JP6052113B2

JP6052113B2 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP6052113B2
Application number: JP2013184302A
Authority: JP
Inventors: 貴之弘瀬; 元章奥田; 寛恭西原; 厚志南形; 耕二郎田丸
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: JP2015053140A

Description

本明細書に開示の技術は、蓄電装置に備えられる端子構造の改良に関する。

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、その他の二次電池（蓄電池）等の蓄電装置は、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、リチウムイオン電池は、車両搭載用の高出力電源として用いることが期待されている。リチウムイオン電池は、軽量でありながら高いエネルギー密度が得られる。二次電池の典型的な構造として、ケース内に電極組立体及び電解質が収容されており、そのケースを密閉した密閉構造の電池（密閉型電池）が挙げられる（例えば、特許文献１等）。

特開２０１２−２８００８号公報

この種の二次電池では、ケースに取付けられた端子にバスバーが締結される。具体的には、端子にはケースの内側と外側とを連通する貫通孔が形成され、この貫通孔に雌ねじ部が形成される。端子にバスバーを接続するには、端子の貫通孔（詳細には、雌ねじ部）にバスバーボルトを螺合し、バスバーボルトの頭部と端子との間にバスバーを挟持する。これによって、バスバーと端子とが締結される。このような二次電池では、何らかの原因で、誤った長さのバスバーボルトが使用されることがある。その場合、端子にバスバーボルトを締結すると、ボルトの下端がケース内に突出し、ケース内の他の部材を損傷する虞がある。本明細書では、誤った長さのバスバーボルトが使用されたとしても、ケース内の他の部材が損傷することを防止することができる技術を提供する。

本明細書で開示する蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容される電極組立体と、ケースに取付けられる端子と、バスバーを前記端子に締結可能なバスバーボルトと、ケース内に収容され、かつ前記端子と前記電極組立体とを電気的に接続する導電性部材とを備える。導電性部材は、ケースの端子が取付けられる面を平面視したときにバスバーボルトの下方に位置している。端子は、ケースを貫通すると共に、ケースの内側から外側に貫通する貫通孔を有している。バスバーボルトは、雄ねじ部を有している。貫通孔は、バスバーボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部と、雌ねじ部より導電性部材側に位置すると共にバスバーボルトの雄ねじ部の山径よりも小径な第１小径部を有している。バスバーボルトの先端は、第１小径部より大径である。ここで、雄ねじ部の山径とは、雄ねじ部の山の頂点の部分における外径を意味する。

上述の構成によれば、端子の貫通孔には、バスバーボルトの雄ねじ部の山径よりも小径で、かつ、バスバーボルトの先端より小径な第１小径部が形成されている。このため、仮に誤った長さのバスバーボルトが使用されても、ケースの外側から端子の雌ねじ部に螺合されるバスバーボルトの先端は、第１小径部に当接して停止し、それ以上はケースの内側に向かって進むことはない。したがって、バスバーボルトがケース内の導電性部材に接触することが防止される。さらに、バスバーボルトが第１小径部に当接して停止すると、バスバーボルトの頭部とバスバーの間に隙間が生じ、バスバーを端子に締結することができない。よって、誤った長さのバスバーボルトが使用されていることを組立作業者が容易に発見することができる。

蓄電装置の縦断面図。負極端子、バスバーボルト、電流遮断装置の縦断面図。誤った長さのバスバーボルトが端子に螺合された状態を示す図。第２実施例における負極端子、バスバーボルトの縦断面図。第３実施例における負極端子、バスバーボルトの縦断面図。第４実施例における負極端子、バスバーボルトの縦断面図。他の構造の電流遮断装置を取付けた負極端子、バスバーボルトの縦断面図（電流遮断装置が動作していない状態）。他の構造の電流遮断装置を取付けた負極端子、バスバーボルトの縦断面図（電流遮断装置が動作した状態）。

以下、本明細書で開示する実施例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。

（特徴１）本明細書で開示される蓄電装置では、第１小径部の径がバスバーボルトの雄ねじ部の谷径より小さく形成されてもよい。このような構成によれば、第１小径部の径が雄ねじ部の谷径より小さいため、より確実に、バスバーボルトのケース内への進入を防止することができる。ここで、雄ねじ部の谷径とは、雄ねじ部の谷の底の部分における外径を意味する。

（特徴２）本明細書で開示される蓄電装置では、バスバーボルトは、雄ねじ部より導電性部材側に配置されると共に当該バスバーボルトの先端に位置し、雄ねじ部の谷径よりも小径な第２小径部をさらに有してもよい。第２小径部の軸方向の長さは雌ねじ部の第１小径部側の端部から第１小径部の雌ねじ部側の端部までの長さよりも長く、第２小径部の径は第１小径部の径より大きくてもよい。このような構成によれば、バスバーボルトの第２小径部が第１小径部に当接し、雄ねじ部が第１小径部に接触することはない。このため、雄ねじ部の損傷を防止することできる。

（特徴３）本明細書で開示される蓄電装置では、貫通孔は、雌ねじ部と第１小径部の間に配置され、雄ねじ部の山径より大きい大径部をさらに有してもよい。このような構成によれば、雌ねじ部の全長を完全ねじで形成することができる。つまり、雌ねじ部の第１小径部側の端部には不完全ねじ部がなくてもよい。よって、バスバーボルトの雄ねじ部が雌ねじ部の不完全ねじ部に接触することはなく、雄ねじ部の損傷を防止することができる。なお、完全ねじ部とは、山の頂と谷底の形状が両方とも完全な山形となっているねじ部を意味する。また、不完全ねじ部とは、ねじの加工工具の面取り部または食い付き部などによって作られた山形が不完全なねじ部を意味する。

（特徴４）本明細書で開示される蓄電装置では、ケース内の内圧が所定値を超えたときに、端子と電極組立体との間を流れる電流を遮断する電流遮断装置をさらに備えており、導電性部材は、電流遮断装置の構成部品であってもよい。このような構成によれば、端子の貫通孔の延長線上に電流遮断装置を配置することができ、蓄電装置をコンパクト化することができる。

なお、本明細書で開示される蓄電装置は、二次電池であってもよい。また、本明細書で開示される蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置がバスバーにより連結することで、蓄電装置モジュールが構成されていてもよい。このような構成によれば、容量の大きい蓄電装置モジュールを容易に構成することができる。

（第１実施例）
以下、第１実施例の蓄電装置１００について説明する。蓄電装置１００は、二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池である。図１に示すように、蓄電装置１００は、ケース１と、電極組立体３と、電極端子としての負極端子５、及び正極端子７と、バスバーボルト４７と、電流遮断装置３０を備えている。ケース１は、金属製であり、略直方体形状である。ケース１の内部には、電極組立体３と電流遮断装置３０が収容されている。また、ケース１の内部は、電解液で満たされている。ケース１の上面９において、負極端子５と正極端子７が、ケース１の外部に露出している。上面９には、開口部１１、１３が形成されている。負極端子５が開口部１１から露出しており、正極端子７が開口部１３から露出している。バスバーボルト４７は負極端子５及び正極端子７に取付けられている。なお、ケース１の形状に制限はなく、例えば、円筒状、直方体状であってもよい。

負極端子５は、円筒部１４と基底部１５を有している。基底部１５は円板形状であり、円筒部１４の一端（図１において下端）に位置している。基底部１５の径は、円筒部１４の径より大きくされている。円筒部１４と基底部１５は同心円状に配置されている。また、負極端子５は、ケース１の内側から外側に貫通する貫通孔５１を有している。貫通孔５１は、円筒部１４を貫通する貫通孔と、基底部１５を貫通する貫通孔によって構成されている。また、負極端子５の外周面には絶縁部材１７が取付けられている。すなわち、円筒部１４の外周面に絶縁部材１７が取付けられている。絶縁部材１７が円筒部１４に取付けられると、絶縁部材１７の下端が基底部１５の上面に当接している。絶縁部材１７は、その上端にフランジを有する円筒形状に形成されている。絶縁部材１７は、そのフランジがケース１の外側に位置するように、開口部１１に取付けられる。一方、負極端子５は、基底部１５がケース１の内部に位置するように、開口部１１に取付けられている。基底部１５とケース１の上面９の間にはシール部材１９が備えられている。シール部材１９は円環形状の部材で、円筒部１４の周囲を一巡している。ケース１と負極端子５は、絶縁部材１７とシール部材１９により電気的に絶縁されている。外部ナット２１は負極端子５に取付けられ、負極端子５をケース１に固定している。基底部１５には、電流遮断装置３０及び接続部材２３を介して、負極リード２５が接続されている。負極リード２５は絶縁シート２７によって電極組立体３から絶縁されている。負極端子５は、負極リード２５を介して、電極組立体３の負極電極（図示せず）と導通している。

正極端子７は、負極端子５と同様に円筒部２８と基底部２９を有している。基底部２９は円板形状であり、円筒部２８の一端（図１において下端）に位置している。基底部２９の径は、円筒部２８の径より大きくされている。円筒部２８と基底部２９は同心円状に配置されている。また、正極端子７は、円筒部２８の上面から取付穴３５を有している。取付穴３５は、円筒部２８に形成されており、取付穴３５の底部は基底部２９によって塞がれている。正極端子７の円筒部２８の外周面には、絶縁部材３１が取付けられている。絶縁部材３１が円筒部２８に取付けられると、絶縁部材３１の下端が基底部２９の上面に当接している。絶縁部材３１は、その上端にフランジを有する円筒形状に形成されている。絶縁部材３１は、そのフランジがケース１の外側に位置するように、開口部１３に取付けられる。一方、正極端子７は、基底部２９がケース１の内部に位置するように、開口部１３に取付けられている。基底部２９とケース１の上面９の間にはシール部材３３が備えられている。シール部材３３は円環形状の部材で、円筒部２８の周囲を一巡している。ケース１と正極端子７は、絶縁部材３１とシール部材３３により電気的に絶縁されている。外部ナット３９は正極端子７に取付けられ、正極端子７をケース１に固定している。基底部２９には正極リード４１が接続されている。正極リード４１は絶縁シート３７によってケース１から絶縁されている。正極端子７は、正極リード４１を介して、電極組立体３の正極電極（図示せず）と導通している。

バスバーボルト４７は、頭部６１とねじ加工が施された首下部６３から構成されている（図２参照）。首下部６３には、軸方向に平行な外周面に雄ねじ溝が形成されている。雄ねじ溝は、首下部６３の先端から首下部６３の上端の近傍の位置まで形成されている。このため、バスバーボルト４７の先端まで雄ねじ溝が形成され、バスバーボルトの先端の径は雄ねじ溝の山径となる。以下の説明では、雄ねじ溝が形成されている部分を雄ねじ部６５という。バスバーボルト４７は、負極端子５の貫通孔５１に取付けられる。バスバーボルト４７の頭部６１と負極端子５の間にはバスバー４９が配置されている。バスバーボルト４７が貫通孔５１に取付けられると、バスバー４９が頭部６１と負極端子５によって挟持される。なお、正極端子７にも、負極端子５と同様に、バスバーボルト４７が取付けられる。バスバーボルト４７によって、正極端子７にもバスバーが接続される。

なお、複数の蓄電装置１００を備えた蓄電装置モジュールでは、各蓄電装置１００が直列に接続されることがある。すなわち、一方の蓄電装置１００の負極端子５にバスバー４９の一端が接続され、そのバスバー４９の他端は他方の蓄電装置１００の正極端子７に接続される。以下、必要な電圧が得られるまで蓄電装置１００を直列に接続し、高出力で大容量の蓄電装置モジュールを構成することができる。

電流遮断装置３０は、負極端子５の下方に位置している。電流遮断装置３０は、ケース１内の圧力が上昇したときに、負極端子５と電極組立体３とを接続する通電経路を遮断する。電流遮断装置３０の構成については後述する。なお、電流遮断装置３０を構成する反転板３２は、負極端子５の下方に位置している。反転板３２の外周部は、負極端子５の基底部１５と接続され、負極端子５の貫通孔５１を覆うように位置している。後述するように、反転板３２は電流遮断装置３０の通電経路上に位置している。バスバーボルト４７は貫通孔５１に取付けられるため、反転板３２はバスバーボルト４７の下方に位置している。反転板３２が、請求項でいう「導電性部材」の一例である。

電極組立体３は、ケース１の上面９側に突出する凸部を備えている。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の間に介在しているセパレータを備えている。正極電極、負極電極及びセパレータの図示は省略する。正極電極は、正極集電体と、正極集電体上に形成されている正極活物質層を有する。正極電極には、正極集電タブ４５が固定されている。正極集電タブ４５には、正極活物質層が塗布されていない。負極電極は、負極集電体と、負極集電体上に形成されている負極活物質層を有する。負極電極には、負極集電タブ４３が固定されている。負極集電タブ４３には、負極活物質層が塗布されていない。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。

ここで、正極集電体には、例えば、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もしくは合金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もしくは合金であることが好ましい。また、正極活物質には、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集電体に塗布される。

一方、負極集電体としては、アルミニウム、ニッケル、銅（Ｃｕ）等、又はそれらの複合材料もしくは合金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もしくは合金であることが好ましい。また、負極活物質としては、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料を用いることができる。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集電体に塗布される。

なお、セパレータは、絶縁性を有する多孔質を用いることができる。セパレータとしては、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。

また、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。

図２を参照して、負極端子５の貫通孔５１について詳細に説明をする。貫通孔５１には、雌ねじ部５３と第１小径部５７が形成されている。雌ねじ部５３には、バスバーボルト４７の雄ねじ溝と螺合する雌ねじ溝が形成されている。第１小径部５７の径は、バスバーボルト４７の雄ねじ部６５の山径（雌ねじ部５３の谷径（雌ねじ溝の谷の底の位置における径））よりも小さく形成されている。雌ねじ部５３と第１小径部５７は、負極端子５の上面から雌ねじ部５３、第１小径部５７の順番で位置している。すなわち、第１小径部５７は、雌ねじ部５４より電流遮断装置３０が配置される側に位置する。第１小径部５７は、負極端子５の下面（基底部１５の下面）に開口している。

なお、第１小径部５７及び雌ねじ部５３は、種々の方法によって形成することができ、例えば、下記の方法により形成することができる。先ず、負極端子５の上面から下面に貫通する貫通孔を形成する。この貫通孔の内径は、雌ねじ部５３の山径（雌ねじ溝の山の頂部における径）に対応した下穴径となる。その後、ねじ切り加工により、雌ねじ部５３が貫通孔に形成される。そして、ねじ切り加工がされず、雌ねじ部５３の下方に残った部分が第１小径部５７となる。つまり、第１小径部５７の径は雌ねじ部５３の下穴径（雌ねじ部５３の山径）となる。よって、第１小径部５７の径は、雌ねじ部５３の谷径、つまり雄ねじ部６５の山径より小さくなる。

電流遮断装置３０について説明する。電流遮断装置３０は、金属製の反転板３２と、金属製の破断板３４を備えている。反転板３２と破断板３４及び負極端子５の基底部１５は、絶縁性の支持部材３６により支持されている。反転板３２は、ケース１の上方からみたときに円形の導電性のダイアフラムであり、ケース１の下方に凸形状である。上述のように、反転板３２の外周部は基底部１５と接続され、反転板３２の中心部は破断板３４と接続されている。破断板３４は円形の板材であり、反転板３２の下方に位置している。破断板３４の外周部の一部に接続部材２３が接続されている。破断板３４の下面の中央には溝部３４ａが形成されている。溝部３４ａは、底面視すると円形状に形成され、溝部３４ａの内側で反転板３２の中心部と接続されている。溝部３４ａが形成されることで、溝部３４ａが形成された位置における破断板３４の機械的強度は、溝部３４ａ以外の位置における破断板３４の機械的強度よりも低くなる。破断板３４の一部に通気孔３４ｂが形成され、反転板３２と破断板３４の間の空間が、ケース１内の空間と連通している。また、反転板３２の外周部と破断板３４の外周部の間には円環形状の絶縁部材３８が備えられている。

つまり、電流遮断装置３０は、接続部材２３と、破断板３４と、反転板３２と、負極端子５とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３と負極端子５は、電流遮断装置３０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置３０の遮断動作について説明をする。上述した蓄電装置１００においては、負極端子５と負極集電タブ４３（負極電極）が導通しており、正極端子７と正極集電タブ４５（正極電極）が導通している。そのため、負極端子５と正極端子７の間が通電可能な状態となっている。ケース１内の圧力が上昇すると、反転板３２の下面に作用する圧力が上昇する。ただし、ケース１内の圧力が所定値を超えるまでは、反転板３２は反転しない。ケース１内の圧力が所定値を超えると、反転板３２がケース１内の圧力を受けて反転して、下方に凸な状態から上方に凸な状態に変化する。すると、反転板３２の変化に応じて、反転板３２の中央部に接続されていた破断板３４が、機械的に脆弱な溝部３４ａを起点に破断する。そして、破断板３４は、溝部３４ａで囲まれていた部分と、溝部３４ａの外周部分とに分離する。これによって、破断板３４と反転板３２を接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と負極端子５との間の通電が遮断される。

上述のように構成された蓄電装置１００の負極端子５に、誤った長さのバスバーボルト４７ａが取付けられた場合を説明する（図３の状態）。ここで、誤った長さのバスバーボルト４７ａとは、首下部６３ａの軸方向の長さが設計値より長いものをいい、それ以外についてはバスバーボルト４７と同一構成を備えているもの（設計値通りに形成されたもの）をいう。すなわち、バスバーボルト４７ａの首下部６３ａの軸方向の長さは、バスバー４９の上端から第１小径部５７の上端までの長さよりも長く、その他の各部の寸法はバスバーボルト４７と同一となる。バスバーボルト４７ａを負極端子５の雌ねじ部５３に螺合すると、バスバーボルト４７ａの先端は第１小径部５７の上端に当接して停止し、それ以上進むことはない。すなわち、第１小径部５７の径は、バスバーボルト４７ａの先端の径より小さいため、バスバーボルト４７ａの先端は第１小径部５７の上端に当接して停止し、バスバーボルト４７ａの先端が貫通孔５１の下に位置する空間８７まで進むことはない。よって、バスバーボルト４７ａと第２反転板７５との接触が防止される。この時、バスバーボルト４７ａの頭部６１ａとバスバー４９の上面は接触せず、その間に隙間ができる。このため、組立作業者は、誤った長さのバスバーボルト４７ａが螺合されたことを容易に発見することができる。

ここで、上述した実施例では、電流遮断装置３０が負極端子５側に設けられていたが、電流遮断装置３０は正極端子７側に設けられてもよいし、負極端子５と正極端子７の双方に設けられてもよい。

（第２実施例）
第２実施例の蓄電装置１００は、第１実施例の負極端子５を負極端子５ｂに変更したものであり、それ以外の構成は第１実施例と同一構成を有している。図４を参照して、第１実施例と構造が異なる点について説明をする。負極端子５ｂには、その上面から下面までを貫通するように貫通孔５１ｂが形成されている。貫通孔５１ｂには、雌ねじ部５３ｂと、第１小径部５７ｂが形成されている。第１小径部５７ｂの径は、バスバーボルト４７ｂの雄ねじ部６５ｂの谷径（雄ねじ部の谷の底の位置における径）よりも小さく形成されている。言い換えると、円環形状の段付き部９１が貫通孔５１ｂの内面に形成されている。段付き部９１はバスバーボルト４７ｂの下方に位置している。段付き部９１の内周部分が第１小径部５７ｂとなる。

この構成によれば、誤った長さのバスバーボルトが雌ねじ部５３ｂに螺合されたとき、バスバーボルトの先端は第１小径部５７ｂの上端（段付き部９１の上面）で止まる。特に、第１小径部５７ｂの径が雄ねじ部６５ｂの谷径よりも小さいため、第１小径部５７ｂと段付き部９１とが当接する面積を大きく取ることができる。これによりバスバーボルトの締め付けトルクが大きい場合にも、不完全ねじ部を削りながらバスバーボルトが侵入するのを防ぐことができる。このため、誤った長さのバスバーボルトを確実に停止することができ、バスバーボルトが空間８７に侵入することを確実に防止することができる。ここで、誤った長さの意味は第１実施例と同様である（以下の実施例においても同様）。

（第３実施例）
第３実施例の蓄電装置１００は、第２実施例のバスバーボルト４７ｂをバスバーボルト４７ｃに変更したものであり、それ以外の構成は第２実施例と同一構成を有している。図５を参照して、第１実施例及び第２実施例と構造が異なる点について説明する。バスバーボルト４７ｃの首下部６３ｃには、雄ねじ部６５ｃと第２小径部９３が形成されている。第２小径部９３は雄ねじ部６５ｃの下方に形成され、第２小径部９３の下端は、バスバーボルト４７ｂ（首下部６３ｃ）の先端となっている。第２小径部９３の軸方向の長さ９５は、雌ねじ部５３ｃの下端から第１小径部５７ｃの上端までの長さよりも長く形成されている。第２小径部９３の径は第１小径部５７ｃの径よりも大きく、雄ねじ部６５ｃの谷径よりも小さく形成されている。また、本実施例では、雌ねじ部５３ｃの下端と第１小径部５７ｃの上端の間に中間部が存在している。中間部の径は、雌ねじ部５３ｃの谷径（雄ねじ部６５ｃの山径）より小径である。

この構成によれば、誤った長さのバスバーボルトが雌ねじ部５３ｃに螺合されたとき、第２小径部９３の下端が段付き部９１ｃの上端に当接して停止し、バスバーボルトが空間８７に侵入することを防止することができる。また、第２小径部９３が段付き部９１ｃに当接するため、バスバーボルトの雄ねじ部の下端が第１小径部５７ｃに接触することはない。このため、バスバーボルトの雄ねじ部の損傷を防止することができる。また、雄ねじ部の損傷に伴って雄ねじ部等が削れてしまうことにより異物が混入してしまうことが防止できる。

さらに第３実施例においては、雌ねじ部５３ｃに隣接して中間部（雌ねじ部５３ｃの谷径より小径）を形成するため、雌ねじ部５３ｃの下端には不完全ねじ部が形成される。仮に、雄ねじ部６５ｃが雌ねじ部５３ｃの不完全ねじ部に接触すると、雄ねじ部６５ｃが損傷する虞がある。第３実施例においては、第２小径部９３の長さ９５が雌ねじ部５３ｃの下端から第１小径部５７ｃの上端までの長さよりも長いため、雌ねじ部５３ｃの不完全ねじ部が雄ねじ部６５ｃに接触することを防止することができる。

（第４実施例）
第４実施例の蓄電装置１００は、第２実施例の負極端子５ｂを負極端子５ｄに変更したものであり、それ以外の構成は第２実施例と同一構成を有している。図６を参照して、第１実施例及び第２実施例と構造が異なる点について説明する。貫通孔５１ｄには、雌ねじ部５３ｄ、大径部９７、第１小径部５７ｄが形成されている。大径部９７は雌ねじ部５３ｄの下端から、第１小径部５７ｄの上端の間に形成されている。大径部９７の径は、バスバーボルト４７ｄの雄ねじ部６５ｄの山径より大きく形成されている。ここで、雌ねじ部５３ｄは、その上端から下端まで全長にねじ溝を形成されている（いわゆる、ねじ切りがされている）。したがって、雌ねじ部５３ｄは不完全ねじ部を有していない。

この構成によっても、誤った長さのバスバーボルトが雌ねじ部５３ｄに螺合されると、バスバーボルトの先端が段付き部９１ｄの上端に当接し、それ以上進むことはない。このため、バスバーボルトが空間８７に侵入することを防止することができる。また、本実施例では、雌ねじ部５３ｄが不完全ねじ部を有していないため、バスバーボルト４７ｄの雄ねじ部が不完全ねじ部により損傷を受けることがない。

なお、電流遮断装置は、上述の実施例で示されている構造に限られない。例えば、図７Ａに第１実施例において、電流遮断装置３０を電流遮断装置７０に変更した蓄電装置１００を示す。電流遮断装置以外の構成は第１実施例と同一の構成を有している。図７Ａを参照して、第１実施例と構造が異なる点について説明する。図７Ａに示されるように電流遮断装置７０は、負極端子５ｅの下方に配置され、負極端子５と一体に形成されている。電流遮断装置７０は、金属製の第１反転板７１と、金属製の破断板７３と、金属製の第２反転板７５を備えている。第１反転板７１、破断板７３、第２反転板７５及び負極端子５の基底部１５は、絶縁性の支持部材７７により支持されている。すなわち、支持部材７７は、第１反転板７１と破断板７３と第２反転板７５と基底部１５に対して外側より嵌め込まれる。支持部材７７は、第１反転板７１と破断板７３と第２反転板７５と基底部１５を積層した状態で支持している。支持部材７７の外周面には、金属製の板材７９が取付けられている。具体的には、支持部材７７が第１反転板７１、破断板７３、第２反転板７５、及び基底部１５ｅを上下から挟み込んだ状態で、板材７９が支持部材７７の外周面にカシメられている。この構成により、電流遮断装置７０が負極端子５に取付けられている。なお、図示は省略するが、板材７９とケース１の間は絶縁部材を挟むことにより絶縁されている。

第１反転板７１は、円形状の板材であり、破断板７３の下方に配置されている。第１反転板７１の外周縁の下面は、全周に亘って支持部材７７に支持されている。第１反転板７１の外周縁の上面には絶縁部材８１が配置されている。絶縁部材８１は、リング状の部材であり、第１反転板７１と破断板７３とを絶縁している。また、第１反転板７１の上面には突出部８３が設けられ、突出部８３は第１反転板７１の中央に位置している。突出部８３は、破断板７３に向かって上方に突出している。突出部８３の上方には破断板７３の中央部７３ｂが位置している。底面視したとき、突出部８３の外周は、中央部７３ｂの外周より小さくされている。なお、第１反転板７１の下面にはケース１内の空間の圧力が作用する。第１反転板７１の上面には、第１反転板７１と破断板７３の間の空間８６の圧力が作用する。空間８６はケース１内の空間からシールされている。よって、ケース１内の空間の圧力が高くなると、第１反転板７１の上面と下面に作用する圧力は相違することとなる。

破断板７３は、円形状の板材であり、第１反転板７１と第２反転板７５の間に配置されている。破断板７３の外周部の一部に接続部材２３ｅが接続されている。破断板７３の下面の中央には溝部７３ａが形成されている。溝部７３ａは、底面視すると円形状に形成されている。また、図２に示されるように、溝部７３ａの断面形状は上方に凸となる三角形状をしている。溝部７３ａが形成されることで、溝部７３ａが形成された位置における破断板７３の機械的強度は、溝部７３ａ以外の位置における破断板７３の機械的強度よりも低くなる。破断板７３は、溝部７３ａによって、溝部７３ａに囲まれた中央部７３ｂと、溝部７３ａの外周側に位置する外周部７３ｃに区分されている。中央部７３ｂの板厚は薄く、外周部７３ｃの板厚は厚くされている。

第２反転板７５は、円形状の板材であり、破断板７３の上方に配置されている。第２反転板７５の中央部は、図２に示される状態では下方に凸となり、かつ破断板７３の中央部７３ｂに固定されている。第２反転板７５の外周部は、負極端子５の基底部１５に電気的に接続されている。第２反転板７５と破断板７３の間には、絶縁部材８５が配置されている。絶縁部材８５は、リング状の部材であり、第２反転板７５の外周部と破断板７３の外周部とに接触している。第２反転板７５の上面と基底部１５の下面の間には空間８７が形成される。破断板７３と基底部１５の外周部の間にはシール部材８９が配置されている。シール部材８９は、円環状の部材であり、絶縁部材８５の外側に配置されている。シール部材８９は、基底部１５の下面及び破断板７３の上面に接触し、基底部１５及び破断板７３の外周部に沿って一巡している。シール部材８９は、基底部１５と破断板７３との隙間を封止（シール）している。

空間８７は、負極端子５に設けられた貫通孔５１と連通し、雌ねじ部５３に螺合されたバスバーボルト４７の下方に位置する。また、バスバーボルト４７の下方には、第２反転板７５が位置する。第２反転板７５が、請求項でいう「導電性部材」の一例である。

電流遮断装置７０の通電経路について説明する。破断板７３に接続される接続部材２３ｅがケース１内部に配置された電極組立体３（図１参照）と負極リードにより電気的に接続されている。破断板７３は中央部７３ｂで、第２反転板７５と接続されている。第２反転板７５の外周部は、負極端子５ｅに接続されている。よって、電流遮断装置７０は、接続部材２３ｅと、破断板７３と、第２反転板７５と、負極端子５ｅとを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３と負極端子５ｅは、電流遮断装置７０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置７０の遮断動作について説明をする。上述した蓄電装置１００においては、図７Ａに示す状態では、負極端子５ｅと負極集電タブ４３（負極電極）が導通しており、正極端子７と正極集電タブ４５（正極電極）が導通している。そのため、負極端子５ｅと正極端子７の間が通電可能な状態となっている。ケース１内の圧力が上昇して予め設定された所定値を超えると、図７Ｂに示されるように、破断板７３が溝部７３ａで破断し、破断板７３の外周部７３ｃと第２反転板７５（負極端子５）の間の通電経路が遮断される。すなわち、ケース１内の圧力が上昇すると、第１反転板７１の下面に作用する圧力が上昇する。ただし、ケース１内の圧力が所定値を超えるまでは、第１反転板７１は反転しない（図７Ａの状態）。第１反転板７１の上面に作用する圧力（空間８６からの圧力）は、ケース１内の圧力上昇の影響を受けることはなく変化しない。このため、ケース１内の圧力が所定値を超えると、第１反転板７１が反転して、下方に凸な状態から上方に凸な状態に変化する。第１反転板７１が反転すると、第１反転板７１の突出部８３が破断板７３の中央部７３ｂに衝突し、破断板７３が溝部７３ａで破断する。すると、第１反転板７１の変位に応じて第２反転板７５も反転し、第２反転板７５、破断板７３の中央部、及び第１反転板７１が上方に変位する（図７Ｂの状態）。これによって、破断板７３と第２反転板７５を接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と負極端子５との間の導通が遮断される。

なお、前述の電流遮断装置７０は、第１実施例だけでなく第２実施例、第３実施例、第４実施例についても同様に取付けられてもよい。

なお図３〜図６に示される例において、図２に示される第１実施例と同一の構成部品には同一符号を付している。一方、図２に示される第１実施例と構成が一部相違する部品には、図２に示される第１実施例の対応する部品と同一の符号に加えてａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅをさらに付している。

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。

１：ケース
３：電極組立体
５：負極端子
７：正極端子
２１、３９：外部ナット
４７：バスバーボルト
４９：バスバー
５３：雌ねじ部
５７：第１小径部
５１：貫通孔
６１：頭部
６３：首下部
６５：雄ねじ部
３０：電流遮断装置
３２：反転板（導電性部材）
９３：第２小径部
９７：大径部
１００：蓄電装置

Claims

ケースと、
前記ケース内に収容される電極組立体と、
前記ケースに取付けられる端子と、
バスバーを前記端子に締結可能なバスバーボルトと、
前記ケース内に収容され、かつ前記端子と前記電極組立体とを電気的に接続する導電性部材と、を備え、
前記端子は、前記ケースの内側に位置する端面から前記ケースの外側に位置する端面まで貫通する貫通孔を有し、
前記導電性部材は、前記ケースの前記端子が取付けられる面を平面視したときに、前記貫通孔及び前記貫通孔を通過する前記バスバーボルトの下方に位置し、
前記バスバーボルトは、雄ねじ部を有し、
前記貫通孔は、前記バスバーボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部と、前記雌ねじ部より前記導電性部材側に位置すると共に前記バスバーボルトの雄ねじ部の山径よりも小径な第１小径部を有し、
前記バスバーボルトの先端は前記第１小径部より大径である、蓄電装置。
前記第１小径部の径が前記バスバーボルトの雄ねじ部の谷径よりも小さい請求項１に記載の蓄電装置。
前記バスバーボルトは、前記雄ねじ部より前記導電性部材側に配置されると共に当該バスバーボルトの先端に位置し、前記雄ねじ部の谷径よりも小径な第２小径部をさらに有し、
前記第２小径部の軸方向の長さは、前記雌ねじ部の前記第１小径部側の端部から前記第１小径部の前記雌ねじ部側の端部までの長さよりも長く、
前記第２小径部の径が前記第１小径部の径より大きい請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記貫通孔は、前記雌ねじ部と前記第１小径部の間に配置され、前記雄ねじ部の山径より大きい大径部をさらに有する、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記ケース内の内圧が所定値を超えたときに、前記端子と前記電極組立体との間を流れる電流を遮断する電流遮断装置をさらに備えており、
前記導電性部材は、前記電流遮断装置の構成部品である請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電装置。
前記蓄電装置は二次電池である請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電装置。
請求項１〜６のいずれかに記載の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置がバスバーにより連結されている蓄電装置モジュール。