(57)【要約】  円筒形電池用封口体は、第１表面と、第１表面とは反対側の第２表面と、を有するクラッド材を備え、クラッド材は、第１金属で構成された第１表面側の第１金属層と、第２金属で構成された第２表面側の第２金属層とを含み、かつ、凸形状の端子部を有する中央部と、中央部の周縁に中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されている。第１表面側に端子部を有し、第２表面側にリード溶接面を有し、第１金属は、第２金属よりも剛性が高い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面と、を有するクラッド材を備え、
前記クラッド材は、第１金属で構成された前記第１表面側の第１金属層と、第２金属で構成された前記第２表面側の第２金属層とを含み、かつ、凸形状の端子部を有する中央部と、前記中央部の周縁に前記中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されており、
前記第１表面側に前記端子部を有し、
前記第２表面側にリード溶接面を有し、
前記第１金属は、前記第２金属よりも剛性が高い、円筒形電池用封口体。
【請求項２】
前記第１金属は、ニッケル、鉄、および銅からなる群より選択された少なくとも一種の金属を含む金属単体または合金であり、
前記第２金属は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である、請求項１に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項３】
前記中央部における前記第２金属層の厚みは、前記鍔部における前記第２金属層の厚みよりも大きい、請求項１または２に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項４】
前記第２金属は、前記第１金属に比べて、融点および／または抵抗率が低い、請求項３に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項５】
前記中央部の厚みに対する、前記中央部における前記第２金属層の厚みの比率は、３０〜９５％である、請求項３または４に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項６】
前記鍔部の厚みに対する、前記鍔部における前記第２金属層の厚みの比率は、５〜７０％である、請求項３〜５のいずれか１項に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項７】
前記鍔部の外周の平均直径は、１０ｍｍ以下である、請求項３〜６のいずれか１項に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項８】
前記第２表面は平坦面である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の円筒形電池用封口体。
【請求項９】
開口部を有する有底円筒形の電池ケースと、前記電池ケースに収容された電極群および電解質と、前記開口部を封口する封口体と、を含む円筒形電池であって、
前記封口体は、第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面と、を有するクラッド材を備え、
前記クラッド材は、第１金属で構成された前記第１表面側の第１金属層と、第２金属で構成された前記第２表面側の第２金属層とを含み、かつ、凸形状の端子部を有する中央部と、前記中央部の周縁に前記中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されており、
前記第１表面側に前記端子部を有し、
前記第２表面側にリード溶接面を有し、
前記第１金属は、前記第２金属よりも剛性が高い、円筒形電池。
【請求項１０】
前記円筒形電池の外径は、１０ｍｍ以下である、請求項９に記載の円筒形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子部が一体成形された円筒形電池用の封口体およびそれを用いた円筒形電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形電池において、封口体は、有底円筒状の電池ケースの開口部を塞ぐものであり、一般に平板形状を有している。封口体には、通常、安全弁などの防爆機構が設けられ、封口体の表面には突出したキャップ状の端子部が配設されている。【０００３】
特許文献１には、平板状の封口体を用いた円筒形の非水電解質電池が記載されている。封口体には２つの孔が形成されており、それぞれの孔に絶縁パッキンを介して正極端子および負極端子が取り付けられている。特許文献２では、非水電解質二次電池において、ガス抜き穴を有する端子キャップが設けられた平板状の封口体が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４９８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−２７６４５８号公報
【発明の概要】
【０００５】
特許文献１や特許文献２では、封口体に取り付けられた端子部は複雑な構造を有している。しかし、例えば、電池の外径が１０ｍｍ以下の円筒形電池など、封口体をこのような複雑な構造とする必要がない場合もある。電池は、封口体を電池ケースの開口部に配して、かしめ封口することにより密閉される。また、封口体には電極から引き出されたリードが溶接される。リードを溶接し易い材料で、封口体を形成すると、かしめ封口の際に封口体が変形する。
【０００６】
本開示の目的は、簡単な構造を有し、強度が高く、かつリードを溶接し易い円筒形電池用封口体およびそれを用いた円筒形電池を提供することである。
【０００７】
本開示の一局面は、第１表面と、第１表面とは反対側の第２表面と、を有するクラッド材を備え、
クラッド材は、第１金属で構成された第１表面側の第１金属層と、第２金属で構成された第２表面側の第２金属層とを含み、かつ、凸形状の端子部を有する中央部と、中央部の周縁に中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されており、
第１表面側に端子部を有し、
第２表面側にリード溶接面を有し、
第１金属は、第２金属よりも剛性が高い、円筒形電池用封口体に関する。
【０００８】
本開示の他の一局面は、開口部を有する有底円筒形の電池ケースと、電池ケースに収容された電極群および電解質と、開口部を封口する封口体と、を含む円筒形電池であって、
封口体は、第１表面と、第１表面とは反対側の第２表面と、を有するクラッド材を備え、
クラッド材は、第１金属で構成された第１表面側の第１金属層と、第２金属で構成された第２表面側の第２金属層とを含み、かつ、凸形状の端子部を有する中央部と、中央部の周縁に中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されており、
第１表面側に端子部を有し、
第２表面側にリード溶接面を有し、
第１金属は、第２金属よりも剛性が高い、円筒形電池に関する。
【０００９】
本開示によれば、簡単な構造を有しながらも、強度が高く、リードを溶接し易い円筒形電池用封口体およびそれを用いた円筒形電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る円筒形電池用封口体を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の封口体を用いた円筒形電池を概略的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、必要に応じて適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【００１２】
（封口体）
本発明の一実施形態に係る封口体は、円筒形電池に使用されるものであり、第１表面と、第１表面とは反対側の第２表面とを有するクラッド材を備えている。クラッド材は、第１金属を含む第１表面側の第１金属層と、第２金属を含む第２表面側の第２金属層とを含む。クラッド材は、凸形状の端子部を有する中央部と、中央部の周縁に中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されている。クラッド材は、第１表面側に端子部を有し、第２表面側にリード溶接面を有する。ここで、第１金属は、第２金属よりも剛性が高い。
【００１３】
また、従来の円筒形電池では、平板状の封口体が用いられているが、封口体には複雑な構造の端子部が取り付けられている。しかし、封口体および端子部の構造が複雑になると、これらが占める容積が大きくなるため、高容量化の点では不利である。特に、小さなサイズの電池では、封口体および端子部が占める容積を無視できない。また、リードを溶接し易い材料で封口体を形成すると、電池ケースの開口部を封口体に対してかしめ封口する際に、封口体が変形し、電池の封止性が低下する恐れがある。
【００１４】
本実施形態では、上記のように、封口体が、凸形状の端子部を有する中央部と、この中央部と一体に設けられた鍔部とを備えるように成形されたクラッド材を備える。つまり、封口体は、端子部が一体となった簡単な構造を有しており、小型化が容易である。特に、小径の電池の場合、ガス抜き穴を設ける必要性が小さいため、封口体は、端子部と一体成形するのに適している。また、簡単な構造であるため、製造工程を簡略化することができるとともに、コスト面でも有利である。
【００１５】
上記のような構造は、第１表面側の第１金属層と第２表面側の第２金属層とを含むクラッド材により達成される。クラッド材とは、第１金属層と第２金属層とを重ねて、圧力を加えて圧延することにより、互いの層の一方の表面同士を接合した材料である。クラッド材は、第１表面側に凸形状の端子部を有するが、この第１表面側の第１金属層に含まれる第１金属として、第２金属層に含まれる第２金属よりも剛性が高いものが使用される。そのため、上記のような構造を形成し易くなるとともに、鍔部の強度を維持し易い。一方、第２表面側はリード溶接面となる。剛性の大きい第１金属は融点が高い傾向があり、溶接が困難な場合が多い。特に、小径の電池では、リードの溶接が困難である。封口体の第２表面側に第１金属よりも剛性が小さい第２金属を配することで、リード溶接面へのリードの溶接が容易になる。
【００１６】
封口体は、第１金属層と第２金属層とを備える平板状のクラッド材を成形して、上記のような凸形状の中央部と鍔部とを形成することにより得られる。そのため、第２金属層を構成する第２金属は、第１金属層を構成する第１金属よりも柔らかい。このような金属の硬さは剛性（つまり、ヤング率）で評価することができる。
【００１７】
第２金属のヤング率Ｙ2は、例えば、１００ＧＰａ以下または８０ＧＰａ以下であることが好ましい。第１金属のヤング率Ｙ1は、第２金属のヤング率Ｙ2よりも大きく、ヤング率の差：Ｙ1−Ｙ2は、例えば、２０ＧＰａ以上、好ましくは４０ＧＰａ以上であり、１００ＧＰａ以上であってもよい。ヤング率Ｙ2および／またはヤング率差がこのような範囲である場合、鍔部の高い強度とリードの高い溶接性とをさらに確保し易い。
【００１８】
第１金属としては、例えば、ニッケル、鉄、および銅からなる群より選択された少なくとも一種の金属を含む金属単体または合金が挙げられる。合金は、これらの金属以外の他の金属を含んでもよい。合金には、ステンレス鋼、真鍮なども含まれる。第１金属のうち、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、銅、または真鍮が好ましい。
【００１９】
第２金属としては、アルミニウム、および銀からなる群より選択された少なくとも一種の金属を含む金属単体または合金が挙げられる。合金は、これらの金属以外の他の金属を含んでもよい。アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金など、高い導電性を有する第２金属を用いる場合には、封口体を低抵抗化する観点から有利である。溶接性、導電性および／またはコストなどの観点から、第２金属のうち、アルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。
【００２０】
封口体において、端子部の形状は、凸形状である限り特に制限されないが、通常、円柱状である。従って、封口体は、側面から見た場合、帽子（ｈａｔ）のような形状を有している。端子部の外周の平均直径は、例えば、１．０〜６．０ｍｍであり、０．５〜８．０ｍｍであってもよい。端子部の外周の平均直径がこのような範囲である場合、二次加工の際に半田付けや溶接に必要な面積を確保し易くなる。
【００２１】
中央部における第２金属層の厚み（ｔc2）は、鍔部における第２金属層の厚み（ｔb2）よりも大きいことが好ましい。ｔb2が小さいことで、鍔部の強度を確保し易くなるため、かしめ封口時の鍔部の変形を抑制でき、電池を封口し易くなる。また、密閉性を確保し易いため、電解液の漏れを抑制できる。さらに、ｔc2が大きいことで、封口体自体の加工も容易になる。
【００２２】
中央部と鍔部とにおいて、第２金属層の厚みが上記の関係にある場合、第２金属は、第１金属に比べて、融点および／または抵抗率が低いことが好ましい。第１金属の融点よりも第２金属の融点が低いと、封口体を成形し易いことに加え、封口体へのリードの溶接性がさらに高まる。第１金属の抵抗率よりも第２金属の抵抗率が低いと、封口体の抵抗を低減する上で有利である。
【００２３】
中央部の厚み（Ｔc）に対する、中央部における第２金属層の厚みｔc2の比率（＝ｔc2／Ｔc×１００）は、３０〜９５％であることが好ましく、５０〜９５％であることがさらに好ましい。特に、中央部における第２金属層の厚みｔc2は、中央部における第１金属層の厚みｔc1よりも大きいことが好ましい。中央部における第２金属層の厚みの比率がこのような範囲である場合、特に、第２金属として導電性が高いものを用いると、封口体の抵抗をさらに低減することができる。
【００２４】
鍔部の厚み（Ｔb）に対する、鍔部における第２金属層の厚みｔb2の比率（＝ｔb2／Ｔb×１００）は、好ましくは５〜７０％であり、さらに好ましくは５〜５０％である。鍔部における第２金属層の厚みの比率がこのような範囲である場合、剛性が大きい第１金属層の厚みをある程度確保することができる。そのため、封口体を電池ケースの開口部にかしめ付ける際に、応力による封口体の変形を抑制することができるとともに、電解質の漏れを抑制することができる。
【００２５】
中央部の厚みは、例えば、０．５〜２．０ｍｍであり、好ましくは０．７〜１．５ｍｍである。中央部の厚みがこのような範囲である場合、電池の密閉性を確保しながらも、封口体が占める容積を低減し易い。鍔部の厚みは、例えば、０．２〜０．６ｍｍ、好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。鍔部の厚みがこのような範囲である場合、電池ケースの開口部と封口体とを、封口し易いことに加え、電池内でガスが発生して電池内圧が高くなったときには、封口体が外れてガス抜きをし易い。
【００２６】
封口体は、第１表面側に端子部を有している。端子部は電池の外側に露出するため、端子部の表層部を含む第１表面側が剛性の高い第１金属層で構成されることで、端子部の変形などを抑制することができる。
【００２７】
封口体は、第２表面側にリード溶接面を有している。第２表面には、凸面や凹面が形成されていてもよいが、リードを溶接し易い観点からは、第２表面が平坦面であるか、もしくは第２表面が凸面を有してもよい。凸面は平坦面であることが望ましい。特に、リードの溶接が難しい小径の電池では、第２表面を平坦面とすると、封口体とリードとの溶接性が向上するため好ましい。なお、封口体の中央部を切断する縦断面において、平坦面を円弧と見なすと、この円弧の半径Ｒは、３ｍｍ以上であることが好ましく、４０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。なお、この半径Ｒが大きくなるほど、平坦になる。
【００２８】
小径の電池に使用される封口体では、鍔部の外周の平均直径は、例えば、５．０ｍｍ以下であり、３．０ｍｍ以下である場合もある。このように小さなサイズの封口体を用いる電池でも、封口体が上記の構造を有することで、鍔部の強度と、リードの高い溶接性とを確保できる。また、電池の高容量化の点でも有利である。
【００２９】
封口体は、必要に応じて、めっき処理（例えば、ニッケルめっき処理など）されたものであってもよい。
【００３０】
封口体は、ヘッダー加工（冷間圧造加工）により成形することができる。具体的には、第１金属層と第２金属層とを備える平板状のクラッド材を、中央部および鍔部と対応する形状の金型に、第１金属層の第１表面が金型に接するように配置し、金型内にクラッド材を押し込むように成形することにより封口体が得られる。使用される平板状のクラッド材では、第１金属層の厚みおよび第２金属層の厚みは、それぞれ、クラッド材全体において比較的均一である。金型に押し込むようにクラッド材を成形すると、金型の鍔部に対応する部分に配されたクラッド材の第２金属層が、金型の中央部に対応する部分に寄せ集められる。そして、上記のような凸形状の中央部と鍔部とが形成される。そのため、中央部における第２金属層の厚みが大きくなる傾向がある。従来、クラッド材を用いて、中央部の第２表面側が埋まった状態の封口体を形成することは難しかったが、本実施形態では、上記の方法によりクラッド材を用いて上記の構造を有する封口体を簡単に作製できることが分かった。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る封口体を概略的に示す縦断面図である。封口体１は、第１表面１ａとこれとは反対側の第２表面１ｂとを有するクラッド材２で構成されている。クラッド材２は、第１表面１ａ側の第１金属層２ａと第２表面１ｂ側の第２金属層２ｂとを含んでいる。クラッド材２は、帽子（ｈａｔ）のような形状を有している。より具体的には、クラッド材２は、中央部４と、中央部４の周縁に形成された鍔部５とを備えるように成形されている。中央部４は、第１表面側に凸形状の端子部３を備えている。鍔部５は、中央部４の周縁に、中央部４と一体に設けられている。クラッド材の第２表面１ｂ（特に、中央部の部分の第２表面）は、平坦面となっており、リード溶接面として利用される。中央部４の厚みはＴcであり、鍔部５の厚みはＴbである。中央部４における第２金属層２ｂの厚みｔc2は、鍔部５における第２金属層２ｂの厚みはｔb2よりも大きくなっている。また、中央部４における第２金属層２ｂの厚みｔc2は、中央部における第１金属層２ａの厚みｔc1よりも大きい。
【００３２】
封口体１は、上述のように、平板状のクラッド材を成形することにより図１のような構造となるため、第２金属層２ｂを構成する第２金属は、第１金属層２ａを構成する第１金属よりも剛性が低い。第１金属の剛性が高いことで、電池ケースの開口部と封口体１とをかしめ封口した場合に、封口体１の変形を抑制することができる。第２金属の剛性が低いことで、封口体１を成形し易く、リードも溶接し易い。
【００３３】
（円筒形電池）
本発明の一実施形態に係る円筒形電池は、開口部を有する有底円筒形の電池ケースと、電池ケースに収容された電極群および電解質と、開口部を封口する封口体と、を含む。円筒形電池の種類は、特に制限されず、一次電池であっても二次電池でもよい。封口体以外の構成要素は、電池の種類に応じて、公知のものが利用できる。
【００３４】
以下に、リチウムイオン二次電池の場合を例に挙げて、円筒形電池の封口体以外の構成要素についてより具体的に説明する。ただし、本実施形態に係る円筒形電池は、リチウムイオン二次電池に限定されない。
【００３５】
（電池ケース）
電池ケースは、有底円筒形であり、開口部を有する。電池ケースの開口部は、上記の封口体により密閉される。そして、電池ケース内には、電極群および電解質が収容される。
【００３６】
電池ケースは、金属缶であることが好ましい。電池ケースを構成する材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金（ステンレス鋼を含む）などが例示できる。電池ケースは、必要に応じて、めっき処理されたものであってもよい。電池ケースを構成する材料は、電池ケースの極性などに応じて、適宜選択することができる。
【００３７】
電池ケースのサイズは、用途に応じて適宜選択できる。組み立て後の小径の電池では、電池ケースの外径（つまり、電池の外径）は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、６ｍｍ以下であってもよい。このような電池において、上記の封口体を用いることで、封口体の強度が高く、封口体へのリード溶接性が高いといった本発明の効果が発揮され易い。
【００３８】
（電極群）
電極群は、正極と、負極と、正極および負極の間に介在するセパレータとを含む。電極群の形態は特に制限されず、巻回式電極群または積層式電極群であってもよい。正極は、正極活物質を含んでいればよく、通常、正極集電体と正極集電体の表面に付着した正極活物質層とを含む。負極は、負極活物質を含んでいればよく、負極集電体と、負極集電体の表面に付着した負極活物質層とを含んでもよい。
【００３９】
正極集電体および負極集電体としては、それぞれ、金属箔や金属多孔体が使用される。正極集電体を構成する金属材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金が例示される。負極集電体を構成する金属材料としては、銅や銅合金などが例示される。
【００４０】
正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極活物質として知られるものであれば特に制限なく使用できる。正極活物質としては、リチウム含有遷移金属酸化物、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、これらの化合物においてＣｏ、ＮｉまたはＭｎの一部を他の元素で置換したリチウム含有複合酸化物などが挙げられる。
【００４１】
正極活物質層は、正極活物質を含んでおり、必要に応じて、結着剤および／または導電剤を含むことができる。結着剤および導電剤としては、それぞれ、リチウムイオン二次電池で使用されるものが特に制限なく使用できる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエン系ゴムなどが例示される。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維などが例示される。
【００４２】
負極活物質としては、リチウムイオン二次電池の負極活物質として知られるものであれば特に制限なく使用できる。負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な炭素質材料などが好ましい。このような炭素質材料としては、例えば、黒鉛材料（天然黒鉛、人造黒鉛など）、非晶質炭素材料などが挙げられる。
【００４３】
負極活物質層は、負極活物質を含んでおり、必要に応じて、結着剤および／または増粘剤を含むことができ、さらに導電剤を含んでもよい。結着剤および導電剤としては、正極活物質層について例示したものから適宜選択できる。増粘剤としては、リチウムイオン二次電池で使用されるものが特に制限なく使用できる。増粘剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロースまたはその塩などが挙げられる。
【００４４】
正極および負極は、それぞれ、活物質などの活物質層の構成成分と分散媒とを含む合剤スラリーを、集電体の表面に塗布し、乾燥し、厚み方向に圧縮することにより形成できる。分散媒としては、水、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの有機溶媒、およびこれらの混合溶媒などが使用できる。
【００４５】
セパレータとしては、リチウムイオン二次電池で使用されるものが特に制限なく使用でき、例えば、樹脂製の微多孔膜や不織布が挙げられる。微多孔膜や不織布を構成する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアミドイミドなどが例示される。
【００４６】
（電解質）
電解質としては、非水溶媒と非水溶媒に溶解した溶質とを含む非水電解質が使用される。溶質としては、リチウムイオン二次電池で使用されるリチウム塩を特に制限なく使用できる。リチウム塩の具体例としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロ硼酸リチウムが挙げられる。
【００４７】
非水溶媒としては、リチウムイオン二次電池で使用される非水溶媒が特に制限なく使用できる。非水溶媒の具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが挙げられる。
【００４８】
（その他）
電極群に含まれる正極（または負極）は、リードを介して、電池ケースまたは封口体に電気的に接続される。つまり、リードの一端部を電極（正極または負極）に接続し、他端部を電池ケースまたは封口体に接続する。電池ケース内の容積が小さいため、封口体と電気的に接続させるリードの一端部は、電極群の内周側において電極に接続させ、電池ケースと電気的に接続させるリードの一端部は、電極群のできるだけ外側（最外周など）において電極と接続させることが好ましい。
【００４９】
電池ケースおよび封口体の極性は任意に決定できる。電池ケース内の容積を有効利用するために、電池ケースと同じ極性の電極ができるだけ外側（最外周など）となるように電極群を形成し、電極から引き出したリードの他端部を電池ケースの内壁に接続することが好ましい。このとき、電極群の最外周は、活物質層を形成せずに、集電体を露出させておくのが有利である。封口体の端子部は、外部正極端子および外部負極端子のいずれであってもよいが、凸形状であるため、封口体の第２表面側のリード溶接面に正極から引き出したリードを接続して端子部を外部正極端子とすることが好ましい。この場合、電池ケースを負極と接続して外部負極端子として使用する。
【００５０】
封口体および電池ケースのそれぞれと、リードとは、溶接により電気的に接続することができる。小径の電池では、電極群の占める容積をできるだけ大きくできるように、電池ケースとリードとは電池ケースの内側壁において接続することが好ましい。
【００５１】
正極リードの材質としては、例えば、アルミニウム、チタン、ニッケルなどの金属、またはその合金などが使用できる。負極リードの材質としては、例えば、銅、ニッケルなどの金属、またはその合金などが使用できる。リードの形状は、特に制限されないが、例えば、ワイヤ状、またはシート状（またはリボン状）のものなどを用いることができる。
【００５２】
円筒形電池において、電池ケースの開口部は、上記の封口体により封口されている。
【００５３】
封口体を備える電池では、一般に、電池内圧の上昇に備えて、封口体に安全弁が設けられている。高温環境下で、電池内でガスが発生し、安全弁が繰り返し開放されると、電解質が漏れ易くなる。本実施形態によれば、上記の封口体を用いるため、このような電解質の漏れを抑制することができるとともに、電池の密閉性をさらに高めることができる。
【００５４】
封口体による電池ケースの開口部の封口は、公知の方法により行うことができる。例えば、電池ケースの開口部と、封口体とは、ガスケットを介してかしめ封口される。かしめ封口は、例えば、電池ケースの開口端部を、ガスケットを介して封口体に対して内方に屈曲させることにより行うことができる。かしめ封口を採用すると、電池の内圧が上昇した場合でも、封口体が外れて内部の圧力が開放され、これにより、安全性を確保することができる。
【００５５】
ガスケットは、電池ケースの開口部（具体的には、開口端部）と、封口体の周縁部（主に封口体の鍔部）との間に介在して、両者を絶縁するとともに、電池内の密閉性を確保する機能を有する。ガスケットの形状は特に制限されないが、封口体の周縁部を覆うように、リング状であることが好ましい。ガスケットは、合成樹脂などの絶縁性材料で構成される。電池の密閉性をさらに高める観点から、ガスケットと、封口体および／または電池ケースとの間には、必要に応じてシール剤などを配してもよい。
【００５６】
また、組み立てた電池において、電池ケースと封口体とがガスケットを介して近接する領域（電池の外側）に、絶縁層を配してもよい。例えば、電池ケースの開口端部を、ガスケットを介して封口体に対して内方に屈曲させて封口した場合、屈曲した開口端部の少なくとも外表面およびその周辺部に絶縁層を配してもよい。
【００５７】
円筒形電池は、電池ケースに、電極群および電解質を収容し、電池ケースの開口部を、封口体で封口することにより製造できる。
【００５８】
電極群の上部と、封口体との間には、絶縁リングなどを配置することができる。電極群から引き出したリードの他端部は、絶縁リングの孔を通した状態で、封口体のリード溶接面に接続される。
【００５９】
図２は、本発明の一実施形態に係る円筒形電池の概略縦断面図である。図２の円筒形電池では、図１の封口体が使用されている。
【００６０】
円筒形電池１０は、開口部を有する有底円筒形の電池ケース１１と、電池ケース１１内に収容された巻回式電極群１２および電解質（図示せず）と、電池ケース１１の開口部を封口する封口体１とを含む。電極群１２は、負極１５と、正極１６と、負極１５と正極１６との間に介在するセパレータ１７とを備えており、電極群１２には、電解質が含浸されている。
【００６１】
封口体１の周縁部には、鍔部５を覆うようにリング状の絶縁性ガスケット１３が配置されている。そして、電池ケース１１の開口端部を、ガスケット１３を介して内方に屈曲させて、封口体１の周縁部にかしめることにより、電池ケース１１が封口されている。
【００６２】
電極群１２の上端面（頂面）と、封口体１の第２表面との間には、空間が形成されている。この空間には、絶縁リング１８が配され、電極群１２と封口体１との接触を規制している。
【００６３】
リボン状の正極リード６１の一端部は、巻回式電極群１２のより内周側において、正極１６（正極集電体露出部など）に溶接等により接続され、他端部は、絶縁リング１８の中央に形成された孔を通した状態で、封口体１のリード溶接面に溶接により接続されている。つまり、正極１６と、封口体１とは、正極リード６１を介して電気的に接続されており、封口体１は、外部正極端子としての機能を有する。
【００６４】
負極１５は、巻回式電極群１２の最外周において、一方の表面のみに負極活物質層が形成されており、他方の表面は負極集電体が露出している。露出した負極集電体は、電池ケース１１の内側壁と対向している。最外周の負極集電体には、負極リード５１の一端部が溶接等により接続され、負極リード５１の他端部は、電池ケース１１の内側壁と、溶接点５１ａにおいて接続している。つまり、負極１５と、電池ケース１１とは、負極リード５１を介して電気的に接続されており、電池ケース１１は、外部負極端子としての機能を有する。
【００６５】
電池ケース１１の屈曲した開口端部の外表面およびその周辺のガスケットの表面を覆うように、電気絶縁性材料で形成されたドーナツ状の絶縁層１９が配されている。電池の外側から見たとき、電池ケース１１の開口部付近では、絶縁層１９により、反対の極性を有する封口体１と電池ケース１１とがより確実に離間され、外部短絡を効果的に抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の一実施形態に係る封口体は、簡単な構造を有しながらも、強度が高く、リードを溶接し易いため、円筒形電池、特に小径の円筒形電池に用いるのに適している。小径の円筒形電池は、各種電子機器、特に、小型の電源が求められる各種携帯電子機器［眼鏡（３Ｄ眼鏡など）、補聴器、スタイラスペン、ウェアラブル端末なども含む］の電源として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  封口体
１ａ  第１表面
１ｂ  第２表面
２  クラッド材
２ａ  第１金属層
２ｂ  第２金属層
３  端子部
４  中央部
５  鍔部
Ｔc  中央部の厚み
Ｔb  鍔部の厚み
ｔc1  中央部における第１金属層の厚み
ｔc2  中央部における第２金属層の厚み
ｔb2  鍔部における第２金属層の厚み
１０  円筒形電池
１１  電池ケース
１２  巻回式電極群
１３  絶縁性ガスケット
１５  負極
１６  正極
１７  セパレータ
１８  絶縁リング
１９  絶縁層
５１  負極リード
６１  正極リード
５１ａ  溶接点
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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