JP6393245B2 - 電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示の技術は、電流遮断装置とそれを用いた蓄電装置に関する。

特許文献１に開示の蓄電装置は、ケース内の圧力が上昇したときに、通電経路を遮断する電流遮断装置を有している。電流遮断装置は、ケース内の発電要素と電気的に接続された集電体と、集電体と電極端子とを電気的に接続する感圧部材と、集電体を支持するホルダとを有している。ケース内の圧力が上昇すると、感圧部材が変形して、電極端子と発電要素との電気的接続が遮断される。集電体は、熱カシメ処理によってホルダに固定されている。

特開２０１３−２２５５００号公報

特許文献１の蓄電装置では、集電体として用いられる通電板を熱カシメ処理によってホルダに固定する。このため、熱カシメ処理時の熱が感圧部材（いわゆる変形板）に伝わり、感圧部材の作動圧力が変化する虞がある。本明細書は、変形板の作動圧力の変化を抑制することができる技術を開示する。

本明細書に開示する電流遮断装置は、ケース内に収容されている。電流遮断装置は、ケースに収容された電極組立体と、ケースの壁面に固定された正極又は負極の端子とを電気的に接続し、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変形板と、絶縁性のホルダと、金属部材とを備える。通電板は、電極組立体に電気的に接続されている。第１変形板は、端子に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。ホルダは、ケースの壁面と通電板の間に配置されており、第１変形板を収容する。金属部材は、ホルダ及び通電板の外側に配置されており、電極組立体、通電板、第１変形板及び端子から絶縁されており、ホルダと通電板を挟持する。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通電板と電気的に非接続である。金属部材は、基部と、第１屈曲部と、第２屈曲部を有する。基部は、ホルダの外側面に沿って延びている。第１屈曲部は、基部のケースの壁面側の端部に設けられている。第２屈曲部は、基部の通電板側の端部に設けられている。第１屈曲部と第２屈曲部のそれぞれは、基部に対してホルダ及び通電板の内側に屈曲して内側に延びている。ホルダの外縁部及び通電板の外縁部は、第１屈曲部と第２屈曲部の間に配置され、第１屈曲部と第２屈曲部によって挟持されている。ホルダは、第１屈曲部を基部に対して屈曲した状態から直線状に延びる状態に変形させたときに第１屈曲部が通過する空間内には配置されていない。第１屈曲部の長さは、第１屈曲部が屈曲する位置からケースの壁面までの距離よりも短い。

上記の電流遮断装置では、金属部材が第１屈曲部と第２屈曲部を有しており、第１屈曲部及び第２屈曲部がホルダの外縁部及び通電板の外縁部を挟持することにより、通電板がホルダに固定される。このため、熱カシメ処理が不要となり、熱により変形板の作動圧力が変化することを抑制することができる。

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。

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。

実施例１の蓄電装置の縦断面図。 図１の二点鎖線部２００の部分拡大図。 金属部材の第１屈曲部近傍の部分拡大図。 実施例２の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図。 ホルダの凹部近傍の部分拡大図。 実施例３の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作していない状態を示す。 実施例３の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作した状態を示す。

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。

（特徴１） 本明細書に開示する電流遮断装置では、ホルダの外側面に、ホルダの内側に凹んでいる凹部が設けられていてもよい。金属部材の第１屈曲部は、凹部に配置されていてもよい。凹部の内壁面は、第１屈曲部を基部に対して屈曲した状態から直線状に延びる状態に変形させたときに第１屈曲部が通過する空間内には配置されていなくてもよい。ホルダは、第１屈曲部とケースの壁面との間に位置する部分を有していてもよい。この構成によると、金属部材の第１屈曲部とケースの壁面との間にホルダの一部が介在するため、ケースの壁面が何らかの要因で内側に変形しても、ケースの壁面が第１屈曲部に接触し難くなる。このため、両者の接触に起因する腐食を抑制でき、電流遮断装置の特性が低下することを抑制できる。また、この電流遮断装置では、第１屈曲部を基部に対して屈曲した状態から直線状に延びる状態に変形させたときに第１屈曲部が通過する空間内には、ホルダの凹部の内壁面が配置されていない。このため、第１屈曲部を基部に対して凹部内で屈曲することができる。この構成によると、金属部材の第１屈曲部を基部に対して屈曲させてホルダ及び通電板を挟持する際に、ホルダ及び通電板がずれたりぐらついたりすることを抑制でき、これらを確実に挟持できる。

（特徴２） 本明細書に開示する電流遮断装置では、金属部材の第１屈曲部によって挟持されているホルダの被挟持面と、被挟持面から通電板側に延びるホルダの外側面とが成す角が鈍角であってもよい。この構成によると、一方向から力を加えて第１屈曲部を屈曲する際に、第１屈曲部に、ホルダの被挟持面を押圧する力を比較的に容易に加えることができる。

（特徴３） 本明細書に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。

以下、図１〜図３を参照して実施例１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１と、ケース１に収容された電極組立体３と、ケース１に固定された端子５、７とを備えている。電極組立体３と端子５、７とは電気的に接続されている。また、蓄電装置１００は、電極組立体３と端子７との間に配置された電流遮断装置１０を備えている。ケース１の内部は、電解液が注入されており、電極組立体３は、電解液に浸漬している。

ケース１は、金属製であり、略直方体形状の箱型部材である。ケース１は、本体１１１と、本体１１１に固定された蓋部１１２とを備えている。蓋部１１２は、本体１１１の上部を覆っている。ケース１の蓋部１１２には、取付孔１１、１３が形成されている。端子５は、取付孔１１に固定されており、ケース１の内外に通じている。端子７は、取付孔１３に固定されており、ケース１の内外に通じている。なお、蓋部１１２は「ケースの壁面」の一例に相当する。

電極組立体３は、正極シートと、負極シートと、正極シートと負極シートとの間に配置されたセパレータとを備えている。電極組立体３は、複数の正極シート、複数の負極シート及び複数のセパレータが積層されて構成されている。正極シート及び負極シートは、集電部材と、集電部材上に形成されている活物質層とを備えている。集電部材としては、正極シートに用いられるものは例えばアルミ箔であり、負極シートに用いられるものは例えば銅箔である。また、電極組立体３は、正極集電タブ４１及び負極集電タブ４２を備えている。正極集電タブ４１は、正極シートの上端部に形成されている。負極集電タブ４２は、負極シートの上端部に形成されている。正極集電タブ４１及び負極集電タブ４２は、電極組立体３の上方に突出している。正極集電タブ４１は正極リード４３に固定されている。負極集電タブ４２は負極リード４４に固定されている。

正極リード４３は、正極集電タブ４１と端子５とに接続されている。正極リード４３を介して、正極集電タブ４１と端子５とが電気的に接続されている。正極リード４３とケース１との間には、絶縁部材７２が配置されている。絶縁部材７２は、正極リード４３とケース１の蓋部１１２とを絶縁している。

負極リード４４は、負極集電タブ４２と接続端子４６とに接続されている。接続端子４６は、電流遮断装置１０を介して端子７に電気的に接続されている。よって、負極リード４４、接続端子４６及び電流遮断装置１０を介して、負極集電タブ４２と端子７とが電気的に接続されている。これにより、電極組立体３と端子７とを接続する通電経路が形成されている。電流遮断装置１０は、この通電経路を遮断可能である。電流遮断装置１０の構成については後述する。負極リード４４とケース１との間には、絶縁部材７３が配置されている。絶縁部材７３は、負極リード４４とケース１とを絶縁している。

蓋部１１２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、は端子５に固定されている。ガスケット６２の上面には、平板状の外部端子６０が配置されている。外部端子６０には、貫通孔６０ａが形成されている。貫通孔６０ａは、上面側に比べ、下面側のサイズが大きくなっている。ガスケット６２は、蓋部１１２と外部端子６０を絶縁している。ボルト６４が、貫通孔６０ａを通過している。具体的には、ボルト６４の頭部が、貫通孔６０ａ内に収容されている。また、ボルト６４の軸部が、貫通孔６０ａを通って外部端子６０の上方に突出している。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、正極端子を構成している。ガスケット６３は、端子７に固定されている。ガスケット６３の上面には、平板状の外部端子６１が配置されている。外部端子６１には外部端子６０の貫通孔６０ａと同様の貫通孔が形成されており、貫通孔内にボルト６５の頭部が収容され、ボルト６５の軸部が貫通孔を通って外部端子６１の上方に突出している。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。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、負極端子を構成している。

ここで、図２を参照して端子７について説明する。図２に示すように、端子７は、ケース１にカシメ固定されている。端子７は、円筒部１４、基底部１５及び固定部１６を備えている。円筒部１４は取付孔１３に挿通されている。円筒部１４には貫通孔１４ａが形成されている。基底部１５は環状に形成されている。基底部１５は円筒部１４の下端部に位置しており、ケース１の内部に配置されている。基底部１５には、凹所１５ａが形成されている。凹所１５ａは貫通孔１４ａと連通しており、凹所１５ａ内は大気圧に保たれる。固定部１６は環状に形成されている。固定部１６は円筒部１４の上端部に位置しており、ケース１の外部に配置されている。端子７は、固定部１６によりケース１の蓋部１１２に固定されている。

ケース１の蓋部１１２と端子７との間には、シール部材１９が配置されている。シール部材１９は環状であり、端子７の円筒部１４を一巡している。シール部材１９は、ケース１の蓋部１１２の下面及び取付孔１３の内周面と、端子７の基底部１５及び円筒部１４に当接しており、これにより、ケース１の内外をシールしている。シール部材１９は、絶縁性及び耐電解液性を有する材料（本実施例ではパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ））によって形成されている。蓋部１１２と端子７とは、シール部材１９によって絶縁されている。なお、シール部材１９の材料はこれに限られず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等であってもよい。

次に、図２〜図３を参照して電流遮断装置１０について説明する。図２に示すように、電流遮断装置１０は、変形板３０と、通電板２０と、ホルダ８０と、金属部材９０を備えている。変形板３０は、下方に凸となった円形の導電性のダイアフラムであり、本実施例では銅によって形成されている。変形板３０は、通電板２０の上方に、通電板２０に対向して配置されている。変形板３０は、内周側に中央部３２を、外周側に外周部３１を有している。中央部３２は、通電板２０の中央部２２（後述）と接続されている。外周部３１は、端子７の基底部１５の外周部と接続されている。即ち、変形板３０は端子７に電気的に接続されている。基底部１５の凹所１５ａは変形板３０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３０の上面には大気圧が作用する。なお、変形板３０は、「第１変形板」の一例に相当する。

通電板２０は、導電性を有する金属部材であり、本実施例では銅によって形成されている。通電板２０は、平面視において変形板３０よりも大径である円形状に形成されており、変形板３０の下方に配置されている。通電板２０の上面は平坦であり、ケース１の蓋部１１２と略平行である。通電板２０には接続端子４６が接続されている。即ち、通電板２０は、接続端子４６及び負極リード４４を介して電極組立体３に電気的に接続されている。通電板２０は、中央部２２と外周部２１を有している。外周部２１は、通電板２０の半径方向において、後述の通気孔２０ｂより外周側に位置している。通電板２０の下面には溝部２０ａが形成されている。溝部２０ａは中央部２２の周囲に形成されており、溝部２０ａの内側で通電板２０の中央部２２と変形板３０の中央部３２とが接続されている。溝部２０ａが形成された位置における通電板２０の機械的強度は、溝部２０ａ以外の位置における通電板２０の機械的強度よりも低い。通電板２０には通気孔２０ｂが形成されており、変形板３０と通電板２０との間の空間５０が通気孔２０ｂを介してケース１内の空間と連通している。変形板３０の外周部３１と通電板２０の外周部２１との間には環状の絶縁部材７５が配置されている。

図２に示すように、ホルダ８０は、ケース１の蓋部１１２と通電板２０の間に配置されている。ホルダ８０は、その内部に端子７の基底部１５と、変形板３０と、絶縁部材７５を収容する。ホルダ８０は環状であり、その中心には端子７が挿通されている。ホルダ８０は、絶縁性及び耐電解液性を有する材料（本実施例ではポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））によって形成されている。

ホルダ８０は、上端部７７と側部７８を有する。上端部７７は、ケース１の蓋部１１２と端子７の基底部１５の間に配置されている。上端部７７は、蓋部１１２の下面と基底部１５の上面に当接しており、蓋部１１２と基底部１５との間隔を決定するスペーサの役割を果たす。蓋部１１２と基底部１５とは、上端部７７によって絶縁されている。側部７８は、上端部７７の外周縁から下方に延びている。側部７８は、その内部に基底部１５と変形板３０と絶縁部材７５を収容する。

図２に示すように、側部７８の外周部の上方は、全周において内周側に凹んでおり、側部７８の外側面には段差が形成されている。図３に示すように、側部７８の外側面は、面７８ａ、面７８ｂ及び面７８ｃを有する。面７８ａと面７８ｃは、ケース１の蓋部１１２と略直交する方向に延びている。面７８ｂは、面７８ａの下端と面７８ｃの上端を接続する傾斜面（正確には、円錐台の側面となる面）であり、面７８ａと成す角ａ１及び面７８ｃと成す角ａ２はそれぞれ鈍角となっている（ａ１＝ａ２）。即ち、ホルダ８０をその軸線を含む平面で切断した断面において、面７８ａと面７８ｂの成す角ａ１と、面７８ｂと面７８ｃの成す角ａ２は鈍角となっている。図２に示すように、側部７８の下面は平坦であり、通電板２０の上面と当接している。なお、面７８ｂは「ホルダの被挟持面」の一例に相当し、面７８ｃは「被挟持面から通電板側に延びるホルダの外側面」の一例に相当する。

図２に示すように、金属部材９０は、ホルダ８０及び通電板２０の外周側に配置されている。金属部材９０は環状であり、ステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されている。金属部材９０は、ホルダ８０によって端子７及び変形板３０から絶縁されており、絶縁部材７６（後述）によって通電板２０から絶縁されている。また、金属部材９０は、電極組立体３からも絶縁されている（図１参照）。金属部材９０は、上方の端部に設けられた第１屈曲部９０ａと、下方の端部に設けられた第２屈曲部９０ｃと、第１屈曲部９０ａの下端と第２屈曲部９０ｃの上端を接続する基部９０ｂを有する。基部９０ｂは、ケース１の蓋部１１２と略直交する方向に延びており、側部７８の面７８ｃ（図３参照）及び絶縁部材７６に当接している。図３に示すように、第１屈曲部９０ａは、屈曲位置Ｂにおいて、基部９０ｂに対してホルダ８０及び通電板２０の内周側に屈曲しており、その下面は側部７８の面７８ｂに当接して直線状に延びている。第１屈曲部９０ａの基部９０ｂに対する屈曲角は、１８０°−ａ２（即ち、鋭角）である。図２に示すように、第２屈曲部９０ｃは、基部９０ｂに対して内周側に略直角に屈曲しており、その上面は、絶縁部材７６を介して通電板２０の下方に配置されている。第１屈曲部９０ａと第２屈曲部９０ｃは、側部７８、通電板２０及び絶縁部材７６を介して対向している。側部７８の外周部、通電板２０の外周部２１の最外周部分及び絶縁部材７６は、第１屈曲部９０ａと第２屈曲部９０ｃの間に配置され、第１屈曲部９０ａと第２屈曲部９０ｃによって上下方向に挟持されている。これにより、通電板２０がホルダ８０に固定される。なお、金属部材９０の上方は「ホルダに対してケースの壁面側」の一例に相当し、金属部材９０の下方は「ホルダに対して通電板側」の一例に相当する。

図３に示すように、第１屈曲部９０ａの長さＬ（即ち、屈曲位置Ｂから第１屈曲部９０ａの上端までの長さ）は、屈曲位置Ｂからケース１の蓋部１１２の下面までの距離Ｄよりも短い。また、第１屈曲部９０ａを、基部９０ｂに対して屈曲した状態から直線状に延びる状態（図３に破線で示す状態（別言すれば、屈曲する前の状態））に変形させたときに第１屈曲部９０ａが通過する空間９２（面７８ｂは含まない）には、ホルダ８０が配置されておらず、また、その他のいかなる部材も配置されていない。この構成によると、金属部材９０（第１屈曲部９０ａが屈曲する前の状態の金属部材９０）をホルダ８０及び通電板２０の外周側に配置して位置決めした状態で、基部９０ｂに対して第１屈曲部９０ａを屈曲することが可能となる。即ち、電流遮断装置１０を、以下の手順で製造することが可能となる。まず、端子７の外周側にホルダ８０及びシール部材１９を配置した状態で、端子７をケース１の蓋部１１２の取付孔１３に固定する。次に、端子７の基底部１５に変形板３０を接続する。続いて、変形板３０の外周部の下方に絶縁部材７５、通電板２０及び絶縁部材７６を配置する。次いで、組付け前の金属部材９０（即ち、第２屈曲部９０ｃが既に屈曲していると共に、第１屈曲部９０ａが未だ屈曲していない状態の金属部材９０）を、絶縁部材７６の下方から嵌め込み、金属部材９０を絶縁部材７６及びホルダ８０の面７８ｃに当接させる。これにより、金属部材９０がホルダ８０及び通電板２０に対して位置決めされる。この状態で、治具を用いて第１屈曲部９０ａに図３の矢印で示す方向（即ち、面７８ｂと略直交する方向）から力を作用させて、第１屈曲部９０ａを屈曲位置Ｂにおいて屈曲して、面７８ｂに当接させる。次いで、ケース１の外部から端子７の貫通孔１４ａを介してレーザビームを変形板３０に照射して、変形板３０の中央部３２と通電板２０の中央部２２を溶接により接合する。これにより、電流遮断装置１０が製造される。

上記の製造方法では、第１屈曲部９０ａを上方から下方に屈曲することにより、金属部材９０をホルダ８０及び通電板２０の外周にカシメ固定する。このため、カシメ時の荷重をホルダ８０の下方で受けることができる。これに対し、既に屈曲した第１屈曲部９０ａを面７８ｂ上に配置した状態で、未だ屈曲していない第２屈曲部９０ｃを下方から上方に屈曲して金属部材９０をカシメ固定する構成では、カシメ時の荷重がホルダ８０の上方に及ぶ。このため、ホルダ８０の形状によっては、カシメ時にホルダ８０及び通電板２０がずれたりぐらついたりすることがあり、ホルダ８０及び通電板２０を適切に挟持できない可能性がある。本実施例の構成によると、カシメ時の荷重がホルダ８０の上方に及ぶことがないため、ホルダ８０の形状によらず、ホルダ８０及び通電板２０を確実に挟持できる。

また、面７８ｂが面７８ｃと成す角が直角又は鋭角の場合は、面７８ｂと略直交する方向から第１屈曲部９０ａに力を作用することができない。このため、第１屈曲部９０ａに面７８ｂを押圧する力を加えるためには、治具を２以上の方向に移動させる必要がある。これに対し、本実施例では、面７８ｂは面７８ｃと鈍角を成して傾斜している。このため、第１屈曲部９０ａを屈曲する際に、面７８ｂと略直交する方向から力を作用することができる（図３参照）。従って、治具を一方向に移動させるだけで、第１屈曲部９０ａに面７８ｂを押圧する力を加えることができ、簡易な方法で金属部材９０をホルダ８０及び通電板２０の外周にカシメ固定することができる。

上述した説明から明らかなように、電流遮断装置１０は、接続端子４６と、通電板２０と、変形板３０と、端子７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と端子７は、電流遮断装置１０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置１０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、変形板３０は、通電板２０と、通電板２０の中央部２２において当接した状態で電気的に接続しており、端子５と端子７との間が通電可能な導通状態となっている。蓄電装置１００の過充電等によってケース１内の圧力が上昇すると、通気孔２０ｂを介して変形板３０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板３０の上面には大気圧が作用する。このため、ケース１の内圧が上昇して所定値に達すると、変形板３０が反転して、上方に凸の状態に変化する。すると、変形板３０の中央部３２に接続されていた通電板２０が、機械的に脆弱な溝部２０ａを起点に破断し、変形板３０が通電板２０の残部（通電板２０のうち溝部２０ａの外周側の部分）から離間する。これによって、通電板２０と変形板３０とを接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と端子７とが非導通状態となる。このとき、変形板３０は接続端子４６から絶縁されると共に、通電板２０は端子７から絶縁される。

実施例１の電流遮断装置１０の作用効果について説明する。上記の電流遮断装置１０では、金属部材９０の第１屈曲部９０ａと第２屈曲部９０ｃがホルダ８０の外周部及び通電板２０の外周部２１の最外周部分を挟持することにより、通電板２０がホルダ８０に固定される。このため、通電板２０をホルダ８０に固定する際に熱カシメ処理が不要となるため、熱により変形板３０の作動圧力が変化することを抑制することができる。

次に、図４及び図５を参照して実施例２の蓄電装置について説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、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。図４の二点鎖線部３００は、図１の二点鎖線部２００に相当する。この蓄電装置では、ホルダ１８０の構成が、実施例１のホルダ８０と異なっている。ホルダ１８０は、上端部７７と側部１７８を有する。側部１７８の外側面には、全周において内周側に凹んでいる凹部１７０が形成されている。凹部１７０の内壁面は、面１７８ａ、１７８ｂ及び面１７８ｄを有する。面１７８ｂの下端は面１７８ｃに接続されており、面１７８ｄの上端は面１７８ｅに接続されている。面１７８ａ、面１７８ｂ及び面１７８ｃの位置関係は、実施例１の面７８ａ、面７８ｂ及び面７８ｃの位置関係と同一である。面１７８ｅは、ケース１の蓋部１１２と略直交する方向に延びており、蓋部１１２を平面視すると面１７８ｃと重なる位置に位置している。面１７８ｄは、面１７８ｅの下端と面１７８ａの上端を接続する傾斜面であり、面１７８ｅと成す角ａ３及び面１７８ａと成す角ａ４はそれぞれ鈍角となっている（ａ３＝ａ４）。金属部材９０の第１屈曲部９０ａは、凹部１７０の内部に配置されており、面１７８ｂと当接している。なお、面１７８ｂは「ホルダの被挟持面」の一例に相当し、面１７８ｃは「被挟持面から通電板側に延びるホルダの外側面」の一例に相当する。

第１屈曲部９０ａを、基部９０ｂに対して屈曲した状態から直線状に延びる状態に変形させたときに第１屈曲部９０ａが通過する空間９２（面１７８ｂは含まない）には、凹部１７０の内壁面１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｄが配置されておらず、また、その他のいかなる部材も配置されていない。この構成によると、第１屈曲部９０ａを、凹部１７０の内部において上方から下方に屈曲することができる。このため、実施例１と同様に、カシメ時の荷重をホルダ１８０の下方で受けることができる。特に、本実施例では、ホルダ１８０は、凹部１７０の上方に、面１７８ａに対して外周側に突出する部分１７９を有する。部分１７９の上面とケース１の蓋部１１２の下面との間には隙間９４が形成されている。このため、第２屈曲部９０ｃを下方から上方に屈曲して金属部材９０をカシメ固定する構成とした場合は、カシメ時にホルダ１８０が隙間９４内にずれることがあり、ホルダ１８０及び通電板２０を適切に挟持できない可能性がある。本実施例の構成によると、このような事態の発生を抑制でき、ホルダ１８０の上方に隙間９４が形成されていても、ホルダ１８０及び通電板２０を確実に挟持できる。

また、本実施例では、ホルダ１８０の部分１７９は、ケース１の蓋部１１２を平面視した状態では、第１屈曲部９０ａとケース１の蓋部１１２との間に位置している。この構成によると、第１屈曲部９０ａとケース１の蓋部１１２との間に部分１７９が介在するため、蓋部１１２が何らかの要因で内側に変形しても、第１屈曲部９０ａに接触し難くなる。即ち、部分１７９が第１屈曲部９０ａの保護部材として機能する。ケース１の内部には電解液が注入されているため、仮に蓋部１１２と第１屈曲部９０ａとの接触部が電解液に浸漬すると、当該接触部が腐食（いわゆる異種金属接触腐食）する可能性がある。本実施例によると、このような事態の発生を抑制でき、結果として電流遮断装置１１０の特性が低下することを抑制できる。さらに、本実施例においても通電板２０をホルダ１８０に固定する際に熱カシメ処理が不要となるため、熱により変形板３０の作動圧力が変化することを抑制することができる。

次に、図６及び図７を参照して実施例３の蓄電装置について説明する。図６の二点鎖線部４００は、図１の二点鎖線部２００に相当する。この蓄電装置では、電流遮断装置２１０の構成が実施例１の電流遮断装置１０と異なっている。電流遮断装置２１０は、第１変形板２３０と、通電板２２０と、ホルダ８０と、金属部材９０と、第２変形板２４０を備えている。第１変形板２３０、通電板２２０及び第２変形板２４０はいずれも銅によって形成されている。

第１変形板２３０及び通電板２２０は、実施例１の変形板３０及び通電板２０とそれぞれ略同一の構成を有する。第１変形板２３０と通電板２２０との間の空間２５０は、通電板２２０の通気孔２２０ｂを介して、通電板２２０と第２変形板２４０との間の空間２５４（後述）と連通している。ホルダ８０の内周側の下面には、切欠部８０ａが形成されている。切欠部８０ａには、シール部材２９０が配置されている。シール部材２９０は、ホルダ８０と通電板２２０の両者に当接しており、これにより、ケース１内の空間と、空間２５０及び空間２５４とをシールしている。

第２変形板２４０は、通電板２２０の下方に配置されている。即ち、第２変形板２４０は、通電板２２０に対して第１変形板２３０とは反対側に配置されている。第２変形板２４０は、その中央部が下方に突出している。第２変形板２４０の外周部は、通電板２２０の外周部２２１に接続されている。第２変形板２４０の上面中央には、上方に突出する突出部２４２が設けられている。突出部２４２の上方には通電板２２０の中央部２２２（溝部２２０ａに囲まれた部分）が位置している。第２変形板２４０の上面には空間２５４の圧力が作用し、第２変形板２４０の下面にはケース１内の空間の圧力が作用する。なお、突出部２４２は、「突起」の一例に相当する。

図６に示すように、電流遮断装置２１０は、接続端子４６と、通電板２２０と、第１変形板２３０と、端子７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と端子７は、電流遮断装置２１０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置２１０の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置では端子５と端子７の間が通電可能な状態となっている。ケース１の内圧が上昇すると、第２変形板２４０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第２変形板２４０の上面には、ケース１内の空間からシールされた空間２５４の圧力が作用する。このため、ケース１内の圧力が所定値を超えると、第２変形板２４０が下方に凸の状態から上方に変位した状態に変化する（図７参照）。このとき、空間２５４内の空気は通気孔２２０ｂを通って空間２５０に移動し、空間２５０内の圧力が上昇する。また、第２変形板２４０が上方に変位すると、第２変形板２４０の突出部２４２が通電板２２０の中央部２２２に衝突し、通電板２２０が溝部２２０ａで破断する。これにより、第１変形板２３０が反転し、第１変形板２３０及び通電板２２０の中央部２２２が上方に変位する（図７参照）。このため、通電板２２０と第１変形板２３０を接続する通電経路が遮断され、電極組立体３と端子７との間の導通が遮断される。このとき、第１変形板２３０は接続端子４６から絶縁されると共に、通電板２２０は端子７から絶縁されている。なお、第２変形板２４０が下方に凸の状態のときの突出部２４２の位置が「第１位置」の一例に相当し、第２変形板２４０が上方に変位した状態のときの突出部２４２の位置が「第２位置」の一例に相当する。また、通電板２２０が破断しておらず、中央部２２２において第１変形板２３０と当接している状態が「第１状態」の一例に相当し、通電板２２０が破断し、通電板２２０と第１変形板２３０とが電気的に離間した状態が「第２状態」の一例に相当する。この構成によっても、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。なお、上記の電流遮断装置２１０は、実施例２の蓄電装置に取付けられてもよい。

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とそれ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、上記の実施例では、金属部材９０は環状であり、第１屈曲部９０ａは全周において面７８ｂに当接すると共に、第２屈曲部９０ｃは全周において絶縁部材７６の下面に当接していたが、この構成に限られない。例えば、第１屈曲部９０ａは、周方向に間隔をおいて基部９０ｂの上端に接続される複数の部分屈曲部を有していてもよいし、同様に、第２屈曲部９０ｃは、周方向に間隔をおいて基部９０ｂの下端に接続される複数の部分屈曲部を有していてもよい。或いは、金属部材９０は環状の一部材とする構成ではなく、複数の金属部材を環状に配置して構成されていてもよい。この場合、複数の金属部材を周方向に間隔をおいてホルダ８０及び通電板２０の外周にカシメ固定することにより、ホルダ８０と通電板２０を固定してもよい。

また、上記の実施例では角ａ１〜ａ４は鈍角であったが、直角でもよいし、鋭角でもよいし、これらの組合わせであってもよい。

また、電流遮断装置１０は、端子５側に設けられてもよいし、端子５と端子７の双方に設けられてもよい。また、上記の実施例では、変形板３０が反転することで通電板２０との導通が遮断される。しかしながら、変形板３０の変形の仕方は反転に限られない。例えば、変形板３０の中央部が上方に撓むことで通電板２０が溝部２０ａを起点に破断し、変形板３０と通電板２０との導通が遮断される構成であってもよい。変形板３０は、変形板３０と通電板２０との導通が遮断されるのであればどのように変形してもよい。第２変形板２４０についても同様である。

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。

１：ケース
３：電極組立体
５、７：端子
１０：電流遮断装置
１１、１３：取付孔
２０：通電板
２１：外周部
２２：中央部
３０：変形板
７８ａ、７８ｂ、７８ｃ：面
８０：ホルダ
９０：金属部材
９０ａ：第１屈曲部
９０ｂ：基部
９０ｃ：第２屈曲部
９２：空間
１００：蓄電装置
１１２：ケースの蓋部
１７０：凹部
１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｄ：内壁面
１７９：部分
２２０：通電板
２２１：外周部
２２２：中央部
２３０：第１変形板
２４０：第２変形板
２４２：突出部

Claims (6)

1. ケース内に収容されており、前記ケースに収容された電極組立体と、前記ケースの壁面に固定された正極又は負極の端子とを電気的に接続し、前記ケースの内圧が所定値を超えて上昇したときに前記電極組立体と前記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であり、
   前記電極組立体に電気的に接続されている通電板と、
   前記端子に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、
   前記ケースの前記壁面と前記通電板の間に配置されており、前記第１変形板を収容する絶縁性のホルダと、
   前記ホルダ及び前記通電板の外側に配置されており、前記電極組立体、前記通電板、前記第１変形板及び前記端子から絶縁されており、前記ホルダと前記通電板を挟持する金属部材と、を備えており、
   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、
   前記金属部材は、前記ホルダの外側面に沿って延びる基部と、前記基部の前記ケースの前記壁面側の端部に設けられた第１屈曲部と、前記基部の前記通電板側の端部に設けられた第２屈曲部を有しており、
   前記第１屈曲部と前記第２屈曲部のそれぞれは、前記基部に対して前記ホルダ及び前記通電板の内側に屈曲して内側に延びており、
   前記ホルダの外縁部及び前記通電板の外縁部は、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部の間に配置され、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部によって挟持されており、
   前記ホルダは、前記第１屈曲部を前記基部に対して前記屈曲した状態から直線状に延びる状態に変形させたときに前記第１屈曲部が通過する空間内には配置されておらず、
   前記第１屈曲部の長さは、前記第１屈曲部が屈曲する位置から前記ケースの前記壁面までの距離よりも短い、電流遮断装置。
2. 前記ホルダの前記外側面には、前記ホルダの内側に凹んでいる凹部が設けられており、
   前記金属部材の前記第１屈曲部は、前記凹部に配置されており、
   前記凹部の内壁面は、前記第１屈曲部を前記基部に対して前記屈曲した状態から直線状に延びる状態に変形させたときに前記第１屈曲部が通過する空間内には配置されておらず、
   前記ホルダは、前記第１屈曲部と前記ケースの前記壁面との間に位置する部分を有している、請求項１に記載の電流遮断装置。
3. 前記金属部材の前記第１屈曲部によって挟持されている前記ホルダの被挟持面と、前記被挟持面から前記通電板側に延びる前記ホルダの外側面とが成す角は鈍角である、請求項１又は２に記載の電流遮断装置。
4. 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、前記通電板の前記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おり、
   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る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電流遮断装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電流遮断装置を備える蓄電装置。
6. 前記蓄電装置は、二次電池である請求項５に記載の蓄電装置。
   
   

Images