特開 2024-69799 封口板及び筒形電池

(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】P2024069799

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】封口板及び筒形電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/152 20210101AFI20240515BHJP

   H01M 50/159 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/107 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/119 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/545 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/167 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/186 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/56 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/559 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/133 20210101ALI20240515BHJP

   H01M 50/134 20210101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

H01M50/152

H01M50/159

H01M50/342 101

H01M50/107

H01M50/119

H01M50/545

H01M50/548 201

H01M50/167

H01M50/184 D

H01M50/186

H01M50/56

H01M50/559

H01M50/133

H01M50/134

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180011

(22)【出願日】2022-11-10

(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】110002918

【氏名又は名称】弁理士法人扶桑国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大塚 皓己

(72)【発明者】

【氏名】渡部 徳久

【テーマコード（参考）】

5H011

5H012

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA09

5H011AA13

5H011CC06

5H011DD15

5H011EE04

5H011FF03

5H011GG02

5H011KK01

5H011KK07

5H012AA01

5H012BB02

5H012JJ01

5H012JJ06

5H043AA04

5H043AA19

5H043BA07

5H043CA03

5H043CA15

5H043DA03

5H043GA13

5H043HA08D

5H043JA01D

5H043JA04D

5H043JA11D

5H043KA01D

5H043LA02D

5H043LA34D

(57)【要約】

【課題】製造性及び製品安全性の低下を抑え、高品質の筒形電池を実現する。
【解決手段】封口板４０は、金属製であって、筒形電池１の外装缶１０の封口に用いられる。封口板４０は、ガス排出弁の機構を備える。封口に用いられる前の封口板４０は、平坦部４１ａを有する底板部４１と、底板部４１の外周に設けられ底板部４１から立ち上がった側面部４２とを備え、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）よりも低い構成とされる。例えば、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）は１００以上１６０以下の範囲とされ、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）は２６０以上３３０以下の範囲とされる。このような封口板４０が用いられ、外装缶１０の封口が行われ、筒形電池１が実現される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒形電池用の金属製の封口板であって、
平坦部を有する底板部と、
前記底板部の外周に設けられ、前記底板部から立ち上がった側面部と、
を備え、
前記平坦部のビッカース硬度（ＨＶ）が、前記側面部のビッカース硬度（ＨＶ）よりも低い、ガス排出弁の機構を備える封口板。

【請求項2】

前記平坦部のビッカース硬度（ＨＶ）が、１００以上１６０以下の範囲である、請求項１に記載の封口板。

【請求項3】

前記側面部のビッカース硬度（ＨＶ）が、２６０以上３３０以下の範囲である、請求項１に記載の封口板。

【請求項4】

前記底板部は、前記平坦部の外側に設けられ、前記平坦部から、前記側面部が立ち上がる方向とは反対側に膨らみ、前記側面部と接続される遷移部を有する、請求項１に記載の封口板。

【請求項5】

前記平坦部の板厚が、前記側面部の板厚よりも薄い、請求項１に記載の封口板。

【請求項6】

請求項１に記載の封口板が用いられた筒形電池。

【請求項7】

開口部を有する有底筒状の金属製の外装缶と、
前記外装缶の内部に収容され、第１電極と前記第１電極とは異なる極性の第２電極とを有し、前記第１電極が前記外装缶と電気的に接続される発電要素と、
ガスケットを介して前記開口部を封口し、前記発電要素の前記第２電極が電気的に接続される前記封口板と、
前記封口板の、前記外装缶の前記内部とは反対側に設けられ、前記封口板と電気的に接続され、前記封口板の前記平坦部に向かって突出した突起部を有する端子と、
を含む、請求項６に記載の筒形電池。

【請求項8】

前記外装缶は、側壁部に外部から前記内部に向かって窪んだビーディング部と、前記開口部の縁部が前記内部に向かってかしめられたかしめ部とを有し、
前記封口板は、前記側面部が、前記ガスケットを介して前記ビーディング部と前記かしめ部との間に挟まれて固定され、前記開口部を封口する、請求項７に記載の筒形電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、封口板及び筒形電池に関する。

【背景技術】

【0002】

筒形電池に関し、内部に発電要素を組み込んだ有底中空円筒形状の電極缶にビーディング部を形成し、その電極缶内部に封口ガスケット、封口板及び負極端子を挿入してから開口端部を内方に折り曲げて電極缶の開口部を封口する技術が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２１２０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

筒形電池として、開口部を有する有底筒状の金属製の外装缶の内部に発電要素を収容し、外装缶の開口部を、ガスケットを介して金属製の封口板で封口するものが知られている。発電要素は、正極及び負極を有し、そのうちの一方が外装缶と電気的に接続され、他方が封口板と電気的に接続される。

【0005】

このような筒形電池に関し、封口板の外側に、封口板側に向かって突出した突起部を有する端子を設ける技術が知られている。この筒形電池では、何らかの異常で内部にガスが発生して電池内圧が過剰に上昇した際、封口板が外側に膨らんで端子の突起部に当たり、突起部によって封口板に孔が開けられることで、発生したガスが外部に排出される。即ち、封口板及び突起部を、異常時のガス抜き弁、安全弁機構として機能させ、筒形電池の過剰な電池内圧の上昇、それによる爆発的な破裂を抑える。

【0006】

しかし、封口板が比較的柔らかい場合には、電池内圧の上昇に伴う膨らみが生じ易くなり、ガス抜き弁としての作動性（弁作動性）を高めることが期待される一方、電池製造時にかかる負荷、例えば、封口板をガスケットへ挿入するために押さえ込む際の負荷によって、封口板が変形し易くなる。封口板の変形は、筒形電池の密閉性や弁作動性に影響を及ぼす恐れがある。また、封口板が比較的硬い場合には、電池内圧の上昇に伴う膨らみが生じ難くなり、弁作動性の低下、それによる筒形電池の爆発的な破裂を招き易くなる恐れがあるほか、外装缶の開口部を封口する際の加工性が低下してしまい、筒形電池の密閉性の高い封口が行えなくなる恐れがある。

【0007】

１つの側面では、本発明は、筒形電池の製造性及び製品安全性の低下を抑え、高品質の筒形電池を得ることのできる封口板を実現することを目的とする。
また、１つの側面では、本発明は、そのような封口板を用い、製造性及び製品安全性の低下を抑え、高品質の筒形電池を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

１つの態様では、筒形電池用の金属製の封口板であって、平坦部を有する底板部と、前記底板部の外周に設けられ、前記底板部から立ち上がった側面部と、を備え、前記平坦部のビッカース硬度（ＨＶ）が、前記側面部のビッカース硬度（ＨＶ）よりも低い、ガス排出弁の機構を備える封口板が提供される。

【0009】

また、１つの態様では、上記のような封口板を用いた筒形電池が提供される。

【発明の効果】

【0010】

１つの側面では、筒形電池の製造性及び製品安全性の低下を抑え、高品質の筒形電池を得ることのできる封口板を実現することが可能になる。
また、１つの側面では、そのような封口板を用い、製造性及び製品安全性の低下を抑え、高品質の筒形電池を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】筒形電池の一例について説明する図である。

【図2】封口板の一例について説明する図である。

【図3】封口板の硬さが筒形電池に及ぼす影響の例について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は筒形電池の一例について説明する図である。図１には、筒形電池の一例の要部断面図を示している。
図１に示す筒形電池１は、円筒形のリチウム一次電池の一例である。筒形電池１は、外装缶１０、発電要素２０、ガスケット３０、封口板４０、端子５０及び非水電解液６０を含む。

【0013】

外装缶１０は、一端に開口部１１を有する有底筒状、この例では有底円筒状の金属製の容器である。外装缶１０は、底部１２と、底部１２の縁から立ち上がる側壁部１３とを有する。側壁部１３の、底部１２側とは反対側の一端に、底部１２と対向して開口部１１が設けられる。外装缶１０には、各種金属、例えば、ステンレスが用いられる。外装缶１０は、例えば、ステンレス等の金属板をプレス加工することで、有底円筒状に成形される。尚、外装缶１０の底部１２は、図１に示すように、端子（端子５０とは反対極性の端子）として機能させる部位を突出させた形状とされてもよい。外装缶１０の側壁部１３には、開口部１１から比較的近い位置に、外装缶１０の外部から内部に向かって窪んだビーディング部１３ａが設けられる。

【0014】

発電要素２０は、互いに極性の異なる電極、即ち、正極及び負極を有する。例えば、発電要素２０は、発電要素２０の正極として機能する円筒状の正極層２１と、発電要素２０の負極として機能する円筒状の負極層２２と、正極層２１と負極層２２との間に設けられる有底円筒状のセパレータ２３とを有する。図１の例では、セパレータ２３の外側に正極層２１が設けられ、セパレータ２３の内側に負極層２２が設けられる。正極層２１は、外装缶１０と電気的に接続される。この場合、外装缶１０は、筒形電池１の正極端子として機能する。負極層２２は、外装缶１０とは電気的に分離される。

【0015】

尚、発電要素２０の正極層２１を、「第１電極」とも言う。発電要素２０の負極層２２を、「第２電極」とも言う。
発電要素２０の正極層２１（第１電極）には、正極活物質である二酸化マンガンを含有する正極合剤を含む正極作用物質が用いられる。例えば、正極層２１は、二酸化マンガンのほか、黒鉛、バインダのフッ素樹脂等を混合した正極合剤粉を円筒状に成形することで形成される。発電要素２０の負極層２２（第２電極）には、負極活物質であるリチウムを含む負極作用物質が用いられる。例えば、負極層２２は、リチウム金属板を円筒状に加工することで形成される。発電要素２０のセパレータ２３には、微孔性フィルムや不織布等の絶縁性の材料が用いられる。例えば、セパレータ２３は、ポリプロピレン製の不織布等を円筒状とし、一端を熱融着等により閉塞することで、有底円筒状に形成される。

【0016】

発電要素２０は更に、負極層２２の内側に設けられ、負極層２２と電気的に接続された負極集電体２４を有する。負極集電体２４には、リード部２４ａが取り付けられる。負極集電体２４及びリード部２４ａには、各種金属、例えば、ステンレスが用いられる。後述のように、リード部２４ａは、正極層２１が電気的に接続される外装缶１０とは反対極性の端子として機能する端子５０と電気的に接続される。

【0017】

ガスケット３０は、中央部に開口部３１を有するリング状の形状とされる。ガスケット３０には、絶縁性を有する各種絶縁材料、例えば、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材料が用いられる。

【0018】

封口板４０は、金属製であって、平面視で外形が円形状とされる。封口板４０には、各種金属、例えば、ステンレスが用いられる。封口板４０は、図１に示すように、平坦部４１ａを有する底板部４１と、底板部４１の外周に設けられ底板部４１から立ち上がった側面部４２とを備える。尚、封口板４０の構成の詳細については後述する。封口板４０は、ガスケット３０に挿入され、側面部４２を含む外縁部がガスケット３０で覆われる。封口板４０の底板部４１には、発電要素２０の負極集電体２４から延びるリード部２４ａが電気的に接続される。リード部２４ａは、ガスケット３０の開口部３１を挿通されて、封口板４０の底板部４１に溶接等により接続される。

【0019】

端子５０は、封口板４０上、即ち、外装缶１０の内部に収容される発電要素２０側とは反対側に設けられる。端子５０は、例えば、ハット形状とされ、封口板４０の底板部４１から離間する中央部に、封口板４０の底板部４１側に向かって突出するように、突起部５１が設けられる。突起部５１は、刃突起とも称される。端子５０には、各種金属、例えば、ステンレスが用いられる。突起部５１は、端子５０の中央部における一部を切り欠き、その切り欠いた部分を下方（封口板４０の底板部４１側）に折り曲げることで、形成される。封口板４０上に設けられる端子５０は、封口板４０と電気的に接続される。端子５０は、封口板４０及びそれに接続されるリード部２４ａを通じて、発電要素２０の負極集電体２４及び負極層２２と電気的に接続される。端子５０は、筒形電池１の負極端子として機能する。

【0020】

発電要素２０が収容される外装缶１０の内部には、所定の非水電解液６０が収容される。非水電解液６０には、例えば、非水系溶媒にリチウム塩を溶解させた非水系有機電解液が用いられる。

【0021】

筒形電池１の製造（組み立て）時には、内部に発電要素２０及び非水電解液６０が収容された外装缶１０の開口部１１に、ガスケット３０に挿入されてリード部２４ａが接続された封口板４０が、外装缶１０のビーディング部１３ａを座にして載置される。封口板４０上には、端子５０が載置される。その状態から、外装缶１０の開口部１１の縁部１１ａが、端子５０及び封口板４０の外縁部並びにガスケット３０を介して、外装缶１０のビーディング部１３ａ側へかしめられる。これにより、かしめられた外装缶１０の縁部１１ａとビーディング部１３ａとの間に、ガスケット３０を介して端子５０及び封口板４０の外縁部が挟まれて固定され、外装缶１０の開口部１１が端子５０、封口板４０及びガスケット３０で封口される。かしめ加工により、封口板４０の側面部４２は、端子５０の外縁部の上側に折れ曲がった状態となる。

【0022】

尚、外装缶１０の、開口部１１の縁部１１ａが内部（ビーディング部１３ａ側）に向かってかしめられた部位、即ち、かしめられた縁部１１ａを、「かしめ部」とも言う。
筒形電池１では、発電要素２０及び非水電解液６０が収容され、端子５０、封口板４０及びガスケット３０で封口された外装缶１０の内部に、何らかの異常でガスが発生することが起こり得る。仮に、筒形電池１が密閉状態のまま、発生したガスによって電池内圧が上昇し続けると、爆発的な破裂を引き起こす恐れがある。これに対し、筒形電池１では、内部にガスが発生して電池内圧が過剰に上昇した際、封口板４０が外側に膨らんで端子５０の突起部５１に当たり、突起部５１によって封口板４０に孔が開けられることで、内部で発生したガスが外部に排出されるようになっている。即ち、筒形電池１では、封口板４０及び突起部５１が、異常時のガス抜き弁、安全弁機構として機能する。これにより、筒形電池１の過剰な電池内圧の上昇、それによる爆発的な破裂が抑えられるようになっている。

【0023】

上記のような構成を有する筒形電池１に用いられる封口板４０について更に説明する。
図２は封口板の一例について説明する図である。図２（Ａ）には封口板の一例の平面図を示し、図２（Ｂ）には図２（Ａ）のII－II断面図を示している。

【0024】

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、上記のような筒形電池１の製造（組み立て）前に準備される封口板４０、即ち、ガスケット３０へ挿入する前、又は、外装缶１０のビーディング部１３ａに載置する前若しくは開口部１１の縁部１１ａをかしめる前の封口板４０を示している。

【0025】

封口板４０は、図２（及び上記図１）に示すように、平坦部４１ａを有する底板部４１と、底板部４１の外周に設けられ底板部４１から立ち上がった側面部４２とを備える。底板部４１は、平坦部４１ａの外側に設けられて側面部４２へと接続される遷移部４１ｂを有する。遷移部４１ｂは、平坦部４１ａの外側に設けられ、平坦部４１ａから、側面部４２が立ち上がる方向（図２（Ｂ）の上方）とは反対側（図２（Ｂ）の下方）に膨らみ、側面部４２と接続される。底板部４１の、平坦部４１ａから窪んだ遷移部４１ｂに、当該遷移部４１ｂと対応する形状とされた上記端子５０（図１）の外縁部が挿入される。

【0026】

封口板４０は、所定の板厚の所定の金属板を加工することで成形される。例えば、封口板４０は、板厚０．０８ｍｍのステンレス板を、順送プレスやトランスファープレスで加工することで、容易に成形される。尚、封口板４０の板厚は、０．０８ｍｍに限定されるものではない。例えば後述のように、必要に応じて金属板の種類を適宜選択したり金属板の硬度を適宜調整したりすることで、板厚が０．０３ｍｍから１．５ｍｍの範囲にある金属板を加工して得られる封口板４０について、同様の作用効果が得られることが期待される。

【0027】

筒形電池１の製造（組み立て）時には、上記のような構成を有する封口板４０が、ガスケット３０に挿入される。そして、上記図１について述べたように、ガスケット３０に挿入されてリード部２４ａが接続された封口板４０が、発電要素２０及び非水電解液６０が収容された外装缶１０の開口部１１に、ビーディング部１３ａを座にして載置され、封口板４０上に端子５０が載置される。その状態から、外装缶１０の開口部１１の縁部１１ａがかしめられ、縁部１１ａ（かしめ部）とビーディング部１３ａとの間にガスケット３０を介して端子５０及び封口板４０の外縁部が挟まれて固定され、開口部１１が端子５０、封口板４０及びガスケット３０で封口される。かしめ加工により、封口板４０の側面部４２は、端子５０の外縁部の上側に折れ曲がった状態となる。

【0028】

ところで、筒形電池１では、封口板４０の硬さが、筒形電池１の製造性及び製品安全性に影響を及ぼし、筒形電池１の品質に影響を及ぼし得る。この点について、図３を参照して説明する。

【0029】

図３は封口板の硬さが筒形電池に及ぼす影響の例について説明する図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）にはそれぞれ、筒形電池の封口部付近の一例の要部断面図を示している。

【0030】

例えば、筒形電池１の封口板４０が比較的柔らかい場合には、電池内圧の上昇に伴う膨らみが生じ易くなり、ガス抜き弁としての作動性（弁作動性）を高めることが期待される一方、筒形電池１の製造時にかかる負荷によって、封口板４０が変形し易くなる。例えば、封口板４０のガスケット３０への挿入時に、封口板４０の底板部４１における平坦部４１ａが押さえ込まれて平坦部４１ａに負荷がかかり、平坦部４１ａが変形、即ち、封口板４０が変形してしまうことが起こり得る。

【0031】

封口板４０が変形すると、ガスケット３０に対する収まりが悪くなり、例えば、図３（Ａ）のＰ１部に示すように、封口板４０の外縁部（側面部４２及び遷移部４１ｂ）の一部がガスケット３０から浮き上がり（密着不具合）、封口板４０等による外装缶１０の密閉性の低下、筒形電池１の製造性の低下を招く恐れがある。筒形電池１の密閉性の低下は、外装缶１０の内部に収容される非水電解液６０の漏洩や、内部への外気の侵入等を引き起こし、筒形電池１の動作安定性や信頼性といった品質の低下を招く恐れがある。このほか、封口板４０が変形すると、端子５０の突起部５１との距離或いは接触圧が変わってしまい、突起部５１によって封口板４０に孔が開く電池内圧の閾値（封口板４０がガス抜き弁として作動する時の電池内圧、弁作動圧）に変化或いはばらつきが生じ、筒形電池１の製品安全性、品質の低下を招く恐れがある。

【0032】

また、封口板４０が比較的硬い場合には、電池内圧の上昇に伴う膨らみが生じ難くなるため、弁作動性が低下（弁作動圧が上昇）し、筒形電池１が爆発的な破裂を引き起こし易くなり、筒形電池１の製品安全性、品質の低下を招く恐れがある。このほか、封口板４０が比較的硬い場合には、外装缶１０の開口部１１をかしめ加工により封口する際の加工性が低下してしまい、例えば、図３（Ｂ）のＰ２部及びＰ３部に示すように、封口板４０の側面部４２が端子５０の外縁部の上側へ十分に折れ曲がらず、筒形電池１の密閉性の高い正常な封口が行えなくなり、筒形電池１の製造性の低下を招く恐れがある。上記の通り、筒形電池１の密閉性の低下は、外装缶１０の内部に収容される非水電解液６０の漏洩や、内部への外気の侵入等を引き起こし、筒形電池１の動作安定性や信頼性等といった品質の低下を招く恐れがある。

【0033】

そこで、上記のような点に鑑み、筒形電池１の封口板４０として、底板部４１における平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）よりも低い、封口板４０を用いる。封口板４０として、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が、底板部４１における平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）よりも高い、封口板４０を用いる、とも言える。ここで、封口板４０の平坦部４１ａ及び側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）は、ＪＩＳ規格（JIS 2244-1:2020）に基づいて測定されるビッカース硬度である。

【0034】

封口板４０の平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）は、例えば、１００以上１６０以下の範囲に設定される。封口板４０の側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）は、例えば、２６０以上３３０以下の範囲に設定される。

【0035】

封口板４０では、その底板部４１における平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１００以上１６０以下の範囲に設定されることで、筒形電池１の製造時の不具合が抑えられる。即ち、平坦部４１ａが柔らかすぎず、封口板４０のガスケット３０への挿入時に、底板部４１における平坦部４１ａが押さえ込まれて平坦部４１ａに負荷がかかっても、平坦部４１ａが変形してしまうことが抑えられる。そのため、平坦部４１ａの変形に起因した封口板４０とガスケット３０との密着不具合（図３（Ａ））が抑えられ、封口板４０等による外装缶１０の密閉性の低下、筒形電池１の製造性の低下が抑えられる。筒形電池１の密閉性の低下が抑えられることで、外装缶１０の内部に収容される非水電解液６０の漏洩や、内部への外気の侵入等が抑えられ、筒形電池１の動作安定性や信頼性といった品質の低下が抑えられる。このほか、封口板４０の変形が抑えられることで、端子５０の突起部５１との距離或いは接触圧が変わること、それによって突起部５１で封口板４０に孔が開く電池内圧の閾値に変化或いはばらつきが生じることが抑えられ、筒形電池１の製品安全性、品質の低下が抑えられる。

【0036】

封口板４０では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１００以上１６０以下の範囲に設定されることで、平坦部４１ａが硬すぎず、電池内圧の上昇に伴う膨らみが生じ難くなることが抑えられる。そのため、封口板４０の弁作動性の低下、弁作動性の低下による電池内圧の過剰な上昇、それによる爆発的な破裂が抑えられ、筒形電池１の製品安全性、品質の低下が抑えられる。

【0037】

また封口板４０では、その側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が２６０以上３３０以下の範囲に設定されることで、側面部４２が硬すぎず、外装缶１０の開口部１１をかしめ加工により封口する際の加工性の低下が抑えられる。封口板４０の側面部４２が端子５０の外縁部の上側に十分に折れ曲がらず筒形電池１の密閉性が低下すること（図３（Ｂ））が抑えられ、筒形電池１の製造性の低下が抑えられる。筒形電池１の密閉性の低下が抑えられることで、外装缶１０の内部に収容される非水電解液６０の漏洩や、内部への外気の侵入等が抑えられ、筒形電池１の動作安定性や信頼性といった品質の低下が抑えられる。

【0038】

尚、外装缶１０の開口部１１を封口するためにその縁部１１ａがかしめられる際、封口板４０の側面部４２は、そのかしめられる際の加工硬化によって硬度が高くなり得る。そのため、封口前に側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が２６０以上３３０以下の範囲であった封口板４０は、封口が行われて筒形電池１に組み込まれた状態では、その側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が、２６０（封口前の下限値）以上であり、３３０（封口前の上限値）を上回る場合がある。

【0039】

また、封口板４０において、平坦部４１ａの板厚と、側面部４２の板厚とは、異なっていてもよい。例えば、封口板４０において、平坦部４１ａの板厚を、側面部４２の板厚よりも薄くしてもよい。平坦部４１ａの板厚を比較的薄くすることで、側面部４２の強度を確保しつつ、平坦部４１ａにおいて端子５０の突起部５１による孔開きが生じ易くなるようにして封口板４０の弁作動性を高めることが可能になる。

【0040】

平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）よりも低い封口板４０、或いは、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）を１００以上１６０以下の範囲とし、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）を２６０以上３３０以下の範囲とする封口板４０は、次のような手法を用いて実現することができる。

【0041】

例えば、所定の板厚のステンレス等の金属板に対するプレス加工によって側面部４２を成形する際の加工硬化により、平坦部４１ａよりもビッカース硬度（ＨＶ）の高い側面部４２を得ることができる。

【0042】

その際は、用いる金属板の種類を選択、例えば、封口板４０の平坦部４１ａに採用されるビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）を有するような金属板を選択し、その金属板のプレス加工により側面部４２を成形する。例えば、このような方法により、所定のビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）の平坦部４１ａと、平坦部４１ａよりも高い所定のビッカース硬度（ＨＶ）（２６０以上３３０以下の範囲）の側面部４２とを得る。

【0043】

或いは、用いる金属板のビッカース硬度（ＨＶ）が、封口板４０の平坦部４１ａに採用されるビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）を上回っている場合には、次のような方法を採用する。即ち、当該金属板に対して予め熱処理（焼きなまし）を施すことでその硬度を低下させ、封口板４０の平坦部４１ａに採用されるビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）となるような金属板とする。その金属板のプレス加工により側面部４２を成形する。例えば、このような方法により、所定のビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）の平坦部４１ａと、平坦部４１ａよりも高い所定のビッカース硬度（ＨＶ）（２６０以上３３０以下の範囲）の側面部４２とを得ることもできる。

【0044】

また、一連のプレス加工によって得られた封口板４０の平坦部４１ａ及び側面部４２が所定のビッカース硬度（ＨＶ）の範囲とならない場合には、次のような方法を採用し、平坦部４１ａ及び側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）を調整することもできる。

【0045】

例えば、一連のプレス加工によって得られた封口板４０を熱処理し、平坦部４１ａ及び側面部４２の硬度を低下させることで、所定のビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）の平坦部４１ａと、平坦部４１ａよりも高い所定のビッカース硬度（ＨＶ）（２６０以上３３０以下の範囲）の側面部４２とを得ることができる。

【0046】

このほか、プレス加工によって平坦部４１ａを所定のビッカース硬度（ＨＶ）（１００以上１６０以下の範囲）とし、絞り加工の金型のクリアランスを調整して加工硬化によって側面部４２を所定のビッカース硬度（ＨＶ）（２６０以上３３０以下の範囲）とすることもできる。

【0047】

例えば、このようにして得られる平坦部４１ａ及び側面部４２を備える封口板４０が用いられ、外装缶１０の封口が行われ、筒形電池１が実現される。
次に、封口板４０の平坦部４１ａ及び側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が筒形電池１の製造性及び製品安全性並びに品質に及ぼす影響について評価した結果について説明する。

【0048】

実施例として、ビッカース硬度（ＨＶ）が１００以上１６０以下の範囲にある平坦部４１ａを備えた封口板４０、及び、ビッカース硬度（ＨＶ）が２６０以上３３０以下の範囲にある側面部４２を備えた封口板４０を準備し、上記図１に示したような構成を有する筒形電池１を作製するための工程を実施した（実施例１－７）。

【0049】

また、比較例として、ビッカース硬度（ＨＶ）が１００以上１６０以下の範囲にない平坦部４１ａを備えた封口板４０、及び、ビッカース硬度（ＨＶ）が２６０以上３３０以下の範囲にない側面部４２を備えた封口板４０を準備し、上記図１に示したような構成を有する筒形電池１を作製するための工程を実施した（比較例１－５）。

【0050】

尚、ここでは、実施例及び比較例の筒形電池１として、直径１７ｍｍで高さ３３．５ｍｍの円筒形のリチウム一次電池を作製した。
まず、封口板４０をガスケット３０に挿入する際の不具合発生数を評価した結果について述べる。結果を表１に示す。

【0051】

【表1】

【0052】

表１において、比較例１では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が９０である封口板４０を１０個準備し、それぞれをガスケット３０に挿入する工程を実施した。比較例１では、平坦部４１ａが比較的柔らかく、変形し易いため、封口板４０が変形する不具合が、１０個中３個の封口板４０で発生した。

【0053】

表１において、実施例１では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１１０である封口板４０を１０個準備し、それぞれをガスケット３０に挿入する工程を実施した。実施例１では、比較例１に比べて平坦部４１ａが比較的硬く、変形し難く、封口板４０が変形する不具合が、１０個の封口板４０のいずれにも発生しなかった。

【0054】

表１において、実施例２では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１４０である封口板４０を１０個準備し、それぞれをガスケット３０に挿入する工程を実施した。実施例２でも、実施例１と同様、封口板４０が変形する不具合は、１０個の封口板４０のいずれにも発生しなかった。

【0055】

表１において、実施例３では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１５５である封口板４０を１０個準備し、それぞれをガスケット３０に挿入する工程を実施した。実施例３でも、実施例１と同様、封口板４０が変形する不具合は、１０個の封口板４０のいずれにも発生しなかった。

【0056】

表１において、比較例２では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１７０である封口板４０を１０個準備し、それぞれをガスケット３０に挿入する工程を実施した。比較例２では、封口板４０が変形する不具合は、１０個の封口板４０のいずれにも発生しなかった。

【0057】

続いて、封口板４０を用いた筒形電池１の弁作動圧を評価した結果について述べる。結果を表２に示す。

【0058】

【表2】

【0059】

表２において、実施例４では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１５５である封口板４０を用いた筒形電池１を５個準備した。そして、それぞれの筒形電池１について、封口板４０がガス抜き弁として作動する時の弁作動圧を測定し、その平均値を１００％とした。

【0060】

表２において、比較例３では、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が２６０である封口板４０を用いた筒形電池１を５個準備した。そして、それぞれの筒形電池１について、封口板４０がガス抜き弁として作動する時の弁作動圧を測定し、その平均値を求め、実施例４の弁作動圧の平均値に対する相対比を求めた。実施例４の弁作動圧の平均値を１００％とした時、比較例３の弁作動圧の平均値は、１５０％となった。

【0061】

平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が２６０である比較例３の封口板４０を用いた筒形電池１では、弁作動圧が比較的高くなり、電池内圧が上昇した際、封口板４０が迅速にガス抜き弁として作動せず、爆発的な破裂を引き起こす危険性がある。

【0062】

表１及び表２の結果から、封口板４０の平坦部４１ａは、そのビッカース硬度（ＨＶ）を１００以上１６０以下の範囲に設定することが好ましい。尚、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が１７０である封口板４０を用いた比較例２（表１）では、ガスケット３０への挿入時の不具合の発生は抑えられるものの、弁作動圧（表２）が比較的高くなる可能性がある。そのため、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）は、好ましくは１００以上１６０以下の範囲に設定される。

【0063】

平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）を１００以上１６０以下の範囲に設定することで、ガスケット３０への挿入時に封口板４０が変形する不具合の発生を効果的に抑え、製造性の低下を抑えて、密閉性の高い筒形電池１を実現することができる。また、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）を１００以上１６０以下の範囲に設定することで、弁作動性の低下を効果的に抑え、製品安全性の高い筒形電池１を実現することができる。

【0064】

続いて、外装缶１０をかしめ加工により封口する際の不具合発生数を評価した結果について述べる。結果を表３に示す。

【0065】

【表3】

【0066】

外装缶１０の封口は、ガスケット３０に挿入された封口板４０が、外装缶１０の開口部１１に、ビーディング部１３ａを座にして載置され、封口板４０上に端子５０が載置された状態から、外装缶１０の開口部１１の縁部１１ａがかしめられることで行われる。上記図１に示したように、外装缶１０のかしめられた開口部１１の縁部１１ａ（かしめ部）と側壁部１３のビーディング部１３ａとの間に、ガスケット３０を介して端子５０及び封口板４０の外縁部が挟まれて固定され、開口部１１が端子５０、封口板４０及びガスケット３０で封口される。かしめ加工により、封口板４０の側面部４２は、端子５０の外縁部の上側に折れ曲がった状態となる。

【0067】

表３において、比較例４に示す、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が２５０といった比較的低い封口板４０は、プレス加工のみでは、側面部４２を成形する際の加工硬化によって硬度が高くなるため、作製することができなかった。

【0068】

表３において、実施例５では、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が２６０である封口板４０を１０個準備し、それぞれを用いて外装缶１０を封口する工程を実施した。実施例５では、側面部４２が硬すぎて十分に折れ曲がらず密閉性の高い封口が行えないといった不具合は、１０個の封口板４０のいずれを用いた場合にも発生しなかった。

【0069】

表３において、実施例６では、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が２８０である封口板４０を１０個準備し、それぞれを用いて外装缶１０を封口する工程を実施した。実施例６でも、実施例５と同様、側面部４２が十分に折れ曲がらず密閉性の高い封口が行えないといった不具合は、１０個の封口板４０のいずれを用いた場合にも発生しなかった。

【0070】

表３において、実施例７では、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が３３０である封口板４０を１０個準備し、それぞれを用いて外装缶１０を封口する工程を実施した。実施例７でも、実施例５と同様、側面部４２が十分に折れ曲がらず密閉性の高い封口が行えないといった不具合は、１０個の封口板４０のいずれを用いた場合にも発生しなかった。

【0071】

表３において、比較例５では、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が３４０である封口板４０を１０個準備し、それぞれを用いて外装缶１０を封口する工程を実施した。比較例５では、側面部４２が硬すぎて十分に折れ曲がらず密閉性の高い封口が行えないといった不具合が、１０個中２個の封口板４０で発生した。

【0072】

表３の結果から、封口板４０の側面部４２は、そのビッカース硬度（ＨＶ）を２６０以上３３０以下の範囲に設定することが好ましい。ビッカース硬度（ＨＶ）が２６０以上３３０以下の範囲の側面部４２は、プレス加工のみで得ることができる。また、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）を２６０以上３３０以下の範囲とすることで、封口時の不具合の発生を効果的に抑え、製造性の低下を抑えて、密閉性の高い筒形電池１を実現することができる。

【0073】

以上説明したように、筒形電池１に用いる封口板４０として、底板部４１における平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）が、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）よりも低い、封口板４０を用いる。封口板４０として、側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が、底板部４１における平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）よりも高い、封口板４０を用いる、とも言える。ここで、平坦部４１ａのビッカース硬度（ＨＶ）は、１００以上１６０以下の範囲に設定されることが好ましい。側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）は、２６０以上３３０以下の範囲に設定されることが好ましい。これにより、筒形電池１の製造性及び製品安全性の低下を抑え、高品質の筒形電池１を得ることのできる封口板４０が実現される。また、そのような封口板が用いられることで、製造性及び製品安全性の低下が抑えられ、高品質の筒形電池１が実現される。

【0074】

尚、外装缶１０の開口部１１を封口するためにその縁部１１ａがかしめられる際、封口板４０の側面部４２は、そのかしめられる際の加工硬化によって硬度が高くなり得る。そのため、封口前に側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が２６０以上３３０以下の範囲であった封口板４０は、封口が行われて筒形電池１に組み込まれた状態では、その側面部４２のビッカース硬度（ＨＶ）が、２６０（封口前の下限値）以上であり、３３０（封口前の上限値）を上回る場合がある。

【0075】

以上の説明では、筒形電池１として、円筒形の電池を例にしたが、筒形電池１の形状は、そのような円筒形に限定されるものではなく、角筒形であってもよい。また、以上の説明では、筒形電池１として、リチウム一次電池を例にしたが、筒形電池１は、そのようなリチウム一次電池に限定されるものではなく、リチウム二次電池、その他の各種一次電池又は二次電池であってもよい。また、以上の説明では、円筒状に成形した電極（正極層２１及び負極層２２）を備えた発電要素２０を例にしたが、外装缶１０に収容する発電要素として、板状の電極を巻回したいわゆる渦状電極体を備えたものを用いてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１ 筒形電池
１０ 外装缶
１１ 開口部
１１ａ 縁部
１２ 底部
１３ 側壁部
１３ａ ビーディング部
２０ 発電要素
２１ 正極層
２２ 負極層
２３ セパレータ
２４ 負極集電体
２４ａ リード部
３０ ガスケット
３１ 開口部
４０ 封口板
４１ 底板部
４１ａ 平坦部
４１ｂ 遷移部
４２ 側面部
５０ 端子
５１ 突起部
６０ 非水電解液

【図1】

【図2】

【図3】