(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起電能力を有する発電要素と、
一面が開口となっており内部に前記発電要素を収容する電池容器と、
少なくとも周縁に平坦面を有しており、その平坦面の外周端には突起が形成されており、前記電池容器の開口に組み付けられてその開口を塞ぐ蓋体として用いられると共に外部との電気的な接続のための端子として用いられる外部接続端子板と、
少なくとも外周端に折り返し部分を有し、その折り返し部分が前記突起と接触するように前記外部接続端子板における前記平坦面の外周端を挟持するように配置され、電池内部の圧力が前記所定の圧力以上の状態になると、その圧力によって変形して電池内部のガスを外部に排出する安全弁と、
前記安全弁の外周端と前記電池容器との間に介挿された電気絶縁性のガスケットと
を備えた電池。
【請求項２】
前記突起が、前記外部接続端子板の外周端を積極的にめくれ上がらせて形成してなるものである請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記平坦面から立ち上がっている前記突起の高さが、前記外部接続端子板の平坦面の板厚の５％以上３０％以下に設定されている請求項１記載の電池。
【請求項４】
前記突起が、前記外部接続端子板の平坦面の所定位置にエンボス加工または孔開け加工によって形成されたものである請求項１記載の電池。
【請求項５】
前記安全弁が、さらに、電池内部の圧力が所定の圧力未満の状態では前記発電要素に対して接触して電気的に接続された状態となっており、電池内部の圧力が前記所定の圧力以上の状態になるとその圧力によって変形して前記発電要素に対する接触が離れて電気的な接続を遮断するものである請求項１記載の電池。
【請求項６】
前記発電要素の正極が前記外部接続端子板に接続されており、前記発電要素の負極が前記電池容器に接続されている請求項１記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池容器と外部接続端子板とから主要部が構成される密閉容器内に発電要素と安全弁とを収容してなる構造を備えた、例えばリチウム一次電池またはリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池等のような電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
正極にリチウム含有化合物を用いると共に、負極にはリチウムをドープ／脱ドープすることが可能である炭素系材料を用いたリチウムイオン非水電解液電池は、軽量・小型であり、かつ出力電圧が高く大容量でサイクル特性も良好であるといった種々の特長を有していることから、近年では、例えば携帯電話装置やノート型パソコンなどの携帯用電子機器に組み込まれて用いられる電源やバックアップ用電源等として実用化されるようになって来ている。さらには、そのような弱電機器用の電源ばかりでなく、電動機と内燃機関とを併せ備えたハイブリッド自動車や電気自動車、電動モーターバイクや電動アシスト動力付自転車、各種電動工具などの、動力用電源としての実用化も期待されている。あるいは、例えばコージェネレーション発電システムにおいて作り出した電気エネルギーを蓄積する電気貯蔵器としての利用なども提案されており、今後の技術的な発展および用途上の展開等が大いに期待されている。
【０００３】
このようなリチウムイオン非水電解液電池は一般に、円筒状または箱状の外形形状の電池缶（電池容器）の中に、例えば巻回電極体のような発電要素を収容し、電池缶の開口を電池蓋で塞ぎ、その電池蓋の外周縁と電池缶の内壁面との間隙を電気絶縁性のガスケットで密閉した構造を採用している。
【０００４】
さらに詳細には、外形が円筒状のリチウムイオン非水電解液電池の場合、一般に、電池蓋は周縁が平坦なフランジ状に形成されており、そのフランジの平坦面に対して、同様のフランジ状の平坦面を備えた安全弁を対面させるように重ね合わせて、その重ね合わされた部分で電池蓋と安全弁との電気的な接触を取るように設計されている。そして安全弁は巻回電極体のような起電能力を有する発電要素に電気的に接続されており、従って電流は発電要素から安全弁を通って電池蓋に導通（あるいはその逆向きの導通も可能）するように設計されている。安全弁は、電池内部の圧力が前記所定の圧力以上の状態になると、その圧力によって変形して、例えばフランジの外周周縁端とガスケットとの間に隙間を生じさせて、その間隙から電池内部のガスを外部へと排出するように機能する。円筒状のいわゆる円筒セル型などの電池の場合には、一般に、電池蓋が発電要素の正極に接続されており、電池缶が発電要素の負極に接続されている。
【０００５】
あるいは、安全弁のフランジの外周部を例えば筒状に立ち上げた形状の折り代を形成しておき、その筒状の壁の内側に電池蓋を落とし込んで、安全弁のフランジの平坦面と電池蓋のフランジの平坦面とを重ね合わせ、それを電池缶の開口側の端部に装着し、その電池缶の端部の内壁と安全弁の筒状の折り代の外壁との間にガスケットを当てがって、電池缶の端部と安全弁の筒状の折り代とを内向きに折り曲げて、ガスケットと共に電池蓋を安全弁の折り代と電池缶の端部とでかしめた構造のものもある。
【０００６】
なお、上記のようなリチウムイオン非水電解液電池の他にも、例えばニッケルカドミウム二次電池やニッケル水素二次電池なども、上記と同様の用途への適用が提案され、その実用化も達成されているが、そのようなニッケルカドミウム二次電池やニッケル水素二次電池などについても、一般に、上記と同様の構造が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような構造では、安全弁のフランジの平坦面と電池蓋のフランジの平坦面とを単純に重ね合わせて、その面的な接触によって安全弁と電池蓋との電気的な接続を取るように設定していたので、例えばガスケットの経時変化や劣化に起因して安全弁と電池蓋とを接触状態に保つ力が弱くなって、その安全弁と電池蓋との間での接触抵抗が増大したり、両者が乖離して完全に非接触の状態になるなどして、電池として正規の電流や電圧を出力することができなくなるという問題がある。
【０００８】
また、電池缶の端部と安全弁の筒状の折り代とを内向きに折り曲げて、ガスケットと共に電池蓋を安全弁の折り代と電池缶の端部とでかしめた構造の電池の場合には、そのかしめの状態によっては安全弁と電池蓋とが十分な接触状態に保たれずに、安全弁と電池蓋との間での接触抵抗が増大したり、両者が乖離して完全に非接触の状態になるなどして、電池としての出力電流や出力電圧が公称値未満に低下したり、電圧や電流を出力すること自体が妨げられてしまうという問題があった。
【０００９】
また、電池に機械的な振動や衝撃あるいは温度変化が加えられると、安全弁と電池蓋との接触状態が機械的に変化することに起因して、安全弁と電池蓋との間での接触抵抗が増大したり、両者が乖離して完全に非接触の状態になり、電池に要求される出力性能を安定的に得ることが困難となる場合があるという問題があった。
【００１０】
また、特に、高出力が要求される動力用電源などの用途や、長期間に亘って高温環境下に置かれる用途、あるいは動力源として電気自動車などの乗り物に搭載される電池のように、激しい振動や衝撃等が加わることが多い用途に用いられる電池では、上記のような安全弁と電池蓋との接触状態が機械的に変化することや、ガスケットの劣化がさらに著しく助長されることが多く、それに起因して上記のような出力電流や出力電圧の低下や出力不能が生じる確率がさらに高くなるという問題がある。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電池に機械的な振動や衝撃あるいは温度変化が加えられたり、ガスケットに劣化が生じるなどしても、安全弁と電池蓋との確実な接触を保つことで、安全弁と電池蓋との接触抵抗の増大や接触不良の発生等を効果的に防いで、電池としての規格通りの電流や電圧を出力することができる電池を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による電池は、起電能力を有する発電要素と、一面が開口となっており内部に発電要素を収容する電池容器と、少なくとも周縁に平坦面を有しており、その平坦面の外周端には突起が形成されており、電池容器の開口に組み付けられてその開口を塞ぐ蓋体として用いられると共に外部との電気的な接続のための端子として用いられる外部接続端子板と、少なくとも外周端に折り返し部分を有し、その折り返し部分が突起と接触するように外部接続端子板における平坦面の外周端を挟持するように配置され、電池内部の圧力が所定の圧力以上の状態になると、その圧力によって変形して電池内部のガスを外部に排出する安全弁と、安全弁の外周端と電池容器との間に介挿された電気絶縁性のガスケットとを備えている。
【００１３】
本発明による電池では、一般に電池蓋と呼ばれるような外部接続端子板の少なくとも周縁に、例えばフランジのような平坦面を有し、その平坦面の外周端には突起が形成されており、その突起が安全弁の折り返し部分と接触することによって、外部接続端子板と安全弁とが電気的に接続される。
【００１４】
なお、上記の突起は、外部接続端子板の平坦面の外周端を積極的にめくれ上がらせて形成してなるものであるようにしてもよい。
【００１５】
また、外部接続端子板平坦面から立ち上がっている（突出している）上記の突起の高さを、外部接続端子板の平坦面の板厚の５％以上３０％以下に設定することが望ましいことを、本発明者らは種々の実験によって確認した。
【００１６】
これは、突起を板厚の５％未満の高さにすると、十分に効果的な外部接続端子板と安全弁との接触を達成することが困難なものとなり、突起を板厚の３０％超の高さにすると、外部接続端子板と安全弁とを重ね合わせてかしめる際などに突起が安全弁の平坦面に食い込んでクラック（ひび割れ）などの破損を生じたり両者に歪みが生じる確率が高くなるためである。
【００１８】
上記のような突起は、例えば外部接続端子板の平坦面の所定位置にエンボス加工または孔開け加工によって形成することなどが可能である。
【００１９】
また、上記の安全弁は、電池内部の圧力が所定の圧力未満の状態では発電要素に対して接触して電気的に接続された状態となっており、電池内部の圧力が所定の圧力以上の状態になるとその圧力によって変形して発電要素に対する接触が離れて電気的な接続を遮断するという機能をさらに備えたものとしてもよい。安全弁がそのような機能を備えることで、例えば電池に過大な電流の放電や充電が行われるなどして電池が発熱して内部圧力が高くなると、そのような状態の原因である過大な電流の流れを安全弁によって遮断することができるからである。
【００２０】
ここで、例えば円筒セル型のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池では、一般に、発電要素の正極が外部接続端子板に接続されており、発電要素の負極が電池容器に接続されているので、本発明による電池もそのような極性と出力端子との組み合わせにすればよい。ただし、これのみには限定されず、正極および負極を上記とは逆の組み合わせにすることも可能であることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施の形態に係る非水電解質リチウムイオン二次電池の概要構成を表したものであり、図２は突起が設けられた電池蓋の一例を表したものである。なお、図示の繁雑化を避けるために、本発明の要旨とは関係性の薄い部位等についてはその詳細な説明および図示は省略した。
【００２３】
このリチウムイオン二次電池は、発電要素である巻回電極体１と、内部に巻回電極体１を収容する電池缶（電池容器）２と、電池缶２の開口の部分に組み付けられてその開口を塞ぐと共に外部との電気的な接続のための端子として用いられる外部接続端子板である電池蓋３と、電池内部の圧力が所定の圧力以上の状態になると変形して電池内部のガスを外部に排出すると共に巻回電極体１に対する電気的な接続を中断する安全弁４と、電池蓋３のフランジ３１の外周周縁端３２（あるいは図３に示した構造の場合のように電池蓋３をかしめて覆う安全弁４の外周周縁部）と電池缶２の内壁との間に介挿されて電池内部の密閉性を保つガスケット５とから、その主要部が構成されている。
【００２４】
巻回電極体１は、例えば負極活物質を負極集電体６に塗布してなる負極７と正極活物質を正極集電体８に塗布してなる正極９とを、微多孔性ポリオレフィンフィルムからなるセパレータ１０を介して順次に積層したものを、複数回巻き取るようにして作製されたものである。
【００２５】
電池缶２は、例えば鉄製の薄板材料を深絞り加工して、一面が開口となっている筒状に形成し、その表面にニッケルメッキを施し、さらにビーディング加工を施して作製されたものである。巻回電極体１の負極７に接続されている負極リード１１は、この電池缶２の底面の内壁に例えば溶接によって接続されている。従って、この電池缶２の底面が、外部との接続の際に負極端子となる。巻回電極体１を収容した電池缶２には、所定の成分を含有する非水電解液（図示省略）が注入されている。このような電池缶２および巻回電極体１の材質および構造等については一般的なもので構わない。
【００２６】
電池蓋３は、電池缶２の開口を塞ぐように配置されている。その外周周縁端３１と電池缶２の内壁との間にはガスケット５が介挿されている。この電池蓋３は、中央に電池の外側に向かって凸状に突出している部分と、その周縁のフランジ状に平坦な部分とが、例えば鉄製の薄板材料のような連続した一枚の金属板をプレス加工するなどして一体成形されている。中央の突出している部分とフランジ３１との間の領域の所定位置には通気孔５１が設けられている。この電池蓋３は安全弁４および正極リード１２を介して巻回電極体１の正極９に接続されている。従って、この電池蓋３の外側に向かって凸状に突出している部分が、外部との接続の際に正極端子となる。この電池蓋３についても電池缶２と同様に、表面にニッケルメッキを施すなどして、電池内部の非水電解液や外部との摩擦などに起因した表面の電気的腐食や損傷などを防ぐようにしておくことが望ましいことは言うまでもない。
【００２７】
この電池蓋３のフランジ３１の平坦面あるいはそのフランジ３１の外周周縁端３２には、以下の各実施例および各変形例で説明するような各種の突起１００（または反り返し；以下、「反り返し」も突起の一種類として「突起１００」と総称する）のうちのいずれか一種類、あるいはそれらのうちの複数種類が組み合わされて、設けられている。その突起１００がフランジ３１の平坦面から立ち上っている高さは、いずれの種類についても、電池蓋３の板厚の５％以上〜３０％以下であることが望ましい（その詳細については後述する）。この突起１００が、安全弁４の表面に対して確実に接触して、電池蓋３と安全弁４との間の確実な電気的接続を達成する。
【００２８】
安全弁４は、中心部が電池の内側に向って突出しており、その周囲に平坦なフランジ４１を有する形状のもので、そのフランジ４１の平坦面が電池蓋３のフランジ３１の平坦面と対面するように配置される。この安全弁４は、電池内部の圧力が所定の圧力以上になると、その圧力によって変形して、電池内部のガスを外部に排出すると共に、巻回電極体１の正極に対して非接触な状態に変化して電気的遮断を行うように、その材質および寸法等が設定されている。
【００２９】
ガスケット５は、柔軟性を有すると共に電気的絶縁性を備えた材質からなるもので、電池蓋３とそれが配置される電池缶２の開口部分の内壁との間に介挿されて、その部分を封止するものである。このガスケット５としては、例えば、ポリプロピレンを射出成形してリング状に形成し、表面にアスファルトのようなシール材（図示省略）をコーティングしてなるものなどが好適である。
【００３０】
このような本発明の一実施の形態に係る非水電解質リチウムイオン二次電池の主要部分は、例えば次のようにして製造される。
【００３１】
すなわち、まず、負極活物質を負極集電体６に塗布してなる負極７と正極活物質を正極集電体８に塗布してなる正極９とを、微多孔性ポリオレフィンフィルムからなるセパレータ１０を介して順次に積層したものを巻き取って巻回体とすることにより、巻回電極体１を作製する。
【００３２】
続いて、ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶２に巻回電極体１を入れ込んで、その巻回電極体１の負極７からの取り出し電極である負極リード１１の未接続側の（巻回電極体１の負極７に接続されている一端とは反対側の）一端を、電池缶２の底面に溶接する。あるいははんだ付けなども可能である。その巻回電極体１が収納された電池缶２の開口付近にビーディング加工を施して、その部分を、電池蓋３および安全弁４を受け止めるためのくびれたネック状部分２０１とし、それから開口先端に亘っての部分をかしめ加工するための折り代２０２とする。そしてその電池缶２の中に所定量の非水電解液を注入する。
【００３３】
続いて、巻回電極体１の正極９からの取り出し電極である正極リード１２の未接続側の（巻回電極体１の正極に接続されている一端とは反対側の）一端を安全弁４に溶接して、安全弁４をガスケット５と共に電池缶２の開口付近のネック状部分２０１に配置する。このとき、正極リード１２は、電池内部で巻回電極体１と安全弁４との間に屈曲して（あるいは折り畳まれて）収容される。
【００３４】
そして安全弁４の上に電池蓋３を載置する。このとき、安全弁４のフランジ４１の平坦面と電池蓋３のフランジ３１の平坦面とが対面して、電池蓋３のフランジ３１上またはその外周周縁端３２に設けられた突起１００が安全弁４のフランジ４１の平坦面またはその外周周縁端に接触した状態となるようにする。たたしこのとき、安全弁４のフランジ３１の平坦面と電池蓋３のフランジ４１の平坦面との溶接は行わない。これは、安全弁４と電池蓋３とを溶接することで、両者の間の電気的な接続状態は半永久的に保つことができるかもしれないが、溶接してしまうことで安全弁４の本来の動作が妨げられてしまうからである。なお、このように電池蓋３と安全弁４とを溶接することができないからこそ、溶接を行わずとも電気的な接続性（接触性）を高めることができるという、本実施の形態のような突起１００を備えた電池蓋３の有効性が極めて高いものであると言える。
【００３５】
続いて、安全弁４の上に突起１００が接触するように電池蓋３を載置した後、電池缶２の折り代２０２の部分を内側に折り返して、電池蓋３の外周部分および安全弁４の外周部分をガスケット５と共にかしめることにより、電池蓋３および安全弁４を、電池缶２のネック状部分２０１に固定する。
【００３６】
このようにして本発明の一実施の形態に係る非水電解質リチウムイオン二次電池の主要部分を製造することができる。なお、製造方法は上記のような製造方法のみには限定されないことはいうまでもない。この非水電解質リチウムイオン二次電池の製造方法や電池蓋のバリエーションについては、各実施例および各変形例でさらに詳細に説明する。なお、電池蓋３や安全弁４は下記の各実施例および変形例で説明するように種々のバリエーションが存在しているので、例えば電池蓋３０１，３０２…のように、種類ごとに異なった符号を付して示すこととしたが、以下、それらを一般化して総称する場合には、それぞれ「電池蓋３」，「安全弁４」と呼ぶものとする。
【００３７】
次に、本発明の一実施の形態に係る非水電解質リチウムイオン二次電池における電池蓋３に設けられた突起１００の作用について説明する。図２（Ａ）は、電池蓋に設けられた突起の構造およびその作用を模式的に表したものであり、図２（Ｂ）は、突起を備えていない電池蓋および安全弁の構造およびその作用の一例を表したものである。
【００３８】
従来の技術では、図２（Ｂ）の左側半分に一例を示したように、かしめ加工の際などに安全弁４のフランジ４１の外周周縁端４２と電池蓋３のフランジ３１の外周周縁端３２との間にガスケット５が食い込むなどして、安全弁４と電池蓋３との間に僅かな隙間が生じると、両者の電気的接続が不十分あるいは非接触になり、この部分でいわゆる接触抵抗が増大したり接触不良が生じていた。また、高温環境下の継続的使用や機械的衝撃などに起因してガスケット５が劣化すると、安全弁４のフランジ４１と電池蓋３のフランジ３１とのかしめ力が甘くなって、両者の電気的接続が不十分になる場合や、安全弁４と電池蓋３とが乖離して非接触状態になる場合があった。
【００３９】
あるいは、電池蓋３や安全弁４は一般にプレス加工によって所定の形状に成形されるが、両者のフランジ３１，４１は必ずしも精確に平坦に形成されるとは限らず、電池蓋３のフランジ３１と安全弁４のフランジ４１とが互いに平行ではない状態となる場合も多い。このため、電池蓋３のフランジ３１と安全弁４のフランジ４１とを面的に接触させるように設定していた従来の電池では、例えば図２（Ｂ）の右側半分に一例を示したように、ガスケット５が劣化するなどして電池蓋３のフランジ３１の外周周縁端３２と安全弁４のフランジ４１の外周周縁端４２とが僅かに乖離しただけで、電池蓋３と安全弁４との電気的接続が完全に絶たれてしまっていた。
【００４０】
しかし、本発明の一実施の形態に係る非水電解質リチウムイオン二次電池の構成によれば、かしめ加工の際などに電池蓋３のフランジ３１の外周周縁端３２と安全弁４のフランジ４１の外周周縁端４２との間にガスケット５が食い込むなどして、安全弁４と電池蓋３との間に僅かな隙間が生じたとしても、図２（Ａ）の右半分に一例を示したような電池蓋３のフランジ３１の平坦面に設けられた突起１００や図２（Ａ）の左半分に一例を示したような電池蓋３のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた突起１００が確実に安全弁４のフランジ４１に接触するので、電池蓋３と安全弁４との電気的接続を常に十分なものとすることができる。
【００４１】
また、高温環境下の継続的使用や機械的衝撃に起因してガスケット５が劣化するなどして、電池蓋３のフランジ３１と安全弁４のフランジ４１とをかしめる力が甘くなった場合でも、電池蓋３全体や突起１００それ自体の材料力学的な弾力性によって、突起１００が確実に安全弁４のフランジ４１に接触することができるので、電池蓋３と安全弁４との電気的接続を常に十分なものとすることができる。
【００４２】
あるいは、安全弁４のフランジ４１と電池蓋３のフランジ３１とが、プレス加工などで互いに平行ではない状態に形成されていた場合でも、電池蓋３に設けられた突起１００が確実に安全弁４のフランジ４１に接触するので、電池蓋３と安全弁４との電気的接続を常に十分なものとすることができる。
【００４３】
例えば図２（Ａ）の右側半分に一例を示したように、安全弁４のフランジ４１と電池蓋３のフランジ３１とが、平行ではなく、互いの外周周縁端３２，４２で接近しており内周側に行くほど距離が離れた状態となっている場合には、両者の外周周縁端３２，４２付近をガスケット５を介してかしめることによって、電池蓋３の突起１００が、安全弁４のフランジ４１の平坦面に対して、電池蓋３や突起１００自体の弾性力によって適度な押圧で押しつけられるので、例えばガスケット５の材質的劣化などに起因してかしめ力が甘くなっても、電池蓋３の突起１００は安全弁４のフランジ４１の平坦面に対して常に確実に接触し続けることとなり、安全弁４と電池蓋３との電気的接続を常に十分なものとすることができる。なお、この場合には、電池蓋３のフランジ３１と安全弁４のフランジ４１とをかしめることで、突起１００を支点とする梃の原理によって、両者のフランジ３１，４１の外周周縁端３２，４２どうしが接触した状態となり、その部分と突起１００との両方で、さらに確実に電池蓋３と安全弁４とを接触させることも可能となる。
【００４４】
また、図２（Ａ）の左側半分に一例を示したように、図２（Ａ）の右側半分の場合とは逆に、安全弁４のフランジ４１と電池蓋３のフランジ３１との距離が外周周縁寄りに行くほど離れており、内周側に行くほどその距離が接近した状態となっている場合でも、両者のフランジ３１，４１の外周周縁端３２，４２どうしをガスケット５を介してかしめることによって、電池蓋３のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた突起１００が、安全弁４のフランジ４１のフランジ４２の外周周縁部に対して、電池蓋３や突起１００自体あるいは安全弁４の弾性力などによって適度な押圧で押しつけられるので、例えばガスケット５の材質的劣化などによってかしめ力が甘くなっても、電池蓋３の突起１００が安全弁４のフランジ４１の外周周縁部に対して接触し続けることとなり、電池蓋３と安全弁４との電気的接続を常に十分なものとすることができる。
【００４５】
このような作用の結果、電池蓋３と安全弁４との間での接触抵抗の増大や接触不良の発生を防ぐことができる。しかも、上記のような突起１００は、電池蓋３をプレスマシンで打ち抜く際に、敢えて積極的に電池蓋３の外周周縁端が所定の高さにめくれ上がって反り返し状になるように加工することで、その一度の打ち抜きプレス工程で極めて簡易に所望の反り返し状の突起１００を形成することができる。すなわち、従来の電池蓋をプレス加工する工程では、電池蓋を材料板から打ち抜く際には、電池蓋の外周周縁端がめくれ上がらないように対策していたが、本実施の形態に係る電池蓋３の製造方法では逆に、敢えて電池蓋３の外周周縁端を積極的に所定の高さにめくれ上がらせることで突起１００を形成する。なお、これは突起１００を外周周縁端以外の位置に設ける場合も同様である。
【００４６】
［実施例１］
実施例１として、図３に示したような電池蓋を備えた、図４に示したような概要構成のリチウムイオン二次電池を作製した。
【００４７】
この実施例１のリチウムイオン二次電池では、電池蓋３０１の中央部の突出した部分の突出方向とは反対側に突出した反り返し状の突起１０１（換言すれば、安全弁４０１の上に載置された状態で安全弁４０１のフランジ４１の平坦面に向かって突出してそれに接触するように形成された突起１０１）が、電池蓋３０１のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられている。その突起１０１は、電池蓋３０１のフランジ３１の外周周縁端３２を、電池蓋３０１の中央部の突出した部分の突出方向とは反対側に向かって板厚（Ｔ）の５％の高さＨ（Ｈ＝Ｔ×０．０５）に立ち上げた（反り返らせた）形状に加工してなるものである。
【００４８】
この実施例１のリチウムイオン二次電池は、次のようにして作製した。すなわち、まず、負極活物質を負極集電体６に塗布してなる負極７と正極活物質を正極集電体８に塗布してなる正極９とを、微多孔性ポリオレフィンフィルムからなるセパレータ１０を介して順次に積層したものを巻き取って巻回体とすることにより、巻回電極体１を作製した。なお、図４では図示の簡潔化を図るために巻回電極体１は簡略化して描いてある。
【００４９】
続いて、ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶２に巻回電極体１を入れ込んで、その巻回電極体１の負極７からの取り出し電極である負極リード１１の未接続側の一端を電池缶２の底面に溶接した。その巻回電極体１が収納された電池缶２の開口部分にビーディング加工を施して、その部分を電池蓋３０１および安全弁４０１を受け止めるためのくびれたネック状部分２０１とし、そのネック状部分２０１から開口端に向かっての部分は、かしめ加工するための折り代２０２とした。そしてその電池缶２の中に所定量の非水電解液を注入した。
【００５０】
続いて、巻回電極体１の正極９からの取り出し電極である正極リード１２の未接続側の一端を安全弁４０１に溶接し、安全弁４０１をガスケット５と共に電池缶２の開口寄りに設けられたネック状部分２０１に載置した。このとき、正極リード１２は電池内部で巻回電極体１と安全弁４０１との間に屈曲して収容させた。そして安全弁４０１の上に電池蓋３０１を載置した。
【００５１】
続いて、安全弁４０１の上に突起１０１が接触するように電池蓋３０１を載置した後、電池缶２の開口寄りに設けられた折り代２０２の部分を内側に折り返して電池蓋３０１の外周周縁部および安全弁４０１の外周周縁部をガスケット５と共にかしめることにより、電池蓋３０１および安全弁４０１を電池缶２の開口部分のネック状部分２０１に固定した。このとき、安全弁４０１のフランジ４１の平坦面と電池蓋３０１のフランジ３１の平坦面とが対面して、電池蓋３０１のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた突起１０１が安全弁４０１のフランジ４１の外周周縁部に接触した状態となった。
【００５２】
なお、電池蓋３０１の突起１０１（反り返し）は、この電池蓋３０１をプレスマシンで打ち抜く際などに、敢えて積極的に電池蓋３０１の外周周縁端が所定の高さにめくれ上がって反り返し状になるように加工することにより、その一度の打ち抜きプレス工程で極めて簡便に形成することができる。ただしこれのみには限定されず、この電池蓋３０１の突起１０１のみを専用でプレス加工して形成してもよいことは言うまでもない。
【００５３】
このような実施例１のリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような各種実験に供した。
【００５４】
［実施例２］
実施例２として、図５に示したような電池蓋３０２を備えた、図６に示したような概要構成のリチウムイオン二次電池を作製した。
【００５５】
この実施例２のリチウムイオン二次電池では、安全弁４０２がフランジ４１の外周周縁部から円筒状に立ち上がっている折り代４３を備えており、かつ電池蓋３０２が中央部の突出した部分の突出方向と同方向に突出した突起１０２（反り返し）を備えている。換言すれば、電池蓋３０２は、安全弁４０２の上に載置された状態で安全弁４０２のフランジ４１の平坦面とは反対側に向かって突出して、安全弁４０２のフランジ４１の外周周縁から立ち上がっている折り代４３を内側に折り曲げてかしめ加工を行った際に、その折り曲げられた安全弁４０２の折り代４３の表面に接触するように形成された突起１０２を備えている。
【００５６】
その突起１０２は、電池蓋３０２のフランジ３１の外周周縁端３２を板厚（Ｔ）の５％の高さＨ（Ｈ＝Ｔ×０．０５）に、電池蓋３０２の中央部の突出した部分の突出方向と同方向に向かって立ち上げた形状に加工してなるものである。
【００５７】
この実施例２のリチウムイオン二次電池は、次のようにして作製した。すなわち、まず、負極活物質を負極集電体６に塗布してなる負極７と正極活物質を正極集電体８に塗布してなる正極９とを、微多孔性ポリオレフィンフィルムからなるセパレータ１０を介して順次に積層したものを巻き取って巻回体とすることにより、巻回電極体１を作製した。
【００５８】
続いて、ニッケルメッキを施した鉄製の電池缶２に巻回電極体１を入れ込んで、その巻回電極体１の負極７からの取り出し電極である負極リード１１の未接続側の一端を電池缶２の底面に溶接した。その巻回電極体１が収納された電池缶２の開口部分寄りの所定位置にビーディング加工を施して、その部分を、電池蓋３０２および安全弁４０２を受け止めるためのくびれたネック状部分２０１とかしめ加工するための折り代２０２とを備えた形状に成形した。そしてその電池缶２の中に所定量の非水電解液を注入した。続いて、巻回電極体１の正極９からの取り出し電極である正極リード１２の未接続側の一端を安全弁４０２に溶接して、安全弁４０２をガスケット５と共に電池缶２の開口付近に設けられたネック状部分２０１に嵌め込んた。このとき、安全弁４０２の折り代４３である筒状の立ち上がった部分を電池缶２の内壁に滑らせながら開口部のネック状部分２０１で停止するまで、安全弁４０２を電池缶２の開口からその内部に入れ込んだ。なお、このとき正極リード１２は電池内部で巻回電極体１と安全弁４０２との間に屈曲して収容させた。
【００５９】
そして安全弁４０２のフランジ４１の平坦面上に電池蓋３０２のフランジ３１の平坦面が対面するように載置した。
【００６０】
このようにして安全弁４０２の上に電池蓋３０２を載置した後、電池缶２の折り代２０２の部分を安全弁４０２の折り代４３と共に内側に折り返して電池蓋３０２の外周周縁部をガスケット５と共にかしめることにより、電池蓋３０２を電池缶２のネック状部分２０１に固定した。このとき、電池蓋３０２のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた突起１０２が、内側に折り曲げられた安全弁４０２の折り代４３の表面に接触した状態となった。
【００６１】
このような実施例２のリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００６２】
［実施例３］
実施例３として、図５に示したような電池蓋を備えた、図７に示したような概要構成のリチウムイオン二次電池を作製した。
【００６３】
この実施例３のリチウムイオン二次電池では、安全弁４０２が、フランジ４１の外周周縁から円筒状に立ち上がっている折り代４３を備えており、かつ電池蓋３０２が、中央部の突出した部分の突出方向と同方向に突出した突起１０２を備えている。
【００６４】
電池蓋３０２の突起１０２は、安全弁４０２のフランジ４１の外周周縁から立ち上がっている折り代４３を内側に折り曲げてかしめ加工を行った際に、その折り曲げられた安全弁４０２の折り代４３の表面に接触するように形成されている。突起１０２は、電池蓋３０２のフランジの外周周縁端３２を板厚（Ｔ）の２．５％の高さＨ（Ｈ＝Ｔ×０．０２５）まで、電池蓋３０２の中央部の突出した部分の突出方向と同方向に向かって立ち上げた形状に加工してなるものである。
【００６５】
このような実施例３の安全弁４０２および電池蓋３０２の構造については、実施例２の場合と同様であるが、この実施例３では、電池蓋３０２と安全弁４０２とが、電池缶２に装着される以前に組み付けられ、かしめ加工されて一体に形成されており、その既に一体となっている電池蓋３０２および安全弁４０２を電池缶２のネック状部分２０１に装着し、電池缶２の折り代２０２を折り曲げて、その折り代２０２およびガスケット５で、あらかじめ一体化されている電池蓋３０２および安全弁４０２のフランジ状の外周周縁部をかしめることによって作製されたものであるということと、電池蓋３０２の外周周縁端３２に形成された突起１０２の高さが電池蓋の板厚の２．５％であるということとの、２つの点が実施例２とは異なっている点である。
【００６６】
このような実施例３のリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００６７】
［実施例４］
実施例４のリチウムイオン二次電池は、電池蓋３０２のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた反り返し状の突起１０２の高さ（Ｈ）が、板厚（Ｔ）の５％（Ｈ＝Ｔ×０．０５）に設定されている。この点が実施例３と異なっているが、その他の構成については実施例３と同様のものとした。このような実施例４のリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００６８】
［実施例５］
実施例５のリチウムイオン二次電池は、電池蓋３０２のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた反り返し状の突起１０２の高さ（Ｈ）が、実施例３や実施例４の場合よりも極めて高く、電池蓋の板厚（Ｔ）の３０％（Ｈ＝Ｔ×０．３０）に設定されている。この点が実施例３と異なっているが、その他の構成については実施例３と同様のものとした。このような実施例５のリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００６９】
［実施例６］
実施例６のリチウムイオン二次電池は、電池蓋３０２のフランジ３１の外周周縁端３２に設けられた反り返し状の突起１０２の高さ（Ｈ）が、実施例５よりもさらに高く、電池蓋３０２の板厚（Ｔ）の４０％（Ｈ＝Ｔ×０．４０）に設定されていることが実施例３〜５とは異なっている点であるが、その他の構成については実施例３と同様のものとした。このような実施例６のリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００７０】
［比較例１］
比較例１として、上記の実施例１のような突起１０１が形成されていない電池蓋を用いて、それ以外は実施例１と同様の構成としたリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００７１】
［比較例２］
比較例２として、上記の実施例２のような突起１０２が形成されていない電池蓋を用いて、それ以外は実施例２と同様の構成としたリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００７２】
［比較例３］
比較例３として、上記の実施例３のような突起１０２が形成されていない電池蓋を用いて、それ以外は実施例３と同様の構成としたリチウムイオン二次電池を６０個作製し、後述するような実験に用いた。
【００７３】
［実験装置］
上記のような各実施例のリチウムイオン二次電池および各比較例のリチウムイオン二次電池について、電池内部抵抗値、および電池蓋と安全弁との間の接触抵抗値を（いずれも直流抵抗値）測定する実験を行うために、図８に示したような実験装置を用意した。
【００７４】
この実験装置として用意した電気抵抗測定装置は、計測対象のリチウムイオン二次電池の負極端子である電池缶２の底面と正極端子である電池蓋３とに、測定端子８０１，８０２をそれぞれ一つずつ接続し、これら測定端子８０１，８０２から検出される電圧を第１の電圧計８０３によって測定するように設定されている。この第１の電圧計８０３によって測定される電圧がリチウムイオン二次電池の正・負端子間電圧である。
【００７５】
第１の電圧計８０３と並列して可変抵抗器８０４が負荷として接続されている。そして安全弁４にさらに別の一つの測定端子８０５が接続されており、安全弁４と電池蓋３との間の電圧を第２の電圧計８０６で測定するように設定されている。
【００７６】
このような電気抵抗測定装置を用いて、まず第１の電圧計８０３によってリチウムイオン二次電池の正・負端子間電圧（これをＶ0 とする）を測定し、その後、可変抵抗器８０４のボリュームを調節して３［Ａ］放電を開始し、放電継続１０秒時点での電圧（これをＶ1 とする）を測定して、このときのリチウムイオン二次電池全体としての電気抵抗値（これをＲ0とする）を、Ｒ0＝（Ｖ0 −Ｖ1 ）／３によって求めることとした。また、第２の電圧計８０６によって安全弁４と電池蓋３との間の電圧（これをＶ2 とする）を測定して、このときの安全弁４と電池蓋３との間の電気抵抗値（これをＲ1とする）を、Ｒ1＝Ｖ2 ／３によって求めることとした。
【００７７】
［実験１；機械的衝撃実験およびその結果］
上述の各実施例および各比較例のリチウムイオン二次電池を、十分な表面剛性を備えた衝突実験用コンクリート床面（図示省略）に向けて１．９［ｍ］の高さから任意の姿勢で１０回落下させて機械的な衝撃を与えるという衝撃実験を行って、その衝撃を与える前後でのリチウムイオン二次電池全体としての電気抵抗値（Ｒ0）および安全弁と電池蓋との間の接触抵抗値（Ｒ1）を、それぞれ測定した。その衝撃実験を行うにあたっては、各リチウムイオン二次電池の電圧を４．２［Ｖ］になるように調節した。このような実行し、衝撃実験をｎ＝２０として平均値を求めたところ、図９に示したような結果となった。
【００７８】
図９にまとめて示した実験結果から明らかなように、実施例１，２のリチウムイオン二次電池では、比較例１，２のリチウムイオン二次電池とそれぞれ比較して、衝撃を与える前後共に、電池全体の電気抵抗も電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗も、またその衝撃前後での増加量も、有意に小さくなっている。
【００７９】
特に、電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値については、比較例１，２の場合には衝撃後に大幅に増加しているのに対して、実施例１，２の場合には極めて微少な増加に止まっており、機械的な衝撃に起因した電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗の増大を効果的に防止することができることが確認された。また、電池全体の電気抵抗の増加量と、電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗の増加量とが、ほとんど等しいことから、電池全体の電気抵抗の増加量のほぼ１００％近くが電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗の増加量で占められていることが想定される。
【００８０】
さらに、電池蓋３のフランジ３１の外周周縁部を安全弁４でかしめて両者をあらかじめ一体にした構造を採用している実施例３〜６のリチウムイオン二次電池では、衝撃を与えた後の電池全体の電気抵抗値および電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値の増加量がほとんど全ての場合で０［ｍΩ］となっており、比較例１〜３の場合の０．４〜５．９［ｍΩ］と比べて、機械的な衝撃に起因した電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗の増大を、本発明による技術によれば極めて効果的に防止することができることが確認された。
【００８１】
［実験２；熱衝撃実験およびその結果］
上述の各実施例および各比較例のリチウムイオン二次電池を４．２［Ｖ］の出力電圧になるように調節しておき、−２０℃で２時間保持した後、５分間で６０℃にまで温度を上昇させて、その６０℃で２時間保持した後、さらに５分間で再び−２０℃にまで冷却し、その−２０℃で２時間保持した後、さらに５分間で再び温度を上昇させて６０℃で２時間保持する…というように、冷（−２０℃）と暖（６０℃）との組み合わせを１サイクルとした５０サイクルに亘っての熱衝撃試験を、各実施例および各比較例のリチウムイオン二次電池について実行し、ｎ＝２０として平均値を求めたところ、図１０に示したような結果が得られた。
【００８２】
図１０にまとめて示した実験結果から明らかなように、実施例１，２のリチウムイオン二次電池では、電池内部での化学変化に起因して発生したものと想定される内部抵抗の上昇は見受けられたものの、比較例１，２のリチウムイオン二次電池とそれぞれ比較して、熱衝撃を与える前後共に、電池全体の電気抵抗も安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗も、またその熱衝撃前後での増加量も、有意に小さくなっている。特に、熱衝撃前後での電池全体の電気抵抗の増加量および安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗の増加量は、比較例１，２の場合には電池全体の電気抵抗がそれぞれ１０．１［ｍΩ］，３．１［ｍΩ］、安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗がそれぞれ７．８［ｍΩ］，０．８［ｍΩ］であるのに比べて、実施例１，２の場合には電池全体の電気抵抗がそれぞれ２．８［ｍΩ］，２．７［ｍΩ］、安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗がそれぞれ０．５［ｍΩ］，０．４［ｍΩ］となっており、熱的衝撃に起因した電池全体の電気抵抗の増大および安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗の増大を、本発明による技術によれば効果的に防止することができることが確認された。
【００８３】
さらに、電池蓋３のフランジ３１の外周周縁部を安全弁４の折り代４３でかしめて両者をあらかじめ一体にした構造を採用している実施例３〜６のリチウムイオン二次電池では、特に、衝撃を与えた後の安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗値の増加量がいずれも０．０［ｍΩ］であり、比較例１〜３の場合の０．６〜７．８［ｍΩ］と比べて、機械的な衝撃に起因した安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗の増大を極めて効果的に防止することができることが確認された。
【００８４】
［実験３；機械的振動実験およびその結果］
上述の各実施例および各比較例のリチウムイオン二次電池を３．８［Ｖ］の出力電圧になるように調節しておき、それらを六角ドラム回転試験装置の内接円直径φ＝１９０［ｍｍ］、長さ２００［ｍｍ］の鉄板製六角筒の中に入れて、６０ｒｐｍ（２π［ｒａｄ／ｓ］）の角速度で３０分間回転させて、機械的振動を与える実験を行って、ｎ＝２０として平均値を求めたところ、図１１に示したような結果が得られた。
【００８５】
図１１にまとめて示した実験結果から明らかなように、実施例１，２，３のリチウムイオン二次電池では、比較例１，２，３のリチウムイオン二次電池とそれぞれ比較して、機械的振動を与える前後共に、電池全体の電気抵抗も安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗も、またその前後での増加量も、有意に小さくなっている。特に、機械的振動を与える前後での安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗値については、比較例１，２の場合には増加量が８．１〜１１．７［ｍΩ］と大幅に増加しているのに対して、実施例１，２の場合には増加量が１．０〜１．２［ｍΩ］と極めて微少な増加に止まっており、機械的な振動に起因した安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗の増大を効果的に防止することができることが確認された。また、電池全体の電気抵抗の増加量と、安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗の増加量とが、ほとんど等しいことから、電池全体の電気抵抗の増加量のほぼ１００％近くを安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗の増加量が占めていることが想定される。
【００８６】
さらに、電池蓋３のフランジ３１の外周周縁部を安全弁でかしめて両者をあらかじめ一体にした構造を採用している実施例３〜６のリチウムイオン二次電池では、衝撃を与えた後の電池全体の電気抵抗値および安全弁４と電池蓋３との間の接触抵抗値の増加量がいずれの場合もほとんど０．０［ｍΩ］ないし０．１［ｍΩ］となっており、比較例３の場合の５．６［ｍΩ］と比べて、機械的な振動に起因した電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗の増大を、本発明による技術によれば極めて効果的に防止することができることが確認された。
【００８７】
［突起の高さについての考察］
ここで、実験１〜３の結果について、同様の構造で突起１００の高さが異なる実施例３，４，５，６の各場合について比較すると、突起１００の高さは、実施例３の場合で電池蓋３の板厚の２．５％、実施例４の場合で５％、実施例５の場合で３０％、実施例６の場合で４０％と設定されているが、特に実験３による結果では、電池全体の電気抵抗値および電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値ならびにそれらの増加量の全てが、実施例４，５，６の場合の方が実施例３の場合よりも低い値となっている。
【００８８】
この結果から、突起１００の高さが５％以上で、３０％や４０％のように高くなるほど、電池全体の電気抵抗値および電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値ならびにそれらの増加を効果的に抑制することができることが確認された。特に、突起１００の高さが電池蓋の板厚の５％以上に設定されている実施例４，５，６の場合には、電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値の増加量がほとんど０（ないし最大でも０．１［ｍΩ］）となっており、特にこのような突起１００の高さが電池蓋３の板厚の５％以上の場合に、実施例３の場合よりもさらに効果的に、電池全体の電気抵抗値および電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値ならびにそれらの増加を抑制することができるという結論が得られた。
【００８９】
従って、突起１００の高さを電池蓋３の板厚の５％以上に設定することにより、特に電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値の増加を、ほぼ完全に抑制することが可能となる。
【００９０】
その一方、突起１００の高さを例えば４０％超のように余りにも高くすると、電池蓋３を安全弁４の折り代４３や電池缶２の折り代２０２でかしめる際に、その高い突起１００が安全弁４の表面から肉厚方向に深く食い込んで、その部分にクラック（亀裂）や、安全弁４のフランジ４１や電池蓋３のフランジ３１の平坦性を損なうような変形や大きな内部歪み応力を、安全弁４や電池蓋３に与えてしまう場合があることが判明した。
【００９１】
従って、上記のような考察に基づけば、一般に突起１００の高さとしては、電池蓋３の板厚の５％以上３０％以下の範囲内のいずれかの値に設定することが好適であるという結論が得られた。ただし、突起１００の高さは、特にこのような範囲内の値が本発明の主旨に則した好適な推奨値ではあるが、このような数値範囲のみには限定されないことは言うまでもない。この他にも、突起１００の高さは、電池蓋３や安全弁４の材質や形状、および電池の定格出力電圧等に対応して、電池全体の電気抵抗値および電池蓋３と安全弁４との間の接触抵抗値ならびにそれらの増加を抑制することができ、かつ、かしめ加工を行ったときに電池蓋３や安全弁４に機械的な損傷等を生じることのない範囲内の値に設定することが可能である。
【００９２】
［変形例１］
図１２（Ａ）は変形例１の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例１の電池蓋３０３は、フランジ３１の外周周縁部に、ほぼ正三角形の切り欠き１１３を例えばプレス加工して得られる突起１０３を備えたものである。
【００９３】
さらに詳細には、変形例１の電池蓋３０３の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０３のフランジ３１の外周周縁部に、図１２に示したような形状の切り欠き１１３をプレス形成することで、その裏面に所望の高さの突起１０３を形成することが可能である。このようにすることにより、所望の高さおよび形状の突起１０３を、極めて簡便に得ることができるので望ましい。
【００９４】
このような突起１０３を備えた変形例１の電池蓋３０３は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１０３の高さも、実施例１〜６の場合と同様に、電池蓋３０３の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【００９５】
［変形例２］
図１３（Ａ）は変形例２の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例２の電池蓋３０４は、フランジ３１の外周周縁部に、ほぼ直角三角形の切り欠き１１４を例えばプレス加工して得られる突起１０４を備えたものである。
【００９６】
さらに詳細には、変形例２の電池蓋３０４の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０４のフランジ３１の外周周縁部に、図１３に示したような平面形がほぼ直角三角形の切り欠き１１４をプレス形成して、その裏面に所望の高さの突起１０４を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に、所望の高さおよび形状の突起１０４を得ることができるので望ましい。
【００９７】
このような突起１０４を備えた変形例２の電池蓋３０４は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１０４の高さも、実施例１〜６の場合と同様に、電池蓋３０４の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【００９８】
［変形例３］
図１４（Ａ）は変形例３の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例３の電池蓋３０５は、フランジ３１の外周周縁部に、ほぼ半円形の切り欠き１１５を例えばプレス加工して得られる突起１０５を備えたものである。さらに詳細には、この変形例３の電池蓋３０５の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０５のフランジ３１の外周周縁部に、図１４に示したような平面形がほぼ半円形の切り欠き１１５をプレス形成して、その裏面に所望の高さの突起１０５を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の高さおよび形状の突起１０５を得ることができるので望ましい。
【００９９】
このような突起１０５を備えた変形例３の電池蓋３０５は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１０５の高さも、実施例１〜６の場合と同様に、電池蓋３０５の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【０１００】
［変形例４］
図１５（Ａ）は変形例４の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例４の電池蓋３０６は、フランジ３１の外周周縁部に、ほぼ正三角形の切り欠き１１６を例えばプレス加工して得られる突起１０６を備えたものである。ただしこの変形例４の電池蓋３０６の突起１０６は、変形例１の場合とは反対に、電池蓋３０６の中央部の突出している方向と同方向（図１５（Ａ）で上方向）に突出するように設けられている。
【０１０１】
さらに詳細には、この変形例４の電池蓋３０６の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０６のフランジ３１の外周周縁部に、図１５に示したような形状の切り欠き１１６をプレス形成することで、その裏面に所望の高さの突起１０６を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の高さおよび形状の突起１０６を得ることができるので望ましい。
【０１０２】
このような突起１０６を備えた変形例４の電池蓋３０６は、安全弁４に設けられた折り代４３を折り曲げることで電池蓋３０６をかしめて固定する構造を採用している実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１０６の高さについても、実施例２〜６の場合と同様に、電池蓋３０６の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【０１０３】
［変形例５］
図１６（Ａ）は変形例５の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例５の電池蓋３０７は、フランジ３１の外周周縁部に、平面形がほぼ直角三角形の切り欠き１１７を例えばプレス加工して得られる突起１０７を備えたものである。ただしこの変形例５の電池蓋３０７の突起１０７は、変形例２の場合とは反対に、電池蓋３０７の中央部の突出している方向と同方向（図１６（Ａ）で上方向）に突出するように設けられている。
【０１０４】
この変形例５についても変形例４の場合と同様に、電池蓋３０７の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０７のフランジ３１の外周周縁部に、図１６に示したような形状の切り欠き１１７をプレス形成することで、その裏面に所望の高さの突起１０７を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の高さおよび形状の突起１０７を得ることができる。
【０１０５】
このような突起１０７を備えた変形例５の電池蓋３０７は、安全弁４に設けられた折り代４３を折り曲げることで電池蓋３０７をかしめて固定する構造を採用している実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１０７の高さについても、実施例２〜６の場合と同様に、電池蓋３０７の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【０１０６】
［変形例６］
図１７（Ａ）は変形例６の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例６の電池蓋３０８は、フランジ３１の外周周縁部に、平面形がほぼ半円形の切り欠き１１８を例えばプレス加工して得られる突起１０８を備えたものである。ただしこの変形例６の電池蓋３０８の突起１０８は、変形例３の場合とは反対に、電池蓋３０８の中央部の突出している方向と同方向（図１７（Ａ）で上方向）に突出するように設けられている。
【０１０７】
この変形例６についても変形例４や５の場合と同様に、電池蓋３０８の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０８のフランジ３１の外周周縁部に、図１７に示したような形状の切り欠き１１８をプレス形成することで、その裏面に所望の高さの突起１０８を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の高さおよび形状の突起１０８を得ることができる。
【０１０８】
このような突起１０８を備えた変形例６の電池蓋３０８は、安全弁４に設けられた折り代４３を折り曲げることで電池蓋３０８をかしめて固定する構造を採用している実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１０８の高さについても、実施例２〜６の場合と同様に、電池蓋３０８の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【０１０９】
［変形例７］
図１８（Ａ）は変形例７の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した断面図である。この変形例７の電池蓋３０９では、フランジ３１の外周周縁部に、平面形がほぼ半円形の切り欠き１９を２個ずつ並べてプレス加工して得られる突起１０９を備えたものであるが、上記の変形例１〜６とは異なり、そのフランジ３１の上下両面には突起１０９が立ち上がっておらず、その突起１０９の平面形状が図１８（Ａ）に示したように鋭角的に形成されており、実施例２〜６の場合のように安全弁４に設けられた折り代４３を折り曲げることで電池蓋３０９をかしめて固定する構造において好適に適用可能なものとなっている。すなわち、安全弁４の折り代４３を折り曲げで電池蓋３０９をその周囲から包含するようにしてかしめる際に、電池蓋３０９の外周周縁部に設けられている図１８（Ａ）に示したような鋭角的な突起１０９が安全弁４の折り代４３の表面に適度に食い込むことにより、その部分で電池蓋３０９と安全弁４との間の確実な接触を達成することができる。
【０１１０】
なお、この変形例７の突起１０９の形成については、電池蓋３０９の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３０９のフランジ３１の外周周縁部に、図１８に示したような平面的形状の切り欠き１１９をプレス形成することで、所望の突起１０９を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の平面的形状の突起１０９を得ることができる。
【０１１１】
［変形例８］
図１９（Ａ）は変形例８の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）は突起のみを部分的に抜き出して示した図、（Ｃ）はその電池蓋の断面図である。この変形例８の電池蓋３１０では、上記の変形例１〜６とは異なり、突起１１０はフランジ３１の上下両面には（立体的には）立ち上がっておらず、その突起１１０の平面形状が図１９（Ａ）に示したようにフランジ３１の外周周縁端３２から外側に向かって放射状に突出するように形成されているものである。
【０１１２】
この変形例８の電池蓋３１０は、実施例２〜６の場合のように安全弁４に設けられた折り代４３を折り曲げることで電池蓋３１０をかしめて固定する構造において好適に適用可能なものとなっている。すなわち、安全弁４の折り代４３を折り曲げで電池蓋３１０をその周囲から包含するようにしてかしめる際に、電池蓋３１０の外周周縁部に外側に向かって放射状に突出するように設けられている図１９（Ａ）に示したような突起１１０が、安全弁４の折り代４３の表面に適度に食い込むことにより、その部分で電池蓋３１０と安全弁４との間の確実な接触を達成することができる。
【０１１３】
なお、この変形例８の突起１１０の形成についても、電池蓋３１０の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３１０のフランジ３１の外周周縁部に、図１９に示したような平面的形状の切り欠きをプレス形成することで、所望の形状の突起１１０を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の平面的形状の突起１１０を得ることができる。
【０１１４】
［変形例９］
図２０（Ａ）は変形例９の電池蓋の外形形状の平面図、図２０（Ｂ）はその切り欠き部分のみを抽出して示した断面図である。この変形例９の電池蓋３１１では、フランジ３１の外周周縁部に、三角波状に波打ってフランジ３１の表裏両面にそれぞれ突出している突起１１１が設けられている。
【０１１５】
この変形例９の電池蓋３１１は、実施例２〜６の場合のように安全弁４に設けられた折り代４３を折り曲げることで電池蓋３１１をかしめて固定する構造において好適に適用可能なものとなっているが、実施例１のような構造の場合にも適用可能なものとなっている。
【０１１６】
なお、この変形例９の突起１１１の形成についても、電池蓋３１１の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３１１のフランジ３１の外周周縁部に、図２０に示したような三角波状に波打ってフランジ３１の表裏両面にそれぞれ突出した立体形状をプレス形成することで形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の立体形状の突起１１１を得ることができる。
【０１１７】
［変形例１０］
図２１（Ａ）は変形例１０の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）はその断面図である。この変形例１０の電池蓋３１２では、フランジ３１の平坦面に、円形の孔５０をプレス加工またはドリル加工して、図２１で下方向に突出するように形成された突起１１２が設けられている。この変形例１０の電池蓋３１２は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。なお、この変形例１０の突起１１２の形成についても、電池蓋３１２の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３１２のフランジ３１の平坦面に、図２１に示したような円形の孔５０をプレス形成して打ち抜く、あるいはドリル加工によって図２１に示したような円形の孔５０を穿設することで、形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の形状の突起１１２を得ることができる。
【０１１８】
［変形例１１］
図２２（Ａ）は変形例１１の電池蓋の外形形状の平面図、（Ｂ）はその通気孔の部分のみを抽出して示した断面図、（Ｃ）はその電池蓋の全体的な断面図である。この変形例１１の電池蓋３１３では、通気用の円形の孔５１をプレス加工またはドリル加工して、図２２で下方向に突出するように形成された突起１１３が設けられている。この変形例１１の電池蓋３１３は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。なお、この変形例１１の突起１１３についても、電池蓋３１３の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際、あるいは深絞り加工を施す際などに、その加工工程と一緒に、この電池蓋３１３の所定位置に、通気用の円形の孔５１をプレス形成して打ち抜く、あるいはドリル加工によって通気用の円形の孔５１を穿設することで、形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の突起１１３を得ることができる。
【０１１９】
［変形例１２］
図２３（Ａ）は変形例１２の電池蓋の外形形状の平面図、図２３（Ｂ）はその断面図である。この変形例１２の電池蓋３１４は、フランジ３１の平坦面に、ほぼＶ字型の切り欠き１２４を例えばプレス加工した際に、その裏面に突出して得られる突起１１４を備えたものである。さらに詳細には、この変形例１２の電池蓋３１４の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際あるいは通気用の孔５１をプレス加工で穿設する際などに、そのプレス加工工程と一緒に、この電池蓋３１４のフランジ３１の平面部に、図２３（Ａ）に示したような平面形がほぼＶ字型の切り欠き１２４をプレス形成して、その裏面に、図２３（Ｂ）に示したような所望の高さの突起１１４を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の高さおよび形状の突起１１４を得ることができるので望ましい。
【０１２０】
このような突起１１４を備えた変形例１２の電池蓋３１４は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１１４の高さも、実施例１〜６の場合と同様に、電池蓋３１４の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【０１２１】
［変形例１３］
図２４（Ａ）は変形例１３の電池蓋の外形形状の平面図、図２４（Ｂ）はその断面図である。この変形例１３の電池蓋３１５は、フランジ３１の平坦面に、ほぼ十文字型の切り欠き１２５を例えばプレス加工した際に、その裏面に突出して得られる突起１１５を備えたものである。さらに詳細には、変形例１３の電池蓋３１５の外形形状をプレスマシンで打ち抜き加工する際あるいは通気用の孔５１をプレス加工で穿設する際などに、そのプレス加工工程と一緒に、この電池蓋３１５のフランジ３１の平面部に、図２４（Ａ）に示したような平面形がほぼ十文字型の切り欠き１２５をプレス形成して、その裏面に、図２４（Ｂ）に示したような所望の高さの突起１１５を形成することが可能である。このようにすることにより、極めて簡便に所望の高さおよび形状の突起１１５を得ることができるので望ましい。
【０１２２】
このような突起１１５を備えた変形例１３の電池蓋３１５は、例えば実施例１をはじめとして、実施例２〜６のいずれの構造のリチウムイオン二次電池にも適用可能である。この場合の突起１１５の高さも、実施例１〜６の場合と同様に、電池蓋３１５の板厚の５％〜３０％に設定することが、より望ましい。ただしこれのみには限定されないことは言うまでもない。
【０１２３】
なお、突起や切り欠きの形状は、上記のような各実施例や各変形例のみには限定されないことは言うまでもなく、上記の他にもさらに種々の形状や寸法等のバリエーションが可能である。あるいは、上記の各種の突起のうちの複数種類を組み合わせて用いることなども可能である。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電池によれば、外部接続端子板の少なくとも周縁に例えばフランジのような平坦面を有し、その平坦面の外周端には突起が形成されており、その突起が安全弁の折り返し部分と接触することによって、外部接続端子板と安全弁とが電気的に接続されるようにしたので、電池に機械的な振動や衝撃あるいは温度変化が加えられたり、ガスケットに劣化が生じるなどしても、安全弁と電池蓋との確実な接触を保って、常に電池としての正規の電流や電圧を出力することが可能となる。
【０１２５】
また、特に、外部接続端子板の突起を、外部接続端子板の平坦面の外周端を積極的にめくれ上がらせて形成してなるものとした場合には、例えば金型を用いて外部接続端子板をプレス加工によって絞り加工したり打ち抜き加工する際などに、そのプレス加工の工程で一度に突起を形成することが可能となり、その形成工程を簡易なものとすることができるという利点が得られる。
【０１２６】
また、特に、外部接続端子板の突起を、外部接続端子板の平坦面の所定位置にエンボス加工または孔開け加工によって形成されたものとした場合には、例えば金型を用いて外部接続端子板をプレス加工によって絞り加工したり打ち抜き加工する際などに、そのプレス加工の工程で一度に突起を形成することが可能となり、その形成工程を簡易なものとすることができるという利点が得られる。
【０１２７】
また、特に請求項４記載の電池によれば、外部接続端子板の突起を、外部接続端子板の平坦面の所定位置にエンボス加工または孔開け加工によって形成されたものとしたので、例えば金型を用いて外部接続端子板をプレス加工によって絞り加工したり打ち抜き加工する際などに、そのプレス加工の工程で一度に突起を形成することが可能となり、その形成工程を簡易なものとすることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る非水電解質リチウムイオン二次電池の概要構成を表した図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る電池蓋に設けられた突起の構造およびその作用を模式的に表した図（Ａ）および突起を備えていない従来の一般的な電池蓋および安全弁の一例を表した図（Ｂ）である。
【図３】実施例１のリチウムイオン二次電池における電池蓋の概要構成を表した平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【図４】実施例１のリチウムイオン二次電池の概要構成を表した図である。
【図５】実施例２のリチウムイオン二次電池における電池蓋の概要構成を表した平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【図６】実施例２のリチウムイオン二次電池の概要構成を表した図である。
【図７】実施例３，４，５，６のリチウムイオン二次電池の概要構成を表した図である。
【図８】電池内部抵抗値および電池蓋と安全弁との間の接触抵抗値を測定する実験を行うために用いた電気抵抗測定装置の概要構成を表した図である。
【図９】実験１による機械的衝撃実験の結果を表した図である。
【図１０】実験２による熱衝撃実験の結果を表した図である。
【図１１】実験３による機械的振動実験の結果を表した図である。
【図１２】変形例１の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図１３】変形例２の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図１４】変形例３の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図１５】変形例４の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図１６】変形例５の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図１７】変形例６の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図１８】変形例７の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）およびその切り欠き部分のみを抽出して示した断面図（Ｂ）である。
【図１９】変形例８の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図２０】変形例９の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）およびその切り欠き部分のみを抽出して示した断面図（Ｂ）である。
【図２１】変形例１０の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）およびその切り欠き部分のみを抽出して示した断面図（Ｂ）である。
【図２２】変形例１１の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および突起のみを部分的に抜き出して示した図（Ｂ）ならびにその電池蓋の断面図（Ｃ）である。
【図２３】変形例１２の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【図２４】変形例１３の電池蓋の外形形状の平面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１…巻回電極体、２…電池缶、３…電池蓋、４…安全弁、５…ガスケット、６…負極集電体、７…負極、８…正極集電体、９…正極、１０…セパレータ、１１…負極リード、１２…正極リード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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