特開 2022-138491 二次電池およびその製造方法

(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】P2022138491

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】二次電池およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20220915BHJP

   H01M 50/147 20210101ALI20220915BHJP

   H01M 50/60 20210101ALI20220915BHJP

   H01M 50/572 20210101ALI20220915BHJP

   H01M 10/058 20100101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M2/04 A

H01M2/36 101A

H01M2/36 101C

H01M2/34 B

H01M2/36 101Z

H01M10/058

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021038404

(22)【出願日】2021-03-10

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 健介

(72)【発明者】

【氏名】野中 太貴

【テーマコード（参考）】

5H011

5H023

5H028

5H029

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA03

5H011AA17

5H011CC06

5H011DD07

5H011KK01

5H023AA03

5H023AS01

5H023BB05

5H023BB10

5H023CC11

5H023CC27

5H023CC30

5H028AA07

5H028AA08

5H028BB01

5H028BB02

5H028BB03

5H028CC07

5H028HH01

5H028HH05

5H028HH09

5H029AJ14

5H029AJ15

5H029AK03

5H029AL00

5H029AM01

5H029AM03

5H029BJ02

5H029CJ13

5H029DJ02

5H029DJ03

5H029DJ14

5H029HJ04

5H029HJ07

5H029HJ12

5H043AA07

5H043BA16

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA12

5H043CA13

5H043EA07

5H043EA35

5H043EA39

5H043GA22

5H043HA09

5H043HA09E

5H043HA09F

5H043HA16E

5H043HA17E

5H043JA01

5H043JA01E

5H043JA02

5H043JA02E

5H043JA11

5H043JA11E

5H043JA13

5H043JA13E

5H043KA08E

5H043KA09E

5H043KA22

5H043KA22E

5H043KA45

5H043KA45E

5H043LA02

5H043LA02E

5H043LA11

5H043LA11E

5H043LA21

5H043LA21E

5H043LA22

5H043LA22E

5H043LA25

5H043LA25E

(57)【要約】

【課題】電解液注液孔を介したガス排出工程における意図しない電解液の漏出が抑制された二次電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】二次電池は、電極体と、壁部を含み、電極体を収納する外装缶と、電極体とともに外装缶に収納される電解液と、外装缶の壁部の内面と対向するように外装缶に収納された内部部材とを備える。壁部に電解液用の注液孔が設けられ、注液孔は封止部材により封止される。壁部と内部部材との間に、壁部の延在方向に沿って延び、注液孔に通じる隙間が形成され、隙間に面する位置において、壁部の内面および内部部材の表面の少なくとも一方に凹部が形成されている。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極体と、
壁部を含み、前記電極体を収納する外装缶と、
前記電極体とともに前記外装缶に収納される電解液と、
前記外装缶の前記壁部の内面と対向するように前記外装缶に収納された内部部材とを備え、
前記壁部に前記電解液用の注液孔が設けられ、
前記注液孔は封止部材により封止され、
前記壁部と前記内部部材との間に、前記壁部の延在方向に沿って延び、前記注液孔に通じる隙間が形成され、
前記隙間に面する位置において、前記壁部の前記内面および前記内部部材の表面の少なくとも一方に凹部が形成されている、二次電池。

【請求項2】

前記外装缶は、開口を有する本体と、前記本体の前記開口を封口する封口板とを含み、
前記壁部は前記封口板により構成される、請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記内部部材は、板状の絶縁部材により構成される、請求項１または請求項２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記内部部材は、前記注液孔と対向する部分に貫通孔を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項5】

前記壁部の延在方向に対して直交する方向に沿った前記隙間の高さは２ｍｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項6】

前記壁部の延在方向に対して直交する方向からみた前記隙間の面積は、５ｃｍ²以上である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項7】

前記凹部の深さは２ｍｍ以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項8】

前記壁部は、短辺と長辺とを含む略長方形の平面形状を有し、
前記凹部は、前記短辺に沿う第１方向または前記長辺に沿う第２方向に延びる帯状部分を有する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項9】

前記第１方向に沿う前記凹部の長さは、前記第２方向に沿う前記凹部の長さの３０パーセント以上である、請求項８に記載の二次電池。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法であって、
前記外装缶に前記電極体を挿入する工程と、
前記電極体が挿入された前記外装缶に前記注液孔を介して前記電解液を注液する工程と、
前記注液孔を介して前記外装缶内のガスを排出する工程と、
前記注液孔を前記封止部材により封止する工程とを備えた、二次電池の製造方法。

【請求項11】

前記注液孔を前記封止部材により封止する工程において、前記外装缶内の圧力が大気圧以下である、請求項１０に記載の二次電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、二次電池およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２０１８－１６３８５８号公報（特許文献１）には、完成後に膨張しにくい角形二次電池を提供するために、電解液を注液した後、電池ケース内のガスの一部を電解液注液孔から電池ケース外に排出する工程を設けることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１６３８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術のように、電解液注液孔を介したガス排出工程を実施する場合、ガスとともに電解液が漏出する場合がある。注液孔から漏出した電解液は、ガス排出装置などの製造設備の耐久性を低下させ得る。異なる観点では、完成後の二次電池における電解液の量が安定せず、電池の性能にも影響を与え得る。従来の二次電池は、上記の観点から必ずしも十分な構成を備えていない。

【0005】

本技術の目的は、電解液注液孔を介したガス排出工程における意図しない電解液の漏出が抑制された二次電池およびその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術に係る二次電池は、電極体と、壁部を含み、電極体を収納する外装缶と、電極体とともに外装缶に収納される電解液と、外装缶の壁部の内面と対向するように外装缶に収納された内部部材とを備える。壁部に電解液用の注液孔が設けられ、注液孔は封止部材により封止される。壁部と内部部材との間に、壁部の延在方向に沿って延び、注液孔に通じる隙間が形成され、隙間に面する位置において、壁部の内面および内部部材の表面の少なくとも一方に凹部が形成されている。

【0007】

本技術に係る二次電池の製造方法は、上記の二次電池の製造方法であって、外装缶に電極体を挿入する工程と、電極体が挿入された外装缶に注液孔を介して電解液を注液する工程と、注液孔を介して外装缶内のガスを排出する工程と、注液孔を封止部材により封止する工程とを備える。

【発明の効果】

【0008】

本技術によれば、電解液注液孔を介したガス排出工程における意図しない電解液の漏出が抑制された二次電池およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】角形二次電池の斜視図である。

【図2】図１におけるII－II断面図である。

【図3】電極体を構成する正極板の平面図である。

【図4】電極体を構成する負極板の平面図である。

【図5】正極板および負極板からなる電極体を示す平面図である。

【図6】電極体と正極集電部材および負極集電部材との接続構造を示す図である。

【図7】封口板への正極集電部材および負極集電部材の取付構造を示す図である。

【図8】図７におけるＶIII-ＶIII断面図である。

【図9】図７におけるIＸ－IＸ断面図である。

【図10】封口板と電極体とが接続された状態を示す図である。

【図11】角形二次電池の構造を模式的に示す断面図である。

【図12】封口板に絶縁部材と集電部材とを設けた状態を示す平面図である。

【図13】封口板の一例を示す平面図である。

【図14】封口板の上に設けられる絶縁部材の一例を示す図である。

【図15】封口板と絶縁部材との隙間の構造の一例を模式的に示す拡大断面図である。

【図16】封口板と絶縁部材との隙間の構造の他の例を模式的に示す拡大断面図である。

【図17】凹部の断面形状の一例を示す断面図である。

【図18】凹部の断面形状の他の例を示す断面図である。

【図19】凹部の断面形状の他の例を示す断面図である。

【図20】凹部の平面形状の他の例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

【0011】

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。

【0012】

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

【0013】

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池など他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。また、「電極板」は正極板および負極板を総称し得る。

【0014】

図１は、角形二次電池１の斜視図である。図２は、図１におけるII－II断面図である。

【0015】

図１，図２に示すように、角形二次電池１は、電池ケース１００と、電極体２００と、絶縁シート３００と、正極端子４００と、負極端子５００と、正極集電部材６００と、負極集電部材７００と、カバー部材８００とを含む。

【0016】

電池ケース１００は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１１０と、角形外装体１１０の開口を封口する封口板１２０とからなる。角形外装体１１０および封口板１２０は、それぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが好ましい。

【0017】

封口板１２０には、電解液注液孔１２１が設けられる。電解液注液孔１２１から電池ケース１００内に電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は、封止部材１２２により封止される。封止部材１２２としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。

【0018】

封口板１２０には、ガス排出弁１２３が設けられる。ガス排出弁１２３は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に破断する。これにより、電池ケース１００内のガスが電池ケース１００外に排出される。

【0019】

電極体２００は、電解液とともに電池ケース１００内に収容されている。電極体２００は、正極板と負極板がセパレータを介して積層されたものである。電極体２００と角形外装体１１０の間には樹脂製の絶縁シート３００が配置されている。

【0020】

電極体２００の封口板１２０側の端部には、正極タブ２１０Ａおよび負極タブ２１０Ｂが設けられている。

【0021】

正極タブ２１０Ａと正極端子４００とは、正極集電部材６００を介して電気的に接続されている。正極集電部材６００は、第１正極集電体６１０および第２正極集電体６２０を含む。なお、正極集電部材６００は、１つの部品から構成されてもよい。正極集電部材６００は、金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることがより好ましい。

【0022】

負極タブ２１０Ｂと負極端子５００とは、負極集電部材７００を介して電気的に接続されている。負極集電部材７００は、第１負極集電体７１０および第２負極集電体７２０を含む。なお、負極集電部材７００は、１つの部品から構成されてもよい。負極集電部材７００は、金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。

【0023】

正極端子４００は、樹脂製の外部側絶縁部材４１０を介して封口板１２０に固定されている。負極端子５００は、樹脂製の外部側絶縁部材５１０を介して封口板１２０に固定されている。

【0024】

正極端子４００は金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることがより好ましい。負極端子５００は金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。負極端子５００が、電池ケース１００の内部側に配置される銅または銅合金からなる領域と、電池ケース１００の外部側に配置されるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる領域を有するようにしてもよい。

【0025】

カバー部材８００は、第１正極集電体６１０と電極体２００との間に位置する。カバー部材８００は、負極集電体側に設けられてもよい。また、カバー部材８００は必須の部材ではなく、適宜省略が可能である。

【0026】

図３は、電極体２００を構成する正極板２００Ａの平面図である。正極板２００Ａは、矩形状のアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に正極活物質（たとえばリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等）、結着材（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等）、および導電材（たとえば炭素材料等）を含む正極活物質合剤層が形成された本体部２２０Ａを有する。本体部の端辺から正極芯体が突出しており、この突出した正極芯体が正極タブ２１０Ａを構成する。正極タブ２１０Ａにおける本体部の２２０Ａと隣接する部分には、アルミナ粒子、結着材、および導電材を含む正極保護層２３０Ａが設けられている。正極保護層２３０Ａは、正極活物質合剤層の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。正極活物質合剤層は導電材を含まなくてもよい。正極保護層２３０Ａは必ずしも設けられなくてもよい。

【0027】

図４は、電極体２００を構成する負極板２００Ｂの平面図である。負極板２００Ｂは、矩形状の銅箔からなる負極芯体の両面に負極活物質合剤層が形成された本体部２２０Ｂを有する。本体部２２０Ｂの端辺から負極芯体が突出しており、この突出した負極芯体が負極タブ２１０Ｂを構成する。

【0028】

図５は、正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂからなる電極体２００を示す平面図である。図５に示すように、電極体２００は、一方の端部において各々の正極板２００Ａの正極タブ２１０Ａが積層され、各々の負極板２００Ｂの負極タブ２１０Ｂが積層されるように作製される。正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂは、たとえば各々５０枚程度ずつ重ねられる。正極板２００Ａと負極板２００Ｂとは、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータを介して交互に積層される。なお、長尺のセパレータをつづら折りして用いてもよい。

【0029】

図６は、電極体２００と正極集電部材６００および負極集電部材７００との接続構造を示す図である。図６に示すように、電極体２００は、第１電極体要素２０１（第１積層群）および第２電極体要素２０２（第２積層群）により構成される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２の外面にもセパレータが各々配置される。

【0030】

第１電極体要素２０１の複数枚の正極タブ２１０Ａが第１正極タブ群２１１Ａを構成する。第１電極体要素２０１の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第１負極タブ群２１１Ｂを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の正極タブ２１０Ａが第２正極タブ群２１２Ａを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第２負極タブ群２１２Ｂを構成する。

【0031】

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２の間に、第２正極集電体６２０と第２負極集電体７２０とが配置される。第２正極集電体６２０は、第１開口６２０Ａおよび第２開口６２０Ｂを有する。第１正極タブ群２１１Ａおよび第２正極タブ群２１２Ａが、第２正極集電体６２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。第１負極タブ群２１１Ｂおよび第２負極タブ群２１２Ｂが、第２負極集電体７２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。溶接接続部２１３は、たとえば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等により形成し得る。

【0032】

図７は、封口板１２０への正極集電部材６００および負極集電部材７００の取付構造を示す図である。図８は、図７におけるＶIII-ＶIII断面を示す。図９は、図７におけるIＸ－IＸ断面を示す。

【0033】

まず、図７，図８を参照して、封口板１２０への正極集電部材６００の取付について説明する。

【0034】

封口板１２０の外面側に樹脂製の外部側絶縁部材４１０が配置される。封口板１２０の内面側に第１正極集電体６１０、および樹脂製の絶縁部材６３０（正極集電体ホルダ）が配置される。次に、正極端子４００が、外部側絶縁部材４１０の貫通孔、封口板１２０の正極端子取り付け孔、第１正極集電体６１０の貫通孔、および絶縁部材６３０の貫通孔に挿入される。そして、正極端子４００の先端に位置するカシメ部４００Ａが第１正極集電体６１０上にカシメ接続される。これにより、正極端子４００、外部側絶縁部材４１０、封口板１２０、第１正極集電体６１０、および絶縁部材６３０が固定される。なお、正極端子４００および第１正極集電体６１０のカシメ接続された部分は、レーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。なお、第１正極集電体６１０はザグリ穴６１０Ａを有し、カシメ部４００Ａはザグリ穴６１０Ａ内に設けられる。

【0035】

さらに、第２正極集電体６２０の一部が第１正極集電体６１０と重なるように、第２正極集電体６２０が絶縁部材６３０上に配置される。第２正極集電体６２０に設けられた第１開口６２０Ａにおいて、第２正極集電体６２０は第１正極集電体６１０にレーザ溶接等により溶接接続される。

【0036】

図８に示すように、絶縁部材６３０は、電極体２００側に突出する筒状部６３０Ａを有する。筒状部６３０Ａは、第２正極集電体６２０の第２開口６２０Ｂを貫通し、電解液注液孔１２１と連通する孔部６３０Ｂを規定する。

【0037】

封口板１２０に正極集電部材６００を取り付ける際は、まず、第１正極集電体６１０が封口板１２０上の絶縁部材６３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２正極集電体６２０が第１正極集電体６１０に取り付けられる。このとき、第２正極集電体６２０の一部が第１正極集電体６１０と重なるように第２正極集電体６２０が絶縁部材６３０上に配置される。続いて、第２正極集電体６２０に設けられた第１開口６２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１正極集電体６１０に溶接接続される。

【0038】

次に、図７および図９を参照して、封口板１２０への負極集電部材７００の取付について説明する。

【0039】

封口板１２０の外面側に樹脂製の外部側絶縁部材５１０が配置される。封口板１２０の内面側に第１負極集電体７１０、および樹脂製の絶縁部材７３０（負極集電体ホルダ）が配置される。次に、負極端子５００が、外部側絶縁部材５１０の貫通孔、封口板１２０の負極端子取り付け孔、第１負極集電体７１０の貫通孔、および絶縁部材７３０の貫通孔に挿入される。そして、負極端子５００の先端に位置するカシメ部５００Ａが第１負極集電体７１０上にカシメ接続される。これにより、負極端子５００、外部側絶縁部材５１０、封口板１２０、第１負極集電体７１０、および絶縁部材７３０が固定される。なお、負極端子５００および第１負極集電体７１０のカシメ接続された部分は、レーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。

【0040】

さらに、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように、第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａにおいて、第２負極集電体７２０は第１負極集電体７１０にレーザ溶接等により溶接接続される。

【0041】

封口板１２０に負極集電部材７００を取り付ける際は、まず、第１負極集電体７１０が封口板１２０上の絶縁部材７３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２負極集電体７２０が第１負極集電体７１０に取り付けられる。このとき、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。続いて、第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１負極集電体７１０に溶接接続される。

【0042】

図１０は、封口板１２０と電極体２００とが接続された状態を示す図である。上述したように、正極集電部材６００および負極集電部材７００を介して第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に取り付けられる。これにより、図１０に示すように、第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に接続され、電極体２００と正極端子４００および負極端子５００とが電気的に接続される。

【0043】

図１０に示す状態から、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが１つに纏められる。このとき、第１正極タブ群２１１Ａと第２正極タブ群２１２Ａとが互いに異なる方向に湾曲させられる。第１負極タブ群２１１Ｂと第２負極タブ群２１２Ｂとが互いに異なる方向に湾曲させられる。

【0044】

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とは、テープ等により１つに纏められ得る。代替的に、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを、箱状ないし袋状に成形した絶縁シート内に配置することで１つに纏めることができる。さらに、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを接着により固定することができる。

【0045】

１つに纏められた第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが絶縁シート３００で包まれ、角形外装体１１０に挿入される。その後、封口板１２０が角形外装体１１０に溶接接続され、角形外装体１１０の開口が封口板１２０により封口され、密閉された電池ケース１００が形成される。

【0046】

その後、封口板１２０に設けられた電解液注液孔１２１から非水電解液が電池ケース１００に注液される。非水電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、およびジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を含むものが用いられる。

【0047】

非水電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は封止部材１２２により封止される。以上の工程の実施により、角形二次電池１は完成する。

【0048】

図１１は、角形二次電池１の構造を模式的に示す断面図である。図１１に示すように、板状の絶縁部材６３０，７３０（内部部材）は、電池ケース１００（外装缶）の封口板１２０（壁部）の内面と対向するように電池ケース１００に収納される。封口板１２０の内面に凹部１０が形成され、絶縁部材６３０の表面に凹部２０が形成されている。封口板１２０と絶縁部材６３０，７３０との間に隙間３０が形成されている。凹部１０，２０は、隙間３０に面する位置に設けられている。

【0049】

角形二次電池１を製造するときは、まず、電池ケース１００に電極体２００が挿入される。次に、電極体２００が挿入された電池ケース１００に電解液注液孔１２１を介して電解液が注液される。その後、電解液注液孔１２１を介して電池ケース１００内のガスが排出され、電池ケース１００内が減圧される。このとき、電池ケース１００内の圧力は、好ましくは大気圧以下に減圧される。より好ましくは、電池ケース１００内の圧力は、大気圧－０．０３０ＭＰａ以下程度にまで減圧され、さらに好ましくは、電池ケース１００内の圧力は、大気圧－０．０７０ＭＰａ以下程度にまで減圧される。電池ケース１００内の圧力を減圧した状態で、封止部材１２２により電解液注液孔１２１が封止される。

【0050】

隙間３０は、封口板１２０の延在方向に沿って延び、電解液注液孔１２１に通じる。隙間３０は、ガスを排出して電池ケース１００内の圧力を減圧する工程において、ガスの流路となる。

【0051】

電解液注液孔１２１を介したガス排出工程を実施する場合、ガスとともに電解液が排出され得る。電解液注液孔１２１から漏れ出た電解液は、ガス排出装置などの製造設備の耐久性を低下させ得る。また、完成後の角形二次電池１において電解液の量が安定せず、電池の性能にも影響を与え得る。

【0052】

本実施の形態においては、ガスの流路となる隙間３０に面する位置に凹部１０，２０が設けられ、凹部１０，２０が電解液注液孔１２１に向かうガスに含まれる電解液を捕捉（トラップ）するため、電解液注液孔１２１からガスとともに電解液が漏れ出ることを抑制することができる。

【0053】

図１２は、封口板１２０に絶縁部材６３０，７３０と正極集電部材６００および負極集電部材７００とを設けた状態を示す平面図である。図１３は、封口板１２０の一例を示す平面図であり、図１４は、封口板１２０の上に設けられる絶縁部材６３０，７３０の一例を示す図である。

【0054】

図１２～図１４に示すように、絶縁部材６３０は、封口板１２０の電解液注液孔１２１と対向する部分に孔部６３０Ｂ（貫通孔）を有する。図１３，図１４に示すように、凹部１０，２０は、Ｙ軸方向（第１方向）に延びるように帯状に形成される。凹部１０，２０は、Ｘ軸方向（第２方向）に延びるように形成されてもよい。

【0055】

図１１に示す例では、負極側においては封口板１２０に凹部１０が設けられ、正極側においては絶縁部材６３０に凹部２０が設けられているが、図１３，図１４の例では、正極側および負極側ともに、封口板１２０に凹部１０が形成され、かつ、絶縁部材６３０，７３０に凹部２０が形成されている。

【0056】

凹部１０，２０の深さは２ｍｍ以下程度であることが好ましく、１ｍｍ以下程度であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下程度または０．１ｍｍ以下程度であることがさらに好ましい。凹部１０，２０の深さを上述の値以下とすることで、封口板１２０および絶縁部材６３０の強度等に与える影響を抑制しながら、凹部１０，２０による電解液のトラップ効果を得ることができる。

【0057】

一例として、封口板１２０の厚みは２ｍｍ程度であり、絶縁部材６３０，７３０の厚みは０．６ｍｍ程度である。

【0058】

Ｘ軸方向に沿う凹部１０，２０の長さは、３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度であることが好ましく、４５ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度であることがさらに好ましい。Ｙ軸方向に沿う凹部１０，２０の長さは、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下程度であることが好ましく、２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下程度であることがさらに好ましい。Ｙ軸方向に沿う凹部１０，２０の長さは、Ｘ軸方向に沿う凹部１０，２０の長さの３０パーセント以上程度であることが好ましい。

【0059】

一例として、封口板１２０のＸ軸方向に沿う長さは１５０ｍｍ程度であり、封口板１２０のＹ軸方向に沿う長さは２５ｍｍ程度である。

【0060】

図１５は、封口板と絶縁部材との隙間の構造の一例を模式的に示す拡大断面図であり、図１６は、その変形例を模式的に示す拡大断面図である。図１５に示す例では、絶縁部材７３０に対向する封口板１２０の内面に凹部１０が形成され、図１６に示す例では、封口板１２０に対向する絶縁部材７３０の表面に凹部２０が形成されている。

【0061】

Ｚ軸方向に沿った隙間３０の高さ（Ｈ）は、２ｍｍ以下程度であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下程度であることがさらに好ましい。

【0062】

Ｚ軸方向からみた隙間３０の面積は、５ｃｍ²以上程度であることが好ましく、１５ｃｍ²以上４０ｃｍ²以下程度であることがより好ましく、３５ｃｍ²以上４０ｃｍ²以下程度であることがさらに好ましい。

【0063】

隙間３０の長さは、２０ｍｍ以上程度であることが好ましく、３０ｍｍ以上程度、または５０ｍｍ以上程度であることがより好ましい。さらに好ましくは、Ｘ軸方向（長手方向）に沿った隙間３０の長さは、１１０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下程度、または、１４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下程度であり、Ｙ軸方向（短手方向）に沿った隙間３０の長さは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度、または、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度である。

【0064】

隙間３０の高さおよび平面寸法（面積）を上述の範囲に設定することにより、凹部１０，２０による電解液のトラップ効果を向上させることができる。

【0065】

図１７～図２０は、凹部１０，２０の断面形状の変形例を示す断面図である。図１７の例では、凹部１０と凹部２０とがＸ軸方向に交互に並んで形成されている。図１８の例では、Ｘ軸方向に延びる凹部１０と凹部２０とが対向するように形成されている。図１９の例では、Ｘ軸方向に延びる凹部１０の底面に凹凸部分１１が形成されている。いずれの例においても、隙間３０を流れるガスに乱流が生じやすくなり、凹部１０，２０による電解液のトラップ効果を高めることができる。

【0066】

図２０の例では、電解液注液孔１２１の周囲を取り囲むように、円周状の凹部１０が封口板１２０に形成されている。このようにすることで、電解液注液孔１２１の周囲において電解液のトラップ効果を得ることができ、電解液の意図しない漏出を効果的に抑制することが可能である。

【0067】

本技術において、「電極体」の形態は特に限定されず、巻回型の電極体であってもよいし、積層型の電極体であってもよい。積層型の電極体を用いる場合、セパレータは枚葉式のセパレータであってもよいし、九十九折や巻回式のセパレータであってもよい。

【0068】

本技術において、「電解液」の種類は特に限定されない。好ましい「電解液」として、塩と非水溶媒を含む非水電解液が用いられ得る。

【0069】

本技術において、「電解液注液孔」は「封口板」に設けられてもよいし、「外装缶」の他の壁面に設けられてもよい。

【0070】

本技術において、「外装缶」の「壁部」とともにガスの流路となる隙間を形成する「流路形成部材」としての「内部部材」は、「絶縁部材」により構成されることが好ましく、典型的には「樹脂部材」により構成される。「樹脂部材」の材質は特に限定されない。例として、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）などを用いることができる。

【0071】

本技術において、「凹部」の縁部は、スロープ状ではなく、上述の各例のように、段差状の角張った形状を有することが好ましい。このようにすることで、凹部において電解液をトラップしやすくすることができる。

【0072】

以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0073】

１ 角形二次電池、１０ 凹部、１１ 凹凸部分、２０ 凹部、３０ 隙間、１００ 電池ケース、１１０ 角形外装体、１２０ 封口板、１２１ 電解液注液孔、１２２ 封止部材、１２３ ガス排出弁、２００ 電極体、２００Ａ 正極板、２００Ｂ 負極板、２０１ 第１電極体要素、２０２ 第２電極体要素、２１０Ａ 正極タブ、２１０Ｂ 負極タブ、２１１Ａ 第１正極タブ群、２１１Ｂ 第１負極タブ群、２１２Ａ 第２正極タブ群、２１２Ｂ 第２負極タブ群、２１３ 溶接接続部、２２０Ａ，２２０Ｂ 本体部、２３０Ａ 正極保護層、３００ 絶縁シート、４００ 正極端子、４００Ａ カシメ部、４１０ 外部側絶縁部材、５００ 負極端子、５００Ａ カシメ部、５１０ 外部側絶縁部材、６００ 正極集電部材、６１０ 第１正極集電体、６１０Ａ ザグリ穴、６２０ 第２正極集電体、６２０Ａ 第１開口、６２０Ｂ 第２開口、６３０ 絶縁部材、６３０Ａ 筒状部、６３０Ｂ 孔部、７００ 負極集電部材、７１０ 第１負極集電体、７２０ 第２負極集電体、７２０Ａ 第１開口、７３０ 絶縁部材、８００ カバー部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】