JPWO2015163004A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

蓄電装置は、電流遮断装置を備えている。電流遮断装置は、第１通電部材と、第２通電部材と、変形部材と、第１シール部材を備えている。第１通電部材は、ケースに固定されている。第２通電部材は、第１通電部材に対向する位置に配置されている。変形部材の端部が、第１通電部材に固定されている。変形部材の中央部が、第２通電部材に固定されている。第１シール部材は、第１通電部材と第２通電部材の間に配置されている。第２シール部材が、第１通電部材の拡径部とケースの間に配置されている。第２シール部材の材料はゴムである。第２シール部材は、ケースの内部をケースの外部から気密に保っている。

Description

本出願は、２０１４年４月２３日に出願された日本国特許出願第２０１４−０８９２９８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、電流遮断装置を備える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。電流遮断装置は、蓄電装置のケース内の圧力が上昇すると、電極端子と電極の間の導通を遮断する。特開２０１２−２８００８号公報の電流遮断装置は、第１通電部材に対向する第２通電部材を備えている。第２通電部材は、電極に接続されている。また、第１通電部材と第２通電部材の間に変形部材が配置されている。変形部材の端部は第１通電部材に接続されており、中央部が第２通電部材に接続されている。特開２０１２−２８００８号公報では、シール部材が、ケースと第１通電部材の間に配置されている。以下、特開２０１２−２８００８号公報を特許文献１と称する。
特許文献１では、ケースと第１通電部材の間にシール部材を配置することにより、ケースの内部をケースの外部から気密に保っている。しかしながら、ケースと第１通電部材の間を完全にシールすると、蓄電装置が正常に作動しているときに生じるガスによって、ケース内の圧力が除々に上昇することが起こり得る。その結果、蓄電装置に異常が発生していないにも関わらず電流遮断装置が作動し、電極端子と電極の間の導通が遮断されることが起こり得る。すなわち、電流遮断装置の感度が低下する。本願明細書は、電流遮断装置の感度が低下することを抑制する技術を提供する。
本明細書で開示する蓄電装置は、ケースと、電極と、電極端子と、電流遮断装置を有する。上記電極は、上記ケース内に収容されている。上記電極端子は、上記ケースに固定され、上記電極との間で電気を授受する。上記電流遮断装置は、上記ケース内の圧力が所定値を超えたときに上記電極と上記電極端子の間の導通を遮断する。上記電流遮断装置は、第１通電部材と、第２通電部材と、変形部材と、第１シール部材を備えている。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１通電部材は、上記電極端子に接続されている。上記第２通電部材は、上記第１通電部材と間隔をおいて上記第１通電部材に対向する位置に配置されている。上記第２通電部材は、上記電極に接続されている。上記変形部材は、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。上記変形部材の端部が上記第１通電部材に接続されており、上記変形部材の中央部が上記第２通電部材に接続されている。上記変形部材は、上記ケース内の圧力が所定値を超えたときに、上記第２通電部材と非導通になる。上記第１シール部材は、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シール部材は、上記電流遮断装置の内部を上記電流遮断装置の外部から気密に保つ。本明細書で開示する蓄電装置は、さらに、第２シール部材を備えている。上記第２シール部材は、上記ケースと上記第１通電部材の間に配置されている。上記第２シール部材は、上記ケースの内部を上記ケースの外部から気密に保つ。上記第２シール部材の材料はゴムである。
上記の蓄電装置は、第２シール部材によって、ケースの内部をケースの外部から気密に保っている。第２シール部材の材料はゴムである。ゴムは、ガス透過性を有している。そのため、ケース内でガスが発生すると、ケース内の圧力が過度に上昇する前に、ガスが除々に第２シール部材を透過し、ケース内の圧力を適切に保つことができる。その結果、電流遮断装置が誤作動することが抑制される。なお、蓄電装置内で異常が発生した場合、ケース内の圧力は急速に上昇する。そのため、ガスが第２シール部材を透過する前に、ケース内の圧力が所定値を超え、電流遮断装置か作動し、電極端子と電極の間の導通を遮断することができる。
本明細書で開示される技術によると、電流遮断装置の感度が低下することを抑制することができる。
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実施例の蓄電装置の断面図を示す。 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。また、電極端子は、ケースに固定されていてよい。電極端子は、電極（正極又は負極）との間で電気を授受してよい。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、変形部材と、第１シール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通電部材は、電極端子に接続されていてよい。あるいは、第１通電部材は、電極端子の一部であってもよい。第１通電部材は、ケース内に位置している拡径部と、ケースに設けられている貫通孔を通じてケースの外部に突出している突出部を備えていてよい。また、その突出部に、ボルト部が設けられていてよい。第１通電部材は、突出部に設けられているボルト部にナットを締結することにより、ケースに固定されていてよい。拡径部のサイズは、ケースに設けられている貫通孔より大きくてよい。すなわち、拡径部の一部は、ケースに対向していてよい。第１通電部材の電極組立体側の端面は、第２通電部材に対向していてよい。その端面の中央部に、第２通電部材とは反対側に窪んでいる窪み部が設けられていてよい。
第２通電部材は、第１通電部材と間隔をおいて第１通電部材に対向する位置に配置されていてよい。第２通電部材は、電極に接続されていてよい。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。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。なお、破断溝は、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脆弱部であればよく、第２通電部材の中央部に局所的に設けられていてもよい。
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。変形部材の端部が第１通電部材に接続されており、変形部材の中央部が第２通電部材に接続されていてよい。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。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通電部材と非導通になってもよい。変形部材は、第２通電部材と導通しているときは中央部が第２通電部材に向けて突な状態であり、第２通電部材と非導通のときは中央部が第１通電部材に向けて突な状態に変形してもよい。
第１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。第１シール部材は、絶縁性であってよい。第１シール部材の材料は、例えば、樹脂，ゴムであってよい。第１シール部材は、第１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（電流遮断装置の内部空間）を、電流遮断装置の外部空間から隔離していてよい。すなわち、第１シール部材が、電流遮断装置の内部空間を外部から気密に保っていてよい。第１シール部材は、上記した変形部材の外側で第１通電部材と第２通電部材をシールしていてよい。
ケースの内部において、第２シール部材が、ケースの内壁と第１通電部材の間に配置されていてよい。第２シール部材は、ケースの内壁と上記拡径部の間に配置されていてもよい。第２シール部材が、ケースの内部をケースの外部から気密に保っていてよい。第２シール部材は、絶縁性であってよい。第２シール部材の材料は、例えば、ゴムであってよい。第２シール部材の材料は、第１シール部材の材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
電流遮断装置の気密性は、ケースの気密性以上であってよい。すなわち、第１シール部材によってシールされている第１通電部材と第２通電部材の間のガス透過性（以下、第１ガス透過性という）が、第２シール部材によってシールされているケースと拡径部の間のガス透過性（以下、第２ガス透過性という）以下であってよい。この場合、第１シール部材の材料として第２シール部材の材料よりガス透過性が小さいものを用いてもよいし、第１シール部材及び第２シール部材の材料は同じであり、構造上、第１ガス透過性を第２ガス透過性以下に調整されていてもよい。
第１シール部材及び第２シール部材の材料が同じ場合、第１シール部材の幅（電流遮断装置の内側に位置する面と外側に位置する面との距離）が、第２シール部材の幅（ケースの内側に位置する面と外側に位置する面との距離）以上であってよい。あるいは、第１シール部材の第１通電部材及び第２通電部材との接触面積を、第２シール部材のケース及び拡径部との接触面積以上にしてもよい。なお、電流遮断装置の気密性は、ケースの気密性より大きくてもよい。
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、絶縁部材は、変形部材と第１シール部材の間に配置されていてよい。すなわち、上記した変形部材の端部は、絶縁部材の内側で第１通電部材に固定されていてよい。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。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。絶縁部材は、リング状であってよい。絶縁部材は、変形部材及び第１シール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。また、第１通電部材の第２通電部材側の端面に、絶縁部材の一部を収容する窪みが設けられていてよい。より具体的には、第１通電部材の第２通電部材側の端面のうち、絶縁部材の第１通電部材側の端面と接触する面が、絶縁部材と接触しない周囲の面から窪んでいてよい。同様に、第２通電部材の第１通電部材側の端面に、絶縁部材の一部を収容する窪みが設けられていてよい。すなわち、第２通電部材の第１通電部材側の端面のうち、絶縁部材の第２通電部材側の端面と接触する面が、絶縁部材と接触しない周囲の面から窪んでいてよい。
第２通電部材に対して上記した変形部材とは反対側に、第２の変形部材が配置されていてもよい。以下、第１通電部材と第２通電部材の間に配置されている変形部材を第１変形部材と称し、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る変形部材を第２変形部材と称する。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変形部材が、電流遮断装置の内部と外部を隔てていてよい。すなわち、第２変形部材が電流遮断装置の外側面を構成しており、ケース内の圧力が第２変形部材に直接作用してもよい。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。突起は、第２通電部材から離れた状態で、第２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な状態であり、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。上記突起が第２通電部材に接触し、第２通電部材を破断し、第１変形部材と第２通電部材を非接触にしてもよい。第２変形部材は、第１変形部材と同じ構造を有していてよい。第２変形部材は、金属製であってもよいし、非金属製であってもよい。
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、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の内部には、電解液が注入されている。
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が設けられている側）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。なお、ボルト部８とは、正極端子２のうち、ナット１０を締結するためにねじ切りされている部分のことである。正極端子２は、ボルト部８にナット１０を締結することにより、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。ボルト部３６とは、負極端子３０のうち、ナット３８を締結するためにねじ切りされている部分のことである。負極端子３０は、ボルト部３６にナット３８を締結することにより、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、絶縁シート１２によってケース１８から絶縁されている。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。ケース１８内において、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。シール部材５６は、ゴム製である。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。
電流遮断装置５０は、負極端子３０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。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、絶縁シート２２によってケース１８から絶縁されている。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。ケース１８内において、負極端子３０とケース１８の間に絶縁性の第２シール部材４２が配置されている。第２シール部材４２は、絶縁性のＯリングである。第２シール部材４２の材料は、ゴムである。負極端子３０とケース１８の隙間は、第２シール部材４２によってシールされている。シール部材５６，４２によって、ケース１８の内部が、ケース１８の外部から気密に保たれている。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と、金属製の破断板８８と、金属製の第１変形部材８０を備えている。負極端子３０は、拡径部３７ａと突出部３７ｂを備えている。拡径部３７ａはケース１８内に位置しており、突出部３７ｂはケース１８に設けられている貫通孔を通じてケース１８の外部に突出している。突出部３７ｂは、負極端子３０のうち、ケース１８の上側に突出している部分である。ボルト部３６が、突出部３７ｂに設けられている。ボルト部３６は、突出部３７ｂのうち、ナット３８を締結するために表面にねじ切りが設けられている部分である。負極端子３０は、第１通電部材の一例である。
拡径部３７ａの一部は、ケース１８に対向している。第２シール部材４２は、拡径部３７ａとケース１８の間に配置されている。拡径部３７ａの破断板８８側に、溝９２と窪み８６が設けられている。窪み８６は、溝９２の内側に設けられている。拡径部３７ａの破断板８８側の端面３５は、破断板８８に対向しており、中央に向かって窪んでいる。具体的には、端面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。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、段差を有する形態も「窪み」に含まれる。
破断板８８は、拡径部３７ａと間隔をおいて拡径部３７ａ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、破断板８８，第１変形部材８０，拡径部３７ａの順に配置されている。破断板８８の拡径部３７ａ側の端面に、溝９６が設けられている。溝９６は、溝９２に対向する位置に設けられている。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）。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、拡径部３７ａの反対側において、破断溝９０が、中央部８８ａに設けられている。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３７ａ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。
第１シール部材８４が、拡径部３７ａと破断板８８の間に配置されている。第１シール部材８４は、絶縁性のＯリングである。第１シール部材８４の材料は、ゴムである。第１シール部材８４は、拡径部３７ａ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、第１シール部材８４は、拡径部３７ａ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。シール部材５６（図１も参照），４２及び８４の材料として、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を用いることができる。蓄電装置１００では、拡径部３７ａと破断板８８の間のガス透過性（第１ガス透過性）が、ケース１８と拡径部３７ａの間のガス透過性（第２ガス透過性）以下である。より具体的には、第１シール部材８４のガス透過性が、第２シール部材４２のガス透過性以下に調整されている。すなわち、ここでいう「気密に保っている」とは、所定のガス透過性以下となるように保たれていることをいう。
絶縁部材９４が、拡径部３７ａ（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、第１シール部材８４の内側に配置されている。絶縁部材９４は、リング状である。絶縁部材９４は、拡径部３７ａと破断板８８の間隔を維持している。絶縁部材９４は、拡径部３７ａと破断板８８が接触し、両者が直接導通することを防止している。絶縁部材９４の両端部が、溝９２，９６内に位置している。そのため、絶縁部材９４は、第１変形部材８０及び第１シール部材８４に向けて移動することが規制されている。また、絶縁部材９４の移動が規制されているので、第１シール部材８４が第１変形部材８０側に移動しようとしても、第１シール部材８４が絶縁部材９４に接触し、それ以上内側に移動することがない。
第１変形部材８０は、拡径部３７ａと破断板８８の間に配置されている。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の端部８０ｂは、拡径部３７ａに固定されている。より具体的には、第１変形部材８０の外周縁を拡径部３７ａの窪み８６の側壁に当接させた状態で、第１変形部材８０の端部８０ｂが拡径部３７ａに溶接されている。第１変形部材８０の中央部８０ａは、拡径部３７ａ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、中央部８０ａは、破断溝９０に囲まれた範囲で、破断板８８に溶接されている。
支持部材７８が、負極端子３０の拡径部３７ａ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１内側部７４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３７ａ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３７ａに固定している。なお、内側部７４，７５は、拡径部３７ａと破断板８８を絶縁している。金属製の外側部７２を用いることにより、電流遮断装置５０の内部空間の気密性をさらに高くすることができる。
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、電流遮断装置５０の内部と外部に圧力差が生じる。その結果、破断溝９０を起点として破断板８８が破断する。第１変形部材８０と破断板８８が分離し、第１変形部材８０と破断板８８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３７ａ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３７ａの端面３５が窪んでいるので、第１変形部材８０の反転が拡径部３７ａ（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。
蓄電装置１００の利点を説明する。上記したように、蓄電装置の過充電等によりケース１８の内圧が上昇して所定値を超えると、電流遮断装置５０が作動し、負極端子３０と負極を非導通にする。蓄電装置１００では、通常状態の間も、例えば電解液の分解等によりケース１８内にガスが発生し、ケース１８の内圧が除々に上昇することがある。しかしながら、蓄電装置１００では、第２シール部材４２が、ゴム製であり、ガス透過性を有している。そのため、通常状態の際に発生したガスは、第２シール部材４２の内部を通過してケース１８の外部に移動することができる。そのため、蓄電装置１００は、通常状態のときにケース１８の内圧が所定値を超え、電流遮断装置５０が作動してしまうことを防止することできる。蓄電装置１００は、通常状態の間に発生するガスがケース１８の外部に移動することにより、過充電等の状態のときにのみ電流遮断装置５０が作動する。
以下、蓄電装置１００の他の利点を説明する。上記したように、電流遮断装置５０の内部空間は、第１シール部材８４に加えて、支持部材７８の外側部７２によっても気密性が高められている。すなわち、拡径部３７ａと破断板８８の間のガス透過性を、さらに低下させることができる。そのため、ケース１８内で発生したガスが、電流遮断装置５０の外部から内部に移動することを抑制することができる。上記したように、電流遮断装置５０は、電流遮断装置５０の内部と外部に圧力差によって作動する。そのため、拡径部３７ａと破断板８８の間のガス透過性が高いと、電流遮断装置５０が正常に作動することができない。蓄電装置１００は、外側部７２を用いることにより、電流遮断装置５０の感度をさらに高くすることができる。
絶縁部材９４の両端部が溝９２，９６内に位置しており、絶縁部材９４が第１変形部材８０及び第１シール部材８４に向けて移動することが規制されている。絶縁部材９４が第１変形部材８０に接触し、第１変形部材８０の可動範囲を狭くしたり、第１変形部材８０の形状が変形すること防止することができる。また、絶縁部材９４が第１シール部材８４に接触し、第１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もできる。第１シール部材８４の存在空間が狭くなると、第１シール部材８４の充填率が増大し、第１シール部材８４が破損する等の不具合が起こり得る。
（第２実施例）
図３及び図４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、破断板８８に対して第１変形部材８０とは反対側に、第２変形部材９３が配置されている。すなわち、破断板８８が、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は、金属製のダイアフラムである。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。
絶縁性の突起９５が、第２変形部材９３の破断板８８側に設けられている。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２５０を平面視（突出部３７ｂが伸びている方向、すなわち、負極端子３０の軸方向から観察）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。
電流遮断装置２５０では、絶縁性の第２内側部２７５が、第２変形部材９３の下方にまで延びている。これにより、第２変形部材９３と電極組立体５２（図３も参照）が接触し、電流遮断装置２５０が誤作動することを防止することができる。なお、第２内側部２７５は、中央に貫通孔２７５ａを備えている。そのため、第２変形部材９３の中央部９３ａは、第２内側部２７５に覆われていない。そのため、ケース１８の内圧が第２変形部材９３に加わることは妨げられない。
蓄電装置２００では、ケース１８の内圧が所定値を超えると、第２変形部材９３にケース１８内（電流遮断装置２５０の外部）の圧力が加わり、第２変形部材９３が、破断板８８に向かうように変形する。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。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。
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。
また、蓄電装置２００では、第２変形部材９３が、電流遮断装置２５０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。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２５０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。
なお、上記実施例では、電流遮断装置が接続部材を介して負極リードに接続されている形態について説明した。しかしながら、接続部材と負極リードは一体の部品であってもよい。すなわち、電流遮断装置が、負極タブに接続されている部材（負極リード）に直接接続されていてもよい。また、電流遮断装置が正極端子と正極の間に配置されている場合、電流遮断装置が、正極タブに接続されている部材（正極リード）に直接接続されていてもよい。
上記した蓄電装置は、電極端子（第１通電部材）とケースの間にゴム製のシール部材を設けることにより、ケース内のガスがケース外に除々に移動する構造であればよい。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、Ｌｉ２ＭｎＯ３、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）０．３３Ｏ２、Ｌｉ(ＮｉＭｎ)０．５Ｏ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、Ｌｉ２ＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４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、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６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. ケースと、
    前記ケース内に収容された電極と、
    前記ケースに固定され、前記電極との間で電気を授受する電極端子と、
    前記ケース内の圧力が所定値を超えたときに前記電極と前記電極端子の間の導通を遮断する電流遮断装置と、を有する蓄電装置であって、
    前記電流遮断装置は、
    前記ケースに固定されているとともに前記電極端子に接続されている第１通電部材と、
    前記第１通電部材と間隔をおいて前記第１通電部材に対向する位置に配置されており、前記電極に接続されている第２通電部材と、
    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、端部が前記第１通電部材に接続されており、中央部が前記第２通電部材に接続されており、前記ケース内の圧力が所定値を超えたときに前記第２通電部材と非導通になる変形部材と、
    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おり、前記電流遮断装置の内部を前記電流遮断装置の外部から気密に保つ第１シール部材と、を備えており、
    前記ケースと前記第１通電部材の間に、前記ケースの内部を前記ケースの外部から気密に保つ第２シール部材が配置されており、
    前記第２シール部材の材料がゴムである蓄電装置。
  2. 前記第２シール部材によってシールされている前記ケースと前記第１通電部材の間のガス透過性が、前記第１シール部材によってシールされている前記第１通電部材と前記第２通電部材の間のガス透過性以上である請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 前記電流遮断装置は、前記第２通電部材に対して前記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通電部材側に前記第２通電部材に向けて突出した形状の突起が設けられており、前記電流遮断装置の内部と外部を隔てている第２の変形部材をさらに備えており、
    前記第１シール部材の材料がゴムである請求項１又は２に記載の蓄電装置。
  4. 前記蓄電装置は、二次電池である請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
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