DE112013003164T5

DE112013003164T5 - Akkumulator

Info

Publication number: DE112013003164T5
Application number: DE201311003164
Authority: DE
Inventors: c/o Panasonic Corp. Umeyama Hiroya; c/o Panasonic Corp. Imanishi Hiroaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-03-12
Also published as: CN107026254A; JP2014086319A; CN104488113B; JP6112338B2; CN107026254B; US20150243960A1; CN104488113A; US10224533B2; KR20150033667A; WO2014064511A1; KR101738279B1

Abstract

In einem hiermit vorgeschlagenen Akkumulator (10) bricht, wenn ein Gasdruck in einem Batteriegehäuse (12) auf oder über ein spezifiziertes Niveau erhöht wird und ein Stromunterbrechungsventil (26) folglich zu einer Seite eines Verbindungsanschlusses (21) angehoben wird, ein dünnwandiger Abschnitt (71) an einem Abschnitt, der mit dem Stromunterbrechungsventil (26) verbunden ist, wodurch der Verbindungsanschluss (21) und ein Elektrodenkörper voneinander elektrisch getrennt werden. Ein Isoliermittel (27) ist in einem Abschnitt angeordnet, in dem der dünnwandige Bereich (71) bricht, und ist zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs (21) angeordnet, nachdem der dünnwandige Bereich (71) gebrochen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Akkumulator.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012-028008 (JP 2012-028008 A) offenbart eine versiegelte (abgedichtete) Batterie, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung zum Trennen eines Batteriestroms aufweist, wenn sich ein Innendruck eines Batteriegehäuses aufgrund einer Erzeugung eines abnormalen Gases erhöht. Die Stromunterbrechungsvorrichtung, die darin offenbart ist, weist einen hohlen, zylindrischen Elektrodenanschluss, der an einem Ende davon einen Flansch hat, und ein Stromunterbrechungsventil auf. Der Elektrodenanschluss ist an dem Batteriegehäuse in einem isolierten Zustand (Isolationszustand) angebracht, während ein Dichtungsmaterial (Versiegelungsmaterial) in einem Loch, das an dem Batteriegehäuse vorgesehen ist, derart angeordnet ist, dass der Flansch in dem Batteriegehäuse positioniert ist. Das Stromunterbrechungsventil ist ein konvexes Plattenmaterial und ist an dem Flansch des Elektrodenanschlusses angebracht, um in Richtung einer Innenseite des Batteriegehäuses vorzustehen. Die konvex geformte Spitze (das obere Ende) des Stromunterbrechungsventils ist an einen Stromabnehmer geschweißt, der in dem Batteriegehäuse aufgenommen ist. Ein Verbindungsabschnitt des Stromabnehmers mit dem Stromunterbrechungsventil ist dünner als der Rest der Abschnitte. Das Stromunterbrechungsventil ist ein Rückschlagventil (Umkehrventil) und hält seine konvexe Form, die zu der Innenseite des Batteriegehäuses vorsteht, bis der Innendruck des Akkumulators einen spezifizierten Unterbrechungsdruck erreicht. Wenn einmal der Innendruck des Akkumulators den spezifizierten Unterbrechungsdruck überschreitet, wird das Stromunterbrechungsventil umgekehrt (das heißt es wird in Richtung der Seite des Elektrodenanschlusses verformt). Zu dieser Zeit bricht der dünnwandige Abschnitt, um dadurch den Stromabnehmer von dem Stromunterbrechungsventil zu trennen.
In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2008-218193 (JP 2008-218193 A) wird, wenn das Stromunterbrechungsventil umgekehrt wird (es in Richtung der Seite des Elektrodenanschlusses verformt wird), verhindert, dass der Stromabnehmer in Richtung der Seite des Stromunterbrechungsventils gezogen wird, und somit kann verhindert werden, dass ein gebrochener Abschnitt des Stromabnehmers verformt wird und in Richtung des Stromunterbrechungsventils angehoben wird. Demgemäß ist es offenbart, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der gebrochene Abschnitt des Stromabnehmers das Stromunterbrechungsventil wieder (erneut) berührt, nachdem der Strom unterbrochen worden ist.
Die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 09-134715 (JP 09-134715 A) ( japanisches Patent Nr. 3649491 ) offenbart eine Stromunterbrechungsvorrichtung, durch die ein verbundener Abschnitt (Fügeabschnitt) zwischen dem Stromunterbrechungsventil und dem Stromabnehmer getrennt wird, wenn das Stromunterbrechungsventil umgekehrt wird. Hier ist es offenbart, ein zusammengedrücktes elastisches Bauteil (Styren-Butadien-Kautschuk) zwischen dem Stromunterbrechungsventil und dem Stromabnehmer anzuordnen. In diesem Fall ist es auch offenbart, dass, nachdem der verbundene Abschnitt zwischen dem Stromunterbrechungsventil und dem Stromabnehmer getrennt worden ist, das elastische Bauteil elastisch zurückgestellt wird und sich ausdehnt, um zu verhindern, dass das Stromunterbrechungsventil und der Stromabnehmer wieder miteinander verbunden werden.
Zum Beispiel sind ähnlich wie in JP 2008-218193 A und JP 09-134715 A ( japanisches Patent Nr. 3649491 ) verschiedene Strukturen zum Verhindern einer erneuten elektrischen Verbindung zwischen dem Stromunterbrechungsventil und dem Stromabnehmer, nachdem das Stromunterbrechungsventil umgekehrt wird und das Stromunterbrechungsventil und der Stromabnehmer elektrisch unterbrochen sind, vorgeschlagen worden. In JP 09-134715 A ( japanisches Patent Nr.3649491 ) löst sich die Schweißung des Stromunterbrechungsventils und des Stromabnehmers ab, wenn das Stromunterbrechungsventil umgekehrt wird. In anderen Worten ist es keine Struktur, in der der Stromabnehmer bricht, und somit das Stromunterbrechungsventil und der Stromabnehmer elektrisch unterbrochen werden, wenn das Stromunterbrechungsventil umgekehrt wird. Zusätzlich offenbart JP 2008-218193 A eine Struktur, in der der Stromabnehmer bricht und somit das Stromunterbrechungsventil und der Stromabnehmer elektrisch unterbrochen werden, wenn das Stromunterbrechungsventil umgekehrt wird. Jedoch können in diesem Fall das Stromunterbrechungsventil und der Stromabnehmer erneut elektrisch verbunden werden, wenn das Stromunterbrechungsventil von einem umgekehrten Zustand zurückgestellt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Akkumulator (Sekundärbatterie, Akkumulatorbatterie). Der Akkumulator weist ein Batteriegehäuse, einen Elektrodenkörper, der in dem Batteriegehäuse aufgenommen ist, einen Verbindungsanschluss, der in dem Batteriegehäuse vorgesehen ist, und eine Stromunterbrechungsvorrichtung auf, die ein Stromunterbrechungsventil, einen Stromabnehmer und ein Isoliermittel aufweist, die den Verbindungsanschluss elektrisch mit dem Elektrodenkörper verbindet und die den Verbindungsanschluss elektrisch von dem Elektrodenkörper trennt, wenn ein Gasdruck in dem Batteriegehäuse auf oder über ein spezifiziertes Niveau erhöht wird. Das Stromunterbrechungsventil ist aus einer leitfähigen dünnen Platte ausgebildet und an einer Öffnung des Verbindungsanschlusses an einer Innenseite des Batteriegehäuses angebracht, um die Öffnung abzudecken. Der Stromabnehmer weist Folgendes auf: einen dickwandigen Bereich, der in einer Position vorgesehen ist, um zu einer Fläche des Stromunterbrechungsventils an der Innenseite des Batteriegehäuses zugewandt zu sein; und einen dünnwandigen Bereich, der an einer Mitte des dickwandigen Bereichs ausgebildet ist und mit dem Stromunterbrechungsventil verbunden ist. Wenn der Gasdruck in dem Batteriegehäuse auf oder über das spezifizierte Niveau erhöht wird und das Stromunterbrechungsventil zu der Seite des Verbindungsanschlusses angehoben (gedrückt) wird, bricht der dünnwandige Bereich an einem Abschnitt, der mit dem (an das) Stromunterbrechungsventil verbunden (angefügt) ist, und wird der Verbindungsanschluss elektrisch von dem Elektrodenkörper getrennt. Das Isoliermittel ist in einem Abschnitt angeordnet, in dem der dünnwandige Bereich bricht, und liegt zwischen beiden (den) Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs, nachdem der dünnwandige Bereich gebrochen ist.
Das Isoliermittel kann ein Film sein. Das Isoliermittel kann zwischen dem Stromunterbrechungsventil und dem Stromabnehmer angeordnet sein. Der dünnwandige Bereich kann mit einer Aussparung (Kerbe, Vertiefung) ausgebildet sein, die einen zu brechenden Abschnitt bestimmt, und das Isoliermittel kann sich über die Aussparung an dem zu brechenden Abschnitt erstrecken. Das Isoliermittel kann an einer Fläche an der Seite des Stromabnehmers des Abschnitts angebracht sein, an dem der dünnwandige Bereich mit dem Stromunterbrechungsventil verbunden ist, und kann zumindest einen Teil des dünnwandigen Bereichs abdecken. Der dünnwandige Bereich kann mit der Aussparung ausgebildet sein, die den zu brechenden Abschnitt bestimmt, und das Isoliermittel kann an dem dünnwandigen Bereich in einer Seite des zu brechenden Abschnitts von der Aussparung angebracht sein und sich über die Aussparung zu einer äußeren Seite des zu brechenden Abschnitts erstrecken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und technische und gewerbliche Besonderheiten der beispielhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen Folgendes gezeigt ist:
1 ist eine Perspektivaußenansicht einer Lithiumionen-Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Ansicht zum Zeigen eines gewickelten Elektrodenkörpers, der in der Lithiumionen-Batterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
3 ist eine Perspektivansicht zum Zeigen eines positiven Elektrodenstromabnehmers (interner Anschluss), der an dem gewickelten Elektrodenkörper gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
4 ist eine Schnittansicht einer Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Explosionsperspektivansicht der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Perspektivansicht zum Zeigen einer Innenseite einer Isolationshalterung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Ansicht zum Zeigen eines Isolationsfilms gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine vergrößerte Ansicht des Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine vergrößerte Ansicht des Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Ansicht zum Zeigen einer Führung eines Lochs des Isolationsfilms gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine vergrößerte Ansicht des Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine vergrößerte Ansicht des Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine vergrößerte Ansicht des Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine Ansicht zum Zeigen einer Führung eines Durchmessers des Isolationsfilms in der Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
16 ist eine Ansicht zum Zeigen eines Fahrzeugs, in dem die Lithiumionen-Batterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine Beschreibung eines Akkumulators (Sekundärbatterie, Akkumulatorbatterie) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend ausgeführt. Natürlich ist das Ausführungsbeispiel ohne irgendeine Absicht beschrieben, die vorliegende Erfindung besonders zu beschränken. Zusätzlich geben die Abmessungsverhältnisse (wie zum Beispiel Länge, Breite und Dicke) in jeder der Zeichnungen nicht die tatsächlichen Abmessungsverhältnisse wieder. Ein Bauteil oder eine Komponente mit demselben Effekt (Wirkung) ist durch dasselbe Bezugszeichen bezeichnet und dessen/deren Beschreibung wird nicht wiederholt oder wird vereinfacht beschrieben.
Eine Lithiumionen-Batterie, in der ein Elektrodenkörper einer Wicklungsbauart (nachstehend als "ein gewickelter Elektrodenkörper" bezeichnet) und eine nicht wässrige Elektrolytlösung in einem polygonalen (das heißt, einem schachtelförmigen, rechteckigen Parallelepiped) Gehäuse aufgenommen sind, ist nachstehend als ein Beispiel aufgezeigt. Es sollte angemerkt werden, dass eine Art des Akkumulators nicht auf die den Lithium-Akkumulator (üblicherweise die Lithiumionen-Batterie, die ein nicht wässriges Elektrolyt aufweist) gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt, solange eine Stromunterbrechungsvorrichtung, die nachstehend offenbart ist, darin umfasst ist. Die vorliegende Erfindung kann auch bei anderen Arten des Akkumulators, wie zum Beispiel einer Nickel-Wasserstoff-Batterie, angewandt werden. Des Weiteren ist die Batteriestruktur nicht beschränkt und somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine polygonale Batterie beschränkt. Zum Beispiel ist der gewickelte Elektrodenkörper als ein Beispiel des Elektrodenkörpers aufgezeigt; jedoch kann stattdessen der Elektrodenkörper einer geschichteten Bauart verwendet werden. Des Weiteren ist der gewickelte Elektrodenkörper in einer flachen Form als ein Beispiel des gewickelten Elektrodenkörpers aufgezeigt; jedoch kann der gewickelte Elektrodenkörper eine zylindrische Form haben.
1 ist eine Perspektivaußenansicht einer Lithiumionen-Batterie 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Ansicht zum Zeigen eines gewickelten Elektrodenkörpers 50, der in der Lithiumionen-Batterie 10 eingebaut ist. In 2 ist jede Platte (eine positive Elektrodenplatte 222, eine negative Elektrodenplatte 240 und Separatoren 262, 264) in einem teilweise entwickelten (entfalteten) Zustand gezeigt, um eine gewickelte Struktur (Wicklungsstruktur) des gewickelten Elektrodenkörpers 50 darzustellen.
Die Lithiumionen-Batterie 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist durch ein flaches polygonales Batteriegehäuse (das heißt einen äußeren Behälter (Außenbehälter)) 12 gebildet, wie der, der in 1 gezeigt ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist in der Lithiumionen-Batterie 10 der gewickelte Elektrodenkörper 50 in der flachen Form gemeinsam mit einem flüssigen Elektrolyt (Elektrolytlösung), der nicht gezeigt ist, in dem Batteriegehäuse 12 aufgenommen.
<< Batteriegehäuse 12 >>
Das Batteriegehäuse 12 ist aus einem schachtelförmigen (mit anderen Worten rechteckförmigen Parallelepiped mit Boden) Gehäusehauptkörper 14, der eine Öffnung an einem Ende hat (das während einer normalen Verwendung der Batterie 10 zu einem oberen Ende davon korrespondiert), und einer Dichtungsplatte (Versiegelungsplatte) 16 (Deckelkörper) gebildet, die (der) aus einem rechteckförmigen Plattenbauteil gebildet ist, das an der Öffnung angebracht ist, um die Öffnung abzudichten (zu versiegeln). Die Dichtungsplatte 16 ist an einen Umfangsrand der Öffnung des Gehäusehauptkörpers 14 geschweißt. Demgemäß hat das Batteriegehäuse 12 eine Hexaederform und eine Dichtungsstruktur (Versiegelungsstruktur), die ein Paar Gehäusebreitenflächen 14A, die einer Breitenfläche des flach geformten, gewickelten Elektrodenkörpers 50 zugewandt sind, und vier rechteckförmige Gehäuseflächen 14B aufweist, die benachbart zu den breiten Gehäusebreitenflächen 14A angeordnet sind (das heißt, eine rechteckförmige obere Gehäusefläche davon ist als die Dichtungsplatte 16 ausgebildet).
Ein Material für das Batteriegehäuse 12 ist nicht beschränkt, solange es in einer gewöhnlichen, abgedichteten (versiegelten) Batterie verwendet wird. Es ist bevorzugt, dass das Batteriegehäuse 12 aus einem leichten Metallmaterial mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit ausgebildet ist. Beispiele eines derartigen Metallmaterials umfassen Aluminium, rostfreien Stahl und nickelbeschichteten (vernickelten) Stahl. Das Batteriegehäuse 12 (der Gehäusehauptkörper 14 und die Dichtungsplatte 16) gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist aus Aluminium oder einer Legierung ausgebildet, die primär aus Aluminium ausgebildet ist.
Wie in 1 gezeigt ist, sind der positive Elektrodenanschluss 18 (externe (äußere, außenliegende) Anschluss) und der negative Elektrodenanschluss 20 (externe (äußere, außenliegende) Anschluss) zur externen Verbindung an der Dichtungsplatte 16 ausgebildet. Ein geeignet geformter Anschluss kann an diese externen Anschlüsse 18, 20 gemäß einem Nutzungsverhalten der Lithiumionen-Batterie 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel angebracht werden.
Ein dünnwandiges Sicherheitsventil 40, das einen Innendruck freigibt, wenn der Innendruck des Batteriegehäuses 12 auf oder über ein spezifiziertes Niveau (zum Beispiel ein festgelegter Ventilöffnungsdruck beträgt ungefähr 0,3 MPa bis 1,0 MPa) erhöht wird, und ein Flüssigkeitseinlassanschluss 42 sind zwischen den beiden Anschlüssen 18, 20 an der Dichtungsplatte 16 ausgebildet. Es sollte angemerkt werden, dass 1 einen Zustand zeigt, in dem der Flüssigkeitseinlassanschluss 42 durch ein Dichtungsmaterial 43 abgedichtet (versiegelt) ist, nachdem eine Flüssigkeit darin eingefüllt worden ist.
<< Gewickelter Elektrodenkörper 50 (Elektrodenkörper) >>
Wie in 2 gezeigt ist, weist der gewickelte Elektrodenkörper 50 eine lange plattenartige positive Elektrode (die positive Elektrodenplatte 220), eine lange plattenartige negative Elektrode (die negative Elektrodenplatte 240), die ähnlich bzw. gleich wie die positive Elektrodenplatte 22 ist, und zwei lange plattenförmige Separatoren (die Separatoren 262, 264) auf.
<< Positive Elektrodenplatte 220 >>
Die positive Elektrodenplatte 220 weist eine bandförmige positive Elektrodenstromabnehmerfolie 221 und eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht 223 auf. Eine Metallfolie, die für eine positive Elektrode geeignet ist, kann bevorzugt für die positive Elektrodenstromabnehmerfolie 221 verwendet werden. Zum Beispiel kann eine bandförmige Aluminiumfolie, die eine spezifizierte Breite und Dicke von ungefähr 15 μm hat, für die positive Elektrodenstromabnehmerfolie 221 verwendet werden. Ein nicht beschichteter Bereich 222 ist entlang einem der Ränder in einer Breitenrichtung der positiven Elektrodenstromabnehmerfolie 221 festgelegt. In einem dargestellten Beispiel ist die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 223 an beiden Flächen der positiven Elektrodenstromabnehmerfolie 221 bis auf den nicht beschichteten Bereich 222 aufgebracht, der in der positiven Elektrodenstromabnehmerfolie 221 festgelegt ist. Die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 223 beinhaltet ein positives Elektrodenaktivmaterial. Die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 223 wird durch Beschichten der positiven Elektrodenstromabnehmerfolie 221 mit einem positiven Elektrodengemisch ausgebildet, das das positive Elektrodenaktivmaterial beinhaltet.
Eine Art oder zwei oder mehrere Arten von Materialien, die üblicherweise in der Lithiumionen-Batterie verwendet werden, kann/können als das positive Elektrodenaktivmaterial ohne irgendeine Einschränkung verwendet werden. Bevorzugte Beispiele umfassen: ein Oxid, das Lithium und ein Übergangsmetallelement als Hauptmetallelemente (Lithium-Übergangsmetall-Oxid) wie zum Beispiel Lithium-Nickel-Oxid (zum Beispiel LiNiO₂), Lithium-Kobalt-Oxid (zum Beispiel LiCoO₂), und Lithium-Mangan-Oxid (zum Beispiel LiMn₂O₄) beinhaltet; und ein Phosphat, das Lithium und das Übergangsmetallelement als die Hauptmetallelemente wie zum Beispiel Lithium-Mangan-Phosphat (LiMnPO₄) und Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO₄) enthält.
<< Leitfähiges Material >>
Ein Kohlenstoffmaterial, wie zum Beispiel Kohlenstoffpulver oder Kohlenstofffaser, ist als ein Beispiel eines leitfähigen Materials aufgeführt. Eine Art, die aus einem leitfähigen Material ausgewählt wird, kann einzeln verwendet werden oder es können zwei oder mehrere Arten gemeinsam verwendet werden. Als das Kohlenstoffpulver können verschiedene Arten von Ruß (zum Beispiel Acetylenruß, Furnaceruß, Graphitruß, Ruß, Graphit und Ketjenblack) und Graphitpulver verwendet werden.
<< Bindemittel >>
Ein Bindemittel bindet Partikel des positiven Elektrodenaktivmaterials und Partikel des leitfähigen Materials, die in der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 223 beinhaltet sind, und bindet ferner diese Partikel und die positive Elektrodenstromabnehmerfolie 221. Ein Polymer, das lösbar oder dispergierbar in einem zu verwendenden Lösungsmittel ist, kann als ein Bindungsmittel verwendet werden. Zum Beispiel ist es in einer positiven Elektrodengemischzusammensetzung, die ein wässriges Lösungsmittel verwendet, möglich, bevorzugt ein wasserlösliches Polymer oder ein wasserdispergierbares Polymer, wie zum Beispiel ein Cellulosepolymer (Carboxymethyl-Cellulose (CC), Hydroxypropylmethyl-Cellulose (HBMC) oder dergleichen), ein Fluorharz (zum Beispiel Polyvinylalkohol (PVA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) oder dergleichen) oder Kautschuk (Vinylacetat-Copolymer, Styrenbutadien-Copolymer (SBR), ein SBR-Harz mit Acrylsäure (SBR-Latex) oder dergleichen) anzuwenden. Zusätzlich ist es in der positiven Elektrodengemischzusammensetzung, die ein nicht wässriges Lösungsmittel verwendet, möglich, bevorzugt ein Polymer (Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyacrylnitril (PAN) oder dergleichen) anzuwenden.
<< Negative Elektrodenplatte 240 >>
Wie in 2 gezeigt ist, weist die negative Elektrodenplatte 240 eine bandförmige negative Elektrodenstromabnehmerfolie 241 und eine negative Elektrodenaktivmaterialschicht 243 auf. Eine Metallfolie, die für die negative Elektrode geeignet ist, kann bevorzugt für die negative Elektrodenstromabnehmerfolie 241 verwendet werden. Für die negative Elektrodenstromabnehmerfolie 241 wird eine bandförmige Kupferfolie, die eine spezifizierte Breite und Dicke von ungefähr 10 μm hat, verwendet. Ein nicht beschichteter Bereich 242 ist entlang einer der Ränder in einer Breitenrichtung der negativen Elektrodenstromabnehmerfolie 241 festgelegt. Die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 243 ist an beiden Flächen der negativen Elektrodenstromabnehmerfolie 241 bis auf den nicht beschichteten Bereich 242 ausgebildet, der in der negativen Elektrodenstromabnehmerfolie 241 festgelegt ist. Die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 243 ist an der negativen Elektrodenstromabnehmerfolie 241 angeordnet und beinhaltet zumindest ein negatives Elektrodenaktivmaterial. Die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 243 ist durch Beschichten der negativen Elektrodenstromabnehmerfolie 241 mit einem negativen Elektrodengemisch ausgebildet, das das negative Elektrodenaktivmaterial beinhaltet.
<< Negatives Elektrodenaktivmaterial >>
Eine Art oder zwei oder mehrere Arten von Materialen, die in einer üblichen Lithiumionen-Batterie verwendet werden, können als das negative Elektrodenaktivmaterial ohne eine Beschränkung verwendet werden. Bevorzugte Beispiele umfassen ein Kohlenstoffmaterial, wie zum Beispiel Graphitkohlenstoff und amorphen Kohlenstoff, ein Lithium-Übergangsmetall-Oxid, und Lithium-Übergangsmetall-Nitrid. Zusätzlich kann eine Separatorplatte, die aus einem porösen Polyolefinharz ausgebildet ist, als ein bevorzugtes Beispiel der Separatorplatte aufgeführt werden, die vorstehend beschrieben ist.
<< Separatoren 262, 264 >>
Wie in 2 gezeigt ist, trennen die Separatoren 262, 264 die positive Elektrodenplatte 220 und die negative Elektrodenplatte 240. In diesem Beispiel ist jeder der Separatoren 262, 264 aus einem bandförmigen Plattenmaterial in einer spezifizierten Breite ausgebildet, das mehrere winzige Löcher hat. Als die Separatoren 262, 264 können zum Beispiel ein Separator einer einzelnen Schichtstruktur und ein Separator einer laminierten Struktur verwendet werden, die aus einem porösen Polyolefinharz ausgebildet ist. In diesem Beispiel ist, wie in 2 gezeigt ist, eine Breite b1 der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 243 geringfügig größer als eine Breite a1 der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 223. Des Weiteren sind Breiten c1, c2 der Separatoren 262, 264 geringfügig größer als die Breite b1 der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 243 (c1, c2 > b1 > a1).
Es sollte angemerkt werden, dass jeder der Separatoren 262, 264 aus einem plattenartigen Bauteil in dem Beispiel ausgebildet ist, das in 2 gezeigt ist. Ein beliebiges Bauteil kann für die Separatoren 262, 264 verwendet werden, solange es die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 223 und die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 243 isoliert und ferner eine Bewegung des Elektrolyts zulässt. Daher sind die Separatoren 262, 264 nicht auf das plattenartige Bauteil beschränkt. Statt des plattenartigen Bauteils kann jeder der Separatoren 262, 264 aus einer Schicht aus isolierenden Partikeln ausgebildet sein, die an einer Fläche der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 223 oder einer Fläche der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 243 ausgebildet ist. Die isolierenden Partikel können aus einem anorganischen Füllmittel, -stoff mit einer isolierenden Eigenschaft (wie zum Beispiel ein Füllmittel eines Metalloxids oder eines Metallhydroxids) oder isolierenden Harzpartikeln (wie zum Beispiel Partikel aus Polyethylen oder Polypropylen) zusammengesetzt sein.
<< Flüssiger Elektrolyt (Elektrolytlösung) >>
Als der flüssige Elektrolyt (Elektrolytlösung) kann die nicht wässrige Elektrolytlösung, die für die übliche Lithiumionen-Batterie verwendet wird, oder eine Lösung, die ähnlich wie die nicht wässrige Elektrolytlösung ist, ohne eine Beschränkung verwendet werden. Eine derartige nicht wässrige Elektrolytlösung hat üblicherweise eine Zusammensetzung, in der ein geeignetes nicht wässriges Lösungsmittel ein Trägersalz beinhaltet. Als das nicht wässrige Lösungsmittel können eine Art oder zwei oder mehrere Arten aus einer Gruppe von zum Beispiel Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat, 1,2-Dimethoxyethan, 1,2-Diethoxyethan, Tetrahydrofuran, 1,3-Dioxolan und dergleichen ausgewählt werden. Zusätzlich kann als das Trägersalz Lithiumsalz, wie zum Beispiel LiPF₆, LiBF₄, LiAsF₆, LiCF₃SO₃, LiC₄F₉SO₃, LiN(CF₃SO₂)₂, LiC(CF₃SO₂)₃ oder dergleichen verwendet werden. Als ein Beispiel kann die nicht wässrige Elektrolytlösung aufgeführt werden, in der ein gemischtes Lösungsmittel aus Ethylencarbonat und Diethylcarbonat (zum Beispiel ein Massenverhältnis von 1:1) LiPF₆ mit einer Konzentration von ungefähr 1 Mol/L beinhaltet. Es sollte angemerkt werden, dass ein fester oder gallertartiger Elektrolyt statt der Elektrolytlösung angewandt werden kann.
<< Anbringung des gewickelten Elektrodenkörpers 50 >>
In diesem Ausführungsbeispiel wird, wie in 2 gezeigt ist, der gewickelte Elektrodenkörper 50 gedrückt (gepresst) und gebogen, um in einer Richtung flach zu sein, die orthogonal zu einer Wicklungsachse WL ist. In dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, liegen der nicht beschichtete Bereich 222 der positiven Elektrodenstromabnehmerfolie 221 und der nicht beschichtete Bereich 242 der negativen Elektrodenstromabnehmerfolie 241 an beiden Seiten der Separatoren 262, 264 in einer spiralförmigen Weise frei.
3 ist eine Perspektivansicht zum Zeigen eines positiven Elektrodenstromabnehmers 60 (interner Anschluss), der an dem gewickelten Elektrodenkörper 50 angebracht ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird, wie in 3 gezeigt ist, ein Zwischenbereich (mittlerer Bereich) 224 des nicht beschichteten Bereichs 222 (242) zusammengefasst und ist an den positiven Elektrodenstromabnehmer 60 (interner Anschluss) geschweißt, der in dem Batteriegehäuse 12 angeordnet ist.
<< Positiver Elektrodenstromabnehmer 60 (interner Anschluss) >>
Der positive Elektrodenstromabnehmer 60 (nachstehend auch als "der interne Anschluss" bezeichnet) ist ein Bauteil, das elektrisch mit dem gewickelten Elektrodenkörper 50 verbunden ist, der in dem Batteriegehäuse 12 aufgenommen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der positive Elektrodenstromabnehmer 60 aus Aluminium oder einer Legierung hergestellt, die Aluminium als ein Hauptmaterial (Aluminiumlegierung) beinhaltet. Wie in 3 gezeigt ist, weist der positive Elektrodenstromabnehmer 60 einen internen Anschlussbereich 61, Armbereiche 62, 63 und Stromabnehmerlaschen 64, 65 auf. Der interne Anschlussbereich 61 ist eine im Wesentlichen rechteckförmige flache Platte. Die Armbereiche 62, 63 erstrecken sich von entgegengesetzten Seiten des internen Anschlussbereichs 61. Die Stromabnehmerlaschen 64, 65 sind geschweißte Abschnitte, die an Enden der Armbereiche 62, 63 vorgesehen sind.
In diesem Ausführungsbeispiel liegt, wie in 2 gezeigt ist, der nicht beschichtete positive Elektrodenbereich 223 der positiven Elektrodenplatte 220, die in der spiralförmigen Weise gewickelt ist, in einer im Wesentlichen ellipsenförmigen Form an einer Seite in der Wicklungsachsenrichtung des gewickelten Elektrodenkörpers 50 frei, der gepresst und gebogen ist, um flach zu sein. Wie in 3 gezeigt ist, ist der interne Anschlussbereich 61 angeordnet, um zu einer gekrümmten Fläche eines gekrümmten Bereichs (eines oberen gekrümmten Bereichs in einem Beispiel, das in 3 gezeigt ist) an einer Seite des nicht beschichteten positiven Elektrodenbereichs 222 zugewandt zu sein, der in der im Wesentlichen ellipsenförmigen Form freiliegend ist. Jeder der Armbereiche 62, 63 hat eine Form, die von dem internen Anschlussbereich 61 gebogen ist. Die Armbereiche 62, 63 erstrecken sich zu dem Zwischenbereich (mittleren Bereich) 224 des nicht beschichteten Bereichs 222 (242), um den nicht beschichteten positiven Elektrodenbereich 222, der in der im Wesentlichen ellipsenförmigen Form freiliegend ist, zwischen ihnen zu halten. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Zwischenbereich 224 des nicht beschichteten Bereichs 220 gebündelt. Der Zwischenbereich 224 ist (wird) zwischen den Stromabnehmerlaschen 64, 65 gehalten, die an den Enden der Armbereiche 62, 63 vorgesehen sind. Dann werden (sind) die Stromabnehmerlaschen 64, 65 und der Zwischenbereich 224 des nicht beschichteten Bereichs 222 miteinander verschweißt.
3 zeigt nur die positive Elektrodenseite des gewickelten Elektrodenkörpers 50; jedoch hat die negative Elektrodenseite des Körpers, die nicht gezeigt ist, dieselbe Struktur. Der negative Elektrodenanschluss 20 für die externe Verbindung ist elektrisch mit dem gewickelten Elektrodenkörper 50 über eine negative Elektrodenstromabnehmerlasche und einen negativen Elektrodenstromabnehmer verbunden, die nicht gezeigt sind und in dem Batteriegehäuse 12 angeordnet sind.
<< Stromunterbrechungsvorrichtung 80 >>
Wie vorstehend beschrieben ist, weist die Lithiumionen-Batterie 10 das Batteriegehäuse 12 und den gewickelten Elektrodenkörper 50 (Elektrodenkörper) auf, der in dem Batteriegehäuse 12 aufgenommen ist. Die Lithiumionen-Batterie 10 weist eine Stromunterbrechungsvorrichtung 80 auf, die einen Batteriestrom trennt (unterbricht), wenn der Innendruck des Batteriegehäuses 12 abnormal hoch wird. In diesem Beispiel ist die Stromunterbrechungsvorrichtung 80 zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 18 (externen Anschluss) und dem positiven Elektrodenstromabnehmer 60 (interner Anschluss) in einem leitfähigen Weg des Batteriestroms in der positiven Elektrode konstruiert.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der interne Anschlussbereich 61 des positiven Elektrodenstromabnehmers 60 (interner Anschluss) die im Wesentlichen rechteckförmige flache Platte und ist mit einem kreisförmigen dünnwandigen Bereich 71 an deren Mitte ausgebildet. Ein Umfang (Umgebung) des dünnwandigen Bereichs 71 (ein dickwandiger Bereich 72) ist hinreichend dicker als der dünnwandige Bereich 71 und hat eine erforderliche Steifigkeit (Festigkeit). In diesem Ausführungsbeispiel ist der dickwandige Bereich 72 mit Öffnungen 73, 74 an beiden Seiten ausgebildet, wobei der dünnwandige Bereich 71 zwischen diesen positioniert ist.
Zusätzlich sind Anbringungslöcher 75 an vier Ecken des dickwandigen Bereichs 72 ausgebildet.
<< Dünnwandiger Bereich 71 >>
Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel der dünnwandige Bereich 71 in einer im Wesentlichen Kreisform an einer Mitte des dickwandigen Bereichs 72 ausgebildet. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel der dünnwandige Bereich 71 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Eine ringförmige Nut (Aussparung, Kerbe) 76 (spitzwinklige Nut) ist entlang eines Kreises mit einem spezifizierten Durchmesser oberhalb der Mitte ausgebildet. Die Aussparung 76 kann durch Eingravieren mit einer spitzwinkligen Schneide bzw. Klinge ausgebildet werden. Ein Loch 77 ist an der inneren Seite der Aussparung 76 in einer radialen Richtung ausgebildet.
4 zeigt einen Querschnitt, der durch die ungefähre Mitte des positiven Elektrodenanschlusses 18 (externer Anschluss) entlang einer Dickenrichtung des Batteriegehäuses 12 führt. 5 ist eine Explosionsperspektivansicht jeder Komponente der Stromunterbrechungsvorrichtung 80. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des Stromunterbrechungsbereichs der Stromunterbrechungsvorrichtung 80.
<< Positives Elektrodenanschlussmontageloch 16A >>
In diesem Ausführungsbeispiel weist, wie vorstehend beschrieben ist, das Batteriegehäuse 12 der Lithiumionen-Batterie 10 den polygonalen Gehäusehauptkörper 14, deren eine Fläche offen ist, und die Dichtungsplatte 16 (Deckelkörper) auf, die (der) an dem Gehäusehauptkörper 14 angebracht ist (siehe 1). Der positive Elektrodenanschluss 18 (externe Anschluss), für den die Stromunterbrechungsvorrichtung 80 konstruiert ist (siehe 4), ist an der Dichtungsplatte 16 vorgesehen. Der positive Elektrodenanschluss 18 ist elektrisch mit dem positiven Elektrodenstromabnehmer 60 (internen Anschluss) und einem positiven Elektrodenelement des gewickelten Elektrodenkörpers 50 in dem Batteriegehäuse 12 über die Stromunterbrechungsvorrichtung 80 elektrisch verbunden (siehe 3). Wie in 4 gezeigt ist, ist die Dichtungsplatte 16 mit einem positiven Elektrodenanschlussmontageloch 16A ausgebildet. Eine Stufe 16A1 ist um das positive Elektrodenanschlussmontageloch 16A herum zum Montieren des positiven Elektrodenanschlusses 18 vorgesehen.
<< Struktur des positiven Elektrodenanschlusses 18 >>
Wie in 4 bis 6 gezeigt ist, weist der positive Elektrodenanschluss 18 einschließlich der Stromunterbrechungsvorrichtung 80 einen Verbindungsanschluss 21, eine erste Dichtung 22, eine zweite Dichtung 23, eine Isolationshalterung 24, einen Z-Anschluss 25, ein Stromunterbrechungsventil 26 (Umkehrplatte) und einen Isolationsfilm 27 als ein Isolationsmittel (siehe 6) auf. Es sollte angemerkt werden, dass der Isolationsfilm 27 nicht in 4 und 5 gezeigt ist.
<< Verbindungsanschluss 21 >>
In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in 4 und 5 gezeigt ist, der Verbindungsanschluss 21 an dem positiven Elektrodenanschlussmontageloch 16A befestigt, das in der Dichtungsplatte 16 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Verbindungsanschluss 21 eine nietartige Struktur, durch die er in das positive Elektrodenanschlussmontageloch 16A eingesetzt ist und daran befestigt ist, und weist einen zylindrischen Bereich 31 und einen Kopfbereich 32 auf. Der Kopfbereich 32 ist an einem Ende des zylindrischen Bereichs 31 vorgesehen und erstreckt sich in einer flachen Plattenform von dem Ende des zylindrischen Bereichs 31 zu einer Außendurchmesserseite. Ein Außendurchmesserende 33 des Kopfbereichs 32, der in der flachen Plattenform ausgebildet ist, hat eine Form, die in einer Umfangsrichtung kontinuierlich ist und in einer Richtung vorsteht, um von dem zylindrischen Bereich 31 entlang einer Achse des zylindrischen Bereichs 31 entfernt zu sein. Ein Ende (Spitze) des Außendurchmesserendes 33 dient als eine Öffnung an einem Ende des Verbindungsanschlusses 21. Ein Aufnahmebereich 34 zum Aufnehmen des Stromunterbrechungsventils 26 ist an einem Ende (Spitze) des Außendurchmesserendes 33 vorgesehen. Der Aufnahmebereich 34 ist mit einer Stufe vorgesehen, in die (der) das scheibenförmige Stromunterbrechungsventil 26 eingepasst (angeordnet) ist.
<< Erste Dichtung 22, zweite Dichtung 23 >>
Jede der ersten Dichtung 22 und der zweiten Dichtung 23 ist ein elastisches Bauteil (Federbauteil) mit einer Isolationseigenschaft, wie zum Beispiel Kautschuk. Die erste Dichtung 22 und die zweite Dichtung 23 sind in einem Zwischenraum (Spalt) zwischen dem Verbindungsanschluss 21 und der Dichtungsplatte 16 montiert. Die erste Dichtung 22 und die zweite Dichtung 23 isolieren den Verbindungsanschluss 21 und die Dichtungsplatte 16 und sichern eine Luftdichtheit des Batteriegehäuses 12 in einem Abschnitt, in dem der Verbindungsanschluss 21 montiert ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Dichtung 22 ein im Wesentlichen scheibenförmiges Bauteil, das angeordnet ist, um einen Umfang des positiven Elektrodenanschlussmontagelochs 16A an der anderen Seite der Dichtungsplatte 16 abzudecken. Die zweite Dichtung 23 weist einen zylindrischen Bereich 23a und einen flachen Plattenbereich 23b auf. Der zylindrische Bereich 23a ist an einem Ende der zweiten Dichtung 23 vorgesehen. Der flache Plattenbereich 23b erstreckt sich in einer flachen Plattenform (in diesem Ausführungsbeispiel einer Scheibenform) von einem Ende des zylindrischen Bereichs 23a radial nach außen. Der zylindrische Bereich 23a der zweiten Dichtung 23 ist an einem Außenumfang des zylindrischen Bereichs 31 in dem Verbindungsanschluss 21 montiert und ist in das positive Elektrodenanschlussmontageloch 16A gemeinsam mit dem zylindrischen Bereich 31 des Verbindungsanschluss 21 eingesetzt. Der flache Plattenbereich 23b der zweiten Dichtung 23 erstreckt sich von dem positiven Elektrodenanschlussmontageloch 16A entlang der Innenseite der Dichtungsplatte 16 und ist zwischen einer Innenfläche der Dichtungsplatte 16 und dem Kopfbereich 32 des Verbindungsanschluss 21 gehalten.
<< Isolierte Halterung (Isolationshalterung) 24 >>
7 ist eine Perspektivansicht zum Zeigen einer Innenseite der Isolationshalterung 24 (eine Seite, an der das Außendurchmesserende des Verbindungsanschlusses 21 und der positive Elektrodenstromabnehmer 60 (interner Anschluss) angebracht sind). Wie in 4, 5 und 7 gezeigt ist, ist die Isolationshalterung 24 eine im Wesentlichen ringförmige Platte und ein Bauteil mit einer isolierenden Eigenschaft (Isolationseigenschaft) wie zum Beispiel ein Bauteil, das aus Harz hergestellt ist. Ein kreisförmiges Loch 24a, in das die zweite Dichtung 23 gepasst ist, ist an der Mitte der Isolationshalterung 24 ausgebildet. An einer unteren Seite der Isolationshalterung 24 (der Seite des positiven Elektrodenstromabnehmers 60 (internen Anschlusses)) erstrecken sich Stützbereiche 24b, 24c, 24d um den Kopfbereich 32 des Verbindungsanschlusses 21 in Richtung des positiven Elektrodenstromabnehmers 60 (internen Anschlusses) herum. Die Stützbereiche 24b, 24c, 24d sind mit Vorsprüngen 24e, 24f, 24g, 24h vorgesehen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Isolationshalterung 24 an der Innenfläche der Dichtungsplatte 16 angebracht und ist zwischen der Innenfläche der Dichtungsplatte 16 und des Kopfbereichs 32 des Verbindungsanschlusses 21 angeordnet. Die Isolationshalterung 24 isoliert die Dichtungsplatte 16 und den Verbindungsanschluss 21 und fixiert den Kopfbereich 32 des Verbindungsanschlusses 21 an der Innenfläche der Dichtungsplatte 16.
<< Z-Anschluss 25 >>
Der Z-Anschluss 25 ist ein ringförmiges Plattenbauteil mit einer leitfähigen Eigenschaft, das an dem zylindrischen Bereich 31 des Verbindungsanschlusses 21 an der äußeren Seite der Dichtungsplatte 16 montiert ist und an der ersten Dichtung 22 angeordnet ist.
<< Anbringung an der Dichtungsplatte 16 >>
Wie in 4 und 5 gezeigt ist, sind der Verbindungsanschluss 21, die erste Dichtung 22, die zweite Dichtung 23, die Isolationshalterung 24 und der Z-Anschluss 25 an dem positiven Elektrodenanschlussmontageloch 16A der Dichtungsplatte 16 angebracht.
Zum Beispiel wird der zylindrische Bereich 23a der zweiten Dichtung 23 an dem zylindrischen Bereich 31 des Verbindungsanschlusses 21 montiert. Die Isolationshalterung 24 wird um das positive Elektrodenanschlussmontageloch 16A an der Innenfläche der Dichtungsplatte 16 herum montiert. Dann wird gemeinsam mit der zweiten Dichtung 23 der zylindrische Bereich 31 des Verbindungsanschlusses 21 in das positive Elektrodenanschlussmontageloch 16A der Dichtungsplatte 16 von der Innenseite der Dichtungsplatte 16 eingesetzt. Dann wird die erste Dichtung 22 an dem zylindrischen Bereich 31 des Verbindungsanschlusses 21 angebracht, der von dem positiven Elektrodenanschlussmontageloch 16A vorsteht, und wird an der Dichtungsplatte 16 angeordnet. Des Weiteren wird der Z-Anschluss 25 an dem zylindrischen Bereich 31 angebracht und wird an der ersten Dichtung 22 angeordnet. In diesem Zustand wird ein Ende (Spitze) des zylindrischen Bereichs 31 derart gedrückt (gepresst), dass das Ende (Spitze) des zylindrischen Bereichs 31 zu der äußeren Durchmesserseite verlagert wird, und die Dichtungsplatte 16 mit dem Verbindungsanschluss 21 verstemmt wird. Demgemäß sind der Verbindungsanschluss 21, die erste Dichtung 22, die zweite Dichtung 23, die Isolationshalterung 24 und der Z-Anschluss 25 an dem positiven Elektrodenanschlussmontageloch 16A der Dichtungsplatte 16 angebracht. Eine Dichtungskappe 31a zum Abdichten (Versiegeln) einer Öffnung des zylindrischen Bereichs 31 wird in das Ende (Spitze) des zylindrischen Bereichs 31 eingesetzt. Das Stromunterbrechungsventil 26 wird (ist) an eine Baugruppe eines derartigen Verbindungsanschlusses 21 angebracht.
<< Stromunterbrechungsventil 26 >>
Das Stromunterbrechungsventil 26 ist aus einer leitfähigen dünnen Platte ausgebildet. Das Stromunterbrechungsventil 26 ist auch als eine Umkehrplatte bezeichnet. Das Stromunterbrechungsventil 26 hat eine im Wesentlichen Scheibenform, die an dem Aufnahmebereich 34 des Verbindungsanschlusses 21 eingepasst werden kann, der an der Innenseite der Dichtungsplatte 16 vorgesehen ist. Eine Mitte 26a des Stromunterbrechungsventils 26 ist von einem Umfangsrand leicht gekrümmt und gewölbt. Das Stromunterbrechungsventil 26 ist an dem Aufnahmebereich 34 des Verbindungsanschlusses 21 derart montiert, dass dessen Mitte in Richtung der Innenseite des Batteriegehäuses 12 gewölbt ist. Dann wird ein Umfangsrand 26b des Stromunterbrechungsventils 26 an dem Aufnahmebereich 24 an einem gesamten Umfang angefügt. Demgemäß dichtet das Stromunterbrechungsventil 26 eine Öffnung 21a des Verbindungsanschlusses 21 an der Innenseite des Batteriegehäuses 12 ab. In anderen Worten unterteilt das Stromunterbrechungsventil 26 das Innere des Verbindungsanschlusses 21 und die Innenseite des Batteriegehäuses 12 in einer luftdichten Weise. Das Stromunterbrechungsventil 26 und der Verbindungsanschluss 21 können zum Beispiel durch Schweißen (Laserschweißen in diesem Ausführungsbeispiel) miteinander verbunden sein. Dies kann eine erforderliche Fügefestigkeit sowie eine erforderliche Luftdichtheit sicherstellen.
Das Stromunterbrechungsventil 26 ist an den internen Anschlussbereich 61 des positiven Elektrodenstromabnehmers 60 (interner Anschluss) geschweißt, der vorstehend beschrieben ist. Die Mitte 26a des Stromunterbrechungsventils 26 ist in das Loch 77 gepasst, das an einer Mitte des dünnwandigen Bereichs 21 in dem internen Anschlussbereich 61 ausgebildet ist. Die Mitte 26a des Stromunterbrechungsventils 26 und der dünnwandige Bereich 71 werden dann an einem Umfangsrand 77a des Lochs 77 gemeinsam miteinander verbunden (angefügt). In diesem Ausführungsbeispiel sind das Stromunterbrechungsventil 26 und der dünnwandige Bereich 71 durch Laserschweißen oder Widerstandsschweißen miteinander verschweißt.
Die Anbringungslöcher 75, die an den vier Ecken des internen Anschlussbereichs 61 vorgesehen sind, sind an die Vorsprünge 24e, 24f, 24g, 24h der Isolationshalterung 24 angepasst. Dann wird der interne Anschlussbereich 61 des positiven Elektrodenstromabnehmers 60 an die Isolationshalterung 24 durch eine thermische Verformung der Vorsprünge 24e, 24f, 24g, 24h der Isolationshalterung 24 fixiert (befestigt).
<< Elektrischer Weg (Stromweg) der positiven Elektrode >>
Als Folge der Anwendung der vorstehenden Struktur, wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist die positive Elektrode (positiver Elektrodenanschluss 18) der Lithiumionen-Batterie 10 mit einem elektrischen Weg (Stromweg) von einem nicht beschichteten positiven Elektrodenbereich 222 der positiven Elektrodenplatte 220 zu den Stromabnehmerlaschen 64, 65 (positiver Elektrodenstromabnehmer 60), die an die nicht beschichteten Bereich 222 geschweißt sind, den Armabschnitten 62, 63, den internen Anschlussbereich 61 (positiver Elektrodenstromabnehmer 60), dem Stromunterbrechungsventil 26, dem Verbindungsanschluss 21 und dem Z-Anschluss 25 ausgebildet. Ein derartiger elektrischer Weg und die Dichtungsplatte 16 (Batteriegehäuse 12) sind durch die erste Dichtung 22, die zweite Dichtung 23 und die Isolationshalterung 24 isoliert.
<< Betrieb der Stromunterbrechungsvorrichtung 80 >>
Der dünnwandige Bereich 71 des internen Anschlussbereichs 61 und die Mitte 26a des Stromunterbrechungsventils 26 sind dem Innendruck (internen Druck) des Batteriegehäuses 12 ausgesetzt. Zu dieser Zeit wirkt der Innendruck des Batteriegehäuses 12, um das Stromunterbrechungsventil 26 zu der Seite des Verbindungsanschlusses 21 anzuheben. Der dickwandige Bereich 72, der um den dünnwandigen Bereich 71 des internen Anschlussbereichs 61 herum vorgesehen ist, ist unterdessen an der Dichtungsplatte 16 (Batteriegehäuse 12) durch die Isolationshalterung 24 fixiert (befestigt). Somit wirkt eine Scherkraft an einem Abschnitt des dünnwandigen Bereichs 71, der mit dem Stromunterbrechungsventil 26 verbunden ist. Wenn ein Gasdruck in dem Batteriegehäuse 12 auf oder über ein spezifiziertes Niveau erhöht wird, bricht der dünnwandige Bereich 71 an diesem Abschnitt, der mit dem Stromunterbrechungsventil 26 verbunden ist, und wird die elektrische Verbindung des Verbindungsanschlusses 21 und des gewickelten Elektrodenkörpers 50 unterbrochen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die ringförmige Aussparung 76 entlang des Kreises mit einem spezifizierten Durchmesser an der Mitte des dünnwandigen Bereichs 71 des internen Anschlussbereichs 61 ausgebildet. Der dünnwandige Bereich 71 ist in einem Abschnitt, in dem die Aussparung 76 ausgebildet ist, noch dünner ausgebildet und die Scherkraft wird dort konzentriert. Daher bricht, wenn der dünnwandige Bereich 71 aufgrund des Innendrucks des Batteriegehäuses 12, der darauf wirkt, bricht, der dünnwandige Bereich 71 entlang der Aussparung 76. Demgemäß ist ein Abschnitt, an dem der dünnwandige Bereich 71 bricht, durch die Aussparung 76 bestimmt.
<< Isolationsfilm 27 (Isoliermittel) >>
Wie in 6 gezeigt ist, ist der Isolationsfilm 27 als das Isoliermittel in dem Abschnitt angeordnet, in dem der dünnwandige Bereich 71 brechen soll, und erstreckt sich zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71, nachdem der dünnwandige Bereich 71 gebrochen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in 6 gezeigt ist, der Isolationsfilm 27 zwischen dem Stromunterbrechungsventil 26 und dem internen Anschlussbereich 61 angeordnet. 8 ist eine Ansicht zum Zeigen des Isolationsfilms 27 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Wie in 8 gezeigt ist, ist der Isolationsfilm 27 ein scheibenförmiger Film und hat ein kreisförmiges Loch 27a. Schlitze 27b sind um das kreisförmige Loch 27a herum ausgebildet.
Das kreisförmige Loch 27a ist größer als der verbundene (angefügte) Abschnitt des Stromunterbrechungsventils 26 und des internen Anschlussbereichs 61 und ist entlang eines Kreises ausgebildet, der kleiner ist als die Aussparung 76, die in dem dünnwandigen Bereich 71 des internen Anschlussbereichs 61 ausgebildet ist. Wie in 6 gezeigt ist, ist der Isolationsfilm 27 an dem internen Anschlussbereich 61 derart angeordnet, dass der verbundene Abschnitt des Stromunterbrechungsventils 26 und des internen Anschlussbereichs 71 an dem kreisförmigen Loch 27a befestigt, gepasst bzw. angeordnet ist. Wie vorstehend beschrieben ist, erstreckt sich der Isolationsfilm 27 zu der inneren Seite der Aussparung 76 an dem internen Anschlussbereich 61. Es sollte angemerkt werden, dass der Isolationsfilm 27 ein dünnes Filmmaterial ist und zur Vereinfachung in 4 nicht gezeigt ist.
9 und 10 zeigen einen Zustand des Isolationsfilms 27, wenn der dünnwandige Bereich 27 gebrochen ist bzw. bricht. Wie in 9 gezeigt ist, wird ein derartiger Isolationsfilm 27 gebogen, wenn der Innendruck des Batteriegehäuses 12 (siehe 1) erhöht wird und das Stromunterbrechungsventil 26 und der dünnwandige Bereich 71 folglich angehoben werden, und der innere Umfangsrand des Isolationsfilms 27 angehoben wird.
Wie in 10 gezeigt ist, wenn der dünnwandige Bereich 71 einmal entlang der Aussparung 76 gebrochen ist, tritt ein Stück (Teil) 71b des dünnwandigen Bereichs 71, der mit dem Stromunterbrechungsventil 26 verbunden ist, durch die Löcher 27a des Isolationsfilms 27 hindurch und bewegt sich oberhalb des Installationsfilms 27 (zu der Seite des Stromunterbrechungsventils 26). An dem internen Anschlussbereich 61 erstreckt sich der Isolationsfilm 27 zu der inneren Seite des Kreises, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist. In diesem Zustand erstreckt sich der Isolationsfilm 27 zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 (zwischen dem Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 und einem Teil 71a des übrigbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 an dem internen Anschlussbereich 61.
Daher ist, selbst wenn das Stromunterbrechungsventil 26 zu seiner ursprünglichen Form zurückkehrt, der Isolationsfilm 27 zwischen dem Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 und des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 in dem internen Anschlussbereich 61 angeordnet. Dies verhindert, dass der Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 den Teil 71a des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 an dem internen Anschlussbereich 61 berührt (diesen kontaktiert). Daher ist es möglich zu verhindern, dass das Stromunterbrechungsventil 26 wieder mit dem internen Anschlussbereich 61 elektrisch verbunden wird.
Ein dünner Film mit Isolationseigenschaften kann für einen derartigen Isolationsfilm 27 zum Beispiel verwendet werden, und der Isolationsfilm 27 hat bevorzugt eine erforderliche Flexibilität und Spannung (Elastizität, Festigkeit). Ein harzartiger Film, wie zum Beispiel Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Polyphenylensulfid (PPS), kann für einen derartigen Isolationsfilm 27 verwendet werden. Zusätzlich kann in diesem Fall ein Film mit einer Dicke von ungefähr 20 µm bis 100 µm zum Beispiel für den Isolationsfilm 27 verwendet werden.
Es sollte angemerkt werden, dass, wie in 6 gezeigt ist, ein Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27a des Isolationsfilms 27 bevorzugt kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71 in dem Ausführungsbeispiel, in dem der Isolationsfilm 27 an dem dünnwandigen Bereich 71 angeordnet ist. Wenn der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27a des Isolationsfilms 27 kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71, erstreckt sich der Isolationsfilm 27 zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71, nachdem der dünnwandige Bereich 21 gebrochen ist. Wenn der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27a des Isolationsfilms 27 hinreichend kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71, wird eine Länge des Isolationsfilms 27, der sich zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 erstreckt, lang und es ist somit möglich, zuverlässig zu verhindern, dass das Stromunterbrechungsventil 26 erneut (wieder) mit dem internen Anschlussbereich 61 elektrisch verbunden wird.
Andererseits ist es, wenn der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27a des Isolationsfilms 27 viel kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71, zu berücksichtigen, dass der Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 durch den Isolationsfilm 27 eingefangen wird, wenn der dünnwandige Bereich 71 gebrochen ist bzw. bricht und das Stromunterbrechungsventil 26 folglich umgekehrt wird. Daher kann der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27a des Isolationsfilms 27 auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung mit einem zulässigen Vorsprungsspielraum A des Isolationsfilms 27 (eine Länge eines Vorsprungs von dem Kreis, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist) als eine Referenz bestimmt werden. Es sollte angemerkt werden, dass ein Wert, der aus einer derartigen Gleichung erhalten wird, lediglich als ein Anhaltswert hinsichtlich des Innendurchmessers des kreisförmigen Lochs 27a des Isolationsfilms 27 dient und dass der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27 nicht auf diesen Wert beschränkt ist: X² + Y² = Z²; A = Z – X.
Nachstehend sind die Variablen X, Y, Z und A (siehe 11) wie folgt erläutert:
X: ein Abstand (Distanz) von einem verbundenen Bereich W des Stromunterbrechungsventils 26 und des dünnwandigen Bereichs 71 zu dem Rand des dünnwandigen Bereichs 71; Y: eine Höhe der Umkehr des Stromunterbrechungsventils 26; Z: ein Abstand (Distanz) von dem verbundenen Bereich nach der Umkehr zu dem Rand des dünnwandigen Bereichs 71; und A: der zulässige Vorsprungsspielraum des Isolationsfilms 27 (die Länge des Vorsprungs von dem Kreis, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist).
Der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 27a sollte durch den zulässigen Vorsprungsspielraum bestimmt sein, der durch A als der Anhaltswert festgelegt ist. Zum Beispiel kann das kreisförmige Loch 27a von dem Kreis, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist, um eine Länge von ungefähr ±20% des zulässigen Vorsprungsspielraums vorstehen, der durch A festgelegt ist. Insbesondere kann das kreisförmige Loch 27a von dem Kreis, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist, um die Länge von ungefähr ±15% oder, noch besser, von ungefähr ±10% des zulässigen Vorsprungsspielraums vorstehen, der durch A festgelegt ist. Es ist bevorzugt, dass der zulässige Vorsprungsspielraum, der durch A festgelegt ist, zum Beispiel ungefähr 0,2 mm bis 1,0 mm beträgt.
Das Ausführungsbeispiel, in dem der Isolationsfilm 27 als das Isoliermittel zwischen dem Stromunterbrechungsventil 26 und dem internen Anschlussbereich 61 angeordnet ist, ist vorstehend beschrieben. Jedoch ist die Anordnung des Isoliermittels nicht auf das vorstehend Beschriebene beschränkt.
12 bis 14 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Stromunterbrechungsvorrichtung 80. 12 zeigt einen Zustand, in dem der Isolationsfilm 27 als das Isoliermittel in der Stromunterbrechungsvorrichtung 80 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel angeordnet ist. Wie in 12 gezeigt ist, kann zum Beispiel der Isolationsfilm 27 als das Isoliermittel an einer Fläche an der Seite des internen Anschlussbereichs 61 des verbundenen Abschnitts zwischen dem dünnwandigen Bereich 71 und dem Stromunterbrechungsventil 26 angebracht sein. In diesem Fall ist der Isolationsfilm 27 bevorzugt angebracht, um zumindest einen Teil des dünnwandigen Bereichs 71 abzudecken. In diesem Ausführungsbeispiel ist der dünnwandige Bereich 71 mit der Aussparung 76 ausgebildet, die den zu brechenden Abschnitt bestimmt. Demgemäß ist der Isolationsfilm 27 als das Isoliermittel bevorzugt an dem dünnwandigen Bereich 71 an der inneren Seite der Aussparung 76 angebracht und erstreckt sich bevorzugt zu der äußeren Seite der Aussparung 76. Wie vorstehend beschrieben ist, ist es bevorzugt, dass der Isolationsfilm 27 an dem verbundenen Abschnitt zwischen dem dünnwandigen Bereich 71 und dem Stromunterbrechungsventil 26 an der inneren Seite des Abschnitts angebracht ist, an dem der dünnwandige Bereich 71 bricht, und dass sich ein Außenrand 27c des Isolationsfilms 27 von der äußeren Seite des Abschnitts erstreckt, an dem der dünnwandige Bereich 71 bricht.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 12 gezeigt ist, ist der Isolationsfilm 27 zum Beispiel ein kreisförmiger Film. Der dünnwandige Bereich 71 weist nicht das Loch 77 auf, wie in 6 gezeigt ist, und der dünnwandige Bereich 71 ist zu der Mitte 26a des Stromunterbrechungsventils 26 ausgerichtet und mit diesem verbunden. Der dünnwandige Bereich 71 ist bevorzugt durch Laserschweißen mit der Mitte 26a des Stromunterbrechungsventils 26 verbunden. Der Isolationsfilm 27 ist an der Fläche des dünnwandigen Bereichs 71 angebracht, die von dem Stromunterbrechungsventil 26 an der Mitte des dünnwandigen Bereichs 71 (die innere Seite des verbundenen Bereichs W) entgegengesetzt ist, der mit einem derartigen Stromunterbrechungsventil 26 verschweißt ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Verbindungsstruktur (Anfügestruktur) zwischen dem dünnwandigen Bereich 71 und dem Stromunterbrechungsventil 26 nicht auf die beschränkt, die für das Ausführungsbeispiel beschrieben ist, das in 6 gezeigt ist.
13 und 14 zeigen einen Zustand des Isolationsfilms 27, wenn der dünnwandige Bereich 71 gebrochen ist bzw. bricht. Wenn der Innendruck (interne Druck) des Batteriegehäuses 12 (siehe 1) erhöht wird, werden das Stromunterbrechungsventil 26 und der dünnwandige Bereich 71 angehoben. Das Stromunterbrechungsventil 26 und der dünnwandige Bereich 71 werden gebogen, während sie angehoben werden. Zu dieser Zeit biegt sich auch der Isolationsfilm 27 als Folge der Deformation des dünnwandigen Bereichs 71. Des Weiteren bricht, wenn der Innendruck des Batteriegehäuses 12 (siehe 1) auf oder über das spezifizierte Niveau erhöht wird, der dünnwandige Bereich 71 entlang der Aussparung 76, wie in 13 gezeigt ist. Wenn einmal der dünnwandige Bereich 71 gebrochen ist, wird der Teil 71b des dünnwandigen Bereichs 71, der mit dem Stromunterbrechungsventil 26 verbunden ist, von dem Teil 71a des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 an dem (des) internen Anschlussbereich(s) 61 getrennt.
Zu dieser Zeit ist der Isolationsfilm 27 mit dem Teil 71b des dünnwandigen Bereichs 71 verbunden, der mit dem Stromunterbrechungsventil 26 verbunden ist. Wie in 14 gezeigt ist, tritt der Isolationsfilm 27 durch das Loch 71c hindurch, das in dem Teil 71a des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 in dem internen Anschlussbereich 71 ausgebildet ist, und bewegt sich oberhalb des internen Anschlussbereichs 61 (zu der Seite des Stromunterbrechungsventils 26 des internen Anschlussbereichs 61). Der Isolationsfilm 27 erstreckt sich zu der äußeren Seite des Teils 71b des dünnwandigen Bereichs 71, der mit dem Stromunterbrechungsventil 26 verbunden ist, nachdem er sich zu der oberen Seite (oberhalb) des internen Anschlussbereichs 71 bewegt hat (zu der Seite des Stromunterbrechungsventils 26 des internen Anschlussbereichs 61). In diesem Zustand erstreckt sich der Isolationsfilm 27 zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 (zwischen dem Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 und dem Teil 71a des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 an/in dem (des) internen Anschlussbereich(s) 61).
Demgemäß ist, selbst wenn das Stromunterbrechungsventil 26 zu der ursprünglichen Form zurückkehrt, der Isolationsfilm 27 zwischen dem Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 und dem Teil 71a des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 des internen Anschlussbereichs 61 angeordnet. Somit berührt der Teil 71b des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 nicht wieder den Teil 71a des verbleibenden dünnwandigen Bereichs 71 an dem internen Anschlussbereich 61. Daher wird es verhindert, dass das Stromunterbrechungsventil 26 erneut mit dem internen Anschlussbereich 61 elektrisch verbunden wird. Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Isolationsfilm 27 an der Fläche an der Seite des internen Anschlussbereichs 61 des verbundenen Abschnitts zwischen dem dünnwandigen Bereich 71 und dem Stromunterbrechungsventil 26 angebracht sein.
Es sollte angemerkt werden, dass, wie in 12 gezeigt ist, der Durchmesser des Isolationsfilms 27 bevorzugt größer ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71 in dem Ausführungsbeispiel, in dem der Isolationsfilm 27 unterhalb des dünnwandigen Bereichs 71 angeordnet ist. Wenn der Durchmesser des Isolationsfilms 27 größer ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71, erstreckt sich der Isolationsfilm 27 zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71, nachdem der dünnwandige Bereich 71 gebrochen ist. Wenn der Durchmesser des Isolationsfilms 27 hinreichend größer ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71, ist die Länge des Isolationsfilms 27, der sich zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 erstreckt, erhöht. Daher kann noch zuverlässiger verhindert werden, dass das Stromunterbrechungsventil 26 erneut mit dem internen Anschlussbereich 61 elektrisch verbunden wird. Andererseits ist es, wenn der Durchmesser des Isolationsfilms 27 viel kleiner ist als der Durchmesser der Aussparung 76 des dünnwandigen Bereichs 71, möglich, dass das Stromunterbrechungsventil 26 erneut mit dem internen Anschlussbereich 61 verbunden wird.
Demgemäß ist der Durchmesser des Isolationsfilms 27 auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung mit dem zulässigen Vorsprungsspielraum A des Isolationsfilms 27 (der Länge des Vorsprungs von dem Kreis, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist) als die Referenz bestimmt. Es sollte angemerkt werden, dass der Wert, der durch eine derartige Gleichung erhalten wird, lediglich als ein Anhaltswert hinsichtlich des Durchmessers des Isolationsfilms 27 dient, und dass der Durchmesser des Isolationsfilms 27 nicht auf diesen Wert beschränkt ist: X² + Y² = Z²; A = Z – X.
Nachstehend sind die Variablen X, Y, Z und A (siehe 15) wie folgt erläutert:
X: der Abstand (Distanz) von einem verbundenen Bereich W des Stromunterbrechungsventils 26 und des dünnwandigen Bereichs 71 zu dem Rand des dünnwandigen Bereichs 71; Y: die Höhe der Umkehr des Stromunterbrechungsventils 26; Z: der Abstand (Distanz) von dem verbundenen Bereich nach der Umkehr zu dem Rand des dünnwandigen Bereichs 71; und A: der zulässige Vorsprungsspielraum des Isolationsfilms 27 (die Länge des Vorsprungs von dem Kreis, an dem die Aussparung 76 ausgebildet ist).
Der Durchmesser des Isolationsfilms 27 ist bevorzugt durch den zulässigen Vorsprungsspielraum bestimmt, der durch A als der Anhaltswert festgelegt ist. Zum Beispiel kann der Isolationsfilm 27 von der Aussparung 76 um die Länge von ungefähr ±20% des zulässigen Vorsprungsspielraums vorstehen, der durch A festgelegt ist. Insbesondere kann der Isolationsfilm 27 von der Aussparung 76 um die Länge von ungefähr ±15% oder, noch besser, von ungefähr ±10% des zulässigen Vorsprungsspielraums vorstehen, der durch A festgelegt ist. Es ist bevorzugt, dass der zulässige Vorsprungsspielraum, der durch A festgelegt ist, zum Beispiel ungefähr 0,2 mm bis 1,0 mm beträgt.
Wie vorstehend beschrieben ist, wirkt ein sehr hoher Strom in einem Fahrzeug. Daher ist es, wenn der Batteriestrom der Lithiumionen-Batterie 10 durch die Stromunterbrechungsvorrichtung 80 unterbrochen wird, bevorzugt, dass ein Unterbrechungszustand des Batteriestroms zuverlässig aufrechterhalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist, erstreckt sich in der Lithiumionen-Batterie 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn der Batteriestrom der Lithiumionen-Batterie 10 durch die Stromunterbrechungsvorrichtung 80 unterbrochen wird, der Isolationsfilm 27 (das Isoliermittel) zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 des internen Anschlussbereichs 61. Daher wird der Unterbrechungszustand des Batteriestroms in der Lithiumionen-Batterie 10 weiterhin zuverlässig aufrechterhalten. Ein Film ist als ein Beispiel des Isoliermittels aufgezeigt, das zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 des internen Anschlussbereichs 61 angeordnet ist. Jedoch muss das Isoliermittel, das zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 des internen Anschlussbereichs 61 angeordnet ist, nicht der Film sein, solange es zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs 71 des internen Anschlussbereichs 61 angeordnet ist und zuverlässig verhindert, dass das Stromunterbrechungsventil 26 und der interne Anschlussbereich 61 erneut miteinander elektrisch verbunden werden. Daher muss das Isoliermittel nicht der Film sein.
Die Lithiumionen-Batterie als der Akkumulator gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde vorhin beispielhaft erläutert. Jedoch ist der Akkumulator gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht auf die Lithiumionen-Batterie beschränkt und er kann bei verschiedenen Arten von abgedichteten (versiegelten) Batterien angewandt werden. Zusätzlich ist die Lithiumionen-Batterie als der Akkumulator besonders für einen Akkumulator für eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs geeignet, das eine hohe Kapazität und eine hohe Ausgabeleistung erfordert, wie zum Beispiel eine Antriebsbatterie für ein Hybridfahrzeug, ein Plug-In-Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, das exzellente Ausgabeleistungscharakteristika erfordert. In diesem Fall wird zum Beispiel, wie in 16 gezeigt ist, ein Batteriepaket 1000, in dem mehrere Lithiumionen-Batterien 10 zusammengefasst sind und gemeinsam verbunden sind, als das Ausführungsbeispiel angewandt, und kann das Batteriepaket 1000 bevorzugt als die Antriebsbatterie für ein Fahrzeug verwendet werden, die als eine Leistungsquelle eines Motors (Elektromotors) dient, der ein Antriebsrad eines Fahrzeugs 1 direkt antreibt.

Claims

Akkumulator (10) mit: einem Batteriegehäuse (12); einem Elektrodenkörper (50), der in dem Batteriegehäuse (12) aufgenommen ist; einem Verbindungsanschluss (21), der in dem Batteriegehäuse (12) vorgesehen ist; und einer Stromunterbrechungsvorrichtung (80), die ein Stromunterbrechungsventil (26), einen Stromabnehmer (60) und ein Isoliermittel (27) aufweist, den Verbindungsanschluss (21) mit dem Elektrodenkörper (50) elektrisch verbindet und den Verbindungsanschluss (21) von dem Elektrodenkörper (50) elektrisch trennt, wenn ein Gasdruck in dem Batteriegehäuse (12) auf oder über ein spezifiziertes Niveau erhöht wird, wobei das Stromunterbrechungsventil (26) aus einer leitfähigen dünnen Platte ausgebildet ist und an einer Öffnung des Verbindungsanschlusses (21) an einer Innenseite des Batteriegehäuses (12) angebracht ist, um die Öffnung abzudecken, der Stromabnehmer (60) Folgendes aufweist: einen dickwandigen Bereich (72), der in einer Position vorgesehen ist, um zu einer Fläche des Stromunterbrechungsventils (26) an der Innenseite des Batteriegehäuses (12) zugewandt zu sein; und einen dünnwandigen Bereich (71), der in einer Mitte des dickwandigen Bereichs (72) ausgebildet ist und mit dem Stromunterbrechungsventil (26) verbunden ist, wenn der Gasdruck in dem Batteriegehäuse (12) auf oder über das spezifizierte Niveau erhöht wird, der dünnwandige Bereich (71) an einem Abschnitt, der mit dem Stromunterbrechungsventil (26) verbunden ist, einhergehend mit einer Verformung des Stromunterbrechungsventils (26) bricht und der Verbindungsanschluss (21) von dem Elektrodenkörper (50) elektrisch getrennt wird, und das Isoliermittel (27) in einem Abschnitt angeordnet ist, in dem der dünnwandige Bereich (71) bricht, und zwischen beiden Rändern des gebrochenen dünnwandigen Bereichs (71) liegt, nachdem der dünnwandige Bereich (71) gebrochen ist.
Akkumulator (10) nach Anspruch 1, wobei das Isoliermittel (27) ein Film ist.
Akkumulator (10) nach Anspruch 2, wobei das Isoliermittel (27) zwischen dem Stromunterbrechungsventil (26) und dem Stromabnehmer (60) angeordnet ist.
Akkumulator (10) nach Anspruch 3, wobei der dünnwandige Bereich (71) mit einer Aussparung ausgebildet ist, die einen zu brechenden Abschnitt bestimmt, und das Isoliermittel (27) sich über die Aussparung an dem zu brechenden Abschnitt erstreckt.
Akkumulator (10) nach Anspruch 2, wobei das Isoliermittel (27) an einer Fläche an der Stromabnehmerseite des Abschnitts angebracht ist, an dem der dünnwandige Bereich (71) und das Stromunterbrechungsventil (26) verbunden sind, und zumindest einen Teil des dünnwandigen Bereichs (71) abdeckt.
Akkumulator (10) nach Anspruch 5, wobei der dünnwandige Bereich (71) mit einer Aussparung ausgebildet ist, die einen zu brechenden Abschnitt bestimmt, das Isoliermittel (27) an dem dünnwandigen Bereich (71) in einer Seite des zu brechenden Abschnitts von der Aussparung angebracht ist und sich über die Aussparung an dem zu brechenden Abschnitt erstreckt.