JP2001519085A - 電気化学電池用の電流断続器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気化学電池用の電流断続器メカニズムが開示される。熱駆動される電流断続器メカニズム(38)は、電気化学電池用のエンドキャップ・アセンブリ(10)に組み込まれる。熱反応性のメカニズム(38)は、好ましくは、浮動バイメタリック・ディスク(40)か、形状記憶合金部材を有する。これは、高い温度に晒されたときに、エンドキャップ・アセンブリ内の電気経路を遮断する。これにより、電池を電流が流れなくなり、電池の動作を遮断する。エンドキャップ・アセンブリは、圧力反応性のメカニズム(48)を有する。このメカニズムは、極端にガス圧力が高くなるとき破裂する。ガスは、エンドキャップ・アセンブリ内の複数の排気開口(63,67)を介して、電池内部から外部に流れる。

Description

【発明の詳細な説明】 電気化学電池用の電流断続器 発明の分野 本発明は、電気化学電池用の熱反応性の電流断続器に関し、温度が過度に上昇 したときに電池に流れる電流を安全に抑制できる電気化学電池に関する。 本発明はまた、過度のガス圧力体に対して電池を安全に保護する電池用の圧力 反応性の電流断続器に関する。 背景技術 このようなガス圧力体の中では、電気化学電池、特に、リチウムを活性材料と するような高エネルギー密度電池は、漏れや破裂が生じやすく、その結果、電池 により駆動される装置や電池の周囲にダメージを与えやすい。再充電の可能なバ ッテリ電池の場合、過充電により電池の内部電圧が上昇することがある。不所望 の温度上昇により、内部ガス圧力が増加することがよくある。この内部ガス圧力 の増加は、外部が短絡状態になったときに起きやすい。安全装置がコスト、サイ ズまたは重量が過度に増えないような電池を備えているのが望ましい。 この種の電池、特に、活性材料としてリチウムを使用する再充電の可能なバッ テリ電池は、電池の内部温度の上昇により漏れや破裂が起きやすく、また圧力の 上昇も起きやすい。これは、過充電や短絡状態などの過酷な条件下で起きやすい 。また、これらの電池が、電解質の漏れ出しや外部からの湿気の進入を抑制する ために密封されていることも重要である。 上述したように、このような電池を充電すると、自己加熱が起きる。急速充電 や過充電により、温度上昇が起きやすくなる。温度がある温度以上（それは電池 の化学および構造によって、変化する）を上回るときに、不所望で制御不可能な 熱暴走状態が開始される。それに加えて、過熱により、内圧が徐々に高まり、そ して、電解質は突然、電池から漏れ出す。漏れ出しが起きる前に、ガス抜きの制 御を行うのが望ましい。 従来の電池設計では、エンド・キャップ部品を使用する。この部品は、電池の アノードおよびカソードの活性材料と適切なセパレータ材料と電解質とが円筒形 状の筐体に収納された後、この筐体の開口端部に挿入される。エンドキャップは 、アノード材料とカソード材料のいずれか一方と電気的に接触しており、エンド キャップの露出された部分は電池端子の一方を形成している。電池端子の他方は 、電池筐体の一部である。 発明の開示 本発明は、単一エンドキャップアセンブリに統合された一つ以上の電流断続器 を有する。この電流断続器は、一次電池や再充電可能な二次電池に利用すれば、 特に有効である。その場合、例えば、エンドキャップアセンブリを電池筐体の開 口端に挿入すればよい。本発明のエンドキャップアセンブリは、再充電可能な電 池、例えば、リチウム・イオン、ニッケル金属水素化物、ニッケル・カドミウム 、他の再充電可能な電池に適用すれば特に有効である。本発明のエンドキャップ アセンブリを用いることにより、高温度、過充電、不適切な充電、および電池の 短絡下でも、電池のオーバーヒートと電池内の圧力上昇を抑制することができる 。 本発明の一態様は、電気化学電池用のエンドキャップアセンブリである。この アセンブリは、電池内部が所定の温度以上に過熱されたときに、電池を流れる電 流を抑制する熱反応性の電流断続器メカニズムを統合したものである。エンドキ ャップアセンブリは、電池の端子として作用する露出されたエンドキャッププレ ートを有する。そのアセンブリが電池に組み込まれて、電池が通常の動作状態に あるとき、エンドキャッフプレートは電池電極（アノードまたはカソード）と電 気的な導通状態にある。エンドキャップアセンブリに統合された熱反応性の電流 断続器のメカニズムは、所定以上の温度下で偏向するバイメタリック部材を有す る。バイメタリック部材の偏向により、移動可能な金属部材が押され、その結果 、電池の電極とエンドキャップ端子プレートとの間の電気的な導通が遮断されて 、電池に電流が流れなくなる。あるいは、本発明の別の態様として、バイメタリ ック部材の代わりに、熱反応性のペレットを使用してもよい。電池の温度が所定 温度以上になると、熱ペレットはその上面に支持されている金属部材を十分に偏 向させる。これにより、電池の電極とエンドキャップ端子プレートとの間の電気 的な経路を遮断する。 本発明の別の態様として、熱反応性の電流断続器メカニズムは、エンドキャッ プアセンブリに統合された形状記憶合金部材を有する。電池が通常動作している 間、形状記憶部材は、エンドキャッププレートと電池電極の一方との間に電気的 な経路の一部を提供する。この経路を介して、電流が電池内を流れる。電池温度 が所定温度に達すると、形状記憶合金は変形し、これにより、電気的な経路が遮 断され、電池内を流れる電流が急速に遮断される。上述したエンドキャップアセ ンブリに、熱反応性の電流断続器メカニズムの他に、破壊可能なプレートまたは 膜を設けてもよい。この種のプレートまたは膜は、電池内の圧力が所定値を上回 るとき、電池内のガスを外部に逃すために破壊される。 本発明の別の態様は、電池、特に再充電可能な電池用のエンドキャップである 。このエンドキャップは、熱反応性で圧力反応性の２つの電流断続器メカニズム を統合している。熱反応性の電流断続器メカニズムは、バイメタリック部材、形 状記憶部材、または熱反応性の金属ペレットを用いるのが望ましい。これらの部 材は、電池内部が所定温度以上に過熱されたときに、電池内に電流が流れないよ うな作用を行う。圧力反応性の電流断続器メカニズムは、電池内のガス圧が所定 値 を越えるとき、電流を遮断するように作用する。この場合、圧力反応性の断続器 メカニズムは、エンドキャップアセンブリ内の金属ダイアフラムを変形させて、 電池端のキャップ端子プレートと電池電極との間の電気的な接続を遮断し、電池 内に電流が流れないようにする。ガス圧力が極端に高くなると、金属ダイアフラ ムが破裂してエンドキャップアセンブリの内部のチャンバにガスを導き、複数の 排気孔を介して外部に排出する。 本発明の別の態様は、本発明のエンドキャップアセンブリ用の封止メカニズム に関するものである。封止メカニズムは、エンドキャップ内部から外部環境への 電解質液やガスの漏れを防止し、電池への湿気の進入を防止する。 図面の簡単な説明 本発明の特徴は、図面を参照することで、よりよく理解される。 図１、２および３は、図６のエンドキャップアセンブリの線１‐１における垂 直断面図である。 図１は回路接続モードにおける熱で活性化された電流断続のメカニズムと圧力 で活性化された電流断続のメカニズムとを示す図である。 図２は回路断続モードにおける熱で活性化された電流断続のメカニズムを示す 図である。 図３は、圧力で活性化された回路断続モードにおける、圧力で活性化された電 流断続メカニズムを示す図である。 図４は圧力で活性化された電流断続メカニズムと熱的に活性化された電流断続 メカニズムとに関する他の実施形態の断面図であり、熱感応部材が回路をオープ ンするために弾性部材を解放する様子を示す図である。 図５は図１または図９の実施形態におけるエンドキャップアセンブリを各構成 要素に分解した斜視図である。 図６はエンドキャップ底面の圧力耐性プレートと排気孔を示す斜視図である。 図７は電池の円筒形の筐体の開口端に挿入される本発明のエンドキャップアセ ンブリを示す斜視図である。 図８は電池の円筒形の筐体の開口端に挿入される本発明のエンドキャップアセ ンブリを有する電池の完成状態を示す斜視図であり、このアセンブリのエンドキ ャッププレートが電池の端部を形成している様子を示す図である。 図９は、回路接続モードにおける、形状記憶部材を利用した熱反応性の電流断 続メカニズムと、圧力反応性の電流断続メカニズムとを示す垂直断面図である。 図１０は、回路断続モードにおける、形状記憶部材を利用する熱反応性の電流 断続メカニズムを示す垂直断面図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明のエンドキャップアセンブリ１０（図１）は、一次電池か二次（再充電 できる）電池に適用可能である。好適な実施形態としては、エンドキャップアセ ンブリ１０は、電池の通常円筒形状の筐体９０の開口端９５に挿入可能である( 図７)。電池はそれぞれ、正電極（放電時のカソード）と、負電極（放電時のア ノード）と、セパレータと、電解質と、正負電極と電気的に導通された正負外部 端子とを有する。 図１に示すように、電池の筐体の開口端に挿入可能なエンドキャップアセンブ リ１０は、熱反応性の電流断続サブアセンブリ３８と圧力解放サブアセンブリ４ ８とを有する。サブアセンブリ３８および４８は、共通の支持プレート６０によ って分離されている。サブアセンブリ３８および４８は、エンドキャップアセン ブリ１０の外壁を構成するカバー３０の内部に支持されている。断続サブアセン ブリ３８の上端はカップ形状のエンドキャッププレート２０で規定され、下端は 支持プレート６０に溶接される接触プレート１５により規定される。カップ形状 のエンドキャッププレート２０は、電池の外部端子の一つを形成する。支持プレ ート６０は、熱サブアセンブリ３８内のチャンバ６８を、圧力解放サブアセンブ リ４８内のチャンバ７８を分離する。接触プレート１５は、エンドキャップアセ ンブリ１０を電池内に組み込んだときに、支持プレート６０と電気的に導通し、 この支持プレート６０は端子８８に電気的に導通する。熱反応性の回路断続器メ カニズム（４０，５０）は、接触プレート１５およびエンドキャップ２０間の回 路を形成するために設けられる。電池内の温度が所定の閾値を上回るとき、断続 器メカニズムはエンドキャップ２０と接触プレート１５との電気的接触を遮断す るように作用し、これにより、電池内に電流が流れないようにする。 圧力解放サブアセンブリ４８は、圧力耐性プレート８０に接続された薄い金属 ダイアフラム７０を有し、このダイアフラム７０は、導電性のタブ８７を介して 電池電極８８に電気的に接続される。このタブ８７は、圧力耐性プレート８０に 溶接される。圧力耐性プレート８０は、導電性であり、十分な厚さを有するが、 少なくとも約600psi(4.14×10⁶パスカル)まで圧力が上昇するまでは変形しない 。電池内のガス圧力が上昇して所定のスレッショルド値を越えると、ダイアフラ ム７０が外側に膨らみ、圧力耐性プレート８０との電気的な接触を遮断する。こ れにより、電池内に、あるいは電池から電流が流れるのを防止する。圧力耐性プ レート８０と支持プレート６０はそれぞれ、せん孔７３，６３を有するのが望ま しい。これらせん孔は、ガスを排気させ、かつ電池内の圧力が上昇するのを防止 する。 図１に示される好適な実施形態では、エンドキャップアセンブリ１０は、再充 電可能な電池、例えば、リチウム・イオン再充電可能な電池に利用されるのが望 ましい。リチウム・イオンの再充電可能なバッテリ電池は、電池の放電時に負の 電極から正の電極にリチウム・イオンを転送し、電池の充電時に正の電極から負 の電極にリチウム・イオンを転送することを特徴とする。リチウム・イオンの再 充電可能なバッテリ電池は、リチウム・コバルト酸化物(Li_xCoO₂)の正電極、ま たはスピネル結晶構造Li_xMn₂O₄のリチウム・マグネシウム酸化物を有するのが一 般的である。負の電極は、放電時は電池のアノードを構成し、充電時はカソード を構成する。正の電極は、放電時は電池のカソードを構成し、充電時は電池のア ノードを構成する。この種の電池の電解質は、非水溶媒の混合液に溶解するリチ ウム塩を有する。塩はLiPF6であってもよい、そして、溶媒は、炭酸ジメチル(DM C)、エチレン炭酸塩(ＥＣ)、炭酸プロピレン（ＰＣ）およびそれの混合物を含ん でいるのが望ましい。本発明は同様に、他の再充電可能な電池（例えばニッケル 水素電池およびニッケルカドミウム電池）にも適用可能である。エンドキャップ アセンブリ１０は、エンドキャップ端子２０を有する。この端子は通常、再充電 可能な電池の正電極と、キャッププレートの下部の支持プレートを形成する金属 支持プレート６０と、エンドキャップ２０および支持プレート６０の間の絶縁デ ィスク３５とを有する。また、キャップアセンブリ１０は、好ましくは、図１に 示すように、支持プレート６０の下方に圧力解放ダイアフラム７０を有する。ダ イアフラム７０は、下方の圧力耐性プレート８０に溶接してもよい。ダイアフラ ム７０と圧力耐性プレート８０との溶接を簡易に行うには、ダイアフラム７０の 基部７２を圧力耐性プレート８０の下方の上昇部８２に溶接すればよい。ダイア フラム７０は、ダイアフラム７０をどの程度の圧力で駆動するかに応じて、最小 厚さが約0.1〜0.5mmの導電体材料で形成するのが望ましい。ダイアフラム７０は アルミニウムを材料とするのが望ましい。ダイアフラム７０は、所定の圧力で破 裂するように鋳造されるのが望ましい。すなわち、ダイアフラム７０の表面の一 部が残りの部分よりも薄くなるように、表面の一部はスタンプされたり、エッチ ング除去される。本発明で使用される好ましいダイアフラム７０は、表面に半円 またはＣ形状の溝７０ａを押しつけて鋳造される。溝の形状は、ダイアフラム７ ０の周辺エッジの主要部の形状と同じか類似しているのが望ましい。また、 溝は、周辺エッジに近接して配置するのが望ましい。排気を行う圧力は、材料の 硬さの他に、溝の深さ、位置および形状のようなパラメータを変えることにより 制御可能である。圧力が過大になるときに、ダイアフラムは溝に沿って破裂する 。エンドキャップ２０と支持プレート６０とによりチャンバ６８が形成される。 このチャンバの中に、熱反応性の電流断続器サブアセンブリ３８が配設されてい る。絶縁体ディスク３５は、周囲のベース部分３５ａと、そこから延びる下方に 傾斜したアーム３５ｂとで形成される。アーム３５ｂは、チャンバ６８まで延び ている。ダイアフラム７０は、電池内のガス圧が所定のしきい値レベルに到達す ると、破裂するように設計されている。支持プレート６０とダイアフラム７０と の間の領域はチャンバ７８を形成しており、このチャンバを介して、ダイアフラ ム７０が破裂したときに、電池内に蓄積されたガスを排気することができる。 電流断続器サブアセンブリ３８は、弾力のあるスプリング状の部材５０と電気 的に接触する、熱反応性のバイメタリック・ディスク４０と、金属接触プレート １５とを有する。図１および図５に示すように、弾性部材は、外側の円形の周辺 部を有する単一のフレキシブルな部材で形成される。この周辺部から、ディスク 保持具タブ部５０ｃは内側に放射状に延びる。これにより、そのスナップ動作を 制限しないように電池のどの方向に対しても自由に置かれるようにバイメタリッ ク・ディスク４０を保持する。この部材は、外側部分５０ａのある部分でエンド キャッププレート２０に溶接され、このエンドキャッププレート２０は、中心接 触部５０ｂでプレート１５と接触する。加えて、接触部５０ｂは、断面領域を減 らすように設計される。その結果、接触部５０ｂは、パワーサージ状態から保護 する切断可能なヒューズとして作用することができる。バイメタリック・ディス ク４０は、絶縁ディスク３５の傾斜アーム３５ｂと任意に噛み合うように配置さ れ、傾斜アーム３５ｂは、ディスク４０のディスク設置場所として作用する。バ イメタリックディスク４０は、金属接触プレート１５の隆起した接触部を受信す るための中央の開口を有する。接触プレート１５は、支持プレート６０に溶接す るのが望ましい。接触プレート１５は、図１に示すように、弾性部材５０の表面 を支持する。エンドキャップ２０の周辺エッジの方向で、ダイアフラム７０の周 辺エッジの底部に沿って延びる電気的な絶縁グロメット２５が存在する。また、 グロメット２５は、図１に示すようにサブアセンブリ３８の外側のエッジと境を 接する。グロメット２５の上端にひだがつき、ダイアフラム７０に対して押しつ けられる金属リング５５があり、このリング５５は、エンドキャップ・アセンブ リ内の部品を封止する。グロメット２５は、クリンプ・リング５５からエンドキ ャップ２０を電気的に絶縁し、支持プレート６０とクリンプ・リング５５との間 を封止する。エンドキャップアセンブリ１０のふた３０は、図５に最もよく示さ れているように、先端を切った円筒形の部材で形成される。図８に示す完成され た電池アセンブリにおいて、カバー３０の外側表面は、電池の筐体９０の内側表 面に接触する。支持プレート６０は、サブアセンブリ３８の構成部品の基プレー トとなる。支持プレート６０は、グロメット２５の内側表面に対して、能動的な 放射状の圧縮力を維持するために弓形形状であるのが望ましい。支持プレート６ ０は、隔壁７０が破裂するとき、上方のチャンバ６８にガスを排気するために、 その表面にせん孔を設けてもよい。上方のチャンバ６８に流れるガスは、エンド キャップ２０内の主排気孔６７を介して外部に排気される。エンドキャップ・ア センブリのカバー３０は、電池の筐体９０と接触しており、反対側の端子（リチ ウム・イオンの再充電可能な電池の場合は負極）と電気的に接触する。このよう に、グロメット２５は、エンドキャップ２０と外壁３０とを、すなわち、電池の ２つの端子を電気的に絶縁する。これにより、電池の短絡を防止できる。また、 図１に示すように、外壁３０の上部と圧力プレート８０との間に、新たに絶縁リ ング（いわゆる、スタンドオフ・リング４２）を設けてもよい。このリングは、 電池の正極と負極とが短絡しないようにするものである。 ダイアフラム７０は、約３〜１０ミルの厚さを有しアルミニウムを材料とする カップ形状にするのが望ましい。このような厚さであれば、電池内の圧力が少な くとも100〜200psi(6.894×10⁵〜13.89×10⁵パスカル)の間のしきい値にまで上 昇するとき、ダイアフラムの基プレート７２と支持プレート８０との間の溶接が はがれて、ダイアフラムの基プレート７２が膨らんで、支持プレート８０から分 離する(図３)。このような圧力は、例えば、電池が短絡した場合や、電池の使用 が誤ってなされた場合に、起こりうる。しかしながら、必要に応じて、ダイアフ ラムの基プレート７２の厚さが他の圧力レベルで膨らむように調整してもよい。 プレート８０から隔壁の基プレート７０を分離することにより、ダイアフラム７ ０とプレート８０との間の電気的な接触がすべて遮断される。この分離は、エン ドキャップ２０と、プレート８０と接触している電池電極８８との間の電気的な 経路を遮断する。その結果、電池内にあるいは電池から電流が流れなくなり、電 池を遮断する。電池内の圧力が他の理由（例えばオーブンの加熱）のために上が り続ける場合、電流パスが遮断された後でさえ、排気ダイアフラム７０は、電池 の破裂を防止するために、少なくとも約250〜450psi(17.2×10⁵〜27.6×10⁵パス カル)のしきい値圧力で破裂する。このような極端な状況では、ダイアフラム７ ０の破裂により、電池内部からのガスが排気孔７３（図１と図６）を介して圧力 耐性プレート８０に流れ、ガスは下側のチャンバに入る（図１）。ガスは、下側 のチャンバ７８から上側のチャンバ６８に、支持プレート６０（図１）内の排気 孔６３を介して流れる。また、必要に応じて、絶縁ディスク３５内の排気孔（不 図示）を介して流れる。上側のチャンバ６８に集められたガスは、エンドキャッ ププレート２０内の主排気孔６７を介して外部に排気される。 図１〜図３を参照しながら、本発明の電流断続器の特徴を説明する。エンドキ ャップアセンブリ１０を電池に適用したときに、電池電極の一方がタブ８７を介 してプレート８０と接触することに留意されたい。通常の電池動作時は、プレー ト８０はエンドキャッププレート２０に電気的に接続される。リチウムイオン電 池において、プレート８０と接触する電極８８は、正の電極であるのが望ましい 。この電極は、電池の筐体９０から絶縁される。負の電極（図示せず）は、電池 包装９０に接続される。図１は、熱的な電流断続器のバイメタリック・ディスク ４０の駆動か、または圧力解放ダイアフラム７０の駆動のいずれかにより、電流 が遮断される前のエンドキャップ・アセンブリの構成を示す図である。図１に示 される特定の実施形態において、プレート８０は、ダイアフラム７０と電気的に 接触しており、ダイアフラム７０は支持プレート６０と電気的に接触している。 支持プレート６０は接触プレート１５と電気的に接触しており、接触プレート１ ５は、弾性部材５０と電気的に接触している。この弾性部材はエンドキャップ２ ０と電気的に接触している。図１に示される本発明による統合化されたエンドキ ャップ設計において、圧力プレート８０に接触する電極８８とエンドキャップ２ ０との間の電気的接触は、２つの方法で遮断される。上述したように、電池内の 圧力が所定のしきい値まで上昇すると、ダイアフラムの基プレート７２が圧力プ レート８０から膨らんで、ダイアフラム７０と圧力プレート８０との間の接触が 遮断される。回路の遮断により、電池内に流れ込み、あるいは電池から流れ出す 電流が防止される。他の方法として、電池が過熱されるとき、熱的な断続サブア センブリ３８のバイメタリック・ディスク４０が駆動し、これにより、絶縁器３ ５ｂの上方に押し出され、これにより、弾性部材５０が接触プレート１４から引 き離される。これにより、電極タブ８７とエンドキャップ２０との間の電気パス が遮断され、電池から、あるいは電池に流れる電流を防止する。電池の筐体の開 口端に単一のユニットとして挿入可能な一個のエンドキャップアセンブリ１０内 に、これら２つの断続器メカニズムを組み入れることが本発明の利点である。 バイメタリックディスク４０は、下側の絶縁ディスク３５に物理的に固定され るのではなく、可動自在に取り付けられる。すなわち、バイメタリックディスク ４０は、図１に示すように、ディスク・アーム３５ｂ上に浮動状態に置かれる。 本実施形態の設計によれば、電池が充電しているか放電しているかに関係なく、 バイメタリック・ディスク４０を電流が流れない。その理由は、非活性状態にあ るとき、ディスク４０は接触プレート１５と電気的に接触しないためである。し かしながら、所定のしきい値温度を超えるほど電池が過熱されると、バイメタリ ック・ディスク４０が折れるか変形する（図２）ように適切な校正がなされる。 バイメタリック・ディスク４０が折れたり変形することにより、弾性部材５０が 接触プレート１５から引き離され、これにより、電池端子間を流れる電流を防止 できる。バイメタリック・ディスク４０は、所定の皿形状になるように調整され る。このような形状により、所定のしきい値温度に達したときにディスクは駆動 される。上述した絶縁ディスクアーム上のバイメタリック・ディスク４０を自由 なフローティング設計にすることにより、電池が充電しているかまたは放電して いるに関係なく、電流が流れなくなる。これにより、ディスク４０の調整がより 簡易にかつ正確になる。バイメタリック・ディスク４０を流れる電流による熱的 な効果（Ｉ²Ｒ）がないためである。バイメタリック・ディスク４０は、熱膨張 係数の異なる異種の金属からなる２つの層を有するのが望ましい。バイメタリッ ク・ディスク４０の最上層（エンドキャップ２０に最も近い層）は、熱膨張性の 高い金属、望ましくは、ニッケル−クロミウム−鉄の合金である。下側の層、あ るいは最下層は、熱膨張性の低い金属、望ましくは、ニッケル−鉄の合金である 。本実施形態では、ディスク４０の温度が少なくとも６０℃〜７５℃まで上がる とき、ディスク４０を変形させて、弾性部材５０を接触プレート１５から引き離 す。ディスク４０が(-20)℃以下の温度以外でリセットしないように、熱膨張性 の高い層と低い層を選択することも可能である。これにより、大抵の応用におい て、単一動作の自動温度調整装置を実現することができる。 上述した各構成部品の好ましい材料は次の通りである。エンドキャップ２０は 、 適当な支持部、強度および腐食耐性をもった約８〜15ミル（0.2〜0.375mm）厚の ステンレス鋼またはニッケルプレート鋼が望ましい。また、エンドキャップアセ ンブリ１０の外壁３０は、約８〜15ミル（0.2〜0.375mm）厚のステンレス鋼また はニッケルプレート鋼が望ましい。圧力プレート８０は、約10〜20ミル（0.25〜 0.5mm）厚のアルミニウムが望ましい。この圧力プレート８０は、隔壁の基プレ ート７２と接触および溶接される場所では約２〜５ミル（0.05〜0.125mm）の中 間にまで減少される。絶縁体のスタンドオフ・リング４２は、高温熱可塑性物質 で構成される。例えば、General Electric Plastics Companyから取引指定のVAL OXにより入手可能な強度と耐久性に優れた高温度ポリエステルなどである。クリ ンプ・リング５５は、強度と腐食耐性に優れた、約８〜15ミル（0.2〜0.375mm） 厚のステンレス鋼またはニッケルプレート鋼が望ましい。ダイアフラム７０は、 約３〜10ミル（0.075〜0.25mm）厚のアルミニウムが望ましい。このような厚さ であれば、内部のガス圧が約100〜250psi（6.89×105〜17.2×105パスカル）の 間のしきい値圧力を越えたときに、ダイアフラムが溶接部分から外れて、プレー ト８０を押し出す。内部ガス圧力が約250〜400psi(17.2×105〜27.6×105パスカ ル)の間の圧力を越えるとき、ダイアフラム７０はガス圧の上昇を解放するため に破裂する。バイメタリックディスク４０が載置される絶縁体ディスク３５は、 高い圧力と高い温度安定度と低い型縮みの材料からなる。ディスク３５用の好適 な材料は、Celanese社から取引指定VECTRAの下で入手可能な10〜30ミル（0.25〜 0.75mm）厚の液晶ポリマーまたはその類似物である。支持プレート６０は、約10 〜30ミル（0.25〜0.75mm）の厚さで適度の強度と腐食耐性を持つように、ステン レス鋼またはニッケルプレート鋼で形成するのが望ましい。弾性部材５０は、ベ リリウム−銅の合金、ニッケル−銅の合金、ステンレス鋼またはその類似品で形 成するのが望ましい。これらの材料は、良好なスプリング動作と優れた電気導電 性を有する。弾性部材５０がベリリウム −銅の合金またはニッケル−銅の合金で形成される場合の最適な厚さは、約３〜 ８ミル（0.075〜0.2mm）であり、この厚さにより、十分な強度と電流供給能力が 得られる。この材料は、接触領域で低い電気抵抗を有するように、接触領域では 銀または金でプレート状にされたり、はめ込まれたりする。接触プレート１５は 、接触抵抗を下げて安定性を向上させるために、金や銀のような貴金属でプレー ト状にされた常温圧延鋼で形成するのが望ましい。接触プレート１５は、ニッケ ル−銅被覆合金や、ステンレス鋼や、ニッケルプレート鋼で形成してもよい。グ ロメット２５は、一般的には、ナイロンやポリプロピレンのような重合体の材料 でできている。エンドキャップアセンブリ部品の周囲のシール部材は、電解質が 液体および気体の両方の形態にて、エンドキャップのチャンバに入り込むのを防 止するとともに、電池から排出されるのを防止するために、密封しておくべきで ある。 エンドキャップアセンブリ１０は、完成した後に、図７に示すように、円筒形 の電池筐体９０の開口端９５に挿入される。開口端における電池筐体９０の円周 状のエッジは、エンドキャップアセンブリ１０のカバー３０の外壁に溶接される 。その結果、エンドキャップアセンブリ１０と電池筐体９０との間が確実に密封 される。グロメット２５とダイアフラム７０に対するクリンプ・リング５５の円 周の壁の放射状の圧力は、エンドキャップアセンブリ１０の内部の部品の周囲を 密封する作用を行う。 圧力解放メカニズムと熱的な電流断続メカニズムの双方を有するエンドキャッ プ設計の他の実施形態として、図４にエンドキャップアセンブリ１１０が示され ている。図４の実施形態は、バイメタリックディスクがスプリング状のメカニズ ムを駆動しないことを除いて図１〜図３に示されたものと同様である。その代わ りに、熱ペレット１７５は、接触プレート１１５と電気的に接触する弾性のある スプリング状の部材１５０を支持するために設けられる。接触プレート１１５は 、 エンドキャッフプレート２０と電気的に接触している。弾性部材１５０は、一端 で支持プレート６０に溶接される細長い金属アーム１５０ａを有する。支持部材 ６０は、ダイアフラム７０と電気的に接触しており、ダイアフラム７０は、下側 の圧力耐性プレート８０の隆起部分８２に溶接されている。電極タブ８７が、プ レート８０に電気的に接触している。弾性部材１５０の他端は、カップまたは接 触プレート１１５に接触する凸部１５０ｂで終端する。支持プレート６０の周辺 エッジ６０ａの上面には電気絶縁ディスク１２０があり、このディスク１２０に より、支持プレート６０と接触プレート１１５とが直接接触しなくなる。このよ うに、弾性部材１５０が接触プレート１１５に対して押しつけられない限り、支 持プレート６０とエンドキャップ２０との間に電気的な接触がある。支持プレー ト６０は、アルミニウム製のダイアフラム７０と電気的に接触し、エンドキャッ プアセンブリ１１０を電池に組み込んだときに、ダイアフラム７０はタブ８７を 介してプレート８０と電池電極８８とに接触する。エンドキャップアセンブリ１ １０は、図１に示す実施形態と同様に、円筒形の筐体９０の開口端の中に挿入さ れて電池に組み込まれる。したがって、弾力のある部材１５０が熱ペレット１７ ０により接触プレート１１５に押しつけられるとき、タブ８７を介して電池電極 ８８と、エンドキャッププレート２０との間に電気的な接触があり、通常の電池 動作を許容する。仮に電池が所定のしきい値温度以上に過熱されると、ペレット １７５は弾性部材１５０の支持を取り外す。ペレット１７５が溶解すると、弾性 部材１５０は下側に折れ曲がり、接触プレート１１５との電気的な接触を遮断す る。これにより、電極タブ８７とエンドキャップ２０との間の電気的な通路を遮 断し、電池に流入し、かつ電池から流出する電流を防止する。電池内の内部ガス 圧力が所定値を越えるとき、ダイアフラム７０が破裂し、これにより、プレート ８０とダイアフラム７０との間の電気的な接触が遮断され、ガスが支持プレート ６９とエンドキャップ２０の排気孔６３，６７を通って外部に逃れる。 図４に示す実施形態において、エンドキャップ２０、支持プレート６０、接触 プレート１１５、およびアルミニウム製のダイアフラム７０用の材料は、図１〜 図３で同じ参照番号を有する部品と同じである。接触プレート１１５は、接触抵 抗の低い銀または金で形成されたステンレス鋼またはニッケルプレートの常温圧 延鋼である。図４に示す絶縁体ディスク１２０は、好ましくは良好な誘電性特性 を有する高温熱可塑性物質材料でできている。ディスク１２０の好適な材料とし ては、デュポン社から取引指定KAPTONにより入手可能なポリイミドか、General Electric Plastics社から取引指定VALOXにより入手可能な高温ポリエステルであ る。弾性部材１５０は、約５〜10ミル（0.125〜0.25mm）厚のベリリウム−銅の 合金で形成するのが望ましい。これにより、プレート１１５と接触しているとき には良好な導電性が得られ、ディスク１２０に対するペレット１７５の圧力が除 去されたときには信頼性の高いスプリング動作が得られる。加えて、弾力のある アーム１５０は、導電性をよくするために、銀や金で覆ってもよい。熱ペレット １７５は、例えば、約65℃〜100℃の間の比較的低い融点を有するポリマーで形 成されてもよいが、通常の電池動作の間に弾性アーム１５０を保持するのに良好 な圧縮力を有するのが望ましい。このような特性を有する熱ペレット１７５に有 効な材料は、Petrolyte社の取引指定POLYWAXの下で入手可能なポリエチレンであ る。この種のポリエチレンワックスの熱ペレット１７５は、約70℃〜80℃の温度 範囲で溶解する。 図９および図１０には、他の別の実施形態が示されている。本実施形態は、熱 反応性の電流断続器メカニズムがバイメタリック・ディスク４０とスプリング５ ０との代わりに形状記憶合金部材４５を有する点を除いて、図１および図２の実 施形態と実質的に同じであり、同様の応用に用いられる。形状記憶合金は、可塑 的に変形された金属が熱により生成された固体状態位相変化により元の形状に戻 る合金である。形状記憶反応は、マルテンサイトとして知られる低温での位相状 態と、オーステナイトとして知られる高温での位相状態との間の強い結晶学的な 関係によりもたらされる。記憶されるべき形状は、合金が適当な場所に置かれて 加熱されたときのオーステナイト位相で形成される。また、その合金が冷やされ たとき、その材料はマルテンサイト構造になる。形状記憶合金が熱されるとき、 その合金はオーステナイト位相の記憶された形状に戻る。ここで述べる応用分野 での形状記憶合金は、例えば、New Hartford，N.Y.のSpecial Metals社から商業 的に入手可能である。 形状記憶合金部材４５（図９）は、電気的に伝導性で、ばね５０（図１）と同 じ形状を有するのが望ましい。形状記憶合金部材４５は、部分的に空洞の一個の ディスクで形成するのが望ましい。例えば、ディスク４５は、不連続の表面を有 し、その表面に開口４５ｆ（図５）を有する。ディスク４５は、外側のエッジ４ ５ａ（図５）と、エッジ４５ａから空洞部分（例えば、開口）に内側に突き出し たフレキシブル部４５ｂとを有する。フレキシブル部４５ｂは、図９に示すよう に、表面にわずかな曲がり４５ｅを有するのが望ましい。これにより、端部４５ ｃは、正電極８７とエンドキャップ２０との間の電気的経路を完成させるために 接触プレート１５を平らにする。フレキシブル部４５ｂの厚みは、その長さより 小さい。フレキシブル部４５ｂの厚みは、１mm以下が望ましく、より望ましくは 、0.2〜0.5mmの間である。フレキシブル部４５ｂは、図９に示すように、エンド キャップアセンブリ１０に水平に向いている。部材４５ｂからの電流経路は、少 なくとも厚さ方向にあり、好ましくは、部材４５ｂからの電流経路のほとんどす べてが厚さ方向にある。電池内部の温度が何かの理由、例えば、制御不能な発熱 反応などにより高くなりすぎると、形状記憶金属部材４５は曲がって平らになり 、これにより、接触プレート１５との電気接触が遮断される。再充電の可能なバ ッテリ電池（特にリチウムイオン電池）への応用では、形状記憶合金４５が６０ ℃〜１２０℃までの温度で曲がるように、製造することができる。このよ うな温度に到達すると、形状記憶部材４５は、直ちに曲がって電流の流れを遮断 し、電池をシャット・ダウンする。このようにして、熱暴走状態になるような発 熱反応を防止できる。 このような温度で活性化する所望の形状記憶合金は、公知の形状記憶合金群の 中から選択可能である。例えば、ニッケル−チタン(Ni-Ti)、銅−亜鉛−アルミ ニウム(Cu-Zn-Al)、銅−アルミニウム−ニッケル(Cu-Al-Ni)などがある。しかし ながら、上述した電気化学電池用の電流断続器への応用分野において、形状記憶 合金部材４５用の最も望ましい合金は、ニッケル‐チタン合金である。好適なニ ッケルチタンメモリ合金は、Special Metals社から取引指定NITINOLの元で入手 可能である。形状記憶部材４５はリセット可能な合金であってもよい。すなわち 、熱をかけると変形し、外部の力なしに冷やすことにより元の形態に戻るように してもよい。しかしながら、本実施形態の形状記憶合金４５は、リセット可能で ある必要はない。活性温度まで加熱されると、不可逆的に変形してもよい。好適 な合金材料NITINOL合金からなる形状記憶素子４５は、いったん変形すると元に 戻らないように形成されている。ニチノール合金からなる好適な形状記憶素子４ ５は、円形の周辺エッジ（図５）を有する単一片として製造される。この周辺エ ッジから内側にフレキシブル部が突き出している。このフレキシブル部４５ｂは 、三角形であるのが望ましく、曲がり４５ｅにより分離された外側部分４５ｄと 内側部分４５ｃとを有する。記憶素子４５は、所定の活性温度、好ましくは、60 ℃〜120℃までの温度に達すると、曲がり４５ｅに沿って曲がる。これにより、 素子４５ｂは、図１０に示すように、接触プレート１５と接触しなくなり、電池 内に電流が流れなくなる。この種の活性効果を得るためには、NITINOL合金部材 ４５の厚さは、約0.2〜0.5mmの範囲内であり、この部材４５の抵抗は約５ミリΩ 未満であるのが望ましい。上述した記憶部材４５の形状として、内側にフレキシ ブル部４５ｂを突き出した円形の外側エッジ４５ａを有する、いわゆる空 洞ディスクが望ましい。なぜなら、このような空洞ディスクは、厚さを薄くでき 、かつ、部材４５の全体の抵抗を低減するための良好な接触領域を有するためで ある。形状記憶部材４５は、望ましくは、約８パーセントを超える変形ひずみを 持たない。また、部分４５ｃと４５ｄとの間の角度は、約１０〜３０度の間であ るのが望ましい。このような角度に設定することにより、活性温度に到達したと きに、形状記憶部材４５ｂを接触プレート１５から外れさせて、平坦にする。リ チウムイオン電池への応用では、形状記憶部材４５のための上述した設計によれ ば、全体の抵抗は５ミリΩ未満になり、連続的な電池動作の下で、５アンペアま での電流を許容する。フレキシブル部４５ｂは三角形の形状が望ましいが、他の 形状でもよい。例えば、フレキシブル部の部材４５は、フレキシブル部４５ｂの 幅が部分４５ｄの平均幅よりも小さくなるように、いくらかテーパ状に加工して もよい。形状記憶部材４５の底面は、脚部や突出部のない平らであるのが望まし い。 形状記憶部材４５は、構成部品を削減できるという利点がある。バイメタリッ ク・ディスクとの接触に用いられるスプリング５０は省略することができる。し たがって、形状記憶部材４５は、熱反応性の駆動部と、このような駆動部に応じ て曲がるスプリング部との両方の特性を備えた単一素子で構成できる。また、形 状記憶部材４５の単位重量当たりのばね力は、バイメタリック・ディスク４０の ばね力よりも大きい。この特性は、小さい電池への応用に特に適している。例え ば、AAAサイズの電池や薄いプリズム状の再充電可能な電池に適している。約10. 0mm未満の幅をもつ、AAAサイズの電池幅より小さい径または幅を有する電池の場 合、破裂可能な圧力ダイアフラム７０は、エンドキャップアセンブリ１０内に小 さい空き領域があるので、省略することができる。このような場合、形状記憶部 材４５と上述したエンドキャップアセンブリ１０は、支持プレート６０とダイア フラム７０が、図９に示すプレート６０の形状と方向をもつ単一部材にまとめら れることを除いて、実現可能である。このような電池を設計する場合、下 側のチャンバ７８と排気孔６３を削除することができる。接触プレート１５はま た、オプションでもよい。その理由は、形状記憶部材４５ｂは、接触プレートと して作用できるプレート６０と電気的に直接接触するためである。 また、形状記憶金属部材４５を組み込んだエンドキャップアセンブリの好適な 実施形態は、圧力反応性のダイアフラム７０を有する。このダイアフラムは、図 ３に示す方法で膨らむように作用する。そして、電池内の圧力が所定レベルに到 達するとき、正電極８７とエンドキャッププレート２０との間の電気経路を遮断 する。また、図１〜図３に示すように、圧力ダイアフラム７０（図９および図１ ０）は、溝６３をも有する。この溝は、電池内の圧力が所定レベルを超えるとき 、ガスを流れさせるために破裂するように設計されている。電池内の圧力が急激 に増加するとき、ダイアフラム７０の中央部４５もまた破裂し、これにより、電 池の内部からのガスの流出経路を広げる。 図５は図１および図９のエンドキャップアセンブリ１０の拡大図である。エン ドキャップアセンブリ１０は、図５に示す部品を以下の順序で組み立てることに より得られる。図１に示される実施形態を製造する場合、プリアセンブリは、部 品20,50,40,35,15,60,70,25,55を有する。図９に示す実施形態を製造する場合、 プリアセンブリは、部品20,45,35,15,60,70,25,55を有する。 図１に示す実施形態のプリアセンブリは、まず初めに、プラスチックのグロメ ット２５をクリンプ・リング５５に挿入し、次に排気ダイアフラム７０をグロメ ット２５に挿入し、次に、排気ダイアフラム７０に溶接された接触プレート１５ を支持プレート６０に挿入する。絶縁ディスク３５の上面には接触プレート１５ が設置され、バイメタリック・ディスク４０は絶縁ディスク３５の外側に傾斜し たアーム３５ｂ上に設置される。バイメタリックディスク４０は、絶縁ディスク ３５には接続されないが、バイメタリック・ディスクの位置決め手段として作用 する絶縁ディスクととともに、任意の浮動位置に載置される。弾力のあるばね状 部材５０の外端部の上面は、エンドキャップ２０の円周のエッジに溶接される。 溶接された弾性部材５０を有するエンドキャップ２０は、絶縁ディスク３５の上 面に配置される。その結果、接触プレート１５の隆起部分の中央部は、弾性部材 ５０の内部側端部に接触し、弾性部材５０の外側端部の底面は絶縁ディスク３５ の周縁に接触する。このように、弾性部材５０の外側端部は、エンドキャップ２ ０と絶縁ディスク３５との間に溶接され、部材５０の反対側または内側端部は、 接触プレート１５と接触する。 図９に示す実施形態のプリアセンブリは、バイメタリック・ディスク４０が省 略されて、形状記憶部材４５がスプリング５０の位置に配置されることを除いて 、同様に構成されている。このように、図９に示す実施形態のプリアセンブリは 、まず、プラスチックのグロメット２５をクリンプ・リング５５に挿入し、次に 、グロメット２５に排気ダイアフラム７０を挿入し、次に、溶接された接触プレ ート１５を有する支持プレート６０を排気ダイアフラム７０に挿入することによ り製造される。次に、形状記憶部材４５は、エンドキャップ２０の周縁に溶接さ れる。形状記憶部材４５に溶接されたエンドキャップ２０は、絶縁ディスク３５ の上面に配置される。その結果、接触プレート１５の隆起部分の中央部は、形状 記憶部材４５の内縁に接触し、形状記憶部材４５の外縁の底面は絶縁ディスク３ ５の周縁に接触する。このように、形状記憶部材４５の外側端部は、エンドキャ ップ２０と絶縁ディスク３５との間に溶接される。部材４５の外側または内側端 部は、接触プレート１５と接触する。 図１または図９の実施形態を製造する場合、リング５５はグロメット２５の上 端の上面に機械的にひだが入れられる。これにより、エンドキャップ２０の周縁 に対して、グロメット２５の上端を堅固に押しつける。このようなクリンピング は、リング５５の垂直(centroidal)な軸に沿って、機械的な力を加えることによ り達成される。次に、第２のクリンピング・ステップにおいて、機械的な圧力が ク リンプ・リング５５の壁面に放射状に加えられる。これにより、プリアセンブリ の組立を完了する。放射状のクリンピングは、プリアセンブリ内の各部品を堅固 に固定し、かつリング５５内に密封する。次に、プリアセンブリは、金属カバー ３０の内部に挿入され、クリンプリング５５の底面をカバー３０の底面の内縁に 対向配置する。クリンプ・リング５５の底面は、カバー３０の内側底面に溶接さ れる。次に、圧力プレート８０は、絶縁スタンドオフ・リング４２の底面にスナ ップされ、そこに取り付けられた圧力プレート８０を有するスタンドオフ・リン グ４２は、カバー３０の外側底面に対向配置される。これにより、圧力プレート ８０の隆起部分の中央部は、ダイアフラム７０と接触する。圧力プレート８０と ダイアフラム７０との間の接触点は、エンドキャップアセンブリ１０の製造を完 了するために溶接される。エンドキャップアセンブリ１０は、以下の方法により 電池に組み込むことができる。例えば、図７に示す電池の円筒形の筐体９０の開 口端に挿入し、この開口端９５でカバー３０の外側の面を円筒形の筐体９０の内 面に溶接する。これにより、図８に示すように、円筒形の筐体９０内に堅固に封 止されたエンドキャップアセンブリ１０と、電池の端子を形成するエンドキャッ ププレート２０とを有する電池１００が得られる。 本発明は、好適な一実施形態に関して説明されたが、本発明は特定の実施形態 には限定されず、請求の範囲により定義されるもの、あるいはその均等物にも及 ぶ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ルーシェン、ピー．フォンテイン アメリカ合衆国ロードアイランド州、リン カーン、プログレス、ストリート、56 (72)発明者 ウィリアム、ティー．マクヒュー アメリカ合衆国マサチューセッツ州、ウェ ストウッド、アルピーナ、アベニュ、16 (72)発明者 ロバート、ジェイ．ピノールト アメリカ合衆国マサチューセッツ州、カン トン、ボリバー、ストリート、85

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 正負電極と一対の内部電極（アノードとカソード）とを有する電気化学 電池に適用されるエンドキャップ・アセンブリであって、 前記エンドキャップ・アセンブリは、 ハウジングと、 前記ハウジング内のチャンバと、 露出されたエンドキャッププレートと、を有し、 前記エンドキャッププレートは電池端子として機能し、 前記エンドキャップ・アセンブリは、前記エンドキャップ・アセンブリを電池 に適用するとき、前記エンドキャッププレートを電池電極に電気的に接触させる 電気的な導通経路を有し、 前記エンドキャップ・アセンブリはさらに、 ａ）前記電気的な導通経路を電流が流れないようにする熱感応手段であって、 前記エンドキャップ・アセンブリ内の温度が前記電気的な導通経路を遮断させる 所定の温度まで上昇したときに駆動する形状記憶合金部材を有する前記熱感応手 段と、 ｂ）前記エンドキャッププレートの反対側の前記エンドキャップ・アセンブリ の端部に配置される破裂部材を有する圧力感応手段であって、前記エンドキャッ ププレートから最も遠い側のガス圧力が所定値レベルに達したときに破裂してガ スを通過させる前記圧力感応手段と、を有する。 ２． 前記形状記憶合金は、ニッケル−チタン合金を含むことを特徴とする請 求の範囲第１項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 ３． 前記電池は、円筒状の筐体を有し、 前記エンドキャップ・アセンブリを前記円筒状の筐体の開口端に挿入して、前 記筐体と溶接することにより前記電池に組み込むことを特徴とする請求の範囲第 １項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 ４． 前記熱感応手段は、前記エンドキャップ・アセンブリ内部のチャンバを 有し、前記形状記憶合金部材は前記電気的経路の一部分を構成し、前記エンドキ ャップ・アセンブリ内の電池温度が所定のレベルに達すると、前記形状記憶合金 部材は変形して前記電気的経路を遮断させることを特徴とする請求の範囲第１項 記載のエンドキャップ・アセンブリ。 ５． 前記形状記憶部材は、曲がった表面を有する単一構成のフレキシブルな 部材を有し、 前記アセンブリ内の電池温度が所定レベルに達すると、前記形状記憶部材の表 面が変形して前記電気的な経路を遮断させることを特徴とする請求項範囲第４項 記載のエンドキャップ・アセンブリ。 ６． 前記形状記憶部材は、開口部が形成されたディスクを有し、前記ディス クは外側エッジを有し、このエッジは前記外側エッジから前記開口部に突き出し たフレキシブルな部分を有し、 前記外側エッジは、前記エンドキャップ・アセンブリ内の絶縁部材の表面に載 置され、前記フレキシブルな部分は、曲がった表面を有し、前記アセンブリ内の 電池温度が所定レベルに達すると、前記曲がった表面が分解して前記電気的な経 路を遮断させることを特徴とする請求の範囲第４項記載のエンドキャップ・アセ ンブリ。 ７． 前記形状記憶部材の前記外側エッジは、前記エンドキャッププレートと 前記電気的に絶縁した部材の一部分との間に挟まれ、 前記エンドキャップ・アセンブリは、前記電気的な経路の一部を形成する接触 プレートを有し、 前記形状記憶部材は、前記接触プレートと電気的に接触することを特徴とする 請求の範囲第６項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 ８． 前記エンドキャップ・アセンブリの内側の幅に交差し、かつ、前記エン ドキャッププレートと前記破裂可能な部材との間に配置される分離部材を有し、 前記分離部材は、前記圧力感応手段と前記熱感応手段とを分離することを特徴 とする請求の範囲第１項に記載のエンドキャップ・アセンブリ。 ９． 前記分離部材は、少なくとも一つの開口部を持つ金属プレートを有し、 前記破裂可能な部材が破裂するとき、ガスを前記開口部を介して前記エンドキャ ップ・アセンブリ内の前記チャンバに導くようにすることを特徴とする請求の範 囲第８項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 １０． 前記エンドキャッププレートは、少なくとも一つのエンドキャップ開 口部を持っており、前記破裂可能な部材が破裂するとき、前記チャンバから集め られたガスが前記エンドキャップ開口部を介して外部に流れるようにすることを 特徴とする請求の範囲８に記載のエンドキャップ・アセンブリ。 １１． 前記破裂可能な部材は、破裂可能なダイアフラムを有することを特徴 とする請求の範囲第１０項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 １２． 前記エンドキャッププレートの周辺エッジと前記ダイアフラムの周辺 エッジとに接触する電気的に絶縁されたグロメットと、 前記グロメットの周囲に機械的にクリンプされた金属部材(クリンピング部材) と、をさらに備え、 前記金属部材は、機械的な圧縮により、前記ダイアフラムと前記エンドキャッ ププレートとを支持することを特徴とする請求の範囲第１１項記載のエンドキャ ップ・アセンブリ。 １３． 前記クリンピング部材の周囲を覆う金属カバーをさらに有することを 特徴とする請求の範囲第１２項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 １４． 前記エンドキャップ・アセンブリを前記電池用の円筒形の筐体の開口 端に挿入して、前記カバーの外側表面を前記筐体の内側表面に溶接することによ り、前記エンドキャップ・アセンブリは前記電池に組み込まれ、前記エンドキャ ップ・アセンブリは、前記電池の端子を有する前記エンドキャッププレートが外 部に露出されるように前記円筒形の筐体の内部に密封されることを特徴とする請 求の範囲第１３項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 １５． 前記形状記憶合金部材は、厚さ方向の開口部を持つディスクを有し、 前記形状記憶合金部材は、周辺エッジを有し、前記周辺エッジは、前記周辺エ ッジの部分から前記開口部にかけて内側に突き出したフレキシブル部を有し、 前記周辺エッジは、前記エンドキャップ・アセンブリ内の絶縁部材の表面に載 置され、前記電池・アセンブリ内の電池温度が所定レベルに達すると、前記フレ キシブル部が分解して前記電気的経路を遮断させることを特徴とする請求の範囲 第１項記載のエンドキャップ・アセンブリ。 １６． 電池用の開口端を有する円筒形の筐体に挿入されるエンドキャップ・ アセンブリにより形成される電気化学電池において、 前記電池は正負電極と一対の内部電極（アノードとカソード）とを備え、 前記エンドキャップ・アセンブリは、ハウジングと露出されたエンドキャップ プレートとを有し、前記エンドキャッププレートは電池端子として機能し、前記 エンドキャッププレートは、前記エンドキャップ・アセンブリ内の電気的な導通 経路を介して前記電極の一方に電気的に接続されており、 前記形状記憶合金部材は、曲がった表面と長さよりも短い厚さとをもつフレキ シブル部材を有し、前記フレキシブル部材は、電流が前記フレキシブル部材の厚 さ方向に流れるように前記エンドキャップ・アセンブリ内を向いており、前記電 池の温度が所定温度に達すると、前記形状記憶部材は前記曲がった表面に沿って 変形し、前記エンドキャッププレートと前記電極との間の電気的な経路を遮断さ せ、前記電池から電流が流れないようにすることを特徴とする電気化学電池。 １７． 前記形状記憶部材は、厚さ方向に開口部をもつディスクを有し、 前記ディスクは、周辺エッジを有し、該周辺エッジは、前記周辺エッジの一部 から前記開口部に内側に突き出した前記フレキシブル部材を有し、 前記フレキシブル部材は、前記電池の温度が所定レベルに達したときに変形す る曲がった表面を有することを特徴とする請求の範囲第１６項記載の電気化学電 池。 １８． 前記形状記憶合金部材は、ニッケル−チタン合金を有することを特徴 とする請求の範囲第１６項記載の電気化学電池。 １９． 前記電池内の内部ガス圧力が所定レベルに達したとき、前記電池の内 部から前記エンドキャップ・アセンブリの内部にガスを流れさせる圧力感応手段 をさらに有することを特徴とする請求の範囲第１６項記載の電気化学電池。 ２０． 前記圧力感応手段は、前記エンドキャッププレートの反対側の前記エ ンドキャップ・アセンブリの端部に配置される破裂可能なダイアフラムを有し、 前記ダイアフラムプレートは、前記エンドキャッププレートから最も多い側での ガス圧力が所定レベルに達すると破裂して、前記ダイアフラム内にガスを通過さ せることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の電気化学電池。 ２１． 前記エンドキャップ・アセンブリの内側の幅に交差し、前記エンドキ ャッププレートと前記破裂可能なダイアフラムとの間に配置される分離部材をさ らに有し、前記分離部材は、前記熱感応手段を前記圧力感応手段から分離させる ことを特徴とする請求の範囲第２０項記載の電気化学電池。 ２２． 前記エンドキャッププレートは、少なくとも一つの開口部を有し、前 記電池内で発生されたガスを前記開口部を介して外部に逃すことを特徴とする請 求の範囲第２１項記載の電気化学電池。 ２３． 前記エンドキャップ・アセンブリは、前記電気的な経路の一部を構成 する接触プレートを有することを特徴とする請求の範囲第２０項記載の電気化学 電池。 ２４． 前記電池の温度が60℃〜120℃の間の温度に達するとき、前記形状記 憶合金部材は分解して、前記形状記憶部材を前記接触プレートとの電気的な接触 を遮断することを特徴とする請求の範囲第１８項記載の電気化学電池。 ２５． 前記エンドキャッププレートの周辺エッジと前記ダイアフラムプレー トの周辺エッジとに接触する電気的な絶縁グロメットをさらに有し、 前記エンドキャップ・アセンブリは、前記グロメットの周囲に機械的にクリン プされる金属部材（クリンプ部材）をさらに有し、機械的な圧縮により、前記ダ イアフラムプレートと前記エンドキャッププレートとを支持することを特徴とす る請求の範囲第２０項記載の電気化学電池。 ２６． 前記クリンピング部材の周囲に金属カバーをさらに備えることを特徴 とする請求の範囲第２５項記載の電気化学電池。 ２７． 前記エンドキャップ・アセンブリは、前記電池用の円筒形の筐体の開 口端に挿入されて、前記カバーの外側表面を前記筐体の内側表面に溶接すること により前記電池に組み込まれ、前記エンドキャップ・アセンブリは、前記エンド キャッププレートとともに円筒形の筐体の内部に密封され、前記エンドキャップ プレートは、外部に露出される前記電池の電極を有することを特徴とする請求の 範囲第２６項記載の電気化学電池。 ２８． 正負電極と一対の内部電極（アノードとカソード）とを有する電気化 学電池に適用されるエンドキャップ・アセンブリであって、 前記エンドキャップ・アセンブリは、ハウジングと露出されたエンドキャップ プレートを有し、 前記エンドキャッププレートは電池の電極として作用し、 前記エンドキャップ・アセンブリは、前記エンドキャップ・アセンブリが電池 に適用されるときに、前記エンドキャッププレートを電池電極に電気的に導通さ せる電気的な導通経路を有し、 前記エンドキャップ・アセンブリはさらに、 前記導通経路に電流が流れないようにする熱感応手段であって、前記エンドキ ャップ・アセンブリ内の温度が所定レベルに達するときに駆動されて前記導通経 路を遮断させる前記熱感応手段であり、 前記熱感応手段は、前記エンドキャップ・アセンブリ内のチャンバと形状記憶 合金部材とを有し、前記形状記憶合金部材は、前記電気的な経路の一部を形成し ており、前記形状記憶合金部材の一部は、厚さ方向に開口部をもつディスクを有 し、このディスクは外側エッジを有し、この外側エッジは、その一部から前記開 口部にかけて内側に突き出したフレキシブル部材を有し、 前記外側エッジは、前記エンドキャップ・アセンブリ内の絶縁部材の表面に載 置され、前記アセンブリ内の電池温度が所定レベルに達するとき、前記フレキシ ブル部は分解して前記電気的な経路を遮断させることを特徴とするエンドキャッ プ・アセンブリ。