JP2013098132A - Battery short circuit element, battery short circuit system, battery, and battery system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery short circuit element with which when an internal temperature or an internal pressure of a battery has risen excessively due to an abnormality, it is possible to ensure safety of the battery by causing short circuit between a positive electrode and a negative electrode with reliability to cause discharge with stability.SOLUTION: A battery short circuit element 10 connected to a battery 100 including a first electrode 131 and a second electrode 132 includes: a first electric conductor 15 that is electrically connected to a first electrode side; a second electric conductor 16 that is electrically connected to a second electrode side; and a short circuit layer 20 having an insulator 22 arranged between the first electric conductor and the second electric conductor and a low melting point alloy layer 21 arranged between the first electric conductor and the second electric conductor, wherein the short circuit layer 20 causes short circuit between the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 at a predetermined temperature or higher through fusion of at least a part or the whole of the low melting point alloy layer.

Description

本発明は、電池に異常な温度上昇が起こった場合に、正極端子と負極端子とを短絡させることにより電池のエネルギーを放出させ、電池を安全化することができる電池短絡素子、並びに電池短絡素子を利用した電池および電池システムに関する。   The present invention relates to a battery short-circuit element capable of releasing the energy of a battery by short-circuiting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and making the battery safe when an abnormal temperature rise occurs in the battery, and the battery short-circuit element The present invention relates to a battery and a battery system using a battery.

近年、電気自動車用や電力貯蔵用の電池として、エネルギー密度が高く、かつ安全性の高いリチウムイオン電池が求められている。   In recent years, lithium ion batteries having high energy density and high safety have been demanded as batteries for electric vehicles and power storage.

このような、高いエネルギー密度を有するリチウムイオン電池は、過充電や内部短絡などの異常時には、電池内部の温度が過度に上昇したり、電池の内圧が著しく上昇し、電池ケースが変形したりする場合がある。このような場合には速やかに電池を安全化するため、電池を短絡させることによりエネルギーを放出させる方法が考えられる。   In such a lithium ion battery having a high energy density, the temperature inside the battery excessively increases or the internal pressure of the battery significantly increases and the battery case is deformed when an abnormality such as overcharge or internal short circuit occurs. There is a case. In such a case, in order to quickly secure the battery, a method of releasing energy by short-circuiting the battery can be considered.

特許文献1では、板状の正極端子と、板状の負極端子と、正極端子と負極端子とに挟み込まれて接続される絶縁層とからなる短絡機構を電池に設けている。この絶縁層は、所定温度以上において溶融することにより正極端子と負極端子とを導通させる機能を有する。これにより短絡機構は、電池に異常が発生して所定温度以上となった場合に、電池の正極と負極とを短絡させ、電池を安全化することができる。   In Patent Document 1, a battery is provided with a short-circuit mechanism including a plate-like positive electrode terminal, a plate-like negative electrode terminal, and an insulating layer sandwiched and connected between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. This insulating layer has a function of electrically connecting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal by melting at a predetermined temperature or higher. Thereby, the short circuit mechanism can make the battery safe by short-circuiting the positive electrode and the negative electrode of the battery when an abnormality occurs in the battery and the temperature exceeds a predetermined temperature.

また、特許文献2では、正極端子である蓋板と負極端子との間の絶縁を行う絶縁部材として温度上昇により抵抗値が減少するNTC素子を利用することにより、電池の温度が上昇した場合に絶縁部材の抵抗が減少して正負極間を短絡させる。さらに、特許文献2では、バイメタルを利用することにより電池の温度が上昇した場合に正極端子と負極端子とを短絡させるスイッチが開示されている。   Moreover, in patent document 2, when the temperature of a battery rises by utilizing the NTC element whose resistance value decreases as the temperature rises as an insulating member that performs insulation between a lid plate that is a positive electrode terminal and a negative electrode terminal. The resistance of the insulating member is reduced and the positive and negative electrodes are short-circuited. Furthermore, Patent Document 2 discloses a switch that short-circuits the positive electrode terminal and the negative electrode terminal when the temperature of the battery rises by using bimetal.

また、特許文献3では、負極と電気的に接続されている筐体(電池缶)と正極に電気的に接続されている電池蓋とのそれぞれに低融点合金が配置されている電池が開示されている。この電池では、電池に異常が発生して所定温度を超えた場合に低融点合金が融解し、筐体と電池蓋とを電気的に接続することにより短絡させている。   Patent Document 3 discloses a battery in which a low melting point alloy is disposed in each of a casing (battery can) electrically connected to the negative electrode and a battery lid electrically connected to the positive electrode. ing. In this battery, when an abnormality occurs in the battery and the temperature exceeds a predetermined temperature, the low-melting point alloy melts and is short-circuited by electrically connecting the housing and the battery lid.

また、特許文献4では、負極端子の周囲に正極に電気的に接続されている低融点合金を配置した電池が開示されている。この電池では、電池に異常が発生して所定温度を超えた場合に低融点合金が融解することにより負極端子と接触し、正極と負極とを電気的に接続することにより短絡させている。   Patent Document 4 discloses a battery in which a low melting point alloy electrically connected to the positive electrode is disposed around the negative electrode terminal. In this battery, when an abnormality occurs in the battery and the temperature exceeds a predetermined temperature, the low melting point alloy melts to contact the negative electrode terminal, and the positive electrode and the negative electrode are electrically connected to make a short circuit.

以上の特許文献1〜4のように、電池の異常によって過度な熱が発生した場合に、短絡機構(低融点合金を含む)において正極端子と負極端子とを接続して短絡させることにより、安全にエネルギーを電池から放出させている。   As in the above Patent Documents 1 to 4, when excessive heat is generated due to battery abnormality, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are connected and short-circuited in a short-circuit mechanism (including a low-melting-point alloy). Energy is released from the battery.

特開2008−130458号公報JP 2008-130458 A 特開2005−044626号公報JP 2005-044626 A 特開2006−228520号公報JP 2006-228520 A 特開2009−76270号公報JP 2009-76270 A

電池の異常時には、電池を速やかに安全化するために大電流で放電し、電池のエネルギーを外部に放出することが必要であるが、特許文献1〜4のような技術では、以下の観点から難しい。   When the battery is abnormal, it is necessary to discharge the battery with a large current in order to quickly make the battery safe and to release the battery energy to the outside. difficult.

特許文献1のような技術では、板状の正極端子と板状の負極端子とにより絶縁層を挟み込んだ構造であるため、振動などの衝撃を与えられた場合に絶縁層が外れて予期せぬ短絡が起こることは否定できず、耐振動性や耐衝撃性の点で問題がある。また、この短絡機構は、正極端子および負極端子に外部から付勢力を与えられることを前提としており、絶縁層が溶融しても外部からの付勢力のために絶縁層の融解物が介在し、抵抗値が低減しにくい構成となっている。このため、この構成では、確実に短絡させて放電させることが難しい。また、特許文献1のような技術では短絡機構(短絡素子)の短絡時の抵抗値の安定性および再現性の問題があるため、電池の異常時に緊急的に放電させることは難しい。   In the technique such as Patent Document 1, since the insulating layer is sandwiched between the plate-like positive electrode terminal and the plate-like negative electrode terminal, the insulating layer comes off when an impact such as vibration is applied, which is unexpected. It cannot be denied that a short circuit occurs, and there is a problem in terms of vibration resistance and impact resistance. In addition, this short-circuit mechanism is based on the premise that an urging force can be applied from the outside to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, and even if the insulating layer melts, a melt of the insulating layer is interposed due to the urging force from the outside, The resistance value is difficult to reduce. For this reason, with this configuration, it is difficult to reliably short-circuit and discharge. Further, in the technique such as Patent Document 1, there is a problem of stability and reproducibility of the resistance value when the short circuit mechanism (short circuit element) is short-circuited, so that it is difficult to discharge urgently when the battery is abnormal.

また、特許文献2のNTC素子を利用する技術では、通常使用時も微小電流が流れ続けるため電池システムとしての自己放電量が大きくなりこのましくない。   Further, in the technology using the NTC element of Patent Document 2, since a minute current continues to flow even during normal use, the amount of self-discharge as a battery system increases, which is not preferable.

同じく特許文献2のバイメタルスイッチを利用する技術では、バイメタルスイッチにより正極端子と負極端子とを短絡させるため、短絡する箇所が構造的に一点となる。しかし、バイメタルスイッチでは、上述のように短絡する箇所が構造的に一点となるため大電流を流すことが難しく、短絡性能を確保することが困難である。バイメタルスイッチの短絡する箇所の面積を大きくし電池の安全化を図ろうとすると、バイメタルスイッチを大きくする必要があり、生産コストが増加してしまうといった問題がある。さらに、バイメタルスイッチの場合には、元々接触していない部分が、温度上昇があってスイッチ部分が変形し接触する事により短絡する。つまり、耐振動性や耐衝撃性が求められる用途においては、安定した絶縁性能を得ることは難しく、短絡素子の信頼性にも問題があると考えられる。   Similarly, in the technique using the bimetal switch of Patent Document 2, since the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are short-circuited by the bimetal switch, the short-circuited portion is structurally one point. However, in the bimetal switch, the location where the short circuit occurs is structurally one point as described above, so that it is difficult to flow a large current and it is difficult to ensure the short circuit performance. In order to increase the area of the short-circuited portion of the bimetal switch to make the battery safer, there is a problem that the bimetal switch needs to be enlarged and the production cost increases. Further, in the case of a bimetal switch, a portion that is not originally in contact with each other is short-circuited when the temperature rises and the switch portion is deformed and contacted. That is, in applications where vibration resistance and impact resistance are required, it is difficult to obtain stable insulation performance, and it is considered that there is a problem in the reliability of the short-circuit element.

また、特許文献3および特許文献4のような技術では、正極と負極とを短絡させる部位が小さい。つまり、正極と負極とが短絡された場合の、短絡経路における抵抗が十分に小さくない。このため、短絡箇所から大電流で放電を行うことは難しく、大電流を流そうとすると短絡箇所の部位を大きくする必要があり好ましくない。   Further, in the techniques such as Patent Document 3 and Patent Document 4, the portion where the positive electrode and the negative electrode are short-circuited is small. That is, the resistance in the short circuit path when the positive electrode and the negative electrode are short-circuited is not sufficiently small. For this reason, it is difficult to discharge with a large current from the short-circuited portion, and if a large current is to flow, it is necessary to enlarge the portion of the short-circuited portion.

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電池に異常が発生して電池内部の温度が過度に上昇した場合に、正極端子と負極端子とを確実に短絡させて安定的に放電させることのできる電池短絡素子を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and when an abnormality occurs in the battery and the temperature inside the battery rises excessively, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are reliably short-circuited. It aims at providing the battery short circuit element which can be discharged stably.

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る電池短絡素子は、第一電極と第二電極とを有する電池に接続される電池短絡素子であって、前記第一電極側に電気的に接続される第一電気伝導体と、前記第二電極側に電気的に接続される第二電気伝導体と、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体との間に配置される絶縁体と、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体との間に配置される低融点合金層と、を有する短絡層と、を備え、前記短絡層は、所定温度未満において前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを絶縁し、所定温度以上において、少なくとも前記低融点合金層の一部または全部が融解することにより、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを短絡させる。   In order to achieve the above object, a battery short-circuit element according to an aspect of the present invention is a battery short-circuit element connected to a battery having a first electrode and a second electrode, and electrically connected to the first electrode side. A first electrical conductor connected to the second electrode, a second electrical conductor electrically connected to the second electrode side, and the first electrical conductor disposed between the first electrical conductor and the second electrical conductor A short-circuit layer having an insulator and a low melting point alloy layer disposed between the first electrical conductor and the second electrical conductor, the short-circuit layer being less than a predetermined temperature, One electrical conductor and the second electrical conductor are insulated, and at least a part or the whole of the low melting point alloy layer is melted at a predetermined temperature or higher, whereby the first electrical conductor and the second electrical conductor are melted. Short circuit with the body.

これによれば、短絡層が、電流を導通させることが可能な低融点合金層と、電流を導通させない絶縁体とにより構成されており、低融点合金層が所定温度以上において一部または全部が融解することにより、第一電気伝導体と第二電気伝導体とを直接的または間接的に短絡させる。つまり、低融点合金層が融解し、融解した低融点合金が絶縁体に予め設けられる開口または絶縁体が変形することにより生じる隙間に入り込むことにより、第一電気伝導体と第二電気伝導体とを導通状態とさせる。   According to this, the short-circuit layer is configured by the low melting point alloy layer capable of conducting current and the insulator that does not conduct current, and the low melting point alloy layer is partially or entirely at a predetermined temperature or more. By melting, the first electric conductor and the second electric conductor are directly or indirectly short-circuited. That is, when the low melting point alloy layer is melted and the melted low melting point alloy enters an opening provided in advance in the insulator or a gap formed by deformation of the insulator, the first electric conductor and the second electric conductor Is made conductive.

このため、短絡領域において第一電気伝導体と第二電気伝導体とを低融点合金層が融解することにより電気的に接続することができる。また、第一電気伝導体と第二電気伝導体とは箔状部材または板状部材からなるため、短絡領域を容易に大きくすることができる。これにより、第一電気伝導体と第二電気伝導体との電気的に接続される箇所を多くすることができ、より多くの電流を流すことができる。したがって、正極端子と負極端子とを確実に短絡させて安定的に放電させることができる。また、短絡領域の調整が容易であるため、短絡時の短絡素子の抵抗を制御することが可能となる。さらに、一旦短絡が始まると、短絡点から発生するジュール熱により短絡面積が逐次的に拡大していくため、確実かつ安定した短絡性能を得ることができる。   For this reason, in the short circuit region, the first electric conductor and the second electric conductor can be electrically connected by melting the low melting point alloy layer. Further, since the first electric conductor and the second electric conductor are made of a foil-like member or a plate-like member, the short-circuit region can be easily enlarged. Thereby, the location where the 1st electric conductor and the 2nd electric conductor are electrically connected can be increased, and more electric current can be sent. Therefore, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be reliably short-circuited and stably discharged. In addition, since the adjustment of the short-circuit region is easy, it is possible to control the resistance of the short-circuit element at the time of the short-circuit. Further, once the short circuit is started, the short circuit area is sequentially expanded by Joule heat generated from the short circuit point, so that reliable and stable short circuit performance can be obtained.

また、好ましくは、前記絶縁体は、開口が形成されており、前記短絡層は、前記低融点合金層が融解して前記絶縁体の前記開口に流入することにより、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを短絡させる。   Preferably, the insulator has an opening, and the short-circuit layer is formed by melting the low-melting-point alloy layer and flowing into the opening of the insulator. The second electrical conductor is short-circuited.

これによれば、絶縁体には開口が形成されており、低融点合金層が融解して絶縁体の開口に流入することにより、第一電気伝導体と第二電気伝導体とを短絡させる。このため、第一電気伝導体と第二電気伝導体との電気的に接続される部分を多くすることができ、より多くの電流を流すことができる。したがって、正極端子と負極端子とを確実に短絡させて安定的に放電させることができる。   According to this, the opening is formed in the insulator, and the first electric conductor and the second electric conductor are short-circuited by melting the low melting point alloy layer and flowing into the opening of the insulator. For this reason, the part by which the 1st electrical conductor and the 2nd electrical conductor are electrically connected can be increased, and more electric current can be sent. Therefore, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be reliably short-circuited and stably discharged.

また、前記短絡層は、前記低融点合金層が融解し、かつ、前記絶縁体の一部または全部が変形することにより、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを短絡させることもできる。   The short-circuit layer short-circuits the first electric conductor and the second electric conductor by melting the low-melting-point alloy layer and deforming part or all of the insulator. You can also.

これによれば、絶縁体の一部または全部が変形することにより、絶縁体に融解した低融点合金層が流入する隙間(開口)が生じる。このため、短絡層は、所定温度以上となった場合に、第一電気伝導体と第二電気伝導体とを効率よく短絡させることができる。これにより、第一電気伝導体と第二電気伝導体との電気的に接続される部分を多くすることができ、より多くの電流を流すことができる。したがって、正極端子と負極端子とを確実に短絡させて安定的に放電させることができる。   According to this, when a part or all of the insulator is deformed, a gap (opening) into which the melted low melting point alloy layer flows is formed. For this reason, a short circuit layer can short-circuit a 1st electric conductor and a 2nd electric conductor efficiently, when it becomes more than predetermined temperature. Thereby, the part electrically connected with a 1st electrical conductor and a 2nd electrical conductor can be increased, and more electric current can be sent. Therefore, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be reliably short-circuited and stably discharged.

また、好ましくは、前記短絡層は、前記絶縁体と前記低融点合金層とが積層されることにより成る。   Preferably, the short-circuit layer is formed by laminating the insulator and the low melting point alloy layer.

また、前記短絡層は、前記低融点合金層が前記絶縁体によりコーティングされることにより成ってもよい。   The short-circuit layer may be formed by coating the low melting point alloy layer with the insulator.

また、好ましくは、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、箔状部材または板状部材から成る。   Preferably, the first electric conductor and the second electric conductor are made of a foil-like member or a plate-like member.

また、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、前記短絡層を介して積層された状態で巻回されることにより形成されてもよい。   Further, the first electric conductor and the second electric conductor may be formed by being wound in a state of being stacked via the short-circuit layer.

また、好ましくは、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、前記短絡層を介して積層された状態で蛇腹状に折りたたまれることにより形成される。   Preferably, the first electric conductor and the second electric conductor are formed by being folded into a bellows in a state of being stacked via the short-circuit layer.

また、好ましくは、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、円筒形状の部材から成り、前記第一電気伝導体および前記第二電気伝導体の一方が他方の内側に重なりあって配置される。   Preferably, the first electric conductor and the second electric conductor are made of a cylindrical member, and one of the first electric conductor and the second electric conductor overlaps the inside of the other. Arranged.

また、好ましくは、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体との内で内側に配置される円筒形状の部材は、板状の金属部材が円筒形状の部材の中心軸を囲うように丸められることにより形成される。   Preferably, the cylindrical member disposed inside the first electric conductor and the second electric conductor is such that the plate-like metal member surrounds the central axis of the cylindrical member. It is formed by being rounded.

また、前記短絡層は、前記低融点合金層が、前記短絡領域の内の一部である第一短絡領域に配置され、融点が第一温度である第一低融点合金層と、前記短絡領域の内の前記第一短絡領域とは異なる領域である第二短絡領域に配置され、融点が前記第一温度とは異なる第二温度である第二低融点合金層と、から成ってもよい。   In addition, the short-circuit layer includes the first low-melting-point alloy layer in which the low-melting-point alloy layer is disposed in a first short-circuit region that is a part of the short-circuit region, and the melting point is a first temperature; And a second low melting point alloy layer that is disposed in a second short circuit region that is a region different from the first short circuit region, and that has a melting point that is a second temperature different from the first temperature.

これによれば、低融点合金層は、融点が異なる2種類の低融点合金が短絡領域を分割した領域に配置される。つまり、第一温度において融解する第一低融点合金層と、第二温度において融解する第二低融点合金層とが、短絡領域において並んで配置される。このため、温度に応じて第一電気伝導体と第二電気伝導体とが短絡する面積を調整することができる。つまり、温度に応じて第一電気伝導体と第二電気伝導体とが短絡することにより流れる電流の量を段階的に調整することができる。これにより、温度が高い場合には素早く大きな電流を流すことにより安定的に放電させ、温度が低い場合には最低限短絡させて小さい電流を流すことにより必要以上に放電しないように放電量を抑えることができる。   According to this, the low melting point alloy layer is arranged in a region where two types of low melting point alloys having different melting points divide the short circuit region. That is, the first low melting point alloy layer that melts at the first temperature and the second low melting point alloy layer that melts at the second temperature are arranged side by side in the short circuit region. For this reason, the area where the first electric conductor and the second electric conductor are short-circuited can be adjusted according to the temperature. That is, the amount of current that flows when the first electrical conductor and the second electrical conductor are short-circuited according to the temperature can be adjusted stepwise. As a result, when the temperature is high, it is possible to discharge stably by flowing a large current quickly, and when the temperature is low, the discharge amount is suppressed so as not to be discharged more than necessary by short-circuiting at least. be able to.

また、本発明の一形態にかかる電池短絡システムは、上記に記載の電池短絡素子と、前記電池の異常を判断する異常判断部と、前記短絡層の温度を上昇させる加熱部と、前記電池が異常であると前記異常判断部により判断された場合に、前記加熱部に加熱を行わせる加熱指示部と、を備える。   A battery short-circuit system according to an aspect of the present invention includes the battery short-circuit element described above, an abnormality determination unit that determines abnormality of the battery, a heating unit that increases the temperature of the short-circuit layer, and the battery. A heating instructing unit that causes the heating unit to perform heating when the abnormality determining unit determines that it is abnormal.

これによれば、異常判断部により電池が異常であると判断された場合に、加熱指示回路は、加熱部に短絡層を加熱させる。このように、異常時における電池の温度上昇にかかる熱を利用すること無く、加熱部に加熱させることにより短絡層の温度を上昇させるため、短絡層を配置する位置を電池近傍とする必要がない。このため、短絡層を配置する位置を、電池近傍ではない位置などに自由に設定できる。このように短絡層の位置を自由に設定できるため、外部からの熱の影響が少ない環境に短絡層を配置することができる。   According to this, the heating instruction circuit causes the heating unit to heat the short-circuit layer when the abnormality determination unit determines that the battery is abnormal. Thus, since the temperature of the short-circuit layer is increased by heating the heating unit without using the heat associated with the temperature increase of the battery at the time of abnormality, it is not necessary to place the short-circuit layer near the battery. . For this reason, the position which arrange | positions a short circuit layer can be freely set to the position etc. which are not battery vicinity. Since the position of the short-circuit layer can be freely set in this way, the short-circuit layer can be disposed in an environment where there is little influence of heat from the outside.

また、加熱部による発熱を利用して低融点金属を融解させるため、例えば、外部からの熱の影響を受け難い程度の高い融点である低融点金属を採用して、採用した低融点金属の融点よりも高い温度に加熱することにより任意のタイミングで短絡層の低融点金属を融解させて正極と負極とを短絡させることができる。   Also, in order to melt the low melting point metal using the heat generated by the heating unit, for example, a low melting point metal that is a high melting point that is hardly affected by external heat is adopted, and the melting point of the adopted low melting point metal By heating to a higher temperature, the low melting point metal of the short-circuit layer can be melted at any timing to short-circuit the positive electrode and the negative electrode.

これにより、外部からの熱による影響により、電池の異常を誤検知して、電池に異常が生じていない場合であっても、電池の正極と負極とを短絡させることを防ぐことができる。   Thereby, it is possible to prevent the positive electrode and the negative electrode of the battery from being short-circuited even when the abnormality of the battery is erroneously detected due to the influence of heat from the outside and no abnormality occurs in the battery.

また、前記異常判断部は、前記電池の温度を検出する温度検出部を有し、前記温度検出部により検出された前記電池の温度が異常温度以上になった場合に前記電池が異常であると判断してもよい。   The abnormality determination unit includes a temperature detection unit that detects a temperature of the battery, and the battery is abnormal when the temperature of the battery detected by the temperature detection unit is equal to or higher than the abnormal temperature. You may judge.

また、前記異常判断部は、前記電池の温度を検出する温度検出部と、前記電池の単位時間あたりの温度の変化度を検出する温度変化検出部とを有し、前記温度検出部により検出された前記電池の温度が異常温度以上になり、かつ、前記温度変化検出部により検出された前記電池の単位時間あたりの温度の変化度が所定の変化度以上になった場合に、前記電池が異常であると判断してもよい。   The abnormality determination unit includes a temperature detection unit that detects the temperature of the battery and a temperature change detection unit that detects a degree of change in temperature per unit time of the battery, and is detected by the temperature detection unit. The battery is abnormal when the temperature of the battery is equal to or higher than the abnormal temperature and the change in temperature of the battery per unit time detected by the temperature change detection unit is equal to or higher than a predetermined change. You may judge that.

また、前記異常判断部は、前記電池の筐体の変形量を検出する変形量検出部を有し、前記変形量検出部により検出された前記電池の変形量が所定の変形量以上になった場合に前記電池が異常であると判断してもよい。   In addition, the abnormality determination unit includes a deformation amount detection unit that detects a deformation amount of the battery casing, and the deformation amount of the battery detected by the deformation amount detection unit is equal to or greater than a predetermined deformation amount. In this case, it may be determined that the battery is abnormal.

また、前記異常判断部は、前記電池の筐体の変形量を検出する変形量検出部と、単位時間あたりの前記電池の筐体の変形量である変形速度を検出する変形速度検出部とを有し、前記変形量検出部により検出された前記電池の筐体の変形量が所定の変形量以上になり、かつ、前記変形速度検出部により検出された前記電池の変形速度が所定の変形速度以上になった場合に前記電池が異常であると判断してもよい。   The abnormality determination unit includes a deformation amount detection unit that detects a deformation amount of the battery casing, and a deformation speed detection unit that detects a deformation speed that is a deformation amount of the battery casing per unit time. And the deformation amount of the battery casing detected by the deformation amount detection unit is equal to or greater than a predetermined deformation amount, and the deformation speed of the battery detected by the deformation speed detection unit is a predetermined deformation speed. When it becomes above, you may judge that the said battery is abnormal.

また、本発明は、このような電池短絡素子または電池短絡システムとして実現できるだけでなく、電池短絡素子または電池短絡システムを第一電極側と第二電極側とに配置した電池として実現することもできる。さらに、本発明は、複数の電池が接続されて成る電池モジュールと、電池モジュールの第一電極側と第二電極側とを接続する電池短絡素子または電池短絡システムとから成る電池システムとして実現することもできる。   Further, the present invention can be realized not only as such a battery short-circuit element or battery short-circuit system, but also as a battery in which the battery short-circuit element or battery short-circuit system is arranged on the first electrode side and the second electrode side. . Furthermore, the present invention is realized as a battery system comprising a battery module in which a plurality of batteries are connected, and a battery short-circuit element or a battery short-circuit system that connects the first electrode side and the second electrode side of the battery module. You can also.

本発明に係る電池短絡素子によれば、電池に異常が発生して電池内部の温度が過度に上昇した場合にのみ、正極端子と負極端子とを確実に短絡させて安定的に放電させることができる。   According to the battery short-circuit element according to the present invention, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be reliably short-circuited and stably discharged only when an abnormality occurs in the battery and the temperature inside the battery rises excessively. it can.

本発明の実施の形態1に係る電池短絡素子を含む電池の概観を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external appearance of the battery containing the battery short circuiting element which concerns on Embodiment 1 of this invention. 筐体の壁部の一部を省略して電池の内部を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which omits a part of wall part of a housing | casing and shows the inside of a battery typically. 電池短絡素子の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a battery short circuit element. 巻回構造とする前の過程における電池短絡素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery short circuit element in the process before setting it as a winding structure. 巻回構造とする前の過程における積層された短絡素子部材の各構成要素の断面図である。It is sectional drawing of each component of the laminated | stacked short circuit element member in the process before setting it as a winding structure. 絶縁体フィルムの外観図である。It is an external view of an insulator film. 巻回構造の電池短絡素子の外観図である。It is an external view of the battery short circuit element of a winding structure. 正極接続部材または負極接続部材の長手方向に直交する面における巻回構造の短絡素子部材の断面図である。It is sectional drawing of the short circuit element member of the winding structure in the surface orthogonal to the longitudinal direction of a positive electrode connecting member or a negative electrode connecting member. 実施の形態1の変形例(1)に係る巻回構造とする前の過程における積層された短絡素子部材の各構成要素の断面図である。It is sectional drawing of each component of the laminated | stacked short circuit element member in the process before setting it as the winding structure which concerns on the modification (1) of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例(2)に係る4種類の異なる融点の低融点合金により構成される低融点合金層を有する短絡層の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the short circuit layer which has a low melting-point alloy layer comprised by the low melting-point alloy of four types of different melting | fusing point which concerns on the modification (2) of Embodiment 1. 実施の形態1の変形例(2)に係る4種類の異なる融点の低融点合金により構成される低融点合金層を有する短絡層の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the short circuit layer which has a low melting-point alloy layer comprised by the low melting-point alloy of four types of different melting | fusing point which concerns on the modification (2) of Embodiment 1. 実施の形態1の変形例(3)に係る電池短絡素子の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the battery short circuit element which concerns on the modification (3) of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例(5)に係る積層構造の短絡素子部材の外観図である。It is an external view of the short circuit element member of the laminated structure which concerns on the modification (5) of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例(5)に係る正極接続部材または負極接続部材の長手方向に沿っておりかつ短手方向に直交する面における積層構造の短絡素子部材の断面図である。It is sectional drawing of the short circuit element member of the laminated structure in the surface which is along the longitudinal direction of the positive electrode connection member which concerns on the modification (5) of Embodiment 1, or a negative electrode connection member, and is orthogonal to a transversal direction. 実施の形態1の変形例(5)に係る折りたたみ構造の短絡素子部材の外観図である。It is an external view of the short circuit element member of the folding structure which concerns on the modification (5) of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例(5)に係る正極接続部材または負極接続部材の長手方向に直交する面における折りたたみ構造の短絡素子部材の断面図である。It is sectional drawing of the short circuit element member of the folding structure in the surface orthogonal to the longitudinal direction of the positive electrode connection member which concerns on the modification (5) of Embodiment 1, or a negative electrode connection member. 実施の形態1の変形例(6)に係る円筒状の金属部材を正極接続部材および負極接続部材として採用した電池短絡素子の外観図である。It is an external view of the battery short circuit element which employ | adopted the cylindrical metal member which concerns on the modification (6) of Embodiment 1 as a positive electrode connection member and a negative electrode connection member. 実施の形態1の変形例(6)に係る電池短絡素子の円筒の中心軸に垂直な面における断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a surface of the battery short-circuiting element according to Modification Example (6) of Embodiment 1 that is perpendicular to the central axis of the cylinder. 実施の形態1の変形例(6)に係る電池短絡素子の円筒の中心軸に沿う面における断面図である。It is sectional drawing in the surface in alignment with the central axis of the cylinder of the battery short circuit element which concerns on the modification (6) of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例(6)に係る他の電池短絡素子の円筒の中心軸に垂直な面における断面図である。It is sectional drawing in a surface perpendicular | vertical to the center axis | shaft of the cylinder of the other battery short circuit element which concerns on the modification (6) of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例(6)に係る他の電池短絡素子の円筒の中心軸に垂直な面における断面図である。It is sectional drawing in a surface perpendicular | vertical to the center axis | shaft of the cylinder of the other battery short circuit element which concerns on the modification (6) of Embodiment 1. FIG. 本発明の実施の形態2に係る電池短絡システムを含む電池の外観を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external appearance of the battery containing the battery short circuit system which concerns on Embodiment 2 of this invention. (a)は短絡作動部の円柱の中心軸に垂直な面における断面図であり、(b)は短絡作動部の中心軸に沿う面における断面図である。(A) is sectional drawing in the surface perpendicular | vertical to the central axis of the cylinder of a short circuit action | operation part, (b) is sectional drawing in the surface in alignment with the central axis of a short circuit action part. 電池短絡システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a battery short circuit system. 実施の形態2の変形例(1)に係る電池短絡システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the battery short circuit system which concerns on the modification (1) of Embodiment 2. 実施の形態2の変形例(2)に係る電池短絡システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the battery short circuit system which concerns on the modification (2) of Embodiment 2. 実施の形態2の変形例(3)に係る電池短絡システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the battery short circuit system which concerns on the modification (3) of Embodiment 2. 実施の形態2の変形例(4)に係る短絡作動部の中心軸に沿う面における断面図である。It is sectional drawing in the surface in alignment with the central axis of the short circuit action part which concerns on the modification (4) of Embodiment 2. FIG.

本願発明の実施の形態における電池短絡素子について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る電池短絡素子の一例を示したものに過ぎない。したがって本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。   A battery short-circuit element in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is merely an example of the battery short-circuit element according to the present invention. Therefore, the scope of the present invention is defined by the wording of the claims with reference to the following embodiments, and is not limited to the following embodiments.

(実施の形態1)
図1は、電池短絡素子を含む電池の概観を模式的に示す斜視図である。図2は、筐体の壁部の一部を省略して電池の内部を模式的に示す斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overview of a battery including a battery short-circuit element. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the inside of the battery with a part of the wall portion of the housing omitted.

これらの図に示すように、電池100は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる蓄電池であり、より具体的には、非水電解液電池(例えばリチウムイオン電池)等である。電池100は、発電要素101と、筐体102と、電極端子103である第一電極としての正極端子131および第二電極としての負極端子132と、集電部材104である正極集電部材141および負極集電部材142と、電池短絡素子10とを備えている。   As shown in these drawings, the battery 100 is a storage battery that can charge electricity and discharge electricity, and more specifically, a non-aqueous electrolyte battery (for example, a lithium ion battery). . The battery 100 includes a power generation element 101, a housing 102, a positive electrode terminal 131 as a first electrode that is an electrode terminal 103, a negative electrode terminal 132 as a second electrode, a positive current collector 141 that is a current collector 104, and A negative electrode current collecting member 142 and a battery short-circuit element 10 are provided.

電池短絡素子10は、図3に示すように、正極接続部材11と、負極接続部材12と、短絡素子部材13とにより構成される。図3は、電池短絡素子10の構成を示す斜視図である。   As shown in FIG. 3, the battery short-circuit element 10 includes a positive electrode connection member 11, a negative electrode connection member 12, and a short-circuit element member 13. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the battery short-circuit element 10.

正極接続部材11は、電池100の正極端子131と短絡素子部材13とを接続する板状の金属部材である。つまり、正極接続部材11は、正極端子131から短絡素子部材13まで伸びる長方形状の板状部材である。負極接続部材12は、電池100の負極端子132と短絡素子部材13とを接続する板状の金属部材である。つまり、負極接続部材12は、負極端子132から短絡素子部材13まで延びる長方形状の板状部材である。正極接続部材11および負極接続部材12は、金属部材であり、本実施の形態では熱伝導性が高く、電気伝導性にも優れるアルミニウムから成る。   The positive electrode connection member 11 is a plate-shaped metal member that connects the positive electrode terminal 131 of the battery 100 and the short-circuit element member 13. That is, the positive electrode connection member 11 is a rectangular plate-like member that extends from the positive electrode terminal 131 to the short-circuit element member 13. The negative electrode connection member 12 is a plate-like metal member that connects the negative electrode terminal 132 of the battery 100 and the short-circuit element member 13. That is, the negative electrode connection member 12 is a rectangular plate-like member that extends from the negative electrode terminal 132 to the short-circuit element member 13. The positive electrode connecting member 11 and the negative electrode connecting member 12 are metal members, and are made of aluminum which has high thermal conductivity and excellent electrical conductivity in the present embodiment.

以下、図4A、図4B、図4Cおよび図4Dを用いて電池短絡素子10について説明する。図4Aは、巻回構造とする前の過程における電池短絡素子の構成を示す図である。図4Bは、巻回構造とする前の過程における積層された各構成要素の断面図である。図4Cは、絶縁体フィルムの外観図である。図4Dは、巻回構造の電池短絡素子の外観図である。図4Eは、正極接続部材または負極接続部材の長手方向に直交する面における巻回構造の短絡素子部材13の断面図である。   Hereinafter, the battery short-circuit element 10 will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D. FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration of a battery short-circuit element in a process before the winding structure is formed. FIG. 4B is a cross-sectional view of the stacked components in the process before the winding structure. FIG. 4C is an external view of the insulator film. FIG. 4D is an external view of a battery short-circuit element having a winding structure. FIG. 4E is a cross-sectional view of the short-circuit element member 13 having a winding structure on a surface orthogonal to the longitudinal direction of the positive electrode connecting member or the negative electrode connecting member.

短絡素子部材13は、図4Aに示すように、短絡層20と、第一電気伝導体15と、第二電気伝導体16とから成る。第一電気伝導体15および第二電気伝導体16は、長方形の箔状の金属部材であり、本実施の形態ではアルミニウムから成る。第一電気伝導体15の1辺の全てにおいて、正極接続部材11が接続されており、第一電気伝導体15は正極接続部材11により正極端子131に電気的に接続される。第二電気伝導体16の1辺の全てにおいて、負極接続部材12が接続されており、第二電気伝導体16は負極接続部材12により負極端子132に電気的に接続される。   As illustrated in FIG. 4A, the short-circuit element member 13 includes a short-circuit layer 20, a first electric conductor 15, and a second electric conductor 16. The first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are rectangular foil-like metal members, and are made of aluminum in the present embodiment. The positive electrode connecting member 11 is connected to all of one side of the first electric conductor 15, and the first electric conductor 15 is electrically connected to the positive electrode terminal 131 by the positive electrode connecting member 11. The negative electrode connecting member 12 is connected to all of one side of the second electric conductor 16, and the second electric conductor 16 is electrically connected to the negative electrode terminal 132 by the negative electrode connecting member 12.

なお、正極接続部材11が第一電気伝導体15に接続される箇所は第一電気伝導体15の1辺の全てでなくとも電気的に接続されていればよく、当該1辺の一部であってもよい。これと同様に、負極接続部材12についても、第二電気伝導体16に接続される箇所は第二電気伝導体16の1辺の全てでなくとも電気的に接続されていればよく、当該1辺の一部であってもよい。   In addition, the location where the positive electrode connecting member 11 is connected to the first electric conductor 15 is not limited to all one side of the first electric conductor 15 as long as it is electrically connected. There may be. Similarly to the negative electrode connecting member 12, the portion connected to the second electrical conductor 16 is not limited to all one side of the second electrical conductor 16, but may be electrically connected. It may be a part of the side.

短絡素子部材13は、積層された状態では図4Bに示すように、1層目の短絡層20と、第一電気伝導体15と、2層目の短絡層20と、第二電気伝導体16とが順に積層されている。短絡層20はまた、低融点合金層21と絶縁体フィルム22とを有し、1枚の絶縁体フィルム22が2層の低融点合金層21により挟まれて積層された状態となっている。つまり、短絡層20は、3層構造となっている。なお、図4Aでは、短絡層20として1層として図示しており、詳細な構成は省略している。   As shown in FIG. 4B, the short-circuit element member 13 is stacked, as shown in FIG. 4B, the first short-circuit layer 20, the first electric conductor 15, the second short-circuit layer 20, and the second electric conductor 16. Are stacked in order. The short-circuit layer 20 also includes a low melting point alloy layer 21 and an insulating film 22, and one insulating film 22 is sandwiched and laminated between two low melting point alloy layers 21. That is, the short-circuit layer 20 has a three-layer structure. In FIG. 4A, the short-circuit layer 20 is illustrated as one layer, and a detailed configuration is omitted.

低融点合金層21は、融点が70〜250℃の合金が好ましく、さらに言えば、70から150℃の合金がこのましい。例えば、すず(Sn)または鉛(Pb)を含む低融点はんだである。なお、低融点合金層21に使用される合金としては、150℃以上のものであってもよく、例えば融点が200℃の合金であっても効果がある。また、低融点合金層21は、低融点合金にフラックス剤を混合させておく、または、低融点合金層21が接触する層(以下、「接触層」とする。)である絶縁体フィルム22、または、第一電気伝導体15および第二電気伝導体16に予め塗布しておくことが好ましい。このように、フラックス剤を使用することにより、低融点合金層21と、接触層との濡れ性が向上し、容易に接触層の表面に低融点合金層21を層状に塗布することができる。なお、フラックス剤としては、例えば有機酸、アミン類、ハロゲン化物等の少なくとも一種を活性剤として含有するロジンベースのフラックス剤を利用することができる。   The low melting point alloy layer 21 is preferably an alloy having a melting point of 70 to 250 ° C., and more preferably an alloy of 70 to 150 ° C. For example, a low melting point solder containing tin (Sn) or lead (Pb). Note that the alloy used for the low melting point alloy layer 21 may be 150 ° C. or higher, and for example, an alloy having a melting point of 200 ° C. is effective. The low-melting-point alloy layer 21 is an insulator film 22 that is a layer in which a low-melting-point alloy is mixed with a fluxing agent or is in contact with the low-melting-point alloy layer 21 (hereinafter referred to as “contact layer”). Or it is preferable to apply to the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 in advance. Thus, by using the flux agent, the wettability between the low melting point alloy layer 21 and the contact layer is improved, and the low melting point alloy layer 21 can be easily applied in layers on the surface of the contact layer. As the fluxing agent, for example, a rosin-based fluxing agent containing at least one of organic acids, amines, halides and the like as an activator can be used.

絶縁体フィルム22は、薄膜状の絶縁体であり複数の開口hが形成される。絶縁体フィルム22は、融点が150℃以上の材質が好ましく、例えばシリコンゴムやテフロン(登録商標)樹脂などである。絶縁体フィルム22はまた、低融点合金層21の合金に対して濡れ性があるシリコンゴムが好ましい。なお、絶縁体フィルム22の融点は低融点金属層21の融点よりも高いことが好ましい。例えば、絶縁体フィルム22の材質が低融点合金層21と同様の融点である70〜250℃の場合は、その融点未満の温度で変形(特に収縮)することにより、不要な短絡を起こすことになり、好ましくない。絶縁体フィルム22は、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16との絶縁を実質的に為している部材であるため、短絡を意図する温度未満の場合には両者を確実に絶縁し、短絡を意図する温度以上となった場合に両者を確実に短絡させることが好ましい。つまり、絶縁体フィルム22は、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを確実に絶縁した状態で、より薄く開口hの面積の割合が大きいことが好ましい。開口hの面積の割合を大きくするためには、開口hの数を増やすことと、一つの開口hの大きさを大きくすることが考えられる。なお、ここでは絶縁体フィルム22として開口hを有する絶縁性シートを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁性かつ多孔性を有するものであればよく、絶縁性材料から構成されたネットやメッシュ多孔体(つまり網状の材料)などを用いることができる。   The insulator film 22 is a thin film insulator and has a plurality of openings h. The insulator film 22 is preferably made of a material having a melting point of 150 ° C. or higher, such as silicon rubber or Teflon (registered trademark) resin. The insulator film 22 is also preferably made of silicon rubber that has wettability to the alloy of the low melting point alloy layer 21. The melting point of the insulator film 22 is preferably higher than the melting point of the low melting point metal layer 21. For example, when the material of the insulator film 22 is 70 to 250 ° C. which is the same melting point as that of the low melting point alloy layer 21, an unnecessary short circuit is caused by deformation (particularly shrinkage) at a temperature lower than the melting point. It is not preferable. The insulator film 22 is a member that substantially insulates the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16, and therefore reliably insulates both when the temperature is lower than the intended temperature. And when it becomes more than the temperature which intends a short circuit, it is preferable to short-circuit both reliably. That is, it is preferable that the insulator film 22 is thinner and has a larger area ratio of the opening h in a state where the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are reliably insulated. In order to increase the area ratio of the opening h, it is conceivable to increase the number of openings h and to increase the size of one opening h. In addition, although the insulating sheet which has the opening h was shown as the insulator film 22 here, this invention is not limited to this, What is necessary is just to have insulation and porosity, and from an insulating material A configured net, a porous mesh body (that is, a net-like material), or the like can be used.

短絡層20は、図4Aに示すように、2つ折りの状態で2つ折りの間に第一電気伝導体15の全体が挟まれる。このように第一電気伝導体15を短絡層20で挟み込んだものの外側に第二電気伝導体16を配置することにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡層20を介して積層された状態としている。短絡層20は、上述したように、絶縁体フィルム22を低融点合金層21で挟みこんだ3層構造の層である。このため、短絡層20を介して第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを積層することにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とは短絡層20の絶縁体フィルム22により絶縁されていることになる。なお、短絡層20として絶縁体フィルム22の両面に予め低融点合金層21を備えた構成を図4Aで説明しているが、これに限るものではなく、低融点合金層21は、第一電気伝導体15または第二電気伝導体16に備えた状態で積層される形態であってもよい。また、本発明においては、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とにクリップなどにより付勢力をかけることで、低融点金属が融解時により安定した短絡状態を得ることができる。   As shown in FIG. 4A, the short-circuit layer 20 is folded in half, and the entire first electric conductor 15 is sandwiched between the two. Thus, by arranging the second electric conductor 16 outside the first electric conductor 15 sandwiched between the short-circuit layers 20, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 form the short-circuit layer 20. It is set as the state laminated | stacked through. As described above, the short-circuit layer 20 is a layer having a three-layer structure in which the insulator film 22 is sandwiched between the low melting point alloy layers 21. For this reason, by laminating the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 via the short-circuit layer 20, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are insulators of the short-circuit layer 20. It is insulated by the film 22. Note that the configuration in which the low melting point alloy layers 21 are provided in advance on both surfaces of the insulator film 22 as the short-circuit layer 20 has been described with reference to FIG. 4A, but the present invention is not limited to this. The form laminated | stacked in the state with which the conductor 15 or the 2nd electric conductor 16 was equipped may be sufficient. Further, in the present invention, by applying an urging force to the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 with a clip or the like, it is possible to obtain a stable short circuit state when the low melting point metal is melted.

そして、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡層20を介して積層された状態で、短絡素子部材13は、正極接続部材11および負極接続部材12を中心に、かつ、短絡層20が外側に、なるように1巻き以上巻き込むように巻回されることにより形成される。   And in the state where the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are laminated via the short-circuit layer 20, the short-circuit element member 13 is centered on the positive electrode connection member 11 and the negative electrode connection member 12, and The short-circuit layer 20 is formed by being wound so that one or more turns are wound on the outside.

また、短絡層20は、短絡素子部材13として構成される際に、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16との間であって、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが重なり合う領域(以下、「短絡領域」とする。)に少なくとも配置される。このように短絡層20を配置することにより、短絡素子部材13内部において第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とは絶縁体フィルム22により電気的に絶縁された状態となる。   Further, when the short-circuit layer 20 is configured as the short-circuit element member 13, it is between the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16, and the first electric conductor 15 and the second electric conductor. 16 is disposed at least in a region overlapping with 16 (hereinafter referred to as “short-circuit region”). By arranging the short-circuit layer 20 in this way, the first electrical conductor 15 and the second electrical conductor 16 are electrically insulated by the insulator film 22 inside the short-circuit element member 13.

そして、短絡層20は、所定温度(本実施の形態では70〜150℃のいずれかであって、低融点合金層21の融点)以上になると、低融点合金層21が融解し、絶縁体フィルム22の開口hに流入することにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを短絡させる。このとき、短絡素子部材13の抵抗値(Ω)は、短絡前に比べて9桁以上低下する。つまり、短絡素子部材13は、通常時は電池の自己放電を小さくするために実質的に絶縁状態であることが必要であり、このましくは1MΩ以上の高抵抗であることが必要である。一方、短絡素子部材13は、短絡状態においては、電池を急速に放電させ電池内のエネルギーを放出させることが必要であるため、低抵抗で端子間を短絡させることが必要である。この短絡時の抵抗は10〜100mΩ程度であることがのぞましい。このように、短絡前後の短絡素子の抵抗変化を9桁以上とすることにより、通常時の自己放電を小さくでき、かつ、短絡時の電池の放電を急速に行うことができる。   And if the short circuit layer 20 becomes more than predetermined temperature (it is 70-150 degreeC in this Embodiment, and is melting | fusing point of the low melting point alloy layer 21), the low melting point alloy layer 21 will fuse | melt and an insulator film The first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are short-circuited by flowing into the opening h of 22. At this time, the resistance value (Ω) of the short-circuit element member 13 is reduced by 9 digits or more as compared to before the short-circuit. That is, the short-circuit element member 13 normally needs to be substantially insulative in order to reduce the self-discharge of the battery, and more preferably has a high resistance of 1 MΩ or more. On the other hand, the short-circuit element member 13 needs to short-circuit between the terminals with a low resistance because it is necessary to rapidly discharge the battery and release the energy in the battery in the short-circuit state. The resistance at the time of this short circuit is preferably about 10 to 100 mΩ. Thus, by making the resistance change of the short-circuit element before and after the short circuit to be 9 digits or more, the self-discharge during the normal time can be reduced, and the battery can be rapidly discharged during the short-circuit.

本実施の携帯における短絡素子部材13によれば、短絡層20が、電流を導通させることが可能な低融点合金層21と、電流を導通させない絶縁体フィルム22とにより構成されており、少なくとも低融点合金層21が所定温度以上において一部または全部が融解することにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを直接的に短絡させる。つまり、低融点合金層21が融解し、融解した低融点合金が絶縁体フィルム22に予め設けられる開口hに入り込むことにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを導通状態とさせる。   According to the short-circuit element member 13 in the present embodiment, the short-circuit layer 20 includes the low-melting-point alloy layer 21 that can conduct current and the insulator film 22 that does not conduct current. When the melting point alloy layer 21 is partially or wholly melted at a predetermined temperature or higher, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are directly short-circuited. That is, the low melting point alloy layer 21 is melted, and the melted low melting point alloy enters the opening h provided in the insulator film 22 in advance, thereby bringing the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 into a conductive state. Let

このため、短絡領域の複数箇所において第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを低融点合金層21が融解することにより電気的に接続することができる。また、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とは箔状部材から成るため、短絡領域を容易に大きくすることができる。これにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16との電気的に接続される箇所を多くすることができ、より多くの電流を流すことができる。したがって、正極端子131と負極端子132とを確実に短絡させて安定的に放電させることができる。また、短絡領域の面積の調整が容易であるため、短絡時の短絡素子の抵抗を制御することが可能となる。さらに、一旦短絡が始まると、短絡点から発生するジュール熱により短絡面積が逐次的に拡大していくため、確実かつ安定した短絡性能を得ることができる。   For this reason, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 can be electrically connected to each other by melting the low melting point alloy layer 21 at a plurality of locations in the short-circuit region. Moreover, since the 1st electric conductor 15 and the 2nd electric conductor 16 consist of foil-like members, a short circuit area | region can be enlarged easily. Thereby, the location where the 1st electric conductor 15 and the 2nd electric conductor 16 are electrically connected can be increased, and more electric current can be sent. Therefore, the positive electrode terminal 131 and the negative electrode terminal 132 can be reliably short-circuited and stably discharged. Further, since the adjustment of the area of the short-circuit region is easy, it is possible to control the resistance of the short-circuit element at the time of short-circuit. Further, once the short circuit is started, the short circuit area is sequentially expanded by Joule heat generated from the short circuit point, so that reliable and stable short circuit performance can be obtained.

また、本実施の形態における短絡素子部材13は、短絡層20に第一電気伝導体15が挟まれた状態で、第二電気伝導体16と積層されて、巻回されて成るこのため、短絡素子部材13の巻回構造の中心側部分が外側に広がろうとする復元力によって、短絡素子部材13の外側の部分と中心側の部分とが近づこうとする。つまり、第一電気伝導体15と、第二電気伝導体16との間には、互いに近づくような付勢力が働いている。このような状態で、絶縁体フィルムが変形すると、さらに確実に第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを短絡させることができる。また、短絡素子部材13を巻回構造とすることにより、後述する積層構造や折りたたみ構造の短絡素子部材よりも耐震性および耐衝撃性が優れたものすることができる。   Further, the short-circuit element member 13 in the present embodiment is formed by being laminated and wound with the second electric conductor 16 in a state where the first electric conductor 15 is sandwiched between the short-circuit layers 20. The outer portion and the central portion of the short-circuit element member 13 tend to approach each other due to a restoring force that causes the central portion of the winding structure of the element member 13 to spread outward. That is, an urging force is applied between the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 so as to approach each other. When the insulator film is deformed in such a state, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 can be short-circuited more reliably. Moreover, by making the short circuit element member 13 into a winding structure, it is possible to make the earthquake resistance and the impact resistance superior to those of a short circuit element member having a laminated structure or a folding structure, which will be described later.

また、本実施の形態における短絡素子部材13は、正極接続部材11および負極接続部材12を中心にして、第一電気伝導体15、第二電気伝導体16、および短絡層20を巻き込んだ巻回構造としている。このように、電池100からの熱を伝導する正極接続部材11および負極接続部材12を短絡素子部材13の中心に配置することにより、短絡素子部材13における正極接続部材11および負極接続部材12からの放熱を防ぐことができる。このため、電池100から異常な熱が発生した場合に、短絡素子部材13に伝わった熱が放熱されることを軽減でき、確実に短絡層20に伝えることができる。これにより、より確実に短絡素子部材13の内部において、電池100において異常が発生したことを検知して、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを短絡させることができる。   In addition, the short-circuit element member 13 in the present embodiment is a winding in which the first electric conductor 15, the second electric conductor 16, and the short-circuit layer 20 are wound around the positive electrode connecting member 11 and the negative electrode connecting member 12. It has a structure. Thus, by disposing the positive electrode connecting member 11 and the negative electrode connecting member 12 that conduct heat from the battery 100 at the center of the short circuit element member 13, the positive electrode connection member 11 and the negative electrode connection member 12 in the short circuit element member 13 are arranged. Heat dissipation can be prevented. For this reason, when abnormal heat | fever generate | occur | produces from the battery 100, it can reduce that the heat | fever transmitted to the short circuit element member 13 is thermally radiated, and can transmit to the short circuit layer 20 reliably. Thereby, it is possible to detect that an abnormality has occurred in the battery 100 inside the short-circuit element member 13 and to short-circuit the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 more reliably.

本実施の形態における短絡素子部材13は、長方形状の第一電気伝導体15と第二電気伝導体16との間に、同じく長方形状の低融点合金層21および絶縁体フィルム22を配置することにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを絶縁している。このため、第一電気伝導体15、第二電気伝導体16、および短絡層20の面積(つまり、接触する面積)を調整することにより、絶縁状態における抵抗値と、短絡状態を想定した抵抗値とを容易に調整することができる。このため、電池100の容量の大きさに応じて、最適な抵抗値をもつ短絡素子部材13を製造することが容易となる。   In the short-circuit element member 13 in the present embodiment, a rectangular low-melting-point alloy layer 21 and an insulator film 22 are disposed between the rectangular first electric conductor 15 and the second electric conductor 16. Thus, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are insulated. Therefore, by adjusting the area of the first electric conductor 15, the second electric conductor 16, and the short-circuit layer 20 (that is, the contact area), the resistance value in the insulating state and the resistance value assuming the short-circuit state And can be adjusted easily. For this reason, according to the capacity | capacitance of the battery 100, it becomes easy to manufacture the short circuit element member 13 which has an optimal resistance value.

このように、本実施の形態における電池短絡素子10は、所定温度以上になると、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを確実に短絡させることができるため、電池100が過充電時などに異常な温度になった場合に、充電電流を逃がしつつ、電池のエネルギーを安全に放出させることができる。   As described above, when the battery short-circuit element 10 in the present embodiment reaches a predetermined temperature or higher, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 can be reliably short-circuited, so that the battery 100 is overcharged. When the temperature becomes abnormal at times, the battery energy can be safely released while releasing the charging current.

(実施の形態1の変形例)
(1)
上記実施の形態1では、短絡層20は、1層の絶縁体フィルム22を2層の低融点合金層21が挟み込むように積層された3層構造であるが、これに限らない。例えば、図5に示すように、低融点合金層21を絶縁体コーティング22Aにより包み込むようにコーティングすることにより、短絡層20aを構成してもよい。つまり、上記実施の形態の短絡層20とは逆に、短絡層20aは、低融点合金層21の表面に絶縁体としての絶縁体コーティング22Aにより挟みこんだ状態となる。なお、この場合の絶縁体コーティング22Aは、絶縁塗布剤、蝋材、熱収縮フィルム、電気絶縁性の塗料などの材料を採用することが考えられる。
(Modification of Embodiment 1)
(1)
In the first embodiment, the short-circuit layer 20 has a three-layer structure in which one insulating film 22 is laminated so that two low-melting-point alloy layers 21 are sandwiched therebetween, but the invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 5, the short-circuit layer 20 a may be configured by coating the low melting point alloy layer 21 so as to be wrapped with the insulator coating 22 </ b> A. That is, contrary to the short-circuit layer 20 of the above-described embodiment, the short-circuit layer 20a is sandwiched between insulator coatings 22A as an insulator on the surface of the low melting point alloy layer 21. In this case, it is conceivable that the insulating coating 22A employs a material such as an insulating coating agent, a wax material, a heat shrink film, or an electrically insulating paint.

より具体的には、絶縁体塗布剤の一例としては、エポキシ系、ウレタン系、シリコン系、アクリル系、またはテフロン(登録商標)系の樹脂がある。この場合に、短絡層20aは所定温度以上になると、低融点合金層21が融解することにより低融点合金層21にコーティングされている絶縁体コーティング22A(絶縁体塗布剤)が断裂および崩壊し、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを低融点合金層21が電気的に接続することにより短絡させる。   More specifically, examples of the insulator coating agent include epoxy-based, urethane-based, silicon-based, acrylic-based, or Teflon (registered trademark) -based resins. In this case, when the short-circuit layer 20a reaches a predetermined temperature or higher, the low-melting point alloy layer 21 melts, whereby the insulating coating 22A (insulating coating agent) coated on the low-melting point alloy layer 21 is broken and collapsed. The first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are short-circuited when the low melting point alloy layer 21 is electrically connected.

蝋材の一例としては、パラフィン系ワックスがある。この場合に、短絡層20aは所定温度以上になると、低融点合金層21が融解し、さらに絶縁体コーティング22A(ろう材)が、低融点合金層21が融解した後または同時に融解することにより生じた隙間から溶融した合金がしみ出すことにより第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを低融点合金層21が電気的に接続することにより短絡させる。   An example of the wax material is paraffin wax. In this case, when the short-circuit layer 20a reaches a predetermined temperature or more, the low melting point alloy layer 21 is melted, and the insulator coating 22A (brazing material) is melted after the low melting point alloy layer 21 is melted or simultaneously melted. When the molten alloy oozes out from the gap, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are short-circuited when the low melting point alloy layer 21 is electrically connected.

熱収縮フィルムの一例としては、ポリスチレン系またはポリエステル系のフィルムがある。この場合に、短絡層20aは所定温度以上になると、絶縁体コーティング22A(熱収縮フィルム)が熱収縮することにより、絶縁体コーティング22Aに隙間が生じる。同時に、短絡層20aにおいては、低融点合金層21が融解していることから、絶縁体コーティング22Aに生じた隙間に融解した低融点合金層21が流入し、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを低融点合金層21が電気的に接続することにより短絡させる。   An example of the heat shrink film is a polystyrene or polyester film. In this case, when the short-circuit layer 20a reaches a predetermined temperature or higher, the insulating coating 22A (heat-shrinkable film) is thermally contracted, thereby generating a gap in the insulating coating 22A. At the same time, since the low melting point alloy layer 21 is melted in the short-circuit layer 20a, the melted low melting point alloy layer 21 flows into the gap formed in the insulator coating 22A, and the first electric conductor 15 and the second electric conductor 15 The electrical conductor 16 is short-circuited when the low melting point alloy layer 21 is electrically connected.

電気絶縁性の塗料の場合には、短絡層20aは、絶縁体塗布剤の場合と同様に作用して、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを短絡させる。   In the case of an electrically insulating paint, the short-circuit layer 20a acts in the same manner as in the case of the insulator coating agent, and short-circuits the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16.

変形例(1)の短絡素子部材13によれば、絶縁体コーティング22Aの一部または全部が変形することにより、絶縁体コーティング22Aに融解した低融点合金層21が流入可能な隙間が絶縁体コーティング22Aに生じる。このため、短絡層は、所定温度以上となった場合に、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とを効率よく短絡させることができる。これにより、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16との電気的に接続される箇所を多くすることができ、より多くの電流を流すことができる。したがって、正極端子と負極端子とを確実に短絡させて安定的に放電させることができる。また、変形例(1)のような絶縁体コーティング22Aにより低融点合金層21をコーティングして短絡層20aを構成する場合、上記実施の形態の短絡層20よりも安価に製造可能である。   According to the short-circuit element member 13 of the modified example (1), when a part or the whole of the insulator coating 22A is deformed, a gap into which the melted low melting point alloy layer 21 can flow into the insulator coating 22A is provided with the insulator coating. Occurs at 22A. For this reason, the short circuit layer can efficiently short-circuit the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 when the temperature reaches a predetermined temperature or higher. Thereby, the location where the 1st electric conductor 15 and the 2nd electric conductor 16 are electrically connected can be increased, and more electric current can be sent. Therefore, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be reliably short-circuited and stably discharged. When the low melting point alloy layer 21 is coated with the insulator coating 22A as in the modification (1) to form the short circuit layer 20a, it can be manufactured at a lower cost than the short circuit layer 20 of the above embodiment.

(2)
上記実施の形態1では、短絡層20は、低融点合金層21が1種類の合金により成るが、複数種類の合金により構成してもよい。例えば、図6は、4種類の異なる融点の低融点合金により構成される低融点合金層21Aを有する短絡層20bの一例を示す断面図である。図6に示すように、低融点合金層21Aは、第一低融点合金層21a、第二低融点合金層21b、第三低融点合金層21cおよび第四低融点合金層21dの4種類の異なる融点を有する低融点合金から成る。ここで、第一低融点合金層21aの低融点合金の融点は第一温度であり、第二低融点合金層21bの低融点合金の融点は第二温度であり、第三低融点合金層21cの低融点合金の融点は第三温度であり、第四低融点合金層21dの低融点合金の融点は第四温度である。そして、第二温度は第一温度より大きく、第三温度は第二温度より大きく、第四温度は第三温度より大きい関係にある。また、もちろん図7に示すように、図6に示す低融点合金層21Aを絶縁体コーティング22Aによりコーティングした形態のものであってもよい。
(2)
In the first embodiment, the short-circuit layer 20 has the low melting point alloy layer 21 made of one kind of alloy, but may be made of a plurality of kinds of alloys. For example, FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a short-circuit layer 20b having a low-melting point alloy layer 21A composed of four types of low-melting point alloys having different melting points. As shown in FIG. 6, the low-melting-point alloy layer 21A has four different types of first low-melting-point alloy layer 21a, second low-melting-point alloy layer 21b, third low-melting-point alloy layer 21c, and fourth low-melting-point alloy layer 21d. It is made of a low melting point alloy having a melting point. Here, the melting point of the low melting point alloy of the first low melting point alloy layer 21a is the first temperature, the melting point of the low melting point alloy of the second low melting point alloy layer 21b is the second temperature, and the third low melting point alloy layer 21c. The melting point of the low melting point alloy is the third temperature, and the melting point of the low melting point alloy of the fourth low melting point alloy layer 21d is the fourth temperature. The second temperature is higher than the first temperature, the third temperature is higher than the second temperature, and the fourth temperature is higher than the third temperature. Of course, as shown in FIG. 7, the low melting point alloy layer 21A shown in FIG. 6 may be coated with an insulator coating 22A.

これによれば、低融点合金層21Aは、融点が異なる4種類の低融点合金が短絡領域を分割した領域に配置される。つまり、第一温度において融解する第一低融点合金層21aと、第二温度において融解する第二低融点合金層21bと、第三温度において融解する第三低融点合金層21cと、第四温度において融解する第四低融点合金層21dとが、短絡領域において並んで配置される。このため、温度に応じて第一電気伝導体と第二電気伝導体とが短絡する面積を段階的に調整することができる。つまり、温度が高温になる程、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡層20bにより短絡される面積が段階的に増加するため、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡することにより流れる電流の量を段階的に増加させることができる。これにより、温度上昇が大きい場合には素早く大きな電流を流すことにより安定的に放電させ、温度上昇が小さい場合には最低限短絡させて小さい電流を流すことにより必要以上に放電しないように放電量を抑えることができる。   According to this, the low melting point alloy layer 21A is arranged in a region where four types of low melting point alloys having different melting points divide the short circuit region. That is, the first low melting point alloy layer 21a that melts at the first temperature, the second low melting point alloy layer 21b that melts at the second temperature, the third low melting point alloy layer 21c that melts at the third temperature, and the fourth temperature. The fourth low-melting-point alloy layer 21d that melts in is disposed side by side in the short-circuit region. For this reason, the area where the first electrical conductor and the second electrical conductor are short-circuited can be adjusted stepwise according to the temperature. That is, as the temperature becomes higher, the area where the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are short-circuited by the short-circuit layer 20b increases stepwise, so the first electric conductor 15 and the second electric conductor 15 The amount of current that flows when the conductor 16 is short-circuited can be increased stepwise. As a result, when the temperature rise is large, it is possible to discharge stably by flowing a large current quickly. Can be suppressed.

(3)
上記実施の形態1では、特に言及していないが、短絡素子部材13は、図8のように負極側に配置されるように構成してもよい。つまり、第二電気伝導体16と負極端子132との第二距離は、第一電気伝導体15と正極端子131との第一距離よりも短い。なお、この場合の第一距離は、第一電気伝導体15と正極端子131とを電気的(または熱的)に接続する物質における距離であり、本実施の形態では正極接続部材11の長さである。このことは、第二距離についても同じことが言え、第二距離は、第二電気伝導体16と負極端子132とを電気的(または熱的)に接続する物質における距離であり、本実施の形態では負極接続部材12の長さである。電池100において、負極端子132は正極端子131よりも熱伝導性の大きい銅で構成されることが多い。このような場合には特に、電池100において発生した熱は負極端子から効率良く伝わるため、短絡素子部材13を正極端子より負極端子に近づけて配置することにより、正極接続部材11または負極接続部材12において放出される熱による温度低下の影響がほとんどなくなる。このため、短絡素子部材13は、より早く、正確に電池100において異常な熱が発生していることを検知して、電池100の正極端子と負極端子とを短絡させることができる。
(3)
Although not particularly mentioned in the first embodiment, the short-circuit element member 13 may be arranged on the negative electrode side as shown in FIG. That is, the second distance between the second electric conductor 16 and the negative electrode terminal 132 is shorter than the first distance between the first electric conductor 15 and the positive electrode terminal 131. Note that the first distance in this case is a distance in a substance that electrically (or thermally) connects the first electrical conductor 15 and the positive electrode terminal 131, and in this embodiment, the length of the positive electrode connecting member 11. It is. The same can be said for the second distance. The second distance is a distance in the material that electrically (or thermally) connects the second electric conductor 16 and the negative electrode terminal 132. In form, it is the length of the negative electrode connection member 12. In the battery 100, the negative electrode terminal 132 is often made of copper having higher thermal conductivity than the positive electrode terminal 131. Particularly in such a case, since heat generated in the battery 100 is efficiently transmitted from the negative electrode terminal, the positive electrode connecting member 11 or the negative electrode connecting member 12 is disposed by arranging the short-circuit element member 13 closer to the negative electrode terminal than the positive electrode terminal. The effect of temperature drop due to the heat released in is almost eliminated. For this reason, the short circuit element member 13 can detect that abnormal heat is generated in the battery 100 more quickly and accurately, and can short-circuit the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery 100.

また、第二電気伝導体16と負極端子132との距離を第一電気伝導体15と正極端子131との距離よりも近づける事に限定されない。例えば、負極端子132に接続される第二電気伝導体16を素早く高温にするために、負極接続部材12の熱伝導性を高めてもよい。具体的には、負極接続部材12の素材を銅にすることにより、負極接続部材12の熱伝導率を正極接続部材11の熱伝導率よりも大きくするような構成としてもよい。なお、この場合には、電池100に生じた熱を第二電気伝導体16へ伝えて、第二電気伝導体16の温度を上げることにより、短絡層20が所定温度以上にすることが目的である。このため、第二電気伝導体16と負極端子132とを接続する負極接続部材12には、第二電気伝導体16以外の部分への熱の放出を避けるために断熱処理または遮熱処理を行うこともできる。   Further, the distance between the second electric conductor 16 and the negative electrode terminal 132 is not limited to be closer than the distance between the first electric conductor 15 and the positive electrode terminal 131. For example, the thermal conductivity of the negative electrode connection member 12 may be increased in order to quickly increase the temperature of the second electrical conductor 16 connected to the negative electrode terminal 132. Specifically, the negative electrode connection member 12 may be made of copper, so that the thermal conductivity of the negative electrode connection member 12 is larger than the thermal conductivity of the positive electrode connection member 11. In this case, the heat generated in the battery 100 is transmitted to the second electric conductor 16 and the temperature of the second electric conductor 16 is increased, so that the short-circuit layer 20 has a predetermined temperature or higher. is there. For this reason, the negative electrode connection member 12 that connects the second electric conductor 16 and the negative electrode terminal 132 is subjected to heat insulation treatment or heat shielding treatment in order to avoid release of heat to portions other than the second electric conductor 16. You can also.

(4)
上記実施の形態1では、特に言及していないが、短絡素子部材13は、その外側が樹脂部材(ラミネートなどの類を含む)で覆われて構成されてもよい。このように、短絡素子部材13が構成されることにより、短絡素子部材13は、外側に配置される短絡層20の辺を留めなくともよい。つまり、短絡素子部材13の外側に樹脂部材をかぶせることにより、短絡素子部材13の中心から働く復元力を利用して抑えつけることが容易にできる。また、短絡素子部材13の全体を覆うため第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが予期せずに短絡することを確実に防ぐことができる。
(4)
Although not particularly mentioned in the first embodiment, the outer side of the short-circuit element member 13 may be configured to be covered with a resin member (including a laminate or the like). Thus, the short circuit element member 13 does not need to stop the edge | side of the short circuit layer 20 arrange | positioned outside by comprising the short circuit element member 13. FIG. That is, by covering the outer side of the short-circuit element member 13 with the resin member, it is possible to easily suppress it using the restoring force that works from the center of the short-circuit element member 13. Moreover, since the whole short circuit element member 13 is covered, it can prevent reliably that the 1st electrical conductor 15 and the 2nd electrical conductor 16 short-circuit unexpectedly.

(5)
上記実施の形態1では、短絡素子部材13は、第一電気伝導体15と、第二電気伝導体16と、短絡層20とが積層されて巻きつけられて巻回構造を形成しているが巻回構造に限定されない。
(5)
In the first embodiment, the short-circuit element member 13 has the first electric conductor 15, the second electric conductor 16, and the short-circuit layer 20 stacked and wound to form a winding structure. It is not limited to a winding structure.

例えば、図9Aおよび図9Bに示すように、複数の(3枚の)第一電気伝導体15と、複数の(3枚の)第二電気伝導体16とを複数の短絡層20を介して交互に積層させた短絡素子部材13aとしてもよい。なお、図9Aは、積層構造の短絡素子部材13aの外観図であり、図9Bは、正極接続部材または負極接続部材の長手方向に沿っておりかつ短手方向に直交する面における積層構造の短絡素子部材13aの断面図である。なお、この場合に、積層される複数の第一電気伝導体15は、正極側接続部分41により導通された状態とされ、正極側接続部分41が正極接続部材11と接続される。これにより、複数の第一電気伝導体15は、正極端子131と接続される。同様にして、積層される複数の第二電気伝導体16は、負極側接続部分42により導通された状態とされ、負極側接続部分42が負極接続部材12と接続される。これにより、複数の第二電気伝導体16は、負極端子132と接続される。なお、正極側接続部分41および負極側接続部分42は、金属部材であり、第一電気伝導体15および第二電気伝導体16と同様の材料から成る。   For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, a plurality of (three) first electrical conductors 15 and a plurality of (three) second electrical conductors 16 are connected via a plurality of short-circuit layers 20. It is good also as the short circuit element member 13a laminated | stacked alternately. 9A is an external view of the short-circuit element member 13a having a laminated structure, and FIG. 9B is a short-circuit of the laminated structure on a plane that is along the longitudinal direction of the positive electrode connecting member or the negative electrode connecting member and orthogonal to the short direction. It is sectional drawing of the element member 13a. In this case, the plurality of first electric conductors 15 to be stacked are brought into a conductive state by the positive electrode side connection portion 41, and the positive electrode side connection portion 41 is connected to the positive electrode connection member 11. Thereby, the plurality of first electrical conductors 15 are connected to the positive terminal 131. Similarly, the plurality of second electric conductors 16 to be stacked are brought into a conductive state by the negative electrode side connection portion 42, and the negative electrode side connection portion 42 is connected to the negative electrode connection member 12. Thereby, the plurality of second electric conductors 16 are connected to the negative terminal 132. The positive electrode side connecting portion 41 and the negative electrode side connecting portion 42 are metal members and are made of the same material as the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16.

また、例えば、図10Aおよび図10Bに示すように、1枚の箔状の第一電気伝導体15と、1枚の箔状の第二電気伝導体16とを1層の短絡層20を介して積層し、積層した状態で蛇腹状に折りたたむことにより、挟込部分を形成してもよい。なお、図10Aは、折りたたみ構造の短絡素子部材13bの外観図であり、図10Bは、正極接続部材または負極接続部材の長手方向に直交する面における折りたたみ構造の短絡素子部材13bの断面図である。なお、この場合に、第一電気伝導体15の1辺には正極接続部材11が接続され、第二電気伝導体16の1辺には負極接続部材12が接続される。   Further, for example, as shown in FIGS. 10A and 10B, one foil-like first electric conductor 15 and one foil-like second electric conductor 16 are connected via one short-circuit layer 20. The sandwiched portion may be formed by stacking and folding in a bellows shape in the stacked state. 10A is an external view of the short-circuit element member 13b having a folding structure, and FIG. 10B is a cross-sectional view of the short-circuit element member 13b having a folding structure on a plane orthogonal to the longitudinal direction of the positive electrode connecting member or the negative electrode connecting member. . In this case, the positive electrode connecting member 11 is connected to one side of the first electric conductor 15, and the negative electrode connecting member 12 is connected to one side of the second electric conductor 16.

図9Aおよび図9B、または、図10Aおよび図10Bのように、短絡素子部材を構成するようにしても、箔状部材および薄膜状部材を積層させて短絡素子部材を構成しているため、短絡層20が所定温度以上となって低融点合金層21が融解した場合に、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが接触する面積を大きくすることができ確実に短絡させることができる。また、上記実施形態と同様に、第一電気伝導体15が、短絡層20を介して第二電気伝導体16によって挟みこまれる。このため、短絡層20(特に絶縁体フィルム22)が振動などの衝撃によって外れることを防ぐことができる。このため、意図しない条件において第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡することを防ぐことができる。   9A and 9B or 10A and 10B, even if the short-circuit element member is configured, the short-circuit element member is configured by laminating the foil-like member and the thin-film member. When the layer 20 is heated to a predetermined temperature or higher and the low melting point alloy layer 21 is melted, the contact area between the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 can be increased and the short circuit can be surely performed. it can. Further, similarly to the above embodiment, the first electric conductor 15 is sandwiched by the second electric conductor 16 via the short-circuit layer 20. For this reason, it can prevent that the short circuit layer 20 (especially insulator film 22) remove | deviates by shocks, such as a vibration. For this reason, it is possible to prevent the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 from being short-circuited under unintended conditions.

(6)
上記実施の形態1の電池短絡素子10は、正極接続部材11および負極接続部材12が板状の金属部材であるが、板状に限らずに、図11A、図11Bおよび図11Cに示すように円筒形状の金属部材であっても良い。図11Aは、円筒形状の金属部材を正極接続部材11aおよび負極接続部材12aとして採用した電池短絡素子10cの外観図である。図11Bは、電池短絡素子10cの円筒の中心軸に垂直な面における断面図である。図11Cは、電池短絡素子10cの円筒の中心軸に沿う面における断面図である。
(6)
In the battery short-circuit element 10 of the first embodiment, the positive electrode connecting member 11 and the negative electrode connecting member 12 are plate-like metal members, but not limited to a plate shape, as shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C. A cylindrical metal member may be used. FIG. 11A is an external view of a battery short-circuiting element 10c employing cylindrical metal members as the positive electrode connecting member 11a and the negative electrode connecting member 12a. FIG. 11B is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the central axis of the cylinder of the battery short-circuit element 10c. FIG. 11C is a cross-sectional view of a plane along the central axis of the cylinder of the battery short-circuit element 10c.

これらの図に示すように、正極接続部材11aおよび負極接続部材12aは、円筒状の金属部材であり、正極接続部材11aの内側に負極接続部材12aが配置される。正極接続部材11aと負極接続部材12aとの間には、両者の円筒形状に沿うように層状に低融点合金層21Bおよび絶縁体層22Bが積層される。なお、図11Bおよび図11Cでは、低融点合金層21Bの内側に絶縁体層22Bが積層されているが、絶縁体層22Bの内側に低融点合金層21Bが積層される形態であってもよい。また、同様に、正極接続部材11aの内側に負極接続部材12aが配置されているが、負極接続部材12aの内側に正極接続部材11aが配置されていてもよい。つまり、短絡層20dとしての低融点合金層21Bおよび絶縁体層22Bは、正極接続部材11aと負極接続部材12aとの間に積層され、かつ、短絡層20dが両者に接触した状態で構成されていればよい。   As shown in these drawings, the positive electrode connecting member 11a and the negative electrode connecting member 12a are cylindrical metal members, and the negative electrode connecting member 12a is disposed inside the positive electrode connecting member 11a. Between the positive electrode connecting member 11a and the negative electrode connecting member 12a, a low melting point alloy layer 21B and an insulator layer 22B are laminated in layers so as to follow the cylindrical shape of both. 11B and 11C, the insulator layer 22B is laminated inside the low melting point alloy layer 21B. However, the low melting point alloy layer 21B may be laminated inside the insulator layer 22B. . Similarly, the negative electrode connection member 12a is disposed inside the positive electrode connection member 11a, but the positive electrode connection member 11a may be disposed inside the negative electrode connection member 12a. That is, the low melting point alloy layer 21B and the insulator layer 22B as the short-circuit layer 20d are laminated between the positive electrode connection member 11a and the negative electrode connection member 12a, and the short-circuit layer 20d is in contact with both. Just do it.

このように、正極接続部材11aおよび負極接続部材12aを円筒形状の金属部材により構成することにより、低融点合金層21Bが融解した場合であっても、融解した低融点合金が流れ出すことを防ぐことができる。このため、電池100に異常が生じた際に、確実に正極接続部材11aと負極接続部材12aとを短絡させることができる。   In this way, by forming the positive electrode connecting member 11a and the negative electrode connecting member 12a from cylindrical metal members, even when the low melting point alloy layer 21B is melted, the molten low melting point alloy is prevented from flowing out. Can do. For this reason, when abnormality arises in the battery 100, the positive electrode connection member 11a and the negative electrode connection member 12a can be reliably short-circuited.

また、図11Bに示すように、正極接続部材11aの内側に配置される負極接続部材12aは、断面形状が連続した円形であるが、これに限らずに、例えば、図12Aに示す電池短絡素子10dとして、内側に配置される負極接続部材12bが板状の金属部材を円筒形状の部材の中心軸を囲うように丸められることにより形成されるように構成してもよい。また、絶縁体層22Bの代わりに板状の絶縁体層22Cを円筒形状の部材の中心軸を囲うように丸めることにより形成してもよい。この場合、絶縁体層22Cは、上記低融点合金層21Bとの組み合わせによる短絡層20eを形成する。なお、上記負極接続部材12bおよび絶縁体層22C以外の電池短絡素子10dを構成する構成要素である、正極接続部材11aおよび低融点合金層21Bについては、上記の電池短絡素子10cの構成要素と同様の構成である。   As shown in FIG. 11B, the negative electrode connection member 12a disposed inside the positive electrode connection member 11a has a circular shape with a continuous cross-sectional shape, but is not limited thereto, for example, the battery short-circuit element shown in FIG. 12A As 10d, you may comprise so that the negative electrode connection member 12b arrange | positioned inside may be formed by rounding a plate-shaped metal member so that the central axis of a cylindrical member may be enclosed. Further, instead of the insulator layer 22B, a plate-like insulator layer 22C may be formed by rounding so as to surround the central axis of the cylindrical member. In this case, the insulator layer 22C forms a short circuit layer 20e in combination with the low melting point alloy layer 21B. The positive electrode connection member 11a and the low melting point alloy layer 21B, which are the components constituting the battery short-circuit element 10d other than the negative electrode connection member 12b and the insulator layer 22C, are the same as the components of the battery short-circuit element 10c. It is the composition.

さらに、図12Bに示すように、図12Aに示す電池短絡素子10dにおいて、正極接続部材11aの内側に配置される負極接続部材12bおよび絶縁体層22Cの代わりに、板状の部材を丸めてその一部が重なった状態の円筒形状の負極接続部材12cおよび絶縁体層22Dを採用した電池短絡素子10eとしてもよい。この場合、絶縁体層22Dは、上記低融点金属層21Bとの組み合わせによる短絡層20fを形成する。なお、上記負極接続部材12cおよび絶縁体層22D以外の電池短絡素子10dを構成する構成要素である、正極接続部材11aおよび低融点合金層21Bについては、上記の電池短絡素子10cの構成要素と同様の構成である。   Further, as shown in FIG. 12B, in the battery short-circuiting element 10d shown in FIG. 12A, instead of the negative electrode connecting member 12b and the insulator layer 22C arranged inside the positive electrode connecting member 11a, a plate-like member is rounded to A battery short-circuiting element 10e employing a cylindrical negative electrode connecting member 12c and an insulating layer 22D that are partially overlapped may be used. In this case, the insulator layer 22D forms a short-circuit layer 20f in combination with the low melting point metal layer 21B. The positive electrode connection member 11a and the low-melting point alloy layer 21B, which are the components constituting the battery short-circuit element 10d other than the negative electrode connection member 12c and the insulator layer 22D, are the same as the components of the battery short-circuit element 10c. It is the composition.

また、板状の部材を丸めて円筒形状にする部材は、少なくとも最も内側に配置される部材(変形例(6)では負極接続部材)であればよい。さらに、図12Aおよび図12Bに示すような電池短絡素子10d、10eのような形態が採用される場合に、最も外側に配置される部材(変形例(6)では正極接続部材)は、その軸断面が連続した円形状である必要がある。また、正極接続部材11aの内側に配置されるすべての部材が板状の部材を丸めることにより円筒形状の部材を構成するような形態としてもよい。また、正極接続部材11aの内側に配置される部材について、その複数が板状の部材を丸めることにより円筒形状の部材を構成する形態が採用される場合には、最も内側に配置される部材から連続して隣り合う部材の複数全てが板状の部材を丸めることにより円筒形状の部材を構成する必要がある。すなわち、板状の部材を丸めることにより形成された円筒部材が、軸断面が連続した円形状である円筒部材によって挟まれるような構成は取らない。また、図12Aおよび図12Bに示す、電池短絡素子10d、10eは、正極接続部材11aの内側に負極接続部材12b、12cが配置されているが、正極接続部材と負極接続部材との正負極の接続先を入れ替えて正極接続部材と負極接続部材との役割を逆にしてもよい。   Moreover, the member which rounds a plate-shaped member and makes it cylindrical shape should just be a member (a negative electrode connection member in a modification (6)) arrange | positioned at least inside. Further, in the case where the battery short-circuiting elements 10d and 10e as shown in FIGS. 12A and 12B are employed, the member arranged on the outermost side (the positive electrode connecting member in the modified example (6)) has its axis. The cross section needs to be a continuous circular shape. Moreover, it is good also as a form that all the members arrange | positioned inside the positive electrode connection member 11a comprise a cylindrical member by rounding a plate-shaped member. Moreover, about the member arrange | positioned inside the positive electrode connection member 11a, when the form which comprises the cylindrical member is adopted by rounding a plate-shaped member, the member arrange | positioned from the innermost side It is necessary to form a cylindrical member by rounding a plate-like member in which a plurality of members that are continuously adjacent to each other. That is, it is not possible to take a configuration in which a cylindrical member formed by rolling a plate-like member is sandwiched between circular cylindrical members having a continuous axial cross section. 12A and 12B, the battery short-circuit elements 10d and 10e have the negative electrode connecting members 12b and 12c arranged inside the positive electrode connecting member 11a, but the positive and negative electrodes of the positive electrode connecting member and the negative electrode connecting member The roles of the positive electrode connecting member and the negative electrode connecting member may be reversed by changing the connection destination.

このように、電池短絡素子10d、10eは、内側に配置される部材が板状の部材を丸めることにより円筒形状の部材を形成しているため、内側から外側に配置される円筒形状の部材に対して復元力による圧力をかけることができる。つまり、内側に配置される円筒形状の部材の外径は、外側に配置される円筒形状の部材の内径よりも少し大きい状態で挿入されることにより形成される。これにより、正極接続部材と負極接続部材との間の短絡層に圧力を掛けることができ、電池に異常が発生して低融点金属層が融解した場合にスムーズに電池を短絡させることができる。   As described above, since the battery short-circuit elements 10d and 10e form a cylindrical member by rounding the plate-like member, the member arranged on the inner side becomes a cylindrical member arranged on the outer side from the inner side. On the other hand, pressure by restoring force can be applied. That is, the outer diameter of the cylindrical member disposed on the inner side is formed by being inserted in a state slightly larger than the inner diameter of the cylindrical member disposed on the outer side. Thereby, a pressure can be applied to the short circuit layer between the positive electrode connection member and the negative electrode connection member, and when the abnormality occurs in the battery and the low melting point metal layer melts, the battery can be short-circuited smoothly.

(7)
上記実施の形態1の電池短絡素子10は、所定温度として70〜250℃で低融点合金層21が融解して第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡しているが、例えば、電池に使用するセパレータのシャットダウン温度以下であることが好ましい。これにより、電池100が電池セパレータによりシャットダウンする以前に電池短絡素子10が短絡することにより電池100を放電させることができる。このため、より安全に電池100のエネルギーを放出させることができる。
(7)
In the battery short-circuit element 10 of the first embodiment, the low-melting point alloy layer 21 is melted at a predetermined temperature of 70 to 250 ° C., and the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are short-circuited. For example, it is preferable that it is below the shutdown temperature of the separator used for a battery. Thereby, the battery 100 can be discharged by the short circuit of the battery short-circuit element 10 before the battery 100 is shut down by the battery separator. For this reason, the energy of the battery 100 can be released more safely.

また、上記全ての形態の電池短絡素子10(本発明の請求項1〜10)では、電池短絡素子自体が熱を感知して作動することが必要であるため、電池の近傍に配置することがのぞましく、また電池内の温度に応じて温度上昇が生じやすい電極端子近傍への設置がのぞましい。   Moreover, in the battery short-circuit element 10 of all the above forms (Claims 1 to 10 of the present invention), the battery short-circuit element itself needs to operate by sensing heat, so that it can be disposed in the vicinity of the battery. In addition, it is desirable to install it in the vicinity of the electrode terminal where the temperature rises easily according to the temperature in the battery.

また、本発明においては、第一電気伝導体と第二電気伝導体とに付勢力をかけることにより、低融点金属が融解時により安定した短絡状態を得ることができる。   Further, in the present invention, by applying an urging force to the first electric conductor and the second electric conductor, it is possible to obtain a short circuit state in which the low melting point metal is more stable at the time of melting.

上記実施の形態の電池短絡素子10では、特に言及していないが、さらに、短絡素子部材13の表面に外部の空気への放熱を促す伝熱フィンを設けてもよい。これにより、短絡素子部材13に伝導してきた熱を放熱することができるため、電池100が過熱することを防止することができる。なお、この構成は、正極接続部材11または負極接続部材12とは離れた位置に設けることが好ましい。なぜなら、正極接続部材11または負極接続部材12の近くに伝熱フィンを設けると、電池100に異常が発生したときに生じる熱を短絡層20に伝えることができず、電池短絡素子10を迅速に作動させることが困難に成るからである。その一方で、伝熱フィンを正極接続部材11もしくは負極接続部材12とは離れた位置に設ける、または、正極接続部材11および負極接続部材12を短絡素子部材13の中心に配置することにより、電池100の異常による発熱を効率よく放熱することができる。   Although not particularly mentioned in the battery short-circuit element 10 of the above-described embodiment, heat transfer fins that promote heat dissipation to the outside air may be further provided on the surface of the short-circuit element member 13. Thereby, since the heat conducted to the short-circuit element member 13 can be radiated, the battery 100 can be prevented from being overheated. This configuration is preferably provided at a position away from the positive electrode connecting member 11 or the negative electrode connecting member 12. This is because if heat transfer fins are provided near the positive electrode connection member 11 or the negative electrode connection member 12, heat generated when an abnormality occurs in the battery 100 cannot be transmitted to the short-circuit layer 20, and the battery short-circuit element 10 can be quickly formed. This is because it becomes difficult to operate. On the other hand, the heat transfer fin is provided at a position away from the positive electrode connection member 11 or the negative electrode connection member 12, or the positive electrode connection member 11 and the negative electrode connection member 12 are arranged at the center of the short-circuit element member 13, thereby Heat generated by 100 abnormalities can be efficiently dissipated.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図13は、本発明の実施の形態2に係る電池短絡システムを含む電池の外観を模式的に示す斜視図である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a perspective view schematically showing the appearance of a battery including the battery short-circuit system according to Embodiment 2 of the present invention.

図13に示すように、電池200は、図1に示された実施の形態1における電池短絡素子10に代えて、電池短絡システム110を備える。電池200の、電池短絡システム110以外の構成は、実施の形態1における電池100の構成と同様であるので説明を省略する。   As shown in FIG. 13, battery 200 includes a battery short-circuit system 110 instead of battery short-circuit element 10 in the first embodiment shown in FIG. 1. Since the configuration of battery 200 other than battery short-circuit system 110 is the same as that of battery 100 in the first embodiment, description thereof is omitted.

電池短絡システム110は、円柱形の短絡作動部120と、異常判断回路121と、正極端子131に接続される正極リード線11bおよび負極端子に接続される負極リード線12bとから成る。   The battery short-circuit system 110 includes a cylindrical short-circuit operating unit 120, an abnormality determination circuit 121, a positive electrode lead wire 11b connected to the positive electrode terminal 131, and a negative electrode lead wire 12b connected to the negative electrode terminal.

図14(a)は短絡作動部120の円柱の中心軸に垂直な面における断面図であり、図14(b)は短絡作動部120の中心軸に沿う面における断面図である。図15は、電池短絡システムの機能ブロック図である。   14A is a cross-sectional view of a surface of the short-circuit operating unit 120 perpendicular to the central axis of the cylinder, and FIG. 14B is a cross-sectional view of a surface of the short-circuit operating unit 120 along the central axis. FIG. 15 is a functional block diagram of the battery short-circuit system.

短絡作動部120は、短絡素子部材113と、ヒータ30と、断熱部材40と、加熱指示回路31と、加熱温度センサ32とにより構成される。   The short-circuit operating unit 120 includes a short-circuit element member 113, a heater 30, a heat insulating member 40, a heating instruction circuit 31, and a heating temperature sensor 32.

短絡素子部材113は、正極端子131に正極リード線11bにより電気的に接続される第一電気伝導体15と、負極端子132に負極リード線12bにより電気的に接続される第二電気伝導体16と、第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とに挟み込まれる短絡層20とから構成される。つまり、正極リード線11b、負極リード線12bおよび短絡素子部材113は、組み合わされることにより実施の形態1の電池短絡素子10と同様に機能する。なお、第一電気伝導体15、第二電気伝導体16、および短絡層20は、実施の形態1において説明した同様の文言および符号のものと材料および機能が同一であるので詳細な説明は省略する。また、短絡層20の代わりに実施の形態1の変形例(1)で説明した短絡層20aを採用してもよい。   The short-circuit element member 113 includes a first electric conductor 15 that is electrically connected to the positive electrode terminal 131 through the positive electrode lead wire 11b, and a second electric conductor 16 that is electrically connected to the negative electrode terminal 132 through the negative electrode lead wire 12b. And a short-circuit layer 20 sandwiched between the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16. That is, the positive electrode lead wire 11b, the negative electrode lead wire 12b, and the short circuit element member 113 function in the same manner as the battery short circuit element 10 of the first embodiment when combined. The first electric conductor 15, the second electric conductor 16, and the short-circuit layer 20 are the same in terms of materials and functions as those described in the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted. To do. Moreover, you may employ | adopt the short circuit layer 20a demonstrated in the modification (1) of Embodiment 1 instead of the short circuit layer 20. FIG.

ヒータ30は、短絡素子部材113を囲う円筒形状であり、例えばコイル状に繰り返し巻回した電熱線により構成される。ヒータ30は、電流が流されることによりジュール熱を発生し、流される電流が大きいほど多くの熱を発生する。   The heater 30 has a cylindrical shape that surrounds the short-circuit element member 113, and is configured by a heating wire that is repeatedly wound in a coil shape, for example. The heater 30 generates Joule heat when an electric current is applied, and generates more heat as the electric current is increased.

断熱部材40は、ヒータ30の外表面の外側に配置される円筒形の部材であり、外部の熱を遮断する。断熱部材40は、外部からの熱が短絡素子部材113に影響することを防ぐ。具体的には、断熱部材40は、外部からの熱により短絡素子部材113が短絡することを防ぐ。   The heat insulating member 40 is a cylindrical member arranged outside the outer surface of the heater 30 and blocks external heat. The heat insulating member 40 prevents external heat from affecting the short-circuit element member 113. Specifically, the heat insulating member 40 prevents the short-circuit element member 113 from being short-circuited by heat from the outside.

加熱指示回路31は、異常判断回路121より電池に異常があることを示す信号を受信した場合に、加熱温度センサ32が検出した検出値に基づいて、ヒータ30の加熱量の制御を行う。   When the heating instruction circuit 31 receives a signal indicating that the battery is abnormal from the abnormality determination circuit 121, the heating instruction circuit 31 controls the heating amount of the heater 30 based on the detection value detected by the heating temperature sensor 32.

加熱温度センサ32は、短絡素子部材113の温度を検出する温度センサであり、例えばサーミスタから成る。加熱温度センサ32は、ヒータ30の内部であって短絡素子部材113に接触した状態で配置され、短絡素子部材113の温度を検出する。   The heating temperature sensor 32 is a temperature sensor that detects the temperature of the short-circuit element member 113, and includes, for example, a thermistor. The heating temperature sensor 32 is disposed inside the heater 30 and in contact with the short-circuit element member 113, and detects the temperature of the short-circuit element member 113.

異常判断回路121は、異常判断部として機能し、電池に異常があると判断した場合に、その旨を知らせる信号を加熱指示回路31に送信する。異常判断回路121は、電池温度センサ122を有し、電池温度センサ122により検出された電池の温度が異常温度以上になった場合に電池200が異常であると判断する。なお、ここでいう「異常温度」は、予め出荷時に電池200に対応して設定される温度であり、電池200に異常が発生したと推定される温度である。   The abnormality determination circuit 121 functions as an abnormality determination unit, and when it is determined that there is an abnormality in the battery, transmits a signal to that effect to the heating instruction circuit 31. The abnormality determination circuit 121 includes a battery temperature sensor 122, and determines that the battery 200 is abnormal when the temperature of the battery detected by the battery temperature sensor 122 is equal to or higher than the abnormal temperature. The “abnormal temperature” here is a temperature set in advance corresponding to the battery 200 at the time of shipment, and is a temperature at which an abnormality has occurred in the battery 200.

電池温度センサ122は、電池200の温度を検出する温度センサであり、例えばサーミスタから成る。電池温度センサ122は、電池200の筐体102の外側に接触した状態で配置され、電池200の筐体102の温度を検出する。なお、電池温度センサ122の配置される位置は、上述に限らずに、筐体102の内部であってもよい。   The battery temperature sensor 122 is a temperature sensor that detects the temperature of the battery 200, and is formed of, for example, a thermistor. The battery temperature sensor 122 is disposed in contact with the outside of the casing 102 of the battery 200 and detects the temperature of the casing 102 of the battery 200. The position where the battery temperature sensor 122 is arranged is not limited to the above, and may be inside the housing 102.

加熱指示回路31は、加熱指示テーブル31aを有しており、ヒータ30が所定の温度になるように加熱温度センサ32が検出する温度に基づいて、フィードバック制御する。   The heating instruction circuit 31 has a heating instruction table 31a, and performs feedback control based on the temperature detected by the heating temperature sensor 32 so that the heater 30 reaches a predetermined temperature.

これによれば、異常判断回路121により電池が異常であると判断された場合に、加熱指示回路31は、ヒータ30に通電を開始し、ヒータ30に短絡層20を加熱させる。このように、異常時における電池200の温度上昇にかかる熱を利用すること無く、ヒータ30に加熱させることにより短絡層20の温度を上昇させるため、短絡層20を配置する位置を電池200と接触する位置に配置する必要がない。このため、短絡層20を配置する位置を、電池200に接触しない位置などに自由に設定できる。このように短絡層20の位置を自由に設定できるため、外部からの熱の影響が少ない環境に短絡層20を配置することができる。   According to this, when the abnormality determination circuit 121 determines that the battery is abnormal, the heating instruction circuit 31 starts energizing the heater 30 and causes the heater 30 to heat the short-circuit layer 20. Thus, in order to raise the temperature of the short circuit layer 20 by making the heater 30 heat without using the heat | fever concerning the temperature rise of the battery 200 at the time of abnormality, the position which arrange | positions the short circuit layer 20 is in contact with the battery 200. There is no need to place it in the position to be. For this reason, the position which arrange | positions the short circuit layer 20 can be freely set to the position etc. which do not contact the battery 200. Since the position of the short-circuit layer 20 can be freely set in this way, the short-circuit layer 20 can be arranged in an environment where there is little influence of heat from the outside.

また、ヒータ30による発熱を利用して低融点合金21を融解させるため、例えば、外部からの熱の影響を受け難い程度の高い融点である低融点合金を採用して、採用した低融点金属の融点よりも高い温度に加熱することにより任意のタイミングで短絡層20の低融点金属21を融解させて正極と負極とを短絡させることができる。   In addition, in order to melt the low melting point alloy 21 using the heat generated by the heater 30, for example, a low melting point alloy that has a high melting point that is hardly affected by external heat is employed. By heating to a temperature higher than the melting point, the low melting point metal 21 of the short-circuit layer 20 can be melted at an arbitrary timing to short-circuit the positive electrode and the negative electrode.

これにより、外部からの熱による影響により、電池の異常を誤検知して、電池に異常が生じていない場合であっても、電池の正極と負極とを短絡させることを防ぐことができる。   Thereby, it is possible to prevent the positive electrode and the negative electrode of the battery from being short-circuited even when the abnormality of the battery is erroneously detected due to the influence of heat from the outside and no abnormality occurs in the battery.

(実施の形態2の変形例)
(1)
上記実施の形態2における電池短絡システム110では、異常判断回路121は電池温度センサ122を有しており、電池の温度を検出することにより電池の異常を判断しているが、これに限らない。
(Modification of Embodiment 2)
(1)
In the battery short-circuit system 110 according to the second embodiment, the abnormality determination circuit 121 includes the battery temperature sensor 122 and determines the battery abnormality by detecting the temperature of the battery. However, the present invention is not limited to this.

例えば、図16に示す電池短絡システム110aの異常判断回路121aのように、異常判断回路121aが、電池温度センサ122aの他にさらに、温度変化検出部123aを有する構成であってもよい。なお、電池短絡システム110aは、異常判断回路121a以外のヒータ30、加熱指示回路31、加熱テーブル31a、加熱温度センサ32および短絡素子部材113は、上記実施の形態2の電池短絡システム110と同様であるため説明を省略する。また、電池温度センサ122aについても、上記実施の形態2の電池短絡システム110の電池温度センサ122と同様であるため説明を省略する。   For example, like the abnormality determination circuit 121a of the battery short-circuit system 110a illustrated in FIG. 16, the abnormality determination circuit 121a may further include a temperature change detection unit 123a in addition to the battery temperature sensor 122a. The battery short-circuit system 110a is similar to the battery short-circuit system 110 of the second embodiment, except for the heater 30, heating instruction circuit 31, heating table 31a, heating temperature sensor 32, and short-circuit element member 113 other than the abnormality determination circuit 121a. Since there is, explanation is omitted. Also, the battery temperature sensor 122a is the same as the battery temperature sensor 122 of the battery short-circuit system 110 of the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.

温度変化検出部123aは、電池200の単位時間あたりの温度の変化度を検出する。具体的には、温度変化検出部123aは電池温度センサ122aにより検出された温度を所定時間毎に取得することにより、温度の変化速度を検出する。   The temperature change detection unit 123a detects the change in temperature of the battery 200 per unit time. Specifically, the temperature change detection unit 123a detects the temperature change rate by acquiring the temperature detected by the battery temperature sensor 122a every predetermined time.

異常判断回路121aは、電池温度センサ122aにより検出された電池200の温度が異常温度以上になり、かつ、電池200の単位時間あたりの温度の変化度が所定の変化度(つまり温度上昇速度)以上になった場合に電池200が異常であると判断する。   The abnormality determination circuit 121a is configured such that the temperature of the battery 200 detected by the battery temperature sensor 122a is equal to or higher than the abnormal temperature, and the change rate of the temperature per unit time of the battery 200 is equal to or higher than a predetermined change rate (that is, temperature increase rate). Is determined to be abnormal.

このように、異常判断回路121aは、電池200の温度が異常温度に達したことだけでなく、電池200の温度上昇速度に達したか否かについても、電池200の異常の判断材料としているため、例えば外気温度が影響することによる温度上昇を電池200の異常と判断するような電池200の異常の誤検知を低減させることができる。このため、電池200に異常がない場合に、短絡素子部材113を短絡させることを防ぐことができ無駄に電池200がエネルギーを放出することを防ぐことができる。   As described above, the abnormality determination circuit 121a not only determines that the temperature of the battery 200 has reached the abnormal temperature, but also determines whether or not the temperature increase rate of the battery 200 has been reached. For example, it is possible to reduce erroneous detection of an abnormality in the battery 200 such that a temperature increase due to the influence of the outside air temperature is determined as an abnormality in the battery 200. For this reason, when there is no abnormality in the battery 200, it is possible to prevent the short-circuit element member 113 from being short-circuited, and it is possible to prevent the battery 200 from wastefully releasing energy.

(2)
また、例えば、図17に示す電池短絡システム110bの異常判断回路121bのように、実施の形態2の異常判断回路121の電池温度センサ122の代わりに電池200の筐体102の変形量を検出する変形量検出部としてのひずみゲージ122bを利用してもよい。なお、電池短絡システム110bは、異常判断回路121b以外のヒータ30、加熱指示回路31、加熱テーブル31a、加熱温度センサ32および短絡素子部材113は、上記実施の形態2の電池短絡システム110と同様であるため説明を省略する。これは、電池200に異常が生じる場合には、電池200の筐体102内部の圧力が上昇し筐体102が膨張することがあることに基づいている。
(2)
Further, for example, as in the abnormality determination circuit 121b of the battery short-circuit system 110b shown in FIG. 17, the deformation amount of the casing 102 of the battery 200 is detected instead of the battery temperature sensor 122 of the abnormality determination circuit 121 of the second embodiment. A strain gauge 122b as a deformation amount detection unit may be used. The battery short-circuit system 110b is similar to the battery short-circuit system 110 of the second embodiment except for the heater 30, the heating instruction circuit 31, the heating table 31a, the heating temperature sensor 32, and the short-circuit element member 113 other than the abnormality determination circuit 121b. Since there is, explanation is omitted. This is based on the fact that when an abnormality occurs in the battery 200, the pressure inside the casing 102 of the battery 200 increases and the casing 102 may expand.

これにより、実施の形態2の電池短絡システム110と同等の効果を得ることができる。なお、変形量検出部は、ひずみゲージ122bに限らずに、例えば、筐体102の内部の発電要素101、集電体104などから筐体102に対して加えられる圧力を検出する感圧センサ筐体102の内側に設けることにより実現(電池200の筐体102の変形量を検出)してもよい。   Thereby, the effect equivalent to the battery short circuit system 110 of Embodiment 2 can be acquired. The deformation amount detection unit is not limited to the strain gauge 122b. For example, the deformation amount detection unit detects a pressure applied to the housing 102 from the power generation element 101, the current collector 104, and the like inside the housing 102. It may be realized by detecting the amount of deformation of the casing 102 of the battery 200 by being provided inside the body 102.

(3)
また、例えば、図18に示す電池短絡システム110cの異常判断回路121cのように、異常判断回路121cが、ひずみゲージ122bの他にさらに、変形速度検出部123cを有する構成であってもよい。なお、電池短絡システム110cは、異常判断回路121c以外のヒータ30、加熱指示回路31、加熱テーブル31a、加熱温度センサ32および短絡素子部材113は、上記実施の形態2の電池短絡システム110と同様であるため説明を省略する。また、ひずみゲージ122cについても、上記実施の形態2の変形例(2)の電池短絡システム110bのひずみゲージ122cと同様であるため説明を省略する。
(3)
Further, for example, as in the abnormality determination circuit 121c of the battery short-circuit system 110c illustrated in FIG. 18, the abnormality determination circuit 121c may further include a deformation speed detection unit 123c in addition to the strain gauge 122b. The battery short-circuit system 110c is similar to the battery short-circuit system 110 of the second embodiment except for the heater 30, the heating instruction circuit 31, the heating table 31a, the heating temperature sensor 32, and the short-circuit element member 113 other than the abnormality determination circuit 121c. Since there is, explanation is omitted. Further, the strain gauge 122c is the same as the strain gauge 122c of the battery short-circuit system 110b of the modification (2) of the second embodiment, and the description thereof is omitted.

変形速度検出部123cは、単位時間あたりの電池200の筐体102の変形量である変形速度を検出する。具体的には、変形速度検出部123cは、ひずみゲージ122cにより検出された筐体102の変形量を所定時間毎に取得することにより、単位時間あたりの電池200の筐体102の変形量である変形速度を検出する。   The deformation speed detection unit 123c detects a deformation speed that is a deformation amount of the casing 102 of the battery 200 per unit time. Specifically, the deformation speed detection unit 123c obtains the deformation amount of the housing 102 detected by the strain gauge 122c every predetermined time, thereby obtaining the deformation amount of the housing 102 of the battery 200 per unit time. Detect deformation speed.

異常判断回路121cは、ひずみゲージ122cにより検出された電池200の筐体102の変形量が所定の変形量以上になり、かつ、変形速度検出部123cにより検出された電池200の変形速度が所定の変形速度以上になった場合に電池200が異常であると判断する。   The abnormality determination circuit 121c has a deformation amount of the casing 102 of the battery 200 detected by the strain gauge 122c equal to or greater than a predetermined deformation amount, and the deformation speed of the battery 200 detected by the deformation speed detection unit 123c is a predetermined value. When the deformation speed is exceeded, it is determined that the battery 200 is abnormal.

このように、異常判断回路121cは、電池200の筐体102の変形量が所定の変形量に達したことだけでなく、電池200の変形速度に達したか否かについても、電池200の異常の判断材料としているため、例えば外気温度が影響することによる変形量の増加を電池200の異常と判断するような電池200の異常の誤検知を低減させることができる。このため、電池200に異常がない場合に、短絡素子部材113を短絡させることを防ぐことができ無駄に電池200がエネルギーを放出することを防ぐことができる。   As described above, the abnormality determination circuit 121c not only determines whether the deformation amount of the casing 102 of the battery 200 has reached a predetermined deformation amount, but also whether or not the deformation speed of the battery 200 has been reached. Therefore, it is possible to reduce erroneous detection of an abnormality in the battery 200 such that, for example, an increase in deformation due to the influence of the outside air temperature is determined as an abnormality in the battery 200. For this reason, when there is no abnormality in the battery 200, it is possible to prevent the short-circuit element member 113 from being short-circuited, and it is possible to prevent the battery 200 from wastefully releasing energy.

(4)
上記実施の形態2の短絡作動部120内部の短絡素子部材113を構成する短絡層20は、1種類の低融点合金層21から成るが、この短絡層20を採用することに限らない。例えば、実施の形態1の変形例(2)で説明したような、種類の異なる融点を有する複数種類の低融点合金を有する、短絡層20bまたは短絡層20cを採用してもよい。図19は、短絡層20cを採用した場合の短絡作動部120aを示す図である。ここでは、短絡層20bを採用する場合の図は省略する。
(4)
Although the short-circuit layer 20 constituting the short-circuit element member 113 inside the short-circuit operating unit 120 of the second embodiment is composed of one type of low-melting-point alloy layer 21, the short-circuit layer 20 is not necessarily adopted. For example, you may employ | adopt the short circuit layer 20b or the short circuit layer 20c which has several types of low melting-point alloy which has different melting | fusing point as demonstrated in the modification (2) of Embodiment 1. FIG. FIG. 19 is a diagram illustrating the short-circuit operating unit 120a when the short-circuit layer 20c is employed. Here, the illustration in the case of employing the short-circuit layer 20b is omitted.

短絡作動部120a内部の短絡層20cに融点の異なる複数の低融点金属を使用すると、例えば、異常判断回路121に段階的に電池の異常を判断させて、加熱指示回路31がヒータ30の温度を異常の度合に応じて段階的に制御することにより、短絡素子部材113の短絡層20cによって短絡される第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが電気的に接続される領域を段階的に増加させることができる。つまり、電池200の温度に応じて第一電気伝導体15と第二電気伝導体16とが短絡することにより流れる電流の量を段階的に調整することができる。これにより、温度上昇速度が大きい場合には素早く大きな電流を流すことにより安定的に放電させ、温度上昇速度が小さい場合には最低限短絡させて小さい電流を流すことにより必要以上に放電しないように放電量を抑えることができる。   If a plurality of low melting point metals having different melting points are used for the short-circuit layer 20c in the short-circuit operating unit 120a, for example, the abnormality determination circuit 121 determines the abnormality of the battery step by step, and the heating instruction circuit 31 sets the temperature of the heater 30. By controlling in steps according to the degree of abnormality, the region where the first electrical conductor 15 and the second electrical conductor 16 that are short-circuited by the short-circuit layer 20c of the short-circuit element member 113 are electrically connected is staged. Can be increased. That is, according to the temperature of the battery 200, the amount of current that flows when the first electrical conductor 15 and the second electrical conductor 16 are short-circuited can be adjusted stepwise. As a result, when the rate of temperature rise is large, it is possible to discharge stably by passing a large current quickly, and when the rate of temperature rise is small, it should be short-circuited at a minimum so as not to discharge more than necessary by flowing a small current. The amount of discharge can be suppressed.

(5)
上記実施の形態2の電池温度センサ122としては、サーミスタを採用しているが、これに限らずに、例えば、融点の異なる複数の低融点金属が採用されている短絡層20bまたは短絡層20cを採用した電池短絡素子を採用してもよい。
(5)
As the battery temperature sensor 122 of the second embodiment, a thermistor is used. However, the present invention is not limited to this. For example, the short-circuit layer 20b or the short-circuit layer 20c using a plurality of low-melting-point metals having different melting points is used. You may employ | adopt the employ | adopted battery short circuit element.

(他の実施の形態)
(1)
上記実施の形態の電池短絡素子10では、第一電気伝導体15および第二電気伝導体16はアルミニウムから成るが、これに限らずに、熱伝導性が高いものであればよい。例えば、第一電気伝導体15および第二電気伝導体16の少なくともどちらか一方が、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレス、および他の金属材料の中から選択できる。また、同様に、正極接続部材11および負極接続部材12はアルミニウムから成るが、これに限らずに、熱伝導性が高いものであればよい。例えば、正極接続部材11および負極接続部材12の少なくともどちらか一方が、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレス、および他の金属材料の中から選択できるいずれかであればよい。
(Other embodiments)
(1)
In the battery short-circuit element 10 of the above-described embodiment, the first electric conductor 15 and the second electric conductor 16 are made of aluminum. However, the present invention is not limited thereto, and any material having high thermal conductivity may be used. For example, at least one of the first electrical conductor 15 and the second electrical conductor 16 can be selected from aluminum, nickel, iron, copper, stainless steel, and other metallic materials. Similarly, the positive electrode connecting member 11 and the negative electrode connecting member 12 are made of aluminum. However, the present invention is not limited thereto, and any material having high thermal conductivity may be used. For example, at least one of the positive electrode connection member 11 and the negative electrode connection member 12 may be any one that can be selected from aluminum, nickel, iron, copper, stainless steel, and other metal materials.

(2)
上記実施の形態の電池短絡素子10は、一つの電池100の負極端子132と正極端子131とを短絡させるものであるが、一つの電池100に限らずに、複数の電池を組み合わせたものに対して適用してもよい。例えば、電池短絡素子10は、複数の電池が直列に接続された電池システムに対して適用してもよいし、複数の電池が並列に接続された電池システムに対してそのすべての電池もしくは複数の電池間に短絡素子を用いることによって適用してもよいし、複数の電池が直並列に接続された電池システムに対して適用してもよい。
(2)
The battery short-circuit element 10 of the above-described embodiment is for short-circuiting the negative electrode terminal 132 and the positive electrode terminal 131 of one battery 100. However, the battery short-circuit element 10 is not limited to one battery 100, but is a combination of a plurality of batteries. May be applied. For example, the battery short-circuit element 10 may be applied to a battery system in which a plurality of batteries are connected in series, or all of the batteries or a plurality of batteries in a battery system in which a plurality of batteries are connected in parallel. You may apply by using a short circuit element between batteries, and may apply with respect to the battery system in which the some battery was connected in series and parallel.

(3)
上記実施の形態の電池100では、負極端子132と正極端子131とを一つの電池短絡素子10により短絡可能な状態に接続しているが、これに限らずに、負極端子132と筐体102との間と、正極端子131と筐体102との間とをそれぞれ一つずつの電池短絡素子10により短絡可能な状態に接続してもよい。筐体102は、電気導電性のある例えば金属部材により構成されている。このため、上記のような構成としても、電池100に異常な熱が生じた場合に、負極端子132と筐体102とが短絡し、かつ、正極端子131と筐体102とが短絡することにより、負極端子132と正極端子131とを短絡させることができる。また、このように、2つの電池短絡素子10により負極端子132と正極端子131とを短絡可能な状態に接続することで、何らかの異常により一方の電池短絡素子10が短絡してしまっても、正常な状態の電池100を短絡して放電することを防ぐことができる。
(3)
In the battery 100 of the above embodiment, the negative electrode terminal 132 and the positive electrode terminal 131 are connected to each other so that they can be short-circuited by one battery short-circuiting element 10. And between the positive terminal 131 and the housing 102 may be connected to each other by a single battery short-circuit element 10. The housing 102 is made of, for example, a metal member having electrical conductivity. For this reason, even in the above configuration, when abnormal heat is generated in the battery 100, the negative electrode terminal 132 and the housing 102 are short-circuited, and the positive electrode terminal 131 and the housing 102 are short-circuited. The negative electrode terminal 132 and the positive electrode terminal 131 can be short-circuited. In addition, by connecting the negative electrode terminal 132 and the positive electrode terminal 131 in such a manner that the two battery short-circuit elements 10 can be short-circuited in this way, even if one battery short-circuit element 10 is short-circuited due to some abnormality, it is normal. It is possible to prevent the battery 100 in a short state from being short-circuited and discharged.

(4)
上記実施の形態の電池短絡素子10では、特に言及していないが、さらに、例えば短絡素子部材13の表面に一定温度以上になったら色が変化するサーモテープを貼ってもよい。このように、電池短絡素子10を構成することにより、サーモテープの色の変化を、電池100に異常が発生して電池短絡素子10が作動したか否かを判定するための指標に利用することができる。
(4)
Although not particularly mentioned in the battery short-circuit element 10 of the above-described embodiment, for example, a thermo tape whose color changes when the temperature reaches a certain temperature or more may be attached to the surface of the short-circuit element member 13. As described above, by configuring the battery short-circuit element 10, the change in color of the thermo tape is used as an index for determining whether or not the battery short-circuit element 10 is activated due to an abnormality in the battery 100. Can do.

(5)
上記実施の形態の電池短絡素子10では、第一電気伝導体15は正極端子131と正極接続部材11を介して接続され、第二電気伝導体16は負極端子132と負極接続部材12を介して接続されているが、これに限らずに、第一電気伝導体15が負極端子132と接続され、第二電気伝導体16が正極端子131と接続されるようにしてもよい。
(5)
In the battery short-circuit element 10 of the above embodiment, the first electric conductor 15 is connected to the positive electrode terminal 131 via the positive electrode connecting member 11, and the second electric conductor 16 is connected to the negative electrode terminal 132 via the negative electrode connecting member 12. However, the present invention is not limited to this, and the first electric conductor 15 may be connected to the negative terminal 132 and the second electric conductor 16 may be connected to the positive terminal 131.

本発明は、電池に異常が発生し、電池内部の温度が過度に上昇したり、電池の内圧が過度に上昇したりした場合にのみ、正極端子と負極端子とを確実に短絡させ電池を安全化することができる電池短絡素子、電池、および電池システム等として利用することができる。   The present invention ensures that the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are short-circuited and the battery is safe only when an abnormality occurs in the battery, the temperature inside the battery rises excessively, or the internal pressure of the battery rises excessively. It can be used as a battery short-circuit element, a battery, a battery system, etc.

10、10a、10b、10c 電池短絡素子
11、11a 正極接続部材
11b 正極リード線
12、12a 負極接続部材
12b 負極リード線
13、13a、13b、113 短絡素子部材
15 第一電気伝導体
16 第二電気伝導体
20、20a、20b、20c、20d 短絡層
21、21A、21B 低融点合金層
21a 第一低融点合金層
21b 第二低融点合金層
21c 第三低融点合金層
21d 第四低融点合金層
22 絶縁体フィルム
22A 絶縁体コーティング
22B 絶縁体層
30 ヒータ
31 加熱指示回路
31a 加熱指示テーブル
32 加熱温度センサ
40 断熱部材
41 正極側接続部分
42 負極側接続部分
100、200 電池
101 発電要素
102 筐体
103 電極端子
104 集電部材
131 正極端子
132 負極端子
141 正極集電部材
142 負極集電部材
10, 10a, 10b, 10c Battery short-circuit element 11, 11a Positive electrode connection member 11b Positive electrode lead wire 12, 12a Negative electrode connection member 12b Negative electrode lead wire 13, 13a, 13b, 113 Short-circuit element member 15 First electric conductor 16 Second electric Conductor 20, 20a, 20b, 20c, 20d Short-circuit layer 21, 21A, 21B Low melting point alloy layer 21a First low melting point alloy layer 21b Second low melting point alloy layer 21c Third low melting point alloy layer 21d Fourth low melting point alloy layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Insulator film 22A Insulator coating 22B Insulator layer 30 Heater 31 Heating instruction circuit 31a Heating instruction table 32 Heating temperature sensor 40 Heat insulation member 41 Positive electrode side connection part 42 Negative electrode side connection part 100, 200 Battery 101 Power generation element 102 Case 103 Electrode terminal 104 Current collecting member 131 Positive electrode terminal 132 Negative electrode terminal 41 the positive current collector 142 negative electrode current collector member

Claims (20)

第一電極と第二電極とを有する電池に接続される電池短絡素子であって、
前記第一電極側に電気的に接続される第一電気伝導体と、
前記第二電極側に電気的に接続される第二電気伝導体と、
前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体との間に配置される絶縁体と、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体との間に配置される低融点合金層と、を有する短絡層と、
を備え、
前記短絡層は、所定温度未満において前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを絶縁し、所定温度以上において、少なくとも前記低融点合金層の一部または全部が融解することにより、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを短絡させる
電池短絡素子。
A battery short-circuit element connected to a battery having a first electrode and a second electrode,
A first electrical conductor electrically connected to the first electrode side;
A second electrical conductor electrically connected to the second electrode side;
An insulator disposed between the first electrical conductor and the second electrical conductor; a low melting point alloy layer disposed between the first electrical conductor and the second electrical conductor; A short-circuit layer having
With
The short-circuit layer insulates the first electric conductor and the second electric conductor below a predetermined temperature, and at least a part or all of the low melting point alloy layer melts above the predetermined temperature, A battery short-circuit element that short-circuits the first electrical conductor and the second electrical conductor.
前記絶縁体は、開口が形成されており、
前記短絡層は、前記低融点合金層が融解して前記絶縁体の前記開口に流入することにより、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを短絡させる
請求項1に記載の電池短絡素子。
The insulator has an opening,
The battery according to claim 1, wherein the short-circuit layer short-circuits the first electric conductor and the second electric conductor by melting the low-melting-point alloy layer and flowing into the opening of the insulator. Short circuit element.
前記短絡層は、前記低融点合金層が融解し、かつ、前記絶縁体の一部または全部が変形することにより、前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とを短絡させる
請求項1に記載の電池短絡素子。
The short-circuit layer short-circuits the first electrical conductor and the second electrical conductor by melting the low-melting-point alloy layer and deforming part or all of the insulator. The battery short-circuit element according to 1.
前記短絡層は、前記絶縁体と前記低融点合金層とが積層されることにより成る
請求項1から3のいずれか1項に記載の電池短絡素子。
The battery short-circuit element according to any one of claims 1 to 3, wherein the short-circuit layer is formed by laminating the insulator and the low-melting-point alloy layer.
前記短絡層は、前記低融点合金層が前記絶縁体によりコーティングされることにより成る
請求項1から3のいずれか1項に記載の電池短絡素子。
The battery short-circuit element according to any one of claims 1 to 3, wherein the short-circuit layer is formed by coating the low-melting-point alloy layer with the insulator.
前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、箔状部材または板状部材から成る
請求項1から5のいずれか1項に記載の電池短絡素子。
The battery short-circuit element according to any one of claims 1 to 5, wherein the first electric conductor and the second electric conductor are formed of a foil-like member or a plate-like member.
前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、前記短絡層を介して積層された状態で巻回されることにより形成される
請求項6に記載の電池短絡素子。
The battery short-circuit element according to claim 6, wherein the first electric conductor and the second electric conductor are formed by being wound in a state of being stacked via the short-circuit layer.
前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、前記短絡層を介して積層された状態で蛇腹状に折りたたまれることにより形成される
請求項6に記載の電池短絡素子。
The battery short-circuit element according to claim 6, wherein the first electric conductor and the second electric conductor are formed by being folded in a bellows shape in a state of being stacked via the short-circuit layer.
前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体とは、円筒形状の部材から成り、前記第一電気伝導体および前記第二電気伝導体の一方が他方の内側に重なりあって配置される
請求項1から5のいずれか1項に記載の電池短絡素子。
The first electric conductor and the second electric conductor are made of a cylindrical member, and one of the first electric conductor and the second electric conductor is disposed so as to overlap the other. Item 6. The battery short-circuit element according to any one of Items 1 to 5.
前記第一電気伝導体と前記第二電気伝導体との内で内側に配置される円筒形状の部材は、板状の金属部材が円筒形状の部材の中心軸を囲うように丸められることにより形成される
請求項9に記載の電池短絡素子。
The cylindrical member disposed inside the first electric conductor and the second electric conductor is formed by rolling a plate-shaped metal member so as to surround the central axis of the cylindrical member. The battery short-circuit element according to claim 9.
前記短絡層は、前記低融点合金層が、前記短絡領域の内の一部である第一短絡領域に配置され、融点が第一温度である第一低融点合金層と、前記短絡領域の内の前記第一短絡領域とは異なる領域である第二短絡領域に配置され、融点が前記第一温度とは異なる第二温度である第二低融点合金層と、から成る
請求項1から10のいずれか1項に記載の電池短絡素子。
The short-circuit layer is arranged in a first short-circuit region where the low-melting-point alloy layer is a part of the short-circuit region, and a first low-melting-point alloy layer whose melting point is a first temperature, The second low-melting-point alloy layer, which is disposed in a second short-circuit region that is a region different from the first short-circuit region, and has a melting point that is a second temperature different from the first temperature. The battery short-circuit element according to any one of claims.
請求項1から11のいずれか1項に記載の電池短絡素子と、
前記電池の異常を判断する異常判断部と、
前記短絡層の温度を上昇させる加熱部と、
前記電池が異常であると前記異常判断部により判断された場合に、前記加熱部に加熱を行わせる加熱指示部と、
を備える電池短絡システム。
The battery short-circuit element according to any one of claims 1 to 11,
An abnormality determination unit for determining an abnormality of the battery;
A heating unit for increasing the temperature of the short-circuit layer;
A heating instruction unit that causes the heating unit to perform heating when the abnormality determination unit determines that the battery is abnormal;
Battery short circuit system.
前記異常判断部は、
前記電池の温度を検出する温度検出部を有し、
前記温度検出部により検出された前記電池の温度が異常温度以上になった場合に前記電池が異常であると判断する
請求項12に記載の電池短絡システム。
The abnormality determination unit
A temperature detection unit for detecting the temperature of the battery;
The battery short-circuit system according to claim 12, wherein the battery is determined to be abnormal when the temperature of the battery detected by the temperature detection unit is equal to or higher than an abnormal temperature.
前記異常判断部は、
前記電池の温度を検出する温度検出部と、
前記電池の単位時間あたりの温度の変化度を検出する温度変化検出部と
を有し、
前記温度検出部により検出された前記電池の温度が異常温度以上になり、かつ、前記温度変化検出部により検出された前記電池の単位時間あたりの温度の変化度が所定の変化度以上になった場合に、前記電池が異常であると判断する
請求項12に記載の電池短絡システム。
The abnormality determination unit
A temperature detector for detecting the temperature of the battery;
A temperature change detecting unit for detecting a change in temperature per unit time of the battery,
The temperature of the battery detected by the temperature detection unit is equal to or higher than an abnormal temperature, and the change in temperature of the battery per unit time detected by the temperature change detection unit is equal to or higher than a predetermined change rate. The battery short-circuit system according to claim 12, wherein the battery is determined to be abnormal.
前記異常判断部は、
前記電池の筐体の変形量を検出する変形量検出部を有し、
前記変形量検出部により検出された前記電池の変形量が所定の変形量以上になった場合に前記電池が異常であると判断する
請求項12に記載の電池短絡システム。
The abnormality determination unit
A deformation amount detection unit for detecting a deformation amount of the battery case;
The battery short-circuit system according to claim 12, wherein the battery is determined to be abnormal when the deformation amount of the battery detected by the deformation amount detection unit is equal to or greater than a predetermined deformation amount.
前記異常判断部は、
前記電池の筐体の変形量を検出する変形量検出部と、
単位時間あたりの前記電池の筐体の変形量である変形速度を検出する変形速度検出部と
を有し、
前記変形量検出部により検出された前記電池の筐体の変形量が所定の変形量以上になり、かつ、前記変形速度検出部により検出された前記電池の変形速度が所定の変形速度以上になった場合に前記電池が異常であると判断する
請求項12に記載の電池短絡システム。
The abnormality determination unit
A deformation amount detection unit for detecting a deformation amount of the battery casing;
A deformation speed detection unit that detects a deformation speed that is a deformation amount of the battery casing per unit time, and
The deformation amount of the battery casing detected by the deformation amount detection unit is greater than or equal to a predetermined deformation amount, and the deformation rate of the battery detected by the deformation rate detection unit is greater than or equal to a predetermined deformation rate. The battery short-circuit system according to claim 12, wherein the battery is determined to be abnormal when the battery is abnormal.
第一電極と、
第二電極と、
請求項1から11のいずれか1項に記載の電池短絡素子と、
を備える電池。
A first electrode;
A second electrode;
The battery short-circuit element according to any one of claims 1 to 11,
A battery comprising:
第一電極と、
第二電極と、
請求項12から16のいずれか1項に記載の電池短絡システムと、
を備える電池。
A first electrode;
A second electrode;
The battery short-circuit system according to any one of claims 12 to 16,
A battery comprising:
複数の電池が直列および並列の少なくとも一方により接続されて成る電池群と、
請求項1から11のいずれか1項に記載の電池短絡素子と、
を備える電池システム。
A battery group in which a plurality of batteries are connected in series and / or in parallel;
The battery short-circuit element according to any one of claims 1 to 11,
A battery system comprising:
複数の電池が直列および並列の少なくとも一方により接続されて成る電池群と、
請求項12から16のいずれか1項に記載の電池短絡システムと、
を備える電池システム。
A battery group in which a plurality of batteries are connected in series and / or in parallel;
The battery short-circuit system according to any one of claims 12 to 16,
A battery system comprising:
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015041201A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-26 株式会社 東芝 Overcharging prevention unit and secondary battery
JP2015095462A (en) * 2013-11-11 2015-05-18 寧徳新能源科技有限公司 Safety head cover of power cell
CN107833984A (en) * 2017-10-19 2018-03-23 金山电化工业(惠州)有限公司 A kind of battery that can be explosion-proof under high temperature
CN109037544A (en) * 2018-10-18 2018-12-18 天津中聚新能源科技有限公司 A kind of lithium-ion-power cell with thermal runaway control function
CN110024166A (en) * 2016-10-14 2019-07-16 伊奈维特有限责任公司 The contact plate of joint connections is melted for the height of arc protection including at least one
CN110352509A (en) * 2017-02-23 2019-10-18 罗伯特·博世有限公司 The method of the secondary battery cell and manufacture secondary battery cell of traction battery
CN111009636A (en) * 2019-12-16 2020-04-14 清华大学 Device and method for triggering internal short circuit of battery and internal short circuit test battery
CN113270694A (en) * 2021-05-27 2021-08-17 珠海冠宇电池股份有限公司 Utmost point ear subassembly and electric core
JP2022544029A (en) * 2019-09-03 2022-10-17 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery packs, battery racks containing same and power storage devices

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228520A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Secondary battery
JP2008130458A (en) * 2006-11-22 2008-06-05 Sony Corp Battery and battery unit
JP2009076270A (en) * 2007-09-19 2009-04-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Battery and power source system using it
JP2013004212A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Gs Yuasa Corp Battery short circuit element, secondary battery and secondary battery system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228520A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Secondary battery
JP2008130458A (en) * 2006-11-22 2008-06-05 Sony Corp Battery and battery unit
JP2009076270A (en) * 2007-09-19 2009-04-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Battery and power source system using it
JP2013004212A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Gs Yuasa Corp Battery short circuit element, secondary battery and secondary battery system

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015041201A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-26 株式会社 東芝 Overcharging prevention unit and secondary battery
JP2015095462A (en) * 2013-11-11 2015-05-18 寧徳新能源科技有限公司 Safety head cover of power cell
CN110024166A (en) * 2016-10-14 2019-07-16 伊奈维特有限责任公司 The contact plate of joint connections is melted for the height of arc protection including at least one
CN110352509A (en) * 2017-02-23 2019-10-18 罗伯特·博世有限公司 The method of the secondary battery cell and manufacture secondary battery cell of traction battery
CN107833984A (en) * 2017-10-19 2018-03-23 金山电化工业(惠州)有限公司 A kind of battery that can be explosion-proof under high temperature
CN107833984B (en) * 2017-10-19 2024-04-12 东莞金山电池有限公司 Explosion-proof battery at high temperature
CN109037544A (en) * 2018-10-18 2018-12-18 天津中聚新能源科技有限公司 A kind of lithium-ion-power cell with thermal runaway control function
JP2022544029A (en) * 2019-09-03 2022-10-17 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery packs, battery racks containing same and power storage devices
CN111009636A (en) * 2019-12-16 2020-04-14 清华大学 Device and method for triggering internal short circuit of battery and internal short circuit test battery
CN111009636B (en) * 2019-12-16 2024-01-23 清华大学 Device and method for triggering internal short circuit of battery and internal short circuit test battery
CN113270694A (en) * 2021-05-27 2021-08-17 珠海冠宇电池股份有限公司 Utmost point ear subassembly and electric core
CN113270694B (en) * 2021-05-27 2023-07-18 珠海冠宇电池股份有限公司 Tab assembly and battery core

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