JP6270511B2 - 二次電池および二次電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池および二次電池の製造方法の技術に関する。
二次電池には、内圧の過度な上昇に備えて、一般的に電流遮断機構（ＣＩＤ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）が備えられている。
電流遮断機構としては、ダイアフラムからなる反転板と、反転板を保持する絶縁体たるホルダーと、を有し、正極の集電タブに対して、反転板を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構が知られている。
このような電流遮断機構では、二次電池の内圧が上昇したときに、電解液に押された反転板が反転し、該反転板を集電タブから離反させて（導通を無くして）電流を遮断する構成としている。このため、このような構成の電流遮断機構において、集電タブと反転板の溶接強度は、他の部位の接合強度に比して低く設定されている。
このため、電流遮断機構における集電タブと反転板の溶接部は、他の部位に比して破損し易くなっている。
電流遮断機構を備えた二次電池としては、例えば、以下に示す特許文献１に開示されているものが公知となっている。
電流遮断機構としては、ダイアフラムからなる反転板と、反転板を保持する絶縁体たるホルダーと、を有し、正極の集電タブに対して、反転板を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構が知られている。
このような電流遮断機構では、二次電池の内圧が上昇したときに、電解液に押された反転板が反転し、該反転板を集電タブから離反させて（導通を無くして）電流を遮断する構成としている。このため、このような構成の電流遮断機構において、集電タブと反転板の溶接強度は、他の部位の接合強度に比して低く設定されている。
このため、電流遮断機構における集電タブと反転板の溶接部は、他の部位に比して破損し易くなっている。
電流遮断機構を備えた二次電池としては、例えば、以下に示す特許文献１に開示されているものが公知となっている。
特許文献１に示された従来の二次電池は、ダイアフラムからなり、リベットに接続される反転板と、正極の集電タブを保持する絶縁体たるホルダーと、を有し、前記正極の集電タブに対して、反転板を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構を備えており、封口板の上面に正極端子を積層し、かつ、封口板の下面にホルダーを積層して、封口板に対して、正極端子およびホルダーをリベットで接合し、正極端子と正極の集電タブとを、前記リベットおよび反転板を介して電気的に接続する構成としている。
図７および図８には、従来の二次電池における正極の周辺構造を示している。
図７に示す如く、従来の二次電池における正極５０は、ダイアフラムからなり、リベット４８に接続される反転板４１と、正極の集電タブ４４を保持する絶縁体たるホルダー４２と、を有し、溶接部４３において、正極の集電タブ４４に対して、反転板４１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構４５を備えており、封口板４６の一面側（図７では上面）に正極端子４７を積層し、かつ、封口板４６の他面側（図７では下面）にホルダー４２を積層して、封口板４６に対して、正極端子４７およびホルダー４２を、リベット４８をかしめることによって接合し、正極端子４７と正極の集電タブ４４とを、リベット４８および反転板４１を介して電気的に接続する構成としている。また、封口板４６と正極端子４７の間には、絶縁体２１およびガスケット２２を設けている。
図７に示す如く、従来の二次電池における正極５０は、ダイアフラムからなり、リベット４８に接続される反転板４１と、正極の集電タブ４４を保持する絶縁体たるホルダー４２と、を有し、溶接部４３において、正極の集電タブ４４に対して、反転板４１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構４５を備えており、封口板４６の一面側（図７では上面）に正極端子４７を積層し、かつ、封口板４６の他面側（図７では下面）にホルダー４２を積層して、封口板４６に対して、正極端子４７およびホルダー４２を、リベット４８をかしめることによって接合し、正極端子４７と正極の集電タブ４４とを、リベット４８および反転板４１を介して電気的に接続する構成としている。また、封口板４６と正極端子４７の間には、絶縁体２１およびガスケット２２を設けている。
そして、正極５０において、ホルダー４２は、図８に示すように、封口板４６の下面に形成された凹部４６ａに嵌めこまれており、凹部４６ａの周縁部とホルダー４２の間には隙間が生じている。また、従来の正極５０では、凹部４６ａに対してホルダー４２は嵌め込まれた状態でリベット接合されているだけであって、ホルダー４２と封口板４６を溶着や接着の手法等を用いて固定する構成とはしていない。
特許文献１に示された従来の二次電池では、正極５０において、図８に示すように、封口板４６の凹部４６ａにホルダー４２を嵌め合わせて、ホルダー４２と封口板４６とを接合する構成としているため、嵌め合わせ部において、ホルダー４２と封口板４６における凹部４６ａの周縁部との間には隙間が存在している。
ホルダー４２と封口板４６の間に隙間があると、ホルダー４２と封口板４６が相対変位し、衝突しあうことによって振動が発生し、その振動が電流遮断機構４５に伝達されることで、反転板４１と集電タブ４４の溶接部４３に破損が生じる可能性があった。
例えば、溶接部４３に亀裂等の破損があると、より低い内圧で電流遮断機構４５が作動してしまうため、溶接部４３の破損は、電流遮断機構４５の誤作動を引き起こす原因となっている。
ホルダー４２と封口板４６の間に隙間があると、ホルダー４２と封口板４６が相対変位し、衝突しあうことによって振動が発生し、その振動が電流遮断機構４５に伝達されることで、反転板４１と集電タブ４４の溶接部４３に破損が生じる可能性があった。
例えば、溶接部４３に亀裂等の破損があると、より低い内圧で電流遮断機構４５が作動してしまうため、溶接部４３の破損は、電流遮断機構４５の誤作動を引き起こす原因となっている。
そこで、反転板と集電タブとを溶接する構成の電流遮断機構を備える二次電池では、溶接部の破損を確実に防止する技術の確立が求められていた。
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、振動の発生および伝達に起因する電流遮断機構の破損を防止することにより、電流遮断機構の誤作動防止および二次電池の品質向上を実現する二次電池およびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、振動の発生および伝達に起因する電流遮断機構の破損を防止することにより、電流遮断機構の誤作動防止および二次電池の品質向上を実現する二次電池およびその製造方法を提供することを目的としている。
ここで提案される二次電池は、ダイアフラムからなり、リベットに接続された反転板と、正極の集電タブを保持する絶縁体たるホルダーとを有し、正極の集電タブに対して、反転板が所定の強度で溶接された電流遮断機構を備えている。そして、封口板の上面に正極端子が積層され、封口板の下面にホルダーが積層され、封口板に対して、正極端子およびホルダーがリベットによって接合され、さらに、ホルダーは、封口板に溶着されている。
また、封口板は、下面に凹部を備えていてもよい。この場合、ホルダーは、封口板の下面に接する板状の本体部と、本体部の端面から、封口板と本体部との積層方向に直交する方向に突出した凸部とを備えているとよい。そして、凹部にホルダーを嵌め合わせた状態で、封口板と前記凸部とが溶着または接着されているとよい。
また、ここで提案される二次電池の製造方法は、封口板の上面に正極端子を積層し、かつ、封口板の下面に前記ホルダーを積層して、封口板に対して、正極端子およびホルダーをリベットで接合する工程と、封口板とホルダーとを溶着する工程とを含んでいるとよい。
また、封口板は、下面に凹部が形成されていてもよい。この場合、ホルダーは、封口板の下面に接する板状の本体部と、本体部の端面から、封口板と前記本体部との積層方向に直交する方向に突出した凸部とを有しているとよい。そして、封口板の凹部にホルダーを嵌め合わせつつ、封口板と凸部とを溶着または接着するとよい。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
ここで提案される二次電池によれば、振動の発生および伝達に起因して反転板と集電タブの溶接部が破損するのを防止することができる。これにより、電流遮断機構の誤作動を防止するとともに、二次電池の気密性を確保して、二次電池の品質向上を図ることができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る二次電池１は、非水電解質二次電池であり、角形の電池ケース２、巻回型の電極体３、封口板４、正極５、負極６、安全弁７等を備えており、正極５において、電流遮断機構８を備える構成としている。そして、二次電池１は、電池ケース２と封口板４で形成した密閉空間の内部に電極体３と電解液（図示せず）を封入して構成される。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る二次電池の構成について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る二次電池１は、非水電解質二次電池であり、角形の電池ケース２、巻回型の電極体３、封口板４、正極５、負極６、安全弁７等を備えており、正極５において、電流遮断機構８を備える構成としている。そして、二次電池１は、電池ケース２と封口板４で形成した密閉空間の内部に電極体３と電解液（図示せず）を封入して構成される。
封口板４は、電池ケース２における開口された一側面を封止する役割を果たす板状部材であり、上面４ａと下面４ｂを有しており、正極５および負極６を固定する役割をも果たすものである。上面４ａは、二次電池１の外側に現れる面であり、下面４ｂは、二次電池１の内部に隠蔽される面である。
本実施形態に示す封口板４は、アルミニウム製の板材をプレス加工することで、下面４ｂに凹部４ｃが形成された所定の形状に加工される。そして、封口板４を、電池ケース２の開口部にレーザー溶接することで、該開口部を封口する。
本実施形態に示す封口板４は、アルミニウム製の板材をプレス加工することで、下面４ｂに凹部４ｃが形成された所定の形状に加工される。そして、封口板４を、電池ケース２の開口部にレーザー溶接することで、該開口部を封口する。
凹部４ｃは、ホルダー１２の形状に対応しており、凹部４ｃにホルダー１２を嵌め合わせることで、封口板４とホルダー１２の積層方向に直交する方向への封口板４とホルダー１２の相対変位を防止する構成としている。
次に、二次電池１における電流遮断機構８の周辺構造について、図２〜図６を用いて説明をする。
図２（ａ）には、二次電池１における正極５の周辺構造の第一の実施形態を示している。
図２（ａ）に示す如く、第一の実施形態に係る二次電池１の正極５は、ダイアフラムからなり、リベット１７に接続される反転板１１と、正極の集電タブ１４を保持する絶縁体たるホルダー１２と、を有し、溶接部１３において、正極の集電タブ１４に対して、反転板１１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構８を備えており、封口板４の一面側（上面４ａ）に接するように正極端子１６を積層し、かつ、封口板４の他面側（下面４ｂ）に接するようにホルダー１２を積層して、封口板４に対して、正極端子１６およびホルダー１２をリベット１７によって接合し、正極端子１６と正極の集電タブ１４とを、リベット１７および反転板１１を介して電気的に接続する構成としている。また、封口板４と正極端子１６の間には、絶縁体２１およびガスケット２２を設けている。
図２（ａ）には、二次電池１における正極５の周辺構造の第一の実施形態を示している。
図２（ａ）に示す如く、第一の実施形態に係る二次電池１の正極５は、ダイアフラムからなり、リベット１７に接続される反転板１１と、正極の集電タブ１４を保持する絶縁体たるホルダー１２と、を有し、溶接部１３において、正極の集電タブ１４に対して、反転板１１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構８を備えており、封口板４の一面側（上面４ａ）に接するように正極端子１６を積層し、かつ、封口板４の他面側（下面４ｂ）に接するようにホルダー１２を積層して、封口板４に対して、正極端子１６およびホルダー１２をリベット１７によって接合し、正極端子１６と正極の集電タブ１４とを、リベット１７および反転板１１を介して電気的に接続する構成としている。また、封口板４と正極端子１６の間には、絶縁体２１およびガスケット２２を設けている。
反転板１１は、略椀状の曲面を有する部材であり、圧力が付与されることで、その曲面の凸方向が転位する性質を有する部材（所謂ダイアフラム）である。
本実施形態で示す反転板１１は、アルミニウム製としている。
本実施形態で示す反転板１１は、アルミニウム製としている。
ホルダー１２は、集電タブ１４を保持するための絶縁体からなる部材であり、封口板４の下面４ｂに接する板状の部位である本体部１２ａを有している。尚、本体部１２ａの略中央には、リベット１７を挿通するための孔が形成されている。
また、ホルダー１２の本体部１２ａには、凸部１２ｃが形成されている。
凸部１２ｃは、本体部１２ａの端面１２ｂからホルダー１２に対する封口板４の積層方向に直交する向きに突出して形成されている。
凸部１２ｃの端面１２ｂからの突設高さは、ホルダー１２を凹部４ｃに嵌め合わせたときに、凸部１２ｃの頂部が凹部４ｃよりも外側に到達する高さとするのが好適である。
そして、該本体部１２ａからは、４本の脚部１２ｄ・１２ｄ・１２ｄ・１２ｄが突設され、該脚部１２ｄ・１２ｄ・１２ｄ・１２ｄによって、集電タブ１４を保持する構成としている。
本実施形態で示すホルダー１２は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂製としている。
また、ホルダー１２の本体部１２ａには、凸部１２ｃが形成されている。
凸部１２ｃは、本体部１２ａの端面１２ｂからホルダー１２に対する封口板４の積層方向に直交する向きに突出して形成されている。
凸部１２ｃの端面１２ｂからの突設高さは、ホルダー１２を凹部４ｃに嵌め合わせたときに、凸部１２ｃの頂部が凹部４ｃよりも外側に到達する高さとするのが好適である。
そして、該本体部１２ａからは、４本の脚部１２ｄ・１２ｄ・１２ｄ・１２ｄが突設され、該脚部１２ｄ・１２ｄ・１２ｄ・１２ｄによって、集電タブ１４を保持する構成としている。
本実施形態で示すホルダー１２は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂製としている。
集電タブ１４は、電極体３と正極端子１６とを電気的に接続するための部材であり、電極体３における正極側集電箔に接続されるとともに、ホルダー１２を介して、封口板４によって電池ケース２内に支持される構成としている。
集電タブ１４には、導圧孔１５が形成されており、二次電池１の内圧が上昇するときに、導圧孔１５を通じて、電解液が反転板１１を押圧することができるように構成している。
そして、二次電池１の内圧が所定の閾値を超えて上昇したときに、電解液に押圧されて反転板１１が封口板４側に反転することによって溶接部１３が破断され、集電タブ１４と正極端子１６間の導通（より具体的には集電タブ１４と反転板１１との間の導通）を断って、電流を確実に遮断する構成としている。
本実施形態で示す集電タブ１４および正極端子１６は、アルミニウム製としている。
集電タブ１４には、導圧孔１５が形成されており、二次電池１の内圧が上昇するときに、導圧孔１５を通じて、電解液が反転板１１を押圧することができるように構成している。
そして、二次電池１の内圧が所定の閾値を超えて上昇したときに、電解液に押圧されて反転板１１が封口板４側に反転することによって溶接部１３が破断され、集電タブ１４と正極端子１６間の導通（より具体的には集電タブ１４と反転板１１との間の導通）を断って、電流を確実に遮断する構成としている。
本実施形態で示す集電タブ１４および正極端子１６は、アルミニウム製としている。
そして、正極５において、ホルダー１２は、図３に示すように、封口板４の下面に形成された凹部４ｃにホルダー１２を嵌めこむとともに、封口板４と凸部１２ｃを溶着させて、固着部１８を形成する構成としている。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１の正極５では、封口板４に対して、ホルダー１２（凸部１２ｃ）を固着させる構成としている。
尚、図３は、集電タブ１４を固定する前の状態を示しており、下方（下面４ｂ側）から反転板１１およびホルダー１２を見上げた場合の態様を示している（図５、図６、図８において同じ）。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１の正極５では、封口板４に対して、ホルダー１２（凸部１２ｃ）を固着させる構成としている。
尚、図３は、集電タブ１４を固定する前の状態を示しており、下方（下面４ｂ側）から反転板１１およびホルダー１２を見上げた場合の態様を示している（図５、図６、図８において同じ）。
また本実施形態では、封口板４とホルダー１２の凸部１２ｃを溶着して、固着部１８を形成する場合を例示しているが、固着部１８を形成する方法はこれに限定されず、例えば、封口板４とホルダー１２の凸部１２ｃを接着剤等により接着して、固着部を形成してもよい。
図４（ａ）には、二次電池１の正極５における電流遮断機構８周辺の取付け構造を模式的に示している。
図４（ａ）に示す如く、正極５においては、封口板４に対してかしめたリベット１７の下端部に、反転板１１を溶接して取付けている。尚、リベット１７は、外部に延出している部分の端部がかしめられており、リベット１７のかしめた部分を、正極端子１６（図示せず）に対してレーザー溶接する構成としている。また、反転板１１は、その外周縁部を全周にわたってリベット１７の下端部に溶接している。
さらに、集電タブ１４とホルダー１２は熱かしめすることにより一体化されており、反転板１１と集電タブ１４は、溶接部１３において、（所定の内圧で破断する）所定の溶接強度でレーザー溶接されている。溶接部１３では、反転板１１と集電タブ１４とが、導圧孔１５の外周部において全周にわたって溶接されている。
そして、本発明の一実施形態に係る二次電池１では、封口板４に対してホルダー１２を溶着した固着部１８を設けて、封口板４に対して、ホルダー１２を直接固定する構成としている。
図４（ａ）に示す如く、正極５においては、封口板４に対してかしめたリベット１７の下端部に、反転板１１を溶接して取付けている。尚、リベット１７は、外部に延出している部分の端部がかしめられており、リベット１７のかしめた部分を、正極端子１６（図示せず）に対してレーザー溶接する構成としている。また、反転板１１は、その外周縁部を全周にわたってリベット１７の下端部に溶接している。
さらに、集電タブ１４とホルダー１２は熱かしめすることにより一体化されており、反転板１１と集電タブ１４は、溶接部１３において、（所定の内圧で破断する）所定の溶接強度でレーザー溶接されている。溶接部１３では、反転板１１と集電タブ１４とが、導圧孔１５の外周部において全周にわたって溶接されている。
そして、本発明の一実施形態に係る二次電池１では、封口板４に対してホルダー１２を溶着した固着部１８を設けて、封口板４に対して、ホルダー１２を直接固定する構成としている。
一方、図４（ｂ）には、従来の正極５０（図７、図８参照）における電流遮断機構４５周辺の取付け構造を模式的に示している。
図４（ｂ）に示す如く、正極５０においては、封口板４６に対してかしめたリベット４８の下端部に、反転板４１を溶接して取付けている。尚、かしめたリベット４８は、正極端子４７（図示せず）に対してレーザー溶接する構成としている。
また、集電タブ４４とホルダー４２は熱かしめすることにより一体化されており、反転板４１と集電タブ４４は、（所定の内圧で破断する）所定の溶接強度でレーザー溶接されている。
そして、従来の二次電池における正極５０では、封口板４６に対してホルダー４２を直接固定する構成とはしておらず、この点において、本発明の一実施形態に係る二次電池１と相違している。
図４（ｂ）に示す如く、正極５０においては、封口板４６に対してかしめたリベット４８の下端部に、反転板４１を溶接して取付けている。尚、かしめたリベット４８は、正極端子４７（図示せず）に対してレーザー溶接する構成としている。
また、集電タブ４４とホルダー４２は熱かしめすることにより一体化されており、反転板４１と集電タブ４４は、（所定の内圧で破断する）所定の溶接強度でレーザー溶接されている。
そして、従来の二次電池における正極５０では、封口板４６に対してホルダー４２を直接固定する構成とはしておらず、この点において、本発明の一実施形態に係る二次電池１と相違している。
図２（ｂ）には、二次電池１における正極５の周辺構造の第二の実施形態を示している。
図２（ｂ）に示す如く、第二の実施形態に係る二次電池１の正極５では、ホルダー１２に形成した凸部１２ｃを、ホルダー１２の本体部１２ａから封口板４との積層方向に向けて突出させて形成する構成としており、かつ、凹部４ｃを、下面４ｂを部分的に掘り込んで形成する構成としている。そして、本実施形態では、凹部４ｃにホルダー１２の本体部１２ａが全体的に嵌まり込むのではなく、凹部４ｃに対して、凸部１２ｃのみが嵌まり込むように構成している。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１は、図２（ａ）に示すように、凹部４ｃにホルダー１２の本体部１２ａを全体的に嵌め合わせる態様のみならず、図２（ｂ）に示すように、凹部４ｃにホルダー１２の本体部１２ａに形成した凸部１２ｃだけを嵌め合わせる態様であってもよい。
図２（ｂ）に示す如く、第二の実施形態に係る二次電池１の正極５では、ホルダー１２に形成した凸部１２ｃを、ホルダー１２の本体部１２ａから封口板４との積層方向に向けて突出させて形成する構成としており、かつ、凹部４ｃを、下面４ｂを部分的に掘り込んで形成する構成としている。そして、本実施形態では、凹部４ｃにホルダー１２の本体部１２ａが全体的に嵌まり込むのではなく、凹部４ｃに対して、凸部１２ｃのみが嵌まり込むように構成している。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１は、図２（ａ）に示すように、凹部４ｃにホルダー１２の本体部１２ａを全体的に嵌め合わせる態様のみならず、図２（ｂ）に示すように、凹部４ｃにホルダー１２の本体部１２ａに形成した凸部１２ｃだけを嵌め合わせる態様であってもよい。
また、図５および図６においては、二次電池１における固着部１８のその他の形成態様を例示している。
図３に示す実施形態では、ホルダー１２の本体部１２ａにおける対面する一対の端面１２ｂ・１２ｂに、それぞれ２箇所ずつの凸部１２ｃ・１２ｃを設け、合計４箇所の固着部１８・１８・１８・１８を形成する場合を例示したが、二次電池１における固着部１８の形成態様はこれに限定されない。
図３に示す実施形態では、ホルダー１２の本体部１２ａにおける対面する一対の端面１２ｂ・１２ｂに、それぞれ２箇所ずつの凸部１２ｃ・１２ｃを設け、合計４箇所の固着部１８・１８・１８・１８を形成する場合を例示したが、二次電池１における固着部１８の形成態様はこれに限定されない。
例えば、図５に示すように、二次電池１における固着部１８は、ホルダー１２の本体部１２ａにおける４方全ての端面１２ｂ・１２ｂ・１２ｂ・１２ｂに、それぞれ１箇所ずつの凸部１２ｃを設け、合計４箇所の固着部１８・１８・１８・１８を形成する態様としてもよい。
あるいは、例えば、図６に示すように、二次電池１における固着部１８は、ホルダー１２の本体部１２ａの４つの端面１２ｂ・１２ｂ・１２ｂ・１２ｂのうちの１箇所の端面１２ｂのみに１つの凸部１２ｃを設けて、１箇所の固着部１８を形成する態様としてもよい。
この場合、固着部１８の大きさ（突設高さおよび幅）を、図３および図５に示す態様に比して大きくして、１個の固着部１８によって、封口板４に対してホルダー４がずれることがなく、振動の発生を防止し得る固着力を確保する構成としている。
この場合、固着部１８の大きさ（突設高さおよび幅）を、図３および図５に示す態様に比して大きくして、１個の固着部１８によって、封口板４に対してホルダー４がずれることがなく、振動の発生を防止し得る固着力を確保する構成としている。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１は、図３に示すような固着部１８の形成態様のみならず、図５および図６に示すような形成態様であってもよく、固着部１８の形成個数、形成場所、形状等を、適宜選択することができる。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１は、ダイアフラムからなり、リベット１７に接続される反転板１１と、正極の集電タブ１４を保持する絶縁体たるホルダー１２と、を有し、正極５の集電タブ１４に対して、反転板１１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構８を備え、封口板４の上面４ａに正極端子１６を積層し、かつ、封口板４の下面４ｂにホルダー１２を積層して、封口板４に対して、正極端子１６およびホルダー１２をリベット１７で接合するものであって、封口板４に対して、ホルダー１２を固着させる固着部１８を備えるものである。
また、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、ダイアフラムからなり、リベット１７に接続される反転板１１と、正極の集電タブ１４を保持する絶縁体たるホルダー１２と、を有し、正極５の集電タブ１４に対して、反転板１１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構８を備え、封口板４の上面４ａに正極端子１６を積層し、かつ、封口板４の下面４ｂにホルダー１２を積層して、封口板４に対して、正極端子１６およびホルダー１２をリベット１７で接合する構成の二次電池１の製造方法であって、封口板４とホルダー１２を固着させるものである。
このような構成により、振動の伝達に起因して反転板１１と集電タブ１４の溶接部１３が破損するのを防止することができ、これにより、電流遮断機構８の誤作動を防止するとともに、二次電池１の気密性を確保して、二次電池１の品質向上を図ることができる。
また、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、ダイアフラムからなり、リベット１７に接続される反転板１１と、正極の集電タブ１４を保持する絶縁体たるホルダー１２と、を有し、正極５の集電タブ１４に対して、反転板１１を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構８を備え、封口板４の上面４ａに正極端子１６を積層し、かつ、封口板４の下面４ｂにホルダー１２を積層して、封口板４に対して、正極端子１６およびホルダー１２をリベット１７で接合する構成の二次電池１の製造方法であって、封口板４とホルダー１２を固着させるものである。
このような構成により、振動の伝達に起因して反転板１１と集電タブ１４の溶接部１３が破損するのを防止することができ、これにより、電流遮断機構８の誤作動を防止するとともに、二次電池１の気密性を確保して、二次電池１の品質向上を図ることができる。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１において、封口板４は、下面４ｂにおいて、ホルダー１２の形状に対応した凹部４ｃを備え、ホルダー１２は、封口板４との積層方向に直交する方向に突出した凸部１２ｃを備え、固着部１８は、凹部４ｃにホルダー１２を嵌め合わせた状態で、封口板４に凸部１２ｃを固着させて形成されるものである。
また、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、封口板４の下面４ｂに、ホルダー１２の形状に対応した凹部４ｃを形成し、かつ、ホルダー１２に、封口板４との積層方向に直交する方向に突出した凸部１２ｃを形成し、凹部４ｃにホルダー１２を嵌め合わせつつ、封口板４と凸部１２ｃを固着させるものである。
このような構成により、封口板４とホルダー１２を容易に固着させることができ、簡易な構成で、溶接部１３の破損が防止できる。
また、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、封口板４の下面４ｂに、ホルダー１２の形状に対応した凹部４ｃを形成し、かつ、ホルダー１２に、封口板４との積層方向に直交する方向に突出した凸部１２ｃを形成し、凹部４ｃにホルダー１２を嵌め合わせつつ、封口板４と凸部１２ｃを固着させるものである。
このような構成により、封口板４とホルダー１２を容易に固着させることができ、簡易な構成で、溶接部１３の破損が防止できる。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１およびその製造方法において、固着部１８は、凹部４ｃにホルダー１２を嵌め合わせた状態で、封口板４に凸部１２ｃを溶着させて形成されるものである。
このような構成により、封口板４とホルダー１２をより容易に、かつ、確実に固着させることができる。
このような構成により、封口板４とホルダー１２をより容易に、かつ、確実に固着させることができる。
次に、本発明の一実施形態に係る二次電池１において、電流遮断機構８の溶接部１３に破損が生じるか否か確認した実験結果について、説明をする。
本実験では、本発明の一実施形態に係る二次電池１として、実施例１〜実施例４の４種類を準備し、また、従来の二次電池として、比較例１（１種類）を準備した。
そして、これら合計５種類の二次電池について振動実験を行い、溶接部の破損の有無を調べることで、誤作動が生じるか否かを模擬的に確認した。
また、本実験では、比較例１および実施例１〜実施例４の各二次電池を、それぞれ１０個ずつ準備し、合計５０個の二次電池に対して振動実験を行い、各実施形態の評価は、１０個の二次電池の実験結果に基づいて判断するものとした。
本実験では、本発明の一実施形態に係る二次電池１として、実施例１〜実施例４の４種類を準備し、また、従来の二次電池として、比較例１（１種類）を準備した。
そして、これら合計５種類の二次電池について振動実験を行い、溶接部の破損の有無を調べることで、誤作動が生じるか否かを模擬的に確認した。
また、本実験では、比較例１および実施例１〜実施例４の各二次電池を、それぞれ１０個ずつ準備し、合計５０個の二次電池に対して振動実験を行い、各実施形態の評価は、１０個の二次電池の実験結果に基づいて判断するものとした。
本実験で使用する実施例１に係る二次電池１は、図２（ａ）および図３に示す実施形態に対応するものであり、矩形状の本体部１２ａにおける対面する２つの端面１２ｂ・１２ｂに、それぞれ２箇所（合計４箇所）の固着部１８・１８・・・を設ける構成としている。
本実験で使用する実施例２に係る二次電池１は、図２（ｂ）および図３に示す実施形態に対応するものであり、矩形状の本体部１２ａにおける対面する２つの端面１２ｂ・１２ｂに、それぞれ２箇所（合計４箇所）の固着部１８・１８・・・を設ける構成としており、凹部４ｃと凸部１２ｃの形態が、実施例１の場合と相違している。
本実験で使用する実施例３に係る二次電池１は、図５に示す実施形態に対応するものであり、矩形状の本体部１２ａにおける４方全ての端面１２ｂ・１２ｂ・１２ｂ・１２ｂの略中央に、それぞれ１箇所（合計４箇所）の固着部１８・１８・・・を設ける構成としている。
本実験で使用する実施例４に係る二次電池１は、図６に示す実施形態に対応するものであり、矩形状の本体部１２ａにおける１つの端面１２ｂに、１箇所の固着部１８を設ける構成としている。実施例３に係る二次電池１の固着部１８は、実施例１〜３に示す固着部１８に比して突出高さおよび幅を大きくしている。
また、本実験で使用する比較例１に係る二次電池は、図７および図８に示す形態に対応するものであり、固着部を設けない構成としている。
また本実験における振動実験は、各二次電池に対して、最大加速度５０ｍ／ｓ２、最大振幅０．６ｍｍ、周波数５０Ｈｚで３軸方向に、１軸あたり６０分間振動させるものとした。そして、振動実験の前後で、各二次電池の電池抵抗を測定し、電池抵抗の変化に基づいて、溶接部の破損の有無を判断した。
そして、本実験の結果では、本発明の一実施形態に係る二次電池１である実施例１〜実施例４の各二次電池においては、電池抵抗が増加したものは一つも生じなかった。
一方、従来の二次電池である比較例１に係る二次電池では、１０個中３個の二次電池で、電池抵抗の増加が見られた。そして、その電池抵抗が増加した二次電池を分解し観察すると、反転板と集電タブの溶接部が破断していることが確認された。
一方、従来の二次電池である比較例１に係る二次電池では、１０個中３個の二次電池で、電池抵抗の増加が見られた。そして、その電池抵抗が増加した二次電池を分解し観察すると、反転板と集電タブの溶接部が破断していることが確認された。
本実験の結果から、本発明の一実施形態に係る二次電池１の如く、封口板４とホルダー１２を直接固着させる構成（即ち、固着部１８を設ける構成）とすれば、仮に二次電池１に振動が加えられたとしても、溶接部１３が破断するのを確実に防止できることが確認できた。
１ 二次電池
４ 封口板
４ａ 上面
４ｂ 下面
４ｃ 凹部
８ 電流遮断機構
１１ 反転板
１２ ホルダー
１２ｃ 凸部
１３ 溶接部
１４ 集電タブ
１６ 正極端子
１７ リベット
１８ 固着部
４ 封口板
４ａ 上面
４ｂ 下面
４ｃ 凹部
８ 電流遮断機構
１１ 反転板
１２ ホルダー
１２ｃ 凸部
１３ 溶接部
１４ 集電タブ
１６ 正極端子
１７ リベット
１８ 固着部
Claims (4)
- ダイアフラムからなり、リベットに接続された反転板と、
正極の集電タブを保持する絶縁体たるホルダーと、
を有し、
前記正極の集電タブに対して、前記反転板が所定の強度で溶接された電流遮断機構を備え、
封口板の上面に正極端子が積層され、
前記封口板の下面に前記ホルダーが積層され、
前記封口板に対して、前記正極端子および前記ホルダーが前記リベットによって接合された二次電池であって、
前記ホルダーは、
前記封口板の前記下面に接する板状の本体部と、
前記本体部の端面から、前記封口板と前記本体部との積層方向に直交する方向に突出した凸部と
を備え、
前記封口板は、前記下面に前記本体部が全体的に嵌まり込みうる凹部を備え、
前記凹部に前記ホルダーの前記本体部を嵌め合わせた状態で、前記封口板と前記凸部とが溶着または接着されている、
二次電池。 - ダイアフラムからなり、リベットに接続された反転板と、
正極の集電タブを保持する絶縁体たるホルダーと、
を有し、
前記正極の集電タブに対して、前記反転板が所定の強度で溶接された電流遮断機構を備え、
封口板の上面に正極端子が積層され、
前記封口板の下面に前記ホルダーが積層され、
前記封口板に対して、前記正極端子および前記ホルダーが前記リベットによって接合された二次電池であって、
前記ホルダーは、
前記封口板の前記下面に接する板状の本体部と、
前記本体部の端面から、前記封口板と前記本体部との積層方向に直交する方向に突出し、かつ、前記本体部から前記封口板との積層方向に向けて突出した凸部と
を備え、
前記封口板は、前記下面に前記凸部のみが嵌まり込みうる凹部を備え、
前記凹部に前記ホルダーの前記凸部を嵌め合わせた状態で、前記封口板と前記凸部とが溶着または接着されている、
二次電池。 - ダイアフラムからなり、リベットに接続される反転板と、正極の集電タブを保持する絶縁体たるホルダーと、を有し、前記正極の集電タブに対して、前記反転板を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構を備え、
封口板の上面に正極端子を積層し、かつ、前記封口板の下面に前記ホルダーを積層して、前記封口板に対して、前記正極端子および前記ホルダーをリベットで接合する工程を有する二次電池の製造方法であって、
前記ホルダーは、前記封口板の前記下面に接する板状の本体部と、前記本体部の端面から、前記封口板と前記本体部との積層方向に直交する方向に突出した凸部とを有しており、
前記封口板は、前記下面に前記本体部が全体的に嵌まり込みうる凹部を備えており、
前記封口板の前記凹部に前記ホルダーの前記本体部を嵌め合わせつつ、前記封口板と前記凸部とを溶着または接着する、
二次電池の製造方法。 - ダイアフラムからなり、リベットに接続される反転板と、正極の集電タブを保持する絶縁体たるホルダーと、を有し、前記正極の集電タブに対して、前記反転板を所定の強度で溶接して構成される電流遮断機構を備え、
封口板の上面に正極端子を積層し、かつ、前記封口板の下面に前記ホルダーを積層して、前記封口板に対して、前記正極端子および前記ホルダーをリベットで接合する工程を有する二次電池の製造方法であって、
前記ホルダーは、前記封口板の前記下面に接する板状の本体部と、前記本体部の端面から、前記封口板と前記本体部との積層方向に直交する方向に突出し、かつ、前記本体部から前記封口板との積層方向に向けて突出した凸部とを有しており、
前記封口板は、前記下面に前記凸部のみが嵌まり込みうる凹部を備えており、
前記凹部に前記ホルダーの前記凸部を嵌め合わせた状態で、前記封口板と前記凸部とが溶着または接着されている、
二次電池の製造方法。
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