專利名稱：：圓筒式二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及圓筒式二次電池，特別涉及具有隔膜借助內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)從而切斷電流的機(jī)構(gòu)，且在隔膜上形成有開裂閥的圓筒式二次電池。
背景技術(shù)：
：以往，密閉圓筒式二次電池廣泛應(yīng)用于家電產(chǎn)品上，最近在密閉圓筒式二次電池中，尤其鋰二次電池被更多地廣泛使用。并且，鋰二次電池由于能量密度大，因此正在進(jìn)行作為電動(dòng)汽車(EV)和混合型汽車(HEV)的車載電源的開發(fā)。但是，在密閉圓筒式二次電池中，當(dāng)由于充電裝置的故障等而陷入過充電狀態(tài)時(shí)，有時(shí)會(huì)在電解液的分解中產(chǎn)生氣體，使得電池內(nèi)壓極端上升。尤其在把有機(jī)溶劑用作電解液的溶劑的鋰二次電池中，電池容量增大，所以要求更加可靠的防爆動(dòng)作。因此，公開了一種具有防爆機(jī)構(gòu)的二次電池(例如參照日本特開平8—7866號(hào)公報(bào))，把薄金屬板的中央部向下方突出的突起部焊接在厚金屬板上，這些金屬板的周部被壓邊固定(力、》固定)。并且，本發(fā)明人曾經(jīng)提出一種具有內(nèi)置有防爆機(jī)構(gòu)的上蓋的密閉圓筒式鋰二次電池(參照日本特開2004—134204號(hào)公報(bào))。如圖4所示，上蓋40具有上蓋帽1，該上蓋帽l為鐵制品，并形成為被實(shí)施了鍍鎳的圓板狀，而且兼作電池的外部輸出端子。在上蓋帽1的中央形成有圓筒狀的凸部，在凸部形成有排氣口。上蓋帽1的周緣部被固定在中央具有平面部的碟狀隔膜22的周緣部上，該隔膜22為鋁合金制品。在隔膜22的平面部上接合著通過電阻焊接而與其電連接及機(jī)械連接的、連接板6的中央向隔膜22側(cè)突出的平面部，該連接板6為鋁合金制品，與正極或負(fù)極中的任一方連接。隔膜22的翻轉(zhuǎn)壓力通過電阻焊接而被設(shè)定為在電池內(nèi)壓達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)動(dòng)作(隔膜22翻轉(zhuǎn)到上蓋帽l偵O。并且，在隔膜22上形成有開裂閥，該開裂閥在隔膜22的上蓋帽1側(cè)的表面形成有當(dāng)電池內(nèi)壓達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)開裂的開裂槽28。如圖5A所示，開裂槽28由圓環(huán)狀開裂槽28a、和從圓環(huán)狀開裂槽28a向周緣側(cè)延伸的放射狀開裂槽28b構(gòu)成。開裂槽28的開裂壓力被設(shè)定為大于隔膜22的翻轉(zhuǎn)壓力。在這種結(jié)構(gòu)的防爆機(jī)構(gòu)中，當(dāng)隔膜22的連接板6側(cè)表面承受的電池內(nèi)壓上升并達(dá)到隔膜22的翻轉(zhuǎn)壓力時(shí)，隔膜22翻轉(zhuǎn)到上蓋帽1偵lj，隔膜22與連接板6的接合斷開，因此連接板6和上蓋帽1之間的電流被切斷。在電池內(nèi)壓繼續(xù)上升并達(dá)到開裂槽28的開裂壓力時(shí)，開裂槽28開裂，開裂閥打開，電池內(nèi)的氣體被放出，電池內(nèi)壓降低。但是，在使電池大容量化時(shí)，在上述的防爆機(jī)構(gòu)中，當(dāng)對(duì)電池作用伴隨急劇變形的外力時(shí)，如圖6所示，產(chǎn)生由于電池內(nèi)壓的急劇上升而翻轉(zhuǎn)的隔膜22貼在上蓋帽1上的現(xiàn)象。在該情況時(shí)，形成于隔膜22的上蓋帽1側(cè)的開裂槽28的開裂受到上蓋帽1的阻礙，導(dǎo)致電池的氣體放出不可靠。因此，存在不能降低電池內(nèi)壓，而且難以確保安全性的問題。這種問題在用于上述家電產(chǎn)品等的容量約1.3Ah的小型電池中不會(huì)產(chǎn)生，但是，例如在具有容量為3.5Ah以上、尤其在超過14Ah的大容量電池中比較明顯。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題是提供一種圓筒式二次電池，在具有大容量的電池中，即使在伴隨急劇變形的外力起作用時(shí)，也能夠確保安全性。本發(fā)明的圓筒式二次電池具有隔膜借助內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)從而切斷電流的機(jī)構(gòu)，且在隔膜上形成有開裂閥，所述圓筒式二次電池的特征在于，開裂閥在隔膜承受內(nèi)壓的相反側(cè)表面上形成有截面呈V字狀的槽，在與形成有截面呈V字狀的槽的位置對(duì)應(yīng)的、隔膜承受內(nèi)壓的表面上形成有截面呈U字狀的槽。在本發(fā)明的圓筒式二次電池中，在開裂閥上，在隔膜承受內(nèi)壓的相反側(cè)表面上形成有截面呈V字狀的槽，在與形成有截面呈V字狀的槽的位置對(duì)應(yīng)的、隔膜承受內(nèi)壓的表面上形成有截面呈U字狀的槽，所以在伴隨使電池急劇變形的外部壓力使得內(nèi)壓急劇上升時(shí)，隔膜借助內(nèi)壓而翻轉(zhuǎn)，從而可以切斷電流，由于內(nèi)壓集中于截面呈U字狀的槽，所以對(duì)應(yīng)形成的截面呈V字狀的槽及截面呈U字狀的槽能夠可靠地開裂，從而開裂閥敞開，所以能夠降低內(nèi)壓，并可以確保安全性。在該情況下，優(yōu)選使截面呈U字狀的槽的深度小于截面呈V字狀的槽的深度。并且，截面呈v字狀的槽也可以通過環(huán)狀曲線和直線的組合而形成，該直線的一端與該曲線相交，另一端位于隔膜的外周側(cè)。此時(shí)，如果使直線槽的另一端的深度小于一端的深度，則能夠在直線槽的另一端確保隔膜的厚度，所以即使在高速率的電流值下的過充電時(shí)，隔膜也能夠在直線槽開裂之前翻轉(zhuǎn)從而切斷電流。根據(jù)本發(fā)明，在開裂閥上，在隔膜承受內(nèi)壓的相反側(cè)表面上形成有截面呈v字狀的槽，在與形成有截面呈v字狀的槽的位置對(duì)應(yīng)的、隔膜承受內(nèi)壓的表面上形成有截面呈U字狀的槽，所以在由于伴隨有使電池急劇變形的外部壓力使得內(nèi)壓急劇上升時(shí)，隔膜翻轉(zhuǎn)，從而可以切斷電流，由于內(nèi)壓集中于截面呈u字狀的槽，所以截面呈v字狀的槽及截面呈u字狀的槽能夠可靠地開裂，從而開裂閥敞開，所以能夠獲得可以降低內(nèi)壓并可確保安全性的效果。圖1是可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式的圓筒式鋰離子二次電池的剖面圖。圖2是實(shí)施方式的圓筒式鋰離子二次電池的上蓋的剖面圖。圖3表示在構(gòu)成實(shí)施方式的圓筒式鋰離子二次電池的上蓋的隔膜上形成的開裂槽，圖3A表示隔膜的俯視圖，圖3B表示圖3A中的A—A向的剖面圖，圖3C表示圖3A中的B—B向的剖面圖。圖4是以往的圓筒式鋰離子二次電池的上蓋的剖面圖。圖5表示在構(gòu)成以往的圓筒式鋰離子二次電池的上蓋的隔膜上形成的開裂槽，圖5A表示隔膜的俯視圖，圖5B表示圖5A中的A—A向的剖面圖，圖5C表示圖5A中的B—B向的剖面圖。圖6是表示在以往的圓筒式鋰離子二次電池中當(dāng)電池內(nèi)壓急劇上升時(shí)隔膜翻轉(zhuǎn)狀態(tài)的上蓋剖面圖。具體實(shí)施例方式以下，參照把本發(fā)明應(yīng)用于圓筒式鋰離子二次電池的實(shí)施方式。(結(jié)構(gòu))如圖1所示，本實(shí)施方式的圓筒式鋰離子二次電池(圓筒式二次電池)30具有電極巻繞組11，該電極巻繞組11在空心圓筒狀軸芯的周圍隔著由允許鋰離子通過的聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的隔離部纏繞正極板和負(fù)極板，以使兩個(gè)極板不直接接觸。構(gòu)成電極巻繞組11的正極板是這樣獲得的，在90重量份的正極活性物質(zhì)的鋰錳復(fù)合氧化物粉末中，添加5重量份的作為導(dǎo)電材料的碳粉，添加5重量份的作為粘接劑的聚偏氟乙烯(以下簡(jiǎn)稱為PVDF)，再向其中添加作為分散溶劑的N—甲基吡咯烷酮(以下簡(jiǎn)稱為NMP)，把混煉得到的料漿均勻涂覆在厚20pm的鋁箔(正極集電體)的兩面上并干燥，然后沖壓并保留集電用的一部分，剪切成長(zhǎng)方形。在為了集電而保留的部分上形成有正極小凸起(tab)。上述的鋰錳復(fù)合氧化物例如可以使用錳酸鋰(LiMn204)或者利用其他金屬元素取代或摻雜了LiMri204的鋰位或錳位的、例如由化學(xué)式Li!+xMyMri2—x—y04(M為L(zhǎng)i、Co、Ni、Fe、Cu、Al、Cr、Mg、Zn、V、Ga、B、F)表示的化合物、或?qū)訝钕靛i酸鋰(LiMi^M!-x02)(M為L(zhǎng)i、Co、Ni、Fe、Cu、Al、Cr、Mg、Zn、V、Ga、B、F中一種以上的金屬元素)。另一方面，負(fù)極板是這樣獲得的向90重量份的負(fù)極活性物質(zhì)的無(wú)定形碳粉，添加IO重量份的作為粘接劑的PVDF，再向其中添加作為分散溶劑的NMP，把混煉得到的料漿涂覆在厚lO)am的軋制銅箔(負(fù)極集電體)的兩面上并干燥，然后沖壓并保留集電用的一部分，剪切成長(zhǎng)方形。在為了集電而保留的部分上形成有負(fù)極小凸起。負(fù)極活性物質(zhì)除上述的無(wú)定形碳之外，也可以使用可以吸收和放出鋰的物質(zhì)或金屬鋰。電極巻繞組11被收容在有底圓筒狀的金屬制電池殼10內(nèi)，上述的正極小凸起和負(fù)極小凸起被配置在電極巻繞組11的相互為相反側(cè)的兩個(gè)端面上。在軸芯的下端部固定有集電用的負(fù)極集電環(huán)，在負(fù)極集電環(huán)的周緣部超聲波焊接著負(fù)極小凸起。負(fù)極集電環(huán)被電阻焊接在電池殼10的內(nèi)底面上。另一方面，在軸芯的上端部固定有集電用的正極集電環(huán)14，在正極集電環(huán)14的周緣部超聲波焊接著正極小凸起。在正極集電環(huán)14上焊接著將長(zhǎng)方形狀的鋁箔層疊并折彎成大致U字狀的正極引線板16的一側(cè)。正極引線板16的另一側(cè)被焊接在構(gòu)成配置于電極巻繞組11上方的上蓋20的鋁合金制分離器(splitter)4的底面上。如圖2所示，上蓋20具有被實(shí)施了鍍鎳加工的鐵制圓板狀上蓋帽1。在圓板的中央部形成有朝上方突出的圓筒狀的突起，在突起的上表面形成有用于排出在電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體的排氣口(開口)。上蓋帽l發(fā)揮正極外部輸出端子的作用。在上蓋帽1的下方配置有隔膜2，上蓋帽1的周緣部被壓邊邊固定在隔膜2的周緣部上。隔膜2為鋁合金制品，具有在下方形成有底部的碟狀形狀。碟狀的底部呈平面狀，并形成隔膜2的中央部。在隔膜2上形成有開裂閥。開裂閥在隔膜2的上蓋帽1側(cè)的表面形成有開裂槽(截面呈V字狀的槽)8，在與形成有開裂槽8的位置對(duì)應(yīng)的、隔膜2的電極巻繞組11側(cè)(后述的連接板6側(cè))的表面上形成有開裂槽(截面呈U字狀的槽)18。開裂槽8、開裂槽18被設(shè)定為當(dāng)電池內(nèi)壓達(dá)到預(yù)定壓力(開裂壓力)時(shí)開裂。如圖3A所示，開裂槽8由位于隔膜2的中央部和周緣部之間的圓環(huán)曲線狀開裂槽8a、和一端與開裂槽8a相交的直線狀開裂槽8b組合形成。開裂槽8b的另一端相比隔膜2的開裂槽8a位于周緣側(cè)。開裂槽8b形成于4個(gè)位置。即，從開裂槽8a向隔膜2的周緣方向呈放射狀形成開裂槽8b。如圖3B、圖3C所示，開裂槽8形成為截面呈V字狀。開裂槽8a的深度被設(shè)定為深度a(mm)。開裂槽8b被設(shè)定為使其與開裂槽8a相交的一端的深度為與開裂槽8a相同的深度a，使位于隔膜2的周緣側(cè)的另一端的深度為小于深度a的深度c(mm)。另一方面，開裂槽18形成為與開裂槽8a的位置對(duì)應(yīng)的圓環(huán)曲線狀。開裂槽18形成為截面呈U字狀。開裂槽18的深度被設(shè)定為小于開裂槽8a的深度a的深度b(mm)。加閣7所^.沐隔臘？.的由極巻絡(luò)細(xì)11徊l的中啦都配置有鋁合金制的壁厚比隔膜2薄的連接板(連接部件)6。連接板6的中央部的上表面為平面狀并向上方(隔膜2側(cè))突出，并且通過電阻焊接經(jīng)由接合部7與隔膜2的中央部電連接及機(jī)械接合。通過電阻焊接將隔膜2與連接板6之間的接合強(qiáng)度調(diào)整為，當(dāng)鋰離子二次電池30的內(nèi)壓達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，隔膜2動(dòng)作(從電極巻繞組11側(cè)翻轉(zhuǎn)到上蓋帽1側(cè))。因此，上蓋20具有借助內(nèi)壓上升來解除接合部7的接合，從而隔膜2翻轉(zhuǎn)而切斷電流的電流切斷機(jī)構(gòu)。在隔膜2的中央部的底面與連接板6的周緣部之間，隔著聚丙烯樹脂制的圓環(huán)狀襯套5夾持著扁平環(huán)狀(碟狀的中央部被挖空的形狀)的分離器(splitter)4，該襯套5的法蘭部抵接在隔膜2的中央部底面上。因此，分離器4與連接板6電連接。并且，在分離器4上形成有使電池內(nèi)部與隔膜2連通的多個(gè)貫通孔9。分離器4以及隔膜2中分離器4所沿著的部分被收容在圖1所示的正極集電環(huán)14內(nèi)。由分離器4的底面和正極集電環(huán)14的內(nèi)表面劃定的空間形成為，在電池的高度方向上，其周部大于中央部。正極引線板16在該空間的周部附近被折彎并收容于此。分離器4的外周部通過截面大致呈T字狀的樹脂制絕緣圈3與隔膜2的底面隔開預(yù)定間隔并被卡定。絕緣圈3在內(nèi)面?zhèn)染哂兄С蟹蛛x器4的外周部的多個(gè)爪，絕緣圈3與爪形成為一體。另外，通過沖壓加工形成隔膜2、分離器4、上蓋帽l和連接板6。如圖1所示，電池殼10內(nèi)被注入了預(yù)定量的非水電解液，上蓋20的周緣部通過墊圈13被壓邊固定在電池殼10上，電池內(nèi)部被密閉。非水電解液可以使用將六氟化磷酸鋰或四氟化硼酸鋰等鋰鹽以約lmo1/1的濃度溶解在碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate)(EC)和碳酸二甲酯(dimethylcarbonate)(DMC)等的有機(jī)溶劑中的電解液。本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30具有超過14Ah的容量。另外，非水電解液除本示例之外，還可以使用例如在碳酸酯類、環(huán)丁砜類、醚類、內(nèi)酯類等有機(jī)溶劑單體或它們的混合溶劑中溶解鋰鹽的電解液。(作用等)下面，說明本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30的電池異常時(shí)的作用等。在本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30中，設(shè)定接合部7的接合被解除并且隔膜2翻轉(zhuǎn)到上蓋帽1側(cè)的翻轉(zhuǎn)壓力、和形成于隔膜2的開裂槽8及開裂槽18開裂的開裂壓力，翻轉(zhuǎn)壓力被設(shè)定為大于大氣壓的值(例如1.5MPa)，開裂壓力被設(shè)定為大于翻轉(zhuǎn)壓力的值(例如2MPa)。在電池內(nèi)壓上升，隔膜2的電極巻繞組11側(cè)的表面承受的電池內(nèi)壓達(dá)到翻轉(zhuǎn)壓力時(shí)，連接板6斷開(隔膜2的中央部的底面與連接板6的中央部的上表面之間的接合部7的接合被解除)，隔膜2從電極巻繞組11側(cè)翻轉(zhuǎn)到上蓋帽1側(cè)。由此，按照電極巻繞組11的正極小凸起、正極集電環(huán)14、正極引線板16、分離器4、連接板6、隔膜2、上蓋帽l(正極外部輸出端子)的順序連接的電流路徑中，連接板6與隔膜2之間的電流路徑被切斷，所以上蓋帽l和電極巻繞組ll之間的通電被切斷。在電池內(nèi)壓繼續(xù)上升并達(dá)到開裂壓力時(shí)，開裂槽8和開裂槽18開裂。由此，開裂閥敞開，電池內(nèi)的氣體通過開裂閥和形成于上蓋帽1上的排氣口向電池外部排氣，所以電池內(nèi)壓降低。因此，即使鋰離子二次電池30處于過充電狀態(tài)，也能夠安全地使鋰離子二次電池30處于不能使用的狀態(tài)。另外，由于翻轉(zhuǎn)壓力被設(shè)定為大于大氣壓的值，所以一旦隔膜2翻轉(zhuǎn)，隔膜2的中央部底面與連接板6的中央部上表面就不會(huì)再次接觸。并且，在對(duì)鋰離子二次電池30作用伴隨急劇變形的外力的情況下(例如，鋰離子二次電池30被壓壞，或被釘子等異物刺破的情況下)，電極巻繞組11的正極板和負(fù)極板短路，非水電解液加速分解并產(chǎn)生氣體。尤其本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30的容量超過14Ah，而且非水電解液的量也較多，所以電池內(nèi)壓伴隨熱量失控而急劇上升。在鋰離子二次電池30中，在隔膜2的上蓋帽l側(cè)的表面形成有開裂槽8，在與開裂槽8的形成位置對(duì)應(yīng)的、隔膜2的電極巻繞組11側(cè)的表面形成有開裂槽18。因此，在電池內(nèi)壓急劇上升時(shí)，隔膜2的電極巻繞組11側(cè)的表面承受的壓力容易集中于開裂槽18。因此，即使隔膜2翻轉(zhuǎn)到上蓋帽l側(cè)也不會(huì)貼在上蓋帽l的內(nèi)側(cè)上，開裂槽8和開裂槽18均可靠開裂。其結(jié)果，開裂閥敞開，所以電池殼10內(nèi)的氣體通過開裂閥和形成于上蓋帽1上的排氣口被放出到電池外部。因此，在鋰離子二次電池30中，即使在作用伴隨急劇變形的外力時(shí)，也能夠可靠地降低電池內(nèi)壓，所以能夠確保電池的安全性。另外，在開裂槽18的深度b大于開裂槽8a的深度a的情況下，在電池內(nèi)壓急劇上升時(shí)，由于集中于開裂槽18的壓力過大，所以有時(shí)會(huì)在隔膜2翻轉(zhuǎn)之前開裂。在本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30中，開裂槽18的深度b形成為小于開裂槽8a的深度a。因此，即使壓力集中于開裂槽18，也能夠抑制開裂槽18、開裂槽8在隔膜2翻轉(zhuǎn)之前幵裂，所以通過隔膜2翻轉(zhuǎn)能夠可靠地切斷電流。另外，在本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30中，開裂槽8由圓環(huán)曲線狀開裂槽8a、和一端與開裂槽8a相交的直線狀開裂槽8b組合形成，開裂槽18形成為圓環(huán)曲線狀。該截面呈U字狀的開裂槽18形成于對(duì)應(yīng)截面呈V字狀的開裂槽8a的位置。因此，在電池內(nèi)壓急劇上升時(shí)，隔膜2承受的力量容易集中于開裂槽8a和開裂槽8b相交的部分，易于氣體排出。并且，在隔膜2由于電池內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)時(shí)，開裂槽8a的V字狀槽的角度擴(kuò)大，而開裂槽18的U字狀槽的入口部分變窄而至接觸。因此，開裂槽18的入口部分成為杠桿的支點(diǎn)，開裂槽8a的底部如撕裂狀地開裂，在開裂槽8a、開裂槽18開裂后，直線狀開裂槽8b從該開裂部分起開裂。因此，在電池內(nèi)壓上升時(shí)，開裂閥可靠地敞開，所以能夠確保電池的安全性。另外，在以往的鋰離子二次電池中，如圖5B、圖5C所示，只在被隔膜加工后的碟狀隔膜22的上蓋帽1側(cè)的表面上形成有截面呈V字狀的開裂槽28。構(gòu)成該開裂槽28的直線狀開裂槽28b形成為大致相同的深度，所以在形成有開裂槽28b的部分，隔膜22的周緣部厚度相比中央部的厚度極其小。因此，例如在出現(xiàn)2C以上的高速率電流值的過充電時(shí)，有時(shí)在隔膜22翻轉(zhuǎn)之前，開裂槽28b會(huì)在隔膜22的周緣側(cè)開裂，.導(dǎo)致不能切斷電流。在本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30中，幵裂槽8b形成為使其位于隔膜2的周緣側(cè)的另一端的深度c小于與開裂槽8a相交的一端的深度a。因此，能夠確保在隔膜2的周緣側(cè)形成有開裂槽8b的部分的厚度，在伴隨高速率的過充電而形成的電池內(nèi)壓上升時(shí)，能夠抑制開裂槽8b在隔膜2翻轉(zhuǎn)之前開裂，所以能夠通過隔膜2的翻轉(zhuǎn)可靠地切斷電流，能夠確保安全性。另外，在本實(shí)施方式中，示出了通過組合圓環(huán)曲線狀的開裂槽8a和直線狀開裂槽8b形成開裂槽8的示例，但是本發(fā)明不限于此，例如也可以只形成圓環(huán)曲線狀的開裂槽。另外，在本實(shí)施方式中示出了使開裂槽8a、18形成為圓環(huán)曲線狀的示例，但是本發(fā)明不限于此，例如也可以形成為馬蹄形狀或多邊形形狀。另外，在本實(shí)施方式中，示出了形成4處開裂槽8b的示例，但是本發(fā)明不限于此，例如也可以形成6處、8處。另外，在本實(shí)施方式中，示出了只在對(duì)應(yīng)圓環(huán)曲線狀開裂槽8a的位置處形成開裂槽18的示例，但是也可以在對(duì)應(yīng)直線狀開裂槽8b的位置處也形成開裂槽18(通過組合圓環(huán)曲線狀開裂槽和直線狀開裂槽形成開裂槽18)。換言之，開裂槽18可以不對(duì)應(yīng)于整個(gè)開裂槽8，只要至少對(duì)應(yīng)開裂槽8的一部分例如圓環(huán)曲線狀部分形成即可。另外，在本實(shí)施方式中，示出了使開裂槽18的深度b小于開裂槽8a的深度a的示例，但是本發(fā)明不限于此。如果開裂槽18的深度b大于開裂槽8a的深度a，考慮到在電池內(nèi)壓急劇上升時(shí)，開裂槽8a、開裂槽18有可能在隔膜翻轉(zhuǎn)之前開裂，而優(yōu)選使深度b小于深度a。另外，在本實(shí)施方式中例示了鋰離子二次電池，但是本發(fā)明不限于此，例如也可以應(yīng)用于具有超過14Ah的大容量的圓筒式二次電池。并且，關(guān)于構(gòu)成電極巻繞組11的正極板、負(fù)極板、隔離部和非水電解液，例示了各種材料，但是本發(fā)明當(dāng)然不限于這些活性物質(zhì)、材質(zhì)、電解質(zhì)、溶劑等。另外，在本實(shí)施方式中，示出了在電極巻繞組ll的正極板上連接上蓋帽1作為正極外部輸出端子的例子，但是也可以在負(fù)極板上連接上蓋帽1。<實(shí)施例>下面，說明按照本實(shí)施方式制作的圓筒式鋰離子二次電池30的實(shí)施例。另外，也對(duì)為了比較而制成的比較例的圓筒式鋰離子二次電池進(jìn)行說明。在以下的實(shí)施例和比較例中，分別改變形成于隔膜2上的截面呈V字狀的開裂槽的深度a(mm)、截面呈U字狀的開裂槽18的深度b(mm)、直線狀的開裂槽8b的周緣側(cè)的深度c(mm)，而制作上蓋20，并制作了鋰離子二次電池30。電池的容量全部為14Ah。并且，隔膜2的厚度全部為0.5mm。下表1表示各個(gè)實(shí)施例和比較例的開裂槽8a的深度a、開裂槽18的深度b、開裂槽8b的端部深度c。另外，在下表1中，另一端部深度c表示隔膜2的周緣側(cè)的開裂槽8b的深度。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(實(shí)施例1)如表1所示，在實(shí)施例1中，使用開裂槽8a的深度a為O.lOmm、開裂槽18的深度b為0.30mm、開裂槽8b的端部深度c為0.30mm的隔膜2，來制作上蓋20，從而制作了鋰離子二次電池30。(實(shí)施例2)如表1所示，在實(shí)施例2中，使用開裂槽8a的深度a為0.15mm、開裂槽18的深度b為0.25mm、開裂槽8b的端部深度c為0.25mm的隔膜2，來制作上蓋20，從而制作了鋰離子二次電池30。(實(shí)施例3)如表1所示，在實(shí)施例3中，使用開裂槽8a的深度a為0.20mm、開裂槽18的深度b為O.lOmm、開裂槽8b的端部深度c為O.lOmm的隔膜2，來制作上蓋20，從而制作了鋰離子二次電池30。(實(shí)施例4)如表1所示，在實(shí)施例4中，使用開裂槽8a的深度a為0.25mm、開裂槽18的深度b為O.lOmm、開裂槽8b的端部深度c為0.20mm的隔膜2，來制作上蓋20，從而制作了鋰離子二次電池30。(實(shí)施例5)如表1所示，在實(shí)施例5中，使用開裂槽8a的深度a為0.30mm、開裂槽18的深度b為O.lOmm、開裂槽8b的端部深度c為0.25mm的隔膜2，來制作上蓋20，從而制作了鋰離子二次電池30。(實(shí)施例6)如表1所示，在實(shí)施例6中，使用開裂槽8a的深度a為0.35mm、開裂槽18的深度b為0.05mm、開裂槽8b的端部深度c為0.30mm的隔膜2，來制作上蓋20，從而制作了鋰離子二次電池30。(比較例1)如表1所示，在比較例1中，使用不形成開裂槽18(b=0)、開裂槽28a的深度a為0.25mm、開裂槽28b的端部深度c為0.25mm的隔膜2，來制作上蓋40，從而制作了鋰離子二次電池。因此，比較例l是開裂槽28b的深度形成為大致相同的以往的鋰離子二次電池(參照?qǐng)D5A、圖5B)。(試驗(yàn)、評(píng)價(jià))使用各個(gè)實(shí)施例和比較例的鋰離子二次電池各兩節(jié)，使用電池連接用母線(7、7A)通過電阻焊接將這兩節(jié)電池并聯(lián)連接，得到雙并聯(lián)電池裝置(2八。，ir/l/二二:y卜)。對(duì)所得到的雙并聯(lián)電池裝置進(jìn)行過充電試驗(yàn)、釘刺試驗(yàn)、壓壞試驗(yàn)，評(píng)價(jià)了電池的特性。在過充電試驗(yàn)中，對(duì)雙并聯(lián)電池裝置分別以56A(每節(jié)2C)、28A(每節(jié)1C)的直流電流充電直到變?yōu)檫^充電狀態(tài)。在釘剌試驗(yàn)中，在將電池調(diào)節(jié)為SOC(充電狀態(tài))100%后，使半徑5.5mm的釘子以1.6m/min的速度從與電極巻繞組11的巻繞軸垂直的方向，朝向電池長(zhǎng)度方向的中心以與長(zhǎng)度方向垂直的方向下落，使釘子扎刺電池。在壓壞試驗(yàn)中，在將電池調(diào)節(jié)為SOC100%后，使半徑n.5mm的壓壞夾具以1.6m/min的速度從與電極巻繞組11的巻繞軸垂直的方向，朝向電池長(zhǎng)度方向的中心以與長(zhǎng)度方向垂直的方向下落，對(duì)電池施加外部壓力。各個(gè)試驗(yàn)中的電池的特性分別按照下面4個(gè)等級(jí)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，試驗(yàn)電池的100%沒有確認(rèn)到破裂著火，〇試驗(yàn)電池的8199%沒有確認(rèn)到破裂著火，試驗(yàn)電池的6180%沒有確認(rèn)到破裂著火，X:試驗(yàn)電池的060%沒有確認(rèn)到破裂著火。下表2表示各個(gè)試驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果。另外，各個(gè)試驗(yàn)以試驗(yàn)次數(shù)11=20進(jìn)行。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>如表2所示，在隔膜22上形成有開裂槽28a、28b的比較例1的鋰離子二次電池中，雖然在1C的過充電試驗(yàn)中沒有確認(rèn)到破裂著火，但在釘刺試驗(yàn)和壓壞試驗(yàn)?zāi)菢影殡S來自外部的急劇變形的破壞試驗(yàn)中，發(fā)生了破裂著火。這可以認(rèn)為是由于電池容量為高達(dá)14Ah的大容量，所以在變形時(shí)電池內(nèi)壓急劇上升，翻轉(zhuǎn)的隔膜22貼在上蓋帽1的下部，妨礙了開裂槽28的開裂而造成的(參照?qǐng)D6)。并且，在2C的過充電試驗(yàn)中也確認(rèn)到破裂著火。這可以認(rèn)為是由于開裂槽28b的深度c與深度a相同，在形成有開裂槽28b的部分中，隔膜22的厚度在周緣側(cè)極端變薄，所以在隔膜22翻轉(zhuǎn)之前，開裂槽28b開裂，而未能切斷充電電流。對(duì)此，在隔膜2上形成開裂槽8、開裂槽18的實(shí)施例1實(shí)施例6的鋰離子二次電池30中，在1C的過充電試驗(yàn)中當(dāng)然沒有確認(rèn)到破裂著火，在2C的過充電試驗(yàn)、釘刺試驗(yàn)和壓壞試驗(yàn)中也幾乎沒有確認(rèn)到破裂著火。其中，在實(shí)施例3實(shí)施例6的鋰離子二次電池30中顯示出了良好的電池特性。這可以認(rèn)為是通過將開裂槽18的深度b設(shè)定為小于開裂槽8a的深度a，因此在釘刺和壓壞時(shí)，翻轉(zhuǎn)后的隔膜2不會(huì)貼在上蓋帽l上，開裂槽8a、開裂槽18可靠地開裂，電池內(nèi)壓釋放到電池外部。并且，通過將開裂槽8b的深度、周緣側(cè)的深度c設(shè)定為小于開裂槽8a側(cè)的深度a，在2C的過充電時(shí)，也能夠在隔膜2的周緣側(cè)確保形成有開裂槽8b的部分的厚度，當(dāng)開裂槽8b在周緣部側(cè)開裂之前，隔膜2翻轉(zhuǎn)，從而能夠切斷電流。在實(shí)施例l、實(shí)施例2的鋰離子二次電池30中，在各個(gè)試驗(yàn)中，一部分電池確認(rèn)到破裂著火。這可以認(rèn)為是由于開裂槽18的深度b在開裂槽8a的深度a以上，在釘刺和壓壞時(shí)，在隔膜2翻轉(zhuǎn)之前開裂槽8、開裂槽18開裂，而未能切斷充電電流，另外由于開裂槽8b的深度c在深度a以上，因此形成有開裂槽8b的部分的厚度在隔膜2的周緣側(cè)極端變薄，在2C的過充電時(shí)，.開裂槽8b在隔膜2翻轉(zhuǎn)之前開裂，未能切斷充電電流。因此，在本實(shí)施方式的鋰離子二次電池30中，清楚地了解到在包括高速率的過充電在內(nèi)的過充電時(shí)當(dāng)然是安全的，在伴隨有因釘刺或壓壞引起的急劇變形的電池異常時(shí)，也能夠確保電池的安全性。(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)本發(fā)明提供一種圓筒式二次電池，在具有大容量的電池中，即使作用伴隨急劇變形的外力時(shí)，也能夠確保安全性，所以有助于二次電池的制造和銷售，具有產(chǎn)業(yè)上的利用可能性。權(quán)利要求1.一種二次電池，其是具有隔膜借助內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)從而切斷電流的機(jī)構(gòu)，且在所述隔膜上形成有開裂閥的圓筒式二次電池，所述二次電池的特征在于，所述開裂閥在所述隔膜承受內(nèi)壓的相反側(cè)表面形成有截面呈V字狀的槽，在與形成有所述截面呈V字狀的槽的位置對(duì)應(yīng)的、所述隔膜承受內(nèi)壓的表面形成有截面呈U字狀的槽。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的二次電池，其特征在于，所述截面呈U字狀的槽的深度小于所述截面呈V字狀的槽的深度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述截面呈V字狀的槽由環(huán)狀曲線和直線的組合而形成，該直線的一端與該曲線相交，另一端位于所述隔膜的外周側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池，其特征在于，所述直線槽的所述另一端的深度小于所述一端的深度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池，其特征在于，所述截面呈U字狀的槽與所述截面呈V字狀的槽的形成位置的至少一部分對(duì)應(yīng)而形成。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的二次電池，其特征在于，所述隔膜的中央部形成為平面狀，所述隔膜與導(dǎo)電性連接板通過彼此的中央部電連接以及機(jī)械連接，其中，該導(dǎo)電性連接板與正極板及負(fù)極板中的任一方電連接，并且其中央部形成為平面狀且向所述隔膜側(cè)突出。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其特征在于，所述二次電池還包括具有圓盤狀蓋帽的電池蓋，所述蓋帽的中央部形成為突起狀，周緣部被壓邊固定在所述隔膜的周緣部上。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其特征在于，所述隔膜在借助內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)時(shí)，與所述導(dǎo)電性連接板之間的連接被解除。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的二次電池，其特征在于，所述隔膜被設(shè)定為使所述開裂閥動(dòng)作的開裂壓力大于借助內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)壓力。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，電池容量在3.5Ah以上。全文摘要本發(fā)明提供一種圓筒式二次電池，在具有大容量的電池中，即使作用伴隨急劇變形的外力時(shí)，也能夠確保安全性。鋰離子二次電池的容量為14Ah，其上蓋被固定在收容電極卷繞組的電池殼上。上蓋具有形成有開裂閥的隔膜(2)、和周緣部被固定在隔膜(2)的周緣部上的上蓋帽。開裂閥在隔膜(2)的上蓋帽側(cè)的表面上形成有截面呈V字狀的開裂槽(8)，在與開裂槽(8)的位置對(duì)應(yīng)的、隔膜(2)的電極卷繞組側(cè)的表面上形成有截面呈U字狀的開裂槽(18)。隔膜(2)借助內(nèi)壓上升而翻轉(zhuǎn)從而切斷電流。在作用伴隨急劇變形的外力時(shí)，隔膜(2)承受的力量容易集中在開裂槽(18)上。文檔編號(hào)H01M2/34GK101188280SQ20071019460公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2007年11月23日優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日發(fā)明者三谷貴之,鈴木克典申請(qǐng)人:日立車輛能源株式會(huì)社