KR20170010763A - 축전 장치 - Google Patents

축전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170010763A
KR20170010763A KR1020167032445A KR20167032445A KR20170010763A KR 20170010763 A KR20170010763 A KR 20170010763A KR 1020167032445 A KR1020167032445 A KR 1020167032445A KR 20167032445 A KR20167032445 A KR 20167032445A KR 20170010763 A KR20170010763 A KR 20170010763A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
energizing member
energizing
negative electrode
electrode terminal
Prior art date
Application number
KR1020167032445A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101895365B1 (ko
Inventor
아츠시 미나가타
모토아키 오쿠다
Original Assignee
가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 filed Critical 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Publication of KR20170010763A publication Critical patent/KR20170010763A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101895365B1 publication Critical patent/KR101895365B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H01M2/345
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • H01G11/16Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors against electric overloads, e.g. including fuses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0003Protection against electric or thermal overload; cooling arrangements; means for avoiding the formation of cathode films
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • H01G9/12Vents or other means allowing expansion
    • H01M2/1241
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20Pressure-sensitive devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

축전 장치는, 전류 차단 장치를 구비하고 있다. 전류 차단 장치는, 제1 통전 부재와, 제2 통전 부재와, 변형 부재와, 제1 시일 부재를 구비하고 있다. 제1 통전 부재는, 케이스에 고정되어 있다. 제2 통전 부재는, 제1 통전 부재에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 변형 부재의 단부가, 제1 통전 부재에 고정되어 있다. 변형 부재의 중앙부가, 제2 통전 부재에 고정되어 있다. 제1 시일 부재는, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있다. 제2 시일 부재가, 제1 통전 부재의 확경부와 케이스의 사이에 배치되어 있다. 제2 시일 부재의 재료는 고무이다. 제2 시일 부재는, 케이스의 내부를 케이스의 외부로부터 기밀하게 유지하고 있다.

Description

축전 장치{POWER STORAGE DEVICE}
본 출원은, 2014년 4월 23일에 출원된 일본국 특허출원 제2014-089298호에 기초하는 우선권을 주장한다. 그 출원의 모든 내용은, 이 명세서 중에 참조에 의해 원용되고 있다. 본 명세서는, 전류 차단 장치를 구비하는 축전 장치에 관한 기술을 개시한다.
축전 장치가 과충전되거나, 내부에서 단락이 발생했을 때에, 전극 단자간(정극 단자와 부극 단자)에 흐르는 전류를 차단하는 전류 차단 장치의 개발이 진행되고 있다. 전류 차단 장치는, 전극 단자와 전극의 사이(정극 단자와 정극의 사이 또는 부극 단자와 부극의 사이)에 배치된다. 전류 차단 장치는, 축전 장치의 케이스 내의 압력이 상승하면, 전극 단자와 전극의 사이의 도통을 차단한다. 일본공개특허공보 2012-28008호의 전류 차단 장치는, 제1 통전 부재에 대향하는 제2 통전 부재를 구비하고 있다. 제2 통전 부재는, 전극에 접속되어 있다. 또한, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 변형 부재가 배치되어 있다. 변형 부재의 단부는 제1 통전 부재에 접속되어 있고, 중앙부가 제2 통전 부재에 접속되어 있다. 일본공개특허공보 2012-28008호에서는, 시일 부재(sealing member)가, 케이스와 제1 통전 부재의 사이에 배치되어 있다. 이하, 일본공개특허공보 2012-28008호를 특허문헌 1이라고 칭한다.
일본공개특허공보 2012-28008호
특허문헌 1에서는, 케이스와 제1 통전 부재의 사이에 시일 부재를 배치함으로써, 케이스의 내부를 케이스의 외부로부터 기밀하게 유지하고 있다. 그러나, 케이스와 제1 통전 부재의 사이를 완전히 시일하면, 축전 장치가 정상적으로 작동하고 있을 때에 발생하는 가스에 의해, 케이스 내의 압력이 서서히 상승하는 일이 일어날 수 있다. 그 결과, 축전 장치에 이상이 발생하고 있지 않음에도 불구하고 전류 차단 장치가 작동하여, 전극 단자와 전극의 사이의 도통이 차단되는 일이 일어날 수 있다. 즉, 전류 차단 장치의 감도가 저하된다. 본원 명세서는, 전류 차단 장치의 감도가 저하되는 것을 억제하는 기술을 제공한다.
본 명세서에서 개시하는 축전 장치는, 케이스와, 전극과, 전극 단자와, 전류 차단 장치를 갖는다. 상기 전극은, 상기 케이스 내에 수용되어 있다. 상기 전극 단자는, 상기 케이스에 고정되어, 상기 전극과의 사이에서 전기를 수수(授受)한다. 상기 전류 차단 장치는, 상기 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 상기 전극과 상기 전극 단자의 사이의 도통을 차단한다. 상기 전류 차단 장치는, 제1 통전 부재와, 제2 통전 부재와, 변형 부재와, 제1 시일 부재를 구비하고 있다. 상기 제1 통전 부재는, 상기 케이스에 고정되어 있다. 상기 제1 통전 부재는, 상기 전극 단자에 접속되어 있다. 상기 제2 통전 부재는, 상기 제1 통전 부재와 간격을 두어 상기 제1 통전 부재에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 상기 제2 통전 부재는, 상기 전극에 접속되어 있다. 상기 변형 부재는, 상기 제1 통전 부재와 상기 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있다. 상기 변형 부재의 단부가 상기 제1 통전 부재에 접속되어 있고, 상기 변형 부재의 중앙부가 상기 제2 통전 부재에 접속되어 있다. 상기 변형 부재는, 상기 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에, 상기 제2 통전 부재와 비(非)도통이 된다. 상기 제1 시일 부재는, 상기 제1 통전 부재와 상기 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있다. 상기 제1 시일 부재는, 상기 전류 차단 장치의 내부를 상기 전류 차단 장치의 외부로부터 기밀하게 유지한다. 본 명세서에서 개시하는 축전 장치는, 추가로, 제2 시일 부재를 구비하고 있다. 상기 제2 시일 부재는, 상기 케이스와 상기 제1 통전 부재의 사이에 배치되어 있다. 상기 제2 시일 부재는, 상기 케이스의 내부를 상기 케이스의 외부로부터 기밀하게 유지한다. 상기 제2 시일 부재의 재료는 고무이다.
상기의 축전 장치는, 제2 시일 부재에 의해, 케이스의 내부를 케이스의 외부로부터 기밀하게 유지하고 있다. 제2 시일 부재의 재료는 고무이다. 고무는, 가스 투과성을 갖고 있다. 그 때문에, 케이스 내에서 가스가 발생하면, 케이스 내의 압력이 과도하게 상승하기 전에, 가스가 서서히 제2 시일 부재를 투과하여, 케이스 내의 압력을 적절히 유지할 수 있다. 그 결과, 전류 차단 장치가 오작동하는 일이 억제된다. 또한, 축전 장치 내에서 이상이 발생한 경우, 케이스 내의 압력은 급속히 상승한다. 그 때문에, 가스가 제2 시일 부재를 투과하기 전에, 케이스 내의 압력이 소정값을 초과하고, 전류 차단 장치가 작동하여, 전극 단자와 전극의 사이의 도통을 차단할 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 기술에 의하면, 전류 차단 장치의 감도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시예의 축전 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 제1 실시예의 축전 장치에서 이용되고 있는 전류 차단 장치의 확대 단면도를 나타낸다.
도 3은 제2 실시예의 축전 장치의 단면도를 나타낸다.
도 4는 제2 실시예의 축전 장치에서 이용되고 있는 전류 차단 장치의 확대 단면도를 나타낸다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 명세서에서 개시하는 축전 장치의 기술적 특징의 몇 가지를 기재한다. 또한, 이하에 기재하는 사항은, 각각 단독으로 기술적인 유용성을 갖고 있다.
축전 장치는, 케이스와, 전극 조립체와, 전극 단자와, 전류 차단 장치를 구비하고 있다. 전극 조립체는, 케이스 내에 수용되어 있고, 정극 및 부극을 구비하고 있어도 좋다. 전극 단자는, 케이스의 내외를 통하고 있어도 좋다. 즉, 전극 단자의 일부가 케이스의 외부에 위치하고 있고, 전극 단자의 다른 일부가 케이스의 내부에 위치하고 있어도 좋다. 또한, 전극 단자는, 케이스에 고정되어 있어도 좋다. 전극 단자는, 전극(정극 또는 부극)과의 사이에서 전기를 수수해도 좋다. 전류 차단 장치는, 부극 단자와 부극에 접속되어 있어도 좋다. 이 경우, 전류 차단 장치는, 부극 단자와 부극의 통전 경로 상에 배치되어, 케이스의 내압이 소정값을 초과했을 때에, 부극 단자와 부극을 도통 상태로부터 비도통 상태로 전환한다. 전류 차단 장치는, 정극 단자와 정극에 접속되어 있어도 좋다. 이 경우, 전류 차단 장치는, 정극 단자와 정극의 통전 경로 상에 배치되어, 케이스의 내압이 소정값을 초과했을 때에, 정극 단자와 정극을 도통 상태로부터 비도통 상태로 전환한다.
전류 차단 장치는, 제1 통전 부재와, 제2 통전 부재와, 변형 부재와, 제1 시일 부재를 구비하고 있어도 좋다. 제1 통전 부재는, 축전 장치의 케이스에 고정되어 있어도 좋다. 제1 통전 부재는, 전극 단자에 접속되어 있어도 좋다. 혹은, 제1 통전 부재는, 전극 단자의 일부라도 좋다. 제1 통전 부재는, 케이스 내에 위치하고 있는 확경부와, 케이스에 형성되어 있는 관통구멍을 통하여 케이스의 외부에 돌출하고 있는 돌출부를 구비하고 있어도 좋다. 또한, 그 돌출부에, 볼트부가 형성되어 있어도 좋다. 제1 통전 부재는, 돌출부에 형성되어 있는 볼트부에 너트를 체결함으로써, 케이스에 고정되어 있어도 좋다. 확경부의 사이즈는, 케이스에 형성되어 있는 관통구멍보다 커도 좋다. 즉, 확경부의 일부는, 케이스에 대향하고 있어도 좋다. 제1 통전 부재의 전극 조립체측의 단면은, 제2 통전 부재에 대향하고 있어도 좋다. 그 단면의 중앙부에, 제2 통전 부재와는 반대측으로 패여 있는 패임부가 형성되어 있어도 좋다.
제2 통전 부재는, 제1 통전 부재와 간격을 두어 제1 통전 부재에 대향하는 위치에 배치되어 있어도 좋다. 제2 통전 부재는, 전극에 접속되어 있어도 좋다. 제2 통전 부재의 중앙부의 두께는, 단부의 두께보다 얇아도 좋다. 제2 통전 부재의 중앙부에, 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 파단의 기점이 되는 파단홈이 형성되어 있어도 좋다. 파단홈은, 제2 통전 부재의 중앙부에 있어서, 연속적 또는 단속적으로 일순하고 있어도 좋다. 또한, 파단홈은, 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 파단의 기점이 되는 취약부이면 좋고, 제2 통전 부재의 중앙부에 국소적으로 형성되어 있어도 좋다.
변형 부재는, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 변형 부재의 단부가 제1 통전 부재에 접속되어 있고, 변형 부재의 중앙부가 제2 통전 부재에 접속되어 있어도 좋다. 변형 부재의 중앙부는, 파단홈에 둘러싸인 위치에서 제2 통전 부재에 고정되어 있어도 좋다. 변형 부재는, 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 제2 통전 부재와 비도통이 되어도 좋다. 변형 부재는, 제2 통전 부재와 도통하고 있을 때는 중앙부가 제2 통전 부재를 향하여 돌출된 상태이고, 제2 통전 부재와 비도통일 때는 중앙부가 제1 통전 부재를 향하여 돌출된 상태로 변형해도 좋다.
제1 시일 부재가, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 제1 시일 부재는, 절연성이라도 좋다. 제1 시일 부재의 재료는, 예를 들면, 수지, 고무라도 좋다. 제1 시일 부재는, 제1 시일 부재, 제1 통전 부재 및 제2 통전 부재로 둘러싸이는 공간(전류 차단 장치의 내부 공간)을, 전류 차단 장치의 외부 공간으로부터 격리하고 있어도 좋다. 즉, 제1 시일 부재가, 전류 차단 장치의 내부 공간을 외부로부터 기밀하게 유지하고 있어도 좋다. 제1 시일 부재는, 상기한 변형 부재의 외측에서 제1 통전 부재와 제2 통전 부재를 시일되어 있어도 좋다.
케이스의 내부에 있어서, 제2 시일 부재가, 케이스의 내벽과 제1 통전 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 제2 시일 부재는, 케이스의 내벽과 상기 확경부의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 제2 시일 부재가, 케이스의 내부를 케이스의 외부로부터 기밀하게 유지하고 있어도 좋다. 제2 시일 부재는, 절연성이라도 좋다. 제2 시일 부재의 재료는, 예를 들면, 고무라도 좋다. 제2 시일 부재의 재료는, 제1 시일 부재의 재료와 동일해도 좋고, 상이해도 좋다.
전류 차단 장치의 기밀성은, 케이스의 기밀성 이상이라도 좋다. 즉, 제1 시일 부재에 의해 시일되어 있는 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이의 가스 투과성(이하, 제1 가스 투과성이라고 함)이, 제2 시일 부재에 의해 시일되어 있는 케이스와 확경부의 사이의 가스 투과성(이하, 제2 가스 투과성이라고 함) 이하라도 좋다. 이 경우, 제1 시일 부재의 재료로서 제2 시일 부재의 재료보다 가스 투과성이 작은 것을 이용해도 좋고, 제1 시일 부재 및 제2 시일 부재의 재료는 동일하고, 구조상, 제1 가스 투과성을 제2 가스 투과성 이하로 조정되어 있어도 좋다.
제1 시일 부재 및 제2 시일 부재의 재료가 동일한 경우, 제1 시일 부재의 폭(전류 차단 장치의 내측에 위치하는 면과 외측에 위치하는 면의 거리)이, 제2 시일 부재의 폭(케이스의 내측에 위치하는 면과 외측에 위치하는 면의 거리) 이상이라도 좋다. 혹은, 제1 시일 부재의 제1 통전 부재 및 제2 통전 부재와의 접촉 면적을, 제2 시일 부재의 케이스 및 확경부와의 접촉 면적 이상으로 해도 좋다. 또한, 전류 차단 장치의 기밀성은, 케이스의 기밀성보다 커도 좋다.
절연 부재가, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 절연 부재는, 변형 부재와 제1 시일 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 즉, 상기한 변형 부재의 단부는, 절연 부재의 내측에서 제1 통전 부재에 고정되어 있어도 좋다. 절연 부재에 의해, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 간격이 유지되고 있어도 좋다. 절연 부재가 형성되어 있는 범위 외에서는, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 간극이 형성되어 있어도 좋다. 절연 부재는, 링 형상이라도 좋다. 절연 부재는, 변형 부재 및 제1 시일 부재와 비접촉의 상태로 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 제1 통전 부재의 제2 통전 부재측의 단면에, 절연 부재의 일부를 수용하는 패임이 형성되어 있어도 좋다. 보다 구체적으로는, 제1 통전 부재의 제2 통전 부재측의 단면 중, 절연 부재의 제1 통전 부재측의 단면과 접촉하는 면이, 절연 부재와 접촉하지 않는 주위의 면으로부터 패여 있어도 좋다. 마찬가지로, 제2 통전 부재의 제1 통전 부재측의 단면에, 절연 부재의 일부를 수용하는 패임이 형성되어 있어도 좋다. 즉, 제2 통전 부재의 제1 통전 부재측의 단면 중, 절연 부재의 제2 통전 부재측의 단면과 접촉하는 면이, 절연 부재와 접촉하지 않는 주위의 면으로부터 패여 있어도 좋다.
제2 통전 부재에 대하여 상기한 변형 부재와는 반대측에, 제2 변형 부재가 배치되어 있어도 좋다. 이하, 제1 통전 부재와 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있는 변형 부재를 제1 변형 부재라고 칭하고, 제2 통전 부재에 대하여 제1 변형 부재와는 반대측에 배치되어 있는 변형 부재를 제2 변형 부재라고 칭한다. 제2 변형 부재는, 제2 통전 부재에 고정되어 있어도 좋다. 제2 변형 부재는, 제2 통전 부재와 전극 조립체의 사이에 형성되어 있어도 좋다. 제2 변형 부재가, 전류 차단 장치의 내부와 외부의 사이를 갈라놓고 있어도 좋다. 즉, 제2 변형 부재가 전류 차단 장치의 외측면을 구성하고 있고, 케이스 내의 압력이 제2 변형 부재에 직접 작용해도 좋다. 제2 변형 부재의 제2 통전 부재측의 중앙부에, 제2 통전 부재를 향하여 돌출한 형상의 돌기가 형성되어 있어도 좋다. 돌기는, 제2 통전 부재로부터 떨어진 상태에서, 제2 통전 부재의 파단홈에 둘러싸인 부분에 대향하고 있어도 좋다. 돌기는, 절연성이라도 좋다.
제2 변형 부재는, 케이스 내의 압력이 소정값 이하인 때는 중앙부가 제2 통전 부재로부터 떨어지는 방향으로 돌출된 상태이고, 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 중앙부가 제2 통전 부재를 향하여 이동하여 상기 돌기가 제2 통전 부재에 접촉해도 좋다. 상기 돌기가 제2 통전 부재에 접촉하고, 제2 통전 부재를 파단하고, 제1 변형 부재와 제2 통전 부재를 비접촉으로 해도 좋다. 제2 변형 부재는, 제1 변형 부재와 동일한 구조를 갖고 있어도 좋다. 제2 변형 부재는, 금속제라도 좋고, 비금속제라도 좋다.
본 명세서에서 개시하는 축전 장치의 일 예로서, 2차 전지, 커패시터 등을 들 수 있다. 2차 전지의 전극 조립체의 일 예로서, 세퍼레이터를 통하여 대향하는 전극대(부극 및 정극)를 갖는 셀이 복수 적층된 적층 타입의 전극 조립체, 세퍼레이터를 통하여 대향하는 전극대를 갖는 시트 형상의 셀이 소용돌이 형상으로 가공된 권회형의 전극 조립체를 들 수 있다. 또한, 본 명세서에서 개시하는 축전 장치는, 예를 들면 차량에 탑재되어, 모터에 전력을 공급할 수 있다. 이하, 축전 장치의 구조에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 전류 차단 장치가 부극 단자와 부극에 접속되어 있는 축전 장치에 대해서 설명한다. 본 명세서에서 개시하는 기술은, 전류 차단 장치가 정극 단자와 정극에 접속되어 있는 축전 장치에 적용할 수도 있다.
실시예
(제1 실시예)
도 1을 참조하여, 축전 장치(100)의 구조를 설명한다. 축전 장치(100)는, 케이스(18)와, 전극 조립체(52)와, 정극 단자(2)와, 부극 단자(30)와, 전류 차단 장치(50)를 구비하고 있다. 케이스(18)는, 금속제이고, 대략 직방체 형상이다. 케이스(18)는, 덮개부(18a)와 본체부(18b)를 구비하고 있다. 케이스(18)의 내부에는, 전극 조립체(52)와 전류 차단 장치(50)가 수용되어 있다. 전극 조립체(52)는, 정극과 부극을 구비하고 있다(도시 생략). 정극 탭(16)이 정극에 고정되어 있고, 부극 탭(20)이 부극에 고정되어 있다. 케이스(18)의 내부에는, 전해액이 주입되어 있다.
정극 단자(2)와 부극 단자(30)가, 케이스(18)의 내외를 통하고 있다. 정극 단자(2)와 부극 단자(30)는, 케이스(18)의 일 방향으로 배치되어 있다. 즉, 정극 단자(2)와 부극 단자(30)의 쌍방이, 전극 조립체(52)에 대하여 동일한 방향(덮개부(18a)가 형성되어 있는 측)으로 배치되어 있다. 정극 단자(2)는, 볼트부(8)를 구비하고 있다. 또한, 볼트부(8)란, 정극 단자(2) 중, 너트(10)를 체결하기 위해서 나사 깎기되어 있는 부분이다. 정극 단자(2)는, 볼트부(8)에 너트(10)를 체결함으로써, 케이스(18)에 고정되어 있다. 정극 단자(2)의 일단은 케이스(18)의 외부에 위치하고 있고, 다른 일단은 케이스(18)의 내부에 위치하고 있다. 마찬가지로, 부극 단자(30)는, 볼트부(36)를 구비하고 있다. 볼트부(36)란, 부극 단자(30) 중, 너트(38)를 체결하기 위해 나사 깎기되어 있는 부분이다. 부극 단자(30)는, 볼트부(36)에 너트(38)를 체결함으로써, 케이스(18)에 고정되어 있다. 부극 단자(30)의 한끝은 케이스(18)의 외부에 위치하고 있고, 다른 한끝은 케이스(18)의 내부에 위치하고 있다.
정극 단자(2)에, 정극 리드(14)가 접속되어 있다. 정극 리드(14)는, 정극 탭(16)에 접속되어 있다. 정극 단자(2)는, 정극 리드(14)를 통하여, 정극 탭(16)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 정극 단자(2)는, 전극 조립체(52)의 정극에 전기적으로 접속되어 있다. 정극 리드(14)는, 절연 시트(12)에 의해 케이스(18)로부터 절연되어 있다. 정극 단자(2) 및 너트(10)는, 절연 부재(58)에 의해 케이스(18)로부터 절연되어 있다. 케이스(18) 내에 있어서, 정극 단자(2)와 케이스(18)의 사이에 절연성의 시일 부재(56)가 배치되어 있다. 시일 부재(56)는, 고무제이다. 정극 단자(2)와 케이스(18)의 간극은, 시일 부재(56)에 의해 시일되어 있다. 또한, 버스 바(4)가, 버스 바 볼트(6)에 의해, 정극 단자(2)에 고정되어 있다.
전류 차단 장치(50)는, 부극 단자(30)에 접속되어 있다. 전류 차단 장치(50)의 상세는 후술한다. 전류 차단 장치(50)는, 금속제의 접속 부재(26)를 통하여, 부극 리드(24)에 접속되어 있다. 부극 단자(30)는, 부극 리드(24)를 통하여, 부극 탭(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 부극 단자(30)는, 전극 조립체(52)의 부극에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 리드(24)는, 절연 시트(22)에 의해 케이스(18)로부터 절연되어 있다. 부극 단자(30) 및 너트(38)는, 절연 부재(28)에 의해 케이스(18)로부터 절연되어 있다. 케이스(18) 내에 있어서, 부극 단자(30)와 케이스(18)의 사이에 절연성의 제2 시일 부재(42)가 배치되어 있다. 제2 시일 부재(42)는, 절연성의 O링이다. 제2 시일 부재(42)의 재료는, 고무이다. 부극 단자(30)와 케이스(18)의 간극은, 제2 시일 부재(42)에 의해 시일되어 있다. 시일 부재(56, 42)에 의해, 케이스(18)의 내부가, 케이스(18)의 외부로부터 기밀하게 유지되어 있다. 또한, 버스 바(32)가, 버스 바 볼트(34)에 의해, 부극 단자(30)에 고정되어 있다.
축전 장치(100)에서는, 케이스(18) 내의 압력이 소정값 이하일 때는, 부극 단자(30)와 부극 탭(20)이, 전류 차단 장치(50)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 부극 단자(30)와 부극의 사이가 도통하고 있다. 케이스(18) 내의 압력이 소정값을 초과하면, 전류 차단 장치(50)가, 부극 단자(30)와 부극 탭(20)의 도통을 차단하여, 축전 장치(100)에 전류가 흐르는 것을 방지한다.
도 2를 참조하여, 전류 차단 장치(50)에 대해서 설명한다. 전류 차단 장치(50)는, 부극 단자(30)와, 금속제의 파단판(88)과, 금속제의 제1 변형 부재(80)를 구비하고 있다. 부극 단자(30)는, 확경부(37a)와 돌출부(37b)를 구비하고 있다. 확경부(37a)는 케이스(18) 내에 위치하고 있고, 돌출부(37b)는 케이스(18)에 형성되어 있는 관통구멍을 통하여 케이스(18)의 외부로 돌출하고 있다. 돌출부(37b)는, 부극 단자(30) 중, 케이스(18)의 상측으로 돌출하고 있는 부분이다. 볼트부(36)가, 돌출부(37b)에 형성되어 있다. 볼트부(36)는, 돌출부(37b) 중, 너트(38)를 체결하기 위해 표면에 나사 깎기가 형성되어 있는 부분이다. 부극 단자(30)는, 제1 통전 부재의 일 예이다.
확경부(37a)의 일부는, 케이스(18)에 대향하고 있다. 제2 시일 부재(42)는, 확경부(37a)와 케이스(18)의 사이에 배치되어 있다. 확경부(37a)의 파단판(88)측에, 홈(92)과 패임(86)이 형성되어 있다. 패임(86)은, 홈(92)의 내측에 형성되어 있다. 확경부(37a)의 파단판(88)측의 단면(35)은, 파단판(88)에 대향하고 있고, 중앙을 향하여 패여 있다. 구체적으로는, 단면(35)은, 단부로부터 중앙으로 향함에 따라, 파단판(88)로부터 떨어지듯이 경사져 있다. 또한, 「홈」은, 2개의 측벽에 둘러싸인 저면(底面)을 갖는 형태를 의미한다. 또한 「패임」은, 단순히 주위보다도 높이가 낮은 형태이고, 단차를 갖는 형태도 「패임」에 포함된다.
파단판(88)은, 확경부(37a)와 간격을 두고 확경부(37a)에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 파단판(88)은, 제2 통전 부재의 일 예이다. 전극 조립체(52)(도 1도 참조)와 케이스(18)의 사이에 있어서, 전극 조립체(52)의 상방에, 파단판(88), 제1 변형 부재(80), 확경부(37a)의 순서로 배치되어 있다. 파단판(88)의 확경부(37a)측의 단면에, 홈(96)이 형성되어 있다. 홈(96)은, 홈(92)에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 파단판(88)에는, 접속 부재(26)가 고정되어 있다. 파단판(88)은, 접속 부재(26), 부극 리드(24)를 통하여, 부극 탭(20)과 도통하고 있다(도 1도 참조). 파단판(88)의 중앙부(88a)의 두께는, 단부(88b)의 두께보다 얇다. 또한, 확경부(37a)의 반대측에 있어서, 파단홈(90)이, 중앙부(88a)에 형성되어 있다. 파단홈(90)은, 중앙부(88a)에서 연속적으로 일순하고 있다. 파단판(88)의 확경부(37a)와는 반대측에, 패임(89)이 형성되어 있다. 패임(89)은, 파단판(88)의 단부(88b)에 형성되어 있다.
제1 시일 부재(84)가, 확경부(37a)와 파단판(88)의 사이에 배치되어 있다. 제1 시일 부재(84)는, 절연성의 O링이다. 제1 시일 부재(84)의 재료는, 고무이다. 제1 시일 부재(84)는, 확경부(37a)와 파단판(88)을 절연함과 함께, 전류 차단 장치(50)의 내부를 기밀하게 유지하고 있다. 즉, 제1 시일 부재(84)는, 확경부(37a)와 파단판(88)을 시일하여, 전류 차단 장치(50)의 내부의 공간을, 전류 차단 장치(50)의 외부의 공간(케이스(18) 내의 공간)과 차단하고 있다. 시일 부재(56(도 1도 참조), 42 및 84)의 재료로서, 예를 들면, EPDM(에틸렌프로필렌고무)을 이용할 수 있다. 축전 장치(100)에서는, 확경부(37a)와 파단판(88)의 사이의 가스 투과성(제1 가스 투과성)이, 케이스(18)와 확경부(37a)의 사이의 가스 투과성(제2 가스 투과성) 이하이다. 보다 구체적으로는, 제1 시일 부재(84)의 가스 투과성이, 제2 시일 부재(42)의 가스 투과성 이하로 조정되어 있다. 즉, 여기에서 말하는 「기밀하게 유지하고 있다」란, 소정의 가스 투과성 이하가 되도록 유지되고 있는 것을 말한다.
절연 부재(94)가, 확경부(37a)(부극 단자(30))와 파단판(88)의 사이에 배치되어 있다. 절연 부재(94)는, 제1 시일 부재(84)의 내측에 배치되어 있다. 절연 부재(94)는, 링 형상이다. 절연 부재(94)는, 확경부(37a)와 파단판(88)의 간격을 유지하고 있다. 절연 부재(94)는, 확경부(37a)와 파단판(88)이 접촉하고, 양자가 직접 도통하는 것을 방지하고 있다. 절연 부재(94)의 양단부가, 홈(92, 96) 내에 위치하고 있다. 그 때문에, 절연 부재(94)는, 제1 변형 부재(80) 및 제1 시일 부재(84)를 향하여 이동하는 것이 규제되고 있다. 또한, 절연 부재(94)의 이동이 규제되고 있기 때문에, 제1 시일 부재(84)가 제1 변형 부재(80)측으로 이동하고자 해도, 제1 시일 부재(84)가 절연 부재(94)에 접촉하여, 그 이상 내측으로 이동하는 일이 없다.
제1 변형 부재(80)는, 확경부(37a)와 파단판(88)의 사이에 배치되어 있다. 제1 변형 부재(80)는, 금속성의 다이어프램이다. 제1 변형 부재(80)의 단부(80b)는, 확경부(37a)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 변형 부재(80)의 외주연을 확경부(37a)의 패임(86)의 측벽에 맞닿음시킨 상태에서, 제1 변형 부재(80)의 단부(80b)가 확경부(37a)에 용접되어 있다. 제1 변형 부재(80)의 중앙부(80a)는, 확경부(37a)로부터 떨어지듯이 돌출하고 있다. 환언하면, 제1 변형 부재(80)는, 단부(80b)로부터 중앙부(80a)로 향함에 따라, 파단판(88)에 가까워지고 있다. 제1 변형 부재(80)의 중앙부(80a)는, 파단홈(90)의 내측에서, 파단판(88)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 중앙부(80a)는, 파단홈(90)에 둘러싸인 범위에서, 파단판(88)에 용접되어 있다.
지지 부재(78)가, 부극 단자(30)의 확경부(37a)와 파단판(88)을 지지하고 있다. 지지 부재(78)는, 금속제의 외측부(72)와, 절연성의 제1 내측부(74)와, 절연성의 제2 내측부(75)를 구비하고 있다. 제1 내측부(74)는, 외측부(72)의 내측에 배치되어 있고, 제2 내측부(75)의 상방(케이스(18)측)에 배치되어 있다. 제2 내측부(75)는, 외측부(72)의 내측에 배치되어 있고, 제1 내측부(74)의 하방(전극 조립체(52)측)에 배치되어 있다. 외측부(72)에 의해, 확경부(37a)와 파단판(88)이 위치 결정되어 있다. 구체적으로는, 제1 내측부(74)와 제2 내측부(75)를 소정의 위치에 배치한 후, 외측부(72)를 고정함으로써, 파단판(88)을 확경부(37a)에 고정하고 있다. 또한, 내측부(74, 75)는, 확경부(37a)와 파단판(88)을 절연하고 있다. 금속제의 외측부(72)를 이용함으로써, 전류 차단 장치(50)의 내부 공간의 기밀성을 더욱 높게 할 수 있다.
케이스(18)의 내압이 소정값 이하일 때는, 부극 단자(30)는, 제1 변형 부재(80), 파단판(88), 접속 부재(26), 부극 리드(24), 부극 탭(20)을 통하여, 부극과 도통하고 있다. 케이스(18)의 내압이 소정값 이하일 때는, 돌기(95)와 파단판(88)의 사이에는 간극이 형성되어 있다.
예를 들면, 축전 장치(100)가 과충전 상태가 되면, 케이스(18)의 내압이 상승하여, 소정값을 초과한다. 케이스(18)의 내압이 소정값을 초과하면, 전류 차단 장치(50)의 내부와 외부에 압력차가 발생한다. 그 결과, 파단홈(90)을 기점으로 하여 파단판(88)이 파단한다. 제1 변형 부재(80)와 파단판(88)이 분리되고, 제1 변형 부재(80)와 파단판(88)이 비도통이 된다. 부극 단자(30)와 부극이 비도통이 되기 때문에, 정극 단자(2)와 부극 단자(30)(도 1도 참조)의 사이에 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파단판(88)이 파단하면, 제1 변형 부재(80)의 중앙부(80a)가, 파단판(88)측으로부터 확경부(37a)측을 향하여 이동한다. 환언하면, 제1 변형 부재(80)가 반전된다. 또한, 상기한 바와 같이, 확경부(37a)의 단면(35)이 패여 있기 때문에, 제1 변형 부재(80)의 반전이 확경부(37a)(부극 단자(30))에 방해될 일은 없다. 파단판(88)이 파단한 후에, 제1 변형 부재(80)와 파단판(88)이 재도통하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 케이스(18) 내의 압력이 상승하여 전류 차단 장치(50)가 작동한 후에, 정극 단자(2)와 부극 단자(30)의 사이에 재차 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
축전 장치(100)의 이점을 설명한다. 상기한 바와 같이, 축전 장치의 과충전등에 의해 케이스(18)의 내압이 상승하여 소정값을 초과하면, 전류 차단 장치(50)가 작동하여, 부극 단자(30)와 부극을 비도통으로 한다. 축전 장치(100)에서는, 통상 상태 동안도, 예를 들면 전해액의 분해 등에 의해 케이스(18) 내에 가스가 발생하여, 케이스(18)의 내압이 서서히 상승하는 경우가 있다. 그러나, 축전 장치(100)에서는, 제2 시일 부재(42)가, 고무제이고, 가스 투과성을 갖고 있다. 그 때문에, 통상 상태시에 발생한 가스는, 제2 시일 부재(42)의 내부를 통과하여 케이스(18)의 외부로 이동할 수 있다. 그 때문에, 축전 장치(100)는, 통상 상태일 때에 케이스(18)의 내압이 소정값을 초과하여, 전류 차단 장치(50)가 작동해 버리는 것을 방지할 수 있다. 축전 장치(100)는, 통상 상태 동안에 발생하는 가스가 케이스(18)의 외부로 이동함으로써, 과충전 등의 상태일 때에만 전류 차단 장치(50)가 작동한다.
이하, 축전 장치(100)의 다른 이점을 설명한다. 상기한 바와 같이, 전류 차단 장치(50)의 내부 공간은, 제1 시일 부재(84)에 더하여, 지지 부재(78)의 외측부(72)에 의해서도 기밀성이 높아져 있다. 즉, 확경부(37a)와 파단판(88)의 사이의 가스 투과성을, 더욱 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 케이스(18) 내에서 발생한 가스가, 전류 차단 장치(50)의 외부로부터 내부로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 상기한 바와 같이, 전류 차단 장치(50)는, 전류 차단 장치(50)의 내부와 외부에 압력차에 의해 작동한다. 그 때문에, 확경부(37a)와 파단판(88)의 사이의 가스 투과성이 높으면, 전류 차단 장치(50)가 정상적으로 작동할 수 없다. 축전 장치(100)는, 외측부(72)를 이용함으로써, 전류 차단 장치(50)의 감도를 더욱 높게 할 수 있다.
절연 부재(94)의 양단부가 홈(92, 96) 내에 위치하고 있어, 절연 부재(94)가 제1 변형 부재(80) 및 제1 시일 부재(84)를 향하여 이동하는 것이 규제되고 있다. 절연 부재(94)가 제1 변형 부재(80)에 접촉하여, 제1 변형 부재(80)의 가동 범위를 좁게 하거나, 제1 변형 부재(80)의 형상이 변형하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 절연 부재(94)가 제1 시일 부재(84)에 접촉하여, 제1 시일 부재(84)의 존재 공간을 좁게 하는 것을 방지할 수도 있다. 제1 시일 부재(84)의 존재 공간이 좁아지면, 제1 시일 부재(84)의 충전율이 증대하여, 제1 시일 부재(84)가 파손되는 등의 문제가 일어날 수 있다.
(제2 실시예)
도 3 및 도 4를 참조하여, 축전 장치(200)에 대해서 설명한다. 축전 장치(200)는, 축전 장치(100)의 변형예이고, 전류 차단 장치(250)의 구조가 축전 장치(100)의 전류 차단 장치(50)와 상이하다. 축전 장치(200)에 대해서, 축전 장치(100)와 동일한 부품은, 축전 장치(100)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략하는 경우가 있다.
전류 차단 장치(250)는, 파단판(88)에 대하여 제1 변형 부재(80)와는 반대 측에, 제2 변형 부재(93)가 배치되어 있다. 즉, 파단판(88)이, 제1 변형 부재(80)와 제2 변형 부재(93)의 사이에 배치되어 있다. 제2 변형 부재(93)는, 금속제의 다이어프램이다. 제2 변형 부재(93)의 단부(93b)가, 파단판(88)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제2 변형 부재(93)의 외주연이 파단판(88)의 패임(89)의 측벽에 맞닿음한 상태에서, 제2 변형 부재(93)의 단부(93b)가 파단판(88)에 용접되어 있다.
절연성의 돌기(95)가, 제2 변형 부재(93)의 파단판(88)측에 형성되어 있다. 돌기(95)는, 제2 변형 부재(93)의 중앙부(93a)에 배치되어 있고, 파단판(88)을 향하여 돌출하고 있는 형상이다. 돌기(95)는, 파단판(88)의 중앙부(88a)에 대향하고 있다. 보다 구체적으로는, 전류 차단 장치(250)를 평면에서 봤을(돌출부(37b)가 연신하고 있는 방향, 즉, 부극 단자(30)의 축방향으로부터 관찰) 때에, 돌기(95)가, 파단홈(90)으로 둘러싸인 범위 내에 위치하고 있다. 제2 변형 부재(93)는, 단부(93b)로부터 중앙부(93a)로 향함에 따라, 파단판(88)으로부터 떨어지듯이 돌출하고 있다.
전류 차단 장치(250)에서는, 절연성의 제2 내측부(275)가, 제2 변형 부재(93)의 하방으로까지 연신하고 있다. 이에 따라, 제2 변형 부재(93)와 전극 조립체(52)(도 3도 참조)가 접촉하여, 전류 차단 장치(250)가 오작동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 내측부(275)는, 중앙에 관통구멍(275a)을 구비하고 있다. 그 때문에, 제2 변형 부재(93)의 중앙부(93a)는, 제2 내측부(275)에 덮여있지 않다. 그 때문에, 케이스(18)의 내압이 제2 변형 부재(93)에 더해지는 것은 방해할 수 없다.
축전 장치(200)에서는, 케이스(18)의 내압이 소정값을 초과하면, 제2 변형 부재(93)에 케이스(18) 내(전류 차단 장치(250)의 외부)의 압력이 더해지고, 제2 변형 부재(93)가, 파단판(88)을 향하듯이 변형한다. 즉, 중앙부(93a)가, 파단판(88)의 중앙부(88a)를 향하여 이동한다. 환언하면, 제2 변형 부재(93)가, 단부(93b)를 지점으로 하여 반전된다. 돌기(95)가 파단판(88)에 접촉하여, 파단판(88)이 파단홈(90)을 기점으로 하여 파단한다. 제1 변형 부재(80)와 파단판(88)이 분리되어, 파단판(88)과 제1 변형 부재(80)가 비도통이 된다.
또한, 제2 변형 부재(93)가 반전되면, 돌기(95)의 일부가, 파단판(88)의 상방에 위치한다. 환언하면, 돌기(95)가, 파단판(88)의 중앙 부분을 통과한다. 돌기(95)는, 제1 변형 부재(80)가 하방(파단판(88)측)으로 이동하는 것을 규제한다. 그 때문에, 제1 변형 부재(80)와 파단판(88)이 재도통하는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또한, 축전 장치(200)에서는, 제2 변형 부재(93)가, 전류 차단 장치(250)의 내부와 외부의 사이를 갈라놓고 있다. 그 때문에, 제2 변형 부재(93)에는, 케이스(18)의 내압 변화가 직접 작용한다. 케이스(18)의 내압에 따라서 반전되는 제2 변형 부재(93)를 이용함으로써, 케이스(18)의 내압이 소정값을 초과했을 때에, 파단판(88)을 확실하게 파단할 수 있다. 제2 변형 부재(93)를 이용함에 따라, 파단판(88)을 전류 차단 장치(250)의 외부(케이스(18)의 내부)로부터 차단할 수 있다. 파단판(88)이 파단했을 때에 아크(arc)가 발생해도, 아크가 케이스(18) 내의 가스(예를 들면 수소)와 접하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 전류 차단 장치가 접속 부재를 통하여 부극 리드에 접속되어 있는 형태에 대해서 설명했다. 그러나, 접속 부재와 부극 리드는 일체의 부품이라도 좋다. 즉, 전류 차단 장치가, 부극 탭에 접속되어 있는 부재(부극 리드)에 직접 접속되어 있어도 좋다. 또한, 전류 차단 장치가 정극 단자와 정극의 사이에 배치되어 있는 경우, 전류 차단 장치가, 정극 탭에 접속되어 있는 부재(정극 리드)에 직접 접속되어 있어도 좋다.
상기한 축전 장치는, 전극 단자(제1 통전 부재)와 케이스의 사이에 고무제의 시일 부재를 형성함으로써, 케이스 내의 가스가 케이스 외로 서서히 이동하는 구조이면 좋다. 그 때문에, 전류 차단 장치의 구조, 및, 축전 장치를 구성하는 부품의 재료는 여러 가지의 것을 사용할 수 있다. 이하에, 축전 장치의 일 예인 리튬 이온 2차 전지에 대해서, 축전 장치를 구성하는 부품의 재료를 예시한다.
전극 조립체에 대해서 설명한다. 전극 조립체는, 정극과, 부극과, 정극과 부극의 사이의 위치에 개재하고 있는 세퍼레이터를 구비하고 있다. 정극은, 정극용 금속박과, 정극용 금속박 상에 형성되어 있는 정극 활물질층을 갖는다. 정극 탭은, 정극 활물질층이 도포되어 있지 않은 정극용 금속박에 상당한다. 부극은, 부극용 금속박과, 부극용 금속박 상에 형성되어 있는 부극 활물질층을 갖는다. 부극 탭은, 부극 활물질층이 도포되어 있지 않은 부극용 금속박에 상당한다. 또한, 활물질층에 포함되는 재료(활물질, 바인더, 도전 조제 등)에는 특별히 제한이 없고, 공지의 축전 장치 등의 전극에 이용되는 재료를 이용할 수 있다.
정극용 금속박으로서, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티탄(Ti), 스테인리스강 또는 그것들의 복합 재료를 이용할 수 있다. 특히, 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 복합 재료인 것이 바람직하다. 또한, 정극 리드의 재료로서, 정극용 금속박과 동일한 재료를 이용할 수 있다.
정극 활물질은, 리튬 이온이 침입 및 탈리 가능한 재료이면 좋고, Li2MnO3, Li(NiCoMn)0.33O2, Li(NiMn)0.5O2, LiMn2O4, LiMnO2, LiNiO2, LiCoO2, LiNi0.8Co0.15Al0.05O2, Li2MnO2, LiMn2O4 등을 사용할 수 있다. 또한, 정극 활물질로서 리튬, 나트륨 등의 알칼리 금속, 혹은, 황 등을 이용할 수도 있다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용하여 이용해도 좋다. 정극 활물질은, 필요에 따라서 도전재, 결착제 등과 함께 정극용 금속박에 도포된다.
부극용 금속박으로서, 알루미늄, 니켈, 구리(Cu) 등, 또는 그것들의 복합 재료 등을 사용할 수 있다. 특히, 구리 또는 구리를 포함하는 복합 재료인 것이 바람직하다. 또한, 부극 리드의 재료로서, 부극용 금속박과 동일한 재료를 이용할 수 있다.
부극 활물질로서, 리튬 이온이 침입 및 탈리 가능한 재료를 이용한다. 리튬(Li), 나트륨(Na) 등의 알칼리 금속, 알칼리 금속을 포함하는 전이 금속 산화물, 천연 흑연, 메소카본 마이크로비즈, 고(高)배향성 그래파이트, 하드 카본, 소프트 카본 등의 탄소 재료, 실리콘 단체(單體) 또는 실리콘 함유 합금 또는 실리콘 함유 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 부극 활물질은, 전지 용량을 향상시키기 위해, 리튬(Li)을 포함하지 않는 재료인 것이 특히 바람직하다. 부극 활물질은, 필요에 따라서 도전재, 결착제 등과 함께 부극용 금속박에 도포된다.
세퍼레이터는, 절연성을 갖는 다공질을 이용한다. 세퍼레이터로서, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 다공질 필름, 혹은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 메틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 직포 또는 부직포를 사용할 수 있다.
전해액은, 비수계의 용매에 지지염(전해질)을 용해시킨 비수 전해액인 것이 바람직하다. 비수계의 용매로서, 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 등의 쇄상 에스테르를 포함하고 있는 용매, 아세트산 에틸, 프로피론산 메틸 등의 용매, 또는 이들의 혼합액을 사용할 수 있다. 또한, 지지염(전해질)으로서, 예를 들면, LiPF6, LiBF4, LiAsF6 등을 사용할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 예를 상세하게 설명했지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 특허 청구의 범위를 한정하는 것이 아니다. 특허 청구의 범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종의 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것이고, 출원시의 청구항에 기재된 조합에 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수의 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이고, 그 중의 1개의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.

Claims (4)

  1. 케이스와,
    상기 케이스 내에 수용된 전극과,
    상기 케이스에 고정되어, 상기 전극과의 사이에서 전기를 수수(授受)하는 전극 단자와,
    상기 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 상기 전극과 상기 전극 단자의 사이의 도통을 차단하는 전류 차단 장치를 갖는 축전 장치로서,
    상기 전류 차단 장치는,
    상기 케이스에 고정되어 있음과 함께 상기 전극 단자에 접속되어 있는 제1 통전 부재와,
    상기 제1 통전 부재와 간격을 두어 상기 제1 통전 부재에 대향하는 위치에 배치되어 있고, 상기 전극에 접속되어 있는 제2 통전 부재와,
    상기 제1 통전 부재와 상기 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있음과 함께, 단부가 상기 제1 통전 부재에 접속되어 있고, 중앙부가 상기 제2 통전 부재에 접속되어 있고, 상기 케이스 내의 압력이 소정값을 초과했을 때에 상기 제2 통전 부재와 비(非)도통이 되는 변형 부재와,
    상기 제1 통전 부재와 상기 제2 통전 부재의 사이에 배치되어 있고, 상기 전류 차단 장치의 내부를 상기 전류 차단 장치의 외부로부터 기밀하게 유지하는 제1 시일 부재를 구비하고 있고,
    상기 케이스와 상기 제1 통전 부재의 사이에, 상기 케이스의 내부를 상기 케이스의 외부로부터 기밀하게 유지하는 제2 시일 부재가 배치되어 있고,
    상기 제2 시일 부재의 재료가 고무인 축전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시일 부재에 의해 시일되어 있는 상기 케이스와 상기 제1 통전 부재의 사이의 가스 투과성이, 상기 제1 시일 부재에 의해 시일되어 있는 상기 제1 통전 부재와 상기 제2 통전 부재의 사이의 가스 투과성 이상인 축전 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전류 차단 장치는, 상기 제2 통전 부재에 대하여 상기 변형 부재와는 반대측에 배치되어 있음과 함께, 상기 제2 통전 부재측에 상기 제2 통전 부재를 향하여 돌출한 형상의 돌기가 형성되어 있고, 상기 전류 차단 장치의 내부와 외부의 사이를 갈라놓고 있는 제2 변형 부재를 추가로 구비하고 있고,
    상기 제1 시일 부재의 재료가 고무인 축전 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축전 장치는, 2차 전지인 축전 장치.
KR1020167032445A 2014-04-23 2015-02-27 리튬 이온 2차 전지 KR101895365B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014089298 2014-04-23
JPJP-P-2014-089298 2014-04-23
PCT/JP2015/055963 WO2015163004A1 (ja) 2014-04-23 2015-02-27 蓄電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170010763A true KR20170010763A (ko) 2017-02-01
KR101895365B1 KR101895365B1 (ko) 2018-09-05

Family

ID=54332175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167032445A KR101895365B1 (ko) 2014-04-23 2015-02-27 리튬 이온 2차 전지

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170040588A1 (ko)
JP (1) JP6237892B2 (ko)
KR (1) KR101895365B1 (ko)
CN (1) CN106233506A (ko)
DE (1) DE112015001923T5 (ko)
WO (1) WO2015163004A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220065328A (ko) 2020-11-13 2022-05-20 최인호 다용도 주행로봇

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105895836B (zh) * 2016-06-27 2019-04-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 动力电池顶盖及动力电池
WO2018139452A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 三洋電機株式会社 二次電池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004095565A (ja) * 2003-12-25 2004-03-25 Nok Corp 積層型燃料電池用ガスケット
JP2012028008A (ja) 2010-07-20 2012-02-09 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池
JP2012038529A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Toyota Motor Corp 電池およびそれを搭載する車両,電気機器
JP2014002901A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Toyota Industries Corp 電流遮断装置およびこれを備えた蓄電装置
JP2014017051A (ja) * 2012-07-05 2014-01-30 Toyota Industries Corp 蓄電装置
WO2014041988A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 株式会社 豊田自動織機 蓄電装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013154166A1 (ja) * 2012-04-12 2013-10-17 株式会社豊田自動織機 電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置
JP6220964B2 (ja) * 2014-04-23 2017-10-25 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004095565A (ja) * 2003-12-25 2004-03-25 Nok Corp 積層型燃料電池用ガスケット
JP2012028008A (ja) 2010-07-20 2012-02-09 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池
JP2012038529A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Toyota Motor Corp 電池およびそれを搭載する車両,電気機器
JP2014002901A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Toyota Industries Corp 電流遮断装置およびこれを備えた蓄電装置
JP2014017051A (ja) * 2012-07-05 2014-01-30 Toyota Industries Corp 蓄電装置
WO2014041988A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 株式会社 豊田自動織機 蓄電装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220065328A (ko) 2020-11-13 2022-05-20 최인호 다용도 주행로봇

Also Published As

Publication number Publication date
US20170040588A1 (en) 2017-02-09
JP6237892B2 (ja) 2017-11-29
JPWO2015163004A1 (ja) 2017-04-13
KR101895365B1 (ko) 2018-09-05
WO2015163004A1 (ja) 2015-10-29
DE112015001923T5 (de) 2017-01-05
CN106233506A (zh) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013132704A1 (ja) 蓄電装置及び二次電池
KR101663065B1 (ko) 전류 차단 장치와 그것을 이용한 축전 장치
KR101887494B1 (ko) 축전 장치
KR101895365B1 (ko) 리튬 이온 2차 전지
JP6271353B2 (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP6160513B2 (ja) 蓄電装置およびその蓄電装置の放電方法
JP6498581B2 (ja) 蓄電装置及び電流遮断装置
JP2015153665A (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP6123648B2 (ja) 蓄電装置
WO2015146365A1 (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP2017045660A (ja) 蓄電装置
JP2015079631A (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP5756843B2 (ja) 電流遮断装置およびそれを用いた蓄電装置
JP6152783B2 (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP6565491B2 (ja) 蓄電装置
JP6126513B2 (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JP6152817B2 (ja) 電流遮断装置およびそれを備えた蓄電装置
JP6446966B2 (ja) 電流遮断装置を備えた蓄電装置
JP6314692B2 (ja) 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置
JPWO2016042940A1 (ja) 電流遮断装置を備えた蓄電装置
JP2017069089A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant