(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板群と、電解質と、前記極板群および前記電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池であって、
前記電池ケースの側面は、円筒状の頭部と、前記極板群および前記電解質を収容する角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含み、
前記胴部は、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とを含み、
前記遷移部は、前記コーナー部と前記遷移部との第１の境界から、前記頭部と前記遷移部との第２の境界にかけて連続した曲面を有し、
前記連続した曲面の横断面の曲率半径が、前記第１の境界から前記第２の境界にかけて、前記コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化しており、
前記連続した曲面上において前記第１の境界の中心と前記第２の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、１４°〜２２°の範囲であることを特徴とする角筒状電池。
【請求項２】
前記極板群は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群であり、
前記極板群の横断面の形状が、角筒状、多角形状または扁平形状であり、
前記電池ケースにおける前記コーナー部の内周面の曲率半径よりも前記極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きく、
前記極板群の巻き終わり部が前記電池ケースにおける前記コーナー部に位置するように、前記極板群が前記電池ケースに収容されている請求項１に記載の角筒状電池。
【請求項３】
前記正極板および前記負極板から選ばれる少なくとも１つの極板において、巻き終わり部となる端面のエッジの一部が削り取られている請求項１に記載の角筒状電池。
【請求項４】
前記連続した曲面の横断面の形状が円弧の一部であり、前記連続した曲面の横断面は、前記遷移部における前記連続した曲面以外の部分と接円を形成して連接している請求項１に記載の角筒状電池。
【請求項５】
前記連続した曲面が、円錐面の一部である請求項４に記載の角筒状電池。
【請求項６】
前記電池ケースにおける前記コーナー部の肉厚が、前記平面部の肉厚よりも大きい請求項１に記載の角筒状電池。
【請求項７】
前記頭部に、前記頭部の外側面から内方に向かって突出した環状の溝がさらに形成されている請求項１に記載の角筒状電池。
【請求項８】
前記環状の溝が、前記第２の境界の直上に形成されている請求項７に記載の角筒状電池。
【請求項９】
正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群と、電解質と、前記極板群および前記電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池の製造方法であって、
（ｉ）正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群を、前記極板群の横断面が角筒状、多角形状または扁平形状となるように押圧する工程と、
（ii）側面に、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とが形成された角筒状の電池ケースに、前記押圧した極板群と電解質とを収容する工程と、
（iii）前記電池ケースの開口部を封口体によって密閉する工程とを含み、
前記工程（ｉ）において、前記電池ケースにおける前記コーナー部の内周面の曲率半径よりも前記極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きく、かつ、前記極板群の巻き終わり部が押圧後の前記極板群におけるコーナー部に位置するように、前記極板群を押圧し、
前記方法は、前記工程（ii）と前記工程（iii）との間に、
（ａ）前記角筒状の電池ケースの開口部の近傍を円筒状に形成することによって、円筒状の頭部と、角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含む電池ケースを形成する工程
をさらに含み、
前記工程（ａ）において、前記電池ケースにおける前記コーナー部と前記遷移部との第１の境界から、前記頭部と前記遷移部との第２の境界にかけて連続した曲面を有する前記遷移部を形成し、
前記連続した曲面上において前記第１の境界の中心と前記第２の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、１４°〜２２°の範囲であることを特徴とする角筒状電池の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ii）において、前記極板群の巻き終わり部が前記電池ケースにおける前記コーナー部に位置するように、前記極板群を前記電池ケースに収容する請求項９に記載の角筒状電池の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ii）と前記工程（iii）との間に、
（ｂ）前記頭部の側面に、前記頭部の内方に向かって突出した環状の溝を形成する工程をさらに含み、
前記工程（iii）が、
（ｃ）前記形成した溝に対応する環状の支持部の上に封口体を配置した後に、前記頭部の開口端部を内方に折り曲げ、前記開口端部と前記支持部との間に前記封口体をかしめて固定することによって、前記電池ケースの開口部を前記封口体によって密閉する工程を含み、
前記工程（ａ）において、
前記曲面の横断面の曲率半径が、前記第１の境界から前記第２の境界にかけて、前記コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化している請求項９に記載の角筒状電池の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ａ）の前に、
（Ａ）前記電池ケースにおける前記開口部の前記コーナー部近傍を、予め内方にかしめる工程をさらに含む請求項１１に記載の角筒状電池の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｂ）が、
（Ｂ）前記電池ケースの外側の面から前記電池ケースの中心軸の方向に押圧力を付与した状態で、前記電池ケースを回転させながら前記頭部の側面に溝付け用のローラーを押し当てることによって、前記環状の溝を形成する工程を含む請求項１１に記載の角筒状電池の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（Ｂ）において、
前記頭部の側面に押し当てた前記ローラーを前記電池ケースの開口部の方向に変位させながら、前記環状の溝を形成する請求項１３に記載の角筒状電池の製造方法。
【請求項１５】
前記工程（Ｂ）において、
前記ローラーを押し当てる位置が、前記第２の境界の直上である請求項１３に記載の角筒状電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角筒状電池とその製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器の発展などに伴い、一次電池、二次電池を含め、電池の役割がますます重要視されている。電池を搭載する機器の小型化、高機能化の競争は激しく、主に、小型、高容量かつ高出力が実現可能な電池が市場から求められている。
【０００３】
このような電池として、従来、角形あるいは円筒形の電池が一般的である。それぞれ、例えば、複数の電池を集積する際の積層・集積などの空間効率が高い、生産性が高い、などの特長を有している。しかし、換言すれば、角形の電池では、例えば、電池を密閉するための封口が円筒形の電池に比べて難しく、また、円筒形の電池では、例えば、複数の電池を積層・集積する際に角形の電池に比べてデッドスペースが大きいなどの課題を有している。
【０００４】
これら課題を解決するために、極板群などを収容する胴部が角筒状であり、封口を行う頭部が円筒状である電池ケースを有する電池が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３などに記載）。このような電池とすることによって、角形および円筒形の電池の長所を兼ね合わせた、特性が高い電池が期待される。
【０００５】
また、直方体になるように成形した極板群を角筒状の電池ケースに収容する技術が特許文献４に開示されている。より具体的には、図１８Ａに示すように、円筒状に捲回された極板群１０２を、角度を９０°ずつずらしながら配置した金型１０３によって四方向から加熱・加圧し、その横断面が直方形状になるように極板群１０２を成形する技術が特許文献４に開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−２０７０４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１１００号公報
【特許文献３】特開２００２−２０８３８０号公報
【特許文献４】特開平７−２２６２１２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１および特許文献３に開示されているような電池を実際に作製するためには、例えば、角筒状の缶の開口端部を円筒状に成形することによって電池ケースを形成する方法が考えられる。しかしながら、その際、缶に膨れ、皺などが発生する可能性がある。例えば、図１７は、極板群および電解質を収容する胴部が角筒状であり、頭部が円筒状である従来の電池ケースの一例を示す模式図である。角筒状の缶の開口端部を単に円筒状に成形するだけでは、図１７に示す電池ケース１０１の領域Ａに膨れが発生したり、領域Ｂに皺が発生したりする場合がある。これらの不具合が発生すると、封口が困難になったり、不具合が生じた箇所から電池ケースの亀裂が生じて漏液が発生したりする可能性がある。また、歩留まりなどの生産性の観点からも、これらの不具合が発生する可能性の低減が求められている。
【０００７】
これらの問題を解決するために、例えば、特許文献２では、円筒状の電池ケースに極板群を収容し、その開口端部を封口して密閉した後に、角筒状の胴部を形成している。しかしながら、この方法では、角筒状の胴部を形成する際に極板群の変形が余儀なくされ、極板群内で短絡や活物質の脱落が発生する可能性がある。
【０００８】
また、特許文献４に示す方法では、極板群１０２の巻き終わり部１０４が成形後の直方体の辺上に位置する場合、円筒状の極板群１０２を直方体に成形する際（図１８Ａ）や、角筒状の電池ケース１０５に極板群１０２を収容する際などに、内部短絡が発生したり、電池ケース１０５への挿入不良を起こしたりするなどの可能性がある。
【０００９】
そこで本発明は、角形と円筒形それぞれの長所を兼ね合わせた、特性に優れる角筒状電池を提供することを目的とする。また、角筒状電池の製造時における不良発生を抑制し、生産性に優れる角筒状電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の角筒状電池は、極板群と、電解質と、前記極板群および前記電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池であって、前記電池ケースの側面は、円筒状の頭部と、前記極板群および前記電解質を収容する角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含み、前記胴部は、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とを含み、前記遷移部は、前記コーナー部と前記遷移部との第１の境界から、前記頭部と前記遷移部との第２の境界にかけて連続した曲面を有し、前記連続した曲面の横断面の曲率半径が、前記第１の境界から前記第２の境界にかけて、前記コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化しており、前記連続した曲面上において前記第１の境界の中心と前記第２の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、１４°〜２２°の範囲であることを特徴としている。
【００１２】
次に、本発明の角筒状電池の製造方法は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群と、電解質と、前記極板群および前記電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池の製造方法であって、
（ｉ）正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群を、前記極板群の横断面が角筒状、多角形状または扁平形状となるように押圧する工程と、
（ii）側面に、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とが形成された角筒状の電池ケースに、前記押圧した極板群と電解質とを収容する工程と、
（iii）前記電池ケースの開口部を封口体によって密閉する工程とを含み、
前記工程（ｉ）において、前記電池ケースにおける前記コーナー部の内周面の曲率半径よりも前記極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きく、かつ、前記極板群の巻き終わり部が押圧後の前記極板群におけるコーナー部に位置するように、前記極板群を押圧し、
前記方法は、前記工程（ii）と前記工程（iii）との間に、
（ａ）前記角筒状の電池ケースの開口部の近傍を円筒状に形成することによって、円筒状の頭部と、角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含む電池ケースを形成する工程
をさらに含み、
前記工程（ａ）において、前記電池ケースにおける前記コーナー部と前記遷移部との第１の境界から、前記頭部と前記遷移部との第２の境界にかけて連続した曲面を有する前記遷移部を形成し、
前記連続した曲面上において前記第１の境界の中心と前記第２の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、１４°〜２２°の範囲であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、角形と円筒形それぞれの長所を兼ね合わせた、特性に優れる角筒状電池を提供することができる。また、角筒状電池の製造時における不良発生を抑制し、生産性に優れる角筒状電池の製造方法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】
【００１４】
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。なお、以下の実施の形態において、同一の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００１５】
図１に示すように、本発明の角筒状電池５１（以下、単に「電池」ともいう）は、極板群５２と、電解質（図示せず）と、極板群５２および電解質を収容する電池ケース１とを含む電池である。また、電池ケース１における極板群５２を収容する部分が角筒状の形状を有している。角筒状の形状の具体例は、実施の形態に後述する。極板群５２を収容している部分以外の電池ケース１の形状は特に限定されず、例えば、円筒状であっても、角筒状であってもよい。なかでも、実施の形態１に説明するように、頭部が円筒状であることが好ましい。
【００１６】
本発明の電池５１では、電池ケース１の材料、サイズなどは特に限定されない。一般的な電池に用いられる材料を用いることができる。例えば、鉄−Ｎｉメッキ缶などからなる電池ケースであればよい。電池の種類に応じて、任意に設定すればよい。
【００１７】
本発明の電池５１では、極板群５２の材質、構造、構成などは特に限定されない。一般的な電池に用いられる極板群を用いることができる。例えば、極板群５２が、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群であってもよい。極板群５２の形状は特に限定されず、例えば、円筒状の極板群であっても、角筒状の極板群であってもよい。なかでも、図８に説明するように、極板群５２が、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群であり、かつ、横断面の形状が角筒状、多角形状または扁平形状である極板群であってもよい。本発明の電池５１では、電池ケース１における極板群５２を収容する部分が角筒状であるため、極板群も上記形状とすれば、より容積効率が高い電池とすることができる。
【００１８】
本発明の電池５１に用いられる電解質は特に限定されない。固体、液体などを問わず、一般的な電池に用いられる電解質を用いることができる。
【００１９】
極板群５２および電解質を選択することによって、本発明の電池５１は、アルカリマンガン、ニッケルカドミウム、ニッケル水素電池、リチウム電池など、一次電池、二次電池を問わず、様々な種類の電池とすることができる。
【００２０】
本発明の電池５１では、その他必要に応じて、一般的に電池に用いられる部材を含んでいてもよい。例えば、後述する封口体とともに電池ケースを密閉するためのガスケット、極板群から電流を集めるための集電体、極板群あるいは集電体と、端子とを電気的に接続するリードなどを含んでいてもよい。これらの部材の構造、部材間の位置関係などは、一般的な電池と同様であればよい。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の電池５１では、電池ケース１の形状に１つの特徴がある。
【００２２】
図２〜図５に、本発明の電池５１に用いられる電池ケース１の一例を示す。図３は、図２に示す電池ケース１の胴部３の横断面３ａの形状を示す断面図である。本明細書における横断面とは、電池ケース１の中心軸に垂直な方向に切断した断面を意味している。図４および図５は、それぞれ、図２に示す電池ケース１の遷移部４の横断面４ａおよび頭部２の横断面２ａの形状を示す断面図である。なお、図２のように電池ケース１の形状を説明する図においては、極板群などを収容し、その開口端部を封口体などによって封口する前の状態を示す（即ち、電池ケース１のみを示す）場合がある。
【００２３】
図２に示すように、電池ケース１は、円筒状の頭部２と、極板群および電解質を収容する角筒状の胴部３と、胴部３と頭部２との間に位置する遷移部４とを含んでいる。電池ケース１の側面に着目すると、電池ケース１の側面は、円筒状の頭部２と、極板群および電解質を収容する角筒状の胴部３と、胴部３と頭部２との間に位置する遷移部４とを含んでいるともいえる。胴部３（の側面）は、平面部５と、隣接する平面部５の間を曲面でつなぐコーナー部６（第１のコーナー部）とを含んでいる。このような胴部３の横断面３ａの形状は、図３に示すように、平面部５に対応する直線部５ａと、コーナー部６に対応する曲線部６ａとを含む形状である。遷移部４は、胴部３のコーナー部６と遷移部４との境界７から、頭部２と遷移部４との境界８にかけて連続した曲面９を有している。このような遷移部４の横断面４ａの形状は、図４に示すように、曲面９に対応する曲線部９ａを含む形状である。また、曲面９の横断面の曲率半径が（即ち、曲線部９ａの曲率半径が）、境界７から境界８にかけて、コーナー部６の横断面の曲率半径（即ち、曲線部６ａの曲率半径）から頭部２の半径１０へと連続的に変化している。
【００２４】
このような電池とすることによって、角形と円筒形それぞれの長所を兼ね合わせた、特性に優れる電池を提供することができる。例えば、頭部が円筒状であることによって、封口性（密閉性）が高い電池とすることができる。また、極板群および電解質などが収容される胴部が角筒状であることによって、複数の電池を積層、集積した際に、スペース効率が高い電池とすることができる。また、図１７に示すような従来の電池ケース１０１とは異なり、本発明の電池に用いられる電池ケース１では、製造時に皺、膨れなどの不具合の発生を抑制することができる。このため、電池ケース１の亀裂や、亀裂に伴う電解液の漏液などを抑制することができ、信頼性が高い電池とすることができる。
【００２５】
頭部２の形状およびサイズなどは、円筒状である限り特に限定されない。なお、頭部２の横断面２ａの形状は完全な円である必要はなく、少なくとも略円状であればよい。頭部２の半径１０は、必要な電池の容量などに応じて決定すればよい。一例として、胴部３の対向平面間距離がＳＣサイズの電池の径と同等の電池である場合は、例えば、２２ｍｍ〜１８ｍｍの範囲であり、なかでも、２２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲が好ましい。また、頭部２の半径１０は、例えば、胴部３の対向平面間距離よりも小さくてもよい。
【００２６】
胴部３の形状、サイズなどは、角筒状である限り特に限定されない。ただし、本発明の電池では、図２に示すように、胴部３の各コーナー（角筒の各辺）が、所定のアール形状を有している。胴部３のコーナー部６が有する曲率半径は、必要な電池の容量などに応じて決定すればよい。一例として、胴部３の対向平面間距離がＳＣサイズの電池の径と同等の電池である場合は、例えば、１０ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、なかでも、８ｍｍ〜６ｍｍの範囲が好ましい。また、胴部３の横断面３ａの形状は、略正方形状であってもよい。
【００２７】
遷移部４が有する曲面９は、その曲率半径が、境界７から境界８にかけて、コーナー部６の曲率半径から頭部２の半径へと連続的に変化していればよい。
【００２８】
本発明の電池５１では、曲面９の横断面の形状（即ち、曲線部９ａ）が円弧の一部であり、曲線部９ａは、遷移部４における曲面９以外の部分と（即ち、図４に示す直線部１１と）接円を形成して連接していてもよい。
【００２９】
本発明の電池５１では、曲面９が円錐面の一部であってもよい。
【００３０】
本発明の電池５１では、曲面９上において境界７の中心と境界８とを最短距離で結ぶ直線が、電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度θが１４°〜２２°の範囲であってもよい。なかでも角度θが、１５°〜２０°の範囲が好ましい。このような角度θを図６に示す。角度θを１４°以上とすることによって、遷移部４の幅（領域）を小さくすることができ、その分余分な（充放電に寄与しない）空間の体積を減らすことができる。なお、このとき曲面９が円錐面の一部であれば、上記最短距離で結ぶ直線は円錐面の母線となる直線である。境界７の中心とは、例えば、境界７が円弧の一部である場合、その両端から等分の距離にある点である。
【００３１】
本発明の電池５１では、電池ケース１の頭部２に、頭部２の外側面から内方に向かって突出した環状の溝がさらに形成されていてもよい。このような電池ケースの一例を図７に示す。図７に示す電池ケース１では、上述したような溝１２が頭部２に形成されている。このような電池ケースを用いた場合、電池の製造工程上、溝１２と頭部２の開口端部との間に、円筒形の電池と同様のかしめ方法によって封口体をかしめて固定できるため、より密閉性（封口性）が高い電池とすることができる。また、溝１２は、円筒状の頭部２の側面に形成されるため、極板群および電解質が収容される胴部３の容積に影響を与えないように形成することができる。このため、溝１２が形成されることによる電池の容量などの減少を最小限に抑制することができる。
【００３２】
溝１２は、環状である限り、頭部２の側面に形成される位置などは特に限定されない。例えば、電池ケース１の中心軸に垂直な面に形成されていればよい。また、溝１２は、頭部２と遷移部４との境界８の直上に形成されていてもよい。
【００３３】
なお、図１、図２、図６および図７における電池ケース１の外形線以外の線は、電池ケースを構成する各部を分かりやすくするために描かれた線であり、実際の電池ケース上に必ずしも見られるとは限らない。以降の図においても同様である。また、平面部５は完全な平面である必要は必ずしもなく、従って平面部５に対応する直線部５ａは完全な直線である必要は必ずしもない。直線部１１についても同様である。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の電池５１では、極板群５２の形状、配置方法にまた別の特徴がある。
【００３５】
図８に、本発明の電池の一例を示す。図８は、本発明の電池５１における極板群５２が収容されている部分を、その横断面で切断した断面模式図である。
【００３６】
図８に示す電池では、極板群５２は、正極板５３と負極板５４とをセパレータ５５を介して積層し、捲回した極板群である（図８における拡大図Ａ）。ここで、極板群５２の横断面の形状は角筒状である。また、電池ケース１におけるコーナー部（第１のコーナー部）の横断面の内周面の曲率半径よりも、極板群５２におけるコーナー部（第２のコーナー部）の横断面の曲率半径の方が大きい。さらに、極板群５２の巻き終わり部１３が、第１のコーナー部に位置するように、極板群５２が電池ケース１に収容されている。なお、電池ケース１における極板群５２が収容されている部分の形状は、角筒状である。例えば、実施の形態１で説明した電池ケース１を用いればよい。
【００３７】
このような構成とすることによって、以下に示すような効果を得ることができる。電池ケース１における極板群５２が収容されている部分の形状が角筒状であることから、極板群５２の横断面の形状が角筒状であることによって、容積効率に優れる電池とすることができる。また、極板群５２の巻き終わり部１３が第１のコーナー部に位置することによって、巻き終わり部が電池ケースの平面部に位置する場合に比べて、最外周に位置する極板のエッジが原因の内部短絡を抑制できる。巻き終わり部が電池ケースの平面部に位置する場合、図１８Ｂに示すように、巻き終わりの部分によって極板群に応力が発生すると考えられるからである。また、巻き終わり部１３が第１のコーナー部に位置する場合、極板群５２の収容効率を最も大きくすることができる。さらに、極板群５２の巻き終わり部１３が第１のコーナー部に位置し、かつ、第１のコーナー部の横断面の内周面の曲率半径よりも第２のコーナー部の横断面の曲率半径が大きいことによって、電池を製造する際に、電池ケース１への極板群５２の挿入不良を抑制することができる。
【００３８】
電池ケース１におけるコーナー部の横断面の内周面の曲率半径とは、例えば、図８に示す曲線部１４ａの曲率半径であればよい。また、極板群５２におけるコーナー部の横断面の曲率半径とは、例えば、図８に示す曲線部１５ａの曲率半径であればよい。
【００３９】
極板群５２の横断面の形状は、図８に示す角筒状に限られず、多角形状あるいは扁平形状であってもよい。いずれの場合においても、上述した効果を得ることができる。電池の容積効率の観点からは、極板群５２の横断面の形状が角筒状であることが好ましい。
【００４０】
本発明の電池５１では、正極板および負極板から選ばれる少なくとも１つの極板において、巻き終わり部となる端面のエッジの一部が削り取られていてもよい。このような極板の一例を図９Ｂに示す。図９Ａに示す正極板５３では、巻き終わり部１３となる端面は通常の状態のままである。これに対して、図９Ｂに示す正極板５３では、巻き終わり部１３となる端面のエッジの一部が削り取られている。このようなエッジ加工は、例えば、回転するグラインダーに巻き終わり部となる極板の端面を接触させることによって行うことができる。このようなエッジ加工を行うことによって、極板群５２を捲回して形成する際に、端面のエッジによる短絡の発生を抑制することができる。また、極板群５２を電池ケース１に収容する際の挿入不良を抑制することができる。
【００４１】
なお、図９Ｂに示す例では、正極板５３における巻き終わり部１３となる端面の片面のエッジが削り取られているが、両面のエッジが削り取られていてもよい。片面のエッジが削り取られている場合、エッジの削り取られた面が外周面に配置されるように極板群を捲回、形成することが好ましい。また、負極板に対して同様のエッジ加工が施されていてもよい。正極板と負極板との双方の極板に対して同様のエッジ加工が施されていてもよい。
【００４２】
（実施の形態３）
本発明の電池５１は、実施の形態１および実施の形態２に説明した特徴のいずれか一方を備えていればよいが、その双方を備えていてもよい。
【００４３】
即ち、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群と、電解質と、極板群および電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池であって、
電池ケースの側面は、円筒状の頭部と、極板群および電解質を収容する角筒状の胴部と、胴部と頭部との間に位置する遷移部とを含み、胴部は、平面部と、隣接する平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とを含み、遷移部は、コーナー部と遷移部との第１の境界から、頭部と遷移部との第２の境界にかけて連続した曲面を有し、連続した曲面の横断面の曲率半径が、第１の境界から第２の境界にかけて、コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化しており、かつ、
極板群の横断面の形状が、角筒状、多角形状または扁平形状であり、電池ケースにおけるコーナー部の内周面の曲率半径よりも極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径の方が大きく、極板群の巻き終わり部が電池ケースにおけるコーナー部に位置するように、極板群が電池ケースに収容されていることを特徴としていてもよい。
【００４４】
換言すれば、図２に示すような電池ケース１に極板群５２が収容されており、胴部３の横断面が図８に示すようであればよい。このような電池では、実施の形態１および実施の形態２に説明した効果を得ることができる。
【００４５】
（実施の形態４）
本発明の角筒状電池の製造方法について説明する。
【００４６】
上述した本発明の角筒状電池は、例えば、以下に示す角筒状電池の製造方法によって得ることができる。
【００４７】
本発明の角筒状電池の製造方法は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群と、電解質と、極板群および電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池の製造方法である。本発明の電池の製造方法の一例を、図１０および図１１を用いて説明する。
【００４８】
最初に、図１０に示すように、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群５２を、極板群５２の横断面が角筒状、多角形状または扁平形状となるように押圧する（工程（ｉ））。このとき、極板群５２を収容する電池ケースにおけるコーナー部の内周面の曲率半径よりも、極板群５２におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きくなるように極板群５２を押圧すればよい。また、極板群５２の巻き終わり部１３が押圧後の極板群５２におけるコーナー部に位置するように、極板群５２を押圧すればよい。
【００４９】
極板群５２を押圧するためには、例えば、図１０に示すような金型６１を用いればよい。金型６１の形状、数などは、図１０に示す例に限定されず、任意に設定すればよい。
【００５０】
次に、側面に、平面部５と、隣接する平面部５の間を曲面でつなぐコーナー部６とが形成された角筒状の電池ケース２１に、押圧した極板群５２と電解質（図示せず）とを収容する（工程（ii））。このとき、角筒状の電池ケース２１に極板群５２を収容する方法は、特に限定されず、一般的な方法を用いればよい。角筒状の電池ケース２１は、例えば、実施の形態１で説明した電池ケース１における胴部３と同様の横断面形状を有するケースを用いればよい。
【００５１】
最後に、電池ケース２１の開口部を封口体によって密閉する（工程（iii））。このような製造方法では、工程（ｉ）において形成される極板群５２の形状は以下に示す特徴を有している。具体的には、極板群５２を収容する電池ケースにおけるコーナー部の内周面の曲率半径よりも、極板群５２におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きい。また、同時に、極板群５２の巻き終わり部１３は、押圧後の極板群５２におけるコーナー部に位置している。このため、電池ケースに極板群を収容する際に、極板群の挿入不良を抑制できる。また、極板群に含まれる極板の端面が原因となる内部短絡を抑制できる。即ち、角筒状電池の製造時における不良の発生が抑制された、生産性に優れる電池の製造方法とすることができる。
【００５２】
なお、電解質の電池ケース２１への収容は、極板群５２の収容前に行ってもよいし、極板群５２の収容後に行ってもよい。また、極板群５２の収容と同時に行うこともできる。
【００５３】
本発明の製造方法では、上記工程（ii）において、極板群５２の巻き終わり部が電池ケース２１におけるコーナー部に位置するように、極板群５２を電池ケース２１に収容してもよい。角筒状電池の製造時における不良の発生がより抑制された、より生産性に優れる電池の製造方法とすることができる。
【００５４】
本発明の製造方法は、例えば、図１２に示す装置によって行うことができる。最初に、正極板と負極板とを、セパレータを介しながら巻き芯６２の周りに捲回して円筒状の極板群５２を形成する。このとき、極板群５２は、受けローラー６５および駆動ローラー６３によって支持され、かつ、駆動ローラー６３によって回転される。駆動ローラー６３は、加圧機構６４によって極板群５２に一定の圧力で密着することができる。加圧機構６４は、コントローラ６７に接続されている。極板群５２の巻き終わりは、レーザにより巻き終わりを検出する検出センサ６６で検出される。このとき、極板群５２の巻き終わり部１３が、押圧後の極板群５２におけるコーナー部に位置するように、極板群５２を保定すればよい。その後、金型６１によって円筒状の極板群６２を角筒状や多角形状、扁平形状などに形成すればよい。さらに、図１１に示すように、極板群５２の巻き終わり部１３の位置を保持したまま、電池ケース２１の位置に合わせて収容すればよい。
【００５５】
例えば、図１２に示す装置を用い、水酸化ニッケルを活物質として含む幅４５ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ０．５２ｍｍの正極板と、水素吸蔵合金を活物質として含む幅４５ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、厚さ０．３３ｍｍの負極板とを、親水化処理を施したポリプロピレン製セパレータを介して横断面が角筒状の極板群を形成し、角筒状の電池ケースに電解質とともに収容したところ、極板群の巻き終わり部が押圧後の極板群におけるコーナー部に位置するように極板群を保定した場合には、電池ケースへの挿入不良はほぼ発生しなかった。これに対して、極板群の巻き終わり部を押圧後の極板群におけるコーナー部に位置するように極板群を保定しなかった場合（即ち、巻き終わり部が極板群の任意の位置に存在する場合）には、電池ケースへの挿入不良と内部短絡とが合わせて４．９％の頻度で発生した。なお、この評価は、それぞれの場合について、１０００個の電池を作製して行った。
【００５６】
本発明の製造方法では、上記工程（ii）と工程（iii）との間に、
（ａ）角筒状の電池ケース２１の開口部の近傍を円筒状に形成することによって、円筒状の頭部２と、角筒状の胴部３と、胴部３と頭部２との間に位置する遷移部４とを含む電池ケース１を形成する工程（例えば、図１３に示す電池ケース１を形成する工程である）と、
（ｂ）上記工程（ａ）において形成した電池ケース１の頭部２の側面に、頭部２の外側面から頭部２の内方に向かって突出した環状の溝１２を形成する工程と（例えば、図１４に示す溝１２を形成する工程である）とをさらに含み、
上記工程（iii）が、図１５に示すように、上記工程（ｂ）において形成した溝１２に対応する環状の支持部２２の上に封口体２３を配置した後に、頭部２の開口端部２４を内方に折り曲げ、開口端部２４と支持部２２との間に封口体２３をかしめて固定することによって、電池ケース１を密閉する工程（工程（ｃ））を含んでいてもよい。
【００５７】
このとき、工程（ａ）において、図１３に示すように、胴部３のコーナー部６と遷移部４との境界７から、頭部２と遷移部４との境界８にかけて連続した曲面９を有する遷移部４を形成すればよい。また、曲面９の横断面の曲率半径が、境界７から境界８にかけて、コーナー部６の横断面の曲率半径から頭部２の半径へと連続的に変化している遷移部４を形成すればよい。
【００５８】
また、工程（ｂ）において、曲面９の横断面の形状が円弧の一部であり、曲面９の横断面は、遷移部４における曲面９以外の部分と接円を形成して連接しているように遷移部４を形成してもよい。
【００５９】
このような製造方法とすることによって、上述した効果とともに、さらに、角形と円筒形それぞれの長所を兼ね合わせた、特性に優れる電池５１を製造することができる。また、その際、電池ケース１に、膨れ、皺などの不具合が発生することを抑制することができるため、より生産性に優れる製造方法とすることができる。また、頭部２の側面に溝１２を形成することによって、溝１２と頭部２の開口端部２４との間に、円筒形の電池と同様のかしめ方法によって封口体２３をかしめて固定できるため、より密閉性（封口性）が高い電池を製造することができる。
【００６０】
上記工程（ａ）において、上述したような曲面９を有する遷移部４を含む電池ケース１を形成する方法は特に限定されない。例えば、多段式（多段絞り）の成形方法を用いればよい。多段式の成形方法によって頭部２を形成する際には、例えば、角筒状の電池ケース２１の底部から開口部の方向に対して金型、中子の形状を段階的に変化させて成形すればよい。なお、上記工程（ａ）において形成する電池ケースの頭部および胴部の形状などは、実施の形態１で説明した本発明の電池と同様であればよい。
【００６１】
本発明の製造方法では、上記工程（ａ）において、曲面９上において境界７の中心と境界８とを最短距離で結ぶ直線が電池ケース１の中心軸の方向に対して成す角度θが１４°〜２２°の範囲である遷移部４を形成してもよい。なかでも、角度θが１５°〜２０°の範囲である遷移部４を形成することが好ましい。電池ケース１に、膨れ、皺などの不具合が発生することをより抑制することができるため、より生産性に優れる製造方法とすることができる。角度θが１４°よりも小さい場合、電池の体積効率が低下する可能性がある。また、角度θが２２°よりも大きい場合、例えば、上述した多段式の成形方法において、金型から材料が抜けない可能性がある。
【００６２】
本発明の製造方法では、上記工程（ａ）の前に、（Ａ）角筒状の電池ケース２１における開口部のコーナー部６近傍（例えば、図１１）における領域Ｃ）を、予め内方にかしめる工程、をさらに含んでいてもよい。このような製造方法とすることによって、電池ケースに膨れ、皺などの不具合が発生することをさらに抑制することができるため、より生産性に優れる電池の製造方法とすることができる。
【００６３】
上記工程（ｂ）において、溝１２を形成する方法は特に限定されない。例えば、図１６に示すように、電池ケース１の外側面から電池ケース１の中心軸の方向に押圧力を付与した状態で、電池ケース１を回転させながら頭部２の側面に溝付け用のローラー２５を押し当てることによって、環状の溝１２を形成してもよい（工程（Ｂ））。このとき、例えば、ローラー２５を押し当てながら、ローラー２５を頭部２の開口端の方向へ変位させれば、電池ケース１の肉厚が偏肉することを抑制できる。また、ローラー２５を押し当てる位置が、境界８の直上であってもよい。境界８の直上に溝１２が形成された電池ケース１を形成することができる。
【００６４】
上記工程（ｃ）において、封口体２３を配置した後に、頭部２の開口部２４を内方に折り曲げ、開口部２４と支持部２２との間に封口体２３をかしめて固定する方法は、特に限定されない。円筒状の電池ケースを用いた電池の製造方法において一般的に用いられる方法を用いればよい。
【００６５】
なお、図１５では、電池ケース１、極板群５２、封口体２３以外の部材は省略してある。実際の電池では、必要に応じて、封口体２３とともに電池ケース１を密閉するためのガスケットや、極板群から電流を集めるための集電体や、極板群あるいは集電体と端子とを電気的に接続するリードなどを通常含んでいる。これらの部材は、上記（ii）の工程から上記（iii）の工程の間の任意の時点で配置すればよい。その方法は、一般的な方法を用いればよい。図１５に示す電池ケース１に限らず、本発明の電池、および、本発明の電池の製造方法においてすべて同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明によれば、角形と円筒形それぞれの長所を兼ね合わせた、特性に優れる角筒状電池を提供することができる。また、角筒状電池の製造時における不良発生を抑制し、生産性に優れる角筒状電池の製造方法を提供することができる。
【００６７】
また、本発明の角筒状電池の種類は特に限定されず、例えば、アルカリマンガン、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムイオンなどの様々な一次電池、二次電池に本発明を適用することができる。また、電池のサイズも特に限定されない。例えば、携帯機器などに用いる小型の電池から、ハイブリッド自動車などに用いる大型の電池まで、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の電池の一例の一部を破断して示した正面図である。
【図２】本発明の電池に用いられる電池ケースの一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す電池ケースの胴部を、電池ケースの中心軸に垂直な方向に切断した断面（横断面）の形状を示す断面図である。
【図４】図２に示す電池ケースの遷移部を、電池ケースの中心軸に垂直な方向に切断した断面（横断面）の形状を示す断面図である。
【図５】図２に示す電池ケースの頭部を、電池ケースの中心軸に垂直な方向に切断した断面（横断面）の形状を示す断面図である。
【図６】本発明の電池に用いられる電池ケースにおける角度θを説明するための斜視図である。
【図７】本発明の電池に用いられる電池ケースの別の一例を示す要部正面図である。
【図８】本発明の電池の別の一例を示す模式図である。
【図９Ａ】従来の電池における極板の形状の一例を示す模式図である。
【図９Ｂ】本発明の電池における極板の形状の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の電池の製造方法における工程の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の電池の製造方法における工程の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の電池の製造方法を実現できる装置の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の電池の製造方法における工程の一例を説明するための斜視図である。
【図１４】本発明の電池の製造方法における工程の一例を説明するための正面図である。
【図１５】本発明の電池の製造方法における工程の一例を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の電池の製造方法における工程の一例を示す模式図である。
【図１７】従来の電池に用いられる電池ケースの一例を示す斜視図である。
【図１８Ａ】従来の電池の製造方法における工程の一例を示す模式図である。
【図１８Ｂ】従来の電池の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１、２１、１０１、１０５  電池ケース
２  頭部
２ａ、３ａ、４ａ  横断面
３  胴部
４  遷移部
５  平面部
５ａ、１１  直線部
６  コーナー部
６ａ、９ａ、１４ａ、１５ａ  曲線部
７、８  境界
９  曲面
１０  半径
１２  溝
１３、１０４  巻き終わり部
２２  支持部
２３  封口体
２４  開口端部
２５  ローラー
５１  電池
５２、１０２  極板群
５３  正極板
５４  負極板
５５  セパレータ
６１、１０３  金型
６２  巻き芯
６３  駆動ローラー
６４  加圧機構
６５  受けローラー
６６  検出センサ
６７  コントローラ
【図１】
0004846984.tif 000002
【図２】
0004846984.tif 000003
【図３】
0004846984.tif 000004
【図４】
0004846984.tif 000005
【図５】
0004846984.tif 000006
【図６】
0004846984.tif 000007
【図７】
0004846984.tif 000008
【図８】
0004846984.tif 000009
【図９Ａ】
0004846984.tif 000010
【図９Ｂ】
0004846984.tif 000011
【図１０】
0004846984.tif 000012
【図１１】
0004846984.tif 000013
【図１２】
0004846984.tif 000014
【図１３】
0004846984.tif 000015
【図１４】
0004846984.tif 000016
【図１５】
0004846984.tif 000017
【図１６】
0004846984.tif 000018
【図１７】
0004846984.tif 000019
【図１８Ａ】
0004846984.tif 000020
【図１８Ｂ】
0004846984.tif 000021