JP2015103277A - 角形二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、捲回群の挿入性低下を抑制しつつ絶縁性を向上させた角形二次電池を提供することにある。【解決手段】本発明にかかる角形二次電池Ｃ１は、扁平状の捲回群３と捲回群３に接続された集電板４Ａ、４Ｂが絶縁保護フィルム２で覆われて電池缶１に収容された角形二次電池Ｃ１であって、絶縁保護フィルム２と集電板４Ａ、４Ｂとの間に耐熱フィルム１０１が設けられていることを特徴している。【選択図】図２

Description

本発明は、充放電を行う角形二次電池に関する。

従来から、高い体積密度が得られる電池として、正極電極と負極電極の間にセパレータを介して扁平形状に捲回した捲回群を角形の電池缶に収納した角形二次電池が知られている。角形二次電池は、捲回群の正極電極と負極電極にそれぞれ正極集電体と負極集電体が接続されており、正極集電体と負極集電体は、外部に電力を取り出すための外部端子に接続されている。角形二次電池は、捲回群と電池缶との電気的接触、及び、集電体と電池缶との電気的接触を防ぐために、絶縁保護フィルムで捲回群及び集電体を覆った状態で電池缶に収容する構造を取り、絶縁信頼性を向上させている。

国際公開第２０１３／１１１２５６号

単純に捲回群と集電体を絶縁保護フィルムで覆った構造では、例えば短絡等により集電体が発熱した場合、絶縁保護フィルムの耐熱性が低いと、集電体と電池缶との距離が近い部分では絶縁保護フィルムが溶融して絶縁性能に影響を与える恐れがある。特許文献１には、絶縁保護フィルムの耐熱性を向上させるために、ポリイミドを用いる点が示されている。

しかし、ポリイミドは、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートよりも動摩擦係数が高いので、捲回群を電池缶に挿入する際に抵抗となり、作業性が悪く、生産性が低下する恐れがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、捲回群の挿入性低下を抑制しつつ絶縁性を向上させた角形二次電池を提供することである。

上記課題を解決する本発明の角形二次電池は、扁平状の捲回群と該捲回群に接続された集電板が絶縁保護フィルムで覆われて電池缶に収容された角形二次電池であって、前記絶縁保護フィルムと前記集電板との間に耐熱フィルムが設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、捲回群の電池缶への挿入性を低下させることなく、かつ絶縁保護フィルムの溶融を防止して絶縁信頼性を向上させることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

角形二次電池の外観斜視図。 角形二次電池の分解斜視図。 捲回群の分解斜視図。 第１実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの斜視図。 第１実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの展開図。 第２実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの斜視図。 第２実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの分解斜視図。 第２実施形態にかかる耐熱フィルムの構成例を説明する図。 第２実施形態にかかる耐熱フィルムの他の構成例を説明する図。 第３実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの斜視図。 第３実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの分解斜視図。 第３実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの配置状態を捲回群側から示す概略図。 第３実施形態にかかる絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの配置状態を電池缶側から示す概略図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本実施の形態に係わる角形二次電池の外観斜視図である。
角形二次電池Ｃ１は、電池缶１および電池蓋６を備える。角形二次電池Ｃ１の電池缶１は、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広面と相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭面とを有する側面２１と底面２２を有し、その上方に開口部１ａを有する。電池缶１内には、捲回群３（図２を参照）と電解液が収納され、電池缶１の開口部１ａが電池蓋６によって封止されている。電池蓋６は、電池缶１の開口部１ａを塞ぐように溶接されて電池缶１を封止している。電池蓋６には、正極外部端子８Ａと、負極外部端子８Ｂが設けられている。正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂを介して捲回群３に充電され、また外部負荷に電力が供給される。電池蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設けられ、電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、角形二次電池Ｃ１の安全性が確保される。

図２は、角形二次電池の分解斜視図である。
電池缶１は、矩形の底面２２と、底面２２から連設されて４つの側壁部を有する角筒状の側面２１を有しており、側面２１の高さ方向一方側である上端には、上方に向かって解放された開口部１ａが設けられている。捲回群３は、絶縁保護フィルム２に覆われた状態で開口部１ａから挿入されて電池缶１内に収容される。捲回群３は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲面と、これら一対の湾曲面の間に連続して形成される平坦面とを有している。捲回群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように、一方の湾曲面側から電池缶１内に挿入され、他方の湾曲面側が上部開口側に配置される。捲回群３は、電池缶１の幅広面に捲回群３の平坦面が対向し、幅狭面に捲回群３の捲回軸方向両側の側端面が対向する。

捲回群３の正極箔接続部３１ｄは、正極集電板４Ａを介して電池蓋６に設けられた正極外部端子８Ａと電気的に接続されている。また、捲回群３の負極箔接続部３２ｄは、負極集電板４Ｂを介して電池蓋６に設けられた負極外部端子８Ｂと電気的に接続されている。これにより、正極集電板４Ａおよび負極集電板４Ｂを介して捲回群３から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板４Ａおよび負極集電板４Ｂを介して捲回群３へ外部発電電力が供給され充電される。

正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂ、及び、正極外部端子８Ａと負極外部端子８Ｂを、それぞれ電池蓋６から電気的に絶縁するために、ガスケット５および絶縁板７が電池蓋６に設けられている。また、注液口９から電池缶１内に電解液を注入した後、電池蓋６に注液栓１１をレーザ溶接により接合して注液口９を封止し、角形二次電池Ｃ１を密閉する。

ここで、正極外部端子８Ａおよび正極集電板４Ａの形成素材としては、例えばアルミニウム合金が挙げられ、負極外部端子８Ｂおよび負極集電板４Ｂの形成素材としては、例えば銅合金が挙げられる。また、絶縁板７およびガスケット５の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。

また、電池蓋６には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔９が穿設されており、この注液孔９は、電解液を電池容器内に注入した後に注液栓１１によって封止される。ここで、電池容器内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。

正極外部端子８Ａ、負極外部端子８Ｂは、バスバー等に溶接接合される溶接接合部を有している。溶接接合部は、電池蓋６から上方に突出する直方体のブロック形状を有しており、下面が電池蓋６の表面に対向し、上面が所定高さ位置で電池蓋６と平行に形成されている。

正極接続部１２Ａ、負極接続部１２Ｂは、正極外部端子８Ａ、負極外部端子８Ｂの下面からそれぞれ突出して先端が電池蓋６の正極側貫通孔６Ａ、負極側貫通孔６Ｂに挿入可能な円柱形状を有している。正極接続部１２Ａ、負極接続部１２Ｂは、電池蓋６を貫通して正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂの正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂよりも電池缶１の内部側に突出しており、先端がかしめられて、正極外部端子８Ａ、負極外部端子８Ｂと、正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂを電池蓋６に一体に固定している。正極外部端子８Ａ、負極外部端子８Ｂと電池蓋６との間には、ガスケット５が介在されており、正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂと電池蓋６との間には、絶縁板７が介在されている。

正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂは、電池蓋６の下面に対向して配置される矩形板状の正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂと、正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂの側端で折曲されて、電池缶１の幅広面に沿って底面側に向かって延出する正極側垂直平板部４４Ａ（対向部）、負極側垂直平板部４４Ｂ（対向部）と、捲回群３の正極箔接続部３１ｄ、負極箔接続部３２ｄに対向して重ね合わされた状態で接続される正極側接続端部４２Ａ、負極側接続端部４２Ｂを有している。

正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂには、正極接続部１２Ａ、負極接続部１２Ｂが挿通される正極側開口穴４３Ａ、負極側開口穴４３Ｂがそれぞれ形成されている。なお、正極側垂直平板部４４Ａと正極側接続端部４２Ａとは電池缶１の厚さ方向中心側に傾斜した正極側傾斜部４５Ａを介して接続されている。また、正極側の構造と同様に負極側垂直平板部４４Ｂも負極側傾斜部４５Ｂを介して負極側接続端部４２Ｂと接続されている。

正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂはそれぞれ正極集電板基部４１Ａ、負極集電板基部４１Ｂの側端で折曲されているため、電池缶１との距離が近くなっている。そのため集電板を構成する他の部分と比較して、正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂの方が後述する絶縁保護フィルム２との距離が近くなっている。

捲回群３の平坦面に沿う方向でかつ捲回群３の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として捲回群３の周囲には絶縁保護フィルム２が巻き付けられている。絶縁保護フィルム２は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回群３の扁平面と平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として巻き付けた場合に、捲回群３と正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂを覆い、電池缶１との間に介在されて絶縁することができる長さを有している。

図３は、捲回群３の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。
捲回群３は、セパレータ３３を介して正極体３１と負極体３２を扁平形状に捲回した電極体であり、捲回軸方向の両端側には、正極合剤３１ｂおよび負極合剤３２ｂが塗布されていない正極電極箔露出部３１ａ、負極電極箔露出部３２ａが設けられている。正極電極箔露出部３１ａと負極電極箔露出部３２ａは、その一部を捲回群３の厚さ方向に圧縮して束ねることにより、正極箔接続部３１ｄと負極箔接続部３２ｄが形成される。

正極体３１は、正極箔の両面に、正極活物質に結着材（バインダ）を配合した正極活物質合剤が塗工されて形成された正極活物質層を有する。また、負極体３２は、負極箔の両面に、負極活物質に結着材（バインダ）を配合した負極活物質合剤が塗工されて形成された負極活物質層を有する。そして、正極活物質層の正極活物質と負極活物質層の負極活物質との間で充放電が行われる。

ここで、正極箔は、例えば厚さが２０〜３０μｍ程度のアルミニウム合金箔であり、負極箔は、厚さが１５〜２０μｍ程度の銅合金箔である。また、セパレータ３３の形成素材としては、例えば多孔質のポリエチレン樹脂が挙げられ、正極活物質としては、例えばマンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物が挙げられ、負極活物質としては、例えばリチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材が挙げられる。

図４は、本実施形態における絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの斜視図、図５は本発明の特徴となる絶縁保護フィルム２の展開図である。

絶縁保護フィルム２は、捲回群３の側面部を全周に亘って覆う平面保護部２ａと、捲回群３の底面部を覆う底面保護部２ｂを有している。絶縁保護フィルム２には、耐熱フィルム１０１、１０１が設けられている。耐熱フィルム１０１、１０１は、絶縁保護フィルム２と正極集電板４Ａとの間、及び絶縁保護フィルム２と負極集電板４Ｂとの間に設けられている。正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂは、絶縁保護フィルム２を間に介して電池缶１に対向する対向部である正極側垂直平板部４４Ａと負極側垂直平板部４４Ｂを有しており、耐熱フィルム１０１は、正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂと対向して電池缶１の側面２１に近接している部分、すなわち、絶縁保護フィルム２と、これら正極側垂直平板部４４Ａ及び負極側垂直平板部４４Ｂとの間に設けられている。

耐熱フィルム１０１は、ポリイミド、又はフィラーを有する材料のフィルムで構成されており、平面保護部２ａを形成する部材とは別部材で作成されている。耐熱フィルム１０１は、平面保護部２ａよりも正極側垂直平板部４４Ａに近くなるように平面保護部２ａに設けられている。つまり、言い換えると耐熱フィルム１０１は、絶縁保護フィルム２が捲回群３と対向する側の面に設けられている。このとき、耐熱フィルム１０１は絶縁保護フィルム２に接着又は溶着されている。接着方法としては接着材、粘着剤が適用でき、溶着方法としては熱溶着や超音波溶着が適用できる。耐熱フィルム１０１は、絶縁保護フィルム２を展開した状態で接着又は溶着される。

絶縁保護フィルム２は、捲回群３の平坦面を被覆する幅広被覆部２ａ１、２ａ２と、捲回群３の側端面を被覆する幅狭被覆部２ａ３、２ａ４を有している。正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂの正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂは、その外側を絶縁保護フィルム２の幅広被覆部２ａ１又は２ａ２によって被覆されており、絶縁保護フィルム２を間に介して電池缶１の幅広面Ｗａに対向している。

耐熱フィルム１０１は、絶縁保護フィルム２を捲回群３に捲き付けて被覆することにより、平面視略コ字状に形成される。そして、正極側の耐熱フィルム１０１は、幅広側片部１０３が幅広被覆部２ａ１と正極集電板４Ａの正極側垂直平板部４４Ａとの間に介在され、幅狭側片部１０２が幅狭被覆部２ａ４と捲回群３の側端面との間に介在される。また、負極側の耐熱フィルム１０１は、幅広側片部１０３が幅広被覆部２ａ１と負極集電板４Ｂの負極側垂直平板部４４Ｂとの間に介在され、幅狭側片部１０２が幅狭被覆部２ａ３と捲回群３の側端面との間に介在される。

そして、耐熱フィルム１０１は、幅広側片部１０３と対をなすように幅狭側片部１０２に幅広側片部１０４が連設されている。幅広側片部１０４は、正極側では、幅広被覆部２ａ２と電極群３の正極電極箔露出部３１ｃとの間に介在され、負極側では、幅広被覆部２ａ２と電極群３の負極電極箔露出部３２ｃとの間に介在される。幅広側片部１０４は、幅広側片部１０３とは異なり、幅広被覆部２ａ１と正極集電板４Ａの正極側垂直平板部４４Ａとの間、及び、幅広被覆部２ａ１と負極集電板４Ｂの負極側垂直平板部４４Ｂとの間に介在されない。

しかしながら、捲回群３に対して絶縁保護フィルム２の取り付ける向きを逆向きにした場合に、すなわち、幅広被覆部２ａ１と２ａ２の位置を入れ替えた状態で取り付けた場合に、幅広被覆部２ａ１と正極集電板４Ａの正極側垂直平板部４４Ａとの間、及び、幅広被覆部２ａ１と負極集電板４Ｂの負極側垂直平板部４４Ｂとの間に介在される。したがって、幅広側片部１０３と１０４のいずれか一方を必ず幅広被覆部２ａ１と正極集電板４Ａの正極側垂直平板部４４Ａとの間、及び、幅広被覆部２ａ１と負極集電板４Ｂの負極側垂直平板部４４Ｂとの間に介在させることができる。

上述したように正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂは、電池缶１の側面２１と近接している。そのため、絶縁保護フィルム２と集電板４Ａ、４Ｂとの距離も近接することになる。従って、正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂと対向する絶縁保護フィルム２の部分は、外部での短絡等の異常時に発熱しやすく、正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂと対向する絶縁保護フィルム２の部分が溶融し破れ、集電板と電池缶が接触して、電池缶１と正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂとの絶縁が不十分になる恐れがある。

そこで、本実施形態では正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂと対向する絶縁保護フィルム２の部分にそれぞれ耐熱フィルム１０１、１０１を設けている。したがって、正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂと対向する部分の絶縁保護フィルム２が溶融して電池缶１と正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂとが接触することによる内部での短絡を防止し、電池内部での絶縁性の向上を図っている。

また、耐熱フィルム１０１は、上述したようにポリイミドやフィラーを有する材料等で構成されているため、絶縁保護フィルム２よりも摩擦係数が大きくなっている。そのため耐熱フィルム１０１が電池缶１と接触すると電池缶１への挿入性が低下する恐れがある。

これに対し、本実施形態では、耐熱フィルム１０１は、絶縁保護フィルム２が捲回群３と対向する側の面に設けられている、つまり、耐熱フィルム１０１は、絶縁保護フィルム２と捲回群３との間に位置するようになっている。したがって、外側には挿入性の良い絶縁保護フィルム２、内側には耐熱性の高い耐熱フィルム１０１という配置関係になり、電池缶１への挿入性を損なうことなく、絶縁性の向上を図ることが可能となる。

さらに、耐熱フィルム１０１は、正極側垂直平板部４４Ａ、負極側垂直平板部４４Ｂと対向する極一部に配置される構造となっている。そのため絶縁保護フィルム２全体の厚さが厚くなることを避けた構成となっており、電池缶１に対して捲回群の厚みを小さくせずに電池容量を確保した構造が可能となる。

以上、上述したように本実施形態では、耐熱フィルム１０１を、絶縁保護フィルム２が捲回群３と対向する側の面に設ける構造とすることによって、捲回群３の挿入性の低下を防ぎつつも、絶縁性を向上させた角形二次電池を提供することが可能となる。

なお、上述の実施形態では、耐熱フィルム１０１が平面視略コ字状に形成されて幅狭側片部１０２と、一対の幅広側片部１０３、１０４を有する場合を例に説明したが、耐熱フィルム１０１が絶縁保護フィルム２と正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂとの間に介在されていればよい。したがって、例えば耐熱フィルム１０１が幅広側片部１０３だけを有する構成、あるいは、幅広側片部１０３と幅狭側片部１０２とを有する略Ｌ字形状の構成としてもよい。

また、上述の実施形態では、正極集電板４Ａと負極集電板４Ｂがそれぞれ電池缶１の一対の幅広面Ｗａのうちの一方の幅広面Ｗａのみに対向する構成の場合について説明したが、一対の幅広面Ｗａにそれぞれ対向する構成を有していてもよく、その場合には、耐熱フィルム１０１は、一対の幅広側片部１０３、１０４がそれぞれ集電板と絶縁保護フィルム２との間に介在される構成となる。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について図６から図９を用いて説明する。なお、上述の第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

本実施形態において特徴的なことは、第１実施形態のように絶縁保護フィルム２に耐熱フィルムが接着されているのではなく、絶縁保護フィルム２のスリット穴２０１に耐熱フィルム１１１の舌片１１２、１１２が差し込まれて保持された構造となっている点である。

図６、図７は、本実施形態にかかる絶縁保護フィルム２と耐熱フィルム１１１の斜視図と分解斜視図、図８は、耐熱フィルム１１１の構成例を説明する図である。

絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４には、スリット穴２０１、２０１が設けられている。スリット穴２０１、２０１は、耐熱フィルム１１１の舌片１１２、１１２を差し込むためのものであり、絶縁保護フィルム２に切り込みを入れることによって形成されている。スリット穴２０１、２０１は、捲回群３を電池缶１に挿入する方向である高さ方向に沿って直線状に延在し、幅狭被覆部２ａ３、２ａ４の幅方向に所定間隔をおいて互いに平行に設けられている。

耐熱フィルム１１１の幅狭側片部１０２には、舌片１１２、１１２が設けられている。舌片１１２、１１２は、絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４のスリット穴２０１、２０１にそれぞれ差し込まれて耐熱フィルム１１１を絶縁保護フィルム２に固定するためのものであり、耐熱フィルム１１１に切り込みを入れることによって形成されている。舌片１１２、１１２は、図８に示すように、幅狭側片部１０２に対をなして設けられており、電池缶１に挿入する方向に交差する方向である横方向に沿って互いに離反する方向に向かって突出している。

各舌片１１２は、横方向、すなわち舌片１１２の突出方向に沿って延在する上下一対の直線辺１１２ａ、１１２ａと、これら一対の直線辺１１２ａ、１１２ａの先端どうしをつないで横方向に突出する円弧形状の先端辺１１２ｂとを有している。

舌片１１２、１１２は、絶縁保護フィルム２の捲回群３側から幅狭被覆部２ａ３と２ａ４のスリット穴２０１、２０１に挿入されて、電池缶１側に突出するように差し込まれる。したがって、耐熱フィルム１１１を、接着や溶着することなく、簡易に絶縁保護フィルム２と一体にすることが可能となる。したがって、接着材、粘着剤などを使用する必要がなく、熱による接着力、粘着力、固着力の低下による耐熱フィルムの脱落を防ぐことができる。

舌片１１２は、横方向に沿って延在する一対の直線辺１１２ａを有しているので、舌片１１２をスリット穴２０１に挿入した状態で、直線辺１１２ａが引っかかりとなって、耐熱フィルム１１１が絶縁保護フィルム２から脱落するのを防止することができる。一方で、単純に耐熱フィルム１１１の脱落を防止するだけならば、舌片１１２の形状を略四角形状にすれば十分である。しかし、耐熱フィルム１１１の脱落を確実に防止するためには、スリット穴２０１に挿入されている舌片１１２の面積がなるべく大きい方がよく、舌片１１２の形状を略四角形状とした場合には、直線辺１１２ａの長さをなるべく長くする必要がある。したがって、電池缶１に捲回群３を挿入する際に、舌片１１２が電池缶１の内壁に引っかかりやすくなり、挿入性を悪くする恐れがある。

これに対し、本実施形態では、先端辺１１２ｂの形状を凸状に湾曲する円弧形状とすることによって、スリット穴２０１に挿入される舌片１１２の面積を大きく確保しつつ、直線辺１１２ａの長さを極力短くし、舌片１１２が電池缶１の内壁に引っかかるのを防止することが可能な構造となっている。したがって、捲回群３を電池缶１に挿入する際の挿入性の低下を防ぎつつ、耐熱フィルム１１１の脱落を防ぐことができる。

また、舌片１１２は、その形状により、直線辺１１２ａと先端辺１１２ｂとの角部をスリット穴２０１に近い位置に配置することができる。したがって、角部がスリット穴２０１に押さえられて、電池缶１に捲回群３を挿入する際に角部が電池缶１の内壁に引っかかりにくくなる。したがって、絶縁保護フィルム２と耐熱フィルム１０１とを一体にするのが容易になり生産性が向上する。

耐熱フィルム１１１は、舌片１１２が幅狭側片部１０２に設けられ、舌片１１２が差し込まれるスリット穴２０１は、絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４に設けられている。電池缶１の幅狭面Ｗｂと捲回群３の側端面とのクリアランスは、電池缶の幅広面Ｗａと捲回群３の平坦面とのクリアランスよりも大きくなっており、舌片１１２とスリット穴２０１による固定手段を設けやすいという利点も有している。

図９は、本実施形態における耐熱フィルムの他の構成例を説明する図である。
この構成例において特徴的なところは、一対の舌片１２２が互いに接近する方向に向かって突出する構成を有していることである。

耐熱フィルム１２１の幅狭側片部１０２には、舌片１２２、１２２が設けられている。舌片１２２、１２２は、絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４のスリット穴２０１、２０１にそれぞれ差し込まれて耐熱フィルム１１１を絶縁保護フィルム２に固定するためのものであり、耐熱フィルム１１１に切り込みを入れることによって形成されている。舌片１２２、１２２は、図９に示すように、幅狭側片部１０２に対をなして設けられており、電池缶１に挿入する方向に交差する方向である横方向に沿って互いに接近する方向に向かって突出している。

各舌片１２２は、横方向に沿って延在する上下一対の直線辺１２２ａ、１２２ａと、これら一対の直線辺１２２ａ、１２２ａの先端どうしをつないで横方向に突出する円弧形状の先端辺１２２ｂとを有している。

舌片１２２、１２２は、絶縁保護フィルム２の捲回群３側から幅狭被覆部２ａ３と２ａ４のスリット穴２０１、２０１に挿入されて、電池缶１側に突出するように差し込まれる。したがって、耐熱フィルム１２１を、接着や溶着することなく、簡易に絶縁保護フィルム２と一体にすることが可能となる。したがって、接着材、粘着剤などを使用する必要がなく、熱による接着力、粘着力、固着力の低下による耐熱フィルムの脱落を防ぐことができる。

耐熱フィルム１２１は、先端辺１２２ｂの形状を凸状に湾曲する円弧形状とすることによって、スリット穴２０１に挿入される舌片１２２の面積を大きく確保しつつ、直線辺１２２ａの長さを極力短くし、舌片１２２が電池缶１の内壁に引っかかるのを防止することができ、捲回群３を電池缶１に挿入する際の挿入性の低下を防ぎつつ、耐熱フィルム１２１の脱落を防ぐことができる。

耐熱フィルム１２１は、図８に示す耐熱フィルム１１１と比較して、一対の舌片１２２が互いに接近する方向に向かって突出しているので、スリット穴２０１、２０１の間隔を拡げてスリット穴２０１、２０１によって支持される点どうしの間隔をより拡げることができる。したがって、耐熱フィルム１２１を絶縁保護フィルム２に安定して支持することができる。

一方、図８に示す耐熱フィルム１１１は、図９に示す耐熱フィルム１２１と比較して、一対の舌片１２２が互いに離間する方向に向かって突出しているので、絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４に設けられるスリット穴２０１、２０１に挿入しやすく、固定作業が容易である。

なお、上述の実施形態では、耐熱フィルム１１１が平面視略コ字状に形成されて幅狭側片部１０２と、一対の幅広側片部１０３、１０４を有する場合を例に説明したが、耐熱フィルム１１１が絶縁保護フィルム２と正極集電板４Ａ、負極集電板４Ｂとの間に介在されていればよい。したがって、例えば耐熱フィルム１１１が幅広側片部１０３と幅狭側片部１０２とを有する略Ｌ字形状の構成としてもよい。

［第３実施形態］
続いて第３実施形態について図１０から図１３を用いて説明する。なお、上述の各実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

本実施形態において特徴的なことは、スリット穴２０２を絶縁保護フィルム２の幅広被覆部２ａ１に設け、舌片１３２を耐熱フィルム１３１の幅広側片部１０３，１０４に設けた点である。

図１０、図１１は、本実施形態にかかる絶縁保護フィルム２と耐熱フィルム１３１の斜視図と分解斜視図、図１２、図１３は、絶縁保護フィルムと耐熱フィルムの配置状態を捲回群側と電池缶側から示す概略図である。

絶縁保護フィルム２の幅広被覆部２ａ１、２ａ２には、スリット穴２０２、２０２が設けられている。スリット穴２０２、２０２は、耐熱フィルム１３１の舌片１３２、１３２を差し込むためのものであり、絶縁保護フィルム２に切り込みを入れることによって形成されている。スリット穴２０２、２０２は、捲回群３を電池缶１に挿入する方向である高さ方向に沿って直線状に延在し、幅狭被覆部２ａ３、２ａ４から互いに等しい距離だけ離間した位置に設けられており、正極側及び負極側でそれぞれ対をなしている。

耐熱フィルム１３１の幅広側片部１０３、１０４には、舌片１３２、１３２が設けられている。舌片１３２、１３２は、絶縁保護フィルム２の幅広被覆部２ａ１、２ａ２のスリット穴２０２、２０２にそれぞれ差し込まれて耐熱フィルム１３１を絶縁保護フィルム２に固定するためのものであり、耐熱フィルム１３１に切り込みを入れることによって形成されている。舌片１３２、１３２は、図１１に示すように、電池缶１に挿入する方向に交差する方向である横方向に沿って幅狭側片部１０２から離間する方向に向かって突出している。

舌片１３２は、横方向に突出する円弧形状の先端辺１３２ａを有している。舌片１３２は、絶縁保護フィルム２の捲回群３側から幅広被覆部２ａ１と２ａ２のスリット穴２０２、２０２に挿入されて、電池缶１側に突出するように差し込まれる。したがって、耐熱フィルム１３１を、接着や溶着することなく、簡易に絶縁保護フィルム２と一体にすることが可能となる。したがって、接着材、粘着剤などを使用する必要がなく、熱による接着力、粘着力、固着力の低下による耐熱フィルムの脱落を防ぐことができる。

耐熱フィルム１３１は、幅狭側片部１０２から離間する方向に向かって突出して幅広被覆部２ａ１と２ａ２のスリット穴２０２、２０２に挿入されており、また、幅狭側片部１０２が絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４に対向している。したがって、舌片１３２がスリット穴２０２から抜ける方向への移動が規制されて、絶縁保護フィルム２から脱落し難くなっている。

耐熱フィルム１３１は、上述の第２実施の形態と比較して、一対の舌片１３２、１３２の離間距離が長く、スリット穴２０２、２０２によって支持される点どうしの間隔も長い。したがって、両端部が拘束される形となり、振動等によって絶縁保護フィルム２から外れるおそれが低く、耐熱フィルム１３１を絶縁保護フィルム２に安定して支持することができる。

舌片１３２は、上述の第２実施形態とは異なり、横方向に沿って延在する上下一対の直線辺１１２ａを有していない。しかしながら、上述のように、耐熱フィルム１３１は、幅狭側片部１０２が絶縁保護フィルム２の幅狭被覆部２ａ３、２ａ４に対向して舌片１３２がスリット穴２０２から抜ける方向への移動が規制されているので、絶縁保護フィルム２から脱落し難くなっており、直線辺１１２ａを有していないことによる脱落防止への影響は少ない。そして、一対の直線辺１１２ａを省略することによって、耐熱フィルム１３１に形成される切り込みの長さをなるべく短くすることができ、耐熱性への影響を小さくすることができる。また、捲回群３を電池缶１に挿入する際に、舌片１３２が電池缶１の内壁に引っ掛かることがなく、容易に挿入することができる。

スリット穴２０２は、例えば正極側を図１２に示すように、正極集電板４Ａの正極側垂直平板部（対向部）４４Ａに対向する位置よりも幅狭被覆部２ａ４から離間する方向である捲回群３の捲回軸方向中央寄り位置に設けられている。したがって、正極集電板４Ａの正極側垂直平板部４４Ａと絶縁保護フィルム２との間には、必ず耐熱フィルム１３１が介在されている。したがって、正極側垂直平板部４４Ａの発熱により絶縁保護フィルム２が溶融しても正極側垂直平板部４４Ａが電池缶１に直接接触するのを防ぎ、絶縁性を保つことができる。特に図示していないが、負極側も同様である。

耐熱フィルム１３１は、幅広側片部１０３、１０４の先端が、捲回群３の正極合剤３１ｂと正極電極箔露出部３１ｃとの境界部分、及び、負極合剤３２ｂと負極電極箔露出部３２ｃとの境界部分よりも捲回軸方向外側に位置するように絶縁保護フィルム２に保持されており、捲回群３の厚さが最も厚くなる部分、すなわち正極合剤３１ｂと負極合剤３２ｂが積層される部分に重ならないようになっている。したがって、耐熱フィルム１３１によって捲回群３の厚さ方向に厚くなるのを防ぐことができ、捲回群３の挿入性の低下を防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

Ｃ１ 角形二次電池
１ 電池缶
１ａ 開口部
２ 絶縁保護フィルム
３ 捲回群
４Ａ 正極集電板
４Ｂ 負極集電板
５ ガスケット
６ 蓋
６Ａ 正極側貫通孔
６Ｂ 負極側貫通孔
７ 絶縁板
８Ａ 正極外部端子
８Ｂ 負極外部端子
９ 注液口
１０ ガス排出弁
１１ 注液栓
１２Ａ 正極接続部
１２Ｂ 負極接続部

Claims (14)

1. 扁平状の捲回群と該捲回群に接続された集電板が絶縁保護フィルムで覆われて電池缶に収容された角形二次電池であって、
   前記絶縁保護フィルムと前記集電板との間に耐熱フィルムが設けられていることを特徴とする角形二次電池。
2. 前記集電板は、前記絶縁保護フィルムを間に介して前記電池缶に対向する対向部を有しており、
   前記耐熱フィルムは、前記絶縁保護フィルムと前記集電板の対向部との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
3. 前記耐熱フィルムは、前記絶縁保護フィルムに接着又は溶着されて固定されていることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
4. 前記絶縁保護フィルムにはスリット穴が設けられ、前記耐熱フィルムには前記スリット穴に差し込み可能な舌片が設けられており、
   前記耐熱フィルムは、前記舌片を前記スリット穴に差し込むことにより前記絶縁保護フィルムに保持されていることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
5. 前記スリット穴は、前記捲回群を前記電池缶に挿入する方向に沿って延在し、
   前記舌片は、前記捲回群を前記電池缶に挿入する方向に交差する方向に突出して前記スリット穴に差し込まれていることを特徴とする請求項４に記載の角形二次電池。
6. 前記電池缶は、前記捲回群の平坦面に対向する一対の幅広面と前記捲回群の捲回軸方向両側の側端面に対向する一対の幅狭面とを有し、
   前記絶縁保護フィルムは、前記捲回群の平坦面を被覆する幅広被覆部と前記捲回群の側端面を被覆する幅狭被覆部とを有し、
   前記集電板の対向部は、前記幅広被覆部によって被覆されて前記幅広面の少なくとも一方に対向し、
   前記耐熱フィルムは、前記幅広被覆部と前記集電板の対向部との間に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の角形二次電池。
7. 前記耐熱フィルムは、前記幅広被覆部と前記集電板の対向部との間に介在される幅広側片部と、前記幅狭被覆部と前記捲回群の側端面との間に介在される幅狭側片部とを有することを特徴とする請求項６に記載の角形二次電池。
8. 前記絶縁保護フィルムは、前記幅狭被覆部に前記スリット穴が設けられており、前記耐熱フィルムは、前記幅狭側片部に前記舌片が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の角形二次電池。
9. 前記スリット穴は、前記幅狭被覆部に２本が互いに平行に設けられており、
   前記舌片は、互いに離間する方向に突出して対をなして設けられていることを特徴とする請求項８に記載の角形二次電池。
10. 前記スリット穴は、前記幅狭被覆部に２本が互いに平行に設けられており、
    前記舌片は、互いに接近する方向に突出して対をなして設けられていることを特徴とする請求項８に記載の角形二次電池。
11. 前記舌片は、該舌片の突出方向に沿って延在する一対の直線辺と、該一対の直線辺の先端どうしをつなぐ円弧形状の先端辺とを有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の角形二次電池。
12. 前記絶縁保護フィルムは、前記幅広被覆部に前記スリット穴が設けられており、前記耐熱フィルムは、前記幅広側片部に前記舌片が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の角形二次電池。
13. 前記スリット穴は、前記集電板の対向部に対向する位置よりも前記捲回群の捲回軸方向中央寄り位置に設けられており、
    前記舌片は、前記幅狭側片部から離間する方向に向かって突出して設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の角形二次電池。
14. 前記舌片は、該舌片の先端辺が円弧形状を有することを特徴とする請求項１３に記載の角形二次電池。

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