方形二次电池制造技术

本发明专利技术是具备配置在连接至卷绕电极组(40)的集电板(21)与外部端子(61)之间的电流路径中，响应电池容器(2)的内压上升而切断该电流路径的电流切断部(60)的方形二次电池(1)。电流切断部(60)包括顶部(68a)与集电板(21)电连接且缘部(68b)与外部端子(61)电连接的隔膜(68)。隔膜(68)形成为向电池容器(2)的内侧方向凸出的形状，具有于平面视图中在电池容器(2)的长度方向上延伸的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于车载用途等的方形二次电池。
技术介绍
历来，在能够进行再充电的二次电池的领域，铅电池、镍-镉电池、镍-氢电池等水溶液类电池为主流。但是，随着电气设备的小型化、轻量化的推进，具有高能量密度的锂离子二次电池受到瞩目，其研究、开发和商品化得到急速推进。此外，因为全球变暖和燃料资源枯竭的问题，各汽车制造商进行电动汽车(EV)和利用电动机辅助驱动的一部分的混合动力汽车(HEV)的开发，作为其电源要求高容量高输出的二次电池。作为符合这样的要求的电源，高电压的非水溶液类的锂离子二次电池受到瞩目。特别是具备扁平箱型的电池容器的方形锂离子二次电池，组件化时的体积效应优异，因此作为装载在HEV、EV、或其它设备的电源的需求增大。在具备这样的密封型的电池容器的方形二次电池，例如存在由于过充电、过升温或外力引起的破损而电池容器的内部的压力上升的情况。在这样的情况下已知有具备切断电流的电流切断机构的非水电介质二次电池(例如，参照下述专利文献1)。专利文献1中记载的非水电介质二次电池包括在封装桶内部的压力上升时破裂而切断通电的脆弱部。脆弱部的中央部分与隔膜的电池内侧面连接，其周边与位于隔膜的下方的集电片连接，在隔膜变形脱离时破裂而切断与隔膜的通电。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-66254号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在专利文献1中记载的非水电介质二次电池，隔膜以覆盖保持孔的方式配置在极耳承接部的电池外侧，且其中央部底面经保持孔与脆弱部能够通电地接合，电池内气压向脆弱部和隔膜的电池内侧方向面起作用。根据该结构，提供带耐冲击性、耐振动性优异的电流切断机构的非水电介质二次电池。在专利文献1中记载的非水电介质二次电池，需要使圆形平板状的隔膜向电池外侧变形而使脆弱部破裂。但是，难以在与贯通封口板的密封铅之间的有限的空间使圆形平板状的隔膜变形、使高的应力作用于脆弱部。因此，不得不降低脆弱部的强度，在最差的情况下，存在由于作用于脆弱部的振动和冲击而脆弱部破裂、电流切断机构发生误动作的问题。本专利技术是鉴于上述的问题而完成的专利技术，其目的在于提供耐振动性、耐冲击性优异而且在电池容器的内压上升时能够将电流路径可靠而稳定地切断的方形二次电池。用于解决问题的技术方案为了达到上述的目的，本专利技术的方形二次电池具备电流切断部，该电流切断部配置在连接至卷绕电极组的集电板与外部端子之间的电流路径中，响应电池容器的内压上升而切断该电流路径，该方形二次电池的特征在于：上述电流切断部包括顶部与上述集电板电连接且缘部与上述外部端子电连接的隔膜，上述隔膜形成为向上述电池容器的内侧方向的凸出的形状，具有于平面视图中在上述电池容器的长度方向上延伸的形状。专利技术效果根据本专利技术，隔膜形成为向电池容器的内侧方向凸出的形状，具有于平面视图中在电池容器的长度方向上延伸的形状，因此不仅能够提高相对于隔膜的电池容器的内压的强度，而且能够使电池容器的内压发生作用的隔膜的表面积增加。因此，在电池容器的内压达到规定的压力而隔膜的顶部变形为凹状时，能够以比较大的力机械地切断外部端子与集电板之间的电流路径。由此，能够提高该电流路径的机械强度，防止该电流路径由于振动和冲击等内压以外的外部原因而损伤或破裂。因此，能够提供与现有技术相比耐振动性、耐冲击性优异并
且能够在电池容器的内压上升时将电流路径可靠而稳定地切断的方形二次电池。上述以外的问题、结构和效果通过以下的实施方式的说明来揭示。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的方形二次电池的立体图。图2是图1所示的方形二次电池的分解立体图。图3是图1所示的方形二次电池具备的卷绕电极组的分解立体图。图4A是图1所示的方形二次电池具备的电流切断部的放大截面图。图4B是图4A所示的接合部的放大截面图。图5是图4所示的隔膜及其周边的部件的分解立体图。图6是将图2所示的绝缘部件切断而表示开裂板的接合部的分解立体图。图7A是图6所示的开裂板的接合部的放大平面图。图7B是图7A所示的接合部的变形例1的放大平面图。图7C是图7A所示的接合部的变形例2的放大平面图。图8A是图6所示的隔膜的放大侧面图。图8B是图8A所示的隔膜的放大底面图。图9A是表示隔膜的变形例1的放大侧面图。图9B是表示隔膜的变形例1的放大底面图。图10A是表示隔膜的变形例2的放大侧面图。图10B是表示隔膜的变形例2的放大底面图。图11A是表示隔膜的变形例3的放大侧面图。图11B是表示隔膜的变形例3的放大底面图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的方形二次电池的实施方式进行详细说明。图1是本专利技术的实施方式的方形二次电池1的立体图。图2是图1所示的方形二次电池1的分解立体图。图3是将图2所示的卷绕电极
组40的一部分展开后的分解立体图。方形二次电池1例如为锂离子二次电池，具备扁平的方形的电池容器2。电池容器2由具有开口部4a的矩形箱状的电池桶4和将电池桶4的开口部4a密封的电池盖3构成。在以下的说明中，将平面视图中沿着长方形的电池盖3的长边的方向称为电池容器2的长度方向，将沿着短边的方向称为电池容器2的宽度方向。电池桶4和电池盖3例如利用铝或铝合金制作，电池盖3遍及电池桶4的开口部的全周，例如通过激光焊接被接合，由此电池容器2被密封。在电池容器2的内部，隔着省略图示的绝缘片收纳有卷绕电极组40。如图3所示，卷绕电极组40通过卷绕由隔着隔片43、44而叠层的正极电极41和负极电极42构成的叠层体而形成为扁平的形状。卷绕电极组40在带状的叠层体的延伸方向上施加例如约10N的拉伸载荷地被卷绕。此时，卷绕电极组40以使得带状的叠层体的宽度方向即卷绕轴方向的两端部的正极电极41、负极电极42和隔片43、44的端部成为一定的位置的方式进行蛇行控制(摆动控制)地被卷绕。正极电极41在正极箔的两面形成有正极合剂层41a，在宽度方向即卷绕电极组40的卷绕轴方向的一个侧面边缘具有正极箔露出的箔露出部41b。负极电极42在负极箔的两面形成有负极合剂层42a，在宽度方向即卷绕电极组40的卷绕轴方向的另一个侧面边缘具有负极箔露出的箔露出部42b。正极电极41和负极电极42的箔露出部41b、42b以在宽度方向即卷绕轴方向向相互位于相反侧的位置的方式卷绕。正极电极41例如能够按以下的顺序制作。首先，作为相对于正极活性物质的锂锰氧化物(化学式LiMn2O4)100重量部添加作为导电材料的10重量部的鳞片状石墨和作为粘合剂的10重量部的聚偏氟乙烯(以下，称为PVDF。)。在其中作为分散介质添加N-甲基吡咯烷酮(以下，称为NMP。)，进行搅拌而制作正极合剂。将该正极合剂在作为正极箔的厚度20μm的铝箔的两面留出箔露出部41b地进行涂敷。之后，进行干燥、冲压、切断，能够得到不含铝箔的正极合剂层41a的厚度例如为90μm的正极电极41。在本实施方式中，例示了在正极活性物质中使用锂锰氧化物的情况，也可以使用具有尖晶石晶体结构的其它锂锰氧化物，或者将一部
分以金属元素取代或掺杂的锂锰复合氧化物，或者具有层状晶体结构的锂钴氧化物或锂钛氧化物，或者将它们的一部分以金属元素取代或掺杂的锂-金属复合氧化物。负极电极42例如能够按以下的顺序制作。首先，相对于作为负极活性物质的无定形碳粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备电流切断部的方形二次电池，所述电流切断部配置在连接至卷绕电极组的集电板与外部端子之间的电流路径中，响应电池容器的内压上升而切断该电流路径，所述方形二次电池的特征在于：所述电流切断部包括顶部与所述集电板电连接且缘部与所述外部端子电连接的隔膜，所述隔膜形成为向所述电池容器的内侧方向凸出的形状，具有于平面视图中在所述电池容器的长度方向上延伸的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具备电流切断部的方形二次电池，所述电流切断部配置在连接至卷绕电极组的集电板与外部端子之间的电流路径中，响应电池容器的内压上升而切断该电流路径，所述方形二次电池的特征在于：所述电流切断部包括顶部与所述集电板电连接且缘部与所述外部端子电连接的隔膜，所述隔膜形成为向所述电池容器的内侧方向凸出的形状，具有于平面视图中在所述电池容器的长度方向上延伸的形状。2.如权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于：在所述顶部设置有向着所述电池容器的内侧方向突出的突起部，该突起部具有于平面视图中在所述长度方向上延伸的形状。3.如权利要求2所述的方形二次电池，其特征在于：包括与所述集电板电连接的开裂板，所述开裂板具有与所述隔膜的所述突起部接合的接合部和设置在该接合部的周围的环状槽，所述突起部的至少一部分在所述环状槽的外侧与所述开裂板相接。4.如权利要求3所述的方形二次电池，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦野和昭，泽田佳佑，纲木拓郎，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP