JP2002093399A - 電池用電流遮断素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の内圧上昇が所定値以上になると、確実
に電路を遮断して安全性を確保することができる高性能
な電池用電流遮断素子を提供すること。 【解決手段】 電池１の内圧上昇によって変形可能な外
装体２と、この外装体２の一面である底部側面４ａに取
り付け可能な絶縁性の保持部材５とを備え、この保持部
材５には、異なる材質の薄肉材６ａと厚肉材７とを互い
に圧着して一枚の板状にした横長で導電性の接続部材６
が固着され、接続部材６の長手方向の一方側と他方側と
の間には、外装体２の底部側面４ａの変形に対応して、
一方側と他方側との接続を遮断容易な遮断用部位Ｂを有
し、電池１の内圧が上昇して外装体２が変形することに
より、遮断用部位Ｂが破断して接続部材６の一方側と他
方側との接続が遮断されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池用電流遮断素子
に係わり、特に電池ケースの内圧上昇時に安全性を確保
するのに好適な電池用電流遮断素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電池ケースの内部に有機溶
媒系電解液を注入して密閉した、充電可能なリチウムイ
オン二次電池などが、携帯電話機やパソコン等の携帯用
機器の電源として広く使用されている。ところが、この
ような電池に再充電するときに過充電を行ったり、規定
された電流よりも大きな電流で充電を行ったりすると、
電池に異常が生じて電池ケース内に気体が発生し、電池
ケース内の圧力や温度が上昇して、電池ケースの膨張、
さらには亀裂等が発生し、内部の電解液が外部ににじみ
出して、電池が組み込まれた機器に悪影響を与えること
があった。また、これに至らなくてとも、前述したよう
な異常状態のままで、電池の使用を継続すると、電池の
膨張が進行し、電池ケースが破裂したりする危険性があ
り、異常が生じた電池は速やかに使用を中止する必要が
あった。

【０００３】このような障害を解決するために、従来の
電池の電池用電流遮断素子を、例えば図１３、１４に示
すような円形の電池に用いたもので説明すると、電池ケ
ース２１にガスケット２２を介して、周囲をカシメ等で
電池ケース２１の内部を密閉するように取り付けた電池
蓋２３と、この電池蓋２３の下部に、上方に変位可能な
アクチュエータ２４とが、それぞれ配設されている。前
記電池蓋２３には通気口２３ａが形成され、電池ケース
２１内部の圧力上昇によりアクチュエータ２４が開裂す
ると、内部の圧力上昇した気体が通気口２３ａから外部
に逃げられるようになっている。

【０００４】また、アクチュエータ２４は、円環状の安
全弁部２４ａが絞り加工等で形成され、この安全弁部２
４ａには、中央部に図示下方に突出する突起部２４ｂ
と、この突起部２４ｂの周囲の下面に放射状の溝２４ｃ
が形成されている。この溝２４ｃが形成された部分のア
クチュエータ２４は薄肉になっており、電池ケース２１
内部の圧力上昇によりアクチュエータ２４が開裂可能に
なっている。また、アクチュエータ２４の下方には絶縁
板２５が配設され、この絶縁板２５には安全弁部２４ａ
の突起部２４ａが挿通する穴２５ａと、他に通気穴２５
ｂとが貫通形成されている。前記絶縁板２５の下部に
は、リード固定部材２６が配設され、このリード固定部
材２６には、前記絶縁板２５の穴２５ａに連通する穴２
６ａと、絶縁板２５の通気穴２５ｂと連通する通気穴２
６ｂとがそれぞれ設けられている。

【０００５】前記それぞれの穴２５ａ、２６ａには、安
全弁部２４ａの突起部２４ｂが挿通され、この突起部２
４ｂの先端には金属板から成る薄板のリード２７が取り
付けられている。この薄板のリード２７は、突起部２４
ｂの先端部にスポット溶接等で接合される接合部を有
し、アクチュエータ２４とリード２７とが電気的に導通
している。また、リード２７の他端は図示下方の発電素
子２８に接続されて、発電素子２８と電池蓋２３との間
に電路が形成されている。そして、電池内部の異常で電
池ケース２１内部の圧力が上昇した場合、圧力上昇した
気体が通気穴２５ｂ、２６ｂから、図１４に示す矢印Ａ
のように流れて、安全弁部２４ａの裏面を上方に押し上
げようとする力が加えられる。

【０００６】前記電池ケース２１内部の圧力上昇が所定
値以上になると、安全弁部２４ａが上方に変位して接合
部２７ａが破断され、リード２７とアクチュエータ２４
との間の電路が遮断されるようになっている。この電路
遮断で、電池の内圧上昇が所定値以上になったことを検
出して、電池内部の電流の流れが遮断されて、電池ケー
ス２１内部の圧力上昇が抑えられる。また、前記電路が
遮断されても、電池内部の圧力上昇がストップしなで、
更に内圧が上昇した場合には、この更に上昇した電池内
圧が放射状の溝２４ｃに加わり、この溝２４ｃによって
薄肉に形成されたアクチュエータ２４が開裂される。そ
して、この開裂部分から内部の圧力上昇した気体が、通
気口２３ａから外部に逃げて、電池の破裂を事前に防ぐ
ことができるようになっている。このような従来の電池
を用いた携帯電話機等の携帯用機器類は小型化が進み、
このような携帯用機器に使用する電池も小型の要求が強
くなっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
な従来の電池用電流遮断素子は、全体が薄板に形成され
たリード２７にアクチュエター２４をスポット溶接等で
接合していたので、リード２７の接合部２７ａに亀裂等
が発生したり、接合力にバラツキが発生したりするおそ
れがあった。前記リード２７の接合部に亀裂、あるいは
接合力にバラツキ等が発生すると、アクチュエター２４
とリード２７との破断強度がバラツキ、電池の内圧上昇
を精度良く検出できなくなる危険性があった。本発明
は、前述のような課題を解決して、電池の内圧上昇が所
定値以上になると、確実に電路を遮断して安全性を確保
することができる高性能な電池用電流遮断素子を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の解決手段として本発明の電池用電流遮断素子
は、電池の内圧上昇によって変形可能な外装体と、この
外装体の一面に取り付け可能な絶縁性の保持部材とを備
え、この保持部材には、異なる材質の薄肉材と厚肉材と
を互いに圧着して一枚の板状にした横長で導電性の接続
部材が固着され、前記接続部材の長手方向の一方側と他
方側との間には、前記外装体の変形に対応して前記一方
側と他方側との接続を遮断容易な遮断用部位を有し、前
記電池の内圧が上昇して前記外装体が変形することによ
り、前記遮断用部位が破断して前記接続部材の前記一方
側と他方側との接続が遮断されるような構成とした。

【０００９】また、前記課題を解決するための第２の解
決手段として、前記遮断用部位は、前記接続部材の前記
長手方向と直交して幅方向に横切る一対の溝部を有し、
この溝部は底部が前記薄肉材からなり、前記一対の溝部
に挟まれた部分に前記厚肉材からなる変位部を形成し、
前記電池の内圧上昇による前記外装体の変形に連動し
て、前記変位部を前記溝部から破断するような構成とし
た。

【００１０】また、前記課題を解決するための第３の解
決手段として、前記遮断用部位は、前記溝部が形成され
た部分の前記幅方向の寸法が他の部分より幅狭に形成さ
れている構成とした。

【００１１】また、前記課題を解決するための第４の解
決手段として、前記外装体は、前記電池の内圧上昇によ
って外方に膨張可能な互いに対向する一対の第１の側面
と、この第１の側面より面積が小さくて前記第１の側面
が膨張することにより凹状の内方に凹む第２の側面とを
有し、前記保持部材を前記第２の側面に取り付けた状態
で、前記接続部材と前記第２の側面との間に、前記第２
の側面の前記凹状の凹みに追従して変形可能な導電性の
変形部材を配設し、この変形部材を介して前記接続部材
と前駆第２の側面との間に電路が形成され、前記電池の
内圧上昇により、前記第１の側面が膨張して前記第２の
側面が凹状に凹んで前記変形部材が変形し、前記変位部
を前記溝部から破断して前記電路を遮断するような構成
とした。また、前記課題を解決するための第５の解決手
段として、前記薄肉材を前記外装体の第２の側面または
前記変形部材の材質と同じにし、前記厚肉材を外部リー
ドの材質と同じにした構成とした。また、前記課題を解
決するための第６の解決手段として、前記外装体の第２
の側面および前記変形部材はアルミニウムからなり、前
記外部リードは ニッケルからなる構成とした。

【００１２】また、前記課題を解決するための第７の解
決手段として、前記外装体内部には発電素子を収納し、
前記外装体の一面にはこの外装体の内方に向けて膨出形
成したダイアフラム部を形成し、このダイアフラム部
は、前記電池の内圧上昇によって前記外装体の外方に向
けて変位して前記変位部を押圧可能とし、前記接続部材
は、前記保持部材から外部に露出する外部電極部を有
し、前記変位部は、前記ダイアフラム部が当接する位置
に絶縁部材を形成し、前記発電素子と前記外部電極部と
の間には前記遮断用部位を介して電路が形成され、前記
電池の内圧上昇により、前記ダイアフラム部が前記外装
体の外方に向けて変位し、前記絶縁部材を介して前記変
位部を前記溝部から破断して前記電路を遮断するような
構成とした。

【００１３】また、前記課題を解決するための第８の解
決手段として、前記薄肉材はアルミニウムからなり、前
記厚肉材はニッケルからなる構成とした。

【００１４】また、前記課題を解決するための第９の解
決手段として本発明の製造方法は、異なる材質からなる
厚肉材と薄肉材とを圧着して横長の一枚の板状に形成し
た接続部材を配設し、前記薄肉材に圧着前の前記厚肉材
は、長手方向と直交する幅方向に一対の孔部を打ち抜き
形成し、この一対の孔部は前記幅方向の端部に桟部を形
成し、前記厚肉材を前記薄肉材に圧着後、前記桟部を切
り落として、前記孔部が形成された部分に前記幅方向に
横切る一対の溝部を形成し、この溝部は底部が前記薄肉
材からなる方法とした。

【００１５】また、前記課題を解決するための第１０の
解決手段として、前記一対の溝部を有する前記接続部材
は、成形加工で保持部材に一体化され、この保持部材を
電池の内圧上昇によって変形可能な外装体に取り付け可
能とした方法とした。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電池用電流遮断
素子の実施の形態について図面を用いて説明する。ま
ず、図１〜図５は本発明の第１の実施の形態に係わる図
であり、図６、７は本発明に係わる接続部材の製造方法
を説明する図であり、図８〜図１２は本発明の第２の実
施の形態に係わる図である。

【００１７】まず、本発明の第１の実施の形態の電池用
電流遮断素子Ｄを、図１〜図５で説明すると、例えば角
形のリチウムイオン２次電池からなる電池１が２点鎖線
で示す部分に配設されている。この電池１は、図５に示
すように、外装体２が略矩形状の薄型に形成され、内部
に発電素子（図示せず）が収納されて、外装体２によっ
て内部が密閉されている。前記外装体２は、外部電極
（陽極）２ａを有する上部側面２ｂと、互いに対向する
面積の広い一対の第１の側面３と、この第１の側面３に
隣接して第１の側面３より面積の小さい第２の側面４と
から構成されている。この第２の側面４は、第１の側面
３に隣接する、底部側面４ａと互いに対向する一対の側
面４ｂ、４ｂとからなっている。

【００１８】そして、上部側面２ｂは絶縁性があると共
に、硬質で可撓性のない材料で形成され、電池１の内圧
が上昇して第１、第２の側面３、４が変形しても、上部
側面２ｂは変形しないようになっている。また、第１、
第２の側面３、４は、例えばアルミニウム等の金属材料
かなり、絞り加工されて可撓性を有するように薄く形成
され、例えば電極の１つである陰極として利用可能であ
ると共に、電池１の内圧上昇によって、膨張又は収縮可
能になっている。

【００１９】このような電池１は、充電時に、過充電を
行ったり、又は、規定された電流よりも大きな電流で充
電が行ったりすると、電池１内で化学変化を起こし、内
部にガスが発生して電池内圧が上昇する。すると、電池
１の外装体２は、図４に示すように、互いに対向する面
積の広い第１の側面３、３が矢印Ａの外方向に膨張し、
この第１の側面３に隣接するそれぞれの第２の側面４
（４ａ、４ｂ）は、膨張した第１の側面３に引っ張られ
て、中央付近が矢印Ｃ方向に凹状に凹んで変形する。

【００２０】このような電池１に取るける本発明の第１
の実施の形態の電池用電流遮断素子Ｄを、電池１の外装
体２の、例えば第２の側面４である底部側面４ａに取り
付け可能としたもので説明する。まず、本発明の電池用
電流遮断素子Ｄは、外装体２の底部側面４ａに取り付け
可能な絶縁性のポリプロピレン等からなる保持部材５が
配設されている。

【００２１】この保持部材５は、図２に示すように、横
長に形成され、長手方向の両端部が電池１側に突出する
一対の取付突部５ａ、５ａが形成されている。そして、
保持部材５は、電池１の底部側面４ａに取り付け可能に
なっており、底部側面４ａに取り付けると、一対の取付
突部５ａ、５ａが底部側面４ａの長手方向を挟持して取
り付け可能になっている。

【００２２】また、保持部材５は、下面側で一対の取付
突部５ａ、５ａの内側に、後述する変形部材７を固着す
るための取付部５ｂ、５ｂが形成されている。この取付
部５ｂは円柱状に突出形成され、先端部が熱カシメ等に
よりカシメ可能になっている。また、保持部材５は、外
周部の全周、又は少なくとも一部を電池１と反対方向
の、図示上方に突出させて緩衝壁５ｃが形成されてい
る。

【００２３】また、保持部材５は、長手方向の中央部に
略矩形状の第１接合用孔５ｄが貫通形成されている。前
記第１接合孔５ｄ近傍の図示左右には、円形状の第２接
合用孔５ｅ、５ｅが貫通形成され、この第２接合用孔５
ｅ、５ｅの周囲には円環状の突部５ｆ、５ｆが、緩衝壁
５ｃと同じ高さで突出形成されている。また、図２に示
す保持部材５の上面には、接続部材６が配設されてお
り、この接続部材６は、図７に示すように、異なる材質
の薄肉材６ａと厚肉材７とを互いに圧着して、一枚の板
状に形成されて配設されている。

【００２４】前記１枚の板状の接続部材６は、保持部材
５と同様に横長に形成され、図７Ｂに示す薄肉材６ａ
が、厚さが略０．０２ｍｍのアルミニウム等の軟質材料
で形成され、厚肉材７が、厚さが略０．１５ｍｍのニッ
ケル等の硬質材料で形成されている。そして、第１接合
孔５ｄ上に位置する接続部材６には、外装体２の底部側
面４ａの変形に対応して接続部材６の長手方向の一方側
と他方側との接続を遮断容易な遮断用部位Ｂが形成され
ている。この遮断用部位Ｂは、図１に示すように、接続
部材６の略中央部に形成されている。

【００２５】また、遮断用部位Ｂには、図７に示すよう
に、厚肉材７の長手方向と直交して矢印Ｙの幅方向に横
切る一対の溝部７ａが互いに対向して形成している。そ
して、溝部７ａは底部が薄肉材６ａからなっている。ま
た、遮断用部位Ｂは、一対の溝部７ａに挟まれた部分
に、厚肉材７からなる変位部７ｂが形成されている。ま
た、遮断部材Ｂは、図７Ａに示すように、溝部７ａが形
成された部分が、矢印Ｙの幅方向の両端部に所定深さの
切り欠き部６ｂ、６ｂが形成され、溝部７ａが形成され
た部分の矢印Ｙの幅方向の寸法が他の部分より幅狭にな
っている。そのために、遮断用部位Ｂは、変位部７ｂが
例えば下方に変位すると、薄肉部６ａからなる底部を有
する溝部７ａが破断容易になっている。

【００２６】また、接続部材６は、外周部の全周、又は
少なくとも一部が上方、又は下方に折り曲げ形成（図示
せず）され、この折り曲げ部分を保持部材５にインサー
ト成形等により埋設され、図２に示すように、保持部材
５の突部５ｆ、５ｆ周囲が打ち抜き形成され、その内周
部が下方に折り曲げられて、保持部材５に埋設されて保
持部材５に一体化されている。そのために、保持部材５
は、強度がアップされて、外部応力が加わっても変形し
難くなっている。

【００２７】前記接続部材６は、更に保持部材５の強度
アップのために、図１に示すように、左右方向の長手方
向に、複数のリブ６ｆが形成されている。このリブ６ｆ
は、保持部材５側に突出形成して、図２に示す接続部材
６の表面側は平坦状に形成されて、この平坦状の表面の
左右２カ所にリード接続部６ｇが形成されている。

【００２８】また、図２に示す保持部材５の下部には、
アルミニウム等からなる導電性の変形部材８が配設され
ている。この変形部材８は、図３に示すように、横長に
形成され、長手方向の両端部寄りの位置に、保持部材５
の取付部５ｂ、５ｂに嵌合可能な一対の楕円状の長孔８
ａ、８ａが形成されている。そして、長孔８ａに取付部
５ｂを嵌合させた状態で、取付部５ｂの先端を熱カシメ
等によりカシメ付けて、変形部材８を保持部材５に取り
付けるようになっている。

【００２９】また、変形部材８は、図２に示すように、
一対の長孔８ａ、８ａに挟まれた部分が、外装体２の第
２の側面４（４ａ）に当接可能に平坦状に突き出しした
平坦部８ｂが形成され、この平坦部８ｂが、外装体２の
第２の側面４（４ａ）にスポット溶接等で接合可能にな
っている。また、変形部材８は、図３に示すように、長
手方向の略中央部に、保持部材５の第１接合用孔５ｄ側
に突出する接合部８ｃが形成されており、この接合部８
ｃが第１接合用孔５ｄ内に位置して、遮断用部位Ｂの厚
肉材７からなる変位部７ｂに接合可能になっている。

【００３０】そして、接続部材６の変位部７ｂと変形部
材８の接合部８ｃとは、スポット溶接等により電気的に
接合可能になっている。前記変位部７ｂ下部の薄肉材６
ａと変形部材８とは、互いに材質がアルミニウムのため
に溶接が容易である。また、変形部材８は、保持部材５
の第２接合用孔５ｅ、５ｅを利用して、電池１の第２の
側面４（４ａ）に溶接等で接合することにより、第２の
側面４（４ａ）の凹状の凹みに追従して変形して、変位
部７ｂを変位させるようになっている。前記変形部材８
と第２の側面４（４ａ）とは、互いに材質がアルミニウ
ムであるために溶接が容易である。また、接続部材６の
表面のリード接続部６ｇには、材質がニッケルからなる
外部リード９がスポット溶接等により接合され、外部リ
ード９と変形部材８との間には遮断用部位Ｂを介して電
路が形成されている。前記リード接続部６ｇが形成され
た部分の厚肉材７もニッケルのため、外部リード９とは
親和性が高く溶接等が容易である。

【００３１】前述したような本発明の電池用電流遮断素
子Ｄを取り付けたリチウムイオン２次電池からなる電池
１を、充電する場合に、過充電を行ったり、規定された
電流よりも大きな電流で充電を行ったりすると、電池１
内で化学変化を起こし、内部にガスが発生して電池１の
内圧が上昇する。

【００３２】この電池１の内圧が上昇することにより、
電池１の外装体２の、面積の広い第１の側面３が図４に
示すように矢印Ａ方向に膨張すると共に、第１の側面３
に隣接する第２の側面４（４ａ、又は４ｂ）が、第１の
側面３に引っ張られて、図５に示すように、矢印Ｃ方向
の凹状に凹む。この第２側面４（４ａ）の凹状の凹みに
追従して、底部側面４ａに接合した変形部材８も変形
し、接合部８ａに接合している変位部７ｂが図示下方に
引っ張られて、変位部７ｂが溝部７ａから破断される。

【００３３】この変位部７ｂが溝部７ａから破断される
ことにより、接続部材６と第２の側面４との間の電路が
遮断されて、電池１への充電が停止されて、電池１内部
の圧上昇が停止する。そのために、外装体２に亀裂や破
裂が発生するのを未然に防ぐことができる。本発明の第
１の実施の形態では、変形部材８を外装体４に接合した
もので説明したが、変形部材８を使わないで、接続部材
６の変位部７ｂを第２の側面４（４ａ、又は４ｂ）に直
接接合したものでも良い。

【００３４】また、本発明の第２の実施の形態の電池用
電流遮断素子Ｔを、例えば角形電池に用いたもので、図
８〜図１２に基づいて説明すると、電池ケースからなる
外装体Ｋ内部には発電素子（図示せず）を収納し、外装
体Ｋの上部には、外装体Ｋの内部を機密に遮蔽可能な外
装体Ｋの一面をなす電池蓋１１が溶接等で固着されてい
る。前記外装体Ｋの一面をなす電池蓋１１は、アルミ等
の導電性金属板から成り、図８〜図１０に示すように、
外形が楕円状に形成され、この楕円状の外周部には、帯
状の鍔部１１ａと、図示左側に幅広で平坦状の鍔部１１
ｂとを有し、この鍔部１１ａ、１１ｂの内側を絞り加工
等で下方に突出させて、平坦状の底板１１ｃが形成され
ている。

【００３５】前記底板１１ｃの一部には、例えば図示右
側にダイアフラム部Ｆと、図示左側に安全弁部Ｚとが形
成されている。前記ダイアフラム部Ｆは、図１１に示す
ように、底板１１ｃの下面側から研削加工等により形成
された円環状の凹部１１ｄにより薄肉部１１ｅが設けら
れている。この薄肉部１１ｅがプレス等で椀状に外装体
Ｋの図示下方の内方に向けて膨出形成されている。即
ち、外装体Ｋの一面をなす電池蓋１１には、外装体Ｋの
内方に向けて膨出形成したダイアフラム部Ｆが形成され
ている。

【００３６】このようなダイアフラム部Ｆは、外装体Ｋ
の内圧変化で、薄肉部１１ｅの外周側の根元部分を支点
として中央部が上下に変位可能になっている。また、安
全弁部Ｚは、外形が円環状に図示上方に突出形成された
平坦状の厚肉の突出部１１ｆと、この突出部１１ｆの根
元部分を薄肉にした連結部１１ｇとが形成されて構成さ
れている。

【００３７】また、底板１１ｃの図示右寄りには、後述
する固定部材１２の筒部１２ｂが挿入可能な孔１１ｈが
形成され、図示左側の平坦状の鍔部１１ｂには外装他Ｋ
の内部に電解液等を注入するための注入孔１１ｊが形成
されている。前記安全弁部Ｚの右側近傍には底板１１ｃ
を上方側に突き出し形成したカシメ部１１ｋが設けら
れ、このカシメ部１１ｋによって、後述する保持部材１
３を取り付け可能になっている。

【００３８】前記電池蓋１１の底板１１ｃの下面側に
は、図１０に示すように、電池蓋１１の外形より小さい
略楕円状の絶縁材料から成る固定部材１２が配設されて
いる。この固定部材１２には、図９に示す右側端部寄り
に後述するリベット１４を挿入するためのリベット孔１
２ａを有する筒部１２ｂが、図示上方側に突出形成され
ている。

【００３９】前記固定部材１２は、ダイアフラム部Ｆが
形成された凹部１１ｄが位置する部分に、所定の幅と深
さの通気溝１２ｃが形成されて、電池ケースＫ内部の内
圧変化が通気溝１２ｃを介してダイアフラム部Ｆに伝達
されるようになっている。また、安全弁部Ｚが位置する
部分の固定部材１２には、安全弁部Ｚの外径と略同寸法
の通気口１２ｄが貫通形成され、また、注入孔１１ｊが
位置する固定部材１２には、注入孔１１ｊより大きめの
注入口１２ｅが貫通形成されている。また、固定部材１
２の中央部には、図示下方に向かって突出するカシメ部
１２ｆが形成されている。

【００４０】また、安全弁部Ｚを除く部分の、外装体Ｋ
の一面をなす電池蓋１１の底板１１ｃ上には、後述する
接続部材１６を埋設して一体化した保持部材１３が取り
付けられている。この保持部材１３は絶縁材料から成
り、ダイアフラム部Ｆが形成された部分の上方には、ダ
イアフラム部Ｆが上方に変位可能な矩形の開口部１３ａ
が形成され、この開口部１３ａの図示左側で、電池蓋１
１の中央部付近には、略矩形の端子保持部１３ｂが突出
形成されている。また、保持部材１３の右端部寄りに
は、後述するリベット１４をカシメ付けるための外形が
円形のリベットカシメ部１３ｃが所定の深さで彫り込み
形成されている。

【００４１】また、端子保持部１３ｂの図示左側近傍に
は、電池蓋１１のカシメ部１１ｋをカシメ付けるための
カシメ孔１３ｄが所定の深さで形成されている。前記固
定部材１２のリベット孔１２ａには、銅等の金属棒から
成るリベット１４がカシメ可能に挿通されている。前記
リベット１４は下方に頭部１４ａと、上方には筒部１２
ｅから突出する先端部１４ｂとが形成されている。そし
て、固定部材１２のリベット孔１２ａにリベット１４が
挿通されて、リベット１４の頭部１４ａと固定部材１２
との間に内部電極１５の取付部１５ａが狭持されるよう
になっている。

【００４２】前記内部電極１５は、銅等の金属板から成
り、固定部材１２の底面に接する平坦状の取付部１５ａ
と、この取付部１５ａから下方側に略Ｌ字状に折り曲げ
られる端子部１５ｂとが形成されている。そして、取付
部１５ａの図示左側の一方側が固定部材１２のカシメ部
１２ｆにカシメ付けられると共に、図示右側の他方側が
リベット１４の頭部１４ａと固定部材１２との間に狭持
されて、内部電極１５が固定部材１２に取り付けられて
いる。

【００４３】また、底板１１ｃ上の保持部材１３には、
インサート成形等で埋設されて保持部材１３に一体化さ
れた横長の接続部材１６が配設されている。この接続部
材１６は、第１の実施の形態の接続部材６と同様に、図
１１に示すように、異なる材質の薄肉材１６ａと厚肉材
１７とが圧着されて一枚の板状に形成されている。そし
て、薄肉材１６ａは、厚さが略０．０２ｍｍのアルミニ
ウム等で形成され、厚肉材１７は厚さが略０．１５ｍｍ
のニッケル等で形成されている。

【００４４】前記接続部材１６は、図９に示すように、
保持部材１３から露出する外部電極部１６ｂと、保持部
材１３の開口部１３ａ内に位置する遮断部位Ｓと、リベ
ット１４に接続されるリベット接続部１６ｃとが設けら
れて横長状に形成されている。前記接続部材１６は、電
池内部の発電素子（図示せず）に内部電極１５を介して
リベット１４で接続され、保持部材１３にインサート成
形により埋設されて取り付けられている。また、遮断用
部位Ｓは、接続部材１６の長手方向の外部電極部１６ｂ
が形成された一方側と、リベット接続部１６ｃが形成さ
れた他方側との間の開口部１３ａ内に形成され、外装体
Ｋの変形に対応して前記一方側と他方側との接続を遮断
容易となっている。

【００４５】また、電池蓋１１の右側端部寄りの孔１１
ｈに、固定部材１２の筒部１２ｂを挿入し、リベット孔
１２ａにリベット１４を挿入して、先端部１４ｂをカシ
メ付けることによって、頭部１４ａが内部電極１５の取
付部１５ａと導通し、先端部１４ｂがリベット接続部１
６ｃと導通して、内部電極１５と接続部材１６とがリベ
ット１４を介して電気的に導通するようになっている。
そして、内部電極１５の外部電極部１５ｂを電池内部の
発電素子（図示せず）に接続すると、発電素子と接続部
材１６の外部電極部１６ｂとの間に、遮断用部位Ｓを介
して電路が形成されるようになっている

【００４６】また、図８に示す遮断用部位Ｓは、幅狭の
連結部１６ｄが形成され、この連結部１６ｄには、接続
部材１６の長手方向と直交して幅方向に横切る一対の溝
部１７ａが形成されている。そして、溝部１７ａは底部
が薄肉材１６ａで形成されている。また、遮断用部位Ｓ
は、一対の溝部１７ａに挟まれた部分に、厚肉材１７か
らなる変位部１７ｂが形成されている。

【００４７】前記変位部１７ｂが形成された部分には、
変位部１７ｂを埋設するように絶縁部材１８が形成さ
れ、この絶縁部材１８は、変位部１７ｂから下方のダイ
アフラム部Ｆ側に突出する円弧状の突出面１８ｂが形成
され、突出面１８ｂの一端部寄りに突出面１８ｂの中央
部の突出高さと同等、あるいはそれ以下の高さの凸部１
８ｃが突出形成されている。

【００４８】このような構成の本発明の第２の実施の形
態の電池用電流遮断素子Ｔは、図９に示すように、外装
体Ｋの内部に収納した発電素子（図示せず）等を気密に
遮蔽する、外装体Ｋの一面である電池蓋１１を外装体Ｋ
の上方の開口部に溶接等で取り付ける。その後、注入孔
１１ｊから所定の電解液（図示せず）を注入し、注入孔
１１ｊを溶接等により塞ぐことにより、外装体Ｋの内部
を気密に遮蔽した電池（図示せず）を組み立てるように
なっている。

【００４９】前述したような、第２の実施の形態の電池
用電流遮断素子Ｔの動作は、外装体Ｋ内部に異常が発生
して、電池の内圧が上昇すると、図１２に示すように圧
力上昇した気体が、通気溝１２ｃから、矢印Ｇのように
ダイアフラム部Ｆを形成した凹部１１ｄ内に侵入し、ダ
イアフラム部Ｆを上方に押し上げようとする力が働く。
そして、電池の内圧が所定値以上に上昇すると、ダイア
フラム部Ｆが一気に上方に反転して変位する。

【００５０】このダイアフラム部Ｆの反転動作で、ダイ
アフラム部Ｆの中央部付近が、絶縁体１８の突出面１７
ｂを上方に押圧する。すると、破断容易な遮断用部位Ｓ
は、薄肉材１６ａで形成された溝部１７ａの底部から破
断する。そして、遮断用部位Ｓは、破断部分が絶縁部材
１８によって矢印Ｈ方向の上方に押し上げられて、接続
部材１６の一方側に形成された外部電極部１６ｂと、外
装体内部の発電素子（図示せず）との間の電路が遮断さ
れる。そのために、外装体Ｋ内部の圧力上昇が抑えられ
て、電池の破裂を未然に防止することができる。

【００５１】また、接続部材１６と外装体Ｋ内部の発電
素子（図示せず）との間の電路が遮断されても、電池内
部の圧力上昇が停止しないで、更に内圧が上昇するよう
な場合には、この更に上昇する電池内圧が安全弁部Ｚの
突出部１１ｆに加わって、薄肉の連結部１１ｇを破断さ
せる。この連結部１１ｇの破断によって、電池内部の高
圧になった気体が外部に排出され、電池の破裂を未然に
防止することができる。

【００５２】このような本発明の、例えば第１の実施の
形態に用いた接続部材６の製造方法を、図６、図７に基
づいて説明すると、まず、厚肉材７は、図６Ａ、Ｂに示
すように、長手方向と直交する矢印Ｙの幅方向に一対の
孔部７ｃをプレス加工等で打ち抜き形成する。前記一対
の孔部７ｃは、矢印Ｙの幅方向の端部を切り残して桟部
７ｄが形成され、この桟部７ｂによって、厚肉材７の長
手方向の一方側と他方側とが接続されて、厚肉材７が横
長に形成されている。このような厚肉材７を、圧延ロー
ラ（図示せず）等により強い力で薄肉材６ａに圧着する
と、図６Ｃに示すように、薄肉材６ａと厚肉材７とが一
枚の板状に一体化することができる。

【００５３】このような薄肉材６ａと厚肉材７とを圧着
して一体化した接続部材６は、図７Ａに示すように、桟
部７ｄが形成された部分をプレス等で切り落として、所
定の深さの切り欠き部６ｂを形成する。この切り欠き部
６ｂにより、孔部７ｃが形成された部分に、矢印Ｙの幅
方向に横切る一対の溝部７ａが形成される。この溝部７
ａが形成された部分の接続部材６の幅寸法が切り欠き部
６ｂによって、他の部分より幅狭に形成している。

【００５４】そして、一対の溝部７ａに挟まれた部分に
厚肉材７からなる変位部７ｂが形成され、この変位部７
ｂの下部に、図７Ｂの２点差線で示す変形部材８をスポ
ット溶接等で接合することにより、変形部材８が例えば
下方に変形すると、変位部７ｂが下方に引っ張られて、
遮断用部位Ｂは、強度の弱い溝部７ａから破断すること
ができる。この遮断用部位Ｂの破断で、接続部材６の長
手方向の一方側と他方側との接続が遮断され、電池１側
の第２の側面４と接続部材６との間の電路を遮断するこ
とができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の電池用電流遮断素子は、異なる
材質の薄肉材と厚肉材とを互いに圧着して一枚の板状に
した横長で導電性の接続部材を有し、電池の内圧が上昇
して外装体が変形することにより、接続部材に形成した
遮断用部位が破断して、接続部材の一方側と他方側との
接続が遮断されるようにしたので、薄肉材を板厚のバラ
ツキがない高精度に形成でき、遮断用部位をバラツキの
ない一定の破断強度で破断することができる高性能な電
池用電流遮断素子を提供できる。

【００５６】また、遮断用部位は、一対の溝部に挟まれ
た部分に厚肉材からなる変位部を形成し、前記電池の内
圧上昇による前記外装体の変形に連動して、前記変位部
を前記溝部から破断するようにしたので、変位部は、薄
肉材で形成した溝部の底部から容易に破断することがで
き、電池の内圧上昇が低圧でも接続部材を溝部から確実
に破断することができる。

【００５７】また、前記遮断用部位は、前記溝部が形成
された部分の前記幅方向の寸法が他の部分より幅狭に形
成されているので、更に電池の内圧上昇が低圧でも、遮
断用部位を溝部から確実に破断して遮断することができ
る。

【００５８】また、電池の内圧上昇により、外装体の第
１の側面が膨張して第２の側面が凹状に凹んで変形部材
が変形し、変位部を溝部から破断して電路を遮断するよ
うにしたので、電池外装体の第２の側面の変形に連動し
て、電路を遮断して、電池の内圧上昇をストップさせる
ことができる。そのために電池用電流遮断素子を用いた
電池に何らかの異常が発生して、電池の内圧が上昇した
としても、本発明の電池用電流遮断素子によって、爆発
等の異常が発生する前に内圧上昇を停止することができ
る、取り扱い上において、安全な電池を提供できる。

【００５９】また、前記薄肉材を前記外装体の第２の側
面または前記変形部材の材質と同じにし、前記厚肉材を
外部リードの材質と同じにしたので、薄肉材と第２の側
面または変形部材とを溶接等で接合しやすく、厚肉材と
外部リードとを溶接等で接合しやすくなる。

【００６０】また、前記外装体の第２の側面および前記
変形部材はアルミニウムからなり、前記外部リードは
ニッケルからなるので、同じ材質同志で溶接等による接
合となり、接合強度を強くできる。

【００６１】また、電池の内圧上昇により、ダイアフラ
ム部が外装体の外方に向けて変位し、絶縁部材を介して
変位部を溝部から破断して電路を遮断するようにしたの
で、ダイアフラム部により破断された遮断用部位は、破
断部分が絶縁部材で大きく離間されて、破断部分が再度
導通することを防ぐことができる。

【００６２】また、薄肉材はアルミニウムからなり、厚
肉材はニッケルからなるので、薄肉材が軟質のため、電
池の内圧上昇が低圧でも、バラツキのない一定の破断強
度で確実に遮断部位を破断することができる高性能な電
池用電流遮断素子を提供できる。また、アルミニウムか
らなる薄肉材に接続する変形部材あるいは外装体の第２
の側面とがアルミニウムなので溶接が容易となり接続強
度を強くできる。また、ニッケルからなる厚肉材に接続
する外部リードがニッケルなので溶接が容易である。

【００６３】また、薄肉材に圧着前の厚肉材は、一対の
孔部を打ち抜き形成し、この一対の孔部は幅方向の端部
を切り残して桟部を形成し、厚肉材を薄肉材に圧着後、
桟部を切り落として、孔部が形成された部分に幅方向に
横切る一対の溝部を形成し、この溝部は底部が前記薄肉
材からなるので、電池の内圧上昇が低圧でも、遮断用部
位を溝部から確実に破断して遮断することができる電池
用電流遮断素子の製造方法を提供できる。

【００６４】また、一対の溝部を有する接続部材は、成
形加工で保持部材に一体化され、この保持部材を電池の
内圧上昇によって変形可能な外装体に取り付け可能とし
たので、本発明の電池用電流遮断素子を電池に取り付け
るのが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる上面図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる要部断面図
である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる下面図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる電池の上面
図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる電池の斜視
図である。

【図６】本発明に係わる接続部材の製造方法を説明する
図である。

【図７】本発明に係わる接続部材の製造方法を説明する
図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係わる上面図であ
る。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる要部断面図
である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる下面図で
ある。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる遮断用部
位の動作を説明する図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態に係わる遮断用部
位の動作を説明する図である。

【図１３】従来の電池用電流遮断素子の要部断面図であ
る。

【図１４】従来の電池用電流遮断素子の動作を説明する
要部断面図である。

【符号の説明】

Ｄ 本発明の第１の実施の形態の電池用電流遮断素子 １ 電池 ２ 外装体 ２ａ 電極 ２ｂ 上部側面 ３ 第１の側面 ４ 第２の側面 ４ａ 底部側面 ４ｂ 側面 ５ 保持部材 ５ｄ 第１接合孔 ５ｅ 第２接合孔 ５ｆ 突部 ６ 接続部材 ６ａ 薄肉材 ６ｂ 切り欠き部 ７ 厚肉材 ７ａ 溝部 ７ｂ 変位部 ８ 変形部材 ８ａ 長孔 ８ｂ 平坦部 ８ｃ 接合部 ９ 外部リード Ｔ 本発明の第２の実施の形態の電池用電流遮断素子 １１ 電池蓋 １６ 接続部材 １６ａ 薄肉材 １７ 厚肉材 １７ａ 溝部 １７ｂ 変位部 Ｋ 外装体 Ｆ ダイアフラム部 Ｚ 安全弁部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA13 CC06 DD11 FF02 GG02 HH02 JJ11 5H012 BB02 DD01 DD05 EE04 FF01 GG01 5H022 AA09 KK03 5H030 AA06 AS11 AS20 BB27 FF51

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池の内圧上昇によって変形可能な外装
   体と、この外装体の一面に取り付け可能な絶縁性の保持
   部材とを備え、この保持部材には、薄肉材と厚肉材とを
   互いに圧着して一枚の板状にした横長で導電性の接続部
   材が固着され、前記接続部材の長手方向の一方側と他方
   側との間には、前記外装体の変形に対応して前記一方側
   と他方側との接続を遮断容易な遮断用部位を有し、前記
   電池の内圧が上昇して前記外装体が変形することによ
   り、前記遮断用部位が破断して前記接続部材の前記一方
   側と他方側との接続が遮断されるようにしたことを特徴
   とする電池用電流遮断素子。
2. 【請求項２】 前記遮断用部位は、前記接続部材の前記
   長手方向と直交して幅方向に横切る一対の溝部を有し、
   この溝部は底部が前記薄肉材からなり、前記一対の溝部
   に挟まれた部分に前記厚肉材からなる変位部を形成し、
   前記電池の内圧上昇による前記外装体の変形に連動し
   て、前記変位部を前記溝部から破断するようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の電池用電流遮断素子。
3. 【請求項３】 前記遮断用部位は、前記溝部が形成され
   た部分の前記幅方向の寸法が他の部分より幅狭に形成さ
   れていることを特徴とする請求項１、または２記載の電
   池用電流遮断素子。
4. 【請求項４】 前記外装体は、前記電池の内圧上昇によ
   って外方に膨張可能な互いに対向する一対の第１の側面
   と、この第１の側面より面積が小さくて前記第１の側面
   が膨張することにより凹状の内方に凹む第２の側面とを
   有し、前記保持部材を前記第２の側面に取り付けた状態
   で、前記接続部材と前記第２の側面との間に、前記第２
   の側面の前記凹状の凹みに追従して変形可能な導電性の
   変形部材を配設し、この変形部材を介して前記接続部材
   に接続した外部リードと前記第２の側面との間に電路が
   形成され、前記電池の内圧上昇により、前記第１の側面
   が膨張して前記第２の側面が凹状に凹んで前記変形部材
   が変形し、前記変位部を前記溝部から破断して前記電路
   を遮断するようにしたことを特徴とする請求項２、また
   は３記載の電池用電流遮断素子。
5. 【請求項５】 前記薄肉材を前記外装体の第２の側面ま
   たは前記変形部材の材質と同じにし、前記厚肉材を外部
   リードの材質と同じにしたことを特徴とする請求項４記
   載の電池用電流遮断素子。
6. 【請求項６】 前記外装体の第２の側面および前記変形
   部材はアルミニウムからなり、前記外部リードは ニッ
   ケルからなることを特徴とする請求項４、または５記載
   の電池用電流遮断素子。
7. 【請求項７】 前記外装体内部には発電素子を収納し、
   前記外装体の一面にはこの外装体の内方に向けて膨出形
   成したダイアフラム部を形成し、このダイアフラム部
   は、前記電池の内圧上昇によって前記外装体の外方に向
   けて変位して前記変位部を押圧可能とし、前記接続部材
   は、前記保持部材から外部に露出する外部電極部を有
   し、前記変位部は、前記ダイアフラム部が当接する位置
   に絶縁部材を形成し、前記発電素子と前記外部電極部と
   の間には前記遮断用部位を介して電路が形成され、前記
   電池の内圧上昇により、前記ダイアフラム部が前記外装
   体の外方に向けて変位し、前記絶縁部材を介して前記変
   位部を前記溝部から破断して前記電路を遮断するように
   したことを特徴とする請求項１記載の電池用電流遮断素
   子。
8. 【請求項８】 前記薄肉材はアルミニウムからなり、前
   記厚肉材はニッケルからなることを特徴とする請求項
   １、２、３、４、５、６または７記載の電池用電流遮断
   素子。
9. 【請求項９】 異なる材質からなる厚肉材と薄肉材とを
   圧着して横長の一枚の板状に形成した接続部材を配設
   し、前記薄肉材に圧着前の前記厚肉材は、長手方向と直
   交する幅方向に一対の孔部を打ち抜き形成し、この一対
   の孔部は前記幅方向の端部に桟部を形成し、前記厚肉材
   を前記薄肉材に圧着後、前記桟部を切り落として、前記
   孔部が形成された部分に前記幅方向に横切る一対の溝部
   を形成し、この溝部は底部が前記薄肉材からなることを
   特徴とする電池用電流遮断素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記一対の溝部を有する前記接続部材
    は、成形加工で保持部材に一体化され、この保持部材を
    電池の内圧上昇によって変形可能な外装体に取り付け可
    能としたことを特徴とする請求項９記載の電池用電流遮
    断素子の製造方法。