WO2015076137A1

WO2015076137A1 - 電流遮断装置およびそれを用いた蓄電装置

Info

Publication number: WO2015076137A1
Application number: PCT/JP2014/079738
Authority: WO
Inventors: 貴之弘瀬; 元章奥田; 寛恭西原; 耕二郎田丸
Original assignee: 株式会社豊田自動織機
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-05-28
Also published as: US9728763B2; US20160315308A1; JP5757353B2; JP2015122293A; DE112014005297T5; DE112014005297B4

Abstract

　本明細書に開示する電流遮断装置は、外部端子とケースに収容される電極組立体との間に接続され、互いに対向して配置された第１通電部材と第２通電部材を有し、その間に絶縁性のシール部材を有し、第１通電部材と第２通電部材とシール部材とが収容された絶縁性のカバーを有している。第１通電部材は外部端子と第２通電部材は電極組立体とそれぞれ接続し、シール部材は第１通電部材と第２通電部材の間の空間をその内側と外側の空間とに分離し、外側の空間はケース内の空間と連通している。平面視すると、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内において、シール部材のそれらとの接触部より外側の領域全体にシール部材が位置する。そして上記のカバーは第１通電部材及び第２通電部材の外周縁に沿って配置されると共にこのカバーに接触している。

Description

電流遮断装置およびそれを用いた蓄電装置

　本明細書に開示する技術は、電流遮断装置およびそれを用いた蓄電装置に関する。

　蓄電装置には、蓄電装置が過充電され、あるいは、内部で短絡が発生したときに、ケース内の電極組立体とケースに設けられた外部端子とを接続する通電経路を遮断する電流遮断装置が装備されることがある（例えば、特開平０８－１８５８４９号公報，特開平０８－１１５７１５号公報）。この電流遮断装置は、内部端子板と、内部端子板と対向して配置された導電板を備えている。導電板の外周部は外部端子板に接続され、導電板の中央部は内部端子板の中央部に接続されている。また、内部端子板の外周部は電極組立体に接続されている。ケース内の圧力が上昇すると、導電板と内部端子板とが分離し、導電板と内部端子板との通電が遮断され、電極組立体と外部端子の間を流れる電流が遮断される。

　この種の電流遮断装置では、導電板と内部端子板とが分離したときに、導電板と内部端子板の間に大きな電圧が印加されることがある。かかる場合、導電板と内部端子板とが対向する範囲において、両者の間にケース内の電解液が存在すると、その電解液から導電性異物が生成して液絡し、導電板と内部端子板とが再通電する虞がある。このため従来の電流遮断装置では、ケース内の電解液が導電板と内部端子板との間の隙間に侵入しないように２つのシール部材が設けられ、複雑な構造となっていた。すなわち、導電板と内部端子板の隙間に第１シール部材が設けられると共に、導電板の外周面と内部端子板の外周面に接する第２シール部材が配されていた。本明細書では、２つの通電部材間の液絡の防止を簡易な構造で実現する技術を提供する。

　本明細書が開示する電流遮断装置は、ケースに設けられる外部端子と、ケースに収容される電極組立体とを接続する通電経路を、ケース内の内圧が所定値を超えるときに遮断する。この電流遮断装置は、外部端子と電気的に接続された第１通電部材と、第１通電部材と対向して配置され、電極組立体と電気的に接続された第２通電部材と、第１通電部材と第２通電部材の間の隙間を封止する絶縁性のシール部材と、第１通電部材と第２通電部材とシール部材とを保持する絶縁性のカバーと、を備えている。第１通電部材と第２通電部材は、ケース内の圧力が所定値以下の時は互いに通電して通電経路の一部を形成する一方、ケース内の圧力が所定値を超えると互いに離間して通電経路を遮断する。シール部材は第１通電部材の外周縁の近傍に接触する第１接触部と、第２通電部材の外周縁に接触する第２接触部を有しており、第１通電部材と第２通電部材とカバーに囲まれた空間を第１接触部および第２接触部より内側の第１空間と外側の第２空間とに隔離する。第２空間はケース内の空間と連通している。第１通電部材と第２通電部材とシール部材を平面視すると、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内に第１接触部および第２接触部が位置する場合は、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内において第１接触部および第２接触部より外側の領域全体にシール部材が位置する。第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内に第１接触部および第２接触部が位置しない場合は、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲の外側にシール部材が位置する。カバーは、第１通電部材の外周縁に沿って配置されると共に、第２空間の外側に配置されている。そして、シール部材はこのカバーにさらに接触している。ここで、平面視とは、第１通電部材と第２通電部材が互いに対向している面に対して垂直な方向から視ることを意味する。別言すれば、第１通電部材と第２通電部材の位置関係において、第２通電部材に対して第１通電部材が位置する側から視ること、若しくは、第１通電部材に対して第２通電部材が位置する側から視ることを意味する。

　上記の電流遮断装置では、第１通電部材と第２通電部材とカバーに囲まれた空間がシール部材によって第１空間と第２空間に隔離され、第２空間がケース内の空間に連通している。このため、第２空間にはケース内の電解液が侵入する可能性がある。しかしながら、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内に第１接触部および第２接触部が位置する場合は、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内において第１接触部および第２接触部より外側の領域全体にシール部材が位置する。このため、第１通電部材と第２通電部材とが、その間に電解液が存在する状態で直接対向することが防止される。これによって、第１通電部材と第２通電部材の液絡が防止される。すなわち、第２空間に電解液が侵入しても、適切に配置されたシール部材によって、第１通電部材と第２通電部材の液絡を防止することができる。一方、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲内に第１接触部および第２接触部が位置しない場合は、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲の外側にシール部材が位置する。すなわち、第１通電部材と第２通電部材が対向する範囲には電解液が侵入することなく、両者が電解液によって液洛することが防止される。また、この電流遮断装置では、第２空間への電解液の侵入が許容されるため、従来技術のように２つのシール部材を用いる必要がなく、簡易な構造で液絡を防止することができる。

　さらに、第２空間の外側に配置されている絶縁性のカバーにシール部材が接触している。シール部材がカバーに接触することで、第２空間が複数の空間に分断され、電解液の第１空間側への侵入をより防止することができる。これによって、第１通電部材と第２通電部材の液絡をより確実に抑制することができる。

蓄電装置の断面図。端子と電極が通電しているときの電流遮断装置を示す図。端子と電極が通電していないときの電流遮断装置を示す図。図２Ａの点線で囲まれた部分２００を拡大して示す図。液絡を防止するためのシール構造の他の例を示す図。液絡を防止するためのシール構造のさらに他の例を示す図。電流遮断装置を構成する支持部材（カバー）の他の例を示す図。電流遮断装置を構成する支持部材（カバー）の他の例に対応する破断板の平面図。電流遮断装置の他の例を示す図（通電時）。図８に示す電流遮断装置の通電遮断時の状態を示す図。図８に示す電流遮断装置のシール構造を拡大して示す図。

　本明細書に開示する電流遮断装置では、シール部材は、第１通電部材または第２通電部材の外周部に沿って配置される共にその外周部を一巡する一つの部材であってもよい。このような構成によると、シール部材が第１通電部材または第２通電部材の外周部を一巡する一つの部材で構成されるため、２つの通電部材とシール部材の組付けを容易に行うことができる。

　本明細書に開示する電流遮断装置では、第１通電部材と第２通電部材の間の第１空間に設けられ、第１通電部材と第２通電部材に接触する絶縁部材をさらに備えていてもよい。このような構成によると、通電が遮断されたときに、第１通電部材と第２通電部材の絶縁状態を良好に維持することができる。

　本明細書に開示する電流遮断装置では、第２通電部材は、第１通電部材の外周方向に延伸しており、その延伸されている部分に第２通電部材の上面から下面へ貫通する貫通孔が設けられていてもよい。絶縁性のカバーの第２通電部材と対向する面には、貫通孔に挿入される突起（熱カシメ用ボス）が設けられていてもよい。カバーを第２通電部材に取付けた状態で、突起の下端の径が貫通孔の上面の開口部の径より大きくてもよい。

　本明細書に開示する電流遮断装置では、第２通電部材の外周部には貫通孔が形成されていてもよい。カバーは、第２通電部材の貫通孔に挿入され、当該カバーを第２通電部材に固定するカシメ用ボスを有していてもよい。カバーの一方の面はケースに当接しており、カバーの他方の面が第２通電部材の第１通電部材側の面に当接していてもよい。このような構成によると、ケースに対する第２通電部材の位置がカバーの寸法のみによって決まる。このため、第２通電部材の位置精度は、カバーの寸法公差にのみ依存することとなり、第２通電部材の位置精度を向上することができる。これによって、電流遮断装置を設計する際の公差を小さく設定でき、電流遮断装置の小型化を図ることができる。

（実施例）　以下、第１実施例の蓄電装置１００について説明する。蓄電装置１００は、二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池である。図１に示すように、蓄電装置１００は、ケース４と、電極組立体２と、電極端子としての負極端子３０及び正極端子１０と、電流遮断装置７０を備えている。ケース４は、金属製であり、略直方体形状である。ケース４の内部には、電極組立体２と電流遮断装置７０が収容されている。また、ケース４の内部は、電解液が収容されている。ケース４の上面４ａにおいて、負極端子３０と正極端子１０が、ケース４の外部に露出している。ケース４の上面４ａには、貫通孔４ｂ，４ｃが形成されている。負極端子３０が貫通孔４ｂを通過しており、正極端子１０が貫通孔４ｃを通過している。貫通孔４ｂには、絶縁性の第１シール部材４２が取り付けられている。貫通孔４ｃには、絶縁性の第２シール部材２２が取り付けられている。なお、ケース４の形状に制限はなく、例えば、円筒状、直方体状、あるいは、フィルムで形成されているシート状であってもよい。

　負極端子３０は、外部ナット３６と、内部ナット３２と、ボルト３４を備えている。外部ナット３６は、負極端子３０と負極配線（図示省略）との結線に用いられる。内部ナット３２は、第１シール部材４２に取り付けられている。内部ナット３２の一部は、貫通孔４ｂを通過している。ボルト３４は、内部ナット３２に締結されている。ボルト３４とケース４の間には、第３シール部材４０が介在している。負極端子３０は、シール部材４０，４２によってケース４から絶縁されている。内部ナット３２は、電流遮断装置７０及び接続部材７２を介して負極リード４４に電気的に接続されている。負極リード４４は、第１シール部材４２によってケース４から絶縁されている。負極端子３０は、電流遮断装置７０、接続部材７２及び負極リード４４を介して、電極組立体２の負極電極と通電している。電流遮断装置７０については後述する。

　正極端子１０は、外部ナット１６と、内部ナット１２と、ボルト１４を備えている。外部ナット１６は、正極端子１０と正極配線（図示省略）との結線に用いられる。内部ナット１２は、第２シール部材２２に取り付けられている。内部ナット１２の一部は、貫通孔４ｃを通過している。ボルト１４は、内部ナット１２に締結されている。ボルト１４とケース４の間には、第４シール部材２０が介在している。正極端子１０は、シール部材２０，２２によってケース４から絶縁されている。内部ナット１２には、正極リード２４が固定されている。内部ナット１２と正極リード２４は、電気的に接続している。正極リード２４は、第２シール部材２２によってケース４から絶縁されている。正極端子１０は、正極リード２４を介して、電極組立体２の正極電極と通電している。

（電極組立体）
　電極組立体２は、ケース４の上面４ａ側に突出する凸部２ａを備えている。電極組立体２は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極の間に介在しているセパレータを備えている。正極電極、負極電極及びセパレータの図示は省略する。負極電極は、負極集電体と、負極集電体上に形成されている負極活物質層を有する。負極電極は、その端部に負極集電タブ４６を有する。負極集電タブ４６には、負極活物質層が塗布されていない。正極電極は、正極集電体と、正極集電体上に形成されている正極活物質層を有する。正極電極は、その端部に正極集電タブ２６を有する。正極集電タブ２６には、正極活物質層が塗布されていない。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。

　ここで、正極集電体には、例えば、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もしくは合金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もしくは合金であることが好ましい。また、正極活物質には、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、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）_０．３３Ｏ_２、Ｌｉ(ＮｉＭｎ)_０．５Ｏ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４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集電体に塗布される。

　一方、負極集電体としては、アルミニウム、ニッケル、銅（Ｃｕ）等、又はそれらの複合材料もしくは合金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もしくは合金であることが好ましい。また、負極活物質としては、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料を用いることができる。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。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集電体に塗布される。

　なお、セパレータは、絶縁性を有する多孔質を用いることができる。セパレータとしては、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。

　また、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、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６等を使用することができる。

（電流遮断装置）
　図２Ａおよび図２Ｂを参照して、電流遮断装置７０について説明する。電流遮断装置７０は、負極端子３０と負極集電タブ（負極電極）４６の間に接続されている。なお、電流遮断装置７０は、正極電極と正極端子１０の間に接続してもよいし、負極電極と負極端子３０の間、及び、正極電極と正極端子１０の間の双方に接続してもよい。なお、図２Ａ，図２Ｂでは、負極端子３０とケース４との間に介在しているシール部材４２の図示を省略している。

　図２Ａに示すように電流遮断装置７０は、金属製の第１反転板８４と、金属製の破断板８８と、金属製の第２反転板９０と、絶縁性を有する支持部材（カバー）９２を備えている。支持部材９２は、第１反転板８４と破断板８８と第２反転板９０を支持（保持）している。すなわち、支持部材９２は、第１反転板８４と破断板８８と第２反転板９０に対して外側より嵌め込まれ、第１反転板８４と破断板８８と第２反転板９０を積層した状態で支持している。支持部材９２の外周面には、金属製の板材７８が取付けられている。具体的には、支持部材９２が第１反転板８４、破断板８８、第２反転板９０、及び内部ナット３２の下端部３２ａを上下から挟み込んだ状態で、板材７８が支持部材９２の外周面にカシメられている。これにより、電流遮断装置７０が内部ナット３２に取付けられている。別言すれば、第１反転板８４と破断板８８と第２反転板９０と内部ナット３２の下端部３２ａが支持部材９２に収容されている。つまり、支持部材９２に収容されている部材が、電流遮断装置７０の構成部材となる。なお、支持部材９２及び板材７８の外周面には、周方向の一部において開口９３が形成されている。開口９３はケース４内の空間と連通しており、その開口９３内には接続部材７２が配置されている。これによって、支持部材９２及び板材７８の内部に配置される破断板８８と負極リード４４とが接続部材７２を介して接続されている。

　第１反転板８４は、円形状の板材であり、破断板８８の下方に配置されている。第１反転板８４の外周縁の下面は、全周に亘って支持部材９２に支持されている。第１反転板８４の外周縁の上面には絶縁部材８０が配置されている。絶縁部材８０は、リング状の部材であり、第１反転板８４と破断板８８とを絶縁している。また、第１反転板８４の上面には突部８６が設けられ、突部８６は第１反転板８４の中央に位置している。突部８６は、破断板８８に向かって上方に突出している。図２Ａに示す状態で、突部８６と破断板８８の中央部８８ｂとの間には隙間が形成されている。なお、第１反転板８４の下面にはケース４内の空間の圧力が作用し、第１反転板８４の上面には、第１反転板８４と破断板８８の間の空間９４の圧力が作用する。空間９４とケース４内の空間とはシールされているため、ケース４内の空間の圧力が高くなると、第１反転板８４の上面と下面に作用する圧力は相違することとなる。

　破断板８８は、円形状の板材であり、第１反転板８４と第２反転板９０の間に配置されている。破断板８８の外周部の一部に接続部材７２が接続されている。破断板８８の下面の中央には溝部８８ａが形成されている。溝部８８ａは、底面視すると円形状に形成されている。また、図２Ａに示すように、溝部８８ａの断面形状は上方に凸となる三角形状をしている。溝部８８ａが形成されることで、溝部８８ａが形成された位置における破断板８８の機械的強度は、溝部８８ａ以外の位置における破断板８８の機械的強度よりも低くされている。破断板８８は、溝部８８ａによって、溝部８８ａで囲まれた中央部８８ｂと、溝部８８ａの外周側に位置する外周部８８ｃに区分されている。中央部８８ｂの板厚は薄く、外周部８８ｃの板厚は厚くされている。

　第２反転板９０は、円形状の板材であり、破断板８８の上方に配置されている。第２反転板９０の中央部は、図２Ａに示す状態では下方に凸となり、また、破断板８８の中央部８８ｂに固定されている。第２反転板９０の外周部は、内部ナット３２に電気的に接続されている。したがって、負極端子３０は、第２反転板９０、破断板８８、接続部材７２及び負極リード４４を介して電極組立体２に接続されている。第２反転板９０の上面と内部ナット３２の下面の間には空間９８が形成され、空間９８はケース４内の空間からシールされている。第２反転板９０と破断板８８の間には、絶縁部材８２が配置されている。絶縁部材８２は、リング状の部材であり、第２反転板９０の外周部と破断板８８の外周部とに接触し、両者を絶縁している。

　ここで、本実施例では、破断板８８と内部ナット３２の外周部（下端部３２ａ）の間にはシール部材８９がさらに配置されている。シール部材８９は、断面円形のリング状の部材であり、絶縁部材８２の外側に配置されている。シール部材８９は、内部ナット３２の下端部３２ａの下面及び破断板８８の上面に接触し、内部ナット３２及び破断板８８の外周に沿って一巡している。シール部材８９は、内部ナット３２と破断板８８との間の隙間を封止（シール）している。したがって、第２反転板９０と内部ナットの下方で、かつ、破断板８８の上方に位置する空間は、シール部材８９によって内側の空間９６と、外側の空間６３（図３参照）に隔離している。このため、絶縁部材８２は、シール部材８９より内側の空間９６内に配置されているということができる。また、上述したように、シール部材８９より外側の空間６３は、支持部材９２及び板材７８に形成された開口９３を介してケース４内の空間と連通している。一方、空間９６はシール部材８９によって空間６３からシールされるため、空間９６とケース４内の空間とが連通することはない。

　図３に示すように、シール部材８９は内部ナット３２と破断板８８の間で圧縮されている。また、内部ナット３２は、シール部材８９における第１接触部６０で接触している。さらに、破断板８８は、シール部材８９における第２接触部６１で接触している。図３から明らかなように、電流遮断装置７０を平面視すると、内部ナット３２と破断板８８が対向している範囲内においては、第１接触部６０および第２接触部６１より外側の領域６４の全体にシール部材８９が存在している。すなわち、シール部材８９は、周方向の全域において、内部ナット３２の外周縁及び破断板８８の外周縁より外側に突出している。このため、第１接触部６０および第２接触部６１より外側の領域６４では、内部ナット３２と破断板８８が直接対向することはなく、内部ナット３２の下面はシール部材８９の上面に対向し、破断板８８の上面はシール部材８９の下面に対向している。

　上述した蓄電装置１００においては、図２Ａに示す状態では、負極端子３０と負極集電タブ４６（負極電極）が通電しており、正極端子１０と正極集電タブ２６（負極電極）が通電している。そのため、負極端子３０と正極端子１０の間が通電している。ケース４内の内圧が上昇して予め設定された所定値を超えると、図２Ｂに示すように、破断板８８が溝部８８ａで破断し、破断板８８の外周部８８ｃと第２反転板９０（内部ナット３２）の間の通電経路が遮断される。すなわち、ケース４内の内圧が上昇すると、第１反転板８４の下面に作用する圧力が上昇する（図２Ａの状態）。第１反転板８４の上面に作用する圧力（すなわち、空間９４の圧力）は、ケース４内の圧力上昇の影響を受けることはなく変化しない。このため、ケース４内の内圧が所定値を超えると、第１反転板８４が反転して、下方に凸な状態から上方に凸な状態に変化する。第１反転板８４が反転すると、第１反転板８４の突部８６が破断板８８の中央部８８ｂに衝突し、破断板８８が溝部８８ａで破断する。すると、第１反転板８４の変位に応じて第２反転板９０も反転し、第２反転板９０、破断板８８の中央部、及び第１反転板８４が上方に変位する（図２Ｂの状態）。これによって、破断板８８と第２反転板を接続する通電経路が遮断され、電極組立体２と負極端子３０との間の通電が遮断される。

　破断板８８が溝部８８ａで破断した状態（（図２Ｂに示す状態）となっても、負極端子３０は外部機器に接続されており、破断板８８は電極組立体２の負極に接続されている。このため、負極端子３０（すなわち、内部ナット３２）と破断板８８の間に大きな電圧が印加されることがある。また、空間６３はケース４内の空間に連通しているため、空間６３内に電解液が侵入する可能性がある。しかしながら、本実施例の電流遮断装置７０では、内部ナット３２と破断板８８が対向している範囲内において、第１接触部６０および第２接触部６１より外側の領域６４の全体にシール部材８９が存在している。このため、内部ナット３２と破断板８８の間に大きな電圧が印加されても、電解液から導電性異物が生成することが抑制される。その結果、内部ナット３２と破断板８８とが液洛し、内部ナット３２と破断板８８とが再び通電することを抑制することができる。

　なお、上述した電流遮断装置７０では、シール部材８９によって、内部ナット３２と破断板８８との液洛の抑制と、内部ナット３２と破断板８８との隙間のシールを行う。このため、単一の部材であるシール部材８９によって複数の機能（液洛防止機能、シール機能）を果たすため、電流遮断装置７０の構成を簡易にすることができる。

　最後に、上述した実施例と特許請求の範囲の記載の対応関係を説明する。内部ナット３２の下端部３２ａと第２反転板９０が「第１通電部材」の一例であり、破断板８８が「第２通電部材」の一例であり、空間９６が「第１空間」の一例であり、空間６３が「第２空間」の一例であり、支持部材９２が「カバー」の一例である。

　なお、上述した実施例では、シール部材８９が内部ナット３２と破断板８８の２つの部材にのみ接触していたが、このような構成には限らない。例えば図４に示す例では、内部ナット３２と破断板８８に加え、シール部材８９が支持部材９２ａに第３接触部６５で接触している。これにより、シール部材８９は第１接触部６０と第２接触部６１と第３接触部６５の３ヶ所で、内部ナット３２と破断板８８と支持部材９２ａに接触している。よって、第２反転板９０と内部ナット３２と破断板８８と支持部材９２ａで囲まれた空間は、シール部材８９の第１接触部６０と第２接触部６１によって第１空間９６と第２空間６３に隔離され、さらに、第２空間６３はシール部材８９の第３接触部６５により、第１接触部６０側の空間６３１と第２接触部側の空間６３２に隔離される。それゆえ、空間６３２に侵入した電解液は第３接触部６５により空間６３１に侵入することが抑制され、よって内部ナット３２と破断板８８の間の液絡をより確実に防止することができる。

　また、上述した実施例では内部ナット３２の下面と破断板８８の上面とが対向しており、これらの面の互いに平行となる位置でシール部材８９が各面に接触していたが、このような構成には限らない。例えば図５に示す例では、内部ナット３２の下端部３２ａの破断板８８側の面の外周角部（破断板８８と対向する面と内部ナット３２の下端部３２ａの外周面により形成される角部）にテーパー部６６が設けられている。シール部材８９は内部ナット３２の下端部３２ａのテーパー部６６と接触するように配され、テーパー部６６と第１接触部６０ａで接触している。また、シール部材８９は破断板８８と第２接触部６１ａで接触し、支持部材９２ａと第３接触部６５で接触している。ケース内の圧力が上昇し、シール部材８９に第１空間９６へと向う外力６７が作用すると、この外力をテーパー部６６で受けることができる。これによって、シール部材８９に作用する力のつり合いは保持され、シール部材８９と内部ナット３２の下端部３２ａと破断板８８との適切な位置関係が保持される。よって、シール部材８９による液絡防止機能が損なわれることを防ぐことができる。

　なお図４，５に示す例においては、図１に示す実施例と同一の構成部品には同一符号を付しているが、図１に示す実施例と構成が一部相違する部品には、図１に示す実施例の対応する部品と同一の符号に加えてａをさらに付している。

　また、上述した実施例では、支持部材９２ａの外周面に板材７８をカシメることで、電流遮断装置７０の各部材が内部ナット３２に取付けられているが、このような構成には限らない。例えば図６に示す例では、支持部材１９２は熱可塑性樹脂で作られており、その熱可塑性を利用して破断板１８８に直接取り付けられている。すなわち、破断板１８８は内部ナット３２の外周方向に延伸しており、その延伸している箇所に取付孔１８８ｄが設けられている。取付孔１８８ｄの断面は、直径Ｄとなる円形状をしている。図７に示すように、取付孔１８８ｄは破断板１８８の四隅に夫々設けられている。支持部材１９２の下面には、取付孔１８８ｄに対応した位置に突起（熱カシメ用ボス）１９２ａが設けられている。突起１９２ａは、取付孔１８８ｄに挿入される前は、開口の径Ｄ１よりも小径に形成されている。突起１９２ａが取付孔１８８ｄに挿入された後、突起１９２ａの下端に熱カシメ用工具により熱が加えられる。そして、突起１９２ａはその熱可塑性により取付孔１８８ｄの形状に倣って変形すると同時に、突起１９２ａの下端は熱カシメ用工具の形状に倣って変形し、その径がＤ２（＞Ｄ１）まで拡径する。突起１９２ａの下端の径Ｄ２が取付孔１８８ｄの断面の径Ｄ１より大きいため、突起１９２ａが取付孔１８８ｄから抜けることはない。また、突起１９２ａの内部には熱変形による収縮力が生じるため、破断板１８８には支持部材１９２の配置されている側に向かって力が作用する。これによって、支持部材１９２が破断板１８８に強固に固定される。また、図６に示すように、支持部材１９２は、内部ナット３２の上面の外周端部を覆っている。そのため、内部ナット３２、第２反転板９０、絶縁部材８２、シール部材８９が支持部材１９２と破断板１８８により上下から挟まれ支持（保持）されている。なお、図６に示す実施例では、第１反転板８４は破断板１８８の下面に溶接で固定されている。この構成によれば、上述の実施例で使用されていた板材７８が不要となり、部品点数を削減することができる。なお、上記の例では熱カシメを利用して支持部材１９２と破断板１８８とを固定したが、支持部材と破断板との固定は熱カシメに限られない。すなわち、支持部材に設けられたボスを溶融し、溶融したボスを変形・固化させることで、支持部材と破断板を固定できればよい。このため、熱カシメに代えて超音波カシメ等を利用してもよい。

　また、上述した各実施例では、内部ナット３２と破断板８８の間にシール部材８９が配置されていたが、このような構成には限られない。例えば、図８～１０に示す電流遮断装置のように内部ナット１３２の外側にシール部材８９が配置されていてもよい。すなわち、図８～１０に示す電流遮断装置においても、第２反転板９０と破断板１８８と支持部材１９２に囲まれた空間９６にシール部材８９が配置されている。図１０に示すように、シール部材８９は、支持部材１９２の下面１９２ｄに形成された切欠き部１９２ｅ内に収容されている。すなわち、シール部材８９は、内部ナット１３２の外側であって、切欠き部１９２ｅと破断板１８８とで形成される空間に収容されている。内部ナット１３２の外周部下端には、破断板８８側に突出する突出部１３２ａが形成されている。突出部１３２ａは、切欠き部１９２ｅと破断板１８８とで形成される空間の開口部を部分的に閉じている。すなわち、突出部１３２ａと破断板１８８の間には隙間が形成され、内部ナット１３２と破断板１８８との間の絶縁性が確保されている。

　図１０に示すように、シール部材８９は、支持部材１９２とシール位置Ｃ１で接触すると共に破断板１８８とシール位置Ｃ２で接触し、さらに、内部ナット１３２の突出部１３２ａとシール位置Ｃ３で接触している。すなわち、シール部材８９は、３箇所Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３で空間９６とケース４内の空間とを気密に封止する。また、内部ナット１３２の突出部１３２ａはシール部材８９の内側に位置し、シール部材８９の内周側の面が突出部１３２ａと接触している。なお、図８～１０から明らかなように、シール部材８９の内側であって、破断板１８８と第２反転板９０の間には絶縁部材８２が配置されていない。これによって部品点数の削減が図られている。

　上記の電流遮断装置でも、シール部材８９は支持部材１９２と破断板１８８と内部ナット１３２のそれぞれに接触し（すなわち、３箇所でシールし）、電解液の侵入による液絡を防止している。また、この電流遮断装置では、支持部材１９２の上面１９２ｂがケース４に当接すると共に、支持部材１９２の下面１９２ｄが破断板１８８に当接する。したがって、内部ナット１３２と第２反転板９０と破断板１８８は、支持部材１９２のみによってケース４に対して位置決めされる。これらの部材１３２，９０，１８８を位置決めするための部材が複数存在せず、支持部材１９２のみとなるため、これらの部材１３２，９０，１８８の位置精度を向上することができる。その結果、これらの部材１３２，９０，１８８の公差を小さく設定でき、電流遮断装置７０の小型化に寄与することができる。

　なお、上述した実施例で設けられるシール部材８９の断面形状は図示にあるような真円形状には限らない。例えば楕円形状や多角形状であってもよい。また、上述した実施例では、接続部材７２と破断板８８が別部材で備えられていたが、接続部材７２と破断板８８が一体で形成されていてもよい。この場合、一体で形成された部材が第２通電部材に相当する。

　また、上述した実施例は、２枚の反転板８４，９６を備えた電流遮断装置７０であったが、電流遮断装置の構成はこのような例に限られない。例えば、電流遮断装置は、１枚の反転板と破断板により構成してもよい。すなわち、図２Ａに示す電流遮断装置と同様に、破断板と反転板（第２反転板に相当）とを備え、反転板にケース内の圧力が作用するように構成する。この電流遮断装置では、反転板の下面にケース内の内圧が作用し、反転板の上面と下面に作用する圧力の差圧が所定値を超えると、反転板が反転して破断板が破断する。このような電流遮断装置においても、図１に示す実施例と同様に破断板の外周部と反転板の外周部（内部ナットの外周部）との間にシール部材を配置することで、反転板と破断板の液絡を防止することができる。

　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。例えば、第１反転板、及び第２反転板は、それぞれ、圧力を受けて変形するものであればよく、「反転」する構造のものに限られない。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

　ケースに設けられる外部端子と前記ケースに収容される電極組立体とを接続する通電経路を前記ケース内の内圧が所定値を超えるときに遮断する電流遮断装置であって、
　前記外部端子と電気的に接続された第１通電部材と、
　前記第１通電部材と対向して配置され、前記電極組立体と電気的に接続された第２通電部材と、
　前記第１通電部材と前記第２通電部材の隙間を封止する絶縁性のシール部材と、
　前記第１通電部材と前記第２通電部材と前記シール部材とを保持する絶縁性のカバーと、を備え、
　前記第１通電部材と前記第２通電部材は、前記ケース内の内圧が所定値以下の時は互いに通電して前記通電経路の一部を形成する一方、前記ケース内の内圧が所定値を超えると互いに離間して前記通電経路を遮断し、
　前記シール部材は、前記第１通電部材の外周縁の近傍に接触する第１接触部と、前記第２通電部材の外周縁の近傍に接触する第２接触部を有しており、前記第１通電部材と前記第２通電部材と前記カバーに囲まれた空間を前記第１接触部および前記第２接触部より内側の第１空間と外側の第２空間とに離隔し、
　前記第２空間は前記ケース内の空間と連通しており、
　前記第１通電部材と前記第２通電部材と前記シール部材を平面視すると、前記第１通電部材と前記第２通電部材が対向する範囲内に前記第１接触部および前記第２接触部が位置する場合は、前記第１通電部材と前記第２通電部材が対向する範囲内において前記第１接触部および前記第２接触部より外側の領域全体に前記シール部材が位置する一方、前記第１通電部材と前記第２通電部材が対向する範囲内に前記第１接触部および前記第２接触部が位置しない場合は、前記第１通電部材と前記第２通電部材が対向する範囲の外側に前記シール部材が位置し、
　前記カバーは、前記第１通電部材の外周縁に沿って配置されると共に、前記第２空間の外側に配置されており、前記シール部材は前記カバーにさらに接触している、ことを特徴とする電流遮断装置。
　前記シール部材は、前記第１通電部材または前記第２通電部材の外周部に沿って配置されると共にその外周部を一巡する一つの部材である請求項１に記載の電流遮断装置。
　前記第１通電部材と前記第２通電部材の間の前記第１空間に設けられ、前記第１通電部材と前記第２通電部材に接触する絶縁部材をさらに備える、請求項１又は２に記載の電流遮断装置。
　前記第２通電部材の外周部には貫通孔が形成されており、
　前記カバーは、前記第２通電部材の貫通孔に挿入され、当該カバーを前記第２通電部材に固定するカシメ用ボスを有しており、
　前記カバーの一方の面は前記ケースに当接しており、前記カバーの他方の面が前記第２通電部材の前記第１通電部材側の面に当接している、請求項１又は２に記載の電流遮断装置。
　請求項１から４のいずれかに記載の電流遮断装置を備える蓄電装置。