特許 6211978 リチウムイオン二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6211978

(24)【登録日】2017年9月22日

(45)【発行日】2017年10月11日

(54)【発明の名称】リチウムイオン二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/34 20060101AFI20171002BHJP

   C22C 9/02 20060101ALI20171002BHJP

   C22C 9/04 20060101ALI20171002BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20171002BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20171002BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/34 A

   C22C9/02

   C22C9/04

   H01M10/0566

   H01M10/052

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-70914(P2014-70914)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-191882(P2015-191882A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2016年7月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】弘瀬 貴之

(72)【発明者】

【氏名】奥田 元章

(72)【発明者】

【氏名】西原 寛恭

(72)【発明者】

【氏名】田丸 耕二郎

(72)【発明者】

【氏名】中村 知広

(72)【発明者】

【氏名】岩 俊昭

(72)【発明者】

【氏名】小川 義博

(72)【発明者】

【氏名】光安 淳

(72)【発明者】

【氏名】秋吉 騎慎

【審査官】 井原 純

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１５４１６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−３３９８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９１３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６６７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１８７１５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００３８００１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０５７１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９４０００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３４９１４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／３４

Ｃ２２Ｃ ９／０２

Ｃ２２Ｃ ９／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５２

Ｈ０１Ｍ １０／０５６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解液と電極組立体とが収容されたケースと、
前記ケースに固定された電極端子と、
前記ケースに収容され、前記電極組立体と前記電極端子とを接続する通電経路上に配置された電流遮断装置と、を備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記電流遮断装置は、前記ケース内の圧力が閾値を超えて上昇したときに変形する変形板を備え、
前記変形板の外周部が溶接処理されており、
前記変形板は、前記ケース内の圧力を受圧する受圧面を有し、
前記受圧面は、前記ケース内に収容された前記電解液に面しており、
前記変形板は、スズを含有する銅合金により形成されており、前記銅合金におけるスズの含有率が５．５ｗｔ％以上かつ７．０ｗｔ％以下である、リチウムイオン二次電池。

【請求項2】

前記変形板は、スズと亜鉛を含有する銅合金により形成されており、前記銅合金における亜鉛の含有率が２６．０ｗｔ％以下である、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。

【請求項3】

電解液と電極組立体とが収容されたケースと、
前記ケースに固定された電極端子と、
前記ケースに収容され、前記電極組立体と前記電極端子とを接続する通電経路上に配置された電流遮断装置と、を備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記電流遮断装置は、前記ケース内の圧力が閾値を超えて上昇したときに変形する変形板を備え、
前記変形板は、前記ケース内の圧力を受圧する受圧面を有し、
前記受圧面は、前記ケース内に収容された前記電解液に面しており、
前記変形板は、前記受圧面を有する第１層と、前記第１層の前記受圧面と反対側に積層された第２層とを備えており、
前記第１層は、スズを含有する銅合金により形成されており、前記銅合金におけるスズの含有率が７．０ｗｔ％以下である、リチウムイオン二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、リチウムイオン二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池の技術分野では、リチウムイオン二次電池が過充電されたり、内部で短絡が発生したりしたときに、電極端子間（正極端子と負極端子）に流れる電流を遮断する電流遮断装置の開発が進められている。

【0003】

特許文献１には、異常が発生したときに電流を遮断する構成を備えるリチウムイオン二次電池が開示されている。特許文献１のリチウムイオン二次電池は、外装缶と、外装缶に収納された電極群を備え、その電極群は、正極、負極、およびセパレータで構成されている。外装缶には非水電解液がさらに収容され、外装缶の開口部には、ガス発生に伴う内圧上昇で破断可能な易破断部を有するラプチャー板が配設されている。ラプチャー板はアルミニウムから形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−０１２６０４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のリチウムイオン二次電池では、外装缶の内部の圧力を受圧するラプチャー板が電解液に晒されている。この構成ではラプチャー板が電解液により腐食する虞がある。本明細書は、電解液に対する脆化耐性を有する電流遮断機能を備えたリチウムイオン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】

【0006】

本明細書に開示するリチウムイオン二次電池は、電解液と電極組立体とが収容されたケースと、前記ケースに固定された電極端子とを備えている。また、リチウムイオン二次電池は、前記ケースに収容され、前記電極組立体と前記電極端子とを接続する通電経路上に配置された電流遮断装置を備えている。前記電流遮断装置は、前記ケース内の圧力が閾値を超えて上昇したときに変形する変形板を備えている。前記変形板は、前記ケース内の圧力を受圧する受圧面を有し、前記受圧面は、前記ケース内に収容された前記電解液に面している。また、前記受圧面は、スズを含有する銅合金により形成されており、前記銅合金におけるスズの含有率が７．０ｗｔ％以下である。

【0007】

このような構成によれば、受圧面の銅合金におけるスズの含有率が７．０ｗｔ％以下であるので、電解液に対する受圧面の脆化耐性を高めることができる。

【0008】

また上記のリチウムイオン二次電池において、前記変形板の外周部が溶接処理されていてもよい。また前記変形板は、スズを含有する銅合金により形成されており、スズの含有率が４．５ｗｔ％以上であってもよい。

【0009】

また前記変形板は、スズと亜鉛を含有する銅合金により形成されており、銅合金における亜鉛の含有率が２６．０ｗｔ％以下であってもよい。

【0010】

また前記変形板は、前記受圧面を有する第１層と、前記第１層の前記受圧面と反対側に積層された第２層とを備えていてもよい。前記第１層は、スズを含有する銅合金により形成されており、スズの含有率が７ｗｔ％以下であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係るリチウムイオン二次電池の縦断面図を示す。

【図2】図１の要部IIの導通時における拡大図を示す。

【図3】図１の要部IIの非導通時における拡大図を示す。

【図4】第２実施形態に係る変形板の縦断面図を示す。

【図5】実施例１〜８及び比較例１に係る評価極の写真を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［第１実施形態］
以下、実施形態について添付図面を参照して説明する。図１に示すように、リチウムイオン二次電池１００は、ケース１と、電極組立体６０と、電極端子（負極端子１９および正極端子１１９）と、電流遮断装置２とを備えている。リチウムイオン二次電池１００は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載されて、モータに電力を供給する。また、リチウムイオン二次電池１００は、モータが回生発電した電力によって充電される。

【0013】

ケース１は、矩形箱状の本体部分６２と、本体部分６２を閉塞する矩形平板状の蓋部分６３とを備えている。本体部分６２及び蓋部分６３は、金属製（例えば、ステンレス、アルミニウム等）である。以下の説明では、本体部分６２及び蓋部分６３を、単にケース１と称することがある。ケース１の内部には、正極電極及び負極電極を備える電極組立体６０が収容されている。ケース１と電極組立体６０は、絶縁シート６１によって絶縁されている。正極集電タブ６５が正極電極に固定されている。負極集電タブ６７が負極電極に固定されている。また、ケース１の内部には、電解液が収容されている。

【0014】

電解液としては、非水系の溶媒に支持塩（電解質）を溶解させた非水電解液を用いることができる。非水系の溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状エステルを含んでいる溶媒、酢酸エチル、プロピロン酸メチルなどの溶媒、又はこれらの混合液を使用することができる。また、支持塩（電解質）として、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６等を使用することができる。

【0015】

電極端子（負極端子１９及び正極端子１１９）は、ケース１（蓋部分６３）に固定されている。図示は省略するが、負極端子１９とケース１、及び正極端子１１９とケース１との間は、絶縁シート等により絶縁されている。負極端子１９は、電流遮断装置２，負極リード６８を介して、負極集電タブ６７（負極電極）に電気的に接続している。電流遮断装置２の詳細は後述する。なお、電流遮断装置２と負極リード６８は、導電性を有する接続部材１３によって接続されている。正極端子１１９は、正極リード６４を介して正極集電タブ６５（正極電極）に電気的に接続している。負極リード６８及び正極リード６４は、ケース１（蓋部分６３）に取り付けられている絶縁シート６６によって、ケース１と絶縁されている。

【0016】

図２及び図３を参照し、電流遮断装置２について説明する。電流遮断装置２は、ケース１内部に収容されている。電流遮断装置２は、電極組立体６０と電極端子（負極端子１９）との間に配置されている。電流遮断装置２の構造を、ケース１の内部（図２及び図３の下方）からケース１の外側（図２及び図３の上方）に向けて順に説明する。電流遮断装置２は、変形板３と、通電板４と、接点板５と、封口蓋体７とを備えている。

【0017】

変形板３は、金属製の薄板により形成されている。変形板３は、断面視において１層構造になっている。変形板３は、受圧面２２を備えている。受圧面２２は、ケース１の内部を向いている。受圧面２２は、ケース１の内部に収容された電解液に面している。受圧面２２は、ケース１内の空間に露出しており、ケース１内の内圧を受圧する。

【0018】

変形板３はダイアフラムである。変形板３は変形可能に形成されている。変形板３は、導通時には下に凸の状態であり、非導通時には上に凸の状態になる。変形板３は、ケース１内の内圧を受けることにより、下に凸の状態から上に凸の状態に変形する。変形板３は、ケース１内の圧力が閾値を超えて上昇したときに変形する。

【0019】

変形板３の外周部は、絶縁性の支持部材１１によって固定されている。また、変形板３の外周部は、通電板４の外周部に溶接で固着されている。すなわち、変形板３の外周部は溶接処理されている。変形板３と通電板４を溶接することにより、変形板３と通電板４の間の空間を気密に保つことができる。変形板３と通電板４を溶接するために、変形板３は、溶接可能な金属材料で形成されている。

【0020】

受圧面２２を含む変形板３は、スズ（Ｓｎ）および亜鉛（Ｚｎ）を含有する銅合金により形成されている。変形板３を形成する銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率は７．０ｗｔ％（重量％）以下であることが好ましく、４．５ｗｔ％以上かつ７．０ｗｔ％以下であることが更に好ましい。亜鉛（Ｚｎ）を含有する銅合金としては、例えば黄銅（真鍮）、洋白、丹銅、快削黄銅、鍛造用黄銅などを用いることができ、より好ましくは、洋白または丹銅を用いることができる。変形板３の銅合金における亜鉛（Ｚｎ）の含有率は特に限定されるものではないが、２６．０ｗｔ％以下であることが好ましい。

【0021】

変形板３は、電流遮断装置２の外側部分に配置され、電流遮断装置２の外面を形成している。変形板３によって、通電板４と接点板５が、電解液が存在する雰囲気から遮断されている。また、変形板３は、ガスの流通を阻止する。変形板３の中央部には、接点板５の側に向けて突出する絶縁性の突起１２が設けられている。突起１２の形状は、例えば筒状である。突起１２は当接部２４を備えている。

【0022】

通電板４は接続部材１３を備えている。通電板４は、接続部材１３を介して電極組立体６０と電気的に接続されている。接続部材１３は、通電板４の外周の一部に設けられている。接続部材１３は、負極リード６８と電気的に接続される。通電板４の接続部材１３が設けられていない外周部は、絶縁性の支持部材１１によって支持されている。通電板４の外周部は変形板３に固定された状態で、支持部材１１に保持されている。

【0023】

通電板４には第１接点部６が形成されている。第１接点部６は、通電板４が接点板５と接する部分である。通電板４の中央部１５は、通電板４の他の部分と比較して、厚みが薄い。すなわち、通電板４の変形板３側の中央に、窪みが設けられている。変形板３の突起１２の当接部２４が、通電板４の薄い部分（中央部１５）に接する。すなわち、当接部２４は、通電板４の第１接点部６に接する。通電板４には、破断溝１６が設けられている。破断溝１６は、通電板４の変形板３が接触する部分の周囲に形成されている。通電板４の破断溝１６が設けられる部分が破断することにより、第１接点部６は、通電板４から分離可能である。第１接点部６が破断溝１６よりも通電板４の中央側に形成されている。破断溝１６は、当接部２４が当接する部分の周囲に設けられている。そのため、当接部２４が第１接点部６に接したときに、その衝撃によって、通電板４が破断されやすい。破断溝１６は、平面視したときに、当接部２４の外周よりも外側に設けられている。

【0024】

接点板５は、金属製の薄板により形成されている。接点板５は、ダイアフラムである。接点板５は、変形可能に形成されている。接点板５は、導通時には下に凸の状態になる。接点板５は、非導通時には上に凸の状態になる。接点板５は、突起１２に押圧されることにより、下に凸の状態から上に凸の状態に変形する。接点板５の外周部は、絶縁性の支持部材１１で固定されている。接点板５には第２接点部２３が形成されている。第２接点部２３は、接点板５が通電板４と接する部分である。接点板５の中央部は、通電板４と接する第２接点部２３を構成している。第２接点部２３は第１接点部６と接触している。なお、接点部６、２３は、単に、通電板４の中央部と接点板５の中央部が接触した状態であってもよい。あるいは、接点部６、２３は、通電板４の中央部と接点板５の中央部を溶接等で固着することにより接触していてもよい。

【0025】

接点板５の外周部と通電板４の外周部との間に絶縁性のシール部材１７が配置されている。そのため、接点板５の外周部と通電板４の外周部は、電気的に絶縁されている。シール部材１７は、接点板５と通電板４との間をシールし、かつ接点板５と通電板４との間の空間と支持部材１１との間をシールする。

【0026】

封口蓋体７は導電性を有している。封口蓋体７は、接点板５の上方（負極端子１９側）に設けられている。封口蓋体７の雌ネジ部８は、ケース１に固定された負極端子１９の雄ネジ部９とネジ結合されている。シール部材１０が、封口蓋体７の上面とケース１の内面との間に装着されている。封口蓋体７とケース１は、シール部材１０によって電気的に絶縁されている。

【0027】

封口蓋体７の外周部は、絶縁性の支持部材１１で支持されている。封口蓋体７の外周部は、接点板５と接触しており、接点板５と電気的に導通している。封口蓋体７には凹部１８が形成されている。凹部１８は封口蓋体７の内面（接点板５側の面）に形成されている。凹部１８は、上方（接点板５から離れる側）に窪んでいる。すなわち、封口蓋体７の中央部が、封口蓋体７の外周部（接点板５と接触している部分）よりも上方に窪んでいる。変形板３の突起１２が通電板４に接触すると、接点板５が上方に変形する。凹部１８は、接点板５を上方に変形させるための空間である。

【0028】

支持部材１１は、絶縁性を有している。支持部材１１は例えば樹脂モールドで成形されている。支持部材１１を平面視するとリング状である。支持部材１１の断面は略Ｕ字状である。この略Ｕ字状の部分に、変形板３の外周部、通電板４の外周部、接点板５の外周部、絶縁性のシール部材１７、及び封口蓋体７の外周部が位置している。また、略Ｕ字状の部分によって、変形板３、通電板４、接点板５、シール部材１７、及び封口蓋体７が、一体的に保持されている。支持部材１１の外面には、金属製のカシメ部材２０が被覆されている。カシメ部材２０によって、上記部材の保持が確実に行われる。また、カシメ部材２０によって、電流遮断装置２の内部が密封されている。

【0029】

上記の構成を備えるリチウムイオン二次電池１００では図２に示すように、矢印２１で示す通電経路が形成される。矢印２１は、電極組立体６０と負極端子１９とを接続する通電経路を示している。上記したように、通電板４の接続部材１３が、ケース１の内部に配置された電極組立体６０（図１を参照）と電気的に接続されている。通電板４の中央部に、接点板５と接触する第１接点部６が設けられている。また、接点板５の中央部に、通電板４と接触する第２接点部２３が設けられている。さらに、接点板５の外周部が、封口蓋体７と電気的に接続されている。これにより、電極組立体６０から負極端子１９に至る直列な通電経路が形成されている。電流遮断装置２は、通電経路上に配置されている。

【0030】

また、上記の構成を備えるリチウムイオン二次電池１００では、電流遮断装置２が電極組立体６０と負極端子１９とを電気的に接続する。また、電流遮断装置２は、電極組立体６０が収容されているケース１の内部とケース１の外部とのガスの流通を阻止する。ケース１の内部（電流遮断装置２の外部）のガスが電流遮断装置２の内部に流通しないようにシールされている。電流遮断装置２は、ケース１内の内圧が所定レベルを超えて上昇したときに、電極組立体６０と負極端子１９との直列な通電経路を遮断する。

【0031】

ケース１の内圧が所定レベルを超えて上昇すると、変形板３がケース１の内圧の上昇によってケース１の外方（上方）に向けて変形する。突起１２の当接部２４が第１接点部６に接触し、通電板４及び接点板５の接点部６、２３に衝撃を与える。その結果、第１接点部６及び第２接点部２３が、通電板４から分離する。変形板３は、ケース１の内圧の上昇によってケース１の外方に向けて変形するときに、変形板３の外周部の支持点を超えて変形し、反転する。電流遮断装置２を組み立てるとき、又はケース１の内圧が通常（所定レベル以下）のときは、変形板３は、ケース１の内方（下方）に凸の状態を保っている。変形板３が反転することにより、変形板３が変形するときの変位量（ストローク）を十分に確保することができる。

【0032】

上記した「所定レベルの内圧」とは、リチウムイオン二次電池１００が過充電（過電圧）状態になるときや、リチウムイオン二次電池１００が過昇温状態（活物質の熱暴走温度）になるときのケース１内の内圧を意味する。「所定レベルの内圧」は、リチウムイオン二次電池１００の容量，出力電圧等の条件により設定される。

【0033】

例えばリチウムイオン二次電池１００が過充電されると、密閉されたケース１の内部でガスが発生し、ケース１の内圧が上昇する。この場合、図３に示すように、ケース１の内圧が変形板３に作用し、変形板３が上方に変形（反転）する。変形板３が上方に変形すると、突起１２が通電板４にぶつかり、通電板４が破断溝１６を起点として破断される。通電板４の第１接点部６と接点板５の第２接点部２３とが、通電板４から分離される。接点板５は、反転状態、あるいは、通電板４と接合される前の状態となる。その結果、通電経路２１が破断され、電流が遮断される。すなわち、負極端子１９と電極組立体６０との導通が遮断される。換言すると、リチウムイオン二次電池１００の電流の流れが遮断される。

【0034】

通電経路２１が破断した後は、突起１２によって、通電板４と接点板５が再接触することが防止される。なお、変形板３は、外周部が支持部材１１に固定されている以外に、他の部品と接触していない。そのため、変形板３は、ケース１の内部圧力によって安定して作動する。また、変形板３に設けられた突起１２が通電板４にぶつかるときに、通電板４に衝撃力が加わる。そのため、接点部６、２３の破断荷重がばらついていても、破断荷重のばらつきを補うことができる。電流遮断装置２が駆動するときのケース１の内圧、すなわち、電流を遮断するときのケース１の内圧を安定させることができる。

【0035】

上述のように、ケース１の内圧が上昇して変形板３が上方に変形したときに接点部６、２３に衝撃が加わり接点部６、２３が通電板４から分離される。また、通電経路が破断された後に接点板５と通電板４とが電気的に絶縁された状態が維持される。

【0036】

上述の説明から明らかなように、上述の構成を備えるリチウムイオン二次電池１００では変形板３の受圧面２２がスズを含有する銅合金により形成されており、銅合金におけるスズの含有率が７．０ｗｔ％以下である。これにより、後述するようにリチウムに対する受圧面２２の脆化耐性を高めることができる。

【0037】

また、変形板３の銅合金におけるスズの含有率が４．５ｗｔ％以上であると、変形板３を溶接処理したときに溶接性を高めることができる。

【0038】

以上、一実施形態について説明したが、具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0039】

［第２実施形態］
上記実施形態では変形板３は断面視において１層構造であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施形態では、図４に示すように、変形板３は断面視において２層構造になっている。変形板３は、第１層３１と、第１層３１に積層された第２層３２とを備えている。

【0040】

第１層３１は受圧面２２を有している。第１層３１はケース１の内部を向いている。第１層３１は電流遮断装置２の外部を向いている。第１層３１は電解液側に形成されている。第１層３１は電解液に面している。

【0041】

第２層３２は第１層３１の受圧面２２と反対側に積層されている。第２層３２は電流遮断装置２の内部を向いている。第２層３２は通電板４側に形成されている。第２層３２は通電板４に面している。第２層３２に突起１２が設けられている。

【0042】

受圧面２２を含む第１層３１は、第２層３２の材料よりもリチウム（Ｌｉ）と合金化しにくい材料により形成されている。第１層３１に用いるリチウム（Ｌｉ）と合金化しにくい材料としては、例えば、純銅、ニッケル、樹脂などが挙げられる。また、第１層３１に用いるリチウム（Ｌｉ）と合金化しにくい材料としては、スズ（Ｓｎ）を含有する銅合金が挙げられる。本実施形態では、第１層３１は、スズ（Ｓｎ）を含有する銅合金により形成されている。第１層３１に用いる銅合金は、上述の第１実施形態で説明した変形板３に用いる銅合金と同様である。すなわち、第１層３１の銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率は７．０ｗｔ％（重量％）以下であることが好ましく、４．５ｗｔ％以上かつ７．０ｗｔ％以下であることが更に好ましい。

【0043】

一方、第２層３２は、第１層３１の材料よりも溶接性の高い金属により形成されている。例えば、銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率が７．０ｗｔ％より多い材料により形成されている。しかし、スズ（Ｓｎ）の含有率が７．０ｗｔ％より多いと、リチウム（Ｌｉ）と合金化しやすくなる。

【0044】

このような構成によれば、変形板３の第１層３１がスズを含有する銅合金により形成されており、銅合金におけるスズの含有率が７．０ｗｔ％以下である。これにより、第１層３１がリチウムと合金化しにくく、電解液に対する脆化耐性を高めることができる。その一方、第２層３２には電解液に対する脆化耐性が不要となるため、変形板３に所望の機械的特性を付与することができる。すなわち、電流遮断装置２では、変形板３が変形することで、変形板３の突起１２が通電板４に衝突し、通電板４を破断溝１６で破断する。このため、変形板３には通電板４を破断するための機械的特性が求められる。本実施形態では、２層構造の変形板３を用いることで、変形板３に求められる機械的特性と化学的特性（電解液に対する脆化耐性）の両者を容易に実現することができる。

【0045】

［実施例］
以下、実施例及び比較例を用いた試験に基づいて本明細書に開示する技術について更に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0046】

［脆化耐性の評価試験］
脆化耐性の評価試験では、評価極及び対極を備えるリチウムイオン二次電池を用いた。評価極として実施例１〜８及び比較例１を用いた。実施例１〜８及び比較例１は、スズ（Ｓｎ）を含有する銅合金である。評価極に用いた実施例１〜８及び比較例１に係る銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率を表１に示す。また、対極として金属リチウム箔を用いた。対極の厚さは５００μｍとした。

【0047】

直径１１ｍｍの評価極、直径１３ｍｍの対極、およびセパレータを用いて電極体電池を作製した。評価極と対極の間にセパレータを配置した。セパレータとして、ヘキストセラニーズ社製ガラスフィルター、および、Ｃｅｌｇａｒｄ社製Ｃｅｌｇａｒｄ２４００を用いた。

【0048】

評価極、対極、およびセパレータを備える電極体電池を電池ケースに収容した。電池ケースとして、宝泉株式会社製ＣＲ２０３２型コイン電池用部材を用いた。また、電池ケース内に電解液を注入した。電解液として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを１：１（体積比）で混合した混合溶媒にヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を１Ｍの濃度で溶解した非水電解液を用いた。電解液を注入した電池ケースを密閉してリチウムイオン二次電池を得た。

【0049】

上記のリチウムイオン二次電池を用いて、温度２５℃、電流０．２ｍＡの条件下において１Ｖまで充電し、１０分間休止した後、電流０．２ｍＡの条件下において０．０１Ｖまで放電し、１０分間休止するサイクルを行った。このサイクルを５０サイクル繰り返すことによりサイクル試験を行った。実施例１〜８及び比較例１の評価極を用いてそれぞれサイクル試験を行った。

【0050】

実施例１〜８及び比較例１の評価極の脆化耐性を評価した。脆化耐性の評価では、サイクル試験後の評価極を１８０°折り曲げる試験を行った。評価極を１８０°折り曲げたときに評価極に割れが生じない場合を合格「○」とした。一方、評価極を１８０°折り曲げたときに評価極に割れが生じた場合を不合格「×」とした。脆化耐性の評価結果を表１に示す。また、実施例１〜８及び比較例１に係る評価極の写真を図５に示す。

【0051】

表１及び図５に示すように、銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率が７．０ｗｔ％以下である場合には、評価極に割れが生じなかった。これにより、銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率が７．０ｗｔ％以下である場合には電解液に対して脆化耐性を有することが確認できた。

【表1】

【0052】

［溶接性の評価試験］
溶接性の評価試験では、第１実施形態の構成を備えるリチウムイオン二次電池を用いた。リチウムイオン二次電池における電流遮断装置の変形板の外周部と通電板の外周部とを溶接した。実施例１〜８及び比較例１に係る変形板を用いた。変形板はスズ（Ｓｎ）を含有する銅合金により形成されている。実施例１〜８及び比較例１に係る変形板の銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率を表２に示す。

【0053】

上記のリチウムイオン二次電池を用いて、変形板の外周部と通電板の外周部とを溶接した状態で、変形板と通電板の間にヘリウムガスを注入してヘリウムリーク試験を行った。

【0054】

実施例１〜８及び比較例１の変形板の溶接性を評価した。溶接性の評価では、ヘリウムガスを注入したときに変形板の外周部からヘリウムガスがリークしない場合を合格「○」とした。一方、ヘリウムガスを注入したときに変形板の外周部からヘリウムガスがリークした場合を不合格「×」とした。溶接性の評価結果を表２に示す。

【0055】

表２に示すように、銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率が４．５ｗｔ％以上である場合には、ヘリウムガスがリークしなかった。これにより、銅合金におけるスズ（Ｓｎ）の含有率が４．５ｗｔ％以上である場合には変形板が確実に溶接されていることが確認できた。

【表2】

【0056】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0057】

１；ケース
２；電流遮断装置
３；変形板
４；通電板
５；接点板
６；第１接点部
７；封口蓋体
８；雌ネジ部
９；雄ネジ部
１０；シール部材
１１；支持部材
１２；突起
１３；接続部材
１４；シール部材
１５；中央部
１６；破断溝
１７；シール部材
１８；凹部
１９；負極端子
２０；カシメ部材
２１；矢印
２１；通電経路
２２；受圧面
２３；第２接点部
２４；当接部
３１；第１層
３２；第２層
６０；電極組立体
６１；絶縁シート
６２；本体部分
６３；蓋部分
６４；正極リード
６５；正極集電タブ
６６；絶縁シート
６７；負極集電タブ
６８；負極リード
１００；リチウムイオン二次電池
１１９；正極端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】