JP5525551B2 - 角形電池 - Google Patents

Description

本発明は、角形電池に関する。

角型電池（以下単に「電池」と記す場合がある。）では、電極群及び電解質が金属等からなる電池ケース内に収容されている。電極群は、正極及び負極がセパレータを介して充填、捲回又は積層されて構成されている。セパレータは、正極と負極とを電気的に絶縁するとともに、電解質を保持している。電池ケースには開口が形成されており、その開口は封口板で封口されている。

封口板は、電池ケースと同じ極性を有する。この封口板の厚み方向には、貫通孔が形成されており、貫通孔には、電池ケースとは異なる極性を有する端子部がガスケットを介在させて挿入されている。これにより、封口板と端子部とが電気的に絶縁されている。

ところで、電池ケースを変形させるような大きな圧力が電池の外部から加えられると、電極群が変形してセパレータが損傷するので、内部短絡が発生する。内部短絡が発生すると、短絡電流が流れるので、ジュール熱が発生する。これにより、電池が発熱し、場合によっては過熱に至る。なかでもリチウムイオン二次電池は高エネルギー密度を有するので、過熱に至ることを防止して安全性の向上を図るということがリチウムイオン二次電池に求められている。例えば特許文献１〜３では、以下に示す電池が提案されている。

特許文献１及び特許文献２に記載の電池には、負極と電気的に接続された導電体からなる又は導電体を有する第１の導電手段と、正極と電気的に接続された導電体からなる又は導電体を有する第２の導電手段と、第１の導電手段と第２の導電手段とが電気的に非接触状態を保持する絶縁性の保持手段とを少なくとも備えた短絡手段が設けられている。

特許文献３に記載の電池は、機械的圧力が電池内側に向かって加えられた際に、電池ケースと極板群最外周にある集電体部分（この集電体部分には活物質が付与されていない）とが接触し、電気的に短絡する構造を有している。

特開平１０−２６１４２７号公報 特開平１０−２６１４２９号公報 特開平９−２５９９２６号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２のように電池が絶縁性の保持手段を備えていると、デッドスペース（電池ケースの内部空間において電極群が配置されない空間）の増大を引き起こすので、エネルギー密度の低下を招来する。

また、特許文献３のように電極群最外周に活物質が付与されていない集電体部分を設けた場合も、デッドスペースの増大を引き起こすので、エネルギー密度の低下を招来する。

ところで、角形電池では、電池ケースの横断面形状が矩形である。そのため、ある一定の荷重が角形電池に加えられた際、その荷重が電池ケースの短辺方向外側から加えられた場合よりも電池ケースの長辺方向外側から加えられた場合の方が角形電池は変形し易い。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、容量の低下を防止しつつ、荷重が電池ケースの長辺方向外側から加えられた場合であっても電池が過熱することを防止することである。

本発明の角形電池では、第１極の極板と第２極の極板とが多孔質絶縁体を介して捲回されて構成された電極群が電解液とともに電池ケース内に収容されている。第１極の極板に接続されたリードは、第１極の外部端子である電池ケースに接続されている。第２極の極板に接続されたリードは、電池ケースの開口を封じる封口板と電極群との間に設けられた接続板を介して、封口板に設けられた第２極の外部端子に接続されている。電池ケースの横断面形状は矩形であり、電池ケースの長辺方向の少なくとも一端における電池ケースと接続板の第１端面との間隔は電池ケースの短辺方向における電池ケースの幅の１／２以下である。封口板には、相対的に肉薄な防爆部が設けられており、接続板の第１端面は、防爆部よりも長辺方向の外側に位置しており、かつ、接続板には、防爆部に達する第１の孔が形成されている。

電池ケースが変形するほどの大きな力が電池ケースの長辺方向外側から本発明の角形電池に加えられると、電極群が全体に亘って変形する前に電池ケースと接続板とが互いに接触する。電池ケースと接続板とは異極であるので、電池ケースと接続板との間で内部短絡が発生する。電池ケース及び接続板には活物質が設けられていないので、短絡電流が正極活物質又は負極活物質に集中することを防止できる。

また、接続板は封口板と電極群との間に設けられているので、デッドスペースの利用を図ることができる。

ここで、本発明者らは、「電池ケースの短辺方向における電池ケースの幅」は、電池ケースの短辺方向における電池ケースの内法幅（後述の実施形態における「ケース内法厚み」）であっても良いし、電池ケースの短辺方向における電池ケースの外法幅（後述の実施形態における「ケース外法厚み」）であっても良い，と考えている。なぜならば、電池ケース自身の厚み（電池ケースの短辺方向における電池ケースの内法幅と電池ケースの外法幅との差）は、通常、電池ケースの短辺方向における電池ケースの内法幅よりも非常に小さいからである。

本発明では、容量の低下を防止しつつ、電池ケースを変形させるような大きな圧力が電池ケースの長辺方向外側から電池に加えられた場合であっても電池が過熱に至ることを防止できる。

本発明の実施形態１に係る角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態１に係る角形電池の断面斜視図である。 従来の角形電池の断面斜視図である。 従来の角形電池の平面図である。 本発明の実施形態１に係る角形電池の平面図である。 本発明の実施形態１の第１の変形例に係る角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態１の第１の変形例に係る別の角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態１の第２の変形例に係る角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態１の第３の変形例に係る角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態１の第４の変形例に係る角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態１の第５の変形例に係る角形電池の断面斜視図である。 本発明の実施形態１の第５の変形例に係る別の角形電池の断面斜視図である。 本発明の実施形態１の第６の変形例に係る角形電池の縦断面図である。 本発明の実施形態２に係る角形電池の断面斜視図である。 本発明の実施形態２の第７の変形例に係る角形電池の断面斜視図である。 実施例の結果をまとめた表である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。また、以下では、同一の部材に同一の符号を付している。また、以下における上下方向は、それぞれ、図面における上下方向であって、絶対的な上下方向ではない。

《発明の実施形態１》
図１は、発明の実施形態１に係る角形電池の縦断面図である。図２は、本実施形態に係る角形電池の断面斜視図である。

本実施形態に係る角形電池では、電極群３と電解液（不図示）とが電池ケース１内に収容されている。電極群３は、正極板９と負極板１１とが多孔質絶縁体１３を介して捲回されたものである（図５参照）。正極板９にはリード（正極リード）９Ｌが接続されており、正極リード９Ｌは、電池ケース１の開口１ａを封じる封口板１５を介して電池ケース１に接続されている。負極板１１にはリード（負極リード）１１Ｌが接続されており、負極リード１１Ｌは、封口板１５と電極群３との間に配置された接続板２９を介して端子部２５に接続されている。このように、電池ケース１が正極の外部端子であり、端子部２５が負極の外部端子である。以下具体的に示す。

電池ケース１は、長手方向における一端（図１における上端）が開口されている一方、長手方向における他端（図１における他端）が閉塞された有底ケースである。また、電池ケース１の横断面形状は矩形である。以下では、電池ケースの横断面における長辺方向を「長辺方向」と記し、電池ケースの横断面における短辺方向を「短辺方向」と記す。

電極群３は、横断面形状を楕円形とする筒状である（図５参照）。電池ケース１内では、電極群３の長手方向が電池ケース１の長手方向と略平行であり、電極群３の長軸方向が電池ケース１の長辺方向と略平行であり、電極群３の短軸方向が電池ケース１の短辺方向と略平行である。電極群３の上には、上側絶縁板５が設けられている。

正極板９は、正極集電体（不図示）が正極活物質層（不図示）から露出する露出部（不図示）を長手方向の一部分に有している。正極リード９Ｌは、この露出部の上から電極群３の開口側端面３Ｔへ向かって延びており、開口側端面３Ｔから引き出されて上側絶縁板５の第１貫通孔５ａ内を通って封口板１５へ向かって延びている。正極リード９Ｌの一端は正極板９の上記露出部に接続されており、その他端は封口板１５の内面に接続されている。

負極板１１は、負極集電体（不図示）が負極活物質層（不図示）から露出する露出部（不図示）を長手方向の一部分に有している。負極リード１１Ｌは、この露出部の上から電極群３の開口側端面３Ｔへ向かって延びており、開口側端面３Ｔから引き出されて上側絶縁板５の第２貫通孔５ｂ内を通って接続板２９へ向かって延びている。負極リード１１Ｌの一端は負極板１１の上記露出部に接続されており、この他端は接続板２９の下面に接続されている。

封口板１５は、長辺方向に延びており、略矩形の平面形状を有している。この封口板１５は、電池ケース１の開口１ａに嵌められており、開口１ａの周縁に溶接されている。

封口板１５の長手方向の一端には、相対的に肉薄な防爆弁１７が形成されている。角形電池の内圧が所定値を上回ったときには、防爆弁１７が破断して角形電池の内圧の更なる上昇を防止できる。

封口板１５の長手方向の他端には、注液孔１５ａが形成されている。注液孔１５ａは、電解液を電池ケース１内に供給するための貫通孔であり、注液孔１５ａの側壁には、段差部が形成されている。このような注液孔１５ａは、電池ケース１内への電解液の供給が終了すると封栓１９で蓋される。封栓１９は金属部２１と樹脂部２３とを有しており、金属部２１は注液孔１５ａのうち上記段差部よりも長手方向外側に位置する部分に嵌合されており、樹脂部２３の一部は注液孔１５ａのうち上記段差部よりも長手方向内側に位置する部分に嵌合されている。樹脂部２３は、電池ケース１内に配置されており、金属部２１よりも小さな幅を有しており、金属部２１から電池ケース１内へ向かうにつれて先細である。

封口板１５の長手方向における略中央には端子部２５が設けられており、封口板１５の内面上には絶縁板３５及び接続板２９が順に設けられている。端子部２５は、封口板１５、絶縁板３５及び接続板２９に貫設されているとともに封口板１５の外面上及び接続板２９の下面上に設けられている。封口板１５と端子部２５とは異極である。そのため、端子部２５は、ガスケット２７を介して、封口板１５の外面上に設けられているとともに封口板１５、絶縁板３５及び接続板２９に貫設されている。一方、端子部２５と接続板２９とは同極である。よって、端子部２５は、接続板２９の下面上に直接設けられており、これにより、接続板２９に電気的に接続されている。

接続板２９は、長辺方向に延びており、具体的には、端子部２５よりも若干注液孔１５ａ側から防爆弁１７よりも長辺方向外側へ向かって延びている。接続板２９の第１端面２９Ａは、電池ケース１の第１内側面１Ａに対向しており、電極群３の中空部３ａよりも長辺方向外側又は中空部３ａの周縁と略同一の位置に位置している。接続板２９の第２端面２９Ｂは、電池ケース１の第２内側面１Ｂに対向しており、端子部２５よりも若干封栓１９側に位置している。ここで、電池ケース１の第１内側面１Ａ及び第２内側面１Ｂは、短辺方向に延びるケース内側面である。

絶縁板３５は、長辺方向に延びており、具体的には、端子部２５よりも若干注液孔１５ａ側から防爆弁１７の手前まで延びている。絶縁板３５の第１端面３５Ａは、電池ケース１の第１内側面１Ａに対向しており、接続板２９の第１端面２９Ａよりも長辺方向内側に位置している。そのため、接続板２９は、絶縁板３５から露出する露出部３１と、絶縁板３５で被覆される被覆部３３とで構成されている。また、絶縁板３５は、接続板２９の第２端面２９Ｂを被覆している。

本実施形態に係る角形電池では、接続板２９の第１端面２９Ａは、電極群３の中空部３ａよりも長辺方向外側又は中空部３ａの周縁と略同一の位置に位置している。一方、従来の角形電池では、電池ケースと接続板とは長辺方向において十分に離れている。以下では、従来の角形電池と比較しながら、本実施形態に係る角形電池の構成及び得られる効果を説明する。図３は従来の角形電池の断面斜視図であり、図４は従来の角形電池の平面を模式的に示す図であり、図５は本実施形態に係る角形電池の平面を模式的に示す図である。なお、言うまでもないことであるが、正極板９、負極板１１及び多孔質絶縁体１３の各厚みは図４及び図５に示す各厚みに限定されず、電極群３における極板の巻き数は図４及び図５に示す巻き数に限定されず、端子部２５の端面形状は図４及び図５に示す形状に限定されず、ｄ_１、ｄ_２及びΔの各大きさは図４及び図５に示す大きさに限定されない。なお、ｄ_１は、図４ではＩ_１’よりも小さければ良く、図５ではＩ_１以上であれば良い。また、Δの大きさが小さければ小さいほど角形電池の高容量化を図ることができるので、Δの大きさは小さい方が好ましい。また、図４及び図５では、封口板１５及び絶縁板３５の図示を省略している。

角形電池では、通常、集電抵抗の増大を防止するために、負極リード１１Ｌは長辺方向において端子部２５の近くに配置されている。そのため、従来の角形電池では、接続板９３（接続板９３は負極リード１１Ｌと端子部２５とを接続する）の長手方向における長さを長くする必要はなく、接続板９３の第１端面９３Ａが負極リード１１Ｌよりも若干長辺方向外側に位置していれば充分であり、よって、長辺方向における電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板９３の第１端面９３Ａとの間隔Ｉ_１’（図４参照）は長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１よりも大きい。

また、接続板９３を電池ケース１の第１内側面１Ａ側に伸ばすと、接続板９３が注液孔１５ａの下に配置されることになる、又は、接続板９３が防爆弁１７の下に配置されることになる。前者の場合には、注液孔１５ａからの電解液の注入が困難となる。注液孔１５ａに連通する孔を接続板９３に形成すれば電解液の注入をスムーズに行うことができるが、接続板９３の製造コストアップを引き起こす。後者の場合には、角形電池の内圧が所定値を上回ったときにおける防爆弁１７の破断が困難となる。防爆弁１７に達する孔を接続板９３に形成すれば内圧上昇時における防爆弁１７の破断がスムーズに行われるが、接続板９３の製造コストアップを引き起こす。以上のことから、従来では、接続板９３の第１端面９３Ａは負極リード１１Ｌよりも若干長辺方向外側に位置していれば充分であると考えられていた。

ところで、大きな圧力が図４に示す従来の角形電池の外部から加えられたために電池ケース１が変形すると、電極群３が全体に亘って変形する。すると、多孔質絶縁体１３の一部分が破断して、正極活物質と負極活物質とが局所的に接触する。特に、大きな圧力が長辺方向外側から従来の角形電池に加えられたときには、長辺方向の両端において電極群３が大きく変形するので、長辺方向の両端では多孔質絶縁体１３の一部分が破断して正極活物質と負極活物質とが互いに接触する。これにより、内部短絡が発生する。内部短絡が発生した瞬間、互いに接触している正極活物質と負極活物質との間には、非常に大きな電流（短絡電流）が集中して流れるので、ジュール熱が発生する。そのため、内部短絡が発生した箇所では、温度が正極活物質又は負極活物質の分解温度にまで瞬間的に達し、よって、正極活物質又は負極活物質の熱分解を引き起こす。その結果、電池が過熱に至る場合がある。

一方、本実施形態に係る角形電池では、接続板２９の第１端面２９Ａは、電極群３の中空部３ａよりも長辺方向外側又は中空部３ａの周縁と略同一の位置に位置している。別の言い方をすると、長辺方向における電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとの間隔（以下では「第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔」と記す。）Ｉ_１は長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１以下である。よって、大きな圧力が長辺方向外側から本実施形態に係る角形電池に加えられたために電池ケース１が変形したときには、電極群３が全体に亘って変形する前に電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが互いに接触する。電池ケース１と接続板２９とは異極であるので、互いに接触した電池ケース１と接続板２９との間には、短絡電流が流れ、よって、ジュール熱が発生する。このとき、電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとには、正極活物質及び負極活物質が存在していない。これにより、短絡電流が正極活物質及び負極活物質に集中することを防止できるので、正極活物質及び負極活物質の熱分解を抑制でき、従って、電池が過熱に至ることを防止できる。

それだけでなく、本実施形態では、電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが接触した後に電池ケース１がさらに変形した場合であっても、正極活物質及び負極活物質の熱分解を抑制できる。具体的には、正極活物質と負極活物質とが互いに接触したときには既に、互いに接触している電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとの間に短絡電流が流れている。また、非水電解液中におけるリチウム拡散の律速により、角形電池の正極と負極とは大きく分極している。これらのことから、互いに接触している正極活物質と負極活物質との間に流れる短絡電流を小さく抑えることができるので、正極活物質及び負極活物質の熱分解を抑制でき、従って、電池が過熱に至ることを防止できる。

また、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１が長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１と略同一である場合であっても、正極活物質及び負極活物質の熱分解を抑制できる。具体的には、電池ケース１の第１内側面１Ａと電極群３の外面との間には、僅かに隙間が存在する。そのため、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１が長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１と略同一であっても、接続板２９の第１端面２９Ａは電極群３の中空部３ａよりも若干長辺方向外側に位置することになる。よって、電極群３が全体に亘って変形する前に電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが接触するので、正極活物質と負極活物質との間に流れる短絡電流を小さく抑えることができる。よって、正極活物質及び負極活物質の熱分解を抑制できるので、電池が過熱に至ることを防止できる。

このように第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１が長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１以下であれば、長辺方向外側からの圧力の印加により電池ケース１が変形しても電池が過熱に至ることを防止できる。以下では、図５を参照しながら、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１と短辺方向における電池ケース１の幅（以下では「ケース内法厚み」と記す）Ｄとの関係を示す。なお、以下では、圧力が長辺方向外側から角形電池に加えられることを単に「圧力が加えられる」又は「圧力の印加」と記す。

電極群３の層厚は、電極群３の周回方向において略同一である。よって、長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１は、短辺方向における電極群３の層厚ｄ_２と略同一である。短辺方向における電極群３の中空部３ａの厚みをΔとすると、ケース内法厚みＤは、
Ｄ＝２ｄ_２＋Δ＝２ｄ_１＋Δ
で表され、よって、長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１は、
ｄ_１＝（Ｄ−Δ）／２
で表される。角形電池の高容量化を図るという観点ではΔ≒０であることが好ましいため、長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１は、
ｄ_１≦Ｄ／２
となる。このように、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１がケース内法厚みＤの１／２倍以下であれば、圧力の印加により電池ケース１が変形しても電池が過熱に至ることを防止できる。

なお、Δを無視できない場合（例えば角形電池がそれほど高容量でない場合）には、長辺方向における電極群３の層厚ｄ_１は、
ｄ_１＜Ｄ／２
となる。つまり、Δを無視できない場合には、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１がケース内法厚みＤの１／２倍以下であるにも関わらず、接続板２９の第１端面２９Ａが電極群３の中空部３ａの周縁よりも長辺方向内側に位置する場合がある。このことを考慮すると、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１は、ケース内法厚みＤの１／２倍以下であればよく、電極群３の長辺方向における層厚ｄ_１以下であることが好ましい。

第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１が小さければ小さいほど、圧力の印加時における電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが接触するタイミングを早めることができる。しかし、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１が小さすぎると、長辺方向における接続板２９の長さが長くなるので、角形電池のコストアップを引き起こす場合がある。それだけでなく、角形電池の輸送中等における振動により、電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが誤って接触する場合がある。これらのことから、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１は、正極板９の厚みと多孔質絶縁体１３の厚みとの和以上であることが好ましい。

以上説明したように、本実施形態では、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１がケース内法厚みＤの１／２倍以下である。よって、電池ケース１が変形するような大きな圧力が角形電池に加えられると、電極群３が全体に亘って変形する前に電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが接触する。従って、内部短絡が正極活物質と負極活物質との間に起こることを防止できるので、電池が過熱に至ることを防止できる。

また、接続板２９は、封口板１５と電極群３の開口側端面３Ｔとの間に配置されているので、デッドスペースに配置されている。よって、本実施形態では、電池ケース１の内部空間において電極群３が収容されるスペースを狭くすることなく、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１をケース内法厚みＤの１／２倍以下とすることができる。このように本実施形態では、第１内側面１Ａと第１端面２９Ａとの間隔Ｉ_１をケース内法厚みＤの１／２倍以下とすることにより、角形電池の容量低下を防止しつつ圧力の印加に起因して電池が過熱に至ることを防止できるという格別な効果を得ることができる。

以下では、角形電池を構成する構成部材の材料の代表例を列挙する。

電池ケース１、正極リード９Ｌ、封口板１５及び封栓１９の金属部２１は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属からなれば良い。電池ケース１と正極リード９Ｌと封口板１５と封栓１９の金属部２１とは、互いに同一の材料からなっても良いし、相異なる材料からなっても良い。しかし、電池ケース１と正極リード９Ｌと封口板１５と封栓１９の金属部２１とが互いに同一の材料からなれば、電池ケース１と正極リード９Ｌ、封口板１５及び封栓１９の金属部２１とのレーザ溶接による溶接強度を確保できる。

正極板９では正極活物質層が正極集電体の両面上又は一方の表面上に形成されている。

正極集電体は、例えば、アルミニウム、炭素若しくは導電性樹脂等の導電性材料からなる基板又は箔である。正極集電体が基板からなる場合には、その基板に複数の孔が形成されていても良い。また、正極集電体は、炭素等で表面処理されていても良い。正極集電体の厚みは、１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であればさらに好ましい。これにより、正極板の強度を保持しながら正極板を軽量化できる。

正極活物質層は、正極活物質、導電剤及び結着剤等を含んでいる。正極活物質は、例えば、一般式がＬｉ_xＭ_1-xＯ₂（ＭはＣｏ、Ｎｉ又はＭｎ等である）で表されるリチウム含有複合酸化物である。具体的なリチウム含有複合酸化物は、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂又はＬｉ₂ＭｎＯ₄等である。リチウム含有複合酸化物には、ＬｉＭｅＰＯ_４又はＬｉ_２ＭｅＰＯ_４Ｆ（Ｍｅは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉから選択される少なくとも１種である）等のリン酸化合物も含まれる。正極活物質は、１種のみ単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。

導電剤は、天然黒鉛又は人造黒鉛等のグラファイト類であっても良いし、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック若しくはサーマルブラック等のカーボンブラック類等であっても良い。導電剤は、１種のみを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

結着剤は、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ（poly(vinylidene fluoride)）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、又は、ポリイミド等である。結着剤は、１種のみを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。

負極リード１１Ｌ、端子部２５及び接続板２９は、例えばニッケル、銅、鉄又はステンレスからなれば良い。負極リード１１Ｌと端子部２５と接続板２９とは、互いに同一の材料からなっても良いし、相異なる材料からなっても良い。しかし、負極リード１１Ｌと端子部２５と接続板２９とが互いに同一の材料からなれば、負極リード１１Ｌと接続板２９とのレーザ溶接による溶接強度を確保でき、また、端子部２５と接続板２９とのレーザ溶接による溶接強度を確保できる。

負極板１１では、負極活物質層が負極集電体の両面上又は一方の表面上に形成されている。

負極集電体は、ステンレス鋼、ニッケル、銅又はチタン等からなる金属箔であっても良いし、炭素又は導電性樹脂等からなる薄膜であっても良い。負極集電体の厚みは、１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であればさらに好ましい。これにより、負極板の強度を保持しながら負極板を軽量化できる。

負極活物質層は、負極活物質を含んでいる。負極活物質は、例えば、黒鉛等の炭素材料であっても良く、珪素又はスズ等のリチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出可能な金属であっても良く、この金属を含む化合物であっても良い。負極活物質は、１種のみを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。負極活物質として炭素材料を選択した場合には、負極活物質層は負極活物質以外に結着剤を含んでいることが好ましい。結着剤は、上記列挙した結着剤であれば良い。一方、負極活物質として金属又は金属を含む化合物を選択した場合には、負極活物質層は結着剤を含んでいなくても良い。

多孔質絶縁体１３は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの混合物、又はエチレンとプロピレンとの共重合体等からなっても良いし、酸化アルミナ等の絶縁性粒子が互いに接着されたものであっても良い。多孔質絶縁体の厚みは、例えば１０μｍ以上３００μｍ以下である。多孔質絶縁体における空孔率（多孔質絶縁体の体積に対する孔部の体積の割合）は、３０％以上７０％以下であれば良く、３５％以上６０％以下であればさらに好ましい。

上側絶縁板５、ガスケット２７及び絶縁板３５は、例えばＰＰ（polypropylene），ＰＰＳ（polyphenylene sulfide），ＰＦＡ（tetrafluoroethylene perfluoroalkoxy vinyl ether copolymer）又はＰＢＴ（poly(butylene terephthalate) ）からなれば良い。また、封栓１９の樹脂部２３は、例えばＥＰＤＭ（ethylene-propylene-diene monomer）等からなれば良い。

非水電解質は、非水溶媒と非水溶媒に溶解した溶質とを含む液状の非水電解質であっても良いし、液状の非水電解質と高分子化合物とを含むポリマー電解質であっても良い。

上記溶質は、リチウムを含む塩であれば良く、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｌＣｌ₄、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＣＯ₂）又はＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂等であれば良い。溶質は、１種のみを単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。溶質の濃度は、例えば０．５ｍｏｌ／ｍ^３以上２ｍｏｌ／ｍ^３以下である。

上記非水溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート又はジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等であれば良い。非水溶媒は、１種のみを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。

ポリマー電解質では、非水電解質が高分子化合物に保持されている。高分子化合物は、例えばＰＶＤＦ、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイド、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレート、又は、ポリビニリデンフルオライドヘキサフルオロプロピレン等である。

このような角形電池は次に示す方法に従って作製される。まず、正極リード９Ｌが接続された正極板９と負極リード１１Ｌが接続された負極板１１とを用意する。次に、正極リード９Ｌと負極リード１１Ｌとが互いに同一方向に延びるように正極板９と負極板１１とを配置し、多孔質絶縁体１３を介して正極板９と負極板１１とを捲回する。このとき、断面が略円形である電極群を作製してからその電極群を扁平させても良いし、捲回用板（断面が矩形である）に正極板９、負極板１１及び多孔質絶縁体１３を巻きつけても良い。このようにして作製された電極群３を電池ケース１内に収容してから、電極群３の上に上側絶縁板５を配置する。それから、端子部２５、ガスケット２７、接続板２９及び絶縁板３５が設けられた封口板１５の内面に正極リード９Ｌを接続し、接続板２９の下面に負極リード１１Ｌを接続する。その後、電池ケース１の開口１ａを封止する。具体的には、電池ケース１の開口１ａに封口板１５を配置し、この封口板１５を電池ケース１の開口１ａの周縁に溶接させてから、注液孔１５ａから電解液を注入する。注入が終了したら、注液孔１５ａに封栓１９を嵌合し、金属部２１の周縁を封口板１５にレーザ溶接させる。これにより、本実施形態に係る角形電池が作製される。

なお、本実施形態は、以下に示す構成を有していても良い。

圧力の印加により電池ケース１が変形したときに電極群３が変形する前に電池ケース１と接続板２９とが接触すれば、本実施形態における効果と同一の効果を得ることができる。そのため、長辺方向における電池ケース１と接続板２９との間隔がケース内法厚みの１／２倍以下であれば良い。よって、電池ケース１と接続板２９との間隔がケース内法厚みの１／２倍以下となるように電池ケース１の一部分が長辺方向内側へ凹んでいても良い。このことは、後述の実施形態２で説明する。

接続板２９は、平板であっても良いし、段差を有していても良い。接続板２９が段差を有している場合には、接続板２９は後述の第１の変形例で示す構成を有していることが好ましい。

接続板２９は、一枚板からなっても良いし、２つ以上の接続片が互いに電気的に接続されていても良い。接続板２９が２つ以上の接続片からなる場合には、接続板２９は後述の第１の変形例で示す構成を有していることが好ましい。

絶縁板３５の第１端面３５Ａは、接続板２９の第１端面２９Ａと面一であっても良いし、接続板２９の第１端面２９Ａよりも長辺方向外側に配置されていても良い。しかし、圧力の印加により電池が過熱に至ることを防止するためには、絶縁板３５の第１端面３５Ａは本実施形態のように接続板２９の第１端面２９Ａよりも長辺方向内側に配置されていることが好ましい。一方、輸送中等における振動により電池ケース１と接続板２９とが誤って接触することを防止するためには、絶縁板３５は接続板２９の第１端面２９Ａを被覆していることが好ましい。このことは、後述の第２乃至第４の変形例で示す。

接続板２９は、端子部２５よりも若干防爆弁１７側から注液孔１５ａよりも長辺方向外側へ向かって延びていても良いし、防爆弁１７よりも長辺方向外側から注液孔１５ａよりも長辺方向外側へ向かって延びていても良い。このことは、後述の第５の変形例及び第６の変形例で示す。

（第１の変形例）
図６及び図７は、それぞれ、第１の変形例に係る角形電池の縦断面図である。

本変形例における接続板１２９，２２９では、それぞれ、露出部３１は被覆部３３よりも電極群３側（長手方向内側）に位置している。これにより、長手方向における封口板１５と露出部３１との間隔が上記実施形態１よりも大きくなるので、輸送中等における振動により封口板１５と露出部３１とが誤って接触することを防止できる。よって、本変形例では、上記実施形態１で得られる効果に加えて、輸送中等における内部短絡の発生を防止できるという効果を得ることができる。

図６に示す接続板１２９は、一枚の板状部材が折り曲げられて作製されたものである。図７に示す接続板２２９では、第１の接続片２２８と第２の接続片２３０とが互いに電気的に接続されており、露出部３１が第１の接続片２２８で構成されており、被覆部３３が第２の接続片２３０で構成されている。

なお、接続板１２９，２２９は、２つ以上の段差部を有していても良いし、３枚以上の接続片が接続されたものであっても良い。

（第２の変形例）
図８は、第２の変形例に係る角形電池の縦断面図である。

本変形例では、絶縁板３３５の第１端面３５Ａは接続板２９の第１端面２９Ａと面一である。これにより、絶縁板３３５は接続板２９の上面全体を被覆するので、輸送中等における振動により封口板１５と接続板２９とが誤って接触することを防止できる。よって、本変形例では、上記第１の変形例で得られる効果と同一の効果を得ることができる。

なお、絶縁板３３５の第１端面３５Ａは、接続板２９の第１端面２９Ａよりも長辺方向外側に突出していても良い。

また、接続板２９では、防爆弁１７の下に位置する部分及び防爆弁１７よりも長辺方向外側に位置する部分（上記実施形態１における露出部３１に相当する部分）はそれ以外の部分（上記実施形態１における被覆部３３に相当する部分）よりも長手方向内側に位置していても良い。また、接続板２９では、防爆弁１７の下に位置する部分及び防爆弁１７よりも長辺方向外側に位置する部分とそれ以外の部分とは相異なる接続片で構成されていても良い。このことは、後述の第３の変形例及び第４の変形例においても言える。

（第３の変形例）
図９は、第３の変形例に係る角形電池の縦断面図である。

本変形例では、上記第２の変形例と同じく、絶縁板４３５の第１端面３５Ａは接続板４２９の第１端面２９Ａと面一である。また、接続板４２９及び絶縁板４３５には、それぞれ、防爆弁１７に達する貫通孔（第１の孔）４２９ａ，４３５ａが形成されている。これにより、角形電池の内圧が所定値を上回ったときには、防爆弁１７が破断し易くなる。よって、本変形例では、上記第１の変形例及び上記第２の変形例で得られる効果に加えて、角形電池の内圧上昇時における電池の安全性を確保できる。

なお、貫通孔４２９ａ及び貫通孔４３５ａの各孔径は、長辺方向における防爆弁１７の長さ以下でも良いし、長辺方向における防爆弁１７の長さ以上でも良い。しかし、貫通孔４２９ａ及び貫通孔４３５ａの各孔径が長辺方向における防爆弁１７の長さ以上であれば、貫通孔４２９ａ及び貫通孔４３５ａの各孔径が長辺方向における防爆弁１７の長さ以下である場合に比べて、角形電池の内圧上昇時における電池の安全性を確保できる。

（第４の変形例）
図１０は、第４の変形例に係る角形電池の縦断面図である。

本変形例では、絶縁板５３５は、接続板２９の第２端面２９Ｂだけでなく接続板２９の上面全体と接続板２９の第１端面２９Ａとを覆っている。よって、輸送中等における振動により電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが誤って接触することを上記第２の変形例よりもさらに防止できる。

ところで、大きな圧力が本変形例に係る角形電池に加えられたために電池ケース１が変形したときには、その圧力により絶縁板５３５が接続板２９の第１端面２９Ａ上において破断し、よって、電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板２９の第１端面２９Ａとが接触する。従って、接続板２９の第１端面２９Ａが絶縁板５３５で被覆されている場合であっても、上記実施形態１で得られる効果を得ることができる。以上より、本変形例では、上記実施形態１で得られる効果に加えて、輸送中等における内部短絡の発生を阻止できるという効果を奏する。

（第５の変形例）
図１１及び図１２は、第５の変形例に係る角形電池の断面斜視図である。

本変形例では、接続板６２９は、端子部２５よりも若干防爆弁１７側から封栓１９よりも長辺方向外側へ向かって延びており、接続板６２９の第１端面２９Ａは、電極群３の中空部３ａの周縁と略同一の位置又は電極群３の中空部３ａよりも長辺方向外側に位置している。よって、圧力の印加により電池ケース１が変形したときには、電極群３が全体に亘って変形する前に電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板６２９の第１端面２９Ａとが接触するので、上記実施形態１において得られる効果を得ることができる。

接続板６２９には、封栓１９の樹脂部２３が貫設される貫通孔（第２の孔）６２９ａが形成されている。これにより、封栓１９を接続板６２９に保持することができるとともに、封口板１５と接続板６２９との電気的絶縁を維持できる。

図１１に示す絶縁板６３５は、端子部２５よりも若干防爆弁１７側から封栓１９よりも長辺方向内側まで延びている。図１２に示す絶縁板７３５は、接続板６２９の上面全体と接続板６２９の第１端面２９Ａ及び第２端面２９Ｂとを被覆しており、絶縁板７３５には、封栓１９の樹脂部２３が貫設される貫通孔７３５ａが形成されている。これにより、上記第４の変形例で示したように、輸送中等における内部短絡の発生を阻止できる。

なお、接続板６２９は、２枚以上の接続片が互いに接続されたものであっても良いし、段差部を有していても良い。

また、絶縁板の第１端面は、接続板６２９の第１端面２９Ａと面一であっても良い。これにより、上記第２の変形例で示した効果を得ることができる。

（第６の変形例）
図１３は、第６の変形例に係る角形電池の縦断面図である。

本変形例では、接続板８２９は、防爆弁１７よりも長辺方向外側から封栓１９よりも長辺方向外側へ向かって延びている。別の言い方をすると、接続板８２９の第１端面２９Ａだけでなく第２端面２９Ｂも、電極群３の中空部３ａよりも長辺方向外側又は中空部３ａの周縁と略同一の位置に位置している。これにより、電池ケース１が変形するほど大きな圧力が電池に加えられたときには、電池ケース１の第１内側面１Ａと接続板８２９の第１端面２９Ａとが接触し、電池ケース１の第２内側面１Ｂと接続板８２９の第２端面２９Ｂとが接触する。よって、本変形例では、上記実施形態１よりも角形電池が過熱に至ることをさらに防止できる。

接続板８２９には、正極リード９Ｌが挿通される貫通孔８２９ａが形成されており、これにより、正極リード９Ｌと接続板８２９との接触を回避できる。また、接続板８２９には、封栓１９の樹脂部２３が貫設される貫通孔８２９ｂが形成されており、これにより、封栓１９を接続板８２９で保持できるとともに封口板１５と接続板８２９との電気的絶縁を確保できる。

絶縁板８３５には、正極リード９Ｌが挿通される貫通孔８３５ａが形成されている。絶縁板８３５の第１端面３５Ａは、図１３に示すように接続板８２９の第１端面２９Ａよりも長辺方向内側に位置していても良いし、接続板８２９の第１端面２９Ａと面一であっても良い。また、絶縁板８３５の第２端面８３５Ｂは、図１３に示すように接続板８２９の第２端面２９Ｂよりも長辺方向内側に位置していても良いし、接続板８２９の第２端面２９Ｂと面一であっても良い。また、絶縁板８３５は、接続板８２９の第１端面２９Ａ及び第２端面２９Ｂを被覆していても良い。絶縁板の長さを変更したことにより得られる効果は、上記第２の変形例及び上記第４の変形例で示した通りである。

なお、接続板８２９の露出部は、接続板８２９の被覆部よりも長辺方向内側に位置していても良い。また、接続板８２９の露出部と接続板８２９の被覆部とは、相異なる接続片で構成されていても良い。これにより、上記第１の変形例と同一の効果を得ることができる。

《発明の実施形態２》
図１４は、本発明の実施形態２に係る角形電池の断面斜視図である。

本実施形態では、接続板９２９の第１端面２９Ａは電極群３の中空部３ａの周縁よりも長辺方向内側に位置しており、電池ケース４１の側壁（第１側壁４３）の一部分が接続板９２９の第１端面２９Ａへ向かって長辺方向内側に突出している。以下では、上記実施形態１とは異なる箇所を主に説明する。

電池ケース４１は、短手方向に延びる第１側壁４３を有している。第１側壁４３には、第１凹部４７が形成されている。第１凹部４７は、電極群３の開口側端面３Ｔよりも電池ケース４１の開口１ａ側に形成されており、接続板９２９の第１端面２９Ａへ向かって長辺方向内側に凹んでいる。第１凹部４７の内面４７Ａは接続板９２９の第１端面２９Ａに対向しており、長辺方向における第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとの間隔はケース内法厚みの１／２倍以下である。このように本実施形態では、長辺方向における第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとの間隔が長辺方向における電極群３の層厚以下である。よって、圧力の印加により電池ケース４１が変形したときには、電極群３が全体に亘って変形する前に第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとが互いに接触するので、電極群３において内部短絡が発生する前に第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとの間で内部短絡が発生する。これにより、電池が過熱に至ることを防止できる。

また、第１凹部４７は、電極群３の開口側端面３Ｔよりも電池ケース４１の開口１ａ側に設けられているので、デッドスペースに設けられている。よって、第１凹部４７の形成に起因して、電池ケース４１内における電極群３の収容スペースが狭くなることを防止できる。従って、本実施形態では、上記実施形態１と同じく、デッドスペースを有効に活用できるので、角形電池の容量低下を防止できる。

このように本実施形態では、長辺方向における第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとの間隔がケース内法厚みの１／２倍以下であるので、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、接続板９２９の第１端面２９Ａが絶縁板９３５で被覆されている。しかし、上記第４の変形例で示したように、電池ケース４１が変形するほどの大きな圧力が角形電池に加えられたときには、絶縁板９３５が接続板９２９の第１端面２９Ａ上において破断するので、第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとが接触する。よって、本実施形態でも上記実施形態１と同一の効果を得ることができる。それだけでなく、上記第４の変形例で示したように、輸送中等の振動により、第１凹部４７の内面４７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとが誤って接触することを防止できる。

本実施形態は、以下に示す構成であっても良い。

第２側壁４５（第１側壁４３に対向する側壁）は、第２凹部４９を有していなくても良い。しかし、接続板が防爆弁１７よりも長辺方向内側から注液孔１５ａよりも長辺方向内側まで延びている場合には、第２側壁４５は第２凹部４９を有している方が好ましい。これにより、上記第６の変形例で示したように、電池ケース４１が変形するほど大きな圧力が電池に加えられたときには、図１４に示す場合よりも電池が過熱に至ることをさらに防止できる。

絶縁板９３５の第１端面（第１側壁４３に対向する端面）は、接続板９２９の第１端面２９Ａよりも長辺方向内側に位置していても良いし、接続板９２９の第１端面２９Ａと面一であっても良い。このことは後述の第７の変形例でも言える。

また、第１凹部４７は、以下の第７の変形例で示すように突起であっても良い。

（第７の変形例）
図１５は、第７の変形例に係る角形電池の断面斜視図である。

本変形例では、第１側壁４３は、第１突起５７を有している。第１突起５７は、電極群３の開口側端面３Ｔよりも電池ケース４１の開口１ａ側に形成されており、接続板９２９の第１端面２９Ａへ向かって長辺方向内側に突出している。第１突起５７の内面５７Ａは接続板９２９の第１端面２９Ａに対向しており、長辺方向における第１突起５７の内面５７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとの間隔はケース内法厚みの１／２倍以下である。よって、圧力の印加により電池ケース４１が変形したときには、電極群３が全体に亘って変形する前に第１突起５７の内面５７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとが互いに接触するので、電極群３において内部短絡が発生する前に第１突起５７の内面５７Ａと接続板９２９の第１端面２９Ａとの間で内部短絡が発生する。これにより、本変形例では、上記実施形態２と略同一の効果を得ることができる。

なお、本変形例では、第２側壁４５は、第２突起５９を有していなくても良い。しかし、接続板が防爆弁１７よりも長辺方向内側から注液孔１５ａよりも長辺方向内側まで延びている場合には、第２側壁４５は第２突起５９を有している方が好ましい。これにより、上記第６の変形例で示したように、電池ケース４１が変形するほど大きな圧力が電池に加えられたときには、図１５に示す場合よりも電池が過熱に至ることをさらに防止できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態１〜２及び上記第１〜第７の変形例は、以下に示す構成を有していても良い。

上記実施形態１又は上記第１〜第６の変形例と上記実施形態２又は上記第７の変形例とを組み合わせても良い。

封口板がガスケットを介して電池ケースの開口を封止している一方、端子部がガスケットを介することなく封口板に設けられていても良い。この場合、封口板と電池ケースとが異極となり、封口板と端子部とが同極となる。

正極と負極とが互いに逆であっても良い。この場合、電池ケース、封口板、封口板に接続されるリード及び封栓の金属部は、例えば、ニッケル、銅、鉄又はステンレスからなれば良い。また、端子部、接続板及び接続板に接続されるリードは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属からなれば良い。

正極リードと負極リードとは、電極群の底部側端面から引き出されていても良いし、又は、電極群の相異なる端面から引き出されていても良い。

注液孔は、電池ケースの側壁に形成されていても良い。

防爆弁及び注液孔は、電極群の中空部の周縁よりも長辺方向内側に位置しているが、中空部の周縁部よりも長辺方向外側に位置していても良い。

封栓の樹脂部は、長手方向において略同一の幅を有していても良い。また、封栓の樹脂部では、導電性材料からなる部材の表面に樹脂がコーティングされていても良い。

角形電池は、リチウムイオン二次電池に限定されず、アルカリ二次電池、アルカリ電池又はリチウム一次電池であっても良い。

本実施例では、以下に示す方法に従ってリチウムイオン二次電池を作製し、そのリチウムイオン二次電池に対して安全性試験を行った。

１．リチウムイオン二次電池の作製方法
《実施例１》
（ａ）正極の作製
正極活物質として、平均粒径が１０μｍであるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）を用いた。１００重量部の正極活物質と８重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ（poly(vinylidene fluoride)），結着剤）と３重量部のアセチレンブラック（導電剤）と適量のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ（N-methylpyrrolidone））とを混合して、正極合剤ペーストを調製した。

この正極合剤ペーストを、長さ４２０ｍｍ、幅４２ｍｍ、厚さ１５μｍのアルミニウム箔（正極集電体）の両表面上に塗布した後に乾燥させた。これにより、アルミニウム箔の各面上には厚みが６５μｍである正極活物質層が形成された。このとき、作製された正極の長手方向の一部分では、アルミニウム箔が露出していた。

アルミニウム箔が露出している部分に、長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚み０．１ｍｍであるアルミニウム製のリード（正極リード）の一端を超音波溶接させた。

（ｂ）負極の作製
負極活物質として、平均粒径が２０μｍである人造黒鉛を用いた。１００重量部の負極活物質と１重量部のスチレン−ブタジエン共重合体（日本ゼオン（株）製のＢＭ−４００Ｂ，結着剤）と１重量部のカルボキシメチルセルロース（増粘剤）と適量の水とを混合して、負極合剤ペーストを調製した。

この負極合剤ペーストを、長さ４００ｍｍ、幅４４ｍｍ、厚さ１０μｍの銅箔（負極集電体）の両表面上に塗布した後に乾燥させた。これにより、銅箔の各面上には厚みが７０μｍである負極活物質層が形成された。このとき、作製された負極の長手方向の一部分では、銅箔が露出していた。

銅箔が露出している部分に、長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚み０．１ｍｍであるニッケル製のリード（負極リード）の一端を超音波溶接させた。

（ｃ）非水電解質の調製
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを１：４の体積比で含む混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆（溶質）を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させた。このようにして、非水電解質を調製した。

（ｄ）電池の作製
以下のようにして角型電池を作製した。

まず、電極群を作製した。リードが互いに同一方向へ突出するように正極板と負極板とを配置し、この正極板と負極板との間に厚さ２０μｍのポリエチレン製の微多孔膜（旭化成（株）製，多孔質絶縁体）を配置した。アルミニウム製のリードを巻き終端とし且つニッケル製のリードを巻き始端として、正極板、負極板及びポリエチレン製の微多孔膜を平板に巻きつけた。

次に、封口構造を作製した。アルミニウム製の封口板の片面上に、ＰＰＳ製の絶縁板を挟んでニッケルめっきを施した鉄製の接続板を配置した。このとき、封口板の長手方向における中央に形成された貫通孔と、絶縁板に形成された貫通孔と、接続板に形成された貫通孔とを互いに連通させた。また、接続板は、封口板に設けられた防爆弁よりも封口板の長手方向外側へ向かって延びていた。そして、互いに連通された貫通孔内に、ＰＦＡ製のガスケットを介してニッケルめっきを施した鉄製の端子部を固定した。

上記作製された電極群を電池ケース内に収容してから、上記作製された封口構造で電池ケースの開口を封止した。具体的には、まず、上記作製された電極群を電池ケース（厚みが３００μｍ）内に収容してから、電極群の上に上側絶縁板を配置した。このとき、電池ケースの底部は平面視矩形であり、その上面は開口されていた。次に、正極リード及び負極リードを上側絶縁板に形成された各貫通孔内に挿通させ、接続板、絶縁板及び端子部が設けられた封口板を電池ケースの開口側に配置した。続いて、正極リードの他端を封口板の内面にレーザ溶接させ、負極リードの他端を接続板の下面にレーザ溶接させた。その後、電池ケースの開口の周縁に封口板をレーザ溶接させて電池ケースの開口を封じてから、封口板の注液孔から２．５ｇの非水電解質を電池ケース内に注入した。そして、アルミニウムからなる金属部とＥＰＤＭからなる樹脂部とで構成された封栓で注液孔を塞いだ。このようにして、厚さが５．２ｍｍであり、高さが５０ｍｍであり、幅が３４ｍｍであり、設計容量が９００ｍＡｈである角型リチウム二次電池を作製した。作製された角形リチウム二次電池では、接続板の第１端面は電極群の中空部よりも長辺方向外側に位置していた。

《実施例２》
図１３に示す接続板を用いたことを除いては上記実施例１と同様にして、実施例２の角型リチウム二次電池を作製した。つまり、実施例２の角形リチウム二次電池では、接続板の第１端面だけでなく第２端面も電極群の中空部よりも長辺方向外側に位置していた。

《実施例３》
図１４に示す接続板及び電池ケースを用いたことを除いては上記実施例１と同様にして、実施例３の角型リチウム二次電池を作製した。つまり、実施例３の角形リチウム二次電池では、接続板の第１端面は、電極群の中空部の周縁よりも長辺方向内側に位置していた。電池ケースの第１側壁のうち接続板の第１端面に対向する部分には、長辺方向内側へ凹む凹部が形成されていた。長辺方向における凹部の内面と接続板の第１端面との間隔は、ケース内法厚みの１／２倍以下であった。

《実施例４》
図１１に示す接続板を用いたことを除いては上記実施例１と同様にして、実施例４の角形リチウム二次電池を作製した。つまり、実施例４の角形リチウム二次電池では、接続板の第１端面は封栓よりも長辺方向外側に位置しており、この接続板には封栓の樹脂部が貫設されていた。

《比較例》
図３に示す接続板及び電池ケースを用いたことを除いては上記実施例１と同様にして、比較例の角形リチウム二次電池を作製した。つまり、比較例の角形リチウム二次電池では、接続板の第１端面及び第２端面は電極群の中空部の周縁よりも長辺方向内側に位置していた。また、電池ケースの第１内側面及び第２内側面は平面であった。

２．安全性試験
実施例１〜実施例４及び比較例の電池を１０個ずつ用意し、以下の評価を行った。

２５℃の環境温度で、０．７Ｃで４．２Ｖまで定電流充電した後、４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに低下するまで定電圧充電した。その後、２５℃の環境温度で、角形リチウムイオン二次電池の第１側壁及び第２側壁をＳＵＳ製の平板で１３kＮの力で３ｍｍ／秒の速度で押しつぶした。そして、内部短絡が発生してから５秒後の電池の表面温度を測定した。その結果を図１６に示す。

３．考察
図１６に示すように、電池の表面温度は、実施例１〜実施例４の方が比較例よりも低かった。実施例１〜実施例４の中では、実施例２の電池の表面温度は、それ以外の実施例の電池の表面温度よりも低かった。このように、実施例１〜実施例４の電池は、優れた安全性を有することが確認出来た。

本発明では、角形電池の安全性を向上させることができる。よって、本発明の角形電池は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、モバイル機器、携帯情報端末（ＰＤＡ（Personal Digital Assistant））、携帯用ゲーム機器又はビデオカメラ等の携帯用電子機器の電源として有用である。また、本発明の角形電池は、ハイブリッド電気自動車若しくは燃料電池自動車等において電気モーターを補助する二次電池としての利用、電動工具、掃除機若しくはロボット等の駆動用電源としての利用、又は、プラグインＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）の動力源等としての利用も期待されている。

１ 電池ケース
１Ａ 第１内側面
１ａ 開口
３ 電極群
３ａ 中空部
９ 正極板
９Ｌ 正極リード
１１ 負極板
１１Ｌ 負極リード
１３ 多孔質絶縁体
１５ 封口板
１５ａ 注液孔
１７ 防爆弁
２５ 端子部
２７ ガスケット
２９ 接続板
２９Ａ 第１端面
３１ 露出部
３３ 被覆部
３５ 絶縁板
３５Ａ 第１端面
４１ 電池ケース
４３ 第１側壁
４７ 第１凹部
４７Ａ 内面
５７ 第１突起
５７Ａ 内面
２２８ 第１の接続片
２３０ 第２の接続片
４２９ａ 貫通孔
６２９ａ 貫通孔

Claims (10)

1. 第１極の極板と第２極の極板とが多孔質絶縁体を介して捲回されて構成された電極群が電解液とともに電池ケース内に収容された角形電池であって、
   前記第１極の極板に接続されたリードは、第１極の外部端子である前記電池ケースに接続されており、
   前記第２極の極板に接続されたリードは、前記電池ケースの開口を封じる封口板と前記電極群との間に設けられた接続板を介して、前記封口板に設けられた第２極の外部端子に接続されており、
   前記電池ケースの横断面形状は、矩形であり、
   前記封口板には、相対的に肉薄な防爆部が設けられており、
   前記電池ケースの長辺方向の少なくとも一端における前記電池ケースと前記接続板の第１端面との間隔が前記電池ケースの短辺方向における前記電池ケースの幅の１／２以下であり、
   前記接続板の前記第１端面は、前記防爆部よりも前記長辺方向の外側に位置しており、かつ、前記接続板には、前記防爆部に達する第１の孔が形成されている、角形電池。
2. 請求項１に記載の角形電池であって、
   前記電極群は、中空部を有し、
   前記接続板は、前記長辺方向に延びており、前記中空部よりも前記長辺方向の外側に位置する第１端面を有している角形電池。
3. 第１極の極板と第２極の極板とが多孔質絶縁体を介して捲回されて構成された電極群が電解液とともに電池ケース内に収容された角形電池であって、
   前記第１極の極板に接続されたリードは、第１極の外部端子である前記電池ケースに接続されており、
   前記第２極の極板に接続されたリードは、前記電池ケースの開口を封じる封口板と前記電極群との間に設けられた接続板を介して、前記封口板に設けられた第２極の外部端子に接続されており、
   前記電池ケースの横断面形状は、矩形であり、
   前記電池ケースの長辺方向の少なくとも一端における前記電池ケースと前記接続板の第１端面との間隔が前記電池ケースの短辺方向における前記電池ケースの幅の１／２以下であり、
   注液孔が前記封口板を貫通しており、
   前記接続板の前記第１端面は、前記注液孔よりも前記長辺方向の外側に位置しており、
   前記接続板には、前記注液孔の封栓の樹脂部が貫設される貫通孔が形成されている、角形電池。
4. 請求項２に記載の角形電池であって、
   前記封口板は、前記電池ケースに接続されており、
   前記第２極の外部端子は、ガスケットを介して前記封口板に設けられており、
   前記封口板と前記接続板との間には、絶縁板が設けられており、
   前記接続板の前記第１端面は、前記絶縁板から露出している角形電池。
5. 請求項４に記載の角形電池であって、
   前記絶縁板の端面は、前記接続板の前記第１端面よりも前記長辺方向の内側に位置している角形電池。
6. 請求項５に記載の角形電池であって、
   前記電池ケースの前記開口は、前記電池ケースの長手方向における一端に形成されており、
   前記接続板において前記絶縁板から露出する露出部は、前記接続板において前記絶縁板に被覆される被覆部よりも、前記電池ケースの長手方向の内側に位置している角形電池。
7. 請求項６に記載の角形電池であって、
   前記接続板は、２つ以上の接続片が互いに接続されて構成されており、
   前記露出部と前記被覆部とは相異なる前記接続片に設けられている角形電池。
8. 請求項１に記載の角形電池であって、
   前記短辺方向に延びる前記電池ケースの側壁は、前記長辺方向の内側に突出する突出部を有しており、
   前記長辺方向における前記突出部と前記接続板との間隔が前記短辺方向における前記電池ケースの幅の１／２以下である角形電池。
9. 請求項８に記載の角形電池であって、
   前記突出部は、前記電池ケースの前記側壁の一部分が前記長辺方向の内側に凹んでなる角形電池。
10. 請求項１または３に記載の角形電池であって、
    前記第１極は、正極であり、
    前記第２極は、負極である角形電池。

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