本發(fā)明涉及具備將外部端子與電池容器內(nèi)的電極之間的電流路徑截斷的電流截斷機構(gòu)的二次電池。
背景技術(shù):
歷來,作為例如車輛用的馬達、其他電子設(shè)備的電源,二次電池被廣泛利用。對于二次電池而言,例如,當(dāng)因過充電、過升溫或外力所造成的破損等而導(dǎo)致電池內(nèi)部的氣體壓力上升時,需要將電流截斷以提高安全性。作為這樣的二次電池,已知有利用變形構(gòu)件將電流截斷的二次電池,所述變形構(gòu)件伴隨殼體的內(nèi)壓上升而相應(yīng)地變形從而斷開與集電體的機械連接(例如,參照下述專利文獻1)。
專利文獻1中,以防止有可能導(dǎo)致將二次電池的電流截斷的截斷機構(gòu)發(fā)生誤動作的、截斷機構(gòu)所遭受的振動為課題,作為其解決方法,具有向殼體外側(cè)突出并與變形構(gòu)件電連接的電極端子、以及由絕緣性材料形成并在被固定于殼體的狀態(tài)下支撐集電體的支架。支架具有凸出部(boss),凸出部貫通集電體,前端部經(jīng)由熱鉚接處理而沿著集電體的外表面形成。專利文獻1中,通過對凸出部施加熱鉚接處理,能夠使凸出部與集電體無間隙地接觸,能夠抑制在由支架支撐集電體的部分產(chǎn)生松動(ガタ),能夠抑制集電體的振動。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2013-225500號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
上述專利文獻1的二次電池中,將集電體支架的凸出部插入至設(shè)置于正極集電體基座的貫通孔中,在朝向電池殼體底面的方向穿通,對凸出部的前端進行熱鉚接處理。由此,被擴徑的凸出部的前端與集電體基座的朝向電池殼體底面的一面密合,在貫通集電體基座的凸出部的軸向上,減少集電體與凸出部前端的間隙,抑制集電體的振動。
然而,專利文獻1中記載的二次電池中,由于在組裝時將集電體支架的凸出部穿通集電體基座的貫通孔,因而因貫通孔和凸出部的尺寸公差而在貫通孔內(nèi)周面與凸出部外周面之間產(chǎn)生徑向的間隙。由于通過凸出部的熱鉚接處理來填埋該間隙是困難的,因而熱鉚接處理后也會在貫通孔內(nèi)周面和凸出部外周面之間殘存徑向的間隙。因此,集電體基座在凸出部的徑向產(chǎn)生振動,截斷機構(gòu)遭受振動,有可能產(chǎn)生截斷機構(gòu)的誤動作。
本發(fā)明鑒于上述課題而完成,其目的在于,提供能夠更確實地抑制電流截斷機構(gòu)所遭受的振動的二次電池。
用于解決課題的方法
為了達到上述目的,本發(fā)明的二次電池為具備將外部端子與電池容器內(nèi)的電極之間的電流路徑截斷的電流截斷機構(gòu)的二次電池,其特征在于,上述電流截斷機構(gòu)具備:與上述電極連接的集電板、與該集電板的基部連接且因上述電池容器內(nèi)的壓力上升而變形從而與上述基部斷開連接的隔板(diaphragm)、以及將該隔板和上述集電板的基部固定于上述電池容器的內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件,上述絕緣構(gòu)件具有在上述基部的厚度方向突出的多個突起部,上述基部具有用于使上述突起部在上述厚度方向穿通的多個切口部,上述突起部具有卡合部,上述卡合部與上述基部的端面和沿著上述厚度方向的側(cè)面卡合,上述端面在上述絕緣構(gòu)件的相反側(cè)。
發(fā)明的效果
本發(fā)明的二次電池中,從將集電板的基部固定于電池容器內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件開始在貫通集電板基部的方向延伸的突起部,穿過設(shè)置于集電板基部的切口部而沿著該切口部配置。并且,該突起部具有卡合部,上述卡合部與集電板基部的端面和沿著基部的厚度方向的側(cè)面卡合,上述端面在絕緣構(gòu)件的相反側(cè)。由此,集電板的基部被保持于絕緣構(gòu)件與卡合部之間,從而不僅可以防止集電板在基部的厚度方向產(chǎn)生振動,集電板基部的側(cè)面還被卡合部支撐固定,可以防止集電板在突起部的徑向產(chǎn)生振動。因此,能夠更確實地抑制由集電板施加于電流截斷機構(gòu)的振動,能夠更確實地防止電流截斷機構(gòu)的誤動作。
附圖說明
圖1為表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的二次電池的外觀的立體圖。
圖2為圖1所示二次電池的立體分解圖。
圖3為圖1所示二次電池的電極組的立體分解圖。
圖4為圖1所示二次電池的電流截斷機構(gòu)周邊的放大截面圖。
圖5為圖1所示二次電池的電流截斷機構(gòu)周邊的立體分解圖。
圖6為表示將圖5所示電流截斷機構(gòu)周邊的各構(gòu)件組裝后的狀態(tài)的立體圖。
圖7為表示將圖6所示絕緣構(gòu)件的突起部熱熔接于集電板基部后的狀態(tài)的立體圖。
圖8A為圖7所示的突起部的放大側(cè)面圖。
圖8B為圖7所示的突起部的放大立體圖。
圖9A為表示集電板基部的切口部的例子的放大平面圖。
圖9B為表示集電板基部的切口部的例子的放大平面圖。
圖9C為表示集電板基部的切口部的例子的放大平面圖。
圖9D為表示集電板基部的切口部的例子的放大平面圖。
圖10為相當(dāng)于圖6的本發(fā)明實施方式2所涉及的二次電池的立體圖。
圖11A為表示集電板基部的切口部的配置例的平面圖。
圖11B為表示集電板基部的切口部的配置例的平面圖。
圖12A為對于以往的二次電池中集電板在絕緣構(gòu)件上的固定進行說明的放大截面圖。
圖12B為對于以往的二次電池中集電板在絕緣構(gòu)件上的固定進行說明的放大截面圖。
具體實施方式
[實施方式1]
以下,參照附圖來說明本發(fā)明的二次電池的實施方式1。
圖1為本實施方式的二次電池100的立體圖。
本實施方式的二次電池100為方形二次電池,例如具備由長方形板狀的電池蓋11和有底方筒狀的電池罐12構(gòu)成的扁平箱形的電池容器10。電池容器10由例如鋁合金等金屬材料制作。
在電池容器10的寬度方向即電池蓋11的長度方向的兩端,在電池容器10的外側(cè)且電池蓋11的上表面設(shè)置有正極和負極的外部端子20A、20B。在外部端子20A、20B與電池蓋11之間設(shè)置有絕緣構(gòu)件2,外部端子20A、20B與電池蓋11電絕緣。正極外部端子20A由例如鋁或鋁合金制作,負極外部端子20B由例如銅或銅合金制作。
在電池蓋11的正極和負極的外部端子20A、20B之間,設(shè)置有排氣閥13和注液口14。排氣閥13例如通過使電池蓋11薄壁化并形成槽部13a來設(shè)置,當(dāng)電池容器10的內(nèi)部壓力超過預(yù)定值而上升時會開裂而釋放內(nèi)部的氣體,由此降低電池容器10的內(nèi)部壓力。注液口14用來向電池容器10的內(nèi)部注入電解液,通過例如激光焊接來焊接注液塞15進行密封。
圖2為圖1所示的二次電池100的立體分解圖。
在電池蓋11的長度方向的兩端,在作為電池容器10內(nèi)側(cè)的電池蓋11的下表面,隔著絕緣構(gòu)件3A、3B固定有正極和負極的集電板30A、30B。集電板30A、30B分別具有:大致平行地設(shè)置于電池蓋11的下表面并固定于絕緣構(gòu)件3A、3B的基部31;以及從基部31朝著電池罐12的底面12c延伸的端子部32。正極的集電板30A由例如鋁或鋁合金制作,負極的集電板30B由例如銅或銅合金制作。
二次電池100具備將正極外部端子20A與電池容器10內(nèi)的電極之間的電流路徑截斷的電流截斷機構(gòu)50。電流截斷機構(gòu)50包含正極側(cè)的集電板30A、隔板5和絕緣構(gòu)件3A作為主要構(gòu)成要素,上述絕緣構(gòu)件3A將該隔板5和集電板30A的基部31固定于作為電池容器10內(nèi)側(cè)的電池蓋11的下表面。
隔板5與集電板30A的基部31連接,構(gòu)成外部端子20A與電池容器10內(nèi)的電極組40所具備的后述正電極41(參照圖3)之間的電流路徑的一部分。詳細情況如后所述,隔板5如下構(gòu)成:因電池容器10內(nèi)的壓力上升而朝著電池容器10的外側(cè)變形,從而與集電板30A的基部31斷開連接。
正極和負極的集電板30A、30B各自的端子部32形成為從基部31的在電池容器10的厚度方向的兩側(cè)沿著電池罐12中最大面積的寬側(cè)面12b朝著電池罐12的底面12c延伸的板狀。集電板30A、30B各自的端子部32,在后述的電極組40的卷繞軸D方向上,從基部31外側(cè)的端部開始延伸并分別與電極組40的端部的集電板接合部41d、42d接合。
由此,正極的集電板30A配置于卷繞軸D方向的一個端部,并與電極組40的正電極41電連接,負極的集電板30B配置于卷繞軸D方向的另一端部,并與電極組的負電極42(參照圖3)電連接。此外,電極組40與端子部32接合,從而介由集電板30A、30B和絕緣構(gòu)件3A、3B被固定于電池蓋11。此外,將外部端子20A、20B、絕緣構(gòu)件2、絕緣構(gòu)件3A、3B、集電板30A、30B、電流截斷機構(gòu)50、以及電極組40安裝于電池蓋11,從而構(gòu)成了蓋組裝體60。
在制造二次電池100時,將未圖示的絕緣片配置于電極組40與電池罐12之間以使它們之間電絕緣,在該狀態(tài)下將蓋組裝體60從電極組40下方側(cè)的彎曲部40b插入至電池罐12的開口部12a。電極組40以如下方式容納于電池罐12內(nèi),即,電池罐12的窄側(cè)面12d、12d位于卷繞軸D方向的兩側(cè),且卷繞軸D方向與電池罐12的底面12c和寬側(cè)面12b大致平行地沿順。
由此,電極組40處于如下狀態(tài),即:一側(cè)的彎曲部40b與電池蓋11相對,另一側(cè)的彎曲部40b與電池罐12的底面12c相對,平面部40a與寬側(cè)面12b相對。并且,在由電池蓋11將電池罐12的開口部12a封閉的狀態(tài)下,例如利用激光焊接將電池蓋11的四周與電池罐12的開口部12a接合,從而形成包含電池蓋11和電池罐12的電池容器10。
其后,介由電池蓋11的注液口14將非水電解液注入至電池容器10的內(nèi)部,例如利用激光焊接將注液塞15與注液口14接合進行密封,從而密閉電池容器10。作為注入至電池容器10的內(nèi)部的非水電解液,可以使用例如在將碳酸亞乙酯和碳酸二甲酯以體積比1:2的比例混合而成的混合溶液中以1摩爾/升的濃度溶解六氟磷酸鋰(LiPF6)所得的液體。
圖3為將圖2所示的電極組40的一部分展開的立體分解圖。
電極組40為如下形成的卷繞電極組:將隔著隔膜43、44層疊的正負電極41、42卷繞于與卷繞軸D平行的軸心的周圍而成形為扁平形狀。電極組40具有與電池罐12的寬側(cè)面12b對置的平坦的一對平面部40a、以及與電池蓋11和電池罐12的底面12c對置的半圓筒狀的一對彎曲部40b。隔膜43、44使正電極41與負電極42之間絕緣,并且在卷繞于最外周的負電極42的外側(cè)也卷繞有隔膜44。
正電極41具有作為正極集電體的正極箔41a和正極合劑層41b,上述正極合劑層41b包含涂布在正極箔41a的兩面的正極活性物質(zhì)合劑。在正電極41的寬度方向的一側(cè)未形成正極合劑層41b,設(shè)為正極箔41a露出的箔露出部41c。正電極41以箔露出部41c配置于與負電極42的箔露出部42c在卷繞軸D方向上相反的一側(cè)的方式卷繞于卷繞軸D的周圍。
正電極41例如可以通過如下方法制作:在正極活性物質(zhì)中添加導(dǎo)電材料、粘結(jié)劑和分散溶劑并進行混煉,將制成的正極活性物質(zhì)合劑涂布于除寬度方向的一側(cè)以外的正極箔41a的兩面,進行干燥、壓制、裁切。作為正極箔41a,可以使用例如厚度約20μm的鋁箔。不包括正極箔41a的厚度時的正極合劑層41b的厚度為例如約90μm。
作為正極活性物質(zhì)合劑的材料,例如可以分別使用:作為正極活性物質(zhì)的100重量份的錳酸鋰(化學(xué)式LiMn2O4)、作為導(dǎo)電材料的10重量份的鱗片狀石墨、作為粘結(jié)劑的10重量份的聚偏氟乙烯(以下,稱為PVDF。)、以及作為分散溶劑的N-甲基吡咯烷酮(以下,稱為NMP。)。正極活性物質(zhì)不限于上述的錳酸鋰,例如,也可以使用具有尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的其他錳酸鋰、一部分被金屬元素取代或摻雜的鋰錳復(fù)合氧化物。此外,作為正極活性物質(zhì),也可以使用具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰、鈦酸鋰、以及它們的一部分被金屬元素取代或摻雜的鋰-金屬復(fù)合氧化物。
負電極42具有作為負極集電體的負極箔42a和負極合劑層42b,上述負極合劑層42b包含涂布于負極箔42a的兩面的負極活性物質(zhì)合劑。在負電極42的寬度方向的一側(cè)沒有形成負極合劑層42b,設(shè)為負極箔42a露出的箔露出部42c。負電極42以其箔露出部42c配置于與正電極41的箔露出部41c在卷繞軸D方向上相反的一側(cè)的方式卷繞于卷繞軸D周圍。
負電極42例如可以通過如下方法制作:在負極活性物質(zhì)中添加粘結(jié)劑和分散溶劑并進行混煉,將制成的負極活性物質(zhì)合劑涂布于除寬度方向的一側(cè)以外的負極箔42a的兩面,進行干燥、壓制、裁切。作為負極箔42a,可以使用例如厚度約10μm的銅箔。不包括負極箔42a的厚度時的負極合劑層42b的厚度為例如約70μm。
作為負極活性物質(zhì)合劑的材料,例如可以分別使用:作為負極活性物質(zhì)的100重量份的非晶質(zhì)碳粉末、作為粘結(jié)劑的10重量份的PVDF、作為分散溶劑的NMP。負極活性物質(zhì)不限于上述的非晶質(zhì)碳,也可以使用能夠使鋰離子插入、脫離的天然石墨,人造的各種石墨材料,焦炭等碳質(zhì)材料,Si、Sn等的化合物(例如,SiO、TiSi2等),或它們的復(fù)合材料。對負極活性物質(zhì)的粒子形狀也沒有特別限定,可以適宜選擇鱗片狀、球狀、纖維狀或塊狀等粒子形狀。
需要說明的是,在上述的正極和負極的合劑層41b、42b中使用的粘結(jié)材料不限于PVDF。作為上述粘結(jié)材料,例如,可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、丁基橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、聚硫橡膠、硝化纖維素、氰乙基纖維素、各種乳液、丙烯腈、氟乙烯、偏氟乙烯、氟丙烯、氟代氯丁二烯(フッ化クロロプレン)、丙烯酸系樹脂等聚合物以及它們的混合物等。
此外,對于將正電極41和負電極42隔著隔膜43、44重疊卷繞時的軸芯,例如,可以使用將彎曲剛性比正極箔41a、負極箔42a、隔膜43、44中的任一個都高的樹脂片卷繞而成者。
在電極組40的卷繞軸D方向上,負電極42的負極合劑層42b的寬度比正電極41的正極合劑層41b的寬度寬。此外,在電極組40的最內(nèi)周和最外周卷繞有負電極42。由此,正極合劑層41b從電極組40的最內(nèi)周到最外周為止都夾在負極合劑層42b之間。
正電極41和負電極42的箔露出部41c、42c分別在電極組40的平面部40a聚集,形成如上所述的集電板接合部41d、42d(參照圖2)。正電極41和負電極42的各自的集電板接合部41d、42d通過例如超聲波焊接等而與正極和負極的集電板30A、30B的各自的端子部32接合。由此,在正極側(cè)和負極側(cè),外部端子20A、20B分別介由集電板30A、30B而分別與構(gòu)成電極組40的正負電極41、42電連接。
需要說明的是,在電極組40的卷繞軸D方向上,隔膜43、44的寬度比負極合劑層42b的寬度寬,但正電極41和負電極42的箔露出部41c、42c分別與隔膜43、44的寬度方向端部相比朝著寬度方向外側(cè)突出。因此,隔膜43、44不會成為將箔露出部41c、42c一同焊接時的障礙。
圖4為電流截斷機構(gòu)50周邊的沿著圖1所示二次電池100的寬度方向即電極組40的卷繞軸D方向的放大截面圖。圖5為圖4所示的電流截斷機構(gòu)50周邊的各構(gòu)件的立體分解圖。需要說明的是,圖5中,省略了電極組40的圖示,顯示在絕緣構(gòu)件3A的突起部3d形成卡合部3f之前的狀態(tài)。
容納于電池容器10內(nèi)的電流截斷機構(gòu)50,包含與正電極41連接的集電板30A、與集電板30A的基部31連接的隔板5、以及將該隔板5和集電板30A的基部31固定于電池容器10內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件3A作為構(gòu)成要素,構(gòu)成外部端子20A與電池容器10內(nèi)的正電極41之間的電流路徑的一部分。
外部端子20A介由電池容器10外側(cè)的絕緣構(gòu)件2和墊圈4而固定在處于電池容器10的外側(cè)且電池蓋11的上表面處。隔板5介由絕緣構(gòu)件3A和導(dǎo)電板6而固定在處于電池容器10的內(nèi)側(cè)且電池蓋11的下表面處。集電板30A的基部31介由絕緣構(gòu)件3A而固定在電池蓋11的下表面。在集電板30A的基部31與絕緣構(gòu)件3A之間的空間配置有隔板5和導(dǎo)電板6。
外部端子20A具有沿著電池容器10的寬度方向即卷繞軸D方向延伸的板狀部21、在該板狀部21的卷繞軸D方向的外側(cè)端部設(shè)置的圓柱狀的連接部22、將板狀部21和連接部22貫通的貫通孔23、以及螺栓24。螺栓24按照從板狀部21的下表面?zhèn)瘸媳砻鎮(zhèn)鹊姆较虼┩ㄔO(shè)置于板狀部21的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)端部的貫通孔21a。板狀部21中,在卷繞軸D方向上的中央部,沿著與卷繞軸D方向交叉的方向,例如電池容器10的厚度方向形成有槽部21b,從而厚度部分地變薄。
外部端子20A的連接部22在從板狀部21朝著貫通電池蓋11的軸方向的前端的方向上具有:使直徑擴大的擴徑部22a、使直徑縮小的縮徑部22b、以及使該縮徑部22b的前端發(fā)生塑性變形而進行擴徑的鉚接部22c。外部端子20A的貫通孔23沿著連接部22的軸方向貫通外部端子20A,在板狀部21的上表面和鉚接部22c的中央部形成開口。
電池容器10外側(cè)的絕緣構(gòu)件2由例如具有絕緣性的樹脂材料制作,具有包覆外部端子20A的板狀部21的周側(cè)面的邊緣部2a、以及與板狀部21的底面和電池蓋11的上表面密合的底部2b。絕緣構(gòu)件2的邊緣部2a通過被覆板狀部21的周側(cè)面從而防止板狀部21與電池蓋11或其他構(gòu)件的短路。絕緣構(gòu)件2的底部2b配置于外部端子20A的板狀部21和電池蓋11之間,使它們電絕緣。在絕緣構(gòu)件2的底部2b設(shè)置有:與設(shè)置于電池蓋11上表面的凹部11a卡合的凸部2c、以及使外部端子20A的連接部22穿通的開口部2d。在凸部2c的內(nèi)側(cè)容納有螺栓24的頭部。
墊圈4由例如具有絕緣性的樹脂材料制作,具有圓筒狀的筒狀部4a、在筒狀部4a的軸方向上設(shè)置在電池容器10外側(cè)端部的凸緣部4b。墊圈4的筒狀部4a在內(nèi)側(cè)穿通有外部端子20A的連接部22,墊圈4在該狀態(tài)下被穿通至電池蓋11的貫通孔11b中,配置于外部端子20A的連接部22和電池蓋11的貫通孔11b的內(nèi)周面之間,使連接部22和電池蓋11電絕緣。墊圈4的凸緣部4b配置于絕緣構(gòu)件2的開口部2d內(nèi),與設(shè)置于電池蓋11的貫通孔11b周圍的凹狀的階差部11c卡合,在該階差部11c和外部端子20A的板狀部21底面之間被壓縮。由此,墊圈4與凹狀的階差部11c和板狀部21的底面密合,密封電池蓋11的貫通孔11b。
電池容器10內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件3A由例如具有絕緣性的樹脂材料制作,具有:在電池容器10的寬度方向即電極組40的卷繞軸D方向上延伸的本體部3a、以及設(shè)置于本體部3a的延伸方向中央部的貫通孔3b。絕緣構(gòu)件3A的本體部3a具有:用于配置導(dǎo)電板6和隔板5的凹部3c、以及用于固定集電板30A的基部31的多個突起部3d。絕緣構(gòu)件3A的凹部3c的朝著電池容器10內(nèi)部的面設(shè)置有卡合凹部3e,上述卡合凹部3e形成為與導(dǎo)電板6的平面形狀對應(yīng)的平面形狀以使導(dǎo)電板6卡合。
絕緣構(gòu)件3A的多個突起部3d朝著貫通集電板30A的基部31的方向即基部31的厚度方向突出。突起部3d設(shè)置于與在集電板30A的基部31設(shè)置的切口部33對應(yīng)的位置,具有與切口部33的平面形狀相符的截面形狀,插入切口部33并沿著切口部33的內(nèi)周面配置。本實施方式的突起部3d形成為具有圓形截面形狀的圓柱狀。
突起部3d中,徑向的一部分在切口部33的深度方向即卷繞軸D方向上插入并配置于切口部33的內(nèi)側(cè),與切口部33的內(nèi)周面卡合。本實施方式中,突起部3d中徑向的一半即截面觀察時為半圓的部分在切口部33的深度方向上插入并與切口部33卡合。突起部3d具有與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b卡合的卡合部3f,其中,上述下端面31a為集電板30A的基部31的與絕緣構(gòu)件3A相反的一側(cè)端面,上述側(cè)面31b為基部31的沿厚度方向的一面。
本實施方式中,包含突起部3d的絕緣構(gòu)件3A由熱塑性的樹脂材料形成,卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b熱熔接。卡合部3f通過例如利用熱熔接使突起部3d的前端可塑化并進行擴徑而形成,與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b密合。
導(dǎo)電板6是平面形狀為圓形的板狀構(gòu)件。需要說明的是,導(dǎo)電板6的平面形狀也可以形成為以電池容器10的寬度方向為長度方向的長圓形或橢圓形。導(dǎo)電板6具有使外部端子20A的連接部22穿通的貫通孔6a、以及使隔板5的周緣部5a卡合的環(huán)狀槽6b。在導(dǎo)電板6的環(huán)狀槽6b,例如通過激光焊接而與隔板5的周緣部5a接合。導(dǎo)電板6與電池容器10內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件3A的卡合凹部3e卡合,貫通孔6a中穿通有外部端子20A的連接部22。導(dǎo)電板6可以由例如鋁或鋁合金等與正極外部端子20A和集電板30A相同的材料制作。
就貫通了導(dǎo)電板6的貫通孔6a的連接部22而言,其前端在導(dǎo)電板6的朝著電池容器10內(nèi)部的面6c得以擴徑,在前端形成有鉚接部22c。由此,導(dǎo)電板6介由絕緣構(gòu)件3A而固定于電池蓋11,配置于外部端子20A和隔板5之間并將它們電連接。需要說明的是,導(dǎo)電板6的朝著電池容器10內(nèi)部的面6c,優(yōu)選為不具有棱、凸部的平坦的面。這是因為,如果導(dǎo)電板6的朝著電池容器10內(nèi)部的面6c為平坦,則能夠防止鉚接部22c對棱、凸部干涉,因而能夠確保鉚接部22c的直徑,并確保由外部端子20A的連接部22進行的鉚接固定的強度。
需要說明的是,本實施方式的二次電池100中,負極外部端子20B和集電板30B之間未設(shè)置電流截斷機構(gòu)50。因此,負極外部端子20B不具有貫通孔23,但具有與正極外部端子20A的連接部22同樣的連接部。就負極外部端子20B的連接部貫通集電板30B的基部31而言,其前端在基部31的朝著電池容器10內(nèi)部的面得以擴徑,在前端設(shè)置有與正極的連接部22的鉚接部22c同樣的鉚接部。由此,負極外部端子20B與集電板30B的基部31電連接,并且集電板30B的基部31介由絕緣構(gòu)件3B而固定于電池蓋11。
這樣,外部端子20A、20B、電池容器10外側(cè)的絕緣構(gòu)件2、墊圈4、電池容器10內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件3A、3B和導(dǎo)電板6被一體地鉚接固定于電池蓋11。即,正極外部端子20A中,板狀部21配置于處于電池容器10的外側(cè)且電池蓋11的上表面處,連接部22通過將電池容器10外側(cè)的絕緣構(gòu)件2的開口部2d、墊圈4的筒狀部4a、電池蓋11的貫通孔11b、電池容器10內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件3A的貫通孔3b和導(dǎo)電板6的貫通孔6a貫通而形成鉚接部22c,從而將這些構(gòu)件一體地固定。此外,通過在貫通各構(gòu)件的外部端子20A的連接部22設(shè)置的貫通孔23,使得電池容器10的外部空間與導(dǎo)電板6和隔板5之間的空間相連通。
負極側(cè)的構(gòu)成如下:外部端子20B不具有貫通孔23,絕緣構(gòu)件3B的構(gòu)成與正極側(cè)的絕緣構(gòu)件3A不同,不具有導(dǎo)電板和隔板5,外部端子20B的連接部貫通集電板30B的基部31以形成鉚接部,除此之外,與如上所述的正極側(cè)的構(gòu)成是同樣的。
隔板5配置在與集電板30A的基部31相比更靠電池容器10的外側(cè),并具有朝著電池容器10內(nèi)部的凸形狀。隔板5具有與導(dǎo)電板6的平面形狀對應(yīng)的圓形、橢圓形或長圓形的平面形狀,形成為在與電池蓋11垂直的電池容器10的高度方向上具有深度的碗狀形狀。隔板5,從電池容器10的外側(cè)朝著內(nèi)側(cè),沿著從電池蓋11朝著電池罐12的底面的方向,依次具有周緣部5a、側(cè)壁部5b、底壁部5c和突起部5d。隔板5可以由例如鋁或鋁合金等與正極外部端子20A和集電板30A相同的材料制作。
隔板5的周緣部5a以沿著與電池蓋11平行的方向的方式彎折,與形成于導(dǎo)電板6的朝著電池容器10內(nèi)部的面的環(huán)狀槽6b卡合,與環(huán)狀槽6b的底部抵接,例如通過激光焊接而與導(dǎo)電板6接合。由此,隔板5的電池容器10外側(cè)的空間與電池容器10的內(nèi)部空間隔絕,通過外部端子20A的貫通孔23而與電池容器10的外部空間連通。
隔板5的側(cè)壁部5b,從周緣部5a沿著垂直于電池蓋11的方向,朝著電池罐12的底面12c延伸,設(shè)為與垂直于電池蓋11的方向形成的角度小于與平行于電池蓋11的方向形成的角度。隔板5的底壁部5c,從側(cè)壁部5b的端部沿著平行于電池蓋11的方向,朝著隔板5的中央部延伸,設(shè)為與垂直于電池蓋11的方向形成的角度大于與平行于電池蓋11的方向形成的角度。此外,底壁部5c的朝著電池容器10內(nèi)部的面設(shè)為凸曲面。
隔板5的突起部5d形成為平面觀察時與隔板5的平面形狀相似的形狀,以在底壁部5c的中央部朝著電池容器10內(nèi)部突出的方式形成。隔板5的突起部5d通過例如激光焊接、電阻焊接或超聲波焊接,在集電板30A的凹部31d內(nèi)與脆弱部31f內(nèi)側(cè)的接合部31g接合。由此,隔板5介由集電板30A和導(dǎo)電板6與正電極41和外部端子20A電連接,構(gòu)成正電極41和外部端子20A之間的電流路徑的一部分。
正極的集電板30A,如上所述,具有固定于絕緣構(gòu)件3A的基部31、與電極組40的正電極41的集電板接合部41d接合的端子部32。集電板30A的基部31具有使絕緣構(gòu)件3A的突起部3d沿著基部31的厚度方向穿通的多個切口部33。本實施方式中,切口部33在電極組40的卷繞軸D方向上分別形成于集電板30A的基部31的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。
在電極組40的卷繞軸D方向上,集電板30A的端子部32從基部31的外側(cè)的端部延伸,并在電極組40的一側(cè)端部與正電極41的集電板接合部41d接合。在該電極組40的卷繞軸D方向上,如圖5所示,集電板30A的基部31的外側(cè)的切口部33的深度d1優(yōu)選比內(nèi)側(cè)的切口部33的深度d2深。
此外,本實施方式中,在電極組40的卷繞軸D方向上,如圖5所示,在集電板30A的基部31的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有一對切口部33,外側(cè)的一對切口部33的間隔w1比內(nèi)側(cè)的一對切口部33的間隔w2窄。
集電板30A的基部31的朝著電池容器10外側(cè)且與隔板相對的上端面形成有凹部31d,該凹部31d的底部的薄壁部31e與隔板5的突起部5d接合。設(shè)置于集電板30A的基部31的凹部31d具有:與隔板5的凸形狀相符的傾斜面、以及當(dāng)隔板5朝著電池容器10的外部變形時發(fā)生斷裂的脆弱部31f。凹部31d具有平面觀察時與隔板5的平面形狀對應(yīng)的平面形狀,形成為例如圓形的平面形狀。對凹部31d的形成方法沒有特別限定,例如可以通過對集電板30A的基部31進行壓制加工來形成。
設(shè)置于集電板30A的基部31的凹部31d,由于具有傾斜面,從而底壁的壁厚從周緣部朝著中央部逐漸變薄,在由傾斜面圍繞的中央部設(shè)置有薄壁部31e。薄壁部31e形成為平面觀察時呈圓形的形狀,具有與隔板5的突起部5d的底面整體接觸的面積。在薄壁部31e的中央部設(shè)置有圓環(huán)狀的脆弱部31f,由脆弱部31f圍繞的部分設(shè)為與隔板5接合的接合部31g。脆弱部31f通過形成于薄壁部31e的槽而設(shè)置,壁厚比薄壁部31e薄。脆弱部31f的外側(cè)的薄壁部31e與隔板5的突起部5d的底面抵接,但沒有相接合。
接著,對于將絕緣構(gòu)件3A的突起部3d穿通集電板30A的基部31的切口部33,并在突起部3d形成卡合部3f的步驟進行說明。
圖6為表示使絕緣構(gòu)件3A的突起部3d穿通集電板30A的基部31的切口部33的狀態(tài)的立體圖。圖7為表示在穿通集電板30A的基部31的切口部33的突起部3d形成了卡合部3f的狀態(tài)的立體圖。圖8A為形成有卡合部3f的突起部3d的擴大側(cè)面圖,圖8B為形成有卡合部3f的突起部3d的放大立體圖。
首先,如圖4所示,使外部端子20A的連接部22貫通電池容器10外側(cè)的絕緣構(gòu)件2的開口部2d、墊圈4的筒狀部4a、電池容器10內(nèi)側(cè)的絕緣構(gòu)件3A的貫通孔3b和導(dǎo)電板6的貫通孔6a。并且,在連接部22的前端形成鉚接部22c,將外部端子20A、絕緣構(gòu)件2、墊圈4、絕緣構(gòu)件3A和導(dǎo)電板6一體地鉚接固定于電池蓋11,將導(dǎo)電板6的環(huán)狀槽6b與隔板5的周緣部5a接合。
接著,如圖6所示,使絕緣構(gòu)件3A的突起部3d沿著基部31的厚度方向穿通集電板30A的基部31的切口部33。并且,將例如加熱用夾具按在突起部3d的前端部上,使前端部可塑化而進行擴徑,同時使其與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b密合。其后,通過使突起部3d的前端部固化,從而如圖7和圖8所示,使其與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b卡合,在下端面31a和側(cè)面31b形成經(jīng)熱熔接的卡合部3f。
由此,卡合部3f與在下端面31a和側(cè)面31b的邊界形成的角部31C熱熔接,同時和與角部31C鄰接的下端面31a和側(cè)面31b熱熔接。此外,卡合部3f與下端面31a和側(cè)面31b密合而變成與下端面31a和側(cè)面31b抵接的狀態(tài)。
以下,對本實施方式的二次電池100的作用進行說明。
如上所述,本實施方式的二次電池100中,在外部端子20A和電池容器10內(nèi)的正電極41之間的電流路徑中設(shè)置的電流截斷機構(gòu)50容納于電池容器10內(nèi),具備與外部端子20A連接的隔板5和與正電極41連接的集電板30A。此外,隔板5的電池容器10內(nèi)側(cè)的面面向電池容器10的內(nèi)部空間,隔板5的電池容器10外側(cè)的空間與電池容器10的外部空間連通。
基于這樣的構(gòu)成,本實施方式的二次電池100利用在包含電流截斷機構(gòu)50的電流路徑中流通的電流將平時介由外部端子20A、20B供給的電力蓄積到電極組40中。此外,二次電池100利用在包含電流截斷機構(gòu)50的電流路徑中流通的電流將在電極組40中蓄積的電力介由外部端子20A、20B供給至外部設(shè)備。
例如,若因二次電池100的過充電、過升溫或外力所導(dǎo)致的破損等而導(dǎo)致電池容器10內(nèi)部的氣體壓力上升,則作用于隔板5的電池容器10內(nèi)側(cè)的面的壓力變得大于作用于電池容器10外側(cè)的面的壓力。然后,若電池容器10內(nèi)部的氣體壓力達到設(shè)定的壓力,則隔板5朝著電池容器10外部如壓曲那樣發(fā)生塑性變形,對與隔板5的突起部5d接合的集電板30A的接合部31g產(chǎn)生朝著電池容器10外部的力,脆弱部31f發(fā)生斷裂。由此,斷開隔板5與集電板30A的基部31的連接,使外部端子20A與電池容器10內(nèi)的正電極41之間的電流路徑截斷。
如圖12所示,在以往的二次電池中,由于使集電體支架902的凸出部903貫通集電體的基座901的貫通孔901a,因此貫通孔901a的徑比凸出部903的徑大一圈,在貫通孔901a的內(nèi)周面和凸出部903的外周面之間產(chǎn)生徑向的間隙G。這樣的間隙G是很難通過使用如圖12A所示的加熱用夾具J對凸出部903進行熱鉚接處理來填埋的。因此,在熱鉚接處理后,仍然如圖12B所示那樣在貫通孔901a的內(nèi)周面和凸出部903的外周面之間殘存有徑向的間隙G。因此,集電體的基座901在凸出部903的徑R方向上振動,截斷機構(gòu)遭受振動,有可能產(chǎn)生截斷機構(gòu)的誤動作。
相對于此,本實施方式的二次電池100中,電池容器10內(nèi)的絕緣構(gòu)件3A具有在集電板30A的基部31的厚度方向上突出的突起部3d,集電板30A的基部3具有沿厚度方向使突起部3d穿通的切口部33。并且,突起部3d具有與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b卡合的卡合部3f。
由此,集電板30A的基部31被保持在絕緣構(gòu)件3A和卡合部3f之間,不僅可以防止集電板30A沿著基部31的厚度方向振動,集電板30A的基部31的側(cè)面31b還被卡合部3f支撐固定,可以防止集電板30A沿著突起部3d的徑向振動。因此,能夠更確實地抑制由集電板30A施加至電流截斷機構(gòu)50的振動,例如,能夠更確實地防止因集電板30A的振動所引起的脆弱部31f的斷裂等而導(dǎo)致的、電流截斷機構(gòu)50的誤動作。
此外,絕緣構(gòu)件3A的突起部3d由熱塑性的樹脂材料形成。并且,突起部3d的卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b熱熔接。由此,不僅能夠使卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b密合而使間隙消失,還能夠通過卡合部3f支撐固定集電板30A的基部31,能夠抑制集電板30A的振動。
此外,卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31形成的角部31C熱熔接。因此,通過卡合部3f能夠牢固地支撐固定基部31的角部31C。此外,通過卡合部3f,能夠跨過基部31的角部31C而牢固地支撐固定下端面31a和側(cè)面31,能夠有效地抑制集電板30A的振動。
此外,突起部3d的卡合部3f通過使突起部3d的前端擴徑而形成。由此,相比于使卡合部3f的直徑和突起部3d的直徑相同時或使卡合部3f的直徑比突起部3d的直徑縮小時,能夠提高突起部3d的應(yīng)對作用于突起部3d的軸向的力的強度。此外,能夠增加卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b的接觸面積并更牢固地支撐固定集電板30A,能夠更有效地抑制集電板30A的振動。
此外,二次電池100具備電極組40,上述電極組40將正電極41和負電極42與隔膜43、44交替地層疊并在卷繞軸D周圍卷繞而成。并且,集電板30A、30B配置于電極組40的在卷繞軸D方向上的端部。
基于這樣的構(gòu)成,電極組40在電池容器10內(nèi)由集電板30A、30B支撐,并在與平面部40a垂直的厚度方向上大致沒有間隙的狀態(tài)下,隔著隔膜44和絕緣片與電池容器10的寬側(cè)面12b相對。另一方面,電極組40在卷繞軸D方向上,在與電池容器10的窄側(cè)面12d之間具有一定的空間。因此,例如,若對二次電池100產(chǎn)生慣性力、振動,則電極組40與厚度方向相比更容易在卷繞軸D方向上振動。
在此,本實施方式的二次電池100中,集電板30A的基部31的切口部33在卷繞軸D方向上分別形成于基部31的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。因此,即使在切口部33的內(nèi)周面與突起部3d的外周面之間產(chǎn)生間隙,也能夠?qū)⒓姲?0A的基部31的卷繞軸D方向的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的側(cè)面31b通過與該側(cè)面31b密合的卡合部3f來支撐固定。因此,在電極組40比較容易發(fā)生振動的卷繞軸D方向上,能夠牢固地支撐固定集電板30A的基部31,并能夠更有效地抑制集電板30A的振動。
此外,集電板30A具有端子部32,上述端子部從基部31的卷繞軸D方向的外側(cè)端部延伸并在電極組40的卷繞軸D方向的端部與正電極41連接。因此,若對二次電池100產(chǎn)生慣性力、振動,則來自電極組40的荷重,與集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)相比更多地作用于其外側(cè)。
在此,本實施方式的二次電池100中,在卷繞軸D方向上,集電板30A的基部31的外側(cè)的切口部33的深度d1比內(nèi)側(cè)的切口部33的深度d2深。由此,增加突起部3d的卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a的接觸面積,在突起部3d的軸向上更牢固地支撐固定基部31,能夠更有效地抑制集電板30A的振動。
關(guān)于該切口部33的深度d1,d2、以及突起部3d的卡合部3f與集電板30A的基部31下端面31a的接觸面積和卡合部3f與基部31側(cè)面31b的接觸長度的關(guān)系,使用圖9來進行說明。
圖9為從與集電板30A的下端面31a垂直的方向觀察時的切口部33的放大平面圖。
圖9所示的例子中,切口部33的平面形狀為圓弧,突起部3d和卡合部3f的平面形狀為圓形。如圖9A所示,就卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a的接觸面積CA而言,與切口部33的深度d小于突起部3d的半徑時相比,如圖9B所示那樣,當(dāng)切口部33的深度d與突起部3d的半徑相等時接觸面積CA變大。
此外,與圖9B所示的例子相比,如圖9C所示那樣,在切口部33的深度d大于突起部3d的半徑時,卡合部3f與基部31的下端面31a的接觸面積CA變大。進而,與圖9C所示的例子相比,如圖9D所示,在切口部33的深度d為突起部3d的直徑以上時,卡合部3f與基部31的下端面31a的接觸面積CA變大。
這樣,通過使卡合部3f與基部31的下端面31a的接觸面積CA更大,從而在突起部3d的軸向上更牢固地支撐固定基部31,能夠更有效地抑制集電板30A的振動。需要說明的是,圖9C和圖9D所示的例子中,也可以通過不切除集電板30A的基部31的區(qū)域X的部分而使其殘存,從而使卡合部3f與基部31的下端面31a的接觸面積CA進一步變大。但此時,需要將突起部3d沿軸向插入切口部33,與使突起部3d沿徑向與切口部33卡合時相比,需要使尺寸公差變大。
此外,從抑制突起部3d的徑向的振動的觀點出發(fā),卡合部3f與集電板30A的基部31的側(cè)面31b的卡合長度L越長越優(yōu)選。如圖9A所示,就卡合部3f與集電板30A的基部31的側(cè)面31b的卡合長度L而言,與切口部33的深度d小于突起部3d的半徑時相比,如圖9B所示那樣,當(dāng)切口部33的深度d與突起部3d的半徑相等時卡合長度L變長。
然而,與圖9B所示的例子相比,如圖9C所示那樣,在切口部33的深度d大于突起部3d的半徑時,卡合部3f與基部31的側(cè)面31b的卡合長度L變短。進而,與圖9C所示的例子相比,如圖9D所示那樣,在切口部33的深度d為突起部3d的直徑以上時,卡合部3f與基部31的側(cè)面31b的卡合長度L變短。
因此,從在充分確保突起部3d的卡合部3f與集電板30A的基部31的下端面31a的接觸面積CA,同時使卡合部3f與基部31的側(cè)面31b的卡合長度L長的觀點出發(fā),切口部33的深度d優(yōu)選與突起部3d的半徑相等。需要說明的是,在圖9C和圖9D所示的例子中,也可以通過不切除集電板30A的基部31的區(qū)域X的部分而使其殘存,從而使卡合部3f與基部31的下端面31a的卡合長度L1變長。
此外,如圖9A和圖9B所示,當(dāng)切口部33的深度d為突起部3d的半徑以下時,能夠使突起部3d在切口部33的深度d方向上容易地卡合。因此,能夠使尺寸公差變小而使突起部3d外周面與切口部33內(nèi)周面之間的間隙小。此外,可以使突起部3d在徑向上移動而與切口部33卡合,因而能夠使二次電池100的組裝變得容易。
需要說明的是,如圖9C和圖9D所示,即使在切口部33的深度d為突起部3d的半徑以上時,如果例如通過切除區(qū)域X的部分,從而使得切口部33在集電板30A的基部31的側(cè)面31b具有突起部3d的直徑以上的開口寬度,則也能夠得到與切口部33的深度d為突起部3d的半徑以下時同樣的效果。
此外,本實施方式的二次電池100中,如圖5所示,在集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的外側(cè)和內(nèi)側(cè),分別設(shè)置有一對切口部33,外側(cè)的一對切口部33的間隔w1比內(nèi)側(cè)的一對切口部33的間隔w2窄。因此,能夠在集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的外側(cè)設(shè)置的端子部32和與切口部33卡合的突起部3d之間設(shè)置余隙,形成卡合部3f,從而容易與基部31的下端面31a和側(cè)面31b熱熔接。
此外,由于隔板5具有碗形的凸形狀,從而與隔板5為平板狀時相比,提高電池容器10內(nèi)部的氣體壓力達到預(yù)定壓力時為止的機械強度,能夠防止隔板5的誤動作。此外,能夠增大隔板5的表面積,當(dāng)電池容器10內(nèi)部的氣體壓力達到預(yù)定壓力時,能夠使隔板5以倒置的方式變形,能夠提高與壓力對應(yīng)的變形響應(yīng)性。
此外,外部端子20A具有將隔板5的電池容器10外側(cè)的空間和電池容器10的外部空間連通的貫通孔23。由此,當(dāng)電池容器10內(nèi)部的氣體壓力上升時,能夠在對隔板5的電池容器10內(nèi)側(cè)的面作用的壓力和對電池容器10外側(cè)的面作用的壓力之間產(chǎn)生壓力差。因此,能夠使隔板5朝著電池容器10外部容易且確實地變形,并更容易且確實地進行正電極41與外部端子20A之間的電流路徑的截斷。
此外,本實施方式的二次電池100在外部端子20A與隔板5之間具備用于將該隔板5的周緣部5a接合的導(dǎo)電板6。并且,外部端子20A具有將電池容器10和導(dǎo)電板6貫通的連接部22。進而,連接部22具有:導(dǎo)電板6的朝著電池容器10內(nèi)部的面6c擴徑的鉚接部22c、以及與導(dǎo)電板6和隔板5之間的空間連通的貫通孔23。由此,將隔板5配置于電池容器10內(nèi)部而與外部端子20A電連接,隔板5的電池容器10內(nèi)側(cè)的面面向電池容器10的內(nèi)部空間,隔板5的電池容器10外側(cè)的與導(dǎo)電板6之間的空間與電池容器10的外部空間連通。因此,能夠容易且確實地使隔板5朝著電池容器10外部變形,更容易且確實地進行正電極41與外部端子20A之間的電流路徑的截斷。
此外,隔板5配置于正極外部端子20A與集電板30A之間,由鋁或鋁合金構(gòu)成。因此,與在負極外部端子20B與集電板30B之間配置由銅或銅合金構(gòu)成的隔板時相比,能夠降低隔板5的材料的機械強度,使隔板5的變形變得容易。因此,能夠更容易且確實地進行正電極41與外部端子20A之間的電流路徑的截斷。需要說明的是,電流截斷機構(gòu)50也可以設(shè)置在負極側(cè)。
此外,若在隔板5發(fā)生變形而通過充電截斷機構(gòu)50使正電極41與外部端子20A之間的電流路徑截斷后,電池容器10內(nèi)部的氣體壓力進一步上升,則排氣閥13會開裂并將電池容器10內(nèi)部的氣體釋放到外部。由此,能夠確保二次電池100的安全性。
以上說明那樣,根據(jù)本實施方式的二次電池100,通過絕緣構(gòu)件3A的突起部3d具有與集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b卡合的卡合部3f,從而能夠更確實地抑制電流截斷機構(gòu)50所遭受的振動。
[實施方式2]
接著,對于本發(fā)明的二次電池的實施方式2,援用圖1至圖9,并使用圖10來進行說明。
圖10表示向本實施方式的二次電池的集電板30A的基部31的切口部33中穿通絕緣構(gòu)件3A的突起部3d的狀態(tài),是相當(dāng)于實施方式1的圖6的立體圖。
本實施方式的二次電池僅在集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)側(cè)面31b具有切口部33,絕緣構(gòu)件3A在卷繞軸D方向的外側(cè)具有將集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b支撐固定的支撐凸部3g,這點與上述實施方式1的二次電池100不同。本實施方式的二次電池的其他方面與上述實施方式1的二次電池100相同,因此對相同的部分賦予相同符號并省略說明。
本實施方式的二次電池的絕緣構(gòu)件3A在電極組40的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)具有一對突起部3d,在卷繞軸D方向的外側(cè)具有一對支撐凸部3g。對于支撐凸部3g,在與電池蓋11垂直且沿著卷繞軸D方向上的截面形狀形成為L字形,具有在卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)和在電極組40的厚度方向上開口的卡合槽3h。
當(dāng)將集電板30A固定于絕緣構(gòu)件3A時,首先,使集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的外側(cè)端部接近支撐凸部3g的卡合槽3h,將基部31在相對于電池蓋11傾斜的狀態(tài)下插入卡合槽3h,以頂?shù)缴钐幍姆绞竭M行卡合。接著,使集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)端部按照接近絕緣構(gòu)件3A的方式傾倒,使突起部3d以順著切口部33的方式卡合,將基部31以與電池蓋11成為大致平行的方式配置在絕緣構(gòu)件3A上。其后,與上述實施方式1同樣地在突起部3d形成卡合部3f,從而將集電板30A固定于絕緣構(gòu)件3A。
根據(jù)本實施方式的二次電池,不僅能夠得到與實施方式1的二次電池100同樣的效果,還能夠削減在突起部3d的前端形成卡合部3f的工序并提高生產(chǎn)性。此外,由于能夠在絕緣構(gòu)件3A中預(yù)先形成好支撐凸部3g,因而無需將集電板30A的基部31與支撐凸部3g熱熔接,支撐凸部3g的截面積以及與基部31的接觸面積等設(shè)計自由度得到提高。因此,能夠通過支撐凸部3g而牢固地支撐固定集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b,能夠有效地抑制集電板30A的振動。
此外,本實施方式的二次電池的集電板30A的基部31在卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)側(cè)面31b具有切口部33,絕緣構(gòu)件3A在電極組40的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)具有突起部3d,在卷繞軸D方向的外側(cè)具有支撐凸部3g。并且,支撐凸部3g具有在卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)開口的卡合槽3h。
因此,如上所述那樣插入至集電板30A的基部31卡合槽3h并以頂?shù)缴钐幍姆绞竭M行卡合,其后,通過使突起部3d以順著切口部33的方式卡合,從而能夠消除在集電板30A的基部31和支撐凸部3g之間產(chǎn)生的支撐凸部3g的徑向的間隙。進而,通過在該狀態(tài)下在突起部3d形成卡合部3f,從而卡合部3f與集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)側(cè)面31b無間隙地卡合,限制基部31在卷繞軸D方向上的移動。
因此,根據(jù)本實施方式的二次電池,能夠通過支撐凸部3g和突起部3d牢固地支撐固定集電板30A的基部31的下端面31a和側(cè)面31b,能夠抑制集電板30A的振動。
以上,使用附圖來詳述了本發(fā)明的實施方式,但具體構(gòu)成不限于該實施方式,即使存在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)的設(shè)計變更等,其也包含在本發(fā)明中。
例如,上述實施方式1中,對于集電板30A的基部31在卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別具有一對切口部33的構(gòu)成進行了說明,但切口部33的配置不限于該配置。圖11A和圖11B中示出切口部33的配置的其他例子。
例如,當(dāng)電極組40的平面部40a與電池罐12的寬側(cè)面12b隔著隔膜44和絕緣片密合,電極組40在厚度方向上不振動時,可以如圖11A所示那樣,將切口部33和突起部3d在集電板30A的基部31的卷繞軸d方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)各設(shè)置一個。此外,即使在集電板30A的基部31的卷繞軸D方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)各設(shè)置一個切口部33時,也可以如圖11B所示那樣,在基部31的電極組40的厚度方向的一側(cè)進一步設(shè)置切口部33。
此時,對集電板30A的基部31,施加從未形成電極組40厚度方向上的切口部33的側(cè)面31b朝著相反側(cè)的形成有切口部33的側(cè)面31b的力,向卷繞軸D方向的兩側(cè)的切口部33的內(nèi)周面按壓突起部3d的外周面以消除間隙。在該狀態(tài)下,通過在各突起部3d形成卡合部3f,從而不僅卷繞軸D方向的基部31的振動被卷繞軸D方向的兩側(cè)的卡合部3f限制,電極組40的厚度方向的基部31的振動也會被電極組40的厚度方向的卡合部3f和卷繞軸D方向的兩側(cè)的突起部3d限制。
此外,上述實施方式中,對于分別設(shè)置多個突起部和切口部的情況進行了說明,但例如在絕緣構(gòu)件設(shè)置上述支撐凸部時,也可以而將突起部和切口部各設(shè)置一個。
此外,上述實施方式中,對于突起部為圓柱狀,切口部的平面形狀為圓弧狀時進行了說明。然而,突起部的截面形狀不限于圓形,還可以為橢圓形、長圓形、具有圓弧和直線的田徑場形狀、或多方形等。此時,切口部的平面形狀可以設(shè)為與突起部的截面形狀對應(yīng)的形狀。此外,突起部不僅可以為柱狀,還可以為圓錐、多邊錐等前端和底端的直徑不同的形狀。
此外,上述實施方式中,使突起部的前端擴徑而形成卡合部,但就卡合部而言,只要與集電板的基部的上述端面在絕緣構(gòu)件的相反側(cè)端面和沿著厚度方向的側(cè)面卡合,則也可以具有與突起部的其他部分相同的直徑,或也可以使直徑比突起部的其他部分縮小。例如,與突起部的底端部相比使前端部縮徑,在集電板的基部設(shè)置僅使突起部的前端部穿通的切口部,將突起部的前端部穿通至集電板的基部的切口部后使其變形,形成卡合部,從而無需使突起部的前端與其他部分相比擴徑且能夠形成卡合部。
此外,上述實施方式中,對于突起部由熱塑性的樹脂材料形成并且卡合部與集電板的基部的端面和側(cè)面熱熔接的構(gòu)成進行了說明。然而,本發(fā)明的二次電池,只要能夠在將突起部穿通切口部后使其前端變形,并形成與集電板的基部的端面和側(cè)面卡合的卡合部,則卡合部無需與集電板的基部的端面和側(cè)面熱熔接。例如,可以將突起部由金屬材料形成并固定于絕緣構(gòu)件,使突起部的前端發(fā)生塑性變形而進行鉚接,由此形成卡合部。
此外,集電板的基部的切口部優(yōu)選設(shè)置在電極組比較容易移動的方向即卷繞軸方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的至少一側(cè)端邊,但也可以僅設(shè)置在與電池蓋平行且在卷繞軸方向上交叉的電極組的厚度方向上。此外,電流截斷機構(gòu)也可以設(shè)置在負極側(cè)。
符號說明
3A:絕緣構(gòu)件;3d:突起部;3f:卡合部;3g:支撐凸部;3h:卡合槽;5:隔板;10:電池容器;11:電池蓋(電池容器);12:電池罐(電池容器);20A、20B:外部端子;30A、30B:集電板;31:基部;31a:下端面(端面);31b:側(cè)面;32:端子部;33:切口部;40:電極組;41:正電極(電極);42:負電極(電極);43、44:隔膜;50:電流截斷機構(gòu);100:二次電池;d1、d2:深度;D:卷繞軸;w1、w2:間隔。