特開 2022-113312 ガス排出弁を備えた封口板及びそれを用いた二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022113312

(43)【公開日】2022-08-04

(54)【発明の名称】ガス排出弁を備えた封口板及びそれを用いた二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/342 20210101AFI20220728BHJP

   H01M 50/147 20210101ALI20220728BHJP

【ＦＩ】

H01M2/12 101

H01M2/04 A

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021009448

(22)【出願日】2021-01-25

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100136423

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】米山 顕啓

(72)【発明者】

【氏名】脇元 亮一

(72)【発明者】

【氏名】丸林 啓則

【テーマコード（参考）】

5H011

5H012

【Ｆターム（参考）】

5H011AA13

5H011CC06

5H011DD12

5H011KK01

5H012AA07

5H012BB02

5H012CC01

5H012DD05

5H012EE04

5H012FF01

5H012GG01

5H012JJ01

5H012JJ10

(57)【要約】

【課題】作動時の金属片の飛散を抑制できるガス排出弁を備えた封口板を提供する。
【解決手段】ここに開示される封口板１のガス排出弁１０は、平板状の基部１２と、基部１２よりも薄い薄肉部１６と、薄肉部１６に形成された溝部１７と、溝部１７の内側に形成された弁体１４とを備えている。そして、上記溝部１７は、当該溝部１７の他の領域（破断部１７ａ）に比べて残肉厚が大きい領域である残存部１７ｂを有している。そして、この溝部１７の残存部１７ｂは、ガス排出弁の中心を通り封口板の短辺方向に延びる直線と、略環状の溝部とが交差した２つの交点のうちの一方の交点を含む領域に形成されている。これによって、ガス排出弁１０の作動時の弁体１４の飛散を抑制した上で、当該弁体１４の飛散対策のために形成した残存部１７ｂによってガス排出弁１０の動作が阻害されることを防止できる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外装体の開口部を塞ぐ平面視において略矩形の板状部材であり、ガス排出弁が設けられた二次電池用の封口板であって、
前記ガス排出弁は、
平板状の基部と、
前記基部の厚みよりも厚みが薄い薄肉部と、
前記薄肉部の表面に形成された略環状の溝部と、
前記略環状の溝部の内側に形成された弁体と、
を備え、
前記略環状の溝部は、当該略環状の溝部の他の領域に比べて残肉厚が大きい領域である残存部を有し、
前記残存部は、前記ガス排出弁の中心を通り前記封口板の短辺方向に延びる直線と、前記略環状の溝部とが交差した２つの交点のうちの一方の交点を含む領域に形成されている、封口板。

【請求項2】

前記ガス排出弁を覆うように保護テープが貼り付けられている、請求項１に記載の封口板。

【請求項3】

前記封口板の短辺方向における前記ガス排出弁の外側の領域に貼り付けられた前記保護テープの長さＬ_１は、前記封口板の長辺方向における前記ガス排出弁の外側の領域に貼り付けられた前記保護テープの長さＬ_２よりも短い、請求項２に記載の封口板。

【請求項4】

前記薄肉部と前記保護テープとの間に高さ１ｍｍ以上の隙間が形成されている、請求項２または３に記載の封口板。

【請求項5】

周方向における前記残存部の長さは、前記略環状の溝部の全周の長さの１／８以上３／８以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の封口板。

【請求項6】

前記残存部の残肉厚は、当該残存部に隣接した薄肉部の厚みよりも厚い、請求項１～５のいずれか一項に記載の封口板。

【請求項7】

前記残存部に隣接した薄肉部の厚みは、前記溝部の他の領域に隣接した薄肉部の厚みよりも厚い、請求項６に記載の封口板。

【請求項8】

前記薄肉部の平面形状が略環状であり、前記弁体の厚みが前記薄肉部の厚み以上であり、前記弁体の断面二次モーメントが前記薄肉部の断面二次モーメントよりも大きい、請求項１～７のいずれか一項に記載の封口板。

【請求項9】

正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を収容する電池ケースとを備えた二次電池であって、
前記電池ケースは、
一つの面が開口部となった扁平な角型の容器である外装体と、
前記外装体の前記開口部を塞ぐ平面矩形の封口板と、
を備え、
前記封口板が、請求項１～８のいずれか一項に記載の封口板である、二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス排出弁を備えた封口板及びそれを用いた二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池等の二次電池は、例えば、電極体と、当該電極体を収容する電池ケースとを備えている。電池ケースは、一つの面が開口部となった容器である外装体と、当該外装体の開口部を塞ぐ封口板とを備えている。この種の二次電池では、安全性の向上のために、電池ケース（典型的には封口板）にガス排出弁が設けられることがある。このガス排出弁とは、電池ケース内で大量のガスが急激に発生した場合に、予め定められた圧力で開口し、電池ケース内のガスを排出するように設計された弁を備えた二次電池部品である。例えば、特許文献１に記載の角型蓄電池は、上面を形成する基部と、基部から没する凹部を形成する周壁部と、周壁部の内周面に連接されて支持される安全弁（ガス排出弁）とが一体に形成された蓋部材（封口板）を有している。かかる特許文献１では、アルミ製の平板をプレス加工して凹部を形成し、当該凹部の底部に薄膜状の安全弁を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２５２８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年では二次電池の安全性への要求が益々高まっている。かかる要求に応えるために本発明者が検討した結果、上記構成を有する従来のガス排出弁は、ケース内圧の上昇によって作動（開口）した際に金属片が周囲に飛散する可能性があることが分かった。そして、当該飛散した金属片が電極端子などに接触すると、外部短絡が生じる原因になり得る。ここに開示される技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、作動時の金属片の飛散を抑制できるガス排出弁を備えた封口板および二次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】

【0005】

上記目的を実現するべく、ここに開示される技術によって以下の構成の封口板が提供される。

【0006】

ここに開示される封口板は、外装体の開口部を塞ぐ平面視において略矩形の板状部材であり、ガス排出弁が設けられた二次電池用の封口板である。かかる封口板のガス排出弁は、平板状の基部と、基部の厚みよりも厚みが薄い薄肉部と、薄肉部の表面に形成された略環状の溝部と、略環状の溝部の内側に形成された弁体とを備えている。そして、ここに開示される封口板において、略環状の溝部は、当該略環状の溝部の他の領域に比べて残肉厚が大きい領域である残存部を有している。そして、この残存部は、ガス排出弁の中心を通り封口板の短辺方向に延びる直線と、略環状の溝部とが交差した２つの交点のうちの一方の交点を含む領域に形成されている。

【0007】

上述のように、薄肉部の表面に略環状の溝部が形成されたガス排出弁では、ケース内圧が所定の圧力に達した際に、上記略環状の溝部に沿って薄肉部が破断する。このとき、ケース内圧が急激に上昇すると、略環状の溝部の全周に亘って薄肉部が一度に破断し、当該溝部の内側に存在する弁体が基部から完全に切り離される。そして、当該切り離された弁体（金属片）は、電池ケース内から噴出するガスによって周囲に飛散する可能性がある。これに対して、ここに開示される封口板では、上記略環状の溝部に、当該略環状の溝部の他の領域に比べて残肉厚が大きい残存部が設けられている。これによって、略環状の溝部の全周に亘って薄肉部が一度に破断することを抑制し、残存部を介して弁体が基部に繋がった状態を維持できる。この結果、ガス排出弁の弁体が金属片として飛散することを抑制し、二次電池の安全性向上に貢献できる。

【0008】

なお、略環状の溝部の一部に残存部を形成すると、当該溝部に沿った薄肉部の連続的な破断が残存部において停止するため、破断開始位置によってはガス排出弁が充分に開口しなくなる可能性がある。これに対して、ここに開示される封口板では、ガス排出弁の中心を通り封口板の短辺方向に延びる直線と略環状の溝部とが交差する２つの交点のうちの一方の交点を含む領域に残存部を形成している。これによって、溝部の周方向において残存部から最も遠い位置から薄肉部の破断を開始させることができる。この結果、作動後のガス排出弁において残存部のみが基部と繋がるように略環状の溝部に沿った薄肉部の破断を生じさせることができる。以上の通り、ここに開示される封口板によると、ガス排出弁の作動時の弁体の飛散を抑制できるだけでなく、当該弁体の飛散対策のために形成した残存部によってガス排出弁の作動が阻害されることも防止できる。

【0009】

また、ここに開示される封口板の好適な一態様では、ガス排出弁を覆うように保護テープが貼り付けられている。これによって、腐食性の異物等によるガス排出弁の破損や劣化を防止できる。

【0010】

ここに開示される封口板の好適な一態様では、封口板の短辺方向におけるガス排出弁の外側の領域に貼り付けられた保護テープの長さＬ_１は、封口板の長辺方向におけるガス排出弁の外側の領域に貼り付けられた保護テープの長さＬ_２よりも短い。上述の寸法関係を満たすように保護テープの貼り付け代を調節することによって、ガス排出弁が作動した際に保護テープを適切に剥離させることができる。

【0011】

ここに開示される封口板の好適な一態様では、薄肉部と保護テープとの間に高さ１ｍｍ以上の隙間が形成されている。これによって、所望のケース内圧に達する前の通常使用時のガス排出弁の膨張変形によって保護テープが剥離することを防止できる。

【0012】

ここに開示される封口板の好適な一態様では、周方向における残存部の長さは、略環状の溝部の全周の長さの１／８以上３／８以下である。これによって、ガス排出弁の作動を大きく阻害することなく、弁体の飛散を適切に抑制できる。

【0013】

ここに開示される封口板の好適な一態様では、残存部の残肉厚は、当該残存部に隣接した薄肉部の厚みよりも厚い。これによって、弁体の飛散をより適切に抑制できる。

【0014】

ここに開示される封口板の好適な一態様では、残存部に隣接した薄肉部の厚みは、溝部の他の領域に隣接した薄肉部の厚みよりも厚い。これによって、弁体の飛散をより適切に抑制することができる。

【0015】

また、ここに開示される封口板の好適な一態様では、薄肉部の平面形状が略環状であり、弁体の厚みが薄肉部の厚み以上であり、弁体の断面二次モーメントが薄肉部の断面二次モーメントよりも大きい。これによって、ケース内圧上昇時にガス排出弁に加わる応力が溝部の周囲の薄肉部に集中するため、溝部に沿った薄肉部の破断が生じやすくなる。

【0016】

また、ここに開示される技術の他の側面として二次電池が提供される。ここに開示される二次電池は、正極及び負極を含む電極体と、電極体を収容する電池ケースとを備えた二次電池である。かかる二次電池の電池ケースは、一つの面が開口部となった扁平な角型の容器である外装体と、外装体の開口部を塞ぐ平面矩形の封口板と、を備えている。そして、上記封口板は、上記構成の封口板である。ここに開示される二次電池によると、弁体の飛散を抑制できるだけでなく、当該弁体の飛散対策のために形成した残存部によってガス排出弁の動作が阻害されることも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係る封口板を模式的に示す斜視図である。

【図2】第１の実施形態に係る封口板を模式的に示す平面図である。

【図3】第１の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。

【図4】第１の実施形態に係る二次電池を模式的に示す斜視図である。

【図5】第２の実施形態に係る封口板を模式的に示す平面図である。

【図6】第２の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。

【図7】第３の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。

【図8】第４の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。

【図9】第５の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。

【図10】第５の実施形態に係る封口板を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術のいくつかの好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここに開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、電極体や電解液の材料など）は、当該分野における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。すなわち、ここに開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当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。

【0019】

なお、以下の説明で参照する図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付している。さらに、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。そして、各図における符号Ｘは「幅方向」を示し、符号Ｙは「奥行方向」を示し、符号Ｚは「高さ方向」を示すものとする。但し、これらの方向は、説明の便宜上定めたものであり、使用中や製造中の二次電池の設置態様を限定することを意図したものではない。また、本明細書において数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、Ａ以上Ｂ以下の意と共に、「好ましくはＡより大きい」および「好ましくはＢより小さい」の意を包含するものとする。

【0020】

＜封口板＞
以下、ここで開示される封口板の一実施形態について、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る封口板を模式的に示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る封口板を模式的に示す平面図である。図３は、第１の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。なお、本明細書では、説明の便宜上、二次電池に封口板を取り付けた際に電池ケース内の電極体と対向する面を「第１面」といい、当該電極体に向かう方向を「第１の方向」という。一方、二次電池に封口板を取り付けた際に電池ケースの外側に露出する面を「第２面」といい、電池ケースの外側に向かう方向を「第２の方向」という。そして、上記「第１の方向」は図３中の高さ方向Ｚの下方を指し、「第２の方向」は図３中の高さ方向Ｚの上方を指す。

【0021】

本実施形態に係る封口板１は、二次電池の電池ケースの側壁の１つをなす二次電池用の部品（二次電池部品）である。本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。すなわち、本実施形態に係る封口板１は、特定の種類の二次電池に限定されず、過充電等の不具合発生時にガスが発生し得る二次電池全般に特に制限なく用いることができる。

【0022】

本実施形態に係る封口板１は、平面形状が略矩形の板状部材である。詳しくは後述するが、封口板１は、二次電池の電池ケースの構成部品である外装体の開口部を塞ぐ板状部材である。封口板１には、所定の強度を有する材料を特に制限なく使用できる。かかる封口板１の素材の一例として、アルミニウムを主成分とする金属材料や、鉄を主成分とする金属材料等が挙げられる。一例として、ガス排出弁１０の作動圧を考慮した設計の容易さや成形性などの観点から、封口板１は、アルミニウムを主成分とする金属材料によって構成されていると好ましい。なお、本明細書における「アルミニウムを主成分とする金属材料」とは、総重量に対して９０重量％以上のアルミニウムを含有する金属材料であり、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等を包含する。

【0023】

図１に示すように、本実施形態に係る封口板１は、ガス排出弁１０を備えている。本実施形態におけるガス排出弁１０は、基部１２と、薄肉部１６と、略環状の溝部１７と、弁体１４と、を備えている。そして、図３に示すように、上記略環状の溝部１７は、当該略環状の溝部１７の他の領域（破断部１７ａ）に比べて残肉厚が大きい領域である残存部１７ｂを有している。さらに、図２に示すように、溝部１７の残存部１７ｂは、ガス排出弁１０の中心Ｃを通り封口板１の短辺方向（奥行方向Ｙ）に延びる直線Ｌと略環状の溝部１７とが交差した２つの交点ＩＰ_１、ＩＰ_２のうちの一方の交点ＩＰ_１を含む領域に形成されている。上記構成の封口板１によると、ガス排出弁１０作動時の金属片（弁体１４）の飛散を抑制できるだけでなく、ガス排出弁１０の動作阻害も防止することができる。以下、本実施形態に係る封口板１のガス排出弁１０の具体的な構成について説明する。

【0024】

（１）基部
基部１２は、平板状に成形された領域である。本実施形態におけるガス排出弁１０は、平板状の金属部材に対してプレス加工を行うことによって成形される。このとき、後述する弁体１４と薄肉部１６が形成されなかった領域が基部１２となる。また、この基部１２は、ガス排出弁１０と封口板１の他の領域との連結部となる。具体的には、本実施形態では、封口板１に対して直接プレス加工を実施することによって、ガス排出弁１０の基部１２と封口板１の他の領域とが継ぎ目なく一体化した封口板１を成形している。これによって、ガス排出弁１０の接合部分から電解液が漏出することを確実に防止できる。また、ガス排出弁１０を封口板１に接合する工程を省略できるため作業効率の向上にも貢献できる。但し、ここに開示される技術は、ガス排出弁１０の基部１２と封口板１とが一体化した態様に限定されない。すなわち、別途成形されたガス排出弁の基部と封口板の他の領域とが接合されていてもよい。この場合には、封口板に開口部を設けておき、当該開口部にガス排出弁を嵌め込んだ後に、ガス排出弁の基部と封口板とを溶接するという手段が挙げられる。このようにガス排出弁を別途成形する態様では、ガス排出弁の成形が比較的に容易になるという利点がある。また、成形後のガス排出弁の販売や流通が容易になるという利点もある。

【0025】

なお、基部１２の厚みＴ_Ｂは、１ｍｍ～１０ｍｍとすることができ、１ｍｍ～５ｍｍとすることができる。基部１２の厚みＴ_Ｂが大きくなるにつれて、ケース内圧の上昇に対する基部１２の耐久性が向上する傾向がある。一方、基部１２の厚みＴ_Ｂが小さくなるにつれて、弁体１４や薄肉部１６の成形における加工負荷が小さくなる傾向がある。但し、上記基部１２の厚みＴ_Ｂは、特に限定されず、封口板１の厚み等を考慮して適宜調節できる。

【0026】

（２）薄肉部
薄肉部１６は、基部１２の厚みＴ_Ｂよりも厚みが薄い領域である（Ｔ_Ｔ＜Ｔ_Ｂ）。図３に示すように、本実施形態におけるガス排出弁１０では、基部１２の第２面１２ｂから窪んだ凹部１８が設けられており、当該凹部１８の底面に薄肉部１６と弁体１４が形成されている。そして、薄肉部１６の外周縁から環状の周壁１８ａが略垂直に立ち上がっている。換言すると、本実施形態におけるガス排出弁１０は、薄肉部１６と弁体１４と周壁１８ａによって囲まれた凹部１８を有している。そして、図２に示すように、本実施形態における薄肉部１６の平面形状は円環状である。かかる円環状の薄肉部１６の厚みＴ_Ｔは、周方向において略同一である。なお、円環状の薄肉部１６の外周縁は、楕円形であってもよいが、略真円形であるとより好ましい。これによって、ガス排出弁１０が開口する圧力（作動圧）のバラツキを抑制できる。なお、本明細書における「略真円形」とは、長径と短径の比率が９０％以上（好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上）の円形のことをいう。また、薄肉部１６は、二次電池の電池ケースの容積や使用環境などを考慮し、後述する溝部１７に沿って安定的に破断するように設計されていることが好ましい。一例として、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔは、０．１ｍｍ～０．６ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ～０．５ｍｍがより好ましい。これによって、ケース内圧が所望の圧力に達した際に、略環状の溝部１７に沿って薄肉部１６を安定的に破断させることができる。

【0027】

（３）弁体
弁体１４は、後述する略環状の溝部１７の内側に形成された領域である。なお、図１および図２に示すように、ここでは、平面視における弁体１４の形状が略真円形状である。すなわち、平面視が円環状の薄肉部１６の径方向の内側に、略真円形状の弁体１４が形成されている。また、弁体１４の厚みＴ_Ｖは、特に限定されず、適宜調節できる。但し、薄肉部１６における破断を生じさせやすくするという観点から、弁体１４の厚みＴ_Ｖは、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔ以上であることが好ましい。例えば、本実施形態に係る封口板１では、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔと弁体１４の厚みＴ_Ｖが略同一のガス排出弁１０が形成されている。このように、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔと弁体１４の厚みＴ_Ｖを略同一とした場合、ガス排出弁１０の成形が比較的に容易になるため、製造効率の向上に貢献できる。

【0028】

（４）溝部
本実施形態では、薄肉部１６の表面に略環状の溝部１７が形成されている。かかる溝部１７が形成された部分は、薄肉部１６の中でも特に強度が低い脆弱部となる。このため、本実施形態では、ケース内圧が所定の圧力に達した際に、略環状の溝部１７に沿うようにして薄肉部１６が破断する。これによって、基部１２と弁体１４とが切り離され、ガス排出弁１０が開口するため、電池ケース内部のガスを外部に排出できる。しかし、かかるガス排出弁１０の開口において、略環状の溝部１７の全周に亘って薄肉部１６が一度に破断すると、弁体１４が基部１２から完全に切り離されるため、電池ケース内から噴出するガスによって弁体１４が周囲に飛散する可能性がある。これに対して、本実施形態に係る封口板１では、略環状の溝部１７に、当該略環状の溝部１７の他の領域（以下「破断部１７ａ」という）に比べて残肉厚が大きい領域である残存部１７ｂが形成されている。これによって、略環状の溝部１７の全周に亘って薄肉部１６が破断することを抑制し、残存部１７ｂを介して弁体１４が基部１２に繋がった状態を維持できる。この結果、弁体１４が基部１２から完全に切り離され、金属片として周囲に飛散することを抑制できる。また、全周に亘って薄肉部１６が同時に破断することを抑制できるため、弁体１４が基部１２から切り離されたとしても、その飛散エネルギー（飛散速度）を抑えることができる。

【0029】

一方で、略環状の溝部１７の一部に残存部１７ｂを形成すると、当該溝部１７に沿った薄肉部１６の連続的な破断が残存部１７ｂにおいて停止する。このため、破断開始位置によっては、薄肉部の破断が残存部に阻害され、ガス排出弁が充分に開口しなくなる可能性がある。これに対して、本実施形態では、ガス排出弁１０の中心Ｃを通り封口板１の短辺方向（図２中の奥行方向Ｙ）に延びる直線Ｌと略環状の溝部１７とが交差した２つの交点ＩＰ_１、ＩＰ_２のうち、一方の交点ＩＰ_１を含む領域に残存部１７ｂが形成されている。これによって、残存部１７ｂを形成したことによるガス排出弁１０の動作阻害を防止できる。具体的には、略矩形の封口板１を取り付けた電池ケースの内圧が上昇すると、短辺方向Ｙに沿った稜線が形成されるような湾曲変形が封口板１に生じる。そして、この封口板１の湾曲変形で生じた応力がガス排出弁１０に加わると、短辺方向Ｙに沿った直線Ｌと略環状の溝部１７との２つの交点ＩＰ_１、ＩＰ_２の何れかの近傍が破断開始位置となりやすい。そして、上記２つの交点ＩＰ_１、ＩＰ_２のうち、一方の交点ＩＰ_１を含む領域に残存部１７ｂを形成すると、他方の交点ＩＰ_２の近傍が破断開始位置となる可能性が非常に高くなる。換言すると、本実施形態によると、ガス排出弁１０の中心Ｃを挟んで残存部１７ｂと対向した位置（交点ＩＰ_２）から薄肉部１６の破断を開始させることができる。このように、周方向において残存部１７ｂから最も遠い位置に破断開始点を生じさせることによって、作動後のガス排出弁１０において残存部１７ｂのみが基部１２と繋がるように略環状の溝部１７を適切に破断させることができる。

【0030】

以上の通り、本実施形態に係る封口板１によると、ガス排出弁１０作動時の金属片（弁体１４）の飛散を抑制できるだけでなく、当該弁体１４の飛散対策のために形成した残存部１７ｂによってガス排出弁１０の動作が阻害されることも防止できる。

【0031】

なお、溝部１７の破断部１７ａにおける残肉厚Ｔ_Ｃ（図３参照）は、ガス排出弁１０の作動安定性を考慮して適宜調節することが好ましい。例えば、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔに対する破断部１７ａの残肉厚Ｔ_Ｃの割合（Ｔ_Ｃ／Ｔ_Ｔ）は、１０％～５０％が好ましく、２０％～４０％がより好ましい。上記Ｔ_Ｃ／Ｔ_Ｔが小さくなる（破断部１７ａにおける溝が深くなる）につれて、破断部１７ａに沿った薄肉部１６の破断が生じやすくなり、ガス排出弁１０の動作安定性が向上する傾向がある。一方、上記Ｔ_Ｃ／Ｔ_Ｔが大きくなる（破断部１７ａにおける溝が浅くなる）につれて、ガス排出弁１０の誤作動が生じにくくなる傾向がある。

【0032】

一方、弁体１４の飛散をより適切に抑制するという観点から、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔに対する残存部１７ｂの残肉厚Ｔ_Ｒの割合（Ｔ_Ｒ／Ｔ_Ｔ）は、５０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましい。一方、残存部１７ｂの残肉厚Ｔ_Ｒは、上記破断部１７ａの残肉厚Ｔ_Ｃよりも厚ければ特に限定されない。例えば、ガス排出弁１０作動後のガス抜け性の向上という観点では、残存部１７ｂにある程度の深さの溝が形成されていることが好ましい。これによって、ガス排出弁１０が作動した際に、残存部１７ｂを支点として弁体１４を上方に回動させることが容易になるため、ガス排出弁１０作動後の開口面積を充分に確保できる。かかる点を考慮すると、上記Ｔ_Ｒ／Ｔ_Ｔの上限値は、９９％以下が好ましく、９５％以下がより好ましく、９０％以下が特に好ましい。

【0033】

また、周方向における残存部１７ｂの長さは、略環状の溝部１７の全周の長さの１／８以上３／８以下であることが好ましい。これによって、ガス排出弁１０の作動を大きく阻害することなく、弁体１４の飛散を適切に抑制できる。具体的には、略環状の溝部１７の全周に対する残存部１７ｂの割合が大きくなるにつれて、弁体１４の飛散を抑制しやすくなる傾向がある。一方、略環状の溝部１７の全周に対する残存部１７ｂの割合が小さくなるにつれて、ガス排出弁１０が開口しやすくなるため、ガス排出弁１０が作動した後のガス排出性が向上する傾向がある。

【0034】

なお、図３に示すように、本実施形態では、薄肉部１６の第２面１６ｂ（図３中の上面）に、略環状の溝部１７が形成されている。しかし、略環状の溝部が形成される面は、薄肉部１６の第１面１６ａ（図３中の下面）であってもよい。この場合であっても、略環状の溝部に沿って薄肉部を破断させることができる。但し、本実施形態に係る封口板１を二次電池に用いる場合、薄肉部１６の第１面１６ａ側がケース内部（ケース内圧上昇時の陽圧側）に配置される。この点を考慮すると、環状の溝部１７は、ケース外に配置される第２面１６ｂの方に形成されている方が好ましい。これによって、ケース内圧が上昇して第２の方向（図３中の高さ方向Ｚの上方）に向けて薄肉部１６の第１面１６ａが加圧された際に、溝部１７が拡がるように薄肉部１６を破断させることができる。この結果、ガス排出弁１０の作動安定性をさらに向上することができる。

【0035】

また、ガス排出弁１０は、長辺方向Ｘにおける封口板１の中央領域に形成されていることが好ましい。これによって、封口板１の湾曲変形による応力がガス排出弁１０に効率よく加わるため、環状の溝部１７と直線Ｌとの交点ＩＰ_２の近傍が薄肉部１６の破断開始点になりやすくなる。なお、本明細書において「封口板の中央領域」とは、長辺方向（図２中の幅方向Ｘ）における封口板の中心点を含む領域を指す。すなわち、平面視におけるガス排出弁の形成領域が上記封口板の中心点を含んでいる場合に、「ガス排出弁は、封口板の中央領域に形成されている」ということができる。また、ここに開示される封口板のガス排出弁は、必ずしも封口板の中央領域に形成されていなくてもよい。例えば、封口板に取り付けられ得る種々の部品（電極端子や注液孔の封止栓など）の取付位置によっては、封口板の湾曲変形の発生位置が封口板の中央領域からずれることもある。このため、予備試験等を実施して封口板の湾曲変形の発生位置を特定した上で、ガス排出弁の形成領域に、封口板の湾曲変形の発生位置を含ませることが好ましい。これによって、環状の溝部１７と直線Ｌとの交点ＩＰ_２の近傍が薄肉部１６の破断開始点になりやすくなるため、残存部１７ｂを設けたことによるガス排出弁１０の動作阻害を確実に防止できる。

【0036】

＜二次電池＞
上記構成の封口板１は、二次電池の電池ケースの側壁の１つを構成する二次電池部品である。以下、上記構成の封口板１を用いた二次電池について説明する。図４は、第１の実施形態に係る二次電池を模式的に示す斜視図である。

【0037】

図４に示す二次電池１００は、電極体（図示省略）と、電極体を収容する電池ケース２０とを備えている。詳しい図示は省略するが、電極体は、正極と負極とセパレータとを有する。例えば、電極体は、帯状の正極と帯状の負極とが２枚の帯状のセパレータを介して積層され、捲回軸を中心として捲回された捲回電極体であり得る。また、電極体の構造の他の例として、複数枚の方形状（典型的には矩形状）の正極と、複数枚の方形状（典型的には矩形状）の負極とが、絶縁された状態で積み重ねられた積層電極体が挙げられる。なお、電極体を構成する各部材（正極、負極、セパレータなど）の材料および構造は、一般的な二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）にて採用され得るものを特に制限なく採用でき、ここに開示される技術を限定するものではないため、詳細な説明を省略する。また、図示は省略するが、電池ケース２０には電解液も収容されている。かかる電解液についても、一般的な二次電池にて採用され得るものを特に制限なく採用できる。

【0038】

電池ケース２０は、上記電極体を収容する筐体である。電池ケース２０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。例えば、電池ケース２０は、所定の強度を有した金属製であることが好ましい。かかる電池ケース２０の材質の一例として、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等が挙げられる。

【0039】

図４に示すように、電池ケース２０は、扁平かつ有底の直方体形状（角形）の外形を有する。かかる電池ケース２０は、上面に開口を有する外装体２２と、当該外装体２２の開口を塞ぐ封口板１とを備えている。外装体２２は、平面形状が矩形の底壁（図示省略）と、矩形の底壁の長辺から高さ方向Ｚに沿って延びて相互に対向する一対の長側壁２２ａと、矩形の底壁の短辺から高さ方向Ｚに沿って延びて相互に対向する一対の短側壁２２ｂとを備えた箱状の部材である。そして、この外装体２２の上面には、一対の長側壁２２ａと一対の短側壁２２ｂの各々の上辺に囲われた略矩形状の開口部（図示省略）が形成される。そして、上記構成のガス排出弁１０を有した封口板１は、外装体２２の上面の開口部を塞ぐように外装体２２に取り付けられ、外装体２２の底壁と対向する。そして、外装体２２の開口部の周縁と封口板１の外周縁とを接合（例えば溶接）することによって、内部が封止（密閉）された電池ケース２０が構築される。なお、封口板１と外装体２２との接合には、例えばレーザ溶接等を用いることができる。

【0040】

また、この二次電池１００の封口板１には、正極端子３０と負極端子４０が取り付けられている。正極端子３０は、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺な導電部材である。かかる正極端子３０の下端は、電池ケース２０の内部において電極体の正極と接続されている。一方、正極端子３０の上端は、電池ケース２０の外部に露出している。なお、正極端子３０は、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成されていることが好ましい。一方、負極端子４０も、正極端子３０と略同等の構造を有している。すなわち、かかる負極端子４０の下端は、電池ケース２０内部で負極と接続され、上端は、電池ケース２０の外部に露出する。なお、負極端子４０は、銅や銅合金等で構成されていることが好ましい。また、正極端子と負極端子の取付位置は、特に限定されず、封口板以外の電池ケースの側壁（外装体の側壁）に設けられていてもよい。また、図示は省略するが、封口板１には、二次電池１００の製造工程において電解液を注液するための注液孔が設けられていてもよい。かかる注液孔は、通常、所定の封止栓によって封止される。この注液孔の封止栓としては、ブラインドリベット等が用いられる。

【0041】

そして、本実施形態に係る二次電池１００の封口板１には、ガス排出弁１０が設けられている。このとき、封口板１は、第１面（図３中の下面）が電極体と対向するように配置される。換言すると、本実施形態では、凹部１８が電池ケース２０の外側に配置されるように封口板１が取り付けられる。そして、上記構成の封口板１では、ガス排出弁１０の略環状の溝部１７の一部に残存部１７ｂが形成されている。これによって、ガス排出弁１０が作動した後も残存部１７ｂを介して弁体１４と基部１２とが繋がった状態を維持できるため、金属片（弁体１４）が周囲に飛散することを好適に抑制できる。さらに、ガス排出弁１０の中心Ｃを挟んで残存部１７ｂと破断開始位置（交点ＩＰ_２）とを対向させることによって、残存部１７ｂを設けたことによるガス排出弁１０の作動阻害を防止できる。

【0042】

＜他の実施形態＞
以上、ここに開示される技術の一実施形態（第１の実施形態）について説明した。なお、ここに開示される技術は、上述の実施形態に限定されず、種々の実施形態を包含する。以下、ここに開示される封口板の他の実施形態について説明する。

【0043】

（１）第２の実施形態
図５は、第２の実施形態に係る封口板を模式的に示す平面図である。図６は、第２の実施形態に係る封口板を模式的に示す縦断面図である。図５および図６に示すように、本実施形態に係る封口板１では、ガス排出弁１０を覆うように保護テープ５０が貼り付けられている。これによって、腐食性の異物等がガス排出弁１０に付着してガス排出弁１０が破損や劣化することを防止できる。具体的には、封口板１を構成する金属材料（例えば、アルミニウム）は、異種金属との接触によって腐食が促進され得る（異種金属接触腐食）。そして、上述した通り、二次電池１００では、銅や銅合金で構成された負極端子４０が電池ケース２０の外部に露出しているため、負極端子４０から剥離した銅片がガス排出弁１０に付着する可能性がある。かかる銅片の付着によってガス排出弁１０の弁体１４や薄肉部１６が腐食して孔が形成されると、電池ケース２０内から電解液が流出したり、電池ケース２０内へ水分が侵入したりするおそれがある。これに対して、ガス排出弁１０を覆うように保護テープ５０を貼り付けることによって、銅片等の付着によるガス排出弁１０の腐食を防止できる。

【0044】

なお、保護テープ５０は、フィルム状の基材の表面に粘着剤が塗布された構成を採用できる。保護テープ５０の基材には、封口板１やガス排出弁１０の腐食を促進するものでなければ、従来公知の素材を特に制限なく使用できる。例えば、保護テープ５０の基材は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の樹脂材料や、封口板１と同じ金属材料（アルミニウムなど）等で構成されていることが好ましい。また、粘着剤についても同様に、封口板１やガス排出弁１０を腐食させなければ、種々の粘着剤を制限なく使用できる。かかる粘着剤の一例として、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤などを使用できる。

【0045】

また、本実施形態では、図５に示すように、封口板１の短辺方向Ｙにおけるガス排出弁１０の外側の領域に貼り付けられた保護テープ５０の長さＬ_１を、封口板１の長辺方向Ｘにおけるガス排出弁１０の外側の領域に貼り付けられた保護テープ５０の長さＬ_２よりも短くすることが好ましい。これによって、ガス排出弁１０が作動した際に保護テープ５０を効率よく剥がすことができる。具体的には、本実施形態においてケース内圧が大きく上昇すると、溝部１７の破断部１７ａに沿って薄肉部１６が破断すると共に、電池ケース内から放出されるガスによって弁体１４が押し上げられる。そして、この弁体１４は、残存部１７ｂを介して基部１２と繋がっているため、残存部１７ｂを支点として上方に向かって回動する。このとき、短辺方向Ｙにおける保護テープ５０の貼り付け長さＬ_１を、長辺方向Ｘにおける保護テープ５０の貼り付け長さＬ_２よりも短くしていると、上方に向かって回動した弁体１４によって保護テープ５０を押し上げて容易に剥がすことができるため、保護テープ５０によるガス排出性の低下を防止できる。

【0046】

なお、上記構成における長さＬ_１は、「封口板１の短辺方向Ｙにおけるガス排出弁１０の両外側の領域のうち、ガス排出弁１０の中心Ｃを挟んで残存部１７ｂと対向した領域（すなわち、破断開始位置（交点Ｉ_Ｐ２）に近接した領域）に貼り付けられた保護テープ５０の長さ」であることが好ましい。また、上記構成における長さＬ_２は、「封口板１の長辺方向Ｘにおけるガス排出弁１０の両外側の領域のうち、保護テープ５０の貼り付け代が短い領域における保護テープ５０の長さ」であることが好ましい。上記保護テープ５０の長さＬ_１、Ｌ_２を上述のように定めることによって、ガス排出弁１０が作動した際に保護テープ５０をより効率よく剥がすことができる。

【0047】

また、図６に示すように、薄肉部１６と保護テープ５０との間には、高さ１ｍｍ以上の隙間Ｓが形成されていることが好ましい。これによって、所望のケース内圧に達する前の通常使用時にガス排出弁１０が膨張した際に、当該膨張したガス排出弁１０によって保護テープ５０が押し上げられて剥離することを防止できる。一方、上記隙間Ｓの高さの上限は特に限定されず、５ｍｍ以下でもよいし、３ｍｍ以下でもよいし、２ｍｍ以下でもよい。

【0048】

また、保護テープ５０には、スリットが形成されていてもよい。これによって、ガス排出弁１０が作動した際に、上方に向かって回動する弁体１４によって保護テープ５０を破断させることができる。この結果、保護テープ５０によるガス排出性の低下を適切に防止できる。また、平面視におけるスリットの形状は、特に限定されず、その目的に応じて種々の形状を採用できる。かかる保護テープ５０のスリットの形状は、例えば、短側面に略平行に形成された破線などが好ましい。これによって、ガス排出弁１０が作動した際に、保護テープ５０を容易に破断させることができる。

【0049】

（２）第３の実施形態
図７は、第３の実施形態に係る封口板を模式的に示す断面図である。第１の実施形態では、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔと弁体１４の厚みＴ_Ｖが略同一のガス排出弁１０が形成されている（図３参照）。しかし、図７に示すように、弁体１４の厚みＴ_Ｖは、薄肉部１６の厚みＴ_Ｔ以上であってもよい。これによって、弁体１４の断面二次モーメントが薄肉部１６の断面二次モーメントよりも大きくなり、ケース内圧上昇時にガス排出弁１０に加わる応力が溝部１７の周囲の薄肉部１６に集中するため、溝部１７に沿って薄肉部１６が破断しやすくなる。なお、本実施形態における薄肉部１６の厚みＴ_Ｔに対する弁体１４の厚みＴ_Ｖの割合（Ｔ_Ｖ／Ｔ_Ｔ）は、１００％以上が好ましく、５００％以上がより好ましく、９００％以上が特に好ましい。これによって、薄肉部１６に応力をさらに集中させやすくなる。一方、上記Ｔ_Ｖ／Ｔ_Ｔの上限値は、特に限定されず、３０００％以下でもよく、１５００％以下でもよい。

【0050】

（３）第４の実施形態
図８は、第４の実施形態に係る封口板を模式的に示す断面図である。第１の実施形態では、厚みＴ_Ｔが周方向において略同一な薄肉部１６が形成されている（図３参照）。しかし、図８に示すように、周方向における薄肉部１６の厚みは一定でなくてもよい。具体的には、本実施形態におけるガス排出弁１０は、残存部１７ｂに隣接した薄肉部１６ｂの厚みＴ_Ｔ１が、溝部１７の他の領域（破断部１７ａ）に隣接した薄肉部１６ｂの厚みＴ_Ｔ２よりも厚くなるように成形されている。これによって、溝部１７の破断部１７ａに沿った薄肉部１６ｂの破断が生じやすくなる一方で、残存部１７ｂ近傍の薄肉部１６ｂが破断しにくくなる。この結果、ガス排出弁１０の作動安定性と弁体１４の飛散抑制をより高いレベルで両立できる。

【0051】

なお、残存部１７ｂに隣接する薄肉部１６ｂの厚みＴ_Ｔ１に対する破断部１７ａに隣接する薄肉部１６ｂの厚みＴ_Ｔ２の割合（Ｔ_Ｔ２／Ｔ_Ｔ１）は、２０％～１００％が好ましく、２５％～５０％がより好ましい。これによって、ガス排出弁１０の作動安定性と弁体１４の飛散抑制をさらに高いレベルで両立できる。また、相対的に厚い残存部１７ｂ近傍の薄肉部１６ｂと、相対的に薄い破断部１７ａ近傍の薄肉部１６ｂとの境界における形状は特に限定されない。例えば、これらの厚みの異なる薄肉部１６ｂの境界には段差が形成されていてもよいし、傾斜面が形成されていてもよい。

【0052】

（４）第５の実施形態
図９は、第５の実施形態に係る封口板を模式的に示す断面図である。また、図１０は、第５の実施形態に係る封口板を模式的に示す平面図である。第１の実施形態に係る封口板１は、残存部１７ｂの残肉厚Ｔ_Ｒが、当該残存部１７ｂに隣接した薄肉部１６の厚みＴ_Ｔよりも薄くなるように構成されている（図２参照）。しかしながら、残存部１７ｂの残肉厚Ｔ_Ｒは、破断部１７ａの残肉厚Ｔ_Ｃよりも厚ければ、特に限定されない。例えば、図９に示すように、残存部１７ｂの残肉厚Ｔ_Ｒは、当該残存部１７ｂに隣接した薄肉部１６の厚みＴ_Ｔと同一（Ｔ_Ｒ／Ｔ_Ｔ＝１００％）でもよい。これによって、薄肉部１６が全周に亘って破断して弁体１４が飛散することをより適切に抑制できる。また、弁体１４の飛散をさらに適切に抑制するという観点から、残存部１７ｂの残肉厚Ｔ_Ｒを薄肉部１６の厚みＴ_Ｔよりも厚くしてもよい。すなわち、上記Ｔ_Ｒ／Ｔ_Ｔの上限値は、１２０％以下でもよく、１１０％以下でもよく、１００％以下でもよい。

【0053】

なお、本実施形態のように、残存部１７ｂの厚みＴ_Ｒを薄肉部１６の厚みＴ_Ｔの同等以上にすると、図１０に示すように、当該残存部１７ｂが形成された領域において略環状の溝部１７が途切れたガス排出弁１０が形成される。本明細書において、上記一部が途切れた溝部１７の外形は、当該溝部１７の残りの部分（破断部１７ａ）の形状に応じて上記途切れた領域を補完するように引いた補助線Ｌ_Ａ（図９中の点線）によって決定されるものとする。すなわち、図１０に示すように、上部が途切れており、残りの破断部１７ａが略円環状である場合には、当該略円環状の破断部１７ａに沿った円形の補助線Ｌ_Ａを引くことで溝部１７の外形が決定される。そして、この補助線Ｌ_Ａと前記封口板の短辺方向に延びる直線Ｌとの交点ＩＰ_１を、破断開始点となり得る２つの交点のうちの１つとすることができる。

【0054】

（５）その他の形態
また、上述した第１～第５の実施形態の各々におけるガス排出弁１０の平面形状は、略真円形である。しかし、ガス排出弁１０の平面形状は、特に限定されず、種々の形状を特に制限なく採用できる。例えば、ガス排出弁１０の平面形状は、楕円形であってもよいし、角型（例えば四角形、五角形など）であってもよい。また、ガス排出弁１０を形成する各構成の平面形状も特に限定されない。例えば、上述した各実施形態では、円環状の薄肉部１６の表面に略円環状の溝部１７が形成され、当該略円環状の溝部１７の内側に略真円形の弁体１４が形成されている。しかし、四角環状の薄肉部の表面に略円環状の溝部が形成され、当該略円環状の溝部の内側に略真円形の弁体が形成されていてもよい。また、円環状の薄肉部の表面に四角環状の溝部が形成され、当該四角環状の溝部の内側に略四角形の弁体が形成されていてもよい。但し、上述した通り、ガス排出弁の作動圧のバラツキを抑制するという観点では、上述した各実施形態のように、各々の構成の平面形状が略真円形であることが好ましい。

【0055】

以上、ここに開示される技術の実施形態について説明した。しかし、上述の説明は例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、上述の説明にて例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１ 封口板
１０ ガス排出弁
１２ 基部
１４ 弁体
１６ 薄肉部
１７ 溝部
１７ａ 破断部
１７ｂ 残存部
１８ 凹部
２０ 電池ケース
２２ 外装体
２２ａ 長側壁
２２ｂ 短側壁
３０ 正極端子
４０ 負極端子
５０ 保護テープ
１００ 二次電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】