JP2014157792A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示の技術は、蓄電装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a power storage device.
蓄電装置には、安全性の向上の為に、電流遮断装置が搭載されることがある。特許文献1の蓄電装置は、正負の電極がカンに収容され密閉されている。蓄電装置に搭載された電流遮断装置は、カンの内圧が上昇すると、電極と外部負荷との間を流れる電流を遮断する。その電流遮断装置では、導電性を持つ電流遮断弁とブリッジとが接合され、電極と外部負荷との間の通電経路の一部を形成している。電流遮断弁の片側はカンの内部の圧力を受けている。ブリッジはその一端を電流遮断弁に固定されており、他端がカンに対して固定されている。カンの圧力が上昇すると電流遮断弁が変形する。これにより、電流遮断弁に固定されているブリッジが破断して通電経路が遮断される。 The power storage device may be equipped with a current interrupt device to improve safety. In the power storage device of Patent Document 1, positive and negative electrodes are housed in a can and sealed. The current interrupting device mounted on the power storage device interrupts the current flowing between the electrode and the external load when the internal pressure of the can rises. In the current interrupting device, a conductive current interrupting valve and a bridge are joined to form a part of an energization path between the electrode and an external load. One side of the current cutoff valve receives the pressure inside the can. One end of the bridge is fixed to the current cutoff valve, and the other end is fixed to the can. When the pressure of the can rises, the current cutoff valve is deformed. As a result, the bridge fixed to the current cutoff valve is broken and the energization path is interrupted.
しかしながら、蓄電装置では、電流遮断装置が作動して通電が遮断された後に外部から振動や衝撃等が加わることがある。特許文献1の蓄電装置では、振動や衝撃等が加わった場合に、電流遮断弁の変形が元に戻り、破断したブリッジが再接触する可能性がある。つまり、特許文献1の蓄電装置では、通電が遮断された後に振動や衝撃等が加わった場合に蓄電装置が再び通電する可能性がある。 However, in the power storage device, vibrations, impacts, and the like may be applied from the outside after the current interrupt device is activated and the power supply is interrupted. In the power storage device of Patent Document 1, when vibration, impact, or the like is applied, the deformation of the current cutoff valve may return to the original state, and the broken bridge may come into contact again. In other words, in the power storage device disclosed in Patent Document 1, there is a possibility that the power storage device may be energized again when vibration or impact is applied after the energization is interrupted.
本明細書は、上記課題を解決する技術を提供する。本明細書は、蓄電装置の通電が遮断された後に再通電することを抑制する技術を提供する。 The present specification provides a technique for solving the above-described problems. This specification provides a technique for suppressing re-energization after the energization of the power storage device is interrupted.
本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、ケースに収容された電極組立体と、ケースに設けられた電極端子と、ケースに固定されているとともに、電極組立体と電極端子との間の通電経路を遮断する電流遮断装置と、を備えている。電流遮断装置は、ケース内の圧力を受圧して変形する隔壁と、ケース内の圧力が上昇して隔壁が変形すると第1の導電部と第2の導電部とに分離されることで通電経路を遮断する導電部材とを備えている。隔壁の少なくとも一部が磁性体で形成されているか、又は、隔壁の少なくとも一部に磁性体が接合されている。電流遮断装置は、さらに、ケースに固定された磁石を備えている。磁石は、隔壁に対して、ケース内の圧力が上昇した際に隔壁が変形する側に配置されている。 A power storage device disclosed in the present specification includes a case, an electrode assembly housed in the case, an electrode terminal provided in the case, and being fixed to the case, and between the electrode assembly and the electrode terminal. A current interrupting device that interrupts the energization path. The current interrupt device includes a partition wall that is deformed by receiving the pressure in the case, and a current path by being separated into a first conductive portion and a second conductive portion when the pressure in the case is increased and the partition wall is deformed. And a conductive member that shuts off. At least a part of the partition is made of a magnetic material, or a magnetic material is bonded to at least a part of the partition. The current interrupt device further includes a magnet fixed to the case. The magnet is arranged on the side where the partition wall deforms when the pressure in the case rises with respect to the partition wall.
上記の蓄電装置では、ケース内の圧力が上昇して隔壁が変形すると、隔壁と磁石との間の距離が小さくなる。その結果、ケースに固定された磁石が隔壁を吸引する吸引力が強くなる。このため、変形した隔壁が元に戻ることが妨げられる。これにより、電流遮断装置によって蓄電装置の通電が遮断された後で、蓄電装置が再通電することを抑制することができる。なお、ケース内の圧力が低く、隔壁が変形する前の状態では、隔壁と磁石の距離が離れており、磁石が隔壁を吸引する吸引力は弱い。このため、ケース内の圧力が所定の圧力まで上昇する前に、磁石の吸引力によって隔壁が変形してしまうことはない。 In the above power storage device, when the pressure in the case increases and the partition wall is deformed, the distance between the partition wall and the magnet is reduced. As a result, the attractive force that the magnet fixed to the case attracts the partition wall is increased. This prevents the deformed partition wall from returning to its original state. Accordingly, it is possible to prevent the power storage device from being energized again after the current interrupting device interrupts the power storage device. Note that in a state where the pressure in the case is low and the partition wall is not deformed, the distance between the partition wall and the magnet is large, and the attractive force with which the magnet attracts the partition wall is weak. For this reason, the partition is not deformed by the attractive force of the magnet before the pressure in the case rises to a predetermined pressure.
本明細書が開示する蓄電装置によれば、電流遮断装置によって蓄電装置の通電が遮断された後で、再び通電することを抑制することができる。 According to the power storage device disclosed in the present specification, it is possible to prevent the power supply device from being energized again after the current interrupting device interrupts the power storage device.
以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。 Hereinafter, some technical features of the embodiments disclosed in this specification will be described. The items described below have technical usefulness independently.
(特徴1) 本明細書が開示する蓄電装置では、磁石は、隔壁が変形する方向に隔壁を投影したときに、投影された隔壁と重なる位置に位置していてもよい。 (Characteristic 1) In the power storage device disclosed in the present specification, the magnet may be located at a position overlapping the projected partition when the partition is projected in a direction in which the partition is deformed.
上記の蓄電装置では、磁石が隔壁を吸引する吸引力が効果的に発生する。これにより、隔壁の変形が元に戻ることを効果的に妨げることができる。 In the above-described power storage device, an attractive force that the magnet attracts the partition is effectively generated. Thereby, it can prevent effectively that a deformation | transformation of a partition returns.
(特徴2) 本明細書が開示する蓄電装置では、電流遮断装置は、ケースの壁の内側に固定されており、磁石は、該ケースの壁と隔壁との間に位置していてもよい。 (Characteristic 2) In the power storage device disclosed in the present specification, the current interrupt device is fixed to the inside of the wall of the case, and the magnet may be positioned between the wall of the case and the partition wall.
例えば磁石がケースの外側に配置されている場合には、磁石と隔壁との間にケースの壁が存在することにより、吸引力が低下することがある。上記の蓄電装置では、磁石はケースの壁と隔壁との間に配置されている。このため、磁石が隔壁を吸引する吸引力が効果的に発生する。これにより、隔壁の変形が元に戻ることを効果的に妨げることができる。 For example, when the magnet is disposed outside the case, the attractive force may be reduced due to the presence of the case wall between the magnet and the partition wall. In the above power storage device, the magnet is disposed between the wall of the case and the partition wall. For this reason, the attractive force which a magnet attracts | sucks a partition generate | occur | produces effectively. Thereby, it can prevent effectively that a deformation | transformation of a partition returns.
(特徴3) 本明細書が開示する蓄電装置では、磁性体は鉄である。 (Feature 3) In the power storage device disclosed in this specification, the magnetic body is iron.
上記の蓄電装置では、鉄と磁石との間に磁力を発生させることができる。これにより、隔壁の変形が元に戻ることを妨げることができる。 In the above power storage device, a magnetic force can be generated between the iron and the magnet. Thereby, it can prevent that a deformation | transformation of a partition returns.
第1実施例の蓄電装置2は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。蓄電装置2は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載されて、モータに電力を供給する。また、蓄電装置2は、モータが回生発電した電力によって充電される。
The
図1に示すように、蓄電装置2は、ケース4と、ケース4に収容された電極組立体6と、ケース4に設けられた電極端子としての正極端子12a、及び負極端子12bと、ケース4内に設けられた電流遮断装置40を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ケース4は、金属製で略直方体である。ケース4の上側の壁4aの、図1右側の端には正極端子12aが、図1左側の端には負極端子12bが設けられている。正極端子12a、負極端子12bは、それぞれ正極、負極とケース4内で電気的に接続されている(後に詳しく説明する)。正極端子12a、負極端子12bは、電極組立体6との間で電気を授受する。正極端子12a、及び負極端子12bには、蓄電装置2の充・放電を行うための配線部材(図示しない)が接続される。
The
図1に示すように、正極端子12aは、金属製のボルト24a、内側ナット26a、外側ナット28aを備えている。ボルト24aと内側ナット26aは、シール座金32aを介してケース4に取付けられている。ボルト24a及び内側ナット26aと、ケース4との間は絶縁性を有するスリーブ30aによって絶縁されている。外側ナット28aは、配線部材との結線に用いられる。
As shown in FIG. 1, the
負極端子12bは、金属製のボルト24b、内側ナット26b、外側ナット28bを備えている。ボルト24bと内側ナット26bは、シール座金32bを介してケース4に取付けられている。ボルト24b及び内側ナット26bと、ケース4との間は絶縁性を有するスリーブ30bによって絶縁されている。外側ナット28bは、配線部材との結線に用いられる。
The
電極組立体6は、正極と、負極と、正極と負極の間に介在しているセパレータを備えている(図示しない)。正極と負極は、それぞれ金属箔と、金属箔上に形成されている活物質層を有する(図示しない)。正極又は負極の金属箔からは、正極タブ55a、負極タブ55bが伸びている。
The
電極組立体6は、液状の電解液に浸漬されている。電解液は、溶媒中に、リチウム塩を含む支持塩を含有している。溶媒としては、例えばFEC(フルオロエチレンカーボネート)が使用できる。支持塩としては、例えば、LiPF6(六フッ化リン酸リチウム)が使用できる。電解質には、芳香族系のモノマー添加剤が含まれている。電極組立体6に過電圧が加わると、電解質に含まれるモノマー添加剤が重合し、水素ガスが発生する。これによって、ケース4の内部空間41の圧力を上昇させる。
The
図1に示すように、正極タブ55a、第1リード10a、正極端子12a、が順に接続されることで、正極と正極端子12aとを接続する通電経路が形成されている。第1リード10aの上面とケース4の上側の壁4aの内面との間には絶縁シート34aが配置されている。負極タブ55b、第2リード10b、電流遮断装置40、導電部材14、負極端子12b、の順に接続されることで、負極と負極端子12bとを接続する通電経路が形成されている。ケース4内の圧力が上昇した場合には、電流遮断装置40は、この通電経路を遮断する。
As shown in FIG. 1, the
電流遮断装置40は、ケース4の上側の壁4aの内面に固定されている。第2リード10bの上面及び電流遮断装置40の上端部と、ケース4の上側の壁4aの内面との間には、絶縁シート34bが配置されている。電流遮断装置40は、感圧式の電流遮断装置である。電流遮断装置40は、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値未満の場合は、負極と負極端子12bとの間の通電経路を電流が流れる状態とする。また、電流遮断装置40は、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上の場合は、負極と負極端子12bとの間の通電経路を遮断し、電流が流れない状態とする。
The current interrupt
以下に、電流遮断装置40について詳しく説明する。電流遮断装置40は、図2の状態(ケース4内の圧力が電流遮断圧力値未満の状態)から、図3の状態(ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上の状態)に変化することで、負極と負極端子12bとの間の通電経路を遮断する。
Below, the electric
電流遮断装置40は、図2に示すように、隔壁38を有している。隔壁38は、図2の上方向から見て円形の薄板により形成されている。隔壁38は、いわゆるダイアフラムである。隔壁38は、導電性を有し、かつ、磁性体である材料によって形成されている。隔壁38を形成する材料としては、例えば鉄が使用できる。
As shown in FIG. 2, the current interrupt
隔壁38は、下側の面にケース4内の内部空間41の圧力を受けており、上側の面にはケース4内の内部空間41とは隔離された空間である空間42の圧力を受けている。隔壁38は、隔壁38の外周部に位置する外周縁部72と、外周縁部72の内側に位置する隔壁変位部73とを有する。隔壁変位部73については、後に詳しく説明する。隔壁38は、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値未満の状態では、図2に示すように下側に膨出している。隔壁38の外周縁部72は、第2リード10bと、絶縁性を有する支持部材36とで挟持されている。
The
第2リード10bは開口部11を有する。開口部11は隔壁38の外周縁部72を挟持している部分の内側の部分に位置している。隔壁38は、その中央部に中央平坦部76を有している。隔壁38の外周縁部72の上面と第2リード10bの下面とは接触しており、両者は電気的に接続されている。
The
隔壁38の下側(ケース4内の圧力を受圧する側)では、導電部材14が支持部材36に支持されている。隔壁38の外周縁部72と導電部材14との間は、絶縁性を有する支持部材36によって絶縁されている。隔壁38の中央平坦部76の下面と、導電部材14の上面とは固定され、電気的に接続されている。隔壁38の中央平坦部76と導電部材14は、溶接部78において溶接されている。支持部材36には通気孔37が設けられている。通気孔37は、支持部材36の内側の空間(詳細には、隔壁38の下側の空間)と電極組立体6が収容されている空間とを連通している。なお、以下の説明では、支持部材36の内側の空間(隔壁38の下側の空間)を単にケース4内の内部空間41と呼ぶことがある。
The
導電部材14の下側の面には、脆弱部20が形成されている。脆弱部20は、図2上から見たとき円弧状である。脆弱部20は、図2上から見たとき溶接部78を取り囲むように形成されている。脆弱部20は、断面が三角形の溝であり刻印により形成されている。導電部材14は、脆弱部20の内側に位置する移動側導電部17と、脆弱部20の外側に位置する固定側導電部16とを有している。移動側導電部17と固定側導電部16とは隣接している。
A weakened
第2リード10b、隔壁38、導電部材14が順に電気的に接続されることで、負極と負極端子12bとの間の通電経路に電流が流れる状態となる。
The
電流遮断装置40は、磁石80を備えている。磁石80としては、例えばフェライト磁石を使用することができる。磁石80は、図2、図3に示すように、ケース4の上側の壁4aの内側に固定されている。磁石80は、ケース4の上側の壁4aと上述の絶縁シート34bとの間に挟まれた状態となっている。磁石80は、隔壁38から見て図2上方に配置されている。図2の上方から見た時、磁石80は、磁石80の中心と隔壁38の中心とが一致する位置に配置されている。換言すると、磁石80は、隔壁38を上向きに投影したときに隔壁38と磁石80とが重なる位置に配置されている。
The current interrupt
図3に示すように、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、導電部材14は脆弱部20の部分で破断する。その結果、隔壁変位部73と移動側導電部17とが一体となって上側に移動する。隔壁変位部73が上側に移動することにより、隔壁38は変形する。隔壁38は、上述した下側に膨出した状態(図2)から、上側に膨出した状態(図3)へと変化する。導電部材14が破断することにより、負極と負極端子12bとの間の通電経路に電流が流れない状態となる。
As shown in FIG. 3, when the pressure in the
なお、導電部材14が電流遮断圧力値で破断するように、隔壁38の受圧面積と導電部材14の破断強度とが設計されている。
The pressure receiving area of the
本実施例の蓄電装置2では、上述のように、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、隔壁変位部73が上側に移動する。このため、隔壁38と磁石80との距離が短くなる。(詳しくは、隔壁38の隔壁変位部73と磁石80との距離が短くなる。)その結果、隔壁38と磁石80との間に作用する磁力が大きくなる。すなわち、磁石80が隔壁38を吸引する吸引力が強くなる。このため、隔壁38の変形後に、隔壁38の隔壁変位部73が再び下側に移動することが妨げられる。すなわち、変形した隔壁38が元に戻ることが妨げられる。これにより、電流遮断装置40によって蓄電装置2の通電が遮断された後で、蓄電装置2が再通電することを抑制することができる。なお、ケース4内の圧力が低く、隔壁38が変形する前の状態では、隔壁38と磁石80の距離が離れており、磁石80が隔壁38を吸引する吸引力は弱い。このため、ケース4内の圧力が所定の圧力まで上昇する前に、磁石80の吸引力によって隔壁38が変形してしまうことはない。
In the
また、本実施例の蓄電装置2では、磁石80は、隔壁38を投影したときに隔壁38と重なる位置に配置されている。このため、磁石80と隔壁38との間に効果的に磁力が作用する。これにより、隔壁38の変形が元に戻ることを効果的に抑制することができる。
Further, in the
本実施例の蓄電装置2では、電流遮断装置40はケースの壁4aの内側に固定されている。また、磁石80は、ケースの壁4aと隔壁38との間に配置されている。例えば、磁石80がケース4の外側に配置されている場合には、磁石80と隔壁38との間にケースの壁4aが位置し、磁石80と隔壁38の間に作用する磁力が弱くなる。これに対して、本実施例の蓄電装置2では、磁石80がケースの壁4aと隔壁38との間に配置されている。これにより、磁石80と隔壁38との間に効果的に磁力を作用させることができ、隔壁38の変形が元に戻ることを効果的に妨げることができる。
In the
本実施例の蓄電装置2では、隔壁38は、磁性体である鉄によって形成されている。このため、本実施例の蓄電装置2では、磁性体である鉄と磁石80との間に効果的に磁力を発生させることができる。これにより、隔壁38の変形が元に戻ることを効果的に妨げることができる。
In the
本実施例の蓄電装置2では、上述のように、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると隔壁変位部73が上側に移動する。このとき、隔壁38に弾性力が生じることがある。弾性力は、隔壁変位部73を下側に移動させる向き(すなわち、隔壁変位部73の上側への移動を妨げる向き)に作用する。弾性力の大きさは、隔壁変位部73が上側に移動する量が大きいほど大きくなる。これに対して、磁石80と隔壁38との間に作用する磁力は、弾性力と逆の向き(隔壁変位部73を上側に移動させる向き)に作用する。磁力の大きさは、隔壁変位部73が上側に移動する量が大きい程大きくなる。これにより、弾性力と磁力をバランスさせることができ、隔壁38の変形が元に戻ることを効果的に抑制することがきる。
In the
本実施例の隔壁38を形成している材料(具体的には、例えば鉄)は、磁性体であるとともに導電体である。このため、隔壁38は、磁力を発生させることができるとともに、隔壁38が負極端子12bと電極組立体6との間の通電経路の一部を構成することができる。
The material (specifically, for example, iron) forming the
なお、磁石80の磁束密度、形状、大きさ、磁石と隔壁との距離等は、予め設計される。例えば、磁石80の磁束密度は、隔壁38が上側に膨出した状態のときに磁石80が隔壁38を吸引する吸引力が、隔壁38に作用する重力よりも大きくなるように設計してもよい。あるいは、磁石80の磁束密度は、隔壁38が上側に膨出した状態のときに磁石80が隔壁38を吸引する吸引力が、隔壁38に作用する重力と、隔壁38の変形が元に戻る方向に生じる隔壁38の弾性力とを足した大きさよりも大きくなるように設計してもよい。
The magnetic flux density, shape and size of the
上述のように、実施例1では、電流遮断装置40がケース4に固定されていた。電流遮断装置40をケース4に固定する際には、他の部材を介して電流遮断装置40を間接的にケース4に固定してもよい。また、実施例1では、磁石80がケース4に固定されていた。磁石80をケース4に固定する際には、他の部材を介して磁石80を間接的にケース4に固定してもよい。
As described above, in Example 1, the current interrupt
実施例2の蓄電装置2は、実施例1に対して磁石80が配置される位置が異なる(図4)。実施例2では、磁石80はケース4の上側の壁4aの外側に配置されている。これにより、蓄電装置への磁石80の脱着を容易化することができる。
The
実施例3蓄電装置2も、実施例1に対して磁石80が配置される位置が異なる(図5)。実施例3では、磁石80はケース4の上側の壁4aの内側で、かつ、絶縁シート34bの内側(図5下側)に配置されている。これにより、磁石80と隔壁38との間の磁力が絶縁シート34bによって妨げられることを抑制することができる。
The
実施例1〜実施例3と請求項との対応関係を説明する。本実施例における導電部材14は請求項における「導電部材」の一例であり、移動側導電部17は請求項における「第1の導電部」の一例であり、固定側導電部16は請求項における「第2の導電部」の一例である。
The correspondence between the first to third embodiments and the claims will be described. The
実施例4の蓄電装置2は、実施例1の蓄電装置2の電流遮断装置40を、電流遮断装置340に変更したものである(図6、図7)。第2リード10bの図6右側の端部は、実施例1の電流遮断装置40と同様に、負極タブ55b(図1参照)に接続されている。また、第3リード22の図6左側の端部は、図示しない位置で負極端子12bに接続されている。負極タブ55b、第2リード10b、電流遮断装置340、第3リード22、負極端子12b(図1参照)、の順に接続されることで、負極と負極端子12bとを接続する通電経路が形成されている。ケース4内の圧力が上昇した場合には、電流遮断装置340は、この通電経路を遮断する(後に詳しく説明する)。
The
以下に、電流遮断装置340について詳しく説明する。電流遮断装置340は、図6に示すように、隔壁538を有している。隔壁538は、図6の上方向から見て円形の導電性のダイアフラムである。また、隔壁538は、磁性を有する材料によって形成されている。隔壁538を形成する材料としては、例えば鉄が使用できる。
Hereinafter, the current interrupting
隔壁538は、隔壁538の外周部に位置する外周縁部572と、外周縁部572の内側に位置する隔壁変位部573とを有する。隔壁変位部573については後に詳しく説明する。隔壁538の外周縁部572は、第2リード10bと支持部材36とで挟持されている。隔壁538の外周縁部572と第2リード10bとは接触しており、両者は電気的に接続されている。隔壁538の下側では、第3リード22が支持部材36に支持されている。隔壁538の辺縁部と第3リード22との間は、支持部材36によって絶縁されている。隔壁538は、下側の面にケース4内の空間41の圧力を受けている。上側の面には、ケース4内の空間とは隔離された空間である空間42の圧力を受けている。
The
第1実施例と同様に、ケース4の上側の壁4aの内側には磁石80が配置されている(図6、図7)。具体的には、磁石80は、ケース4の上側の壁4aと上述の絶縁シート34bとの間に配置されている。
As in the first embodiment, a
隔壁538は、空間41の圧力に応じて、図6に示す状態(下側に膨出した状態)と、図7に示す状態(上側に膨出した状態)との間で変形することができる。すなわち、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値未満の場合は、隔壁538は下側に膨出した状態となる(図6)。この状態では、隔壁538の下側に膨出している部分(すなわち、隔壁変位部573)と、第3リード22とが接触し、両者は電気的に接続している。第3リード22と隔壁538とが電気的に接続することで、負極と負極端子12bとの間の通電経路に電流が流れる状態となる。
The
ケース4内の圧力が上昇して電流遮断圧力値以上となると、隔壁538は上側に膨出した状態となる(図7)。この場合は、隔壁538(具体的には、隔壁538の隔壁変位部573)と第3リード22とが離間し、隔壁538と第3リード22とが電気的に絶縁される。隔壁538と第3リード22とが絶縁されることで、負極と負極端子12bとの間の通電経路に電流が流れない状態となる。
When the pressure in the
本実施例の蓄電装置2では、上述のように、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、隔壁変位部573が上側に移動する。このため、隔壁538と磁石80との距離が小さくなる。その結果、磁石80が隔壁538を吸引する吸引力が強くなる。このため、変形した隔壁538が元に戻ることが妨げられる。これにより、電流遮断装置340によって蓄電装置2の通電が遮断された後で、蓄電装置2が再通電することを抑制することができる。
In the
実施例4と請求項との対応関係を説明する。本実施例における、隔壁538及び第3リード22は、請求項における「導電部材」の一例であり、隔壁538は請求項における「第1の導電部」の一例であり、第3リード22は請求項における「第2の導電部」の一例である。
The correspondence between Example 4 and claims will be described. In this embodiment, the
(他の形態1)
以下に、本明細書で開示する他の形態の蓄電装置2を説明する。第1の形態の蓄電装置2は、実施例1の蓄電装置2の電流遮断装置40を電流遮断装置202に変更したものである(図8、図9)。電流遮断装置202は、実施例1の電流遮断装置40と同様に、ケース4の上側の壁4aの内面に配置されている。本形態の蓄電装置2でも、実施例1と同様に、負極タブ55b(図1参照)、電流遮断装置202、負極端子12b(図1参照)、の順に接続されることで、負極と負極端子12bとを接続する通電経路が形成されている。ケース4内の圧力が上昇した場合には、電流遮断装置202は、この通電経路を遮断する(後に詳しく説明する)。
(Other form 1)
Hereinafter, another embodiment of the
電流遮断装置202は、変形板603、通電板604、接点板605、蓋体640、絶縁性の支持部材611、及び、カシメ部材620を備えている。変形板603、通電板604、接点板605、及び蓋体640は、蓄電装置2の図8の下側(ケース4の内側)から、図8の上側(ケース4の外側)に向けて順に配置されている。
The current interrupting
変形板603は、薄板のダイアフラムである。変形板603は、磁性体によって形成されている。変形板603を形成する材料としては、例えば鉄が使用できる。変形板603の外周部は、後述する絶縁性の支持部材611で固定されている。変形板603の外周部と、通電板604の外周部との間には、絶縁性のシール部材614が配置されている。これにより、変形板603の外周部と通電板604の外周部との間が電気的に絶縁されている。変形板603の中央部は受圧部622となっている。受圧部622の図8下側の面は、ケース4内の圧力を受けている。ケース4内の内圧が所定レベルを超えて上昇すると、変形板603が変形する(後に詳しく説明する)。変形板603の中央部の上面には、接点板605の側に向けて突出する突起612が設けられている。突起612は、例えば、筒形状とすることができる。突起612は、絶縁体であってもよい。突起612の上側の面は、当接部624となっている。変形板603は、図8に示すように、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値未満の状態では、ケース4の内側(図8下側)に膨出した状態となっている。
The
通電板604は、変形板603の上側に配置されている。図8に示すように、通電板604の中央部は、通電板604の外周部よりも上下方向の肉厚が薄くされている。通電板604の中央部の下面には、破断溝616が形成されている。破断溝616は、平面視で円環状に形成されている。破断溝616の断面形状は三角形である。但し、破断溝616の断面形状は他の形状(例えば半円等)であってもよい。また、破断溝616は、連続に形成されている。但し、破断溝616は、不連続に形成されていてもよい。破断溝616の直径は、平面視において当接部624の外周の直径よりわずかに大きい。通電板604は、破断溝616の内側に位置する移動側導電部117と、破断溝616の外側に位置する固定側導電部116とを有する。通電板604の外周部の一部(図8右側の端部)には、接続部材613が設けられている。接続部材613は、図示しない位置で電極組立体6と電気的に接続されている(後に詳しく説明する)。
The
接点板605は、通電板604の上側に配置されている。接点板605は、いわゆるダイアフラムである。接点板605は、具体的には平板形状の薄板である。接点板605は、導電性を有する材料によって形成されている。接点板605を形成する材料としては、例えば金属(具体的には、例えばアルミニウム)が使用できる。
The
接点板605の外周部は、後述する絶縁性の支持部材611によって固定されている。接点板605の中央部623の下面と、上述の通電板604の上面とは接触している。詳しくは、接点板605の中央部623の下面と、移動側導電部117の上面とは接触している。また、接点板605の中央部623の下面と、固定側導電部116の上面(詳しくは破断溝616の周囲に位置する部分)とも接触している。なお、接点板605の中央部623の下面と、通電板604の上面とは、溶着等により固着していてもよい。接点板605の外周部と通電板604の外周部との間には、絶縁性のシール部材617が設けられている。接点板605の外周部と通電板604の外周部とは互いに電気的に絶縁されている。
The outer peripheral portion of the
蓋体640は、接点板605の上側に配置されている。また、蓋体640は、絶縁シート34bの下側に配置されている。蓋体640は、本体部641と、本体部641の図8左側の端部に設けられた接続部材642とを有している。蓋体640の外周部(詳しくは、蓋体640の本体部641の外周部)は、絶縁性の支持部材611によって固定されている。本体部641の外周部の下面と、上述の接点板605の外周部の上面とは、互いに接触することにより電気的に接続されている。本体部641の下面には、上方に窪んだ凹部618が形成されている。これにより、ケース4内の圧力が上昇して接点板605が上方に変形した際に、接点板605と蓋体640との干渉が防止される。接続部材642は、図示しない位置で、負極端子12bと電気的に接続されている(後に詳しく説明する)。
The
変形板603、通電板604、接点板605、蓋体640のそれぞれの外周部の外側には、絶縁性の支持部材611が配置されている。支持部材611は、例えば、樹脂モールドで成形されている。支持部材611は、リング状に形成されている。支持部材611の内面は、断面形状において、支持部材611の内側に向けて開口した略U字形状となっている。変形板603の外周部、シール部材614、通電板604の外周部、シール部材617、接点板605の外周部、及び蓋体640の外周部は、支持部材611の略U字形状となっている内面に覆われている。これにより、変形板603、シール部材614、通電板604、シール部材617、接点板605、及び蓋体640が、互いに積層された状態で一体的に保持されている。これらの構成が互いに積層された状態で一体的に保持されていることにより、ケース4内の空間と、電流遮断装置602内の空間との間のガスの流通が防止されている。支持部材611の外周面、及び上下の面を覆うように、金属製のカシメ部材620が配置されている。カシメ部材620は、支持部材611を上下に挟んだ状態で保持している。これにより、ケース4内の空間と、電流遮断装置602内の空間との間のガスの流通がさらに確実に防止されている。なお、電流遮断装置602の上端部と、ケース4の上側の壁4aの内面との間には、絶縁シート34bが配置されている。
An insulating
本形態の電流遮断装置202における通電経路について説明する。電極組立体6、通電板604の接続部材613、通電板604の中央部、接点板605の中央部623、接点板605の外周部、蓋体640の外周部、蓋体640の接続部材642、負極端子12bが順に電気的に接続されて直列な通電経路が形成されている。
An energization path in the current interrupt
図8、図9に示すように、ケース4の上側の壁4aの内側には、磁石80が配置されている。磁石80は、変形板603の図8上方に配置されている。図8の上から見た時、磁石80は、磁石80の中心と変形板603の中心とが一致する位置に配置されている。換言すると、磁石80は、変形板603を上向きに投影したときに変形板603と磁石80とが重なる位置に配置されている。また、磁石80は、ケース4の上側の壁4aと上述の絶縁シート34bとの間に配置されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, a
ケース4内の圧力が上昇し電流遮断圧力値以上となると、変形板603が変形し図9の状態となる。このため、変形板603の受圧部622が上側(ケース4の外側)に向けて移動する。その結果、突起612の当接部624が、通電板604の下面(詳しくは、通電板604の移動側導電部117の下面)に衝突する。当接部624が通電板604の下面に衝突すると、通電板604が、破断溝616の部分で破断される。破断溝616が破断することにより、通電板604の固定側導電部116と移動側導電部117とが分離し、移動側導電部117は上側に移動する。上述のように、移動側導電部117は接点板605の中央部623に接触している。このため、接点板605が変形する。これにより、接点板605の中央部623が上側に移動する。接点板605の中央部623が上側に移動することにより、上述の接点板605の中央部623と、固定側導電部116の上面(破断溝616の周囲に位置する部分)との接触部が分離する。その結果、負極端子12bと電極組立体6との間の通電経路が遮断され、負極端子12bと電極組立体6との間に電流が流れない状態となる。
When the pressure in the
本形態の蓄電装置2では、上述のように、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、変形板603が変形する。このため、変形板603の受圧部622が上側に移動する。すなわち、変形板603の受圧部622と、磁石80との距離が小さくなる。このため、磁石80が変形板603の受圧部622を吸引する吸引力が大きくなる。その結果、受圧部622が上側に移動した状態が元の状態に戻ることが妨げられる。これにより、電流遮断装置202によって蓄電装置2の通電が遮断された後で、蓄電装置2が再通電することを抑制することができる。
In the
本形態の蓄電装置2では、変形板603により、通電板604と接点板605との接触部が電解液雰囲気中と遮断されている。これにより、電解液や周囲環境によって接触部が劣化することを抑制することができる。また、通電経路が破断してアーク(火花)が発生した場合にも、水素ガスが発生しているケース4内への影響を抑制することができる。
In the
また、本形態の蓄電装置2では、変形板603に設けられた突起612の衝撃力が破断溝616の破断荷重のバラツキを補うため電流遮断圧力が安定する。
Further, in the
(他の形態2)
第2の形態の蓄電装置2は、第1の形態の蓄電装置2の電流遮断装置202を、電流遮断装置302に変更したものである。電流遮断装置302の形状は、電流遮断装置202(図8、図9参照)と同様であるので図示を省略する。第1の形態の電流遮断装置202では、変形板603が磁性体によって形成されていた。これに対して第2の形態の電流遮断装置302では、接点板605が磁性体によって形成されている。
(Other form 2)
The
第2の形態の電流遮断装置302では、第1の形態と同様に、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、負極と負極端子12bとの間の通電経路が遮断される。この際、第1の形態と同様に、接点板605の中央部623が上側に移動する。このため、接点板605と磁石80との距離が小さくなる。その結果、磁石80が接点板605を吸引する吸引力が大きくなる。その結果、変形した接点板605が元に戻ることが妨げられる。これにより、電流遮断装置302によって蓄電装置2の通電が遮断された後で、蓄電装置2が再通電することを抑制することができる。
In the current interrupt device 302 of the second embodiment, as in the first embodiment, when the pressure in the
第1の形態及び第2の形態と、請求項との対応関係を説明する。本実施例における、通電板604、及び接点板605は、請求項における「導電部材」の一例であり、通電板604の移動側導電部117、及び接点板605は、請求項における「第1の導電部」の一例であり、通電板604の固定側導電部116は請求項における「第2の導電部」の一例である。
The correspondence relationship between the first and second embodiments and the claims will be described. The
(他の形態3)
第3の形態の蓄電装置2は、第1の形態の蓄電装置2の電流遮断装置202を、電流遮断装置402に変更したものである(図10、図11)。電流遮断装置202は、通電板604を備えていた。これに対して、電流遮断装置402は、通電板633を備えている。通電板633の中央部631には、貫通孔634が形成されている。第3の形態の蓄電装置2は、第1の形態と同様に、接点板605を備えている。接点板605は、通電板604の上側に配置されている。通電板633の中央部631(詳しくは、貫通孔634の周囲の部分)と、接点板605の中央部623とは互いに接触して電気的に接続されている。第3の形態の蓄電装置2は、第1の形態と同様に、変形板603を備えている。変形板603は、磁性体によって形成されている。変形板603を形成する材料としては、例えば鉄が使用できる。
(Other form 3)
The
変形板603の中央部の上側(すなわち、受圧部622の上側)には突起612が設けられている。ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、変形板603が変形することにより変形板603の受圧部622が上側に移動する。受圧部622が上側に移動することにより、突起612が貫通孔634を貫通するとともに、突起612の当接部624が接点板605と衝突する。このため、接点板605が変形する。これにより、接点板605の中央部623が上側に移動する。その結果、接点板605の中央部623と、通電板633の中央部631とが分離する。これにより、負極端子12bと電極組立体6との間に電流が流れない状態となる。
A
第3の形態の蓄電装置2でも、第1の形態と同様に、ケース4内の圧力が電流遮断圧力値以上となると、変形板603の受圧部622が上側に移動する。その結果、磁石80が変形板603を吸引する吸引力が大きくなる。このため、変形した変形板603が元に戻ることが妨げられる。これにより、電流遮断装置402によって蓄電装置2の通電が遮断された後で、蓄電装置2が再通電することを抑制することができる。
Also in the
なお、第3の形態の電流遮断装置402では、変形板603は、磁性体によって形成されていた。しかし、第2の形態の電流遮断装置302と同様に、接点板605が磁性体によって形成されていてもよい。
In the current interrupt
第3の形態と請求項との対応関係を説明する。本実施例における、通電板633、及び接点板605は、請求項における「導電部材」の一例であり、接点板605は、請求項における「第1の導電部」の一例であり、通電板633は請求項における「第2の導電部」の一例である。
The correspondence between the third embodiment and the claims will be described. In the present embodiment, the
第1〜第3の形態では、突起612が貫通孔634を貫通している状態では、変形板603と通電板633とが絶縁されている。ここで、変形板603と通電板633とを絶縁する方法は、変形板603自体、もしくは変形板603における突起612を絶縁性の材料によって形成することであってもよい。また、貫通孔634の内周部分を絶縁コーティングすることであってもよい。あるいは、突起612が貫通孔634を貫通している状態において、突起612と通電板633とが接触せず、かつ、変形板603と通電板633が接触しないように、蓄電装置2を構成することであってもよい。
In the first to third embodiments, the
上記の実施例及び他の形態では、電流遮断装置は、負極と負極端子12bとを接続する通電経路に配置されていた。しかし、電流遮断装置は、正極と正極端子12aとを接続する通電経路に配置されていてもよい。
In the above embodiment and other embodiments, the current interrupting device is arranged in the energization path that connects the negative electrode and the
実施例1〜3の隔壁38、実施例4の隔壁538、他の第1〜第3の形態の接点板605及び変形板603は磁性体により形成されていた。しかし、これらの構成は、これらの構成の少なくとも一部が磁性体により形成されていればよい。磁性体により形成される部分は、ケース4内の圧力が上昇して、これらの構成が変形した際に変位する部分の少なくとも一部であればよい。これらの構成は、磁性体(例えば鉄)と他の材料(例えばアルミニウム)との合金によって形成されていてもよい。また、これらの構成は、磁性体でない材料(例えばアルミニウム)によって形成された本体に、磁性体を接合することにより形成されていてもよい。本体に接合される磁性体は、実施例1、他の第1の形態、他の第2の形態の移動側導電部17、117を兼ねていてもよい。本体に接合される磁性体は、他の第1〜第3の形態の突起612を兼ねていてもよい。
The
実施例1〜3の隔壁38、実施例4の隔壁538、他の第1〜第3の形態の接点板605及び変形板603を形成する磁性体は、上記の実施例及び他の形態に示した鉄(Fe)に限られない。すなわち、磁性体は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、さらに、これらの合金であるパーマロイ(Fe−Ni)、FeCo合金、若しくは、ステンレス(組成がFe−Cr−Cのもの)、ホイスラー合金(Cu2MnAl)であってもよい。また、磁性体は、金属間化合物のサマリウムコバルト磁石(SmCo5)、無機化合物のネオジム磁石(Nd2Fe14B)、酸化物のマグネタイト(Fe3O4)、マグへマタイト(γ−Fe2O3)であってもよい。
The magnetic bodies forming the
上記の実施例及び他の形態では、磁石80はフェライト磁石であった。しかしながら、磁石80は、他の永久磁石(例えばネオジム磁石等)であってもよい。また、磁石80は電磁石であってもよい。これにより、磁石80の磁力の調整を容易化することができる。磁石80を電磁石とした場合、蓄電装置2は、電極組立体6からの電力を電磁石に供給する電気配線を備えていてもよい。
In the above embodiments and other embodiments, the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、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。また、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、出願時の請求項に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の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。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2 蓄電装置
4 ケース
4a ケースの上側の壁
6 電極組立体
10a 第1リード
10b 第2リード
14 導電部材
16 固定側導電部
17 移動側導電部
20 脆弱部
22 第3リード
34b 絶縁シート
38、538 隔壁
40、202、302、340、402 電流遮断装置
72、572 外周縁部
73、573 隔壁変位部
80 磁石
2
Claims (5)
前記ケースに収容された電極組立体と、
前記ケースに設けられた電極端子と、
前記ケースに固定されているとともに、前記電極組立体と前記電極端子との間の通電経路を遮断する電流遮断装置と、を備え、
前記電流遮断装置は、
前記ケース内の圧力を受圧して変形する隔壁と、
前記ケース内の圧力が上昇して前記隔壁が変形すると第1の導電部と第2の導電部とに分離されることで前記通電経路を遮断する導電部材と、を備え、
前記隔壁の少なくとも一部が磁性体で形成されているか、又は、前記隔壁の少なくとも一部に磁性体が接合されており、
前記電流遮断装置は、さらに、前記ケースに固定され、前記隔壁に対して、前記ケース内の圧力が上昇した際に前記隔壁が変形する側に配置された磁石を備える、
蓄電装置。 Case and
An electrode assembly housed in the case;
An electrode terminal provided in the case;
A current interrupting device that is fixed to the case and interrupts an energization path between the electrode assembly and the electrode terminal;
The current interrupt device is
A partition wall that is deformed by receiving pressure in the case;
A conductive member that cuts off the energization path by being separated into a first conductive part and a second conductive part when the pressure in the case rises and the partition is deformed,
At least a part of the partition wall is formed of a magnetic material, or a magnetic material is bonded to at least a part of the partition wall;
The current interrupt device further includes a magnet that is fixed to the case and disposed on a side of the partition that deforms when the pressure in the case rises with respect to the partition.
Power storage device.
前記磁石は、該ケースの壁と前記隔壁との間に位置している請求項1又は2に記載の蓄電装置。 The current interrupting device is fixed to the inner surface of the wall of the case;
The power storage device according to claim 1, wherein the magnet is located between a wall of the case and the partition wall.
The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power storage device is a secondary battery.
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