JPH11111263A

JPH11111263A - 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた電池

Info

Publication number: JPH11111263A
Application number: JP9287811A
Authority: JP
Inventors: Takao Kawamura; 孝夫河村; Yoshiaki Obayashi; 義昭大林; Naoya Takehara; 直也竹原; Seisaku Hirai; 誠作平井
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 1999-04-23

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。

Description

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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

【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

【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。

【０００２】

【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。

【０００９】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００３５】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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

【特許請求の範囲】

【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。