JP7269912B2 - 蓋体および密閉型電池 - Google Patents

Description

本発明は、蓋体およびそれを用いた密閉型電池に関する。詳しくは、シール材を備える蓋体およびそれを用いた密閉型電池に関する。

リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられている。
この種の二次電池は、例えば、電極体が電池ケース内に収容された密閉型電池として構築される。かかる密閉型電池の蓋体には、シール材を介した状態で端子が取り付けられている。密閉型電池に用いられる端子として、例えば、電池ケース外部に露出する外部端子と、電池ケース内部の電極体と接続される内部端子とを備えた端子が用いられている。かかる構成の端子は、外部端子と内部端子のうち一方が、封口板の取付穴に挿通され、他方に対してかしめられることによって、蓋体に接続されている。

シール材には、電池ケース内部を気密に保つためのシール性が求められている。また、シール材には、端子をかしめによって封口板に取り付ける際の、かしめ強度に耐えられる機械強度が求められている。
特許文献１には、樹脂部材の強度および耐衝撃性を向上させるために、樹脂部材にガラス繊維を配合させる技術が開示されている。特許文献２には、シール材として用いられる樹脂組成物の機械強度および寸法安定性を向上させるために、樹脂組成物に繊維状充填剤を配合させる技術が開示されている。

特開２０２０－５５２０５号公報 特開２０１６－４４３０３号公報

近年では、製造コスト削減のため、電池に使用される部品の点数を減らすことが試みられている。例えば、端子をかしめによって接合するための部品を用いずに、金属製の端子や封口板を、樹脂材料からなるシール材と直接合させることが検討されている。しかしながら、シール材と端子が直接接合されている場合、温度変化に伴う部品の膨張収縮によって、接合面に剥離が生じるおそれがある。接合面に剥離が生じると、シール材のシール性が低下し、ひいては電池性能の劣化につながる。

特許文献１や特許文献２に記載されている樹脂には、機械強度を向上させるためにガラス繊維等が配合されている。しかしながら、シール材の機械強度を向上させても、温度変化に伴って部品が膨張収縮することによって生じる、シール材と端子の接合面の剥離を防ぐことは困難である。
温度変化が大きな環境で使用されても、かかる剥離を生じにくくするような技術の開発が求められている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、封口板や端子といった金属部材と、樹脂材料からなるシール材の接合面において、剥離が生じにくい蓋体を提供することを目的とする。併せて、そのような蓋体を用いた、耐久性の高い密閉型電池を提供することを他の目的とする。

上記目的を実現するべく、ここで開示される蓋体は、開口部を有し、電極体を収容するケース本体を備えた密閉型電池に使用され、開口部を塞ぐ蓋体であって、正極および負極のうち少なくとも一方の電極の端子部材と、端子部材を取り付けるための取付穴を有する封口板と、無機フィラーを含んだシール材とを備える。端子部材は、取付穴の周縁部にシール材が接合された状態で、取付穴に挿通されて、封口板に取り付けられている。ここで、無機フィラーは、シール材断面の顕微鏡観察下において、平均アスペクト比が２以上であり、かつ、無機フィラーの長径方向と、無機フィラーに近接する封口板表面との角度を配向角としたときに、少なくとも封口板の外表面に形成されたシール材において、フィラーの平均配向角が３０度以下である。

ここで開示される密閉型電池用の蓋体には、無機フィラーを含んだシール材が使用されている。上述したように、無機フィラーは封口板の表面とのなす角が小さくなるように配向されている。密閉型電池の使用環境の温度変化に伴って、封口板が膨張収縮する際に、無機フィラーの配向方向が封口板の膨張収縮する方向に揃っていることによって、シール材も封口板に追従して膨張収縮しやすくなる。すなわち、金属部材とシール材が接合されている面にかかる応力や、金属部材とシール材が接触している面にかかる摩擦を低減することができる。その結果、シール材が金属部材と接合されている面の剥離を生じにくくすることができ、シール材のシール性も好適に維持することができる。また、このようなシール材を備えた蓋体を用いることによって、冷熱耐性が良好な密閉型電池が提供される。

好適な一態様において、無機フィラーは、シール材断面の顕微鏡観察下において、平均アスペクト比が１０以下である。
かかる構成により、例えば、射出成形によってシール材を成形する際にも、無機フィラーの配向が揃い易くなり、上述した効果がより好適に発揮される。

好適な一態様において、端子部材は、第一金属を主体として構成され、封口板は、第二金属を主体として構成される。ここで、シール材の２５℃における、無機フィラーの配向方向の線膨張係数値をα_Ｓ、第一金属の２５℃における線膨張係数をα_１、第二金属の２５℃における線膨張係数をα_２、α_１とα_２のうち値の大きい方をα_Ｈ、値の小さい方をα_Ｌとしたときに、α_Ｌ≦α_Ｓ≦α_Ｈを満たす。
かかる構成によると、シール材は配向方向において、封口板とも端子部材のどちらとも線膨張係数が大きく離れていない。そのため、シール材はそれぞれの部材の膨張収縮に対してより追従しやすくなり、シール性がより好適に維持される。

ここで開示される技術の好適な一実施形態として、第一金属がアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、第二金属が銅または銅合金であるものが挙げられる。
例えば、第一金属がアルミニウムであり、第二金属が銅である場合、シール材の２５℃における線膨張係数を、１．６×１０^－５／Ｋ以上、２．３×１０^－５／Ｋ以下とすることが好ましい。

ここに開示される技術の好適な一実施形態として、シール材は、負極端子と少なくとも一部がアンカー効果によって接合されている。
かかる構成を有する密閉型電池において、シール材と負極端子部材の接合面にかかる応力が低減されている。そのため、接合面に剥離が生じにくくなる。

ここに開示される技術の他の側面として、正極および負極を有する電極体と、開口部を有し、電極体を収容するケース本体と、開口部を塞ぐ、ここに開示される蓋体を備える密閉型電池が提供される。

一実施形態にかかる密閉型電池の内部構造を模式的に示す断面図である。 図１中のＩＩ－ＩＩ線断面図であって、一実施形態に係る蓋体の構造を模式的に示す部分断面図である。 一実施形態にかかるシール材の断面ＳＥＭ画像である。 各例にかかる、冷熱サイクル数とヘリウムリーク量の関係を示すグラフである。

以下、適宜図面を参照しながら、ここで開示される蓋体および密閉型電池について、捲回電極体を備えたリチウムイオン二次電池を例に挙げて詳細に説明する。以下の実施形態は、当然ながらここに開示される技術を特に限定することを意図したものではない。

なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。以下の図面における長さや幅等の寸法関係は、実際の寸法関係を必ずしも反映するものではない。
本明細書において数値範囲をＡ～Ｂ（ここで、Ａ，Ｂは任意の数値）と記載している場合は、Ａ以上Ｂ以下を意味するものとする。本明細書において「主体」とは、任意の構成成分のうち、最大重量を占める成分のことをいう。

図１は、本実施形態に係る密閉型電池１０の内部構造を模式的に示す断面図である。図２は、蓋体３４の構造を模式的に示す部分断面図である。なお、本明細書における図中の符号Ｘは密閉型電池の幅方向を示し、符号Ｙは厚さ方向を示し、符号Ｚは高さ方向を示す。これらの方向は説明の便宜上定めた方向であり、電池の設置態様を限定することを意図したものではない。

図１に示すように、本実施形態に係る密閉型電池１０は、電極体２０と、電池ケース３０とを備えている。ここで開示される電極体２０は、図示しない絶縁フィルム等で覆われた状態で、電池ケース３０の内部に収容された発電要素であり、長尺シート状の正極２１と、長尺シート状の負極２２とが、同じく長尺シート状の２枚のセパレータ２３、２４を間に介在させつつ相互に重ねて扁平状に捲回されたいわゆる捲回電極体である。電極体２０は、非水電解液（図示せず）とともに電池ケース本体３２に収容され、内部が減圧された状態で蓋体３４の周縁部が溶接等で封止され、密閉されている。

正極２１は、箔状の正極集電体２１Ａと、当該正極集電体２１Ａの片面または両面に長手方向に沿って形成された正極活物質層２１Ｂと、を備えている。また、幅方向Ｘにおける電極体２０の一方の側縁部には、正極活物質層２１Ｂが形成されておらず、正極集電体２１Ａが露出した正極集電体露出部２１Ｃが設けられている。正極活物質層２１Ｂには、正極活物質、バインダ、導電材等の種々の材料が含まれる。なお、正極活物質層２１Ｂに含まれる材料については、従来の一般的なリチウムイオン二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用することができ、本発明を特徴付けるものではないため詳細な説明は省略する。

負極２２は、箔状の負極集電体２２Ａと、当該負極集電体２２Ａの片面または両面に長手方向に沿って形成された負極活物質層２２Ｂと、を備えている。また、幅方向Ｘにおける電極体２０の他方の側縁部には、負極活物質層２２Ｂが形成されておらず、負極集電体２２Ａが露出した負極集電体露出部２２Ｃが設けられている。正極活物質層２１Ｂと同様に、負極活物質層２２Ｂには、負極活物質やバインダ等の種々の材料が含まれる。負極活物質層２２Ｂに含まれる材料については、従来の一般的なリチウムイオン二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用することができ、本発明を特徴付けるものではないため詳細な説明は省略する。

セパレータ２３、２４は、正極２１と負極２２との間に介在し、これらの電極が直接接触することを防止する。図示は省略するが、セパレータ２３、２４には、微細な孔が複数形成されている。当該微細な孔は、電荷担体（リチウムイオン二次電池の場合は、リチウムイオン）が正極２１と負極２２との間で移動するように構成されている。
セパレータ２３、２４には、例えばポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン製シート等、所要の耐熱性を有する樹脂シートが使用される。

電池ケース３０に収容される非水電解液としては、典型的には非水溶媒と支持塩とを含有した、従来の一般的なリチウムイオン二次電池で使用され得るものを特に制限なく使用することができ、本発明を特徴付けるものではないため詳細な説明は省略する。

電池ケース３０は、電極体２０を収容する容器である。本実施形態における電池ケース３０は、扁平な角型の容器であり、上面が開口した角型のケース本体３２と、当該ケース本体３２の開口部を塞ぐ板状の蓋体３４とを備えている。蓋体３４には、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁３６が設けられている。また、蓋体３４には、非水電解質を注入するための注液口３８が設けられている。ケース本体３２や蓋体３４には、所要の強度を有する金属材料が用いられ、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等が用いられ得る。

蓋体３４は、封口板６０と、正極端子部材４０と、負極端子部材５０と、シール材７０とを備えている。封口板６０は、矩形状のアルミニウム製の板であり、正極端子部材４０および負極端子部材５０が挿通されている取付穴６４を備えている。

負極端子部材５０は、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺な金属部材である。図１に示されるように、負極端子部材５０の下端部は、負極集電体露出部２２Ｃと接続されている。図２に示されるように、負極端子部材５０は、取付穴６４を通り、電池ケース３０の外部に露出している。負極端子部材５０は、上端部５０Ａが封口板６０と平行になるように、電池ケース３０の外部に露出している部分が垂直に折り曲げられている。負極端子部材５０は、取付穴６４に、シール材７０が接合された状態で取り付けられている。

正極端子部材４０は、高さ方向Ｚに沿って延びる長尺な金属部材である。図１に示されるように、正極端子部材４０の下端部は、正極集電体露出部２１Ｃと接続されている。正極端子部材４０は、取付穴６４を通り、電池ケース３０の外部に露出している。正極端子部材４０は、上端部４０Ａが封口板６０と平行になるように、電池ケース３０の外部に露出している部分が垂直に折り曲げられている。正極端子部材４０は、取付穴６４に、シール材７０が接合された状態で取り付けられている。

以下では、ここで開示される蓋体３４の構成について、負極端子側の構成を元に、図２を参照しつつ説明する。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線断面図であって、ここで開示される蓋体３４の、負極端子部材５０を含んだ断面の構造を模式的に示す部分断面図である。なお、正極端子側の構成については、以下に説明する負極端子側の構成と同様の構成とすることができるので、詳細な説明は省略する。

シール材７０は、負極端子部材５０と封口板６０とを絶縁し、かつ、密閉型電池１０内部の気密性を保つため、取付穴６４を塞ぐように、負極端子部材５０と封口板６０の間に配置されている。
シール材７０は、熱可塑性樹脂と無機フィラーから実質的に構成されている。熱可塑性樹脂としては、従来の一般的な熱可塑性樹脂を用いることができる。これに限られないが、例えば、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）等が用いられ、好ましくはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が用いられる。無機フィラーとして使用される材料は、本発明の効果を奏する限りにおいて特に限定されない。これに限られないが、無機フィラーとして、例えば、ガラス繊維、アルミナ、チタン酸カリウム等を用いることができる。

図３は、封口板６０との界面を含んだ、シール材７０の断面ＳＥＭ画像である。図３に示されているように、本実施形態では、無機フィラーとして、平均アスペクト比が２以上の無機フィラーが用いられる。後述する射出成形によってシール材７０を成形する際に、このようなアスペクト比を有する無機フィラーを、封口板６０および負極端子部材５０の表面に沿って配向させることが好ましい。つまり、無機フィラーの長径方向を、当該無機フィラーに近接する封口板６０および負極端子部材５０の表面に沿って配向させることが好ましい。無機フィラーの平均アスペクト比は、本発明の効果を奏する限り特に制限されず、２以上が好ましく、３以上がより好ましく、例えば、５以上であってもよい。一方、無機フィラーの平均アスペクト比の上限は、本発明の効果を奏する限り特に制限されないが、後述する射出成形による配向の容易性の観点から、通常２０以下であり、１０以下であることが好ましく、例えば、８以下であってもよい。

無機フィラーとしては、平均アスペクト比が２以上である限りにおいて、特に限定されない。無機フィラーとしては、例えば、繊維状、鱗片状、楕円形状等のものを好ましく用いることができる。シール材７０に使用される熱可塑性樹脂や無機フィラーは、それぞれ一種類に限られず、複数の種類を含んでいてもよい。シール材７０は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、熱可塑性樹脂と無機フィラー以外の材料を含んでいてもよい。

また、図３に示されているように、本実施形態において、無機フィラーの長径方向と、無機フィラーに近接する封口板６０表面との角度を配向角としたときに、少なくとも封口板６０の外表面に形成されたシール材７０において、無機フィラーの平均配向角が３０°以下である。このように、シール材７０に含まれる無機フィラーと、無機フィラーと近接する部材表面によって作られる平均配向角が小さいことにより、シール材７０が部材の膨張収縮に追従しやすくなる。すなわち、金属部材とシール材が接合されている面にかかる応力や、金属部材とシール材が接触している面にかかる摩擦を低減することができる。このような観点から、無機フィラーは、封口板６０の外表面だけではなく、封口板６０の内表面、取付穴６４の側壁、負極端子部材５０に対して平均配向角が小さいことが好ましい。無機フィラーの平均配向角は、３０°以下であることが好ましいが、２０°以下であることがより好ましく、１５°以下であることが更に好ましく、例えば、５°以下であることが更に好ましい。

本明細書において、無機フィラーの「アスペクト比」とは、無機フィラーの短径方向の寸法に対する長径方向の寸法の比率をいう。無機フィラーのアスペクト比は、シール材７０の断面ＳＥＭ画像において、図３に示されているように、無機フィラーに外接する最小の長方形を描き、かかる長方形の短辺Ｂに対する長辺Ａの比率（Ａ／Ｂ）を算出することによって得られる。無機フィラーの「平均アスペクト比」は、ここでは、シール材断面の３０４μｍ×１５０μｍの領域内に含まれる無機フィラーのアスペクト比の算術平均値を用いることができる。なお、平均アスペクト比の算出において、断面積の小さな無機フィラー、例えば、ＳＥＭ画像上の断面積が１００μｍ^２以下の無機フィラーは除いて平均アスペクト比を計算する。

また、本明細書において、無機フィラーの「配向角」は、以下の手順に基づいて測定される。まず、金属部材（封口板６０や端子部材）の表面が含まれるように、シール材７０の断面ＳＥＭ画像を取得する。次に、当該断面ＳＥＭ画像において、例えば、図３に矢印で示されているような、金属部材（図では封口板６０）表面に形成されている凸部を任意に５点選択する。当該選択された５点の平均線を引き、これを基準線とする。当該基準線と無機フィラーの長辺Ａがなす角（鋭角）を配向角とする。無機フィラーの「平均配向角」は、ここでは、シール材断面の３０４μｍ×１５０μｍの領域内に含まれる無機フィラーの配向角の算術平均値を用いることができる。なお、平均アスペクト比の算出において、断面積の小さな無機フィラー、例えば、ＳＥＭ画像上の断面積が１００μｍ^２以下の無機フィラーは除いて平均配向角を計算する。

本実施形態では、シール材７０は、負極端子部材５０と接触している面（接触面５０Ｃ）においてアンカー効果によって接合されている。また、シール材７０は、封口板６０と接触している面（接触面６０Ｃ）においてもアンカー効果によって接合されている。
具体的には、負極端子部材５０上の接触面５０Ｃおよび封口板６０上の接触面６０Ｃには、粗面処理が行われており、微細な凹凸が形成されている。当該凹凸にシール材が入り込むことによって、シール材７０は負極端子部材５０および封口板６０と接合されている。粗面処理は、公知の物理的および／または化学的によって行うことができる。表面処理の方法として、レーザ処理、サンドブラスト処理、陽極酸化処理等の方法が例示される。

シール材７０は、射出成形によって、封口板６０および負極端子部材５０とアンカー効果によって接合され、一体になった状態で成形することができる。また、射出成型の条件を設定することにより、無機フィラーを封口板６０および負極端子部材５０に対して配向させることができる。

シール材７０は、例えば、以下の方法で成型することができる。
シール材７０に使用される、熱可塑性樹脂と無機フィラーを溶融させ、射出成形用の樹脂を準備する。封口板６０と負極端子部材５０を配置でき、かつ、シール材７０の形状に合わせた金型を準備する。金型に、封口板６０と、負極端子部材５０を配置する。金型に、溶融した射出成形用の樹脂を所定の条件で流し込む。射出成形の条件は、シール材７０の材料、各部材の寸法、無機フィラーの形状等によって適宜調整される。例えば、樹脂の温度は２５０～３５０℃程度、射出速度は１０～６０ｍｍ／秒程度、保持圧力は２０～１００ＭＰａ程度で行われ得る。

本実施形態において、封口板６０はアルミニウム製であり、負極端子部材５０は銅製である。温度変化に伴う膨張収縮時に、シール材７０を封口板６０および負極端子部材５０と好適に追従させる観点から、シール材７０の線膨張係数は、これらの値と近くなるように調整されていることが好ましい。すなわち、シール材７０の線膨張係数は、銅の線膨張係数１．６×１０^－５／Ｋ以上、アルミニウムの線膨張係数２．３×１０^－５／Ｋ以下になるように調整されていることが好ましい。上述したように、シール材７０は、熱可塑性樹脂と無機フィラーによって構成されている。シール材７０の線膨張係数は、例えば、使用する無機フィラーの種類や含有量を変えることによって調整することができる。例えば、シール７０材に使用する無機フィラーの含有量を多くすると、線膨張係数を低くすることができる。
なお、本明細書において、線膨張係数は２５℃における線膨張係数である。線膨張係数は、熱機械分析（ＴＭＡ）を用いて測定することができる。

このように、シール材７０の線膨張係数は、接合される封口板６０の線膨張係数と負極端子部材５０の線膨張係数の範囲内に調整されていることが好ましい。これによって、温度変化に伴って封口板６０と負極端子部材５０が膨張収縮した場合にも、シール材７０はその膨張収縮に追従する。これによって、シール材７０と封口板６０が接合されている面およびシール材７０と負極端子部材５０が接合されている面に、剥離を生じにくくすることができる。

上述した実施形態において、端子部材は、１つの部材、つまり、負極端子部材５０から構成されているが、かかる形態に限定されない。端子部材は複数の部材から構成されていてもよい。例えば、端子部材は、バスバ等の外部の接続部品と端子の導通を向上させる等の目的で、異なる金属種の外部端子と内部端子から構成されていてもよい。この場合、上記外部端子および上記内部端子の一方を他方に対して、シール材７０を間に挟んでかしめることによって、端子部材とシール材７０を接合することができる。
このような場合にも、シール材に含まれる無機フィラーの平均配向角が、シール材と接する部材に対して上述の値にあることによって、接触面にかかる摩擦等による負荷を低減することができる。これによって、シール材の変形やダメージが抑えられ、シール性を維持する効果が発揮されうる。

上述した実施形態では、負極端子部材５０の接触面５０Ｃおよび封口板６０の接触面６０Ｃの全面がアンカー効果によって接合されていたが、接合の範囲はこれに限定されない。接合強度とシール性が十分である限り、シール材７０は、接触面５０Ｃ、６０Ｃと部分的に接合されていてもよい。

ここで開示される密閉型電池は、以上に説明したリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、例えば、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウムイオン二次電池、あるいは、いわゆる物理電池に包含されるリチウムイオンキャパシタ等もここでいう密閉型電池に包含される例である。また、ここでは複数の正極および負極の電極体がセパレータを介して捲回された構造を有する捲回電極体を備えたリチウムイオン二次電池を用いて説明したが、電極体はかかる構成に限られず、複数の正極および負極の電極体がセパレータを介して積層された、いわゆる積層電極体であってもよい。

以下、好適な実施形態について実施例を挙げて説明するが、本発明をかかる実施例に限定することを意図したものではない。
ここでは、密閉型電池の蓋体を模擬した試験サンプルを作製し、無機フィラーの平均配向角と平均アスペクト比が冷熱耐性に与える影響を評価した。具体的には、金属部材に対する無機フィラーの平均配向角および無機フィラーの平均アスペクト比を種々の条件に設定した試験サンプルに対して、冷熱サイクル試験とヘリウムリーク試験を行った。

＜試験サンプルの作製＞
例１～例５
ＰＰＳと、平均アスペクト比が２であるガラス繊維を、ＰＰＳ：ガラス繊維＝８０：２０の重量比になるように準備した。ＰＰＳを３３０℃で溶融させ、無機フィラーと混合させ、射出成形材料を準備した。
中央にφ８ｍｍの貫通孔が設けられた、５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍのアルミニウム製の試験片を準備した。当該試験片の一方の表面に対し、レーザ照射によって粗面処理を施した。
試験片の粗面処理が施された面に対し、試験片の貫通孔を塞ぎ、かつ、試験片の中心にφ１６ｍｍ×３ｍｍの射出成型体を成形できるような金型を準備した。当該金型に試験片を配置した。

３３０℃の試験用成形材料を、金型に対する射出速度を種々変更して充填させた。
試験用成形材料が冷え固まったら金型を外し、試験片にφ１６ｍｍ×３ｍｍの成形体が成形された試験サンプル例１を得た。試験サンプルの一方の面には成形体が成形されており、他方の面には成形体が成形されていない。以下、成形体が成形されている面を成形面、成形体が成形されていない面を非成形面という。

例６
ＰＰＳと混合させたガラス繊維を、平均アスペクト比が１．６であるものを用いた以外は、例４と同様にして、試験サンプル例６を作製した。

＜平均配向角の測定＞
作製した試験サンプル例１～例６について、断面ＳＥＭ観察を行い、上述した方法で平均配向角を測定した。結果を表１に示す。

＜冷熱サイクル試験＞
試験サンプル例１～例６について、－６５℃から１２０℃の冷熱サイクルを５５００サイクル行った。
＜ヘリウムリーク試験１＞
冷熱サイクル試験後の試験サンプル例１～例６について、試験片と射出成形体間のシール性を評価するため、ヘリウムディテクタを用いてヘリウムリーク試験を行った。差圧が２気圧となるように、非成形面側からヘリウムの導入および成形面側から吸引を行い、成形面側からヘリウムのリーク量の検出を行った。ヘリウムディテクタで検出されたヘリウムのリーク量が、１．０×１０^－５（Ｐａ・ｍ^３／秒）以上となった場合を×評価、それ未満を〇評価とした。結果を表１に示す。

＜ヘリウムリーク試験２＞
試験サンプル例２、例５、例６について、冷熱サイクル試験のサイクル数を変えた試験を行い、試験片と射出成形体間のシール性を維持することができるサイクル数を評価した。
－４０℃から１２０℃の冷熱サイクルを、１１００サイクル、２２００サイクル、３３００サイクル、４４００サイクル行った。その後に、各サイクル数の冷熱サイクル後の試験サンプルに加えて、冷熱サイクルを行っていない各試験サンプルについて、上述した条件でヘリウムリーク試験を行い、ヘリウムのリーク量を検出した。結果を図４に示す。

表１に示されるように、平均アスペクト比が２であり、成形体に含まれる無機フィラーの平均配向角が３０°以下である、試験サンプル例１～例４については、冷熱サイクル試験後も試験片と射出成形体間のシール性が良好であった。成形体に含まれる無機フィラーの平均配向角が４０°である例５と、平均アスペクト比が１．６である例６については、冷熱サイクル試験後の試験片と射出成形体間のシール性が良好ではなかった。また、図４の結果から、例５および例６の場合、冷熱サイクル数が４４００になるよりも早い段階で、試験片と成形体の界面に剥離が生じた。
成形体に含まれる無機フィラーが、試験片との接触面に対して配向している場合、試験サンプルが膨張収縮する際に、成形体が試験片の膨張収縮に好適に追従し、界面にかかる応力が小さくなったと考えられる。配向性が不十分である（平均配向角が３０°より大きい）場合や平均アスペクト比が小さい（平均アスペクト比が２より小さい）場合は、試験片が膨張収縮を繰り返した結果、成形体が試験片に追従しきれず、界面に剥離が生じたと考えられる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１０ 密閉型電池
２０ 電極体
２１ 正極
２１Ａ 正極集電体
２１Ｂ 正極活物質層
２１Ｃ 正極集電体露出部
２２ 負極
２２Ａ 負極集電体
２２Ｂ 負極活物質層
２２Ｃ 負極集電体露出部
２３，２４ セパレータ
３０ 電池ケース
３２ ケース本体
３４ 蓋体
３６ 安全弁
３８ 注液口
４０ 正極端子部材
４０Ａ 正極端子部材上端部
５０ 負極端子部材
５０Ａ 負極端子部材上端部
５０Ｃ 接触面（負極端子部材）
６０ 封口板
６０Ｃ 接触面（封口板）
６４ 取付穴
７０ シール材

Claims (7)

1. 開口部を有し、電極体を収容するケース本体を備えた密閉型電池に使用される蓋体であって、
   前記開口部に装着され取付穴を有する封口板と、
   前記取付穴に挿通された、正極および負極のうち少なくとも一方の電極の端子部材と、
   前記封口板と前記端子部材との間に介在し、前記取付穴の内周部に接合されたシール材と
   を備え、
   前記シール材は、無機フィラーを含んでおり、
   ここで、前記無機フィラーは、前記シール材断面の顕微鏡観察下において、平均アスペクト比が２以上であり、かつ、前記無機フィラーの長径方向と、前記無機フィラーに近接する封口板表面との角度を配向角としたときに、少なくとも前記封口板の外表面に形成されたシール材において、前記無機フィラーの平均配向角が３０度以下である、蓋体。
2. 前記無機フィラーは、前記シール材断面の顕微鏡観察下において、平均アスペクト比が１０以下である、請求項１に記載の蓋体。
3. 前記端子部材は、第一金属を主体として構成され、
   前記封口板は、第二金属を主体として構成され、
   ここで、前記シール材の２５℃における、前記無機フィラーの配向方向の線膨張係数値をα_Ｓ、前記第一金属の２５℃における線膨張係数をα_１、前記第二金属の２５℃における線膨張係数をα_２、α_１とα_２のうち値の大きい方をα_Ｈ、値の小さい方をα_Ｌとしたときに、α_Ｌ≦α_Ｓ≦α_Ｈを満たす、請求項１または２に記載の蓋体。
4. 前記第一金属が銅であり、前記第二金属がアルミニウムである、請求項３に記載の蓋体。
5. 前記シール材の２５℃における線膨張係数が、１．６×１０^－５／Ｋ以上、２．３×１０^－５／Ｋ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の蓋体。
6. 前記シール材は、前記封口板および前記端子部材と、少なくとも一部がアンカー効果によって接合されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の蓋体。
7. 正極および負極を有する電極体と、
   開口部を有し、前記電極体を収容するケース本体と、
   前記開口部を塞ぐ、請求項１～６のいずれか一項に記載の蓋体と
   を備える密閉型電池。

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