(57)【要約】【課題】集電体への負荷を低減し、安定して電流遮蔽機構を作動させることができる二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、電流遮断機構を備えるものであって、電流遮断機構は、外装体に設けられた開口部１６を塞ぐ封口体２５と、外装体内に収容される集電体５１と、集電体５１に接続され、外装体内の圧力に応じて反転可能な感圧変形素子４１と、封口体２５から外装体内に延出し、感圧変形素子４１に接続される封口リード３１と、封口リード３１の外側に配置され、封口リード３１と封口体２５との間を絶縁する樹脂製の絶縁板６１とを含む。封口リード３１および絶縁板６１は、射出成型により一体成形されており、絶縁板６１を構成する樹脂材料が有する線膨張係数は、封口リード３１を構成する材料が有する線膨張係数よりも大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流遮断機構を備える二次電池であって、
前記電流遮断機構は、外装体に設けられた開口部を塞ぐ封口体と、前記外装体内に収容される集電体と、前記集電体に接続され、前記外装体内の圧力に応じて反転可能な感圧変形素子と、前記封口体から前記外装体内に延出し、前記感圧変形素子に接続される封口リードと、前記封口リードの外側に配置され、前記封口リードと前記封口体との間を絶縁する樹脂製の絶縁板とを含み、
前記封口リードおよび前記絶縁板は、射出成型により一体成形されており、
前記絶縁板を構成する樹脂材料が有する線膨張係数は、前記封口リードを構成する材料が有する線膨張係数よりも大きい、二次電池。
【請求項２】
前記封口リードは、前記外装体内において前記封口体と略平行に延在する平板部と、前記平板部の周縁に位置する周縁部と、前記周縁部から外側に向けて突出するように設けられた引っ掛け部とを含み、
前記絶縁板は、前記周縁部を覆うように設けられるとともに、前記周縁部を覆う部分に前記引っ掛け部を受け入れる受け部を有し、
前記引っ掛け部が、前記受け部に引っ掛かっている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記封口リードは、外表面に切り欠き部を有し、
前記絶縁板は、前記切り欠き部を充填するように設けられている、請求項１または２に記載の二次電池。
【請求項４】
外装体に設けられた開口部を塞ぐ封口体と、前記外装体内に収容される集電体と、前記集電体に接続され、前記外装体内の圧力に応じて反転可能な感圧変形素子と、前記封口体から前記外装体内に延出し、前記感圧変形素子に接続される封口リードと、前記封口リードの外側に配置され、前記封口リードと前記封口体との間を絶縁する樹脂製の絶縁板とを含む電流遮断機構を備える二次電池の製造方法であって、
前記封口リードを金型にセッティングする工程と、
二次電池の使用温度よりも高い温度条件下において、前記封口リードを構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料を前記金型内のキャビティに供給することにより、前記封口リードと前記絶縁板とを一体成形する工程とを備える、二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流遮断機構を備えた二次電池および二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次電池の製造方法に関して、たとえば、特開２０１３−１７５４３５号公報（特許文献１）には、筐体内に収納される集電体と、筐体内に形成された電流回路を介して集電体と接続し、一部が筐体外に露出する外部接続端子と、筐体の開口部を封止する封口体と、封口体よりも筐体の内部側に配置され、電流経路の一部を構成する封口リードと、電流経路の一部を構成し筐体の内圧に応じて変形する感圧変形素子と、通常時には電流経路の一部を構成し、感圧変形素子が所定量以上変形した時に破断することにより電流経路を遮断する遮断箔と、封口体と封口リードの間に配置される第１シール材と第２シール材とを備えた二次電池の製造方法であって、封口体と封口リードとの間を絶縁する第１シール材と第２シール材（絶縁板）とを所定の間隔を隔てて配置することにより二次電池を組み付ける製造方法が開示されている。
【０００３】
このような製造方法を用いることにより、組み付け時に封口体と封口リードとによって挟み込まれて水平方向に伸長した第１シール材が隣接する第２シール材（絶縁板）の位置を変動させることを防止できる。この結果、組み付け時に、絶縁板がこれに当接するまたはこれと一体化された集電体ホルダの位置を変動させることを抑制でき、組み付け直後の状態において集電体への負荷を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に開示の二次電池にあっては、封口リードと絶縁板とは、別体で構成されている。組み付け直後の状態において集電体への負荷が低減された場合であっても、内圧が上昇して集電体ホルダに外力が負荷された場合や、使用時において振動等により外部から集電体ホルダに外力が負荷された場合には、集電体ホルダが撓んだり、集電体ホルダから伝達された力によって絶縁板が撓んだりする。これにより、集電体に負荷がかかり、電流遮断機構が誤作動するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、集電体への負荷を低減し、安定して電流遮蔽機構を作動させることができる二次電池および二次電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に基づく二次電池は、電流遮断機構を備える二次電池であって、上記電流遮断機構は、外装体に設けられた開口部を塞ぐ封口体と、上記外装体内に収容される集電体と、上記集電体に接続され、上記外装体内の圧力に応じて反転可能な感圧変形素子と、上記封口体から上記外装体内に延出し、上記感圧変形素子に接続される封口リードと、上記封口リードの外側に配置され、上記封口リードと上記封口体との間を絶縁する樹脂製の絶縁板とを含む。上記封口リードおよび上記絶縁板は、射出成型により一体成形されており、上記絶縁板を構成する樹脂材料が有する線膨張係数は、上記封口リードを構成する材料が有する線膨張係数よりも大きい。
【０００８】
このような構成とすることにより、封口リードは、絶縁板に圧縮された状態で固定されることになる。封口リードと絶縁板とが強固に固定されることにより、絶縁板および封口リードの上下方向および水平方向の変形が拘束される。このため、内圧が上昇して絶縁板に外力が負荷された場合や、使用時において振動等に絶縁板に外力が負荷された場合であっても、絶縁板および封口リードの変形が抑制されるため、絶縁板および封口リードの変位に伴う集電体の負荷が低減される。この結果、電流遮断機構の誤作動が防止され、安定して電流遮断機構を作動させることができる。
【０００９】
上記本発明に基づく二次電池にあっては、上記封口リードは、上記外装体内において上記封口体と略平行に延在する平板部と、上記平板部の周縁に位置する周縁部と、上記周縁部から外側に向けて突出するように設けられた引っ掛け部とを含むことが好ましい。この場合には、上記絶縁板は、上記周縁部を覆うように設けられるとともに、上記周縁部を覆う部分に上記引っ掛け部を受け入れる受け部を有することが好ましく、上記引っ掛け部が、上記受け部に引っ掛かっていることが好ましい。
【００１０】
このような構成とすることにより、絶縁板と封口リードとをさらに強固に固定することができる。この結果、引っ掛け部が突出する方向と交差する方向において絶縁板と封口リードとが変位することをさらに抑制することができる。
【００１１】
上記本発明に基づく二次電池にあっては、上記封口リードは、外表面に切り欠き部を有することが好ましく、上記絶縁板は、上記切り欠き部を充填するように設けられていることが好ましい。
【００１２】
このような構成とすることにより、封口リードと絶縁板との接触面積が増加することにより、絶縁板と封口リードとをより強固に固定することができる。この結果、切り欠き部が絶縁板に突き当たる方向において絶縁板と封口リードとが変位することをさらに抑制することができる。
【００１３】
本発明に基づく二次電池の製造方法は、外装体に設けられた開口部を塞ぐ封口体と、上記外装体内に収容される集電体と、上記集電体に接続され、上記外装体内の圧力に応じて反転可能な感圧変形素子と、上記封口体から上記外装体内に延出し、上記感圧変形素子に接続される封口リードと、上記封口リードの外側に配置され、上記封口リードと上記封口体との間を絶縁する樹脂製の絶縁板とを含む電流遮断機構を備える二次電池の製造方法であって、上記封口リードを金型にセッティングする工程と、二次電池の使用温度よりも高い温度条件下において、上記封口リードを構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料を上記金型内のキャビティに供給することにより、上記封口リードと上記絶縁板とを一体成形する工程とを備える。
【００１４】
このような製造方法を用いることにより、封口リードが絶縁板に圧縮された状態で固定されることになる。このため、絶縁板および封口リードの固定を強固にすることができ、これらに外力が負荷された場合であっても、これらの変位を抑制することができる。この結果、絶縁板および封口リードの変位に伴う集電体の負荷が低減され、安定して電流遮断機構を作動させることができる二次電池を製造することができる。
【００１５】
上記本発明に基づく二次電池の製造方法にあっては、上記封口リードを準備する工程において、上記外装体内において上記封口体と略平行に延在することとなる平板部と、当該平板部の周縁に位置する周縁部と、上記周縁部から外側に向けて突出するように設けられた引っ掛け部とを含む上記封口リードを準備することが好ましく、上記封口リードと上記絶縁板とを一体成形する工程において、上記引っ掛け部の周囲を覆うように上記絶縁板を成形することが好ましい。
【００１６】
このような製造方法を用いることにより、引っ掛け部が絶縁板内に入り込んだ状態で、封口リードが絶縁板に固定される。引っ掛け部に対して垂直方向に絶縁板と封口リードとが変位することをさらに抑制することができる。この結果、絶縁板および封口リードの変位に伴う集電体の負荷がさらに低減され、安定して電流遮断機構を作動させることができる二次電池を製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、集電体への負荷を低減し、安定して電流遮断機構を作動させることができる二次電池および二次電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係る二次電池を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係る二次電池を示す断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図４】図３に示すＩＶ線に囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図３に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【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工程を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る二次電池に具備される電流遮断機構の一部を示す断面図である。
【図９】本発明の効果を検証するために行なった第１実験を説明するための図である。
【図１０】第１実験の結果を示す図である。
【図１１】本発明の効果を検証するために行なった第２実験を説明するための図である。
【図１２】第２実験の結果を示す図である。
【図１３】本発明の効果を検証するために行なった第３実験を説明するための図である。
【図１４】第３実験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１〜図５を参照して、実施の形態１における二次電池１００について説明する。図１および図２は、それぞれ二次電池１００を示す平面図および断面図である。二次電池１００は、複数個が直列または並列に組み合わされて組電池とされ、ハイブリッド自動車等に搭載されている。この組電池は、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ともにハイブリッド自動車の動力源とされている。
【００２１】
二次電池１００は、外装体１０、電極体１３（図２）、負極用の外部端子２０および集電体５０（図２）、ならびに正極用の外部端子２４および集電体５１（図２）を備える。外装体１０は、有底角筒状の収容部１５と、収容部１５の開口を密閉する封口体２５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２０，２４は、外装体１０の封口体２５に取り付けられる。
【００２２】
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、負極芯体露出部１１および正極芯体露出部１２がそれぞれ設けられる。
【００２３】
負極芯体露出部１１は、集電体５０および接続端子を介して外部端子２０に電気的に接続される。正極芯体露出部１２は、集電体５１および後述する電流遮断機構を介して外部端子２４に電気的に接続される。なお、本実施の形態においては、正極用の外部端子２４側に電流遮断機構が設けられている場合を例示して説明するが、これに限定されず、電流遮断機構は、正極用の外部端子２４および負極用の外部端子２０の少なくともいずれか一方に設けられていればよい。
【００２４】
図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。図１から図３に示すように、二次電池１００は、導電板２１と、ガスケット２３，２７と、封口体２５と、封口リード３１と、感圧変形素子４１と、集電体５１と、絶縁板６１と、集電体ホルダ５３とをさらに有する。
【００２５】
封口体２５は、平板形状を有する。封口体２５は、外装体１０に設けられた開口部１６を塞ぐように設けられている。封口体２５には、貫通孔２５ｍが形成されている。貫通孔２５ｍは、外装体１０の内外の空間を連通させるように形成されている。
【００２６】
ガスケット２３は、外装体１０の外部に設けられている。ガスケット２３は、封口体２５の直上に重ね合わされている。ガスケット２３は、封口体２５と導電板２１との間に介挿されている。ガスケット２３は、絶縁性材料から形成されており、封口体２５と導電板２１との間を電気的に絶縁している。
【００２７】
封口リード３１は、導電性材料から形成されている。封口リード３１は、封口体２５に形成された貫通孔２５ｍに挿通されている。封口リード３１は、外装体１０の外部で導電板２１に接続され、外装体１０の内部で感圧変形素子４１に接続されている。すなわち、封口リード３１は、封口体２５から外装体１０内に延出し、感圧変形素子４１に接続されている。封口リード３１は、導電板２１に電気的に接続されている。封口リード３１は、導電板２１と感圧変形素子４１との間を電気的に接続している。導電板２１は、外部端子２４（図２）に電気的に接続されている。
【００２８】
封口リード３１は、かしめ部３２、小径部３３、平板部３４、大径部３５、および鍔部３６を含む。小径部３３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３２は、小径部３３のうちの平板部３４とは反対側に形成される。かしめ部３２は、小径部３３を貫通孔２５ｍに挿通したのち、小径部３３の先端部側をかしめることによって形成される。
【００２９】
平板部３４は、小径部３３から大径部３５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。平板部３４は、外装体内において封口体と略平行に延在する。大径部３５は、平板部３４の周縁から起立しており（図３に示す状態では垂れ下がっており）、全体として環状の形状を有している。鍔部３６は、平板部３４の反対側に位置する大径部３５の端部の周縁に位置する部位である。鍔部３６は、環状の形状を有している。大径部３５および鍔部３６は、封口リード３１において平板部３４の周縁に位置する周縁部に相当する。平板部３４、大径部３５および鍔部３６の内側の空間は、後述する感圧変形素子４１が反転することを許容する。
【００３０】
ガスケット２７は、封口リード３１に接触して設けられている。ガスケット２７は、封口体２５と封口リード３１との間に介挿されている。ガスケット２７は、封口体２５と封口リード３１との間のシール材として設けられている。
【００３１】
ガスケット２７は、筒部２８および板状部２９を有する。筒部２８は、貫通孔２５ｍに挿通されている。筒部２８は、貫通孔２５ｍを規定する封口体２５の内周面と、封口リード３１の小径部３３の外周面とに接触して設けられている。板状部２９は、筒部２８の端部から中心軸１０２を中心にして外周側に延出するように設けられている。板状部２９は、後述する絶縁板６１の板状部６４の内側で平板部３４と対向している。板状部２９は、封口体２５と平板部３４との間に挟持されている。
【００３２】
感圧変形素子４１は、導電性材料から形成されている。感圧変形素子４１は、円形の平面視を有する薄板形状を有する。感圧変形素子４１は、平板部３４に面する側で凹となり、集電体５１に面する側で凸となる形状を有する。感圧変形素子４１は、平板部３４と集電体５１との間に配置されている。感圧変形素子４１は、中央部４２（反転部）と周縁部４３とを含む。
【００３３】
感圧変形素子４１の中央部４２は、後述する集電体５１の脆弱部５２に接続され、感圧変形素子４１の周縁部４３は、封口リード３１の鍔部３６の内側で接続されている。これにより、感圧変形素子４１は、封口リード３１と集電体５１との間を電気的に接続している。感圧変形素子４１の中央部４２および周縁部４３は、溶着によって集電体５１および封口リード３１に固定されている。
【００３４】
絶縁板６１は、外装体１０の内部に設けられている。絶縁板６１は、封口リード３１の外側に配置されるとともに、封口体２５の直下に設けられている。絶縁板６１は、平板部３４、大径部３５および鍔部３６を取り囲むように設けられている。
【００３５】
絶縁板６１は、胴体部６３と板状部６４を有する。胴体部６３は、封口体２５に隣接する位置から、封口体２５から離れる方向に筒状に延びて設けられている。胴体部６３は、その内周面が大径部３５、鍔部３６の外周面に接するように設けられている。
【００３６】
板状部６４は、封口体２５に隣接する位置で、胴体部６３の端部に設けられている。板状部６４は、胴体部６３の端部から中心軸１０２を中心にして内周側に延出するように設けられている。板状部６４は、封口体２５と平板部３４との間に位置し、ガスケット２７の板状部２９から距離を隔てて設けられている。
【００３７】
集電体５１は、外装体１０の内部に設けられている。集電体５１は、集電体５１から見て絶縁板６１の反対側に位置する集電体ホルダ５３と絶縁板６１とによって挟持されている。集電体５１は、電池要素の電極板に接続されている。集電体５１は、電池要素と電流遮断構造との接点をなしている。集電体５１は、平板部３４と距離を設けて対向している。
【００３８】
集電体５１は、脆弱部５２を有する。脆弱部５２は、集電体５１に形成された溝によって他の部位よりも肉薄形状を有する。集電体５１は、脆弱部５２において感圧変形素子４１と接続されている。なお、脆弱部５２は、集電体５１に設けられた貫通孔を塞ぐ遮断膜によって構成されてもよい。
【００３９】
図４は、図３に示すＩＶ線に囲まれた領域の拡大図である。図５は、図３に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図４および図５を参照して、封口リード３１の鍔部３６と、絶縁板６１の細部について説明する。
【００４０】
図４に示すように、封口リード３１の鍔部３６は、その外縁から絶縁板６１の胴体部６３に向けて突出する引っ掛け部３６１と、内周側に設けられた段差部３６２とを含む。引っ掛け部３６１は、環状に設けられる。引っ掛け部３６１は、封口リード３１の中心軸から径方向外側に突出する。
【００４１】
段差部３６２には、感圧変形素子４１の周縁部４３が溶着されている。絶縁板６１の胴体部６３は、引っ掛け部３６１に対応する形状を有する受け部６５を含む。引っ掛け部３６１が受け部６５に引っ掛かるように絶縁板６１が設けられている。
【００４２】
図５に示すように、封口リード３１の鍔部３６は、切り欠き部３６３を含む。切り欠き部３６３を充填するように絶縁板６１が設けられている。切り欠き部３６３は、上下方向（紙面垂直方向）に平行な端面３６３ａによって規定される。切り欠き部３６３の端面３６３ａの全面は、絶縁板６１に当接する。
【００４３】
感圧変形素子４１は、反転可能であり、外装体の内圧が上昇すると、感圧変形素子４１が、図３中の矢印１０１に示すように集電体５１から離れる方向に変形する（平板部３４に面する側で凸となり、集電体５１に面する側で凹となるように反転する）。このとき、集電体５１と感圧変形素子４１との間の溶接部または集電体５１の脆弱部５２が破断して、感圧変形素子４１と集電体５１との接続が解除される。このような電流遮断機構の動作により、電池要素と導電板２１との間の電流の流れが遮断される。
【００４４】
ここで、本実施の形態においては、絶縁板６１は射出成形を用いて封口リード３１と一体成形されている。この場合において、封口リード３１を構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料を用いて絶縁板６１が成形されている。
【００４５】
封口リード３１を構成する材料としては、たとえばＡｌ、Ｃｕ等の金属材料を採用することができる。Ａｌの線膨張係数は、２．４［×１０−６／Ｋ］程度であり、Ｃｕの線膨張係数は１０．０［×１０−６／Ｋ］程度である。
【００４６】
絶縁板６１を構成する樹脂材料としては、たとえばＰＡ（ポリアミド）、ＰＦＡ（ポリフタレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等を採用することができる。ＰＡの線膨張係数は３．０［×１０−６／Ｋ］程度であり、ＰＦＡの線膨張係数は４．５〜７．０［×１０−６／Ｋ］程度であり、ＰＰの線膨張係数は２．９〜１０．２［×１０−６／Ｋ］程度であり、ＰＥの線膨張係数は７．２〜２２．０［×１０−６／Ｋ］程度であり、ＰＰＳの線膨張係数は３．０〜６．６［×１０−６／Ｋ］程度である。
【００４７】
絶縁板６１を構成する樹脂材料は、封口リード３１を構成する金属材料に基づいて、その線膨張係数が金属材料の膨張係数よりも大きくなるように適宜選定することができる。
【００４８】
さらに、成形用金型の温度および樹脂材料の射出温度等の成形温度が、二次電池の使用温度よりも高くなるように射出成形を行なっている。このため、成形温度を二次電池の使用温度まで冷却して、成形品を金型内で固化させた場合には、上記の線膨張係数の違いにより、絶縁板６１が封口リード３１よりも収縮することになる。
【００４９】
これにより、封口リード３１が絶縁板６１に圧縮された状態で固定されることになる。この結果、封口リード３１と絶縁板６１とが強固に固定されることとなり、絶縁板６１および封口リード３１の上下方向および水平方向の変形が拘束される。
【００５０】
本実施の形態に係る二次電池にあっては、内圧が上昇して絶縁板６１に外力が負荷された場合や、使用時において振動等に絶縁板６１に外力が負荷された場合であっても、絶縁板６１および封口リード３１の変形が抑制されるため、絶縁板６１および封口リード３１の変位に伴う集電体の負荷が低減される。この結果、電流遮断機構の誤作動が防止され、安定して電流遮断機構を作動させることができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、封口リード３１に引っ掛け部３６１を設けられ、絶縁板６１に引っ掛け部３６１が引っ掛かる受け部６５を設けられている。引っ掛け部３６１が水平方向に沿って絶縁板６１に入り込むことにより、絶縁板６１と封口リード３１とをより強固に固定することができる。この場合には、引っ掛け部３６１に対して垂直方向に絶縁板６１と封口リード３１とが変位することをさらに抑制することができる。すなわち、絶縁板６１と封口リード３１とにおける上下方向の拘束力をさらに高めることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態に係る二次電池にあっては、封口リード３１に切り欠き部３６３が設けられている。この場合には、封口リード３１と絶縁板６１の接触面積が増加することにより、絶縁板６１と封口リード３１とをより強固に固定することができる。この場合には、絶縁板６１と封口リード３１とにおける水平方向の拘束力をさらに高めることができる。
【００５３】
このように、引っ掛け部３６１、受け部６５および切り欠き部３６３を設けることにより、さらに絶縁板６１および封口リード３１の変位に伴う集電体の負荷が低減され、安定して電流遮断機構を作動させることができる。
【００５４】
図６および図７は、実施の形態１に係る二次電池の製造方法の第１工程および第２工程を示す図である。図６および図７を参照して、本実施の形態に係る二次電池の製造方法について説明する。
【００５５】
図６に示すように、本実施の形態に係る二次電池１００を製造するに際して、まず、第１金型８１および第２金型８２を含む成形用金型８０を準備する。第１金型８１および第２金型８２は、互いに近接配置された状態で、絶縁板６１の形状に対応する形状を有するキャビティ９０を形成できるように構成されている。
【００５６】
封口リード３１として、小径部３３の先端がかしめられていないものを準備する。また、封口リード３１として、外装体内において封口体２５と略平行に延在することとなる平板部３４と、当該平板部３４の周縁に位置する周縁部と、当該周縁部から外側に向けて突出するように設けられた引っ掛け部３６１とを有するものを準備する。この場合において、平板部３４の周縁に位置する周縁部に切り欠き部が設けられたものを準備する。
【００５７】
続いて、成形用金型８０に封口リード３１をセッティングする。具体的には、小径部３３が直線状の封口リード３１を第２金型８２に載置した状態で第１金型８１を第２金型に８２に近接させる。これにより、平板部３４、大径部３５および鍔部３６の周囲にキャビティ９０が形成される。
【００５８】
次に、図７に示すように、封口リード３１を構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料６０を成形用金型８０内のキャビティ９０に供給することにより、封口リード３１と絶縁板と６１を一体成形する。この場合において、引っ掛け部３６１の周囲を覆うように絶縁板６１が形成される。これにより、引っ掛け部３６１が受け部６５に引っ掛かった状態となる。また、切り欠き部３６３（図５）を充填するように絶縁板６１が形成される。
【００５９】
封口リード３１と絶縁板６１とを一体成形する際には、たとえば成形用金型８０の温度を１００℃とし、樹脂材料６０の射出温度を３２０℃とする。射出成形時における成形用金型８０の温度および樹脂材料６０の射出温度は、二次電池の使用温度よりも高くなっている。二次電池の使用温度は、−５０℃以上８０℃以下である。
【００６０】
続いて、成形温度を二次電池の使用温度まで低下して成形品を冷却することで、一体化された封口リード３１と絶縁板６１とが得られる。次に、一体化された封口リード３１および絶縁板６１上にガスケット２７および封口体２５を配置し、封口体２５上にガスケット２３を配置する。さらにガスケット２３上に導電板２１を配置する。
【００６１】
次に、冶具を用いて封口リード３１の小径部３３の先端部をかしめ、封口リード３１のかしめ部３２と平板部３４とで、導電板２１、ガスケット２３、封口体２５、ガスケット２７および絶縁板６１の板状部６４を挟持する。
【００６２】
続いて、封口リード３１と感圧変形素子４１とを接続する。次に、集電体５１を絶縁板６１と集電体ホルダ５３とで挟み込むとともに、感圧変形素子４１と集電体５１とを接続する。これにより、電流遮断機構を形成することができる。
【００６３】
このような製造方法を用いることにより、上述のように絶縁板６１および封口リード３１の固定を強固にしてこれらの変位を抑制することができる。この結果、絶縁板６１および封口リード３１の変位に伴う集電体の負荷が低減され、安定して電流遮断機構を作動させることができる二次電池を製造することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
図８は、本実施の形態に係る二次電池１００Ａに具備される電流遮断機構の一部を示す断面図である。図８においては、実施の形態１に係る導電板２１、ガスケット２３，２７、封口体２５、感圧変形素子４１、集電体５１および集電体ホルダ５３を省略している。図８を参照して、本実施の形態に係る二次電池１００Ａに具備される電流遮断機構について説明する。
【００６５】
図８に示すように、本実施の形態に係る二次電池１００Ａに具備される電流遮断機構は、実施の形態１に係る二次電池１００に具備される電流遮断機構と比較した場合に、封口リード３１の鍔部３６に引っ掛け部および切り欠き部が設けられていない点において相違し、その他の構成についてはほぼ同様である。また、本実施の形態に係る二次電池は、実施の形態１に係る二次電池の製造方法に準じて製造される。
【００６６】
本実施の形態においても、絶縁板６１および封口リード３１の固定を強固にしてこれらの変位を抑制することができるため、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。
【実施例】
【００６７】
図９から図１４は、本発明の効果を検証するために行なった第１実験から第３実験を説明するための図および第１実験から第３実験の結果を示す図である。図９から図１４を参照して、本発明の効果を検証するために行なった第１実験から第３実験およびこれらの結果について説明する。
【００６８】
第１実験および第３実験においては、実施例１、実施例２および比較例における二次電池を用いた。実施例１として、実施の形態１に係る二次電池１００を準備し、実験例２として、実施の形態２に係る二次電池１００Ａを準備し、比較例として図９に示す比較の形態における二次電池１００Ｂを準備した。
【００６９】
（比較の形態）
図９は、下方（図中矢印Ａ方向）に所定の荷重を負荷した場合における変形後の比較の形態における二次電池１００Ｂの電流遮断機構を示している。点線部は、変形前における電流遮断機構を示している。
【００７０】
比較の形態における電流遮断機構は、実施の形態１に係る電流遮断機構と比較した場合に、主として、絶縁板６１Ｂと封口リード３１とが一体成形されていない点において相違する。なお、比較の形態においては、導電板２１が封口体２５から外装体１０内に延出して、外装体内に位置する端部がかしめられている。
【００７１】
絶縁板６１Ｂは、板状部６４と胴体部６３との間にこれらを接続する接続部６７をさらに含んでいる。これにより、封口リード３１の大径部３５および鍔部３６と絶縁板６１の胴体部６３との間には隙間６８が形成されている。接続部６７は、変形前の状態において板状部６４の周縁から封口体２５に沿って延在する。接続部６７は、封口体２５と平板部３４とによって挟持されていない。
【００７２】
絶縁板６１に対して下方（図中矢印Ａ方向）に荷重が負荷された場合には、絶縁板６１は、接続部６７が封口体２５から離れる方向に傾斜するように変形する。比較の形態においては、絶縁板６１が下方への変位量が大きくなることで、集電体５１が感圧変形素子４１から離れる距離が長くなる。これにより、脆弱部５２に掛かる負荷が大きくなり、脆弱部５２が変形してしまう。このため、本来想定していた圧力上昇よりも低い圧力で脆弱部５２が破断してしまう。
【００７３】
（第１実験）
第１実験においては、図９に示すように、絶縁板６１に対して下方（図中矢印Ａ方向）に所定の荷重を負荷し、変形前における集電体５１の底面の位置Ｃ１と変形後における集電体５１の底面の位置Ｃ２との間距離Ｚ１、すなわち絶縁板６１の上下方向の変位量を測定した。この際、比較例における変位量を基準として、実施例１および実施例２の変位量を比較した。
【００７４】
図１０に示すように、実施例１および実施例２においては、比較例と比較して、いずれもその変位量は、比較例の変位量の２０％以下となった。さらに実施例１にあっては、実施例２よりも変位量が抑制されていた。
【００７５】
比較例と、実施例１および実施例２の結果から、封口リード３１を構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料を用いて、封口リード３１と絶縁板６１とを一体成形することにより、絶縁板６１の上下方向の変位を抑制できることが確認された。
【００７６】
実施例１と実施例２との結果から、絶縁板６１が引っ掛け部３６１の周囲を覆うように封口リード３１と絶縁板６１とを一体成形して、引っ掛け部３６１を受け部６５に引っ掛けることにより、絶縁板６１の上下方向の変位をさらに抑制でき、集電体５１の負荷をさらに低減できることが実験的にも確認されたと言える。
【００７７】
（第２実験）
第２実験においては、実施の形態２に係る二次電池を準備した。図１１に示すように、絶縁板６１に対して上方向（図中矢印Ｂ方向）に１０Ｎ以下の荷重を負荷して、封口リード３１と絶縁板６１とが分離するか否かを確認するとともに、生産品として使用可能か否かを判定した。封口リード３１と絶縁板６１とが分離したものについては、生産品として使用不可と判定し、封口リード３１と絶縁板６１とが分離しなかったものについては、生産品として使用可と判定した。
【００７８】
この際、二次電池の周辺雰囲気の温度（環境温度）を２５℃、５０℃、８０℃、１００℃、１５０℃と変化させた。なお、二次電池の製造にあたり、射出形成時の成形用金型の温度を１００℃とし、射出成形時の樹脂材料の射出温度を３２０℃とした。
【００７９】
図１２に示すように、環境温度が、通常の二次電池の使用温度である−５０℃以上８０℃以下の範囲内に収まる場合においては、封口リード３１と絶縁板６１とは分離しなかった。一方、環境温度が１００℃以上であり、二次電池の使用温度よりも高くなる場合においては、封口リード３１と絶縁板６１とは分離した。
【００８０】
環境温度が１００℃以上となる場合にあっては、環境温度が射出成形時における成形用金型の温度以上となる。この場合には、絶縁板６１と封口リード３１との線膨張係数の差によって、絶縁板６１の膨張量が封口リード３１の膨張量を上回るため、絶縁板６１に緩みが発生する。これにより、絶縁板６１と封口リード３１とが分離したと考察される。
【００８１】
一方、環境温度が８０℃以下となる場合にあっては、環境温度が出射成形時における成形用の金型温度よりも低くなる。この場合には、絶縁板６１と封口リード３１との線膨張係数の差によって、絶縁板６１の収縮量が封口リード３１の収縮量を上回るため、絶縁板６１と封口リード３１とが分離しなかったと考察される。
【００８２】
（第３実験）
第３実験においては、図１３に示すように、絶縁板６１に対して水平方向（図中矢印Ｃ方向）に荷重を負荷した。この際、絶縁板６１が水平方向に変位するまでの耐荷重（固定力）を測定した。
【００８３】
図１４に示すように、比較例と比較して、実施例１および実施例２においては、いずれもその固定力が格段に向上していた。さらに実施例１においては、実施例２よりも固定力が向上していた。
【００８４】
比較例と、実施例１および実施例２の結果から、封口リードを構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料を用いて、封口リードと絶縁板とを一体成形することにより、絶縁板６１の水平方向の変位を抑制できることが確認された。
【００８５】
実施例１と実施例２との結果から、絶縁板６１が封口リード３１の切り欠き部３６３を充填するように封口リードと絶縁板とを一体成形することにより、絶縁板６１の上下方向の変位をさらに抑制でき、集電体５１の負荷をさらに低減できることが実験的にも確認されたと言える。
【００８６】
以上の第１実験から第３実験により、二次電池の使用温度よりも高い温度条件下において、封口リードを構成する材料の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する樹脂材料を成形用金型のキャビティに供給して、封口リードと絶縁板とを一体成形することで、絶縁板６１および封口リード３１の変形が抑制されることが確認された。これにより、集電体への負荷を低減し、安定して電流遮断機構を作動させることができることが実験的にも確認されたと言える。
【００８７】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明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】
【００８８】
１０  外装体、１１  正極芯体露出部、１２  負極芯体露出部、１３  電極体、１５  収容部、１６  開口部、２０  外部端子、２１  導電板、２３  ガスケット、２４  外部端子、２５  封口体、２５ｍ  貫通孔、２７  ガスケット、２８  筒部、２９  板状部、３１  封口リード、３２  かしめ部、３３  小径部、３４  平板部、３５  大径部、３６  鍔部、４１  感圧変形素子、４２  中央部、４３  周縁部、５０，５１  集電体、５２  脆弱部、５３  集電体ホルダ、６０  樹脂材料、６１，６１Ｂ  絶縁板、６３  胴体部、６４  板状部、６５  受け部、６７  接続部、６８  隙間、８０  成形用金型、８１  第１金型、８２  第２金型、９０  キャビティ、１００，１００Ａ，１００Ｂ  二次電池、３６１  引っ掛け部、３６２  段差部、３６３  切り欠き部。
【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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