(57)【要約】【課題】作動圧のばらつきを抑え、所定の作動圧で確実に内圧を開放するとともに、落下や衝撃等によっても良好な強度を保持する安全弁を備えた密閉型の電池を提供すること。【解決手段】本発明により提供される密閉型電池は、電極体ユニットと、該電極体ユニットを収容する外装ケースと、該ケースの開口部に装着され安全弁４０が形成された金属製の蓋体３０とを備える密閉型電池であって、上記蓋体３０に形成された上記安全弁４０には、該電池の内圧が所定レベル以上に上昇したときに開裂して上記ケース内のガスを外部に放出するための開裂部４２が他の部分よりも薄肉になるように形成されており、上記安全弁４０の少なくとも該開裂部４２は焼鈍しされていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体ユニットと、
該電極体ユニットを収容する外装ケースと、
該ケースの開口部に装着され、安全弁が形成された金属製の蓋体と、
を備える密閉型電池であって、
前記蓋体に形成された前記安全弁には、該電池の内圧が所定レベル以上に上昇したときに開裂して前記ケース内のガスを外部に放出するための開裂部が他の部分よりも薄肉になるように形成されており、
ここで前記安全弁の少なくとも該開裂部は焼鈍しされていることを特徴とする、密閉型電池。
【請求項２】
前記開裂部の硬度は、前記焼鈍しをされていない前記蓋体の他の部分と比較して軟化していることを特徴とする、請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項３】
前記開裂部を構成する金属材の結晶構造は、前記焼鈍しをされていない前記蓋体の他の部分を構成する金属材の結晶構造とは異なることを特徴とする、請求項１又は２に記載の密閉型電池。
【請求項４】
前記開裂部には、凹溝状の刻印部が、該開裂部のうちで最も薄肉に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の密閉型電池。
【請求項５】
前記蓋体の全体がアルミニウムで形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の密閉型電池。
【請求項６】
電極体ユニットと、
該電極体ユニットを収容する外装ケースと、
該ケースの開口部に装着され、安全弁が形成された金属製の蓋体と、
を備える密閉型電池を製造する方法であって、
前記安全弁に、該電池の内圧が所定レベル以上に上昇したときに開裂して前記ケース内のガスを外部に放出するための開裂部を他の部分よりも薄肉になるように形成し、さらに前記蓋体のうち、前記安全弁を形成する領域であって少なくとも該開裂部を含む領域を部分的に焼鈍すことを特徴とする、密閉型電池の製造方法。
【請求項７】
前記開裂部には、凹溝状の刻印部を該開裂部のうちで最も薄肉となるように形成することを特徴とする、請求項６に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項８】
前記蓋体の全体が、アルミニウムで形成されている、請求項６又は７に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項９】
前記焼鈍しにおいて、前記開裂部を２００℃以上に加熱することを特徴とする、請求項８に記載の密閉型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属性の蓋体に安全弁（内圧解放弁）が形成された密閉型電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコン及び携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。このような電池の典型的な構造の一つとして、正極活物質を有する正極及び負極活物質を有する負極を備える発電要素（電極体ユニット）を適当な電解質（例えば非水電解液）とともに金属製の外装ケースに収納し、該ケースを蓋体で封止（密閉）してなる密閉型構造の電池（密閉型電池）が挙げられる。
【０００３】
ところで、この種の電池を充電処理する際、不良電池の存在や充電装置の故障による誤作動があった場合、電池に通常以上の電流が供給され過充電状態に陥ることがある。かかる過充電等の電池異常の際には、非水電解液が分解され、外装ケースの内部にガスが発生する場合がある。ガスがケース内に充満すると、電池の内圧が異常に上昇し、その電池を駆動源とする機器やその周辺機器に損傷を与える虞がある。このような電池異常に対処すべく従来技術として、外装ケースの内圧が所定レベル以上に上昇すると密閉された該ケースに設けられた安全弁を開裂させ、ガスを外部に放出する構造を備える電池が知られている。この種の安全弁に関する従来技術文献として特許文献１〜３が挙げられる。
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、刻印式の安全弁において、刻印部の残り厚みを小さくするとともに所定の作動圧（安全弁を開裂するのに要する圧力）で開裂させるため、刻印溝の周囲にもう一つ別の溝（易変形溝）を形成し開裂し易くしている。また、特許文献２に記載の技術についても同様に、刻印溝の他に複数の溝を形成することにより、作動圧のばらつきを抑制している。尚、特許文献３に記載の技術では、曲げ伸ばしによって薄肉の開裂部を形成し、作動圧を調整している。
【特許文献１】特開２００１−２３５９５号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６４４３号公報
【特許文献３】特開２００４−１１１１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
密閉型電池に備えられる安全弁では、所定の作動圧で内圧を開放（開裂）する。一方で、落下や衝撃等によっては解放しない良好な強度を保持するような、開裂部（又は刻印部）を形成する必要がある。
【０００６】
しかしながら、かかる強度保持の観点から、開裂部（又は刻印部）の厚みを厚くすると、作動圧が大きくないと開裂しなくなり、安全弁としての機能が充分に果たせない。
【０００７】
一方、開裂部（又は刻印部）の厚みを薄くすると、プレス加工等の工程でクラックやピンホールを発生させる虞がある。更には、外部からの衝撃に対して十分な強度を保持することができず、小さな衝撃でも不用意に開裂し易くなる。
【０００８】
また、作動圧は、開裂部を形成する金属の厚さに依存するところが大きく、薄肉に形成せざるを得ない開裂部を備える電池において、いかにして作動圧を調整・均等化するかが課題として挙げられる。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、作動圧のばらつきを抑え、所定の作動圧で確実に内圧を開放するとともに、落下や衝撃等によっても良好な強度を保持する安全弁を備えた密閉型の電池を提供することである。また、このような電池を製造する方法の提供を他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を実現するべく本発明によって提供される密閉型電池は、電極体ユニットと、該電極体ユニットを収容する外装ケースと、該ケースの開口部に装着され、安全弁が形成された金属製の蓋体とを備える密閉型電池である。
【００１１】
そして、上記蓋体に形成された安全弁には、該電池の内圧が所定レベル以上に上昇したときに開裂して上記ケース内のガスを外部に放出するための開裂部が他の部分よりも薄肉になるように形成されており、上記安全弁の少なくとも該開裂部は焼鈍しされていることを特徴とする密閉型電池である。
【００１２】
尚、本明細書において「電池」とは、所定の電気エネルギーを取り出し得る蓄電装置をいい、特定の蓄電機構（電極体や電解質の構成）に限定されない。リチウム二次電池、ニッケル水素二次電池その他の二次電池或いは電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（即ち物理電池）は、ここでいう電池に包含される典型例である。
【００１３】
また、本明細書において「電極体ユニット」とは、少なくとも一つずつの正極及び負極を含む電池の主体を成す構造体をいう。
【００１４】
また、本明細書において「外装ケース」とは、ここで開示される電池を構成する一部材であって、電極体ユニット及び電解質を収容し、開口部（即ち電極体ユニット収容口）を有する電池用筐体をいう。
【００１５】
また、本明細書において「蓋体」とは、上記外装ケースの開口部に装着し、封口するための蓋部材をいう。
【００１６】
本発明に係る密閉型電池では、上記安全弁に薄肉の開裂部が形成された後、該開裂部が焼鈍しされている。具体的には、当該開裂部を形成する部分の金属が加熱され、緩やかに冷却された安全弁を備える密閉型電池である。
【００１７】
ここで、充電装置の故障等により電流が過剰に密閉型電池に供給され過充電になった場合、電解質が分解されてガスが発生し、電池内の内圧が異常に上昇する場合があり得る。この場合、ガスを放出するために蓋体の安全弁に設けられた薄肉の開裂部が破れることによって、ガスを放出することができる。しかしながら、開裂部が設けられていても、プレス等により加工されて形成された開裂部では、金属が薄層状の結晶構造をとっているため硬化していて破れにくくなっている。その結果、開裂するために必要な圧力（作動圧）が大きくなる傾向にある。
【００１８】
本発明に係る密閉型電池では、プレス等の加工によって安全弁に薄肉の開裂部が形成されたあと該開裂部が焼鈍されているため、硬化していた開裂部を形成する金属は高温に加熱されたあと冷却されて再結晶化している。これにより、開裂部を形成する金属の結晶構造は、薄層状から粒状へと変化し、さらに該結晶構造の変化に伴って焼鈍された開裂部の硬度を焼鈍す前よりも軟化させることができる。
【００１９】
その結果、開裂するために必要な作動圧を従来と同じ大きさの圧力に設定した場合であっても、従来よりも開裂部の肉厚を厚く形成することができる。即ち、所定の作動圧で開裂するために従来よりも厚肉の開裂部を形成することができるようになる。
【００２０】
従って、ここで開示される密閉型電池では、焼鈍しにより開裂部を形成する金属の結晶構造を変化させることによって、開裂部の厚肉形成を可能とし、開裂に必要な作動圧を調整することができる。その結果、作動圧のばらつきが抑制された品質に優れた密閉型電池の提供が実現される。
【００２１】
本発明によって提供される密閉型電池の好ましい一態様では、上記開裂部の硬度は、焼鈍しをされていない上記蓋体の他の部分と比較して軟化していることを特徴とする。また、上記開裂部を構成する金属材の結晶構造は、上記焼鈍しをされていない上記蓋体の他の部分を構成する金属材の結晶構造とは異なることを特徴とする。
【００２２】
かかる構成の電池では、焼鈍しによって、上記開裂部の金属の結晶構造は、薄層状から粒状へと変化する。また、結晶構造の変化に伴って焼鈍された開裂部の硬度は軟化する。従って、開裂部を形成する金属が軟らかくなることによって、開裂するために必要な作動圧を低下させることができる。また、軟化した金属によって形成された薄肉の開裂部は、柔軟性が増強し、外部からの衝撃等に対しても強くなる。そのため、衝撃等を受けても不用意に開裂部が破れることがない。その結果、信頼性に優れた密閉型電池の提供が実現される。
【００２３】
本発明によって提供される密閉型電池の好ましい一態様では、上記開裂部は、凹溝状の刻印部が該開裂部のうちで最も薄肉に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
かかる構成の電池では、ガスの充満によってケースの内圧が上昇したとき、最も薄肉に形成された上記刻印部が開裂の起点となって破れる。従って、開裂部の一部に最薄肉の刻印部を形成することにより、小さい作動圧で安全に開裂し易い開裂部を形成することができる。その結果、信頼性に優れた密閉型電池の提供が実現される。
【００２５】
本発明によって提供される密閉型電池の好ましい一態様では、上記蓋体の全体が、アルミニウム（又はアルミニウム合金）で形成されていることが好ましい。
【００２６】
アルミニウムは焼鈍しをすることによって、上述したような金属の特製、即ち焼鈍しによって金属が軟らかくなる特性を最も発揮することができる。また、アルミニウムは軽量で取扱い易い。さらに、蓋体を装着する外装ケースが同じ材料のアルミニウム（又はアルミニウム合金）製で形成されていると、ケースに封口（シール）する際、いずれの封口手段（例えば、溶接、カシメ等）を用いた場合であっても良好に接合することができる。その結果、生産性に優れた密閉型電池の提供が実現される。
【００２７】
また、本発明は、密閉型電池の製造方法を提供する。即ち、本発明によって提供される電池の製造方法は、電極体ユニットと、該電極体ユニットを収容する外装ケースと、該ケースの開口部に装着され、安全弁が形成された金属製の蓋体とを備える密閉型電池を製造する方法である。
【００２８】
本発明に係る製造方法では、上記安全弁に、該電池の内圧が所定レベル以上に上昇したときに開裂して上記ケース内のガスを外部に放出するための開裂部を他の部分よりも薄肉になるように形成し、さらに蓋体のうち、前記安全弁を形成する領域であって少なくとも上記開裂部を含む領域を部分的に焼鈍すことを特徴とする。
【００２９】
かかる態様の製造方法では、蓋体の安全弁に薄肉の開裂部を形成し、該開裂部を焼鈍している。プレス等によって加工された金属（例えば、アルミニウム）は硬化する性質を有するが、焼鈍しをすることによって金属の結晶構造が変化して硬度は軟らかくなるので、予め肉厚な開裂部を形成しておくことができる。即ち、開裂するために必要な作動圧を従来と同じ大きさに設定した場合であっても、従来よりも開裂部の厚みを肉厚にすることができる。また、外部からの衝撃や振動で不用意に開裂しない開裂部を形成することができるようになる。従って、ここで開示される密閉型電池の製造方法では、所定の作動圧で確実に内圧を開放することができる優れた品質の密閉型電池を好適に製造することができる。
【００３０】
本発明に係る密閉型電池の製造方法として他の好ましい一態様では、上記焼鈍しにおいて、上記開裂部を２００℃以上に加熱することを特徴とする。
【００３１】
かかる態様の製造方法では、アルミニウムで形成された蓋体の上記開裂部を２００℃以上に加熱した後、冷却すると再結晶化するため軟らかくなる。その結果、軟化したアルミニウムによって形成された薄肉の開裂部は、作動圧を低下させることができる。また、開裂部の柔軟性が増強し、外部からの衝撃等に対しても強くなる。そのため、衝撃等を受けても不用意に開裂部が破れることがない。これにより、信頼性に優れた密閉型電池を好適に製造することができる。
【００３２】
さらに、本発明に係る密閉型電池の製造方法として他の好ましい一態様では、上記開裂部には、凹溝状の刻印部を該開裂部のうちで最も薄肉となるように形成することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態を説明する。特に限定することを意図したものではないが、以下では捲回型の電極体ユニットを外装ケースに収容した形態の密閉型リチウムイオン電池を例として本発明を詳細に説明する。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化することがある。
【００３４】
尚、本発明の電池は、外装ケース開口部に装着される蓋体の安全弁（具体的には、安全弁に備えられた開裂部の成形方法）によって特徴づけられる電池であり、本明細書において特に言及している内容以外の技術的事項であって本発明の実施に必要な事項（例えば、電池の形状、電解質の構成、蓋体とケースとを溶接する手段、等の電池構築のための種々のプロセス）は、従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書によって開示されている技術内容と該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００３５】
図１は、一実施形態に係る密閉型電池１０を模式的に示す斜視図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態に係る密閉型電池１０は、後述する図４に示すような捲回型の電極体ユニット５０が、電解液とともに、図１に示すような角形の外装ケース２０に収容された構成を有する。そして、該ケース２０の開口部には、安全弁４０を備える金属製の蓋体３０が装着され封口されている。
【００３７】
外装ケース２０の形状は、一端（本実施形態に係る電池１０の通常の使用状態における上側の端部に相当する。）に開口部を有する形状であれば、外装ケース２０の形状は制限されない。本実施形態に係る外装ケース２０の形状は扁平な箱形形状を備える。
【００３８】
外装ケース２０の材質は、従来の密閉型電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料が好ましく、このような金属材料としてアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。本実施形態に係る外装ケース２０はアルミニウムを主体に構成されている。
【００３９】
蓋体３０の形状は、特に限定されないが、外装ケース２０の開口部の形状に対応する形状であることが好ましく、本実施形態に係る蓋体３０は全体として概ね長方形板状である。蓋体３０の表面側には、外部接続用の正極集電端子１２と負極集電端子１４の一部が突出している。また、密閉型電池１０の内部では、電極体ユニット５０の正極シート５２の端部及び負極シート５４の端部が、それぞれ正極集電端子１２及び負極集電端子１４と電気的に接続されている（図４参照）。
【００４０】
図２は、一実施形態に係る密閉型電池１０の安全弁４０付近を拡大して示す模式図であり、図３は、図２のIII−III線における密閉型電池１０の蓋体３０の断面図である。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態の蓋体３０には、正負極集電端子１２，１４の間に位置する部分の幅方向の中央部に安全弁４０が形成され、当該安全弁４０には、電池１０内部の内圧が所定レベル（例えばおよそ０．６ＭＰａ程度）以上に上昇した場合に開裂し、ケース２０内のガスを放出するための略円形状で薄肉に形成された開裂部４２が設けられている。
【００４２】
また、薄肉の開裂部４２を横断するように、さらに薄肉の凹溝状の刻印部４４が開裂部４２上に形成されている。刻印部４４の平面形状は、例えば図２に示すように、蓋体３０の長手方向に沿って延びる直線の一端及び他端が長手方向の外側を向いたＹ字状に延長された形状である。刻印部４４の断面形状は、例えば図３に示すように、開裂部４２の外表面に開口するＶ字形状である。
【００４３】
また、開裂部４２は、その外表面の外周縁部分は弁外周凸部４６によって囲まれている。弁外周凸部４６は、開裂部４２の外周端から略垂直に立ち上がる内周面と、その上端に続いて蓋体３０の外表面に形成された平坦部と、平坦部の外周縁から緩やかな下り斜面を形成した外周面とから形成されている。平坦部は、略一定の幅を有する環状の平面であって、弁外周凸部４６のうち開裂部４２からの高さが最も大きい部分を構成している。そして、平坦部の外周縁から緩やかな下り斜面を形成した外周面が取り囲んでいる。
【００４４】
開裂部４２は、内圧を開放するという役割を担っているため、上述のように蓋体３０の他の部分と比較して薄肉に形成されている。例えば、電池１０内部で内圧が異常に上昇したとき、開裂部４２は上方への圧力を受けて押し上げられ、薄肉の開裂部４２は上方へ湾曲するように変形する。上方へ湾曲し変形した開裂部４２は、さらに所定レベル以上に内圧が高まると、開裂部４２（典型的には、刻印部４４が開裂の起点となる。）が破れることによって、内圧を開放することができるように形成されている。
【００４５】
尚、本実施形態の安全弁４０では、上記開裂部４２と刻印部４４と弁外周凸部４６とにより構成されるが、それぞれの形状、大きさ、配置場所等は、電池のサイズ、用途（典型的には車載用）、形状等によって適切に変更すればよく、特に限定するものではない。
【００４６】
かかる安全弁４０を備える蓋体３０の材料としては、全体が略長方形の一枚の金属材料が好ましく用いられる。例えば、装着される外装ケース２０と同様の材料が好ましい。このような金属材料として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。特に好適な例として、本実施形態の蓋体３０では、アルミニウムが用いられている。
【００４７】
後述するように、本実施形態の蓋体３０の成形工程は、蓋体３０の一部を焼鈍しする工程を含んでいる。焼鈍しによって金属を軟らかくさせることが当該工程の目的であるが、かかる目的を効果的に実現し得る材料としてアルミニウム（又はアルミニウム合金）が特に好ましい。アルミニウム（又はアルミニウム合金）は焼鈍しをすることによって、金属が軟らかくなる特性を最も発揮することができ、且つ、軽量で取扱い易い。また、外装ケース２０が蓋体３０と同じ材料のアルミニウムで形成されているため、外装ケース２０の開口部に蓋体３０を装着し封口する際、溶接やカシメ等のいずれの封口手段を用いた場合であっても良好に接合することができる。
【００４８】
蓋体３０の成形では、まず、安全弁４０を含む蓋体３０全体の形を備えるプレス加工用の成形金型を用意する。用意した金型をプレス用機械に取付け、蓋体３０の成形材料である金属板を金型の間に挟み込み、荷重をかけることにより金属板を変形させて蓋体３０の全体をプレス加工する。図５は、一般的に用いられているプレス加工の蓋体の断面図である。
【００４９】
一般にプレス加工によって成形された金属は硬化するため、変形や曲げ伸ばしに大きな力が必要となる。即ち、プレス加工によって成形された蓋体３０Ａを備えた電池では、内圧異常の発生時、ケース２０内のガスを外部に放出するための開裂に必要な圧力（作動圧）が高くなる。そのため、図５に示すように、蓋体３０Ａの開裂部４２Ａ（刻印部４４Ａを含む）を、極力薄肉に形成することによって作動圧を小さくすることが行われてきた。
【００５０】
しかしながら、薄肉で硬い開裂部４２Ａが形成された安全弁４０Ａでは、外部からの落下等による衝撃によって、不用意に破れ易くなる面も有する。そこで、本実施形態に係る蓋体３０では、プレス加工による成形の後、下記の工程を行う。
【００５１】
上記プレス加工によって、蓋体３０全体を成形した後、少なくとも薄肉に形成された開裂部４２（刻印部４４を含む）を含む安全弁４０形成領域の一部（又は全体）に焼鈍し処理を行う。焼鈍し処理によって、加熱された部分の金属が再結晶化して軟らかくなるため、焼鈍し前の硬度と比較して開裂部４２を形成する金属を軟らかくすることができる。開裂部４２を構成する部分の金属を軟らかくすることによって、開裂するために必要な作動圧を低下させることができる。さらに、開裂部４２の柔軟性が増強するため、外部からの衝撃等に対しても強くなり不用意に開裂することがなくなる。
【００５２】
かかる焼鈍し処理の条件としては、当該処理を行う対象領域において良好に焼鈍しが成されて金属の再結晶化が実現できればよく、蓋体の材質や形状、厚み等によって最適化条件は異なり得るため、特に限定されない。蓋体（少なくとも安全弁の領域）の材質がアルミニウム（又はアルミニウム合金）である場合は、焼鈍し温度（最高加熱温度）が少なくとも２００℃又はそれ以上となるように設定することが好ましい。例えば、好適な焼鈍し温度（最高加熱温度）として、２００〜５００℃程度が適当である。２００℃を下回ると、焼鈍しの効果が低いため好ましくない。また、５００℃よりも高すぎる温度であると、コスト増であると共に過度に焼鈍しが進行する（或いは金属が溶融してしまう）ため好ましくない。焼鈍し温度（最高加熱温度）が２５０〜４５０℃がさらに好ましく、例えば３００〜４００℃程度が特に好ましい。
【００５３】
上記構成の蓋体３０を用いてリチウムイオン電池１０を製造する好適な一態様につき説明する。まず、正負極集電端子１２，１４の外側端を蓋体３０から外方に突出させて、該端子１２，１４を蓋体３０に固定する。それぞれの端子１２，１４の内側端を、図４に示すように、捲回型の電極体ユニット５０の正極シート５２の端部及び負極シート５４の端部に接続（例えば溶接）することにより、蓋体３０と電極体ユニット５０とを結合する。そして、蓋体３０に結合された電極体ユニット５０を外装ケース２０の開口部から内部に収めるようにして該開口部に蓋体３０を装着し、蓋体３０と外装ケース２０との合わせ目を例えばレーザ溶接により封止する。次いで、図示しない電解液注入孔から外装ケース２０内に電解液を注入する。その後、該電解液注入孔を塞いでケース２０を封止する。このようにしてリチウムイオン電池１０を製造（構築）することができる。
【００５４】
尚、ここで使用する捲回型の電極体ユニット５０は、通常のリチウムイオン電池の捲回型の電極体ユニットと同様、図４に示すように、長尺シート状の正極シート５２及び負極シート５４を２枚の長尺シート状のセパレータ（図示しない）とともに積層して長手方向に捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製され得る。ここで、正極シート５２と負極シート５４とは幅方向に位置をややずらして、上記セパレータシートの幅方向の一端及び他端から該シート５２，５４の幅方向の一端がそれぞれはみ出すように積層された状態で捲回される。電極体ユニット５０の捲回軸方向の一方及び他方の端部には、正極シート５２の幅方向の一端が積層部分５１（すなわち正極シート５２と負極シート５４とセパレータシートとが密に捲回された部分）から外方にはみ出した部分と、負極シート５４の幅方向の一端が捲回積層部分５１から外方にはみ出した部分とが、それぞれ形成されている。該はみ出し部に正負極集電端子１２，１４が結合される。
【００５５】
かかる捲回型の電極体ユニット５０を構成する材料及び部材自体は、従来のリチウムイオン電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば正極シート５２は、長尺状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）の上に正極活物質層が形成された構成であり得る。この正極活物質層の形成に用いる正極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種又は二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。また、負極シート５４は、長尺状の負極集電体（例えば銅箔）の上に負極活物質層が形成された構成であり得る。この負極活物質層の形成に用いる負極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種又は二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。上記セパレータシートの好適例としては、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。
【００５６】
上記電解液としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート等からなる群から選択された一種又は二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６等のリチウム塩を用いることができる。本実施形態では、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液を用いている。
【００５７】
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。
［焼鈍し処理の加熱温度の評価］
＜例１＞
上記蓋体３０の開裂部４２に施した焼鈍し処理が作動圧に及ぼす効果を確認するため、以下の焼鈍しにおける加熱温度の評価試験を行った。
【００５８】
プレス加工したアルミニウム製の蓋体を用意し、該蓋体の刻印部を含む開裂部（以下、開裂部という）をそれぞれ異なる温度で焼鈍しを行った。
【００５９】
各サンプルとして、開裂部を加熱しない、即ち焼鈍し処理を行わないもの（サンプル１）と、種々の焼鈍し温度（最高加熱温度）に設定したもの、具体的には５０℃（サンプル２）、７５℃（サンプル３）、１００℃（サンプル４）、１５０℃（サンプル５）、１７５℃（サンプル６）、２００℃（サンプル７）、２１０℃（サンプル８）、２３５℃（サンプル９）、２５０℃（サンプル１０）、３００℃（サンプル１１）、３５０℃（サンプル１２）の異なる温度で焼鈍しを行った蓋体を用意した。
【００６０】
それぞれ異なる温度で加熱して焼鈍しをした蓋体を使用する以外は、上述の一実施形態に係る電池と同様の手順でリチウムイオン電池を構築し、それぞれの作動圧を測定した。作動圧の測定結果を図６に示す。図中の横軸は焼鈍し処理時の最高加熱温度（℃）を示し、縦軸は弁が開裂したときの圧力、即ち作動圧（ＭＰａ）を示す。
【００６１】
図６に示す結果から明らかなように、焼鈍しをしないサンプル１と、５０℃〜１７５℃まで加熱する焼鈍し処理を行ったサンプル２〜サンプル６までのそれぞれの蓋体を用いて構築されたリチウムイオン電池の作動圧は、略同じ作動圧（およそ０.６ＭＰａ）で変化がみられなかった。しかしながら、２００℃まで加熱する焼鈍し処理を行ったサンプル７の蓋体を用いて構築されたリチウムイオン電池の作動圧は、サンプル１〜６の作動圧と比較して若干低下した。
【００６２】
さらに、それよりも高い温度である２１０℃〜３５０℃まで加熱する焼鈍し処理を行ったサンプル８〜サンプル１２のそれぞれの蓋体を用いて構築されたリチウムイオン電池では、加熱温度の上昇と共に作動圧が徐々に低下した。また、３５０℃まで加熱したサンプル１２では最も作動圧が低下し、焼鈍し処理をしなかったサンプル１と比較して、作動圧はほぼ３分の２まで低下することが示された。
【００６３】
以上の結果から明らかなように、アルミニウム製蓋体を使用した場合、焼鈍し処理の加熱温度は２００℃以上が好ましく、かかる２００℃付近を境にして、それよりも加熱温度が高くなると、顕著に作動圧を低下させ得ることが示された。
【００６４】
さらに、開裂部の焼鈍しを行わなかった上記サンプル１と、開裂部を３５０℃まで加熱して焼鈍し処理を行った上記サンプル１２のそれぞれの開裂部における結晶構造を電子顕微鏡で観察した。かかる観察時に撮影した写真を図７及び図８にそれぞれ示す。
【００６５】
図７は、サンプル１の開裂部断面を電子顕微鏡で撮影した写真である。また、図８は、サンプル１２の開裂部断面を電子顕微鏡で撮影した写真である。
【００６６】
図７に示す写真から明らかなように、焼鈍しを行わなかったサンプル１では薄層状の結晶が多数積層した構造を観察した。一方、図８に示す写真から明らかなように、３５０℃まで加熱して焼鈍しを行ったサンプル１２では大きさの異なる略粒状の結晶がひしめきあった構造を観察した。これにより、焼鈍しによって上記開裂部のアルミニウムの結晶構造は、薄層状から粒状へと変化することが示された。
【００６７】
さらに、上記サンプルの中から、作動圧が顕著に低下したサンプル１０〜サンプル１２（開裂部を２５０℃、３００℃、及び３５０℃まで加熱する焼鈍し処理を行ったもの）を選び出し、それぞれの作動圧と開裂部に形成された刻印部の厚さと関係を検討した。図９は、それぞれの作動圧と刻印部の厚さと関係をグラフに表したものである。比較例として、焼鈍しを行わなかったサンプル１を加えた。
【００６８】
図９に示す結果から明らかなように、同じ厚みの刻印部を形成した場合であっても、本発明に係る焼鈍し処理を実施することによって、より作動圧を低下させることができる。また、本実施例で適用した焼鈍し温度の範囲では、焼鈍し温度の上昇と共に、同じ厚みの刻印部の作動圧を低下させる度合いを大きくすることができることが確かめられた。具体的には、最も高い加熱温度３５０℃まで加熱して焼鈍し処理を行ったサンプル１２では最も作動圧が低く、焼鈍しを行わなかったサンプル１では最も作動圧が高い。即ち、所定レベル（例えば、作動圧０．６ＭＰａを設定値とした場合）の作動圧で開裂するように安全弁を備える電池を製造（構築）する場合、３５０℃まで加熱して焼鈍し処理を行ったサンプル１２では、焼鈍し処理を行わないサンプル１、及び３５０℃よりも低い温度で焼鈍し処理を行ったサンプル１０，サンプル１１と比較して刻印部をより肉厚に形成することができる。また、焼鈍し処理をすることによって、開裂に必要な作動圧を調整・均等化することが容易となるため、電池（安全弁）間の作動圧のばらつきを制御することができる。
【００６９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。ここで開示される発明には、上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上述の実施形態の安全弁では、薄肉の開裂部に凹溝状の刻印部を備えているが、これに限定されず、刻印部が形成されていない開裂部を備える安全弁であってもよい。或いは、本実施形態の安全弁の開裂部を取り囲む弁外周凸部は、内周面，平坦部，及び外周面により構成される形状であるが、かかる形態に限定されるものではない。
【００７０】
また、本発明を適用し得る電池は、捲回型の電極体ユニットのリチウムイオン電池に限られず、積層型の電極体ユニット、或いは電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウムイオン電池以外のリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、或いは電気二重層キャパシタであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一実施形態に係る電池の構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す模式図である。
【図３】図２のIII−III線断面を示す蓋体の断面図である。
【図４】一実施形態に係る電池の電極体ユニットを示す模式的側面図である。
【図５】一般的に用いられている蓋体の断面図である。
【図６】焼鈍しの加熱温度と作動圧との関係を示すグラフである。
【図７】焼鈍しがされていないサンプル１の開裂部断面の電子顕微鏡写真である。
【図８】３５０℃まで加熱して焼鈍し処理を行ったサンプル１２の開裂部断面の電子顕微鏡写真である。
【図９】焼鈍し処理による作動圧と刻印部の厚さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１０  リチウムイオン電池（密閉型電池）
１２  正極集電端子
１４  負極集電端子
２０  外装ケース
３０  蓋体
４０  安全弁
４２  開裂部
４４  刻印部
４６  弁外周凸部
５０  電極体ユニット
５１  積層部分
５２  正極シート
５４  負極シート
【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９】
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【図７】
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【図８】
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