特開 2024-123590 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】P2024123590

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 6/08 20060101AFI20240905BHJP

   H01M 50/545 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/56 20210101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01M6/08 A

H01M50/545

H01M50/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031144

(22)【出願日】2023-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000237721

【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】夏目 祐紀

【テーマコード（参考）】

5H024

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H024AA03

5H024AA14

5H024CC02

5H024CC06

5H024CC14

5H024DD02

5H024FF09

5H024HH13

5H043BA04

5H043CA03

5H043CA15

5H043CB02

5H043DA03

5H043JA01D

5H043JA11

5H043LA11

5H043LA12

(57)【要約】

【課題】正極缶を大きくせずに放電性能の向上が図られた電池を得ること。
【解決手段】筒部と筒部の一方の端部を塞ぐ底部とを有する正極缶と、正極缶の内側に設けられた正極剤と、正極缶の内側に設けられた負極剤と、正極剤と負極剤との間および負極剤と底部との間に設けられたセパレータと、を備え、底部には外側に向けて突出した正極端子が形成されるとともに、正極端子の内面には凹みが形成されており、正極剤は第１の部分と第２の部分とを有し、第１の部分は筒部と同軸の筒形で形成され、第２の部分は凹みに充填されており、負極剤は第１の部分の内側に充填されており、正極剤の体積と負極剤の体積との和を正負極剤充填体積Ｖとし、負極剤が第１の部分と対向する領域の面積と負極剤が第２の部分と対向する領域の面積との和を正負極剤対向面積Ｓとした場合に、０．２０１≦Ｓ／Ｖ≦０．２０５の関係が成立する単三型の電池である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒形の筒部と前記筒部の一方の端部を塞ぐ底部とを有する正極缶と、
前記正極缶の内側に設けられた正極剤と、
前記正極缶の内側に設けられた負極剤と、
前記正極剤と前記負極剤との間および前記負極剤と前記底部との間に設けられたセパレータと、を備え、
前記底部には外側に向けて突出した正極端子が形成されるとともに、前記正極端子の内面には凹みが形成されており、
前記正極剤は第１の部分と第２の部分とを有し、
前記第１の部分は前記筒部と同軸の筒形で形成され、
前記第２の部分は前記凹みに充填されており、
前記負極剤は前記第１の部分の内側に充填されており、
前記正極剤の体積と前記負極剤の体積との和を正負極剤充填体積Ｖとし、前記負極剤が前記第１の部分と対向する領域の面積と前記負極剤が前記第２の部分と対向する領域の面積との和を正負極剤対向面積Ｓとした場合に、
０．２０１≦Ｓ／Ｖ≦０．２０５
の関係が成立する単三型の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

アルカリ乾電池は、正極缶と、正極缶の内部に設けられた正極剤と、正極缶の内部に設けられた負極剤とを備えている。正極缶は、一方の開口が底部によって塞がれた有底筒状の形状となっている。正極缶の底部には正極端子が設けられている。正極剤は、筒状に形成されて、同じく筒状に形成された正極缶と同軸に設けられている。負極剤は、正極剤の内側に充填されている（例えば特許文献１を参照）。

【0003】

一般的に、アルカリ乾電池では、正極缶の内部に設けられた正極剤と負極剤の体積が大きいほど放電性能が高くなる傾向がある。また、アルカリ乾電池では、正極剤と負極剤とが対向する正負極剤対向面積が大きいほど放電性能が高くなる傾向がある。そのため、正極缶を大きく形成して、内部に設けられる正極剤と負極剤の体積を大きくしたり、正極剤と負極剤との接触面積を大きくしたりすれば、放電性能の向上を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１１９８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、正極缶の大きさは規格で定められていることが多く、正極缶を大きくすることで放電性能を向上させることには限界がある。

【0006】

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、正極缶を大きくせずに放電性能の向上が図られた電池を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様による電池は、筒形の筒部と筒部の一方の端部を塞ぐ底部とを有する正極缶と、正極缶の内側に設けられた正極剤と、正極缶の内側に設けられた負極剤と、正極剤と負極剤との間および負極剤と底部との間に設けられたセパレータと、を備え、底部には外側に向けて突出した正極端子が形成されるとともに、正極端子の内面には凹みが形成されており、正極剤は第１の部分と第２の部分とを有し、第１の部分は筒部と同軸の筒形で形成され、第２の部分は凹みに充填されており、負極剤は第１の部分の内側に充填されており、正極剤の体積と負極剤の体積との和を正負極剤充填体積Ｖとし、負極剤が第１の部分と対向する領域の面積と負極剤が第２の部分と対向する領域の面積との和を正負極剤対向面積Ｓとした場合に、０．２０１≦Ｓ／Ｖ≦０．２０５の関係が成立する単三型の電池である。

【発明の効果】

【0008】

本願の開示する電池の一態様によれば、正極缶を大きくせずに放電性能の向上が図られた電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態１の電池の断面図である。

【図2】図２は、評価試験の結果を示す図である。

【図3】図３は、図２に示した各寸法を説明するための電池の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示する電池の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態によって、本願の開示する電池が限定されるものではない。

【0011】

（実施の形態１）
＜電池の構成＞
図１は、実施の形態１の電池の断面図である。電池１は、アルカリ乾電池である。電池１は、電池ケース２と正極剤３と負極剤５と集電棒６とセパレータ７とを備えている。

【0012】

電池ケース２は、正極缶１１と負極端子板１２とガスケット１４とを備えている。正極缶１１は、金属に例示される導体から形成されている。正極缶１１は、筒部１５と底部１６とを備えている。筒部１５は、軸３０を中心軸とする筒形に形成されている。底部１６は、概ね円板状に形成され、筒部１５の一端側の開口を塞ぐ。底部１６は、筒部１５と一体に形成されている。

【0013】

底部１６は、正極缶１１の内側を向く内面１６ａと、正極缶１１の外側を向く外面１６ｂとを有する。底部１６の中央には、正極端子１７が形成されている。正極端子１７は、正極缶１１の内側から外側に向かって突出するように形成されている。また、正極端子１７では、内面１６ａには凹んだ凹部３１が形成されており、外面１６ｂでは突出した凸部３２が形成されている。

【0014】

正極缶１１には、開口部１８が形成されている。開口部１８は、筒部１５のうちの底部１６に塞がれていない他端側に形成されている。正極缶１１の内部は、開口部１８を介して正極缶１１の外部に繋がっている。

【0015】

負極端子板１２は、金属に例示される導体から形成され、概ね円板状に形成されている。負極端子板１２は、正極缶１１の開口部１８を塞いでいる。電池ケース２の内部には、負極端子板１２が開口部１８を塞ぐことにより、正極缶１１と負極端子板１２とに囲まれる内部空間１９が形成されている。

【0016】

正極剤３は、正極缶１１の内側に設けられる。正極剤３は、電解二酸化マンガンと黒鉛と水酸化カリウム水溶液と吸水性バインダーとを含んでいる。吸水性バインダーは、たとえば、高分子化合物を含有し、電解二酸化マンガンと黒鉛とから形成される粉体を互いに接着させて固形物に形成されている。正極剤３は、第１の部分８と第２の部分９とを有する。

【0017】

第１の部分８は、正極缶１１の筒部２１と同軸の筒形に形成されている。第１の部分８は正極缶１１の内側に嵌合されており、第１の部分８の外周面は正極缶１１の筒部１５の内周面に当接している。第２の部分９は、底部１６の凹部３１に充填されている。これは、第２の部分９は、正極端子１７の内側に形成された空洞部分に充填されていると換言できる。

【0018】

負極剤５は、亜鉛合金粉と電解液とを含み、ゲル状に形成されている。電解液は例えば水酸化カリウム水溶液である。負極剤５は、正極剤３の内側に充填されている。なお、負極剤５は、負極端子板１２側の端面５ａが正極剤３の負極端子板１２側の端面３ａと概ね同一平面を形成する量で充填されている。

【0019】

集電棒６は、導体から形成され、棒状に形成されている。集電棒６は、軸３０に沿うように内部空間１９に配置されている。集電棒６は、負極剤５に埋め込まれ、負極剤５に電気的に接続されている。集電棒６の一端は負極端子板１２に接合されている。集電棒６は、負極端子板１２に固定されている。

【0020】

セパレータ７は、ビニロンおよびパルプ等に例示される絶縁体から形成されている。セパレータ７は、筒部２１と底部２２とを備えている。筒部２１は、筒状に形成されている。底部２２は、円いシート状に形成され、筒部２１の一端側の開口を塞ぐ。底部２２は、筒部２１と底部２２との間に隙間が形成されないように、筒部２１に繋がっている。筒部２１のうちの底部２２に隣接する端の反対側のセパレータ開口端２３には、セパレータ７の内部と外部とを連通させる開口部が形成されている。筒部２１は、正極剤３と負極剤５との間に配置され、正極剤３の第１の部分８と負極剤５とを隔てている。底部２２は、負極剤５と正極缶１１の底部１６との間に配置され、正極缶１１の底部１６と負極剤５とを隔てている。また、底部２２は、凹部３１に充填された正極剤３の第２の部分９と負極剤５とを隔てている。

【0021】

電池１は、水酸化カリウム電解液をさらに備えている。水酸化カリウム電解液は、水酸化カリウムを含有する水溶液から形成されている。水酸化カリウム電解液は、正極剤３と負極剤５とセパレータ７とに染み込んでいる。

【0022】

次に、電池１の製造手順について簡単に説明する。まず、電解二酸化マンガン、黒鉛、水酸化カリウム水溶液、および吸水バインダーなどを用いて正極剤３が作成される。次に、亜鉛合金紛、電解液などを用いて負極剤５が作成される。

【0023】

次に、筒形に成型された正極剤３が正極缶１１に嵌合されて第１の部分８となる。また、正極缶１１の底部１６に形成された凹部３１、すなわち正極端子１７の内側の空洞に正極剤３が充填されて第２の部分９となる。ここで、第２の部分９が第１の部分８と同じ充填密度となるように凹部３１に充填される。

【0024】

次に、正極缶１１の開口部１８側となる端部にビード加工が施される。次に、正極剤３の内側にセパレータ７が挿入される。次に、セパレータ７に水酸化カリウム電解液を染み込ませる。

【0025】

次に、セパレータ７の内側に負極剤５が充填される。次に、負極端子板１２、ガスケット１４、集電棒６からなる集電体で正極缶１１の開口部１８が封口されて、電池１が作成される。

【0026】

＜電池１の評価試験＞
電池１について、正極剤３の内径、外径等を変化させて放電性能を従来例と比較する評価試験を行った結果を示す。従来例、実施例１～４、比較例１はいわゆる単三型で規格された電池である。図２は、評価試験の結果を示す図である。図３は、図２に示した各寸法を説明するための電池の断面図である。なお、図３では、理解容易化のために各構成要素の縮尺を変更して示している。また、図３では、理解容易化のためにハッチングを省略している。また、図３では、理解容易化のために負極側の構成を省略している。

【0027】

図２では、従来例、実施例１～４、比較例１～３の試験結果を示している。まず、図２の「径方向」の欄の各項目について説明する。「セパ内径」は、セパレータ７の内径であり、図３においてＩＤｓで示されている。「セパ厚」は、セパレータ７の筒部２１の外径とセパレータ７の筒部２１の内径との差である。すなわち、セパレータ７の厚さは「セパ厚」の１／２となり、図３において「セパ厚」はＴｓで示されている。「正極リングＩＤ」は、正極剤３の第１の部分８の内径であり、図３においてＩＤｐで示されている。「正極リングＯＤ」は、正極剤３の第１の部分８の外径であり、図３においてＯＤｐで示されている。「正極リング厚」は、正極剤３の第１の部分８の外径と正極剤３の第１の部分の内径との差である。正極剤３の第１の部分の厚さは「正極リング厚」の１／２となり、図３においてＴｐで示されている。「正極端子ＩＤ」は、凹部３１の内径であり、図３においてＩＤｈで示されている。「正極端子ＩＤ」は、凹部３１の内径であるため、凹部３１に充填された正極剤３の第２の部分９の外径でもある。

【0028】

次に、図２の「高さ方向」の欄の各項目について説明する。「リングＨｅｉｇｈｔ」は、正極缶１１の底部１６の内面１６ａから正極剤３の第１の部分８の端面３ａまでの距離であり、図３においてＨｐで示されている。「正極端子出」は、凹部３１の深さであり、図３においてＨｈで示されている。「正極端子出」は、凹部３１の深さであるため、凹部３１に充填された正極剤３の第２の部分９の高さでもある。「セパ底～ゲル面」は、セパレータ７の底部２２の内面から負極剤５の端面５ａまでの距離であり、図３においてＨｍで示されている。

【0029】

次に、図２の「体積表面積」の欄の各項目について説明する。「正極体積１」は、正極剤３の第１の部分８の体積である。「正極体積２」は、正極剤３の第２の部分９の体積である。「正極体積」は、正極剤３全体の体積、すなわち正極体積１と正極体積２との和である。「負極体積」は、負極剤５の体積である。「ゲル接セパ表面積１」は、負極剤５が正極剤３の第１の部分８と対向する領域の面積である。この「ゲル接セパ表面積１」は、負極剤５の外周面の面積とも換言できるし、セパレータ７の筒部２１の内周面の面積とも換言できる。「ゲル接セパ表面積２」は、負極剤５が正極剤３の第２の部分９と対向する領域の面積である。これは、軸３０に沿って見た場合の凹部３１の面積であるとも換言できる。「正負極剤充填体積Ｖ」は、第１の部分８と第２の部分９とを含めた正極剤３の体積である。「正負極剤充填体積Ｖ」は、「正極体積」と「負極体積」との和となる。「正負極剤対向面積Ｓ」は、「ゲル接セパ表面積１」と「ゲル接セパ表面積２」との和となる。「Ｓ／Ｖ」は、正負極剤充填体積Ｖと正負極剤対向面積Ｓとの比である。

【0030】

次に、「体積表面積の指数」の欄の各項目について説明する。「正極体積指数」は、従来例の正極体積と各実施例、各比較例の正極体積との比率を示す。この指数が１００を超えていれば従来例よりも正極体積が大きくなっていることを示す。「負極体積指数」は、従来例の負極体積と各実施例、各比較例の負極体積との比率を示す。この指数が１００を超えていれば従来例よりも負極体積が大きくなっていることを示す。「正負極剤充填体積指数」は、従来例の正負極剤充填体積と各実施例、各比較例の正負極剤充填体積との比率を示す。この指数が１００を超えていれば従来例よりも正負極剤充填体積が大きくなっていることを示す。「正負極剤対向面積指数」は、従来例の正負極剤対向面積と各実施例、各比較例の正負極剤対向面積との比率を示す。この指数が１００を超えていれば従来例よりも正負極剤対向面積が大きくなっていることを示す。

【0031】

次に、「変更点」の欄の各項目について説明する。「正極端子充填」は、正極端子１７の内側の空洞への正極剤３の充填の有無を示している。「正極端子充填」の「〇」は、正極端子１７の内側の空洞に正極剤３が充填されて第２の部分９が設けられていることを示している。従来例の電池では正極端子１７に正極剤３は充填されていない。「負極剤ＵＰ」は、負極剤５の外径が従来例に比べて大きくなっているか否かを示している。「負極剤ＵＰ」の「〇」は、負極剤５の外径が従来例に比べて大きいことを示している。なお、負極剤５の外径を大きくするためには、正極剤３の第１の部分８の内径を大きくする必要がある。「正極肉厚化」は、正極剤３の第１の部分８が肉厚化されているか否か、具体的には、筒形である正極剤３の第１の部分８の厚さが従来例に比べて厚くなっているか否かを示している。「正極肉厚化」欄の「〇」は、第１の部分８の厚さが従来例よりも厚くなっていることを示す。「正極リングＩＤｕｐ量」は、正極剤３の第１の部分８の内径の従来例からの拡大量を示す。「正極リングＯＤｕｐ量」は、正極剤３の第１の部分８の外径の従来例からの拡大量を示す。

【0032】

次に、「放電性能ｎ＝９平均」欄の各項目について説明する。「５０ｍＡ連続（終止：０．９Ｖ）」は、軽負荷放電試験の結果を従来例と比較したものである。具体的には、５０ｍＡの放電で終止電圧０．９Ｖより小さくなる前に電池が放電していた持続時間について従来例との比を示している。「５０ｍＡ連続（終止：０．９Ｖ）」が１００を超えていれば軽負荷放電試験において従来例より持続時間が長いことを示す。「２５０ｍＡ連続（終止：０．９Ｖ）」は、中負荷放電試験の結果を従来例と比較したものである。具体的には、２５０ｍＡの放電で終止電圧０．９Ｖより小さくなる前に電池が放電していた持続時間について従来例との比を示している。「２５０ｍＡ連続（終止：０．９Ｖ）」が１００を超えていれば中負荷放電試験において従来例より持続時間が長いことを示す。「５００ｍＡ連続（終止：０．９Ｖ）」は、重負荷放電試験の結果を従来例と比較したものである。具体的には、５００ｍＡの放電で終止電圧０．９Ｖより小さくなる前に電池が放電していた持続時間について従来例との比を示している。「５００ｍＡ連続（終止：０．９Ｖ）」が１００を超えていれば重負荷放電試験において従来例より持続時間が長いことを示す。

【0033】

正極剤３と負極剤５とが充填された電池１では、充填された正極剤３の体積と負極剤５の体積が大きいほうが放電性能が高くなる。正極剤３の体積と負極剤５の体積を増やすには、電池１の外径を大きくすればよい。しかしながら、電池１の外径は規格で定められており、外径を大きくして放電性能を向上させることには限界がある。また、正極剤３と負極剤５とが対向する面積である正負極剤対向面積の大きさも放電性能の向上に寄与する。具体的には、正負極剤対向面積が大きいほど放電性能が向上する。

【0034】

＜実施例１の評価＞
実施例１では、正極端子１７の内側の空洞にも正極剤３が充填されて第２の部分９が設けられている。実施例１では、従来例に比べて第２の部分９が設けられたことで正極剤３の体積が大きくなっている。また、正極剤３に第２の部分９が設けられることで、セパレータ７の底部２２側でも正負極剤対向面積が発生する（図２のゲル接セパ表面積２も参照）。このように、正極剤３の体積が大きくなるとともに、正負極剤対向面積が大きくなることで、電池１の実施例１では軽負荷放電試験、中負荷放電試験、重負荷放電試験のすべてで放電性能の向上が確認された。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．２０１となっている。

【0035】

＜実施例２の評価＞
実施例２では、実施例１と同様に正極端子１７の内側の空洞にも正極剤３が充填されて第２の部分９が設けられている。実施例２では、さらに正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなっている。具体的には図２の正極リングＩＤｕｐ量に示す通り、正極剤３の第１の部分８の内径が０．０５ｍｍ大きくなっている。これにより、第１の部分８の内側に充填される負極剤５の体積が大きくなる。また、負極剤５の外周面の面積が大きくなることで、正負極剤対向面積も大きくなる（図２のゲル接セパ表面積１も参照）。なお、正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなることで、第１の部分８では正極剤３の体積が従来例よりも小さくなっている。しかしながら、正極剤３に第２の部分９が設けられていることで、正極剤３の全体としての体積は従来例から変化していない（図２の正極体積も参照）。このように、正負極剤対向面積および負極剤５の体積を大きくしつつ、正極剤３の体積を維持することで、電池１の実施例２では軽負荷放電試験、中負荷放電試験、重負荷放電試験のすべてで放電性能の向上が確認された。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．２０２となっている。

【0036】

＜実施例３の評価＞
実施例３では、実施例１と同様に正極端子１７の内側の空洞にも正極剤３が充填されて第２の部分９が設けられている。実施例３では、さらに正極剤３の第１の部分８の内径が従来例より大きくなっている。具体的には図２の正極リングＩＤｕｐ量に示す通り、正極剤３の第１の部分８の内径が０．１０ｍｍ大きくなっている。正極剤３の第１の部分８の内径は、実施例２よりも大きくなっている。これにより、第１の部分８の内側に充填される負極剤５の体積が大きくなる。また、負極剤５の外周面の面積が大きくなることで、正負極剤対向面積も大きくなる（図２のゲル接セパ表面積１も参照）。なお、正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなることで、第１の部分８では正極剤３の体積が従来例よりも小さくなっている。実施例３では、正極剤３に第２の部分９が設けられているものの、正極剤３の全体としての体積も従来例より小さくなっている（図２の正極体積も参照）。このように、正極剤３の全体としての体積は従来例よりも小さくなっているものの、正負極剤対向面積および負極剤５の体積を大きくすることで、電池１の実施例３では軽負荷放電試験、中負荷放電試験、重負荷放電試験のすべてで放電性能の向上が確認された。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．２０３となっている。

【0037】

＜実施例４の評価＞
実施例４では、実施例１と同様に正極端子１７の内側の空洞にも正極剤３が充填されて第２の部分９が設けられている。実施例４では、さらに正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなっている。具体的には図２の正極リングＩＤｕｐ量に示す通り、正極剤３の第１の部分８の内径が従来例よりも０．１５ｍｍ大きくなっている。正極剤３の第１の部分８の内径は、実施例２よりも大きくなっている。これにより、第１の部分８の内側に充填される負極剤５の体積が大きくなる。また、負極剤５の外周面の面積が大きくなることで、正負極剤対向面積も大きくなる（図２のゲル接セパ表面積１も参照）。なお、正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなることで、第１の部分８では正極剤３の体積が従来例よりも小さくなっている。実施例４では、正極剤３に第２の部分９が設けられているものの、正極剤３の全体としての体積も従来例より小さくなっている（図２の正極体積も参照）。このように、正極剤３の全体としての体積は従来例よりも小さくなっているものの、正負極剤対向面積および負極剤５の体積を大きくすることで、電池１の実施例４では、軽負荷放電試験での放電性能の向上は確認されないが、中負荷放電試験、重負荷放電試験での放電性能の向上が確認された。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．２０５となっている。

【0038】

＜比較例１の評価＞
比較例１では、実施例１と同様に正極端子１７の内側の空洞にも正極剤３が充填されている。比較例１では、さらに正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなっている。具体的には図２の正極リングＩＤｕｐ量に示す通り、正極剤３の第１の部分８の内径が従来例よりも０．２０ｍｍ大きくなっており、上述した実施例１～４のいずれよりも大きくなっている。これにより、第１の部分８の内側に充填される負極剤５の体積が大きくなる。また、負極剤５の外周面の面積が大きくなることで、正負極剤対向面積も大きくなる（図２のゲル接セパ表面積１も参照）。なお、正極剤３の第１の部分８の内径が大きくなることで、第１の部分８では正極剤３の体積が従来例よりも小さくなっている。比較例１では、正極剤３に第２の部分９が設けられているものの、正極剤３の全体としての体積も従来例より小さくなっている（図２の正極体積も参照）。比較例１では、正負極剤対向面積および負極剤５の体積を大きくしたものの、正極剤３の体積の減少が大きく正極電気容量が減ってしまい、低負荷放電試験での放電性能が従来例よりも低下することが確認された。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．２０６となっている。

【0039】

＜比較例２の評価＞
比較例２では、実施例１とは異なり正極端子１７の内側の空洞に正極剤３は充填されていない。比較例２では、正極剤３の第１の部分８の内径は大きくせずに外径を大きくしている。具体的には図２の正極リングＯＤｕｐ量に示す通り、正極剤３の第１の部分８の外径が従来例よりも０．０３ｍｍ大きくなっている。これにより、正極剤３が肉厚化されて体積が大きくなる。一方、負極剤５の体積は従来例と変わらず、正負極剤対向面積も変わらない（図２のゲル接セパ表面積１も参照）。比較例２では、正極剤３が正極剤３の体積が大きくなっているものの、正負極剤対向面積が変わっていないため、重負荷放電試験では放電性能の向上が確認できなかった。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．１９８となっている。なお、比較例２では、正極剤３の外径を大きくしているため、正極缶１１の外径も大きくなってしまう。したがって、比較例２では軽負荷放電試験および中負荷放電試験での放電性能の向上は確認されているが、規格で定められた正極缶１１の外径では放電性能の向上を得ることはできない。

【0040】

＜比較例３の評価＞
比較例３では、実施例１とは異なり正極端子１７の内側の空洞に正極剤３は充填されていない。比較例３では、正極剤３の第１の部分８の内径と外径の両方を従来例より大きくしている。具体的には図２の正極リングＩＤｕｐ量および正極リングＯＤｕｐ量に示す通り、正極剤３の第１の部分８の内径が従来例よりも０．０６ｍｍ大きく、外径が従来例よりも０．１０ｍｍ大きくなっている。これにより、正極剤３が肉厚化されて体積が大きくなるとともに、負極剤５の体積も大きくなっている。さらに、正負極剤対向面積も大きくなっている。このため、比較例３では、軽負荷放電試験、中負荷放電試験、重負荷放電試験のすべてで放電性能の向上が確認された。このとき、Ｓ／Ｖ＝０．１９７となっている。しかしながら、比較例２と同様に正極剤３の外径を大きくしているため、正極缶１１の外径も大きくなってしまう。したがって、比較例３では軽負荷放電試験、中負荷放電試験、重負荷放電試験のすべてで放電性能の向上が確認されているが、規格で定められた正極缶１１の外径では放電性能の向上を得ることはできない。

【0041】

＜評価のまとめ＞
以上説明したように、電池１の実施例１～４では、正極缶１１の外径を大きくせずに放電性能の向上を図ることができる。このときの正極剤３の体積と負極剤５の体積の和であるＶと正負極剤対向面積であるＳとは、０．２０１≦Ｓ／Ｖ≦０．２０５の関係を満たしている。したがって、正極端子１７の内側の空洞に正極剤３を充填して第２の部分９を設けつつ、正極剤３の第１の部分８の内径および負極剤５の外径を０．２０１≦Ｓ／Ｖ≦０．２０５の関係を満たす範囲にすることで、正極缶１１の外径を大きくせずに放電性能の向上を図ることができる。

【0042】

特に、正極剤３の内径を従来例よりも大きくして正負極剤対向面積を大きくしつつ、正極剤３が肉薄になることで減少した体積を正極端子１７の内側の空洞に正極剤３を充填して第２の部分９を設けて補うことで、実施例２～４のように放電性能の向上を図ることができる。このときのＳ／Ｖの範囲は、０．２０２≦Ｓ／Ｖ≦０．２０５となっている。

【0043】

さらに、実施例２，３のようにＳ／Ｖの範囲は、０．２０２≦Ｓ／Ｖ≦０．２０３とすることで、より高い放電性能を得ることができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 電池
３ 正極剤
３ａ 端面
５ 負極剤
５ａ 端面
７ セパレータ
８ 第１の部分
９ 第２の部分
１１ 正極缶
１５ 筒部
１６ 底部
１６ａ 内面
１６ｂ 外面
１７ 正極端子
１９ 内部空間
２１ 筒部
２２ 底部
３０ 軸

【図1】

【図2】

【図3】