JP6121568B2 - 角形二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、車載用途等に使用される角形二次電池に関する。
従来、再充電可能な二次電池の分野では、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかし、電気機器の小型化、軽量化が進むに連れ、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が着目され、その研究、開発および商品化が急速に進められている。また、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モーターで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が各自動車メーカーで開発され、その電源として高容量で高出力な二次電池が求められるようになっている。
このような要求に合致する電源として、高電圧の非水溶液系のリチウムイオン二次電池が注目されている。特に、扁平箱型の電池容器を備えた角形リチウムイオン二次電池は、パック化した際の体積効率が優れているため、ＨＥＶ、ＥＶ、またはその他の機器に搭載される電源として需要が増大している。このような密閉型の電池容器を備える角形二次電池では、例えば、過充電、過昇温、または外力による破損によって、電池容器の内部の圧力が上昇する場合がある。
このような場合に電流を遮断する電流遮断機構を備えた非水電解質二次電池が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。特許文献１に記載の非水電解質二次電池は、外装缶内部の圧力が上昇したときに破断して通電を遮断する脆弱部を備えている。脆弱部は、中央部分がダイヤフラムの電池内側面に接続され、その周辺がダイヤフラムの下方に位置する集電タブに接続され、ダイヤフラムが変形し浮き上がったときに破断してダイヤフラムへの通電を遮断する。
特開２００８−６６２５４号公報
特許文献１に記載された非水電解質二次電池では、ダイヤフラムがホルダー穴を覆うようにタブ受入部の電池外方側に配置され、かつその中央部底面がホルダー穴を介して脆弱部に通電可能に接着され、電池内ガス圧が脆弱部およびダイヤフラムの電池内方面に作用する構造とされている。この構造により、耐衝撃性、耐振動性に優れた電流遮断機構付き非水電解質二次電池を提供するとしている。
しかし、特許文献１に記載された非水電解質二次電池では、外部からの衝撃や振動によって外装缶内部の電極体が振動または揺動すると、該電極体に接続された集電タブ部材の集電板接続部から挿入部に振動が直接的に伝達され、または、ねじれなどの応力が作用する。このような挿入部に作用する振動や応力によって、挿入部が有する脆弱部が損傷または破断して電流遮断機構が誤作動を起こす虞がある。
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耐振動性、耐衝撃性に優れ、電池容器内の内圧上昇時に電流経路を確実に安定して遮断することができる角形二次電池を提供することにある。
前記の目的を達成すべく、本発明の角形二次電池は、捲回電極群に接続された集電板と、電池容器の外部に配置された外部端子との間の電流経路に配置され、前記電池容器内の内圧上昇によって該電流経路を遮断する電流遮断部を備えた角形二次電池であって、前記電流遮断部は、前記外部端子に電気的に接続されて前記電池容器内の内圧上昇によって変形するダイヤフラムと、該ダイヤフラムと接続されて該ダイヤフラムの変形によって該接続が断たれる接続板と、該接続板と前記集電板とを連結する連結部とを有し、前記連結部の剛性が前記集電板の剛性よりも低いことを特徴とする。
本発明によれば、連結部の剛性が集電板の剛性よりも低いので、外部からの振動や衝撃によって電池容器内部の捲回電極群と集電板が振動または揺動しても、連結部によって集電板と接続板との相対的な変位を許容することができる。これにより、集電板から接続板への振動の伝達が抑制され、また、集電板から接続板に作用する応力が緩和され、接続板とダイヤフラムとの接続が、振動や衝撃等の外部要因によって断たれることが防止される。したがって、耐振動性、耐衝撃性に優れ、電池容器内の内圧上昇時に電流経路を確実に安定して遮断することができる角形二次電池を提供することができる。
前記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の実施形態１に係る角形二次電池の斜視図。 図１に示す角形二次電池の分解斜視図。 図１に示す角形二次電池の捲回電極群の分解斜視図。 図１に示す角形二次電池の電流遮断部の拡大断面図。 図４Ａに示すダイヤフラムに接合される接続板の接合部の拡大断面図。 図４Ａに示す電流遮断部とその周辺の部材の分解斜視図。 図４Ａに示す電流遮断部の変形例１を示す拡大断面図。 図４Ａに示す電流遮断部の変形例２を示す拡大断面図。 図４Ａに示す電流遮断部の変形例３を示す拡大断面図。 図４Ａに示す電流遮断部の変形例４を示す拡大断面図。 図４Ａに示す電流遮断部の変形例５を示す拡大断面図。 図１０Ａに示す電流遮断部の連結部を示す拡大断面図。
以下、本発明の角形二次電池の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る角形二次電池１の斜視図である。図２は、図１に示す角形二次電池１の分解斜視図である。図３は、図２に示す捲回電極群４０の一部を展開した分解斜視図である。
角形二次電池１は、例えばリチウムイオン二次電池であり、扁平な角形の電池容器２を備えている。電池容器２は、開口部４ａを有する矩形箱状の電池缶４と、電池缶４の開口部４ａを封止する電池蓋３により構成されている。以下の説明では、平面視で長方形の電池蓋３の長辺に沿う方向を電池容器２の長手方向といい、短辺に沿う方向を電池容器２の短手方向という。電池缶４および電池蓋３は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金によって製作され、電池蓋３が電池缶４の開口部の全周に亘って、例えばレーザ溶接により接合されることで、電池容器２が密閉されている。電池容器２の内部には、図示を省略する絶縁シートを介して捲回電極群４０が収容されている。
捲回電極群４０は、図３に示すように、セパレータ４３，４４を介して積層した正極電極４１および負極電極４２からなる積層体を捲回して扁平な形状に成形することで設けられている。捲回電極群４０は、帯状の積層体の延在方向に、例えば約１０Ｎの引張荷重をかけながら捲回される。このとき、捲回電極群４０は、帯状の積層体の幅方向すなわち捲回軸方向の両端部における正極電極４１、負極電極４２およびセパレータ４３，４４の端部が一定の位置になるように蛇行制御しながら捲回される。
正極電極４１は、正極箔の両面に正極合剤層４１ａが形成され、幅方向すなわち捲回電極群４０の捲回軸方向の一方の側縁に、正極箔が露出した箔露出部４１ｂを有している。負極電極４２は、負極箔の両面に負極合剤層４２ａが形成され、幅方向すなわち捲回電極群４０の捲回軸方向の他方の側縁に、負極箔が露出した箔露出部４２ｂを有している。正極電極４１および負極電極４２の箔露出部４１ｂ，４２ｂは、幅方向すなわち捲回軸方向において互いに反対側に位置するように捲回される。
正極電極４１は、例えば以下の手順で作製することができる。まず、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）と、を添加する。これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加し、混練して正極合剤を作製する。この正極合剤を正極箔である厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に箔露出部４１ｂを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極合剤層４１ａの厚さが、例えば９０μｍの正極電極４１を得ることができる。
本実施の形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。
負極電極４２は、例えば以下の手順で作製することができる。まず、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練して負極合剤を作製する。この負極合剤を、負極箔である厚さ１０μｍの銅箔の両面に箔露出部４２ｂを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極合剤層４２ａの厚さが、例えば７０μｍの負極電極４２を得ることができる。
本実施の形態では、負極活物質として非晶質炭素を例示したが、負極活物質は特に限定されず、例えば、リチウムイオンを挿入および脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料等を用いることができる。また、負極活物質の粒子形状についても特に限定されず、例えば、鱗片状、球状、繊維状、塊状等であってもよい。
また、本実施の形態では、結着剤としてＰＶＤＦを例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。
セパレータ４３，４４は、例えばポリエチレン製の微多孔性を有する絶縁材料からなり、正極電極４１と負極電極４２とを絶縁する役割を有している。負極電極４２の負極合剤層４２ｂは、正極電極４１の正極合剤層４１ａよりも幅方向に大きく、これにより正極合剤層４１ａは必ず負極合剤層４２ａに挟まれるように構成されている。
正極、負極電極４１，４２の箔露出部４１ｂ，４２ｂは、捲回電極群４０の平坦な部分で束ねられている。箔露出部４１ｂ，４２ｂは、図２に示すように、それぞれ、電池蓋３の下方から電池缶４の底面に向けて電池容器２の高さ方向に延びる平板状の正極、負極集電板２１,３１の接合片２１ａ，３１ａに、例えば、抵抗溶接または超音波溶接によって接合されて固定されている。これにより、捲回電極群４０は、正極、負極電極４１，４２が、それぞれ正極、負極集電板２１，３１に電気的に接続されている。なお、正極、負極電極４１，４２と交互に積層されたセパレータ４３，４４は、負極合剤層４２ａの幅よりも広いが、両側に箔露出部４１ｂ，４２ｂを露出させる幅とされているので、箔露出部４１ｂ，４２ｂを束ねて溶接する際の支障にはならない。
正極集電板２１は、絶縁部材６５を介して電池蓋３の下面に固定され、電池容器２の内部に配置される。正極外部端子６１は、絶縁部材６４を介して電池蓋３の上面に固定され、電池容器２の外部に配置される。詳細は後述するが、正極集電板２１と正極外部端子６１との間の電流経路に電流遮断部６０（図４Ａ参照）が設けられている。電流遮断部６０は、電池容器２内の内圧が所定の圧力まで上昇したときに、内圧上昇によって正極集電板２１と正極外部端子６１との間の電流経路を遮断する。
負極集電板３１は、絶縁部材７４を介して電池蓋３の下面に固定され、それぞれ電池容器２の内部に配置される。負極外部端子７１は、絶縁部材７５を介して電池蓋３の上面に固定され、電池容器２の外部に配置される。図示は省略するが、負極集電板３１と負極外部端子７１は、電池蓋３を貫通する接続端子によってかしめ固定され、該接続端子を介して電気的に接続されている。負極集電板３１および負極外部端子７１は、例えば、銅または銅合金によって製作されている。
電池蓋３に正極、負極外部端子６１，７１および正極、負極集電板２１，３１等が固定されることで蓋組立体１０が構成されている。さらに、捲回電極群４０の箔露出部４１ｂ，４２ｂが、接合片２１ａ，３１ａに接合されて固定され、捲回電極群４０が正極、負極集電板２１，３１の間に支持されることで、発電要素５０が構成されている。
電池蓋３は、長手方向の一端と他端に固定された正極外部端子６１と負極外部端子７１の間に、電解液を注入するための注液孔１１と、電池容器２内部の圧力が所定値を超えて上昇したときに開裂するガス排出弁１３を備えている。電池容器２は、電池蓋３の注液孔１１から内部に非水電解液が注入された後、注液孔１１に注液栓が、例えばレーザ溶接によって接合されることで密閉される。
電池容器２に注入する非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。なお、非水電解液は、リチウム塩や有機溶媒に制限されない。一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いるようにしてもよい。
電解質としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよく、混合配合比についても特に限定されない。
（電流遮断部）
図４は、図１に示す角形二次電池１の電池容器２の長手方向に沿う断面において、電流遮断部６０およびその近傍を示す拡大断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示すダイヤフラム６８に接合される接続板２４の接合部２４ｄの拡大図である。図５は、図４Ａに示す各部材の分解斜視図である。
本実施の形態の電流遮断部６０は、主に、以下に説明する接続板２４とダイヤフラム６８によって構成されている。以下、電流遮断部６０の構成について、詳細に説明する。
前述のように、捲回電極群４０の正極電極４１の箔露出部４１ｂに接続された正極集電板２１は、電池蓋３と平行な平板状の基部２２が、絶縁部材６５を介して電池蓋３の下面に固定され、電池容器２の内部に配置される。図５に示すように、正極集電板２１は、電池蓋３の下面に対向する平板状の基部２２に固定孔２２ａを有している。なお、基部２２の固定孔２２ａは、基部２２を流れる電流の最短経路を避けるように配置することが好ましい。絶縁部材６５は、例えば絶縁性の樹脂材料によって製作され、正極集電板２１の基部２２の固定孔２２ａに挿入される固定用凸部６５ａを有している。
正極集電板２１は、基部２２の固定孔２２ａに絶縁部材６５の固定用凸部６５ａを挿入して熱溶着することで絶縁部材６５に固定され、基部２２と電池蓋３とが間隔Ｇ１をあけて平行に配置されている。正極集電板２１の基部２２の一端には、連結部２３を介して接続板２４が連結され、正極集電板２１と接続板２４とが電気的に接続されている。正極集電板２１の基部２２は、連結部２３に隣接する端部が、絶縁部材６５を介して電池蓋３に固定されている。なお、接続板２４および連結部２３は、正極集電板２１の一部とみなすこともできる。
接続板２４は、電池容器２の長手方向に延び、平面視で長方形の形状を有する平板状の部材である。接続板２４の長手方向の両端には固定孔２４ｅが設けられている。なお、接続板２４の固定孔２４ｅは、連結部２３を介して正極集電板２１の基部２２からダイヤフラム６８へ流れる電流の最短経路を避けるように配置することが好ましい。絶縁部材６５の固定用凸部６５ａを接続板２４の固定孔２４ｅに挿入して熱溶着することで、接続板２４の長手方向の両端が絶縁部材６５に固定されている。接続板２４は、連結部２３に隣接する端部が、絶縁部材６５を介して電池蓋３に固定されている。接続板２４は、電池蓋３と間隔Ｇ２をあけて平行に配置されている。
正極集電板２１の基部２２と電池蓋３との間隔Ｇ１は、接続板２４と電池蓋３との間隔Ｇ２よりも狭くなっている。すなわち、接続板２４は、電池容器２の外方を向く面が、正極集電板２１の基部２２の電池容器２の外方を向く面よりも電池容器２の内方側に一段低い位置に配置され、正極集電板２１の基部２２の電池容器２内方を向く面と同じ高さに配置されている。これにより、接続板２４と正極集電板２１の基部２２との間に電池蓋３と垂直な方向の段差が形成されている。この段差によって、電池蓋３と接続板２４との間に、電池容器２の内方に向けて凸形状を有するダイヤフラム６８、導電板６３および絶縁部材６５を配置するスペースが確保されている。
接続板２４の電池容器２外方を向く面には、段差状の凹部２４ａが設けられ、凹部２４ａの中央部にさらに薄肉部２４ｂが設けられている。薄肉部２４ｂは、接続板２４の肉厚が凹部２４ａにおける肉厚よりもさらに薄肉化されて、凹部２４ａの内側に段差状に形成された部分である。接続板２４は、凹部２４ａおよび薄肉部２４ｂが形成されることで、電池容器２外方を向く面に電池蓋３に垂直な厚さ方向の２段の段差が形成されているが、電池容器２内方を向く面は平坦になっている。
接続板２４は、薄肉部２４ｂに、ダイヤフラム６８の突起部６８ａが接合される接合部２４ｄと、該接合部２４ｄの周囲に設けられた脆弱部２４ｃを有している。脆弱部２４ｃは、例えば、薄肉部２４ｂの厚さ方向に凹設された環状溝であり、脆弱部２４ｃが形成された部分において接続板２４の肉厚が最も薄く、破断しやすくなっている。脆弱部２４ｃは、接合部２４ｄの周囲に、接合部２４ｄを囲むように設けられている。接続板２４の凹部２４ａにダイヤフラム６８の電池容器２内方側の一部が収容され、その内側の薄肉部２４ｂに設けられた脆弱部２４ｃの内側の接合部２４ｄに、ダイヤフラム６８の頂部の突起部６８ａが接合されている。
接続板２４は、長手方向の連結部２３に隣接する端部とその反対側の端部が、絶縁部材６５を介して電池容器２の電池蓋３に固定されている。これにより、接続板２４は、接合部２４ｄと連結部２３との間の部分が、絶縁部材６５を介して電池蓋３に固定されている。また、ダイヤフラム６８が接合される接続板２４の接合部２４ｄは、絶縁部材６５を介して電池蓋３に固定された接続板２４の長手方向の両端部の間に配置されている。接続板２４は、連結部２３を介して正極集電板２１の基部２２に連結され、接続板２４と電気的に接続されている。
図５に示すように、連結部２３は、正極集電板２１の基部２２および接続板２４を連結する板状の部材であり、厚さ方向に屈曲されてＳ字状に湾曲している。電池容器２の短手方向における連結部２３の幅は、少なくとも正極集電板２１の基部２２の連結部２３側の端部に設けられた一対の固定孔２２ａ，２２ａの間隔よりも広く、かつ接続板２４の連結部２３側の端部に設けられた一対の固定孔２４ｅ，２４ｅの間隔よりも広いことが好ましい。連結部２３の幅は、正極集電板２１の基部２２の幅と等しく、かつ接続板２４の幅と等しいことがより好ましい。このように連結部２３の幅を広くすることで、連結部２３の強度を確保すると共に、連結部２３の電気抵抗を低下させることができる。
連結部２３の剛性は、正極集電板２１および接続板２４の剛性よりも低くされている。本実施形態では、図５に示すように、連結部２３の厚さＴ３は、正極集電板２１の基部２２の厚さＴ２および接続板２４の厚さＴ４よりも薄くされている。連結部２３の厚さＴ３は、例えば、０．３ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下とすることができる。正極集電板２１、連結部２３および接続板２４は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の導電性を有する金属材料を、鍛造によって一体的に成形して製作することができる。
連結部２３は、正極集電板２１の基部２２と接続板２４との間で屈曲部２３ａを有しているが、厚さＴ３は一様になっている。
ダイヤフラム６８は、内側に空洞を有する椀形の形状を有し、電池缶４の内方へ向く凸形状に形成されている。ダイヤフラム６８の平面形状は、例えば長円形、レーストラック形状、または楕円形等の電池容器２の長手方向に延びる形状を有していることが好ましい。ダイヤフラム６８は、電池容器２の内方側から外方側に、突起部６８ａと、該突起部６８ａに隣接する天井部６８ｄと、該天井部６８ｄに隣接する側壁部６８ｃと、該側壁部６８ｃの端部に設けられた縁部６８ｂと、を有している。側壁部６８ｃは、電池蓋３に平行な導電板６３の電池缶４内方を向く面から電池缶４内方に向けて立ち上がる環状の側周壁である。天井部６８ｄは、ダイヤフラム６８の突起部６８ａに隣接する部分が、電池缶４の内方に向けて凸の曲面形状に形成された部分である。
ダイヤフラム６８は、電池缶４の内方へ向く凸形状の頂部の突起部６８ａが、接続板２４の接合部２４ｄに接合されている。突起部６８ａは、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ダイヤフラム６８の頂部が電池容器２の内方に向けて段差状に突出することで形成され、平坦な頂面と周側壁を有する内側が空洞の有底筒状の部分である。突起部６８ａの平面形状は、ダイヤフラム６８の平面形状に対応する形状に形成されている。
図４Ｂに示すように、突起部６８ａの頂面は、脆弱部２４ｃに囲まれた接合部２４ｄとその外側の薄肉部２４ｂに接し、接合部２４ｄに接合されている。
突起部６８ａの頂面には、接合部２４ｄに当接する段差部６８ｅが形成されている。段差部６８ｅは、突起部６８ａの頂面から電池容器２の内方に段差状に突出した部分である。段差部６８ｅと突起部６８ａの頂面との間の段差の高さは、突起部６８ａの頂面が接合部２４ｄの外側の薄肉部２４ｂに接した状態で、薄肉部２４ｂが電池容器２内方に向けて僅かに弾性変形して、接合部２４ｄが段差部６８ｅに所定の面圧で密着する高さに設定される。段差部６８ｅと突起部６８ａの頂面との間の段差の高さは、例えば１００μｍ以下に設定することができる。
段差部６８ｅの平面形状は、脆弱部２４ｃの外側にはみ出さない形状であれば特に限定されないが、例えば、脆弱部２４ｃの平面形状に沿った形状、または、接合部２４ｄの平面形状に対応した形状にすることができる。突起部６８ａの頂面の段差部６８ｅは、接合部２４ｄに所定の面圧で接した状態で、例えばレーザ溶接、抵抗溶接または超音波溶接によって接合される。
図４Ａに示すように、電池容器２外方側のダイヤフラム６８の開口の縁部６８ｂは、導電板６３に接合されている。
導電板６３は、接続端子６２を貫通させる貫通孔を有する平板状の部材であり、例えば、図５に示すように、ダイヤフラム６８の平面形状に対応する平面形状を有している。図４Ａに示すように、導電板６３は電池蓋３の下面に絶縁部材６５を介して配置され、正極外部端子６１から延びる接続端子６２によって電池蓋３にかしめ固定され、電池容器２の内部に配置されている。導電板６３の電池缶４の内方に向く面は、突起などを有さない平坦な面であり、ダイヤフラム６８の縁部６８ｂを係合させる環状の係合溝６３ａが形成されている。
ダイヤフラム６８は、縁部６８ｂの径方向外側に折り曲げられたフランジ状の部分を導電板６３の係合溝６３ａに係合させた状態で、例えばレーザ溶接、抵抗溶接または超音波溶接によって導電板６３に接合される。ダイヤフラム６８の突起部６８ａが接続板２４の接合部２４ｄに接合され、縁部６８ｂが導電板６３に接合されることで、接続板２４と導電板６３がダイヤフラム６８を介して電気的に接続されている。導電板６３には、正極外部端子６１から延びる接続端子６２が接続されている。
前述のように、正極外部端子６１は、絶縁部材６４を介して電池蓋３の上面に固定され、電池容器２の外部に配置される。正極外部端子６１は、電池容器２の長手方向に伸びる平板状に形成され、電池容器２の長手方向中央側の端部に接続端子６２が接続されている。接続端子６２は、例えば、正極外部端子６１と一体的に設けられている。
接続端子６２は、電池蓋３を貫通する中心軸線に沿って延び、正極外部端子６１と導電板６３とを接続する筒状の部材である。接続端子６２は、中心軸線に沿う貫通孔６２ｂを有する円筒状に設けられ、正極外部端子６１に接続された基部の外径よりも、電池容器２の内方に延びる先端部の外径が小さくなっている。接続端子６２は、正極外部端子６１から電池容器２の内方に延びて電池蓋３の貫通孔を貫通し、先端部が電池容器２の内部に配置された導電板６３の貫通孔を貫通し、先端がかしめられてかしめ部６２ａが設けられている。
これにより、接続端子６２は、絶縁部材６４，６５を介在させて、正極外部端子６１、電池蓋３、および導電板６３を一体的に固定すると共に、正極外部端子６１と導電板６３とを電気的に接続している。また、ダイヤフラム６８の縁部６８ｂが導電板６３に接合されることで、ダイヤフラム６８と導電板６３との間の空間が電池容器２の内部空間から隔絶される。ダイヤフラム６８と導電板６３との間の空間は、接続端子６２の貫通孔６２ｂによって電池容器２の外部空間と連通している。
正極外部端子６１は、絶縁部材６４を介して電池蓋３の上面に配置され、電池蓋３と電気的に絶縁されている。絶縁部材６４は、正極外部端子６１を係合させる凹部６４ａと、電池蓋３の貫通孔を露出させる開口部６４ｂを有している。接続端子６２と電池蓋３とは、ガスケット６６によって電気的に絶縁されている。ガスケット６６は、筒状に形成され、一端に径方向に拡がるフランジ状の部分が設けられている。絶縁部材６４およびガスケット６６は、例えば、絶縁性の樹脂材料によって製作されている。
以上の構成によって、正極集電板２１と、正極外部端子６１とは、接続板２４、ダイヤフラム６８、導電板６３および接続端子６２を介して電気的に接続されている。すなわち、正極集電板２１と正極外部端子６１との間の電流経路は、接続板２４、ダイヤフラム６８、導電板６３および接続端子６２によって構成され、主に接続板２４とダイヤフラム６８によって構成される電流遮断部６０は、該電流経路に配置されている。なお、正極集電板２１、接続板２４、ダイヤフラム６８、導電板６３、接続端子６２、および正極外部端子６１は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって製作されている。
図４Ａに示す各部材は、例えば、以下の手順によって組立てることができる。まず、電池蓋３の上面に絶縁部材６４およびガスケット６６を位置合わせして配置し、絶縁部材６４の開口部６４ｂに電池蓋３の貫通孔を露出させ、ガスケット６６の筒状の部分を電池蓋３の貫通孔に挿入する。次に、接続端子６２をガスケット６６の筒状の部分に挿通して電池蓋３の貫通孔を貫通させ、正極外部端子６１を絶縁部材６４の凹部に係合させる。
次に、電池蓋３の下面に絶縁部材６５を位置合せして配置し、絶縁部材６５の貫通孔に接続端子６２の先端部を挿通させる。さらに、接続端子６２の先端部を導電板６３の貫通孔に挿通させ、先端が拡径するように塑性変形させてかしめ部６２ａを形成する。これにより、正極外部端子６１、絶縁部材６４，６５、電池蓋３、ガスケット６６、および導電板６３が一体的にかしめ固定される。また、正極外部端子６１と導電板６３は接続端子６２によって電気的に接続され、絶縁部材６４，６５およびガスケット６６によって電池蓋３と電気的に絶縁される。
次に、導電板６３の係合溝６３ａにダイヤフラム６８の縁部６８ｂを係合させて溶接し、電池蓋３の下面の絶縁部材６５の固定用凸部６５ａを正極集電板２１の基部２２と接続板２４の固定孔２２ａ，２４ｅに挿入して熱溶着する。また、ダイヤフラム６８の突起部６８ａの頂面を接続板２４の接合部２４ｄに溶接する。これにより、正極集電板２１が絶縁部材６５およびダイヤフラム６８を介して電池蓋３に一体的に固定される。また、正極集電板２１と導電板６３が接続板２４およびダイヤフラム６８を介して電気的に接続されると共に、正極集電板２１が絶縁部材６５によって電池蓋３と電気的に絶縁される。
図示は省略するが、負極外部端子７１にも正極外部端子６１と同様の接続端子が接続されている。一方、負極側に接続板、導電板およびダイヤフラムは配置されていない。負極側では、負極外部端子７１から延びる接続端子の先端を、ガスケットおよび負極集電板３１の基部の貫通孔に挿通させる。さらに、接続端子の先端をかしめてかしめ部を形成することで、負極外部端子７１、絶縁部材７４，７５、ガスケット、電池蓋３および負極集電板３１が一体にかしめ固定される。また、負極外部端子７１と負極集電板３１は、接続端子によって電気的に接続され、絶縁部材およびガスケットによって電池蓋３と電気的に絶縁される。
以上により、図２に示す蓋組立体１０が構成され、さらに捲回電極群４０の捲回軸方向両端の箔露出部４１ｂ，４２ｂを束ねて、正極、負極集電板２１，３１の接合片２１ａ，３１ａに接合することで、発電要素５０が構成される。発電要素５０を電池缶４の開口部４ａから電池缶４の内部に挿入し、電池缶４の開口部４ａに電池蓋３を溶接し、注液孔１１から電池容器２の内部に非水電解液を注入し、注液孔１１に注液栓を溶接して電池容器２を密閉することで、図１に示す角形二次電池１が得られる。
次に、本実施の形態の角形二次電池１の作用について説明する。
角形二次電池１は、図４Ａに示すように、ダイヤフラム６８と導電板６３との間の空間が、接続端子６２の貫通孔６２ｂによって電池容器２の外部の空間と連通している。そのため、例えば、角形二次電池１の過充電、過昇温、または外力による破損によって電池容器２の内部の圧力が上昇すると、ダイヤフラム６８の電池容器２内方を向く面に作用する圧力が、電池容器２外方を向く面に作用する圧力よりも高くなる。これにより、ダイヤフラム６８には、ダイヤフラム６８を電池容器２内方から外方に向けて変形させる応力が作用するが、所定の圧力に達するまでは、ダイヤフラム６８の電池容器２の内方へ向く凸形状が概ね維持される。
電池容器２内の内圧がさらに上昇して、予め設定された所定の圧力に達すると、ダイヤフラム６８は、電池容器２外方に向けて、例えば座屈するようにして凹状に塑性変形する。このとき、ダイヤフラム６８は、頂部の突起部６８ａが接続板２４の接合部２４ｄに接合されているので、接合部２４ｄに電池容器２外方へ向く応力が作用する。すると、接合部２４ｄの周囲の脆弱部２４ｃに応力が集中して、薄肉部２４ｂが脆弱部２４ｃを起点として破断し、電流遮断部６０を構成する接続板２４とダイヤフラム６８との接続が断たれ、正極集電板２１と導電板６３との間の電流経路が遮断される。これにより、捲回電極群４０と正極外部端子６１との間の電流経路が遮断され、角形二次電池１の安全性が確保される。また、ダイヤフラム６８が凹状に塑性変形することで、再度、接続板２４に接触することが防止される。
例えば、車載用途の角形二次電池１においては、角形二次電池１に上記のような異常が発生して電流遮断部６０が作動する前の通常の使用時に、角形二次電池１が振動や衝撃に晒されることが考えられる。角形二次電池１が振動や衝撃に晒されると、電池容器２内部で正極、負極集電板２１，３１によって電池蓋３から吊り下げられるよう支持された捲回電極群４０が振動または揺動する場合がある。この場合、電池容器２の電池蓋３に絶縁部材６５を介して固定された正極集電板２１の基部２２に、捲回電極群４０の振動または揺動に起因する応力が作用する。
例えば、前記特許文献１に記載の非水電解質二次電池では、外部からの衝撃や振動によって外装缶内部の電極体が振動または揺動すると、該電極体に接続された集電タブ部材の集電板接続部から、集電タブ部材の挿入部に振動が直接的に伝達され、または、集電タブ部材の挿入部にねじれなどの応力が作用する。すると、集電タブ部材の挿入部に設けられた脆弱部が損傷または破断して電流遮断機構が誤作動を起こす虞がある。
これに対し、本実施の形態の角形二次電池１は、電流遮断部６０の接続板２４と、正極集電板２１の基部２２とを連結する連結部２３を有し、該連結部２３の剛性が正極集電板２１の剛性よりも低くされている。
これにより、連結部２３によって正極集電板２１の基部２２と接続板２４との相対的な変位が許容され、正極集電板２１から接続板２４への振動の伝達が抑制される。また、正極集電板２１の基部２２から接続板２４に作用する応力が緩和される。そのため、接続板２４とダイヤフラム６８との接続が、振動や衝撃等の外部要因によって断たれることが防止される。したがって、本実施の形態の角形二次電池１によれば、耐振動性、耐衝撃性に優れ、電池容器内の内圧上昇時に電流経路を確実に安定して遮断することができる。
また、本実施の形態では、連結部２３の厚さを正極集電板２１の基部２２の厚さよりも薄くすることで、連結部２３の剛性が正極集電板２１の剛性よりも低くされている。そのため、正極集電板２１、連結部２３および接続板２４を同じ材料によって一体的に成形することができる。したがって、正極集電板２１、連結部２３および接続板２４の製作が容易であり、製品歩留まりおよび生産性を向上させ、製造コストを低減することができる。
また、接続板２４は、ダイヤフラム６８に接合される接合部２４ｄと連結部２３との間が、電池容器２の電池蓋３に絶縁部材６５を介して固定されている。これにより、連結部２３から接続板２４に振動または応力が作用しても、接合部２４ｄにその影響が及ぶことを抑制できる。したがって、接合部２４ｄおよびその周囲の脆弱部２４ｃが損傷または破断することが防止され、電流遮断部６０の耐振動性、耐衝撃性を向上させることができる。
さらに、連結部２３の一方の端部に隣接する正極集電板２１の基部２２の端部と、連結部２３の他方の端部に隣接する接続板２４の端部が、それぞれ電池容器２の電池蓋３に絶縁部材６５を介して固定されている。これにより、正極集電板２１の基部２２から連結部２３に伝わる振動または応力を減少させ、連結部２３から接続板２４に伝わる振動または応力をさらに減少させ、接合部２４ｄおよび脆弱部２４ｃにその影響が及ぶことをより効果的に抑制できる。
また、接続板２４の剛性が連結部２３の剛性よりも高くされているので、正極集電板２１との間の剛性が最も低い連結部２３が最も変形しやすくなる。したがって、接続板２４が連結部２３から受ける応力によって変形することが防止される。また、接続板２４の厚さＴ４は、連結部２３の厚さＴ３よりも厚くされているので、ダイヤフラム６８との接合部２４ｄおよび脆弱部２４ｃの強度を高くして、連結部２３から接続板２４に伝わる振動または応力によってダイヤフラム６８と接続板２４との接続が断たれることを防止できる。
また、連結部２３は、屈曲部２３ａを有しているので、同じ厚さＴ３で平板状または直線状に設けられる場合と比較して多様な方向への変形が容易になり、正極集電板２１の基部２２と接続板２４との相対的な変位をより容易にすることができる。そのため、正極集電板２１の基部２２から接続板２４へ伝わる振動を吸収し、衝撃力および応力を緩和し、接合部２４ｄおよび脆弱部２４ｃにその影響が及ぶことをより効果的に抑制できる。
また、正極集電板２１の基部２２と電池蓋３との間隔Ｇ１は、接続板２４と電池蓋３との間隔Ｇ２よりも狭くされている。これにより、正極集電板２１の基部２２と接続板２４との間に電池容器２の高さ方向の距離が生じ、正極集電板２１の基部２２から接続板２４までの連結部２３の長さを長くすることができる。また、連結部２３に屈曲部２３ａを形成するのが容易になる。したがって、正極集電板２１の基部２２から接続板２４へ伝わる振動をより効果的に吸収し、衝撃力および応力を緩和することができる。
また、連結部２３は、正極集電板２１の基部２２と接続板２４との間で厚さＴ３が一様になっている。そのため、連結部２３によって正極集電板２１の基部２２から接続板２４へ伝わる振動を吸収し、衝撃力および応力を緩和する際に、連結部２３に局所的な応力が作用して破断することを防止できる。
また、ダイヤフラム６８は椀形に形成され、電池容器２の内方へ向く凸形状に形成されていることから、ダイヤフラム６８が平坦な平板状に形成されている場合と比較して、ダイヤフラム６８を電池容器２外方へ向けて変形させる圧力に対するダイヤフラム６８の強度を上昇させることができる。したがって、ダイヤフラム６８が所定の内圧よりも低い圧力で変形するような電流遮断部６０の誤作動を防止することができる。
また、ダイヤフラム６８は、頂部の突起部６８ａが接合部２４ｄに接合されている。このように、ダイヤフラム６８が頂部に突起部６８ａを有することで、ダイヤフラム６８の頂部が突起部６８ａの側周壁によって補強され、突起部６８ａの頂面を接合部２４ｄに所定の面圧で押し付けた状態で、突起部６８ａの頂面と接合部２４ｄとを接合することができる。
さらに、突起部６８ａの頂面に、接合部２４ｄに当接する段差部６８ｅを形成することで、薄肉部２４ｂが電池容器２内方に向けて僅かに弾性変形して、接合部２４ｄが段差部６８ｅに所定の面圧で密着する。このように突起部６８ａの頂面を接合部２４ｄに所定の面圧で押し付けた状態で、突起部６８ａの頂面と接合部２４ｄとを接合することで、突起部６８ａの頂面と接合部２４ｄとの接合強度を向上させることができる。
また、正極集電板２１の基部２２に接続された接続板２４は、接合部２４ｄと、接合部２４ｄの周囲に厚さ方向に凹設された脆弱部２４ｃを備え、ダイヤフラム６８の突起部６８ａは接合部２４ｄに接合されている。そのため、ダイヤフラム６８の変形時に薄肉部２４ｂの脆弱部２４ｃに応力を集中させ、脆弱部２４ｃを起点として薄肉部２４ｂを容易かつ確実に破断させることができる。
また、角形二次電池１は、ダイヤフラム６８の縁部６８ｂに接合される導電板６３を備え、該導電板６３と正極外部端子６１とを電気的に接続する接続端子６２を備えている。これにより、導電板６３と接続板２４との間に空間を形成し、この空間にダイヤフラム６８を配置することが可能になる。また、導電板６３とダイヤフラム６８の縁部６８ｂとを接合することで電池容器２の内部空間をダイヤフラム６８によって封止し、導電板６３とダイヤフラム６８との間の空間を接続端子６２の貫通孔によって外部と連通させることで、電池容器２内の内圧上昇時に、ダイヤフラム６８を電池缶４の外方に向けて変形させることができる。
また、接続板２４の材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることから、電池容器２内の内圧が所定の圧力を超えて上昇したときに、銅などの比較的強度が高い他の金属と比較して、接合部２４ｄの周囲の脆弱部２４ｃを破断させやすくすることができる。したがって、電池容器２内の内圧が所定の圧力に達したときに、正極外部端子６１と正極集電板２１との間の電流経路を確実に安定して遮断することができる。
また、連結部２３の材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることから、銅などの比較的強度が高い他の金属と比較して、連結部２３の変形を容易にして、正極集電板２１と接続板２４との相対的な変位を許容しやすくすることができる。よって、正極集電板２１から接続板２４に伝達される振動および応力をより効果的に吸収および緩和することができる。
また、接続端子６２の先端のかしめ部６２ａは、かしめ部６２ａの外径よりも大きな外形の工具を用いて形成する。そのため、導電板６３が電池缶４内方を向く面に凸部等の構造物を有する場合には、導電板６３上の構造物が工具の障害となって、かしめ部６２ａの寸法を十分に確保できない場合がある。この場合、接続端子６２によって十分なかしめ強度を得られない虞がある。
これに対し、本実施の形態の角形二次電池１は、導電板６３の電池容器２内方に向く面が凸部を有さない平坦な面であることから、接続端子６２の先端をかしめてかしめ部６２ａを形成する際に、導電板６３上の構造物が工具の障害になることがない。したがって、かしめ部６２ａの寸法を十分に確保して、接続端子６２によるかしめ強度が低下することを防止できる。
また、ダイヤフラム６８の平面形状が電池容器２の長手方向に延びる形状に形成されているため、電池容器２の短手方向の寸法によってダイヤフラム６８の短手方向の寸法が制限を受けた場合であっても、制限の比較的緩やかな長手方向の寸法を大きくして十分な表面積を確保することができる。したがって、電池容器２内の内圧上昇時にダイヤフラム６８が確実に安定して変形させ、電流遮断部６０によって角形二次電池１の電流経路を確実に安定して遮断することができる。
以上説明したように、本実施の形態の角形二次電池１によれば、従来よりも耐振動性、耐衝撃性を向上させ、電池容器２内の内圧上昇時に電流経路を確実に安定して遮断することができる。
なお、本実施の形態では、正極集電板２１、連結部２３および接続板２４が同じ材料で鍛造等により一体的に設けられている場合について説明した。しかし、正極集電板２１、連結部２３および接続板２４は、必ずしも一体的に成形する必要はなく、正極集電板２１および接続板２４の少なくとも一方と、連結部２３とを別部材として製作した後に、これらをレーザ溶接、抵抗溶接または超音波溶接等によって接合してもよい。
この場合、連結部２３として、例えば金属箔やリードなど、柔軟性または可撓性を有する材料を用いることで、連結部２３の剛性を正極集電板２１の剛性よりも低くし、また、接続板２４の剛性を連結部２３の剛性よりも高くすることができる。このように、正極集電板２１、接続板２４および連結部２３を別部材とした場合、目的に応じて各部材に最適な材料を選択することが可能になる。
また、連結部２３の材料の弾性係数が、正極集電板２１および接続板２４の材料の弾性係数よりも低い場合には、連結部２３の厚さＴ３を、正極集電板２１の基部２２の厚さＴ２および接続板２４の厚さＴ４と等しくしてもよい。
また、本実施の形態では、接続板２４の長手方向の両端が電池容器２の電池蓋３に絶縁部材６５を介して固定されている場合について説明した。しかし、接続板２４は、連結部２３に隣接する長手方向の一方の端部を固定し、他方の端部を固定せず自由端としてもよい。これにより、接続板２４に作用するねじれなどの応力を逃がして接合部２４ｄに作用する応力を低減させることができる。
また、本実施の形態では、ダイヤフラム６８の頂部が接合される接合部２４ｄの周囲に脆弱部２４ｃが設けられている構成について説明した。しかし、ダイヤフラム６８と接続板２４との接続は、ダイヤフラム６８の変形によって接続が断たれるものであれば、特に限定されない。
例えば、接続板２４の薄肉部２４ｂに脆弱部２４ｃとして環状溝を設けず、薄肉部２４ｂ自体を脆弱部として、薄肉部２４ｂにダイヤフラム６８の頂部を接合してもよい。この場合、ダイヤフラム６８の変形によって薄肉部２４ｂが破断され、ダイヤフラム６８の頂部と接続板２４との接続が断たれる。また、接続板２４に凹部２４ａや薄肉部２４ｂを設けず、ダイヤフラム６８の頂部と接続板２４の電池容器２外方に向く面との間に溶接等によって溶接接合部を設けてもよい。この場合、溶接接合部がダイヤフラム６８の変形によって破断されることで、ダイヤフラム６８の頂部と接続板２４との接続が断たれる。
また、本実施の形態の角形二次電池１において、絶縁部材６５と正極集電板２１および接続板２４とを、熱溶着によって一体に固定する場合について説明したが、絶縁部材６５に対する正極集電板２１および接続板２４の固定は、ネジやリベットによる接合や、接着剤による接合であってもよい。これにより、より強固な接合を行うことができる。
また、本実施の形態の角形二次電池１では、正極側に電流を遮断する構成を設けたが、負極側に同様の構成を設けることも可能である。
また、本実施の形態では、連結部２３が厚さ方向に屈曲されてＳ字状の形状に湾曲している屈曲部２３ａを有する場合について説明したが、連結部２３は厚さ方向に屈曲されていれば、必ずしも滑らかな曲線形状である必要はない。図６は、連結部２３の変形例１を示す、図４Ａに対応する拡大断面図である。
図６に示す連結部２３の変形例１では、連結部２３は厚さ方向に屈曲された屈曲部２３ａを有しているが、断面視で直線状の部分のみによって構成され、Ｚ字状の形状に屈曲されている。このような直線部分のみによって構成された形状を有する連結部２３であっても、上述の曲線形状の連結部２３と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、連結部２３が屈曲部２３ａを有する場合について説明したが、連結部２３は屈曲部２３ａを有さない平板状または断面視で直線状であってもよい。図７は、連結部２３の変形例２を示す、図４Ａに対応する拡大断面図である。
図７に示す連結部２３の変形例２では、連結部２３は屈曲部２３ａを有さない平板状に形成され、断面視で電池容器２の高さ方向に傾斜する直線状に形成されている。このような直線部分のみによって構成された屈曲部２３ａを有さない連結部２３であっても、上述の曲線形状の連結部２３と同様の効果を得ることができる。また、屈曲部２３ａを有する連結部２３と比較して、製作を容易にすることができる。
また、本実施の形態では、正極集電板２１と電池蓋３との間隔Ｇ１が、接続板２４と電池蓋３との間隔Ｇ２よりも狭い場合について説明したが、正極集電板２１および接続板２４と電池蓋３との間隔Ｇ１、Ｇ２は等しくてもよい。図８および９は、連結部２３の変形例３および４を示す、図４Ａに対応する拡大断面図である。
図８に示す連結部２３の変形例３では、連結部２３は屈曲部２３ａを有さない平板状に形成され、電池蓋３に平行な断面視で直線状に形成されている。このように、正極集電板２１および接続板２４と電池蓋３との間隔Ｇ１、Ｇ２が等しく、電池蓋３に平行な断面視で直線状である場合には、正極集電板２１と接続板２４との間に段差を設ける必要がなく、集電板２１、屈曲部２３ａおよび接続板２４の製造を容易にすることができる。
図９に示す連結部２３の変形例４では、連結部２３は、電池容器２の高さ方向に屈曲する屈曲部２３ａを有する断面視でＵ字状の形状に形成されている。このように、正極集電板２１および接続板２４と電池蓋３との間隔Ｇ１、Ｇ２が等しく、電池容器２の高さ方向に屈曲する屈曲部２３ａを有する場合には、図８に示す連結部２３の変形例３と同様の効果が得られるだけでなく、連結部２３が電池蓋３に平行な方向に変形しやすくなる。
また、本実施の形態では、連結部２３は、正極集電板２１と接続板２４との間で厚さＴ３が一様である場合について説明した。しかし、連結部２３は、正極集電板２１と接続板２４との間で厚さＴ３が変化してもよい。図１０Ａは、連結部２３の変形例５を示す、図４Ａに対応する拡大断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示す連結部２３を拡大して示す拡大断面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す連結部２３の変形例５では、連結部２３は、厚さ方向の楔形の切り欠き部２３ｂを有している。切り欠き部２３ｂが形成されることで連結部２３の厚さＴ３は、正極集電板２１の基部２２の厚さＴ２および接続板２４の厚さＴ４よりも薄くなっている。また、切り欠き部２３ｂが厚さ方向に対して傾斜する傾斜面を有することで、連結部２３の厚さＴ３は正極集電板２１の基部２２と接続板２４との間で変化している。すなわち、正極集電板２１の基部２２と接続板２４との中間部で厚さＴ３が最も薄くなり、正極集電板２１の基部２２または接続板２４に近づくにしたがって、厚さＴ３が、漸次、厚くなっている。
本変形例においても、連結部２３の剛性を正極集電板２１の基部２２の剛性よりも低くして、上述の実施の形態の連結部２３と同様の効果が得られる。また、連結部２３を容易に形成することができる。なお、連結部２３の切り欠き部２３ｂの断面形状は楔形に限られず、例えば半円状、アーチ状またはＵ字状の断面形状の切り欠き部２３ｂであっても同様の効果を得ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。前述の実施形態は本発明を解りやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されない。
１…角形二次電池、２…電池容器、３…電池蓋、４…電池缶、４ａ…開口部、２１…正極集電板（集電板）、２３…連結部、２３ａ…屈曲部、２４…接続板、２４ｄ…接合部、４０…捲回電極群、６０…電流遮断部、６１…正極外部端子（外部端子）、６２…接続端子、６２ａ…かしめ部、６２ｂ…貫通孔、６３…導電板、６５…絶縁部材、６８…ダイヤフラム、６８ｂ…縁部、Ｇ１…集電板と電池蓋との間隔、Ｇ２…接続板と電池蓋との間隔、Ｔ２…集電板の厚さ、Ｔ３…連結部の厚さ

Claims (10)

  1. 捲回電極群に接続された集電板と、電池容器の外部に配置された外部端子との間の電流経路に配置され、前記電池容器内の内圧上昇によって該電流経路を遮断する電流遮断部を備えた角形二次電池であって、
    前記電流遮断部は、前記外部端子に電気的に接続されて前記電池容器内の内圧上昇によって変形するダイヤフラムと、該ダイヤフラムと接続されて該ダイヤフラムの変形によって該接続が断たれる接続板と、該接続板と前記集電板とを連結する連結部とを有し、
    前記連結部の剛性が前記集電板の剛性よりも低く、
    前記連結部の厚さが前記集電板の厚さよりも薄いことを特徴とする角形二次電池。
  2. 前記接続板は、前記ダイヤフラムに接合される接合部と前記連結部との間が、前記電池容器に絶縁部材を介して固定さ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. 前記連結部に隣接する前記集電板の端部と前記接続板の端部がそれぞれ前記電池容器に絶縁部材を介し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. 前記電池容器は、電池缶と該電池缶の開口部を封止する電池蓋とを備え、
    前記集電板および前記接続板は、前記絶縁部材を介して前記電池蓋に固定され、
    前記集電板と前記電池蓋との間隔は、前記接続板と前記電池蓋との間隔よりも狭いことを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
  5. 前記連結部は、前記集電板と前記接続板との間で厚さが変化することを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
  6. 前記連結部は、前記集電板と前記接続板との間で厚さが一様であることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
  7. 前記連結部は、厚さ方向に屈曲された屈曲部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. 前記ダイヤフラムの縁部に接合される導電板と、該導電板と前記外部端子とを接続する接続端子とを備え、
    前記接続端子は、前記外部端子から延びて前記導電板を貫通した先端にかしめ部が設けられると共に前記ダイヤフラムと前記導電板との間の空間を前記電池容器の外部空間と連通させる貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
  9. 前記集電板および前記接続板の少なくとも一方と前記連結部とは別部材であり、互いに接合されて連結さ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。
  10. 前記連結部の材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の角形二次電池。
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