(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、セパレータおよび電解液を含む発電要素と、
前記発電要素を収容する、円形の底部と円形の開口部とを有する、導体から形成された円筒形状のケースと、
前記開口部を塞ぐ、導体から形成された封口板と、
前記ケースと前記封口板との間に介在される絶縁部材と、
前記ケースと、前記正極との間に配され、前記ケースに溶接されるとともに、前記正極と接触する板状の集電体と、を備え、
前記集電体が前記底部に溶接される溶接位置が、前記底部の中央部が前記ケースの外側に向かって変位するように前記ケースが変形したときに、前記正極と前記集電体の中央部との接触が維持されるように設定されており、
前記底部の前記中央部が、前記底部の軸芯からの距離が前記底部の半径の０％以上、かつ４５％未満の領域であり、
前記溶接位置が、前記底部の軸芯からの距離が前記底部の半径の４５％以上、かつ１００％以下の外側領域に２箇所以上設定されている、扁平形電池。
【請求項３】
前記集電体と前記底部との溶接部の溶接痕が、前記底部の厚み方向に対して前記底部の径方向の外側に傾くように、前記底部の内側面から外側面に向かって延びている、請求項１記載の扁平形電池。
【請求項４】
前記集電体が、前記正極に向かって突出する突出部を含む、請求項１または３に記載の扁平形電池。
【請求項５】
前記正極が円柱形状であり、その一方の底面が前記集電体と対向しており、
前記一方の底面に隣接する前記正極の周側面と接触し、前記正極の径方向の膨張を拘束する、導体から形成されたリング状の拘束部材をさらに備える、請求項４記載の扁平形電池。
【請求項６】
前記拘束部材と、前記集電体とが接触している、請求項５記載の扁平形電池。
【請求項７】
前記集電体が、主集電体と、前記主集電体と前記正極との間に配された副集電体と、を備え、
前記副集電体が前記突出部を形成する、請求項４に記載の扁平形電池。
【請求項８】
前記副集電体は、前記主集電体と溶接されており、
前記主集電体は、前記底部と前記溶接位置で溶接されている、請求項７に記載の扁平形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形電池に関し、特に、その放電特性の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
扁平形電池は、小型かつ薄型であるという特徴を活かして、腕時計、および自動車のキーレスエントリーシステムのリモコン等、小型化が望ましい機器の電源として多く利用されている。さらに、ＯＡ機器、およびＦＡ（Factory Automation）機器のメモリーバックアップ等の長期間の継続的な電力供給が要求される用途の電源としても幅広く用いられている。さらに各種メータや測定機器用電源にも採用されており、その用途は拡大の一途にある。さらに、近年では、例えば寒冷地や真夏の炎天下で屋外に置かれる自動車、および高温環境下で使用される産業機器用途等の厳しい環境下での使用を可能にすることが求められるとともに、さらなる高性能化のための改良が進められている。【０００３】
扁平形電池は、正極端子を兼ねる扁平なケースを有している。ケースには、正極および負極が、間にセパレータを挟んで収容されるとともに、電解液が充填される。ケースの開口部は、ガスケットを間に挟んで、負極端子を兼ねる封口板により塞がれる。正極は、二酸化マンガンやフッ化黒鉛等の活物質を含む正極合剤を、例えば円形板状のペレットに成型したものが使用される。その正極ペレットは、ケースの底部と一方の底面が対向するようにケースに収容される。【０００４】
そして、正極の集電性を向上させるために、正極ペレットとケースの底部との間には、板状の集電体が配置される。その集電体は、一方の面で正極ペレットと接触し、他方の面で例えばケースの底部の中央部とスポット溶接されることで、正極ペレットとケースとを電気的に接続する。【０００５】
ところが、電池は高温環境下に置かれた場合などに電池内圧が上昇する。ケースは、電池内圧が上昇すると、底部が外側に向かって突出するように湾曲するような「膨れ」が発生することがある。そのようにケースが膨れると、その変形に追従して集電体も湾曲し、これにより、正極ペレットと集電体との接触圧が低下することがある。その結果、電池の内部抵抗は上昇し、電池の放電特性は低下する。【０００６】
上記の問題に対処するために、特許文献１は、板状の集電体を中央での断面がＵ字状となるように形成することを提案している。これにより、集電体にばね機能を持たせることができ、正極と集電体との接触性を向上させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平６−７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、集電体に上記のばね機能を付与したとしても、その程度が十分ではないと、ケースに大きな「膨れ」が発生したような場合には、上記の接触性を良好とする効果を十分に発揮できないことがある。したがって、集電体に付与するばね機能を高度にする必要があり、その結果、集電体が発揮する弾性力が大きくなりすぎると、正極ペレットの両端部に大きな力が加わり、ひびや割れが発生しやすくなる。正極ペレットにひびや割れが発生すると、電池特性を長期に亘って維持することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、正極、負極、セパレータおよび電解液を含む発電要素と、
前記発電要素を収容する、円形の底部と円形の開口部とを有する、導体から形成された円筒形状のケースと、
前記開口部を塞ぐ、導体から形成された封口板と、
前記ケースと前記封口板との間に介在される絶縁部材と、
前記ケースと、前記正極との間に配され、前記ケースに溶接されるとともに、前記正極と接触する板状の集電体と、を備え、
前記集電体が前記底部に溶接される溶接位置が、前記底部の中央部が前記ケースの外側に向かって変位するように前記ケースが変形したときに、前記正極と前記集電体の中央部との接触が維持されるように設定されている、扁平形電池に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば集電体により正極に大きな弾性力を印加したりすることなく、ケースの底部が外側に膨らんだような場合にも、集電体と正極との接触圧の減少を抑制することができる。これにより、電池の放電特性を向上させることができるとともに、電池特性を長期に亘って維持することができる。
本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。 
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る扁平形電池の概略構成を示す断面図である。
【図２】電池のケースの底部に集電体が取り付けられた様子を模式的に示す、ケースの上面図である。
【図３】図２と同様のケースの断面図である。
【図４】ケースの底部に集電体を取り付けるときの様子を模式的に示す、ケースの断面図である。
【図５】ケースの底部が外側に膨らんだときの集電体の様子を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る扁平形電池の要部を模式的に示す、断面図である。
【図７】図６の扁平形電池の変形例の要部を模式的に示す、断面図である。
【図８】図７の扁平形電池のケースの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、正極、負極、セパレータおよび電解液を含む発電要素と、発電要素を収容する、円形の底部と円形の開口部とを有する、導体から形成された円筒形状のケースと、その開口部を塞ぐ、導体から形成された封口板と、ケースと封口板との間に介在される絶縁部材と、ケースと正極との間に配され、ケースに溶接されるとともに、正極と接触する板状の集電体と、を備えた扁平形電池に関する。
【００１３】
ここで、本発明においては、集電体がケースの底部に溶接される溶接位置が、底部の中央部がケースの外側に向かって変位するようにケースが変形したときに、つまり、ケース底部の中央部が外側に向かって膨れたときに、正極と集電体の中央部との接触が維持されるように、すなわち集電体と底部の中央部との間に隙間が形成されるように、設定されている。
【００１４】
本発明によれば、溶接位置が底部の外側領域ＡＲ２に設定されることで（図５参照）、例えばケース内圧の上昇により、底部の中央部が外側に膨れたときにも、集電体は、ケースの変形に追従することなく、真っ直ぐな平面状を保つことができる。これにより、集電体と正極との良好な接触状態が維持されるとともに、集電体と底部の中央部との間に隙間（ＧＡ１）が形成される。あるいは、元からあった隙間が拡大する。これにより、例えばケース内圧の上昇によりケース底部の中央部が外側に膨らんでも、集電体と正極との接触圧、および正極と負極との接触圧が減少するのを防止することができる。
【００１５】
その結果、電池のサイズが小さいような場合にも、そのサイズに関わりなく、また、初期に大きな弾性力を集電体により正極に印加したりすることなく、集電体と正極との接触圧を良好に維持することができる。したがって、電池ケースの膨張に起因する電池の放電特性の低下を防止することができる。また、上記接触圧を維持するために、大きな弾性力を正極に印加し続ける必要性がないので、長期間に亘って電池特性を維持することも容易となる。
【００１６】
ここで、底部の中央部ＡＲ１は、底部の軸芯ＯＣを中心とする半径Ｄｒの円の内部の領域と考えることができる（図２参照）。このとき、底部の半径をＤ１とすると、比、Ｄｒ／Ｄ１は、０．４５未満であるのが好ましい。つまり、底部の軸芯からの距離が底部の半径の０％以上、かつ４５％未満の領域を底部の中央部と考えることができる。そして、溶接位置は、上記の半径Ｄｒの円と底部の外周円（半径Ｄ１の円）との間の領域（外側領域ＡＲ２）に設定するのが好ましい。ここで、外側領域には、上記の半径Ｄｒの円の円周上の点と、底部の外周円（側壁１ｃの内周面で囲まれた領域）の円周上の点とが含まれる。つまり、溶接位置は、底部の軸芯からの距離が底部の半径の４５％以上、かつ１００％以下の外側領域に設定するのが好ましい。このとき、溶接位置の底部の軸芯からの距離をＬ１とすると、比、Ｌ１／Ｄ１は、０．４５以上、かつ１以下である。また、溶接位置は、外側領域に２箇所以上設定するのが好ましい。これにより、電池サイズに関わりなく、ケースの底部に膨れが発生した場合に、集電体の変形を抑えて、集電体と正極との接触圧が減少するのを防止することができ、良好な放電特性を維持することができる。
【００１７】
本発明の一形態においては、電池を組み立てた状態において、集電体とケース底部との溶接部の溶接痕ないしは熱影響部の軸方向Ｉｄが、底部の厚み方向Ｉｆに対して底部の径方向の外側に傾くように、溶接痕が底部の内側面から外側面に向かって延びるように溶接部が形成される（図３参照）。その傾き（θ１）は、例えば、０．５〜１０°とすることができる。これにより、集電体と正極との間の接触圧が減少するのを効果的に防止することができ、より確実に電池の放電特性を向上させることができる。溶接痕のそのような傾きを得るためには、自然状態（常温常圧下）で底部の中央部が内側に向かって湾曲したケースに（図４参照）、集電体を溶接するのが好ましい。このとき、ケースの半径Ｄ１と、ケース底部の中心のリフト量Ｈ１との比、Ｈ１／Ｄ１は、０．００１〜０．０２であるのが好ましい。
【００１８】
本発明の他の形態においては、集電体は、正極に向かって突出する突出部を含む（図７、図８参照）。例えば、集電体７を、ケースに溶接された主集電体１８と、主集電体１８と正極４との間に配され、主集電体１８に溶接された、主集電体よりもサイズが小さい副集電体２０とで構成することで、そのような突出部を集電体に形成することができる。この場合には、副集電体２０が突出部を形成する。これにより、集電体と正極との接触状態をより良好に保つことができ、より確実に電池の放電特性を向上させることができる。
【００１９】
さらに、本発明の他の形態においては、正極の径方向の膨張を拘束する、導体から形成されたリング状の拘束部材が配置される（図６、図７参照）。そのような拘束部材１６を用いることで、例えばＭｎＯ2を含む正極の厚み方向ないしは軸方向の膨張を大きくすることができ、電池の放電特性を安定にすることができる。
【００２０】
このとき、拘束部材１６と集電体７（７Ａ）とがケース底部１ａの外側領域ＡＲ２で接触するように（図７参照）、拘束部材および集電体のサイズを調整することで、溶接位置をケースの径方向のより外側の領域に配置することが容易となり、ケース底部の中央部の変位の影響をあまり受けなくなる。このとき、拘束部材１６の厚みに相当するような上記の突出部を集電体に形成することで、正極と集電体との接触圧を良好に保つことが容易となる。その結果、放電特性を向上させることができる。
【００２１】
集電体の形状は特に限定されず、長方形、正方形、円形、楕円形等、の様々な形状とすることができる。なお、集電体の中心は、ケース底部の中心と重なるように配置されることが好ましい。また、集電体はステンレス鋼およびチタン合金等の様々な導体材料から形成することができる。
集電体の大きさは、集電体が矩形の場合はその長辺の長さ、円形の場合は直径、楕円形の場合は長径（以下、まとめて集電体の大きさと称す）が、中央部ＡＲ１の直径よりも大きい限り、特に限定されない。なかでも、集電体の中心部と、底部の軸芯とが重なるように配置した時、集電体の中心部から端部までの距離Ｄｃと、底部の半径Ｄ１との比Ｄｃ／Ｄ１が、０．６５〜０．９０であることが好ましい。また、底部の軸芯から溶接位置までの距離Ｌ１とＤｃとの比、Ｌ１／Ｄｃが、０．６０〜０．９５、特に０．７０〜０．９５であることが好ましい。
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を説明する。図１に、本発明の一実施形態に係る扁平形電池の概略構成を断面図により示す。
（実施形態１）
図示例の扁平形電池（以下、単に電池という）１０は、円形の底部１ａと、円形の開口部１ｂと、側壁１ｃとを有する、円筒形状の導体のケース１を備えている。ケース１は、例えばステンレス鋼から形成することができる。ケース１の内部には、円形板状の正極４と、同じく円形板状の負極５とが収容されている。正極４と負極５との間には、セパレータ６が配置されている。
【００２３】
正極４の１つの底面は、ケース１の底部１ａと対向しており、その底面と、ケース１の底部１ａとの間には、板状の集電体７が配置されている。集電体７は、一方の面でケース１の底部１ａと接触し、その底部１ａに所定位置で溶接されている。集電体７の他方の面は、正極４の上記１つの底面と接触している。これにより、集電体７を介して、正極４がケース１と電気的に接続されており、ケース１は、電池１０の正極外部端子として機能する。
【００２４】
ケース１の開口部１ｂは、導体の封口板２により塞がれている。封口板２は、例えばステンレス鋼から形成することができる。封口板２の周縁部と、ケース１の開口部１ｂとの間には、ガスケット（絶縁部材）３が配設されており、ケース１の開口部１ｂを内側に向かってかしめることで、封口板２がケース１の開口部１ｂに固定される。封口板２の内側面は負極５と接触している。これにより、封口板２が負極５と電気的に接続され、封口板２が電池１０の負極外部端子として機能する。
【００２５】
集電体７は、ケース１の底部１ａの中央部ＡＲ１ではケース１と溶接されておらず、中央部ＡＲ１の周囲のドーナッツ状の外側領域ＡＲ２にケース１との溶接部１２を有している。溶接部１２は、外側領域ＡＲ２の好ましくは底部１ａの軸芯に対して点対称の位置に、それぞれ１箇所以上形成される。あるいは、外側領域ＡＲ２に同軸芯状に溶接部１２を形成してもよい。外側領域ＡＲ２は、底部１ａの軸芯からの距離が底部１ａの内側の半径Ｄ１（図２参照）の４５％以上、かつ１００％以下の領域とすることができる。より好ましくは、６０％以上、かつ１００％以下である。これと対応して、中央部ＡＲ１は、底部１ａの軸芯からの距離が底部１ａの半径Ｄ１の０％以上、かつ４５％未満の領域、あるいは、０％以上、かつ６０％未満の領域とすることができる。
【００２６】
図２および図３に、集電体とケースとの溶接部を拡大して模式的に示す。図示例の集電体７は、細長い長方形形状を有しているが、これに限られるものではなく、集電体７は、長方形、正方形、円形、および楕円形等、様々な形状とすることができる。
【００２７】
溶接部１２は、例えばスポット溶接により形成することができる。その溶接痕（または熱影響部）１４の軸方向Ｉｄは底部１ａの厚み方向Ｉｆに対して底部１ａの径方向の外側に向かって角度θ１だけ傾いている。角度θ１は、例えば、０．５〜１０°とすることができる。なお、溶接部１２は、スポット溶接に限らず、シーム溶接等の様々な溶接法により形成することができる。また、溶接痕１４の形状も図２に示すような点状に限らず、線状等、様々な形状とすることができる。
【００２８】
ここで、上記のように底部１ａの厚み方向Ｉｆに対して軸方向Ｉｄが傾いた溶接痕１４を得る方法を説明する。図４に示すように、自然状態で、底部１ａが内側の方向（矢印Ａ１の方向）に突出するように湾曲したケース１を用意する。その底部１ａの上に集電体７を載置して、溶接部１２を形成する。そして、底部１ａの湾曲状態を、例えば正極４等をケース内部に収容し、封口板２によりケース１の開口部１ｂを封口することにより解除することで、図３に示したような、軸方向Ｉｄが傾いた溶接痕１４を得ることができる。自然状態でのケースの半径Ｄ１と、ケース底部の中心のリフト量Ｈ１との比、Ｈ１／Ｄ１は、０．００１〜０．０２であるのが好ましい。これにより、上記の角度θ１の好ましい範囲を容易に実現することができる。
【００２９】
図５に、ケース底部が外側に膨らんだときの集電体の様子を断面図により示す。同図に示すように、底部１ａが外側に膨らんだときにも、集電体７が底部１ａの外側領域ＡＲ２で底部１ａに溶接されていることから、正極４と集電体７との良好な接触状態が維持されるとともに、底部１ａの中央部と集電体７との間に隙間ＧＡ１が形成されている。これにより、底部１ａが外側に膨らんだときにも、正極４と集電体７との接触圧の減少を抑制して、電池１０の放電特性を良好に維持することができる。
【００３０】
以下、電池１０の一例の構造を説明する。正極４は、活物質としてのＭｎＯ2と、必要に応じて、導電剤、結着剤などの成分とを混合し、こうして得られる正極合剤を、正極４の形状に応じて、ディスク状、平板状などに成形することによって、作製することができる。なお、正極活物質には、ＭｎＯ2に代えて、フッ化黒鉛等を使用することもできる。
【００３１】
導電剤としては、この分野で公知の各種の導電剤が挙げられる。具体的には、黒鉛類や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラックや、炭素繊維、各種金属繊維などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３２】
結着剤としては、この分野で公知の各種の結着剤が挙げられる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３３】
負極５は、放電時にリチウムイオンを放出する材料で形成される。具体的には、これに限定されないが、金属リチウム、リチウム合金などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
負極５は、例えば、金属リチウムやリチウム合金のフープ材を、負極５の形状に応じて、ディスク状、平板状などに成形することによって、作製される。
【００３５】
セパレータ６には、本発明の分野で公知の各種の材料を用いることができる。具体的には、例えば、樹脂製の不織布や微多孔性フィルムなどが挙げられ、これらは、例えば、円形に打ち抜いて用いられる。また、セパレータ６の形成材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの混合物、エチレンとプロピレンとの共重合体などが挙げられる。
【００３６】
電解液（非水電解液）は、溶媒および溶質（リチウム塩）を含有し、リチウムイオン伝導性を有する。この非水電解液は、正極４、およびセパレータ６の内部に浸透している。
【００３７】
非水電解液の溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などの鎖状炭酸エステル、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル、例えば、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＣ）、エトキシメトキシエタン（ＥＭＣ）などの鎖状エーテル、例えば、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソランなどの環状エーテル、例えば、γ−ブチロラクトンなどの環状カルボン酸エステル、などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３８】
非水電解液の溶媒の一例としては、ＰＣとＤＭＥとの混合溶媒が挙げられる。ＰＣとＤＭＥとの混合割合は、体積比で、好ましくは、２０：８０〜８０：２０であり、さらに好ましくは、４０：６０〜６０：４０である。
【００３９】
非水電解液の溶媒が、ＰＣとＤＭＥとを含む場合において、非水電解液の全量に対する、ＰＣとＤＭＥとの合計量の割合は、これに限定されないが、好ましくは、４０〜９８重量％であり、さらに好ましくは、７０〜９７重量％である。
【００４０】
非水電解液に含まれる溶質（リチウム塩）としては、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＲ1ＳＯ3（Ｒ1は炭素数１〜４のフッ化アルキル基を示す）、およびＬｉＮ（ＳＯ2Ｒ2）（ＳＯ2Ｒ3）［Ｒ2およびＲ3は互いに同一または異なっている、炭素数１〜４のフッ化アルキル基を示す］で表されるリチウム塩が挙げられる。これらリチウム塩は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
非水電解液中でのリチウム塩の濃度は、０．２〜２．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは、０．３〜１．５ｍｏｌ／Ｌであり、さらに好ましくは、０．４〜１．２ｍｏｌ／Ｌである。
【００４２】
（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態を説明する。図６に、実施形態２に係る扁平形電池の要部を断面図により示す。本実施形態の電池１０Ａが実施形態１の電池１０と異なるのは、正極４にリング状の拘束部材１６を取り付けた点である。また、ケース１の底部１ａには段差２２が形成されている。この場合にも、底部１ａの半径Ｄ１は、底部１ａの軸芯からケース１の側壁１ｃの内周面までの距離に相当する。底部１ａに段差２２を設けたことにより、封口板２の周縁部の変形を抑制する事ができ、高温環境下での耐漏液性を向上させることができる。底部の外周（側壁１ｃの内周面）から段差までの距離Ｌ２は、１．５ｍｍ以上、かつ２．５ｍｍ以下とするのがよく、段差２２の高さＨ２は、０．５ｍｍ以上、かつ１．５ｍｍ以下とするのがよい。
【００４３】
拘束部材１６は、周方向に垂直な断面がＬ字状となるように形成されており、正極４の周側面と接触する側部１６ａ、および正極４のケース１の底部１ａとの対向面と接触する対向部１６ｂとを有している。対向部１６ｂは、ケース１の底部１ａと接触している。
【００４４】
拘束部材１６は、例えば電池１０Ａが一次電池であれば、放電末期に正極４が膨張したときに、その径方向の膨張を抑えることで正極４の厚みを増大させるように、側部１６ａにより正極４の形状を拘束する。これにより、電池１０Ａが寿命を終えるまでの全ての期間に亘って、正極４と集電体７との接触圧を所望圧以上に維持することが容易となる。よって、扁平形電池の放電特性を向上させることができる。
【００４５】
図７に本実施形態の扁平形電池の変形例の要部を拡大して断面図により示す。図８に、ケースの底部に変形例の集電体が取り付けられた様子を上面図により示す。この変形例の電池１０Ｂにおいては、拘束部材１６が直接的にケース１の底部１ａと接触しておらず、集電体７Ａと接触することで、正極４とケース１との電気的接続を補助している。つまり、この変形例においては、集電体７Ａの長さ（集電体が長方形等の場合）、あるいは径（集電体が円形等の場合）が、拘束部材１６の対向部１６ｂと接触する程度にまで拡大されている。そして、その結果、集電体７Ａと正極４との間に、対向部１６ｂの厚みに相当する空隙が生じている。
【００４６】
そこで、電池１０Ｂにおいては、集電体７Ａに正極４に向かって突出する突出部が設けられている。これにより、集電体７Ａと正極４との良好な接触状態が維持されている。より具体的には、集電体７Ａは、主集電体１８と副集電体２０とを含んでいる。主集電体１８は、例えば実施形態１の集電体７と同じサイズおよび形状を有する板状部材である。主集電体１８は、底部１ａの中央部ＡＲ１ではケース１と溶接されておらず、底部１ａの外側領域ＡＲ２でケース１と溶接されている。図８に、その溶接痕１４を示す。副集電体２０は、主集電体１８よりも小さいサイズの板状部材であり、主集電体１８と正極４との間に配され、主集電体１８の中央部と溶接されている（図示せず）。副集電体２０が上記の突出部を形成している。集電体に正極に向かって突出する突出部を設けることで、集電体と正極との間のより良好な接触状態を実現することができ、扁平形電池の放電特性をより確実に向上させることができる。なお、実施の形態１のように拘束部材を使用しない構成であっても、集電体に副集電体（突出部）を含ませることで、集電体と正極との接触圧が高まるので、より好ましい。
【００４７】
以下、本発明の実施例を示す。なお、以下に示す実施例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
（実施例１）
（正極の作製）
まず４５０℃で熱処理した二酸化マンガン（正極活物質）１００質量部および黒鉛（導電剤）１０質量部を乾式混合した。得られた乾式混合物にポリテトラフルオロエチレン（結着剤）５質量部を添加してさらに混練した。得られた混練物を乾燥および粉砕して、粉末状の正極合剤を調製した。この正極合剤を、直径１４．０ｍｍの円柱状金型に充填し、加圧成型してペレット状の正極合剤を得た。
【００４８】
（負極の作製）
厚さ１．０ｍｍのリチウム金属箔を、直径１５ｍｍの円形に打ち抜いて負極とした。リチウム金属箔は、封口板の内面に圧着した。
【００４９】
（セパレータおよび非水電解液）
厚さ１００μｍのポリプロピレン製不織布を円形（直径２０ｍｍ）に打ち抜き、カップ状に成型してセパレータを得た。非水電解液には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）と１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）の体積比５：５の混合溶媒に、過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを用いた。
【００５０】
（電池の組み立て）
まず、平均の厚みが０．２５ｍｍのステンレス鋼製のケース（直径２０ｍｍ）の底部の内側面の上に、縦１４ｍｍ、横５ｍｍ、厚み０．１ｍｍの長方形のステンレス鋼板を配置して、集電体とした。集電体はその中心部が、ケースの底部の中心（軸芯）と重なるように配置した。底部の中心から４．５ｍｍ離れた、点対称の位置にある２箇所に２つずつ溶接部を形成するように、集電体と底部とをスポット溶接した。このとき、電池作製完了時点での溶接痕の傾き（θ１）が、０．５〜１０°となるように、底部を内側に若干凹ませた（リフト量Ｈ１＝０．１ｍｍ）ケースを使用した。
【００５１】
次いで、集電体の上に正極を載置し、さらにその上にセパレータを配した後、３００ｍｇの非水電解液をケース内に注液して、正極とセパレータとに電解液を含浸させた。次いで、リチウム金属箔からなる負極が圧着されるとともに、周縁部にガスケットが装着された封口板（直径１６ｍｍ）を、正極と負極とがセパレータを間に挟んで対向するようにケースに装着した。そして、ケースの開口部を内側に向かってかしめることで、封口板をケースの開口部に装着した。
【００５２】
以上のようにして、直径２０ｍｍ、厚み３．２ｍｍで定格出力電圧が３Ｖの扁平形電池（実施例電池１）を得た。また、以上の組立工程は、露点−４０℃以下のドライエア中で行った。
【００５３】
（実施例２）
溶接部を、ケース底部の中心から５．５ｍｍの位置に点対称に形成したこと以外は、実施例１と同様にして扁平形電池（実施例電池２）を得た。
【００５４】
（実施例３）
溶接部を、ケース底部の中心から６．５ｍｍの位置に点対称に形成したこと以外は、実施例１と同様にして扁平形電池（実施例電池３）を得た。
【００５５】
（実施例４）
ケースの直径を１６ｍｍとし、集電体のサイズを１１ｍｍ×５ｍｍ×０．１ｍｍとし、ケース底部の中心から５ｍｍ離れた、点対称の位置にある２箇所に溶接部を形成するように集電体と底部とをスポット溶接し、直径１１ｍｍの正極合剤を使用し、２３０ｍｇの非水電解液をケース内に注液し、封口板の直径を１２．５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、）扁平形電池（実施例電池４）を得た。
【００５６】
（実施例５）
集電体の形状を円形（直径１３．５ｍｍ、厚み０．１ｍｍ）としたこと以外は、実施例１と同様にして扁平形電池（実施例電池５）を得た。
【００５７】
（比較例１）
溶接部を、ケース底部の中心から１．５ｍｍの位置に点対称に形成したこと以外は、実施例１と同様にして扁平形電池（比較例電池１）を得た。
【００５８】
上記の実施例電池１〜５および比較例電池１を各１０個ずつ作製し、下記の条件で３００サイクルの加熱−冷却処理を実施した。
温度範囲：１００℃〜−４０℃
１サイクルの加熱時間および冷却時間：各々３０分
【００５９】
上記の３００サイクルの加熱−冷却処理の後、各電池に対して、放電温度１００℃、放電電流１０ｍＡで１秒間のパルス放電試験を実行し、１０個の電池の放電電圧を測定した。その結果、実施例電池１〜５は各１０個の電池全てで電圧が３Ｖを上回っていたのに対して、比較例電池１は、１０個全ての電池で電圧が３Ｖを下回っており、最も電圧が低いものは２Ｖを下回っていた。さらに、３００サイクル後、１００℃の条件下で高温ＣＴ撮影を行い、実施例電池１〜５および比較例電池１の１０個の電池全ての断面を観察した。その結果、実施例電池１〜５の全ての電池が、集電体と正極との間に隙間が無く良好な接触を保っていた。一方、比較例電池１については、全ての電池で集電体と正極との間に隙間が生じていた。
【００６０】
以上のように、本発明の適用により扁平形電池の放電特性が向上されることが確かめられた。そして、そのような効果は、電池のサイズが異なる場合にも、集電体の形状が長方形以外の形状である場合にも発揮されることが確かめられた。
本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、扁平形電池を高温状態等で使用し電池内圧が上昇した場合にも、電池内の構成要素の密着性を良好に維持して電池の放電特性の低下を防ぐことができるため、高信頼性の扁平形電池を提供することができ産業上有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１…ケース、ＡＲ１…中央部、１０、１０Ａ、１０Ｂ…電池、１２…溶接部、１４…溶接痕、１６…拘束部材、１ａ…底部、１ｂ…開口部、１ｃ…側壁、ＡＲ２…外側領域、２…封口板、４…正極、５…負極、６…セパレータ、７、７Ａ…集電体
【図１】
0006008337.tif 000002
【図２】
0006008337.tif 000003
【図３】
0006008337.tif 000004
【図４】
0006008337.tif 000005
【図５】
0006008337.tif 000006
【図６】
0006008337.tif 000007
【図７】
0006008337.tif 000008
【図８】
0006008337.tif 000009