特許 7589740 二次電池

(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】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/342 20210101AFI20241119BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20241119BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20241119BHJP

   H01M 50/109 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/133 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/153 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/169 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/181 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/188 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/375 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/545 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/547 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/559 20210101ALI20241119BHJP

   H01M 50/56 20210101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H01M50/342 101

H01M10/052

H01M10/0587

H01M50/109

H01M50/133

H01M50/153

H01M50/169

H01M50/181

H01M50/184 E

H01M50/188

H01M50/193

H01M50/375

H01M50/545

H01M50/547 101

H01M50/559

H01M50/56

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022550385

(86)(22)【出願日】2021-07-20

(86)【国際出願番号】 JP2021027129

(87)【国際公開番号】W WO2022059337

(87)【国際公開日】2022-03-24

【審査請求日】2023-02-27

(31)【優先権主張番号】P 2020156154

(32)【優先日】2020-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(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】奥野 盛朗

(72)【発明者】

【氏名】渡部 利恵

(72)【発明者】

【氏名】本多 一輝

【審査官】佐宗 千春

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１５７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３８５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９０５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８３３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６２７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０１１４７０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８

５０／３０－５０／３９２

５０／５０－５０／５９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向する第１底部および第２底部を含む扁平かつ柱状の外装部材と、
前記第１底部により支持され、前記第１底部から絶縁された電極端子と、
前記外装部材の内部に収納され、第１電極および第２電極を含む電池素子と、
前記第１底部と前記電極端子との間に配置された絶縁部材と
を備え、
前記第１底部は、前記電極端子の周囲に窪みを有し、
前記第１底部は、貫通孔を有し、
前記電極端子は、
前記貫通孔に挿入された第１端子部と、
前記外装部材の内部に配置され、前記第１端子部の外径よりも大きい外径を有する第２端子部と、
前記外装部材の外部に配置され、前記第１端子部の外径よりも大きい外径を有する第３端子部と
を含み、
前記絶縁部材は、
前記第１端子部および前記第２端子部のそれぞれと前記第１底部との間に配置され、第１高分子化合物を含む第１絶縁部と、
前記第３端子部と前記第１底部との間に配置され、前記第１高分子化合物の融点よりも低い融点を有する第２高分子化合物を含む第２絶縁部と
を含む、
二次電池。

【請求項2】

前記窪みは、前記電極端子の周囲を連続的または断続的に囲んでいる、
請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記第１底部は、複数の前記窪みを有する、
請求項１または請求項２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記第１底部の厚さは、前記第２底部の厚さよりも小さい、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項5】

前記外装部材は、さらに、前記第１底部および前記第２底部のそれぞれに連結された側壁部を含み、
前記第１底部の厚さは、前記側壁部の厚さよりも小さい、
請求項４に記載の二次電池。

【請求項6】

前記第１底部は、前記外装部材の内部に向かって前記第１底部が部分的に突出するように折れ曲げられることにより形成された折り曲げ部を有する、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項7】

前記電極端子のうちの少なくとも一部は、前記折り曲げ部の内部に配置されている、
請求項６に記載の二次電池。

【請求項8】

前記第１高分子化合物は、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体およびポリフェニレンサルファイドのうちの少なくとも一方を含み、
前記第２高分子化合物は、ポリブチレンテレフタレートおよびポリプロピレンのうちの少なくとも一方を含む、
請求項１に記載の二次電池。

【請求項9】

前記外装部材は、さらに、前記第１底部および前記第２底部のそれぞれに連結された側壁部を含み、
前記外装部材は、
前記第１底部である蓋部と、
前記電池素子を内部に収納し、前記第２底部および前記側壁部である収納部と
を含み、
前記蓋部は、前記収納部に溶接されている、
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項10】

前記第１電極は、前記電極端子に電気的に接続されており、
前記第２電極は、前記外装部材に電気的に接続されている、
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項11】

リチウムイオン二次電池である、
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、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。

【0003】

具体的には、封口ケースおよびキャップケースがガスケットを介して互いに加締められているコイン型の二次電池において、高温時の内圧上昇に起因する二次電池の破裂を防止するために、そのキャップケースに１個以上の切欠部が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。この二次電池では、高温時において内圧が上昇すると、ガスケットの軟化変形に起因して切欠部の周辺においてガスケットが緩むため、その内圧が放出される。

【0004】

また、セルカップおよびセルカバーが互いに加締められているボタン型の二次電池において、高温時の内圧上昇に起因する二次電池の破裂を防止するために、セルカップにガス抜け穴が設けられている（例えば、特許文献２参照。）。この二次電池では、高温時において内圧が上昇すると、セルカバーがスライドすることに起因してガス抜け穴が開放されるため、その内圧が放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－０４５３７９号公報

【文献】米国特許第９１７８２５１号明細書

【発明の概要】

【0006】

二次電池の諸特性を改善するために様々な検討がなされているが、その二次電池の安全性は未だ十分でないため、改善の余地がある。

【0007】

よって、優れた安全性を得ることが可能である二次電池が望まれている。

【0008】

本技術の一実施形態の二次電池は、互いに対向する第１底部および第２底部を含む扁平かつ柱状の外装部材と、その第１底部により支持され、その第１底部から絶縁された電極端子と、その外装部材の内部に収納され、第１電極および第２電極を含む電池素子とを備え、その第１底部が電極端子の周囲に窪みを有するものである。

【0009】

本技術の一実施形態の二次電池によれば、扁平かつ柱状の外装部材のうちの第１底部により電極端子が支持されており、その電極端子が第１底部から絶縁されており、その第１底部が電極端子の周囲に窪みを有しているので、優れた安全性を得ることができる。

【0010】

なお、本技術の効果は、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、後述する本技術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】

【0011】

【図1】本技術の一実施形態における二次電池の構成を表す斜視図である。

【図2】図１に示した二次電池の構成を表す断面図である。

【図3】図２に示した二次電池の構成を表す平面図である。

【図4】図２に示した電池素子の構成を表す断面図である。

【図5】二次電池の動作を説明するための断面図である。

【図6】二次電池の製造工程に用いられる外装缶の構成を表す斜視図である。

【図7】変形例２の二次電池の構成を表す平面図である。

【図8】変形例３の二次電池の構成を表す平面図である。

【図9】変形例４の二次電池の構成を表す平面図である。

【図10】変形例５の二次電池の構成を表す断面図である。

【図11】変形例５の二次電池の動作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】

【0012】

以下、本技術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

【0013】

＜１．二次電池＞
まず、本技術の一実施形態の二次電池に関して説明する。

【0014】

ここで説明する二次電池は、いわゆる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り、扁平かつ柱状の立体的形状を有している。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、その一対の底部のそれぞれに連結された側壁部とを含んでおり、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、一方の底部から他方の底部までの距離（最大距離）である。

【0015】

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おり、その二次電池では、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。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抑制するためである。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

＜１－１．構成＞
図１は、二次電池の斜視構成を表している。図２は、図１に示した二次電池の断面構成を表している。図３は、図２に示した二次電池の平面構成を表している。図４は、図２に示した電池素子４０の断面構成を表している。

【0019】

以下では、便宜上、図１および図２のそれぞれにおける上側を二次電池の上側として説明すると共に、図１および図２のそれぞれにおける下側を二次電池の下側として説明する。

【0020】

図２では、正極リード５１および負極リード５２のそれぞれに網掛けを施している。図３では、二次電池を上方から見た状態を示している。また、図３では、折り曲げ部１２Ｈに淡い網掛けを施していると共に、開裂用窪み１２Ｍに濃い網掛けを施している。図４では、電池素子４０の断面の一部を拡大している。

【0021】

この二次電池は、図１に示したように、外径Ｄおよび高さＨを有しており、上記したように、その外径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。

【0022】

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、高さＨ＝０．５ｍｍ～７０ｍｍである。ただし、高さＨに対する外径Ｄの比（寸法比Ｄ／Ｈ）は、１よりも大きくなっている。寸法比Ｄ／Ｈの上限値は、特に限定されないが、２５以下であることが好ましい。

【0023】

具体的には、二次電池は、図１～図４に示したように、外装缶１０と、外部端子２０と、電池素子４０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、正極リード５１および負極リード５２と、シーラント６０とを備えている。

【0024】

［外装缶］
外装缶１０は、図１～図３に示したように、扁平かつ柱状の外装部材であり、電池素子４０などを収納するために中空の構造を有している。

【0025】

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。このため、外装缶１０は、互いに対向する上底部Ｍ１および下底部Ｍ２を含んでおり、より具体的には、上底部Ｍ１および下底部Ｍ２と共に、その上底部Ｍ１および下底部Ｍ２のそれぞれに連結された側壁部Ｍ３を含んでいる。

【0026】

上底部Ｍ１は、互いに対向する第１底部および第２底部のうちの第１底部であると共に、下底部Ｍ２は、その第２底部である。側壁部Ｍ３は、上底部Ｍ１と下底部Ｍ２との間に配置されている。これにより、側壁部Ｍ３の上端部は、上底部Ｍ１に連結されていると共に、その側壁部Ｍ３の下端部は、下底部Ｍ２に連結されている。上記したように、外装缶１０は円柱状であるため、上底部Ｍ１および下底部Ｍ２のそれぞれは円形の板状であると共に、側壁部Ｍ３は凸型の湾曲面を有する筒状である。

【0027】

また、外装缶１０は、収納部１１および蓋部１２を含んでおり、その収納部１１は、蓋部１２により封止されている。ここでは、蓋部１２は、収納部１１に溶接されている。

【0028】

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器状部材であり、下底部Ｍ２および側壁部Ｍ３である。この収納部１１は、上端部が開放されると共に下端部が閉塞された中空の構造を有しているため、その上端部に開口部１１Ｋを有している。

【0029】

蓋部１２は、収納部１１に設けられている開口部１１Ｋを遮蔽する円盤状の板状部材であり、上底部Ｍ１である。この蓋部１２は、貫通孔１２Ｋを有しており、開口部１１Ｋにおいて収納部１１に溶接されている。この蓋部１２には、外部端子２０が取り付けられているため、その蓋部１２は、外部端子２０を支持している。

【0030】

蓋部１２の厚さ（肉厚）は、特に限定されない。中でも、蓋部１２の厚さは、収納部１１の厚さよりも小さいことが好ましい。すなわち、上底部Ｍ１である蓋部１２の厚さは、下底部Ｍ２の厚さよりも小さいことが好ましい。蓋部１２（上底部Ｍ１）の物理的強度が収納部１１（下底部Ｍ２）の物理的強度よりも低下するため、内圧の上昇時において後述する開裂用窪み１２Ｍを利用して蓋部１２が開裂しやすくなるからである。なお、内圧が上昇する原因は、特に限定されない。一例を挙げると、二次電池が過充電状態に陥った場合である。また、二次電池が高温環境中において使用または保存された場合である。

【0031】

この場合において、蓋部１２の厚さは、さらに、側壁部Ｍ３の厚さよりも小さいことがより好ましい。蓋部１２（上底部Ｍ１）の物理的強度が収納部１１（側壁部Ｍ３）の物理的強度よりも低下するため、内圧の上昇時において開裂用窪み１２Ｍを利用して蓋部１２がより開裂しやすくなるからである。

【0032】

一例を挙げると、収納部１１（下底部Ｍ２および側壁部Ｍ３）の厚さは、８０μｍ～２００μｍであると共に、蓋部１２（上底部Ｍ１）の厚さは、６０μｍ～１８０μｍである。

【0033】

ここでは、外装缶１０（収納部１１）の内部に向かって蓋部１２が部分的に突出するように折れ曲がっているため、その蓋部１２が部分的に窪んでいる。すなわち、蓋部１２の一部は、その蓋部１２の中心に向かって段差を形成するように折れ曲がっているため、段差を形成している。これにより、蓋部１２は、収納部１１の内部に向かって蓋部１２が部分的に突出するように折り曲げられることにより形成された折り曲げ部１２Ｈを有しており、貫通孔１２Ｋは、折り曲げ部１２Ｈに設けられている。折り曲げ部１２Ｈが設けられている蓋部１２では、上記したように、その蓋部１２の一部が外装缶１０の内部に向かって突出しているため、内圧の上昇時において蓋部１２が外部に向かって押されやすくなるからである。また、段差の近傍（段差の内側および外側）において歪みが発生するため、折り曲げ部１２Ｈを利用して蓋部１２が変形しやすくなるからである。これにより、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用してより開裂しやすくなる。

【0034】

この蓋部１２は、折り曲げ部１２Ｈを形成するために１段階に折れ曲がっているため、その折り曲げ部１２Ｈを有する蓋部１２には、１段の段差が形成されている。ただし、蓋部１２が２段階以上に折れ曲がっているため、その蓋部１２に２段以上の段差が形成されていてもよい。

【0035】

特に、蓋部１２は、外部端子２０の周囲に開裂用窪み１２Ｍを有している。この開裂用窪み１２Ｍは、二次電池の内部の圧力（内圧）の上昇時において、その内圧の上昇に応じて蓋部１２を部分的または全体的に開裂させるための窪みである。これにより、開裂用窪み１２Ｍが設けられている箇所における蓋部１２の厚さは、その開裂用窪み１２Ｍが設けられている箇所における蓋部１２の厚さよりも小さくなっている。ここでは、開裂用窪み１２Ｍは、蓋部１２の外側（上面）に設けられている。

【0036】

ここでは、開裂用窪み１２Ｍは、外部端子２０の周囲のうちの全体に設けられている。すなわち、開裂用窪み１２Ｍは、外部端子２０の周囲において途中で途切れないように連続しているため、その外部端子２０の周囲を連続的に囲んでいる。内圧の上昇時において蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂しやすくなるからである。

【0037】

開裂用窪み１２Ｍの平面形状は、特に限定されない。ここでは、折り曲げ部１２Ｈおよび外部端子２０のそれぞれの平面形状が略円形であるため、開裂用窪み１２Ｍの平面形状は略円形のリング状である。すなわち、蓋部１２は、リング状である開裂用窪み１２Ｍを有している。折り曲げ部１２Ｈ、開裂用窪み１２Ｍおよび外部端子２０は、同心円状となるように配置されている。ただし、リング状である開裂用窪み１２Ｍの平面形状は、円形に限定されずに、多角形でもよいし、円形と多角形とが互いに組み合わされた形状でもよい。

【0038】

開裂用窪み１２Ｍの設置場所は、特に限定されない。中でも、蓋部１２が折り曲げ部１２Ｈを有している場合には、開裂用窪み１２Ｍは、蓋部１２のうちの折り曲げ部１２Ｈが設けられていない部分に設けられており、すなわち折り曲げ部１２Ｈよりも外側または内側に配置されていることが好ましい。内圧の上昇に起因して蓋部１２を外側に向かって押す力（押圧）が発生した際に、折り曲げ部１２Ｈの外側および内側において押圧の差異が発生しやすくなるからである。これにより、押圧の差異に起因して蓋部１２に歪みが発生しやすくなるため、開裂用窪み１２Ｍを利用して蓋部１２がより開裂しやすくなる。

【0039】

この場合において、開裂用窪み１２Ｍの位置は、できるだけ折り曲げ部１２Ｈに近いことが好ましい。上記した歪みがより発生しやすくなるため、開裂用窪み１２Ｍを利用して蓋部１２がさらに開裂しやすくなるからである。

【0040】

なお、開裂用窪み１２Ｍの数は、特に限定されない。ここでは、蓋部１２は、１個の開裂用窪み１２Ｍを有している。もちろん、開裂用窪み１２Ｍの幅および深さのそれぞれは、特に限定されないため、任意に設定可能である。一例を挙げると、開裂用窪み１２Ｍの幅は、０．０１ｍｍ～１ｍｍであると共に、その開裂用窪み１２Ｍが設けられている箇所における蓋部１２の厚さは、０．０１ｍｍ～０．１５ｍｍである。蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂しやすくなるからである。

【0041】

上記したように、外装缶１０は、２個の部材（収納部１１および蓋部１２）が互いに溶接されている缶（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１個の部材であるため、事後的に２個の部材（収納部１１および蓋部１２）に分離できない状態である。

【0042】

この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。

【0043】

「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、外装缶１０は、事後的に分離できるように２個以上の部材が互いに組み合わされている状態でない。

【0044】

特に、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（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、充放電反応に関与する電池素子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。

【0045】

ここでは、外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）は、導電性を有しており、電池素子４０（負極４２）に電気的に接続されている。より具体的には、外装缶１０は、負極リード５２を介して負極４２に接続されているため、その負極４２の外部接続用端子として機能する。二次電池が外装缶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ため、その負極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からである。これにより、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。

【0046】

具体的には、外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）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種類以上を含んでおり、その導電性材料は、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。

【0047】

なお、外装缶１０（蓋部１２）は、後述するように、正極４１の外部接続用端子として機能する外部端子２０からガスケット３０を介して絶縁されている。外装缶１０（負極４２の外部接続用端子）と外部端子２０（正極４１の外部接続用端子）との接触が抑制されるからである。

【0048】

［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電極端子である。この外部端子２０は、上記したように、外装缶１０に取り付けられており、より具体的には、蓋部１２に取り付けられている。これにより、外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２から絶縁されながら、その蓋部１２により支持されている。

【0049】

ここでは、外部端子２０は、導電性を有しており、電池素子４０（正極４１）に電気的に接続されている。より具体的には、外部端子２０は、正極リード５１を介して正極４１に接続されているため、その正極４１の外部接続用端子として機能する。これにより、二次電池の使用時には、外部端子２０（正極４１の外部接続用端子）および外装缶１０（負極４２の外部接続用端子）を介して二次電池が電子機器に接続されるため、その電子機器が二次電池を電源として用いて動作可能になる。

【0050】

また、外部端子２０は、ガスケット３０を介して折り曲げ部１２Ｈの内部に配置されている。これにより、外部端子２０は、上記したように、ガスケット３０を介して蓋部１２から絶縁されている。ここでは、外部端子２０が蓋部１２（折り曲げ部１２Ｈ）よりも上方に突出していない。外部端子２０が蓋部１２よりも上方に突出している場合と比較して、二次電池の高さＨが小さくなるため、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。

【0051】

ただし、外部端子２０の一部は、蓋部１２よりも上方に突出していてもよい。二次電池が外部端子２０を介して電子機器に接続されやすくなるからである。

【0052】

なお、外部端子２０の外径は、折り曲げ部１２Ｈの内径よりも小さいため、その外部端子２０は、周囲において蓋部１２から離隔されている。これにより、ガスケット３０は、折り曲げ部１２Ｈの内部において外部端子２０と蓋部１２との間の領域のうちの一部だけに配置されており、より具体的には、ガスケット３０が存在しなければ外部端子２０と蓋部１２とが互いに接触し得る場所だけに配置されている。

【0053】

特に、外部端子２０は、蓋部１２に設けられている貫通孔１２Ｋに挿入されているため、外装缶１０の外部において部分的に露出していると共に、その外装缶１０の内部において部分的に露出している。外部端子２０が電子機器に接続可能になるとと共に、その外部端子２０が電池素子４０（正極４１）に接続可能になるからである。ただし、外部端子２０は、上記したように、ガスケット３０を介して蓋部１２から絶縁されている。

【0054】

外部端子２０の構成（立体的形状）は、特に限定されない。ここでは、外部端子２０は、端子部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを含んでいる。

【0055】

端子部２０Ａは、貫通孔１２Ｋに挿入されている第１端子部であり、略円柱状の立体的形状を有している。この端子部２０Ａは、貫通孔１２Ｋの内径よりも小さい外径を有している。外部端子２０（端子部２０Ａ）と蓋部１２との間にガスケット３０を介在させるためである。

【0056】

端子部２０Ｂは、外装缶１０の内部に配置されていると共に端子部２０Ａの下端部に連結されている第２端子部であり、略円柱状の立体的形状を有している。この端子部２０Ｂは、端子部２０Ａの外径よりも大きい外径を有している。端子部２０Ａの外径と端子部２０Ｂの外径との差異を利用して、外部端子２０が蓋部１２から脱落しにくくなるからである。また、内圧の上昇時において、大外径の端子部２０Ｂを利用して外部端子２０が外部に向かって押されやすくなるからである。なお、端子部２０Ｂの一部または全部は、後述する巻回中心空間４０Ｋの内部に配置されていてもよい。

【0057】

端子部２０Ｃは、外装缶１０の外部に配置されていると共に端子部２０Ａの上端部に連結されている第３端子部であり、略円柱状の立体的形状を有している。この端子部２０Ｃは、端子部２０Ａの外径よりも大きい外径を有している。端子部２０Ａの外径と端子部２０Ｃの外径との差異を利用して、外部端子２０が蓋部１２から脱落しにくくなるからである。また、大外径の端子部２０Ｃを利用して二次電池が電子機器に接続されやすくなるからである。

【0058】

端子部２０Ｂの外径と端子部２０Ｃの外径との関係は、特に限定されない。ここでは、端子部２０Ｃの外径は、端子部２０Ｂの外径よりも大きくなっている。端子部２０Ｃの露出面積が増加するため、二次電池が外部端子２０（端子部２０Ｃ）を介して電子機器に接続されやすくなるからである。ただし、端子部２０Ｃの外径は、端子部２０Ｂと外径と同じでもよいし、その端子部２０Ｂの外径より小さくてもよい。

【0059】

また、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種類以上を含んでおり、その導電性材料は、アルミニウムおよびアルミニウム合金などである。

【0060】

［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り、その外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。ここでは、ガスケット３０は、貫通孔１２Ｋに対応する箇所に貫通孔を有するリング状の平面形状を有している。このガスケット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である。

【0061】

ガスケット３０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。ここでは、ガスケット３０は、上記したように、折り曲げ部１２Ｈの内部において蓋部１２の上面と外部端子２０の下面との間に配置されている。

【0062】

［電池素子］
電池素子４０は、図１～図４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。この電池素子４０は、正極４１および負極４２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（図示せず）とを含んでいる。

【0063】

具体的には、電池素子４０は、いわゆる巻回電極体である。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と共に、その正極４１、負極４２およびセパレータ４３が巻回されている。これにより、正極４１および負極４２は、互いに対向しながら巻回されているため、電池素子４０は、正極４１および負極４２のそれぞれが巻回されている中心に円柱状の巻回中心空間４０Ｋを有している。

【0064】

ここでは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３は、そのセパレータ４３が最外周および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、特に限定されないため、任意に設定可能である。

【0065】

この電池素子４０は、外装缶１０の立体的形状と同様の立体的形状、すなわち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（外装缶１０と電池素子４０との間の余剰空間）が発生しにくくなるため、その外装缶１０の内部空間が有効に利用されるからである。これにより、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。

【0066】

（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４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。

【0067】

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。

【0068】

ここでは、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４１が負極４２に対向する側における正極集電体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。

【0069】

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以外の元素）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。

【0070】

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。

【0071】

（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４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。

【0072】

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。

【0073】

ここでは、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４２が正極４１に対向する側における負極集電体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。

【0074】

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ＳｉＯ_x （０＜ｘ≦２または０．２＜ｘ＜１．４）などである。

【0075】

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。この場合には、負極４２が正極４１よりも上方に突出していると共に正極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の析出が抑制されるからである。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。

【0076】

（セパレータ）
セパレータ４３は、図２および図４に示したように、正極４１と負極４２との間に介在する絶縁性の多孔質膜であり、その正極４１と負極４２との短絡を抑制しながらリチウムイオンを通過させる。このセパレータ４３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。

【0077】

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。この場合には、セパレータ４３が負極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。これにより、正極リード５１は、セパレータ４３を介して電池素子４０（負極４２）から絶縁されている。

【0078】

（電解液）
電解液は、溶媒および電解質塩を含んでおり、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。

【0079】

［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と共に、正極４１および外部端子２０のそれぞれに接続されている。より具体的には、正極リード５１は、正極集電体４１Ａに接続されていると共に、端子部２０Ｂに接続されている。

【0080】

ここでは、二次電池は、１本の正極リード５１を備えている。ただし、二次電池は、２本以上の正極リード５１を備えていてもよい。電池素子４０の電気抵抗が低下するからである。

【0081】

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、溶接法である。溶接法の種類は、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溶接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。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。

【0082】

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。

【0083】

正極４１（正極集電体４１Ａ）に対する正極リード５１の接続位置は、特に限定されない。すなわち、正極リード５１は、最外周の正極４１に接続されていてもよいし、最内周の正極４１に接続されていてもよいし、最外周と最内周との間における巻回途中の正極４１に接続されていてもよい。図２では、正極リード５１が巻回途中の正極４１に接続されている場合を示している。

【0084】

なお、正極リード５１は、正極集電体４１Ａから物理的に分離されているため、その正極集電体４１Ａとは別体化されている。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ため、その正極集電体４１Ａと一体化されていてもよい。

【0085】

［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と共に、負極４２および外装缶１０のそれぞれに接続されている。より具体的には、負極リード５２は、負極集電体４２Ａに接続されていると共に、下底部Ｍ２に接続されている。ただし、負極リード５２は、上底部Ｍ１または側壁部Ｍ３に接続されていてもよい。

【0086】

ここでは、二次電池は、１本の負極リード５２を備えている。ただし、二次電池は、２本以上の負極リード５２を備えていてもよい。電池素子４０の電気抵抗が低下するからである。

【0087】

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。

【0088】

負極４２（負極集電体４２Ａ）に対する負極リード５２の接続位置は、特に限定されない。すなわち、負極リード５２は、最外周の負極４２に接続されていてもよいし、最内周の負極４２に接続されていてもよいし、最外周と最内周との間における巻回途中の負極４２に接続されていてもよい。図２では、負極リード５２が最外周の負極４２に接続されている場合を示している。

【0089】

なお、負極リード５２は、負極集電体４２Ａから物理的に分離されているため、その負極集電体４２Ａとは別体化されている。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ため、その負極集電体４２Ａと一体化されていてもよい。

【0090】

［シーラント］
シーラント６０は、図２に示したように、正極リード５１の周囲を部分的に被覆している。このシーラント６０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。これにより、正極リード５１は、シーラント６０を介して外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）および電池素子４０（負極４２）のそれぞれから絶縁されている。

【0091】

なお、正極リード５１が外装缶１０および電池素子４０のそれぞれから離隔（絶縁）されていれば、シーラント６０は省略されてもよい。

【0092】

［その他］
なお、二次電池は、さらに、図示しない他の構成要素のうちのいずれか１種類または２種類以上を備えていてもよい。

【0093】

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、その外装缶１０と電池素子４０（負極４２）との電気的接続を切断する機構である。外装缶１０の内圧が一定以上に到達する原因の具体例は、二次電池の内部において短絡が発生する場合および二次電池が外部から加熱される場合などである。安全弁機構の設置場所は、特に限定されないが、中でも、上底部Ｍ１および下底部Ｍ２のうちのいずれかであることが好ましく、外部端子２０が設けられていない下底部Ｍ２であることがより好ましい。

【0094】

また、二次電池は、絶縁フィルムを備えている。この絶縁フィルムは、貫通孔１２Ｋに対応する箇所に貫通孔を有するリング状の平面形状を有しており、その絶縁フィルムの形成材料に関する詳細は、シーラント６０の形成材料に関する詳細と同様である。ただし、シーラント６０の形成材料と絶縁フィルムの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。

【0095】

具体的には、絶縁フィルムは、正極リード５１と電池素子４０との間に配置されており、すなわちシーラント６０と電池素子４０との間に配置されているため、その正極リード５１と負極４２との接触を抑制する。また、絶縁フィルムは、外装缶１０（蓋部１２）と正極リード５１との間に配置されており、すなわち蓋部１２とシーラント６０との間に配置されているため、その蓋部１２と正極リード５１との接触を抑制する。さらに、絶縁フィルムは、電池素子４０と外装缶１０（下底部Ｍ２）との間に配置されているため、正極４１と下底部Ｍ２との接触を抑制する。

【0096】

なお、外装缶１０には、開裂弁が設けられている。この開裂弁は、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。開裂弁の設置場所は、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、上底部Ｍ１および下底部Ｍ２のうちのいずれかであることが好ましく、その下底部Ｍ２であることがより好ましい。

【0097】

＜１－２．動作＞
図５は、二次電池の動作を説明するために、図２に対応する断面構成を表している。

【0098】

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。

【0099】

この場合には、外装缶１０の内部においてガスＧが発生したため、そのガスＧの発生に起因して内圧が上昇すると、その内圧の上昇に起因する押圧に応じて蓋部１２が外部に向かって押される。これにより、押圧の力が開裂用窪み１２Ｍにおける蓋部１２の物理的強度を上回ると、図５に示したように、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂するため、その蓋部１２が部分的に開口する。よって、外装缶１０の外部にガスＧが放出されるため、内圧が開放される。

【0100】

ただし、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂する場合には、その開裂用窪み１２Ｍの一部において蓋部１２が開裂するため、その蓋部１２が部分的に開口してもよい。すなわち、蓋部１２の一部（開裂用窪み１２Ｍよりも内側の部分）が他の部分（開裂用窪み１２Ｍよりも外側の部分）から完全に分離されずに、その蓋部１２の一部が他の部分と部分的に連結されていてもよい。この場合においても、ガスＧが放出されるため、内圧が開放される。

【0101】

＜１－３．製造方法＞
図６は、二次電池の製造工程に用いられる外装缶１０の斜視構成を表しており、図１に対応している。ただし、図６では、収納部１１に蓋部１２が溶接される前であるため、その蓋部１２が収納部１１から分離されている状態を示している。

【0102】

以下の説明では、図６と共に、既に説明した図１～図４を参照する。

【0103】

ここでは、外装缶１０を形成するために、図６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を用いる。収納部１１は、下底部Ｍ２と側壁部Ｍ３とが互いに一体化された器状部材であり、開口部１１Ｋを有している。蓋部１２は、上底部Ｍ１に該当する板状部材であり、開裂用窪み１２Ｍを有している。蓋部１２（折り曲げ部１２Ｈ）に設けられている貫通孔１２Ｋには、あらかじめ外部端子２０が挿入されているため、その外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。

【0104】

ただし、下底部Ｍ２と側壁部Ｍ３とが互いに分離されているため、その側壁部Ｍ３に下底部Ｍ２を溶接することにより、収納部１１を形成してもよい。

【0105】

［正極の作製］
有機溶剤などの溶媒に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤などの混合物（正極合剤）を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。こののち、ロールプレス機などを用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型してもよい。この場合には、正極活物質層４１Ｂを加熱してもよいと共に、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。

【0106】

［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、有機溶剤などの溶媒に、負極活物質、負極結着剤および負極導電剤などの混合物（負極合剤）を投入することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製したのち、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、負極活物質層４２Ｂを圧縮成型してもよい。これにより、負極４２が作製される。

【0107】

［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。

【0108】

［二次電池の組み立て］
最初に、溶接法を用いて、シーラント６０により周囲を部分的に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。

【0109】

続いて、セパレータ４３を介して、正極リード５１が接続されている正極４１と、負極リード５２が接続されている負極４２と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、図６に示したように、巻回体４０Ｚを作製する。この巻回体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。ただし、図６では、図示内容を簡略化するために、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。

【0110】

続いて、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を開口部１１Ｋから収納部１１の内部に収納する。この場合には、溶接法を用いて、負極リード５２を収納部１１（下底部Ｍ２）に接続させる。

【0111】

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るため、巻回電極体である電池素子４０が作製される。

【0112】

最後に、溶接法を用いて、開口部１１Ｋにおいて蓋部１２を収納部１１に溶接する。この場合には、溶接法を用いて、正極リード５１を外部端子２０（端子部２０Ｂ）に接続させる。これにより、外装缶１０が形成されると共に、その外装缶１０の内部に電池素子４０などが封入されるため、二次電池が組み立てられる。

【0113】

［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。

【0114】

＜１－４．作用および効果＞
この二次電池によれば、外装缶１０の蓋部１２により外部端子２０が支持されており、その外部端子２０が蓋部１２から絶縁されており、その蓋部１２が外部端子２０の周囲に開裂用窪み１２Ｍを有している。

【0115】

この場合には、蓋部１２に開裂用窪み１２Ｍが設けられている。これにより、開裂用窪み１２Ｍが設けられている箇所では蓋部１２の厚さが部分的に薄くなっているため、その蓋部１２の物理的強度が部分的に低下している。よって、内圧が上昇すると、その内圧の上昇時に発生する押圧に起因して蓋部１２が外部に向かって押されるため、その蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂しやすくなる。

【0116】

しかも、開裂用窪み１２Ｍが外部端子２０の周囲に配置されている。これにより、内圧が上昇すると、上記した押圧に起因して外部端子２０が外部に向かって押されるため、開裂用窪み１２Ｍよりも内側の領域では、蓋部１２が外部端子２０と一緒に外部に向かって激しく押される。すなわち、外部端子２０は、押圧に応じて蓋部１２を外部に向かって押し上げるため、開裂用窪み１２Ｍよりも内側の領域において蓋部１２を局所的に変形させる機能を果たす。これにより、外部端子２０の周囲において蓋部１２が歪みやすくなるため、その蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用してより開裂しやすくなる。

【0117】

これらのことから、内圧の上昇時において蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂しやすくなるため、その蓋部１２が必要時において容易かつ安定に開口しやすくなる。これにより、蓋部１２が開口した箇所においてガスＧが放出されるため、内圧が開放されやすくなる。よって、内圧が上昇しても二次電池が破損しにくくなるため、優れた安全性を得ることができる。

【0118】

この二次電池では、特に、以下で説明する一連の利点も得られる。

【0119】

第１に、蓋部１２に外部端子２０および開裂用窪み１２Ｍの双方が設けられており、すなわち押圧に起因して外部端子２０と一緒に外部に向かって激しく押される蓋部１２に開裂用窪み１２Ｍが設けられているため、その押圧の方向に蓋部１２が開口する。これにより、押圧の方向（外部端子２０および蓋部１２が一緒に押される方向）と蓋部１２の開口方向（内圧の開放方向）とが互いに一致するため、その外部端子２０および開裂用窪み１２Ｍのそれぞれの設置位置に応じて内圧の開放方向（ガスＧの放出方向）が制御される。よって、所望の方向となるように内圧の開放方向を制御可能であるため、この観点においても優れた安全性を得ることができる。

【0120】

より具体的には、人体に装着されるウェアラブル型の電子機器に二次電池が搭載される場合には、その人体に向かう方向とは異なる方向となるように内圧の開放方向を設定すれば、その内圧の開放時において飛散物が人体に到達しにくくなる。このウェアラブル型の電子機器とは、イヤホン、時計およびメディカル用センサーパッチなどであると共に、飛散物とは、内圧の上昇に起因して二次電池が破裂した際に飛散する構成部品および破損物などである。よって、内圧の上昇に起因する二次電池の破損時において、ウェアラブル型の電子機器の使用者が負傷しにくくなるため、二次電池の破損を抑制する観点だけでなく、その二次電池の破損時において使用者の負傷を抑制する観点においても、優れた安全性を得ることができる。

【0121】

もちろん、人体に向かう方向とは反対の方向となるように内圧の開放方向を設定すれば、飛散物が人体により到達しにくくなるため、安全性をより向上させることができる。

【0122】

第２に、内圧の上昇時において蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂するため、上記した特許文献２（米国特許第９１７８２５１号明細書）に開示されているボタン型の二次電池とは異なり、内圧を開放するために蓋部１２はスライドする必要がない。これにより、二次電池が搭載される電子機器の内部に蓋部１２のスライド用のスペースを確保しなくてもよいため、その電子機器の内部における二次電池の搭載スペースが小さくて済む。よって、二次電池が搭載される電子機器の小型化を実現しながら、優れた安全性を得ることができる。

【0123】

第３に、外径Ｄが小さい小型の二次電池では、その二次電池の内部体積（容積）が小さいため、内圧が急激に上昇しやすい傾向にある。しかしながら、二次電池の容積が小さくても、内圧の上昇に応じて蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して迅速に開裂するため、その内圧が迅速に開放される。よって、外径Ｄが小さい小型の二次電池においても、優れた安全性を担保することができる。

【0124】

この他、開裂用窪み１２Ｍが外部端子２０の周囲を連続的に囲んでいれば、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用してより開裂しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0125】

また、蓋部１２（上底部Ｍ１）の厚さが収納部１１（下底部Ｍ２）の厚さよりも小さくなっていれば、その蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用してより開裂しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。この場合には、蓋部１２の厚さが収納部１１（側壁部Ｍ３）の厚さよりも小さくなっていれば、その蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用してさらに開裂しやすくなるため、さらに高い効果を得ることができる。

【0126】

また、蓋部１２が折り曲げ部１２Ｈを有していれば、内圧の上昇時において蓋部１２が外部に向かってより押されやすくなると共に、その折り曲げ部１２Ｈの外側および内側における押圧の差異を利用して蓋部１２がより歪みやすくなる。よって、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用してより開裂しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0127】

この場合には、外部端子２０（端子部２０Ｃ）が折り曲げ部１２Ｈの内部に配置されていれば、二次電池の高さＨが小さくなるため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。よって、電池容量が担保されながら、優れた安全性が得られるため、より高い効果を得ることができる。

【0128】

また、蓋部１２に設けられている貫通孔１２Ｋに外部端子２０が挿入されており、その外部端子２０が小外径の端子部２０Ａおよび大外径の端子部２０Ｂ，２０Ｃを含んでいれば、その大外径の端子部２０Ｂを利用して内圧の上昇時に外部端子２０が外部に向かって押されやすくなると共に、その大外径の端子部２０Ｃを利用して二次電池が電子機器に接続されやすくなる。よって、電子機器に対する二次電池の接続容易性が担保されながら、優れた安全性が得られるため、より高い効果を得ることができる。

【0129】

また、外装缶１０が収納部１１および蓋部１２を含んでおり、その蓋部１２が収納部１１に溶接されていれば、その外装缶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。よって、電池容量が担保されながら、優れた安全性が得られるため、より高い効果を得ることができる。

【0130】

まあ、正極４１が外部端子２０に電気的に接続されていると共に、負極４２が外装缶１０に電気的に接続されていれば、その外装缶１０が負極４２の外部接続用端子として機能するため、別途、二次電池が負極４２の外部接続用端子を備えていなくてもよい。これにより、二次電池の寸法が小型化されるため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。よって、電池容量が担保されながら、優れた安全性が得られるため、より高い効果を得ることができる。

【0131】

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ため、より高い効果を得ることができる。

【0132】

＜２．変形例＞
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。

【0133】

［変形例１］
図３では、蓋部１２の外側（上面）に開裂用窪み１２Ｍが設けられている。しかしながら、ここでは具体的に図示しないが、開裂用窪み１２Ｍは、蓋部１２の内側（下面）に設けられていてもよいし、その蓋部１２の外側および内側の双方に設けられていてもよい。この場合においても、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂するため、同様の効果を得ることができる。

【0134】

［変形例２，３］
図３では、開裂用窪み１２Ｍが外部端子２０の周囲を連続的に囲んでいる。しかしながら、開裂用窪み１２Ｍは、外部端子２０の周囲を断続的に囲んでいてもよい。

【0135】

具体的には、図３に対応する図７に示したように、蓋部１２に１個の非窪み部１２Ｘが設けられているため、その１個の非窪み部１２Ｘを介して開裂用窪み１２Ｍが外部端子２０の周囲を断続的に囲んでいてもよい（変形例２）。

【0136】

または、図３に対応する図８に示したように、蓋部１２に２個の非窪み部１２Ｘが設けられているため、その２個の非窪み部１２Ｘを介して開裂用窪み１２Ｍが外部端子２０の周囲を断続的に囲んでいてもよい（変形例３）。２個の非窪み部１２Ｘの位置関係は、特に限定されないが、図８では、その２個の非窪み部１２Ｘが折り曲げ部１２Ｈを介して互いに対向している場合を示している。

【0137】

これらの場合においても、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂するため、同様の効果を得ることができる。この場合には、特に、蓋部１２が非窪み部１２Ｘでは開裂しないと、その蓋部１２のうちの開裂した部分がそれ以外の部分から脱離しにくくなるため、その蓋部１２のうちの開裂した部分が落下することなどを抑制することができる。ただし、内圧の上昇に起因して発生する押圧の大きさによっては、蓋部１２が非窪み部１２Ｘにおいて開裂してもよい。

【0138】

なお、非窪み部１２Ｘの幅は、特に限定されないため、任意に設定可能である。一例を挙げると、非窪み部１２Ｘの幅は、０．０１ｍｍ～１ｍｍである。もちろん、非窪み部１２Ｘの数は、１個または２個に限らず、３個以上でもよい。

【0139】

なお、開裂用窪み１２Ｍに非窪み部１２Ｘが設けられている場合において、その開裂用窪み１２Ｍが連続している範囲は十分に大きいことが好ましく、その開裂用窪み１２Ｍが連続している範囲は十分に大きい一方で非窪み部１２Ｘの幅は十分に小さいことがより好ましい。蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して安定かつ十分に開裂するからである。

【0140】

［変形例４］
図３では、蓋部１２が１個の開裂用窪み１２Ｍを有している。しかしながら、蓋部１２が複数個の開裂用窪み１２Ｍを有していてもよい。複数個の開裂用窪み１２Ｍのそれぞれの幅および深さは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。

【0141】

具体的には、図３に対応する図９に示したように、蓋部１２が２個の開裂用窪み１２Ｍを有していてもよい。ここでは、１個目の開裂用窪み１２Ｍが折り曲げ部１２Ｈよりも外側に設けられていると共に、２個目の開裂用窪み１２Ｍが１個目の開裂用窪み１２Ｍよりも外側に設けられている。すなわち、２個のリング状の開裂用窪み１２Ｍは、外部端子２０（折り曲げ部１２Ｈ）を中心として同心円状となるように配置されている。

【0142】

この場合においても、蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂するため、同様の効果を得ることができる。この場合には、特に、開裂用窪み１２Ｍの数が１個だけである場合と比較して蓋部１２がより開裂しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0143】

［変形例５］
図２では、ガスケット３０が外部端子２０を外装缶１０（蓋部１２）から絶縁させる機能だけを果たしている。しかしながら、ガスケット３０は、さらに、内圧の上昇時において、その内圧を開放する機能を果たしてもよい。

【0144】

具体的には、図２に対応する図１０に示したように、ガスケット３０は、内圧の上昇時においてガスＧの放出経路を形成するために、互いに融点が異なる２種類の絶縁部３０Ａ，３０Ｂを含んでいてもよい。ただし、図１０では、外部端子２０およびガスケット３０の周辺部分だけを抜粋および拡大している。

【0145】

絶縁部３０Ａは、蓋部１２の内側に配置されている第１絶縁部であり、より具体的には端子部２０Ａ，２０Ｂのそれぞれと蓋部１２との間に配置されている。この絶縁部３０Ａは、絶縁性の第１高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この第１高分子化合物は、十分に高い融点を有しており、より具体的には、後述する絶縁部３０Ｂに含まれている第２高分子化合物の融点よりも高い融点を有している。

【0146】

第１高分子化合物の種類は、特に限定されないが、具体的には、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。ＰＦＡなどは、十分に高い融点（＝約３１０℃）を有していると共に、封止性、耐熱性および耐電解液性に優れているからである。

【0147】

絶縁部３０Ｂは、蓋部１２の外側に配置されている第２絶縁部であり、より具体的には端子部２０Ｃと蓋部１２との間に配置されている。この絶縁部３０Ｂは、絶縁性の第２高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この第２高分子化合物は、十分に低い融点を有しており、より具体的には、絶縁部３０Ａに含まれている第１高分子化合物の融点よりも低い融点を有している。

【0148】

第２高分子化合物の種類は、特に限定されないが、具体的には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）およびポリプロピレン（ＰＰ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。ＰＢＴなどの融点（一例を挙げると、ＰＢＴの融点＝約２２５℃～２６７℃）は、上記したＰＦＡなどの融点よりも十分に低いからである。

【0149】

ここで、第１高分子化合物と第２高分子化合物との具体的な組み合わせを挙げると、ＰＦＡおよびＰＢＴ、ＰＰＳおよびＰＢＴ、ＰＦＡおよびＰＰ、ＰＰＳおよびＰＰなどである。

【0150】

なお、絶縁部３０Ａ，３０Ｂのそれぞれの厚さは、特に限定されないが、具体的には、３００μｍ以下である。

【0151】

この二次電池において、ガスケット３０（絶縁部３０Ａ，３０Ｂ）を利用して内圧が開放される原理は、以下で説明する通りである。

【0152】

二次電池が高温かつ短時間で加熱された場合、すなわち二次電池が高温の熱源により急速加熱された場合には、電池素子４０（電解液）が異常かつ過剰に反応するため、大量のガスＧが短時間で発生し得る。これにより、内圧が急激に増加した場合には、開裂用窪み１２Ｍを利用した蓋部１２の開裂動作が間に合わないため、その蓋部１２が開裂用窪み１２Ｍを利用して開裂する前に二次電池が発火または破損する可能性がある。

【0153】

しかしながら、ガスケット３０（絶縁部３０Ａ，３０Ｂ）を備えている二次電池では、その二次電池が急速加熱されると、図１０に対応する図１１に示したように、そのガスケット３０が内圧の開放機能を発揮する。

【0154】

この場合には、押圧に応じて蓋部１２および外部端子２０のそれぞれが外部に向かって押されながら、絶縁部３０Ａの融点よりも低い融点を有している絶縁部３０Ｂが熱変形する。これにより、蓋部１２と外部端子２０との間に隙間が発生することに起因してガスＧの放出経路が形成されるため、内圧が開放される。また、二次電池が急速加熱されたことに起因して上記した内圧の開放（ガスＧの放出）が間に合わない場合、および絶縁部３０Ｂが熱変形しない温度範囲においてガスＧが発生した場合においても、蓋部１２が変形すると共に外部端子２０が蓋部１２を押し上げることに起因して開裂用窪み１２Ｍを利用して蓋部１２が開裂するため、二次電池が破裂する前に内圧（ガスＧ）が開放される。

【0155】

これらのことから、ガスケット３０（絶縁部３０Ａ，３０Ｂ）を備えている場合には、二次電池の急速加熱時などにおいても内圧（ガスＧ）が開放される。よって、内圧がより開放されやすくなるため、より優れた安全性を得ることができる。

【0156】

［変形例６］
図２では、正極４１（第１電極）が外部端子２０に電気的に接続されていると共に、負極４２（第２電極）が外装缶１０に電気的に接続されている。このため、外部端子２０が正極４１の外部接続用端子として機能すると共に、外装缶１０が負極４２の外部接続用端子として機能する。

【0157】

しかしながら、ここでは具体的に図示しないが、正極４１（第２電極）が外装缶１０に電気的に接続されていると共に、負極４２（第１電極）が外部端子２０に電気的に接続されていてもよい。このため、外装缶１０が正極４１の外部接続用端子として機能すると共に、外部端子２０が負極４２の外部接続用端子として機能してもよい。

【0158】

外部端子２０は、負極４２の外部接続用端子として機能するために、金属材料および合金材料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。外装缶１０は、正極４１の外部接続用端子として機能するために、金属材料および合金材料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、その導電性材料は、アルミニウム、アルミニウム合金およびステンレスなどである。

【0159】

この場合においても、外部端子２０（負極４２の外部接続用端子）および外装缶１０（正極４１の外部接続用端子）を介して二次電池が電子機器に接続可能であるため、同様の効果を得ることができる。

【0160】

以上、一実施形態を挙げながら本技術に関して説明したが、その本技術の構成は、一実施形態において説明された構成に限定されないため、種々に変形可能である。

【0161】

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る。

【0162】

また、電池素子の素子構造が巻回型である場合に関して説明したが、その電池素子の素子構造は、特に限定されないため、電極（正極および負極）が積層された積層型でもよいし、その電極がジグザグに折り畳まれた九十九折り型でもよいし、それら以外の他の素子構造でもよい。

【0163】

また、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。

【0164】

本明細書中に記載された効果は、あくまで例示であるため、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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】