(57)【要約】  二次電池は、正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、開放端部を有すると共に電池素子を収納する収納部材と、その開放端部を閉塞するように収納部材に取り付けられた安全弁機構とを備える。この安全弁機構は、開放端部を閉塞する閉塞部材と、電池素子と閉塞部材との間に配置され、巻回電極体および閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、閉塞部材に物理的に接続された接続部とその接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材とを含む。
2018230148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、二次電池。
【請求項２】
前記溝は、前記接続部を囲むように設けられた環状である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記溝は、リング状である、
請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記接続部材は、
前記電池素子に近い側に位置する第１面と、
前記閉塞部材に近い側に位置する第２面と
を有し、
前記溝は、前記第１面および前記第２面のうちの少なくとも一方に設けられている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記閉塞部材は、前記接続部材に向かって突出した突起部を有し、
前記安全弁機構は、さらに、前記閉塞部材と前記接続部材との間に配置され、前記突起部を通過させるための開口部を有する中間部材を含み、
前記接続部材は、前記接続部において前記突起部と物理的に接続されており、
前記溝は、前記接続部材のうちの前記開口部に対応する領域の内部に設けられている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記溝が設けられていない箇所における前記接続部材の第１厚さは、０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
前記溝が設けられている箇所における前記接続部材の第２厚さは、０．０２ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記溝が設けられていない箇所における前記接続部材の第１厚さに対する、前記溝が設けられている箇所における前記接続部材の第２厚さの比（第２厚さ／第１厚さ）は、０．２以上０．７以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
前記溝は、リング状であり、
前記溝の内径は、０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１０】
前記溝は、リング状であり、
下記の式（１）で表される重相関式により算出される前記安全弁機構の作動圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ2 以上２８ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である、
請求項１記載の二次電池。
Ｐ＝４０×Ｔ１＋６．７×Ｄ＋４００×Ｔ２−１２  ・・・（１）
（Ｐは、安全弁機構の作動圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。Ｔ１は、溝が設けられていない箇所における接続部材の第１厚さ（ｍｍ）である。Ｄは、溝の内径（ｍｍ）である。Ｔ２は、溝が設けられている箇所における接続部材の第２厚さ（ｍｍ）である。）
【請求項１１】
リチウムイオン二次電池である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１２】
二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備え、
前記二次電池は、
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、電池パック。
【請求項１３】
二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、電動車両。
【請求項１４】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、電力貯蔵システム。
【請求項１５】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備え、
前記二次電池は、
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、電動工具。
【請求項１６】
二次電池を電力供給源として備え、
前記二次電池は、
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、安全弁機構を備えた二次電池、ならびにその二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、小型かつ軽量であると共に高エネルギー密度を得ることが可能である二次電池の開発が進められている。【０００３】
二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。一例を挙げると、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、および電動ドリルなどの電動工具である。【０００４】
この二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えている。また、電解液の分解反応などに起因してガスが発生した際に、そのガスに起因する不具合の発生を抑制するために、二次電池は、必要に応じて外部にガスを放出可能である安全弁機構を備えている。【０００５】
安全弁機構の構成は、二次電池の安全性に大きな影響を及ぼすため、その安全弁機構の構成に関しては、さまざまな検討がなされている。【０００６】
具体的には、ガス放出機構を実現するために、リング材、安全弁、ディスクおよびサブディスクなどが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９３８６２号公報
【発明の概要】
【０００８】
電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。このため、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。よって、二次電池の安全性に関しては、未だ改善の余地がある。
【０００９】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、安全性を向上させることが可能な二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器を提供することにある。
【００１０】
本技術の一実施形態の二次電池は、正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、開放端部を有すると共に電池素子を収納する収納部材と、その開放端部を閉塞するように収納部材に取り付けられた安全弁機構とを備えたものである。この安全弁機構は、開放端部を閉塞する閉塞部材と、電池素子と閉塞部材との間に配置され、巻回電極体および閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、閉塞部材に物理的に接続された接続部とその接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材とを含む。また、本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の一実施形態の二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１１】
本技術の一実施形態の二次電池によれば、接続部材のうち、閉塞部材に物理的に接続された接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に溝が設けられているので、安全性を向上させることができる。また、本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれにおいても、同様の効果を得ることができる。
【００１２】
なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本技術の一実施形態の二次電池の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した安全弁機構の構成を拡大して表す断面図である。
【図３】図２に示した安全弁機構のうちの主要部の構成を表す斜視断面図である。
【図４】図３に示したサブディスクの構成を拡大して表す断面図である。
【図５】図３に示したサブディスクの構成を拡大して表す平面図である。
【図６】図１に示した巻回電極体の構成のうちの一部を拡大して表す断面図である。
【図７】二次電池（安全弁機構）の動作を説明するための断面図である。
【図８】安全弁機構の動作時におけるサブディスクの構成を表す断面図である。
【図９】安全弁機構の動作時におけるサブディスクの構成を表す平面図である。
【図１０】図７に続く二次電池（安全弁機構）の動作を説明するための断面図である。
【図１１】サブディスクの構成（開裂溝の形成位置）に関する変形例を表す断面図である。
【図１２】サブディスクの構成（開裂溝の形成位置）に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１３】サブディスクの構成（開裂溝の断面形状）に関する変形例を表す断面図である。
【図１４】サブディスクの構成（開裂溝の断面形状）に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１５】サブディスクの構成（開裂溝の形成範囲）に関する変形例を表す断面図である。
【図１６】二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。
【図１７】図１６に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図１８】二次電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。
【図１９】二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。
【図２０】二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。
【図２１】二次電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池（リチウムイオン二次電池）
１−１．全体構成
１−２．安全弁機構の構成
１−３．サブディスクの構成
１−４．巻回電極体の構成
１−５．動作
１−６．製造方法
１−７．作用および効果
２．二次電池（リチウム金属二次電池）
３．変形例
４．二次電池の用途
４−１．電池パック（単電池）
４−２．電池パック（組電池）
４−３．電動車両
４−４．電力貯蔵システム
４−５．電動工具
【００１５】
＜１．二次電池（リチウムイオン二次電池）＞
まず、本技術の一実施形態の二次電池に関して説明する。
【００１６】
ここで説明する二次電池は、例えば、電極反応物質としてリチウムを用いた二次電池であり、より具体的には、リチウムの吸蔵現象およびリチウムの放出現象を利用して電池容量（負極の容量）が得られるリチウムイオン二次電池である。この「電極反応物質」とは、電極反応（充放電反応）に関わる物質である。
【００１７】
＜１−１．全体構成＞
まず、二次電池の全体構成に関して説明する。
【００１８】
図１は、二次電池の断面構成を表している。この二次電池は、例えば、図１に示したように、電池缶１１の内部に、電池素子である巻回電極体２０を備えている。電池缶１１は、本技術の一実施形態の「収納部材」であると共に、巻回電極体２０は、本技術の一実施形態の「電池素子」である。
【００１９】
ここで説明する二次電池は、例えば、電池缶１１を用いた円筒型の二次電池である。円筒型の二次電池では、例えば、円柱状の電池缶１１の内部に、上記した巻回電極体２０と共に、一対の絶縁板１２，１３および熱感抵抗（ＰＴＣ）素子１５が収納されている。この電池缶１１には、安全弁機構３０が取り付けられていると共に、その電池缶１１は、例えば、電池蓋１４により密閉されている。
【００２０】
［電池缶］
電池缶１１は、例えば、一端部が閉鎖されると共に他端部（開放端部１１Ｎ）が開放された中空構造を有しており、例えば、鉄、アルミニウムおよびそれらの合金などの金属材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。電池缶１１の表面には、例えば、ニッケルなどの金属材料のうちのいずれか１種類または２種類以上が鍍金されていてもよい。電池缶１１の開放端部１１Ｎには、例えば、電池蓋１４、熱感抵抗素子１５および安全弁機構３０がガスケット１６を介してかしめられている。
【００２１】
［一対の絶縁板］
一対の絶縁板１２，１３は、例えば、巻回電極体２０の巻回周面に対して垂直な方向に延在していると共に、互いに巻回電極体２０を挟むように配置されている。
【００２２】
［電池蓋］
電池蓋１４は、主に、電池缶１１を封止する部材であり、例えば、電池缶１１の形成材料と同様の材料を含んでいる。
【００２３】
［熱感抵抗素子］
熱感抵抗素子１５は、温度の変化に応じて電気抵抗が大きく変化する抵抗体（サーミスタ）を含んでいる。熱感抵抗素子１５の電気抵抗は、大電流に起因した二次電池の異常な発熱などを防止するために、その二次電池の内部温度が所定の温度を越えると急激に増加する。
【００２４】
［安全弁機構］
安全弁機構３０は、開放端部１１Ｎを閉塞するように電池缶１１に取り付けられている。この安全弁機構３０は、例えば、電池蓋１４と巻回電極体２０との間に配置されており、熱感抵抗素子１５を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。これにより、電池缶１１の内部に巻回電極体２０と共に安全弁機構３０が収納された状態において、その電池缶１１は電池蓋１４により封止されている。なお、安全弁機構３０の詳細な構成に関しては、後述する（図２〜図５参照）。
【００２５】
［ガスケット］
ガスケット１６は、例えば、絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ガスケット１６の表面には、例えば、アスファルトなどのうちのいずれか１種類または２種類以上が塗布されていてもよい。
【００２６】
［巻回電極体］
巻回電極体２０は、例えば、正極２１と、負極２２と、セパレータ２３と、液状の電解質である電解液とを含んでいる。この巻回電極体２０は、例えば、セパレータ２３を介して正極２１および負極２２が積層されたのち、その正極２１、負極３３およびセパレータ２３が巻回されることにより形成されている。電解液は、例えば、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のそれぞれに含浸されている。なお、巻回電極体２０の詳細な構成に関しては、後述する（図６参照）。
【００２７】
巻回電極体２０の中心には、例えば、正極２１、負極２２およびセパレータ２３を巻回させる際に生じた空間（巻回空間２０Ｃ）が設けられており、その巻回空間２０Ｃには、例えば、センターピン２４が挿入されている。ただし、センターピン２４を省略してもよい。
【００２８】
［正極リード］
正極２１には、正極リード２５が接続されている。この正極リード２５は、正極２１と共に電池缶１１の内部に収納されており、例えば、アルミニウムなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、正極リード２５は、例えば、安全弁機構３０（後述するサブディスク３４）に物理的に接続されているため、電池蓋１４と電気的に接続されている。
【００２９】
［負極リード］
負極２２には、負極リード２６が接続されている。この負極リード２６は、負極２２と共に電池缶１１の内部に収納されており、例えば、ニッケルなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、負極リード２６は、例えば、電池缶１１に物理的に接続されているため、その電池缶１１と電気的に接続されている。
【００３０】
＜１−２．安全弁機構の構成＞
続いて、安全弁機構３０の構成に関して説明する。
【００３１】
図２は、図１に示した安全弁機構３０の断面構成を拡大していると共に、図３は、図２に示した安全弁機構３０のうちの主要部（セーフティーカバー３１、ディスクホルダ３２、ストリッパーディスク３３およびサブディスク３４）の斜視断面構成を表している。
【００３２】
ただし、図２では、安全弁機構３０と共に、その安全弁機構３０の周辺の構成要素（電池缶１１など）も併せて示している。
【００３３】
また、図３では、図２に示したＡ−Ａ線に沿ったセーフティーカバー３１、ディスクホルダ３２、ストリッパーディスク３３およびサブディスク３４のそれぞれの断面を示している。この場合には、セーフティーカバー２１、ディスクカバー３３、ストリッパーディスク３４およびサブディスク３５が互いに離間された状態を示している。
【００３４】
安全弁機構３０は、例えば、図２および図３に示したように、セーフティーカバー３１と、ディスクホルダ３２と、ストリッパーディスク３３と、サブディスク３４とを含んでいる。セーフティーカバー３１は、本技術の一実施形態の「閉塞部材」であり、ストリッパーディスク３３は、本技術の一実施形態の「中間部材」であり、サブディスク３４は、本技術の一実施形態の「接続部材」である。
【００３５】
セーフティーカバー３１、ディスクホルダ３２、ストリッパーディスク３３およびサブディスク３４は、例えば、巻回電極体２０から遠い側（電池蓋１４に近い側）からこの順に配置されている。
【００３６】
［セーフティーカバー］
セーフティーカバー３１は、主に、開放端部１１Ｎを閉塞すると共に、電池缶１１の内圧の上昇に応じて開口可能な部材である。電池缶１１の内圧は、例えば、電解液の分解反応などの副反応に起因して上昇する。すなわち、電解液の分解反応などの副反応が発生すると、電池缶１１の内部に二酸化炭素などのガスが発生するため、そのガスの発生量の増加に応じて電池缶１１の内圧が上昇する。
【００３７】
セーフティーカバー３１の平面形状は、特に限定されないが、例えば、円形、多角形および他の形状などである。円形は、例えば、真円（正円）、楕円および略円などである。略円は、例えば、真円が部分的または全体的に歪んだ形状の総称である。多角形は、例えば、三角形、四角形、五角形および六角形などである。他の形状は、例えば、曲線だけにより輪郭が形成されている円形以外の形状、２種類以上の多角形が合成された形状および１種類以上の円形と１種類以上の多角形とが合成された形状などである。ここで説明した「円形」、「多角形」および「他の形状」のそれぞれの定義は、以降においても同様である。ここでは、セーフティーカバー３１の平面形状は、例えば、円形である。
【００３８】
セーフティーカバー３１のうちの中央領域は、例えば、ディスクホルダ３２に向かって窪んでいる。このため、セーフティーカバー３１は、例えば、リング状の外周部３１Ｘと、その外周部３１Ｘにより囲まれた中央部３１Ｙとを含んでいる。中央部３１Ｙの平面形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、中央部３１Ｙの平面形状は、例えば、円形である。中央部３１Ｙの表面は、例えば、外周部３１Ｘの表面よりも低くなっているため、その中央部３１Ｙは、例えば、外周部３１Ｘよりもディスクホルダ３２に接近している。
【００３９】
中央部３１Ｙは、上記したように、電池缶１１の内圧の上昇に応じて開口可能である開口弁部３１Ｒを有している。電池缶１１の内圧が一定以上になるまで上昇すると、開口弁部３１Ｒが開裂または除去される。これにより、後述するように、セーフティーカバー３１に開口部３１Ｋが形成されるため（図１０参照）、そのセーフティーカバー３１が開口する。
【００４０】
中央部３１Ｙのうちの中央部分は、例えば、さらにディスクホルダ３２に向かって窪んでいる。このため、中央部３１Ｙには、例えば、ディスクホルダ３２に向かって突出した突起部３１Ｔが設けられている。言い換えれば、突起部３１Ｔは、サブディスク３４に向かって突出している。
【００４１】
このセーフティーカバー３１は、例えば、アルミニウムおよびアルミニウム合金などの金属材料うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００４２】
［ディスクホルダ］
ディスクホルダ３２は、主に、セーフティーカバー３１とストリッパーディスク３３との間に介在することにより、そのセーフティーカバー３１に対してストリッパーディスク３３を位置合わせする部材である。
【００４３】
ディスクホルダ３２の平面形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、ディスクホルダ３２の平面形状は、例えば、円形である。
【００４４】
ディスクホルダ３２のうちの中央領域は、例えば、ストリッパーディスク３３に向かって窪んでいる。このため、ディスクホルダ３２は、例えば、リング状の外周部３２Ｘと、その外周部３２Ｘにより囲まれた中央部３２Ｙとを含んでいる。中央部３２Ｙの平面形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、中央部３２Ｙの平面形状は、例えば、円形である。中央部３２Ｙの表面は、例えば、外周部３２Ｘの表面よりも低くなっているため、その中央部３２Ｙは、例えば、外周部３２Ｘよりもストリッパーディスク３３に接近している。
【００４５】
セーフティーカバー３１のうちの中央部３１Ｙは、例えば、ディスクホルダ３２に設けられた窪みに嵌め込まれる。これにより、セーフティーカバー３１がディスクホルダ３２に対して位置合わせされると共に、そのセーフティーカバー３１がディスクホルダ３２に対して固定される。
【００４６】
中央部３２Ｙのうち、セーフティーカバー３１のうちの中央部３１Ｙ（開口弁部３１Ｒ）に対応する箇所には、例えば、開口部３２Ｋが設けられている。開口部３２Ｋの開口形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、開口部３２Ｋの開口形状は、例えば、円形である。
【００４７】
このディスクホルダ３２は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの高分子材料うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００４８】
［ストリッパーディスク］
ストリッパーディスク３３は、主に、ディスクホルダ３２とサブディスク３４との間に介在することにより、電池缶１１の内部において発生したガスを放出する部材である。
【００４９】
ストリッパーディスク３３の平面形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、ストリッパーディスク３３の平面形状は、例えば、円形である。
【００５０】
ストリッパーディスク３３のうちの中央領域は、例えば、サブディスク３４に向かって窪んでいる。このため、ストリッパーディスク３３は、例えば、リング状の外周部３３Ｘと、その外周部３３Ｘにより囲まれた中央部３３Ｙとを含んでいる。中央部３３Ｙの平面形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、中央部３３Ｙの平面形状は、例えば、円形である。中央部３３Ｙの表面は、例えば、外周部３３Ｘの表面よりも低くなっているため、その中央部３３Ｙは、例えば、外周部３３Ｘよりもサブディスク３４に接近している。
【００５１】
ディスクホルダ３２のうちの中央部３２Ｙは、例えば、ストリッパーディスク３３に設けられた窪みに嵌め込まれる。これにより、ストリッパーディスク３３がディスクホルダ３２に対して位置合わせされると共に、そのストリッパーディスク３３がディスクホルダ３２に対して固定される。
【００５２】
中心部３３Ｙのうち、開口弁部３１Ｒに対向する領域には、例えば、複数の開口部３３Ｋが設けられている。この複数の開口部３３Ｋは、主に、電池缶１１の内部においてガスが発生した際に、その電池缶１１の外部にガスを放出するための通気口である。
【００５３】
外周部３３Ｘには、複数の開口部３３Ｋに向かって突出した複数の突起部３３Ｔが設けられており、その複数の突起部３３Ｔは、複数の開口部３３Ｋよりも外側に配置されている。この複数の突起部３３Ｔは、主に、ディスクホルダ３２に対してストリッパーディスク３３を固定させるために用いられる。この場合には、例えば、図２に示したように、ディスクホルダ３２の外側面に対して複数の突起部３３Ｔが押圧されることに起因して、そのディスクホルダ３２の内側面がセーフティーカバー３１に対して押圧される。これにより、ストリッパーディスク３３のうちの一部（複数の突起部３３Ｔ）とセーフティーカバー３１との間にディスクホルダ３２を介した嵌合力が発生するため、その嵌合力を利用してストリッパーディスク３３がディスクホルダ３２に対して固定される。
【００５４】
ここでは、例えば、外周部３３Ｘから中央部３３Ｙに至る範囲において、その外周部３３Ｘのうちの一部を残存させるようにストリッパーディスク３３が部分的に除去されている。これにより、ストリッパーディスク３３が部分的に除去された箇所に開口部３３Ｐが設けられていると共に、外周部３３Ｘの残存部分により突起部３３Ｔが形成されている。すなわち、複数の突起部３３Ｔに応じて、複数の開口部３３Ｐが設けられている。
【００５５】
開口部３３Ｋの数は、特に限定されないと共に、突起部３３Ｔの数も、特に限定されない。ここでは、開口部３３Ｋの数は、例えば、６個であると共に、突起部３３Ｔの数は、例えば、６個である。
【００５６】
なお、中央部３３Ｙには、例えば、突起部３１Ｔに対応する箇所に、その突起部３１Ｔを通過させるための開口部３３Ｃが設けられている。この突起部３１Ｔは、開口部３３Ｃを通過することにより、サブディスク３４に物理的に接続されている。開口部３３Ｃの開口形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、開口部３３Ｃの開口形状は、例えば、円形である。複数の開口部３３Ｋ、複数の突起部３３Ｔおよび複数の開口部３３Ｐのそれぞれは、例えば、開口部３３Ｃを中心とした同心円上の位置に配置されている。
【００５７】
このストリッパーディスク３３は、例えば、アルミニウムおよびアルミニウム合金などの金属材料うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、ストリッパーディスク３３の形成材料は、セーフティーカバー３１の形成材料と同じでもよいし、セーフティーカバー３１の形成材料と異なっていてもよい。
【００５８】
［サブディスク］
サブディスク３４は、主に、セーフティーカバー３１と巻回電極体２０（正極リード２５）との間に配置されることにより、その巻回電極体２０に対してセーフティーカバー３１（突起部３１Ｔ）を電気的に接続させる部材である。
【００５９】
サブディスク３４は、突起部３１Ｔと物理的に接続されているため、セーフティーカバー３１と電気的に接続されている。すなわち、サブディスク３４は、突起部３１Ｔに物理的に接続された接続部３４Ｃを有しており、その接続部３４Ｃにおいて突起部３１Ｔと接触している。
【００６０】
また、サブディスク３４は、正極リード２５と物理的に隣接されているため、巻回電極体２０と電気的に接続されている。
【００６１】
サブディスク３４の平面形状は、特に限定されないが、例えば、セーフティーカバー３１の平面形状と同様である。ここでは、サブディスク３４の平面形状は、例えば、円形である。
【００６２】
このサブディスク３４は、例えば、アルミニウムおよびアルミニウム合金などの金属材料うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、サブディスク３４の形成材料は、セーフティーカバー３１の形成材料と同じでもよいし、セーフティーカバー３１の形成材料と異なってもよい。
【００６３】
なお、サブディスク３４の詳細な構成に関しては、後述する（図４および図５参照）。
【００６４】
＜１−３．サブディスクの構成＞
続いて、サブディスク３４の構成に関して説明する。
【００６５】
図４および図５のそれぞれは、図３に示したサブディスク３４の構成を拡大している。ただし、図４では断面構成を示していると共に、図５では平面構成を示している。
【００６６】
［全体構成］
サブディスク３４は、例えば、図４および図５に示したように、巻回電極体２０に近い側に位置する第１面である下面３４Ａと、セーフティーカバー３１に近い側に位置する第２面である上面３４Ｂとを有している。
【００６７】
ここでは、突起部３１Ｔは、例えば、図２、図４および図５に示したように、サブディスク３４の上面３４Ｂに物理的に接続されている。これにより、サブディスク３４は、セーフティーカバー３１と電気的に接続されている。突起部３１Ｔの接続方法は、特に限定されないが、例えば、溶接法、より具体的には超音波溶接法などである。
【００６８】
また、正極リード２５は、例えば、図２、図４および図５に示したように、サブディスク３４の下面３４Ａに物理的に接続されている。これにより、サブディスク３４は、巻回電極体２０と電気的に接続されている。正極リード２５の接続方法は、例えば、突起部３１Ｔの接続方法と同様である。
【００６９】
［開裂溝］
サブディスク３４のうち、接続部３４Ｃの周辺領域のうちの一部または全部には、電池缶１１の内圧の上昇に応じてサブディスク３４を開裂させるための溝である開裂溝３４Ｍが設けられている。この接続部３４Ｃの「周辺領域」とは、その接続部３４Ｃの周囲の領域である。開裂溝３４Ｍの幅Ｗおよび深さＳのそれぞれは、任意に設定可能である。図５では、開裂溝３４Ｍを識別しやすくするために、開裂溝３４Ｍの形成領域に濃い網掛けを施していると共に、それ以外の領域に淡い網掛けを施している。図２および図３のそれぞれでは、図示内容を簡略化するために、開裂溝３４Ｍの図示を省略している。
【００７０】
サブディスク３４に開裂溝３４Ｍが設けられているのは、電池缶１１の内圧が上昇した際に、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂するため、そのサブディスク３４が開口するからである。これにより、電池缶１１の内圧が上昇すると、サブディスク３４に対する突起部３１Ｔの接続強度に依存せずに、そのサブディスク３４が容易かつ安定に開口しやすくなる。よって、電池缶１１の内圧の上昇に応じて安全弁機構３０が再現性よく作動しやすくなるため、その安全弁機構３０の動作安定性が向上する。
【００７１】
開裂溝３４Ｍがサブディスク３４に設けられていることにより、そのサブディスク３４は、例えば、開裂溝３４Ｍよりも外側に位置する外周部３４Ｘと、その開裂溝３４Ｍよりも内側に位置する中央部３４Ｙとを含んでいる。
【００７２】
開裂溝３４Ｍの構成は、電池缶１１の内圧の上昇に応じてサブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂可能な構成であれば、特に限定されない。
【００７３】
第１に、開裂溝３４Ｍの形成位置は、特に限定されない。このため、開裂溝３４Ｍは、下面３４Ａに設けられていてもよいし、上面３４Ｂに設けられていてもよいし、下面３４Ａおよび上面３４Ｂの双方に設けられていてもよい。電池缶１１の内圧が上昇した際に、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂しやすくなるからである。ここでは、開裂溝３４Ｍは、例えば、下面３４Ａに設けられている。
【００７４】
第２に、開裂溝３４Ｍの断面形状は、特に限定されない。このため、開裂溝３４Ｍの断面形状は、矩形でもよいし、多角形（矩形を除く。）でもよいし、湾曲形状でもよいし、それ以外の形状でもよい。
【００７５】
ここで説明する「断面形状」とは、図４に示したように、Ｙ軸方向から見た開裂溝３４Ｍの断面形状である。なお、「湾曲形状」とは、輪郭の一部が曲線により形成された形状および輪郭が曲線だけにより形成された形状などの総称である。「それ以外の形状」とは、例えば、矩形、多角形および湾曲形状などのうちの任意の形状のうちの２種類以上が合成された形状などである。ここでは、開裂溝３４Ｍの断面形状は、例えば、深さ方向に延在する矩形（長方形）である。
【００７６】
第３に、開裂溝３４Ｍの形成範囲は、特に限定されない。このため、開裂溝３４Ｍの形成範囲は、接続部３４Ｃの周辺領域のうちの一部だけでもよいし、その接続部３４Ｃの周辺領域のうちの全部でもよい。接続部３４Ｃの周辺領域のうちの一部だけに開裂溝３４Ｍが設けられている場合には、後述するように、その周辺領域に複数の開裂溝３４Ｍが設けられていてもよい（図１５参照）。
【００７７】
ここでは、開裂溝３４Ｍは、例えば、接続部３４Ｃの周辺領域のうちの全部に設けられているため、その接続部３４Ｃを囲んでいる。すなわち、開裂溝３４Ｍは、例えば、接続部３４Ｃを囲むように設けられた環状である。サブディスク３４が開裂溝３４Ｍに沿って開裂することにより中央部３４Ｙが除去されるため、そのサブディスク３４が容易かつ安定に開口しやすくなるからである。なお、「環状」とは、いわゆる輪状を意味しているため、必ずしも開裂溝３４Ｍにより描かれる形状が円形を意味しているわけではない。このため、環状である開裂溝３４Ｍにより描かれる形状は、任意に設定可能である。
【００７８】
第４に、開裂溝３４Ｍにより描かれる形状は、特に限定されない。このため、開裂溝３４Ｍにより描かれる形状は、円形でもよいし、多角形でもよいし、それ以外の形状でもよい。
【００７９】
円形には、例えば、楕円形が含まれると共に、曲線だけにより輪郭が形成されていることに起因して角部を有していない全ての形状が含まれる。多角形は、例えば、三角形、四角形、五角形および六角形などである。なお、「それ以外の形状」とは、例えば、円形および多角形などのうちの任意の２種類以上が合成された形状などである。ここでは、開裂溝３４Ｍにより描かれる形状は、例えば、円形であるため、その開裂溝３４Ｍは、例えば、いわゆるリング状である。
【００８０】
第５に、開裂溝３４Ｍの形成範囲は、特に限定されない。ここでは、開裂溝３４Ｍは、例えば、ストリッパーディスク３３に設けられている開口部３３Ｃに対応する領域の内部に設けられている。後述するように、安全弁機構３０の作動時において、電池缶１１の内圧の上昇に応じてサブディスク３４が開口した際に、そのサブディスク３４のうちの一部（中央部３４Ｙ）が突起部３１Ｔに接続された状態のままで持ち上げられやすくなるからである。これにより、セーフティーカバー３１とサブディスク３４とが物理的に分離されやすくなるため、正極端子として機能する電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されやすくなる。
【００８１】
図５では、ストリッパーディスク３３に設けられている開口部３３Ｃに対応する領域を分かりやすくするために、その開口部３３Ｃの輪郭を破線で示している。すなわち、開口部３３Ｃに対応する領域は、破線により囲まれた領域である。
【００８２】
［サブディスクの寸法］
サブディスク３４の寸法に関する詳細は、以下の通りである。
【００８３】
第１に、開裂溝３４Ｍが設けられていない箇所におけるサブディスク３４の第１厚さである厚さＴ１は、特に限定されないが、中でも、０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍであることが好ましい。溶接法などを用いてセーフティーカバー３１のうちの突起部３１Ｔをサブディスク３４に接続させるためには、そのサブディスク３４の厚さとして０．０５ｍｍ以上の厚さが必要だからである。また、後述する安全弁機構３０の作動圧が適正化されるため、その安全弁機構３０の動作安定性がより向上するからである。
【００８４】
第２に、開裂溝３４Ｍが設けられている箇所におけるサブディスク３４の第２厚さである厚さＴ２は、特に限定されないが、中でも、０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍであることが好ましい。安全弁機構３０の作動圧が適正化されるため、その安全弁機構３０の動作安定性がより向上するからである。なお、厚さＴ１，Ｔ２および深さＳに関しては、Ｔ２＝Ｔ１−Ｓという関係が成立している。
【００８５】
第３に、厚さＴ１に対する厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は、特に限定されないが、中でも、０．２〜０．７であることが好ましい。安全弁機構３０の作動圧が適正化されるため、その安全弁機構３０の動作安定性がより向上するからである。
【００８６】
第４に、開裂溝３４Ｍがリング状である場合、その開裂溝３４Ｍの内径Ｄは、特に限定されないが、中でも、０．６ｍｍ〜１．８ｍｍであることがこのましい。安全弁機構３０の作動圧が適正化されるため、その安全弁機構３０の動作安定性がより向上するからである。この内径Ｄは、言い換えれば、中央部３４Ｙの外径である。
【００８７】
第５に、開裂溝３４Ｍの幅Ｗは、特に限定されないが、例えば、０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍである。電池缶１１の内圧の上昇に応じて、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂しやすくなるからである。
【００８８】
［安全弁機構の作動条件］
上記したサブディスク３４を用いた安全弁機構３０の作動条件は、適正化されていることが好ましい。
【００８９】
ここで、安全弁起稿３０の作動条件として上記した作動圧（電流遮断作動圧：ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に着目する。この「電流遮断作動圧」とは、セーフティーカバー３１とサブディスク３４とが物理的に分離されることにより、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断される際の圧力（電池缶１１の内圧）である。この電流遮断作動圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 であることが好ましい。二次電池の高温保存時および過充電時などにおいて安全弁機構３０が適正に作動しやすくなるため、その安全弁機構３０の動作安定性が担保されるからである。
【００９０】
ここで、サブディスク３４の寸法（厚さＴ１，Ｔ２および内径Ｄ）と安全弁機構３０の作動圧との関係を調べると、下記の式（１）で表される重相関式が導き出される。よって、式（１）に示した重相関式により算出される安全弁機構３０の作動圧Ｐ、すなわち電流遮断作動圧は、上記したように、８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 であることが好ましい。言い換えれば、電流遮断作動圧が適正な範囲内（＝８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 ）となるように、厚さＴ１，Ｔ２および内径Ｄのそれぞれが設定されることが好ましい。
【００９１】
Ｐ＝４０×Ｔ１＋６．７×Ｄ＋４００×Ｔ２−１２  ・・・（１）
（Ｐは、安全弁機構３０の作動圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。Ｔ１は、開裂溝３４Ｍが設けられていない箇所におけるサブディスク３４の厚さ（ｍｍ）である。Ｄは、リング状である開裂溝３４Ｍの内径（ｍｍ）である。Ｔ２は、開裂溝３４Ｍが設けられている箇所におけるサブディスク３４の厚さ（ｍｍ）である。）
【００９２】
＜１−４．巻回電極体の構成＞
続いて、巻回電極体２０の構成に関して説明する。
【００９３】
図６は、図１に示した巻回電極体２０の断面構成のうちの一部を拡大している。この巻回電極体２０は、上記したように、正極２１、負極２２、セパレータ２３および電解液を含んでいる。
【００９４】
［正極］
正極２１は、例えば、図６に示したように、正極集電体２１Ａと、その正極集電体２１Ａの両面に設けられた２つの正極活物質層２１Ｂとを含んでいる。ただし、正極集電体２１Ａの片面だけに正極活物質層２１Ｂが設けられていてもよい。
【００９５】
（正極集電体）
正極集電体２１Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この正極集電体２１Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【００９６】
（正極活物質層）
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能である正極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層２１Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００９７】
正極材料は、リチウム含有化合物であることが好ましい。リチウム含有化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物などである。高いエネルギー密度が得られるからである。
【００９８】
リチウム含有複合酸化物は、リチウムと１種類または２種類以上の他元素（リチウム以外の元素）とを構成元素として含む酸化物の総称であり、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれかの結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、リチウムと１種類または２種類以上の他元素とを構成元素として含むリン酸化合物の総称であり、例えば、オリビン型などの結晶構造を有している。
【００９９】
他元素の種類は、任意の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）などである。高い電圧が得られるからである。
【０１００】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（１）〜式（３）のそれぞれで表される化合物である。
【０１０１】
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１１c Ｏ(2-d) Ｆe   ・・・（１）
（Ｍ１１は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｅは、０．８≦ａ≦１．２、０＜ｂ＜０.５、０≦ｃ≦０.５、（ｂ＋ｃ）＜１、−０．１≦ｄ≦０．２および０≦ｅ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１０２】
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ１２b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２）
（Ｍ１２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０．００５≦ｂ≦０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１０３】
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ１３b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（３）
（Ｍ１３は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０≦ｂ＜０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１０４】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2 、Ｌｉ1.2 Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175 Ｎｉ0.1 Ｏ2 およびＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2 などである。
【０１０５】
なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１０６】
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（４）で表される化合物である。
【０１０７】
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ１４b Ｏc Ｆd   ・・・（４）
（Ｍ１４は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．９≦ａ≦１．１、０≦ｂ≦０．６、３．７≦ｃ≦４．１および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１０８】
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 などである。
【０１０９】
オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、下記の式（５）で表される化合物である。
【０１１０】
Ｌｉa Ｍ１５ＰＯ4   ・・・（５）
（Ｍ１５は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）のうちの少なくとも１種である。ａは、０．９≦ａ≦１．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１１１】
オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4 、ＬｉＭｎＰＯ4 、ＬｉＦｅ0.5 Ｍｎ0.5 ＰＯ4 およびＬｉＦｅ0.3 Ｍｎ0.7 ＰＯ4 などである。
【０１１２】
なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（６）で表される化合物でもよい。
【０１１３】
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x   ・・・（６）
（ｘは、０≦ｘ≦１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ｘは完全放電状態の値である。）
【０１１４】
この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記以外の他の材料でもよい。
【０１１５】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびポリイミドなどである。
【０１１６】
正極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
【０１１７】
［負極］
負極２２は、例えば、図６に示したように、負極集電体２２Ａと、その負極集電体２２Ａの両面に設けられた２つの負極活物質層２２Ｂとを含んでいる。ただし、負極集電体２２Ａの片面だけに負極活物質層２２Ｂが設けられていてもよい。
【０１１８】
（負極集電体）
負極集電体２２Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この負極集電体２２Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【０１１９】
負極集電体２２Ａの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果を利用して、負極集電体２２Ａに対する負極活物質層２２Ｂの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層２２Ｂと対向する領域において、負極集電体２２Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体２２Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体２２Ａの表面に凹凸が設けられる。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
【０１２０】
（負極活物質層）
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層２２Ｂは、さらに、負極結着剤および負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１２１】
充電途中において意図せずにリチウム金属が負極２２の表面に析出することを抑制するために、負極材料の充電可能な容量は、正極２１の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料の電気化学当量は、正極２１の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
【０１２２】
負極材料は、例えば、炭素材料である。リチウムの吸蔵時およびリチウムの放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が安定して得られるからである。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極活物質層２２Ｂの導電性が向上するからである。
【０１２３】
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、難黒鉛化性炭素における（００２）面の面間隔は、０．３７ｎｍ以上であることが好ましいと共に、黒鉛における（００２）面の面間隔は、０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料は、例えば、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類は、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどを含む。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）された物質である。この他、炭素材料は、約１０００℃以下の温度で熱処理された低結晶性炭素でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。
【０１２４】
また、負極材料は、例えば、金属系材料である。この「金属系材料」とは、金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料の総称である。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１２５】
金属系材料は、単体でもよいし、合金でもよいし、化合物でもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。ただし、合金には、２種類以上の金属元素からなる材料に加えて、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。この金属系材料の組織は、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物およびそれらの２種類以上の共存物などである。
【０１２６】
上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、金属元素および半金属元素は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）などである。
【０１２７】
中でも、ケイ素およびスズが好ましい。リチウムを吸蔵および放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１２８】
ケイ素を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体でもよいし、ケイ素の合金でもよいし、ケイ素の化合物でもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。
【０１２９】
また、スズを構成元素として含む材料は、スズの単体でもよいし、スズの合金でもよいし、スズの化合物でもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。
【０１３０】
ここで説明する「単体」とは、あくまで一般的な意味合いでの単体であるため、その単体は、微量の不純物を含んでいてもよい。すなわち、単体の純度は、必ずしも１００％をに限られない。
【０１３１】
ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１３２】
ケイ素の合金の具体例およびケイ素の化合物の具体例は、ＳｉＢ4 、ＳｉＢ6 、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ｎｉ2 Ｓｉ、ＴｉＳｉ2 、ＭｏＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 、ＣａＳｉ2 、ＣｒＳｉ2 、Ｃｕ5 Ｓｉ、ＦｅＳｉ2 、ＭｎＳｉ2 、ＮｂＳｉ2 、ＴａＳｉ2 、ＶＳｉ2 、ＷＳｉ2 、ＺｎＳｉ2 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ、ＳｉＯv （０＜ｖ≦２）、およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【０１３３】
スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１３４】
スズの合金の具体例およびスズの化合物の具体例は、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ2 Ｓｎなどである。
【０１３５】
特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（スズ含有材料）であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。第３構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上である。高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。
【０１３６】
中でも、スズ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（スズコバルト炭素含有材料）であることが好ましい。このスズコバルト炭素含有材料では、例えば、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％〜７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１３７】
スズコバルト炭素含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応可能な反応相であるため、その反応相の存在に起因して優れた特性が得られる。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合において、１°以上であることが好ましい。リチウムが円滑に吸蔵および放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、スズコバルト炭素含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部が含まれている相を有する場合もある。
【０１３８】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応する回折ピークであるか否かを容易に判断するためには、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すればよい。例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応する回折ピークである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質である反応相の回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の範囲に検出される。この反応相は、例えば、上記した各構成元素を含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化または非晶質化していると考えられる。
【０１３９】
スズコバルト炭素含有材料では、構成元素である炭素のうちの少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。スズの凝集およびスズの結晶化などが抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ−Ｋα線またはＭｇ−Ｋα線などが用いられる。炭素のうちの一部または全部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に検出される。ただし、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されていることとする。この場合には、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素のＣ１ｓのピークが検出される位置を２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ状態で得られる。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いてピークを解析することにより、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
【０１４０】
このスズコバルト炭素含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このスズコバルト炭素含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
【０１４１】
スズコバルト炭素含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料（スズコバルト鉄炭素含有材料）も好ましい。このスズコバルト鉄炭素含有材料の組成は、任意である。一例を挙げると、鉄の含有量を少なめに設定する場合は、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％〜５．９質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％〜７０質量％である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が１１．９質量％〜２９．７質量％、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％〜４８．５質量％、コバルトおよび鉄の含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））が９．９質量％〜７９．５質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。なお、スズコバルト鉄炭素含有材料の物性（半値幅など）は、例えば、上記したスズコバルト炭素含有材料の物性と同様である。
【０１４２】
この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。
【０１４３】
中でも、負極材料は、以下で説明する理由により、炭素材料および金属系材料の双方を含むことが好ましい。
【０１４４】
金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張収縮しやすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料および金属系材料の双方を用いることにより、高い理論容量（言い換えれば電池容量）を得つつ、充放電時において負極材料の膨張収縮が抑制される。
【０１４５】
なお、負極活物質層２２Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上の方法を用いて形成されている。塗布法は、例えば、粒子（粉末）状の負極活物質を負極結着剤などと混合したのち、その混合物を有機溶剤などに溶解または分散させてから負極集電体２２Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法は、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体２２Ａに噴き付ける方法である。焼成法は、例えば、塗布法を用いて、有機溶剤などに溶解または分散された混合物を負極集電体２２Ａに塗布したのち、負極結着剤などの融点よりも高い温度で混合物を熱処理する方法である。この焼成法は、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法およびホットプレス焼成法などである。
【０１４６】
この二次電池では、上記したように、充電途中において負極２２の表面にリチウム金属が意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上であると、その完全充電時の開回路電圧が４．２０Ｖである場合と比較して、同じ正極活物質を用いても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるため、そのことを考慮した上で正極活物質の量および負極活物質の量は調整されていることが好ましい。これにより、高いエネルギー密度が得られる。
【０１４７】
［セパレータ］
セパレータ２３は、例えば、図６に示したように、正極２１と負極２２との間に介在している。これにより、セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離すると共に、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。
【０１４８】
このセパレータ２３は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上であり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
【０１４９】
特に、セパレータ２３は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極２１に対するセパレータ２３の密着性が向上すると共に、負極２２に対するセパレータ２３の密着性が向上するため、巻回電極体２０の歪みが抑制されるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても、抵抗が上昇しにくくなると共に、電池膨れが抑制される。
【０１５０】
高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などに高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。または、例えば、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。なお、高分子化合物層は、例えば、無機粒子などの絶縁性粒子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。無機粒子の種類は、例えば、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムなどである。
【０１５１】
［電解液］
セパレータ２３には、上記したように、電解液が含浸されている。ただし、電解液は、例えば、上記したように、正極２１に含浸されていてもよいし、負極２２に含浸されていてもよい。
【０１５２】
電解液は、溶媒および電解質塩を含んでいる。ただし、電解液は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１５３】
（溶媒）
溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
【０１５４】
非水溶媒は、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルおよびニトリル（モノニトリル）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
【０１５５】
環状炭酸エステルは、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレンなどである。鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンは、例えば、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。鎖状カルボン酸エステルは、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルおよびトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリルは、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよび３−メトキシプロピオニトリルなどである。
【０１５６】
この他、非水溶媒は、例えば、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
【０１５７】
中でも、非水溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含むことが好ましい。高い電池容量、優れたサイクル特性および優れた保存特性などが得られるからである。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば、比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
【０１５８】
また、非水溶媒は、例えば、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、ジシアノ化合物（ジニトリル化合物）、ジイソシアネート化合物、リン酸エステルおよび炭素間三重結合を有する鎖状化合物などである。電解液の化学的安定性が向上するからである。
【０１５９】
「不飽和環状炭酸エステル」とは、１個または２個以上の不飽和結合（炭素間二重結合または炭素間三重結合）を有する環状炭酸エステルである。この不飽和環状炭酸エステルは、例えば、炭酸ビニレン、炭酸ビニルエチレンおよび炭酸メチレンエチレンなどである。非水溶媒中における不飽和環状炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１６０】
「ハロゲン化炭酸エステル」とは、１個または２個以上のハロゲン元素を構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルである。ハロゲン化炭酸エステルが２個以上のハロゲンを構成元素として含む場合、その２個以上のハロゲンの種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。環状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。鎖状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）および炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。非水溶媒中におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜５０重量％である。
【０１６１】
スルホン酸エステルは、例えば、モノスルホン酸エステルおよびジスルホン酸エステルなどである。非水溶媒中におけるスルホン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１６２】
モノスルホン酸エステルは、環状モノスルホン酸エステルでもよいし、鎖状モノスルホン酸エステルでもよい。環状モノスルホン酸エステルは、例えば、１，３−プロパンスルトンおよび１，３−プロペンスルトンなどのスルトンである。鎖状モノスルホン酸エステルは、例えば、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルでもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルでもよい。
【０１６３】
酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などである。カルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物は、例えば、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。非水溶媒中における酸無水物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１６４】
ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ−Ｒ１−ＣＮ（Ｒ１は、アルキレン基およびアリーレン基のうちのいずれかである。）で表される化合物である。このジニトリル化合物は、例えば、スクシノニトリル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ−Ｃ3 Ｈ6 −ＣＮ）、アジポニトリル（ＮＣ−Ｃ4 Ｈ8 −ＣＮ）およびフタロニトリル（ＮＣ−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＮ）などである。非水溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１６５】
ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｒ２−ＮＣＯ（Ｒ２は、アルキレン基およびアリーレン基のうちのいずれかである。）で表される化合物である。このジイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＯＣＮ−Ｃ6 Ｈ12−ＮＣＯ）などである。非水溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１６６】
リン酸エステルは、例えば、リン酸トリメチルおよびリン酸トリエチルなどである。非水溶媒中におけるリン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１６７】
炭素間三重結合を有する鎖状化合物は、１個または２個以上の炭素間三重結合（−Ｃ≡Ｃ−）を有する鎖状の化合物である。この炭素間三重結合を有する鎖状化合物は、例えば、炭酸プロパルギルメチル（ＣＨ≡Ｃ−ＣＨ2 −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ3 ）およびメチルスルホン酸プロパルギル（ＣＨ≡Ｃ−ＣＨ2 −Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −ＣＨ3 ）などである。非水溶媒中における炭素間三重結合を有する鎖状化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１６８】
（電解質塩）
電解質塩は、例えば、リチウム塩などの塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。このリチウム以外の塩は、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。
【０１６９】
リチウム塩は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 ）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4 ）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2 ＳｉＦ6 ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
【０１７０】
中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムのうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。内部抵抗が低下するからである。
【０１７１】
電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、溶媒に対して０．３ｍｏｌ／ｋｇ〜３．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。
【０１７２】
＜１−５．動作＞
続いて、二次電池の動作に関して説明する。
【０１７３】
図７〜図１０のそれぞれは、二次電池の動作を説明するために、その動作時における二次電池の構成を表している。図７および図１０のそれぞれは、図２に対応する断面構成を示している。図８は、図４に対応する断面構成を示している。図９は、図５に対応する平面構成を示している。
【０１７４】
以下では、二次電池の充放電動作に関して説明したのち、その二次電池（安全弁機構３０）の安全動作に関して説明する。
【０１７５】
［充放電動作］
充電時には、例えば、正極２１からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、放電時には、例えば、負極２２からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１７６】
［安全動作］
二次電池の使用時および保存時などにおいて、電池缶１１の内圧が上昇すると、その二次電池の破裂および破損などを防止するために、安全弁機構３０が作動する。
【０１７７】
具体的には、正常時、すなわち電池缶１１の内圧が低い場合には、図２〜図５に示したように、セーフティーカバー３１（開口弁部３１Ｒ）が未だ開口していないため、複数の開口部３３Ｋを利用したガスの放出経路が開口弁部３１Ｒにより閉塞されている。
【０１７８】
これに対して、電池缶１１の内部において電解液の分解反応などの副反応に起因してガスが発生すると、そのガスが電池缶１１の内部に蓄積されるため、その電池缶１１の内圧が上昇する。
【０１７９】
この場合には、電池缶１１の内圧が一定以上になると、例えば、図７〜図９に示したように、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂することにより、中央部３４Ｙが外周部３４Ｘから分離される。すなわち、サブディスク３４に開口部３４Ｋが形成されるため、そのサブディスク３４が開口する。ただし、サブディスク３４が開口すれば、中央部３４Ｙが外周部３４Ｘから分離されずに、その中央部３４Ｙが外周部３４Ｘと部分的に接続されていてもよい。これにより、電池缶１１の内圧を利用して、中央部３４Ｙに突起部３１Ｔが接続された状態のままでセーフティーカバー３１が部分的に持ち上げられるため、そのセーフティーカバー３１とサブディスク３４（外周部３４Ｘ）とが物理的に分離される。よって、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されるため、その巻回電極体２０から電池蓋１４に流れる電流の経路が遮断される。
【０１８０】
こののち、さらに電池缶１１の内圧が上昇すると、図１０に示したように、セーフティーカバー３１（開口弁部３１Ｒ）が開裂する。これにより、セーフティーカバー３１に開口部３１Ｋが形成されるため、そのセーフティーカバー３１が開口する。よって、複数の開口部３３Ｋを利用したガスの放出経路が開放されるため、その複数の開口部３３Ｋを経由してガスが放出される。
【０１８１】
＜１−６．製造方法＞
続いて、二次電池の製造方法に関して説明する。この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１８２】
正極２１を作製する場合には、最初に、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤などとを混合することにより、正極合剤を得る。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーを得る。最後に、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層２１Ｂを形成する。こののち、必要に応じて、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型してもよい。この場合には、正極活物質層２１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
【０１８３】
負極２２を作製する場合には、上記した正極２１の作製手順と同様の手順により、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂを形成する。具体的には、負極活物質と、負正極結着剤および負極導電剤などとを混合することにより、負極合剤を得たのち、有機溶剤などに負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーを得る。続いて、負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層２２Ｂを形成する。こののち、必要に応じて、ロールプレス機などを用いて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型する。
【０１８４】
二次電池を組み立てる場合には、溶接法などを用いて正極集電体２１Ａに正極リード２５を接続させると共に、溶接法などを用いて負極集電体２２Ａに負極リード２６を接続させる。続いて、セパレータ２３を介して正極２１および負極２２を積層させたのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３を巻回させることにより、巻回電極体２０を形成する。続いて、巻回電極体２０の巻回空間２０Ｃにセンターピン２４を挿入する。
【０１８５】
続いて、一対の絶縁板１２，１３で巻回電極体２０を挟みながら、その一対の絶縁板１２，１３と共に巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて正極リード２５の一端部を安全弁機構３０（サブディスク３４）に接続させると共に、溶接法などを用いて負極リード２６の一端部を電池缶１１に接続させる。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させる。最後に、ガスケット１７を介して電池缶１１の開放端部１１Ｎに電池蓋１４、熱感抵抗素子１５および安全弁機構３０をかしめる。これにより、安全弁機構３０を備えた二次電池が完成する。
【０１８６】
＜１−７．作用および効果＞
この二次電池（リチウムイオン二次電池）によれば、安全弁機構３０は、セーフティーカバー３１と、セーフティーカバー３１および巻回電極体２０のそれぞれに電気的に接続されたサブディスク３４とを含んでいる。サブディスク３４のうち、セーフティーカバー３１に物理的に接続された接続部３４Ｃの周辺領域には、開裂溝３４Ｍが設けられている。よって、以下で説明する理由により、安全性を向上させることができる。
【０１８７】
サブディスク３４に開裂溝３４Ｍが設けられていない場合には、電池缶１１の内圧が上昇した際に電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されるかどうかは、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度に依存する。この「接続強度」とは、例えば、サブディスク３４に対してセーフティーカバー３１が溶接されている場合には、溶接強度である。
【０１８８】
具体的には、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度が低い場合には、電池缶１１の内圧が上昇すると、セーフティーカバー３１がサブディスク３４から物理的に分離されやすくなるため、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されやすくなる。一方、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度が高い場合には、電池缶１１の内圧が上昇しても、セーフティーカバー３１がサブディスク３４から物理的に分離されにくくなるため、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されにくくなる。
【０１８９】
この場合には、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度のばらつきに起因して、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するために必要な圧力（電位缶１１の内圧）がばらつくため、安全弁機構３０が再現性よく作動しにくくなる。よって、安全弁機構３０の動作安定性が低下するため、安全性を向上させることが困難である。
【０１９０】
これに対して、サブディスク３４に開裂溝３４Ｍが設けられている場合には、電池缶１１の内圧が上昇した際に電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されるかどうかは、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度に依存せずに、その開裂溝３４Ｍを利用したサブディスク３４の開裂しやすさに依存する。
【０１９１】
この場合には、電池缶１１の内圧が上昇すると、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度に関係なく、そのサブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂しやすくなる。これにより、電池缶１１の内圧が一定の値になると、サブディスク３４が容易かつ安定に開口しやすくなるため、安全弁機構３０が再現性よく作動しやすくなる。よって、安全弁機構３０の動作安定性が向上するため、安全性を向上させることができる。
【０１９２】
特に、開裂溝３４Ｍが接続部３４Ｃを囲むように設けられた環状であり、より具体的には開裂溝３４Ｍがリング状であれば、サブディスク３４が容易かつ安定に開裂しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１９３】
また、開裂溝３４Ｍがサブディスク３４の下面３４Ａに設けられていれば、電池缶１１の内圧が上昇した際にサブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１９４】
また、セーフティーカバー３１が接続部３４Ｃにおいてサブディスク３４に物理的に接続される突起部３１Ｔを有している場合において、安全弁機構が突起部３１Ｔを通過させるための開口部３３Ｋを有するストリッパーディスク３３を含んでおり、サブディスク３４のうちの開口部３３Ｋに対応する領域の内部に開裂溝３４Ｍが設けられていれば、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１９５】
また、サブディスク３４の厚さＴ１が０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍであり、サブディスク３４の厚さＴ２が０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍであり、比Ｔ２／Ｔ１が０．２〜０．７であり、またはリング状である開裂溝３４Ｍの内径Ｄが０．６ｍｍ〜１．８ｍｍであれば、安全弁機構３０の作動圧が適正化される。よって、安全弁機構３０の動作安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。
【０１９６】
また、式（１）に示した重相関式により算出される安全弁機構３０の作動圧（電流遮断作動圧）Ｐが８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 であれば、二次電池の高温保存時および過充電時などにおいて安全弁機構３０が適正に作動しやすくなる。よって、安全弁機構３０の動作安定性が担保されるため、より高い効果を得ることができる。
【０１９７】
＜２．二次電池（リチウム金属二次電池）＞
次に、本技術の一実施形態の他の二次電池に関して説明する。以下の説明では、随時、既に説明したリチウムイオン二次電池の構成要素を引用する。
【０１９８】
ここで説明する二次電池は、リチウム金属の析出現象およびリチウム金属の溶解現象を利用して電池容量（負極の容量）が得られる円筒型のリチウム金属二次電池である。
【０１９９】
この二次電池は、負極活物質層２２Ｂがリチウム金属により形成されていることを除いて、上記したリチウムイオン二次電池と同様の構成を有していると共に、そのリチウムイオン二次電池と同様に動作する。また、二次電池は、リチウム金属を用いて負極活物質層２２Ｂを形成することを除いて、リチウムイオン二次電池と同様の製造手順により製造される。
【０２００】
この二次電池では、負極活物質としてリチウム金属が用いられているため、高いエネルギー密度が得られる。負極活物質層２２Ｂは、例えば、二次電池の組み立て時から既に存在していてもよい。または、負極活物質層２２Ｂは、例えば、二次電池の組み立て時には未だ存在しておらず、充電時において析出したリチウム金属により形成されてもよい。この場合には、例えば、リチウム金属により形成された負極活物質層２２Ｂを集電体として利用することにより、負極集電体２２Ａを省略してもよい。
【０２０１】
この二次電池は、以下のように動作する。充電時には、例えば、正極２１からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して負極２２（負極集電体２２Ａ）の表面にリチウム金属として析出する。一方、放電時には、例えば、負極２２（負極活物質層２２Ｂ）からリチウム金属がリチウムイオンとして電解液中に溶出すると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０２０２】
この二次電池（リチウム金属二次電池）によれば、上記したリチウムイオン二次電池と同様に、セーフティーカバー３１と開裂溝３４Ｍが設けられたサブディスク３４とを含む安全弁機構３０を備えている。よって、リチウムイオン二次電池と同様の理由により、安全弁機構３０の動作安定性が向上するため、安全性を向上させることができる。
【０２０３】
リチウム金属二次電池に関する他の作用および効果は、リチウムイオン二次電池に関する他の作用および効果と同様である。
【０２０４】
＜３．変形例＞
上記した二次電池の構成は、適宜、変更可能である。
【０２０５】
［変形例１］
具体的には、開裂溝３４Ｍの形成位置は、上記したように、サブディスク３４の下面３４Ａに限定されない。このため、例えば、図４に対応する図１１に示したように、サブディスク３４の上面３４Ｂに開裂溝３４Ｍが設けられていてもよい。また、例えば、図４に対応する図１２に示したように、サブディスク３４の下面３４Ａおよび上面３４Ｂの双方に開裂溝３４Ｍが設けられていてもよい。これらの場合においても、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂するため、同様の効果を得ることができる。
【０２０６】
もちろん、下面３４Ａおよび上面３４Ｂの双方に開裂溝３４Ｍが設けられている場合には、下面３４Ａに設けられている開裂溝３４Ｍの深さＳは任意に設定可能であると共に、上面３４Ｂに設けられている開裂溝３４Ｍの深さＳも任意に設定可能である。すなわち、下面３４Ａに設けられている開裂溝３４Ｍの深さＳと上面３４Ｂに設けられている開裂溝３４Ｍの深さＳとは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【０２０７】
［変形例２］
開裂溝３４Ｍの断面形状は、上記したように、矩形（長方形）に限定されない。このため、例えば、図４に対応する図１３に示したように、開裂溝３４Ｍの断面形状が三角形でもよい。また、例えば、図４に対応する図１４に示したように、開裂溝３４Ｍの断面形状が湾曲部を含む形状でもよい。この湾曲部を含む形状は、例えば、矩形（長方形）と半円とが合成された形状などである。これらの場合においても、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂するため、同様の効果を得ることができる。
【０２０８】
［変形例３］
開裂溝３４Ｍの形成範囲は、上記したように、接続部３４Ｃの周辺領域のうちの全部に設けられていなくてもよい。言い換えれば、開裂溝３４Ｍは、環状でなくてもよい。このため、開裂溝３４Ｍは、接続部３４Ｃの周辺領域のうちの一部に設けられていてもよい。具体的には、例えば、図５に対応する図１５に示したように、開裂溝３４Ｍは、１箇所または２箇所以上において分断されていてもよい。ここでは、リング状である開裂溝３４Ｍは、例えば、２箇所において分断されている。このため、サブディスク３４の下面３４Ａに、例えば、円弧状の２つの開裂溝３４Ｍが設けられている。この場合においても、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂するため、同様の効果を得ることができる。
【０２０９】
ただし、サブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂しやすくするためには、上記したように、接続部３４Ｃの周辺領域のうちの全部に設けられていることが好ましい。すなわち、開裂溝３４Ｍが接続部３４Ｃを囲んでいるため、その開裂溝３４Ｍは環状であることが好ましい。
【０２１０】
＜４．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
【０２１１】
二次電池の用途は、駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして二次電池を利用可能である機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源は、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０２１２】
二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
【０２１３】
中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。これらの用途では優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることにより、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源である。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。電力貯蔵システムは、二次電池を電力貯蔵源として用いたシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されるため、その電力を利用して家庭用の電気製品などを使用可能である。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部（例えば、ドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
【０２１４】
ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
【０２１５】
＜４−１．電池パック（単電池）＞
図１６は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図１７は、図１６に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図１６では、電池パックが分解された状態を示している。
【０２１６】
ここで説明する電池パックは、１個の二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図１６に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源１１１と、その電源１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。この電源１１１には、正極リード１１２および負極リード１１３が取り付けられている。
【０２１７】
電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection・Circuit・Module ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続されていると共に、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が回路基板１１６に貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【０２１８】
また、電池パックは、例えば、図１７に示したように、電源１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ素子１２３と、温度検出部１２４とを含んでいる。電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部電源と接続可能であるため、その電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出する。
【０２１９】
制御部１２１は、電池パック全体の動作（電源１１１の使用状態を含む）を制御する。この制御部１２１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでいる。
【０２２０】
この制御部１２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断することにより、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断することにより、充電電流を遮断する。
【０２２１】
一方、制御部１２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断することにより、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断することにより、放電電流を遮断する。
【０２２２】
なお、過充電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２２３】
スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
【０２２４】
温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合および残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。
【０２２５】
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
【０２２６】
＜４−２．電池パック（組電池）＞
図１８は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。
【０２２７】
この電池パックは、例えば、筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
【０２２８】
制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御する。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２個以上の二次電池を含む組電池であり、その２個以上の二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６個の二次電池を含んでいる。
【０２２９】
スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて、電源６２の使用状態、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。
【０２３０】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合および残容量の算出時において制御部６１が補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における二次電池の電圧を測定すると共に、アナログ−デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。
【０２３１】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６のそれぞれから入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御する。
【０２３２】
このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
【０２３３】
また、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
【０２３４】
なお、過充電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２３５】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを含んでいる。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値および製造工程段階において測定された二次電池の情報（例えば、初期状態の内部抵抗など）などが記憶されている。メモリ６８に二次電池の満充電容量を記憶させておくことにより、制御部６１は残容量などの情報を把握できる。
【０２３６】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
【０２３７】
正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えば、ノート型のパーソナルコンピュータなど）および電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば、充電器など）などに接続される端子である。電源６２は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。
【０２３８】
＜４−３．電動車両＞
図１９は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。
【０２３９】
この電動車両は、例えば、金属製の筐体７３の内部に、制御部７４と、エンジン７５と、電源７６と、駆動用のモータ７７と、差動装置７８と、発電機７９と、トランスミッション８０およびクラッチ８１と、インバータ８２，８３と、各種センサ８４とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置７８およびトランスミッション８０に接続された前輪用駆動軸８５および一対の前輪８６と、後輪用駆動軸８７および一対の後輪８８とを備えている。
【０２４０】
この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合には、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して、エンジン７５の駆動力（回転力）が一対の前輪８６および一対の後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合には、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換されるため、その交流電力を利用してモータ７７が駆動する。このモータ７７により電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して一対の前輪８６および一対の後輪８８に伝達される。
【０２４１】
なお、制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達されるため、その回転力を利用してモータ７７が交流電力を発生させるようにしてもよい。この交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換されるため、その直流回生電力は電源７６に蓄積されることが好ましい。
【０２４２】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１個または２個以上の二次電池を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御すると共に、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。この各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２４３】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、その電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６およびモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
【０２４４】
＜４−４．電力貯蔵システム＞
図２０は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。
【０２４５】
この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋８９の内部に、制御部９０と、電源９１と、スマートメータ９２と、パワーハブ９３とを備えている。
【０２４６】
ここでは、電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車された電動車両９６に接続可能である。また、電源９１は、例えば、家屋８９に設置された自家発電機９５にパワーハブ９３を介して接続されていると共に、スマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続可能である。
【０２４７】
なお、電気機器９４は、例えば、１種類または２種類以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２４８】
制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御する。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１個または２個以上の二次電池を含んでいる。スマートメータ９２は、例えば、電力需要側の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信可能である。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０２４９】
この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統９７からスマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機９５からパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積される。この電源９１に蓄積された電力は、制御部９０の指示に応じて電気機器９４および電動車両９６に供給されるため、その電気機器９４が稼働可能になると共に、その電動車両９６が充電可能になる。すなわち、電力貯蔵システムは、電源９１を用いて、家屋８９内における電力の蓄積および供給を可能にするシステムである。
【０２５０】
電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を使用可能である。
【０２５１】
なお、上記した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）ごとに設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）ごとに設置されていてもよい。
【０２５２】
＜４−５．電動工具＞
図２１は、電動工具のブロック構成を表している。
【０２５３】
ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
【０２５４】
工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御する。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１個または２個以上の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給する。
【実施例】
【０２５５】
本技術の実施例に関して説明する。【０２５６】
（実験例１−１，１−２）
以下の手順により、図１〜図６に示した円筒型の二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製した。【０２５７】
正極２１を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９４質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（黒鉛）３質量部とを混合することにより、正極合剤を得た。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを得た。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体２１Ａ（帯状のアルミニウム箔，厚さ＝１５μｍ）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層２１Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型した。【０２５８】
負極２２を作製する場合には、最初に、負極活物質（黒鉛）９５質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、負極導電剤２質量部（カーボンブラック）とを混合することにより、負極合剤を得た。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーを得た。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体２２Ａ（帯状の銅箔，厚さ＝１５μｍ）の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層２２Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型した。【０２５９】
電解液を調製する場合には、溶媒（炭酸エチレン、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジメチル）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を加えたのち、その溶媒を撹拌した。この場合には、溶媒の混合比（重量比）を炭酸エチレン：炭酸エチルメチル：炭酸ジメチル＝２０：２０：６０とすると共に、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。【０２６０】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体２１Ａにアルミニウム製の正極リード２５を溶接すると共に、負極集電体２２Ａにニッケル製の負極リード２６を溶接した。続いて、セパレータ２３（多孔性ポリエチレンフィルム，厚さ＝１６μｍ）を介して正極２１と負極２２とを積層させたのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３を巻回させることにより、巻回体を得た。続いて、粘着テープを用いて巻回体の巻き終わり部分を固定することにより、巻回電極体２０を得た。続いて、巻回電極体２０の巻回空間２０Ｃにセンターピン２４を挿入した。【０２６１】
続いて、アルミニウム製のセーフティーカバー３１と、ポリプロピレン製のディスクホルダ３２と、アルミニウム製のストリッパーディスク３３と、リング状の開裂溝３４Ｍが下面３４Ａに設けられたアルミニウム製のサブディスク３４とを含む安全弁機構３０を準備した。この安全弁機構３０では、セーフティーカバー３１のうちの一部（突起部３１Ｔ）がサブディスク３４に超音波溶接されている。この場合には、厚さＴ１＝０．１ｍｍ、厚さＴ２＝０．０３ｍｍ、深さＳ＝０．０７ｍｍ、幅Ｗ＝０．１０ｍｍ、内径Ｄ＝１．２ｍｍとした。【０２６２】
なお、比較のために、開裂溝３４Ｍが設けられていないアルミニウム製のサブディスク３４を含む安全弁機構３０も準備した。開裂溝３４Ｍの有無は、表１に示した通りである。【０２６３】
続いて、ニッケル鍍金された鉄製の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体２０を収納した。この場合には、正極リード２５の一端部を安全弁機構３０（サブディスク３４）に溶接すると共に、負極リード２６の一端部を電池缶１１に溶接した。続いて、減圧方式を用いて電池缶１１の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させた。最後に、ガスケット１６を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、熱感抵抗素子１５および安全弁機構３０をかしめた。【０２６４】
これにより、安全弁機構３０を備えた円筒型の二次電池が完成した。【０２６５】
二次電池の安全性を評価するために、安全弁機構３０の動作特性を調べたところ、表１に示した結果が得られた。【０２６６】
安全弁機構３０の動作特性を調べる場合には、最初に、長手方向における電池缶１１の中央近傍に外力を加えることにより、その電池缶１１の内圧を意図的に上昇させた。続いて、電池缶１１の内圧を上昇させながら、セーフティーカバー３１（突起部３１Ｔ）とサブディスク３４（外周部３４Ｘ）とが物理的に分離される際の圧力、すなわち電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断されることに起因して電流の経路が遮断される際の圧力（電流遮断作動圧：ｋｇｆ／ｃｍ2 ）を特定した。この電流遮断作動圧を特定するためには、あらかじめ外力と電流遮断作動圧との相関関係を調べておくことにより、電流の経路が遮断された際の外力の値に対応する電流遮断作動圧の値を特定した。この場合には、３０個の二次電池を用いて、電流遮断作動圧を特定する作業を３０回繰り返した（試験数＝３０個）。最後に、電流遮断作動圧の特定結果（３０個の電流遮断作動圧）に基づいて、その電流遮断作動圧の標準偏差３σ（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）を算出した。【０２６７】
【表１】
2018230148.tif 000003
【０２６８】
表１に示したように、電流遮断作動圧の標準偏差３σは、開裂溝３４Ｍの有無に応じて大きく変動した。【０２６９】
具体的には、サブディスク３４に開裂溝３４Ｍが設けられていない場合（実験例１−２）には、サブディスク３４に対する突起部３１Ｔの溶接強度のばらつきに起因して、電流遮断作動圧が変動しやすくなった。よって、電流遮断作動圧の標準偏差３σは、大きな値（３σ＝０．６）となった。【０２７０】
これに対して、サブディスク３４に開裂溝３４Ｍが設けられている場合（実験例１−１）には、サブディスク３４に対する突起部３１Ｔの溶接強度に依存せずに、そのサブディスク３４が開裂溝３４Ｍを利用して開裂したため、電流遮断作動圧が変動しにくくなった。よって、電流遮断作動圧の標準偏差３σは、小さな値（３σ＝０．２）となった。すなわち、開裂溝３４Ｍを用いた場合の標準偏差３σは、その開裂溝３４Ｍを用いなかった場合の標準偏差３σと比較して、１／３になった。【０２７１】
（実験例２−１〜２−１５）
表２に示したように、電流遮断作動圧を変化させることにより、その電流遮断作動圧と二次電池の電池特性（保存特性および過充電特性）との相関を調べた。この場合には、開裂溝３４Ｍの深さＳを変更することにより、電流遮断作動圧を変化させた。【０２７２】
保存特性を調べるためには、過酷高温保存試験を行うことにより、保存合格率（％）を求めた。この「過酷高温保存試験」とは、二次電池の製造工程において電池缶１１の内部に水が浸入したことに起因して、高温環境下における二次電池の使用時において安全弁機構３０が意図せずに作動することにより、その二次電池が使用不可になることを確認するための試験である。【０２７３】
具体的には、最初に、電池缶１１の内部に意図的に水を投入することにより、二次電池を作製した。この場合には、電解液の重量の５％に相当する重量となるように、水の投入量を設定した。続いて、電圧が４．５Ｖに到達するまで二次電池を充電させることにより、その二次電池を満充電状態にしたのち、高温環境中（環境温度＝６０℃）において満充電状態の二次電池を保存（保存時間＝１００時間）した。この場合には、二次電池の使用数（試験数）を１００個とした。続いて、安全弁機構３０の状態を目視で確認することにより、その安全弁機構３０の状態を判定した。この場合には、保存期間内において安全弁機構３０が作動しなかった場合を「合格」と判定したと共に、保存期間内において安全弁機構３０が作動した場合を「不合格」と判定した。最後に、保存合格率（％）＝（合格した二次電池の個数／二次電池の試験数）×１００を算出した。【０２７４】
過充電特性を調べるためには、過酷過充電試験を行うことにより、過充電合格率（％）を求めた。【０２７５】
具体的には、最初に、充放電サイクル数が１００サイクルに到達するまで二次電池を繰り返して充放電させた。充電時には、０．２Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電したのち、４．２Ｖの電圧で電流密度が０．０２Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、０．２Ｃの電流密度で電圧が２Ｖに到達するまで放電した。「０．２Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を５時間で放電しきる電流値であると共に、「０．０２Ｃ」とは、電池容量を５０時間で放電しきる電流値である。続いて、電圧が定格充電電圧の２．５倍の電圧に到達するまで二次電池を過充電した。この場合には、二次電池の使用数（試験数）を１００個とした。続いて、二次電池の状態を目視で確認することにより、その二次電池の状態を判定した。この場合には、二次電池が破裂、発火または発煙しなかった場合を「合格」と判定したと共に、二次電池が破裂、発火または発煙した場合を「不合格」と判定した。最後に、過充電合格率（％）＝（合格した二次電池の個数／二次電池の試験数）×１００を算出した。【０２７６】
【表２】
2018230148.tif 000004
【０２７７】
表２に示したように、保存合格率および過充電合格率のそれぞれは、電流遮断作動圧に応じて大きく変動した。具体的には、保存合格率は、電流遮断作動圧が増加するにしたがって増加したのに対して、過充電合格率は、電流遮断作動圧が増加するにしたがって減少した。この場合には、電流遮断作動圧が８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 であると（実験例２−３〜２−１２）、９０％以上の高い保存合格率が得られると共に、９０％以上の高い過充電合格率も得られた。【０２７８】
よって、以下では、安全弁機構３０の動作安定性が担保される電流遮断作動圧の適正範囲を８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 とした上で、サブディスク３４の構成（厚さＴ１，Ｔ２、比Ｔ２／Ｔ１および内径Ｄ）が安全弁機構３０の動作特性に与える影響を調べた。【０２７９】
（実験例３−１〜３−７）
表３に示したように、サブディスク３４の厚さＴ１を変更したことを除いて同様の手順により、安全弁機構３０の作動特性（電流遮断作動圧）を調べた。【０２８０】
【表３】
2018230148.tif 000005
【０２８１】
表３に示したように、電流遮断作動圧は、厚さＴ１に応じて大きく変動した。具体的には、電流遮断作動圧は、厚さＴ１が増加するにしたがって次第に増加した。この場合には、厚さＴ１が０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍであると（実験例３−１〜３−６）、上記した適正な範囲内の電流遮断作動圧（＝８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が得られた。【０２８２】
（実験例４−１〜４−８）
表４に示したように、サブディスク３４の厚さＴ２を変更したことを除いて同様の手順により、安全弁機構３０の作動特性（電流遮断作動圧）を調べた。【０２８３】
【表４】
2018230148.tif 000006
【０２８４】
表４に示したように、電流遮断作動圧は、厚さＴ２に応じて大きく変動した。具体的には、電流遮断作動圧は、厚さＴ２が増加するにしたがって次第に増加した。この場合には、厚さＴ２が０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍであると（実験例４−２〜４−７）、上記した適正な範囲内の電流遮断作動圧（＝８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が得られた。【０２８５】
（実験例５−１〜５−８）
表５に示したように、厚さＴ１に対する厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１を変更したことを除いて同様の手順により、安全弁機構３０の作動特性（電流遮断作動圧）を調べた。比Ｔ２／Ｔ１を変更するために設定された厚さＴ１，Ｔ２のそれぞれは、表５に示した通りである。【０２８６】
【表５】
2018230148.tif 000007
【０２８７】
表５に示したように、電流遮断作動圧は、比Ｔ２／Ｔ１に応じて大きく変動した。具体的には、電流遮断作動圧は、比Ｔ２／Ｔ１が増加するにしたがって次第に増加した。この場合には、比Ｔ２／Ｔ１が０．２〜０．７であると（実験例５−２〜５−７）、上記した適正な範囲内の電流遮断作動圧（＝８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が得られた。【０２８８】
（実験例６−１〜６−５）
表６に示したように、サブディスク３４の内径Ｄを変更したことを除いて同様の手順により、安全弁機構３０の作動特性（電流遮断作動圧）を調べた。【０２８９】
【表６】
2018230148.tif 000008
【０２９０】
表６に示したように、電流遮断作動圧は、内径Ｄに応じて大きく変動した。具体的には、電流遮断作動圧は、内径Ｄが増加するにしたがって次第に増加した。この場合には、内径Ｄが０．６ｍｍ〜１．８ｍｍであると（実験例６−２〜６−４）、上記した適正な範囲内の電流遮断作動圧（＝８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が得られた。【０２９１】
表１〜表６に示した結果から、サブディスク３４に開裂溝３４Ｍが設けられていると、安全弁機構３０の動作安定性が向上した。よって、二次電池の安全性が向上した。【０２９２】
以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は、一実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。【０２９３】
具体的には、円筒型の二次電池に関して説明したが、これに限られない。二次電池の種類は、安全弁機構を備えた二次電池であれば、例えば、ラミネートフィルム型の二次電池でもよいし、角型の二次電池でもよいし、コイン型の二次電池でもよいし、他の二次電池でもよい。【０２９４】
また、電池素子が巻回構造を有する場合に関して説明したが、これに限られない。電池素子は、例えば、積層構造などの他の構造を有していてもよい。【０２９５】
また、リチウムの吸蔵現象およびリチウムの放出現象を利用して電池容量が得られる二次電池（リチウムイオン二次電池）と、リチウムの析出現象およびリチウムの溶解現象を利用して電池容量が得られる二次電池（リチウム金属二次電池）とに関して説明したが、これらに限られない。二次電池の種類は、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料の容量を正極の容量よりも小さくすることにより、リチウムの吸蔵現象およびリチウムの放出現象を利用した容量とリチウムの析出現象およびリチウムの溶解現象を利用した容量との和により電池容量が表される二次電池などでもよい。【０２９６】
また、電極反応物質としてリチウムを用いる場合に関して説明したが、これに限られない。電極反応物質は、例えば、ナトリウムおよびカリウムなどの長周期型周期表における他の１族の元素でもよいし、マグネシウムおよびカルシウムなどの長周期型周期表における２族の元素でもよいし、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。また、電極反応物質は、上記した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む合金でもよい。【０２９７】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。【０２９８】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記巻回電極体および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、二次電池。
（２）
前記溝は、前記接続部を囲むように設けられた環状である、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記溝は、リング状である、
上記（２）に記載の二次電池。
（４）
前記接続部材は、
前記電池素子に近い側に位置する第１面と、
前記閉塞部材に近い側に位置する第２面と
を有し、
前記溝は、前記第１面および前記第２面のうちの少なくとも一方に設けられている、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記閉塞部材は、前記接続部材に向かって突出した突起部を有し、
前記安全弁機構は、さらに、前記閉塞部材と前記接続部材との間に配置され、前記突起部を通過させるための開口部を有する中間部材を含み、
前記接続部材は、前記接続部において前記突起部と物理的に接続されており、
前記溝は、前記接続部材のうちの前記開口部に対応する領域の内部に設けられている、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の二次電池。
（６）
前記溝が設けられていない箇所における前記接続部材の第１厚さは、０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記溝が設けられている箇所における前記接続部材の第２厚さは、０．０２ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下である、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
前記溝が設けられていない箇所における前記接続部材の第１厚さに対する、前記溝が設けられている箇所における前記接続部材の第２厚さの比（第２厚さ／第１厚さ）は、０．２以上０．７以下である、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
前記溝は、リング状であり、
前記溝の内径は、０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である、
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池。
（１０）
前記溝は、リング状であり、
下記の式（１）で表される重相関式により算出される前記安全弁機構の作動圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ2 以上２８ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。
Ｐ＝４０×Ｔ１＋６．７×Ｄ＋４００×Ｔ２−１２  ・・・（１）
（Ｐは、安全弁機構の作動圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。Ｔ１は、溝が設けられていない箇所における接続部材の第１厚さ（ｍｍ）である。Ｄは、溝の内径（ｍｍ）である。Ｔ２は、溝が設けられている箇所における接続部材の第２厚さ（ｍｍ）である。）
（１１）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池。
（１２）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１３）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１４）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
（１５）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
（１６）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
【図１】
2018230148.tif 000009
【図２】
2018230148.tif 000010
【図３】
2018230148.tif 000011
【図４】
2018230148.tif 000012
【図５】
2018230148.tif 000013
【図６】
2018230148.tif 000014
【図７】
2018230148.tif 000015
【図８】
2018230148.tif 000016
【図９】
2018230148.tif 000017
【図１０】
2018230148.tif 000018
【図１１】
2018230148.tif 000019
【図１２】
2018230148.tif 000020
【図１３】
2018230148.tif 000021
【図１４】
2018230148.tif 000022
【図１５】
2018230148.tif 000023
【図１６】
2018230148.tif 000024
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2018230148.tif 000028
【図２１】
2018230148.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月12日(2019.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と、を備え、
前記安全弁機構は、前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置された接続部材とを含み、
前記接続部材は、前記電池素子および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有し、
前記接続部材は、前記溝が設けられていない箇所における第１厚さと、前記溝が設けられている箇所における第２厚さとを有し、
前記第２厚さは、０．０２ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下である、
二次電池。
【請求項２】
前記溝は、前記接続部を囲むように設けられた環状の溝である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記溝は、リング状である、
請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記接続部材は、前記電池素子に近い側に位置する第１面と、前記閉塞部材に近い側に位置する第２面とを有し、
前記溝は、前記第１面および前記第２面のうちの少なくとも一方に設けられている、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記閉塞部材は、前記接続部材に向かって突出した突起部を有し、
前記安全弁機構は、さらに、前記閉塞部材と前記接続部材との間に配置され、前記突起部を通過させるための開口部を有する中間部材を含み、
前記接続部材は、前記接続部において前記突起部と物理的に接続されており、
前記溝は、前記接続部材のうちの前記開口部に対応する領域の内部に設けられている、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１厚さは、０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第１厚さに対する前記第２厚さの比（第２厚さ／第１厚さ）は、０．２以上０．７以下である、
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記溝の内径は、０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である、
請求項３ないし請求項７のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項９】
下記の式（１）で表される重相関式により算出される前記安全弁機構の作動圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ2 以上２８ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である、
請求項３ないし請求項８のいずれか１項に記載の二次電池。
Ｐ＝４０×Ｔ１＋６．７×Ｄ＋４００×Ｔ２−１２  ・・・（１）
（Ｐは、安全弁機構の作動圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。Ｔ１は、第１厚さ（ｍｍ）である。Ｄは、溝の内径（ｍｍ）である。Ｔ２は、第２厚さ（ｍｍ）である。）
【請求項１０】
リチウムイオン二次電池である、
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本技術の一実施形態の二次電池は、正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、開放端部を有すると共に電池素子を収納する収納部材と、その収納部材に取り付けられた安全弁機構とを備えたものである。この安全弁機構は、開放端部を閉塞する閉塞部材と、電池素子と閉塞部材との間に配置された接続部材とを含む。この接続部材は、電池素子および閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、閉塞部材に物理的に接続された接続部と、その接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する。また、接続部材は、溝が設けられていない箇所における第１厚さと、溝が設けられている箇所における第２厚さとを有し、その第２厚さは、０．０２ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下である。
本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の一実施形態の二次電池と同様の構成を有するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本技術の一実施形態の二次電池によれば、接続部材のうち、閉塞部材に物理的に接続された接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に溝が設けられていると共に、その接続部材において、溝が設けられている箇所における第２厚さが０．０２ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下であるので、安全性を向上させることができる。また、本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれにおいても、同様の効果を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】本技術の一実施形態の二次電池の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した安全弁機構の構成を拡大して表す断面図である。
【図３】図２に示した安全弁機構のうちの主要部の構成を表す斜視断面図である。
【図４】図３に示したサブディスクの構成を拡大して表す断面図である。
【図５】図３に示したサブディスクの構成を拡大して表す平面図である。
【図６】図１に示した巻回電極体の構成のうちの一部を拡大して表す断面図である。
【図７】二次電池（安全弁機構）の動作を説明するための断面図である。
【図８】安全弁機構の動作時におけるサブディスクの構成を表す断面図である。
【図９】安全弁機構の動作時におけるサブディスクの構成を表す平面図である。
【図１０】図７に続く二次電池（安全弁機構）の動作を説明するための断面図である。
【図１１】サブディスクの構成（開裂溝の形成位置）に関する変形例を表す断面図である。
【図１２】サブディスクの構成（開裂溝の形成位置）に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１３】サブディスクの構成（開裂溝の断面形状）に関する変形例を表す断面図である。
【図１４】サブディスクの構成（開裂溝の断面形状）に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１５】サブディスクの構成（開裂溝の形成範囲）に関する変形例を表す平面図である。
【図１６】二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。
【図１７】図１６に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図１８】二次電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。
【図１９】二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。
【図２０】二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。
【図２１】二次電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
［巻回電極体］
巻回電極体２０は、例えば、正極２１と、負極２２と、セパレータ２３と、液状の電解質である電解液とを含んでいる。この巻回電極体２０は、例えば、セパレータ２３を介して正極２１および負極２２が積層されたのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３が巻回されることにより形成されている。電解液は、例えば、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のそれぞれに含浸されている。なお、巻回電極体２０の詳細な構成に関しては、後述する（図６参照）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、図３では、図２に示したＡ−Ａ線に沿ったセーフティーカバー３１、ディスクホルダ３２、ストリッパーディスク３３およびサブディスク３４のそれぞれの断面を示している。この場合には、セーフティーカバー３１、ディスクホルダ３２、ストリッパーディスク３３およびサブディスク３４が互いに離間された状態を示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
中央部３３Ｙのうち、開口弁部３１Ｒに対向する領域には、例えば、複数の開口部３３Ｋが設けられている。この複数の開口部３３Ｋは、主に、電池缶１１の内部においてガスが発生した際に、その電池缶１１の外部にガスを放出するための通気口である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
ここで、安全弁機構３０の作動条件として上記した作動圧（電流遮断作動圧：ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に着目する。この「電流遮断作動圧」とは、セーフティーカバー３１とサブディスク３４とが物理的に分離されることにより、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断される際の圧力（電池缶１１の内圧）である。この電流遮断作動圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２８ｋｇｆ／ｃｍ2 であることが好ましい。二次電池の高温保存時および過充電時などにおいて安全弁機構３０が適正に作動しやすくなるため、その安全弁機構３０の動作安定性が担保されるからである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８５】
続いて、一対の絶縁板１２，１３で巻回電極体２０を挟みながら、その一対の絶縁板１２，１３と共に巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて正極リード２５の一端部を安全弁機構３０（サブディスク３４）に接続させると共に、溶接法などを用いて負極リード２６の一端部を電池缶１１に接続させる。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させる。最後に、ガスケット１６を介して電池缶１１の開放端部１１Ｎに電池蓋１４、熱感抵抗素子１５および安全弁機構３０をかしめる。これにより、安全弁機構３０を備えた二次電池が完成する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８９】
この場合には、サブディスク３４に対するセーフティーカバー３１の接続強度のばらつきに起因して、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するために必要な圧力（電池缶１１の内圧）がばらつくため、安全弁機構３０が再現性よく作動しにくくなる。よって、安全弁機構３０の動作安定性が低下するため、安全性を向上させることが困難である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１７】
電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection・Circuit・Module ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極リード１１２に接続されていると共に、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が回路基板１１６に貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６３】
続いて、ニッケル鍍金された鉄製の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体２０を収納した。この場合には、正極リード２５の一端部を安全弁機構３０（サブディスク３４）に溶接すると共に、負極リード２６の一端部を電池缶１１に溶接した。続いて、減圧方式を用いて電池缶１１の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させた。最後に、ガスケット１６を介して電池缶１１の開放端部に電池蓋１４、熱感抵抗素子１５および安全弁機構３０をかしめた。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２９８】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
正極および負極と共に電解液を含む電池素子と、
開放端部を有すると共に、前記電池素子を収納する収納部材と、
前記開放端部を閉塞するように前記収納部材に取り付けられた安全弁機構と
を備え、
前記安全弁機構は、
前記開放端部を閉塞する閉塞部材と、
前記電池素子と前記閉塞部材との間に配置され、前記電池素子および前記閉塞部材のそれぞれに電気的に接続されると共に、前記閉塞部材に物理的に接続された接続部と、前記接続部の周辺領域のうちの少なくとも一部に設けられた溝とを有する接続部材と
を含む、二次電池。
（２）
前記溝は、前記接続部を囲むように設けられた環状である、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記溝は、リング状である、
上記（２）に記載の二次電池。
（４）
前記接続部材は、
前記電池素子に近い側に位置する第１面と、
前記閉塞部材に近い側に位置する第２面と
を有し、
前記溝は、前記第１面および前記第２面のうちの少なくとも一方に設けられている、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記閉塞部材は、前記接続部材に向かって突出した突起部を有し、
前記安全弁機構は、さらに、前記閉塞部材と前記接続部材との間に配置され、前記突起部を通過させるための開口部を有する中間部材を含み、
前記接続部材は、前記接続部において前記突起部と物理的に接続されており、
前記溝は、前記接続部材のうちの前記開口部に対応する領域の内部に設けられている、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の二次電池。
（６）
前記溝が設けられていない箇所における前記接続部材の第１厚さは、０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記溝が設けられている箇所における前記接続部材の第２厚さは、０．０２ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下である、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
前記溝が設けられていない箇所における前記接続部材の第１厚さに対する、前記溝が設けられている箇所における前記接続部材の第２厚さの比（第２厚さ／第１厚さ）は、０．２以上０．７以下である、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
前記溝は、リング状であり、
前記溝の内径は、０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である、
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池。
（１０）
前記溝は、リング状であり、
下記の式（１）で表される重相関式により算出される前記安全弁機構の作動圧は、８ｋｇｆ／ｃｍ2 以上２８ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。
Ｐ＝４０×Ｔ１＋６．７×Ｄ＋４００×Ｔ２−１２  ・・・（１）
（Ｐは、安全弁機構の作動圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。Ｔ１は、溝が設けられていない箇所における接続部材の第１厚さ（ｍｍ）である。Ｄは、溝の内径（ｍｍ）である。Ｔ２は、溝が設けられている箇所における接続部材の第２厚さ（ｍｍ）である。）
（１１）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池。
（１２）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１３）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１４）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
（１５）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
（１６）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
【国際調査報告】
2018230148.tif 000030
2018230148.tif 000031
2018230148.tif 000032