方形二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在车载用途等中使用的方形二次电池。
【背景技术】
[0002]历来在搭载在车辆或其它设备中的密闭型的锂离子二次电池等中，存在由于过充电、过升温、外力导致的破损等，在内部滞留气体，电池内部的压力由于该气体而上升的情况。因此，在密闭型电池的电池盒形成有用于安全的脆弱处。
[0003]例如，提案有:在电池盒的一部分的部位使用由于电池内的压力而变形的部件，脆弱部分由于该部件的变形而破损，电流路径被断开的方式以及、密闭型电池的内外被连通而排出气体的方式等。
[0004]例如，在专利文献I中公开有如下技术:在外部端子与内部集电接片之间设置封口体引线和膜片，膜片的周围边缘被密闭于在与电池盖垂直的方向上延伸的筒状的封口体引线，当电池内压上升时膜片发生变形，脆弱处破裂，由此使得电流的路径断开。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008-66255号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]但是，在上述的现有技术中，例如在要将膜片的周围边缘密闭于在与电池盖垂直的方向上延伸的筒状的封口体引线的情况下，焊接膜片的封口体引线的厚的部分或进一步实施了加工的部分的形状变得复杂，难以形成平面，因此焊接变得不稳定，进一步，因为难以在被限制的空间中获得与使膜片变形、使脆弱部破裂的应力，所以存在不得不使脆弱部变弱的可能性。因此，存在在对电池施加振动和冲撞时在电流截断机构部分损害密闭性、弓丨起误动作等问题。
[0010]本发明的目的在于，针对上述课题，提供通过使膜片的焊接性稳定、进而使膜片容易变形，能够使得在内压上升时可靠地稳定地截断(也称为“遮断”)电流路径的方形二次电池。
[0011]用于解决课题的方式
[0012]为了解决上述课题，本发明例如采用权利要求的范围内记载的结构。本发明包括多个解决上述课题的手段，列举其一例，为一种方形二次电池，其具有:扁平状的电极组；收纳该电极组的电池桶；封闭该电池桶的开口部的电池盖；设置于该电池盖的外部端子；和电流截断机构，其设置在将该外部端子与所述电极组之间电连接的电流路径的途中，由于电池内压的上升而截断所述电流路径，该方形二次电池的特征在于:所述电流截断机构具有:配置在所述电池盖的内侧，与所述外部端子电连接的连接电极；和与该连接电极接合，由于电池内压的上升而变形的导电板，所述连接电极由平板部件构成，在该平板部件形成有与电池外侧连通且在平面部开口的贯通孔，所述导电板具有:随着沿轴向去直径逐渐减小的圆顶形的膜片部；和从该膜片部的外形的周围边缘部向径向外侧扩展的环形的凸缘部，所述膜片部覆盖所述连接电极的所述贯通孔，所述凸缘部与所述连接电极的平面部接入口 O
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明的方形二次电池，在对电池施加振动或冲撞时不会在电流截断机构部分损害密闭性、引起误动作，在内压上升时能够可靠地稳定地截断电极组与外部端子之间的电流路径。另外，上述以外的课题、结构和效果通过以下的实施方式会变得明白。
【附图说明】
[0015]图1是本实施方式的方形二次电池的外观立体图。
[0016]图2是图1所示的方形二次电池的分解立体图。
[0017]图3是图1的方形二次电池中的卷绕电极组的分解立体图。
[0018]图4是第一实施方式中的电流截断机构的部分截面图。
[0019]图5是图4所示的结构的部件分解立体图。
[0020]图6是表示第一实施方式中的电流截断机构的动作前的状态的图。
[0021]图7是表示第一实施方式中的电流截断机构的动作后的状态的图。
[0022]图8是第二实施方式中的电流截断机构的部分截面图。
[0023]图9是第三实施方式中的电流截断机构的部分截面图。
[0024]图10是第四实施方式中的电流截断机构的部分截面图。
[0025]图11是第五实施方式中的电流截断机构的部分截面图。
【具体实施方式】
[0026]以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，作为方形二次电池的例子，对作为电动汽车和混合动力汽车的驱动源使用的方形的锂离子二次电池的情况进行说明。
[0027][第一实施方式]
[0028]图1是本实施方式中的锂离子二次电池的外观立体图，图2是图1所示的锂离子二次电池的分解立体图。
[0029]如图1和图2所示，锂离子二次电池I具有电池容器2，该电池容器2具有方形的深拉形状的电池桶4和将电池桶4的开口部4a封口的电池盖3。在电池容器2内收纳有发电构件(也称为“发电部件”)。发电构件具有卷绕电极组40，该卷绕电极组40是在隔膜(也称为“隔片”)43、44介于正极电极41与负极电极42之间重叠的状态下呈扁平状卷绕而形成的。卷绕电极组40与正极集电板21、负极集电板31—起在外侧被绝缘片(未图示)覆盖的状态下被插入电池桶4内。
[0030]电池桶4和电池盖3均以铝合金制作，电池盖3通过激光焊接与电池桶4接合，将开口部4a封口。在电池盖3设置有正极侧端子构成部60和负极侧端子构成部70，构成盖组装体。
[0031 ] 正极侧端子构成部60和负极侧端子构成部70具有正极端子61和负极端子71 (一对电极端子)，第一绝缘体64、74介于正极端子61以及负极端子71与电池盖3之间配置。在电池盖3，除了正极端子61和负极端子71，还配置有:气体排出阀13，其在电池容器2内的压力上升至超过规定值时开放，排出电池容器2内的气体；注液口 12，其用于将电解液注入电场容器2内；和注液栓11，其在电解液的注入后将注液口 12密封。注液栓11在将注液口 12封闭的状态通过激光焊接与电池盖3接合，将注液口 12封口。
[0032]正极端子61和负极端子71配置在具有长方形的电池盖3的外侧且沿着长边的方向的一侧和另一侧的相互分离的位置。正极端子61和负极端子71保持用于将汇流条连接端子固定的端子螺栓63、73，配置至电池盖3的内侧，被导通连接。正极端子61由铝或铝合金制作，负极端子71由铜合金制作。
[0033]在正极端子61与电池盖3之间，在电池盖3的外侧设置有垫圈66和第一绝缘体64，在电池盖3的内侧设置有第二绝缘体65 (参照图4)，正极端子61与电池盖3电绝缘。正极端子61与第二绝缘体65以及连接电极67 —起被铆接，被固定在电池盖3。
[0034]正极端子61经电流截断机构与正极集电板21电连接。另外，关于电流截断机构的结构的详细情况，在后面说明。负极端子71经连接端子(未图示)与负极集电板31电连接。
[0035]正极集电板21、负极集电板31具有向电池桶4的底部延伸而与卷绕电极组40导通连接的平坦状的一对接合片23、33。各接合片23、33通过焊剂与设置在卷绕电极组40的卷绕轴向两端部的正极和负极接合。作为焊接方法，能够使用超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等。
[0036]卷绕电极组40配置在正极集电板21的接合片23与负极集电板31的接合片33之间，两端被支承，通过盖组装体和卷绕电极组40构成发电构件组装体5。
[0037]图3表示图2所示的卷绕电极组40的详细情况，是将卷绕结束侧展开的状态的外观立体图。
[0038]卷绕电极组40通过在第一、第二隔膜43、44之间分别配置负极电极42、正极电极41，呈扁平状卷绕而构成。如图3所示，卷绕电极组40的最外周的电极为负极电极42，在其外侧还卷绕隔膜44。
[0039]隔膜43、44具有使正极电极41与负极电极42绝缘的作用。负极电极42的负极涂敷部42a在宽度方向上比正极电极41的正极涂敷部41a大(即，在宽度方向上比正极电极41的正极涂敷部41a长)，由此，正极涂敷部41a必然被负极涂敷部42a夹着。
[0040]正极未涂敷部41b、负极未涂敷部42b在平面部分重叠(S卩，捆)在一起，通过焊接等连接于与正极端子61、负极端子71相连的各极的集电板21、31。另外，隔膜43、44在宽度方向上比负极涂敷部42a宽，但是在正极未涂敷部41b、负极未涂敷部42b的金属箔面露出的位置被卷绕，因此在重叠在一起被焊接的情况下不会产生问题。
[0041]正极电极41具有在作为集电体的正极电极箔的两面涂敷有正极活性物质混合剂的正极涂敷部41a，在正极电极箔的宽度方向一侧的端部设置有未涂敷正极活性物质混合剂的正极未涂敷部(箔露出部)41b。
[0042]负极电极42具有在作为集电体的负极电极箔的两面涂敷有负极活性物质混合剂的负极涂敷部42a，在正极电极箔的宽度方向另一侧的端部设置有未涂敷负极活性物质混合剂的负极未涂敷部(箔露出部)42bο正极未涂敷部41b和负极未涂敷部42b是电极箔的金属面露出的区域，如图3所示那样配置在卷绕轴向一侧和另一侧的位置。
[0043]在负极电极42中，相对于作为负极活性物质的无定形碳粉100重量份(也称为“重量部”)，作为粘接剂添加10重量份的聚偏二氟乙烯(以下，称为PVDF。)，在其中作为分散溶剂添加N-甲基吡咯烷酮(以下，称为NMP。)，进行混炼而制作负极混合剂。在厚度1ym的铜箔(负极电极箔)的两面保留集电部(负极未涂敷部)地涂敷该负极混合剂。之后，进行干燥、冲压、裁断而得到不含铜箔的负极活性物质涂敷部的厚度为70 μπι的负极电极。
[0044]另外，在本实施方式中，例示了在负极活性物质中使用无定形碳(也称为“非晶碳”)的情况，但是并不限定于此，也可以是例如能够使锂离子嵌脱的天然石墨和人工的各种石墨材料、焦炭等碳质材料等，其颗粒形状例如可以是鳞片状、球状、纤维状、块状等，没有特别限制。
[0045]关于正极电极41，相对于作为正极活性物质的锰酸