本公开涉及非水电解质二次电池。
背景技术：
非水电解质二次电池在搭载于车辆进行使用的情况下为了实现车辆的高性能而要求高的输入输出特性以及高的电池容量。为了满足该要求，可考虑谋求增大发电元件的重量以及体积在电池外部包装体中所占的比率。
在专利文献1记载了如下内容，即，在方形二次电池中，在封口体的附近与封口体平行地配置正极集电体的第一区域，正极集电体的两个第二区域从第一区域的两侧朝向发电元件的厚度方向两侧面延伸。而且，在构成发电元件的正极板的端部形成有正极芯体露出部，在该正极芯体露出部焊接连接有两个第二区域。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-119210号公报
在像上述那样使发电元件的重量以及体积的比率增大的情况下，在可靠性提高方面存在改良的余地。本发明人在进行非水电解质二次电池的开发的过程中发现，在具有特定的结构的非水电解质二次电池中，在使设置有正负极的端子的面向下地使非水电解质二次电池下落的情况下，在发电元件中容易发生正负极的短路。
另一方面，在像专利文献1记载的结构那样，将集电体的发电元件的厚度方向两侧部分和配置在封口体附近的部分结合为两股状的情况下，能够提高对发电元件进行支承的部分的刚性，因此在上述的下落试验中也有可能能够防止内部短路。然而，在像这样将集电体形成为两股状的情况下，会导致二次电池的重量增大。
技术实现要素：
发明要解决的课题
本公开的目的在于，在非水电解质二次电池中，抑制重量，并且使得容易实现高电池容量，并且防止下落时的内部短路。
用于解决课题的技术方案
作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池具备：扁平状的发电元件，其包括正极板、负极板、以及对所述正极板和所述负极板进行电隔离的间隔件；外部包装体，其在内部配置所述发电元件；封口体，其对所述外部包装体的开口进行封闭；正极集电体，其与所述正极板电连接；负极集电体，其与所述负极板电连接；和非水电解质，所述正极集电体以及所述负极集电体的至少一方的集电体包括：一侧基部，其配置在所述封口体的附近；和一侧引线部，其配置为与所述一侧基部的一端部连结，并朝向所述发电元件侧，所述一侧引线部具有：一侧发电元件接合部，其与所述发电元件的侧面接合；和一侧倾斜部，其相对于所述发电元件的厚度方向倾斜，使得从所述一侧发电元件接合部朝向所述发电元件的厚度方向外侧，所述发电元件与所述发电元件包含的所述非水电解质的质量之和为200g以上且500g以下。
本发明人发现，若发电元件与发电元件含有的非水电解质的质量之和为200g以上，则在使设置有正负极的端子的面向下地使方形二次电池下落的情况下，容易发生正负极的短路。本发明是基于这样的见解而完成的。而且，本发明人发现，在集电体的引线部具有相对于发电元件的厚度方向倾斜的倾斜部、并且发电元件与发电元件含有的非水电解质的质量之和为500g以下的情况下，能够防止上述的短路。
发明效果
根据本公开涉及的非水电解质二次电池，因为发电元件与发电元件包含的非水电解质的质量之和为200g以上，所以容易实现高电池容量。而且，因为集电体的连结部具有一侧倾斜部并且上述的质量之和为500g以下，所以在集电体不采用像二股形状那样复杂的构造，便能够防止在使设置有正负极的端子的面向下地下落的情况下发生的内部短路。由此，能够通过集电体的构造的简化来抑制二次电池的重量。
附图说明
图1是在实施方式的一个例子中的非水电解质二次电池中以截面示出外部包装体的图。
图2是从图1所示的非水电解质二次电池拆除外部包装体而示出的图。
图3是图2的上部的放大图。
图4是从封口体侧对图1所示的非水电解质二次电池进行观察的图。
图5(a)是在图1中取出封口体、正极端子以及负极端子与正极集电体以及负极集电体的结合构造而示出的剖视图。图5(b)是夹着正极集电体和发电元件示出相反侧的支承构件以及绝缘膜的图，图5(c)是夹着负极集电体和发电元件示出相反侧的支承构件以及绝缘膜的图
图6是在图5所示的封口体的注液孔安装盖体而示出的图5的A部放大图。
图7(a)是从右侧对图2所示的电极体等进行观察的图，图7(b)是从左侧对图2所示的电极体等进行观察的图。
图8是在图5(a)中取出正极集电体与第一绝缘构件的组合和支承构件而示出的立体图。
图9是图8中的正极集电体与第一绝缘构件的组合的分解立体图。
图10是为了说明图7(a)所示的正极集电体的倾斜部的倾斜角θ、长边方向距离d、dcosθ的关系而将正极集电体的厚度设为极小而示出的图。
图11是示出在下落试验中使二次电池下落而即将与水平面碰撞之前的状态的图3对应的图。
图12是示出使正极端子以及负极端子向下地使二次电池下落的下落试验后的正极集电体的第一基部附近的状态的图。
图13是用下落前(a)和下落后(b)示出在下落试验中正极集电体变形的状态的、图7(a)对应的图。
图中，10：二次电池、12：外部包装体、13：绝缘片、14：封口板、14a：气体排出阀、14b：注液孔、15：正极端子、16：负极端子、20：卷绕电极体(电极体)、22：正极板、23：正极芯体露出部、26：负极板、27：负极芯体露出部、30：间隔件、40：正极集电体、41：第一基部、41a：孔、42：第一引线部、43：上下方向部、44：第一倾斜部、45：电极体接合部、46：肋状物、47a、47b：绝缘膜、48：正极支承构件、49：肋状物、50：负极集电体、51：第二基部、52：第二引线部、53：上下方向部、54：第二倾斜部、55：电极体接合部、57a、57b：绝缘膜、58：负极支承构件、59：绝缘膜、60：绝缘胶带、61：第一绝缘构件、61a：缺口、61b：孔、62：第二绝缘构件、64：铆钉。
具体实施方式
以下，对作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池进行详细说明。具体的尺寸比率等应参考以下的说明进行判断。在本说明书中，关于“大致”这一记载，若以大致相同为例进行说明，则意味着，当然包括完全相同，还包括可认为实质上相同的情况。此外，“端部”这一用语意味着对象物的端缘及其附近。此外，以下说明的形状、材料、个数、数值等是说明用的例示，能够根据非水电解质二次电池的指标而进行变更。以下，对于同样的结构标注相同的附图标记来进行说明。
以下说明的非水电解质二次电池例如是利用于电动汽车或混合动力车的驱动电源等的方形二次电池。另外，虽然以下对发电元件为卷绕电极体的情况进行说明，但是本公开不限定于此，作为发电元件，还能够使用不卷绕的层叠电极体。
以下，使用附图对作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池进行说明。以下，非水电解质二次电池记载为二次电池。图1是在二次电池10中以截面示出外部包装体12的图。图2是从图1所示的二次电池10拆除外部包装体12而示出的图。图3是图2的上部的放大图。图4是从作为封口体的封口板14侧对图1所示的二次电池进行观察的图。以下，在图1至图7的说明中，为了方便，将外部包装体12的封口板14侧设为上并将与封口板14相反一侧设为下而进行说明。
二次电池10具备作为壳体的外部包装体12和配置在外部包装体12的内部的发电元件即卷绕电极体20。在外部包装体12的内部，容纳有相当于非水电解质的非水电解液。非水电解液例如是含有锂盐的电解液，具有锂离子传导性。以下，卷绕电极体20有时记载为电极体20。
电极体20是隔着间隔件30卷绕有正极板22以及负极板26的扁平状的卷绕电极体。电极体20例如以层叠了长条状的正极板22、长条状的间隔件30、长条状的负极板26、长条状的间隔件30的状态进行卷绕，并在最外周配置有间隔件30。此外，如后述的图7所示，电极体20的封口板14侧及其相反侧的上下方向两端部为截面圆弧形。
如图1所示，金属制的外部包装体12是在上端具有开口的箱形，二次电池10具备对该开口进行封闭的封口板14。外部包装体12以及封口板14能够设为铝或铝合金制。在封口板14上，正极端子15从长边方向一端部(图1的右端部)突出，负极端子16从长边方向另一端部(图1的左端部)突出。正极端子15以及负极端子16以分别插入到形成于封口板14的两个贯通孔的状态，经由树脂制的密封垫固定并安装在封口板14。电极体20的卷绕轴与封口板14的长边方向(图1、图2的左右方向)平行。在外部包装体12的内侧，通过由折弯为箱状的绝缘片13覆盖电极体20的周围，使得包含图1中由虚线Q所示的部分，从而谋求电极体20与外部包装体12的绝缘。绝缘片13不配置在封口板14与电极体20之间。
正极板22例如是在由铝箔构成的正极芯体的两面形成有包含正极活性物质的正极活性物质合剂层的正极板。作为正极活性物质，能够使用能够进行锂离子的插入以及脱离的锂过渡金属氧化物。正极活性物质合剂层优选除了正极活性物质以外还包含粘结材料以及导电材料。正极板22在卷绕前的状态下的宽度方向上的一端部具有正极芯体露出部23。
负极板26例如是在由铜箔构成的负极芯体的两面形成有包含负极活性物质的负极活性物质合剂层的负极板。关于负极活性物质，能够使用能够进行锂离子的插入以及脱离的碳材料、硅化合物等。负极活性物质合剂层优选除了负极活性物质以外还包含粘结材料。负极板26在卷绕前的状态下的宽度方向上的一端部具有负极芯体露出部27。
如图2所示，在电极体20中，在作为卷绕轴延伸的方向的卷绕轴方向(图2的左右方向)上的一端部(图2的右端部)，配置有卷绕的正极芯体露出部23。在电极体20的卷绕轴方向上的另一端部(图2的左端部)，配置有卷绕的负极芯体露出部27。
内侧的间隔件30以卷绕的状态配置在正极板22与负极板26之间，对正极板22和负极板26进行电隔离。配置在最外周的间隔件30防止最外层的电极板与外部的构件的短路。例如，电极体20从最外层朝向内侧，按照配置在最外周的外侧的间隔件30、负极板26、内侧的间隔件30、正极板22、外侧的间隔件30、负极板26的顺序进行排列，并如此重复。另一方面，在后面会详细进行说明，在由于二次电池的下落而使卷绕电极体20受到冲击力时，配置在最外周的外侧的间隔件30有可能与封口板14侧的构件碰撞而被刺破。由此，内侧的电极板与封口板14侧的构件，例如，正极集电体40和负极板26有可能电接触而短路。实施方式防止这样的不良情况。
此外，在电极体20中，在配置于最外周的间隔件30的卷绕末端侧的端部在电极体20的厚度方向一侧面粘贴有绝缘胶带60，使得将该卷绕末端侧端部固定在电极体20的外周部。
进而，在卷绕的正极芯体露出部23(图2)电连接正极集电体40。由此，正极集电体40与正极板22电连接。正极集电体40与配置在电极体20的厚度方向相反侧(图2的纸面的表面侧)的正极支承构件48一起夹着正极芯体露出部23通过电阻焊接而连接为一体。正极集电体40在后述的第一基部41(参照图6、图9)中与在上下方向上贯通后述的第一绝缘构件61(图3、图6)的正极端子15的下端部电连接。
在卷绕的负极芯体露出部27(图2)电连接负极集电体50。由此，负极集电体50与负极板26电连接。负极集电体50与配置在电极体20的厚度方向相反侧(图2的纸面的表面侧)的负极支承构件58一起夹着负极芯体露出部27通过电阻焊接而连接为一体。负极集电体50在后述的第二基部51(参照图5)中与在上下方向上贯通第二绝缘构件62的负极端子16的下端部电连接。正极集电体40以及负极集电体50将在后面进行详细说明。
外部包装体12通过将封口板14焊接在开口端部，从而开口被封闭。图5(a)是在图1中取出封口板14、正极端子15以及负极端子16与正极集电体40以及负极集电体50的结合构造而示出的剖视图。图5(b)是夹着正极集电体40和电极体20示出相反侧的正极支承构件48以及绝缘膜47b的图。图5(c)是夹着负极集电体50和电极体20示出相反侧的负极支承构件58以及绝缘膜57b的图。
如图4、图5所示，在封口板14的长边方向中心部，形成有在施加给定值以上的高气压时通过断裂而打开的气体排出阀14a。此外，在封口板14中，在气体排出阀14a的附近形成有注液孔14b。注液孔14b用于向外部包装体12的内部注入非水电解液。而且，如图6所示，注液孔14b在向外部包装体12的内部注入非水电解液之后，安装作为盖体的铆钉64而被密封。在图1、图2、图5中，省略了铆钉64。
接着，对正极集电体40以及负极集电体50进行详细说明。图7(a)是从右侧对图2所示的电极体20等进行观察的图，图7(b)是从左侧对图2所示的电极体20等进行观察的图。图8是在图5(a)中取出正极集电体与第一绝缘构件的组合和支承构件而示出的立体图。图9是图8中的正极集电体以及第一绝缘构件的组合的分解立体图。
正极集电体40由铝或铝合金构成。负极集电体50由铜或铜合金构成。正极集电体40以及负极集电体50的基本形状大致相同，所以以下以正极集电体40为中心进行说明。如图7(a)、图8、图9所示，正极集电体40具有：配置在封口板14的附近的第一基部41(图9)、和配置为与第一基部41的端部连结并朝向作为电极体20侧的下侧的第一引线部42。第一基部41、第一引线部42分别相当于一侧基部、一侧引线部。第一基部41是沿着封口板14大致平行地配置的长方形的板状。在第一基部41形成有上下贯通的孔41a。第一引线部42具有：从第一基部41的长边方向一侧部分(图9的左侧部分)的宽度方向一端延伸出来并在上下方向上延伸的上下方向部43、第一倾斜部44以及电极体接合部45。第一倾斜部44、电极体接合部45分别相当于一侧倾斜部、一侧发电元件接合部。第一倾斜部44从上下方向部43的下端相对于电极体20的厚度方向(图7(a)、图8、图9的左右方向)倾斜。通过该第一倾斜部44，能够抑制二次电池的下落时的内部短路。对此，将在后面进行详细说明。
电极体接合部45从第一倾斜部44的下端在上下方向上延伸并与电极体20的厚度方向一侧面(图7的右侧面)面对。在电极体接合部45的宽度方向两端连结有肋状物(rib)46。两个肋状物46形成为相对于电极体接合部45大致垂直地延伸。电极体接合部45配置为与电极体20的正极芯体露出部23的厚度方向一侧面(图7(a)的右侧面)面对，并通过焊接与正极支承构件48一起与正极芯体露出部23电连接。在正极支承构件48的宽度方向两端也与电极体接合部45同样地连结有肋状物49。此时，在电极体接合部45与正极芯体露出部23之间、以及正极芯体露出部23与正极支承构件48之间，分别配置有绝缘膜47a、47b。在图5(a)、图5(b)中用斜线部示出绝缘膜47a、47b。
在各绝缘膜47a、47b形成有圆形的孔，电极体接合部45、正极芯体露出部23(图7(a))以及正极支承构件48通过绝缘膜47a、47b的孔电连接。此时，电极体接合部45与正极芯体露出部23的侧面接合。也可以在电极体接合部45的与正极芯体露出部23接合的部分形成有向正极芯体露出部侧突出的突起。通过这样的结构，从而电阻焊接时的施加电流集中在圆形的孔或突起部，能够使焊接强度提高。
如图6、图8所示，正极集电体40的第一基部41被第一绝缘构件61的内侧所覆盖。更详细地，第一基部41的上表面和侧面被第一绝缘构件61所覆盖。未被第一绝缘构件61覆盖的第一基部41的下表面与电极体20大致平行，并且与第一绝缘构件61的下端部成为齐平。第一绝缘构件61配置在封口板14与第一基部41之间，其为了正极集电体40与封口板14的绝缘而配置。第一绝缘构件61是下端开口的箱形。通过形成在第一绝缘构件61的宽度方向一端(图9的纸面的表面侧端)的缺口61a，第一引线部42从第一基部41的端部向外侧导出。
在第一绝缘构件61的顶板部形成有上下贯通的孔61b。图6所示的正极端子15的下端部通过第一绝缘构件61以及第一基部41的孔，比第一基部41向下侧突出，向下侧突出的部分与第一基部41铆接而电连接。另外，优选正极端子15的铆接的部分与第一基部41还进行焊接连接。此外，在第一基部41的下表面形成有凹部，正极端子15的下端部的铆接的部分优选配置在该凹部内。而且，更优选正极端子15的铆接的部分的下端位于比第一基部41的下表面更靠上方。
另一方面，如图7(b)所示，负极集电体50包括第二基部51和第二引线部52。第二基部51、第二引线部52分别相当于另一侧基部、另一侧引线部。第二基部51与正极集电体40的第一基部41同样地沿着封口板14配置。第二引线部52与正极集电体40的第一引线部42同样地配置为与第二基部51的端部连结并朝向电极体20侧。第二引线部52的电极体接合部55配置为与电极体20的负极芯体露出部27的厚度方向一侧面(图7(b)的左侧面)面对，并进行接合，从而与负极芯体露出部27连接。电极体接合部55相当于另一侧发电元件接合部。在负极集电体50中，第二基部51与第二引线部52的连接部的位置关于封口板14的长边方向(图2的左右方向)，与正极集电体40的第一基部41以及第一引线部42的连接部的情况相反。在负极集电体50中，其它结构与正极集电体40的结构相同。例如，图7(b)的第二引线部52具有上下方向部53和从上下方向部53的下端相对于电极体20的厚度方向倾斜的第二倾斜部54。第二倾斜部54相当于另一侧倾斜部。通过该第二倾斜部54，能够抑制二次电池的下落时的内部短路。对此，也与正极集电体40的第一倾斜部44同样地，在后面进行详细说明。
负极集电体50的第二基部51的上表面以及侧面被第二绝缘构件62所覆盖。第二基部51的下表面未被第二绝缘构件62覆盖而露出。此外，第二基部51的下表面也与电极体20大致平行，并且与第二绝缘构件62的下端部成为齐平。贯通了第二绝缘构件62以及第二基部51的负极端子16的下端部与第二基部51电连接。第二绝缘构件62配置在封口板14与第二基部51之间，其为了负极集电体50与封口板14的绝缘而配置。此外，在负极集电体50的电极体接合部55与负极芯体露出部27之间、以及负极芯体露出部27与负极支承构件58之间，分别配置有绝缘膜57a、57b。负极集电体50的电极体接合部55、负极芯体露出部27以及负极支承构件58通过绝缘膜57a、57b的孔并电连接。
接着，使用图7～图9等对正极集电体40的第一倾斜部44以及负极集电体50的第二倾斜部54进行说明。正极集电体40的第一倾斜部44从与正极芯体露出部23的厚度方向侧面面对的部分朝向第一基部41侧，相对于厚度方向倾斜，使得朝向电极体20的厚度方向外侧。另一方面，负极集电体50的第二倾斜部54从与负极芯体露出部27的厚度方向侧面面对的部分朝向第二基部51侧相对于厚度方向倾斜，使得朝向电极体20的厚度方向外侧。通过形成这样的倾斜部44、54，从而能够实现在使正负极端子向下地使二次电池下落时从电极体20经由各集电体40、50施加于封口板14侧的力的缓和。具体地，由于从电极体对各集电体40、50向下侧施加的力，从而使倾斜部44、54与其它部分的边界部弯曲变形，由此，能够实现冲击的吸收。
此外，在第一倾斜部44以及第二倾斜部54中，将从与电极体20的厚度方向一侧面面对的部分相对于厚度方向倾斜时的倾斜部44、54相对于厚度方向的倾斜角设为θ，并将倾斜部44、54的长边方向距离设为d。此时，优选将d×cosθ的值设为4.6mm以上。图10是为了说明正极集电体40的第一倾斜部44的倾斜角θ、长边方向距离d、dcosθ的关系而将正极集电体40的厚度设为极小而示出的图。另外，在第一倾斜部44与第二倾斜部54之间，倾斜角θ以及倾斜部44、54的长边方向距离d也可以分别不同。d×cosθ是在倾斜部44、54中相对于下落方向正交的方向上的长度，通过增大该长度，从而能够增大下落时从电极体20施加于倾斜部44、54的电极体侧端的力矩。由此，能够通过包含倾斜部44、54以及上下方向部43、53的部分的弯曲变形来增大冲击吸收力，并通过将d×cosθ的值设为4.6mm以上，能够得到显著的效果。另外，从外部包装体12的大小的限制方面考虑，d×cosθ的值优选设为10.8mm以下。
进而，电极体20与电极体20包含的非水电解液的质量之和限制为200g以上且500g以下。由此，容易实现高电池容量。而且，如上所述，正极集电体40以及负极集电体50的各引线部42、52具有倾斜部44、54，并且上述的质量之和为500g以下。由此，在使正极端子以及负极端子向下地使二次电池10下落时，倾斜部44、54变形，使得将从上侧的电极体20受到的冲击力向斜下方向释放。因此，能够缓和电极体20与各集电体40、50的基部41、51碰撞时的冲击力，所以能够抑制作为二次电池的正负极的短路的内部短路。此外，无需为了抑制二次电池的下落时的内部短路而对集电体采用像二股形状那样复杂的构造，因此能够降低二次电池10的重量。此外，通过集电体的构造的简化，能够抑制二次电池10的成本增大。
在搭载于混合动力车辆等的车辆进行使用的二次电池10中，为了实现车辆的高性能，要求二次电池的大容量化。另一方面，二次电池10的大容量化伴随着电极体20的重量化。作为其对策，可以想到将集电体分岔为两股而由两个腕部对电极体20进行支承。然而，在该对策中，存在二次电池10的重量增加或者高成本化的问题。在实施方式中，能够解决这样的问题。此外，在电极体20与电极体20包含的非水电解液的质量之和为200g以上的情况下，在集电体40、50均不具有倾斜部的情况下，在使正负极端子向下地使二次电池10下落的下落时容易发生内部短路。在实施方式中，因为在各集电体40、50形成有倾斜部44、54，所以在上述的质量之和为200g以上的情况下，能够得到显著的效果。
以上，对正极集电体40以及负极集电体50的双方具有倾斜部44、54的情况进行了说明。另一方面，也可以仅在正极集电体40以及负极集电体50中的一方的集电体，例如，仅在由抗弯强度小的材料形成的集电体，例如，仅在正极集电体40具有倾斜部。在仅在负极集电体50具有倾斜部的情况下，该倾斜部相当于一侧倾斜部。
图11拆除了外部包装体12(图1)而示出使正极端子15以及负极端子16向下地使二次电池10下落的状态。此时，如图11所示，在正极集电体40的第一基部41中，将封口板14的长边方向上的中央侧端部(图11的右端部)的电极体20侧的面与电极体20的封口板14侧端部的距离即正极侧间隔设为d1。此外，在负极集电体50的第二基部51中，将封口板14的长边方向上的中央侧端部(图11的左端部)的电极体20侧的面与电极体20的封口板14侧端部的距离即负极侧间隔设为d2。此时，第一基部41的厚度d3大于第二基部51的厚度d4，正极侧间隔d1小于负极侧间隔d2(d1＜d2)。与此相应地，第一基部41的周围的第一绝缘构件61的高度(图3的上下方向长度)也大于第二基部51的周围的第二绝缘构件62的高度。
在正极集电体40由铝或铝合金构成、且负极集电体50由铜或铜合金构成的情况下，能够将构成正极集电体40的板材的厚度设得更大。由此，能够不使集电体的加工性下降、或者在降低二次电池10的重量的同时使二次电池的内部电阻下降。从这样的观点出发，与将构成正极集电体40的板材和构成负极集电体50的板材的双方设为相同的厚度相比，优选将构成正极集电体40的板材设得更厚。因此，优选如上所述具有d1＜d2这样的结构。另一方面，在该情况下，在使正负极端子向下地使二次电池下落的情况下，正极集电体40的第一基部41与负极集电体50的第二基部51相比先与电极体20碰撞而容易发生短路。此外，正极集电体40存在由刚性比负极集电体50低的材料形成的倾向。由此，正极集电体40与电极体20更容易碰撞。在实施方式中在正极集电体40以及负极集电体50均形成有倾斜部44、54，但是根据上述的情况，仅在正极集电体40以及负极集电体50中的一方形成倾斜部的情况下，优选仅在正极集电体40形成倾斜部。
此外，图6所示的铆钉64的下表面(底部的下端)优选比正极集电体40中的第一基部41的下表面(底部的下端)更靠近电极体20。在这样的结构中，像后述的那样，在使正极端子以及负极端子向下地使二次电池10下落时，铆钉64的下表面容易比第一基部41更先与电极体20碰撞。由此，将下落时对电极体20施加的力分散为来自正极集电体40的第一基部41和来自铆钉64，从而能够缓和从第一基部41施加的力。由此，能够实现二次电池的能够耐受上述的下落时的冲击的性能即下落耐性的提高。另外，铆钉64的下表面优选为平坦面。此外，铆钉64的下表面优选不具有正极以及负极中的任一种极性。此外，优选在铆钉64的下表面配置有绝缘构件。例如，优选铆钉64的下表面被绝缘性的树脂所被覆。另外，在封口板14的长边方向上，注液孔14b以及作为盖体的铆钉64更优选配置在比气体排出阀14a更靠正极集电体40的第一基部41侧。
图12是示出使正极端子以及负极端子向下地使二次电池下落的下落试验后的正极集电体的第一基部附近的状态的图。另外，关于下落试验后的正极集电体的第一基部附近的状态，通过用X射线CT装置对二次电池10进行摄影来进行了确认。如图12所示，如下情况得到了确认，即，通过下落，正极集电体40由于电极体20的重量而变形，电极体20向封口板14侧移动，从而正极集电体40的第一基部41的角部在虚线α的部分与电极体20的上表面碰撞。此外，可知，通过下落，正极端子15以及负极端子16与地板面碰撞，在封口板14中，安装有正极端子15以及负极端子16的部分的附近变形，正极集电体40的第一基部41的角部容易与电极体20接触。
此外，像以下说明的那样，通过增大电极体20的厚度和宽度(图2的左右方向尺寸)，从而能够更加有效地缓和下落的冲击，能够提高下落耐性。
具体地，电极体20的厚度在包含非水电解液的状态下优选为10mm以上，更优选为14mm以上。在采用了该优选的结构的情况下，在电极体20中，能够增大与封口板14侧的构件，例如，第一基部41接触的面积，能够缓和与封口板侧的构件接触时的平均每单位面积的冲击力。因此，能够使得难以发生卷绕电极体20的损伤。另外，电极体20的厚度在包含非水电解液的状态下优选设为30mm以下。在厚度大于30mm的情况下，有可能会阻碍非水电解液的均匀的浸透。由于产生非水电解液的分布，从而有可能导致输出特性的下降、循环特性的下降。
此外，卷绕电极体20的宽度优选为100mm以上。在采用了该优选的结构的情况下，能够降低平均每单位宽度的电极体20的重量，因此能够减弱与封口板侧的构件接触时的平均每单位面积的冲击力。因此，能够使得难以发生卷绕电极体20的损伤。另外，卷绕电极体20的宽度优选为200mm以下。在宽度大于200mm的情况下，有可能会阻碍非水电解液的均匀的浸透。由于产生非水电解液的分布，从而有可能导致输出特性的下降、循环特性的下降。
此外，电极体20的封口板侧的上端部的截面为圆弧形，该圆弧形的曲率半径越大，就越能谋求封口板侧的构件在下落时碰撞时的应力的分散，因此能够使得难以发生电极体20的损伤。
此外，优选地，正极集电体40为铝或铝合金制，并且杨氏模量为65GPa以上且75GPa以下，并且截面二次矩为1.4×10-12m4以上且6.2×10-12m4以下。在下落试验中，受到冲击时的集电体的弯曲强度由该集电体的杨氏模量和截面二次矩所决定。杨氏模量是材料固有的值。在将集电体的厚度方向尺寸设为h，并将宽度方向尺寸设为b的情况下，截面二次矩I可通过I＝bh3/12进行计算。例如，在将正极集电体40的宽度设为7.9mm时，在正极集电体40的厚度为1.3mm的情况下，截面二次矩成为下限值，在正极集电体的厚度为2.1mm的情况下，截面二次矩成为上限值。另外，正极集电体40的厚度、宽度，具体而言，第一基部41、上下方向部43、第一倾斜部44、电极体接合部45的厚度、宽度不必一定一致。上述的正极集电体40的厚度、宽度意味着有助于集电体的变形的第一倾斜部及其连接部(折弯的部位)的厚度和宽度。
此外，优选地，负极集电体50为铜或铜合金制，并且杨氏模量为110GPa以上且130GPa以下，并且截面二次矩为1.5×10-13m4以上且9.2×10-13m4以下。例如，在将负极集电体50的宽度设为8.3mm时，在负极集电体50的厚度为0.6mm的情况下，截面二次矩成为下限值，在负极集电体50的厚度为1.1mm的情况下，截面二次矩成为上限值。另外，负极集电体50的厚度、宽度，具体而言，第二基部51、上下方向部53、第二倾斜部54、电极体接合部55的厚度、宽度不必一定一致。上述的负极集电体50的厚度、宽度意味着有助于集电体的变形的第二倾斜部及其连接部(折弯的部位)的厚度和宽度。
接着，对使用实施例1～9涉及的二次电池和比较例1～3涉及的二次电池进行的下落试验的结果进行说明。
在下落试验中，共同的条件如下。
首先，二次电池的各结构如下。
在正极板中，在作为正极芯体的铝箔的两面形成有正极活性物质层。正极活性物质层含有作为正极活性物质的LiNi0.35Co0.35Mn0.30O2、作为导电剂的碳材料、以及作为粘结材料的聚偏氟乙烯(PVDF)。此外，使用各自的含有比例(质量％)为LiNi0.35Co0.35Mn0.30O2/碳材料/PVDF＝90/7/3的正极活性物质层。在负极板中，在作为负极芯体的铜箔的两面形成有负极活性物质层。负极活性物质层含有石墨、羧甲基纤维素(CMC)以及丁苯橡胶(SBR)。此外，使用各自的含有比例(质量％)为石墨/CMC/SBR＝98/1/1的负极活性物质层。间隔件30使用了聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)的3层构造的间隔件。此外，作为非水电解液，使用了在碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)/碳酸二甲酯(DMC)＝30/30/40体积％的混合溶剂中作为添加剂而含有0.3体积％的碳酸亚乙烯酯(VC)的非水电解液。此外，非水电解液使用了含有作为溶质的LiPF6使得作为溶质的LiPF6成为1.2M的非水电解液。此外，正极集电体40由铝形成，除了以下的实施例5、6以外，使用了宽度为7.9mm且厚度为1.4mm的正极集电体。负极集电体50由铜形成，使用了宽度为8.3mm且厚度为0.80mm的负极集电体。此外，作为外部包装体，使用了厚度为18mm、宽度为150mm、高度为65mm的外部包装体。
[下落试验]
作为试验方法，从1.4m的下落高度使正极端子15以及负极端子16向下地放开二次电池10而使其下落。此外，电极体20与从封口板14向电极体20侧突出的突起物的最小距离设为2mm。此时，环境温度设为25℃。将下落试验的结果示于表1。
[表1]
图13是用下落前(a)和下落后(b)示出在下落试验中正极集电体40变形的状态的、与图7(a)对应的图。另外，为了进行说明，省略了肋状物46、正极支承构件、肋状物49，并简化正极端子15来进行了记载。如图13所示，在下落时，由于在图13(a)中施加于第一倾斜部44的电极体侧端(图13(a)的上端)的力矩，第一倾斜部44与上下方向部43的连续部向图13(b)的箭头β方向发生了弯曲变形。而且，由此，能够吸收施加于正极集电体的下端的冲击力的情况得到了确认。
在表1中，示出了发电元件(电极体20)与发电元件包含的非水电解液的质量之和、包含非水电解液的状态下的发电元件的厚度、正极集电体以及负极集电体的倾斜部的有无、正负极集电体的杨氏模量。此外，在表1中，还示出了正极集电体的引线部中的截面二次矩、d×cosθ。此外，在表1中，作为试验结果，还示出了气体排出阀14a的阀启动的有无、集电体与发电元件的焊接状态、打痕以及短路痕迹的状态。若由于下落试验而发生短路，则会产生高压的气体，气体排出阀14a变得容易启动。
在比较例1中，电极体20与电极体20包含的非水电解液的质量之和为240g，并使用了在实施方式的结构中在正极集电体40以及负极集电体50没有倾斜部的形状的结构。质量之和的明细为，电极体20为180g，电解液为60g。此外，电池容量为8Ah。关于电极体20的尺寸，在二次电池的老化(aging)后用X射线CT装置进行了确认，结果是，厚度为17.5mm，宽度为143mm，高度为57mm。实施了比较例1的下落试验的结果是，发生了短路所引起的阀启动和发烟。此外，利用X射线CT装置对试验后的二次电池的内部构造进行了观察，结果是，正极集电体与电极体20的电极箔的焊接部剥离，成为没有电极体20的支承的状态。此外，将二次电池拆解并通过目视确认对短路痕迹进行了确认，结果是，在电极体20的正极端子附近确认到短路痕迹，而且该短路痕迹非常大。
接着，比较例2在与比较例1相同的结构中，将电极体20与电极体20包含的非水电解液的质量之和设为200g。该质量之和的明细为，电极体20为150g，电解液为50g。此外，电池容量为6.5Ah。电极体20的包含非水电解液的状态下的厚度为17.5mm，宽度为143mm，高度为47mm。实施了比较例2的下落试验，结果是，发生了由短路造成的阀启动和发烟。此外，利用X射线CT装置对试验后的二次电池的内部构造进行了观察，结果是，正极集电体与电极体20的电极箔的焊接部剥离，成为没有电极体20的支承的状态。此外，将二次电池拆解并通过目视确认对短路痕迹进行了确认，结果是，在电极体20的正极端子附近确认到短路痕迹，该短路痕迹比比较例1小。
接着，比较例3在与比较例1、2相同的结构中，将电极体20与电极体20包含的非水电解液的质量之和设为180g。此外，电池容量设为5Ah。如表1的试验结果所示，在比较例3中，未发生阀启动，也未发现由集电体与电极体20的碰撞造成的电极体20上的短路痕迹。此外，利用X射线CT装置对试验后的二次电池的内部构造进行了确认，结果是，虽然电极体20在外部包装体12内稍微有所移动，但是并未特别观察到从正常时变化的样态。关于该试验结果，可以认为，由于电极体20与电解液的质量之和小，所以下落冲击小。由此能够确认，即使在集电体不具有倾斜部的情况下，如果电极体20与非水电解液的质量之和为180g以下，则不会出现下落所引起的短路。由此，像实施方式那样集电体具有倾斜部所带来的效果，在电极体20与非水电解液的质量之和为200g以上时变得显著。
另一方面，在实施例1中，作为正极集电体40，使用了具有第一倾斜部44的正极集电体。第一倾斜部44的倾斜角θ为45°，并设d×cosθ＝5.7mm。除此以外的结构与比较例1相同，实施了下落试验。此时，负极集电体50的形状与比较例1相同。在试验结果中，并未发生阀启动。在试验后，用X射线CT装置对二次电池进行了内部观察，结果是，虽然观察到正极集电体40的弯曲，但是在负极集电体50并未确认到大的变化。另一方面，负极集电体50与电极体20的电极箔的焊接部发生了剥离。此外，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，在电极体20确认到打痕。可以认为，在实施例1中，由于在正极集电体40设置了第一倾斜部44，从而从电极体20对封口板14侧的构件进行碰撞时的冲击得到缓和。
此外，在实施例2中，使用了不仅在正极集电体40具有倾斜部，而且在负极集电体50也具有倾斜部的结构。此时，各集电体40、50的倾斜部44、54的倾斜角度为45°，并设为d×cosθ＝5.7mm。在实施例2中，除此以外的结构设为与实施例1相同，实施了下落试验，结果是，在试验结果中，并未发生阀启动。在试验后用X射线CT装置进行了内部观察，结果是，确认到正极集电体40以及负极集电体50的弯曲，与实施例1的情况不同，未发生电极体20的电极箔与集电体的焊接部的剥离。作为其理由，可认为是，与实施例1的情况相比较，电极体20中的负极端子的附近处的打痕与正极端子附近处的打痕同样较小，因此从电极体20对封口板侧的构件进行碰撞时的冲击进一步得到缓和。
在实施例3中，使电极体20的包含非水电解液的状态下的厚度小于实施例2，设为17.0mm。此外，电极体20的宽度设为143mm，高度设为59mm。除此以外的结构设为与实施例2相同，实施了下落试验。在试验结果中，未发生阀启动。此外，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，在电极体20确认到打痕，打痕比实施例2大。
在实施例4中，使电极体20的包含非水电解液的状态下的厚度大于实施例2，设为30.0mm。此外，电极体20的宽度设为143mm，高度设为33mm。此外，与此配合，将外部包装体12的厚度设为31.0mm，高度设为41.0mm。除此以外的结构设为与实施例2相同，实施了下落试验。在试验结果中，未发生阀启动。此外，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，在电极体20确认到打痕，打痕比实施例2小。
在实施例5中，将正极集电体40的厚度设为1.3mm，将宽度设为与实施例2相同的7.9mm。此时，截面二次矩为1.4×10-12m4。除此以外的结构设为与实施例2相同，实施了下落试验。在试验结果中，未发生阀启动。此外，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，在电极体20确认到打痕，打痕比实施例2大。
在实施例6中，将正极集电体40的厚度设为2.1mm，将宽度设为与实施例2相同的7.9mm。此时，截面二次矩为6.2×10-12m4。除此以外的结构设为与实施例2相同，实施了下落试验。在试验结果中，未发生阀启动。此外，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，电极体20的打痕比实施例2小。根据实施例5以及实施例6的试验结果，能够确认，在将正极集电体的杨氏模量设为70GPa时，其截面二次矩优选为1.4×10-12(m4)以上且6.2×10-12(m4)以下。
在实施例7中，将正极集电体40的第一倾斜部44的长度设为6.5mm，将第一倾斜部44的倾斜角θ设为45°，并设为dcosθ＝4.6mm。除此以外的结构设为与实施例2相同，实施了下落试验，结果是，未达到阀启动的程度。此外，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，电极体20的打痕比实施例2大。根据试验结果，可认为，通过缩短第一倾斜部44，从而下落时的力矩变小，但是与其它实施例同样地，从电极体20对封口板14侧的构件进行碰撞时的冲击力得到缓和。
在实施例8中，将正极集电体40的第一倾斜部44的长度设为15.2mm，将第一倾斜部44的倾斜角θ设为45°，并设为dcosθ＝10.8mm。除此以外的结构设为与实施例2相同，实施了下落试验，结果是，未达到阀启动的程度。此外，在试验后，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，打痕比实施例2、实施例7小。根据试验结果，可认为，通过加长第一倾斜部44，从而下落时的力矩变大，与实施例2、实施例7相比较，从电极体20对封口板14侧的构件进行碰撞时的冲击力进一步得到缓和。
在实施例9中，使用了电极体20与电极体20包含的非水电解液的质量之和为200g的电极体。质量之和的明细为，电极体20为150g，电解液为50g。除此以外的结构设为与实施例1相同，实施了下落试验，结果是，未达到阀启动的程度。此外，在试验后，用X射线CT装置对二次电池进行了内部观察，结果是，与实施例1同样地，发现了正极集电体40的弯曲，但是在负极集电体50未确认到大的变化。此外，电极体20的电极箔与负极集电体50的焊接部发生了剥离。另一方面，将二次电池拆解并进行了目视确认，结果是，在电极体20确认到打痕，但是比实施例1小。作为其理由，可认为是，由于在正极集电体40设置了第一倾斜部44，从而从电极体20对封口板侧的构件进行碰撞时的冲击得到缓和。此外，可认为，与实施例1的情况相比较，电极体20与非水电解液的质量之和小至200g，因此从电极体20对封口板侧的构件进行碰撞时的冲击力较小，所以打痕较小。
<其它>
如图7(a)所示，在封口板14的短边方向(图7(a)中的左右方向)上，优选第一引线部42的外表面位于比第一绝缘构件61的外表面更靠外侧(外部包装体12侧)。即，在封口板14的短边方向上，优选第一引线部42与外部包装体12的最短距离小于第一绝缘构件61与外部包装体12的最短距离。由此，能够进一步加长第一倾斜部44的长度。
在封口板14的短边方向上，第一引线部42的外表面与外部包装体12的内表面的最短距离优选为0.05mm～2.0mm，更优选为0.05mm～1.0mm。由此，能够进一步加长第一倾斜部44的长度。此外，更优选设为第一引线部42的外表面隔着绝缘片13对外部包装体12的内表面进行按压的状态。