(57)【要約】【課題】外部端子と電池要素との間の電流経路の電気抵抗を減少し、電流発熱を抑制することができる二次電池を提供する。【解決手段】二次電池１００は、筐体内に配置され、電池要素に接続された集電体５０と、筐体の内圧が上昇した場合に反転することにより、外部端子２１と集電体５０との間の電流の流れを遮断する反転板４０と、を備える。集電体５０は、脚部５１と、脚部５１に交差するように脚部５１に接続された基台部５２とを含む。基台部５２は、反転板が反転する際に破断する脆弱部５４を有する。反転部４０は、当該反転板の外形を構成するループ状の外周部４２と、脆弱部５４に当接するように設けられた平板部４１と、外周部４０と平板部４１との間を構成する傾斜部４３と、を含む。平板部４１は、脆弱部５４に接合された接合領域を有する。接合領域は、外周部４０の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置する。【選択図】図２
2019096432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池要素を収容する筐体内に配置され、前記電池要素に接続された集電体と、
前記筐体の外部に設けられた外部端子に電気的に接続され、前記筐体の内圧が上昇した場合に反転することにより、前記外部端子と前記集電体との間の電流の流れを遮断する反転板と、を備え、
前記集電体は、一端および他端を有し前記一端側が前記電池要素に接続される脚部と、前記脚部に交差するように前記脚部の前記他端側に接続された基台部とを含み、
前記基台部は、前記反転板が反転する際に破断する脆弱部を有し、
前記反転板は、当該反転板の外形を構成する環状の外周部と、前記脆弱部に当接するように設けられた平板部と、前記外周部と前記平板部との間を構成する傾斜部と、を含み、
前記平板部は、前記脆弱部に接合された接合領域を有し、
前記接合領域は、前記外周部の中心軸よりも前記脚部寄りに位置する、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次電池として、たとえば特開２０１６−１５４１０１号公報（特許文献１）には、筐体外側に設けられた外部端子と筐体の内部に配置された電池要素との間の電流の流れを遮断する電流遮断装置が設けられた二次電池が開示されている。この電流遮断装置は、電池要素に接続された集電体と、集電体に接続された反転板とを含んでいる。筐体の内圧が上昇した際に、反転板が集電体から遠ざかる方向に反転することにより、電池要素と外部端子との間の導通が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５４１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載用途の二次電池にあっては、急速充電できることが要求される。急速充電する場合には、短時間で大電流を流すこととなるため、電流発熱が増大する。このため、電流経路およびその周囲の構造物が熱の影響を受けることが懸念される。
【０００５】
ここで、特許文献１に開示の二次電池においては、集電体は、電池要素に接続された脚部と、当該脚部に交差するように脚部に接続された基台部とを含む。反転板は、当該反転板の中央部を構成し基台部に接続される円板部、当該反転板の外形を構成する円状の外周部、ならびに、円板部および外周部を接続する環状の傾斜部を含む。円板部と基台部とを接合する接合部は、円板部の同心円状となるように形成される。この反転板は、当該反転板の中心軸を中心とした回転体形状を有しており、当該中心軸を含む任意の平面に対して面対称となるように構成されている。
【０００６】
このような構成においては、外周部、傾斜部、円板部、接合部、基台部および脚部によって構成される外部端子と電池要素との間の電流経路が十分に短いとは言えず、急速充電時において、相当程度の電流発熱が発生する場合がある。
【０００７】
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、外部端子と電池要素との間の電流経路の電気抵抗を減少し、電流発熱を抑制することができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に基づく二次電池は、電池要素を収容する筐体内に配置され、上記電池要素に接続された集電体と、上記筐体の外部に設けられた外部端子に電気的に接続され、上記筐体の内圧が上昇した場合に反転することにより、上記外部端子と上記集電体との間の電流の流れを遮断する反転板と、を備える。上記集電体は、一端および他端を有し上記一端側が上記電池要素に接続される脚部と、上記脚部に交差するように上記脚部の上記他端側に接続された基台部とを含む。上記基台部は、上記反転板が反転する際に破断する脆弱部を有する。上記反転部は、当該反転板の外形を構成するループ状の外周部と、上記脆弱部に当接するように設けられた平板部と、上記外周部と上記平板部との間を構成する傾斜部と、を含む。上記平板部は、上記脆弱部に接合された接合領域を有する。上記接合領域は、上記外周部の中心軸よりも上記脚部寄りに位置する。
【０００９】
上記のように二次電池を構成することにより、集電体の脆弱部に接合された反転板の接合領域が、反転板の外周部における中心軸よりも集電体の脚部寄りに位置することとなる。これにより、接合領域と脚部とを最短で結ぶ距離を短くすることができる。
【００１０】
また、上記接合領域が上記中心軸よりも脚部側に位置することにより、接合領域のうち集電体の脚部に最も近い点と外周部の中心軸とを含む反転板の断面において、当該中心軸に対して上記集電体の脚部が位置する側に位置する部分の外周部から傾斜部を通って接合領域に至るまでの距離が、当該中心軸に対して脚部が位置する側とは反対側に位置する部分の外周部から傾斜部を通って接合領域に至るまでの距離よりも短くなる。その一方で、外部端子から反転板の外周部の任意の部分に至るまでの距離は、略一定である。
【００１１】
このため、充電時において、外部端子と電池要素との間を電流が流れる際には、電流は、反転板の上記断面において中心軸に対して脚部が位置する側を流れ、さらに、接合領域のうち集電体の脚部に最も近い点と脚部との間を流れるようになる。これにより、外部端子と電池要素との間の電流経路を短くすることができる。この結果、外部端子と電池要素との間の電流経路の電気抵抗を減少し、電流発熱を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、外部端子と電池要素との間の電流経路の電気抵抗を減少し、電流発熱を抑制することができる二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る二次電池の斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る二次電池の電流遮断装置およびその周辺構造を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る二次電池の電流遮断装置に具備される反転板の平面図である。
【図４】比較例に係る二次電池の電流遮断装置およびその周辺構造を示す断面図である。
【図５】比較例に係る二次電池の電流遮断装置に具備される反転板の平面図である。
【図６】実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第１工程を示す断面斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第２工程を示す断面斜視図である。
【図８】実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第３工程を示す断面斜視図である。
【図９】図８に示す第３工程の後状態を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係る二次電池の電流遮断装置およびその周辺構造を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る二次電池の電流遮断装置に具備される反転板の平面図である。
【図１２】図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。
【図１３】実施の形態２に係る反転板における傾斜部の傾斜角と、接合領域の中心軸を外周部の中心軸から偏心させることができる距離との関係を示す図である。
【図１４】実施の形態の効果を検証するために行なった第１検証実験の条件および結果を示す図である。
【図１５】実施の形態の効果を検証するために行なった第２検証実験を説明するための図である。
【図１６】第２検証実験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る電流遮断装置を具備する二次電池を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る電流遮断装置を示す断面図であり、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１および図２を参照して、実施の形態１に係る二次電池１００について説明する。
【００１６】
（二次電池の構成）
二次電池１００は、車両駆動用であり、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリから電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車や、外部充電が可能なプラグインハイブリッド自動車、電気自動車などに搭載される。
【００１７】
図１に示すように、実施の形態１に係る二次電池１００は、筐体としての外装体１０、電池要素としての電極体１３、正極用の外部端子２１、端子板２３、インシュレータ２５、および負極用の外部端子２２、端子板２４、インシュレータ２６を備える。
【００１８】
外装体１０は、有底角筒状の収容部１１と、収容部１１の開口を密閉する封口板１２とを含む。外装体１０は、内部に電極体１３（電池要素）を収容している。外部端子２１，２２は、外装体１０の外部に設けられている。具体的には、外部端子２１，２２は、外装体１０の封口板１２に取り付けられる。
【００１９】
端子板２３は、導電性材料で形成されており、外部端子２１に電気的に接続されている。端子板２３は、インシュレータ２５上に配置されている。インシュレータ２５は、絶縁材料で形成されており、封口板１２と端子板２３とを電気的に絶縁する。
【００２０】
端子板２４は、導電性材料で形成されており、外部端子２２に電気的に接続されている。端子板２４は、インシュレータ２６上に配置されている。インシュレータ２６は、絶縁材料で形成されており、封口板１２と端子板２４とを電気的に絶縁する。
【００２１】
電極体１３は、正極芯体、負極芯体およびセパレータ（いずれも図示せず）を有し、正極芯体および負極芯体は、セパレータを介して巻回される。電極体１３の両端には、正極芯体露出部１４および負極芯体露出部１５がそれぞれ設けられる。
【００２２】
外部端子２１は、端子板２３、電流遮断装置７０（図２参照）、および集電体５０（図２参照）によって正極芯体露出部１４に電気的に接続されている。外部端子２２は、端子板２４、リベット（不図示）および集電体（不図示）によって負極芯体露出部１５に電気的に接続されている。
【００２３】
図２に示すように、二次電池１００は、正極側において、ガスケット６１、スペーサ６２、電流遮断装置７０、および集電体５０をさらに備える。電流遮断装置７０は、リベット３０、および反転板４０を含む。なお、負極側においては、電流遮断装置７０は設けられておらず、リベット（不図示）が、封口板１２に絶縁された状態で負極用の集電体（不図示）に接続されている。
【００２４】
リベット３０は、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性材料から形成されている。リベット３０は、封口板１２に形成された貫通孔１２ｈに挿通されている。リベット３０は、外装体１０の外部で端子板２３に接続され、外装体１０の内部で反転板４０に接続されている。
【００２５】
リベット３０は、かしめ部３１、小径部３２、対向部３３、大径部３４、および鍔部３５を含む。小径部３２は、仮想上の中心軸１０２を中心に筒状に延びる形状を有する。かしめ部３１は、小径部３２のうちの対向部３３とは反対側に形成される。かしめ部３１は、小径部３２を貫通孔１２ｈに挿通したのち、小径部３２の先端部側をかしめることによって形成される。かしめ部３１と対向部３３との間で、端子板２３、インシュレータ２５、封口板１２、ガスケット６１、およびスペーサ６２がかしめ固定されている。
【００２６】
対向部３３は、小径部３２から大径部３４に向かって径方向の外側に広がる略円盤状の形状を有している。対向部３３は、外装体１０内で封口板１２と距離を設けて対向する。対向部３３は、外装体１０内において封口板１２と略平行に延在する。
【００２７】
大径部３４は、対向部３３の周縁から下垂しており（集電体５０に近接する方向に折れ曲がっており）、全体として環状の形状を有している。鍔部３５は、対向部３３の反対側に位置する大径部３４の端部から径方向外側に突出する。鍔部３５は、環状の形状を有している。鍔部３５の内周側には段差部３５ａが設けられている。
【００２８】
ガスケット６１は、絶縁性を有する。ガスケット６１は、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）またはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などの、弾性の樹脂材料またはゴム材料により形成されている。ガスケット６１は、リベット３０に接触して設けられている。ガスケット６１の一部は、封口板１２とリベット３０との間に介挿されている。これにより、外装体１０の内部が気密に封止されている。ガスケット６１は、封口板１２とリベット３０との間のシール材として設けられている。
【００２９】
スペーサ６２は、ガスケット６１を取り囲むように設けられている。スペーサ６２は、ガスケット６１とほぼ同様の材料により形成されている。スペーサ６２は、保持部６３（図７参照）を有し、当該保持部６３によって集電体５０を保持する。
【００３０】
集電体５０は、脚部５１と基台部５２を含む。脚部５１は、一端および他端を有する。脚部５１は、上下方向に沿って延在する。脚部５１の一端側は、電極体１３に接続されている。脚部５１の他端は、基台部５２に接続されている。
【００３１】
基台部５２は、脚部５１に交差するように脚部５１の他端側に接続されている。基台部５２は、板状形状を有する。基台部５２は、封口板１２と略平行に配置されている。基台部５２は、電極体１３の上方に配置される。基台部５２は、反転板４０と電極体１３との間に配置される。
【００３２】
基台部５２には、脆弱部５４が設けられている。脆弱部５４は、基台部５２に設けられた貫通孔５３の内部に設けられている。脆弱部５４は、貫通孔５３を規定する基台部５２の壁面から内側に突出するように設けられている。脆弱部５４は、基台部５２の他の部分よりも薄肉に形成されている。
【００３３】
ホルダ８０は、絶縁部材によって構成されている。ホルダ８０は、基台部５２の上面に設けられている。ホルダ８０は、板状部８１および爪部８２を含む。板状部８１の中央部には、穴部８３が設けられている。穴部８３は、板状部８１が反転板４０に干渉しないように設けられている。穴部８３によって集電体５０の脆弱部５４が少なくとも露出する。爪部８２は、リベット３０の鍔部３５に係合する。これによりホルダ８０は、リベット３０に取り付けられている。
【００３４】
図３は、実施の形態１に係る電流遮断装置に具備される反転板の平面図である。図２および図３を参照して、反転板４０について説明する。なお、図２においては、後述する反転板４０の外周部４２の中心軸ＣＬ１と、後述する接合領域Ｒ１のうち集電体５０の脚部５１に最も近い点Ｐ１とを含む平面で反転板４０等を切断した場合の断面が図示されている。
【００３５】
図２および図３に示すように、反転板４０は、円形の平面視を有する薄板形状を有する。反転板４０は、導電性材料から形成されている。反転板４０は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されている。反転板４０は、対向部３３に面する側で凹となり、後述する集電体５０の基台部５２に面する側で凸となる形状を有する。反転板４０の外形は、直径が略１７ｍｍの円形形状であり、反転板４０の厚さは、略０．３ｍｍである。後述する外周部４２から平板部４１までの反転板４０の高さは、略１．２ｍｍである。反転板４０は、対向部３３と基台部５２との間に配置されている。
【００３６】
反転板４０は、平板部４１、外周部４２、および傾斜部４３を含む。外周部４２は、反転板４０の外形を構成する。外周部４２は、環状形状を有する。外周部４２は、中心軸ＣＬ１を有する。外周部４２は、リベット３０の段差部３５ａに接続されている。これにより、反転板４０は、外装体１０の外部に設けられ外部端子２１に電気的に接続される。
【００３７】
平板部４１は、脆弱部５４に当接するように設けられている。平板部４１は、円盤形状を有する。平板部４１の直径φは、略３ｍｍである。平板部４１の中心軸ＣＬ２は、外周部４２の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１側に位置する。たとえば、平板部４１の中心軸ＣＬ２は、上記中心軸ＣＬ１よりも２ｍｍ以上脚部５１側に位置することが好ましく、上記中心軸ＣＬ１よりも３ｍｍ以上脚部５１側に位置することがさらに好ましい。
【００３８】
平板部４１は、脆弱部５４に接合された接合領域Ｒ１を有する。接合領域Ｒ１は、環状形状を有する。接合領域Ｒ１は、たとえば平板部４１が脆弱部５４に溶接されることにより形成される。
【００３９】
接合領域Ｒ１は、外周部４２の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置する。接合領域Ｒ１は、全体的に、上記中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置することが好ましいが、接合領域Ｒ１の中心軸が、外周部４２の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置していればよい。
【００４０】
傾斜部４３は、外周部４２と平板部４１との間を構成する。外周部４２の中心軸ＣＬ１と接合領域Ｒ１のうち集電体５０の脚部に最も近い点Ｐ１とを含む反転板４０の断面において、当該中心軸ＣＬ１に対して上記集電体５０の脚部５１が位置する側に位置する部分の外周部と上記点Ｐ１とを接続する部分の傾斜部４３の傾斜角は、当該中心軸ＣＬ１に対して脚部５１が位置する側とは反対側に位置する部分の外周部と中心軸ＣＬ１寄りに位置する部分の接合領域Ｒ１とを接続する部分の傾斜部４３の傾斜角よりも大きい。
【００４１】
これにより、該中心軸ＣＬ１に対して上記集電体５０の脚部５１が位置する側に位置する部分の外周部と上記点Ｐ１とを接続する部分の傾斜部４３の長さは、中心軸ＣＬ１に対して脚部５１が位置する側とは反対側に位置する部分の外周部と中心軸ＣＬ１寄りに位置する部分の接合領域Ｒ１とを接続する部分の傾斜部４３の長さよりも短くなる。
【００４２】
電流遮断装置７０が作動する前には、電流は、外部端子２１、リベット３０、反転板４０、および集電体５０の順に流れる。これにより、二次電池１００から外部へ電力が供給される。
【００４３】
外装体１０内の圧力が上昇すると、外装体１０内の気体によって集電体５０の脆弱部５４および反転板４０の平板部４１が押圧される。外装体１０内の圧力が所定の値を超えると、反転板４０が、集電体５０（より詳細には、基台部５２）から離れる方向に反転する。この際、脆弱部５４が破断し、反転板４０と集電体５０との接続が解除される。これにより、外部端子２１と集電体５０との間の電流の流れが遮断される。
【００４４】
一方で、電流遮断装置７０が作動する前において、二次電池１００を充電する際には、電流は、集電体５０、反転板４０、リベット３０および外部端子２１の順に流れる。
【００４５】
ここで、実施の形態１に係る二次電池１００にあっては、上述のように、集電体５０の脆弱部５４に接合された反転板４０の接合領域Ｒ１は、反転板４０の外周部４２における中心軸ＣＬ１よりも集電体５０の脚部５１寄りに位置する。これにより、接合領域Ｒ１と脚部５１とを最短で結ぶ距離を短くすることができる。
【００４６】
また、接合領域Ｒ１が中心軸ＣＬ１よりも脚部５１側に位置することにより、接合領域Ｒ１のうち集電体５０の脚部５１に最も近い点Ｐ１と外周部４２の中心軸ＣＬ１とを含む反転板４０の断面において、当該中心軸ＣＬ１に対して上記集電体５０の脚部５１が位置する側に位置する部分の外周部４２から傾斜部４３を通って接合領域Ｒ１に至るまでの距離が、当該中心軸ＣＬ１に対して脚部５１が位置する側とは反対側に位置する部分の外周部４２から傾斜部４３を通って接合領域Ｒ１に至るまでの距離よりも短くなる。その一方で、外部端子２１から反転板４０の外周部４２の任意の部分に至るまでの距離は、略一定である。
【００４７】
このため、充電時に電極体１３から外部端子２１に向けて電流が流れる際には、電流は、反転板４０の上記断面において中心軸ＣＬ１に対して脚部５１が位置する側を流れ、さらに、接合領域Ｒ１のうち集電体５０の脚部５１に最も近い点Ｐ１と脚部５１との間を流れるようになる。これにより、外部端子２１と電極体１３との間の電流経路を短くすることができる。この結果、外部端子２１と電極体１３との間の電流経路の電気抵抗を減少し、電流発熱を抑制することができる。
【００４８】
（比較例）
図４は、比較例に係る二次電池の電流遮断装置およびその周辺構造を示す断面図である。図５は、比較例に係る二次電池の電流遮断装置に具備される反転板の平面図である。図４および図５を参照して、比較例に係る二次電池１００Ｘにおける充電時の電流の流れについて説明する。
【００４９】
図４および図５に示すように、比較例に係る二次電池１００Ｘは、実施の形態１に係る二次電池１００と比較した場合に、反転板４０Ｘの構成が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００５０】
反転板４０Ｘにおいて、平板部４１は、反転板４０Ｘの中央部を構成する。反転板４０Ｘにおいては、平板部４１の中心軸ＣＬ２と、外周部４２の中心軸ＣＬ１とが一致する。反転板４０Ｘは、中心軸ＣＬ２を中心とした回転体形状を有しており、当該中心軸ＣＬ２を含む任意の平面に対して面対称となるように構成されている。接合領域Ｒ１は、中心軸ＣＬ２を取り囲むように円環状に形成されている。すなわち、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３は、外周部４２の中心軸ＣＬ１、および平板部４１の中心軸ＣＬ２と一致する。
【００５１】
このような構成においては、平板部４１の中心軸ＣＬ１は、外周部４２の中心軸ＣＬ２に対して集電体５０の脚部５１寄りに位置していないため、接合領域Ｒ１と脚部５１とを最短で結ぶ距離が、実施の形態１と比較して長くなる。
【００５２】
また、接合領域Ｒ１のうち集電体５０の脚部５１に最も近い点Ｐ１と外周部４２の中心軸ＣＬ１とを含む反転板４０Ｘの断面において、当該中心軸ＣＬ１に対して上記集電体５０の脚部５１が位置する側に位置する部分の外周部４２から傾斜部４３を通って接合領域Ｒ１に至るまでの距離も、実施の形態１と比較して長くなる。
【００５３】
このため、比較例においては、実施の形態１と比較して、充電時において外部端子２１と電極体１３との間の電流経路が長くなり、電気抵抗が増加する。これにより、相当程度の電流発熱が生じてしまう。
【００５４】
（二次電池の製造方法）
図６は、実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第１工程を示す断面斜視図である。図７は、実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第２工程を示す断面斜視図である。図８は、実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第３工程を示す断面斜視図である。図９は、図８に示す第３工程の後状態を示す斜視図である。図６から図９を参照して、実施の形態１に係る二次電池１００の製造方法について説明する。
【００５５】
図６に示すように、二次電池１００の製造方法の第１工程においては、第１アセンブリ２００を準備する。第１アセンブリ２００においては、負極側において、外部端子２２、端子板２４、インシュレータ２６、ガスケット（不図示）およびリベット（不図示）が一体に固定されている。なお、負極側においては、予めリベットに負極用の集電体が接続されていてもよい。また、正極側において、外部端子２１、端子板２３、インシュレータ２５、封口板１２、ガスケット６１、スペーサ６２およびリベット３０が一体に固定されている。
【００５６】
図７に示すように、二次電池１００の製造方法の第２工程においては、反転板４０をリベット３０に溶接等によって接合する。具体的には、反転板４０の外周部４２を、リベット３０の鍔部３５に設けられた段差部３５ａに載置した後、外周部４２の全周に亘ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、外周部４２をリベット３０の段差部３５ａに接合する。
【００５７】
図８に示すように、二次電池１００の製造方法の第３工程においては、反転板４０を集電体５０の脆弱部５４に接続する。具体的には、まず、リベット３０の鍔部３５にホルダ８０の爪部８２を係止し、穴部８３から反転板４０の平板部４１を露出させる。なお、図８においては、便宜上のためホルダ８０を省略している。
【００５８】
続いて、脆弱部５４が平板部４１に重なるように、集電体５０をホルダ８０の板状部８１に載置する。この際、スペーサ６２の保持部６３を集電体５０の基台部５２に設けられた穴部５５に挿入し、保持部６３をかしめることで集電体５０をスペーサ６２に固定する。この状態で、円を描くように脆弱部５４にレーザ光Ｌを照射して、平板部４１を脆弱部５４に接合する。この際、接合領域Ｒ１が形成される。
【００５９】
このようにして、図９に示すように、封口板アセンブリ３００が製造される。次に、封口板アセンブリ３００を用いて収容部１１の開口を密閉する。この際、正極側の集電体５０が、電極体１３の正極芯体露出部１４に接続され、負極側の集電体が、電極体１３の負極芯体露出部１５に接続される。続いて、封口板１２を収容部１１に溶接する。この後、外装体１０に設けられた注入孔から電解液を外装体１０内に注入し、注入孔を封止することにより、二次電池１００が製造される。
【００６０】
［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２に係る二次電池の電流遮断装置およびその周辺構造を示す断面図である。図１１は、実施の形態２に係る二次電池の電流遮断装置に具備される反転板の平面図である。図１０および図１１を参照して、実施の形態２に係る二次電池１００Ａについて説明する。
【００６１】
図１０および図１１に示すように、実施の形態２に係る二次電池１００Ａは、実施の形態１に係る二次電池１００と比較した場合に、主として反転板４０Ａの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００６２】
反転板４０Ａにおいては、平板部４１の中心軸ＣＬ２と、外周部４２の中心軸ＣＬ１とが一致する。反転板４０Ａは、中心軸ＣＬ２を中心とした回転体形状を有しており、当該中心軸ＣＬ２を含む任意の平面に対して面対称となるように構成されている。
【００６３】
一方で、接合領域Ｒ１は、外周部４２の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置する。接合領域Ｒ１は、環状形状を有し、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３は、外周部４２の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置する。たとえば、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３は、中心軸ＣＬ１から２ｍｍ以上脚部５１側に位置することが好ましい。
【００６４】
なお、反転板４０の外形は、たとえば、直径が略１７ｍｍの円形形状であり、平板部４１の直径は、たとえば、略１１ｍｍである。当該平板部４１の直径は、後述する傾斜部４３の傾斜角によって変動する。
【００６５】
図１２は、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１３は、実施の形態２に係る反転板における傾斜部の傾斜角と、接合領域の中心軸を外周部の中心軸から偏心させることができる距離との関係を示す図である。図１２および図１３を参照して、外周部４２の内側によって規定される反転板４０の開口平面４４と、傾斜部４３とが成す角度のうち小さい方の角度である傾斜角θについて説明する。
【００６６】
図１２に示すように、傾斜角θは、２５°以上４５°以下が好ましく、３５°以上４０°以下がさらに好ましい。
【００６７】
図１３は、実施の形態２に係る反転板における傾斜部の傾斜角と、接合領域の中心軸を外周部の中心軸から偏心させることができる距離との関係を示す図である。
【００６８】
図１３に示すように、傾斜角θが大きくなるほど、平板部４１の直径が大きくなり、この結果、接合領域Ｒ１を中心軸ＣＬ１に対して偏心させることができる距離が大きくなる。なお、反転板４０Ａの高さは、略１．２ｍｍで一定である。
【００６９】
ここで、充電時における外部端子２１と電極体１３との間の電流経路における電気抵抗を減少させるためには、上述のように、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３が、中心軸ＣＬ１から２ｍｍ以上脚部５１側に位置することが好ましい。
【００７０】
傾斜角θを２５°以上とすることにより、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３を、中心軸ＣＬ１から２ｍｍ以上脚部５１側に偏心させることができる。さらに傾斜角θを３５°以上とすることにより、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３を、中心軸ＣＬ１から３ｍｍ以上脚部５１側に偏心させることができる。この場合には、上記電気抵抗をより効果的に低減させることができる。
【００７１】
一方で、傾斜角θを４５°より大きくした場合には、反転板４０Ａが反転する際に生じる力の向きの垂直成分が水平成分よりも大きくなるため、反転板が垂直に歪み、反転しないことが懸念される。
【００７２】
このため、傾斜角θを４５°以下とすることにより、反転板４０Ａが反転しなくなることを防止することができる。さらに、傾斜角θを４０°以下とすることにより、反転板４０Ａが反転する際に生じる力の向きの垂直成分を低減させることができ、反転板４０Ａが反転しなくなることをより効果的に防止することができる。
【００７３】
以上のように、実施の形態２に係る二次電池１００Ａにあっても、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３が、外周部４２の中心軸ＣＬ１よりも脚部５１寄りに位置する構成とすることにより、実施の形態１に係る二次電池１００とほぼ同様の効果が得られる。
【００７４】
［検証実験］
図１４は、実施の形態の効果を検証するために行なった第１検証実験の条件および結果を示す図である。図１４を参照して、第１検証実験について説明する。
【００７５】
図１４に示すように、第１検証実験においては、比較例１、および実施例１〜３に係る反転板を準備した。
【００７６】
比較例１としては、上述の比較例に記載の反転板４０Ｘを準備した。実施例１〜３においては、実施の形態１に係る反転板４０を準備した。実施例１〜３においては、反転板４０の外周部４２の中心軸ＣＬ１から反転板４０の平板部４１の中心軸ＣＬ２までの距離、すなわち中心軸ＣＬ１から中心軸ＣＬ２を偏心させた距離を変化させた。中心軸ＣＬ１から中心軸ＣＬ２を偏心させた距離は、実施例１では２ｍｍとし、実施例２では４ｍｍとして、実施例３では６ｍｍとした。
【００７７】
なお、比較例１および実施例１〜３の各反転板において、外周部４２の直径は、１７ｍｍとし、平板部４１の直径を３ｍｍとした。各反転板の板厚は、０．３ｍｍとして、外周部４２から平板部４１までの反転板の高さは、１．２ｍｍとした。
【００７８】
これら比較例１および実施例１〜３の各反転板において、外周部４２と平板部４１の接合領域Ｒ１となる部分との間に電圧を印加した。この際に発生する発熱量をＣＡＥ解析し、比較例１、および実施例１〜３に係る反転板の電気抵抗を比較した。
【００７９】
このような第１検証実験においては、比較例１に対して、実施例１〜３は、電気抵抗が減少することが確認された。特に、中心軸ＣＬ１から中心軸ＣＬ２を偏心させた距離を２ｍｍ以上とすることにより、電気抵抗が効果的に減少することが確認された。また、上記距離が大きくなるほど、電気抵抗がさらに減少していくことが確認された。
【００８０】
図１５は、実施の形態の効果を検証するために行なった第２検証実験を説明するための図である。図１６は、第２検証実験の結果を示す図である。図１５および図１６を参照して、第２検証実験について説明する。
【００８１】
図１５および図１６に示すように、第２検証実験においては、比較例２、実施例４および実施例５に係る封口板アセンブリを準備した。
【００８２】
比較例２としては、上述の比較例に記載の反転板４０Ｘを具備する封口板アセンブリを準備した。実施例４においては、実施の形態１に係る反転板４０を具備する封口板アセンブリを準備した。実施例５においては、実施の形態２に係る反転板４０Ａを具備する封口板アセンブリを準備した。
【００８３】
なお、比較例２および実施例４の各反転板において、外周部４２の直径は、１７ｍｍとし、平板部４１の直径を３ｍｍとした。実施例５の反転板においては、外周部４２の直径は、１７ｍｍとし、平板部４１の直径を１１ｍｍとした。比較例２および実施例４，５の各反転板の板厚は、０．３ｍｍとして、外周部４２から平板部４１までの反転板の高さは、１．２ｍｍとした。
【００８４】
実施例４においては、反転板４０の外周部４２の中心軸ＣＬ１から反転板４０の平板部４１の中心軸ＣＬ２までの距離、すなわち中心軸ＣＬ１から中心軸ＣＬ２を偏心させた距離は、３ｍｍとした。実施例５においては、接合領域Ｒ１の中心軸ＣＬ３は、反転板４０の外周部４２の中心軸ＣＬ１から３ｍｍ偏心させた。
【００８５】
これら比較例２および実施例４，５に係る封口板アセンブリの正極側において、端子板２３と集電体５０の脚部５１との間に１４０Ａの電流を流し、ＣＡＥを用いて電流経路の電気抵抗を測定した。この際、電流は、端子板２３側から集電体５０に向けて流れるようにした。また、電流を流してから１０００秒後におけるガスケット６１の最高温度を計測した。
【００８６】
図１６に示すように、実施例４，５においては、比較例２と比較して、電流経路の電気抵抗が低減していることが確認された。また、実施例４，５においては、比較例２と比較して、ガスケット６１の温度も低減していることが確認された。
【００８７】
以上の第１検証実験および第２検証実験から、反転板の構成を実施の形態１および２に係る構成とすることにより、比較例に係る反転板と比較して、外部端子と電池要素との間の電流経路の電気抵抗を減少し、電流発熱を抑制することができることが確認された。
【００８８】
なお、実施の形態１および実施の形態２においは、正極側に反転板を具備した電流遮断装置が設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、正極側および負極側の双方に反転板が設けられていてもよいし、負極側のみに反転板が設けられていてもよい。この場合において、負極側に設けられる反転板は、銅または銅合金によって形成されていることが好ましい。
【００８９】
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  外装体、１１  収容部、１２  封口板、１２ｈ  貫通孔、１３  電極体、１４  正極芯体露出部、１５  負極芯体露出部、２１，２２  外部端子、２３，２４  端子板、２５，２６  インシュレータ、３０  リベット、３１  かしめ部、３２  小径部、３３  対向部、３４  大径部、３５  鍔部、３５ａ  段差部、４０，４０Ａ，４０Ｘ  反転板、４１  平板部、４２  外周部、４３  傾斜部、４４  開口平面、５０  集電体、５１  脚部、５２  基台部、５３  貫通孔、５４  脆弱部、５５  穴部、６１  ガスケット、６２  スペーサ、６３  保持部、７０  電流遮断装置、８０  ホルダ、８１  板状部、８２  爪部、８３  穴部、１００，１００Ａ，１００Ｘ  二次電池、２００  第１アセンブリ、３００  封口板アセンブリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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