JP5965377B2 - Current interrupt device and power storage device using the same - Google Patents
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Description
本明細書に開示する技術は、電流遮断装置及びそれを用いた蓄電装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a current interrupt device and a power storage device using the current interrupt device.
蓄電装置が過充電されたり、内部で短絡が発生したりしたときに、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、電極組立体と端子の間に配置される。特許文献1に開示される電流遮断装置では、電極組立体にリード線を介して通電板が電気的に接続され、端子に変形板が電気的に接続され、通電板と変形板とが通電板の中央部にて接合されている。この構成によると、電流は電極組立体、リード線、通電板、変形板、端子をこの順に流れる(以下では、この経路を通電経路と称する)。通電板には連通孔が形成され、変形板の下面に蓄電装置内の圧力が作用するようになっている。蓄電装置内でガスが発生するなどして蓄電装置内の圧力が上昇すると、変形板の下面に作用する圧力が上昇することにより変形板が通電板の中央部から離脱し、通電経路が遮断される。
Development of a current interrupting device that interrupts current flowing between terminals (a positive electrode terminal and a negative electrode terminal) when a power storage device is overcharged or a short circuit occurs inside is underway. The current interrupt device is disposed between the electrode assembly and the terminal. In the current interrupting device disclosed in
特許文献1の電流遮断装置のように、通電板に連通孔が形成される場合がある。このような場合、通電経路上に連通孔が形成されることになるため、通電板の面積が減少し、通電板の通電経路の抵抗が上昇する。この結果、電流が通電板を適切に流れない虞がある。
As in the current interrupt device of
本明細書では、通電板に連通孔が形成される電流遮断装置において、通電板の通電経路の抵抗が上昇することを抑制する技術を提供する。 In this specification, the technique which suppresses that the resistance of the electricity supply path | route of an electricity supply board raises is provided in the electric current interruption apparatus in which a communicating hole is formed in an electricity supply board.
本明細書が開示する電流遮断装置は、電極組立体と、正極又は負極の端子とを電気的に接続するとともに、電極組立体を収容するケースの内圧が所定値を超えて上昇したときに電極組立体と端子とを電気的に接続する通電経路を遮断する。電流遮断装置は、通電板と第1変形板を備える。通電板は、通電経路を構成する接続部材が電気的に接続される接続部を有する。第1変形板は、端子と電気的に接続されていると共に、通電板に対向して配置される。接続部材はさらに、電極組立体と電気的に接続されている。第1変形板は、電極組立体と端子とが導通しているときは通電板と通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、電極組立体と端子とが非導通のときは通電板から離間した状態で前記通電板と電気的に非接続とされている。通電板は、通電板を貫通する少なくとも1つの連通孔を有している。接続部と通電板の中心とを結ぶ第1仮想直線と、通電板の中心を通り、第1仮想直線に直交する第2仮想直線とを規定したとき、通電板を平面視したときに第2仮想直線によって2分割される通電板の2つの領域のうち、接続部を含まない領域に、連通孔の中心が位置している。 The current interrupting device disclosed in the present specification electrically connects an electrode assembly and a positive or negative terminal, and an electrode when an internal pressure of a case housing the electrode assembly rises above a predetermined value. An energization path that electrically connects the assembly and the terminal is cut off. The current interrupt device includes an energization plate and a first deformation plate. The energization plate has a connection portion to which a connection member constituting the energization path is electrically connected. The first deformation plate is electrically connected to the terminal and is disposed to face the energization plate. The connecting member is further electrically connected to the electrode assembly. When the electrode assembly and the terminal are electrically connected, the first deformation plate is electrically connected while being in contact with the central portion of the energizing plate and the energizing plate, and the electrode assembly and the terminal are not electrically connected. In this case, it is electrically disconnected from the energizing plate in a state of being separated from the energizing plate. The energization plate has at least one communication hole that penetrates the energization plate. When a first imaginary straight line connecting the connecting portion and the center of the energizing plate and a second imaginary straight line passing through the center of the energizing plate and orthogonal to the first imaginary straight line are defined, The center of the communication hole is located in a region that does not include the connecting portion among the two regions of the energization plate that is divided into two by the virtual straight line.
この電流遮断装置では、通電板はその接続部において接続部材の一端と電気的に接続されており、その中央部において第1変形板と電気的に接続されている。このため、通電板の接続部から中央部までの経路が通電板の主な通電経路となる。すなわち、電流は、通電板の接続部と中央部とを直線で結ぶ経路及び当該経路の近傍の領域を主に流れる。通電板に形成される連通孔は、通電板の中心を通り、接続部と通電板の中心とを結ぶ直線と直交する直線によって2分割される2つの領域のうち、接続部を含まないほうの領域に形成されている。即ち、連通孔は、通電板の接続部から中央部までの主要な通電経路上には形成されていない。このため、通電板に連通孔が形成されても、通電経路の抵抗が上昇することを抑制することができる。 In this current interrupt device, the energization plate is electrically connected to one end of the connection member at the connection portion, and is electrically connected to the first deformation plate at the center portion. For this reason, the path | route from the connection part of an electricity supply board to a center part becomes a main electricity supply path | route of an electricity supply board. That is, the current mainly flows through a path connecting the connecting portion and the central portion of the current-carrying plate with a straight line and a region near the path. The communication hole formed in the energization plate is the one that does not include the connection portion among the two regions that are divided into two by a straight line that passes through the center of the energization plate and is orthogonal to the straight line connecting the connection portion and the center of the energization plate Formed in the region. That is, the communication hole is not formed on the main energization path from the connection portion to the center portion of the energization plate. For this reason, even if a communicating hole is formed in an electricity supply board, it can suppress that resistance of an electricity supply path rises.
また、本明細書は、上記の電流遮断装置を備えた蓄電装置を開示する。また、上記の蓄電装置は、二次電池であってもよい。この構成によると、電流が端子間を適切に流れることができる。 The present specification also discloses a power storage device including the above-described current interrupting device. The power storage device may be a secondary battery. According to this configuration, current can appropriately flow between the terminals.
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。 Details of the technology disclosed in this specification and further improvements will be described in detail in the detailed description and examples.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 The main features of the embodiments described below are listed. The technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.
(特徴1) 本明細書が開示する電流遮断装置は、通電板に対して第1変形板とは反対側に配置されているとともに、通電板に向けて、かつ通電板の中央部に向かって突出している突起が設けられている第2変形板をさらに備えていてもよい。第2変形板は、電極組立体と端子とが導通しているときは突起が第1位置に位置して通電板と第1変形板とが当接している第1状態と、電極組立体と端子とが非導通のときは突起が第1位置から通電板側の第2位置に移動して通電板と第1変形板とを離間させる第2状態とに切り替えられてもよい。この構成によると、第2変形板が第1状態から第2状態に切り替えられることにより、電極組立体と端子との間の電流を遮断する。連通孔は、通電板の主な通電経路上には形成されていない。このため、通電板に連通孔が形成されても、通電経路の抵抗が上昇することを抑制でき、電流が通電板を適切に流れることができる。 (Characteristic 1) The current interrupting device disclosed in the present specification is arranged on the opposite side of the first deformation plate with respect to the energization plate, toward the energization plate, and toward the central portion of the energization plate. You may further provide the 2nd deformation board in which the protrusion which protrudes is provided. The second deformable plate has a first state in which the protrusion is positioned at the first position when the electrode assembly and the terminal are in conduction and the energizing plate and the first deformable plate are in contact with each other, and the electrode assembly When the terminal is non-conductive, the protrusion may be switched from the first position to the second position on the energizing plate side to be switched to the second state in which the energizing plate and the first deformation plate are separated. According to this configuration, the current between the electrode assembly and the terminal is interrupted by switching the second deformable plate from the first state to the second state. The communication hole is not formed on the main energization path of the energization plate. For this reason, even if a communicating hole is formed in an electricity supply board, it can suppress that resistance of an electricity supply path rises, and an electric current can flow through an electricity supply board appropriately.
実施例1の蓄電装置100について図1〜3を参照して説明する。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1と、電極組立体3と、かしめ端子5,7と、電流遮断装置30を備えている。ケース1は、金属製であり、略直方体形状である。ケース1の内部には、電極組立体3と電流遮断装置30が収容されている。電極組立体3は、負極電極と正極電極を備えている。負極集電タブ43が負極電極に固定されており、正極集電タブ45が正極電極に固定されている。ケース1の内部は、電解液で満たされており、大気が除去されている。負極電極と正極電極の詳細な説明は省略する。なお、かしめ端子5,7は請求項の「端子」の一例に相当する。
A
ケース1の上壁には、開口11、13が形成されている。以下では、ケース1の上壁を特にケース上壁9と称する。かしめ端子5は、開口11を介してケース1の内外に通じており、かしめ端子7は、開口13を介してケース1の内外に通じている。即ち、かしめ端子5とかしめ端子7の双方が、電極組立体3に対して同じ方向に配置されている。ケース1の外部には、外部接続用の外部端子60、61及びボルト64、65が配置されている(後述)。かしめ端子5、外部端子60及びボルト64は、互いに電気的に接続されており、負極端子を構成している。同様に、かしめ端子7、外部端子61及びボルト65は、互いに電気的に接続されており、正極端子を構成している。かしめ端子5の下端はケース1の内部に位置しており、電流遮断装置30(後述)に接続されている。電流遮断装置30は、接続端子23及び負極リード25を介して、負極集電タブ43に接続されている。即ち、接続端子23の一端は負極電極(電極組立体3)に電気的に接続されている。負極リード25は、絶縁シート27によってケース上壁9から絶縁されている。一方、かしめ端子7の下端はケース1の内部に位置しており、正極リード41を介して正極集電タブ45に接続されている。正極リード41は、絶縁シート37によってケース上壁9から絶縁されている。なお、接続端子23は請求項の「接続部材」の一例に相当する。
ケース上壁9の上面には、樹脂製のガスケット62,63が配置されている。ガスケット62は、ケース上壁9より上方に突出した突出部66と、ケース上壁9に沿って伸びる平板部68を有する。突出部66はケース上壁9の中央側に配置され、平板部68はケース上壁9の開口11側に配置される。ガスケット62の上面には、外部端子60が配置されている。外部端子60はガスケット62の上面の形状に倣う形状を有する。外部端子60はガスケット62の上面に沿うように配置されている。ガスケット62の突出部66には有底の穴62aが形成されている。穴62aにはボルト64の頭部が配置されている。ボルト64の軸部は外部端子60の開口を通って上方に突出している。外部端子60及びガスケット62は、かしめ端子5によりケース上壁9に取付けられている(後述)。ガスケット63、外部端子61及びボルト65の構成は上述したガスケット62、外部端子60及びボルト64の構成と同様であるため、説明を省略する。
ここで、図2を参照してかしめ端子5について説明する。図2は、図1の二点鎖線部200の拡大図を示す。かしめ端子5は、円筒部14、基底部15及び固定部16を有する。円筒部14は円筒形状をしており、開口11を貫通している。このため、円筒部14の上部はケース1の外部に位置しており、下部はケース1の内部に位置している。円筒部14には軸方向(上下方向)に貫通孔14aが形成されている。このため、貫通孔14a内は大気圧に保たれる。
Here, the
基底部15は円板形状であり、円筒部14の下端に接続されている。即ち、基底部15はケース1の内部に位置している。基底部15は、リング状に形成されており、円筒部14の軸方向と略直交するように円筒部14に接続されている。基底部15の外径は、円筒部14の外径より大きくされている。円筒部14と基底部15は同心円状に配置されている。基底部15の下面の外縁は、電流遮断装置30の変形板32(後述)の外縁と接続されている。基底部15の下面中央には、凹所15aが形成されている。凹所15aは、変形板32が上方に反転する際に、変形板32の反転部分が基底部15と当接することを防止するために形成されている。凹所15aの中心と貫通孔14aは連通しているため、凹所15a内も大気圧に保たれる。なお、基底部15の形状は円板形状に限られず、例えば直方体形状であってもよい。この場合、基底部15は円筒部14よりも大きくされていればよい。これは、後述する基底部95についても同様である。なお、変形板32は請求項の「第1変形板」の一例に相当する。
The
固定部16はリング状を呈しており、円筒部14の上端に接続されている。即ち、固定部16はケース1の外部に位置している。かしめ端子5は、固定部16によりケース上壁9に固定されている。かしめ端子5がケース上壁9に固定される前は、固定部16は円筒部14の軸方向に延びている。即ち、円筒部14と固定部16は、軸方向に延びる1つの円筒状の部材を構成している。以下では説明を簡単にするため、上記の円筒状の部材を「円筒部材」と称する。
The fixed
かしめ端子5をケース上壁9に固定する際には、ケース上壁9の開口11にガスケット62及び外部端子60を取付けた状態で、円筒部材をケース1の内部から外部端子60に形成された開口に挿通させる。その後、円筒部材の上端(ケース1の外部に突出している部分)を径方向(軸方向と直交する方向)外側に屈曲させて当該円筒部材を径方向に押し広げる。これにより、当該円筒部材は外部端子60の上面に当接し、かしめ端子5がケース上壁9にかしめ固定される。当該円筒部材(即ち、円筒部材のうち屈曲された部分)が固定部16に相当する。かしめ端子5をケース上壁9に固定することで、Oリング19、ガスケット62及び外部端子60がかしめ端子5とケース上壁9との間に挟持される。このとき、ケース上壁9と基底部15と固定部16は互いに略平行となっている。Oリング19により基底部15とケース上壁9との間がシールされる。Oリング19は、基底部15及びケース上壁9の両者に接触するが、絶縁材料によって形成されているため、基底部15とケース上壁9との絶縁性は維持される。また、ガスケット62により、外部端子60とケース上壁9との絶縁性が確保される。
When the
Oリング19は、円筒部14と同心円状に配置される。Oリング19にはエチレン−プロピレン系ゴム(EPM)が用いられる。なお、Oリング19の材料はこれに限られず、電解液に対して適切な耐液性を有する材料であればよい。Oリング19の外周側には、環状の絶縁性の支持部材36が配置される。支持部材36にはエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)が用いられる。なお、支持部材36の材料はこれに限られず、電解液に対して適切な耐液性を有する材料であればよい。
The O-
支持部材36は、基底部15と電流遮断装置30とを挟持して支持する部材である(後述)。支持部材36の一端面は、周方向に亘ってOリング19と当接している。支持部材36の他端部は、周方向に亘って電流遮断装置30の最下部の部材(破断板34(後述))の外縁を覆っている。なお、破断板34は請求項の「通電板」の一例に相当する。
The
ガスケット62の平板部68に形成されている開口の外周には、下方に延びる部分68aが形成されている。部分68aは、開口11に嵌め込まれている。部分68aにより、かしめ端子5とケース上壁9との間はより確実に絶縁されると共に、ガスケット62を容易に位置決めできる。Oリング19と部分68aとの間には空間が形成されている。
A downwardly extending
続いて、図1を参照してかしめ端子7、及びかしめ端子7の近傍に配置される部材について説明する。かしめ端子5と同様の構成については説明を省略し、異なっている点について説明する。かしめ端子7は円柱部94、基底部95及び固定部96を有する。かしめ端子7は中実であり、貫通孔及び凹所が形成されていない。固定部96を径方向外側に屈曲させることにより、かしめ端子7がケース上壁9にかしめ固定される。これにより、Oリング99、ガスケット63及び外部端子60がかしめ端子7とケース上壁9との間に挟持される。このとき、ケース上壁9と基底部95と固定部96は互いに平行となっている。基底部95は、正極リード41に接続されている。なお、かしめ端子7は中実の部材に限られず、円柱部94に貫通孔が形成されていてもよい。
Next, the caulking terminal 7 and members disposed in the vicinity of the caulking terminal 7 will be described with reference to FIG. A description of the same configuration as that of the
Oリング99の外周側には、環状の絶縁性の絶縁部材116が配置される。絶縁部材116の内周面は、周方向に亘ってOリング99と当接している。絶縁部材116の外周面は、基底部95の外側面の位置まで延びている。
An annular insulating
なお、複数の蓄電装置100を備えた蓄電装置モジュールでは、各蓄電装置100が直列に接続され、所望の電圧が得られるまで直列に接続される。これにより、高出力で大容量の蓄電装置モジュールを構成することができる。
In a power storage device module including a plurality of
図2に戻って電流遮断装置30について説明する。電流遮断装置30は、金属製の変形板32と、金属製の破断板34を備えている。電流遮断装置30は、かしめ端子5の下方に位置しており、ボルト64の下方には位置していない。変形板32の外縁は、基底部15の外縁と接続されており、基底部15の凹所15aの下端は変形板32により覆われている。凹所15a内は大気圧に保たれているため、変形板32の上面には大気圧が作用する。変形板32、破断板34及び基底部15は、環状の絶縁性の支持部材36により支持されている。変形板32は、平面視したときに円形を有する導電性のダイアフラムであり、下方に凸となっている。上述したように、変形板32の外縁は基底部15の外縁と接続され、変形板32の中央部は破断板34と接続されている。破断板34は円形の板材であり(図3参照)、変形板32の下方に位置している。破断板34は接続部18において接続端子23と接続されている。別言すれば、接続端子23の他端は接続部18において破断板34に電気的に接続されている。接続部18は破断板34の外縁に位置している。破断板34の下面の中央部には溝部34aが形成されている。溝部34aは、破断板34を底面視したときに円形となるように形成されている(図3参照)。溝部34aの内側で破断板34と変形板32の中央部とが接続されている。溝部34aが形成されることで、溝部34aが形成された位置における破断板34の機械的強度が、溝部34a以外の位置における破断板34の機械的強度よりも低くなる。破断板34の一部には通気孔34bが形成されている。変形板32と破断板34との間の空間40は通気孔34bを介してケース1内の空間と連通している。このため、変形板32の下面にはケース1内の圧力が作用する。また、変形板32の外縁と破断板34の外縁との間にはリング形状の絶縁部材38が配置されている。なお、通気孔34bは、請求項の「連通孔」の一例に相当する。
Returning to FIG. 2, the current interrupt
次に、図3を参照して、破断板34に形成される通気孔34bについて具体的に説明する。図3では、図を見易くするために破断板34のみを図示しており、周囲の部材の図示を省略している。図3に示すように、溝部34aは、破断板34の中心Oと同心円状に形成されている。また、中心Oを中心とする環状の二点鎖線Cは、絶縁部材38の内周面の位置を示している。接続部18と中心Oを結ぶ線分をL1とし、中心Oを通り線分L1と直交する直線をL2とすると、破断板34の上面は直線L2により2つの略同一形状の領域に分割される。以下では、2つの領域のうち、接続部18を含まない領域をD1,接続部18を含む領域をD2と称する。また、溝部34aに囲まれている領域をD3,破断板34の領域であって二点鎖線Cから径方向外側の領域をD4と称する。領域D1には、3つの通気孔34bが形成されている。厳密には、通気孔34bは、領域D1から領域D3及び領域D4を除いた領域に形成されている。通気孔34bは、周方向に等間隔に配置されており、そのうちの1つは線分L1の延長線上に配置されている。
Next, with reference to FIG. 3, the
電流遮断装置30は、接続端子23と、破断板34と、変形板32と、かしめ端子5とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体3とかしめ端子5は、電流遮断装置30の通電経路を介して電気的に接続されている。
The current interrupt
ここで、電流遮断装置30の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置100においては、かしめ端子5と負極集電タブ43(負極電極)が導通しており、かしめ端子7と正極集電タブ45(正極電極)が導通している。このため、かしめ端子5とかしめ端子7の間が通電可能な状態となっている。ケース1内の空間と空間40とは通気孔34bを介して連通しているため、ケース1内の圧力が上昇すると、変形板32の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板32の上面には大気圧が作用する。このため、変形板32の下面と上面にそれぞれ作用する圧力の差が一定の値に到達すると(別言すれば、ケース1内の圧力が所定値を超えると)、変形板32が反転して、下方に凸の状態から上方に凸の状態に変化する。すると、変形板32の変化に応じて、変形板32の中央部に接続されていた破断板34が、機械的に脆弱な溝部34aを起点に破断する。そして、破断板34は、溝部34aで囲まれていた部分と、溝部34aの外周部分とに分離する。これによって、破断板34と変形板32とを接続する通電経路が遮断され、電極組立体3とかしめ端子5との間の通電が遮断される。このとき、変形板32は接続端子23から絶縁されると共に、破断板34はかしめ端子5から絶縁されている。なお、請求項でいう「第1変形板は、電極組立体と端子とが非導通のときは通電板から離間しており」とは、変形板32と破断板34とが電気的に離間することを意味しており、変形板32に破断板34の分離した部分(即ち、溝部34aで囲まれていた部分)が接続された状態で破断板34が破断する場合も含まれる。これは、実施例2の第1変形板75と破断板73についても同様である。
Here, the interruption operation of the
実施例1の電流遮断装置30の作用効果について説明する。かしめ端子5,7間が通電しているときは、破断板34は接続部18において接続端子23と接続されており、中央部において変形板32と接続されている。このため、破断板34の接続部18から中央部までの経路が破断板34の通電経路となる。電流は、破断板34の接続部18と中央部とを直線で結んだ経路(即ち、線分L1)及び当該経路の近傍の領域を主に流れる。本実施例では、通気孔34bは、領域D1から領域D3,D4を除いた領域に形成されている。別言すれば、通気孔34bは、主な通電経路として用いられる領域(即ち、領域D2から領域D3,D4を除いた領域)には形成されていない。このため、破断板34に通気孔34bが形成されても、破断板34の通電経路の抵抗が上昇することを抑制することができ、電流が破断板34を適切に流れることができる。
The operation and effect of the current interrupt
次に、図4を参照して実施例2について説明する。以下では、実施例1と相違する点について説明し、実施例1と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例でも同様である。 Next, Example 2 will be described with reference to FIG. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and detailed description of the same configurations as those of the first embodiment will be omitted. The same applies to other embodiments.
図4の二点鎖線部300は、図1の二点鎖線部200に相当し、実施例2のかしめ端子5近傍の部分拡大図を示す。この蓄電装置では、電流遮断装置の構成が実施例1と異なっている。電流遮断装置70は、金属製の第1変形板75と、金属製の破断板73と、金属製の第2変形板71を備えている。第1変形板75、破断板73、第2変形板71及びかしめ端子5の基底部15は、絶縁性の支持部材77により挟持されて支持されている。すなわち、支持部材77は、第1変形板75と破断板73と第2変形板71と基底部15に対して外側より嵌め込まれる。この構成により、電流遮断装置70がかしめ端子5に取り付けられている。なお、破断板73は請求項の「通電板」の一例に相当する。
A two-dot
第2変形板71は、円形状の板材であり、破断板73の下方に配置されている。第2変形板71の外縁の下面は、全周に亘って支持部材77に支持されている。第2変形板71の外縁の上面には絶縁部材81が配置されている。絶縁部材81は、リング状の部材であり、第2変形板71と破断板73とを絶縁している。また、第2変形板71の上面には突出部83が設けられている。突出部83は第2変形板71の中央に位置している。突出部83は、破断板73に向かって上方に突出している。突出部83の上方には破断板73の中央部73b(溝部73aに囲まれた部分)が位置している。破断板73及び突出部83を底面視すると、突出部83の外周は、中央部73bの外周より小さくされている。第2変形板71の下面にはケース1内の空間の圧力が作用する。第2変形板71の上面には、第2変形板71と破断板73の間の空間86の圧力が作用する(後述)。空間86はケース1内の空間からシールされている。よって、ケース1内の空間の圧力が高くなると、第2変形板71の上面と下面に作用する圧力は相違することとなる。なお、突出部83は「突起」の一例に相当する。
The
破断板73は、円形状の板材であり、第2変形板71と第1変形板75の間に配置されている。破断板73は接続部18において接続端子23と接続されている。破断板73の下面の中央には溝部73aが形成されている。溝部73aは、底面視すると円形状に形成されている。また、溝部73aの断面形状は上方に凸となる三角形状をしている。溝部73aが形成されることで、溝部73aが形成された位置における破断板73の機械的強度が、溝部73a以外の位置における破断板73の機械的強度よりも低くなる。破断板73は、溝部73aによって、溝部73aに囲まれた中央部73bと、溝部73aの外周側に位置する外周部73cに区分されている。中央部73bの板厚は薄く、外周部73cの板厚は厚くされている。破断板73の一部には通気孔73dが形成されている。空間86は、通気孔73dを介して第1変形板75と破断板73との間の空間88と連通している。なお、通気孔73dは、請求項の「連通孔」の一例に相当する。
The
破断板73は、中央部73bの板厚が薄く、外周部73cの板厚が厚い点で実施例1の破断板34と異なっている。しかしながら、上記の説明から明らかなように、平面視したときの破断板73の形状は、破断板34の形状と略同一である。破断板73には、3つの通気孔73dが形成されている。各通気孔73dの位置は、各通気孔34bと略同一の位置となっている。即ち、通気孔73dは、破断板34の領域D1に相当する領域から領域D3及び領域D4に相当する領域を除いた領域に形成されている。なお、本実施例における領域D4に相当する領域とは、絶縁部材85(後述)の内周面の位置から径方向外側の領域を指している。
The
第1変形板75は、円形状の板材であり、破断板73の上方に配置されている。第1変形板75の中央部は、下方に凸となっており、かつ破断板73の中央部73bに接続されている。第1変形板75の外周部は、かしめ端子5の基底部15に接続されている(後述)。第1変形板75と破断板73の間には、絶縁部材85が配置されている。絶縁部材85は、リング状の部材であり、第1変形板75の外周部と破断板73の外周部とに接触している。第1変形板75の上面と基底部15の下面(凹所15aの内壁)との間には空間87が形成されている。空間87は、かしめ端子5に設けられた貫通孔14aと連通しており、大気圧に保たれている。破断板73と基底部15の外周部との間にはシール部材89が配置されている。シール部材89は、リング状の部材であり、絶縁部材85の外側に配置されている。シール部材89は、基底部15の下面及び破断板73の上面に接触し、基底部15及び破断板73の外周部に沿って一巡している。シール部材89は、基底部15と破断板73との隙間をシールしている。
The
電流遮断装置70の通電経路について説明する。図4に示す電流遮断装置70では、破断板73が中央部73bにおいて、第1変形板75と接続されている。第1変形板75の外周部は、かしめ端子5に接続されている。よって、電流遮断装置70は、接続端子23と、破断板73と、第1変形板75と、かしめ端子5とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体3とかしめ端子5は、電流遮断装置70の通電経路を介して電気的に接続されている。
The energization path of the current interrupt
ここで、電流遮断装置70の遮断動作について図4、及び図5を参照して説明をする。上述した蓄電装置ではかしめ端子5と負極集電タブ43(負極電極)が導通しており、かしめ端子7と正極集電タブ45(正極電極)が導通している。このため、かしめ端子5とかしめ端子7の間が通電可能な状態となっている。ケース1内の圧力が上昇すると、第2変形板71の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第2変形板71の上面には、ケース1内の空間からシールされた空間86の圧力が作用する。このため、第2変形板71の下面と上面にそれぞれ作用する圧力の差が一定の値に到達すると(別言すれば、ケース1内の圧力が所定値を超えると)、第2変形板71が反転して、下方に凸の状態から上方に凸の状態に変化する。このとき、空間86内の空気は通気孔73dを通って空間88に移動し、空間88内の圧力が上昇する。このため、第2変形板71が下方に凸の状態から上方に凸の状態に変化する過程(別言すれば、空間86内の容積が小さくなる過程)では、第1変形板75の下面に作用する圧力と第1変形板75の上面に作用する圧力(即ち、大気圧)との差圧が大きくなる。また、第2変形板71が反転すると、第2変形板71の突出部83が破断板73の中央部73bに衝突し、破断板73が溝部73aで破断する。第1変形板75の上面と下面にそれぞれ作用する圧力の差が上昇すること、及び第2変形板71の突出部83が上方に変位して破断板73の中央部73bに衝突することにより、第1変形板75が反転し、第1変形板75及び破断板73の中央部73bが上方に変位する。別言すれば、破断板73と第1変形板75とが電気的に離間する。これにより破断板73と第1変形板75を接続する通電経路が遮断され、電極組立体3とかしめ端子5との間の導通が遮断される。このとき、第1変形板75は接続端子23から絶縁されると共に、破断板73はかしめ端子5から絶縁されている。通気孔73dが形成されていることにより、第2変形板71が反転する際に空間86内の空気が通気孔73dを通って空間88に移動するため、第2変形板71がスムーズに反転することができる。なお、第2変形板71が下方に凸の状態のときの突出部83の位置(即ち、図4に示される突出部83の位置)が請求項の「第1位置」の一例に相当し、第2変形板71が上方に凸の状態のときの突出部83の位置が請求項の「第2位置」の一例に相当する。また、破断板73が破断しておらず、中央部73bにおいて第1変形板75と接続されている状態(即ち、図4に示される状態)が請求項の「第1状態」の一例に相当する。一方、破断板73が破断し、破断板73と第1変形板75とが電気的に離間した状態が請求項の「第2状態」の一例に相当する。実施例2の電流遮断装置70の構成によっても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
Here, the interruption | blocking operation | movement of the electric
以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する電流遮断装置及び当該電流遮断装置を用いた蓄電装置は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、通気孔の少なくとも一部が領域D1から領域D3,D4を除いた領域に位置していれば、この通気孔は領域D2(厳密には、領域D2から領域D3,D4を除いた領域)に形成されていてもよい。また、通気孔の数は3つに限られず、1つでもよい。また、通気孔が複数形成される場合は、通気孔は周方向に等間隔に形成されなくてもよい。 As mentioned above, although the Example of the technique which this specification discloses was described in detail, these are only illustrations, and the electric current interruption apparatus which this specification discloses, and the electrical storage apparatus using the said electric current interruption apparatus are said implementation. Various modifications and changes to the examples are included. For example, if at least a part of the vent hole is located in a region excluding the regions D3 and D4 from the region D1, the vent hole is a region D2 (strictly, a region excluding the regions D3 and D4 from the region D2). It may be formed. Further, the number of vent holes is not limited to three and may be one. Further, when a plurality of air holes are formed, the air holes may not be formed at equal intervals in the circumferential direction.
また、上記の実施例ではケース上壁9にはかしめ端子5,7が取付けられたが、端子はかしめ端子に限られず、ケース外部からナットにより締結されるタイプの端子が用いられてもよい。また、上記の実施例では接続端子23の一端が負極電極に電気的に接続されており、接続端子23の他端が破断板34の接続部18に電気的に接続されている構成としたが、接続端子23が接続される部分は端部に限られない。接続端子23が電極組立体3と破断板34との間に配置されており、両者(電極組立体3と破断板34)を電気的に接続していれば、接続端子23は端部以外の部分で電極組立体3及び/又は破断板34と接続されていてもよい。
In the above embodiment, the crimping
また、上記の実施例では電流遮断装置がかしめ端子5の直下に配置されたが、電流遮断装置の位置はこれに限られない。変形板32(電流遮断装置70の場合は第1変形板75)が端子に電気的に接続されており、接続端子23が接続部18において破断板34(電流遮断装置70の場合は破断板73)と電気的に接続されており、電極組立体と端子とが非導通のときは変形板32(第1変形板75)が接続端子23から絶縁されると共に、破断板34(破断板73)が端子から絶縁される構成であれば、電流遮断装置は端子の直下に配置されていなくてもよい。
Further, in the above embodiment, the current interrupting device is arranged directly below the crimping
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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、出願時請求項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目的を同時に達成するものであり、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。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
1:ケース
3:電極組立体
5:かしめ端子
7:かしめ端子
9:ケース上壁
11:開口
13:開口
14:円筒部
15:基底部
16:固定部
18:接続部
19:Oリング
23:接続端子
30:電流遮断装置
32:変形板
34:破断板
34b:通気孔
36:支持部材
100:蓄電装置
1: Case 3: Electrode assembly 5: Caulking terminal 7: Caulking terminal 9: Case upper wall 11: Opening 13: Opening 14: Cylindrical portion 15: Base portion 16: Fixing portion 18: Connection portion 19: O-ring 23: Connection Terminal 30: Current interruption device 32: Deformation plate 34: Breaking
Claims (5)
前記通電経路を構成する接続部材が電気的に接続される接続部を有する通電板と、
前記端子と電気的に接続されていると共に、前記通電板に対向して配置される第1変形板と、を備えており、
前記接続部材はさらに、前記電極組立体と電気的に接続されており、
前記第1変形板は、前記電極組立体と前記端子とが導通しているときは前記通電板と前記通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、前記電極組立体と前記端子とが非導通のときは前記通電板から離間した状態で前記通電板と電気的に非接続であり、
前記通電板は、前記通電板を貫通する少なくとも1つの連通孔を有しており、
前記接続部と前記通電板の中心とを結ぶ第1仮想直線と、前記通電板の中心を通り、前記第1仮想直線に直交する第2仮想直線とを規定したとき、
前記通電板を平面視したときに前記第2仮想直線によって2分割される前記通電板の2つの領域のうち、前記接続部を含まない領域に、全ての前記連通孔の全ての領域が位置していることを特徴とする、電流遮断装置。 The electrode assembly and the positive or negative terminal are electrically connected, and the electrode assembly and the terminal are electrically connected when the internal pressure of the case housing the electrode assembly rises above a predetermined value. Is a current interrupting device that interrupts the energization path connected to
A current-carrying plate having a connection part to which a connection member constituting the current-carrying path is electrically connected;
A first deformation plate that is electrically connected to the terminal and is disposed opposite to the energization plate,
The connecting member is further electrically connected to the electrode assembly;
When the electrode assembly and the terminal are electrically connected, the first deformation plate is electrically connected while being in contact with the energizing plate at a central portion of the energizing plate, And when the terminal is non-conductive, it is electrically disconnected from the energizing plate in a state of being separated from the energizing plate,
The energization plate has at least one communication hole penetrating the energization plate,
When defining a first imaginary straight line connecting the connecting portion and the center of the energization plate and a second imaginary straight line passing through the center of the energization plate and orthogonal to the first imaginary straight line,
Of the two regions of the conducting plate that is divided into two by the second virtual straight line when viewed in plan the charged plates, the area not including the connection portion, all the area of all the communication holes located A current interrupting device, characterized in that
前記通電経路を構成する接続部材が電気的に接続される接続部を有する通電板と、
前記端子と電気的に接続されていると共に、前記通電板に対向して配置される第1変形板と、
前記通電板に対して前記第1変形板とは反対側に配置されているとともに、前記通電板に向けて、かつ前記通電板の中央部に向かって突出している突起が設けられている第2変形板と、を備えており、
前記接続部材はさらに、前記電極組立体と電気的に接続されており、
前記第1変形板は、前記電極組立体と前記端子とが導通しているときは前記通電板と前記通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、前記電極組立体と前記端子とが非導通のときは前記通電板から離間した状態で前記通電板と電気的に非接続であり、
前記第2変形板は、前記電極組立体と前記端子とが導通しているときは前記突起が第1位置に位置して前記通電板と前記第1変形板とが当接している第1状態と、前記電極組立体と前記端子とが非導通のときは前記突起が前記第1位置から前記通電板側の第2位置に移動して前記通電板と前記第1変形板とを離間させる第2状態とに切り替えられ、
前記通電板は、前記通電板を貫通する少なくとも1つの連通孔を有しており、
前記接続部と前記通電板の中心とを結ぶ第1仮想直線と、前記通電板の中心を通り、前記第1仮想直線に直交する第2仮想直線とを規定したとき、
前記通電板を平面視したときに前記第2仮想直線によって2分割される前記通電板の2つの領域のうち、前記接続部を含まない領域に、前記連通孔の中心が位置していることを特徴とする、電流遮断装置。 The electrode assembly and the positive or negative terminal are electrically connected, and the electrode assembly and the terminal are electrically connected when the internal pressure of the case housing the electrode assembly rises above a predetermined value. Is a current interrupting device that interrupts the energization path connected to
A current-carrying plate having a connection part to which a connection member constituting the current-carrying path is electrically connected;
A first deformation plate that is electrically connected to the terminal and is disposed to face the energization plate;
A second projection is provided on the opposite side of the current-carrying plate from the first deformation plate, and has a projection that projects toward the current-carrying plate and toward the center of the current-carrying plate. A deformation plate,
The connecting member is further electrically connected to the electrode assembly;
When the electrode assembly and the terminal are electrically connected, the first deformation plate is electrically connected while being in contact with the energizing plate at a central portion of the energizing plate, And when the terminal is non-conductive, it is electrically disconnected from the energizing plate in a state of being separated from the energizing plate,
The second deforming plate is in a first state in which when the electrode assembly and the terminal are electrically connected, the protrusion is positioned at the first position and the energizing plate and the first deforming plate are in contact with each other. And when the electrode assembly and the terminal are non-conductive, the protrusion moves from the first position to the second position on the current-carrying plate side to separate the current-carrying plate and the first deformation plate. Switched to two states,
The energization plate has at least one communication hole penetrating the energization plate,
When defining a first imaginary straight line connecting the connecting portion and the center of the energization plate and a second imaginary straight line passing through the center of the energization plate and orthogonal to the first imaginary straight line,
The center of the communication hole is located in a region that does not include the connection portion among two regions of the current plate that is divided into two by the second imaginary straight line when the current plate is viewed in plan. A current interrupting device.
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