JP5783138B2 - 電流遮断装置およびこれを備えた蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、電流遮断装置およびこれを備えた蓄電装置に関する。

電池の過充電時等に電極組立体から発生するガスによって電池のケース内の圧力が上昇したときに通電経路を遮断するために、ケース内に電流遮断装置が設置されることがある。このような電流遮断装置によって通電経路が遮断されると、一旦上昇したケース内の圧力が下降に転じ、これによって通電経路が再接続される場合がある。特許文献１には、電流遮断後の通電経路の再接続を防ぐ保持機構を備えた圧力検知型の電流遮断装置およびこれを備えた密閉型の電池が記載されている。この電流遮断装置では、電極組立体の正極に電気的に接続する仕切板と、仕切板に接触することによって通電経路を接続する駆動部材と、弾性部材によって形成された保持機構とを有している。電池ケース内の圧力が上昇すると、駆動部材が上昇して仕切板と離間し、通電経路が遮断される。さらに駆動部材が上昇すると、駆動部材の下端部と保持機構が係合して、駆動部材が仕切板の方向に下降して再接続することを防ぐ。

特開平６−２９０７６７号公報

特許文献１では、通電経路を接続または遮断するために、通電経路の接続および遮断に寄与しない弾性部材の保持機構を別途設置しており、構成が複雑かつ高コストである。

本明細書が開示する電流遮断装置は、正極及び負極を備える電極組立体と正負いずれかの外部端子とを電気的に接続し、電極組立体を収容するケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に電極組立体と外部端子との直列な通電経路を遮断する。この電流遮断装置は、電流遮断装置の外面となるように配置され、ケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形する変形板と、外部端子に電気的に接続する接点板と、変形板と接点板との間に挟まれるように配置され、通電経路内で電極組立体と接点板との間に直列に接続する通電板とを有している。変形板は、ケース内の内圧を受圧可能な受圧部と、受圧部から通電板に向かって突出する突起とを有している。突起の外表面には、係止部が設けられている。突起は、変形板が通電板側へ移動するように変形することにより通電板に当接し、通電板の少なくとも一部を分離して通電経路を遮断する。突起の係止部は、分離した通電板に係止して、通電板が分離された状態を維持する。

上記の電流遮断装置では、ケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形板が変形し、これによって突起が通電板を分離することによって、電極組立体と外部端子との通電経路が遮断される。突起の外表面には係止部が設けられており、係止部が分離した通電板によって係止されることによって、通電板が分離された状態が維持され、通電経路が遮断された状態が維持される。上記の電流遮断装置によれば、特許文献１の保護機構のように通電経路の再接続を防止するための別部材を設ける必要がなく、簡易な構成で確実に通電経路の再接続を防止することができる。

上記の電流遮断装置では、係止部は、突起の外表面に設けられた凹部または凸部であってもよい。

上記の電流遮断装置では、通電板は、突起の周囲で変形板側から通電板側に向かう方向に湾曲する係止受け部を備え、係止受け部は、突起によって通電板が分離した際に突起の係止部と係合してもよい。

本明細書はまた、上記の電流遮断装置を備えた、蓄電装置を開示する。この蓄電装置は二次電池であってもよい。

本発明によれば、蓄電装置の異常動作時に確実に電流を遮断することと、通電動作時における電流遮断を回避することとを両立できる電流遮断装置および蓄電装置を提供することができる。

実施例１に係る電流遮断装置およびこれを備えた蓄電装置の断面図である。 図１の電流遮断装置の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の通常動作時の状態を示している。 図２の突起の近傍を拡大して示す図である。 図２の突起の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の過充電時に変形板が上昇して突起が通電板を分離した状態を示している。 図２の突起の近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の過充電時に突起が通電板を分離した後、変形板が下降した状態を示している。 変形例に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図である。 実施例２に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の通常動作時の状態を示している。 実施例２に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時に変形板が上昇して突起が通電板を分離した状態を示している。 実施例２に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時に突起が通電板を分離した後、変形板が下降した状態を示している。 実施例３に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の通常動作時の状態を示している。 実施例３に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時に変形板が上昇して突起が通電板を分離した状態を示している。 実施例３に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時に変形板が上昇して突起が通電板を分離した状態を示している。 実施例３に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時に突起が通電板を分離した後、変形板が下降した状態を示している。 変形例に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の通常動作時の状態を示している。 変形例に係る電流遮断装置の突起の近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時に変形板が上昇して突起が通電板を分離した後、変形板が下降した状態を示している。

本明細書が開示する電流遮断装置は、例えば、密閉型の二次電池、密閉型のキャパシタ等の従来公知の蓄電装置に利用することができる。さらに、二次電池の具体例を挙げると、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等の比較的高容量で大電流の充放電が行われる二次電池を例示できる。また、この蓄電装置は、車両や電気機器等に搭載されていてもよい。

本明細書が開示する蓄電装置は、正極及び負極を備える電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、電極組立体に電気的に接続する導電部材（正極導電部材、負極導電部材）と、外部端子（正極外部端子、負極外部端子）と、電流遮断装置とを備えている。電極組立体としては、例えば、正極シートと負極シートがシート状のセパレータを間に挟んだ状態で層状をなす電極対を備えた電極組立体を挙げることができ、より具体的には、この電極対が多数積層された積層型の電極組立体や、この電極対が所定の軸周りに捲回された捲回型の電極組立体を例示できる。電極組立体は、電解質によって浸されていてもよい。

本明細書が開示する電流遮断装置は、正極及び負極を備える電極組立体と正負いずれかの外部端子とを電気的に接続し、電極組立体を収容するケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に電極組立体と外部端子との直列な通電経路を遮断する。この電流遮断装置は、電流遮断装置の外面となるように配置され、ケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形する変形板と、外部端子に電気的に接続する接点板と、変形板と前記接点板との間に挟まれるように配置され、通電経路内で電極組立体と接点板との間に直列に接続する通電板とを有している。

より具体的には、通電板は、電極組立体の正極または負極に電気的に接続されるとともに、接点板を介して、接続されている側の電極に対応する外部端子（正極外部端子と負極外部端子のうちの一方）と電気的に接続されており、これによって、通電経路が形成されている。電流遮断装置は、通電経路内において外部端子等と直列に接続されており、通電板を分離することによって通電経路を遮断可能に構成されている。電流遮断経路は、正極側と負極側のいずれか一方の通電経路にのみ設置されていてもよいし、双方に設置されていてもよい。

上記の電流遮断装置では、変形板は、ケース内の内圧を受圧可能な受圧部と、受圧部から通電板に向かって突出する突起とを有している。突起の外表面には、係止部が設けられている。突起は、変形板が通電板側へ移動するように変形することにより通電板に当接し、通電板の少なくとも一部を分離して通電経路を遮断する。突起の係止部は、分離した通電板に係止して、通電板が分離された状態を維持する。

上記の電流遮断装置では、突起の係止部は、突起の外表面に設けられた凹部または凸部であってもよい。例えば、分離した通電板が係止部としての凹部に入り込み、または凸部に引っ掛かって係合することによって、突起が通電板によって係止され、突起が下降することが抑止される。また、突起の外表面の摩擦抵抗を高くすることによって、係止部を構成してもよい。より具体的には、例えば、突起の外表面を粗くしたり、突起の外表面の材料として摩擦抵抗の高い材料を用いたりすることによって、突起の外表面の摩擦抵抗を高くすることができる。摩擦抵抗の高い係止部と分離した通電板との摩擦によって突起が通電板によって係止され、突起が下降することが抑止される。係止部は、少なくとも突起が通電板に当接する当接面により近い近位部分に設けられていることが好ましい。当接面の近位部分に係止部が設けられていると、変形板の変形量が小さい場合であっても突起を係止することができ、変形板の変形量によらず、より確実に突起を係止することができる。また、突起と通電板が係止された状態で、突起を介して通電経路が接続されないように、突起の一部または全部が絶縁性であることが好ましい。

上記の電流遮断装置では、さらに、通電板に突起を係止するための部分が設けられていてもよい。例えば、通電板は、突起の周囲で変形板側から通電板側に向かう方向に湾曲する係止受け部を備え、係止受け部は、突起によって通電板が分離した際に突起の係止部と係合してもよい。

図１は、実施例１に係る積層型の蓄電装置１００の断面図である。蓄電装置１００は、ケース１と、電極組立体６０と、集電端子６５，６７と、第１正極用導電部材１３と、第２正極用導電部材６８と、負極用導電部材６４と、正極外部端子１９と、負極外部端子１１９と、絶縁部材６１，６６と、電流遮断装置２を備えている。電極組立体６０は、正極活物質と正極集電体とを含む正極シートと、負極活物質と負極集電体とを含む負極シートと、正極シートと負極シートとの間に挟まれてそれぞれを分離する、シート状のセパレータとを備えている。電極組立体６０は、正極シート、セパレータ、負極シートが層状にこの順序でそれぞれ多数積層された積層体であり、液状の電解質が含浸されている。

ケース１は略直方体形状の箱型部材であり、内部に電極組立体６０と、集電端子６５，６７と、第１正極用導電部材１３と、第２正極用導電部材６８と、負極用導電部材６４と、絶縁部材６１、６６と、電流遮断装置２とを収容している。ケース１の上端面には、正極外部端子１９と負極外部端子１１９が設けられている。電極組立体６０の複数の正極シートの集電体は、集電端子６７によって束ねられており、複数の負極シートの集電体は集電端子６５によって束ねられている。電極組立体６０は、絶縁性のフィルムによって覆われており、集電端子６７，６５に接続する部分において、絶縁性のフィルムから突出している。

集電端子６５，６７は、電極組立体６０からケース１の上端面に向けて伸び、途中で図１の紙面の表側に向かって屈曲して、ケース１の上端面に略平行な平坦部を有する形状に形成されている。

図１に示すように、負極用導電部材６４は、平板状の導電性部材である。負極用導電部材６４は、集電端子６５から負極外部端子１１９に向かって、ケース１の上端面に対して略平行に伸びている。負極用導電部材６４と集電端子６５は溶接によって固定されている。このように、電極組立体６０の負極から負極外部端子１１９までの負極通電経路は、この順で直列に接続された集電端子６５と，負極用導電部材６４とによって電気的に接続されている。

図１に示すように、第１正極用導電部材１３は、電流遮断装置２と第２正極用導電部材６８との間に直列に接続されており、溶接によって互いに固定されている。第２正極用導電部材６８は、平板状の導電性部材である。第２正極用導電部材６８は、正極外部端子１９に向かってケース１の上端面に対して略平行に伸びている。第２正極用導電部材６８は、集電端子６７と溶接によって固定されている。電流遮断装置２は、その上面側において正極外部端子１９と固定されている。正極外部端子１９と第１正極用導電部材１３とは、電流遮断装置２を介して電気的に接続されている。このように、電極組立体６０の正極から正極外部端子１９までの正極通電経路は、この順で直列に接続された集電端子６７と、第２正極用導電部材６８と、第１正極用導電部材１３と、電流遮断装置２とによって電気的に接続されている。なお、負極用導電部材６４、第１正極用導電部材１３および第２正極用導電部材６８と、ケース１の上端面との間に、絶縁部材６６が設けられており、これによって負極用導電部材６４、第１正極用導電部材１３および第２正極用導電部材６８とケース１とは絶縁されている。

図２に示すように、電流遮断装置２は、変形板３と、通電板４と、接点板５と、シール材１４，１７と、支持部材１１，２０と、突起１２とを備えている。通電板４は、第１正極用導電部材１３と電気的に接続している。接点板５は、封口蓋体７を介して、正極外部端子１９と電気的に接続している。正極外部端子１９側から、電極組立体６０側に向かう方向（図２の上から下に向かう方向）に、接点板５、通電板４、変形板３がこの順で配置されている。接点板５と通電板４との間には、シール材１７が挟持されており、通電板４と変形板３との間には、シール材１４が挟持されている。

封口蓋体７は、外周部において接点板５と接触して電気的に導通するように絶縁性の支持部材１１で挟着されている。また、封口蓋体７は、接点板５と接点部を構成する外周端以外の内面部分は上方に窪んだ凹部１８とされ、後述する変形板３の変形による接点板５の上方への変形を許容する空間を形成している。

封口蓋体７の上面とケース１の内面との間には絶縁性のシール部材１０が装着されており、封口蓋体７とケース１とは電気的に絶縁されている。支持部材１１は、絶縁性であり、樹脂モールドで成形され、断面が略Ｕ字状でリング状に形成されている。支持部材１１の略Ｕ字状の内面でもって、変形板３の外周部、シール材１４，１７、通電板４の外周部および封口蓋体７の外周部を覆うとともにこれらの部材を積層状に挟着し、一体的に保持している。支持部材１１の外面には、金属製のカシメ支持部材２０が被覆されている。

変形板３は、薄板、例えば、金属性のダイアフラムからなり、外周部において支持部材１１で固定される。電流遮断装置２の内部はシール材１４により、ケース１内の電極組立体６０側とシールされている。変形板３は、電流遮断装置２の外面となるように配置されており、その下面側は、ケース１内の電極組立体６０側の領域に面し、その上面側は、電流遮断装置２の内側に面している。変形板３によって、電流遮断装置２の内部は、ケース１内の電極組立体６０側の領域から離隔されている。また、変形板３の中央部には、通電板４の側に向けて突出する絶縁性の突起１２が設けられている。突起１２は、円柱形状をなしており、通電板４側の面が当接面２４である。電極組立体６０と対向する変形板３の下面側は、平面状の受圧部２２である。図３に示すように、突起１２は、当接面２４の近傍である近位部分（図３等に示す突起１２の上端部）に係止部１２ａを備えている。係止部１２ａは、突起１２の近位部分において、突起１２の円周方向全体に形成されている凸部である。図３に示すように、突起１２を高さ方向に切断した断面において係止部１２ａは三角形状であり、その上下方向の中央部分が最も突出するとともに、中央部分から上下方向に向かうに従って突起１２の円柱形状の側面に向かって徐々に低くなる形状を有している。

通電板４は、中央部３４と周辺部１５とを備えている。中央部３４は、変形板３の突起１２の当接面２４の上方に位置している円板であり、周辺部１５は、その中央に円形の孔部を有する円板である。図２の状態で、周辺部１５の中央の孔部の外径は、中央部３４および突起１２の外径よりも小さい。中央部３４の上面は、接続部６であり、通電板４は、接続部６において接点板５と接している。周辺部１５は中央部３４の周囲において薄く形成されており、変形板３側から通電板４側に向かう方向（図３等に示す上方向）に湾曲する係止受け部３５を備えている。中央部３４の下面の周縁と、周辺部１５の係止受け部３５の端部の上面とは、溶接によって接合されている。中央部３４に上方向に所定の力が作用すると、中央部３４と係止受け部３５とは引き離される。通電板４の周辺部１５は、第１正極用導電部材１３と溶接によって固定されており、これによって、電極組立体６０の正極と電気的に接続している。

接点板５は、導電性の平板形状の薄板、例えば、導電性金属ダイアフラムからなり、外周部において支持部材１１で固定されている。接点板５は、その中央部の下面の接続部２３において、通電板４の接続部６と接触している。通電板４の接続部６と接点板５の接続部２３とは、溶接によって互いに固定されており、電気的に接続している。

電極組立体６０から正極外部端子１９に向かって、集電端子６７、第２正極用導電部材６８、第１正極用導電部材１３、通電板４、接点板５、封口蓋体７はこの順序で直列に接続されている。図２の矢印は、電極組立体６０から正極外部端子１９までの正極通電経路２１を示している。

図３〜図５を用いて、電流遮断装置２によって蓄電装置１００による通電経路２１の遮断について説明する。図３に示すように、蓄電装置１００の通常動作時には、通電板４の中央部３４と周辺部１５が接続しており、正極通電経路２１が接続されている。

蓄電装置１００の過充電時に、電極組立体６０から水素ガス等が発生し、ケース１内の電極組立体６０側の圧力が上昇すると、図４に示すように、変形板３が上昇することによって突起１２も上昇し、当接面２４が通電板４の中央部３４に当接して、中央部３４を周辺部１５から引き離すように上方向に押圧する。突起１２は、中央部３４に当接する際に、係止受け部３５の端部にも接触する。係止受け部３５は、上方向に湾曲して薄く形成されているため、突起１２によって押圧されることによって、周辺部１５の中央の孔部の外径が広がるように変形し、突起１２の係止部１２ａが周辺部１５の孔部を通過する。これによって、中央部３４と周辺部１５が離間され、正極通電経路２１が遮断する。なお、突起１２の係止部１２ａは、突起１２から最も突出する中央部分に向かって突起１２の当接面２４側から緩やかに傾斜しており、周辺部１５の係止受け部３５は、上方向に湾曲しているため、周辺部１５の中央の孔部の外径は容易に広がり、突起１２が通過することができる。係止部１２ａと係止受け部３５とが係合する等によって突起１２が中央部３４を引き離すことを妨げることはない。

突起１２が通電板４を分離した後、蓄電装置１００のケース１内の圧力が下降すると、図５に示すように、一旦上昇した変形板３が下降し、突起１２が下降する。突起１２が下降すると、突起１２の係止部１２ａが通電板４の係止受け部３５によって係止される。これによって、突起１２が中央部３４と係止受け部３５との間に入り込んだ状態となり、中央部３４と係止受け部３５との再接続が回避される。係止受け部３５は、上方向に湾曲しているため、突起１２によって下方向に押圧されても、周辺部１５の中央の孔部の外径が広がって突起１２の係止部１２ａが通過することはない。

上記のとおり、蓄電装置１００の電流遮断装置２では、ケース１内の電極組立体６０側の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形板３が変形し、これによって突起１２が通電板４を分離することによって、電極組立体６０と正極外部端子１９との正極通電経路２１が遮断される。突起１２の外表面には係止部１２ａが設けられており、分離した通電板４の周辺部１５の係止受け部３５に係止する。このため、通電板４の中央部３４と周辺部１５とが分離された状態が維持され、正極通電経路２１が遮断された状態が維持される。突起１２の係止部１２ａは、突起１２の形状を変更することによって簡便に設けることができ、設置スペースを新たに確保する必要がない。すなわち、上記の電流遮断装置２によれば、特許文献１の保持機構のような別部材を設けることなく、突起１２に形成された係止部１２ａという簡易かつ省スペースな構成で確実に正極通電経路２１の再接続を防止することができる。また、係止部１２ａは、当接面２４の近位部分に設けられているから、変形板３の変形量が小さい場合であっても、確実に係止受け部３５に係止できる。

また、上記の電流遮断装置２では、通電板４は、突起１２の周囲で変形板３側から通電板４側に向かう方向（図３等に示す上方向）に湾曲する係止受け部３５を備えている。係止受け部３５によれば、突起１２が上昇する際には、周辺部１５の中央の孔部の外径が広がるように変形するため、突起１２の係止部１２ａが周辺部１５の中央の孔部を通過し易い。また、係止受け部３５によれば、突起１２によって通電板４の中央部３４と周辺部１５が分離した際に突起１２の係止部１２ａと係合し、突起１２の係止をより確実にし、より確実に正極通電経路２１の再接続を防止することができる。突起１２の係止部１２ａと同様に、係止受け部３５は、正極通電経路２１の一部である通電板４の形状を変更することによって簡便に設けることができ、設置スペースを新たに確保する必要がない。

また、上記の電流遮断装置２では、変形板３により、通電板４と接点板５との接続部６，２３が電解液雰囲気中と遮断されるため、電解液や周囲環境による接続部６，２３の劣化を防止することができ、また、通電経路の破断時にアーク（火花）が発生しても、水素ガスが発生しているケース１内の電極組立体６０側に影響が無い。さらに、変形板３は外周の固定部以外とは他の部材と接触していないため、変形板３は溶接強度の影響を受けることがなく、内部圧力によって安定して作動される。

また、上記の電流遮断装置２では、第１接続部６、及び第２接続部２３は、夫々、通電板４および接点板５における中央部に形成されている。このため、変形板３の当接面２４をその中央部に配置することができ、変形板３の変形量の大きい部分を遮断のために有効に利用することができる。

また、上記の電流遮断装置２では、変形板３の中央部には接点板５の側に向けて突出する絶縁性の突起１２が設けられており、突起１２に当接面２４が形成されている。このため、通電経路の遮断後は、絶縁性の突起１２により通電板４と接点板５との再接触が防止されるとともに、変形板３に設けられた突起１２の衝撃力が接続部６，２３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。

また、上記の電流遮断装置２では、変形板３及び接点板５が薄板から構成されている。このため、変形板３及び接点板５の製造が容易となる。また、変形板３及び接点板５の作動が安定したものとなる。

（変形例）
上記の実施例１では、円柱形状の突起１２は、その周方向の全体に形成された係止部１２ａを有していたが、これに限られない。例えば、図６に示す突起１１２のように、周方向の一部に形成された係止部１１２ａを有していてもよい。係止部１１２ａは、分離した通電板４が再接続しない範囲で形成する位置等を自由に設計することができる。

実施例２に係る蓄電装置は、電流遮断装置の突起の形状において実施例１と相違している。図７に示すように、実施例２に係る電流遮断装置では、変形板３に設けられた突起２１２は、中空の円管形状である。円管形状の突起２１２の周方向の外表面の上端部には、実施例１の係止部１２ａと同様の形状の係止部２１２ａが設けられている。蓄電装置のその他の構成は、実施例１の蓄電装置１００と同様であるため、説明を省略する。図７に示すように、蓄電装置の通常動作時には、通電板４の中央部３４と周辺部１５が接続しており、正極通電経路が接続されている。

蓄電装置の過充電時に、ケース１内の電極組立体６０側の圧力が上昇すると、図８に示すように、変形板３が上昇することによって突起２１２も上昇し、突起２１２が当接面において通電板４の中央部３４の下面に当接して、中央部３４を周辺部１５から引き離すように上方向に押圧する。この際、係止受け部３５も突起２１２とも接触し、互いに力を及ぼし合う。突起２１２は円管形状の中空部材であるため、係止受け部３５に接触することによって、図８に矢印で示すように、その外周面が内側に入り込むように変形し、その上端部における外径が小さくなって、周辺部１５の中央の孔部を通過する。これによって、中央部３４と周辺部１５が離間され、正極通電経路が遮断する。

周辺部１５の中央の孔部を通過すると、突起２１２の上端部における外径は元の状態に戻る。突起２１２が通電板４を分離した後、蓄電装置のケース１内の圧力が下降すると、図９に示すように、一旦上昇した変形板３が下降し、突起２１２が下降する。突起２１２の上端部における外径は元の状態に戻っているため、突起２１２が下降すると、突起２１２の係止部２１２ａが通電板４の係止受け部３５によって係止される。これによって、突起２１２が中央部３４と係止受け部３５との間に入り込んだ状態となり、中央部３４と係止受け部３５との再接続が回避される。

上記のとおり、実施例２においても、実施例１と同様に、突起２１２に形成された係止部２１２ａという簡易かつ省スペースな構成で確実に正極通電経路の再接続を防止することができる。また、突起２１２は、中空部材であるため、中央部３４を周辺部１５から引き離すように上方向に押圧する際に、周辺部１５の孔部を通過し易いように、外径を縮めるように変形できる。このため、通電板４の係止受け部３５を変形し易いように薄くする必要がない。図２に示すように、係止受け部３５は、正極通電経路２１の一部である。実施例２によれば、通電時の電気抵抗を低減するために、係止受け部３５を厚くすることも可能である。

実施例３に係る蓄電装置は、電流遮断装置の突起の形状において実施例１と相違している。図１０に示すように、実施例３に係る電流遮断装置では、変形板３に設けられた突起３１２は、円柱形状であり、その周方向の外表面の上端部に、係止部３１２ａが設けられている。係止部３１２ａは、円周方向に１８０°離間して配置された２つ板状部材であり、突起３１２の当接面となる上端面から斜め下方向に、突起３１２の外周方向に広がるように伸びている。蓄電装置のその他の構成は、実施例１の蓄電装置１００と同様であるため、説明を省略する。図１０に示すように、蓄電装置の通常動作時には、通電板４の中央部３４と周辺部１５が接続しており、正極通電経路が接続されている。

蓄電装置の過充電時に、ケース１内の電極組立体６０側の圧力が上昇すると、図１１に示すように、変形板３が上昇することによって突起３１２も上昇し、突起３１２が当接面において通電板４の中央部３４の下面に当接して、中央部３４を周辺部１５から引き離すように上方向に押圧する。この際、係止受け部３５も突起３１２と接触し、係止受け部３５の端部と係止部３１２ａが接触する。係止部３１２ａは、係止受け部３５に接触することによって、図１１に矢印で示すように、突起３１２の円柱形上の側面に近づくように変形し、突起３１２の上端部における外径が小さくなって、係止部３１２ａが周辺部１５の中央の孔部を通過する。これによって、中央部３４と周辺部１５が離間され、正極通電経路が遮断する。

周辺部１５の中央の孔部を通過すると、図１２に示すように、係止部３１２ａは元の状態に戻る。その後、蓄電装置のケース１内の圧力が下降すると、図１３に示すように、一旦上昇した変形板３が下降し、突起３１２が下降する。係止部３１２ａは元の状態に戻っているため、突起３１２が下降すると、突起３１２の係止部３１２ａの下面が通電板４の係止受け部３５によって係止される。この場合、係止受け部３５は、係止部３１２ａを突起３１２の外周方向に広げるように力を及ぼすため、突起３１２は確実に係止される。これによって、突起３１２が中央部３４と係止受け部３５との間に入り込んだ状態となり、中央部３４と係止受け部３５との再接続が回避される。

上記のとおり、実施例３においても、実施例１，２と同様に、突起３１２に形成された係止部３１２ａという簡易かつ省スペースな構成で確実に正極通電経路の再接続を防止することができる。また、突起３１２の係止部３１２ａは、中央部３４を周辺部１５から引き離すように上方向に押圧する際に、周辺部１５の孔部を通過し易いように変形できる。このため、実施例２と同様に、通電板４の係止受け部３５を変形し易いように薄くする必要がなく、通電時の電気抵抗を低減するために、係止受け部３５を厚くすることも可能である。また、一旦上昇した変形板３が下降し、突起３１２が下降する際には、係止受け部３５から受ける力によって、突起３１２の外周方向に広がるように係止部３１２ａが変形するから、中央部３４と係止受け部３５との再接続をより確実に回避できる。

（変形例）
実施例１〜３では、電流遮断装置の通電板が中央部と周辺部とを備えている場合を例示して説明したが、これに限定されない。例えば、図１４に示すように、突起４１２の上方で互いに接する通電板４０４ａ，４０４ｂを備えていてもよい。通電板４０４ａ，４０４ｂは、突起４１２の上方で、上方に向かって湾曲して互いに接触する第１部分４３５ａ，４３５ｂと、第１部分４３５ａ，４３５ｂから接点板５に沿ってさらに横方向に湾曲するとともに、接点板５と接触する第２部分４３４ａ，４３４ｂとを備えている。突起４１２およびその係止部４１２ａは、実施例１の突起１２およびその係止部１２ａと同様である。その他の構成は、実施例１の電流遮断装置２と同様であるため、説明を省略する。

蓄電装置の過充電時に、ケース１内の電極組立体６０側の圧力が上昇すると、図１５に示すように、変形板３が上昇することによって突起３１２も上昇し、突起４１２が通電板４０４ａ，４０４ｂの間に入り込んで、通電板４０４ａ，４０４ｂを分離する。突起４１２の係止部４１２ａが通電板４０４ａ，４０４ｂの上方に移動すると、中央部３４と周辺部１５が離間され、正極通電経路が遮断するとともに、係止部４１２ａの下方に第２部分４３４ａ，４３４ｂが係合する。これによって、突起４１２が通電板４０４ａ，４０４ｂの第２部分４３４ａ，４３４ｂと接点板５との間に入り込んだ状態となり、接点板５と通電板４０４ａ，４０４ｂとの再接続が回避される。

なお、上記の実施例では、電流遮断装置は、正極通電経路上に配置したが、負極通電経路上に配置してもよい。また、突起の係止部が凸部である場合を例示して説明したが、係止部が凹部であっても、同様の作用効果を得ることができる。また、突起の外表面の一部の摩擦抵抗を高くすることによって係止部を構成してもよい。この場合でも、突起に形成された係止部という簡易かつ省スペースな構成で確実に正極通電経路の再接続を防止することができる。

以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、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。

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。また、本明細書または図面に例示した技術は複数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。

１ ケース
２ 電流遮断装置
３ 変形板
４，４０４ａ，４０４ｂ 通電板
５ 接点板
１２，１１２，２１２，３１２，４１２ 突起
１２ａ，１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４１２ａ 係止部
１３ 第１正極用導電部材
１５ 周辺部
１９ 正極外部端子
２１ 正極通電経路
２４ 当接面
３５ 係止受け部
６０ 電極組立体
６７，６５ 集電端子
６８ 第２正極用導電部材
６４ 負極用導電部材
１００ 蓄電装置
１１９ 負極外部端子

Claims (4)

1. 正極及び負極を備える電極組立体と正負いずれかの外部端子とを電気的に接続し、前記電極組立体を収容するケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に前記電極組立体と前記外部端子との直列な通電経路を遮断する電流遮断装置であって、
   前記電流遮断装置は、
   前記電流遮断装置の外面となるように配置され、前記ケース内の内圧が所定レベルを超えて上昇した際に変形する変形板と、
   前記外部端子に電気的に接続する接点板と、
   前記変形板と前記接点板との間に挟まれるように配置され、前記通電経路内で前記電極組立体と前記接点板との間に直列に接続する通電板とを有し、
   前記変形板は、前記ケース内の内圧を受圧可能な受圧部と、前記受圧部から前記通電板に向かって突出する突起とを有し、
   前記突起の外表面には、係止部が設けられており、
   前記突起は、前記変形板が前記通電板側へ移動するように変形することにより前記通電板に当接し、前記通電板の少なくとも一部を分離して前記通電経路を遮断し、
   前記突起の係止部は、分離した前記通電板に係止して、前記通電板が分離された状態を維持し、
   前記通電板は、前記突起の周囲で前記変形板側から前記通電板側に向かう方向に湾曲する係止受け部を備え、
   前記係止受け部は、前記突起によって前記通電板が分離した際に前記突起の係止部と係合する、電流遮断装置。
2. 前記係止部は、前記突起の外表面に設けられた凹部または凸部である、請求項１に記載の電流遮断装置。
3. 請求項１または２に記載の電流遮断装置を備えた、蓄電装置。
4. 前記蓄電装置は二次電池である、請求項３に記載の蓄電装置。
   

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