(57)【要約】      （修正有）【課題】安全カバーを有するパワーバッテリーを提供する。【解決手段】安全カバーは、カバー２と、上記カバーに設けられた第一極柱と、第二極柱６と、絶縁部品９と、導電シート７と、嵌合部材８と、回転部品５と、を有し、上記第一極柱は上記カバーと電気的接続されており、上記第二極柱は上記絶縁部品を介して上記カバーに絶縁的に設置されており、上記回転部品は過電流部分５１と当該過電流部分に電気的接続されている回転部分５２とを有し、上記回転部分は上記カバーと電気的接続されており、上記嵌合部材は上記絶縁部品に設けられ上記回転部品の過電流部分５１と嵌合し、上記導電シートは、一方の片側が第二極柱に電気的接続され且つ他方の片側が上記回転部品の過電流部分の上方までに延伸する。上記回転部品が回転すると、上記導電シートは上記回転部品と接触することで、パワーバッテリーが外部短絡し、事故発生の可能性を排除することができる。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
安全カバーを有するパワーバッテリーであって、
前記安全カバーは、カバーと、前記カバーに設けられた第一極柱と、第二極柱と、絶縁部品と、導電シートと、嵌合部材と、回転部品と、を有し、
前記第一極柱は前記カバーと電気的接続されており、前記第二極柱は前記絶縁部品を介して前記カバーに絶縁的に設置されており、前記回転部品は過電流部分と前記過電流部分に電気的接続されている回転部分とを有し、前記回転部分は前記カバーと電気的接続されており、前記嵌合部材は前記絶縁部品に設けられ前記回転部品の過電流部分と嵌合し、前記導電シートは、一方の片側が第二極柱に電気的接続され且つ他方の片側が前記回転部品の過電流部分の上方までに延伸し、前記回転部品が回転しないと、前記導電シートは前記回転部品と接触しないが、前記回転部品が回転すると、前記導電シートは前記回転部品と接触する、ことを特徴とするパワーバッテリー。
【請求項２】
前記嵌合部材は嵌合部分を有し、前記回転部品の前記過電流部分には、前記嵌合部材の前記嵌合部分と嵌合する第一嵌合溝及び第二嵌合溝が設けられており、前記嵌合部分は、前記回転部品が回転していない場合に第一嵌合溝に嵌入され、前記回転部品が回転した場合に第二嵌合溝に嵌入される、ことを特徴とする請求項１に記載のパワーバッテリー。
【請求項３】
前記嵌合部材の前記嵌合部分がＵ状、Ｓ状又はＥ状に設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載のパワーバッテリー。
【請求項４】
前記過電流部分及び前記回転部分は導電材であり、互いに同じ又は異なる材質からなる、ことを特徴とする請求項１に記載のパワーバッテリー。
【請求項５】
前記過電流部分は中空又は中実の柱状のものであり、前記回転部分は環状であり、その内輪が下へ凹んで弾性構造を形成し、その外輪が前記カバーと電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載のパワーバッテリー。
【請求項６】
前記回転部品の表面に表面処理層が形成されており、処理層の材質としては、黄銅、青銅、ニッケル、銀、金の中から選ばれる一種以上のものである、ことを特徴とする請求項５に記載のパワーバッテリー。
【請求項７】
前記回転部品の過電流部分が回転しない場合、前記過電流部分と導電シートとの間の距離は０．５〜１．０ｍｍであり、回転した場合、前記過電流部分と前記導電シートは平面―平面接触の状態になる、ことを特徴とする請求項５に記載のパワーバッテリー。
【請求項８】
前記回転部分の厚さは前記過電流部分の厚さの０．１〜０．４倍である、ことを特徴とする請求項５に記載のパワーバッテリー。
【請求項９】
前記過電流部分の厚さは０．８〜１．５ｍｍであり、前記回転部分の厚さは０．１〜０．３ｍｍである、ことを特徴とする請求項８に記載のパワーバッテリー。
【請求項１０】
前記過電流部分の厚さは、前記導電シートの厚さとほぼ同じ又はそれよりも大きく、且つ前記過電流部分の厚さは前記回転部分の厚さよりも大きい、ことを特徴とする請求項５に記載のパワーバッテリー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、パワーバッテリー（ｐｏｗｅｒ  ｂａｔｔｅｒy）に関する。特に、パワーバッテリーの安全保護用の安全カバーが設けられたパワーバッテリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会の成長と人々の環境意識の向上につれ、充電可能な二次電池を、携帯、ノートパソコン、電動工具や電気自動車などの設備の電源に用いることがますます増えている。このため、充電可能な二次電池の今後の用途と発展が広く期待されている。
【０００３】
なお、一般的に、電気自動車とエネルギー貯蔵パワープラントなどの電源に、大容量パワーバッテリーが採用される。これらのパワーバッテリーに対して、高容量のみならず、安全性とリサイクル寿命も高く要求される。このように、パワーバッテリーが使用基準に適合し人々の需要を満たすことができる。
【０００４】
ある程度の安全性を保証するため、パワーバッテリーに圧力逃し弁が設置されることが一般的である。不適切充電、短絡又は高温などの悪環境放置という原因でパワーバッテリーに異常が起きたとき、高エネルギーの電池中で大量のガスと急な温度上昇が発生し、生じたガスが圧力逃し弁から噴出し、圧力が放出される。圧力逃し弁により、パワーバッテリーの安全性の向上をある程度において実現することができるが、事故後のパワーバッテリー内部に集まったエネルギーを釈放されないので、電池には安全上の問題を依然として抱える。なお、事故後の電池を過充電すると、より厳しい安全事故発生の可能性が存在する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパワーバッテリーはその蓋に回転部品が設けられることにより、上記の問題を解決する。これにより、電池の異常で大量のガスが発生した時、回転部品が回転して外部短絡が形成し、ある程度でパワーバッテリーの安全性を向上させる。しかしながら、実際使用の時、パワーバッテリーが短絡状態となって過大な電流が流れると、回転部品が溶込みやすい可能性があるので、液噴射、火災又は爆発など可能性は存在するため、その安全性はそんなに期待されるものではない。        
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の目的は、使用安全性の高いパワーバッテリーを提供することにある。
【０００７】
上記の目的を実現するため、本考案は、安全カバーを有するパワーバッテリーを提供する。上記安全カバーは、カバーと、上記カバーに設けられた第一極柱と、第二極柱と、絶縁部品と、導電シートと、嵌合部材と、回転部品と、を有し、上記第一極柱は上記カバーと電気的接続されており、上記第二極柱は上記絶縁部品を介して上記カバーに絶縁的に設置されており、上記回転部品は、過電流部分と、過電流部分に電気的接続されている回転部分とを有し、上記回転部分が上記カバーと電気的接続されており、上記嵌合部材は上記絶縁部品に設けられ上記回転部品の過電流部分と嵌合し、上記導電シートは、一方の片側が第二極柱に電気的接続され且つ他方の片側が上記回転部品の過電流部分の上方までに延伸し、上記回転部品が回転しないと、上記導電シートは上記回転部品と接触しないが、上記回転部品が回転すると、上記導電シートは上記回転部品と接触する。
【０００８】
好ましくは、上記嵌合部材は嵌合部分を有し、上記回転部品の上記過電流部分には、嵌合部材の嵌合部分と嵌合できる第一嵌合溝及び第二嵌合溝が設けられており、上記嵌合部分は、上記回転部品が回転していない場合に第一嵌合溝に嵌入され、上記回転部品が回転した場合に第二嵌合溝に嵌入される。
【０００９】
好ましくは、上記嵌合部材の嵌合部分がＵ状、Ｓ状又はＥ状に設けられる。
【００１０】
好ましくは、上記過電流部分及び上記回転部分は導電材であり、互いに同じ又は異なる材質からなる。
【００１１】
好ましくは、上記過電流部分は中空又は中実の柱状のものであり、上記回転部分は環状であり、その内輪が下へ凹んで弾性構造を形成し、その外輪が上記カバーと電気的に接続されている。
【００１２】
好ましくは、上記回転部品の表面に表面処理層が形成されており、処理層の材質としては、黄銅、青銅、ニッケル、銀、金の中から選ばれる一種以上のものである。
【００１３】
好ましくは、上記回転部品の過電流部分が回転しない場合、上記過電流部分と導電シートとの間の距離は０．５〜１．０ｍｍであり、回転した場合、上記過電流部分と上記導電シートは平面―平面接触の状態になる。
【００１４】
好ましくは、上記回転部分の厚さは上記過電流部分の厚さの０．１〜０．４倍である。
【００１５】
好ましくは、上記過電流部分の厚さは０．８〜１．５ｍｍ、上記回転部分の厚さは０．１〜０．３ｍｍである。
【００１６】
好ましくは、上記過電流部分の厚さは、上記導電シートの厚さとほぼ同じ又はそれよりも大きく、且つ上記過電流部分の厚さは上記回転部分の厚さよりも大きい。
【考案の効果】
【００１７】
本考案に係るパワーバッテリーにおいて、正常に作動する場合、上記導電シートは上記回転部品の過電流部分と接触していないが、パワーバッテリーに異常が起きた場合、電池内部の気圧が上昇し、内圧が上記回転部品の回転圧力に達すると、上記回転部品の回転部分が回転する。その結果、上記回転部品、上記導電シート、上記カバーなどにより、パワーバッテリーが外部短絡し、異常で発生した電池内部のエネルギーが放出される。その時、上記嵌合部材の嵌合部分は、上記過電流部分の第一嵌合溝から離れ、上記過電流部分の第二嵌合溝と嵌合する。上記嵌合部材を上記第二嵌合溝と嵌合することによって、上記導電シート及び上記過電流部分の上表面は平面―平面接触の状態で張り合わせられる。なお、上記回転部品の過電流部分はある程度の厚さを持つため、上記回転部品が溶融に耐える能力を保証することができ、パワーバッテリーに異常が起きた場合であっても、電池の高安全性能を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案に係るパワーバッテリーを示す斜視図である。
【図２】本考案に係るパワーバッテリーの安全カバーの分解斜視図である。
【図３】図２に係るパワーバッテリーの安全カバーの正面図である。
【図４】図３に係るパワーバッテリーの安全カバーの平面図である。
【図５】Ａ−Ａ方向に沿った図４の断面図である。
【図６】Ｂ−Ｂ方向に沿った図４の断面図である。
【図７】図５に示すＡ部分の部分拡大図である。
【図８】図６に示すＢ部分の部分拡大図である。
【図９】図２に示す回転部品の拡大図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面と実施形態を組み合わせて、本考案に係るパワーバッテリーの構造及びその有益な技術効果を詳しく説明する。
図１を参照し、本考案に係るパワーバッテリーは、電池本体２０と、上記電池本体２０に設置された安全カバーと、を有する。
【００２０】
図２〜図６において、上記安全カバーは、カバー２と、カバー２に設けられた第一極柱１と、注液穴３と、圧力逃し弁４と、回転部品５と、第二極柱６と、導電シート７と、嵌合部材８と、絶縁部品９と、導電ブロック１０と、プラスチックカバープレート１１と、下側プラスチックブロック１２と、を有する。
【００２１】
第一極柱１は、溶接やかしめなどの方法によりカバー２に電気的接続されている。第二極柱６は、射出成形された絶縁部品９と下側プラスチックブロック１２とを介してカバー２に絶縁的に設けられる。導電ブロック１０は、第二極柱６に電気的接続されており、好ましくはアルミ製のものである。導電シート７は、導電ブロック１０と第二極柱６との間に設置されており、一方の片側が溶接、あしめ、スピロ接合や溶着などの方法により第二極柱６に電気的接続されており、他方の片側がカバー２と平行して絶縁部品９の第二極柱６から離れる方向へ延伸する。プラスチックカバープレート１１は、導電シート７に絶縁的に設置されており、且つ導電ブロック１０と隣接している。
【００２２】
嵌合部材８は、二次射出成形又はプレス成形などの方法により、絶縁部品９に固定設置されている。図７及び図８も組み合わせて参照すれば、嵌合部材８は、第二極柱６と隣接設置されており、Ｕ状、Ｓ状又はＥ状の嵌合部分８１（図８参照）を有する。
【００２３】
回転部品５は、アバー２に電気的接続されている。図９も組み合わせて参照すれば、回転部品５は、過電流部分５１と回転部分５２とを有する。過電流部分５１は中空又は中実の柱状であってもよい。回転部分５２は環状であり、その内輪が下へ凹んで弾性構造を形成し、且つその外輪が溶接などの方法によりカバー２と接続されている。具体的には、レーザー・イオンビームによる溶接、ろう付けなどの方法によって、上記外輪をカバー２に形成された穴内に密封的に接合してもよい。回転部分５２と過電流部分５１の材質としては、アルミ、マグネシウム、銅、ステンレスなど導電性の高い材料であってもよい。回転部分５２と過電流部分５１は、一体成型の構造であってもよいし、溶接やかしめなどの方法により相互に接続されてもよい。接続された構造の場合、過電流部分５１及び回転部分５２は、お互いに同じ又は異なる材質からなる。好ましくは、過電流部分５１と回転部分５２は接続された構造であり、過電流部分５１は高融点の導電材、回転部分５２は過電流部分５１と溶接しやすい柔らかい導電材、を採用する。上記柔らかい導電材はアルミが好ましい。回転部品５の表面に表面処理層を形成してもよい。これにより、回転部品５の導電能力を向上させることで、その発熱量を導電シート７より低くさせ、熱発散能力をチップ７より強くさせることができる。処理層の材質としては、黄銅、青銅、ニッケル、銀、金の中から選ばれる一種以上のものであり、ニッケルが好ましい。表面処理層はスパッタ又はめっきにより形成されることができる。
【００２４】
図７及び図８も組み合わせて参照すれば、過電流部分５１の表面には、嵌合部材８と嵌合する第一嵌合溝５１１及び第二嵌合溝５１２が設けられており、上記第一嵌合溝は第二嵌合溝の上方に位置する。過電流部分５１の厚さが導電シート７の厚さと大体同じ又はそれより大きくしてもよい。これにより、回転部品５は、導電シート７と同程度の大きい電流に耐えられ、セル放電終了前に破損の可能性がない。過電流部分５１の厚さは回転部分５１の厚さよりも大きい。好ましくは、回転部分５１の厚さは過電流部分５１の厚さの０．１〜０．４倍である。最も好ましくは、過電流部分５１の厚さは０．８〜１．５ｍｍであり、回転部分５２の厚さは０．１〜０．３ｍｍである。
【００２５】
図５〜図９において、組み立て後、導電シート７は、回転部品５と接触しない方式で回転部品５の上方に位置する。回転部品５が回転しない場合、嵌合部材８の嵌合部分と回転部品５の過電流部分５１の第一嵌合溝５１１と嵌合しており、この時の導電シート７と回転部品５の過電流部分５１との間に所定の距離を隔てている。上記距離は０．５〜１．０ｍｍが好ましい。使用の時、回転部品５において、回転圧力は０．３〜０．５ＭＰａであり、回転の高さは、回転部品５が回転しない状態での導電シート７と回転部品５の過電流部分５１との間の距離と同じ又はそれよりも高い。上記回転の高さは１．０ｍｍ以上が好ましい。安全のため、回転部品５は、０．７ＭＰａの条件下で過剰な圧力により破損しないものである。過電流部分５１の二つの嵌合溝の間の距離は、回転部品５が回転しない状態での導電シート７と回転部品５の過電流部分５１との間の距離と同じ又はそれよりも高く、且つ回転部分５２の回転高さと同じ又はそれよりも低い。
【００２６】
パワーバッテリーが正常に作動する場合、導電シート７は回転部品５の過電流部分５１と接触していない。パワーバッテリーが不正常に作動する場合、電池内部の気圧が上昇し、内圧が回転部品５の回転圧力に達すると、回転部品５の回転部分５２が回転する。過電流部分５１は、回転部分５２の作用により上方へ動き、動きの距離が回転部分５２の回転高さと同じである。上記回転高さが導電シート７と過電流部分５１との間の距離と同じ又はそれよりも高いため、回転後、導電シート７が過電流部分５１と電気的接続される。なお、回転部分５が回転した時、嵌合部材８の嵌合部分は過電流部分５１の第一嵌合溝５１１から離れ、過電流部分５１の第二嵌合溝５１２と嵌合する。この時、パワーバッテリーの第一極柱１と第二極柱６は、カバー２、回転部品５、導電シート７により電気的接続が実現され、この結果、パワーバッテリーが外部短絡し、異常で発生した電池内部におけるエネルギーが放出される。嵌合部材８を第二嵌合溝５１２と嵌合することによって、導電シート７及び過電流部分５１の上表面は平面―平面接触の状態で張り合わせられる。また、回転部品５の過電流部分５１はある程度の厚さを持つため、回転部品５の溶融に耐える能力を保証することができ、電池の外部回路の導通を保証することができる。これによって、過電流を消耗することができる一方、電池内部におけるエネルギーの放出が実現することができる。この結果、安全上の隠れた問題が解消され、パワーバッテリーに異常が起きた場合であっても、電池の安全性能の高さを保持し、より厳しい安全事故発生の可能性を排除することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  第一極柱
２  カバー
３  注液穴
４  圧力逃し弁
５  回転部品
６  第二極柱
７  導電シート
８  嵌合部材
９  絶縁部品
１０  導電ブロック
１１  プラスチックカバープレート
１２  下側プラスチックブロック
２０  電池本体
５１  過電流部分
５２  回転部分
５１１  第一嵌合溝
５１２  第二嵌合溝
【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】
0003189700.tif 000009
【図８】
0003189700.tif 000010
【図９】
0003189700.tif 000011