特開 2024-15796 密閉型電池

(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】P2024015796

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】密閉型電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/342 20210101AFI20240130BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

H01M50/342 101

H01M50/15

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022118103

(22)【出願日】2022-07-25

(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

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】内田 陽三

(72)【発明者】

【氏名】江原 強

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友紀

(72)【発明者】

【氏名】土屋 詔一

(72)【発明者】

【氏名】浅井 正孝

(72)【発明者】

【氏名】浅野 剛史

(72)【発明者】

【氏名】内村 将大

【テーマコード（参考）】

5H011

5H012

【Ｆターム（参考）】

5H011AA13

5H011CC02

5H011CC06

5H012AA07

5H012BB02

5H012DD01

5H012DD05

5H012EE01

5H012FF01

5H012GG01

(57)【要約】

【課題】電池ケースの内圧が上昇して開弁圧に達した場合に、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出させることが可能な樹脂からなる安全弁を有する密閉型電池を提供する。
【解決手段】電極体５０と、電極体５０を収容する電池ケース３０と、を備える密閉型電池１において、電池ケース５０は、開口２１ｂを有し、電極体５０を収容するケース本体２１と、ケース本体２１の開口２１ｂを閉塞する板状の蓋体１０とを備える。蓋体１０は、樹脂からなる安全弁１８を有する。安全弁１８には、蓋体１０の厚み方向に凹む形態の溝であって平面視環状の環状溝１８ｍが形成されている。安全弁１８のうち環状溝１８ｍの底１８ｔが形成されている平面視環状の部位は、安全弁１８のうちで最も厚みが薄い環状最薄部１８ｓである。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極体と、前記電極体を収容する電池ケースと、を備える密閉型電池において、
前記電池ケースは、
開口を有し、前記電極体を収容するケース本体と、
前記ケース本体の前記開口を閉塞する板状の蓋体と、を備え、
前記蓋体は、樹脂からなる安全弁を有し、
前記安全弁には、前記蓋体の厚み方向に凹む形態の溝であって平面視環状の環状溝が形成されており、
前記安全弁のうち前記環状溝の底が形成されている平面視環状の部位は、前記安全弁のうちで最も厚みが薄い環状最薄部である
密閉型電池。

【請求項2】

請求項１に記載の密閉型電池であって、
前記環状溝は、平面視円環状をなす円環状溝であり、
前記環状最薄部は、平面視円環状をなす円環状最薄部である
密閉型電池。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の密閉型電池であって、
前記安全弁には、前記溝として、前記環状溝に加えて、平面視で前記環状溝に囲まれた領域を２等分する平面視直線状の直線状溝も形成されており、
前記安全弁のうちで最も厚みが薄い最薄部は、前記安全弁のうち前記直線状溝の底が形成されている平面視直線状の部位である直線状最薄部と、前記環状最薄部とである
密閉型電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、密閉型電池に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電極体と、この電極体を収容する金属製の電池ケースと、を備える密閉型電池が開示されている。電池ケースは、開口を有する矩形箱状のケース本体と、このケース本体の開口を閉塞する金属製の蓋部材と、を備える。ケース本体と蓋部材とは、溶接により一体とされ、電池ケースを構成している。蓋部材の中央部には、安全弁が設けられている。この安全弁は、蓋部材と一体的に金属によって形成されている。

【0003】

安全弁は、蓋部材の他の部分よりも薄く形成されると共に、その上面には溝が形成されている。これにより、安全弁は、電池ケースの内部の内圧が所定圧力（開弁圧）に達した際に作動する。すなわち、電池ケースの内圧が開弁圧に達すると、安全弁のうち溝が形成されている部位（平面視で溝の底と重なる部位）が破断することによって安全弁が開弁し、電池ケースの内部のガスが外部に放出される。これにより、電池ケースの内圧が上昇し過ぎる（危険な内圧に達する）ことを防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－０４１６６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、前述の安全弁に形成されている溝は、平面視直線状の溝である。このため、電池ケースの内圧が開弁圧に達すると、安全弁のうち溝が形成されている直線状部位が破断することによって、スリット形状のガス排出孔が形成され、このスリット形状のガス排出孔を通じて電池ケースの外部にガスが排出される。しかしながら、スリット形状のガス排出孔では、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出させることが難しかった。このため、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出させることができる安全弁が求められていた。さらには、多種多様な密閉型電池に対して、安全弁を簡易に且つ適切に形成するために、安全弁を樹脂製にすることが求められていた。

【0006】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池ケースの内圧が上昇して開弁圧に達した場合に、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出させることが可能な樹脂からなる安全弁を有する密閉型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】

【0007】

(1)本発明の一態様は、電極体と、前記電極体を収容する電池ケースと、を備える密閉型電池において、前記電池ケースは、開口を有し、前記電極体を収容するケース本体と、前記ケース本体の前記開口を閉塞する板状の蓋体と、を備え、前記蓋体は、樹脂からなる安全弁を有し、前記安全弁には、前記蓋体の厚み方向に凹む形態の溝であって平面視環状の環状溝が形成されており、前記安全弁のうち前記環状溝の底が形成されている平面視環状の部位は、前記安全弁のうちで最も厚みが薄い環状最薄部である密閉型電池である。

【0008】

上述の密閉型電池では、安全弁のうち環状溝の底が形成されている平面視環状の部位が、安全弁のうちで最も厚みが薄い環状最薄部となっている。すなわち、安全弁のうち平面視で環状溝の底と重なる環状の部位が、安全弁のうちで最も厚みが薄い環状最薄部となっている。このため、電池ケースの内圧が開弁圧に達することによって安全弁が開裂するときは、環状最薄部が破断することによって、環状最薄部の破断面に囲まれた筒状のガス排出孔が形成される。例えば、環状溝が平面視円環状である安全弁の場合は、環状最薄部は、環状溝の底と同等の平面視円環状を有する円環状最薄部となるので、当該安全弁が開裂するときは、円環状最薄部が破断することによって、円環状最薄部の破断面に囲まれた円筒形状（または略円筒形状）のガス排出孔が形成される。

【0009】

以上説明したように、上述の密閉型電池では、電池ケースの内圧が開弁圧に達したときは、安全弁の環状最薄部が破断することによって筒状のガス排出孔が形成されるので、電池ケース内のガスが外部に排出され易くなる。このため、電池ケース内で発生したガスによって電池ケースの内圧が上昇して開弁圧に達した場合には、筒状のガス排出孔を通じて電池ケース内のガスを速やかに外部に排出して、電池ケースの内圧を速やかに低減することができる。

【0010】

なお、環状溝としては、平面視円環状の円環状溝、平面視楕円環状の楕円状溝などを挙げることができる。また、安全弁には、溝として、環状溝のみならず、他の溝（例えば、直線状の溝）が形成されていても良い。この場合、前記安全弁のうちで最も厚みが薄い部位は、環状最薄部のみならず、安全弁のうち他の溝の底が形成されている部位も含まれるようにしても良い。すなわち、前記安全弁のうちで最も厚みが薄い最薄部は、環状最薄部と、前記他の溝によって構成される他の最薄部とであっても良い。

【0011】

また、蓋体としては、例えば、金属板からなる蓋本体部であって当該蓋本体部を厚み方向に貫通する筒状の貫通孔を有する蓋本体部と、前記貫通孔を閉塞する安全弁と、を備える蓋体を挙げることができる。また、蓋体として、樹脂からなる樹脂蓋体であって、当該樹脂蓋体の一部として安全弁を含む樹脂蓋体を挙げることもできる。

【0012】

(2)さらに、前記(1)の密閉型電池であって、前記環状溝は、平面視円環状をなす円環状溝であり、前記環状最薄部は、平面視円環状をなす円環状最薄部である密閉型電池とすると良い。

【0013】

環状最薄部を円環状最薄部とすることで、安全弁が開裂するときは、円環状最薄部が破断することによって、円環状最薄部の破断面に囲まれた円筒形状（または略円筒形状）のガス排出孔を形成することができる。これにより、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出して、電池ケースの内圧を速やかに低減することができる。

【0014】

(3)さらに、前記(1)または(2)の密閉型電池であって、前記安全弁には、前記溝として、前記環状溝に加えて、平面視で前記環状溝に囲まれた領域を２等分する平面視直線状の直線状溝も形成されており、前記安全弁のうちで最も厚みが薄い最薄部は、前記安全弁のうち前記直線状溝の底が形成されている平面視直線状の部位である直線状最薄部と、前記環状最薄部とである密閉型電池とすると良い。

【0015】

上述の密閉型電池では、安全弁の最薄部として、環状最薄部に加えて、直線状最薄部を有する。なお、直線状最薄部は、平面視で環状最薄部によって囲まれた領域を２等分する平面視直線状の最薄部である。従って、安全弁が開裂するときは、直線状最薄部と環状最薄部が破断する。このため、環状最薄部のみが破断することによってガス排出孔が形成される場合よりも、速やかにガス排出孔を形成することが可能となり、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出して、電池ケースの内圧を速やかに低減することができる。

【0016】

(4)さらに、前記(1)～(3)のいずれかの密閉型電池であって、前記環状溝は、当該溝の開口から前記底に向かうにしたがって当該溝の幅寸法が小さくなる断面Ｖ字形状を有する密閉型電池とするのが好ましい。

【0017】

断面Ｖ字形状を有する溝は、底の幅寸法が極めて小さいので、環状最薄部の幅寸法（環状最薄部の内周と外周との間の距離であり、厚み方向に直交する方向の寸法）も極めて小さくなる。これにより、環状最薄部が破断することによって形成される破断面の位置精度が高くなるので、当該破断面に囲まれた筒状のガス排出孔の寸法精度が高くなる。これにより、複数の電池間において、ガス排出孔の大きさのバラツキを小さくすることができるので、ガス排出速度のバラツキを小さくすることができる。

【0018】

(5)さらに、前記(1)～(4)のいずれかの密閉型電池であって、前記蓋体は、金属板からなる蓋本体部であって、当該蓋本体部を厚み方向に貫通する筒状の貫通孔を有する蓋本体部と、前記貫通孔を閉塞する前記安全弁と、を備え、前記蓋本体部は、前記貫通孔の開口を囲む環状シール面を含み、前記安全弁は、前記環状シール面と気密に接合する環状接合部と、平面視で前記貫通孔の内側に位置する平板状部位と、を有し、前記環状溝及び前記環状最薄部は、前記平板状部位に形成されており、前記電池ケースの内圧が開弁圧に達すると、前記環状最薄部が破断することによって、前記環状最薄部の破断面に囲まれた筒状のガス排出孔が形成される密閉型電池とするのが好ましい。

【0019】

上述の密閉型電池では、安全弁は、金属板からなる蓋本体部の貫通孔を閉塞する態様の安全弁である。この安全弁は、蓋本体部のうち貫通孔の開口を囲む環状シール面と気密に接合する環状接合部を有する。このような環状接合部を有することで、安全弁が蓋本体部に対して気密に接合されると共に、貫通孔が安全弁によって封止される。
さらに、この安全弁では、環状溝及び環状最薄部が、平面視で貫通孔の内側に位置する平板状部位に形成されている。従って、電池ケースの内圧が開弁圧に達すると、環状最薄部が破断することによって、環状最薄部の破断面に囲まれた筒状のガス排出孔が、平面視で貫通孔の内側の位置に形成される。これにより、環状最薄部の破断面に囲まれた筒状のガス排出孔の全体を通じて、電池ケース内のガスを外部に排出することができる。

【0020】

(6)さらに、前記(5)の密閉型電池であって、前記環状シール面は、凹凸形状を有する環状粗化面であり、前記安全弁は、前記環状粗化面の凹部内に前記環状接合部を形成する樹脂が入り込む態様で、前記環状粗化面と気密に接合している密閉型電池とするのが好ましい。

【0021】

上述の密閉型電池では、蓋本体部の環状粗化面の凹部内に環状接合部を形成する樹脂が入り込む態様で、安全弁の環状接合部が環状粗化面と気密に接合している。換言すれば、蓋本体部の環状粗化面の凸部が、安全弁の環状接合部に食い込むことによるアンカー効果によって、安全弁の環状接合部が環状粗化面と気密に接合している。このため、安全弁の環状接合部と蓋本体部の環状粗化面との間の気密性が高くなるので、密閉型電池の気密性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態にかかる密閉型電池の平面図（上面図）である。

【図2】同密閉型電池の正面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ断面図である。

【図4】図３のＣ部拡大図である。

【図5】蓋体のうち安全弁を含む部位の下面視拡大図である。

【図6】図１のＪ－Ｊ断面図である。

【図7】蓋体の平面図（上面図）である。

【図8】図７のＤ－Ｄ断面図である。

【図9】蓋本体部の平面図（上面図）である。

【図10】図９のＥ－Ｅ断面図である。

【図11】図１０のＦ部拡大図である。

【図12】実施形態の安全弁が開裂したときの説明図である。

【図13】比較例１にかかる蓋体のうち安全弁を含む部位の下面視拡大図である。

【図14】同蓋体のうち安全弁を含む部位の拡大断面図である。

【図15】比較例１の安全弁が開裂したときの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態の密閉型電池１は、リチウムイオン二次電池であり、電池ケース３０と、電池ケース３０内に収容された電極体５０と、正極端子４１と、負極端子４２とを備える（図１～図３参照）。電池ケース３０は、ハードケースであり、直方体箱状をなしている。この電池ケース３０は、角形有底筒状をなす金属製のケース本体２１と、ケース本体２１の開口２１ｂを閉塞する矩形平板状の蓋体１０とを備える（図１～図３参照）。蓋体１０は、金属からなる平板状の蓋本体部１１と、樹脂からなる安全弁１８とを有する。

【0024】

蓋本体部１１には、２つの矩形筒状の第１貫通孔１６及び第２貫通孔１７が形成されている（図７及び図９参照）。第１貫通孔１６には正極端子４１が挿通されており、第２貫通孔１７には負極端子４２が挿通されている（図１及び図２参照）。なお、蓋本体部１１の第１貫通孔１６の内周面と正極端子４１の外周面との間、及び、蓋本体部１１の第２貫通孔１７の内周面と負極端子４２の外周面との間には、筒状の絶縁部材（図示省略）が介在している。さらに、蓋本体部１１には、当該蓋本体部１１を厚み方向に貫通する円筒形状の第３貫通孔１２が形成されている（図３参照）。この第３貫通孔１２は、蓋本体部１１の外表面１１ｂ（上面）と内表面１１ｃ（下面）との間を貫通する。

【0025】

電極体５０は、正極板６０と、負極板７０と、正極板６０と負極板７０との間に介在するセパレータ８０と、を有する。より具体的には、電極体５０は、複数枚の正極板６０と、複数枚の負極板７０と、複数枚のセパレータ８０とを備え、正極板６０と負極板７０とがセパレータ８０を介して、積層方向ＤＬに交互に積層された積層電極体である（図３参照）。なお、電極体５０の内部には、図示しない電解液が含まれている。電池ケース３０の内部の底面側にも、図示しない電解液が収容されている。電極体５０のうち正極板６０は、正極集電タブ（図示なし）を通じて正極端子４１に接続されている。また、負極板７０は、負極集電タブ（図示なし）を通じて負極端子４２に接続されている。

【0026】

また、蓋本体部１１は、第３貫通孔１２の開口１２ｂを囲む円環状の環状シール面１５を含む（図９～図１１参照）。本実施形態では、蓋本体部１１の外表面１１ｂのうち第３貫通孔１２の開口１２ｂを囲む円環状の孔周囲面１３が、環状シール面１５となっている。

【0027】

さらに、蓋体１０は、蓋本体部１１の第３貫通孔１２を閉塞する安全弁１８を備える。この安全弁１８は、鍔付きの有底円筒状をなし、環状シール面１５と気密に接合する環状接合部１８ｂと、平面視で第３貫通孔１２の内側に位置する内側部１８ｃとを有する（図３及び図４参照）。内側部１８ｃは、蓋本体部１１の厚み方向（図３において上下方向）に延びる円筒状部位１８ｊと、この円筒状部位１８ｊの内周面に対して径方向内側に位置する円板状の平板状部位１８ｈとからなる。なお、本実施形態では、安全弁１８は、有底円筒形状をなす第１部位１８ｄと、第１部位１８ｄの外周面に対して径方向外側に位置する円環状の第２部位１８ｆとからなる。第１部位１８ｄが、内側部１８ｃとなっており、第２部位１８ｆのうち環状シール面１５に近接する部位が、環状接合部１８ｂとなっている。

【0028】

なお、安全弁１８は、電解液の透過性が低い樹脂によって形成するのが好ましく、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＡＳ（ポリアリーレンサルファイド）、オレフィン樹脂、またはフッ素樹脂によって形成するのが好ましい。本実施形態では、ＰＰＳによって安全弁１８を形成している。

【0029】

前述のように、安全弁１８は、環状シール面１５と気密に接合する環状接合部１８ｂを有している（図３及び図４参照）。なお、環状接合部１８ｂは、平面視円環状をなしている（図９参照）。このような環状接合部１８ｂを有することで、安全弁１８が蓋本体部１１に対して気密に接合されると共に、第３貫通孔１２が安全弁１８によって封止される。

【0030】

特に、本実施形態では、蓋本体部１１の環状シール面１５は、凹凸形状を有する環状粗化面１４である（図１０及び図１１参照）。この環状粗化面１４は、平面視円環状をなしている（図９参照）。そして、安全弁１８は、環状粗化面１４の凹部１４ｂ内に、環状接合部１８ｂを形成する樹脂が入り込む態様で、環状粗化面１４と気密に接合している（図４参照）。換言すれば、環状粗化面１４の凸部１４ｃが、安全弁１８の環状接合部１８ｂに食い込むことによるアンカー効果によって、安全弁１８の環状接合部１８ｂが環状粗化面１４と気密に接合している。このため、環状接合部１８ｂと環状粗化面１４との間の気密性が高くなるので、密閉型電池１の気密性を高めることができる。

【0031】

なお、環状粗化面１４は、蓋本体部１１の外表面１１ｂの孔周囲面１３に対して、公知の表面粗化処理を行うことによって形成することができる。表面粗化処理としては、例えば、レーザ表面処理、サンドブラスト処理、陽極酸化処理などを挙げることができる。このうち、レーザ表面処理としては、例えば、特開２０２２－２８５８７号公報に開示されているレーザ表面処理を挙げることができる。なお、本実施形態では、レーザ表面処理によって、蓋本体部１１の孔周囲面１３を環状粗化面１４にしている。

【0032】

また、蓋本体部１１と安全弁１８とは、インサート成形によって一体成形されている。具体的には、蓋本体部１１と安全弁１８とは、インサート成形によって蓋本体部１１に安全弁１８が一体成形された蓋体１０（インサート成形品）を構成している（図７及び図８参照）。この蓋体１０は、以下のようにして作製される。具体的には、まず、環状粗化面１４を有する蓋本体部１１（図９～図１１参照）を用意する。次いで、この蓋本体部１１をインサート部品として、樹脂の射出成形によって安全弁１８を成形することで、蓋本体部１１と安全弁１８とが一体成形された蓋体１０（インサート成形品、図７及び図８参照）が作製される。

【0033】

このように、インサート成形によって蓋本体部１１と安全弁１８とが一体成形された蓋体１０を用いることで、蓋本体部１１に形成されている第３貫通孔１２が安全弁１８によって封止された密閉型電池１を、容易に且つ適切に製造することができる。なお、安全弁１８を成形するために射出された樹脂の一部（環状接合部１８ｂになる樹脂）が、蓋本体部１１の環状粗化面１４の凹部１４ｂ内に入り込むことで、安全弁１８の環状接合部１８ｂが蓋本体部１１の環状粗化面１４と気密に接合する（図４参照）。

【0034】

ところで、安全弁１８の平板状部位１８ｈの下面１８ｇ側には、蓋体１０及び蓋本体部１１の厚み方向に凹む形態の溝であって、平面視円環状の円環状溝１８ｍが形成されている（図５及び図６参照）。さらに、安全弁１８のうち円環状溝１８ｍの底１８ｔが形成されている平面視円環状の部位は、安全弁１８のうちで最も厚みが薄い円環状最薄部１８ｓとなっている。すなわち、安全弁１８のうち平面視で円環状溝１８ｍの底１８ｔと重なる環状の部位が、安全弁１８のうちで最も厚みが薄い円環状最薄部１８ｓとなっている（図５及び図６参照）。

【0035】

このため、電池ケース３０の内圧が開弁圧に達することによって安全弁１８が開裂するときは、円環状最薄部１８ｓが破断することによって、円環状最薄部１８ｓの破断面１８ｖに囲まれた円筒形状（または略円筒形状）のガス排出孔ＧＨ１が形成される（図１２参照）。

【0036】

以上説明したように、本実施形態の密閉型電池１では、電池ケース３０の内圧が開弁圧に達したときは、安全弁１８の円環状最薄部１８ｓが破断することによって円筒状のガス排出孔ＧＨ１が形成されるので、電池ケース３０内のガスが外部に排出され易くなる。このため、電池ケース３０内で発生したガスによって電池ケース３０の内圧が上昇して開弁圧に達した場合には、円筒状のガス排出孔ＧＨ１を通じて電池ケース３０内のガスを速やかに外部に排出して、電池ケース３０の内圧を速やかに低減することができる。

【0037】

しかも、本実施形態の安全弁１８には、前記溝として、円環状溝１８ｍに加えて、平面視で円環状溝１８ｍに囲まれた領域ＳＡを２等分する平面視直線状の直線状溝１８ｎも形成されている（図５及び図６参照）。そして、安全弁１８のうちで最も厚みが薄い最薄部は、安全弁１８のうち直線状溝１８ｎの底１８ｕが形成されている平面視直線状の部位である直線状最薄部１８ｒと、円環状最薄部１８ｓとになっている。すなわち、安全弁１８の最薄部として、円環状最薄部１８ｓに加えて、直線状最薄部１８ｒを有する。なお、直線状最薄部１８ｒは、平面視で円環状最薄部１８ｓによって囲まれた領域を２等分する平面視直線状の最薄部である。

【0038】

従って、安全弁１８が開裂するときは、直線状最薄部１８ｒと円環状最薄部１８ｓが破断する。このため、円環状最薄部１８ｓのみが破断することによってガス排出孔ＧＨ１が形成される場合よりも、速やかにガス排出孔ＧＨ１を形成することが可能となり、電池ケース３０内のガスを速やかに外部に排出して、電池ケース３０の内圧を速やかに低減することができる。

【0039】

さらに、本実施形態では、円環状溝１８ｍは、当該円環状溝１８ｍの開口から底１８ｔに向かうにしたがって当該円環状溝１８ｍの幅寸法が小さくなる断面Ｖ字形状を有する。このような断面Ｖ字形状を有する円環状溝１８ｍは、底１８ｔの幅寸法が極めて小さいので、円環状最薄部１８ｓの幅寸法（円環状最薄部１８ｓの内周と外周との間の距離であり、厚み方向に直交する方向の寸法）も極めて小さくなる。これにより、円環状最薄部１８ｓが破断することによって形成される破断面１８ｖの位置精度が高くなるので、当該破断面１８ｖに囲まれた円筒状のガス排出孔ＧＨ１の寸法精度が高くなる。これにより、複数の密閉型電池１の間において、ガス排出孔ＧＨ１の大きさのバラツキを小さくすることができるので、ガス排出速度のバラツキを小さくすることができる。

【0040】

以上説明したように、本実施形態の密閉型電池１は、安全弁１８の環状接合部１８ｂを蓋本体部１１の環状シール面１５に気密に接合させる態様で電池ケース３０の内部を気密にしつつも、電池ケース３０の内圧が開弁圧に達した場合には、安全弁１８が開弁することによって電池ケース３０内のガスを外部に排出して、電池ケース３０の内圧が上昇し過ぎるのを防止することができる。

【0041】

ところで、安全弁１８の円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みを調整することで、安全弁１８の開弁圧を調整することが可能となる。円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みに応じて円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの破壊強度が変わるからである。なお、安全弁１８の開弁圧は、安全弁１８の円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの破壊によりガス排出孔ＧＨ１が形成されるときの、電池ケース３０の内圧である。

【0042】

本実施形態の密閉型電池１では、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴによって、安全弁１８の開弁圧を定めている。このように、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴによって開弁圧を設定することで、開弁圧を精度良く設定することができる。

【0043】

【表1】

【0044】

表１は、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴ（ｍｍ）と開弁圧（ＭＰａ）との対応表である。表１に示すように、例えば、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴを０．０６ｍｍとした密閉型電池１では、開弁圧を１．４ＭＰａに定めることができる。また、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴを０．１０ｍｍとした密閉型電池１では、開弁圧を２．０ＭＰａに定めることができる。また、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴを０．１５ｍｍとした密閉型電池１では、開弁圧を２．７ＭＰａに定めることができる。このように、安全弁１８の円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴによって、安全弁１８の開弁圧を定めることができる。

【0045】

＜実施例１と比較例１＞
実施例１として、円環状最薄部１８ｓ及び直線状最薄部１８ｒの厚みＴを０．０６ｍｍとした密閉型電池１を用意した。また、比較例１として、実施例１の密閉型電池１と比べて安全弁のみが異なる密閉型電池を用意した。具体的には、比較例１の安全弁１１８は、図１３及び図１４に示すように、実施例１の安全弁１８と比べて、溝として円環状溝１８ｍを有することなく直線状溝１１８ｎのみを有する点と、最薄部として円環状最薄部１８ｓを有することなく直線状最薄部１１８ｒのみを有する点とが異なり、その他は同等である。なお、比較例１の密閉型電池は、実施例１の密閉型電池１と同様に、直線状最薄部１１８ｒの厚みＴを０．０６ｍｍとしている。このため、比較例１の密閉型電池は、実施例１の密閉型電池１と同様に、開弁圧が１．４ＭＰａに定められている。

【0046】

＜ガス排出試験＞
実施例１及び比較例１の密閉型電池について、ガス排出試験を行った。具体的には、各々の密閉型電池について、電池電圧値が５．０Ｖに達するまで充電することで過充電状態とし、電池ケース内にガスを発生させた。これにより、各々の密閉型電池の内圧を、開弁圧の１．４ＭＰａにまで上昇させて、安全弁を開裂させた。そして、各々の密閉型電池について、安全弁が開裂した時から、電池ケース内のガスが無くなるまでの時間（ガス排出時間とする）を測定した。すなわち、安全弁の開裂によって電池ケース内からガスの排出が開始された時から、電池ケース内からガスの排出が終了するまでの、ガス排出時間を測定した。

【0047】

比較例１の密閉型電池では、ガス排出時間が１２．０秒となった。これに対し、実施例１の密閉型電池１では、ガス排出時間が４．２秒となり、比較例１の密閉型電池と比較して、ガス排出時間を約１／３の時間に短縮することができた。このような結果となった理由は、以下の通りである。

【0048】

比較例１の密閉型電池は、安全弁１１８の平板状部位１１８ｈに、溝として直線状溝１１８ｎのみを有し、最薄部として直線状最薄部１１８ｒのみを有する（図１３及び図１４）。このため、比較例１の密閉型電池では、電池ケースの内圧が開弁圧に達すると、図１５に示すように、安全弁１１８の直線状最薄部１１８ｒが破断することによって、スリット形状のガス排出孔ＧＨ２が形成され、このスリット形状のガス排出孔ＧＨ２を通じて電池ケースの外部にガスが排出される。しかしながら、スリット形状のガス排出孔ＧＨ２では、電池ケース内のガスを速やかに外部に排出させることが難しい。

【0049】

これに対し、実施例１の密閉型電池１は、安全弁１８の平板状部位１８ｈに、溝として円環状溝１８ｍを有し、最薄部として円環状最薄部１８ｓを有している（図５及び図６参照）。このため、実施例１の密閉型電池１では、電池ケース３０の内圧が開弁圧に達すると、安全弁１８の円環状最薄部１８ｓが破断することによって円筒状のガス排出孔ＧＨ１が形成されるので、スリット形状のガス排出孔ＧＨ２が形成される比較例１の密閉型電池に比べて、電池ケース３０内のガスが外部に排出され易くなる。このため、実施例１の密閉型電池１では、比較例１の密閉型電池と比較して、ガス排出時間を約１／３の時間に短縮することができた。

【0050】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【0051】

例えば、実施形態では、蓋体１０として、インサート成形によって蓋本体部１１に安全弁１８が一体成形された蓋体１０を用いた。しかしながら、蓋本体部１１に樹脂フィルムからなる樹脂安全弁を溶着した蓋体を用いるようにしても良い。また、蓋体として、樹脂からなる樹脂蓋体であって、当該樹脂蓋体の一部として安全弁を含む樹脂蓋体を用いるようにしても良い。この樹脂蓋体は、例えば、樹脂の射出成形によって作製することができる。

【0052】

また、実施形態の安全弁１８では、溝として円環状溝１８ｍと直線状溝１８ｎを設け、最薄部として円環状最薄部１８ｓと直線状最薄部１８ｒを設けた。しかしながら、溝として円環状溝１８ｍのみを設け、最薄部として円環状最薄部１８ｓのみを設けるようにしても良い。また、実施形態の安全弁１８では、環状溝として円環状溝１８ｍを設け、環状最薄部として円環状最薄部１８ｓを設けた。しかしながら、環状溝として、平面視楕円環状の楕円状溝など、他の形態の環状溝を設け、環状最薄部として、楕円状最薄部など、他の形態の環状最薄部を設けるようにしても良い。

【符号の説明】

【0053】

１ 密閉型電池
１０ 蓋体
１１ 蓋本体部
１２ 第３貫通孔
１４ 環状粗化面（環状シール面）
１４ｂ 凹部
１８ 安全弁
１８ｂ 環状接合部
１８ｈ 平板状部位
１８ｍ 円環状溝（環状溝）
１８ｎ 直線状溝
１８ｔ，１８ｕ 底
１８ｒ 直線状最薄部
１８ｓ 円環状最薄部（環状最薄部）
２１ ケース本体
２１ｂ 開口
３０ 電池ケース
５０ 電極体
ＧＨ１ ガス排出孔

【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】