(57)【要約】【課題】容器の気密性を担保しつつ、容器を容易に解体することが可能な電池を提供する。【解決手段】電極体２と、電極体２を収納する容器１０と、を備え、容器１０は、上面が開口した収納部１１と、収納部１１の開口面を塞ぐ蓋部１２と、からなり、収納部１１と蓋部１２とが接合されることにより容器１０が密閉された電池１であって、容器１０には、収納部１１と蓋部１２との接合部３０に沿って連続的に溝部１３・１３が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素と、
前記発電要素を収納する容器と、を備え、
前記容器は、上面が開口した収納部と、該収納部の開口面を塞ぐ蓋部と、からなり、
前記収納部と前記蓋部とが接合されることにより前記容器が密閉された電池であって、
前記容器には、前記収納部と前記蓋部との接合部に沿って連続的に凹部が設けられる電池。
【請求項２】
前記凹部は、前記収納部と前記蓋部との接合部の近傍に配置される請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記凹部は、前記収納部に設けられ、前記接合部より下方に配置される請求項１又は請求項２に記載の電池。
【請求項４】
発電要素と、
前記発電要素を収納する容器と、を備え、
前記容器は、上面が開口した収納部と、該収納部の開口面を塞ぐ蓋部と、からなり、
前記収納部と前記蓋部とが溶接されることにより前記容器が密閉された電池であって、
前記容器には、前記収納部と前記蓋部との接合部に沿って連続的に凸部が設けられ、
前記凸部の内側面の一部が前記容器の外周面よりも外側に位置する電池。
【請求項５】
前記凸部は、前記収納部と前記蓋部との接合部の近傍に配置される請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記凸部は、前記収納部に設けられ、前記接合部より下方に配置される請求項４又は請求項５に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関し、より詳細には、電池の外装となる容器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、リチウムイオン二次電池等の電池の容器は、一面が開口した収納部と、その開口面を塞ぐ蓋部とによって構成されており、製造時に収納部と蓋部とを溶接等により接合することによって容器内部を密閉された空間として、高い気密性及び抗破壊性を担保している。
このような電池においては、電池の使用後、つまり電池が使用不能となった状態でも外部からの影響を受けて発熱する等の不具合が生じ得るため、電池の使用後の処理として、容器を解体して廃棄したり、再利用可能な部材（電極、容器等）をリサイクルしたりすること等が行われているが、上記のように高い気密性及び抗破壊性を有している容器については解体やリサイクルを行うための考慮が特になされてないため、容易に解体することができない等の問題がある。
なお、電極のリサイクル等、電極に関する処理方法の研究がなされているものの、容器に関しては適切な処理方法が見出されていないのが実情である。
【０００３】
上記のような問題を解決するために、特許文献１には、円筒型の電池において、収納部と蓋部とをねじ込み接合することによって、容器を容易に解体する技術が開示されている。
しかしながら、電解液を容器内部に充填する電池に、上記のような技術を適用した場合、十分な気密性を確保することはできない点で不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２３８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、容器の気密性を担保しつつ、容器を容易に解体することが可能な電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１においては、発電要素と、前記発電要素を収納する容器と、を備え、前記容器は、上面が開口した収納部と、該収納部の開口面を塞ぐ蓋部と、からなり、前記収納部と前記蓋部とが接合されることにより前記容器が密閉された電池であって、前記容器には、前記収納部と前記蓋部との接合部に沿って連続的に凹部が設けられるものである。
【０００７】
請求項２においては、前記凹部は、前記収納部と前記蓋部との接合部の近傍に配置されるものである。
【０００８】
請求項３においては、前記凹部は、前記収納部に設けられ、前記接合部より下方に配置されるものである。
【０００９】
請求項４においては、発電要素と、前記発電要素を収納する容器と、を備え、前記容器は、上面が開口した収納部と、該収納部の開口面を塞ぐ蓋部と、からなり、前記収納部と前記蓋部とが溶接されることにより前記容器が密閉された電池であって、前記容器には、前記収納部と前記蓋部との接合部に沿って連続的に凸部が設けられ、前記凸部の内側面の一部が前記容器の外周面よりも外側に位置するものである。
【００１０】
請求項５においては、前記凸部は、前記収納部と前記蓋部との接合部の近傍に配置されるものである。
【００１１】
請求項６においては、前記凸部は、前記収納部に設けられ、前記接合部より下方に配置されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、容器の気密性を担保しつつ、容器を容易に解体することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電池を示す斜視図。
【図２】溝部を示す容器の断面図。
【図３】容器の解体を示す斜視図。
【図４】容器の収納部にガイド溝を設けた電池を示す斜視図。
【図５】ガイド溝を示す容器の断面図。
【図６】容器の蓋部にガイド溝を設けた電池を示す上面図。
【図７】本発明の第二実施形態に係る電池を示す斜視図。
【図８】突起部を示す容器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第一実施形態］
以下では、本発明の第一実施形態に係る電池１について説明する。
【００１５】
図１に示すように、電池１は、電極体２を角型の容器１０の内部に収納することにより構成される二次電池である。
【００１６】
電極体２は、正極、負極、セパレータを積層して捲回してなる捲回体であり、電解液を含浸させることで発電要素とされる。つまり、発電要素は、前記正極、負極、及び電解液を含むものである。電極体２の捲回面の両端に位置する正極及び負極には、端子３・３の一端がそれぞれ電気的に接続される。
端子３は、アルミや銅等の金属からなる部材であり、その他端が容器１０の外部に突出するように配置される。
【００１７】
容器１０は、電池１の外装となる容器であり、上面が開口された収納部１１と、収納部１１の開口面を塞ぐ蓋部１２とからなる角型の金属缶である。
容器１０は、アルミニウムや、ステンレス鋼等の金属からなり、その種類を限定するものではないが、軽量化や加工容易性等の観点からアルミニウムが好ましい。
【００１８】
収納部１１は、略直方体形状を有する箱状部材であり、上面が開口面として形成されている。収納部１１の開口面側から内部に電極体２が収納される。
ここで、「上面」とは、図１における収納部１１の上側に位置する一面であり、端子３・３が突出している一面である。
【００１９】
蓋部１２は、収納部１１の開口面に応じた形状を有する平板状部材であり、電極体２が収納された収納部１１に当接させて収納部１１の開口面を覆った状態で、収納部１１との当接面を溶接等によって収納部１１と接合することで接合部３０が形成されると共に容器１０が密閉される。
蓋部１２には、端子３・３が貫通可能な開口部が形成されており、係る開口部に端子３・３を貫装し、固定することによって、端子３・３が容器１０の外部に突出するように貫通した状態で固定されている。
【００２０】
接合部３０は、収納部１１と蓋部１２とを当接させた状態で、溶接等によってそれらを接合することで形成された、収納部１１と蓋部１２との接合部である。換言すれば、接合部３０は、蓋部１２の外周に形成される、収納部１１との接合部である。
【００２１】
以上のように、電池１は、電極体２と端子３・３とを接続し、端子３・３を蓋部１２に固定して一体的に構成した後に、収納部１１に電極体２を収納し、収納部１１と蓋部１２とを溶接等によって接合することで容器１０が密閉されている、容器１０の内部の気密性が確保された電池である。
【００２２】
以下では、本発明の第一実施形態に係る電池１における容器１０の構造についてより詳細に説明する。
図１に示すように、容器１０の収納部１１には、接合部３０に沿って連続的に溝部１３・１３が設けられている。詳細には、溝部１３・１３が、容器１０の収納部１１の側面（開口面として形成される上面に連続して設けられる面）に全周にわたって水平方向に設けられている。つまり、溝部１３・１３は、収納部１１の全ての前記側面（本実施例においては四つの側面）にわたって、接合部３０と略平行に形成されている。
【００２３】
図２に示すように、溝部１３は、容器１０の収納部１１の側面における外面側から内部に向けて一定の深さで溝断面がＶ字状となるように形成された凹部であり、接合部３０よりも下方（底部側）に設けられる。溝部１３は、収納部１１の側面に所定間隔を空けて平行に二つ配置され、溝部１３・１３の間には、切取部１４が形成される。
切取部１４は、収納部１１の側面に配置される二つの溝部１３・１３の間に設けられる部位である。電池１では、容器１０を解体する際に、切取部１４を刃物による切込みの目安、かつ解体時のガイドとすることができる。
なお、溝部１３の数は、切取部１４を形成できるように、二つ以上であればその数を限定するものではないが、容器１０の強度確保、易解体性等の観点から二つであることが好ましい。
【００２４】
以上のように、容器１０の収納部１１に溝状の凹部である溝部１３・１３が設けられているので、収納部１１は、その側面の全周にわたって厚みが薄い（図２における収納部１１の左右方向の長さが短い）部分（図２中に一点鎖線Ａで示す各部分）を有することとなる。
そのため、図３に示すように、例えば、各溝部１３・１３を繋ぐ直線の長さ（溝部１３と溝部１３との間隔）と同程度の切断幅を有する適宜の切断刃を用いて、収納部１１に形成された切取部１４の任意の場所に、溝部１３・１３と交差するように切込みを入れた後、当該切断刃を固定した状態で、容器１０を適宜の搬送装置で移動させる等して、切取部１４を溝部１３・１３に沿って切り取っていくことで、切取部１４を境にして収納部１１が蓋部１２側と底部側とに切断され、容易に容器１０を二つに解体することができる。
なお、容器１０の収納部１１における溝部１３・１３が設けられている部分は他部よりも厚みが薄くなっているが、容器１０の内圧や外部からの衝撃などに対する強度を確保する程度の厚みは有しているので、電池１の通常の使用時などといった解体前の状態では容器１０は十分な気密性および強度を担保することが可能となっている。
また、溝部１３・１３は、容器１０の収納部１１の側面に全周にわたって連続的に設けられているものに限定されず、その機能を確保できる範囲であれば、断続的に設けても良い。
【００２５】
なお、溝部１３・１３は、収納部１１の側面における接合部３０の近傍（接合部３０から若干離れた位置）に配置することが好ましい。収納部１１の側面における接合部３０の近傍に溝部１３・１３を配置することで、切取部１４を切り取って収納部１１を蓋部１２側と底部側とに切断した際に、蓋部１２に固定され容器１０の内部に収容されていた端子３・３が外部に露出し易くなって、端子３・３を蓋部１２から分離することが容易になり、容器１０の解体性を向上することが可能となる。
【００２６】
また、容器１０の収納部１１に設けられる凹部の別形態として、図４及び図５に示すように、容器１０の収納部１１の側面に全周にわたって水平方向にガイド溝１５を設ける構成とすることも可能である。
【００２７】
図５に示すように、ガイド溝１５は、容器１０の収納部１１の側面における外面側から内部に向けて一定の深さで半円状に形成された凹部であり、溝部１３と同様に蓋部１２よりも下方に配置される。
【００２８】
容器１０を解体する場合には、適宜の搬送装置で容器１０を移動させる等しながら、円形の回転刃等の切断装置を用いて、ガイド溝１５に沿って収納部１１を切断していくことで、前記切断装置がガイド溝１５に案内されて、容易に容器１０を解体することができる。
【００２９】
なお、ガイド溝１５は、収納部１１の側面に形成しているが、これに限定されず、収納部１１の側面から上面にわたって湾曲形状に形成される凹溝としても良い。この場合は、容器１０の上部に適宜のローラ等を当てて容器１０を成形することで、容易にガイド溝１５を形成することができる。ただし、ガイド溝１５において、解体時に前記切断装置の回転刃を当てる箇所は、接合部３０より下方であることが必要である。
【００３０】
なお、溝部１３やガイド溝１５等の凹部の深さは、収納部１１の厚み以下であって、容易に容器１０を解体でき、かつ容器１０が電池１を使用する際に不具合を生じない程度の強度を保持するように設定される。
また、本実施形態においては、収納部１１に形成される凹部として、溝部１３をＶ字状に形成し、ガイド溝１５を半円状に形成したが、矩形状や台形状等、容易に容器１０を解体でき、かつ容器１０が電池１を使用する際に不具合を生じない程度の強度を保持できれば、その断面形状を限定しない。
【００３１】
なお、本実施形態では、溝部１３・１３は収納部１１に設けられ、接合部３０よりも下方（底部側）に配置されている。このように剛性に優れる収納部１１側に溝部１３・１３を設けることで、容器１０の強度を確保しやすくしている。
【００３２】
また、本実施形態においては、収納部１１に溝部１３やガイド溝１５等の凹部を設けたが、図６に示すように、蓋部１２に溝部１３やガイド溝１５等の凹部を接合部３０に沿って連続的に設ける構成とすることも可能である（図６は、蓋部１２にガイド溝１５を設けた形態を示している）。
この場合、容器１０を解体する際に、端子３・３や電極体２と一体となった蓋部１２を容易に取り外すことができるように、溝部１３やガイド溝１５等の凹部は、蓋部１２に固定された端子３・３や、端子３・３に接続された電極体２よりも外側に配置される。
【００３３】
［第二実施形態］
以下では、本発明の第二実施形態に係る電池１における容器２０の構造について説明する。
【００３４】
図７に示すように、容器２０は、前述の第一実施形態における容器１０と同様に、電池１の外装となる容器であり、上面が開口された収納部２１と、収納部２１の開口面を塞ぐ蓋部１２とからなる角型の金属缶である。
【００３５】
収納部２１は、略直方体形状を有する箱状部材であり、上面が開口面として形成されている。収納部２１の開口面側から内部に電極体２が収納される。
なお、本実施形態における接合部３０は、収納部２１と蓋部１２とを当接させた状態で、溶接等によってそれらを接合することで形成される部分である。
【００３６】
容器２０の収納部２１には、接合部３０に沿って連続的に突起部２３が設けられている。詳細には、突起部２３が、容器２０の収納部２１の側面（開口面として形成される上面に連続して設けられる面）に全周にわたって水平方向に設けられている。つまり、容器２０の収納部２１と容器１０の収納部１１とでは、その側面に設けられたものが突起部２３のような凸部か、溝部１３・１３やガイド溝１５のような凹部であるかという点で異なっており、その他の部分は同様に構成されている。
【００３７】
図８に示すように、突起部２３は、容器２０の収納部２１における側面を屈曲させて、一定の高さで外部に突出するように形成された凸部であり、接合部３０よりも下方に配置される。
また、収納部２１の側面から外方へ突出する突起部２３の内側面（図８中に破線Ｘで示す位置）は、収納部２１の側面（図８中に破線Ｙで示す位置）よりも外側に位置する。
【００３８】
以上のように、容器２０の収納部２１に突起部２３が設けられているので、収納部２１は、その側面の全周にわたって、その厚み（図８における収納部２１の突起部２３以外の左右方向の長さ）分以上、外部に突出した部分を有することとなる。
そのため、レーザー等の切断装置を用いて、例えば、図８中に一点鎖線Ｂで示す部分で収納部２１を鉛直方向に切断し、突起部２３を切り取ることによって、容易に容器２０を蓋部１２側と底部側とに分断して二つに解体することができる。
また、適宜の切断刃を用いて、例えば、図８中に一点鎖線Ｃで示す突起部２３の部分で収納部２１を水平方向に切断してもよい。この場合、収納部２１に突起部２３を設けない場合と比較して、容器２０の内部（内部に収納される電極体２等の各部材）までの距離に余裕があるため、切断刃が容器２０の内部に収納された電極体２や端子３・３と接触することによる短絡を防ぐことができる。
なお、突起部２３の高さ（収納部２１の側面からの外方への突出量）は、突起部２３を容易に切り取って容器２０を解体でき、かつ電池１を他の部材に装着する等、電池１を使用する際に邪魔にならない程度に設定される。
また、本実施形態においては、突起部２３を矩形状に形成したが、三角形状や半円状等、突起部２３を容易に切り取って容器２０を解体でき、かつ電池１を他の部材に装着する等、電池１を使用する際に邪魔にならなければ、その形状を限定しない。
【００３９】
なお、突起部２３は、収納部２１の側面における接合部３０の近傍に配置することが好ましい。収納部２１の側面における接合部３０の近傍に突起部２３を配置することで、突起部２３を切り取って収納部２１を蓋部１２側と底部側とに切断した際に、蓋部１２に固定され容器２０の内部に収容されていた端子３・３が外部に露出し易くなって、端子３・３を蓋部１２から分離することが容易になり、容器２０の解体性を向上することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態においても、第一実施形態と同様に、蓋部１２に突起部２３のような凸部を接合部３０に沿って連続的に設ける構成とすることも可能である。
【００４１】
上記のように容器１０や容器２０を解体した後は、その内部に収納されていた電極体２を分解し、端子３や、正極及び負極に使用された金属箔である集電体を回収したり、解体された容器１０や容器２０を溶解して新たな容器を作成したりして適切にリサイクルされる。
【００４２】
以上のように、容器１０の収納部１１に溝部１３やガイド溝１５のような凹部を設けたり、容器２０の収納部２１に突起部２３のような凸部を設けたりすることで、容器１０や容器２０の解体を容易に行う事ができ、機械による自動化を図ることも可能となる。したがって、電池１を容易にリサイクルすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１    電池
２    電極体
３    端子
１０  容器
１１  収納部
１２  蓋部
１３  溝部（凹部）
１４  切取部
１５  ガイド溝（凹部）
２０  容器
２１  収納部
２３  突起部（凸部）
３０  接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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