CN107039682B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本公开提供的二次电池(10)，包含：由以铝为主成分的金属形成的壳体(12)；收纳于壳体的层叠电极体(30)；将层叠电极体的负极与负极端子(17)电连接的负极集电板(40)；将层叠电极体的正极与正极端子电连接的正极集电体；配置于壳体与层叠电极体之间的第1金属板(50)、(54)；以及配置于壳体与第1金属板之间的绝缘材料制的垫片(60)。壳体与正极电连接，或者经由绝缘部件配置于第1金属板的第2金属板与正极电连接。负极集电体与第1金属板通过接触而电连接。

Description

二次电池
技术领域
本公开涉及二次电池。
背景技术
已知具备一对电极复数层叠而成的层叠电极体的二次电池。作为该二次电池的一例，可举出具有多个正极、负极和隔板，正极和负极隔着隔板交替层叠成的锂离子电池。在锂离子电池中采用所谓层叠型的电极结构的情况下，由伴随充放电的电极的膨胀收缩导致的应力容易在电极层叠方向上均匀产生，例如与卷绕型的电极结构相比能够减小电极体的应变，容易实现电池反应的均质化、电池的长寿命化等。
专利文献1中记载了电极体为卷绕型的结构。在该结构中，为了提高穿刺安全性即钉子等具有导电性的异物从外部侵入时的安全性，在配置于与电极体的卷绕方向正交的方向的外端的正极未涂布部焊接面积较大的第1金属板(导电板)。正极未涂布部是在正极中没有涂布正极活性物质的部分。由此在具有导电性的异物侵入的情况下，通过第1金属板与壳体发生短路，能够不起火地将存储的电流放电。
专利文献2中记载了与专利文献1所记载的结构同样地在电极体的第1电极的未涂布部通过焊接连接第1导电板的结构。在该结构中，在第2电极的未涂布部通过焊接连接有第2导电板。并且，第1电极和第2电极隔着绝缘板配置。在该结构中，通过二次电池的贯穿使第1导电板和第2导电板直接电短路，由此在短路时几乎不产生热。
在先技术文献
专利文献1：日本特许第5297441号公报
专利文献2：日本特许第5241813号公报
发明内容
但是，在专利文献1和专利文献2各自公开的二次电池中，作为电极结构采用层叠型的情况下，电极结构中在层叠方向上电极体的正极和负极分别层叠多个，在最表面的电极的电极接片焊接金属板。由此，电极接片在层叠方向上不连续，因此在由于异物从外部侵入或来自外部的应力而造成强制性短路的情况下，在金属板与电极体的连接部中，强制短路时的电阻增高，在导电板流通的电流受到抑制。所以使短路电流迂回的效果有可能较低。另外，特别是受到大的外部应力的情况下，由于表面的电极接片断裂，金属板与集电体的导通被切断，难以得到短路电流的迂回效果。
作为本公开的一技术方案的二次电池，具备：由以铝为主成分的金属形成的壳体；收纳于壳体、由多个正极和多个负极隔着隔板层叠而成的层叠电极体；将负极与负极端子电连接的负极集电体；将正极与正极端子电连接的正极集电体；配置于壳体与层叠电极体之间的第1金属板；以及配置于壳体与第1金属板之间的绝缘材料制的垫片，壳体与正极电连接，或经由绝缘部件配置于第1金属板的第2金属板与正极电连接，并且，负极集电体与第1金属板通过接触而电连接。
根据本公开的一技术方案，在具备层叠电极体的结构中，能够提高在异物从外部侵入的情况下或受到外部应力的情况下使短路电流迂回的效果。由此，能够实现能将存储的能量更安全地放出的二次电池。
附图说明
图1是表示作为实施方式的一例的二次电池的外观的立体图。
图2A是从图1所示的二次电池取下壳体主体而表示的立体图。
图2B是表示在图2A所示的结构中安装第1金属板的状态的分解立体图。
图3A是概略性地表示图2A的A-A截面的图。
图3B是在图3A中显示较多正极和负极的层叠数的图3A的B部分放大对应图。
图4是表示在层叠电极体中负极侧的接片与集电板的连接部的概略立体图。
图5是表示层叠电极体中的正极和负极与第1金属板的大小的关系的一例的图。
图6是表示钉子从二次电池的外侧侵入的状态的示意图。
图7A是表示负极集电体与第1金属板的连接结构的另一例的示意图。
图7B是表示负极集电体与第1金属板的连接结构的另一例的示意图。
图7C是表示负极集电体与第1金属板的连接结构的另一例的示意图。
图8是表示负极集电体与第1金属板的连接结构的另一例的示意图。
图9是在实施方式的另一例中与图2A相对应的图。
图10是在图9的结构中所使用的第1金属板的展开图。
图11是表示在图9的结构中在层叠电极体与盖板之间配置有第1金属板的状态的立体图。
图12是概略性地表示图9的C-C截面的图。
图13A是表示第1金属板的连接结构的另一例的立体图。
图13B是表示在图13A的第1金属板的内侧配置有层叠电极体的结构的与图12相对应的图。
图14是在实施方式的另一例中与图6相对应的图。
标号说明
10二次电池，12壳体，12a底板部，13壳体主体，14盖板，14a贯通孔，16正极端子，17负极端子，18a、18b中间部件，19上侧结合部件，20绝缘部件，30层叠电极体，31隔板，32正极，32a正极芯材，33正极接片，34负极，34a负极芯材，35负极接片，36接片层叠体，40负极集电板，41上端板部，42下侧板部，45正极集电板，50一侧第1金属板，51主体部，52伸出部，53接触片，54另一侧第1金属板，55主体部，56伸出部，57接触片，58槽部，60垫片，62钉子，70第1金属板，71、71a弯曲片，72、72a平面部，73a、73b平板部，74负极集电板，75上端板部，76下侧板部，77负极集电板，78上端板部，79下侧板部，80负极集电体，81绝缘板，82第1金属板，83凹部，82a主体部，84槽部，90另一侧第2金属板，91主体部，95绝缘部件。
具体实施方式
以下，对作为实施方式的一例的二次电池进行详细说明。实施方式的说明中参照的附图只是示意性地记载，附图中描绘的构成要素的尺寸比率等有时与实物不同。具体的尺寸比率等应参考以下的说明来判断。关于在本说明书中记载的“大致～”，以大致相同为例进行说明，其含义包括完全相同和实质上可认为相同。另外，“端部”一词意味着对象物的端及其附近。另外，以下说明的形状、材料、个数等只是用于说明的例示，可以根据二次电池的规格而变更。以下，对同样的结构附带同样的标号进行说明。
以下说明的二次电池例如可利用在电动汽车或混合动力车的驱动电源，或用于抑制太阳能发电、风力发电等的输出变动的用途，以及在夜间存储电力而在白天利用的系统电力的高峰移动用的固定放置用蓄电系统。
以下，利用图1～图5对作为实施方式的一例的二次电池10进行详细说明。图1是表示二次电池10的外观的立体图。图2是从图1所示的二次电池10取下壳体主体13而表示的立体图。图2B是表示在图2A所示的结构中安装第1金属板50、54的状态的分解立体图。图3A是概略性地表示图2A的A-A截面的图。图3B是在图3A中显示较多正极和负极的层叠数的图3A的B部分放大对应图。以下，为便于说明，将壳体12的盖板14侧作为上、将与盖板14相反侧作为下进行说明。
二次电池10具备一对电极复数层叠成的层叠电极体30。具体而言，层叠电极体30具有通过多个正极32和多个负极34隔着隔板31层叠而形成的所谓层叠型的电极结构。作为各隔板31可使用具有离子透过性和绝缘性的多孔性片。二次电池10的一优选例为锂离子电池，作为发电元件包含层叠电极体30和非水电解质。实施方式中，在壳体12的内侧收纳层叠电极体30。壳体12通过由盖板14堵塞大致箱形状的壳体主体13的上端开口部而形成。壳体主体13和盖板14如后述那样由以铝为主成分的金属形成。主成分意味着构成正极活性物质的材料之中含量最多的成分。
另外，在二次电池10中，壳体12与正极32和负极34电连接。例如，通过连接负极34的负极集电板40与第1金属板50、54接触，使壳体12与负极34电连接。另外，例如在正极端子16中，通过将配置于壳体12的从盖板14的上面突出的部分与盖板14之间的后述的中间部件18a除去、或者由金属等导电性材料形成该中间部件18a的一部分或全部，从而使壳体12与正极32电连接。后面会对负极集电板40与第1金属板50的接触部进行详细说明。由此，在钉子等具有导电性的异物通过穿刺等从壳体12的外部向内侧侵入或受到外部应力的情况下使壳体、电极体变形时，能够提高使层叠电极体30内部的短路电流迂回的效果，因此能够更安全地放出所存储的能量。
构成层叠电极体30的正极32、负极34和各隔板31例如都具有俯视为大致矩形的形状，它们层叠而成的层叠电极体30具有大致长方体形状。如图2B所示，在各正极32的长度方向(图2B的左右方向)上的一端部(图2B的左端部)设有正极接片33，在各负极34的长度方向一端部(图2B的右端部)设有负极接片35。实施方式中，正极接片33和负极接片35从具有大致长方体形状的层叠电极体30的与长度方向正交的宽度方向(图2B的上下方向)上的一端(图2B的上端)延伸出。
多个正极接片33偏向层叠电极体30的层叠方向一侧(图2B的纸面的背面侧)集中重叠。多个负极接片35偏向层叠电极体30的层叠方向一侧集中重叠。
图4是表示在层叠电极体30中负极34侧的接片(负极接片35)与负极集电板40的连接部的概略立体图。负极接片35从各负极34的宽度方向(短边方向)一端(图4的右端)延伸出，在电极层叠方向X上重叠而形成接片层叠体36。并且，接片层叠体36在负极集电板40的厚度方向一侧的面(图4的上侧面)重叠接合。
负极集电板40由金属制的板材形成，包含与壳体12(图1)的盖板14(图1)大致平行的上端板部41和从上端板部41大致直角弯曲并连续的下侧板部42的截面呈L字形。负极集电板40相当于负极集电体。此时，接片层叠体36例如通过超声波焊接等在负极集电板40的下侧板部42的下端部(图4的左端部)，通过焊接与厚度方向一侧的面接合。由此，从多个负极34的端部延伸出的负极接片35被集合并焊接在负极集电板40上，接片层叠体36与负极集电板40电连接。正极接片33也与负极接片35同样地通过焊接与截面呈L字形且金属制的正极集电板45接合。由此，从多个正极32的端部延伸出的正极接片33被集合并焊接在正极集电板45上，正极接片33的层叠体与正极集电板45电连接。正极集电板45相当于正极集电体。
正极32例如由正极芯材32a(图2B)和在该芯材32a上形成的正极合剂层构成。作为正极芯材32a可使用铝等在正极的电位范围中稳定的金属的铂、将该金属配置于表层的薄膜等。正极接片33例如使正极芯材32a的一部分突出而形成，与正极芯材32a一体化。正极合剂层优选除了正极活性物质以外还包含导电材料和粘结剂，形成于正极芯材32a的两面。正极32例如可以通过下述方式制作：将包含正极活性物质、粘结剂等的正极合剂浆液涂布在正极芯材32a上并使涂膜干燥后，进行压延而在正极芯材32a的两面形成正极合剂层。
作为正极活性物质例如可使用含锂的复合氧化物。对于含锂的复合氧化物不特别限定，优选为由通式Li1+xMaO2+b(式中，x+a＝1、-0.2<x≤0.2、-0.1≤b≤0.1，M至少包含Ni、Co、Mn和Al的任一种)表示的复合氧化物。作为优选的复合氧化物的一例可举出Ni-Co-Mn系、Ni-Co-Al系的含锂的复合氧化物。
负极34例如由负极芯材34a(图2B)和在该芯材34a上形成的负极合剂层构成。作为负极芯材34a可使用铜等在负极的电位范围中稳定的金属的铂、将该金属配置于表层的薄膜等。负极接片35例如使负极芯材34a的一部分突出而形成，与负极芯材34a一体化。负极合剂层优选除了负极活性物质以外还包含粘结剂。负极34例如可以通过下述方式制作：将包含负极活性物质、粘结剂等的负极合剂浆液涂布在负极芯材34a上并使涂膜干燥后，进行压延而在芯材的两面形成负极合剂层。
作为负极活性物质，只要是能够吸藏、放出锂离子的材料即可，通常使用石墨。作为负极活性物质，既可以使用硅、硅化合物或它们的混合物，也可以将硅化合物等与石墨等碳材料并用。硅化合物等与石墨等碳材料相比能够吸藏更多的锂离子，因此通过将它们应用于负极活性物质能够谋求电池的高能量密度化。硅化合物的一优选例是由SiOx(0.5≤x≤1.5)表示的硅氧化物。另外，SiOx优选粒子表面被非晶质碳等的导电被膜覆盖。
非水电解质包含非水溶剂和溶解于非水溶剂的电解质盐。非水电解质不限定于液体电解质，也可以是使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。非水溶剂例如可以使用酯类、醚类、腈类、酰胺类以及它们的两种以上的混合溶剂等。非水溶剂可以包含利用氟等卤素原子将这些溶剂的氢的至少一部分置换了的卤素置换体。电解质盐优选为锂盐。
如上所述，形成壳体12的壳体主体13和盖板14由以铝为主成分的金属形成。该金属例如优选为铝或铝合金。作为铝合金可例示含铝和铁的合金。壳体主体13和盖板14通过焊接以电接触的状态被结合。厚度优选为50μm以上且1mm以下。小于50μm的情况下，在发生短路时壳体会熔化，电流有可能无法充分在导电板流通，1mm以上的情况下，电池的能量密度会减小。
另外，在盖板14的两端部形成分别将正极端子16和负极端子17插入的贯通孔14a。正极端子16和负极端子17以分别插入盖板14的贯通孔14a的状态，隔着中间部件18a、18b而固定于盖板14。在正极端子16和负极端子17中，上侧结合部件19通过螺丝连接等而固定于从盖板14向上侧突出的部分。在上侧结合部件19与盖板14之间夹持中间部件18a。中间部件18a、18b可以作为垫片。在负极端子17与盖板14之间通过作为垫片的中间部件而绝缘。另外，通过在正极端子16侧由金属形成中间部件18a、18b的一部分或全部，能够将壳体12与正极端子16电连接。
如图3A所示，负极端子17的下端部通过焊接而与负极集电板40的上端板部41结合并电连接。负极端子17的上端部从盖板14的上面突出。在负极集电板40的上端板部41与壳体12的盖板14之间配置树脂材料等绝缘材料制的绝缘部件20。
可以在负极端子17侧或正极端子16侧或这两侧形成电流切断机构。作为电流切断机构，例如可以使用在电池内的内压上升时切断电流的压敏式的电流切断机构，例如可以设置于正极集电体与正极端子的连接路径。作为电流切断机构，除了压敏式的电流切断机构以外也可以使用保险丝等。
另外，如上所述负极接片35的接片层叠体36通过焊接与负极集电板40电连接。由此，负极34和负极端子17通过负极集电板40电连接。
另外，正极接片33的层叠体通过焊接与正极集电板45(图2B)电连接。由此，正极32和正极端子16通过正极集电板45电连接。
并且，二次电池10具备在壳体12与层叠电极体30之间配置的一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54、以及在壳体12与各第1金属板50、54之间分别配置的绝缘材料制的垫片60。一侧第1金属板50配置于层叠电极体30的一侧(图3A的左侧)，另一侧第1金属板54配置于层叠电极体30的另一侧(图3A的右侧)。
如图2B所示，一侧第1金属板50包含矩形的主体部51和伸出部52。伸出部52在主体部51的宽度方向一端(图2B的上端)，从除了长度方向一端部(图2B的左端部)以外的部分连续地向层叠电极体30的层叠方向X呈大致直角地弯曲延伸。在伸出部52的顶端形成向上方呈大致直角地弯曲的接触片53。
另一侧第1金属板54包含矩形的主体部55和伸出部56，伸出部56在主体部55的宽度方向一端，从除了长度方向一端部(图2B的左端部)以外的部分连续地向层叠电极体30的层叠方向X呈大致直角地弯曲延伸。在伸出部56的顶端形成向上方呈大致直角地弯曲的接触片57。一侧第1金属板50的伸出部52的层叠方向X长度大于另一侧第1金属板54的伸出部56的层叠方向X长度。
并且，如图3A所示，一侧第1金属板50的接触片53和另一侧第1金属板54的接触片57在负极集电板40的下侧板部42的厚度方向两侧面中，在比接片层叠体36靠上侧分别进行面接触。由此，一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54以从层叠方向的两侧夹持层叠电极体30的方式与负极集电板40连接。由此，负极集电板40与各第1金属板电连接。例如，各第1金属板50、54优选与负极集电板40焊接。
各第1金属板50、54由与构成层叠电极体30的负极34的负极芯材同样的材料形成。例如负极芯材由铜构成的情况下，各第1金属板50、54也可以由铜构成。另外，各第1金属板50、54也可以由不锈钢合金、镍等其它金属材料形成。各第1金属板50、54的厚度充分大于负极芯材的厚度。例如，各第1金属板50、54的厚度为50μm以上且1mm以下。低于50μm的情况下，在由外部应力使壳体与第1金属板短路时，通过短路电流会使第1金属板熔化，有可能无法充分发挥电流迂回效果。1mm以上的情况下，有可能无法充分提高电池的能量密度。另外，各第1金属板50、54的主体部51、55比构成层叠电极体30的正极32的正极芯材大。各第1金属板50、54的主体部51、55的大小可以与构成负极34的负极芯材大致相同，或者比负极芯材小。
图5是表示层叠电极体30中的正极32和负极34与第1金属板50、54的大小的关系的一例的图。构成负极34的负极芯材34a的矩形部分优选大于构成正极32的正极芯材32a的矩形部分。另外，正极芯材32a中的正极活性物质层的涂布部优选为相对于负极芯材34a中的负极活性物质层的涂布部完全覆盖的大小。另一方面，各第1金属板50、54的矩形的主体部51、55优选比正极芯材32a的矩形部分大。此时，主体部51、55优选在长度方向和宽度方向这两个方向上比正极芯材32a的矩形部分大。根据该优选结构，如后所述在钉子从壳体12(图1)的外侧刺入内侧的情况下，能够防止钉子不经由第1金属板50、54地刺入正极32。由此，在层叠电极体30中难以发生钉子贯通正极32和负极34这两者而发生短路。另外，从谋求各第1金属板50、54的矩形的主体部51、55的小型化方面出发，主体部51、55优选比矩形的负极芯材34a小。
并且，以一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54与负极集电板40连接的状态，在一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54的内侧空间配置层叠电极体30。在各第1金属板50、54的主体部51、55的内侧面与层叠电极体30的层叠方向两侧面之间分别夹持隔板31而配置。
并且，在壳体12的内侧收纳一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54以及层叠电极体30。此时，在各第1金属板50、54的主体部51、55的外侧面与壳体主体13的内侧面之间夹持树脂材料等绝缘材料制的垫片60(图3A)而配置。垫片60为箱状，配置为收纳电极体和金属板。例如垫片60由树脂薄膜或树脂片等形成。在图2中省略垫片的图示。再者，可以将垫片设为平板状，贴附在第1金属板上。
另外，优选垫片60的熔点为200℃以下，并且使垫片60成为具有热收缩性的结构。例如，作为垫片60可使用聚丙烯、聚乙烯。
根据上述的二次电池10，在具备层叠电极体30的结构中，钉子等具有导电性的异物从外部侵入的情况或受到外部应力的情况下，能够提高使短路电流迂回的效果。利用图6对此进行说明。
图6是表示钉子62从二次电池10的外侧侵入的状态的示意图。实施方式中，壳体12与正极电连接，在壳体12的壳体主体13的内侧，隔着垫片60面向另一侧第1金属板54的主体部55。另外，另一侧第1金属板54与负极集电板40(图3A、图3B)接合，并且负极集电板40接合多个负极的负极接片35(图3A、图3B)。此时，在钉子62从壳体主体13和另一侧第1金属板54的外侧刺入的情况下，壳体12与另一侧第1金属板54短路。另一侧第1金属板54的厚度相对较大，电阻小。由此，在壳体12与另一侧第1金属板54短路时产生的热较小，能够迅速消耗大电流。因此能够不使层叠电极体30的多个正极和负极短路产生大量的热，通过壳体12与另一侧第1金属板54的短路路径将所存储的能量安全地放出。上述中对另一侧第1金属板54进行了说明，关于一侧第1金属板50(图3A)也是同样的。
另一方面，专利文献1和专利文献2所记载的技术构成中，在形成电极体的正极或负极的金属薄膜的正极未涂布部中，导电板通过焊接而固定在与卷绕方向正交的方向的外端。这样的结构中，基本上对应于电极体为卷绕型的情况，在电极体应用于实施方式那样的层叠结构的情况下，导电板仅与1枚金属薄膜焊接。此时，在导电板与多个正极或负极等其它金属薄膜之间电阻增大。由此，钉子从外侧刺入导电板的情况下，在短路点与电极体的连接部中，强制短路时的电阻增高，在导电板流通的电流受到抑制，因此使短路电流迂回的效果降低，内部的发热有可能增大。与此相对，在上述的实施方式中具备层叠电极体30的结构中，能够提高在钉子从外部刺入的情况下使短路电流迂回的效果，因此能够防止这样的不良情况。并且，在由于因外部应力造成的罐变形等导致壳体等与导电板的强制短路的情况下，如果将专利文献1和专利文献2记载的技术构成应用于层叠电极体，则导电板焊接的金属薄膜有可能会破裂，或者金属薄膜与导电板间的连接有可能剥离。与此相对，在上述实施方式中具备层叠电极体30的结构中，在由外部应力导致短路时，也能够提高使短路电流迂回的效果。
另外，在实施方式中，可以将垫片60的熔点设为200℃以下，使垫片60成为具有热收缩性的结构。在该结构中，钉子62贯通垫片60并且刺入第1金属板50、54而造成强制短路时，通过短路时的热，在垫片60产生的贯通孔容易因热收缩而扩大。由此，可得到强制短路难以被垫片60阻碍这样的效果。
图7A～图7C是表示负极集电板40与第1金属板70的连接结构的另一例的示意图。在图7A～图7C的例子中，1枚第1金属板70呈筒状形成，在其圆周方向两端部夹持负极集电板40的下侧板部42并通过焊接而接合。并且，在第1金属板70的筒状部分的内侧配置层叠电极体30(参照图3A)。在图7A的例子中，形成于第1金属板70的圆周方向一端部的弯曲片71与下侧板部42的一侧面(图7A的左侧面)接合。另外，在第1金属板70的圆周方向另一端侧形成筒状部分的平面部72的上端部与下侧板部42的另一侧面(图7A的右侧面)接合。
图7B的例子中，负极集电板74在上端板部75的下侧以截面为曲柄形形成在两个位置呈大致直角弯曲的下侧板部76。并且，在第1金属板70的圆周方向一端侧形成筒状部分的平面部72a的上端部与下侧板部76的一侧面(图7B的左侧面)接合。另外，形成于第1金属板70的圆周方向另一端部的弯曲片71a与下侧板部76的另一侧面(图7B的右侧面)接合。弯曲片71a在上端部向外侧呈大致直角弯曲。
图7C的例子中，负极集电板77在上端板部78的下侧以截面为曲柄形形成在两个位置呈大致直角弯曲的下侧板部79。并且，在下侧板部79的中间部中与上端板部78大致平行延伸的部分的下侧面和上侧面中，分别接合大致平行地形成于第1金属板70的圆周方向两端部的平板部73a、73b。第1金属板70的圆周方向另一端部的平板部73b被下侧板部79的中间部和上端板部78夹持。
图8是表示负极集电体80与一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54的连接结构的另一例的示意图。负极集电体80呈倒U型形成。并且，负极端子17与负极集电体80的上端连接。另外，在一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54的上端部形成的伸出部52、56的顶端以夹持负极集电体80的方式与负极集电体80的外侧面接合。在各第1金属板50、54的伸出部52、56的顶端部没有形成大致直角弯曲的接触片53、57(参照图3A)，但也可以形成接触片53、57。
并且，以面向一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54的主体部51、55的方式，在它们的内侧配置两个层叠电极体30。图8中仅图示了各层叠电极体30之中的多个负极34。形成于各负极34的上端部的负极接片35分别集合并堆叠接合在负极集电体80的对应侧的外侧面。
利用图9～图12对实施方式的另一例进行说明。图9是在实施方式的另一例中与图2A相对应的图。图10是图9的结构中所使用的第1金属板82的展开图。图11是表示在图9的结构中，在层叠电极体30与盖板14之间配置有第1金属板82的状态的立体图。图12是概略性地表示图9的B-B截面的图。
在另一例的结构中，二次电池在图1～图6所示的结构中，使用一枚第1金属板82代替一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54。具体而言，第1金属板82通过平板状的金属板材呈U字形弯曲而形成。第1金属板82被配置为覆盖层叠电极体30的上端面和层叠方向两侧面。
如图10所示，第1金属板82在展开状态下是大致矩形的平板形状。并且，在第1金属板82的展开状态下的长度方向一端缘(图10的左端缘)，以避开正极端子16及其周边部的方式形成凹部83。另外，在第1金属板82的展开状态下的长度方向另一端缘(图10的右端缘)的中间部，形成与长度方向大致平行且宽度窄的两个槽部84。通过凹部83和槽部84，容易使展开状态的第1金属板82呈U字形弯曲。另外，负极集电板40的下侧板部42插入两个槽部84之中的一个槽部84。并且，该状态下，在第1金属板82中，被槽部84夹持的板面与上端板部41接合。
这样的第1金属板82如图11所示，以在展开状态下中间部插入盖板14与层叠电极体30之间的状态，两侧部分向下侧呈大致直角地弯曲而覆盖层叠电极体30的周围。此时，在第1金属板82中，配置于层叠电极体30的层叠方向外侧的部分成为矩形的主体部82a。另外，通过主体部82a和层叠电极体30夹持隔板31(图12)。由此，第1金属板82在层叠电极体30中的正极端子16和负极端子17的那侧即上侧，以横跨层叠电极体30的层叠方向的全长的方式配置。其它结构和作用与图1～图6的结构是同样的。
图13A是表示第1金属板50、54的连接结构的另一例的立体图。图13B是表示在图13A的第1金属板50、54的内侧配置有层叠电极体30的结构的与图12相对应的图。
在图13A、图13B所示的另一例的结构中，在一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54的上端部，与负极集电板40的上端板部41大致平行的伸出部52、56在上下方向上重叠。并且，在另一侧第1金属板54的伸出部的长度方向端缘(图13A的右端缘)形成槽部58，负极集电板40的下侧板部42插入该槽部58。上端板部41与第1金属板50的伸出部52的上表面部接合。另外，另一侧第1金属板54的伸出部56的上表面部与第1金属板50的伸出部52的下表面部接合。此时，由一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54构成的部件在层叠电极体30的上侧被配置成横跨层叠电极体30的层叠方向的全长。其它结构和作用与图1～图6的结构是同样的。
再者，在图13A、图13B的结构中，也可以代替一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54，使用一枚第1金属板并将其形成为筒状。此时，在该第1金属板的筒状部分的内侧配置层叠电极体30。
图14是在实施方式的另一例中与图6相对应的图。在本例的结构中，在图1～图6的结构中没有将壳体12与正极电连接。取而代之在一侧第1金属板50(未图示)与壳体12之间和另一侧第1金属板54与壳体12之间分别配置有一侧第2金属板(未图示)和另一侧第2金属板90。图14中示出了在二次电池中，一侧第1金属板50和另一侧第1金属板54之中另一侧第1金属板54一侧的端部。以下，有时将另一侧第1金属板54记载为第1金属板54，将另一侧第2金属板90记载为第2金属板90。
第2金属板90隔着绝缘部件95配置在第1金属板54的外侧(图14的右侧)。绝缘部件95例如是树脂薄膜或树脂片。第2金属板90与第1金属板54同样地具有平板状的主体部91，在主体部91的宽度方向一端(图14的上端)，伸出部(未图示)以在层叠电极体30的层叠方向上延伸的方式形成于长度方向一端部。并且在伸出部的顶端与第1金属板54同样地形成接触片。并且，第2金属板90的接触片与正极集电板通过焊接接合，由此使第2金属板90与正极电连接。一侧第2金属板与正极集电板接合的一侧不同于另一侧第2金属板90，除此以外与与另一侧第2金属板90是同样的。另外，在各第2金属板90与壳体12之间夹持配置绝缘部件95。
另外，第2金属板90由与构成层叠电极体30的正极的正极芯材同样的材料形成。例如正极芯材由铝箔形成的情况下，各第2金属板90也可以由铝形成。各第2金属板90的厚度充分大于正极芯材的厚度。例如，各第2金属板90的厚度优选为50μm以上且1mm以下，比第1金属板厚。另外，优选各第2金属板90的矩形的主体部比正极芯材大，比构成负极的负极芯材小。
在这样的结构中，壳体12成为中性电极，在钉子62从外侧刺入壳体12的情况下，通过贯通第1金属板54和第2金属板90，能够造成强制短路。由此能够提高使短路电流迂回的效果，因此能够将因短路产生的能量安全地放出。其它结构和作用与图1～图6的结构是同样的。再者，在层叠电极体30的层叠方向上，第1金属板54和第2金属板90的配置可以颠倒。
本公开的二次电池不限定于上述的实施方式，例如具备以下的项目记载的技术构成。
[项目1]
一种二次电池，具备：
由以铝为主成分的金属形成的壳体；
收纳于所述壳体、由多个正极和多个负极隔着隔板层叠而成的层叠电极体；
将所述负极与负极端子电连接的负极集电体；
将所述正极与正极端子电连接的正极集电体；
配置于所述壳体与所述层叠电极体之间的第1金属板；以及
配置于所述壳体与所述第1金属板之间的绝缘材料制的垫片，
所述壳体与所述正极电连接，或者经由绝缘部件配置于所述第1金属板的第2金属板与所述正极电连接，
并且，所述负极集电体与所述第1金属板通过接触而电连接。
[项目2]
根据项目1所述的二次电池，
所述负极集电体与所述第1金属板焊接。
[项目3]
根据项目1或项目2所述的二次电池，
从多个所述负极的端部延伸出的负极接片被集合并焊接在所述负极集电体上，
并且，从多个所述正极的端部延伸出的正极接片被集合并焊接在所述正极集电体上。
[项目4]
根据项目1～项目3的任一项所述的二次电池，
所述壳体与所述正极电连接，
所述第1金属板具备：
配置在所述层叠电极体的一侧的一侧第1金属板；和
配置在所述层叠电极体的另一侧的另一侧第1金属板，
所述一侧第1金属板和所述另一侧第1金属板以从两侧夹持所述层叠电极体的方式与所述负极集电体连接。
[项目5]
根据项目4所述的二次电池，
所述一侧第1金属板和所述另一侧第1金属板分别以相对于所述负极集电体在所述层叠电极体的层叠方向上重叠的状态被焊接在所述负极集电体上。
[项目6]
根据项目1～项目3的任一项所述的二次电池，
所述第1金属板被配置为在所述层叠电极体中的所述正极端子和所述负极端子的那侧，横跨所述层叠电极体的层叠方向的全长。
[项目7]
根据项目1～项目6的任一项所述的二次电池，
所述正极在正极芯材上形成正极活性物质层，
所述负极在负极芯材上形成负极活性物质层，
所述正极芯材上的所述正极活性物质层具有被所述负极芯材上的所述负极活性物质层覆盖的大小，
所述第1金属板比所述正极芯材大。
[项目8]
根据项目1～项目7的任一项所述的二次电池，
所述垫片的熔点为200℃以下，并且所述垫片具有热收缩性。

Claims (6)

1.一种二次电池，具备：
由以铝为主成分的金属形成的壳体；
收纳于所述壳体、由多个正极和多个负极隔着隔板层叠而成的层叠电极体；
将所述负极与负极端子电连接的负极集电体；
将所述正极与正极端子电连接的正极集电体；
配置于所述壳体与所述层叠电极体之间的第1金属板；以及
配置于所述壳体与所述第1金属板之间的绝缘材料制的垫片，
所述壳体与所述正极电连接，或者经由绝缘部件配置于所述第1金属板的第2金属板与所述正极电连接，
并且，所述负极集电体与所述第1金属板通过接触而电连接，
所述第1金属板具备：
配置在所述层叠电极体的一侧的一侧第1金属板；和
配置在所述层叠电极体的另一侧的另一侧第1金属板，
所述一侧第1金属板和所述另一侧第1金属板以从两侧夹持所述层叠电极体的方式与所述负极集电体连接，
所述一侧第1金属板和所述另一侧第1金属板分别以相对于所述负极集电体在所述层叠电极体的层叠方向上重叠的状态被焊接在所述负极集电体上。
2.一种二次电池，具备：
由以铝为主成分的金属形成的壳体；
收纳于所述壳体、由多个正极和多个负极隔着隔板层叠而成的层叠电极体；
将所述负极与负极端子电连接的负极集电体；
将所述正极与正极端子电连接的正极集电体；
配置于所述壳体与所述层叠电极体之间的第1金属板；以及
配置于所述壳体与所述第1金属板之间的绝缘材料制的垫片，
所述壳体与所述正极电连接，或者经由绝缘部件配置于所述第1金属板的第2金属板与所述正极电连接，
并且，所述负极集电体与所述第1金属板通过接触而电连接，
所述第1金属板被配置为在所述层叠电极体中的所述正极端子和所述负极端子的那侧，横跨所述层叠电极体的层叠方向的全长。
3.一种二次电池，具备：
由以铝为主成分的金属形成的壳体；
收纳于所述壳体、由多个正极和多个负极隔着隔板层叠而成的层叠电极体；
将所述负极与负极端子电连接的负极集电体；
将所述正极与正极端子电连接的正极集电体；
配置于所述壳体与所述层叠电极体之间的第1金属板；以及
配置于所述壳体与所述第1金属板之间的绝缘材料制的垫片，
所述壳体与所述正极电连接，或者经由绝缘部件配置于所述第1金属板的第2金属板与所述正极电连接，
并且，所述负极集电体与所述第1金属板通过接触而电连接，
所述正极在正极芯材上形成正极活性物质层，
所述负极在负极芯材上形成负极活性物质层，
所述正极芯材上的所述正极活性物质层具有被所述负极芯材上的所述负极活性物质层覆盖的大小，
所述第1金属板比所述正极芯材大。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的二次电池，
所述负极集电体与所述第1金属板焊接。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的二次电池，
从多个所述负极的端部延伸出的负极接片被集合并焊接在所述负极集电体上，
并且，从多个所述正极的端部延伸出的正极接片被集合并焊接在所述正极集电体上。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的二次电池，
所述垫片的熔点为200℃以下，并且所述垫片具有热收缩性。
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