(57)【要約】【課題】本発明は、電池内部で発生した熱を、効率よく電池外部排熱可能で、かつ、耐熱性が金属材料に比べると低い樹脂材料が電池内部で発生した熱で高温になることを防ぐことを可能としたリチウムイオン二次電池を提供することにある。【解決手段】正極および負極を備えた電極群と、電極群を収容する電池缶と、電池缶を封止する電池蓋と、電池蓋に設けられた外部端子と電池蓋に設けられた貫通孔を貫通して、外部端子と前記電極群とを電気的に接続する接続部材とを有するリチウムイオン二次電池において、接続部の周囲には、前記電池蓋を通して前記リチウムイオン二次電池の内部から外部の方向に熱異方性を有する熱異方性部材が設けられ、熱異方性部材と、前記貫通孔の側面との間にはガスケットが設けられたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極を備えた電極群と、
前記電極群を収容する電池缶と、
前記電池缶を封止する電池蓋と、
前記電池蓋に設けられた外部端子と
前記電池蓋に設けられた貫通孔を貫通して、前記外部端子と前記電極群とを電気的に接続する接続部材とを有するリチウムイオン二次電池において、
前記接続部の周囲には、前記電池蓋を通して前記リチウムイオン二次電池の内部から外部の方向に熱異方性を有する熱異方性部材が設けられ、
前記熱異方性部材と、前記貫通孔の側面との間にはガスケットが設けられたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記熱異方性部材は、円筒形の筒状部材であり、
前記接続部材は、前記異方性部材により巻かれていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
請求項１において、
前記熱異方性部材は、シート状の部材であり、
前記接続部材は、前記異方性部材により巻かれていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記熱異方性部材は、前記電池蓋を通して電池内部から電池外部の方向に伸びる複数のフィラーと、前記フィラーの周りを覆うマトリックスを有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
請求項４において、
前記マトリックスは、樹脂材料、またはセラミックス材料のいずれかであり、
前記フィラーは、炭素繊維、ガラスファイバー、炭化ケイ素、べリリア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、マグネシア、アルミナからなる群から選択される１種類以上の材料であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
請求項３において、
前記熱異方性部材は、炭素繊維のシートであることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
前記フィラーと前記マトリックスとを混合して加熱融解させる工程と、
融解した液を射出成型にて型により円筒形の筒状部材に成型する工程により前記熱異方性部材を製造する請求項２、請求項４または請求項５のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド型の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）の高いリチウムイオン二次電池が注目されている。
【０００３】
自動車動力へのアシスト力や加速性能向上を目途に、電池にはより大電流を通電可能にすることが要求されてきた。しかし、電池に大電流を通電するためには、短時間的には電池の性能向上のため、長期的には、電池寿命を長らえるため、電池内部での発電や通電構造部品中でのジュール発熱を起源とする電池内部で発生する熱を効率よく電池外部へ排熱し、電池の温度上昇をできるかぎり抑制する必要がある。
【０００４】
特許文献１では、通電端子であるリードを外界と熱的につながっている電池ケースと接触させることにより、電池内部の発熱を電池外部へ排熱する技術の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−５９３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、集電部材付近などの電池内部の熱が集まりやすい箇所と電池缶とをつないで放熱する場合、距離が長く、熱の移動経路が長くなる。このため、排熱効率が充分でない。電池内部から外部へ大きな熱を排熱するには、両者の接触面積を確保しなければならず、そのためのスペースも必要となる場合がある。
【０００７】
一方、電池の内部熱は、電極端子によっても外部に放熱される。しかし、特許文献１などに開示された従来の電池構造では、端子と電池缶との間に絶縁性を確保するため、ガスケット等の樹脂部材を設ける。この場合、端子を通る電池内部の熱が樹脂部品に伝わり劣化に繋がる可能性がある。
【０００８】
本発明は上記のような事情を鑑みて考案したものであり、電池内部で発生した熱を、効率的に電池外部排熱可能であり、かつ、耐熱性が金属材料に比べると低い樹脂材料が電池内部で発生した熱で高温になることを防ぐことを可能としたリチウムイオン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】
【０００９】
上記課題を解決するための構成は例えば以下である。
【００１０】
正極および負極を備えた電極群と、電極群を収容する電池缶と、電池缶を封止する電池蓋と、電池蓋に設けられた外部端子と電池蓋に設けられた貫通孔を貫通して、外部端子と前記電極群とを電気的に接続する接続部材とを有するリチウムイオン二次電池において、接続部の周囲には、前記電池蓋を通して前記リチウムイオン二次電池の内部から外部の方向に熱異方性を有する熱異方性部材が設けられ、熱異方性部材と、前記貫通孔の側面との間にはガスケットが設けられたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池内部で発生した熱を、効率的に電池外部排熱可能であり、かつ、耐熱性が金属材料に比べると低い樹脂材料が電池内部で発生した熱で高温になることを防ぐことを可能としたリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】捲回電極群の分解斜視図
【図４】端子付近の断面概念図
【図５】熱異方性部材の概念図
【図６】熱異方性部材の断面概念図
【図７】端子付近の組み立て工程断面図１
【図８】端子付近の組み立て工程断面図２
【図９】端子付近の組み立て工程断面図３
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、扁平捲回形二次電池の外観斜視図である。
【００１５】
扁平捲回形二次電池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。
【００１６】
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。一般的には、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、扁平捲回形二次電池１００の安全性が確保される。
【００１７】
図２は、角形二次電池の分解斜視図である。
【００１８】
扁平捲回形二次電池１００の電池缶１は、矩形の底面１ｄと、底面１ｄから立ち上がる角筒状の側面１ｂ、１ｃと、側面１ｂ、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、扁平捲回形二次電池１００を密閉する。
【００２２】
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。
【００２３】
また、電池蓋６には、電池缶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、電解液を電池缶内に注入した後に注液栓１１によって封止される。ここで、電池缶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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
尚、本実施形態では、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。
【００３５】
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。
【００３６】
また、本実施形態では、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。
【００３７】
また、本実施形態では、正極電極、負極電極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３１ａ、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。
【００３８】
図４は、端子付近の断面概念図である。以後、正極端子１４付近を例として説明するが、負極端子１２に適用する場合も、同様である。また、正極接続部１４ａ、負極接続部１２ａを総称して単に接続部材と呼び、負極貫通孔、正極貫通孔を総称して単に貫通孔と呼ぶ場合もある。
【００３９】
電池缶６には、正極端子１４の正極接合部１４ａを貫通させる正極貫通孔４６が設けられている。正極貫通孔４６には正極接合部１４ａが貫通し、正極接合部１４ａと、貫通孔の側面との間にはガスケット５と、図５に後述するような円筒状の熱伝導性に異方性を持つ部材（熱異方性部材１５）が設けられている。電池の内部で発生した熱は、正極集電板４４、正極集電板基部４１を通して正極接続部材１４ａに伝わり、外界と熱的に通じている正極端子１４から排熱される。端子を通して排熱することにより、熱の移動距離を短くすることができるため、排熱効率が高く、また、新たな排熱経路を設ける必要がないため、単純な構造とすることができる。
【００４０】
図５は、熱異方性部材の概念図である。
【００４１】
熱異方性部材１５は、円筒形の筒状部材であり、内側の空間に正極端子１４を貫通させる。
熱異方性部材１５は、電池蓋を通して電池内部から電池外部の方向に熱異方性を有する。つまり熱の移動が図５の方向ｘよりも方向ｙの方が大きい。このような熱異性を持つことで、電池内部の熱を正極端子１４に伝えながらも、熱異方性部材１５に隣接する樹脂性部材であるガスケット５に熱が伝わりにくく、樹脂の劣化を防止することができる。
【００４２】
熱異方性部材１５がない場合、図４において、電池内部で発生した熱は、正極集電板基部４１と絶縁板７と正極接続部１４ａを介して、電池外部空気と接している正極外部端子１４とガスケット５と電池蓋６から放熱される。これら部材の中で、正極集電板基部４１と正極接続部１４ａと正極外部端子１４電池蓋６はアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、樹脂で構成される絶縁板７とガスケット５に比べると、非常に高い熱伝導率を持っており、例えば、アルミニウムが２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、樹脂は、およそ０．１〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるため、これらアルミニウムまたはアルミニウム合金部材を通じて、電池内の熱は電池外部へ排熱される。負極の場合は、これらに相当する部材は、銅または銅合金で構成されることが多いため、さらに、この傾向は強調されて起こる。この際、金属部材が高温になると同時に、これらに接している樹脂部材が温度上昇する。
【００４３】
一方、材料の耐熱性の一つの指標である融点を比べてみると、アルミニウム合金は、約６６０℃程度、樹脂は、１００℃〜２５０℃ぐらいで、部材が高温になってダメージを受けやすいのは樹脂材料であることは明白である。したがって、電池に大電流を通電した場合、部材温度が上昇する。このとき、通電可能な最大電流を律速するのは、樹脂材料の耐熱性（耐久性を含む）である。如何に、樹脂材料の温度上昇を小さくできるかで、通電可能な最大電流を大きくできるかどうかが決まる。
【００４４】
熱異方性部材１５を用いることで、電池内部で発生した熱を効率よく、電池外部へ排熱可能で、かつ、樹脂部品の温度上昇、特に、電池内外のガス透過防止機能（ガスシール）を有するガスケット５の温度上昇を抑制し、機能保全が可能になる。
【００４５】
円筒形の筒状の熱異方性部材１５としては、フィラーと、フィラーの周りを覆うマトリックスを有する複合材料を用いる。
【００４６】
マトリックス１５ａとフィラー１５ｂを有する複合材料からなる熱異方性部材１５を図６に示す。熱伝導率が高い材料からなるフィラー１５ｂは、マトリックス１５ａに分散している。フィラー１５ｂは、電池蓋を通して電池内部から電池外部の方向に伸びた構造となっている。フィラー１５ａがこのような構造を有することで熱異方性を持たせることができる。
【００４７】
また、本発明の効果を発現するためには、フィラーの熱伝導率＞マトリックスの熱伝導率の関係が必要となる。以上二つの条件により熱の移動が図５の方向ｘよりも方向ｙの方が大きい構造を実現することができる。
【００４８】
本実施例では、フィラー１５ｂとして、炭素繊維を用い、マトリックス１５ａとしてエポキシ樹脂を用いた。炭素繊維の熱伝導率は、およそ９００〜１２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００４９】
前述したように、繊維が配向した熱伝導率が大きい方向を、円筒形である正極側開口穴４３内面の軸方向、すなわち、電池蓋を通して電池の内側から外側に向かう方向とし、繊維が配向した方向と直角方向を半径方向とすることにより、本発明の機能を発現することが可能となるが、この熱伝導異方性は、上記方向から多少ずれても、発明の効果は低下するが、根本的本発明の効果が消滅することはない。
【００５０】
本発明の効果発現のメカニズムから考えて、熱伝導率の大きい方向ベクトルと正極側開口穴４３内面の軸方向のなす角度は、４５度未満であることが望ましい。
【００５１】
このような機能を示す熱異方性部材１５により、軸方向の大きい熱伝導率により、正極集電板基部４１を通して伝わってきた電池内部の熱のうち、従来、絶縁板７へ伝わっていた熱を、正極外部端子１４へ逃すことが可能になる。さらには、半径方向の小さい熱伝導率により、正極接続部１４ａからガスケット５に伝わっていた熱伝導を抑制することが可能となる。
【００５２】
本実施例では、フィラー１５ｂとして、炭素繊維を用いたが、フィラー１５ｂとしては、他に例えば、ガラスファイバーなど、樹脂材料よりも熱伝導率が高い繊維状物質を用いることができる。その他、炭化ケイ素、べリリア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、マグネシア、アルミナからなる群から選択される１種類以上の材料をフィラーとして用いることができる。特に、熱伝導率が２７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の炭化ケイ素、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の窒化アルミニウム、熱伝導率が１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の窒化ホウ素、熱伝導率が３０〜８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の窒化ケイ素、及び、熱伝導率が４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のマグネシアからなる群から選ばれる１種類以上の材料をフィラーとして用いることができる。
【００５３】
熱異方性部材１５が熱異方性を有する為には、フィラーが芯状、筒状、針状、棒状または板状に伸びた形状を有し、これらが電池内部から外部に向けて配向していることが好ましい。配向は例えば、後述する射出形成工程によって実現することができる。フィラーのアスペクト比は１以上であれば少なくとも細長い形状であるため部材に熱異方性を持たせることができるが、特に好ましくは５または１０以上である。
【００５４】
マトリックス１５ａとしては、エポキシ樹脂の他に例えば、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性を有する樹脂を用いることができる。
【００５５】
円筒筒型の複合材料からなる熱異方性部材１５は、射出成形により作製することができる。マトリックス材料であるエポキシ樹脂粉末とフィラー材料である炭素繊維を混合し、これを高温のシリンダ内に保持し、炭素繊維を含んだ溶融樹脂の状態にする。シリンダ内は２００〜３００℃とすることが好ましい。材料が融解したら、シリンダから、金型へ、射出する。このとき、付与する圧力は、１０００ｋｇ／ｃｍ2程度がこのましい。射出の際の圧力により射出方向炭素繊維が配向するため、熱伝導異方性特性を発現させることができる。さらに、金型へ０．５ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力を付与しつつ、型を１５０℃程度に加熱保持することで射出された樹脂を成形することができる。成型が完了したら、金型から固化した樹脂複合材料を取り出し冷却する。
【００５６】
なお、本実施例では、フィラー１５ｂとして、炭素繊維を用い、マトリックス１５ａとしてエポキシ樹脂を用いた製造方法を例示したが、他の材料でも同様の方法により製造可能である。
【００５７】
マトリックスがエポキシ樹脂（熱伝導率０．２６Ｗ／（ｍ・Ｋ））フィラーが炭素繊維（熱伝導率５００Ｗ／（ｍ・Ｋ））の本実施例では、複合材料の熱伝導率は、繊維配向方向（図５中ｙ方向）で、およそ２７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、繊維配向方向に直角の方向（ｘ方向）で、およそ１Ｗ／（ｍ・Ｋ）の異方性熱伝導率を実現することができた。熱伝導率がさらに大きい炭素繊維を用いれば、さらに大きな異方性熱伝導率が可能である。参考文献：文献（高熱伝導性ＣＦＲＰを用いた放熱部材の実験的評価，材料の複合化と機能化に関するシンポジウム（ＪＣＯＭ−３６），同志社大学，２００７．  ３．  ８）
図７、図８は熱異方性部材１５の取り付け方法を示す断面概念図である。
【００５８】
まず、正極接続部材１４ａに熱異方性部材１５を取り付ける。熱異方性部材１５が円筒筒型の複合材料である場合は、複合材料の貫通孔に正極接続部材を通すことで熱異方性部材１５を取り付けることができる。熱異方性部材１５と正極接続部１４ａの間は、通しやすいようにある程度のすき間があってもよい。
【００５９】
次に、正極接続部１４ａを、正極貫通孔４６、正極側開口穴４３に通す。その後、図８に示すように、正極接続部１４ａの先端が、正極集電板基部４１と密着するようにかしめ、正極外部端子１４と正極集電板４４が一体となるように固定する。この工程により、図９に示す本発明の形態を実施することができる。
【００６０】
本実施例によれば、一般的に低価格で製作可能な複合材料を用いて、電池内部で発生した熱を効率よく、電池外部へ排熱可能で、かつ、樹脂部品の温度上昇、特に、電池内外のガス透過防止機能（ガスシール）を有するガスケット５の温度上昇を抑制し、機能を保全可能になる。  
【実施例２】
【００６１】
実施例２では、セラミックスと炭素繊維を用いた複合材料からなる部材を熱異方性部材５として用いた。すなわち、フィラー１５ｂとして、炭素繊維を用い、マトリックス１５ａとしてセラミックスを用いた。
【００６２】
セラミックスは、樹脂のように熱伝導率が小さいものは少ないが、耐熱性の指標である融点が、樹脂や金属と比べて格段に高いため、正極接続部１４ａなどの部材が高温時になったとき、実施例１に比べると機械的強度を有するため、高温領域での電池内外のガス透過防止機能（ガスシール）を発現するための正極外部端子１４と正極集電板基部１４とのかしめ力の低減量が少ない。
【００６３】
そのため、本実施例によれば、より高温でも機械強度を保つ耐熱性の高い部材を用いるため、正極接続部１４ａがより高温になっても、特に、電池内外のガスシール性能を保ちつつ、本発明の機能を発現することが可能となる。
【００６４】
マトリックス材料としてセラミックスを用いる場合は、例えば以下のような製造方法により製造することができる。
【００６５】
まず、マトリックス材料であるセラミックスとフィラー材料である炭素繊維、樹脂などを主成分とするバインダーを混合してスラリーを作成する。この時、ホウ素等の添加物を混ぜることもできる。次に射出成形によりこのスラリーを金型に入れる。この際に炭素繊維が射出方向に配向するため、熱異方性特性を発現させることができる。次に固化した部材を焼結する。セラミックスが例えば、炭化ケイ素セラミックスであれば、約２０００℃程度で焼結する。この時、バインダーは焼結時に燃焼または気化し、部材内から消失する。一方、炭素繊維は、セラミックスの焼結温度程度では固体を維持し、セラミックス基炭素繊維複合材料の部品を作ることができる。最後に型から固化した複合材料を取り出し冷却する。
【００６６】
実施例２の熱異方性部材は、実施例１、図７、図８で示したものと同様の方法により、正極接続部材１４ａへ取り付けることができる。
【実施例３】
【００６７】
実施例３では、熱異方性部材１５としてシート状の部材を用いた。シート状の部材としては、炭素繊維のシートを用いることができる。炭素繊維のシートは、黒鉛結晶が積層してシート状構造を形成しているため、それ自体に熱異方性がある。ただし、実施例１，２のように電池蓋を通して電池内部から外部に向かう方向だけでなく、シートの面方向全方向に向けて熱の移動が速く、厚さ方向には遅いという熱異方性を有する。厚さ方向への熱移動は遅いので、ガスケットへの熱伝達は抑制することができる。炭素繊維のシートを接続部材に巻きつけることで、電池内部の熱を電池外部へ伝え、且つ接続部材からガスケットへの熱移動を抑えることができる。
【００６８】
熱異方性部材１５がシート状である場合は、正極接続部材１４ａにシートを巻きつけることで熱異方性部材１５を取り付けることができる。巻き付けの回数は一周でもよく、複数周に渡っても構わない。
【００６９】
また、予め、図５のような円筒状の形状を形成させてから、実施例１と同様の方法により正極接続部材に取り付けることも可能である。例えば、所定幅のシート状の部材を、所定回数捲回すると、所望の厚さの円筒状の部材を得ることができる。いずれの場合も、巻き終わり端部は、絶縁性の樹脂製接着剤、または、粘着材付きテープなどで固定することが好ましい。樹脂製接着剤やテープは、導電性であってもさしつかえないが、これら部材への通電による発熱を考慮すると絶縁性であることが好ましい。
【００７０】
織物状にする場合は、炭素繊維とガラスファイバー（ガラスの熱伝導率は、およそ１Ｗ／（ｍ・Ｋ））との複合織物にして用いることも可能である。
【００７１】
本実施例に拠れば、材料内に、熱伝導率がおよそ０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）と樹脂の約１／１０以下である空気層を含む場合、正極接続部１４ａを通過する熱が、ガスケット１５に伝わることを、抑制する効果が表れる。さらに、シート状部材を捲回または接続部へ巻き付ける製造方法により、発明を容易かつ低コストで実施することができる。
【符号の説明】
【００７２】
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
１４            正極外部端子
１４ａ            正極接続部
１５            熱異方性部材
１５ａ            マトリックス
１５ｂ            フィラー
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
８０            軸芯
８１            樹脂シート
１００            二次電池
１０１            スピンドル
１０２            巻き芯
【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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