本公開涉及非水電解質(zhì)二次電池。

背景技術(shù)：

在非水電解質(zhì)二次電池中，有時(shí)會(huì)設(shè)置檢測(cè)過充電而切斷電流的電流切斷機(jī)構(gòu)。作為電流切斷機(jī)構(gòu)，在電池內(nèi)壓成為預(yù)定值以上的情況下，廣泛應(yīng)用物理性地切斷電流的壓力型的電流切斷機(jī)構(gòu)(CID：Current Interrupt Device)。

電流切斷機(jī)構(gòu)例如具備與外部端子電連接的封口體引導(dǎo)件(lead)、以及與收容于外裝罐中的電極體電連接的隔膜。電流切斷機(jī)構(gòu)在封口體引導(dǎo)件與隔膜連接、電極體與外部端子隔著隔膜而電連接的結(jié)構(gòu)中，通過隨著電池內(nèi)壓的上升而使隔膜變形，切斷電極體與外部端子的電連接(參照專利文獻(xiàn)1)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特許第5582182號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，專利文獻(xiàn)1中公開的電流切斷機(jī)構(gòu)中，隔膜在隨著電池內(nèi)壓的上升而變形的情況下有時(shí)會(huì)破裂。如果隔膜破裂，則存在電極體與外部端子經(jīng)由電解液而導(dǎo)通，電流切斷變得不完全的可能性。

本公開的非水電解質(zhì)二次電池，具備外裝罐、收容于外裝罐中的電極體和電解液、以及在外裝罐的開口端側(cè)設(shè)置的外部端子，在將外部端子與電極體電連接的導(dǎo)電路徑的途中，具備在電池內(nèi)壓上升時(shí)切斷電連接的電流切斷機(jī)構(gòu)，電流切斷機(jī)構(gòu)包含：封口體引導(dǎo)件，其在電極體側(cè)具有筒狀 開口部；隔膜，其將筒狀開口部密封，并隨著電池內(nèi)壓的上升而變形以使得切斷電極體與封口體引導(dǎo)件之間的電連接；以及絕緣膜，其配置在隔膜的電極體側(cè)。

根據(jù)本公開，能夠提供具備可靠性優(yōu)異的電流切斷機(jī)構(gòu)的非水電解質(zhì)二次電池。

附圖說(shuō)明

圖1是作為實(shí)施方式的一例的非水電解質(zhì)二次電池的立體圖。

圖2是沿著圖1的II-II線的截面圖。

圖3是沿著圖1的III-III線的截面圖。

圖4是沿著圖1的IV-IV線的截面圖。

圖5是實(shí)施方式涉及的(a)正極和(b)負(fù)極的俯視圖。

圖6是實(shí)施方式涉及的電極體的俯視圖。

圖7是實(shí)施方式涉及的電極體的側(cè)視圖。

圖8是圖3中的電流切斷機(jī)構(gòu)附近的放大圖。

圖9是圖8中的正極集電引導(dǎo)件附近的放大圖。

圖10是表示實(shí)施方式涉及的絕緣膜的變形例的圖。

圖11是對(duì)電流切斷機(jī)構(gòu)的工作進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖12是對(duì)圖9中正極集電引導(dǎo)件的變形例進(jìn)行說(shuō)明的圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10非水電解質(zhì)二次電池，12外裝罐，12a底部，14封口板，16密封栓，16a注液孔，18排氣閥，20正極外部端子，20a栓體，22墊片，24正極絕緣部件，26正極接片部，28正極集電引導(dǎo)件，28a薄壁部，28b脆弱部，28c周緣部，28d正極集電引導(dǎo)件面，28e開口部，30負(fù)極外部端子，32墊片，34負(fù)極絕緣部件，36負(fù)極接片部，38負(fù)極集電引導(dǎo)件，40電極體，42絕緣片，44隔板，46絕緣膠帶，50電流切斷機(jī)構(gòu)，52封口體引導(dǎo)件，54隔膜，54a中央部，54b周緣部，56絕緣膜，58收容部，60正極，62正極活性物質(zhì)層， 64正極芯體露出部，66根部，70負(fù)極，72負(fù)極活性物質(zhì)層，74負(fù)極芯體露出部

具體實(shí)施方式

非水電解質(zhì)二次電池是通過包含具備活性物質(zhì)層的正負(fù)極的電極體與非水電解質(zhì)(電解液)一并收容于外裝罐后，在外裝罐的開口端側(cè)安裝設(shè)有外部端子的封口板進(jìn)行封口而構(gòu)建的。另外，在將外部端子與電極體電連接的導(dǎo)電路徑的途中具備電流切斷機(jī)構(gòu)。電流切斷機(jī)構(gòu)包含：封口體引導(dǎo)件，其在電極體側(cè)具有筒狀開口部；隔膜，其將筒狀開口部密封，并隨著電池內(nèi)壓的上升而變形以使得切斷電極體與封口體引導(dǎo)件之間的電連接；以及絕緣膜，其配置在隔膜的電極體側(cè)。

該電池例如在車載用途等方面有時(shí)橫向設(shè)置，外部端子配置于沿著鉛垂方向的側(cè)面。此時(shí)，正極外部端子常配置于側(cè)面下側(cè)。另外，電流切斷機(jī)構(gòu)常設(shè)置于正極側(cè)，因此電流切斷機(jī)構(gòu)也配置于側(cè)面下側(cè)。并且，收容于電池內(nèi)部的電解液在橫向設(shè)置的情況下存在于該電池的鉛垂方向下側(cè)即電流切斷機(jī)構(gòu)附近。

一般該電池在電壓被控制為處于預(yù)定區(qū)域(例如3.0V以上且4.2V以下)的狀態(tài)下進(jìn)行充電，但當(dāng)因?yàn)橛沙潆娧b置的故障導(dǎo)致的誤操作等而向電池過剩地供給電流時(shí)，有時(shí)會(huì)超過預(yù)定區(qū)域的電壓上限值(例如4.2V)而成為過充電。

電流切斷機(jī)構(gòu)是作為上述那樣的過充電應(yīng)對(duì)技術(shù)而設(shè)于電池的機(jī)構(gòu)，當(dāng)電池內(nèi)壓成為預(yù)定值以上時(shí)切斷電流。當(dāng)電池成為過充電狀態(tài)時(shí)，電解液中的非水溶劑等電分解，會(huì)產(chǎn)生氣體。電流切斷機(jī)構(gòu)通過基于該氣體產(chǎn)生而使隔膜變形來(lái)切斷電池的導(dǎo)電路徑，從而能夠防止該程度以上的過充電。

但是，如果在過充電時(shí)電池內(nèi)壓進(jìn)一步上升，則有可能導(dǎo)致隔膜變形后破裂。特別是在橫置的該電池中破裂的情況下，收容于外裝罐中的電解液會(huì)從隔膜的破裂部流出，與外部端子接觸。此時(shí)，電極體與外部端子經(jīng) 由電解液而導(dǎo)通，會(huì)導(dǎo)致切斷不完全。

本發(fā)明人為解決上述課題而進(jìn)行了認(rèn)真研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在隔膜的電極體側(cè)設(shè)置絕緣膜，即使隔膜破裂也能夠不使電解液與外部端子接觸，維持電流切斷，從而設(shè)計(jì)出本實(shí)施方式。根據(jù)本實(shí)施方式，即使不設(shè)置具有會(huì)導(dǎo)致體積能量密度減少的新空間的過充電應(yīng)對(duì)機(jī)構(gòu)，也能夠以當(dāng)前的設(shè)計(jì)解決上述課題。

以下，利用附圖對(duì)實(shí)施方式的一例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施方式的說(shuō)明中參照的附圖只是示意性地記載，圖中所描繪的構(gòu)成要素的尺寸比率等有時(shí)會(huì)與實(shí)物不同。具體的尺寸比率等應(yīng)參考以下的說(shuō)明來(lái)判斷。

圖1是作為實(shí)施方式的一例的非水電解質(zhì)二次電池10的立體圖。另外，圖2是沿著圖1的II-II線的截面圖。非水電解質(zhì)二次電池10具備有底且具有開口的外裝罐12、和將該開口密封的封口板14。外裝罐12是將包含具備活性物質(zhì)層的正負(fù)極的電極體40與電解液一并收容的有底筒狀的方型容器。外裝罐12具有底部12a，在與底部12a相對(duì)的位置設(shè)有開口。封口板14是將外裝罐12密封的蓋體，設(shè)有將用于注入電解液的注液孔16a密封的密封栓16、排氣閥18、正極外部端子20、以及負(fù)極外部端子30。排氣閥18用于將電池內(nèi)部的氣體向電池外部排出。再者，排氣閥18的工作壓被設(shè)定為高于后述的電流切斷機(jī)構(gòu)50的工作壓。外裝罐12和封口板14的材質(zhì)，優(yōu)選采用在正極電位穩(wěn)定的金屬，例如可以為鋁或鋁合金。

正極外部端子20具有使外部電源與正極導(dǎo)通的功能。負(fù)極外部端子30具有使外部電源與負(fù)極導(dǎo)通的功能。另外，如圖2所示正極外部端子20具有栓體20a。栓體20a在產(chǎn)生外裝罐12無(wú)法承受的程度的氣體的情況下，能夠通過偏移到正極外部端子20的外側(cè)而將氣體排出。

正極外部端子20在通過絕緣性的墊片22和正極絕緣部件24而與封口板14電絕緣的狀態(tài)下安裝于封口板14。另外，負(fù)極外部端子30在通過絕緣性的墊片32和負(fù)極絕緣部件34而與封口板14電絕緣的狀態(tài)下安裝于封口板14。墊片22、32和正極絕緣部件24、34都優(yōu)選為樹脂制。

如圖2所示，外裝罐12中收容有電極體40。電極體40在被絕緣片42 覆蓋的狀態(tài)下被收容。絕緣片42例如優(yōu)選使用沿著外裝罐12的內(nèi)壁呈箱狀彎曲的絕緣片、或覆蓋電極體40的袋狀的絕緣片。

電極體40中，在封口板14側(cè)的一端配置正極接片部26，在另一端配置負(fù)極接片部36。正極接片部26與正極集電引導(dǎo)件28接合。負(fù)極接片部36與負(fù)極集電引導(dǎo)件38接合。正極集電引導(dǎo)件28隔著電流切斷機(jī)構(gòu)50而與正極外部端子20電連接。負(fù)極集電引導(dǎo)件38與負(fù)極外部端子30電連接。

圖3是沿著圖1的III-III線的截面圖。如圖3所示，在正極中，層疊的正極接片部26與正極集電引導(dǎo)件28接合。圖3中示出了將正極接片部26與正極集電引導(dǎo)件28的接合處設(shè)為一處的狀態(tài)，但也可以將與正極集電引導(dǎo)件28的接合處設(shè)為兩處以上。例如，通過設(shè)為兩處，能夠減小正極接片部26的長(zhǎng)度的不勻。另外，正極接片部26也可以連接其他導(dǎo)電部件，并與正極集電引導(dǎo)件28接合。

圖4是沿著圖1的IV-IV線的截面圖。如圖4所示，在負(fù)極中，層疊的負(fù)極接片部36與負(fù)極集電引導(dǎo)件38接合。與正極同樣地，圖4中示出了將負(fù)極接片部36與負(fù)極集電引導(dǎo)件38的接合處設(shè)為一處的狀態(tài)，但也可以將與負(fù)極集電引導(dǎo)件38的接合處設(shè)為兩處以上。例如，通過設(shè)為兩處，能夠減小負(fù)極接片部36的長(zhǎng)度的不勻。另外，負(fù)極接片部36也可以連接其他導(dǎo)電部件，并與負(fù)極集電引導(dǎo)件38接合。

正極可以不特別限定地使用非水電解質(zhì)二次電池10中所用的正極。正極例如由金屬箔等的正極芯體和形成于正極芯體上的正極活性物質(zhì)層構(gòu)成。作為正極芯體，可以使用在正極的電位范圍中穩(wěn)定的金屬的箔、或?qū)⒃谡龢O的電位范圍中穩(wěn)定的金屬配置于表層的薄膜等。作為在正極的電位范圍中穩(wěn)定的金屬，優(yōu)選使用鋁(Al)或鋁合金。正極芯體更優(yōu)選使用含有鐵的鋁。通過設(shè)為含有鐵的鋁，能夠提高正極的拉伸率。正極活性物質(zhì)層是例如除了正極活性物質(zhì)以外還含有導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等，將它們?cè)谶m當(dāng)?shù)娜軇┲谢旌希⑼坎加谡龢O芯體上之后，進(jìn)行干燥和壓延而得到的層。

正極活性物質(zhì)為粒子形狀，可以使用包含堿金屬元素的過渡金屬氧化 物、或該過渡金屬氧化物中所含的過渡金屬元素的一部分由不同種元素置換了的過渡金屬氧化物等。作為堿金屬元素可舉出例如鋰(Li)、鈉(Na)等。這些堿金屬元素之中優(yōu)選使用鋰。作為過渡金屬元素，可以使用選自鈧(Sc)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)和釔(Y)等之中的至少一種過渡金屬元素。這些過渡金屬元素之中，優(yōu)選使用Mn、Co、Ni等。作為不同種元素，可以使用選自鎂(Mg)、鋁(Al)、鉛(Pb)、銻(Sb)和硼(B)等之中的至少一種不同種元素。這些不同種元素之中，優(yōu)選使用Mg、Al等。

這樣的正極活性物質(zhì)的具體例中，作為含有鋰的過渡金屬氧化物，可舉出LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiMnO₂、LiNi_1-yCo_yO₂(0＜y＜1)、LiNi_1-y-zCo_yMn_zO₂(0＜y+z＜1)、LiFePO₄等。正極活性物質(zhì)可以單獨(dú)僅使用一種，也可以組合兩種以上使用。

導(dǎo)電劑是具有導(dǎo)電性的粉體或粒子等，用于提高正極活性物質(zhì)層的電子傳導(dǎo)性。作為導(dǎo)電劑，使用具有導(dǎo)電性的碳材料、金屬粉末、有機(jī)材料等。具體而言，作為碳材料可舉出乙炔黑、科琴黑和石墨等，作為金屬粉末可舉出鋁等，作為有機(jī)材料可舉出苯衍生物等。這些導(dǎo)電劑既可以單獨(dú)使用，也可以組合兩種以上使用。

粘結(jié)劑用于維持正極活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑間的良好的接觸狀態(tài)，并且提高正極活性物質(zhì)等對(duì)于正極芯體表面的粘結(jié)性。作為粘結(jié)劑可以使用氟系聚合物、橡膠系聚合物等。具體而言，作為氟系聚合物可舉出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、或它們的改性體等，作為橡膠系聚合物可舉出乙烯-丙烯-異戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯共聚物等。粘結(jié)劑可以與羧甲基纖維素(CMC)、聚環(huán)氧乙烷(PEO)等增粘劑并用。

正極例如可以通過以下方式得到。首先，調(diào)制包含作為正極活性物質(zhì)的鈷酸鋰、作為粘結(jié)劑的聚偏二氟乙烯(PVdF)、作為導(dǎo)電劑的碳材料、以及N-甲基吡咯烷酮(NMP)的正極漿液。接著，將正極漿液涂布于例如厚度為15μm的正極芯體的兩面，并使其干燥，由此得到在正極芯體的兩面形成有正極活性物質(zhì)層的正極。所得到的正極在進(jìn)行壓延處理以使正極 活性物質(zhì)層成為預(yù)定厚度之后，裁斷為預(yù)定的形狀。

圖5(a)是裁斷后的正極60的俯視圖。如圖5(a)所示，正極60在正極芯體的兩面具有形成了正極活性物質(zhì)層62的方形的區(qū)域，在方形中的短邊的一端設(shè)有正極芯體露出部64。多枚正極芯體露出部64層疊而形成正極接片部26。優(yōu)選在正極芯體露出部64的根部66設(shè)置絕緣層或電阻比正極芯體高的保護(hù)層。

負(fù)極例如由金屬箔等的負(fù)極芯體和形成于負(fù)極芯體上的負(fù)極活性物質(zhì)層構(gòu)成。作為負(fù)極芯體，使用在負(fù)極的電位范圍中不與鋰形成合金的金屬的箔、或?qū)⒃谪?fù)極的電位范圍中不與鋰形成合金的金屬配置于表層的薄膜等。作為在負(fù)極的電位范圍中不與鋰形成合金的金屬，優(yōu)選使用低成本、容易加工且電子傳導(dǎo)性良好的銅。負(fù)極活性物質(zhì)層例如包含負(fù)極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑等，是通過將它們?cè)谒蜻m當(dāng)?shù)娜軇┲谢旌?，并涂布于?fù)極芯體上之后，進(jìn)行干燥和壓延而得到的層。

作為負(fù)極活性物質(zhì)，只要是能夠吸藏和放出堿金屬離子的材料，就可以不特別限定地使用。作為這樣的負(fù)極活性物質(zhì)，例如可以使用碳材料、金屬、合金、金屬氧化物、金屬氮化物、以及預(yù)先吸藏有堿金屬的碳和硅等。作為碳材料，可舉出天然石墨、人工石墨、瀝青系碳纖維等。作為金屬或合金的具體例，可舉出鋰(Li)、硅(Si)、錫(Sn)、鍺(Ge)、銦(In)、鎵(Ga)、鋰合金、硅合金、錫合金等。負(fù)極活性物質(zhì)既可以單獨(dú)僅使用一種，也可以組合兩種以上使用。

作為粘結(jié)劑，可以與正極的情況同樣地使用氟系聚合物、橡膠系聚合物等，但優(yōu)選使用作為橡膠系聚合物的苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、或其改性體等。粘結(jié)劑可以與羧甲基纖維素(CMC)等增粘劑并用。

負(fù)極例如可以通過以下方式得到。首先，調(diào)制包含作為負(fù)極活性物質(zhì)的石墨、作為粘結(jié)劑的苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、作為增粘劑的羧甲基纖維素(CMC)、以及水的負(fù)極漿液。接著，將負(fù)極漿液涂布于例如厚度為8μm的負(fù)極芯體的兩面，并使其干燥，由此得到在負(fù)極芯體的兩面形成有負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極。所得到的負(fù)極在進(jìn)行壓延處理以使負(fù)極活性物 質(zhì)層成為預(yù)定厚度之后，裁斷為預(yù)定的形狀。

圖5(b)是裁斷后的負(fù)極70的俯視圖。如圖5(b)所示，負(fù)極70在負(fù)極芯體的兩面具有形成了負(fù)極活性物質(zhì)層72的方形的區(qū)域，在方形中的短邊的一端設(shè)有負(fù)極芯體露出部74。多枚負(fù)極芯體露出部74層疊而形成負(fù)極接片部36。再者，從充電時(shí)的鋰的接受性的觀點(diǎn)出發(fā)，負(fù)極70的大小優(yōu)選稍稍大于正極60。

圖6是電極體40的俯視圖。電極體40是將多枚正極60和負(fù)極70隔著隔板44層疊而得到的。在負(fù)極70位于最外層的情況下，電極體40例如是將100枚正極60和101枚負(fù)極70隔著聚烯烴制的隔板44層疊而得到的。如圖6所示，電極體40在方形中的短邊的一端配置有由100枚正極芯體露出部64層疊而成的正極接片部26。另外，在方形中的短邊的另一側(cè)配置有由101枚負(fù)極芯體露出部74層疊而成的負(fù)極接片部36。在電極體40的兩個(gè)外表面配置隔板44。

電極體40優(yōu)選通過絕緣膠帶46等而固定為正極60、負(fù)極70和隔板44層疊的狀態(tài)?；蛘?，也可以在隔板44設(shè)置接合層，以使得隔板44與正極60、隔板44與負(fù)極70分別接合?；蛘?，也可以在兩枚隔板44之間配置正極60，熔敷周緣以使隔板44成為袋狀之后，將收容于袋狀的隔板44中的正極60和負(fù)極70層疊。

圖7是電極體40的側(cè)視圖。如圖7所示，在電極體40中，可以預(yù)先將正極芯體露出部64彼此接合，形成正極接片部26。通過預(yù)先接合正極接片部26，使得正極接片部26與正極集電引導(dǎo)件28的接合操作變得容易。另外，可以與正極60同樣地，對(duì)于負(fù)極70也預(yù)先將負(fù)極芯體露出部74彼此接合，形成負(fù)極接片部36。

與電極體40一并收容于外裝罐12中的非水電解質(zhì)，可以不特別限定地使用非水電解質(zhì)二次電池中所用的液體電解質(zhì)(電解液)。電解液包含非水溶劑和溶解于非水溶劑中的電解質(zhì)鹽。非水溶劑例如可以使用環(huán)狀碳酸酯、環(huán)狀羧酸酯、環(huán)狀醚、鏈狀碳酸酯、鏈狀羧酸酯、鏈狀醚、腈類、酰胺類等。更具體而言，作為環(huán)狀碳酸酯可以使用碳酸亞乙酯(EC)、碳 酸亞丙酯(PC)等，作為環(huán)狀羧酸酯可以使用γ-丁內(nèi)酯(GBL)等，作為鏈狀碳酸酯可以使用碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)等。其中，優(yōu)選將高介電常數(shù)溶劑即作為環(huán)狀碳酸酯的碳酸亞乙酯(EC)、和低粘度溶劑即作為鏈狀碳酸酯的碳酸甲乙酯(EMC)混合使用。另外，也可以使用將上述非水溶劑的氫原子用氟原子等鹵素原子置換了的鹵素置換體。

電解質(zhì)鹽可以使用堿金屬鹽，更優(yōu)選例如鋰鹽。作為鋰鹽，可以使用在以往的非水電解質(zhì)二次電池中通常所使用的LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄等。這些鋰鹽可以使用一種，或者可以組合兩種以上使用。

另外，非水電解質(zhì)二次電池10優(yōu)選包含過充電抑制劑。過充電抑制劑在進(jìn)行通常充放電的預(yù)定區(qū)域(例如3.0V以上且4.2V以下)的上限電壓值(例如4.2V)以上的預(yù)定電壓(例如5.0V)發(fā)生分解，產(chǎn)生氣體。通過來(lái)自于過充電抑制劑的氣體，使電流切斷機(jī)構(gòu)50工作，抑制電池充電為預(yù)定電壓以上。作為過充電抑制劑，優(yōu)選使用碳酸鋰(Li₂CO₃)、環(huán)己基苯(CHB)。碳酸鋰可以添加于正極活性物質(zhì)層，環(huán)己基苯可以添加于電解液。

圖8是圖3中的電流切斷機(jī)構(gòu)50附近的放大圖。另外，圖9是圖8中的正極集電引導(dǎo)件28附近的放大圖。電流切斷機(jī)構(gòu)50設(shè)置于將正極外部端子20與電極體40電連接的導(dǎo)電路徑的途中，具有在電池內(nèi)壓上升時(shí)切斷電連接的功能。電流切斷機(jī)構(gòu)50包含：封口體引導(dǎo)件52，其在電極體40側(cè)具有筒狀開口部；隔膜54，其將筒狀開口部密封，并隨著電池內(nèi)壓的上升而變形以使得切斷電極體40與封口體引導(dǎo)件52之間的電連接；以及絕緣膜56，其配置在隔膜54的電極體40側(cè)。封口體引導(dǎo)件52和隔膜54的材質(zhì)優(yōu)選使用在正極電位穩(wěn)定的金屬，例如為鋁或鋁合金。電流切斷機(jī)構(gòu)50根據(jù)情況也可以設(shè)置于負(fù)極70側(cè)。該情況下，封口體引導(dǎo)件52和隔膜54的材質(zhì)優(yōu)選使用在負(fù)極電位范圍不與鋰形成合金的金屬，例如可以為銅。

在此，對(duì)具備電流切斷機(jī)構(gòu)50的上述導(dǎo)電路徑進(jìn)行詳細(xì)描述。隔著墊 片22而與封口板14絕緣的正極外部端子20，與封口體引導(dǎo)件52接合而電連接。封口體引導(dǎo)件52在筒狀開口部的周端與隔膜54接合而電連接。隔膜54的中央部54a為凹形平面，中央部54a與正極集電引導(dǎo)件28接觸而電連接。正極集電引導(dǎo)件28與電極體40接合而電連接。由此，形成將正極外部端子20與電極體40電連接的導(dǎo)電路徑。

再者，在隔膜54的周緣部54b與正極集電引導(dǎo)件28之間配置正極絕緣部件24。在隔膜54變形了的情況下，中央部54a不再接觸與電極體40接合的正極集電引導(dǎo)件28。另外，由于周緣部54b和與電極體40接合的正極集電引導(dǎo)件28隔著正極絕緣部件24，因此隔膜54與正極集電引導(dǎo)件28的電連接被切斷。

在上述導(dǎo)電路徑中，絕緣膜56優(yōu)選在正極集電引導(dǎo)件28的電極體40側(cè)以接觸正極集電引導(dǎo)件28的方式配置。但也可以根據(jù)情況，設(shè)置被正極集電引導(dǎo)件28的薄壁部28a和周緣部28c以及絕緣膜56圍成的空間，沿著正極集電引導(dǎo)件面28d配置絕緣膜56。絕緣膜56優(yōu)選通過選自粘接、熔敷和鉚接之中的至少一種連接方法在其周緣部與正極集電引導(dǎo)件28連接。采用上述連接方法，在電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體時(shí)，絕緣膜56能夠一邊維持與正極集電引導(dǎo)件28的連接，一邊延伸。

如圖9所示，正極集電引導(dǎo)件28優(yōu)選在與隔膜54的接觸面具有使接觸面的至少一部分變薄的薄壁部28a。正極集電引導(dǎo)件28具有薄壁部28a的情況下，優(yōu)選在薄壁部28a的周端設(shè)置脆弱部28b。脆弱部28b與薄壁部28a相比更薄，因此耐壓性最低。所以在電池內(nèi)壓上升了的情況下，從脆弱部28b破裂。

薄壁部28a的周緣部28c優(yōu)選為在從電極體40向隔膜54的方向上逐漸變細(xì)的錐面。正極集電引導(dǎo)件28通過將周緣部28c設(shè)為錐面，能夠在電池內(nèi)壓上升時(shí)一邊將絕緣膜56向錐面引導(dǎo)一邊使絕緣膜56穩(wěn)定地延伸。錐面的傾斜角度只要是能夠使絕緣膜56穩(wěn)定延伸的角度即可，例如相對(duì)于正極集電引導(dǎo)件面28d優(yōu)選為30°～60°，更優(yōu)選為45°。

絕緣膜56具有在電流切斷機(jī)構(gòu)50工作而使隔膜54變形后破裂了的情 況下，防止電極體40與正極外部端子20經(jīng)由電解液而導(dǎo)通、電流切斷不完全的功能。對(duì)于絕緣膜56的形狀不特別限定，但優(yōu)選為能夠覆蓋薄壁部28a和周緣部28c的圓形。

絕緣膜56的材質(zhì)優(yōu)選為具有一定以上的延伸性的材料。例如優(yōu)選包含選自聚烯烴系樹脂、硅樹脂、氟樹脂、氟系橡膠和硅系橡膠之中的至少一種。如果是采用了上述材質(zhì)的絕緣膜56，則能夠在由于過充電時(shí)產(chǎn)生的氣體而使電池電壓上升時(shí)，使絕緣膜不破裂地延伸，并且即使與電解液接觸，劣化的可能性也低，耐電解液性優(yōu)異。

另外，絕緣膜56優(yōu)選收容于由正極集電引導(dǎo)件28的周緣部28c和薄壁部28a形成的收容部58中。通過將絕緣膜56收容于收容部58，能夠使用在拉伸率、材質(zhì)方面更多樣的絕緣膜56。

圖10是表示絕緣膜56的變形例的圖。如圖10所示，作為絕緣膜56，例如可以使用能夠伸縮的呈波紋狀折疊的絕緣膜56。本實(shí)施方式中，可以使用耐電解液性優(yōu)異但延伸性低的絕緣膜56(例如纖維素樹脂、酰亞胺樹脂)。

接著，對(duì)電流切斷機(jī)構(gòu)50的工作進(jìn)行說(shuō)明。電流切斷機(jī)構(gòu)50例如在充電中發(fā)生由充電裝置的故障導(dǎo)致的誤操作等，超過預(yù)定的電壓區(qū)域而進(jìn)行充電的情況下工作。圖11是表示電流切斷機(jī)構(gòu)50工作的狀態(tài)的圖。

首先，在非水電解質(zhì)二次電池10中，例如如果是車載用途則以橫置狀態(tài)設(shè)置。如果產(chǎn)生充電的必要性，則開始充電直到預(yù)先設(shè)定的電壓區(qū)域中的預(yù)定的上限電壓值。通常到達(dá)預(yù)定的上限電壓值則充電結(jié)束，但有時(shí)由于在充電中發(fā)生充電裝置的誤操作等，導(dǎo)致超過預(yù)定的上限電壓值而進(jìn)行過充電。

如果超過預(yù)定的上限電壓值，則電解液中的非水溶劑分解，產(chǎn)生氣體。并且，如果到達(dá)過充電抑制劑的分解電壓，則產(chǎn)生用于使為了抑制過充電的電流切斷機(jī)構(gòu)50工作的氣體，電池內(nèi)壓上升。如果電池內(nèi)壓上升，則正極集電引導(dǎo)件28的脆弱部28b無(wú)法承受電池內(nèi)壓從而破裂。

然后，隨著電池內(nèi)壓進(jìn)一步上升，如圖11所示，由于電池內(nèi)壓施加于 絕緣膜56，絕緣膜56向隔膜54側(cè)呈圓弧狀延伸。由此，隔膜54與正極集電引導(dǎo)件28的薄壁部28a一起向正極外部端子20側(cè)呈圓弧狀變形。隔膜54一邊維持與周緣部54b的封口體引導(dǎo)件52的接合，一邊成為向正極外部端子20側(cè)凸起的形狀。與正極外部端子20電連接的封口體引導(dǎo)件52，隔著隔膜54而無(wú)法和與電極體40電連接的正極集電引導(dǎo)件28導(dǎo)通。其結(jié)果，在正極外部端子20與電極體40之間沒有導(dǎo)通，電流被切斷。

如果在電流切斷機(jī)構(gòu)50工作之后，電池內(nèi)壓進(jìn)一步上升，則成為凸形狀的隔膜54無(wú)法承受電池內(nèi)壓進(jìn)一步的上升從而破裂。

沒有設(shè)置絕緣膜56的情況下，隔膜54破裂后，收容于外裝罐12的電解液從隔膜54的破裂部流出而與正極外部端子20接觸。像這樣電解液與正極外部端子20接觸，則在電極體40與正極外部端子20之間電連接，電流切斷不完全。

與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，絕緣膜56在隔膜54破裂之后也延伸。絕緣膜56不會(huì)破裂且具有耐電解液性，因此即使在該非水電解質(zhì)二次電池10橫置的情況下，電解液隔著絕緣膜56不會(huì)向正極外部端子20側(cè)流出。因此，電極體40與正極外部端子20不會(huì)介由電解液而導(dǎo)通，可維持電流切斷狀態(tài)。

根據(jù)上述的實(shí)施方式，在該非水電解質(zhì)二次電池10橫置設(shè)置的狀態(tài)下進(jìn)行過充電時(shí)，即使隔膜54破裂，電解液也不會(huì)接觸正極外部端子20，可維持電流切斷狀態(tài)。

圖12是表示正極集電引導(dǎo)件28的變形例的圖。如圖12所示，正極集電引導(dǎo)件28可以具有開口部28e來(lái)代替薄壁部28a，所述開口部28e以在與隔膜54的接觸面的一部分使隔膜54露出的方式開口。該情況下，優(yōu)選隔膜54的中央部54a的一部分與絕緣膜56接觸。但也可以與具有薄壁部28a的情況同樣地，設(shè)置由隔膜54和周緣部28c及絕緣膜56圍成的空間，沿著正極集電引導(dǎo)件面28d配置絕緣膜56。

正極集電引導(dǎo)件28的周緣部28c在其上面與隔膜54接觸。由此，周緣部28c在與隔膜54的接觸部位電連接。周緣部28c的錐角可以與具有上 述薄壁部28a時(shí)相同。

正極集電引導(dǎo)件28在與隔膜54的接觸面具有開口部28e的情況下，如果是上述構(gòu)成則與具有上述薄壁部28a的情況同樣地使電流切斷機(jī)構(gòu)50工作。另外，電極體40與正極外部端子20不會(huì)介由電解液而導(dǎo)通，可維持電流切斷狀態(tài)。

本公開的非水電解質(zhì)二次電池，不限定于上述的實(shí)施方式，例如具備以下項(xiàng)目所述的構(gòu)成。

[項(xiàng)目1]

一種非水電解質(zhì)二次電池，具備外裝罐、收容于所述外裝罐中的電極體和電解液、以及在所述外裝罐的開口端側(cè)設(shè)置的外部端子，

在將所述外部端子與所述電極體電連接的導(dǎo)電路徑的途中，具備在電池內(nèi)壓上升時(shí)切斷電連接的電流切斷機(jī)構(gòu)，

所述電流切斷機(jī)構(gòu)包含：封口體引導(dǎo)件，其在所述電極體側(cè)具有筒狀開口部；隔膜，其將所述筒狀開口部密封，并隨著電池內(nèi)壓的上升而變形以使得切斷所述電極體與所述封口體引導(dǎo)件之間的電連接；以及絕緣膜，其配置在所述隔膜的所述電極體側(cè)。

[項(xiàng)目2]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的非水電解質(zhì)二次電池，在所述隔膜與所述電極體之間具備集電引導(dǎo)件，

所述集電引導(dǎo)件在與所述隔膜的接觸面，具有使所述接觸面的至少一部分變薄的薄壁部、或使所述接觸面的一部分以露出所述隔膜的方式開口的開口部，所述薄壁部或所述開口部的周緣部是在從所述電極體向所述隔膜的方向上逐漸變細(xì)的錐面。

[項(xiàng)目3]

根據(jù)項(xiàng)目1或2所述的非水電解質(zhì)二次電池，所述絕緣膜收容于由所述周緣部和所述薄壁部或所述隔膜形成的收容部中。

[項(xiàng)目4]

根據(jù)項(xiàng)目1～3的任一項(xiàng)所述的非水電解質(zhì)二次電池，所述絕緣膜包含 選自聚烯烴系樹脂、硅樹脂、氟樹脂、酰亞胺樹脂、氟系橡膠和硅系橡膠之中的至少一者。

[項(xiàng)目5]

根據(jù)項(xiàng)目1～4的任一項(xiàng)所述的非水電解質(zhì)二次電池，所述絕緣膜通過選自粘接、熔敷和鉚接之中的至少一種連接方法與所述集電引導(dǎo)件連接。