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CN114865244A - 方形二次电池 - Google Patents

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CN114865244A
CN114865244A CN202210597709.9A CN202210597709A CN114865244A CN 114865244 A CN114865244 A CN 114865244A CN 202210597709 A CN202210597709 A CN 202210597709A CN 114865244 A CN114865244 A CN 114865244A
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CN
China
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positive electrode
electrode
negative electrode
plate
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CN202210597709.9A
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English (en)
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胁元亮一
山田博之
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

提供可靠性高的方形二次电池。方形二次电池(20)具备：包括正极板和负极板的电极体(3)；具有开口并收容电极体(3)的方形外包装体(1)；和将方形外包装体(1)的开口封口的封口板(2)，作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件(12)配置于封口板(2)与负极集电构件(8)之间并固定于封口板(2)，配置于封口板(2)与电极体(3)之间的第2绝缘构件(80)与作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件(12)连接。

Description

方形二次电池
本申请是国际申请日为2017年9月28日、国家申请号为201780060477.0的发明申请的分案申请，该发明申请的发明名称为方形二次电池及其制造方法。
技术领域
本发明涉及方形二次电池及其制造方法。
背景技术
在电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV、PHEV)等驱动用电源中使用碱性二次电池、非水电解质二次电池等方形二次电池。
在这些方形二次电池中，由具有开口的有底筒状的方形外包装体和将该开口封口的封口板构成电池壳体。在电池壳体内和电解液一起收容由正极板、负极板以及隔板构成的电极体。在封口板安装正极端子以及负极端子。正极端子经由正极集电体与正极板电连接，负极端子经由负极集电体与负极板电连接。
正极板包括金属制的正极芯体和形成于正极芯体表面的正极活性物质合剂层。在正极芯体的一部分形成有未形成正极活性物质合剂层的正极芯体露出部。并且在该正极芯体露出部连接正极集电体。另外，负极板包括金属制的负极芯体和形成于负极芯体表面的负极活性物质合剂层。在负极芯体的一部分形成有未形成负极活性物质合剂层的负极芯体露出部。并且在该负极芯体露出部连接负极集电体。
例如在专利文献1、专利文献2中公开了在封口板与电极体之间配置绝缘性的隔离物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2005-32477号公报
专利文献2：JP特开2015-76293号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述的专利文献1以及专利文献2中，虽然公开了在封口板与电极体之间配置绝缘性的隔离物，但谋求进一步的改良。
本发明目的在于，提供可靠性高的方形二次电池。
用于解决课题的手段
本发明的一个方案的方形二次电池具备：包括正极板和负极板的电极体；具有开口并收容所述电极体的方形外包装体；将所述开口封口的封口板；与所述正极板电连接并安装于所述封口板的正极外部端子；与所述负极板电连接并安装于所述封口板的负极外部端子；将所述正极板和所述正极外部端子电连接的正极集电构件；将所述负极板和所述负极外部端子电连接的负极集电构件；配置于所述正极集电构件以及所述负极集电构件的至少一方与所述封口板之间并固定于所述封口板的第1绝缘构件；和配置于所述封口板与所述电极体之间的第2绝缘构件，所述第2绝缘构件与所述第1绝缘构件连接。
若是这样的结构，则第2绝缘构件与配置于封口板与集电构件之间且固定于封口板的第1绝缘构件连接。因此，在对二次电池施加振动或碰撞时，能抑制第2绝缘构件在电池壳体内大幅活动。因而能防止因第2绝缘构件的位置偏离而出现未预期的正负极的短路。或者能抑制因第2绝缘构件而其他部件损伤。
本发明的一个方案的方形二次电池优选具备：设于所述正极板的正极接头；和设于所述负极板的负极接头，所述正极接头以及所述负极接头配置于所述电极体中的所述封口板侧的端部，多片所述正极接头以被层叠的状态与所述正极集电构件连接，多片所述负极接头以被层叠的状态与所述负极集电构件连接。
若是这样的结构，就成为体积能量密度更高的方形二次电池。另外，能防止第2绝缘构件在电池壳体内活动而第2绝缘构件使接头损伤。
本发明的一个方案的二次电池的制造方法中，所述方形二次电池具备：包括正极板和负极板的电极体；具有开口并收容所述电极体的外包装体；将所述开口封口的封口板；设于所述正极板或所述负极板的接头；与所述接头电连接并安装于所述封口板的外部端子；将所述接头和所述外部端子电连接的集电构件；配置于所述集电构件与所述封口板之间且固定于所述封口板的第1绝缘构件；和配置于所述封口板与所述电极体之间的第2绝缘构件，所述接头配置于所述电极体中的所述封口板侧的端部，所述方形二次电池的制造方法具有：在所述封口板固定所述外部端子、所述集电构件以及所述第1绝缘构件的固定工序；和在所述固定工序之后将所述第2绝缘构件与所述第1绝缘构件连接的绝缘构件连接工序。
根据这样的制造方法，成为体积能量密度更高的二次电池。进而第2绝缘构件连接在配置于封口板与集电构件之间且固定于封口板的第1绝缘构件。因此在对二次电池施加了振动或碰撞时，能抑制第2绝缘构件在电池壳体内大幅活动。因而能防止因第2绝缘构件的位置偏离而出现未预期的正负极的短路。或者能防止第2绝缘构件在壳体内活动而第2绝缘构件使接头等损伤。
发明的效果
根据本发明，能提供可靠性更高的方形二次电池。
附图说明
图1是实施方式所涉及的方形二次电池的立体图。
图2是图1的II-II线的截面图。
图3是实施方式所涉及的正极板的俯视图。
图4是实施方式所涉及的负极板的俯视图。
图5是实施方式所涉及的电极体要素的俯视图。
图6是安装各部件后的封口板的下表面图。
图7是图6中的VII-VII线的截面图。
图8是图7中的第1正极集电体、第2正极集电体以及电流阻断机构的近旁的放大图。
图9是图7中的第1负极集电体以及第2负极集电体的近旁的放大图。
图10是表示在第2集电体连接接头的工序的图。
图11是第1绝缘构件以及第2绝缘构件的立体图。
图12是第1绝缘构件与第2绝缘构件的连接部近旁的沿着封口板的短边方向的截面图。
图13是第2绝缘构件的上表面图。
图14是负极接头与第2负极集电体的连接部近旁的沿着封口板的短边方向的截面图。
图15是变形例1所涉及的方形二次电池的封口体、遮蔽构件以及第2绝缘构件的沿着封口板的短边方向的截面图。
图16是变形例2所涉及的方形二次电池的第2绝缘构件的上表面图。
附图标记的说明
20方形二次电池；1方形外包装体；2封口板；2a正极端子安装孔；2b负极端子安装孔；100电池壳体；3电极体；3a第1电极体要素；3b第2电极体要素；4正极板；4a正极芯体；4b正极活性物质合剂层；4d正极保护层；40正极接头；40a第1正极接头群；40b第2正极接头群；5负极板；5a负极芯体；5b负极活性物质合剂层；50负极接头；50a第1负极接头群；50b第2负极接头群；6正极集电构件；6a第1正极集电体；6c薄壁部；6x集电体突起；6w集电体第2凹部；6b第2正极集电体；6b1集电体第1区域；6b2集电体第2区域；6b3集电体第3区域；6e目标孔；6f集电体第1凹部；6y集电体开口；6z开口部；7正极外部端子；7a端子密封构件；7x金属构件；7y橡胶构件；7b端子贯通孔；8负极集电构件；8a第1负极集电体；8x集电体突起；8w集电体第2凹部；8b第2负极集电体；8b1集电体第1区域；8b2集电体第2区域；8b3集电体第3区域；8e目标孔；8f集电体第1凹部；8y集电体开口；9负极外部端子；10内部侧绝缘构件；11外部侧绝缘构件；12内部侧绝缘构件；12a第1绝缘构件主体部；12b第1侧壁；12c第2侧壁；12d贯通孔；12e连接用凹部；13外部侧绝缘构件；14绝缘片；15电解液注液孔；16密封栓；17气体排出阀；60电流阻断机构；61导电构件；62变形板；63第3绝缘构件；63b绝缘构件开口；63c绝缘构件突起；63x绝缘构件第1区域；63y绝缘构件第2区域；63z绝缘构件第3区域；70固定部；80第2绝缘构件；80a第2绝缘构件主体部；80a1宽幅部；80a2窄幅部；80b侧壁；80c连接部；80c1纵壁；80c2突出部；81金属板；90焊接连接部；180第2绝缘构件；180a第2绝缘构件主体部；180b绝缘构件侧壁部；181金属板；181a遮蔽构件主体部；181b遮蔽构件侧壁部；280第2绝缘构件；280a第2绝缘构件主体部；280a1宽幅部；280a2窄幅部；285绝缘构件贯通孔；286槽部。
具体实施方式
以下说明实施方式所涉及的方形二次电池20的结构。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。
图1是方形二次电池20的立体图。图2是图1的II-II线的截面图。如图1以及图2所示那样，方形二次电池20具备电池壳体100，其由具有开口的有底方筒状的方形外包装体1和将方形外包装体1的开口封口的封口板2构成。方形外包装体1以及封口板2优选分别是金属制，例如优选设为铝或铝合金制。在方形外包装体1内与电解液一起收容多个正极板和多个负极板隔着隔板被层叠的层叠型的电极体3。在电极体3与方形外包装体1之间配置有树脂制的绝缘片14。
在电极体3的封口板2侧的端部设置正极接头40以及负极接头50。正极接头40经由第2正极集电体6b以及第1正极集电体6a与正极外部端子7电连接。负极接头50经由第2负极集电体8b以及第1负极集电体8a与负极外部端子9电连接。在此，第1正极集电体6a以及第2正极集电体6b构成正极集电构件6。另外，第1负极集电体8a以及第2负极集电体8b构成负极集电构件8。另外，还能将正极集电构件6设为一个部件。另外，还能将负极集电构件8设为一个部件。
正极外部端子7隔着树脂制的外部侧绝缘构件11固定在封口板2。负极外部端子9隔着树脂制的外部侧绝缘构件13固定在封口板2。正极外部端子7优选是金属制，更优选是铝或铝合金制。负极外部端子9优选是金属制，更优选是铜或铜合金制。另外，负极外部端子9更优选在电池壳体100的内部侧具有由铜或铜合金构成的部分，在电池壳体100的外部侧具有由铝或铝合金构成的部分。另外，优选在负极外部端子9的表面实施镍镀覆等。
优选在正极板与正极外部端子7之间的导电路径设置电流阻断机构60，其在电池壳体100内的压力成为给定值以上时工作，将正极板与正极外部端子7之间的导电路径阻断。另外，易于在负极板与负极外部端子9之间的导电路径设置电流阻断机构。
在封口板2设置气体排出阀17，其在电池壳体100内的压力成为给定值以上时破断，将电池壳体100内的气体排出到电池壳体100外。气体排出阀17形成为比封口板2中的其他部分更薄壁。另外，能通过对封口板2冲压加工来形成气体排出阀17。另外，还能在封口板2设置气体排出阀用的贯通孔，将该贯通孔用薄壁的阀堵塞而做成气体排出阀17。另外，气体排出阀17的工作压设定为比电流阻断机构60的工作压大的值。
在封口板2设置电解液注液孔15。在从电解液注液孔15向电池壳体100内注液电解液后，电解液注液孔15被密封栓16密封。
接下来说明方形二次电池20的制造方法。
[正极板的制作]
制作包括作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物、作为粘结剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)、作为导电剂的碳材料、以及作为分散媒的N-甲基吡咯烷酮(NMP)的正极浆料。将该正极浆料涂布在作为正极芯体的厚度15μm的矩形的铝箔的两面。然后通过使其干燥来去除正极浆料中的N-甲基吡咯烷酮，在正极芯体上形成正极活性物质合剂层。之后对正极活性物质合剂层进行压缩处理，使其成为给定厚度。将如此得到的正极板切断成给定的形状。
图3是用上述的方法制作的正极板4的俯视图。如图3所示那样，正极板4具有在矩形的正极芯体4a的两面形成正极活性物质合剂层4b的主体部。正极芯体4a从主体部的端边突出，该突出的正极芯体4a构成正极接头40。另外，正极接头40可以如图3所示那样是正极芯体4a的一部分，也可以将其他构件连接在正极芯体4a，作为正极接头40。另外，优选在正极接头40中与正极活性物质合剂层4b相邻的部分设置具有比正极活性物质合剂层4b的电阻大的电阻的正极保护层4d。该正极保护层4d优选包含氧化铝、氧化硅、氧化锆等陶瓷粒子以及粘合剂。另外，正极保护层4d更优选包含碳材料等导电性粒子。
[负极板的制作]
制作包含作为负极活性物质的石墨、作为粘结剂的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)以及水的负极浆料。将该负极浆料涂布在作为负极芯体的厚度8μm的矩形的铜箔的两面。然后通过使其干燥来去除负极浆料中的水，在负芯体上形成负极活性物质合剂层。之后对负极活性物质合剂层进行压缩处理，使其成为给定厚度。将如此得到的负极板切断成给定的形状。
图4是用上述的方法制作的负极板5的俯视图。如图4所示那样，负极板5具有在矩形的负极芯体5a的两面形成负极活性物质合剂层5b的主体部。负极芯体5a从主体部的端边突出，该突出的负极芯体5a构成负极接头50。另外，负极接头50可以如图4所示那样是负极芯体5a的一部分，也可以将其他构件连接在负极芯体5a，作为负极接头50。
[电极体要素的制作]
用上述的方法制作50片正极板4以及51片负极板5，将它们隔着聚烯烃制的方形的隔板层叠，制作层叠型的电极体要素(3a、3b)。如图5所示那样，层叠型的电极体要素(3a、3b)制作成在一方的端部层叠各正极板4的正极接头40，层叠各负极板5的负极接头50。在电极体要素(3a、3b)的两外面配置隔板，能通过带等固定成各基板以及隔板被层叠的状态。或者也可以在隔板设置粘接层，将隔板和正极板4、隔板和负极板5分别粘接。
另外，隔板的俯视观察的大小优选与负极板5相同，或者大于负极板5。可以在2片隔板之间配置正极板4，在使隔板的周缘为热熔敷的状态后层叠正极板4和负极板5。另外，还能每当制作电极体要素(3a、3b)，就使用长条状的隔板，一边使长条状的隔板为曲折状一边层叠正极板4以及负极板5。另外，还能使用长条状的隔板，一边卷绕长条状的隔板一边层叠正极板4以及负极板5。
[各部件向封口板的安装]
使用图2、图6～图8来说明向封口板2安装正极外部端子7以及第1正极集电体6a的安装方法以及电流阻断机构60的结构。
在设于封口板2的正极端子安装孔2a的外面侧配置外部侧绝缘构件11，在正极端子安装孔2a的内面侧配置内部侧绝缘构件10以及具有杯形状的导电构件61。接下来，将正极外部端子7分别插入外部侧绝缘构件11的贯通孔、封口板2的正极端子安装孔2a、内部侧绝缘构件10的贯通孔以及导电构件61的贯通孔。然后将正极外部端子7的前端铆接在导电构件61上。由此正极外部端子7、外部侧绝缘构件11、封口板2、内部侧绝缘构件10以及导电构件61被固定。另外，优选正极外部端子7中被铆接的部分和导电构件61通过激光焊接被焊接。另外，内部侧绝缘构件10以及外部侧绝缘构件11分别优选是树脂制。
导电构件61在电极体3侧具有开口部。圆盘状的变形板62配置为堵塞导电构件61的开口部，变形板62的周缘与导电构件61焊接连接。由此导电构件61的开口部被变形板62密闭。另外，导电构件61以及变形板62分别优选是金属制，更优选是铝或铝合金。
接下来在变形板62的电极体3侧配置树脂制的第3绝缘构件63。第3绝缘构件63优选具有连接部，该连接部与内部侧绝缘构件10连接。另外，优选在第3绝缘构件63没置爪状的钩挂固定部，在导电构件61没置凸缘部、凹部或凸部，将第3绝缘构件63的钩挂固定部在导电构件61固定于凸缘部、凹部或凸部。
在第3绝缘构件63的电极体3侧的面形成固定用突起。另外，第3绝缘构件63优选具有配置于变形板62的下方的绝缘构件第1区域63x、从绝缘构件第1区域63x中的端部向封口板2延伸的绝缘构件第2区域63y和从绝缘构件第2区域63y的端部沿着封口板2延伸的绝缘构件第3区域63z。在绝缘构件第3区域63z，在与封口板2的电解液注液孔15对置的位置设置绝缘构件开口63b。另外，在绝缘构件开口63b的缘部设置向电极体3突出的绝缘构件突起63c。
接下来将第1正极集电体6a配置在第3绝缘构件63的电极体3侧。第1正极集电体6a具有固定用贯通孔。然后将第3绝缘构件63的固定用突起插入第1正极集电体6a的固定用贯通孔，将固定用突起的前端扩径，将第3绝缘构件63和第1正极集电体6a固定。由此形成固定部70。固定部70优选如图6所示那样设置4处，以使得包围变形板62与第1正极集电体6a的连接部。
之后，经由设于第3绝缘构件63的贯通孔将变形板62和第1正极集电体6a焊接连接。另外，第1正极集电体6a优选具有薄壁部6c，在该薄壁部6c与变形板62焊接连接。优选在薄壁部6c的中央设置开口，将该开口的缘部与变形板62焊接连接。另外，更优选在薄壁部6c设置环状的槽口部，以使得将第1正极集电体6a和变形板62的连接部包围。
在电池壳体100内的压力成为给定值以上时，变形板62变形，以使得变形板62的中央部向上方(正极外部端子7侧)移动。伴随该变形板62的变形而第1正极集电体6a的薄壁部6c破断。由此正极板4与正极外部端子7的导电路径被切断。
另外，在正极外部端子7设置端子贯通孔7b，气体通过该端子贯通孔7b流入电流阻断机构60内部，能进行导电构件61与变形板62的连接部的泄漏检查。另外，还能在通过气体将变形板62推压在第1正极集电体6a的状态下将变形板62和第1正极集电体6a焊接连接。最终地端子贯通孔7b被端子密封构件7a密封。端子密封构件7a优选具有金属构件7x和橡胶构件7y。
第1正极集电体6a在电极体3侧的面具有集电体突起6x。
使用图2、图6、图7、以及图9来说明负极外部端子9以及第1负极集电体8a向封口板2的安装方法。
在设于封口板2的负极端子安装孔2b的外面侧配置外部侧绝缘构件13，在负极端子安装孔2b的内面侧配置内部侧绝缘构件12以及第1负极集电体8a。接下来，将负极外部端子9分别插入外部侧绝缘构件13的贯通孔、封口板2的负极端子安装孔2b、内部侧绝缘构件12的贯通孔以及第1负极集电体8a的贯通孔。然后将负极外部端子9的前端铆接在第1负极集电体8a上。由此外部侧绝缘构件13、封口板2、内部侧绝缘构件12以及第1负极集电体8a被固定。另外，优选负极外部端子9中被铆接的部分和第1负极集电体8a通过激光焊接等被焊接。另外，内部侧绝缘构件12以及外部侧绝缘构件13分别优选为树脂制。
[第2集电体与接头的连接]
图10是表示正极接头40向第2正极集电体6b的连接方法、负极接头50向第2负极集电体8b的连接方法的图。在上述的方法中，制作2个电极体要素，分别设为第1电极体要素3a、第2电极体要素3b。另外，第1电极体要素3a和第2电极体要素3b可以全都是相同结构，也可以是不同结构。在此，第1电极体要素3a的多片正极接头40构成第1正极接头组40a。第1电极体要素3a的多片负极接头50构成第1负极接头组50a。第2电极体要素3b的多片正极接头40构成第2正极接头组40b。第2电极体要素3b的多片负极接头50构成第2负极接头组50b。
在第1电极体要素3a与第2电极体要素3b之间配置第2正极集电体6b和第2负极集电体8b。然后将从第1电极体要素3a突出的被层叠的多片正极接头40所构成的第1正极接头组40a配置在第2正极集电体6b上，将从第1电极体要素3a突出的被层叠的多片负极接头50所构成的第1负极接头组50a配置在第2负极集电体8b上。另外，将从第2电极体要素3b突出的被层叠的多片正极接头40所构成的第2正极接头组40b配置在第2正极集电体6b上，将从第2电极体要素3b突出的被层叠的多片负极接头50所构成的第2负极接头组50b配置在第2负极集电体8b上。第1正极接头组40a以及第2正极接头组40b分别被焊接连接在第2正极集电体6b，形成焊接连接部90。第1负极接头组50a以及第2负极接头组50b分别焊接连接在第2负极集电体8b，形成焊接连接部90。焊接连接能如下那样进行。
从上下通过焊接夹具将被层叠的接头(第1正极接头组40a、第2正极接头组40b、第1负极接头组50a、第2负极接头组50b)和集电体(第2正极集电体6b、第2负极集电体8b)夹入，进行焊接。在此，焊接方法优选超声波焊接或电阻焊接。由此，被层叠的接头和集电体更可靠地被焊接连接。在接头的层叠数多的情况下，例如在层叠数为20片以上的情况下，与激光焊接等比较，由于能在被一对焊接夹具夹入的状态下进行焊接，因此超声波焊接或电阻焊接能形成可靠性更高的焊接连接部。另外，一对焊接夹具在电阻焊接的情况下是一对电阻焊接用电极，在超声波焊接的情况下是焊头以及砧座。另外，接头(第1正极接头组40a、第2正极接头组40b、第1负极接头组50a、第2负极接头组50b)与集电体(第2正极集电体6b、第2负极集电体8b)的连接还能以激光焊接进行连接。
第1电极体要素3a的第1正极接头组40a在第2正极集电体6b连接在第2正极集电体6b的宽度方向上的比中央部更靠一侧。第2电极体要素3b的第2正极接头组40b在第2正极集电体6b中连接在第2正极集电体6b的宽度方向上的比中央部更靠另一侧。
第2电极体要素3b的第1负极接头组50a在第2负极集电体8b中连接在比第2负极集电体8b的宽度方向上的中央部更靠一侧。第2电极体要素3b的第2负极接头组50b在第2正极集电体6b中连接在比第2正极集电体6b的宽度方向上的中央部更靠另一侧。
如图10所示那样，在第2正极集电体6b设置开口部6z。在将第2正极集电体6b与第1正极集电体6a连接后，开口部6z配置在与设于封口板2的电解液注液孔15对应的位置。然后第1电极体要素3a的第1正极接头组40a连接在第2正极集电体6b的宽度方向上比开口部6z更靠一侧。另外，第2电极体要素3b的第2正极接头组40b连接在第2正极集电体6b的宽度方向上比开口部6z更靠另一侧。优选在从与封口板2垂直的方向来看第2正极集电体6b、第1正极接头组40a以及第2正极接头组40b时，在第1正极接头组40a以及第2正极接头组40b中与第2正极集电体6b大致平行地配置的部分不与开口部6z重叠。由此能防止第2正极集电体6b或第1正极接头组40a、第2正极接头组40b妨碍电解液的注液。
另外，在封口板2固定第1正极集电体6a以及第1负极集电体8a的工序和在第2正极集电体6b以及第2负极集电体8b分别连接正极接头40以及负极接头50的工序哪一者先进行都可以。
[第1正极集电体与第2正极集电体的连接]
如图6以及图7所示那样，在第1正极集电体6a设置集电体突起6x。然后如图10所示那样，在第2正极集电体6b设置集电体开口6y。如图7以及8所示那样，第1正极集电体6a的集电体突起6x位于第2正极集电体6b的集电体开口6y内，从而将第2正极集电体6b配置于第3绝缘构件63上。然后将第1正极集电体6a的集电体突起6x和第2正极集电体6b的集电体开口6y的缘部通过激光等能量射线的照射进行焊接。由此将第1正极集电体6a和第2正极集电体6b连接。另外，在第2正极集电体6b的集电体开口6y的周围设置集电体第1凹部6f。即，在集电体第1凹部6f的中央形成集电体开口6y。在集电体第1凹部6f焊接连接第1正极集电体6a和第2正极集电体6b。
如图8所示那样，第2正极集电体6b具有集电体第1区域6b1、集电体第2区域6b2、集电体第3区域6b3。在集电体第1区域6b1连接正极接头40。在集电体第3区域6b3连接第1正极集电体6a。集电体第2区域6b2将集电体第1区域6b1和集电体第3区域6b3相连。并且在与封口板2垂直的方向上，封口板2与集电体第1区域6b1的距离小于封口板2与集电体第3区域6b3的距离。若是这样的结构，就能减小集电部所占的空间，成为体积能量密度更高的方形二次电池。
如图10所示那样，在第2正极集电体6b，在集电体开口6y的两侧设置目标孔6e。优选在将第1正极集电体6a和第2正极集电体6b通过激光等能量射线的照射进行焊接时，将目标孔6e设为图像补正用的目标。优选对目标孔6e进行图像检测，进行位置补正，沿着集电体开口6y的形状进行能量射线的照射。另外，目标孔6e还能不是贯通孔而是凹部。另外，优选目标孔6e的俯视观察下的面积小于集电体开口6y的俯视观察下的面积。另外，优选在第2正极集电体6b的宽度方向上，集电体开口6y和目标孔6e在直线上并排地配置。
如图8所示那样，通过在第1正极集电体6a的与第3绝缘构件63对置的面的集电体突起6x的背侧形成集电体第2凹部6w。由此，由于在第1正极集电体6a与第2正极集电体6b之间容易形成更大的焊接连接部，因而优选。另外，通过形成集电体第2凹部6w，能在将第1正极集电体6a和第2正极集电体6b焊接连接时，防止因焊接时的热而第3绝缘构件63损伤。
优选如图8所示那样，第3绝缘构件63的绝缘构件突起63c的下方(电极体3侧)的前端在第2正极集电体6b比开口部6z的周围的下表面更向下方(电极体3侧)突出。由此能确实地防止密封栓16与第2正极集电体6b接触。另外，绝缘构件突起63c优选是环状。但绝缘构件突起63c不一定非要为环状，也可以是部分缺失的形状。
[第1负极集电体与第2负极集电体的连接]
如图6以及图7所示那样，在第1负极集电体8a设置集电体突起8x。并且如图9以及图10所示那样，在第2负极集电体8b设置集电体开口8y。如图9所示那样，第1负极集电体8a的集电体突起8x位于第2负极集电体8b的集电体开口8y内，从而将第2负极集电体8b配置在内部侧绝缘构件12上。然后将第1负极集电体8a的集电体突起8x和第2负极集电体8b的集电体开口8y的缘部通过激光等能量射线的照射进行焊接。由此将第1负极集电体8a和第2负极集电体8b连接。另外，如图10所示那样，在第2负极集电体8b的集电体开口8y的周围设置集电体第1凹部8f。即，在集电体第1凹部8f的中央形成集电体开口8y。在集电体第1凹部8f，第1负极集电体8a和第2负极集电体8b被焊接连接。另外，在第2负极集电体8b与第2正极集电体6b同样地设置目标孔8e。
如图9所示那样，在第1负极集电体8a的与内部侧绝缘构件12对置的面的集电体突起8x的背侧形成集电体第2凹部8w。由此，由于在第1负极集电体8a与第2负极集电体8b之间易于形成更大的焊接连接部，因而优选。另外，通过形成集电体第2凹部8w，能在将第1负极集电体8a和第2负极集电体8b焊接连接时，防止因焊接时的热而内部侧绝缘构件12损伤。
如图9所示那样，第2负极集电体8b具有集电体第1区域8b1、集电体第2区域8b2、集电体第3区域8b3。在集电体第1区域8b1连接负极接头50。在集电体第3区域8b3连接第1负极集电体8a。集电体第2区域8b2将集电体第1区域8b1和集电体第3区域8b3相连。并且在与封口板2垂直的方向上，封口板2与集电体第1区域8b1的距离小于封口板2与集电体第3区域8b3的距离。若是这样的结构，就能更加减小集电部所占的空间，成为体积能量密度更高的方形二次电池。
另外，集电体突起6x以及集电体突起8x分别优选是非正圆，优选是方形、椭圆状或跑道形状。
<第1绝缘构件与第2绝缘构件的连接>
优选如上述那样将正极接头40和正极外部端子7电连接，在将负极接头50和负极外部端子9电连接后，将第1绝缘构件和第2绝缘构件连接。
图11是作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12和第2绝缘构件80的立体图。内部侧绝缘构件12具有与封口板2的内面对置的第1绝缘构件主体部12a。第1绝缘构件主体部12a优选是板状。第1绝缘构件主体部12a具有贯通孔12d，在该贯通孔12d插入负极外部端子9。在内部侧绝缘构件12的第1绝缘构件主体部12a的短边方向上的两端设置向电极体3突出的一对第1侧壁12b。在一对第1侧壁12b各自的外表面设置连接用凹部12e。另外，在内部侧绝缘构件12的第1绝缘构件主体部12a的长边方向上的两端设置向电极体3突出的一对第2侧壁12c。
第2绝缘构件80具有配置成与封口板2对置的第2绝缘构件主体部80a。第2绝缘构件主体部80a配置于封口板2与电极体3之间。第2绝缘构件主体部80a在封口板2的长边方向上在中央具有宽幅部80a1，在宽幅部80a1的两侧具有宽度小于宽幅部80a1的宽度的窄幅部80a2。在封口板2的短边方向上，在第2绝缘构件主体部80a的宽幅部80a1的两端设置从第2绝缘构件主体部80a向封口板2延伸的一对侧壁80b。另外，在封口板2的短边方向上，在第2绝缘构件主体部80a的宽幅部80a1的两端设置从第2绝缘构件主体部80a向封口板2延伸的一对连接部80c。另外，侧壁80b和连接部80c优选在封口板2的长边方向上空开间隔而设。由此，由于能使一对连接部80c容易地变形，因此在将连接部80c连接到作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12时，能可靠地防止第2绝缘构件80损伤、破损。
优选使侧壁80b的上端接触封口板2的内面。另外，能使侧壁80b的高度(从第2绝缘构件主体部80a到侧壁80b的上端的长度)大于连接部80c的高度(从第2绝缘构件主体部80a到连接部80c的上端的长度)。
图12是作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12与第2绝缘构件80的连接部位近旁的沿着封口板的短边方向的截面图。第2绝缘构件80的连接部80c具有从第2绝缘构件80的第2绝缘构件主体部80a向封口板2延伸的纵壁80c1和从纵壁80c1的内侧面向作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12突出的突出部80c2。并且该突出部80c2嵌合在作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12的连接用凹部12e。由此将作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12和第2绝缘构件80连接。另外，可以在作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12的第1侧壁12b的封口板2侧的端部设置连接用凹部，在作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12与封口板2之间配置突出部80c2。
优选在第2绝缘构件80中，在与设于封口板2的气体排出阀17对置的位置配置作为遮蔽构件的金属板81。
图13是第2绝缘构件80的上表面图。另外，图13中的虚线表示金属板81的外周缘。在第2绝缘构件80中，金属板81在树脂制的第2绝缘构件80内被模制。
金属板81优选由铁、不锈钢等铁合金、铜、铜合金、铝、铝合金等构成。另外，金属板81的熔点优选高于封口板2的熔点。例如优选封口板2由铝或铝合金构成，金属板81由不锈钢构成。
<电极体制作>
使第1正极接头组40a、第2正极接头组40b、第1负极接头组50a以及第2负极接头组50b弯曲，以使图10中的第1电极体要素3a的上表面和第2电极体要素3b的上表面直接或隔着其他构件相接。由此将第1电极体要素3a和第2电极体要素3b集中作为一个电极体3。另外，优选将第1电极体要素3a和第2电极体要素3b通过带等集中为一体。或者，优选将第1电极体要素3a和第2电极体要素3b配置于成形为箱状或袋状的绝缘片14内，集中为一体。
<方形二次电池的组装>
将安装于封口板2的电极体3用绝缘片14覆盖，插入方形外包装体1。另外，绝缘片14优选是将平板状的形状弯曲成形为箱状或袋状的形状。然后将封口板2和方形外包装体1通过激光焊接等接合，将方形外包装体1的开口封口。之后将含有电解质溶媒以及电解质盐的非水电解液从设于封口板2的电解液注液孔15注液。然后将电解液注液孔15用密封栓16进行密封。
<关于方形二次电池20>
在方形二次电池20中，在固定于封口板2的作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12连接第2绝缘构件80。因此，在对方形二次电池20施加振动或碰撞时，能抑制第2绝缘构件80在电池壳体100内大幅活动。因而能确实地防止由于第2绝缘构件80的位置偏离而产生的有可能性的未预期的短路。或者能防止第2绝缘构件80在电池壳体100内部活动、第2绝缘构件80使正极接头40或负极接头50损伤。
另外，优选在第1正极接头组40a与第2正极接头组40b之间配置第2绝缘构件80的一方的窄幅部80a2，在第1负极接头组50a与第2负极接头组50b之间配置第2绝缘构件80的另一方的窄幅部80a2。另外，优选在封口板2的长边方向上，在第1正极接头组40a以及第2正极接头组40b与第1负极接头组50a以及第2负极接头组50b之间配置第2绝缘构件80的宽幅部80a1。若是这样的结构，能更确实地防止第2绝缘构件80使接头损伤。另外，第2绝缘构件80不一定非要具有宽幅部和窄幅部。
在封口板2的短边方向上，在第2绝缘构件80的第2绝缘构件主体部80a的宽幅部80a1的两端设置从第2绝缘构件主体部80a向封口板2延伸的一对侧壁80b。若是这样的结构，就能在第2绝缘构件80的第2绝缘构件主体部80a与封口板2之间确实地确保气体的流路。即，能更确实地防止第2绝缘构件主体部80a堵塞气体排出阀17。因而能防止第2绝缘构件80阻碍从气体排出阀17排出气体。另外，能防止第2绝缘构件80接触气体阀。
优选在封口板2的长边方向上，侧壁80b的长度短于第2绝缘构件主体部80a的长度。由此在气体排出阀17工作时，能将在电极体3内产生的气体更平稳地排出到电池壳体100的外部。
优选在第2绝缘构件80中，在与设于封口板2的气体排出阀17对置的位置配置金属板81。由此在方形二次电池20出现异常时，能抑制从电极体3喷出的高温的气体直接喷附到气体排出阀17。由此在气体排出阀17破断时，能防止从气体排出阀17喷出高温的气体或火花。另外，金属板81特别优选是不锈钢制。
金属板81向第2绝缘构件80的安装方法并没有特别限定。能在第2绝缘构件80的上表面(封口板2侧的面)或下表面(电极体3侧的面)通过粘接或嵌合等安装。另外，也可以如图2以及图12所示那样，在树脂制的第2绝缘构件80的内部配置金属板81。若是这样的结构，能更确实地防止经由金属板81的未预期的正负极的短路。另外，作为在树脂制的第2绝缘构件80的内部配置金属板81的方法，优选模制。
在方形二次电池20中，保持金属板81的第2绝缘构件80与固定于封口板2的作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12连接。因此，能将金属板81的位置确实地配置在给定的位置，另外，能抑制金属板81的位置偏离。因而能更确实地抑制从气体排出阀17喷出高温的气体或火花等。另外，通过在第2绝缘构件设置侧壁80b，能更确实地防止经由金属板81的未预期的正负极间的短路。
另外，不需要分开设置侧壁80b和连接部80c。例如还能在第2绝缘构件80中，在侧壁80b设置突出部，做出与作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12连接的连接部。
作为第1绝缘构件的内部侧绝缘构件12以及第2绝缘构件优选是树脂制。例如能使用由聚丙烯、聚乙烯、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)或乙烯·四氟乙烯共聚物(ETFE)等构成的构件。
能在第2绝缘构件80的第2绝缘构件主体部80a设置贯通孔。另外，设置贯通孔的位置优选设置在封口板2的长边方向上，设于封口板2的电解液注液孔15比中央更靠(气体排出阀17侧)的位置。
图14是第1负极接头组50a以及第2负极接头组50b与第2负极集电体8b的连接部近旁的沿着封口板2的短边方向的截面图。如图14所示那样，第1电极体要素3a的第1负极接头组50a和第2电极体要素3b的第2负极接头组50b分别焊接连接在第2负极集电体8b。并且第2绝缘构件80的窄幅部80a2配置于第1负极接头组50a与第2负极接头组50b之间。
根据这样的结构，能在第2负极集电体8b与第1负极接头组50a的根部分之间以及第2负极集电体8b与第2负极接头组50b的根部分之间确保空间S。空间S成为在电极体3内产生的气体的向气体排出阀17的流路。为此根据上述的结构，由于在方形二次电池中出现异常的情况下，能将气体平稳地排出到电池壳体外，因此成为可靠性更高的方形二次电池。
在第2绝缘构件80的窄幅部80a2中，优选与第1负极接头组50a或第2负极接头组50b对置的边角部C被倒角。由此，通过第2绝缘构件80的窄幅部80a2，能确实地防止第1负极接头组50a或第2负极接头组50b损伤。
另外，与负极侧同样，在正极侧，也是在第1电极体要素3a的第1正极接头组40a与第2电极体要素3b的第2正极接头组40b之间配置第2绝缘构件80的窄幅部80a2。由此，能在第2正极集电体6b与第1正极接头组40a的根部分之间以及第2正极集电体6b与第2正极接头组40b的根部分之间确保空间。
《变形例1》
图15是变形例1所涉及的二次电池中的封口板2、作为遮蔽构件的不锈钢制的金属板181以及树脂制的第2绝缘构件180的沿着封口板2的短边方向的截面图。
如图15所示那样，金属板181配置于封口板2与电极体3之间的与气体排出阀17对置的位置。金属板181具有配置成与封口板2对置的遮蔽构件主体部181a和从遮蔽构件主体部181a的两端部向封口板2延伸的一对遮蔽构件侧壁部181b。遮蔽构件主体部181a与封口板2大致平行地配置。例如，能相对于封口板2，将遮蔽构件主体部181a的倾斜度设为-10°～10°程度。遮蔽构件侧壁部181b没于遮蔽构件主体部181a的封口板2的短边方向上的端部。另外，在遮蔽构件主体部181a中，在封口板2的长边方向上的两端部侧未形成侧壁部。
另外，第2绝缘构件180具有配置成与封口板2对置的第2绝缘构件主体部180a和从第2绝缘构件主体部180a的两端部向封口板2延伸的一对绝缘构件侧壁部180b。第2绝缘构件主体部180a与封口板2大致平行地配置。例如，能相对于封口板2，使第2绝缘构件主体部180a的倾斜度为-10°～10°程度。
绝缘构件侧壁部180b设于第2绝缘构件主体部180a的封口板2的短边方向上的端部。遮蔽构件主体部181a配置于第2绝缘构件主体部180a的内部，遮蔽构件侧壁部181b配置于绝缘构件侧壁部180b的内部。如图15所示那样，绝缘构件侧壁部180b在封口板2接触与气体排出阀17不同的位置。
金属板181具有一对遮蔽构件侧壁部181b。为此，在从电极体3喷出高温的气体时，即使第2绝缘构件180熔融，金属板181向封口板2侧移动，也能确实地防止遮蔽构件主体部181a接触封口板2从而遮蔽构件主体部181a堵塞气体排出阀17而阻碍气体的排出。
《变形例2》
图16是变形例2所涉及的二次电池中的第2绝缘构件280的上表面(封口板2侧的面)图。
第2绝缘构件280具有配置成与封口板2对置的第2绝缘构件主体部280a。第2绝缘构件主体部280a具有宽幅部280a1和配置于宽幅部280a1的两侧的一对窄幅部280a2。宽幅部280a1的沿着封口板2的短边方向的宽度大于窄幅部280a2的沿着封口板2的短边方向的宽度。宽幅部280a1配置在与设于封口板2的气体排出阀17对置的位置。
在第2绝缘构件主体部280a设置绝缘构件贯通孔285。设置绝缘构件贯通孔285的位置在封口板2的长边方向上是比设于封口板2的电解液注液孔15更靠封口板2的中央侧。若是这样的结构，能向电极体3更平稳地使电解液浸透。更优选设置绝缘构件贯通孔285的位置设为与气体排出阀17对置的位置。
另外，在第2绝缘构件主体部280a设置在封口板2的长边方向上延伸并与绝缘构件贯通孔285相连的槽部286。若是这样的结构，就能向电极体3更平稳地使电解液浸透。
特别优选如图2所示那样，在电极板的接头(正极接头40或负极接头50)位于设于封口板2的电解液注液孔15的下方近旁的情况下，在第2绝缘构件配置于电解液注液孔15的下方的情况下，从电解液注液孔15注液的电解液在槽部286内移动，通过绝缘构件贯通孔285向电极体3内注液。
另外，能如第2绝缘构件80那样，在第2绝缘构件主体部280a设置一对侧壁(相当于80b)以及一对连接部(相当于80c)。
<其他>
还能在构成电极体3的隔板的封口板2侧的端部与第2绝缘构件80之间设置间隙。即，构成电极体3的隔板的封口板2侧的端部能不与第2绝缘构件80相接。
在电极体3是具有多片正极板以及多片负极板的层叠型电极体的情况下，或在电极体3是卷绕电极体、其卷绕轴配置得成为与封口板垂直的方向的情况下，在电极体3中，正极板的前端部、负极板的前端部以及隔板的前端部位于封口板2侧。若是这样的结构，在封口板2设置电解液注液孔15的情况下，提升了电解液向电极体3的注液性。
在这样的情况下，优选与负极板中的负极活性物质合剂层的封口板2侧的端部相比，隔板的封口板2侧的端部更向封口板2侧突出。另外，优选在电极体3中，与正极板中的正极活性物质合剂层的封口板2侧的端部相比，隔板的封口板2侧的端部更向封口板2侧突出。另外，优选正极板和隔板通过粘接层粘接，负极板和隔板通过粘接层粘接。若是这样的结构，能确实地防止正极活性物质合剂层以及负极活性物质合剂层接触第2绝缘构件，从而正极活性物质合剂层或负极活性物质合剂层损伤。
能仅在正极板与正极外部端子7之间的导电路径以及负极板与负极外部端子9之间的导电路径的一方设置电流阻断机构。在该情况下，能仅在未设有电流阻断机构一侧的第1绝缘构件连接第2绝缘构件。由此能减低电流阻断机构给脆弱部的负担。
如上述的实施方式所示那样，优选在正极板与正极外部端子7之间的导电路径形成电流阻断机构。在这样的情况下，能仅在负极侧的第1绝缘构件连接第2绝缘构件。
如上述的实施方式所示那样，优选在正极板与正极外部端子7之间的导电路径形成电流阻断机构。在这样的情况下，能与正极集电构件6中的电极体3侧的端部相比，第2绝缘构件80的整体位于更靠封口板2侧。若是这样的结构，就成为体积能量密度更高的方形二次电池。
在上述的实施方式中示出在方形二次电池设置电流阻断机构60的示例，但也可以不设电流阻断机构。另外，还能使内部侧绝缘构件10和内部侧绝缘构件12成为一个部件。
在上述的实施方式中示出将配置于封口板2与构成负极集电构件8的第1负极集电体8a以及第2负极集电体8b之间的内部侧绝缘构件12作为第1绝缘构件、在该第1绝缘构件连接第2绝缘构件80的示例。还能将第2绝缘构件80连接于在封口板2与正极集电构件6之间配置的第3绝缘构件63或内部侧绝缘构件10。
在上述的实施方式中示出电极体3由两个电极体要素3a、3b构成的示例，但并不限定于此。电极体3也可以是一个层叠型电极体。另外，电极体3也可以是长条状的正极板和长条状的负极板隔着隔板卷绕的一个卷绕型电极体。另外，两个电极体要素3a、3b分别并不限定于层叠型电极体，也可以是长条状的正极板和长条状的负极板隔着隔板卷绕的卷绕型电极体。
在上述的实施方式中示出正极集电构件由第1正极集电体以及第2正极集电体构成、负极集电构件由第1负极集电体以及第2负极集电体构成的示例，但正极集电构件也可以由一个部件构成，负极集电构件也可以由一个部件构成。
在上述的实施方式中示出在第2绝缘构件80安装金属板81的示例。但金属板81不是必须的结构。
在上述的实施方式中示出使用层叠型电极体的示例，但也可以使用卷绕电极体。另外，关于方形外包装体内所配置的卷绕电极体的朝向没有特别限定。

Claims (2)

1.一种方形二次电池，具备：
包括正极板和负极板的电极体；
具有开口并收容所述电极体的方形外包装体；
将所述开口封口的封口板；
与所述正极板以及所述负极板中的一方的电极板电连接并安装于所述封口板的外部端子；
将所述一方的电极板和所述外部端子电连接并配置于所述电极体和所述封口板之间的集电构件；
配置于所述集电构件与所述封口板之间的绝缘构件；和
形成于所述封口板的注液孔，
所述绝缘构件形成了在与所述注液孔重叠的区域形成的开口部、和从所述开口部的缘部朝向所述电极体延伸的突起。
2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其中，
所述封口板具有长边方向和短边方向，
所述电极体包括第1电极体要素和第2电极体要素，所述第1电极体要素包括所述正极板和所述负极板，所述第2电极体要素包括所述正极板和所述负极板，
所述第1电极体要素和第2电极体要素在所述短边方向上排列，
所述第1电极体要素的所述一方的电极板和所述第2电极体要素的所述一方的电极板分别具有层叠了多个接头的电极接头群，
所述第1电极体要素的电极接头群与所述集电构件的第1接合部接合，
所述第2电极体要素的电极接头群与所述集电构件的第2接合部接合，
在所述短边方向上，所述开口部以及所述突起位于所述第1接合部和所述第2接合部之间。
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