JP6019248B2 - 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置 - Google Patents

Description

本出願は、２０１３年１０月１６日に出願された日本国特許出願第２０１３−２１５８０４号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容は、この明細書中に参照により援用されている。本明細書は、電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置に関する技術を開示する。

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、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。特開２０１２−３８５２９号公報には、ケースに第１通電部材（カシメ部品）を固定し、第１通電部材に対向する位置に第２通電部材（集電端子）を配置する電流遮断装置が開示されている。以下、特開２０１２−３８５２９号公報を、特許文献１と称する。第１通電部材には変形部材の端部が固定されている。変形部材の中央部は、第２通電部材に接している。変形部材の端部は、絶縁体（内部下ガスケット）を介して第２通電部材に接している。変形部材の中央部が第２通電部材に接しているときは第１通電部材と第２通電部材が導通しており、変形部材の中央部が第２通電部材から離反すると第１通電部材と第２通電部材が非導通になる。特許文献１の電流遮断装置は、蓄電装置内の圧力が所定値を超えると、変形部材の中央部が第２通電部材から離反し、第１通電部材と第２通電部材を非導通にすることによって電極端子と電極の間の導通を遮断する。

電流遮断装置が確実に作動するためには、蓄電装置内の圧力が所定値を超えたときに、変形部材が第２通電部材からスムーズに離反することが必要である。第１通電部材に対する変形部材の位置が設計値からずれると、第２通電部材に対する変形部材の位置も設計値からずれることが起こり得る。その結果、電流遮断装置の動作が安定しないことが起こり得る。本明細書では、信頼性の高い電流遮断装置を実現する技術を提供する。

本明細書で開示する電流遮断装置は、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間の導通を遮断する。その電流遮断装置は、第１通電部材と、第２通電部材と、第１変形部材と、第２変形部材を備えている。上記第１通電部材は、上記ケースに固定されている。上記第２通電部材は、上記第１通電部材に対向する位置に配置されている。上記第１変形部材は、上記第１通電部材と上記第２通電部材の間に配置されている。上記第１変形部材は、上記ケース内の圧力が所定値以下のときは上記第２通電部材に接触しており、上記ケース内の圧力が所定値を超えたときに上記第２通電部材と非接触になる。上記第２変形部材は、前記第２通電部材に対して前記第１変形部材とは反対側に配置されている。上記第２変形部材には、上記第２通電部材の中央部に向かって突出した形状の突起が設けられている。上記ケース内の圧力が所定値以下のときは上記中央部が上記第２通電部材から離れる方向に突出しており、上記ケース内の圧力が所定値を超えたときに上記中央部が上記第２通電部材に向けて移動して上記突起が上記第２通電部材に接触する。

本明細書では、上記第１通電部材の上記第２通電部材側に、上記第１変形部材の移動を規制する規制構造が設けられている電流遮断装置を開示する。本明細書ではさらに、上記第２通電部材の上記第１変形部材側とは反対側に、上記第２変形部材の移動を規制する規制構造が設けられている電流遮断装置をも開示する。

上記の電流遮断装置は、変形部材（第１変形部材，第２変形部材）の移動が規制されるので、通電部材（第１通電部材，第２通電部材）に対する変形部材の位置が設計値からずれることを抑制することができる。ケース内の圧力変化に対して、電流遮断装置の動作、すなわち、変形部材の動作を安定させることができる。

本明細書で開示される技術によると、信頼性の高い電流遮断装置を実現することができる。

第１実施例の蓄電装置の断面図を示す。 第１実施例の蓄電装置で用いられている電流遮断装置の拡大断面図を示す。 第２実施例の蓄電装置で用いられている電流遮断装置の拡大断面図を示す。

以下、本明細書で開示する蓄電装置の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

蓄電装置は、ケースと、電極組立体と、電極端子と、電流遮断装置を備えている。電極組立体は、ケース内に収容されており、正極及び負極を備えていてよい。電極端子は、ケースの内外を通じていてよい。すなわち、電極端子の一部がケースの外部に位置しており、電極端子の他の一部がケースの内部に位置していてよい。電流遮断装置は、負極端子と負極に接続されていてもよい。この場合、電流遮断装置は、負極端子と負極の通電経路上に配置され、ケースの内圧が所定値を超えたときに、負極端子と負極を導通状態から非導通状態に切換える。電流遮断装置は、正極端子と正極に接続されていてもよい。この場合、電流遮断装置は、正極端子と正極の通電経路上に配置され、ケースの内圧が所定値を超えたときに、正極端子と正極を導通状態から非導通状態に切換える。

電流遮断装置は、第１通電部材と、第２通電部材と、第１変形部材と、第２変形部材を備えていてよい。第１通電部材は、蓄電装置のケースに固定されていてよい。第１導電部材は、正極端子の一部、又は、負極端子の一部であってもよい。

第２通電部材は、第１通電部材と間隔を有して第１通電部材に対向する位置に配置されていてよい。すなわち、第１通電部材と第２通電部材は、直接接触していなくてよい。第２通電部材の中央部の厚みは、端部の厚みより薄くてよい。さらに、第２通電部材の中央部に、ケース内の圧力が所定値を超えたときに破断の起点となる破断溝が設けられていてもよい。破断溝は、第２通電部材の中央部において、連続的又は断続的に一巡していてもよい。第１通電部材が電極端子（正極端子又は負極端子）の一部の場合、第２通電部材は、電極端子に対向していてよい。第１通電部材が電極端子の一部ではない場合、第２通電部材は、電極端子に対向していなくてもよい。

絶縁部材が、第１通電部材と第２通電部材の間に配置されていてよい。また、その絶縁部材によって、第１通電部材と第２通電部材の間隔が維持されていてもよい。すなわち、絶縁部材が設けられている範囲外では、第１通電部材と第２通電部材の間に隙間が設けられていてよい。

絶縁性のシール部材が、第１通電部材と第２通電部材の間に配置されていてよい。シール部材は、シール部材，第１通電部材及び第２通電部材で囲まれる空間を、電流遮断装置の外部空間から隔離する。シール部材は、上記した絶縁部材の外側で第１通電部材と第２通電部材をシールしていてよい。シール部材は、絶縁部材と非接触の状態で第１通電部材と第２通電部材の間に配置されていてよい。

第１通電部材の第２通電部材側、及び/又は、第２通電部材の第１通電部材側に溝が設けられており、上記した絶縁部材が、その溝内に位置していてよい。絶縁部材の位置ずれを防止することができる。絶縁部材が第１変形部材に接触することを防止することができるとともに、絶縁部材がシール部材に接触することも防止することができる。

第１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てよい。第１変形部材は、絶縁部材の内側で第１通電部材に固定されていてよい。第１変形部材は、絶縁部材と非接触の状態で第１通電部材に固定されていてよい。第１変形部材は、ケース内の圧力が所定値以下のときは第２通電部材に接触していてよい。第１変形部材の端部が第２通電部材から離れており、第１変形部材の中央部が第２通電部材の中央部に接触していてよい。また、第１変形部材の中央部は、破断溝に囲まれた位置で第２通電部材に固定されていてもよい。第１変形部材は、ケース内の圧力が所定値を超えたときに第２通電部材と非接触になってもよい。第１変形部材は、ケース内の圧力が所定値を超えたときに第２通電部材から離れるように反転してもよい。ケース内の圧力が所定値を超えたときに第２通電部材の中央部が破断し、第１変形部材が第２通電部材から離れてもよい。

第１通電部材の第２通電部材側に、第１変形部材の移動を規制する規制構造が設けられていてよい。また、規制構造は、第１通電部材の第２通電部材側に設けられている窪みであってよい。この場合、第１変形部材の外周縁が窪みの側面に接していてよい。第１通電部材に対する第１変形部材の位置ずれを防止することができる。

第２変形部材は、第２通電部材に対して第１変形部材とは反対側に配置されていてよい。すなわち、第２通電部材が、第１変形部材と第２変形部材の間に設けられていてよい。第２変形部材は、第２通電部材と電極組立体の間に設けられていてよい。第２変形部材は、第２通電部材に固定されていてよい。第２変形部材の第２通電部材側の中央部に、第２通電部材に向かって突出した形状の突起が設けられていてよい。突起が、通電部材から離れた状態で、第１通電部材の破断溝に囲まれた部分に対向していてもよい。突起は、絶縁性であってもよい。

第２変形部材は、ケース内の圧力が所定値以下のときは中央部が第２通電部材から離れる方向に突出しており、ケース内の圧力が所定値を超えたときに中央部が第２通電部材に向けて移動して上記突起が第２通電部材に接触してもよい。すなわち、第２変形部材は、ケースの内圧が所定値以下のときは中央部が第２通電部材から離れる方向に突出している第１位置に存在しており、ケースの内圧が所定値を超えたときに中央部が第２通電部材に向けて突出している第２位置に存在していてよい。

第２通電部材の第１通電部材側とは反対側に、第２変形部材の移動を規制する規制構造が設けられていてよい。また、規制構造は、第２通電部材の第１通電部材側とは反対側に設けられている窪みであってよい。この場合、第２変形部材の外周縁が窪みの側面に接していてよい。第２通電部材に対する第２変形部材の位置ずれを防止することができる。

第１変形部材と第２通電部材の双方は、電極端子と電極の通電経路上に設けられていてよい。電極端子と電極の一方に第１変形部材が接続されており、電極端子と電極の他方に第２通電部材が接続されており、第１変形部材と第２通電部材の導通が遮断されたときに上記電極端子と電極の他方が第１変形部材と絶縁されているとともに、上記電極端子と電極の一方が第２通電部材と絶縁されていてもよい。

本明細書で開示する蓄電装置の一例として、二次電池、キャパシタ等が挙げられる。二次電池の電極組立体の一例として、セパレータを介して対向する電極対（負極及び正極）を有するセルが複数積層された積層タイプの電極組立体、セパレータを介して対向する電極対を有するシート状のセルが渦巻状に加工された捲回型の電極組立体が挙げられる。また、本明細書で開示する蓄電装置は、例えば車両に搭載され、モータに電力を供給することができる。以下、蓄電装置の構造について説明する。

なお、以下の説明では、正極端子と負極端子の双方がケースの一方向に露出している蓄電装置について説明する。しかしながら、本明細書で開示する技術は、円筒型の電池のように、ケースが一方の極性（例えば正極）の電極端子として機能し、他方の極性（例えば負極）の電極端子がケースから絶縁された状態でケースに固定されているタイプの蓄電装置等にも適用することができる。また、以下の説明では、電流遮断装置が負極端子と負極に接続されている蓄電装置について説明する。本明細書で開示する技術は、電流遮断装置が正極端子と正極に接続されている蓄電装置に適用することもできる。

（第１実施例）
図１を参照し、蓄電装置１００の構造を説明する。蓄電装置１００は、ケース１８と、電極組立体５２と、正極端子２と、負極端子３０と、電流遮断装置５０を備えている。ケース１８は、金属製であり、略直方体形状である。ケース１８は、蓋部１８ａと本体部１８ｂを備えている。ケース１８の内部には、電極組立体５２と電流遮断装置５０が収容されている。電極組立体５２は、正極と負極を備えている（図示省略）。正極タブ１６が正極に固定されており、負極タブ２０が負極に固定されている。ケース１８の内部は、電解液が収容されており、大気が除去されている。

正極端子２と負極端子３０が、ケース１８の内外を通じている。正極端子２と負極端子３０は、ケース１８の一方向（図１の紙面上方）に配置されている。すなわち、正極端子２と負極端子３０の双方が、電極組立体５２に対して同じ方向（蓋部１８ａが設けられている方向）に配置されている。正極端子２は、ボルト部８を備えている。正極端子２は、ボルト部８にナット１０を係合することにより、ケース１８に固定されている。正極端子２の一端はケース１８の外部に位置しており、他端はケース１８の内部に位置している。同様に、負極端子３０は、ボルト部３６を備えている。負極端子３０は、ボルト部３６にナット３８を係合することにより、ケース１８に固定されている。負極端子３０の一端はケース１８の外部に位置しており、他端はケース１８の内部に位置している。

正極端子２に、正極リード１４が接続されている。正極リード１４は、正極タブ１６に接続されている。正極端子２は、正極リード１４を介して、正極タブ１６に電気的に接続されている。すなわち、正極端子２は、電極組立体５２の正極に電気的に接続されている。正極リード１４は、絶縁部材よってケース１８から絶縁されている。絶縁部材としては、例えば絶縁シート１２が用いられる。正極端子２及びナット１０は、絶縁部材５８によってケース１８から絶縁されている。正極端子２とケース１８の間に絶縁性のシール部材５６が配置されている。正極端子２とケース１８の隙間は、シール部材５６によってシールされている。なお、バスバー４が、バスバーボルト６によって、正極端子２に固定されている。

負極端子３０は、電流遮断装置５０に接続されている。電流遮断装置５０の詳細は後述する。電流遮断装置５０は、金属製の接続部材２６を介して、負極リード２４に接続されている。なお、接続部材２６と負極リード２４は、一体に形成された１つの部材であってもよい。負極端子３０は、負極リード２４を介して、負極タブ２０に電気的に接続されている。すなわち、負極端子３０は、電極組立体５２の負極に電気的に接続されている。負極リード２４は、絶縁部材によってケース１８から絶縁されている。絶縁部材としては、例えば絶縁シート２２が用いられる。負極端子３０及びナット３８は、絶縁部材２８によってケース１８から絶縁されている。負極端子３０とケース１８の間に絶縁性のシール部材４２が配置されている。負極端子３０とケース１８の隙間は、シール部材４２によってシールされている。なお、バスバー３２が、バスバーボルト３４によって、負極端子３０に固定されている。

蓄電装置１００では、ケース１８内の圧力が所定値以下のときは、負極端子３０と負極タブ２０が、電流遮断装置５０を介して電気的に接続している。すなわち、負極端子３０と負極の間が導通している。ケース１８内の圧力が所定値を超えると、電流遮断装置５０が、負極端子３０と負極タブ２０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。

図２を参照し、電流遮断装置５０について説明する。電流遮断装置５０は、負極端子３０の拡径部３７と、金属製の破断板８８と、金属製の第１変形部材８０と、金属製の第２変形部材９３を備えている。上記したように、拡径部３７（負極端子３０）は、ケース１８に固定されている。負極端子３０は、第１通電部材の一例である。破断板８８は、拡径部３７と間隔を有して拡径部３７に対向する位置に配置されている。破断板８８は、第２通電部材の一例である。電極組立体５２（図１も参照）とケース１８の間において、電極組立体５２の上方に、第２変形部材９３，破断板８８，第１変形部材８０，拡径部３７の順に配置されている。拡径部３７の破断板８８側の面には、溝９２と窪み８６が設けられている。窪み８６は、第１変形部材８０の移動を規制する規制構造の一例である。窪み８６は、溝９２よりも内側に設けられている。窪み８６は、溝９２を画定している一方の側壁によって形成されている。

拡径部３７の破断板８８に対向する対向面３５は、中央に向かって窪んでいる。換言すると、対向面３５は、端部から中央に向かうに従って、破断板８８から離れるように傾斜している。対向面３５とは、拡径部３７の破断板８８に対向する面のうち、第１変形部材８０が固定されていない面のことを意味する。なお、「溝」は、２つの側壁に囲まれた底面を有する形態のことを意味する。また「窪み」は、単に周囲よりも高さが低い形態であり、段差を有する形態のことを意味する。

破断板８８の拡径部３７側に、溝９６が設けられている。溝９６は、溝９２に対向する位置に形成されている。破断板８８には、接続部材２６が固定されている。破断板８８は、接続部材２６，負極リード２４を介して、負極タブ２０と導通している（図１も参照）。なお、破断板８８と接続部材２６は、一体に形成された１つの部材であってもよい。上述の通り、接続部材２６と負極リード２４は一体の部材であってもよい。そのため、破断板８８、接続部材２６、及び負極リード２４の全てが一体の部材であってもよい。破断板８８の中央部８８ａの厚みは、端部８８ｂの厚みより薄い。また、中央部８８ａの周りには、破断溝９０が設けられている。破断溝９０は、中央部８８ａで連続的に一巡している。破断板８８の拡径部３７とは反対側に、窪み８９が設けられている。窪み８９は、破断板８８の端部８８ｂに設けられている。

支持部材７８が、負極端子３０の拡径部３７と破断板８８を支持している。支持部材７８は、金属製の外側部７２と、絶縁性の第１内側部７４と、絶縁性の第２内側部７５を備えている。第１内側部７４は、外側部７２の内側に配置されており、第２内側部７５の上方（ケース１８側）に配置されている。第２内側部７５は、外側部７２の内側に配置されており、第２内側部７５の下方（電極組立体５２側）に配置されている。外側部７２によって、拡径部３７と破断板８８が位置決めされている。具体的には、第１内側部７４と第２内側部７５を所定の位置に配置した後、外側部７２をかしめることによって、破断板８８を拡径部３７に固定している。なお、内側部７４，７５は、拡径部３７と破断板８８を絶縁している。

絶縁部材９４が、拡径部３７（負極端子３０）と破断板８８の間に配置されている。絶縁部材９４は、拡径部３７と破断板８８の間隔を維持している。すなわち、絶縁部材９４は、拡径部３７と破断板８８が直接接することを防止している。絶縁部材９４は、後述する第１変形部材８０の中央部８０ａと破断板８８の中央部８８ａ以外の箇所で、拡径部３７と破断板８８とが直接導通することを防止している。絶縁部材９４の一部が、溝９２，９６内に位置している。絶縁部材９４は、第１変形部材８０に向けて移動することが規制されている。

第１変形部材８０は、金属性のダイアフラムである。第１変形部材８０は、拡径部３７と破断板８８の間に配置されている。第１変形部材８０の端部８０ｂは、拡径部３７に固定されている。より具体的には、第１変形部材８０の外周縁が拡径部３７の窪み８６の側壁に当接した状態で、第１変形部材８０の端部８０ｂが拡径部３７に溶接されている。窪み８６の側壁は、第１変形部材８０の外周縁が当接する当接面である。窪み８６は、第１変形部材８０の移動を規制する。第１変形部材８０の外周縁を窪み８６の側壁に当接させることにより、拡径部３７に対する第１変形部材８０の位置ずれを防止することができる。

第１変形部材８０の中央部８０ａが、拡径部３７から離れるように突出している。換言すると、第１変形部材８０は、端部８０ｂから中央部８０ａに向かうに従って、破断板８８に近づいている。第１変形部材８０の中央部８０ａは、破断溝９０の内側で、破断板８８に固定されている。より具体的には、電流遮断装置５０を平面視すると（図２の上から見ると）、中央部８０ａが、破断溝９０に囲まれた範囲で、破断板８８に溶接されている。

第２変形部材９３は、金属製のダイアフラムである。第２変形部材９３は、破断板８８に対して、第１変形部材８０とは反対側に配置されている。すなわち、破断板８８は、第１変形部材８０と第２変形部材９３の間に配置されている。第２変形部材９３の端部９３ｂが、破断板８８に固定されている。より具体的には、第２変形部材９３の外周縁が破断板８８の窪み８９の側壁に当接した状態で、第２変形部材９３の端部９３ｂが破断板８８に溶接されている。窪み８９の側壁は、第２変形部材９３の外周縁が当接する当接面である。窪み８９は、第２変形部材９３の移動を規制する。第２変形部材９３の外周縁を窪み８９の側壁に当接させることにより、破断板８８に対する第２変形部材９３の位置ずれを防止することができる。

第２変形部材９３の破断板８８側には、絶縁性の突起９５が設けられている。突起９５は、第２変形部材９３の中央部９３ａに配置されており、破断板８８に向かって突出している形状である。突起９５は、破断板８８の中央部８８ａに対向している。より具体的には、電流遮断装置５０を平面視（図２の上下方向から観察）したときに、突起９５が、破断溝９０で囲まれた範囲内に位置している。第２変形部材９３は、端部９３ｂから中央部９３ａに向かうに従って、破断板８８から離れるように突出している。

シール部材８４が、拡径部３７と破断板８８の間に配置されている。シール部材８４は、絶縁性のＯリングである。シール部材８４は、絶縁部材９４の外側に配置されている。シール部材８４は、拡径部３７と破断板８８を絶縁するとともに、電流遮断装置５０の内部を気密に保っている。すなわち、シール部材８４は、拡径部３７と破断板８８をシールして、電流遮断装置５０の内部の空間を、電流遮断装置５０の外部の空間（ケース１８内の空間）と遮断している。なお、上記したように、絶縁部材９４の一部が、溝９２，９６内に位置している。そのため、絶縁部材９４は、シール部材８４に向けて移動することが規制されている。

ケース１８の内圧が所定値以下のときは、負極端子３０は、第１変形部材８０，破断板８８，接続部材２６，負極リード２４，負極タブ２０を介して、負極と導通している。ケース１８の内圧が所定値以下のときは、突起９５と破断板８８の間には隙間が設けられている。

例えば、蓄電装置１００が過充電状態になったり、過昇温状態になると、ケース１８の内圧が上昇し、所定値を超える。ケース１８の内圧が所定値を超えると、第２変形部材９３が、破断板８８に向かって変形する。すなわち、中央部９３ａが、破断板８８の中央部８８ａに向けて移動する。換言すると、第２変形部材９３が、端部９３ｂを支点として反転する。より具体的には、ケース１８の内圧が所定値以下のときは第２変形部材９３の中央部９３ａは破断板８８から離れる方向に突出している第１位置に存在しており、ケース１８の内圧が所定値を超えたときは第２変形部材９３の中央部９３ａは破断板８８に向けて突出している第２位置に存在している。突起９５が破断板８８に接触し、破断板８８が破断溝９０を起点として破断する。第１変形部材８０と破断板８８が分離し、破断板８８と第１変形部材８０が非導通となる。負極端子３０と負極が非導通になるので、正極端子２と負極端子３０（図１も参照）の間に電流が流れることを防止することができる。

なお、破断板８８が破断すると、第１変形部材８０の中央部８０ａが、破断板８８側から拡径部３７側に向けて移動する。換言すると、第１変形部材８０が反転する。なお、上記したように、拡径部３７の対向面３５が窪んでいるので、第１変形部材８０の反転が拡径部３７（負極端子３０）に妨げられることはない。破断板８８が破断した後に、第１変形部材８０と破断板８８が再導通することを防止することができる。すなわち、ケース１８内の圧力が上昇して電流遮断装置５０が作動した後に、正極端子２と負極端子３０の間に再度電流が流れることを防止することができる。

また、第２変形部材９３が反転すると、突起９５の一部が、破断板８８の上方に位置する。換言すると、突起９５が、破断板８８の中央部分を通過する。突起９５は、第１変形部材８０が下方（破断板８８側）に移動することを規制する。そのため、第１変形部材８０と破断板８８が再導通することをより確実に防止することができる。

蓄電装置１００の利点を説明する。上記したように、拡径部３７（負極端子３０）に第１変形部材８０の移動を規制する規制構造（窪み８６）が設けられている。第１変形部材８０の外周縁を窪み８６の側壁に当接させた状態で、拡径部３７に第１変形部材８０を固定することができる。すなわち、拡径部３７に対して第１変形部材８０が位置ずれしない状態で、第１変形部材８０を拡径部３７に固定することができる。第１変形部材８０の反転がスムーズになり、第１変形部材８０を破断板８８から確実に離反させることができる。同様に、破断板８８に第２変形部材９３の移動を規制する規制構造（窪み８９）が設けられている。第２変形部材９３の外周縁を窪み８９の側壁に当接させた状態で、破断板８８に第２変形部材９３を固定することができる。すなわち、破断板８８に対して第２変形部材９３が位置ずれしない状態で、第２変形部材９３を破断板８８に固定することができる。第２変形部材９３の反転がスムーズになり、破断板８８を確実に破断することができる。第１変形部材８０及び第２変形部材９３移動を規制する規制構造を設けることにより、電流遮断装置５０が動作不良を起こすことを防止することができる。

上記したように、絶縁部材９４は、第１変形部材８０及びシール部材８４に向けて移動することが規制されている。そのため、絶縁部材９４が第１変形部材８０に接触し、第１変形部材８０の可動範囲を狭くすること防止することができる。また、絶縁部材９４が第１変形部材８０に接触し、ケース１８内の圧力が上昇する前に第１変形部材８０の形状が変形することを防止することができる。なお、第１変形部材８０の外周縁は拡径部３７の窪み８６の側壁に当接しているので、第１変形部材８０が絶縁部材９４に向けて移動することも規制されている。さらに、絶縁部材９４がシール部材８４に接触し、シール部材８４の存在空間を狭くすることを防止することができる。シール部材８４の存在空間を狭くなると、シール部材８４の充填率が増大し、シール部材８４が破損する等の不具合が起こり得る。

電流遮断装置５０では、第２変形部材９３が、電流遮断装置５０の内部と外部を隔てている。そのため、第２変形部材９３には、ケース１８の内圧変化が直接作用する。ケース１８の内圧に応じて反転する第２変形部材９３を用いることによって、ケース１８の内圧が所定値を超えたときに、破断板８８を確実に破断することができる。また、第２変形部材９３を用いることによって、破断板８８を電流遮断装置５０の外部（ケース１８の内部）から遮断することができる。破断板８８が破断したときにアークが発生しても、アークがケース１８内のガス（例えば水素）と接することを防止することができる。

（第２実施例）
図３を参照し、蓄電装置２００について説明する。蓄電装置２００は、蓄電装置１００の変形例であり、電流遮断装置２５０の構造が蓄電装置１００の電流遮断装置５０と異なる。蓄電装置２００について、蓄電装置１００と同じ部品は、蓄電装置１００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２５０は、第２変形部材９３の移動を規制する規制構造の形態が電流遮断装置５０と異なる。電流遮断装置２５０では、破断板８８の端部８８ｂに挿入孔２８９が設けられている。第２変形部材９３の端部９３ｂを挿入孔２８９に挿入することにより、第２変形部材９３の外周縁が、挿入孔２８９の底面に当接する。これにより、破断板８８に対する第２変形部材９３の位置ずれを防止することができる。

上記した電流遮断装置５０，２５０では、第１変形部材８０の端部８０ｂを固定する第１通電部材が、負極端子３０の一部（拡径部３７）である。第１通電部材は、それ自体が外部配線等を接続する外部端子の一部であってもよいし、第１通電部材とは別に外部配線等を接続する外部端子を設け、第１通電部材とその外部端子を導電性のリード等で接続してもよい。また、第１通電部材に第１変形部材を直接固定しないで、第１通電部材に導電性のリードを接続し、そのリードに第１変形部材を接続してもよい。また、第１通電部材が電極端子とは別部品の場合、第１通電部材と電極（正極又は負極）を接続し、破断板（第２通電部材）と電極端子を接続してもよい。なお、第２変形部材９３は金属製でなくてもよい。

電流遮断装置２５０では、第１変形部材８０の移動を規制する規制構造が窪み８６であり、第２変形部材９３の移動を規制する規制構造が挿入孔２８９である。第１変形部材８０の移動を規制する規制構造、及び、第２変形部材９３の移動を規制する規制構造の双方が挿入孔であってもよい。あるいは、第１変形部材８０の移動を規制する規制構造が挿入孔であり、第２変形部材９３の移動を規制する規制構造が窪みであってもよい。なお、拡径部３７（第１通電部材）にのみ第１変形部材８０の移動を規制する規制構造を設けられており、破断板８８には第２変形部材９３の移動を規制する規制構造が設けられていなくてもよい。あるいは、拡径部３７（第１通電部材）には第１変形部材８０の移動を規制する規制構造を設けられておらず、破断板８８にのみ第２変形部材９３の移動を規制する規制構造が設けられていてもよい。

上記した蓄電装置は、第１通電部材と第１通電部材の間に配置する絶縁部材の移動を規制するために、第１通電部材と第１通電部材の少なくとも一方に溝が形成されていればよい。そのため、電流遮断装置の構造、及び、蓄電装置を構成する部品の材料は様々なものを使用することができる。以下に、蓄電装置の一例であるリチウムイオン二次電池について、蓄電装置を構成する部品の材料を例示する。

電極組立体について説明する。電極組立体は、正極と、負極と、正極と負極の間の位置に介在しているセパレータを備えている。正極は、正極用金属箔と、正極用金属箔上に形成されている正極活物質層を有する。正極タブは、正極活物質層が塗布されていない正極用金属箔に相当する。負極は、負極用金属箔と、負極用金属箔上に形成されている負極活物質層を有する。負極タブは、負極活物質層が塗布されていない負極用金属箔に相当する。なお、活物質層に含まれる材料（活物質、バインダ、導電助剤等）には特に制限がなく、公知の蓄電装置等の電極に用いられる材料を用いることができる。

正極用金属箔として、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼又はそれらの複合材料を用いることができる。特に、アルミニウム又はアルミニウムを含む複合材料であることが好ましい。また、正極リードの材料として、正極用金属箔と同様の材料を用いることができる。

正極活物質は、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料であればよく、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）_０．３３Ｏ_２、Ｌｉ(ＮｉＭｎ)_０．５Ｏ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等を使用することができる。また、正極活物質としてリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、あるいは、硫黄などを用いることもできる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。正極活物質は、必要に応じて導電材，結着剤等とともに正極用金属箔に塗布される。

負極用金属箔として、アルミニウム、ニッケル、銅（Ｃｕ）等、又はそれらの複合材料等を使用することができる。特に、銅又は銅を含む複合材料であることが好ましい。また、負極リードの材料として、負極用金属箔と同様の材料を用いることができる。

負極活物質として、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料を用いる。リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ金属、アルカリ金属を含む遷移金属酸化物、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、高配向性グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、シリコン単体又はシリコン含有合金又はシリコン含有酸化物を使用することができる。なお、負極活物質は、電池容量を向上させるため、リチウム（Ｌｉ）を含まない材料であることが特に好ましい。負極活物質は、必要に応じて導電材，結着剤等とともに負極用金属箔に塗布される。

セパレータは、絶縁性を有する多孔質を用いる。セパレータとして、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、あるいは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布を使用することができる。

電解液は、非水系の溶媒に支持塩（電解質）を溶解させた非水電解液であることが好ましい。非水系の溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状エステルを含んでいる溶媒、酢酸エチル、プロピロン酸メチルなどの溶媒、又はこれらの混合液を使用することができる。また、支持塩（電解質）として、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６等を使用することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、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。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、出願時の請求項に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の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。

Claims (4)

1. 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間の導通を遮断する電流遮断装置であって、
   前記ケースに固定されており、前記電極端子と電気的に接続している第１通電部材と、
   前記第１通電部材に対向する位置に配置されており、前記電極と電気的に接続している第２通電部材と、
   導電性を有しており、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前記第１通電部材と電気的に接続しており、前記ケース内の圧力が所定値以下のときは前記第２通電部材に接触して前記電極端子と前記電極を導通させており、前記ケース内の圧力が所定値を超えたときに前記第２通電部材と非接触になり前記電極端子と前記電極の導通を遮断する第１変形部材と、
   前記第２通電部材に対して前記第１変形部材とは反対側に配置されているとともに、前記第２通電部材の中央部に向かって突出した形状の突起が設けられており、前記ケース内の圧力が所定値以下のときは中央部が前記第２通電部材から離れる方向に突出しており、前記ケース内の圧力が所定値を超えたときに前記中央部が前記第２通電部材に向けて移動して前記突起が前記第２通電部材に接触して前記第２通電部材を破断し、前記第１変形部材と前記第２通電部材を非導通にする第２変形部材と、を備えており、
   前記第２通電部材の前記第１変形部材側とは反対側に、窪みが設けられており、
   前記第２変形部材の端部が前記窪み内に位置しており、
   前記第２変形部材の外周縁が窪みの側面に接し、前記第２変形部材の移動が規制されている電流遮断装置。
2. 前記第２変形部材の端部が、前記第２通電部材に溶接されている請求項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る蓄電装置。
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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