CN106104857B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够使由于电池容器的内部压力的上升而发生变形来切断电流的部件的变形量增加并且更可靠地切断电流的二次电池。二次电池在外部端子(20A)与电池容器(10)内的电极(41)之间的电流路径具备电流切断机构(50)。电流切断机构(50)被收容在电池容器(10)内，具备与外部端子(20A)连接的隔板(5)以及与电极(41)连接的集电板(30A)。隔板(5)配置于比集电板(30A)更靠电池容器(10)的外侧的位置，具有朝向电池容器(10)的内侧的凸形状。集电板(30A)在朝向电池容器(10)的外侧的面具有凹部(33b)，在该凹部(33b)接合有隔板(5)。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及具备切断外部端子与电池容器内的电极之间的电流路径的电流切断机构的二次电池。
背景技术
以往以来，例如作为车辆用的马达、其他电子设备的电源而广泛使用二次电池。在二次电池中，例如在由于过度充电、过度升温或者外力所导致的破损等导致电池内部的气压上升的情况下，需要切断电流来提高安全性。作为这样的二次电池，已知具备压敏变形元件的非水电解质二次电池(例如，参照下述专利文献1)。
专利文献1所记载的非水电解质二次电池在将外部电极端子与电极体电连接的导电路径的中途，设置与电池内部的气压的上升相应地变形的压敏变形元件。外部电极端子在其内部具有连接电池外部与和压敏变形元件的电池外表面侧相接的空间的连通孔。
压敏变形元件与电池内部的气压的上升相应地发生变形，切断外部电极端子与电极体的电连接。在专利文献1中，能够实现压敏变形元件可靠且迅速地进行动作并且能够防止由从电池外侵入的水分等导致的随时间劣化的可靠性优良的具备压敏变形元件的非水电解质二次电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-66255号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1所记载的非水电解质二次电池中，平板状的隔板和切断箔构成压敏变形元件。因此，难以使在由于电池内部的气压而使隔板变形并使切断箔断裂时的隔板的变形量增大，变形后的隔板和残存的切断箔、集电板等有时变成接近的状态。在该情况下，变形后的隔板和残存的切断箔、集电板等有可能经由例如电解液而导通，无法可靠地切断电极与外部端子之间的电流路径。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够使由于电池容器的内部压力的上升而发生变形并切断电极与外部端子之间的电流路径的隔板的变形量增加、并且更可靠地切断电流路径的二次电池。
解决技术问题的技术手段
为了达到上述目的，本发明涉及一种二次电池，其在外部端子与电池容器内的电极之间的电流路径具备电流切断机构，所述二次电池中，所述电流切断机构被收容在所述电池容器内，具备与所述外部端子连接的隔板以及与所述电极连接的集电板，所述集电板在与所述隔板对置的面具有凹部，所述隔板具有中央部比边缘部更朝向所述集电板凸出的底壁部以及从该底壁部突出的突起部，至少该底壁部的一部分被收容于所述凹部，所述突起部在所述凹部内接合到所述集电板。
发明效果
在本发明的二次电池中，在电池容器的内部压力上升时发生变形并切断电流的隔板具有中央部比边缘部更朝向集电板凸出的底壁部以及从该底壁部突出的突起部，至少该底壁部的一部分被收容于凹部，突起部在凹部内与集电板接合。由此，能够在实现电池容器内的电流切断机构的小型化的同时，使隔板向电池容器内侧的突出量增大。
因此，根据本发明的二次电池，能够在抑制电流切断机构的大型化的同时，在电池容器的内部压力上升时使隔板的变形量增加，使变形后的隔板与集电板的间隔扩大，并且更可靠地切断电极与外部端子之间的电流路径。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的二次电池的外观的立体图。
图2是图1所示的二次电池的分解立体图。
图3是图1所示的二次电池的电极组的分解立体图。
图4是图1所示的二次电池的电流切断机构附近的放大剖面图。
图5是图1所示的二次电池的电流切断机构附近的分解立体图。
图6是示出图4所示的二次电池的变形例1的剖面图。
图7是示出图4所示的二次电池的变形例2的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的二次电池的实施方式。
图1是本实施方式的二次电池100的立体图。
本实施方式的二次电池100是例如具备扁平箱形的电池容器10的方形二次电池，该电池容器10通过长方形板状的电池盖11和有底方筒状的电池罐12而构成。电池容器10通过例如铝合金等金属材料来制作。
在电池容器10的宽度方向即电池盖11的长边方向的两端，在电池容器10的外部且在电池盖11的上表面，设置有正极和负极的外部端子20A、20B。在外部端子20A、20B与电池盖11之间配置有绝缘部件2，外部端子20A、20B相对于电池盖11而电绝缘。正极的外部端子20A通过例如铝或者铝合金来制作，负极的外部端子20B通过例如铜或者铜合金来制作。
在电池盖11的正极和负极的外部端子20A、20B之间，设置有气体排出阀13和注液口14。气体排出阀13通过例如使电池盖11薄壁化并形成槽部13a而设置，在电池容器10的内部的压力上升超过规定值时开裂而将内部的气体放出，从而使电池容器10的内部的压力降低。注液口14用于将电解液注入到电池容器10的内部，例如通过激光焊接来焊接注液栓15并密封。
图2是图1所示的二次电池100的分解立体图。
在电池盖11的长边方向的两端，在作为电池容器10的内侧的电池盖11的下表面，隔着绝缘部件3A、3B地固定有正极和负极的集电板30A、30B。集电板30A、30B具有与电池盖11的下表面大致平行地设置并固定于绝缘部件3A、3B的基部31A、31B以及从基部31A、31B向电池罐12的底面12c延伸的连接端子部32A、32B。
正极的集电板30A具有与基部31A连接的断裂部33。断裂部33是与电池盖11大致平行地设置的板状的部分，隔着绝缘部件3A地固定于电池盖11。在断裂部33与正极的外部端子20A之间，配置与它们连接的隔板5。断裂部33和隔板5构成二次电池100的电流切断机构50。即，电流切断机构50被收容在电池容器10内，通过与外部端子20A连接的隔板5以及与电极组40的正电极41(参照图3)连接的集电板30A而构成，设置于外部端子20A与正电极41之间的电流路径中。详细情况后述，电流切断机构50在电池容器10的内部的压力上升超过规定的压力时，切断外部端子20A与正电极41之间的电流路径。
正极和负极的集电板30A、30B的连接端子部32A、32B形成为从电池容器10的厚度方向上的基部31A、31B的一侧沿着电池罐12的最大面积的宽侧面12b向电池罐12的底面12c延伸的板状。连接端子部32A、32B在延伸方向的中途在电池容器10的厚度方向上折曲，例如通过超声波焊接，分别接合到电极组40的集电板接合部41d、42d。由此，外部端子20A、20B经由集电板30A、30B电连接到电极组40的集电板接合部41d、42d，构成在电池盖11装配有外部端子20A、20B、绝缘部件2、绝缘部件3A、3B、集电板30A、30B、电流切断机构50和电极组40的盖组装体60。
在制造二次电池100时，在将未图示的绝缘片配置于电极组40与电池罐12之间而使它们电绝缘了的状态下，将盖组装体60从电极组40的下侧的弯曲部40b***到电池罐12的开口部12a。电极组40以电池罐12的窄侧面12d、12d位于卷绕轴D方向的两侧、并且卷绕轴D方向大致平行地沿着电池罐12的底面12c和宽侧面12b的方式被收容在电池罐12内。由此，电极组40成为一个弯曲部40b与电池盖11对置、另一个弯曲部40b与电池罐12的底面12c对置、并且平面部40a与宽侧面12b对置的状态。然后，在通过电池盖11堵塞了电池罐12的开口部12a的状态下，例如通过激光焊接将电池盖11的整周接合到电池罐12的开口部12a，从而形成包括电池盖11和电池罐12的电池容器10。
其后，经由电池盖11的注液口14向电池容器10的内部注入非水电解液，例如，通过激光焊接将注液栓15接合到注液口14并进行密封，从而使电池容器10密闭。作为对电池容器10的内部注入的非水电解液，能够使用例如在按体积比1：2的比例混合了碳酸亚乙酯与碳酸二甲酯的混合溶液中按1摩尔/升的浓度溶解六氟磷酸锂(LiPF6)而得到的溶液。
图3是将图2所示的电极组40的一部分展开了的分解立体图。
电极组40是将使隔膜43、44介于其间地层叠了的正负的电极41、42绕与卷绕轴D平行的轴心进行卷绕而成形为扁平形状的卷绕电极组。电极组40具有与电池罐12的宽侧面12b相对地配置的平坦的一对平面部40a以及与电池盖11和电池罐12的底面12c相对地配置的半圆筒状的一对弯曲部40b。隔膜43、44使正电极41与负电极42之间绝缘，并且在卷绕于最外周的负电极42的外侧也卷绕隔膜44。
正电极41具有作为正极集电体的正极箔41a以及由涂覆于正极箔41a的两面的正极活性物质混合剂构成的正极混合剂层41b。正电极41的宽度方向的一侧不形成正极混合剂层41b，设为正极箔41a露出的箔露出部41c。正电极41的箔露出部41c相对于负电极42的箔露出部42c配置于卷绕轴D方向的相反的一侧，并绕卷绕轴D地卷绕正电极41。
能够通过除宽度方向的一侧以外地将正极活性物质混合剂涂覆于正极箔41a的两面并进行干燥、压制、裁剪来制作正电极41，正极活性物质混合剂是例如在正极活性物质中添加导电材料、粘结剂和分散溶剂并混炼而得到的。作为正极箔41a，能够使用例如厚度约20μm的铝箔。不包括正极箔41a的厚度的正极混合剂层41b的厚度是例如约90μm。
作为正极活性物质混合剂的材料，例如，作为正极活性物质而能够使用100重量份的锰酸锂(化学式LiMn2O4)，作为导电材料而能够使用10重量份的鳞状石墨，作为粘结剂而能够使用10重量份的聚偏氟乙烯(以下，称为PVDF)，作为分散溶剂而能够使用N-甲基吡咯烷酮(以下，称为NMP)。正极活性物质不限定于上述锰酸锂，例如，也可以使用具有尖晶石晶体构造的其他锰酸锂、用金属元素来置换一部分或者用金属元素掺杂而得到的锂锰复合氧化物。另外，作为正极活性物质，也可以使用具有层状晶体构造的钴酸锂、钛酸锂以及用金属元素置换它们的一部分或者用金属元素掺杂而得到的锂-金属复合氧化物。
负电极42具有作为负极集电体的负极箔42a以及由涂覆于负极箔42a的两面的负极活性物质混合剂构成的负极混合剂层42b。负电极42的宽度方向的一侧不形成负极混合剂层42b，设为负极箔42a露出的箔露出部42c。负电极42的箔露出部42c相对于正电极41的箔露出部41c配置于卷绕轴D方向的相反的一侧，绕卷绕轴D地卷绕负电极42。
能够通过除宽度方向的一侧以外地将负极活性物质混合剂涂覆于负极箔42a的两面并进行干燥、压制、裁剪来制作负电极42，负极活性物质混合剂是例如在负极活性物质中添加粘结剂和分散溶剂并混炼而得到的。作为负极箔42a，能够使用例如厚度约10μm的铜箔。不包括负极箔42a的厚度的负极混合剂层42b的厚度是例如约70μm。
作为负极活性物质混合剂的材料，例如，作为负极活性物质而能够使用100重量份的非晶体碳粉末，作为粘结剂而能够使用10重量份的PVDF，作为分散溶剂而能够使用NMP。负极活性物质不限定于上述非晶体碳，也可以使用能够将锂离子嵌入及脱嵌的天然石墨、人造的各种石墨材料、焦炭等碳质材料、Si、Sn等的化合物(例如，SiO、TiSi2等)、或者它们的复合材料。关于负极活性物质的粒子形状，也没有特别的限定，能够适当选择鳞状、球状、纤维状或者块状等粒子形状。
此外，用于上述正极和负极的混合剂层41b、42b的粘结材料不限定于PVDF。作为上述粘结材料，也可以使用例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚硫橡胶、硝化纤维素、氰乙基纤维素、各种乳胶、丙烯腈、氟化乙烯、偏二氟乙烯、氟化丙烯、氟化氯丁二烯、丙烯酸树脂等聚合物和它们的混合体等。
另外，使隔膜43、44介于其间而将正电极41和负电极42重叠地卷绕时的轴芯能够例如使用卷绕了弯曲刚性比正极箔41a、负极箔42a、隔膜43、44中的任一个都高的树脂片的轴芯。
在电极组40的卷绕轴D方向上，负电极42的负极混合剂层42b的宽度比正电极41的正极混合剂层41b的宽度宽。另外，在电极组40的最内周和最外周卷绕负电极42。由此，正极混合剂层41b从电极组40的最内周到最外周地被夹在负极混合剂层42b之间。
正电极41和负电极42的箔露出部41c、42c分别被捆束在电极组40的平面部40a而形成上述集电板接合部41d、42d(参照图2)。正电极41和负电极42各自的集电板接合部41d、42d例如通过超声波焊接等而接合到正极和负极的集电板30A、30B各自的连接端子部32A、32B。由此，在正极侧和负极侧，外部端子20A、20B分别经由集电板30A、30B而分别与构成电极组40的正负的电极41、42电连接。
此外，在电极组40的卷绕轴D方向上，隔膜43、44的宽度比负极混合剂层42b的宽度宽，但正电极41和负电极42的箔露出部41c、42c分别比隔膜43、44的宽度方向端部更向宽度方向外侧突出。因此，隔膜43、44不成为将箔露出部41c、42c捆束来进行焊接时的障碍。
图4是沿着图1所示的二次电池100的IV-IV线的外部端子20A附近的放大剖面图。图5是图4所示的各部件的分解立体图。此外，在图5中，省略电极组40的图示。
被收容在电池容器10内的电流切断机构50包括与外部端子20A电连接的隔板5以及与电极组40的正电极41连接的集电板30A的断裂部33来作为构成要素，构成外部端子20A与电池容器10内的电极组40之间的电流路径的一部分。
外部端子20A隔着电池容器10外侧的绝缘部件2和垫圈4而在电池容器10的外侧固定于电池盖11的上表面。隔板5隔着绝缘部件3A和导电板6而在电池容器10的内侧固定于电池盖11的下表面。集电板30A的基部31A和断裂部33隔着绝缘部件3A地固定于电池盖11的下表面。在集电板30A的断裂部33与绝缘部件3A之间，配置有隔板5和导电板6。
外部端子20A具有沿着电池容器10的宽度方向即电池盖11的长边方向延伸的板状部21A、设置于该板状部21A的电池容器10的宽度方向内侧的端部的圆柱状的连接部22A以及贯通板状部21A和连接部22A的通孔23A。外部端子20A的板状部21A在延伸方向的中央部，沿着与延伸方向交叉的方向、例如电池容器10的厚度方向而形成槽部24A，从而使厚度局部地变薄。
外部端子20A的连接部22A从板状部21A朝向贯通电池盖11的轴向的前端地，具有在板状部21A的底面阶梯状地设置的阶梯部22a、使直径扩大而得到的扩径部22b、使直径缩小而得到的缩径部22c以及使该缩径部22c的顶端塑性变形并扩径而得到的铆接部22d。外部端子20A的通孔23A沿着连接部22A的轴向而贯通外部端子20A，并在板状部21A的上表面和铆接部的中央部开口。
电池容器10外侧的绝缘部件2通过例如具有绝缘性的树脂材料来制作，具有覆盖外部端子20A的板状部21A的周侧面的边缘部2a以及紧贴于板状部21A的底面和电池盖11的上表面的底部2b。绝缘部件2的边缘部2a覆盖板状部21A的周侧面，从而防止板状部21A与电池盖11或者其他部件的短路。绝缘部件2的底部2b配置于外部端子20A的板状部21A与电池盖11之间，使它们电绝缘。在绝缘部件2的底部2b，设置有卡合到设置于电池盖11的上表面的凹部11a的凸部2c以及使外部端子20A的连接部22A穿插的开口部2d。
垫圈4通过例如具有绝缘性的树脂材料来制作，具有圆筒状的筒状部4a以及在筒状部4a的轴向上的电池容器10外侧的端部设置的凸缘部4b。垫圈4的筒状部4a在使外部端子20A的连接部22A穿插到内侧的状态下，穿插到电池盖11的通孔11b，配置于外部端子20A的连接部22A与电池盖11的通孔11b的内周面之间，并使连接部22A与电池盖11电绝缘。垫圈4的凸缘部4b配置于绝缘部件2的开口部2d内，卡合到设置于电池盖11的通孔11b的周围的凹状的阶梯部11c，在该阶梯部11c与外部端子20A的凸状的阶梯部22a之间被压缩。由此，垫圈4紧贴于凹状的阶梯部11c和凸状的阶梯部22a，将电池盖11的通孔11b密封。
电池容器10内侧的绝缘部件3A通过例如具有绝缘性的树脂材料来制作，具有在电池容器10的宽度方向上延伸的主体部3a以及设置于主体部3a的延伸方向中央部的通孔3b。绝缘部件3A的主体部3a具有配置于集电板30A的基部31A与电池盖11之间的厚壁部3c、隔着导电板6地固定隔板5的薄壁部3d、从主体部3a向电池容器10内侧突出并支承集电板30A的断裂部33的支承部3e以及固定集电板30A的基部31A和断裂部33的圆柱状的突起部3f。即，在绝缘部件3A的导电板6与电池盖11之间的局部的厚度比集电板30A的基部31A与电池盖11之间的局部的厚度薄。
在绝缘部件3A的薄壁部3d，设置有使导电板6卡合的凹部3g。薄壁部3d的凹部3g形成为与导电板6的平面形状对应的平面形状。绝缘部件3A的突起部3f的顶端在贯通了集电板30A的基部31A和断裂部33的通孔31a、33a的状态下，以进行扩径的方式被熔化和固化。由此，绝缘部件3A的突起部3f将集电板30A的基部31A和断裂部33分别支承固定于厚壁部3c和支承部3e。此外，集电板30A也可以使用螺钉、铆钉、粘接剂等来固定到绝缘部件3A。此外，负极侧的绝缘部件3B与正极侧的绝缘部件3A同样地，具有主体部3a、通孔3b和突起部3f，但在不具有厚壁部3c、薄壁部3d和支承部3e这一点上，与正极侧的绝缘部件3A不同。
导电板6是具有沿着电池容器10的宽度方向的直线部分和其两端的圆弧状的曲线部分的平面形状为跑道(Field-track)形的板状的部件。此外，导电板6的平面形状也可以形成为将电池容器10的宽度方向设为长边方向的长圆形或者椭圆形。导电板6具有使外部端子20A的连接部22A穿插的通孔6a以及使隔板5的边缘部5a卡合的环状槽6b。隔板5的边缘部5a例如通过激光焊接而接合于导电板6的环状槽6b。导电板6在卡合到形成于电池容器10内侧的绝缘部件3A的薄壁部3d的凹部3g的状态下，被外部端子20A的连接部22A穿插到通孔6a。导电板6能够通过例如铝或者铝合金等与正极的外部端子20A和集电板30A相同的材料来制作。
贯通了导电板6的通孔6a的连接部22A的顶端在朝向导电板6的电池容器10内侧的面6c被扩径，在顶端形成铆接部22d。由此，导电板6固定于绝缘部件3A而配置于外部端子20A与隔板5之间，并将它们电连接。此外，朝向导电板6的电池容器10内侧的面6c优选是不具有肋部、凸部的平坦的面。这是由于，如果朝向导电板6的电池容器10内侧的面6c是平坦的，则防止铆接部22d与肋部、凸部干涉，所以能够确保铆接部22d的直径，并确保基于外部端子20A的连接部22A的铆接固定的强度。
这样，外部端子20A、电池容器10外侧的绝缘部件2、垫圈4、电池容器10内侧的绝缘部件3A、3B和导电板6一体地铆接固定于电池盖11。即，关于外部端子20A，板状部21A在电池容器10的外侧配置于电池盖11的上表面，连接部22A贯通电池容器10外侧的绝缘部件2的开口部2d、垫圈4的筒状部4a、电池盖11的通孔11b、电池容器10内侧的绝缘部件3A的通孔3b和导电板6的通孔6a而形成铆接部22d，从而将这些部件一体地固定。另外，通过设置于贯通了各部件的外部端子20A的连接部22A的通孔23A，电池容器10的外部空间和导电板6与隔板5之间的空间连通。此外，关于负极侧的外部端子20B，与正极侧的外部端子20A的连接部22A相同的连接部贯通集电板30B的基部31B而形成铆接部，但不具有通孔。
隔板5具有中央部比边缘部更向集电板30A凸出的凸形状。另外，隔板5配置于比集电板30A的断裂部33更靠电池容器10的外侧的位置并具有朝向电池容器10的内侧的凸形状。隔板5与导电板6的平面形状对应地，具有将电池容器10的宽度方向设为长边方向的长圆形、椭圆形或者上述跑道形的平面形状，形成为在与电池盖11垂直的电池容器10的高度方向上具有深度的碗形的形状。
隔板5从电池容器10的外侧向内侧，在从电池盖11向电池罐12的底面的方向上依次具有边缘部5a、侧壁部5b、底壁部5c和突起部5d。隔板5能够通过例如铝或者铝合金等与正极的外部端子20A和集电板30A相同的材料来制作。
隔板5的边缘部5a沿着与电池盖11平行的方向地弯折，卡合到形成于导电板6的朝向电池容器10内侧的面的环状槽6b，抵接到环状槽6b的底部，例如，通过激光焊接而接合到导电板6。由此，隔板5的电池容器10外侧的空间与电池容器10的内部空间隔绝，通过外部端子20A的通孔23A而与电池容器10的外部空间连通。隔板5的侧壁部5b从边缘部5a沿着与电池盖11垂直的方向朝向电池罐12的底面12c伸长，相对于与电池盖11垂直的方向的角度小于相对于与电池盖11平行的方向的角度。
隔板5的底壁部5c从侧壁部5b的端部沿着与电池盖11平行的方向而朝向隔板5的中央部伸展，相对于与电池盖11垂直的方向的角度大于相对于与电池盖11平行的方向的角度。另外，底壁部5c的朝向电池容器10的内侧的面设为凸曲面。隔板5的突起部5d形成为在俯视时与隔板5的平面形状相似的形状，并形成为在底壁部5c的中央部向电池容器10内侧突出。
隔板5的至少一部分被收容于集电板30A的凹部33b，在该凹部33b内接合到集电板30A。更具体来说，在本实施方式中，在隔板5中，底壁部5c的大部分和突起部5d被收容于集电板30A的凹部33b，突起部5d例如通过激光焊接、电阻焊接或者超声波焊接而在集电板30A的凹部33b内接合到凹部33b的底部。
正极的集电板30A如上所述，具有固定于绝缘部件3A的基部31A、接合到电极组40的正电极的集电板接合部41d的连接端子部32A以及经由连结部34连接到基部31A的断裂部33。在集电板30A的基部31A，设置使绝缘部件3A的突起部3f穿插的多个通孔31a。在集电板30A中，将基部31A与断裂部33连接的连结部34具有例如S字形地弯曲的具有挠性的形状，断裂部33配置于比基部31A更靠电池容器10的内侧的位置，断裂部33配置于比基部31A更远离电池盖11的位置。在集电板30A的断裂部33的朝向电池容器10外侧的面形成有凹部33b，将隔板5的突起部5d接合到该凹部33b内。
设置于集电板30A的断裂部33的凹部33b具有沿着隔板5的凸形状的倾斜面33c以及在隔板5向电池容器10的外侧变形时断裂的脆弱部33d。凹部33b在俯视时与隔板5的平面形状对应地，具有将电池容器10的宽度方向设为长边方向的长圆形、椭圆形或者所述跑道形的平面形状。凹部33b的形成方法没有特别限定，例如，能够通过压制加工形成于集电板30A的断裂部33。
设置于集电板30A的断裂部33的凹部33b具有倾斜面33c，从而底壁33e的壁厚从边缘部向中央部逐渐变薄，在通过倾斜面33c包围的中央部设置有薄壁部33f。薄壁部33f在俯视时形成为圆形，具有与隔板5的突起部5d的整个底面相接触的面积。在薄壁部33f的中央部设置有圆环状的脆弱部33d，通过脆弱部33d包围的部分设为接合到隔板5的接合部33g。脆弱部33d通过形成于凹部33b的薄壁部33f的切口部33h而设置，壁厚比薄壁部33f薄。隔板5的突起部5d的底面抵接到脆弱部33d的外侧的薄壁部33f，但未接合。
以下，说明本实施方式的二次电池100的作用。
如上所述，在本实施方式的二次电池100中，设置于外部端子20A与电池容器10内的正电极41之间的电流路径的电流切断机构50被收容在电池容器10内，具备与外部端子20A连接的隔板5以及与正电极41连接的集电板30A。另外，隔板5的电池容器10内侧的面面向电池容器10的内部空间，隔板5的电池容器10外侧的空间与电池容器10的外部空间连通。
根据这样的构成，本实施方式的二次电池100在平常，通过在包括电流切断机构50的电流路径中流过的电流将经由外部端子20A、20B供给了的电力蓄积在电极组40中。另外，二次电池100通过在包括电流切断机构50的电流路径中流过的电流，将蓄积在电极组40中的电力经由外部端子20A、20B供给到外部设备。
例如，如果由于二次电池100的过度充电、过度升温或者外力所导致的破损等，电池容器10内部的气压上升，则作用于隔板5的电池容器10内侧的面的压力比作用于电池容器10外侧的面的压力大。并且，当电池容器10内部的气压达到所设定的压力时，隔板5向远离集电板30A的方向变形而集电板30A的脆弱部33d断裂。更详细地说，隔板5以向电池容器10外侧压曲的方式发生塑性变形，朝向电池容器10外侧的力作用于接合到隔板5的突起部5d的集电板30A的接合部33g，脆弱部33d断裂。由此，隔板5与集电板30A的断裂部33的连接断开，外部端子20A与电池容器10内的正电极41之间的电流路径被切断。
此处，集电板30A在与隔板5对置的面具有凹部33b。另外，隔板5具有中央部比边缘部更向集电板30A凸出的凸形状，至少一部分被收容于凹部33b并在该凹部33b内接合到集电板30A。换言之，隔板5配置于比集电板30A更靠电池容器10的外侧的位置，具有朝向电池容器10的内侧的凸形状。另外，集电板30A的断裂部33在朝向电池容器10的外侧的面具有凹部33b，在该凹部33b内接合有隔板5。
因此，能够将朝向电池容器10内侧的凸形状的隔板5的一部分收容于集电板30A的断裂部33的凹部33b，能够在抑制电流切断机构50的电池容器10的高度方向的尺寸增加的同时，使隔板5向电池容器10内侧的突出量增大。由此，在电池容器10内的电极组40与电池盖11之间的有限的空间中，能够使向电池容器10外侧变形的隔板5的变形量与以往相比增加，使变形后的隔板5与集电板30A的间隔扩大，并且更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，隔板5具有朝向电池容器10的内侧的凸形状，从而与隔板5是平板状的情况相比，能够提高直至电池容器10的内部的气压达到规定的压力之前的机械强度，防止隔板5的误动作。另外，在电池容器10的内部的气压达到规定的压力时，隔板5以反转的方式变形，从而能够提高变形针对压力的响应性。
另外，隔板5具有将电池容器10的宽度方向设为长边方向的形状，从而在扁平的电池容器10内能够确保隔板5的面积。因此，在电池容器10的内部的气压达到规定的压力时，能够容易且可靠地使隔板5变形，更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。另外，通过将隔板5的沿着短边方向的部分设为曲线形状，能够容易且可靠地使隔板5变形，更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，隔板5具有突起部5d，从而能够使突起部5d的周侧壁作为肋部而发挥作用，提高隔板5的强度，并防止隔板5由于误动作而变形。另外，突起部5d的底面在脆弱部33d的外侧与集电板30A的断裂部33相接，从而抑制由振动等产生的应力作用于脆弱部33d，能够防止脆弱部33d的意外断裂。
另外，设置于集电板30A的断裂部33的凹部33b具有沿着隔板5的凸形状的倾斜面33c。因此，能够从接合有隔板5的凹部33b的接合部33g向凹部33b的边缘部地使凹部33b的底壁33e的壁厚增加，提高接合部33g的周围的断裂部33的强度，并且降低电阻。因此，容易使集电板30A的断裂部33断裂，使隔板5与集电板30A分离，能够更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，设置于集电板30A的断裂部33的凹部33b具有在隔板5向电池容器10的外侧变形时断裂的脆弱部33d。因此，能够在隔板5向电池容器10的外侧变形时，使断裂部33在脆弱部33d容易地断裂，能够更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，集电板30A的脆弱部33d通过形成于断裂部33的凹部33b的切口部33h而设置，隔板5接合于通过脆弱部33d包围的接合部33g。由此，在隔板5向电池容器10的外侧变形时，应力集中到切口部33h而脆弱部33d断裂，从而接合部33g从断裂部33分离而将隔板5与集电板30A的连接断开。因此，在隔板5向电池容器10的外侧变形时，能够更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，外部端子20A具有将隔板5的电池容器10的外侧的空间与电池容器10的外部空间连通的通孔23A。由此，在电池容器10的内部的气压上升时，能够在作用于隔板5的电池容器10内侧的面的压力与作用于电池容器10的外侧的面的压力之间产生压力差。因此，能够容易且可靠地使隔板5向电池容器10外侧变形，更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，本实施方式的二次电池100在外部端子20A与隔板5之间，具备接合该隔板5的边缘部5a的导电板6。并且，外部端子20A具有贯通电池容器10和导电板6的连接部22A。进而，连接部22A具有在导电板6的朝向电池容器10的内侧的面6c被扩径了的铆接部22d以及和导电板6与隔板5之间的空间连通的通孔23A。由此，将隔板5配置于电池容器10的内部而与外部端子20A电连接，隔板5的电池容器10的内侧的面面向电池容器10的内部空间，隔板5的电池容器10外侧的与导电板6之间的空间和电池容器10的外部空间连通。因此，能够容易且可靠地使隔板5向电池容器10外侧变形，更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，在本实施方式的二次电池100中，在集电板30A和导电板6与电池容器10之间配置有绝缘部件3A。并且，在绝缘部件3A中，导电板6与电池容器10之间的薄壁部3d的厚度薄于集电板30A与电池容器10之间的厚壁部3c的厚度。由此，能够在导电板6与集电板30A的断裂部33之间确保空间，使隔板5向电池容器10内侧的突出量增加。因此，能够使隔板5向电池容器10外侧的变形量增加，更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，集电板30A具有固定于绝缘部件3A的基部31A以及经由连结部34连接到该基部31A的断裂部33。并且，断裂部33配置于比基部31A更靠电池容器10的内侧的位置，在朝向电池容器10的外侧的面形成凹部33b。由此，能够在导电板6与集电板30A的断裂部33之间确保空间，使隔板5向电池容器10内侧的突出量增加。因此，能够使隔板5向电池容器10外侧的变形量增加，更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，导电板6具有隔板5的边缘部5a所卡合的环状槽6b。由此，能够将隔板5的边缘部5a可靠地固定到导电板6，能够提高导电板6与隔板5之间的气密性。另外，能够使隔板5的突出量增加，使向电池容器10外侧的变形量增加，更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
另外，隔板5配置于正极的外部端子20A与集电板30A之间，由铝或者铝合金构成。因此，与在负极的外部端子20A与集电板30A之间配置由铜或者铜合金构成的隔板的情况相比，能够使隔板5的材料的机械强度降低，使隔板5容易变形。因此，能够更容易且可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。此外，电流切断机构50也能够设置于负极侧。
另外，在隔板5发生变形而通过电流切断机构50将正电极41与外部端子20A之间的电流路径切断之后，如果电池容器10内部的气压进一步上升，则气体排出阀13开裂而将电池容器10内部的气体向外部放出。由此，能够确保二次电池100的安全性。
如以上说明的那样，根据本实施方式的二次电池100，能够在使电流切断机构50变得紧凑的同时，使电池容器10的内部压力上升时的隔板5的变形量增加，使变形后的隔板5与集电板30A的间隔扩大，更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
以上，使用附图来详细叙述了本发明的实施方式，但具体的构成不限定于该实施方式，即使是在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，它们也包括于本发明。
例如，在上述实施方式中，说明了设置于集电板30A的断裂部33的凹部33b在剖视图中具有直线状的倾斜面33c的构成，但凹部33b的构成不限定于该构成。以下，使用图6和图7来说明凹部33b的变形例1和变形例2。
图6和图7是示出上述实施方式的二次电池100的变形例1和变形例2的相当于图4的剖面图。
在图6所示的变形例1的二次电池100A中，凹部33b具有阶梯部33k，从边缘部向接合有隔板5的接合部33g而逐渐变深。在图7所示的变形例6的二次电池100B中，将凹部33b的倾斜面33c设为沿着隔板5的底壁部5c的凸曲面的凹曲面。变形例1和变形例2的二次电池100A、100B的其他方面与上述实施方式的二次电池100相同，所以对相同的部分附加相同的符号而省略说明。
在变形例1的二次电池100A中，凹部33b具有阶梯部33k，从边缘部向接合有隔板5的接合部33g而逐渐变深，所以能够容易进行压制加工。因此，根据变形例2，能够得到与上述实施方式的二次电池100相同的效果，能够提高生产率，降低制造成本。
在变形例2的二次电池100B中，凹部33b的倾斜面33c设为沿着隔板5的底壁部5c的凸曲面的凹曲面，所以能够使薄壁部33f逐渐向接合部33g变薄，在隔板5变形时更容易断裂。因此，根据变形例1，能够得到与上述实施方式的二次电池100相同的效果，能够更可靠地切断正电极41与外部端子20A之间的电流路径。
此外，在上述实施方式和变形例中，说明了隔板的一部分被收容于集电板的凹部的构成，但例如在集电板的厚度大于隔板的突出量的情况下，也可以做成隔板的整体被收容于集电板的凹部的构成。
符号说明
3A…绝缘部件；3c…厚壁部；3d…薄壁部；5…隔板；5a…边缘部；6…导电板；6b…环状槽；10…电池容器；11…电池盖(电池容器)；12…电池罐(电池容器)；20A、20B…外部端子；22A…连接部；22d…铆接部；23A…通孔；30A、30B…集电板；31A…基部；33…断裂部(集电板)；33b…凹部；33c…倾斜面(凹曲面)；33d…脆弱部；33g…接合部；33h…切口部；33k…阶梯部；41…正电极(电极)；42…负电极(电极)；50…电流切断机构；100；100A、100B…二次电池。

Claims (12)

1.一种二次电池，其在外部端子与电池容器内的电极之间的电流路径具备电流切断机构，所述二次电池的特征在于，
所述电流切断机构被收容在所述电池容器内，具备与所述外部端子连接的隔板以及与所述电极连接的集电板，
所述集电板在与所述隔板对置的面具有凹部，
所述隔板具有中央部比边缘部更朝向所述集电板凸出的底壁部以及从该底壁部突出的突起部，所述底壁部与所述突起部之间形成有阶差，至少该底壁部的一部分被收容于所述凹部，所述突起部在所述凹部内接合到所述集电板。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述凹部具有沿着所述隔板的所述底壁部的倾斜面。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，
所述倾斜面具有沿着所述底壁部的凹曲面。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述凹部具有阶梯部，从边缘部向接合有所述隔板的接合部逐渐变深。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述凹部具有在所述隔板向远离所述集电板的方向变形时断裂的脆弱部。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，
所述脆弱部通过形成于所述凹部的切口部而设置，
所述隔板接合到通过所述脆弱部包围的接合部。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述隔板配置于比所述集电板更靠所述电池容器的外侧的位置，
所述外部端子具有将所述隔板的位于所述电池容器的外侧的空间与所述电池容器的外部空间连通的通孔。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，
在所述外部端子与所述隔板之间，具备接合该隔板的边缘部的导电板，
所述外部端子具有贯通所述电池容器和所述导电板的连接部，
所述连接部具有在所述导电板的朝向所述电池容器的内侧的面被扩径了的铆接部以及和所述导电板与所述隔板之间的空间连通的所述通孔。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，
在所述集电板和所述导电板、与所述电池容器之间，配置有绝缘部件，
在所述绝缘部件中，所述导电板与所述电池容器之间的薄壁部的厚度薄于所述集电板与所述电池容器之间的厚壁部的厚度。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，
所述集电板具有固定于所述绝缘部件的基部以及经由连结部连接到该基部的断裂部，
所述断裂部配置于比所述基部更靠所述电池容器的内侧的位置，在朝向所述电池容器的外侧的面形成有所述凹部。
11.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，
所述导电板具有所述隔板的所述边缘部所卡合的环状槽。
12.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述隔板由铝或者铝合金构成。
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