特許 7570047 電池および電池の製造方法

(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】2024-10-10

(45)【発行日】2024-10-21

(54)【発明の名称】電池および電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/533 20210101AFI20241011BHJP

   H01M 50/545 20210101ALI20241011BHJP

   H01M 50/566 20210101ALI20241011BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20241011BHJP

   H01M 50/186 20210101ALI20241011BHJP

   H01M 50/107 20210101ALI20241011BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20241011BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20241011BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20241011BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20241011BHJP

【ＦＩ】

H01M50/533

H01M50/545

H01M50/566

H01M50/184 D

H01M50/186

H01M50/107

H01M10/04 W

H01M10/0587

H01M10/0566

H01M10/052

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023506853

(86)(22)【出願日】2022-02-04

(86)【国際出願番号】 JP2022004534

(87)【国際公開番号】W WO2022196172

(87)【国際公開日】2022-09-22

【審査請求日】2023-06-27

(31)【優先権主張番号】P 2021042584

(32)【優先日】2021-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002745

【氏名又は名称】弁理士法人河崎特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】児玉 康伸

(72)【発明者】

【氏名】植田 英之

【審査官】吉川 潤

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２０２７４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０１７９３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開平０３－０２２３５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第５９３５７３１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０ － ５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／００ － ５０／１９８

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５２ － １０／０５８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状側面部を具備し、一端に開口部を有しかつ他端に底部を有するケースと、
前記ケースに電解液と共に収容され、第１電極および前記第１電極と極性が異なる第２電極を有する電極群と、
前記第１電極に電気的に接続された第１端部および前記第１端部と反対側の第２端部を有し、前記筒状側面部に溶接された第１リードと、
前記開口部を封口するキャップと、
前記開口部と前記キャップとの間に設けられるガスケットと、
を備え、
前記筒状側面部の一部に、ケース内方に突出して前記ガスケットの一部を圧縮する環状の溝部が形成されており、
前記ガスケットは、前記圧縮された部分である圧縮部に連続して前記底部側に延びる筒状部を有し、
前記第１リードは、前記筒状側面部と前記圧縮部との間に挟まれておらず、かつ前記筒状部に接触しており、
前記第１リードの前記第２端部は、前記電極群の前記開口部側の端部よりも前記開口部寄りに位置する、電池。

【請求項2】

前記ケースの軸方向において、前記底部と前記溝部の最深部との間の距離をＤ１［ｍｍ］とし、かつ前記底部と前記電極群の前記端部との間の距離をＤ２［ｍｍ］として、
０．９１≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９６が成り立つ、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記第１リードは、前記筒状側面部のうち前記溝部が形成された領域に溶接されている、請求項１または２に記載の電池。

【請求項4】

前記ケースの外径は、６ｍｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。

【請求項5】

前記第１リードは、前記溶接された部分よりも前記第２端部側で前記開口部に向かって凸となるように曲がっている、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項6】

前記第１リードは、前記曲がった部分よりも前記第２端部側の部分で前記筒状部に接触している、請求項５に記載の電池。

【請求項7】

前記第１リードの前記第２端部が、前記筒状部に接触している、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項8】

請求項５または６に記載の電池を製造するための方法であって、
前記ケースに、前記第１リードの前記第１端部が前記第１電極に電気的に接続された前記電極群を収容する第１工程と、
前記第１リードを、前記筒状側面部に溶接する第２工程と、
前記筒状側面部の一部に、前記溝部を形成する第３工程と、
前記ケースに、前記ガスケットを圧入する第４工程と、
を備え、
前記第４工程において、前記第１リードの前記第２端部が前記底部側に変位するように、前記第１リードを前記ガスケットで押し曲げる、電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池および電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有底筒状のケースと、ケースに電解液と共に収容された電極群と、電極群の一方の電極およびケースに電気的に接続されるリードと、ケースの開口部を封口するキャップと、開口部とキャップとの間に設けられるガスケットとを備える電池が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の電池では、ケース側面部に、ケース内方に突出する環状の溝部が形成されており、ケース側面部のうち溝部が形成された部分とガスケットとの間にリードが挟持されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－２７８１９５号公報

【発明の概要】

【0004】

しかしながら、特許文献１の構成では、ケースに収容された電解液が外部に漏れやすくなるおそれがある（すなわち、耐漏液性が低くなるおそれがある）。なぜなら、ケース側面部のうち溝部が形成された部分とガスケットとが互いに密着していることが耐漏液性を高める上で重要であるところ、上述のとおり、当該部位にリードが挟持されて密着性が損なわれるためである。このような状況において、本開示は、電池の耐漏液性を高めることを目的の１つとする。

【0005】

本開示に係る一局面は、電池に関する。当該電池は、筒状側面部を具備し、一端に開口部を有しかつ他端に底部を有するケースと、前記ケースに電解液と共に収容され、第１電極および前記第１電極と極性が異なる第２電極を有する電極群と、前記第１電極に電気的に接続された第１端部および前記第１端部と反対側の第２端部を有し、前記筒状側面部に溶接された第１リードと、前記開口部を封口するキャップと、前記開口部と前記キャップとの間に設けられるガスケットと、を備え、前記筒状側面部の一部に、ケース内方に突出して前記ガスケットの一部を圧縮する環状の溝部が形成されており、前記ガスケットは、前記圧縮された部分である圧縮部に連続して前記底部側に延びる筒状部を有し、前記第１リードは、前記筒状側面部と前記圧縮部との間に挟まれておらず、かつ前記筒状部に接触しており、前記第１リードの前記第２端部は、前記電極群の前記開口部側の端部よりも前記開口部寄りに位置する。

【0006】

本開示に係る別の一局面は、電池の製造方法に関する。当該製造方法は、上述の電池において、前記第１リードは、前記溶接された部分よりも前記第２端部側で前記開口部に向かって凸となるように曲がっている、電池を製造するための方法であって、前記ケースに、前記第１リードの前記第１端部が前記第１電極に電気的に接続された前記電極群を収容する第１工程と、前記第１リードを、前記筒状側面部に溶接する第２工程と、前記筒状側面部の一部に、前記溝部を形成する第３工程と、前記ケースに、前記ガスケットを圧入する第４工程と、を備え、前記第４工程において、前記第１リードの前記第２端部が前記底部側に変位するように、前記第１リードを前記ガスケットで押し曲げる。

【0007】

本開示によれば、電池の耐漏液性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１の電池を模式的に示す断面図である。

【図2】実施形態２の電池を模式的に示す断面図である。

【図3】電池における各寸法を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示に係る電池および電池の製造方法の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。

【0010】

（電池）
本開示に係る電池は、ケースと、電極群と、第１リードと、キャップと、ガスケットとを備える。

【0011】

ケースは、有底筒状であって、筒状側面部を具備し、一端に開口部を有しかつ他端に底部を有する。ケースは、有底円筒状、有底楕円筒状、または有底角筒状であってもよい。筒状側面部の一部には、ケース内方（すなわち、ケースの径方向内側）に突出してガスケットの一部を圧縮する環状の溝部が形成されている。環状の溝部は、開口部の近傍に形成されていてもよい。ケースは、導電性材料で構成される。例えば、ケースは、０．０５ｍｍ～０．２ｍｍの厚さを有するステンレス鋼で構成されるが、これに限定されるものではない。

【0012】

電極群は、ケースに電解液と共に収容される。電極群は、第１電極と、第１電極と極性が異なる第２電極とを有する。電極群は、第１電極および第２電極を、セパレータを介して捲回して柱状体として構成されてもよい。第１電極は、第１集電シートと、その両面に形成された第１活物質層とを有してもよい。第２電極は、第２集電シートと、その両面に形成された第２活物質層とを有してもよい。

【0013】

第１電極は、第１リードを介して、導電性を有するケースの内周面に接続される。第２電極は、第２リードを介して、導電性を有するキャップと接続されてもよい。ここで、ケースは、電池の第１端子（例えば、負極端子）として、キャップは、電池の第２端子（例えば、正極端子）として機能してもよい。

【0014】

第１電極および第２電極がそれぞれ負極および正極である場合について、さらに詳しく説明する。

【0015】

負極は、負極集電体シートと、その両面に形成された負極活物質層とを有する。負極集電体シートには公知の負極集電体シートを用いることができるが、電池がリチウムイオン二次電池である場合には、例えばステンレス鋼、ニッケル、銅、銅合金などの金属箔が用いられる。その厚さは、例えば５μｍ～２０μｍであるが、これに限定されるものではない。

【0016】

負極活物質層は、必須成分として負極活物質を含み、任意成分として結着剤、導電剤などを含む。負極活物質としては公知の負極活物質を用いることができるが、電池がリチウムイオン二次電池である場合には、例えば金属リチウム、珪素合金、錫合金などの合金、黒鉛、ハードカーボンなどの炭素材料、珪素化合物、錫化合物、チタン酸リチウムなどが用いられる。特に金属リチウムの場合はそれ自体が高い導電性と柔軟性を示すため、負極集電体シートの使用が任意となる。負極活物質の厚さは、例えば７０μｍ～１５０μｍであるが、これに限定されるものではない。

【0017】

リチウムイオン二次電池の負極集電リード（第１リード）には、例えばニッケル、ニッケル合金、鉄、ステンレス鋼、銅、銅合金などの材料を用いることができる。その厚さは、例えば１０μｍ～１２０μｍであるが、これに限定されるものではない。負極集電リードは、ケースの開口部近傍の、筒状側面部の内面に接続されてもよい。

【0018】

正極は、正極集電体シートと、その両面に形成された正極活物質層とを有する。正極集電体シートには公知の正極集電体シートを用いることができるが、電池がリチウムイオン二次電池である場合には、例えばアルミニウム、アルミニウム合金などの金属箔が用いられる。その厚さは、例えば５μｍ～２０μｍであるが、これに限定されるものではない。

【0019】

正極活物質層は、必須成分として正極活物質を含み、任意成分として結着剤、導電剤などを含む。正極活物質としては公知の正極活物質を用いることができるが、リチウムイオン二次電池の正極活物質としてはリチウム含有複合酸化物が好ましく、例えばＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４などが用いられる。また、リチウム一次電池の正極活物質としては、二酸化マンガン、フッ化黒鉛などが用いられる。正極活物質層の厚さは、例えば２０μｍ～１３０μｍであるが、これに限定されるものではない。

【0020】

リチウムイオン二次電池の正極集電リード（第２リード）には、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、ステンレス鋼などの材料を用いることができる。その厚さは、例えば１０μｍ～１２０μｍであるが、これに限定されるものではない。正極集電リードは、ガスケットの筒状部（後述）の内部空間を通って、正極端子を兼ねるキャップの底面に接続されてもよい。

【0021】

負極と正極の間に配されるセパレータには公知のセパレータを用いることができ、例えば、絶縁性の微多孔薄膜、織布、または不織布を用いて形成される。リチウムイオン二次電池のセパレータには、例えばポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィンを用いることができる。その厚さは、１０μｍ～５０μｍであってもよく、好適には１０μｍ～３０μｍである。

【0022】

電解液には公知の電解液を用いることができる。電池がリチウムイオン二次電池である場合には、電解液は、公知のリチウム塩と公知の非水溶媒とで構成される。例えば、非水溶媒としては、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状カルボン酸エステルなどが用いられる。また、例えば、リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４などが用いられるが、これらに限定されるものではない。

【0023】

第１リードは、第１電極に電気的に接続された第１端部と、第１端部と反対側の第２端部とを有する。第１リードは、ケースの筒状側面部に溶接されている。第１リードは、上述の負極集電リードであってもよい。

【0024】

キャップは、ケースの開口部を封口する。キャップは、導電性材料で構成されてもよい。

【0025】

ガスケットは、ケースの開口部とキャップとの間に設けられる。ガスケットは、環状の溝部により圧縮された部分である圧縮部を有する。この圧縮部において、ガスケットは、ケースの溝部が形成された部分と密着する。圧縮部は、ガスケットの全周にわたって（あるいは、ケースの全周にわたって）圧縮されていてもよい。ガスケットは、圧縮部に連続してケースの底部側に延びる筒状部を有する。

【0026】

ガスケットは、絶縁性材料で構成されていて、ケースとキャップとを電気的に絶縁する。ガスケットは、電解質に対する耐性を有する材料で構成されることが好ましく、例えばフッ素樹脂、ポリオレフィン、ポリアミドなどを用いることができる。その中でもフッ素樹脂を用いることが好ましく、例えばテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）を用いることができる。

【0027】

本開示の特徴部として、第１リードは、ケースの筒状側面部とガスケットの圧縮部との間に挟まれておらず、かつガスケットの筒状部に接触している。また、第１リードの第２端部は、電極群の開口部側の端部よりも当該開口部寄りに位置する。このように、第１リードは、ケースに溶接される部分を含んで十分な長さを有する一方で、電極群には接触していない。このため、第１リードの長さに公差が存在しても、第１リードをケース（具体的には、筒状側面部）に溶接することが可能となると共に、電池の内部短絡を回避することができる。さらに、第１リードは、そのように十分な長さを有する一方で、ケースとガスケットとの間に挟まれていない。したがって、ケースとガスケットとの間の密着性が損なわれず、電池の耐漏液性を高めることができる。

【0028】

ケースの軸方向において、ケースの底部と溝部の最深部との間の距離をＤ１［ｍｍ］とし、かつケースの底部と電極群の開口部側の端部との間の距離をＤ２［ｍｍ］として、０．９１≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９６が成り立ってもよい。この構成によると、ケース内における電極群の占有体積を大きくすることで、電池の放電容量を高めることができる。なお、０．９１≦Ｄ２／Ｄ１の場合、溝部の最深部と溶接部位との間の距離は非常に短くなる。この場合、第１リードの溶接部位よりも第２端部側の部分の長さを短くして筒状側面部と圧縮部との間に第１リードが挟まれるのを防止しようとするよりも、第１リードの溶接部位よりも第２端部側の部分の長さを十分に長くすることがより有効になる。

【0029】

第１リードは、ケースの筒状側面部のうち溝部が形成された領域に溶接されていてもよい。溝部は通常、ケースの開口部近傍に形成されるため、この構成によると、電極群と溶接部位との間の距離を確保しやすい。電極群の開口部側の端部を開口部に近づけることが容易になり、ケース内における電極群の占有体積を大きくすることができる。したがって、電池の放電容量を高めることができる。なお、筒状側面部のうち溝部が形成された領域とは、溝部の最深部のみでなく、最深部に向かって外径が徐々に小さくなる領域全体のことをいう。溶接部位は、溝部の最深部よりもケースの底部寄りに設けられる。

【0030】

ケースの外径は、６ｍｍ以下であってもよい。本開示の構成は、外径が６ｍｍ以下のケースを備える電池において特に有効である。ケースの外径は、４．５ｍｍ以下であってもよい。ケースの外径は、製造上の現実性を考慮して３ｍｍ以上であってもよい。

【0031】

第１リードは、溶接された部分よりも第２端部側でケースの開口部に向かって凸となるように曲がっていてもよい。この構成によると、第１リードの第２端部はケースの底部の方を向いて延びる。例えば、第１リードは、ケースの開口部に向かって凸となるようにＵ字状に曲がっていてもよい。そのように曲がった第１リードは、ケースとガスケットとの間により一層挟まれにくい。よって、電池の耐漏液性が損なわれることを回避しやすい。

【0032】

第１リードは、上述のように曲がった部分よりも第２端部側の部分でガスケットの筒状部に接触していてもよい。そのような接触は、点接触、線接触、または面接触のいずれであってもよい。

【0033】

第１リードの第２端部が、ガスケットの筒状部に接触していてもよい。この構成では、第１リードは、ケースの開口部に向かって凸となるように曲がってはいない。ただし、第１リードは、第２端部がガスケットの筒状部に接触するほどの十分な長さを有する。換言すると、第１リードの長さは、許容される公差が生じた場合でも、少なくとも第２端部がガスケットの筒状部に接触し、かつ筒状側面部とガスケットの圧縮部との間に挟まれない十分な長さに設計される。このような設計で相当数の電池を製造すると、多くの電池では、第１リードが、上述のように曲がった部分よりも第２端部側の部分でガスケットの筒状部に接触し、残りの電池では、少なくとも第２端部がガスケットの筒状部に接触する。すなわち、筒状側面部とガスケットの圧縮部との間に第２端部が挟まれる電池は原則として生じない。

【0034】

（電池の製造方法）
本開示に係る電池の製造方法は、第１リードが、ケースの開口部に向かって凸となるように曲がっている、電池を製造するための方法であって、第１工程と、第２工程と、第３工程と、第４工程とを備える。

【0035】

第１工程では、ケースに、第１リードの第１端部が第１電極に電気的に接続された電極群を収容する。電極群の第２電極には、第２リードの一端が電気的に接続されていてもよい。

【0036】

第２工程では、第１リードを、ケースの筒状側面部に溶接する。溶接の種類としては、レーザ溶接、スポット溶接、または抵抗溶接などが挙げられる。

【0037】

第３工程では、ケースの筒状側面部の一部に、環状の溝部を形成する。環状の溝部は、例えば、筒状側面部の一部を縮径する溝入れ加工により形成されてもよい。

【0038】

第４工程では、ケースに、ガスケットを圧入する。これにより、ガスケットの一部が溝部によって圧縮される。ここで、ケースにガスケットを圧入する際、第１リードの第２端部がケースの底部側に変位するように、第１リードをガスケットで押し曲げる。この押曲げは、第１リードが、第２端部がガスケットの筒状部に接触するほどの十分な長さを有する場合において、ケースにガスケットを圧入する際、第１リードの第２端部もしくはその近傍箇所がガスケットと接触もしくは係合してガスケットから圧力を受けることによる。これにより、第１リードが、ケースの開口部に向かって凸となるように曲がった状態となる。

【0039】

以上のように、本開示によれば、第１リードの長さの公差によらず第１リードをケースに適切に溶接できると共に、電池の耐漏液性を高めることができる。さらに、本開示によれば、そのような電池を容易に製造することが可能である。

【0040】

以下では、本開示に係る電池および電池の製造方法の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の電池および電池の製造方法の構成要素および工程には、上述した構成要素および工程を適用できる。以下で説明する一例の電池および電池の製造方法の構成要素および工程は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の電池および電池の製造方法の構成要素および工程のうち、本開示に係る電池および電池の製造方法に必須ではない構成要素および工程は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。

【0041】

《実施形態１》
本開示の実施形態１について説明する。図１に示すように、本実施形態の電池１０は、ケース２０と、電極群３０と、第１リード４０と、第２リード５０と、キャップ６０と、ガスケット７０とを備える。

【0042】

ケース２０は、有底円筒状に構成される。ケース２０は、筒状側面部２１を具備し、一端（図１における上端）に開口部２２を有しかつ他端（図１における下端）に底部２３を有する。筒状側面部２１の開口部２２近傍の部分には、ケース内方に突出する環状の溝部２４が形成されている。この溝部２４は、ガスケット７０の一部を圧縮している。なお、ガスケット７０の溝部２４により圧縮された部分を、以下では圧縮部７２ともいう。ケース２０は、０．０５ｍｍ～０．２ｍｍの厚さを有するステンレス鋼で構成される。ケース２０の外径は、３ｍｍ以上、６ｍｍ以下であってもよく、３ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下であってもよい。

【0043】

電極群３０は、ケース２０に電解液（図示せず）と共に収容される。電極群３０は、第１電極３１と、第１電極３１と極性が異なる第２電極３２とを有する。本実施形態では、第１電極３１が負極を構成し、かつ第２電極３２が正極を構成するが、これに限られるものではない。電極群３０は、第１電極３１および第２電極３２を、セパレータ３３を介して捲回することで構成される。第１電極３１は、第１集電シートと、その両面に形成された第１活物質層（この例では、負極活物質層）とを有する（共に図示せず）。第２電極３２は、第２集電シートと、その両面に形成された第２活物質層（この例では、正極活物質層）とを有する（共に図示せず）。

【0044】

第１電極３１は、第１リード４０を介して、ケース２０の内周面に接続される。第２電極３２は、第２リード５０を介して、キャップ６０に接続される。本実施形態では、ケース２０が電池１０の負極端子として機能すると共に、キャップ６０が電池１０の正極端子として機能するが、これに限られるものではない。

【0045】

第１リード４０は、第１電極３１に電気的に接続された第１端部４１と、第１端部４１と反対側の第２端部４２とを有する。第１リード４０は、ケース２０の筒状側面部２１に溶接されている。より詳細には、第１リード４０は、筒状側面部２１のうち溝部２４よりも底部２３寄りの部分に溶接されている。ただし、第１リード４０は、図示を省略するが、筒状側面部２１のうち溝部２４が形成された領域に溶接されていてもよい。本実施形態の第１リード４０は、負極集電リードである。

【0046】

第２リード５０は、第２電極３２に電気的に接続された第３端部５１と、キャップ６０に電気的に接続された第４端部５２とを有する。第２リード５０は、ガスケット７０の後述する筒状部７３の内部空間を通っている。第２リード５０の第４端部５２は、キャップ６０の底面に溶接されている。本実施形態の第２リード５０は、正極集電リードである。

【0047】

キャップ６０は、ケース２０の開口部２２を封口する。キャップ６０は、導電性材料で構成される。キャップ６０は、上述のように電池１０の正極端子として機能する。キャップ６０は、電池１０の軸方向に延びる端子部６１と、電池１０の径方向外側に延びるフランジ６２とを有する。端子部６１およびフランジ６２は、一体に構成されている。フランジ６２は、ガスケット７０の後述するシール部７１によって保持される。

【0048】

ガスケット７０は、ケース２０の開口部２２とキャップ６０との間に設けられる。ガスケット７０は、絶縁性材料で構成されていて、ケース２０とキャップ６０とを電気的に絶縁する。ガスケット７０は、キャップ６０を収容するシール部７１と、シール部７１に連続する圧縮部７２と、圧縮部７２に連続してケース２０の底部２３側に延びる筒状部７３とを有する。シール部７１は、キャップ６０のフランジ６２の下面を支持する平坦な支持部と、フランジ６２の上面を保持する保持部とを具備する。圧縮部７２は、ガスケット７０の全周にわたって溝部２４によって圧縮されている。圧縮前の状態において、圧縮部７２の外径と筒状部７３の外径は、互いに実質的に等しく、かつ溝部２４の最小内径（すなわち、溝部２４の最深部２４ａの内径）よりも大きい。

【0049】

ここで、第１リード４０は、ケース２０の筒状側面部２１とガスケット７０の圧縮部７２との間に挟まれておらず、かつガスケット７０の筒状部７３に接触している。また、第１リード４０の第２端部４２は、電極群３０の開口部２２側の端部（図１における上端部）よりも開口部２２寄り（図１における上寄り）に位置する。換言すると、第１リード４０の第２端部４２は、電極群３０と接触していない。電極群３０の開口部２２側の端部（上端部）とは、例えば、電極群３０の端面において最も突出する絶縁性部材（例えば、セパレータ）の端部であってもよい。

【0050】

第１リード４０は、筒状側面部２１に溶接された部分よりも第２端部４２側で、ケース２０の開口部２２に向かって凸となるように曲がっている。第１リード４０は、そのように曲がった部分よりも第２端部４２側の部分でガスケット７０の筒状部７３に接触している。第１リード４０の第２端部４２は、電池１０の軸方向において電極群３０と所定の間隔をおいて対向している。第１リード４０は、図１の断面視において、概ね逆Ｕ字状または逆Ｊ字状になっている。

【0051】

また、ケース２０の軸方向において、ケース２０の底部２３（具体的には、底部２３の外面）と溝部２４の最深部２４ａとの間の距離をＤ１［ｍｍ］とし、かつケース２０の底部２３（具体的には、底部２３の外面）と電極群３０の上端部との間の距離をＤ２［ｍｍ］とする（図３を参照）。その場合において、本実施形態の電池１０では、０．９１≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９６が成り立つ。その条件下において、例えば、Ｄ１は、１８ｍｍ～１９ｍｍであってもよく、Ｄ２は、１６．５ｍｍ～１７．５ｍｍであってもよい。ただし、そのような条件が成り立っていなくてもよい。

【0052】

－電池の製造方法－
次に、本実施形態に係る電池の製造方法について説明する。当該製造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程と、第４工程と、第５工程と、第６工程と、第７工程とを備える。

【0053】

第１工程では、ケース２０に、第１リード４０の第１端部４１が第１電極３１に電気的に接続され、かつ第２リード５０の第３端部５１が第２電極３２に電気的に接続された電極群３０を収容する。ケース２０に電極群３０を収容する際には、第１リード４０および第２リード５０がケース２０の開口部２２に向かって（図１における上方に向かって）延びるように、電極群３０を開口部２２からケース２０に挿入する。

【0054】

第２工程では、第１リード４０を、ケース２０の筒状側面部２１に溶接する。本実施形態では、抵抗溶接により、第１リード４０を筒状側面部２１に溶接する。

【0055】

第３工程では、ケース２０の筒状側面部２１の一部（この例では、開口部２２近傍の部分）に、環状の溝部２４を形成する。より具体的に、環状の溝部２４は、第１リード４０が延在する領域において形成される。このため、溝部２４が形成された状態において、第１リード４０の一部（すなわち、第２端部４２を含む部分）は、溝部２４の形成時にケース内方に押され、溝部２４の最深部２４ａよりもケース内方に突出する。本実施形態の溝部２４は、筒状側面部２１の一部を縮径する溝入れ加工により形成される。

【0056】

第４工程では、ケース２０に、ガスケット７０を圧入（挿入）する。このとき、第１リード４０のうち溝部２４よりもケース内方に突出している部分（すなわち、第２端部４２を含む部分）を、ガスケット７０で押し下げる。換言すると、ケース２０にガスケット７０を圧入する際、第１リード４０の第２端部４２がケース２０の底部２３側に変位するように、第１リード４０をガスケット７０で押し曲げる。これにより、第１リード４０が、ケース２０の開口部２２に向かって凸となるように曲がった状態となる。

【0057】

第５工程では、第２リード５０を、ガスケット７０の筒状部７３の内部から引き出し、キャップ６０と溶接する。本実施形態では、超音波溶接により、第２リード５０キャップ６０の底面に溶接する。

【0058】

第６工程では、真空注液方式により、ケース２０の内部に電解液を注液する。このとき、環状の溝部２４とガスケット７０とが密着しているため、環状の溝部２４よりも上方に電解液が浸入することが抑止され得る。

【0059】

第７工程では、キャップ６０を、ガスケット７０のシール部７１に収容する。そして、ケース２０の開口部２２を、ガスケット７０を介してキャップ６０とかしめることにより、本実施形態の電池１０が得られる。

【0060】

《実施形態２》
本開示の実施形態２について説明する。本実施形態は、第１リード４０の構成が上記実施形態１と異なる。以下、上記実施形態１と異なる点について主に説明する。

【0061】

図２に示すように、本実施形態の第１リード４０は、第２端部４２がガスケット７０の筒状部７３に接触している。第１リード４０は、上方に向かって凸となるように曲がってはいない。それ以外の構成は、上記実施形態１と同じである。

【実施例】

【0062】

以下に示す実施例１～３および比較例１～３の電池１０について、図３に示す各部寸法Ｄ１～Ｄ５を含む各種条件と、耐漏液性、内部ショートの有無、および放電容量との関係を評価した。

【0063】

ここで、寸法Ｄ１は、ケース２０の底部２３と溝部２４の最深部２４ａとの間の軸方向の距離である。寸法Ｄ２は、ケース２０の底部２３と電極群３０の開口部２２側の端部（上端部）との間の軸方向の距離である。電極群３０の開口部２２側の端部（上端部）は、例えば、電極群３０の端面において最も突出するセパレータ３３の端部であってもよい。寸法Ｄ３は、ガスケット７０の筒状部７３の下端と溝部２４の最深部２４ａとの間の軸方向の距離である。寸法Ｄ４は、第１リード４０において、電極群３０の上端部と同じ高さ位置を基準点として、この基準点から第２端部４２までの第１リード４０に沿った長さである。そして、寸法Ｄ５は、電極群３０の上端部と第１リード４０の第２端部４２との間の軸方向の距離である。

【0064】

耐漏液性の評価方法として、電池１０を初期充電後、高温エージングおよび充放電を行ってＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）１００％に調整した後、温度６０℃、湿度９０％の恒温恒湿環境下で２０日間保管して、ケース２０の開口部２２とガスケット７０との間からの漏液の有無を評価した。このときのサンプル数は各実施例および各比較例につき２０個とし、２０個のサンプル全てで漏液が発生しない場合を「なし」と評価し、その他の場合（例えば、顕微鏡観察レベルで漏液の発生が認められた場合や、目視レベルで漏液の発生が認められた場合）を「あり」と評価した。

【0065】

放電容量の評価方法として、電池１０を初期充電後、高温エージングおよび充放電を行ってＳＯＣ１００％に調整した。その後、２Ｃで容量の９０％を放電して１分の休止期間を設けた後、１Ｃで容量の７％を放電して１分間の休止期間を設け、最後に０．２Ｃで残容量（３％）を放電し、この一連の放電時における放電容量を評価した。なお、以下において、比較例１の放電容量を基準値（１００）とし、実施例１～３および比較例２，３の放電容量は当該基準値に対する比率で表す。

【0066】

《実施例１》
電池１０の外径を３．５１ｍｍとし、電池１０の軸方向長さを１９．７５ｍｍとした。溝部２４の最深部２４ａの内径を２．７８ｍｍとし、ガスケット７０の筒状部７３の外径を２．８８ｍｍとした。このため、ガスケット７０は、ケース２０に圧入される状態となった。第１リード４０を、電極群３０の上端部よりも０．５ｍｍ上の位置でケース２０の筒状側面部２１に溶接した。第１リード４０は、ケース２０とガスケット７０との間に挟まれない状態とした。第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とは、互いに接触しない状態とした。そして、Ｄ１を１８．５９ｍｍ、Ｄ２を１６．９９９ｍｍ、Ｄ３を１．２７１ｍｍ、Ｄ４を１．３９ｍｍ、Ｄ５を１．３３１ｍｍとした。これらの条件で上述の評価を行い、漏液なし、内部ショートなし、放電容量１０２．７との結果を得た。

【0067】

《実施例２》
電池１０の外径を３．５１ｍｍとし、電池１０の軸方向長さを１９．７５ｍｍとした。溝部２４の最深部２４ａの内径を２．７８ｍｍとし、ガスケット７０の筒状部７３の外径を２．８８ｍｍとした。このため、ガスケット７０は、ケース２０に圧入される状態となった。第１リード４０を、電極群３０の上端部よりも０．５ｍｍ上の位置でケース２０の筒状側面部２１に溶接した。第１リード４０は、ケース２０とガスケット７０との間に挟まれない状態とした。第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とは、互いに接触しない状態とした。そして、Ｄ１を１８．５９ｍｍ、Ｄ２を１７．４４９ｍｍ、Ｄ３を０．８２１ｍｍ、Ｄ４を１．３９ｍｍ、Ｄ５を１．０１６ｍｍとした。これらの条件で上述の評価を行い、漏液なし、内部ショートなし、放電容量１０５．５との結果を得た。

【0068】

《実施例３》
電池１０の外径を３．５１ｍｍとし、電池１０の軸方向長さを１９．７５ｍｍとした。溝部２４の最深部２４ａの内径を２．７８ｍｍとし、ガスケット７０の筒状部７３の外径を２．８８ｍｍとした。このため、ガスケット７０は、ケース２０に圧入される状態となった。第１リード４０を、電極群３０の上端部よりも０．５ｍｍ上の位置でケース２０の筒状側面部２１に溶接した。第１リード４０は、ケース２０とガスケット７０との間に挟まれない状態とした。第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とは、互いに接触しない状態とした。そして、Ｄ１を１８．５９ｍｍ、Ｄ２を１７．７６２ｍｍ、Ｄ３を０．５０８ｍｍ、Ｄ４を１．３９ｍｍ、Ｄ５を０．３９ｍｍとした。これらの条件で上述の評価を行い、漏液なし、内部ショートなし、放電容量１０７．４との結果を得た。

【0069】

《比較例１》
電池１０の外径を３．５１ｍｍとし、電池１０の軸方向長さを１９．７５ｍｍとした。溝部２４の最深部２４ａの内径を２．７８ｍｍとし、ガスケット７０の筒状部７３の外径を２．６８ｍｍとした。このため、ガスケット７０は、ケース２０に圧入されない状態となった。第１リード４０を、電極群３０の上端部よりも０．５ｍｍ上の位置でケース２０の筒状側面部２１に溶接した。第１リード４０は、ケース２０とガスケット７０との間に挟まれない状態とした。第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とは、互いに接触しない状態とした。そして、Ｄ１を１８．５９ｍｍ、Ｄ２を１６．６ｍｍ、Ｄ３を１．６７ｍｍ、Ｄ４を１．３９ｍｍとした。これらの条件で上述の評価を行い、漏液なし、内部ショートなし、放電容量１００との結果を得た。

【0070】

《比較例２》
電池１０の外径を３．５１ｍｍとし、電池１０の軸方向長さを１９．７５ｍｍとした。溝部２４の最深部２４ａの内径を２．７８ｍｍとし、ガスケット７０の筒状部７３の外径を２．６８ｍｍとした。このため、ガスケット７０は、ケース２０に圧入されない状態となった。第１リード４０を、電極群３０の上端部よりも０．５ｍｍ上の位置でケース２０の筒状側面部２１に溶接した。第１リード４０は、ケース２０とガスケット７０との間に挟まれた状態（特許文献１と同様の状態）とした。第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とは、互いに接触しない状態とした。そして、Ｄ１を１８．５９ｍｍ、Ｄ２を１７．７６２ｍｍ、Ｄ３を０．５０８ｍｍ、Ｄ４を１．３９ｍｍ、Ｄ５を０．３９ｍｍとした。これらの条件で上述の評価を行い、漏液あり、内部ショートなし、放電容量１０７．４との結果を得た。

【0071】

《比較例３》
電池１０の外径を３．５１ｍｍとし、電池１０の軸方向長さを１９．７５ｍｍとした。溝部２４の最深部２４ａの内径を２．７８ｍｍとし、ガスケット７０の筒状部７３の外径を２．８８ｍｍとした。このため、ガスケット７０は、ケース２０に圧入されたる状態となった。第１リード４０を、電極群３０の上端部よりも０．５ｍｍ上の位置でケース２０の筒状側面部２１に溶接した。第１リード４０は、ケース２０とガスケット７０との間に挟まれない状態とした。第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とは、互いに接触する状態とした。そして、Ｄ１を１８．５９ｍｍ、Ｄ２を１８．２１２ｍｍ、Ｄ３を０．０５８ｍｍ、Ｄ４を１．３９ｍｍ、Ｄ５を－０．０６ｍｍ（ここで、Ｄ５が負の値であることは、第１リード４０の第２端部４２と電極群３０の上端部とが接触していることを意味する。）とした。これらの条件で上述の評価を行い、漏液なし、内部ショートあり、放電容量１１０．１との結果を得た。

【0072】

なお、実施例１～３および比較例１～３の各寸法Ｄ１～Ｄ５および評価結果の一覧を、表１に示す。表１において、Ｄ１～Ｄ５の単位はｍｍである。

【0073】

【表1】

【0074】

以上のように、実施例１～３の電池１０では、漏液も内部ショートも発生せず、高い放電容量が得られた。一方、比較例１の電池１０では、漏液も内部ショートも発生しないが、放電容量が低かった。また、比較例２，３の電池１０では、放電容量は高いものの、漏液または内部ショートが発生した。これらより、各比較例に対する各実施例の優位性が示されたと言える。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本開示は、電池および電池の製造方法に利用できる。

【符号の説明】

【0076】

１０：電池
２０：ケース
２１：筒状側面部
２２：開口部
２３：底部
２４：溝部
２４ａ：最深部
３０：電極群
３１：第１電極
３２：第２電極
３３：セパレータ
４０：第１リード
４１：第１端部
４２：第２端部
５０：第２リード
５１：第３端部
５２：第４端部
６０：キャップ
６１：端子部
６２：フランジ
７０：ガスケット
７１：シール部
７２：圧縮部
７３：筒状部

【図1】

【図2】

【図3】