(57)【要約】      （修正有）【課題】内部圧力が基準圧力を上回ったとき、接触片が反転して外部短絡を発生させる二次電池において、接触片の動作感度が劣化する事情が起こり難くして安全性低下を解消する二次電池を提供。【解決手段】二次電池は、電極ユニット、第１端子、第２端子２１およびトップカバー３１を備える。前記二次電池は、前記第１端子に付着される接触片１２をさらに備える。前記トップカバー３１は、前記第１端子に対して絶縁となるように設けられ、前記第２端子２１に電気接続される。前記二次電池の内部圧力が基準圧力を上回ったとき、前記接触片１２は、前記内部圧力により動作して前記トップカバー３１に接触し、前記第１極片と前記第１端子と前記接触片１２と前記トップカバーと前記第２端子２１と前記第２極片とを通過する電気接続経路を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極ユニット、第１端子、第２端子およびトップカバーを備える二次電池であって、
前記電極ユニットは、第１極片、第２極片、および、前記第１極片と前記第２極片との間に設けられるセパレータを備え、前記第１端子が前記第１極片に電気接続され、前記第２端子が前記第２極片に電気接続され、
前記二次電池は、前記第１端子に付着される接触片をさらに備え、
前記トップカバーは、前記第１端子に対して絶縁となるように設けられ、且つ前記第２端子に電気接続され、
前記二次電池の内部圧力が基準圧力を上回ったとき、前記接触片が前記内部圧力により動作して前記トップカバーに接触することで、前記第１極片と前記第１端子と前記接触片と前記トップカバーと前記第２端子と前記第２極片とを通過する電気接続経路が形成される
ことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
ケースをさらに備え、
前記ケースをキャッピングするように前記ケースに前記トップカバーを接合することで、前記電極ユニットをケーシングするための第１チャンバと、前記接触片へ動作空間を与える第２チャンバとが形成され、
前記第１チャンバと前記第２チャンバとは、前記接触片によって仕切られる
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記トップカバーは、本体部および隆起部を含み、前記隆起部が前記ケースから離間する側へ突き出て、前記第２チャンバが前記接触片と前記隆起部とによって取り囲まれてなる
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記トップカバーにスルーホールが開設され、前記第２チャンバが前記スルーホールを介して外部と連通する
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記トップカバーに設けられて前記スルーホールに正対向するガード部材をさらに備え、
前記ガード部材と前記トップカバーとの間には、前記スルーホールと連通する通路が設けられ、前記スルーホールは、前記通路を介して外部と連通し、
前記通路の延在方向と前記スルーホールの延在方向とは、非ゼロ夾角をなす
ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記トップカバーには、前記スルーホールと連通する凹溝が設けられ、
前記ガード部材は、前記スルーホールおよび前記凹溝の一部を被覆し、前記通路は、前記凹溝に形成される
ことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記トップカバーは、環状ボスを備え、前記環状ボスが前記スルーホールの軸方向に沿って突き出て、且つ前記スルーホールを周回し、
前記ガード部材が前記環状ボスの環状端面に接続され、前記環状ボスの環状壁に通気穴が開設され、
前記通路は、前記トップカバーと前記ガード部材とによって取り囲まれる空間と、前記通気穴内の空間とを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第１端子は、互いに接続される端子本体と延在部とを備え、
前記延在部には、開口が開設され、前記接触片は、前記第１チャンバと前記第２チャンバとが仕切られるように、前記開口を密封する
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項９】
前記端子本体と前記延在部とは、一体に構成され、または別体に構成される
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に密封される密封部材をさらに備え、
前記密封部材は、前記延在部と前記トップカバーとの間に密封接続され、前記トップカバーに密封接触する第１密封面と、前記延在部に密封接触する第２密封面とを有する
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に密封される密封部材をさらに備え、
前記密封部材は、前記接触片と前記トップカバーとの間に密封され、前記トップカバーに密封接触する第１密封面と、前記接触片に密封接触する第２密封面とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第１密封面と前記第２密封面とは、前記二次電池の高さ方向に沿って互いに対向するように設けられる
ことを特徴とする請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記トップカバーには、第１密封溝が開設され、前記延在部または前記接触片には、第２密封溝が開設され、
前記第２密封溝が前記開口を周回し、前記第１密封溝が前記第２密封溝に対向するように設けられ、
前記密封部材が前記第１密封溝および前記第２密封溝内に嵌まり込み、前記第１密封面が前記第１密封溝の底面に密封接触し、前記第２密封面が前記第２密封溝の底面に密封接触する
ことを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記密封部材の断面形状は、円形断面または十字形断面である
ことを特徴とする請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１５】
互いに接続される絶縁部材と固定部材とをさらに備え、
前記固定部材が前記トップカバーに固定接続され、
前記延在部が前記絶縁部材に固定接続される
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記固定部材は、前記絶縁部材の外側に露出する露出部と、前記絶縁部材内に被覆される被覆対象部とを含み、前記露出部が前記トップカバーに固定接続される
ことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記接触片は、反転部およびボスを備え、
前記反転部は、シート状環面構造であり、
前記ボスは、前記反転部に接続され、前記トップカバーの一方側へ突き出て、
前記反転部の外縁は、前記延在部に密封接続され、前記接触片は、動作しているときに前記ボスを介して前記トップカバーに接触可能である
ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１８】
電気抵抗部材をさらに備え、
前記電気抵抗部材は、前記第１極片と前記第１端子と前記接触片と前記トップカバーと前記第２端子と前記第２極片とを通過する電気接続経路に直列接続される
ことを特徴とする請求項１から１１、１４から１７のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記第２端子に電気接続される第２端子板をさらに備え、
前記電気抵抗部材は、前記第２端子板と前記トップカバーとの間に直列接続される
ことを特徴とする請求項１８に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記電気抵抗部材の電気抵抗値の範囲は、０.１ミリオーム〜１０ミリオームである
ことを特徴とする請求項１８に記載の二次電池。
【請求項２１】
フェーズ部材をさらに備え、
前記フェーズ部材は、前記第１極片と前記第２極片との間を短絡させる電気接続経路に直列接続され、
前記フェーズ部材での電流通過面積が前記電気接続経路における他の箇所での電流通過面積よりも小さく、
前記フェーズ部材は、前記第１極片と前記第１端子との間に直列接続され、および/または、前記第２極片と前記第２端子との間に直列接続される
ことを特徴とする請求項１８に記載の二次電池。
【請求項２２】
第１接続部材および第２接続部材をさらに備え、
前記第１極片は、前記第１接続部材を介して前記第１端子に電気接続され、前記第２極片は、前記第２接続部材を介して前記第２端子に電気接続され、
前記第１接続部材および/または前記第２接続部材には、前記フェーズ部材が形成される
ことを特徴とする請求項２１に記載の二次電池。
【請求項２３】
前記フェーズ部材は、第１接続部材および/または第２接続部材に切欠および/または穴を開けることで形成される
ことを特徴とする請求項２２に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、エネルギー蓄積デバイスの技術分野に関し、特に二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、繰り返し充電と放電が可能であり、携帯電話、ノートパソコン等の小型携帯式電子機器およびハイブリッド電動自動車、完全な電動自動車等の交通手段に広く応用されている。二次電池は、高速充電や大電力放電の過程において、内部で熱が過度に発生し、電解液が分解する可能性もある。このような熱の発生および電解液の分解により、二次電池内部の圧力が増加するため、二次電池の発火および爆発を引き起こす恐れがあり、二次電池の安全性が低下してしまう。
【０００３】
関連技術では、通常、二次電池に接触片が設けられ、接触片がトップカバーに付着され、二次電池内部の圧力が基準圧力を上回ったとき、接触片が気圧により反転して導電片と電気接触することにより、コアにおける正極片および負極片で外部短絡が発生する。
【０００４】
しかし、上記技術において、接触片が直接的にトップカバーに設けられている。トップカバーが外部に影響される要素が多い。例えば、コアの使用過程における膨張現象を回避できず、トップカバーが溶接によってケースをキャッピングするようにケースに接合されることで、ケースが外方へ膨張することに伴ってトップカバーに引張応力が発生したり、トップカバーとケースとの溶接時においてトップカバーに溶接による引張応力等が発生したりする。接触片が直接的にトップカバーに設けられているため、接触片にも引張応力が発生する。接触片が長期に渡って引張応力の状態にあると、接触片へ応力疲労を与え、接触片の使用寿命を短縮する。それとともに、引張応力の存在により、接触片の感度が劣化し、接触片が定格圧力で動作できないため、二次電池の安全性が低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の実施例は、上記欠陥を解消可能な二次電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、二次電池を提供する。当該二次電池は、電極ユニット、第１端子、第２端子およびトップカバーを備え、
前記電極ユニットは、第１極片、第２極片、および、前記第１極片と前記第２極片との間に設けられるセパレータを備え、前記第１端子が前記第１極片に電気接続され、前記第２端子が前記第２極片に電気接続され、
前記二次電池は、前記第１端子に付着される接触片をさらに備え、
前記トップカバーは、前記第１端子に対して絶縁となるように設けられ、且つ前記第２端子に電気接続され、
前記二次電池の内部圧力が基準圧力を上回ったとき、前記接触片が前記内部圧力により動作して前記トップカバーに接触することで、前記第１極片と前記第１端子と前記接触片と前記トップカバーと前記第２端子と前記第２極片とを通過する電気接続経路が形成される。
【０００７】
好ましくは、前記二次電池は、ケースをさらに備え、
前記ケースをキャッピングするように前記ケースに前記トップカバーを接合することで、前記電極ユニットをケーシングするための第１チャンバと、前記接触片へ動作空間を与える第２チャンバとが形成され、
前記第１チャンバと前記第２チャンバとは、前記接触片によって仕切られる。
【０００８】
好ましくは、前記トップカバーは、本体部および隆起部を含み、前記隆起部が前記ケースから離間する側へ突き出て、前記第２チャンバが前記接触片と前記隆起部とによって取り囲まれてなる。
【０００９】
好ましくは、前記トップカバーにスルーホールが開設され、前記第２チャンバが前記スルーホールを介して外部と連通する。
【００１０】
好ましくは、前記二次電池は、前記トップカバーに設けられて前記スルーホールに正対向するガード部材をさらに備え、
前記ガード部材と前記トップカバーとの間には、前記スルーホールと連通する通路が設けられ、前記スルーホールは、前記通路を介して外部と連通し、
前記通路の延在方向と前記スルーホールの延在方向とは、非ゼロ夾角をなす。
【００１１】
好ましくは、前記トップカバーには、前記スルーホールと連通する凹溝が設けられ、
前記ガード部材は、前記スルーホールおよび前記凹溝の一部を被覆し、前記通路は、前記凹溝に形成される。
【００１２】
好ましくは、前記トップカバーは、環状ボスを備え、前記環状ボスが前記スルーホールの軸方向に沿って突き出て、且つ前記スルーホールを周回し、
前記ガード部材が前記環状ボスの環状端面に接続され、前記環状ボスの環状壁に通気穴が開設され、
前記通路は、前記トップカバーと前記ガード部材とによって取り囲まれる空間と、前記通気穴内の空間とを含む。
【００１３】
好ましくは、前記第１端子は、互いに接続される端子本体と延在部とを備え、
前記延在部には、開口が開設され、前記接触片は、前記第１チャンバと前記第２チャンバとが仕切られるように、前記開口を密封する。
【００１４】
好ましくは、前記端子本体と前記延在部とは、一体に構成され、また別体に構成される。
【００１５】
好ましくは、前記二次電池は、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に密封される密封部材をさらに備え、
前記密封部材は、前記延在部と前記トップカバーとの間に密封接続され、前記トップカバーに密封接触する第１密封面と、前記延在部に密封接触する第２密封面とを有する。
【００１６】
好ましくは、前記二次電池は、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に密封される密封部材をさらに備え、
前記密封部材は、前記接触片と前記トップカバーとの間に密封され、前記トップカバーに密封接触する第１密封面と、前記接触片に密封接触する第２密封面とを有する。
【００１７】
好ましくは、前記第１密封面と前記第２密封面とは、前記二次電池の高さ方向に沿って互いに対向するように設けられる。
【００１８】
好ましくは、前記トップカバーには、第１密封溝が開設され、前記延在部または前記接触片には、第２密封溝が開設され、
前記第２密封溝が前記開口を周回し、前記第１密封溝が前記第２密封溝に対向するように設けられ、
前記密封部材が前記第１密封溝および前記第２密封溝内に嵌まり込み、前記第１密封面が前記第１密封溝の底面に密封接触し、前記第２密封面が前記第２密封溝の底面に密封接触する。
【００１９】
好ましくは、前記密封部材の断面形状は、円形断面または十字形断面である。
【００２０】
好ましくは、前記二次電池は、互いに接続される絶縁部材と固定部材とをさらに備え、
前記固定部材が前記トップカバーに固定接続され、
前記延在部の前記端子本体から離間する側が前記絶縁部材に固定接続される。
【００２１】
好ましくは、前記固定部材は、前記絶縁部材の外側に露出する露出部と、前記絶縁部材内に被覆される被覆対象部とを含み、前記露出部が前記トップカバーに固定接続される。
【００２２】
好ましくは、前記接触片は、反転部およびボスを備え、
前記反転部は、シート状環面構造であり、
前記ボスは、前記反転部に接続され、前記トップカバーの一方側へ突き出て、
前記反転部の外縁は、前記延在部に密封接続され、前記接触片は、動作しているときに前記ボスを介して前記トップカバーに接触可能である。
【００２３】
好ましくは、電気抵抗部材をさらに備え、
前記電気抵抗部材は、前記第１極片と前記第１端子と前記接触片と前記トップカバーと前記第２端子と前記第２極片とを通過する電気接続経路に直列接続される。
【００２４】
好ましくは、前記二次電池は、前記第２端子に電気接続される第２端子板をさらに備え、
前記電気抵抗部材は、前記第２端子板と前記トップカバーとの間に直列接続される。
【００２５】
好ましくは、前記電気抵抗部材の電気抵抗値の範囲は、０.１ミリオーム〜１０ミリオームである。
【００２６】
好ましくは、前記二次電池は、フェーズ部材をさらに備え、
前記フェーズ部材は、前記第１極片と前記第２極片との間を短絡させる電気接続経路に直列接続され、
前記フェーズ部材での電流通過面積が前記電気接続経路における他の箇所での電流通過面積よりも小さく、
前記フェーズ部材は、前記第１極片と前記第１端子との間に直列接続され、および/または、前記第２極片と前記第２端子との間に直列接続される。
【００２７】
好ましくは、第１接続部材および第２接続部材をさらに備え、
前記第１極片は、前記第１接続部材を介して前記第１端子に電気接続され、前記第２極片は、前記第２接続部材を介して前記第２端子に電気接続され、
前記第１接続部材および/または前記第２接続部材には、前記フェーズ部材が形成される。
【００２８】
好ましくは、前記フェーズ部材は、第１接続部材および/または第２接続部材に切欠および/または穴を開けることで形成される。
【００２９】
本願の解決手段は、下記の有利な作用効果を奏する。
【００３０】
本願は、二次電池を提供する。二次電池は、第１端子、第２端子、トップカバーおよび接触片を備える。接触片は、第１端子に付着され、トップカバーは、第１端子に対して絶縁となるとともに第２端子に電気接続される。二次電池内部の気圧が増加して基準圧力を上回った時、接触片が内部圧力により動作してトップカバーと接触することで、第１極片と第１端子と接触片とトップカバーと第２端子と第２極片とを通過する電気接続経路が形成される。これにより、二次電池の発火や爆発のリスクが低減され、二次電池の安全性が向上する。
【００３１】
本願の１つの態様として、二次電池が膨張や圧縮しているとき、およびトップカバーがケースに溶接されているとき、発生した作用力がトップカバーに加えられる。接触片がトップカバーに設けられると、トップカバーが変形することに伴って接触片が変形する。当該変形により、接触片の内部に応力が発生する。当該応力により、接触片の感度が低下してしまう。本願では、接触片が第１端子に付着されるため、トップカバーの変形時に接触片への影響が軽減され、接触片の動作感度が劣化する事情が起こりにくくなり、二次電池の安全性の向上に寄与する。
【００３２】
本願の別の態様として、本願では、トップカバーに接触片を取り付けるための開口を開けることが回避され、薄肉構造であるトップカバーにとっては、強度の向上にも寄与する。
【００３３】
上述した一般的な記述および後述する詳細の説明が単なる例示であり、本願を制限するためのものではないことを、理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本願の実施例に係る二次電池の部分構造の分解斜視図である。
【図２】本願の実施例に係る二次電池の部分構造の断面図である。
【図３】図２におけるＡ箇所の拡大図である。
【図４】本願の実施例に係る第１端子と接触片の分解図である。
【図５】本願の実施例に係る第１端子が接触片に接続された場合の断面図である。
【図６】本願の実施例に係る第１チャンバと第２チャンバとの間に密封される密封構造の模式図である。
【図７】本願の実施例に係るガード部材とトップカバーとの接続の実施例１の模式図である。
【図８】本願の実施例に係るガード部材とトップカバーとの接続の実施例２の模式図である。
【図９】図２におけるＢ箇所の拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１…第１端子、
１１１…端子本体、
１１２…延在部、
１１２ａ…開口、
１１２ｂ…位置決め台、
１１２ｃ…第２密封溝、
１２…接触片、
１２１…ボス、
１２１ａ…第２接触平面、
１２２…反転部、
１２２ａ…位置決め面、
１３…密封部材、
１３１…第１密封面、
１３２…第２密封面、
１４…第１絶縁材、
１５…第１端子板、
１６…絶縁部材、
１７…第１絶縁パッド、
１８…絶縁部材、
１９…固定部材、
１９１…露出部、
１９２…被覆対象部、
２１…第２端子、
２２…第２絶縁材、
２３…第２絶縁パッド、
２４…電気抵抗部材、
２５…第２端子板、
３１…トップカバー、
３１ａ…第１接触平面、
３１１…本体部、
３１２…隆起部、
３１３…スルーホール、
３１４…凹溝、
３１５…環状ボス、
３１６…通気穴、
３１７…第１密封溝、
４１…ガード部材。
【００３６】
ここでの図面は、明細書に取り込まれて明細書の一部を構成し、本願に合致する実施例を示し、明細書とともに本願の原理を解釈するために用いられる。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、具体的な実施例に基づいて図面を参照しながら本願をより詳細に説明する。本文に記載の「前」、「後」、 「左」、「右」、「上」、「下」は、何れも図面における二次電池の置き状態を参照とする。
【００３８】
図１〜９に示すように、本願の実施例は、二次電池を提供する。当該二次電池は、第１端子１１および第２端子２１を備える。第１端子１１と第２端子２１は、外部回路に接続されて電流回路を構成してもよい。二次電池は、外部回路における電源として、電気エネルギーを外部へ出力する。
【００３９】
ただし、第１端子１１は、正極端子として用いられてもよい。対応的に、第２端子２１は、負極端子として用いられてもよい。逆でもかまわない。以下では、本願において第１端子１１を正極端子（第１極片が正極片である）として第２端子２１を負極端子（第２極片が負極片である）とする例を挙げて、本願にかかる二次電池を詳細に説明する。
【００４０】
二次電池は、通常、電極ユニット、ケース（図示せず）およびトップカバー３１を備える。ケースをキャッピングするようにトップカバー３１を溶接等によりケースに接合することにより収納キャビティを形成してもよい。電極ユニットは、収納キャビティ内に収容される。
【００４１】
電極ユニットは、通常、第１極片および第２極片を備える。第１極片が第１ラグを有し、第２極片が第２ラグを有する。第１極片が第１ラグを介して第１端子に電気接続され、第２極片が第２ラグを介して第２端子２１に電気接続されることにより、電気エネルギーが最終的に電極ユニットから外部へ出力される。
【００４２】
本願の二次電池は、接触片１２をさらに備える。図１〜２に示す実施例において、接触片１２は、第１端子１１に付着され、トップカバー３１は、第１端子１１に対して絶縁となるように設けられるとともに、第２端子２１に電気接続される。ただし、接触片と第１端子１１とは、一体に構成されてもよく、または別体に構成されてもよい。
【００４３】
内部圧力値が基準圧力値を上回ったとき、接触片１２が動作してトップカバー３１に接触することで、第１極片と第１端子１１と接触片１２とトップカバー板３１と第２端子２１と第２極片とを通過する電気接続経路が形成される。こうして、二次電池が外部短絡の状態になり、二次電池の爆発および発火のリスクが低減され、二次電池の安全性が向上する。
【００４４】
接触片１２が動作してトップカバー３１に接触する形態としては、両者が直接接触してもよいし、接触片１２とトップカバー３１の間に導体を設けて接触片１２とトップカバー３１が導体を介して間接接触してもよい。
【００４５】
本願の１つの態様として、接触片１２がトップカバー３１に設けられると、二次電池が膨張または圧縮しているとき、発生した作用力がトップカバー３１に加えられ、トップカバー３１が変形することに伴って接触片１２が変形する。当該変形により、接触片１２の内部に応力が発生する。当該応力により、接触片１２が変形する圧力値が予め設定された基準圧力値からずれて、接触片１２の感度が劣化する。それに対して、本願の解決手段を採用することで、接触片１２が第１端子１１に設けられるため、トップカバー３１の変形時に接触片１２への影響が軽減され、上記原因による接触片１２の感度劣化の事情が起こりにくくなり、二次電池の安全性が向上する。
【００４６】
本願の別の態様としては、接触片１２が第１端子１１に設けられるため、トップカバー３１に接触片１２を取り付けるための開口を開けることが回避され、薄肉構造のトップカバー３１にとって、強度の向上にも寄与する。
【００４７】
トップカバー３１と端子との絶縁形態は、例えば、端子とトップカバー３１の間に絶縁材を設けることで実施されてもよい。図１〜２に示すように、第１端子１１とトップカバー３１の間に第１絶縁パッド１７が設けられ、第１絶縁パッド１７が第１端子１１とトップカバー３１の間に挟まれることで、両者間の絶縁が実現できる。ただし、第１絶縁パッド１７の材料は、ゴムやアスベストなどを選択してもよい。
【００４８】
また、第１端子１１を負極端子として利用する実施例では、トップカバー３１は、正極端子として用いられる第２端子２１に電気接続される。このように設定すれば、ケースとトップカバー３１が何れも正電荷に帯電することになり、電解液によるケースおよびトップカバー３１の腐食が軽減され、使用寿命が延長できる。
【００４９】
通常の場合には、第１端子１１と第２端子２１の一部は、何れもトップカバー３１から突き出て、突出部分が外部回路に接続される。幾つかの実施例では、トップカバー３１に電気接続される端子がトップカバー３１から突き出てなくてもよい。この場合には、当該端子は、トップカバー３１により外部回路との電気接続を実施可能である。
【００５０】
図２に示すように、より正確には、ケースをキャッピングするようにケースにトップカバー３１を接合してなる収納キャビティは、第１チャンバＳ１および第２チャンバＳ２を含む。具体的には、第１チャンバＳ１が電極ユニットをケーシングし、第２チャンバＳ２が接触片１２へ動作空間を与え、且つ第１チャンバＳ１と第２チャンバＳ２とが接触片１２によって仕切られる。第１チャンバＳ１の内部圧力が基準圧力を上回った時、気体圧力が接触片１２に作用して接触片１２を押して動作させる。
【００５１】
ケースをキャッピングするようにケースにトップカバー３１を接合してなる第２チャンバＳ２の空間が制限されているため、接触片１２の動作空間も制限される。その空間を広げるために、トップカバー３１が本体部３１１および隆起部３１２を備え、第２チャンバＳ２が接触片１２と隆起部３１２とによって取り囲まれるように、隆起部３１２がケースから離間する側へ突き出ることが好ましい。このようにすると、第２チャンバＳ２の空間が広げられる。その意義は、接触片１２が動作しているとき、当該空間内の空気の圧縮率が減少し、接触片１２が動作している時の抵抗力が減少し、接触片１２の動作感度の向上に寄与することにある。
【００５２】
図３に示すように、トップカバー３１は、第１接触平面３１ａを有する。対応的に、接触片１２は、第２接触平面１２１ａを有する。接触片１２がトップカバー３１に接触しているとき、第１接触平面３１ａは、第２接触平面１２１ａに密着される。これにより、接触片１２がトップカバー３１に接触するときに大きな接触面積を有することができ、両者間の確実な電気接触が確保される。
【００５３】
図４〜５に示すように、一実施例によれば、接触片１２は、ボス１２１および反転部１２２を備える。ただし、反転部１２２は、シート状環面構造である。それは、接触片１２が気圧の働きで変形して確実に動作することに寄与する。ボス１２１は、反転部１２２に接続されてトップカバー３１の側へ突き出る。接触片１２が動作しているとき、接触片１２は、ボス１２１を介してトップカバー３１に接触可能である。当該解決手段において、ボス１２１は、トップカバー３１との間で適切な間隔をあけたうえで接触片１２の反転ストロークを減少して二次電池の安全性を向上させることができる。さらに、ボス１２１と反転部１２２とは、一体に構成される。
【００５４】
トップカバー３１は、トップカバー３１の接触片１２へ向かう側の表面が平面であり、当該平面が第１接触平面３１ａとされてもよい。接触片１２は、接触片１２の変形可能性を利用し、接触片１２の中央箇所にボス１２１を設けることにより、接触片１２が変形しても、当該ボス１２１の変形量が比較的に小さく、且つ当該ボス１２１のトップカバー３１へ向かう側の表面が基本的に平面状態を保つ。よって、その表面は、第２接触平面１２１ａとされてもよい。
【００５５】
図４〜５に示す実施例では、第１端子１１は、互いに接続される端子本体１１１および延在部１１２を備える。延在部１１２が第１端子１１側へ延在し、延在部１１２に開口１１２ａが開設され、接触片１２の外縁部が延在部１１２に密封接続されることにより、接触片１２は、開口１１２ａを密封し、且つ第１チャンバＳ１と第２チャンバＳ２とを仕切る。これにより、接触片１２が動作しているとき、接触片１２、より正確に言うと、ボス１２１は、開口１１２ａを介してトップカバー３１と接触可能である。端子本体１１１が外部回路との電気接続を実施し、延在部１１２が接触片１２との接続を実施することにより、接触片１２の第１端子１１での設置は、便利になる。
【００５６】
図４〜５に示す実施例において、端子本体１１１と延在部１１２とは、一体に構成される。しかし、説明すべきことは、他の幾つかの実施例において、端子本体１１１と延在部１１２とが別体に構成されてもよい。本願では、それについて限定しない。
【００５７】
さらに、開口１１２ａ内に位置決め台１１２ｂが設けられ、接触片１２の外縁部に位置決め面１２２ａがある。位置決め面１２２ａと位置決め台１１２ｂとが協調して位置決めを行い、接触片１２とトップカバー３１の間に正確な間隔をあけることを確保する。位置決め面１２２ａと位置決め台１１２ｂとが協調して位置決めを行った後、突合せ溶接の方式または貼り付け等の方式で固定して密封接続を実現させてもよい。
【００５８】
なお、接触片１２が二次電池の内部圧力に快速に応答することを保証するために、二次電池は、第１チャンバＳ１と第２チャンバＳ２の間に密封される密封部材１３をさらに備える。一実施例によれば、図２に示すように、密封部材１３は、延在部１１２とトップカバー３１の間に密封接続され、密封部材１３は、トップカバー３１に密封接触する第１密封面１３１と、延在部１１２に密封接触する第２密封面１３２とを有する。
【００５９】
具体的には、図６に示すように、密封部材１３が環状構造であり、トップカバー３１に第１密封溝３１７が開設され、延在部１１２に第２密封溝１１２ｃが開設される。より正確には、第２密封溝１１２ｃが延在部１１２における開口１１２ａの軸線に垂直となる平面に設けられ、第２密封溝１１２ｃが開口１１２ａを周回し、第１密封溝３１７と第２密封溝１１２ｃとが互いに対向するように設けられ、密封部材１３が第１密封溝３１７および第２密封溝１１２ｃ内に嵌まり込む。つまり、二次電池の高さ方向に沿って対向するように設けられる第１密封面１３１と第２密封面１３２が形成される。第１密封面１３１は、第１密封溝３１７の底面に密封接触し、第２密封面１３２は、第２密封溝１１２ｃの底面に密封接触する。
【００６０】
同様に、他の幾つかの実施例では、密封部材１３は、接触片１２とトップカバー３１の間に密封接続されてもよい。密封部材１３は、トップカバー３１に密封接触する第１密封面１３１と、接触片１２に密封接触する第２密封面１３２とを有する。トップカバー３１と接触片１２との間の密封構造は、上述したものと基本的に同じ密封構造を採用してもよい。第２密封溝は、接触片１２に設けられて接触片１２の動作へ影響しないものであればよい。
【００６１】
図２および図６に示す実施例では、密封部材１３の断面の形状が十字形である。他の幾つかの実施例では、密封部材１３の断面の形状が円形であってもよい。円形断面と十字形断面の密封部材１３は、加工および製造が便利である。無論、密封部材１３の断面の形状は、他の不規則な形状であってもよい。
【００６２】
また、第１端子１１とトップカバー３１の間にプラスチック材が設けられてもよい。当該プラスチック材は、絶縁材として機能するとともに、密封部材１３として機能する。こうして、二次電池における部品の使用量が減少し、組み立てプロセスが簡素化される。
【００６３】
延在部１１２が端子本体１１１から第２端子２１側に延在するため、延在部１１２は、片持ち構造になる。これにより、延在部１１２または接触片１２がトップカバー３１に密封接触する際、接触力により延在部１１２が変位して密封効果が悪くなる等の欠陥ができる。そのため、本願の二次電池は、さらに、互いに接続される絶縁部材１８と固定部材１９とを備える。図２に示すように、固定部材１９は、トップカバー３１に固定接続され、延在部１１２は、絶縁部材１８に固定接続される。このように設定した後、絶縁部材１８と固定部材１９は、延在部１１２へ反力を提供し、当該反力の方向が密封時の接触力の方向とは逆であるため、延在部１１２の片持ち構造を緩和し、密封の信頼性を高める。
【００６４】
絶縁部材１８と固定部材１９との接続の方式が複数種ある。図２に示す実施例では、固定部材１９は、絶縁部材１８の外側に露出する露出部１９１と、絶縁部材１８内に被覆される被覆対象部１９２とを備える。ただし、露出部１９１がトップカバー３１に固定接続され、絶縁部材１８が被覆対象部１９２を被覆することにより、固定部材１９が他の部品に対して絶縁する。
【００６５】
好ましくは、絶縁部材１８と固定部材１９とが一体に構成される。両者は、一体鋳込みの方式により成形される。
【００６６】
上述した実施例では、接触片１２へ動作空間を与える第２チャンバＳ２が密閉したチャンバであり、第２チャンバＳ２の圧力理論値が１大気圧である。しかし、二次電池に熱が発生した後、第２チャンバＳ２内の圧力が増加し、接触片１２の動作感度へ影響する。それに鑑みて、図７〜８に示すように、トップカバー３１には、スルーホール３１３がさらに開設されている。第２チャンバＳ２は、スルーホール３１３を介して外部と連通する。こうして、第２チャンバＳ２が密閉せずに外部大気と連通し、第２チャンバＳ２内の気体の圧力が二次電池の発熱に伴って増加することはないため、接触片１２の動作感度が向上する。
【００６７】
さらに、電解液または他の雑品がスルーホール３１３に進入することを回避するために、二次電池は、ガード部材４１をさらに備える。ガード部材４１は、トップカバー３１に設けられ、スルーホール３１３に正対向する。ガード部材４１とトップカバー３１との間には、スルーホール３１３と連通する通路Ｓ３が設けられる。スルーホール３１３がこの通路Ｓ３を介して外部と連通し、且つ通路Ｓ３の延在方向とスルーホール３１３の延在方向とは、非ゼロ夾角をなす。これにより、スルーホール３１３は、外部に露出せず、通路Ｓ３を介して外部と連通するため、電解液等がスルーホール３１３内に進入するリスクを低減する。
【００６８】
一実施例によれば、図７に示すように、トップカバー３１には、凹溝３１４が設けられ、凹溝３１４がスルーホール３１３と連通し、ガード部材４１がスルーホール３１３および凹溝３１４の一部を被覆し、通路Ｓ３が凹溝３１４に形成される。
【００６９】
別の実施例によれば、図８に示すように、トップカバー３１は、環状ボス３１５を備える。環状ボス３１５は、スルーホール３１３の軸方向に沿って突き出て且つスルーホール３１３を周回する。ガード部材４１が環状ボス３１５の環状端面に接続され、且つ環状ボス３１５の環状壁に通気穴３１６が開設される。通路Ｓ３は、トップカバー３１とガード部材４１とによって取り囲まれてなる空間と、通気穴３１６内の空間とを含む。
【００７０】
本願において、二次電池は、電気抵抗部材２４をさらに備える。電気抵抗部材２４は、第１極片と第１端子１１と接触片１２とトップカバー３１と第２端子２１と第２極片とを通過する電気接続経路に直列接続される。当該解決手段において、当該電気接続経路が導通する瞬間で、電気抵抗部材２４の存在により、短絡電流のピーク値が抑圧される。
【００７１】
また、電気抵抗部材２４が短絡電流のピーク値を減少する役割を果たしたが、実際に接触片１２とトップカバー３１との接触箇所が短絡電流によってフェーズされる場合も存在する。こうして、電極ユニットと外部回路との間を回路開放させ、二次電池の発火および爆発等の危険な事態の発生を回避する。電気抵抗部材２４の電気抵抗値は、０.１ｍｏｈｍ-１０ｍｏｈｍの範囲で選択可能である。例えば、電気抵抗部材２４は、鋼、ステンレス鋼またはニッケル鋼合金等の材料によって製造されてもよい。
【００７２】
電気抵抗部材２４の位置は、実際の応用の環境に応じて選択されてもよい。図９に示すように、電気抵抗部材２４が第２端子２１に設置され、トップカバー３１が電気抵抗部材２４を介して第２端子２１に電気接続される。これにより、電気抵抗部材２４は、接触片１２がトップカバー３１に接触したときに発生する熱による影響を受け難くなる。
【００７３】
図１〜２に示すように、二次電池は、第２端子板２５をさらに備えてもよい。第２端子板２５は、第２端子２１に電気接続される。この場合に、電気抵抗部材２４は、第２端子板２５とトップカバー３１間に直列接続されてもい。こうして、短絡電流がトップカバー３１、電気抵抗部材２４、第２端子板２５および第２端子２１を流れる。当該解決手段によれば、電気抵抗部材２４の設置が便利になる。注意すべきことは、第２端子２１とトップカバー３１の間に第２絶縁パッド２３が設けられ、第２端子２１のトップカバー３１から離間する側が第２端子板２５、電気抵抗部材２４を介してトップカバー３１に電気接続され、第２端子２１のトップカバー３１に近接する側がトップカバー３１に対して第２絶縁パッド２３によって絶縁する。
【００７４】
対応的に、二次電池に第１端子板１５がさらに含まれ、第１端子板１５が第１端子１１に電気接続され、且つ第１端子板１５とトップカバー３１との間に両者間の絶縁を実施する絶縁部材１６が設けられる。説明すべきことは、第１端子板１５および第２端子板２５の設置により、第１端子１１および第２端子２１と外部回路との間の接続が便利になるが、それは、組立の利便性を考慮したものであり、必ず必要ではない。
【００７５】
当業者であれば分かるように、二次電池が正常に動作しているとき、正常電流が順に第２端子板２５、第２端子２１および第２極片を流れ、電気抵抗部材２４が存在しても、正常動作時における二次電池の出力に影響しない。
【００７６】
本願は、フェーズ部材（図示せず）をさらに含む。フェーズ部材は、第１極片と第１端子１１と接触片１２とトップカバー３１と第２端子２１と第２極片とを通過する電気接続経路に直列接続される。そして、フェーズ部材の電流通過面積は、電気接続経路における他の箇所での電流通過面積よりも小さい。フェーズ部材は、第１極片と第１端子１１との間に直列接続されてもよく、第２極片と第２端子２１との間に直列接続されてもよい。または、フェーズ部材が２つ設けられ、１つが第１極片と第１端子１１との間に直列接続され、もう１つが第２極片と第２端子２１との間に直列接続されてもよい。フェーズ部材の設置により、当該電気接続経路に大きな短絡電流が流れているときにフェーズ部材においてフェーズできるため、電極ユニットと外部回路との間が回路開放し、二次電池の発火および爆発のリスクが低減される。
【００７７】
フェーズ部材は、単独で設けられてもよいし、他の部品と一体化して設けられてもよい。一実施例によれば、二次電池は、第１接続部材および第２接続部材をさらに備えてもよい。第１接続部材は、第１極片と第１端子との間に接続され、第２接続部材は、第２極片と第２端子との間に接続される。ただし、フェーズ部材は、第１接続部材および第２接続部材のうちの少なくとも一方に形成される。
【００７８】
二次電池が正常に動作しているとき、第１接続部材が第１極片と第１端子１１とを接続するための電気接続部材とされ、第２接続部材が第２極片と第２端子２１とを接続するための電気接続部材とされてもよい。それは、二次電池の組み立てプロセスの改良に寄与し、組み立て過程において第１ラグと第２ラグが変形することを回避する。しかし、第１極片と第２極片との間が短絡する際、第１接続部材または第２接続部材に形成されているフェーズ部材は、フェーズ作用を発揮し、第１極片と第２極片とを通過するショート回路を切断できる。
【００７９】
フェーズ部材は、第１接続部材に切欠、穴を開けることで実現可能である。こうして、第１接続部材には、他の箇所での電流通過面積よりも小さい電流通過面積が形成される。この小さい電流通過面積の箇所は、フェーズ部材が位置する箇所である。同様に、第２接続部材にフェーズ部材を形成する形態も上記構造を採用してもよいが、ここで繰り返し説明しない。
【００８０】
説明すべきことは、フェーズ部材と電気抵抗部材２４が何れも第１極片と第１端子１１と接触片１２とトップカバー３１と第２端子２１と第２極片とを通過する電気接続経路に直列接続可能であり、電気抵抗部材２４が接触片１２とトップカバー３１との接触の瞬間の短絡電流を減少できるが、フェーズ部材のフェーズに対して減少後の短絡電流が充分であり、当該電気接続経路を回路開放させる。
【００８１】
図１〜２に示すように、二次電池は、第１絶縁材１４および第２絶縁材２２をさらに備える。第１絶縁材１４および第２絶縁材２２は、トップカバー３１の下方に設けられ、電極ユニットとトップカバー３１との間の電気隙間および沿面距離を増加し、電極ユニットとトップカバー３１との間の導通現象を回避する。
【００８２】
以上、第１端子１１が正極端子であり、第２端子２１が負極端子である実施例を説明しましたが、本願は、上記実施例に限定されない。例えば、第１端子１１が負極端子として用いられ、第２端子２１が正極端子として用いられてもよい。
【００８３】
また、当業者であれば分かるように、接触片１２の設置位置によっては、二次電池における各部品の構造および設置方式も、複数種の対応する変形例で実施可能である。
【００８４】
上記したのは、本願の好適な実施例に過ぎず、本願を制限するためのものではない。当業者にとって、本願は、種々な変更や変形が有り得る。本願の要旨および原則内での如何なる変更、均等物による置換、改良なども、本願の保護範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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