(57)【要約】【課題】電池内での電極群の損傷や、内部ガスの排出不良を防止して安全性の高い密閉形電池を提供する。【解決手段】外装缶１内に収納され正負極を含む電極群２と、前記正負極と夫々電気的に接続され、前記外装缶の開口部を塞ぎ、正極端子及び負極端子を有する電池封口体１０と、前記電池封口体と電極群との間に配置されたスペーサ４１ａ，４１ｂとを具備する。スペーサは、電極群を外装缶内で固定し、電極群の上端面２ａと向き合う位置に貫通路を形成した押さえ板４６ａ〜４６ｃを備えることで、電池に振動や衝撃が加わった際の電極群の移動を防止することができる。さらに、電解液注液口２０から注入された電解液がスペーサの押さえ板貫通路から電極群の上部２ａに溜まるため、電極群の上端面から電解液が均一に含浸する。また、貫通路がガス排出時の流路となり安全弁が確実に開放する。以上により信頼性の高い密閉形電池を提供することができる。【選択図】図１
2011076952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装缶と、前記外装缶内に収納され、正極及び負極を含む電極群と、前記外装缶の開口部
に取り付けられる電池封口体と、前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた安全弁
と前記電極群と接する位置に配置されたスペーサを具備する密閉形電池であって、
前記スペーサは、電極群と接する面に平面部を有し、その平面部が複数の貫通路を形成し
ていることを特徴とする密閉形電池。
【請求項２】
前記スペーサの電極群と接する面に形成された平面部の貫通路の一辺が０．５ｍｍ〜４ｍ
ｍであることを特徴とする請求項１記載の密閉形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉形電池に関し、特に電池外装缶内へ収納した電極群が移動することを防止
した構造であることに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やパーソナルコンピュータなどの電子機器や、ハイブリッド自動車や、電
気自動車、携帯電話基地局の無停電電源用などの電源として、ニッケル水素二次電池やリ
チウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池などの密閉形電池が期待されてい
る。
【０００３】
携帯用電子機器に使用される密閉形電池は、小型化、軽量化が求められている。一方、ハ
イブリッド自動車や、電気自動車、電動バイク、フォークリフトなどに代表される密閉形
電池は、大型化、大容量化の開発が行われ、特に、安全性、長期信頼性への取り組みが成
されている。
【０００４】
密閉形電池の形状として、円筒形や角形などが一般的であるが、特に角形密閉形電池は、
機器に搭載するに際してスペース効率が優れている点で注目されている。
【０００５】
これらの密閉形電池は、金属製の板体からなる筒形の外装缶内に、正極、負極、セパレー
タからなる電極群に電解液が含浸された発電要素が収納され、外装缶の開口部が電池封口
体で封口されており、電池封口体と外装缶開口部との間は、電解液やガスが漏出するのを
防止するよう封止されている。そして、電極群と外部端子との間は、導電タブにより接続
されている。導電タブは、電極の集電板より延出したものや、集電板へ導電タブを溶接に
より後付するなどにより形成されている。このため、携帯電子機器や電気自動車などに密
閉形電池を搭載した場合、機器の振動や、衝撃により電極群が電池内部で移動し、電極群
と外部端子とを接続している導電タブが切れたり、折れ曲がったりの不良が発生しやすい
。
【０００６】
そこで、ケース内の電極群が位置ずれするのを防止するために、電極群と封口板との間に
スペーサを配設することで、電池に振動や衝撃が加わった際においても電極群が移動する
ことを防止する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３２９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、非水電解質二次電池などの密閉形電池は非水電解液を注液することにより初めて電
池として電気化学的機能を有するようになる。捲回された電極群中の正極層及び負極層全
てに非水電解液が行き渡るためには、電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群の中央
部まで非水電解液が浸透する必要がある。そして、電解液が電極群へ十分に、そして均等
に含浸されることで、充放電特性やサイクル特性などの電池としての特性が発揮される。
【０００９】
また、非水電解質二次電池を過充電状態や充電状態で高温保存をすると非水電解液中の非
水溶媒が分解されやすくなり、電池内部でガスが発生し電池内圧を上昇させる。このため
、一定の圧力以上に電池内部圧力が上昇した場合、発生したガスを電池外部へ排出するた
めの安全弁を備えている。内部ガスは、電極群の中で発生し電極群から安全弁へと流出し
、開放された安全弁から電池外部へ排出される。
【００１０】
しかしながら、電極群を固定するスペーサの電極群の渦巻き部分と接する部分が板状であ
ると、封口板に設置された注液口から注液された電解液は、スペーサの板状部により電極
群の渦巻き部分が押さえつけられ、電解液の電極群への含浸を妨げ、電解液が電極群へ均
等に含浸されないことや、電池が過充電状態などにより電池内部でガスが発生した際、ス
ペーサの板状部によりガスの流出が妨げられ、設定した圧力で安全弁が機能しないという
課題がある。
【００１１】
本発明は、密閉形電池に電極群を固定するスペーサを配設し、スペーサと電極群とが接す
る面に網目状の貫通部を設けることで、電池内へ注液する電解液が捲回された電極群中の
正極層及び負極層全てに非水電解液が行き渡り、電極群の高さ方向の上部及び下部から電
極群の中央部まで非水電解液が電極群内部へ均一に含浸される。更に、過充電などにより
電池内部でガスが発生した場合、スペーサと電極群とが接する面に網目状の貫通部を設け
ることで電極群から安全弁へ流出するガスの流れを妨げることなく安全弁より電池外部へ
排出することができる。これにより、充放電特性やサイクル特性などに優れ、かつ安全性
、信頼性が高い密閉形電池を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明における密閉形電池は、外装缶と、前記外装缶内に収納され、正極及び負極を含む
電極群と、前記外装缶の開口部に取り付けられる電池封口体と、前記電池封口体若しくは
前記外装缶に設けられた安全弁と前記電極群と接する位置に配置されたスペーサを具備す
る密閉形電池であって、
前記スペーサは、電極群と接する面に平面部を有し、その平面部が複数の貫通路を形成し
ていることを特徴とする密閉形電池。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、密閉形電池の内部にスペーサを配し、スペーサの電極群と接する面の平面部に
複数の貫通路を形成することで、電池内へ注液する電解液が捲回された電極群中の正極層
及び負極層全てに非水電解液が行き渡り、電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群の
中央部まで非水電解液が電極群内部へ均一に含浸され、更に、過充電などにより電池内部
でガスが発生した場合、電極群から安全弁へ流出するガスの流れを妨げることなく安全弁
より電池外部へ排出することができる電池特性の優れた、安全性の高い密閉形電池を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の密閉形電池を示す展開図。
【図２】実施形態のスペーサを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る密閉形電池について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に示す角形の密閉形電池は、有底矩形筒状をなす外装缶１を具備する。外装缶１は、
例えば、アルミニウム板もしくはアルミニウム合金板に深絞り加工を施すことにより成形
されたものである。電極群２は、例えば、シート状の正極と、シート状の負極とをセパレ
ータを間にして渦巻状に捲回した後、全体を電池缶の横断面形状に合致した断面四角形状
に押し潰し変形することにより作製される。
【００１７】
正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金
箔からなる集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、リチウムを吸
蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高
い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチ
ウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。また、負極は、負極活物質を
含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着するこ
とにより作製される。負極活物質としては、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属
硫化物、金属窒化物、合金等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が
金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン
吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウム
との合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、リチウムチ
タン酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素
などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。セパレータとしては、微多孔
性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物等を用いることができ
る。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。
【００１８】
非水電解液（図示しない）は外装缶１内に収容されており、電極群２に含浸されている。
【００１９】
非水電解液は、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製さ
れる。非水溶媒としては、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（ＢＣ）、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）、γ−ブチロラクト
ン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジ
メトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテト
ラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合
して使用してもよい。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六
フッ過リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化
砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ
3）等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合し
て使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／
Ｌとすることが望ましい。
【００２０】
図１に示すように、複数の正極導電タブ３は、正極の複数個所と電気的に接続されており
、それぞれが電極群２の上側の端面から上向きに導出されている。一方、複数の負極導電
タブ４は、負極の複数個所と電気的に接続されており、それぞれが電極群２の上側の端面
から上向きに導出されている。正極導電タブ３には、例えば、正極の集電体を部分的に延
出させたものを使用することができるが、正極と別体であっても良い。また、負極導電タ
ブ４には、例えば、負極の集電体を部分的に延出させたものを使用することができるが、
負極と別体であっても良い。
【００２１】
正極導電タブ３は、少なくとも先端部が重ね合わされた後、重ね合わされた部分の両方の
最外層がＵ字状もしくは二つに折り曲げられた正極保護リード５で被覆されている。この
正極保護リード５は正極導電タブ３に溶接によって固定されている。一方、負極導電タブ
４は、少なくとも先端部が重ね合わされた後、重ね合わされた部分の両方の最外層がＵ字
状もしくは二つに折り曲げられた負極保護リード６で被覆されている。この負極保護リー
ド６は、負極導電タブ４に溶接によって固定されている。なお、導電タブと保護リードと
の溶接方法には、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の方法が用いられるが、超音波溶
接が好ましい。正極保護リード５の材質は、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム
合金にすることができる。負極保護リード６の材質は、例えば、アルミニウムもしくはア
ルミニウム合金にすることができる。また、正極保護リード５の材質は、正極導電タブ３
と同一の材質であることが好ましく、負極保護リード６の材質は、負極導電タブ４と同一
の材質であることが好ましい。
【００２２】
正極保護リード５の外側の一方の面には、四角形板状の正極中間リード７が溶接されてい
る。正極中間リード７は、大きさを正極保護リード５との対向面積よりも大きくすること
が望ましく、また、厚さについては正極リード１５の厚さとの差が小さいことが望ましい
。また、負極保護リード６の外側の一方の面には、四角形板状の負極中間リード８が溶接
されている。負極中間リード８は、大きさを負極保護リード６との対向面積よりも大きく
することが望ましく、また、厚さについては負極リード１４の厚さとの差が小さいことが
望ましい。なお、溶接方法には、レーザー溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の方法が用いら
れるが、超音波溶接が好ましい。正極中間リード７の材質は、例えば、アルミニウムもし
くはアルミニウム合金にすることができる。負極中間リード８の材質は、例えば、アルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金にすることができる。また、正極中間リード７の材質は
、正極導電タブ３と同一の材質であることが好ましく、負極中間リード８の材質は、負極
導電タブ４と同一の材質であることが好ましい。
【００２３】
外装缶１の開口部は封口部材９によって封止されている。封口部材９は、図１に示すよう
に、外装缶１の開口部を塞ぐ電池封口体１０と、電池封口体１０の外面（上面）にガスケ
ット１１を介して取り付けられた出力端子（リベット）１２と、電池封口体１０の内面（
下面）に絶縁体１３を介して取り付けられた負極リード１４及び正極リード１５とを備え
る。ガスケット１１の材質としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性フッ素樹脂等を
挙げることができる。熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、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（ＦＥＰ）等を挙げることができる。
【００２４】
電池封口体１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金板材を素材にしたプレス成形品
からなり、板面上にガスケット１１の取付け用に貫通孔１６が形成され、該貫通孔１６の
上面側の開口周縁には、ガスケット１１用の受け座１７が凹み形成されている。受け座１
７は、廻り止めのために円形以外の形状、例えば図１では四角形をしている。一方極端子
としての正極端子１８は、電池封口体１０の上面側に凸状に張り出している。正極端子１
８の先端面は、廻り止めのために円形以外の形状、例えば図１では四角形をしている。ま
た、圧力開放弁は、電池封口体１０の上面における受け座１７と正極端子１８との間に位
置する凹部内の底面に設けられたＸ字状の溝１９を備え、ケース内圧が一定圧力を越える
と溝１９が破断して内圧を開放する役割を持つ。電解液注液口２０は、電解液の注液後、
封止栓２１で閉止される。この封止栓２１は、電池封口体１０に溶接される。
【００２５】
負極リード１４は、絶縁体１３の軸用貫通孔３０と連通するように設けられ、少なくとも
一部が円形以外の形状を持つ軸用貫通孔１４ｃを有する第１のプレート部１４ａと、第１
のプレート部１４ａから電極群２側に延出された第２のプレート部１４ｂとを備え、Ｌ字
型の断面形状を有するものである。第１のプレート部及び第２のプレート部は導電材料か
ら形成されている。軸用貫通孔１４ｃは、円形穴からなる。軸用貫通孔１４ｃには、出力
端子１２の軸先端部２４が挿入される。負極リード１４の厚さは０．５〜１．５ｍｍが望
ましい。また、負極リード１４の材質は、活物質の材質に合わせて変更される。負極活物
質がチタン酸リチウムの場合、アルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することが
できる。
【００２６】
正極リード１５は、四角形の板からなる第１のプレート部１５ａと、第１のプレート部１
５ａから電極群２側に延出された第２のプレート部１５ｂとを備える。第１のプレート部
及び第２のプレート部は導電材料から形成されている。第１のプレート部１５ａと電池封
口体１０の下面と接触して正極端子１８の周囲にレーザ溶接される。正極リード１５の材
質は、正極活物質の種類により変更されるものではあるが、例えば、アルミニウム、アル
ミニウム合金を使用することができる。
【００２７】
封口部材９の負極リード１４の第２のプレート部１４ｂに、図１及び図２に示すように、
負極中間リード８がレーザ溶接され、かつ封口部材９の正極リード１５の第２のプレート
部１５ｂに正極中間リード７がレーザ溶接される。正負極中間リード７，８を設けること
によって、封口部材９と、電極群２の正負極導電タブ３，４との電気的接続が容易になる
。すなわち、正負極導電タブ３，４を正負極保護リード５，６と中間リード７，８とで挟
み、これらを超音波溶接により一体化した後、中間リード７，８を正負極リード１４，１
５にレーザ溶接することによって、溶接の際に封口部材９に振動が加わらないため、封口
部材９に設けられた圧力開放弁の溝１９の破断を防止することができる。なお、保護リー
ドを厚くすることができ、保護リードが溶接された導電タブをリード部材にレーザ溶接す
ることが可能な場合、中間リードは用いなくても良い。
【００２８】
封口部材と電極群との電気的接続を行った後、封口部材と電極群とを接続する各種正極リ
ードと各種負極リードとをスペーサ４１ａ，４１ｂにより挟み込むように配置し、電池缶
１内における電極群２の上端面２ａと蓋１０の下面との間に設けられた空間内に配置され
る。そして、電池封口体１０を外装缶１に内嵌したうえで、電池封口体１０と外装缶１と
の嵌合面が溶接により封止される。最後に、電池封口体１０の電解液注液口２０から電解
液を外装缶１内へ注液した後、注液口２０に封止栓２１を内嵌して溶接し、注液口２０を
封止することによって図１に示す電池が得られる。
【００２９】
スペーサについて図１及び図２により示す。スペーサ４１ａ，４１ｂは、電池缶１内にお
ける電極群２の上端面２ａと電池封口体１０の下面との間に設けられた空間内に配置され
る。スペーサ４１ａは、四角形のプレートの両方の短辺と、長辺方向の中間地点とに、仕
切り板４２ａ〜４２ｃが設けられたものである。仕切り板４２ａ〜４２ｃの端面には、凹
部４３が設けられている。仕切り板４２ａ〜４２ｃに接続される形で、電極群２の上端面
２ａと向き合う位置に４６ａ〜４６ｃの貫通路を形成した押さえ板が設けられている。一
方、スペーサ４１ｂは、四角形のプレートの両方の短辺と、長辺方向の中間地点とに、仕
切り板４４ａ〜４４ｃが設けられたものである。仕切り板４４ａ〜４４ｃの端面には、ス
ペーサ４１ａの凹部４３へ嵌め込む為の突起４５が設けられている。仕切り板４４ａ〜４
４ｃに接続される形で、電極群２の上端面２ａと向き合う位置に貫通路を形成した押さえ
板（図示せず）が設けられている。スペーサ４１ｂの仕切り板４４ａ〜４４ｃの突起４５
を、スペーサ４１ａの仕切り板４２ａ〜４２ｃの凹部４３に嵌め込むと、スペーサ４１ａ
の仕切り板４２ａ，４２ｂとスペーサ４１ｂの仕切り板４４ａ，４４ｂとで囲まれた空間
内に正極導電タブ３及び正極リード１５が位置し、スペーサ４１ａの仕切り板４２ｂ，４
２ｃとスペーサ４１ｂの仕切り板４４ｂ，４４ｃとで囲まれた空間内に負極導電タブ４及
び負極リード１４が位置する。これにより、正極導電タブ３と負極導電タブ４との絶縁、
正極リード１５と負極リード１４との絶縁、これら部材と電池缶１との絶縁が達成される
。スペーサ４１ａ，４１ｂの４隅には、電池缶１と電極群２の空隙に電解液をより含浸さ
せるために穴を設けることもできる。
【００３０】
また、スペーサ４１ａ，４１ｂは、電池に振動や衝撃が加わった際の電極群２の移動を防
止することができる。さらに、電解液注液口２０から注入された電解液が電極群２の上部
に溜まるため、電極群２の上端面から電解液が含浸し易くなり、電極群２に電解液を均一
に含浸させることができる。スペーサ４１ａ，４１ｂの材質としては、ポリプロピレン（
ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ
）や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（ＰＦＡ）などが挙げ
られる。
【００３１】
（実施例１）
外装缶１にはアルミニウム板を絞り成形した縦２０ｍｍ、横１００ｍｍ、高さ１１０ｍｍ
、缶壁厚さ０．５ｍｍの角形の外装缶を用いた。次に、正極としてＬｉＣｏＯ2を主活物
質とし帯状の集電体へ塗布し作成した正極板と負極としてＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは−１≦
ｘ≦３）で表されるスピネル構造を有するチタン酸リチウムを主活物質とし帯状の集電体
へ塗布し作成した負極板とをセパレータを介し捲回状とした電極群２を作成し、電極群２
から延出する正極タブ３と正極端子１８とを正極保護リード５、正極中間リード７と正極
リード１５を介して溶接し、同様に、一方の負極タブ４と負極端子１２とを負極保護リー
ド６、負極中間リード８と負極リード１４を介して溶接した後、スペーサ４１ａの仕切り
板４２ａ，４２ｂとスペーサ４１ｂの仕切り板４４ａ，４４ｂとで囲まれた空間内に正極
導電タブ３及び正極リード１５が位置し、スペーサ４１ａの仕切り板４２ｂ，４２ｃとス
ペーサ４１ｂの仕切り板４４ｂ，４４ｃとで囲まれた空間内に負極導電タブ４及び負極リ
ード１４が位置する。これにより、正極導電タブ３と負極導電タブ４との絶縁、正極リー
ド１５と負極リード１４との絶縁、これら部材と電池缶１との絶縁が達成される。そして
、電極群２を外装缶１内に挿入し、該外装缶開口部に電池封口体１０を嵌合し、嵌合部を
レーザ溶接して一体化した。
【００３２】
非水電解液として、エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）が体
積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒に、リチウム塩のＬｉＢＦ4
を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質（非水電解液）を調製し、上述により得
られた電池半製品を減圧下に置き、この非水電解液を電解液注液口２０より注液した後、
該注液口を封止栓２１で閉止した後、封止栓２１の周囲をレーザ溶接して電池封口体１０
に溶接することにより、縦２０ｍｍ、横１００ｍｍ、高さ１１０ｍｍで、容量６０００ｍ
Ａｈの密閉型の角型リチウムイオン二次電池を１０００個作製した。
【００３３】
このときのスペーサは、図２に示すように、スペーサ４１ａ，４１ｂが縦１１ｍｍ、横６
０ｍｍ、高さ１０ｍｍで、押さえ板４６ａ〜４６ｃに一辺が０．５ｍｍの貫通路を複数設
けた。
【００３４】
（実施例２）
スペーサ４１ａ，４１ｂが縦１１ｍｍ、横６０ｍｍ、高さ１０ｍｍで、押さえ板４６ａ〜
４６ｃに一辺が１ｍｍの貫通路を複数設けたこと以外は実施例１と同様な構成の密閉形電
池を１０００個作製した。
【００３５】
（実施例３）
スペーサ４１ａ，４１ｂが縦１１ｍｍ、横６０ｍｍ、高さ１０ｍｍで、押さえ板４６ａ〜
４６ｃに一辺が４ｍｍの貫通路を複数設けたこと以外は実施例１と同様な構成の密閉形電
池を１０００個作製した。
【００３６】
（比較例１）
スペーサ４１ａ，４１ｂが縦１１ｍｍ、横６０ｍｍ、高さ１０ｍｍで、押さえ板４６ａ〜
４６ｃに貫通路を設けていないこと以外は実施例１と同様な構成の密閉形電池を１０００
個作製した。
【００３７】
上記実施例及び比較例において作製した密閉形電池を国連の危険物輸送に関する規制勧告
（ＵＮ  Ｎｏ．３０９０）に準じた振動試験および衝撃試験を実施した。振動試験は、国
連の危険物輸送に関する規制勧告（ＵＮ  Ｎｏ．３０９０）に準じた試験で振動数７Ｈｚ
から２００Ｈｚまで、さらに連続して２００Ｈｚから７Ｈｚまで合計１５分で掃引を1セ
ットとして電池の高さ方向、幅方向、厚さ方向の３方向に１２回行うものである。衝撃試
験は、ピーク加速度１５０Ｇ、パルス持続時間６ミリ秒の正弦半波（half-sine）衝撃を
電池の高さ方向、幅方向、厚さ方向の３方向のそれぞれ両方向、つまり電池の６面それぞ
れに対し３回衝撃を与え、電池１個に対し合計１８回の衝撃を与える試験である。
【００３８】
振動試験と衝撃試験を実施し、試験後、電池を分解し電極群の損傷具合を確認した。電極
群の損傷具合は、電池内で電極群が動くことで、スペーサの押さえ板と電極群の上面部と
外装缶底部と電極群の下面部とが激しく接触し、電極群の電極が波状に折れ曲がり、更に
は電極端部に切れが発生する。また、電極群のタブや電極群と電池封口体との導電接続部
分での切れ、外れなども観察し確認した。
【００３９】
更に、１０Ｃ−１２Ｖの条件で過充電試験を行い電池の安全性について試験を行った。過
充電試験は、電池を1時間で満充電できる電流値を１Ｃとしたとき、その１０倍の１０Cの
電流を電池に流し、その際の電源電圧の最大値が１２Vとなるように設定し試験する。
【００４０】
また、電極群への電解液の含浸性を評価するため、組み立て後の電池を分解し、電極への
電解液の含浸状態、さらにサイクル試験により電池特性を評価し、電解液の電極群への含
浸性を確認した。電極への電解液の含浸状態は、電池組み立て後電池を分解し電極への電
解液の含浸状態を確認した。含浸状態は、電極の表面に塗布された活物質層が電解液によ
る濡れの有無により確認し、全面が濡れているものを◎、電極の端部のみが濡れ中央部は
濡れていないもの（電極面積の５０％以下の範囲で濡れていない部分がある）を△とし評
価した。それぞれの試験内容に対し１００個の電池を用いて試験を行った。これら評価の
結果を表１に示す。
【表１】
2011076952.tif 000003
【００４１】
表１から明らかなように、国連の危険物輸送に関する規制勧告（ＵＮ  Ｎｏ．３０９０）
に準じた振動試験とピーク加速度１５０Ｇ、パルス持続時間６ミリ秒の正弦半波（half-s
ine)衝撃を与える衝撃試験の結果、実施例の電池では、電池内に配置したスペーサの電極
群と接する面に平面部を有し、その平面部が複数の貫通路を形成していることで、振動試
験や衝撃試験を行った際、振動や衝撃により電池内で移動しようとする電極群を、柔軟性
を持って押さえることで、電極群のタブや電極群と電池封口体との導電接続部分での切れ
、外れなどの損傷がない。これは、スペーサの押さえ板に貫通路を形成することで押さえ
板部が柔軟性を持ち、電極群への振動や衝撃を和らげているからである。これに対し、比
較例では、スペーサの押さえ板に貫通路がないため、振動や衝撃により電池内の電極群が
スペーサの押さえ板により直接影響を受け、電極群の損傷を起こしている。
【００４２】
次に、組み立てた電池に過充電試験を行った。電池が過充電状態となると非水電解液中の
非水溶媒が分解され、電池内部でガスが発生し電池内圧を上昇させ、それと同時に電池温
度も上昇していく。このため、一定の圧力以上に電池内部圧力が上昇した場合、発生した
ガスを電池外部へ排出する安全弁を作動させ電池外部へガスを排出するとともに、電池温
度の上昇を抑え電池の安全性を確保する。実施例の電池では、過充電試験を行ったところ
、しばらくして安全弁よりガスの排出が観察された。また、試験中の電池の温度を測定し
てところ最大で１１７℃までの上昇であった。安全弁よりガスの排出が行われてからは電
池温度も徐々に下がり始め、安全性が確保されていることを確認することができた。これ
は、ガスの流出経路が十分確保されることによる。つまり、電池内でのスペーサの押さえ
板に貫通路を形成しているため電極群内で発生したガスが、電極群からスペーサの貫通路
を通り、電池封口体に配置された安全弁へ効率よくガスが流れ、安全弁よりガスが排出さ
れたためである。
【００４３】
これに対し、比較例では、電極群にて発生したガスは、スペーサに設けられた押さえ板に
より電極群の上端面を押さえられていることにより、スペーサに設けられた電極群と電池
封口体とを接続する導電部材を収納する切り欠き部から安全弁へ流れていくため、ガスの
流出経路が限定され、電極群で発生したガスを効率よく安全弁へ導くことができない。こ
のため、過充電試験の開始から安全弁よりガスが排出されるまでの時間が実施例と比較し
ても長い時間を要している。更に、試験中の電池温度を測定したところ、最大で２４３℃
まで上昇していることが確認できた。
【００４４】
次に、電解液の電極群への含浸性に関する評価を行った。電池内への電解液の注液は、注
液された電解液が捲回された電極群中の正極層及び負極層全てに非水電解液が行き渡り、
電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群の中央部まで非水電解液が電極群内部へ均一
に含浸されることが望ましい。そこで、実施例と比較例の電池を組み立て後、電池を分解
し電極への電解液の含浸状態を確認した。含浸状態は、電極の表面に塗布された活物質層
が電解液による濡れの有無により確認できる。また、組み立てた電池をサイクル試験１Ｃ
−２．８ＶのＣＣＣＶ充電、１Ｃ−１．８ＶのＣＣ放電を行いそのサイクル数により評価
した。
【００４５】
実施例の電池は、電池を分解し電極表面を観察したところ、全面が電解液により濡れてい
ることが確認できた。比較例の電池は、電極の端部は濡れていることが確認できたが、電
極の中央部においては電解液の濡れがなく、電解液が含浸したことが確認できなかった。
【００４６】
次に、サイクル試験を行ったところ、実施例の電池は、全ての電池で８０００サイクル以
上であったのに対し、比較例の電池は最大で５４６９サイクルであった。実施例の電池は
、電極群を固定するスペーサを配設し、スペーサと電極群とが接する面に網目状の貫通部
を設けることで、電池内へ注液する電解液が捲回された電極群中の正極層及び負極層全て
に非水電解液が行き渡り、電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群の中央部まで非水
電解液が電極群内部へ均一に含浸されている。
【００４７】
以上のように本発明では、密閉形電池に電極群を固定するスペーサを配設し、スペーサと
電極群とが接する面に網目状の貫通部を設けることで、振動や衝撃により電池内で移動し
ようとする電極群を、柔軟性を持って押さえることができ、電極群のタブや電極群と電池
封口体との導電接続部分での切れ、外れなどの損傷がない。また、電池封口体の注液口か
ら注液されて電解液が電極群へ注液される際、スペーサの貫通路より電極群の上面に均等
に注液され、電解液が捲回された電極群中の正極層及び負極層全てに非水電解液が行き渡
り、電極群の高さ方向の上部及び下部から電極群の中央部まで非水電解液が電極群内部へ
均一に含浸される。更に、過充電などにより電池内部でガスが発生した場合、スペーサと
電極群とが接する面に網目状の貫通部を設けることで電極群から安全弁へ流出するガスの
流れを妨げることなく安全弁より電池外部へ排出することができる。これにより、充放電
特性やサイクル特性などに優れ、かつ安全性、信頼性が確保することができる。
【００４８】
つまり、本発明による密閉形電池は、電極群を固定するスペーサを配設し、スペーサと電
極群とが接する面に網目状の貫通部を設けることで、安全性、信頼性が高く、充放電特性
やサイクル特性などの優れた密閉型の電池を提供でき、特にハイブリッド車や電気自動車
に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適なも
のとなる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されて
いる複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施
形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施
形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…外装缶、２…電極群、３…正極導電タブ、４…負極導電タブ、５…正極保護リード、
６…負極保護リード、７…正極中間リード、８…負極中間リード、９…封口部材、１０…
電池封口体、１１…ガスケット、１２…出力端子、１３…絶縁体、１４…負極リード、１
５…正極リード、１６…貫通孔、１７…受け座、１８…正極端子、１９…圧力開放弁、２
０…電解液注液口、４１ａ，４１ｂ…スペーサ、４６ａ，４６ｂ１，４６ｂ２，４６ｃ…
押さえ板
【図１】
2011076952.tif 000004
【図２】
2011076952.tif 000005