JP6262069B2

JP6262069B2 - 二次電池

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Publication number: JP6262069B2
Application number: JP2014096041A
Authority: JP
Inventors: 拓郎綱木; 和昭浦野; 佳佑澤田; 直樹小島
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: JP2015213042A

Description

本発明は、外部端子と電池容器内の電極との間の電流経路を遮断する電流遮断機構を備えた二次電池に関する。

従来から、例えば車両用のモータやその他の電子機器の電源として二次電池が広く用いられている。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などによって電池内部のガス圧が上昇した場合に、電流を遮断して安全性を高める必要がある。このような二次電池として、集電体と外部端子との間に電流遮断機構を備えた角形二次電池が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。

特許文献１に記載の角形二次電池は、正極集電体の第一領域と反転板との間に、第１の貫通孔を有する第２絶縁部材が配置され、この第１貫通孔を介して正極集電体の第１領域と反転板とが電気的に接続されている。第２絶縁部材は、第２絶縁部材の本体部に対して垂直な方向に延びる第１領域と、この第１領域に形成され、第２絶縁部材の本体部に対して平行な方向に伸びる第２領域とを有する固定爪部を複数備えている。これらの複数の固定爪部材が導電部材の筒状部の他方の端部の外面側に形成された固定部に引っ掛け固定されている。

特開２０１３−１７５４２８号公報

特許文献１では、振動・落下等により電池に衝撃が加わっても、電流遮断機構が破損し難い、信頼性の高い角形二次電池を提供できるとしている。しかし、特許文献１に記載の角形二次電池では、正極集電体の第１領域と反転板とを溶接すると、第２絶縁部材が溶接時の熱によって溶融する虞がある。この場合、電流遮断機構による電流の遮断時に、正極集電体と反転板との間の絶縁不良が生じる虞がある。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電流遮断機構による電流の遮断時に、電池容器外の外部端子に接続されたダイヤフラムと、電池容器内の電極に接続された集電板との間の絶縁性を向上させることができる二次電池を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明の二次電池は、外部端子と電池容器内の電極に接続された集電板との間の電流経路に電流遮断機構を備えた二次電池であって、前記電流遮断機構は、前記外部端子に接続されると共に前記集電板との間に溶接部を有するダイヤフラムと、前記溶接部の周囲で前記ダイヤフラムと前記集電板との間に配置された絶縁部材とを備え、前記絶縁部材は、前記ダイヤフラムと前記集電板との間に挿入されて前記溶接部の側方に隣接配置される複数の挿入片を備えることを特徴とする。

本発明の二次電池は、絶縁部材が複数の挿入片を備えるので、ダイヤフラムと集電板とを溶接して溶接部を形成した後に、溶接部の周囲のダイヤフラムと前記集電板との間に複数の挿入片をそれぞれ挿入し、各挿入片を溶接部に隣接配置することができる。これにより、溶接部を形成した後に、ダイヤフラムと前記集電板との間に溶接部を囲む複数の挿入片からなる絶縁部材を構成することができる。したがって、絶縁部材が溶接部の形成時の熱の影響を受けることが回避され、電流遮断機構による電流の遮断時にダイヤフラムと集電板との間の絶縁性を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る二次電池の外観を示す斜視図。図１に示す二次電池の分解斜視図。図２に示す二次電池の電極群の分解斜視図。図２に示す二次電池の蓋組立体の分解斜視図。図４に示す蓋組立体の負極側の構成を示す断面図であり、（ａ）は組立前、（ｂ）は組立後を示す断面図。図４に示す蓋組立体の正極側の構成を示す断面図であり、（ａ）は組立前、（ｂ）は組立の第１段階を示す断面図。図４に示す蓋組立体の正極側の構成を示す断面図であり、（ａ）は組立の第２段階、（ｂ）は組立後を示す断面図。図４に示す蓋組立体の組立後に電極群を集電板に接合した状態を示す斜視図。図８に示す蓋組立体の下方で中央絶縁シートを展開した状態を示す斜視図。図９に示す中央絶縁シートで覆われた蓋組立体を、端部絶縁シートおよび電池缶と共に示す斜視図。（ａ）は図９に示す挿入片を配置して絶縁部材を構成した電流遮断機構近傍の断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面における平面図。図１１に示す電流遮断機構が電流を遮断した状態を示す拡大断面図。図１に示す二次電池と、比較例の二次電池の電流遮断時の外部端子と電極との間を流れる電流の時間経過に伴う挙動を示すグラフ。本発明の実施形態２に係る二次電池の図１１（ｂ）に対応する平面図。本発明の実施形態３に係る二次電池の図２に対応する分解斜視図。（ａ）は、本発明の実施形態４に係る二次電池が備える絶縁部材の平面図、（ｂ）から（ｄ）は、（ａ）に示す絶縁部材の変形例を示す平面図。（ａ）から（ｆ）は、本発明の各実施形態に係る二次電池が備える絶縁部材の変形例を示す平面図。

以下、図面を参照して本発明の二次電池の実施形態を説明する。

［実施形態１］
図１は、本実施形態の二次電池１００の斜視図である。

本実施形態の二次電池１００は、例えば、扁平な矩形箱形の電池容器１０を備えた角形二次電池である。電池容器１０は、上部が開放された有底角筒状の電池缶１１と、該電池缶１１の上部開口を閉塞する長方形板状の電池蓋１２とを備えている。電池容器１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料によって製作されている。電池缶１１は、例えば、金属材料を深絞り加工することによって製作されている。

電池容器１０の幅方向すなわち電池蓋１２の長手方向の両端には、電池容器１０の外部で電池蓋１２の上面に、正極および負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂが設けられている。外部端子２０Ａ，２０Ｂと電池蓋１２との間には、絶縁部材２が配置され、外部端子２０Ａ，２０Ｂが電池蓋１２に対して電気的に絶縁されている。正極の外部端子２０Ａ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、負極の外部端子２０Ｂ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１２の正極および負極の外部端子２０Ａ，２０Ｂの間には、ガス排出弁１３と注液口１４とが設けられている。ガス排出弁１３は、例えば電池蓋１２を薄肉化して溝部１３ａを形成することによって設けられ、電池容器１０の内部の圧力が所定値を超えて上昇した時に開裂して内部のガスを放出することで、電池容器１０の内部の圧力を低下させる。なお、ガス排出弁１３は、電池蓋１２に設けた開口に、例えばレーザ溶接によって薄肉部材を接合して形成してもよい。

注液口１４は、電池容器１０の内部に電解液を注入するのに用いられ、例えばレーザ溶接によって注液栓１５が溶接されて封止されている。電池容器１０の内部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に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を１モル／リットルの濃度で溶解した非水電解液を用いることができる。

図２は、図１に示す二次電池１００の分解斜視図である。

電池蓋１２の長手方向の両端で、電池容器１０の内側となる電池蓋１２の下面には、絶縁部材３Ａ，３Ｂ（図４参照）を介して正極および負極の集電板３０Ａ，３０Ｂが固定されている。集電板３０Ａ，３０Ｂは、電池蓋１２に組み付けられる外部端子２０Ａ，２０Ｂおよび後述するその他の部材と共に、蓋組立体５０を構成している。正極側の集電板３０Ａ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、負極の集電板３０Ｂは、例えば銅または銅合金によって製作されている。なお、詳細は後述するが、正極側の外部端子２０Ａと正極側の集電板３０Ａとの間には、本実施形態の二次電池１００の特徴部分を構成する電流遮断機構が設けられている。

集電板３０Ａ，３０Ｂは、電池蓋１２の下面に略平行に設けられて絶縁部材３Ａ，３Ｂに固定された基部３１Ａ，３１Ｂと、基部３１Ａ，３１Ｂから電池缶１１の底面に向けて延びる接続端子部３２Ａ，３２Ｂと、を有している。接続端子部３２Ａ，３２Ｂは、セパレータを介して積層した電極を捲回した捲回電極群である電極群４０の捲回軸Ｄ方向（図３参照）の両端の箔露出部４１ｃ，４２ｃに、それぞれ接合されている。これにより、電極群４０は、集電板３０Ａ，３０Ｂおよび絶縁部材３Ａ，３Ｂを介して電池蓋１２の下面に支持固定されることで蓋組立体５０に保持されている。

電極群４０は、蓋組立体５０に保持された状態で、電池缶１１の上部開口１１ａに挿入される。電池蓋１２は、電池缶１１の上部開口１１ａを閉塞した状態で、例えば、レーザ溶接によって、上部開口１１ａの全周に亘って接合されている。これにより、電極群４０は、電池缶１１と電池蓋１２からなる電池容器１０に収容された状態になる。ここで、電極群４０および集電板３０Ａ，３０Ｂと、電池容器１０を構成する電池缶１１との間には、絶縁シート１６が配置されている。

絶縁シート１６は、集電板３０Ａ，３０Ｂおよび電極群４０を覆うように設けられ、電池容器１０と、集電板３０Ａ，３０Ｂおよび電極群４０との間を電気的に絶縁している。なお、本実施形態の絶縁シート１６は、後述するダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置される絶縁部材７０（図９参照）と一体に形成されているが、図２では図面を見やすくするために絶縁部材７０の図示を省略している。

絶縁シート１６は、電極群４０と電池容器１０の捲回軸Ｄ方向に平行な広側面１０ａとの間に配置される中央絶縁シート１６Ａと、電極群４０と電池容器１０の捲回軸Ｄ方向に垂直な狭側面１０ｃとの間に配置される端部絶縁シート１６Ｂと、を備えている。絶縁シート１６は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の絶縁性を有する熱可塑性の樹脂材料によって製作されている。

図３は、図２に示す電極群４０の一部を展開した分解斜視図である。

発電要素である電極群４０は、長尺帯状の正負の電極４１，４２の間に、長尺帯状のセパレータ４３，４４を介在させて積層させ、捲回中心軸である捲回軸Ｄに平行な軸芯の周りに捲回し、扁平形状に成形した積層構造の捲回電極群である。電極群４０は、厚さ方向両側の平坦な一対の平坦部４０ａと、半円筒状に湾曲した上下一対の湾曲部４０ｂを有している。

電極群４０は、捲回軸Ｄ方向が図１および図２に示す電池蓋１２の長手方向、すなわち電池容器１０の幅方向に対して平行に電池容器１０に収容されている。これにより、電極群４０の厚さ方向両側の平坦部４０ａが電池容器１０の厚さ方向両側の広側面１０ａに対向し、下側の湾曲部４０ｂが電池容器１０の底面１０ｂに対向し、上側の湾曲部４０ｂが電池容器１０の電池蓋１２に対向して配置される。なお、本実施形態における上下は、図示された二次電池１００の構成を説明するためのものであり、必ずしも鉛直方向の上下を意味するものではない。

セパレータ４３，４４は、正電極４１と負電極４２との間を絶縁すると共に、最外周に捲回された負電極４２の外側にもセパレータ４４が捲回されている。セパレータ４３，４４は、例えば、リチウムイオンが通過可能な絶縁性を有する微多孔質のポリエチレン樹脂製のシートである。

正電極４１は、正極集電体である正極箔４１ａと、正極箔４１ａの両面に塗布された正極活物質合剤からなる正極合剤層４１ｂとを有している。正電極４１の幅方向の一側は、正極合剤層４１ｂが形成されず、正極箔４１ａが露出した箔露出部４１ｃとされている。正電極４１は、箔露出部４１ｃが負電極４２の箔露出部４２ｃと捲回軸Ｄ方向の反対側に配置されて、捲回軸Ｄ方向に平行な軸芯の周りに捲回されている。

正電極４１は、例えば、正極活物質に導電材、結着剤および分散溶媒を添加して混練した正極活物質合剤を、幅方向の一側を除いて正極箔４１ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。正極箔４１ａとしては、例えば、厚さ約２０μｍから約３０μｍ程度のアルミニウム箔を用いることができる。正極箔４１ａの厚みを含まない正極合剤層４１ｂの厚さは、例えば、約９０μｍである。

正極活物質合剤の材料としては、例えば、正極活物質として１００重量部のマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）を、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛を、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。）を、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を、それぞれ用いることができる。正極活物質は、前記したマンガン酸リチウムに限定されず、例えば、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム、一部を金属元素で置換またはドープしたリチウムマンガン複合酸化物を用いてもよい。また、正極活物質として、層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、および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てもよい。

負電極４２は、負極集電体である負極箔４２ａと、負極箔４２ａの両面に塗布された負極活物質合剤からなる負極合剤層４２ｂとを有している。負電極４２の幅方向の一側は、負極合剤層４２ｂが形成されず、負極箔４２ａが露出した箔露出部４２ｃとされている。負電極４２は、その箔露出部４２ｃが正電極４１の箔露出部４１ｃと捲回軸Ｄ方向の反対側に配置されて、捲回軸Ｄ周りに捲回されている。

負電極４２は、例えば、負極活物質に結着剤および分散溶媒を添加して混練した負極活物質合剤を、幅方向の一側を除く負極箔４２ａの両面に塗布し、乾燥、プレス、裁断することによって製作することができる。負極箔４２ａとしては、例えば、厚さ約１０μｍから２０μｍ程度の銅箔を用いることができる。負極箔４２ａの厚みを含まない負極合剤層４２ｂの厚さは、例えば、約７０μｍである。

負極活物質合剤の材料としては、例えば、負極活物質として１００重量部の非晶質炭素粉末を、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦを、分散溶媒としてＮＭＰをそれぞれ用いることができる。負極活物質は、前記した非晶質炭素に限定されず、リチウムイオンを挿入、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やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ_２等）、またはそれらの複合材料を用いてもよい。負極活物質の粒子形状についても特に限定されず、鱗片状、球状、繊維状または塊状等の粒子形状を適宜選択することができる。

なお、前記した正極および負極の合剤層４１ｂ，４２ｂに用いる結着材は、ＰＶＤＦに限定されない。前記した結着材として、例えば、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てもよい。

また、セパレータ４３，４４を介在させて正電極４１および負電極４２を重ねて捲回する際の軸芯は、例えば、正極箔４１ａ、負極箔４２ａ、セパレータ４３，４４のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回したものを用いることができる。

電極群４０の捲回軸Ｄ方向において、負電極４２の負極合剤層４２ｂの幅は、正電極４１の正極合剤層４１ｂの幅よりも広くなっている。また、電極群４０の最内周と最外周には負電極４２が捲回されている。これにより、正極合剤層４１ｂは、電極群４０の最内周から最外周まで負極合剤層４２ｂの間に挟まれている。

正電極４１および負電極４２の箔露出部４１ｃ，４２ｃは、それぞれ電極群４０の捲回軸Ｄ方向の一端と他端で積層されている。箔露出部４１ｃ，４２ｃは、それぞれ電極群４０の平坦部４０ａで束ねられ、例えば超音波溶接等によって、正極および負極の集電板３０Ａ，３０Ｂのそれぞれの接続端子部３２Ａ，３２Ｂに接合される。これにより、正負の外部端子２０Ａ，２０Ｂが、それぞれ集電板３０Ａ，３０Ｂを介して、電極群４０を構成する正負の電極４１，４２と電気的に接続される。

なお、電極群４０の捲回軸Ｄ方向において、セパレータ４３，４４の幅は負極合剤層４２ｂの幅よりも広いが、正電極４１および負電極４２の箔露出部４１ｃ，４２ｃは、それぞれセパレータ４３，４４の幅方向端部よりも幅方向外側に突出している。したがって、セパレータ４３，４４は、箔露出部４１ｃ，４２ｃを束ねて溶接する際の支障にはならない。

図４は、図２に示す二次電池１００の蓋組立体５０の分解斜視図である。

蓋組立体５０は、電池蓋１２の上面側に、外部端子２０Ａ，２０Ｂと、絶縁部材２と、ガスケット４とを備え、電池蓋１２の下面側に、絶縁部材３Ａ，３Ｂと導電板６と、ダイヤフラム５と、集電板３０Ａ，３０Ｂを備えている。

正極側の外部端子２０Ａは、電池容器１０の幅方向すなわち捲回軸Ｄ方向に沿って延びる板状部２１Ａと、該板状部２１Ａの捲回軸Ｄ方向の外側の端部に設けられた円柱状の接続部２２Ａと、板状部２１Ａおよび接続部２２Ａを貫通する貫通孔２３Ａと、ボルト２４Ａとを有している。ボルト２４Ａは、板状部２１Ａの捲回軸Ｄ方向の内側の端部に設けられた貫通孔に板状部２１Ａの下面側から上面側へ向けて挿通されている。

負極側の外部端子２０Ｂは、前述の正極側の外部端子２０Ａと同様の構成を有しているため、説明は省略する。なお、負極側の外部端子２０Ｂは、板状部２１Ｂおよび接続部２２Ｂを貫通する貫通孔を有していない点で、正極側の外部端子２０Ａと異なっている。

電池蓋１２の上面側の絶縁部材２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁性を有する樹脂材料によって製作され、外部端子２０Ａ，２０Ｂの板状部２１Ａ，２１Ｂの周側面を覆う縁部２ａと、板状部２１Ａ，２１Ｂの底面および電池蓋１２の上面に密着する底部２ｂと、を有している。絶縁部材２の縁部２ａは、板状部２１Ａ，２１Ｂの周側面を覆うことで、板状部２１Ａ，２１Ｂと電池蓋１２またはその他の部材との短絡を防止している。

絶縁部材２の底部２ｂは、外部端子２０Ａ，２０Ｂの板状部２１Ａ，２１Ｂと電池蓋１２との間に配置され、これらを電気的に絶縁している。絶縁部材２の底部２ｂには、電池蓋１２の上面に設けられた凹部に係合する凸部２ｃと、外部端子２０Ａ，２０Ｂの接続部２２Ａ，２２Ｂを挿通させる開口２ｄとが設けられている。電池蓋１２に向けて膨出させた凸部２ｃの内側の凹部には、ボルト２４Ａ，２４Ｂの頭部が収容される。

ガスケット４は、円環状の絶縁部材であり、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の絶縁性を有する樹脂によって製作されている。ガスケット４は、外部端子２０Ａ，２０Ｂの接続部２２Ａ，２２Ｂを挿通させる電池蓋１２の貫通孔の縁部に係合され、電池蓋１２の貫通孔を封止すると共に、電池蓋１２と外部端子２０Ａ，２０Ｂの接続部２２Ａ，２２Ｂとの間を絶縁する。

電池蓋１２の下面側の絶縁部材３Ａ，３Ｂは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁性を有する樹脂材料によって製作されている。絶縁部材３Ａ，３Ｂは、それぞれ、外部端子２０Ａ，２０Ｂの接続部２２Ａ，２２Ｂを挿通させる貫通孔を有している。正極側の絶縁部材３Ａは、開口が形成された板状の部分の下面側に、電流遮断機構６０を配置するための空間を形成する柱状部３ａを有している。負極側の絶縁部材３Ｂは、柱状部を有さない板状に形成されている。

ダイヤフラム５は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等、正極側の外部端子２０Ａおよび集電板３０Ａと同様の材料によって製作された平面形状が円形、楕円形、長円形、またはレーストラック形状の部材である。ダイヤフラム５は、電池容器１０の内方を向く凸形状を有する椀形の形状に形成されている。ダイヤフラム５は、例えば、レーザ溶接によって、周縁部が導電板６に接合され、頂部が正極側の集電板３０Ａの基部３１Ａに設けられた薄肉部３３Ａに接合され、集電板３０Ａとの間に溶接部を有している。

導電板６は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等、正極の外部端子２０Ａおよび集電板３０Ａと同一の材料によって製作され、平面形状がダイヤフラム５に対応する形状に形成された板状の部材である。導電板６は、外部端子２０Ａの接続部２２Ａを挿通させる貫通孔を有している。

本実施形態の電流遮断機構６０は、構成要素として、ダイヤフラム５と、集電板３０Ａの基部３１Ａの薄肉部３３Ａと、を備えている。また、詳細は後述するが、電流遮断機構６０は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の溶接部の周囲で、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置される絶縁部材を備える。

図５は、図４に示す蓋組立体５０の負極側の構成を示す断面図であり、（ａ）は組立前、（ｂ）は組立後を示す、電池蓋１２の長手方向に沿う断面図である。

以下、電流遮断機構６０を有さない蓋組立体５０の負極側の各構成部材の組立手順について説明する。まず、電池蓋１２の開口の位置に絶縁部材２の開口２ｄの位置を合せて、絶縁部材２を電池蓋１２上に配置し、絶縁部材２の底部２ｂの凸部２ｃを電池蓋１２の上面の凹部に係合させる。また、絶縁部材２の開口２ｄの内側にガスケット４を配置して、ガスケット４の筒状の部分を電池蓋１２の開口に挿入し、ガスケット４のフランジ状の部分を電池蓋１２の開口の周囲の凹部に係合させる。そして、絶縁部材２の凸部２ｃの内側の凹部に外部端子２０Ｂのボルト２４Ｂの頭部を配置する。

また、外部端子２０Ｂの板状部２１Ｂの貫通孔に下方からボルト２４Ｂを通し、接続部２２Ｂを絶縁部材２の開口２ｄ、ガスケット４の貫通孔に通して、電池蓋１２の貫通孔に通す。そして、絶縁部材３Ｂの開口に外部端子２０Ｂの接続部２２Ｂを通して、絶縁部材３Ｂを電池蓋１２の下面側に配置する。さらに、集電板３０Ｂの基部３１Ｂの貫通孔に外部端子２０Ｂの接続部２２Ｂを通し、先端の中空の円筒状の部分を拡径させるように塑性変形させてかしめることで、かしめ部２５Ｂを形成する。

これにより、かしめ部２５Ｂと集電板３０Ｂの基部３１Ｂとが導通接触して外部端子２０Ｂと集電板３０Ｂとが導通接触して電気的に接続され、集電板３０Ｂの基部３１Ｂが接続部２２Ｂの段差部とかしめ部２５Ｂとの間に挟持される。そして、外部端子２０Ｂと集電板３０Ｂは、絶縁部材２，３Ｂ、ガスケット４によって電池蓋１２に対して電気的に絶縁された状態で、電池蓋１２に一体的に組み付けられる。

図６および図７は、図４に示す蓋組立体５０の正極側の構成を示す電池蓋１２の長手方向に沿う断面図である。図６（ａ）は正極側の構成の組立前、図６（ｂ）は正極側の構成の組立の第１段階を示す断面図である。同様に、図７（ａ）は、正極側の構成の組立の第２段階、図７（ｂ）は正極側の構成の組立後を示す断面図である。

以下、電流遮断機構６０を有する蓋組立体５０の正極側の各構成部材の組立手順について説明する。まず、電池蓋１２の開口の位置に絶縁部材２の開口２ｄの位置を合せて、絶縁部材２を電池蓋１２上に配置し、絶縁部材２の底部２ｂの凸部２ｃを電池蓋１２の上面の凹部に係合させる。また、絶縁部材２の開口２ｄの内側にガスケット４を配置して、ガスケット４の筒状の部分を電池蓋１２の開口に挿入し、ガスケット４のフランジ状の部分を電池蓋１２の開口の周囲の凹部に係合させる。そして、絶縁部材２の凸部２ｃの内側の凹部に外部端子２０Ａのボルト２４Ａの頭部を配置する。

また、外部端子２０Ａの板状部２１Ａの貫通孔に下方からボルト２４Ａを通し、接続部２２Ａを絶縁部材２の開口２ｄ、ガスケット４の貫通孔を通して、電池蓋１２の貫通孔に通す。そして、絶縁部材３Ａの開口に外部端子２０Ａの接続部２２Ａを通して、絶縁部材３Ａを電池蓋１２の下面側に配置する。さらに、導電板６の貫通孔に外部端子２０Ａの接続部２２Ａを通し、先端の中空の円筒状の部分を拡径させるように塑性変形させてかしめることで、かしめ部２５Ａを形成する。

これにより、かしめ部２５Ａと導電板６とが導通接触して外部端子２０Ａと導電板６が電気的に接続され、導電板６が接続部２２Ａの段差部とかしめ部２５Ａとの間に挟持される。そして、外部端子２０Ａと導電板６は、絶縁部材２，３Ａ、ガスケット４によって電池蓋１２に対して電気的に絶縁された状態で、電池蓋１２に一体的に組み付けられる。

次に、導電板６の下面すなわち電池容器１０の内方側の面に形成された環状溝６ａにダイヤフラム５の縁部を係合させて、例えば、レーザ溶接によって、ダイヤフラム５の縁部を導電板６の環状溝６ａに接合する。これにより、ダイヤフラム５の縁部と導電板６との間が封止されてダイヤフラム５が導電板６に支持固定されると共に、ダイヤフラム５と導電板６とが導通接続され、ダイヤフラム５が導電板６を介して外部端子２０Ａに導通接続される。

次に、集電板３０Ａの基部３１Ａを、例えば、接着剤、熱溶着、ネジ、リベット等により絶縁部材３Ａに接合する。また、ダイヤフラム５の頂部の凸部５ａを集電板３０Ａの基部３１Ａの薄肉部３３Ａに当接させて、例えば、レーザ溶接によってダイヤフラム５と薄肉部３３Ａとを溶接する。これにより、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に溶接部ＷＰが形成され、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとが導通接続される。そして、集電板３０Ａと外部端子２０Ａとが、ダイヤフラム５および導電板６を介して導通接続される。

前述のように、本実施形態では、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に溶接部ＷＰを形成する際に、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間を絶縁する絶縁部材は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置されていない。また、集電板３０Ａを支持固定する絶縁部材３Ａの柱状部３ａは、溶接部ＷＰから十分に離れた位置に配置され、溶接部ＷＰを形成する際の熱の影響を受けることが防止されている。

以上により、集電板３０Ａの薄肉部３３Ａと、ダイヤフラム５と、導電板６とを備える電流遮断機構６０が構成され、図４に示す各部材を備えた蓋組立体５０が組み立てられる。この段階では、溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に、絶縁部材７０（図１１参照）は配置されていない。電流遮断機構６０は、外部端子２０Ａと電池容器１０内の電極４１に接続された集電板３０Ａとの間の電流経路に配置されている。

図８は、図４に示す蓋組立体５０の組立後に電極群４０を集電板３０Ａ，３０Ｂに接合した状態を示す斜視図である。

集電板３０Ａ，３０Ｂの接続端子部３２Ａ，３２Ｂは、電極群４０の厚さ方向における基部３１Ａ，３１Ｂの両側から、図１および図２に示す電池容器１０の最大面積の広側面１０ａに沿って電池容器１０の底面１０ｂに向けて延びる板状に形成されている。電極群４０の捲回軸Ｄ方向の一端と他端で積層された正電極４１の箔露出部４１ｃと負電極４２の箔露出部４２ｃは、それぞれ電極群４０の厚さ方向で二つに分けて束ねられている。電極群４０の箔露出部４１ｃ，４２ｃが束ねられた部分は、例えば超音波溶接によって、それぞれ、集電板３０Ａ，３０Ｂの接続端子部３２Ａ，３２Ｂに接合されている。

これにより、電池容器１０内に収容される正電極４１と、電池容器１０の外部に配置される正極側の外部端子２０Ａとが、導電板６、ダイヤフラム５、および集電板３０Ａを介して導通接続される。同様に、電池容器１０内に収容される負電極４２と、電池容器１０の外部に配置される負極側の外部端子２０Ｂとが、集電板３０Ｂを介して導通接続される。そして、電極群４０が集電板３０Ａ，３０Ｂによって蓋組立体５０に支持固定される。

図９は、図８に示す電極群４０を接合した蓋組立体５０の下方で中央絶縁シート１６Ａを展開した状態を示す斜視図である。

中央絶縁シート１６Ａは、電極群４０と集電板３０Ａ,３０Ｂの周囲を覆う前述の絶縁シート１６の一部であり、電極群４０の捲回軸Ｄ方向において、電極群４０の幅と同等の幅を有している。中央絶縁シート１６Ａは、一端が電極群４０の一側で電池蓋１２の近傍に配置され、中央部が電池缶１１の底面に対向する電極群４０の下端の湾曲部４０ｂで折り返され、他端が電極群４０の他側で電池蓋１２の近傍に配置することができる長さを有している。中央絶縁シート１６Ａの厚さは、例えば、約０．１ｍｍ程度の厚さに形成することができる。

中央絶縁シート１６Ａの一端と他端には、それぞれ挿入片７１が設けられている。本実施形態において、挿入片７１は、中央絶縁シート１６Ａと同じ材料で一体に形成され、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入可能な面積および形状に形成されている。挿入片７１は、中央絶縁シート１６Ａの一端と他端から、中央絶縁シート１６Ａの長さ方向に突出する矩形の舌片状に形成されている。

挿入片７１は、突出方向と垂直な幅方向の中央部に、一方向が開放された凹状の切り欠きである隣接部７２を有している。挿入片７１の隣接部７２は、中央絶縁シート１６Ａに隣接する基端部から突出方向の先端に向けて形成され、先端側が開放されている。詳細は後述するが、挿入片７１は、電流遮断機構６０を構成するダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入されて、溶接部ＷＰの側方に隣接配置される。

図１０は、図９に示す中央絶縁シート１６Ａによって電極群４０と集電板３０Ａ，３０Ｂが覆われた状態の蓋組立体５０を、端部絶縁シート１６Ｂおよび電池缶１１と共に示す斜視図である。

中央絶縁シート１６Ａは、一端が電極群４０の一側で電池蓋１２の近傍に配置され、中央部が電池缶１１の底面に対向する電極群４０の下端の湾曲部４０ｂで折り返され、他端が電極群４０の他側で電池蓋１２の近傍に配置されている。中央絶縁シート１６Ａの一端と他端に設けられた一対の挿入片７１は、それぞれダイヤフラム５と集電板３０Ａとの溶接部ＷＰの周囲で、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入されている。

端部絶縁シート１６Ｂは、電極群４０と電池容器１０の捲回軸Ｄ方向に垂直な狭側面１０ｃとの間に配置される。また、端部絶縁シート１６Ｂは、集電板３０Ａ，３０Ｂの接続端子部３２Ａ，３２Ｂと電池容器１０の広側面１０ａとの間、および電極群４０と電池容器１０の底面１０ｂとの間に配置される縁部を有するケース状に形成されている。これにより、電極群４０を中央絶縁シート１６Ａで覆った状態で、電極群４０の捲回軸Ｄ方向の端部に端部絶縁シート１６Ｂを被せることで、電極群４０および集電板３０Ａ，３０Ｂと電池容器１０との間に配置される絶縁シート１６を形成することができる。

その後、蓋組立体５０は、絶縁シート１６によって覆われた電極群４０および集電板３０Ａ，３０Ｂが上部開口１１ａから電池缶１１内に挿入され、電池蓋１２によって電池缶１１の上部開口１１ａを閉塞した状態になる。この状態で、例えば、レーザ溶接によって電池蓋１２の全周を電池缶１１の上部開口１１ａに接合することで、絶縁シート１６によって覆われた電極群４０および集電板３０Ａ，３０Ｂが電池容器１０の内部に収容される。その後、電池蓋１２の注液口１４から電解液を注入し、注液口１４に注液栓１５を溶接して注液口１４を封止することで、図１に示す二次電池１００が製作される。

図１１（ａ）は、図９に示す挿入片７１を配置した電流遮断機構６０近傍の断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面における平面図である。

一対の挿入片７１は、それぞれダイヤフラム５と集電板３０Ａの基部３１Ａとの間に挿入されて、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の溶接部ＷＰの側方に隣接配置されている。この一対の挿入片７１によって、溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置される絶縁部材７０が構成されている。すなわち、電流遮断機構６０は、溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置される絶縁部材７０を備えている。また、絶縁部材７０は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａの基部３１Ａとの間に挿入されて溶接部ＷＰの側方に隣接配置される二つの挿入片７１を備えている。なお、詳細は後述するが挿入片７１は、溶接部ＷＰの側方に三つ以上、隣接配置してもよい。

図１１（ｂ）に示すように、複数の挿入片７１、本実施形態では二つの挿入片７１は、それぞれ溶接部ＷＰの側方を通過するように挿入され、溶接部ＷＰを囲むように隣接配置されている。そして、溶接部ＷＰは、二つの挿入片７１間に形成された絶縁部材７０の開口Ａ内に配置されている。これにより、二つの挿入片７１からなる絶縁部材７０は、溶接部ＷＰの外縁を全周に亘って隙間なく囲むと共に、溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置されている。

絶縁部材７０を構成する各々の挿入片７１は、溶接部ＷＰに隣接する隣接部７２を有している。本実施形態において、隣接部７２は、一方向が開放された凹状の切り欠きである。挿入片７１は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａの基部３１Ａとの間に挿入する際に、電池容器１０の厚さ方向すなわち長方形板状の電池蓋１２の短手方向外側から、溶接部ＷＰに向けて電池蓋１２の短手方向に差し込むようにして挿入する。

そのため、挿入片７１の隣接部７２は、電池蓋１２の短手方向である挿入方向の前方が開放された凹状の切り欠きとして形成されている。なお、本実施形態の隣接部７２は、各辺が直線状の矩形の切り欠きであるが、切り欠きの底部の形状は、溶接部ＷＰの輪郭形状または集電板３０Ａに当接するダイヤフラム５の頂部の凸部５ａの輪郭形状に沿う円弧状に形成してもよい。

また、本実施形態において、二つの挿入片７１は、互いに重なり合う部分を有している。具体的には、挿入方向の前方が開放された凹状の切り欠きである隣接部７２を有する二つの挿入片７１は、電池蓋１２の短手方向である挿入方向に交互に挿入され、凹状の隣接部７２の底部がダイヤフラム５の凸部５ａの外周側壁に当接し、溶接部ＷＰに隣接している。これにより、矩形の切り欠きである隣接部７２の両側、換言すると電池容器１０の幅方向すなわち電池蓋１２の長手方向において溶接部ＷＰに隣接する部分で、二つの挿入片７１が互いに重なり合っている。

以上のように、本実施形態の二次電池１００は、外部端子２０Ａと電池容器１０内の電極４１に接続された集電板３０Ａとの間の電流経路に、電流遮断機構６０を備えている。そして、電流遮断機構６０は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の溶接部ＷＰの周囲で、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に、絶縁部材７０を備えている。

以下、本実施形態の二次電池１００の作用について説明する。

電流遮断機構６０のダイヤフラム５は、導電板６を介して外部端子２０Ａに導通接続され、集電板３０Ａを介して正電極４１に導通接続されることで、外部端子２０Ａと正電極４１との間の電流経路の一部を構成している。ダイヤフラム５の電池容器１０内方側の面は、電池容器１０の内部空間に面し、ダイヤフラム５の電池容器１０外方側の空間は、外部端子２０Ａの貫通孔２３Ａによって電池容器１０の外部空間に連通している。また、ダイヤフラム５は、縁部が導電板６に封止溶接されることで、電池容器１０の内部空間を外部空間から隔絶している。

このような構成に基づき、本実施形態の二次電池１００は、平常時において、外部端子２０Ａ，２０Ｂを介して供給された電力を、電流遮断機構６０を含む電流経路を流れる電流によって電極群４０に蓄積する。また、二次電池１００は、電極群４０に蓄積した電力を、電流遮断機構６０を含む電流経路を流れる電流によって外部端子２０Ａ，２０Ｂを介して外部機器に供給する。

例えば、二次電池１００の過充電、過昇温または外力による破損などによって電池容器１０内のガス圧が上昇すると、ダイヤフラム５の電池容器１０内方側の面に作用する圧力が、電池容器１０外方側の面に作用する圧力よりも大きくなる。そして、電池容器１０内部のガス圧が設定された圧力に達すると、ダイヤフラム５が集電板３０Ａから離れる方向に変形して集電板３０Ａの薄肉部３３Ａが破断する。

図１２は、図１１に示す電流遮断機構６０が電流を遮断した状態を示す拡大断面図である。

電流遮断時に、ダイヤフラム５は、電池容器１０外方に向けて座屈するように塑性変形し、ダイヤフラム５と集電板３０Ａの薄肉部３３Ａとの間の溶接部ＷＰに電池容器１０外方を向く力が作用して薄肉部３３Ａが破断する。これにより、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの接続が断たれ、外部端子２０Ａと電池容器１０内の正電極４１との間の電流経路が遮断される。

ここで、例えば前述の特許文献１に記載の従来の角形二次電池では、正極集電体の第１領域と反転板とを溶接すると、第２絶縁部材が溶接時の熱によって溶融する虞がある。この場合、電流遮断機構による電流の遮断時に、正極集電体と反転板との間の絶縁不良が生じる虞がある。

これに対し、本実施形態の二次電池１００の電流遮断機構６０は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の溶接部ＷＰの周囲で、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に、絶縁部材７０を備えている。そして、この絶縁部材７０は、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入されて溶接部ＷＰの側方に隣接配置される複数の挿入片７１を備えている。

そのため、二次電池１００の製造時に、まず、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に溶接部ＷＰを形成し、その後、複数の挿入片７１を順次、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入し、溶接部ＷＰの側方に隣接配置し、溶接部ＷＰの周囲で、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に絶縁部材７０を配置することができる。したがって、絶縁部材７０が溶接部ＷＰの形成時の熱の影響を受けることが回避される。

これにより、電流遮断機構６０による電流遮断時に、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間を、絶縁部材７０によって確実に絶縁することができる。そのため、電流遮断機構６０による電流遮断時に、例えば、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間での火花放電を防止することができる。また、例えば、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に電解液が存在するような場合でも、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の絶縁性を向上させることができる。

図１３は、図１に示す二次電池と、比較例の二次電池の電流遮断時の外部端子と電極との間を流れる電流の時間経過に伴う挙動を示すグラフである。

図１３において、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は電流値（Ａ）である。図１３は、電流遮断機構６０に最大で１００Ｖの電圧が印加される条件における結果を示している。図１３において、線Ｌ１は本実施形態の二次電池１００の結果を示し、線Ｌ２は本実施形態の二次電池１００から絶縁部材７０を取り除いた比較例の二次電池の結果を示している。

グラフ中、電流値がステップ状に急激に低下している点で、電流遮断機構６０が作動し、電流遮断が行われている。線Ｌ１で示す本実施形態の二次電池１００では、電流遮断機構６０による電流遮断後に絶縁部材７０によって電流遮断が安定して行われているのに対し、線Ｌ２で示す絶縁部材７０を取り除いた比較例の二次電池では、電流遮断機構６０による電流遮断後に電流値が高止まりするだけでなく、電流値が増加して火花放電が発生している。

すなわち、本実施形態の二次電池１００によれば、溶接の熱による影響によって前記従来の角形二次電池において起こり得る線Ｌ２に示すような現象を回避して、電流遮断機構６０による電流の遮断時にダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の絶縁性を向上させることができる。

また、本実施形態の二次電池１００では、複数の挿入片７１は、それぞれ溶接部ＷＰの側方を通過するように挿入され、溶接部ＷＰを囲むように隣接配置される。そして、複数の挿入片７１間に形成された絶縁部材７０の開口Ａ内に配置される。これにより、溶接部ＷＰを形成した後に、個々の挿入片７１を、順次、溶接部ＷＰの側方を通過するように配置して溶接の熱による影響を回避し、溶接部ＷＰにより近い位置で溶接部ＷＰを取り囲む絶縁部材７０を設置することができる。したがって、電流遮断機構６０による電流の遮断時にダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の絶縁性を向上させることができる。

また、挿入片７１は、溶接部ＷＰに隣接する隣接部７２を有している。そのため、挿入片７１の隣接部７２によって形成される絶縁部材７０の開口Ａを、溶接部ＷＰのより近い位置に形成することができる。また、本実施形態の隣接部７２は、一方向が開放された凹状の切り欠きである。そのため、挿入片７１の挿入方向の前方から後方に隣接部７２を形成し、溶接部ＷＰが隣接部７２の内側に配置されるように挿入片７１を挿入することで、溶接部の３方を挿入片７１によって囲むことができ、絶縁部材７０の配置が容易になる。

また、本実施形態の挿入片７１は、互いに重なり合う部分を有している。そのため、重なり合った部分において絶縁部材７０を厚くしてより絶縁性を向上させることが可能になる。

また、本実施形態の絶縁部材７０は、電極群４０と電池容器１０との間に配置される絶縁シート１６と一体に形成されている。そのため、電極群４０を絶縁シート１６によって覆う工程で、挿入片７１を溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入して絶縁部材７０を形成することができ、絶縁部材７０の組立を容易にして生産性を向上させることができる。また、本実施形態の挿入片７１は、絶縁シート１６が備える中央絶縁シート１６Ａに設けられているので、二次電池１００の部品点数が増加することがない。

また、挿入片７１は、中央絶縁シートの一端と他端に設けられている。そのため、中央絶縁シート１６Ａの一端を電極群４０の一側で電池蓋１２の近傍に配置する際に、一方の挿入片７１をダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入することができる。さらに、中央絶縁シート１６Ａの中央部を電池缶１１の底面に対向する電極群４０の下端で折り返し、他端を電極群４０の他側で電池蓋１２の近傍に配置する際に、他方の挿入片７１をダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に挿入することができる。したがって、絶縁部材７０の組立を容易にして、生産性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態の二次電池１００によれば、電流遮断機構６０による電流の遮断時に、電池容器１０外の外部端子２０Ａに接続されたダイヤフラム５と、電池容器１０内の電極４１に接続された集電板３０Ａとの間の絶縁性を向上させることができる。

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２について、図１から図１１を援用し、図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の実施形態２に係る二次電池の図１１（ｂ）に対応する平面図である。

本実施形態の二次電池は、絶縁部材７０を構成する二つの挿入片７１のうち、一方の挿入片７１が中央絶縁シート１６Ａの一端に設けられ、他方の挿入片７１が端部絶縁シート１６Ｂに設けられている点で、前述の実施形態１の二次電池１００と異なっている。本実施形態の二次電池のその他の点は、実施形態１の二次電池１００と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施形態では、電極群４０の周囲を中央絶縁シート１６Ａで覆う際に、一方の挿入片７１を電池蓋１２の短手方向に溶接部ＷＰの側方を通過するように挿入することができる。また、電極群４０の捲回軸Ｄ方向の端部を、端部絶縁シートで覆う際に、他方の挿入片７１を電池蓋１２の長手方向に溶接部ＷＰの側方を通過するように挿入することができる。これにより、溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に、開口Ａを有する絶縁部材７０配置される。

したがって、本実施形態の二次電池によれば、実施形態１の二次電池１００と同様の効果が得られるだけでなく、異なる方向から挿入片７１を挿入して絶縁部材７０を形成することが可能になる。

［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３について、図１から図１１を援用し、図１５を参照して説明する。図１５は、本発明の実施形態３に係る二次電池の図２に対応する分解斜視図である。

本実施形態の二次電池は、絶縁部材７０を構成する二つの挿入片７１が、絶縁シート１６とは別の部材として設けられている点で、前述の実施形態１の二次電池１００と異なっている。本実施形態の二次電池のその他の点は、実施形態１の二次電池１００と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施形態の二次電池によれば、実施形態１の二次電池１００と同様の効果を得られるだけでなく、挿入片７１の材質、厚さを絶縁シート１６と異ならせ、ダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間の絶縁に適した材質、厚さにすることが容易になる。また、挿入片７１の挿入をより容易にすることが可能になる。なお、挿入片７１は、電池蓋１２の短手方向すなわち電池容器１０の厚さ方向において、一端に設けられた凹状の隣接部７２がダイヤフラム５の凸部５ａに係合し、他端が電池容器１０または絶縁シート１６と略隙間なく配置されるため、挿入片７１が電池容器１０内で脱落することはない。

［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４について、図１から図１１を援用し、図１６を参照して説明する。図１６（ａ）は、本発明の実施形態４に係る二次電池が備える絶縁部材７０Ａの平面図である。図１６（ｂ）から図１６（ｄ）は、図１６（ａ）に示す絶縁部材７０Ａの変形例の絶縁部材７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄを示す平面図である。

本実施形態の二次電池は、絶縁部材７０Ａを構成する二つの挿入片７１Ａの一端が溶接部ＷＰの一側で互いに連結され、二つの挿入片７１Ａの他端が溶接部ＷＰの他側で互いに隣接配置される点と、隣接部７２Ａが円弧状の切り欠きである点で、実施形態１の二次電池１００と異なっている。その他の点は同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図１６（ａ）に示すように、絶縁部材７０Ａは、一部材によって形成されている。絶縁部材７０Ａは、実施形態１または実施形態２の絶縁部材７０と同様に絶縁シート１６と一体に設けてもよく、実施形態３の絶縁部材７０と同様に絶縁シート１６と別部材としてもよい。ただし、二つの挿入片７１Ａを絶縁シート１６と一体に設ける場合には、二つの挿入片７１Ａが連結された端部を絶縁シート１６に連結する。この場合、絶縁部材７０Ａの挿入片７１Ａは、中央絶縁シート１６Ａと端部絶縁シート１６Ｂのいずれか一方に設けることができる。

絶縁部材７０Ａは、例えば、絶縁シート１６と同様の材料によって製作され、二つの挿入片７１Ａの互いに隣接配置された端部を溶接部ＷＰの幅以上の距離に離間させる可撓性を有している。これにより、互いに隣接配置された二つの挿入片７１Ａの端部の間の切れ目を開いて通路を形成し、その通路に溶接部ＷＰおよびダイヤフラム５の凸部５ａを通して、絶縁部材７０Ａを溶接部ＷＰの周囲でダイヤフラム５と集電板３０Ａとの間に配置することができる。したがって、本実施形態の二次電池によれば、実施形態１の二次電池１００と同様の効果を得ることができる。

また、挿入片７１Ａは、円弧状の隣接部７２Ａを有していることで、絶縁部材７０Ａの開口Ａが円形になる。これにより、外周形状が円形の溶接部ＷＰまたはダイヤフラム５の凸部５ａと、絶縁部材７０Ａとの間の隙間を最小限にすることができる。

図１６（ｂ）に示す変形例の絶縁部材７０Ｂは、挿入片７１Ｂが備える隣接部７２Ｂが、一方向が開放された凹状の切り欠きとされている。図１６（ｃ）に示す変形例の絶縁部材７０Ｃでは、一方の挿入片７１Ｃが備える隣接部７２Ｃは直線状に形成され、他方の挿入片７１Ｄが備える隣接部７２Ｄは一方向が開放された凹状の切り欠きとされている。図１６（ｄ）に示す変形例の絶縁部材７０Ｄは、挿入片７１Ｅが備える隣接部７２Ｅは、互いに垂直な二方向が開放されたＬ字形の矩形の切り欠きとされている。

変形例の絶縁部材７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄによれば、実施例４の絶縁部材７０Ａと同様の効果を得られるだけでなく、開口Ａを矩形にすることができる。また、二次電池１００に挿入する際の障害物の位置等に応じて、絶縁部材７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄを適宜選択することができる。

図１７は、本発明の各実施形態に係る二次電池が備える絶縁部材７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄの変形例を示す平面図である。各変形例の絶縁部材７０Ｅ，７０Ｆ，７０Ｇ，７０Ｈ，７０Ｉ，７０Ｊは、絶縁シート１６と一体に形成してもよいし、絶縁シート１６と別体として形成してもよい。

図１７（ａ）に示す絶縁部材７０Ｅは、二つの挿入片７１，７１Ｆ間に形成される矩形の開口Ａを備えている。一方の挿入片７１の隣接部７２は、一方向が開放された凹状の切り欠きであり、他方の挿入片７１Ｆの隣接部７２Ｆは、直線状である。二つの挿入片７１，７１Ｆは、それぞれ、電池蓋１２の短手方向に挿入される。このような構成により、絶縁部材７０Ｅの製造を容易にすることができ、材料の使用量を削減することができ、さらに絶縁部材７０Ｅの配置を容易にすることが可能になる。

図１７（ｂ）に示す絶縁部材７０Ｆは、二つの挿入片７１Ｇ間に形成される矩形の開口Ａを備えている。挿入片７１Ｇは、互いに垂直な二方向が開放された矩形の切り欠きである隣接部７２Ｇを備えている。挿入片７１Ｇは、電池蓋１２の短手方向に挿入される。このような構成により、挿入片７１Ｇを挿入して位置合わせすることが容易になり、二次電池１００の生産性を向上させることができる。また、材料の使用量を削減することができる。

図１７（ｃ）に示す絶縁部材７０Ｇは、二つの挿入片７１，７１Ｆ間に形成される矩形の開口Ａを備えている。一方の挿入片７１の隣接部７２は、一方向が開放された凹状の切り欠きであり、他方の挿入片７１Ｆの隣接部７２Ｆは、直線状である。一方の挿入片７１は、電池蓋１２の長手方向に挿入され、他方の７１Ｆは、電池蓋１２の短手方向に挿入される。このような構成により、絶縁部材７０Ｅの製造を容易にすることができ、材料の使用量を削減することができ、さらに絶縁部材７０Ｅの配置を容易にすることが可能になる。

図１７（ｄ）に示す絶縁部材７０Ｈは、二つの挿入片７１Ｇ間に形成される矩形の開口Ａを備えている。挿入片７１Ｇは、互いに垂直な二方向が開放された矩形の切り欠きである隣接部７２Ｇを備えている。一方の挿入片７１Ｇは、電池蓋１２の長手方向に挿入され、他方の挿入片７１Ｇは、電池蓋１２の短手方向に挿入される。このような構成により、挿入片７１Ｇを挿入して位置合わせすることが容易になり、二次電池１００の生産性を向上させることができる。また、材料の使用量を削減することができる。

図１７（ｅ）に示す絶縁部材７０Ｉは、分離可能な四つの挿入片７１Ｆを備え、これらの間に形成される矩形の開口Ａを備えている。挿入片７１Ｆは長方形の短冊状に形成され、隣接部７２Ｆは直線状に形成されている。挿入片７１Ｆは電池蓋１２の長手方向と短手方向において、それぞれ溶接部ＷＰの両側に配置されている。これにより、各挿入片７１Ｆを順次適切な方向から挿入することができ、障害物を回避することが容易になる。なお、挿入片７１Ｆを５つ以上配置して、開口Ａを多角形にしてもよい。

図１７（ｆ）に示す絶縁部材７０Ｊは、分離可能な三つの挿入片７１Ｆ，７１Ｈ，７１Ｈを備え、これらの間に形成される三角形の開口Ａを備えている。各挿入片７１Ｆ，７１Ｈの隣接部７２Ｆ，７２Ｈは、直線状に形成されている。また、挿入片７１Ｈは、三角形に形成されている。このような構成により、挿入片７１Ｈを先細状にして挿入を容易にすることができる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、前述の実施形態では、椀形の凸形状を有するダイヤフラムについて説明したが、ダイヤフラムは平板状であってもよい。

５…ダイヤフラム、１０…電池容器、１０ａ…広側面（捲回軸に平行な側面）１０ｃ…狭側面（捲回軸に垂直な側面）
１１…電池缶、１２…電池蓋、１６…絶縁シート、１６Ａ…中央絶縁シート、１６Ｂ…端部絶縁シート、２０Ａ…外部端子、３０Ａ…集電板、４０…電極群、４１…電極（正電極）、６０…電流遮断機構、７０，７０Ａ〜７０Ｊ…絶縁部材、７１，７１Ａ〜７１Ｈ…挿入片、７２，７２Ａ〜７２Ｈ…隣接部、１００…二次電池、Ａ…開口、Ｄ…捲回軸、ＷＰ…溶接部

Claims

外部端子と電池容器内の電極に接続された集電板との間の電流経路に電流遮断機構を備えた二次電池であって、
前記電流遮断機構は、前記外部端子に接続されると共に前記集電板との間に溶接部を有するダイヤフラムと、前記溶接部の周囲で前記ダイヤフラムと前記集電板との間に配置される絶縁部材とを備え、
前記絶縁部材は、前記ダイヤフラムと前記集電板との間に挿入されて前記溶接部の側方に隣接配置される複数の挿入片を備え、
複数の前記挿入片は、それぞれ前記溶接部の側方を通過するように挿入され、前記溶接部を囲むように隣接配置され、
前記溶接部は、複数の前記挿入片間に形成された前記絶縁部材の開口内に配置されることを特徴とする二次電池。
前記挿入片は、前記溶接部に隣接する隣接部を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記隣接部は、一方向が開放された凹状の切り欠きであることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
前記隣接部は、互いに垂直な二方向が開放された矩形の切り欠きであることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
前記絶縁部材は、二つの前記挿入片間に形成される矩形の前記開口を備え、
一方の前記挿入片の前記隣接部は、一方向が開放された凹状の切り欠きであり、
他方の前記挿入片の前記隣接部は、直線状であることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
前記隣接部は、円弧状の切り欠きであることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
前記絶縁部材は、分離可能な少なくとも三つの前記挿入片を備え、
個々の前記挿入片の前記隣接部は、直線状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
外部端子と電池容器内の電極に接続された集電板との間の電流経路に電流遮断機構を備えた二次電池であって、
前記電流遮断機構は、前記外部端子に接続されると共に前記集電板との間に溶接部を有するダイヤフラムと、前記溶接部の周囲で前記ダイヤフラムと前記集電板との間に配置される絶縁部材とを備え、
前記絶縁部材は、前記ダイヤフラムと前記集電板との間に挿入されて前記溶接部の側方に隣接配置される複数の挿入片を備え、
前記絶縁部材は、二つの前記挿入片を備え、
二つの前記挿入片は、一端が前記溶接部の一側で互いに連結され、他端が前記溶接部の他側で互いに隣接配置されることを特徴とする二次電池。
前記絶縁部材は、二つの前記挿入片の互いに隣接配置された端部を前記溶接部の幅以上の距離に離間させる可撓性を有することを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
外部端子と電池容器内の電極に接続された集電板との間の電流経路に電流遮断機構を備えた二次電池であって、
前記電流遮断機構は、前記外部端子に接続されると共に前記集電板との間に溶接部を有するダイヤフラムと、前記溶接部の周囲で前記ダイヤフラムと前記集電板との間に配置される絶縁部材とを備え、
前記絶縁部材は、前記ダイヤフラムと前記集電板との間に挿入されて前記溶接部の側方に隣接配置される複数の挿入片を備え、
セパレータを介して積層させた前記電極を捲回した電極群と、該電極群と前記電池容器との間に配置される絶縁シートと、を備え、
前記絶縁部材は、前記絶縁シートと一体に形成されていることを特徴とする二次電池。
前記電池容器は、上部が開放された有底角筒状の電池缶と、該電池缶の上部開口を閉塞する長方形板状の電池蓋とを備え、
前記電極群は、捲回軸方向が前記電池蓋の長手方向と平行に前記電池容器に収容され、
前記絶縁シートは、前記電極群と前記電池容器の前記捲回軸方向に平行な側面との間に配置される中央絶縁シートと、前記電極群と前記電池容器の前記捲回軸方向に垂直な側面との間に配置される端部絶縁シートと、を備え、
前記絶縁部材の前記挿入片は、前記中央絶縁シートと前記端部絶縁シートの少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池。
前記中央絶縁シートは、一端が前記電極群の一側で前記電池蓋の近傍に配置され、中央部が前記電池缶の底面に対向する前記電極群の下端で折り返されて、他端が前記電極群の他側で前記電池蓋の近傍に配置され、
前記絶縁部材の前記挿入片は、前記中央絶縁シートの前記一端と前記他端の少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
前記絶縁部材の前記挿入片は、前記端部絶縁シートに設けられることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の二次電池。
前記挿入片は、互いに重なり合う部分を有することを特徴とする請求項１、請求項８または請求項１０に記載の二次電池。