JP2014220052A - 二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】反転板が反転する作動圧のばらつきが小さい二次電池の提案【解決手段】二次電池１０は、周辺部分２６ｂから盛り上がった薄板で構成された反転板２６と、反転板２６の周辺部分２６ｂが取り付けられる環状の受け部３４が設けられた電池ケース１２とを備えている。反転板２６の周辺部分２６ｂは、電池ケース１２内に向けて突出させた状態で環状の受け部３４に溶接されている。反転板２６は、当該周辺部分２６ｂよりも内側において屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。【選択図】図７
Description
本発明は二次電池に関する。本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン二次電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池（すなわち化学電池）のほか、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（すなわち物理電池）を包含する意味である。また、「リチウムイオン二次電池」とは、電解質イオン（電荷担体）としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。一般にリチウム二次電池もしくはリチウムイオン電池と称される二次電池は、本明細書におけるリチウムイオン二次電池に包含される。
かかる二次電池について、例えば、特開２０１０−２１２０３４号公報には、電池ケース内の圧力が所定値を越えると電池電流が遮断される電流遮断機構が提案されている。ここで提案される電流遮断機構は、反転板と、集電体とを備えている。反転板は、電池ケースに取り付けられた筒状の接続端子（ここでは、具体的に封口体タブ）の端部の周縁部に、反転板の周囲が完全に密封されるように溶接されている。反転板の中央部は、集電体にレーザ溶接されている。集電体は、内部電極体に電気的に接続された部材である。集電体は、反転板の中央部が溶接された溶接箇所の周囲に沿って環状の溝が形成されている。電池ケース内の圧力が所定値を越えると集電体が環状の溝の部分で破断する。このため、反転板と集電体との間の電気的接続が遮断される。
また、特開２０１１−２５８５６１号公報は、電池ケースの蓋に形成された孔に反転板（第１短絡板）が取り付けられている。反転板は、ケースの側面に電気的に接続された状態で設けられている。電池ケースの蓋に形成された孔の外側には、電極端子に接続された短絡板（第２短絡板）が配置されている。ケースの内圧が所定値よりも高くなると、内圧によって反転板が外側に反転し、短絡板に当接する。反転板と短絡板を通じて、電池の電極端子と電池ケースとが電気的に接続され、電池が短絡する。ここでは、反転板の周縁部は、電池ケースの蓋に形成された孔の周縁部に溶接されている。
上述したように、電池ケースの内圧が所定値以上に上昇することによって、反転板が反転することを利用した機構は、種々提案されている。しかし、反転板が反転する作動圧には、各電池によってばらつきが生じることがある。かかる機構は、一定の作動圧で作動することが望ましい。このため、反転板が反転する作動圧のばらつきは小さければ小さいほど好ましい。
ここで提案される二次電池は、周辺部分に対して中央部が盛り上がった薄板で構成された反転板と、反転板の周辺部分が取り付けられる環状の受け部が設けられた電池ケースとを備えている。反転板の周辺部分は、電池ケース内に向けて反転板を突出させた状態で環状の受け部に溶接されている。反転板は、周辺部分が環状の受け部に溶接された溶接部よりも内側において屈曲した屈曲部を備えている。この場合、電池ケースの内圧の作用で、反転板が反転する場合に、反転板が反転する作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
この場合、溶接部は、反転板の周辺部分と環状の受け部とが重ねられた方向に沿って溶接されていてもよい。また、溶接部は、反転板の周辺部分に沿って周方向に連続していてもよい。
また、反転板は円形であってもよい。また、屈曲部には、電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されていてもよい。
また、屈曲部には、電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されていてもよい。この場合、反転板の中心から段差までの距離Ｌ１と、反転板の中心から受け部の内側縁までの距離Ｌ２と、反転板の反転部の厚さＴとは、例えば、（Ｌ２−Ｌ１）＜Ｔであるとよい。また、受け部の先端には、反転板が填まるように窪んだ着座部が設けられていてもよい。この場合、反転板は、着座部に填められ、かつ、反転板の外周縁と、着座部の外周縁とが溶接されていてもよい。
また、二次電池は、電池ケースに収容された電極体と、電池ケースに設けられた接続端子と、電極体に電気的に接続された集電体とを備えていてもよい。この場合、受け部は、接続端子の電池ケース内の端部に設けられているとよい。そして、受け部に溶接された反転板の中央部は、集電体に接触しているとよい。
この場合、さらに、受け部に取り付けられた反転板の中央部は、集電体に溶接されていてもよい。また、反転板の中央部が溶接された集電体の溶接部よりも外側に、反転板が反転する際に破断されるノッチが形成されていてもよい。さらに、この場合、反転板の中央部が溶接された集電体の溶接部は、集電体の他の部位よりも薄い薄肉部が設けられていてもよい。
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
以下では捲回タイプの電極体（以下「捲回電極体」という。）と非水電解液とを角形（即ち直方体の箱形状）のケースに収容した形態のリチウムイオン二次電池を例に挙げ、その電流遮断機構を説明する。なお、二次電池の種類はリチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素電池などの他の二次電池にも適用することができる。また、電池構造にも限定されず、特に、角形電池に限定されない。例えば、電極体は、捲回電極体を例示した、積層型の電極体としてもよい。また、捲回電極体として扁平な形状の捲回電極体を例示するが、捲回電極体は円筒型の捲回電極体でもよい。
図１は、リチウムイオン二次電池の内部構造を示す部分断面図である。図２はリチウムイオン電池に内装される捲回電極体を示す図である。なお、図２では、捲回電極体５０の捲回構造が分かるように、各シート（正極シート２２０、負極シート２４０、セパレータ２６２，２６４）が部分的に展開された状態で図示されている。図３は、リチウムイオン二次電池の蓋を示す平面図である。図４は、捲回電極体５０に取り付けられる正極集電体（内部端子）を示す斜視図である。
《リチウムイオン二次電池１０》
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０は、図１に示すような扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）１２に構成されている。リチウムイオン二次電池１０は、図２に示すように、扁平形状の捲回電極体５０が、図示しない液状電解質（電解液）とともに、電池ケース１２に収容されている。
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０は、図１に示すような扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）１２に構成されている。リチウムイオン二次電池１０は、図２に示すように、扁平形状の捲回電極体５０が、図示しない液状電解質（電解液）とともに、電池ケース１２に収容されている。
《電池ケース１２》
電池ケース１２は、一側面（電池１０の通常の使用状態における上端部に相当する側面）に開口部を有する箱形（すなわち有底直方体状）のケース本体１４と、ケース本体１４の開口部に取り付けられる蓋１６とから構成される。かかる蓋１６がケース本体１４の開口部周縁に溶接されることによって、扁平形状の捲回電極体５０の幅広面に対向する一対のケース幅広面と、該ケース幅広面に隣接する４つの矩形状ケース面（即ち、そのうちの一つの矩形状ケース上面が蓋１６により構成される。）との六面体形状の密閉構造の電池ケース１２が構成されている。
電池ケース１２は、一側面（電池１０の通常の使用状態における上端部に相当する側面）に開口部を有する箱形（すなわち有底直方体状）のケース本体１４と、ケース本体１４の開口部に取り付けられる蓋１６とから構成される。かかる蓋１６がケース本体１４の開口部周縁に溶接されることによって、扁平形状の捲回電極体５０の幅広面に対向する一対のケース幅広面と、該ケース幅広面に隣接する４つの矩形状ケース面（即ち、そのうちの一つの矩形状ケース上面が蓋１６により構成される。）との六面体形状の密閉構造の電池ケース１２が構成されている。
電池ケース１２の材質は、従来の密閉型電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成された電池ケース１２が好ましく、このような金属製材料としてアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。本実施形態に係る電池ケース１２（ケース本体１４および蓋１６）はアルミニウム若しくはアルミニウムを主体とする合金によって構成されている。図示は省略するが、電池ケース１２と捲回電極体５０とは絶縁されている。
図１に示すように、蓋１６には外部接続用の正極端子１８（外部端子）および負極端子２０（外部端子）が形成されている。これら外部端子１８、２０には、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０の利用形態に応じて適当な形状の端子を装着することができる。
蓋１６の両端子１８，２０間には、図３に示すように、電池ケース１２の内圧が所定レベル（例えば、設定開弁圧０．３ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度）以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された薄肉の安全弁４０と、注液口４２が形成されている。
《捲回電極体５０（電極体）》
捲回電極体５０は、図２に示すように、長尺なシート状正極（正極シート２２０）と、該正極シート２２０と同様の長尺シート状負極（負極シート２４０）と、計二枚の長尺シート状セパレータ（セパレータ２６２、２６４）とを備えている。
捲回電極体５０は、図２に示すように、長尺なシート状正極（正極シート２２０）と、該正極シート２２０と同様の長尺シート状負極（負極シート２４０）と、計二枚の長尺シート状セパレータ（セパレータ２６２、２６４）とを備えている。
《正極シート２２０》
正極シート２２０は、帯状の正極集電箔２２１と正極活物質層２２３とを備えている。正極集電箔２２１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。正極集電箔２２１には、例えば、所定の幅を有し、厚さが凡そ１５μｍの帯状のアルミニウム箔を用いることができる。正極集電箔２２１の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部２２２が設定されている。図示例では、正極活物質層２２３は、正極集電箔２２１に設定された未塗工部２２２を除いて、正極集電箔２２１の両面に保持されている。正極活物質層２２３には、正極活物質が含まれている。正極活物質層２２３は、正極活物質を含む正極合剤を正極集電箔２２１に塗工することによって形成されている。
正極シート２２０は、帯状の正極集電箔２２１と正極活物質層２２３とを備えている。正極集電箔２２１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。正極集電箔２２１には、例えば、所定の幅を有し、厚さが凡そ１５μｍの帯状のアルミニウム箔を用いることができる。正極集電箔２２１の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部２２２が設定されている。図示例では、正極活物質層２２３は、正極集電箔２２１に設定された未塗工部２２２を除いて、正極集電箔２２１の両面に保持されている。正極活物質層２２３には、正極活物質が含まれている。正極活物質層２２３は、正極活物質を含む正極合剤を正極集電箔２２１に塗工することによって形成されている。
《負極シート２４０》
負極シート２４０は、図２に示すように、帯状の負極集電箔２４１と、負極活物質層２４３とを備えている。負極集電箔２４１には、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この負極集電箔２４１には、所定の幅を有し、厚さが凡そ１０μｍの帯状の銅箔が用いられている。負極集電箔２４１の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部２４２が設定されている。負極活物質層２４３は、負極集電箔２４１に設定された未塗工部２４２を除いて、負極集電箔２４１の両面に形成されている。負極活物質層２４３は、負極集電箔２４１に保持され、少なくとも負極活物質が含まれている。負極活物質層２４３は、負極活物質を含む負極合剤が負極集電箔２４１に塗工されている。
負極シート２４０は、図２に示すように、帯状の負極集電箔２４１と、負極活物質層２４３とを備えている。負極集電箔２４１には、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この負極集電箔２４１には、所定の幅を有し、厚さが凡そ１０μｍの帯状の銅箔が用いられている。負極集電箔２４１の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部２４２が設定されている。負極活物質層２４３は、負極集電箔２４１に設定された未塗工部２４２を除いて、負極集電箔２４１の両面に形成されている。負極活物質層２４３は、負極集電箔２４１に保持され、少なくとも負極活物質が含まれている。負極活物質層２４３は、負極活物質を含む負極合剤が負極集電箔２４１に塗工されている。
《セパレータ２６２、２６４》
セパレータ２６２、２６４は、図２に示すように、正極シート２２０と負極シート２４０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ２６２、２６４は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ２６２、２６４には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。この例では、図２に示すように、負極活物質層２４３の幅ｂ１は、正極活物質層２２３の幅ａ１よりも少し広い。さらにセパレータ２６２、２６４の幅ｃ１、ｃ２は、負極活物質層２４３の幅ｂ１よりも少し広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
セパレータ２６２、２６４は、図２に示すように、正極シート２２０と負極シート２４０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ２６２、２６４は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ２６２、２６４には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。この例では、図２に示すように、負極活物質層２４３の幅ｂ１は、正極活物質層２２３の幅ａ１よりも少し広い。さらにセパレータ２６２、２６４の幅ｃ１、ｃ２は、負極活物質層２４３の幅ｂ１よりも少し広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
なお、図２に示す例では、セパレータ２６２、２６４は、シート状の部材で構成されている。セパレータ２６２、２６４は、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３とを絶縁するとともに、電解質の移動を許容する部材であればよい。
《液状電解質（電解液）》
液状電解質（電解液）としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。なお、電解液の代わりに固体状やゲル状の電解質を採用してもよい。
液状電解質（電解液）としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。なお、電解液の代わりに固体状やゲル状の電解質を採用してもよい。
《捲回電極体５０の取り付け》
この実施形態では、捲回電極体５０は、図２に示すように、捲回軸ＷＬに直交する一の方向に沿って扁平に押し曲げられている。図２に示す例では、正極集電箔２２１の未塗工部２２２と負極集電箔２４１の未塗工部２４２は、それぞれセパレータ２６２、２６４の両側において、らせん状に露出している。
この実施形態では、捲回電極体５０は、図２に示すように、捲回軸ＷＬに直交する一の方向に沿って扁平に押し曲げられている。図２に示す例では、正極集電箔２２１の未塗工部２２２と負極集電箔２４１の未塗工部２４２は、それぞれセパレータ２６２、２６４の両側において、らせん状に露出している。
図４は、当該捲回電極体５０に取り付けられる正極集電体６０（内部端子）を示す斜視図である。この実施形態では、図４に示すように、正極シート２２０の未塗工部２２２の中間部分２２４は寄せ集められ、電池ケース１２の内部に配置された正極集電体６０（内部端子）に溶接されている。
図１に示すように、負極シート２４０の未塗工部２４２の中間部分２４４は寄せ集められて、電池ケース１２の内部に配置された負極集電体８０（内部端子）に溶接されている。このように、捲回電極体５０の負極側は、正極側と同様に、負極集電体８０（内部端子）に取り付けられ、蓋１６に取り付けられた負極端子２０（外部端子）に電気的に接続されている。
この実施形態では、正極側の正極集電体６０（内部端子）と、正極端子１８（外部端子）との間に電流遮断機構１００が設けられている。以下に、正極集電体６０（内部端子）から正極端子１８（外部端子）に至る端子構造を説明する。
《正極集電体６０（内部端子）》
ここで、正極集電体６０（「内部端子」とも称されうる）は、電池ケース１２に収容された捲回電極体５０に電気的に接続された部材である。この実施形態では、正極集電体６０は、アルミニウムまたはアルミニウム主体の合金（アルミニウム合金）製である。正極集電体６０は、図４に示すように、内部端子部６１と、アーム部６２、６３と、集電タブ６４、６５とを備えている。内部端子部６１は略矩形の平板状の部位である。アーム部６２、６３は、内部端子部６１の対向する辺からそれぞれ延びた部位である。集電タブ６４、６５はアーム部６２、６３の先端に設けられ、捲回電極体５０が溶接される溶接部位である。
ここで、正極集電体６０（「内部端子」とも称されうる）は、電池ケース１２に収容された捲回電極体５０に電気的に接続された部材である。この実施形態では、正極集電体６０は、アルミニウムまたはアルミニウム主体の合金（アルミニウム合金）製である。正極集電体６０は、図４に示すように、内部端子部６１と、アーム部６２、６３と、集電タブ６４、６５とを備えている。内部端子部６１は略矩形の平板状の部位である。アーム部６２、６３は、内部端子部６１の対向する辺からそれぞれ延びた部位である。集電タブ６４、６５はアーム部６２、６３の先端に設けられ、捲回電極体５０が溶接される溶接部位である。
この実施形態では、図２に示すように、扁平に押し曲げられた捲回電極体５０の捲回軸方向の片側には、らせん状に巻かれた正極シート２２０の正極未塗工部２２２が略長円状に露出している。内部端子部６１は、図４に示すように、略長円状に露出した当該正極未塗工部２２２の片側の湾曲部（図４に示す例では、上側の湾曲部）の曲面に対向するように配置されている。アーム部６２、６３は、内部端子部６１から屈曲させ、略長円状に露出した当該正極未塗工部２２２の両側を挟むように、未塗工部２２２（２４２）の中間部分２２４まで延びている。未塗工部２２２の中間部分２２４は、図４に示すように、束ねられており、アーム部６２、６３の先端に設けられた集電タブ６４、６５によって挟まれている。そして、当該集電タブ６４、６５と未塗工部２２２の中間部分２２４とを溶接している。
《負極集電体８０（内部端子）》
図１に示すように、負極側の負極集電体８０（内部端子）も同様に、内部端子部８１と、アーム部８２（８３）と、集電タブ８４（８５）とを備えている。ここでは、アーム部８２（８３）と、集電タブ８４（８５）は、捲回電極体５０の負極側の未塗工部２４２を挟んで溶接されるという点において、正極側の正極集電体６０（内部端子）と同様の構造および機能を奏する。内部端子部８１と負極端子２０（外部端子）とは、絶縁体を介在させた上で電池ケース１２の蓋１６に取り付けられ、かつ、電気的に接続されている。このように、リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース１２と、電池ケース１２に収容された捲回電極体５０（電極体）とを備えている。
図１に示すように、負極側の負極集電体８０（内部端子）も同様に、内部端子部８１と、アーム部８２（８３）と、集電タブ８４（８５）とを備えている。ここでは、アーム部８２（８３）と、集電タブ８４（８５）は、捲回電極体５０の負極側の未塗工部２４２を挟んで溶接されるという点において、正極側の正極集電体６０（内部端子）と同様の構造および機能を奏する。内部端子部８１と負極端子２０（外部端子）とは、絶縁体を介在させた上で電池ケース１２の蓋１６に取り付けられ、かつ、電気的に接続されている。このように、リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース１２と、電池ケース１２に収容された捲回電極体５０（電極体）とを備えている。
《電流遮断機構１００》
このリチウムイオン二次電池１０は、図１に示すように、電池ケース１２の内圧が異常に高くなった場合に電池電流を遮断する電流遮断機構１００を備えている。この実施形態では、電流遮断機構１００は、正極における電池電流が導通する電流経路において、正極端子１８（外部端子）と、正極集電体６０（内部端子）の内部端子部６１との間に構築されている。
このリチウムイオン二次電池１０は、図１に示すように、電池ケース１２の内圧が異常に高くなった場合に電池電流を遮断する電流遮断機構１００を備えている。この実施形態では、電流遮断機構１００は、正極における電池電流が導通する電流経路において、正極端子１８（外部端子）と、正極集電体６０（内部端子）の内部端子部６１との間に構築されている。
ここで、図５は、この実施形態に係る電流遮断機構１００を示す、図３のＶ−Ｖ断面図である。図６は、電流遮断機構１００の各部材の分解斜視図である。図７は、電流遮断機構１００の電流遮断部の拡大図である。
内部端子部６１は、図４に示すように、略矩形の平板状の部位であり、中央部に円形の薄肉部７１が形成されている。また、薄肉部７１は、内部端子部６１の他の部位よりも薄い。また、薄肉部７１の周囲（厚肉部７２）は、薄肉部７１よりも十分に厚く所要の剛性を備えているとよい。この実施形態では、厚肉部７２の四隅には、取付孔７５が形成されている。
《薄肉部７１》
薄肉部７１は、図４から図６に示すように、この実施形態では、厚肉部７２の中央部において、凡そ円形に形成されている。薄肉部７１は、凡そ中央部に所定直径の円に沿って形成された環状のノッチ７６（鋭角な溝）が形成されている。ノッチ７６は、例えば、鋭角な刃による刻印で形成され得る。ノッチ７６の半径方向内側部分には孔７７が形成されている。なお、図５は、内部端子部６１の薄肉部７１の凡そ中央部を通り、かつ、電流遮断機構１００が取り付けられる蓋１６の厚み方向に沿った断面が示されている。この実施形態では、電池ケース１２の蓋１６には、正極端子装着孔１６Ａが形成されている。
薄肉部７１は、図４から図６に示すように、この実施形態では、厚肉部７２の中央部において、凡そ円形に形成されている。薄肉部７１は、凡そ中央部に所定直径の円に沿って形成された環状のノッチ７６（鋭角な溝）が形成されている。ノッチ７６は、例えば、鋭角な刃による刻印で形成され得る。ノッチ７６の半径方向内側部分には孔７７が形成されている。なお、図５は、内部端子部６１の薄肉部７１の凡そ中央部を通り、かつ、電流遮断機構１００が取り付けられる蓋１６の厚み方向に沿った断面が示されている。この実施形態では、電池ケース１２の蓋１６には、正極端子装着孔１６Ａが形成されている。
《正極端子１８の構造》
ここで、電流遮断機構１００は、図５から図７に示すように、接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４（「ｚ端子」とも称されうる）と、反転板２６（電流遮断弁）とを備えている。
ここで、電流遮断機構１００は、図５から図７に示すように、接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４（「ｚ端子」とも称されうる）と、反転板２６（電流遮断弁）とを備えている。
《接続端子２１》
この実施形態では、図５および図６に示すように、接続端子２１は、蓋１６に形成された正極端子装着孔１６Ａに固定されている。この実施形態では、接続端子２１は、筒部３１と、頭部３２と、立ち上がり部３３と、受け部３４とを備えている。
この実施形態では、図５および図６に示すように、接続端子２１は、蓋１６に形成された正極端子装着孔１６Ａに固定されている。この実施形態では、接続端子２１は、筒部３１と、頭部３２と、立ち上がり部３３と、受け部３４とを備えている。
筒部３１は、正極端子装着孔１６Ａに挿通される部位である。頭部３２は、筒部３１の一端から外径側に向けて平板状に広がっている。立ち上がり部３３は、頭部３２の外形端から周方向に連続して、筒部３１の軸に沿って筒部３１から離れる方向に立ち上がっている。立ち上がり部３３の先端には、環状に広がったフランジが設けられている。当該フランジの端面には、反転板２６の周辺部分２６ｂが取り付けられる環状の受け部３４が設けられている。この実施形態では、受け部３４には、反転板２６が填まるように窪んだ着座部３５が設けられている。着座部３５には、円板状の反転板２６が填まるように窪んだ段差が設けられている。
接続端子２１は、蓋１６に固定されるリベットのような部材である。つまり、接続端子２１の筒部３１は、図５に示すように、絶縁ホルダー２２を装着しつつ、蓋１６の内側（電池ケース１２内に向けられる側）から正極端子装着孔１６Ａに挿通される。正極端子装着孔１６Ａから突出した筒部３１に、ガスケット２３と、外部端子２４とが順に装着される。そして、接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４とを蓋１６に固定する際に、筒部３１の先端は押し広げられて蓋１６にかしめられる。
《絶縁ホルダー２２》
絶縁ホルダー２２は、図５に示すように、絶縁性を有する略リング状の部材（例えば、樹脂製の部材）である。絶縁ホルダー２２の中央部には、接続端子２１の筒部３１の外周に装着されるとともに、正極端子装着孔１６Ａに収まりうる円形の筒部２２ａが形成されている。絶縁ホルダー２２の下側（正極集電体６０（内部端子）側）には、接続端子２１の頭部３２が填まる窪み２２ｂが形成されている。絶縁ホルダー２２の下端には、正極集電体６０（内部端子）の内部端子部６１を支持する取付部２２ｃが設けられている。この実施形態では、取付部２２ｃには、正極集電体６０（内部端子）の内部端子部６１の厚肉部７２の四隅に形成された取付孔７５にはめ込まれる係合突起２２ｃ１が設けられている。
絶縁ホルダー２２は、図５に示すように、絶縁性を有する略リング状の部材（例えば、樹脂製の部材）である。絶縁ホルダー２２の中央部には、接続端子２１の筒部３１の外周に装着されるとともに、正極端子装着孔１６Ａに収まりうる円形の筒部２２ａが形成されている。絶縁ホルダー２２の下側（正極集電体６０（内部端子）側）には、接続端子２１の頭部３２が填まる窪み２２ｂが形成されている。絶縁ホルダー２２の下端には、正極集電体６０（内部端子）の内部端子部６１を支持する取付部２２ｃが設けられている。この実施形態では、取付部２２ｃには、正極集電体６０（内部端子）の内部端子部６１の厚肉部７２の四隅に形成された取付孔７５にはめ込まれる係合突起２２ｃ１が設けられている。
絶縁ホルダー２２は、図５に示すように、筒部２２ａを正極端子装着孔１６Ａに装着させつつ、蓋１６の内面に取り付けられ、蓋１６と接続端子２１との間に介在する。絶縁ホルダー２２は、蓋１６と接続端子２１とを絶縁するとともに、蓋１６の内面に接続端子２１の頭部３２を固定する。
《ガスケット２３》
ガスケット２３は、ゴムなどの絶縁性を有する弾性部材である。ガスケット２３は、蓋１６の外側面に装着され、接続端子２１に取り付けられる外部端子２４と、蓋１６とを絶縁するとともに、当該接続端子２１が装着される正極端子装着孔１６Ａにおいて電池ケース１２の気密性を確保する部材である。この実施形態では、ガスケット２３は、蓋１６の外側において正極端子装着孔１６Ａの周囲を覆うように配置される略円板状の部材である。ガスケット２３の上部には、外部端子２４が配置される外部端子取付部２３ａが設けられている。
ガスケット２３は、ゴムなどの絶縁性を有する弾性部材である。ガスケット２３は、蓋１６の外側面に装着され、接続端子２１に取り付けられる外部端子２４と、蓋１６とを絶縁するとともに、当該接続端子２１が装着される正極端子装着孔１６Ａにおいて電池ケース１２の気密性を確保する部材である。この実施形態では、ガスケット２３は、蓋１６の外側において正極端子装着孔１６Ａの周囲を覆うように配置される略円板状の部材である。ガスケット２３の上部には、外部端子２４が配置される外部端子取付部２３ａが設けられている。
《外部端子２４》
外部端子２４は、導電性を有するリング状の板材であり、蓋１６の外側において、接続端子２１の筒部３１に装着されるとともに、ガスケット２３の上（外部端子取付部２３ａ）に配置されている。
外部端子２４は、導電性を有するリング状の板材であり、蓋１６の外側において、接続端子２１の筒部３１に装着されるとともに、ガスケット２３の上（外部端子取付部２３ａ）に配置されている。
《蓋１６への取り付け》
接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４とは、図５および図６に示すように、蓋１６の正極端子装着孔１６Ａに取り付けられている。
接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４とは、図５および図６に示すように、蓋１６の正極端子装着孔１６Ａに取り付けられている。
ここでは、例えば、接続端子２１の筒部３１に、絶縁ホルダー２２の筒部２２ａを装着する。蓋１６の内面において、正極端子装着孔１６Ａの周囲に絶縁ホルダー２２を装着する。そして、絶縁ホルダー２２の筒部２２ａを装着した状態で接続端子２１の筒部３１を、蓋１６の内側から正極端子装着孔１６Ａに挿し込む。そして、正極端子装着孔１６Ａから突出した、接続端子２１の筒部３１にガスケット２３と外部端子２４を取り付ける。この状態で、筒部３１の先端が外径側に広がるように、筒部３１の先端を押しつぶし、接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４とを蓋１６にかしめる。
これにより、接続端子２１と、絶縁ホルダー２２と、ガスケット２３と、外部端子２４とが、蓋１６の正極端子装着孔１６Ａに取り付けられている。かしめられた筒部３１の先端には、図５に示すように、筒部３１の開口を封止する封止栓２７が挿し込まれている。
《反転板２６》
反転板２６は、周辺部分２６ｂに対して中央部２６ａが盛り上がった薄板で構成されている。この実施形態では、反転板２６は、導電性を有する部材であり、電流遮断弁とも称される。反転板２６は、図５または図６に示すように、蓋１６の内側に設けられた接続端子２１の着座部３５に填まりうる略円板形状である。反転板２６の周辺部分２６ｂは平坦である。反転板２６の中央部２６ａは、周辺部分２６ｂから緩やかに盛り上がっている。反転板２６は、周辺部分２６ｂよりも内側（反転板の中心側）に屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。
反転板２６は、周辺部分２６ｂに対して中央部２６ａが盛り上がった薄板で構成されている。この実施形態では、反転板２６は、導電性を有する部材であり、電流遮断弁とも称される。反転板２６は、図５または図６に示すように、蓋１６の内側に設けられた接続端子２１の着座部３５に填まりうる略円板形状である。反転板２６の周辺部分２６ｂは平坦である。反転板２６の中央部２６ａは、周辺部分２６ｂから緩やかに盛り上がっている。反転板２６は、周辺部分２６ｂよりも内側（反転板の中心側）に屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。
《屈曲部２６ｃ》
図７は、反転板２６の周辺部分２６ｂを示す断面図である。この実施形態では、屈曲部２６ｃは、図７に示すように、平坦な周辺部分２６ｂから、中央部２６ａが盛り上がった向きに立ち上がるように略直角（凡そ９０°、例えば、８０°以上１００°以下）に屈曲し、周辺部分２６ｂよりも内側において周方向に連続した段差が設けられている。反転板２６は、かかる屈曲部２６ｃの段差に連続して、中央部２６ａが盛り上がっている。かかる反転板２６は、例えば、導電性を有する金属の薄板をプレス成形することによって成形することができる。
図７は、反転板２６の周辺部分２６ｂを示す断面図である。この実施形態では、屈曲部２６ｃは、図７に示すように、平坦な周辺部分２６ｂから、中央部２６ａが盛り上がった向きに立ち上がるように略直角（凡そ９０°、例えば、８０°以上１００°以下）に屈曲し、周辺部分２６ｂよりも内側において周方向に連続した段差が設けられている。反転板２６は、かかる屈曲部２６ｃの段差に連続して、中央部２６ａが盛り上がっている。かかる反転板２６は、例えば、導電性を有する金属の薄板をプレス成形することによって成形することができる。
《反転板２６の取り付け》
反転板２６は、接続端子２１の受け部３４に取り付けられている。ここでは、反転板２６の周辺部分が、電池ケース１２内に向けて反転板２６を突出させた状態で環状の受け部３４に溶接されている。この実施形態では、接続端子２１の受け部３４には、反転板２６が填まるように窪んだ着座部３５が設けられている。反転板２６は、中央部２６ａが電池ケース１２内側に向けて盛り上がった状態になるように、接続端子２１の着座部３５に填められる。反転板２６の外周縁２６ｂ１（周縁部）が、全周にわたって受け部３４に溶接されている。これにより、接続端子２１の電池ケース１２内側は、反転板２６によって塞がれる。反転板２６と接続端子２１との溶接は、例えば、レーザ溶接によって行うとよい。これにより、所要の接合強度と気密性が確保されている。換言すれば、接続端子２１の内部と電池ケース１２の内部とは、反転板２６によって気密に隔てられている。
反転板２６は、接続端子２１の受け部３４に取り付けられている。ここでは、反転板２６の周辺部分が、電池ケース１２内に向けて反転板２６を突出させた状態で環状の受け部３４に溶接されている。この実施形態では、接続端子２１の受け部３４には、反転板２６が填まるように窪んだ着座部３５が設けられている。反転板２６は、中央部２６ａが電池ケース１２内側に向けて盛り上がった状態になるように、接続端子２１の着座部３５に填められる。反転板２６の外周縁２６ｂ１（周縁部）が、全周にわたって受け部３４に溶接されている。これにより、接続端子２１の電池ケース１２内側は、反転板２６によって塞がれる。反転板２６と接続端子２１との溶接は、例えば、レーザ溶接によって行うとよい。これにより、所要の接合強度と気密性が確保されている。換言すれば、接続端子２１の内部と電池ケース１２の内部とは、反転板２６によって気密に隔てられている。
《反転板２６と内部端子部６１との取り付け》
図８は、反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１との取り付け構造を示している。この実施形態では、図８に示すように、反転板２６の中央部２６ａは平坦であり、内部端子部６１の中央部に設けられた薄肉部７１に重ねられている。そして、当該薄肉部７１に形成された孔７７の周縁部７７ａにおいて、反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１の中央部とが溶接されている。ここでは、当該反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１との溶接部は溶接部ｗとしている。
図８は、反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１との取り付け構造を示している。この実施形態では、図８に示すように、反転板２６の中央部２６ａは平坦であり、内部端子部６１の中央部に設けられた薄肉部７１に重ねられている。そして、当該薄肉部７１に形成された孔７７の周縁部７７ａにおいて、反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１の中央部とが溶接されている。ここでは、当該反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１との溶接部は溶接部ｗとしている。
《内部端子部６１と絶縁ホルダー２２との取り付け》
内部端子部６１の四隅に設けられた取付孔７５は、蓋１６の内部において接続端子２１を保持する絶縁ホルダー２２の係合突起２２ｃ１に嵌め込まれている。これにより、正極集電体６０の内部端子部６１は、接続端子２１の受け部３４と所定の間隔を開けて対向した状態で、絶縁ホルダー２２に固定されている。
内部端子部６１の四隅に設けられた取付孔７５は、蓋１６の内部において接続端子２１を保持する絶縁ホルダー２２の係合突起２２ｃ１に嵌め込まれている。これにより、正極集電体６０の内部端子部６１は、接続端子２１の受け部３４と所定の間隔を開けて対向した状態で、絶縁ホルダー２２に固定されている。
《正極の電流経路》
上記構成の結果、リチウムイオン二次電池１０の正極の電流経路は、正極シート２２０の正極未塗工部２２２（図１参照）から、当該未塗工部２２２に溶接される集電タブ６４、６５（正極集電体６０）に繋がっている。さらに、集電タブ６４、６５（正極集電体６０）からは、図４および図５に示すように、アーム部６２、６３、内部端子部６１（正極集電体６０）、反転板２６、接続端子２１および外部端子２４に至る電流経路が形成されている。また、図示は省略するが、外部端子２４と、正極端子１８（図１参照）とは、電気的に接続されている。また、かかる正極の電流経路は、絶縁ホルダー２２およびガスケット２３によって、蓋１６（電池ケース１２）と絶縁されている。
上記構成の結果、リチウムイオン二次電池１０の正極の電流経路は、正極シート２２０の正極未塗工部２２２（図１参照）から、当該未塗工部２２２に溶接される集電タブ６４、６５（正極集電体６０）に繋がっている。さらに、集電タブ６４、６５（正極集電体６０）からは、図４および図５に示すように、アーム部６２、６３、内部端子部６１（正極集電体６０）、反転板２６、接続端子２１および外部端子２４に至る電流経路が形成されている。また、図示は省略するが、外部端子２４と、正極端子１８（図１参照）とは、電気的に接続されている。また、かかる正極の電流経路は、絶縁ホルダー２２およびガスケット２３によって、蓋１６（電池ケース１２）と絶縁されている。
《電流遮断機構１００の動作》
ここで、内部端子部６１の薄肉部７１および反転板２６は、電池ケース１２の内圧を受ける。この際、電池ケース１２の内圧は、外側へ向けて反転板２６を押し上げるように作用する。これに対して、内部端子部６１の薄肉部７１の周囲に設けられた厚肉部７２は、絶縁ホルダー２２によって蓋１６（電池ケース１２）に固定されている。このため、薄肉部７１には、反転板２６に接合された部位の周囲にせん断力が作用する。
ここで、内部端子部６１の薄肉部７１および反転板２６は、電池ケース１２の内圧を受ける。この際、電池ケース１２の内圧は、外側へ向けて反転板２６を押し上げるように作用する。これに対して、内部端子部６１の薄肉部７１の周囲に設けられた厚肉部７２は、絶縁ホルダー２２によって蓋１６（電池ケース１２）に固定されている。このため、薄肉部７１には、反転板２６に接合された部位の周囲にせん断力が作用する。
図９は、反転板２６が反転した状態を示す断面図である。電池ケース１２内のガスの圧力が所定以上に高くなった場合に、図９に示すように、反転板２６が反転する。また、この際、薄肉部７１は反転板２６に接合された部位の周囲において破断され、接続端子２１と捲回電極体５０とが電気的に遮断される。
この実施形態では、内部端子部６１の薄肉部７１の中央部に予め定められた直径の円に沿って環状のノッチ７６が形成されている。ノッチ７６が形成された部位では、薄肉部７１がさらに薄くなっており、せん断応力が集中する。このため、電池ケース１２の内圧が作用することによって薄肉部７１が破断される際には、薄肉部７１はノッチ７６に沿って破断される。このように薄肉部７１が破断される部位は、ノッチ７６によって規定される。
かかる電流遮断機構１００では、反転板２６が押し上げられる際に、ノッチ７６が形成された部位に残留した薄肉部７１の断面にせん断応力が集中する。このため、ノッチ７６が形成された部位に残留した薄肉部７１の断面によって作動圧が調整されうる。なお、電流遮断機構１００の作動圧は、個体差があり、実際には多少ばらつく。
《屈曲部２６ｃの作用》
ところで、この実施形態では、反転板２６の周辺部分２６ｂが接続端子２１に設けられた環状の受け部３４に溶接されている。ここで、反転板２６には、周辺部分２６ｂが環状の受け部３４に溶接された溶接部ｗ１よりも内側（反転板の中心側）に屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。図７に示す例では、接続端子２１に設けられた環状の受け部３４に溶接された周縁部よりも内側に屈曲部２６ｃが設けられている。反転板２６にこのような屈曲部２６ｃが設けられている場合には、反転板２６に屈曲部２６ｃが設けられていない場合に比べて、電流遮断機構１００の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
ところで、この実施形態では、反転板２６の周辺部分２６ｂが接続端子２１に設けられた環状の受け部３４に溶接されている。ここで、反転板２６には、周辺部分２６ｂが環状の受け部３４に溶接された溶接部ｗ１よりも内側（反転板の中心側）に屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。図７に示す例では、接続端子２１に設けられた環状の受け部３４に溶接された周縁部よりも内側に屈曲部２６ｃが設けられている。反転板２６にこのような屈曲部２６ｃが設けられている場合には、反転板２６に屈曲部２６ｃが設けられていない場合に比べて、電流遮断機構１００の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
ここで、図１０は、反転板２６に屈曲部２６ｃが設けられていない形態について、反転板２６の周辺部分２６ｂを示す断面図である。つまり、反転板２６は、反転板２６の周辺部分２６ｂが接続端子２１に設けられた環状の受け部３４に溶接されている。反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接する際、当該溶接部ｗ１において溶融した金属が固まる溶接凝固によって、溶接直後、反転板２６の中央部２６ａは、環状の受け部３４によって外径方向に引っ張られる傾向がある。
この場合、図１０に示すように、反転板２６に屈曲部２６ｃが設けられていない形態で、反転板２６の中央部２６ａが全体として外径方向に引っ張られると、反転板２６の中央部２６ａの盛り上がりが少し平坦になるように張力が作用し、反転板２６の中央部２６ａが持ち上がるように変形する。このため、内部端子部６１の薄肉部７１に上方に引き上げられる。このように、電池ケース１２の内圧が上がる前に、内部端子部６１の薄肉部７１に上方に引き上げられた状態になっている。かかる初期的な変形の程度は、個体差があり、また、調整が難しい。かかる初期的な変形が大きいと、電流遮断機構１００の作動圧がばらつく要因となる。図１０中の矢印Ａは、溶接部ｗ１の溶接凝固による反転板２６の周辺部分２６ｂの変形方向を示しており、矢印Ｂは、溶接部ｗ１の溶接凝固による反転板２６の中央部２６ａの変形方向を示している。
これに対して、図７に示すように、反転板２６に屈曲部２６ｃが設けられている形態では、電流遮断機構１００の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。これは、反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接する際に溶接凝固によって、反転板２６の周辺部分２６ｂが環状の受け部３４によって外径方向に引っ張られても、屈曲部２６ｃによって反転板２６の変形が小さく抑えられるためである。つまり、反転板２６に屈曲部２６ｃが設けられている形態では、図７に示すように、反転板２６の周辺部分２６ｂが外径方向に引っ張られても、屈曲部２６ｃの外側に押し広がるので、反転板２６の中央部２６ａの盛り上がりへの影響が小さく抑えられる。このため、内部端子部６１の薄肉部７１が溶接された反転板２６の中央部２６ａへはほとんど変形が及ばない。これにより、反転板２６の初期的な変形について、個体差が小さくなる。そして、電流遮断機構１００の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。ここで、図７中の矢印Ａは、溶接部ｗ１の溶接凝固による反転板２６の周辺部分２６ｂの変形方向を示している。
このように、この実施形態では、反転板２６は周辺部分２６ｂから中央部２６ａが盛り上がった薄板で構成されている。そして、反転板２６の周辺部分２６ｂが、電池ケース１２内に向けて突出するように、電池ケース１２に設けられた環状の受け部３４に溶接されている。反転板２６は周辺部分２６ｂよりも内側において屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。この場合、反転板２６を受け部３４に溶接された際の溶接凝固によって、反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られても、屈曲部２６ｃによって、反転板２６の中央部２６ａの変位は小さく抑えられる。これにより、電池ケース１２の内圧の作用で、反転する反転板２６の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
受け部３４の先端には、例えば、図７に示すように、反転板２６が填まるように窪んだ着座部３５が設けられているとよい。図１１は、反転板２６が溶接される前の受け部３４と、反転板２６とを示している。この場合、図１１に示すように、反転板２６は、当該着座部３５に填められ、かつ、当該反転板２６の外周縁２６ｂ１と、着座部３５の外周縁３５ａとが溶接されていてもよい。このような場合には、図７に示すように、反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接した際に、当該溶接部ｗ１の溶接凝固によって、反転板２６の中央部２６ａが外径側に引っ張られやすい。しかし、図７に示す形態では、溶接される反転板２６の周辺部分２６ｂよりも内側に屈曲部２６ｃがある。このため、反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られても、屈曲部２６ｃによって変形が吸収され、反転板２６の盛り上がった中央部２６ａの変形は小さく抑えられる。
さらに、この場合、反転板２６の屈曲部２６ｃは、例えば、図７に示すように、着座部３５の内側縁３５ｂよりも内側（反転板２６の内径側）に設けられていてもよい。また、ここでは、反転板２６は円形である。また、屈曲部２６ｃの典型的な形態としては、例えば、図７に示すように、電池ケース１２内に向けて突出した段差が形成されているとよい。
この場合、反転板２６の反転支点が、屈曲部２６ｃとなり、反転板２６の周辺部分２６ｂの溶接部ｗ１の溶接凝固の影響を受け難い。つまり、このような屈曲部２６ｃがないと、図１０に示すように、反転板２６の反転支点は、着座部３５の内側縁３５ｂになる。この場合、反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接した際の溶接凝固の影響を受けて、反転板２６の中央部２６ａの盛り上がりが低下し、反転板２６の中央部２６ａは、内部端子部６１から離れるように変位する。このため、反転板２６と内部端子部６１との溶接部ｗ（図８参照）の溶接品質が不安定となる。
これに対して、図７に示すように、反転板２６に屈曲部２６ｃがあると、屈曲部２６ｃの内側端２６ｃ１に反転板２６の反転支点が設けられる。溶接凝固によって反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られても、屈曲部２６ｃによって変形が吸収されるので、屈曲部２６ｃの内側端２６ｃ１は変位しにくい。このため、溶接凝固によって反転板２６の反転支点が変わらず、作動圧が影響を受けにくいと考えられる。さらに、この場合、反転板２６の中央部２６ａについても、反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接した際の溶接凝固の影響を受けにくい。このため、反転板２６と内部端子部６１との溶接品質が安定する。
また、反転板２６の周辺部分２６ｂは、接続端子２１の受け部３４の着座部３５によって支持されている。この場合、反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られる際に、反転板２６の変形を吸収し、変形を小さく抑える屈曲部２６ｃは、接続端子２１の受け部３４の着座部３５の近くに設けられていることが望ましい。
例えば、図７に示すように、反転板２６の中心から屈曲部２６ｃの段差の外側までの距離をＬ１とし、反転板２６の中心から受け部３４（この実施形態では、具体的には、着座部３５）の内側縁３５ｂまでの距離をＬ２とし、反転板２６の反転部（つまり、周縁部から盛り上がった部位）の厚さをＴとする。ここで、反転板２６の中心から屈曲部２６ｃの段差までの距離Ｌ１は、反転板２６の外側面における屈曲部２６ｃの最も内径側の位置（反転板２６の外側面における屈曲部２６ｃの内側端２６ｃ１）である。また、反転板２６の厚さＴは、反転板２６の反転部（つまり、反転板２６の中央部２６ａの周縁部から盛り上がった部位）の平均的な厚さであり、当該反転部の厚さを複数個所測定し、その算術平均で評価するとよい。この場合、距離Ｌ１，距離Ｌ２および厚さＴが、（Ｌ２−Ｌ１）＜Ｔであるとよい。
この場合、反転板２６の周辺部分２６ｂは、接続端子２１の受け部３４（この実施形態では、着座部３５）によって支持されている。ここで、反転板２６の中心から屈曲部２６ｃの段差までの距離Ｌ１と、反転板２６の中心から受け部３４（着座部３５）の内側縁３５ｂまでの距離Ｌ２との差（Ｌ２−Ｌ１）は、着座部３５の内側縁３５ｂから屈曲部２６ｃが設けられた位置までの距離を示している。そして、（Ｌ２−Ｌ１）＜Ｔは、当該距離（Ｌ２−Ｌ１）が、反転板２６の反転部（つまり、周縁部から盛り上がった部位）の厚さＴよりも小さいことを示している。
つまり、この場合、屈曲部２６ｃは、受け部３４（着座部３５）の内側縁３５ｂから反転板２６の厚さＴよりも近い距離に設けられている。反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られることによる反転板２６の変形は、受け部３４（着座部３５）の内側縁３５ｂ近くに設けられた屈曲部２６ｃによって吸収されやすい。このため、反転板２６が反転する作動圧がさらにばらつきにくい。反転板２６の中央部は、反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接した際の溶接凝固の影響をさらに受けて変位しにくい。反転板２６と内部端子部６１との溶接品質はさらに安定する。
また、屈曲部２６ｃの段差の高さｈは、例えば、反転板２６の板厚Ｔよりも小さくてもよい。屈曲部２６ｃの段差の高さｈは、反転板２６の板厚Ｔとした場合に、１．０Ｔ＞ｈ≧０．１Ｔであるとよい。この場合、例えば、０．９Ｔ≧ｈとしてもよいし、０．８Ｔ≧ｈとしてもよい。また、ｈ≧０．２Ｔとしてもよいし、ｈ≧０．３Ｔとしてもよい。例えば、反転板２６の板厚Ｔが０．３ｍｍであれば、屈曲部２６ｃの段差の高さｈは、１．０Ｔ＞ｈ≧０．１Ｔ（つまり、０．３ｍｍ＞ｈ≧０．０３ｍｍ）であればよく、例えば、凡そ０．１ｍｍ程度であればよい。
このように、この実施形態では、反転板２６に屈曲部２６ｃが形成されているので、反転板２６の周辺部分２６ｂを溶接する際に生じる溶接凝固によって、反転板２６の反転部に生じる影響が小さい。このため、反転板２６と接続端子２１および内部端子部６１との溶接工程の歩留まりが向上し、溶接品質（信頼性）が安定する。
《変形例の例示》
以上、本発明の一実施形態に係る二次電池を説明したが、本発明は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態に限定されない。
以上、本発明の一実施形態に係る二次電池を説明したが、本発明は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態に限定されない。
例えば、反転板２６および電池ケース１２に設けられた環状の受け部３４の構造などは、特に言及されない限りにおいて上述した実施形態に限定されない。また、電流遮断機構１００の構造も上述した実施形態に限定されない。例えば、特許文献１や特許文献２の反転板（電流遮断弁）にも適用可能である。
また、電流遮断機構１００としては、例えば、図５〜図８に示すように、電池ケース１２に収容された電極体５０と、電池ケース１２に設けられた接続端子２１と、電極体５０に電気的に接続された集電体としての正極集電体６０（内部端子）とを備えた構成を例示した。ここでは、受け部３４は、接続端子２１の電池ケース１２内の端部に設けられている。そして、受け部３４に取り付けられた反転板２６の中央部２６ａは、集電体６０の内部端子部６１に溶接されている。反転板２６の中央部２６ａが溶接された集電体６０の溶接部（内部端子部６１の孔７７）よりも外側に、反転板２６が反転する際に破断されるノッチ７６が形成されている。
電流遮断機構１００は、かかる形態に限定されない。例えば、図５〜図８に示す形態では、反転板２６の中央部２６ａが溶接された集電体６０の溶接部に、薄肉部が設けられるとともに孔７７が形成されていた。また、集電体６０の内部端子部６１の薄肉部７１には、適宜に貫通孔が形成されていてもよい。
図１２は、電流遮断機構１００の他の形態を示している。この場合、反転板２６は、電流経路が形成されるように導通可能な程度に集電体６０に接触していればよい。このため、図１２に示すように、反転板２６の中央部２６ａと集電体６０とは溶接されていなくてもよい。この場合でも、反転板２６が反転することによって、反転板２６の中央部２６ａと集電体６０とが離れて電流が遮断される。この場合、屈曲部２６ｃを設けることによって、反転板２６の盛り上がりが高く維持されるので、反転板２６と集電体６０とを安定して接触させることができる。
また、この場合、反転板２６の中央部２６ａと集電体６０とは溶接されておらず、内部端子部６１の破断を伴わずに電流が遮断されるので、内部端子部６１に薄肉部７１は設けられていなくてもよい。
また、図５および図７に示すように、上述した実施形態では、接続端子２１の立ち上がり部３３の先端に、環状に広がったフランジが設けられており、当該フランジの端面に反転板２６の周辺部分２６ｂが取り付けられる環状の受け部３４が設けられている。さらに受け部３４には、反転板２６が填まるように窪んだ着座部３５が設けられており、着座部３５には、円板状の反転板２６が填まるように窪んだ段差が設けられている。そして、反転板２６の周辺部分２６ｂと接続端子２１の受け部３４との溶接部ｗ１では、反転板２６の外周縁２６ｂ１（周縁部）と、着座部３５の外周縁３５ａとが溶接されている。当該反転板２６の周辺部分２６ｂと接続端子２１の受け部３４との溶接部ｗ１は、上記の形態に限定されない。
ここで、図１３から図１５までの各図は、反転板２６の周辺部分２６ｂおよび接続端子２１の受け部３４、および、その溶接部ｗ１について変形例を示している。
図１３に示す形態では、反転板２６の周辺部分２６ｂおよび接続端子２１の受け部３４は、反転板２６の周辺部分２６ｂの外周縁２６ｂ１から少し内側（反転板２６の中心側）が溶接されている。溶接部は、反転板２６の周辺部分２６ｂを貫き、接続端子２１の受け部３４に達している。その余は、例えば、図５および図７または図１２に示された形態と同じであるとよく、ここでは説明を省略する。
図１４および図１５に示す形態では、接続端子２１の受け部３４は、平坦な端面であり、段差を有する着座部は設けられていない。この場合も、反転板２６の周辺部分２６ｂを接続端子２１の受け部３４の平坦な端面に押し当てた状態で、反転板２６の周辺部分２６ｂを受け部３４に溶接するとよい。図１４に示す形態では、反転板２６の周辺部分２６ｂの外周縁２６ｂ１から少し内側（反転板２６の中心側）が溶接されており、溶接部ｗ１は接続端子２１の受け部３４の平坦な端面に達している。図１５に示すように、反転板２６の周辺部分２６ｂの外周縁２６ｂ１が接続端子２１の受け部３４の平坦な端面に溶接されている。溶接部ｗ１は、反転板２６の周辺部分２６ｂの外周縁２６ｂ１に沿っており、接続端子２１の受け部３４の平坦な端面に達している。
このように、ここで提案される二次電池では、周辺部分２６ｂに対して中央部２６ａが盛り上がった薄板で構成された反転板２６の周辺部分２６ｂが、電池ケース１２内に向けて突出した状態で、電池ケース１２に設けられた環状の受け部３４に溶接されている。反転板２６は周辺部分２６ｂよりも内側において屈曲した屈曲部２６ｃを備えている。この場合、反転板２６を受け部３４に溶接された際の溶接凝固によって、反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られても、屈曲部２６ｃによって、反転板２６の中央部２６ａの変位は小さく抑えられる。これにより、電池ケース１２の内圧の作用で、反転する反転板２６の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
このように、反転板２６の周辺部分２６ｂと環状の受け部３４との溶接部ｗ１は、反転板２６の周辺部分２６ｂと環状の受け部３４とが重ねられた方向に沿って溶接されていてもよい。この場合、反転板２６を受け部３４に溶接された際の溶接凝固によって、反転板２６の周辺部分２６ｂが外径側に引っ張られても、屈曲部２６ｃによって、反転板２６の中央部２６ａの変位は小さく抑えられる。
また、この場合、当該溶接部ｗ１は、反転板２６の周辺部分２６ｂに沿って周方向に連続していてもよい。溶接部ｗ１が反転板２６の周辺部分２６ｂに沿って周方向に連続している場合には、溶接部ｗ１の溶接凝固によって、反転板２６の中央部が全体として平坦になるように外径側に引っ張られる傾向があるが、上述したように屈曲部２６ｃの作用によって中央部２６ａの変位が小さく抑えられる。
また、電池ケースは、角型の容器形状を例示したが形状に限定されず、円筒型の電池ケースにも適用できる。また、電極体は、扁平な捲回電極体５０が例示されるが、捲回電極体５０は、扁平でなくてもよい。また、電極体は、捲回電極体５０でなくてもよく、例えば、正極と負極とがセパレータを介在させて順に積層された積層型の電極体でもよい。
また、ここでは、電流遮断機構の作動圧のばらつきが少ない電流遮断機構を備えた密閉型二次電池（典型的には外形が角形状の密閉型二次電池、例えばリチウムイオン二次電池）を提供することができる。かかる密閉型二次電池は車両の駆動用電源として好適である。したがって、本明細書により、例えば図１６に模式的に示すような組電池１０００が提供される。
具体的には、図１６に示すように、ここで開示される電流遮断機構（上述した図２〜図５参照）を備えた密閉型二次電池（典型的には、図示されるような角形状のリチウムイオン二次電池）１０を単電池とし、該単電池１０を所定方向に複数個（図示される実施形態では４個であるがこれに限られない。）配列して組電池１０００が構成される。
例えば、図示されるように、各単電池１０間が電気的に直列に接続されて構成される。具体的には、各単電池１０の電池ケース１２の上面（すなわち蓋）１６に、電池ケース１２内に収容された電極体の正極と電気的に接続する正極端子１８と、該電極体の負極と電気的に接続する負極端子２０とがそれぞれ設けられている。そして、隣接する単電池１０間において、一方の正極端子１８と他方の負極端子２０とが適当な接続具９２によって電気的に接続される。
上述のように配列した複数個の単電池１０を含む単電池群１１の両外側には、それぞれエンドプレート９６が配置され、当該一対のエンドプレート９６，９６を架橋するように、単電池群１１の両側面にその配列方向に沿ってビーム材９８が取り付けられている。ビーム材９８の各端部は、ビス９９によりエンドプレート９６に締め付けられて固定されている。このように各単電池１０を直列に接続し、それらを拘束（固定）することにより、車両の駆動用電源として好適な、所望の電圧を有する組電池１０００が構築される。
なお、組電池１０００の好ましい一態様では、図１６に示すように、所定方向に配列された複数の単電池１０の各々の間に、所定形状の間隔保持シート９４が配置される。かかる間隔保持シート９４は、使用時に各単電池１０内で発生する熱を放散させるための放熱部材として機能し得る材質（例えば熱伝導性の良い金属製もしくは軽量で硬質なポリプロピレンその他の合成樹脂製）および／または形状であることが好ましい。
また、この明細書によると、ここで開示される電流遮断機構を備えた高出力で大容量（典型的には１時間率容量が５Ａｈ以上、例えば５〜２０Ａｈ、あるいは２０Ａｈ以上（例えば２０〜３０Ａｈ）であるような大容量）の密閉型二次電池（典型的には外形が角形状のリチウムイオン二次電池）を提供することができる。また、かかる密閉型二次電池を単電池とする組電池１０００を提供することができる。また、図１７に示すように、その組電池１０００を駆動用電源として備える車両１（典型的には電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、燃料電池自動車のような駆動用モータを備える自動車）を提供することができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１ 車両
１０ リチウムイオン電池
１１ 単電池群
１２ 電池ケース
１４ ケース本体
１６ 蓋
１６Ａ 正極端子装着孔
１８ 正極端子（外部端子）
２０ 負極端子（外部端子）
２１ 接続端子
２２ 絶縁ホルダー
２２ａ 筒部
２２ｂ 窪み
２２ｃ 取付部
２２ｃ１ 係合突起
２３ ガスケット
２３ａ 外部端子取付部
２４ 外部端子
２６ 反転板
２６ａ 反転板２６の中央部
２６ｂ 反転板２６の周辺部分
２６ｂ１ 反転板２６の外周縁
２６ｃ 反転板２６に設けられた屈曲部（段差）
２６ｃ１ 屈曲部２６ｃの内側端
２７ 封止栓
３１ 接続端子２１の筒部
３２ 頭部
３３ 立ち上がり部
３４ 受け部
３５ 着座部
３５ａ 着座部３５の外周縁
３５ｂ 着座部３５の内側縁
４０ 安全弁
４２ 注液口
５０ 捲回電極体（電極体）
６０ 正極集電体（集電体、内部端子）
６１ 内部端子部
６２、６３ アーム部
６４、６５ 集電タブ
７１ 薄肉部
７２ 厚肉部
７５ 取付孔
７６ ノッチ
７７ 孔
７７ａ 孔７７の周縁部
８０ 負極集電体
８１ 内部端子部
８２ アーム部
８４ 集電タブ
９２ 接続具
９４ 間隔保持シート
９６ エンドプレート
９８ ビーム材
９９ ビス
１００ 電流遮断機構
２２０ 正極シート
２２１ 正極集電箔
２２２ 正極未塗工部
２２３ 正極活物質層
２２４ 正極未塗工部の中間部分
２４０ 負極シート
２４１ 負極集電箔
２４２ 負極未塗工部
２４３ 負極活物質層
２４４ 負極未塗工部の中間部分
２６２、２６４ セパレータ
１０００ 組電池
ｗ 溶接部（反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１との溶接部）
ｗ１ 溶接部（反転板２６の周辺部分２６ｂと受け部３４との溶接部）
１０ リチウムイオン電池
１１ 単電池群
１２ 電池ケース
１４ ケース本体
１６ 蓋
１６Ａ 正極端子装着孔
１８ 正極端子（外部端子）
２０ 負極端子（外部端子）
２１ 接続端子
２２ 絶縁ホルダー
２２ａ 筒部
２２ｂ 窪み
２２ｃ 取付部
２２ｃ１ 係合突起
２３ ガスケット
２３ａ 外部端子取付部
２４ 外部端子
２６ 反転板
２６ａ 反転板２６の中央部
２６ｂ 反転板２６の周辺部分
２６ｂ１ 反転板２６の外周縁
２６ｃ 反転板２６に設けられた屈曲部（段差）
２６ｃ１ 屈曲部２６ｃの内側端
２７ 封止栓
３１ 接続端子２１の筒部
３２ 頭部
３３ 立ち上がり部
３４ 受け部
３５ 着座部
３５ａ 着座部３５の外周縁
３５ｂ 着座部３５の内側縁
４０ 安全弁
４２ 注液口
５０ 捲回電極体（電極体）
６０ 正極集電体（集電体、内部端子）
６１ 内部端子部
６２、６３ アーム部
６４、６５ 集電タブ
７１ 薄肉部
７２ 厚肉部
７５ 取付孔
７６ ノッチ
７７ 孔
７７ａ 孔７７の周縁部
８０ 負極集電体
８１ 内部端子部
８２ アーム部
８４ 集電タブ
９２ 接続具
９４ 間隔保持シート
９６ エンドプレート
９８ ビーム材
９９ ビス
１００ 電流遮断機構
２２０ 正極シート
２２１ 正極集電箔
２２２ 正極未塗工部
２２３ 正極活物質層
２２４ 正極未塗工部の中間部分
２４０ 負極シート
２４１ 負極集電箔
２４２ 負極未塗工部
２４３ 負極活物質層
２４４ 負極未塗工部の中間部分
２６２、２６４ セパレータ
１０００ 組電池
ｗ 溶接部（反転板２６の中央部２６ａと内部端子部６１との溶接部）
ｗ１ 溶接部（反転板２６の周辺部分２６ｂと受け部３４との溶接部）
Claims (11)
- 周辺部分に対して中央部が盛り上がった薄板で構成された反転板と、
前記反転板の周辺部分が取り付けられる環状の受け部が設けられた電池ケースと
を備え、
前記反転板の周辺部分は、
前記電池ケース内に向けて前記反転板を突出させた状態で前記環状の受け部に溶接されており、
前記反転板は、
前記周辺部分が前記環状の受け部に溶接された溶接部よりも内側において屈曲した屈曲部を備えた、
二次電池。 - 前記溶接部は、前記反転板の周辺部分と前記環状の受け部とが重ねられた方向に沿って溶接されている、請求項１に記載された二次電池。
- 前記溶接部は、前記反転板の周辺部分に沿って周方向に連続している、請求項１または２に記載された二次電池。
- 前記反転板は円形である、請求項１から３までの何れか一項に記載された二次電池。
- 前記屈曲部には、前記電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されている、請求項１から４までの何れか一項に記載された二次電池。
- 前記屈曲部には、前記電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されており、
前記反転板の中心から前記段差までの距離Ｌ１と、
前記反転板の中心から前記受け部の内側縁までの距離Ｌ２と、
前記反転板の反転部の厚さＴとが、
（Ｌ２−Ｌ１）＜Ｔである、
請求項４に記載された二次電池。 - 前記受け部の先端には、前記反転板が填まるように窪んだ着座部が設けられており、前記反転板は、当該着座部に填められ、かつ、当該反転板の外周縁と、前記着座部の外周縁とが溶接されている、請求項１から６までの何れか一項に記載された二次電池。
- 前記電池ケースに収容された電極体と、
前記電池ケースに設けられた接続端子と、
前記電極体に電気的に接続された集電体と
を備え、
前記受け部は、
前記接続端子の前記電池ケース内の端部に設けられており、
前記受け部に溶接された反転板の中央部は、前記集電体に接触している、
請求項１から７までの何れか一項に記載された二次電池。 - 前記受け部に取り付けられた反転板の中央部は、前記集電体に溶接されている、請求項８に記載された二次電池。
- 前記反転板の中央部が溶接された集電体の溶接部よりも外側に、反転板が反転する際に破断されるノッチが形成された、
請求項９に記載された二次電池。 - 前記反転板の中央部が溶接された集電体の溶接部は、集電体の他の部位よりも薄い薄肉部が設けられている、請求項１０に記載された二次電池。
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