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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr.
2014-089292 (offengelegt als
WO 2015 / 163 005 A1 ), die am 23. April 2014 eingereicht wurde und deren gesamte Inhalte hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen sind. Die hierin offenbarte Technik betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung aufweist.
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Stand der Technik
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Es wurden Stromunterbrechungsvorrichtungen entwickelt, die gestaltet sind, um einen zwischen Elektrodenanschlüssen (Positivanschluss und Negativanschluss) fließenden Strom in einem Fall zu unterbrechen, in dem eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie überladen ist oder ein Kurzschluss in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt. Die Stromunterbrechungsvorrichtung ist zwischen dem Elektrodenanschluss und einer korrespondierenden Elektrode (zwischen einem Positivanschluss und einer Positivelektrode oder zwischen einem Negativanschluss und einer Negativelektrode) angeordnet. Die Stromunterbrechungsvorrichtung ist gestaltet, um eine Leitung zwischen dem Elektrodenanschluss und der Elektrode zu unterbrechen, wenn ein Druck in einem Gehäuse der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ansteigt. Die internationale Veröffentlichung Nr.
WO 2013/ 154 166 A1 offenbart eine Stromunterbrechungsvorrichtung mit einem ersten leitenden Bauteil, das mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist, und einem zweiten leitenden Bauteil, das mit der Elektrode verbunden ist. Nachstehend wird die internationale Veröffentlichung Nr.
WO 2013/ 154 166 A1 als Patentliteratur 1 bezeichnet. Das erste leitende Bauteil und das zweite leitende Bauteil sind angeordnet, um voneinander beabstandet zu sein. Ein erstes verformbares Bauteil ist zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Ein Ende des ersten verformbaren Bauteils ist mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden, und eine Mitte des ersten verformbaren Bauteils ist mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden. Darüber hinaus ist ein zweites verformbares Bauteil an einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten verformbaren Bauteil relativ zu dem zweiten verformbaren Bauteil angeordnet. Das zweite verformbare Bauteil ist mit einem Vorsprung versehen. Des Weiteren ist in Patentliteratur 1 ein erstes Dichtungsbauteil zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil derart angeordnet, dass ein Inneres der Stromunterbrechungsvorrichtung luftdicht gegenüber einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung gehalten wird. Des Weiteren ist ein zweites Dichtungsbauteil zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem Gehäuse derart angeordnet, dass ein Inneres des Gehäuses gegenüber einem Äußeren des Gehäuses luftdicht gehalten wird.
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Eine weitere Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie mit einer Stromunterbrechungsvorrichtung ist aus der
JP 2014 - 17 051 A bekannt. Weder die
WO 2013 / 154 166 A1 noch die
JP 2014 - 17 051 A offenbaren das Merkmal, dass eine Gaspermeabilität zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil, was dort ist, wo das zweite Dichtungsbauteil dichtet, geringer ist als eine Gaspermeabilität zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil, was dort ist, wo das erste Dichtungsbauteil dichtet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie von Patentliteratur 1, wenn der Druck in dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das zweite verformbare Bauteil zu einer Seite des ersten leitenden Bauteils bewegt, und das zweite leitende Bauteil wird durch den Vorsprung abgebrochen. Das erste verformbare Bauteil löst sich von dem zweiten leitenden Bauteil, um die Leitung zwischen dem Elektrodenanschluss und der Elektrode zu unterbrechen. Das zweite verformbare Bauteil ist gestaltet, um sich zu der Seite des ersten leitenden Bauteils zu bewegen, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung einen vorbestimmten Wert übersteigt. Wenn sich jedoch der Druck in dem Gehäuse in einem Fall nicht richtig erhöht, in dem eine Abnormalität in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt, kann es einen Fall geben, in dem das zweite verformbare Bauteil nicht zu der Seite des zweiten leitenden Bauteils bewegt wird und deshalb die Leitung zwischen dem Elektrodenanschluss und der Elektrode nicht unterbrochen wird. Das heißt ein Ansprechverhalten der Stromunterbrechungsvorrichtung ist verringert.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie mit einer Stromunterbrechungsvorrichtung vorzusehen, die die Verringerung des Ansprechverhaltens einer Stromunterbrechungsvorrichtung beschränken kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie mit einer Stromunterbrechungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die hierin offenbarte Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie weist eine Stromunterbrechungsvorrichtung auf, die gestaltet ist, um eine Leitung zwischen einem Elektrodenanschluss und einer Elektrode zu unterbrechen, wenn ein Druck in einem Gehäuse einen vorbestimmten Wert übersteigt. Es sei angemerkt, dass die Elektrode in dem Gehäuse aufgenommen ist. Des Weiteren ist der Elektrodenanschluss an dem Gehäuse fixiert und gestaltet, um Elektrizität mit der Elektrode zu übertragen. Die Stromunterbrechungsvorrichtung weist ein erstes leitendes Bauteil, ein zweites leitendes Bauteil, ein erstes verformbares Bauteil, ein zweites verformbares Bauteil und ein erstes Dichtungsbauteil auf. Das erste leitende Bauteil ist an dem Gehäuse fixiert und mit dem Elektrodenanschluss verbunden. Das zweite leitende Bauteil ist an einer Position angeordnet, die von dem ersten leitenden Bauteil beabstandet und zu diesen gegenüberliegend ist. Das zweite leitende Bauteil ist mit der Elektrode verbunden. Das erste verformbare Bauteil ist zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Ein Ende des ersten verformbaren Bauteils ist mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden, und ein Mittenabschnitt des ersten verformbaren Bauteils ist mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden. Das erste verformbare Bauteil ist gestaltet, um mit dem zweiten leitenden Bauteil außer Leitung gebracht zu werden, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt. Das zweite verformbare Bauteil ist an einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten verformbaren Bauteil bezüglich des zweiten leitenden Bauteils angeordnet. Das zweite verformbare Bauteil ist, an zum zweiten leitenden Bauteil gelegenen Seite, mit einem Vorsprung versehen, der eine Form hat, die zu dem zweiten leitenden Bauteil hin vorsteht. Das erste Dichtungsbauteil ist zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Das erste Dichtungsbauteil hält ein Inneres der Stromunterbrechungsvorrichtung gegenüber einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung luftdicht. Ein zweites Dichtungsbauteil ist zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil angeordnet. Das zweite Dichtungsbauteil hält ein Inneres des Gehäuses gegenüber einem Äußeren des Gehäuses luftdicht. In der hierin offenbarten Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist eine Gaspermeabilität zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil, was dort ist, wo das zweite Dichtungsbauteil dichtet, geringer als eine Gaspermeabilität zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweitem leitenden Bauteil, was dort ist, wo das erste Dichtungsbauteil dichtet.
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In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist die Gaspermeabilität (zweite Gaspermeabilität) an einem Abschnitt, wo das zweite Dichtungsbauteil angeordnet ist, geringer als eine Gaspermeabilität (erste Gaspermeabilität) an dem Abschnitt, wo das erste Dichtungsbauteil angeordnet ist. Aufgrund dessen kann in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie verhindert werden, dass sich Gas innerhalb des Gehäuses (Gas an dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung) zu einem Äußeren des Gehäuses durch einen Raum zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil hindurch bewegt, bevor sich das Gas ins Innere der Stromunterbrechungsvorrichtung durch einen Raum zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil hindurch bewegt. Im Speziellen wird das zweite verformbare Bauteil durch eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung betätigt. Aufgrund dessen ist das erste Dichtungsbauteil gestaltet, um einen Zwischenraum zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil kontinuierlich zu dichten, bis die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung eine Differenz erreicht, durch die das zweite verformbare Bauteil betätigt wird. Somit wird es durch Festsetzen der zweiten Gaspermeabilität, um geringer als die erste Gaspermeabilität zu sein, möglich, eine Situation zu verhindern, in der das Gas durch einen Raum zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil hindurch derart abgegeben wird, dass eine Betätigung der Stromunterbrechungsvorrichtung versagt, selbst obwohl eine Abnormalität in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt.
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Gemäß der hierin offenbarten Technik, kann eine Verringerung des Ansprechverhaltens einer Stromunterbrechungsvorrichtung beschränkt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß einer ersten Ausführungsform; und
- 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Stromunterbrechungsvorrichtung, die in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nun werden einige der technischen Merkmale einer hierin offenbarten Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Es sei angemerkt, dass Dinge, die nachstehend beschrieben sind, jeweils unabhängig technische Verwendbarkeit haben.
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Eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie weist ein Gehäuse, eine Elektrodenbaugruppe, einen Elektrodenanschluss und eine Stromunterbrechungsvorrichtung auf. Die Elektrodenbaugruppe kann in dem Gehäuse aufgenommen sein und kann eine Positivelektrode und eine Negativelektrode umfassen. Der Elektrodenanschluss kann über ein Inneres und ein Äußeres des Gehäuses angeordnet sein. Im Speziellen kann ein Teil des Elektrodenanschlusses an dem Äußeren des Gehäuses angeordnet sein, und ein anderer Teil des Elektrodenanschlusses kann an dem Inneren des Gehäuses angeordnet sein. Des Weiteren können die Elektrodenanschlüsse an dem Gehäuse fixiert sein. Die Elektrodenanschlüsse können gestaltet sein, um eine Elektrizität mit den Elektroden (Positivelektroden oder Negativelektroden) zu übertragen. Die Stromunterbrechungsvorrichtung kann mit einem Negativanschluss und der Negativelektrode verbunden sein. In diesem Fall ist die Stromunterbrechungsvorrichtung an einem Leitungsweg zwischen dem Negativanschluss und den Negativelektroden angeordnet und gestaltet, um einen Zustand des Negativanschlusses und der Negativelektroden von einem leitenden Zustand in einen nichtleitenden Zustand umzuschalten, wenn der Innendruck in dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Stromunterbrechungsvorrichtung kann mit einem Positivanschluss und der Positivelektrode verbunden sein. In diesem Fall ist die Stromunterbrechungsvorrichtung an einem Leitungsweg zwischen dem Positivanschluss und der Positivelektrode angeordnet und gestaltet, um einen Zustand des Positivanschlusses und der Positivelektroden von dem leitenden Zustand in den nichtleitenden Zustand umzuschalten, wenn der Innendruck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt.
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Die Stromunterbrechungsvorrichtung kann ein erstes leitendes Bauteil, ein zweites leitendes Bauteil, ein erstes verformbares Bauteil, ein zweites verformbares Bauteil und ein erstes Dichtungsbauteil aufweisen. Das erste leitende Bauteil kann an dem Gehäuse der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie fixiert sein. Das erste leitende Bauteil kann mit dem Elektrodenanschluss verbunden sein. Alternativ kann das erste leitende Bauteil ein Teil des Elektrodenanschlusses sein. Das erste leitende Bauteil kann einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser, der in dem Gehäuse gelegen ist, und einen Vorsprungsabschnitt haben, der durch ein Durchgangsloch, das an dem Gehäuse vorgesehen ist, zu dem Äußeren des Gehäuses vorsteht. Des Weiteren kann der Vorsprungsabschnitt mit einem Bolzenabschnitt versehen sein. Das erste leitende Bauteil kann an dem Gehäuse durch Befestigen einer Mutter an dem Bolzenabschnitt, der an dem Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, fixiert werden. Eine Größe des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser kann größer sein als die des Durchgangslochs, das durch das Gehäuse hindurch vorgesehen ist. Das heißt ein Teil des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser kann dem Gehäuse gegenüberliegen. Eine Endfläche einer Elektrodenbaugruppen zugewandten Seite des ersten leitenden Bauteils kann dem zweiten leitenden Bauteil gegenüberliegen. Ein Mittenabschnitt der Endfläche kann mit einem ausgesparten Abschnitt versehen sein, der zu einer Seite entgegengesetzt zu dem zweiten leitenden Bauteil ausgespart ist.
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Das zweite leitende Bauteil kann an einer Position gegenüber zu und beabstandet von dem ersten leitenden Bauteil angeordnet sein. Das zweite leitende Bauteil kann mit den Elektroden verbunden sein. Eine Dicke eines Mittenabschnitts des zweiten leitenden Bauteils kann kleiner sein als eine Dicke eines Endes des zweiten leitenden Bauteils. An dem Mittenabschnitt des zweiten leitenden Bauteils kann eine brechbare Nut vorgesehen sein, die zuerst abbricht, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt. Die brechbare Nut kann aus einem Kreis, der fortlaufend oder unterbrochen ist, an dem Mittenabschnitt des zweiten leitenden Bauteils ausgebildet sein. Es sei angemerkt, dass die brechbare Nut nur einen zerbrechlichen Abschnitt haben kann, der zuerst abbricht, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt, und lokal an dem Mittenabschnitt des zweiten leitenden Bauteils vorgesehen sein kann.
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Das erste verformbare Bauteil kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet sein. Ein Ende des ersten verformbaren Bauteils kann mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden sein, und ein Mittenabschnitt des ersten verformbaren Bauteils kann mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden sein. Der Mittenabschnitt des ersten verformbaren Bauteils kann an dem zweiten leitenden Bauteil an einer Position fixiert sein, die von der brechbaren Nut umgeben ist. Das erste verformbare Bauteil kann außer Leitung mit dem zweiten leitenden Bauteil gebracht werden, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt. Der Mittenabschnitt des ersten verformbaren Bauteils kann gestaltet sein, um zu dem zweiten leitenden Bauteil hin vorzustehen, wenn eine Leitung zwischen dem ersten verformbaren Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil hergestellt ist, und kann gestaltet sein, um verformt zu werden, um zu dem ersten leitenden Bauteil hin vorzustehen, wenn das erste verformbare Bauteil außer Leitung mit dem zweiten leitenden Bauteil ist.
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Das zweite verformbare Bauteil kann an einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten verformbaren Bauteil bezüglich dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet sein. Das zweite verformbare Bauteil kann an dem zweiten leitenden Bauteil fixiert sein. Das zweite verformbare Bauteil kann zwischen dem zweiten leitenden Bauteil und der Elektrodenbaugruppe vorgesehen sein. Das zweite verformbare Bauteil kann das Innere und Äußere der Stromunterbrechungsvorrichtung trennen. Das heißt, das zweite verformbare Bauteil kann eine Außenfläche der Stromunterbrechungsvorrichtung bilden, derart, dass der Druck in dem Gehäuse direkt auf das zweite verformbare Bauteil aufgebracht werden kann. An einem Mittenabschnitt an einer zum zweiten leitenden Bauteil gewandten Seite des zweiten verformbaren Bauteils kann ein Vorsprung vorgesehen sein, der eine Form hat, die zu dem zweiten leitenden Bauteil hin vorsteht. Der Vorsprung kann einem Abschnitt, der von der brechbaren Nut des zweiten leitenden Bauteils umgeben ist, in einem Zustand gegenüberliegen, in dem der Vorsprung von dem zweiten leitenden Bauteil beabstandet ist. Der Vorsprung kann ein Isolator sein.
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Der Mittenabschnitt des zweiten verformbaren Bauteils kann gestaltet sein, um in einer Richtung weg von dem zweiten leitenden Bauteil vorzustehen, wenn der Druck in dem Gehäuse gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, und kann gestaltet sein, um sich zu dem zweiten leitenden Bauteil hin zu bewegen, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt, derart, dass der Vorsprung mit dem zweiten leitenden Bauteil in Kontakt kommt. Der Vorsprung kann einen Kontakt mit dem zweiten leitenden Bauteil herstellen, um das zweite leitende Bauteil abzubrechen, derart, dass das erste verformbare Bauteil und das zweite leitende Bauteil außer Kontakt miteinander gebracht werden. Das zweite verformbare Bauteil kann denselben Aufbau wie das erste verformbare Bauteil haben. Das zweite verformbare Bauteil kann aus Metall hergestellt sein oder kann aus etwas anderem als Metall hergestellt sein.
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Das erste Dichtungsbauteil kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet sein. Das erste Dichtungsbauteil kann eine Isolationseigenschaft haben. Ein Material des ersten Dichtungsbauteils kann beispielsweise Harz oder Gummi sein. Das erste Dichtungsbauteil kann gestaltet sein, um einen Raum, der von dem ersten Dichtungsbauteil, dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil (Raum an einem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung) umgeben ist, von einem Raum an einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung zu trennen. Das heißt das erste Dichtungsbauteil kann den Raum an dem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung luftdicht gegenüber dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung halten. Das erste Dichtungsbauteil kann, an einem Äußeren des vorstehend genannten verformbaren Bauteils, das erste leitende Bauteil und das zweite leitende Bauteil dichten.
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An dem Inneren des Gehäuses kann das zweite Dichtungsbauteil zwischen einer Innenwand des Gehäuses und dem ersten leitenden Bauteil angeordnet sein. Das zweite Dichtungsbauteil kann zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem vorstehend genannten Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser angeordnet sein. Das zweite Dichtungsbauteil kann das Innere des Gehäuses luftdicht gegenüber dem Äußeren des Gehäuses halten. Das zweite Dichtungsbauteil kann eine Isolationseigenschaft haben. Ein Material des zweiten Dichtungsbauteils kann beispielsweise Gummi sein. Das Material des zweiten Dichtungsbauteils kann das gleiche wie das Material des ersten Dichtungsbauteils sein oder ein davon unterschiedliches Material.
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Eine Luftdichtigkeit des Gehäuses kann höher als eine Luftdichtigkeit der Stromunterbrechungsvorrichtung sein. Das heißt eine Gaspermeabilität (nachstehend als „zweite Gaspermeabilität“ bezeichnet) zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil, was dort ist, wo das zweite leitende Bauteil dichtet, kann geringer als eine Gaspermeabilität (nachstehend als „erste Gaspermeabilität“ bezeichnet) zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil sein, was dort ist, wo das erste Dichtungsbauteil dichtet. In diesem Fall kann ein Material, das eine geringere Gaspermeabilität als das Material des ersten Dichtungsbauteils hat, als ein Material des zweiten Dichtungsbauteils verwendet werden. Alternativ können die Materialien des ersten Dichtungsbauteils und des zweiten Dichtungsbauteils gleich sein, und die zweite Gaspermeabilität kann auf strukturelle Weise eingestellt sein, um geringer als die erste Gaspermeabilität zu sein.
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Wenn die Materialien des ersten Dichtungsbauteils und des zweiten Dichtungsbauteils die gleichen sind, kann eine Breite des zweiten Dichtungsbauteils (Abstand zwischen einer Fläche, die an einer Innenseite des Gehäuses gelegen ist, und einer Fläche, die an einer Außenseite des Gehäuses gelegen ist) größer als eine Breite des ersten Dichtungsbauteils (Abstand zwischen einer Fläche, die an einer Innenseite der Stromunterbrechungsvorrichtung gelegen ist, und einer Fläche, die an einer Außenseite der Stromunterbrechungsvorrichtung gelegen ist) sein. Alternativ kann ein Bereich, in dem das zweite Dichtungsbauteil mit dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil in Kontakt ist, festgelegt sein, um gleich oder größer als ein Bereich zu sein, in dem das erste Dichtungsbauteil mit dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil in Kontakt ist. Eine Umfangslänge des zweiten Dichtungsbauteils kann festgelegt sein, um kleiner als eine Umfangslänge des ersten Dichtungsbauteils zu sein. Es sei angemerkt, dass die Luftdichtigkeit des Gehäuses höher sein kann als die Luftdichtigkeit der Stromunterbrechungsvorrichtung.
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Beispiele der hierin offenbarten Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie können eine Sekundärbatterie und einen Kondensator umfassen. Beispiele der Elektrodenbaugruppe der Sekundärbatterie umfassen eine Elektrodenbaugruppe der Stapel-Bauart, bei der eine Vielzahl von Zellen, die jeweils ein Paar von Elektroden (eine Negativelektrode und eine Positivelektrode) haben, die einander über einen Separator gegenüberliegen, gestapelt sind, und eine Elektrodenbaugruppe der gewundenen Bauart, bei der eine Zellenlage, die ein Paar von Elektroden hat, die einander über einen Separator gegenüberliegen, in einer Spiralform ausgebildet ist. Des Weiteren kann die hierin offenbarte Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beispielsweise an einem Fahrzeug montiert sein und elektrische Leistung zu einem Motor zuführen. Nachstehend wird ein Aufbau der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben wird, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung aufweist, die mit einem Negativanschluss und einer Negativelektrode verbunden ist. Die hierin offenbarte Technik ist auch auf eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie anwendbar, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung aufweist, die mit einem Positivanschluss und einer Positivelektrode verbunden ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Mit Bezug auf 1 wird ein Aufbau einer Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Die Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie weist ein Gehäuse 18, eine Elektrodenbaugruppe 52, einen Positivanschluss 2, einen Negativanschluss 30 und eine Stromunterbrechungsvorrichtung 50 auf. Das Gehäuse 18 ist aus Metall hergestellt und hat im Wesentlichen eine Quaderform. Das Gehäuse 18 hat einen Deckel 18a und einen Körper 18b. Die Elektrodenbaugruppe 52 und die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 sind in dem Gehäuse 18 aufgenommen. Die Elektrodenbaugruppe 52 hat eine Positivelektrode und eine Negativelektrode (nicht gezeigt). Eine Positivlasche 16 ist an der Positivelektrode fixiert, und eine Negativlasche 20 ist an der Negativelektrode fixiert. Ein Inneres des Gehäuses 18 ist mit einer Elektrolytlösung gefüllt.
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Der Positivanschluss 2 und der Negativanschluss 30 erstrecken sich über das Innere und ein Äußeres des Gehäuses 18. Der Positivanschluss 2 und der Negativanschluss 30 sind an einer von Richtungen des Gehäuses 18 angeordnet. Das heißt sowohl der Positivanschluss 2 als auch der Negativanschluss 30 sind entlang der gleichen Richtung (Seite, an der der Deckelabschnitt 18a vorgesehen ist) bezüglich der Elektrodenbaugruppe 52 angeordnet. Der Positivanschluss 2 hat einen Bolzenabschnitt 8. Es sei angemerkt, dass sich der Bolzenabschnitt 8 auf einen Gewindeabschnitt des Positivanschlusses 2 bezieht, der ein Gewinde zum Befestigen einer Mutter 10 hat. Der Positivanschluss 2 ist an dem Gehäuse 18 durch Befestigen der Mutter 10 an dem Bolzenabschnitt 8 fixiert. Der Positivanschluss 2 hat ein Ende, das an dem Äußeren des Gehäuses 18 gelegen ist, und ein anderes Ende, das an dem Inneren des Gehäuses 18 gelegen ist. In gleicher Weise hat der Negativanschluss 30 einen Bolzenabschnitt 36. Der Bolzenabschnitt 36 bezieht sich auf einen Gewindeabschnitt des Negativanschlusses 30, der mit einem Gewinde zur Befestigung einer Mutter 38 versehen ist. Der Negativanschluss 30 wird an dem Gehäuse 18 durch Befestigen der Mutter 38 an dem Bolzenabschnitt 36 fixiert. Der Negativanschluss 30 hat ein Ende, das an dem Äußeren des Gehäuses 18 gelegen ist, und ein anderes Ende, das an dem Inneren des Gehäuses 18 gelegen ist.
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Eine Positivleitung 14 ist mit dem Positivanschluss 2 verbunden. Die Positivleitung 14 ist mit den Positivlaschen 16 verbunden. Der Positivanschluss 2 ist über die Positivleitung 14 mit der Positivlasche 16 elektrisch verbunden. Das heißt der Positivanschluss 2 ist mit der Positivelektrode der Elektrodenbaugruppe 52 elektrisch verbunden. Die Positivleitung 14 ist von dem Gehäuse 18 durch eine Isolationslage 12 isoliert. Der Positivanschluss 2 und die Mutter 10 sind durch ein isolierendes Bauteil 58 von dem Gehäuse 18 isoliert. In dem Gehäuse 18 ist ein Dichtungsbauteil 56, das eine Isolationseigenschaft hat, zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Gehäuse 18 angeordnet. Das Dichtungsbauteil 56 ist aus Harz gemacht. Ein Spalt zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Gehäuse 18 ist durch das Dichtungsbauteil 56 gedichtet. Des Weiteren ist ein Busbar 4 mit einem Busbar-Bolzen 6 an dem Positivanschluss 2 fixiert.
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Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 ist mit dem Negativanschluss 30 verbunden. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 wird nachstehend im Detail beschrieben. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 ist mit einer Negativleitung 24 über einen Konnektor 26 verbunden, der aus Metall gemacht ist. Der Negativanschluss 30 ist mit der Negativlasche 20 über die Negativleitung 24 elektrisch verbunden. Das heißt der Negativanschluss 30 ist mit der Negativelektrode der Elektrodenbaugruppe 52 elektrisch verbunden. Die Negativleitung 24 ist von dem Gehäuse 18 durch eine Lage 22 isoliert, die eine Isolationseigenschaft hat. Der Negativanschluss 30 und die Mutter 38 sind durch ein Isolationsbauteil 28 von dem Gehäuse 18 isoliert. In dem Gehäuse 18 ist ein isolierendes zweites Dichtungsbauteil 42 zwischen dem Negativanschluss 30 und dem Gehäuse 18 angeordnet. Ein Material des zweiten Dichtungsbauteils 42 ist Harz. Das zweite Dichtungsbauteil 42 ist ein O-Ring mit einer Isolationseigenschaft. Das zweite Dichtungsbauteil 42 ist dasselbe wie das Dichtungsbauteil 56. Die Dichtungsbauteile 56 und 42 halten das Innere des Gehäuses 18 gegenüber dem Äußeren des Gehäuses 18 luftdicht. Es sei angemerkt, dass ein Busbar 32 an dem Negativanschluss 30 mit einem Busbar-Bolzen 34 fixiert ist.
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In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie sind, wenn ein Druck in dem Gehäuse 18 gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, der Negativanschluss 30 und die Negativlasche 20 über die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 elektrisch miteinander verbunden. Das heißt eine Leitung ist zwischen dem Negativanschluss 30 und der Negativelektrode hergestellt. Wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt, unterbricht die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 die Leitung zwischen dem Negativanschluss 30 und der Negativlasche 20 derart, dass verhindert wird, dass Strom zu der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie strömt.
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Mit Bezug auf 2 wird die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 beschrieben. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 weist den Negativanschluss 30, eine brechbare Platte 88, die aus Metall hergestellt ist, ein erstes verformbares Bauteil 80, das aus Metall hergestellt ist, und ein zweites verformbares Bauteil 93 auf, das aus Metall hergestellt ist. Der Negativanschluss 30 hat einen Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und einen Vorsprungsabschnitt 37b. Der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser ist innerhalb des Gehäuses 18 gelegen, und der Vorsprungsabschnitt 37b steht zum dem Äußeren des Gehäuses 18 durch ein Durchgangsloch hindurch vor, das an dem Gehäuse 18 vorgesehen ist. Der Vorsprungsabschnitt 37b bezieht sich auf einen vorstehenden Abschnitt des Negativanschlusses 30, der zu einer oberen Seite bezüglich des Gehäuses 18 vorsteht. Der Vorsprungsabschnitt 37b ist mit dem Bolzenabschnitt 36 versehen. Der Bolzenabschnitt 36 bezieht sich auf einen Abschnitt des Vorsprungsabschnitts 37b, dessen Fläche mit einem Gewinde zur Befestigung der Mutter 38 versehen ist. Der Negativanschluss 30 ist ein Beispiel eines ersten leitenden Bauteils.
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Ein Teil des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser liegt dem Gehäuse 18 gegenüber. Das zweite Dichtungsbauteil 42 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und dem Gehäuse 18 angeordnet. Eine Nut 92 und eine Aussparung 86 sind an dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser an einer Seite einer brechbaren Platte 88 angeordnet. Die Aussparung 86 ist an einer inneren Seite bezüglich der Nut 92 vorgesehen. Eine Endfläche 35 an der der brechbaren Platte 88 zugewandten Seite des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser liegt der brechbaren Platte 88 gegenüber und ist zu einer Mitte der Endfläche 35 hin ausgespart. Im Speziellen ist die Endfläche 35 geneigt, um sich in eine Richtung von der brechbaren Platte 88 weg zu entfernen, von einem Ende der Endfläche 35 zu der Mitte der Endfläche 35 hin. Es sei angemerkt, dass die „Nut“ sich auf eine Form bezieht, die eine Bodenfläche hat, die von zwei Seitenwänden umgeben ist. Des Weiteren bezieht sich die „Aussparung“ auf eine Form, die eine klein wenig geringere Höhe als ihre Umgebungen hat. Eine Form mit einer Stufe ist auch durch die „Aussparung“ umfasst.
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Die brechbare Platte 88 ist an einer Position angeordnet, die von dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser beabstandet und gegenüberliegend zu diesem angeordnet ist. Die brechbare Platte 88 ist ein Beispiel eines zweiten leitenden Bauteils. Zwischen der Elektrodenbaugruppe 52 (siehe auch 1) und dem Gehäuse 18, sind das zweite verformbare Bauteil 93, die brechbare Platte 88, das erste verformbare Bauteil 80 und der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser in dieser Reihenfolge über der Elektrodenbaugruppe 52 angeordnet. Eine Nut 96 ist in einer Endfläche der brechbaren Platte 88 an einer Seite des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen. Die Nut 96 ist an einer Position gegenüberliegend zu der Nut 92 vorgesehen. Der Konnektor 26 ist an der brechbaren Platte 88 fixiert. Eine Leitung ist zwischen der brechbaren Platte 88 und der Negativlasche 20 über den Konnektor 26 und die Negativleitung 24 hergestellt (siehe auch 1). Eine Dicke eines Mittenabschnitts 88a der brechbaren Platte 88 ist kleiner als eine Dicke eines Endes 88b. Des Weiteren ist an einer Seite entgegengesetzt zu dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser eine brechbare Nut 90 an dem Mittenabschnitt 88a vorgesehen. Die brechbare Nut 90 bildet einen fortlaufenden Kreis an dem Mittenabschnitt 88a. Eine Aussparung 89 ist an einer Seite der brechbaren Platte 88 vorgesehen, die entgegengesetzt zu dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser ist. Die Aussparung 89 ist an dem Ende 88b der brechbaren Platte 88 vorgesehen.
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Ein erstes Dichtungsbauteil 84 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das erste Dichtungsbauteil 84 ist ein O-Ring mit einer Isolationseigenschaft. Ein Material des ersten Dichtungsbauteils 84 ist Gummi. Das erste Dichtungsbauteil 84 isoliert den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 voneinander und hält ein Inneres der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 luftdicht. Das heißt das erste Dichtungsbauteil 84 dichtet den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88, um einen Raum an dem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 von einem Raum an einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 (Raum in dem Gehäuse 18) abzuschirmen. EPDM (Ethylen-Propylen-Gummi) kann zum Beispiel als das Material des ersten Dichtungsbauteils 84 verwendet werden. Ein Durchmesser des ersten Dichtungsbauteils 84 ist größer als ein Durchmesser des zweiten Dichtungsbauteils 42. Das heißt eine Umfangslänge des ersten Dichtungsbauteils 84 ist größer als eine Umfangslänge des zweiten Dichtungsbauteils 42. Es sei angemerkt, dass in der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie eine Gaspermeabilität (zweite Gaspermeabilität) zwischen dem Gehäuse 18 und dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser geringer ist als eine Gaspermeabilität (erste Gaspermeabilität) zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88. Im Speziellen ist eine Gaspermeabilität des zweiten Dichtungsbauteils 42 eingestellt, um geringer als eine Gaspermeabilität des ersten Dichtungsbauteils 84 zu sein. Das heißt der Ausdruck „luftdicht halten“ meint hier einen Zustand, in dem eine vorbestimmte Gaspermeabilität oder weniger aufrechterhalten wird.
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Ein isolierendes Bauteil 94 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser (Negativanschluss 30) und der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das isolierende Bauteil 94 ist an einer inneren Seite bezüglich des ersten Dichtungsbauteils 84 angeordnet. Das isolierende Bauteil 94 hat eine Ringform. Das isolierende Bauteil 94 hält einen Zwischenraum zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 aufrecht. Das isolierende Bauteil 94 verhindert, dass sich der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 miteinander berühren, wodurch eine direkte Leitung zwischen diesen verhindert wird. Beide Enden des isolierenden Bauteils 94 sind in den Nuten 92 und 96 gelegen. Aufgrund dessen ist eine Bewegung des isolierenden Bauteils 94 zu dem ersten verformbaren Bauteil 80 und dem ersten Dichtungsbauteil 84 hin beschränkt. Des Weiteren, da eine Bewegung des isolierenden Bauteils 94 beschränkt ist, selbst wenn das erste Dichtungsbauteil 84 versucht, sich zu einer Seite des ersten verformbaren Bauteils 80 zu bewegen, kommt das erste Dichtungsbauteils 84 mit dem isolierenden Bauteil 94 in Kontakt, wodurch sich das erste Dichtungsbauteil 84 nicht weiter nach innen bewegt.
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Das erste verformbare Bauteil 80 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das erste verformbare Bauteil 80 ist eine Metallmembran. Ein Ende 80b des ersten verformbaren Bauteils 80 ist an dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser fixiert. Im Speziellen wird in einem Zustand, in dem ein Außenumfangsrand des ersten verformbaren Bauteils 80 an einer Seitenwand der Aussparung 86 des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser anliegt, das Ende 80b des ersten verformbaren Bauteils 80 an den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser geschweißt. Ein Mittenabschnitt 80a des ersten verformbaren Bauteils 80 steht von dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser weg. Mit anderen Worten gesagt nähert sich das erste verformbare Bauteil 80 der brechbaren Platte 88 in eine Richtung von dem Ende 80b zu dem Mittenabschnitt 80a hin an. Der Mittenabschnitt 80a des ersten verformbaren Bauteils 80 ist an der brechbaren Platte 88 an einer inneren Seite bezüglich der brechbaren Nut 90 fixiert. Im Speziellen ist der Mittenabschnitt 80a an die brechbare Platte 88 innerhalb eines Bereichs geschweißt, der von der brechbaren Nut 90 umgeben ist.
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Das zweite verformbare Bauteil 93 ist an einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten verformbaren Bauteil 80 bezüglich der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das heißt die brechbare Platte 88 ist zwischen dem ersten verformbaren Bauteil 80 und dem zweiten verformbaren Bauteil 93 angeordnet. Das zweite verformbare Bauteil 93 ist eine Metallmembran. Ein Ende 93b des zweiten verformbaren Bauteils 93 ist an der brechbaren Platte 88 fixiert. Im Speziellen ist das Ende 93b des zweiten verformbaren Bauteils an die brechbare Platte 88 in einem Zustand geschweißt, in dem ein Außenumfangsrand des zweiten verformbaren Bauteils 93 an einer Seitenwand einer Aussparung 89 der brechbaren Platte 88 anliegt.
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Ein Vorsprung 95 mit einer Isolationseigenschaft ist an der Seite der brechbaren Platte 88 des zweiten verformbaren Bauteils 93 vorgesehen. Der Vorsprung 95 ist an einem Mittenabschnitt 93a des zweiten verformbaren Bauteils 93 angeordnet und hat eine Form, die zu der brechbaren Platte 88 hin vorsteht. Der Vorsprung 95 liegt dem Mittenabschnitt 88a der brechbaren Platte 88 gegenüber. Im Speziellen ist in einer Draufsicht auf die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 (aus Sicht in einer Richtung, entlang der sich der vorstehende Abschnitt 37b erstreckt, d.h. in einer Axialrichtung des Negativanschlusses 30) der Vorsprung 95 innerhalb des Bereichs gelegen, der von der brechbaren Nut 90 umgeben ist. Das zweite verformbare Bauteil 93 steht vor, um sich von der brechbaren Platte 88 in einer Richtung von dem Ende 93b zu dem Mittenabschnitt 93a hin zu entfernen.
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Ein Stützbauteil 78 stützt den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser des Negativanschlusses 30 und die brechbare Platte 88. Das Stützbauteil 78 hat einen äußeren Abschnitt 72, der aus Metall gemacht ist, einen ersten inneren Abschnitt 74, der eine Isolationseigenschaft hat, und einen zweiten inneren Abschnitt 75, der eine Isolationseigenschaft hat. Der erste innere Abschnitt 74 ist an einer inneren Seite bezüglich des äußeren Abschnitts 72 und oberhalb des zweiten inneren Abschnitts 75 (an einer Seite des Gehäuses 18) angeordnet. Der zweite innere Abschnitt 75 ist an der inneren Seite bezüglich des äußeren Abschnitts 72 und unterhalb des ersten inneren Abschnitts 74 (an einer Seite der Elektrodenbaugruppe 52) angeordnet. Der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 sind durch den äußeren Abschnitt 72 positioniert. Im Speziellen wird, nachdem der erste innere Abschnitt 74 und der zweite innere Abschnitt 75 an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, der äußere Abschnitt 72 derart gecrimpt, dass die brechbare Platte 88 an dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser fixiert ist. Es sei angemerkt, dass die inneren Abschnitte 74 und 75 den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 voneinander isolieren. Durch Verwenden des äußeren Abschnitts 72, der aus Metall gemacht ist, kann eine Luftdichtigkeit des Raums innerhalb der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 weiter erhöht werden.
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Wenn der Innendruck in dem Gehäuse 18 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, ist die Leitung zwischen dem Negativanschluss 30 und der Negativelektrode über das erste verformbare Bauteil 80, die brechbare Platte 88, den Konnektor 26, die Negativleitung 24 und die Negativlaschen 20 hergestellt. Wenn der Druck in dem Gehäuse 18 gleichwie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, ist ein Abstand zwischen einem Vorsprung 95 und der brechbaren Platte 88 vorhanden.
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Wenn beispielsweise die Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie überladen ist, erhöht sich der Innendruck in dem Gehäuse 18 und übersteigt den vorbestimmten Wert. Wenn der Druck in dem Gehäuse 18 den vorbestimmten Wert übersteigt, wird eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 erzeugt. Als eine Folge wird der Druck in dem Gehäuse 18 (an einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50) auf das zweite verformbare Bauteil 93 aufgebracht, und das zweite verformbare Bauteil 93 wird zu der brechbaren Platte 88 hin verformt. Das heißt der Mittenabschnitt 93a wird zu dem Mittenabschnitt 88a der brechbaren Platte 88 hin bewegt. Mit anderen Worten gesagt wird das zweite verformbare Bauteil 93 umgedreht, wobei das Ende 93b eine Abstützung ist. Damit wird der Vorsprung 95 mit der brechbaren Platte 88 in Kontakt gebracht, und die brechbare Platte 88 wird zuerst von der brechbaren Nut 90 abgebrochen. Das erste verformbare Bauteil 80 und die brechbare Platte 88 werden voneinander getrennt, und daher werden die brechbare Platte 88 und das erste verformbare Bauteil 80 außer Leitung miteinander gebracht. Da der Negativanschluss 30 und die Negativelektroden außer Leitung miteinander gebracht werden, kann ein Fließen eines Stroms zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Negativanschluss 30 (siehe auch 1) selbst dann verhindert werden, wenn die Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie überladen ist.
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Des Weiteren bewirkt das Abbrechen der brechbaren Platte 88 eine Bewegung des Mittenabschnitts 80a des ersten verformbaren Bauteils 80 von der Seite der brechbaren Platte 88 zu der Seite des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser. Mit anderen Worten gesagt wird das erste verformbare Bauteil 80 umgedreht. Es sei angemerkt, da, wie vorstehend beschrieben ist, die Endfläche 35 des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser ausgespart ist, das Umdrehen des ersten verformbaren Bauteils 80 durch den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser (Negativanschluss 30) nicht behindert wird. Nach dem Abbrechen der brechbaren Platte 88 kann eine Wiederherstellung der Leitung zwischen dem ersten verformbaren Bauteil 80 und der brechbaren Platte 88 verhindert werden. Das heißt, nachdem die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 durch die Erhöhung eines Drucks in dem Gehäuse 18 betätigt worden ist, kann ein Zurückfließen eines Stroms zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Negativanschluss 30 verhindert werden.
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Des Weiteren, wenn das zweite verformbare Bauteil 93 umgedreht wird, kommt ein Teil des Vorsprungs 95 zu einer Position oberhalb der brechbaren Platte 88. Mit anderen Worten gesagt geht der Vorsprung 95 durch den Mittenabschnitt der brechbaren Platte 88 hindurch. Der Vorsprung 95 beschränkt eine Bewegung des ersten verformbaren Bauteils 80 nach unten (zu der Seite der brechbaren Platte 88). Damit kann eine Wiederherstellung der Leitung zwischen dem ersten verformbaren Bauteil 80 und der brechbaren Platte 88 zuverlässiger verhindert werden.
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Nun wird ein Vorteil der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn sich der Innendruck in dem Gehäuse 18 erhöht und den vorbestimmten Wert übersteigt, wird das zweite verformbare Bauteil 93 verformt, um das erste verformbare Bauteil 80 und die brechbare Platte 88 außer Leitung miteinander zu bringen. Das zweite verformbare Bauteil 93 wird durch die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 verformt. Die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 wird durch Dichten des Zwischenraums zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 mit dem ersten Dichtungsbauteil 84 erzeugt. In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie ist die Gaspermeabilität zwischen dem Gehäuse 18 und dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser (zweite Gaspermeabilität) geringer als die Gaspermeabilität zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 (erste Gaspermeabilität). Die erste Gaspermeabilität ist derart eingestellt, dass, wenn sich der Innendruck in dem Gehäuse 18 erhöht, sich Gas an dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 nicht zu dem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 bewegt, bis das zweite verformbare Bauteil 93 betätigt wird. Somit kann durch Festlegen der zweiten Gaspermeabilität, um geringer zu sein als die erste Gaspermeabilität, verhindert werden, dass sich das Gas an dem Inneren des Gehäuses 18 zu dem Äußeren des Gehäuses 18 bewegt, bevor das zweite verformbare Bauteil 93 betätigt wird. Damit kann in einem Fall, in dem eine Abnormalität in der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt, die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 zuverlässig betätigt werden.
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Als Nächstes wird ein weiterer Vorteil der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Umfangslänge des ersten Dichtungsbauteils 84 länger als die Umfangslänge des zweiten Dichtungsbauteils 42. Somit ist ein Bereich, in dem das zweite Dichtungsbauteil 42 zu dem Gas an dem Inneren des Gehäuses 18 freiliegt (Äußeres der Stromunterbrechungsvorrichtung 50) kleiner als ein Bereich, in dem das erste Dichtungsbauteil 84 zu diesem freiliegt. Ein Entweichen des Gases in dem Gehäuse 18 zu dem Äußeren des Gehäuses 18 kann zuverlässiger beschränkt werden.
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In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie kann auch in einem normalen Zustand (Zustand, in dem eine Abnormalität nicht auftritt) Gas aufgrund beispielsweise eines Abbaus der Elektrolytlösung erzeugt werden. Jedoch ist das Material des ersten Dichtungsbauteils 84 Gummi. Somit wird gestattet, dass Gas, das in dem Gehäuse 18 erzeugt wird, allmählich durch das erste Dichtungsbauteil 84 hindurchgeht, derart, dass eine Erhöhung des Innendrucks in dem Gehäuse 18 beschränkt werden kann. Vor allem erhöht sich der Innendruck in dem Gehäuse 18 schnell, wenn eine Abnormalität in der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt. Deshalb, obwohl das erste Dichtungsbauteil 84 gestattet, dass das Gas, das in dem normalen Zustand erzeugt wird, allmählich durch das Innere des ersten Dichtungsbauteils 84 hindurchgeht, gestattet das erste Dichtungsbauteil 84 nicht, dass Gas, das in dem Gehäuse 18 aufgrund einer Abnormalität erzeugt wird, die in der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt, durch das Innere des ersten Dichtungsbauteils 84 hindurchgeht, und demzufolge wird die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 nicht verringert, bevor der Innendruck in dem Gehäuse 18 den vorbestimmten Wert erreicht.
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Beide Enden des isolierenden Bauteils 94 sind in den Nuten 92 und 96 gelegen, wodurch die Bewegung des isolierenden Bauteils 94 zu dem ersten verformbaren Bauteil 80 und dem ersten Dichtungsbauteil 84 hin beschränkt wird. Es kann verhindert werden, dass das isolierende Bauteil 94 mit dem ersten verformbaren Bauteil 80 in Kontakt kommt, und demzufolge kann eine Verengung eines Bewegungsbereichs des ersten verformbaren Bauteils 80 oder eine Verformung des ersten verformbaren Bauteils 80 verhindert werden. In gleicher Weise kann verhindert werden, dass das isolierende Bauteil 94 mit dem ersten Dichtungsbauteil 84 in Kontakt kommt, und auch eine Verengung eines existierenden Raums für das erste Dichtungsbauteil 84 kann verhindert werden. Falls der existierende Raum für das erste Dichtungsbauteil 84 verengt wird, erhöht sich eine Füllrate des ersten Dichtungsbauteils 84, und als eine Folge davon können Probleme wie ein Brechen des ersten Dichtungsbauteils 84 auftreten.
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Darüber hinaus ist in der vorstehend beschriebenen Gestaltung in dieser Ausführungsform die Stromunterbrechungsvorrichtung über den Konnektor mit der Negativleitung verbunden. Jedoch können der Konnektor und die Negativleitung als eine einzelne Komponente vorgesehen sein. Das heißt die Stromunterbrechungsvorrichtung kann direkt mit einem Bauteil (Negativleitung) verbunden sein, das mit der Negativlasche verbunden ist. Des Weiteren, wenn die Stromunterbrechungsvorrichtung zwischen dem Positivanschluss und der Positivelektrode angeordnet ist, kann die Stromunterbrechungsvorrichtung direkt mit einem Bauteil (Positivleitung) verbunden sein, das mit der Positivlasche verbunden ist.
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Der Aufbau der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist nicht besonders beschränkt solange das Dichtungsbauteil, das aus Gummi hergestellt ist, zwischen dem Elektrodenanschluss (erstes leitendes Bauteil) und dem Gehäuse derart vorgesehen ist, dass das Gas an dem Inneren des Gehäuses allmählich zu dem Äußeren des Gehäuses bewegt wird. Somit können verschiedene Materialien als diejenigen der Komponenten der Stromunterbrechungsvorrichtung und diejenigen der Komponenten der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie verwendet werden. Nachstehend sind mit Bezug auf eine Lithiumionensekundärbatterie, die ein Beispiel der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist, Materialien der Komponenten der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beispielhaft beschrieben.
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Die Elektrodenbaugruppe wird beschrieben. Die Elektrodenbaugruppe hat eine Positivelektrode, eine Negativelektrode und einen Separator, der an einer Position zwischen der Positivelektrode und der Negativelektrode angeordnet ist. Die Positivelektrode hat eine Positivelektrodenmetallfolie und eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht, die auf der Positivelektrodenmetallfolie angeordnet ist. Die Positivlasche entspricht einem Teil der Positivelektrodenmetallfolie, auf den die Positivelektrodenaktivmaterialschicht nicht aufgebracht ist. Die Negativelektrode hat eine Negativelektrodenmetallfolie und eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht, die auf der Negativelektrodenmetallfolie angeordnet ist. Die Negativlasche entspricht einem Teil der Negativelektrodenmetallfolie, auf den die Negativelektrodenaktivmaterialschicht nicht aufgebracht ist. Es sei angemerkt, dass Materialien, die in der Aktivmaterialschicht (aktives Material, Bindemittel, leitende Additive und dergleichen) enthalten sind, nicht speziell begrenzt sind, und Materialien von Elektroden von beispielsweise öffentlich bekannten Vorrichtungen können zur Speicherung von elektrischer Energie verwendet werden.
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Als die Positivelektrodenmetallfolie können Aluminium (AI), Nickel (Ni), Titan (Ti), rostfreier Stahl oder Kompositmaterialien von diesen verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt Aluminium oder Kompositmaterialien zu verwenden, die Aluminium enthalten. Des Weiteren können als Materialien der Positivleitung die gleichen Materialien wie diejenigen verwendet werden, die für die Positivelektrodenmetallfolie verwendbar sind.
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Das Positivelektrodenaktivmaterial muss lediglich ein Material sein, in das Lithiumionen absorbiert werden können und von dem Lithiumionen desorbiert werden können, und beispielsweise können Li2MnO3, Li(NiCoMn)0.33O2, Li(NiMn)0.5O2, LiMn2O4, LiMnO2, LiNiO2, LiCoO2, LiNi0.5Co0.15Al0.05O2, Li2MnO2 und Li2MnO4 verwendet werden. Des Weiteren können als das Positivelektrodenaktivmaterial beispielsweise Alkalimetalle wie Lithium und Natrium oder Schwefel verwendet werden. Diese Materialien können alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden. Das Positivelektrodenaktivmaterial wird in geeigneter Weise auf die Positivelektrodenmetallfolie zusammen mit beispielsweise einem leitenden Mittel und einem Bindemittel aufgetragen.
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Als die Negativelektrodenmetallfolie können beispielsweise Aluminium (AI), Nickel (Ni), Kupfer (Cu) oder Kompositmaterialien von diesen verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt, Kupfer oder Kompositmaterialien zu verwenden, die Kupfer enthalten. Des Weiteren können als Materialen der Negativleitung die gleichen Materialien wie diejenigen verwendet werden, die für die Negativelektrodenmetallfolie verwendbar sind.
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Als das Negativelektrodenaktivmaterial werden Materialien verwendet, in die Lithiumionen absorbiert werden können und von denen Lithiumionen desorbiert werden können. Im Speziellen können Alkalimetalle wie Lithium (Li) und Natrium (Na), Übergangsmetalloxide, die Alkalimetalle enthalten, Kohlenstoffmaterialien, wie natürliches Graphit, Mesokohlenstoff-Mikrokügelchen, hochorientiertes Graphit, Hartkohlenstoff und Weichkohlenstoff, und elementares Silizium, Silizium enthaltende Legierungen oder Silizium enthaltende Oxide verwendet werden. Es sei angemerkt, dass, um eine Batteriekapazität zu erhöhen, es insbesondere bevorzugt ist, dass das Negativelektrodenaktivmaterial kein Lithium (Li) enthält. Das Negativelektrodenaktivmaterial wird in geeigneter Weise auf die Negativelektrodenmetallfolie zusammen mit beispielsweise einem leitenden Mittel und einem Bindemittel aufgetragen.
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Als der Separator werden poröse Körper mit einer Isolationseigenschaft verwendet. Im Speziellen können poröse Filme, die auf Polyolefin basierten Harzen, wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), gemacht sind, oder eine Gewebelage oder eine Vlieslage, die beispielsweise aus Polypropylen, Polyethylenterephthalat (PET) oder Methylcellulose gemacht sind, verwendet werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Elektrolytlösung eine nichtwässrige Elektrolytlösung ist, die durch Auflösung von unterstützendem Salz (Elektrolyt) in einem nichtwässrigen Lösungsmittel erhalten wird. Als das nichtwässrige Lösungsmittel können Lösungsmittel, die Kettenester enthalten, wie Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat (PC), Dimethylcarbonat (DMC), Diehtylcarbonat (DEC) und Ethylmethylcarbonat (EMC), Lösungsmittel wie Ethylazetat und Methylpropionat, oder Gemische von diesen verwendet werden. Des Weiteren können als das unterstützende Salz (Elektrolyt) beispielsweise LiPF6, LiBF4 und LiAsF6 verwendet werden.
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Spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung sind im Detail beschrieben worden, jedoch sind dies lediglich beispielhafte Darstellungen und beschränken somit den Umfang der Ansprüche nicht. Die Technik, die in den Ansprüchen beschrieben ist, umfasst Modifikationen und Variationen der vorstehend dargelegten spezifischen Beispiele. Technische Merkmale, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben sind, können alleine oder in verschiedenen Kombinationen technisch nützlich sein und sind nicht auf die ursprünglich beanspruchten Kombinationen beschränkt. Des Weiteren kann die Technik, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben ist, gleichzeitig eine Vielzahl von Zielen erreichen, und eine technische Bedeutsamkeit davon liegt im Erreichen von jedem von solchen Zielen.
