(57)【要約】【課題】異常発生時に電池内の圧力が上昇しても、速やかに電池内のガスを外部に放出することができる圧力開放機構を備えた安全性の高い密閉型電池を提供することにある。【解決手段】正極板と負極板とをセパレータを介して捲回した円筒状の電極群１が、電解液とともに角形電池ケース８に挿入されている。そして、電極群１の捲回軸に平行な電池ケース８の下面１３に圧力開放機構１０が設けられている。この圧力開放機構１０は、電極群１の捲回軸を電池ケース８の下面１３に直角に投影したときの投影線から離間した位置に配置されている。【選択図】図１
2008066284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介して捲回した円筒状の電極群を、電解液とともに角形電池ケースに挿入してなる密閉型電池であって、
前記電極群の捲回軸に平行な前記電池ケースの側面に圧力開放機構が設けられており、
前記圧力開放機構は、前記電極群の捲回軸を前記側面に直角に投影したときの投影線から離間した位置に配置されている、密閉型電池。
【請求項２】
前記側面のうち、第１の側面に、前記正極板及び前記負極板の電極端子がそれぞれ設けられており、
前記圧力開放機構は、前記第１の側面に対向する第２の側面に設けられている、請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項３】
前記圧力開放機構は、前記第２の側面における前記投影線に対して対峙する位置に互いに離間して、少なくとも２つ以上設けられている、請求項２に記載の密閉型電池。
【請求項４】
前記圧力開放機構は、前記第２の側面における前記投影線と交差して、該投影線に垂直方向に延在して設けられている、請求項２に記載の密閉型電池。
【請求項５】
前記側面のうち、第１の側面に、前記正極板及び前記負極板の電極端子がそれぞれ設けられており、
前記圧力開放機構は、前記第１の側面に隣接する第３の側面であって、該第３の側面における前記投影線から前記第１の側面と反対側に離間した位置に配置されている、請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項６】
前記電極群は、扁平した円筒状をなす、請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項７】
前記電極群と前記側面の内壁とで区画された前記電池ケース内の領域は、空間部をなしている、請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項８】
前記圧力開放機構は、防爆弁で構成されている、請求項１に記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池内圧が上昇しても高い安全性を確保することのできる密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉型電池、とりわけ充放電可能な密閉型二次電池は、携帯電話やパソコン等の機器の電源として、小型化・軽量化に対応したエネルギー密度の高い電池が求められる分野の他、電動工具やハイブリッド自動車等の電源として、高出力の電池が求められる分野に、その市場範囲が拡大している。特に、高出力分野においては、密閉型電池の内部抵抗を極力抑える設計がなされるので、電池内部の混在した異物などの内部要因や、外部からの圧力などの外部要因により、正極と負極とが短絡した場合、大電流が短絡部分に集中的に流れ、これによる発熱で電池内の圧力が上昇し、電池ケース自身や封口板などの接合部分が破損するおそれがある。
【０００３】
従来、このような問題に対して、電池ケースの蓋の部分に防爆弁を設けることにより、電池内の圧力が異常に上昇したとき、この防爆弁を作動させて、電池内のガスを外部に放出することによって、電池ケース等の破損を未然に防止する対策が取られていた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかしながら、防爆弁を設ける電池ケースの蓋の部分には、電極端子も配されるため、スペース上の制約があり、防爆弁の大きさに限界が生じる。例えば、防爆弁を、蓋の一部を肉薄部にすることによって形成した場合、限られた大きさで所定の作動圧を確保するために、肉薄部を薄くする必要があるが、落下等の衝撃に対して肉薄部が破断されない厚さを確保するには限界がある。
【０００５】
特許文献２には、そのような制約を受けずに、電池ケースに防爆弁を設けた構成が記載されている。すなわち、電池の外装缶の表面に、溝状肉薄部からなる防爆弁を設けることによって、スペース上の制約を受けずに、所定の作動圧で防爆弁を動作させることができる。この防爆弁は、外装缶内の圧力が上昇して外装缶が変形することによって、防爆弁が破断するように、溝状薄肉部の厚みや溝の長さが規定されている。また、この防爆弁は、落下衝撃の受けにくい外装缶の一部に形成されているため、耐落下性も高い。
【特許文献１】特開平１０−１０６５２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１８５７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載された防爆弁は、スペース上の制約を受けずに設けることができるため、設計の自由度が高くなる点で有用であるが、外装缶が変形することによって、溝状薄肉部が破断する機構になっているため、防爆弁を設ける位置によって、溝状薄肉部の厚みや溝の長さを変える必要があり、設計が複雑になるという問題がある。
【０００７】
また、電池内の圧力が異常に上昇したとき、防爆弁を作動させて、電池内のガスを外部に放出して、電池ケースの破損を未然に防止しても、電極群に含浸されていない余剰な電解液が電池ケース内に残存していると、電池ケース内の温度がなお高温に維持されている場合（温度低下の応答速度は、ガス放出の応答速度よりも極めて遅い）、可燃性である電解液が加熱され、電池ケース内の温度がさらに上昇するおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、異常発生時に電池内の圧力が上昇しても、速やかに電池内のガスを外部に放出することができる圧力開放機構を備えた安全性の高い密閉型電池を提供することにある。
【０００９】
また、異常発生時に、電池内のガスを外部に放出するとともに、電池内に残存する電解液を速やかに外部に排出することができる圧力開放機構を備えた安全性の高い密閉型電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係わる密閉型電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回した円筒状の電極群を、電解液とともに角形電池ケースに挿入してなる密閉型電池において、電極群の捲回軸に平行な電池ケースの側面に圧力開放機構を設けるとともに、当該圧力開放機構を、電極群の捲回軸を電池ケースの側面に直角に投影したときの投影線から離間した位置に配置した構成を採用する。
【００１１】
本発明の密閉型電池において、円筒状の電極群と、該電極群の捲回軸に平行な電池ケースの側面の内壁とで区画された電池ケース内の領域は、異常発生時の作動圧を確保するのに十分な空間部をなしている。そのため、該空間部に対応した電池ケースの側面、すなわち、電極群の捲回軸に平行な電池ケースの側面であって、電極群の捲回軸を電池ケースの側面に直角に投影したときの投影線から離間した位置に、圧力開放機構を配置することによって、異常時に発生した電池内のガスを、確実、かつ速やかに外部に放出させることができる。
【００１２】
ある好適な実施形態において、電極群の捲回軸に平行な電池ケースの側面のうち、第１の側面に、正極板及び負極板の電極端子がそれぞれ設けられており、圧力開放機構は、第１の側面に対向する第２の側面に設けられている。
【００１３】
ある好適な実施形態において、電極群の捲回軸に平行な電池ケースの側面のうち、第１の側面に、正極板及び前記負極板の電極端子がそれぞれ設けられており、圧力開放機構は、第１の側面に隣接する第３の側面であって、該第３の側面における投影線から第１の側面と反対側に離間した位置に配置されている。
【００１４】
機器または電気自動車等に電池を装填した際、電極端子が設けられた電池ケースの第１の側面が上面（地面に対して反対側の面）になる場合が多い。そのため、第１の側面に対向する第２の側面、すなわち、下面（地面に面した面）に圧力開放機構を設けることによって、異常時に発生した電池内のガスを速やかに外部に放出させるとともに、電池内に残存する電解液を速やかに外部に排出させることができる。
【００１５】
また、圧力開放機構を、第１の側面に隣接する第３の側面であって、該第３の側面における投影線から第１の側面と反対側、すなわち、下面側に離間した位置に配置することによって、異常時に発生した電池内のガスを速やかに外部に放出させるとともに、電池内の下方近傍に残存する電解液を速やかに外部に排出させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、異常発生時に電池内の圧力が上昇しても、速やかに電池内のガスを外部に放出することができる圧力開放機構を備えた安全性の高い密閉型電池を提供することができる。
【００１７】
また、異常発生時に、電池内のガスを外部に放出するとともに、電池内に残存する電解液を速やかに外部に排出することができる圧力開放機構を備えた安全性の高い密閉型電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態における密閉型電池の構成を模式的に示した図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は前面透視図、（ｃ）は側面透視図、（ｄ）は底面図である。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回した円筒状の電極群１が、電解液とともに角形電池ケース８に挿入されている。そして、電極群１の捲回軸Ａ−Ａに平行な電池ケース８の下面１３に圧力開放機構１０が設けられている。この圧力開放機構１０は、図１（ｄ）に示すように、電極群１の捲回軸Ａ−Ａを電池ケース８の下面１３に直角に投影したときの投影線Ｔ１−Ｔ１から離間した位置に配置されている。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、円筒状の電極群１と、電極群の捲回軸Ａ−Ａに平行な電池ケース８の側面１２、１３、１４の内壁とで区画された電池ケース内の領域１１は空間部をなしている。通常、電極群１は、捲回軸Ａ−Ａの方向に長くなっているため、領域１１は、異常発生時における圧力開放機構１０の作動圧を確保するのに十分な広さの空間部をなしている。そのため、領域１１に対応した電池ケース８の側面、すなわち、電極群１の捲回軸Ａ−Ａに平行な電池ケース８の側面（本実施形態では、下面１３）であって、電極群１の捲回軸Ａ−Ａを電池ケース８の側面に直角に投影したときの投影線Ｔ１−Ｔ１から離間した位置に、圧力開放機構１０を配置することによって、異常時に発生した電池内のガスを、確実、かつ速やかに外部に放出させることができる。
【００２２】
本実施形態において、電極群１の捲回軸Ａ−Ａに平行な電池ケース８の側面のうち、上面（第１の側面）１２には、図１（ｂ）に示すように、正極集電板２及び負極集電板３に接続された電極端子４、５がそれぞれ設けられている。通常、機器または電気自動車等に電池を装填した際、電極端子４、５が設けられた電池ケース８の側面が上面１２になるため、圧力開放機構１０を下面（上面１２に対向する面）１３に設けることによって、異常時に発生した電池内のガスを速やかに外部に放出させるとともに、電池内に残存する電解液を速やかに外部に排出させることができる。
【００２３】
なお、圧力開放機構１０は、図１（ｄ）に示した位置に限らず、投影線Ｔ１−Ｔ１から離間した位置であれば、任意の位置に、任意の数だけ設けることができる。例えば、図２（ａ）に示すように、２つの圧力開放機構１０を、下面１３における投影線Ｔ１−Ｔ１に対して対峙する位置に設けてもよい。あるいは、図２（ｂ）に示すように、圧力開放機構１０を、下面１３における投影線Ｔ１−Ｔ１と交差して、投影線Ｔ１−Ｔ１に垂直方向に延在して設けてもよい。
【００２４】
また、圧力開放機構１０を、上面１２に隣接する側面１４に設ける場合には、図２（ｃ）に示すように、圧力開放機構１０を、電極群１の捲回軸Ａ−Ａを電池ケース８の側面１４に直角に投影したときの投影線Ｔ２−Ｔ２から上面１２と反対側（すなわち、下面１３側）に離間した位置に配置することが好ましい。このような位置に配置することによって、異常時に発生した電池内のガスを外部に放出する際、電池内の下方近傍に残存する電解液を外部に排出させることができる。
【００２５】
本発明における円筒状の電極群１は、図１（ｂ）に示すような形状に限らず、扁平した円筒状のものも含む。この場合、圧力開放機構１０の投影線Ｔ１−Ｔ１から離間した距離は、扁平されていない電極群１の場合よりも長くすることが好ましい。このようにすれば、より広い空間部をなす領域１１の近傍に、圧力開放機構１０が配されることになり、異常時に発生した電池内のガスを速やかに外部に放出することができる。
【００２６】
また、本発明における角形電池ケース８は、図１（ｂ）に示すように、四角形に限らず、多角形のもの含む。この場合にも、圧力開放機構１０を、電極群１の捲回軸Ａ−Ａを電池ケース８の側面に直角に投影したときの投影線から離間した位置に配置することによって、異常時に発生した電池内のガスを、確実、かつ速やかに外部に放出させることができる。
【００２７】
本実施形態における密閉型電池の具体的な構成を、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、さらに詳しく説明する。
【００２８】
正極板と負極板とをセパレータを介して捲回した電極群１は、左面側で正極集電板２と、右面側で負極集電板３とにそれぞれ接続されている。この正極集電板２および負極集電板３は、蓋板６と筐体とで構成される電池ケース８の内部で短絡しないよう、絶縁部材７によって絶縁されている。さらに、正極集電板２には正極端子４が、負極集電板３には負極端子５が取り付けられており、これら電極端子４、５は、上面に配置された蓋板６の上部に突き出るように配置されている。ここで、蓋板６と筐体とは溶接され、正極端子４および負極端子５は蓋板６にシールされ、注液孔９は、電解液を注液後に塞がれるので、電池内部は密閉構造が保たれている。
【００２９】
電池ケース８の下面には、電池内の圧力が所定圧力に到達したときに破損する防爆弁（圧力開放機構）１０が設けられている。この防爆弁１０は、電極群１と電池ケース８の内壁とで区画された空間部１１に、少なくともその一部が掛かるように設けられている。
【００３０】
リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池では、環状カーボネートや鎖状カーボネート等の揮発性や可燃性が高い電解液が用いられる。また、十分な寿命特性を得るために、電極群１が十分に含浸できるよりやや多く電解液を加えることが多い。このような密閉型電池において、内部短絡などの異常が発生した場合、発熱による電解液の気化によって電池内の圧力が加速的に上昇するが、防爆弁１０が空間部１１に一部掛かるように設けられているので、異常発生時に、電池内のガスを速やかに外部に放出するとともに、電池内に残存した電解液を外部に効率的に排出することができる。
【００３１】
ここで、防爆弁１０は、例えば、薄肉加工や刻印加工などにより、所定の圧力に達した際に破壊されるように設計されている。また、防爆弁１０の他に、圧力調整弁や逆止弁などを用いてもよい。
【００３２】
正極板は、正極活物質を含む正極合剤と、箔からなる正極集電体とで構成される。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウムおよびその変性体（アルミニウムやマグネシウムを共晶させたものなど）、ニッケル酸リチウムおよびその変性体（一部ニッケルをコバルトやアルミニウムなどで置換したもの）、マンガン酸リチウムおよびその変性体などの複合酸化物を用いることができる。
【００３３】
正極活物質に、導電剤（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、各種グラファイト等）、結着剤（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等）、必要に応じて増粘剤を混合し、水あるいは有機溶媒とともに混練して、正極合剤スラリーを作製する。その後、アルミニウム箔などの正極集電体の上に、正極合剤スラリーを塗布・乾燥させ、正極合剤層を形成する。ここで、正極板の長手方向の少なくとも一方の端部に、正極合剤層を形成していない未塗工部分を形成する。その後、必要に応じてプレスにより正極合剤層の厚みを調整し、所望の寸法にスリットして、正極板を作製する。
【００３４】
負極板は、負極活物質を含む負極合剤と、箔からなる負極集電体とで構成される。負極活物質としては、例えば、各種天然黒鉛、人造黒鉛もしくは合金組成材料などを用いることができる。
【００３５】
負極活物質に、結着剤（例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）やＰＶｄＦ等）、必要に応じて増粘剤を混合し、水あるいは有機溶媒とともに混練し、負極合剤スラリーを作製する。その後、銅箔などの負極集電体上に、負極合剤スラリーを塗布・乾燥させ、負極合剤層を形成する。ここで、負極板の長手方向の少なくとも一方の端部に負極合剤層を形成していない未塗工部分を形成する。その後、必要に応じてプレスにより負極合剤層の厚みを調整し、所望の寸法にスリットして、負極板を作製する。
【００３６】
セパレータは、電解液の保持力が高く、正極板および負極板のいずれの電位下においても安定な材料（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド等）を用いた微多孔性フィルムが用いられる。
【００３７】
なお、正極板を正極集電板（例えば、アルミニウム）２と接続し、負極板を負極集電板（例えば、銅またはニッケル）３と接続するために、正極板および負極板の未塗工部分がそれぞれ両端面となるよう、電極群１が作製される。また、正極板及び負極板は、例えば、レーザ溶接または超音波溶接等で、正極集電板２及び負極集電板３にそれぞれ接続される。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００３９】
（電池Ａ）
ＮｉＳＯ4水溶液に、モル比としてＮｉ：Ｃｏ：Ａｌ＝７：２：１になるようにＣｏおよびＡｌの硫酸塩を加えて飽和水溶液を作製し、この飽和水溶液を撹拌しながら水酸化ナトリウム溶液を徐々に滴下して中和することにより、Ｎｉ0.7Ｃｏ0.2Ａｌ0.1（ＯＨ）2で示される三元系の沈殿物を共沈法により生成した。この沈殿物をろ過して水洗し、８０℃で乾燥し、複合水酸化物を得た。得られた複合水酸化物の平均粒径は１０μｍであった。
【００４０】
この複合水酸化物を、大気中９００℃で１０時間の熱処理を行い、Ｎｉ0.7Ｃｏ0.2Ａｌ0.1Ｏで示される三元系の複合酸化物を得た。ここで、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌの原子数の和とＬｉの原子数とが等量になるように水酸化リチウム１水和物を加え、空気中８００℃で１０時間の熱処理を行うことにより、ＬｉＮｉ0.7Ｃｏ0.2Ａｌ0.1Ｏ2で示されるリチウムニッケル複合酸化物を得た。このリチウムニッケル複合酸化物を粉砕して分級することにより、平均粒径が９．５μｍ、比表面積が０．４ｍ2／ｇの正極活物質を得た。
【００４１】
この正極活物質３ｋｇと、アセチレンブラック９０ｇと、ＰＶｄＦ溶液１０００ｇとを適量のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とともに混練して正極スラリーを作製した。この正極スラリーを、厚み１５μｍ、幅１５０ｍｍのアルミ箔上に、箔の片側端部長手方向に１０ｍｍの未塗工部を残すように塗布・乾燥した。これを、総厚が１００μｍとなるようにプレスした後、未塗工幅１０ｍｍ、合剤塗工幅１１０ｍｍになるようにスリットし、正極板を作製した。
【００４２】
負極活物質である人造黒鉛３ｋｇと、スチレン−ブタジエン共重合体のゴム粒子である結着剤（固形分重量４０重量％）７５ｇと、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）３０ｇ、および適量の水とを混練し、負極スラリーを作製した。この負極スラリーを、厚み１０μｍ、幅１５０ｍｍの銅箔上に、箔の片側端部長手方向に１０ｍｍの未塗工部を残すように塗布・乾燥した。これを、総厚が１１０μｍとなるようにプレスした後、未塗工幅１０ｍｍ、合剤塗布幅１１４ｍｍになるようにスリットし、負極板を作製した。
【００４３】
以上のように作製した正極板と負極板とを、ポリエチレンセパレータを介して両端に正極および負極集電体が露出する形で円筒状に捲回し、電極群（直径３０ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を作製した。
【００４４】
この電極群の正極側の端面にアルミニウム製の正極集電板をレーザー溶接し、負極側の端面に銅製の負極集電板をレーザー溶接した。さらに、正極集電板に正極端子を溶接し、負極集電板に負極端子に溶接して、蓋板と固定した。その後、電極群の両端を絶縁部材で固定して、１０気圧で開弁する面積７５ｍｍ2（５×１５ｍｍ）の防爆弁を備えたアルミニウム製の直方状筐体に挿入し、この筐体と蓋板とをレーザー溶接して電池ケース（幅３５ｍｍ×高さ３５ｍｍ×長さ９０ｍｍ）とした。ここで、電池ケースの内部に設けられた空間部（電池ケースの内壁と電極群とが接触しない箇所）の全てに防爆弁が掛かるように防爆弁を配置（図１（ｄ）に示した位置に相当）した。
【００４５】
一方、エチレンカーボネイト（ＥＣ）とジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）とを体積比１：３の配合比で混合した混合溶媒に、溶質として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／ｄｍ3の濃度で溶解し、電解液を作製した。この電解液を、蓋板に設けた注液孔から電池ケース内に３０ｇ注入し、電極群に含浸させた後で最終的に封止して、公称容量５Ａｈのリチウムイオン二次電池を作製した。なお、注液含浸後の余剰電解液量を、電池ケースを開口し抜き取って重量を測定した結果、約１０ｇであった。このことから初期状態の電極群には約２０ｇの電解液が含浸されていると見なすことができる。
【００４６】
以上のリチウムイオン二次電池を、防爆弁を備えた電池ケースの面が下面となるように配置した。これを本発明の実施例である電池Ａとする。
【００４７】
（電池Ｂ）
電池Ａにおいて、電極群に防爆弁の一部が対峙するように防爆弁を配置（図２（ｂ）に示した位置に相当）した以外は、電池Ａと同様にリチウムイオン二次電池を作製し、防爆弁を備えた電池ケースの面が下面となるように配置した。これを本発明の実施例である電池Ｂとする。
【００４８】
（電池Ｃ）
電池Ａと同様のリチウムイオン二次電池を作製し、防爆弁を備えた電池ケースの面が側面となるように配置した。これを本発明の実施例である電池Ｃとする。
【００４９】
（電池Ｄ）
図３に示す従来の円筒型リチウムイオン二次電池（直径３５ｍｍ、長さ９０ｍｍ）を作製した。具体的には、電池Ａと同様の正極板１０１、セパレータ１０３、負極板１０２からなる電極群（電池Ａと同寸法）を円筒型の電池ケース１０４に挿入後、電池Ａと同組成・同量の電解液を注入し、電池Ａと同じ面積の防爆弁を有する封口板１０５で、電池ケース１０４の上部開口部をかしめて封口して、公称容量５Ａｈの円筒型リチウムイオン二次電池を作製した。このリチウムイオン二次電池を、封口板１０５が上面となるように配置した。これを比較例である電池Ｄとする。
【００５０】
以上の各電池をそれぞれ５個作製し、２５℃の環境下にて以下の釘刺し試験を行った。まず１．０Ａの電流値で充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧３．０Ｖの充放電を実施した。その結果、公称容量（５Ａｈ）に近い放電容量が得られることを確認した。その後、１．０Ａの電流値で充電終止電圧４．４Ｖまで過充電を行い、固定台上に各々の電池を固定し、電池ケース側面中央部分に半径１．５ｍｍの釘を貫通させた。
【００５１】
上述した条件で、釘刺し試験を行い、電池ケース内に残存する電解液量、電池ケースの破損の有無、電池ケースの膨れ量、及び電池最高到達温度を評価した。その結果を、（表１）に示す。
【００５２】
【表１】
2008066284.tif 000003
【００５３】
電池Ａについては、釘刺し後、数秒して防爆弁が作動して開口し、電池ケース内の余剰電解液がミストとなって排出されるのが観察された。さらに、試験後の電池Ａは５個とも防爆弁以外の箇所の破損は確認されず、電池ケースの膨れも０．２ｍｍと極わずかで、電池ケース内に電解液も残存しなかった。
【００５４】
電池Ｂについては、電池Ａと同様、電池ケース内の余剰電解液がミストとなって排出されるのが観察された。さらに、試験後の電池は５個とも防爆弁以外の箇所の破損は確認されず、電池ケース内に電解液も残存しなかったが、電池Ａと比較して電池ケースの膨れが０．５ｍｍと若干大きかった。これは、防爆弁が電極群と電池ケースとが接する位置に配置されたため、防爆弁が作動しても、電池Ａと比較してガスの排出がスムーズに行われなかったために、ガスが排出されるまでの間に電池内の圧力上昇によって、電池ケースの変形に至ったものと推察される。
【００５５】
電池Ｃについては、電池ケースの膨れは少なかったものの、電池ケース内に残存する電解液量は６ｇと多かった。これは、空間部を設けたにもかかわらず、防爆弁が電池ケースの側面に配されていたため、電池ケースの下方近傍にある電解液を完全に排出することができなかったためと考えられる。しかし、試験後の電池Ｃは５個とも防爆弁以外の箇所の破損は確認されず、電池ケースの膨れも極わずかであったことから、ガスの放出は速やかに行われたものと考えられる。
【００５６】
電池Ｄについては、防爆弁が作動したにもかかわらず、３個の電池ケースにおいて、その底部の一部が破損する結果となった。これは、電池Ａ〜Ｃと異なり、電極群・電池ケースがともに円筒型であるため、十分な空間部が設けられない上に、防爆弁が上部に配置されたため、ガスの放出が速やかに行われず、しかも、残存している電解液によって、圧力の上昇が加速されたことによって、電池ケースの破損に至ったものと推測される。
【００５７】
以上の結果から、円筒状の電極群と電池ケースの側面とで区画された電池ケース内の空間部に対応した電池ケースの側面に防爆弁を設けることによって、異常時に発生した電池内のガスを、確実、かつ速やかに外部に放出させることができる。また、防爆弁を電池ケースの下面に設けることによって、異常時に発生した電池内のガスを速やかに外部に放出させるとともに、電池内に残存する電解液を速やかに外部に排出させることができる。
【００５８】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、高いレベルで安全性が要求されるリチウムイオン二次電池に有用で、電子機器のみならず、電動工具、電気自動車等の駆動電源にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態における密閉型電池の構成を示した図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は前面透視図、（ｃ）は側面透視図、（ｄ）は底面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明における圧力開放機構の配置を示した図である。
【図３】従来の円筒型リチウムイオン二次電池の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１      電極群
２      正極集電板
３      負極集電板
４      正極端子
５      負極端子
６      蓋板
７      絶縁部材
８      電池ケース
９      注液孔
１０    防爆弁（圧力開放機構）
１１    空間部
１２    上面
１３    下面
１４    側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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