(57)【要約】  【課題】  安全弁部分の金属箔に打痕又はキズが付くことを防止できる蓋板及び電池を提供する。  【解決手段】  第２基材２６の開口部が金属箔２８を挟んで第１基材２４の開口部と対向していることにより、金属箔２８が第１基材２４及び第２基材２６に挟まれた構成となるため、外部から金属箔２８への接触は起こり難くなる。そのため、蓋板２２をプレスする工程、金属箔２８のリークを検査する工程、蓋板２２取付工程、又は、電池組立工程などで、安全弁１８の金属箔２８に打痕又はキズが付くことを防止できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する第１基材が金属箔で前記開口部を塞ぐように被覆されており、電池のケースを密封する蓋板において、
開口部を有し、該開口部が前記金属箔を挟んで前記第１基材の開口部と対向するように前記金属箔に固着された第２基材を備えることを特徴とする蓋板。
【請求項２】
正極及び負極を含む発電要素を収容するケースの開口部を、請求項１記載の蓋板で密封してあることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓋板及び該蓋板を用いて発電要素が収容されるケースの開口部を密封した電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、又はビデオカメラなどの携帯可能な電子機器の高性能化又は小型軽量化が進んでおり、これら電子機器に使用する高エネルギー密度の電池として、非水電解液を用いたリチウムイオン電池の利用が拡大している。図３は、リチウムイオン電池（以下、電池という）の例を示す斜視図である。電池１０は、例えば、シート状又は箔状の正極板及び負極板がセパレータを介して巻回された発電要素２０及び電解液を、底及び側壁を有するケース１２に収納し、ケース１２の開口部を蓋板１４で密封している。
【０００３】
リチウムイオン電池は、仕様を超えて過充電されたり、仕様を超えて加熱された場合、ガスが生じることがあるが、このような異常時に生じたガスを電池外へ放出するための安全弁１８が蓋板１４に設けられている。例えば、一枚の金属基板から薄肉で溝付きの安全弁をプレスして形成した蓋板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓋板の場合、一枚の金属基板からプレスして形成するため、加工工程が少なく安価に製作できる。
【０００４】
しかし、広い面積の薄肉部をプレスして形成することは困難であるため、薄肉部を十分に薄くすることができず、作動圧が高くなるという問題がある。また、前記薄肉部をプレスで形成した際に加工硬化していること、又は、作動圧を下げるために溝を設けていることから、電池パック組立時の超音波振動又は電池落下に対する耐久力が低いという問題がある。さらに、加工硬化していることから、低い作動圧を得るために、アニール処理温度を高く設定する必要があり、蓋板が軟化して蓋板取付工程又は電池組立工程で反りが発生し易く、取り扱いが難しいという問題がある。
【０００５】
他に、箔状で溝付きの金属製の防爆弁がインサート・モールドされている蓋板が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この蓋板の場合、金属箔が作動圧を決定するため、安定した作動圧が得られる。
【０００６】
しかし、防爆弁をインサート・モールドによって形成する場合、１０〜２０μｍなどの薄い金属箔を所定の位置に固定して射出成形することは困難であり、量産性が低いという問題がある。また、作動圧を下げるべく防爆弁に溝を設けているため、超音波振動又は電池落下に対して耐久性が低いという問題がある。
【０００７】
他に、開口部を有する金属板を金属箔で被覆したクラッド材を用いた蓋板が提案されている（例えば、特許文献３参照）。図４（ａ）は、図３に示す電池１０において、第１基材２４を金属箔２８で被覆した蓋板１４の例を示すＢ−Ｂ線切断断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の安全弁１８部分の拡大断面図である。この蓋板１４の場合、金属箔２８が作動圧を決定するため、安定した作動圧が得られると共に、金属箔２８の広い面積の厚みを２０μ〜３０μｍにして作動圧を低く設計できるため、電池の安全性を向上させることができる。また、プレス時のような加工硬化が生じないため、電池パック組立時の超音波振動又は電池落下に対して優れた耐久性を有している。さらに、低い作動圧が得られることから、アニール処理温度を低く設定できるため、蓋板取付工程及び電池組立工程で反りが発生することが少なく、扱い易い。
【特許文献１】特開２００１−３２５９３４号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６５２４号公報
【特許文献３】特開平７−５０１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、クラッド材を用いた蓋板は、若干の凸部を有する場所に置いただけで金属箔に打痕又はキズが付き易く、打痕又はキズが原因で漏液が生じるという問題がある。また、クラッド（被覆）済みの蓋板にプレスを行う工程又は金属箔のリークを検査する工程では、安全弁部分に負荷がかからないように安全弁周囲を固定しているが、プレス時に生じたクズなどが安全弁周囲の固定部分に挟まれるなどして金属箔に打痕又はキズを付けるという問題がある。特に、開口部形成部分と非形成部分との境界付近の金属箔は、搬送時、加工時、又は組立時などに、打痕又はキズが付き易い。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、第２基材の開口部が金属箔を挟んで第１基材の開口部と対向していることにより、安全弁の金属箔に打痕又はキズが付くことを防止できる蓋板及び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】
【００１０】
第１発明に係る蓋板は、開口部を有する第１基材が金属箔で前記開口部を塞ぐように被覆されており、電池のケースを密封する蓋板において、開口部を有し、該開口部が前記金属箔を挟んで前記第１基材の開口部と対向するように前記金属箔に固着された第２基材を備えることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る電池は、正極及び負極を含む発電要素を収容するケースの開口部を、請求項１記載の蓋板で密封してあることを特徴とする。
【００１２】
第１、第２発明においては、第２基材の開口部が金属箔を挟んで第１基材の開口部と対向していることにより、金属箔が第１基材及び第２基材に挟まれた構成となるため、外部から金属箔への接触が起こり難くなる。そのため、蓋板をプレスする工程、金属箔のリークを検査する工程、蓋板取付工程、又は、電池組立工程などで、安全弁部分の金属箔に打痕又はキズが付くことを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
第１、第２発明によれば、外部から金属箔への接触が起こり難くなるため、安全弁部分の金属箔に打痕又はキズが付くことを防止できる。また、金属箔が第１基材及び第２基材に挟まれた構成となるため、金属箔は剥がれ難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る電池の斜視図である。電池１０は、負極板及び正極板がセパレータを介して巻回された発電要素２０と電解液とをケース１２に収容したものである。ケース１２は、底及び側壁を有し、開口部には、安全弁１８及び負極端子１６を備えた蓋板２２がレーザー溶接によって溶着されている。また、蓋板２２上には、絶縁プレート１４ａが固着されている。
【００１５】
正極板は、正極ペーストを、厚さ１５μｍのアルミ箔集電体に均一に塗布して、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成形することにより作製した。前記正極ペーストは、正極活物質としてのリチウムコバルト複合酸化物ＬｉＣｏＯ2 と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンとを質量比で９５：２：３となるように混合し、これに溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドンを適量加えて撹拌して得た。
【００１６】
また、負極板は、負極ペーストを、厚さ１０μｍの銅箔集電体の両面に塗布し、乾燥後、プレスして作製した。前記負極ペーストは、グラファイト（黒鉛）、および結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを質量比で９０：１０とした負極合剤に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを適量加えて得た。
【００１７】
セパレータには、ポリエチレン製微多孔膜を用いた。電解液には、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの体積比が３：５：２の混合溶媒に、ＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを用いた。また、ケース１２は、縦幅５．２ｍｍ、横幅３４ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミ製のケースである。
【００１８】
図２（ａ）は図１に示す電池１０の蓋板２２のＡ−Ａ切断断面図であり、図２（ｂ）は安全弁１８部分の拡大断面図である。蓋板２２は、開口部を有する第１基材２４が前記開口部を塞ぐように金属箔２８で被覆されている。また、開口部を有する第２基材２６は、金属箔２８を挟んで開口部同士が対向するように、金属箔２８に固着されている。
【００１９】
第１基材２４及び第２基材２６はアルミ製であり、厚さは共に０．５ｍｍである。また、金属箔２８はアルミ製であり、厚さは２０〜３０μｍである。第１基材２４及び金属箔２８はクラッド法を用いて一体化することが可能である。また、金属箔２８及び第２基材２６はクラッド法を用いて一体化することが可能である。
【００２０】
第１基材２４及び第２基材２６の貫通孔は、クラッド法で金属箔２８と一体化される前に形成される。また、負極端子１６を挿入する貫通孔又は負極端子１６周辺の凹みなどは、クラッド法で金属箔２８と一体化された後で形成される。なお、負極端子１６と蓋板２２との間には、絶縁体１６ａが設けられている。
【００２１】
金属箔２８は第１基材２４及び第２基材２６に挟まれた構成になっているため、金属箔２８に外部の物体が接触し難くなり、蓋板２２のプレス時又は安全弁１８のリーク検査時に、金属箔２８に打痕又はキズが付くことを防止できる。また、搬送工程、蓋板取付工程又は電池組立工程において、打痕又はキズがつくことを防止できる。さらに、金属箔２８は第１基材２４及び第２基材２６に挟まれているため、剥がれが生じ難く、特に蓋板２２の外形形状の成形工程において、金属箔の剥がれによって生じる金属クズが激減し、金属箔２８に打痕又はキズが付くことを防止できる。また、電池組立工程において、金属箔の剥がれによって生じる金属クズが激減するため、金属クズ混入による内部短絡の危険性を低減することができる。
【００２２】
上述した実施の形態においては、第２基材を蓋板２２全体に設けたが、少なくとも安全弁１８（開口部）部分に設けて、安全弁１８部分の金属箔２８を保護することが可能である。また、上述した実施の形態においては、金属箔２８を蓋板２２全体に設けたが、少なくとも安全弁１８部分に設けることが可能である。第１基材２４及び第２基材２６の材質及び厚さは任意であり、金属箔２８の材質及び厚さも任意である。また、本発明の蓋板２２は、任意の電池に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る電池の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示す電池の蓋板のＡ−Ａ切断断面図であり、（ｂ）は安全弁部分の拡大断面図である。
【図３】従来の電池の例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３に示す電池において、第１基材を金属箔で被覆した蓋板の例を示すＢ−Ｂ線切断断面図であり、（ｂ）は、安全弁部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  電池
１２  ケース
１６  負極端子
１８  安全弁
２０  発電要素
２２  蓋板
２４  第１基材
２６  第２基材
２８  金属箔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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