JP2012009317A - リチウムイオン二次電池および組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性と信頼性を兼ね備えたリチウムイオン二次電池を提供する。
【解決手段】二次電池４０は、捲回電極群１が、正負極板が捲き返された湾曲部間において正負極板の未塗工部が接合されているとともに、湾曲部が捲回両端面において開口２０が形成されており、ガス放出弁３８が、湾曲部の開口２０を電池缶３６の側面に投影した領域に配置されている。捲回電極群１内から発生するガスの排出路とガス放出弁３８との距離が近くなり、ガス放出をスムーズに行うことができる。
【選択図】 図６

Description

本発明はリチウムイオン二次電池および組電池に係り、特に、断面長円状に捲回された捲回電極群と、電池容器と、ガス放出弁とを備えたリチウムイオン二次電池および該二次電池を複数個組み合わせた組電池に関する。

近年、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が着目され、その研究、開発や商品化が急速に進められた結果、現在では、携帯電話やノートパソコン向けに小型民生用リチウムイオン二次電池が広く普及している。

一方、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モーターで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が各自動車メーカーで開発され、その電源として高容量で高出力、かつ高い安全性と信頼性を有した二次電池が求められている。特に、電池が高温の環境下に晒されたり、電極やセパレータの劣化、外部短絡、電池形状の変化等による内部短絡、外部電源による強制的な過大電流充電による急激な温度上昇、過大電圧による過充電がなされたりした場合などが安全性や信頼性上の問題となる。この場合、電解液が分解あるいは気化してガスが発生し電池内に充満することで電池内圧が著しく上昇する。

この問題の対策として、従来の電池構造では、断面長円状に捲回された捲回電極群の捲回面を角形電池容器の側面に投影した領域にガス放出弁を配置することで、電池内圧上昇時にガス放出弁が作動し、電池内のガスを外部へ放出する構造を持たせている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２９６７９０号公報

しかしながら、活物質合剤の未塗工部を有する正負極板の両側の捲回面端部に接合部を有した捲回電極群を使用する場合には、捲回電極群の内部に充満したガスは接合部から出ることができない。すなわち、捲回電極群内に充満したガスの排出路が、接合部を有していない箇所の捲回両端面の開口のみに限られてしまい、必然的にガス圧が高くなる、という問題を生じる。このため、捲回面の一部に接合部を有した捲回電極群を使用する場合でも、捲回電極群の内部で発生したガスをスムーズ（安全かつ確実）に電池容器外に排出可能なリチウムイオン二次電池が望まれている。

本発明は上記事案に鑑み、安全性と信頼性を兼ね備えたリチウムイオン二次電池および該二次電池を複数個組み合わせた組電池を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、リチウムイオン二次電池であって、長手方向に沿う一側に活物質合剤の未塗工部を有する正極板と、長手方向に沿う一側に活物質合剤の未塗工部を有する負極板とが、セパレータを介して、前記正負極板の未塗工部が互いに反対側に配されるように捲回された断面長円状の捲回電極群と、前記捲回電極群の捲回軸が底面の長手方向と平行となるように前記捲回電極群を収容する角形電池容器と、前記電池容器の側面に設けられたガス放出弁と、を備え、前記捲回電極群は、前記正負極板が捲き返された湾曲部間において前記正負極板の未塗工部が接合されているとともに、前記湾曲部が捲回両端面において開口しており、前記ガス放出弁は、前記湾曲部の開口を前記電池容器の側面に投影した領域に少なくとも１つ配置されている、ことを特徴とする。

第１の態様では、捲回電極群が、正負極板が捲き返された湾曲部間において正負極板の未塗工部が接合されているとともに、湾曲部が捲回両端面において開口しており、ガス放出弁が、湾曲部の開口を電池容器の側面に投影した領域に少なくとも１つ配置されている。これよって、捲回電極群内から発生するガスの排出路とガス放出弁とが直線状に並び、ガスの排出路とガス放出弁との距離が近くなるため、ガス放出弁作動時のガス放出をスムーズに行うことができ、安全性と信頼性を兼ね備えたリチウムイオン二次電池を実現することができる。

第１の態様において、ガス放出弁は開裂弁であり、該開裂弁の中心が湾曲部の開口を電池容器の側面に投影した領域に位置付けられるように開裂弁が配置されているようにしてもよい。また、ガス放出弁は、湾曲部の開口を電池容器の側面に投影した４つの領域のうち２つまたは４つの領域にそれぞれ配置されていてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のリチウムイオン二次電池を複数個組み合わせた組電池において、前記複数個のリチウムイオン二次電池の各々のガス放出弁に連接されたガス排出ダクトを備えたことを特徴とする。

第２の態様では、組電池が複数個のリチウムイオン二次電池の各々のガス放出弁に連接されたガス排出ダクトを備えているので、複数個のリチウムイオン二次電池を組み合わせた組電池において、ガスを確実に外部へ導出することができる。第２の態様において、ガス排出ダクトは、複数個のリチウムイオン二次電池の各々のガス放出弁に連接されているとともに、ガス排出口が一箇所に集結するように連通しているようにしてもよい。

本発明の第１の態様によれば、捲回電極群内から発生するガスの排出路とガス放出弁とが直線状に並び、ガスの排出路とガス放出弁との距離が近くなるため、ガス放出弁作動時のガス放出をスムーズに行うことができ、安全性と信頼性を兼ね備えたリチウムイオン二次電池を実現することができ、第２の態様によれば、組電池が複数個のリチウムイオン二次電池の各々のガス放出弁に連接されたガス排出ダクトを備えているので、複数個のリチウムイオン二次電池を組み合わせた組電池において、ガスを確実に外部へ導出することができる、という効果を得ることができる。

本発明が適用可能な実施形態の組電池の外観斜視図である。 実施形態の組電池を構成する角形二次電池の外観斜視図である。 角形二次電池の分解斜視図である。 角形二次電池の未塗工部集結前の捲回電極群の一部を巻き解いた状態を示す外観斜視図である。 角形二次電池の捲回電極群の外観斜視図である。 角形二次電池の捲回電極群の湾曲部の開口とガス放出弁との位置関係を模式的に示す外観図である。 ガス放出弁の平面図である。 ガス放出弁の図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面での断面図である。 ガス放出弁の薄肉部に形成された開裂溝の拡大断面図である。 ガス放出弁の薄肉部に形成された外周溝の拡大断面図である。 蓋板と負極外部端子との密封状態を示す断面図である。 本発明が適用可能な他の実施形態の組電池を構成する角形二次電池の外観斜視図である。 本発明が適用可能な別の実施形態の組電池を構成する角形二次電池の外観斜視図である。 本発明が適用可能なさらに別の実施形態の組電池を構成する角形二次電池の外観斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明をハイブリッド電気自動車用の組電池に適用した実施の形態について説明する。なお、ハイブリッド電気自動車では以下に説明する組電池が複数個組み合わされて使用される。

（構成）
＜全体構造＞
図１に示すように、本実施形態の組電池６０は、６個の角形リチウムイオン二次電池４０（以下、二次電池４０という。）が、金属製（本例では銅製または銅合金製）のバスバー６２を介して直列に接続されている。

＜二次電池＞
図２および図３に示すように、二次電池４０は、捲回電極群１が不図示の電解液に浸潤され、角部にＲ付が施された角形（矩形状）で深絞り法により開口部の短辺寸法よりも深さ寸法を大きくした有底の金属製（本例ではアルミニウム合金製）電池缶３６内に収容されている。捲回電極群１と電池缶３６との間には、両者の電気的接触を防止するために、電池缶３６の内のりより若干小さめで樹脂製（本例ではポリプロピレン製）の絶縁ケース３４が介在している。なお、二次電池４０は、電池容器（電池缶３６および蓋板３２）が極性を持たない中性である。

図４に示すように、捲回電極群１は、セパレータ６、負極板５、セパレータ６、正極板４の順に重ねられて捲回され、扁平状（断面長円状）に成形された扁平捲回構造を有している。捲回開始端部にはセパレータ６が数周巻かれており（軽量化を図るため軸芯を有しておらず）、捲回終了端部もセパレータ６が数周捲回され、巻き解けを防止するために、セパレータ６の捲回終了端が予め片面に粘着剤が塗着されたテープで止められている。

負極板５は、銅合金箔の両面に、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含む負極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗工されており（塗工部１０２参照）、両面とも長手方向に沿う一側に負極活物質合剤が未塗工の未塗工部２が形成されている。一方、正極板４は、アルミニウム合金箔の両面に、正極活物質として、例えば、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物を含む正極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗工されており（塗工部１０３参照）、両面とも長手方向に沿う一側に正極活物質合剤が未塗工の未塗工部３が形成されている。セパレータ６は、リチウムイオンが通過可能な微多孔性シート材で構成されており、本例では、数十μｍ厚のポリエチレンシートが用いられている。セパレータ６は、負極板５の塗工部１０２と正極板４の塗工部１０３とが直接接触しないように両塗工部の幅より幅広とされている。負極板５の未塗工部２と正極板４の未塗工部３とは捲回電極群１に対して互いに反対側に配置されている。

図５に示すように、負極板５の未塗工部２および正極板４の未塗工部３のそれぞれの中央部は、図示を省略した治具により押圧されて、捲回電極群１の主面（面積の最も大きな面であって扁平捲回構造の中心を通る仮想面）に向けて折り曲げられ積層状に集結している。集結した負極板５の未塗工部２および正極板４の未塗工部３は、それぞれほぼ平坦な負極接合部２１、正極接合部２２を構成しており、この箇所で負極板５の未塗工部２および銅合金製の負極接続板３３ｂ（図３参照）、正極板４の未塗工部３およびアルミニウム合金製の正極接合部３３ａ（図３参照）がそれぞれ不図示の治具により一体で押圧され超音波溶接が行われることによって、負極接続板３３ｂの一側（後述する垂直部の折れ曲がり箇所）と負極接合部２１、正極接続板３３ａの一側と正極接合部２２がそれぞれ電気的、機械的に接続されている。超音波溶接の際、負極板５および正極板４の金属箔（未塗工部）を保護するために、負極接合部２１、正極接合部２２を介して、負極接続板３３ｂ、正極接合部３３ａの反対側に、それぞれ金属箔より厚い金属製（例えば、銅合金製）の負極金属板２３、金属製（例えば、アルミニウム合金製）の正極金属板２４を配するようにしてもよい。

捲回電極群１を構成する正極板４、負極板５およびセパレータ６が捲き返された湾曲部１ａは、上述した図示を省略した治具によりそれぞれ負極接合部２１側、正極接合部２２側が押圧されて円柱状に成形されている。このため、捲回電極群１には円柱状の湾曲部１ａが４つ形成され、それぞれの湾曲部１ａは捲回電極群１の端面（負極板５の未塗工部２および正極板４の未塗工部３の露出端面）において円形状の開口２０が形成されている。すなわち、捲回電極群１は、湾曲部１ａ間において負極板５の未塗工部２を構成する金属箔同士、正極板４の未塗工部３を構成する金属箔同士がそれぞれ超音波溶接で接合された負極接合部２１、正極接合部２２を有しており、それらの両側端部に配された湾曲部１ａは捲回端面において開口２０が形成された構造を有している。

捲回電極群１の上部には蓋アセンブリが配置されている。蓋アセンブリは、図３に示すように、金属製（本例ではアルミニウム合金製）の蓋板３２、負極接続板３３ｂの他側（後述する水平部）に電気的に接続され蓋板３２に形成された貫通孔を介して上方に突出した負極外部端子３１ｂ、正極接続板３３ａの他側に電気的に接続され蓋板３２に形成された貫通孔を介して上方に突出した正極外部端子３１ａ、蓋板３２に形成され電解液を注液するための注液口３９、蓋板３２に形成された貫通孔と負極外部端子３１ｂ、正極外部端子３１ａとの隙間を封止するシール材２５、および負極接続板３３ｂ、正極接続板３３ａで構成されている。

負極接続板３３ｂは、水平部とこの水平部から垂直方向に折れ曲がった垂直部とを有した断面逆Ｌ字状の形状を呈している。水平部には丸孔が形成されているとともに、垂直部の下部側は１／２幅程度がさらに捲回電極群１の主面と平行な方向に折れ曲がっており、この折れ曲がり箇所が、上述したように、超音波溶接により負極接合部２１と電気的、機械的に接続されている。

負極外部端子３１ｂは下端部に円筒状の形状を呈したかしめ部を有しており（図３ではかしめ前の状態を示している。）、図１１に示すように、負極外部端子３１ｂを負極接続板３３ｂの水平部に形成された丸孔に挿通した後、円筒状のかしめ部を外側にかしめることによってかしめ部３１ｂａが構成され、負極接続板３３ｂと負極外部端子３１ｂとが機械的、電気的に接続されている。さらに、かしめ部３１ｂａと負極接続板３３ｂと間には溶接が施されており（溶接部３１ｂｂ参照）、負極接続板３３ｂと負極外部端子３１ｂとの電気的接続が確保されている。

シール材２５は射出成形によって形成されたリング状を呈しており、材質としては、例えば、絶縁性樹脂のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を用いることができる。シール材２５のリング外周中央部には断面矩形状の溝が形成されており、この溝に蓋板３２の貫通孔の周部が嵌合することで、蓋板３２に形成された貫通孔と負極外部端子３１ｂとの間で形成される隙間が密閉されている。

一方、正極外部端子３１ａ側の構造も上述した負極外部端子３１ｂ側の構造と同じである。ただし、正極接続板３３ａは負極接続板３３ｂとは対称となるように配置されており、正極外部端子３１ａの材質にはアルミニウム合金が用いられている。

従って、蓋アセンブリは、蓋板３２に対して、外部端子３１ａ、３１ｂ、シール材２５、接続板３３ａ、３３ｂを一体化したものである。なお、蓋アセンブリは、蓋板３２の貫通孔にシール材２５を装着し、接続板３３ａ、３３ｂと外部端子３１ａ、３１ｂを、シール材２５を上下から挟むように配して、シール材２５が所定量潰れるように圧縮しながらかしめ部３１ｂａを構成し、かしめ部３１ｂａの周部と接続板３３ａ、３３ｂとをそれぞれ溶接することで作製される。

電池缶３６の狭側面には、楕円形状でガス放出弁３８を接合するためのガス放出孔３７が形成されている。ガス放出孔３７には、金属製（例えば、アルミニウム合金製）で開裂弁として機能する楕円形状のガス放出弁３８がレーザ（ビーム）溶接により接合されている。また、絶縁ケース３４の電池缶３６のガス放出孔３７に対応する位置には、ガス放出孔３７と同様の楕円形状のガス放出孔３５が形成されている。

図７および図８に示すように、ガス放出弁３８は肉厚の小さい薄肉部５２を有しており、ガス放出弁３８の薄肉部５２には、ガス放出弁３８の外周に沿う外周溝５１と、外周溝５１の内側で電池内圧が所定圧となったときに外周溝５１より先に開裂する開裂溝５０とが穿設されている。開裂溝５０は平面視でＶ字状の２つ溝間を直線で繋いだものである。図９および図１０に示すように、開裂溝５０と外周溝５１とはともに断面Ｖ字状の形状を呈しているが、電池内圧による応力が集中するように、開裂溝５０の方が外周溝５１より深い溝とされている。

図３に示すように、電池缶３６内には、捲回電極群１が、絶縁ケース３４を介して、捲回電極群１の捲回（中心）軸が電池缶３６の底面の長手方向と平行となるように収容されている。なお、蓋アセンブリと一体化された接続板３３ａ、３３ｂの垂直部の折れ曲がり箇所と接合部２１、２２とが接合された後、絶縁ケース３４を介して捲回電極群１が電池缶３６に収容されるため、捲回電極群１は接続板３３ａ、３３ｂによって蓋板３２に上部側から支持される構造が採られている。

ここで、図６を参照して、捲回電極群１の湾曲部１ａの開口２０とガス放出弁３８との位置関係について説明する。いま、同じ高さ位置にある２つの円柱状の湾曲部１ａ（図５も参照）の中心軸を１ｂとすると、本実施形態では、ガス放出弁３８の中心が電池缶３６の側面における中心軸１ｂ上に位置付けられており、ガス放出弁３８は湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の狭側面に投影した領域に配置されている。なお、本実施形態では、湾曲部１ａの開口２０とガス放出弁３８とを最も近づける配置構成とするため、ガス放出弁３８の中心が中心軸１ｂ上に位置付けられているが、ガス放出弁３８の中心が湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の狭側面に投影した領域内に配置されていれば、本実施形態同様、安全性や信頼性の点で問題が生じないことを確認済みである。

図３に示すように、蓋アセンブリと一体化された蓋板３２は、電池缶３６の開口部に合致する大きさの平板で構成されている（電池缶３６に合わせてＲ付けが施されている）。蓋板３２は、電池缶３６の開口部を封止するように、電池缶３６と合致する輪郭がレーザ溶接で接合されている。

捲回電極群１は注液口３９を介して注液された電解液に浸潤されており、発電要素を構成する捲回電極群１および電解液は電池缶３６内に収容され、蓋アセンブリ（蓋板３２）で密閉されている。電解液には、例えば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩が１モル／リットルの割合程度で溶解されたものを用いることができる。なお、注液口３９は、注液栓３０で封止されている。

＜組電池の詳細構造＞
図１に示すように、組電池６０（を構成する二次電池４０）は、組電池６０が車載された場合の振動等による遊動や位置ずれを防止するために、両側を厚板状で樹脂製の２枚の固定プレート６１で固定されている。固定プレート６１には、それぞれ下部に組電池６０を固定するための２つの脚部７０が突設されている。

また、組電池６０の下側隅部は、樹脂製で断面略Ｌ字状の２本の下側隅部固定プレート６７で支持されている。下側隅部固定プレート６７には、長手方向と交差する方向に所定間隔毎にリブが形成されている。このリブにより、各二次電池４０間には空冷用のスペースが形成されるとともに、下側隅部固定プレート６７のリブを介して各二次電池４０の位置決めを行うことができる。また、下側隅部固定プレート６７には、空冷効果を高めるとともに軽量化を図るため、所定間隔毎に切り欠きが形成されている。下側隅部固定プレート６７の両端部は固定プレート６１に形成された嵌合穴に嵌合することで固定プレート６１に固定されている。

一方、組電池６０の上側隅部は、樹脂製で断面略Ｌ字状の２本の上側隅部固定プレート６６で支持されている。上側隅部固定プレート６６にも、下側隅部固定プレート６７のリブが形成された位置に対応する位置にリブが形成されており、下側隅部固定プレート６７のリブと相俟って上述した空冷用のスペースや位置決めの確保を行うことができる。また、空冷効果を高め軽量化を図るため、所定間隔毎に切り欠きが形成されている。さらに、上側隅部固定プレート６６の両端部は固定プレート６１に形成された嵌合穴に嵌合することで固定プレート６１に固定されている。従って、組電池６０を構成する各二次電池４０は、固定プレート６１に嵌合した下側隅部固定プレート６７および上側隅部固定プレート６６により上下四隅で固定されている。

また、上側隅部固定プレート６６には、組電池６０を構成する各二次電池４０のガス放出弁３８の位置に対応して筒状で樹脂製の６つのダクト連結口６５が形成されている。なお、本実施形態の組電池６０では、各二次電池４０の外部端子３１ａ、３１ｂを交互に反対側に配置しているため、６つのダクト連結口６５のうち３つのダクト連結口６５に対応する位置には二次電池４０のガス放出弁３８は存在していない（図１の右側のダクト６５参照）。

６つのダクト連結口６５のうち他の３つのダクト連結口６５に対応する位置には二次電池４０のガス放出弁３８が存在しており、これら３つのダクト連結口６５には筒状のガス流路接続ダクト６８の一側が連接されている。ガス流路接続ダクト６８の他側はガス流路ダクト６４に連接されている。ガス流路ダクト６４は二股構造であり、ガス排出口６９が一箇所に集結するように二股が連通している。

組電池６０を構成する二次電池４０のうち、電位が最上位の二次電池４０の正極外部端子３１ａおよび最下位の二次電池４０の負極外部端子３１ｂを除く二次電池４０の外部端子３１ａ、３１ｂは、バスバー６２で接続されている。すなわち、バスバー６２の両端部には丸孔が形成されており、当該丸孔に外部端子３１ａ、３１ｂを挿通してナット６３で外部端子３１ａ、３１ｂとネジ締結することで電気的接続が確保されている。なお、最上位の二次電池４０の正極外部端子３１ａおよび最下位の二次電池４０の負極外部端子３１ｂは、組電池６０をさらに直列ないし並列に接続する際に、図示しない組電池間バスバーで接続される。

（作用効果等）
次に、本実施形態の組電池６０の作用効果等について説明する。

本実施形態の組電池６０では、組電池６０を構成する各二次電池４０の捲回電極群１が、正負極板が捲き返された湾曲部１ａの間において正負極板の未塗工部２、４が接合されて正負極接合部２１、２２が構成されているとともに、湾曲部１ａが捲回両端面において開口している（図５参照）。正負極接合部２１、２２では、未塗工部２、４が積層状に束ねられているため、電池異常時に捲回電極群１の内部で発生したガスは、正負極接合部２１、２２を介して捲回電極群１の外へ出ることが難しい。一方、溶接の施されていない湾曲部１ａには捲回端面において開口２０が形成されている。このため、捲回電極群１の内部で発生したガスは、開口２０から捲回電極群１の外へ出ることができるが、開口面積が正負極接合部２１、２２で絞られている（小さくなっている）ため、ガス圧が高くなるおそれがある。そこで、ガス放出弁３８を、湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の側面に投影した領域に配置することによって（図６参照）、捲回電極群１内から発生するガスの排出路とガス放出弁３８とが直線状に並び、ガスの排出路とガス放出弁との距離が近くなる。このため、本実施形態の組電池６０によれば、各二次電池４０の電池異常時に、ガス放出弁３８が作動しガス放出をスムーズに行うことができ、安全性と信頼性を確保することができる。

また、本実施形態の組電池６０は、６個の二次電池４０の各々のガス放出弁３８に上部隅部固定プレート６６を介して連接されたガス排出ダクト（ガス流路接続ダクト６８、ガス流路ダクト６４）を備えている（図１参照）。このため、組電池６０によれば、ガスを確実に外部へ導出することができる。

さらに、本実施形態の組電池６０では、上述したガス排出ダクトが、６個の二次電池４０の各々のガス放出弁３８に連接されているとともに、ガス排出口６９が一箇所に集結するように連通している（図１参照）。このため、組電池６０を複数個組み合わせた場合に、各ガス排出口６９を別のダクトに接続することで、電池異常時に発生するガスを纏めてハイブリッド電気自動車の車外に導出することが可能となる。

なお、本実施形態では、楕円形状のガス放出弁３８を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の形状のガス放出弁を用いることができる。また、本実施形態では、薄肉部５２に形成され平面視でＶ字と直線を組み合わせた開裂溝５０やガス放出弁３８の外周に沿う外周溝５１を例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の形状の開裂溝や外周溝を形成するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、断面Ｖ字状の開裂溝５０や外周溝５１を例示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、例えば、断面Ｕ字状の溝としてもよく、また、本実施形態で例示した外周溝の溝の深さを開裂溝より深く穿設するようにしてもよい。さらに、これらの溝を薄肉部５２の同一面側に形成した例を示したが、同一面側と異なる面（背面）側にそれぞれ形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、電池缶３６にガス放出弁３８を接合する例を示したが、本発明はこれに制限されず、例えば、電池缶３６に対しエッチング処理等を行うことで、電池缶３６とガス放出弁３８とを一体に構成するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、湾曲部１ａが図示を省略した治具により円柱状に成形され円形状の開口２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、長円状や半円状等の他の形状の開口としてもよい。

また、本実施形態では、ガス放出弁３８の中心が電池缶３６の側面における中心軸１ｂ上に位置付けられ、ガス放出弁３８が湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の側面に投影した領域に１つ配置されている例を示したが、本発明はこれに限らず、種々の態様を採ることができる。以下、それらの態様について説明する。なお、これらの態様においても、上述したように、ガス放出弁３８の中心が湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の側面に投影した領域内に配置されていればよい。

図１２に示すように、二次電池４０ａでは、ガス放出弁３８の中心が電池缶３６の側面における中心軸上に位置付けられており、ガス放出弁３８が湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の側面に投影した４つの領域のうち同一の狭側面に投影された２つの領域に１つずつ合計２個配置されている。

図１３に示すように、二次電池４０ｂでは、ガス放出弁３８の中心が電池缶３６の側面における中心軸上に位置付けられており、ガス放出弁３８が湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の側面に投影した４つの領域のうち２つの狭側面に投影された２つの領域に１つずつ合計２個配置されている。

図１４に示すように、二次電池４０ｃでは、ガス放出弁３８の中心が電池缶３６の側面における中心軸上に位置付けられており、ガス放出弁３８が湾曲部１ａの開口２０を電池缶３６の側面に投影した４つの領域のうち２つの狭側面に投影された４つの領域に１つずつ合計４個配置されている。

従って、ガス放出弁３８は、湾曲部１ａの開口２０を電池缶の側面に投影した４つの領域のうち２つまたは４つの領域にそれぞれ配置されていてもよい。このような態様では、ガス放出弁３８の数が増えるため、安全性や信頼性をより高めることができる。このような二次電池で構成される組電池は、各二次電池がガス放出弁３８を複数個有するため、ガス流路接続ダクト６８の数を増やすとともに、ガス流路ダクト６４の形状を例えば四股等に変更することにより、ガス排出口６９を一箇所に集結することができる。その際、例えば、エルボー状（直角状に曲がった形状）等のガス流路接続ダクトを用いたり、下側隅部固定プレート６８にもダクト連結孔６５を設けたりすればよい。

本発明は安全性と信頼性を兼ね備えたリチウムイオン二次電池および該二次電池を複数個組み合わせた組電池を提供するものであるため、リチウムイオン二次電池および組電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

１ 捲回電極群
１ａ 湾曲部
２ 未塗工部
３ 未塗工部
４ 正極板
５ 負極版
６ セパレータ
２０ 開口
３２ 蓋板（電池容器の一部）
３６ 電池缶（電池容器の一部）
３８ ガス放出弁
４０ リチウムイオン二次電池
６０ 組電池
６４ ガス流路ダクト（ガス排出ダクトの一部）
６８ ガス流路接続ダクト（ガス排出ダクトの一部）
６９ ガス排出口

Claims (5)

1. 長手方向に沿う一側に活物質合剤の未塗工部を有する正極板と、長手方向に沿う一側に活物質合剤の未塗工部を有する負極板とが、セパレータを介して、前記正負極板の未塗工部が互いに反対側に配されるように捲回された断面長円状の捲回電極群と、
   前記捲回電極群の捲回軸が底面の長手方向と平行となるように前記捲回電極群を収容する角形電池容器と、
   前記電池容器の側面に設けられたガス放出弁と、
   を備え、
   前記捲回電極群は、前記正負極板が捲き返された湾曲部間において前記正負極板の未塗工部が接合されているとともに、前記湾曲部が捲回両端面において開口しており、
   前記ガス放出弁は、前記湾曲部の開口を前記電池容器の側面に投影した領域に少なくとも１つ配置されている、
   ことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
2. 前記ガス放出弁は開裂弁であり、該開裂弁の中心が前記湾曲部の開口を前記電池容器の側面に投影した領域に位置付けられるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
3. 前記ガス放出弁は、前記湾曲部の開口を前記電池容器の側面に投影した４つの領域のうち２つまたは４つの領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池を複数個組み合わせた組電池において、前記複数個のリチウムイオン二次電池の各々のガス放出弁に連接されたガス排出ダクトを備えたことを特徴とする組電池。
5. 前記ガス排出ダクトは、前記複数個のリチウムイオン二次電池の各々のガス放出弁に連接されているとともに、ガス排出口が一箇所に集結するように連通していることを特徴とする請求項４に記載の組電池。

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