JP2018160350A - 角形二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性の高い角形二次電池を提供する。
【解決手段】本発明の電池は、電池ケース、正極と負極を含む電極体、正極及び負極集電体、封口体、外部端子、外部端子に接続された導電部材、導電部材の開口を密閉して導電部材と集電体に電気接続されて電池ケース内圧力が所定値となったとき変形する変形板、及び変形板と集電体の間にある第１絶縁部材を備え、集電体は第１絶縁部材に対向したベース部と電極体に接続したリード部とを有し、ベース部と第１絶縁部材とを固定する第１から第４固定部が設けられており、第１及び第２固定部の間において、集電体のベース部が変形板と電気接続されて、第２固定部の方が第１固定部よりリード部に近く、第２固定部は、第１絶縁部材の封口体側への支持位置よりも、変形板と正極集電体との接続部に近い位置にあり、第３及び第４固定部は封口体の長手方向においてベース部と変形板が電気接続された部分よりもリード側で、かつベース部の外周縁に設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、角形二次電池に関するものである。
電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）の駆動用電源、太陽光発電、風力発電等の出力変動を抑制するための用途や夜間に電力をためて昼間に利用するための系統電力のピークシフト用途等の定置用蓄電池システム等において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池が使用されている。
このような用途に使用される電池では、例えば下記特許文献１に示されているように、電池外装体内の圧力が高まったときに内圧を開放するガス排出弁を設けるだけでなく、外部端子と外装体内部の電極体との間の電気的接続を遮断する電流遮断機構が設けられている。
特許文献１に開示されている技術では、電流遮断機構を構成している正極集電体又は負極集電体と、第２絶縁部材において、正極集電体又は負極集電体に形成された第１開孔、第２開孔及び少なくとも１つの第３開孔又は切り欠きと、第２絶縁部材に形成された突起とが係合されている。
特開２０１３−１５７０９９号公報
特許文献１では、電池が過充電状態となって電流遮断機構が作動し電流が遮断された後でも、電池モジュールには高電圧が印加されている状態である。このため、樹脂製の絶縁部材の表面に電解液が付着していると、その表面部分において電流が流れる可能性がある。絶縁部材表面に電流が流れると、絶縁部材の表面が炭化するおそれがあり、炭化した部分によって再導通が発生し、スパークが起きる可能性がある。
このような再導通・スパークを防止するために、絶縁部材として表面に電流が流れても炭化しにくいＰＦＡ（ポリフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素樹脂を用いることが考えられる。フッ素樹脂は比較的柔らかい樹脂である。
また、特許文献１では第２絶縁部材と下部第１絶縁部材とがラッチ方式で係合固定されているが、上述のようにフッ素樹脂のような柔らかい樹脂材料からなる第２絶縁部材を用いることが考えられる。柔らかい樹脂材料からなる第２絶縁部材を用いると、第２絶縁部材と下部第１絶縁部材を接続する際、第２絶縁部材の損傷ないし破損を防止することができる。しかしながら、第２絶縁部材が柔らかいと以下の新たな課題があることを本願発明者らは見出した。
正極集電体又は負極集電体は、反転板に接続されている。また、正極集電体は正極極板に接続されており、負極集電体は負極極板に接続されている。そして、正極集電体又は負極集電体と第２絶縁部材が固定された固定部が設けられている。このため、第２絶縁部材には、正極集電体又は負極集電体を介して正極極板及び負極極板を含む電極体の重量がかかってくる。
ここで、第２絶縁部材は、下部第１絶縁部材に接続されており、封口体の側に支持されている。そして、正極集電体又は負極集電体と第２絶縁部材が固定された固定部は、第２絶縁部材と下部第１絶縁部材との接続部よりも、正極集電体又は負極集電体と反転板との接続部側に位置する。そのため第２絶縁部材が柔らかい部材からなっていると、電極体の重量により第２絶縁部材が変形するおそれがある。第２絶縁部材が変形した場合、正極集電体又は負極集電体の反転板の接続部の状態が変化するため、電流遮断機構が正常に作動しなくなってしまうという現象が生じるおそれがある。
なお、このような課題は、柔らかい樹脂材料からなる第２絶縁部材を用いる場合に限定されず、厚みが薄い第２絶縁部材を用いる場合、あるいは電極体の重量が非常に大きくなった場合にも生じ得ると考えられる。
本発明の主な目的は、電流遮断機構の作動圧がより安定した信頼性の高い角形二次電池を提供することにある。
本発明の角形二次電池は、開口を有する電池ケースと、前記電池ケースに収納された、正極および負極を含む電極体と、前記正極に電気的に接続された正極集電体と、前記負極に電気的に接続された負極集電体と、前記電池ケースの前記開口を封口する封口体と、前記封口体において外部に露出している外部端子と、前記外部端子に電気的に接続され、筒状部を有する導電部材と、前記導電部材と前記電極体との間に位置していて前記筒状部の開口部分を密閉しており、前記導電部材に電気的に接続されると共に前記正極集電体又は前記負極集電体に電気的に接続され、前記電池ケース内の圧力が所定値となったときに変形することによって前記正極集電体又は前記負極集電体との電気的接続が断たれる変形板と、前記変形板と前記正極集電体又は前記負極集電体との間に配置され、前記封口体の側に支持された第１絶縁部材とを備え、前記正極集電体又は前記負極集電体は、前記第１絶縁部材に対向しているベース部と前記ベース部の端部から延びて前記電極体に接続しているリード部とを有し、前記ベース部と前記第１絶縁部材とを固定する固定部が前記第１絶縁部材に設けられており、前記固定部は、少なくとも第１固定部、第２固定部、第３固定部及び第４固定部を含み、前記第１固定部及び前記第２固定部の間において、前記正極集電体又は前記負極集電体の前記ベース部が前記変形板と電気的に接続されており、前記第２固定部の方が前記第１固定部よりも前記リード部に近い位置に配置されており、前記第２固定部は、前記第１絶縁部材の前記封口体側への支持位置よりも、前記ベース部と前記変形板が電気接続された部分に近い位置にあり、前記第３固定部の少なくとも一部及び前記第４固定部の少なくとも一部は、前記封口体の長手方向において、前記ベース部と前記変形板が電気接続された部分の前記リード側の端部よりも前記リード側で、かつ前記ベース部の外周縁に設けられている。
前記ベース部に、前記リード部が一つのみ設けられていることが好ましい。
前記第１絶縁部材はヤング率が１５００ＭＰａ以下の樹脂からなっていることが好ましい。
前記第１絶縁部材の前記電極体側の面の外周縁部に、前記電極体側に突出すると共に前記ベース部の外周縁に沿って延びるリブが設けられていることが好ましい。
前記第１絶縁部材において、前記リブは前記リード部を間に挟んで前記ベース部の外周縁に沿って延びていることが好ましい。
前記電極体の重量は１００ｇ以上であり、前記第１絶縁部材のうち、前記変形板と前記ベース部との間に位置している領域の厚みが１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
前記第３固定部及び第４固定部の間に前記第２固定部が配置されていることが好ましい。
前記固定部は前記第１絶縁部材に設けられた突起であり、前記正極集電体又は前記負極集電体の前記ベース部に設けられた開口又は切り欠き部に前記突起が嵌合されることによって、前記第１絶縁部材と、前記正極集電体又は前記負極集電体とが固定されていることが好ましい。
前記封口体と前記導電部材の前記筒状部との間には第２絶縁部材が配置されており、前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材とは接続されていることが好ましい。
前記第１絶縁部材と前記導電部材とは接続されていることが好ましい。
本発明の二次電池は、第１絶縁部材の所定の位置に配置された４つの固定部で正極集電体又は負極集電体と固定されているので電流遮断機構が異常な作動をすることを防止できる。
実施形態に係る電池の電池ケース正面部分と絶縁シート正面部分とを取り除いた電池内部を示す模式的な正面図である。 実施形態に係る電池の模式的な上面図である。 実施形態に係る電池の電池ケース側面（正極側）部分と絶縁シート側面（正極側）部分とを取り除いた正極側の電池内部を示す模式的な側面図である。 実施形態に係る電池の電池ケース側面（負極側）部分と絶縁シート側面（負極側）部分とを取り除いた負極側の電池内部を示す模式的な側面図である。 実施形態に係る電池を、正面と平行に上面の中心線に沿って切断した、正極端子近傍の模式的な拡大断面図である。 実施形態に係る電池を、側面と平行に正極端子の中心線に沿って切断した、正極端子近傍の模式的な拡大断面図である。 実施形態に係る電流遮断機構のうち、折り曲げ前の正極集電体と第１絶縁部材とを電極体側から見た模式的な図面である。 別の実施形態に係る電流遮断機構のうち、折り曲げ前の正極集電体と第１絶縁部材とを電極体側から見た模式的な図面である。 別の実施形態に係る電池を、正面と平行に上面の中心線に沿って切断した、正極端子近傍の模式的な拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
（実施形態１）
最初に、実施形態の二次電池を図１〜図４を用いて説明する。実施形態の二次電池は、角形二次電池であり、正極板と負極板とがセパレータ（何れも図示省略）を介して巻回された扁平状の電極体１１０を有している。電極体１１０の重量は、１００ｇを超えている。正極を構成している正極板は、アルミニウム箔からなる正極芯体の両面に正極活物質合剤を塗布し、乾燥及び圧延した後、一方の端部に長手方向に沿ってアルミニウム箔が露出した部分が残るようにスリットすることにより作製される。また、負極を構成している負極板は、銅箔からなる負極芯体の両面に負極活物質合剤を塗布し、乾燥及び圧延した後、一方の端部に長手方向に沿って銅箔が露出した部分が残るようにスリットすることによって作製される。
そして、上述のようにして得られた正極板及び負極板を、正極板の正極芯体が露出した部分と負極板の負極芯体が露出した部分とがそれぞれ対向する電極と重ならない領域を有するようにずらして、ポリプロピレン及びポリエチレンからなる微多孔質セパレータを介して積層し巻回し、扁平状に成形することで、電極体１１０が作製される。電極体１１０の巻回軸方向の一方の端部には正極芯体露出部１４１が形成され、他方の端部には負極芯体露出部１４０が形成される。
正極芯体露出部１４１は、正極集電体を介して正極端子１３０に電気的に接続される。正極芯体露出部１４１の一方の外面には、正極集電体のリード部１４が溶接接続される。正極芯体露出部１４１の他方の外面には、正極集電体の受け部材１４３が溶接接続される。正極芯体露出部１４１の一方の外面と正極集電体のリード部１４との間には、開口を有する絶縁フィルムが配置され、絶縁フィルムの開口を通じて正極芯体露出部１４１と正極集電体のリード部１４とが溶接接続される。正極芯体露出部１４１の他方の外面と正極集電体の受け部材１４３との間には、開口を有する絶縁フィルム１４７が配置され、絶縁フィルム１４７の開口を通じて正極芯体露出部１４１と正極集電体の受け部材１４３とが溶接接続される。
また、正極集電体は第１絶縁部材５０及び第２絶縁部材１５０によって封口板（封口体）１２０と電気的に絶縁されている。
負極芯体露出部１４０は、負極集電体を介して負極端子１３２に電気的に接続される。負極芯体露出部１４０の一方の外面には、負極集電体のリード部１１４が溶接接続される。負極芯体露出部１４０の他方の外面には、負極集電体の受け部材１４２が溶接接続される。負極芯体露出部１４０の一方の外面と負極集電体のリード部１１４との間には、開口を有する絶縁フィルムが配置され、絶縁フィルムの開口を通じて、負極芯体露出部１４０と負極集電体のリード部１１４とが溶接接続される。負極芯体露出部１４０の他方の外面と負極集電体の受け部材１４２との間には、開口を有する絶縁フィルム１４６が配置され、絶縁フィルム１４６の開口を通じて、負極芯体露出部１４０と負極集電体の受け部材１４２とが溶接接続される。また、負極集電体は負極側絶縁部材５２ａによって、封口板１２０と電気的に絶縁されている。
正極端子１３０、負極端子１３２はそれぞれ絶縁部材を介して封口板１２０に固定されている。本実施形態の二次電池では、正極と正極端子１３０の間に感圧式の電流遮断機構２００が設けられている。
電極体１１０は、封口板１２０側を除く周囲を樹脂製の絶縁シート１６１で覆われた状態で、有底角筒状の電池ケース１００内に収納されている。電池ケース１００の開口部は矩形の封口板１２０により封口されている。封口板１２０には電解液注液孔１６３が設けられている。電解液注液孔１６３は、注液後、封止栓により密閉される。また、封口板１２０には、電流遮断機構２００の作動圧よりも高いガス圧が加わったときに開放されるガス排出弁１６２が設けられている。
次に、電流遮断機構２００について説明するが、この電流遮断機構２００は、正極側及び負極側のいずれに設けてもよい。以下では正極側にのみ設けるものとして説明する。なお、電流遮断機構２００は、通電経路の一部に設けられた脆弱部分近傍の部材が電池ケース１００内の圧力の上昇に伴い変形することによって、通電経路の一部に設けられた脆弱部が破断して通電が断たれるという機構により機能するものである。
図５、図６に示すように、正極端子１３０は内部に貫通孔が形成されている。そして、正極端子１３０は、端子部絶縁部材１５２、封口板１２０及び第２絶縁部材１５０及び導電部材３０のそれぞれに形成された貫通孔内に挿入され、正極端子１３０の電池内部側の先端部が導電部材３０に圧接されるようにカシメられて互いに一体的に固定されている。これにより、正極端子１３０は、端子部絶縁部材１５２及び第２絶縁部材１５０によって封口板１２０とは電気的に絶縁された状態で、導電部材３０と電気的に接続された状態となっている。図には示していないが、図５、図６では、図示された全構成要素の、第２絶縁部材１５０に対して封口板１２０とは反対側に、電極体が存している。なお、正極端子１３０の電池内部側の先端部と導電部材３０の接続部はレーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。また、正極端子１３０に形成された貫通孔は、上端に金属板１５９が設けられたゴム製の端子栓１５８によって封止されている。
第２絶縁部材１５０は、封口板１２０と導電部材３０の間に配置され、封口板１２０と導電部材３０を絶縁している。導電部材３０は、電極体１１０側に断面が略方形状の筒状部３２を有しており、封口板１２０側には封口板１２０に対して平行に配置されている接続部が形成されている。そして導電部材３０に設けられた貫通孔に正極端子１３０が挿入されている。なお、筒状部３２の封口板１２０に対して平行な面の断面形状は特に限定されず、方形状であっても良いし、円形であっても良い。
導電部材３０の筒状部３２の電極体側の開口部分は、変形板４０によって密閉されている。導電部材３０の筒状部３２の先端部分と変形板４０の周囲とは溶接されている。変形板４０は、アルミニウム等の導電性材料で形成されており、電池ケース１００内の圧力が増加して所定値になると封口板１２０側（電池の外部側）に向かって変形する弁の機能を有するものである。変形板４０の電極体側の面には正極集電体１０が接続される。以上より、通電経路は、電極体の正極から正極集電体１０、変形板４０、導電部材３０そして正極端子１３０の順で形成されていることになる。
変形板４０の中央部以外と正極集電体１０との間に第１絶縁部材５０が配置されている。第１絶縁部材５０は、変形板４０と正極集電体１０とが接続された変形板の中央部に該当する部分に貫通孔が設けられている。
第１絶縁部材５０は、封口板１２０側に支持されている。具体的には、第１絶縁部材５０は、第２絶縁部材１５０と係合により接続されることにより、封口板１２０側に支持されている。また、第１絶縁部材５０は、導電部材３０に係合により接続されることにより、封口板１２０側に支持されている。
第１絶縁部材５０は爪部５５を有し、この爪部５５が第２絶縁部材１５０にラッチ固定されている。また、第１絶縁部材５０は爪部５６を有し、この爪部５６が導電部材３０のフランジ部３３に接続されている。なお、爪部５５及び爪部５６はそれぞれ、第１絶縁部材５０の外周縁部分に形成されている。
図７に示すように正極集電体１０は、第１絶縁部材５０に対向して封口板１２０と平行に配置されているベース部１２と、このベース部１２から折り曲げられて正極芯体露出部１４１に電気的に接続されるリード部１４を有している。ベース部１２は略矩形であり、リード部１４はベース部１２の長辺の一つから延びている。ベース部１２には、リード部１４が一つのみ設けられている。なお、図７はリード部１４をベース部１２の長辺の一つに沿って折り曲げる前の状態を示している。この正極集電体１０は、アルミニウム板を打ち抜きにより作製したものを使用している。
正極集電体１０のベース部１２には、中央部に貫通孔が形成されている。そして図５、図７に示すように、ベース部１２の中央部の貫通孔の両側にも２つの両脇側の貫通孔がそれぞれ形成されている。さらに、ベース部１２の外周縁にそれぞれ半円形の２つの切り欠きが形成されている。ベース部１２の外周縁に設けられた２つの切り欠きのうちの一方は、ベース部１２においてリード部１４が設けられた長辺に形成されている。ベース部１２の外周縁に設けられた２つの切り欠きのうちの他方は、ベース部１２においてリード部１４が設けられた長辺とは異なる側の長辺とリード部１４に近い側の短辺の間のコーナー部に形成されている。
また、封口板１２０の長手方向において、一方の切り欠きの一部と他方の切り欠きの全体は、ベース部１２の中央部の貫通孔のリード部１４側の端部よりも、リード部１４側に設けられている。
また、 第１絶縁部材５０には、正極集電体１０のベース部１２の中央に設けられた貫通孔に相対する貫通孔が設けられ、その両側には、正極集電体１０のベース部１２に設けられた両脇側の２つの貫通孔に対応する位置にそれぞれ突起部が形成され、半円形の切り欠きに対応する位置にもそれぞれ突起部が形成されている。
これらの第１絶縁部材５０の突起部をそれぞれ正極集電体１０の両脇側の貫通孔及び切り欠きに挿入し、突起部の先端部を加熱し拡径することにより第１絶縁部材５０と正極集電体１０のベース部１２とが固定される。先端部が拡径された突起部は、両脇側の貫通孔にはまり込んだ第１固定部６１及び第２固定部６２および切り欠きにはまり込んだ第３固定部６３、第４固定部６４となっている。
図７に示すように、第１固定部６１と第２固定部６２の間において、正極集電体１０のベース部１２が変形板４０と電気的に接続されている。また、封口板１２０の長手方向において、第３固定部６３の一部及び第４固定部６４の全体は、ベース部１２と変形板４０が電気接続された部分のリード部１４側の端部よりもリード部１４側に位置する。
このような構成により、電池に振動・落下等により衝撃が加わって電極体１１０が移動することによって正極集電体１０のリード部１４が引っ張られても、正極集電体１０と変形板４０との接続部に加わるストレスは接続部の両側においてより効果的に抑制される。
正極集電体１０のベース部１２の中央部の貫通孔の周囲部分には、他の部分よりも厚さが薄くされた薄肉領域１８が設けられており、薄肉領域１８の外周近傍には、貫通孔を囲むように環状のノッチ部１５が形成されている。このノッチ部１５は厚みが薄肉領域１８よりも薄くなるように溝状に設けられたものであり、断面形状がＶ字状となるようにすることが好ましい。また薄肉領域１８の内周縁には内周リブ部１９が設けられ、この内周リブ部１９において変形板４０と複数箇所レーザ溶接されて変形板４０と正極集電体１０とが電気的に接続されている。
本実施形態における電流遮断機構２００の動作は次の通りである。電池ケース１００内の圧力が大きくなっていき所定値になった時に、変形板４０は封口板１２０側（電池の外部側）に向かって変形する。その変形によって、ノッチ部１５が全周破断して変形板４０と正極集電体１０との電気的接続が断たれ、電流が遮断される。
第１絶縁部材５０は比較的柔らかく、ヤング率の低い物質、例えばヤング率が２００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下、好ましくは３００ＭＰａ以上６００ＭＰａであるペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等からなることが好ましい。中でもＰＦＡが好ましい。ヤング率はＡＳＴＭ Ｄ６３８により測定した値である。このように第１絶縁部材５０が比較的柔らかいため、第１絶縁部材５０の第２絶縁部材１５０への填め込みが行いやすく、ラッチ固定しやすい。
ところで、第１絶縁部材５０には正極集電体１０を通じて電極体１１０の重量がかかってくる。そして、例えば、第２固定部６２は、第１絶縁部材５０において封口板１２０側に支持された位置（封口板１２０の長手方向における、第１絶縁部材５０のリード部１４側の端部に形成された爪部５５及び爪部５６）よりも、変形板４０と正極集電体１０の接続部に近い位置にある。このため、第１絶縁部材５０の封口板１２０側との支持位置を支点として第１絶縁部材５０に電極体１１０側へ電極体１１０の重量によるモーメントが作用する。前記のモーメントにより第１絶縁部材５０が電極体１１０側に撓むように変形するおそれがある。特に、第１絶縁部材５０が柔らかい樹脂からなる場合等は、撓みが顕著となる。仮に、第１絶縁部材５０が変形すると、正極集電体１０に設けられた薄肉領域１８やノッチ部１５等の脆弱部の形状が変化したり、変形板４０と正極集電体１０との接続部分が歪む等して、電池ケース１００内の圧力が所定値となっても、電流遮断機構２００が正常に作動しないおそれがある。例えば、変形板４０が変形した際に、ノッチ１５の一部が切断されずに残り、電流が遮断されないおそれが生じ得る。あるいは、圧力が所定値になる前に電流遮断機構２００が作動したり、所定値を超えてから作動したりして、作動し始める圧力が変動してしまうおそれがある。
本実施形態では、ベース部１２と変形板４０が電気接続された部分の一方側に第１固定部６１が形成され、他方側に第２固定部６２が形成されており、更に特定の位置に第３固定部６３及び第４固定部６４が形成されている。このため、リード部１４に比較的に近い位置に、他の部分よりも肉厚な部分（電極体側に突き出している）である第２固定部６２、第３固定部６３及び第４固定部６４が形成されており、第１絶縁部材５０においてリード部１４に近い部分の機械的強度が向上するとともに、負荷を分散できるため第１絶縁部材５０の撓みを抑制できる。よって、電流遮断機構の作動圧が所定の値から大きく変化することを抑制でき、信頼性の高い二次電池となる。
なお、ベース部１２の外周縁において、第３固定部６３と第４固定部６４の間にリード部１４が配置されるようにすると、第１絶縁部材５０の撓みをより効果的に抑制できる。
また、封口板１２０の長手方向において、第３固定部６３の少なくとも一部が、ベース部１２と変形板４０が電気接続された部分のリード部１４側の端部よりもリード部１４側に位置し、第４固定部６４の全体が、ベース部１２と変形板４０が電気接続された部分のリード部１４側の端部よりも、リード部１４側に位置することが好ましい。
第３固定部６３と第４固定部６４の間に第２固定部６２が配置されていることが好ましい。これにより、リード部１４を介しての電極体１１０の重量が第１絶縁部材５０にかかっても、第２固定部６２、第３固定部６３及び第４固定部６４が、第１絶縁部材５０が変形しないようにより確実に支えることができる。なお、図７に示すように、第２固定部６２、第３固定部６３及び第４固定部６４が、略一直線上に配置される構成であると、より効果的である。
特に、二次電池の高容量化に伴い、電極体１１０が大型になって重量が大きくなると、第１固定部６１，第２固定部６２，第３固定部６３及び第４固定部６４を設けて第１絶縁部材５０の機械的強度を向上させる効果が大きい。電極体１１０の重量が１００ｇ以上で、第１固定部６１，第２固定部６２，第３固定部６３及び第４固定部６４を除く第１絶縁部材５０の部分、すなわち変形板４０と正極集電体１０とに挟まれた部分の厚みが１．０ｍｍ以下である場合に、第１固定部６１，第２固定部６２，第３固定部６３及び第４固定部６４を設ける効果が特に顕著となる。
なお、上述の実施形態では、第１絶縁部材５０が封口板１２０の側に支持される方法として、第１絶縁部材５０が第２絶縁部材１５０に接続されると共に、第１絶縁部材５０が導電部材３０に接続される例を示した。しかしながら、第１絶縁部材５０が封口板１２０の側に支持される方法は特に限定されず、第１絶縁部材５０が第２絶縁部材１５０に接続されるのみであってもよいし、第１絶縁部材５０が導電部材３０に接続されるのみであってもよい。また、第１絶縁部材５０が封口板１２０に接続されるようにしてもよい。
但し、第１絶縁部材５０が第２絶縁部材１５０に接続されると共に、第１絶縁部材５０が導電部材３０に接続されることがより好ましい。これにより、第１絶縁部材５０がより強固に封口板１２０の側に支持される。また、図５に示すように、第１絶縁部材５０と第２絶縁部材１５０との接続部及び第１絶縁部材５０と導電部材３０との接続部が、封口板１２０に対して垂直な方向において一直線上に並ぶように配置されることが好ましい。即ち、第１絶縁部材５０と導電部材３０との接続部の真上に、第１絶縁部材５０と第２絶縁部材１５０との接続部が配置されることが好ましい。
正極端子１３０と導電部材３０が別部品からなる例を示したが、正極端子１３０と導電部材３０を一つの部品とすることも可能である。
図５に示すように、矩形の封口板１２０の長手方向において、導電部材３０に設けられた正極端子１３０が挿入される貫通孔が、導電部材３０の中心よりも正極集電体１０のリード部１４が配置される側に偏って配置されていることが好ましい。このような構成であると、正極端子１３０により封口板１２０、第２絶縁部材１５０、及び導電部材３０が固定された部分と、正極集電体１０や第１絶縁部材５０において電極体の重量がかかり易い部分との距離を小さくすることができる。よって、各部品の撓み等をより確実に防止できるため、より好ましい。
（実施形態２）
実施形態２は、図８，９に示すように第１絶縁部材５０１の形状が実施形態１の第１絶縁部材５０とは異なっており、それ以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なる点のみを以下に説明する。
本実施形態の第１絶縁部材５０１は正極集電体１０のベース部１２よりも一回り大きい平面視で略長方形状（長方形の角部がＲ化又はカットされたような形状）に形成されており、ベース部１２の外周を取り囲むようにリブ５２が形成されている。なお、図７に示すように、リード部１４が延びている部分にはリブ５２は形成されていない。リブ５２は、リブ５２以外の第１絶縁部材５０の部分（第１固定部６１，第２固定部６２，第３固定部６３及び第４固定部６４を除く）よりも厚さが大きく形成されている。
本実施形態では、上述のような電流遮断機構２００が正常に作動しないことを防止するため、第１固定部６１，第２固定部６２，第３固定部６３及び第４固定部６４に加えて、第１絶縁部材５０１にリブ５２を設けて第１絶縁部材５０１の機械的強度を上げている。つまり、平面視で略長方形状の平板形状の第１絶縁部材５０１の外周縁に、中央部よりも肉厚な部分（電極体側に突き出している）であるリブ５２を設けることで、第１絶縁部材５０１における正極集電体１０との固定部に鉛直下方に電極体１１０の重量が加えられても第１絶縁部材５０１が変形することを、さらに効果的に防止している。
リブ５２は第１絶縁部材５０１の外周縁に沿ってできるだけ長く形成されると、その分第１絶縁部材５０１の強度が向上するので好ましい。但し、本実施形態では第１絶縁部材５０１に固定される正極集電体１０のリード部１４が、第１絶縁部材５０１と相対する範囲を超えて延びるように形成されているので、そのリード部１４が第１絶縁部材５０１の外周縁を横切る部分にはリブ５２を形成していない。従って、リブ５２はリード部１４を挟んで第１絶縁部材５０１の外周縁に沿って延びており、リード部１４の存する部分を除いた外周縁全周に形成されている。なお、リード部１４は正極集電体１０が第１絶縁部材５０１に固定された後で第１絶縁部材５０１に対して略垂直に折り曲げられるため、折り曲げられた後では、第１絶縁部材５０１のうちリブ５２が存していない部分にリード部１４は相対しない場合がある。
なお、第１絶縁部材５０１の外周縁の全周にリブ５２を設けることも可能である。この場合は、リード部１４がベース部１２に対して折り曲げ加工された正極集電体１０を用いる。
リブ５２の第１絶縁部材５０１の外周縁に沿った長さは、リブ５２の第１絶縁部材５０１の外周縁の長さに対して３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
第１絶縁部材５０１の変形は、正極集電体１０のベース部１２とリード部１４との境界部の近傍で生じやすい。従って、第１絶縁部材５０１の外周縁のうち、正極集電体１０のベース部１２とリード部１４との境界部に近接する一つの長辺（封口板１２０の長手方向に沿って延びる辺）と一つの短辺（封口板１２０の短手方向に沿って延びる辺）のそれぞれに平面視で線状のリブ５２が設けられていることが好ましい。
また、第１絶縁部材５０１の外周縁のうち、長辺に沿って形成されたリブ５２の幅（封口板１２０に対して平行で、且つ長辺に対して垂直な方向の幅）は、短辺に沿って形成されたリブ５２の幅（封口板１２０に対して平行で、且つ短辺に対して垂直な方向の幅）よりも大きいことが好ましい。
（その他の実施形態）
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。
本願発明の二次電池は、非水電解質二次電池に対しても、ニッケル−水素二次電池等のアルカリ二次電池に対しても適用可能である。また、変形板は、正極集電体及び負極集電体の何れか一方に接続されていれば所定の作用効果が奏されるが、両方に接続されていてもよい。
電池ケースは、直方体形状（角形）に限定されず、有底の円筒形状であってもよい。また、導電部材の筒状部も、筒の横断面が長方形に限定されず、円形や楕円形、多角形であっても構わない。
電流遮断機構の、電流の遮断が行われる脆弱部分は、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方に設けられていてもよいし、変形板に設けられていてもよいし、集電体と変形板との接続部分に設けられていてもよい。あるいは、集電体と変形板とを金属箔で接続して、この金属箔を脆弱部分としてもよく、例えば集電体に開口を設け、この開口を塞ぐように金属箔を集電体に接続するとともに、変形板にも金属箔を接続させる形態が考えられる。また、脆弱部分は、周辺部分よりも薄肉にした薄肉部にしてもよいし、切り込みやノッチなどにしてもよく、あるいは溶接部分（溶接ナゲット）としてもよい。
１０ 正極集電体
１２ ベース部
１４ リード部
２０ 負極集電体
３０ 導電部材
３２ 筒状部
４０ 変形板
５０ 第１絶縁部材
５０１ 第１絶縁部材
５２ リブ
６１ 第１固定部
６２ 第２固定部
６３ 第３固定部
６４ 第４固定部
１００ 電池ケース
１１０ 電極体
１２０ 封口体
１３０ 正極端子（外部端子）
１３２ 負極端子（外部端子）
１５０ 第２絶縁部材

Claims (10)

  1. 開口を有する電池ケースと、
    前記電池ケースに収納された、正極および負極を含む電極体と、
    前記正極に電気的に接続された正極集電体と、
    前記負極に電気的に接続された負極集電体と、
    前記電池ケースの前記開口を封口する封口体と、
    前記封口体において外部に露出している外部端子と、
    前記封口体と前記電極体との間に位置していて、前記外部端子に電気的に接続され、筒状部を有する導電部材と、
    前記筒状部の開口部分を密閉しており、前記導電部材に電気的に接続されると共に前記正極集電体又は前記負極集電体に電気的に接続され、前記電池ケース内の圧力が所定値となったときに変形することによって前記正極集電体又は前記負極集電体との電気的接続が断たれる変形板と、
    前記変形板と前記正極集電体又は前記負極集電体との間に配置され、前記封口体の側に支持された第１絶縁部材と
    を備え、
    前記正極集電体又は前記負極集電体は、前記第１絶縁部材に対向しているベース部と前記ベース部の端部から延びて前記電極体に接続しているリード部とを有し、
    前記ベース部と前記第１絶縁部材とを固定する固定部が前記第１絶縁部材に設けられており、
    前記固定部は、少なくとも第１固定部、第２固定部、第３固定部及び第４固定部を含み、
    前記第１固定部及び前記第２固定部の間において、前記正極集電体又は前記負極集電体の前記ベース部が前記変形板と電気的に接続されており、
    前記第２固定部の方が前記第１固定部よりも前記リード部に近い位置に配置されており、
    前記第２固定部は、前記第１絶縁部材の前記封口体側への支持位置よりも、前記ベース部と前記変形板が電気接続された部分に近い位置にあり、
    前記第３固定部の少なくとも一部及び前記第４固定部の少なくとも一部は、前記封口体の長手方向において、前記ベース部と前記変形板が電気接続された部分の前記リード側の端部よりも前記リード側で、かつ前記ベース部の外周縁に設けられている、角形二次電池。
  2. 前記ベース部に前記リード部が一つのみ設けられている、請求項１に記載の角形二次電池。
  3. 前記第１絶縁部材はヤング率が１５００ＭＰａ以下の樹脂からなっている、請求項１又は２に記載の角形二次電池。
  4. 前記第１絶縁部材の前記電極体側の面の外周縁部に、前記電極体側に突出すると共に前記ベース部の外周縁に沿って延びるリブが設けられている、請求項１から３のいずれか一つに記載の角形二次電池。
  5. 前記第１絶縁部材において、前記リブは前記リード部を間に挟んで前記ベース部の外周縁に沿って延びている、請求項４に記載の角形二次電池。
  6. 前記電極体の重量は１００ｇ以上であり、
    前記第１絶縁部材のうち、前記変形板と前記ベース部との間に位置している領域の厚みが１．０ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれか一つに記載の角形二次電池。
  7. 前記第３固定部及び第４固定部の間に前記第２固定部が配置されている、請求項１から６のいずれか一つに記載の角形二次電池。
  8. 前記固定部は前記第１絶縁部材に設けられた突起であり、
    前記正極集電体又は前記負極集電体の前記ベース部に設けられた開口又は切り欠き部に前記突起が嵌合されることによって、前記第１絶縁部材と、前記正極集電体又は前記負極集電体とが固定されている、請求項１から７のいずれか一つに記載の角形二次電池。
  9. 前記封口体と前記導電部材の前記筒状部との間には第２絶縁部材が配置されており、
    前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材とは接続されている、請求項１から８のいずれか一つに記載の角形二次電池。
  10. 前記第１絶縁部材と前記導電部材とは接続されている、請求項１から９のいずれか一つに記載の角形二次電池。
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