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(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】P2024067800
(43)【公開日】2024-05-17
(54)【発明の名称】二次電池
(51)【国際特許分類】
H01M 50/109 20210101AFI20240510BHJP
H01M 50/153 20210101ALI20240510BHJP
H01M 50/166 20210101ALI20240510BHJP
H01M 50/181 20210101ALI20240510BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20240510BHJP
H01M 50/559 20210101ALI20240510BHJP
H01M 10/04 20060101ALN20240510BHJP
H01M 10/052 20100101ALN20240510BHJP
H01M 10/0587 20100101ALN20240510BHJP
H01M 10/054 20100101ALN20240510BHJP
【ＦＩ】
H01M50/109
H01M50/153
H01M50/166
H01M50/181
H01M50/184 E
H01M50/559
H01M10/04 W
H01M10/052
H01M10/0587
H01M10/054
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022178132
(22)【出願日】2022-11-07
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柴垣 利宏
【テーマコード（参考）】
5H011
5H028
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H011AA13
5H011DD11
5H011FF04
5H011GG02
5H011JJ04
5H011JJ11
5H028AA07
5H028BB01
5H028BB07
5H028CC05
5H028CC07
5H028CC08
5H028CC10
5H028CC12
5H029AJ12
5H029AK01
5H029AK03
5H029AL02
5H029AL06
5H029AL07
5H029AL11
5H029AM03
5H029AM07
5H029BJ03
5H029BJ14
5H029CJ06
5H029DJ02
5H029DJ03
5H029DJ05
5H029DJ14
5H029HJ12
5H043AA04
5H043BA17
5H043BA19
5H043CA07
5H043DA03
5H043DA08
(57)【要約】
【課題】より高い安全性を有する二次電池を提供する。
【解決手段】この二次電池は、電池素子と、外装部材と、外部端子とを備える。外装部材は、第１方向に貫通する貫通口を有し、電池素子を収容する。外部端子は、外装部材の貫通口と第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して外装部材に取り付けられている。外装部材は、貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部と、側壁部のうちの電池素子と蓋部との間に位置する中間部分から外装部材の内側に突出すると共に電池素子と第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部とを有する。
【選択図】図２
【解決手段】この二次電池は、電池素子と、外装部材と、外部端子とを備える。外装部材は、第１方向に貫通する貫通口を有し、電池素子を収容する。外部端子は、外装部材の貫通口と第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して外装部材に取り付けられている。外装部材は、貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部と、側壁部のうちの電池素子と蓋部との間に位置する中間部分から外装部材の内側に突出すると共に電池素子と第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部とを有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池素子と、
第１方向に貫通する貫通口を有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記外装部材の前記貫通口と前記第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して前記外装部材に取り付けられた外部端子と
を備え、
前記外装部材は、
前記貫通口が設けられた蓋部と、
前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、
前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部と、
前記側壁部のうちの前記電池素子と前記蓋部との間に位置する中間部分から前記外装部材の内側に突出すると共に前記電池素子と前記第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部と
を有する
二次電池。
第１方向に貫通する貫通口を有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記外装部材の前記貫通口と前記第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して前記外装部材に取り付けられた外部端子と
を備え、
前記外装部材は、
前記貫通口が設けられた蓋部と、
前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、
前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部と、
前記側壁部のうちの前記電池素子と前記蓋部との間に位置する中間部分から前記外装部材の内側に突出すると共に前記電池素子と前記第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部と
を有する
二次電池。
【請求項2】
前記凸部は、前記貫通口と連通する開口を構成する開口縁を含む
請求項１記載の二次電池。
請求項１記載の二次電池。
【請求項3】
前記凸部は、前記蓋部と当接する当接面を含む
請求項１記載の二次電池。
請求項１記載の二次電池。
【請求項4】
前記電池素子は、前記第１方向において前記蓋部と対向する上面と、前記第１方向において前記底部と対向する下面と、前記側壁部と対向する側面とを有し、
前記凸部は、前記電池素子の前記上面と対向する対向面を含む
請求項１記載の二次電池。
前記凸部は、前記電池素子の前記上面と対向する対向面を含む
請求項１記載の二次電池。
【請求項5】
前記底部と前記側壁部とは一体化された容器であり、
前記蓋部の外縁と前記容器の上端部とが嵌合している
請求項１記載の二次電池。
前記蓋部の外縁と前記容器の上端部とが嵌合している
請求項１記載の二次電池。
【請求項6】
前記凸部は、丸みを帯びた形状を有する先端部分を含む
請求項１記載の二次電池。
請求項１記載の二次電池。
【請求項7】
前記凸部は、前記側壁部の全周に亘って設けられた、前記電池素子を取り囲む円環状部分である
請求項１記載の二次電池。
請求項１記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話機などの多様な電子機器が普及しているため、小型かつ軽量であると共に高エネルギー密度を得ることが可能である電源として、二次電池の開発が進められている。この二次電池は、外装部材の内部に収納された正極、負極および電解質を備えており、その二次電池の構成に関しては、様々な検討がなされている（例えば特許文献１参照）。
【0003】
例えば特許文献１には、正極体と負極体とがセパレータを介して積層または捲回されてなる電極体と、その電極体を収納する外装ケースとを備える密閉型蓄電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－０４６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
二次電池の性能を改善するために様々な検討がなされている。しかしながら、二次電池の性能には改善の余地がある。
【0006】
したがって、高い安全性を有する二次電池を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施形態の二次電池は、電池素子と、第１方向に貫通する貫通口を有し、電池素子を収容する外装部材と、その外装部材の貫通口と第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して外装部材に取り付けられた外部端子とを備える。ここで外装部材は、貫通口が設けられた蓋部と、第１方向に電池素子を挟んで蓋部と対向する底部と、蓋部と底部とを繋ぐと共に電池素子を取り囲む側壁部と、その側壁部のうちの電池素子と蓋部との間に位置する中間部分から外装部材の内側に突出すると共に電池素子と第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一実施形態の二次電池によれば、外装部材の側壁部に凸部を設けるようにしたので、外装部材に収容される電池素子を安定的に保持することができる。したがって、二次電池に振動が加わった場合であっても電池素子に対する局所的な応力の印加を緩和することができ、高い安全性を得ることができる。
【0009】
なお、本開示の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本開示に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の一実施形態における二次電池の構成例を表す斜視図である。
【図4】二次電池の製造工程に用いられる外装缶の構成例を表す斜視図である。
【図5】変形例１の二次電池の構成例を表す断面図である。
【図6】実施例１の二次電池の各部位の寸法を説明する概略断面図である。
【図7】実施例２の二次電池の各部位の寸法を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池
１－１．構成
１－２．動作
１－３．製造方法
１－４．作用および効果
２．変形例
１．二次電池
１－１．構成
１－２．動作
１－３．製造方法
１－４．作用および効果
２．変形例
【0012】
＜１．二次電池＞
まず、本開示の一実施形態の二次電池に関して説明する。
まず、本開示の一実施形態の二次電池に関して説明する。
【0013】
ここで説明する二次電池は、扁平かつ柱状の立体的形状を有しており、いわゆるコイン型およびボタン型などと呼称されている。この二次電池は、後述するように、互いに対向する一対の底部と、その一対の底部の間に位置する側壁部とを有しており、その二次電池では、外径よりも高さが小さくなっている。この「外径」とは、一対の底部のそれぞれの直径（最大直径）であると共に、「高さ」とは、一方の底部の表面から他方の底部の表面までの距離（最大距離）である。なお、本実施の形態では、一方の底部と他方の底部とを結ぶ方向を高さ方向Ｚとしている。
【0014】
二次電池の充放電原理は、特に限定されないが、以下では、電極反応物質の吸蔵放出を利用して電池容量が得られる場合に関して説明する。この二次電池は、正極および負極と共に電解質を備えている。この二次電池では、充電途中において負極の表面に電極反応物質が析出することを防止するために、その負極の充電容量が正極の放電容量よりも大きくなっている。すなわち、負極の単位面積当たりの電気化学容量は、正極の単位面積当たりの電気化学容量よりも大きくなるように設定されている。
【0015】
電極反応物質の種類は、特に限定されないが、具体的には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属などの軽金属である。アルカリ金属は、リチウム、ナトリウムおよびカリウムなどであると共に、アルカリ土類金属は、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどである。
【0016】
以下では、電極反応物質がリチウムである場合を例に挙げる。リチウムの吸蔵放出を利用して電池容量が得られる二次電池は、いわゆるリチウムイオン二次電池である。このリチウムイオン二次電池では、リチウムがイオン状態で吸蔵放出される。
【0017】
＜１－１．構成＞
図１は、二次電池の斜視構成例を表している。図２は、図１に示した二次電池の断面構成例を表している。図３は、図２に示した電池素子４０の断面構成例を表している。ただし、図３では、電池素子４０の断面構成のうちの一部だけを拡大している。
図１は、二次電池の斜視構成例を表している。図２は、図１に示した二次電池の断面構成例を表している。図３は、図２に示した電池素子４０の断面構成例を表している。ただし、図３では、電池素子４０の断面構成のうちの一部だけを拡大している。
【0018】
【0019】
ここで説明する二次電池は、図１に示したように、外径Ｄよりも高さＨが小さい立体的形状、すなわち扁平かつ柱状の立体的形状を有している。ここでは、二次電池の立体的形状は、扁平かつ円筒（円柱）状である。なお、本実施の形態では、図１および図２のそれぞれにおける紙面上下方向を高さ方向Ｚとしている。したがって、高さＨは、本実施の形態の二次電池における高さ方向Ｚの寸法を意味する。また、外径Ｄは、本実施の形態の二次電池における高さ方向Ｚと直交する方向、すなわち水平面内方向の寸法を意味する。
【0020】
二次電池の寸法は、特に限定されないが、一例を挙げると、外径Ｄ＝３ｍｍ～３０ｍｍであると共に、高さＨ＝０．５ｍｍ～７０ｍｍである。ただし、高さＨに対する外径Ｄの比（Ｄ／Ｈ）は、１よりも大きくなっている。すなわち、外径Ｄのほうが高さＨよりも大きい。この比（Ｄ／Ｈ）の上限は、特に限定されないが、２５以下であることが好ましい。
【0021】
この二次電池は、図１～図３に示したように、外装缶１０と、外部端子２０と、電池素子４０と、正極リード５１とを備えている。ここでは、二次電池は、さらに、ガスケット３０と、負極リード５２と、シーラント６１および絶縁フィルム６３とを備えている。
【0022】
【0023】
ここでは、外装缶１０は、扁平かつ円柱状である二次電池の立体的形状に応じて、扁平かつ円柱状の立体的形状を有している。外装缶１０は、互いに溶接された収納部１１および蓋部１２を含んでいる。すなわち、収納部１１に蓋部１２が溶接されることにより、外装缶１０の内部空間は封止されている。
【0024】
収納部１１は、電池素子４０などを内部に収納する扁平かつ円柱状の収納部材である。収納部１１は、上端部が開放されていると共に下端部が閉塞されている中空の構造を有している。すなわち、収納部１１は、電池素子４０が高さ方向Ｚに挿通可能な挿通口として、上端部に開口部１１Ｋ（図２）を有している。
【0025】
図２に示したように、収納部１１は、底部１１Ｂと側壁部１１Ｗと凸部１１Ｐとを有している。収納部１１は、底部１１Ｂと側壁部１１Ｗと凸部１１Ｐとが一体化した容器である。容器である収納部１１の上端部、すなわち側壁部Ｍ３の上端部（開口部１１Ｋ）と、蓋部１２の外縁１２Ｔとが嵌合し、溶接されている。底部１１Ｂは、高さ方向Ｚに電池素子４０を挟んで蓋部１２と対向している。側壁部１１Ｗは、高さ方向Ｚに沿った中心軸を有する円筒部分である。側壁部１１Ｗは、蓋部１２と底部１１Ｂとを繋ぐと共に電池素子４０を取り囲んでいる。凸部１１Ｐは、側壁部１１Ｗのうちの電池素子４０と蓋部１２との間に位置する中間部分から外装缶１０の内側に向かって二次電池の径方向に突出している。凸部１１Ｐは、電池素子４０と高さ方向Ｚに重なり合う重なり部分ＯＬを含んでいる。凸部１１Ｐは、丸みを帯びた形状を有する先端部分１１ＡＳを含んでいてもよい。先端部分１１ＡＳは、蓋部１２の貫通口１２Ｋ（後述）と連通する開口部１１ＰＫを構成する開口縁でもある。凸部１１Ｐは、側壁部１１Ｗの内面に沿って全周に亘って設けられた、電池素子４０を取り囲む円環状部分である。凸部１１Ｐは、蓋部１２の下面１２ＬＳの周縁部と当接する当接面１１ＵＳを含む。さらに、凸部１１Ｐは、電池素子４０の上面と対向する対向面１１ＬＳを含んでいる。上記したように、外装缶１０は略円柱状であるので、蓋部１２および底部１１Ｂのそれぞれの外縁の平面形状は略円形であると共に、側壁部１１Ｗの外表面は凸型の湾曲面である。このように、凸部１１Ｐが存在することにより、外装缶１０の内部において電池素子４０が動きにくい状態となっている。したがって、二次電池１が振動および衝撃などの外力を受けた場合であっても、巻回電極体である電池素子４０の巻き崩れなどの不具合を抑制することができる。
【0026】
図２に示したように、蓋部１２は、収納部１１の開口部１１Ｋを閉塞する略円盤状の蓋部材であり、貫通口１２Ｋを有している。貫通口１２Ｋは、電池素子４０と外部端子２０とを互いに接続させるための接続経路として利用される。貫通口１２Ｋは、内径φ１２Ｋを有する。なお、凸部１１Ｐの開口部１１ＰＫを構成する開口縁である先端部分１１ＡＳの内径φ１１ＰＫは、貫通口１２Ｋの内径φ１２Ｋよりも大きくすることができる。但し、内径φ１１ＰＫは、電池素子４０の外径φ４０よりも小さい（φ１１ＰＫ＜φ４０）。蓋部１２の外縁１２Ｔは、上記したように、収納部１１の開口部１１Ｋに溶接されている。蓋部１２の下面１２ＬＳの周縁部は、上述したように凸部１１Ｐの当接面１１ＵＳと当接している。蓋部１２の下面１２ＬＳには、ガスケット３０を介して外部端子２０が取り付けられている。すなわち、蓋部１２は、ガスケット３０を介して外部端子２０を支持している。外部端子２０は、蓋部１２の貫通口１２Ｋと高さ方向Ｚに重なり合う位置に、ガスケット３０を介して蓋部１２に取り付けられている。外部端子２０は、外装缶１０から電気的に絶縁されている。
【0027】
なお、完成後の二次電池では、上記したように、蓋部１２が収納部１１に溶接された状態となっている。上述したように、開口部１１Ｋは蓋部１２により閉塞されている。したがって、二次電池の外観を見ても、収納部１１が開口部１１Ｋを有していたかどうかを確認することができないとも考えられる。
【0028】
しかしながら、蓋部１２が収納部１１に溶接されていると、外装缶１０の表面、より具体的には収納部１１と蓋部１２との境界部に溶接痕が残っている。その溶接痕の有無に基づいて、収納部１１が開口部１１Ｋを有していたかどうかを事後的に確認することができる。
【0029】
すなわち、外装缶１０の表面に溶接痕が残っている場合には、収納部１１が開口部１１Ｋを有していたということである。一方、外装缶１０の表面に溶接痕が残っていない場合には、収納部１１が開口部１１Ｋを有していなかったということである。
【0030】
上記したように、外装缶１０は、互いに物理的に分離されていた収納部１１および蓋部１２が互いに溶接されている缶であり、いわゆる溶接缶である。これにより、溶接後の外装缶１０は、全体として物理的に一体化された１個の部材であるため、事後的に収納部１１と蓋部１２とに分離できない状態である。
【0031】
溶接缶である外装缶１０は、加締め加工を用いて形成されたクリンプ缶とは異なる缶であり、いわゆるクリンプレス缶である。外装缶１０の内部において素子空間体積が増加するため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加するからである。この「素子空間体積」とは、電池素子４０を収納するために利用可能である外装缶１０の内部空間の体積（有効体積）である。
【0032】
また、溶接缶である外装缶１０は、互いに折り重なった部分を有していないと共に、２個以上の部材が互いに重なった部分を有していない。
【0033】
「互いに折り重なった部分を有していない」とは、外装缶１０の一部が互いに折り重なるように加工（折り曲げ加工）されていないことを意味している。また、「２個以上の部材が互いに重なった部分を有していない」とは、二次電池の完成後において外装缶１０が物理的に１個の部材であるため、その外装缶１０が事後的に２個以上の部材に分離できないことを意味している。すなわち、完成後の二次電池における外装缶１０の状態は、事後的に分離できるように２個以上の部材が互いに重なりながら組み合わされている状態でない。
【0034】
ここで、外装缶１０は導電性を有している。詳細には、収納部１１および蓋部１２のそれぞれが導電性を有している。外装缶１０は、負極リード５２を介して電池素子４０の負極４２と電気的に接続されている。このため、外装缶１０は、負極４２の外部接続用端子でもある。本実施の形態の二次電池は、外装缶１０とは別個に負極４２の外部接続用端子を備えていなくてもよいことから、負極４２の外部接続用端子の存在に起因する素子空間体積の減少が抑制される。これにより、素子空間体積が増加するので、単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。
【0035】
具体的には、外装缶１０は、金属材料および合金材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む金属缶である。その金属缶を構成する導電性材料は、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、鉄合金、銅合金およびニッケル合金などである。ステンレスの種類は、特に限定されないが、具体的には、ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６などである。ただし、収納部１１の形成材料と蓋部１２の形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【0036】
蓋部１２は、正極４１の外部接続用端子としての外部端子２０からガスケット３０を介して絶縁されている。負極４２の外部接続用端子である外装缶１０と、正極４１の外部接続用端子である外部端子２０との接触、すなわち短絡を防止するためである。
【0037】
［外部端子］
外部端子２０は、図１および図２に示したように、二次電池が電子機器に搭載される際に、その電子機器に接続される接続用の端子である。外部端子２０は、上記したように、外装缶１０のうちの蓋部１２に取り付けられて蓋部１２によって支持されている。
外部端子２０は、図１および図２に示したように、二次電池が電子機器に搭載される際に、その電子機器に接続される接続用の端子である。外部端子２０は、上記したように、外装缶１０のうちの蓋部１２に取り付けられて蓋部１２によって支持されている。
【0038】
ここでは、外部端子２０は、正極リード５１を介して電池素子４０の正極４１に接続されている。このため、外部端子２０は、正極４１の外部接続用端子でもある。これにより、二次電池の使用時には、正極４１の外部接続用端子としての外部端子２０および負極４２の外部接続用端子としての外装缶１０を介して二次電池が電子機器に接続される。よって、その電子機器は、二次電池を電源として用いて動作可能になる。
【0039】
外部端子２０は、平坦な略板状の部材であり、ガスケット３０を介して蓋部１２の下方、すなわち外装缶１０の内部に配置されている。
【0040】
外部端子２０の平面視形状、すなわち二次電池を上方から見た場合の外部端子２０の外縁により画定される形状は、特に限定されない。本実施の形態の二次電池では、外部端子２０の平面視形状は、略円形である。
【0041】
外部端子２０は、金属材料および合金材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。外部端子２０は、単一層により構成されていてもよいし、例えば互いに異なる線膨張係数を有する２以上の層を含む積層体であってもよい。具体的には、外部端子２０は、Ｎｉ（ニッケル）からなる第１層と、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼からなる第２層と、Ａｌ（アルミニウム）からなる第３層との積層体であってもよい。
【0042】
［ガスケット］
ガスケット３０は、図２に示したように、外装缶１０（蓋部１２）と外部端子２０との間に配置された絶縁部材である。外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。ガスケット３０は、貫通口１２Ｋに対応する箇所に貫通口を有するリング状の平面形状を有している。また、ガスケット３０は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その絶縁性材料は、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの樹脂である。
ガスケット３０は、図２に示したように、外装缶１０（蓋部１２）と外部端子２０との間に配置された絶縁部材である。外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。ガスケット３０は、貫通口１２Ｋに対応する箇所に貫通口を有するリング状の平面形状を有している。また、ガスケット３０は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その絶縁性材料は、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの樹脂である。
【0043】
ガスケット３０の設置範囲は、任意に設定可能である。ここでは、ガスケット３０は、蓋部１２の下面１２ＬＳと外部端子２０の上面２０ＵＳとの隙間に配置されている。ガスケット３０は、図２にしめしたように、例えば蓋部１２の貫通口１２Ｋの内縁をも覆っていてもよいし、外部端子２０の外縁をも覆っていてもよい。さらに、蓋部１２と外部端子２０とがガスケット３０により固着されているとよい。
【0044】
［電池素子］
電池素子４０は、図２および図３に示したように、充放電反応を進行させる発電素子であり、外装缶１０の内部に収納されている。電池素子４０は、第１電極としての正極４１と、第２電極としての負極４２とを含んでいる。ここでは、電池素子４０は、さらに、セパレータ４３と、液状の電解質である電解液とを含んでいる。
電池素子４０は、図２および図３に示したように、充放電反応を進行させる発電素子であり、外装缶１０の内部に収納されている。電池素子４０は、第１電極としての正極４１と、第２電極としての負極４２とを含んでいる。ここでは、電池素子４０は、さらに、セパレータ４３と、液状の電解質である電解液とを含んでいる。
【0045】
図２に示した中心線ＰＣは、二次電池（外装缶１０）の外径Ｄに沿った方向における電池素子４０の中心に対応する線分である。すなわち、中心線ＰＣの位置Ｐは、電池素子４０の中心の位置に対応している。
【0046】
電池素子４０は、いわゆる電極巻回体である。すなわち、電池素子４０では、正極４１および負極４２がセパレータ４３を介して互いに積層されている。さらに、積層された正極４１、負極４２およびセパレータ４３が巻回軸である中心線ＰＣを中心として巻回されている。正極４１および負極４２は、セパレータ４３を介して互いに対向した状態を維持しつつ巻回されている。このため、電池素子４０の中心には、内部空間としての巻回中心空間４０Ｋが形成されている。
【0047】
ここでは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３は、セパレータ４３が巻回電極体の最外周および巻回電極体の最内周のそれぞれに配置されるように巻回されている。正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれの巻回数は、特に限定されず、任意に設定可能である。
【0048】
電池素子４０は、外装缶１０の立体的形状に即した立体的形状を有している。具体的には、電池素子４０は、扁平かつ円柱状の立体的形状を有している。電池素子４０が外装缶１０の立体的形状とは異なる立体的形状を有している場合と比較して、その外装缶１０の内部に電池素子４０が収納された際に、いわゆるデッドスペース、具体的には外装缶１０と電池素子４０との間の空隙が発生しにくくなる。このため、外装缶１０の内部空間が有効に利用される。その結果、素子空間体積が増加し、二次電池の単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。
【0049】
（正極）
正極４１は、充放電反応を進行させるために用いられる第１電極であり、図３に示したように、正極集電体４１Ａおよび正極活物質層４１Ｂを含んでいる。
正極４１は、充放電反応を進行させるために用いられる第１電極であり、図３に示したように、正極集電体４１Ａおよび正極活物質層４１Ｂを含んでいる。
【0050】
正極集電体４１Ａは、正極活物質層４１Ｂが設けられる一対の面を有している。この正極集電体４１Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、アルミニウムなどである。
【0051】
正極活物質層４１Ｂは、正極集電体４１Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出可能である正極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層４１Ｂは、正極集電体４１Ａの片面だけに設けられていてもよい。また、正極活物質層４１Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などを含んでいてもよい。正極活物質層４１Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法などである。
【0052】
正極活物質は、リチウム化合物を含んでいる。このリチウム化合物は、リチウムを構成元素として含む化合物の総称であり、より具体的には、リチウムと共に１種類または２種類以上の遷移金属元素を構成元素として含む化合物である。高いエネルギー密度が得られるからである。ただし、リチウム化合物は、さらに、他の元素（リチウムおよび遷移金属元素を除く。）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。リチウム化合物の種類は、特に限定されないが、具体的には、酸化物、リン酸化合物、ケイ酸化合物およびホウ酸化合物などである。酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 およびＬｉＭｎ2 Ｏ4 などであると共に、リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4 およびＬｉＭｎＰＯ4 などである。
【0053】
正極結着剤は、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、スチレンブタジエン系ゴムなどであると共に、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンなどである。正極導電剤は、炭素材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その炭素材料は、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、導電性材料は、金属材料および高分子化合物などでもよい。
【0054】
（負極）
負極４２は、充放電反応を進行させるために用いられる第２電極であり、図３に示したように、負極集電体４２Ａおよび負極活物質層４２Ｂを含んでいる。
負極４２は、充放電反応を進行させるために用いられる第２電極であり、図３に示したように、負極集電体４２Ａおよび負極活物質層４２Ｂを含んでいる。
【0055】
負極集電体４２Ａは、負極活物質層４２Ｂが設けられる一対の面を有している。この負極集電体４２Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、銅などである。
【0056】
負極活物質層４２Ｂは、負極集電体４２Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出可能である負極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層４２Ｂは、負極集電体４２Ａの片面だけに設けられていてもよい。また、負極活物質層４２Ｂは、さらに、負極結着剤および負極導電剤などを含んでいてもよい。負極結着剤および負極導電剤のそれぞれに関する詳細は、正極結着剤および正極導電剤のそれぞれに関する詳細と同様である。負極活物質層４２Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【0057】
負極活物質は、炭素材料および金属系材料のうちの一方または双方を含んでいる。高いエネルギー密度が得られるからである。炭素材料は、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛（天然黒鉛および人造黒鉛）などである。金属系材料は、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料であり、その金属元素および半金属元素は、ケイ素およびスズのうちの一方または双方などである。ただし、金属系材料は、単体でもよいし、合金でもよいし、化合物でもよいし、それらの２種類以上の混合物でもよいし、それらの２種類以上の相を含む材料でもよい。金属系材料の具体例は、ＴｉＳｉ2 およびＳｉＯx （０＜ｘ≦２、または０．２＜ｘ＜１．４）などである。
【0058】
ここでは、負極４２の高さは、正極４１の高さよりも大きくなっている。すなわち、負極４２は、正極４１よりも上方に突出していると共に、その正極４１よりも下方に突出している。正極４１から放出されたリチウムが析出することを防止するためである。この「高さ」とは、上記した二次電池の高さＨに対応する寸法であり、すなわち図１および図２のそれぞれにおける上下方向の寸法である。ここで説明した高さの定義は、以降においても同様である。
【0059】
（セパレータ）
セパレータ４３は、図２および図３に示したように、正極４１と負極４２との間に配置された絶縁性の多孔質膜である。セパレータ４３は、正極４１と負極４２との短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。セパレータ４３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
セパレータ４３は、図２および図３に示したように、正極４１と負極４２との間に配置された絶縁性の多孔質膜である。セパレータ４３は、正極４１と負極４２との短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。セパレータ４３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
【0060】
ここでは、セパレータ４３の高さは、負極４２の高さよりも大きくなっている。すなわち、セパレータ４３は、負極４２よりも上方に突出していると共に、負極４２よりも下方に突出しているとよい。セパレータ４３を利用して正極リード５１を負極４２から絶縁させるためである。
【0061】
（電解液）
電解液は、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。溶媒は、炭酸エステル系化合物、カルボン酸エステル系化合物およびラクトン系化合物などの非水溶媒（有機溶剤）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒を含んでいる電解液は、いわゆる非水電解液である。電解質塩は、リチウム塩などの軽金属塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
電解液は、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。溶媒は、炭酸エステル系化合物、カルボン酸エステル系化合物およびラクトン系化合物などの非水溶媒（有機溶剤）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒を含んでいる電解液は、いわゆる非水電解液である。電解質塩は、リチウム塩などの軽金属塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【0062】
［正極リード］
正極リード５１は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されている。正極リード５１は、正極４１および外部端子２０のそれぞれに接続された接続配線である。図２に示した二次電池は、一の正極リード５１を備えている。ただし、二次電池は、２以上の正極リード５１を備えていてもよい。
正極リード５１は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されている。正極リード５１は、正極４１および外部端子２０のそれぞれに接続された接続配線である。図２に示した二次電池は、一の正極リード５１を備えている。ただし、二次電池は、２以上の正極リード５１を備えていてもよい。
【0063】
正極リード５１は、正極４１の上端部に接続されている。具体的には、正極リード５１は、正極集電体４１Ａの上端部に接続されている。また、正極リード５１は、蓋部１２に設けられている貫通口１２Ｋを経由して外部端子２０の下面２０ＬＳに接続されている。正極リード５１の接続方法は、特に限定されないが、具体的には、抵抗溶接法およびレーザー溶接法などの溶接法のうちのいずれか１種類または２種類以上である。ここで説明した溶接法に関する詳細は、以降においても同様である。
【0064】
正極リード５１の一部は、外装缶１０の蓋部１２および電池素子４０の負極４２のそれぞれと電気的に絶縁されつつ、蓋部１２および電池素子４０によって二次電池の高さ方向に挟まれるようになっている。図２に示したように、正極リード５１の一部はシーラント６１に覆われており、正極リード５１が電池素子４０の負極４２と接触しないようになっている。
【0065】
正極リード５１の一部は、外部端子２０の下面２０ＬＳおよび電池素子４０の上面のそれぞれに沿うように延在することにより、外部端子２０および電池素子４０により保持されている。そのため、正極リード５１は、外装缶１０の内部において固定される。二次電池が振動および衝撃などの外力を受けても正極リード５１が動きにくくなることで、正極リード５１が破損しにくくなる。ここでいう正極リード５１の破損とは、正極リード５１に亀裂が発生すること、正極リード５１が切断されること、正極４１から正極リード５１が脱落することなどである。
【0066】
すなわち、正極リード５１の一部が外装缶１０および電池素子４０により挟まれているとは、正極リード５１が外装缶１０および電池素子４０のそれぞれから絶縁されながら、その外装缶１０および電池素子４０により正極リード５１が上下から保持されているため、二次電池が振動および衝撃などの外力を受けても、外装缶１０の内部において正極リード５１が動きにくい状態であることを意味している。外装缶１０の内部において正極リード５１が動きにくい状態であることは、電池素子４０もまた外装缶１０の内部において動きにくい状態であることにほかならない。したがって、二次電池が振動や衝撃を受けた場合に、巻回電極体である電池素子４０の巻き崩れなどの不具合を抑制することもできる。
【0067】
また、本実施の形態の二次電池は、上記したように、側壁部１１Ｗから収納部１１の内部に向かって二次電池の径方向に突出する凸部１１Ｐを含んでいる。このため、電池素子４０は、収納部１１の内部空間のうち、底部１１Ｂと凸部１１Ｐとの間の空間に安定的に保持され、動きにくい状態となっている。このため、蓋部１２にガスケット３０を介して固定された外部端子２０と電池素子４０との間に挟まれた正極リード５１は、外部端子２０と電池素子４０とによって安定的に保持されるようになっている。したがって、正極リード５１がより破損しにくくなる。
【0068】
また、正極リード５１の一部は、セパレータ４３、シーラント６１および絶縁フィルム６３のそれぞれを介して負極４２から絶縁されている。
【0069】
具体的には、上記したように、セパレータ４３の高さは、負極４２の高さよりも大きくなっている。これにより、正極リード５１の一部は、セパレータ４３を介して負極４２から離隔されているため、そのセパレータ４３を介して負極４２から絶縁されている。正極リード５１と負極４２との短絡が防止されるからである。
【0070】
また、正極リード５１は、絶縁性のシーラント６１により周囲を被覆されている。これにより、正極リード５１の一部は、シーラント６１を介して負極４２から絶縁されている。正極リード５１と負極４２との短絡が防止されるからである。
【0071】
また、電池素子４０２と正極リード５１との間には、絶縁フィルム６３が配置されている。これにより、正極リード５１の一部は、絶縁フィルム６３を介して電池素子４０から絶縁されている。
【0072】
正極リード５１の形成材料に関する詳細は、正極集電体４１Ａの形成材料に関する詳細と同様である。ただし、正極リード５１の形成材料と正極集電体４１Ａの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【0073】
正極４１に対する正極リード５１の接続位置は、特に限定されず、任意に設定可能である。中でも、正極リード５１は、正極４１の最外周よりも内周側において正極４１に接続されていることが好ましい。正極リード５１が正極４１の最外周において正極４１に接続されている場合とは異なり、電解液の這い上がりに起因する外装缶１０の腐食が防止されるからである。この「電解液の這い上がり」とは、正極リード５１が外装缶１０の内壁面に近接配置されている場合に、電池素子４０中の電解液が正極リード５１を這い上がりながら外装缶１０の内壁面まで到達することである。「電解液の這い上がり」により電解液が外装缶１０に接触することで、外装缶１０が溶解または変色する現象が生じる。
【0074】
ここで、正極リード５１は、正極４１と外部端子２０との間において１回以上折り返されて１回以上折り重なっていてもよい。正極リード５１の折り返し回数は、特に限定されない。この「正極リード５１が折り返されている」とは、その正極リード５１が途中において９０°よりも大きい角度をなすように延在方向が変化することを意味している。正極リード５１のうちの折り返されている箇所は、屈曲せずに湾曲した形状を有しているとよい。
【0075】
外部端子２０に対する正極リード５１の接続範囲は、特に限定されない。中でも、外部端子２０に対する正極リード５１の接続範囲は、外部端子２０から正極リード５１が脱落しにくくなる程度に十分に広いと共に、正極リード５１の長さマージンが得られる程度に十分に狭いことが好ましい。外部端子２０に対する正極リード５１の接続範囲が十分に狭いことが好ましいのは、正極リード５１のうちの外部端子２０に接続されていない部分が長さマージンとなるので、正極リード５１の長さマージンが十分に大きくなるからである。
【0076】
なお、正極リード５１は、正極集電体４１Ａとは別体として設けられている。ただし、正極リード５１は、正極集電体４１Ａと物理的に連続していることから、正極集電体４１Ａと一体化されていてもよい。
【0077】
［負極リード］
負極リード５２は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されている。負極リード５２は、負極４２および外装缶１０（収納部１１）のそれぞれに接続されている。ここでは、二次電池は、１つの負極リード５２を備えている。ただし、二次電池は、２以上の負極リード５２を備えていてもよい。
負極リード５２は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されている。負極リード５２は、負極４２および外装缶１０（収納部１１）のそれぞれに接続されている。ここでは、二次電池は、１つの負極リード５２を備えている。ただし、二次電池は、２以上の負極リード５２を備えていてもよい。
【0078】
負極リード５２は、負極４２の下端部に接続されており、より具体的には、負極集電体４２Ａの下端部に接続されている。また、負極リード５２は、収納部１１の底面に接続されている。負極リード５２の接続方法に関する詳細は、正極リード５１の接続方法に関する詳細と同様である。
【0079】
負極リード５２の形成材料に関する詳細は、負極集電体４２Ａの形成材料に関する詳細と同様である。ただし、負極リード５２の形成材料と負極集電体４２Ａの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【0080】
負極４２に対する負極リード５２の接続位置は、特に限定されず、任意に設定可能である。ここでは、負極リード５２は、巻回電極体を構成する負極４２の最外周部分に接続されている。
【0081】
なお、負極リード５２は、負極集電体４２Ａとは別体として設けられている。ただし、負極リード５２は、負極集電体４２Ａと物理的に連続していることから、負極集電体４２Ａと一体化されていてもよい。
【0082】
［シーラント］
シーラント６１は、図２に示したように、正極リード５１の周囲を被覆している第１絶縁性部材であり、シーラント６１は、２枚の絶縁テープを正極リード５１の表面および裏面にそれぞれ貼り付けることにより構成されている。ここでは、シーラント６１は、正極４１および外部端子２０のそれぞれに正極リード５１を接続させるために、正極リード５１の途中部分の周囲を被覆している。なお、シーラント６１は、テープ状の構造を有するものに限定されるものではなく、例えばチューブ状の構造を有していてもよい。
シーラント６１は、図２に示したように、正極リード５１の周囲を被覆している第１絶縁性部材であり、シーラント６１は、２枚の絶縁テープを正極リード５１の表面および裏面にそれぞれ貼り付けることにより構成されている。ここでは、シーラント６１は、正極４１および外部端子２０のそれぞれに正極リード５１を接続させるために、正極リード５１の途中部分の周囲を被覆している。なお、シーラント６１は、テープ状の構造を有するものに限定されるものではなく、例えばチューブ状の構造を有していてもよい。
【0083】
シーラント６１は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その絶縁性材料は、ポリイミドなどである。
【0084】
［絶縁フィルム］
絶縁フィルム６３は、図２に示したように、電池素子４０と正極リード５１との間に配置されている。ここでは、絶縁フィルム６３は、平板状の平面形状を有している。絶縁フィルム６３は、巻回中心空間４０Ｋを遮蔽すると共に、その巻回中心空間４０Ｋの周辺の電池素子４０を被覆するように配置されている。
絶縁フィルム６３は、図２に示したように、電池素子４０と正極リード５１との間に配置されている。ここでは、絶縁フィルム６３は、平板状の平面形状を有している。絶縁フィルム６３は、巻回中心空間４０Ｋを遮蔽すると共に、その巻回中心空間４０Ｋの周辺の電池素子４０を被覆するように配置されている。
【0085】
絶縁フィルム６３は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。絶縁フィルム６３に含まれる絶縁性材料は、ポリイミドなどである。
【0086】
［その他］
なお、二次電池は、さらに、１種類または２種類以上の他の構成要素を備えていてもよい。
なお、二次電池は、さらに、１種類または２種類以上の他の構成要素を備えていてもよい。
【0087】
具体的には、二次電池は、安全弁機構を備えている。この安全弁機構は、外装缶１０の内圧が一定以上に到達すると、外装缶１０と電池素子４０との電気的接続を切断するようになっている。外装缶１０の内圧が一定以上に到達する原因は、二次電池の内部において短絡が発生すること、二次電池が外部から加熱されることなどである。安全弁機構の設置場所は、特に限定されない。ただし、安全弁機構は、蓋部１２または底部１１Ｂのいずれかに設けられていることが好ましく、中でも外部端子２０が取り付けられていない底部１１Ｂに設けられていることがより好ましい。
【0088】
また、二次電池は、外装缶１０と電池素子４０との間に絶縁体を備えていてもよい。この絶縁体は、絶縁フィルムおよび絶縁シートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、外装缶１０と電池素子４０との短絡を防止する。絶縁体の設置範囲は、特に限定されないため、任意に設定可能である。
【0089】
なお、外装缶１０には、開列弁が設けられている。この開列弁は、外装缶１０の内圧が一定以上に到達した際に開裂するため、その内圧を開放する。開列弁の設置場所は、特に限定されないが、中でも、上記した安全弁機構の設置場所と同様に、蓋部１２または底部１１Ｂのいずれかが好ましく、中でも底部１１Ｂがより好ましい。
【0090】
＜１－２．動作＞
二次電池の充電時には、電池素子４０において、正極４１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極４２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子４０において、負極４２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極４１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵放出される。
二次電池の充電時には、電池素子４０において、正極４１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極４２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子４０において、負極４２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極４１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵放出される。
【0091】
【0092】
図４は、収納部１１に蓋部１２が溶接される前の、蓋部１２が収納部１１から分離されている状態を示している。
【0093】
【0094】
ここでは、外装缶１０を形成するために、図４に示したように、互いに物理的に分離されている収納部１１および蓋部１２を用意する。収納部１１は、底部１１Ｂと側壁部１１Ｗとが互いに一体化された略器状の部材であり、開口部１１Ｋを有している。ただし、互いに物理的に分離されている底部１１Ｂと側壁部１１Ｗとをそれぞれ用意し、底部１１Ｂに側壁部１１Ｗを溶接することにより収納部１１を形成してもよい。側壁部１１Ｗの内側には、凸部１１Ｐが設けられている。凸部１１Ｐは、例えば側壁部１１Ｗと一体に形成されたものである。あるいは、側壁部１１Ｗと別体として形成された凸部１１Ｐを側壁部１１Ｗの内側に取り付けるようにしてもよい。
【0095】
蓋部１２は、底部Ｍ１に該当する略板状の部材であり、後述するように、蓋部１２の下面に、あらかじめ外部端子２０がガスケット３０（図４では省略）を介して取り付ける。
【0096】
［正極の作製］
最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤などを混合することにより正極合剤を作製する。次に、作製した正極合剤を有機溶剤などに投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。続いて、正極集電体４１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層４１Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型する。この場合には、正極活物質層４１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極４１が作製される。
最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤などを混合することにより正極合剤を作製する。次に、作製した正極合剤を有機溶剤などに投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。続いて、正極集電体４１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層４１Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型する。この場合には、正極活物質層４１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極４１が作製される。
【0097】
［負極の作製］
正極４１の作製手順と同様の手順により、負極４２を作製する。具体的には、負極集電体４２Ａを用意したのち、負極活物質、負極結着剤および負極導電剤などを混合してなる負極合剤を有機溶剤に投入してペースト状の負極合剤スラリーを調製する。負極集電体４２Ａについては、その幅方向の両端部を同方向に僅かに曲げることで上端部４２Ｕおよび下端部４２Ｌを形成する。次に、負極集電体４２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層４２Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型する。これにより、負極４２が作製される。
正極４１の作製手順と同様の手順により、負極４２を作製する。具体的には、負極集電体４２Ａを用意したのち、負極活物質、負極結着剤および負極導電剤などを混合してなる負極合剤を有機溶剤に投入してペースト状の負極合剤スラリーを調製する。負極集電体４２Ａについては、その幅方向の両端部を同方向に僅かに曲げることで上端部４２Ｕおよび下端部４２Ｌを形成する。次に、負極集電体４２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層４２Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型する。これにより、負極４２が作製される。
【0098】
［電解液の調製］
溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
【0099】
［二次電池の組み立て］
最初に、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、シーラント６１により周囲を被覆されている正極リード５１を正極４１（正極集電体４１Ａ）に接続させると共に、負極リード５２を負極４２（負極集電体４２Ａ）に接続させる。
最初に、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、シーラント６１により周囲を被覆されている正極リード５１を正極４１（正極集電体４１Ａ）に接続させると共に、負極リード５２を負極４２（負極集電体４２Ａ）に接続させる。
【0100】
続いて、正極４１と負極４２とをセパレータ４３を介して積層させたのち、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む積層体を巻回させることにより、図４に示したように、巻回体４０Ｚを作製する。その際、巻回体４０Ｚの外径φ４０Ｚを、凸部１１Ｐの開口部１１ＰＫの内径φ１１ＰＫよりもわずかに小さくなるようにする（φ４０Ｚ＜φ１１ＰＫ）。巻回体４０Ｚを収納部１１の内部に収納可能にするためである。巻回体４０Ｚは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに電解液が含浸されていないことを除いて、電池素子４０の構成と同様の構成を有している。なお、図４では、正極リード５１および負極リード５２のそれぞれの図示を省略している。
【0101】
続いて、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に、正極リード５１および負極リード５２のそれぞれが接続されている巻回体４０Ｚを収納する。その際、巻回体４０Ｚは、凸部１１Ｐよりも下方の空間、すなわち、高さ方向Ｚにおいて凸部１１Ｐと底部１１Ｂとの間の空間に収納される。この場合には、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、負極リード５２を収納部１１に接続させる。続いて、巻回体４０Ｚの上に絶縁フィルム６３を載置する。
【0102】
続いて、あらかじめ外部端子２０がガスケット３０を介して取り付けられている蓋部１２を準備したのち、抵抗溶接法などの溶接法を用いて、貫通口１２Ｋを経由して正極リード５１を外部端子２０に接続する。
【0103】
これにより、収納部１１の内部に収納されている巻回体４０Ｚ（正極４１）と、蓋部１２に取り付けられている外部端子２０とが正極リード５１を介して互いに接続される。
【0104】
続いて、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に電解液を注入する。この場合には、上記したように、正極リード５１を介して電池素子４０および外部端子２０が互いに接続されていても、蓋部１２が開口部１１Ｋを塞いでいないので、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に電解液を容易に注入することができる。これにより、正極４１、負極４２およびセパレータ４３を含む巻回体４０Ｚに電解液が含浸され、巻回電極体である電池素子４０が作製される。
【0105】
続いて、収納部１１に接近するように蓋部１２を倒すことにより、蓋部１２を用いて開口部１１Ｋを塞いだのち、レーザー溶接法などの溶接法を用いて収納部１１に蓋部１２を溶接する。この場合には、図２に示したように、蓋部１２と電池素子４０との間に正極リード５１の一部が挟まれると共に、正極リード５１が外部端子２０に対する接続場所よりも手前において湾曲した折り返し部分５１３が形成されるようにする。これにより、外装缶１０が形成されると共に、外装缶１０の内部に電池素子４０などが収納され、二次電池の組み立てが完了する。
【0106】
［二次電池の安定化］
組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。よって、二次電池が完成する。充放電後の電池素子４０は膨張するので、その外径φ４０は凸部１１Ｐの開口部１１ＰＫの内径φ１１ＰＫよりも大きくなる。
組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。よって、二次電池が完成する。充放電後の電池素子４０は膨張するので、その外径φ４０は凸部１１Ｐの開口部１１ＰＫの内径φ１１ＰＫよりも大きくなる。
【0107】
＜１－４．作用および効果＞
このように、本実施の形態の二次電池によれば、外装缶１０は、貫通口１２Ｋが設けられた蓋部１２と、高さ方向Ｚに電池素子４０を挟んで蓋部１２と対向する底部１１Ｂと、蓋部１２と底部１１Ｂとを繋ぐと共に電池素子４０を取り囲む側壁部１１Ｗと、側壁部１１Ｗのうちの電池素子４０と蓋部１２との間に位置する中間部分から外装缶１０の内側に突出する凸部１１Ｐとを有する。ここで、凸部１１Ｐは、電池素子４０と高さ方向Ｚに重なり合う重なり部分ＯＬを含む。このため、電池素子４０を、凸部１１Ｐと底部１１Ｂと側壁部１１Ｗとによって安定的に保持することができる。したがって、二次電池に振動が加わった場合であっても電池素子４０に対する局所的な応力の印加を緩和することができ、高い安全性を得ることができる。
このように、本実施の形態の二次電池によれば、外装缶１０は、貫通口１２Ｋが設けられた蓋部１２と、高さ方向Ｚに電池素子４０を挟んで蓋部１２と対向する底部１１Ｂと、蓋部１２と底部１１Ｂとを繋ぐと共に電池素子４０を取り囲む側壁部１１Ｗと、側壁部１１Ｗのうちの電池素子４０と蓋部１２との間に位置する中間部分から外装缶１０の内側に突出する凸部１１Ｐとを有する。ここで、凸部１１Ｐは、電池素子４０と高さ方向Ｚに重なり合う重なり部分ＯＬを含む。このため、電池素子４０を、凸部１１Ｐと底部１１Ｂと側壁部１１Ｗとによって安定的に保持することができる。したがって、二次電池に振動が加わった場合であっても電池素子４０に対する局所的な応力の印加を緩和することができ、高い安全性を得ることができる。
【0108】
本実施の形態の二次電池では、特に、凸部１１Ｐが、電池素子を取り囲むように側壁部１１Ｗの全周に亘って円環状に設けられている。このため、本実施の形態の二次電池は、中心線ＰＣを取り囲む周回方向の一部のみに凸部１１Ｐが設けられている場合と比較して、より安定して電池素子４０を保持することができ、より高い安全性を確保することができる。
【0109】
また、本実施の形態の二次電池では、凸部１１Ｐの先端部分１１ＡＳが丸みを帯びた形状を有するようにしている。このため、振動が印加されたり電池素子４０の膨張収縮が生じたりすることにより凸部１１Ｐが電池素子４０と接触した場合であっても、電池素子４０の損傷を十分に回避することができる。したがって、よりいっそう高い安全性を確保することができる。
【0110】
また、本実施の形態の二次電池では、蓋部１２と外部端子２０とが絶縁性樹脂であるガスケット３０により固着されている。このため、振動に対する機械的強度を高くすることができる。さらに、蓋部１２と外部端子２０との隙間に異物が進入することによる短絡発生を防止できる。
【0111】
特に、本実施形態の二次電池では、以下で説明する理由により、上記した作用および効果が得られる。
【0112】
コイン型およびボタン型などと呼称される本実施形態の二次電池、すなわち扁平かつ柱状の立体的形状を有している二次電池は、図１および図２から明らかなように、正極４１の外部接続用端子として機能する小型の外部端子２０を備えている。この場合には、外部端子２０のサイズが小さいため、外部端子２０に対する正極リード５１の接続面積が小さくなる。これにより、外部端子２０と正極リード５１との電気的な接続状態を維持するために、外装缶１０の内部において正極リード５１を十分に固定する必要がある。
【0113】
その点、本実施形態の二次電池では、外装缶１０の内部での正極リード５１の移動が十分に抑制されているので、外部端子２０に対する正極リード５１の接続面積が小さくても、外部端子２０から正極リード５１が離脱したり正極リード５１が破断したりする可能性が極めて低い。よって、本実施の形態の二次電池によれば、振動や衝撃などの外力を受けた場合であっても、外部端子２０と正極リード５１との電気的な接続状態を良好に維持することができる。したがって、本実施の形態の二次電池によれば、小型化した場合であっても高い物理的耐久性を実現できる。
【0114】
また、正極４１の外部接続用端子である小型の外部端子２０を備えている本実施形態の二次電池では、図２から明らかなように、負極４２の外部接続用端子として機能する外装缶１０の蓋部１２が外部端子２０に近接して配置されている。すなわち、互いに異なる極性を有する２つの外部接続用端子である蓋部１２および外部端子２０が互いに接近している。したがって、蓋部１２と外部端子２０との短絡を防止するためには、外部端子２０に対する正極リード５１の接続面積を十分に小さくし、正極リード５１を蓋部１２から十分に遠ざけることが望ましい。
【0115】
その点、本実施形態の二次電池では、外装缶１０の内部での正極リード５１の移動が十分に抑制されているので、外部端子２０に対する正極リード５１の接続面積が小さくても、外部端子２０から正極リード５１が離脱したり正極リード５１が破断したりする可能性が極めて低い。よって、本実施の形態の二次電池によれば、振動や衝撃などの外力を受けた場合であっても、外部端子２０と正極リード５１との電気的な接続状態を良好に維持することができる。したがって、本実施の形態の二次電池によれば、小型化した場合であっても、蓋部１２と外部端子２０との短絡を防止しつつ、高い物理的耐久性を実現できる。
【0116】
また、絶縁性のセパレータ４３の高さが負極４２の高さよりも大きくなっており、正極リード５１の一部がセパレータ４３を介して負極４２から絶縁されていれば、その正極リード５１と負極４２との短絡が防止されるため、より高い信頼性を得ることができる。
【0117】
この場合には、正極４１および負極４２がセパレータ４３を介して互いに対向しながら巻回されており、正極リード５１が正極４１の最外周よりも内周側において正極４１に接続されていれば、電解液の這い上がりに起因する外装缶１０の腐食が防止される。このため、さらに高い信頼性を得ることができる。
【0118】
また、シーラント６１が正極リード５１の周囲を被覆しており、その正極リード５１の一部がシーラント６１を介して外装缶１０および負極４２のそれぞれから絶縁されていれば、その正極リード５１と外装缶１０との短絡が防止されると共に、その正極リード５１と負極４２との短絡が防止されるため、より高い信頼性を得ることができる。
【0119】
この場合には、特に、正極リード５１の周囲がシーラント６１により被覆されていると、以下のような作用効果が得られる。すなわち、正極リード５１がシーラント６１を介して外装缶１０および電池素子４０により挟まれる際に、外装缶１０とシーラント６１との間にグリップ力が発生すると共に、電池素子４０とシーラント６１との間にグリップ力が発生する。これにより、シーラント６１を介して正極リード５１に供給されるグリップ力を利用して、正極リード５１が外装缶１０および電池素子４０により保持されやすくなる。よって、正極リード５１がシーラント６１を介して外装缶１０および負極４２から絶縁される。そのうえ、シーラント６１を利用して外装缶１０の内部において正極リード５１がより固定されやすくなるため、さらに高い物理的耐久性を得ることができる。
【0120】
また、絶縁フィルム６３が電池素子４０と正極リード５１との間に配置されており、その正極リード５１の一部が絶縁フィルム６３を介して負極４２から絶縁されていれば、その正極リード５１と負極４２との短絡が防止される。このため、より高い信頼性を得ることができる。
【0121】
また、二次電池が扁平かつ柱状であり、すなわち二次電池がコイン型およびボタン型などと呼称される二次電池であれば、サイズの観点において制約が大きい小型の二次電池においても正極リード５１が破損しにくくなるため、物理的耐久性の観点においてより高い効果を得ることができる。
【0122】
また、二次電池がリチウムイオン二次電池であれば、リチウムの吸蔵放出を利用して十分な電池容量が安定に得られる。
【0123】
＜２．変形例＞
上記した二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。ただし、以下で説明する一連の変形例のうちの任意の２種類以上は、互いに組み合わされてもよい。
上記した二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。ただし、以下で説明する一連の変形例のうちの任意の２種類以上は、互いに組み合わされてもよい。
【0124】
［変形例１］
図５は、上記実施の形態の変形例１としての二次電池の断面構成を表している。図２の二次電池では、外部端子２０が外装缶１０の内部、すなわち蓋部１２の下面１２ＬＳにガスケット３０を介して設けられている場合を例示した。しかしながら、本開示の二次電池では、図５に示したように、外部端子２０が外装缶１０の外部、すなわち、蓋部１２の上面１２ＵＳにガスケット３０を介して設けられていてもよい。この場合も上記実施形態の二次電池と同様の効果を得ることができる。
図５は、上記実施の形態の変形例１としての二次電池の断面構成を表している。図２の二次電池では、外部端子２０が外装缶１０の内部、すなわち蓋部１２の下面１２ＬＳにガスケット３０を介して設けられている場合を例示した。しかしながら、本開示の二次電池では、図５に示したように、外部端子２０が外装缶１０の外部、すなわち、蓋部１２の上面１２ＵＳにガスケット３０を介して設けられていてもよい。この場合も上記実施形態の二次電池と同様の効果を得ることができる。
【実施例0125】
本技術の実施例に関して説明する。
【0126】
上記実施の形態および変形例で説明した本開示の二次電池を作製したのち、それらの二次電池の電池特性の評価を行った。併せて、比較例としての二次電池を作製し、その二次電池の電池特性の評価も行った。
【0127】
【0128】
（正極の作製）
最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９１質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（黒鉛）６質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体４１Ａ（厚さ＝１２μｍである帯状のアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層４１Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型した。これにより、正極４１（幅＝３．３ｍｍ）が作製された。
最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９１質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（黒鉛）６質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体４１Ａ（厚さ＝１２μｍである帯状のアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層４１Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型した。これにより、正極４１（幅＝３．３ｍｍ）が作製された。
【0129】
（負極の作製）
最初に、負極活物質（黒鉛）９５質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）に負極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体４２Ａ（厚さ＝１５μｍである帯状の銅箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層４２Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型した。これにより、負極４２（幅＝３．８ｍｍ）が作製された。
最初に、負極活物質（黒鉛）９５質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）に負極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体４２Ａ（厚さ＝１５μｍである帯状の銅箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層４２Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型した。これにより、負極４２（幅＝３．８ｍｍ）が作製された。
【0130】
（電解液の調製）
溶媒（炭酸エチレンおよび炭酸ジエチル）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を添加したのち、その溶媒を攪拌した。この場合には、溶媒の混合比（重量比）を炭酸エチレン：炭酸ジエチル＝３０：７０としたと共に、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。これにより、溶媒中において電解質塩が溶解または分散されたため、電解液が調製された。
溶媒（炭酸エチレンおよび炭酸ジエチル）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を添加したのち、その溶媒を攪拌した。この場合には、溶媒の混合比（重量比）を炭酸エチレン：炭酸ジエチル＝３０：７０としたと共に、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。これにより、溶媒中において電解質塩が溶解または分散されたため、電解液が調製された。
【0131】
（二次電池の組み立て）
最初に、抵抗溶接法を用いて、チューブ状のシーラント６１（ポリプロピレンフィルム，外径＝９．０ｍｍ，内径＝３．０ｍｍ）により周囲を部分的に被覆されたアルミニウム製の正極リード５１（厚さ＝０．１ｍｍ，幅＝２．０ｍｍ，正極４１からの突出長さ＝１１．７ｍｍ）を正極４１（正極集電体４１Ａ）に溶接した。また、抵抗溶接法を用いて、ニッケル製の負極リード５２（厚さ＝０．１ｍｍ，幅＝２．０ｍｍ，負極４２からの突出長さ＝６．０ｍｍ）を負極４２（負極集電体４２Ａ）に溶接した。この場合には、正極リード５１の溶接位置が正極４１の巻回途中となるように、その正極リード５１の溶接位置を調整した。
最初に、抵抗溶接法を用いて、チューブ状のシーラント６１（ポリプロピレンフィルム，外径＝９．０ｍｍ，内径＝３．０ｍｍ）により周囲を部分的に被覆されたアルミニウム製の正極リード５１（厚さ＝０．１ｍｍ，幅＝２．０ｍｍ，正極４１からの突出長さ＝１１．７ｍｍ）を正極４１（正極集電体４１Ａ）に溶接した。また、抵抗溶接法を用いて、ニッケル製の負極リード５２（厚さ＝０．１ｍｍ，幅＝２．０ｍｍ，負極４２からの突出長さ＝６．０ｍｍ）を負極４２（負極集電体４２Ａ）に溶接した。この場合には、正極リード５１の溶接位置が正極４１の巻回途中となるように、その正極リード５１の溶接位置を調整した。
【0132】
続いて、セパレータ４３（厚さ＝２５μｍおよび幅＝４．０ｍｍである微多孔性ポリエチレンフィルム）を介して正極４１および負極４２を互いに積層させたのち、その正極４１、負極４２およびセパレータ４３を巻回させることにより、巻回中心空間４０Ｋ（内径＝２．０ｍｍ）を有する円筒状の巻回体４０Ｚ（外径＝８．９９ｍｍ）を作製した。
【0133】
続いて、開口部１１Ｋからステンレス（ＳＵＳ３１６）製の円筒状の収納部１１（肉厚＝０．１５ｍｍ，外径１２．０ｍｍ，高さ＝５．０ｍｍ）の内部に下敷き用のリング状の絶縁フィルム（ポリイミドフィルム，外径＝１１．６ｍｍ，内径＝２．２ｍｍ，厚さ＝０．０５ｍｍ）を収納したのち、その収納部１１の内部に巻回体４０Ｚを収納した。この場合には、抵抗溶接法を用いて、負極リード５２を収納部１１に溶接した。
【0134】
次に、貫通口１２Ｋ（内径＝３．０ｍｍ）が設けられたアルミニウム製の円盤状の外部端子２０（肉厚＝０．３ｍｍ，外径＝７．２ｍｍ）を用意した。また、ステンレス（ＳＵＳ３１６）製の円盤状の蓋部１２（肉厚＝０．１５ｍｍ，外径＝１１．７ｍｍ）を用意した。蓋部１２の下面１２ＬＳに絶縁性樹脂を塗布したのち、その絶縁性樹脂に外部端子２０を載置した。絶縁性樹脂としては、ポリイミドを用いた。続いて、絶縁性樹脂を加熱して溶融させつつ外部端子２０を載置して加圧したのち、絶縁性樹脂を冷却した。その結果、冷却された絶縁性樹脂からなるガスケット３０により、外部端子２０が蓋部１２に溶着された。
【0135】
続いて、抵抗溶接法を用いて、ガスケット３０を介して蓋部１２に取り付けられた外部端子２０の中央部分に正極リード５１を溶接した。
【0136】
続いて、収納部１１に対して蓋部１２を立てた状態において、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に電解液を注入した。これにより、巻回体４０Ｚ（正極４１、負極４２およびセパレータ４３）に電解液が含浸されたため、電池素子４０（外径＝９．０８ｍｍ）が作製された。
【0137】
最後に、蓋部１２を用いて開口部１１Ｋを閉塞したのち、レーザー溶接法を用いて、収納部１１に蓋部１２を溶接した。その際、電池素子４０と正極リード５１との間に円盤状の絶縁フィルム６３（ポリイミドフィルム，外径＝３．２ｍｍ）を配置した。これにより、収納部１１および蓋部１２により外装缶１０が形成されると共に、外装缶１０の内部に電池素子４０が封入され、二次電池（外径Ｄ１＝９．５０ｍｍ，高さＨ１＝４．００ｍｍ）が組み立てられた。
【0138】
（二次電池の安定化）
常温環境中（温度＝２３℃）において、組み立て後の二次電池を１サイクル充放電させた。充電時には、０．１Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電したのち、その４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、０．１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで定電流放電した。０．１Ｃとは、電池容量（理論容量）を１０時間で放電しきる電流値であると共に、０．０５Ｃとは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。
常温環境中（温度＝２３℃）において、組み立て後の二次電池を１サイクル充放電させた。充電時には、０．１Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電したのち、その４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、０．１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで定電流放電した。０．１Ｃとは、電池容量（理論容量）を１０時間で放電しきる電流値であると共に、０．０５Ｃとは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。
【0139】
これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されたため、二次電池の状態が電気化学的に安定化した。よって、実施例１の二次電池が完成した。なお、実施例１の二次電池における各部位の寸法（図６参照）、すなわち外装缶１０の内径Ｄ２、開口部１１ＰＫの内径φ１１ＰＫ、外装缶１０の内側高さＨ２、凸部高さＨ１１Ｐ、充放電前の巻回体４０Ｚの外径φ４０、電池素子４０の外径φ４０、電池素子４０の高さＨ４０、外部端子２０の厚さＴ２０は、後出の表１に示した通りである。図６は、実施例１の二次電池の各部位の寸法を説明する概略図である。
【0140】
【表1】
【0141】
＜実施例２＞
次に、実施例２として、図５に示した二次電池を作製した。外部端子２０が外装缶１０の外部、すなわち、蓋部１２の上面１２ＵＳにガスケット３０を介して設けられるようにした点を除き、実施例２の二次電池の作製条件は、実施例１の二次電池の作製条件と同様にした。実施例２の二次電池における各部位の寸法（図７参照）は、表１に示した通りである。図７は、実施例２の二次電池の各部位の寸法を説明する概略図である。
次に、実施例２として、図５に示した二次電池を作製した。外部端子２０が外装缶１０の外部、すなわち、蓋部１２の上面１２ＵＳにガスケット３０を介して設けられるようにした点を除き、実施例２の二次電池の作製条件は、実施例１の二次電池の作製条件と同様にした。実施例２の二次電池における各部位の寸法（図７参照）は、表１に示した通りである。図７は、実施例２の二次電池の各部位の寸法を説明する概略図である。
【0142】
＜比較例１＞
次に、比較例１として、外装缶１０の収納部１１が凸部１１Ｐを含まないようにした二次電池を作製した。収納部１１が凸部１１Ｐを含まないことを除き、比較例１の二次電池の作製条件は、実施例１の二次電池の作製条件と同様にした。
次に、比較例１として、外装缶１０の収納部１１が凸部１１Ｐを含まないようにした二次電池を作製した。収納部１１が凸部１１Ｐを含まないことを除き、比較例１の二次電池の作製条件は、実施例１の二次電池の作製条件と同様にした。
【0143】
［電池特性の評価］
上記実施例１～２および比較例１の各二次電池について、落下試験（落下高さは１．９ｍおよび３．０ｍの２水準）を実施し、正極リード５１の亀裂や破断が生じたかどうかの評価をおこなった。それらの結果を表１に示す。なお、各実施例および比較例のサンプル数は２０とした。落下試験では、１．９ｍまたは３．０ｍの高さからそれぞれコンクリート床に自由落下させ、正極リード５１の亀裂や破断が生じたかどうかの目視確認を実施した。
上記実施例１～２および比較例１の各二次電池について、落下試験（落下高さは１．９ｍおよび３．０ｍの２水準）を実施し、正極リード５１の亀裂や破断が生じたかどうかの評価をおこなった。それらの結果を表１に示す。なお、各実施例および比較例のサンプル数は２０とした。落下試験では、１．９ｍまたは３．０ｍの高さからそれぞれコンクリート床に自由落下させ、正極リード５１の亀裂や破断が生じたかどうかの目視確認を実施した。
【0144】
［考察］
表１に示したように、落下高さ１．９ｍの落下試験では、実施例１～２および比較例１のいずれにおいても正極リード５１の亀裂や破断は発生せず、合格率は１００％であった。しかしながら、落下高さ３．０ｍの落下試験の場合、比較例１では２５％の確率で正極リード５１の亀裂や破断が発生した（合格率は７５％であった）。これに対し、実施例１～２では、落下高さ３．０ｍの落下試験においても正極リード５１の亀裂や破断は発生せず、合格率は１００％であった。
表１に示したように、落下高さ１．９ｍの落下試験では、実施例１～２および比較例１のいずれにおいても正極リード５１の亀裂や破断は発生せず、合格率は１００％であった。しかしながら、落下高さ３．０ｍの落下試験の場合、比較例１では２５％の確率で正極リード５１の亀裂や破断が発生した（合格率は７５％であった）。これに対し、実施例１～２では、落下高さ３．０ｍの落下試験においても正極リード５１の亀裂や破断は発生せず、合格率は１００％であった。
【0145】
［まとめ］
表１に示した結果から、本開示の二次電池によれば、電池素子４０と高さ方向Ｚに重なり合う重なり部分ＯＬを含む凸部１１Ｐを有するようにしたので、二次電池に振動が加わった場合であっても電池素子４０を安定的に保持することができ、高い安全性が得られることがわかった。
表１に示した結果から、本開示の二次電池によれば、電池素子４０と高さ方向Ｚに重なり合う重なり部分ＯＬを含む凸部１１Ｐを有するようにしたので、二次電池に振動が加わった場合であっても電池素子４０を安定的に保持することができ、高い安全性が得られることがわかった。
【0146】
以上、一実施形態および実施例を挙げながら本開示に関して説明したが、その本開示の構成は、一実施形態および実施例において説明された構成に限定されず、種々に変形可能である。
【0147】
具体的には、外装缶が溶接缶（クリンプレス缶）である場合に関して説明したが、その外装缶の構成は、特に限定されないため、加締め加工されたクリンプ缶でもよい。このクリンプ缶では、互いに分離された収納部および蓋部がガスケットを介して互いに加締められている。
【0148】
さらに、電極反応物質がリチウムである場合に関して説明したが、その電極反応物質は、特に限定されない。このため、電極反応物質は、上記したように、ナトリウムおよびカリウムなどの他のアルカリ金属でもよいし、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属でもよい。この他、電極反応物質は、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。
【0149】
本明細書中に記載された効果はあくまで例示であり、本技術の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されない。よって、本技術に関して、他の効果が得られてもよい。
【0150】
さらに、本開示は、以下の態様を取り得る。
＜１＞
電池素子と、
第１方向に貫通する貫通口を有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記外装部材の前記貫通口と前記第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して前記外装部材に取り付けられた外部端子と
を備え、
前記外装部材は、
前記貫通口が設けられた蓋部と、
前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、
前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部と、
前記側壁部のうちの前記電池素子と前記蓋部との間に位置する中間部分から前記外装部材の内側に突出すると共に前記電池素子と前記第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部と
を有する
二次電池。
＜２＞
前記凸部は、前記貫通口と連通する開口を構成する開口縁を含む
上記＜１＞記載の二次電池。
＜３＞
前記凸部は、前記蓋部と当接する当接面を含む
上記＜１＞または＜２＞に記載の二次電池。
＜４＞
前記電池素子は、前記第１方向において前記蓋部と対向する上面と、前記第１方向において前記底部と対向する下面と、前記側壁部と対向する側面とを有し、
前記凸部は、前記電池素子の前記上面と対向する対向面を含む
上記＜１＞から＜３＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜５＞
前記底部と前記側壁部とは一体化された容器であり、
前記蓋部の外縁と前記容器の上端部とが嵌合している
上記＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜６＞
前記凸部は、丸みを帯びた形状を有する先端部分を含む
上記＜１＞から＜５＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜７＞
前記凸部は、前記側壁部の全周に亘って設けられた、前記電池素子を取り囲む円環状部分である
上記＜１＞から＜６＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜１＞
電池素子と、
第１方向に貫通する貫通口を有し、前記電池素子を収容する外装部材と、
前記外装部材の前記貫通口と前記第１方向に重なり合う位置に、絶縁部材を介して前記外装部材に取り付けられた外部端子と
を備え、
前記外装部材は、
前記貫通口が設けられた蓋部と、
前記第１方向に前記電池素子を挟んで前記蓋部と対向する底部と、
前記蓋部と前記底部とを繋ぐと共に前記電池素子を取り囲む側壁部と、
前記側壁部のうちの前記電池素子と前記蓋部との間に位置する中間部分から前記外装部材の内側に突出すると共に前記電池素子と前記第１方向に重なり合う重なり部分を含む凸部と
を有する
二次電池。
＜２＞
前記凸部は、前記貫通口と連通する開口を構成する開口縁を含む
上記＜１＞記載の二次電池。
＜３＞
前記凸部は、前記蓋部と当接する当接面を含む
上記＜１＞または＜２＞に記載の二次電池。
＜４＞
前記電池素子は、前記第１方向において前記蓋部と対向する上面と、前記第１方向において前記底部と対向する下面と、前記側壁部と対向する側面とを有し、
前記凸部は、前記電池素子の前記上面と対向する対向面を含む
上記＜１＞から＜３＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜５＞
前記底部と前記側壁部とは一体化された容器であり、
前記蓋部の外縁と前記容器の上端部とが嵌合している
上記＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜６＞
前記凸部は、丸みを帯びた形状を有する先端部分を含む
上記＜１＞から＜５＞のいずれか１つに記載の二次電池。
＜７＞
前記凸部は、前記側壁部の全周に亘って設けられた、前記電池素子を取り囲む円環状部分である
上記＜１＞から＜６＞のいずれか１つに記載の二次電池。
【符号の説明】
【0151】
１０…外装缶、１１…収納部、１１Ｂ…底部、１１Ｗ…側壁部、１１Ｐ…凸部、１１Ｋ…開口部、１２…蓋部、１２Ｋ…貫通口、２０…外部端子、３０…ガスケット、４０…電池素子、４１…正極、４１Ａ…正極集電体、４１Ｂ…正極活物質層、４２…負極、４２Ａ…負極集電体、４２Ｂ…負極活物質層、４３…セパレータ、４０Ｋ…巻回中心空間、５１…正極リード、５２…負極リード、６１…シーラント、６３…絶縁フィルム、ＰＣ…中心線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】