JP5561697B2 - 防爆機能付き蓄電セル、防爆機能付き蓄電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、容器外部に設けた切刃が内圧上昇により膨張した容器に接触することで、容器が開裂されるように構成された防爆機能付き蓄電セル、及びその蓄電セルを備える防爆機能付き蓄電モジュールに関するものである。

太陽光発電や風力発電等の負荷平準化装置、コンピュータ等に代表される電子機器の瞬時電圧低下対策装置、電気自動車やハイブリッドカーのエネルギー回生装置などのような蓄電システムにおいては、エネルギー容量が大きくてかつ急速充放電が可能な蓄電デバイスが必要とされている。従来の鉛蓄電池やその他の二次電池では、大電流の充放電に弱くサイクル寿命が短いため、その蓄電システムに対応することは困難であった。そこで、それらの問題を解決しうる新たな蓄電デバイスとして、近年、非水系の蓄電デバイスが注目されている。

現在、急速充放電や長寿命化が可能な蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが提案されている。このリチウムイオンキャパシタは、正極と負極とを積層してなる電極積層体を備えている。かかる電極積層体は例えば柔らかいアルミラミネート箔からなるラミネートケース内に収容され、そのケース内はリチウムイオンを含んだ有機電解質で満たされている。このリチウムイオンキャパシタにおいて、過充電等の異常時に、ラミネートケース内でガスが発生すると、ラミネートケースの内圧が上昇しケースが膨らむ。従来では、その異常時において、ラミネートケースの破裂を未然に防止するためにラミネートケース内の内圧を解放するための機構が設けられている。その具体例としては、例えば、ラミネートケースの一部に貫通口を設け、その開口を塞ぐ形で安全弁を取り付けてなる安全弁機構（例えば、特許文献１等参照）が提案されている。

特許文献１の安全弁機構を有する蓄電デバイスでは、貫通口を設けそれを安全弁で塞ぐ可逆式の構成となっているため、その部分から水分が透過するといった問題がある。ラミネートケース内に水分が入り込むと、リチウムが反応してキャパシタ性能を劣化させる原因となってしまう。

また、異常時に膨張変形したラミネートケースにガス排出穴形成部材を突き刺してケースを開裂させることで、ケース内で発生したガスを排出するといった蓄電モジュールも提案されている（例えば、特許文献２等参照）。この蓄電モジュールでは、各蓄電デバイスが離間して積層配置されており、蓄電デバイス間に形成されるスペースにガス排出穴形成部材が設置されている。

特開２００７−１５７６７８号公報 特開２０１０−３３７８９号公報 特開２００６−２６９３４５号公報 特開２０００−３４０２６４号公報

ところが、特許文献２の蓄電モジュールをエネルギー回生装置などの装置に組み込む場合、ラミネートケースの開裂の有無を検出することが非常に困難である。この場合、異常発生時にモジュール交換等のメンテナンス作業を迅速に行うためには、異常発生を検知する手段が別途必要となる。また従来では、異常検知手段として、圧力センサや歪みセンサなどを用い、異常時におけるラミネートケースの膨張変形の有無を検知する手段が提案されている（例えば、特許文献３，４等参照）。しかしながら、ラミネートケースの膨張変形の確実に検出するためには、ラミネートケースに対して接触面積の大きな圧力センサや歪みセンサが必要となるため、部品コストが嵩むといった問題が生じてしまう。またこの場合、ラミネートケースが十分に変形しないとその検知が困難であるため、異常検出を迅速に行うことができないといった問題もある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で容器の開裂の有無を検知することができる防爆機能付き蓄電セルを提供することにある。また、別の目的は、蓄電セルの異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる防爆機能付き蓄電モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するための手段［１］〜［４］を以下に列挙する。

［１］正極と負極とを積層してなる電極積層体を電解液とともに金属ラミネートフィルムからなる容器内に密封封止してなり、前記容器外部に設けた切刃が内圧上昇により膨張した前記容器に接触することで、前記容器が開裂されるように構成された蓄電セルであって、前記容器における前記切刃の作用部位に、開裂検出用配線を設けたことを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

従って、手段１に記載の発明によれば、過充電や過放電等の異常時において、容器内でガスが発生して内圧が上昇すると容器が膨張する。このとき、容器外部に設けられた切刃が接触することで容器が開裂される。これにより、容器内で発生したガスが排出され、容器の内圧が解放される。また、本発明では、容器において切刃の作用部位に開裂検出用配線が設けられているので、容器が開裂される際には、開裂検出用配線の少なくとも一部が切断される。そして、その切断時における開裂検出用配線の電気的特性の変化（例えば、配線抵抗の変化やそれに伴う電圧信号の変化）を検出することで、容器の開裂の有無を判定することができる。

［２］手段１において、前記開裂検出用配線は、前記正極または前記負極に電気的に接続され、前記正極または前記負極の電圧をモニターする電圧検出用配線を兼ねるものであることを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

手段２に記載の発明によると、容器内でガスが発生していない通常時には、開裂検出用配線を伝達する電圧信号によって、正極または負極の電圧をモニターすることができる。一方、容器内でガスが発生して容器が開裂される際には、開裂検出用配線の電圧信号が変化し、その変化によって容器が開裂したことを迅速に判定することができる。

［３］手段１または２において、前記容器の表面にフレキシブルプリント配線基板を貼り付けるとともに、前記フレキシブルプリント配線基板における配線を前記開裂検出用配線として用いたことを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

従って、手段３に記載の発明によると、開裂検出用配線としての配線を形成したフレキシブルプリント配線基板が容器の表面に貼り付けられている。このフレキシブルプリント配線基板は比較的安価に製造できるため、金属ラミネートフィルムに開裂検出用配線をパターン形成する場合と比較して、製造コストを低く抑えることができる。また、フレキシブルプリント配線基板は柔らかいため、切刃によって開裂検出用配線を容易に切断することができる。

［４］手段１乃至３のいずれかの手段に記載の蓄電セルと、前記開裂検出用配線に電気的に接続され、前記開裂検出用配線の電気的特性の変化に基づいて前記容器の開裂の有無を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。

従って、手段４に記載の発明によると、異常時に蓄電セルの容器が開裂される際には、検知手段によって開裂検出用配線の電気的特性の変化が検知される。そして、この検知結果に基づいて、容器が開裂されたことが判定される。この結果、蓄電セルの異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる。

以上詳述したように、手段１〜３に記載の発明によると、比較的簡単な構成で容器の開裂の有無を判定することができる防爆機能付き蓄電セルを提供することができる。また、手段４に記載の発明によると、蓄電セルの異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる防爆機能付き蓄電モジュールを提供することができる。

第１の実施の形態の蓄電モジュールの概略構成を示す断面図。 第１の実施の形態の蓄電セルを示す平面図。 第１の実施の形態の蓄電セルを示す断面図。 スタックプレートを示す平面図。 スタックプレートを示す側面図。 （ａ）は切刃の正面図、（ｂ）は切刃の平面図、（ｃ）は切刃の側面図。 蓄電モジュールにおいて膨張変形した容器を示す説明図。 第１の実施の形態の蓄電セル及び電圧検知回路を示す説明図。 第２の実施の形態の蓄電セル及び電圧モニター回路を示す説明図。 第３の実施の形態の蓄電セル及び電圧検知回路を示す説明図。 第４の実施の形態の蓄電セル及び導通検知回路を示す説明図。 別の実施の形態の蓄電セルを示す側面図。 別の実施の形態の蓄電セル及び導通検知回路を示す説明図。 別の実施の形態の切刃を示す側面図。 別の実施の形態の開裂検出用配線を示す平面図。

［第１の実施の形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態における防爆機能付き蓄電モジュールの概略構成を示す断面図である。また、図２はその蓄電モジュールを構成する防爆機能付き蓄電セルの平面図であり、図３はその蓄電セルの断面図である。なお、本実施の形態の蓄電モジュールは、例えば、太陽光発電などの発電システムに組み込まれて使用される。

図１に示されるように、本実施の形態の蓄電モジュール１０は、リチウムイオンキャパシタの蓄電セル１１を複数枚（例えば１２枚）積層配置したモジュールであり、それら蓄電セル１１間にはスタックプレート１２（スタック部材）が介在されている。

図２及び図３に示されるように、本実施の形態の蓄電セル１１は、正極２１、負極３１及びセパレータ４１を積層してなる電極積層体４５を備えている。この電極積層体４５では、正極２１と負極３１とをセパレータ４１を介して対向配置してなる発電要素を１単位として、複数単位の発電要素を積層している。

正極２１は、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料からなる正極電極２２を正極集電体２３上に形成した構造を有している。正極集電体２３は、正極電極２２を支持しつつ集電を行うための部材であって、例えばアルミニウムからなる導電性金属板を用いて形成されている。正極集電体２３は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺からタブ２４が突出している。このタブ２４は、アルミニウムからなる正極外部端子２５に接続されている。

負極３１は、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料からなる負極電極３２を負極集電体３３上に形成した構造を有している。負極集電体３３は、負極電極３２を支持しつつ集電を行うための部材であって、例えば銅からなる導電性金属板を用いて形成されている。負極集電体３３は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺からタブ３４が突出している。このタブ３４は、銅からなる負極外部端子３５に接続されている。

本実施の形態の蓄電セル１１では、リチウム塩を含む電解液とともに電極積層体４５が容器４６内に密封封止されている。この容器４６は、アルミ箔を樹脂フィルムにラミネートしてなるアルミニウム・ラミネートフィルム（金属ラミネートフィルム）を用いて矩形袋状に加工したソフト容器である。その開口部は、熱融着によって封止されている。熱融着による封止は、融着部に正極外部端子２５及び負極外部端子３５を挟み込んだ状態で行われる。

このようにして容器４６内に電極積層体４５を収容した場合、容器４６における一方の端部（図３では左側の端部）から正極外部端子２５が突出し、その反対方向となる他方の端部（図３では右側の端部）から負極外部端子３５が突出する。なお、アルミ箔以外の他の金属箔からなる金属ラミネートフィルムを用いて、容器４６を形成してもよい。

本実施の形態の蓄電モジュール１０では、各蓄電セル１１の間にスタックプレート１２を介在させ、各蓄電セル１１のセル主面（図１では上面１１ａ及び下面１１ｂ）同士を重ね合わせた状態で積層配置させることで各蓄電セル１１がモジュール化されている。そして、上下に配置される各蓄電セル１１について一方の蓄電セル１１の正極外部端子２５と他方の蓄電セル１１の負極外部端子３５とを溶接することにより、各蓄電セル１１が電気的に直列に接続されている。

図１、図４及び図５に示されるように、スタックプレート１２は、矩形枠状の部材であり、例えば、難燃性樹脂材料である難燃性ポリプロピレンやガラス入りナイロンなどを用いて成形されている。より詳しくは、スタックプレート１２は、中央に開口５１を有する平板部５２と、平板部５２の外周を囲むように設けられる外枠部５３とを備える。容器４６における電極積層体４５の収納部分はこの開口５１よりも内側となる位置に配置される。平板部５２は外枠部５３の内面の略中央部に連結するよう設けられており、連結部分の断面形状は略Ｔ字状となっている。また、本実施の形態では、平板部５２において開口５１を塞ぐような形で金属板５５（例えば、アルミニウム板）が配置されている（図１参照）。金属板５５は、隣り合う蓄電セル１１のセル主面１１ａ，１１ｂに面接触するよう各蓄電セル１１の間に介在されており、各蓄電セル１１で発生した熱を放熱する放熱板として機能する。

また、図４及び図５に示されるように、スタックプレート１２の外枠部５３において対角となるコーナ部の内側に、他のスタックプレート１２に係止して相互の位置決めを図る位置決め突起５７，５８が設けられている。位置決め突起５７，５８は、スタックプレート１２の上方に突出するよう設けられており、上方に配置されるスタックプレート１２の外枠部５３の内面に係止することでスタックプレート１２同士が位置決めされている。

さらに、スタックプレート１２における平板部５２の開口縁には、切刃６１が設けられている。本実施の形態では、全てのスタックプレート１２に切刃６１が設けられるのではなく、一枚おきのスタックプレート１２に切刃６１が設けられている。具体的には、スタックプレート１２の平板部５２において、蓄電セル１１における一方（図１では左側）の外部端子２５，３５に対応する開口縁であって、スタックプレート１２の幅方向の中央部に切刃６１が配置されている。図６に示されるように、切刃６１は、略Ｙ字状を呈する金属製の部材であり、２箇所に刃部６２を有する板状部材を２つに折り曲げることで形成されている。切刃６１の先端となる各刃部６２は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有している。また、切刃６１において、固定部となる基端側には円形の固定穴６５が設けられている。

スタックプレート１２の平板部５２には、円形の突起６６が設けられており、この突起６６に切刃６１の固定穴６５が嵌め込まれた状態で熱溶着により切刃６１が固定されている。さらに、平板部５２において、切刃６１を固定する突起６６と開口５１との間には、刃部６２を挿通させる貫通穴６７が形成されている。また、切刃６１における各刃部６２は、スタックプレート１２の平板部５２と直交する方向（図１では上下方向となるスタックプレート１２の積層方向）を基準として、スタックプレート１２の中心方向に傾斜している。なお、本実施の形態において、平板部５２に対する刃部６２の傾斜角度は５５°程度である。

このように、本実施の形態の蓄電モジュール１０では、２つの刃部６２が隣接する２つの蓄電セル１１のそれぞれを向くように切刃６１が配置されている。また、切刃６１は、刃部６２の先端が開口縁よりも引っ込んだ位置となるよう配置されており、蓄電セル１１内でガスが発生していない通常時において、刃部６２が容器４６の表面から離間している。

過充電や過放電等の異常時において、容器４６内でガスが発生すると、内圧が上昇して容器４６が膨らむ。このとき、蓄電セル１１は、セル主面１１ａ，１１ｂ同士が重なり合っているため、図７に示されるように容器４６の外縁部分４６ａが膨張する。そして、切刃６１の先端に設けられた刃部６２は、膨張変形した容器４６の表面にほぼ直角に当接して、容器４６を開裂させる。この結果、容器４６内で発生したガスが外部に排出され、容器４６の内圧が解放される。

さらに、図８に示されるように、各蓄電セル１１において切刃６１の作用部位に、開裂検出用配線７１が設けられている。本実施の形態において、開裂検出用配線７１は、金属ラミネートフィルムを構成する樹脂フィルムの表面に周知の印刷法によってパターン形成され、その配線表面が絶縁樹脂材にてコーティングされている。そして、開裂検出用配線７１が形成された金属ラミネートフィルムを加工することにより、切刃６１の作用部位に開裂検出用配線７１が配置するようにして容器４６が形成されている。

容器４６の開裂検出用配線７１は電圧検知回路７２に接続されており、電圧検知回路７２から開裂検出用配線７１に所定の電圧信号が供給される。電圧検知回路７２は、開裂検出用配線７１に供給した電圧信号に基づいて、容器４６の開裂の有無を検知する。具体的には、刃部６２によって、容器４６が開裂される際には、開裂検出用配線７１も同時に切断される。このとき、開裂検出用配線７１の配線抵抗が変化するため、電圧検知回路７２にて検出される電圧信号が変化する。電圧検知回路７２は、その信号変化によって容器４６が開裂された旨を判定し、図示しないシステムコントローラに異常信号を出力する。そして、システムコントローラは警報手段（警告ランプや警告ブザーなど）を駆動することによって、モジュール異常を警告する。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態の蓄電セル１１では、過充電や過放電等の異常時に、容器４６内でガスが発生して容器４６が膨張すると、容器外部に設けられた切刃６１が接触することで容器４６が開裂される。この結果、ガスが排出されることで容器内圧が解放され、容器４６の破裂が回避される。また、容器４６において切刃６１の作用部位に開裂検出用配線７１が設けられているので、膨張変形した容器４６が切刃６１によって開裂される際に、開裂検出用配線７１が切断される。このとき、開裂検出用配線７１の電圧信号が変化するため、電圧検知回路７２により、その信号変化に基づいて、容器４６が開裂されたことを判定することができる。このようにすると、従来技術のように圧力センサや歪みセンサなどを設ける必要がなく、比較的簡単な構成で容器４６の開裂の有無を検知することができる。また、蓄電セル１１の異常を早期に判定することができるため、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる。

（２）本実施の形態において、切刃６１は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有するので、容器４６に比較的大きな穴を形成することができ、容器４６内で発生したガスを確実に排出することができる。また、切刃６１は、刃幅が広いので、開裂検出用配線７１を確実に切断することができる。
［第２の実施の形態］

次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図９に基づき説明する。

図９に示されるように、蓄電セル１１の容器４６において、切刃６１の作用部位に対応して開裂検出用配線７１Ａが設けられている。開裂検出用配線７１Ａは、正極電圧をモニターする電圧検出用配線を兼ねるものであり、一端が正極外部端子２５に接続されるとともに他端は電圧モニター回路７３に接続されている。なお、本実施の形態において、開裂検出用配線７１Ａ及び電圧モニター回路７３以外の構成は第１の実施の形態と同じである。また、本実施の形態でも、スタックプレート１２を用い複数枚の蓄電セル１１を積層配置させることにより蓄電モジュール１０が構成されている。

本実施の形態の蓄電モジュール１０において、蓄電セル１１の容器４６内でガスが発生していない通常時には、蓄電セル１１の使用状況に応じた電圧値が電圧モニター回路７３で検出され、その検出結果に応じて、蓄電モジュール１０の充放電が制御される。一方、過充電や過放電等の異常時には、容器４６内でガスが発生して容器４６が膨らむ。そして、膨張変形した容器４６が切刃６１に接触して容器４６が開裂される。このとき、開裂検出用配線７１Ａが切刃６１によって切断され、開裂検出用配線７１Ａを介して電圧モニター回路７３で検出される正極電圧が異常値となる。従って、電圧モニター回路７３は、その正極電圧に基づいて容器４６が開裂された旨を判定する。このように構成しても、モジュール異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる。
［第３の実施の形態］

次に、本発明を具体化した第３の実施の形態を図１０に基づき説明する。

本実施の形態では、開裂検出用配線７１の形成方法が上記第１の実施の形態と異なる。具体的には、図１０に示されるように、本実施の形態の蓄電セル１１では、フレキシブルプリント配線基板７５を容器４６の表面に貼り付けており、そのフレキシブルプリント配線基板７５に形成される配線７１Ｂを開裂検出用配線として用いている。なお、フレキシブルプリント配線基板７５以外の他の構成は第１の実施の形態と同じである。本実施の形態でも、スタックプレート１２を用い複数枚の蓄電セル１１を積層配置させることにより蓄電モジュール１０が構成されている。

本実施の形態の蓄電セル１１において、異常時に容器４６内でガスが発生して容器４６が膨張すると、フレキシブルプリント配線基板７５は柔らかいため、容器４６の膨張に応じて変形する。そして、切刃６１によって、フレキシブルプリント配線基板７５の配線７１Ｂが切断されるとともに、容器４６が開裂される。このとき、配線７１Ｂの配線抵抗が変化するため、電圧検知回路７２にて検出される電圧信号が変化する。電圧検知回路７２は、その信号変化によって容器４６が開裂された旨を判定する。このように構成しても、モジュール異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる。また、フレキシブルプリント配線基板７５は比較的安価に製造できるため、第１の実施の形態のように金属ラミネートフィルムに開裂検出用配線７１をパターン形成する場合と比較して、製造コストを低く抑えることができる。
［第４の実施の形態］

次に、本発明を具体化した第４の実施の形態を図１１に基づき説明する。

図１１に示されるように、本実施の形態では、導電性金属部材からなる一対の切刃６１が電気的に絶縁された状態で容器４６の表面を臨む２つの箇所に設けられている。本実施の形態の蓄電セル１１は、第１の実施の形態と異なり、容器４６の表面に配線７１が設けられていない。本実施の形態において、スタックプレート１２を用い複数枚の蓄電セル１１を積層配置させることにより蓄電モジュール１０が構成されている。また、一対の切刃６１は、スタックプレート１２の平板部５２における開口縁にそれぞれ設けられる。そして、一対の切刃６１は、スタックプレート１２側に設けられた配線７７，７８を介して導通検知回路７６に電気的に接続されている。導通検知回路７６は、容器４６の金属ラミネートフィルムを介した切刃６１間の導通の有無を検知する。

本実施の形態の蓄電セル１１において、異常時に容器４６内でガスが発生して容器４６が膨張すると、一対の切刃６１が容器４６に接触して容器４６が開裂される。このとき、一対の切刃６１間は、金属ラミネートフィルムを介して導通する。導通検知回路７６は、導通時の電圧変化もしくは電流変化に基づいて、容器４６が開裂された旨を判定する。このように構成しても、モジュール異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる。

なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記各実施の形態では、スタックプレート１２に設けられる切刃６１を用いて容器４６を開裂させるよう構成されるものであったが、これに限定されるものではない。図１２及び図１３に示されるように、蓄電セル１１において、容器４６に固定される切刃８１を用いてもよい。具体的には、図１２〜図１４に示されるように、切刃８１は、容器４６の外周端部を挟みこんだ状態で固定される固定部８２と、固定部８２から延設され、ガス発生時に変形し容器４６に当接してその容器４６を開裂させる刃部８３とを有する。

切刃８１の固定部８２及び刃部８３は、導電性金属部材からなる。固定部８２は、Ｕ字状に形成された部材であり、刃部８３は、Ｕ字状の固定部８２の一方の端部にて容器４６と対向するよう設けられる。切刃８１において、固定部８２における刃部８３の反対側の端部が接着剤等を用いて容器４６に固定されており、刃部８３は、ガス発生前の未変形の容器４６に対して非接触の状態で設けられている。また、容器４６において切刃８１の作用部位に開裂検出用配線７１Ｃが設けられている。容器４６の開裂検出用配線７１Ｃは導通検知回路７６に接続されるとともに、切刃８１も導通検知回路７６に接続されている。

本実施の形態の蓄電セル１１において、異常時に容器４６内でガスが発生して容器４６が膨張すると、切刃８１の刃部８３が容器４６に接触して容器４６が開裂される。またこのとき、切刃８１の刃部８３と開裂検出用配線７１Ｃとが接触して導通する。導通検知回路７６は、導通時の電圧変化もしくは電流変化に基づいて、容器４６が開裂された旨を判定する。このように構成しても、モジュール異常を早期に判定することができ、モジュール交換等の復旧作業を迅速に行うことができる。

・上記各実施の形態において、開裂検出用配線７１，７１Ａ，７１Ｂは、切刃６１の作用部位に対応して直線的に形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、図１５に示される開裂検出用配線７１Ｄのように、つづら折り状に複数回折り返したパターン形状となるよう形成してもよい。なおこの場合、配線ピッチが切刃６１の刃幅よりも狭くなるよう開裂検出用配線７１Ｄを形成する。このようにすると、容器４６において切刃６１の接触部位がずれた場合でも、開裂検出用配線７１Ｄを確実に切断することができる。

・上記各実施の形態において、電圧検知回路７２や導通検知回路７６によって、容器４６の開裂の有無を常に判定する構成としていたが、検知回路７２，７６をオンまたはオフするスイッチ手段を設け、所定のタイミングでスイッチ手段をオンするように構成してもよい。このようにすれば、容器４６の開裂の判定処理を所望のタイミングで行うことができるため、判定処理を常に行う場合と比較して、回路の処理負荷を低減することができる。

・上記各実施の形態の蓄電モジュール１０では、容器４６にて外部端子２５，３５が突出している一方の外縁部分４６ａに対応して切刃６１が設けられていたが、これに限定されるものではない。容器４６における正極外部端子２５が突出している側の外縁部分４６ａ及び負極外部端子３５が突出している側の外縁部分４６ａに対応してそれぞれ切刃６１を設けてもよい。またこの場合、容器４６において、各切刃６１の作用部位に対応して開裂検出用配線７１を形成する。このように構成すると、容器４６において、正極外部端子２５が突出している側の外縁部分４６ａ及び負極外部端子３５が突出している側の外縁部分４６ａのいずれか一方が先に膨らんだとしても、その膨らんだ外縁部分４６ａが切刃６１に当接して容器４６を迅速に開裂させることができる。さらに、開裂検出用配線７１の電圧信号に基づいて、容器４６の開裂を迅速に検知することができる。また、蓄電モジュール１０では、一枚おきのスタックプレート１２に切刃６１が設けられていたが、全てのスタックプレート１２に切刃６１が設けられていてもよい。またこの場合も、各切刃６１の作用部位に対応して開裂検出用配線７１を形成する。このようにしても、内圧上昇により膨張した容器４６を確実に開裂させることができるとともに、容器４６の開裂を迅速に検知することができる。

・上記第１〜第３の実施の形態において、金属製の部材にて切刃６１を構成していたが、これ以外にセラミック部材や樹脂部材などを用いて構成してもよい。また、樹脂材料からなるスタックプレート１２に一体的に切刃６１を形成してもよい。このようにすると、スタックプレート１２と切刃６１とを別部材で構成する場合と比較して、部品数を削減することができるため、蓄電モジュール１０の部品コストを抑えることができる。

・上記各実施の形態の蓄電セル１１では、正極外部端子２５及び負極外部端子３５が互いに反対方向に引き出されていたが、これに限定するものではなく、同一方向から正極外部端子２５及び負極外部端子３５を引き出す構成としてもよい。

・上記各実施形態では、リチウムイオンキャパシタの蓄電セル１１に具体化したが、金属ラミネートフィルムからなる容器４６を備えるものであれば他の蓄電デバイスに本発明を具体化することができる。例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオン二次電池などに本発明を具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）手段１乃至３のいずれかの手段において、前記切刃は、前記ケースの外縁部分を挟みこんだ状態で固定されるＵ字状の部材からなり、前記開裂検出用配線に接続される配線の一部として機能することを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

（２）手段１乃至３のいずれかの手段において、前記破断検知用配線は、つづら折り状に複数回折り返したパターン形状であって、配線ピッチが前記切り刃部の刃幅よりも狭くなるように形成されることを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

（３）手段１乃至３のいずれかの手段において、前記切刃は、複数の蓄電セルを積層配置させるためのスタック部材に設けられるものであることを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

（４）手段１乃至３のいずれかの手段において、前記切刃は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有していることを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

（５）手段１乃至３のいずれかの手段において、前記切刃は、前記正極の外部端子と前記負極の外部端子にそれぞれ対応して設けられることを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

（６）手段１乃至３のいずれかの手段において、前記切り刃部材は、絶縁部材からなることを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。

（７）手段４または５において、前記検知手段をオンまたはオフするスイッチ手段をさらに備えたことを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。

１０…防爆機能付き蓄電モジュール
１１…防爆機能付き蓄電セル
２１…正極
３１…負極
４５…電極積層体
４６…容器
６１，８１…切刃
７１，７１Ａ〜７１Ｄ…開裂検出用配線
７２…検知手段としての電圧検知回路
７３…検知手段としての電圧モニター回路
７６…検知手段としての開裂検知回路

Claims (4)

1. 正極と負極とを積層してなる電極積層体を電解液とともに金属ラミネートフィルムからなる容器内に密封封止してなり、前記容器外部に設けた切刃が内圧上昇により膨張した前記容器に接触することで、前記容器が開裂されるように構成された蓄電セルであって、
   前記容器における前記切刃の作用部位に、開裂検出用配線を設けたことを特徴とする防爆機能付き蓄電セル。
2. 前記開裂検出用配線は、前記正極または前記負極に電気的に接続され、前記正極または前記負極の電圧をモニターする電圧検出用配線を兼ねるものであることを特徴とする請求項１に記載の防爆機能付き蓄電セル。
3. 前記容器の表面にフレキシブルプリント配線基板を貼り付けるとともに、前記フレキシブルプリント配線基板における配線を前記開裂検出用配線として用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の防爆機能付き蓄電セル。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電セルと、
   前記開裂検出用配線に電気的に接続され、前記開裂検出用配線の電気的特性の変化に基づいて前記容器の開裂の有無を検知する検知手段と
   を備えたことを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。

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