(57)【要約】【課題】本発明は、絶縁信頼性を向上させつつもガス排出を阻害しない角形二次電池を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に記載の角形二次電池は、捲回群を収納し開口を有する角形の電池缶と電池缶の開口を塞ぎ、外部端子及びガス排出弁が設けられた電池蓋と、電池缶の外面及び電池蓋を覆い、ガス排出弁と対向する位置に穴が設けられた一枚の伸縮性の絶縁フィルムとを有し、絶縁フィルムと電池蓋とは接着層を介して接着されることを特徴とする。【選択図】図７
2016139532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捲回群を収納し開口を有する角形の電池缶と
前記電池缶の開口を塞ぎ、外部端子及びガス排出弁が設けられた電池蓋と、
前記電池缶の外面及び前記電池蓋を覆い、前記ガス排出弁と対向する位置に穴が設けられた一枚の伸縮性の絶縁フィルムと、を有する角形二次電池において、
前記絶縁フィルムと前記電池蓋とは接着層を介して接着されることを特徴とする角形二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の角形二次電池において、
前記電池蓋は一対の長辺及び一対の短辺を有し、
前記絶縁フィルムは前記長辺に沿って形成され、かつ前記電池蓋に固定される一対の絶縁フィルム突出部を有し、
前記一対の絶縁フィルム突出部の長さはそれぞれ前記電池蓋の短辺よりも短いことを特徴とする角形二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載の角形二次電池において、
前記一対の絶縁フィルム突出部の一方は、他方の絶縁フィルム突出部の長さよりも短いことを特徴とする角形二次電池。
【請求項４】
請求項３に記載の角形二次電池において、
前記接着層は前記絶縁フィルム突出部と前記電池蓋との間であって、前記ガス排出弁以外の部分に設けられることを特徴とする角形二次電池。
【請求項５】
請求項４に記載の角形二次電池において、
前記一対の絶縁フィルム突出部はそれぞれ前記接着層に接着されていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項６】
請求項５に記載の角形二次電池において、
前記一対の一方の絶縁フィルム突出部と前記他方の絶縁フィルム突出部との間にはさらに接着層が設けられていることを特徴とする角形二次電池。
【請求項７】
請求項６に記載の角形二次電池において、
前記外部端子の側面から前記電池蓋の短辺の端部にかけて前記絶縁フィルムで覆われていることを特徴とする角形二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用途等に使用される角形二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として大容量（Ｗｈ）の二次電池が開発されており、その中でもエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池が注目されている。
【０００３】
角形のリチウムイオン二次電池においては、安全性の観点から、絶縁性を有し、且つ、角形のリチウムイオン二次電池に設けられている安全弁からのガス排出を阻害しないことが要求される。特許文献１では、軟化させたフィルムをバキュームすることで被覆物品に密着させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５２８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電池では、端子が配置される電池の上面に伸縮性の絶縁フィルムの接合部を配置する構造としており、端子が配置される電池の上面にはガス排出弁が配置される。そのため、ガス排出弁の上部に他の部分よりも硬くなっている絶縁フィルムの接合部が配置されており、リチウムイオン二次電池のガス排出が阻害される恐れがある。
【０００６】
一方で、特許文献１には端子が配置される電池の上面の一部に伸縮性の絶縁フィルムを配置しない例が開示されているが、このような構造をとった場合、電池上面の絶縁性が十分に確保できないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明では角形二次電池の絶縁信頼性を向上させつつも、角形二次電池のガス排出を阻害しない角形二次電池の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に記載の角形二次電池は、捲回群を収納し開口を有する角形の電池缶と、電池缶の開口を塞ぎ、外部端子及びガス排出弁が設けられた電池蓋と、電池缶の外面及び電池蓋を覆い、ガス排出弁と対向する位置に穴が設けられた一枚の伸縮性の絶縁フィルムとを有し、絶縁フィルムと電池蓋とは接着層を介して接着される。
【発明の効果】
【０００９】
上記手段により、絶縁信頼性を向上させつつも、ガス排出を阻害しない角形二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】角形二次電池の外観斜視図
【図２】角形二次電池の分解斜視図
【図３】捲回群の分解斜視図
【図４】絶縁フィルムで角形二次電池を覆う前の図
【図５】絶縁フィルムを角形二次電池密着させた斜視図
【図６】電池蓋側端部の絶縁フィルムが角形二次電池に密着する前の図
【図７】絶縁フィルムを角形二次電池に接着させた外観斜視図
【図８】図７のＡ−Ａ断面図
【図９】図７のＢ−Ｂ断面を示す図
【図１０】図９の変形例を示す図
【図１１】第二の実施例にかかる絶縁フィルムを角形二次電池に密着させた斜視図
【図１２】第二の実施例にかかる絶縁フィルムを角形二次電池に密着させた外観斜視図及び上面図
【図１３】図１２のＡ−Ａ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【００１２】
《第一の実施例》
図１は、角形二次電池の外観斜視図である。
【００１３】
角形二次電池１００は、電池缶１および蓋（電池蓋）６を備える。電池缶１は、相対的に面積の大きい一対の対向する幅広側面１ｂと相対的に面積の小さい一対の対向する幅狭側面１ｃとを有する側面と底面１ｄを有し、その上方に開口部１ａを有する。
【００１４】
電池缶１内には、捲回群３が収納され、電池缶１の開口部１ａが電池蓋６によって封止されている。電池蓋６は略矩形平板状であって、電池缶１の上方開口部１ａを塞ぐように溶接されて電池缶１が封止されている。電池蓋６には、正極外部端子１４と、負極外部端子１２が設けられている。正極外部端子１４と負極外部端子１２を介して捲回群３に充電され、また外部負荷に電力が供給される。電池蓋６には、ガス排出弁１０が一体的に設けられ、電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、角形二次電池１００の安全性が確保される。また、電池蓋６には、注液口９を封止する注液栓１１が配置されている。
【００１５】
図２は、角形二次電池の分解斜視図である。角形二次電池１００の電池缶１は、矩形の底面１ｄと、底面１ｄから連なる角筒状の幅広側面１ｂ、幅狭側面１ｃと、幅広側面１ｂ及び幅狭側面１ｃの上端で上方に向かって開放された開口部１ａとを有している。電池缶１内には、絶縁保護フィルム２を介して捲回群３が収容されている。
【００１６】
捲回群３は、扁平形状に捲回されているため、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。捲回群３は、捲回軸方向が電池缶１の横幅方向に沿うように、一方の湾曲部側から電池缶１内に挿入され、他方の湾曲部側が上部開口側に配置される。
【００１７】
捲回群３の正極電極箔露出部３４ｃは、正極集電板（集電端子）４４を介して電池蓋６に設けられた正極外部端子１４と電気的に接続されている。また、捲回群３の負極電極箔露出部３２ｃは、負極集電板（集電端子）２４を介して電池蓋６に設けられた負極外部端子１２と電気的に接続されている。これにより、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板４４および負極集電板２４を介して捲回群３へ外部発電電力が供給され充電される。
【００１８】
正極集電板４４と負極集電板２４、及び、正極外部端子１４と負極外部端子１２を、それぞれ電池蓋６から電気的に絶縁するために、ガスケット５および絶縁板７が電池蓋６に設けられている。また、注液口９から電池缶１内に電解液を注入した後、電池蓋６に注液栓１１をレーザ溶接により接合して注液口９を封止し、角形二次電池１００を密閉する。
【００１９】
ここで、正極外部端子１４および正極集電板４４の形成素材としては、例えばアルミニ
ウム合金が挙げられ、負極外部端子１２および負極集電板２４の形成素材としては、例え
ば銅合金が挙げられる。また、絶縁板７およびガスケット５の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂材が挙げられる。
【００２０】
また、電池蓋６には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔９が穿設されており、この注液孔９は、電解液を電池容器内に注入した後に注液栓１１によって封止される。ここで、電池容器内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。
【００２１】
正極外部端子１４、負極外部端子１２は、バスバー等に溶接接合される溶接接合部を有している。溶接接合部は、電池蓋６から上方に突出する直方体のブロック形状を有しており、下面が電池蓋６の表面に対向し、上面が所定高さ位置で電池蓋６と平行になる構成を有している。
【００２２】
正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａは、正極外部端子１４、負極外部端子１２の下面からそれぞれ突出して先端が電池蓋６の正極側貫通孔４６、負極側貫通孔２６に挿入可能な円柱形状を有している。正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａは、電池蓋６を貫通して正極集電板４４、負極集電板２４の正極集電板基部４１、負極集電板基部２１よりも電池缶１の内部側に突出しており、先端がかしめられて、正極外部端子１４、負極外部端子１２と、正極集電板４４、負極集電板２４を電池蓋６に一体に固定している。正極外部端子１４、負極外部端子１２と電池蓋６との間には、ガスケット５が介在されており、正極集電板４４、負極集電板２４と電池蓋６との間には、絶縁板７が介在されている。
【００２３】
正極集電板４４、負極集電板２４は、電池蓋６の下面に対向して配置される矩形板状の正極集電板基部４１、負極集電板基部２１と、正極集電板基部４１、負極集電板基部２１の側端で折曲されて、電池缶１の幅広面に沿って底面側に向かって延出し、捲回群３の正極箔露出部３４ｃ、負極箔露出部３２ｃに対向して重ね合わされた状態で接続される正極側接続端部４２、負極側接続端部２２を有している。正極集電板基部４１、負極集電板基部２１には、正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａが挿通される正極側開口穴４３、負極側開口穴２３がそれぞれ形成されている。
【００２４】
捲回群３の扁平面に沿う方向でかつ捲回群３の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として前記捲回群３の周囲には絶縁保護フィルム２が巻き付けられている。絶縁保護フィルム２は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなり、捲回群３の扁平面と平行な方向でかつ捲回軸方向に直交する方向を巻き付け中心として巻き付けることができる長さを有している。
【００２５】
図３は、捲回電極群の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。捲回群３は、負極電極３２と正極電極３４を間にセパレータ３３、３５を介して扁平状に捲回することによって構成されている。捲回群３は、最外周の電極が負極電極３２であり、さらにその外側にセパレータ３３、３５が捲回される。セパレータ３３、３５は、正極電極３４と負極電極３２との間を絶縁する役割を有している。
【００２６】
負極電極３２の負極合剤層３２ｂが塗布された部分は、正極電極３４の正極合剤層３４ｂが塗布された部分よりも幅方向に大きく、これにより正極合剤層３４ｂが塗布された部分は、必ず負極合剤層３２ｂが塗布された部分に挟まれるように構成されている。正極箔露出部３４ｃ、負極箔露出部３２ｃは、平面部分で束ねられて溶接等により接続される。尚、セパレータ３３、３５は幅方向で負極合剤層３２ｂが塗布された部分よりも広いが、正極箔露出部３４ｃ、負極箔露出部３２ｃで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。
【００２７】
正極電極３４は、正極集電体である正極電極箔の両面に正極活物質合剤を有し、正極電極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極箔露出部３４ｃが設けられている。
【００２８】
負極電極３２は、負極集電体である負極電極箔の両面に負極活物質合剤を有し、正極電極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極箔露出部３２ｃが設けられている。正極箔露出部３４ｃと負極箔露出部３２ｃは、電極箔の金属面が露出した領域であり、捲回軸方向の一方側と他方側の位置に配置されるように捲回される。
【００２９】
負極電極３２に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔（負極電極箔）の両面に溶接部（負極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ７０μｍの負極電極３２を得た。
【００３０】
尚、本実施例では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ２等）、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００３１】
正極電極３４に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極電極箔）の両面に溶接部（正極未塗工部）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ９０μｍの正極電極３１を得た。
【００３２】
また、本実施例では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施例では、正極電極３４、負極電極３２における塗工部の結着材としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる
また、軸芯としては例えば、正極箔３４ａ、負極箔３２ａ、セパレータ３３のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。
【００３４】
図４は伸縮性を有する絶縁フィルム５０で角形二次電池１００を覆う前の図である。絶縁フィルム５０は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの無色透明又は有色の合成樹脂製の一枚の単層や複層のシートまたはフィルム部材からなる。
【００３５】
絶縁フィルム５０を角形二次電池１００に密着させる手法の一例としては、例えば加熱することにより軟化させた絶縁フィルム５０の中心部に角形二次電池１００の底面１ｄを密着させ、絶縁フィルム５０を電池蓋６側に引き上げた後にバキュームすることで、角形二次電池１００に絶縁フィルム５０を密着させる方法がある。本実施例では絶縁フィルム５０を図４中の上矢印方向に引き上げてからバキュームすることによって、電池缶１に絶縁フィルム５０を密着させる。この方法では、絶縁フィルム５０と、角形二次電池１００の底面１ｄ、２つの幅広側面１ｂ、及び２つの幅狭側面１ｃとがまず密着する。そして、その後に電池蓋６と絶縁フィルム５０とを密着させることになる。なお、絶縁フィルム５０を電池蓋６に密着させる方法については後述する。
【００３６】
図５は、絶縁フィルム５０を角形二次電池１００に密着させた斜視図を示す図である。前述した手法を用いて絶縁フィルム５０を角形二次電池１００に密着させる。まず、絶縁フィルム５０は、上述した手法を用いて電池缶１に密着され、上端が切断される。
【００３７】
図６は、電池蓋６側端部の絶縁フィルム５０が電池容器に密着する前の状態を示す図である。
【００３８】
角形二次電池１００として使用するためには、負極外部端子上面１２ｂと正極外部端子上面１４ｂを絶縁フィルム５０から露出させる必要がある。そのため、上述した手法を用いて電池缶１に密着させて上端が切断された絶縁フィルム５０は、再度上端が切断される。この再度の切断は、正極外部端子１４及び負極外部端子１２を絶縁フィルム５０から露出させ、電池容器を絶縁フィルム５０で覆いやすくするための工程である。
【００３９】
絶縁フィルム５０は再度の切断により、電池蓋６の長辺方向に沿った一対の絶縁フィルム突出部５０ａ１及び５０ａ２が形成される。このとき絶縁フィルム突出部５０ａ１及び５０ａ２は電池蓋６よりも上方に突出することになるが、絶縁フィルム突出部５０ａ１と５０ａ２の突出量は共に電池蓋６の短辺方向の長さ（幅狭側面１ｃの幅）よりも短く、かつ絶縁フィルム突出部５０ａ１と絶縁フィルム突出部５０ａ２が互いに密着出来るような長さとすることが好ましい。このような構造にすることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ１と絶縁フィルム突出部５０ａ２の重なり部を確実に電池蓋６の上に配置することが出来る。そのため、絶縁フィルム５０を重ねることによって生じる段差が電池缶１の幅広側面１ｂ上に設けられることを抑制でき、角形二次電池１００を固縛する際に絶縁フィルム５０の厚みの違いに起因する固縛力のむらが抑えられ、結果として角形二次電池１００の長寿命化につながる。
【００４０】
また、絶縁フィルム突出部５０ａ２の長さは、電池蓋６の長辺からガス排出弁１０までの長さよりも短いことが好ましい。このような構造にすることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ２がガス排出弁１０の上を塞いだり、ガス排出弁１０上にある絶縁フィルム５０の強度が高くなることを防げる。従って、角形二次電池１００のガス排出をより阻害することが無くなる。
【００４１】
また、絶縁フィルム５０の上端を切断する際に、電池蓋６に設けられているガス排出弁１０と対向する部分にガス排出孔５２を成形する。このガス排出弁１０と対向する部分にガス排出孔５２を形成することによって、ガス排出弁１０からのガス排出が妨げられない構造となる。なお、本実施形態ではこのガス排出孔５２の大きさはガス排出弁１０の大きさよりも小さくなっているが、当然ガス排出弁１０の大きさと同等の大きさであってもよい。
【００４２】
さらに、角形二次電池１００に密着させた絶縁フィルム隅部５３に２つのスリット部５１を設けることにより、絶縁フィルム隅部５３が幅狭面側隅部５３ａ及び幅広面側隅部５３ｂに分割され絶縁フィルム５０の折り返しを容易にすることができる。なお、本実施例ではスリット５１は幅広側面１ｂと幅狭側面１ｃとの境界にあるコーナー部１ｅの中心と一致するように設けられているが、幅広側面１ｂとコーナー部１ｅとの境界にスリット５１を設けても良いし、幅狭側面１ｃとコーナー部１ｅとの境界にスリット５１を設けても良い。幅広側面１ｂとコーナー部１ｅとの境界にスリット５１を設けた場合には幅広面側隅部５３ｂがコーナーを有さない直線形状になるため折り曲げやすくなり、幅狭側面１ｂとコーナー部１ｅとの境界にスリット５１を設けた場合には幅狭面側隅部５３ａがコーナーを有さない直線形状になるため折り曲げやすくなる。
【００４３】
また、絶縁フィルムの一対の幅広面側隅部５３ｂは電池蓋６側に折り曲げた際に互いに重ならないようにした方が好ましい。角形二次電池１００をモジュールとして組む場合、正極外部端子１４及び負極外部端子１２よりも電池蓋６の長辺方向外側にモジュールの固定部材を配置することがある。そのため、絶縁フィルムの一対の幅広面側隅部５３ｂが互いに重ならないようにすることによって、モジュールとして組む際の寸法公差を小さく抑えることができる。
【００４４】
なお、本実施例の説明では絶縁フィルム５０の切断工程は二段階に分けて行われているが、当然一段階の工程で絶縁フィルム５０の切り離しから絶縁フィルム突出部５０ａ１等の形成を行っても良いし、二段階以上の工程を経て絶縁フィルム５０の切り離しから絶縁フィルム突出部５０ａ１等の形成を行っても良い。
【００４５】
上述した２つの絶縁フィルム隅部５３にそれぞれ２つのスリット部５１を設けることにより、電池蓋６の長辺方向の絶縁フィルム５０を折り返し、電池蓋６に接着させた後、電池蓋６の短辺方向の絶縁フィルム５０を折り返し、前記電池蓋６への接着を容易にすることができる。絶縁フィルム５０の折り返し順は、短辺方向の絶縁フィルム５０を折り返した後、長辺方向の絶縁フィルム５０を折り返しても良い。
【００４６】
続いて図７に絶縁フィルム５０を角形二次電池１００に接着させた外観斜視図及び上面図を示す。電池蓋６の外面全面に接着層５５（不図示。詳細は図８に図示）を設けることで、絶縁フィルム５０を電池蓋６に密着させることが可能となる。なお、ここで言う電池蓋６の外面全面というのは、例えば絶縁フィルム突出部５１ａと電池蓋６との間であって、ガス排出弁１０を除いた電池蓋６の外面と言う意味である。ガス排出弁１０上に接着層５５が設けられた場合、接着剤の使用量が増えるだけでなくガス排出弁１０の開裂が阻害される恐れがあるため、ガス排出弁１０上には接着層５５が無い方が好ましい。
【００４７】
なお、本実施例では接着層５５の設け方を電池蓋６の外面全面としたが、当然電池蓋６の外面の一部に接着層５５を設けても良い。この場合は、例えば接着剤を電池蓋６上に点在させて設ける等の行為によって作成することが出来る。但し、部分的に接着層５５を設ける場合であっても、ガス排出弁１０を囲むように電池蓋６上に接着層５５を設けておくことが好ましい。上述したように絶縁フィルム５０がガス排出弁１０と対向する位置にはガス排出孔５２が設けられている。そのため、この部分に水分等が侵入する恐れがある。従って、絶縁フィルム５０と電池蓋６及び電池缶１との間に水が浸入するのを防ぐため、電池蓋６上であってガス排出弁１０を取り囲んで接着層５５が配置されていることが好ましい。
【００４８】
図８は図７のＡ−Ａ断面図である。電池蓋６の外面に接着層５５を設けることで、絶縁フィルム５０を電池蓋６に密着させることが可能となる。具体的な構造については図８を用いて説明する。本実施例では長い絶縁フィルム突出部５０ａ１が短い絶縁フィルム突出部５０ａ２に覆われるような形となっている。この長い絶縁フィルム突出部５０ａ１は接着層５５を介して電池蓋６と接着される構造となっている。また、短い絶縁フィルム突出部５０ａ２も絶縁フィルム突出部５０ａ１の先端部から電池蓋６の短辺方向端部(絶縁フィルム突出部５０ａ２が設けられている側の電池蓋６の端部)との間で接着層５５と接着される構造となっている。そのため、絶縁フィルム突出部５０ａ１及び絶縁フィルム突出部５０ａ２の両端部の剥がれが抑制された構造となる。
【００４９】
なお、絶縁フィルム突出部５０ａ２は電池蓋６の長辺に沿って隙間なく連続して密着されていることが好ましい。もし絶縁フィルム突出部５０ａ２は電池蓋６の長辺に沿って隙間なく連続して密着されていない場合には、絶縁フィルム突出部５０ａ１と絶縁フィルム５０ａ２との間から水等が浸入し、電池缶１の絶縁性が低下する恐れがあるからである。上記構造を取ることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ１と絶縁フィルム突出部５０ａ２との間から水等が浸入したとしても、絶縁フィルム突出部５０ａ２と電池缶６とが接着されている部分で水の浸入が防げるため、絶縁性の低下が抑制できる。
【００５０】
このような構造にすることによって、特に端部での剥離が発生しやすい伸縮性の絶縁フィルム５０を使用した場合の絶縁フィルム５０の端部の剥離を抑制することができる。従って、電池蓋６の絶縁性が確保される。
【００５１】
続いて図９に図７のＢ−Ｂ断面図を示す。絶縁フィルム隅部５３は上述したように、幅狭側面側隅部５３ａ及び一対の幅広側面側隅部５３ｂから形成されている。本実施例では一対の幅広側面部５３ｂが互いに重ならないように電池蓋６側に折り返され、電池蓋６に設けられている接着層５５と接着される。その後、幅狭側面側隅部５３ａが電池蓋６側に折り返され、一対の幅広側面側隅部５３ｂ間に設けられた接着層露出部５５ａに接着されるように押し付けられ、図９に示すような構造となる。このような構造とすることによって、接着剤の使用量の増加を招かず、簡易に幅狭側面側隅部５３ａ及び幅広側面側隅部５３ｂの剥離を防止できる。
【００５２】
図１０は図９の変形例である。本変形例が図９の構造と異なる点は、一対の幅広側面側隅部５３ｂの間にも接着層５５が充填され、幅狭側面側隅部５３ａが一平面上に配置される点である。本変形例では、一対の幅広側面側隅部５３ｂの間に、一対の幅広面側隅部５３ｂの高さと同じ高さになるように接着層５５が充填される。このような構造を取ることによって、接着剤の使用量は増加するが、幅狭面側隅部５３ａがスプリングバックによって剥離される可能性を抑えられるため、更に絶縁フィルムの剥離抑制に対して効果がある。また、幅狭側面側隅部５３ａに凹凸がなくなるため、モジュールを作成する際の寸法公差を小さく抑えることができる。
【００５３】
以上、本実施例について簡単にまとめる。本実施例に記載の角形二次電池は、捲回群３を収納し開口を有する角形の電池缶１と電池缶１の開口を塞ぎ、正極外部端子１４、負極外部端子１２及びガス排出弁１０が設けられた電池蓋６と、電池缶１の外面及び電池蓋６を覆い、ガス排出弁１０と対向する位置に穴５２が設けられた一枚の伸縮性の絶縁フィルム５０とを有し、絶縁フィルム５０と電池蓋６とは接着層５５を介して接着される。このような構造を取ることによって、剥離の発生しやすい伸縮性の絶縁フィルム５０を電池蓋６上に固定することが可能となる。従って、ガス排出弁のガス排出の阻害を抑制しつつも、電池蓋６側の絶縁信頼性が確保できる。
【００５４】
また、本実施例に記載の角形二次電池は、電池蓋６が一対の長辺及び一対の短辺を有し、絶縁フィルム５０は電池蓋６の長辺に沿って形成され、かつ前記電池蓋６に固定される一対の絶縁フィルム突出部５０ａ１、５０ａ２を有し、一対の絶縁フィルム突出部５０ａ１、５０ａ２の長さはそれぞれ電池蓋６の短辺よりも短く、かつ互いに重なり部を設けられる長さである。このような構造にすることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ１及び５０ａ２の重なり部を、確実に電池蓋６上に設けることが可能となる。従って、絶縁フィルム突出部５０ａ１と５０ａ２を重ねることによって生じる段差を電池缶１の幅広側面１ｂ上に設けることを回避できるため、角形二次電池１００を固縛する際に絶縁フィルム５０の厚みの違いに起因する固縛力のむらが抑えられ、結果として角形二次電池１００の長寿命化につながる。
【００５５】
また、本実施例に記載の角形二次電池は、一対の絶縁フィルム突出部５０ａ１、５０ａ２の一方が電池蓋６の長辺からガス排出弁１０までの長さよりも短い。このような構造にすることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ２がガス排出弁１０の上を塞いだり、ガス排出弁１０上にある絶縁フィルム５０の強度が高くなることを防げる。従って、角形二次電池１００のガス排出をより阻害することが無くなる。
【００５６】
また、本実施例に記載の角形二次電池は、接着層５５が絶縁フィルム突出部５０ａ１と電池蓋６との間であって、ガス排出弁以外の部分に設けられている。このような構造にすることによって、ガス排出を接着層で阻害することなく、電池蓋６の絶縁信頼性を確保することができる。
【００５７】
また、本実施例に記載の角形二次電池は、一対の絶縁フィルム突出部５０ａ１、５０ａ２のそれぞれが接着層５５に接着されている。従って、絶縁フィルム突出部５０ａ１及び絶縁フィルム突出部５０ａ２の両端部の剥がれが抑制された構造となり、角形二次電池１００の絶縁信頼性が向上する。
【００５８】
《第二の実施例》
続いて第二の実施例について説明する。第一の実施例では、電池蓋６の外面に接着層５５を設け、絶縁フィルム突出部５０ａ１を電池蓋６に密着させたが、本実施例では絶縁フィルム突出部５０ａ１と絶縁フィルム突出部５０ａ２の重なり部において、絶縁フィルム突出部ａ１の外面面と絶縁フィルム突出部５０ａ２の内面との間に接着層を設けることとした点が本実施例と第一の実施例との異なる点である。また、第一の実施例では、絶縁フィルム５０の４つの隅部にそれぞれスリット部５１を設けることにより、絶縁フィルムの折り返しを容易にしていたが、絶縁フィルム５０の成形時に４つの隅部を電池蓋６に密着させることで、４つの隅部の絶縁フィルム５０の折り返しを不要とした点も本実施例と第一の実施例との異なる点である。なお、本実施例の説明では、第一の実施例の構成と同様の構成については第一の実施例で用いた図面番号と同様の図面番号を使用して説明している。
【００５９】
図１１は、本実施例にかかる絶縁フィルムを角形二次電池１００に密着させた斜視図である。第一の実施例では、電池蓋６の短辺方向の絶縁フィルム５０は、角形二次電池１００の底面１ｄに対し垂直に成形されていたが、本実施例では、図１１に示す通り正極外部端子１４（又は負極外部端子１２）と電池蓋６の短辺の端部との間に絶縁フィルム５０ａ３が接着層を介さずに直接電池蓋６の外面に密着している。第一の実施例では正極外部端子１４及び負極外部端子１２の外部に治具を配置し、加熱により軟化させた絶縁フィルム５０の中心部に角形二次電池１００の底面１ｄを密着させ、絶縁フィルム５０を電池蓋６側に引き上げた後にバキュームすることで、角形二次電池１００に絶縁フィルム５０を密着させた。
【００６０】
本実施例では、角形二次電池１００を固定する治具の形状が第一の実施例とは異なり、正極外部端子１４及び負極外部端子１２がそれぞれ収まるような箱形状をした治具（不図示）により正極外部端子１４及び負極外部端子１２を固定した後に、加熱により軟化させた絶縁フィルム５０の中心部に角形二次電池１００の底面１ｄを密着させ、絶縁フィルム５０を電池蓋６側に引き上げてからバキュームする。このように作成することによって、図１１に示す通り、正極外部端子１４（又は負極外部端子１２）の側面部から電池蓋６の短辺にかけて絶縁フィルム５０で覆われる構造となる。従って、絶縁フィルム５０が電池蓋６に引っ掛かる構造となるため、治具を引き抜いてから絶縁フィルム突出部５０ａ１及び５０ａ２を形成する際の工程の間で絶縁フィルム５０から電池缶１が抜け落ちるのを防止でき、生産性が向上する。
【００６１】
また、第一の実施例では必要だった絶縁フィルム隅部５３にスリット５１を設ける工程及び絶縁フィルム隅部５３を電池蓋側に折りたたむ工程が省略できるため、生産性が向上する。
【００６２】
図１２に絶縁フィルム５０を角形二次電池１００に密着させた外観斜視図及び上面図を示す。本実施例でも第一の実施例と同様に、電池蓋６の長辺方向に沿った一対の絶縁フィルム突出部５０ａ１及び５０ａ２が形成され、それぞれが電池蓋６を覆っている。また、第一の実施例と同様、絶縁フィルム突出部５０ａ１にガス排出孔５２が成形されている。絶縁フィルム突出部５０ａ１にガス排出孔５２が設けられていることによって、電池蓋６の大きな面を絶縁フィルム５０で覆って角形二次電池１００の絶縁性を確保しつつもガス排出を阻害しないような構造となる。
【００６３】
図１３は図１２のＡ−Ａ断面図を示した図である。本実施例では図１３に示すように絶縁フィルム突出部５０ａ１上に接着層５７を設け、絶縁フィルム突出部５０ａ２の先端はこの接着層５７を介して絶縁フィルム突出部５０ａ１に固定される。このような構造を取ることによって、絶縁フィルム５０の端部同士（絶縁フィルム突出部５０ａ１と５０ａ２同士）が互いに固定されるため、伸縮性フィルムである絶縁フィルム５０の端部の剥離が抑制される。
【００６４】
また、本実施例では第一の実施例と同様に、電池蓋６の外面に接着層５５を設けている。従って、絶縁フィルム突出部５０ａ１を電池蓋６に密着させることが可能となる。なお、図示しないが、電池蓋６の外面の一部に接着層５５を設けて電池蓋６に密着させても良い。
【００６５】
特に電池蓋６の外面全面に接着層５５を設けて絶縁フィルム突出部５０ａ１を接着させ、絶縁フィルム突出部５０ａ１先端部の長辺方向に連続して隙間なく接着層５７を設けて絶縁フィルム突出部５０ａ２を接着させ、さらに第一の実施例と同様に絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５５とを接着させることによって、剥離が発生しやすい絶縁フィルム５０の端部近傍で複数箇所固定している。このような構造をとることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ２の端部から電池缶１の幅広側面１ｂに至るまでの経路で絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５７及び絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５５の２箇所、並びにガス排出弁１０の端部から電池缶１の幅広側面１ｂに至るまでの経路で絶縁フィルム突出部５０ａ１と接着層５５及び絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５５の２箇所に接着部を設けることができる。つまり言い換えると、開放された部分から電池缶１の幅広側面に至るまでの間に少なくとも２箇所の接着部を設けることが出来る。従って、水密性が向上し、絶縁信頼性も向上する。
【００６６】
本実施例により、絶縁フィルム５０が電池蓋６により密着して剥離が抑制される構造となる。そのため、絶縁性や水密性が向上する。また、前述した電池蓋６に設けられているガス排出弁１０と対向する部分にガス排出孔５２を成形することにより、電池容器内の圧力が上昇した場合に、ガス排出弁１０が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される機能を阻害せずに、角形二次電池１００に絶縁機能を付加することができる。
【００６７】
以上、本実施例について簡単にまとめる。本実施例に記載の角形二次電池は、一対の一方の絶縁フィルム突出部と他方の絶縁フィルム突出部との間にさらに接着層５７が設けられている。このような構造にすることによって、絶縁フィルム突出部５０ａ２の端部から電池缶１の幅広側面１ｂに至るまでの経路で絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５７及び絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５５の２箇所、並びにガス排出弁１０の端部から電池缶１の幅広側面１ｂに至るまでの経路で絶縁フィルム突出部５０ａ１と接着層５５及び絶縁フィルム突出部５０ａ２と接着層５５の２箇所に接着部を設けることができ、水密性が向上し、絶縁信頼性が向上する。
【００６８】
また、本実施例に記載の角形二次電池は、正極外部端子１４（または負極外部端子１２）の側面から電池蓋の短辺の端部にかけて絶縁フィルム５３で覆われている。このような構造にすることによって、絶縁フィルム５０が電池蓋６に引っ掛かる構造となるため、治具を引き抜いてから絶縁フィルム突出部５０ａ１及び５０ａ２を形成する際の工程の間で絶縁フィルム５０から電池缶１が抜け落ちるのを防止でき、生産性が向上する。
【００６９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１       電池缶
１ａ      開口部
１ｂ      幅広側面
１ｃ      幅狭側面
１ｄ      底面
２       絶縁保護フィルム
３       捲回群
５       ガスケット
６       電池蓋
７       絶縁板
９       注液口
１０     ガス排出弁
１１     注液栓
１２     負極外部端子
１２ａ    負極接続部
１２ｂ   負極外部端子上面
１４     正極外部端子
１４ａ    正極接続部
１４ｂ   正極外部端子上面
２１     負極集電板基部
２２     負極側接続端部
２３     負極側開口穴
２４     負極集電板
２６     負極側貫通孔
３２     負極電極
３２ａ    負極箔
３２ｂ    負極合剤層
３２ｃ    負極箔露出部
３３     セパレータ
３４     正極電極
３４ａ    正極箔
３４ｂ    正極合剤層
３４ｃ    正極箔露出部
３５     セパレータ
４１     正極集電板基部
４２     正極側接続端部
４３     正極側開口穴
４４     正極集電板
４６     正極側貫通孔
５０     絶縁フィルム
５０ａ１  絶縁フィルム突出部
５０ａ２  絶縁フィルム突出部
５１     スリット部
５２     ガス排出孔
５５     接着層
５７     接着層
１００   角形二次電池
【図１】
2016139532.tif 000003
【図２】
2016139532.tif 000004
【図３】
2016139532.tif 000005
【図４】
2016139532.tif 000006
【図５】
2016139532.tif 000007
【図６】
2016139532.tif 000008
【図７】
2016139532.tif 000009
【図８】
2016139532.tif 000010
【図９】
2016139532.tif 000011
【図１０】
2016139532.tif 000012
【図１１】
2016139532.tif 000013
【図１２】
2016139532.tif 000014
【図１３】
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