(57)【要約】【課題】内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても通電経路を遮断することができる蓄電装置を提供すること。【解決手段】二次電池１０において、負極端子１６と接続された負極導電部材６０は、負極タブ３２と接合された負極第１接合部６１と、負極端子１６と電気的に接続された負極第２接合部６２と、を有する。電流遮断構造は、負極端子１６と負極第２接合部６２とを導通する負極溶接部分Ｐと、負極溶接部分Ｐの周囲に設けられ、設定圧力を超えたときに破断する薄肉部８４ａと、を備える。負極第１接合部６１と負極タブ３２との接合面積を「Ｓ１」、薄肉部８４ａの面積を「Ｓ２」、設定圧力によって薄肉部８４ａを破断可能とする薄肉部８４ａの最大面積を「Ｓ３」とすると、関係式「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」を満たしている。【選択図】図６
2016081744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる極性の電極が両者の間を絶縁して交互に積層された電極組立体と、
前記電極組立体が収容されたケースと、
前記電極の端部から突出したタブと電気的に接続された導電部材と、
前記導電部材と電気的に接続された電極端子と、
一方の極性の前記電極端子と前記電極組立体との通電経路上に設けられ、前記ケースの内部圧力が設定圧力を超えたときに前記通電経路を流れる電流を遮断する電流遮断構造と、を備える蓄電装置であって、
前記一方の極性の前記電極端子と接続された前記導電部材は、前記タブと接合された第１接合部と、前記電極端子と電気的に接続された第２接合部と、を有し、
前記電流遮断構造は、前記一方の極性の前記電極端子と前記第２接合部とを導通する導通部と、
前記第２接合部における前記導通部の周囲に設けられ、前記設定圧力を超えたときに破断する薄肉部と、を備え、
前記第１接合部と前記タブとの接合面積を「Ｓ１」、前記第２接合部における前記薄肉部の面積を「Ｓ２」、前記設定圧力によって前記第２接合部を破断可能とする薄肉部の最大面積を「Ｓ３」とすると、それら面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が関係式「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」を満たすことを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記タブは、前記電極組立体における上端面から突出し、前記導電部材は、前記電極組立体より上側に配置されており、前記タブは、前記第１接合部の下面に接合されている請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記一方の極性の前記電極端子と接続された前記導電部材は銅製である請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記一方の極性の前記電極端子と接続された前記導電部材はアルミニウム又はアルミニウム合金製である請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記蓄電装置は二次電池である請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースの内部圧力が設定圧力を超えたときに通電経路を流れる電流を遮断する電流遮断構造を備える蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。二次電池は、正極電極及び負極電極を有する電極組立体と、この電極組立体を収容したケースと、電極組立体から電気を取り出すための正極及び負極の電極端子と、各極性の電極端子と電極組立体とを接続する導電部材とを含む。
【０００３】
また、二次電池には、過充電等が発生したときに、二次電池内での通電経路を流れる電流を遮断する電流遮断構造を備えたものがある（例えば特許文献１）。特許文献１に開示の電流遮断構造は反転板を有している。反転板には、導電部材である集電体が溶接されている。集電体には、反転板との溶接箇所を取り囲む環状の溝が形成されている。
【０００４】
このような電流遮断構造を備えた二次電池では、過充電等が発生し、ケースの内部圧力が高くなると、高くなった内部圧力を受けて集電体が溝の部分で破断する。すると、反転板と集電体との電気的な接続が遮断され、二次電池での通電経路が遮断される。
【０００５】
また、二次電池では、過大な電流が流れたときに、二次電池での通電を遮断するヒューズ機能を持たせることがある。特許文献１のような電流遮断構造を備えた二次電池においては、集電体において溝の形成された部分が、電気的な抵抗が大きい。このため、二次電池に過大な電流が流れると、溝の形成された部分、すなわち反転板と集電体との溶接箇所の周囲が発熱して溶断し、通電経路が遮断される。これによって、二次電池に過大な電流が流れ続けることが回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１２０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、二次電池においては、ケース外で正極の電極端子と負極の電極端子が負荷を介して導通してしまう外部短絡と、ケース内で正極電極と負極電極が導通してしまう内部短絡とが起こり得る。内部短絡及び外部短絡ともに、発生すると二次電池には過大な電流が流れる。このとき、電極端子を通じて電流が流れる外部短絡においては、電流遮断構造に電流が流れ、集電板における溝の形成された部分（抵抗の大きい部分）が溶断して通電経路を遮断し、二次電池を保護することができる。しかし、内部短絡が発生した場合には、電流遮断構造には電流が流れず、集電板における溝の形成された部分が溶断することもないため、通電経路を遮断することができず、二次電池を保護することができない。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても通電経路を遮断することができる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するための蓄電装置は、異なる極性の電極が両者の間を絶縁して交互に積層された電極組立体と、前記電極組立体が収容されたケースと、前記電極の端部から突出したタブと電気的に接続された導電部材と、前記導電部材と電気的に接続された電極端子と、一方の極性の前記電極端子と前記電極組立体との通電経路上に設けられ、前記ケースの内部圧力が設定圧力を超えたときに前記通電経路を流れる電流を遮断する電流遮断構造と、を備える蓄電装置であって、前記一方の極性の前記電極端子と接続された前記導電部材は、前記タブと接合された第１接合部と、前記電極端子と電気的に接続された第２接合部と、を有し、前記電流遮断構造は、前記一方の極性の前記電極端子と前記第２接合部とを導通する導通部と、前記第２接合部における前記導通部の周囲に設けられ、前記設定圧力を超えたときに破断する薄肉部と、を備え、前記第１接合部と前記タブとの接合面積を「Ｓ１」、前記第２接合部における前記薄肉部の面積を「Ｓ２」、前記設定圧力によって前記第２接合部を破断可能とする薄肉部の最大面積を「Ｓ３」とすると、それら面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が関係式「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」を満たすことを要旨とする。
【００１０】
異なる極性の電極同士が導電性異物等を介して導通し、蓄電装置に内部短絡が発生した場合、各極性の電極のタブには電流が流れ、そのタブと第１接合部との接合箇所にも電流が流れる。このとき、電流遮断構造には電流は流れない。そして、このタブと第１接合部との接合面積Ｓ１を、電流遮断構造における薄肉部の面積Ｓ２より小さくし、タブと第１接合部との接合箇所の電気的な抵抗を、薄肉部での電気的な抵抗より大きくした。このため、内部短絡の発生時、タブと第１接合部と接合箇所に電流が集中し、タブと第１接合部との接合箇所が溶断される。その結果、ヒューズ機能により、タブと第１接合部との電気的な接続が遮断され、蓄電装置での通電経路が遮断される。
【００１１】
一方、異なる極性の電極端子同士が負荷を介して導通し、蓄電装置に外部短絡が発生した場合、各極性の電極端子から電流遮断構造とタブに電流が流れ、そのタブと第１接合部とタブとの接合箇所にも電流が流れる。すなわち、内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても、タブと第１接合部との接合箇所には電流が流れる。
【００１２】
そして、このタブと第１接合部との接合面積Ｓ１を、電流遮断構造における薄肉部の面積Ｓ２より小さくし、タブと第１接合部との接合箇所の電気的な抵抗を、薄肉部での電気的な抵抗より大きくした。よって、外部短絡が発生した場合、タブと第１接合部と接合箇所での発熱量の方が、薄肉部での発熱量より大きくなり、タブと第１接合部と接合箇所が薄肉部より先に溶断される。その結果、ヒューズ機能により、タブと第１接合部との電気的な接続が遮断され、蓄電装置での通電経路が遮断される。
【００１３】
したがって、外部短絡及び内部短絡のいずれが発生してもヒューズ機能を速やかに機能させ、蓄電装置に過大な電流が流れ続けることが回避される。
また、設定圧力によって第２接合部を破断可能とする薄肉部の最大面積をＳ３として設定し、薄肉部の面積Ｓ２を最大面積Ｓ３以下とした。このため、ケース内の圧力が設定圧力に達したときには、電流遮断構造により第２接合部を破断させ、蓄電装置の通電経路を遮断することができる。したがって、電流遮断構造と、ヒューズ機能を共存させつつ、それらを安定して作動させることができ、蓄電装置を好適に保護することができる。
【００１４】
また、蓄電装置について、前記タブは、前記電極組立体における上端面から突出し、前記導電部材は、前記電極組立体より上側に配置されており、前記タブは、前記第１接合部の下面に接合されているのが好ましい。
【００１５】
これによれば、第１接合部とタブとの接合箇所が溶断すると、第１接合部とタブとは、接合箇所が無くなるため、タブは自重によって垂れ下がる。このため、溶断後に、第１接合部とタブとが再度、導通してしまうことを抑制することができる。
【００１６】
また、蓄電装置について、前記一方の極性の前記電極端子と接続された前記導電部材は銅製であってもよい。
これによれば、銅製の導電部材であれば、経年劣化しにくく、その剛性が経年によって低下しにくい。このため、導電部材が、規定の設定圧力を受けたとき、その設定圧力で薄肉部から導電部材を破断させることができる。
【００１７】
また、蓄電装置について、前記一方の極性の前記電極端子と接続された前記導電部材はアルミニウム又はアルミニウム合金製であってもよい。
これによれば、アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部材であれば、その融点が低くなる。このため、第１接合部とタブとの接合箇所に電流が流れたとき、導電部材を速やかに溶断させることができる。
【００１８】
また、前記蓄電装置は二次電池である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても通電経路を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の二次電池を示す斜視図。
【図２】電極組立体の分解斜視図。
【図３】二次電池の分解斜視図。
【図４】正極導電部材と正極端子、及び負極導電部材と負極端子を示す平面図。
【図５】正極導電部材と正極端子、及び負極導電部材と負極端子を示す分解斜視図。
【図６】図１の６−６線断面図。
【図７】（ａ）は負極導電部材を示す斜視図、（ｂ）は薄肉部を示す斜視図。
【図８】正極に設けた電流遮断構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態について図１〜図７を用いて説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、直方体形状のケース１１を備えている。ケース１１は、一方に開口した有底箱状のケース本体１２と、ケース本体１２の開口部分を塞ぐ長方形平板状の蓋１３とを備えている。ケース本体１２と蓋１３とは、溶接などによって接合されている。
【００２２】
二次電池１０のケース１１には電極組立体１４及び電解液（図示略）が収容されている。電解液は、二次電池１０の過充電などの異常時、詳しくは正極の電位が過度に高くなったときに水素ガスを発生する成分を含む。また、二次電池１０は、電極端子としての正極端子１５及び負極端子１６を備える。正極端子１５及び負極端子１６は、ケース１１の壁部としての蓋１３に締結されている。また、正極端子１５及び負極端子１６は、一部がケース１１の内部に位置し、一部がケース１１から外部に突出している。なお、本実施形態の二次電池１０は、例えばリチウムイオン電池である。
【００２３】
図２に示すように、電極組立体１４は、異なる極性の電極としての正極電極２１と負極電極２２とを、間にセパレータ２３を介在させて交互に積層した構造である。負極電極２２と正極電極２１との間は、セパレータ２３によって絶縁されている。なお、正極電極２１と、負極電極２２と、セパレータ２３とを積層した方向を電極組立体１４の積層方向とする。
【００２４】
正極電極２１、負極電極２２、及びセパレータ２３は、長方形状のシートである。正極電極２１は、長方形状の正極金属箔（例えばアルミニウム箔）２１ａと、当該正極金属箔２１ａの両面にある正極活物質層２１ｂと、を有する。負極電極２２は、長方形状の負極金属箔（例えば銅箔）２２ａと、当該負極金属箔２２ａの両面にある負極活物質層２２ｂと、を有する。
【００２５】
正極電極２１は、当該正極電極２１の端部２１ｃから突出した形状のタブとしての正極タブ３１を有する。同様に、負極電極２２は、当該負極電極２２の端部２２ｃから突出した形状のタブとしての負極タブ３２を有する。正極電極２１と負極電極２２は、各タブ３１，３２の同一極性同士が列状に配置されるように積層されている。
【００２６】
そして、図３に示すように、各負極タブ３２は電極組立体１４における積層方向の一方に寄せて集められ、その集められた状態で他方に折り返されている。同様に、各正極タブ３１は、電極組立体１４における積層方向の一方に寄せて集められた状態で他方に折り返されている。各正極タブ３１及び各負極タブ３２は、電極組立体１４の上端面から突出し、電極組立体１４の上端面から蓋１３に向けて突出している。
【００２７】
図３及び図４に示すように、二次電池１０は、正極タブ３１と正極端子１５とを電気的に接続する導電部材としての正極導電部材４０を備える。正極導電部材４０は、一枚の金属板（本実施形態ではアルミニウム板）で構成されている。正極導電部材４０は、ケース１１の蓋１３と電極組立体１４との間に存在し、正極タブ３１及び正極端子１５の双方に接合されている。
【００２８】
正極導電部材４０は、相対的に蓋１３寄りに配置された正極第１接合部４１と、正極第１接合部４１よりも電極組立体１４に近い位置に配置された正極第２接合部４２とを有する。正極第１接合部４１において、電極組立体１４の上端面に対向した面（下面）には各正極タブ３１が溶接され、正極第１接合部４１と各正極タブ３１とが電気的に接続されている。正極第１接合部４１と、各正極タブ３１とは、タブ溶接箇所４１ａで溶接されている。このため、各正極タブ３１は、タブ溶接箇所４１ａ以外の部分は正極第１接合部４１に対しては接合されていない。
【００２９】
図５又は図６に示すように、正極端子１５は、角柱状の正極頭部５１と、正極頭部５１の座面５１ａから突出し、かつ外周面にねじ溝を有する正極軸部５２とを備えている。正極軸部５２は、蓋１３に有る貫通孔１３ｂを介してケース１１外に突出している。正極軸部５２は、絶縁性のＯリング５３に挿通されている。また、正極軸部５２はフランジ付きリング５４に挿通されている。フランジ付きリング５４は、貫通孔１３ｂに嵌合する筒状である。
【００３０】
正極軸部５２には、フランジ付きリング５４の上からナット５５が螺合されており、正極端子１５と蓋１３とはユニット化されている。なお、フランジ付きリング５４は、正極軸部５２と蓋１３の貫通孔１３ｂの周縁部との間、及びナット５５と蓋１３との間に介在している。
【００３１】
正極頭部５１は、ケース１１内に配置されている。正極頭部５１における電極組立体１４側の面５１ｂには正極導電部材４０の正極第２接合部４２が溶接されている。これにより、正極導電部材４０と正極端子１５とが電気的に接続されている。
【００３２】
二次電池１０は、正極頭部５１の一部を覆う絶縁性の第１正極絶縁部材５７と、正極導電部材４０と電極組立体１４との間に介在する絶縁性の第２正極絶縁部材５８とを備えている。第１正極絶縁部材５７は、蓋１３と正極頭部５１との接触を規制するものであり、正極頭部５１に対して蓋１３側から取り付けられている。第１正極絶縁部材５７は、正極頭部５１の座面５１ａ及び外周面の一部を覆っている。第２正極絶縁部材５８は、正極導電部材４０と電極組立体１４との接触を規制するものである。第２正極絶縁部材５８は、長方形の板状のベース部５８ａと、当該ベース部５８ａから正極導電部材４０に向けて起立した４つの係止爪５８ｂを有している。係止爪５８ｂは、正極導電部材４０における正極頭部５１の外周面からはみ出した部分に係止している。
【００３３】
図３に示すように、二次電池１０は、負極タブ３２と負極端子１６とを電気的に接続する導電部材としての負極導電部材６０を備える。負極導電部材６０は、一枚の金属板（本実施形態では銅板）で構成されている。負極導電部材６０は、ケース１１の蓋１３と電極組立体１４との間に存在する。
【００３４】
図５又は図６に示すように、負極導電部材６０は、相対的に蓋１３寄りに配置された負極第１接合部６１と、負極第１接合部６１よりも電極組立体１４に近い位置に配置された負極第２接合部６２とを有する。負極第１接合部６１において、電極組立体１４の上端面と対向した面（下面）には各負極タブ３２が溶接され、負極第１接合部６１と各負極タブ３２とが電気的に接続されている。図４に示すように、負極第１接合部６１と、各負極タブ３２とは、タブ溶接箇所６１ａで溶接されている。このため、各負極タブ３２は、タブ溶接箇所６１ａ以外の部分は負極第１接合部６１に対しては接合されていない。
【００３５】
図５又は図６に示すように、負極端子１６は、負極頭部７１と、負極頭部７１の座面７１ａから突出した負極軸部７２を備える。負極軸部７２は、外周面にねじ溝を有する。負極軸部７２は、蓋１３に有る貫通孔１３ｂを介してケース１１外に突出している。負極軸部７２は、絶縁性のＯリング７３に挿通されている。また、負極軸部７２は、絶縁性のフランジ付きリング７４に挿通されている。フランジ付きリング７４は、貫通孔１３ｂに嵌合する筒状である。
【００３６】
負極軸部７２には、フランジ付きリング７４の上からナット７５が螺合されており、負極端子１６と蓋１３とがユニット化されている。なお、フランジ付きリング７４は、負極軸部７２と蓋１３の貫通孔１３ｂの周縁部との間、及びナット７５と蓋１３との間に介在している。
【００３７】
負極頭部７１は、ケース１１内に配置されている。負極頭部７１における電極組立体１４側の面７１ｂには、電極組立体１４から蓋１３に向けてすり鉢状に凹んだ端子凹部７１ｃがある。なお、負極端子１６は貫通孔１６ａを有している。貫通孔１６ａは負極端子１６を軸方向に貫通しており、この貫通孔１６ａを介して端子凹部７１ｃはケース１１の外部と連通している。
【００３８】
二次電池１０は、一方の極性の電極端子である負極端子１６と電極組立体１４との通電経路上に設けられた電流遮断構造を備える。なお、一方の極性の電極端子（負極端子１６）と接続された導電部材は負極導電部材６０である。
【００３９】
次に、図６〜図８を用いて電流遮断構造及び負極端子１６について説明する。
電流遮断構造は、負極端子１６と電極組立体１４との間に配置されている。この電流遮断構造は、負極端子１６と負極導電部材６０とを電気的に接続し、かつ、ケース１１内の圧力が設定圧力を超えた場合に、負極端子１６と負極導電部材６０との電気的な接続を遮断する。つまり、電流遮断構造は、ケース１１内の圧力が設定圧力以下である場合は、負極タブ３２を介した負極端子１６と電極組立体１４との通電経路の一部を構成する一方、ケース１１内の圧力が設定圧力を超えた場合において上記通電経路を遮断する。なお、本実施形態において、負極端子１６と電極組立体１４との通電経路は、負極タブ３２と、負極導電部材６０とで構成されている。そして、電流遮断構造は、負極導電部材６０の負極第２接合部６２に一体に設けられている。
【００４０】
図６に示すように、電流遮断構造は、負極第２接合部６２と負極頭部７１とに接合された接点板８１を備える。接点板８１は、導電性の材料で構成されており、円板形状であって端子凹部７１ｃを電極組立体１４側から覆っている。接点板８１における端子凹部７１ｃからはみ出している外周部と、負極頭部７１における端子凹部７１ｃの周縁部とは、スポット溶接により固定されている。
【００４１】
接点板８１における端子凹部７１ｃと対向する部分は、通常状態において電極組立体１４側（下方）に凸となっており、この凸部分の突端と負極第２接合部６２とが溶接されている。接点板８１と負極第２接合部６２との溶接部分である負極溶接部分Ｐ（図６中にドットハッチングで示す部分）を負極端子１６と負極導電部材６０とを導通する導通部とする。よって、負極導電部材６０と負極端子１６とは、接点板８１を介して電気的に接続されている。
【００４２】
電流遮断構造は、絶縁リング８２を有する。絶縁リング８２は、接点板８１の外周部と負極第２接合部６２との間に配置されている。絶縁リング８２により、負極端子１６と負極第２接合部６２とが間隔を空けて配置されている。また、絶縁リング８２の外側であって負極頭部７１と負極第２接合部６２の間にはシール部材８３が配置されている。
【００４３】
負極第２接合部６２は、電極組立体１４側の面に遮断凹部６０ｃを有する。遮断凹部６０ｃは、電極組立体１４から蓋１３に向けてすり鉢状に凹んでいる。遮断凹部６０ｃの底面に負極溶接部分Ｐが位置している。負極第２接合部６２は、遮断凹部６０ｃの底面となる部位に破断溝８４を備える。破断溝８４は負極溶接部分Ｐを取り囲む円環状である。また、負極第２接合部６２は、破断溝８４と対応して薄肉部８４ａを備える。薄肉部８４ａは、負極第２接合部６２に破断溝８４を形成することによって、厚みが負極第２接合部６２における薄肉部８４ａ以外での部位よりも薄くなった部位のことである。よって、薄肉部８４ａは、破断溝８４と同じで、負極溶接部分Ｐの周囲に設けられた円環状である。
【００４４】
電流遮断構造は、ケース１１内の圧力によって変形する変形板８５を備えている。変形板８５は、弾性材料、例えば金属板で構成されたダイヤフラムであり、負極第２接合部６２より電極組立体１４に近い位置に配置されている。変形板８５は、円板形状であって遮断凹部６０ｃを電極組立体１４側から覆っている。変形板８５の外周部と負極第２接合部６２とが同変形板８５の外周部の全周にわたって溶接固定されている。この変形板８５は、ケース１１内部をケース１１外部からシールする。
【００４５】
変形板８５は、通常状態において蓋１３側から電極組立体１４側（下方）に向けて凸となっており、この凸部分における負極溶接部分Ｐと対向する箇所には、蓋１３に向けて突出した突起８５ａを有する。この突起８５ａは、絶縁性の材料により構成されており、破断溝８４で囲まれた負極溶接部分Ｐと対向している。変形板８５は、電極組立体１４側から蓋１３側に向けて設定圧力よりも大きい圧力が付与された場合に、同圧力によって変形して蓋１３に向けて凸となるように構成されている。
【００４６】
電流遮断構造は、変形板８５より電極組立体１４に近い位置に設置された保護部材８６を備える。保護部材８６は、変形板８５と電極組立体１４との間に配置されている。保護部材８６は、変形板８５に衝撃などが加わって、上述の設定圧力に達する前に変形板８５が変形してしまうことを防止する。保護部材８６は円板形状であり、保護部材８６の上面には、電極組立体１４に向けて凸となった変形板８５に沿うように凹んだ支持凹部８６ａが存在する。支持凹部８６ａの底面には上下方向に貫通したガス孔８６ｂが存在する。二次電池１０では、変形板８５の一方の面（蓋１３側の面）に、貫通孔１６ａを介してケース１１外部の圧力（略大気圧）が作用している。また、変形板８５の他方の面（電極組立体１４側の面）には、ガス孔８６ｂを介して、ケース１１の内部圧力が作用している。
【００４７】
図５〜図７に示すように、二次電池１０は、負極頭部７１の座面７１ａ及び外周面を覆う絶縁性の負極絶縁部材８７、上述の負極頭部７１、接点板８１、絶縁リング８２、シール部材８３、負極導電部材６０（負極第２接合部６２）、変形板８５、及び保護部材８６をユニット化するカシメ部材８８を備えている。
【００４８】
図３に示すように、二次電池１０は、正極導電部材４０及び負極導電部材６０と、蓋１３との間に配置される絶縁カバー１００を備えている。この絶縁カバー１００は、例えば絶縁性の樹脂材料などで構成されている。図６に示すように、絶縁カバー１００は、正極導電部材４０の正極第１接合部４１と、負極導電部材６０の負極第１接合部６１に跨って配置されている。絶縁カバー１００の長手方向の一端部がカシメ部材８８の外周面に突き当たり、他端部が第１正極絶縁部材５７の外周面に突き当たっている。
【００４９】
上記構成の二次電池１０では、異常時においてケース１１内部で水素ガスが発生すると、これに伴い高くなったケース１１の内部圧力が変形板８５に作用する。そして、ケース１１の内部圧力が、大気圧よりも高く設定された設定圧力を超えると、同内部圧力によって、変形板８５が蓋１３に向けて凸となるように変形する。
【００５０】
すると、図６の２点鎖線に示すように、突起８５ａが破断溝８４で囲まれた負極溶接部分Ｐに衝突する。このとき、破断溝８４を形成したことにより、負極第２接合部６２は容易に破断しやすくなっている。このため、負極溶接部分Ｐの周囲が破断され、接点板８１が上方に向けて凸となるように変形する。これにより、接点板８１と負極導電部材６０とが離間した状態になるため、同負極導電部材６０と負極端子１６との電気的接続が物理的に遮断される。
【００５１】
次に、電流遮断構造の特徴について詳細に説明する。
負極導電部材６０において、負極第１接合部６１と各負極タブ３２とは、タブ溶接箇所６１ａで接合されており、タブ溶接箇所６１ａにおいて、負極第１接合部６１と負極タブ３２との接合面積をＳ１とする。接合面積Ｓ１は、タブ溶接箇所６１ａを平面視したときの面積である。また、負極導電部材６０において、負極第２接合部６２では、破断溝８４が形成されることで、板厚がその他の部分より薄くなった薄肉部８４ａが存在する。
【００５２】
図７（ａ）又は図７（ｂ）に、負極第２接合部６２の薄肉部８４ａを示している。薄肉部８４ａは、一定の厚みを有する円環状である。よって、負極第２接合部６２の厚み方向に沿った薄肉部８４ａの断面視では、薄肉部８４ａの厚みは直線として示される。この直線の長さ（厚み）を薄肉部８４ａの全周に亘って加算した値が、薄肉部８４ａの面積Ｓ２となる。また、負極第２接合部６２において、上記の設定圧力で変形板８５が凸となる変形に伴って、薄肉部８４ａから負極溶接部分Ｐを破断可能とする薄肉部８４ａの面積の最大値を最大面積Ｓ３とする。
【００５３】
そして、本実施形態では、関係式「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」が成立するように、負極タブ３２と負極第１接合部６１との溶接、薄肉部８４ａの製造が行われている。したがって、タブ溶接箇所６１ａの接合面積Ｓ１が、薄肉部８４ａの面積Ｓ２より小さいことから、同じ電流が流れたとき、タブ溶接箇所６１ａでの電気的な抵抗は、薄肉部８４ａでの電気的な抵抗より大きくなる。
【００５４】
次に、二次電池１０の作用を記載する。
さて、二次電池１０において、正極端子１５と負極端子１６が、外部負荷等を介して導通する外部短絡が発生すると、タブ溶接箇所６１ａ及び電流遮断構造の負極溶接部分Ｐ付近に過大な電流が流れる。このとき、「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」の関係上、薄肉部８４ａの面積Ｓ２よりも電気的な抵抗の大きいタブ溶接箇所６１ａの接合面積Ｓ１では、薄肉部８４ａより発熱量が多くなり、薄肉部８４ａより先に負極第１接合部６１が溶断される。その結果、各負極タブ３２と負極第１接合部６１との電気的な接続が無くなり、二次電池１０における通電経路が遮断され、二次電池１０に過大な電流が流れ続けることが回避される。
【００５５】
一方、正極電極２１と負極電極２２が導電性異物等を介して導通する内部短絡が発生すると、過大な電流が負極のタブ溶接箇所６１ａ、及び正極のタブ溶接箇所４１ａに流れる。このとき、電流遮断構造には電流は流れず、タブ溶接箇所６１ａに電流が集中して発熱し、負極第１接合部６１が溶断される。その結果、各負極タブ３２と負極第１接合部６１との電気的な接続が無くなり、二次電池１０における通電経路が遮断され、二次電池１０に過大な電流が流れ続けることが回避される。
【００５６】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電流遮断構造を備えた負極端子１６の接続構造において、関係式「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」が成立するようにした。よって、内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても電流が流れるタブ溶接箇所６１ａについて、その接合面積Ｓ１が薄肉部８４ａでの面積Ｓ２より小さく、電気的な抵抗が薄肉部８４ａより大きい。このため、内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても、タブ溶接箇所６１ａでの発熱量が薄肉部８４ａより大きくなり、薄肉部８４ａより先に負極第１接合部６１が溶断され、通電経路を遮断することができる。
【００５７】
また、設定圧力によって負極第２接合部６２を破断可能とする薄肉部８４ａの最大面積をＳ３として設定し、薄肉部８４ａの面積Ｓ２を最大面積Ｓ３以下とした。このため、ケース１１内の圧力が設定圧力に達したときには、電流遮断構造により負極第２接合部６２を破断させ、二次電池１０の通電経路を遮断することができる。したがって、電流遮断構造と、ヒューズ機能を共存させつつ、それらを安定して作動させることができ、二次電池１０を好適に保護することができる。
【００５８】
（２）負極タブ３２は、タブ溶接箇所６１ａによって負極第１接合部６１の下面に溶接されている。このため、タブ溶接箇所６１ａから第１接合部６１が溶断されると、負極タブ３２は下方に垂れ下がる。その結果、第１接合部６１が溶断して通電経路が遮断された後、負極タブ３２が負極第１接合部６１に再度接触して通電してしまうことを抑制できる。
【００５９】
（３）負極導電部材６０は銅製である。このため、電流遮断構造を構成する負極第２接合部６２も銅製である。銅は、正極導電部材４０のアルミニウムより強度が高く、経年劣化しにくい。よって、規定の設定圧力を受けた変形板８５が負極溶接部分Ｐに衝突したとき、薄肉部８４ａから負極溶接部分Ｐを破断させることができる。その結果として、銅製の負極導電部材６０を採用することで、負極溶接部分Ｐを設定圧力で安定して破断させることができる。
【００６０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態では、一方の極性の電極端子を負極端子１６とし、この負極端子１６に電流遮断構造を設けたが、一方の極性の電極端子を正極端子１５とし、この正極端子１５に電流遮断構造を設けてもよい。このとき、一方の極性の電極端子である正極端子１５と接続される導電部材は正極導電部材４０となる。
【００６１】
この場合、図８に示すように、正極端子１５の正極頭部５１に端子凹部５１ｃが設けられるとともに、正極頭部５１に接点板８１が溶接される。この接点板８１は、正極導電部材４０の正極第２接合部４２に、導通部としての正極溶接部分Ｐ１によって電気的に接続される。また、正極第２接合部４２は、正極溶接部分Ｐ１を取り囲む破断溝４２ａを備えるとともに、破断溝４２ａに対応して薄肉部４２ｂを備える。
【００６２】
正極第２接合部４２には変形板８５が接合されるとともに、変形板８５は保護部材８６によって電極組立体１４側から支持されている。正極頭部５１の座面５１ａ及び外周面は正極絶縁部材８９によって絶縁されている。そして、正極絶縁部材８９、正極頭部５１、接点板８１、絶縁リング８２、シール部材８３、正極導電部材４０（正極第２接合部４２）、変形板８５、及び保護部材８６は、カシメ部材８８によってユニット化されている。
【００６３】
このような電流遮断構造を有する正極の端子構造において、正極導電部材４０の正極第１接合部４１と正極タブ３１との溶接箇所であるタブ溶接箇所４１ａの接合面積をＳ１とする。また、正極溶接部分Ｐ１を取り囲む薄肉部４２ｂの面積をＳ２とする。さらに、正極第２接合部４２において、上記の設定圧力で変形板８５が凸となる変形に伴って、正極溶接部分Ｐ１を破断させるために必要な薄肉部４２ｂの面積の最大値を最大面積Ｓ３とする。この場合も、関係式「Ｓ３≧Ｓ２＞Ｓ１」が成立する。
【００６４】
このように構成した場合であっても、内部短絡及び外部短絡のいずれが発生しても、正極側のタブ溶接箇所４１ａが薄肉部４２ｂに先だって溶断し、通電経路を遮断することができる。
【００６５】
また、正極導電部材４０はアルミニウム製である。アルミニウムは、負極導電部材６０の銅よりも融点が低い。このため、タブ溶接箇所４１ａに電流が集中したときは、速やかに溶断させることができる。
【００６６】
○  ケース１１の内部圧力が設定圧力以上になったとき、負極溶接部分Ｐや正極溶接部分Ｐ１を破断できるのであれば、破断溝８４，４２ａは環状ではなく、負極溶接部分Ｐや正極溶接部分Ｐ１の外側に間隔を空けて設けられた凹部であってもよい。
【００６７】
○  ケース１１の内部圧力を受けて変形した変形板８５によって、負極溶接部分Ｐや正極溶接部分Ｐ１を破断させた。しかし、電流遮断構造において、変形板８５は無くてもよく、ケース１１の内部圧力によって、負極溶接部分Ｐや正極溶接部分Ｐ１を直接破断させる構成でもよい。
【００６８】
○  実施形態の二次電池１０は、異常時に水素ガス以外のガス（例えばメタンガスや、二酸化炭素、一酸化炭素など）を発生する成分を含む電解液を有する二次電池にも適用可能である。
【００６９】
○  実施形態の蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｐ…導通部としての負極溶接部分、Ｐ１…導通部としての正極溶接部分、Ｓ１…接合面積、Ｓ２…面積、Ｓ３…最大面積、１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１４…電極組立体、１５…電極端子としての正極端子、１６…電極端子としての負極端子、２１…電極としての正極電極、２１ｃ，２２ｃ…端部、２２…電極としての負極電極、３１…正極タブ、３２…負極タブ、４０…正極導電部材、４１…正極第１接合部、４２…正極第２接合部、４２ｂ，８４ａ…薄肉部、６０…負極導電部材、６１…負極第１接合部、６２…負極第２接合部。
【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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