(57)【要約】【課題】組電池を構成したときの配置形態や全体の大きさに拘わらず、二次電池に対する優れた冷却性能を安定的に発揮する二次電池用ケースを提供する。【解決手段】  有底角筒状のケース１２の底部２６の外面に、少なくとも一つの放熱突起２４をインパクト成形により一体形成して構成すると共に、かかる少なくとも一つの放熱突起の表面積の合計値が、該底部の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値となるように構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角筒状の筒部と底部とを一体的に備えた有底角筒形状を呈し、正極と負極と電解質とを有してなる発電素子が内部に収納される金属製の二次電池用ケースであって、
少なくとも一つの放熱突起が、前記底部の外面に対してインパクト成形により一体形成されていると共に、該少なくとも一つの放熱突起の表面積の合計値が、該底部の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされていることを特徴とする二次電池用ケース。
【請求項２】
前記放熱突起が、平板形状を有している請求項１に記載の二次電池用ケース。
【請求項３】
前記放熱突起の先端部の前記突出方向に直角な断面積が、該放熱突起の基端部の該突出方向に直角な断面積よりも小さくされている請求項１又は請求項２に記載の二次電池用ケース。
【請求項４】
四角筒状の筒部と底部とを一体的に備えた有底角筒形状を呈し、正極と負極と電解質とを有してなる発電素子が内部に収納される金属製の二次電池用ケースの製造方法であって、
四角柱状のパンチと、該パンチの一部が突入する四角形状の突入凹部が設けられたダイスとを有すると共に、該ダイスの突入凹部の底面に、少なくとも一つの放熱突起形成用凹部が設けられ、更に、該少なくとも一つの放熱突起形成用凹部の内面の面積の合計値が、該突入凹部の底面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされたインパクト成形装置を用い、該ダイスの該突入凹部内に金属製のスラグを収容した後、該スラグをパンチで衝撃的に加圧するインパクト成形を行うことにより、該スラグの一部を有底角筒状に成形して、有底角筒体を形成する一方、該スラグの別の一部を、該ダイスの前記放熱突起形成用凹部内に充填して、該有底角筒体の底部の外面に、該放熱突起形成用凹部に対応した形状の放熱突起を一体形成することを特徴とする二次電池用ケースの製造方法。
【請求項５】
四角筒状の筒部と底部とを一体的に備えた有底角筒形状を呈する金属製の二次電池用ケース内に、正極と負極と電解質とを有してなる発電素子が収納されて、構成された二次電池であって、
少なくとも一つの放熱突起が、前記二次電池用ケースの前記底部の外面に対してインパクト成形により一体形成されていると共に、該少なくとも一つの放熱突起の表面積の合計値が、該底部の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされていることを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用ケースとその製造方法と二次電池とに係り、特に、充放電時に発熱する二次電池のケースとして好適に用いられる二次電池用ケースと、そのような二次電池用ケースの有利な製造方法と、かかる二次電池用ケースを有する二次電池とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パソコンや携帯電話等のポータブル電子機器には、軽量で高速充電が可能なニッケル−カドミウム二次電池や、ニッケル−水素二次電池、リチウムイオン二次電池等が、電源として多用されている。また、それらの二次電池の中でも、特に、リチウムイオン二次電池は、より高いエネルギー密度を有するところから、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車載用高出力電源としても使用され始めてきている。
【０００３】
そして、そのような二次電池は、一般に、正極と負極と電解質とを備えた発電素子（電池素子）が、二次電池用ケース内に収納されて、構成されている。なお、発電素子を構成する正極と負極との間には、必要に応じて、セパレータが介装され、また、電解質としては、電解液や固体電解質等の各種のものが用いられている。
【０００４】
ところで、かくの如き構造とされた二次電池の中には、充電時や放電時に発熱するものがある。このような充放電時の発熱は、充放電劣化の原因となる可能性がある。また、そのような二次電池のうち、大容量のものや、複数のものが相互に組み付けられてなる組電池として使用されたときの二次電池等においては、充放電時の発熱量が一段と大きくなって高温化し、それによって、電池性能が著しく低下したり、或いは熱暴走が生じたりする恐れさえもある。
【０００５】
かかる状況下、例えば、特開２０１２−１５０９７７号公報（特許文献１）等には、組電池を構成する複数の二次電池を冷却するための構造が、提案されている。この二次電池の冷却構造は、冷却風を内部に流通させ得るように構成された冷却装置内に、複数の二次電池を、互いに所定の距離を隔てて対向配置した状態で収容し、そして、冷却装置内に導入された冷却風を、互いに隣り合って位置する各二次電池間に流通させるようにしたものである。このような冷却構造によれば、冷却風が、各二次電池の二次電池用ケースの外面に接触することにより、それら冷却風と二次電池用ケースの外面との間で熱交換が行われて、各二次電池が冷却されることとなる。
【０００６】
ところが、本発明者の研究によれば、二次電池用ケースの外面に冷却風を接触させて、二次電池の冷却を行っても、従来の二次電池用ケースの構造よりして、高い冷却効果を安定的に得るのが困難となる可能性があることが明らかとなった。
【０００７】
すなわち、従来の二次電池用ケースは、一般に、複数の二次電池を組み合わせてなる組電池の小型化を図るために、長方形状の横断面を有する四角筒状の筒部と、その筒部の一方側の開口部を閉塞する底部とを備えた有底角筒体にて構成されている。それ故、そのような二次電池用ケースでは、冷却風との接触によって冷却される部分の面積、つまり、二次電池用ケースの冷却面積が、筒部の外周面や底部の外面の面積の合計面積となり、そのため、全体の大きさが小さくなればなる程、冷却面積が小さくなって、冷却性能が低下する傾向があった。従って、かかる従来の二次電池用ケースを有する二次電池では、二次電池用ケースの外面への冷却風の接触による冷却量が、二次電池用ケース全体の大きさによって大きく左右されることとなり、そのために、二次電池用ケースの大きさ、ひいては、二次電池全体の大きさに拘わらず、安定した冷却効果を得ることが容易ではなかったのである。
【０００８】
また、各種の組電池の中には、更なる小型化を実現すべく、複数の二次電池が、その厚さ方向において互いに重なり合うように積層配置されてなるものもある。このように複数の二次電池を積層配置した場合には、冷却風と接触する二次電池用ケースの外面部分が、実質的に、筒部の外周面よりも極端に面積の小さな底部の外面だけとなり、その結果、各二次電池の冷却が不十分となる恐れがあったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１５０９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、発電素子を収納して、二次電池を構成する有底角筒状の二次電池用ケースにおいて、冷却風との接触により、二次電池を十分に且つ効率的に冷却し得る優れた冷却性能が、ケース全体の大きさに拘わらず、また、複数の二次電池が互いに重なり合うように積層配置された場合にも、常に安定して発揮され得るように改良された構造を提供することにある。また、本発明は、そのような優れた特徴を有する二次電池用ケースを有利に製造可能な方法を提供することをも、その解決課題とするものである。更に、本発明は、全体の大きさに拘わらず、また、互いに重なり合うように積層配置されて、組電池として構成された場合にあっても、冷却風との接触により、優れた冷却性能が安定的に発揮され得る二次電池を提供することをも、また、その解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明は、かかる課題の解決のために、四角筒状の筒部と底部とを一体的に備えた有底角筒形状を呈し、正極と負極と電解質とを有してなる発電素子が内部に収納される金属製の二次電池用ケースであって、少なくとも一つの放熱突起が、前記底部の外面に対してインパクト成形により一体形成されていると共に、該少なくとも一つの放熱突起の表面積の合計値が、該底部の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされていることを特徴とする二次電池用ケースを、その要旨とするものである。
【００１２】
なお、本発明の有利な態様の一つによれば、前記放熱突起が、平板形状を有して構成される。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記放熱突起の先端部の前記突出方向に直角な断面積が、該放熱突起の基端部の該突出方向に直角な断面積よりも小さくされる。
【００１４】
そして、本発明は、前記した課題の解決のために、四角筒状の筒部と底部とを一体的に備えた有底角筒形状を呈し、正極と負極と電解質とを有してなる発電素子が内部に収納される金属製の二次電池用ケースの製造方法であって、四角柱状のパンチと、該パンチの一部が突入する四角形状の突入凹部が設けられたダイスとを有すると共に、該ダイスの突入凹部の底面に、少なくとも一つの放熱突起形成用凹部が設けられ、更に、該少なくとも一つの放熱突起形成用凹部の内面の面積の合計値が、該突入凹部の底面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされたインパクト成形装置を用い、該ダイスの該突入凹部内に金属製のスラグを収容した後、該スラグをパンチで衝撃的に加圧するインパクト成形を行うことにより、該スラグの一部を有底角筒状に成形して、有底角筒体を形成する一方、該スラグの別の一部を、該ダイスの前記放熱突起形成用凹部内に充填して、該有底角筒体の底部の外面に、該放熱突起形成用凹部に対応した形状の放熱突起を一体形成することを特徴とする二次電池用ケースの製造方法をも、その要旨とするものである。
【００１５】
また、本発明は、前記した課題を解決するために、四角筒状の筒部と底部とを一体的に備えた有底角筒形状を呈する金属製の二次電池用ケース内に、正極と負極と電解質とを有してなる発電素子が収納されて、構成された二次電池であって、少なくとも一つの放熱突起が、前記二次電池用ケースの前記底部の外面に対してインパクト成形により一体形成されていると共に、該少なくとも一つの放熱突起の表面積の合計値が、該底部の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされていることを特徴とする二次電池をも、また、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
すなわち、本発明に従う二次電池用ケースにおいては、少なくとも一つの放熱突起が底部の外面に設けられているところから、冷却風との接触によって冷却される部分の面積が、筒部の外周面と底部の外面の面積に、放熱突起の表面の面積を加えたものとなる。それ故、ケース全体が小型で、筒部の外周面や底部の外面の面積が小さくとも、放熱突起の存在により、また、放熱突起の個数や大きさを増大させることによって、十分な冷却面積が、有利に確保され得る。更に、複数の二次電池が、それらの厚さ方向において互いに重なり合うように積層配置される場合にあっても、底部の外面に加えて、放熱突起の表面が、冷却風と接触可能となって、冷却面積が十分に確保され得る。しかも、放熱突起が底部の外面に対してインパクト成形によって一体形成されているため、例えば、二次電池用ケースとは別個の部材からなる放熱突起を底部に接合して設ける場合に比して、ケースから放熱突起への伝熱量が飛躍的に高められる。また、単一のプレス成形操作によって、ケースと放熱突起とが同時に形成されるため、放熱突起の形成により、ケース全体の生産性が低下するようなこともない。
【００１７】
そして、本発明に係る二次電池用ケースでは、インパクト成形により一体形成された放熱突起の全てのものの表面積の合計値が、底部の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされている。これにより、インパクト成形された放熱突起の高さが、十分な放熱量を確保するのに必要な高さに有利に確保され得ると共に、放熱突起の高さの増大によるケース全体の大型化が効果的に防止され得る。
【００１８】
従って、かくの如き本発明に従う二次電池用ケースにあっては、冷却風との接触により、二次電池を十分に且つ効率的に冷却し得る優れた冷却性能が、ケース全体の大きさに拘わらず、また、複数の二次電池が互いに重なり合うように積層配置された場合にも、常に安定して発揮され得る。しかも、そのような優れた特徴が、放熱突起の形成によるケース全体の大型化や生産性の低下を招くことなく、有利に発揮され得るのである。
【００１９】
そして、本発明に従う二次電池用ケースの製造方法においては、インパクト成形を行うことによって、ケース本体と放熱突起とが一挙に形成される。従って、かかる本発明手法によれば、ケース本体と放熱突起とを別個に形成した後、それらを一体的に接合して、目的とする二次電池用ケースを製造する場合とは異なって、冷却風との接触により、二次電池を十分に且つ効率的に冷却し得る優れた冷却性能を安定的に発揮する二次電池用ケースが、極めて効率的に且つ迅速に、しかも低コストに製造され得るのである。
【００２０】
また、本発明に係る二次電池においては、上記の如き優れた特徴を有する二次電池用ケースを有しているところから、全体の大きさに拘わらず、また、複数が互いに重なり合うように積層配置された場合にも、冷却風との接触により、高い冷却性能が安定的に確保され得る。従って、本発明に従う二次電池にあっては、充放電時の発熱や過充電時の異常発熱が効果的に防止乃至は抑制され、以て、良好な使用状態が、より長期に亘って安定的に確保され得て、使用寿命の延命化が、効果的に実現され得るのであり、また、そのような優れた特徴が、二次電池全体の大型化や生産性の低下を招くことなく、有利に発揮され得ることとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う構造を有する二次電池用ケースを備えた二次電池の一例を示す正面説明図である。
【図２】図１の上面説明図である。
【図３】図１に示された二次電池が有する、本発明に従う二次電池用ケースの一実施形態を示す正面説明図である。
【図４】図３の下面説明図である。
【図５】図３に示された二次電池用ケースを製造する際に用いられるインパクト成形装置を示す断面説明図である。
【図６】図５に示されたインパクト成形装置が有するダイスの上面説明図である。
【図７】図３に示された二次電池用ケースを製造する際に実施される工程の一例を示す説明図であって、ダイスが有するパンチの突入凹部内にスラグを収容配置した状態を示している。
【図８】図７に示された工程に引き続いて実施される工程を示す説明図であって、パンチをダイスの突入凹部内に突入させて、インパクト成形を行うことにより、二次電池用ケースを製造した状態を示している。
【図９】本発明に従う二次電池用ケースの別の例を示す図３に対応する図である。
【図１０】図９の下面説明図である。
【図１１】本発明に従う二次電池用ケースの更に別の例を示す図３に対応する図である。
【図１２】図１１の下面説明図である。
【図１３】本発明に従う二次電池用ケースの他の例を示す図３に対応する図である。
【図１４】図１３の下面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２３】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う構造を有する二次電池用ケースの一実施形態を備えたリチウムイオン二次電池が、その正面形態と上面形態とにおいて、それぞれ示されている。それら図１及び図２から明らかなように、リチウムイオン二次電池１０は、本実施形態の二次電池用ケース１２（以下、単に、ケース１２と言う）を有して構成されている。そして、このケース１２の内部には、図示しない発電素子が、正極と負極と電解質とを備えた従来と同様な構造を有して、収容されている。また、かかる発電素子においては、必要に応じて、正極と負極との間にセパレータが介装されており、電解質として、非水電解液か又は固体電解質が用いられている。なお、以下からは、便宜上、ケース１２の開口部側を上側又は上方と言い、ケース１２の底部側を下側又は下方と言う。
【００２４】
ケース１２の上部には、開口部を流体密に覆蓋する蓋体１４が固着されている。これによって、発電素子が、ケース１２内に密封されている。かかる蓋体１４は、アルミニウム合金板やニッケルめっき鋼板等を用いて形成された平板からなり、その中央部に、図示しない開口部が形成されている。そして、この開口部が、蓋体１４に固着された安全弁１６にて完全に閉塞されている。安全弁１６は、ケース１２と同材質の薄肉平板からなり、上面には、開裂溝１８が形成されている。
【００２５】
かくして、リチウムイオン二次電池１０では、例えば、大電流の放電時や過充電時等に大量のガスが発生して、ケース１２の内圧が異常に上昇したときに、安全弁１６の開裂溝１８が開裂乃至は破断して、ケース１２のガスが外部に放出されるようになっている。なお、図１及び図２中、２０，２２は、ケース１２の発電素子の正極と負極とにそれぞれ接続された正極端子と負極端子である。
【００２６】
そして、そのようなリチウムイオン二次電池１０を構成する本実施形態のケース１２は、複数の放熱突起２４を有して構成されており、そこに、従来には見られない大きな特徴が存しているのである。
【００２７】
より具体的には、図３及び図４に示されるように、ケース１２は、横断面が長方形状を呈する四角筒状の筒部２６と、かかる筒部２６の下側開口部を閉塞する長方形状の平板からなる底部２８とを、更に一体的に有している。また、このケース１２は、ここでは、アルミニウム合金を用いて、構成されている。
【００２８】
一方、放熱突起２４は、長方形の平板形状を呈し、ケース１２と同一の金属材料（ここでは、アルミニウム合金）を用いて、構成されている。そして、そのような放熱突起２４の複数が、ケース１２の底部２８の下面（外面）に対して、インパクト成形により、下方に真っ直ぐに突出する（延びる）ように一体形成されている。また、それら複数の放熱突起２４は、底部２８の下面上に、底部２８の長さ方向（図３及び図４の左右方向）において互いに一定の間隔を隔てて対向配置されている。これにより、複数の放熱突起２４のうちの互いに隣り合うもの同士の間に、所定幅の隙間３０が、それぞれ、ケース１２の底部２８の幅方向に延びるように形成されている。
【００２９】
また、かかる放熱突起２４は、筒部２６の高さよりも低い高さ（図３における上下方向寸法）と、底部２８の幅（図４における上下方向寸法）よりも小さな幅とを有し、その厚さが、先端（下端）に向かって次第に小さく（薄く）なるように設定されている。なお、ここでは、放熱突起２４の基端部の厚さが、ケース１２の筒部２６や底部２８と略同程度が、それよりも若干厚い厚さとされている。
【００３０】
そして、本実施形態のケース１２にあっては、上記したように、放熱突起２４がインパクト成形により一体形成されているところから、放熱突起２４の個数に拘わらず、複数の放熱突起１２の全てのものの表面積の合計値が、ケース１２の底部２８の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされている必要がある。換言すれば、ケース１２の底部２８の外面の面積に対する複数の放熱突起１２の全てのものの放熱面積の合計値の割合が、７〜５０％の範囲内の値とされていなければならないのである。これは、以下の理由による。
【００３１】
すなわち、ケース１２は、底部２８と筒部２６と複数の放熱突起２４とが、インパクト成形により一挙に形成されることによって構成されている。具体的には、金属材料（ここではアルミニウム）からなるスラグが厚さ方向において衝撃的に加圧されることにより、一つのスラグを構成する金属材料の一部にて、ケース１２の底部２８が形成されると共に、別の一部の金属材料が、スラグの厚さ方向一方側に延び出すことで、筒部２６が、底部の２８の一方の面に一体形成され、また、それと同時に、更に別の一部の金属材料が、スラグの厚さ方向他方側に延び出すことで、複数の放熱突起２４が、底部２８の他方の面に一体形成されている。
【００３２】
それ故、複数の放熱突起２４の全てのものの表面積の合計値がケース１２の底部２８の外面の面積に対して７％未満の値である場合には、インパクト成形の実施時に、放熱突起２４を形成するスラグの金属材料部分の延び出し量が小さくなって、全ての放熱突起２４が高さの低い薄肉のものとなり、その結果、複数の放熱突起２４の全てのものの放熱面積の合計値が小さくなって、それら複数の放熱突起２４にて、十分な放熱効果を得ることが困難となる。また、ケース１２の筒部２６が必要以上に高くなって、ケース１２の全体が大型化する可能性もある。一方、複数の放熱突起２４の全てのものの表面積の合計値がケース１２の底部２８の外面の面積に対して５０％を超える値である場合には、全ての放熱突起２４が十分な高さとされるものの、筒部２６が、発電素子の全体を収容するのに不十分な高さとなってしまう可能性がある。従って、ケース１２にあっては、筒部２６と放熱突起２４の高さが、それぞれ適正な高さに設定され、それにより、ケース１２全体の大型化を防止しつつ、リチウムイオン二次電池１０において、安定した電池性能と、十分な放熱効果が発揮され得るように為す上で、ケース１２の底部２８の外面の面積に対する複数の放熱突起２４の全てのものの表面積の合計値の割合が、７〜５０％の範囲内の値とされていなければならないのである。
【００３３】
このように、ケース１２においては、複数の放熱突起２４が、底部２８の外面に一体形成されていることで、リチウムイオン二次電池１０の充放電時に、ケース１２内の発電素子において生ずる熱が、ケース１２の底部２８から複数の放熱突起２４に対して、より効率的且つ確実に伝達されるようになっている。そして、それにより、かかる充放電時に生ずる熱が、ケース１２の筒部２６と底部２８のそれぞれの外面の全体から外部に放出されると共に、複数の放熱突起２４の全てのものの表面からも外部に効率的に放出されるようになっている。しかも、それら複数の放熱突起２４の間に形成される隙間３０内に空気を流通させることにより、より優れた放熱効果が得られるように構成されているのである。
【００３４】
それ故、かくの如き構造を有する本実施形態のケース１２にあっては、空気や冷却風との接触により、それら空気と冷却風との間で熱交換が行われて、冷却される部分の面積、つまり、冷却面積が、ケース１２の筒部２６と底部２８の各外面の面積と、複数の放熱突起２４の全てのものの表面の面積との合計面積となっている。従って、かかるケース１２においては、例えば、単純な有底の角筒体からなる従来の二次電池用ケースに比して、冷却面積が、複数の放熱突起２４の全表面積の分だけ大きくされており、それによって、二次電池１０に対する冷却性能が、より有効に発揮され得るようになっている。また、ケース１２の大きさが、多少、小さくとも、複数の放熱突起２４が一体形成されていることで、十分な冷却面積が有利に確保されて、二次電池１０に対する冷却性能の向上が有利に図られている。更に、複数の放熱突起２４がインパクト成形により形成されているため、複数の放熱突起２４を有していることによって、ケース１２の製作性が低下するようなこともない。
【００３５】
しかも、本実施形態のケース１２では、空気や冷却風との接触によって優れた冷却効果を発揮する複数の放熱突起２４が、ケース１２の底部２８の外面に設けられている。それ故、複数の二次電池１０が、例えば、ケース１２の筒部２６同士を重ね合わせるように積層配置された状態で、相互に組み付けられて、組電池として構成される場合にあっても、それら複数の二次電池１０のそれぞれのケース１２が、ケース１２の底部２８に設けられた複数の放熱突起２４の空気や冷却風との接触によって、十分に冷却され得る。
【００３６】
従って、かくの如き本実施形態のケース１２にあっては、冷却風との接触により、二次電池１０を十分に且つ効率的に冷却し得る優れた冷却性能が、ケース１２全体の大きさに拘わらず、また、複数の二次電池１０が互いに重なり合うように積層配置された場合にも、常に安定して発揮され得ることとなるのである。しかも、そのような優れた特徴が、放熱突起２４の形成によるケース１２全体の大型化や生産性の低下を招くことなく、有利に発揮され得るのである。
【００３７】
また、かかるケース１２においては、放熱突起２４が平板形状を有していることにより、放熱突起２４の形成が、より容易となる。
【００３８】
さらに、本実施形態のケース１２では、放熱突起２４が、先端に向かって次第に薄肉化されている。これによって、ケース１２の底部２８から放熱突起２４に伝達された熱が、放熱突起２４の先端部まで、より効率的且つ確実に伝達され、その結果、更に優れた冷却効果が得られることとなる。
【００３９】
そして、そのようなケース１２を有する二次電池１０にあっても、その大きさに拘わらず、また、互いに重なり合うように積層配置されて、組電池として構成されても、放熱突起２４の空気や冷却風との接触により、常に安定して、十分に冷却され得る。そして、その結果として、充放電時の発熱や過充電時の異常発熱が効果的に防止乃至は抑制され、以て、良好な使用状態が、より長期に亘って安定的に確保され得て、使用寿命の延命化が、効果的に実現され得るのである。
【００４０】
ところで、そのような優れた特徴を有する本実施形態のケース１２を製造する際には、例えば、図５に示されるようなインパクト成形装置が用いられる。
【００４１】
図５から明らかなように、インパクト成形装置３２は、パンチ３４とダイス３６と有している。ダイス３６は、位置固定に配置されている。一方、パンチ３４は、ダイス３６から離間した位置に、ダイス３６と対向配置されて、図示しない、例えば油圧シリンダ等の可動装置により、ダイス３６に対して接近乃至離隔移動可能とされている。そして、特に、パンチ３４のダイス３６に対する接近移動が高速で行われるようになっている。なお、以下からは、便宜上、パンチ３４とダイス３６の対向方向を上下方向と言い、パンチ３４の配置側を上側、ダイス３６の配置側を下側と言うこととする。
【００４２】
パンチ３４は、長方形の横断面を有する、比較的に厚みの薄い四角柱状のブロック体からなり、ケース１２の内面形状と対応する外面形状を有している。ダイス３６は、パンチ３４の厚さ（図５の紙面に垂直な方向の寸法）よりも大きな厚さと、パンチ３４の長さ（図５の左右方向の寸法）よりも大きな長さとを有する長方形のブロック体にて構成されている。
【００４３】
そして、図５及び図６に示されるように、ダイス３６のパンチ３４との対向面たる上面の中央部には、突入凹部３８が形成されている。この突入凹部３８は、ダイス３６の下端部よりも一回り大きな長方形状を呈している。具体的には、突入凹部３８は、その長さ（図５の左右方向の寸法）が、パンチ３４の下端部の長さよりも、ケース１２の厚さの２倍だけ大きな寸法とされ、また、その幅（図５の紙面に垂直な方向の寸法）が、パンチ３４の下端部の厚さよりも、ケース１２の厚さの２倍だけ大きな寸法とされている。更に、突入凹部３８の深さは、パンチ３４の下端部の高さと同じ寸法とされている。これにより、パンチ３４がダイス３６に対して高速で接近移動したときに、パンチ３４の下端部が、突入凹部３８内に突入され得るようになっている。
【００４４】
また、そのようなダイス３６の突入凹部３８の底面には、複数の放熱突起形成用凹部４０が形成されている。それら複数の放熱突起形成用凹部４０は、それぞれ、突入凹部３８の底面の幅方向に真っ直ぐに延びる狭幅の凹溝形態を有し、その内面形状が、ケース１２の底部２８の外面に設けられる複数の放熱突起２４のそれぞれの外面形状に対応した形状とされている。即ち、放熱突起形成用凹部４０においては、その内面形状が、横断面長方形状を呈し、且つ底面に向かうに従って、つまり深さが深くなる程、次第に幅が狭くなる形状とされている。また、複数の放熱突起形成用凹部４０の全てのものの内面の面積の合計値が、突入凹部３８の底面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされている。そして、そのような放熱突起形成用凹部４０が、突入凹部３８の底面において、その長さ方向の一定の間隔を隔てて配置されているのである。
【００４５】
ところで、かくの如き構造とされたパンチ３４とダイス３６とを有するインパクト成形装置３２を用いて、目的とするケース１２を製造する際には、例えば、以下の手順に従って、その作業が進められることとなる。
【００４６】
すなわち、先ず、図７に示されるように、パンチ３４をダイス３６の上方に離間配置した状態において、ケース１２の形成材料となる金属製のスラグ４２を、ダイス３６の突入凹部３８内に収容配置する。ここでは、スラグ４２として、突入凹部３８の内側形状よりも一周り小さな長手矩形状のアルミニウム合金板が使用される。また、かかるスラグ４２を構成するアルミニウム合金としては、インパクト成形の実施に際して一般に使用される、例えば、１０００系や３０００系等のアルミニウム合金が用いられる。
【００４７】
次に、図８に示されるように、パンチ３４を、図示しない可動装置により、高速で下降させて、パンチ３４の下端部を、スラグ４２が収容配置されたダイス３６の突入凹部３８内に突入させる。これにより、突入凹部３８内のスラグ４２をパンチ３４により衝撃的に加圧して、スラグ４２に対するインパクト成形を実施する。
【００４８】
そして、そのようなインパクト成形により、スラグ４２の一部（主に上側部分）を、パンチ３４の外周面に沿って上方に伸張させて、かかるスラグ４２の上方への伸張部分にて、パンチ３４の外周面形状に対応した内面形状を有する角筒体を成形すると同時に、パンチ３４の下端面とダイス３６の突入凹部３８の底面との間に、かかる底面の形状に対応した長方形状を呈する薄肉の板状体を成形する。そのようにしてスラグ４２の一部から成形された角筒体にて、ケース１２の筒部２６を形成すると共に、薄肉の板状体にて、ケース１２の底部２８を形成する。
【００４９】
また、かかるインパクト成形により、筒部２６と底部２８とを形成すると同時に、スラグ４２の別の一部（主に下側部分）を、ダイス３６の突入凹部３８の底面に設けられた複数の放熱突起形成用凹部４０内にそれぞれ充填する。かくして、ケース１２の底部２８の外面に、放熱突起形成用凹部４０の内面形状に対応した、先端に向かって次第に薄肉化する平板からなるリブ状突起を、互いに対向配置した状態で、放熱突起形成用凹部４０と同数だけ一体的に成形する。そして、それにより、底部２８の外面に一体的に成形された複数のリブ状突起にて、複数の放熱突起２４を、互いに隙間３０を隔てて位置するように、それぞれ形成し（図３参照）、以て、目的とするケース１２を得るのである。また、そのようにして形成される複数の放熱突起２４は、その全てのものの表面の面積の合計値が、ケース１２の底部２８の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされる。
【００５０】
上述の説明から明らかなように、本実施形態手法によれば、スラグ４２に対するインパクト成形を行うことによって、ケース１２と複数の放熱突起２４の全てが、同時に且つ一挙に形成され得る。従って、例えば、ケース１２と複数の放熱突起２４とをそれぞれ別個に形成した後、それらを一体的に接合して、ケース１２を得る場合とは異なって、冷却風との接触により、二次電池を十分に且つ効率的に冷却し得る優れた冷却性能を安定的に発揮するケース１２が、単に、１種類だけのインパクト成形装置３２を用いた、可及的に少ない工程のインパクト成形によって、極めて迅速に且つ効率的に、しかも低コストに製造され得るのである。
【００５１】
さらに、本実施形態手法では、ダイス３６の突入凹部３８の底面に設けられる複数の放熱突起形成用凹部４０が、その底面に向かうに従って次第に幅が狭くなる形状とされている。これによって、各放熱突起形成用凹部４０に抜け勾配が付与され、以て、ケース１２の成形後に、各放熱突起２４の放熱突起形成用凹部４０内からの離型、ひいてはケース１２のダイス３６からの離型が容易となる。
【００５２】
ここにおいて、複数の放熱突起２４の全てのものの表面の面積の合計値が、ケース１２の底部２８の外面の面積に対して７〜５０％の範囲内の値とされていることにより、インパクト成形によって形成される筒部２６と放熱突起２４の高さが、それぞれ適正な高さとなることを確認するために、本発明者が行った試験について詳述する。
【００５３】
すなわち、先ず、インパクト成形装置として、図５及び図６に示される如き構造を有し、複数の放熱突起形成用凹部の全てのものの内面の面積の合計値が、突入凹部の底面の面積に対して、５％とされたものと、７％とされたものと、１０％とされたものと、２０％とされたものと、５０％とされたものと、５５％とされたものの６種類のインパクト成形装置を準備した。また、１０００系のアルミニウム合金からなり、縦×横×厚さが１４ｍｍ×１４０ｍｍ×１５ｍｍとされた平板状のスラグも６個準備した。
【００５４】
そして、それら６個のスラグを、６種類のインパクト成形装置のそれぞれ突入凹部内に、それぞれ１個ずつ収容した後、互いに同一の条件でインパクト成形を実施した。これにより、複数の放熱突起の全てのものの表面積の合計値が、ケースの底部の外面の面積に対して、５％とされたケースと、７％されたケースと、１０％されたケースと、２０％されたケースと、５０％とされたものと、５５％とされたものの６種類のケースを形成した。それら６種類のケースのうち、ケースの底部の外面の面積に対する複数の放熱突起の全てのものの表面積の合計値の割合が小さいものから順に、ケースＡ、ケースＢ、ケースＣ、ケースＤ、ケースＥ、ケースＦとした。なお、それら６種類のケース（ケースＡ〜Ｆ）の成形時の条件は、インパクト成形を室温で実施する際と同様な条件とした。
【００５５】
その後、かくして得られた６種類のケース（ケースＡ〜Ｆ）の筒部と放熱突起のそれぞれの高さを測定した。そして、それらの測定値が、筒部と放熱突起の高さの適正値である８０〜１００ｍｍの範囲内の値であるか否かを調べた。なお、筒部の高さの適正値の範囲は、ケース全体の大型化が回避され、且つ所望の大きさの発電素子が収容可能な高さの範囲において設定した。また、放熱突起の高さの適正値の範囲は、ケース全体の大型化が回避され、且つ十分な放熱効果を確保可能な高さの範囲において設定した。
【００５６】
その結果、ケースの底部の外面の面積に対する複数の放熱突起の全てのものの表面の面積の合計値の割合が、本発明において規定する範囲内の値であるケースＢとケースＣとケースＤとケースＥにおいては、筒部と放熱突起の高さが、何れも適正値の範囲内の値とされている。これに対して、ケースの底部の外面の面積に対する複数の放熱突起の全てのものの表面の面積の合計値の割合が、本発明において規定する範囲よりも小さな値であるケースＡにおいては、放熱突起の高さが、その適正値よりも低い値で、且つ筒部の高さが、その適正値よりも高い値となっている。また、かかる割合が、本発明において規定する範囲よりも大きな値であるケースＦにおいては、放熱突起の高さが、その適正値よりも高い値で、且つ筒部の高さが、その適正値よりも低い値となっている。このことから、複数の放熱突起の全てのものの表面積の合計値が、ケースの底部の外面の面積に対して、本発明で規定する範囲内の値とされていることにより、初めて、筒部と放熱突起の高さが、何れも、適正な値とされ得ることが、明確に認識され得るのである。
【００５７】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００５８】
例えば、放熱突起２４の個数は、何等限定されるものではない。例えば、図９及び図１０に示されるように、長方形の平板からなる放熱突起２４を、ケース１２の底部２８に、１個だけ設けても良い。なお、放熱突起２４を複数個とする場合にあっても、その個数は、前記第一の実施形態に係るケース１２に設けられる個数に、何等限定されるものでないことは、勿論である。しかしながら、放熱突起２４の個数が幾つであっても、ケースの底部の外面の面積に対する放熱突起の全てのものの表面の面積の合計値の割合が７〜５０％の範囲内の値とされていなければならない。
【００５９】
また、放熱突起２４は、ケース１２の少なくとも底部２８の外面に設けられておれば良い。従って、例えば、図１１及び図１２に示されるように、放熱突起２４を、ケース１２の底部２８の外面に加えて、筒部２６の外面に一体形成することも可能である。これによって、複数の放熱突起２４の放熱面積がより大きくされて、更に優れた放熱効果が得られる。なお、放熱突起２４は、一般に、図５に示される如きパンチ３４とダイス３６とを有するインパクト成形装置３２を用いたインパクト成形を実施することにより、製造される。それ故、ケース１２の底部２８の外面と筒部２６の外面の両方に放熱突起２４を一体形成する場合には、例えば、突入凹部３８の内周面に、上下方向（突入凹部３８の深さ方向）に真っ直ぐに延びる放熱突起形成用凹部４０の複数が、突入凹部３８の周方向に所定間隔を隔てて形成されたダイス３６と、パンチ３４を有するインパクト成形装置を用いて、目的とするケース１２が製造されることとなる。
【００６０】
さらに、放熱突起２４の形状も、特に限定されるものではなく、各種の形状が採用可能である。例えば、放熱突起２４の形状を、突出方向の全長に亘って、横断面積が一定とされた平板形状と為しても良い。
【００６１】
また、図１３及び図１４に示されるように、放熱突起２４を円柱形状として良い。即ち、円柱状の放熱突起２４の複数を、ケース１２の少なくとも底部２８の外面に、縦横に並び、且つ互いに隣り合うもの同士の間に、縦横に延びる複数の隙間３０が形成される状態で位置するように、一体形成することも可能である。これによって、放熱突起２４を平板形状とする場合に比して、放熱突起２４の表面積、つまり放熱面積を有利に増大させることが可能となる。
【００６２】
さらに、放熱突起２４を、全長に亘って一定の横断面積を有する各種の角柱状乃至は平板状（図１１及び図１２参照）や、横断面が長円状乃至は楕円状とされた柱状、或いは冷却風の抵抗を減少させ得るように、横断面が紡錘形状や流線形状とされた柱状等の様々な柱形状としたり、若しくは円錐形状や角錐形状、更には山形状等の先細りの形状としても良い。また、それら各種の形状の放熱突起２４を種々組み合わせて、ケース１２の少なくとも底部２８の外面に一体形成しても、何等差し支えない。
【００６３】
更にまた、放熱突起２４の先端部の突出方向に直角な断面積を、放熱突起の基端部の突出方向に直角な断面積よりも小さくする場合には、必ずしも、図１乃至図４に示されるように、かかる断面積が、先端部に向かって徐々に且つ連続的に小さくされている必要はなく、例えば、放熱突起２４の突出方向中間部に少なくとも一つの段差部を設けて、先端部の断面積が基端部の断面積よりも小さくなるように構成しても良い。
【００６４】
また、ケース１２の底部２８の外面に対する放熱突起２４の配置形態も、種々変更が可能である。即ち、放熱突起２４は、ケース１２の底部２８の外面に対して、必ずしも一定の大きさの隙間３０を開けて配置されている必要はなく、互いに隣り合うもの同士の間に形成される隙間３０の大きさが不均一となるように配置されていても良いのである。
【００６５】
さらに、複数の放熱突起２４のそれぞれの大きさも、全て同じ大きさとされている必要はない。複数の放熱突起２４のうちの少なくとも一部が、他とは異なる大きさとされていても、何等差し支えない。
【００６６】
加えて、本発明は、例示されたリチウムイオン二次電池の他、例えば、ニッケル−カドミウム二次電池やニッケル−水素二次電池の各種の二次電池と、そのような二次電池が有する二次電池用ケース、更にはそれら各種の二次電池用ケースの製造方法に対しても有利に適用され得ることは、勿論である。
【００６７】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【符号の説明】
【００６８】
１０  リチウムイオン二次電池          １２  ケース
２２  ケース本体                      ２４  放熱突起
２６  筒部                            ２８  底部
３２  インパクト成形装置              ３４  パンチ
３６  ダイス                          ３８  突入凹部
４０  放熱突起形成用凹部              ４２  スラグ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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