(57)【要約】【課題】  軽量で且つ封口性能に優れた非水電解質電池を提供する。【解決手段】  有底円筒形外装缶内に、正極と負極と両電極を離間するセパレータとを備えた電極体と、非水電解質と、が収納され、前記有底円筒形外装缶の開口側端部がガスケットを介してクリンプ封口してなる非水電解質電池において、前記外装缶は、引張強度Ｘ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で７０＜Ｘ＜２９５、又は耐力Ｙ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で３０＜Ｙ＜２４５、の少なくとも一方を満たす金属からなり、前記ガスケットは、ヤング率が２５℃条件で１０ＭＰａより大きく、１．１ＧＰａより小さい高分子からなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒形外装缶内に、正極と負極と両電極を離間するセパレータとを備えた電極体と、非水電解質と、が収納され、前記有底円筒形外装缶の開口側端部がガスケットを介してクリンプ封口してなる非水電解質電池において、
前記外装缶は、引張強度Ｘ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で７０＜Ｘ＜２９５、又は耐力Ｙ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で３０＜Ｙ＜２４５、の少なくとも一方を満たす金属からなり、
前記ガスケットは、ヤング率が２５℃条件で１０ＭＰａより大きく、１．１ＧＰａより小さい高分子からなる、
ことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質電池において、
前記電極体が巻回型電極体であり、
前記巻回型電極体の巻取り軸は、一方端が正負電極の一方と電気的に接続され、他方端が電池外部に突出することにより、電流取り出し端子を兼ねた集電棒からなり、当該集電棒は、前記ガスケットと接触する位置に鍔部を有し、外装缶底側先端の軸中心にテーパ状凹部が形成されている、
ことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項３】
請求項２に記載の非水電解質電池において、
前記集電棒は、差込口と前記鍔部とを有する電流取出部材と、前記差込口に差し込む差込部を有する巻軸部材と、からなり、
前記電流取出部材の差込口の深さが、前記差込部の直径以上であり、
前記差込部にローレット加工が施されている、
ことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項４】
請求項２または３に記載の非水電解質電池において、
前記集電棒の鍔部の直径をＤとし、前記集電棒の胴元部の直径をｄとするとき、
Ｄとｄが、２０＜（Ｄ2―ｄ2）／Ｄ2×１００＜７５を満たす、
ことを特徴とする非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の軽量化と封口性能の向上を目的とする非水電解質電池の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡ等の移動情報端末の小型・軽量化が急速に進展しており、その駆動電源としての電池にはさらなる高容量化が要求されている。リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であるので、上記のような移動情報端末の駆動電源として広く利用されている。
【０００３】
特に有底円筒形の外装缶に巻回型の電極体を挿入した電池は、正極・負極の対向面積が大きく、大電流を取り出しやすいことから、上記用途に広く用いられている。
【０００４】
このような円筒形外装缶は、高分子製のガスケットを外装缶開口側端部で抱き込むようにして、外装缶に機械的変形を加えてガスケットを外部から圧縮し、ガスケットの反発力により外装缶開口部を封口する、クリンプ封口と呼ばれる方法を採用している。ここで、高い封口性能を得るために、外装缶の外部からガスケットを締め付けるように強く圧縮する溝入れ加工が行われる。この溝入れ加工によって外装缶に引っ張り力が加えられて変形し、環状溝が形成される。ところが、この環状溝は、引っ張り力が作用して変形した部分であるので、他の部分よりも肉厚が小さくなる一方、この部分に位置するガスケットには最も強い圧縮力が加えられることになるので、この反作用として当該部分に最も強い反発力が作用する。このため、外装缶の構成材料には、溝入れ加工によって破断したり、ガスケットの反発力によって変形しない強度が求められ、またガスケットの反発力も外装缶を変形させない強度であることが求められる。
【０００５】
従来、強度に優れることから、鉄やステンレススチール製の外装缶が用いられていた。しかしながら、鉄やステンレススチールは比重が大きいため、電池重量が大きくなり、重量エネルギー密度が低下する。
【０００６】
この問題を解決するため、外装缶に軽量で且つ安価なアルミニウムやアルミニウム合金を用いる技術が多く提案されている。
【０００７】
例えば、外装缶材料に軽量で且つ安価なアルミニウムを用い、ガスケット材に硬度が７５〜８５Ｈｓのオレフィン系熱可塑性エストラマーを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６４−５９７６０号公報（第１頁−第２頁）
【０００９】
この技術によると、封口カシメを行った場合、最も適したガスケット圧縮力を得ることができ、電池の密封性が高まるとされる。しかし、オレフィン系熱可塑性エストラマーは、有機溶媒を含む電解液と接触すると腐食して、封口性能を低下させるという課題を有している。
【００１０】
また、アルミニウムからなる電池容器開口縁に封口体に喰い込む少なくとも上下一対の環状溝を形成すると共に、集電棒の少なくとも一方の前記環状溝に対応する位置に環状溝凹陥部を形設する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】
【特許文献２】実公昭５８−３３６４４号公報（第１頁−第２頁）
【００１２】
この技術によると、封口体に喰い込む上下一対の環状溝により溝間の封口体の一部は上下方向の逃げが阻止され溝間に封着されると共に封口体の部分が負極集電棒に形設した凹陥部に圧入されることになり、特に凹陥部のエッジ部分において負極集電棒と封口体との密着度が向上し耐漏液性の向上が図れるとされる。しかし、この技術では、細い集電棒に凹陥部を形成する必要があり、作業効率がよくないという課題を有している。
【００１３】
また、負極集電棒に封口パッキングを一体成型する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１４】
【特許文献３】実開昭６１−７８６０号公報（第２頁−第４頁）
【００１５】
この技術によると、集電棒と封口パッキングとの密着度が高まり、またパッキングにおける亀裂の発生を防止でき、封止効果が向上するとされる。しかし、パッキングの反発力と外装缶強度との関係という面では、さらなる改良が求められている。
【００１６】
また、負極集電棒の位置規制用つば部上方の封口パッキングと等接する領域に、任意の断面形状を有するつば状の突起を一個以上設ける技術が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１７】
【特許文献４】実開昭６４−５９７６０号公報（第２頁−第４頁）
【００１８】
この技術によると、器機側端子から加えられる負極端子面への加圧力によって集電棒が移動することがなくなり負極端子の出代が小さくなることを防止できるとともに、封口パッキングの圧縮緊密度を増加させて、電池の対漏液性を向上させることができるとされる。しかし、パッキングの反発力と外装缶強度との関係という面では、さらなる改良が求められている。
【００１９】
また、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体高分子）等のフッ素高分子からなるガスケットがＵまたはＪ字状の溝を持ち、前記ガスケットの内側の立ち上がり部に複数の突起または溝が形成されている電池が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【００２０】
【特許文献５】特開２００２−５６８２８公報（第２頁−第３頁）
【００２１】
この技術によると、ガスケットの溝の部分にシール剤が入り込み、塗り幅の狭い場所の広がりを抑えることができ、封口性能が向上するとされる。しかし、この技術は、円筒形電池とは封口方式の異なるコイン型電池に用いる技術であり、円筒形電池にこの技術を適用することはできない。
【００２２】
また、沸点が１７０℃以上の有機溶媒と、融点が１７０℃以上のセパレータと、４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体高分子からなるガスケットを用い、前記ガスケットにシーラント層を設け、前記ガスケットを正極極性金属容器と負極極性金属容器との間に介在させた状態で、正極または負極いずれか一方の極性の金属容器の上縁をカールさせることにより、前記ガスケットを圧縮する技術が提案されている（例えば、特許文献６参照。）。
【００２３】
【特許文献６】特開平８−３２１２８７号公報（第２頁−第４頁）
【００２４】
この技術によると、構成されている部材の連続使用温度が１５０℃以上であり、高温条件での長時間の使用及び保存ができるとされる。しかし、この技術は、円筒形電池とは封口方式の異なるコイン型電池に用いる技術であり、円筒形電池にこの技術を適用することはできない。
【００２５】
また、正極板と負極板とをセパレータを介して軸芯に捲回した電極群と、前記電極群を収容し、上部開口端を内側へ折り曲げて形成された折り曲げ部と該折り曲げ部の下方に形成され内側に突出した形状の段部とを有する電池缶と、前記電極群のいずれか一方の極板と前記電池缶とを導通する第１の導電部材と、前記電池缶の折り曲げ部及び段部との間に密着されるＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）高分子製の絶縁部材と、防爆機構を有すると共に外部集電端子となり、前記電池缶の折り曲げ部と段部との間に前記絶縁部材を介して気密にカシメ固定され、前記電池缶の上部開口を封口する封口電池蓋群と、前記封口電池蓋群に接合され、前記電極群のいずれか他方の極板と前記封口電池蓋群とを導通する第２の導電部材と、を具備し、前記絶縁部材は、前記電池缶の段部と前記第２の導電部材とを絶縁するように、前記電池缶の段部よりも下部方向へ延出されたスカート部を有する非水電解液電池が提案されている（例えば、特許文献７参照。）。
【００２６】
【特許文献７】特開２００１−１８５２２６号公報（第２頁−第４頁、図１）
【００２７】
この技術によると、温度上昇と内圧上昇が同時に起こる過酷な条件下であっても、カシメ構造による絶縁密閉性を維持可能とすることができるとされる。しかし、絶縁部材の反発力と外装缶強度との関係という面では、さらなる改良が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明は以上の事情に鑑みなされたものであって、軽量で且つ封止性に優れた非水電解質電池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】
【００２９】
上記課題を解決するための第一の態様の本発明は、有底円筒形外装缶内に、正極と負極と両電極を離間するセパレータとを備えた電極体と、非水電解質と、が収納され、前記有底円筒形外装缶の開口側端部がガスケットを介してクリンプ封口してなる非水電解質電池において、前記外装缶は、引張強度Ｘ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で７０＜Ｘ＜２９５、又は耐力Ｙ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で３０＜Ｙ＜２４５、の少なくとも一方を満たす金属からなり、前記ガスケットは、ヤング率が２５℃条件で１０ＭＰａより大きく、１．１ＧＰａより小さい高分子からなることを特徴とする。
【００３０】
また、上記金属がアルミニウム又はアルミニウム合金である、とすることができる。
【００３１】
また、上記高分子が四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）である、とすることができる。
【００３２】
上記課題を解決するための第二の態様の本発明は、第一の態様の本発明の非水電解質電池において、前記電極体が巻回型電極体であり、前記巻回型電極体の巻取り軸は、一方端が正負電極の一方と電気的に接続され、他方端が電池外部に突出することにより、電流取り出し端子を兼ねた集電棒からなり、当該集電棒は、前記ガスケットと接触する位置に鍔部を有し、外装缶底側先端の軸中心にテーパ状が形成されていることを特徴とする。
【００３３】
また、前記鍔部は断面円形に形成されている、とすることができる。
【００３４】
また、前記集電棒の胴元部は断面円形に形成されている、とすることができる。
【００３５】
上記課題を解決するための第三の態様の本発明は、第二の態様の本発明の非水電解質電池において、前記集電棒は、前記鍔部と差込口とを有する電流取り出し部材と、前記差込口に差し込まれる差込部を有する巻軸部材と、からなり、前記電流取り出し部材の差込口の深さが、前記差込部の直径以上であり、前記差込部に、ローレット加工が施されていることを特徴とする。
【００３６】
また、差込固定以外にも、カシメや溶接によって二つの部材を固定することができる。
【００３７】
上記課題を解決するための第四の態様の本発明は、第二又は第三の態様の本発明の非水電解質電池において、前記集電棒の鍔部の直径をＤとし、前記集電棒の胴元部の直径をｄとするとき、Ｄとｄが、２０＜（Ｄ2―ｄ2）／Ｄ2×１００＜７５を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
第一の態様の本発明によると、外装缶材料として、引張強度Ｘ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で７０＜ｘ＜２９５、又は前記外装缶材料の耐力Ｙ（Ｎ／ｍｍ2）が２５℃条件で３０＜Ｙ＜２４５の少なくとも一方を満たす金属を用いている。前記Ｘ、Ｙのどちらか一方が上記関係式を満たすと、封口による機械的変形によって破断することがない。
【００３９】
また、ヤング率が２５℃条件で１．１ＧＰａ以上である高分子製のガスケットを用いると、上記物性を有する金属を用いても、ガスケットの反発力が強すぎるので、外装缶がガスケットの反発力を受け止めることができず、封口性能の低下を招く。また、ヤング率が２５℃条件で１０ＭＰａ以下であると、反発力が小さすぎるために封口性能が悪い。しかし、ヤング率が２５℃条件で１０ＭＰａより大きく、１．１ＧＰａ未満であると、このような弊害が起こらず、良好な封口性能が得られる。
【００４０】
外装缶材料として安価で且つ軽量なアルミニウムやアルミニウム合金を用いると、低コストで且つ重量エネルギー密度の高い非水電解質電池が得られる。
【００４１】
ガスケット材料として四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）を用いると、有機溶媒によって腐食することが無く、且つ封口性能に優れた非水電解質電池が得られる。
【００４２】
また、第二の態様の本発明によると、集電棒が巻取り軸と電流取り出し端子とを兼ねているので、集電タブを別途取り付ける必要が無くなり、その分体積エネルギー密度を高めることができる。この集電棒は、巻取りの品質を高めるため、断面円形に形成されていることが好ましい。
【００４３】
また、前記集電棒は、前記ガスケットと接触する位置に鍔部が形成されているので、ガスケットの反発力を鍔部が受け止めて、集電棒とガスケットとの密着性が向上するので、封口性能が向上する。また、ガスケットの反発力が密閉に寄与しない方向に作用することを防止することができるので、封口性能が向上する。
【００４４】
また、前記集電棒の外装缶底側先端の軸中心に、図６に示すようにテーパ状のが形成されているので、巻取りの際、テーパ状のに針状の巻取り支点をあてがい巻取ることにより、巻取りの品質が向上する。
【００４５】
また、前記鍔部は断面円形に形成されていると、ガスケットの反発力を均一に受け止めることができるので、封口性能が向上する。
【００４６】
また、前記集電棒の胴元部は断面円形に形成されていると、胴元部とガスケットとの密着性が向上し、封口性能が向上する。
【００４７】
また、第三の態様の本発明によると、図７に示すように、前記集電棒は、差込口を備える電流取り出し部材と、前記差込口に差し込まれる差込部を備える巻軸部材と、の二つの部材から構成されている。鍔部を設けた巻取り軸は、鍔部と巻軸本体部との直径が異なるため、その長さが長くなるに従い、ハンドリング性能の低下を招く（集電棒を束ねにくく、歪みが生じ易くなる）。しかし、差込口と鍔部を含む電流取り出し部材と、差込部を含む巻軸部材とに分けることによって、上記の弊害は解消される。
【００４８】
また、前記巻軸部材の差込部に、ローレット加工が施されているので、差込口と差込部との摩擦抵抗が増大し、差込のズレや脱離を防止できる。
【００４９】
また、図７に示すように、前記差込部の直径ｄ’が、前記電流取り出し部材の差込口深さｄ”未満であると、差込による上記二部材の固定が不十分となり、電極体巻取り品質の指標である集電棒の直角度が低下する。このため、電池内部で差込が外れたり、巻取りの品質が低下するが、前記差込部の直径ｄ’が、前記電流取り出し部材の差込口深さｄ”以上であると、このような弊害は生じない。
【００５０】
差込固定に代えて、カシメや溶接によって二つの部材を固定することができる。この場合、差込口の深さと差込部の直径との関係は、上記範囲内に規制する必要はない。
【００５１】
また、第四の態様の本発明によると、図５に示すように鍔部４ｂの直径をＤ、胴元部４ｃの直径をｄとしたとき、鍔部４ｂの体積が封口性能に与える影響を示す指標である〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕の値が、２０より大きく、７５未満に設定されている。この値が２０以下であると、鍔部が十分にガスケットの反発力を受け止めることができないので、封口性能が十分に向上しない。また、７５以上であると、ガスケットに加えられる反発力が過大であり、封口部に歪み等が生じて封口性能を低下させるおそれがある。他方、〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕が上記範囲内に設定されていると、ガスケットの反発力を十分に受け止め、また封口部に歪み等が生じないので、封口性能に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
本発明を実施するための最良の形態を、図１に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の断面図である。なお、本発明はその要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００５３】
（実施の形態）
図１に示すように、本発明の非水電解質二次電池は電極体を有しており、この電極体は外装缶６内に配置されている。上記電極体は、正極１と、負極２と、これら両電極を離間するセパレータ３とを渦巻状に巻回することにより作製される。また、前記正極３は前記外装缶６と、前記負極２は負極集電棒（電流取り出し端子）４と電気的に接続され、電池内の化学エネルギーを電気エネルギーとして外部へ取り出し得るようになっている。また、外装缶６の開口部は、絶縁性の高分子製ガスケット５を抱き込み、クリンプ封口することによりガスケットを外部から圧縮し、ガスケットの反発力により密閉されている。
【００５４】
次に、電池の製造方法について説明する。
【００５５】
〈正極の作製〉
炭酸リチウムと四酸化三コバルトとを混合し、９００℃で焼成したコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９２重量部と、アセチレンブラックからなる導電剤３質量部と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）からなる結着剤５質量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とを混合し、活物質スラリーとした。
【００５６】
この活物質スラリーを、ドクターブレードにより厚み２０μｍのアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に均一に塗布した後、加熱した乾燥機中を通過させて乾燥することにより、スラリー作製時に必要であった有機溶媒を除去した。次いで、この極板を厚みが０．１７ｍｍになるようにロールプレス機により圧延して正極を作製した。その後、幅３６×長さ７０ｍｍに切断し、正極板１とした。
【００５７】
〈負極の作製〉
黒鉛からなる負極活物質９８質量部と、スチレンブタジエンラテックスからなる結着剤１質量部と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）からなる増粘剤１質量部と、水とを混合し、活物質スラリーとした。この活物質スラリーを、ドクターブレードにより負極芯体としての銅箔（厚み２０μｍ）の両面に均一に塗布した後、乾燥機中を通過させて乾燥することにより、スラリー作製時に必要であった水を除去した。次いで、この極板を厚みが０．１５ｍｍになるようにロールプレス機により圧延して負極を作製した。その後、幅４０×長さ７５ｍｍに切断し、負極板２とした。
【００５８】
〈電解液の調製〉
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを質量比３：７で混合した混合溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6を、１Ｍ（モル／リットル）になるよう溶解させ、電解液を作製した。
【００５９】
〈セパレータの準備〉
ポリエチレン製の微多孔性膜（厚み０．０２５ｍｍ）を幅４４×長さ１７０ｍｍに切断し、乾燥してセパレータ３とした。
【００６０】
〈電極体の作成〉
上記のように作製した負極４に、図６に示すように、円筒形の巻軸本体部４ａと断面円形の鍔部４ｂと、胴元部４ｃとを備え、本体部４ａの底部にテーパ状４ｄが形成されており、高分子製のガスケット５がインサート成型されたステンレススチール製負極集電棒４を取り付けた後、正極１、負極２をセパレータ３を間にし、かつ各極板の幅方向の中心線を一致させて重ね合わせた。この後、巻取り機により負極集電棒４を中心にし、テーパ状溝４ｄに針状の支点をあてがった状態で巻回し、最外周をテープ止めすることにより渦巻状電極体を作製した。
この集電棒４は、図２、図６に示すように、体積エネルギー密度を高めるために、巻軸本体部４ａの直径は、胴元部４ｃの直径よりも小さく形成している。
【００６１】
この電極体１を乾燥した後、厚み０．３０ｍｍのアルミニウム製外装缶６内に挿入し、電解液を挿入し、電解液を５００ｍｇ注入した。この後、高分子製ガスケット５を抱き込むようにしてクリンプ封口することにより、全高５５ｍｍ×直径６ｍｍの公称容量１００ｍＡｈである円筒形電池を作製した。
【００６２】
（実験１）
以下の表１に示すように外装缶材料、ガスケット材料を組み合わせて、上記実施の形態と同様にして電池を作製した。作製した各電池を１Ｉｔ（１００ｍＡ）の定電流で４．２Ｖになるまで充電し、その後４．２Ｖの定電圧で電流値が０．０５Ｉｔ（５ｍＡ）になるまで充電し、充電後の交流内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。その後、６０℃・湿度９０％の高温加湿雰囲気中に２０日間放置し、保存後の交流内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。試験結果を下記表１に示す。なお、以下に示す各物性値は、全て２５℃条件での値である。
【００６３】
【表１】
2005085553.tif 000003
上欄：保存前内部抵抗（ｍΩ）
中欄：保存後内部抵抗（ｍΩ）
下欄：内部抵抗変化率（％）＝保存後内部抵抗÷保存前内部抵抗×１００
ＰＰ：ポリプロピレン
ＰＥ：ポリエチレン
ＰＦＡ：四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体
【００６４】
表１から、外装缶材料の引張強度Ｘ（Ｎ／ｍｍ2）が７０＜Ｘ＜２９５又は耐力Ｙ（Ｎ／ｍｍ2）が３０＜Ｙ＜２４５のどちらかを満たし、且つガスケットのヤング率（ＧＰａ）が１．１未満であるとき、保存前後の内部抵抗変化率（％）が１９０以下と優れていることがわかる。
【００６５】
このことは、以下のように考えられる。外装缶材料の引張強度（Ｎ／ｍｍ2）が７０以下且つ耐力（Ｎ／ｍｍ2）が３０以下であると、外装缶がガスケット高分子の反発力を十分に受け止めることができないため、封口性能が低く、水分、酸素等が電池内部に侵入して電池性能の低下を引き起こす。
【００６６】
また、外装缶材料の引張強度（Ｎ／ｍｍ2）が２９５以上且つ耐力（Ｎ／ｍｍ2）が２４５以上であると、材料の剛性が高すぎるため、外装缶の封口に伴う変形によって、当該変形部にクラックが生じ、封口性能が低下し、電池性能の低下を引き起こす。このクラックは、目視によって確認している。
【００６７】
また、ガスケットのヤング率（ＧＰａ）が１．１以上であると、ガスケットの反発力が大きすぎるため、上記物性を備えた外装缶を用いても、ガスケット高分子の反発力を十分に受け止めることができないため、封口性能が低く、電池性能の低下を引き起こす。
【００６８】
以上のことから、外装缶材料の引張強度Ｘ（Ｎ／ｍｍ2）が７０＜Ｘ＜２９５、又は耐力Ｙ（Ｎ／ｍｍ2）が３０＜Ｙ＜２４５のどちらか一方の関係式を満たし、且つガスケットのヤング率（ＧＰａ）が１．１未満となるように外装缶材料、ガスケット材料を選択すると、封口性能に優れることがわかる。
【００６９】
なお、上記表１において、同一のガスケット材料でありながら、ヤング率が異なるのは、製造方法、重合度、成型法等の違いによるものである。
【００７０】
（実験２）
外装缶としてＪＩＳ規格３００４−Ｏのアルミニウム、ガスケット材料としてヤング率が０．５ＭＰａのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーオキシアルコキシエチレン共重合体）を用い、図２〜４に示すように形状の異なる負極集電棒を用い、その他は上記実験の形態と同様にして電池を作製した。各電池を１Ｉｔ（１００ｍＡ）の定電流で４．２Ｖになるまで充電し、その後４．２Ｖの定電圧で電流値が０．０５Ｉｔ（５ｍＡ）になるまで充電し、充電後の交流内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。その後６０℃、湿度９０％の高温加湿雰囲気中に２０日間放置し、放置後の交流内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。試験結果を下記表２に示す。
【００７１】
【表２】
2005085553.tif 000004
【００７２】
上記表２より、負極集電棒４のガスケット５と接触する部分に、鍔部４ｂが形成されている図２、図３に示す形状の負極集電棒を用いた電池は内部抵抗変化率が１４７〜１６１％と良好な結果を得た。他方、図４に示すように鍔部４ｂが設けられていない負極集電体形状を用いた電池は、内部抵抗変化率が２２５％と大きくなっていた。
【００７３】
このことは次のように考えられる。図４に示すように、鍔部４ｂを形成していない電池では、ガスケットの反発力がガスケット下方向（図４に示す矢印方向）に逃げるため、封止として機能する反発力が低下し、封口性能が低下し、水分、酸素等が電池内部に侵入して電池性能の低下を引き起こす。
他方、図２に示すように、鍔部４ｂの両面がガスケット５と接触するように形成すると、鍔部がガスケットの反発力を受け止める面積が大きくなり、負極集電棒とガスケットとの密着性が向上して、封口性能が向上する。
また、図３に示すように、鍔部４ｂ上面がガスケット５と接触するように形成すると、ガスケット５の反発力の下方向への逃げを抑制でき、封口性能が向上する。
【００７４】
これらのことから、ガスケット５と接触する位置に鍔部４ｂを形成すると、封口性能に優れることがわかる。
【００７５】
しかし、環状溝６ａが形成される位置に鍔部４ｂを形成すると、この部分に強い反発力が作用して、封口部の歪みを生じさせるおそれがある。したがって、環状溝領域（図４の両矢印で示した部分）に鍔部が位置しないように構成することが好ましい。
【００７６】
（実験３）
外装缶としてＪＩＳ規格３００４−Ｏのアルミニウムを用い、ガスケット材料としてヤング率が０．５ＭＰａのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーオキシアルコキシエチレン共重合体）を用い、図５に示す集電体の鍔部４ｂの直径Ｄと、胴元部４ｃの直径ｄを下記表３に示すように変化させ、その他は上記実験の形態と同様にして電池を作製した。各電池を１Ｉｔ（１００ｍＡ）の定電流で４．２Ｖになるまで充電し、その後４．２Ｖの定電圧で電流値が０．０５Ｉｔ（５ｍＡ）になるまで充電し、充電後の交流内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。その後６０℃、湿度９０％の高温加湿雰囲気中に２０日間放置し、放置後の交流内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。
そして、その試験結果と、鍔部４ｂの直径Ｄと、胴元部４ｃの直径ｄとしたとき、鍔部４ｂの体積が封口性能に与える影響を示す指標である〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕の値との関連性を調べた。試験結果を下記表３に示す。
【００７７】
【表３】
2005085553.tif 000005
【００７８】
上記表３より、鍔部４ｂの体積が封口性能に与える影響を示す指標である〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕が２０＜（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００＜７５を満たすように鍔部４ｂの直径Ｄ及び胴元部４ｃの直径ｄが設定されている電池では、内部抵抗変化率が１５６〜１７１％と、優れた効果が得られた。他方、〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕が２０以下である電池、及び〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕が７５以上である電池は、内部抵抗変化率が２１９〜２５６％と、大きく劣化していた。
【００７９】
このことは次のように考えられる。上記指標値である〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕が２０以下であると、負極集電体の鍔部４ｂの体積が過小であり、鍔部４ｂが十分にガスケットの反発力を受けることができず、集電棒とガスケットとの密着性が十分に向上しないので、封口性能が十分に向上しない。また、〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕が７５以上であると、鍔部４ｂにかかるガスケット５の反発力が大き過ぎ、反発力にバラツキが生じ、封口部に歪みが生じて、封口性能を低下させる。
他方、２０＜（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００＜７５を満たしていると、鍔部４ｂが十分にガスケット５の逃げを抑制できるとともに、均一な反発力が鍔部４ｂに加えられるので、封口性能に優れる。
【００８０】
上記実験では、全て断面円形の鍔部４ｂを形成した。これは、断面が円形以外の形状であると、鍔部に加えられるガスケットの反発力にバラツキが生じ、封口部に歪みが発生するおそれがあるためである。
【００８１】
なお、図３に示すように、鍔部４ｂがガスケット５の電池下部への反発力の逃げを抑制する構成を採用した場合、鍔部４ｂに加えられる反発力のバラツキがある程度あっても、封口性能は低下しない。しかし、鍔部４ｂに加えられる反発力が過小、あるいは過大であると、封口性能は低下する。したがって、例えば図９に示すような断面非円形の鍔部４ｂの上面を、ガスケットの下部に接触するように配置した場合、上記式〔（Ｄ2−ｄ2）／Ｄ2×１００〕にかえて、式〔（鍔のみの体積〈斜線部のみの体積〉）／（鍔部全体の体積〈斜線部と黒塗り部との合計体積〉）×１００〕が上記範囲内にあればよい。
【００８２】
（実験４）
負極集電棒６を、図７に示すように、差込部４ｇを有する巻軸部材４ｅと、鍔部４ｂと差込口４ｈを有する電流取り出し部材４ｆとからなる二点部材とし、巻軸部材４ｅの差込部４ｇにローレット加工を施し、下記表４に示すように差込部４ｇの直径ｄ’と差込口４ｈの深さｄ”とを変化させ、電極、セパレータの巻取り品質の指標である直角度（μｍ／ｍｍ）を測定し、その結果を下記表４に示す。
【００８３】
【表４】
2005085553.tif 000006
【００８４】
上記表４より、差込部４ｇの直径ｄ’と差込口４ｈの深さｄ”とが、ｄ’≦ｄ”を満たすとき、直角度が１．３〜３．８（μｍ／ｍｍ）と十分な品質であったのに対し、ｄ’＞ｄ”である場合には直角度が１２．１〜１７．０（μｍ／ｍｍ）と大きな値となり、この集電棒を用いて巻回して電極体となすと、巻取りの品質にバラツキが大きく生じる値となっていた。
【００８５】
このことは次のように考えられる。差込部４ｇの直径ｄ’と差込口４ｈの深さｄ”とが、ｄ’＞ｄ”であると、差込部４ｇの直径ｄ’に対する差込口４ｈの深さｄ”が過小であるので、電流取り出し部材４ｆが十分に巻軸部材４ｅを担持できず、差込にブレが生じやすくなり、直角度が低下する。
他方、ｄ’≦ｄ”を満たしていると、差込部４ｇの直径ｄ’に対する差込口４ｈの深さｄ”が十分に確保されているので、電流取り出し部材４ｆが十分に巻軸部材４ｅを担持でき、差込にブレが生じにくくなり、直角度が向上する。
【００８６】
このように、上記関係式を満たす差込部４ｇを有する巻軸部材４ｅと、鍔部４ｂと差込口４ｈを有する電流取り出し部材４ｆと、からなる二点部材を用いて集電棒となすと、鍔部を含む集電棒一点部材と比較し、巻取りの品質の低下させることなく、ハンドリング性能を向上させることができる。また、直角度が向上するので、封口部の歪みが小さくなり、封口性能を向上させることができる。
【００８７】
〔その他の事項〕
なお、上記実施例では、コバルト酸リチウムを正極活物質として用いたが、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等や、これらの混合物を使用してもよい。
【００８８】
また、上記実施例ではドクターブレードによりスラリーを塗布したが、ダイコーターを用いてもよい。また、活物質スラリーのかわりに活物質ペーストを用い、ローラコーティング法等により塗布することもできる。また、アルミニウム箔のかわりにアルミニウムメッシュを用いても同様に作製することができる。
【００８９】
また、電解液に用いる非水電解質としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ビニレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アニソール、１，４−ジオキサン、４−メチル−２−ペンタノン、シクロヘキサノン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジメチルホルムアミド、スルホラン、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸エチル等を、それぞれ単独で、あるいは二種以上を混合して用いることができる。
【００９０】
また、負極材料としては黒鉛の他、カーボンブラック、コークス、ガラス状炭素、炭素繊維、或いはこれらの焼成体等の炭素質物、または該炭素質物と、リチウム、リチウム合金、およびリチウムを吸蔵・放出できる金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上との混合物等が使用できる。
【００９１】
また、電解質塩としては、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4等が単独で、あるいは２種以上混合して使用することができる。また、前期非水溶媒に対する溶解量は０．５〜２．０モル／リットルとすることが好ましい。
【００９２】
また、上記では非水電解質二次電池を例として各種実験を行ったが、本発明は非水電解質一次電池にも適用できるのはもちろんのことである。この場合、負極にリチウムやリチウム合金、正極に二酸化マンガン等を用いればよい。
【００９３】
また、上記では巻回型電極体を備えた電池を例として各種実験を行ったが、本発明はボビン構造を有する電池にも適用できるのはもちろんのことである。
【００９４】
また、上記実施の形態では、図５（ａ）に示すように、巻軸本体部４ａの直径を、胴元部４ｃの直径よりも小さい構造の集電棒を用いたが、図５（ｂ）に示すように、両者の直径を同一としてもよい。
【００９５】
また、上記実施の形態では、集電棒にガスケットをインサート成型したが、図３に示すように鍔部４ｂの上部とガスケット５とが接触する構成においては、インサート成型ではなく、中空円筒形のガスケットを作製後、集電棒に取り付けてもよい。
【００９６】
また、上記実施の形態では、図７に示すように、差込により二つの部材を固定したが、溶接やカシメによって二つの部材を固定する場合には、ローレット加工を行わなくてもよく、差込口の深さ、差込部の直径も上記範囲内に制限されることはない。また、差込式の集電棒の二点部材の構成としては、上記実施の形態で用いた図７に示した構成に代えて、例えば図８に示す構成、これにローレット加工を施した構成等、様々に変化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上説明したように、本発明によると、軽量で且つ封口性能に優れた非水電解質電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】図１は、本発明に係る円筒形非水電解質電池の断面図である。
【図２】図２は、図１に示す本発明電池の封口個所拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明電池Ｂの封口個所拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明電池Ｃの封口個所拡大断面図であり、矢線はガスケットの反発力の逃げを示す。
【図５】図５は、本発明電池に用いる集電棒の断面図であって、図５（ａ）は巻軸本体部と胴元部の直径を異ならしめたものであり、図５（ｂ）は、巻軸本体部と胴元部の直径を同一としたものである。
【図６】図６は、図１に示した本発明電池に用いるガスケットをインサート成型した集電棒の図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡで示す部分の拡大図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＡで示す部分の底面図である。
【図７】図７は、集電棒を、差込部を有する巻軸部材と、鍔部と差込口を有する電流取り出し部材とからなる二点部材とし、差込部にローレット加工を施した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、二点部材とした集電棒の他の形態を示す断面図である。
【図９】図９は、断面非円形の鍔部を形成した集電棒の平面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  正極
２  負極
３  セパレータ
４  負極集電棒
５  ガスケット
６  外装缶
【図１】
2005085553.tif 000007
【図２】
2005085553.tif 000008
【図３】
2005085553.tif 000009
【図４】
2005085553.tif 000010
【図５】
2005085553.tif 000011
【図６】
2005085553.tif 000012
【図７】
2005085553.tif 000013
【図８】
2005085553.tif 000014
【図９】
2005085553.tif 000015