CN103227309A

CN103227309A - 方形二次电池

Info

Publication number: CN103227309A
Application number: CN2013100299220A
Authority: CN
Inventors: 横山喜纪; 服部高幸; 山内康弘; 能间俊之; 原田宏纪; 高田登志广; 犬饲博史
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-01-25
Also published as: US8980468B2; JP2013157104A; JP5788815B2; CN103227309B; US20130196186A1

Abstract

本发明提供在集电体与外部端子间具备电流断路机构且即使因振动或落下等对电池施加冲击也难使电流断路机构破损的可靠性高的方形二次电池。方形二次电池具有电流断路机构，该电流断路机构由与正极外部端子(17)电连接的导电构件(32)的筒状部(32a)、对筒状部的一方的端部进行封闭的反转板(33)、与反转板连接的正极集电体(16)形成，正极集电体具有与封口体(13)平行的第一区域(16a)和从第一区域朝所述电极体的方向延伸且与正极极板连接的第二区域(16b)，第一区域与第二区域的边界部(16f)配置于导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧，且除去第一区域与第二区域的边界部的至少一个端部配置为位于导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧。

Description

方形二次电池

技术领域

本发明涉及在内部具备电流断路机构的非水电解质二次电池、镍-氢二次电池等方形二次电池。

背景技术

作为包括智能手机的移动电话、便携式计算机、PDA、便携式音乐播放器等便携式电子设备的驱动电源，大多使用以镍-氢电池为代表的碱二次电池和以锂离子电池为代表的非水电解质二次电池。另外，在用于抑制电动车(EV)和混合动力汽车(HEV、PHEV)的驱动用电源、太阳能发电、风力发电等的输出变动的用途和用于在夜间蓄电并在白天利用的系统电力的峰值移动用途等的固定用蓄电池系统中，大多使用碱二次电池和非水电解质二次电池。特别是，在EV、HEV、PHEV用途或固定用蓄电池系统中要求高容量及高输出特性，因此各个电池大型化且将多个电池以串联或并联的方式连接使用，从空间效率的点出发而通用方形二次电池。

在使用用于此类用途的电池、尤其是使用非水电解质二次电池的情况下使用极富反应性的材料，因此与在便携用的小型设备中使用的二次电池相比要求格外高的安全性。因此，在用于上述用途的方形二次电池中，例如下述专利文献1～3所示，不仅设置当电池外装体内的压力变高时释放内压的气体排出阀，还设置有用于断开外部端子与外装体内部的电极体之间的电连接的电流断路机构。

例如，如图8A所示，下述专利文献1公开有如下的发明：方形二次电池50具备设置有将电流断路机构51与方形二次电池50的外侧空间连通的贯通孔52的外部端子53，当外装体54内的压力变高时电流断路机构51可靠地工作。另外，如图8B所示，下述专利文献2公开有如下的发明：方形二次电池60具备设置有将电流断路机构61与方形二次电池60的外侧空间连通的贯通孔62的外部端子63，当外装体64内的压力变高时电流断路机构61工作，并且为了防止从该贯通孔62进入水分和氧而导致电流断路机构61恶化，由树脂制的膜栓65密封贯通孔62。

下述专利文献1及2所公开的方形二次电池的贯通孔都使电流断路机构的与电池外侧对应的一侧的空间与电池外部相通，由此当外装体内的压力上升时电流断路机构变得容易工作。然而，即使因某种原因导致外装体内的压力增加，在异常时电池内部产生的气压非常大，电流断路机构的与电池外侧对应的一侧的封闭空间内的压力不会同时随之增大，因此电流断路机构的与电池外侧对应的一侧的空间封闭也好开放也好，电流断路机构的动作实质上都不会产生较大差异。

因此，如图9所示，下述专利文献3公开有如下的发明：以在制造时电解液和清洗液难以侵入电流断路机构内为目的，方形二次电池70具有对外装体(省略图示)的开口进行封口的封口体71和安装于封口体71的连接端子72，其中，在将连接端子72与电极体(省略图示)电连接的集电体73之间设有与外装体内部的压力的上升对应而切断电流的电流断路机构74，连接端子72在其内部形成与电流断路机构74的与电池外侧对应的一侧的空间相连的贯通孔75，贯通孔75被由弹性构件构成的端子栓76密封，从而在与电流断路机构74之间形成封闭空间。

该电流断路机构74由实现阀体功能的反转板77与集电体73的薄壁部73a形成，在集电体73的薄壁部73a将槽73b形成为环状，薄壁部73a的中央部焊接于反转板77。需要说明的是，反转板77的外周侧的缘部77a焊接于在引板构件78的筒状部的下端侧形成的凸缘部78a的内周侧。另外，连接端子72隔着上部第一绝缘构件79及下部第一绝缘构件80与封口体71电绝缘，并与引板构件78的筒状部的上端侧电连接。另外，在电流断路机构74的周围的反转板77与集电体73之间配置树脂制的第二绝缘构件81，该第二绝缘构件81与下部第一绝缘构件80由闩锁固定部81a固定而一体化。因此，当外装体内部的压力增大时，反转板77朝封口体71侧变形且集电体73的薄壁部73a被槽73b部分切断，集电体73与反转板77之间的电连接被断开，从而起到使其以上的电池的充电或放电停止的作用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-66254号公报

专利文献2：日本特开2008-66255号公报

专利文献3：日本特开2010-212034号公报

发明要解决的问题

根据上述专利文献3所公开的方形二次电池的发明，因具备电流断路机构所以安全性高，并且，由于在制造时非水电解液和清洗液等难以侵入电流断路机构内，因此起到得到具备可靠性高的连接端子的方形非水电解质二次电池这样优异的效果。

然而，当电池因振动或落下等而受到冲击时，有时电极体朝封口体侧移动，此时与电极体连接的集电体也朝封口体侧移动。在上述专利文献3所公开的方形二次电池70中，集电体73朝封口体71侧移动，由此集电体73进入引板构件78的筒状部的内部侧，向引板构件78与反转板77之间的焊接部施力，可能导致反转板77的外周侧的缘部77a与在引板构件78的筒状部的下端侧形成的凸缘部78a的内周侧之间的焊接部发生破裂、产生裂缝。当在反转板77与凸缘部78a之间的焊接部存在破裂部、裂缝时，在电极体附近产生的气体通过破裂部、裂缝而侵入引板构件78的筒状部的内部空间，从而可能导致即使外装体内的压力上升反转板77也不朝封口体71侧变形而使电流断路机构无法正常工作。

发明内容

本申请的发明人等在对此类方形二次电池中的焊接部可能产生破裂的原因进行了各种确认实验之后，发现通过如何设定与反转板77对置配置的集电体73的大小和配置而产生或不产生上述那样的破裂，从而完成本发明。

即，本发明的目的在于，提供一种可靠性高的方形二次电池，其在集电体与外部端子之间具备电流断路机构，即使因振动或落下等对电池施加冲击，电流断路机构也难以破损。

用于解决问题的方法

为了实现上述目的，本发明的方形二次电池具备：具有开口的有底筒状的方形外装体；收容于所述方形外装体内且具有正极极板及负极极板的电极体；与所述正极极板电连接的正极集电体；与所述负极极板电连接的负极集电体；对所述外装体的开口进行密封的封口体；以隔着第一绝缘构件与所述封口体电绝缘的状态穿过设置于所述封口体的贯通孔的至少一个外部端子；具有筒状部的导电构件；当电池内部的压力大于预定的规定值时发生变形的由导电性材料构成的反转板；在所述反转板与所述正极集电体及负极集电体中的至少一方之间设置的形成有贯通孔的第二绝缘构件，所述正极集电体及负极集电体中的至少一方经由形成于所述第二绝缘构件的贯通孔与所述反转板连接，所述方形二次电池的特征在于，所述导电构件的筒状部的一方的端部与所述外部端子电连接，所述导电构件的筒状部的另一方的端部由所述反转板密封，所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一方具有与所述封口体平行的第一区域、从所述第一区域朝所述电极体的方向延伸且与所述正极极板或所述负极极板连接的第二区域，所述第一区域与所述第二区域之间的边界部配置于所述导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧的位置，并且除去所述边界部的至少一个端部配置为位于所述导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧的位置。

在本发明的方形二次电池中，由具有筒状部的导电构件、反转板、第二绝缘构件、正极集电体及负极集电体中的至少一方形成作为安全机构的压力感应式电流断路机构。即，当外装体内部的压力增大时，反转板发生变形，因此集电体与反转板之间的连接部或设置于集电体的薄壁部和槽部等脆弱部发生破裂，因此集电体与反转板之间的电连接断开，在方形二次电池与外部电路之间无电流流通。因此，能得到安全性优异的方形二次电池。

并且，在本发明的方形二次电池中，除去在正极集电体及负极集电体中的至少一方形成的第一区域与第二区域之间的边界部及与第二区域的边界部的第一区域的至少一个端部配置为位于导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧的位置。因此，即使有时因振动或落下等向方形二次电池施加冲击而使电极体朝封口体侧移动，除去第一区域与第二区域之间的边界部及与第二区域的边界部的至少一个第一区域的端部与导电构件的筒状部的另一方的端部一侧抵接，因此难以进入筒状部的内部侧，从而抑制正极集电体及负极集电体中的至少一方与反转板之间的连接部发生破裂、产生裂缝。由此，即使因振动或落下等向方形二次电池施加冲击，电流断路机构也难以破损，从而得到可靠性高的方形二次电池。

需要说明的是，本发明的方形二次电池能够应用于非水电解质二次电池和镍-氢二次电池等碱二次电池，还能够应用于以将正极极板与负极极板作为电极体隔着隔离物相互绝缘的状态卷绕成扁平状的电极体或层叠的电极体。另外，本发明虽若应用于正极侧及负极侧的任一方都起到规定的作用效果，但也可以应用于这双方。

另外，在本发明的方形二次电池中，优选所述第一区域在全部方向上比所述导电构件的筒状部的内表面朝外表面侧突出。

根据上述结构，在正极集电体及负极集电体的至少一方的第一区域中，能够增大从第二区域到与反转板之间的连接部的导电路线的截面面积，另外，由于能够增大正极集电体及负极集电体的至少一方与第二绝缘构件之间的接触面积，因此得到内部电阻小且正极集电体及负极集电体的至少一方与第二绝缘构件之间的配置稳定的可靠性高的方形二次电池。

另外，在本发明的方形二次电池中，优选所述第二区域在相对于所述第一区域互为相反侧的位置上设置有两处。

根据上述结构，由于能够由两个第二区域连接集电体的第一区域与正极极板或负极极板之间，因此能够等价相应地增大第二区域的截面面积，因此能得到内部电阻小且能够实现大电流输出的方形二次电池。

另外，在本发明的方形二次电池中，优选所述第一区域及所述第二区域通过折弯一张板材而形成。

根据上述结构，容易形成集电体的第一区域及第二区域，并且由于第一区域与第二区域的边界部的强度变高，因此能容易地得到可靠性高的方形二次电池。

另外，在本发明的方形二次电池中，优选所述第一区域及所述第二区域由具有刚性的导电性材料形成。

当集电体的第一区域及第二区域由具有刚性的导电性材料形成时，即使因振动或落下等向电池施加冲击，也能够抑制电极体在外装体内移动，因此优选。需要说明的是，作为具有刚性的导电性材料，优选厚度在0.3mm以上的金属材料，进一步优选厚度在0.5mm以上的金属材料。

另外，在本发明的方形二次电池中，优选在所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一方的与所述反转板之间的连接部的周围形成有薄壁部及/或槽。

如果在正极集电体及负极集电体中的至少一方的与反转板之间的连接部的周围形成有薄壁部、槽等脆弱部，则在反转板发生变形时该脆弱部容易发生破裂，因此安全性得以提高。另外，通过适当地设定该脆弱部的厚度和形成区域，能够将该电流断路机构的工作压设定为规定值，因此可靠性也得以提高。需要说明的是，进一步优选在正极集电体及负极集电体中的至少一方的与反转板之间的连接部的周围设置厚度薄的薄壁部，并在该薄壁部以包围连接部的方式设置环状的槽部。

另外，在本发明的方形二次电池中，优选在所述外部端子上形成有将电池外部与所述导电构件的筒状部的内表面侧的空间之间连通的贯通孔，所述外部端子的所述贯通孔由密封构件密封。

在外部端子上形成的贯通孔用于在组装过程中实施电流断路机构的泄漏检查，在电解液的注液时和清洗时有时使电解液和清洗水侵入外部端子的贯通孔内。当电解液和清洗水侵入贯通孔内时，可能因电流断路机构被腐蚀而导致电流断路机构无法正常工作。根据本发明的方形二次电池，贯通孔由密封构件密封，并且，由于贯通孔与电流断路机构之间的空间为封闭空间，因此电解液和清洗水不会侵入贯通孔内，因此不会发生因电流断路机构被腐蚀而导致电流断路机构无法正常工作的情况，从而得到高可靠性的方形二次电池。需要说明的是，能够使用由弹性构件构成的密封栓作为密封构件。另外，也能够使用金属构件作为密封构件，通过将金属构件与贯通孔嵌合，向该嵌合部照射激光等高能量线而进行焊接，从而对贯通孔进行密封。另外，也能够使用树脂制的密封构件和由弹性构件及金属构件构成的密封构件。

另外，在本发明的方形二次电池中，所述电极体是扁平形电极体，在一侧的端部具有层叠多片的正极芯体露出部，在另一侧的端部具有层叠多片的负极芯体露出部，所述正极芯体露出部与所述方形外装体的一侧的侧壁对置，所述负极芯体露出部与所述方形外装体的另一侧的侧壁对置，所述正极集电体与所述正极芯体露出部连接，所述负极集电体与所述负极芯体露出部连接。

当在方形外装体的两侧端侧分别配置有正极芯体露出部及负极芯体露出部时，由于能够增大正极集电体与负极集电体之间的距离，因此能够成为容量大的方形二次电池，并且方形二次电池的组装变得容易。此外，在本发明的方形二次电池中，由于将集电体与层叠多片的芯体露出部连接，因此成为输出特性优异的电池。

附图说明

图1中，图1A是实施方式的方形非水电解质二次电池的剖视图，图1B是沿着图1A的IB-IB线剖开的剖视图，图1C是沿着图1A的IC-IC线剖开的剖视图。

图2是在图1所示的方形非水电解质二次电池的正极侧设置的电流断路机构部的外装体在短边方向上的剖视图。

图3是在图1所示的方形非水电解质二次电池的正极侧设置的电流断路机构部的外装体在长边方向上的剖视图。

图4中，图4A是展开图1所示的方形非水电解质二次电池的正极集电体的状态下的主视图，图4B是侧视图。

图5是用于说明正极集电体的第一区域与导电构件的筒状部之间的配置关系的与图3对应的部分的示意俯视图。

图6中，图6A～图6D分别是示出从本发明所属的封口体的上方观察的集电体的第一区域与导电构件的筒状部之间的配置关系的概要图。

图7中，图7A及图7B分别是示出从不属于本发明的封口体的上方观察的集电体的第一区域与导电构件的筒状部之间的配置关系的概要图。

图8中，图8A是现有例的方形二次电池的电流断路机构部的剖视图，图8B是其他现有例的方形二次电池的电流断路机构部的剖视图。

图9是另一其他现有例的方形二次电池的外部端子的剖视图。

附图标记说明如下：

10…方形非水电解质二次电池

11…卷绕电极体

12…电池外装体

13…封口体

14…正极芯体露出部

15…负极芯体露出部

16…正极集电体

16a…第一区域

16b…第二区域

16c…连接部形成用孔

16d…肋

16e…薄壁区域

16f…边界部

16g…第一开孔

16h…第二开孔

16j…第三开孔

16k…突端部

16m…侧端部

17…正极外部端子

17a…筒状部

17b…贯通孔

17c…前端部

18…负极集电体

19…负极外部端子

20、21…绝缘构件

20a…上部第一绝缘构件

20b…下部第一绝缘构件

22a…电解液注液孔

22b…气体排出阀

23…树脂片

24…正极用中间导电构件

24p…绝缘性中间构件

25p…绝缘性中间构件

30a…第一固定部

30b…第二固定部

30c…第三固定部

32…导电构件

32a…(导电构件的)筒状部

32b…(导电构件的)开孔

33…反转板

34…第二绝缘构件

34a…贯通孔

34b…第一突起

30c…第二突起

34d…第三突起

34g…闩锁固定部

35…电流断路机构

36…端子栓

36a…头部

36b…突出部

36c…卡止部

36d…连结部

37…金属板

具体实施方式

以下，结合附图对用于实施本发明的方式进行详细的说明。但是，以下所示的实施方式为了便于理解本发明的技术思想而例示出作为方形二次电池的方形非水电解质二次电池，其意图并不在于将本发明特定为方形非水电解质二次电池，本发明对于在不脱离权利要求书所示的技术思想的情况下进行了各种变更的技术产品也能够均等地适用。需要说明的是，本发明的方形二次电池能够适用于具有通过将正极极板与负极极板隔着隔离物层叠或卷绕而呈扁平状的电极体的电池，以下，以使用扁平状的卷绕电极体的方形二次电池为代表进行说明。

[实施方式]

首先，使用图1～图5对实施方式的方形非水电解质二次电池进行说明。需要说明的是，图1A是实施方式的方形非水电解质二次电池的剖视图，图1B是沿着图1A的IB-IB线剖开的剖视图，图1C是沿着图1A的IC-IC线剖开的剖视图。图2是在图1所示的方形二次电池的正极侧设置的电流断路机构部的外装体短边方向上的剖视图。图3是在图1所示的方形二次电池的正极侧设置的电流断路机构部的外装体长边方向上的剖视图。图4A是展开图1所示的方形非水电解质二次电池的正极集电体的状态下的主视图，图4B是侧视图。图5是用于说明正极集电体的第一区域与导电构件的筒状部之间的配置关系的与图3对应的部分的示意俯视图。

本实施方式的方形非水电解质二次电池10具有正极极板与负极极板隔着隔离物(都省略图示)卷绕而成的扁平状的卷绕电极体11。通过在由铝箔构成的正极芯体的两面涂敷正极活物质合剂并在干燥及压延之后，以铝箔沿着长边方向在一方的端部露出为带状的方式形成为狭缝，由此制成正极极板。另外，通过在由铜箔构成的负极芯体的两面涂敷负极活物质合剂并在干燥及压延之后，以铜箔沿着长边方向在一方的端部露出为带状的方式形成为狭缝，由此制成负极极板。

然后，将如上述那样得到的正极极板及负极极板以不与正极极板的铝箔露出部和负极极板的铜箔露出部所分别对置的电极的活物质层重叠的方式错开，通过隔着聚乙烯制微多孔质隔离物进行卷绕，从而制成在卷绕轴向的一方的端部具备多片重叠的正极芯体露出部14且在另一方的端部具备多片重叠的负极芯体露出部15的扁平状的卷绕电极体11。

多片正极芯体露出部14被层叠且经由正极集电体16而与正极外部端子17电连接，相同地，多片负极芯体露出部15被层叠且经由负极集电体18与负极外部端子19电连接。另外，正极外部端子17、负极外部端子19分别隔着绝缘构件20、21而固定于封口体13。在该实施方式的方形非水电解质二次电池10中，在正极集电体16与正极外部端子17之间或负极集电体18与负极外部端子19之间夹装有感压式的电流断路机构，对该电流断路机构的具体结构将在后面进行说明。

在如上述那样制成的扁平状的卷绕电极体11的除去封口体13侧的周围夹装绝缘性的树脂片23并插入方形的电池外装体12内，然后将封口体13激光焊接于电池外装体12的开口部，然后从电解液注液孔22a注入非水电解液并对该电解液注液孔22a进行封闭，由此制成实施方式的方形非水电解质二次电池10。需要说明的是，在封口体13也设置有当施加比电流断路机构的工作压高的气压时进行释放的气体排出阀22b。

需要说明的是，在实施方式的方形非水电解质二次电池10中，扁平状的卷绕电极体11构成为如下方式，即，在正极极板侧，层叠的多片正极芯体露出部14被分割成两部分且在其之间夹有两个正极用中间导电构件24，相同地，在负极极板侧，层叠的多片负极芯体露出部15分割成两部分且在其之间夹有两个负极用中间导电构件25。上述两个正极用中间导电构件24及两个负极用中间导电构件25分别保持于由一个树脂材料构成的绝缘性中间构件24p、25p。

然后，在位于正极用中间导电构件24的两侧的正极芯体露出部14的最外侧的两侧的表面分别配置有正极集电体16，在位于负极用中间导电构件25的两侧的负极芯体露出部15的最外侧的两侧的表面分别配置有负极集电体18。需要说明的是，正极用中间导电构件24是由与正极芯体相同的材料即铝制成，负极用中间导电构件25是由与负极芯体相同的材料即铜制成，正极用中间导电构件24及负极用中间导电构件25的形状实质上都能够使用相同的形状。上述正极集电体16与正极芯体露出部14之间及正极芯体露出部14与正极用中间导电构件24之间都被电阻焊接，另外，负极集电体18与负极芯体露出部15之间及负极芯体露出部15与负极用中间导电构件25之间都通过电阻焊接而连接。

需要说明的是，在实施方式的方形非水电解质二次电池10中，虽然示出作为正极用中间导电构件24及负极用中间导电构件25分别各使用两个的例子，但上述正极用中间导电构件24及负极用中间导电构件25可以根据要求的电池的输出等各设一个，或者各设三个或三个以上。只要是使用两个以上的结构，则上述正极用中间导电构件24及负极用中间导电构件25保持于由一个树脂材料构成的绝缘性中间构件，因此能够在被分割成两部分的一侧的芯体露出部之间以稳定的状态定位配置。

接着，对正极集电体16及正极用中间导电构件24相对于扁平状的卷绕电极体11的正极芯体露出部14的电阻焊接方法、负极集电体18及负极用中间导电构件25相对于负极芯体露出部15的电阻焊接方法进行说明。然而，在实施方式的方形非水电解质二次电池10中，能够将正极用中间导电构件24的形状及负极用中间导电构件25的形状形成为实质相同，并且各自的电阻焊接方法也实质上相同，因此以下以正极极板侧的构件为代表进行说明。

首先，将扁平状的卷绕电极体11的由铝箔构成的正极芯体露出部14层叠，将该层叠后的正极芯体露出部14从卷绕中央部分朝两侧分割成两部分，以卷绕电极体11的厚度的1/4为中心而使正极芯体露出部14集结。然后，在正极芯体露出部14的最外周侧的两侧配置正极集电体16，在内周侧配置正极用中间导电构件24，以使得正极用中间导电构件24的两侧的圆锥台状的凸部分别与正极芯体露出部14抵接。在此，集结后的铝箔的厚度为例如单侧约660μm，总层叠数为88片(单侧为44片)。另外，正极集电体16使用通过对厚度为0.8mm的铝板进行冲裁并进行弯曲加工等制成的结构体。

接着，虽省略图示，但在上下方向上配置的一对电阻焊接用电极之间配置有扁平状的卷绕电极体11，该卷绕电极体11配置有正极集电体16及正极用中间导电构件24，一对电阻焊接用电极分别与在正极芯体露出部14的最外周侧的两侧配置的正极集电体16抵接，以适度的压力向一对电阻焊接用电极之间外加按压力，并在预定的恒定条件下实施电阻焊接。由此，正极用中间导电构件24的凸部作为凸块而发挥作用，因此在一对电阻焊接用电极之间配置的正极集电体16及分割成两部分的正极芯体露出部14良好地发热，因此形成较大的点核，正极集电体16与分割成两部分的正极芯体露出部14之间、各正极芯体露出部14之间、及分割成两部分的正极芯体露出部14与正极用中间导电构件24之间的焊接强度变得非常强。

并且，在该电阻焊接时，正极用中间导电构件24以被稳定地定位的状态配置于分割成两部分的正极芯体露出部14之间，因此能够以正确且稳定的状态进行电阻焊接，抑制焊接强度不均，能够实现焊接部的低电阻化，从而能够制造可实现大电流充放电的方形二次电池。通过重复使用该电阻焊接的正极用中间导电构件24的数量的量，对全部的正极集电体16与分割成两部分的正极芯体露出部14之间、各正极芯体露出部14之间、及分割成两部分的正极芯体露出部14与正极用中间导电构件24之间进行电阻焊接。需要说明的是，该电阻焊接在负极侧也相同地进行。

在此，虽然对夹装在正极集电体16与正极外部端子17之间、或负极集电体18与负极外部端子19之间的感压式电流断路机构进行了说明，但该电流断路机构可以仅设置在正极侧，也可以仅设置在负极侧，还可以设置在正极侧及负极侧双方，以下参照图2～图5对仅设置在正极侧的情况进行说明。

如图1A～图1C所示，正极集电体16与在卷绕电极体11的一方的侧端面侧配置的多片正极芯体露出部14连接，该正极集电体16与正极外部端子17电连接。如作为展开状态下的主视图的图4A、作为相同的侧视图的图4B所示，该正极集电体16具有：与封口体13平行配置的第一区域16a；从该第一区域16a朝彼此相反的方向延伸且以虚线部分(边界部16f)折弯而与正极芯体露出部14连接的一对第二区域16b。该正极集电体16通过对厚度为0.8mm的铝板冲裁而制成，因此具有刚性，不能以较小的力折弯。需要说明的是，在图4A中，在边界部16f的两侧形成有切口部分，该切口部分为了便于沿着边界部16f折弯正极集电体16而形成。

并且，在正极集电体16的第一区域16a，在中央部形成连接部形成用孔16c，在通过该连接部形成用孔16c的中心且沿着封口体13的长边方向的中心线c上的连接部形成用孔16c的两侧分别形成第一开孔16g及第二开孔16h，在与该中心线c垂直的方向的两侧的两个部位形成有第三开孔16j。需要说明的是，在此，第一开孔16g及第二开孔16h的直径相同，两个位置的第三开孔16j的直径也相同，且设定为小于第一开孔16g及第二开孔16h的直径。另外，在正极集电体16的第二区域16b，在与正极芯体露出部14对置的一侧形成有肋16d。该肋16d起到正极集电体16与正极芯体露出部14间的定位、卷绕电极体11与电池外装体12间的定位、及防止将正极集电体16电阻焊接于正极芯体露出部14时产生的溅射侵入卷绕电极体11内等作用。另外，第一区域16a的连接部形成用孔16c的周围的部分呈环状地形成为厚度比其他部分薄的薄壁区域16e。

正极外部端子17具备筒状部17a，且在内部形成有贯通孔17b。并且，正极外部端子17的筒状部17a插入在垫圈等的上部第一绝缘构件20a、封口体13、下部第一绝缘构件20b及具有筒状部32a的导电构件32分别形成的孔内，其前端部17c被凿密而相互固定为一体。需要说明的是，导电构件32在电池内部侧形成有筒状部32a，电池外部侧即封口体13侧的内径缩窄而形成供正极外部端子17的筒状部17a插入的开孔32b。并且，正极外部端子17的筒状部17a的前端部17c在导电构件32的开孔32b的附近被凿密，正极外部端子17的筒状部17a的前端部17c与导电构件32的连接部被激光焊接。由此，正极外部端子17利用上部第一绝缘构件20a及下部第一绝缘构件20b而成为与封口体13电绝缘、与导电构件32电连接的状态。上述上部第一绝缘构件20a及下部第一绝缘构件20b两者相当于本发明的第一绝缘构件。

另外，反转板33的周围气密地焊接在导电构件32的筒状部32a的电池内部侧的前端。反转板33呈从其周围朝中心侧向电池内部侧略微突出的形状，即成为与封口体13倾斜的配置关系的形状。该反转板33由导电性材料形成，具有当电池外装体12内的压力变高时朝电池的外部侧发生变形的阀的功能。并且，正极集电体16的第一区域16a与反转板33的中心部抵接，形成于第一区域16a的薄壁区域16e的连接部形成用孔16c的内壁部分与反转板33的表面在多个部位激光焊接。需要说明的是，虽省略图示，但该薄壁区域16e的连接部形成用孔16c的内壁部分与反转板33的表面之间的焊接位置与本发明的连接部对应。

需要说明的是，在正极集电体16的第一区域16a与反转板33之间配置有具有贯通孔34a且由树脂材料构成的第二绝缘构件34，正极集电体16的第一区域16a与反转板33经由该贯通孔34a电连接。在该第二绝缘构件34的贯通孔34a的周围，在与正极集电体16的第一区域16a的第一开孔16g对应的位置形成有第一突起34b，在与第二开孔16h对应的位置形成有第二突起34c，在与第三开孔16j对应的位置形成有第三突起34d。

将第二绝缘构件34的第一～第三突起34b～34d分别插入在正极集电体16的第一区域16a形成的第一～第三开孔16g～16j内，通过对第一～第三突起34b～34d的前端部进行加热并将其扩径而使第二绝缘构件34与正极集电体16的第一区域16a相互固定。因此，第二绝缘构件34的第一～第三突起34b～34d利用分别形成的扩径部而成为从在正极集电体16的第一区域16a形成的第一～第三开孔16g～16j止脱的状态，第二绝缘构件34与正极集电体的第一区域16a成为稳固结合的状态。由在上述正极集电体16的第一区域16a形成的第一～第三开孔16g～16j与第二绝缘构件34的第一～第三突起34b～34d形成第一固定部30a～第三固定部30c。需要说明的是，优选通过使第二绝缘构件34与构成第一绝缘构件的下部第一绝缘构件20b卡合而进行固定。固定方法并没有特别地限定，在此利用闩锁固定部34g将第二绝缘构件34与构成第一绝缘构件的下部第一绝缘构件20b固定。

因此，正极芯体露出部14经由正极集电体16的第二区域16b、正极集电体16的第一区域16a及薄壁区域16e、反转板33及导电构件32与正极外部端子17电连接。另外，在此，由上述导电构件32的筒状部32a、反转板33、第二绝缘构件34及在正极集电体16的第一区域16a形成的薄壁区域16e形成本实施方式的电流断路机构35。

即，反转板33形成为如下方式，即，当电池外装体12内的压力增加时朝正极外部端子17的贯通孔17b侧鼓起，在反转板33的中央部焊接有正极集电体16的第一区域16a的薄壁区域16e，因此当电池外装体12内的压力超过规定值时，正极集电体16的第一区域16a在薄壁区域16e的部分发生破裂，因此反转板33与正极集电体16的第一区域16a之间的电连接被断开。

当如上所述存在薄壁区域16e时，当反转板33发生变形时容易在薄壁区域16e部分发生破裂，由于当电池内部的压力上升时在该薄壁区域16e部分可靠地发生破裂，因此方形非水电解质二次电池10的安全性提高。另外，通过适当地设定该薄壁区域16e部分的厚度、形成区域，能够将薄壁区域16e部分发生破裂的压力设定为规定值，因此可靠性也提高。

需要说明的是，在此，虽然示出在第一区域16a的连接部形成用孔16c的周围的部分环状地形成厚度比其他部分薄的薄壁区域16e的例子，但进一步优选在薄壁区域16e以包围连接部形成用孔16c的方式设置环状的槽。该槽也可以间歇地形成为环状。另外，也可以将第一区域16a的连接部形成用孔16c的周围的部分的厚度形成为与其他部分相同的厚度，通过将槽形成为环状或间歇地形成为环状来形成薄壁区域16e。需要说明的是，薄壁区域16e及槽不是必须的结构，也可以不设置薄壁区域16e及槽而对反转板33与正极集电体16的连接强度进行调节，当反转板33发生变形时，反转板33与正极集电体16的连接断开。

并且，在实施方式的方形非水电解质二次电池10中，如图5所示，正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的边界部16f配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，并且，第一区域16a的与第二区域16b的边界部16f以外的部分的端部的至少一个位置、在此为第一区域16a的全部端部(突端部16k、侧端部16m等)位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，第一区域16a配置为在全部的方向上位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置。

当如此配置时，即使因振动或落下等向方形非水电解质二次电池10施加冲击而使卷绕电极体11朝封口体13侧移动，由于正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b的边界部16f及第一区域16a的突端部16k都配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，因此即使正极集电体16的第一区域16a要朝封口体13侧移动，由于与导电构件32的筒状部32a的另一侧的端部抵接，因此不能再朝封口体13侧移动。

并且，正极集电体16具有刚性且不能以较小的力折弯，因此当因振动或落下等使卷绕电极体11朝封口体13侧移动时施加于正极集电体16的第一区域16a的力，因被第二区域16b部分吸收而变小。因此，当因振动或落下等使卷绕电极体11朝封口体13侧移动时施加于正极集电体16的第一区域16a的力变小，因此能抑制薄壁区域16e破裂的可能性，对感压式的电流断路机构35的动作所造成的影响变小，从而能够得到安全性及可靠性优异的非水电解质二次电池10。

另外，正极外部端子17的顶部的贯通孔17b用于构成电流断路机构35的反转板33的周围是否被气密地焊接的试验，但保持原状态不变也能够使用。然而，当腐蚀性气体或液体侵入贯通孔17b的内部而将反转板33腐蚀时，由于担心电流断路机构35无法正常动作，因此优选正极外部端子17的贯通孔17b封闭。因此，在实施方式的方形非水电解质二次电池10中，形成于正极外部端子17的贯通孔17b形成为如下方式，即，通过在电池外装体12的外部侧形成有大径部、在所述电池外装体12的内部侧形成有小径部，由此将正极外部端子17的贯通孔17b内由橡胶制的端子栓36稳固密封。该端子栓36具备：位于上端部且直径比正极外部端子17的贯通孔17b的小径部大而比贯通孔17b的大径部小的头部36a、位于下端部且直径比头部36a小而比贯通孔17b的小径部大的突出部36b、以从该突出部36b缩窄为锥状的方式形成的卡止部36c、位于中间且直径与正极外部端子17的贯通孔17b的小径部大致相同而长度与该小径部的长度实际相同的连结部36d。

并且，端子栓36以如下方式安装于贯通孔17b，即，使头部36a位于正极外部端子17的贯通孔17b的大径部一侧，卡止部36c比正极外部端子17的贯通孔17b的小径部的端部突出，需要说明的是，为了削薄头部36a的厚度而增大强度，在端子栓36的头部36a的表面设置有例如铝金属制的金属板37。该金属板37能够通过例如激光焊接而焊接固定于正极外部端子17。端子栓36由弹性构件构成，因此可能因振动等脱落，通过将金属板37焊接固定于正极外部端子17，能够利用端子栓36更稳固地对贯通孔17b进行密封。

需要说明的是，在实施方式的方形二次电池10中，电流断路机构35的与外部对应的一侧的空间被完全地封闭，即使因某种原因使电池外装体12内的压力增加，在异常时电池内部产生的气压变得非常大，由于电流断路机构35的电池的外部侧的封闭空间内的压力不会同时同样地增加，因此电流断路机构35的动作不会因电池的外部侧的空间被封闭而产生任何问题。

需要说明的是，在上述实施方式的方形非水电解质二次电池10中，示出了正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的边界部16f及第一区域16a的突端部16k配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置的例子。然而，在本发明中，如果正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的边界部16f配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，正极集电体16的第一区域16a的与第二区域16b的边界部16f以外的端部的至少一个部位(封口体13的长边方向上的中心侧的端部、封口体13的短边方向上的端部等)配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，则能够起到与上述相同的作用效果。

使用图6说明上述本发明所属的正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的配置关系，使用图7说明不属于本发明的正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的配置关系。需要说明的是，图6A～图6D分别是示出从本发明所属的封口体的上方观察到的集电体的第一区域与导电构件的筒状部之间的配置关系的概要图。图7A及图7B分别是示出从不属于本发明的封口体的上方观察到的集电体的第一区域与导电构件的筒状部之间的配置关系的概要图。另外，在图6及图7中，对与实施方式的非水电解质二次电池相同的构成部分标注相同的参照附图标记并省略其详细的说明。

图6A示出正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b的边界部16f及第一区域16a的全部端部配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置。即使因振动或落下等而使卷绕电极体11朝封口体13侧移动，由于正极集电体16的第一区域16a的整个周围被导电构件32的筒状部32a限制进一步的移动，因此正极集电体16成为实质上不会完全地进入导电构件32的筒状部32a的内部侧的例子。

图6B示出正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的边界部16f及第一区域16a的两侧的侧端部16m配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，第一区域的16a的突端部16k配置于导电构件32的筒状部32a的内表面侧。在该例中，当因振动或落下等而使卷绕电极体朝封口体侧移动时，由于第一区域的16a的两侧的侧端部16m被导电构件32的筒状部32a限制进一步的移动，因此实质上第一区域的16a的突端部16k也不会进入导电构件32的筒状部32a的内部侧。

图6C示出正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b之间的边界部16f、第一区域16a的突端部16k及侧端部16m配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，而第一区域16a的两侧的侧面配置于导电构件32的筒状部32a的内表面侧。在该例中，即使因振动或落下等而使卷绕电极体朝封口体侧移动，由于第一区域16a的突端部16k及两侧的侧端部16m被导电构件32的筒状部32a限制移动而不会进入导电构件32的筒状部32a的内部侧，因此第一区域的16a的两侧面也不会进入导电构件32的筒状部32a的内部侧。

图6D示出正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b的边界部16f及第一区域16a的一方的侧端部16m配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，而第一区域16a的另一侧的侧端部16m配置于导电构件32的筒状部32a的内表面侧。在该例中，即使因振动或落下等而使卷绕电极体朝封口体侧移动，由于第一区域16a的一方的侧端部16m及一方的侧面暂且被导电构件32的筒状部32a限制移动，因此第一区域16a的突端部16k及另一方侧端部16m也难以进入导电构件32的筒状部32a的内部侧。

与此相对地，图7A示出正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b的边界部16f配置为位于导电构件32的筒状部32a的比内表面靠外表面侧的位置，而第一区域16a的突端部16k及两侧的侧端部16m都配置于导电构件32的筒状部32a的内表面侧。在该例中，当因振动或落下等使卷绕电极体朝封口体侧移动时，以第一区域16a的导电构件32的筒状部32a的支承部为支点，第一区域16a的突端部16k与两侧端16m容易进入导电构件32的筒状部32a内。在该例中，当因振动或落下等使卷绕电极体朝封口体侧移动时，电流断路机构破损的可能性变大。

同样地，图7B示出正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b的边界部16f、和第一区域16a的突端部16k及两侧的侧端部16m全部配置为位于导电构件32的筒状部32a的内表面侧的例子。在该例中，当因振动或落下等使卷绕电极体朝封口体侧移动时，正极集电体16的第一区域16a与第二区域16b的边界部16f、和第一区域16a的突端部16k及两侧的侧端部16m的全部都容易进入导电构件32的筒状部32a内。在该例中，当因振动或落下等使卷绕电极体朝封口体侧移动时，电流断路机构破损的可能性变得最大。

需要说明的是，在上述实施方式的方形非水电解质二次电池10中，虽然示出使用形成有一对第二区域16b的情况作为正极集电体16的例子，但第二区域16b也可以是一个。在该情况下，当将正极集电体16的第二区域16b电阻焊接于正极芯体露出部14时，优选在正极芯体14的相反侧配置由与正极集电体相同的材料形成的集电承受构件并进行电阻焊接。另外，正极集电体16与正极芯体露出部14的连接方法并不局限于电阻焊接，也可以采用激光焊接或超声波焊接。另外，也能够将正极集电体16与正极芯体露出部14的前端侧的端面连接。进而，集电体中的第一区域的形状并不局限于上述实施方式所示的形状，也可以在俯视观察中形成为长方形等。进而，在上述实施方式的方形非水电解质二次电池10中，虽然示出使用设置有金属板37的橡胶制的端子栓作为对正极外部端子17的贯通孔17b进行封闭的端子栓36的例子，但也可以是树脂制的端子栓，还可以仅由金属板37来封闭贯通孔17b。

另外，在上述实施方式的方形非水电解质二次电池10中，虽然对正极外部端子17侧的结构进行了说明，但也能够采用负极外部端子19侧的结构。但是，当采用在正极外部端子17侧具备上述的电流断路机构35的结构时，无需在负极外部端子19侧采用电流断路机构，因此作为负极外部端子19侧而能够采用更为简单的结构。

Claims

1.一种方形二次电池，其具备：

具有开口的有底筒状的方形外装体；

收容于所述方形外装体内且具有正极极板及负极极板的电极体；

与所述正极极板电连接的正极集电体；

与所述负极极板电连接的负极集电体；

对所述外装体的开口进行密封的封口体；

以隔着第一绝缘构件与所述封口体电绝缘的状态穿过设置于所述封口体的贯通孔的至少一个外部端子；

具有筒状部的导电构件；

当电池内部的压力大于预定的规定值时发生变形的由导电性材料构成的反转板；

在所述反转板与所述正极集电体及负极集电体中的至少一方之间设置的形成有贯通孔的第二绝缘构件，

所述正极集电体及负极集电体中的至少一方经由形成于所述第二绝缘构件的贯通孔与所述反转板连接，

所述方形二次电池的特征在于，

所述导电构件的筒状部的一方的端部与所述外部端子电连接，所述导电构件的筒状部的另一方的端部由所述反转板密封，

所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一方具有与所述封口体平行的第一区域和从所述第一区域朝所述电极体的方向延伸且与所述正极极板或所述负极极板连接的第二区域，

所述第一区域与所述第二区域间的边界部配置于所述导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧的位置，并且除去所述边界部的至少一个端部配置为位于所述导电构件的筒状部的比内表面靠外表面侧的位置。

2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于，

所述第一区域在全部方向上比所述导电构件的筒状部的内表面朝外表面侧突出。

3.根据权利要求1或2所述的方形二次电池，其特征在于，

所述第二区域在相对于所述第一区域互为相反侧的位置上设置有两处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方形二次电池，其特征在于，所述第一区域及所述第二区域通过折弯一张板材而形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方形二次电池，其特征在于，所述第一区域及所述第二区域由具有刚性的导电性材料形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方形二次电池，其特征在于，

在所述正极集电体及所述负极集电体中的至少一方的与所述反转板连接的连接部的周围形成有薄壁部及/或槽。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方形二次电池，其特征在于，

在所述外部端子上形成有将电池外部与所述导电构件的筒状部的内表面侧的空间之间连通的贯通孔，所述外部端子的所述贯通孔由密封构件密封。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方形二次电池，其特征在于，

所述电极体是扁平形电极体，在一侧的端部具有多片层叠的正极芯体露出部，在另一侧的端部具有多片层叠的负极芯体露出部，所述正极芯体露出部与所述方形外装体的一侧的侧壁对置，所述负极芯体露出部与所述方形外装体的另一侧的侧壁对置，所述正极集电体与所述正极芯体露出部连接，所述负极集电体与所述负极芯体露出部连接。