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WO2023176387A1 - 電池の安全機構および電池 - Google Patents

電池の安全機構および電池 Download PDF

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Publication number
WO2023176387A1
WO2023176387A1 PCT/JP2023/006960 JP2023006960W WO2023176387A1 WO 2023176387 A1 WO2023176387 A1 WO 2023176387A1 JP 2023006960 W JP2023006960 W JP 2023006960W WO 2023176387 A1 WO2023176387 A1 WO 2023176387A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
pressure release
release member
safety mechanism
current interrupting
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/006960
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山田秀謙
上木戸俊文
木原拓也
丹治雄介
杉浦義久
岡田萌
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2024507666A priority Critical patent/JPWO2023176387A1/ja
Publication of WO2023176387A1 publication Critical patent/WO2023176387A1/ja

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure

Definitions

  • the present invention relates to a battery safety mechanism and a battery.
  • a variety of electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs) have become widespread, and there is a desire for these electronic devices to be smaller, lighter, and have a longer lifespan. Therefore, as a power source, batteries, especially secondary batteries that are small and lightweight and can obtain high energy density, are being developed. Further, a secondary battery is known that is equipped with a safety mechanism for releasing gas generated by decomposition of an electrolytic solution to the outside of the battery.
  • Patent Document 1 discloses a battery equipped with such a safety mechanism.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing the structure of the safety mechanism 200 and its surroundings in the battery disclosed in Patent Document 1.
  • a battery safety mechanism 200 disclosed in Patent Document 1 includes a battery lid 201 and a pressure release function that deforms when the internal pressure of the battery increases to release gas inside the battery to the outside.
  • a current interrupting member 203 that interrupts current when the internal pressure of the battery increases, and an insulating disc holder 204 interposed between the disc plate 202 and the current interrupting member 203.
  • the current cutoff member 203 has a cutoff disk 203a and a sub-disk 203b.
  • the disk plate 202 has a protrusion 202a that protrudes toward the current interrupting member 203 side.
  • the protruding portion 202a is connected to the sub-disk 203b via a hole 203c provided in the blocking disk 203a.
  • the disc holder 204 which is an insulating material, is made of molded resin.
  • the disk plate 202 when the battery internal pressure rises, the disk plate 202 is lifted toward the battery lid 201 side, and the protrusion 202a is detached from the sub-disk 203b connected to the positive electrode lead 210, thereby causing the disk plate 202 and The current flowing to the battery lid 201 is cut off. Further, the disk plate 202 is provided with a groove, and when the disk plate 202 breaks at the grooved position, gas generated inside the battery flows toward the battery lid 201. It is configured to be discharged from the hole to the outside.
  • the battery safety mechanism has a thin structure. For example, if the size of the battery is fixed, the internal volume of the battery can be increased by making the safety mechanism thinner. Therefore, the sizes of the positive electrode, the negative electrode, etc. can be increased, so that the battery capacity can be further increased. Although the battery described in Patent Document 1 has a thin safety mechanism, there is still room for improvement in making the battery thinner.
  • the present invention solves the above problems, and aims to provide a thinner battery safety mechanism and a battery equipped with such a safety mechanism.
  • the safety mechanism of the battery of the present invention is as follows: The lid and a pressure release member that is in contact with the lid and deforms when the internal pressure of the battery increases to release gas inside the battery to the outside; a current interrupting member disposed on the opposite side of the pressure release member from the lid and connected to the pressure release member for interrupting current flowing to the pressure release member when internal pressure of the battery increases; , an insulating adhesive layer that is interposed between the pressure release member and the current cutoff member and adheres the pressure release member and the current cutoff member; It is characterized by having the following.
  • the insulating material interposed between the pressure release member and the current interrupting member is an insulating adhesive layer, so compared to the case of using an insulating material made of molded resin etc. , the safety mechanism can be made thinner.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a battery equipped with a battery safety mechanism according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a battery safety mechanism in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a battery safety mechanism according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the pressure release member viewed from the current interrupting member side in the stacking direction.
  • FIG. 7 is a plan view of the pressure release member when the first groove and the second groove have arcuate shapes, as viewed from the current interrupting member side in the stacking direction.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a process in which the adhesion between the pressure release member and the adhesive layer of the battery safety mechanism in the second embodiment deteriorates.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a process in which the adhesion between the pressure release member and the adhesive layer of the battery safety mechanism in the first embodiment deteriorates.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the expected durability of the adhesive layer of the battery safety mechanism and the adhesive strength in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of roughening treatments performed on the pressure release member and the surface area ratio of the roughened surface of the pressure release member.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of an electrode body.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a battery safety mechanism in which the pressure release member has a convex portion and a flat plate portion, and the current interrupting member has a flat plate shape.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a safety mechanism and the surrounding structure of the battery disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a battery 100 including a battery safety mechanism 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view schematically showing the configuration of the battery safety mechanism 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the battery safety mechanism 10.
  • the battery 100 is a cylindrical lithium ion secondary battery.
  • the type of battery 100 is not limited to a lithium ion battery, and may be other types of batteries such as a manganese battery, a nickel hydride battery, a nickel cadmium battery, etc.
  • the battery 100 is not limited to a secondary battery, and may be a primary battery.
  • the shape of the battery 100 is not limited to a cylindrical shape, and may be other shapes such as a square shape or a button shape.
  • the battery safety mechanism 10 includes a lid 1, a pressure release member 2, a current cutoff member 3, and an adhesive layer 4.
  • the lid 1 is a member for sealing an opening of a battery can 20, which will be described later.
  • the lid 1 includes a flat plate portion 1a and a protruding portion 1b located at the center of the lid 1 surrounded by the flat plate portion 1a and protruding to the outside of the battery 100. Since the protruding portion 1b of the lid 1 has a shape that protrudes outward from the battery 100, the protruding portion 1b includes a bent portion 1b1 extending from the flat plate portion 1a toward the outer side of the battery 100. The portions of the protruding portion 1b of the lid 1 other than the bent portion 1b1 have a flat plate shape similarly to the flat plate portion 1a.
  • the thickness of the lid 1 is, for example, 1.5 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the lid 1 functions as a positive terminal of the battery 100, and the battery can 20 functions as a negative terminal. Lid 1 and battery can 20 are insulated from each other.
  • the lid 1 is provided with a discharge hole 1c for discharging gas generated inside the battery 100 to the outside of the battery 100.
  • the lid 1 is made of a conductive material such as steel such as SPCC, stainless steel (SUS) such as SUS430 and SUS304, nickel (Ni), aluminum (Al), and titanium (Ti).
  • the pressure release member 2 is in contact with the lid 1, and is a member that deforms when the internal pressure of the battery increases to release gas inside the battery to the outside. As shown in FIG. 3, the pressure release member 2 has a flat plate shape, and its thickness is, for example, 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the shape of the pressure release member 2 when viewed in the stacking direction (hereinafter simply referred to as the stacking direction) of the lid 1, the pressure release member 2, the adhesive layer 4, and the current interrupting member 3 is circular. However, the shape of the pressure release member 2 is not limited to a circular shape.
  • the pressure release member 2 is made of a conductive material such as aluminum such as A1050, A3203, and A5052, titanium, platinum (Pt), and gold (Au). Since the pressure release member 2 is made of at least one of aluminum, titanium, platinum, and gold, reaction and decomposition within the lithium ion secondary battery can be prevented.
  • a conductive material such as aluminum such as A1050, A3203, and A5052, titanium, platinum (Pt), and gold (Au). Since the pressure release member 2 is made of at least one of aluminum, titanium, platinum, and gold, reaction and decomposition within the lithium ion secondary battery can be prevented.
  • the pressure release member 2 has at least one groove so that it deforms when the internal pressure of the battery increases.
  • the pressure release member 2 in this embodiment has a first groove 21 and a second groove 22 located radially outside the first groove 21.
  • the first groove 21 and the second groove 22 are arranged at the connection position between the convex part 3b of the current interrupting member 3 and the pressure release member 2, which will be described later, and the lid in a direction perpendicular to the stacking direction. 1 and the position where the pressure release member 2 is in contact with each other.
  • the first groove 21 and the second groove 22 of the pressure release member 2 are each open to the current interrupting member 3 side. Since the first groove 21 and the second groove 22 are each opened on the current interrupting member 3 side, the amount of displacement is smaller when the battery internal pressure increases compared to a configuration in which the first groove 21 and the second groove 22 are opened on the lid 1 side. It is possible to break it.
  • first groove 21 and the second groove 22 of the pressure release member 2 may each be open toward the lid 1 side. Further, the pressure release member 2 may have only one groove, or may have a plurality of three or more grooves.
  • FIG. 4 is a plan view of the pressure release member 2 viewed from the current interrupting member 3 side in the stacking direction. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the shapes of the first groove 21 and the second groove 22 when viewed in the stacking direction are both circular. Further, the first groove 21 and the second groove 22 form concentric circles.
  • the shapes of the first groove 21 and the second groove 22 when viewed in the stacking direction are not limited to circular shapes.
  • the first groove 21 and the second groove 22 may have an arcuate shape when viewed in the stacking direction.
  • FIG. 5 shows an example in which three arc-shaped first grooves 21 and three second grooves 22 are provided, the number is not limited to three.
  • the depths of the first groove 21 and the second groove 22 are different. Specifically, the first groove 21 is deeper than the second groove 22. Since the first groove 21 is deeper than the second groove 22, when the internal pressure of the battery increases, the pressure release member 2 breaks at the position where the first groove 21 is provided.
  • the depth of the first groove 21 is, for example, 0.11 mm or more and 0.2 mm or less
  • the depth of the second groove 22 is, for example, 0.1 mm or more and 0.19 mm or less.
  • the second groove 22 of the pressure release member 2 is located near the inner contact end of the area where the lid 1 and the pressure release member 2 are in contact. "Near the contact end” refers to a range within 1.5 mm from the contact end toward the inside in the radial direction. As shown in FIG. 2, the pressure release member 2 is in contact with the flat plate portion 1a of the lid 1, but not with the bent portion 1b1.
  • the second groove 22 of the pressure release member 2 is preferably provided at a position overlapping the bent portion 1b1 of the protruding portion 1b of the lid 1 in the stacking direction.
  • the second groove 22 of the pressure release member 2 is located near the inner contact end of the area where the lid 1 and the pressure release member 2 are in contact with each other, as will be described later, when the internal pressure of the battery increases, , the pressure release member 2 is less likely to deform along the bent portion 1b1 of the lid 1 at the position where the second groove 22 is provided. Thereby, displacement of the lid 1 can be suppressed. Further, the influence on processing variations of the lid 1 can be suppressed.
  • the pressure relief member 2 becomes fragile at the location where the first groove 21 is provided.
  • the current interrupting member 3 is connected to a positive electrode lead 36 led out from the electrode body 30 of the battery 100, which will be described later.
  • the current interrupting member 3 is disposed on the opposite side of the pressure releasing member 2 from the lid 1, is connected to the pressure releasing member 2, and interrupts the current flowing to the pressure releasing member 2 when the internal pressure of the battery increases. It is a member for The current interrupting member 3 has a flat plate shape as a whole. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the current interrupting member 3 is located at the center of the current interrupting member 3 in a manner surrounded by a flat plate portion 3a having a flat plate shape and the flat plate portion 3a. , has a convex portion 3b that protrudes toward the pressure release member 2 side with respect to the flat plate portion 3a and is connected to the pressure release member 2.
  • the shape of the outer peripheral end of the current interrupting member 3 is circular when viewed in the stacking direction. Furthermore, when viewed in the stacking direction, the shape of the convex portion 3b of the current interrupting member 3 is circular.
  • the thickness of the flat plate portion 3a and the convex portion 3b of the current interrupting member 3 is, for example, 0.25 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the thickness of the convex portion 3b is approximately the same as the thickness of the adhesive layer 4 described later, and is, for example, 0.05 mm or more and 0.4 mm or less.
  • the current interrupting member 3 has the convex portion 3b, so it is not a completely flat plate, but since the convex portion 3b is thin, it can be considered to have a flat plate shape as a whole.
  • the convex portion 3b of the current interrupting member 3 is connected to the pressure release member 2. In this embodiment, the convex portion 3b of the current interrupting member 3 is joined to the pressure release member 2.
  • the flat plate portion 3a of the current interrupting member 3 may be provided with a plurality of holes 3c for passing gas generated inside the battery.
  • six holes 3c are provided around the convex portion 3b.
  • the number of holes 3c is not limited to six, nor is the shape limited to the shape shown in FIG. 3.
  • the hole 3c is provided at a position that does not overlap with the first groove 21 and the second groove 22 of the pressure release member 2 in the stacking direction, so that gas generated inside the battery 100 flows from the hole 3c to the pressure release member. It is configured to flow to two sides.
  • the hole 3c may be provided at a position overlapping the first groove 21 and/or the second groove 22 of the pressure release member 2 in the stacking direction.
  • the current interrupting member 3 is made of a conductive material such as aluminum such as A1050, A3203, and A5052, titanium, platinum, and gold. Since the current interrupting member 3 is made of at least one of aluminum, titanium, platinum, and gold, it is possible to prevent reaction and decomposition within the lithium ion secondary battery.
  • the current interrupting member 3 is provided with a pressure release member between a position where the current interrupting member 3 and the pressure releasing member 2 are connected and a position where the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 are in contact in a direction perpendicular to the lamination direction. It has a groove 3d that is open to the member 2 side.
  • the depth of the groove 3d is, for example, 0.2 mm or more and 0.46 mm or less.
  • a groove 3d is provided near the protrusion 3b of the current interrupting member 3 so as to surround the protrusion 3b.
  • the shape of the groove 3d when viewed in the stacking direction is circular. However, the shape of the groove 3d is not limited to a circular shape, and may have other shapes such as an arcuate shape.
  • FIG. 6(a) is a diagram for schematically explaining the current interrupting function of the current interrupting member 3
  • FIG. 6(b) is a diagram for schematically explaining the pressure releasing function of the pressure releasing member 2. It is a diagram.
  • a convex portion is formed at the position where the groove 3d of the current interrupting member 3 is formed, as shown in FIG. 6(a).
  • the portion including 3b is separated from the flat plate portion 3a.
  • the portion including the convex portion 3b separated from the flat plate portion 3a is also separated from the positive electrode lead 36 (see FIG.
  • the pressure release member 2 is cut at the position where the first groove 21 is provided. That is, the pressure release member 2 is deformed so that the vicinity of the position where the second groove 22 is provided follows the bent portion 1b1 of the lid 1, and the first groove 21, which is deeper than the second groove 22, deforms. It will be cut at the provided position. As a result, gas generated inside the battery 100 flows toward the lid 1 and is discharged to the outside through a hole (not shown) provided in the lid 1.
  • the adhesive layer 4 has insulating properties, is interposed between the pressure release member 2 and the current interruption member 3, and adheres the pressure release member 2 and the current interruption member 3. More specifically, the adhesive layer 4 is disposed between the pressure release member 2 and the current cutoff member 3 and radially outward of the second groove 22 of the pressure release member 2 . Since the insulating adhesive layer 4 is interposed between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3, when the current interrupting member 3 performs its current interrupting function (see FIG. 6(a)), the positive electrode lead It is possible to insulate between the pressure release member 2 connected to the current cutoff member 3 and the current cutoff member 3.
  • the adhesive layer 4 is made of any one of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a UV curable resin, and an anaerobic adhesive.
  • an epoxy resin adhesive containing epoxy resin as the main component an acrylic resin adhesive containing acrylic resin as the main component, a fluororesin adhesive containing fluororesin as the main component, silicone It is possible to use a silicone resin adhesive containing resin as the main component, a synthetic resin adhesive containing synthetic resin as the main component, a urethane resin adhesive containing urethane resin as the main component, and the like.
  • the glass transition temperature Tg is preferably 100°C or higher, more preferably 170°C or higher.
  • Epoxy resins are examples of thermosetting resins having a glass transition temperature Tg of 100° C. or higher.
  • the viscosity of the epoxy resin, which is a thermosetting resin is, for example, 80 Pa ⁇ s or more and 130 Pa ⁇ s or less.
  • the melting point Tm is preferably 200°C or higher, more preferably 270°C or higher.
  • the adhesive layer 4 is made of a thermosetting resin with a glass transition temperature Tg of 100°C or more, or a thermoplastic resin with a melting point Tm of 200°C or more, the temperature of the battery is at a high temperature of several hundred degrees Celsius. Even in this case, the insulating adhesive layer 4 continues to be interposed between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3. Therefore, when the current interrupting member 3 performs its current interrupting function (see FIG. 6(a)), the insulation state between the pressure release member 2 connected to the positive electrode lead 36 and the current interrupting member 3 is maintained. This can prevent the occurrence of short circuits.
  • the adhesive layer 4 has an annular shape as shown in FIG. 3 when viewed in the lamination direction.
  • the adhesive layer 4 can be formed using a dispenser, for example.
  • the thickness of the adhesive layer 4 is, for example, 0.05 mm or more and 0.4 mm or less.
  • the area of the adhesive layer 4 is, for example, 0.6 mm 2 or more and 100 mm 2 or less.
  • the shape of the adhesive layer 4 when viewed in the lamination direction is not limited to an annular shape.
  • 7(a) to (c) are diagrams showing examples of other shapes of the adhesive layer 4.
  • FIG. The adhesive layer 4 shown in FIG. 7(a) has the shape of a divided ring.
  • the adhesive layer 4 shown in FIG. 7(a) has a shape in which a ring is divided into three parts, but it may be in a shape in which it is divided into two parts, or in a shape in which it is divided into four or more parts.
  • the adhesive layer 4 shown in FIGS. 7(b) and 7(c) is composed of a plurality of dots of a predetermined size. In FIG. 7B, the number of dots is 10, and in FIG.
  • the number of dots is three, but the number of dots can be any number. Moreover, the size of one dot can also be set to any size.
  • the adhesive layer 4 shown in FIGS. 7(a) to 7(c) can be formed by a method using a dispenser or by printing.
  • the adhesive layer 4 is arranged discontinuously at a plurality of locations, so that the pressure applied from the current interrupting member 3 side to the pressure release member 2 side is reduced. Since a portion of the pressure can be released from between the adjacent adhesive layers 4, the pressure applied to the pressure release member 2 can be adjusted. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the adhesive layer 4 has an annular shape, the adhesive force between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3 can be made stronger.
  • the insulating material interposed between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3 is the insulating adhesive layer 4 made of adhesive.
  • the distance between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3 can be shortened, and the safety mechanism 10 can be made thinner, compared to the case where an insulating material made of the like is used.
  • a disk plate that is a pressure release member, an insulating disk holder, and a cutoff disk that makes up a current cutoff member are fixed by caulking. Therefore, in order to obtain the rigidity required for caulking, the thickness of each member increases.
  • the pressure release member 2 and the current interrupting member 3 are bonded together by the adhesive layer 4, so the rigidity required for caulking is not required, and the battery safety mechanism 10 can be made thinner.
  • the disk plate that is the pressure release member, the insulating disk holder, and the cutoff disk that makes up the current cutoff member are fixed by caulking.
  • the fixing strength is not so strong. Therefore, in order to obtain the rigidity necessary for assembly and transportation, it is necessary to increase the thickness of each member.
  • the pressure release member 2 and the current interrupting member 3 are bonded together by the adhesive layer 4, so that the fixing strength is strong. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of each member in order to obtain the rigidity necessary for assembly and transportation, and thereby the battery safety mechanism 10 can be made thinner.
  • the battery safety mechanism 10 in this embodiment has a pressure release member 2 and a current interrupting member 3 bonded to each other by an adhesive layer 4, so that the battery safety mechanism 10 has high resistance to shocks from outside the battery and when the internal pressure of the battery increases. Therefore, the safety of the battery 100 is improved.
  • the battery safety mechanism 10 according to the second embodiment differs from the battery safety mechanism 10 according to the first embodiment in the structures of the pressure release member 2 and the current interrupting member 3.
  • the surface of the pressure release member 2 that faces the current interrupting member 3 is a roughened surface that has been subjected to a roughening treatment. Further, the surface of the current interrupting member 3 that faces the pressure release member 2 is a roughened surface that has been subjected to a roughening treatment. Fine irregularities exist on the roughened surface of the pressure release member 2 and the roughened surface of the current interrupting member 3.
  • the roughening treatment can be performed, for example, by irradiating the surface to be roughened with laser light.
  • the roughening treatment may be applied not to the entire surface of the pressure release member 2 facing the current interrupting member 3, but only to the region directly in contact with the adhesive layer 4.
  • the roughening treatment may be applied not to the entire surface of the current interrupting member 3 facing the pressure release member 2, but only to the region directly in contact with the adhesive layer 4.
  • the surface of the pressure release member 2 facing the current interrupting member 3 is a roughened surface, hydrogen bonding between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 occurs not only due to the adhesive but also on the roughened surface. Since the fine irregularities create an anchor effect, the adhesive force between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 can be further improved.
  • the surface of the current interrupting member 3 facing the pressure release member 2 is a roughened surface, not only hydrogen bonding due to the adhesive but also hydrogen bonding between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 occurs on the roughened surface. Since an anchor effect is produced due to the fine irregularities present in the substrate, the adhesive force between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 can be further improved.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a process in which the adhesion between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 of the battery safety mechanism 10 in the second embodiment deteriorates. Although explanation using figures is omitted, the process of deterioration of the adhesion between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 is also similar.
  • FIG. 8(a) is an enlarged cross-sectional view of the boundary between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 before the electrolytic solution is permeated in the manufacturing process of the battery 100.
  • the pressure release member 2 has hydrogen bonds formed by the adhesive forming the adhesive layer 4, as well as hydrogen bonding between the fine irregularities existing on the surface of the pressure release member 2. It is fixed to the adhesive layer 4 by the anchor effect caused by the penetration of the constituent adhesive.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a process in which the adhesion between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 of the battery safety mechanism 10 in the first embodiment deteriorates.
  • the surface of the pressure release member 2 facing the current interrupting member 3 and the surface of the current interrupting member 3 facing the pressure release member 2 are subjected to a roughening treatment. It has not been. Although explanation using figures is omitted, the process of deterioration of the adhesion between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 is also similar.
  • FIG. 9(a) is an enlarged cross-sectional view of the boundary between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 before the electrolyte is permeated in the manufacturing process of the battery 100.
  • the pressure release member 2 is fixed to the adhesive layer 4 by hydrogen bonding with the adhesive forming the adhesive layer 4 .
  • the acceleration coefficient was determined using the temperature and the state of immersion in the electrolytic solution as acceleration conditions, and an acceleration test was performed to determine the expected lifespan of the adhesive layer of the battery safety mechanism 10.
  • the pressure release member 2 and current interrupting member 3 of the battery safety mechanism 10 are immersed in a non-aqueous electrolyte in environments of 25° C. and 85° C., and the adhesive strength is measured after a plurality of predetermined immersion periods have elapsed. did.
  • the adhesive strength pressure was applied using a push bull gauge (MX2-500N, manufactured by Imada Co., Ltd.), and the average value until the pressure release member 2 and the current interrupting member 3 were completely separated was taken as the adhesive strength.
  • the slope of the deterioration of the adhesive strength with respect to the immersion period is calculated based on the adhesive strength during multiple immersion periods obtained in the environments of 25°C and 85°C, and the first predicted deterioration acceleration is calculated from the calculated slope. ⁇ 1 was obtained.
  • the adhesive strength was measured after a predetermined immersion period in each case with the second state in which it was sealed inside.
  • the method for measuring adhesive strength is the same as that described above. Based on the adhesive strength in the plurality of immersion periods obtained in the first state and the second state, the slope of the deterioration of the adhesive strength with respect to the immersion period is calculated, and the second predicted deterioration acceleration ⁇ 2 is obtained from the calculated slope. Ta.
  • the acceleration coefficient was ⁇ 1 ⁇ 2, which was obtained by multiplying the first predicted deterioration acceleration ⁇ 1 and the second predicted deterioration acceleration ⁇ 2. Then, in the second state where the adhesive was sealed in a container in an environment of 85° C. and a non-aqueous electrolyte atmosphere, the expected durability was determined as the value obtained by multiplying the number of days in which the adhesive strength was 0N by the acceleration coefficient.
  • FIG. 10 shows the relationship between the expected durability and adhesive strength of the adhesive layer of the battery safety mechanism 10 in the second embodiment.
  • the adhesive strength is the adhesive strength between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3.
  • FIG. 10(a) also includes data showing the relationship between the expected durability of the adhesive layer of the battery safety mechanism 10 in the first embodiment and the adhesive strength.
  • the data “with roughening treatment” is the data of the battery safety mechanism 10 in the second embodiment
  • the data “without roughening treatment” is the data of the battery safety mechanism 10 in the first embodiment. This is data of the safety mechanism 10.
  • the battery safety mechanism 10 in the second embodiment is different from the battery safety mechanism 10 in the first embodiment.
  • the adhesive strength is higher than that of the battery safety mechanism 10.
  • the battery safety mechanism 10 according to the second embodiment has a slower rate of decrease in adhesive strength due to aging than the battery safety mechanism 10 according to the first embodiment. This is because, as described above, in the battery safety mechanism 10 of the second embodiment, hydrogen bonding occurs between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 and between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4. This is because, in contrast to the anchor effect, the battery safety mechanism 10 of the first embodiment is fixed only by hydrogen bonds.
  • the broken line D1 shown in FIG. 10(b) indicates the distance between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 and between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 in the battery safety mechanism 10 in the second embodiment. It is fixed by hydrogen bonds and the anchor effect, and is a hypothetical line showing the relationship between the expected durability and adhesive strength when the hydrogen bonds break.
  • a broken line D2 shown in FIG. 10(b) indicates a line between the pressure release member 2 and the adhesive layer 4 and between the current interrupting member 3 and the adhesive layer 4 in the battery safety mechanism 10 in the second embodiment. This is a hypothetical line showing the relationship between the expected durability and adhesive strength when the hydrogen bond is broken and the bond is fixed only by the anchor effect.
  • a broken line D2 indicates a state in which the adhesive strength of the adhesive layer 4 decreases as the adhesive of the adhesive layer 4 continues to soften. The rate of decrease in adhesive strength indicated by broken line D2 is slower than the rate of decrease in adhesive strength indicated by broken line D1.
  • the roughening treatment performed on the pressure release member 2 may be performed multiple times. By performing the roughening treatment multiple times, the surface area ratio of the pressure release member 2 can be further increased. Similarly, the roughening treatment performed on the current interrupting member 3 may be performed multiple times.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the number of roughening treatments performed on the pressure release member 2 and the surface area ratio of the roughened surface of the pressure release member 2.
  • the surface area ratio was determined for a plurality of samples when the number of roughening treatments was set to 0 times, 1 time, and 3 times.
  • the data in black circles indicate the surface area ratio for each of a plurality of samples
  • the data in white circles indicate the average value of the surface area ratios when the number of roughening treatments is the same.
  • the surface area ratio of the roughened surface of the pressure release member 2 is calculated by the following formula, where S1 is the surface area of the roughened surface of the pressure release member 2, and S2 is the surface area when the pressure release member 2 is assumed to be flat. expressed.
  • Surface area ratio of the roughened surface of the pressure release member 2 (S1/S2-1) x 100
  • FIG. 12(a) is a diagram showing the surface state when the pressure release member 2 is not subjected to the roughening treatment
  • FIG. 12(b) is a diagram showing the surface state when the pressure release member 2 is subjected to the roughening treatment once
  • FIG. 12(c) is a diagram showing the surface state when the pressure release member 2 is roughened twice.
  • Figures 12(a) to (c) are images observed using a microscope (VHX-8000, manufactured by Keyence Corporation, magnification: 500x), with the upper figure showing the surface condition and the lower figure showing the cross-sectional condition. It shows.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the expected durability and adhesive strength when the number of roughening treatments is changed.
  • the adhesive strength is the adhesive strength between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3.
  • the number of roughening treatments was 0, 1, and 3 times. As shown in FIG. 13, when the number of roughening treatments is one and three times, the expected durability is longer than when no roughening treatment is performed. However, when the number of times of roughening treatment is set to three, the expected lifespan is shorter than when the number of times of roughening is set to one. In other words, it can be seen that simply increasing the number of roughening treatments to increase the surface area ratio does not necessarily lengthen the expected lifespan.
  • the number of times the roughening treatment is performed on the roughened surface of the pressure release member 2 is more than 0 times and less than 3 times, and the number of times that the roughening treatment is performed on the roughened surface of the current interrupting member 3 is preferably more than 0 times and less than 3 times. , preferably more than 0 times and less than 3 times.
  • the average value of the surface area ratio of the roughened surface of the pressure release member 2 when the number of roughening treatments is 0 is 5.65%
  • the number of roughening treatments is 1.
  • the average value of the surface area ratio of the roughened surface is 15.66%, and the average value of the surface area ratio of the roughened surface when the number of roughening treatments is 3 is 26.10%. be. Therefore, the surface area ratio of the roughened surface of the pressure release member 2 is preferably 6% or more and 26% or less. Similarly, the surface area ratio of the roughened surface of the current interrupting member 3 is preferably 6% or more and 26% or less.
  • the lid 1 and the pressure release member 2 are joined. Specifically, the flat plate portion 1a of the lid 1 and the pressure release member 2 are joined.
  • the joining method is arbitrary, and for example, welding such as ultrasonic welding can be used.
  • adhesive is applied to at least one of the surface of the pressure release member 2 opposite to the lid 1 and the surface of the current interrupting member 3 on the convex portion 3b side, and the applied adhesive is placed in between.
  • the pressure release member 2 and the current cutoff member 3 are bonded together in a sandwiching manner.
  • the adhesive epoxy resin adhesive, acrylic resin adhesive, fluororesin adhesive, silicone resin adhesive, synthetic resin adhesive, urethane resin adhesive, etc. can be used. It is.
  • the thickness of the adhesive to be applied is, for example, 0.1 mm or more and 0.4 mm or less, and the area to be applied is, for example, 0.6 mm 2 or more and 100 mm 2 or less.
  • an adhesive layer 4 is formed between the pressure release member 2 and the current interrupting member 3.
  • connection method is arbitrary, and for example, welding such as laser welding can be used.
  • the pressure release member 2 and the current cutoff member 3 are bonded together with an adhesive, then the convex portion 3b of the current cutoff member 3 and the pressure release member 2 are connected, and finally, the lid 1 and the pressure release member 2 are connected.
  • the release member 2 may also be joined.
  • the battery 100 includes a safety mechanism 10, a battery can 20, and an electrode body 30.
  • the battery can 20 has a hollow cylindrical shape with one end open, and accommodates the electrode body 30.
  • the battery can 20 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel.
  • the surface of the battery can 20 may be plated with, for example, nickel in order to prevent electrochemical corrosion caused by the non-aqueous electrolyte that accompanies charging and discharging of the non-aqueous electrolyte battery.
  • a safety mechanism 10 is attached to the open end of the battery can 20 so that the lid 1 faces outward.
  • the safety mechanism 10 is attached to the battery can 20 by caulking via a gasket 11 for insulating sealing. Thereby, the inside of the battery can 20 is sealed.
  • an electrode body 30 including a positive electrode 31, a negative electrode 32, and a separator 33 provided between the positive electrode 31 and the negative electrode 32 is housed.
  • the electrode body 30 is a wound electrode body in which a pair of strip-shaped positive electrode 31 and a strip-shaped negative electrode 32 are laminated with a separator 33 in between and are wound around a center pin 38.
  • the electrode body 30 is not limited to a wound electrode body.
  • the configuration of the electrode body 30 can be any configuration.
  • a positive electrode lead 36 is connected to the positive electrode 31, and a negative electrode lead 37 is connected to the negative electrode 32.
  • the positive electrode lead 36 is connected to the current interrupting member 3 of the battery safety mechanism 10 and electrically connected to the lid 1 via the pressure release member 2.
  • the negative electrode lead 37 is welded to the battery can 20 and is electrically connected to the battery can 20 .
  • An electrolytic solution as a liquid electrolyte is injected into the inside of the battery can 20.
  • the positive electrode 31, the negative electrode 32, and the separator 33 are impregnated with the electrolytic solution.
  • a pair of insulating plates 34 and 35 are arranged perpendicularly to the winding circumferential surface so as to sandwich the electrode body 30 therebetween.
  • the positive electrode 31, negative electrode 32, separator 33, and electrolyte that constitute the electrode body 30 will be sequentially described.
  • the positive electrode 31 has, for example, a structure in which positive electrode active material layers 31B are provided on both sides of a positive electrode current collector 31A. However, the positive electrode active material layer 31B may be provided only on one side of the positive electrode current collector 31A.
  • the positive electrode current collector 31A is made of, for example, metal foil such as aluminum foil, nickel foil, or stainless steel foil.
  • the positive electrode active material layer 31B includes, for example, a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, which is an electrode reactant.
  • the positive electrode active material layer 31B may further contain an additive as necessary. As the additive, for example, at least one of a conductive agent and a binder can be used.
  • Suitable positive electrode materials capable of intercalating and deintercalating lithium include, for example, lithium-containing compounds such as lithium oxide, lithium phosphorous oxide, lithium sulfide, and intercalation compounds containing lithium, and two or more of these compounds are suitable. may be used in combination. In order to increase the energy density, it is preferable to use a lithium-containing compound containing lithium, a transition metal element, and oxygen (O). Examples of such lithium-containing compounds include lithium composite oxides having a layered rock salt type structure shown in formula (A), lithium composite phosphates having an olivine type structure shown in formula (B), etc. .
  • the lithium-containing compound contains at least one of the group consisting of cobalt (Co), nickel, manganese (Mn), and iron as a transition metal element.
  • Such lithium-containing compounds include, for example, lithium composite oxides having a layered rock salt structure shown in formula (C), formula (D), or formula (E), and lithium composite oxides having a spinel structure shown in formula (F). or a lithium composite phosphate having an olivine type structure shown in formula (G).
  • LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 Li a CoO 2 (a ⁇ 1), Li b NiO 2 (b ⁇ 1), Li c1 Ni c2 Co 1-c2 O 2 (c1 ⁇ 1, 0 ⁇ c2 ⁇ 1), Li d Mn 2 O 4 (d ⁇ 1) or Li e FePO 4 (e ⁇ 1), etc.
  • M1 represents at least one element selected from Groups 2 to 15, excluding nickel and manganese.
  • X represents at least one element selected from Group 16 elements and Group 17 elements other than oxygen. Indicates the species. p, q, y, z are 0 ⁇ p ⁇ 1.5, 0 ⁇ q ⁇ 1.0, 0 ⁇ r ⁇ 1.0, -0.10 ⁇ y ⁇ 0.20, 0 ⁇ The value is within the range of z ⁇ 0.2.
  • M2 represents at least one element selected from Groups 2 to 15.
  • a and b are 0 ⁇ a ⁇ 2.0, 0.5 ⁇ b ⁇ 2.0 )
  • M3 is cobalt, magnesium (Mg), aluminum, boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron, copper (Cu), zinc ( Represents at least one member of the group consisting of Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W).
  • g, h, j and k are 0.8 ⁇ f ⁇ 1.2, 0 ⁇ g ⁇ 0.5, 0 ⁇ h ⁇ 0.5, g+h ⁇ 1, -0.1 ⁇ j ⁇ 0.2, 0 ⁇ k ⁇ The value is within the range of 0.1.
  • the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of f represents the value in a fully discharged state.
  • M4 is at least one of the group consisting of cobalt, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten.
  • m, n, p and q are 0.8 ⁇ m ⁇ 1.2, 0.005 ⁇ n ⁇ 0.5, -0.1 ⁇ p ⁇ 0.2, 0 ⁇ q ⁇ 0 The value is within the range of .1.
  • the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of m represents the value in a fully discharged state.
  • M5 is at least one of the group consisting of nickel, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. represents one type.
  • r, s, t and u are 0.8 ⁇ r ⁇ 1.2, 0 ⁇ s ⁇ 0.5, -0.1 ⁇ t ⁇ 0.2, 0 ⁇ u ⁇ 0.1 (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of r represents the value in a fully discharged state.)
  • M6 is at least one of the group consisting of cobalt, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. 1 type.
  • v, w, x and y are 0.9 ⁇ v ⁇ 1.1, 0 ⁇ w ⁇ 0.6, 3.7 ⁇ x ⁇ 4.1, 0 ⁇ y ⁇ 0.1. The value is within the range.
  • the composition of lithium varies depending on the state of charging and discharging, and the value of v represents the value in a fully discharged state.
  • M7 consists of cobalt, manganese, iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium (Nb), copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten, and zirconium. Represents at least one type of the group.
  • z is a value within the range of 0.9 ⁇ z ⁇ 1.1. The composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of z is (Represents the value in the state.)
  • positive electrode materials capable of intercalating and deintercalating lithium include inorganic compounds that do not contain lithium, such as MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MOS.
  • the positive electrode material capable of intercalating and deintercalating lithium may be other than those mentioned above. Furthermore, two or more of the positive electrode materials exemplified above may be mixed in any combination.
  • binder examples include resin materials such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylonitrile (PAN), styrene butadiene rubber (SBR), and carboxymethyl cellulose (CMC), and these resin materials. It is possible to use at least one selected from copolymers mainly composed of.
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PAN polyacrylonitrile
  • SBR styrene butadiene rubber
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • the conductive agent examples include carbon materials such as graphite, carbon black, and Ketjenblack, and it is possible to use one type or a mixture of two or more of them. In addition to carbon materials, it is also possible to use conductive materials such as metal materials or conductive polymer materials as the conductive agent.
  • the negative electrode 32 has, for example, a structure in which negative electrode active material layers 32B are provided on both sides of a negative electrode current collector 32A. However, the negative electrode active material layer 32B may be provided only on one side of the negative electrode current collector 32A.
  • the negative electrode current collector 32A is made of, for example, metal foil such as copper foil, nickel foil, or stainless steel foil.
  • the negative electrode active material layer 32B contains one or more types of negative electrode active materials capable of intercalating and deintercalating lithium.
  • the negative electrode active material layer 32B may further contain additives such as a binder and a conductive agent, if necessary.
  • the electrochemical equivalent of the negative electrode 32 or the negative electrode active material is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 31, and theoretically, lithium metal is transferred to the negative electrode 32 during charging. It is preferable that precipitation does not occur.
  • negative electrode active materials include carbon materials such as non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired organic polymer compounds, carbon fibers, and activated carbon.
  • coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke.
  • a fired organic polymer compound is a product made by firing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature to carbonize it. Some are classified. These carbon materials are preferable because there is very little change in crystal structure that occurs during charging and discharging, and high charging and discharging capacity can be obtained, as well as good cycle characteristics.
  • Graphite is particularly preferable because it has a large electrochemical equivalent and can provide high energy density.
  • Non-graphitizable carbon is preferred because it provides excellent cycle characteristics.
  • a material having a low charge/discharge potential specifically, a material having a charge/discharge potential close to that of lithium metal is preferable since it is possible to easily realize a high energy density of the battery 100.
  • negative electrode active materials capable of increasing capacity include materials containing at least one of metal elements and metalloid elements as a constituent element (for example, alloy, compound, or mixture). This is because high energy density can be obtained by using such a material. In particular, it is more preferable to use it together with a carbon material, since it is possible to obtain high energy density and excellent cycle characteristics.
  • alloys containing two or more metal elements alloys also include alloys containing one or more metal elements and one or more metalloid elements.
  • the material of the negative electrode active material may contain a nonmetallic element.
  • the structure includes a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or a structure in which two or more of these coexist.
  • Examples of the above-mentioned negative electrode active material include metal elements or metalloid elements that can form an alloy with lithium. Specifically, magnesium, boron, aluminum, titanium, gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin, lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), Examples include silver (Ag), zinc, hafnium (Hf), zirconium, yttrium (Y), palladium (Pd), and platinum. These may be crystalline or amorphous.
  • the negative electrode active material preferably contains a metal element or a metalloid element of group 4B in the short period periodic table, and more preferably contains at least one of silicon and tin as a constituent element. This is because silicon and tin have a large ability to absorb and release lithium, and can obtain high energy density.
  • Such negative electrode active materials include, for example, simple silicon, alloys, or compounds; simple tin, alloys, or compounds; and materials having at least a portion of one or more phases thereof.
  • the second constituent element other than silicon constituting the silicon alloy includes, for example, tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony (Sb), and chromium. Examples include those containing at least one member of the group.
  • the second constituent element other than tin constituting the tin alloy is, for example, selected from the group consisting of silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony, and chromium. Examples include those containing at least one of the following.
  • tin compounds or silicon compounds include those containing oxygen or carbon.
  • the second constituent element mentioned above may be included.
  • the Sn-based negative electrode active material contains cobalt, tin, and carbon as constituent elements, and has a carbon content of 9.9% by mass or more and 29.7% by mass or less, and a combination of tin and cobalt.
  • a SnCoC-containing material in which the proportion of cobalt relative to the total amount is 30% by mass or more and 70% by mass or less is preferred. This is because it is possible to obtain high energy density and excellent cycle characteristics within the above composition range.
  • the SnCoC-containing material described above may further contain other constituent elements as necessary.
  • Other constituent elements are preferably silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium, germanium, titanium, molybdenum, aluminum, phosphorus (P), gallium or bismuth, and even if two or more of the above elements are included. good. This is because by including the above elements in other constituent elements, the capacity or cycle characteristics can be further improved.
  • the SnCoC-containing material described above has a phase containing tin, cobalt, and carbon, and this phase preferably has a low crystallinity or an amorphous structure.
  • this SnCoC-containing material it is preferable that at least a part of the constituent carbon is bonded to a metallic element or a metalloid element that is another constituent element.
  • the decrease in cycle characteristics is thought to be due to aggregation or crystallization of tin, etc., but this is because carbon can suppress such aggregation or crystallization by combining with other elements. be.
  • Examples of measurement methods for examining the bonding state of elements include X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the peak of the 1s orbital (C1s) of carbon appears at 284.5 eV in an apparatus whose energy is calibrated so that the peak of the 4f orbital (Au4f) of a gold atom is obtained at 84.0 eV.
  • a peak appears at 284.8 eV.
  • the charge density of the carbon element becomes high, for example when carbon is combined with a metal element or a metalloid element, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV.
  • the peak of the C1s composite wave obtained for the SnCoC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV, at least a part of the carbon contained in the SnCoC-containing material is a metallic element or semi-containing element. Combined with metallic elements.
  • the C1s peak is used to correct the energy axis of the spectrum. Since surface contamination carbon usually exists on the surface, the C1s peak of surface contamination carbon is set to 284.8 eV, and this is used as the energy standard.
  • the waveform of the C1s peak is obtained as a shape that includes the peak of surface contamination carbon and the peak of carbon in the SnCoC-containing material. The carbon peak and the carbon peak in the SnCoC-containing material are separated. In waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy standard (284.8 eV).
  • negative electrode active materials include, for example, metal oxides or polymer compounds that are capable of intercalating and deintercalating lithium.
  • metal oxide include lithium titanium oxide containing titanium and lithium such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), iron oxide, ruthenium oxide, and molybdenum oxide.
  • the polymer compound include polyacetylene, polyaniline, and polypyrrole.
  • the binder for example, at least one selected from resin materials such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, styrene butadiene rubber, and carboxymethyl cellulose, or copolymers mainly composed of the above resin materials. is used.
  • the conductive agent the same carbon material as the positive electrode active material layer 31B can be used.
  • the separator 33 isolates the positive electrode 31 and the negative electrode 32, and allows lithium ions to pass therethrough while preventing current short-circuiting due to contact between the two electrodes.
  • the separator 33 is made of, for example, a porous membrane made of resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene.
  • the separator 33 may have a structure in which two or more of the above-mentioned porous membranes are laminated. Among these, a porous membrane made of polyolefin is preferable because it has an excellent short-circuit prevention effect and can improve the safety of the battery 100 through a shutdown effect.
  • polyethylene is preferable as a material constituting the separator 33 because it can obtain a shutdown effect within a temperature range of 100° C. or higher and 160° C. or lower, and also has excellent electrochemical stability.
  • a material obtained by copolymerizing or blending a chemically stable resin with polyethylene or polypropylene can be used as a material for the separator 33.
  • the porous membrane may have a three or more layer structure in which a polypropylene layer, a polyethylene layer, and a polypropylene layer are sequentially laminated.
  • the separator 33 may have a resin layer provided on one or both sides of a porous membrane that is a base material.
  • the resin layer is a porous matrix resin layer on which an inorganic substance is supported. With such a structure, oxidation resistance can be obtained and deterioration of the separator 33 can be suppressed.
  • the matrix resin for example, polyvinylidene fluoride, hexafluoropropylene (HFP), polytetrafluoroethylene, etc., and copolymers thereof can be used.
  • examples of inorganic substances include metals, semiconductors, and oxides or nitrides thereof.
  • examples of metals include aluminum, titanium, etc.
  • examples of semiconductors include silicon, boron, etc.
  • the inorganic substance has substantially no conductivity and has a large heat capacity. This is because a large heat capacity is useful as a heat sink when current is generated, and it becomes possible to further suppress thermal runaway of the battery 100.
  • Such inorganic substances include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (alumina monohydrate), talc, boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), titanium dioxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO x ) and other oxides or nitrides.
  • the particle size of the inorganic substance is preferably within the range of 1 nm to 10 ⁇ m. If the particle size of the inorganic material is smaller than 1 nm, it will be difficult to obtain, and even if it can be obtained, it will not be worth the cost. When the particle size of the inorganic material is larger than 10 ⁇ m, the distance between the electrodes becomes large, and a sufficient amount of active material cannot be filled in a limited space, resulting in a low battery capacity.
  • the resin layer of the separator 33 is formed by, for example, applying a slurry consisting of a matrix resin, a solvent, and an inorganic substance onto a base material (porous membrane), and passing the slurry through a bath of a poor solvent for the matrix resin and a parent solvent for the above solvent to separate the phases. It can be formed by drying and then drying.
  • the puncture strength of the separator 33 is preferably within the range of 100 gf or more and 1000 gf or less.
  • the puncture strength of the separator 33 is more preferably 100 gf or more and 480 gf or less. This is because if the puncture strength is low, a short circuit may occur, and if it is high, the ionic conductivity will decrease.
  • the air permeability of the separator 33 is preferably within the range of 30 sec/100 cc or more and 1000 sec/100 cc or less.
  • the air permeability of the separator 33 is more preferably 30 sec/100 cc or more and 680 sec/100 cc or less. This is because if the air permeability of the separator 33 is low, a short circuit may occur, and if it is high, the ionic conductivity will decrease.
  • the above-mentioned inorganic substance may be contained in a porous membrane as a base material.
  • the separator 33 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte.
  • the electrolytic solution includes a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.
  • the electrolyte may contain known additives.
  • a cyclic carbonate such as ethylene carbonate or propylene carbonate can be used, and it is preferable to use one of ethylene carbonate and propylene carbonate, especially a mixture of both. This is because in that case, cycle characteristics can be improved.
  • a solvent in addition to the above-mentioned cyclic carbonate ester, it is preferable to use a mixture of a chain carbonate ester such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, or methylpropyl carbonate. This is because in that case, high ionic conductivity can be obtained.
  • a chain carbonate ester such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, or methylpropyl carbonate.
  • 2,4-difluoroanisole or vinylene carbonate is also preferable to include 2,4-difluoroanisole or vinylene carbonate as a solvent. This is because 2,4-difluoroanisole can improve discharge capacity, and vinylene carbonate can improve cycle characteristics. Therefore, it is more preferable to use a mixture of 2,4-difluoroanisole and vinylene carbonate because the discharge capacity and cycle characteristics can be improved.
  • solvents include butylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, Methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropylonitrile, N,N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N,N-dimethylimidazolidinone, nitromethane , nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide or trimethyl phosphate.
  • Examples of electrolyte salts include lithium salts.
  • One type of lithium salt may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB(C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , LiC(SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, lithium difluoro[oxolato-O,O']borate, lithium bisoxalate borate, or LiBr.
  • LiPF 6 is preferable because it can obtain high ionic conductivity and improve cycle characteristics.
  • a positive electrode material that can be doped and dedoped with lithium, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a mixed solvent to form a positive electrode mixture slurry.
  • the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 31A, dried, and then compression molded to produce the positive electrode 31.
  • the positive electrode lead 36 is connected to the positive electrode current collector 31A by ultrasonic welding, spot welding, or the like.
  • a negative electrode material that can be doped and dedoped with lithium and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a mixed solvent to obtain a negative electrode mixture slurry.
  • the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 32A, dried, and then compression molded to produce the negative electrode 32.
  • the negative electrode lead 37 is connected to the negative electrode current collector 32A by ultrasonic welding, spot welding, or the like.
  • the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are laminated with the separator 33 in between and are wound many times to produce the electrode body 30. Thereafter, the electrode body 30 is sandwiched between a pair of insulating plates 34 and 35 and housed inside the battery can 20. Further, the positive electrode lead 36 is connected to the current interrupting member 3 of the safety mechanism 10, and the negative electrode lead 37 is connected to the battery can 20.
  • an electrolyte solution is prepared by dissolving an electrolyte salt in a solvent. Thereafter, the electrolytic solution is injected into the battery can 20 to impregnate the separator 33. Subsequently, the safety mechanism 10 is attached to the open end of the battery can 20 via the gasket 11 by caulking.
  • the battery 100 is completed by the method described above. Note that a resin ring washer may be attached to the lid 1, or the entire battery 100 may be covered with a resin tube.
  • the current interrupting member 3 has a convex portion 3b for connecting to the pressure release member 2 and a flat plate portion 3a having a flat plate shape, and has a flat plate shape.
  • the pressure release member 2 has a convex portion 2b for connection to the current interrupting member 3 and a flat plate portion 2a having a flat plate shape, and the current interrupting member 3 It may be configured to have a flat plate shape.
  • the battery safety mechanism 10 can be made thin. Thereby, for example, when the size of the battery 100 is determined, the sizes of the positive electrode 31, the negative electrode 32, etc. can be increased, so that the capacity of the battery 100 can be further increased.
  • the pressure release member 2 has a flat plate shape, but like the disk plate of the battery described in Patent Document 1, the pressure release member 2 is bent toward the current interrupting member 3 side. It may have a part.
  • the flat plate portion 3a which is a portion other than the convex portion 3b, has a flat plate shape. It may have a bent portion.

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Abstract

電池の安全機構１０は、蓋１と、蓋１と接しており、電池内圧の上昇時に変形して、電池内部のガスを外部に解放するための圧力解放部材２と、圧力解放部材２に対して蓋１とは反対側に配置されて、圧力解放部材２と接続されており、電池内圧の上昇時に圧力解放部材２へと流れる電流を遮断するための電流遮断部材３と、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間に介在して、圧力解放部材２と電流遮断部材３とを接着する絶縁性の接着層４とを備える。

Description

電池の安全機構および電池
　本発明は、電池の安全機構および電池に関する。
　携帯電話機および携帯情報端末機器（ＰＤＡ）等の多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。また、電解液の分解等によって発生したガスを電池の外部に放出するための安全機構を備えた二次電池が知られている。
　特許文献１には、そのような安全機構を備えた電池が開示されている。図１６は、特許文献１に開示されている電池のうち、安全機構２００とその周囲の構成を模式的に示す図である。
　図１６に示すように、特許文献１に開示されている電池の安全機構２００は、電池蓋２０１と、電池内圧の上昇時に変形して、電池内部のガスを外部に解放するための圧力解放機能を有するディスク板２０２と、電池内圧の上昇時に電流を遮断する電流遮断部材２０３と、ディスク板２０２と電流遮断部材２０３との間に介在する絶縁性のディスクホルダ２０４とを備える。電流遮断部材２０３は、遮断ディスク２０３ａとサブディスク２０３ｂとを有する。ディスク板２０２は、電流遮断部材２０３側に突出した突出部２０２ａを有している。突出部２０２ａは、遮断ディスク２０３ａに設けられた孔２０３ｃを介してサブディスク２０３ｂと接続されている。絶縁材であるディスクホルダ２０４は、成形樹脂により構成されている。
　この電池の安全機構２００では、電池内圧が上昇すると、ディスク板２０２が電池蓋２０１側に持ち上げられ、正極リード２１０と接続されているサブディスク２０３ｂから突出部２０２ａが外れることによって、ディスク板２０２および電池蓋２０１へと流れる電流が遮断される。また、ディスク板２０２には溝が設けられており、溝が設けられている位置で壊れることによって、電池の内部で発生したガスが電池蓋２０１側へと流れ、電池蓋２０１に設けられている孔から外部へと排出されるように構成されている。
国際公開第２０１８／０４２７７７号
　電池の安全機構は、薄い構造であることが好ましい。例えば、電池のサイズが決まっている場合、安全機構を薄型化することにより、電池の内部の容積を大きくすることができる。そのため、正極および負極等のサイズを大きくすることができるので、電池容量をより大きくすることができる。特許文献１に記載の電池は、安全機構が薄い構造とされているが、さらなる薄型化にまだ改良の余地がある。
　本発明は、上記課題を解決するものであり、より薄い電池の安全機構、および、そのような安全機構を備える電池を提供することを目的とする。
　本発明の電池の安全機構は、
　蓋と、
　前記蓋と接しており、電池内圧の上昇時に変形して、電池内部のガスを外部に解放するための圧力解放部材と、
　前記圧力解放部材に対して前記蓋とは反対側に配置されて、前記圧力解放部材と接続されており、電池内圧の上昇時に前記圧力解放部材へと流れる電流を遮断するための電流遮断部材と、
　前記圧力解放部材と前記電流遮断部材との間に介在して、前記圧力解放部材と前記電流遮断部材とを接着する絶縁性の接着層と、
を備えることを特徴とする。
　本発明の電池の安全機構によれば、圧力解放部材と電流遮断部材との間に介在する絶縁材を、絶縁性の接着層としているので、成形樹脂等からなる絶縁材を用いる場合と比べて、安全機構を薄くすることができる。
本発明の第１の実施形態における電池の安全機構を備えた電池の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における電池の安全機構の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における電池の安全機構の分解斜視図である。 電流遮断部材側から積層方向に圧力解放部材を見たときの平面図である。 第１の溝および第２の溝の形状が円弧状の形状である場合の圧力解放部材を、電流遮断部材側から積層方向に見たときの平面図である。 （ａ）は、電流遮断部材の電流遮断機能を模式的に説明するための図であり、（ｂ）は、圧力解放部材の圧力解放機能を模式的に説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、円環状以外の形状の接着層の例を示す平面図である。 第２の実施形態における電池の安全機構の圧力解放部材と接着層との間の接着が劣化する過程を説明するための図である。 第１の実施形態における電池の安全機構の圧力解放部材と接着層との間の接着が劣化する過程を説明するための図である。 （ａ）は、第１の実施形態および第２の実施形態における電池の安全機構の接着層の想定耐久年数と接着強度との関係を示す図であり、（ｂ）は、第２の実施形態における電池の安全機構の接着層の想定耐久年数と接着強度との関係を示す図である。 圧力解放部材に対して行う粗化処理の回数と、圧力解放部材の粗化面の表面積率との関係を示す図である。 （ａ）は、圧力解放部材に粗化処理を行わない場合の表面状態を示す図、（ｂ）は、圧力解放部材に粗化処理を１回行った場合の表面状態を示す図、（ｃ）は、圧力解放部材に粗化処理を２回行った場合の表面状態を示す図である。 粗化処理の回数を変更したときの想定耐久年数と接着強度との関係を示す図である。 電極体の構成を説明するための図である。 圧力解放部材が凸部と平板部とを有しており、電流遮断部材が平板状の形状を有する場合の電池の安全機構の構成を模式的に示す断面図である。 特許文献１に開示されている電池のうち、安全機構とその周囲の構成を模式的に示す断面図である。
　以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。
　＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明の第１の実施形態における電池の安全機構１０を備えた電池１００の構成を模式的に示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態における電池の安全機構１０の構成を模式的に示す断面図である。図３は、電池の安全機構１０の分解斜視図である。
　ここでは、電池１００が円筒形のリチウムイオン二次電池であるものとして説明する。ただし、電池１００の種類がリチウムイオン電池に限定されることはなく、マンガン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、他の種類の電池であってもよい。また、電池１００が二次電池に限定されることはなく、一次電池でもよい。さらに、電池１００の形状が円筒形に限定されることはなく、角型やボタン型等の他の形状であってもよい。
　電池の安全機構１０は、蓋１と、圧力解放部材２と、電流遮断部材３と、接着層４とを備える。
　蓋１は、後述する電池缶２０の開口部を封じるための部材である。図２に示すように、蓋１は、平板状の平板部１ａと、平板部１ａに囲まれる態様で蓋１の中心部に位置し、電池１００の外側に突出した突出部１ｂとを有する。蓋１の突出部１ｂは、電池１００の外側に突出した形状を有するため、突出部１ｂには、平板部１ａから電池１００の外側に向かって伸びる曲げ部１ｂ１が含まれる。蓋１の突出部１ｂのうち、曲げ部１ｂ１以外の部分は、平板部１ａと同様に、平板状の形状を有している。
　蓋１の厚みは、例えば、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。本実施形態における電池１００では、蓋１が電池１００の正極端子として機能し、電池缶２０が負極端子として機能する。蓋１と電池缶２０とは、互いに絶縁されている。蓋１には、電池１００の内部で発生したガスを電池１００の外に排出するための排出孔１ｃが設けられている。蓋１は、例えば、ＳＰＣＣ等の鋼、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等のステンレス（ＳＵＳ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性の材料からなる。
　圧力解放部材２は、蓋１と接しており、電池内圧の上昇時に変形して、電池内部のガスを外部に解放するための部材である。図３に示すように、圧力解放部材２は、平板状の形状を有し、その厚みは、例えば、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。蓋１、圧力解放部材２、接着層４、および、電流遮断部材３の積層方向（以下、単に積層方向と呼ぶ）に見たときの圧力解放部材２の形状は、円形である。ただし、圧力解放部材２の形状が円形に限定されることはない。
　圧力解放部材２は、例えば、Ａ１０５０、Ａ３２０３、Ａ５０５２等のアルミニウム、チタン、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）等の導電性の材料からなる。圧力解放部材２がアルミニウム、チタン、白金および金のうちの少なくとも１つからなることにより、リチウムイオン二次電池内での反応分解を防ぐことができる。
　圧力解放部材２は、電池内圧の上昇時に変形するように、少なくとも１つの溝を有する。そのような溝として、本実施形態における圧力解放部材２は、第１の溝２１と、第１の溝２１より径方向の外側に位置する第２の溝２２とを有する。図２に示すように、第１の溝２１および第２の溝２２は、積層方向と直交する方向において、後述する電流遮断部材３の凸部３ｂと圧力解放部材２との接続位置と、蓋１と圧力解放部材２とが接している位置との間に設けられている。
　本実施形態において、圧力解放部材２の第１の溝２１および第２の溝２２はそれぞれ、電流遮断部材３側に開口している。第１の溝２１および第２の溝２２がそれぞれ、電流遮断部材３側に開口していることにより、蓋１側に開口している構成と比べて、電池内圧の上昇時に、より少ない変位量で壊れることが可能である。
　ただし、圧力解放部材２の第１の溝２１および第２の溝２２はそれぞれ、蓋１側に開口していてもよい。また、圧力解放部材２の溝は１つだけでもよいし、３つ以上の複数設けられていてもよい。
　図４は、電流遮断部材３側から積層方向に圧力解放部材２を見たときの平面図である。図４に示すように、本実施形態において、積層方向に見たときの第１の溝２１および第２の溝２２の形状は、ともに円形である。また、第１の溝２１および第２の溝２２は、同心円を構成する。
　ただし、積層方向に見たときの第１の溝２１および第２の溝２２の形状が円形に限定されることはない。例えば、図５に示すように、積層方向に見たときの第１の溝２１および第２の溝２２の形状は、円弧状の形状であってもよい。図５では、円弧状の形状の第１の溝２１および第２の溝２２がそれぞれ３つずつ設けられている例を示しているが、数が３つに限定されることはない。
　第１の溝２１と第２の溝２２の深さは異なる。具体的には、第１の溝２１は、第２の溝２２よりも深い。第１の溝２１が第２の溝２２よりも深いことにより、電池内圧の上昇時に、圧力解放部材２は、第１の溝２１が設けられている位置で壊れる。第１の溝２１の深さは、例えば、０．１１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、第２の溝２２の深さは、例えば、０．１ｍｍ以上０．１９ｍｍ以下である。
　図２に示すように、圧力解放部材２の第２の溝２２は、蓋１と圧力解放部材２とが接している領域のうちの内側の接触端の近傍に位置する。「接触端の近傍」とは、上記接触端から、径方向の内側に向かって１．５ｍｍ以内の範囲のことである。図２に示すように、圧力解放部材２は、蓋１の平板部１ａと接しており、曲げ部１ｂ１とは接していない。圧力解放部材２の第２の溝２２は、積層方向において、蓋１の突出部１ｂの曲げ部１ｂ１と重なる位置に設けられていることがよりよい。
　圧力解放部材２の第２の溝２２が、蓋１と圧力解放部材２とが接している領域のうちの内側の接触端の近傍に位置することにより、後述するように、電池内圧の上昇時に、圧力解放部材２は、第２の溝２２が設けられている位置で、蓋１の曲げ部１ｂ１に沿って変形しにくくなる。これにより、蓋１の位置ずれなどを抑制できる。また、蓋１の加工ばらつきへの影響を抑制できる。圧力解放部材２は、第１の溝２１が設けられている位置で壊れやすくなる。
　電流遮断部材３は、後述する電池１００の電極体３０から導出された正極リード３６と接続されている。電流遮断部材３は、圧力解放部材２に対して蓋１とは反対側に配置されて、圧力解放部材２と接続されており、電池内圧の上昇時に圧力解放部材２へと流れる電流を遮断するための部材である。電流遮断部材３は、全体として平板状の形状を有する。具体的には、電流遮断部材３は、図２および図３に示すように、平板状の形状を有する平板部３ａと、平板部３ａによって囲まれる態様で電流遮断部材３の中心部に位置し、平板部３ａに対して圧力解放部材２側に突出して圧力解放部材２と接続するための凸部３ｂとを有する。
　本実施形態では、積層方向に見たときに、電流遮断部材３の外周端の形状は、円形である。また、積層方向に見たときに、電流遮断部材３の凸部３ｂの形状は、円形である。電流遮断部材３の平板部３ａおよび凸部３ｂの厚みは、例えば、０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。凸部３ｂの厚みは、後述する接着層４の厚みと略同じであり、例えば、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。電流遮断部材３は、凸部３ｂを有しているため、完全な平板ではないが、凸部３ｂの厚みが薄いため、全体として平板状の形状ととらえることが可能である。
　本実施形態において、電流遮断部材３の凸部３ｂは、圧力解放部材２と接続されている。本実施形態では、電流遮断部材３の凸部３ｂは、圧力解放部材２と接合されている。
　図３に示すように、電流遮断部材３の平板部３ａには、電池内部で発生したガスを通すための複数の孔３ｃが設けられていてもよい。本実施形態では、６個の孔３ｃが凸部３ｂの周囲に設けられている。ただし、孔３ｃの数が６個に限定されることはないし、その形状が図３に示す形状に限定されることもない。孔３ｃは、積層方向において、圧力解放部材２の第１の溝２１および第２の溝２２と重ならない位置に設けられており、電池１００の内部で発生したガスが、孔３ｃから圧力解放部材２側に流れるように構成されている。
　なお、電流遮断部材３の形状によっては、孔３ｃを設けない構成とすることも可能である。孔３ｃは、積層方向において、圧力解放部材２の第１の溝２１および/または第２の溝２２と重なる位置に設けられていてもよい。
　電流遮断部材３は、例えば、Ａ１０５０、Ａ３２０３、Ａ５０５２等のアルミニウム、チタン、白金、金等の導電性の材料からなる。電流遮断部材３がアルミニウム、チタン、白金および金のうちの少なくとも１つからなることにより、リチウムイオン二次電池内での反応分解を防ぐことができる。
　電流遮断部材３は、積層方向と直交する方向において、電流遮断部材３と圧力解放部材２が接続される位置と、電流遮断部材３と接着層４が接している位置との間に、圧力解放部材２側に開口した溝３ｄを有する。溝３ｄの深さは、例えば、０．２ｍｍ以上０．４６ｍｍ以下である。本実施形態では、電流遮断部材３の凸部３ｂの近傍に、凸部３ｂを取り囲むように溝３ｄが設けられている。積層方向に見たときの溝３ｄの形状は、円形である。ただし、溝３ｄの形状が円形に限定されることはなく、円弧状の形状等、他の形状であってもよい。
　図６（ａ）は、電流遮断部材３の電流遮断機能を模式的に説明するための図であり、図６（ｂ）は、圧力解放部材２の圧力解放機能を模式的に説明するための図である。電池１００の内部短絡または電池１００の外部からの加熱等によって電池１００の内圧が上昇すると、図６（ａ）に示すように、電流遮断部材３の溝３ｄが形成されている位置で、凸部３ｂを含む部位が平板部３ａから切り離される。これにより、平板部３ａから切り離された凸部３ｂを含む部位は、正極リード３６（図１参照）からも切り離されるため、正極リード３６から電流遮断部材３を介して圧力解放部材２へと流れる電流が遮断される。また、図６（ａ）に示すように、電流遮断部材３の凸部３ｂと接続されている圧力解放部材２のうち、蓋１と接していない部分は、蓋１側へと膨らむように変形する。
　また、電池１００の内部で発生したガス等に起因して、電池内圧がさらに上昇すると、圧力解放部材２が蓋１側へと押される力が強まり、図６（ｂ）に示すように、第１の溝２１が設けられている位置で圧力解放部材２が切断される。すなわち、圧力解放部材２は、第２の溝２２が設けられている位置付近が蓋１の曲げ部１ｂ１に沿うように変形し、第２の溝２２より深さが深い第１の溝２１が設けられている位置で切断される。これにより、電池１００の内部で発生したガスは、蓋１側へと流れ、蓋１に設けられている図示しない孔から外部へと排出される。
　接着層４は、絶縁性を有し、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間に介在して、圧力解放部材２と電流遮断部材３とを接着する。より具体的には、接着層４は、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間であって、圧力解放部材２の第２の溝２２よりも径方向の外側に配置されている。圧力解放部材２と電流遮断部材３との間に絶縁性の接着層４が介在していることにより、電流遮断部材３の電流遮断機能の発揮時（図６（ａ）参照）に、正極リード３６と接続されている圧力解放部材２と、電流遮断部材３との間を絶縁することができる。
　接着層４は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、および、嫌気性接着剤のうちのいずれか１つからなる。具体的には、接着層４として、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂を主成分とするアクリル樹脂系接着剤、フッ素樹脂を主成分とするフッ素樹脂系接着剤、シリコーン樹脂を主成分とするシリコーン樹脂系接着剤、合成樹脂を主成分とする合成樹脂系接着剤、ウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂系接着剤等を用いることが可能である。
　接着層４として熱硬化性樹脂を用いる場合、ガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上であることが好ましく、１７０℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上の熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の粘度は、例えば、８０Ｐａ・ｓ以上１３０Ｐａ・ｓ以下である。また、接着層４として熱可塑性樹脂を用いる場合、融点Ｔｍが２００℃以上であることが好ましく、２７０℃以上であることがより好ましい。接着層４が、ガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上の熱硬化性樹脂からなる場合、または、融点Ｔｍが２００℃以上である熱可塑性樹脂からなる場合、電池の温度が数百℃のような高温になった場合でも、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間に絶縁性の接着層４が介在し続ける。したがって、電流遮断部材３の電流遮断機能の発揮時（図６（ａ）参照）に、正極リード３６と接続されている圧力解放部材２と、電流遮断部材３との間の絶縁状態を維持することができ、ショートの発生を防ぐことができる。
　本実施形態では、積層方向に見たときに、接着層４は、図３に示すように、円環状の形状を有する。接着層４は、例えば、ディスペンサを用いて形成することが可能である。接着層４の厚みは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。また、接着層４の面積は、例えば、０．６ｍｍ2以上１００ｍｍ2以下である。
　ただし、積層方向に見たときの接着層４の形状が円環状の形状に限定されることはない。図７（ａ）～（ｃ）は、接着層４の他の形状の例を示す図である。図７（ａ）に示す接着層４は、円環が分割された形状を有する。図７（ａ）に示す接着層４は、円環が３つに分割された形状を有しているが、２つに分割された形状でもよいし、４つ以上に分割された形状でもよい。図７（ｂ）および（ｃ）に示す接着層４は、所定の大きさの複数のドットにより構成されている。図７（ｂ）では、ドットの数が１０個であり、図７（ｃ）では、ドットの数が３つであるが、ドットの数は、任意の数とすることができる。また、１つのドットの大きさも、任意の大きさとすることができる。図７（ａ）～（ｃ）に示す接着層４は、ディスペンサを用いた方法や、印刷により形成することが可能である。
　図７（ａ）～（ｃ）に示すように、接着層４が不連続で複数箇所に配置されている構成とすることにより、電流遮断部材３側から圧力解放部材２側に加わる圧力のうちの一部を、隣り合う接着層４の間から逃がすことができるので、圧力解放部材２に加わる圧力を調整することが可能となる。一方、図３に示すように、接着層４の形状が円環状の形状である場合、圧力解放部材２と電流遮断部材３との接着力をより強くすることができる。
　このように、本実施形態における電池の安全機構１０は、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間に介在する絶縁材を、接着剤からなる絶縁性の接着層４としているので、成形樹脂等からなる絶縁材を用いる場合と比べて、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間の距離を短くすることができ、安全機構１０を薄くすることができる。
　また、特許文献１に開示されている電池の安全機構では、圧力解放部材であるディスク板、絶縁性のディスクホルダ、および、電流遮断部材を構成する遮断ディスクは、かしめられることによって固定されているため、かしめに必要な剛性を得るために、各部材の厚みが厚くなる。これに対して、本実施形態における電池の安全機構１０では、圧力解放部材２と電流遮断部材３とが接着層４によって接着されているので、かしめに必要な剛性は不要となり、電池の安全機構１０を薄くすることができる。
　また、特許文献１に開示されている電池の安全機構では、圧力解放部材であるディスク板、絶縁性のディスクホルダ、および、電流遮断部材を構成する遮断ディスクがかしめられることによって固定されているため、固定強度はそれほど強くない。このため、組み立てや搬送に必要な剛性を得るために、各部材の厚みを厚くする必要がある。これに対して、本実施形態における電池の安全機構１０では、圧力解放部材２と電流遮断部材３とが接着層４によって接着されているので、固定強度が強い。このため、組み立てや搬送に必要な剛性を得るために各部材の厚みを厚くする必要がなく、それにより、電池の安全機構１０を薄くすることができる。
　また、本実施形態における電池の安全機構１０は、圧力解放部材２と電流遮断部材３とが接着層４によって接着されているので、電池内圧の上昇時や、電池外部からの衝撃に対する耐性が高くなり、電池１００の安全性が向上する。
　＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態における電池の安全機構１０は、第１の実施形態における電池の安全機構１０に対して、圧力解放部材２と電流遮断部材３の構造が異なる。
　本実施形態において、圧力解放部材２の電流遮断部材３と対向する面は、粗化処理が施された粗化面である。また、電流遮断部材３の圧力解放部材２と対向する面は、粗化処理が施された粗化面である。圧力解放部材２の粗化面および電流遮断部材３の粗化面には、微細な凹凸が存在する。粗化処理は、例えば、粗化処理を行う面にレーザ光を照射することによって行うことができる。
　ただし、粗化処理は、圧力解放部材２の電流遮断部材３と対向する面の全体ではなく、接着層４に直接接する領域にのみ、施すようにしてもよい。同様に、電流遮断部材３の圧力解放部材２と対向する面の全体ではなく、接着層４に直接接する領域にのみ、粗化処理を施すようにしてもよい。
　圧力解放部材２の電流遮断部材３と対向する面が粗化面であることにより、圧力解放部材２と接着層４との間は、接着剤による水素結合だけでなく、粗化面に存在する微細な凹凸によるアンカー効果が生じるので、圧力解放部材２と接着層４との間の接着力をより向上させることができる。
　同様に、電流遮断部材３の圧力解放部材２と対向する面が粗化面であることにより、電流遮断部材３と接着層４との間は、接着剤による水素結合だけでなく、粗化面に存在する微細な凹凸によるアンカー効果が生じるので、電流遮断部材３と接着層４との間の接着力をより向上させることができる。
　図８は、第２の実施形態における電池の安全機構１０の圧力解放部材２と接着層４との間の接着が劣化する過程を説明するための図である。図を用いた説明は省略するが、電流遮断部材３と接着層４との間の接着が劣化する過程も同様である。
　図８（ａ）は、電池１００の製造工程において電解液を浸透させる前の圧力解放部材２と接着層４との境界部分を拡大した断面図である。電解液を浸透させる前の状態では、圧力解放部材２は、接着層４を構成する接着剤による水素結合の他、圧力解放部材２の表面に存在する微細な凹凸の間に、接着層４を構成する接着剤が入り込むことによるアンカー効果によって、接着層４と固定されている。
　図８（ａ）に示す状態から電解液を浸透させると、図８（ｂ）に示すように、電解液の接触側より水素結合が破断し、圧力解放部材２と接着層４との間に隙間が生じ始める。さらに電解液が浸透して時間が経過すると、図８（ｃ）に示すように、接着剤の水素結合が生じていた全ての位置で水素結合が破断し、圧力解放部材２と接着層４との間に隙間が生じる。ただし、図８（ｃ）に示す状態では、アンカー効果によって、圧力解放部材２と接着層４との間の接着は、維持されている。
　この後、時間の経過に伴い、接着剤の凝集強度が低下し続けることによって、図８（ｄ）に示すように、アンカー効果が生じているアンカー部分の根本が破断し始めて、最終的に接着層４が圧力解放部材２から剥がれる。
　図９は、第１の実施形態における電池の安全機構１０の圧力解放部材２と接着層４との間の接着が劣化する過程を説明するための図である。第１の実施形態における電池の安全機構１０において、圧力解放部材２の電流遮断部材３と対向する面、および、電流遮断部材３の圧力解放部材２と対向する面には、粗化処理が施されていない。図を用いた説明は省略するが、電流遮断部材３と接着層４との間の接着が劣化する過程も同様である。
　図９（ａ）は、電池１００の製造工程において電解液を浸透させる前の圧力解放部材２と接着層４との境界部分を拡大した断面図である。電解液を浸透させる前の状態では、圧力解放部材２は、接着層４を構成する接着剤による水素結合によって、接着層４と固定されている。
　図９（ａ）に示す状態から電解液を浸透させると、図９（ｂ）に示すように、電解液の接触側より水素結合が破断し、圧力解放部材２と接着層４との間に隙間が生じ始める。さらに電解液が浸透して時間が経過すると、図９（ｃ）に示すように、接着剤の水素結合が生じていた全ての位置で水素結合が破断し、圧力解放部材２と接着層４との間に隙間が生じる。図９（ｃ）に示す状態では、圧力解放部材２と接着層４との間の接着が維持されておらず、接着層４の剥がれが生じている。
　ここで、以下の手順によって、温度および電解液への浸漬状態を加速条件として加速度係数を求め、加速度試験を行うことで、電池の安全機構１０の接着層の想定耐久年数を求めた。
　２５℃および８５℃のそれぞれの環境下で、電池の安全機構１０の圧力解放部材２と電流遮断部材３とを非水電解液に浸漬させ、複数の所定の浸漬期間経過後に、接着強度を測定した。接着強度については、プッシュブルゲージ（ＭＸ２－５００Ｎ、株式会社イマダ製）により加圧し、圧力解放部材２と電流遮断部材３とが完全に分離するまでの平均値を接着強度とした。また、２５℃と８５℃のそれぞれの環境下で得られた複数の浸漬期間における接着強度に基づいて、浸漬期間に対する接着強度の劣化の傾きを算出し、算出した傾きから第１の劣化予測加速度α１を得た。
　８５℃の環境下で本実施形態における電池の安全機構１０を非水電解液に完全に浸漬させた第１の状態と、非水電解液に浸漬させずに、非水電解液雰囲気下の容器内に密閉した第２の状態とのそれぞれで、所定の浸漬期間経過後に接着強度を測定した。接着強度の測定方法は、上述した測定方法と同じである。第１の状態と第２の状態で得られた複数の浸漬期間における接着強度に基づいて、浸漬期間に対する接着強度の劣化の傾きを算出し、算出した傾きから第２の劣化予測加速度α２を得た。
　求めた第１の劣化予測加速度α１と第２の劣化予測加速度α２とを乗算したα１×α２を加速度係数とした。そして、８５℃環境下かつ非水電解液雰囲気下の容器内に密閉した第２の状態において、接着強度が０Ｎとなる日数と、加速度係数とを乗算した値を想定耐久年数とした。
　第２の実施形態における電池の安全機構１０の接着層の想定耐久年数と接着強度との関係を図１０に示す。接着強度は、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間の接着強度である。図１０（ａ）では、比較のために、第１の実施形態における電池の安全機構１０の接着層の想定耐久年数と接着強度との関係を示すデータも載せている。なお、図１０において、「粗化処理有り」のデータは、第２の実施形態における電池の安全機構１０のデータであり、「粗化処理無し」のデータは、第１の実施形態における電池の安全機構１０のデータである。
　図１０（ａ）に示すように、想定耐久年数が０である初期状態、すなわち、加速度試験を実施前の状態において、第２の実施形態における電池の安全機構１０は、第１の実施形態における電池の安全機構１０と比べて、接着強度が高い。また、第２の実施形態における電池の安全機構１０は、第１の実施形態における電池の安全機構１０と比べると、経年劣化による接着強度の低下速度が緩やかである。これは、上述したように、第２の実施形態における電池の安全機構１０では、圧力解放部材２と接着層４との間、および、電流遮断部材３と接着層４との間が水素結合とアンカー効果によって固定されているのに対して、第１の実施形態における電池の安全機構１０では、水素結合のみによって固定されているからである。
　図１０（ｂ）に示す破線Ｄ１は、第２の実施形態における電池の安全機構１０において、圧力解放部材２と接着層４との間、および、電流遮断部材３と接着層４との間が水素結合とアンカー効果によって固定されており、水素結合が破断したときの想定耐久年数と接着強度との関係を示す仮想線である。
　図１０（ｂ）に示す破線Ｄ２は、第２の実施形態における電池の安全機構１０において、圧力解放部材２と接着層４との間、および、電流遮断部材３と接着層４との間の水素結合が破断して、アンカー効果のみで固定されているときの想定耐久年数と接着強度との関係を示す仮想線である。破線Ｄ２は、接着層４の接着剤の軟化が進むことによって接着強度が低下していく状態を示している。破線Ｄ２で示す接着強度の低下速度は、破線Ｄ１で示す接着強度の低下速度よりも緩やかである。
　ここで、圧力解放部材２に対して行う粗化処理は、複数回行うようにしてもよい。粗化処理を複数回行うことにより、圧力解放部材２の表面積率をさらに大きくすることができる。電流遮断部材３に対して行う粗化処理も同様に、複数回行うようにしてもよい。
　図１１は、圧力解放部材２に対して行う粗化処理の回数と、圧力解放部材２の粗化面の表面積率との関係を示す図である。ここでは、複数のサンプルを対象として、粗化処理の回数を０回、１回、３回としたときの表面積率を求めた。図１１において、黒丸のデータは、複数のサンプル毎の表面積率を示し、白丸のデータは、粗化処理の回数が同じ場合の複数の表面積率の平均値を示している。なお、電流遮断部材３の材料と圧力解放部材２の材料とが同じである場合、電流遮断部材３に対して行う粗化処理の回数と、電流遮断部材３の粗化面の表面積率との関係を示す図も図１１と同じとなる。
　圧力解放部材２の粗化面の表面積率は、圧力解放部材２の粗化面の表面積をＳ１、圧力解放部材２が平面であると想定したときの表面積をＳ２としたときに、次式で表される。
　圧力解放部材２の粗化面の表面積率＝（Ｓ１／Ｓ２－１）×１００
　同様に、電流遮断部材３の粗化面の表面積率は、電流遮断部材３の粗化面の表面積をＳ３、電流遮断部材３が平面であると想定したときの表面積をＳ４としたときに、次式で表される。
　電流遮断部材３の粗化面の表面積率＝（Ｓ３／Ｓ４－１）×１００
　なお、圧力解放部材２および電流遮断部材３の表面積の測定には、光学式表面性状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ７３００（Ｚｙｇｏ製）を使用し、０．７ｍｍ×０．５ｍｍの矩形の測定範囲で測定を実施した。
　図１１に示すように、粗化処理の回数が増えるほど、粗化面に微細な凹凸が増えたり、凹部の深さが深くなるので、圧力解放部材２の表面積率は大きくなる。電流遮断部材３についても同様に、粗化処理の回数が増えるほど、電流遮断部材３の表面積率は大きくなる。
　図１２（ａ）は、圧力解放部材２に粗化処理を行わない場合の表面状態を示す図、図１２（ｂ）は、圧力解放部材２に粗化処理を１回行った場合の表面状態を示す図、図１２（ｃ）は、圧力解放部材２に粗化処理を２回行った場合の表面状態を示す図である。図１２（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、マイクロスコープ（ＶＨＸ－８０００、株式会社キーエンス製、倍率５００倍）で観察したときの図であり、上図は表面の状態を、下図は断面の状態を示している。
　図１３は、粗化処理の回数を変更したときの想定耐久年数と接着強度との関係を示す図である。接着強度は、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間の接着強度である。粗化処理の回数は、０回、１回、３回とした。図１３に示すように、粗化処理の回数が１回および３回の場合には、粗化処理を行わない場合と比べて、想定耐久年数は長い。ただし、粗化処理の回数を３回とした場合には、粗化処理の回数を１回とした場合に比べて、想定耐久年数は短くなる。すなわち、粗化処理の回数を単純に増やして表面積率を増やすほど、想定耐久年数が長くなるわけではないことが分かる。これは、粗化処理の回数を増やすと、粗化処理によって形成される圧力解放部材２の表面に存在する微細な凹凸のうちの凹部の深さが深くなって、接着剤が入り込まない凹部の数が増えることが理由であると考えられる。
　図１３より、圧力解放部材２の粗化面に施す粗化処理の回数は、０回より多く３回未満であることが好ましく、電流遮断部材３の粗化面に施す粗化処理の回数は、０回より多く３回未満であることが好ましい。図１１に示す例では、粗化処理の回数が０回である場合の圧力解放部材２の粗化面の表面積率の平均値は、５．６５％であり、粗化処理の回数が１回である場合の粗化面の表面積率の平均値は、１５．６６％であり、粗化処理の回数が３回である場合の粗化面の表面積率の平均値は、２６．１０％である。したがって、圧力解放部材２の粗化面の表面積率は、６％以上２６％以下であることが好ましい。同様に、電流遮断部材３の粗化面の表面積率は、６％以上２６％以下であることが好ましい。
　［安全機構の製造方法］
　上述した安全機構１０の製造方法の一例について説明する。
　まず、蓋１と圧力解放部材２とを接合する。具体的には、蓋１の平板部１ａと、圧力解放部材２とを接合する。接合方法は任意であり、例えば、超音波溶接等の溶接により行うことが可能である。
　続いて、圧力解放部材２の蓋１とは反対側の面と、電流遮断部材３の凸部３ｂ側の面のうちの少なくとも一方の面に接着剤を塗布し、塗布した接着剤を間に挟むようにして、圧力解放部材２と電流遮断部材３とを接着する。上述したように、接着剤として、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、フッ素樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、合成樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤等を用いることが可能である。塗布する接着剤の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、塗布する面積は、例えば、０．６ｍｍ2以上１００ｍｍ2以下である。これにより、圧力解放部材２と電流遮断部材３との間に接着層４が形成される。
　最後に、電流遮断部材３の凸部３ｂと、圧力解放部材２とを接続する。接続方法は任意であり、例えば、レーザ溶接等の溶接により行うことが可能である。
　なお、初めに圧力解放部材２と電流遮断部材３とを接着剤を介して接着してから、電流遮断部材３の凸部３ｂと圧力解放部材２とを接続し、最後に、蓋１と圧力解放部材２とを接合するようにしてもよい。
　［電池］
　続いて、本発明の安全機構１０を備える電池１００の構造の一例について説明する。電池１００は、安全機構１０と、電池缶２０と、電極体３０とを備えている。
　本実施形態において、電池缶２０は、一端が開口した中空円柱状の形状を有しており、電極体３０を収容する。電池缶２０は、例えば、ニッケルのめっきが施された鉄（Ｆｅ）により構成されている。電池缶２０の材料として、ニッケル、ステンレス、アルミニウム、チタン等が使用されてもよい。電池缶２０の表面には、非水電解質電池の充放電に伴う電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、例えばニッケル等のめっきが施されていてもよい。
　電池缶２０の解放端部には、蓋１が外側を向くように安全機構１０が取り付けられている。具体的には、安全機構１０は、絶縁封口のためのガスケット１１を介して電池缶２０にかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶２０の内部が密閉されている。
　電池缶２０の内部には、正極３１、負極３２、および、正極３１と負極３２の間に設けられたセパレータ３３を含む電極体３０が収容されている。本実施形態において、電極体３０は、一対の帯状の正極３１と帯状の負極３２とがセパレータ３３を介して積層された状態で、センターピン３８を中心に巻回された巻回電極体である。ただし、電極体３０が巻回電極体に限定されることはない。本発明の電池１００において、電極体３０の構成は、任意の構成とすることが可能である。
　正極３１には、正極リード３６が接続され、負極３２には、負極リード３７が接続されている。上述したように、正極リード３６は、電池の安全機構１０の電流遮断部材３と接続され、圧力解放部材２を介して蓋１と電気的に接続されている。負極リード３７は、電池缶２０に溶接されて、電池缶２０と電気的に接続されている。
　電池缶２０の内部には、液状の電解質としての電解液が注入されている。電解液は、正極３１、負極３２およびセパレータ３３に含浸されている。また、電極体３０を挟むように、巻回周面に対して垂直に、一対の絶縁板３４、３５が配置されている。
　以下、図１４を参照しながら、電極体３０を構成する正極３１、負極３２、セパレータ３３、および、電解液について順次説明する。
　（正極）
　正極３１は、例えば、正極集電体３１Ａの両面に正極活物質層３１Ｂが設けられた構造を有している。ただし、正極集電体３１Ａの片面のみに、正極活物質層３１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体３１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔またはステンレス箔等の金属箔により構成されている。正極活物質層３１Ｂは、例えば、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質を含んでいる。正極活物質層３１Ｂは、必要に応じて添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤および結着剤のうちの少なくとも１種を用いることができる。
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物を用いることが好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ａ）に示す層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示すオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン（Ｍｎ）および鉄からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）または式（Ｅ）に示す層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示すスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（Ｇ）に示すオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）またはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）等がある。
　ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz　　　…（Ａ）
（ただし、式（Ａ）中、Ｍ１は、ニッケル、マンガンを除く２族～１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、－０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
　ＬｉaＭ２bＰＯ4　　　…（Ｂ）
（ただし、式（Ｂ）中、Ｍ２は、２族～１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
　ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk　　　…（Ｃ）
（ただし、式（Ｃ）中、Ｍ３は、コバルト、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、－０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は、完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq　　　…（Ｄ）
（ただし、式（Ｄ）中、Ｍ４は、コバルト、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、－０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は、完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu　　　…（Ｅ）
（ただし、式（Ｅ）中、Ｍ５は、ニッケル、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、－０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は、完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy　　　…（Ｆ）
（ただし、式（Ｆ）中、Ｍ６は、コバルト、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は、完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉzＭ７ＰＯ4　　　…（Ｇ）
（ただし、式（Ｇ）中、Ｍ７は、コバルト、マンガン、鉄、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、ニオブ（Ｎｂ）、銅、亜鉛、モリブデン、カルシウム、ストロンチウム、タングステンおよびジルコニウムからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は、完全放電状態における値を表している。）
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭＯＳ等のリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
　結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体等から選択される少なくとも１種を用いることが可能である。
　導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラックまたはケッチェンブラック等の炭素材料が挙げられ、それらのうちの１種または２種以上を混合して用いることが可能である。また、導電剤として、炭素材料の他にも、金属材料または導電性高分子材料等の導電性を有する材料を用いることが可能である。
　（負極）
　負極３２は、例えば、負極集電体３２Ａの両面に負極活物質層３２Ｂが設けられた構造を有している。ただし、負極集電体３２Ａの片面のみに負極活物質層３２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体３２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔またはステンレス箔等の金属箔により構成されている。
　負極活物質層３２Ｂは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の負極活物質を含んでいる。負極活物質層３２Ｂは、必要に応じて結着剤や導電剤等の添加剤をさらに含んでいてもよい。
　なお、非水電解質電池である電池１００では、負極３２または負極活物質の電気化学当量が、正極３１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極３２にリチウム金属が析出しないようになっていることが好ましい。
　負極活物質としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等の炭素材料が挙げられる。コークス類として、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等が挙げられる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には、難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるので好ましい。難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。また、充放電電位が低いもの、具体的には、充放電電位がリチウム金属に近いものは、電池１００の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
　高容量化が可能な他の負極活物質として、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素（例えば、合金、化合物または混合物）として含む材料も挙げられる。そのような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、合金には、２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含まれる。負極活物質の材料に非金属元素が含まれていてもよい。その組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
　上述した負極活物質としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム、チタン、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金等が挙げられる。これらは、結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
　負極活物質としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、ケイ素およびスズのうちの少なくとも一方を構成元素として含むものがより好ましい。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。そのような負極活物質として、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
　ケイ素の合金を構成するケイ素以外の第２の構成元素として、例えば、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン（Ｓｂ）およびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金を構成するスズ以外の第２の構成元素として、例えば、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
　スズの化合物あるいはケイ素の化合物として、例えば、酸素または炭素を含むものが挙げられる。スズまたはケイ素に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
　中でも、Ｓｎ系の負極活物質として、コバルトと、スズと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。上記組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
　上述したＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じてさらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン（Ｐ）、ガリウムまたはビスマスが好ましく、上記元素を２種以上含んでいてもよい。他の構成元素に上記元素が含まれることにより、容量またはサイクル特性をさらに向上させることができるからである。
　なお、上述したＳｎＣｏＣ含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は、結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下は、スズ等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。
　元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、グラファイトの場合、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素の場合、ピークは、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは、２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。
　なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばＣ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
　その他の負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物等も挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）などのチタンとリチウムとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン等が挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロール等が挙げられる。
　結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロース等の樹脂材料、または上記樹脂材料を主体とする共重合体等から選択される少なくとも１種が用いられる。導電剤としては、正極活物質層３１Ｂと同様の炭素材料等を用いることができる。
　（セパレータ）
　セパレータ３３は、正極３１と負極３２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ３３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレン等の樹脂製の多孔質膜によって構成されている。セパレータ３３は、上述した２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池１００の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、１００℃以上１６０℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ３３を構成する材料として好ましい。他にも、セパレータ３３の材料として、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合またはブレンド化した材料を用いることができる。多孔質膜は、ポリプロピレン層と、ポリエチレン層と、ポリプロピレン層とを順次に積層した３層以上の構造を有していてもよい。
　セパレータ３３は、基材である多孔質膜の片面または両面に樹脂層が設けられていてもよい。樹脂層は、無機物が担持された多孔性のマトリックス樹脂層である。そのような構造により、耐酸化性を得ることができ、セパレータ３３の劣化を抑制することができる。マトリックス樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン等や、それらの共重合体を用いることが可能である。
　無機物としては、金属、半導体、またはそれらの酸化物または窒化物を挙げることができる。その場合、金属としては、例えば、アルミニウム、チタン等を挙げることができ、半導体としては、ケイ素、ホウ素等を挙げることができる。無機物としては、実質的に導電性がなく、熱容量の大きいものが好ましい。熱容量が大きいと、電流発熱時のヒートシンクとして有用であり、電池１００の熱暴走をより抑制することが可能になるからである。そのような無機物としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（アルミナの一水和物）、タルク、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）等の酸化物または窒化物が挙げられる。
　無機物の粒径は、１ｎｍ～１０μｍの範囲内が好ましい。無機物の粒径が１ｎｍより小さいと、入手が困難となり、また入手できたとしてもコスト的に見合わない。無機物の粒径が１０μｍより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず、電池容量が低くなる。
　セパレータ３３の樹脂層は、例えば、マトリックス樹脂、溶媒および無機物からなるスラリーを基材（多孔質膜）上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒かつ上記溶媒の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させることによって形成することができる。
　セパレータ３３の突き刺し強度は、１００ｇｆ以上１０００ｇｆ以下の範囲内であることが好ましい。セパレータ３３の突き刺し強度は、１００ｇｆ以上４８０ｇｆ以下であることがより好ましい。突き刺し強度が低いとショートが発生することがあり、高いとイオン伝導性が低下してしまうからである。
　セパレータ３３の透気度は、３０ｓｅｃ／１００ｃｃ以上１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ以下の範囲内であることが好ましい。セパレータ３３の透気度は、３０ｓｅｃ／１００ｃｃ以上６８０ｓｅｃ／１００ｃｃ以下であることがより好ましい。セパレータ３３の透気度が低いとショートが発生することがあり、高いとイオン伝導性が低下してしまうからである。
　なお、上述した無機物は、基材としての多孔質膜に含有されていてもよい。
　（電解液）
　セパレータ３３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。電池１００の特性を向上させるため、電解液は、公知の添加剤を含んでいてもよい。
　溶媒として、炭酸エチレンまたは炭酸プロピレン等の環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。その場合、サイクル特性を向上させることができるからである。
　また、溶媒として、上述した環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルまたは炭酸メチルプロピル等の鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。その場合、高いイオン伝導性を得ることができるからである。
　また、溶媒として、２，４－ジフルオロアニソールまたは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４－ジフルオロアニソールは、放電容量を向上させることができ、炭酸ビニレンは、サイクル特性を向上させることができるからである。したがって、２，４－ジフルオロアニソールと炭酸ビニレンを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので、より好ましい。
　その他、溶媒として、炭酸ブチレン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノン、Ｎ－メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドまたはリン酸トリメチル等が挙げられる。
　なお、それらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
　電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられる。リチウム塩は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト－Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、またはＬｉＢｒ等が挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は、高いイオン伝導性を得ることができるとともに、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
　［電池の動作］
　上述の構成を有する電池１００では、充電を行うと、例えば、正極活物質層３１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層３２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層３２Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層３１Ｂに吸蔵される。
　［電池の製造方法］
　上述の電池１００の製造方法の一例を以下で説明する。
　まず、リチウムをドープおよび脱ドープ可能な正極材料と導電剤と結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を混合溶媒に分散させて正極合剤スラリーとする。次に、正極合剤スラリーを正極集電体３１Ａに塗布して乾燥させた後、圧縮成型して正極３１を作製する。その後、超音波溶接あるいはスポット溶接等により、正極集電体３１Ａに正極リード３６を接続する。
　また、リチウムをドープおよび脱ドープ可能な負極材料と結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を混合溶媒に分散させて負極合剤スラリーとする。次に、負極合剤スラリーを負極集電体３２Ａに塗布して乾燥させた後、圧縮成型して負極３２を作製する。その後、超音波溶接あるいはスポット溶接等により、負極集電体３２Ａに負極リード３７を接続する。
　続いて、正極３１と負極３２とをセパレータ３３を介して積層した状態で多数回巻回し、電極体３０を作製する。その後、電極体３０を一対の絶縁板３４，３５で挟み、電池缶２０の内部に収容する。また、安全機構１０の電流遮断部材３に正極リード３６を接続するとともに、負極リード３７を電池缶２０に接続する。
　続いて、溶媒に電解質塩を溶解させて電解液を調製する。その後、電解液を電池缶２０の内部に注入し、セパレータ３３に含浸させる。続いて、ガスケット１１を介して、電池缶２０の解放端に安全機構１０をかしめることによって取り付ける。
　上述した方法により、電池１００が完成する。なお、蓋１に対して樹脂製のリングワッシャを装着してもよいし、電池１００の全体を樹脂チューブで被覆してもよい。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
　例えば、上述した実施形態における電池１００において、電流遮断部材３は、圧力解放部材２と接続するための凸部３ｂと、平板状の形状の平板部３ａとを有しており、圧力解放部材２は、平板状の形状を有している。しかしながら、図１５に示すように、圧力解放部材２は、電流遮断部材３と接続するための凸部２ｂと、平板状の形状の平板部２ａとを有しており、電流遮断部材３は、平板状の形状を有するように構成されていてもよい。いずれの場合も、圧力解放部材２および電流遮断部材３はともに、平板状または略平板状の薄い形状であるため、電池の安全機構１０を薄型化することができる。これにより、例えば、電池１００のサイズが決まっている場合において、正極３１および負極３２等のサイズを大きくすることができるので、電池１００の容量をより大きくすることができる。
　また、上述した実施形態における電池１００において、圧力解放部材２は、平板状の形状を有しているが、特許文献１に記載の電池のディスク板のように、電流遮断部材３側に曲げられた部位を有していてもよい。同様に、電流遮断部材３のうち、凸部３ｂ以外の部位である平板部３ａは、平板状の形状を有しているが、特許文献１に記載の電池の遮断ディスクのように、電極体側に曲げられた部位を有していてもよい。
１　　　蓋
１ａ　　蓋の平板部
１ｂ　　蓋の突出部
１ｃ　　蓋の排出孔
２　　　圧力解放部材
２ａ　　圧力解放部材の平板部
２ｂ　　圧力解放部材の凸部
３　　　電流遮断部材
３ａ　　電流遮断部材の平板部
３ｂ　　電流遮断部材の凸部
３ｃ　　孔
３ｄ　　電流遮断部材の溝
４　　　接着層
１０　　電池の安全機構
１１　　ガスケット
２０　　電池缶
２１　　第１の溝
２２　　第２の溝
３０　　電極体
３１　　正極
３２　　負極
３３　　セパレータ
３４，３５　絶縁板
３６　　正極リード
３７　　負極リード
３８　　センターピン
１００　電池

Claims (16)

  1. 　蓋と、
    　前記蓋と接しており、電池内圧の上昇時に変形して、電池内部のガスを外部に解放するための圧力解放部材と、
    　前記圧力解放部材に対して前記蓋とは反対側に配置されて、前記圧力解放部材と接続されており、電池内圧の上昇時に前記圧力解放部材へと流れる電流を遮断するための電流遮断部材と、
    　前記圧力解放部材と前記電流遮断部材との間に介在して、前記圧力解放部材と前記電流遮断部材とを接着する絶縁性の接着層と、
    を備えることを特徴とする電池の安全機構。
  2. 　前記圧力解放部材の前記電流遮断部材と対向する面は、粗化処理が施された粗化面であり、
    　前記電流遮断部材の前記圧力解放部材と対向する面は、粗化処理が施された粗化面であることを特徴とする請求項１に記載の電池の安全機構。
  3. 　前記圧力解放部材の前記粗化面の表面積率は、６％以上２６％以下であり、
    　前記電流遮断部材の前記粗化面の表面積率は、６％以上２６％以下であることを特徴とする請求項２に記載の電池の安全機構。
  4. 　前記接着層は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、および、嫌気性接着剤のうちのいずれか１つからなることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  5. 　前記接着層は、ガラス転移温度が１００℃以上の熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の電池の安全機構。
  6. 　前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項５に記載の電池の安全機構。
  7. 　前記接着層は、融点が２００℃以上の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の電池の安全機構。
  8. 　前記接着層は、不連続で複数箇所に配置されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  9. 　前記接着層の厚みは、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  10. 　前記接着層の面積は、０．６ｍｍ2以上１００ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  11. 　前記電流遮断部材は、前記圧力解放部材と接続するための凸部と、平板状の形状の平板部とを有しており、
    　前記圧力解放部材は、平板状の形状を有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  12. 　前記圧力解放部材は、前記電流遮断部材と接続するための凸部と、平板状の形状の平板部とを有しており、
    　前記電流遮断部材は、平板状の形状を有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  13. 　前記電流遮断部材は、アルミニウム、チタン、白金および金のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  14. 　前記圧力解放部材は、アルミニウム、チタン、白金および金のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の電池の安全機構。
  15. 　正極、負極、および、前記正極と前記負極の間に設けられたセパレータを含む電極体と、
    　前記電極体を収容する電池缶と、
    　前記電池缶に取り付けられた請求項１～１４のいずれか一項に記載の電池の安全機構と、
    を備えることを特徴とする電池。
  16. 　円筒形のリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１５に記載の電池。
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