JP6142887B2 - 電流遮断装置を備えた蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、電流遮断装置を備えた蓄電装置に関する。

特許文献１に、圧力検知型の電流遮断装置を備えたリチウム系電池が記載されている。この電池では、正極電極端子および負極電極端子は、ケースの同一側の壁に取り付けられており、電流遮断装置は、正極電極端子の略下方（電極組立体側）に設けられている。電流遮断装置は、電極組立体の正極に接続される導電部材と、正極電極端子との間に直列に接続されている。電池のケース内の圧力が上昇すると、電流遮断装置の変形板が変形して、正極と正極電極端子との通電経路を遮断する。

特開２０１２−１１９１８３号公報

正極電極端子と負極電極端子との双方が１つの端子取付壁に設けられ、電流遮断装置が、電極組立体と端子取付壁との間に配置されている蓄電装置の製造工程において、電極組立体、導電部材、電流遮断装置および電極端子を接続した状態で、電極組立体側がケースの底面側（端子取付壁と対向する面側）となるようにケース内に挿入すると、電極組立体とケースの内壁との摩擦によって、挿入する方向と逆方向に反力が発生する。通常、電極組立体と電流遮断装置との間には隙間があるため、この反力によって、導電部材に曲げモーメントが発生する場合がある。この曲げモーメントが、導電部材を介して、電流遮断装置において脆弱な、通電と遮電を切り替える部分に伝わると、電流遮断装置が誤作動を起こして通電経路を遮断する可能性がある。

本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容され正極及び負極を備える電極組立体と、ケースを構成する複数の壁の一つである端子取付壁に設けられる第１電極端子および第２電極端子と、ケース内に収容され電極組立体の一方の極性の電極に接続された第１導電部材と、ケース内に収容され電極組立体の他方の極性の電極と第２電極端子の双方とに接続された第２導電部材と、端子取付壁と電極組立体との間に配置されており、ケース内に収容され第１電極端子と第１導電部材との間に直列に接続され、電極組立体から第１電極端子までの通電経路を接続または遮断する電流遮断装置と、電流遮断装置と電極組立体との間に配置されている第１スペーサを備えている。第１スペーサは、製造工程において、電極組立体と第１導電部材と第２導電部材と電流遮断装置と第１電極端子とを接続した状態で、電極組立体側からケース内に挿入する際に、第１スペーサが電流遮断装置及び電極組立体に接触するように、電流遮断装置と電極組立体との間に配置されている。電極組立体は、正極シートとセパレータと負極シートを積層した電極対と、電極対の正極シートに接続された正極集電部と、電極対の負極シートに接続された負極集電部をさらに備えている。第１導電部材は、正極集電部と負極集電部の一方に接続されている。第２導電部材は、正極集電部と負極集電部の他方に接続されている。ケースは、端子取付壁の外周縁から電極組立体側に伸びると共に互いに対向する一対の対向壁を有している。正極集電部は、電極対から一対の対向壁の一方に向かって突出している。負極集電部は、電極対から一対の対向壁の他方に向かって突出している。

上記の蓄電装置では、集電部が電極対から対向壁に向かって突出しているが、電流遮断装置と電極組立体との間には第１スペーサが配置されている。そして、電極組立体をケースに挿入する製造工程においては、第１スペーサが電流遮断装置及び電極組立体と接触して、電極組立体をケースに挿入する際の摩擦等によって第１導電部材に曲げモーメントが発生することを抑制できる。このため、電流遮断装置が誤作動を起こして通電経路を遮断することを抑制することができる。

上記の蓄電装置では、第１スペーサは、電流遮断装置に固定されていてもよい。

上記の蓄電装置では、第１スペーサの電極組立体と接触する面は、電極組立体の第１スペーサ側の面の形状に対応する形状を有していてもよい。

上記の蓄電装置は、第２電極端子と電極組立体との間に電極組立体と接する第２スペーサをさらに備えていてもよい。さらに、第２スペーサは、第２電極端子に固定されていてもよい。さらに、第２スペーサの電極組立体と接する面は、電極組立体の第２スペーサ側の面の形状に対応する形状を有していてもよい。

上記の蓄電装置は、ケースの端子取付壁と対向する壁面と、電極組立体との間に、緩衝材をさらに備えていてもよい。

上記の蓄電装置は、二次電池であってもよい。

本発明によれば、電極組立体をケースに挿入する際等に、第１導電部材に曲げモーメントが発生することを抑制でき、その結果、電流遮断装置の誤作動を抑制できる蓄電装置を提供することができる。

実施例１に係る蓄電装置の縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１の捲回構造を有する電極組立体を概念的に示す図である。 図１の第１スペーサを拡大して示す図である。 図１の第２スペーサを拡大して示す図である。 図１の電流遮断装置およびそ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１の電流遮断装置およびその近傍を拡大して示す図であり、蓄電装置の過充電時の状態を示している。 変形例に係る電流遮断装置およびそ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およびその近傍を示す図であり、蓄電装置の過充電時の状態を示している。 変形例に係る蓄電装置の縦断面図である。

本明細書が開示する蓄電装置は、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として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、ケースと、ケース内に収容された、電極組立体、第１導電部材、第２導電部材、及び電流遮断装置と、ケースの端子取付壁に設けられる第１電極端子および第２電極端子とを備えている。電流遮断装置は、端子取付壁と電極組立体との間に配置されている。この蓄電装置は、電流遮断装置と電極組立体との間に電極組立体と接する第１スペーサをさらに備えている。第１スペーサは、電流遮断装置に固定されていてもよい。例えば、第１スペーサと電流遮断装置とは、互いに接する状態で固定されていてもよいし、他の部材（例えば、第１導電部材）を介して互いに固定されていてもよい。

電極組立体は、正極及び負極を備えている。電極組立体としては、例えば、シート状の正極とシート状の負極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。電極組立体の最も外側には、正極または負極のいずれか一方が配置されてもよいし、セパレータが配置されていてもよい。また、電極組立体は、電解質によって浸されていてもよい。

第１導電部材は、電極組立体の一方の極性の電極に接続される。電流遮断装置は、第１電極端子と第１導電部材との間に直列に接続される。第２導電部材は、電極組立体の他方の極性の電極と第２電極端子の双方とに接続される。第１導電部材が正極に接続される場合には、電流遮断装置は、正極側の通電経路（電極組立体の正極から第１電極端子までの通電経路）に設置され、第２導電部材は、電極組立体の負極と負極電極端子との双方とに接続される。第１導電部材が電極組立体の負極に接続される場合には、電流遮断装置は、負極側の通電経路（電極組立体の負極から第１電極端子までの通電経路）に設置され、第２導電部材は、電極組立体の正極と正極電極端子との双方とに接続される。電流遮断装置は、電極組立体から第１電極端子までの通電経路を接続または遮断する。電極遮断装置は、電極組立体から第１電極端子までの通電経路の一部を構成していてもよい。より具体的には、例えば、電極組立体の第１電極端子に対応する第１電極（正極または負極）から第１電極端子までの通電経路は、この順で直列に接続された、第１導電部材、電流遮断装置を介して電気的に接続されていてもよい。

第１スペーサの電極組立体と接する面は、電極組立体の第１スペーサ側の面の形状に対応する形状を有していてもよい。ここで、「対応する」とは、同様のまたは相補的な形状であることを意味し、これによって、互いの面が広く接触できるようになるものである。例えば、電極組立体の第１スペーサ側の面が平面である場合には、第１スペーサの電極組立体と接する面の形状は同様の平面であることが好ましい。また、例えば、電極組立体の第１スペーサ側の面がＲ形状の凸面である場合には、第１スペーサの電極組立体と接する面の形状は相補的な形状、すなわち、同様の曲率のＲ形状を有する凹面であることが好ましい。第１スペーサと電極組立体との互いの接触面が互いに対応する形状を有していると、互いの接触面の面積が大きくなり、接触による面圧を小さくすることができる。

第１スペーサと電極組立体の第１スペーサと接する面とは、絶縁されていることが好ましい。絶縁するためには、例えば、電極組立体の最外周に絶縁性のセパレータを配置して、電極組立体の第１スペーサと接する面がセパレータとなるようにしてもよいし、第１スペーサの電極組立体と接する面を絶縁性の材料で形成してもよいし、第１スペーサ全体を絶縁性の材料で形成してもよい。絶縁性の材料としては、蓄電装置の分野において従来用いられている絶縁材料を使用することができ、第１スペーサ側には、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂材料を好適に用いることができる。

第２電極端子と電極組立体との間に電極組立体と接する第２スペーサをさらに備えていてもよい。電極組立体６０をケース１に挿入する際の反力等によって第１導電部材側に曲げモーメントが発生することを抑制する効果に加えて、第２導電部材側に曲げモーメントが発生することを抑制する効果を得ることができる。また、電極組立体をケースに挿入する際に、第１スペーサと第２スペーサの双方によって均等に電極組立体を押し入れることができる。第２スペーサは、第２電極端子に固定されていてもよい。

第１スペーサと同様に、第２スペーサの電極組立体と接する面は、電極組立体の第２スペーサ側の面の形状に対応する形状を有していてもよい。第１スペーサにおいて説明したのと同様に、第２スペーサと電極組立体との互いの接触面が互いに対応する形状を有していると、接触面の面積が大きくなり、接触による面圧を小さくすることができる。

また、第１スペーサと同様に、第２スペーサと電極組立体の第２スペーサと接する面とは、絶縁されていることが好ましい。第１スペーサについて用いたものと同様の手段で、第２スペーサと電極組立体の第２スペーサと接する面とを絶縁することができる。

上記の蓄電装置では、ケースの端子取付壁と対向する壁面と、電極組立体との間に、緩衝材が設置されていてもよい。電極組立体をケースに挿入する際に、電極組立体をケースに深く挿しこんでも、ケースの端子取付壁と対向する壁面ではなく緩衝材に当接する。緩衝材と接することによって、電極組立体を挿入する際の反力（挿入する方向と逆方向に作用する力）を緩和することができる。

図１は、実施例１に係る蓄電装置１００の断面図である。蓄電装置１００は、ケース１と、捲回型の電極組立体６０と、第１導電部材６８と、第２導電部材６４と、第１電極端子１９と、第２電極端子１１９と、電流遮断装置１２０と、第１スペーサ１５０と、第２スペーサ１６０とを備えている。なお、以下においては、説明の便宜上、ｚ軸の正方向側を上側、負方向側を下側として説明することがある。

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、図示省略の電解液と、第１導電部材６８と、第２導電部材６４と、電流遮断装置１２０と、第１スペーサ１５０と、第２スペーサ１６０とを収容している。ケース１の上端面（ｚ軸の正方向側の面）は、端子取付壁であり、第１電極端子１９と、第２電極端子１１９が取付けられている。第１電極端子１９は、電極組立体６０の負極に電気的に接続しており、第２電極端子１１９は、電極組立体６０の正極に電気的に接続している。

図２，３に示すように、電極組立体６０は、正極シート６０１、セパレータ６０３、負極シート６０２、セパレータ６０３が、この順序で積層された電極対を、正極シート６０１側を内側にして捲回軸（図１および図３に示すｒ軸）を中心に捲回したものである。正極シート６０１は、アルミニウム製の正極金属箔６０１ａと、正極金属箔６０１ａの両面に形成された正極活物質層６０１ｂとを備えている。負極シート６０２は、銅製の負極金属箔６０２ａと、負極金属箔６０２ａの両面に形成された負極活物質層６０２ｂとを備えている。セパレータ６０３は絶縁性の多孔体である。電極組立体６０は、液状の電解質が含浸された状態でケース１内に収容されている。捲回構造体の捲回軸であるｒ軸は、ｙ軸と略平行であり、第１電極端子１９と第２電極端子１１９とは、ｒ軸の方向に沿って端子取付壁の両端部にそれぞれ配置されている。

第１導電部材６８は、集電部６７を備えており、電極組立体６０の負極シート６０２は、集電部６７によって束ねられている。第２導電部材６４は、集電部６５を備えており、電極組立体６０の正極シート６０１は、集電部６５によって束ねられている。

図１に示すように、第１導電部材６８は、銅製または銅の合金製の平板を屈曲させた形状を有し、第１電極端子１９の下方でｙ軸の負方向に伸び、屈曲して、ｚ軸の負方向に伸びている。

図１，２に示すように、電極組立体６０の上面６０ａは、端子取付壁側（ｚ軸の正方向側）に凸のＲ形状の面である。上面６０ａのｙ方向の両端部において、第１スペーサ１５０および第２スペーサ１６０と、電極組立体６０とが互いに接している。

電流遮断装置１２０は、その下面側において第１導電部材６８と接続されており、その上面側において第１電極端子１９と接続されている。また、第１電極端子１９と第１導電部材６８とは、電流遮断装置１２０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の負極シート６０２から第１電極端子１９までの負極側の通電経路は、この順で直列に接続された第１導電部材６８と、電流遮断装置１２０とを介して接続されている。

第２導電部材６４は、アルミニウム製の平板を屈曲させた形状を有し、第２電極端子１１９の下方でｙ軸の正方向に伸び、屈曲して、ｚ軸の負方向に伸びている。電極組立体６０の正極シート６０１から第２電極端子１１９までの正極側の通電経路は、第２導電部材６４を介して接続されている。蓄電装置１００は、電極組立体６０とケース１の外部とで、第１電極端子１９、及び第２電極端子１１９を介して相互に電気の授受が可能である。なお、第２導電部材６４は、必ずしも一部材であることを意味しない。複数の導電性の部材が接続されて第２導電部材６４を構成してもよい。

図４に示すように、第１スペーサ１５０は、略円柱形状の部材の一方の円形の面側をＲ形状に切り取った形状を有している。第１スペーサ１５０は、Ｒ形状の面１５０ａが電極組立体６０側（ｚ軸の負方向側）となるように電流遮断装置１２０に固定される。面１５０ａは、電極組立体６０と接する面であり、電極組立体６０の第１スペーサ１５０側の面（面６０ａ）の形状に対応するように、端子取付壁側に凹のＲ形状（面６０ａと同程度の曲率を有する）を有している。第１スペーサ１５０には、ｚ方向に貫通する貫通孔１５１が設けられている。

図５に示すように、第２スペーサ１６０は、略円柱形状の部材の一方の円形の面側をＲ形状に切り取った形状を有している。第２スペーサ１６０は、Ｒ形状の面１６０ａが電極組立体６０側となるように第２電極端子１１９に固定される。第２スペーサ１６０は、中空の部材であり、第２電極端子１１９のボルト１１９ａは、第２スペーサ１６０の内側の底面に接するまで伸びている。第２スペーサ１６０は、その上部においてケース１の端子取付壁に係合して、第２電極端子１１９および端子取付壁に固定されている。面１６０ａは、電極組立体６０と接する面であり、電極組立体６０の第２スペーサ１６０側の面（面６０ａ）の形状に対応するように、端子取付壁側に凹のＲ形状（面６０ａと同程度の曲率を有する）を有している。第１スペーサ１５０および第２スペーサ１６０は、絶縁性の樹脂材料によって形成されている。

図２に、第２スペーサ１６０の面１６０ａと、電極組立体６０の第２スペーサ側の面６０ａが互いに接した状態を示す。面６０ａは、端子取付壁側に凸のＲ形状を有しており、面１６０ａは、面６０ａの形状に対応するように、端子取付壁側に凹のＲ形状を有している。このため、面１６０ａの全体と面６０ａの全体とが接触して互いの接触面積が大きくなり、接触による面圧を小さくすることができる。図示しないが、第１スペーサ１５０の面１５０ａも同様に、電極組立体６０の第１スペーサ１５０側の面の形状に対応する形状を有しているため、面１５０ａと、電極組立体６０の第１スペーサ１５０側の面との接触面積が大きくなり、接触による面圧を小さくすることができる。

図６に示すように、電流遮断装置１２０は、変形板３３と、接点板３５と、環状部材３７とを備えている。変形板３３は、銅製または銅の合金製のダイアフラムであり、平面視すると円形の略平板状の部材であり、中央部に円錐台状の凸状部を有する。蓄電装置１００の通常動作時においては、変形板３３の凸状部は、第１導電部材６８及び電極組立体６０側が配置されている側（ｚ軸の負方向側）に凸となっている。接点板３５は、平面視すると円形の略平板状の金属製の部材であり、平板状の中央部と、中央部から変形板３３の方向に湾曲して伸びる側面部とを有している。環状部材３７は、平面視すると環状の部材である。変形板３３と接点板３５は、接続部３４において互いに接しており、溶接によって固定されている。変形板３３と接点板３５によって、ケース１内の電極組立体６０側から空間４０を隔離する壁が形成されており、変形板３３の上面（ｚ軸の正方向側の面）及び接点板３５の下面（ｚ軸の負方向側の面）は、空間４０に面している。

接点板３５は、第１電極端子１９と接しており、溶接によって固定されている。変形板３３は、環状部材３７と接点板３５とによって挟み込まれた状態で互いに溶接によって固定されている。さらに、変形板３３は、接合部４１において第１導電部材６８と接しており、第１導電部材６８と溶接されている。第１導電部材６８は、変形板３３の凸状部の円形の下面に沿って形成された円形の孔部６８ａを有しており、接合部４１は、孔部６８ａの周囲に位置している。環状部材３７は、シリコン系接着剤等の絶縁性の接着剤によって、第１導電部材６８と互いに絶縁された状態で固定されている。電極組立体６０から第１電極端子１９に向かって、第１導電部材６８、変形板３３、接点板３５はこの順序で直列に接続されており、これらの部材によって、負極側の通電経路が構成されている。第１スペーサ１５０は、貫通孔１５１が孔部６８ａの真下（ｚ軸の負方向）となるように、接着剤等によって第１導電部材６８の下方に固定される。第１スペーサ１５０は、第１導電部材６８を介して電流遮断装置１２０に固定された状態となっている。

変形板３３の上面は空間４０に面しており、下面は貫通孔１５１を介してケース１内の電極組立体６０側に面しているため、ケース１内の電極組立体６０側の圧力が上昇し、ケース１側に対して空間４０側が負圧になると、図７に示すように、変形板３３は、第１導電部材６８から離れる方向（ｚ軸の正方向）に反転する。変形板３３が反転して接合部４１が第１導電部材６８と剥離することよって、負極側の通電経路が遮断される。

蓄電装置１００の製造工程において、電極組立体６０、第１導電部材６８、電流遮断装置１２０および第１電極端子１９を接続した状態で、電極組立体６０側がケース１の底面側（端子取付壁と対向する面側）となるようにケース１内に挿入すると、電極組立体とケースの内壁との摩擦によって、挿入する方向（ｚ軸の負方向）と逆方向（ｚ軸の正方向）に反力が作用する。電極組立体６０と電流遮断装置１２０との間に隙間があると、この反力によって、第１導電部材６８に曲げモーメントが発生する場合がある。この曲げモーメントが第１導電部材６８を介して電流遮断装置１２０に伝わると、電流遮断装置１２０において脆弱な、通電と遮電とを切り替える部分（変形板３３と第１導電部材６８とが互いに溶接されている接合部４１）に負荷がかかり、電流遮断装置１２０が誤作動を起こして負極側の通電経路を遮断する原因となり得る。

蓄電装置１００では、電流遮断装置１２０と電極組立体６０との間に、電極組立体６０と接する第１スペーサ１５０が備えられている。第１スペーサ１５０が電極組立体６０に接することによって、電流遮断装置１２０と電極組立体６０との間の隙間がなくなるため、電極組立体６０をケース１に挿入する際の反力等によって第１導電部材６８に曲げモーメントが発生することを抑制できる。このため、電流遮断装置１２０が誤作動を起こして負極側の通電経路を遮断することを抑制することができる。

また、蓄電装置１００は、第２電極端子１１９と電極組立体６０との間に、電極組立体６０と接する第２スペーサ１６０を備えている。このため、電極組立体６０をケース１に挿入する際の反力等によって第２導電部材６４側に発生する曲げモーメントを抑制できる。また、電極組立体６０をケース１に挿入する際に、第１スペーサ１５０と第２スペーサ１６０の双方によって均等に電極組立体６０を押し入れることができる。

（変形例）
上記の実施例では、ケース１が略直方体形状の箱型部材である場合について説明したが、ケースは例えば略円筒形状の箱型部材であってもよい。

また、上記の実施例では、電流遮断装置１２０は、接合部４１を有する変形板３３の一方の面がケース１内の圧力に晒されており、ケース１内の圧力が上昇し、この変形板３３の両面における圧力差が所定値以上となった場合に反転するものであったが、これに限られない。例えば、図８，９を用いて下記に説明する電流遮断装置２２０のように、第１導電部材６８と接合する第１変形板５（変形板の一例）は、ケース１内の圧力が上昇したときに反転する第２変形板３（変形板の一例）が加える荷重を受けて変形し、これによって通電経路が遮断されてもよい。また、変形板と接合する被接合部材（例えば、第１導電部材）は、電流遮断時に剥離によって分断されず、接合を維持したまま切断されるものであってもよい。なお、下記の図８，９に係る変形例の説明においては、実施例１の蓄電装置１００と相違する部分のみを説明し、蓄電装置１００と同様の構成については重複説明を省略する。

電流遮断装置２２０は、第１変形板５と、第２変形板３と、絶縁性の樹脂製のＯリング１４，１７と、支持部材１１，２０と、突起１２とを備えている。電流遮断装置２２０には、第１導電部材６８の端部に設けられた通電部４が挿入されている。第１変形板５は、封口蓋体７を介して、第１電極端子１９と電気的に接続している。第１電極端子１９側から、電極組立体６０側に向かう方向（図８の上から下に向かう方向）に、第１変形板５、通電部４、第２変形板３がこの順で配置されている。第１変形板５と通電部４との間には、Ｏリング１７が挟持されており、通電部４と第２変形板３との間には、Ｏリング１４が挟持されている。第２変形板３、第１変形板５、Ｏリング１４，１７及び支持部材１１，２０によって空間２４０が形成されている。

第２変形板３は、銅製または銅の合金製のダイアフラムであり、外周部において支持部材１１で固定されるとともに、Ｏリング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。第２変形板３の中央部には、通電部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、筒形状をなしており、通電部４側の面が当接部２４である。突起１２が設置されている面に対向する第２変形板３の下面側は、平面状の受圧部２２である。

第１導電部材６８の通電部４は、中央部１５が薄く形成されている。中央部１５は、第２変形板３の突起１２の当接部の上方に位置しており、その下面には、破断溝１６が形成されている。中央部１５の上面は、接合部６である。通電部４は、接合部６において第１変形板５と接している。

第１変形板５は、銅製または銅の合金製のダイアフラムであり、外周部において支持部材１１で固定されている。第１変形板５は、その中央部の下面の接合部２３において、通電部４の接合部６と接触している。通電部４の接合部６と第１変形板５の接合部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。

第１スペーサ２６０は、第２変形板３の下方に固定される。第１スペーサ２６０の上面は、第２変形板３の下面の形状に対応する形状を有している。第１スペーサ２６０の下面（電極組立体６０と接する面）は、実施例１の第１スペーサ１５０と同様に、電極組立体６０の第１スペーサ２６０側の面（図１，２に示す面６０ａ）の形状に対応する形状を有している。第１スペーサ２６０は、平面視するとその中央に貫通孔を有する略環状の部材であり、絶縁性の材料で形成されている。第１スペーサ２６０は、その貫通孔が第２変形板３の受圧部２２の下方に位置するように、電流遮断装置２２０に固定される。受圧部２２は、第１スペーサ２６０の貫通孔を介してケース１内の電極組立体６０側に面している。

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、第１スペーサ２６０の外周部、第２変形板３の外周部、Ｏリング１４，１７、通電部４の外周部、第１変形板５の外周部、及び封口蓋体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。なお、Ｏリング１４，１７及び支持部材１１は絶縁性であり、第２変形板３と通電部４は絶縁されており、第１変形板５と第１導電部材６８の通電部４は、接合部６，２３以外では絶縁されている。支持部材１１の外面には、金属製のカシメ部材２０が被覆され、密封及び保持を確実なものとしている。また、封口蓋体７の内面部分は上方に窪んだ凹部１８とされ、第１変形板５が第２変形板３の突起１２により上方に変形される場合の空間２４０を形成している。

電極組立体６０から第１電極端子１９に向かって、第１導電部材６８の通電部４、第１変形板５、封口蓋体７はこの順序で直列に接続されている。第１電極端子１９と第１導電部材６８とは、電流遮断装置２２０の第１変形板５を介して電気的に接続されている。蓄電装置の通常動作時には、図８に示すように、突起１２の当接部２４は、通電部４に接触していない。すなわち、負極側の通電経路は接続している。

蓄電装置の過充電時には、図９に示すように、第２変形板３が通電部４に向けて変形し、突起１２の当接部２４が通電部４の中央部の下面に当接して通電部４を破断溝１６において破断し、通電部４の中央部を通電部４から分離する。これによって、接合部６及び接合部２３が通電部４に対して分離され、離間して、電流遮断装置２２０と第１導電部材６８との電気的接続が遮断され、負極側の通電経路が遮断される。

また、他の変形例においては、図１０に示す蓄電装置１００ａのように、ケース１の端子取付壁と対向する壁面と、電極組立体６０との間に、緩衝材１９０が設置されていてもよい。緩衝材１９０の材料としては、絶縁性および弾性を有する樹脂材料を好適に用いることができる。蓄電装置１００ａの緩衝材１９０以外の構成については、図１等に示す蓄電装置１００と同様であるため、説明を省略する。電極組立体６０をケース１に挿入する際に、電極組立体６０をケース１に深く挿しこんでも、電極組立体６０は弾性を有する緩衝材１９０に当接するため、電極組立体６０がケース１の端子取付壁と対向する壁面と当接する場合と比較して、当接によって生じる反力を緩和することができる。

なお、上記の実施例および変形例では、電流遮断装置は、負極側の通電経路上に配置したが、電流遮断装置は、正極通電経路上に配置してもよい。また、第１スペーサは、電流遮断装置に固定されていなくてもよい。同様に、第２スペーサは、第２電極端子に固定されていなくてもよい。

また、第１スペーサの電極組立体と接する面は、電極組立体の第１スペーサ側の面の形状に対応する形状を有していなくてもよい。例えば、電極組立体の第１スペーサ側の面が図２のようにＲ形状を有している場合に、第１スペーサの電極組立体と接する面が平面であってもよい。同様に、第２スペーサの電極組立体と接する面は、電極組立体の第２スペーサ側の面の形状に対応する形状を有していなくてもよい。

以上、本発明の実施形態及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
３ ：第２変形板
４ ：通電部
５ ：第１変形板
６，２３，４１ ：接合部
１９ ：第１電極端子
３３ ：変形板
３５ ：接点板
６０ ：電極組立体
６４ ：第２導電部材
６８ ：第１導電部材
１００，１００ａ：蓄電装置
１１９：第２電極端子
１２０，２２０ ：電流遮断装置
１５０，２６０：第１スペーサ
１６０：第２スペーサ
６０１：正極シート
６０２：負極シート
６０３：セパレータ

Claims (2)

1. ケースと、
   前記ケース内に収容され正極及び負極を備える電極組立体と、
   前記ケースを構成する複数の壁の一つである端子取付壁に設けられる第１電極端子および第２電極端子と、
   前記ケース内に収容され前記電極組立体の一方の極性の電極に接続された第１導電部材と、
   前記ケース内に収容され前記電極組立体の他方の極性の電極と前記第２電極端子の双方に接続された第２導電部材と、
   前記端子取付壁と前記電極組立体との間に配置されており、前記ケース内に収容され前記第１電極端子と前記第１導電部材との間に直列に接続されて、前記電極組立体から前記第１電極端子までの通電経路を接続または遮断する電流遮断装置と、
   前記電流遮断装置と前記電極組立体との間に配置されている第１スペーサと、を備えており、
   前記第１スペーサは、製造工程において、前記電極組立体と前記第１導電部材と前記第２導電部材と前記電流遮断装置と前記第１電極端子とを接続した状態で、前記電極組立体側から前記ケース内に挿入する際に、前記第１スペーサが前記電流遮断装置及び前記電極組立体に接触するように、前記電流遮断装置と前記電極組立体との間に配置されており、
   前記第１スペーサの前記電極組立体と接する面は絶縁材料で形成されており、
   前記電極組立体は、正極シートとセパレータと負極シートを積層した電極対と、前記電極対の正極シートに接続された正極集電部と、前記電極対の負極シートに接続された負極集電部をさらに備えており、
   前記第１導電部材の一端は、前記電流遮断装置に接続されると共に、前記第１スペーサより前記第１電極端子側に配置され、前記第１導電部材が前記第１スペーサと前記電極組立体との間に配置されておらず、
   前記第１導電部材の他端は、前記正極集電部と前記負極集電部の一方に接続されており、
   前記第２導電部材は、前記正極集電部と前記負極集電部の他方に接続されており、
   前記ケースは、前記端子取付壁の外周縁から前記電極組立体側に伸びると共に互いに対向する一対の対向壁を有しており、
   前記正極集電部は、前記電極対から前記一対の対向壁の一方に向かって突出しており、
   前記負極集電部は、前記電極対から前記一対の対向壁の他方に向かって突出していることを特徴とする、蓄電装置。
2. 前記蓄電装置は二次電池である、請求項１に記載の蓄電装置。

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