特許 7410886 密閉電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-26

(45)【発行日】2024-01-10

(54)【発明の名称】密閉電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/152 20210101AFI20231227BHJP

   H01M 50/107 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/578 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/559 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/19 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/159 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/545 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/59 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/167 20210101ALI20231227BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

H01M50/152

H01M50/107

H01M50/184 D

H01M50/578

H01M50/559

H01M50/531

H01M50/19

H01M50/159

H01M50/545

H01M50/586

H01M50/59

H01M50/167

H01M50/342 101

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020566468

(86)(22)【出願日】2020-01-16

(86)【国際出願番号】 JP2020001197

(87)【国際公開番号】W WO2020149350

(87)【国際公開日】2020-07-23

【審査請求日】2022-11-08

(31)【優先権主張番号】P 2019006677

(32)【優先日】2019-01-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】322003798

【氏名又は名称】パナソニックエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 政幹

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 仰

(72)【発明者】

【氏名】野上 嵩広

(72)【発明者】

【氏名】高野 曉

【審査官】多田 達也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１４９４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６４０００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２５７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２９３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１３７３７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－５４５５（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１１２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／１２９７０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／１０－５０／１９８

Ｈ０１Ｍ５０／３０－５０／３９２

Ｈ０１Ｍ５０／５０－５０／５９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有底筒状の外装缶、及び前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体を含む電池ケースと、
前記外装缶と前記封口体の間に配置されたガスケットと、
電極リードを含み、前記電池ケース内に収容された電極体と、
を備える密閉電池であって、
前記封口体は金属板を含み、
前記金属板は、
環状に形成された薄肉部と、
前記電池ケースの内側に凸の形状を有し、前記電池ケースの内圧が所定の反転圧Ｒに達したときに当該ケースの外側に凸となるように反転する、前記薄肉部に囲まれた弁部と、
前記薄肉部の外側に位置し、前記電極リードが接続される環状部と、
を有し、
前記ガスケットには、前記弁部の内面に当接して前記弁部を前記電池ケースの外側に付勢する弾性変形部が設けられている、密閉電池。

【請求項2】

前記弾性変形部は、前記弁部の内面に当接した状態で折りたたまれた突起であり、
前記突起は、前記弁部が反転するときに前記電池ケースの外側に向かって突出するように形成されている、請求項１に記載の密閉電池。

【請求項3】

前記ガスケットは、開口部を有し、
前記突起は、前記開口部の周縁部に複数形成されている、請求項２に記載の密閉電池。

【請求項4】

前記弾性変形部は、前記弁部の内面に当接して前記電池ケースの内側に押し込まれた凸部であり、
前記凸部は、前記弁部が反転するときに前記電池ケースの外側に向かって膨出するように形成されている、請求項１に記載の密閉電池。

【請求項5】

前記金属板は、前記反転圧Ｒが、前記弁部の反転前の形状において前記薄肉部を破断させる第１ベント圧Ｖ１より小さく（Ｒ＜Ｖ１）、前記弁部の反転後の形状において前記薄肉部を破断させる第２ベント圧Ｖ２以上（Ｖ２≦Ｒ）となるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の密閉電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、密閉電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有底筒状の外装缶、及び外装缶の開口部を塞ぐ封口体を含む電池ケースを備えた密閉電池が広く知られている。例えば、特許文献１には、電池ケースの内側に凸の下凸形状を有する金属板で構成された封口体を備える円筒形の密閉電池が開示されている。特許文献１には、電池の異常発生時に封口体が反転して封口体と集電部の溶接部が破断することで、電流が遮断され安全性が確保される、と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２６９９０４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に開示されるように、封口体には電流遮断機構（ＣＩＤ）が設けられているが、電池の異常発生時において電流遮断機構により電池の電流経路を確実に遮断することは重要な課題である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様である密閉電池は、有底筒状の外装缶、及び前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体を含む電池ケースと、前記外装缶と前記封口体の間に配置されたガスケットと、電極リードを含み、前記電池ケース内に収容された電極体とを備える。前記封口体は金属板を含み、前記金属板は、環状に形成された薄肉部と、前記電池ケースの内側に凸の形状を有し、前記電池ケースの内圧が所定の反転圧Ｒに達したときに当該ケースの外側に凸となるように反転する、前記薄肉部に囲まれた弁部と、前記薄肉部の外側に位置し、前記電極リードが接続される環状部とを有する。前記ガスケットには、前記弁部の内面に当接して前記弁部を前記電池ケースの外側に付勢する弾性変形部が設けられている。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一態様である密閉電池によれば、電池に異常が発生して電池ケースの内圧が上昇したときに、電池の電流経路をより確実に遮断することができる。また、電流経路が遮断された状態を維持することが容易であり、電流経路の再導通を高度に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態である密閉電池の断面図である。

【図2】図２は、第１の実施形態であるガスケットの平面図である。

【図3】図３は、図２中のＡＡ線断面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態である封口体及びガスケットの断面図であってあり、図４（ａ）は弁部の反転前の様子を示す図であり、図４（ｂ）は弁部の反転及びベント後の様子を示す図である。

【図5】図５は、第２の実施形態であるガスケットの平面図である。

【図6】図６は、図５中のＢＢ線断面図である。

【図7】図７は、第２の実施形態である封口体及びガスケットの断面図であってあり、図７（ａ）は弁部の反転前の様子を示す図であり、図７（ｂ）は弁部の反転及びベント後の様子を示す図である。

【図8】第２の実施形態の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の実施形態の一例について詳細に説明する。以下では、本開示に係る密閉電池の実施形態の一例として、巻回型の電極体１４が円筒形状の電池ケース１５に収容された円筒形電池を例示するが、電池は角形の電池ケースを備えた角形電池であってもよい。また、電極体は、複数の正極と複数の負極がセパレータを介して交互に積層されてなる積層型であってもよい。本明細書では、説明の便宜上、電池ケース１５の封口体１７側を「上」、外装缶１６の底部側を「下」として説明する。

【0009】

以下、図１～図４を参照しながら、本開示に係る密閉電池の第１の実施形態について詳説する。図１は、第１の実施形態である密閉電池１０の断面図である。図１に例示するように、密閉電池１０は、有底筒状の外装缶１６、及び外装缶１６の開口部を塞ぐ封口体１７を含む電池ケース１５と、外装缶１６と封口体１７の間に配置されたガスケット４０と、電極リードを含み、電池ケース１５内に収容された電極体１４とを備える。また、電池ケース１５内には電解質が収容されている。電極体１４は、正極１１と、負極１２と、正極１１及び負極１２の間に介在するセパレータ１３とを含み、正極１１と負極１２がセパレータ１３を介して巻回されてなる巻回構造を有する。

【0010】

電解質は、水系電解質、非水電解質のいずれであってもよい。好適な密閉電池１０の一例は、非水電解質を用いた、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池である。非水電解質は、例えば非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、エステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、及びこれらの２種以上の混合溶媒等が用いられる。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。なお、非水電解質は液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。電解質塩には、ＬｉＰＦ_６等のリチウム塩が使用される。

【0011】

電極体１４は、長尺状の正極１１と、長尺状の負極１２と、長尺状の２枚のセパレータ１３と、正極１１に接合された正極リード２０と、負極１２に接合された負極リード２１とを有する。負極１２は、リチウムの析出を抑制するために、正極１１よりも一回り大きな寸法で形成される。即ち、負極１２は、正極１１より長手方向及び短手方向（上下方向）に長く形成される。２枚のセパレータ１３は、少なくとも正極１１よりも一回り大きな寸法で形成され、例えば正極１１を挟むように配置される。

【0012】

正極１１は、正極芯体と、正極芯体の両面に設けられた正極合材層とを有する。正極芯体には、アルミニウム、アルミニウム合金など正極１１の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極合材層は、正極活物質、アセチレンブラック等の導電材、及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の結着材を含む。正極１１は、正極芯体上に正極活物質、導電材、及び結着材等を含む正極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して正極合材層を正極芯体の両面に形成することにより作製できる。

【0013】

正極活物質には、例えばリチウム遷移金属複合酸化物が用いられる。リチウム遷移金属複合酸化物に含有される金属元素としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。好適なリチウム遷移金属複合酸化物の一例は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも１種を含有するリチウム金属複合酸化物である。具体例としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎを含有する複合酸化物、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌを含有する複合酸化物が挙げられる。

【0014】

負極１２は、負極芯体と、負極芯体の両面に設けられた負極合材層とを有する。負極芯体には、銅、銅合金など負極１２の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極合材層は、負極活物質、及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の結着材を含む。負極１２は、負極芯体上に負極活物質、及び結着材等を含む負極合材スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧縮して負極合材層を負極芯体の両面に形成することにより作製できる。

【0015】

負極活物質には、例えば鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、塊状人造黒鉛、黒鉛化メソフェーズカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛などの黒鉛が用いられる。負極活物質には、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、当該金属を含有する合金、当該金属を含有する化合物等が用いられてもよく、これらが黒鉛と併用されてもよい。当該化合物の具体例としては、ＳｉＯ_ｘ（０．５≦ｘ≦１．６）で表されるケイ素化合物が挙げられる。

【0016】

電極体１４の上下には、絶縁板１８，１９がそれぞれ配置される。図１に示す例では、正極１１に取り付けられた正極リード２０が絶縁板１８の貫通孔を通って封口体１７側に延び、負極１２に取り付けられた負極リード２１が絶縁板１９の外側を通って外装缶１６の底部側に延びている。正極リード２０は、封口体１７の電池ケース１５の内側を向いた内面に溶接等で接続され、封口体１７が正極外部端子となる。負極リード２１は、外装缶１６の底部内面に溶接等で接続され、外装缶１６が負極外部端子となる。

【0017】

外装缶１６は、有底円筒形状の金属製容器である。外装缶１６と封口体１７との間にはガスケット４０が設けられ、電池ケース１５の内部空間が密閉される。外装缶１６は、例えば側面部の外側からのスピニング加工により側面部に形成された、封口体１７を支持する溝入部２２を有する。溝入部２２は、外装缶１６の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１７を支持する。

【0018】

外装缶１６の上端部は、電池ケース１５の内側に折り曲げられ封口体１７の周縁部に加締められている。外装缶１６の開口部は平面視円形状であり、同様に、封口体１７も平面視円形状である。封口体１７は、複数の部材で構成されてもよいが、好ましくは１枚の金属板で構成される。

【0019】

封口体１７を構成する金属板は、環状に形成された薄肉部３４を有する。また、金属板は、薄肉部３４に囲まれた弁部３０と、薄肉部３４の外側に位置し、正極リード２０が接続される環状部３１とを有する。即ち、弁部３０と環状部３１は、薄肉部３４によって区分けされている。薄肉部３４は、弁部３０及び環状部３１よりも厚みが薄い部分であって、電池に異常が発生して電池ケース１５の内圧が上昇したときに他の部分より優先的に破断する易破断部である。封口体１７は、外装缶１６の上端部及び溝入部２２によって環状部３１が挟持されることで、ガスケット４０を介して外装缶１６に固定される。

【0020】

弁部３０は、電池ケース１５の内側に凸の形状（下凸形状）を有し、電池ケース１５の内圧が所定の反転圧Ｒに達したときに当該ケースの外側に凸（上凸形状）となるように反転する。そして、弁部３０の反転と同時に薄肉部３４が破断するように構成されている（図４参照）。詳しくは後述するが、封口体１７は、弁部３０の反転を利用して薄肉部３４が破断する設計であり、またガスケット４０に設けられた弾性変形部が弁部３０を電池ケース１５の外側（上方）に付勢するため、環状部３１から弁部３０を完全に切り離すための一助となる。これにより、電流経路が確実に遮断される。

【0021】

封口体１７は、上述のように、薄肉部３４によって区分けされた弁部３０及び環状部３１を含む１枚の金属板によって構成されることが好ましい。本実施形態では、弁部３０及び環状部３１を有する金属板が封口体１７の天板を構成している。この場合、弁部３０には外部装置に接続される外部リード（図示せず）が溶接等で接続され、環状部３１には電極体１４の正極１１に接続される正極リード２０が溶接等で接続される。なお、環状部３１に接続される電極リードは正極リード２０に限定されず、負極リード２１が環状部３１に接続されてもよい。この場合、封口体１７が負極外部端子となる。

【0022】

封口体１７は、例えば１枚の金属板を用いて、当該金属板に環状の薄肉部３４を形成し、電池ケース１５の内側に凸となるようにプレス加工することで製造される。好適な金属板の一例は、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金板である。金属板の厚みは特に限定されないが、一例としては、薄肉部３４以外の部分で０．３ｍｍ～２ｍｍである。薄肉部３４の厚みは、例えば弁部３０の厚みの１０％～５０％である。弁部３０と環状部３１の厚みは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0023】

薄肉部３４は、例えば環状の溝で構成される。薄肉部３４の厚みは、溝の深さを変更することで調整できる。溝は、封口体１７の外面に形成されてもよいが、好ましくは封口体１７の内面に形成される。溝（薄肉部３４）は、角のない円形状に形成されることが好ましく、略真円状に形成されることが特に好ましい。ここで、「略真円状」とは、真円形状及び実質的に真円と認められる形状を意味する。なお、薄肉部３４の形状は溝状に限定されず、易破断部として作用できる程度に薄肉部３４の厚みが設定されていればよい。例えば、弁部３０から薄肉部３４にかけて金属板の厚みが連続的に減少するように薄肉部３４の厚みを設定することができる。

【0024】

弁部３０及び環状部３１は、上述の通り、薄肉部３４（溝）によって区切られるため、弁部３０及び環状部３１の平面視形状は薄肉部３４の平面視形状によって決定される。薄肉部３４に囲まれた部分である弁部３０は、平面視略真円形状を有することが好ましい。この場合、薄肉部３４を全長にわたって完全に破断させることが容易になる。弁部３０の外側に存在する環状部３１は、略一定の内径及び外径を有する平面視円環状に形成されることが好ましい。弁部３０と環状部３１の面積比は特に限定されず、弁部３０の面積は環状部３１の面積より大きくてもよく、小さくてもよい。

【0025】

弁部３０は、電池ケース１５の内圧が反転圧Ｒより低い通常の使用状態において、電池ケース１５の内側に凸の下凸形状を有する。即ち、弁部３０は、電池ケース１５の外側から見ると、電池ケース１５の内側に凹んでいる。弁部３０は、電極体１４と接触しない範囲で、電極体１４側に膨出していることが好ましい。また、弁部３０は、電池ケース１５の内圧が反転圧Ｒに達したときに、電池ケース１５の外側に凸の上凸形状となるように反転する。即ち、弁部３０は、下凸形状から上凸形状に変形可能な構造を有する。

【0026】

弁部３０の形状は、電池ケース１５の内圧によって下凸形状から上凸形状に反転可能な形状であればよく、弁部３０の全体がドーム状に湾曲した形状であってもよい。好適な弁部３０の一例は、電極体１４側に最も膨出した平坦な底部３２と、底部３２の周囲に形成された環状の傾斜部３３とを含む。傾斜部３３は底部３２から環状部３１に向けて一定の勾配を有するように形成され、底部３２と傾斜部３３の境界部に屈曲部が存在する。底部３２は、環状部３１と略平行に形成され、外装缶１６の底部と略平行に配置される。底部３２は、平面視略真円形状を有する。傾斜部３３は、底部３２を囲むように平面視円環状に形成される。

【0027】

図４に示すように、封口体１７（金属板）は、下凸形状から上凸形状に反転する部分である反転部Ｚ１と、反転しない非反転部Ｚ２との境界位置に、薄肉部３４が形成された構造を有する。この場合、電極体１４側に膨出する下凸形状が形成された部分の全体が反転部Ｚ１である。また、金属板は、弁部３０の範囲を超えて、即ち薄肉部３４の外側に位置する環状部３１にわたって、反転部Ｚ１（下凸形状部）が形成された構造を有していてもよい。この場合、下凸形状の上端から離れた傾斜部に薄肉部３４が形成され、弁部３０と共に環状部３１の一部も上凸形状に反転する。

【0028】

金属板（反転部Ｚ１）は、反転圧Ｒが、弁部３０の反転前の形状において薄肉部３４を破断させる第１ベント圧Ｖ１より小さく、弁部３０の反転後の形状において薄肉部３４を破断させる第２ベント圧Ｖ２以上となるように構成されることが好ましい。Ｒ＜Ｖ１となるように設計することで、弁部３０の反転前における薄肉部３４の破断が抑制される。反転圧Ｒと第１ベント圧Ｖ１の差を大きくするほど、弁部３０の反転前における薄肉部３４の破断を防止し易くなる。また、Ｖ２≦Ｒとなるように設計することで、薄肉部３４が弁部３０の反転と同時に破断し易くなる。

【0029】

Ｖ２≦Ｒ＜Ｖ１の条件は、例えば弁部３０及び薄肉部３４の厚み、薄肉部３４の形成位置、弁部３０の形状、反転部Ｚ１の膨出の程度、封口体１７の構成材料などを制御することで実現できる。具体的には、弁部３０（反転部Ｚ１）の厚みを減少させると、弁部３０が反転し易くなり反転圧Ｒが下がる傾向にある。また、薄肉部３４の厚みを減少させると、ベント圧Ｖ１，Ｖ２はいずれも下がる傾向にある。電池ケース１５の内圧が上昇したときに、反転前の下凸形状の弁部３０から薄肉部３４には専ら剪断応力が作用し、反転後の上凸形状の弁部３０から薄肉部３４には剪断応力に加えて引張応力が作用する。このため、薄肉部３４の厚みをどのように変化させても、Ｖ２＜Ｖ１の条件が成立する。

【0030】

以下、図２～図４をさらに参照しながら、ガスケット４０について詳説する。図２はガスケット４０の平面図、図３は図２中のＡＡ線断面図である。図４は封口体１７及びガスケット４０の断面図であってあり、図４（ａ）は弁部３０の反転前の様子を示す図であり、図４（ｂ）は封口体１７の弁部３０が反転及びベント後の様子を示す図である。

【0031】

図２～図４に例示するように、ガスケット４０は、封口体１７の内面（下面）に当接する円板状の底部４１と、底部４１の外周縁に沿って環状に形成された側壁部４２とを含む有底円筒状の樹脂製部材である。側壁部４２は、外装缶１６と封口体１７の間に介在し、両部材を絶縁すると共に、両部材の隙間を塞いで電池ケース１５内を密閉する。底部４１には、開口部４３が形成されている。開口部４３は、通気孔として機能し、底部４１の径方向中央部において封口体１７の弁部３０と上下方向に重なる部分に形成される。また、開口部４３は、正極リード２０を通すための孔でもある。

【0032】

ガスケット４０には、弁部３０の内面に当接して弁部３０を電池ケース１５の外側に付勢する弾性変形部として、突起４４が設けられている。突起４４は、弁部３０の内面に当接した状態で折りたたまれ、弁部３０が反転するときに電池ケース１５の外側に向かって突出するように形成されている。突起４４は、下凸形状を有する弁部３０によって押圧された状態で配置されている。このため、電池ケース１５の外側（上方）に向かって突起４４から弁部３０に押圧力が作用する。このように、突起４４が弁部３０を付勢した状態で配置されている。

【0033】

突起４４は、弁部３０が反転して上方に凸となるように変形することで弁部３０からの押圧力が作用しなくなると、弾性変形して元の形状に戻る。突起４４は、ガスケット４０が電池に組み込まれる前において、底部４１の面方向に対して略垂直に立設している。突起４４は、上方に大きく突出し、底部４１の厚み方向に沿って伸びている。突起４４は、その付勢力により弁部３０の反転をサポートする。また、突起４４が上方に大きく突出することで、切り離された弁部３０と環状部３１の隙間が維持され、電流経路の再導通が発生する可能性を低減できる。

【0034】

突起４４は、複数形成されることが好ましい。突起４４は、電池の通常の使用状態において、弁部３０の内面に当接して弁部３０を上方に押圧可能な部分に複数形成される。本実施形態では、複数の突起４４が開口部４３の周縁部に形成されている。各突起４４は、開口部４３の周縁部から開口部４３の中心方向に延出し、途中で側壁部４２と同じ方向に折れ曲がっている。開口部４３の周縁部から延出した突起４４は、断面略Ｌ字状に形成されている。

【0035】

複数の突起４４は、例えば底部４１の円周方向に沿って略等間隔で形成される。図２に示す例では、４個の突起４４が開口部４３の周縁部に沿って等間隔に配置され、また４個の突起４４は底部４１の径方向に並んでいる。各突起４４は、互いに同じ形状、寸法を有し、互いに接触しない範囲で開口部４３の中心近傍まで延出して、平面視略十字状に形成されている。突起４４の数は特に限定されないが、好ましくは２個～２１個であり、より好ましくは３個～８個である。

【0036】

突起４４は、上述のように、底部４１に対して略垂直に立ち上がった状態である元の形状から、底部４１の面方向に沿うように折り曲げ可能である。そして、突起４４は、底部４１の面方向に沿うように折りたたまれた状態から元の形状に戻る復元力を有する。突起４４は、電池の組み立て時に弁部３０の内面に押されて折りたたまれる。突起４４は、先端が根元側を向くように折りたたまれることが好ましい。ガスケット４０は、例えば突起４４の弾性変形を可能とする可撓性を有し、かつ気密性、絶縁性、耐薬品性、耐熱性等に優れた樹脂材料で構成される。

【0037】

突起４４の形状は特に限定されないが、好適な形状の一例は略矩形形状である。突起４４の高さＨ（底部４１の上面から突起４４の先端までの長さ）は、弁部３０が環状部３１から切り離されたときに弁部３０と環状部３１の隙間が維持できる長さとすることが好ましく、例えば１ｍｍ～５ｍｍである。突起４４の先端部には、底部４１の径方向外側から内側に向かって次第に高さＨが低くなるように傾斜したテーパ面が形成されていてもよい。また、突起４４の屈曲部にも、同様のテーパ面が形成されていてもよい。突起４４の屈曲部にテーパ面を形成することで、突起４４の折りたたみが容易になる。

【0038】

図４（ｂ）に例示するように、電池ケース１５の内圧が上昇して所定の閾値（反転圧Ｒ）を超えると、弁部３０が上方に凸となるように反転する。このとき、弁部３０の内面に当接する状態で折りたたまれていた複数の突起４４が上方に向かって伸びる元の形状に戻り、弁部３０の反転により生じる空間に向かって突出する。封口体１７は、薄肉部３４が破断する際に弁部３０の反転を利用して弁部３０が環状部３１から完全に切り離されるように設計されている。さらに、突起４４が上方に向かって伸びることで、弁部３０が環状部３１からより確実に切り離される。

【0039】

密閉電池１０によれば、封口体１７の構造が単純でありながら、外部リードが接続される弁部３０を、電極リードが接続される環状部３１から完全に切り離すことが容易であり、電池の電流経路をより確実に遮断できる。また、上方に突出した複数の突起４４が、切り離された弁部３０と環状部３１の接触を防止するため、電流経路の再導通が高度に抑制される。

【0040】

以下、図５～図８を参照しながら、本開示に係る密閉電池の第２の実施形態について詳説する。図５は第２の実施形態であるガスケット５０の平面図、図６は図５中のＢＢ線断面図である。図７は、封口体１７及びガスケット５０の断面図であってあり、図７（ａ）は弁部３０の反転前の様子を示す図であり、図７（ｂ）は封口体１７の弁部３０が反転及びベント後の様子を示す図である。

【0041】

なお、第２の実施形態では、ガスケットの構造のみが第１の実施形態と相違し、その他については第１の実施形態と同様の構造を適用できる。以下では、第１の実施形態との相違点を主に説明し、重複する説明を省略する。

【0042】

図５～図７に例示するように、ガスケット５０は、封口体１７の内面に当接する円板状の底部５１と、底部５１の外周縁に沿って環状に形成された側壁部５２とを含む有底円筒状の樹脂製部材である点で、第１の実施形態のガスケット４０と共通する。底部５１には、通気孔及び電極リードの挿通孔として機能する開口部５３が形成されている。側壁部５２は、外装缶１６と封口体１７の間に介在し、両部材を絶縁すると共に、両部材の隙間を塞いで電池ケース１５内を密閉する。

【0043】

ガスケット５０には、弁部３０の内面に当接して弁部３０を電池ケース１５の外側に付勢する弾性変形部として、凸部５４が設けられている。凸部５４は、弁部３０の内面に当接して電池ケース１５の内側に押し込まれ、弁部３０が反転するときに電池ケース１５の外側に向かって膨出するように形成されている。凸部５４は、下凸形状を有する弁部３０によって押圧された状態で配置されている。このため、ガスケット４０の突起４４と同様に、電池ケース１５の外側に向かって凸部５４から弁部３０に押圧力が作用する。このように、凸部５４が弁部３０を付勢した状態で配置されている。

【0044】

凸部５４は、上方に凸のドーム状に形成され、上下方向に弾性変形する。凸部５４は、電池の通常の使用状態では弁部３０によって上から押え付けられているが、弁部３０が反転して当該押圧力が作用しなくなると、弾性変形して元のドーム状に戻る。凸部５４は、開口部５３の周縁部から延出し、周縁部の一方から他方にわたって底部５１の径方向に延びる、平面視帯状のブリッジ部５５によって形成されている。ブリッジ部５５は、底部５１の径方向中央部で交差し、平面視略十字状に形成される。凸部５４は、ブリッジ部５５が交差する底部５１の径方向中央部が最も膨出した上凸形状を有する。

【0045】

開口部５３及び凸部５４は、底部５１の径方向中央部において弁部３０と上下方向に重なる部分に形成される。ガスケット５０は、凸部５４の最大膨出部が、弁部３０の底部中央に当接するように配置されることが好ましい。なお、ブリッジ部５５の数、形状等は特に限定されない。また、ブリッジ部５５はバネ構造を形成してもよく、ブリッジ部５５の交差部分にコイル状のバネ構造や開口部を形成してもよい。

【0046】

図８は、第２の実施形態の変形例であるガスケット６０を示す平面図である。ガスケット６０は、弁部３０の内面に当接する円板状の底部６１と、底部６１の外周縁に沿って環状に形成された側壁部６２とを含む有底円筒状の樹脂製部材である点で、ガスケット４０，５０と共通する。ガスケット６０には弾性変形部として凸部６４が設けられ、底部６１には開口部６３が形成されている。

【0047】

凸部６４は、ガスケット５０の凸部５４と同様に、開口部６３の周縁部から延出するブリッジ部６５によって、上方に凸のドーム状に形成されている。ブリッジ部６５は、開口部６３の周縁部の複数箇所から底部６１の径方向中央部に集まるように渦巻き状に形成される。凸部６４は、ブリッジ部６５が交差する底部６１の径方向中央部が最も膨出した上凸形状を有する。ブリッジ部６５はバネ構造を形成してもよく、ブリッジ部６５の交差部分にコイル状のバネ構造や開口部を形成してもよい。

【0048】

ガスケット５０，６０を用いた場合も、凸部５４，６４によって弁部３０の反転がサポートされ、弁部３０を環状部３１から完全に切り離すことが容易である。また、上方に膨出した凸部５４，６４によって、切り離された弁部３０と環状部３１の接触が防止される。したがって、ガスケット５０，６０を備える密閉電池によれば、異常発生時における電流経路の遮断が容易であり、一旦遮断された電流経路の再導通が高度に抑制される。

【0049】

なお、上述の実施形態は本開示の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、弁部の内面に当接するガスケットの上面には、突起４４や凸部５４の代わりに、針状の突起が多数立設していてもよい。針状の突起は、弁部３０に押圧されて根元から折れ曲がり、弁部３０が反転するときに元の形状に戻る弾性変形部である。また、発泡体、多孔質体等の弾性変形部材がガスケットの上面に貼着されていてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 密閉電池、１１ 正極、１２ 負極、１３ セパレータ、１４ 電極体、１５ 電池ケース、１６ 外装缶、１７ 封口体、１８，１９ 絶縁板、２０ 正極リード、２１ 負極リード、２２ 溝入部、３０ 弁部、３１ 環状部、３２ 底部、３３ 傾斜部、３４ 薄肉部、４０，５０，６０ ガスケット、４１，５１，６１ 底部、４２，５２，６２ 側壁部、４３，５３，６３ 開口部、４４ 突起、５４，６４ 凸部、５５，６５ ブリッジ部、Ｚ１ 反転部、Ｚ２ 非反転部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】