(57)【要約】  端子と端子壁とが短絡することを抑制する技術を提供する。蓄電装置１００は、ケース１と、端子５と、電流遮断装置３０を備える。端子は、ケースの端子壁９に形成された開口１１を介してケースの内外に通じている。端子は、開口に挿通された柱状部１４と、柱状部の一端に接続されておりケースの内部に位置する基底部１５と、を有する。基底部は、端子壁を平面視した状態で開口より大きい。端子と端子壁との間には、絶縁性を有し、柱状部を一巡する絶縁性部材１９が配置されている。絶縁性部材は、シール位置において端子と端子壁の双方と当接することでケースの内外をシールするシール部分と、ケースの内外をシールしない非シール部分１９ａとを備える。端子と端子壁との間の空間のうちシール位置よりもケース内部側の第１空間では、シール部分が、柱状部を一巡すると共に、第１空間のケース外部側の端面からケース内部側の端面まで配置されている。
2015119022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能なケースと、
前記ケースに形成された開口を介して前記ケースの内外に通じている端子と、
前記ケース内に収容されており、前記端子と前記正極電極、又は前記端子と前記負極電極に電気的に接続されていると共に、前記端子と前記正極電極、又は前記負極電極を導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する電流遮断装置と、を備えており、
前記端子は、前記ケースを構成する複数の壁のうちの一つである端子壁に設けられており、
前記端子は、前記開口に挿通された柱状部と、前記柱状部の一端に接続されており前記ケースの内部に位置する基底部と、を有しており、
前記基底部は、前記端子壁を平面視した状態で前記開口より大きく、かつ、前記導電性部材と電気的に接続されており、
前記端子と前記端子壁との間には、絶縁性を有し、前記柱状部を一巡する絶縁性部材が配置されており、
前記絶縁性部材は、シール位置において前記端子と前記端子壁の双方と当接することで前記ケースの内外をシールするシール部分と、前記ケースの内外をシールしない非シール部分とを備えており、
前記シール位置は、前記柱状部を一巡しており、
前記端子と前記端子壁との間の空間のうち前記シール位置よりもケース内部側の第１空間では、前記非シール部分が、前記柱状部を一巡すると共に、第１空間のケース外部側の端面からケース内部側の端面まで配置されていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能なケースと、
前記ケースの端子壁に形成された開口を介して前記ケースの内外に通じている端子と、
前記ケース内に収容されており、前記端子と前記正極電極、又は前記端子と前記負極電極に電気的に接続されていると共に、前記端子と前記正極電極、又は前記負極電極を導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する電流遮断装置と、を備えており、
前記端子は、前記開口に挿通された柱状部と、前記柱状部の一端に接続されており前記ケースの内部に位置する基底部と、を有しており、
前記基底部は、前記端子壁を平面視した状態で前記開口より大きく、かつ、前記導電性部材と電気的に接続されており、
前記端子と前記端子壁との間には、シール位置において前記端子と前記端子壁の双方と当接することで、前記ケースの内外をシールすると共に、前記柱状部を一巡する絶縁性のシール部材が配置されており、
前記シール位置は、前記端子と前記端子壁との間の空間のうち少なくとも前記ケースの内部側の端面に位置していることを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
前記端子は、前記柱状部の、前記基底部が接続されている側とは反対側に接続されており、前記ケースの外部に位置すると共に前記柱状部の前記反対側より軸直方向外側に屈曲して前記端子を前記端子壁に固定する固定部を有しており、
前記シール位置は、前記端子壁を平面視した状態で前記端子と前記端子壁とが重なる範囲で、かつ、前記固定部が占める範囲に位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記端子は、前記ケースの外部に位置するナットにより前記端子壁に締め付け固定されており、
前記シール位置は、前記端子壁を平面視した状態で前記端子と前記端子壁とが重なる範囲で、かつ、前記ナットが占める範囲に位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置が直列接続されている蓄電装置モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、電流遮断装置を備えている蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置の技術分野では、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、端子と集電体（正極集電体又は負極集電体）の間に配置される。特開２０１２−３８５２９号公報には、集電体に接続された通電板と、端子に接続された変形板とが接合された電流遮断装置が開示されている。蓄電装置内の圧力が上昇して所定値を超えると、電流遮断装置が動作して変形板が通電板から離反する。この結果、端子と通電板の間の電流が遮断される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開２０１２−３８５２９号公報の蓄電装置では、ケースの端子壁に形成された開口に端子が固定されている。端子と端子壁との間には絶縁性のシール部材及び絶縁部材が配置されている。絶縁部材は、シール部材よりもケース内部側に、シール部材から間隔を空けて配置されている。このため、シール部材と絶縁部材との間には空間が形成されている。当該空間では、端子と端子壁とが直接対向している。ここで、ケース内の電解液が、絶縁部材と端子及び／又は端子壁との間の隙間を伝って、当該空間に浸入する場合がある。電流遮断装置が動作した後に、当該空間が電解液で満たされた状態で端子と端子壁との間に高電圧が印加されると、当該空間に満たされた電解液によって端子と端子壁とが短絡する可能性がある。特に、複数の蓄電装置が直列接続された蓄電装置モジュールでは、１つの電流遮断装置が動作すると端子と端子壁との間に極めて高い電圧が印加されるため、端子と端子壁とが短絡する可能性がより高くなる。【０００４】
本明細書では、端子と端子壁とが短絡することを抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、端子と、電流遮断装置を備える。ケースは、正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能としている。端子は、ケースに形成された開口を介してケースの内外に通じている。電流遮断装置は、ケース内に収容されており、端子と正極電極、又は端子と負極電極に電気的に接続されていると共に、端子と正極電極、又は負極電極を導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する。端子は、ケースを構成する複数の壁のうちの一つである端子壁に設けられている。端子は、開口に挿通された柱状部と、柱状部の一端に接続されておりケースの内部に位置する基底部と、を有する。基底部は、端子壁を平面視した状態で開口より大きく、かつ、基底部は導電性部材と電気的に接続されている。端子と端子壁との間には、絶縁性を有し、柱状部を一巡する絶縁性部材が配置されている。絶縁性部材は、シール位置において端子と端子壁の双方と当接することでケースの内外をシールするシール部分と、ケースの内外をシールしない非シール部分とを備える。シール位置は、柱状部を一巡している。端子と端子壁との間の空間のうちシール位置よりもケース内部側の第１空間では、非シール部分が、柱状部を一巡すると共に、第１空間のケース外部側の端面からケース内部側の端面まで配置されている。【０００６】
上記の蓄電装置では、端子と端子壁との間の空間がシール位置においてシールされている。このため、ケース内の電解液がシール位置よりもケース外部側の空間に漏出することが抑制される。また、上記の蓄電装置では、非シール部分が、第１空間において柱状部を一巡すると共に、第１空間のケース外部側の端面からケース内部側の端面まで配置されている。このため、第１空間では端子と端子壁とが直接対向することがない。従って、電流遮断装置の動作後に端子と端子壁との間に高電圧が印加されても、端子と端子壁とが短絡することを抑制することができる。【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の蓄電装置の縦断面図。
【図２】図１の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。
【図３】図１の正極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。
【図４】実施例２の蓄電装置の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。
【図５】実施例３の蓄電装置の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。
【図６】実施例４の蓄電装置の負極端子近傍の部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、端子と、電流遮断装置を備えていてもよい。ケースは、正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能としていてもよい。端子は、ケースの端子壁に形成された開口を介してケースの内外に通じていてもよい。電流遮断装置は、ケース内に収容されており、端子と正極電極、又は端子と負極電極に電気的に接続されていると共に、端子と正極電極、又は負極電極を導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有していてもよい。端子は、開口に挿通された柱状部と、柱状部の一端に接続されておりケースの内部に位置する基底部と、を有していてもよい。基底部は、端子壁を平面視した状態で開口より大きく、かつ、基底部は導電性部材と電気的に接続されていてもよい。端子と端子壁との間には、シール位置において端子と端子壁の双方と当接することで、ケースの内外をシールすると共に、前記柱状部を一巡する絶縁性のシール部材が配置されていてもよい。シール位置は、端子と端子壁との間の空間のうち少なくともケースの内部側の端面に位置していてもよい。この構成によると、電解液が端子と端子壁との間の空間に浸入することを抑制できる。このため、端子と端子壁とが短絡することを抑制することができる。
【００１１】
本明細書が開示する蓄電装置は、端子は、柱状部の、基底部が接続されている側とは反対側に接続されており、ケースの外部に位置すると共に柱状部の反対側より軸直方向外側に屈曲して端子を端子壁に固定する固定部を有していてもよい。シール位置は、端子壁を平面視した状態で端子と端子壁とが重なる範囲で、かつ、固定部が占める範囲に位置していてもよい。この構成によると、端子を端子壁に固定する際に固定部が端子壁に及ぼす荷重の方向と、端子と端子壁とをシールするための圧縮力の方向とが同一となり、シール位置において端子と端子壁との間を強固にシールすることができる。
【００１２】
本明細書が開示する蓄電装置は、端子は、ケースの外部に位置するナットにより端子壁に締め付け固定されていてもよい。シール位置は、端子壁を平面視した状態で端子と端子壁とが重なる範囲で、かつ、ナットが占める範囲に位置していてもよい。この構成によると、端子を端子壁に締め付け固定する際にナットが端子壁に及ぼす締め付け力の方向と、端子と端子壁とをシールするための圧縮力の方向とが同一となり、シール位置において端子と端子壁との間を強固にシールすることができる。
【００１３】
また、本明細書は、上記の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置が直列接続されている蓄電装置モジュールを開示する。この蓄電装置モジュールでは、蓄電装置モジュールを構成する各蓄電装置の端子と端子壁との間の空間に絶縁性部材又はシール部材を配置することにより、当該空間において端子と端子壁とが直接対向することがないように構成されている。このため、電流遮断装置の動作後に、端子と端子壁との間に高電圧が印加されても、端子と端子壁とが短絡することを抑制することができる。
【実施例１】
【００１４】
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「端子」の一例に相当する。【００１５】
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。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、ケース上壁９は「端子壁」の一例に相当する。【００１６】
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。【００１７】
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２００ａ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。【００１８】
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、環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、「導電性部材」の一例に相当する。【００１９】
固定部１６は環状を呈しており、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つの円筒状の部分を構成している。以下では説明を簡単にするため、上記の円筒状の部分を「円筒部分」と称する。【００２０】
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、円筒部分をケース１の内部からガスケット６２の開口及び外部端子６０の開口に挿通させる。その後、円筒部分の上端（ケース１の外部に突出している部分）を径方向（軸直方向）外側に屈曲させて当該円筒部分を径方向に押し広げる。これにより、当該円筒部分は外部端子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。当該円筒部分（即ち、円筒部分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、シール部材１９（後述）、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。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。なお、「径方向（軸直方向）外側に屈曲させる」とは、かしめ端子５の円筒部分を屈曲させる際の方向を指すものであり、かしめ端子５をケース上壁９に固定した後の固定部１６の方向を指すものではないことに注意されたい。【００２１】
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。【００２２】
次に、図２を参照して、かしめ端子５とケース上壁９との間に配置されている部材の位置関係について説明する。かしめ端子５とケース上壁９との間には、環状の（即ち、円筒部１４を一巡する）絶縁性のシール部材１９が配置されている。シール部材１９にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）が用いられる。なお、シール部材１９の材料はこれに限られず、例えばエチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＭ）といった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。シール部材１９は、図２に太線で示す範囲において、基底部１５とケース上壁９の両者に接触している。これにより、シール部材１９はかしめ端子５とケース上壁９との間をシールしている。一方、ケース内部側のシール部材１９（別言すれば、基底部１５の上面の外周部に配置されているシール部材１９）は、上下方向の厚みが薄くされている（以下では、当該部分を「肉薄部１９ａ」とも称する）。このため、シール部材１９の肉薄部１９ａはかしめ端子５とケース上壁９との間をシールしていない。以下では、シール部材１９がかしめ端子５とケース上壁９との間をシールしている部分を、「シール部分Ｓ１」と称する。シール部分Ｓ１は、円筒部１４の外周を取り囲んでいる。なお、シール部材１９は絶縁材料によって形成されているため、かしめ端子５とケース上壁９との絶縁性は維持される。なお、シール部材１９は、「絶縁性部材」の一例に相当し、シール部分Ｓ１は「シール位置」の一例に相当し、肉薄部１９ａは「非シール部分」の一例に相当する。【００２３】
図２の破線で囲まれる空間１８は、ケース上壁９を平面視したときにケース上壁９と基底部１５とが対向する範囲のうち、固定部１６が占める範囲の空間を表す。空間１８は円筒部１４の外周を取り囲むように形成されている。図２に示すように、シール部分Ｓ１のケース外部側の一部は、空間１８内に位置している。【００２４】
かしめ端子５とケース上壁９との間の空間のうち、シール部分Ｓ１よりケース内部側には空間２０が形成されている。空間２０は円筒部１４の外周を取り囲むように形成されている。空間２０はケース１の内部と連通している。肉薄部１９ａは、基底部１５の上面を、空間２０の内周面から径方向外側に向かって延びており、基底部１５の外周面を覆い、破断板３４（後述）と略同一の高さまで延びている。このため、肉薄部１９ａは、空間２０の全周に亘って、かつ空間２０の内周面から外周面まで配置されている。別言すれば、肉薄部１９ａは、空間２０の平面方向（上下方向と直交する方向）全体に配置されている。なお、空間２０の上下方向には肉薄部１９ａが存在しない空間があってもよい。【００２５】
シール部材１９（詳細には、肉薄部１９ａ）のケース内部側の端面は、絶縁部材３９と当接している。絶縁部材３９は破断板３４の下面の外縁を周方向に亘って覆っている。シール部材１９の肉薄部１９ａ及び絶縁部材３９の外周側には、環状の金属製の板材４０が配置されている。具体的には、シール部材１９及び絶縁部材３９を上記の所定の位置に配置して基底部１５、変形板３２及び破断板３４を径方向に固定した後、板材４０の上端と下端がシール部材１９の肉薄部１９ａ及び絶縁部材３９の外周面にかしめられる。これにより、基底部１５、変形板３２及び破断板３４が上下方向に挟持される。シール部材１９のケース内部側の厚みを薄くしてケース上壁９との間に隙間を形成することにより、当該隙間を活用して板材４０を肉薄部１９ａの上面に配置することができる。これにより、板材４０は基底部１５、変形板３２及び破断板３４を容易にかしめ固定することができる。【００２６】
続いて、図３を参照してかしめ端子７と、かしめ端子７とケース上壁９との間に配置される部材の位置関係について説明する。図３は、図１の二点鎖線部２００ｂの拡大図を示す。図２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を図３に示すように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、シール部材６９、ガスケット６３及び外部端子６１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。【００２７】
シール部材６９はシール部分Ｓ１において基底部９５とケース上壁９の両者に接触しており、これらの間をシールしている。シール部材６９のケース外部側の面（即ち、内周面)は円柱部９４に当接している。ケース内部側のシール部材６９は、上下方向の厚みが薄くされている（以下では、当該部分を「肉薄部６９ａ」と称する）。肉薄部６９ａは、基底部９５の上面全体を径方向外側に基底部９５の外周面の位置まで延びている。このため、ケース上壁９を平面視すると、空間２０にはシール部材６９の肉薄部６９ａが必ず配置されている。また、シール部分Ｓ１のケース外部側の一部は、空間１８内に位置している。【００２８】
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。基底部１５、変形板３２及び破断板３４は、環状のシール部材１９、絶縁部材３９、及び板材４０により挟持されている。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。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、変形板３２の下方に位置している。破断板３４の外縁の一部に接続端子２３が接続されている。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。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が形成されており、変形板３２と破断板３４との間の空間４６がケース１内の空間と連通している。また、変形板３２の外縁と破断板３４の外縁との間には環状の絶縁部材３８が配置されている。【００２９】
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。【００３０】
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４６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。【００３１】
実施例１の蓄電装置１００の作用効果について説明する。以下では、特に記載しない限り、「かしめ端子５」は「かしめ端子７」と読み替えることができる。その他の実施例における作用効果についても同様である。上記の蓄電装置１００では、かしめ端子５とケース上壁９との間の空間が、シール部材１９のシール部分Ｓ１においてシールされている。このため、ケース１内の電解液がシール部分Ｓ１よりも外部側の空間に漏出することが抑制される。また、空間２０には、当該空間の平面方向の全体にシール部材１９の肉薄部１９ａが配置されている。このため、空間２０ではかしめ端子５とケース上壁９とが直接対向することがない。従って、電解液が空間２０に浸入しても、電解液を介してかしめ端子５とケース上壁９とが接触することが抑制される。この結果、電流遮断装置３０が動作した後に、空間２０に電解液が存在する状態で、かしめ端子５とケース上壁９との間に高電圧が印加されても、かしめ端子５とケース上壁９とが短絡することを抑制することができる。なお、板材４０とケース上壁９とは直接対向しているが、板材４０は通電経路とはならず、通電経路から絶縁されている。このため、電流遮断装置３０が動作した後で、板材４０がケース上壁９と電解液を介して導通しても特に問題はないことに注意されたい。【００３２】
また、上記の蓄電装置１００では、シール部分Ｓ１の一部が、空間１８内に位置している。即ち、シール部分Ｓ１の一部は、ケース上壁９を平面視した状態でかしめ端子５とケース上壁９とが対向する範囲で、かつ、固定部１６が占める範囲に位置している。このため、固定部１６がケース上壁９に及ぼす荷重の方向と、かしめ端子５とケース上壁９とをシールするための圧縮力の方向とが同一となり、シール部分Ｓ１の一部においてかしめ端子５とケース上壁９との間を強固にシールできる。さらに、ケース上壁９とかしめ端子５との間に配置される部材を１つとすることにより、蓄電装置の部品点数を低減することができ、製造効率が向上する。【００３３】
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。
【実施例２】
【００３４】
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。その他の実施例及び変形例でも同様である。【００３５】
図４の二点鎖線部３００ａは、図１の二点鎖線部２００ａに相当する。基底部１５とケース上壁９との間には、シール部材１１９が配置されている。シール部材１１９は、基底部１５の上面全体に配置されている。シール部材１１９は、シール部分Ｓ２において基底部１５とケース上壁９の両者に接触している。シール部材１１９の厚みは、基底部１５とケース上壁９とが対向する空間において一定である。このため、シール部分Ｓ２は、基底部１５の外周面まで延びている。別言すれば、シール部分Ｓ２は、基底部１５とケース上壁９との間の空間のうちケース内部側の端面まで延びている。シール部材１１９と板材４０は、インサート成形により一体的に形成されている。図４の破線で囲まれる空間１１８は、ケース上壁９を平面視したときにケース上壁９と基底部１５とが対向する範囲のうち、固定部１６が占める範囲の空間を表す。図４に示すように、シール部分Ｓ２のケース外部側の一部は、空間１１８内に位置している。なお、シール部分Ｓ２は「シール位置」の一例に相当する。【００３６】
この構成では、シール部分Ｓ２が基底部１５の外周面まで延びている。このため、電解液がケース上壁９と基底部１５との間の空間に浸入することが抑制される。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。
【実施例３】
【００３７】
図５の二点鎖線部４００ａは、図１の二点鎖線部２００ａに相当する。この蓄電装置では、電流遮断装置の構成が実施例１と異なっており、それ以外の構成は実施例１と同様である。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。基底部１５、第１変形板７５、破断板７３及び第２変形板７１は、絶縁性のシール部材１９及び絶縁部材７８により支持されている。シール部材１９及び絶縁部材７８の外周面には、金属製の板材７９がかしめられている。これにより、基底部１５、第１変形板７５、破断板７３及び第２変形板７１が上下方向に挟持される。なお、第１変形板７５は「導電性部材」の一例に相当する。【００３８】
第２変形板７１は、破断板７３の下方に配置されている。第２変形板７１は円形状の板材であり、中央部が下方に突出している。第２変形板７１の上面の外縁には絶縁部材８１が配置されている。絶縁部材８１は環状の部材であり、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。【００３９】
破断板７３は、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、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。【００４０】
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は、実施例１の変形板３２と略同一の構成を有する。第１変形板７５の外縁は、かしめ端子５の基底部１５に接続されている。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、環状の部材であり、第１変形板７５の外縁と破断板７３の外縁とに接触している。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の外縁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、環状の部材であり、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の外縁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。【００４１】
電流遮断装置７０の通電経路について説明する。図５に示す電流遮断装置７０では、破断板７３が第１変形板７５の中央部と接続されている。第１変形板７５の外縁は、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。【００４２】
ここで、電流遮断装置７０の遮断動作について図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増大すること、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。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、上述の電流遮断装置７０はその他の実施例の蓄電装置に取り付けられてもよい。
【実施例４】
【００４３】
図６の二点鎖線部５００ａは、図１の二点鎖線部２００ａに相当する。この蓄電装置では、負極端子２０５の構成が実施例１と異なっている。負極端子２０５は円筒部２１４と基底部２１５を有する。負極端子２０５をケース上壁９に固定する際には、円筒部２１４に環状のシール部材１９及び板材４０を挿通した状態で、円筒部２１４をケース１の内部からケース上壁９の開口１１に挿通する。そして、ケース１の外部から環状の絶縁部材１７を円筒部２１４に取付けて、絶縁部材１７をケース上壁９に当接させる。その後、ケース１の外部からナット２１を円筒部２１４に締結する。これにより、負極端子２０５がケース上壁９に固定されると共に、シール部材１９が基底部２１５とケース上壁９との間に挟持される。負極端子２０５には軸方向（上下方向）に貫通孔２１４ａが形成されている。バスバーボルト４７は、貫通孔２１４ａに取付けられる。バスバーボルト４７の頭部と負極端子２０５の間にはバスバー４９が配置されている。バスバーボルト４７が貫通孔２１４ａに取付けられると、バスバー４９がバスバーボルト４７の頭部と負極端子２０５によって挟持される。なお、負極端子２０５は「端子」の一例に相当する。【００４４】
シール部材１９は、シール部分Ｓ１において、基底部２１５とケース上壁９の両者に接触しており、これらの間をシールしている。図６の破線で囲まれる空間２１８は、ケース上壁９を平面視したときにケース上壁９と基底部２１５とが対向する範囲のうち、ナット２１が占める範囲の空間を表す。図６に示すように、シール部分Ｓ１は空間２１８内に位置している。負極端子２０５とケース上壁９との間の空間のうち、シール部分Ｓ１よりもケース内部側には、空間２２０が形成されている。空間２２０には、平面方向の全体にシール部材１９の肉薄部１９ａが配置されている。【００４５】
絶縁部材１７に形成されている開口の外周には、下方に延びる部分１７ａが形成されている。部分１７ａは、開口１１に嵌め込まれている。部分１７ａにより、負極端子２０５とケース上壁９との間はより確実に絶縁されると共に、負極端子２０５を容易に位置決めできる。シール部材１１９と部分１７ａとの間には空間が形成されている。【００４６】
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。また、この構成によると、ナット２１がケース上壁９に及ぼす締め付け力の方向と、基底部２１５とケース上壁９とをシールするための圧縮力の方向とが同一となり、シール部分Ｓ１において基底部２１５とケース上壁９との間を強固にシールできる。【００４７】
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、電流遮断装置３０及び電流遮断装置７０は、かしめ端子７側に設けられてもよいし、かしめ端子５とかしめ端子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３２が反転することで破断板３４との導通が遮断される。しかしながら、変形板３２の変形の仕方は反転に限られない。例えば、変形板３２の中央部が上方に撓むことで破断板３４が溝部３４ａを起点に破断し、変形板３２と破断板３４との導通が遮断される構成であってもよい。変形板３２は、変形板３２と破断板３４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７５についても同様である。【００４８】
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、請求の範囲を限定するものではない。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。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年7月28日(2016.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能なケースと、
前記ケースに形成された開口を介して前記ケースの内外に通じている端子と、
前記ケース内に収容されており、前記端子と前記正極電極、又は前記端子と前記負極電極に電気的に接続されていると共に、前記端子と前記正極電極、又は前記負極電極を導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する電流遮断装置と、を備えており、
前記端子は、前記ケースを構成する複数の壁のうちの一つである端子壁に設けられており、
前記端子は、前記開口に挿通された柱状部と、前記柱状部の一端に接続されており前記ケースの内部に位置する基底部と、を有しており、
前記基底部は、前記端子壁を平面視した状態で前記開口より大きく、かつ、前記導電性部材と電気的に接続されており、
前記端子と前記端子壁との間には、絶縁性を有し、前記柱状部を一巡する絶縁性部材が配置されており、
前記絶縁性部材は、シール位置において前記端子と前記端子壁の双方と当接することで前記ケースの内外をシールするシール部分と、前記ケースの内外をシールしない非シール部分とを備えており、
前記シール位置は、前記柱状部を一巡しており、
前記端子と前記端子壁との間の空間のうち前記シール位置よりもケース内部側の空間全体では、前記非シール部分が、前記柱状部を一巡すると共に、前記空間のケース外部側の端面からケース内部側の端面まで配置されていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記基底部は、前記端子壁と平行な平坦部を有しており、
前記シール部分及び前記非シール部分は、前記端子壁を平面視した状態で、前記平坦部と重なる位置に配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能なケースと、
前記ケースの端子壁に形成された開口を介して前記ケースの内外に通じている端子と、
前記ケース内に収容されており、前記端子と前記正極電極、又は前記端子と前記負極電極に電気的に接続されていると共に、前記端子と前記正極電極、又は前記負極電極を導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する電流遮断装置と、を備えており、
前記端子は、前記開口に挿通された柱状部と、前記柱状部の一端に接続されており前記ケースの内部に位置する基底部と、を有しており、
前記基底部は、前記端子壁を平面視した状態で前記開口より大きく、かつ、前記導電性部材と電気的に接続されており、
前記端子と前記端子壁との間には、シール位置において前記端子と前記端子壁の双方と当接することで、前記ケースの内外をシールすると共に、前記柱状部を一巡する絶縁性のシール部材が配置されており、
前記シール位置は、前記端子と前記端子壁との間の空間のうち少なくとも前記ケースの内部側の端面に位置していることを特徴とする蓄電装置。
【請求項４】
前記電流遮断装置は、
前記正極電極、又は前記負極電極に電気的に接続されていると共に、前記導電性部材と電気的に接続されている破断板と、
前記破断板における前記導電性部材側とは反対側に配置され、外縁部を前記破断板に固定され、前記ケース内の圧力が所定値以上となったときに変形して、前記破断板と前記導電性部材とを電気的に離間させる変形板と、をさらに備えており、
前記破断板と前記端子との間は、第２の絶縁性部材によりシールされている、請求項１〜３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記端子は、前記柱状部の、前記基底部が接続されている側とは反対側に接続されており、前記ケースの外部に位置すると共に前記柱状部の前記反対側より軸直方向外側に屈曲して前記端子を前記端子壁に固定する固定部を有しており、
前記シール位置は、前記端子壁を平面視した状態で前記端子と前記端子壁とが重なる範囲で、かつ、前記固定部が占める範囲に位置していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記端子は、前記ケースの外部に位置するナットにより前記端子壁に締め付け固定されており、
前記シール位置は、前記端子壁を平面視した状態で前記端子と前記端子壁とが重なる範囲で、かつ、前記ナットが占める範囲に位置していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置が直列接続されている蓄電装置モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
絶縁部材１７に形成されている開口の外周には、下方に延びる部分１７ａが形成されている。部分１７ａは、開口１１に嵌め込まれている。部分１７ａにより、負極端子２０５とケース上壁９との間はより確実に絶縁されると共に、負極端子２０５を容易に位置決めできる。シール部材１９と部分１７ａとの間には空間が形成されている。
【国際調査報告】
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