JP2007220508A

JP2007220508A - 安全弁を備えた電池

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Publication number: JP2007220508A
Application number: JP2006040287A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yoshida; 吉田　　浩明
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP5456952B2

Abstract

【課題】電池外部からの力による安全弁の損傷を防止し、電池外部からの水分の浸入や電解液の外部への蒸発を防ぎ、異常時に内圧が一定値以上になると確実に安全弁が作動して、電池の内圧を開放することのできる、製造方法が簡単で、安全性に優れた、大容量の電池を提供する。
【解決手段】電池容器とその内部に収納された発電要素と電解質とを備えた電池において、前記電池容器に開口部を設け、前記開口部を閉塞する封口部材と、少なくとも前記開口部と前記封口部材との境界部を電池外側から覆うシートとを備え、前記封口部材は電池の外側から前記開口部にはめ込まれ、前記シートは電池容器に接合されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池容器に安全弁を備えた電池に関する。

各種携帯用電子機器の電源として、乾電池、リチウム電池等の一次電池、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池等の二次電池が、用途に応じて、多数使用されている。

電子機器の小形軽量化に伴い、近年、エネルギー密度の高い電池が求められている。高エネルギー密度電池としては、正極活物質にコバルト酸リチウム等の複合金属酸化物、負極活物質にグラファイト等の炭素材料、電解液に有機溶媒と電解質塩とを含む非水電解質を用いた、非水電解質二次電池がすでに市販されている。

最近では、電子機器の消費電力の増大にともない、５Ａｈ〜数百Ａｈの大容量の非水電解質二次電池が求められている。しかし、エネルギー密度が高くかつ大容量の電池は、誤使用された場合、破裂等の危険な状態になりやすいという問題があり、大容量電池の場合には、小型の場合と比較して危険性が高くなる。

従来の非水電解質二次電池においては、容量の大小にかかわらず、いろいろな安全装置を用いることにより、電池が危険な状態に陥らないようにする工夫がされてきた。安全装置の代表的なものとして安全弁がある。安全弁は、なんらかの原因で電池の内圧が上昇した場合、一定の圧力以上になると内圧を開放して、電池が破裂しないようにするものである。

電池用安全弁は、非水電解質二次電池以外の各種電池にも用いられてきた。特に、大容量電池の場合には、電池の内圧開放機構が必要であり、いろいろな安全弁が工夫されてきた。

従来の安全弁としては、特許文献１で開示されたゴム製の可逆弁を用いるもの、特許文献２や特許文献３で開示された金属箔を用いた破裂式弁を用いるもの、特許文献４で開示された電池ケースに溝を形成した薄い部分を安全弁とするものなど多数提案されている。

これら安全弁をエネルギー密度の高い大容量の非水電解質二次電池に採用する場合、安全弁の断面積を大きくするほど作動圧が低くなり、弁作動時の挙動が安全になることがわかっている。

さらに、特許文献５には、電池容器に設けた開口部を閉塞する安全弁を備えた電池において、安全弁を予期せぬ外力から保護し、電池の異常時には確実に安全弁が作動するように、電池容器の外部に開口部を覆う安全弁保護部材を備える技術が開示されている。
特開平０７−０３７５６８号公報特開平０５−２１１３０５号公報実開平０５−０８４０２５号公報特開２０００−１４９９０１号公報特開２００３−３４６７６２号公報

大容量の電池の場合、安全性確保のために安全弁の面積を約５０ｍｍ^２（口径にすると約８ｍｍφ）以上とする必要がある。安全弁の面積を大きくした電池において、特許文献２や特許文献３に記載された金属箔を用いると、指先や突起物等で金属箔を傷つけてしまい、安全弁の作動圧力が変動してしまうという問題があった。また、金属箔に穴が開くと、安全弁としての機能を失うとともに、外部から水分が浸入して電池性能が低下し、外部に電解液が漏れ出して周辺機器へ悪影響を及ぼす。

なお、特許文献１に記載されたゴム製の可逆弁は、ゴム弁体を通して外部から水分が侵入するという問題や、電解液と反応して劣化しやすいという問題があるため、非水系電池には用いることができなかった。

このように、大容量の電池において、安全弁の面積を増大させると、安全性の向上と引き換えに電池の長期信頼性を低下させるという欠点があった。

このような欠点を改善するものとして、特許文献４に記載のように、金属製ケースに薄肉部を機械加工により形成することで破裂弁とし、内圧上昇時にはケースに裂け目が生じて圧力を開放するようにした電池が提案された。しかし、この電池は、機械加工コストが高く、金属の断裂を利用しているので破裂弁の作動圧が高く、かつ作動圧のバラツキも大きいという問題があった。

さらに、特許文献５に記載の、安全弁保護部材を備えた電池では、厚さ約７５μｍのアルミニウムやニッケルの箔を金属製電池容器の壁面にレーザー溶接で接合した安全弁を用いているため、厳密な溶接条件が要求され、製造工程が複雑になるという問題があった。また、電池外部から、指先や突起物等で金属箔を傷つける危険性を回避できなかった。

本発明の目的は、電池外部からの力による安全弁の損傷を防止し、電池外部からの水分の浸入や電解液の外部への蒸発を防ぎ、異常時に内圧が一定値以上になると確実に安全弁が作動して、電池の内圧を開放することのできる、製造方法が簡単で、安全性に優れた、大容量の電池を提供することにある。

請求項１の発明は、電池容器とその内部に収納された発電要素と電解質とを備えた電池において、前記電池容器に開口部を設け、前記開口部を閉塞する封口部材と、少なくとも前記開口部と前記封口部材との境界部を電池外側から覆うシートとを備え、前記封口部材は電池の外側から前記開口部にはめ込まれ、前記シートは電池容器に接合されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電池容器に設けた開口部が、電池の外側から開口部にはめ込まれた封口部材によって閉塞されており、封口部材全体を電池外側から覆うシートを備えているため、電池外部からの水分侵入や電池内部の電解液の漏れや蒸発を確実に防止することができ、高信頼性の電池を得ることができる。

また、電池容器に設けた開口部に、電池の外側から封口部材がはめ込まれただけであるため、封口部材を電池容器にレーザー溶接等をする必要がなく、製造方法か簡単となる。

さらに、電池容器に設けた開口部に封口部材がはめ込まれているため、外部からの機械的強度も高く、外部からシートに力が加わった場合、シートは封口部材に押し付けられ、積層シートに傷がついたり、穴が開いたりするのを確実に防止し、電池の安全性を高い次元で保証することができる。

そして、異常時（電池内圧上昇時）には、封口部材の周囲に沿った、電池容器とシートの接合部が剥離し、電池に大面積の開口部が生じて電池内圧を円滑に開放することができ、電池の安全性を確保できるようになる。

本発明は、電池容器とその内部に収納された発電要素と電解質とを備えた電池の安全弁に関するもので、電池容器に開口部を設け、この開口部を閉塞する封口部材と、少なくとも電池容器に設けた開口部と封口部材との境界部を電池外側から覆うシートとを備えたものである。そして、この封口部材は電池の外側から開口部にはめ込まれている。また、このシートは電池容器に溶着されている。

図１に本発明の電池外観の一例を示す。図１において、１は電池容器、２は電池容器の一部である電池蓋、３は封口部材、４はシート、５は正極端子、６は負極端子である。図１の例では、開口部（図示せず）は角形電池容器１の側面に設けられ、この開口部に、電池の外側から封口部材３がはめ込まれており、シート４は開口部と封口部材３との境界部を電池外側から覆っている。そして、シート４は電池容器１に熱溶着されている。また、正極端子５および負極端子６は、ハーメチックシールで絶縁されて電池蓋に取り付けられている。

なお、本発明の電池の形状は、図１に示した角形以外に、円筒形や長円筒形とすることができる。

電池容器に設ける開口部の形状は、円形、長円筒形、楕円形、四角形、多角形など、あらゆる形状のものを用いることができる。ただし、開口面積を任意の大きさに調整しやすいことや、開口部にはめ込む封口部材の製造に低コストなプレス加工性を用いることを考慮した場合、円形、長円形、または角部にＲ部を有する四角形のような、比較的単純な形状とすることが好ましい。

そして、開口部を設置する位置は、電池の側面が適しているが、電池底や電池蓋に設置してもよい。また、発電要素の形状や電池容器内に収納された発電要素の向きを考慮して、開口部を設置することが好ましい。例えば、発電要素の形状が巻回型の場合、電池が異常を起こして発電要素からガスが発生すると、ガスは発電要素の巻回軸に平行な方向に放出されるため、このガスが放出される方向に開口部を設けることが好ましい。また、開口部の数は必要に応じて複数個設置してよい。

電池内部で発生したガスは、安全弁が作動した場合、この開口部を通って電池外部に放出され、電池の内圧が開放される。

封口部材の形状は開口部の形状に合わせた形状とし、電池外部から開口部にはめ込まれる。なお、封口部材の機能は、シートに外部から力が加わった場合にシートに穴が開いたり破れたりしないように、シートを保護することにあり、電解液の漏れを本質的に防ぐものではない。すなわち、封口部材で開口部を密閉する必要はないので、封口部材は開口部にはめ込まれているだけで十分であり、電池容器に溶接をする必要はない。したがって、場合によっては、封口部材を穴の開いた形状としてもよい。

封口部材の材質としては、例えばアルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼を用いることができる。金属の電位差によるケースの腐食や機械的強度を考慮すると、電池ケースと同じ材質とすることが好ましい。また、金属に限らず、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレンや（ＰＰ）ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂を用いてもよい。封口部材としては、電解液と接触しても化学反応しない材質を選ぶ必要がある。

封口部材の断面形状は、電池容器に設けた開口部に嵌め込みやすい形状を選択すればよい。封口部材の周囲にフランジ部を有していても良いし、部分的にフランジ部を設たり、平板としてもよい。しかし、平板とする場合は、電池容器側に平板を受けるためのガイドを作製する必要があるため、フランジ部を有する封口部材とする方がコスト面で優れている。

なお、封口部材にフランジ部を設ける場合や電池容器側にガイドを作製する場合、外部からの力に耐える機械的強度が必要となる。そのためには、封口部材の周囲にその面積の１０％以上にフランジもしくはガイドを有することが好ましい。

封口部材を電池外部から覆うシートは、安全弁として働き、電池容器に接合されている。そして、電池の内圧が上昇して一定の値に達した場合、この接合部が剥離して、電池の内圧が開放される。また、このシートは、電池が正常な状態では、外部から電池内部への水の侵入を防止する機能を有する。

シートの材質としては、金属薄膜、合成樹脂フィルム、金属薄膜と合成樹脂フィルムとを組み合わせたものなどを用いることができる。ただし、シートの内側は、電解液と接触する可能性があるため、電解液と反応しない材質とする必要がある。

シートの接合部が剥離する圧力は、接合条件や接合部分の面積などを組み合わせることで調整することができる。

シートの材質に金属薄膜を用いる場合には、シートと電池容器との接合には、レーザー溶接や超音波溶接などの方法を用いることができ、また、シートの材質に合成樹脂フィルムを用いる場合には、シートと電池容器との接合には、熱溶着や接着などの方法を用いることができる。ただし、合成樹脂フィルムを単独で用いる場合には、水を通さず、電解液と反応しない材質を選択する必要がある。

したがって、シートとしては、少なくとも熱溶着性樹脂フィルム層と金属箔層との二層を備えた積層シート、または、少なくとも熱溶着性樹脂フィルム層と金属箔層と剛性を有する樹脂フィルム層との三層積層シートを用いることが好ましい。

例えば、熱溶着性樹脂フィルム層と金属箔層と剛性を有する樹脂フィルム層の三層積層体を用いる場合、積層の順序は、熱融着性樹脂フィルム層／金属箔層／剛性を有する樹脂フィルム層とすることが好ましい。

これらの二層積層シートや三層積層シートを用いる場合、電池容器と熱溶着性樹脂フィルム層とは熱溶着で接合することができ、シートの接合部が剥離する圧力は、熱溶着性樹脂フィルム層の材質、熱溶着部分の面積、温度や時間などの熱溶着条件などを組み合わせることで調整することができる。また、積層シートは、金属薄膜と比較して、コストが低いという利点がある。

シートの熱融着性樹脂フィルム層には、例えばポリエチレン、アイオノマー、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などを用いることができる。また、金属箔層としては、例えばアルミニウム箔、ニッケル箔等の、水を通さない材質を用いることができる。

また、剛性を有する樹脂層は、電池外部からのひっかきキズのような外力によって金属箔層にキズがつくのを防ぐための層である。そこで、剛性を有する樹脂層の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンなどを用いることができる。

本発明に用いる三層積層シートの具体的な材質の例としては、ＰＥ／アルミニウム箔／ＰＥＴからなる三層積層フィルムがある。

シートの形状は、単純なシート状でもよいし、バターカップ状に凸形状に成形加工してもよい。封口部材がフランジ部を有し、電池容器の表面から突出する場合は、シール性に優れるバターカップ形状とすることが好ましい。

また、封口部材をシートで覆う場合、封口部材全体を覆ってもよいし、例えば開口部および封口部材が円形の場合には、電池容器と封口部材の境界部分をドーナツ形状のフィルムで覆ってもよい。

つぎに、本発明の、電池容器に設けた開口部と、封口部材と、シートとの関係の例の断面を図２〜図４で説明する。なお、図２〜図４においては、すべて、図の上部が電池外部、下部が電池内部とする。また図２〜図４において、記号１〜４は図１と同じものを示し、記号５は電池容器に設けた開口部、６は電池容器の開口部に設けたガイド、７は電池容器とシートとの接合部、８はシートの中央部の穴、９は封口部材のフランジ部である。なお、図２〜図４では、開口部と封口部材とシートはすべて円形のものを用いたが、円形以外の形状の場合も、同様の嵌め込み方法を用いることができる。

なお、接合部７は、シートの材質が金属薄膜の場合はレーザー溶接などによる溶接部であり、シートの電池容器側の材質が熱融着性樹脂の場合は熱溶着による溶着部や接着剤を用いた接着部である。

図２（ａ）は、平板状の封口部材３を開口部５に設けたガイド６に嵌め込み、電池の外部からシート４で封口部材３を覆い、シート４の周囲７で接合したものである。図２（ｂ）は、平板状の封口部材３の厚みが電位容器の厚さに等しい場合の例を示す。図２（ｃ）は、開口部５にガイドはないが、封口部材３にガイドを設け、開口部５に嵌め込んだものであり、封口部材３は電池外部に突出している。図２（ｄ）は、平板状の封口部材３を開口部５に設けたガイド６に嵌め込み、封口部材３は電池外部に突出している。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、シート４の中央部に穴８を設けたドーナツ形状のものを用いた例を示す。このような形状の場合、シート４と封口部材３の材質の組合せによっては、ドーナツ形状のシート４の内周部分と封口部材３との密着が不十分となる。その場合には、ドーナツ形状のシート４の内周部分と封口部材３とを、熱溶着、接着などの方法で接合することにより、電解液の漏れや電池外部からの水分の浸入を防ぐことができる。

図４は封口部材３の周囲にフランジ９を設けたものである。図４（ａ）は、封口部材３のフランジ部９を開口部に設けたガイド６に嵌め込んだもので、封口部材３の厚みが電位容器の厚さに等しい場合の例を示す。図４（ｂ）は、シート４の中央部に穴８を設けたドーナツ形状のものを用いた例を示す。図４（ｃ）は、開口部５にガイドはないが、封口部材３の周囲のフランジ部９を開口部５に嵌め込んだもので、封口部材３のフランジ部９は電池外部に突出している。

なお、図２（ｃ）、図２（ｄ）および図４（ｃ）で示した、封口部材３が電池外部に突出している形状の場合には、シートの形状は、開口部が円形の場合には図５（ａ）に示すような、また、開口部が長方形の場合には図５（ｂ）に示すような、バターカップ形状を用いると、電池容器とシートとの接合が容易となる。

本発明は、有機電解液を用いたリチウム一次電池、アルカリ水溶液を用いたＮｉ−ＣｄやＮｉ−ＭＨ電池に使用することができるが、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池に適用するのが最適である。その理由は、リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、大きな安全弁面積を確保することが必要なためである。

特に、容量が５Ａｈ以上で安全弁の断面積が５０ｍｍ^２（口径にすると約８ｍｍφ）以上必要な電池に適している。容量が１０Ａｈを越え、断面積が１００ｍｍ^２（口径にすると約１０ｍｍφ）以上となる場合、指先で安全弁を傷つける可能性が飛躍的に高くなるため最適となる。

さらに、非水電解質二次電池の場合、電池内部へ水分が侵入すると性能が低下するため、高い密閉性が求められる。本発明を大容量の非水電解質二次電池に適用することで、誤使用時の安全性を高い次元で保証できるとともに、外部からの機械的強度も高く、かつ電池内への水分侵入や電池内の電解液漏れや蒸発のない、高信頼性の電池を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、電池として非水電解質二次電池を用いた例を、図面を参照して説明する。

［実施例１および比較例１〜３］
［実施例１］
本発明の非水電解質二次電池を次のようにして製作した。まず、角形電池ケースを次のように製作した。アルミニウムを成形して、厚み１ｍｍの角形電池容器１および電池蓋２を製作した。得られた角形電池容器の外径寸法は幅１３０ｍｍ、高さ２０８ｍｍ、厚さ５０ｍｍであった。

実施例１の非水電解質二次電池の外観は図１に示したものと同じである。図１に示すように、電池容器１の側面に直径３０ｍｍの円形の開口部を設け、この開口部にフランジ部を有するアルミニウム製の封口部材３を電池の外側からはめ込んだ。別に、ＰＥ／アルミニウム箔／ＰＥＴからなる合計厚さ０．１ｍｍ、大きさが直径４０ｍｍの、円形の三層積層シート４を準備し、このシート４を電池容器の開口部および封口部材３に密着させ、シート４の周囲を電池容器に熱融着した。これにより、電池容器の開口部と封口部材の隙間は完全に密封される。

なお、電池容器１の側面に設けた開口部には封口部材３がはめ込まれているため、図１では開口部は図示していない。

この角形非水電解質二次電池は、アルミニウム集電体に正極合材を塗布してなる正極と、銅集電体に負極合材を塗布してなる負極とがセパレータを介して巻回された長円巻回型電極群と、非水電解液とを、電池容器に収納したものである。

正極板は、正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）である８６質量％と、ポリフッ化ビニリデン（結着剤）８質量％と、アセチレンブラック（導電剤）６質量％とを混合した正極合材に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えてペースト状に調製した後、これを厚さ２０μｍのアルミニウム箔集電体両面に塗布、乾燥することによって作製したもので、幅１２０ｍｍ、長さ約１０ｍである。

負極板は、負極活物質である難黒鉛化性炭素９０質量％とポリフッ化ビニリデン（結着剤）１０質量％をＮ−メチルピロリドンに加えてペースト状に調製した後、これを厚さ１０μｍの銅箔集電体両面に塗布、乾燥することによって製作したもので、幅１２０ｍｍ、長さ約１０ｍである。

セパレータには、ポリエチレン微多孔膜を用いた。非水電解質としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）＝２５：３５：４０（体積比）の混合溶媒にＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌ溶解した溶液を用いた。

このようにして、実施例１の公称容量１００Ａｈの角形非水電解質二次電池（Ａ）を製作した。

［比較例１］
実施例１と同じ電池容器を用い、電池容器の側面に電池外部から切削加工を行い、実施例１と同じ大きさの直径３０ｍｍの円形状の、貫通していない厚さ２００μｍの薄肉部を設け、三層積層シートを用いなかった。開口部のシール方法以外は実施例１と同様にして、比較例１の角形非水電解質二次電池（Ｂ）を製作した。

比較例１の開口部の断面構造を図６に示す。図６において、記号１０は薄肉部である。なお、図６〜図８においては、図２〜図４と同様に、図の上部が電池外部、下部が電池内部とする。

［比較例２］
実施例１と同じ電池容器を用い、電池容器の側面に直径３０ｍｍの円形の開口部を設け、この開口部を電池内部から直径４０ｍｍで厚さが１００μｍの円形アルニミウム薄膜で覆い、円形アルニミウム薄膜の周囲を電池容器にレーザー溶接し、三層積層シートを用いなかった。開口部のシール方法以外は実施例１と同様にして、比較例２の角形非水電解質二次電池（Ｃ）を製作した。

比較例２の開口部の断面構造を図７に示す。図７において、記号１１はアルミニウム薄膜、１２はレーザー溶接部である。

［比較例３］
実施例１と同じ電池容器を用い、電池容器の側面に直径３０ｍｍの円形の開口部を設けた。この開口部を電池外部から、実施例１で用いたのと同じ直径４０ｍｍの三層積層シートで覆い、三層積層シートの周囲を電池容器に熱融着した。開口部のシール方法以外は実施例１と同様にして、比較例３の角形非水電解質二次電池（Ｄ）を製作した。

比較例３の開口部の断面構造を図８に示す。図８において、記号４は三層積層シート、１３は熱溶着部である。

実施例１および比較例１〜３の電池Ａ〜Ｄをそれぞれ２０個製作し、過充電して安全弁作動時の内圧を調べた。試験条件は、温度２５℃±１０℃で、５０Ａ定電流で安全弁が作動するまで連続充電（上限電圧１０Ｖ）とした。試験中は、電池電圧、温度、電流、および内圧を測定した。また、内圧の測定は、電池ケースに２ｍｍの丸穴を設けて圧力計を接続して行った。過充電試験結果を表１にまとめた。

表１から、本発明の実施例１の電池（Ａ）、比較例２の電池（Ｃ）および比較例３の電池（Ｄ）の作動圧は４．５〜６．０ｋｇ／ｃｍ^２の範囲内であったのに対して、比較例１の電池（Ｂ）では１０．０〜２０．０ｋｇ／ｃｍ^２と弁作動圧が高くバラツキも大きかった。

また、比較例１の電池（Ｂ）では、弁作動時に大音響がして内容物が飛散するなど危険であったが、実施例１の電池（Ａ）では、弁作動時の音が小さく、内容物の飛散もなく、きわめて安全性が高いことがわかった。

なお、比較例１の電池（Ｂ）薄肉部をより薄くして弁作動圧力を７〜１０ｋｇ／ｃｍ^２程度へ低下させることを試みたが、薄肉部に亀裂が生じて電解液漏れ等がおこり易く、安定した加工が困難であった。

つぎに、実施例１の電池（Ａ）、比較例２の電池（Ｃ）および比較例３の電池（Ｄ）を新たに各１００個作製し、各種作業における弁の破損数を比較した。その結果、封口部材のない比較例２の電池（Ｃ）および比較例３の電池（Ｄ）では、ともに５％の電池に破損がみられ、電解液漏れが観察されたのに対し、実施例１の電池（Ａ）の破損率は０％であった。

［実施例２〜４］
［実施例２］
アルミニウム製の封口部材の代わりに、同じ形状で、材質がポリプロピレンの封口部材を用いたこと以外は実施例１と同様にして、公称容量１００Ａｈの角形非水電解質二次電池（Ｆ）を製作した。

［実施例３］
直径４０ｍｍの円形の三層積層シートの代わりに、直径４０ｍｍで内径２０ｍｍの穴を設けたドーナツ形状の三層積層シートを用いたこと以外は実施例１と同様にして、公称容量１００Ａｈの角形非水電解質二次電池（Ｅ）を製作した。

［実施例４］
直径４０ｍｍの円形の三層積層シートの代わりに、直径４０ｍｍで厚さが１００μｍの円形アルニミウム薄膜を用い、円形アルニミウム薄膜の周囲を電池容器にレーザー溶接したこと以外は実施例１と同様にして、公称容量１００Ａｈの角形非水電解質二次電池（Ｇ）を製作した。

実施例２〜４の電池Ｅ〜Ｇをそれぞれ２０個製作し、過充電して安全弁作動時の内圧を調べた。試験条件は実施例１などの場合と同じとした。過充電試験結果を表２にまとめた。

表２から、本発明の実施例２〜４の電池（Ｅ）〜（Ｇ）の作動圧は、いずれも４．０〜６．０ｋｇ／ｃｍ^２の範囲で、安定していた。

以上の説明から明らかなように、本発明の非水電解質二次電池によれば、電池容器の開口部が封口部材により塞がれているため、外部からの機械的強度が高く、傷ついたり穴が開いたりするのを確実に防止することができる。さらに、開口部と封口部材との隙間を熱溶着性樹脂フィルムが配された積層シートでシールしているため、外部からの水分侵入や電池内部の電解液の蒸発を確実に防止することができる。

そして、異常時（電池内圧上昇時）には、蓋板の周囲にそって積層フィルムが容易に断裂、低圧力で安定して電池に大面積の開口部が生じて電池内圧を円滑に開放することができるため、電池の安全性を確保できるようになる。

本発明の電池の外観の一例を示す図。本発明の電池容器の、開口部と封口部材とシートとの関係の例を示す断面図。本発明の電池容器の、ドーナツ状シートを用いた場合の、開口部と封口部材とシートとの関係の例を示す断面図。本発明の電池容器の、封口部材にフランジ部を設けた場合の、開口部と封口部材とシートとの関係の例を示す断面図。バターカップ形状のシートの外観を示す図。比較例の開口部と封口部材との関係を示す断面図。比較例２の開口部の断面構造を示す図。比較例３の開口部の断面構造を示す図。

符号の説明

１電池容器
２電池蓋
３封口部材
４シート
５開口部
６ガイド
７接合部
８シートの中央部の穴
９フランジ部
１０薄肉部
１１アルミニウムシート
１２レーザー溶接部
１３熱溶着部
Ｐ正極端子
Ｎ負極端子

Claims

電池容器とその内部に収納された発電要素と電解質とを備えた電池において、前記電池容器に開口部を設け、前記開口部を閉塞する封口部材と、少なくとも前記開口部と前記封口部材との境界部を電池外側から覆うシートとを備え、前記封口部材は電池の外側から前記開口部にはめ込まれ、前記シートは電池容器に接合されていることを特徴とする電池。