特許 7265518 電池およびその製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-04-18

(45)【発行日】2023-04-26

(54)【発明の名称】電池およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/578 20210101AFI20230419BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20230419BHJP

   H01M 50/176 20210101ALI20230419BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20230419BHJP

   H01M 50/567 20210101ALI20230419BHJP

【ＦＩ】

H01M50/578

H01M50/55 101

H01M50/176

H01M50/15

H01M50/567

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020208355

(22)【出願日】2020-12-16

(65)【公開番号】P2022095179

(43)【公開日】2022-06-28

【審査請求日】2022-01-05

(73)【特許権者】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高井 徹

(72)【発明者】

【氏名】岡田 光広

【審査官】村岡 一磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６０３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３６２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４６５９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／００－５０／１９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極体と、
前記電極体を収容する電池ケースと、
前記電池ケースに固定された端子部と、
前記端子部に接続され、前記電極体側に開口部を有する導電部材と、
前記導電部材の前記開口部を封止する変形板と、
前記変形板と接合される集電体とを備え、
前記電極体は、前記集電体、前記変形板、および前記導電部材を介して前記端子部と電気的に接続され、
前記電池ケース内の圧力が所定値以上となったときに、前記変形板が変形することに伴い、前記電極体と前記端子部との間の電気的な接続が切断され、
前記導電部材は、貫通穴を有するベース部を含み、
前記端子部の前記電極体側の先端が前記貫通穴に挿入され、前記先端が前記ベース部にカシメられ、
前記ベース部は、前記貫通穴の周囲に略環状の脆弱部を含み、前記脆弱部は溝部を含む、電池。

【請求項2】

前記電池ケースは、前記電極体を収容する外装体および前記外装体を封口する封口板を含み、
前記ベース部は、前記封口板側の第１表面と、前記電極体側の第２表面とを有し、
前記溝部は、前記第１表面上または前記第２表面上に形成される、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記溝部は前記第２表面上に形成される、請求項２に記載の電池。

【請求項4】

前記溝部は、前記溝部に隣接する前記ベース部の厚みの１／２０以上１／３以下の厚みを残すように形成される、請求項２または請求項３に記載の電池。

【請求項5】

前記脆弱部は、真円状または多角形状に延びる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項6】

電極体と集電体とを接続する工程と、
貫通穴を有するベース部と開口部とを含み、前記貫通穴の周囲に位置する前記ベース部に略環状の溝部を含む脆弱部が形成された導電部材を準備する工程と、
端子部の先端を前記貫通穴に挿入し、前記先端を前記ベース部にカシメることにより前記端子部と前記導電部材とを接続する工程と、
変形板により前記導電部材の前記開口部を封止する工程と、
前記変形板と前記集電体とを接合することにより、前記集電体、前記変形板、および前記導電部材を介して前記電極体と前記端子部とを電気的に接続する工程と、
前記電極体を電池ケースに収容する工程とを備え、
前記電池ケース内の圧力が所定値以上となったときに、前記変形板が変形することに伴い、前記電極体と前記端子部との間の電気的な接続が切断される、電池の製造方法。

【請求項7】

前記端子部の前記先端を前記ベース部にカシメる工程は、前記導電部材の前記開口部の周縁部を押さえながら前記脆弱部の内周側に位置する前記導電部材を変形させることを含む、請求項６に記載の電池の製造方法。

【請求項8】

前記電極体を電池ケースに収容する工程は、前記電極体を収容した外装体を封口板により封口することを含み、
前記溝部は、前記ベース部における前記封口板側の第１表面または前記電極体側の第２表面に設けられる、請求項６または請求項７に記載の電池の製造方法。

【請求項9】

前記溝部は前記第２表面上に形成される、請求項８に記載の電池の製造方法。

【請求項10】

前記溝部は、前記溝部に隣接する前記ベース部の厚みの１／２０以上１／３以下の厚みを残すように形成される、請求項８または請求項９に記載の電池の製造方法。

【請求項11】

前記脆弱部は、真円状または多角形状に延びる、請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、電池およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池ケースの内圧が所定レベルを超えて上昇したときに該内圧によって電極体への導電経路が遮断される電流遮断機構を備えた電池が従来から知られている。このような電池は、たとえば特開２０１０－２１２０３４号公報（特許文献１）および特開２０１３－１５７１５６号公報（特許文献２）に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２１２０３４号公報

【文献】特開２０１３－１５７１５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の電流遮断機構においては、電池ケース内の圧力が所定値（作動圧）以上となったときに、変形板が変形することによって電極体への導電経路が切断される。導電経路が切断される作動圧を安定させたいという要望がある。従来の電池は、上記の観点から必ずしも十分な構造を備えるものではない。

【0005】

本技術の目的は、電流遮断機構の作動圧が安定した電池およびそ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】

【0006】

本技術に係る電池は、電極体と、電極体を収容する電池ケースと、電池ケースに固定された端子部と、端子部に接続され、電極体側に開口部を有する導電部材と、導電部材の開口部を封止する変形板と、変形板と接合される集電体とを備える。電極体は、集電体、変形板、および導電部材を介して端子部と電気的に接続される。電池ケース内の圧力が所定値以上となったときに、変形板が変形することに伴い、電極体と端子部との間の電気的な接続が切断される。導電部材は、貫通穴を有するベース部を含む。端子部の電極体側の先端が貫通穴に挿入され、先端がベース部にカシメられる。ベース部は、貫通穴の周囲に略環状の脆弱部を含む。

【0007】

本技術に係る電池の製造方法は、電極体と集電体とを接続する工程と、貫通穴を有するベース部と開口部とを含み、貫通穴の周囲に位置するベース部に略環状の脆弱部が形成された導電部材を準備する工程と、端子部の先端を貫通穴に挿入し、先端をベース部にカシメることにより端子部と導電部材とを接続する工程と、変形板により導電部材の開口部を封止する工程と、変形板と集電体とを接合することにより、集電体、変形板、および導電部材を介して電極体と端子部とを電気的に接続する工程と、電極体を電池ケースに収容する工程とを備える。

【発明の効果】

【0008】

本技術によれば、電流遮断機構の作動圧が安定した電池およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】角形二次電池の斜視図である。

【図2】図１におけるII－II断面図である。

【図3】電極体を構成する正極板の平面図である。

【図4】電極体を構成する負極板の平面図である。

【図5】正極板および負極板からなる電極体を示す平面図である。

【図6】電極体と正極集電部材および負極集電部材との接続構造を示す図である。

【図7】封口板への正極集電部材および負極集電部材の取付構造を示す図である。

【図8】図７におけるＶIII-ＶIII断面図である。

【図9】図７におけるIＸ－IＸ断面図である。

【図10】封口板と電極体とが接続された状態を示す図である。

【図11】封口板と電極体とが接続された状態における正極集電部材周辺の拡大図である。

【図12】電流遮断機構の導電部材および正極端子のカシメ構造を示す図である。

【図13】図１２に示すカシメ構造を形成する工程を示す図である。

【図14】図１２，図１３に示す導電部材の底面図（カシメ後）である。

【図15】図１２～図１４に示す導電部材の断面図（カシメ後）である。

【図16】変形例（その１）に係る導電部材の底面図（カシメ後）である。

【図17】変形例（その２）に係る導電部材の底面図（カシメ後）である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

【0011】

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。

【0012】

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

【0013】

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池など他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。また、「電極板」は正極板および負極板を総称し得る。

【0014】

図１は、角形二次電池１の斜視図である。図２は、図１におけるII－II断面図である。

【0015】

図１，図２に示すように、角形二次電池１は、電池ケース１００と、電極体２００と、絶縁シート３００と、正極端子４００と、負極端子５００と、正極集電部材６００と、負極集電部材７００と、電流遮断機構８００と、カバー部材９００とを含む。

【0016】

電池ケース１００は、開口を有する有底角筒状の角形外装体１１０と、角形外装体１１０の開口を封口する封口板１２０とからなる。角形外装体１１０および封口板１２０は、それぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが好ましい。

【0017】

封口板１２０には、電解液注液孔１２１が設けられる。電解液注液孔１２１から電池ケース１００内に電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は、封止部材１２２により封止される。封止部材１２２としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。

【0018】

封口板１２０には、ガス排出弁１２３が設けられる。ガス排出弁１２３は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に破断する。これにより、電池ケース１００内のガスが電池ケース１００外に排出される。

【0019】

電極体２００は、電解液とともに電池ケース１００内に収容されている。電極体２００は、正極板と負極板がセパレータを介して積層されたものである。電極体２００と角形外装体１１０の間には樹脂製の絶縁シート３００が配置されている。

【0020】

電極体２００の封口板１２０側の端部には、正極タブ２１０Ａおよび負極タブ２１０Ｂが設けられている。

【0021】

正極タブ２１０Ａと正極端子４００とは、正極集電部材６００を介して電気的に接続されている。正極集電部材６００は、第１正極集電体６１０および第２正極集電体６２０を含む。なお、正極集電部材６００は、１つの部品から構成されてもよい。正極集電部材６００は、金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることがより好ましい。

【0022】

負極タブ２１０Ｂと負極端子５００とは、負極集電部材７００を介して電気的に接続されている。負極集電部材７００は、第１負極集電体７１０および第２負極集電体７２０を含む。なお、負極集電部材７００は、１つの部品から構成されてもよい。負極集電部材７００は、金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。

【0023】

正極端子４００は、樹脂製の外部側絶縁部材４１０を介して封口板１２０に固定されている。負極端子５００は、樹脂製の外部側絶縁部材５１０を介して封口板１２０に固定されている。

【0024】

正極端子４００は金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることがより好ましい。負極端子５００は金属製であることが好ましく、銅または銅合金製であることがより好ましい。負極端子５００が、電池ケース１００の内部側に配置される銅または銅合金からなる領域と、電池ケース１００の外部側に配置されるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる領域を有するようにしてもよい。

【0025】

電流遮断機構８００は、正極タブ２１０Ａ（正極板）と正極端子４００の間の導電経路に設けられる。電流遮断機構８００は、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となった際に作動し、導電経路を遮断することができる。ガス排出弁１２３の作動圧は、電流遮断機構８００の作動圧よりも大きい値に設定される。電流遮断機構８００は、負極タブ２１０Ｂと負極端子５００の間の導電経路に設けることもできる。

【0026】

図３は、電極体２００を構成する正極板２００Ａの平面図である。正極板２００Ａは、矩形状のアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に正極活物質（たとえばリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等）、結着材（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等）、および導電材（たとえば炭素材料等）を含む正極活物質合剤層が形成された本体部２２０Ａを有する。本体部の端辺から正極芯体が突出しており、この突出した正極芯体が正極タブ２１０Ａを構成する。正極タブ２１０Ａにおける本体部２２０Ａと隣接する部分には、アルミナ粒子、結着材、および導電材を含む正極保護層２３０Ａが設けられている。正極保護層２３０Ａは、正極活物質合剤層の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。正極活物質合剤層は導電材を含まなくてもよい。正極保護層２３０Ａは必ずしも設けられなくてもよい。

【0027】

図４は、電極体２００を構成する負極板２００Ｂの平面図である。負極板２００Ｂは、矩形状の銅箔からなる負極芯体の両面に負極活物質層が形成された本体部２２０Ｂを有する。本体部２２０Ｂの端辺から負極芯体が突出しており、この突出した負極芯体が負極タブ２１０Ｂを構成する。

【0028】

図５は、正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂからなる電極体２００を示す平面図である。図５に示すように、電極体２００は、一方の端部において各々の正極板２００Ａの正極タブ２１０Ａが積層され、各々の負極板２００Ｂの負極タブ２１０Ｂが積層されるように作製される。正極板２００Ａおよび負極板２００Ｂは、たとえば各々５０枚程度ずつ重ねられる。正極板２００Ａと負極板２００Ｂとは、ポリオレフィン製の矩形状のセパレータを介して交互に積層される。なお、長尺のセパレータをつづら折りして用いてもよい。

【0029】

図６は、電極体２００と正極集電部材６００および負極集電部材７００との接続構造を示す図である。図６に示すように、電極体２００は、第１電極体要素２０１（第１積層群）および第２電極体要素２０２（第２積層群）により構成される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２の外面にもセパレータが各々配置される。第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２は、たとえばテープ等により積層状態の状態で固定することができる。代替的に、各々の正極板２００Ａ、負極板２００Ｂおよびセパレータに接着層を設け、セパレータと正極板２００Ａとが各々接着され、セパレータと負極板２００Ｂとが各々接着されるようにしてもよい。

【0030】

第１電極体要素２０１の複数枚の正極タブ２１０Ａが第１正極タブ群２１１Ａを構成する。第１電極体要素２０１の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第１負極タブ群２１１Ｂを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の正極タブ２１０Ａが第２正極タブ群２１２Ａを構成する。第２電極体要素２０２の複数枚の負極タブ２１０Ｂが第２負極タブ群２１２Ｂを構成する。

【0031】

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２の間に、第２正極集電体６２０と第２負極集電体７２０とが配置される。第２正極集電体６２０は、第１開口６２０Ａおよび第２開口６２０Ｂを有する。第１正極タブ群２１１Ａおよび第２正極タブ群２１２Ａが、第２正極集電体６２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。第１負極タブ群２１１Ｂおよび第２負極タブ群２１２Ｂが、第２負極集電体７２０上に溶接接続され、溶接接続部２１３が形成される。溶接接続部２１３は、たとえば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザ溶接等により形成し得る。

【0032】

図７は、封口板１２０への正極集電部材６００および負極集電部材７００の取付構造を示す図である。図８は、図７におけるＶIII-ＶIII断面を示す。図９は、図７におけるIＸ－IＸ断面を示す。

【0033】

まず、図７，図８を参照して、封口板１２０への正極集電部材６００の取付について説明する。

【0034】

封口板１２０の外面側に樹脂製の外部側絶縁部材４１０が配置される。封口板１２０の内面側に樹脂製の絶縁部材４２０および導電部材４３０が配置される。その後、正極端子４００が、外部側絶縁部材４１０の貫通穴 、封口板１２０の正極端子取り付け孔、絶縁部材４２０の貫通穴、および導電部材４３０の貫通穴に挿入される。そして、正極端子４００の先端が導電部材４３０上にカシメ接続される。これにより、正極端子４００、外部側絶縁部材４１０、封口板１２０、絶縁部材４２０、および導電部材４３０が固定される。正極端子４００および導電部材４３０のカシメ接続された部分は、レーザ溶接等により溶接されることが好ましい。

【0035】

導電部材４３０は、導電部材ベース部４３１と、導電部材ベース部４３１の縁部から電極体２００（図中下側）に向かって延びる管状部４３２とを有する。管状部４３２の電極体２００側の端部には、開口部４３３が設けられている。なお、正極端子４００と導電部材４３０とは一体の部材として設けられてもよい。

【0036】

変形板４４０は、導電部材４３０の開口部４３３を塞ぐように配置される。変形板４４０の周縁は、レーザ溶接等により導電部材４３０に溶接される。これにより、導電部材４３０の開口部４３３が変形板４４０により密閉される。なお、導電部材４３０および変形板４４０はそれぞれ金属製であることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることがより好ましい。

【0037】

第１正極集電体６１０に設けられた貫通穴に、樹脂製の絶縁部材６３０（正極集電体ホルダ）に設けられた突起が挿入され、当該突起の先端を熱カシメ等により拡径することにより、接続部６３１が形成され、第１正極集電体６１０と絶縁部材６３０とを接続することができる。また、第１正極集電体６１０に設けられた貫通穴に絶縁部材６３０に設けられた突起を挿入することにより、ズレ防止部６３２を形成することができる。

【0038】

第１正極集電体６１０に接続された絶縁部材６３０と、正極端子４００側の絶縁部材４２０とは、嵌合により接続される。なお、絶縁部材６３０に爪部を設け、当該爪部を絶縁部材４２０に引っ掛け接続することもできる。

【0039】

その後、絶縁部材６３０に設けられた開口部において、正極集電部材６００側の第１正極集電体６１０と、正極端子４００側の変形板４４０の中央部とが、レーザ溶接等により接続される。第１正極集電体６１０に接続用孔を設け、接続用孔の縁部を変形板４４０に溶接接続することが好ましい。

【0040】

図８に示すように、絶縁部材６３０は、電極体２００側に突出する筒状部６３０Ａを有する。筒状部６３０Ａは、第２正極集電体６２０の第２開口６２０Ｂを貫通し、電解液注液孔１２１と連通する孔部６３０Ｂを規定する。

【0041】

封口板１２０に正極集電部材６００を取り付ける際は、まず、第１正極集電体６１０が封口板１２０上の絶縁部材６３０に接続される。続いて、電極体２００に接続された第２正極集電体６２０が第１正極集電体６１０に取り付けられる。このとき、第２正極集電体６２０の一部が第１正極集電体６１０と重なるように第２正極集電体６２０が絶縁部材６３０上に配置される。続いて、第２正極集電体６２０に設けられた第１開口６２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１正極集電体６１０に溶接接続される。

【0042】

次に、図７および図９を参照して、封口板１２０への負極集電部材７００の取付について説明する。

【0043】

封口板１２０の外面側に樹脂製の外部側絶縁部材５１０が配置される。封口板１２０の内面側に第１負極集電体７１０、および樹脂製の絶縁部材７３０（負極集電体ホルダ）が配置される。次に、負極端子５００が、外部側絶縁部材５１０の貫通孔、封口板１２０の負極端子取り付け孔、第１負極集電体７１０の貫通孔、および絶縁部材７３０の貫通孔に挿入される。そして、負極端子５００の先端が第１負極集電体７１０上にカシメ接続される。これにより、負極端子５００、外部側絶縁部材５１０、封口板１２０、第１負極集電体７１０、および絶縁部材７３０が固定される。なお、負極端子５００および第１負極集電体７１０のカシメ接続された部分は、レーザ溶接等により溶接接続されることが好ましい。

【0044】

さらに、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように、第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａにおいて、第２負極集電体７２０は第１負極集電体７１０にレーザ溶接等により溶接接続される。

【0045】

封口板１２０に負極集電部材７００を取り付ける際は、まず、第１負極集電体７１０が封口板１２０上の絶縁部材７３０上に配置される。続いて、電極体２００に接続された第２負極集電体７２０が第１負極集電体７１０に取り付けられる。このとき、第２負極集電体７２０の一部が第１負極集電体７１０と重なるように第２負極集電体７２０が絶縁部材７３０上に配置される。続いて、第２負極集電体７２０に設けられた第１開口７２０Ａの周囲が、レーザ溶接等により第１負極集電体７１０に溶接接続される。

【0046】

図８に示される電流遮断機構８００の動作について説明する。電池ケース１００内の圧力が上昇することにより、変形板４４０の中央部が封口板１２０側に移動するように変形する。そして、電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったとき、変形板４４０の変形に伴い、第１正極集電体６１０と変形板４４０との溶接接合部が破断する。これにより、正極板２００Ａから正極端子４００への導電経路が切断される。

【0047】

角形二次電池１が過充電状態となり電池ケース１００内の圧力が上昇したとき、電流遮断機構８００が作動し、正極板２００Ａから正極端子４００への導電経路が切断されることにより、更なる過充電の進行が防止される。

【0048】

正極端子４００には貫通孔４００Ａが形成されている。貫通孔４００Ａを通じて導電部材４３０の内部側にガスを送り込むことにより、導電部材４３０と変形板４４０との溶接接続部のリーク検査を行なうことができる。貫通孔４００Ａは、樹脂製ないし金属製の端子封止部材により封止される。

【0049】

図１０は、封口板１２０と電極体２００とが接続された状態を示す図である。図１１は、封口板１２０と電極体２００とが接続された状態における正極集電部材６００周辺の拡大図である。

【0050】

図７～図９を用いて説明したように、正極集電部材６００および負極集電部材７００を介して第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に取り付けられる。これにより、図１０に示すように、第１電極体要素２０１および第２電極体要素２０２が封口板１２０に接続され、電極体２００と正極端子４００および負極端子５００とが電気的に接続される。

【0051】

図１１に示すように、第１正極集電体６１０上に樹脂製のカバー部材９００が設けられる。カバー部材９００は、第１正極集電体６１０と電極体２００の間に位置する。カバー部材９００は、負極集電体側に設けられてもよい。また、カバー部材９００は必須の部材ではなく、適宜省略が可能である。

【0052】

図１０に示す状態から、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが１つに纏められる。このとき、第１正極タブ群２１１Ａと第２正極タブ群２１２Ａとが互いに異なる方向に湾曲させられる。第１負極タブ群２１１Ｂと第２負極タブ群２１２Ｂとが互いに異なる方向に湾曲させられる。

【0053】

第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とは、テープ等により１つに纏められ得る。代替的に、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを、箱状ないし袋状に成形した絶縁シート内に配置することで１つに纏めることができる。さらに、第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とを接着により固定することができる。

【0054】

１つに纏められた第１電極体要素２０１と第２電極体要素２０２とが絶縁シートで包まれ、角形外装体１１０に挿入される。その後、封口板１２０が角形外装体１１０に溶接接続され、角形外装体１１０の開口が封口板１２０により封口され、密閉された電池ケース１００が形成される。

【0055】

その後、封口板１２０に設けられた電解液注液孔１２１から非水電解液が電池ケース１００に注液される。非水電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、体積比（２５℃）３０：３０：４０の割合で混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１．２モル／Ｌの濃度で溶解させたものを用いることができる。

【0056】

非水電解液が注液された後、電解液注液孔１２１は封止部材１２２により封止される。以上の工程の実施により、角形二次電池１は完成する。

【0057】

以上に述べたとおり、角形二次電池１の製造方法は、電極体２００と第１正極集電体６１０とを接続する工程と、導電部材ベース部４３１および開口部４３３を含む導電部材４３０を準備する工程と、正極端子４００（端子部）の先端を導電部材ベース部４３１にカシメることにより正極端子４００と導電部材４３０とを接続する工程と、変形板４４０により導電部材４３０の開口部４３３を封止する工程と、変形板４４０と第１正極集電体６１０とを接合することにより、第１正極集電体６１０、変形板４４０、および導電部材４３０を介して電極体２００と正極端子４００とを電気的に接続する工程と、電極体２００を電池ケース１００に収容する工程とを備える。

【0058】

このようにして製造された角形二次電池１は、電極体２００と、電極体２００を収容する電池ケース１００と、電池ケース１００に固定された正極端子４００（端子部）と、正極端子４００に接続され、電極体２００側に開口部４３３を有する導電部材４３０と、導電部材４３０の開口部４３３を封止する変形板４４０と、変形板４４０と接合される第１正極集電体６１０とを備える。

【0059】

電極体２００は、第１正極集電体６１０、変形板４４０、および導電部材４３０を介して正極端子４００と電気的に接続される。電池ケース１００内の圧力が所定値以上となったときに、変形板４４０が変形することに伴い、変形板４４０と第１正極集電体６１０との間の溶接が破断し、電極体２００と正極端子４００との間の電気的な接続が切断される。

【0060】

図１２は、導電部材４３０および正極端子４００のカシメ構造を示す図である。図１２に示すように、導電部材ベース部４３１は、貫通穴４３１Ａを有する。正極端子４００の先端は貫通穴４３１Ａに挿入され、導電部材ベース部４３１にカシメられる。導電部材ベース部４３１は、貫通穴４３１Ａの周囲に略環状の溝部４３４（脆弱部）を有する。

【0061】

溝部４３４は、導電部材ベース部４３１の封口板１２０側の表面（第１表面）上に形成されてもよいし、電極体２００側の表面（第２表面）上に形成されてもよい。

【0062】

図１２の例では、溝部４３４は、導電部材ベース部４３１の電極体２００側の表面上に形成されている。導電部材ベース部４３１の封口板１２０側の表面（第１表面）は、絶縁部材４２０を押圧し、電池ケース１００の気密性を高める機能を有するため、溝部４３４は、電極体２００側の表面（第２表面）上に形成されることが好ましい。

【0063】

溝部４３４は、導電部材ベース部４３１の全厚（溝部４３４に隣接する導電部材ベース部４３１の厚み）の１／２０以上１／３以下程度の厚みを残すように形成される。

【0064】

導電部材４３０の管状部４３２の先端は、開口部４３３の周縁部４３５を構成する。周縁部４３５が変形板４４０に溶接されることにより、導電部材４３０と変形板４４０とが接合される。

【0065】

図１３は、図１２に示すカシメ構造を形成する工程を示す図である。図１３に示すように、正極端子４００の先端を導電部材ベース部４３１にカシメる工程は、治具１０００を用いて行われる。

【0066】

治具１０００は、溝部４３４の内周側に位置し、正極端子４００の先端を押圧して導電部材４３０にカシメ固定する第１部材１１００と、第１部材１１００の外周側に位置し、導電部材ベース部４３１を圧縮する第２部材１２００と、第２部材１２００の外周側に位置し、周縁部４３５に当接する第３部材１３００とを含む。

【0067】

すなわち、正極端子４００の先端を導電部材ベース部４３１にカシメる工程は、導電部材４３０の開口部４３３の周縁部４３５を第３部材１３００により押さえながら、溝部４３４の内周側に位置する導電部材４３０を変形させることにより行われる。ここで、溝部４３４が形成されているため、導電部材４３０の変形は、溝部４３４（脆弱部）近傍のみで吸収され、溝部４３４の外周側の変形は抑制される。したがって、カシメ工程による周縁部４３５の変位を抑制することができる。また、第３部材１３００を周縁部４３５に当接させることによっても、周縁部４３５の変位を抑制することができる。

【0068】

上述のとおり、周縁部４３５は変形板４４０と溶接される。本実施の形態においては、カシメ工程における周縁部４３５の変位が抑制される。このため、周縁部４３５に溶接接合される変形板４４０の位置および姿勢を安定させることができる。また、変形板４４０と第１正極集電体６１０との接合強度を安定させることが可能である。以上の結果として、電流遮断機構８００の作動圧が安定した信頼性の高い角形二次電池１を得ることができる。

【0069】

図１４，図１５は、各々、導電部材４３０の底面図、断面図（カシメ後）である。図１４、図１５を参照して、導電部材ベース部４３１の径（ａ）と、環状の溝部４３４の内径（ｂ）との比（ｂ／ａ）は、１／５≦ｂ／ａ≦９／１０程度である。

【0070】

溝部４３４は、図１２の例のように矩形の断面形状を有してもよいし、Ｖ字形、Ｕ字形の断面形状を有してもよい。

【0071】

図１６，図１７は、変形例に係る導電部材４３０の底面図（カシメ後）である。図１６の変形例においては、溝部４３４の形状が六角形状（多角形状）に延びる。図１７の変形例では、溝部４３４が完全な環状ではなく、真円の一部が途切れた平面形状を溝部４３４が有する。溝部４３４は、周方向の長さについて、完全な環状の６０％以上９９％以下程度である「略環状」であってもよい。

【0072】

また、上述した真円形状に代えて、二軸対称の正多角形の平面形状を有する変形板４４０が用いられてもよい。

【0073】

本実施の形態において、変形板４４０の径は、典型的には１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度であるが、変形板４４０の径は上記の値に限定されない。

【0074】

以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術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ことが意図される。

【符号の説明】

【0075】

１ 角形二次電池、１００ 電池ケース、１１０ 角形外装体、１２０ 封口板、１２１ 電解液注液孔、１２２ 封止部材、１２３ ガス排出弁、２００ 電極体、２００Ａ 正極板、２００Ｂ 負極板、２０１ 第１電極体要素、２０２ 第２電極体要素、２１０Ａ 正極タブ、２１０Ｂ 負極タブ、２１１Ａ 第１正極タブ群、２１１Ｂ 第１負極タブ群、２１２Ａ 第２正極タブ群、２１２Ｂ 第２負極タブ群、２１３ 溶接接続部、２２０Ａ 本体部、２２０Ｂ 本体部、２３０Ａ 正極保護層、３００ 絶縁シート、４００ 正極端子、４００Ａ 貫通孔、４１０ 外部側絶縁部材、４２０ 絶縁部材、４３０ 導電部材、４３１ 導電部材ベース部、４３１Ａ 貫通穴、４３２ 管状部、４３３ 開口部、４３４ 溝部、４３５ 周縁部、４４０ 変形板、５００ 負極端子、５１０ 外部側絶縁部材、６００ 正極集電部材、６１０ 第１正極集電体、６２０ 第２正極集電体、６２０Ａ 第１開口、６２０Ｂ 第２開口、６３０ 絶縁部材、６３０Ａ 筒状部、６３０Ｂ 孔部、６３１ 接続部、６３２ ズレ防止部、７００ 負極集電部材、７１０ 第１負極集電体、７２０ 第２負極集電体、７２０Ａ 第１開口、７３０ 絶縁部材、８００ 電流遮断機構、９００ カバー部材、１０００ 治具、１１００ 第１部材、１２００ 第２部材、１３００ 第３部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】