JP2014017051A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通電動作時における電流遮断を回避することとを両立できる蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置は、電極組立体から電極端子までの通電経路に直列に接続して通電経路を接続または遮断する電流遮断装置を備える。この電流遮断装置は、ケース内で電極組立体から離隔された第１離隔室および第２離隔室と、第１離隔室と第２離隔室とを離隔しており、第１離隔室内の圧力Ｐ１と第２離隔室の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２に応じて通電経路を遮断するように第２隔離室側に変形する変形板と、第１離隔室とケース内とを離隔し、ケース内から第１離隔室へ水素を選択的に透過させる水素透過膜とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

特許文献１に、圧力検知型の電流遮断装置を備えた密閉型の電池が記載されている。電流遮断装置は、電池の過充電時等に電極組立体から発生するガスによって電池ケース内の圧力が上昇した場合に、電極端子と電極組立体との通電経路を遮断する。これによって、過充電時等に電池の通電経路を遮断することができる。

特開２０１０−１９２４３８号公報

電流遮断装置は、通常、過充電等の蓄電装置の異常動作を抑止するために設置される。しかしながら、蓄電装置の通常動作時においても、ガスが発生する場合がある。蓄電装置の通常動作時に発生するガスの流量は微小であるが、長期間に亘って蓄積すると、蓄電装置のケース内の圧力が電流遮断装置の作動する圧力以上に上昇し、電流遮断装置によって通電経路が遮断される場合がある。

本明細書が開示する第１の蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容され、正極及び負極を備える電極組立体と、電極組立体との間で電気を授受する電極端子と、電極組立体および電極端子と電気的に接続された導電部材とを有し、電極組立体から電極端子までの通電経路に直列に接続して、通電経路を接続または遮断する電流遮断装置を備える。電流遮断装置は、ケース内で電極組立体から離隔された第１離隔室および第２離隔室と、第１離隔室と第２離隔室とを離隔しており、第１離隔室内の圧力Ｐ１と第２離隔室の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２に応じて通電経路を遮断するように第２隔離室側に変形する変形板と、第１離隔室とケース内とを離隔し、ケース内から第１離隔室へ水素を選択的に透過させる水素透過膜とを有する。

上記の蓄電装置では、電流遮断装置の変形板は、圧力差ΔＰに応じて第２隔離室側に変形し、通電経路を遮断する。第１離隔室とケース内とは、水素透過膜によって離隔されているため、蓄電装置の異常動作時にケース内で水素が発生した場合には、水素が第１離隔室内に移動して圧力Ｐ１が上昇し、圧力差ΔＰが上昇して、通電経路が遮断される。その一方で、蓄電装置の通常動作時にケース内でメタン、二酸化炭素および一酸化炭素等が発生した場合には、圧力Ｐ１は殆ど上昇せず、圧力差ΔＰも上昇しないため、通電経路は遮断されない。上記の第１の蓄電装置によれば、蓄電装置の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通電動作時における電流遮断を回避することとを両立できる。

上記の第１の蓄電装置では、水素透過膜は、ゼオライト膜を含んでいてもよい。この場合は、ゼオライト膜は、多孔質の金属を材料とする支持体に積層されていてもよい。

上記の第１の蓄電装置では、水素透過膜の第２離隔室側とは反対側の面上に、通常使用時にケース内で発生するガス（例えば、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素）を吸着する吸着膜をさらに備えていてもよい。この吸着膜は、活性炭を含んでいてもよい。

本明細書は、また、第２の蓄電装置を開示する。第２の蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容され、正極及び負極を備える電極組立体と、電極組立体との間で電気を授受する電極端子と、電極組立体および電極端子と電気的に接続された導電部材とを有し、電極組立体と、導電部材と、電極端子とを含む通電経路内に直列に接続して、通電経路を接続または遮断する電流遮断装置を備える。電流遮断装置は、ケース内の圧力に応じて通電経路を遮断するように変形する変形板を有する。蓄電装置は、ケース内壁面に形成されており、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を吸着するとともに、水素を吸着しない、吸着材をさらに備える。

上記の第２の蓄電装置では、蓄電装置の通常動作時にケース内で発生するメタン、二酸化炭素、および一酸化炭素は、ケース内壁面に形成されている吸着材によって吸着されるため、ケース内の圧力上昇が抑制される。その一方で、蓄電装置の異常動作時にケース内で発生する水素は、吸着材に吸着されないため、異常動作時にはケース内の圧力が速やかに上昇し、変形板が変形して通電経路が遮断される。上記の第２の蓄電装置によれば、蓄電装置の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通電動作時における電流遮断を回避することとを両立できる。

第２の蓄電装置においては、吸着材は、活性炭を含んでいてもよい。

上記の第１および第２の蓄電装置は二次電池であってもよい。

本発明によれば、蓄電装置の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通電動作時における電流遮断を回避することとを両立できる蓄電装置を提供することができる。

実施例１に係る蓄電装置の断面図である。 図１の電流遮断装置の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の通常動作時の状態を示している。 図１の電流遮断装置の水素透過モジュールを示す図である。 図１の電流遮断装置の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の過充電時の状態を示している。 実施例２に係る蓄電装置の断面図である。 図５の電流遮断装置の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の通常動作時の状態を示している。 図５の電流遮断装置の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の過充電時の状態を示している。

本明細書が開示する第１および第２の蓄電装置は、例えば、密閉型の二次電池、密閉型のキャパシタ等の従来公知の蓄電装置として利用することができる。さらに、二次電池の具体例を挙げると、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等の比較的高容量で大電流の充放電が行われる二次電池を例示できる。また、この蓄電装置は、車両や電気機器等に搭載されていてもよい。

本明細書が開示する第１および第２の蓄電装置は、ケースと、正極及び負極を備える電極組立体と、電極組立体との間で電気を授受する電極端子（正極電極端子、負極電極端子）と、電極組立体および電極端子と電気的に接続する導電部材（正極導電部材、負極導電部材）と、電流遮断装置とを備えている。電極組立体としては、例えば、正極シートと負極シートがシート状のセパレータを間に挟んだ状態で層状をなす電極対を備えた電極組立体を挙げることができ、より具体的には、この電極対が多数積層された積層型の電極組立体や、この電極対が所定の軸周りに捲回された捲回型の電極組立体を例示できる。電極組立体は、電解質によって浸されていてもよい。

導電部材は、電極組立体の正極または負極に電気的に接続されるとともに、接続されている側の電極に対応する電極端子（正極電極端子と負極電極端子のうちの一方）と電気的に接続されており、これによって、通電経路が形成されている。電流遮断装置は、電極組立体から電極端子までの通電経路に直列に接続されており、通電経路を接続または遮断する。導電部材を介して正極と正極電極端子との通電経路が電気的に接続されている場合には、電流遮断装置をこの通電経路内に直列に配置することによって、正極と正極電極端子との通電経路を遮断できる。導電部材を介して負極と負極電極端子との通電経路が電気的に接続されている場合には、電流遮断装置をこの通電経路内に直列に配置することによって、負極と負極電極端子との通電経路を遮断できる。電流遮断経路は、正極側と負極側のいずれか一方にのみ設置されていてもよいし、双方に設置されていてもよい。

第１の蓄電装置に備えられる電流遮断装置は、ケース内で電極組立体から離隔された第１離隔室および第２離隔室を有している。また、この電流遮断装置は、変形板および水素透過膜を有している。変形板は、第１離隔室と第２離隔室とを離隔している。変形板は、第１離隔室の圧力Ｐ１と第２離隔室の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２に応じて通電経路を遮断するように第２隔離室側に変形する。変形板が変形することによって、通電経路が遮断される。例えば、変形板は、圧力差ΔＰが所定値以上に上昇した場合に、第２離隔室側に変形し、これによって導電部材が破断されて、通電経路が遮断される。第１離隔室とケース内とは、水素透過膜によって離隔されている。

水素透過膜は、ケース内から第１離隔室へ水素を選択的に透過させる膜であればよく、具体的には、蓄電装置の異常動作時に発生する水素を透過する一方で、水素以外の蓄電装置の通常動作時に発生するガス（例えば、メタン、二酸化炭素、および一酸化炭素）を透過しない膜であればよい。水素を透過する一方で、メタン、二酸化炭素、および一酸化炭素を透過しない水素透過膜としては、ゼオライト膜、シリカ膜等の無機膜、パラジウム系、ニオブ系、バナジウム系、ジルコニウム／ニッケル系、タンタル系等の金属膜または合金膜、炭素膜、ポリイミド膜等の有機膜等の従来公知の水素透過膜を用いることができる。より具体的には、例えば、特開２００７−１２５５４３号公報に記載のゼオライト膜、田中貴金属販売株式会社製のパラジウム系水素透過膜、特開２００３−１６０３０８号公報に記載の炭素膜、宇部興産株式会社製の芳香族ポリイミド膜等を例示することができる。上記に例示した水素透過膜は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上の膜を組み合わせて（例えば積層して）用いてもよい。

水素透過膜は、多孔質の支持体に積層されていてもよい。水素透過膜が薄い場合であっても、支持体に積層することによって、強度を維持することができ、ハンドリングが容易となる。支持体は、多孔質の金属を材料とする支持体であってもよい。金属を材料とする支持体は、電流遮断装置の金属製の部材に溶接等によって容易に固定することができ、これによって、水素透過膜と電流遮断装置の部材との固定部からガスが漏れることを抑制することが容易となる。例えば、水素透過膜として、ゼオライト膜の無機膜、炭素膜、ポリイミド膜等を用いる場合には、多孔質の金属を材料とする支持体に積層した状態で電流遮断装置に設置されることが好ましい。特に、ゼオライト膜は、耐久性と低コスト性に優れている点において好ましく、さらに、多孔質の金属を材料とする支持体に積層して用いれば、電流遮断装置への設置が容易になり、より好ましい。なお、水素透過膜として、金属膜または合金膜を用いる場合には、水素透過膜を直接電流遮断装置の金属性の部材に溶接等によって固定することもできる。金属膜または合金膜の水素透過膜は、耐久性に優れ、設置し易い。

さらに、水素透過膜の第２離隔室側とは反対側の面上に、メタンおよび一酸化炭素を吸着する吸着膜が備えられていてもよい。吸着膜によって、メタン等が吸着されるため、水素透過膜と吸着膜との界面におけるメタン等の濃度が低くなり、より一層、水素の選択透過性が向上する。吸着膜としては、水素を吸着せず、かつ、メタンおよび一酸化炭素を吸着する従来公知の膜を使用することができる。このような吸着膜を具体的に例示すると、活性炭を材料とする膜を挙げることができる。吸着膜は、水素透過膜のケース側の面の一部を被覆するのみであっても上記の効果を得ることができるが、面全体を被覆していれば、水素透過膜の水素の選択透過性をより向上させることができる。

本願が開示する第２の蓄電装置では、ケース内壁面に、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を吸着するとともに水素を吸着しない吸着材が形成されている。このような吸着材としては、例えば、活性炭を例示することができる。

第２の蓄電装置に備えられる電流遮断装置は、ケース内の圧力に応じて通電経路を遮断するように変形する変形板を有している。この電流遮断装置では、例えば、ケース内から離隔された離隔室が形成されており、変形板は、一方の面において離隔室に接するとともに、他方の面においてケース内の電極組立体側に面していてもよい。この場合、ケース内の圧力が所定値以上に達すると、変形板が離隔室の内側に変形し、通電経路を遮断することができる。また、第２の蓄電装置に係る電流遮断装置は、第１の蓄電装置と同様の電流遮断装置であってもよい。ケース内の吸着材によってメタン、二酸化炭素および一酸化炭素の濃度が低減されるため、水素透過膜の選択透過性がより向上する。

なお、第１および第２の蓄電装置に設置される電流遮断装置は、接点板、通電板、シール部材、支持部材等をさらに含んでいてもよい。また、これらの部材が通電経路の一部を構成していてもよい。

図１は、実施例１に係る積層型の蓄電装置１００の断面図である。蓄電装置１００は、ケース１と、電極組立体６０と、タブ群６５，６７と、第１正極用導電部材１３と、第２正極用導電部材６８と、負極用導電部材６４と、正極電極端子１９と、負極電極端子１１９と、絶縁部材６１，６６と、電流遮断装置２を備えている。電極組立体６０は、正極活物質と正極金属箔とを含む正極シートと、負極活物質と負極金属箔とを含む負極シートと、正極シートと負極シートとの間に挟まれてそれぞれを分離する、シート状のセパレータとを備えている。電極組立体６０は、正極シート、セパレータ、負極シートが層状にこの順序でそれぞれ多数積層された積層体であり、液状の電解質が含浸されている。

ケース１は略直方体形状の箱型部材であり、内部に電極組立体６０と、タブ群６５，６７と、第１正極用導電部材１３と、第２正極用導電部材６８と、負極用導電部材６４と、絶縁部材６１、６６と、電流遮断装置２とを収容している。ケース１の上端面には、正極電極端子１９と負極電極端子１１９が設けられている。電極組立体６０の複数の正極シートの金属箔はそれぞれタブ部を有し、複数のタブ部が束ねられてタブ群６７が形成されている。同様に、複数の負極シートの金属箔はそれぞれタブ部を有し、複数のタブ部が束ねられてタブ群６５が形成されている。電極組立体６０は、絶縁性のフィルムによって覆われており、タブ群６７，６５に接続する部分において、絶縁性のフィルムから突出している。

タブ群６５，６７は、電極組立体６０からケース１の上端面に向けて伸び、途中で図１の紙面の表側に向かって屈曲して、ケース１の上端面に略平行な平坦部を有する形状に形成されている。

図１に示すように、負極用導電部材６４は、平板状の導電性部材である。負極用導電部材６４は、タブ群６５から負極電極端子１１９に向かって、ケース１の上端面に対して略平行に伸びている。負極用導電部材６４とタブ群６５は溶接によって固定されている。このように、電極組立体６０の負極から負極電極端子１１９までの負極通電経路は、この順で直列に接続されたタブ群６５と，負極用導電部材６４とによって電気的に接続されている。

図１に示すように、第１正極用導電部材１３は、電流遮断装置２と第２正極用導電部材６８との間に直列に接続されており、溶接によって互いに固定されている。第２正極用導電部材６８は、平板状の導電性部材である。第２正極用導電部材６８は、正極電極端子１９に向かってケース１の上端面に対して略平行に伸びている。第２正極用導電部材６８は、タブ群６７と溶接によって固定されている。電流遮断装置２は、その上面側において正極電極端子１９と固定されている。正極電極端子１９と第１正極用導電部材１３とは、電流遮断装置２を介して電気的に接続されている。このように、電極組立体６０の正極から正極電極端子１９までの正極通電経路は、この順で直列に接続されたタブ群６７と、第２正極用導電部材６８と、第１正極用導電部材１３と、電流遮断装置２とによって電気的に接続されている。つまり、正極電極端子１９、および負極電極端子１１９は、電極組立体６０との間で電気を授受することができる。なお、負極用導電部材６４、第１正極用導電部材１３および第２正極用導電部材６８と、ケース１の上端面との間に、絶縁部材６６が設けられており、これによって負極用導電部材６４、第１正極用導電部材１３および第２正極用導電部材６８とケース１とは絶縁されている。

図２に示すように、電流遮断装置２は、変形板３と、通電板４と、接点板５と、水素透過モジュール３０と、シール材１４，１７と、支持部材１１，２０と、突起１２とを備えている。通電板４は、第１正極用導電部材１３と電気的に接続している。接点板５は、封口蓋体７を介して、正極電極端子１９と電気的に接続している。正極電極端子１９側から、電極組立体６０側に向かう方向（図２の上から下に向かう方向）に、接点板５、通電板４、変形板３、水素透過モジュール３０がこの順で配置されている。接点板５と通電板４との間には、シール材１７が挟持されており、通電板４と変形板３との間には、シール材１４が挟持されている。変形板３、水素透過モジュール３０、支持部材１１，２０によって第１離隔室４１が区画されている。変形板３、通電板４、シール材１４によって第２離隔室４２が区画されている。つまり、第１離隔室４１、および第２離隔室４２は、ケース１内において、他の空間とは区画された空間を有する。

封口蓋体７は、外周部において接点板５と接触して電気的に導通するように絶縁性の支持部材１１で挟着されている。また、封口蓋体７の接点板５と接点部以外の内面部分は上方に窪んだ凹部１８とされ、接点板５が変形板３の突起１２により上方に変形される場合の空間を形成している。

封口蓋体７の上面とケース１の内面との間には絶縁性のシール部材１０が装着されており、封口蓋体７とケース１とは電気的に絶縁されている。支持部材１１は、絶縁性であり、樹脂モールドで成形され、断面が略Ｕ字状でリング状に形成されている。支持部材１１の略Ｕ字状の内面でもって、変形板３の外周部、シール材１４，１７、通電板４の外周部および封口蓋体７の外周部を覆うとともにこれらの部材を積層状に挟着し、一体的に保持している。支持部材１１の外面には、金属製の支持部材２０が被覆されている。支持部材２０は、支持部材１１よりもさらに電極組立体６０側に伸びている。支持部材２０の電極組立体６０側の端部３０ａに水素透過モジュール３０が溶接されている。ケース１内の電極組立体６０側と、第１離隔室４１とは、水素透過モジュール３０によって離隔されており、第１離隔室４１と、第２離隔室４２とは、変形板３によって離隔されている。

変形板３は、薄板、例えば、金属性のダイアフラムからなり、外周部において支持部材１１で固定されるとともに、シール材１４により、ケース１内の電極組立体６０側とシールされている。また、変形板３の中央部には、通電板４の側に向けて突出する絶縁性の突起１２が設けられている。突起１２は、筒形状をなしており、通電板４側の面が当接面２４である。突起１２が設置されている面に対向する変形板３の下面側は、平面状の受圧部２２である。

通電板４は、中央部１５が薄く形成されている。中央部１５は、変形板３の突起１２の当接面の上方に位置しており、その下面には、破断溝１６が形成されている。中央部１５の上面は、接続部６である。通電板４は、接続部６において接点板５と接している。通電板４は、第１正極用導電部材１３と溶接によって固定されている。

接点板５は、導電性の平板形状の薄板、例えば、導電性金属ダイアフラムからなり、外周部において支持部材１１で固定されている。接点板５は、その中央部の下面の接続部２３において、通電板４の接続部６と接触している。通電板４の接続部６と接点板５の接続部２３とは、溶接によって互いに固定されており、電気的に接続している。

水素透過モジュール３０は、図３に示すように、支持体３１と、水素透過膜３２と、吸着膜３３が積層された多層構造を有している。支持体３１は、０．１〜１０μｍの細孔を有するステンレス製の焼結金属である。水素透過膜３２は、特開２００７−１２５５４３号公報に記載の方法によって形成したゼオライト膜であり、水素を透過する一方で、メタン、二酸化炭素、および一酸化炭素等を透過しない。吸着膜３３は、活性炭であり、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を吸着する一方で、水素は吸着しない。水素透過膜３２は、例えば、Ｎａ−Ａ型ゼオライトを塩酸に溶解させて得られた前駆溶液を、支持体３１の表面にスピンコートによって塗布し、乾燥させることによって形成することができる。吸着膜３３は、水素透過膜３２の表面（支持体３１と逆側の面）に活性炭を含むペーストを塗布し、乾燥させることによって形成することができる。支持体３１の第１離隔室４１側の面の周縁部は、支持部材２０の電極組立体６０側の端部３０ａに溶接されており、これによって、水素透過モジュール３０は、支持部材２０に固定されている。溶接によって固定されているため、第１離隔室４１とケース１内の間で、支持体３１と支持部材２０との固定部を介してガスが漏れることが抑制される。

電極組立体６０から正極電極端子１９に向かって、タブ群６７、第２正極用導電部材６８、第１正極用導電部材１３、通電板４、接点板５、封口蓋体７はこの順序で直列に接続されている。図２の矢印２１は、電極組立体６０から正極電極端子１９までの正極通電経路を示している。

蓄電装置１００の通常動作時にメタン、二酸化炭素および一酸化炭素がケース１内に発生した場合には、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素は、吸着膜３３に吸着されるため、水素透過膜３２と吸着膜３３との界面への到達が抑制される。さらに、水素透過膜３２は、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を殆ど通過させない。その結果、第１離隔室４１にメタン、二酸化炭素および一酸化炭素は殆ど侵入せず、第１離隔室４１の圧力Ｐ１は殆ど上昇しない。このため、第１離隔室４１の圧力Ｐ１と第２離隔室４２の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２が殆ど上昇せず、変形板３は、変形しない。すなわち、正極通電経路２１は遮断されない。

蓄電装置１００の過充電時に電極組立体６０から水素が発生した場合には、水素によってケース１内の圧力が上昇し、第１離隔室４１とケース１内との水素の圧力差に応じて、水素が水素透過モジュール３０の水素透過膜３２を透過する。水素が透過して第１離隔室４１内に移動すると、圧力Ｐ１は速やかに上昇して、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差ΔＰが高くなる。圧力差ΔＰに応じた力が受圧部２２に作用し、図４に矢印で示すように、変形板３が通電板４に（第２離隔室４２側に）向けて変形し、突起１２の当接面２４が通電板４の中央部の下面に当接して通電板４を破断溝１６において破断し、通電板４の中央部を通電板４から分離する。これによって、通電板４の接続部６および接点板５の接続部２３と、第１正極用導電部材１３との電気的接続が遮断され、正極通電経路２１が遮断される。

上記のとおり、蓄電装置１００の電流遮断装置２では、変形板３は、第１離隔室４１内の圧力Ｐ１が上昇し、圧力差ΔＰが上昇することによって変形し、正極通電経路２１を遮断する。第１離隔室４１とケース１内とは、水素透過膜３２を含む水素透過モジュール３０によって離隔されているため、蓄電装置１００の異常動作時にケース１内で水素が発生した場合には、第１離隔室４１内の圧力Ｐ１は上昇し、正極通電経路２１が遮断される。その一方で、蓄電装置１００の通常動作時にケース１内でメタン、二酸化炭素および一酸化炭素が発生した場合には、第１離隔室４１内の圧力Ｐ１は殆ど上昇せず、圧力差ΔＰが上昇しないため、正極通電経路２１は遮断されない。実施例１に係る電流遮断装置２および蓄電装置１００によれば、蓄電装置１００の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通電動作時における電流遮断を回避することとを両立できる。

また、水素透過膜３２はゼオライト膜であるため、耐久性およびコスト性に優れている。さらに、水素透過膜３２は、ステンレス製の支持体３１に積層させているため、支持体３１を支持部材２０に溶接して固定することができ、固定部を介してケース１内と第１離隔室４１との間でガスが漏れることが抑制できる。さらに、水素透過膜３２のケース１内の電極組立体６０側の面（第２離隔室４２側とは反対側の面）には、吸着膜３３が積層されている。吸着膜３３は、水素は吸着しないで水素透過膜３２に到達させる一方で、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素は吸着して水素透過膜３２への到達を抑制するから、水素透過膜３２の水素選択性をより一層向上させることができる。

図５は、実施例２に係る蓄電装置７００の断面図である。蓄電装置７００は、ケース１と、電極組立体６０と、タブ群６５，６７と、第１正極用導電部材１３と、第２正極用導電部材６８と、負極用導電部材６４と、正極電極端子１９と、負極電極端子１１９と、絶縁部材６６と、電流遮断装置７０２とを備えている。ケース１の内壁面には、活性炭を含む吸着材７３０が形成されている。吸着材７３０は、ケース１内の電極組立体６０が収容される本体部分の内壁面全体を被覆している。なお、負極用導電部材６４、第１正極用導電部材１３および第２正極用導電部材６８と、ケース１の上端面とは、絶縁部材６６によって絶縁されている。

図６に示すように、電流遮断装置７０２は、変形板３と、通電板４と、接点板５と、シール材１４，１７と、支持部材１１，７２０と、突起１２とを備えている。正極電極端子１９側から、電極組立体６０側に向かう方向に、接点板５、通電板４、変形板３がこの順で配置されている。変形板３、通電板４、シール材１４，１７によって第３離隔室４３が形成されている。支持部材７２０は、金属製のカシメ部材であり、樹脂製の支持部材１１の外側に装着されている。図２と同様に、図６の矢印２１は、電極組立体６０から正極電極端子１９までの正極通電経路を示している。変形板３は、ケース１内の圧力が上昇すると、図７に示すように、ケース１内の圧力と第３離隔室４３内の圧力との差によって、第３離隔室４３側に変形する。これによって、図４と同様に、正極通電経路２１が遮断される。その他の電流遮断装置７０２の構成は、実施例１の電流遮断装置２と同様であるため、説明を省略する。

吸着材７３０は、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を吸着する一方で、水素は吸着しない活性炭を含んでいる。吸着材７３０によって、蓄電装置７００の通常動作時に電極組立体６０から発生するメタン、二酸化炭素および一酸化炭素を効率よく吸着し、除去することができる。また、吸着材７３０は、蓄電装置７００の過充電時等に電極組立体６０から発生する水素は吸着しないため、過充電時には、ケース１内の圧力が速やかに上昇する。吸着材７３０は、ケース１の内壁面に活性炭を含むペーストを塗布し、乾燥させることによって形成することができる。その他の蓄電装置７００の構成は、実施例１の蓄電装置１００と同様であるため、説明を省略する。

上記のとおり、蓄電装置７００では、電流遮断装置７０２の変形板３は、ケース１内の圧力が所定値以上に上昇すると、ケース１内の圧力と第３離隔室４３内の圧力との差によって第３離隔室４３側に変形し、正極通電経路２１を遮断する。蓄電装置７００の通常動作時にケース１内で発生するメタン、二酸化炭素および一酸化炭素は、ケース１の内壁面に形成されている吸着材７３０によって吸着されるため、ケース１内の圧力上昇が抑制される。その一方で、蓄電装置７００の異常動作時にケース１内で発生する水素は、吸着材７３０に吸着されないため、ケース１内の圧力が速やかに上昇し、変形板３が変形して正極通電経路２１が遮断される。実施例２に係る蓄電装置７００によれば、蓄電装置７００の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通常動作時における電流遮断を回避することとを両立できる。

なお、上記の実施例では、電流遮断装置は、正極通電経路上に配置したが、負極通電経路上に配置してもよい。

以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１ ケース
２，７０２ 電流遮断装置
３ 変形板
４ 通電板
５ 接点板
１３ 第１正極用導電部材
１９ 正極電極端子
２１ 正極通電経路
３０ 水素透過モジュール
３１ 支持体
３２ 水素透過膜
３３ 吸着膜
４１ 第１離隔室
４２ 第２離隔室
４３ 第３離隔室
６０ 電極組立体
６７，６５ タブ群
６８ 第２正極用導電部材
６４ 負極用導電部材
１００，７００ 蓄電装置
１１９ 負極電極端子
７３０ 吸着材

Claims (8)

1. ケースと、前記ケース内に収容され、正極及び負極を備える電極組立体と、前記電極組立体との間で電気を授受する電極端子と、
   前記電極組立体および前記電極端子と電気的に接続された導電部材とを有し、
   前記電極組立体から前記電極端子までの通電経路に直列に接続して、前記通電経路を接続または遮断する電流遮断装置を備える蓄電装置であって、
   前記電流遮断装置は、前記ケース内で前記電極組立体から離隔された第１離隔室および第２離隔室と、
   前記第１離隔室と前記第２離隔室とを離隔しており、前記第１離隔室内の圧力Ｐ１と前記第２離隔室の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２に応じて前記通電経路を遮断するように前記第２隔離室側に変形する変形板と、
   前記第１離隔室と前記ケース内とを離隔し、前記ケース内から前記第１離隔室へ水素を選択的に透過させる水素透過膜とを有する電流遮断装置を備える蓄電装置。
2. 前記水素透過膜は、ゼオライト膜を含む請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記水素透過膜は、多孔質の金属を材料とする支持体に積層されたゼオライト膜を含む請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記水素透過膜の前記第２離隔室側とは反対側の面上に、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を吸着する吸着膜をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記吸着膜は、活性炭を含む、請求項４に記載の蓄電装置。
6. ケースと、前記ケース内に収容され、正極及び負極を備える電極組立体と、
   前記電極組立体との間で電気を授受する電極端子と、
   前記電極組立体および前記電極端子と電気的に接続された導電部材とを有し、
   前記電極組立体と、前記導電部材と、前記電極端子とを含む通電経路内に直列に接続して、前記通電経路を接続または遮断する電流遮断装置とを備える蓄電装置であって、
   前記電流遮断装置は、
   前記ケース内の圧力に応じて前記通電経路を遮断するように変形する変形板を有し、
   前記ケース内壁面に形成されており、メタン、二酸化炭素および一酸化炭素を吸着するとともに、水素を吸着しない、吸着材をさらに備える蓄電装置。
7. 前記吸着材は、活性炭を含む、請求項６に記載の蓄電装置。
8. 前記蓄電装置は二次電池である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄電装置。

Images