JPH11111263A - 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた電池 - Google Patents
圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた電池Info
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- JPH11111263A JPH11111263A JP9287811A JP28781197A JPH11111263A JP H11111263 A JPH11111263 A JP H11111263A JP 9287811 A JP9287811 A JP 9287811A JP 28781197 A JP28781197 A JP 28781197A JP H11111263 A JPH11111263 A JP H11111263A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電型電池内部に納めることができ、組立容
易で、かつ充電型電池の小型化に対応容易な保護デバイ
スを提供する。 【解決手段】 凹部11が形成された外観略直方体状の
セラミックス製の圧力調整容器10に、セラミックス製
の破砕板20を減圧下において貼り合わせ、圧力調整容
器10内を減圧状態に保持する。破砕板20の上面に
は、外部の圧力によって容易に破損されるように、切欠
溝23を設ける。また、破砕板20の下面には、金属薄
膜からなる導体部21を形成する。また、当該導体部2
1を電気的に導通された薄板状の電極部30を破砕板2
0下面に設け、本発明に係る圧力破砕型保護デバイスA
を得る。
易で、かつ充電型電池の小型化に対応容易な保護デバイ
スを提供する。 【解決手段】 凹部11が形成された外観略直方体状の
セラミックス製の圧力調整容器10に、セラミックス製
の破砕板20を減圧下において貼り合わせ、圧力調整容
器10内を減圧状態に保持する。破砕板20の上面に
は、外部の圧力によって容易に破損されるように、切欠
溝23を設ける。また、破砕板20の下面には、金属薄
膜からなる導体部21を形成する。また、当該導体部2
1を電気的に導通された薄板状の電極部30を破砕板2
0下面に設け、本発明に係る圧力破砕型保護デバイスA
を得る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力破砕型保護デ
バイスに関する。具体的には、リチウムイオン電池など
の充電型電池の安全機構に適した圧力破砕型保護デバイ
スに関する。
バイスに関する。具体的には、リチウムイオン電池など
の充電型電池の安全機構に適した圧力破砕型保護デバイ
スに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、携帯電話やビデオカメラ等の
電子機器には、リチウムイオン電池などの充電型電池が
数多く用いられている。これら各種の充電型電池におい
て、例えば、電子機器の故障や誤使用によって過充電状
態や短絡状態になると、電池内部が加熱され、電解液が
分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆発して
しまう場合があった。このため、これらの充電型電池に
は、各種の保護デバイスが備えられている。
電子機器には、リチウムイオン電池などの充電型電池が
数多く用いられている。これら各種の充電型電池におい
て、例えば、電子機器の故障や誤使用によって過充電状
態や短絡状態になると、電池内部が加熱され、電解液が
分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆発して
しまう場合があった。このため、これらの充電型電池に
は、各種の保護デバイスが備えられている。
【0003】例えば、実開昭64−38764号公報に
は、負極あるいは正極の金属集電体と出力端子とを電気
的に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状
や楕円状等をした穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ
素系樹脂で被覆した保護デバイスが開示されている。
は、負極あるいは正極の金属集電体と出力端子とを電気
的に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状
や楕円状等をした穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ
素系樹脂で被覆した保護デバイスが開示されている。
【0004】当該保護デバイスにあっては、集電リード
は前記穿孔箇所においてリード幅が狭くなっており、高
まった電池内圧により切断され易くなっている。と共に
当該穿孔箇所近傍はフッ素系樹脂で被覆されているた
め、電解液による腐食を防ぐことができ、保護デバイス
の誤作動を防止できる。
は前記穿孔箇所においてリード幅が狭くなっており、高
まった電池内圧により切断され易くなっている。と共に
当該穿孔箇所近傍はフッ素系樹脂で被覆されているた
め、電解液による腐食を防ぐことができ、保護デバイス
の誤作動を防止できる。
【0005】しかしながら、この保護デバイスにあって
は、切断される穿孔箇所近傍は樹脂で被覆されているた
め、所定の動作圧に調整するのが困難であり、充電型電
池が小型化するにつれ、狭幅のリード幅に所定の大きさ
の穿孔を開設することが困難になるという問題点があっ
た。さらに、集電リードが機械的に破断されることによ
り動作するものであり、動作圧が比較的大きなものにな
らざるを得ず、安全に動作させることも困難であった。
は、切断される穿孔箇所近傍は樹脂で被覆されているた
め、所定の動作圧に調整するのが困難であり、充電型電
池が小型化するにつれ、狭幅のリード幅に所定の大きさ
の穿孔を開設することが困難になるという問題点があっ
た。さらに、集電リードが機械的に破断されることによ
り動作するものであり、動作圧が比較的大きなものにな
らざるを得ず、安全に動作させることも困難であった。
【0006】また、特開平6−36752号公報には、
電池上部を塞ぐ封口体に放圧用の孔を設け、封口体の外
面側に、当該孔に対応して弁膜が形成された薄膜を設け
た保護デバイスが開示されている。当該保護デバイスに
あっては、一定厚さの弁膜や薄膜を得ることができるの
で、安定した動作圧を得ることができる。
電池上部を塞ぐ封口体に放圧用の孔を設け、封口体の外
面側に、当該孔に対応して弁膜が形成された薄膜を設け
た保護デバイスが開示されている。当該保護デバイスに
あっては、一定厚さの弁膜や薄膜を得ることができるの
で、安定した動作圧を得ることができる。
【0007】しかしながら、この保護デバイスにあって
は、封口体に開口された孔に弁膜と薄膜の2枚の膜を設
ける必要があり、複雑な構造となっている。このため、
充電型電池が小型化するにつれ、保護デバイスの作製が
著しく困難なものとなっていた。さらに、弁膜が外部に
露出された構造であるため、外部からの要因によって誤
動作を生じることがあり、作動時には内部の電解液が放
出される恐れがあった。
は、封口体に開口された孔に弁膜と薄膜の2枚の膜を設
ける必要があり、複雑な構造となっている。このため、
充電型電池が小型化するにつれ、保護デバイスの作製が
著しく困難なものとなっていた。さらに、弁膜が外部に
露出された構造であるため、外部からの要因によって誤
動作を生じることがあり、作動時には内部の電解液が放
出される恐れがあった。
【0008】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、充電型電池の内部に納めることがで
き、組立容易で、かつ充電型電池の小型化に対応容易な
保護デバイスを提供することにある。
れたものであり、充電型電池の内部に納めることがで
き、組立容易で、かつ充電型電池の小型化に対応容易な
保護デバイスを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願発明に係る請求項1
記載の圧力破砕型保護デバイスは、凹部が形成された圧
力調整容器と、導体部を備え、前記圧力調整容器を密閉
する破砕板と、前記導体部と電気的に接続された一対の
電極部とを具備することを特徴としている。
記載の圧力破砕型保護デバイスは、凹部が形成された圧
力調整容器と、導体部を備え、前記圧力調整容器を密閉
する破砕板と、前記導体部と電気的に接続された一対の
電極部とを具備することを特徴としている。
【0010】また、請求項2記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けたこ
とを特徴としている。
イスは、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けたこ
とを特徴としている。
【0011】さらに、請求項3記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えたことを特
徴としている。
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えたことを特
徴としている。
【0012】また、請求項4記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記電極部は、薄板状であることを特徴として
いる。
イスは、前記電極部は、薄板状であることを特徴として
いる。
【0013】また、請求項5記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記薄板状をした電極部の厚さが0.3mm以
下であることを特徴としている。
イスは、前記薄板状をした電極部の厚さが0.3mm以
下であることを特徴としている。
【0014】さらに、請求項6記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記破砕板で密閉された前記圧力調整容器内
の圧力を、減圧状態にしたことを特徴としている。
バイスは、前記破砕板で密閉された前記圧力調整容器内
の圧力を、減圧状態にしたことを特徴としている。
【0015】また、請求項7記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記圧力調整容器内の圧力を、0.5気圧以下
に減圧したことを特徴としている。
イスは、前記圧力調整容器内の圧力を、0.5気圧以下
に減圧したことを特徴としている。
【0016】また、請求項8記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
たことを特徴としている。
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
たことを特徴としている。
【0017】さらに、請求項9記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記破砕板に、前記切欠溝を放射状に設けた
ことを特徴としている。
バイスは、前記破砕板に、前記切欠溝を放射状に設けた
ことを特徴としている。
【0018】また、請求項10記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記圧力調整容器及び前記破砕板は、セラミ
ックス製であることを特徴としている。
バイスは、前記圧力調整容器及び前記破砕板は、セラミ
ックス製であることを特徴としている。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態に
係る圧力破砕型保護デバイス(以下「保護デバイス」と
称する。)の概略斜視図、図2は、当該保護デバイスの
断面構造図、図3は、当該保護デバイスの圧力調整容器
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図、図4は当該保護デバイスの破砕板
を示す図であって、同図(a)はその下面図、同図
(b)はその上面図、図5は当該保護デバイスが備えら
れた充電型電池を一部破断した内部構造図、図6は、本
発明の別な実施の形態に係る保護デバイスの破砕板の上
面図、図7は、本発明のさらに別な実施の形態に係る保
護デバイスの概略斜視図、図8は、当該保護デバイスの
圧力調整容器の下面図、図9は、当該保護デバイスの破
砕板の上面図、図10は本発明のさらに別な実施の形態
に係る保護デバイスの正面図である。以下、本発明につ
いて各図に従って説明する。
係る圧力破砕型保護デバイス(以下「保護デバイス」と
称する。)の概略斜視図、図2は、当該保護デバイスの
断面構造図、図3は、当該保護デバイスの圧力調整容器
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図、図4は当該保護デバイスの破砕板
を示す図であって、同図(a)はその下面図、同図
(b)はその上面図、図5は当該保護デバイスが備えら
れた充電型電池を一部破断した内部構造図、図6は、本
発明の別な実施の形態に係る保護デバイスの破砕板の上
面図、図7は、本発明のさらに別な実施の形態に係る保
護デバイスの概略斜視図、図8は、当該保護デバイスの
圧力調整容器の下面図、図9は、当該保護デバイスの破
砕板の上面図、図10は本発明のさらに別な実施の形態
に係る保護デバイスの正面図である。以下、本発明につ
いて各図に従って説明する。
【0020】図1〜図4に示す保護デバイスAは、圧力
調整容器10と、導体部21が備えられた破砕板20
と、前記導体部21と接触する一対の電極部30とを具
備している。
調整容器10と、導体部21が備えられた破砕板20
と、前記導体部21と接触する一対の電極部30とを具
備している。
【0021】前記圧力調整容器10は、内側に凹部11
が形成された外観略直方体状をしており、破砕板20に
よって凹部11の内部が密閉される構造となっている。
当該圧力調整容器10は、例えば、セラミックスやガラ
ス、プラスチックなどから、使用目的に応じた大きさ、
例えば、長さ10mm、幅及び高さがそれぞれ数mm程
度の大きさに作製される。
が形成された外観略直方体状をしており、破砕板20に
よって凹部11の内部が密閉される構造となっている。
当該圧力調整容器10は、例えば、セラミックスやガラ
ス、プラスチックなどから、使用目的に応じた大きさ、
例えば、長さ10mm、幅及び高さがそれぞれ数mm程
度の大きさに作製される。
【0022】破砕板20は、上記の圧力調整容器10を
密閉するための蓋を構成する部分であって、圧力調整容
器10の平面とほぼ同じ大きさに作製され、圧力調整容
器10に密着される。この破砕板20は、当該保護デバ
イスAに加えられた外圧によって破損される。このた
め、例えば、セラミックスやガラス、プラスチックな
ど、比較的強度が弱い材質から作製され、所定の動作圧
で破損される程度の板厚、例えば0.1〜0.3mm程
度に設計される。
密閉するための蓋を構成する部分であって、圧力調整容
器10の平面とほぼ同じ大きさに作製され、圧力調整容
器10に密着される。この破砕板20は、当該保護デバ
イスAに加えられた外圧によって破損される。このた
め、例えば、セラミックスやガラス、プラスチックな
ど、比較的強度が弱い材質から作製され、所定の動作圧
で破損される程度の板厚、例えば0.1〜0.3mm程
度に設計される。
【0023】破砕板20の下面には、後述するように、
一対の電極部30を電気的に接続する導体部21が形成
されている。導体部21は、銅やアルミニウムなど導電
性を有する金属薄膜から形成されており、金属薄膜を破
砕板20に貼り合わせたり、金属蒸着やスパッタリング
によって形成される。また、この導体部21は、破砕板
20の破損によって当該導体部21が破断される程度の
膜厚に形成される。さらに、導体部21の両端には、電
極部30と接続するためのやや幅広となった接続部22
が形成されている。
一対の電極部30を電気的に接続する導体部21が形成
されている。導体部21は、銅やアルミニウムなど導電
性を有する金属薄膜から形成されており、金属薄膜を破
砕板20に貼り合わせたり、金属蒸着やスパッタリング
によって形成される。また、この導体部21は、破砕板
20の破損によって当該導体部21が破断される程度の
膜厚に形成される。さらに、導体部21の両端には、電
極部30と接続するためのやや幅広となった接続部22
が形成されている。
【0024】また、破砕板20の上面には、直交する2
本の切欠溝23が形成されている。当該切欠溝23の形
状は問われないが、例えば断面略V字形状に形成され、
外圧によって、破砕板20が破損されやすくなるように
設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも導体部
21を横断するように設定されている。すなわち、この
切欠溝23から破砕板20が破損されると、必ず導体部
21をも破損するようにすることが重要だからである。
また、破砕板20の上面に切欠溝23を形成すると、破
砕板20の下面は面一に形成されるため、導体部21を
形成しやすいという利点もある。
本の切欠溝23が形成されている。当該切欠溝23の形
状は問われないが、例えば断面略V字形状に形成され、
外圧によって、破砕板20が破損されやすくなるように
設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも導体部
21を横断するように設定されている。すなわち、この
切欠溝23から破砕板20が破損されると、必ず導体部
21をも破損するようにすることが重要だからである。
また、破砕板20の上面に切欠溝23を形成すると、破
砕板20の下面は面一に形成されるため、導体部21を
形成しやすいという利点もある。
【0025】破砕板20の下面には、上記接続部22と
各々電気的に接続させて、一対の電極部30が設けられ
ている。当該電極部30は、例えば図5に示すように、
充電型電池100の集電体120や充電型電池100の
出力電極130と電気的に接続するためのものであっ
て、例えば銅やアルミニウムなどの導電性を有する金属
から、板状に作製される。このとき、充電型電池等に備
えられた際、外部衝撃を吸収させる観点から当該電極部
30の板厚を0.3mm以下に設定するのが好ましい。
各々電気的に接続させて、一対の電極部30が設けられ
ている。当該電極部30は、例えば図5に示すように、
充電型電池100の集電体120や充電型電池100の
出力電極130と電気的に接続するためのものであっ
て、例えば銅やアルミニウムなどの導電性を有する金属
から、板状に作製される。このとき、充電型電池等に備
えられた際、外部衝撃を吸収させる観点から当該電極部
30の板厚を0.3mm以下に設定するのが好ましい。
【0026】当該保護デバイスAは、圧力調整容器10
に破砕板20を密着させた状態で接着剤等によって貼り
合わせられる。このとき、減圧下において両者を密着さ
せるのが好ましい。この結果、圧力調整容器10内の圧
力が減圧状態となって、小さな外圧によっても、破砕板
20が容易に破損される。この結果、保護デバイスAの
動作圧を小さな値に設定でき、保護デバイスAの感度を
向上させることができる。この内部の圧力は所望する動
作圧に応じて設定するのがよく、破砕板20の構造によ
っても異なるが、安定した動作圧が得られる観点から、
特に0.5気圧以下とするのが好ましい実施の形態であ
る。その後、一対の電極部30を、接続部22に接触さ
せるようにして破砕板20に貼り合わせ、本発明に係る
保護デバイスAを作製する。
に破砕板20を密着させた状態で接着剤等によって貼り
合わせられる。このとき、減圧下において両者を密着さ
せるのが好ましい。この結果、圧力調整容器10内の圧
力が減圧状態となって、小さな外圧によっても、破砕板
20が容易に破損される。この結果、保護デバイスAの
動作圧を小さな値に設定でき、保護デバイスAの感度を
向上させることができる。この内部の圧力は所望する動
作圧に応じて設定するのがよく、破砕板20の構造によ
っても異なるが、安定した動作圧が得られる観点から、
特に0.5気圧以下とするのが好ましい実施の形態であ
る。その後、一対の電極部30を、接続部22に接触さ
せるようにして破砕板20に貼り合わせ、本発明に係る
保護デバイスAを作製する。
【0027】こうして得られた保護デバイスAは、例え
ば、図5に示すように充電型電池100の電解液150
中に浸漬させた状態で設置される。この充電型電池10
0は、負極(若しくは正極)を兼ねた外装缶と、多数の
正極(若しくは負極)を接続した集電体120と、当該
集電体120と電気的に接続される出力電極130とを
備えている。外装缶110の開口には、封口体140が
レーザー溶接などによって気密に取り付けられ、内部に
は電解液150が充填されている。また、封口体140
の中央には、出力電極130を外部に引き出す開口16
0が開設されている。当該開口160は、出力電極13
0の周囲にガラスなどの絶縁性物質170がハーメチッ
クシールされて密閉されると共に、出力電極130と外
装缶110との絶縁が図られている。保護デバイスA
は、前記集電体120にいずれか一方の電極部30が電
気的に接続され、また、前記出力電極130に残る一方
の電極部30が電気的に接続される。すなわち、保護デ
バイスAを介した状態で、集電体120と出力電極13
0とが電気的に接続される。
ば、図5に示すように充電型電池100の電解液150
中に浸漬させた状態で設置される。この充電型電池10
0は、負極(若しくは正極)を兼ねた外装缶と、多数の
正極(若しくは負極)を接続した集電体120と、当該
集電体120と電気的に接続される出力電極130とを
備えている。外装缶110の開口には、封口体140が
レーザー溶接などによって気密に取り付けられ、内部に
は電解液150が充填されている。また、封口体140
の中央には、出力電極130を外部に引き出す開口16
0が開設されている。当該開口160は、出力電極13
0の周囲にガラスなどの絶縁性物質170がハーメチッ
クシールされて密閉されると共に、出力電極130と外
装缶110との絶縁が図られている。保護デバイスA
は、前記集電体120にいずれか一方の電極部30が電
気的に接続され、また、前記出力電極130に残る一方
の電極部30が電気的に接続される。すなわち、保護デ
バイスAを介した状態で、集電体120と出力電極13
0とが電気的に接続される。
【0028】この充電型電池100において、例えば、
過充電等によって電解液150が分解され、ガスが発生
して電池内圧が上昇すると、保護デバイスAの外圧と圧
力調整容器10内の圧力との差が大きくなり、破砕板2
0の耐圧以上に電池内圧が上昇して破砕板10が破損さ
れる。これにより、導体部21が破壊され、集電体12
0と出力電極130の間の電気的導通が遮断される。こ
の結果、充電が停止されてガスの発生が抑えられ、充電
型電池100の発熱や変形を抑えることができる。ま
た、充電型電池100の内部に設置可能であり、電解液
150の漏出を避けられる。
過充電等によって電解液150が分解され、ガスが発生
して電池内圧が上昇すると、保護デバイスAの外圧と圧
力調整容器10内の圧力との差が大きくなり、破砕板2
0の耐圧以上に電池内圧が上昇して破砕板10が破損さ
れる。これにより、導体部21が破壊され、集電体12
0と出力電極130の間の電気的導通が遮断される。こ
の結果、充電が停止されてガスの発生が抑えられ、充電
型電池100の発熱や変形を抑えることができる。ま
た、充電型電池100の内部に設置可能であり、電解液
150の漏出を避けられる。
【0029】本発明に係る保護デバイスにあっては、種
々の実施の形態が考えられる。例えば、図6に示す破砕
板20のように、切欠溝23をH字形状をなすように形
成してもよく、切欠溝23の配置も特に限定されるもの
でない。ただし、上述したように、破損されやすくなる
ように設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも
導体部21を少なくとも導体部21を横断することが大
切である。また、破砕板20の下面に、導体部21の電
気的接続を遮断しないように、切欠溝23を設けること
も考えられる。
々の実施の形態が考えられる。例えば、図6に示す破砕
板20のように、切欠溝23をH字形状をなすように形
成してもよく、切欠溝23の配置も特に限定されるもの
でない。ただし、上述したように、破損されやすくなる
ように設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも
導体部21を少なくとも導体部21を横断することが大
切である。また、破砕板20の下面に、導体部21の電
気的接続を遮断しないように、切欠溝23を設けること
も考えられる。
【0030】また、図7に示す保護デバイスBにあって
は、圧力調整容器10の凹部11は図8に示すように略
円筒形状に形成されている。このように、凹部11の形
状を略円筒形状に形成することにより、破砕板20に均
一な応力が生じ、安定した動作圧を得ることができる。
このとき、図9に示すように、破砕板20に放射状の切
欠溝23を形成しておくことにより、より一層安定した
動作圧が得られる。もちろん、圧力調整容器10の外観
形状は特に問われるものではなく、例えば、立方体状に
形成してもよい。
は、圧力調整容器10の凹部11は図8に示すように略
円筒形状に形成されている。このように、凹部11の形
状を略円筒形状に形成することにより、破砕板20に均
一な応力が生じ、安定した動作圧を得ることができる。
このとき、図9に示すように、破砕板20に放射状の切
欠溝23を形成しておくことにより、より一層安定した
動作圧が得られる。もちろん、圧力調整容器10の外観
形状は特に問われるものではなく、例えば、立方体状に
形成してもよい。
【0031】さらに図10に示す保護デバイスCにあっ
ては、電極部30の一部が例えばコイル状に形成され、
衝撃吸収部31が兼ね備えられている。このように電極
部30に衝撃吸収部31を兼ね備えることにより、例え
ば充電型電池100を落下した場合のように、保護デバ
イスCに外部衝撃が加わった際には、衝撃吸収部31に
よって衝撃が弱められる。この結果、外部衝撃による破
損から保護デバイスCが保護され、信頼性の高い保護デ
バイスを供給できる。
ては、電極部30の一部が例えばコイル状に形成され、
衝撃吸収部31が兼ね備えられている。このように電極
部30に衝撃吸収部31を兼ね備えることにより、例え
ば充電型電池100を落下した場合のように、保護デバ
イスCに外部衝撃が加わった際には、衝撃吸収部31に
よって衝撃が弱められる。この結果、外部衝撃による破
損から保護デバイスCが保護され、信頼性の高い保護デ
バイスを供給できる。
【0032】このように、本発明に係る保護デバイスに
あっては、簡単な構成によって保護デバイスを作製でき
る。特に、圧力調整容器10及び破砕板20をセラミッ
クスから作製するのが好ましく、精度よく小型化するこ
とが可能になる。
あっては、簡単な構成によって保護デバイスを作製でき
る。特に、圧力調整容器10及び破砕板20をセラミッ
クスから作製するのが好ましく、精度よく小型化するこ
とが可能になる。
【0033】もちろん、本発明は上記各実施の形態に限
定されるものではなく、また、充電型電池以外にも種々
の装置に応用できるものであり、外部の圧力によって破
砕板が破損されるような環境下で使用できる保護デバイ
スとして利用できる。
定されるものではなく、また、充電型電池以外にも種々
の装置に応用できるものであり、外部の圧力によって破
砕板が破損されるような環境下で使用できる保護デバイ
スとして利用できる。
【0034】
【発明の効果】本発明の請求項1に記載の圧力破砕型保
護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え、前記圧力調整容器を密閉する破砕板と、前記
導体部と電気的に接続された一対の電極部とを具備して
いるので、簡単な構成によって、充電型電池の内部に配
置可能な保護デバイスを作製できる。
護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え、前記圧力調整容器を密閉する破砕板と、前記
導体部と電気的に接続された一対の電極部とを具備して
いるので、簡単な構成によって、充電型電池の内部に配
置可能な保護デバイスを作製できる。
【0035】請求項2記載の圧力破砕型保護デバイス
は、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けているの
で、破砕板がより容易に破損され、小さな動作圧で保護
デバイスを作動させることができ、感度の向上を図るこ
とができる。
は、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けているの
で、破砕板がより容易に破損され、小さな動作圧で保護
デバイスを作動させることができ、感度の向上を図るこ
とができる。
【0036】さらに、請求項3記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えているの
で、当該衝撃吸収部により外部衝撃を吸収することがで
き、信頼性の高い保護デバイスを提供できる。
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えているの
で、当該衝撃吸収部により外部衝撃を吸収することがで
き、信頼性の高い保護デバイスを提供できる。
【0037】また、請求項4記載の圧力破砕型保護デバ
イスにあっては、前記電極部は、薄板状であるので、当
該電極部によって外部衝撃を吸収することができ、簡単
な構成で保護デバイスの信頼性を向上できる。特に、請
求項5記載の圧力破砕型保護デバイスのように、薄板状
をした電極部の厚さを0.3mm以下とすることによ
り、効果的に外部衝撃を吸収できる。
イスにあっては、前記電極部は、薄板状であるので、当
該電極部によって外部衝撃を吸収することができ、簡単
な構成で保護デバイスの信頼性を向上できる。特に、請
求項5記載の圧力破砕型保護デバイスのように、薄板状
をした電極部の厚さを0.3mm以下とすることによ
り、効果的に外部衝撃を吸収できる。
【0038】さらに、請求項6記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、破砕板で密閉された前記圧力調整容器内の圧
力を、減圧状態にしているので、比較的小さな外圧によ
り破砕板が破損され、保護デバイスの感度を向上でき
る。このとき、請求項7記載の圧力破砕型保護デバイス
のように、0.5気圧以下に設定することにより、安定
した動作圧とすることができる。
バイスは、破砕板で密閉された前記圧力調整容器内の圧
力を、減圧状態にしているので、比較的小さな外圧によ
り破砕板が破損され、保護デバイスの感度を向上でき
る。このとき、請求項7記載の圧力破砕型保護デバイス
のように、0.5気圧以下に設定することにより、安定
した動作圧とすることができる。
【0039】また、請求項8記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
ているので、破砕板に均一な応力が加わり、より安定し
た動作圧を得ることができる。
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
ているので、破砕板に均一な応力が加わり、より安定し
た動作圧を得ることができる。
【0040】さらに、請求項9記載の圧力破砕型保護デ
バイスにあっては、破砕板に、前記切欠溝を放射状に設
けているので、破砕板が破損されやすく、さらに安定し
た動作圧を得ることができる。
バイスにあっては、破砕板に、前記切欠溝を放射状に設
けているので、破砕板が破損されやすく、さらに安定し
た動作圧を得ることができる。
【0041】また、請求項10記載の圧力破砕型保護デ
バイスのように、前記圧力調整容器及び前記破砕板を、
セラミックス製にすることにより、薄く形成することが
できるので、小型の圧力調整容器及び破砕板が精度よく
得られ、小型で信頼性の高い圧力破砕型保護デバイスを
提供できる。
バイスのように、前記圧力調整容器及び前記破砕板を、
セラミックス製にすることにより、薄く形成することが
できるので、小型の圧力調整容器及び破砕板が精度よく
得られ、小型で信頼性の高い圧力破砕型保護デバイスを
提供できる。
【図1】本発明の一実施の形態に係る圧力破砕型保護デ
バイスの概略斜視図である。
バイスの概略斜視図である。
【図2】同上の圧力破砕型保護デバイスの断面構造図で
ある。
ある。
【図3】同上の圧力破砕型保護デバイスの圧力調整容器
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図である。
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図である。
【図4】同上の圧力破砕型保護デバイスの破砕板を示す
図であって、同図(a)はその下面図、同図(b)はそ
の上面図である。
図であって、同図(a)はその下面図、同図(b)はそ
の上面図である。
【図5】同上の圧力破砕型保護デバイスが備えられた充
電型電池を一部破断した内部構造図である。
電型電池を一部破断した内部構造図である。
【図6】本発明の別な実施の形態に係る圧力破砕型保護
デバイスの破砕板の上面図である。
デバイスの破砕板の上面図である。
【図7】本発明のさらに別な実施の形態に係る圧力破砕
型保護デバイスの概略斜視図である。
型保護デバイスの概略斜視図である。
【図8】同上の圧力破砕型保護デバイスの圧力調整容器
の下面図である。
の下面図である。
【図9】同上の圧力破砕型保護デバイスの破砕板の上面
図である。
図である。
【図10】本発明のさらに別な実施の形態に係る圧力破
砕型保護デバイスの正面図である。
砕型保護デバイスの正面図である。
A,B,C 本発明に係る圧力破砕型保護デバイス 10 圧力調整容器 11 凹部 20 破砕板 21 導体部 22 接続部 23 切欠溝 30 電極部 31 コイル状になった衝撃吸収部
【手続補正書】
【提出日】平成9年12月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 圧力破砕型保護デバイス及びこ
れを用いた電池
れを用いた電池
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力破砕型保護デ
バイス及びこれを用いた電池に関する。具体的には、リ
チウムイオン電池などの充電型電池の安全機構に適した
圧力破砕型保護デバイスと、この圧力破砕型保護デバイ
スを用いたリチウムイオン電池等の充電型電池に関す
る。
バイス及びこれを用いた電池に関する。具体的には、リ
チウムイオン電池などの充電型電池の安全機構に適した
圧力破砕型保護デバイスと、この圧力破砕型保護デバイ
スを用いたリチウムイオン電池等の充電型電池に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、携帯電話やビデオカメラ等の
電子機器には、リチウムイオン電池などの充電型電池が
数多く用いられている。これら各種の充電型電池におい
て、例えば、電子機器の故障や誤使用によって過充電状
態や短絡状態になると、電池内部が加熱され、電解液が
分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆発して
しまう場合があった。このため、これらの充電型電池に
は、各種の保護デバイスが備えられている。
電子機器には、リチウムイオン電池などの充電型電池が
数多く用いられている。これら各種の充電型電池におい
て、例えば、電子機器の故障や誤使用によって過充電状
態や短絡状態になると、電池内部が加熱され、電解液が
分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆発して
しまう場合があった。このため、これらの充電型電池に
は、各種の保護デバイスが備えられている。
【0003】例えば、実開昭64−38764号公報に
は、負極あるいは正極の金属集電体と出力端子とを電気
的に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状
や楕円状等をした穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ
素系樹脂で被覆した保護デバイスが開示されている。
は、負極あるいは正極の金属集電体と出力端子とを電気
的に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状
や楕円状等をした穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ
素系樹脂で被覆した保護デバイスが開示されている。
【0004】当該保護デバイスにあっては、集電リード
は前記穿孔箇所においてリード幅が狭くなっており、高
まった電池内圧により切断され易くなっている。と共に
当該穿孔箇所近傍はフッ素系樹脂で被覆されているた
め、電解液による腐食を防ぐことができ、保護デバイス
の誤作動を防止できる。
は前記穿孔箇所においてリード幅が狭くなっており、高
まった電池内圧により切断され易くなっている。と共に
当該穿孔箇所近傍はフッ素系樹脂で被覆されているた
め、電解液による腐食を防ぐことができ、保護デバイス
の誤作動を防止できる。
【0005】しかしながら、この保護デバイスにあって
は、切断される穿孔箇所近傍は樹脂で被覆されているた
め、所定の動作圧に調整するのが困難であり、充電型電
池が小型化するにつれ、狭幅のリード幅に所定の大きさ
の穿孔を開設することが困難になるという問題点があっ
た。さらに、集電リードが機械的に破断されることによ
り動作するものであり、動作圧が比較的大きなものにな
らざるを得ず、安全に動作させることも困難であった。
は、切断される穿孔箇所近傍は樹脂で被覆されているた
め、所定の動作圧に調整するのが困難であり、充電型電
池が小型化するにつれ、狭幅のリード幅に所定の大きさ
の穿孔を開設することが困難になるという問題点があっ
た。さらに、集電リードが機械的に破断されることによ
り動作するものであり、動作圧が比較的大きなものにな
らざるを得ず、安全に動作させることも困難であった。
【0006】また、特開平6−36752号公報には、
電池上部を塞ぐ封口体に放圧用の孔を設け、封口体の外
面側に、当該孔に対応して弁膜が形成された薄膜を設け
た保護デバイスが開示されている。当該保護デバイスに
あっては、一定厚さの弁膜や薄膜を得ることができるの
で、安定した動作圧を得ることができる。
電池上部を塞ぐ封口体に放圧用の孔を設け、封口体の外
面側に、当該孔に対応して弁膜が形成された薄膜を設け
た保護デバイスが開示されている。当該保護デバイスに
あっては、一定厚さの弁膜や薄膜を得ることができるの
で、安定した動作圧を得ることができる。
【0007】しかしながら、この保護デバイスにあって
は、封口体に開口された孔に弁膜と薄膜の2枚の膜を設
ける必要があり、複雑な構造となっている。このため、
充電型電池が小型化するにつれ、保護デバイスの作製が
著しく困難なものとなっていた。さらに、弁膜が外部に
露出された構造であるため、外部からの要因によって誤
動作を生じることがあり、作動時には内部の電解液が放
出される恐れがあった。
は、封口体に開口された孔に弁膜と薄膜の2枚の膜を設
ける必要があり、複雑な構造となっている。このため、
充電型電池が小型化するにつれ、保護デバイスの作製が
著しく困難なものとなっていた。さらに、弁膜が外部に
露出された構造であるため、外部からの要因によって誤
動作を生じることがあり、作動時には内部の電解液が放
出される恐れがあった。
【0008】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、充電型電池の内部に納めることがで
き、組立容易で、かつ充電型電池の小型化に対応容易な
保護デバイスと、これを用いた電池を提供することにあ
る。
れたものであり、充電型電池の内部に納めることがで
き、組立容易で、かつ充電型電池の小型化に対応容易な
保護デバイスと、これを用いた電池を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願発明に係る請求項1
記載の圧力破砕型保護デバイスは、凹部が形成された圧
力調整容器と、導体部を備え、前記圧力調整容器を密閉
する破砕板と、前記導体部と電気的に接続された一対の
電極部とを具備することを特徴としている。
記載の圧力破砕型保護デバイスは、凹部が形成された圧
力調整容器と、導体部を備え、前記圧力調整容器を密閉
する破砕板と、前記導体部と電気的に接続された一対の
電極部とを具備することを特徴としている。
【0010】また、請求項2記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けたこ
とを特徴としている。
イスは、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けたこ
とを特徴としている。
【0011】さらに、請求項3記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えたことを特
徴としている。
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えたことを特
徴としている。
【0012】また、請求項4記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記電極部は、薄板状であることを特徴として
いる。
イスは、前記電極部は、薄板状であることを特徴として
いる。
【0013】また、請求項5記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記薄板状をした電極部の厚さが0.3mm以
下であることを特徴としている。
イスは、前記薄板状をした電極部の厚さが0.3mm以
下であることを特徴としている。
【0014】さらに、請求項6記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記破砕板で密閉された前記圧力調整容器内
の圧力を、減圧状態にしたことを特徴としている。
バイスは、前記破砕板で密閉された前記圧力調整容器内
の圧力を、減圧状態にしたことを特徴としている。
【0015】また、請求項7記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記圧力調整容器内の圧力を、0.5気圧以下
に減圧したことを特徴としている。
イスは、前記圧力調整容器内の圧力を、0.5気圧以下
に減圧したことを特徴としている。
【0016】また、請求項8記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
たことを特徴としている。
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
たことを特徴としている。
【0017】さらに、請求項9記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記破砕板に、前記切欠溝を放射状に設けた
ことを特徴としている。
バイスは、前記破砕板に、前記切欠溝を放射状に設けた
ことを特徴としている。
【0018】また、請求項10記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記圧力調整容器及び前記破砕板は、セラミ
ックス製であることを特徴としている。
バイスは、前記圧力調整容器及び前記破砕板は、セラミ
ックス製であることを特徴としている。
【0019】さらに、請求項11記載の圧力破砕型保護
デバイスを用いた電池は、正極若しくは負極の集電体と
出力電極とを備えた電池であって、前記集電体と前記出
力電極とを、上述した圧力破砕型保護デバイスを介し
て、電気的に接続したことを特徴としている。
デバイスを用いた電池は、正極若しくは負極の集電体と
出力電極とを備えた電池であって、前記集電体と前記出
力電極とを、上述した圧力破砕型保護デバイスを介し
て、電気的に接続したことを特徴としている。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態に
係る圧力破砕型保護デバイス(以下「保護デバイス」と
称する。)の概略斜視図、図2は、当該保護デバイスの
断面構造図、図3は、当該保護デバイスの圧力調整容器
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図、図4は当該保護デバイスの破砕板
を示す図であって、同図(a)はその下面図、同図
(b)はその上面図、図5は本発明に係る電池、すなわ
ち前記保護デバイスが備えられた充電型電池を一部破断
した内部構造図、図6は、本発明の別な実施の形態に係
る保護デバイスの破砕板の上面図、図7は、本発明のさ
らに別な実施の形態に係る保護デバイスの柵略斜視図、
図8は、当該保護デバイスの圧力調整容器の下面図、図
9は、当該保護デバイスの破砕板の上面図、図10は本
発明のさらに別な実施の形態に係る保護デバイスの正面
図である。以下、本発明について各図に従って説明す
る。
係る圧力破砕型保護デバイス(以下「保護デバイス」と
称する。)の概略斜視図、図2は、当該保護デバイスの
断面構造図、図3は、当該保護デバイスの圧力調整容器
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図、図4は当該保護デバイスの破砕板
を示す図であって、同図(a)はその下面図、同図
(b)はその上面図、図5は本発明に係る電池、すなわ
ち前記保護デバイスが備えられた充電型電池を一部破断
した内部構造図、図6は、本発明の別な実施の形態に係
る保護デバイスの破砕板の上面図、図7は、本発明のさ
らに別な実施の形態に係る保護デバイスの柵略斜視図、
図8は、当該保護デバイスの圧力調整容器の下面図、図
9は、当該保護デバイスの破砕板の上面図、図10は本
発明のさらに別な実施の形態に係る保護デバイスの正面
図である。以下、本発明について各図に従って説明す
る。
【0021】図1〜図4に示す保護デバイスAは、圧力
調整容器10と、導体部21が備えられた破砕板20
と、前記導体部21と接触する一対の電極部30とを具
備している。
調整容器10と、導体部21が備えられた破砕板20
と、前記導体部21と接触する一対の電極部30とを具
備している。
【0022】前記圧力調整容器10は、内側に凹部11
が形成された外観略直方体状をしており、破砕板20に
よって凹部11の内部が密閉される構造となっている。
当該圧力調整容器10は、例えば、セラミックスやガラ
ス、プラスチックなどから、使用目的に応じた大きさ、
例えば、長さ10mm、幅及び高さがそれぞれ数mm程
度の大きさに作製される。
が形成された外観略直方体状をしており、破砕板20に
よって凹部11の内部が密閉される構造となっている。
当該圧力調整容器10は、例えば、セラミックスやガラ
ス、プラスチックなどから、使用目的に応じた大きさ、
例えば、長さ10mm、幅及び高さがそれぞれ数mm程
度の大きさに作製される。
【0023】破砕板20は、上記の圧力調整容器10を
密閉するための蓋を構成する部分であって、圧力調整容
器10の平面とほぼ同じ大きさに作製され、圧力調整容
器10に密着される。この破砕板20は、当該保護デバ
イスAに加えられた外圧によって破損される。このた
め、例えば、セラミックスやガラス、プラスチックな
ど、比較的強度が弱い材質から作製され、所定の動作圧
で破損される程度の板厚、例えば0.1〜0.3mm程
度に設計される。
密閉するための蓋を構成する部分であって、圧力調整容
器10の平面とほぼ同じ大きさに作製され、圧力調整容
器10に密着される。この破砕板20は、当該保護デバ
イスAに加えられた外圧によって破損される。このた
め、例えば、セラミックスやガラス、プラスチックな
ど、比較的強度が弱い材質から作製され、所定の動作圧
で破損される程度の板厚、例えば0.1〜0.3mm程
度に設計される。
【0024】破砕板20の下面には、後述するように、
一対の電極部30を電気的に接続する導体部21が形成
されている。導体部21は、銅やアルミニウムなど導電
性を有する金属薄膜から形成されており、金属薄膜を破
砕板20に貼り合わせたり、金属蒸着やスパッタリング
によって形成される。また、この導体部21は、破砕板
20の破損によって当該導体部21が破断される程度の
膜厚に形成される。さらに、導体部21の両端には、電
極部30と接続するためのやや幅広となった接続部22
が形成されている。
一対の電極部30を電気的に接続する導体部21が形成
されている。導体部21は、銅やアルミニウムなど導電
性を有する金属薄膜から形成されており、金属薄膜を破
砕板20に貼り合わせたり、金属蒸着やスパッタリング
によって形成される。また、この導体部21は、破砕板
20の破損によって当該導体部21が破断される程度の
膜厚に形成される。さらに、導体部21の両端には、電
極部30と接続するためのやや幅広となった接続部22
が形成されている。
【0025】また、破砕板20の上面には、直交する2
本の切欠溝23が形成されている。当該切欠溝23の形
状は問われないが、例えば断面略V字形状に形成され、
外圧によって、破砕板20が破損されやすくなるように
設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも導体部
21を横断するように設定されている。すなわち、この
切欠溝23から破砕板20が破損されると、必ず導体部
21をも破損するようにすることが重要だからである。
また、破砕板20の上面に切欠溝23を形成すると、破
砕板20の下面は面一に形成されるため、導体部21を
形成しやすいという利点もある。
本の切欠溝23が形成されている。当該切欠溝23の形
状は問われないが、例えば断面略V字形状に形成され、
外圧によって、破砕板20が破損されやすくなるように
設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも導体部
21を横断するように設定されている。すなわち、この
切欠溝23から破砕板20が破損されると、必ず導体部
21をも破損するようにすることが重要だからである。
また、破砕板20の上面に切欠溝23を形成すると、破
砕板20の下面は面一に形成されるため、導体部21を
形成しやすいという利点もある。
【0026】破砕板20の下面には、上記接続部22と
各々電気的に接続させて、一対の電極部30が設けられ
ている。当該電極部30は、例えば図5に示すように、
充電型電池100の集電体120や充電型電池100の
出力電極130と電気的に接続するためのものであっ
て、例えば銅やアルミニウムなどの導電性を有する金属
から、板状に作製される。このとき、充電型電池等に備
えられた際、外部衝撃を吸収させる観点から当該電極部
30の板厚を0.3mm以下に設定するのが好ましい。
各々電気的に接続させて、一対の電極部30が設けられ
ている。当該電極部30は、例えば図5に示すように、
充電型電池100の集電体120や充電型電池100の
出力電極130と電気的に接続するためのものであっ
て、例えば銅やアルミニウムなどの導電性を有する金属
から、板状に作製される。このとき、充電型電池等に備
えられた際、外部衝撃を吸収させる観点から当該電極部
30の板厚を0.3mm以下に設定するのが好ましい。
【0027】当該保護デバイスAは、圧力調整容器10
に破砕板20を密着させた状態で接着剤等によって貼り
合わせられる。このとき、減圧下において両者を密着さ
せるのが好ましい。この結果、圧力調整容器10内の圧
力が減圧状態となって、小さな外圧によっても、破砕板
20が容易に破損される。この結果、保護デバイスAの
動作圧を小さな値に設定でき、保護デバイスAの感度を
向上させることができる。この内部の圧力は所望する動
作圧に応じて設定するのがよく、破砕板20の構造によ
っても異なるが、安定した動作圧が得られる観点から、
特に0.5気圧以下とするのが好ましい実施の形態であ
る。その後、一対の電極部30を、接続部22に接触さ
せるようにして破砕板20に貼り合わせ、本発明に係る
保護デバイスAを作製する。
に破砕板20を密着させた状態で接着剤等によって貼り
合わせられる。このとき、減圧下において両者を密着さ
せるのが好ましい。この結果、圧力調整容器10内の圧
力が減圧状態となって、小さな外圧によっても、破砕板
20が容易に破損される。この結果、保護デバイスAの
動作圧を小さな値に設定でき、保護デバイスAの感度を
向上させることができる。この内部の圧力は所望する動
作圧に応じて設定するのがよく、破砕板20の構造によ
っても異なるが、安定した動作圧が得られる観点から、
特に0.5気圧以下とするのが好ましい実施の形態であ
る。その後、一対の電極部30を、接続部22に接触さ
せるようにして破砕板20に貼り合わせ、本発明に係る
保護デバイスAを作製する。
【0028】こうして得られた保護デバイスAは、例え
ば、図5に示すように充電型電池100の電解液150
中に浸漬させた状態で設置される。この充電型電池10
0は、負極(若しくは正極)を兼ねた外装缶と、多数の
正極(若しくは負極)を接続した集電体120と、当該
集電体120と電気的に接続される出力電極130とを
備えている。外装缶110の開口には、封口体140が
レーザー溶接などによって気密に取り付けられ、内部に
は電解液150が充填されている。また、封口体140
の中央には、出力電極130を外部に引き出す開口16
0が開設されている。当該開口160は、出力電極13
0の周囲にガラスなどの絶縁性物質170がハーメチッ
クシールされて密閉されると共に、出力電極130と外
装缶110との絶縁が図られている。保護デバイスA
は、前記集電体120にいずれか一方の電極部30が電
気的に接続され、また、前記出力電極130に残る一方
の電極部30が電気的に接続される。すなわち、保護デ
バイスAを介した状態で、集電体120と出力電極13
0とが電気的に接続される。
ば、図5に示すように充電型電池100の電解液150
中に浸漬させた状態で設置される。この充電型電池10
0は、負極(若しくは正極)を兼ねた外装缶と、多数の
正極(若しくは負極)を接続した集電体120と、当該
集電体120と電気的に接続される出力電極130とを
備えている。外装缶110の開口には、封口体140が
レーザー溶接などによって気密に取り付けられ、内部に
は電解液150が充填されている。また、封口体140
の中央には、出力電極130を外部に引き出す開口16
0が開設されている。当該開口160は、出力電極13
0の周囲にガラスなどの絶縁性物質170がハーメチッ
クシールされて密閉されると共に、出力電極130と外
装缶110との絶縁が図られている。保護デバイスA
は、前記集電体120にいずれか一方の電極部30が電
気的に接続され、また、前記出力電極130に残る一方
の電極部30が電気的に接続される。すなわち、保護デ
バイスAを介した状態で、集電体120と出力電極13
0とが電気的に接続される。
【0029】この充電型電池100において、例えば、
過充電等によって電解液150が分解され、ガスが発生
して電池内圧が上昇すると、保護デバイスAの外圧と圧
力調整容器10内の圧力との差が大きくなり、破砕板2
0の耐圧以上に電池内圧が上昇して破砕板10が破損さ
れる。これにより、導体部21が破壊され、集電体12
0と出力電極130の間の電気的導通が遮断される。こ
の結果、充電が停止されてガスの発生が抑えられ、充電
型電池100の発熱や変形を抑えることができる。ま
た、充電型電池100の内部に設置可能であり、電解液
150の漏出を避けられる。
過充電等によって電解液150が分解され、ガスが発生
して電池内圧が上昇すると、保護デバイスAの外圧と圧
力調整容器10内の圧力との差が大きくなり、破砕板2
0の耐圧以上に電池内圧が上昇して破砕板10が破損さ
れる。これにより、導体部21が破壊され、集電体12
0と出力電極130の間の電気的導通が遮断される。こ
の結果、充電が停止されてガスの発生が抑えられ、充電
型電池100の発熱や変形を抑えることができる。ま
た、充電型電池100の内部に設置可能であり、電解液
150の漏出を避けられる。
【0030】本発明に係る保護デバイスにあっては、種
々の実施の形態が考えられる。例えば、図6に示す破砕
板20のように、切欠溝23をH字形状をなすように形
成してもよく、切欠溝23の配置も特に限定されるもの
でない。ただし、上述したように、破損されやすくなる
ように設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも
導体部21を少なくとも導体部21を横断することが大
切である。また、破砕板20の下面に、導体部21の電
気的接続を遮断しないように、切欠溝23を設けること
も考えられる。
々の実施の形態が考えられる。例えば、図6に示す破砕
板20のように、切欠溝23をH字形状をなすように形
成してもよく、切欠溝23の配置も特に限定されるもの
でない。ただし、上述したように、破損されやすくなる
ように設けられる。特に、この切欠溝23は少なくとも
導体部21を少なくとも導体部21を横断することが大
切である。また、破砕板20の下面に、導体部21の電
気的接続を遮断しないように、切欠溝23を設けること
も考えられる。
【0031】また、図7に示す保護デバイスBにあって
は、圧力調整容器10の凹部11は図8に示すように略
円箇形状に形成されている。このように、凹部11の形
状を略円筒形状に形成することにより、破砕板20に均
一な応力が生じ、安定した動作圧を得ることができる。
このとき、図9に示すように、破砕板20に放射状の切
欠溝23を形成しておくことにより、より一層安定した
動作圧が得られる。もちろん、圧力調整容器10の外観
形状は特に問われるものではなく、例えば、立方体状に
形成してもよい。
は、圧力調整容器10の凹部11は図8に示すように略
円箇形状に形成されている。このように、凹部11の形
状を略円筒形状に形成することにより、破砕板20に均
一な応力が生じ、安定した動作圧を得ることができる。
このとき、図9に示すように、破砕板20に放射状の切
欠溝23を形成しておくことにより、より一層安定した
動作圧が得られる。もちろん、圧力調整容器10の外観
形状は特に問われるものではなく、例えば、立方体状に
形成してもよい。
【0032】さらに、図10に示す保護デバイスCにあ
っては、電極部30の一部が例えばコイル状に形成さ
れ、衝撃吸収部31が兼ね備えられている。このように
電極部30に衝撃吸収部31を兼ね備えることにより、
例えば充電型電池100を落下した場合のように、保護
デバイスCに外部衝撃が加わった際には、衝撃吸収部3
1によって衝撃が弱められる。この結果、外部衝撃によ
る破損から保護デバイスCが保護され、信頼性の高い保
護デバイスを供給できる。
っては、電極部30の一部が例えばコイル状に形成さ
れ、衝撃吸収部31が兼ね備えられている。このように
電極部30に衝撃吸収部31を兼ね備えることにより、
例えば充電型電池100を落下した場合のように、保護
デバイスCに外部衝撃が加わった際には、衝撃吸収部3
1によって衝撃が弱められる。この結果、外部衝撃によ
る破損から保護デバイスCが保護され、信頼性の高い保
護デバイスを供給できる。
【0033】このように、本発明に係る保護デバイスに
あっては、簡単な構成によって保護デバイスを作製でき
る。特に、圧力調整容器10及び破砕板20をセラミッ
クスから作製するのが好ましく、精度よく小型化するこ
とが可能になる。
あっては、簡単な構成によって保護デバイスを作製でき
る。特に、圧力調整容器10及び破砕板20をセラミッ
クスから作製するのが好ましく、精度よく小型化するこ
とが可能になる。
【0034】もちろん、本発明は上記各実施の形態に限
定されるものではなく、また、充電型電池以外にも種々
の装置に応用できるものであり、外部の圧力によって破
砕板が破損されるような環境下で使用できる保護デバイ
スとして利用できる。
定されるものではなく、また、充電型電池以外にも種々
の装置に応用できるものであり、外部の圧力によって破
砕板が破損されるような環境下で使用できる保護デバイ
スとして利用できる。
【0035】
【発明の効果】本発明の請求項1に記載の圧力破砕型保
護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え、前記圧力調整容器を密閉する破砕板と、前記
導体部と電気的に接続された一対の電極部とを具備して
いるので、簡単な構成によって、充電型電池の内部に配
置可能な保護デバイスを作製できる。
護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え、前記圧力調整容器を密閉する破砕板と、前記
導体部と電気的に接続された一対の電極部とを具備して
いるので、簡単な構成によって、充電型電池の内部に配
置可能な保護デバイスを作製できる。
【0036】請求項2記載の圧力破砕型保護デバイス
は、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けているの
で、破砕板がより容易に破損され、小さな動作圧で保護
デバイスを作動させることができ、感度の向上を図るこ
とができる。
は、前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設けているの
で、破砕板がより容易に破損され、小さな動作圧で保護
デバイスを作動させることができ、感度の向上を図るこ
とができる。
【0037】さらに、請求項3記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えているの
で、当該衝撃吸収部により外部衝撃を吸収することがで
き、信頼性の高い保護デバイスを提供できる。
バイスは、前記電極部に、衝撃吸収部を備えているの
で、当該衝撃吸収部により外部衝撃を吸収することがで
き、信頼性の高い保護デバイスを提供できる。
【0038】また、請求項4記載の圧力破砕型保護デバ
イスにあっては、前記電極部は、薄板状であるので、当
該電極部によって外部衝撃を吸収することができ、簡単
な構成で保護デバイスの信頼性を向上できる。特に、請
求項5記載の圧力破砕型保護デバイスのように、薄板状
をした電極部の厚さを0.3mm以下とすることによ
り、効果的に外部衝撃を吸収できる。
イスにあっては、前記電極部は、薄板状であるので、当
該電極部によって外部衝撃を吸収することができ、簡単
な構成で保護デバイスの信頼性を向上できる。特に、請
求項5記載の圧力破砕型保護デバイスのように、薄板状
をした電極部の厚さを0.3mm以下とすることによ
り、効果的に外部衝撃を吸収できる。
【0039】さらに、請求項6記載の圧力破砕型保護デ
バイスは、破砕板で密閉された前記圧力調整容器内の圧
力を、減圧状態にしているので、比較的小さな外圧によ
り破砕板が破損され、保護デバイスの感度を向上でき
る。このとき、請求項7記載の圧力破砕型保護デバイス
のように、0.5気圧以下に設定することにより、安定
した動作圧とすることができる。
バイスは、破砕板で密閉された前記圧力調整容器内の圧
力を、減圧状態にしているので、比較的小さな外圧によ
り破砕板が破損され、保護デバイスの感度を向上でき
る。このとき、請求項7記載の圧力破砕型保護デバイス
のように、0.5気圧以下に設定することにより、安定
した動作圧とすることができる。
【0040】また、請求項8記載の圧力破砕型保護デバ
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
ているので、破砕板に均一な応力が加わり、より安定し
た動作圧を得ることができる。
イスは、前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形状にし
ているので、破砕板に均一な応力が加わり、より安定し
た動作圧を得ることができる。
【0041】さらに、請求項9記載の圧力破砕型保護デ
バイスにあっては、破砕板に、前記切欠溝を放射状に設
けているので、破砕板が破損されやすく、さらに安定し
た動作圧を得ることができる。
バイスにあっては、破砕板に、前記切欠溝を放射状に設
けているので、破砕板が破損されやすく、さらに安定し
た動作圧を得ることができる。
【0042】また、請求項10記載の圧力破砕型保護デ
バイスのように、前記圧力調整容器及び前記破砕板を、
セラミックス製にすることにより、薄く形成することが
できるので、小型の圧力調整容器及び破砕板が精度よく
得られ、小型で信頼性の高い圧力破砕型保護デバイスを
提供できる。
バイスのように、前記圧力調整容器及び前記破砕板を、
セラミックス製にすることにより、薄く形成することが
できるので、小型の圧力調整容器及び破砕板が精度よく
得られ、小型で信頼性の高い圧力破砕型保護デバイスを
提供できる。
【0043】一方、本発明に係る電池は、正極若しくは
負極の集電体と出力電極とを備えた電池であって、前記
集電体と前記出力電極とを、請求項1、2、3、4、
5、6、7、8、9又は10記載の圧力破砕型保護デバ
イスを介して、電気的に接続したものである。
負極の集電体と出力電極とを備えた電池であって、前記
集電体と前記出力電極とを、請求項1、2、3、4、
5、6、7、8、9又は10記載の圧力破砕型保護デバ
イスを介して、電気的に接続したものである。
【0044】このため、この電池は、例えば、過充電等
によって電池内圧が上昇すると、保護デバイスの外圧と
圧力調整容器内の圧力との差が大きくなり、破砕板の耐
圧以上に電池内圧が上昇して破砕板が破損されるので導
体部が破壊され、集電体と出力電極の間の電気的導通が
遮断される。この結果、充電が停止されて充電型電池の
発熱や変形を抑えることができる。
によって電池内圧が上昇すると、保護デバイスの外圧と
圧力調整容器内の圧力との差が大きくなり、破砕板の耐
圧以上に電池内圧が上昇して破砕板が破損されるので導
体部が破壊され、集電体と出力電極の間の電気的導通が
遮断される。この結果、充電が停止されて充電型電池の
発熱や変形を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る圧力破砕型保護デ
バイスの概略斜視図である。
バイスの概略斜視図である。
【図2】同上の圧力破砕型保護デバイスの断面構造図で
ある。
ある。
【図3】同上の圧力破砕型保護デバイスの圧力調整容器
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図である。
を示す図であって、同図(a)はその底面図、同図
(b)はその断面図である。
【図4】同上の圧力破砕型保護デバイスの破砕板を示す
図であって、同図(a)はその下面図、同図(b)はそ
の上面図である。
図であって、同図(a)はその下面図、同図(b)はそ
の上面図である。
【図5】本発明に係る電池、すなわち前記保護デバイス
が備えられた充電型電池を一部破断した内部構造図であ
る。
が備えられた充電型電池を一部破断した内部構造図であ
る。
【図6】本発明の別な実施の形態に係る圧力破砕型保護
デバイスの破砕板の上面図である。
デバイスの破砕板の上面図である。
【図7】本発明のさらに別な実施の形態に係る圧力破砕
型保護デバイスの概略斜視図である。
型保護デバイスの概略斜視図である。
【図8】同上の圧力破砕型保護デバイスの圧力調整容器
の下面図である。
の下面図である。
【図9】同上の圧力破砕型保護デバイスの破砕板の上面
図である。
図である。
【図10】本発明のさらに別な実施の形態に係る圧力破
砕型保護デバイスの正面図である。
砕型保護デバイスの正面図である。
【符号の説明】 A,B,C 本発明に係る圧力破砕型保護デバイス 10 圧力調整容器 11 凹部 20 破砕板 21 導体部 22 接続部 23 切欠溝 30 電極部 31 コイル状になった衝撃吸収部 100 電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 直也 大阪府八尾市北久宝寺1丁目4番33号 ホ シデン株式会社内 (72)発明者 平井 誠作 大阪府八尾市北久宝寺1丁目4番33号 ホ シデン株式会社内
Claims (10)
- 【請求項1】 凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え、前記圧力調整容器を密閉する破砕板と、前記
導体部と電気的に接続された一対の電極部とを具備する
ことを特徴する圧力破砕型保護デバイス。 - 【請求項2】 前記破砕板に、圧力調整用の切欠溝を設
けたことを特徴とする請求項1記載の圧力破砕型保護デ
バイス。 - 【請求項3】 前記電極部に、衝撃吸収部を備えたこと
を特徴とする請求項1又は2記載の圧力破砕型保護デバ
イス。 - 【請求項4】 前記電極部は、薄板状であることを特徴
とする請求項1、2又は3記載の圧力破砕型保護デバイ
ス。 - 【請求項5】 前記薄板状をした電極部の厚さが0.3
mm以下であることを特徴とする請求項4記載の圧力破
砕型保護デバイス。 - 【請求項6】 前記破砕板で密閉された前記圧力調整容
器内の圧力を、減圧状態にしたことを特徴とする請求項
1、2、3、4又は5記載の圧力破砕型保護デバイス。 - 【請求項7】 前記圧力調整容器内の圧力を、0.5気
圧以下に減圧したことを特徴とする請求項6記載の圧力
破砕型保護デバイス。 - 【請求項8】 前記圧力調整容器の凹部形状を略円筒形
状にしたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
6又は7記載の圧力破砕型保護デバイス。 - 【請求項9】 前記破砕板に、前記切欠溝を放射状に設
けたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、
7又は8記載の圧力破砕型保護デバイス。 - 【請求項10】 前記圧力調整容器及び前記破砕板は、
セラミックス製であることを特徴とする請求項1、2、
3、4、5、6、7、8又は9記載の圧力破砕型保護デ
バイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9287811A JPH11111263A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9287811A JPH11111263A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11111263A true JPH11111263A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17722071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9287811A Pending JPH11111263A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11111263A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008081523A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-10 | Fujitsu Limited | 圧力検知器及びそれを有する電子機器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07105933A (ja) * | 1993-10-06 | 1995-04-21 | Hitachi Maxell Ltd | 防爆形密閉電池 |
JPH07105932A (ja) * | 1993-10-08 | 1995-04-21 | Sony Corp | 感圧電流遮断素子及び密閉型電池 |
JPH07335274A (ja) * | 1994-06-13 | 1995-12-22 | Alps Electric Co Ltd | 物品の変形検知センサーと、該物品の変形検知センサーを付設した電流路遮断機能付き蓄電池 |
JPH08331754A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Alps Electric Co Ltd | 圧力保護装置 |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP9287811A patent/JPH11111263A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07105933A (ja) * | 1993-10-06 | 1995-04-21 | Hitachi Maxell Ltd | 防爆形密閉電池 |
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JPH07335274A (ja) * | 1994-06-13 | 1995-12-22 | Alps Electric Co Ltd | 物品の変形検知センサーと、該物品の変形検知センサーを付設した電流路遮断機能付き蓄電池 |
JPH08331754A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Alps Electric Co Ltd | 圧力保護装置 |
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WO2008081523A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-10 | Fujitsu Limited | 圧力検知器及びそれを有する電子機器 |
JPWO2008081523A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2010-04-30 | 富士通株式会社 | 圧力検知器及びそれを有する電子機器 |
US7958784B2 (en) | 2006-12-27 | 2011-06-14 | Fujitsu Limited | Pressure detector and electronic apparatus having the same |
KR101099945B1 (ko) * | 2006-12-27 | 2011-12-28 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 압력 검지기 및 이를 구비한 전자기기 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050315 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050726 |