特許 7656535 円筒形電池

(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】2025-03-26

(45)【発行日】2025-04-03

(54)【発明の名称】円筒形電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/107 20210101AFI20250327BHJP

   H01M 50/133 20210101ALI20250327BHJP

   H01M 50/152 20210101ALI20250327BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20250327BHJP

   H01M 50/186 20210101ALI20250327BHJP

【ＦＩ】

H01M50/107

H01M50/133

H01M50/152

H01M50/184 D

H01M50/186

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021522771

(86)(22)【出願日】2020-05-26

(86)【国際出願番号】 JP2020020656

(87)【国際公開番号】W WO2020241610

(87)【国際公開日】2020-12-03

【審査請求日】2023-03-07

(31)【優先権主張番号】P 2019102022

(32)【優先日】2019-05-31

(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】沖本 良太

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 仰

【審査官】上野 文城

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５３５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２２５３９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２３４７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０９３３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９３９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１４８６８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０８８７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０７

Ｈ０１Ｍ ５０／１３３

Ｈ０１Ｍ ５０／１５２

Ｈ０１Ｍ ５０／１８４

Ｈ０１Ｍ ５０／１８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底面部及び側面部を含む、有底円筒状の外装缶と、
前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体と、
前記外装缶と前記封口体の間に配置されるガスケットと、
を備える円筒形電池であって、
前記外装缶は、前記側面部が外側から内側に張り出して形成され、
前記ガスケットを介して前記封口体を支持する溝入部と、前記封口体及び前記ガスケットを介して前記溝入部と対向するように形成され、前記溝入部と共に前記封口体を挟持する肩部とを有し、
前記肩部の少なくとも一部は、前記溝入部の内端よりも前記封口体の径方向内側に延出し、前記肩部には、前記外装缶の周方向に沿って前記肩部の他の部分より変形し易い部分である易変形部が形成されており、
前記易変形部は、
前記肩部に形成され、前記外装缶の周方向に沿った環状の溝、
前記肩部に形成され、前記外装缶の周方向に沿った環状の段差、及び、
前記肩部に形成され、前記溝入部の内端よりも前記封口体の径方向内側に突出した少なくとも１つの凸部の付け根部分のうちの少なくとも一つである、円筒形電池。

【請求項2】

前記易変形部は、前記外装缶の軸方向に前記溝入部の内端と重なる位置を中心として、前記外装缶の径方向に、前記溝入部の長さの５０％に相当する長さの範囲内に形成される、請求項１に記載の円筒形電池。

【請求項3】

前記易変形部は、前記外装缶の軸方向に前記溝入部の内端と略重なる部分に形成される、請求項１に記載の円筒形電池。

【請求項4】

前記肩部は、外周側端部から前記易変形部に近づくほど前記溝入部との間隔が小さくなるように傾斜している、請求項１～３のいずれか１項に記載の円筒形電池。

【請求項5】

前記肩部の前記易変形部よりも先端側に位置する部分は、前記外装缶の径方向と略平行に形成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の円筒形電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、円筒形電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有底円筒状の外装缶と、外装缶の開口部を塞ぐ封口体と、外装缶と封口体の間に配置されるガスケットとを備えた円筒形電池が広く知られている（例えば、特許文献１，２参照）。外装缶には、一般的に、側面部が外側から内側に張り出し、ガスケットを介して封口体を支持する溝入部、及び溝入部と対向するように形成され、溝入部と共にガスケットを介して封口体を挟持する肩部が形成されている。電池内部の密閉性を確保するために、肩部は封口体の周縁部にかしめられている。

【0003】

なお、円筒形電池では、例えば封口体の内面に正極リードが接続されて封口体が正極外部端子となり、外装缶の内面に負極リードが接続されて外装缶が負極外部端子となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１５２０３１号公報

【文献】特表２０１０－５１２６３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、円筒形電池は、外部リードを介して複数個が直列に接続されてモジュール化される場合がある。このとき、外部リードが正極外部端子及び負極外部端子に接続される。電池モジュールの小型化を目的として、外部リードを負極外部端子としての外装缶のうち封口体に近接する肩部に接続する場合がある。この場合、肩部における外部リードの接続面積を大きくしてリード接続の作業性を向上させるために、肩部を長く延ばすことが考えられるが、肩部を単純に長くすると、肩部をかしめる際に溝入部が電極体側（外装缶の下部側）に変形し易くなる。かかる溝入部の変形が生じると、電極体の収容スペースが狭くなる、溝入部が電極体と接触して短絡する等の不具合が発生し得る。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様である円筒形電池は、底面部及び側面部を含む、有底円筒状の外装缶と、前記外装缶の開口部を塞ぐ封口体と、前記外装缶と前記封口体の間に配置されるガスケットとを備え、前記外装缶は、前記側面部が外側から内側に張り出して形成され、前記ガスケットを介して前記封口体を支持する溝入部と、前記封口体及び前記ガスケットを介して前記溝入部と対向するように形成され、前記溝入部と共に前記封口体を挟持する肩部とを有し、前記肩部の少なくとも一部は、前記溝入部の内端よりも前記封口体の径方向内側に延出し、前記肩部には、前記外装缶の周方向に沿って易変形部が形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一態様である円筒形電池によれば、溝入部の変形を抑制しつつ、溝入部の内端よりも封口体の径方向内側まで肩部を延出させることができる。これにより、肩部における外部リードの接続面積を十分に確保でき、円筒形電池をモジュール化する際にリード接続の作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の一例である円筒形電池の断面図である。

【図2】図２は、図１中の外装缶の肩部及びその近傍の拡大図である。

【図3】図３は、実施形態の他の一例である円筒形電池の断面図である。

【図4A】図４Ａは、実施形態の他の一例である円筒形電池の平面図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａ中のＡＡ線断面の一部を示す図である。

【図5】図５は、円筒形電池で発生する溝入部の変形を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本開示に係る円筒形電池の実施形態の一例について詳説する。本明細書において、「略～」との記載は、「略平行」を例に説明すると、完全に平行な状態及び実質的に平行と認められる状態を意味する。

【0010】

図１は、実施形態の一例である円筒形電池１０の断面図である。図１に例示するように、円筒形電池１０は、電極体１４と、電解質と、電極体１４及び電解質を収容する外装缶１６とを備える。電極体１４は、正極１１と、負極１２と、セパレータ１３とを含み、正極１１と負極１２がセパレータ１３を介して渦巻き状に巻回された構造を有する。外装缶１６は、軸方向一方が開口した有底円筒形状を有し、外装缶１６の開口部は封口体１７によって塞がれている。また、外装缶１６と封口体１７の間にはガスケット１８が介在している。以下では、説明の便宜上、円筒形電池１０の封口体１７側（外装缶１６の開口部側）を上、外装缶１６の底面部１６ａ側を下とする。

【0011】

正極１１は、正極芯体と、当該芯体の少なくとも一方の面に形成された正極合剤層とを有する。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。正極合剤層は、正極活物質、アセチレンブラック等の導電剤、及びポリフッ化ビニリデン等の結着剤を含み、正極芯体の両面に形成されることが好ましい。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。正極１１は、正極芯体上に正極活物質、導電剤、及び結着剤等を含む正極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、塗膜を圧縮して正極合剤層を芯体の両面に形成することにより製造できる。

【0012】

負極１２は、負極芯体と、当該芯体の少なくとも一方の面に形成された負極合剤層とを有する。負極芯体には、銅、銅合金等の負極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などを用いることができる。負極合剤層は、負極活物質、及びスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の結着剤を含み、負極芯体の両面に形成されることが好ましい。負極活物質には、例えば黒鉛、シリコン含有化合物などが用いられる。負極１２は、負極芯体上に負極活物質、結着剤等を含む負極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、塗膜を圧延して負極合剤層を芯体の両面に形成することにより製造できる。

【0013】

電解質には、例えば非水電解質が用いられる。非水電解質は、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を用いることができる。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、固体電解質であってもよい。電解質塩には、例えばＬｉＰＦ_６等のリチウム塩が使用される。電解質の種類は特に限定されず、水系電解質であってもよい。

【0014】

円筒形電池１０は、電極体１４の上下にそれぞれ配置された絶縁板１９，２０を備える。図１に示す例では、正極１１に接続された正極リード２１が絶縁板１９の貫通孔を通って封口体１７側に延び、負極１２に接続された負極リード２２が絶縁板２０の外側を通って外装缶１６の底面部１６ａ側に延びている。正極リード２１は封口体１７の底板である内部端子板２５の下面に溶接等で接続され、内部端子板２５と電気的に接続された封口体１７の外部端子板２６が正極外部端子となる。負極リード２２は外装缶１６の底面部１６ａの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。

【0015】

円筒形電池１０は、上述のように、外装缶１６と、外装缶１６の開口部を塞ぐ封口体１７と、外装缶１６と封口体１７の間に配置されるガスケット１８とを備える。外装缶１６は、底面部１６ａ及び側面部１６ｂを含む、有底円筒状の金属製容器である。底面部１６ａは円板状を呈し、側面部１６ｂは底面部１６ａの外周縁に沿って円筒状に形成される。また、外装缶１６は円形状の開口部を有し、封口体１７は当該開口部に対応する円板状に形成される。ガスケット１８は、電池内部の密閉性を確保すると共に、外装缶１６及び封口体１７の電気的な絶縁を確保する。

【0016】

外装缶１６は、側面部１６ｂが外側から内側に張り出して形成され、ガスケット１８を介して封口体１７を支持する溝入部３０と、封口体１７及びガスケット１８を介して溝入部３０と対向するように形成され、溝入部３０と共に封口体１７を挟持する肩部３１とを有する。溝入部３０は、側面部１６ｂの外側からのスピニング加工により、外装缶１６（側面部１６ｂ）の周方向に沿って環状に形成される。

【0017】

肩部３１は、溝入部３０と同様に、外装缶１６の周方向に沿って環状に形成される。肩部３１は、外装缶１６の開口縁部を内側に折り曲げて形成され、ガスケット１８を介して封口体１７の周縁部にかしめられている。詳しくは後述するが、肩部３１の少なくとも一部は、溝入部３０の内端３０ａよりも封口体１７の径方向内側に延出し、肩部３１には外装缶１６の周方向に沿って易変形部３４（図２参照）が形成される。

【0018】

封口体１７は、電流遮断機構を備えた円盤状の部材である。封口体１７は、電極体１４側から順に、内部端子板２５、絶縁板２７、及び外部端子板２６が積層された構造を有する。内部端子板２５は、正極リード２１が接続される環状部２５ａ、及び電池の内圧が所定の閾値を超えたときに環状部２５ａから切り離される薄肉の中央部２５ｂを含む金属板である。環状部２５ａには、通気孔２５ｃが形成されている。

【0019】

外部端子板２６は、絶縁板２７を挟んで内部端子板２５と対向配置される。絶縁板２７には、径方向中央部に開口部２７ａが、内部端子板２５の通気孔２５ｃと重なる部分に通気孔２７ｂがそれぞれ形成されている。外部端子板２６は、電池の内圧が所定の閾値を超えたときに破断する弁部２６ａを有し、弁部２６ａが絶縁板２７の開口部２７ａを介して内部端子板２５の環状部２５ａと溶接等で接続されている。絶縁板２７は、内部端子板２５の環状部２５ａと外部端子板２６の弁部２６ａとの接続部分以外の部分を絶縁している。

【0020】

弁部２６ａは、電池の内側に向かって突出した下凸部、及び下凸部の周囲に形成された薄肉部を含み、外部端子板２６の径方向中央部に形成されている。円筒形電池１０では、正極リード２１が接続された内部端子板２５と、外部端子板２６とが電気的に接続されることで、電極体１４から外部端子板２６につながる電流経路が形成される。電池に異常が発生して内圧が上昇すると、内部端子板２５が破断して中央部２５ｂが環状部２５ａから切り離され、弁部２６ａが電池の外側に向かって凸となるように変形する。これにより、電流経路が遮断される。電池の内圧がさらに上昇すると、弁部２６ａが破断してガスの排出口が形成される。

【0021】

なお、封口体の構造は、図１に例示する構造に限定されない。封口体は、２枚の弁体を含む積層構造を有していてもよく、弁体を覆う凸状の封口体キャップを有していてもよい。また、負極リードが封口体の内面に接続され、正極リードが外装缶の内面に接続されてもよい。この場合、封口体が負極外部端子となり、外装缶が正極外部端子となる。

【0022】

円筒形電池１０は、例えば、複数個が直列に接続されてモジュール化される。複数の円筒形電池１０を含む電池モジュールでは、外部リードが封口体１７及び外装缶１６の肩部３１に溶接等で接続される。外部リードを外装缶１６の肩部３１に接続する場合、外部リードを外装缶１６の底面部１６ａに接続する場合と比べて、モジュールの小型化を図ることができる。円筒形電池１０では、肩部３１の少なくとも一部が、溝入部３０の内端３０ａよりも封口体１７の径方向内側に延出して長く形成されているので、肩部３１における外部リード接続面積を十分に確保でき、リード接続の作業性が向上して歩留まりが改善される。

【0023】

以下、図２を参照しながら、外装缶１６の肩部３１、及びその近傍の構造について詳説する。図２は、図１中の肩部３１及びその近傍の拡大図である。

【0024】

図２に例示するように、封口体１７は、外装缶１６の側面部１６ｂに形成された溝入部３０及び肩部３１によって挟持されている。溝入部３０は、外装缶１６の上部において、側面部１６ｂの一部が外側から内側に張り出し、側面部１６ｂの周方向に沿って環状に形成されている。また、溝入部３０は断面略Ｕ字形状を有する。封口体１７は、ガスケット１８を介して溝入部３０の上面に配置される。

【0025】

溝入部３０の長さＬは、例えば１ｍｍ～３ｍｍである。ここで、溝入部３０の長さＬとは、外装缶１６の軸方向αに沿った内面から溝入部３０の内端３０ａまでの外装缶１６の径方向βに沿った長さを意味する。溝入部３０の長さＬが当該範囲内であれば、外装缶１６の機械的強度を確保しながら、封口体１７を安定に支持することができる。

【0026】

肩部３１は、外装缶１６の開口縁部（上端部）に沿って環状に形成される。肩部３１は、外装缶１６の開口縁部が封口体１７及びガスケット１８を介して溝入部３０と対向するように、溝入部３０の上面に配置された封口体１７の方向に側面部１６ｂを折り曲げて形成される。肩部３１は、封口体１７の周縁部にかしめられることで、ガスケット１８を介して封口体１７を押圧する。本実施形態では、円筒形電池１０の平面視において、一定の幅を有する環状の肩部３１が、封口体１７の周縁部上に形成されている。なお、肩部３１の外周側端部は、電池の外側に向かって湾曲している。

【0027】

肩部３１の少なくとも一部は、上述のように、溝入部３０の内端３０ａよりも封口体１７の径方向内側に延出している。すなわち、肩部３１には、封口体１７及びガスケット１８を介して溝入部３０に対向する対向部３２、及び溝入部３０の内端３０ａよりも封口体１７の径方向内側に延出して溝入部３０と対向しない延出部３３が存在する。外装缶１６の径方向βに沿った延出部３３の長さは、溝入部３０の長さＬ以上であってもよいが、好ましくは長さＬよりも短い。延出部３３の長さは、例えば溝入部３０の長さＬの１０％～６０％であり、一例としては０．２ｍｍ～２ｍｍである。

【0028】

本実施形態では、環状に形成された肩部３１が、その周方向全長にわたって、溝入部３０の内端３０ａよりも封口体１７の径方向内側に延出している。つまり、肩部３１の延出部３３は環状に形成されている。

【0029】

肩部３１には、外装缶１６の周方向に沿って易変形部３４が形成されている。易変形部３４は、肩部３１を封口体１７にかしめたときに、肩部３１の他の部分よりも変形し易い部分であって、かしめの応力が集中し易く他の部分よりも容易に折れ曲がる。換言すると、易変形部３４は、外装缶１６の径方向βに沿った肩部３１の断面において、最も降伏応力が小さく、最も変形し易い部分である。

【0030】

後述の比較例で示すように、溝入部の内端を超える長さで肩部を形成すると、かしめ時の応力に対して溝入部からの反力が下回り、溝入部が電極体側に下反りして電極体の収容スペースが狭くなる、溝入部が電極体と接触して短絡する等の不具合が発生し得る。この場合、かしめ時の応力と溝入部からの反力とのバランスが損なわれている。円筒形電池１０では、肩部３１に易変形部３４を形成してかしめ時に肩部３１を変形させることで、溝入部３０に作用する応力を低減できる。このため、肩部３１に延出部３３を形成しても、溝入部３０の変形を抑制することが可能である。

【0031】

肩部３１は、外周側端部から易変形部３４に近づくほど溝入部３０との間隔が小さくなるように傾斜していることが好ましい。本実施形態では、肩部３１の外周側端部に形成された湾曲部の内端から易変形部３４にわたって、溝入部３０との間隔が小さくなるように、換言すると、封口体１７の上面との間隔が小さくなるように、肩部３１の対向部３２が下方に向かって傾斜している。この場合、肩部３１によってガスケット１８が強く押圧され、電池内部の良好な密閉性が確保される。

【0032】

他方、易変形部３４よりも肩部３１の先端側に位置する部分は、外装缶１６の径方向βと略平行に形成されることが好ましい。肩部３１をかしめた際に、肩部３１が易変形部３４で折れ曲がり、易変形部３４よりも肩部３１の先端側に位置する部分が径方向βに沿った状態となる。すなわち、肩部３１には屈曲部が存在し、屈曲部よりも先端側に位置する部分、例えば延出部３３の一部又は全部が径方向βと略平行に形成される。延出部３３の少なくとも一部が径方向βと略平行に形成されることで、溝入部３０に作用する応力が低減され、また肩部３１に対する外部リードの接続が容易になる。さらに、対向部３２の傾斜角度を小さくすることで肩部３１に対する外部リードの接続が容易になる。例えば、対向部３２の傾斜角度を外装缶１６の径方向βと略平行としてもよい。

【0033】

図２に例示する形態では、外装缶１６の周方向に沿った環状の溝３５が肩部３１に形成されている。溝３５は、肩部３１の外面に形成されてもよいが、ガスケット１８に当接する肩部３１の内面に形成されることが好ましい。溝３５は、例えば肩部３１の厚みの１０～９０％の深さで、断面略Ｖ字状に形成される。肩部３１の溝３５が形成された部分は、他の部分よりも厚みが薄くなり、肩部３１を封口体１７にかしめたときに応力が集中して他の部分よりも変形し易い。すなわち、溝３５が形成された部分が易変形部３４となり、肩部３１（外装缶１６）の周方向の全長にわたって環状の易変形部３４が形成される。

【0034】

易変形部３４（溝３５）は、溝入部３０の内端３０ａと外装缶１６の軸方向αに重なる位置を中心Ｘとして、外装缶１６の径方向βに、溝入部３０の長さＬの５０％に相当する長さの範囲内に形成されることが好ましい。例えば、溝入部３０の長さＬが２ｍｍである場合、易変形部３４は、中心Ｘから径方向βに、±１ｍｍの範囲内に形成される。易変形部３４が当該範囲内に形成されることで、かしめ時に溝入部３０に作用する応力が十分に低減され、溝入部３０の変形を高度に抑制できる。

【0035】

易変形部３４は、肩部３１の上記中心Ｘから径方向βに、溝入部３０の長さＬの３０％に相当する長さ範囲内に形成されることがより好ましく、長さＬの１５％に相当する長さ範囲内に形成されることが特に好ましい。本実施形態では、溝入部３０の内端３０ａと易変形部３４が軸方向αに略並んでいる。すなわち、易変形部３４は、肩部３１において、溝入部３０の内端３０ａと軸方向αに略重なる部分に形成されている。易変形部３４は、対向部３２と延出部３３の境界位置に形成され、延出部３３の全体が外装缶１６の径方向βと略平行に形成されている。

【0036】

図３に例示するように、肩部３１には、外装缶１６の周方向に沿って環状に段差３６が形成されていてもよい。段差３６は、溝３５と同様に、溝入部３０の内端３０ａと外装缶１６の軸方向αに重なる位置を中心Ｘとして、外装缶１６の径方向βに、溝入部３０の長さＬの５０％に相当する長さの範囲内に形成されることが好ましい。図３に示す例では、肩部３１において、溝入部３０の内端３０ａと軸方向αに略重なる部分に段差３６が形成されている。この場合、肩部３１の段差３６が形成された部分が易変形部３４となる。

【0037】

図３に例示する形態では、段差３６（易変形部３４）が対向部３２と延出部３３の境界位置に形成され、肩部３１が当該境界位置で屈曲して、延出部３３の全体が外装缶１６の径方向βと略平行に形成されている。また、延出部３３の厚みは、対向部３２の厚みより薄く、例えば対向部３２の厚みの７０％以下である。なお、肩部３１に段差３６を形成して、延出部３３の少なくとも一部を薄肉化すると共に、段差３６と重なる位置に溝３５を形成してもよい。

【0038】

図４Ａは実施形態の他の一例を示す平面図（ガスケット１８の図示省略）、図４Ｂは図４Ａ中のＡＡ線断面の一部を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂに例示するように、肩部３１は、溝入部３０の内端３０ａよりも封口体１７の径方向内側に突出した少なくとも１つの凸部３７を有していてもよい。図４Ａ及び図４Ｂに示す例では、環状に形成された肩部３１の周方向に等間隔で複数（４つ）の凸部３７が形成されている。この場合、凸部３７の付け根部分が易変形部３４となる。

【0039】

凸部３７の付け根部分に形成される易変形部３４は、図２及び図３に示す易変形部３４と同様の位置に形成されることが好ましい。図４Ａ及び図４Ｂに示す例では、溝入部３０の内端３０ａと軸方向αに略重なる部分から、封口体１７の径方向内側に凸部３７が突出しており、凸部３７の全体が延出部３３となっている。また、凸部３７の付け根部分が屈曲し、凸部３７の全体が外装缶１６の径方向βと略平行に形成されている。肩部３１の周方向に沿った凸部３７の長さ（幅）は、外部リードの接続に支障がない範囲で短いことが好ましく、例えば溝入部３０の長さＬの２倍以下である。

【実施例】

【0040】

以下、実施例により開示をさらに説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0041】

＜実施例１＞
［正極の作製］
正極活物質として、一般式ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を用いた。正極活物質と、ポリフッ化ビニリデンと、アセチレンブラックを、１００：１．７：２．５の固形分質量比で混合し、分散媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて、正極合剤スラリーを調製した。次に、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に、正極リードの接続部分を残して塗布し、塗膜を乾燥、圧縮した後、所定の電極サイズに切断して正極を作製した。なお、正極芯体の露出部にアルミニウム製の正極リードを超音波溶接した。

【0042】

［負極の作製］
負極活物質として、易黒鉛化炭素を用いた。負極活物質と、ポリフッ化ビニリデンと、カルボキシメチルセルロースを、１００：０．６：１の固形分質量比で混合し、分散媒として水を用いて、負極合剤スラリーを調製した。次に、この負極合剤スラリーを銅箔からなる負極芯体の両面に、負極リードの接続部分を残して塗布し、塗膜を乾燥、圧縮した後、所定の電極サイズに切断して負極を作製した。なお、負極芯体の露出部にＮｉ－Ｃｕ－Ｎｉクラッド材からなる負極リードを超音波溶接した。

【0043】

［非水電解液の調製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の混合溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて非水電解液を調製した。

【0044】

［円筒形電池の作製］
上記正極と上記負極を、ポリオレフィン製のセパレータを介して渦巻状に巻回し、巻回型の電極体を作製した。この電極体を、鋼板の絞り加工により作製した有底筒状の外装缶に円板上の缶底絶縁板を介して挿入し、底面部の内面に溶接した。次に、電極体の上に絶縁板を挿入し、絶縁板よりも外装缶の上端側に断面略Ｕ字状の溝入部を形成した。溝入部は、外装缶の側面部が外側から内側に張り出し、外装缶の周方向に沿って環状に形成される。次に、上記非水電解液を外装缶内に注入し、正極リードを封口体の内部端子板に溶接した。その後、正極リードを折り畳みながら、ガスケットを介して封口体を溝入部の上に配置した。ガスケットを介して外装缶の開口縁部を封口体の周縁部にかしめることで肩部を形成し、溝入部の内端よりも封口体の径方向内側に肩部が延出した円筒形電池を作製した。

【0045】

肩部（厚み０．２５ｍｍ）には、外装缶の軸方向に溝入部の内端と重なる部分に、外装缶の周方向に沿った環状の溝（深さ０．１ｍｍ）が形成されている。また、溝よりも肩部の先端側に位置する延出部は、外装缶の径方向と略平行に、かつ環状に形成され、その長さは０．５ｍｍである。なお、封口体及びガスケットを介して溝入部と対向する部分（対向部）は、外周側端部に形成された湾曲部の内端から溝にかけて、溝に近づくほど溝入部との間隔が小さくなるように傾斜している。

【0046】

＜実施例２＞
肩部において、環状の溝の代わりに、環状の段差を形成したこと以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作製した。対向部の厚みは０．２５ｍｍ、延出部の厚みは０．１５ｍｍとした。

【0047】

＜実施例３＞
肩部において、環状の延出部の代わりに、溝入部の内端よりも封口体の径方向内側に突出した凸部（長さ０．５ｍｍ、幅２ｍｍ）を形成したこと以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作製した。凸部は、肩部の周方向に等間隔で４つ形成した。

【0048】

＜比較例１＞
易変形部となる環状の溝を肩部に形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作製した。

【0049】

［溝入部の断面観察］
実施例及び比較例の各電池について、電池の上部にエポキシ樹脂を注入して硬化させた後、電池の上部を外装缶の軸方向に沿って切断した。各電池について、溝入部の断面形状を観察し、図５に示すように、溝入部の上面の下反り角度θを計測した。角度θは、外装缶の軸方向に沿った側面部の内面に垂直な方向に対する傾斜角度であって、角度θが大きいほど、溝入部の変形の程度が大きいことを意味する。

【0050】

角度θの計測結果は、下記の通りである。
実施例１：０～０．５°
実施例２：０～１°
実施例３：１～２°
比較例１：４～６°

【0051】

上記評価結果から、実施例の電池はいずれも、比較例の電池と比べて、溝入部の下反り角度θが小さく、溝入部の変形の程度が小さいことが分かる。実施例の電池によれば、溝入部の変形を抑制しつつ、溝入部の内端よりも封口体の径方向内側まで肩部を延出させることができる。このため、溝入部が電極体と接触して短絡が発生する等の不具合を招くことなく、肩部における外部リードの接続面積を十分に確保できる。他方、比較例の電池のように、肩部の長さを単純に延ばすと、溝入部が大きく変形して短絡リスクが高くなる。

【符号の説明】

【0052】

１０ 円筒形電池、１１ 正極、１２ 負極、１３ セパレータ、１４ 電極体、１６ 外装缶、１６ａ 底面部、１６ｂ 側面部、１７ 封口体、１８ ガスケット、１９，２０ 絶縁板、２１ 正極リード、２２ 負極リード、２５ 内部端子板、２５ａ 環状部、２５ｂ 中央部、２５ｃ 通気孔、２６ 外部端子板、２６ａ 弁部、２７ 絶縁板、２７ａ 開口部、２７ｂ 通気孔、３０ 溝入部、３０ａ 内端、３１ 肩部、３２ 対向部、３３ 延出部、３４ 易変形部、３５ 溝、３６ 段差、３７ 凸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】