JP2016119214A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】作動部材に対してガスを流通させ易くすること。【解決手段】電極組立体14には、電極組立体14を電極の積層方向に保持する保持テープを貼り付ける。このとき、電流遮断部材80の受圧部S1と対向する対向部分を有する電極組立体14のタブ側端面14cでは、受圧部S1の対向部分を避けて保持テープt2を貼り付ける。これにより、受圧部S1に向かうガスの流通路が確保される。【選択図】図4

Description

本発明は、ケース内に発生したガスによって作動する作動部材を備えた蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。二次電池は、正極電極及び負極電極を有する電極組立体と、この電極組立体を収容したケースと、正極及び負極の電極端子と、各極性の電極端子と電極組立体とを接続する導電部材と、を有する。
また、二次電池には、ケース内に発生したガスによって作動する作動部材を備えたものがある。この種の作動部材としては、例えば、過充電等が発生したときに、二次電池内での通電経路を流れる電流を遮断する電流遮断部材などが挙げられる(例えば、特許文献1)。
特開2010−212034号公報
二次電池のケース内は、例えば、過充電等などの異常時に電解液から発生するガスによって圧力が高まる。そして、前述した作動部材は、ケース内に発生したガスからの圧力を受けて作動する。このため、二次電池は、作動部材へのガスの流通経路を確保しておくことが好ましい。
この発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケース内で発生したガスを作動部材に対して流通させ易い蓄電装置を提供することにある。
上記問題点を解決するための蓄電装置は、異なる極性の電極が互いに絶縁された状態で交互に積層された電極組立体と、前記電極組立体並びに電解液が収容されたケースと、前記ケース内に配置され、前記ケース内に発生したガスによって作動し、前記ケース内の通電経路を遮断可能な作動部材と、を備え、前記作動部材は、前記ガスの圧力を受ける受圧部を有し、前記電極組立体には、前記電極の積層方向に前記電極組立体を保持する保持テープが貼り付けられており、前記保持テープは、前記受圧部と対向する対向部分を避けて位置している。
これによれば、ケース内で発生したガスは、保持テープによって流通路が遮断されず、作動部材に到達する。このため、作動部材は、作動に必要な圧力を受圧し、良好に作動できる。したがって、電極組立体を保持するために保持テープを採用する場合であっても、ガスを作動部材に対して流通させ易くできる。
上記蓄電装置において、前記保持テープは、前記対向部分を有する前記電極組立体の面の端に位置していることが好ましい。これによれば、保持テープによって電極組立体が良好に保持される。
上記蓄電装置において、前記電極の端部から突出したタブと電気的に接続された導電部材と、前記導電部材と電気的に接続された電極端子と、を備え、前記作動部材は、一方の極性の前記電極端子と前記電極組立体との通電経路上に位置する電流遮断部材であって、前記電流遮断部材は、前記一方の極性の電極端子と一体化されているのが好ましい。これによれば、電流遮断部材に対してガスを流通させ易くできる。
上記蓄電装置において、前記ケースに位置し、前記ケース内に発生したガスによって作動することで前記ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁を備え、前記圧力開放弁は、前記ガスの圧力を受ける受圧部を有し、前記保持テープは、前記圧力開放弁の前記受圧部と対向する対向部分を避けて位置している。これによれば、圧力開放弁に対してガスを流通させ易くできる。
上記蓄電装置において、前記保持テープには、前記受圧部との対向部分に前記ガスの流通路となる孔が穿設されていても良い。これによれば、保持テープにより、ガスの流通路を確保しつつ、貼り付け面積も確保されて電極組立体が良好に保持される。
上記蓄電装置において、前記蓄電装置の好適な例としては、二次電池を挙げることができる。
本発明によれば、作動部材に対してガスを流通させ易くできる。
二次電池を示す斜視図。 電極組立体の分解斜視図。 二次電池の分解斜視図。 図1の1−1線断面図。 二次電池の内部を示す一部断面図。 電極組立体の上面を示す平面図。 (a)は電極組立体の上面に位置する保持テープを示す平面図、(b)は保持テープの斜視図。
(第1の実施形態)
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した第1の実施形態について図1〜図6を用いて説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース11を備えている。ケース11は、一方に開口した有底箱状のケース本体12と、ケース本体12の開口部分を塞ぐ平板状の蓋13とを備えている。ケース本体12と蓋13とは、溶接などによって接合されている。
ケース11は、四角箱状であり、長辺と短辺を有する矩形平板状の底壁12aと、底壁12aの四辺から立設された複数の側壁と、を有する。底壁12aは、ケース本体12の開口部分を塞ぐ蓋13と対向する。複数の側壁は、底壁12aの四辺において短辺に立設されるとともに対向する2つの短側壁12b,12cと、底壁12aの四辺において長辺に立設されるとともに対向する2つの長側壁12d,12eと、からなる。長側壁12d,12eは、短側壁12b,12cよりも面積が大きい。この実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池である。
二次電池10のケース11には、電極組立体14及び電解液(図示略)が収容されている。電解液は、二次電池10の過充電などの異常時、詳しくは正極の電位が過度に高くなったときに水素ガスを発生する成分を含む。また、二次電池10は、電極端子としての正極端子15及び負極端子16を備える。正極端子15及び負極端子16は、ケース11の壁部としての蓋13に締結されている。また、正極端子15及び負極端子16は、一部がケース11の内部に位置し、一部がケース11から外部に突出している。なお、本実施形態の二次電池10は、例えばリチウムイオン電池である。
図2に示すように、電極組立体14は、異なる極性の電極としての正極電極21と負極電極22とを、間にセパレータ23を介在させて交互に積層した構造である。負極電極22と正極電極21との間は、セパレータ23によって絶縁されている。なお、正極電極21と、負極電極22と、セパレータ23とを積層した方向を電極組立体14の積層方向とする。
正極電極21、負極電極22、及びセパレータ23は、短辺及び長辺を有する長方形状のシートである。正極電極21は、長方形状の正極金属箔(例えばアルミニウム箔)21aと、当該正極金属箔21aの両面にある正極活物質層21bと、を有する。負極電極22は、長方形状の負極金属箔(例えば銅箔)22aと、当該負極金属箔22aの両面にある負極活物質層22bと、を有する。
正極電極21は、当該正極電極21の端部21cから突出した形状の正極タブ31を有する。同様に、負極電極22は、当該負極電極22の端部22cから突出した形状の負極タブ32を有する。正極電極21と負極電極22は、各タブ31,32の同一極性同士が列状に配置されるように積層されている。
図3に示すように、この実施形態の電極組立体14は、正極電極21と、負極電極22と、セパレータ23と、を積層することにより、直方体状に構成されている。電極組立体14は、積層方向の両端に第1平面14aと第1平面14aに対向する第2平面14bを有する。第1平面14aと第2平面14bには、積層方向から見て正極活物質層21bと負極活物質層22bとが対向する対向領域が投影される。また、電極組立体14は、第1平面14aと第2平面14bを囲む四つの面のうち、その一つの面にタブ側端面14cを備える。また、電極組立体14は、前記四つの面のうち、その一つの面に底面14dを備え、底面14dはタブ側端面14cに対向する。また、電極組立体14は、前記四つの面のうち、残りの二つの面に側面14e,14fを備える。
電極組立体14の各面は、電極組立体14をケース11に収容した状態においてケース11を構成する各壁に面する。具体的に言えば、第1平面14a及び第2平面14bは、ケース本体12の長側壁12d,12eに面する。タブ側端面14cは、蓋13に面する。底面14dは、ケース本体12の底壁12aに面する。側面14e,14fは、ケース本体12の短側壁12b,12cに面する。
図3に示すように、各負極タブ32は、電極組立体14における積層方向の一方に寄せて集められた状態で他方に折り返されている。同様に、各正極タブ31は、電極組立体14における積層方向の一方に寄せて集められた状態で他方に折り返されている。各正極タブ31及び各負極タブ32は、電極組立体14のタブ側端面14cから突出し、電極組立体14のタブ側端面14cから蓋13に向けて突出している。
図3〜図5に示すように、二次電池10は、正極タブ31と正極端子15とを電気的に接続する導電部材としての正極導電部材40を備える。正極導電部材40は、一枚の金属板(本実施形態ではアルミニウム板)で構成されている。正極導電部材40は、ケース11の蓋13と電極組立体14との間に存在し、正極タブ31及び正極端子15の双方に接合されている。
正極導電部材40は、相対的に蓋13寄りに配置された正極第1接合部41と、正極第1接合部41よりも電極組立体14に近い位置に配置された正極第2接合部42と、正極第1接合部41と正極第2接合部42とを繋ぐ湾曲状の正極第3接合部43と、を有する。正極第1接合部41において、電極組立体14のタブ側端面14cと対向した面(下面)には各正極タブ31が溶接され、正極第1接合部41と各正極タブ31とが電気的に接続されている。
正極端子15は、角柱状の正極頭部51と、正極頭部51の座面51aから突出し、かつ外周面にねじ溝を有する正極軸部52とを備えている。正極軸部52は、蓋13に有る貫通孔13bを介してケース11外に突出している。正極軸部52は、絶縁性のOリング53に挿通されている。また、正極軸部52はフランジ付きリング54に挿通されている。フランジ付きリング54は、貫通孔13bに嵌合する筒状である。
正極軸部52には、フランジ付きリング54の上からナット55が螺合されており、正極端子15と蓋13とはユニット化されている。なお、フランジ付きリング54は、正極軸部52と蓋13の貫通孔13bの周縁部との間、及びナット55と蓋13との間に介在している。
正極頭部51は、ケース11内に配置されている。正極頭部51における電極組立体14側の面には正極導電部材40の正極第2接合部42が溶接されている。これにより、正極導電部材40と正極端子15とが電気的に接続されている。
二次電池10は、正極頭部51の一部を覆う絶縁性の第1正極絶縁部材57と、正極導電部材40と電極組立体14との間に介在する絶縁性の第2正極絶縁部材58とを備えている。第1正極絶縁部材57は、蓋13と正極頭部51との接触を規制するものであり、正極頭部51に対して蓋13側から取り付けられている。第1正極絶縁部材57は、正極頭部51の座面51a及び外周面の一部を覆っている。第2正極絶縁部材58は、正極導電部材40と電極組立体14との接触を規制するものである。
図3〜図5に示すように、二次電池10は、負極タブ32と負極端子16とを電気的に接続する導電部材としての負極導電部材60を備える。負極導電部材60は、一枚の金属板(本実施形態では銅板)で構成されている。負極導電部材60は、ケース11の蓋13と電極組立体14との間に存在する。
負極導電部材60は、相対的に蓋13寄りに配置された負極第1接合部61と、負極第1接合部61よりも電極組立体14に近い位置に配置された負極第2接合部62と、負極第1接合部61と負極第2接合部62とを繋ぐ湾曲状の負極第3接合部63と、を有する。負極第1接合部61において、電極組立体14のタブ側端面14cと対向した面(下面)には各負極タブ32が溶接され、負極第1接合部61と各負極タブ32とが電気的に接続されている。
負極端子16は、角柱状の負極頭部71と、負極頭部71の座面71aから突出し、かつ外周面にねじ溝を有する負極軸部72を備える。負極軸部72は、蓋13に有る貫通孔13bを介してケース11外に突出している。負極軸部72は、絶縁性のOリング73に挿通されている。また、負極軸部72は、絶縁性のフランジ付きリング74に挿通されている。フランジ付きリング74は、貫通孔13bに嵌合する筒状である。
負極軸部72には、フランジ付きリング74の上からナット75が螺合されており、負極端子16と蓋13とがユニット化されている。なお、フランジ付きリング74は、負極軸部72と蓋13の貫通孔13bの周縁部との間、及びナット75と蓋13との間に介在している。
負極頭部71は、ケース11内に配置されている。負極頭部71における電極組立体14側の面71bには、図4に示すように、電極組立体14から蓋13に向けてすり鉢状に凹んだ端子凹部71cがある。なお、負極端子16は貫通孔16aを有している。貫通孔16aは負極端子16を軸方向に貫通しており、この貫通孔16aを介して端子凹部71cはケース11の外部と連通している。
二次電池10は、一方の極性の電極端子である負極端子16と電極組立体14との通電経路上に設けられた電流遮断部材80を備える。なお、一方の極性の電極端子(負極端子16)と接続された導電部材は負極導電部材60である。電流遮断部材80は、ケース内に発生したガスによって作動する作動部材である。
次に、図4及び図5を用いて電流遮断部材80及び負極端子16について詳しく説明する。
図4に示すように、電流遮断部材80は、負極端子16と電極組立体14との間に配置されている。電流遮断部材80は、負極端子16と負極導電部材60とを電気的に接続し、かつ、ケース11内に発生したガスによって作動することによって負極端子16と負極導電部材60との電気的な接続を遮断する。つまり、電流遮断部材80は、作動していないときには負極タブ32を介した負極端子16と電極組立体14との通電経路の一部を構成し、ケース11内に発生したガスの圧力を受けて作動したときに上記通電経路を遮断する。本実施形態において、負極端子16と電極組立体14との通電経路は、負極タブ32と、負極導電部材60とで構成されている。そして、電流遮断部材80は、負極導電部材60の負極第2接合部62に一体に設けられている。この実施形態において電流遮断部材80は、一方の極性の電極端子である負極端子16と一体化されている。
電流遮断部材80は、負極第2接合部62と負極頭部71とに接合された接点板81を備える。接点板81は、導電性の材料で構成されており、円板形状であって端子凹部71cを電極組立体14側から覆っている。接点板81における端子凹部71cからはみ出している外周部と、負極頭部71における端子凹部71cの周縁部とは、スポット溶接により固定されている。
接点板81における端子凹部71cと対向する部分は、通常状態において電極組立体14側(下方)に凸となっており、この凸部分の突端と負極第2接合部62とが溶接されている。接点板81と負極第2接合部62との溶接部分である負極溶接部分P(図4中にドットハッチングで示す部分)を負極端子16と負極導電部材60とを導通する導通部とする。よって、負極導電部材60と負極端子16とは、接点板81を介して電気的に接続されている。
電流遮断部材80は、絶縁リング82を有する。絶縁リング82は、接点板81の外周部と負極第2接合部62との間に配置されている。絶縁リング82により、負極端子16と負極第2接合部62とが間隔を空けて配置されている。また、絶縁リング82の外側であって負極頭部71と負極第2接合部62の間にはシール部材83が配置されている。
負極第2接合部62は、電極組立体14側の面に遮断凹部60cを有する。遮断凹部60cは、電極組立体14から蓋13に向けてすり鉢状に凹んでいる。遮断凹部60cの底面に負極溶接部分Pが位置している。負極第2接合部62は、遮断凹部60cの底面となる部位に破断溝84を備える。破断溝84は負極溶接部分Pを取り囲む円環状である。また、負極第2接合部62は、破断溝84と対応して薄肉部84aを備える。薄肉部84aは、負極第2接合部62に破断溝84を形成することによって、厚みが負極第2接合部62における薄肉部84a以外での部位よりも薄くなった部位のことである。よって、薄肉部84aは、破断溝84と同じで、負極溶接部分Pの周囲に設けられた円環状である。
電流遮断部材80は、ケース11内の圧力を受圧して変形する変形板85を備えている。変形板85は、弾性材料、例えば金属板で構成されたダイヤフラムであり、負極第2接合部62より電極組立体14に近い位置に配置されている。変形板85は、円板形状であって遮断凹部60cを電極組立体14側から覆っている。変形板85の外周部と負極第2接合部62とが変形板85の外周部の全周にわたって溶接固定されている。変形板85は、ケース11内部をケース11外部からシールする。
変形板85は、通常状態において蓋13側から電極組立体14側(下方)に向けて凸となっており、この凸部分における負極溶接部分Pと対向する箇所には、蓋13に向けて突出した突起85aを有する。突起85aは、絶縁性の材料により構成されており、破断溝84で囲まれた負極溶接部分Pと対向している。変形板85は、電極組立体14側から蓋13側に向けて設定圧力よりも大きい圧力が付与された場合に、圧力によって変形して蓋13に向けて凸となるように構成されている。
電流遮断部材80は、変形板85より電極組立体14に近い位置に設置された保護部材86を備える。保護部材86は、変形板85と電極組立体14との間に配置されている。保護部材86は、変形板85に衝撃などが加わって、上述の設定圧力に達する前に変形板85が変形してしまうことを防止する。保護部材86は円板形状であり、保護部材86の上面には、電極組立体14に向けて凸となった変形板85に沿うように凹んだ支持凹部86aが存在する。支持凹部86aの底面には上下方向に貫通したガス孔86bが存在する。二次電池10では、変形板85の一方の面(蓋13側の面)に、貫通孔16aを介してケース11外部の圧力(略大気圧)が作用している。また、変形板85の他方の面(電極組立体14側の面)には、ガス孔86bを介して、ケース11の内部圧力が作用している。そして、ガス孔86bを介して、ケース11の内部圧力が作用している変形板85の部位が、ガスからの圧力を受圧する受圧部S1となる。
また、二次電池10は、負極頭部71の座面71a及び外周面を覆う絶縁性の負極絶縁部材87、上述の負極頭部71、接点板81、絶縁リング82、シール部材83、負極導電部材60(負極第2接合部62)、変形板85、及び保護部材86をユニット化するカシメ部材88を備えている。
また、二次電池10のケース11には、図1、図3及び図5に示すように圧力開放弁90が設けられている。この実施形態の圧力開放弁90は、ケース11の蓋13に位置している。圧力開放弁90は、蓋13の板厚よりも薄い薄板状の弁体91を有する。弁体91は、蓋13の上面に凹設された凹部の底に位置しており、蓋13と一体的に成形されている。また、弁体91の表面には、交差状の開裂溝92を有する。
圧力開放弁90は、ケース11内に発生したガスからの圧力を受圧する。そして、圧力開放弁90は、ケース11内の圧力が設定圧力を超えたときに開裂溝92の交差部を起点として開裂することにより、ケース11内の圧力をケース外に開放させる。つまり、圧力開放弁90は、ケース11内に発生したガスによって作動する。また、図5に示すように、圧力開放弁90の弁体91の裏面が、ガスからの圧力を受圧する受圧部S2となる。
また、電極組立体14には、図3及び図5に示すように、複数の保持テープt1,t2,t3,t4,t5,t6が貼り付けられている。各保持テープt1〜t6は、正極電極21及び負極電極22の積層方向に電極組立体14を保持する。保持テープt1,t2は、第1平面14a、タブ側端面14c、第2平面14bに掛けて貼り付けられている。保持テープt1,t2は、第1平面14a及び第2平面14bの各長辺に沿う方向に、所定の間隔をおいて貼り付けられている。なお、第1平面14a及び第2平面14bの各長辺に沿う方向は、タブ側端面14cの長辺に沿う方向と一致する。また、保持テープt3,t4は、第1平面14a、側面14e、第2平面14bに掛けて貼り付けられている。保持テープt5,t6は、第1平面14a、側面14f、第2平面14bに掛けて貼り付けられている。保持テープt3〜t6は、第1平面14a及び第2平面14bの各短辺に沿う方向に、所定の間隔をおいて貼り付けられている。
図6に示すように、この実施形態において電極組立体14のタブ側端面14cには、電極組立体14がケース11に収容された状態で、電流遮断部材80の受圧部S1(変形板85の部位)並びに圧力開放弁90の受圧部S2(弁体91の裏面)を投影できる。このため、この実施形態では、電極組立体14のタブ側端面14cが、電流遮断部材80の受圧部S1並びに圧力開放弁90の受圧部S2と対向する対向部分M1,M2を有する面となる。
そして、この実施形態では、タブ側端面14cにおいて上記した受圧部S1,S2と対向する対向部分M1,M2を避けた部分(図6中にドットハッチングで示す)を、保持テープt1,t2の貼り付け位置としている。つまり、電極組立体14に貼り付けられる保持テープt1〜t6のうち、タブ側端面14cに位置する保持テープt1,t2は、電流遮断部材80の受圧部S1との対向部分M1と、圧力開放弁90の受圧部S2との対向部分M2と、をそれぞれ避けて位置している。また、保持テープt1は、図4及び図5に示すように、正極端子15の直下に位置するようにタブ側端面14cの端に寄せて貼り付けられている。一方、保持テープt2は、図4及び図5に示すように、電流遮断部材80の受圧部S1との対向部分M1を避けるとともに、一部が負極端子16の直下に位置するようにタブ側端面14cの端に寄せて貼り付けられている。上記説明のタブ側端面14cの端は、タブ側端面14cと側面14fとが交差する角部、並びタブ側端面14cと側面14eとが交差する角部のそれぞれに位置する部位である。また、保持テープt1,t2は、異なる幅のテープであり、保持テープt2の方が保持テープt1に比して幅狭のテープである。保持テープt1,t2の幅は、図4及び図5に示すように、第1平面14a並びに第2平面14bの長辺方向に沿う方向の長さである。因みに、保持テープt1,t2は、第1平面14a、タブ側端面14c、第2平面14bに掛かる方向(幅に直交する方向)に沿う方向の長さは、同一若しくはほぼ同一である。
次に、この実施形態の二次電池10の作用を説明する。
電流遮断部材80並びに圧力開放弁90を備える二次電池10では、異常時においてケース11内部でガスが発生すると、これに伴いケース11の内部圧力が高くなる。このとき、発生した水素ガスの圧力は、ガス孔86bを通じて変形板85の受圧部S1に作用するとともに、圧力開放弁90の受圧部S2にも作用する。
そして、変形板85は、発生した水素ガスから受圧する圧力が設定圧力を超えると、蓋13に向けて凸となるように変形する。すると、図4の二点鎖線に示すように、突起85aが破断溝84で囲まれた負極溶接部分Pに衝突する。このとき、破断溝84を有する負極第2接合部62は、容易に破断しやすくなっている。このため、負極溶接部分Pの周囲が破断され、接点板81が上方に向けて凸となるように変形する。これにより、接点板81と負極導電部材60とが離間した状態になるため、同負極導電部材60と負極端子16との電気的接続が物理的に遮断される。なお、電流遮断部材80は、圧力開放弁90の作動(開裂)よりも早く作動し、電気的接続を遮断させる。
また、ケース11内の圧力は、蓋13の板厚よりも薄い弁体91の裏面が受圧部S2となることによって弁体91を外方に膨張させるように加わる。このとき、弁体91の開裂溝92には、ケース11の内側から加わる圧力によって応力が発生している。そして、圧力開放弁90は、ケース11の圧力が設定圧力を超えると開裂し、ケース11内の圧力が外部に開放される。
この実施形態の電極組立体14では、タブ側端面14cにおいて保持テープt1,t2を、受圧部S1,S2との対向部分M1,M2を避けて配置している。これにより、発生したガスは、図5に矢印X,Yで示すように、保持テープt1,t2によって流通を阻害されることなく、受圧部S1,S2のそれぞれに到達することになる。つまり、この実施形態の二次電池10では、保持テープt1,t2の貼り付け位置により、発生したガスが電流遮断部材80の受圧部S1並びに圧力開放弁90の受圧部S2に到達し易くなるように流通路が設けられる。
したがって、この実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)電極組立体14を保持する保持テープt1〜t6を貼り付けた場合であっても、ガスの流通路が確保されていることで、電流遮断部材80や圧力開放弁90は作動に必要な圧力を受圧し、良好に作動できる。これにより、作動性能が向上する。
(2)保持テープt1,t2を電極組立体14のタブ側端面14cの端に位置していることにより、電極組立体14を良好に保持することができる。これにより、電極組立体14の積層ずれなどによる電極の短絡などを回避することができる。
(3)保持テープt2を、電流遮断部材80の受圧部S1並びに圧力開放弁90の受圧部S2との対向部分M1,M2を避けるように貼り付けるので、保持テープ自体に特別な加工などを施す必要がない。このため、二次電池10の製造工程を簡素化できる。
(第2の実施形態)
次に、蓄電装置を二次電池に具体化した第2の実施形態について図7を用いて説明する。以下に説明する実施形態では、既に説明した実施形態と同一構成については同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
図7に示すように、この実施形態では、負極端子16の直下に、第1の実施形態の保持テープt2に代えて形状の異なる保持テープt2Aを貼り付けている。保持テープt2Aは、正極端子15の直下に位置する保持テープt1と同一幅並びに同一長さを有する。また、保持テープt2Aは、保持テープt1と同様に、負極端子16の直下に位置するようにタブ側端面14cの端に寄せて貼り付けられている。そして、図7(a),(b)に示すように、この実施形態の保持テープt2Aには、ガスの流通路となる孔95が穿設されている。孔95は、電流遮断部材80の受圧部S1との対向部分M1に穿設されている。
次に、この実施形態の二次電池10の作用を説明する。
この実施形態において保持テープt2Aには、電流遮断部材80の受圧部S1との対向部分M1に孔95が穿設されている。これにより、発生したガスは、保持テープt2Aによって流通を阻害されることなく、受圧部S1に到達することになる。つまり、この実施形態の二次電池10では、保持テープt2Aにより、発生したガスが電流遮断部材80の受圧部S1に到達し易くなるように流通経路が設けられる。なお、圧力開放弁90に対するガスの流通路は、第1の実施形態と同様に設けられ、その作用は第1の実施形態と同様である。
したがって、この実施形態では、第1の実施形態の効果(1)及び(2)に加え、以下に示す効果を得ることができる。
(4)保持テープt2Aにガスの流通路となる孔95を穿設し、その孔95を介して電流遮断部材80の受圧部S1にガスが流れるようにしている。このため、保持テープt2Aにより、ガスの流通路を確保しつつ、貼り付け面積も確保できる。したがって、電流遮断部材80の作動性能を向上させることができるとともに、保持テープによって電極組立体14を良好に保持できる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 電流遮断部材80に保護部材86が無く、変形板85が露出する場合は、図4に示すように変形板85の全域が電流遮断部材80の受圧部S3となる。このため、第1の実施形態の構成であれば保持テープt2は、受圧部S3との対向部分を避けて位置するように貼り付ける。また、第2の実施形態の構成であれば保持テープt2Aには、受圧部S3との対向部分に孔が穿設される。
○ 第1の実施形態において、タブ側端面14c側の保持テープt2の配置は、受圧部S1,S2との対向部分M1,M2を避けていれば変更しても良い。例えば保持テープt2は、負極タブ32寄りに位置していても良い。なお、第1,第2の実施形態における保持テープt1の配置は、受圧部S1,S2との対向部分M1,M2を避けていれば変更しても良い。
○ 電極組立体14において側面14e,14f側の保持テープt3〜t6の配置(個数を含む)は変更しても良い。また、底面14d側に保持テープを貼り付けても良い。
○ 電流遮断部材80と圧力開放弁90の両方を備える場合において、受圧部S1,S2との対向部分M1,M2が、電極組立体14の異なる面に存在していても良い。この場合は、対向部分M1,M2が存在するそれぞれの面において、これらの対向部分M1,M2を避けるように保持テープを貼り付ける。
○ 電極組立体14において、電流遮断部材80の受圧部S1や圧力開放弁90の受圧部S2との対向部分M1,M2が、タブ側端面14cとは異なる面に存在していても良い。または、一方の受圧部との対向部分がタブ側端面14cに存在し、他方の受圧部との対向部分がタブ側端面14cとは異なる面に存在していても良い。
○ 二次電池10は、電流遮断部材80若しくは圧力開放弁90のいずれか一方を備えていても良い。この場合、電流遮断部材80や圧力開放弁90の受圧部との対向部分は、電極組立体14のタブ側端面14cに存在していても良いし、他の面に存在していても良い。
○ 電流遮断部材80を設ける一方の極性の電極端子を正極端子15としても良い。このとき、一方の極性の電極端子である正極端子15と接続される導電部材は正極導電部材40となる。
○ 電流遮断部材80は、電極端子に一体化されたものでなくても良い。例えば、負極第1接合部61と負極第2接合部62との間に位置して通電経路を構成し、受圧部によってガスの圧力を受けることで通電経路を遮断しても良い。
○ また、電流遮断部材80の具体的な構成は変更しても良い。例えば、破断溝84は環状ではなく、負極溶接部分Pの外側に間隔を空けて設けられた凹部であってもよい。また、変形板85を無くし、ケース11内に発生したガスを負極溶接部分Pで受圧し、直接破断させる構成でもよい。
○ 圧力開放弁90の具体的な構成は変更しても良い。例えば、弁体91の形状や開裂溝92の形状を変更しても良い。
○ 電極組立体14の具体的な構成は変更しても良い。例えば、正極電極21、負極電極22、セパレータ23の形状を変更しても良い。例えば、正面視正方形でも良い。
○ 負極導電部材60の負極第1接合部61や正極導電部材40の正極第1接合部41を覆う絶縁カバーを取り付けても良い。この絶縁カバーは、ケース11内であって、負極第1接合部61並びに正極第1接合部41の各上面と蓋13の裏面との間に位置する。なお、絶縁カバーは、圧力開放弁90の受圧部S2との対向部分M2を避けて位置していることが望ましく、例えば受圧部S2との対向部分M2にガスの流通路となる孔が穿設されていても良い。
○ 二次電池10は、異常時に水素ガス以外のガス(例えばメタンガスや、二酸化炭素、一酸化炭素など)を発生する成分を含む電解液を有する二次電池にも適用可能である。
○ 実施形態は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 二次電池10は、車載用に限らず、住宅などに用いる定置用でも良い。
○ 積層型の二次電池10に限らず、帯状の正極電極と帯状の負極電極を捲回して層状に積層した捲回型の二次電池に適用しても良い。
10…蓄電装置としての二次電池、11…ケース、12…ケース本体、13…蓋、14…電極組立体、14c…電極組立体の一面としてのタブ側端面、15…電極端子としての正極端子、16…電極端子としての負極端子、31…正極タブ、32…負極タブ、40…導電部材としての正極導電部材、60…導電部材としての負極導電部材、80…作動部材としての電流遮断部材、90…圧力開放弁、95…孔、S1,S2…受圧部、M1,M2…対向部分、t1〜t6,t2A…保持テープ。

Claims (6)

  1. 異なる極性の電極が互いに絶縁された状態で交互に積層された電極組立体と、
    前記電極組立体並びに電解液が収容されたケースと、
    前記ケース内に配置され、前記ケース内に発生したガスによって作動し、前記ケース内の通電経路を遮断可能な作動部材と、を備え、
    前記作動部材は、前記ガスの圧力を受ける受圧部を有し、
    前記電極組立体には、前記電極の積層方向に前記電極組立体を保持する保持テープが貼り付けられており、
    前記保持テープは、前記受圧部と対向する対向部分を避けて位置している蓄電装置。
  2. 前記保持テープは、前記対向部分を有する前記電極組立体の面の端に位置している請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記電極の端部から突出したタブと電気的に接続された導電部材と、
    前記導電部材と電気的に接続された電極端子と、を備え、
    前記作動部材は、一方の極性の前記電極端子と前記電極組立体との通電経路上に位置する電流遮断部材であって、
    前記電流遮断部材は、前記一方の極性の電極端子と一体化されている請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記ケースに位置し、前記ケース内に発生したガスによって作動することで前記ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁を備え、
    前記圧力開放弁は、前記ガスの圧力を受ける受圧部を有し、
    前記保持テープは、前記圧力開放弁の前記受圧部と対向する対向部分を避けて位置している請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記保持テープには、前記受圧部との対向部分に前記ガスの流通路となる孔が穿設されている請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
  6. 前記蓄電装置は、二次電池である請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
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