CN104285318A - 电流切断装置以及使用电流切断装置的蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电流切断装置以及使用其的蓄电装置。电流切断装置具有在壳体内的内压上升并超过规定水平时变形的变形板、构成通电路径的通电板、接点板。通电板包括与接点板接触的第1接点部。接点板包括与第1接点部接触的第2接点部。在变形板形成有能够接受壳体(1)内的内压的受压部和与第1接点部接触的抵接部。通过以抵接部向接点板侧移动的方式发生变形,第2接点部能够从通电板分离。变形板与通电板和接点板绝缘。通电板被配置成被变形板和接点板夹持。

Description

电流切断装置以及使用电流切断装置的蓄电装置
本申请基于2012年4月12日申请的日本专利申请第2012-090992号和2012年4月12日申请的日本专利申请第2012-090630号来主张优先权。这些申请的全部内容作为参照而被引用在该说明书中。
技术领域
本说明书公开与电流切断装置以及使用电流切断装置的蓄电装置相关的技术。
背景技术
锂离子电池、镍氢电池、其他的二次电池(蓄电池)等蓄电装置作为车辆搭载用电源或者电脑和移动终端的电源,其重要性日益提高。尤其是,期望将锂离子电池作为车辆搭载用的高输出电源来使用。锂离子电池质量轻并且能够得到高能量密度。作为二次电池的典型构造,可列举出在壳体内收纳有电极构造体和电解质并密封该壳体的密封结构的电池(密封型电池)。
在对上述电池进行充电时,在电池产生不良情况或者充电装置误动作的情况下,有时通常以上的电流流向电池。其结果是,存在电池变成过充电状态的情况。当在电池产生了过充电状态等异常时,有时会在密封的壳体内产生气体。这会导致壳体内部的压力上升,电池(壳体)因气体压力而膨胀或者壳体破损。为了应对这样的不良情况,提出了一种具备电流切断装置的电池。在电流切断装置中,若密封的壳体的内压上升至异常,则切断电流,确保电池的安全性。这样的技术例如在日本特开平6-215746号公报、日本特开平7-254401号公报、日本特开平9-129214号公报、日本特开平10-233199号公报中被公开。
参照图11A、11B,对以往的电流切断装置进行说明。电流切断装置50设置在密封型二次电池的正极附近。如图11A所示,电流切断装置50具备封口盖体52、翻转板53以及引线安装板54。封口盖体52具有导电性,与外部端子51连接。翻转板53具有导电性,配置在封口盖体52的内侧。引线安装板54具有导电性,配置在翻转板53的内侧。引线安装板54为金属制,与翻转板53的中央部分(接点部分)56粘接。在引线安装板54形成有通气孔55,电池的内压作用于翻转板53。箭头57表示电池通常状态时的通电路径。电池处于通常状态时,电流经由引线安装板54、翻转板53和封口盖体52,串联地通至外部端子51。此外,支承部件58支承引线安装板54的外周。支承部件58由绝缘性材质形成。
若电池成为过充电等异常状态,则在密封的壳体内部产生气体,壳体的内压上升。如电池处于异常状态,则如图11B所示,壳体的内压通过引线安装板54的通气孔55作用于翻转板53。翻转板53的中央部分(接点部分)56的粘接部断裂,翻转板53向上方翻转。通电路径57断裂,电流被切断。
发明内容
在上述的以往的电流切断装置中,引线安装板54与翻转板53之间的接点部56存在于电解液氛围中。因此,会产生接点部56因电解液、周围环境而劣化,从而电流切断装置的可靠性降低的情况。在本说明书中,提供解决上述课题的技术。在本说明书中,提供一种通过抑制接点部的劣化来抑制可靠性降低的电流切断装置。
在本说明书中公开的电流切断装置具备以下的基本结构和技术特征。(1)电流切断装置的内部由壳体内的氛围(电流切断装置的外部)密封。(2)若壳体的内压上升,则通过电流切断装置的内部与电流切断装置的外部之间的压力差来使变形板翻转。(3)如上述那样,电流切断装置的内部由壳体内的氛围密封。因此,即使在通电路径断裂时产生电弧,也不对产生氢气的壳体内造成影响。能够提高蓄电装置的安全性。
在本说明书中公开的电流切断装置,将具备正极和负极的电极构造体与正极外部端子或者负极外部端子电连接。该电流切断装置在收纳上述述电极构造体的壳体内的内压上升并超过规定水平时,切断上述电极构造体与上述外部端子(正极外部端子或者负极外部端子)之间的通电路径。
电流切断装置具备变形板、构成上述通电路径的通电板以及接点板。上述变形板在上述壳体内的内压上升并超过规定水平时发生变形。上述通电板包括与上述接点板接触的第1接点部。上述接点板包括与上述第1接点部接触的第2接点部。上述第1接点部和上述第2接点部设置在上述通电路径上。上述变形板包括能够接受上述壳体内的内压的受压部和与上述第1接点部及上述第2接点部中的至少一方接触的抵接部。在上述电流切断装置中,通过以上述抵接部向上述接点板侧移动的方式发生变形,上述第1接点部和上述第2接点部中的至少上述第2接点部能够与上述通电板分离。上述变形板与上述通电板及上述接点板中的至少一方绝缘。并且,上述变形板配置成构成上述电流切断装置的外表面。另外,上述通电板配置成被上述变形板和上述接点板夹持。
在上述电流切断装置中,通电板和接点板的接点部被变形板从存在电解液的氛围切断。因此,能够防止接点部受到电解液、周围环境的影响而劣化。另外,即使在通电路径断裂时产生电弧(火花),也不会对产生氢气的壳体内造成影响。并且,在上述电流切断装置中,变形板仅与外周的固定部接触。因此,变形板不会如以往技术那样受到焊接强度的影响,能够根据内部压力稳定地进行动作。
附图说明
图1表示第1实施例的蓄电装置的纵剖面图。
图2A表示关于第1实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图2B表示关于第1实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图3A表示关于第2实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图3B表示关于第2实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图4A表示关于第3实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图4B表示关于第3实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图5A表示关于第4实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图5B表示关于第4实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图6表示第5实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图7表示第6实施例的蓄电装置的纵剖面图。
图8表示第6实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图9表示第7实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图10表示第8实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图11A表示关于以往的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图11B表示关于以往的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图12A表示关于第9实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图12B表示关于第9实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径刚断裂之后的状态。
图12C表示关于第9实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂并经过规定时间后的状态。
图13A表示关于第10实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图13B表示关于第10实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图14表示关于第10实施例的电流切断装置,接点板的俯视图。
图15表示第11实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图16A表示关于第12实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图16B表示关于第12实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图16C表示关于第12实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图17A表示关于第13实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图17B表示关于第13实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图17C表示关于第13实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图18A表示关于第14实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图18B表示关于第14实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图19表示第15实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图20表示第16实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图21表示第17实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图22表示第18实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图23表示第19实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
图24A表示关于第20实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图24B表示关于第20实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图25A表示关于第21实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图25B表示关于第21实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图26A表示关于第22实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通常时的状态。
图26B表示关于第22实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置,通电路径断裂的状态。
图27表示第23实施例的蓄电装置所具备的电流切断装置的纵剖面图。
具体实施方式
以下,记录本说明书公开的实施例的几个技术特征。此外,以下所记录的事项,各自单独地具有技术上的有用性。
第1接点部和第2接点部也可以分别形成在通电板和接点板的中央部。能够将变形板的抵接部配置在变形板的中央。能够将变形板的变形量大的部分(中央部)用于切断通电路径。
也可以在变形板的中央部设置朝向接点板突出的突起。该情况下,抵接部也可以被包含于上述突起。在通电路径断裂之后,利用突起来防止通电板与接点板之间的再接触。另外,即使接点部的断裂载荷发生偏差,因为设置在变形板的突起的冲击力会补偿断裂载荷的偏差,所以电流切断装置的动作压力也稳定。
变形板和接点板可以由薄板构成。能够容易地进行变形板和接点板的制造。另外,能够使变形板和接点板的动作稳定。
也可以是变形板由具有圆弧状的波形部的薄板构成且接点板由平板状的薄板构成。即使在变形板的位移方向,安装电流切断装置的空间较窄的情况下,也能够使变形板的位移量(行程)较长。
也可以是变形板由平板状的薄板构成且接点板由具有圆弧状的波形部的薄板构成。即使在为了提高接点板的通电效率而用铝来制造接点板的情况下,也能够降低接点板的弹簧常数。由此,能够以较小的载荷使接点板动作。
也可以在通电板的中央部、在抵接部所抵接的部分的周围设置槽。在变形板发生变形时,能够容易地使通电板的中央部断裂。由此,能够可靠地使通电板和接点板的接点部断裂。
也可以在通电板的中央部设置有抵接部能够穿过的贯通孔。能够更加容易地使通电板和接点板的接点部断裂。
也可以在通电板设置有用于使伴随着变形板变形的压力变动作用于接点板的压力孔。能够将伴随着变形板变形的压力变动直接传递至接点板。能够更加容易地使通电板和接点板的接点部断裂。
也可以按照覆盖接点板外侧的方式设置导电性的封口盖体,封口盖体与外部端子通过螺纹连接。能够以简单的结构进行封口盖体与外部端子之间的连接。
也可以按照覆盖接点板外侧的方式设置导电性的封口盖体,封口盖体经由连接部件与外部端子连接。能够不用螺钉来将封口盖体与外部端子连接地在蓄电装置内设置电流切断装置。
电流切断装置也可以配置在形成在负极外部端子与电极构造体之间的通电路径上。另外,变形板可以是与负极材质等效性质的材质。作为变形板的材质,不使用作为正极(正极集电体)的材质的铝或者钛,而使用作为负极(负极集电体)的材质的铜类材质(例如,磷青铜)、不锈钢等,由此能够提高变形板的强度。另外,即使电池单元内的温度上升或者内压变化,也能够抑制在变形板发生蠕动(creep)。其结果是,能够抑制变形板劣化。另外,能够防止电流切断装置的动作压力下降。并且,能够防止变形板腐蚀。
电流切断装置也可以在以下记录的第一状态、第二状态以及第三状态之间变化。第一状态是在壳体的内压小于规定水平时在变形板与通电板之间设置有间隙的状态。第二状态是在壳体的内压上升并超过规定水平时变形板的突起朝向通电板移动从而对接点板施加冲击并且使接点板从通电板背离的状态。第三状态是接点板向通电板侧移动的力与变形板使接点板从通电板背离的力平衡的状态。在电流切断装置中,也可以在第三状态时,接点板以不与通电板导通的方式从通电板背离。在通电路径切断之后,能够防止电极构造体与正极外部端子或者负极外部端子再导通。
也可以在变形板与通电板之间配置有具有绝缘性的绝缘部件。即使在通电路径切断之后变形板与通电板接触,也能够防止变形板与通电板导通。
也可以在通电板的变形板侧的中央部设置有凹部。另外,也可以由槽包围的范围比槽外侧的通电板的表面凹陷。能够使通电板的中央部容易地断裂,能够可靠地进行通电路径的切断。
也可以在接点板的第2接点部的周围设置有比其他部分脆弱的脆弱部。在接点板发生变形时,接点板能够发生塑性变形。或者,在接点板发生变形时,接点板断裂。能够抑制在通电路径被切断之后接点板向通电板侧移动。其结果,能够防止接点板与通电板再导通。
也可以在将脆弱部设置在接点板的情况下,在接点板的外周部与第2接点部之间,设置有随着从接点板的外周部朝向中央而与通电板之间的距离增大的背离部。该情况下,脆弱部也可以设置在背离部。
也可以是设置在通电板的槽围绕抵接部所抵接的部分的周围一圈。另外,也可以由槽包围的范围相对于槽外侧的通电板的表面凹陷。能够使接点板与通电板之间的距离增大。其结果是,能够进一步地防止接点板与通电板再导通。
也可以是通电板的接点板侧表面的第1接点部的周围凹陷。这种方式也能够使接点板与通电板之间的距离增大。能够防止接点板与通电板再导通。
也可以具备覆盖突起的绝缘性帽部。使突起的材质选择范围变广。并且,能够通过帽部来调整突起距离变形板的突出长度。
上述帽部也可以具备与通电板的外周部一起被支承的引导部。能够防止帽部从突起脱离。另外,在突起没有被固定在变形板的情况下,能够通过引导部来进行突起相对于变形板的定位。
在具备帽部的情况下,也可以是设置在通电板的槽围绕抵接部所抵接的部分的周围一圈。该情况下,也可以是由槽包围的范围相对于槽外侧的通电板的表面凹陷。能够防止在突起与通电板接触时,帽部因该冲击从突起脱离。
实施例
以下,对在本说明书中公开的电流切断装置及蓄电装置的实施例进行说明。其中,在本说明书公开的蓄电装置中,电流切断装置以外的结构能够使用各种各样的结构。另外,以下说明的蓄电装置例如能够搭载于车辆,对电机供给电力。
作为蓄电装置的一个例子,能够列举密封型二次电池、密封型电容器等。作为二次电池的一个例子,能够列举以相对高容量进行大电流的充电放电的种类的电池,例如锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池等二次电池。其中,作为二次电池的电极构造体的一个例子,能够列举具有隔着隔离物而对置的电极对(正极电极和负极电极)的电池被层叠多个而成的层叠型电极构造体、具有隔着隔离物而对置的电极对的片材状的电池被加工成螺旋状的卷绕型电极构造体。其中,在以下的说明中,对正极外部端子和负极外部端子这双方向壳体的一个方向露出的蓄电装置进行说明。但是,本说明书公开的技术也可以应用于如圆筒型的电池那样壳体作为一种极性(例如负极)的端子发挥作用而另一种极性(例如正极)的端子以与壳体绝缘的状态固定于壳体的类型的蓄电装置等。
(第1实施例)
如图1所示,蓄电装置100具备壳体1、电极构造体60、负极外部端子19、正极外部端子119和电流切断装置2。壳体1具备矩形箱状的主体部分62以及封堵主体部分62的矩形平板状的盖部分63。主体部分62和盖部分63是金属制(例如,不锈钢、铝)的。在以下的说明中,将主体部分62和盖部分63仅称为壳体1。在壳体1的内部,收纳有具备正极电极和负极电极的电极构造体60。壳体1和电极构造体60通过绝缘片材61绝缘。正极集电片65固定在正极电极。负极集电片67固定在负极电极。
负极外部端子19和正极外部端子119固定在壳体1(盖部分63)。虽省略图示,但负极外部端子19与壳体1以及正极外部端子119与壳体1之间通过绝缘片材等绝缘。负极外部端子19经由电流切断装置2、负极引线68与负极集电片67(负极电极)电连接。之后对电流切断装置2进行详细叙述。其中,电流切断装置2和负极引线68通过具有导电性的连接部件13连接。正极外部端子119经由正极引线64与正极集电片65(正极电极)电连接。负极引线68和正极引线64通过安装于壳体1(盖部分63)的绝缘片材66,与壳体1绝缘。
参照图2A和图2B,对电流切断装置2进行说明。其中,在图2A、2B中,省略具备正极电极和负极电极的电极构造体60(参照图1)的图示。电极构造体60配置在图2A、2B的下方。电流切断装置2与电极构造体60和负极外部端子19电连接。电流切断装置2阻止收纳电极构造体60的壳体1的内部与壳体1的外部之间的气体流通。电流切断装置2在壳体1内的内压上升并超过规定水平时,切断电极构造体60与负极外部端子19之间的串联的通电路径。其中,在图2A、2B中,省略夹设在负极外部端子19与壳体1之间的绝缘片材66的图示。
上述的“规定水平的内压”是指蓄电装置100处于过充电(过电压)状态或蓄电装置100处于温度过分升高状态(活性物质的热失控温度)时的壳体1内的内压。“规定水平的内压”根据蓄电装置100的容量、输出电压等条件来设定。其中,在蓄电装置100中,电流切断装置2配置在负极外部端子19的下方。但是,配置电流切断装置2的位置并不限定于负极外部端子19的下方。电流切断装置2只要是配置在电极构造体60与负极外部端子19之间的串联通电路径上即可。
电流切断装置2被配置在蓄电装置100的壳体1内部,并被密封成壳体1的内部(电流切断装置2的外部)的气体不流通至电流切断装置2的内部。按从蓄电装置100的壳体1的内部(图2A的下方)向壳体1的外侧(图2A的上方)依次对电流切断装置2的构造进行说明。电流切断装置2具备具有受压部22的变形板3、通电板4、第1接点部6、第2接点部23和接点板5。变形板3可变形,阻止气体流通。变形板3的受压部22接受壳体1内的内压。通电板4与电极构造体60电连接。第1接点部6形成在通电板4上。第1接点部6形成在比设置于通电板4的断裂槽16靠通电板4的中央侧。第2接点部23形成在导电性的接点板5上。第2接点部23与第1接点部6接触。变形板3配置在电流切断装置2的外侧部分,形成电流切断装置2的外表面。通电板4、接点板5分别配置在变形板3的内侧。
在电流切断装置2中,设置于通电板4的第1接点部6的与第2接点部23接触侧的相反侧(图2A的下方)能够与变形板3接触。另外,在通电板4的与变形板3接触的部分的周围形成有断裂槽16。通过通电板4的设置有断裂槽16的部分断裂,第1接点部6能够从通电板4分离。在电流切断装置2中,通过变形板3,通电板4和接点板5的接点部6、23被从存在电解液的氛围切断。因此,能够防止接点部6、23因电解液、周围环境而劣化。另外,即使在通电路径断裂时产生电弧(火花),也不会对产生氢气的蓄电装置100的壳体1内造成影响。
导电性的封口盖体7设置在接点板5的上方(负极外部端子19侧)。封口盖体7的阴螺纹部8与固定在壳体1的负极外部端子19的阳螺纹部9螺纹连接。密封部件10安装在封口盖体7的上表面与壳体1的内表面之间。封口盖体7和壳体1通过密封部件10电绝缘。
变形板3以薄板形成。具体而言,变形板3是金属性的隔膜。变形板3的外周部通过绝缘性的支承部件11固定。另外,变形板3的外周部通过密封部件14密封。在变形板3的中央部设置朝向接点板5侧突出的绝缘性的突起12。突起12的形状例如为筒状。
若壳体1的内压上升并超过规定水平,则变形板3因壳体1的内压的上升而朝向壳体1的外方(上方)变形。突起12的抵接部24与第1接点部6接触,对通电板4和接点板5的接点部6、23给予冲击。其结果,第1接点部6和第2接点部23从通电板4分离。变形板3在因壳体1的内压的上升而朝向壳体1的外方变形时,超过变形板3的外周部的支承点发生变形并翻转。在组装电流切断装置2时或者壳体1的内压正常(规定水平以下)时,变形板3保持向壳体1的内方(下方)凸出的状态。根据变形板3翻转,能够充分地确保变形板3变形时的位移量(行程)。
通电板4具备与电极构造体60(参照图1)电连接的连接部件13。连接部件13设置在通电板4的外周的一端。连接部件13与固定在负极集电片67的负极引线68电连接。通电板4的未设置连接部件13的外周部由绝缘性的支承部件11支承。通电板4的外周部以隔着密封部件14与变形板3具有规定间隔的状态被支承部件11保持。其中,上述“规定间隔”是在电流切断装置动作之后,对变形板3与通电板4之间施加车辆负载(电压)的情况下,不产生绝缘破坏程度的间隔。
通电板4的中央部15与通电板4的其他部分相比较,厚度较薄。具体而言,在通电板4的变形板3侧的中央设置有凹部。变形板3的突起12的抵接部24与通电板4的薄部分(中央部15)接触。即,抵接部24与通电板4的第1接点部6接触。在通电板4设置有断裂槽16。断裂槽16设置在抵接部24所抵接的部分的周围。因此,当抵接部24与第1接点部6接触时,通过该冲击,通电板4易于断裂。在俯视时,断裂槽16设置在比抵接部24的外周靠外侧。其中,断裂槽16可以是连续的,也可以是不连续的。即,断裂槽16可以围绕抵接部24一周,也可以在部分地设置在抵接部24的周围。另外,断裂槽16并不限定于图2A所示的形状,只要是使通电板4的厚度局部变薄的形状即可。
接点板5以导电性的平板状的薄板形成。作为接点板5的一个例子,列举具有导电性的金属隔膜。接点板5的外周部用绝缘性的支承部件11固定。接点板5的中央部构成与通电板4接触的第2接点部23。接点部6、23可以是通电板4的中央部与接点板5的中央部简单地接触的状态。或者,接点部6、23也可以通过用焊接等来将通电板4的中央部和接点板5的中央部粘接从而接触。绝缘性的密封部件17设置在接点板5的外周部与通电板4的外周部之间。因此,接点板5的外周部与通电板4的外周部电绝缘。密封部件17将接点板5与通电板4之间密封,并且将接点板5和通电板4之间的空间与支承部件11之间密封。因此,能够可靠地防止电解液与第1接点部和第2接点部接触。
封口盖体7的外周部由绝缘性的支承部件11支承。封口盖体7的外周部与接点板5接触,与接点板5电导通。在封口盖体7的内表面(接点板5侧的面)设置有向上方(从接点板5分离的侧)凹陷的凹部18。具体而言,封口盖体7的中央部比封口盖体7的外周部(与接点板5接触的部分)向上方凹陷。若变形板3的突起12与通电板4接触,则接点板5向上方发生变形。凹部18是用于使接点板5向上方变形的空间。
支承部件11具有绝缘性,例如用树脂模成形。若俯视支承部件11则呈环状。支承部件11的剖面呈大致U字状。变形板3的外周部、密封部件14、通电板4的外周部、绝缘性的密封部件17以及封口盖体7的外周部位于该大致U字状的部分。另外,通过大致U字状的部分,变形板3、密封部件14、通电板4、密封部件17、接点板5以及封口盖体7被一体地保持。在支承部件11的外表面覆盖有金属制的铆接部件20。通过铆接部件20,来可靠地进行上述部件的保持。另外,通过铆接部件20,来密封电流切断装置2的内部。
对通电路径进行说明。箭头21表示从电极构造体60至负极外部端子19的通电路径。如上述所述,通电板4的连接部件13与配置在壳体1的内部的电极构造体60(参照图1)电连接。在通电板4的中央部设置有与接点板5接触的第1接点部6。另外,在接点板5的中央部设置有与通电板4接触的第2接点部23。并且,接点板5的外周部与封口盖体7电连接。由此,形成从电极构造体60直至负极外部端子19的串联的通电路径。
例如若蓄电装置100被过充电,则在密封的壳体1的内部产生气体,壳体1的内压上升。该情况下,如图2B所示,壳体1的内压作用于变形板3,变形板3向上方变形(翻转)。若变形板3向上方变形,则突起12触碰通电板4,通电板4以断裂槽16为起点断裂。通电板4的第1接点部6和接点板5的第2接点部23从通电板4分离。接点板5成为翻转状态或者与通电板4接合之前的状态。其结果,通电路径21断裂,电流被切断。即,负极外部端子19与电极构造体60之间的导通被切断。换言之,蓄电装置100的电流的流动被切断。
在通电路径21断裂之后,能够利用突起12来防止通电板4与接点板5再接触。其中,变形板3除了外周部被支承部件11固定以外,不与其他部件接触。因此,变形板3通过壳体1的内部压力稳定地进行动作。另外,当设置在变形板3的突起12触碰通电板4时,对通电板4施加冲击力。因此,即使接点部6、23的断裂载荷偏差,也能够补偿断裂载荷的偏差。能够使驱动电流切断装置2时的壳体1的内压即切断电流时的壳体1的内压稳定。
在上述实施例中,对在绝缘性的变形板3的中央部设置朝向接点板5侧突出的绝缘性的突起12的例子进行了说明。该情况下,密封部件14也可以不具有绝缘性。但是,在密封部件14由绝缘性的材质(例如橡胶)形成的情况下,变形板3和突起12可以用金属等导电性的材质形成。也可以代替在变形板3的中央部设置绝缘性的突起12,而用绝缘性的材质的形成变形板3整体。或者,也可以仅用绝缘性材质形成突起12的与接点板5和通电板4接触的部分。或者,也可以对突起12进行绝缘涂覆。
重要的是在壳体1的内压上升从而变形板3向上方变形时对接点部6、23施加冲击使接点部6、23从通电板4分离、以及在通电路径断裂之后维持接点板5与通电板4电气绝缘的状态。这对于以下的实施例也相同。
(第2实施例)
参照图3A、3B对蓄电装置200进行说明。蓄电装置200是蓄电装置100的变形例,电流切断装置202的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。图3A表示通电路径断裂前的状态,图3B表示通电路径断裂后的状态。其中,在以下的实施例中,省略蓄电装置整体的图示,仅图示电流切断装置周围的构造。
在电流切断装置202中,变形板25由具有圆弧状的波形部的薄板构成。受压部22是平板状的。波形部设置在中央部(受压部22)与外周部之间的变形部。
在通电板4断裂之后,优选通电板4与接点部6、23之间的距离较大。在变形板为平板状的情况下,为了使通电板4与接点部6、23之间的距离变大,需要在变形板变形之前(壳体1的内压正常时),使变形板向电极构造体60侧较大地突出。但是,若安装电流切断装置的空间小,则无法使变形板向电极构造体60侧较大地突出。因此,在变形板翻转时,变形板的位移量(行程)变小。通电板4与接点部6、23之间的距离变小,从而无法充分地确保电流切断装置的可靠性(不使通电路径再导通)。
电流切断装置202在变形板25设置波形部。因此,即使在变形板25位移的方向(图3A、3B的上下方向)安装电流切断装置202的空间小,也能够充分地确保变形板25的位移量。即,在变形板25位移的方向,能够使变形板25的变形量增大,能够增大变形板25的行程。此外,在设置有波形部的变形板25的情况下,变形板25可以是翻转的构造,亦可以是不翻转的构造。在变形板25是翻转的构造的情况下,优选接点板5是翻转的构造。
(第3实施例)
参照图4A、4B,对蓄电装置300进行说明。蓄电装置300是蓄电装置100的变形例,电流切断装置302的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。图4A表示通电路径断裂前的状态,图4B表示通电路径断裂后的状态。
在电流切断装置302中,接点板30由具有圆弧状的波形部的薄板构成。接点板30构成蓄电装置300的通电路径。为了提高蓄电装置300的通电效率,优选接点板由铝等电阻小的材质形成。但是,铝等材质弹簧特性低。因此,在接点板是翻转的构造的情况下,用于实现翻转构造的设计较难。若如电流切断装置302那样,接点板30具备波形部,则能够降低接点板30的弹簧常数。能够以较小的载荷使接点板30动作或保持。因此,通过接点板30具有波形部,接点板30能够不翻转地发挥作为接点板的功能。此外,也可以在接点板30设置波形部的同时在变形板3设置波形部。
(第4实施例)
参照图5A、5B,对蓄电装置400进行说明。蓄电装置400是蓄电装置300的变形例,电流切断装置402的构造与蓄电装置300的电流切断装置302不同。通过对与蓄电装置300相同的部件赋予与蓄电装置300相同的参照编号,来省略说明。图5A表示通电路径断裂前的状态,图5B表示通电路径的断裂后的状态。
在电流切断装置402中,通电板33的形状与电流切断装置302的通电板4不同。具体而言,通电板4设置有断裂槽16,通电板33设置有贯通孔34。即,在通电板33中不设置断裂槽。贯通孔34设置在通电板33的中央部。突起12能够穿过贯通孔34。此外,接点板30的接点部32设置在贯通孔34的周围。即,若俯视电流切断装置402,则接点部32设置在贯通孔34的外侧。
因为贯通孔34设置在通电板33,所以若变形板3发生变形(图5B),则突起12穿过贯通孔34与接点板30直接碰撞。通过突起12与接点板30碰撞,通电板33的第1接点部31和接点板30的第2接点部32分离。因为突起12直接碰撞接点板30,所以能够更加容易地使通电板33的第1接点部31和接点板30的第2接点部32断裂。
在电流切断装置402中,第1接点部31和第2接点部32分离之后,使变形板3和通电板33绝缘。此外,作为使变形板3和通电板33绝缘的结构,可以用绝缘材质构成变形板3自身,也可以用绝缘材质构成突起12。或者,也可以对贯通孔34的内周部分实施绝缘涂覆。另外,在变形板3、突起12、贯通孔34的内周部分均具有导电性的情况下,也可以通过以突起12与通电板33不接触以及变形板3与通电板33不接触的方式构成,来使变形板3和通电板33绝缘。
此外,突起12也可以嵌入到贯通孔34。能够防止变形板3返回至通电路径断裂前的状态(图5A),所以能够维持第1接点部31和第2接点部32分离的状态。另外,本实施例公开的在通电板33的中央部设置贯通孔34的结构能够应用于电流切断装置2、202、302的通电板4。
(第5实施例)
参照图6,对蓄电装置500进行说明。蓄电装置500是蓄电装置100的变形例,电流切断装置502的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。
在电流切断装置502中,压力孔36设置在通电板35。压力孔36使伴随着变形板3变形的压力变动作用于接点板5。压力孔36设置在断裂槽16的周围。具体而言,压力孔36设置在通电板35的中央部与外周部的中间。通过在通电板35设置压力孔36,在变形板3变形时,伴随着该变形的压力变动直接传递至接点板5。因此,能够使通电板35的第1接点部6更加容易断裂。此外,也可以如电流切断装置202、302、402那样,电流切断装置502的变形板3和/或接点板5具备波形部。
(第6实施例)
参照图7、8,对蓄电装置600进行说明。蓄电装置600是蓄电装置100的变形例,安装电流切断装置602的位置与安装蓄电装置100的电流切断装置2的位置不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。
如图7所示,电流切断装置602不被拧紧固定在负极外部端子19。电流切断装置602经由金属制的连接部件42与负极外部端子19电连接。即,封口盖体40(参照图8)与电流切断装置2的封口盖体7不同,不是设置在负极外部端子19的下方并与负极外部端子19螺合的结构。负极外部端子19设置在从电流切断装置602稍微背离的位置。
如图8所示,封口盖体40具备主体部41和设置在主体部41的外周部的连接部件42。连接部件42位于比铆接部件20靠上方。连接部件42与负极外部端子19电连接。在蓄电装置600中,能够不采用拧紧固定的方法,而在蓄电装置600内(壳体1内)配置电流切断装置602。
(第7实施例)
参照图9,对蓄电装置700进行说明。蓄电装置700是蓄电装置100的变形例,电流切断装置702的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。
在电流切断装置702中,变形板3的外周部与通电板4的外周部通过焊接被粘接。通过焊接变形板3和通电板4,能够更气密地保持变形板3与通电板4中间的空间。即,电流切断装置702与电流切断装置2(参照图2)不同,在变形板3的外周部与通电板4的外周部之间不夹设密封部件14。此外,在电流切断装置702中,为了焊接变形板3和通电板4,变形板3用能够焊接的金属材质形成。为了切断通电路径,在电流切断装置702中,突起12形成为具有绝缘性。此外,将变形板的外周部与通电板的外周部焊接起来这样的结构也能够应用于电流切断装置102、202、302、402、502及602。
(第8实施例)
参照图10,对蓄电装置800进行说明。蓄电装置800是蓄电装置600的变形例,电流切断装置802的构造与蓄电装置600的电流切断装置602不同。通过对与蓄电装置600相同的部件赋予与蓄电装置600相同的参照编号,来省略说明。
电流切断装置802相当于对电流切断装置602(参照图8)应用了电流切断装置702(参照图9)的特征的装置。即,电流切断装置802相当于在电流切断装置602中将变形板3的外周部与通电板4的外周部通过焊接进行粘接后的装置。在电流切断装置802中,为了焊接变形板3和通电板4,变形板3用能够焊接的金属材质形成。为了切断通电路径,在电流切断装置802中突起12形成为具有绝缘性。
(第9实施例)
参照图12A、12B、12C,对蓄电装置900进行说明。蓄电装置900是蓄电装置100的变形例,电流切断装置902的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。图12A表示通电路径断裂前的状态,图12B表示通电路径刚断裂后的状态,图12C表示从通电路径断裂起经过规定时间后的状态。
构成电流切断装置902的部件的形态与电流切断装置2相同。在电流切断装置902中,变形板3和接点板5的材质/尺寸等被调整为按图12A、12B、12C的顺序进行动作。如图12A所示,当壳体1的内压小于规定水平时,形成从电极构造体60(参照图1)至负极外部端子19的串联的通电路径。这时,在变形板3的通电板4侧的端面(突起12的与通电板4对置的面)与通电板4之间存在间隙(第一状态)。
如图12B所示,若在壳体1的内部产生气体并且壳体1的内压超过规定水平,则变形板3向上方变形(翻转)。这样,突起12触碰通电板4。变形板3向上方翻转时的翻转力比使通电板4的断裂槽16断裂的力大。因此,若变形板3向上方变形,则通电板4以断裂槽16为起点断裂。突起12对通电板4和接点板5施加冲击。这样,接点板5与通电板4的断裂部一起从通电板4背离(第二状态)。其结果是,从电极构造体60(参照图1)至负极外部端子19的通电路径被切断。
如图12C所示,若通电板4断裂并经过规定时间,则接点板5与通电板4之间的距离变得比第二状态时短(第三状态)。这是因为从突起12施加至接点板5的冲击消失,在接点板5产生复原力。接点板5在接点板5向通电板4侧移动的力与变形板3翻转的力(使接点板5从通电板4背离的力)平衡的位置停止。在电流切断装置902中,调整成在第三状态时接点板5与通电板4之间的间隙成为1mm以上。如果接点板5与通电板4之间的间隙在1mm以上,则接点板5与通电板4之间不导通。即,能够维持通电路径切断的状态,能够可靠地防止电极构造体60和负极外部端子19再导通。
电流切断装置902所具备的特征能够应用于上述所有的实施例。即,在上述所有的实施例中,也可以调整成在从通电路径被切断起经过规定时间之后,在接点板5与通电板4不导通的位置,接点板5向通电板4侧移动的力与变形板3翻转的力平衡。
(第10实施例)
参照图13A、13B,对蓄电装置1000进行说明。蓄电装置1000是蓄电装置100的变形例,电流切断装置1002的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。图13A表示通电路径断裂前的状态,图13B表示通电路径断裂后的状态。
在电流切断装置1002中,在接点板5的一部分设置有脆弱部。具体而言,断裂槽70设置在接点板5的中央部和外周部的中间。如图13B所示,在电流切断装置1002中,若通电板4断裂,则接点板5以断裂槽70为起点断裂。因此,在接点板5不产生复原力(向通电板4侧移动的力)。能够可靠地防止在通电路径切断之后,电极构造体60与负极外部端子19再导通。
参照图14,对设置脆弱部(断裂槽70)的位置进行说明。脆弱部设置在接点板5的中央部(断裂槽16)与外周部(与密封部件17接触的部分)之间。脆弱部(断裂槽70)可以如图14那样绕接点板5的周向一圈,也可以在用图14的虚线70表示的部分分散地设置。脆弱部只要是能够抑制在接点板5产生的复原力的形态即可,能够应用各种各样的形态。
此外,示出了在电流切断装置1002中设置断裂槽70作为脆弱部的一个例子的例子,但接点板5并非一定要以断裂槽70为起点而断裂。也可以在通电板4断裂时,接点板5以断裂槽70为起点而发生塑性变形。该情况下也能够防止在接点板产生复原力。此外,也可以替代在接点板5设置断裂槽70这一情况,而在接点板5的一部分设置接点板5产生塑性变形那样的脆弱部。例如,也可以通过加压等对接点板5的一部分进行加工硬化。或者也可以对接点板5的一部分进行热处理(淬火)。
(第11实施例)
参照图15,对蓄电装置1100进行说明。蓄电装置1100是蓄电装置1000的变形例,电流切断装置1102的构造与蓄电装置1000的电流切断装置1002不同。通过对与蓄电装置1000相同的部件赋予与蓄电装置1000相同的参照编号,来省略说明。
在电流切断装置1102中,在接点板1105设置背离部72。背离部72设置在接点板1105的外周部与中央部(第2接点部23)之间。在背离部72中,随着从接点板1205的外周部朝向中央,接点板1105与通电板4之间的距离增大。具体而言,接点板1105从外周部朝向中央沿背离通电板4的方向延伸,中央部分朝向通电板4弯曲。此外,脆弱部(断裂槽70)设置于背离部72。
在电流切断装置1102中,能够使通电路径被切断后的接点板1105与通电板4之间的距离增大。能够更可靠地防止在通电路径切断之后,接点板1105与通电板4再导通。
(第12实施例)
参照图16A、16B、16C,对蓄电装置1200进行说明。蓄电装置1200是蓄电装置100的变形例,电流切断装置1202的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。图16A表示通电路径断裂前的状态,图16B、16C表示通电路径断裂后的状态。
在电流切断装置1202中,在接点板5与通电板4之间,设置有具有绝缘性的绝缘部件。具体而言,绝缘片材74在接点板5的外周部与第2接点部23之间,粘贴于接点板5的表面。如图16A所示,绝缘片材74不设置在第2接点部23。另外,绝缘片材74粘贴在接点板5的表面,所以接点板5的导通路径不会变窄。因此,不会妨碍负极外部端子19与电极构造体6和0(参照图1)的导通。
如图16B所示,若通电板4断裂从而通电路径切断,则绝缘片材74与接点板5一起向上方移动。如图16C所示,在电流切断装置1202中,例如,即使在通电板4断裂时向上方相应地移动接点板5的中央部分的情况下,也能够防止接点板5与通电板4导通。能够更可靠地防止在通电路径切断之后,接点板5与通电板4导通。
此外,也可以替代将绝缘片材74粘贴在接点板5的表面,而对接点板5的表面实施绝缘涂覆。该情况下,优选对接点板5的外周部和第2接点部23实施绝缘涂覆。即,优选不对第2接点部23实施绝缘涂覆,以便不妨碍第1接点部6与第2接点部23的导通。
(第13实施例)
参照图17A、17B、17C,对蓄电装置1300进行说明。蓄电装置1300是蓄电装置1200的变形例,电流切断装置1302的构造与蓄电装置1200的电流切断装置1202不同。通过对与蓄电装置1200相同的部件赋予与蓄电装置1200相同的参照编号,来省略说明。图17A表示通电路径断裂前的状态,图17B、17C表示通电路径断裂后的状态。
在电流切断装置1302中,绝缘片材76在导电板4的外周部与断裂槽16之间粘贴于导电板4的表面。如图17A所示,绝缘片材76与断裂槽16相比设置在靠导电板4的外周侧。即,绝缘片材76不设置在第1接点部6。另外,绝缘片材76粘贴于导通板4的表面,所以导通板4的导通路径不会变窄。不会妨碍负极外部端子19与电极构造体60(参照图1)之间的导通。
如图17B所示,若通电板4断裂通电路径切断,则绝缘片材76的位置不变,仅接点板5向上方移动。因此,绝缘片材76不会对接点板5的变形产生影响。此外,如图17C所示,即使在通电板4断裂时向上方相应移动接点板5的中央部分的情况下,也能够防止接点板5与通电板4。能够更可靠地防止在通电路径切断之后,接点板1205与通电板4导通。此外,与电流切断装置1202相同,也可以代替将绝缘片材76粘贴于通电板4的表面,而对通电板4的表面实施绝缘涂覆。
(第14实施例)
参照图18A、18B,对蓄电装置1400进行说明。蓄电装置1400是蓄电装置100的变形例,电流切断装置1402的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。图18A表示通电路径断裂前的状态,图18B表示通电路径断裂后的状态。
如图18A所示,在电流切断装置1402中,在通电板1404的第1接点部6的外周形成有凹部78。换言之,在通电板1404的接点板5侧的表面设置有包围第1接点部6的凹部78。如图18B所示,在通电板1404断裂通电路径被切断之后,能够增大通电板1404与接点板5之间的距离。能够更可靠地防止在通电路径切断之后,电极构造体60与负极外部端子19再导通。
(第15实施例)
参照图19,对蓄电装置1500进行说明。蓄电装置1500是蓄电装置100的变形例,电流切断装置1502的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。
如图19所示,在电流切断装置1502中,在变形板3的下方设置有绝缘性的保护板80。保护板80与变形板3、密封部件14、通电板4、密封部件17、接点板5及封口盖体7一起由支承部件11支承。保护板80配置在变形板3与电极构造体60(参照图1)之间。因此,即使电极构造体60与电流切断装置1502接触,也能够防止变形板3误动作。在壳体1的内压小于规定水平(壳体1的内压正常)时,能够防止电极构造体60与负极外部端子19之间的通电路径被切断。另外,因为保护板80是绝缘性的,所以能够防止变形板3与电极构造体60接触而短路。此外,在保护板80设置有贯通孔82。因此,在壳体1的内压超过规定水平并上升时,不会妨碍压力被施加至变形板3的受压部22。
(第16实施例)
参照图20,对蓄电装置1600进行说明。蓄电装置1600是蓄电装置100的变形例,电流切断装置1602的构造与蓄电装置100的电流切断装置2不同。通过对与蓄电装置100相同的部件赋予与蓄电装置100相同的参照编号,来省略说明。
如图20所示,电流切断装置1602具备覆盖突起12的帽部81。帽部81由绝缘性的材质形成。帽部81具备引导部83,引导部83由支承部件11支承。即,帽部81与变形板3、密封部件14、通电板4、密封部件17、接点板5及封口盖体7一起由支承部件11支承。电流切断装置1602具备绝缘性的帽部81,所以能够用金属等导电性材质形成突起12。
在电流切断装置1602中,在通电板4与突起12对置的位置,通电板4的表面与突起12的表面之间的距离Da比帽部81覆盖突起12的侧面的距离Db短。因此,能够防止帽部81从突起12脱离。另外,引导部83由支承部件11支承,所以能够使帽部81相对于突起12的位置难以偏移。另外,即使突起12没有被固定在变形板3,也能够通过引导部83来进行突起12相对于变形板3的定位。
(第17实施例)
参照图21,对蓄电装置1700进行说明。蓄电装置1700是蓄电装置1600的变形例,电流切断装置1702的构造与蓄电装置1600的电流切断装置1602不同。通过对与蓄电装置1600相同的部件赋予与蓄电装置1600相同的参照编号,来省略说明。
如图21所示,在电流切断装置1702中,帽部84不具备引导部。但是,在通电板4与突起12对置的位置,通电板4的表面与突起12的表面之间的距离Da比帽部84覆盖突起12的侧面的距离Db短。因此,能够防止帽部84从突起12脱离。在电流切断装置1702中,与电流切断装置1602相比较,能够简化帽部的形状。
(第18实施例)
参照图22,对蓄电装置1800进行说明。蓄电装置1800是蓄电装置1700的变形例,电流切断装置1802的构造与蓄电装置1700的电流切断装置1702不同。通过对与蓄电装置1700相同的部件赋予与蓄电装置1700相同的参照编号,来省略说明。
如图22所示,在电流切断装置1802中,通电板85的形状与电流切断装置1700的通电板4不同。在通电板85中,以断裂槽16包围的范围比断裂槽16的外侧更为凹陷。即,在通电板85中,断裂槽16划定通电板85的中央部(厚度薄的部分)。在电流切断装置1802的情况下,当变形板3向上方移动时,通电板85位于帽部84的侧面附近。因此,即使假设因突起12与通电板85接触时的冲击而帽部84将要从突起12脱离,帽部84也会碰撞通电板85的周围部(断裂槽16的外侧)。因此,能够防止帽部84从突起12脱离。
(第19实施例)
参照图23,对蓄电装置1900进行说明。蓄电装置1900是蓄电装置1700的变形例,电流切断装置1902的构造与蓄电装置1700的电流切断装置1702不同。通过对与蓄电装置1700相同的部件赋予与蓄电装置1700相同的参照编号,来省略说明。
如图23所示,在电流切断装置1902中,突起88及帽部86的形状与电流切断装置1700中的不同。突起88的通电板4侧的端部的直径比其他部分的直径大。帽部86的形状具有与突起88的形状相同的特征。即,在覆盖突起88的部分,帽部86的通电板4侧的端部直径比其他部分的直径大。在电流切断装置1902中,能够防止因振动、壳体1内的发热而帽部86从突起88脱离。
(第20实施例)
参照图24A、24B,对蓄电装置2000进行说明。蓄电装置2000是蓄电装置1600的变形例,电流切断装置2002的构造与蓄电装置1600的电流切断装置1602不同。通过对与蓄电装置1600相同的部件赋予与蓄电装置1600相同的参照编号,来省略说明。图24A表示通电路径断裂前的状态,图24B表示通电路径断裂后的状态。
如图24A所示,在电流切断装置2002中,通电板90的形状与电流切断装置1602的通电板4的形状不同。通电板90具备朝向突起12突出的突出部92。突出部92设置在断裂槽16的内侧。突出部92的剖面形状为曲面,具体而言为圆弧状。如图24B所示,在电流切断装置2002的情况下,即使假设突起12隔着帽部81相对于通电板90倾斜地接触,也能够向突出部92的大致中心传递冲击。因此,在壳体1的内压上升时,通电板90可靠地断裂,通电路径切断。
(第21实施例)
参照图25A、25B,对蓄电装置2100进行说明。蓄电装置2100是蓄电装置1600的变形例,电流切断装置2102的构造与蓄电装置1600的电流切断装置1602不同。通过对与蓄电装置1600相同的部件赋予与蓄电装置1600相同的参照编号,来省略说明。图25A表示通电路径断裂前的状态,图25B表示通电路径断裂后的状态。
如图25A所示,在电流切断装置2102中,帽部94的形状与电流切断装置1602的帽部81的形状不同。帽部94具备朝向通电板4突出的突出部95。突出部95位于突起12的通电板4侧的端面上。突出部95的剖面形状为曲面,具体而言为圆弧状。如图25B所示,在电流切断装置2102的情况下,即使假设突起12隔着帽部81相对于通电板90倾斜地接触,突出部95也能够对通电板4的大致中心传递冲击。因此,在壳体1的内压上升时,通电板4可靠地断裂,通电路径切断。此外,突出部95的形状只要是朝向通电板4侧变细的形状即可,并不限定于圆弧状。
(第22实施例)
参照图26A、26B,对蓄电装置2200进行说明。蓄电装置2200是蓄电装置1600的变形例,电流切断装置2202的构造与蓄电装置1600的电流切断装置1602不同。通过对与蓄电装置1600相同的部件赋予与蓄电装置1600相同的参照编号,来省略说明。图26A表示通电路径断裂前的状态,图26B表示通电路径断裂后的状态。
如图26A所示,在电流切断装置2202中,在突起12与帽部81之间设置有绝缘性液体96。绝缘性液体96配置在突起12的通电板4侧的端面。绝缘性液体96被保持在薄膜内,在变形板3发生变形前停留在突起12与帽部81之间的空间。此外,虽省略了图示,但在帽部81的绝缘性液体96的附近,设置有细微的孔。其中,绝缘性流体的材质只要在电池动作的温度下为液体即可,并不特别限定。作为绝缘性液体的材质,能够使用NMP等溶剂、油(例如,植物油及矿物油中在电池动作的温度下为液体的油)等。
如图26B所示,若变形板3向上方变形,则因帽部81与通电板4接触的冲击,突起12与帽部81之间的空间变窄。绝缘性液体96从帽部81内向帽部81的外部排出,在通电板4的表面形成绝缘膜96a。在电流切断装置2202的情况下,即使在通电路径被切断之后接点板5与通电板4接触,也能够通过绝缘膜96a来防止接点板5与通电板4导通。即,能够可靠地防止在通电路径被切断之后,电极构造体60与负极外部端子19再导通。
(第23实施例)
参照图27,对蓄电装置2300进行说明。蓄电装置2300是蓄电装置2200的变形例,电流切断装置2302的构造与蓄电装置2200的电流切断装置2202不同。通过对与蓄电装置2200相同的部件赋予与蓄电装置2200相同的参照编号,来省略说明。
在电流切断装置2302中,在帽部81的侧壁配置有树脂制的薄板98。在薄板98的下方(变形板3侧)隔着帽部81的侧壁与突起对置。薄板98的上方(通电板4侧)在断裂槽16的外侧与通电板4接触。在电流切断装置2302的情况下,在导电性液体96向帽部81的外部排出时,能够通过薄板98来抑制导电性液体96向变形板3侧移动。能够在通电板4的表面容易地形成绝缘膜(参照图26B),从而能够进一步可靠地防止电极构造体60与负极外部端子19再导通。
以上,根据附图对本发明的实施方式进行了说明,但具体的结构并不局限于这些实施方式,不脱离本发明要旨的范围内的变更、追加,也包含于本发明。
例如,在上述实施例中,示出了具备绝缘性的变形板和在变形板的中央部朝向接点板侧突出的绝缘性的突起的例子。但是,只要在壳体的内压上升、变形板变形从而通电路径断裂时,能够维持接点板与通电板电绝缘的状态即可。例如,也可以代替设置绝缘性的突起,而用绝缘性的材质形成变形板整体。或者,用绝缘性的材质仅形成突起的与接点板及通电板接触的部分。
在上述实施例中,例示了用金属制的薄板例如金属制的隔膜构成变形板和/或接点板的例子。但是,变形板也可以具有绝缘性,由能够弹性变形的材质形成。另外,接点板也可以具有导电性,由能够弹性变形的材质形成。
另外,变形板也可以是具有与负极电极(负极集电体)的材质等效性质的材质。以往,作为变形板的材质,使用作为正极电极(正极集电体)的材质的铝或者钛。在使用铝作为变形板的材质的情况下,存在变形板的强度变弱的问题。另外,在使用钛作为变形板的材质的情况下,与使用铝的情况相比存在变形板价格变高的问题。并且,在使用铝或者钛作为变形板的材质的情况下,会因电池内的温度上升或壳体内压的变动等,而造成变形板蠕动进而劣化。若变形板劣化,则会产生在蓄电装置以通常状态进行动作时,壳体1的内压仅上升至没有超过规定值的程度,电流切断装置就动作的情况。即,若变形板劣化,则会产生电流切断装置在比原先动作的压力低的压力下就动作的情况。
若使用具有与负极电极(负极集电体)的材质等效性质的材质作为变形板的材质,则能够解决上述那样的问题。其中,作为负极电极的材质,列举铜类的材质、不锈钢。另外,“与负极电极的材质等效性质”并不仅意味着与负极电极完全相同的材质(或者纯铜)。例如,也包括:以作为负极电极的材质的铜为主要性质成分并包括其他元素的合金等。
另外,在用能够焊接的铜类的材质或者不锈钢形成变形板的情况下,优选突起形成为具有绝缘性。此外,作为变形板的材质,除了铜类的材质、不锈钢之外,也可以使用铁、镍等。
电流切断装置也可以配置在正极外部端子119与电极构造体60之间的通电路径上。但是,更优选电流切断装置如在上述实施例所示出的那样配置在负极外部端子19与电极构造体60之间的通电路径上。在层叠正极电极和负极电极而形成电极构造体的情况下,一般为了防止Li的析出,较多地将负极电极制作得比正极电极大。因此,在将电极构造体60与电流切断装置之间的距离缩短的情况下,存在电流切断装置与负极电极接触的可能性。
若在正极外部端子119与电极构造体60之间的通电路径上配置电流切断装置,则有可能成为正极电位的电流切断装置与负极电极接触,发生短路。通过在负极外部端子19与电极构造体60之间的通电路径上配置电流切断装置,能够防止上述那样的短路。此外,通过如上述那样将变形板3、接点板5的材质设为与负极电极相同材质,能够使负极电极与电流切断装置中之间的连接(例如焊接)变得容易。其结果,能够降低产生伴随着异种金属彼此的连接的腐蚀。
在上述实施例中,设置在变形板的突起的形状是筒形。但是,突起的形状也可以是例如锥形等其他形状。
在上述实施例中,突起构成为与通电板或者接点板接触。但是,突起也可以是与通电板和接点板这双方接触的结构。
在上述实施例中,对于通电板而言,在纵剖面形状中,中央部较薄地形成。另外,断裂槽形成在通电板的中央部较薄的部分。但是,也可以使通电板的厚度恒定,并在通电板的中央部形成断裂槽。
在上述实施例中,通电板在外周部的一端具备与蓄电装置的电极构造体电连接的连接部件。但是,并不限定于上述实施例的方式,只要是通电板与电极构造体电连接的结构即可。
在上述实施例中,也可以在接点板设置孔。若由接点板和通电板包围的空间被密封,则当变形板将通电板向上方按压时,从通电板对变形板产生反作用力,为了使通电板断裂而需要大的力。若在接点板设置孔,则当变形板将通电板向上方按压时,上述的空间不会成为阻力,变形板能够更加可靠地使通电板断裂。

Claims (26)

1.一种电流切断装置,电连接具备正极和负极的电极构造体与正极外部端子或负极外部端子,在收纳所述电极构造体的壳体内的内压上升并超过规定水平时切断所述电极构造体与所述正极外部端子或所述负极外部端子之间的通电路径,其中,
所述电流切断装置具备:
变形板,其在所述壳体内的内压上升并超过规定水平时发生变形;
通电板,其构成所述通电路径;以及
接点板,
所述通电板包括与所述接点板接触的第1接点部,
所述接点板包括与所述第1接点部接触的第2接点部,
所述第1接点部和第2接点部被设置在所述通电路径上,
所述变形板包括能够接受所述壳体内的内压的受压部和与所述第1接点部及所述第2接点部中的至少一方接触的抵接部,
通过所述变形板以所述抵接部向所述接点板侧移动的方式发生变形,在所述第1接点部和所述第2接点部中至少所述第2接点部能够与所述通电板分离,
所述变形板与所述通电板和所述接点板中的至少一方绝缘,并且被配置成构成所述电流切断装置的外表面,
所述通电板被配置成被所述变形板和所述接点板夹持。
2.根据权利要求1所述的电流切断装置,其中,
所述第1接点部和所述第2接点部分别被设置于所述通电板和所述接点板的中央部。
3.根据权利要求1或2所述的电流切断装置,其中,
在所述变形板的中央部设置有向所述接点板突出的突起,
所述抵接部被包含于所述突起。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电流切断装置,其中,
在所述通电板的中央部,在所述抵接部所抵接的部分的周围设有槽。
5.根据权利要求3或4所述的电流切断装置,其中,
能够转移至第一状态、第二状态以及第三状态,
在第一状态中,当所述壳体的内压小于规定水平时,在所述变形板与所述通电板之间设有间隙,
在第二状态中,在所述壳体的内压上升并超过规定水平时,所述变形板的所述突起向所述通电板移动,对所述接点板施加冲击并且使所述接点板从所述通电板背离,
在第三状态中,所述接点板向所述通电板侧移动的力与所述变形板使所述接点板从所述通电板背离的力平衡,
当处于所述第三状态时,所述接点板从所述通电板背离以使得不与所述通电板导通。
6.根据权利要求5所述的电流切断装置,其中,
在所述通电板的中央部设置有槽,
所述变形板是翻转板,
所述变形板翻转时的弹性力大于使所述通电板的所述槽部分断裂的力。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电流切断装置,其中,
在所述变形板与所述通电板之间配置有具有绝缘性的绝缘部件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电流切断装置,其中,
所述通电板在所述变形板侧的中央部设置有凹部。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的电流切断装置,其中,
所述通电板的被所述槽包围的范围比所述槽的外侧的所述通电板的表面向与所述变形板相反侧凹陷。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电流切断装置,其中,
所述接点板在所述第2接点部的周围设有比所述接点板的其他部分脆弱的脆弱部。
11.根据权利要求10所述的电流切断装置,其中,
在所述接点板中的外周部与所述第2接点部之间,设有与所述通电板之间的距离随着从所述接点板的外周部向中央而增大的背离部,
所述脆弱部被设置于所述背离部。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电流切断装置,其中,
所述通电板的所述接点板侧表面的所述第1接点部的周围凹陷。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电流切断装置,其中,
所述变形板和所述接点板由薄板构成。
14.根据权利要求13所述的电流切断装置,其中,
所述变形板由具有圆弧状的波形部的薄板构成,
所述接点板由平板状的薄板构成。
15.根据权利要求13所述的电流切断装置,其中,
所述变形板由平板状的薄板构成,
所述接点板由具有圆弧状的波形部的薄板构成。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电流切断装置,其中,
在所述通电板的中央部设有所述抵接部能够穿过的贯通孔。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的电流切断装置,其中,
在所述通电板设有用于使伴随着所述变形板的变形的压力变动作用于所述接点板的压力孔。
18.根据权利要求3至17中任一项所述的电流切断装置,其中,
还具备覆盖所述突起的绝缘性的帽部。
19.根据权利要求18所述的电流切断装置,其中,
所述帽部具备与所述导通板的外周部一起被支承的引导部。
20.根据权利要求18或19所述的电流切断装置,其中,
所述槽围绕所述抵接部所抵接的部分的周围一圈,
被所述槽包围的范围相对于所述槽的外侧的所述通电板的表面凹陷。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的电流切断装置,其中,
以覆盖所述接点板的外侧的方式设有导电性的封口盖体,
所述封口盖体与所述外部端子螺纹结合。
22.根据权利要求1至20中任一项所述的电流切断装置,其中,
以覆盖所述接点板的外侧的方式设有导电性的封口盖体,
所述封口盖体经由连接部件与所述外部端子连接。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的电流切断装置,其中,
电流切断装置被配置在形成于所述负极外部端子与所述电极构造体之间的所述通电路径上。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的蓄电装置,其中,
所述变形板的材质是与所述负极的材质性质等同的材质。
25.一种蓄电装置,其中,
具备权利要求1至24中任一项所述的电流切断装置。
26.根据权利要求25所述的蓄电装置,其中,
所述蓄电装置是二次电池。
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