(57)【要約】【課題】電池内部で発生するガスを効率的に外部に排出でき、且つメッキ処理時のメッキ不良の発生を抑制できるようにする。【解決手段】電池蓋３は、中央部に突出部２２を備え、突出部２２の側壁２３には１または２以上の開口部２４が設けられ、開口部２４の縁部のうち、鍔上部２１側の少なくとも一部が突出部２２の突出側に向かって突出している。これにより、電池内部で発生するガスを効率的に排出できるとともに、メッキ処理時において、電池蓋３同士の重なりを防ぐことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の突出部が設けられた電池蓋であって、
上記第１の突出部の中央部から所定間隔以上を空けて設けられた１または２以上の開口部と、
上記開口部の縁部に設けられた１または２以上の第２の突出部と
を有し、
上記第２の突出部は、上記第１の突出部の突出側に突出している
ことを特徴とする電池蓋。
【請求項２】
請求項１に記載の電池蓋において、
上記第２の突出部は、上記縁部のうち、上記中央部とは反対側の縁部に設けられる
ことを特徴とする電池蓋。
【請求項３】
請求項１に記載の電池蓋において、
上記第２の突出部は、
非等間隔に設けられることを特徴とする電池蓋。
【請求項４】
一端部が開放された外装体に収容される電池素子と、上記開放された一端部に設けられる第１の突出部を備えた電池蓋とを有する電池であって、
上記電池蓋は、
上記第１の突出部の中央部から所定間隔以上を空けて設けられた１または２以上の開口部と、
上記開口部の縁部に設けられた１または２以上の第２の突出部と
を有し、
上記第２の突出部は、上記第１の突出部の突出側に突出している
ことを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池内部で発生するガスを排出する電池の電池蓋およびそれを備えた電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等の携帯型電子機器が普及し、電源として高電圧、高エネルギー密度、軽量といった利点を有するリチウムイオン電池が広く使用されている。
【０００３】
リチウムイオン電池は、過充電や内部短絡などにより電解液や活物質が分解して電池内部でガスが発生し、電池内圧が上昇する。そして、この電池内圧の上昇によって、電池が変形したり破裂したりするおそれがある。そこで、これらの電池は、電池内部で発生したガスを外部に排出できるような構造となっている。
【０００４】
図７Ａは、円筒型の電池に用いられる従来の電池蓋５０の斜視図、図７Ｂは、従来の電池蓋５０の上面図、図７Ｃは、図７Ｂにおける線分Ｙ−Ｙ’による断面を矢印方向から見た、従来の電池蓋５０の断面図である。
【０００５】
電池蓋５０は、円板の中央部を軸線方向にほぼ一様に突出させた帽子状を有する。電池蓋５０は、その中央部に設けられた円柱状の突出部５２と、この突出部５２を囲むように設けられた円環状の鍔状部５１とを備える。
【０００６】
突出部５２の円柱面状の側壁５３には、複数の開口部５４が設けられている。複数の開口部５４には、例えば、突出部５２の側壁５３に等間隔で設けられている。また、開口部５４の幅（周方向長さ）Ｒ２と開口部２４間の幅Ｒ１とが、Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たすように設定される。
【０００７】
電池内部でガスが発生すると電池内部の圧力が上昇し、電池内部と外部との圧力差が生じると、図７Ｃに示すように、電池内部で発生したガスは、開口部５４から外部に向かって流れ出して排出される。こうすることにより、電池内部の圧力上昇を回避するようになっている。
【０００８】
このように、電池蓋に開口部を設け、電池内部で発生したガスを外部に排出する技術が下記の特許文献１に記載されている。
【０００９】
また、電池蓋５０に対してメッキ処理を行う場合は、通常、複数の電池蓋５０をメッキ槽に浸して同時にメッキ処理を行う。メッキ処理は、バレルカゴと呼ばれる円筒型でメッシュ状のカゴに、例えば１００００個程度の電池蓋５０を入れた後、横にして回転させながらメッキ槽に浸し、それぞれの電池蓋に対して所定のメッキ厚、例えば２μｍ〜５μｍ程度となるようにメッキ処理を施す。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３１９４６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来の電池蓋５０を用いた場合、開口部５４から排出されるガスの一部が鍔状部５１に妨げられてしまうため、効率的にガスを外部に排出することができなかった。
【００１２】
また、電池蓋５０に対するメッキ処理の際に、電池蓋５０の開口部５４の幅Ｒ２が開口部５４間の幅Ｒ１よりも広いため、図８に示すように、バレルカゴを回転させている間に、一方の電池蓋における突出部５２の側壁５３が他方の電池蓋の開口部５４に入ってしまい、電池蓋５０同士が互いに密着するように重なり合ってしまうことがある。
【００１３】
この場合、重なった電池蓋５０の間にメッキが流れ込むための隙間がないため、メッキ不良が発生し、重なり部では、メッキ厚が、例えば０．１μｍ〜０．３μｍ程度となってしまうことがあった。そのため、メッキ不良が発生した電池蓋５０は、その材料である金属が錆びやすくなってしまうという問題点があった。
【００１４】
従って、この発明の目的は、電池内部で発生するガスを効率的に排出することができ、且つ、メッキ不良の発生を抑制できる電池蓋およびそれを備えた電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、第１の突出部が設けられた電池蓋であって、第１の突出部の中央部から所定間隔以上を空けて設けられた１または２以上の開口部と、開口部の縁部に設けられた１または２以上の第２の突出部とを有し、第２の突出部は、第１の突出部の突出側に突出していることを特徴とする電池蓋である。
【００１６】
また、第２の発明は、一端部が開放された外装体に収容される電池素子と、上記開放された一端部に設けられる第１の突出部を備えた電池蓋とを有する電池であって、電池蓋は、第１の突出部の中央部から所定間隔以上を空けて設けられた１または２以上の開口部と、開口部の縁部に設けられた１または２以上の第２の突出部とを有し、第２の突出部は、第１の突出部の突出側に突出していることを特徴とする電池である。
【００１７】
上述したように、第１および第２の発明は、第１の突出部の中央部分から所定の間隔以上を空けて開口部を設けるとともに、突出部の突出側に突出するように第２の突出部を形成することにより、電池内部で発生するガスが開口部から外部に排出される。
【００１８】
また、第１の突出部の突出側に突出するように第２の突出部を形成することにより、複数の電池蓋が重なった際に電池蓋同士の間に隙間ができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、電池蓋の鍔状部に突起を設けるようにしているため、電池内部で発生するガスを効率的に排出でき、より安全性を向上することができるという効果がある。
【００２０】
また、この発明は、メッキ処理時において、鍔状部に設けられた突起により電池蓋同士が密着するように重なり合うのを防ぐようにしているため、電池蓋に対して略均一の厚みでメッキ処理を施すことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の一形態について、図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施の一形態によるリチウムイオン二次電池の断面図である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１の内部に、帯状の正極１１と負極１２とがセパレータ１５を介して巻回された電池素子１０を有している。電池缶１は、例えばニッケルめっきが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１の内部には、電池素子１０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板２ａ，２ｂがそれぞれ配置されている。
【００２２】
電池缶１の材料としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。この電池缶１には、電池の充放電に伴う電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、メッキ等が施されていても良い。電池缶１の開放端部には、正極端子板である電池蓋３と、この電池蓋３の内側に設けられた安全弁機構４およびＰＴＣ素子（熱感抵抗素子：Positive Temperature Coefficient）５とが、絶縁封口ガスケット６を介してかしめられることにより取り付けられている。電池蓋３は、例えば電池缶１と同様の材料により構成されており、電池内部で発生したガスを排出するための開口部が設けられている。安全弁機構４は、ＰＴＣ素子５を介して電池蓋３と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板４ａが反転して電池蓋３と電池素子１０との電気的接続を切断するようになっている。ＰＴＣ素子５は、温度が上昇した際に、電池蓋３と電池素子１０との電気的接続を切断することによって電流を遮断し、過大電流による異常な発熱を防止する。絶縁封口ガスケット６は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００２３】
電池素子１０は、センターピン１６を中心に巻回されている。電池素子１０の正極１１には正極端子１３が接続されており、負極１２には負極端子１４が接続されている。正極端子１３は安全弁機構４に溶接されることにより電池蓋３と電気的に接続されており、負極端子１４は電池缶１に溶接され電気的に接続されている。
【００２４】
以下、電池缶１に収容された電池素子１０の構成について説明する。
【００２５】
［正極］
正極１１は、正極活物質を含有する正極活物質層１１ａが、正極集電体１１ｂの両面上に形成されたものである。正極集電体１１ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００２６】
正極活物質層１１ａは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な公知の正極活物質材料を用いることができ、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を用いることができる。例えば、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは金属酸化物や、ＬｉxＭＯ2またはＬｉxＭ2Ｏ4（式中、Ｍは１種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０である。）を主体とする、リチウム複合酸化物またはリチウムを含んだ層間化合物が用いられる。これらを構成する遷移金属としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）のうち少なくとも１種類が選択される。
【００２７】
このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ≦１．２、０．７＜ｚ＜１．０２である。）あるいはＬｉＭｎ2Ｏ4等が挙げられる。このようなリチウム複合酸化物は正極活物質として用いることにより高電圧を発生させることができ、エネルギー密度に優れるため、特に好ましい材料である。
【００２８】
また、ＬｉaＭＸb（式中、Ｍは上述の遷移金属から選ばれる１種であり、ＸはＳ、Ｓｅ、ＰＯ4から選ばれ、ａ、ｂは整数である。）を用いることもできる。
【００２９】
なお、正極活物質材料としては、上述の正極活物質を複数種混合して用いることもできる。
【００３０】
導電剤としては、正極活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、通常この種の電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるが、好ましくはポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂が用いられる。
【００３１】
正極１１の一端部には、スポット溶接または超音波溶接で接続された１本の正極端子１３が溶着される。この正極端子１３は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極端子１３の材料としては、例えばＡｌ等が挙げられる。正極端子１３は、正極１１の端部に設けられた正極集電体露出部に溶着されるようにする。
【００３２】
［負極］
負極１２は、負極活物質を含有する負極活物質層１２ａが、負極集電体１２ｂの両面上に形成されたものである。負極集電体１２ｂは、例えば銅箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３３】
負極活物質層１２ａは、例えば負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。負極活物質としては、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料、結晶質、非結晶質金属酸化物が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としては、グラファイト、難黒鉛化性炭素材料、易黒鉛化性炭素材料、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料等が挙げられる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料あるいはポリアセチレン等のポリマー等を使用することができる。
【００３４】
また、他の負極活物質材料として、リチウムと合金を形成可能な金属、またはこのような金属の合金化合物が挙げられる。ここで言う合金化合物とは、具体的にはリチウムと合金を形成可能なある金属元素をＭとしたとき、ＭpＭ’qＬｉr（式中、Ｍ’はＬｉ元素およびＭ元素以外の１つ以上の金属元素である。また、ｐは０より大きい数値であり、ｑ，ｒは０以上の数値である。）で表される化合物である。さらに、この発明では半導体元素であるＢ，Ｓｉ，Ａｓ等の元素も金属元素に含めることとする、具体的には、マグネシウム（Ｍｇ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ），アンチモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ），カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）の各金属とそれらの合金化合物、すなわち、例えばＬｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ａｌ−Ｍ（式中、Ｍは２Ａ族、３Ｂ族、４Ｂ族遷移金属元素のうち１つ以上からなる。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等が挙げられる。
【００３５】
上述したような元素の中でも、リチウムと合金形成可能な元素としては３Ｂ族典型元素を用いるのが好ましい。中でも、ＳｉやＳｎ等の元素またはその合金を用いるのが好ましく、さらにＳｉまたはＳｉ合金が特に好適である。Ｓｉ合金またはＳｎ合金として具体的には、ＭxＳｉ、ＭxＳｎ（式中、ＭはＳｉまたはＳｎを除く１つ以上の金属元素である。）で表される化合物で、具体的にはＳｉＢ4、ＳｉＢ6、Ｍｇ2Ｓｉ、Ｍｇ2Ｓｎ、Ｎｉ2Ｓｉ、ＴｉＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、ＣａＳｉ2、ＣｒＳｉ2、Ｃｕ5Ｓｉ、ＦｅＳｉ2、ＭｎＳｉ2、ＮｂＳｉ2、ＴａＳｉ2、ＶＳｉ2、ＷＳｉ2、ＺｎＳｉ2等が挙げられる。
【００３６】
さらに、１つ以上の非金属元素を含む、炭素を除く４Ｂ族化合物もこの発明の負極材料として利用することができる。負極材料中には、２種類以上の４Ｂ族元素が含まれていても良い。また、リチウムを含む４Ｂ族以外の金属元素が含まれていても良い。例示するならばＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、Ｇｅ2Ｎ2Ｏ、ＳｉＯx(０＜ｘ≦２)、ＳＮＯx(０＜ｘ≦２)、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳＮＯ等である。
【００３７】
導電剤としては、正極活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム等が用いられる。
【００３８】
負極１２の一端部には、スポット溶接または超音波溶接で接続された１本の負極端子１４を有している。この負極端子１４は電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。負極端子１４の材料としては、例えば銅、ニッケル等が挙げられる。正極端子溶接部分と同様に、負極端子１４は、負極１２の端部に設けられた負極集電体露出部に溶着されるようにする。
【００３９】
［電解質］
電解質としては、非水溶媒に電解質塩が溶解された非水電解液、電解質塩を含有させた固体電解質、有機高分子に非水溶媒と電解質塩を含浸させたゲル状電解質のいずれも用いることができる。
【００４０】
非水電解液は、非水溶媒と電解質塩とを適宜組み合わせて調整されるが、これら有機溶媒は、この種の電池に一般的に使用される材料であればいずれも使用可能である。非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、絡酸エステルあるいはプロピオン酸エステル等が好ましく、これらのうちのいずれか１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００４１】
電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解するものが用いられ、カチオンとアニオンが組み合わされてなる。カチオンにはアルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられ、アニオンには、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、ＣｌＯ4-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-等が用いられる。具体的には、例えばＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＢｒ、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、Ｎ（ＣｎＦ2n+1ＳＯ2）2Ｌｉなどがあり、これらのうちのいずれか１種または２種以上が混合して用いられている。中でも、ＬｉＰＦ6を主として用いることが好ましい。また、電解質塩濃度としては、上記非水溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上、２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。
【００４２】
固体電解質としては、リチウムイオン導電性を有する材料であれば無機固体電解質、高分子固体電解質いずれも用いることができる。具体的に、無機固体電解質としては、窒化リチウム、ヨウ化リチウムが挙げられる。また、高分子固体電解質は電解質塩と電解質塩を溶解する高分子化合物からなり、高分子化合物としてはポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体等のエーテル系高分子、ポリ（メタクリレート）エステル系、アクリレート系などを単独あるいは分子中に共重合、または混合して用いる。
【００４３】
ゲル状電解質のマトリックスポリマとしては、上述の非水電解液を吸収してゲル状化するものであれば種々の高分子を用いることができる。例えば、ポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子、ポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体などのエーテル系高分子、またポリ（アクリロニトリル）などを使用できる。特に酸化還元安定性から、フッ素系高分子を用いることが望ましい。電解質塩を含有させることによりイオン導電性を賦与する。
【００４４】
また、導電性高分子化合物の単体あるいは混合物を含有する高分子固体電解質や、膨潤溶媒を含有するゲル状電解質を用いてもよい。高分子固体電解質やゲル状電解質に含有される導電性高分子化合物としては電解液に相溶するものであり、具体的にシリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー、およびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等が使用可能である。フッ素系ポリマーとしては、例えばポリ（ビニリデンフルオライド）、ポリ（ビニリデンフルオライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−トリフルオロエチレン），或いはポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−テトラフルオロエチレン）等の高分子材料、およびこれらの混合物が使用される。
【００４５】
［セパレータ］
セパレータ１５は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。
【００４６】
一般的にセパレータ１５の厚みは５〜５０μｍが好適に使用可能であるが、７〜３０μｍがより好ましい。セパレータ１５は、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。
【００４７】
［電池素子の作製］
まず、正極１１を作製する。上述の正極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させ、必要に応じてボールミル、サンドミル、二軸混練機等によりスラリー状にする。溶剤としては、電極材料に対して不活性であり、かつ結着剤を溶解し得るものであれば特に限定はなく、無機溶剤、有機溶剤のいずれも用いることができるが、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。なお、正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。次いで、このスラリーをドクターブレード法等により正極集電体の両面に均一に塗布する。さらに、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより正極活物質層が形成される。これにより、正極１１が作製される。
【００４８】
次に、負極１２を作製する。上述の負極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して負極合剤とし、溶剤中に分散させてスラリー状にする。このとき、正極合剤の場合と同様にボールミル、サンドミル、二軸混練機等を用いてもよい。溶剤としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、メチルエチルケトン等が用いられる。なお、負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、正極活物質と同様に、その混合比は問わない。次いで、このスラリーをドクターブレード法等により負極集電体の両面に均一に塗布する。さらに、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより負極活物質層が形成される。これにより、負極１２が作製される。
【００４９】
なお、塗布装置については特に限定されず、スライドコーティングやエクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビア、ロッドコーター、ブレードコーターなどが使用できる。また、乾燥方法についても特に制限はないが、放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できる。
【００５０】
上述のようにして作製された正極１１および負極１２を、正極１１、セパレータ１５、負極１２、セパレータ１５の順に積層し、巻回して電池素子１０とする。このとき、正極１１および負極１２にそれぞれ設けた集電体露出部が対向した集電体対向面を形成するようにして積層し、電池素子１０の最外周部、最内周部および中間層部において集電体対向面が１周以上となるように構成する。固体状あるいはゲル状の電解質を用いる場合は、電解質溶液を正極１１および負極１２の表面に均一に塗布し、常温もしくは高温雰囲気下で乾燥させ、溶媒を気化・除去して電解質層を形成する。その後セパレータ１５とともに積層して巻回し、電池素子１０とする。
【００５１】
次いで、上述の電池素子１０を電池缶１に収容する。このとき、電池素子１０の巻回面の負極端子導出側が、絶縁性樹脂により作製された絶縁板２ａで覆われるようにして収容する。この後、一方の電極棒を電池素子巻回中心部から挿入し、もう一方の電極棒を電池缶底面外側に配置して抵抗溶接を行い、負極端子を電池缶に溶接する。
【００５２】
負極端子１４と電池缶１とを溶接後、センターピン１６を挿入し、電池缶開放端部に位置する巻回面部分にも絶縁板２ｂを配置して電解液を注液する。さらに、内側に安全弁機構４およびＰＴＣ素子５を設けた電池蓋３に正極端子１３を接続するとともに、この電池蓋３が絶縁封口ガスケット６を介してかしめられることにより取り付けられ、電池缶１の内部が密閉される。
【００５３】
なお、正極端子１３は製造工程上、ある程度の長さを持ったものを用いる必要がある。これは、あらかじめ正極端子１３を電池蓋３に設けられた安全弁機構４に接続してから電池缶１の開放端部を密閉するためであり、正極端子１３が短いほど正極端子１３と電池蓋３の接続が困難になる。このため、正極端子１３が電池内部で略Ｕ字状に屈曲して収容される。
【００５４】
次に、この発明の実施の一形態による電池蓋３について、図面を参照してより詳細に説明する。図２Ａは、この発明の実施の一形態による電池蓋３の斜視図、図２Ｂは、この発明の実施の一形態による電池蓋３の上面図、図２Ｃは、図２Ｂにおける線分Ｘ−Ｘ’の断面を矢印方向から見た電池蓋３の断面図である。
【００５５】
電池蓋３は、円板状の金属板をプレス成型し、円板の中央部を軸線方向にほぼ一様に突出させた帽子状を有する。電池蓋３は、その中央部に設けられた、第１の突出部としての略円柱状の突出部２２と、突出部２２を囲むように設けられた円環状の鍔状部２１とを備える。電池蓋３の材料としては、例えば、電池缶１と同様の材料を用いることができる。このような材料としては、具体的には例えば、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）が用いられる。
【００５６】
突出部２２の側壁２３には、複数の開口部２４が設けられている。このように開口部２４を設けることで、電池内部にてガスが発生した場合に、このガスを外部に排出することができる。複数の開口部２４は、例えば、側壁２３に周方向に等間隔で設けられている。開口部２４の幅（周方向長さ）Ｒ２と開口部２４間の幅Ｒ１とが、Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たすように設定することが好ましい。このように設定することで、ガスの排気効率を高めることができる。
【００５７】
開口部２４の縁部のうち鍔状部２１側の部分には、１または２以上の第２の突出部としての突起部２５が設けられている。なお、図２では、各開口部２４に１つの突起部２５が設けられた例を示している。この突起部２５は、開口部２４の縁部のうち、鍔状部２１側の少なくとも一部を突出部２２の突出側（以下、「外側」と適宜称する）に突出させてなる。
【００５８】
なお、突出部２２の形状は、上述のように説明した円柱状に限られず、例えば半球状のように側壁２３を有さない形状としてもよい。この場合、開口部２４は、例えば、突出部２２の中央部分から所定の間隔以上を空けた位置に設けられる。
【００５９】
次に、電池内部で発生するガスを外部に排出する様子を、図３を参照して説明する。図３に示すように、この実施の一形態による電池蓋３を用いた場合、開口部２４の鍔状部２１側の部分が外側に突出しているため、電池内部で発生したガスは、従来の電池蓋５０（図７参照）を用いた場合に比べて鍔状部２１による妨げが緩和され、開口部２４からより容易に排出される。
【００６０】
次に、この発明の実施の一形態による電池蓋３のメッキ処理について、図４を参照して説明する。電池蓋３に対するメッキ処理は、従来の方法と同様に、複数の電池蓋３をメッキ槽に浸すことによって行われる。例えば、１００００個程度の電池蓋３をバレルカゴに入れ、このバレルカゴをメッキ槽に浸した後、回転させてバレルカゴ内の電池蓋３に対して所定のメッキ厚、例えば２μｍ〜５μｍ程度で電池蓋３全体が略均一のメッキ厚となるようにメッキ処理を施す。
【００６１】
メッキ処理の際にバレルカゴを回転させることにより、電池蓋３同士が重なってしまうことが考えられるが、電池蓋３には突起部２５が設けられているため、バレルカゴを回転させた際に電池蓋３同士が密着するように重なるのを防ぐことができる。また、電池蓋３同士が重なった場合でも、図４に示すように、電池蓋３の間には、突起部２５の高さに応じた隙間が確保される。
【００６２】
なお、突起部２５の形状は、特に限定されるものではないが、開口部２４の縁部のうち、鍔状部２１側の縁部全体を外側に突出させてなる形状にすることが好ましい。また、メッキ処理時に、重なってしまった電池蓋３同士の接点部分を少なくしてメッキ厚を均一にするためには、縁部の一部を突出させるとよい。具体的には、突起部２５は、例えば、縁部の一部または全体を折り曲げたり、湾曲させたりすることによって突起部２５を形成してもよいし、予めプレス成型してもよい。
【００６３】
さらに、突起部２５の位置は、上述で説明した縁部の鍔状部２１側に限られず、開口部２４の縁部のうちいずれの縁部でもよいが、電池内部で発生するガスの排出効率を向上させるためには、鍔状部２１側の縁部に設けるのが好ましい。
【００６４】
突起部２５の高さｈは、メッキ液が流れ込む容易さを考慮して選ぶと好ましい。例えば、メッキ厚を２μｍ〜５μｍ程度とする場合には、重なった電池蓋３の隙間にメッキ液が流れ込むのに十分な高さとして、０．２ｍｍ程度に選ばれる。
【００６５】
さらに、突起部２５を複数設けた場合において、突起部２５同士の間隔を等間隔とすると、一方の電池蓋３における突出部２２の側壁２３が他方の電池蓋３の開口部２４に入ってしまい、電池蓋３同士が重なり合ってしまうことが考えられる。そのため、突起部２５同士の間隔は、突出部２２の側壁２３が開口部２４に入らないようにするため、非等間隔とするとより好ましい。
【００６６】
上述のように、この発明の実施の一形態では、突出部２５を設けることで、図３に示すように、電池内部で発生するガスを、従来の電池蓋５０（図７参照）に比べてより容易に排出することができる。また、例えばバレルカゴに電池蓋３を入れてメッキ処理を行う場合に、電池蓋３同士が重なり合ったときでも、重なり合う電池蓋３の間に隙間を確保することができる。したがって、重なり合う電池蓋３の間にメッキ液を流し込むことができるので、電池蓋３に均一厚さのメッキを施すことができる。
【００６７】
また、突起部２５を設けることによって、電池蓋３同士が密着するように重なり合うことを防ぐため、メッキ処理時にバレルカゴが回転した際に、重なり合った電池蓋３が分離しやすくなる。
【００６８】
なお、突起部２５は、開口部２４の縁部に設けるように説明したが、これはこの例に限られない。例えば、鍔状部２１や突出部２２、側壁２３の一部を外側に突出させるようにして突起部２５を設けてもよい。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例により、この発明の実施の一形態による電池蓋について、具体的に説明するが、この実施の一形態は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７０】
実施例１
図５は、実施例１の電池蓋の外観を示す斜視図である。開口部２４における鍔状部２４側の縁部に突起部２５を設けた。
【００７１】
比較例１
図６は、比較例１の電池蓋の外観を示す斜視図である。電池蓋３の鍔状部２１に設けられた突起部２５を取り除いた以外のことは、実施例１と全て同様にした。
【００７２】
このように作製された実施例１および比較例１の電池蓋をそれぞれ３個ずつ用意し、それぞれの電池蓋に１リットルの水を流した際に、開口部２４から水が完全に排出されるまでの時間を測定し、その平均時間を算出した。さらに、算出した平均時間に基づき、電池蓋を介して排出される水の単位時間当たりの流量を確認した。
【００７３】
以下の表１に、測定結果を示す。
【００７４】
【表１】
2007213818.tif 000003
【００７５】
試験の結果、実施例１の電池蓋を用いた場合に１リットルの水を完全に排出することができる平均時間は、「２８．１２ｓｅｃ」となり、平均流量は、「３５．５６ｃｃ／ｓｅｃ」となった。また、比較例１の電池蓋を用いた場合の平均時間は、「２８．３８ｓｅｃ」となり、平均流量は、「３５．２３ｃｃ／ｓｅｃ」となった。この結果から、単位時間における流量は、実施例１の電池蓋を用いた方が、比較例１の電池蓋を用いた場合に比べて大きいことが確認できた。
【００７６】
したがって、この結果から、開口部２４における鍔状部２４側の縁部に突起２５を設けた電池蓋を用いることによって、従来の電池蓋を用いた場合と比べてより効率的にガスを排出することができる。
【００７７】
以上、この発明の実施の一形態について説明したが、この発明は、上述したこの発明の実施の一形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の実施の一形態において挙げた数値は、あくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００７８】
また、上述の実施の一形態では、二次電池を例にとって説明したが、これはこの例に限られず、一次電池などの他の電池にも適用可能である。
【００７９】
さらに、上述の実施の一形態では、リチウムイオン電池を例にとって説明したが、これに限らず、各種の正極および負極材料を用いた電池に適用することが可能である。
【００８０】
また、上述の実施の一形態では円筒型の電池について説明したが、これに限らず、例えば角形状の電池に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の実施の一形態による二次電池の一例の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の一形態による電池蓋の一例の構成を示す略線図である。
【図３】この発明の実施の一形態による電池蓋３の断面図である。
【図４】この発明の実施の一形態による電池蓋３同士が重なる様子を示す断面図である。
【図５】実施例１の電池蓋の外観を示す斜視図である。
【図６】比較例１の電池蓋の外観を示す斜視図である。
【図７】従来の電池蓋の一例の構成を示す略線図である。
【図８】従来の電池蓋同士が重なる様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  電池缶
２ａ、２ｂ  絶縁板
３  電池蓋
４  安全弁機構
４ａ  ディスク板
５  ＰＴＣ素子
６  絶縁封口ガスケット
１０  電池素子
１１  正極
１１ａ  正極活物質層
１１ｂ  正極集電体
１２  負極
１２ａ  負極活物質層
１２ｂ  負極集電体
１３  正極端子
１４  負極端子
１５  セパレータ
１６  センターピン
２１  鍔状部
２２  突出部
２３  側壁
２４  開口部
２５  突起部
【図１】
2007213818.tif 000004
【図２】
2007213818.tif 000005
【図３】
2007213818.tif 000006
【図４】
2007213818.tif 000007
【図５】
2007213818.tif 000008
【図６】
2007213818.tif 000009
【図７】
2007213818.tif 000010
【図８】
2007213818.tif 000011