(57)【要約】【課題】電流遮断機構の作動圧のばらつきが抑制された二次電池の提供。【解決手段】ここで開示される二次電池１００の電流遮断機構２０は、反転板４０とリベット３０を備える。リベット３０の反転板装着部３９は、反転板４０の径方向がリベット３０の軸方向に対して略直交する方向となるように反転板４０が装着された際の反転板４０の周縁部４４に近接する周壁部３４を有しており、周縁部４４には、周壁部３４に対して溶接される溶接部４６と、溶接部４６よりも反転部寄りに形成された接触面４５とが形成されており、ここで接触面４５は反転板４０の径方向に対して略直交する方向に形成され、且つ、溶接部４６は径方向と略平行な方向に形成され、接触面４５と対向するリベット３０の接触対向面３５はリベット３０の軸方向と略平行な方向に形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と、
前記正極および負極を収容する電池ケースと、
前記電池ケースの外面に設けられ、前記正極または負極のいずれかの電極と電気的に接続される外部端子と、
前記電池ケース内において前記電極と電気的に接続される集電端子と、
前記集電端子と前記外部端子とを電気的に接続する導電経路に配設され、前記電池ケースの内圧が所定の圧力を超えた際に前記導電経路を遮断する電流遮断機構と、を備える二次電池であって、
前記電流遮断機構は、
前記外部端子と前記集電端子との間に配置される円盤状の反転板であって、前記電池ケースの内圧が所定の圧力を超えた際に前記集電端子から遠ざかるように変形して前記導電経路を遮断する反転部を中央領域に有する反転板と、
前記外部端子と電気的に接続されるリベットであって、該リベットの軸方向の一方の端部に、前記反転板が配置される反転板装着部を有するリベットと、を備え、
前記反転板装着部は、前記反転板の径方向が前記リベットの軸方向に対して略直交する方向となるように前記反転板が装着された際の該反転板の周縁部に近接する周壁部を有しており、
前記反転板の周縁部には、前記周壁部に対して溶接される溶接部と、該溶接部よりも前記反転部寄りに形成された接触面とが形成されており、
ここで前記接触面は前記反転板の径方向に対して略直交する方向に形成され、且つ、前記溶接部は前記反転板の径方向と略平行な方向に形成され、
前記反転板装着部の周壁部の一部であって、前記接触面と対向する接触対向面は、該接触面と相互に接触可能なように、前記リベットの軸方向と略平行な方向に形成されていることを特徴とする、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池に関する。詳しくは、電流遮断機構を備えた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池およびその他の二次電池は、電気を駆動源とする車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末等の電気製品等に搭載される電源として重要性が高まっている。このような二次電池の典型的な構造の一つとして、正極および負極を電池ケース内に密閉してなる密閉構造の電池（密閉型電池）がある。かかる密閉型電池は、誤操作等により電池に想定外の過大な電流が供給されて過充電状態に陥った時に、電解液が分解して電池ケース内にガスが発生する問題が生じるおそれがある。このため、かかる問題を未然に防止する目的で、過充電状態を電池内圧により検知した場合に電流を遮断する機構（電流遮断機構：ＣＩＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  Ｄｅｖｉｃｅ））を設けた電池が提案されている。この種の電流遮断機構を備えた二次電池の一例として、特許文献１に記載されたものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２５７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、互いに接合された反転板およびリベットを備える電流遮断機構が開示されている。上記電流遮断機構によると、電池ケース内の圧力が設定値よりも高くなった場合、圧力を受けた反転板が反転動作して変形し、これにより電流が遮断されるように設計されている。上記電流遮断機構により電流が遮断されて充電が中止されると、電池ケースの過大な内圧上昇が抑制される。
【０００５】
しかしながら、反転板をリベットに接合する方法として溶接が採用された場合、溶接部の凝固収縮により、溶接後の反転板に歪みが発生することがある。反転板の歪みは、電流遮断機構の作動圧にばらつきが生じる原因となり得る。
【０００６】
そこで本発明は、反転板とリベットとが溶接により接合している電流遮断機構において作動圧のばらつきが抑制された二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、正極および負極と、該正極および負極を収容する電池ケースと、該電池ケースの外面に設けられ、該正極または負極のいずれかの電極と電気的に接続される外部端子と、該電池ケース内において該電極と電気的に接続される集電端子と、該集電端子と該外部端子とを電気的に接続する導電経路に配設され、該電池ケースの内圧が所定の圧力を超えた際に該導電経路を遮断する電流遮断機構と、を備える二次電池が提供される。
上記電流遮断機構は、上記外部端子と上記集電端子との間に配置される円盤状の反転板であって、上記電池ケースの内圧が所定の圧力を超えた際に該集電端子から遠ざかるように変形して上記導電経路を遮断する反転部を中央領域に有する反転板と、上記外部端子と電気的に接続されるリベットであって該リベットの軸方向の一方の端部に上記反転板が配置される反転板装着部を有するリベットと、を備える。
【０００８】
ここで開示される二次電池の上記反転板装着部は、上記反転板の径方向が上記リベットの軸方向に対して略直交する方向となるように上記反転板が装着された際の該反転板の周縁部に近接する周壁部を有している。
また、上記反転板の周縁部には、上記周壁部に対して溶接される溶接部と、該溶接部よりも上記反転部寄りに形成された接触面とが形成されている。
ここで、上記接触面は上記反転板の径方向に対して略直交する方向に形成され、且つ、上記溶接部は上記反転板の径方向と略平行な方向に形成されている。
そして、上記反転板装着部の周壁部の一部であって、上記接触面と対向する接触対向面は、該接触面と相互に接触可能なように、上記リベットの軸方向と略平行な方向に形成されている。
【０００９】
かかる構成の二次電池によると、電流遮断機構を組み立てる工程において上記反転板の周縁部がリベットの周壁部に溶接された際、溶接により加熱された溶接部が徐冷するときに凝固収縮することにより、反転板の溶接部付近において、反転板の径方向の外側に引っ張られる力（引張力）が働いたとしても、リベットと反転板が互いに接触する上記接触面と接触対向面とが上記方向に形成されていることにより、リベットが反転板を効果的に支持して反転板の変位を防止し得る。よって、かかる構成によると、上記引張力の作用が上記反転板の反転部にまで到達することが抑制されて、該反転板の歪みの発生が抑制される。その結果として、電流遮断機構が遮断動作するときの作動圧のばらつきが抑制された二次電池が実現され得る。
【００１０】
好ましい一態様において、上記反転板の上記接触面を含む周縁部の厚さが上記反転部の厚さよりも肉厚である。かかる構成によると、上記反転板装着部における反転板の保持が容易に行えるとともに、上記溶接時における反転板の変位をより効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００を示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図３】一実施形態に係るリチウムイオン二次電池に備えられるリベット３０および反転板４０の、互いが溶接される前の状態における各断面形状を示す斜視図である。
【図４】一実施形態に係るリチウムイオン二次電池に備えられるリベット３０および反転板４０を示す断面図である。
【図５】図４における反転板４０の接触面４５およびリベット３０の接触対向面３５付近を拡大して示す断面図である。
【図６】比較例におけるリチウムイオン二次電池に備えられるリベット３０および反転板４０を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。特に、反転板、リベットおよびその他の寸法関係については、この図面に示された例に限定されることなく、各種の態様を考慮することができる。
【００１３】
本明細書において「ある所定の方向に対して略直交する方向」とは、当該所定の方向と略直交する方向との交叉する角度が厳格に９０°（直角）であることを要しない。即ち、上述した本発明の効果を奏し得る実質的な角度を「略直交」に包含し得る。例えば、上記交叉する角度が８０°〜１００°であればよく、特に好ましくは、８５°〜９５°であればよい。
また、本明細書において「ある所定の方向と略平行な方向」とは、当該所定の方向と略平行する方向とが、厳格に交叉しない真の平行状態であることを要しない。即ち、上述した本発明の効果を奏し得る限りにおいて当該２つの方向の関係は「略平行」に包含し得る。例えば、上記所定の方向に対して略平行な方向が±１０°の範囲に傾斜することを許容し、特に好ましくは、±５°の範囲で傾斜することを許容する。
【００１４】
ここで開示される二次電池に係る好適な一実施形態として、リチウムイオン二次電池を例にして説明するが、適用対象をかかる電池で限定することを意図したものではない。本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン二次電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池（すなわり化学電池）のほか、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（すなわち物理電池）を包含する。ここに開示される技術は、典型的には密閉型のリチウムイオン二次電池に好ましく適用される。
【００１５】
図１に、一実施形態における二次電池（リチウムイオン二次電池１００）を示す。リチウムイオン二次電池１００において、扁平な形状の捲回電極体５０と、図示しない液状電解質（電解液）と、が電池ケース１０内に収容され、電池ケース１０の底面１４に対向する開口部が蓋体（封口体）６０により封止されている。捲回電極体５０は、正極シート、負極シートおよびセパレータが積層されて捲回された構成を有する。捲回電極体５０の捲回軸方向（図１の矢印の方向）の両端部には、正極シート露出部５２と負極シート露出部５４が形成されている。正極シート露出部５２は、正極集電端子７２と接続され、導電板７４を介して正極外部端子７６に電気的に接続されている。負極シート露出部５４も同様に、負極集電端子８２と接続され、導電板８４を介して負極外部端子８６に電気的に接続されている。捲回電極体５０は、典型的には、電池ケース１０に対し、その捲回軸方向が直方体形状の電池ケース１０の短側面１６に直交する方向となるように収容される。
【００１６】
図２〜図５を参照して、本実施形態に係るリチウムイオン電池１００に備えられた電流遮断機構２０について説明する。なお、正極用の電流遮断機構および負極用の電流遮断機構は同一の構成を有しているため、以下では正極用の電流遮断機構の一実施形態について説明するが、本発明の適用はこれに限定されない。
【００１７】
図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図２に示すように、蓋板６０に形成された貫通孔６０Ｈの内側にはホルダ２２が配置される。ホルダ２２は、貫通孔６０Ｈを封止して電池ケース１０（図１）内部の電解液が外部へ漏れ出すことを防止しているとともに、ホルダ２２近傍に配置されるリベット３０、反転板４０、正極集電端子７２等の位置決めをするという機能を有する。蓋板６０の電池ケース１０内部からみた外側にはインシュレータ２４と導電板７４が配置される。導電性を有するリベット３０は、インシュレータ２４、ホルダ２２、導電板７４にそれぞれ形成された孔内に挿入され、その先端部がかしめられることにより、導電板７４およびインシュレータ２４が蓋板６０と一体に固定されている。
【００１８】
反転板４０は、リベット３０の内側に配置される。後で詳述するように、反転板４０の溶接部４６はリベット３０の溶接部３６と溶接されている。また、正極集電端子７２の薄肉部７８の一部は反転板４０の天面部４１と溶接されている。したがって正極集電端子７２は反転板４０、リベット３０、および導電板７４を介して、図１に示す正極外部端子７６と電気的に接続されている。
【００１９】
＜リベット３０＞
図３は、リベット３０および反転板４０が互いに離間して配置された、溶接される前の状態における、リベット３０および反転板４０の各断面形状を示す斜視図である。リベット３０は、全体として仮想中心軸Ａ（以下、単に軸Ａという。）の周りに回転対称な筒状の形状を有し、アルミニウム等の導電性物質で形成されている。ここで、本明細書における「リベット３０の軸方向」は図３に示す軸Ａ方向と一致する。図２に示すように、好ましい一実施態様において、リベット３０は、かしめ部３１、筒部３２、円盤部３３、反転板装着部３９、周壁部３４、接触面３５、溶接部３６および鍔部３７を含む。
【００２０】
かしめ部３１は、円筒状の筒部３２がインシュレータ２４、ホルダ２２、導電板７４の孔内に挿通されたのち、蓋体６０の電池ケース１０内部からみた外側であって、筒部３２のうち円盤部３３とは軸方向の反対側である端部をかしめることにより形成される。円盤部３３は、筒部３２から径方向の外側に向かって広がる略円盤状の形状を有している。円盤部３３の周縁より外側には、リベット３０に反転板４０が装着される部位である反転板装着部３９が形成される。反転板装着部３９は全体として環状の形状を有しており、反転板４０の径方向が軸Ａに対して略直交するような姿勢で反転板４０がリベット３０に装着された際に、反転板４０がリベット３０に保持される部位である。リベット３０の全体からみると、反転板装着部３９は、リベット３０の軸方向の一方の端部に位置する。
【００２１】
本態様において、反転板装着部３９は周壁部３４を有する。周壁部３４は、リベット３０に反転板４０が装着された際に反転板４０の周縁部４４に近接する部位であり、円盤部３３の周縁から階段状（すなわち少なくとも１つの段差を有する形状）に起立して、全体として環状の形状を有している。ここに開示される実施形態によると、周壁部３４の表面の一部には、反転板４０の接触面４５と対向して互いに接触する接触対向面３５が形成される。
【００２２】
反転板装着部３９の周壁部３４には、反転板４０と溶接されて形成される部位である溶接部３６がある。ここで、上述した接触対向面３５は、溶接部３６よりも径方向の内側（すなわち、円盤部３３寄り）に配置される。接触対向面３５および溶接部３６は、いずれも全体として軸Ａを中心とする環状に形成されている。
【００２３】
鍔部３７は、反転板装着部３９よりもさらに外側に形成された部位であり、鍔部３７も全体として環状の形状を有している。円盤部３３、反転板装着部３９および鍔部３７の内側には、反転板４０が変形（反転）動作をすることを許容する空間が形成されている。
【００２４】
＜反転板４０＞
反転板４０は、全体として軸Ａ（図３）の周りに回転対称な略円盤状の形状（詳しくは略円錐台状の形状）を有し、典型的にはアルミニウム等の導電性材料で形成されている。反転板４０はリベット３０と同一の軸Ａ上であって、リベット３０の内側に装着される。すなわち、反転板４０の径方向が軸Ａに対して略直交するようにリベット３０に装着される。ここで、本明細書における「反転板４０の径方向」とは、略円盤状である反転板４０の直径方向のことを指し、反転板４０の中央領域の凹凸形状等に影響を受けずに定義されるものである。反転板４０は、天面部４１と傾斜部４２から構成される反転部４３、周縁部４４、接触面４５、および溶接部４６を含む。
【００２５】
天面部４１は、円形状の形状を有している。傾斜部４２は、天面部４１の周囲を取り囲む環状の形状を有している。図２に示すように、正極集電端子７２は、厚肉部７７および薄肉部７８を有しており、反転板４０の天面部４１の一部は正極集電端子７２の薄肉部７８に溶接される。周縁部４４は、傾斜部４２より外側に形成された部位であり、全体として環状の形状を有している。周縁部４４には少なくとも１つの段差が形成される。周縁部４４には、リベット３０の周壁部３４に対して溶接される溶接部４６と、リベット３０と互いに接触する接触面４５とが形成される。ここで、接触面４５は溶接部４６より径方向の内側（すなわち、反転部４３寄り）に配置されている。また、溶接部４６は、反転板４０の径方向と略平行な方向に形成されている。接触面４５および溶接部４６は、いずれも全体としては軸Ａを中心とする環状に形成されている。
【００２６】
電流遮断機構２０が作動する前のリチウムイオン二次電池１００（図１）の通常の使用状態においては、反転板４０は、天面部４１が正極集電端子７２（薄肉部７８）の側に向かって突出した形状を有している。
【００２７】
＜接触面４５、接触対向面３５＞
図４は、リベット３０と反転板４０とが篏合するように配置された状態におけるリベット３０および反転板４０の断面図である。図５は、図４の反転板４０およびリベット３０の接触面４５、接触対向面３５付近を拡大して示した断面図である。図４、図５に示す一実施態様において、反転板４０の接触面４５は、接触面４５ａ、４５ｂおよび４５ｃを含む。また、リベット３０の接触対向面３５は、接触面４５ａと対向する接触対向面３５ａと、接触面４５ｂと対向する接触対向面３５ｂと、接触面４５ｃと対向する接触対向面３５ｃとを含む。接触面４５ａは接触対向面３５ａと、接触面４５ｂは接触対向面３５ｂと、接触面４５ｃは接触対向面３５ｃと、それぞれ互いに接触する。
【００２８】
ここで、図５で示すＤ１方向は、反転板４０の径方向の外側に向かう方向である。反転板４０の接触面４５ｃは、反転板４０の径方向（Ｄ１方向）に対して略直交する方向に形成された面である。好ましい一態様において、接触面４５ｃはリベット３０の軸方向（図３で示す軸Ａ方向）に略平行な方向に形成された面である。また、リベット３０の接触対向面３５ｃは、リベット３０の軸方向（図３で示す軸Ａ方向）と略平行な方向に形成された面である。好ましい一態様において、接触対向面３５ｃは反転板４０の径方向（図５で示すＤ１方向）に対して略直交する方向に形成された面である。
【００２９】
ここに開示される反転板４０において、Ｄ１方向と略直交する方向に形成された接触面４５ｃの数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。図示されるような１つの上記方向に形成された接触面４５ｃを有する反転板４０を備えた二次電池は、反転板４０およびリベット３０の加工容易性の観点から好ましい。
【００３０】
図５を参照して、接触面４５ａと接触面４５ｂとの距離（すなわち接触面４５ｃの高さ）をｈ１とする。距離ｈ１は二次電池の種類、形態、構成、用途およびサイズ等に応じて、適切な大きさに調節することができる。特に限定されないが、車両の動力源として好適に用い得るリチウムイオン二次電池において、距離ｈ１は０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。距離ｈ１が上述する下限値より小さすぎると、溶接により発生しうる引張力により変位しようとする反転板４０をリベット３０が好適に支持しにくくなる。距離ｈ１が上述する上限値より大きすぎると、二次電池のサイズの増大の一因となる。
【００３１】
反転板４０の周縁部４４付近の表面の一部を構成する面であって、接触面４５ａの反対側の面である反転板下面５６ａと、接触面４５ｂの反対側の面である反転板下面５６ｂとの距離ｈ２は、上記距離ｈ１と同様に、特に限定されない。車両の動力源として好適に用い得るリチウムイオン二次電池において、距離ｈ２と距離ｈ１との差は１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
好ましい一態様において、反転板４０の接触面４５を含む周縁部４４の厚さは、反転板４０の中央領域に位置する反転部４３の厚さよりも肉厚である。かかる構成によると、反転板装着部３９における反転板４０の保持が容易に行えるとともに、溶接時における反転板４０の変位をより効果的に防止することができる。
【００３３】
次に、電流遮断機構２０の作動方法について説明する。電流遮断機構２０は、反転板４０およびリベット３０を含んで構成される。電流遮断機構２０が作動する前のリチウムイオン二次電池１００（図１）の通常の使用状態においては、反転板４０は、天面部４１が正極集電端子７２（薄肉部７８）の側に向かって突出した形状を有し、正極集電端子７２は、反転板４０、リベット３０および導電板７４を通して正極外部端子７６（図１）に電気的に接続されている。ここで、電池ケース１０の内圧が上昇した場合には、反転板４０の天面部４１が電池ケース１０内の気体に押圧される。正極集電端子７２の薄肉部７８は、正極集電端子７２の他の部分（厚肉部７７など）と比較して剛性が低い。電池ケース１０の内圧が所定の設定値（作動圧）よりも高くなった場合、薄肉部２３が損壊し、反転板４０の天面部４１は薄肉部７８とともに正極集電端子７２から遠ざかる方向に移動し、反転部４３が変形（反転）動作をする。これにより、正極集電端子７２と反転板４０とが離隔し、電気的な導通が遮断される。
【００３４】
図４、図５を参照しながら、リベット３０と反転板４０の溶接について詳述する。反転板４０をリベット３０に溶接する際には、反転板４０がリベット３０の鍔部３７の内側に配置され、典型的には接触面４５と接触対向面３５が互いに接触する。この状態で、反転板４０の表面側に溶接手段（例えば、レーザ溶接装置）が配置され、全周溶接が実施される。全周溶接によって、溶接部４６、３６が形成され、反転板４０およびリベット３０は互いに電気的に接続される。溶接後の状態では、接触面４５と接触対向面３５は、溶接部４６，３６よりも径方向の内側において互いに接触している。
【００３５】
溶接する際、反転板４０の溶接部４６とリベット３０の溶接部３６は温度上昇することにより軟化する。溶接加工が完了して加熱が停止されると、軟化した部分は凝固し始め、その際に反転板４０の溶接部４６付近には収縮力が発生する。典型的には、反転板４０の溶接部４６付近には径方向の外側に向かう方向（すなわち図５のＤ１方向）に引張力が生じる。
【００３６】
この際、なんら対策を施していない場合には、上記引張力の作用により天面部４１が移動しようとする力が発生する。典型的には、天面部４１はリベット３０に近づく方向であるＤ２方向（図４）に変位しようとする。このような天面部４１の変位に起因して、反転板４０には歪（内部応力）が残留したり、天面部４１に接合された正極集電端子７２の薄肉部７８（図３）に歪が残留したりする。かかる歪みの残留は、電流遮断機構２０が遮断動作するときの電池ケース１０の内圧（作動圧）がばらつく一因となり得る。
【００３７】
ここに開示される技術によると、溶接により反転板４０の溶接部４６付近で発生する上記引張力によって変位しようとする反転板４０が、反転板４０の径方向に対して略直交する方向に形成された接触面４５ｃにおいてリベット３０の接触対向面３５ｃと面接触することにより、リベット３０に効果的に支持される。よってかかる構成によると、溶接により発生した上記引張力の作用が反転板３０の天面部４１にまで伝達することが抑制され、反転板４０の天面部４１におけるＤ２方向への変位（すなわち、反転板３０における歪の発生）が抑制される。ここに開示される技術によると、反転板４０をリベット３０に溶接することに起因して、電流遮断機構２０が遮断動作するときの電池ケース１０の内圧（作動圧）の設定精度が低下することを効果的に抑制することが可能なリチウムイオン二次電池１００を得ることができる。
【００３８】
ここに開示される二次電池は、電流遮断機構２０の作動圧の精度が優れているため安全性が非常に高い。かかる特徴を活かして、例えばハイブリッド車両や電気車両の動力源（駆動電源）として好適に用いることができる。
【００３９】
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００４０】
＜実施例＞
電流遮断機構２０を備える二次電池の作製を以下の通りに行った。
まず、正負極それぞれの蓋アセンブリの組立てを行った。蓋体の上面にインシュレータと正負極いずれかの外部端子を戴置した。蓋体下面側より、蓋体、インシュレータおよび上記外部端子のそれぞれの貫通孔を通るように、該外部端子に対応する電極の集電端子の中実円柱部を挿入した。このとき、蓋体と集電端子との間にガスケットを配置させた。貫通孔を貫通した集電端子の端をかしめて、上記集電端子と上記外部端子とを固定した。この構成により、ガスケットとインシュレータが蓋体へ挟持されて、蓋体が上記集電端子および上記外部端子のいずれとも、電気的に未接続状態となるようにした。
【００４１】
次いで、電流遮断機構２０を組み立てた。反転板４０としては、厚みが０．３ｍｍのアルミニウム合金シートを用いて、図４に示すような形状に加工した。ここで、天面部４１と傾斜部４２とで構成される反転部４３の直径ｈ３を１４ｍｍとし、天面部４１の高さｈ４を１．２ｍｍとした。また、図５に示す距離ｈ１が０．４ｍｍ、距離ｈ２が０．４ｍｍとなるようにした。リベット３０としては、図４に示すように、反転板４０の形状に対応する形状を有するリベット３０を用意した。反転板４０とリベット３０を篏合させ、反転板４０とリベット３０の溶接部３６、４６を溶接手段としてファイバーレーザーを用いて全周溶接した。このとき、溶接手段のスポット径は０．４ｍｍとし、出力を２０００Ｗ、加工速度を１８ｍ／ｍｉｎとした。次に、反転板４０の上に集電端子を配置し、反転板４０の天面部４１と集電端子の脆弱部である薄肉部７８近傍をレーザ溶接した。
【００４２】
最後に、電流遮断機構２０を備える蓋アセンブリを用いて、評価試験用セルの組立てを行った。まず電流遮断の評価のために、負極集電端子８２と正極集電端子７２とを導線で接続した。その後、蓋アセンブリと電池ケース１０とをレーザ溶接により固定化した。電池ケース１０の下部に直径８ｍｍの穴を開けて、そこから電池ケース１０内部に圧縮空気を送り込むことにより、電池ケース１０の内圧を上昇させられるようにした。このようにして、実施例に係る二次電池を作製した。
【００４３】
＜比較例＞
電流遮断機構２０を以下のように作製したこと以外は、実施例と同様の作製方法により、比較例に係る二次電池を作製した。
比較例の反転板４０として、厚みが０．３ｍｍのアルミニウム合金シートを用いて、図６に示すような形状に加工した。すなわち、反転板４０の傾斜部の外側に段差を含まない平坦な面が形成された形状とした。ここで、図４に示す反転部４３の直径ｈ３に対応する直径ｈ３を１４ｍｍとし、図４に示す天面部４１の高さｈ４に対応する高さｈ４を１．２ｍｍとした。すなわち、比較例に係る反転板４０の反転部４３の形状は、実施例に係る反転部４３と同様とした。リベット３０としては、図６に示すような形状を有するリベット３０を用意した。この反転板４０とリベット３０とを篏合させ、溶接部３６、４６において全周溶接した。このときの溶接条件は実施例と同様とした。次に、反転板４０の上に集電端子を配置し、反転板４０の天面部４１と集電端子の脆弱部である薄肉部７８近傍をレーザ溶接し、比較例に係る電流遮断機構２０を作製した。
【００４４】
＜電流遮断機構の評価＞
実施例および比較例の評価試験用セルについて、反転板４０をリベット３０に溶接する工程の前後において、レーザ変位計を用いて反転板４０の天面部４１の中心とレーザ変位計との距離を測定した。溶接の前後における上記距離の変化から、溶接による反転板高さの変位（低下量）を算出した。次に、ケースに設けた穴から外部より圧縮空気を入れ、電池ケース１０の内圧を１．５ＭＰａまで上昇させて１０秒間維持した後、大気圧まで除圧した。この時、内圧を上昇させながら正負極の外部端子の導通を確認し、電流が遮断した際の電池ケース１０の内圧（作動圧）を計測した。なお、実施例および比較例の評価試験用セルはそれぞれ５個ずつ用意して評価試験をおこない、５回の測定値の平均値を算出して上記反転板高さの変位と電流遮断機構２０の作動圧とした。評価試験の結果を表１にまとめた。
【００４５】
【表１】
2019029098.tif 000003
【００４６】
表１に示す結果から明らかなように、実施例に係る二次電池は、反転板４０とリベット３０の溶接前後における反転板高さの変位が観測されなかった。すなわち、実施例に係る二次電池は、反転板４０とリベット３０との溶接による反転板高さの変位への影響をほとんど受けないことがわかった。一方、比較例に係る二次電池は、溶接前より溶接後の方が、反転板高さが０．１７ｍｍ低下することがわかった。
【００４７】
評価試験において、実施例および比較例のいずれの二次電池も、５回中５回ともに電流遮断機構２０が作動した。電流遮断機構２０が作動したときの作動圧について、比較例に係る二次電池の作動圧は、実施例に係る二次電池の作動圧より低下することがわかった。これは、比較例に係る二次電池は、反転板４０とリベット３０との溶接により反転板高さが低下したことに起因すると考えられる。実施例に係る二次電池は、溶接による反転板４０の変形が効果的に抑制され、その結果、電流遮断機構２０の作動圧が本来の設定値から低下することなく、高いまま維持されることがわかった。実施例に係る二次電池によると、溶接による影響を抑制して、電流遮断機構２０の作動圧の精度が向上することがわかった。
【００４８】
以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１０    電池ケース
１４    底面
１６    短側面
２０    電流遮断機構
２２    ホルダ
２４    インシュレータ
３０    リベット
３１    かしめ部
３２    筒部
３３    円盤部
３４    周壁部
３５    接触対向面
３６    溶接部
３７    鍔部
３９    反転板装着部
４０    反転板
４１    天面部
４２    傾斜部
４３    反転部
４４    周縁部
４５    接触面
４６    溶接部
５０    捲回電極体
５２    正極シート露出部
５４    負極シート露出部
５６ａ，５６ｂ  反転板下面
６０    蓋体（封口体）
６０Ｈ  貫通孔
７２    正極集電端子
７４    導電板
７６    正極外部端子
７７    厚肉部
７８    薄肉部
８２    負極集電端子
８４    導電板
８６    負極外部端子
１００    リチウムイオン二次電池（二次電池）
【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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