(57)【要約】【課題】信頼性の高い二次電池及びそれを用いた組電池を提供する。【解決手段】  正極板と負極板を含む電極体と、電極体を収納する外装体と、外装体の開口を封口する金属製の封口板と、正極板と電気的に接続された正極端子７を備えた二次電池であって、正極端子７の少なくとも一部は封口板２よりも電池外部側に配置され、封口板２と正極端子７の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置されており、正極板と正極端子７の間の導電経路には電流遮断機構３０が設けられており、正極端子７と封口板２の間には電気絶縁性の耐熱層８０が配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記開口を封口する金属製の封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された端子と、を備えた二次電池であって、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子の間の導電経路には、電流遮断機構又はヒューズ部が設けられ、
前記端子は、樹脂製の絶縁部材を介して前記封口板に取り付けられており、
前記端子の少なくとも一部は前記封口板よりも電池外部側に配置され、
前記端子と前記封口板の間には電気絶縁性の耐熱層又は電気絶縁性の耐熱部材が配置された二次電池。
【請求項２】
前記電流遮断機構は、前記外装体と前記封口板により構成される電池ケースの内部の圧力が所定値以上となったときに作動する感圧式の電流遮断機構である請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記耐熱層は、前記端子、前記絶縁部材および前記封口板の少なくとも一つの表面に形成された請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記耐熱部材は、前記端子と前記封口板の外面の間に配置された請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記絶縁部材は、前記端子と前記封口板の外面の間に配置される部分を有し、
前記端子の径方向において、前記耐熱部材は前記絶縁部材の外側に配置された請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記耐熱層又は前記耐熱部材の４００℃における抵抗率が１．０×１０４Ω・ｃｍ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。
【請求項７】
前記耐熱層又は前記耐熱部材の融点は、前記絶縁部材の融点よりも高い請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池。
【請求項８】
前記耐熱層又は前記耐熱部材の融点は、４００℃以上である請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載された二次電池を複数個含む組電池であって、
少なくとも二つの前記二次電池が並列接続された組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池及びそれを用いた組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、太陽光発電や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蓄え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において非水電解質二次電池が利用されている。これらの用途においては、複数の二次電池が並列に接続されて使用される。
【０００３】
また、これらの二次電池は、信頼性を向上させるために電極体から端子の間の導電経路に、電池ケース内の圧力の上昇により作動する電流遮断機構や、大電流が流れたときに溶断するヒューズ部を設ける技術が提案されている（下記特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１９２１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−０８９５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池及びそれを用いた組電池には、二次電池内部で短絡が生じた場合の高い信頼性が求められる。
【０００６】
本発明の一つの目的は、より信頼性の高い二次電池及びそれを用いた組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態の二次電池は、
正極板と負極板を含む電極体と、
開口を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記開口を封口する金属製の封口板と、
前記正極板又は前記負極板に電気的に接続された端子と、を備えた二次電池であって、
前記正極板又は前記負極板と、前記端子の間の導電経路には、電流遮断機構又はヒューズ部が設けられ、
前記端子は、樹脂製の絶縁部材を介して前記封口板に取り付けられており、
前記端子の少なくとも一部は前記封口板よりも電池外部側に配置され、
前記端子と前記封口板の間には電気絶縁性の耐熱層又は電気絶縁性の耐熱部材が配置されている。
【０００８】
発明者は、電極体と端子の間の導電経路に電流遮断機構又はヒューズ部を有する二次電池を複数個並列接続した組電池において、以下の課題が存在することを見出した。
二次電池が並列接続されていると、一つの二次電池の内部で正負極の短絡が生じた場合、短絡が生じた二次電池に並列接続された他の二次電池から電流が流れ込む。このため、二次電池が並列接続されている場合、二次電池が並列接続されていない場合と比較し、短絡が生じた二次電池はより高温状態となり易い。二次電池が高温状態になると、電解質の分解により電池ケース内のガス圧が上昇し、電流遮断機構が作動する。電流遮断機構が作
動すると電極体と端子の間の導電経路が切断されるため、他の二次電池から短絡が生じた二次電池への電流の流れ込みはストップされる。
また、二次電池にヒューズ部が設けられていると、一つの二次電池の内部で正負極の短絡が生じた場合、短絡電流によりヒューズ部が溶断し、電極体と端子の間の導電経路が切断される。よって、他の二次電池から短絡が生じた二次電池への電流の流れ込みはストップされる。
【０００９】
しかしながら、他の二次電池から短絡が生じた二次電池への電流の流れ込みがストップされた場合であっても、短絡が生じた二次電池は電池内部の化学反応等により高温状態が維持され、あるいはより温度が上昇することがある。そして、二次電池が高温状態となった場合、端子と封口板の間を絶縁している樹脂製の絶縁部材が溶融する虞がある。正極端子と封口板の間に配置された樹脂製の絶縁部材と、負極端子と封口板の間に配置された樹脂製の絶縁部材がそれぞれ溶融すると、正極端子と封口板、負極端子と封口板がそれぞれ電気的に接続される。これにより、正極端子−封口板−負極端子という導電経路が形成されることにより、並列接続された二次電池間に閉回路が形成される。そして、並列接続された二次電池間に電流が流れ、短絡が生じた二次電池と並列接続された二次電池に大電流が流れ、短絡が生じた二次電池と並列接続された二次電池に異常が生じる虞がある。
【００１０】
上述の一形態の二次電池によると、端子と封口板の間に配置された絶縁部材が溶融しても、端子と封口板が電気的に接続されることを抑制できる構造となっている。よって、並列接続された二次電池の内部で短絡が生じたとしても、短絡が生じた二次電池とは別の二次電池に異常が生じることを効果的に抑制できる。
【００１１】
電気絶縁性の耐熱層は、２５℃における抵抗率が１．０×１０４Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。電気絶縁性の耐熱層は、４００℃における抵抗率が１．０×１０４Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。電気絶縁性の耐熱層の融点は、端子と封口板の間に配置される樹脂製の絶縁部材の融点よりも高いことが好ましい。電気絶縁性の耐熱層の融点は、４００℃以上であることが好ましい。なお、電気絶縁性の耐熱層が複数の材料からなる場合、電気絶縁性の耐熱層を構成する少なくとも一つの材料の融点が４００℃以上であることが好ましい。
【００１２】
電気絶縁性の耐熱部材は、２５℃における抵抗率が１．０×１０４Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。電気絶縁性の耐熱部材は、４００℃における抵抗率が１．０×１０４Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。電気絶縁性の耐熱部材の融点は、端子と封口板の間に配置される樹脂製の絶縁部材の融点よりも高いことが好ましい。電気絶縁性の耐熱部材の融点は、４００℃以上であることが好ましい。なお、電気絶縁性の耐熱部材が複数の材料からなる場合、電気絶縁性の耐熱部材を構成する少なくとも一つの材料の融点が４００℃以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、信頼性の高い二次電池及びそれを用いた組電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１Ａは実施形態に係る角形二次電池の上面図である。図１Ｂは実施形態に係る角形二次電池の側面図である。
【図２】図２Ａは図１におけるＩＩＡ−ＩＩＡ線の断面図である。図２Ｂは、図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ線の断面図である。図２Ｃは、図２ＡにおけるＩＩＣ−ＩＩＣ線の断面図である。
【図３】電流遮断機構近傍の封口板の短手方向に沿った断面図である。
【図４】電流遮断機構近傍の封口板の長手方向に沿った断面図である。
【図５】図３における正極端子近傍の拡大図である。
【図６】実施形態に係る角形二次電池を複数個含む組電池の上面図である。
【図７】変形例１に係る角形二次電池の図５に対応する図である。
【図８】変形例２に係る角形二次電池の図５に対応する図である。
【図９】変形例３に係る角形二次電池の図４に対応する図である。
【図１０】変形例４に係る角形二次電池の図４に対応する図である。
【図１１】変形例５に係る角形二次電池の図４に対応する図である。
【図１２】変形例６に係る角形二次電池の図４に対応する図である。
【図１３】変形例７に係る角形二次電池の図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態に係る二次電池としての角形二次電池２０の構成を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００１６】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ〜図２Ｃに示すように角形二次電池２０は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１と、角形外装体１の開口を封口する封口板２からなる電池ケース１００を備える。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製とすることが好ましい。角形外装体１内には、正極板と負極板がセパレータを介して巻回された扁平状の電極体３が電解液と共に収容されている。          
【００１７】
電極体３は一方の端部に巻回された正極芯体露出部４を有し、他方の端部に巻回された負極芯体露出部５を有する。正極芯体露出部４には正極集電体６が接続されている。正極集電体６は封口板２に取り付けられた正極端子７に電気的に接続されている。負極芯体露出部５には負極集電体８が接続されている。負極集電体８は封口板２に取り付けられた負極端子９に電気的に接続されている。正極集電体６、正極端子７、負極集電体８、負極端子９はそれぞれ金属製である。
【００１８】
正極端子７と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置されている。負極端子９と封口板２の間には樹脂製の外部側絶縁部材１１が配置されている。封口板２と負極集電体８の間には樹脂製の内部側絶縁部材１２が配置されている。
【００１９】
封口板２には電解液注液孔１３が設けられており、電解液注液孔１３は封止部材１４により封止されている。封口板２は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった場合に破断し、電池ケース１００内のガスを電池ケース１００外に排出するガス排出弁１５を有する。
【００２０】
角形外装体１と電極体３の間には樹脂製の絶縁シート１６が配置されている。絶縁シート１６は、袋状あるいは箱状に成形されており、内部に電極体３が配置されている。
【００２１】
正極板と正極端子７の間の導電経路には電流遮断機構３０が設けられている。角形二次電池２０に異常が生じ電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったとき、電流遮断機構３０が作動する。電流遮断機構３０が作動すると、正極板と正極端子７の間の導電経路が切断される。なお、電流遮断機構３０の作動圧は、ガス排出弁１５の作動圧よりも低い値とする。
【００２２】
巻回された正極芯体露出部４は中央部から２分割され、その間に金属製の中間導電部材５０が配置されている。２つの中間導電部材５０は樹脂製の保持部材５１により保持されている。正極集電体６、正極芯体露出部４及び中間導電部材５０の接続部には溶接部６０が形成されている。
巻回された負極芯体露出部５は中央部から２分割され、その間に金属製の中間導電部材５２が配置されている。２つの中間導電部材５２は樹脂製の保持部材５３により保持されている。負極集電体８、負極芯体露出部５及び中間導電部材５２の接続部には溶接部（図示省略）が形成されている。
【００２３】
次に角形二次電池２０の製造方法及び各部構成の詳細を説明する。
【００２４】
[正極板]
金属箔からなる正極芯体の両面に正極活物質を含む正極活物質合剤層を形成し帯状の正極板とする。正極板は、幅方向の端部に長手方向に沿って両面に正極活物質合剤層が形成されない正極芯体露出部４を有する。なお、正極芯体としてはアルミニウム箔やアルミニウム合金箔等を用いることが好ましい。正極活物質としてはリチウム遷移金属複合酸化物を用いることが好ましい。正極活物質合剤層は、炭素材料等からなる導電剤と、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤を含有することが好ましい。
【００２５】
[負極板]
金属箔からなる負極芯体の両面に負極活物質を含む負極活物質合剤層を形成し帯状の負極板とする。負極板は、幅方向の端部に長手方向に沿って両面に負極活物質合剤層が形成されない負極芯体露出部５を有する。なお、負極芯体としては銅箔や銅合金箔等を用いることが好ましい。負極活物質としては炭素材料やケイ素材料等を用いることが好ましい。負極活物質合剤層は、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の結着剤を含有することが好ましい。
【００２６】
［電極体］
帯状の正極板と帯状の負極板を帯状のセパレータを介して巻回し、扁平状に成形して扁平状の電極体３とする。電極体３において、巻回軸が延びる方向における一方の端部に巻回された正極芯体露出部４が配置され、他方の端部に巻回された負極芯体露出部５が配置されるようにする。なお、セパレータとしては微多孔膜を用いることが好ましい。また、ポリオレフィン製のセパレータを用いることが好ましい。
【００２７】
［電流遮断機構］
図３及び図４を用いて、封口板２への正極端子７の取り付け方法、及び電流遮断機構３０の作製方法及びその構成を説明する。
封口板２の正極端子取り付け孔２ａの周囲の電池外部側に外部側絶縁部材１０を配置する。封口板２の正極端子取り付け孔２ａの周囲の電池内部側に第１絶縁部材３１及び導電部材３２を配置する。そして、電池外部側から正極端子７を外部側絶縁部材１０の貫通孔、正極端子取り付け孔２ａ、第１絶縁部材３１の貫通孔及び導電部材３２の貫通孔に挿入する。そして、正極端子７の先端を導電部材３２上にカシメる。これにより、正極端子７、外部側絶縁部材１０、第１絶縁部材３１及び導電部材３２が封口板２に固定される。正極端子７は、封口板２よりも電池外部側に配置されるフランジ部７ａと、フランジ部７ａから電池内部側に延びる挿入部７ｂと、挿入部７ｂの先端側に形成されたカシメ部７ｃを有する。カシメ部７ｃを導電部材３２に溶接することが好ましい。第１絶縁部材３１は樹脂製の部材である。外部側絶縁部材１０及び第１絶縁部材３１により、封口板２と正極端子７及び導電部材３２が電気的に絶縁されている。
導電部材３２は、金属製のカップ状の導電部材である。導電部材３２は、封口板２に対して平行に配置される領域と、筒状の領域を有する。筒状の領域は電極体３側に開口部を有する。なお、封口板２に対して平行な方向における筒状の領域の断面形状は円形であっても良いし、方形状であってもよい。
【００２８】
正極端子７には、端子貫通孔７ｄが設けられている。端子貫通孔７ｄから電流遮断機構
３０内にガスを流し込み、各接続部のリークチェックを行うことができる。なお、端子貫通孔７ｄはゴム部材７１により封止される。ゴム部材７１の外面には金属板７２が取り付けられていることが好ましい。
【００２９】
導電部材３２の電極体３側の開口部は、金属製の変形板３３により密閉される。変形板３３の電極体３側の面には正極集電体６が接続される。変形板３３と正極集電体６の間には樹脂製の第２絶縁部材３４が配置される。第２絶縁部材３４は第１絶縁部材３１と接続されていることが好ましい。
【００３０】
正極集電体６は封口板２と電極体３の間に配置されるベース部６ａを有する。ベース部６ａには固定用開口６ｂが設けられている。そして、第２絶縁部材３４に設けられた固定用突起３４ａが、固定用開口６ｂに挿入されている。固定用突起３４ａの先端が熱カシメ等により拡径されており、第２絶縁部材３４と正極集電体６のベース部６ａが固定されている。
【００３１】
正極集電体６のベース部６ａには薄肉部６ｃが設けられている。薄肉部６ｃの中央には集電体開口６ｄが設けられている。正極集電体６は、集電体開口６ｄの縁部において変形板３３と溶接接続されている。
【００３２】
電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったとき、変形板３３の中央部が正極端子７に近づくように変形板３３が変形する。これにより、正極集電体６の薄肉部６ｃが破断し、正極板と正極端子７の間の導電経路が切断される。なお、薄肉部６ｃには環状のノッチ部を設け、ノッチ部が破断するようにすることが好ましい。
【００３３】
正極端子７において、外部側絶縁部材１０を介して封口板２と対向する部分には、電気絶縁性の耐熱層８０が設けられている。
【００３４】
［負極端子の封口板への取り付け］
封口板２の負極端子取り付け孔の周囲の電池外部側に外部側絶縁部材１１を配置する。封口板２の負極端子取り付け孔の周囲の電池内部側に内部側絶縁部材１２及び負極集電体８を配置する。そして、電池外部側から負極端子９を外部側絶縁部材１１の貫通孔、負極端子取り付け孔、内部側絶縁部材１２の貫通孔及び負極集電体８の貫通孔に挿入する。そして、負極端子９の先端を負極集電体８上にカシメる。これにより、負極端子９、外部側絶縁部材１１、内部側絶縁部材１２及び負極集電体８が封口板２に固定される。なお、負極端子９においてカシメられた部分と負極集電体８を溶接することが好ましい。
【００３５】
［集電体への電極体の取り付け］
巻回された正極芯体露出部４の両外面に正極集電体６を溶接する。また、巻回された負極芯体露出部５の両外面に負極集電体８を溶接する。
【００３６】
［角形二次電池の組立て］
電極体３を箱状に折り曲げ成形した絶縁シート１６で覆い、角形外装体１に挿入する。角形外装体１に封口板２を溶接し、角形外装体１の開口を封口板２により封口する。その後、封口板２の電解液注液孔１３から電池ケース１００内に電解液を注入する。その後、電解液注液孔１３をブラインドリベット等からなる封止部材１４で封止する。これにより角形二次電池２０が完成する。
【００３７】
［組電池］
上述の実施形態に係る角形二次電池２０を複数個並列接続して組電池とすることができる。図６は、並列接続された２つの角形二次電池２０のユニットが、３つ直接接続された
２並列×３直列の組電池２００の上面図である。各角形二次電池２０の正極端子７ないし負極端子９が金属製のバスバー２０１により接続されている。なお、図示は省略するが、組電池２００の両端にはエンドプレートを配置し、エンドプレート同士をバインドバーで接続することができる。また、隣接する角形二次電池２０同士の間に絶縁シート等の絶縁スペーサを配置することができる。なお、並列接続される角形二次電池２０の数は適宜変更できる。また、直列接続される並列接続された角形二次電池２０のユニットの数も適宜変更できる。また、組電池が並列接続された角形二次電池２０のみから構成されてもよい。
【００３８】
従来の組電池において、並列接続された角形二次電池２０のうちの一つにおいて内部短絡が生じた場合、次のような現象が生じる虞がある。
【００３９】
内部短絡が生じた角形二次電池２０は、急激に温度上昇すると共に、電池ケース１００内の圧力が上昇する。また、複数の角形二次電池２０が並列接続されているため、内部短絡が生じた角形二次電池２０には、他の角形二次電池２０から電流が流れ込む。このため、並列接続された角形二次電池２０において内部短絡が生じた場合は、並列接続されていない角形二次電池２０において内部短絡が生じた場合より、角形二次電池２０がより急激に高温になり易く、また、より高温となり易い。
内部短絡が生じた角形二次電池２０では、電池ケース１００内の圧力が上昇することにより電流遮断機構３０が作動する。このため、正極板と正極端子７の間の導電経路が切断され、他の角形二次電池２０から内部短絡が生じた角形二次電池２０への電流の流れ込みはストップされる。
【００４０】
しかしながら、内部短絡が生じた角形二次電池２０が非常に高温となる場合があり、正極端子７と封口板２を絶縁する樹脂製の外部側絶縁部材１０と、負極端子９と封口板２を絶縁する樹脂製の外部側絶縁部材１１が溶融する虞がある。外部側絶縁部材１０と外部側絶縁部材１１が溶融すると、正極端子７及び負極端子９がそれぞれ封口板２と接触する。そうすると、正極端子７-封口板２-負極端子９という導電経路が形成され、並列接続された複数の角形二次電池２０において閉回路が形成される。これにより、並列接続された複数の角形二次電池２０に再度大電流が流れ、内部短絡が生じた角形二次電池２０とは別の角形二次電池２０に異常が生じる虞がある。
【００４１】
実施形態に係る角形二次電池２０においては、正極端子７において外部側絶縁部材１０を介して封口板２と対向する部分に電気絶縁性の耐熱層８０が設けられている。よって、角形二次電池２０が高温状態となって外部側絶縁部材１０が溶融することがあっても、正極端子７が封口板２と電気的に接続されることを防止できる。よって、上述のように、並列接続された角形二次電池２０において内部短絡が生じたとしても、電流遮断機構３０が作動した後に、別途導電経路が形成され、他の角形二次電池２０に大電流が流れることを防止することが可能となる。
【００４２】
なお、実施形態に係る角形二次電池２０においては、正極端子７に電気絶縁性の耐熱層８０を設ける例を示したが、負極端子９に電気絶縁性の耐熱層を設けてもよい。即ち、正極側の外部側絶縁部材１０及び負極側の外部側絶縁部材１１が溶融した場合、正極端子７と封口板２の間及び負極端子９と封口板２の間の少なくとも一方が絶縁される構成とできればよい。
【００４３】
なお、正極端子７ないし負極端子９の表面に電気絶縁性の耐熱層を設けることにより、より簡単な方法で、二次電池の密閉性が低下することを効果的に防止しながら、上述の課題を解決できる。
【００４４】
電気絶縁性の耐熱層８０の融点は、４００℃以上であることが好ましく、５００℃以上であることがより好ましい。なお、電気絶縁性の耐熱層８０が複数の材料を含む場合、全ての材料の融点が４００℃以上である必要はない。電気絶縁性の耐熱層８０に融点が４００℃以上の材料が含まれていることが好ましい。また、電気絶縁性の耐熱層８０を構成する主な材料（体積割合が最も大きい材料）の融点が４００℃以上であることが好ましい。
【００４５】
電気絶縁性の耐熱層８０の抵抗率は、４００℃の条件下で１．０×１０４Ω・ｃｍ以上であることが好ましいく、４００℃の条件下で１．０×１０５Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。
【００４６】
電気絶縁性の耐熱層８０の厚みは、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００４７】
電気絶縁性の耐熱層８０としては、正極端子７の表面に形成された酸化物被膜や窒化物被膜とすることができる。特に酸化物被膜とすることが好ましい。例えば、正極端子７をアルミニウム又はアルミニウム合金製とし、表面に酸化アルミニウムの被膜を形成することができる。なお、電気絶縁性の耐熱層８０をアルマイト層とすることが好ましい。
【００４８】
また、正極端子７の表面にアルミナ、ジルコニア、チタニア、又はシリカ等のセラミック粒子あるいはセラミック繊維とバインダーからなる層を設け、電気絶縁性の耐熱層８０とすることができる。セラミック粒子あるいはセラミック繊維、バインダー及び分散媒からなるスラリーを正極端子７の表面に塗布し、このスラリーを乾燥させ分散媒を除去することにより電気絶縁性の耐熱層８０とすることができる。電気絶縁性の耐熱層８０がセラミック粒子ないしセラミック繊維とバインダーを含んでいると、電気絶縁性の耐熱層８０にクラック等が生じ難く好ましい。なお、電気絶縁性の耐熱層８０がセラミック粒子あるいはセラミック繊維及びバインダーを含む場合、電気絶縁性の耐熱層８０中のセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合は５０体積％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。
【００４９】
バインダーとしては無機接着剤を用いることができる。無機接着剤としては、アルカリ金属ケイ酸塩系、リン酸塩系、またはシリカゾル系等のものを用いることができる。また、バインダーとして樹脂バインダーを用いることもできる。
【００５０】
また、蒸着や焼き付け塗装などにより、正極端子７の表面にセラミック層を形成することで電気絶縁性の耐熱層８０とすることもできる。さらに、フッ素系やイミド系などの高耐熱性を有する樹脂を正極端子７の表面に塗布または電着させることにより、電気絶縁性の耐熱層８０としてもよい。加えて、フッ素系やイミド系などの高耐熱性を有する樹脂と正極端子７を一体成型したり、あるいはフッ素系やイミド系などの高耐熱性を有する樹脂からなるフィルムを正極端子７に接着して電気絶縁性の耐熱層８０としてもよい。
【００５１】
なお、正極端子７において、フランジ部７ａの上面（封口板２と対向しない面）には、電気絶縁性の耐熱層８０を設けないことが好ましい。また、正極端子７のカシメ部７ｃには、電気絶縁性の耐熱層８０を設けないことが好ましい。
【００５２】
導電部材３２において第１絶縁部材３１を介して封口板２と対応する部分、封口板２において第１絶縁部材３１を介して導電部材３２と対応する部分、あるいは第１絶縁部材３１に電気絶縁性の耐熱層を設けることもできる。
【００５３】
［変形例１］
図７に示すように、変形例１に係る角形二次電池では、正極端子１０７と封口板２の間
に電気絶縁性の耐熱部材としてのセラミック部材８１が配置されている。セラミック部材８１はアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア、ガラス等からなることが好ましい。
【００５４】
変形例１に係る角形二次電池が高温状態となり樹脂製の外部側絶縁部材１１０が溶融したとしても、正極端子１０７と封口板２の間にはセラミック部材８１が介在するため、正極端子１０７と封口板２が接することが防止できる。
【００５５】
封口板２に対して垂直な方向から見たとき、セラミック部材８１と外部側絶縁部材１１０が重なる領域８１ａが設けられていることが好ましい。このような構成であると、角形二次電池２０の通常使用時、外部側絶縁部材１１０とセラミック部材８１の間における正極端子１０７から封口板２への延面距離を長くすることが可能となる。よって、結露水等により正極端子１０７と封口板２が電気的に接続されることをより確実に防止できる。
【００５６】
樹脂製の外部側絶縁部材１１０において、一方の面が正極端子１０７と接し、その裏面が封口板２と接するようにすることが好ましい。これにより、正極端子１０７と封口板２の間の密閉性をより確実に確保できる。
なお、封口板２に対して垂直な方向から見たとき、樹脂製の外部側絶縁部材１１０において、正極端子１０７と接する領域と封口板２と接する領域が少なくとも一部は重なるようにすることが好ましい。
【００５７】
正極端子１０７は、封口板２よりも電池外部側に配置されるフランジ部１０７ａと、フランジ部１０７ａから電池内部側に延びて正極端子取り付け孔２ａに挿入される挿入部１０７ｂを有する。挿入部１０７ｂの先端側にはカシメ部１０７ｃが設けられている。外部側絶縁部材１１０はフランジ部１０７ａと封口板２の外面の間に配置される部分を有する。正極端子１０７の径方向（図７において左右方向）において、セラミック部材８１は、外部側絶縁部材１１０の外側に配置されている。なお、セラミック部材８１は平面視の形状が環状であることが好ましい。
【００５８】
また、封口板２の正極端子取り付け孔２ａの周囲であって、封口板２の外面には凹部２ｘが形成されており、凹部２ｘ内にセラミック部材８１が配置されることが好ましい。セラミック部材８１は、封口板２の外面に沿って配置される第１領域と、封口板２から離れる方向に第１領域から突出する第２領域を有することが好ましい。フランジ部１０７ａと封口板２の外面の間に第１領域が配置される。第２領域はフランジ部１０７ａの側面と対向するように配置される。
【００５９】
［変形例２］
図８に示すように、変形例２に係る角形二次電池では、樹脂製の外部側絶縁部材２１０の内部に電気絶縁性の耐熱層８２が配置されている。電気絶縁性の耐熱層８２としてはアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア、又はガラス等からなるセラミック層が好ましい。
【００６０】
変形例２に係る角形二次電池が高温状態となり樹脂製の外部側絶縁部材２１０が溶融したとしても、正極端子１０７と封口板２の間には電気絶縁性の耐熱層８２が介在するため、正極端子１０７と封口板２が接することが防止できる。
【００６１】
正極端子１０７と封口板２の間に、両外面が外部側絶縁部材２１０の樹脂製の部分からなる領域が配置されている。このため、外部側絶縁部材２１０において一方の面が正極端子１０７と接し、他方の面が封口板２と接する部分を有するため、正極端子１０７と封口板２の間の密閉性をより確実に確保できる。
【００６２】
なお、電気絶縁性の耐熱層８２は、封口板２の外面に沿って配置される領域と、封口板２の正極端子取り付け孔２ａの内面に沿って配置される領域（封口板２の正極端子取り付け孔２ａの内面と正極端子１０７の挿入部１０７ｂの間に配置される領域）を有することが好ましい。これにより、より確実に正極端子１０７と封口板２が接することが防止できる。
【００６３】
外部側絶縁部材２１０において電気絶縁性の耐熱層８２が露出した部分を設けることができる。電気絶縁性の耐熱層８２が露出した部分が設けられた構成とすることにより、外部側絶縁部材２１０内の所定の位置に電気絶縁性の耐熱層８２を配置しやすくなる。この場合、電気絶縁性の耐熱層８２が露出した部分は、封口板２の外面に設けられた突起よりも外周側に配置されることが好ましい。これにより、正極端子１０７と封口板２の間の密閉性が低下することをより効果的に抑制できる。
【００６４】
［変形例３］
変形例３に係る角形二次電池では、封口板１０２の表面に電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。
【００６５】
図９に示すように、正極端子１０７は、フランジ部１０７ａ、挿入部１０７ｂ、カシメ部１０７ｃを有する。また、正極端子１０７の端子貫通孔１０７ｄは、ゴム部材７１により封止されている。ゴム部材７１の外面には金属板７２が取り付けられている。
【００６６】
封口板１０２の外面において外部側絶縁部材１０を介して正極端子１０７と対向する位置には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。このため、外部側絶縁部材１０が溶融しても、正極端子１０７と封口板１０２が電気的に接続されることを抑制できる。また、封口板１０２の正極端子取り付け孔１０２ａの内面には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。このため、外部側絶縁部材１０が溶融しても、正極端子１０７と封口板２が接することをより効果的に抑制できる。
【００６７】
封口板１０２の内面において、第１絶縁部材３１を介して導電部材３２と対向する位置には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。このため、第１絶縁部材３１が溶融しても、導電部材３２と封口板２が電気的に接続されることを抑制できる。
【００６８】
なお、封口板１０２において、少なくとも正極端子取り付け孔１０２ａ近傍の外面に電気絶縁性の耐熱層８３を設けることが好ましい。封口板１０２の正極端子取り付け孔１０２ａの内面、及び封口板１０２の内面には、必ずしも電気絶縁性の耐熱層８３を設ける必要はない。
【００６９】
電気絶縁性の耐熱層８３については、電気絶縁性の耐熱層８０と同様の構成とすることができる。
【００７０】
［変形例４］
変形例４に係る角形二次電池では、図１０に示すように、封口板１０２の電池外部側には金属製の正極端子２０７が配置される。導電部材１３２は、封口板１０２よりも電極体３側に配置される本体部１３２ａと、本体部１３２ａから電池外部側に延びる挿入部１３２ｂを有する。挿入部１３２ｂの先端側は、正極端子２０７に設けられた貫通孔に挿入され、正極端子２０７上にカシメられてカシメ部１３２ｃが形成されている。
【００７１】
封口板１０２の外面において、樹脂製の外部側絶縁部材１０を介して正極端子２０７と対向する領域には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。封口板１０２の正極端子取り付け孔１０２ａの内面には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。封口板１０２の
内面において、樹脂製の第１絶縁部材３１を介して導電部材１３２の本体部１３２ａと対向する領域には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。
【００７２】
［変形例５］
変形例５に係る角形二次電池は、電流遮断機構を有しておらず、正極集電体にヒューズ部が設けられている。
図１１に示すように、封口板２の正極端子取り付け孔２ａの周囲の電池外部側に外部側絶縁部材１０が配置される。封口板２の正極端子取り付け孔２ａの周囲の電池内部側に内部側絶縁部材１１１と正極集電体１０６のベース部１０６ａが配置される。外部側絶縁部材１０及び内部側絶縁部材１１１はそれぞれ樹脂製である。正極端子３０７は、封口板２よりも電池外部側に配置されるフランジ部３０７ａと、フランジ部３０７ａから電池内部側に延びる挿入部３０７ｂを有する。挿入部３０７ｂは、電池外部側から、外部側絶縁部材１０の貫通孔、正極端子取り付け孔２ａ、内部側絶縁部材１１１の貫通孔及び正極集電体１０６のベース部１０６ａの貫通孔に挿入され、先端側がカシメられカシメ部３０７ｃが形成される。なお、カシメ部３０７ｃとフランジ部３０７ａは溶接されることが好ましい。
【００７３】
正極集電体１０６は、ベース部１０６ａから電極体３側に延び、正極芯体露出部４に接続されるリード部１０６ｂを有する。正極集電体１０６にはヒューズ部１０６ｘが設けられている。正極集電体１０６に開口、切り欠き部、薄肉部等を設けることにより他の部分よりも断面積が小さい部分を設けヒューズ部１０６ｘとすることができる。
【００７４】
並列接続された角形二次電池からなる組電池において、一つの角形二次電池で内部短絡が生じた場合、内部短絡が生じた角形二次電池に他の角形二次電池から電流が流れ込みヒューズ部１０６ｘが溶断する。しかしながら、内部短絡が生じた角形二次電池が高温状態となり、正極側の外部側絶縁部材１０及び負極側の外部側絶縁部材１１が溶融し、正極端子-封口板-負極端子という導電経路が形成される可能性がある。
変形例５に係る角形二次電池では、正極端子３０７において外部側絶縁部材１０を介して封口板２と対向する領域には、電気絶縁性の耐熱層８４が設けられている。このため、外部側絶縁部材１０が溶融しても、正極端子３０７と封口板２が電気的に接続されることを抑制できる。
【００７５】
［変形例６］
変形例５に係る角形二次電池では正極端子３０７に電気絶縁性の耐熱層８４が設けられているのに対し、変形例６に係る角形二次電池では封口板１０２に電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。図１２に示すように、正極端子４０７は、フランジ部４０７ａ、挿入部４０７ｂ及びカシメ部４０７ｃを有する。封口板１０２の外面において、外部側絶縁部材１０を介して正極端子４０７と対向する領域には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。封口板１０２の正極端子取り付け孔１０２ａの内面には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。封口板１０２の内面において、内部側絶縁部材１１１を介して正極集電体１０６のベース部１０６ａと対向する領域には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。
【００７６】
［変形例７］
変形例７に係る角形二次電池は、図１３に示すように、封口板１０２よりも電池外部側に正極端子２０７が配置される。封口板１０２と正極端子２０７の間には樹脂製の外部側絶縁部材１０が配置される。正極集電体３０６は、封口板１０２と電極体３の間に配置されるベース部３０６ａと、ベース部３０６ａから電池外部側に延びる挿入部３０６ｂを有する。挿入部３０６ｂは、樹脂製の内部側絶縁部材１１１の貫通孔、正極端子取り付け孔１０２ａ、外部側絶縁部材１０の貫通孔、及び正極端子２０７の貫通孔に挿入され、正極
端子２０７上にカシメられ、カシメ部３０６ｃが形成されている。正極集電体３０６は、ベース部３０６ａから電極体３に向かって延びるリード部３０６ｄを有する。正極集電体３０６は、ヒューズ部３０６ｘを有する。
【００７７】
封口板１０２の外面において、外部側絶縁部材１０を介して正極端子２０７と対向する領域には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。封口板１０２の正極端子取り付け孔１０２ａの内面には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。封口板１０２の内面において、内部側絶縁部材１１１を介して正極集電体３０６のベース部３０６ａと対向する領域には電気絶縁性の耐熱層８３が設けられている。
【００７８】
［変形例８］
正極端子と封口板の間に配置される樹脂製の外部側絶縁部材（１０、１１０）にセラミック粒子あるいはセラミック繊維を含有させることができる。例えば、外部側絶縁部材１０において正極端子７に接する面の近傍及び外部側絶縁部材１０において封口板２に接する面の近傍に含まれるセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合を、外部側絶縁部材１０の厚み方向の中央部に含まれるセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合よりも小さくすることが好ましい。このような構成であると、角形二次電池の密閉性が低下することをより効果的に抑制できる。
また、外部側絶縁部材１０が多層構造であり、中央層にセラミック粒子あるいはセラミック繊維が含有され、両外面層にセラミック粒子あるいはセラミック繊維が含有されないようにしてもよい。あるいは、両外面層におけるセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合を、中央層におけるセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合よりも小さくしてもよい。例えば、両外面層におけるセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合が、中央層におけるセラミック粒子あるいはセラミック繊維の含有割合の１／３以下とすることが好ましく、１／５以下とすることがより好ましい。
【００７９】
樹脂製の外部側絶縁部材（１０、１１０）にセラミック粒子あるいはセラミック繊維を含有させることにより、外部側絶縁部材（１０、１１０）を構成する樹脂が溶融した場合でも正極端子と封口板の接触を抑制できる場合は、正極端子及び封口板に電気絶縁性の耐熱層を設けない形態とすることができる。
【００８０】
樹脂製の第１絶縁部材３１又は樹脂製の内部側絶縁部材１１１に、セラミック粒子あるいはセラミック繊維を含有させることもできる。
【００８１】
≪その他≫
上述の実施形態及び変形例１〜８においては、正極側に電気絶縁性の耐熱層を設ける例及び電気絶縁性の耐熱部材を配置する例を示した。しかしながら、負極側に電気絶縁性の耐熱層を設けてもよいし、負極側に電気絶縁性の耐熱部材を配置してもよい。即ち、正極端子と封口板の間及び負極端子と封口板の間の少なくとも一方に樹脂製の絶縁部材が配置されており、当該絶縁部材が溶融した場合でも、正極端子−封口板−負極端子という導電経路が形成されなければよい。
【００８２】
上述の実施形態及び変形例１〜８においては、正極端子及び負極端子が封口板と電気的に絶縁されている例を示した。しかしながら、正極端子及び負極端子の一方が封口板と電気的に接続されていてもよい。
【００８３】
変形例１〜８において特に説明のない部分については、実施形態に係る角形二次電池２０と同様の構成とすることができる。
【００８４】
電極体の構成は特に限定されない。帯状の正極板と帯状の負極板を帯状のセパレータを
介して巻回した電極体であってもよいし、複数枚の正極板と複数枚の負極板をセパレータを介して積層した積層型電極体であってもよい。また、電池ケース内に複数個の電極体が配置されていてもよい。
【００８５】
正極端子と封口板の間に配置される絶縁部材、及び負極端子と封口板の間に配置される絶縁部材は樹脂製の部材であることが好ましい。樹脂製の部材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサリファイド（ＰＰＳ）、ゴム等からなるものとすることが好ましい。
【００８６】
上述の変形例１において、電気的絶縁性の耐熱部材としてセラミック製の部品を用いる例を示したが、部品全体が必ずしもセラミック製である必要はない。例えば、樹脂部材や金属部材の表面にセラミック層が形成されている部品を用いることもできる。
【００８７】
なお、本発明に係る二次電池は、組電池を構成する二次電池が全て直列接続される場合にも使用できる。但し、本発明に係るに二次電池は、少なくとも二つの二次電池が並列接続される組電池に使用された場合、非常に効果的である。
【００８８】
二次電池としては、非水電解質二次電池が好ましく、リチウムイオン二次電池が特に好ましい。正極板、負極板、セパレータ、電解質等については公知の材料を用いることができる。
【符号の説明】
【００８９】
２０・・・角形二次電池
１・・・角形外装体
２・・・封口板
２ａ・・・正極端子取り付け孔
２ｘ・・・凹部
３・・・電極体
４・・・正極芯体露出部
５・・・負極芯体露出部
６・・・正極集電体
６ａ・・・ベース部
６ｂ・・・固定用開口
６ｃ・・・薄肉部
６ｄ・・・集電体開口
７・・・正極端子
７ａ・・・フランジ部
７ｂ・・・挿入部
７ｃ・・・カシメ部
７ｄ・・・端子貫通孔
８・・・負極集電体
９・・・負極端子
１０・・・外部側絶縁部材
１１・・・外部側絶縁部材
１２・・・内部側絶縁部材
１３・・・電解液注液孔
１４・・・封止部材
１５・・・ガス排出弁
１６・・・絶縁シート
３０・・・電流遮断機構
３１・・・第１絶縁部材
３２・・・導電部材
３３・・・変形板
３４・・・第２絶縁部材
３４ａ・・・固定用突起
５０・・・中間導電部材
５１・・・保持部材
５２・・・中間導電部材
５３・・・保持部材
６０・・・溶接部
７１・・・ゴム部材
７２・・・金属板
８０、８２、８３、８４・・・電気絶縁性の耐熱層
８１・・・セラミック部材
１０２・・・封口板
１０２ａ・・・正極端子取り付け孔
１０６・・・正極集電体
１０６ａ・・・ベース部
１０６ｂ・・・リード部
１０６ｘ・・・ヒューズ部
１０７・・・正極端子
１０７ａ・・・フランジ部
１０７ｂ・・・挿入部
１０７ｃ・・・カシメ部
１０７ｄ・・・端子貫通孔
１１０・・・外部側絶縁部材
１１１・・・内部側絶縁部材
１３２・・・導電部材
１３２ａ・・・本体部
１３２ｂ・・・挿入部
１３２ｃ・・・カシメ部
２００・・・組電池  
２０１・・・バスバー
２０７・・・正極端子
２１０・・・外部側絶縁部材
３０６・・・正極集電体
３０６ａ・・・ベース部
３０６ｂ・・・挿入部
３０６ｃ・・・カシメ部
３０６ｄ・・・リード部
３０６ｘ・・・ヒューズ部
３０７・・・正極端子
３０７ａ・・・フランジ部
３０７ｂ・・・挿入部
３０７ｃ・・・カシメ部
４０７・・・正極端子
４０７ａ・・・フランジ部
４０７ｂ・・・挿入部
４０７ｃ・・・カシメ部
【図１】
2019110030.tif 000003
【図２】
2019110030.tif 000004
【図３】
2019110030.tif 000005
【図４】
2019110030.tif 000006
【図５】
2019110030.tif 000007
【図６】
2019110030.tif 000008
【図７】
2019110030.tif 000009
【図８】
2019110030.tif 000010
【図９】
2019110030.tif 000011
【図１０】
2019110030.tif 000012
【図１１】
2019110030.tif 000013
【図１２】
2019110030.tif 000014
【図１３】
2019110030.tif 000015