(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板及び負極板がセパレータを介して互いに重ねられて、捲回軸の周りに円柱状に捲回されてなる電極体と、
ケース軸線に沿って延びる筒状のケース筒部を有し、自身の内部に前記電極体を前記捲回軸と前記ケース軸線とが平行となる形態に収容してなる電池ケースと、
前記電池ケースに設けられてなり、前記電池ケースの内圧が所定の開弁圧以上となったときに開弁して、前記電池ケースの内外を連通させる安全弁と、
を備える筒型電池であって、
前記電極体のうち、前記正極板と前記負極板との間で電池反応を生じる部位を、電極体反応部としたとき、
前記ケース筒部は、
前記ケース軸線に沿う軸線方向について、前記電極体の前記電極体反応部よりも軸線方向外側に、前記ケース軸線の径方向について、自身の前記軸線方向の内側端縁の少なくとも一部が、前記電極体反応部の外周面よりも径方向内側に位置する弁形成部を有し、
前記安全弁は、前記電池ケースのうちの前記弁形成部に設けられてなり、
前記弁形成部及び前記安全弁は、それぞれ平板状である
筒型電池。
【請求項２】
請求項１に記載の筒型電池であって、
前記弁形成部は、
前記ケース筒部の前記軸線方向の端縁から離れた位置に設けられてなる
筒型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板及び負極板がセパレータを介して互いに重ねられて円柱状に捲回された電極体と、この電極体を収容する筒状の電池ケースと、この電池ケースに設けられた安全弁とを備える筒型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、正極板及び負極板がセパレータを介して互いに重ねられて円柱状に捲回された電極体と、この電極体を収容する筒状の電池ケースと、この電池ケースに設けられた安全弁とを備える筒型電池が知られている。このうち、安全弁は、過充電や内部短絡などの電池異常により電池内部でガスが発生し、電池ケースの内圧が所定の開弁圧以上となったときに開弁して、電池ケースの内外を連通させる。これにより、電池内部で発生したガスを速やかに電池外部に排気させる。
【０００３】
このような安全弁は、電池ケースの軸線方向（ケース軸線方向）の端部に設けるのが一般的である。即ち、電池ケースが、例えば、有底筒状のケース本体部材とこのケース本体部材の開口を塞ぐ板状のケース蓋部材とからなる場合には、安全弁は、ケース本体部材の底部或いはケース蓋部材に設けられる。また、電池ケースが、例えば、両端がそれぞれ開口した筒状のケース本体部材とこのケース本体部材の両端の開口をそれぞれ塞ぐ板状のケース蓋部材とからなる場合には、安全弁は、２つのケース蓋部材のいずれか一方に設けられる。
【０００４】
しかしながら、電池ケースのうちケース軸線方向の端部には、安全弁の他に、正極端子或いは負極端子を設けたり、必要に応じて電解液注入口や電流遮断機構などを設けるため、安全弁の大きさ（開弁時の開口面積など）に制限を受けることがある。一方、安全弁が小さ過ぎると、安全弁を形成するのが困難となったり、開弁時に速やかにガスが排出され難くなるなどの問題も生じ得る。
また、ガス発生時に電極体がケース軸線方向に移動して、電極体のうちその捲回軸方向の端部、或いは、この端部に接続された他の部材（集電部材など）が、安全弁をその内側から塞ぎ、安全弁に内圧が適切に掛かるのを妨害する場合もあり得る。すると、電池の内圧が開弁圧以上となっても、安全弁が開弁しないおそれがある。
【０００５】
このような問題に対し、安全弁を電池ケースのうちのケース筒部（ケース側壁部）に設けることが考えられる。例えば、下記の特許文献１には、円筒状のケース筒部に、開裂強度を他の部分よりも低くした低開裂強度部（安全弁に相当する）を設けることが開示されている（特許文献１の特許請求の範囲及び図１，２等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２６９９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の特許文献１のように、安全弁をケース筒部に設ければ、安全弁を電池ケースのケース軸線方向の端部に設ける場合に比して、安全弁の大きさを十分に確保できる。また、電池ケースのケース軸線方向の端部に安全弁を設けなくても済むので、この端部に設ける正極端子或いは負極端子、電解液注入口、電流遮断機構などの設計（形態や配置）の自由度が大きくなる利点がある。
【０００８】
しかしながら、電極体は、電池ケース内を前述のようにケース軸線方向に移動する場合があり得るだけでなく、ガス発生時に電極体のうち、正極板と負極板との間で電池反応を生じる部位（以下、電極体反応部とも言う）が、捲回軸の径方向に大きく膨張することがある。このため、特許文献１のように、安全弁をケース筒部に設けた場合であっても、電極体がケース軸線方向に移動し、しかも電極反応部が径方向に膨張した場合には、安全弁をその内側から塞ぎ、安全弁に内圧が適切に掛かるのを妨害することがあり得る。従って、安全弁をケース筒部に設けた場合でも、電池の内圧が開弁圧以上となっても、安全弁が開弁しないことがあり得る。
【０００９】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池の内圧が所定の開弁圧以上となったときに、確実に安全弁を開弁させることができる筒型電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、正極板及び負極板がセパレータを介して互いに重ねられて、捲回軸の周りに円柱状に捲回されてなる電極体と、ケース軸線に沿って延びる筒状のケース筒部を有し、自身の内部に前記電極体を前記捲回軸と前記ケース軸線とが平行となる形態に収容してなる電池ケースと、前記電池ケースに設けられてなり、前記電池ケースの内圧が所定の開弁圧以上となったときに開弁して、前記電池ケースの内外を連通させる安全弁と、を備える筒型電池であって、前記電極体のうち、前記正極板と前記負極板との間で電池反応を生じる部位を、電極体反応部としたとき、前記ケース筒部は、前記ケース軸線に沿う軸線方向について、前記電極体の前記電極体反応部よりも軸線方向外側に、前記ケース軸線の径方向について、自身の前記軸線方向の内側端縁の少なくとも一部が、前記電極体反応部の外周面よりも径方向内側に位置する弁形成部を有し、前記安全弁は、前記電池ケースのうちの前記弁形成部に設けられてなり、前記弁形成部及び前記安全弁は、それぞれ平板状である筒型電池である。
【００１１】
この筒型電池では、安全弁をケース筒部の弁形成部に設けているので、安全弁を電池ケースのケース軸線方向の端部に設ける場合に比して、安全弁の大きさを十分に確保できる。また、電池ケースのケース軸線方向の端部に設ける正極端子或いは負極端子、電解液注入口、電流遮断機構などの形態や配置の自由度を大きくできる。
【００１２】
しかも、弁形成部は、その軸線方向の内側端縁の少なくとも一部が、電極体の電極体反応部の外周面よりも径方向内側に位置する。このため、ガス発生時などに、電極体が、ケース軸線方向のうち弁形成部が存在する側に向かって移動しようとした場合でも、少なくとも電極体反応部は、弁形成部の軸線方向の内側端縁で係止するので、電極体反応部が弁形成部の径方向内側にまで移動するのを確実に防止できる。このため、この弁形成部に設けられている安全弁が、その径方向内側から電極体反応部によって塞がれ、安全弁に内圧が適切に掛からなくなるのを確実に防止できる。従って、この筒型電池では、電池内圧が開弁圧以上となったときに、確実に安全弁を開弁させることができる。
更に、この筒型電池では、弁形成部及び安全弁がそれぞれ平板状とされている。このため、弁形成部或いは安全弁がＲ状など曲面をなしている場合に比して、開弁圧のばらつきの少ない安全弁とすることができる。
【００１３】
更に、上記の筒型電池であって、前記弁形成部は、前記ケース筒部の前記軸線方向の端縁から離れた位置に設けられてなる筒型電池とすると良い。
【００１４】
この筒型電池では、弁形成部が、ケース筒部の軸線方向の端縁から離れた位置に設けられている。このため、電池ケースの軸線方向の端部の形態が、弁形成部の有無に影響されないので、この端部に設ける正極端子或いは負極端子、電解液注入口、電流遮断機構などの形態や配置の自由度を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係るリチウムイオン二次電池を示す縦断面図である。
【図２】実施形態１に係るリチウムイオン二次電池のうち、弁形成部及び安全弁の近傍を示す部分斜視図である。
【図３】実施形態１に係るリチウムイオン二次電池のうち、弁形成部及び安全弁の近傍を示す部分縦断面図である。
【図４】実施形態１に係り、正極板及び負極板をセパレータを介して互いに重ねた状態を示す部分平面図である。
【図５】実施形態１に係るリチウムイオン二次電池の製造方法に関し、ケース本体部材に弁形成部及び安全弁をプレス成形する様子を示す説明図である。
【図６】実施形態１に係るリチウムイオン二次電池の別の製造方法に関し、ケース本体部材に設けた弁形成部に、別途形成した安全弁を接合する様子を示す説明図である。
【図７】実施形態２に係るリチウムイオン二次電池のうち、弁形成部及び安全弁の近傍を示す部分縦断面図である。
【図８】実施形態３に係るリチウムイオン二次電池のうち、弁形成部及び安全弁の近傍を示す部分斜視図である。
【図９】実施形態３に係るリチウムイオン二次電池のうち、弁形成部及び安全弁の近傍を示す部分縦断面図である。
【図１０】実施形態４に係る組電池を示す説明図である。
【図１１】実施形態４に係る組電池を構成する電池ホルダを示す平面図である。
【図１２】実施形態４の変形形態に係る電池ホルダを示す平面図である。
【図１３】実施形態５に係る車両を示す説明図である。
【図１４】実施形態６に係るハンマードリルを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係るリチウムイオン二次電池（筒型電池）１００を示す。また、図２及び図３に、このリチウムイオン二次電池１００の弁形成部１１５及び安全弁１１７の近傍の形態を示す。また、図４に、このリチウムイオン二次電池１００を構成する電極体１２０を展開した状態を示す。
【００１９】
このリチウムイオン二次電池１００（以下、単に電池１００とも言う）は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両や、ハンマードリル等の電池使用機器に搭載される円筒型電池である。この電池１００は、円筒型の電池ケース１１０、この電池ケース１１０内に収容された円柱状をなす捲回型の電極体１２０、この電極体１２０に接続された正極集電部材１５０及び負極集電部材１６０、電池ケース１１０に固設された正極端子１５５及び負極端子１６５等から構成されている（図１参照）。また、電池ケース１１０内には、非水電解液１７０が注入されている。
【００２０】
このうち、電池ケース１１０は、金属（本実施形態１ではアルミニウム）からなる。この電池ケース１１０は、そのケース軸線ＫＸ方向の一方側ＫＡ（図１中、上方）（以下、単に一方側ＫＡとも言う）が開口する一方、ケース軸線ＫＸ方向の他方側ＫＢ（図１中、下方）（以下、単に他方側ＫＢとも言う）が閉塞した有底円筒状のケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞する円板状のケース蓋部材１１３とから構成されている。
【００２１】
より具体的には、ケース本体部材１１１は、ケース軸線ＫＸに沿って一方側筒端部１１１ａ１から他方側筒端部１１１ａ２まで延びる円筒状のケース筒部１１１ａと、このケース筒部１１１ａの他方側筒端部１１１ａ２を閉塞する円板状のケース底部１１１ｂとからなる。また、ケース蓋部材１１３は、リング状のシール部材１１９を介して、ケース筒部１１１ａの一方側筒端部１１１ａ１に加締め固定されている。
【００２２】
この電池ケース１１０のうち、ケース筒部１１１ａには、後述する弁形成部１１５が設けられ、更にこの弁形成部１１５に後述する安全弁１１７が設けられている（図１〜図３参照）。
また、電池ケース１１０の、一方側ＫＡの端部をなすケース蓋部材１１３のうち、その中央には、正極端子１５５が固設されている（図１参照）。この正極端子１５５は、外周に雄ねじが形成された円柱状をなし、ケース蓋部材１１３から一方側ＫＡに突出している。この正極端子１５５は、ケース蓋部材１１３及び後述する正極集電部材１５０を介して、後述する電極体１２０の正極集電部１２１ｍに電気的に接続されている。
【００２３】
一方、電池ケース１１０の、他方側ＫＢの端部をなすケース底部１１１ｂのうち、その中央には、負極端子１６５が固設されている（図１〜図３参照）。この負極端子１６５も、正極端子１５５と同様に外周に雄ねじが形成された円柱状をなし、ケース底部１１１ｂから他方側ＫＢに突出している。この負極端子１６５は、ケース底部１１１ｂ及び後述する負極集電部材１６０を介して、後述する電極体１２０の負極集電部１３１ｍに電気的に接続されている。
【００２４】
次に、電極体１２０について説明する。この電極体１２０は、捲回軸ＡＸを有する円柱状をなし、この捲回軸ＡＸと前述のケース軸線ＫＸとが平行となる形態、更に本実施形態１では、捲回軸ＡＸとケース軸線ＫＸとが一致する形態で、電池ケース１１０内に収容されている（図１及び図３参照）。この電極体１２０は、帯状の正極板１２１と帯状の負極板１３１とを通気性を有する帯状のセパレータ１４１を介して互いに重ねて（図４参照）、捲回軸ＡＸ周りに捲回したものである。電極体１２０のうち、正極板１２１と負極板１３１との間で電池反応を生じる、捲回軸ＡＸ方向の中央の部位が、後述する電極体反応部１２０ｆである。
【００２５】
正極板１２１は、芯材として、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔１２２を有する。この正極集電箔１２２の両主面のうち、幅方向の一部でかつ長手方向に延びる領域上には、それぞれ正極活物質層１２３，１２３が長手方向（図４中、左右方向）に帯状に設けられている。この正極活物質層１２３，１２３は、正極活物質、導電助剤及び結着剤から構成されている。
【００２６】
正極板１２１のうち、自身の厚み方向に正極集電箔１２２及び正極活物質層１２３，１２３が存在する帯状の部位が、正極部１２１ｗである。この正極部１２１ｗは、電極体１２０を構成した状態において、セパレータ１４１を介して、負極板１３１の後述する負極部１３１ｗと対向している。この正極部１２１ｗと負極部１３１ｗとが互いに対向する部位が、電極体１２０のうち、正極板１２１と負極板１３１との間で電池反応を生じる電極体反応部１２０ｆとなっている。
【００２７】
また、正極板１２１に正極部１２１ｗを設けたことに伴い、正極集電箔１２２のうち、幅方向の片方の端部（図４中、上方）は、長手方向に帯状に延び、自身の厚み方向に正極活物質層１２３が存在しない正極集電部１２１ｍとなっている。この正極集電部１２１ｍの幅方向の一部は、セパレータ１４１から捲回軸ＡＸ方向の一方側ＳＡに渦巻き状をなして突出しており、正極集電部材１５０に接続している（図１参照）。
【００２８】
この正極集電部材１５０は、円板状をなす集電板部１５１と、この集電板部１５１からケース軸線ＫＸ方向の一方側ＫＡ（捲回軸ＡＸ方向の一方側ＳＡ）に延びるリード部１５３とからなる。集電板部１５１のうち、ケース軸線ＫＸ方向の他方側ＫＢ（捲回軸ＡＸ方向の他方側ＳＢ）の主面１５１ｃには、前述した正極板１２１の正極集電部１２１ｍが接合されている。一方で、リード部１５３は、ケース蓋部材１１３のうち、他方側ＫＢ（他方側ＳＢ）の主面１１３ｃに当接している。これにより、電極体１２０の正極板１２１（正極集電部１２１ｍ）と、ケース蓋部材１１３に立設された前述の正極端子１５５とが電気的に接続されている。
【００２９】
負極板１３１は、芯材として、帯状の銅箔からなる負極集電箔１３２を有する。この負極集電箔１３２の両主面のうち、幅方向の一部でかつ長手方向に延びる領域上には、それぞれ負極活物質層１３３，１３３が長手方向（図４中、左右方向）に帯状に設けられている。この負極活物質層１３３，１３３は、負極活物質、結着剤及び増粘剤から構成されている。
【００３０】
負極板１３１のうち、自身の厚み方向に負極集電箔１３２及び負極活物質層１３３，１３３が存在する帯状の部位が、負極部１３１ｗである。この負極部１３１ｗは、電極体１２０を構成した状態において、その全域がセパレータ１４１と対向している。また、負極板１３１に負極部１３１ｗを設けたことに伴い、負極集電箔１３２のうち、幅方向の片方の端部（図４中、下方）は、長手方向に帯状に延び、自身の厚み方向に負極活物質層１３３が存在しない負極集電部１３１ｍとなっている。この負極集電部１３１ｍの幅方向の一部は、セパレータ１４１から捲回軸ＡＸ方向の他方側ＳＢに渦巻き状をなして突出しており、負極集電部材１６０と接続している（図１及び図３参照）。
【００３１】
この負極集電部材１６０は、円板状をなす集電板部１６１、この集電板部１６１から他方側ＫＢ（他方側ＳＢ）に延びるリード部１６３とからなる。集電板部１６１のうち、一方側ＫＡ（一方側ＳＡ）の主面１６１ｃには、前述した負極板１３１の負極集電部１３１ｍが接合されている。一方で、リード部１６３は、ケース本体部材１１１のケース底部１１１ｂのうち、一方側ＫＡ（一方側ＳＡ）の主面１１１ｂｃに当接している。これにより、電極体１２０の負極板１３１（負極集電部１３１ｍ）と、ケース底部１１１ｂに立設された前述の負極端子１６５とが電気的に接続されている。
【００３２】
また、セパレータ１４１は、樹脂、具体的にはポリプロピレン（ＰＰ）とポリエチレン（ＰＥ）からなる多孔質膜であり、帯状をなす。
【００３３】
次に、弁形成部１１５及び安全弁１１７について説明する（図１〜図３参照）。
弁形成部１１５は、前述した電池ケース１１０のケース筒部１１１ａに設けられ、ケース筒部１１１ａの一部をなす。具体的には、弁形成部１１５は、ケース筒部１１１ａのうち、他方側ＫＡの端部をなす他方側筒端部１１１ａ２に設けられており、ケース軸線ＫＸ方向について、電極体１２０の電極体反応部１２０ｆよりもケース軸線ＫＸ方向の外側（本実施形態１では他方側ＫＢ）に位置している。
【００３４】
また、この弁形成部１１５は、ケース軸線ＫＸの径方向について、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁１１５ｆの中央が、電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置している。具体的には、図３に示すように、ケース軸線ＫＸから電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍまでの距離（半径）ＲＡよりも、ケース軸線ＫＸから弁形成部１１５の内側端縁１１５ｆまでの距離（最短距離）ＢＡの方が小さくなるように、弁形成部１１５がケース筒部１１１ａに設けられている。
また、この弁形成部１１５は、平面視矩形状で、平板状とされている。
【００３５】
この弁形成部１１５には、そのほぼ全域に、平面視矩形状をなす平板状の非復帰型の安全弁１１７が形成されている。この安全弁１１７には、Ｖ字溝をなす溝部１１７ｖが、所定形状（平面視、２つのＹ字の下端同士を対称的に繋げた形状）に形成されている。これにより、この安全弁１１７は、電池ケース１１０の内圧が所定の開弁圧以上となったときに開弁する。具体的には、溝部１１７ｖを起点として破断して開口し、電池ケース１１０の内外を連通させる。そして、電池内部で発生したガスを速やかに電池外部に排気する。
【００３６】
以上で説明したように、本実施形態１に係る電池１００は、正極板１２１及び負極板１３１がセパレータ１４１を介して互いに重ねられて、捲回軸ＡＸの周りに円柱状に捲回されてなる電極体１２０と、ケース軸線ＫＸに沿って延びる筒状のケース筒部１１１ａを有し、自身の内部に電極体１２０を捲回軸ＡＸとケース軸線ＫＸとが平行となる形態に収容してなる電池ケース１１０と、電池ケース１１０に設けられてなり、電池ケース１１０の内圧が所定の開弁圧以上となったときに開弁して、電池ケース１１０の内外を連通させる安全弁１１７とを備える筒型電池である。
【００３７】
そして、電極体１２０のうち、正極板１２１と負極板１３１との間で電池反応を生じる部位を電極体反応部１２０ｆとしたとき、ケース筒部１１１ａは、ケース軸線ＫＸ方向について、電極体１２０の電極体反応部１２０ｆよりも軸線方向外側に、ケース軸線ＫＸの径方向について、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁１１５ｆの少なくとも一部が、電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置する弁形成部１１５を有する。しかも、この安全弁１１７は、電池ケース１１０のうちの弁形成部１１５に設けられている。
【００３８】
この電池１００では、安全弁１１７をケース筒部１１１ａの弁形成部１１５に設けているので、安全弁１１７を電池ケース１１０のケース軸線ＫＸ方向の端部（ケース蓋部材１１３またはケース底部１１１ｂ）に設ける場合に比して、安全弁１１７の大きさを十分に確保できる。また、電池ケース１１０のケース軸線ＫＸ方向の端部に設ける正極端子１５５或いは負極端子１６５の形態や配置の自由度を大きくできる。
【００３９】
しかも、弁形成部１１５は、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁１１５ｆの一部が電極体１２０の電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置する。このため、電極体１２０が、ケース軸線ＫＸ方向のうち弁形成部１１５が存在する他方側ＫＢに向かって移動しようとした場合でも、少なくとも電極体反応部１２０ｆは、弁形成部１１５の内側端縁１１５ｆで係止するので、電極体反応部１２０ｆが弁形成部１１５の径方向内側にまで移動するのを確実に防止できる。このため、この弁形成部１１５に設けられている安全弁１１７が、その径方向内側から電極体反応部１２０ｆによって塞がれ、安全弁１１７に内圧が適切に掛からなくなるのを確実に防止できる。従って、この電池１００では、電池内圧が開弁圧以上となったときに、確実に安全弁１１７を開弁させることができる。
【００４０】
また、本実施形態１では、弁形成部１１５及び安全弁１１７を、ケース本体部材１１１のケース筒部１１１ａのうち、負極端子１６５が存在する側である他方側筒端部１１１ａ２に設けている。一方、ケース本体部材１１１は、電極体１２０の負極集電部１３１ｍと負極集電部材１６０を介して電気的に接続されているので、弁形成部１１５及び安全弁１１７は、電極体１２０の負極集電部１３１ｍ及び負極集電部材１６０と同電位になる。このため、電極体１２０及び負極集電部材１６０の集電板部１６１が他方側ＫＢに移動して、電極体１２０の負極集電部１３１ｍまたは負極集電部材１６０の集電板部１６１が、弁形成部１１５または安全弁１１７に当接した場合でも、これらの間で短絡は生じない。
【００４１】
更に、本実施形態１では、弁形成部１１５及び安全弁１１７がそれぞれ平板状とされている。このため、弁形成部１１５或いは安全弁１１７がＲ状など曲面をなしている場合に比して、開弁圧のばらつきの少ない安全弁１１７とすることができる。
【００４２】
次いで、上記電池１００の製造方法について説明する。
まず、正極板１２１を製造する。即ち、長尺状のアルミニウム箔からなる正極集電箔１２２を用意する。そして、この正極集電箔１２２の一方の主面に、長手方向に延びる帯状の正極集電部１２１ｍを残しつつ、正極活物質、導電材及び結着剤を含む正極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、帯状の正極活物質層１２３を形成する。同様に、正極集電箔１２２の反対側の主面にも、帯状の正極集電部１２１ｍを残しつつ、上記の正極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、帯状の正極活物質層１２３を形成する。その後、電極密度を向上させるために、加圧ロールにより、正極活物質層１２３，１２３を圧縮する。かくして、正極板１２１が形成される（図４参照）。
【００４３】
また別途、負極板１３１を製造する。即ち、長尺状の銅箔からなる負極集電箔１３２を用意する。そして、この負極集電箔１３２の一方の主面に、長手方向に延びる帯状の負極集電部１３１ｍを残しつつ、負極活物質、結着剤及び増粘剤を含む負極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、帯状の負極活物質層１３３を形成する。同様に、負極集電箔１３２の反対側の主面にも、帯状の負極集電部１３１ｍを残しつつ、上記の負極活物質ペーストを塗布し、熱風により乾燥させて、帯状の負極活物質層１３３を形成する。その後、電極密度を向上させるために、加圧ロールにより、負極活物質層１３３，１３３を圧縮する。かくして、負極板１３１が形成される（図４参照）。
【００４４】
次に、長尺状のセパレータ１４１を用意し、正極板１２１と負極板１３１とをセパレータ１４１を介して互いに重ね（図４参照）、巻き芯を用いて軸線ＡＸ周りに捲回して、電極体１２０を形成する。その後、この電極体１２０のうち、正極集電部１２１ｍに正極集電部材１５０を溶接すると共に、負極集電部１３１ｍに負極集電部材１６０を溶接する（図１参照）。
【００４５】
また別途、有底円筒状のケース本体部材１１１を用意し、このケース底部１１１ｂに負極端子１６５を溶接する。その後、図５に示すように、上型ＧＵと下型ＧＤを用いたプレス加工により、ケース本体部材１１１のうち、ケース筒部１１１ａの他方側筒端部１１１ａ２に、弁形成部１１５及び安全弁１１７を同時に形成する。
【００４６】
その際、本実施形態１では、弁形成部１１５及び安全弁１１７を平板状に形成するため、弁形成部１１５及び安全弁１１７の形成が容易である。即ち、弁形成部１１５或いは安全弁１１７をＲ状などの曲板状とすると、その曲率に対応した形態のプレス金型を形成するのが困難である。また、これによりプレス成形される安全弁の開弁圧にばらつきが生じ易い。これに対し、本実施形態１では、弁形成部１１５及び安全弁１１７を平板状とするため、プレス金型（上型ＧＵ及び下型ＧＤ）の形成が容易である。また、開弁圧のばらつきの少ない安全弁１１７をプレス成形でき、また、電池１００の生産性を向上させることができる。
【００４７】
次に、この安全弁１１７を形成したケース本体部材１１１内に、正極集電部材１５０及び負極集電部材１６０を接合した電極体１２０を挿入する（図１参照）。そして、負極集電部材１６０のリード部１６３をケース本体部材１１１のケース底部１１１ｂに溶接する。その後、ケース本体部材１１１内に非水電解液１７０を注液する。その後、ケース本体部材１１１の開口１１１ｈを閉塞するようにして、負極端子１６５を溶接したケース蓋部材１１３を、シール部材１１９を介して加締め固定する。かくして、電池１００が完成する。
【００４８】
なお、本実施形態１では、前述のように、ケース筒部１１１ａをプレス加工して、弁形成部１１５及び安全弁１１７を形成したが、弁形成部１１５及び安全弁１１７の形成方法はこれに限られない。
例えば、ケース筒部１１１ａをプレス加工して、開口部１１６ｈを有する弁形成部１１６を形成する（図６参照）。一方これとは別に、前述の安全弁１１７の溝部１１７ｖと同様の溝部１１８ｖを有する矩形板状の安全弁１１８を形成しておく。そして、この安全弁１１８を弁形成部１１６の開口部１１６ｈに接合することにより、弁形成部１１６に安全弁１１８を設けることもできる。
【００４９】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。本実施形態２に係るリチウムイオン二次電池（筒型電池）２００（以下、単に電池２００とも言う）では、弁形成部２１５及び安全弁２１７の形態（図７参照）が、上記実施形態１に係る電池１００の弁形成部１１５及び安全弁１１７の形態（図１〜図３参照）と異なる。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００５０】
本実施形態２に係る弁形成部２１５及び安全弁２１７も、電池ケース１１０のケース軸線ＫＸ方向の端部（ケース蓋部材１１３またはケース底部１１１ｂ）ではなく、ケース筒部１１１ａに設けられている。但し、上記実施形態１では、平板状の弁形成部１１５及び安全弁１１７が、ケース軸線ＫＸと平行な形態でケース筒部１１１ａに設けられている。これに対し、本実施形態２に係る弁形成部２１５及び安全弁２１７は、同様に平板状にケース筒部１１１ａの他方側筒端部１１１ａ２に設けられているが、ケース軸線ＫＸに対して角度θをなし、かつ、他方側ＫＢ（図７中、左方）ほど径方向内側に位置する形態に設けられている。
【００５１】
なお、本実施形態２に係る弁形成部２１５も、上記実施形態１に係る弁形成部１１５と同様に、ケース軸線ＫＸ方向について、電極体１２０の電極体反応部１２０ｆよりもケース軸線ＫＸ方向の他方側ＫＢに位置している。また、この弁形成部２１５も、ケース軸線ＫＸの径方向について、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁２１５ｆの中央が、電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置している。具体的には、ケース軸線ＫＸから電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍまでの距離（半径）ＲＡよりも、ケース軸線ＫＸから弁形成部２１５の内側端縁２１５ｆまでの距離（最短距離）ＢＡの方が小さくされている。また、安全弁２１７には、上記実施形態１に係る安全弁１１７の溝部１１７ｖと同様な溝部２１７ｖが形成されている。
【００５２】
本実施形態２に係る電池２００も、安全弁２１７をケース筒部１１１ａの弁形成部２１５に設けているので、安全弁２１７の大きさを十分に確保できる。また、電池ケース１１０のケース軸線ＫＸ方向の端部に設ける正極端子１５５或いは負極端子１６５の形態や配置の自由度を大きくできる。
また、弁形成部２１５は、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁２１５ｆの一部が電極体１２０の電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置する。このため、上記実施形態１と同様に、安全弁２１７がその径方向内側から電極体反応部１２０ｆによって塞がれ、安全弁２１７に内圧が適切に掛からなくなるのを確実に防止できる。従って、本実施形態２に係る電池２００も、電池内圧が開弁圧以上となったときに、確実に安全弁２１７を開弁させることができる。
【００５３】
（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。本実施形態３に係るリチウムイオン二次電池（筒型電池）３００（以下、単に電池３００とも言う）では、弁形成部３１５及び安全弁３１７の形態（図８及び図９参照）が、本実施形態１，２に係る電池１００，２００の弁形成部１１５，２１５及び安全弁１１７，２１７の形態（図１〜図３，図７参照）と異なる。それ以外は、上記実施形態１，２と同様であるので、上記実施形態１，２と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００５４】
本実施形態３に係る弁形成部３１５も、電池ケース１１０のケース軸線ＫＸ方向の端部（ケース蓋部材１１３またはケース底部１１１ｂ）ではなく、ケース筒部１１１ａに設けられているが、この弁形成部３１５は、ケース筒部１１１ａの他方側ＫＢ最外側の端縁１１１ａｆから離れた位置に（所定の間隔ＨＡをあけた位置に）設けられている。
【００５５】
但し、この弁形成部３１５も、上記実施形態１，２の弁形成部１１５，２１５と同様に、ケース軸線ＫＸ方向について、電極体１２０の電極体反応部１２０ｆよりもケース軸線ＫＸ方向の他方側ＫＢに位置している。また、この弁形成部３１５も、ケース軸線ＫＸの径方向について、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁３１５ｆの中央が、電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置している。具体的には、ケース軸線ＫＸから電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍまでの距離（半径）ＲＡよりも、ケース軸線ＫＸから弁形成部３１５の内側端縁３１５ｆまでの距離（最短距離）ＢＡの方が小さくされている。また、安全弁３１７には、上記実施形態１，２に係る安全弁１１７，２１７の溝部１１７ｖ，２１７ｖと同様な溝部３１７ｖが形成されている。
【００５６】
本実施形態３に係る電池３００も、安全弁３１７をケース筒部１１１ａの弁形成部３１５に設けているので、安全弁３１７の大きさを十分に確保できる。また、電池ケース１１０のケース軸線ＫＸ方向の端部に設ける正極端子１５５或いは負極端子１６５の配置や形態の自由度を大きくできる。
また、弁形成部３１５は、ケース軸線ＫＸ方向の内側端縁３１５ｆの一部が電極体１２０の電極体反応部１２０ｆの外周面１２０ｆｍよりも径方向内側に位置する。このため、上記実施形態１，２と同様に、安全弁３１７がその径方向内側から電極体反応部１２０ｆによって塞がれ、安全弁３１７に内圧が適切に掛からなくなるのを防止できる。従って、本実施形態３の電池３００も、電池内圧が開弁圧以上となったときに、確実に安全弁３１７を開弁させることができる。
【００５７】
更に、本実施形態３では、弁形成部３１５が、ケース筒部１１１ａのケース軸線ＫＸ方向の他方側ＫＢの端縁１１１ａｆから離れた位置に設けられている。このため、電池ケース１１０の他方側ＫＢの端部（本実施形態３ではケース底部１１１ｂ）の形態が、弁形成部３１５の有無に影響されないので、このケース底部１１１ｂに設ける端子（本実施形態３では負極端子１６５）の配置や形態の自由度を更に大きくできる。
【００５８】
（実施形態４）
次いで、第４の実施の形態について説明する。本実施形態４に係る組電池６００は、上記実施形態１に係るリチウムイオン二次電池１００，１００，…が複数接続されたものである（図１０参照）。
【００５９】
この組電池６００は、複数の電池１００，１００，…と、一対の電池ホルダ６１０，６１０と、複数の拘束用ボルト６１３，６１３及びナット６１５，６１５と、複数のバスバー６２０，６２０，…及びナット６２３，６２３，…とから構成されている。
複数の電池１００，１００，…は、互いに平行に並んだ状態で（ケース軸線ＫＸ，ＫＸ，…同士が互いに平行となるようにして）、かつ、隣り合う電池１００，１００同士がそれぞれ逆側を向くようにして（隣り合う電池１００，１００の正極端子１５５と負極端子１６５が逆側を向くようにして）、一対の電池ホルダ６１０，６１０の間に保持されている。
【００６０】
このうち、電池ホルダ６１０は、図１１に別途示すように、矩形板状をなす。この電池ホルダ６１０には、３種類の開口（第１開口６１０ｈ１、第２開口６１０ｈ２及び第３開口６１０ｈ３）がそれぞれ複数形成されている。
第１開口６１０ｈ１は、電池ケース１１０の直径よりも僅かに径大な平面視円孔をなす。この第１開口６１０ｈ１には、電池ケース１１０のうちケース筒部１１１ａの一方側筒端部１１１ａ１が挿入されており、一方側筒端部１１１ａ１は、電池ホルダ６１０を貫通して電池ホルダ６１０から突出している。これにより、電池１００は、電池ケース１１０の一方側筒端部１１１ａ１で、電池ホルダ６１０に保持されている。
【００６１】
また、第２開口６１０ｈ２は、電池ケース１１０のうち、ケース筒部１１１ａの他方側筒端部１１１ａ２の横断面及びケース底部１１１ｂと相似形で、これよりも僅かに大きい形状とされている。即ち、第２開口６１０ｈ２は、弦６１０ｈ２ｃと円弧（優弧）６１０ｈ２ｄとを有する切り欠き円状の孔である。この第２開口６１０ｈ２には、電池ケース１１０の他方側筒端部１１１ａ２が挿入されており、他方側筒端部１１１ａ２は、電池ホルダ６１０を貫通して電池ホルダ６１０から突出している。また、この状態で、他方側筒端部１１１ａ２に設けられた弁形成部１１５の一部と安全弁１１７の全体とが、電池ホルダ６１０から外側に突出している。
【００６２】
またこれにより、電池１００は、電池ケース１１０の他方側筒端部１１１ａ２で、電池ホルダ６１０に保持されている。しかも、電池ケース１１０の他方側筒端部１１１ａ２及び電池ホルダ６１０の第２開口６１０ｈ２は、前述のような切り欠き円状の孔であるので、電池１００がケース軸線ＫＸを中心に回転するのを防止できる。つまり、電池１００が回転しようとすると、弁形成部１１５が設けられた他方側筒端部１１１ａ２が、電池ホルダ６１０の第２開口６１０ｈ２に当接して、電池１００を回り止めする。
【００６３】
第３開口６１０ｈ３は、平面視円状をなし、拘束用ボルト６１３が挿入されている。一対の電池ホルダ６１０，６１０は、これらの間に複数の電池１００，１００，…を挟持した状態で、複数の拘束用ボルト６１３，６１３及びナット６１５，６１５によって互いに固定されている。
また、バスバー６２０及びナット６２３は、隣り合う電池１００，１００の隣り合う正極端子１５５と負極端子１６５とを電気的に接続している。これにより、複数の電池１００，１００，…が直列に接続されている。
【００６４】
以上で説明したように、本実施形態４に係る組電池６００では、電池ケース１１０の他方側筒端部１１１ａ２の横断面形状が、弁形成部１１５が設けられているために前述のような切り欠き円状をなす。また、この他方側筒端部１１１ａ２を保持する電池ホルダ６１０の第２開口６１０ｈ２も、この他方側筒端部１１１ａ２の横断面形状に対応した切り欠き円状をなす。このため、電池１００がケース軸線ＫＸを中心に回転するのを確実に防止できる。
【００６５】
なお、本実施形態４では、電池ホルダ６１０の第２開口６１０ｈ２の形状を、電池ケース１１０の他方側筒端部１１１ａ２の横断面の相似形としたが、第２開口６１０ｈ２の形状は適宜変更できる。
例えば、図１２に示す電池ホルダ６１２のように、第２開口６１０ｈ２の弦６１０ｈ２ｃの一部に半円状の凹み６１０ｈ２ｅを設けると良い。このような凹み６１０ｈ２ｅを設けることで、電池ホルダ６１０の存在に拘わらず、開弁時に安全弁１１７から確実にガスを放出させることができる。
【００６６】
（実施形態５）
次いで、第５の実施の形態について説明する。本実施形態５に係る車両７００は、上記実施形態１のリチウムイオン二次電池１００を有する上記実施形態４の組電池６００を搭載し、このリチウムイオン二次電池１００に蓄えた電気エネルギを、駆動源の駆動エネルギの全部または一部として使用するものである（図１３参照）。
【００６７】
この車両７００は、前述の組電池６００を搭載し、エンジン７４０、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。具体的には、この車両７００は、車体７９０、エンジン７４０、これに取り付けられたフロントモータ７２０、リアモータ７３０、ケーブル７５０、インバータ７６０を備える。更に、この車両７００は、複数の電池１００，１００，…を自身の内部に有する前述の組電池６００を備え、この組電池６００に蓄えられた電気エネルギを、フロントモータ７２０及びリアモータ７３０の駆動に利用している。
前述したように、電池１００は、内圧が所定の開弁圧以上となったときに、確実に安全弁１１７を開弁させることができるので、この車両７００の安全性を向上させることができる。
【００６８】
（実施形態６）
次いで、第６の実施の形態について説明する。本実施形態６に係る電池使用機器８００は、上記実施形態１に係るリチウムイオン二次電池１００を搭載し、このリチウムイオン二次電池１００をエネルギ源の少なくとも１つとして使用するものである（図１４参照）。
【００６９】
この電池使用機器８００は、上記実施形態１に係る電池１００を含むバッテリパック８１０を搭載したハンマードリルである。この電池使用機器８００は、本体８２０の底部８２１に、バッテリパック８１０が収容されており、このバッテリパック８１０を、ドリルを駆動するためのエネルギ源として利用している。
前述したように、電池１００は、内圧が所定の開弁圧以上となったときに、確実に安全弁１１７を開弁させることができるので、この電池使用機器８００の安全性を向上させることができる。
なお、この電池使用機器８００は、上記実施形態１に係る電池１００を搭載しているが、これに代えて、上記実施形態２または３の電池２００または電池３００を搭載してもよい。
【００７０】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜６に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態１〜６では、電池ケース１１０として、ケース筒部１１１ａが円筒状のものを例示したが、これに限られない。例えば、ケース筒部１１１ａを、楕円筒状や角筒状などの形態とすることもできる。
【００７１】
また、上記実施形態１〜６では、電池ケース１１０として、有底筒状のケース本体部材１１１と、このケース本体部材１１１の開口１１１ｈを塞ぐケース蓋部材１１３とからなるものを例示したが、これに限られない。例えば、電池ケース１１０を、両端がそれぞれ開口した筒状のケース本体部材と、このケース本体部材の両端の開口をそれぞれ塞ぐケース蓋部材とからなる形態とすることもできる。
【００７２】
また、上記実施形態１〜６では、電池ケース１１０のケース筒部１１１ａに弁形成部１１５，２１５，３１５を１つのみ設け、これに安全弁１１７，２１７，３１７を１つのみ設けたが、弁形成部及び安全弁を複数設けてもよい。例えば、ケース筒部１１１ａに弁形成部を複数設け、その各々に安全弁を１つずつまたは複数設けることができる。また、ケース筒部１１１ａに弁形成部を１つのみ設け、これに安全弁を複数設けることもできる。また、弁形成部及び安全弁は、ケース筒部１１１ａの周方向に複数設けてもよいし、ケース軸線ＫＸ方向に複数設けてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態１〜６では、弁形成部１１５，２１５，３１５及び安全弁１１７，２１７，３１７を１回のプレス加工により同時形成しているが、２回以上のプレス工程に分けてそれぞれを形成してもよい。即ち、第１のプレス工程で、弁形成部１１５等のみをケース筒部１１１ａに形成し、その後に別途、第２のプレス工程を行って、弁形成部１１５等に更に安全弁１１７等を形成することもできる。
【００７４】
また、上記実施形態５では、本発明のリチウムイオン二次電池１００を搭載する車両７００として、ハイブリッド自動車を例示したが、これに限られない。本発明に係るリチウムイオン二次電池を搭載する車両としては、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。
【００７５】
また、上記実施形態６では、本発明のリチウムイオン二次電池１００等を搭載する電池使用機器８００として、ハンマードリルを例示したが、これに限られない。本発明に係るリチウムイオン二次電池を搭載する電池使用機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７６】
１００，２００，３００  リチウムイオン二次電池（筒型電池）
１１０  電池ケース
１１１  ケース本体部材
１１１ａ  ケース筒部
１１１ａｆ  （ケース筒部の他方側の）端縁
１１１ｂ  ケース底部
１１３  ケース蓋部材
１１５，１１６，２１５，３１５  弁形成部
１１５ｆ，２１５ｆ，３１５ｆ  （弁形成部の軸線方向の）内側端縁
１１７，１１８，２１７，３１７  安全弁
１１７ｖ，１１８ｖ，２１７ｖ，３１７ｖ  （安全弁の）溝部
１２０  電極体
１２０ｆ  電極体反応部
１２０ｆｍ  （電極体反応部の）外周面
１２１  正極板
１３１  負極板
１４１  セパレータ
１５５  正極端子
１６５  負極端子
１７０  非水電解液
６００  組電池
７００  車両
８００  電池使用機器
ＡＸ  捲回軸
ＳＡ  （捲回軸方向の）一方側
ＳＢ  （捲回軸方向の）他方側
ＫＸ  ケース軸線
ＫＡ  （ケース軸線方向の）一方側
ＫＢ  （ケース軸線方向の）他方側
【図１】
0005565306.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005565306.tif 000004
【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】
0005565306.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005565306.tif 000013
【図１３】
0005565306.tif 000014
【図１４】
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