JP2017117646A - 二次電池および二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電流遮断機構を安定して作動させることができる二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、外部端子に電気的に接続された反転板、および電池要素に接続される集電体５１と、集電体５１に設けられた挿通孔５１３に挿通されたボス部６３を含み、集電体５１を保持するホルダ部材６０Ａと、を備える。ボス部６３は、挿通孔５１３の軸方向に沿って延在する軸部６１３と、軸部６１３の周囲を覆う外周部６２０と、を含む。外周部６２０は、挿通孔５１３からはみ出しつつ軸部６１３の径方向に拡大し、集電体５１の外面に沿う拡大部６２３と、挿通孔５１３を規定する集電体５１の内壁面および軸部６１３の間の隙間を充填する充填部６２２と、を有し、軸部６１３は、先端６１３ａ側に設けられ、径方向に拡径する拡径部６１４を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、電流遮断機構を有する二次電池およびこれの製造方法に関する。

従来、車両の振動によって二次電池が大きく振動した場合に、電流遮断機構の一部を構成する集電体の振動を抑制できる二次電池が開示された文献として、たとえば特開２０１３−２２５５００号公報（特許文献１）が挙げられる。

特許文献１に開示の二次電池は、集電体を保持する集電体ホルダが、集電体を貫通し、先端部が熱かしめ処理によって集電体の外面に沿って形成されたボス部を有する。熱かしめ処理されたボス部を集電体に密着させることにより、集電体の振動を小さくすることができる。

そして、特許文献１に開示の二次電池を製造する場合には、集電体ホルダに形成されたボス部を集電体の挿通孔に挿入し、当該挿通孔に挿入されたボス部を加熱板にて加熱しながら押圧する。

特開２０１３−２２５５００号公報

しかしながら、特許文献１に開示の二次電池にあっては、第１領域および当該第１領域よりも径の大きい第２領域を有する挿通孔にボス部が挿通され、第２領域においてボス部が充填されているものの、第１領域においては、ボス部と挿通孔との間に隙間が形成されている。また、単一の径のみで構成された挿通孔にボス部が挿通されている場合であっても、挿通孔からはみ出る部分のボス部は、集電体の外面に沿っているものの、ボス部と挿通孔との間には隙間が形成されている。

挿通孔とボス部との間に隙間ができる構成においては、水平方向に沿ってボス部と集電体とが接触する部分において摩擦力が作用することにより、集電体ホルダが集電体に対して水平方向（挿通孔の径方向）に移動することが抑制される。しかしながら、集電体の表面粗さ等を制御することによって摩擦力を制御することには限界がある。

このため、集電体ホルダの移動を十分に抑制することできず、第１領域の内部または、単一の径のみで構成された挿通孔の内部において、ボス部が、挿通孔の径方向に移動することができてしまう。ボス部が径方向に移動することにより、ボス部に固定された集電体も移動することとなり、集電体と反転板との接続部に負荷が掛かる。このような場合には、電流遮断機構が誤作動することが懸念される。

また、特許文献１に開示の二次電池の製造方法にあっては、加熱板にてボスを押圧する際に、加熱板と集電体が接触するため、ボスと同時に集電体も加熱されてしまう。

集電体には、反転板が接続される近傍に、外装体の内圧が上昇したときに開裂の起点となる刻印部が設けられている。このため、加熱板が集電体に接触して、これを加熱する場合には、刻印部が、加熱板から伝導された熱によって損傷してしまう。このような場合には、電流遮断機構の作動圧が設定された値よりも低下することが懸念される。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電流遮断機構をより安定して作動させることができる二次電池および二次電池の製造方法を提供することにある。

この二次電池は、反転板の反転動作により電池要素と外部端子との間の導通を遮断する電流遮断機構を備えた二次電池であって、上記外部端子に電気的に接続された上記反転板、および上記電池要素に接続される集電体と、上記集電体に設けられた挿通孔に挿通されたボス部を含み、上記集電体を保持するホルダ部材と、を備える。上記ボス部は、上記挿通孔の軸方向に沿って延在する軸部と、上記軸部の周囲を覆う外周部と、を含む。上記外周部は、上記挿通孔からはみ出しつつ上記軸部の径方向に拡大し、上記集電体の外面に沿う拡大部と、少なくとも上記軸部の先端側において、上記挿通孔を規定する上記集電体の内壁面および上記軸部の間の隙間を充填する充填部と、を有し、上記軸部は、先端側に設けられ、上記径方向に拡径する拡径部を有する。

このように構成される二次電池にあっては、充填部が、少なくとも軸部の先端側において、挿通孔を規定する集電体の内壁面および軸部の間の隙間を充填することにより、ボス部が、挿通孔内において、挿通孔の径方向に移動することが抑制される。これにより、ボス部に固定された集電体の振動を抑制でき、集電体と反転板との接続部に負荷が掛かることを抑制できる。この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

また、外周部の拡大部が集電体の外面に密着することにより、集電体をより強固に保持することができる。さらに、軸部の先端側に拡径部が設けられることにより、この拡径部に外周部が引っ掛かり、外周部が軸部から抜けてしまうことを防止できる。これにより、ホルダ部材が安定して集電体を保持することができる。この場合には、集電体がホルダ部材から離脱して集電体と反転板との接続部に負荷が掛かることを抑制できる。この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

この二次電池の製造方法は、反転板の反転動作により電池要素と外部端子との間の導通を遮断する電流遮断機構を備えた二次電池の製造方法であって、上記反転板が接続される接続部近傍に刻印部を有するとともに、挿通孔が設けられた集電体を準備する工程と、上記挿通孔に挿通される挿通部を有するホルダ部材を準備する工程と、上記集電体の上記挿通孔に上記挿通部を挿通する工程と、上記集電体に接触させることなく、加熱された熱板を上記挿通部の先端側に押し当て、上記挿通部の先端側を熱かしめする工程と、を備える。上記挿通部は、上記挿通孔の軸方向に沿って延在する軸部と、上記軸部の周囲を覆うカバー部材とを有し、上記軸部を構成する材料として第１樹脂部材を用い、上記カバー部材を構成する材料として上記第１樹脂部材と異なる第２樹脂部材を用いる。この場合において、上記第１樹脂部材の融点は、上記第２樹脂部材の融点よりも高く、かつ、上記第１樹脂部材のガラス転移温度は、上記第２樹脂部材の融点よりも低くなっている。上記挿通部の先端側を熱かしめする工程において、上記第１樹脂部材のガラス転移温度以上であり、かつ、上記第２樹脂部材の融点近傍の温度で上記挿通部の先端側を押圧し、上記挿通部の先端側に位置する上記カバー部材を溶融させて、上記挿通孔からはみ出しつつ上記軸部の径方向に拡大し、上記集電体の外面に沿う拡大部と、少なくとも上記軸部の先端側において、上記挿通孔を規定する上記集電体の内壁面および上記軸部の間の隙間を充填する充填部とを形成するとともに、上記軸部の先端側を変形させて、上記径方向に拡径する拡径部を形成する。

このような二次電池の製造方法を利用する場合には、ホルダ部材に設けられた挿通部を軸部と、これを覆うカバー部材とによって構成し、軸部を構成する材料として第１樹脂部材を用い、カバー部材を構成する材料として、第１樹脂部材の融点よりも低い第２樹脂材料を用いる。第２樹脂部材の融点近傍で、集電体の挿通孔に挿通されたホルダ部材の挿通部に熱板を押し当てることにより、第２樹脂部材を第１樹脂部材よりも優先して溶融させることができる。

第２樹脂部材を溶融させ、集電体の挿通孔からはみ出した部分の第２樹脂部材を挿通部の径方向に拡大させて、集電体の外面に沿う拡大部が形成されるように、挿通部を熱板にて押圧することにより、押圧中には熱板と集電体との間に第２樹脂部材が介在することとなる。これにより、挿通部を熱かしめする際に、熱板と集電体とが接触することを防止できる。この結果、熱板の熱が直接集電体に伝導されず、集電体に設けられた刻印部が熱によって損傷することを抑制することができる。

また、第２樹脂部材の融点近傍の温度で挿通部を押圧することにより、第２樹脂部材よりも融点の高い第１樹脂部材のみで挿通部が構成される場合と比較して、低い温度で挿通部を押圧することができる。これにより、第２樹脂部材を介して熱板から集電体に伝導される熱量を抑制することができる。このことによっても、集電体に設けられた刻印部が熱によって損傷することを抑制することができる。

このように熱による刻印部の損傷を抑制することにより、電流遮断機構の作動圧を安定させることができる。この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる二次電池を製造することができる。

本発明によれば、電流遮断機構を安定して作動させることができる二次電池および二次電池の製造方法を提供することができる。

本実施の形態に係る二次電池の平面図である。 本実施の形態に係る二次電池の断面図である。 本実施の形態に係る二次電池の分解斜視図である。 図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図４に示す矢印Ｖ方向から見た場合の二次電池の斜視図である。 ホルダ部材と集電体との固定構造の詳細を示す断面図である。 本実施の形態に係る二次電池を製造する工程を示すフロー図である。 図７に示すホルダ部材を準備する工程を示す図である。 集電体およびホルダ部材を準備する工程にて準備されるホルダ部材の状態を示す図である。 本実施の形態に係るホルダ部材の挿通部を集電体の挿通孔に挿通する工程を示す図である。 本実施の形態に係るホルダ部材の挿通部の先端側を熱かしめする工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（二次電池の構成）
図１は、本実施の形態に係る二次電池の平面図である。図２は、本実施の形態に係る二次電池の断面図である。図３は、本実施の形態に係る二次電池の分解斜視図である。図４は、図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図４に示す矢印Ｖ方向から見た場合の二次電池の斜視図である。図１から図５を参照して、本実施の形態に係る二次電池１００について説明する。

図１および図２に示すように、本実施の形態に係る二次電池１００は、外装体１０、電池要素としての電極体１３、負極用の外部端子２０Ｂおよび集電体５０、ならびに正極用の外部端子２０Ａおよび集電体５１を備える。外装体１０は、有底角筒状の収容部１５と、収容部１５の開口部１６を密閉する封口体２５とを含む。外装体１０は、内部に電極体１３を収容している。外部端子２０Ｂ，２０Ａは、外装体１０の封口体２５に取り付けられる。

電極体１３は、正極芯体、負極芯体およびセパレータ（いずれも図示せず）を有し、正極芯体および負極芯体は、セパレータを介して巻回される。電極体１３の両端には、負極芯体露出部１１および正極芯体露出部１２がそれぞれ設けられる。

負極芯体露出部１１は、集電体５０および接続部３０Ｂを介して外部端子２０Ｂに電気的に接続される。正極芯体露出部１２は、集電体５１および後述する電流遮断機構（CID：Current Interrupt Device）を介して外部端子２０Ａに電気的に接続される。

図２および図３に示すように、二次電池１００は、負極側においては、導電板２２、インシュレータ２４、絶縁プレート６０Ｂをさらに備える。なお、図３において、接続部３０Ｂについては、その先端をかしめる前の状態を示している。

インシュレータ２４は、外装体１０の外部に設けられ、外部端子２０Ｂを収容する。インシュレータ２４は、封口体２５の直上に重ね合わされている。インシュレータ２４は、封口体２５と導電板２２との間に介挿されている。インシュレータ２４は、絶縁性材料から形成されており、封口体２５と導電板２２との間を電気的に絶縁している。

導電板２２は、インシュレータ２４上に配置される。導電板２２は、外部端子２０Ｂと接続部３０Ｂとを電気的に接続する。接続部３０Ｂは、集電体５０から上方に向けて突出するように設けられている。絶縁プレート６０Ｂは、封口体２５と集電体５０との間に介挿されている。絶縁プレート６０Ｂは、封口体２５と集電体５０との間を電気的に絶縁している。

図２および図３に示すように、二次電池１００は、正極側においては、導電板２１、インシュレータ２３、ホルダ部材６０Ａ、リベット部材３０Ａ、反転板４０をさらに備える。なお、図３においては、リベット部材３０Ａについては、その先端をかしめる前の状態を図示している。

インシュレータ２３は、外装体１０の外部に設けられ、外部端子２０Ａを収容する。インシュレータ２３は、封口体２５の直上に重ね合わされている。インシュレータ２３は、封口体２５と導電板２１との間に介挿されている。インシュレータ２３は、絶縁性材料から形成されており、封口体２５と導電板２１との間を電気的に絶縁している。

導電板２１は、インシュレータ２３上に配置される。導電板２１は、外部端子２０Ａとリベット部材３０Ａとを電気的に接続する。

リベット部材３０Ａは、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性材料から形成されている。リベット部材３０Ａは、封口体２５に形成された貫通孔２５ｍ（図４参照）に挿通されている。リベット部材３０Ａは、外装体１０の外部で導電板２１に接続され、外装体１０の内部で反転板４０に接続されている。

図４に示すように、リベット部材３０Ａは、封口体２５に設けられた貫通孔２５ｍを通過して外装体１０内に延出し、反転板４０に接続されている。なお、図４においては、リベット部材３０Ａの先端をかしめた状態を図示している。リベット部材３０Ａは、導電板２１に電気的に接続されている。リベット部材３０Ａは、導電板２１と反転板４０とを電気的に接続する。

リベット部材３０Ａは、かしめ部３１、小径部３２、対向部３３、大径部３４、および鍔部３５を含む。小径部３２は、仮想上の中心軸１０２を中心に筒状に延びる形状を有する。かしめ部３１は、小径部３２のうちの対向部３３とは反対側に形成される。かしめ部３１は、小径部３２を貫通孔２５ｍに挿通したのち、小径部３２の先端部側をかしめることによって形成される。かしめ部３１と対向部３３との間で、導電板２１、インシュレータ２３、封口体２５、ホルダ部材６０Ａとがかしめ固定されている。

対向部３３は、小径部３２から大径部３４に向かって径方向の外側に広がる略円盤状の形状を有している。対向部３３は、外装体１０内で封口体２５と距離を設けて対向する。対向部３３は、外装体１０内において封口体２５と略平行に延在する。

大径部３４は、対向部３３の周縁から起立しており（集電体５１に近接する方向に折れ曲がっており）、全体として環状の形状を有している。鍔部３５は、対向部３３の反対側に位置する大径部３４の端部の周縁に位置する部位である。鍔部３５は、環状の形状を有している。大径部３４および鍔部３５は、リベット部材３０Ａにおいて対向部３３の周縁に位置する周縁部に相当する。対向部３３、大径部３４および鍔部３５の内側の空間は、後述する反転板４０が反転することを許容する。

反転板４０は、導電性材料から形成されている。反転板４０は、円形の平面視を有する薄板形状を有する。反転板４０は、対向部３３に面する側で凹となり、集電体５１に面する側で凸となる形状を有する。反転板４０は、対向部３３と集電体５１との間に配置されている。反転板４０は、中央部４１と周縁部４２とを含む。

反転板４０の中央部４１は、後述する集電体５１の薄肉部５１２に接続されている。反転板４０の周縁部４２は、リベット部材３０Ａの鍔部３５の内側で接続されている。これにより、反転板４０は、リベット部材３０Ａと集電体５１との間を電気的に接続している。反転板４０の中央部４１および周縁部４２は、たとえば溶着によって集電体５１およびリベット部材３０Ａに固定されている。

ホルダ部材６０Ａは、絶縁性材料によって形成されている。ホルダ部材６０Ａは、封口体２５とリベット部材３０Ａとを電気的に絶縁する。ホルダ部材６０Ａは、封口体２５の直下に設けられている。ホルダ部材６０Ａは、全体として、リベット部材３０Ａの対向部３３、大径部３４および鍔部３５を取り囲むように設けられている。ホルダ部材６０Ａは、封口体２５と対向部３３との間に挟持された状態で固定されている。

ここで、図３におけるホルダ部材６０Ａは、熱かしめ処理がなされる前の状態（集電体５１が固定される前の状態）を示している。図３に示すように、ホルダ部材６０Ａは、固定前の状態においては、本体部６１および後述するカバー部材６２を含む。

一方で、図４におけるホルダ部材６０Ａは、熱かしめ処理がなされた後の状態（集電体５１が固定された状態）を示している。図４に示すように、ホルダ部材６０Ａは、固定後の状態においては、本体部６１およびボス部６３を含む。固定前におけるカバー部材６２は、固定後においては、ボス部６３の一部を構成する。

ホルダ部材６０Ａの本体部６１は、平板部６１０、胴部６１１、ガスケット部６１２を含む。平板部６１０は、封口体２５に隣接して設けられている。平板部６１０は、封口体２５と、対向部３３との間に配置されている。

胴部６１１は、封口体２５に隣接する位置から、封口体２５から離れる方向に筒状に延びて設けられている。胴部６１１は、対向部３３および反転板４０を取り囲むように設けられている。

ガスケット部６１２は、円筒形状を有する。ガスケット部６１２は、平板部６１０の中央部から胴部６１１と反対側に突出する。平板部６１０は、貫通孔２５ｍに挿通されている。これにより、収容部１５の内部が気密に封止されている。

ボス部６３は、集電体５１を保持する部位である。ボス部６３は、集電体５１の挿通孔５１３に挿通されている。

集電体５１は、外装体１０の内部でホルダ部材６０Ａにより保持されている。集電体５１は、リベット部材３０Ａの対向部３３と距離を設けて対向している。集電体５１は、胴部６１１の先端で、ホルダ部材６０Ａに接続されている。

図４および図５に示すように、集電体５１は、集電板５１０およびプレート部５１１を含む。集電板５１０は、電極体１３の負極芯体露出部１２に接続されている。集電板５１０は、プレート部５１１の端部に連続するように設けられている。集電板５１０は、封口体２５から離れる方向に延在する。

プレート部５１１は、板状形状を有する。プレート部５１１は、薄肉部５１２および挿通孔５１３を有する。薄肉部５１２は、プレート部５１１に設けられた凹部によって、他の部位よりも厚さが薄くなっている。さらに、薄肉部５１２には、溝状の刻印部５１４が設けられている。刻印部５１４は、反転板４０の中央部４１が接続される接続部近傍に設けられている。挿通孔５１３は、プレート部５１１の四隅に設けられている。なお、挿通孔５１３の数は、４つに限定されず、適宜変更することができる。この場合には、挿通孔５１３の数に応じてボス部６３が設けられる。

（電流遮断機構の動作）
図４を参照して、集電体５１、反転板４０およびリベット部材３０Ａによって電流遮断機構が構成されている。電流遮断機構が作動する前の二次電池１００の通常の使用状態においては、反転板４０は、中央部４１が集電体５１に向かって突出した形状を有し、集電体５１は、反転板４０、リベット部材３０および導電板２１を通して外部端子２０Ａ（図１）に電気的に接続されている。

電流遮断機構が作動する前には、電流は、集電体５１（薄肉部５１２）、反転板４０（中央部４１）およびリベット部材３０の順に流れる。これにより、二次電池１００から外部へ電力が供給される。充電時にはこれと逆方向に電流が流れる。外装体１０（図１）の内圧が上昇した場合には、反転板４０の中央部４１が外装体１０内の気体に押圧される。外装体１０の内圧は、中央部４１に均一に加えられる。集電体５１の薄肉部５１２は、集電体５１の他の部分（厚肉部など）と比較して低い剛性を有している。

外装体１０の内圧が設定値（作動圧）よりも高くなった場合、薄肉部５１２が破壊され、反転板４０の中央部４１は破壊された薄肉部５１２とともに集電体５１から離れ、リベット部材３０の対向部３３に近づくように変形する。これにより、集電体５１と反転板４０とが離隔し、電気的な導通が遮断される。

（ホルダ部材と集電体との固定構造）
図６は、ホルダ部材と集電体との固定構造の詳細を示す断面図である。図６を参照して、ホルダ部材６０Ａと集電体５１との固定構造について説明する。

図６に示すように、ボス部６３は、軸部６１３と、外周部６２０とを含む。軸部６１３は、略円柱形状を有する。軸部６１３は、胴部６１１の先端に設けられている。軸部６１３は、集電体５１側に位置する胴部６１１の端面から突出する。軸部６１３は、集電体５１に設けられた挿通孔５１３の軸方向に沿って延在する。軸部６１３は、先端６１３ａ側に軸部６１３の径方向に拡径する拡径部６１４を有する。

外周部６２０は、有底筒形状を有する。外周部６２０は、軸部６１３の周囲を覆うように設けられている。外周部６２０は、軸部６１３に固定されている。外周部６２０は、筒部６２１、充填部６２２、および拡大部６２３を含む。

筒部６２１は、軸部６１３の根元側に設けられている。充填部６２２は、軸部６１３の先端６１３ａ側において、挿通孔５１３を規定する集電体５１の内壁面５１３ａおよび軸部６１３の間の隙間を充填している。充填部６２２は、軸部６１３と拡大部６２３の間に位置する。

拡大部６２３は、挿通孔５１３からはみ出しつつ軸部６１３の径方向に拡大している。拡大部６２３は、集電体５１の外面、すなわち、反転板４０が接続される側とは反対側に位置するプレート部５１１の主面５１１ａに沿うように設けられている。

このような固定構造においては、外周部６２０充填部６２２が、軸部６１３の先端６１３ａ側において、挿通孔５１３を規定する集電体５１の内壁面５１３ａおよび軸部６１３の間の隙間を充填する。これにより、ボス部６３が挿通孔５１３の径方向に移動することが抑制される。このため、ボス部６３に固定された集電体５１の振動を抑制でき、集電体５１と反転板４０との接続部に負荷が掛かることを抑制できる。この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

また、外周部６２０の拡大部６２３が集電体５１の外面（プレート部５１１の主面５１１ａ）に密着することにより、集電体５１をより強固に保持することができる。さらに、軸部６１３の先端６１３ａ側に拡径部６１４が設けられることにより、この拡径部６１４に外周部６２０が引っ掛かり、外周部６２０が軸部６１３から抜けてしまうことを防止できる。

これにより、ホルダ部材６０Ａが安定して集電体５１を保持することができる。この場合には、集電体５１がホルダ部材６０Ａから離脱して集電体５１と反転板４０との接続部に負荷が掛かることを抑制できる。この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

以上のように構成することにより、本実施の形態に係る二次電池１００においては、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

軸部６１３と外周部６２０とに用いられる材料について説明する。図６に示す構造が得られれば、軸部６１３と外周部６２０とに用いられる材料は特に限定されるものではないが、製造方法の観点から、以下に説明する材料を用いると良い。

軸部６１３は、第１樹脂部材によって構成されている。一方、外周部６２０は、第１樹脂部材と異なる第２樹脂部材によって構成されている。第１樹脂部材の融点は、第２樹脂部材の融点よりも高くなっている。第１樹脂部材のガラス転移温度は、第２樹脂部材の融点よりも低くなっている。また、第１樹脂部材の引張強度は、第２樹脂部材の引張強度よりも大きくなっている。

このような第１樹脂部材および第２樹脂部材の組み合わせとしては、第１樹脂部材をＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）とし、第２樹脂部材をＰＰ（ポリプロピレン）とする組み合わせ、第１樹脂部材をＰＰＳとし、第２樹脂部材をＰＥ（ポリエチレン）とする組み合わせ、第１樹脂部材をＰＣ（ポリカーボネート）とし、第２樹脂部材をＰＰとする組み合わせ、第１樹脂部材をＰＣとし、第２樹脂部材をＰＥとする組み合わせが挙げられる。

これらＰＰＳ，ＰＣ，ＰＥ，ＰＰの融点、ガラス転移温度、および引張強度は、以下の表１のように例示される。

このように、軸部６１３を構成する第１樹脂部材の融点が外周部６２０を構成する第２樹脂部材の融点よりも高くすることにより、二次電池１００の製造時において、第２樹脂部材が第１樹脂部材よりも溶融しやすくなる。

これにより、挿通孔５１３の外部だけでなく、挿通孔５１３の内部においても第２樹脂部材を容易に溶融させることができ、軸部６１３と挿通孔５１３を規定する集電体５１の内壁面との間に溶融した第２樹脂部材を容易に充填させることができる。この結果、充填部６２２を容易に形成することができる。

また、第２樹脂部材が第１樹脂部材よりも溶融しやすくなることで、溶融した第２樹脂のうち挿通孔５１３からはみ出す部分を集電体５１の外面に沿わせやすくなる。これにより、溶融した第２樹脂部材をより広範囲に集電体５１に接合させることでき、より強固に集電体５１を保持することができる。

また、第１樹脂部材のガラス転移温度を第２樹脂部材の融点よりも低くすることにより、二次電池１００の製造時において、第２樹脂部材を溶融させつつ、第１樹脂部材を変形させることができる。これにより、拡径部６１４を容易に形成することができる。

さらに、第１樹脂部材の引張強度を第２樹脂部材の引張強度よりも大きくすることにより、第２樹脂部材のみでボス部を構成する場合と比較して、軸方向におけるボス部６３の破断強度を向上させることができる。

（製造方法）
図７は、本実施の形態に係る二次電池を製造する工程を示すフロー図である。図８は、図７に示すホルダ部材を準備する工程を示す図である。図９は、集電体およびホルダ部材を準備する工程にて準備されるホルダ部材の状態を示す図である。図１０は、本実施の形態に係るホルダ部材の挿通部を集電体の挿通孔に挿通する工程を示す図である。図１１は、本実施の形態に係るホルダ部材の挿通部の先端側を熱かしめする工程を示す断面図である。図７から図１１を参照して、本実施の形態に係る二次電池の製造方法について説明する。

図７に示すように、本実施の形態に係る二次電池１００を製造するに際して、工程（Ｓ１）から工程（Ｓ８）が実施される。まず、工程（Ｓ１）において、反転板４０が接続される接続部近傍に刻印部５１４を有するとともに、挿通孔５１３が設けられた集電体５１を準備する。

次に、図７および図８に示すように、工程（Ｓ２）において、挿通孔５１３に挿通される挿通部６５を有するホルダ部材６０Ａを準備する。なお、工程（Ｓ２）は、工程（Ｓ１）の後に行なわれる場合に限定されず、工程（Ｓ１）と同時ないしは、工程（Ｓ１）よりも前に行なわれてもよい。

挿通部６５は、挿通孔５１３の軸方向に沿って延在する軸部６１３と、軸部６１３の周囲を覆うカバー部材６２とを有する。軸部６１３は、略円柱形状を有する。カバー部材６２は、略有底筒状を有する。

軸部６１３を構成する材料として、第１樹脂部材を用いる。また、カバー部材６２を構成する材料として第２樹脂部材を用いる。上述のように、第１樹脂部材の融点は、第２樹脂部材の融点よりも高く、第１樹脂部材のガラス転移温度は、第２樹脂部材の融点よりも低くなっている。また、第１樹脂部材の引張強度は、第２樹脂部材の引張強度よりも大きくなっている。第１樹脂部材および第２樹脂部材の組み合わせは、上述の通りである。

工程（Ｓ２）においては、ホルダ部材６０Ａは、封口体２５に取り付けられた状態で準備される。すなわち、図９に示すように、ホルダ部材６０Ａが取り付けられたアセンブリ２００が準備されることにより、ホルダ部材６０Ａが準備される。

図３および図９に示すように、アセンブリ２００の負極側においては、外部端子２０Ｂ、導電板２２、インシュレータ２４、絶縁プレート６０Ｂおよび集電体５０が接続部３０Ｂによって封口体２５に一体に固定されている。

これらを一体に固定するに際しては、外部端子２０Ｂの先端を導電板２２に貫通させつつ、外部端子２０Ｂをインシュレータ２４に収容する。この状態で、接続部３０Ｂが、導電板２２、インシュレータ２４、封口体２５および絶縁プレート６０Ｂの各々に設けられた貫通孔を貫通するように、外部端子２０Ｂ、導電板２２、インシュレータ２４、封口体２５、絶縁プレート６０Ｂおよび集電体５０を重ね合わせる。

次に、導電板２２から突出する接続部３０Ｂの一端側をかしめることにより、外部端子２０Ｂ、導電板２２、インシュレータ２４、絶縁プレート６０Ｂおよび集電体５０が封口体２５に一体に固定される。

一方、アセンブリ２００の正極側においては、外部端子２０Ａ、導電板２１、インシュレータ２３、ホルダ部材６０Ａ、およびリベット部材３０Ａが封口体２５に取り付けられている。リベット部材３０Ａには、反転板４０の周縁部４２が接続されている。

外部端子２０Ａ、導電板２１、インシュレータ２３、ホルダ部材６０Ａ、およびリベット部材３０Ａを封口体２５に取り付ける際には、まず、外部端子２０Ａの先端を導電板２１に貫通させつつ、外部端子２０Ｂをインシュレータ２３に収容する。この状態で、リベット部材３０Ａの小径部３２が、導電板２１、インシュレータ２３、封口体２５およびホルダ部材６０Ａの本体部６１の各々に設けられた貫通孔を貫通するように、外部端子２０Ａ、導電板２１、インシュレータ２３、封口体２５、ホルダ部材６０Ａの本体部６１およびリベット部材３０Ａを重ね合わせる。

次に、導電板２１から突出する小径部３２の一端側をかしめることにより、外部端子２０Ａ、導電板２１、インシュレータ２３、ホルダ部材６０Ａの本体部６１、およびリベット部材３０Ａが封口体２５に一体に固定される。続いて、ホルダ部材６０Ａの本体部６１に設けられた軸部６１３をカバー部材６２で覆う。この後、反転板４０の周縁部４２がリベット部材３０Ａに溶接等によって接続される。なお、反転板４０の周縁部４２をリベット部材３０Ａに接続した後に、軸部６１３をカバー部材６２で覆ってもよい。

このように、工程（Ｓ２）は、工程（Ｓ２１）および工程（Ｓ２２）を含んでいる。工程（Ｓ２１）においては、上述のように、外部端子２０Ａ、導電板２１、インシュレータ２３、ホルダ部材６０Ａの本体部６１、リベット部材３０Ａを封口体２５に一体に固定することにより、封口体２５にホルダ部材６０Ａを組み付ける。

工程（Ｓ２２）においては、軸部６１３の周囲をカバー部材６２で覆う。この際、軸部６１３にカバー部材６２の凹部６２ａを圧入する。これにより、カバー部材６２が軸部６１３に固定される。

なお、工程（Ｓ２２）は、工程（Ｓ２１）の前に行なわれてもよいし、工程（Ｓ２１）の後に行なわれてもよい。

工程（Ｓ２２）が工程Ｓ２１の前に行なわれる場合には、予め挿通部６５が形成された状態でホルダ部材６０Ａが封口体２５に組み付けられる。このような場合には、カバー部材６２は、封口体２５に本体部６１を固定する前に予め本体部６１に取り付けられているため、本体部６１を封口体２５に固定した後の作業をスムースに行なうことができる。

工程（Ｓ２２）が工程（Ｓ２１）の後に行なわれる場合には、ホルダ部材６０Ａが封口体２５に組み付けられた後に、挿通部６５が形成される。このような場合には、カバー部材６２は、封口体２５に固定された本体部６１に取り付けられるため、本体部６１を封口体２５に固定する際に印加される力が、カバー部材６２に作用することがない。このため、カバー部材６２の変形を抑制することができる。

続いて、図７および図１０に示すように、工程（Ｓ３）において、集電体５１の挿通孔５１３に挿通部６５を挿通する。

次に、図７および図１１に示すように、工程（Ｓ４）において、集電体５１に接触させることなく加熱された熱板７０を挿通部６５の先端側に押し当て、挿通部６５の先端側を熱かしめする。

この際、軸部６１３を構成する第１樹脂部材のガラス転移温度以上であり、かつ、カバー部材６２を構成する第２樹脂部材の融点近傍の温度、たとえば、第２樹脂部材の融点の温度の±１０℃の範囲の温度で、挿通部６５を熱かしめする。このような温度で挿通部６５を熱板７０にて押圧することにより、第２樹脂部材を第１樹脂部材よりも優先して溶融させつつ、第１樹脂部材を変形させることができる。

第２樹脂部材を溶融させて、固化させることにより、上述の外周部６２０が形成されるとともに、集電体５１を保持するボス部６３が形成される。

ボス部６３を形成するに際して、溶融した第２樹脂部材を、少なくとも挿通部６５の先端側において、集電体５１の挿通孔５１３を規定する集電体５１の周壁面および軸部６１３の間の隙間を充填させて、充填部６２２を形成する。また、溶融した第２樹脂部材のうち集電体５１の挿通孔５１３からはみ出した部分を、挿通部６５の径方向に拡大させて、集電体５１の外面（プレート部５１１の主面５１１ａ）に沿う拡大部６２３を形成する。一方、溶融していない部分の第２樹脂部材は、円筒形状を維持し、筒部６２１となる。

続いて、図７に示すように、工程（Ｓ５）において、反転板４０の中央部４１を集電体５１に溶接等により接続する。次に、工程（Ｓ６）において、集電体５０，５１が組み付けられた封口体２５を用いて収容部１５の開口部１６を閉塞する。この際、集電体５０および集電体５１が、電極体１３の正極芯体露出部１１および負極芯体露出部１２に接続される。

続いて、工程（Ｓ７）にて、封口体２５を収容部１５に溶接する。この後、工程（Ｓ８）にて外装体１０に設けられた注入孔（不図示）から電解液を外装体１０内に注入し、注入孔を封止することにより、二次電池１００が製造される。

上述した二次電池の製造方法にあっては、工程（Ｓ４）において第２樹脂部材を溶融させて、上述の拡大部６２３が形成されるように、挿通部６５を熱板７０にて押圧することにより、押圧中には熱板７０と集電体５１との間に第２樹脂部材が介在することとなる。これにより、挿通部６５を熱かしめする際に、熱板７０と集電体５１とが接触することを防止できる。この結果、熱板７０の熱が直接集電体に伝導されず、集電体５１に設けられた刻印部５１４が熱によって損傷することを抑制することができる。

また、第２樹脂部材の融点近傍の温度で挿通部６５を押圧することにより、第２樹脂部材よりも融点の高い第１樹脂部材のみで挿通部が構成される場合と比較して、低い温度で挿通部６５を押圧することができる。これにより、第２樹脂部材を介して熱板７０から集電体５１に伝導される熱量を抑制することができる。このことによっても、集電体５１に設けられた刻印部５１４が熱によって損傷することを抑制することができる。

このように熱による刻印部５１４の損傷を抑制することにより、電流遮断機構の作動圧を安定させることができ、この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

さらに、上述のように充填部６２２が形成されることにより、挿通孔５１３内において、ボス部６３が挿通孔５１３の径方向に移動することを抑制することができる。なお、溶融した第２樹脂部材を、挿通孔５１３の軸方向における一端側から他端側にかけて充填させた場合には、ボス部６３が挿通孔５１３内で移動することをさらに抑制することができる。

これにより、ボス部６３に固定された集電体５１の振動を抑制でき、集電体５１と反転板４０との接続部に負荷が掛かることを抑制できる。この結果、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

加えて、第１樹脂部材の先端側を変形させて、軸部６１３の径方向に拡径した拡径部６１４を形成することにより、製造後の二次電池において、拡大部６２３が拡径部６１４に引っ掛かることとなる。

これにより、カバー部材６２の少なくとも一部が溶融固化することで形成される外周部６２０が、軸部６１３から抜けてしまうことを防止でき、集電体５１をより強固に保持することができる。このため、集電体５１がホルダ部材６０Ａから離脱することを防止できる。このことによっても、集電体５１の離脱により集電体５１と反転板４０との接続部に負荷が掛かることを防止でき、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

以上のように、本実施の形態における二次電池の製造方法にあっては、電流遮断機構を安定して作動させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０ 外装体、１１ 負極芯体露出部、１２ 正極芯体露出部、１３ 電極体、１５ 収容部、１６ 開口部、２０Ａ，２０Ｂ 外部端子、２１，２２ 導電板、２３，２４ インシュレータ、２５ 封口体、２５ｍ 貫通孔、３０Ａ リベット部材、３０Ｂ 接続部、３１ かしめ部、３２ 小径部、３３ 対向部、３４ 大径部、３５ 鍔部、４０ 反転板、４１ 中央部、４２ 周縁部、５０，５１ 集電体、６０Ａ ホルダ部材、６０Ｂ 絶縁プレート、６１ 本体部、６２ カバー部材、６２ａ 凹部、６３ ボス部、６５ 挿通部、７０ 熱板、１００ 二次電池、１０２ 中心軸、２００ アセンブリ、５１０ 集電板、５１１ プレート部、５１１ａ 主面、５１２ 薄肉部、５１３ 挿通孔、５１３ａ 内壁面、５１４ 刻印部、６１０ 平板部、６１１ 胴部、６１２ ガスケット部、６１３ 軸部、６１３ａ 先端、６１４ 拡径部、６２０ 外周部、６２１ 筒部、６２２ 充填部、６２３ 拡大部。

Claims (5)

1. 反転板の反転動作により電池要素と外部端子との間の導通を遮断する電流遮断機構を備えた二次電池であって、
   前記外部端子に電気的に接続された前記反転板、および前記電池要素に接続される集電体と、
   前記集電体に設けられた挿通孔に挿通されたボス部を含み、前記集電体を保持するホルダ部材と、を備え、
   前記ボス部は、前記挿通孔の軸方向に沿って延在する軸部と、前記軸部の周囲を覆う外周部と、を含み、
   前記外周部は、前記挿通孔からはみ出しつつ前記軸部の径方向に拡大し、前記集電体の外面に沿う拡大部と、少なくとも前記軸部の先端側において、前記挿通孔を規定する前記集電体の内壁面および前記軸部の間の隙間を充填する充填部と、を有し、
   前記軸部は、先端側に設けられ、かつ、前記径方向に拡径する拡径部を有する、二次電池。
2. 前記軸部は、第１樹脂部材によって構成され、
   前記外周部は、前記第１樹脂部材と異なる第２樹脂部材によって構成され、
   前記第１樹脂部材の融点は、前記第２樹脂部材の融点よりも高く、
   前記第１樹脂部材のガラス転移温度は、前記第２樹脂部材の融点よりも低い、請求項１に記載の二次電池。
3. 反転板の反転動作により電池要素と外部端子との間の導通を遮断する電流遮断機構を備えた二次電池の製造方法であって、
   前記反転板が接続される接続部近傍に刻印部を有するとともに、挿通孔が設けられた集電体を準備する工程と、
   前記挿通孔に挿通される挿通部を有するホルダ部材を準備する工程と、
   前記集電体の前記挿通孔に前記挿通部を挿通する工程と、
   前記集電体に接触させることなく、加熱された熱板を前記挿通部の先端側に押し当て、前記挿通部の先端側を熱かしめする工程と、を備え、
   前記挿通部は、前記挿通孔の軸方向に沿って延在する軸部と、前記軸部の周囲を覆うカバー部材とを有し、
   前記軸部を構成する材料として第１樹脂部材を用い、
   前記カバー部材を構成する材料として前記第１樹脂部材と異なる第２樹脂部材を用い、
   前記第１樹脂部材の融点は、前記第２樹脂部材の融点よりも高く、かつ、前記第１樹脂部材のガラス転移温度は、前記第２樹脂部材の融点よりも低く、
   前記挿通部の先端側を熱かしめする工程において、前記第１樹脂部材のガラス転移温度以上であり、かつ、前記第２樹脂部材の融点近傍の温度で前記挿通部の先端側を押圧し、前記挿通部の先端側に位置する前記カバー部材を溶融させて、前記挿通孔からはみ出しつつ前記軸部の径方向に拡大し、前記集電体の外面に沿う拡大部と、少なくとも前記軸部の先端側において、前記挿通孔を規定する前記集電体の内壁面および前記軸部の間の隙間を充填する充填部とを形成するとともに、前記軸部の先端側を変形させて、前記径方向に拡径する拡径部を形成する、二次電池の製造方法。
4. 前記ホルダ部材は、前記軸部が設けられた本体部と、前記カバー部材とを含み、
   前記ホルダ部材を準備する工程は、前記電池要素を収容する収容部に設けられた開口部を塞ぐための封口体に前記本体部を固定する工程と、前記軸部を前記カバー部材で覆う工程とを含み、
   前記軸部を前記カバー部材で覆う工程は、前記封口体に前記本体部を固定する工程の後に行なわれる、請求項３に記載の二次電池の製造方法。
5. 前記ホルダ部材は、前記軸部が設けられた本体部と、前記カバー部材とを含み、
   前記ホルダ部材を準備する工程は、前記電池要素を収容する収容部に設けられた開口部を塞ぐための封口体に前記本体部を固定する工程と、前記軸部を前記カバー部材で覆う工程とを含み、
   前記軸部を前記カバー部材で覆う工程は、前記封口体に前記本体部に固定する工程の前に行なわれる、請求項３に記載の二次電池の製造方法。

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