JP2017199632A - Power storage device - Google Patents

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貴之 弘瀬
Takayuki Hirose
貴之 弘瀬
幹也 栗田
Mikiya Kurita
幹也 栗田
竜二 大井手
Ryuji Oide
竜二 大井手
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an activation error of a short circuit mechanism owing to a long-term use.SOLUTION: A power storage device 100 comprises a short circuit mechanism 10 which causes a short circuit between a positive electrode terminal 5 and a negative electrode terminal 7 when a pressure of an internal space of a case 1 exceeds a predetermined value. The short circuit mechanism 10 has: a deformable plate 20 electrically connected with one electrode terminal of the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 7 and insulated from the other electrode terminal; and a short circuit plate 30 electrically connected with the other electrode terminal. The deformable plate 20 can be deformed to go into a first or second state; the deformable plate becomes convex to the short circuit plate 30 in the first state and in the second state, the deformable plate is concave to the short circuit plate 30. When the pressure of the internal space of the case 1 exceeds the predetermined value, the deformable plate 20 goes into the second state from the first state and thus, the deformable plate 20 is brought into contact with the short circuit plate 30. The deformable plate 20 is formed by an aluminum alloy including iron of which the content is 0.5-2.0 wt.% to 100 wt.% of the whole.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書に開示する技術は、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、過充電等が発生したときに、正極電極と負極電極との間を短絡させる機構が設けられることがある。例えば、特許文献1に開示される蓄電装置は、ケースに設けられた正極電極端子と負極電極端子との間に短絡機構が設けられている。短絡機構は、互いに対向して配置される変形板と短絡板とを備えている。変形板は、正極電極端子と電気的に接続されており、負極電極端子と絶縁されている。また、短絡板は、負極端子と電気的に接続されている。過充電等によってケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、変形板が変形し、短絡板に接触する。すると、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡される。   The power storage device may be provided with a mechanism for short-circuiting between the positive electrode and the negative electrode when overcharge or the like occurs. For example, in the power storage device disclosed in Patent Document 1, a short-circuit mechanism is provided between a positive electrode terminal and a negative electrode terminal provided in a case. The short-circuit mechanism includes a deformation plate and a short-circuit plate that are arranged to face each other. The deformation plate is electrically connected to the positive electrode terminal and insulated from the negative electrode terminal. The short-circuit plate is electrically connected to the negative terminal. When the pressure in the internal space of the case exceeds a predetermined value due to overcharge or the like, the deformed plate is deformed and contacts the short circuit plate. Then, the negative electrode terminal and the positive electrode terminal are short-circuited.

特開2013−235814号公報JP 2013-235814 A

特許文献1の変形板は、金属の板材をプレス成形しており、変形板には内部応力が残存し易い。このため、蓄電装置を長期間使用すると、変形板の内部の残留応力が時間の経過とともに緩和され、変形板の引っ張り強さが低下する。これによって、変形板が変形する圧力が低下し、ケースの内部空間の圧力が所定値に達する前に変形板が変形する虞がある。本明細書は、長期間の使用による短絡機構の誤作動を防止する技術を開示する。   The deformation plate of Patent Document 1 is formed by press-molding a metal plate material, and internal stress tends to remain on the deformation plate. For this reason, when the power storage device is used for a long period of time, the residual stress inside the deformable plate is relaxed over time, and the tensile strength of the deformable plate is reduced. As a result, the pressure at which the deformable plate is deformed decreases, and the deformable plate may be deformed before the pressure in the internal space of the case reaches a predetermined value. The present specification discloses a technique for preventing malfunction of the short-circuit mechanism due to long-term use.

本明細書に開示する蓄電装置は、正極電極及び負極電極を備える電極組立体と、電極組立体と電解液とを収納可能なケースと、ケースに設けられ、電極組立体の正極電極と電気的に接続される正極電極端子と、ケースに設けられ、電極組立体の負極電極と電気的に接続される負極電極端子と、ケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、正極電極端子と負極電極端子とを短絡させる短絡機構と、を備えている。短絡機構は、正極電極端子と負極電極端子の一方の電極端子と電気的に接続され、他方の電極端子と絶縁される変形板と、他方の電極端子と電気的に接続される短絡板と、を備えている。変形板は、短絡板に対して凸状となる第1状態と、短絡板に対して凹状となる第2状態とに変形可能である。ケースの内部空間の圧力が前記所定値を超えると、変形板は第1状態から第2状態となり、変形板が短絡板と接触する。変形板は、全体を100wt%とした場合に、0.5wt%以上かつ2.0wt%以下の鉄を含むアルミニウム合金により形成されている。   A power storage device disclosed in this specification includes an electrode assembly including a positive electrode and a negative electrode, a case that can store the electrode assembly and an electrolyte, and a case that is provided in the case and electrically connected to the positive electrode of the electrode assembly. A positive electrode terminal connected to the case, a negative electrode terminal provided on the case and electrically connected to the negative electrode of the electrode assembly, and when the pressure in the internal space of the case exceeds a predetermined value, the positive electrode terminal and the negative electrode A short-circuit mechanism for short-circuiting the electrode terminal. The short-circuit mechanism is electrically connected to one electrode terminal of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, insulated from the other electrode terminal, a short-circuit plate electrically connected to the other electrode terminal, It has. The deformable plate can be deformed into a first state that is convex with respect to the short-circuit plate and a second state that is concave with respect to the short-circuit plate. When the pressure in the internal space of the case exceeds the predetermined value, the deformable plate changes from the first state to the second state, and the deformable plate comes into contact with the short-circuit plate. The deformation plate is formed of an aluminum alloy containing iron of 0.5 wt% or more and 2.0 wt% or less when the whole is 100 wt%.

上記の蓄電装置では、変形板が0.5wt%以上かつ2.0wt%以下の鉄を含むアルミニウム合金により形成されている。当該アルミニウム合金を用いると、変形板を成形する際に当該変形板内に生じる残留応力を少なくすることができる。このため、時間の経過とともに緩和される残留応力が少なく、長期間経過しても変形板が変形する作動圧が低下し難い。したがって、蓄電装置の製造から長期間が経過しても、短絡機構が誤作動することを防止することができる。   In the above power storage device, the deformable plate is formed of an aluminum alloy containing 0.5 wt% or more and 2.0 wt% or less of iron. When the aluminum alloy is used, the residual stress generated in the deformed plate when the deformed plate is formed can be reduced. For this reason, there is little residual stress relieved with progress of time, and even if it passes for a long time, the working pressure which a deformation plate deforms does not fall easily. Therefore, the short-circuit mechanism can be prevented from malfunctioning even after a long period of time has elapsed since the manufacture of the power storage device.

実施例に係る蓄電装置の断面図。Sectional drawing of the electrical storage apparatus which concerns on an Example. 実施例に係る短絡機構について、通常時の状態を示す図。The figure which shows the state at the time of normal about the short circuit mechanism which concerns on an Example. 実施例に係る短絡機構について、短絡した状態を示す図。The figure which shows the state short-circuited about the short circuit mechanism which concerns on an Example. 実施例に係る変形板に用いる鉄含有アルミニウム合金について、引っ張り強さと時間の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between tensile strength and time about the iron containing aluminum alloy used for the deformation | transformation board which concerns on an Example.

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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。   The main features of the embodiments described below are listed. The technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.

(特徴1)本明細書が開示する蓄電装置では、変形板は、全体を100wt%とした場合に、0.7wt%以上かつ1.7wt%以下の鉄を含むアルミニウム合金により形成されていてもよい。このような構成によると、変形板を成形する際に変形板内に生じる残留応力をより減少させることができる。このため、蓄電装置の製造から長期間が経過しても、短絡機構が誤作動することを好適に防止することができる。 (Characteristic 1) In the power storage device disclosed in the present specification, the deformation plate may be formed of an aluminum alloy containing 0.7 wt% or more and 1.7 wt% or less of iron when the entire plate is 100 wt%. Good. According to such a configuration, it is possible to further reduce the residual stress generated in the deformation plate when the deformation plate is formed. For this reason, even if a long time passes since manufacture of an electrical storage apparatus, it can prevent suitably that a short circuit mechanism malfunctions.

(特徴2)本明細書が開示する蓄電装置では、ケースは、前記アルミニウム合金により形成されていてもよく、ケースと変形板とは一体成形されていてもよい。このような構成によると、ケースと変形板を同一の成形行程で成形できるため、その分だけ成形工程を減らすことができる。 (Feature 2) In the power storage device disclosed in the present specification, the case may be formed of the aluminum alloy, and the case and the deformation plate may be integrally formed. According to such a structure, since a case and a deformation | transformation board can be shape | molded by the same shaping | molding process, a shaping | molding process can be reduced by that much.

(特徴3)本明細書が開示する蓄電装置では、変形板は、ケースと別体に成形されていてもよい。このような構成によると、ケースと変形板についてそれぞれ異なる材料を用いることができる。このため、変形板に上記のアルミニウム合金を用いるとともに、ケースにはケースに好適な別の材料を用いることができる。 (Characteristic 3) In the power storage device disclosed in the present specification, the deformation plate may be formed separately from the case. According to such a configuration, different materials can be used for the case and the deformable plate. For this reason, while using said aluminum alloy for a deformation | transformation board, another material suitable for a case can be used for a case.

以下、図面を参照して実施例に係る蓄電装置100について説明する。図1に示すように、蓄電装置100は、ケース1と、ケース1に収容された電極組立体3と、ケース1に固定された正極電極端子5と負極電極端子7を備えている。電極組立体3と正極電極端子5とは電気的に接続されており、電極組立体3と負極電極端子7とは電気的に接続されている。また、蓄電装置100は、ケース1に固定された短絡機構10を備えている。ケース1の内部は、電解液が注入されており、電極組立体3は、電解液に浸漬している。   Hereinafter, a power storage device 100 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the power storage device 100 includes a case 1, an electrode assembly 3 accommodated in the case 1, a positive electrode terminal 5 and a negative electrode terminal 7 fixed to the case 1. The electrode assembly 3 and the positive electrode terminal 5 are electrically connected, and the electrode assembly 3 and the negative electrode terminal 7 are electrically connected. In addition, the power storage device 100 includes a short-circuit mechanism 10 fixed to the case 1. The inside of the case 1 is injected with an electrolytic solution, and the electrode assembly 3 is immersed in the electrolytic solution.

ケース1は、金属製であり、略直方体形状の箱型部材である。ケース1は、本体111と、本体111に固定された蓋部112とを備えている。蓋部112は、本体111の上部を覆っている。蓋部112には、取付孔81、82が形成されている。正極電極端子5は、取付孔81を介してケース1の内外に通じており、負極電極端子7は、取付孔82を介してケース1の内外に通じている。蓋部112は、正極電極端子5と電気的に接続されている。蓋部112と負極電極端子7との間には、絶縁部材61が配置されている。絶縁部材61は、蓋部112と負極電極端子7とを絶縁している。   The case 1 is made of metal and is a substantially rectangular parallelepiped box-shaped member. The case 1 includes a main body 111 and a lid portion 112 fixed to the main body 111. The lid part 112 covers the upper part of the main body 111. Mounting holes 81 and 82 are formed in the lid portion 112. The positive electrode terminal 5 communicates with the inside and outside of the case 1 through the attachment hole 81, and the negative electrode terminal 7 communicates with the inside and outside of the case 1 through the attachment hole 82. The lid portion 112 is electrically connected to the positive electrode terminal 5. An insulating member 61 is disposed between the lid portion 112 and the negative electrode terminal 7. The insulating member 61 insulates the lid portion 112 from the negative electrode terminal 7.

電極組立体3は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極との間に配置されたセパレータとを備えている。電極組立体3は、正極電極、負極電極及びセパレータからなる積層体が複数積層されて構成されている。複数の正極電極のそれぞれ及び複数の負極電極のそれぞれは、集電部材と、集電部材上に形成されている活物質層とを備えている。集電部材としては、正極電極に用いられるものは、例えばアルミ箔であり、負極電極に用いられるものは、例えば銅箔である。また、電極組立体3は、正極電極毎に設けられた正極集電タブ51と、負極電極毎に設けられた負極集電タブ52を備えている。正極集電タブ51は、正極電極の上端部に形成されている。負極集電タブ52は、負極電極の上端部に形成されている。正極集電タブ51及び負極集電タブ52は、電極組立体3の上方に突出している。複数の正極集電タブ51は、1つに纏められて正極リード53に固定されている。複数の負極集電タブ52は、1つに纏められて負極リード54に固定されている。   The electrode assembly 3 includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. The electrode assembly 3 is configured by laminating a plurality of laminated bodies including a positive electrode, a negative electrode, and a separator. Each of the plurality of positive electrodes and each of the plurality of negative electrodes includes a current collecting member and an active material layer formed on the current collecting member. As the current collecting member, one used for the positive electrode is, for example, an aluminum foil, and one used for the negative electrode is, for example, a copper foil. The electrode assembly 3 includes a positive current collecting tab 51 provided for each positive electrode and a negative current collecting tab 52 provided for each negative electrode. The positive electrode current collecting tab 51 is formed on the upper end portion of the positive electrode. The negative electrode current collecting tab 52 is formed on the upper end portion of the negative electrode. The positive electrode current collecting tab 51 and the negative electrode current collecting tab 52 protrude above the electrode assembly 3. The plurality of positive electrode current collecting tabs 51 are combined into one and fixed to the positive electrode lead 53. The plurality of negative electrode current collecting tabs 52 are combined into one and fixed to the negative electrode lead 54.

正極リード53は、正極集電タブ51と正極電極端子5とに接続されている。正極リード53を介して、正極集電タブ51と正極電極端子5とが電気的に接続されている。負極リード54は、負極集電タブ52と負極電極端子7とに接続されている。負極リード54を介して、負極集電タブ52と負極電極端子7とが電気的に接続されている。   The positive electrode lead 53 is connected to the positive electrode current collecting tab 51 and the positive electrode terminal 5. The positive electrode current collecting tab 51 and the positive electrode terminal 5 are electrically connected via the positive electrode lead 53. The negative electrode lead 54 is connected to the negative electrode current collecting tab 52 and the negative electrode terminal 7. The negative electrode current collecting tab 52 and the negative electrode terminal 7 are electrically connected via the negative electrode lead 54.

図2を参照して短絡機構10について説明する。図2に示すように、短絡機構10は、ケース1の蓋部112に設けられている。短絡機構10は、短絡板30及び変形板20を備えている。短絡板30は、金属製の部材であり、導電性を有している。短絡板30は、平面視において略矩形状に形成されており、変形板20の上方に配置されている。短絡板30は、負極電極端子7と電気的に接続されている。短絡板30とケース1の蓋部112との間には、絶縁部材61,62が配置されている。短絡板30は、絶縁部材61,62によって蓋部112上に支持されている。絶縁部材61は、負極電極端子7と蓋部112とを絶縁するとともに、短絡板30の一端と蓋部112とを絶縁している。絶縁部材62は、短絡板30の他端と蓋部112とを絶縁している。このため、短絡板30は蓋部112と絶縁されている。すなわち、短絡板30は正極電極端子5と絶縁されている。   The short-circuit mechanism 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the short-circuit mechanism 10 is provided on the lid portion 112 of the case 1. The short-circuit mechanism 10 includes a short-circuit plate 30 and a deformation plate 20. The short circuit board 30 is a metal member and has conductivity. The short-circuit plate 30 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed above the deformation plate 20. The short-circuit plate 30 is electrically connected to the negative electrode terminal 7. Insulating members 61 and 62 are disposed between the short-circuit plate 30 and the lid portion 112 of the case 1. The short-circuit plate 30 is supported on the lid portion 112 by insulating members 61 and 62. The insulating member 61 insulates the negative electrode terminal 7 from the lid portion 112 and also insulates one end of the short-circuit plate 30 from the lid portion 112. The insulating member 62 insulates the other end of the short-circuit plate 30 and the lid portion 112. For this reason, the short-circuit plate 30 is insulated from the lid portion 112. That is, the short-circuit plate 30 is insulated from the positive electrode terminal 5.

変形板20は、板厚が一定の板材を塑性加工(例えば、プレス加工)することによって成形されており、平面視すると円形となる導電性のダイアフラムである。変形板20は、ケース1の蓋部112に溶接等によって固定されている。変形板20の板厚は、蓋部112の板厚より小さくされており、かつ、短絡板30の板厚より小さくされている。変形板20は、ケース1内の圧力が所定値より低い状態では下方に凸状(短絡板30に向かって凹状)となっている。変形板20の外周部は、ケース1の蓋部112に接合されている。このため、変形板20の下面には、ケース1内の圧力が作用する。一方、変形板20の上面には、大気圧が作用する。変形板20は、蓋部112と電気的に接続されている。上述したように、蓋部112は、正極電極端子5と電気的に接続されており、負極電極端子7と絶縁されている。このため、変形板20は、正極電極端子5と電気的に接続されており、負極電極端子7とは絶縁されている。   The deformable plate 20 is formed by plastic processing (for example, press processing) a plate material having a constant plate thickness, and is a conductive diaphragm that is circular when viewed in plan. The deformation plate 20 is fixed to the lid portion 112 of the case 1 by welding or the like. The thickness of the deformable plate 20 is smaller than the thickness of the lid 112 and smaller than the thickness of the short-circuit plate 30. The deformation plate 20 is convex downward (concave toward the short-circuit plate 30) when the pressure in the case 1 is lower than a predetermined value. The outer peripheral portion of the deformation plate 20 is joined to the lid portion 112 of the case 1. For this reason, the pressure in the case 1 acts on the lower surface of the deformation plate 20. On the other hand, atmospheric pressure acts on the upper surface of the deformation plate 20. The deformation plate 20 is electrically connected to the lid portion 112. As described above, the lid portion 112 is electrically connected to the positive electrode terminal 5 and insulated from the negative electrode terminal 7. For this reason, the deformation plate 20 is electrically connected to the positive electrode terminal 5 and insulated from the negative electrode terminal 7.

変形板20は、鉄(Fe)を含有するアルミニウム合金によって形成されている。変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金は、全体を100wt%とした場合に、鉄(Fe)の含有率が0.5wt%以上かつ2.0wt%以下となっており、特に、0.7wt%以上かつ1.7wt%以下であることが好ましい。鉄の含有率を0.5wt%以上とすることで軟化効果が発生することができる。一方、鉄の含有率を2.0wt%以下とすることで耐腐食性の確保ができ、1.7wt%以下とすることで耐腐食性をより高くすることができる。なお、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金は、鉄(Fe)以外に、例えば、ケイ素(Si)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)等や、不可避の不純物を含有していてもよい。   The deformation plate 20 is formed of an aluminum alloy containing iron (Fe). The iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 has an iron (Fe) content of 0.5 wt% or more and 2.0 wt% or less when the whole is 100 wt%, in particular 0.7 wt%. It is preferable that it is above and 1.7 wt% or less. A softening effect can be generated by setting the iron content to 0.5 wt% or more. On the other hand, when the iron content is 2.0 wt% or less, the corrosion resistance can be secured, and when the iron content is 1.7 wt% or less, the corrosion resistance can be further increased. The iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 may contain, for example, silicon (Si), copper (Cu), zinc (Zn), and inevitable impurities in addition to iron (Fe).

図2及び図3を参照して、短絡機構10によって、正極電極端子5と負極電極端子7との間が短絡される構成について具体的に説明する。図2に示すように、ケース1内の圧力が所定値以下のとき、変形板20は下方に凸の状態になっている。すなわち、変形板20は、短絡板30に向かって凹状の第1状態となっている。上述したように、変形板20は正極電極端子5と電気的に接続されており、負極電極端子7と絶縁されている。このため、正極電極端子5と負極電極端子7との間には、短絡機構10を介した通電経路は形成されていない。ケース1内の圧力が上昇すると、変形板20の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板20の上面には大気圧が作用する。このため、ケース1内の圧力が上昇して所定値に達すると、図3に示すように、変形板20は反転して、上方に凸の状態に変化する。すなわち、変形板20は、短絡板30に向かって凸状の第2状態となる。このとき、変形板20の上面が、短絡板30に接触する。変形板20は正極電極端子5と電気的に接続されている。一方、短絡板30は負極電極端子7と電気的に接続されている。このため、変形板20と短絡板30とが接触すると、正極電極端子5と負極電極端子7との間には、変形板20及び短絡板30を介した通電経路が形成される。すなわち、正極電極端子5と負極電極端子7との間が短絡した状態となる。これによって、電極組立体3に流れる電流を小さくすることができる。   With reference to FIG.2 and FIG.3, the structure by which the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 7 are short-circuited by the short circuit mechanism 10 is demonstrated concretely. As shown in FIG. 2, when the pressure in the case 1 is equal to or lower than a predetermined value, the deformable plate 20 is convex downward. That is, the deformable plate 20 is in a concave first state toward the short-circuit plate 30. As described above, the deformation plate 20 is electrically connected to the positive electrode terminal 5 and insulated from the negative electrode terminal 7. For this reason, an energization path via the short-circuit mechanism 10 is not formed between the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 7. When the pressure in the case 1 increases, the pressure acting on the lower surface of the deformation plate 20 increases. On the other hand, atmospheric pressure acts on the upper surface of the deformation plate 20. For this reason, when the pressure in the case 1 rises and reaches a predetermined value, as shown in FIG. 3, the deformable plate 20 is inverted and changes to a convex state upward. That is, the deformable plate 20 enters the second state that is convex toward the short-circuit plate 30. At this time, the upper surface of the deformation plate 20 contacts the short-circuit plate 30. The deformation plate 20 is electrically connected to the positive electrode terminal 5. On the other hand, the short-circuit plate 30 is electrically connected to the negative electrode terminal 7. For this reason, when the deformation | transformation board 20 and the short circuit board 30 contact, between the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 7, the electricity supply path via the deformation board 20 and the short circuit board 30 will be formed. That is, the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 7 are short-circuited. As a result, the current flowing through the electrode assembly 3 can be reduced.

図4及び表1を参照して、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金の残留応力の経時変化を測定した結果を説明する。実験では、実施例に係る鉄含有アルミニウム合金の板材をプレス加工することで試験片を製作し、その試験片を一定の温度環境下(実験では80℃)で所定時間放置し、その後に試験片に対して引張試験を行った。試験片はプレス成形されているため、その内部に残留応力が生じている。このため、試験片を一定の温度環境下で放置すると、試験片に残留している残留応力が解放される。ここで、試験片に残留する残留応力が大きいと、試験片の引張り強さが大きくなる。一方、試験片に残留する残留応力が小さいと、試験片の引張り強さは低くなる。したがって、試験片の引張り強さの低下率(所定時間経過前の引張り強さに対する所定時間経過後の引張り強さの低下率)が大きいほど、試験片に残留していた残留応力がより多く解放されたことになる。すなわち、試験片の引張強さの低下率が大きい場合、プレス加工時に試験片に生じた残留応力が大きいと評価でき、一方、試験片の引張強さの低下率が小さい場合、プレス加工時に試験片に生じた残留応力が小さいと評価できる。実験では、試験片を一定の温度環境下に放置する時間を変えて引張試験を行うことで、試験片の残留応力の解放が経時的にどのように進むかを評価した。鉄含有アルミニウム合金としては、全体を100wt%とした場合に、鉄(Fe)をそれぞれ0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1.0wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%含有するものを用いた。以下に代表的なものとして、鉄を0.7wt%含有した鉄含有アルミニウム合金の結果を示す。鉄の含有率が高くなると軟化効果が高くなる。このため、上記のうち、鉄含有量が最も少ない、鉄を0.7wt%含有する鉄含有アルミニウム合金についての結果を示し、本実施例で用いる鉄含有アルミニウム合金の残留応力について評価した。また、比較例として、アルミニウム合金A1050についても同様の試験を行った。アルミニウム合金A1050は、全体を100wt%とした場合に、アルミニウム(Al)の含有率が99.50wt%以上であり、0.40wt%以下の鉄(Fe)等を含有していた。   With reference to FIG. 4 and Table 1, the result of having measured the time-dependent change of the residual stress of the iron containing aluminum alloy used for the deformation | transformation board 20 is demonstrated. In the experiment, a test piece was manufactured by pressing the iron-containing aluminum alloy plate according to the example, and the test piece was left under a certain temperature environment (80 ° C. in the experiment) for a predetermined time, and then the test piece. A tensile test was performed on the test piece. Since the test piece is press-molded, a residual stress is generated inside. For this reason, when the test piece is left in a constant temperature environment, the residual stress remaining on the test piece is released. Here, if the residual stress remaining on the test piece is large, the tensile strength of the test piece increases. On the other hand, when the residual stress remaining on the test piece is small, the tensile strength of the test piece becomes low. Therefore, the greater the rate of decrease in the tensile strength of the test piece (the rate of decrease in the tensile strength after the lapse of the predetermined time with respect to the tensile strength before the lapse of the predetermined time), the more residual stress remaining on the test piece is released. It will be done. That is, when the decrease rate of the tensile strength of the test piece is large, it can be evaluated that the residual stress generated in the test piece during press working is large. On the other hand, when the decrease rate of the tensile strength of the test piece is small, the test piece is tested during press working. It can be evaluated that the residual stress generated in the piece is small. In the experiment, it was evaluated how the release of the residual stress of the test piece progressed over time by changing the time in which the test piece was left in a constant temperature environment and performing a tensile test. As an iron-containing aluminum alloy, when the whole is 100 wt%, iron (Fe) is 0.7 wt%, 0.8 wt%, 0.9 wt%, 1.0 wt%, 1.1 wt%, 1.2 wt%, respectively. %, 1.3 wt%, 1.4 wt%, 1.5 wt%, 1.6 wt%, and 1.7 wt% were used. As a representative example, the results of an iron-containing aluminum alloy containing 0.7 wt% of iron are shown below. As the iron content increases, the softening effect increases. For this reason, among the above, the result about the iron-containing aluminum alloy containing the iron content of 0.7 wt% with the smallest iron content was shown, and the residual stress of the iron-containing aluminum alloy used in this example was evaluated. Moreover, the same test was done also about aluminum alloy A1050 as a comparative example. The aluminum alloy A1050 had an aluminum (Al) content of 99.50 wt% or more and 0.40 wt% or less of iron (Fe) or the like when the whole was 100 wt%.

表1は、実験に用いた鉄含有アルミニウム合金と比較例に係るアルミニウム合金A1050の引張り強さと時間との関係を示しており、図4は表1をグラフに表したものである。表1及び図4に示すように、比較例のアルミニウム合金A1050の引張り強さは、156Mpaから時間の経過とともに減少し、720時間後には115.44Mpaとなり、約26%低下した。一方、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金の引張り強さは、167Mpaから720時間後には147.62Mpaとなり、約12%低下した。この結果から、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金は、アルミニウム合金A1050と比較して、時間の経過による引張り強さの低下率が低いことがわかった。すなわち、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金では、プレス成形時に試験片に生じる圧縮残留応力が小さく、その分、解放される圧縮残留応力も小さくなることがわかった。すなわち、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金は、内部の残留応力がより緩和されているということができる。   Table 1 shows the relationship between the tensile strength and time of the iron-containing aluminum alloy used in the experiment and the aluminum alloy A1050 according to the comparative example, and FIG. 4 is a graph of Table 1. As shown in Table 1 and FIG. 4, the tensile strength of the aluminum alloy A1050 of the comparative example decreased from 156 Mpa with the passage of time, and after 720 hours became 115.44 Mpa, a decrease of about 26%. On the other hand, the tensile strength of the iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 was 147.62 Mpa after 720 hours from 167 Mpa, a decrease of about 12%. From this result, it was found that the iron-containing aluminum alloy used for the deformed plate 20 had a lower rate of decrease in tensile strength over time than aluminum alloy A1050. That is, it was found that the iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 has a small compressive residual stress generated in the test piece during press molding, and the corresponding compressive residual stress is also reduced. That is, it can be said that the internal residual stress of the iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 is more relaxed.

次に、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金の耐腐食性を評価した結果を説明する。実験では、実施例に係る鉄含有アルミニウム合金の試験片を作製し、その試験片を一定の温度環境下(実験では80℃)で、3.5wt%の食塩水に浸漬した状態で放置した。50時間放置した後、試験片の表面粗さの変化の有無を確認した。放置前の試験片の表面粗さと比較して、放置後の試験片の表面粗さに変化がなければ、試験片は耐腐食性を確保していると評価できる。鉄含有アルミニウム合金としては、鉄をそれぞれ1.5wt%、1.7wt%、2.0wt%含有するものを用いた。この結果、用いた鉄含有アルミニウム合金の試験片の全てにおいて、放置前と放置後の表面粗さの変化が見られなかった。すなわち、変形板20に用いる鉄含有アルミニウム合金は、鉄の含有量が2.0wt%以下であれば、耐腐食性を確保できることがわかった。   Next, the results of evaluating the corrosion resistance of the iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 will be described. In the experiment, a test piece of the iron-containing aluminum alloy according to the example was produced, and the test piece was left in a state of being immersed in 3.5 wt% saline under a constant temperature environment (80 ° C. in the experiment). After leaving for 50 hours, the presence or absence of a change in the surface roughness of the test piece was confirmed. If there is no change in the surface roughness of the test piece after being left as compared with the surface roughness of the test piece before being left, it can be evaluated that the test piece has secured corrosion resistance. As the iron-containing aluminum alloy, those containing 1.5 wt%, 1.7 wt%, and 2.0 wt% of iron were used. As a result, in all the test pieces of the iron-containing aluminum alloy used, no change in surface roughness was observed before and after being left. That is, it was found that the iron-containing aluminum alloy used for the deformable plate 20 can ensure corrosion resistance when the iron content is 2.0 wt% or less.

本実施例の変形板20は、上述の鉄含有アルミニウム合金によって成形されているため、成形時に生じる残留応力が小さくなっている。比較例に係るアルミニウム合金A1050を用いて変形板を成形すると、成形時に生じる残留応力が大きいため、時間の経過とともに残留応力が緩和されていき、クリープ耐性が悪い。このため、比較例に係るアルミニウム合金A1050を用いて成形した変形板は、長期間経過すると、残留応力の緩和により変形板の機械的強度が大きく低下し、ケースの内部空間の圧力が設定値に達する前に反転する虞がある。本実施例の変形板20は上述の鉄含有アルミニウム合金を用いて成形されているため、蓄電装置100を長期間使用しても、変形板20の機械的強度が低下し難く、短絡機構10が誤作動を起こし難くなる。また、比較例に係るアルミニウム合金A1050を用いて変形板を成形した場合であっても、プレス加工後に熱処理等を行うことによって残留応力を予め緩和することができるが、この場合には製造時の工程(すなわち、熱処理工程)が増加することになる。本実施例の変形板20は、上述の鉄含有アルミニウム合金を用いることによって、成形後に熱処理等を行うことなく変形板20の残留応力を小さくすることができる。したがって、上述の鉄含有アルミニウム合金を用いて変形板20を成形することにより、製造から長期間が経過しても、短絡機構10が誤作動を起こし難い蓄電装置100を容易に製造することができる。   Since the deformable plate 20 of the present embodiment is formed by the above-described iron-containing aluminum alloy, the residual stress generated during forming is small. When the deformed plate is formed using the aluminum alloy A1050 according to the comparative example, the residual stress generated at the time of forming is large. Therefore, the residual stress is relaxed with time, and the creep resistance is poor. For this reason, when the deformed plate formed using the aluminum alloy A1050 according to the comparative example passes for a long time, the mechanical strength of the deformed plate is greatly reduced due to relaxation of the residual stress, and the pressure in the internal space of the case becomes the set value. There is a risk of flipping before reaching. Since the deformable plate 20 of the present embodiment is formed using the above-described iron-containing aluminum alloy, even if the power storage device 100 is used for a long period of time, the mechanical strength of the deformable plate 20 is hardly lowered, and the short-circuit mechanism 10 is It becomes difficult to cause malfunction. Further, even when the deformed plate is formed using the aluminum alloy A1050 according to the comparative example, the residual stress can be relieved in advance by performing a heat treatment or the like after the press working. The number of steps (ie, heat treatment step) will increase. By using the above-described iron-containing aluminum alloy, the deformation plate 20 of the present embodiment can reduce the residual stress of the deformation plate 20 without performing a heat treatment or the like after forming. Therefore, by forming the deformable plate 20 using the above-described iron-containing aluminum alloy, it is possible to easily manufacture the power storage device 100 in which the short-circuit mechanism 10 is unlikely to malfunction even after a long period of time has elapsed since manufacture. .

また、上述した実施例では、変形板20は、蓋部112とは別体に成形した後に、蓋部112に接合していた。このため、変形板20と蓋部112を異なる材料を用いて成形することができる。例えば、変形板20は上述の鉄含有アルミニウム合金を用いて成形するとともに、蓋部112はアルミニウム合金A1050やアルミニウム合金A3003等を用いて成形することができる。アルミニウム合金A3003は、1.0wt%以上かつ1.5wt%以下のマンガン(Mn)を含有するアルミニウム合金であり、強度が高いという特徴を有している。変形板20はケースの内部空間の圧力が所定値を超えたときに変形することを考慮して材料を選択する必要があるが、蓋部112は変形し難く強度の高い材料を用いることが適している。変形板20と蓋部112を別体に成形すると、変形板20と蓋部112のそれぞれに適した材料を用いて蓄電装置100を製造することができる。なお、上述した実施例とは異なり、ケース1の蓋部112と変形板20とを一体成形してもよい。変形板20と蓋部112とを一体成形すると、製造時の加工工程及び蓋部112と変形板20とを接合する接合工程を減らすことができ、変形板20をより容易に成形することができる。   In the embodiment described above, the deformable plate 20 is formed separately from the lid portion 112 and then joined to the lid portion 112. For this reason, the deformation | transformation board 20 and the cover part 112 can be shape | molded using a different material. For example, the deformable plate 20 can be formed using the above-described iron-containing aluminum alloy, and the lid portion 112 can be formed using aluminum alloy A1050, aluminum alloy A3003, or the like. Aluminum alloy A3003 is an aluminum alloy containing 1.0 wt% or more and 1.5 wt% or less of manganese (Mn), and has a feature of high strength. Although it is necessary to select a material for the deformable plate 20 in consideration of deformation when the pressure in the internal space of the case exceeds a predetermined value, it is suitable to use a material that is hard to deform and has high strength. ing. When the deformable plate 20 and the lid portion 112 are formed separately, the power storage device 100 can be manufactured using materials suitable for the deformable plate 20 and the lid portion 112. Unlike the above-described embodiment, the lid portion 112 of the case 1 and the deformation plate 20 may be integrally formed. If the deformable plate 20 and the lid portion 112 are integrally formed, the processing steps during manufacturing and the joining step for joining the lid portion 112 and the deformable plate 20 can be reduced, and the deformable plate 20 can be formed more easily. .

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。   As mentioned above, although the specific example of the technique disclosed by this specification was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the 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.

1:ケース
3:電極組立体
5:正極電極端子
7:負極電極端子
10:短絡機構
20:変形板
30:短絡板
61,62:絶縁部材
100:蓄電装置
112:蓋部
1: Case 3: Electrode assembly 5: Positive electrode terminal 7: Negative electrode terminal 10: Short circuit mechanism 20: Deformation plate 30: Short circuit plate 61, 62: Insulating member 100: Power storage device 112: Lid

Claims (4)

正極電極及び負極電極を備える電極組立体と、
前記電極組立体と電解液とを収納可能なケースと、
前記ケースに設けられ、前記電極組立体の前記正極電極と電気的に接続される正極電極端子と、
前記ケースに設けられ、前記電極組立体の前記負極電極と電気的に接続される負極電極端子と、
前記ケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、前記正極電極端子と前記負極電極端子とを短絡させる短絡機構と、を備えており、
前記短絡機構は、前記正極電極端子と前記負極電極端子の一方の電極端子と電気的に接続され、他方の電極端子と絶縁される変形板と、前記他方の電極端子と電気的に接続される短絡板と、を備えており、
前記変形板は、前記短絡板に対して凸状となる第1状態と、前記短絡板に対して凹状となる第2状態とに変形可能であり、
前記ケースの内部空間の圧力が前記所定値を超えると、前記変形板は前記第1状態から前記第2状態となり、前記変形板が前記短絡板と接触し、
前記変形板は、全体を100wt%とした場合に、0.5wt%以上かつ2.0wt%以下の鉄を含むアルミニウム合金により形成されている、蓄電装置。
An electrode assembly comprising a positive electrode and a negative electrode;
A case capable of storing the electrode assembly and the electrolyte;
A positive electrode terminal provided in the case and electrically connected to the positive electrode of the electrode assembly;
A negative electrode terminal provided in the case and electrically connected to the negative electrode of the electrode assembly;
A short-circuit mechanism for short-circuiting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal when the pressure in the internal space of the case exceeds a predetermined value,
The short-circuit mechanism is electrically connected to one electrode terminal of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, electrically connected to the deformation plate insulated from the other electrode terminal, and electrically connected to the other electrode terminal. A short circuit board, and
The deformable plate is deformable into a first state that is convex with respect to the short-circuit plate and a second state that is concave with respect to the short-circuit plate,
When the pressure in the internal space of the case exceeds the predetermined value, the deformation plate is changed from the first state to the second state, the deformation plate is in contact with the short-circuit plate,
The deformation plate is formed of an aluminum alloy containing 0.5 wt% or more and 2.0 wt% or less of iron when the deformation plate is 100 wt% as a whole.
前記変形板は、全体を100wt%とした場合に、0.7wt%以上かつ1.7wt%以下の鉄を含むアルミニウム合金により形成されている、請求項1に記載の蓄電装置。   2. The power storage device according to claim 1, wherein the deformation plate is formed of an aluminum alloy containing iron of 0.7 wt% or more and 1.7 wt% or less when the whole is 100 wt%. 前記ケースは、前記アルミニウム合金により形成されており、
前記ケースと前記変形板とは一体成形されている、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
The case is formed of the aluminum alloy,
The power storage device according to claim 1, wherein the case and the deformation plate are integrally formed.
前記変形板は、前記ケースと別体に成形されている、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
The power storage device according to claim 1, wherein the deformable plate is formed separately from the case.
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