JP2020155200A - 電流遮断装置とその製造方法、及び蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性の高い電流遮断装置を提供する。
【解決手段】電流遮断装置は、第1通電部材と、第2通電部材と、変形部材と、ホルダを備えている。第1通電部材は、電極端子に接続されている。第2通電部材は、第1通電部材と間隔をおいて第1通電部材に対向して配置されており、蓄電装置の電極に接続されている。第2通電部材の周囲部には、貫通孔が設けられている。変形部材は、第1通電部材と第2通電部材の間に配置されているとともに、端部が第1通電部材に接合されており、中央部が第2通電部材に接合されている。ホルダは、第1通電部材に固定されている。ホルダは、第2通電部材に対向するベース部と、ベース部から第2通電部材側に伸びているボス部と、ボス部の端部に設けられている頭部を備えている。ボス部は、第2通電部材の貫通孔を通過している。ボス部の長さは、貫通孔における第2通電部材の厚み方向の長さより長い。
【選択図】図2
【解決手段】電流遮断装置は、第1通電部材と、第2通電部材と、変形部材と、ホルダを備えている。第1通電部材は、電極端子に接続されている。第2通電部材は、第1通電部材と間隔をおいて第1通電部材に対向して配置されており、蓄電装置の電極に接続されている。第2通電部材の周囲部には、貫通孔が設けられている。変形部材は、第1通電部材と第2通電部材の間に配置されているとともに、端部が第1通電部材に接合されており、中央部が第2通電部材に接合されている。ホルダは、第1通電部材に固定されている。ホルダは、第2通電部材に対向するベース部と、ベース部から第2通電部材側に伸びているボス部と、ボス部の端部に設けられている頭部を備えている。ボス部は、第2通電部材の貫通孔を通過している。ボス部の長さは、貫通孔における第2通電部材の厚み方向の長さより長い。
【選択図】図2
Description
本明細書に開示する技術は、電流遮断装置とその製造方法、及び蓄電装置に関する。
蓄電装置が過充電されたり、内部で短絡が発生したときに、ケース内の圧力上昇を利用し、電極端子間(正極端子と負極端子)に流れる電流を遮断する電流遮断装置の開発が進められている。電流遮断装置は、電極端子と電極の間(正極端子と正極の間又は負極端子と負極の間)に配置される。特許文献1には、電極端子(外部端子24)に接続されている第1通電部材(接続端子21)と、電極(正極集電体60)に接続されている第2通電部材(内部端子部61)と、端部が第1通電部材に接続されているとともに中央部が第2通電部材に接合されている変形部材(反転板26)を備えた電流遮断装置が開示されている。特許文献1では、絶縁性のホルダ22を用いて、第1通電部材と第2通電部材を固定している。具体的には、第1通電部材とホルダを固定し、ホルダのボス部(係合突起22c1)を第2通電部材に設けられている取付孔75に嵌め込んで第2通電部材とホルダを固定し、第1通電部材と第2通電部材を固定している。
特許文献1では、変形部材の中央部を第2通電部材に接合している。具体的には、第1通電部材を介して変形部材をホルダに固定し、第2通電部材をホルダに固定した後、変形部材の中央部を第2通電部材に接合している。変形部材と第2通電部材を確実に接合するためには、第2通電部材をホルダに固定したときに、変形部材と第2通電部材が接触していることが必要である。そのため、変形部材と第2通電部材を確実に接触させるため、変形部材に圧縮力(反転する方向の力)を加えた状態で、第2通電部材をホルダに固定する。特許文献1の電流遮断装置は、変形部材に対して常に圧縮力が加わっている。そのため、変形部材が反転する圧力が設計値からずれ、例えば、ケース内の圧力が所定値に達する前に変形部材が反転することが起こり得る。特許文献1の電流遮断装置は、信頼性の確保が難しい。本明細書は、信頼性の高い電流遮断装置を提供することを目的とする。
本明細書に開示する電流遮断措置は、蓄電装置のケース内の圧力が所定値を超えたときに電極端子と電極の導通を遮断する。この電流遮断装置は、電極端子に接続されている第1通電部材と、電極に接続されている第2通電部材と、第1通電部材と第2通電部材の間に配置されている変形部材と、第1通電部材に固定されているホルダを備えていてよい。第2通電部材は、第1通電部材と間隔をおいて第1通電部材に対向して配置されているとともに、周囲部に複数の貫通孔が設けられていてよい。変形部材は、端部が第1通電部材に接合されており、中央部が第2通電部材に接合されていてよい。ホルダは、絶縁性を有しており、ベース部と、複数のボス部と、頭部を有していてよい。ベース部は、第2通電部材に対向する対向面を有していてよい。ボス部は、ベース部から第2通電部材側に伸びていてよい。頭部は、ボス部の端部に設けられているとともに貫通孔よりサイズが大きくてよい。この電流遮断装置では、ホルダに設けられているボス部の各々は、第2通電部材に設けられている複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔を通過していてよい。また、ボス部の長さが、貫通孔における第2通電部材の厚み方向の長さより長くてよい。
上記電流遮断装置は、ホルダのボス部の長さが、第2通電部材の貫通孔における第2通電部材の厚み方向の長さより長い。換言すると、ボス部が設けられている部分のホルダのベース部から頭部までの距離が、貫通孔が設けられている部分の第2通電部材の厚みより厚い。そのため、第2通電部材は、ホルダに取り付けられた状態(貫通孔にボス部を通過させた状態)であっても、ベース部に対する距離を変えることができる。具体的には、第2通電部材は、ボス部が伸びる方向(貫通孔が伸びる方向)において、ベース部と頭部の間を移動し得る。上記電流遮断装置は、第2通電部材と変形部材を接合するときは、第2通電部材をベース部側に移動させ、変形部材に圧縮力を付与し、第2通電部材と変形部材が良好に接触した状態で両者を接合することができる。また、第2通電部材と変形部材を接合した後は、第2通電部材がホルダのベース部から離れ、変形部材に加わっていた圧縮力が消去(少なくとも低減)する。上記電流遮断装置は、従来の電流遮断装置と比較して、変形部材の反転圧力が設計値からずれることが抑制され、高い信頼性を確保することができる。
変形部材の中央部と第2通電部材が接合されている接合部よりも外側において、第2通電部材の変形部材とは反対側の面に溝が設けられていてよい。第2通電部材に溝を設けることにより、ケース内の圧力が上昇したときに、その溝を起点として第2通電部材を破断させることができる。変形部材と第2通電部材を強固に接合しても、変形部材の反転に伴なって第1通電部材と第2通電部材の導通を遮断(すなわち、蓄電装置の導通を遮断)することができる。なお、第2通電部材の破断圧力は、溝の深さ(溝の底部における第2通電部材の厚さ)を調整することにより容易に制御することができる。
第2通電部材に溝が設けられている場合、溝より外側の第2通電部材の厚みが、溝より内側の第2通電部材の厚みより厚くてよい。変形部材が反転するときに変形部材とともに移動する部分(溝の内側)の重量を軽くすることができ、さらに、ホルダに支持される部分(溝の外側)の強度を高くすることができる。
本明細書では、蓄電装置のケース内の圧力が所定値を超えたときに電極端子と電極の導通を遮断する電流遮断装置の製造方法も開示する。その製造方法では、電極に接続されるとともに周囲に複数の貫通孔が設けられている板状の第2通電部材を用意し、変形部材の端部が接合されているとともに電極端子に接続される第1通電部材に固定されており、基部と、基部から伸びているとともに第2通電部材の貫通孔より長い複数のボス部を備える絶縁性のホルダを用意する。その後、ボス部の各々を対応する貫通孔に通過させ、第2通電部材に基部に向かう力を加えた状態で変形部材と第2通電部材を接合し、変形部材と第2通電部材を接合した後に第2通電部材に加えていた力を除去する。変形部材と第2通電部材を確実に接合することができるとともに、完成後の電流遮断装置において変形部材に圧縮応力が残存することを抑制することができる。
上記製造方法において、変形部材と第2通電部材の接合後であるとともに第2通電部材に加えていた力を除去する前に、ボス部を加熱し、第2通電部材の表面との隙間を確保した状態でボス部の端部に第2通電部材の貫通孔よりサイズが大きい頭部を形成してもよい。接合の際に変形部材に加えられていた圧縮応力を除去することができるとともに、完成後の電流遮断装置において第2通電部材がホルダから外れることを抑制することができる。
上記製造方法において、ホルダを用意するときに、ボス部の端部に第2通電部材の貫通孔よりサイズが大きい頭部が設けられているホルダを用意してもよい。このようなホルダであっても、完成後の電流遮断装置において第2通電部材がホルダから外れることを抑制することができる。また。この場合、変形部材と第2通電部材の接合後に、ボス部の端部に頭部を形成する必要がない。
(第1実施例)
図1を参照し、蓄電装置100について説明する。蓄電装置100は、二次電池であり、電流遮断装置10を備えている。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に固定された正極接続端子5及び負極接続端子7を備えている。なお、以下の説明では、正極接続端子5及び負極接続端子7を併せて、電極接続端子5,7と称することがある。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の内部には、電極組立体3と電流遮断装置10が収容されている。電極組立体3は、電極接続端子5,7に電気的に接続されている。電流遮断装置10は、電極組立体3と負極接続端子7の間に配置されている。なお、ケース1の内部は、電解液が注入されており、大気が除去されている。また、電極組立体3は、電解液に浸漬している。
図1を参照し、蓄電装置100について説明する。蓄電装置100は、二次電池であり、電流遮断装置10を備えている。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に固定された正極接続端子5及び負極接続端子7を備えている。なお、以下の説明では、正極接続端子5及び負極接続端子7を併せて、電極接続端子5,7と称することがある。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の内部には、電極組立体3と電流遮断装置10が収容されている。電極組立体3は、電極接続端子5,7に電気的に接続されている。電流遮断装置10は、電極組立体3と負極接続端子7の間に配置されている。なお、ケース1の内部は、電解液が注入されており、大気が除去されている。また、電極組立体3は、電解液に浸漬している。
ケース1は、本体111と、本体111に固定された蓋部112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が設けられている。正極接続端子5は、取付孔81を介してケース1の内外に通じている。負極接続端子7は、取付孔82を介してケース1の内外に通じている。
電極組立体3は、正極電極と負極電極とセパレータを備えている(図示省略)。セパレータは、正極電極と負極電極の間に配置されている。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(単位セル)が複数積層された構造を有している。複数の正極電極の各々は、正極集電部材と、正極集電部材上に形成されている正極活物質層を備えている。正極集電部材の一例として、アルミニウム箔が挙げられる。また、複数の負極電極の各々は、負極集電部材と、負極集電部材上に形成されている負極活物質層を備えている。負極集電部材の一例として、銅箔が挙げられる。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(電極組立体3の蓋部112側の端部)に設けられている。負極集電タブ52は、負極電極の上端部に設けられている。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(蓋部112側)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に接続されている。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に接続されている。
正極リード53は、正極集電タブ51と正極接続端子5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と正極接続端子5が電気的に接続されている。正極リード53とケース1の間に、絶縁部材70が配置されている。絶縁部材70は、正極リード53とケース1(蓋部112)を絶縁している。
負極リード54は、負極集電タブ52と接続端子56に接続されている。接続端子56は、電流遮断装置10を介して負極接続端子7に電気的に接続されている。すなわち、負極リード54、接続端子56及び電流遮断装置10を介して、負極集電タブ52と負極接続端子7が電気的に接続されている。これにより、電極組立体3と負極接続端子7を接続する通電経路が形成されている。電流遮断装置10は、この通電経路を遮断することができる。電流遮断装置10の詳細については後述する。負極リード54とケース1の間に、絶縁部材71が配置されている。絶縁部材71は、負極リード54とケース1(蓋部112)を絶縁している。
蓋部112の上面(ケース1の外部)に、樹脂製のガスケット62,63が配置されている。ガスケット62,63は、絶縁性を有している。ガスケット62は、正極接続端子5に固定されている。また、正極外部端子(金属プレート)60が、ガスケット62の上面に配置されている。正極外部端子60には、貫通孔60aが形成されている。貫通孔60aは、上面側に比べ、下面側のサイズが大きくなっている。ガスケット62は、蓋部112と正極外部端子60を絶縁している。ボルト64が、貫通孔60aを通過している。具体的には、ボルト64の頭部が、貫通孔60a内に収容されている。また、ボルト64の軸部が、貫通孔60aを通って正極外部端子60の上方に突出している。正極接続端子5、正極外部端子60及びボルト64は、電気的に接続されており、正極端子を構成している。
ガスケット63は、負極接続端子7に固定されている。負極外部端子(金属プレート)61が、ガスケット63の上面に配置されている。負極外部端子61には、正極外部端子60の貫通孔60aと同様の貫通孔61aが形成されている。貫通孔61a内にボルト65の頭部が収容され、ボルト65の軸部が貫通孔61aを通って負極外部端子61の上方に突出している。ガスケット63、負極外部端子61及びボルト65の構成は、上述したガスケット62、正極外部端子60及びボルト64の構成と同様である。負極接続端子7、負極外部端子61及びボルト65は、電気的に接続されており、負極端子を構成している。
図2を参照して電流遮断装置10について説明する。電流遮断装置10は、負極接続端子7と、変形板20と、破断板30と、ホルダ80を備えている。負極接続端子7は第1通電部材の一例であり、変形板20は変形部材の一例であり、破断板30は第2通電部材の一例である。負極接続端子7は、蓋部112にかしめ固定されている。負極接続端子7は、かしめ部品(かしめ端子)である。負極接続端子7は、円筒部94、基部95及び固定部96を備えている。円筒部94は、取付孔82を通過している。また、円筒部94は、貫通孔97を備えている。基部95は環状であり、円筒部94の下端に固定されている。基部95は、ケース1の内部に配置されている。基部95は、蓋部112に沿って広がる平面を有している。基部95の面方向端部に、下方(電極組立体3側)に突出する突出部99が設けられている。また、基部95には、凹部98が形成されている。凹部98の中央に、貫通孔97が位置している。凹部98と貫通孔97は連通している。そのため、凹部98内の空間12は大気圧に保たれる。固定部96は、円筒部94の上端に固定されている。固定部96はケース1の外部に配置されている。負極接続端子7は、固定部96によってケース1(蓋部112)に固定されている。
変形板20は、導電性を有するダイアフラムである。変形板20は、負極接続端子7の下方に配置されている。変形板20は、中央部21及び外周部(端部)22を有している。変形板20の中央部21は、下方に凸となっており、破断板30に接合されている。変形板20の外周部22は、負極接続端子7(基部95)に接合されている。より具体的には、電流遮断装置10では、変形板20の中央部21が破断板30に溶接され、外周部22が負極接続端子7に溶接されている。負極接続端子7の凹部98は、変形板20によって覆われている。そのため、凹部98内の空間12は、貫通孔97を介してケース1外の空間と連通しており、ケース1内の空間(ケース1内であって電流遮断装置10外の空間)から分離されている(図1も参照)。
破断板30は、導電性を有している。破断板30は、平面視において円形であり、変形板20の下方に配置されている。また、破断板30は、基部95に対向する位置に配置されている。そのため、変形板20は、負極接続端子7(基部95)と破断板30の間に配置されている。破断板30と負極接続端子7(基部95)は直接接しておらず、両者の間には間隔が設けられている。破断板30は、中央部31及び外周部32を有している。変形板20の中央部21は、破断板30の中央部31に接合(溶接)されている。破断板30の外周部32には、接続端子56が接続されている。すなわち、破断板30は、接続端子56を介して負極電極に接続されている。
破断板30の上面(変形板20側の表面)は、中央部31から外周部32にかけてほぼ平坦である。それに対して、破断板30の下面(変形板20と反対側の表面)は、外周部32に対して中央部31が窪んでいる。そのため、中央部31の厚みは、外周部32の厚みより薄い。破断溝33が、破断板30の下面に設けられている。破断溝33は、破断板30の中央部31と外周部32の間に設けられている。そのため、破断板30では、破断溝33より外側(外周部32)の厚みが、破断溝33より内側(中央部31)の厚みより厚い。破断溝33は、変形板20の中央部21と破断板30が接合(溶接)されている部分(破断板30の中央部31)より外側に設けられている。外周部32の面方向端部(周囲部の一例)には、複数の貫通孔35が設けられている。
破断板30は、ホルダ80に支持されている。ホルダ80は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂で形成されている。ホルダ80は、負極接続端子7の基部95を囲むように、ケース1内に配置されている。ホルダ80は、上部79及び下部78を有している。上部79は、ケース1の蓋部112に沿って広がる平面を有している。上部79の中央に貫通孔79aが設けられている。負極接続端子7の円筒部94は、貫通孔79aを通過している。上部79は、ケース1の蓋部112と、負極接続端子7の基部95の間に配置されている。ホルダ80は、負極接続端子7とともに、ケース1に固定されている。すなわち、ホルダ80は、負極接続端子7に固定されている。ホルダ80は、絶縁性を有している。ホルダ80は、ケース1(蓋部112)と負極接続端子7(基部95)を絶縁している。
ホルダ80の下部78は、上部79の外周縁から下方に伸びている。ホルダ80の下部78は、負極接続端子7の基部95(突出部99)の下端より下方まで伸びている。基部95は、下部78の内側に配置されている。下部78は、破断板30に対向しており、両者の間には隙間16が設けられている。下部78は、ベース部の一例である。下部78は、破断板30に対向する対向面78aを有している。対向面78aには、複数のボス部77が設けられている。ボス部77は、下部78から破断板30側に伸びている。
ボス部77は、破断板30の貫通孔35を通過している。複数のボス部77の各々が、対応する貫通孔35を通過している。各ボス部77同士間の間隔は、対応する各貫通孔35同士間の間隔と等しい。ボス部77の端部に頭部76が設けられている。頭部76のサイズ(ボス部77が伸びる方向に直交する方向のサイズ)は、貫通孔35のサイズ(貫通孔35が伸びる方向に直交する方向のサイズ)より大きい。頭部76は、破断板30(貫通孔35)に対して、下部78とは反対側に位置している。破断板30は、頭部76に接触している。頭部76は、ボス部77が貫通孔35から抜けることを防止している。ボス部77の長さ(対向面78aから頭部76までの距離)は、貫通孔35の長さより長い。そのため、下部78(対向面78a)と破断板30の間には、長さT1の隙間16が設けられている。電流遮断装置10では、ボス部77が設けられている部分を除き、ホルダ80の全周に亘ってホルダ80(下部78)と破断板30の間に隙間16が設けられている。隙間16によって、変形板20と破断板30の間の空間14が、ケース1内の空間(電流遮断装置10外の空間)と連通している。変形板20の下面(破断板30側の面)には、ケース1内の空間の圧力が加わる。
次に、図3から図5を参照し、電流遮断装置10の製造方法について説明する。まず、図3に示すように、複数の貫通孔35が形成されている破断板30と、複数のボス部77が形成されている絶縁性のホルダ80を用意する。ホルダ80は、予め負極接続端子7に固定しておく。また、変形板20も、予め負極接続端子7に固定しておく。すなわち、ホルダ80及び負極外部端子61とともに負極接続端子7を蓋部112(ケース1)にかしめ固定し、変形板20の外周部22を負極接続端子7に接合しておく。なお、ホルダ80は、ボス部77の長さが貫通孔35の長さより長いものを用意する。
次に、図4に示すように、ボス部77を貫通孔35に通過させ、下部78の表面(対向面78a)と破断板30を接触させた状態で、変形板20と破断板30を接合する。変形板20と破断板30は、破断溝33の内側部分(破断板30の中央部31)を溶接することにより接合する。なお、破断板30を下部78の表面に接触させると、破断板30から変形板20に対して圧縮力が加えられる。すなわち、破断板30から変形板20に対して、変形板20を圧縮する力が加えられる。また、変形板20から破断板30に対して、破断板30を下部78から離れる方向へ移動させる力が加えられる。そのため、下部78の表面に破断板30を接触させると、変形板20と破断板30が良好に接触する。変形板20と破断板30が良好に接触した状態で両者を接合することができ、接合不良の発生を抑制することができる。
次に、図5に示すように、破断板30を対向面78aに接触させた状態のままで、ボス部77の先端を250〜300℃で加熱し、ボス部77の端部に頭部76を形成する。頭部76を形成する際、頭部76が破断板30と接触しないように、すなわち、破断板30の下面(変形板20側と反対側の面)と頭部76の間に隙間が存在するように頭部76を形成する。図5では、破断板30と頭部76の間に長さT2の隙間が存在している。頭部76は、ボス部77をヒータ(図示省略)で加熱し、ボス部77を溶融・硬化することにより形成される。なお、ヒータと破断板30の距離(あるいは、ヒータとホルダ80の下部78の距離)を制御することにより、破断板30と頭部76の隙間の長さT2を調整することができる。
頭部76を形成した後、破断板30に加えていた力を除去する。変形板20の反発力により、破断板30が頭部76に接触し、図2に示す電流遮断装置10が完成する。図5に示す長さT2は、図2に示す長さT1と同一である。なお、図2では破断板30の下面が頭部76に接しており、破断板30の上面と下部78の間にのみ長さT1の隙間16が設けられている。しかしながら、変形板20の圧縮量、ボス部77の長さによっては、破断板30と頭部76の間、破断板30と下部78の間の双方に隙間が設けられることもある。この場合、破断板30−頭部76間の隙間と、破断板30−下部78間の隙間との合計が、図5に示す長さT2となる。なお、長さT2(T1)は、変形板20及びホルダ80の形状によって適宜調整可能である。一例として、電流遮断装置10では、長さT2(T1)は、0.1〜0.2mmに調整される。また、ボス部77及び貫通孔35の数は、複数であればよく、例えば、2〜10個の間であってよい。
ここで、電流遮断装置10の動作について説明する。蓄電装置100は、ケース1内の圧力が所定値以下のときは、負極接続端子7と負極集電タブ52が電流遮断装置10を介して電気的に接続している。すなわち、負極接続端子7と負極電極の間が導通している。ケース1内の圧力が所定値を超えると、電流遮断装置10が、負極接続端子7と負極集電タブ52の導通を遮断し、蓄電装置100に電流が流れることを防止する。具体的には、ケース1内の圧力が上昇すると、空間14の圧力が上昇し、変形板20の下面にケース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の上面と下面に圧力差が生じる。ケース1の内圧が上昇して所定値に達すると、変形板20に対して、中央部21を上方に移動させる力が作用する。変形板20は、破断板30に接合しているため、破断板30の機械的強度の低い破断溝33を起点として破断板30が破断する。その結果、変形板20が反転し、中央部21が上方に移動し、変形板20が上方に凸の状態に変化する。これによって、破断板30と変形板20を接続する通電経路が遮断され、電極組立体3(負極電極)と負極接続端子7とが非通電状態となる。
電流遮断装置10の利点を説明する。上記したように、蓄電装置100では、ケース1内の圧力が上昇すると、変形板20の下面にケース1内の圧力が作用し、変形板20が反転することによって通電を遮断する。そのため、変形板20は、所定の圧力で反転するように設計される。しかしながら、変形板20に圧縮力が残存していると(破断板30から変形板20に力が加わっていると)、変形板20の反転圧力が設計値からずれることが起こり得る。また、変形板20と破断板30の間に力が作用しない位置に両者を配置し、接合すると、接合不良が起こり得る。変形板20と破断板30の接合が不十分であると、通常の使用中(ケース1内の圧力が正常のとき)に通電不良が起こり得る。従来の電流遮断装置は、変形板と破断板を良好に接続しながら変形板に圧縮力が残存することを抑制することが難しい。上記したように、電流遮断装置10は、ホルダ80の下部78と破断板30の相対的な位置を変化させることができる。そのため、変形板20と破断板30を良好に接続しながら、変形板20に圧縮力が残存することを抑制でき、信頼性を向上させることができる。
電流遮断装置10の他の利点を説明する。上記したように、蓄電装置100では、ケース1内の圧力上昇に伴い、変形板20の下面にケース1内の圧力を作用させることにより、通電を遮断する。そのため、変形板20の下面の空間(空間14)とケース1内の空間(電流遮断装置10外の空間)が連通していることが必要である。電流遮断装置10は、ホルダ80の下部78と破断板30の間に、ボス部77を除き、ほぼ全周に亘って隙間16が設けられている。そのため、破断板30に貫通孔を設けることなく、変形板20の下面にケース1内の圧力を加えることができる。破断板30の強度が低下することを抑制することができるとともに、破断板30に貫通孔を設ける形態と比較して空間14の圧力をケース1内の圧力変化に追従しやすくすることができる。
(第2実施例)
図6を参照し、電流遮断装置10aについて説明する。電流遮断装置10aは、電流遮断装置10の変形例である。具体的には、電流遮断装置10aは、ホルダ80のボス部の形状が電流遮断装置10と異なる。以下の説明では、電流遮断装置10と同じ構成については、電流遮断装置10と同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。
図6を参照し、電流遮断装置10aについて説明する。電流遮断装置10aは、電流遮断装置10の変形例である。具体的には、電流遮断装置10aは、ホルダ80のボス部の形状が電流遮断装置10と異なる。以下の説明では、電流遮断装置10と同じ構成については、電流遮断装置10と同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。
電流遮断装置10aでは、ボス部77の端部に頭部76aが設けられている。頭部76aは、下部78から離れる方向に突出した形状を有している。頭部76の下部78側(ボス部77側)のサイズは、貫通孔35のサイズより大きい。頭部76の端部(下部78から離れた側の端)のサイズは、貫通孔35のサイズより小さい。頭部76aは、ボス部77が貫通孔35から抜けることを防止している。電流遮断装置10aにおいても、下部78(対向面78a)と破断板30の間に長さT1の隙間16が設けられている。
図7及び図8を参照し、電流遮断装置10aの製造方法について説明する。製造方法についても、電流遮断装置10と同じ工程については電流遮断装置10と同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。まず、図7に示すように、複数の貫通孔35が形成されている破断板30と、ボス部77の端部に頭部76aが設けられている絶縁性のホルダ80を用意する。ホルダ80は、ボス部77の長さ(対向面78aから頭部76aまでの距離)が貫通孔35の長さより長いものを用意する。
次に、図8に示すように、頭部76aを貫通孔35に通過させ、破断板30を対向面78aに接触させた状態で、変形板20と破断板30を接合(溶接)する。変形板20と破断板30を接合した後、破断板30に加えていた変形板20側への力を除去することにより、破断板30が頭部76a側に移動し、図7に示す電流遮断装置10aが完成する。電流遮断装置10aは、ホルダ80に予め頭部76aが形成されており、破断板30とホルダ80を接触させた状態で頭部76aを形成する必要がない。
なお、上記実施例では、負極電極と負極端子の通電経路上に電流遮断装置を配置する例について説明した。しかしながら、電流遮断装置は、正極電極と正極端子の通電経路上に配置してもよいし、負極電極と負極端子の通電経路上及び正極電極と正極端子の通電経路上の双方に配置してもよい。
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。
1:ケース
7:第1通電部材
10:電流遮断装置
20:変形部材
30:第2通電部材
35:貫通孔
76:頭部
77:ボス部
78:ベース部
80:ホルダ
100:蓄電装置
7:第1通電部材
10:電流遮断装置
20:変形部材
30:第2通電部材
35:貫通孔
76:頭部
77:ボス部
78:ベース部
80:ホルダ
100:蓄電装置
Claims (8)
- 蓄電装置のケース内の圧力が所定値を超えたときに電極端子と電極の導通を遮断する電流遮断装置であって、
前記電極端子に接続されている第1通電部材と、
前記第1通電部材と間隔をおいて前記第1通電部材に対向して配置されているとともに、前記電極に接続されており、周囲部に複数の貫通孔が設けられている第2通電部材と、
前記第1通電部材と前記第2通電部材の間に配置されているとともに、端部が前記第1通電部材に接合されており、中央部が前記第2通電部材に接合されている変形部材と、
前記第1通電部材に固定されており、絶縁性を有しており、前記第2通電部材に対向する対向面を有するベース部と、前記ベース部から前記第2通電部材側に伸びている複数のボス部と、前記ボス部の端部に設けられているとともに前記貫通孔よりサイズが大きい頭部と、を有するホルダと、
を備えており、
前記ボス部の各々は、複数の前記貫通孔のうちの対応する前記貫通孔を通過しており、
前記ボス部の長さが、前記貫通孔における前記第2通電部材の厚み方向の長さより長い、電流遮断装置。 - 前記中央部と前記第2通電部材が接合されている接合部よりも外側において、前記第2通電部材の前記変形部材とは反対側の面に溝が設けられている請求項1に記載の電流遮断装置。
- 前記溝より外側の前記第2通電部材の厚みが、前記溝より内側の前記第2通電部材の厚みより厚い請求項2に記載の電流遮断装置。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載の電流遮断装置を備える蓄電装置。
- 前記蓄電装置は、二次電池である請求項4に記載の蓄電装置。
- 蓄電装置のケース内の圧力が所定値を超えたときに電極端子と電極の導通を遮断する電流遮断装置の製造方法であり、
前記電極に接続されるとともに周囲部に複数の貫通孔が設けられている板状の第2通電部材を用意し、
変形部材の端部が接合されているとともに前記電極端子に接続される第1通電部材に固定されており、ベース部と、前記ベース部から伸びているとともに前記貫通孔より長い複数のボス部と、を備える絶縁性のホルダを用意し、
前記ボス部の各々を対応する前記貫通孔に通過させ、前記第2通電部材に前記ベース部に向かう力を加えた状態で前記変形部材と前記第2通電部材を接合し、
前記変形部材と前記第2通電部材を接合した後に前記力を除去する、電流遮断装置の製造方法。 - 前記変形部材と前記第2通電部材の接合後であるとともに前記力を除去する前に、
前記ボス部を加熱し、前記第2通電部材の表面との隙間を残した状態で前記ボス部の端部に前記貫通孔よりサイズが大きい頭部を形成する、請求項6に記載の電流遮断装置の製造方法 - 前記ホルダを用意するときに、前記ボス部の端部に前記貫通孔よりサイズが大きい頭部が設けられているホルダを用意する、請求項6に記載の遮断装置の製造方法。
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JP2017136449A JP2020155200A (ja) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | 電流遮断装置とその製造方法、及び蓄電装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023136362A1 (ja) | 2022-01-17 | 2023-07-20 | ビークルエナジージャパン株式会社 | 電池及び電池の製造方法 |
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JP2015220115A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | トヨタ自動車株式会社 | 電流遮断装置の製造方法 |
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