JP2013191366A - 蓄電装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 電流遮断構造を有する蓄電装置の電気抵抗を小さくする技術を提供する。
【解決手段】 蓄電装置は、負極端子と、負極電極と、導電板５４を備えている。導電板５４は、負極端子と負極電極の双方に電気的に接続している。導電板５４の材料は銅又は銅合金である。導電板５４を平面視したときに、負極端子に電気的に接続されている第１領域と、負極電極に電気的に接続されている第２領域との間に、導電板５４の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金が堆積している堆積部５５が設けられている。堆積部５５は、蓄電装置の内圧が上昇したときに、破断起点となる。また、堆積部５５は、第１領域を囲っている。
【選択図】図２

Description

本明細書は、蓄電装置およびその蓄電装置を搭載した車両に関する技術を開示する。

蓄電装置の技術分野では、蓄電装置が過充電されたり、内部で短絡が発生したときに、端子間（正極端子と負極端子）に流れる電流を遮断する電流遮断構造の開発が進められている。特許文献１には、蓄電装置内の圧力が上昇したときに、端子と電極に電気的に接続されている導電板を破断することにより、端子間に流れる電流を遮断する技術が開示されている。特許文献１の技術では、導電板にスリット（切り込み）を形成し、導電板の一部に脆弱部を設けている。特許文献１の技術では、蓄電装置内の圧力が上昇したときに、導電板のスリット部分が破断し、電流が遮断される。

特開２０１０−１１３９２９号公報

蓄電装置の動作中（充放電中）は、導電板に電流が流れる。しかしながら、導電板のスリットが形成されている部分は、スリットが形成されていない部分と比較して導電板の厚みが薄い。そのため、特許文献１の技術では、スリットが形成されている部分で電流通路が狭くなり、蓄電装置の電気抵抗が大きくなる。本明細書では、電流遮断構造を有する蓄電装置において、蓄電装置の電気抵抗を小さくする技術を提供する。

導電板の一部を溶融・凝固させて導電板の一部に引張応力を残存させることにより、蓄電装置の電気抵抗を大きく（導電板の厚みを薄く）することなく、導電板の一部に脆弱部を設けることができる。しかしながら、電流遮断構造（導電板）は、正極端子と正極電極の間に配置する場合と、負極端子と負極電極の間に配置する場合とがある。負極電極の材料として、一般的に銅又は銅合金（以下、銅合金等と称することがある）が用いられる。銅合金等を溶融させると、凝固する際に不純物が混入することが多い。銅合金等に不純物が混入すると、電気抵抗が増大しやすい。本明細書で開示する技術は、導電板を溶融させることなく、導電板の一部に引張応力を残存させることを特徴とする。

本明細書が開示する蓄電装置は、負極端子と負極電極の双方に、導電板を有する電流遮断構造が電気的に接続されている。その蓄電装置の製造方法は、堆積工程と接続工程を備えている。堆積工程では、銅又は銅合金からなる導電板の表層の一部に、導電板の金属粒子（銅又は銅合金からなる粒子）よりも小径の銅又は銅合金を、銅又は銅合金の融点よりも低温で堆積させて破断起点となる堆積部を形成する。接続工程では、負極端子と導電板の第１領域とを電気的に接続し、負極電極と導電板の第２領域とを電気的に接続する。堆積工程では、堆積部を、第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲うか、又は第１領域と第２領域を結ぶ線と交差するとともに両端が導電板の端部に達する線を形成する状態に形成する。なお、「破断起点」とは、蓄電装置内の内圧が上昇したときに、導電板が破断するときの起点のことをいう。また、「再溶融凝固部が、第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲う」とは、導電板が溶融・凝固した部分が線状に連続している形態のみならず、導電板が溶融・凝固した部分が間隔をおいて第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲うように並んでいる形態も含む。

上記の製造方法において、堆積工程と接続工程は、どちらが先に実行されてもよい。例えば、堆積部が第1領域を囲む形態の蓄電装置の製造方法において堆積工程を接続工程よりも先に実行する場合、接続工程で負極端子と電気的に接続する範囲（第１領域）を囲うように堆積部を形成する。あるいは、リング状の堆積部を形成し、堆積部で囲まれた範囲（第１領域）内を負極端子に電気的に接続する。

導電板の金属粒子よりも小径の銅合金等を導電板の表面に堆積すると、その堆積部に引張応力が残存する。このため、堆積部が導電板の脆弱部となり、蓄電装置内の圧力が上昇したときに、導電板が堆積部を起点として破断する。堆積部を起点として導電板が破断されると、負極端子に電気的に接続されている第１領域と、負極電極に電気的に接続されている第２領域との導通が遮断される。それにより、負極端子と負極電極が非導通となり、端子間（正極端子と負極端子）に流れる電流が遮断される。導電板に銅合金等を堆積させることにより、脆弱部（堆積部）において導電板の厚みが薄くなることを抑制することができる。上記したように、堆積部は、銅合金等の融点よりも低温で導電板に堆積させることにより設けられる。融点よりも低温であれば、堆積部に不純物が混入することが抑制される。上記の製造方法によると、導電板の電気抵抗の増大を抑制しながら、導電板の一部に引張応力を残存させることができる。

本明細書で開示する蓄電装置は、負極端子と、負極電極と、負極端子と負極電極の双方に電気的に接続されている導電板を備えている。導電板の材料は、銅又は銅合金である。この蓄電装置では、導電板を平面視したときに、負極端子に電気的に接続されている第１領域と、負極電極に電気的に接続されている第２領域との間に、導電板の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金が堆積している、破断起点となる堆積部が設けられている。このような堆積部が設けられている蓄電装置は、本明細書で開示される技術を用いて製造されたことを反映している。

本明細書で開示される技術によると、銅又は銅合金からなる導電板を有する蓄電装置を備えた蓄電装置において、導電板の電気抵抗が増大することを抑制しながら、導電板の一部に引張応力を残存させることができる。

第１実施形態の蓄電装置の断面図を示す。 第１実施形態の蓄電装置について、負極端子と負極電極が導通しているときの電流遮断構造の拡大図を示す。 第１実施形態の蓄電装置について、負極端子と負極電極が非導通のときの電流遮断構造の拡大図を示す。 第１実施形態の蓄電装置について、堆積部の形状を説明するための図を示す。 第１実施形態の蓄電装置について、堆積部の変形例（１）の形状を説明するための図を示す。 第１実施形態の蓄電装置について、堆積部の変形例（２）の形状を説明するための図を示す。 第１実施形態の蓄電装置について、堆積部の変形例（３）の形状を説明するための図を示す。 第２実施形態の蓄電装置の断面図を示す。 第２実施形態の蓄電装置について、電流遮断構造の拡大図を示す。 第２実施形態の蓄電装置について、堆積部の形状を説明するための図を示す。 第２実施形態の蓄電装置について、堆積部の変形例（１）の形状を説明するための図を示す。 第２実施形態の蓄電装置について、堆積部の変形例（２）の形状を説明するための図を示す。 第２実施形態の蓄電装置について、堆積部の変形例（３）の形状を説明するための図を示す。 堆積部の製造方法を説明する概略図（１）を示す。 堆積部の製造方法を説明する概略図（２）を示す。 堆積部の断面形状の変形例（１）について説明するための図を示す。 堆積部の断面形状の変形例（２）について説明するための図を示す。 堆積部の製造方法を説明する概略図（３）を示す。

以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

（特徴１）
実施例で開示する技術は、負極端子と負極電極の双方に、電流遮断構造が電気的に接続されている蓄電装置に適用することができる。この蓄電装置の製造方法は、銅又は銅合金からなる導電板の表層の一部に、導電板の金属粒子（銅又は銅合金からなる粒子）よりも小径の銅又は銅合金を、銅又は銅合金の融点よりも低温で堆積させて破断起点となる堆積部を形成する堆積工程を備えていてもよい。また、負極端子と導電板の第１領域とを電気的に接続し、負極電極と導電板の第２領域とを電気的に接続する接続工程を備えていてもよい。堆積工程では、堆積部を、第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲うように形成してもよい。あるいは、堆積部を、第１領域と第２領域を結ぶ線と交差するとともに、両端が導電板の端部に達する線を形成する状態に形成してもよい。

（特徴２）
堆積工程では、導電板の表層の一部に、融点よりも低温で導電板の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金を吹き付けてもよい。銅合金等を吹き付ける方法の一例として、パウダージェットデポジション法、コールドスプレー法等が挙げられる。これらの方法では、融点よりも低温の銅合金等の粒子（以下、単に、銅粒子と称することがある）を、不活性ガスとともに導電板に高速で吹き付ける。吹き付けられる銅粒子は、圧縮力が加えられた状態で導電板上に堆積する。銅粒子が堆積していない部分では、導電板の金属粒子の形状は変化しない。そのため、堆積した銅粒子には引張応力が残存する。銅粒子が堆積した部分（堆積部）は、蓄電装置内の圧力が上昇したときに破断の起点となり得る。

（特徴３）
堆積工程で銅粒子を吹き付ける方法を採用する場合、導電板の表層の一部に溝を形成し、その溝に向けて銅粒子を吹き付けてもよい。これによって、引張応力が残存している堆積部を、導電板の内部に設けることができる。このようにして製造された蓄電装置は、蓄電装置内の圧力が上昇したときに、導電板が破断しやすい。蓄電装置内の圧力が上昇したときに、端子間（正極端子と負極端子）に流れる電流をより確実に遮断することができる。

（特徴４）
堆積工程では、導電板の表層の一部分を、圧力を加えながら融点よりも低温で軟化させてもよい。すなわち、導電板を構成していた金属粒子が、軟化した後に硬化することにより微粒化され、堆積部が配置されてもよい。このようにして形成された堆積部の銅粒子は、導電板を構成していた金属粒子よりも小径となる。なお、導電板を軟化させる方法の一例として、摩擦圧接（FW:Friction Welding）、摩擦攪拌接合（FSW：Friction Stir Welding）等が挙げられる。これらの方法で銅を軟化させると、軟化した銅は、圧縮力が加えられた状態で導電板上に堆積する。その結果、堆積した銅粒子に引張応力が残存し、蓄電装置内の圧力が上昇したときに破断の起点となり得る。

（特徴５）
蓄電装置は、負極端子と、負極電極と、負極端子と負極電極の双方に電気的に接続されている導電板を備えていてもよい。導電板の材料は、銅又は銅合金であってもよい。また、導電板を平面視したときに、負極端子に電気的に接続されている第１領域と、負極電極に電気的に接続されている第２領域との間に、導電板の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金が堆積している堆積部が設けられていてもよい。堆積部は、蓄電装置内の圧力が上昇したときの破断起点になり得る。この堆積部は、第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲う形態であってもよい。あるいは、第１領域と第２領域を結ぶ線と交差するとともに、両端が導電板の端部に達する線を形成する形態であってもよい。

（特徴６）
導電板を平面視したときに、堆積部が、第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲っていてもよい。堆積部が破断したときに、第１領域と第２領域が分断されやすい。蓄電装置内の圧力が上昇したときに、負極端子に接続されている第１リードと負極電極に接続されている第２リードとが非導通になりやすい。

（特徴７）
導電板を平面視したときに、堆積部が、第１領域と第２領域の少なくとも一方を、連続した線の形状を有して囲っていてもよい。すなわち、導電板の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金が堆積している堆積部が、線状に連続して、第１領域と第２領域の少なくとも一方を囲っていてもよい。堆積部が破断したときに、第１領域、及び／又は、第２領域が導電板から確実に分断される。そのため、第１リードと第２リードがより非導通になりやすい。

（特徴８）
堆積部が、導電板の表面から突出していてもよい。すなわち、堆積部が設けられた部分の導電板の厚みが、堆積部が形成されていない部分の導電板の厚みより厚くてもよい。堆積部が設けられた部分の電流経路が、堆積部以外の導電板の電流経路より狭くなることを確実に防止することができる。

（特徴９）
一端が導電板の第１領域に接続されているとともに他端が負極端子に接続される第１リードと、一端が導電板の第２領域に接続されているとともに他端が負極電極に接続される第２リードを備えていてもよい。この場合、第１リードが導電板の表面に接触しており、第２リードが導電板の裏面に接触していてもよい。すなわち、第１リードが、第２リードが接触している面とは反対側の面で導電板に接触していてもよい。この形態によると、第１リードは負極端子に接続され、第２リードは電池構造体の負極電極に接続される。また、電流遮断構造（導電板）は、負極端子と電池構造体の間に配置される。導電板に対して第１リードと第２リードが異なる面で接触することにより、第１リードと第２リードが分断されたときに、第１リードと第２リードが接触することを抑制することができる。

（特徴１０）
第１リードが中央に突出部が形成された反転板有していてもよい。この場合、反転板の突出部の先端部が、導電板の第１領域に固定されていてもよい。「反転板」とは、反転板の表裏面の差圧により、突出部が突出する向きが変化するものであり、一例としてダイアフラムが挙げられる。この形態によると、突出部の周囲の導電板が破断することにより、突出部が導電板から離れる方向に移動する。その結果、第１リードと第２リードが接触することを抑制することができる。

本明細書で開示する蓄電装置は、例えば車両に搭載され、モータに電力を供給することができる。以下、本明細書に開示する実施形態について詳細に説明する。

（蓄電装置）
蓄電装置の一例として、二次電池、キャパシタ等が挙げられる。二次電池の一例として、セパレータを介して対向する電極対（正極電極及び負極電極）を有するセルが複数積層された積層タイプの二次電池、セパレータを介して対向する電極対を有するシート状のセルが渦巻状に加工された捲回型の二次電池、１枚の電極集電体の片面に正極活物質が塗布されており他方の面に負極活物質が塗布されているバイポーラ電池等が挙げられる。

（第１実施形態）
図１を参照し、第１実施形態の蓄電装置１００の構造を説明する。蓄電装置１００は、ケース４と、電極構造体２と、負極端子３０と、正極端子１０と、電流遮断構造５０を備えている。ケース４は、金属製であり、略直方体形状である。ケース４の内部には、電極構造体２と電流遮断構造５０が収容されている。電流遮断構造５０は、負極端子３０と、電極構造体２の負極電極の間に接続されている。

ケース４の内部は、電解液で満たされている。ケース４の端面４ａにおいて、負極端子３０と正極端子１０が、ケース４の外部に露出している。換言すると、負極端子３０と正極端子１０が、同一方向に配置されている。ケース４の端面４ａには、貫通孔４ｂ，４ｃが形成されている。負極端子３０が貫通孔４ｂを通過しており、正極端子１０が貫通孔４ｃを通過している。貫通孔４ｂには、絶縁性の第１シール部材４２が取り付けられている。貫通孔４ｃには、絶縁性の第２シール部材２２が取り付けられている。なお、ケース４の形状に制限はなく、例えば、円筒状、直方体状、あるいは、フィルムで形成されているシート状であってもよい。

負極端子３０は、外部ナット３６と、内部ナット３２と、ボルト３４を備えている。外部ナット３６は、負極端子３０と負極配線（図示省略）との結線に用いられる。内部ナット３２は、第１シール部材４２に取り付けられている。内部ナット３２の一部は、貫通孔４ｂを通過している。ボルト３４は、内部ナット３２に締結されている。ボルト３４とケース４の間には、第３シール部材４０が介在している。負極端子３０は、シール部材４０，４２によってケース４から絶縁されている。内部ナット３２には、第１負極リード４４が固定されている。内部ナット３２と第１負極リード４４は、電気的に接続している。第１負極リード４４は、第１シール部材４２によってケース４から絶縁されている。負極端子３０は、第１負極リード４４、電流遮断構造５０及び第２負極リード４５を介して、電極構造体２の負極電極と導通している。

正極端子１０は、外部ナット１６と、内部ナット１２と、ボルト１４を備えている。外部ナット１６は、正極端子１０と正極配線（図示省略）との結線に用いられる。内部ナット１２は、第２シール部材２２に取り付けられている。内部ナット１２の一部は、貫通孔４ｃを通過している。ボルト１４は、内部ナット１２に締結されている。ボルト１４とケース４の間には、第４シール部材２０が介在している。正極端子１０は、シール部材２０，２２によってケース４から絶縁されている。内部ナット１２には、正極リード２４が固定されている。内部ナット１２と正極リード２４は、電気的に接続している。正極リード２４は、第２シール部材２２によってケース４から絶縁されている。正極端子１０は、正極リード２４を介して、電極構造体２の正極電極と導通している。

（電極構造体）
電極構造体２は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極の間に介在しているセパレータを備えている。正極電極、負極電極及びセパレータの図示は省略する。正極電極は、正極集電体と、正極集電体上に形成されている正極活物質層を有する。正極電極には、正極集電タブ２６が固定されている。正極集電タブ２６は、正極活物質層が塗布されていない正極集電体に相当する。負極電極は、負極集電体と、負極集電体上に形成されている負極活物質層を有する。負極電極には、負極集電タブ４６が固定されている。負極集電タブ４６は、負極活物質層が塗布されていない負極集電体に相当する。なお、活物質層に含まれる材料（活物質、バインダ、導電助剤等）には特に制限がなく、公知の蓄電装置等の電極に用いられる材料を用いることができる。

（電流遮断構造）
図１及び図２に示すように、電流遮断構造５０は、第１負極リード４４と、導電板５４と、第２負極リード４５と、絶縁性を有する支持部材５２を備えている。第１負極リード４４、導電板５４及び第２負極リード４５の材料は、銅である。第１負極リード４４は、ダイアフラム５６を備えている。ダイアフラム５６は、反転板の一例である。なお、ダイアフラム５６の材料も銅である。電流遮断構造５０は、負極端子３０と負極集電タブ（負極電極）４６の間に接続されている。支持部材５２が、ダイアフラム５６と導電板５４を支持している。ダイアフラム５６の導電板５４側（以下、ダイアフラム５６の下側と称す）の端部は、支持部材５２によって、導電板５４から絶縁されている。第１負極リード４４、導電板５４、第２負極リード４５及びダイアフラム５６に用いられている銅は無酸素銅であり、導電率は１００〜１０３％ＩＡＣＳである。なお、無酸素銅に代えて、タフピッチ銅（９６〜１０１％ＩＡＣＳ）、リン脱酸銅（８３〜８８％ＩＡＣＳ）、銀入り銅（９８％ＩＡＣＳ）、錫入り銅（６５％ＩＡＣＳ）、クロム入り銅（８０％ＩＡＣＳ）及びジルコニウム銅（８５％ＩＡＣＳ）等を用いることもできる。

ダイアフラム５６の中央に、導電板５４に向けて突出している突出部５７が形成されている。ダイアフラム５６の下側の中央部５６ａ（すなわち、突出部５７の導電板５４側）は、導電板５４に固定されている。ダイアフラム５６と導電板５４は、電気的に接続している。その結果、導電板５４は、負極端子３０と負極集電タブ（負極電極）４６の双方に電気的に接続している。より詳細には、第１負極リード４４の一端が負極端子３０に接続され、第１負極リード４４の他端（ダイアフラム５６）が導電板５４の第１領域（中央部５６ａ）に接続され、第２負極リード４５の一端が導電板５４の第２領域４５ａ（図４も参照）に接続され、第２負極リード４５の他端が負極集電タブ（負極電極）４６に接続されている。なお、ダイアフラム５６の下側の中央部５６ａは、第１領域に相当する。導電板５４には、導電板５４の銅粒子よりも小径の銅粒子が堆積した堆積部５５が設けられている。堆積部５５には引張応力が残存しており、ケース４内の内圧が上昇したときに導電板５４が破断する起点となる。堆積部５５の製造方法については後述する。

図２に示す状態では、正極端子１０と正極集電タブ２６（正極電極）が導通しており、負極端子３０と負極集電タブ４６（負極電極）が導通している（図１も参照）。そのため、正極端子１０と負極端子３０の間が通電可能である。なお、堆積部５５が設けられている導電板５４の厚みは、堆積部５５が設けられていない部分の導電板５４の厚みよりも厚い。すなわち、堆積部５５は、導電板５４の表面から突出している。そのため、堆積部５５の通電経路が、導電板５４の他の部分よりも狭くなることはない。なお、詳細は後述するが、堆積部５５には、銅以外の不純物（例えば、酸素）がほとんど含まれていない。より正確にいうと、堆積部５５に含まれる不純物の量は、堆積部５５以外の導電板５４に含まれる不純物の量と同程度であるか、堆積部５５以外の導電板５４に含まれる不純物の量よりも少ない。

図２に示すように、第１負極リード４４とダイアフラム５６と第１シール部材４２により囲まれた空間４３は、密閉されている。ケース４内の内圧が上昇すると、空間４３とケース４内の空間４３以外の空間との間に差圧が生じる。その結果、図３に示すように、堆積部５５を起点として導電板５４が破断し、ダイアフラム５６の突出部５７が上側に反転する。ダイアフラム５６（第１負極リード４４）と第２負極リード４５が非導通となる。それにより、負極端子３０と負極集電タブ４６が非導通となり、負極端子３０と正極端子１０の間で電流が遮断される。

図４に示すように、導電板５４は、略円形の破断部５４ａと、破断部５４ａの端部から伸びている延長部５４ｂを含んでいる。第２負極リード４５が、導電板５４の延長部５４ｂに固定されている。中央部（第１領域）５６ａと、第２負極リード４５が導電板５４に接触している第２領域４５ａとの間には隙間が設けられている。堆積部５５が、中央部（第１領域）５６ａの周りを、連続した線の形状を有して囲っている。換言すると、堆積部５５によって、中央部（第１領域）ａと第２領域４５ａが完全に分断されている。ケース４内の内圧が上昇すると、堆積部５５で導電板５４が破断し、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａが非導通となる。すなわち、負極端子３０と正極端子１０の間の電流が遮断される。なお、導電板５４と第２負極リード４５は、一体であってもよい。すなわち、導電板５４から伸びている延長部５４ｂが、負極集電タブ（負極電極）４６に接続されていてもよい。この場合、延長部５４ｂが第２負極リードに相当する。

図５〜図７に示すように、堆積部５５は、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａの隙間に形成されていればよく、様々な形状を取り得る。図５及び図６は、導電板５４の銅粒子よりも小径の銅粒子が堆積した部分堆積部５５ａ，５５ｂが、導電板５４内に複数設けられている。複数の部分堆積部５５ａ，５５ｂは、間隔をおいて中央部（第１領域）５６ａを囲っている。複数の部分堆積部５５ａ（５５ｂ）によって、１つの堆積部５５が形成されている。中央部（第１領域）５６ａは、複数の部分堆積部５５ａ（５５ｂ）によって囲われている。図５及び図６に示す形態も、「堆積部５５が、中央部（第１領域）５６ａを囲っている」といえる。図５及び図６に示す形態のように、部分堆積部５５ａ（５５ｂ）が中央部（第１領域）５６ａの周りに間隔をおいて並んでいても、ケース４内の内圧が上昇すると、堆積部５５で導電板５４が破断する。その結果、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａが非導通となり、負極端子３０と正極端子１０の間の電流が遮断される。

堆積部５５は、中央部（第１領域）５６ａを囲っていてもよいし、第２領域４５ａを囲っていてもよい。また、堆積部５５が、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａの各々を囲っていてもよい。重要なことは、堆積部５５が、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａとを結ぶ線と交差することである。

図７に示す堆積部５５は、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａの間を直線的に伸びている。この堆積部５５は、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａとを結ぶ線と交差するとともに、両端が導電板５４の端部に達している。このような形態であっても、ケース４内の内圧が上昇すると、堆積部５５で導電板５４が破断し、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａが非導通となる。このように、堆積部５５は、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａを分断するように設けられていれば、中央部（第１領域）５６ａを囲っていなくてもよい。なお、図７では、連続した１つの堆積部５５が、中央部（第１領域）５６ａと第２領域４５ａを完全に分断している。しかしながら、図５及び図６のように、複数の部分堆積部が直線的に並び、１つの堆積部が形成されていてもよい。また、図２において、堆積部５５は導電板５４の上面に形成していたが、下面に形成しても良い。

（第２実施形態）
図８及び図９に示すように、蓄電装置２００では、電流遮断構造２５０の形態が、蓄電装置１００と相違する。電流遮断構造２５０は、第１負極リード２４４と、導電板２５４と、第２負極リード２４５と、絶縁性を有する支持部材２５２を備えている。第１負極リード２４４は、導電板２５４の表面に接触している。第１負極リード２４４は、ダイアフラムを有していない（図２及び図９を参照）。第２負極リード２４５は、導電板２５４の裏面に接触している。第１負極リード２４４が導電板２５４に接触する第１領域２４４ａと、第２負極リード２４５が導電板２５４に接触する第２領域２４５ａの間には隙間が設けられている。なお、第１負極リード２４４、導電板２５４及び第２負極リード２４５の材料は、銅である。

図１０に示すように、導電板２５４は、略円形の形状を有している。第１負極リード２４４が導電板２５４の中央に固定されており、第２負極リード２４５が導電板２５４の端部に固定されている。第１領域２４４ａの周囲を、堆積部２５５が連続した線の形状を有して囲っている。第１負極リード２４４は、可撓性を有している。また、導電板２５４と支持部材２５２と絶縁部材２４２により囲まれた空間２４３は、密閉されている。そのため、ケース４内の内圧が上昇すると、空間２４３とケース４内の空間２４３以外の空間との間に差圧が生じ、導電板２５４が堆積部２５５で破断し、第１領域２４４ａが上側に移動する。これにより、第１領域２５６ａと第２領域２４５ａが非導通となる。なお、図１１〜図１３に示すように、堆積部２５５、部分堆積部２５５ａ、２５５ｂの形状は、様々な形状を取り得る。図１１〜図１３に示す堆積部２５５、部分堆積部２５５ａ、２５５ｂの形状は、実質的に図４〜図７に示す堆積部５５の形状と同一なので、説明を省略する。

蓄電装置１００，２００の製造方法を説明する。ここでは、電流遮断構造５０，２５０の製造方法についてのみ説明する。なお、以下の説明では、電流遮断構造５０，２５０に共通する事項については、電流遮断構造５０の製造方法についてのみ説明する。まず、図１４に示すように、導電板５４の表面の一部に円弧状の溝６２を形成する。溝６２を形成する位置は、堆積部（部分堆積部）を形成する位置と同一である（図４〜７，１１〜１３を参照）。次に、コンプレッサ（図示省略）で圧縮したガス（空気、不活性ガス等）を加速ガスとして用いて、融点（およそ１０６０℃）よりも低温で銅粒子６４を溝６２に吹き付ける（堆積工程）。ノズル６０から銅粒子６４を噴射する圧力は、例えば０．５〜１．０ＭＰａである。

図１５に示すように、銅粒子６４（図１４を参照）は、溝６２内を充填して、さらに導電板５４の表面から突出するまで供給される。これにより、堆積部５５が形成される。なお、図１４に示す溝６２は、導電板５４を平面視したときにリング状となるように（あるいはリング状に並ぶように）形成する。これにより、堆積部５５で囲まれた範囲（第１領域）に、ダイアフラム５６の突出部５７（第１負極リード４４）を接続することができる。堆積部５５を形成した後、導電板５４の表面に第１負極リード４４を接続し、導電板５４の裏面に第２負極リード４５を接続する（接続工程：図２及び図９を参照）。なお、接続工程では、堆積部５５が、第１負極リード４４が接続される中央部（第１領域）５６ａと第２負極リード４５が接続される第２領域４５ａの間に位置するように、第１負極リード４４と第２負極リード４５を導電板５４に接続する。

溝６２内に供給された銅粒子６４は、導電板５４に衝突することにより、扁平形状になる。導電板５４の銅粒子と、吹き付けられた銅粒子６４は、新生面で接合する。そのため、結晶粒界に非晶質層等は存在しない。なお、電子顕微鏡等で観察することにより、堆積部５５と堆積部５５以外の導電板５４とを区別することができる。また、融点よりも低温で銅粒子６４が吹き付けられたか否かは、結晶粒界の元素分析を行うことによって判別することができる。例えば、溶融した銅粒子が吹き付けられた場合、溶融した銅に不純物（酸素）が混入し、結晶粒界をＥＰＭＡで分析すると酸化物が検出される。なお、堆積部５５の銅粒子６４のサイズは、２０ｎｍ〜３０μｍであることが好ましい。

銅粒子６４のサイズが２０ｎｍ未満の場合、銅粒子６４同士が凝集し、凝集粒子がノズル６０内に詰まりやすくなる。そのため、良好な堆積部５５を形成することが困難になる。また、銅粒子６４のサイズが３０μｍを超えると、銅粒子６４の重量が増し、導電板５４との密着性が低下することがある。なお、堆積部５５の銅粒子６４のサイズは、１００ｎｍ〜１０μｍであることが特に好ましい。

導電板５４の表面に形成する溝は、円弧状以外の形状であってもよい。図１６に示すように略三角形の溝６２ａを形成してもよいし、図１７に示すように略矩形の溝６２ｂを形成してもよい。導電板５４の表面に形成した溝の形状に応じて、堆積部の形状を調整することができる。

上記の製造方法では、導電板５４の溝６２内に銅粒子６４を吹き付ける例について説明した。しかしながら、導電板５４に溝を形成することなく、導電板５４に銅粒子６４を吹き付けてもよい。但し、この場合も、銅粒子６４は、融点よりも低温で導電板５４に吹き付ける。図１８は、表面が平坦な導電板５４に銅粒子６４を吹き付けたときの堆積部５５を示す。導電板５４の表面に銅粒子６４を吹きつけると、銅粒子６４が衝突したエネルギーによって、導電板５４の表層が軟化する。吹き付けた銅粒子６４と軟化した導電板５４の表層によって、堆積部５５が形成される。銅粒子６４及び軟化した導電板５４の表層は溶融しないので、堆積部５５は、不純物の混入が抑制されている。軟化した導電板５４の銅粒子の形状は、導電板５４の他の部分の銅粒子の形状とは異なる。そのため、軟化した後に硬化した部分の導電板５４も、堆積部５５と評価することができる。

上記したように、軟化して硬化した銅粒子の形状は、他の部分の銅粒子の形状とは異なる。そのため、堆積部５５を形成する際に、導電板５４に銅粒子を吹き付けることなく、導電板５４の一部を軟化させることにより、堆積部５５を形成することができる。そのような方法の一例として、摩擦圧接（FW）、摩擦攪拌接合（FSW）が挙げられる。これらに方法により、導電板５４の表面が軟化し、堆積部５５を形成することができる。以下、摩擦圧接方法及び摩擦攪拌接合方法について簡単に説明する。

摩擦圧接方法は、典型的には、２つの部材を接合する際に用いられる。接合する部材同士を高速で擦り合わせ、その際に生じる摩擦熱によって部材を軟化させるとともに部材同士に圧力を加える。これにより、部材同士を接合することができる。本製造方法では、摩擦圧接方法が有する「摩擦熱によって部材を軟化させる」という特徴を利用する。すなわち、摩擦熱によって、導電板５４の表層部を融点よりも低温で軟化させることにより、堆積部５５を配置する。摩擦圧接方法を使用することにより、堆積部５５に不純物が混入することが抑制され、導電板５４の電気抵抗が増大することが抑制される。

摩擦攪拌接合方法について説明する。摩擦攪拌接合方法も、典型的には、２つの部材を接合する際に用いられる。接合する部材の接合部に突起物を回転させながら押し付け（圧力を加え）、摩擦熱によって軟化した部材の材料を攪拌することにより、２部品を接合する。すなわち、摩擦熱によって、２部品の材料を塑性流動させて混ぜ合わせ、両者を接合する。本製造方法では、摩擦攪拌接合方法が有する「摩擦熱によって部材を軟化させる」という特徴を利用する。摩擦攪拌接合方法を使用しても、堆積部５５に不純物が混入することが抑制され、導電板５４の電気抵抗が増大することが抑制される。

上記したように、典型的には２つの部品を接合する際に用いる方法を利用することにより、導電板５４の表層の一部に、導電板５４の銅粒子の形状とは異なる形状の堆積部５５を配置することができる。

上記した蓄電装置１００，２００では、電流遮断構造５０，２５０の導電板５４，２５４に堆積部５５，２５５が形成されていればよく、蓄電装置１００，２００を構成する部品の材料は様々なものを使用することができる。以下に、蓄電装置１００，２００の一例であるリチウムイオン二次電池について、電極構造体２を構成する部品の材料を例示する。なお、第１負極リード４４，第２負極リード４５及び導電板５４，２５４の材料は、以下に例示する負極集電体の材料と同じ材料であることが好ましい。また、正極リード２４の材料は、以下に例示する負極集電体の材料と同じ材料であることが好ましい。

（正極集電体）
正極集電体として、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼又はそれらの複合材料を用いることができる。特に、アルミニウム又はアルミニウムを含む複合材料であることが好ましい。

（正極活物質）
正極活物質は、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料であればよく、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）_０．３３Ｏ_２、Ｌｉ(ＮｉＭｎ)_０．５Ｏ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等を使用することができる。また、正極活物質としてリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、あるいは、硫黄などを用いることもできる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。正極活物質は、必要に応じて導電材，結着剤等とともに正極集電体に塗布される。

（負極集電体）
負極集電体として、銅（Ｃｕ）又は銅を含む複合材料（銅合金）を使用することが好ましい。銅は高い導電性を有しており、負極集電体の電気抵抗を低減することができる。

（負極活物質）
負極活物質として、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料を用いる。リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ金属、アルカリ金属を含む遷移金属酸化物、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、高配向性グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、シリコン単体又はシリコン含有合金又はシリコン含有酸化物を使用することができる。なお、負極活物質は、電池容量を向上させるため、リチウム（Ｌｉ）を含まない材料であることが特に好ましい。負極活物質は、必要に応じて導電材，結着剤等とともに負極集電体に塗布される。

（セパレータ）
セパレータは、絶縁性を有する多孔質を用いる。セパレータとして、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、あるいは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布を使用することができる。

（電解液）
電解液は、非水系の溶媒に支持塩（電解質）を溶解させた非水電解液であることが好ましい。非水系の溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状エステルを含んでいる溶媒、酢酸エチル、プロピロン酸メチルなどの溶媒、又はこれらの混合液を使用することができる。また、支持塩（電解質）として、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６等を使用することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電極構造体
３０：負極端子
４４：第１負極リード
４５：第２負極リード
４６：負極集電タブ（負極電極）
５４：導電板
５５：堆積部
１００：蓄電装置

Claims (12)

1. 負極端子と負極電極の双方に、導電板を有する電流遮断構造が電気的に接続されている蓄電装置の製造方法であり、
   銅又は銅合金からなる前記導電板の表層の一部に、前記導電板の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金を、前記銅又は銅合金の融点よりも低温で堆積させて破断起点となる堆積部を形成する堆積工程と、
   前記負極端子と前記導電板の第１領域とを電気的に接続し、前記負極電極と前記導電板の第２領域とを電気的に接続する接続工程と、を備えており、
   前記堆積工程では、前記堆積部を、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方を囲うか、又は前記第１領域と前記第２領域を結ぶ線と交差するとともに両端が前記導電板の端部に達する線を形成する状態に形成する、蓄電装置の製造方法。
2. 前記堆積工程では、前記導電板の表層の前記一部に、融点よりも低温で前記小径の銅又は銅合金を吹き付ける請求項１に記載の蓄電装置の製造方法。
3. 前記堆積工程では、前記導電板の表層の前記一部に溝を形成し、その溝に向けて前記小径の銅又は銅合金を吹き付ける請求項２に記載の蓄電装置の製造方法。
4. 前記堆積工程では、前記導電板の表層の一部分を、圧力を加えながら融点よりも低温で軟化させて微粒化することで、前記導電板の表層の前記一部に前記小径の銅又は銅合金を配置する請求項１に記載の蓄電装置の製造方法。
5. 負極端子と、
   負極電極と、
   前記負極端子と前記負極電極の双方に電気的に接続されている導電板と、を備えており、
   前記導電板の材料は、銅又は銅合金であり、
   前記導電板を平面視したときに、前記負極端子に電気的に接続されている第１領域と、前記負極電極に電気的に接続されている第２領域との間に、前記導電板の金属粒子よりも小径の銅又は銅合金が堆積している、破断起点となる堆積部が設けられており、
   前記堆積部は、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方を囲うか、又は前記第１領域と前記第２領域を結ぶ線と交差するとともに両端が前記導電板の端部に達する線を形成する状態に配置されている蓄電装置。
6. 前記導電板を平面視したときに、前記堆積部が、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方を囲っている請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記導電板を平面視したときに、前記堆積部が、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方を、連続した線の形状を有して囲っている請求項６に記載の蓄電装置。
8. 前記堆積部が、前記導電板の表面から突出している請求項５〜７のいずれか一項に記載の蓄電装置。
9. 一端が前記導電板の前記第１領域に接続され、他端が前記負極端子に接続される第１リードと、
   一端が前記導電板の前記第２領域に接続され、他端が前記負極電極に接続される第２リードと、を備え、
   前記第１リードが前記導電板の表面に接触しており、
   前記第２リードが前記導電板の裏面に接触している請求項５〜８のいずれか一項に記載の蓄電装置。
10. 前記第１リードが中央に突出部が形成された反転板を有しており、
    前記反転板の前記突出部の先端部が、前記導電板の前記第１領域に固定されている請求項５〜９のいずれか一項に記載の蓄電装置。
11. 請求項５〜１０のいずれか一項に記載の蓄電装置の構造を備えた二次電池。
12. 請求項５〜１０のいずれか一項に記載の蓄電装置を搭載した車両。

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