２−２、７−１〜７−７の試験結果を示す。
Figure 0006569735
表２、図１１Ａから以下のことがわかる。
溝底の厚さｔが０．０２０ｍｍ未満であると、落下試験の合格率が低下する傾向がある。これは、溝の開裂強度が低くなりすぎるため、落下試験時に溝が開裂し、電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。
溝底の厚さｔが０．１５０ｍｍを超えると、燃焼試験の合格率が低下する傾向がある。これは、溝の開裂強度（すなわち溝のガス開裂圧）が高くなりすぎ、溝の開裂前に電池側面や封口部が先に破裂し、そこから電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。
したがって、落下試験および燃焼試験の合格率の低下を抑制するためには、溝底の厚さｔは０．０２０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下であることが好ましい。
表３、図１１Ｂから以下のことがわかる。
溝１１Ｇｖの幅ｗが０．１０ｍｍ未満であると、燃焼試験の合格率が低下する傾向がある。これは、溝の開裂強度（すなわち溝のガス開裂圧）が高くなりすぎ、溝の開裂前に電池側面や封口部が先に破裂し、そこから電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。
溝１１Ｇｖの幅ｗが１．００ｍｍを超えると、落下試験の合格率が低下する傾向がある。これは、溝の開裂強度が低くなりすぎるため、落下試験時に溝が開裂し、電池の内容物が飛び出しやすくなるからである。
したがって、落下試験および燃焼試験の合格率の低下を抑制するためには、溝の幅ｗは０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下であることが好ましい。
＜iii 体積エネルギー密度を変更したサンプル＞
（比較例８−１〜８−７）
溝がない缶底を有する電池缶を準備した。また、表４に示すように、体積エネルギー密度を２８０Ｗｈ／Ｌ〜５８０Ｗｈ／Ｌの範囲で変更した。これ以外は実施例１−１と同様にして電池を得た。
（評価）
上述のようにして得られた比較例８−１〜８−７の電池について、上述の実施例１−１〜５−３、比較例１−１〜７−６と同様にして電池燃焼試験を行った。
表４、図１２は、比較例８−１〜８−７の試験結果を示す。
Figure 0006569735
表４、図１２から以下のことがわかる。
電池の体積エネルギー密度が３８０Ｗｈ／Ｌを超え５３０Ｗｈ／Ｌ以下の範囲では、体積エネルギー密度が増加するに従って、燃焼試験の合格率が低下する傾向がある。これは、電池の体積エネルギー密度の増加に伴って、燃焼試験時においてガス発生量が増大するからである。電池の体積エネルギー密度が３８０Ｗｈ／Ｌを超え４３０Ｗｈ／Ｌ以下の範囲では、電池の体積エネルギー密度が４３０Ｗｈ／Ｌを超え５３０Ｗｈ／Ｌ以下の範囲に比して燃焼試験の合格率の低下が著しい。
したがって、円弧の中心に対する溝の開き角度を０．５度以上５６度以下とし、かつ缶底の外径に対する溝の内径の割合を４４％以上７７％以下とする構成は、３８０Ｗｈ／Ｌを超える体積エネルギー密度を有する電池に用いることが好ましく、４３０Ｗｈ／Ｌ以上の体積エネルギー密度を有する電池に用いることがより好ましい。
以上、本技術の実施形態およびその変形例、ならびに実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
また、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、上述の実施形態では、リチウムイオン二次電池に対して本技術を適用した例について説明したが、本技術はリチウムイオン二次電池以外の二次電池、および一次電池に対しても適用可能である。但し、本技術はリチウムイオン二次電池に適用することが特に有効である。
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
電極体と、
前記電極体を収容し、底部を有する電池缶と
を備え、
前記底部が、円弧状の溝を有し、
前記円弧の中心に対する前記溝の開き角度は、０．５度以上５６度以下であり、
前記底部の外径に対する前記溝の内径の割合は、４４％以上７７％以下である電池。
（２）
前記溝は、前記電池缶の内側に設けられている（１）に記載の電池。
（３）
前記電池の体積エネルギー密度は、４３０Ｗｈ／Ｌ以上である（１）または（２）に記載の電池。
（４）
前記溝の底の位置における前記底部の厚さは、０．０２０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下である（１）から（３）のいずれかに記載の電池。
（５）
前記溝の幅は、０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下である（１）から（４）のいずれかに記載の電池。
（６）
前記電池缶内でガスが発生したときに該ガスを放出する安全弁をさらに備える（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（７）
前記溝のガス開放圧は、前記安全弁のガス開放圧よりも高い（６）に記載の電池。
（８）
前記円弧の中心は、前記底部の中心と一致する（１）から（７）のいずれかに記載の電池。
（９）
前記溝の断面形状は、ほぼ台形状、ほぼ長方形状、ほぼ三角形状、ほぼ部分円形状、ほぼ部分楕円形状、または不定形状である（１）から（８）のいずれかに記載の電池。
（１０）
前記電極体は、正極および負極を備え、
一対の前記正極および前記負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が、４．４Ｖ以上６．００Ｖ以下である（１）から（９）のいずれかに記載の電池。
（１１）
前記電極体は、以下の式（１）で表される平均組成を有する正極活物質を含む正極を備える（１）から（１０）のいずれかに記載の電池。
ＬｉvＮｉwＭ’xＭ’’yＯz ・・・（１）
（式中、０＜ｖ＜２、ｗ＋ｘ＋ｙ≦１、０．８≦ｗ≦１、０≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２、０＜ｚ＜３であり、Ｍ’およびＭ’’は、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｇ（マグネシウム）およびＺｒ（ジルコニウム）から選択される少なくとも１種以上である。）
（１２）
（１）から（１１）のいずれかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と
を備える電池パック。
（１３）
（１）から（１１）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
（１４）
（１）から（１１）のいずれかに記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を備える電動車両。
（１５）
（１）から（１１）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
（１６）
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う（１５）に記載の蓄電装置。
（１７）
（１）から（１１）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
（１８）
発電装置または電力網から前記電池に電力が供給される（１７）に記載の電力システム。
（１９）
円弧状の溝を有する底部を備え、
前記円弧の中心に対する前記溝の開き角度は、０．５度以上５６度以下であり、
前記底部の外径に対する前記溝の内径の割合は、４４％以上７７％以下である電池缶。
１１ 電池缶
１１Ｂｔ 缶底（底部）
１１Ｇｖ 溝
１２、１３ 絶縁板
１４ 電池蓋
１５ 安全弁機構
１５Ａ ディスク板
１６ 熱感抵抗素子
１７ ガスケット
２０ 巻回電極体
２１ 正極
２１Ａ 正極集電体
２１Ｂ 正極活物質層
２２ 負極
２２Ａ 負極集電体
２２Ｂ 負極活物質層
２３ セパレータ
２４ センターピン
２５ 正極リード
２６ 負極リード

Claims (19)

  1. 電極体と、
    前記電極体を収容し、底部を有する中空円柱状であって、ニッケルメッキがされた鉄により構成された電池缶と
    を備え、
    前記底部が、円弧状の溝を有し、
    前記円弧の中心に対する前記溝の開き角度は、０．５度以上５６度以下であり、
    前記底部の外径に対する前記溝の内径の割合は、４４％以上７７％以下である電池。
  2. 前記溝は、前記電池缶の内側に設けられている請求項１に記載の電池。
  3. 前記電池の体積エネルギー密度は、４３０Ｗｈ／Ｌ以上である請求項１に記載の電池。
  4. 前記溝の底の位置における前記底部の厚さは、０．０２０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下である請求項１に記載の電池。
  5. 前記溝の幅は、０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下である請求項１に記載の電池。
  6. 前記電池缶内でガスが発生したときに該ガスを放出する安全弁をさらに備える請求項１に記載の電池。
  7. 前記溝のガス開放圧は、前記安全弁のガス開放圧よりも高い請求項６に記載の電池。
  8. 前記円弧の中心は、前記底部の中心と一致する請求項１に記載の電池。
  9. 前記溝の断面形状は、台形状、長方形状、三角形状、部分円形状、または部分楕円形状である請求項１に記載の電池。
  10. 前記電極体は、正極および負極を備え、
    一対の前記正極および前記負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が、４．４Ｖ以上６．００Ｖ以下である請求項１に記載の電池。
  11. 前記電極体は、以下の式（１）で表される平均組成を有する正極活物質を含む正極を備える請求項１に記載の電池。
    ＬｉvＮｉwＭ’xＭ’’yＯz ・・・（１）
    （式中、０＜ｖ＜２、ｗ＋ｘ＋ｙ≦１、０．８≦ｗ≦１、０≦ｘ≦０．２、０≦ｙ≦０．２、０＜ｚ＜３であり、Ｍ’およびＭ’’は、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｇ（マグネシウム）およびＺｒ（ジルコニウム）から選択される少なくとも１種以上である。）
  12. 請求項１に記載の電池と、
    前記電池を制御する制御部と
    を備える電池パック。
  13. 請求項１に記載の電池を備え、
    前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
  14. 請求項１に記載の電池と、
    前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
    前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
    を備える電動車両。
  15. 請求項１に記載の電池を備え、
    前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
  16. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
    前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う請求項１５に記載の蓄電装置。
  17. 請求項１に記載の電池を備え、
    前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
  18. 発電装置または電力網から前記電池に電力が供給される請求項１７に記載の電力システム。
  19. 中空円柱状であって、ニッケルメッキがされた鉄により構成され、
    円弧状の溝を有する底部を備え、
    前記円弧の中心に対する前記溝の開き角度は、０．５度以上５６度以下であり、
    前記底部の外径に対する前記溝の内径の割合は、４４％以上７７％以下である電池缶。
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