(57)【要約】端子の軸を大型化することなく、簡単な構造でガスケットのシール性能を向上させることができる角形二次電池を得ること。本発明の角形二次電池１００は、捲回群３を収納し、開口部１１を有する電池缶１と、捲回群３と電気的に接続される正極端子７Ａが配置され、開口部１１を塞ぐ蓋８と、蓋８と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間に挟持される挟持部６ａを有するガスケット６を備える。そして、ガスケット６は、挟持部６ａの外形が正極端子７Ａの下面７２Ａの外形よりも小さいことを特徴とする。
2016170920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捲回群を収納し、開口部を有する電池缶と、
前記捲回群と電気的に接続される外部端子が配置され、前記開口部を塞ぐ蓋と、
前記蓋と前記外部端子の下面との間に挟持される挟持部を有するガスケットを備えた角形二次電池であって、
前記ガスケットは、前記挟持部の外形が前記外部端子の下面の外形よりも小さいことを特徴とする角形二次電池。
【請求項２】
前記ガスケットは、前記挟持部の厚さが前記蓋と前記外部端子の下面と間に介在される前記ガスケットの他の部分よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
【請求項３】
前記外部端子は、矩形形状の端子頭部と前記電池缶内部に突出する円柱状または楕円柱状の軸部を有し、
前記ガスケットは、前記挟持部の外形が前記軸部の外形と相似形状であることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
【請求項４】
前記ガスケットは、前記挟持部の外形が前記軸部の外形から放射方向に等距離に配置されることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
【請求項５】
前記ガスケットは、前記蓋に設けられた凹部に前記挟持部が配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の角形二次電池。
【請求項６】
前記蓋の前記挟持部と対向する面には環状の凸条部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の角形二次電池。
【請求項７】
前記凸条部は、複数設けられていることを特徴とする請求項６に記載の角形二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用途等に使用される二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として大容量（Ｗｈ）の二次電池が開発されており、その中でもエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池が注目されている。【０００３】
角形のリチウムイオン二次電池においては、電池の内部から発生するガスまたは電解液を密閉することが要求される。特許文献１では、矩形体の端子が挿入される有底矩形筒体の絶縁シール部材のシール性を向上し高温サイクルでの密閉性を高めた技術が開示されている。【０００４】
特許文献１に記載の技術によれば、端子は、蓋の貫通孔に軸部を挿通し、軸部の先端をかしめることによって蓋に固定されており、蓋との間に介在される絶縁シール部材は、蓋に対向する端子の下面よりも広く、側方に突出する大きさを有している。絶縁シール部材は、端子の下面全体と接面して、蓋に押圧されている。絶縁シール部材においてシール部として機能している部分の外形は、端子の下面と同じ外形を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８７７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガスケットの所期のシール性能を確保するためには、所定値以上の圧縮力でガスケットを挟み込んで圧縮する必要がある。これに対して、端子の軸をかしめる力を増大させることや、端子のガスケット圧縮面に凸条部を設けてシールポイントを形成することにより、圧縮力を向上させることが可能である。【０００７】
このように、かしめる力を増大させるためには端子の軸を大型化する必要があるが、近年の電池缶の扁平厚さを薄型化する傾向からすると困難である。また、端子のガスケット圧縮面に凸条部を設けることは、端子の形状が複雑化し、製造コストの増加を招来するおそれがある。【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、端子の軸を大型化することなく、簡単な構造でガスケットのシール性能を向上させることができる角形二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の一態様に係る角形二次電池は、捲回群を収納し、開口部を有する電池缶と、前記捲回群と電気的に接続される外部端子が配置され、前記開口部を塞ぐ蓋と、前記蓋と前記外部端子の下面との間に挟持される挟持部を有するガスケットを備えた角形二次電池であって、前記ガスケットは、前記挟持部の外形が前記外部端子の下面の外形よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段により、本発明では、挟持部の外形が外部端子下面の外形と同じ大きさを有する場合と比較して、ガスケットに加えられる単位面積あたりの圧縮力を増加させることができる。したがって、端子の軸を大型化することなく、簡単な構造でガスケットのシール性能を向上させることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】角形二次電池の外観斜視図。
【図２】角形二次電池の分解斜視図。
【図３】捲回電極群の分解斜視図。
【図４】正極外部端子とガスケットの分解斜視図。
【図５】蓋組立体の要部を拡大して示す断面図。
【図６】実施例１におけるシール構造の一例を示す図。
【図７】実施例１におけるシール構造の他の例を示す図。
【図８】実施例２におけるシール構造の一例を示す図。
【図９】実施例３におけるシール構造の一例を示す図。
【図１０】実施例４におけるシール構造の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の角形二次電池の実施例について図面を用いて説明する。
【００１３】
［実施例１］
図１は、角形二次電池の外観斜視図、図２は、角形二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池１００は、電池缶１及び蓋８を備える。電池缶１は、一対の長辺部と一対の短辺部とを有する長方形の底面１２と、底面１２の一対の長辺部に連続して相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面１３と、底面１２の一対の短辺部に連続して相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面１４とを有しており、底面１２に対向する上部には開口部１１が形成されている。
【００１４】
電池缶１内には、扁平状の捲回群３が収納され、電池缶１の開口部１１が蓋８によって密閉封止されている。蓋８は、開口部１１を閉塞する大きさを有する平面視略長方形の平板形状を有しており、蓋８の周端縁が開口部１１の開口端縁に溶接される。蓋８には、外部端子である正極端子７Ａと、負極端子７Ｂが設けられており、正極端子７Ａと負極端子７Ｂを介して捲回群３に充電され、また外部負荷に電力が供給される。蓋８には、ガス排出弁８１が一体的に設けられている。ガス排出弁８１は、電池容器内の圧力が上昇すると、開裂して電池缶１内のガスが排出され、電池缶１内の圧力が低減される。これによって、角形二次電池１００の安全性が確保される。
【００１５】
電池缶１内には、絶縁保護フィルム２を介して捲回群３が収容されている。捲回群３は、扁平状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲面部と、これら一対の湾曲面部の間に連続して形成される平坦面部とを有している。捲回群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように、一方の湾曲面部側から電池缶１内に挿入されて、他方の湾曲面部側が開口部１１側に配置される。
【００１６】
捲回群３の正極金属箔露出部３４ｃは、正極集電板４Ａを介して正極端子７Ａと電気的に接続されている。また、捲回群３の負極金属箔露出部３２ｃは、負極集電板４Ｂを介して負極端子７Ｂと電気的に接続されている。これにより、正極集電板４Ａおよび負極集電板４Ｂを介して捲回群３から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板４Ａおよび負極集電板４Ｂを介して捲回群３へ外部発電電力が供給され充電される。
【００１７】
正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂ、及び、正極端子７Ａと負極端子７Ｂを、それぞれ蓋８から電気的に絶縁するために、ガスケット６および絶縁板５が蓋８に設けられている。正極端子７Ａおよび正極集電板４Ａの形成素材としては、例えばアルミニウム合金が挙げられ、負極端子７Ｂおよび負極集電板４Ｂの形成素材としては、例えば銅合金が挙げられる。また、絶縁板５およびガスケット６の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。
【００１８】
また、蓋８には、電池缶１内に電解液を注入するための注液孔８２が設けられている。注液孔８２は、電解液を電池缶１内に注入した後、注液栓８３により封止される。ここで、電池缶１内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。
【００１９】
正極端子７Ａ、負極端子７Ｂは、外部に露出してバスバー等に溶接接合される矩形形状の端子頭部７１Ａ、７１Ｂを有している。端子頭部７１Ａ、７１Ｂの下面７２Ａ、７２Ｂには軸部７３Ａ、７３Ｂがそれぞれ突出して設けられている。軸部７３Ａ、７３Ｂは、蓋８を貫通して正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂの正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂよりも電池缶１の内部側に突出し、先端がかしめられ、正極端子７Ａ、負極端子７Ｂと、正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂを蓋８に一体に固定している。正極端子７Ａと蓋８との間、及び負極端子７Ｂと蓋８との間には、それぞれガスケット６が介在されており、正極集電板４Ａと蓋８との間、及び負極集電板４Ｂと蓋８との間には、それぞれ絶縁板５が介在されている。
【００２０】
正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂは、蓋８の下面に対向して平行に配置される矩形板状の正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂと、正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂの側端で折曲されて、電池缶１の幅広側面１３に沿って底面１２側に向かって延出し、捲回群３の正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃに接続される正極側接続端部４２Ａ、負極側接続端部４２Ｂを有している。正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂには、軸部７３Ａ、７３Ｂが挿通される正極側開口穴４３Ａ、負極側開口穴４３Ｂがそれぞれ形成されている。
【００２１】
捲回群３の扁平面に沿う方向でかつ捲回群３の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として前記捲回群３の周囲には絶縁保護フィルム２が巻き付けられている。絶縁保護フィルム２は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回群３の扁平面と平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として巻き付けることができる長さを有している。
【００２２】
図３は、実施例１における捲回群の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。
捲回群３は、負極電極３２と正極電極３４を間にセパレータ３３、３５を介して扁平状に捲回することによって構成されている。捲回群３は、最外周の電極が負極電極３２であり、さらにその外側にセパレータ３３、３５が捲回される。セパレータ３３、３５は、正極電極３４と負極電極３２との間を絶縁する役割を有している。
【００２３】
負極電極３２の負極合剤層３２ｂが塗布された部分は、正極電極３４の正極合剤層３４ｂが塗布された部分よりも幅方向に大きく、これにより正極合剤層３４ｂが塗布された部分は、必ず負極合剤層３２ｂが塗布された部分に挟まれるように構成されている。正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃは、平面部分で束ねられて溶接等により接続される。尚、セパレータ３３、３５は幅方向で負極合剤層３２ｂが塗布された部分よりも広いが、正極金属箔露出部３４ｃ、負極金属箔露出部３２ｃで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。
【００２４】
正極電極３４は、正極集電体である正極金属箔の両面に正極活物質合剤を塗工した正極合剤層を有し、正極金属箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗工しない正極金属箔露出部３４ｃが設けられている。負極電極３２は、負極集電体である負極金属箔の両面に負極活物質合剤を塗工した負極合剤層を有し、負極金属箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗工しない負極金属箔露出部３２ｃが設けられている。正極金属箔露出部３４ｃと負極金属箔露出部３２ｃは、金属箔の箔表面が露出した領域であり、捲回軸方向の一方側と他方側の位置に配置されるように捲回される。
【００２５】
負極電極３２に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔（負極金属箔）の両面に溶接部（負極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ７０μｍの負極電極３２を得た。
【００２６】
尚、本実施例では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ２等）、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００２７】
正極電極３４に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極金属箔）の両面に溶接部（正極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ９０μｍの正極電極３４を得た。
【００２８】
また、本実施例では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。
【００２９】
また、本実施例では、正極電極、負極電極における塗工部の結着材としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。また、軸芯としては例えば、正極箔３４ａ、負極箔３２ａ、セパレータ３３のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。
【００３０】
次に、外部端子のシール構造について詳細に説明する。
図４は、実施例１における端子とガスケットの構成を一部断面により示す分解斜視図、図５は、実施例１における蓋組立体の要部を拡大して示す断面図、図６は、実施例１におけるガスケットのシール構造の一例を説明する図である。図５（ａ）は、かしめ前の断面図であり、図５（ｂ）は、かしめ後の断面図である。図６(ａ）は、シール構造の要部を拡大して示す図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３１】
外部端子は、正極端子７Ａと負極端子７Ｂでは原則的に材質及び対称配置されている点を除いて同一のため、以下では正極端子７Ａについてのみ説明し、負極端子７Ｂについては説明を省略する。なお、本発明は、正極端子７Ａへの適用のみに限定されるものではなく、正極端子７Ａと負極端子７Ｂの少なくとも一方に適用可能である。
【００３２】
正極端子７Ａは、図４に示すように、直方体のブロック形状を有する端子頭部７１Ａと、円柱状の軸部７３Ａを有している。端子頭部７１Ａは、外形が長方形の下面７２Ａを有しており、軸部７３Ａは、端子頭部７１Ａの下面７２Ａの中央位置から突出している。軸部７３Ａは、先端部に円筒状のかしめ部７４Ａを有しており、かしめ部７４Ａの外周は軸部７３Ａの外周より縮径されている。
【００３３】
ガスケット６は、正極端子７Ａをかしめ固定することにより正極端子７Ａと蓋８との間に挟み込まれて弾性変形し、電池内部と外部との間をシールする。ガスケット６の素材としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ペルフルオロアルコキシフッ素（ＰＦＡ）等の絶縁性樹脂を用いることができる。
【００３４】
ガスケット６は、図４に示すように、正極端子７Ａの軸部７３Ａが挿通される円筒部６１と、円筒部６１の基端で径方向外側に向かって広がって端子頭部７１Ａの下面７２Ａに対向するフランジ部６２を有している。円筒部６１は、一定径を有しており、図５(ｂ)及び図６（ａ）に示すように、蓋８の貫通孔８Ａに挿入された際に、円筒部６１の先端が絶縁板５の段付穴５１に挿入される。円筒部６１は、正極端子７Ａの軸部７３Ａに外嵌されて円筒部６１の内周面が軸部７３Ａの外周面に対向し、蓋８の貫通孔８Ａに挿通されて円筒部６１の外周面が蓋８の貫通孔８Ａの内周面に対向する。
【００３５】
フランジ部６２は、図６（ｂ）に示すように、端子頭部７１Ａの下面７２Ａとほぼ同一の大きさを有する外形が長方形をなしている。そして、図６（ａ）に示すように、フランジ部６２の端縁には、端子頭部７１Ａの側面に沿って起立して端子頭部７１Ａを部分的に覆う側壁６３が設けられている。
【００３６】
フランジ部６２の下面６２ａには、蓋８に当接される当接面６２ｂが設けられている。当接面６２ｂは、フランジ部６２の厚さを部分的に大きくすることにより形成されている。当接面６２ｂは、図６（ｂ）に示すように、円筒部６１と同軸上に設けられており、円筒部６１の外周に沿って周状に連続するように外形が円形をなしている。当接面６２ｂの外形は、正極端子７Ａの下面の外形よりも小さい。
【００３７】
絶縁板５は、正極集電板基部４１Ａと蓋８との間の電気的接触を防止する機能を有しており、正極集電板基部４１Ａより大きめの板形状を有している。絶縁板５は、ガスケット６の素材よりも硬質で剛性の高い素材により構成されており、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や、ＪＩＳ  Ｋ６９００で定義された硬質プラスチックまたは硬質プラスチックにガラス繊維を混入した絶縁性樹脂が用いられる。
【００３８】
絶縁板５には、正極端子７Ａの軸部７３Ａが挿通される、段付穴５１が形成されている。段付穴５１は、図６（ａ）に示すように、軸部７３Ａが挿入される小径部と、小径部に段差面を介して拡径されてガスケット６の円筒部６１の先端が収容される大径部とを有している。
【００３９】
正極端子７Ａは、図５（ａ）に示すように、ガスケット６の円筒部６１に正極端子７Ａの軸部７３Ａを挿通し、正極端子７Ａの軸部７３Ａとガスケット６の円筒部６１を蓋８の貫通孔８Ａに挿通する。軸部７３Ａのかしめ部７４Ａをかしめる前の状態では、ガスケット６は圧縮されておらず、正極端子７Ａと蓋８との間をシールしていない。そして、図５（ｂ）に示すように、軸部７３Ａのかしめ部７４Ａをかしめることにより、ガスケット６は、フランジ部６２の上面と当接面６２ｂとの間が厚さ方向に圧縮した状態に保持されて、正極端子７Ａと蓋８との間に挟持され、正極端子７Ａと蓋８との間をシールすることができる。
【００４０】
ガスケット６は、蓋８と正極端子７Ａとの間に圧縮された状態で挟持されることにより、シール部として機能する構造となっている。以後、圧縮された状態で挟持されたガスケット６の挟持部分を挟持部６ａ、このシール構造をかしめシールと記す。かしめシールでは、挟持部６ａの圧縮荷重を受けて正極端子７Ａの当接面６２ｂと蓋８との間に発生した面圧で密閉性を発揮する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、当接面６２ｂは、下面６２ａの一部に設けられており、挟持部６ａの外形は、ガスケット６の下面６２ａの外形及び正極端子７の下面７２Ａの外形よりも小さい。そして、ガスケット６の挟持部６ａは、蓋８と正極端子７Ａとの間に介在されるガスケット６の他の部分よりも厚くなっている。
【００４２】
したがって、例えば当接面６２ｂを設けずにフラットなガスケット６の下面６２ａ全体を蓋８に当接させた場合と比較して、当接面６２ｂを蓋８に当接させた場合の方が、挟持部６ａの面積が小さい。したがって、同一のかしめ力でかしめた場合には、当接面６２ｂのみを蓋８に当接させた方が、挟持部６ａの単位面積あたりの圧縮力を高くすることができ、より高いシール性を得ることができる。したがって、端子の軸を大型化することなく、簡単な構造でガスケットのシール性能を向上させることができる。
【００４３】
そして、本実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、正極端子７Ａの軸部７３Ａの断面が円形であり、ガスケット６の当接面６２ｂも外形が円形である。当接面６２ｂは、軸部７３Ａの断面が円形であるのに対して当接面６２ｂの外形も相似形状の円形であり、当接面６２ｂは、放射方向の長さｗが周方向に全て等距離の円環形状を有している。したがって、挟持部６ａも、その外形が軸部７３Ａの外形と相似形状となり、挟持部６ａの外形が軸部７３Ａの外形から放射方向に等距離に配置される。したがって、挟持部６ａは、蓋８と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間で挟持圧縮された場合に、放射方向の伸びが周方向において全て等しくなり、平滑なシール面を形成することができる。
【００４４】
ガスケット６は、挟持部６ａの放射方向の伸びの差が大きいと、挟持圧縮された状態でシール面に歪みが生じる。角形二次電池１００は、使用中の発熱による温度上昇と使用停止による温度降下が繰り返されるヒートサイクルの環境下に置かれるので、ガスケット６も、温度変化に応じて膨張収縮を繰り返す。したがって、シール面に歪みが生じた状態で、ヒートサイクルによってガスケット６の膨張収縮が繰り返されると、シール面の歪みが増大されて密閉性が十分に発揮できないおそれがある。
【００４５】
これに対して、本実施例では、当接面６２ｂの放射方向の長さｗが周方向に全て等距離となっており、挟持部６ａは、放射方向の伸びが周方向において全て等しくなっているので、シール面の歪みが少ない。したがって、ヒートサイクルによってガスケット６の膨張収縮が繰り返されても、密閉性を十分に発揮することができ、シール性能について高い信頼性を得ることができる。
【００４６】
図７は、本実施例におけるシール構造の他の例を示す図である。
図７(ａ)に示す例において特徴的なことは、蓋８の上面にガスケット６の当接面６２ｂと当接する凹部８４を設けたことであり、図７(ｂ)に示す例において特徴的なことは、蓋８の挟持部６ａと対向する面に環状の凸条部８５を設けて、ガスケット６との間にシールポイントを形成したことである。
【００４７】
凹部８４は、図７（ａ）に示すように、蓋８の上面でかつ蓋８の貫通孔８Ａの周囲に凹設されており、例えばプレス加工や機械加工によって蓋８の厚みを薄くすることによって形成される。上述のように、本実施例では、ガスケット６の下面６２ａに、正極端子７Ａの下面７２Ａよりも外形が小さい当接面６２ｂを設けることによって、ガスケット６の挟持部６ａの単位面積あたりの圧縮力を高くすることができる。したがって、従来と同一の圧縮力を確保できればよい場合には、従来よりも低いかしめ力でかしめることができ、凹部８４を設けて蓋８の厚さを薄くしても蓋８が歪むのを防ぐことができる。蓋８の厚さを薄くすることによって、蓋８からの正極端子７Ａの高さを一段低く抑えることができ、結果として、角形二次電池１００の全高を低くし、ユーザーからの更なる背低化セルへの要求対応が可能となる。
【００４８】
図７（ｂ）に示す例では、凸条部８５は、例えば凹部８４をプレス加工や機械加工により形成する際に同時に形成され、貫通孔８Ａの周囲に沿って同心円状に２本が設けられている。凸条部８５は、ガスケット６の当接面６２ｂと対向する位置に設けられており、蓋８の凹部８４と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間に挟持部６ａを挟持圧縮した際に、挟持部６ａを部分圧縮してシールポイントを形成する。したがって、シール面の密着度をさらに向上させることができ、より高いシール性を得ることができる。なお、凸条部８５の本数は、２本に限定されず、１本や３本以上であってもよい。また、蓋８に凹部８４を設けることなく、凸条部８５のみを設けてもよい。
【００４９】
上記した実施例では、主に正極端子７Ａのシール構造について説明し、負極端子７Ｂのシール構造については説明を省略したが、本発明の範囲を正極側に限定するものではなく、負極も同様の構成を有している。
【００５０】
［実施例２］
図８は、実施例２におけるシール構造の一例を示す図であり、図８(ａ）は、シール構造の要部を拡大して示す図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５１】
本実施例において特徴的なことは、正極端子７Ａの軸部７３Ａが楕円柱状であり、断面楕円形状を有しており、かかる形状に対応して当接面６２ｂの外形も相似となる楕円形状とし、当接面６２ｂの放射方向の長さｗが周方向に全て等距離となる楕円環形状としたことである。
【００５２】
本実施例において、正極端子７Ａの軸部７３Ａが断面楕円形状であり、ガスケット６の当接面６２ｂも放射方向の長さｗが周方向に全て等距離となる楕円環形状であるので、挟持部６ａは、蓋８と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間で挟持圧縮された場合に、放射方向の伸びが周方向において全て等しくなり、平滑なシール面を形成することができる。したがって、シール面の歪みが少なく、ヒートサイクルによってガスケット６の膨張収縮が繰り返されても、密閉性を十分に発揮することができ、シール性能について高い信頼性を得ることができる。
【００５３】
なお、本実施例においても、挟持部６ａの外形は、ガスケット６の下面６２ａの外形及び正極端子７の下面７２Ａの外形よりも小さいので、挟持部６ａの単位面積あたりの圧縮力を高くすることができ、より高いシール性を得ることができる。また、上記した実施例では、主に正極端子７Ａのシール構造について説明し、負極端子７Ｂのシール構造については説明を省略したが、本発明の範囲を正極側に限定するものではなく、負極も同様の構成を有している。
【００５４】
［実施例３］
図９は、実施例３におけるシール構造の一例を示す図であり、図９(ａ）は、シール構造の要部を拡大して示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５５】
本実施例において特徴的なことは、正極端子７Ａの軸部７３Ａが円柱状でその断面形状が円形状であるのに対して、当接面６２ｂの外形を楕円形状としたことである。当接面６２ｂは、ガスケット６のフランジ部６２の長手方向と短手方向で、当接面６２ｂの放射方向の長さｗが異なっており、長さｗは、フランジ部６２の長手方向の方が短手方向よりも長くなっている。
【００５６】
本実施例は、実施例１または２とは異なり、ガスケット６の当接面６２ｂの放射方向の長さＷが周方向に全て等距離ではないが、その差は小さく、挟持部６ａは、蓋８と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間で挟持圧縮された場合に、放射方向の伸びの差を短くすることができる。したがって、実施例１及び２と同様に、平滑なシール面を形成することができ、シール面の歪みが少なく、ヒートサイクルによってガスケット６の膨張収縮が繰り返されても、密閉性を十分に発揮することができ、シール性能について高い信頼性を得ることができる。
【００５７】
なお、本実施例においても、挟持部６ａの外形は、ガスケット６の下面６２ａの外形及び正極端子７の下面７２Ａの外形よりも小さいので、挟持部６ａの単位面積あたりの圧縮力を高くすることができ、より高いシール性を得ることができる。
【００５８】
また、上記した実施例では、主に正極端子７Ａのシール構造について説明し、負極端子７Ｂのシール構造については説明を省略したが、本発明の範囲を正極側に限定するものではなく、負極も同様の構成を有している。
【００５９】
［実施例４］
図１０は、実施例４におけるシール構造の一例を示す図であり、図１０(ａ）は、シール構造の要部を拡大して示す図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００６０】
本実施例において特徴的なことは、正極端子７Ａの軸部７３Ａが円柱状でその断面形状が円形状であるのに対して、当接面６２ｂの外形を矩形状としたことである。当接面６２ｂは、フランジ部６２の外形に垂直な方向の長さで且つ最も短い長さｗ１の方がフランジ部６２の対角線方向の長さｗ２の方よりも短くなっている。
【００６１】
本実施例は、実施例３と同様に、ガスケット６の当接面６２ｂの放射方向の長さＷが周方向に全て等距離ではないが、その差は２倍未満であり（ｗ２＜ｗ１×２）、挟持部６ａは、蓋８と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間で挟持圧縮された場合に、放射方向の伸びの差を短くすることができる。したがって、実施例１及び２と同様に、平滑なシール面を形成することができ、シール面の歪みが少なく、ヒートサイクルによってガスケット６の膨張収縮が繰り返されても、密閉性を十分に発揮することができ、シール性能について高い信頼性を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施例においても、挟持部６ａの外形は、ガスケット６の下面６２ａの外形及び正極端子７の下面７２Ａの外形よりも小さいので、挟持部６ａの単位面積あたりの圧縮力を高くすることができ、より高いシール性を得ることができる。
【００６３】
また、上記した実施例では、主に正極端子７Ａのシール構造について説明し、負極端子７Ｂのシール構造については説明を省略したが、本発明の範囲を正極側に限定するものではなく、負極も同様の構成を有している。
【００６４】
［実験例］
実施例１〜４の角形二次電池１００について、高温から低温に亘るヒートサイクル試験を実施した。比較例として、実施例４のようにフランジ部６２の当接面６２ｂの外形が矩形状であり、正極端子７Ａの下面７２Ａとほぼ同じ大きさを有しており、フランジ部６２の対角線方向の長さｗ２がフランジ部６２の外形に垂直な方向の長さで且つ最も短い長さｗ１の２倍以上となっているものを用いた。試験条件は、１サイクルが１年相当、使用環境を鑑みた温度範囲は９０℃から−４０℃である。
【００６５】
実施例１〜４の角形二次電池１００は、１０年相当の１０サイクル後の減質量値が極めて小さく、高い密閉性を満たした。これに対して、比較例は、シール面に歪みが生じてしまうことから、高温から低温のヒートサイクルで膨張収縮を繰り返すとこの歪みが大きくなってしまい、十分な密閉性が発揮できず、要求される１０サイクル後の減質量は達成できなかった。
【００６６】
本発明によれば、蓋８と正極端子７Ａの下面７２Ａとの間に挟持圧縮された挟持部６ａにおいて、円筒部６１から挟持部６ａの外形までの放射方向の長さの差を小さくし、ガスケット６の挟持部６ａの変位伸びの差を抑えることで、平滑なシール面を形成することを実現した。したがって、高温から低温のヒートサイクル環境での密閉性を向上する角形二次電池１００を提供することができる。そして、本発明によれば、セルである角形二次電池１００の小型化及び部品コスト高を抑えることを可能としつつ、ガスケット６の挟持部６ａの面圧分布を均一にして効率的に面圧を得る形状とすることで密閉性の高い角形二次電池を提供することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  電池缶
３  捲回群
６  ガスケット
６ａ  挟持部
６１  円筒部
６２  フランジ部
６２ａ  下面
６２ｂ  当接面
７Ａ  正極端子（外部端子）
７１Ａ  端子頭部
７２Ａ  下面
７３Ａ  軸部
７Ｂ  負極端子（外部端子）
８  蓋
８４  凹部
８５  凸条部
１１  開口部
１００  角形二次電池
【図１】
2016170920.tif 000003
【図２】
2016170920.tif 000004
【図３】
2016170920.tif 000005
【図４】
2016170920.tif 000006
【図５】
2016170920.tif 000007
【図６】
2016170920.tif 000008
【図７】
2016170920.tif 000009
【図８】
2016170920.tif 000010
【図９】
2016170920.tif 000011
【図１０】
2016170920.tif 000012
【国際調査報告】
2016170920.tif 000013
2016170920.tif 000014
2016170920.tif 000015
2016170920.tif 000016