(57)【要約】【課題】短絡機構が作動した後で、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡した状態が解除されることを抑制する。【解決手段】蓄電装置１００は、ケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、正極電極端子５と負極電極端子７とを短絡させる短絡機構１０を備えている。短絡機構１０は、正極電極端子５と負極電極端子７の一方の電極端子と電気的に接続され、他方の電極端子と絶縁される変形板２０と、他方の電極端子と電気的に接続される短絡板３０と、を備えている。変形板２０の中央部２１における短絡板３０側には、平坦部が設けられている。変形板２０は、短絡板３０に向かって凹状となる第１状態と、短絡板３０に向かって凸状となる第２状態とに変形可能である。ケース１の内部空間の圧力が所定値を超えると、変形板２０は第１状態から第２状態となり、変形板２０の平坦部が短絡板３０と接触する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極及び負極電極を備える電極組立体と、
前記電極組立体と電解液とを収納可能なケースと、
前記ケースに設けられ、前記電極組立体の前記正極電極と電気的に接続される正極電極端子と、
前記ケースに設けられ、前記電極組立体の前記負極電極と電気的に接続される負極電極端子と、
前記ケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、前記正極電極端子と前記負極電極端子とを短絡させる短絡機構と、を備えており、
前記短絡機構は、前記正極電極端子と前記負極電極端子の一方の電極端子と電気的に接続され、他方の電極端子と絶縁される変形板と、前記他方の電極端子と電気的に接続される短絡板と、を備えており、
前記変形板の中央部における前記短絡板側には、平坦部が設けられており、
前記変形板は、前記短絡板に向かって凹状となる第１状態と、前記短絡板に向かって凸状となる第２状態とに変形可能であり、
前記ケースの内部空間の圧力が前記所定値を超えると、前記変形板は前記第１状態から前記第２状態となり、前記変形板の前記平坦部が前記短絡板と接触する、蓄電装置。
【請求項２】
前記変形板は、前記平坦部の外周側に設けられた外周部を備えており、
前記平坦部の板厚は、前記外周部の板厚より厚くされている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記短絡板には、前記変形板と対向する面に凹部が設けられており、
前記凹部の形状は、前記変形板が前記第２状態となるときの前記変形板の前記平坦部に倣う形状であり、
前記平坦部は、前記変形板が前記第２状態となるとき前記凹部に嵌合する、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記変形板は、前記ケースと一体成形されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【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、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置には、過充電等が発生したときに、正極電極と負極電極との間を短絡させる機構が設けられることがある。例えば、特許文献１に開示される蓄電装置は、ケースに設けられた正極電極端子と負極電極端子との間に短絡機構が設けられている。短絡機構は、負極電極端子と電気的に接続される変形板を備えている。ケースの蓋部は、正極電極端子と電気的に接続されており、負極電極端子と絶縁されている。過充電等によってケース内の圧力が設定圧力を超えると、変形板が変形し、蓋部に接触する。すると、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３５８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の短絡機構は、ケース内の圧力が設定圧力を超えると、変形板が蓋部に接触することにより、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡される。このとき、変形板の上面に設けられた突起と蓋部とが接触するだけであるため、変形板と蓋部との接触面積が小さい。このため、変形板と蓋部との間の電気抵抗が大きく、変形板と蓋部との接触部位において、蓋部より薄く形成されている変形板が溶断することがある。変形板が溶断すると、変形板と蓋部との間が非接触となり、負極電極端子と正極電極端子とが短絡された状態を維持することができない。本明細書は、短絡機構が作動した後で、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡した状態が解除されることを抑制する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する蓄電装置は、正極電極及び負極電極を備える電極組立体と、電極組立体と電解液とを収納可能なケースと、ケースに設けられ、電極組立体の正極電極と電気的に接続される正極電極端子と、ケースに設けられ、電極組立体の負極電極と電気的に接続される負極電極端子と、ケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、正極電極端子と負極電極端子とを短絡させる短絡機構と、を備えている。短絡機構は、正極電極端子と負極電極端子の一方の電極端子と電気的に接続され、他方の電極端子と絶縁される変形板と、他方の電極端子と電気的に接続される短絡板と、を備えている。変形板の中央部における短絡板側には、平坦部が設けられている。変形板は、短絡板に向かって凹状となる第１状態と、短絡板に向かって凸状となる第２状態とに変形可能である。ケースの内部空間の圧力が所定値を超えると、変形板は第１状態から第２状態となり、変形板の平坦部が短絡板と接触する。
【０００６】
上記の蓄電装置では、変形板の中央部に平坦部が設けられ、ケース内の圧力が所定値を超えたときに、変形板の平坦部が短絡板と接触する。このため、変形板と短絡板との間の接触面積を大きくすることができる。これによって、変形板と短絡板との間の電気抵抗が小さくなり、変形板が溶断することを防止することができる。このため、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡した状態が解除されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１に係る蓄電装置の断面図。
【図２】実施例１に係る短絡機構について、通常時の状態を示す図。
【図３】実施例１に係る短絡機構について、短絡した状態を示す図。
【図４】実施例２に係る短絡機構について、通常時の状態を示す図。
【図５】実施例２に係る短絡機構について、短絡した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
（特徴１）本明細書が開示する蓄電装置では、変形板は、平坦部の外周側に設けられた外周部を備えていてもよい。平坦部の板厚は、外周部の板厚より厚くされていてもよい。このような構成によると、短絡板と接触する変形板の部位（平坦部）の板厚が厚くされる。このため、変形板の溶断を抑制することができる。また、外周部は平坦部より板厚が薄くされているため、外周部は変形し易い一方、変形板の平坦部は板厚が厚く、変形後においても平坦部の形状を保持することができる。このため、変形板の平坦部を好適に短絡板に接触させることができる。
【００１０】
（特徴２）本明細書が開示する蓄電装置では、短絡板には、変形板と対向する面に凹部が設けられていてもよい。凹部の形状は、変形板が第２状態となるときの変形板の平坦部に倣う形状であってもよい。平坦部は、変形板が第２状態となるとき凹部に嵌合してもよい。このような構成によると、変形板が第２状態となると、変形板の平坦部が短絡板の凹部に嵌合する。このため、変形板が第２状態から第１状態に戻り難くなり、負極電極端子と正極電極端子との間が短絡した状態を好適に維持することができる。
【００１１】
（特徴３）本明細書が開示する蓄電装置では、変形板は、ケースと一体成形されていてもよい。このような構成によると、より容易に変形板を成形することができる。
【実施例１】
【００１２】
以下、図面を参照して実施例に係る蓄電装置１００について説明する。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に固定された正極電極端子５と負極電極端子７を備えている。電極組立体３と正極電極端子５とは電気的に接続されており、電極組立体３と負極電極端子７とは電気的に接続されている。また、蓄電装置１００は、ケース１に固定された短絡機構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。
【００１３】
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。蓋部１１２には、取付孔８１、８２が形成されている。正極電極端子５は、取付孔８１を介してケース１の内外に通じており、負極電極端子７は、取付孔８２を介してケース１の内外に通じている。蓋部１１２は、正極電極端子５と電気的に接続されている。蓋部１１２と負極電極端子７との間には、絶縁部材６１が配置されている。絶縁部材６１は、蓋部１１２と負極電極端子７とを絶縁している。
【００１４】
電極組立体３は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極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、正極電極、負極電極及びセパレータからなる積層体が複数積層されて構成されている。複数の正極電極のそれぞれ及び複数の負極電極のそれぞれは、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、正極電極に用いられるものは、例えばアルミ箔であり、負極電極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、正極電極毎に設けられた正極集電タブ５１と、負極電極毎に設けられた負極集電タブ５２を備えている。正極集電タブ５１は、正極電極の上端部に形成されている。負極集電タブ５２は、負極電極の上端部に形成されている。正極集電タブ５１及び負極集電タブ５２は、電極組立体３の上方に突出している。複数の正極集電タブ５１は、１つに纏められて正極リード５３に固定されている。複数の負極集電タブ５２は、１つに纏められて負極リード５４に固定されている。
【００１５】
正極リード５３は、正極集電タブ５１と正極電極端子５とに接続されている。正極リード５３を介して、正極集電タブ５１と正極電極端子５とが電気的に接続されている。負極リード５４は、負極集電タブ５２と負極電極端子７とに接続されている。負極リード５４を介して、負極集電タブ５２と負極電極端子７とが電気的に接続されている。
【００１６】
図２を参照して短絡機構１０について説明する。図２に示すように、短絡機構１０は、ケース１の蓋部１１２に設けられている。短絡機構１０は、変形板２０及び短絡板３０を備えている。変形板２０は、板厚が一定の板材から形成されており、平面視すると円形となる導電性のダイアフラムである。変形板２０には、例えば、アルミやアルミ合金を用いることができる。変形板２０は、ケース１の蓋部１１２に固定されている。変形板２０は、中央部２１及び外周部２２を有している。変形板２０の中央部２１は、ケース１内の圧力が所定値より低い状態では下方に凸状（短絡板３０に向かって凹状）となっている。中央部２１は、その上面が平坦になるよう形成されており、その平坦面が蓋部１１２に対して略平行となるように配置されている。変形板２０の外周部２２は、ケース１の蓋部１１２に接合されている。このため、変形板２０の下面には、ケース１内の圧力が作用する。一方、変形板２０の上面には、大気圧が作用する。変形板２０は、蓋部と電気的に接続されている。上述したように、蓋部１１２は、正極電極端子５と電気的に接続されており、負極電極端子７と絶縁されている。このため、変形板２０は、正極電極端子５と電気的に接続されており、負極電極端子７とは絶縁されている。変形板２０は、ケース１の蓋部１１２と一体成形してもよいし、蓋部１１２とは別体に成形した後に、蓋部１１２に溶接してもよい。変形板２０と蓋部１１２とを一体成形すると、製造時の加工工程を減らすことができ、蓄電装置１００をより容易に製造することができる。
【００１７】
短絡板３０は、金属製の部材であり、導電性を有している。短絡板３０は、平面視において略矩形状に形成されており、変形板２０の上方に配置されている。短絡板３０の板厚は、変形板２０の板厚より大きくされている。短絡板３０は、負極電極端子７と電気的に接続されている。短絡板３０とケース１の蓋部１１２との間には、絶縁部材６１，６２が配置されている。短絡板３０は、絶縁部材６１，６２によって蓋部１１２上に支持されている。絶縁部材６１は、負極電極端子７と蓋部１１２とを絶縁すると共に、短絡板３０の一端と蓋部１１２とを絶縁している。絶縁部材６２は、短絡板３０の他端と蓋部１１２とを絶縁している。このため、短絡板３０は蓋部１１２と絶縁されている。すなわち、短絡板３０は正極電極端子５と絶縁されている。なお、本実施例では、変形板２０が正極電極端子５に接続され、短絡板３０が負極電極端子７に接続されているが、このような構成に限定されない。例えば、変形板が負極電極端子７に接続され、短絡板が正極電極端子５に接続されていてもよい。具体的には、変形板は導電性を有する金属を用いて形成され、正極電極端子５と絶縁され、負極電極端子７と電気的に接続される。また、短絡板は、例えば、アルミやアルミ合金を用いて形成され、正極電極端子５と電気的に接続され、負極電極端子７と絶縁される。
【００１８】
図２及び図３を参照して、短絡機構１０によって、正極電極端子５と負極電極端子７との間が短絡される構成について具体的に説明する。図２に示すように、ケース１内の圧力が所定値以下のとき、変形板２０は下方に凸の状態になっている。すなわち、変形板２０は、短絡板３０に向かって凹状の第１状態となっている。上述したように、変形板２０は正極電極端子５と電気的に接続されており、負極電極端子７と絶縁されている。このため、正極電極端子５と負極電極端子７との間には、短絡機構１０を介した通電経路は形成されていない。ケース１内の圧力が上昇すると、変形板２０の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板２０の上面には大気圧が作用する。このため、ケース１内の圧力が上昇して所定値に達すると、図３に示すように、変形板２０は反転して、上方に凸の状態に変化する。すなわち、変形板２０は、短絡板３０に向かって凸状の第２状態となる。このとき、変形板２０の中央部２１の上面が、短絡板３０に接触する。変形板２０は正極電極端子５と電気的に接続されている。一方、短絡板３０は負極電極端子７と電気的に接続されている。このため、変形板２０と短絡板３０とが接触すると、正極電極端子５と負極電極端子７との間には、変形板２０及び短絡板３０を介した通電経路が形成される。すなわち、正極電極端子５と負極電極端子７との間が短絡した状態となる。これによって、電極組立体３に流れる電流を小さくすることができる。
【００１９】
短絡機構１０の変形板２０の中央部２１は、その上面が平坦に形成されている。ケース１内の圧力が上昇して変形板２０が変形したとき（すなわち、第２状態となったとき）、変形板２０の平坦面全体が短絡板３０と接触する。このため、変形板２０と短絡板３０とが接触する面積は大きく、変形板２０と短絡板３０との間の電気抵抗が小さくなる。変形板２０と短絡板３０との間の電気抵抗が大きいと、ジュール熱が大きくなり、変形板２０と短絡板３０との接触面において、変形板２０が溶断されることがある。本実施例では、変形板２０と短絡板３０との接触面積が大きくされることにより、変形板２０が溶断されることを抑制している。このため、ケース１内の圧力が上昇したとき、変形板２０と短絡板３０とが接触した状態を維持することができ、正極電極端子５と負極電極端子７との間が短絡した状態が解除されることを抑制することができる。なお、本実施例において、変形板２０の中央部２１は、上面全体が平坦になるように形成されているが、このような構成に限定されない。例えば、変形板２０には、中央部２１の一部が平坦となるように形成された平坦部が設けられていてもよい。そして、変形板２０が変形して第２状態となったとき、平坦部が短絡板３０と接触するように形成される。
【実施例２】
【００２０】
実施例２の蓄電装置１００は、短絡機構１０ａを備えている。なお、短絡機構１０ａは、第１実施例の短絡機構１０に対して、変形板１２０と短絡板１３０の形状が相違し、その他の構成については略同一となっている。このため、短絡機構１０と同一の構成については、その説明を省略する。図４に示すように、変形板１２０は、中央部１２１及び外周部１２２を備えている。中央部１２１の上面は平坦に形成されており、その平坦面が蓋部１１２に対して略平行となっている。中央部１２１の板厚は、外周部１２２の板厚より大きくされている。中央部１２１と外周部１２２とを接続する中間部１２３の板厚は、中央部１２１の板厚より小さく、外周部１２２の板厚と同一となっている。短絡板１３０の下面には、凹部１３２が設けられている。凹部１３２は、変形板１２０の中央部１２１と対向する位置に設けられている。凹部１３２は、変形板１２０が第２状態となったときの変形板１２０の中央部１２１の上面（平坦面）が嵌合する形状となっている。すなわち、凹部１３２の形状は、変形板１２０が第２状態となったときの変形板１２０の平坦面を含む変形板１２０の上面の一部の形状に倣う形状となっている。ここで、凹部１３２が倣う変形板２０の形状は、中央部１２１と、中央部１２１の周辺とを含む形状である。この中央部１２１の周辺とは、中央部１２１と外周部１２２との間の中間部１２３の一部であって、中央部１２１の外周縁を周方向に全周に亘って囲んでおり、中央部１２１の外周縁に隣接する領域である。
【００２１】
ケース１内の圧力が設定値を超えると、変形板１２０が変形する。変形板１２０の中央部１２１の板厚は、外周部１２２及び中間部１２３の板厚より大きくされている。このため、変形板１２０は、板厚がより薄い外周部１２２及び中間部１２３において変形し易い。すなわち、中央部１２１は変形し難く、中央部１２１の平坦部の形状が維持されやすくなる。このため、変形板１２０が変形したとき、変形板１２０と短絡板１３０とが好適に接触し、両者の接触面積が確保される。また、変形板１２０は、短絡板１３０との接触面の板厚が厚くされるため、変形板１２０が溶断されることを抑制することができる。
【００２２】
また、変形板１２０が変形すると、変形板１２０の中央部１２１は、短絡板１３０の凹部１３２に嵌合する。このため、変形板１２０が変形して第２状態になった後に、変形板１２０が第１状態に戻ることを抑制することができる。変形板１２０と短絡板１３０との接触が維持され易くなるため、正極電極端子５と負極電極端子７との間の短絡を好適に維持することができる。なお、本実施例では、凹部１３２の形状は、変形板１２０の中央部１２１と、中間部１２３の一部分とに倣う形状となっているが、平坦部に倣う形状を含んでいればよく、このような構成に限定されない。例えば、凹部は、中央部１２１にのみ倣う形状であってもよいし、あるいは、中央部１２１と、中間部１２３の一部分のうち周方向の一部にのみ倣う形状であってもよい。
【００２３】
以上、本明細書に開示の技術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。
【符号の説明】
【００２４】
１  ケース
３  電極組立体
５  正極電極端子
７  負極電極端子
１０  短絡機構
２０  変形板
２１  中央部
２２  外周部
３０  短絡板
６１，６２  絶縁部材
１００  蓄電装置
１１２  蓋部
【図１】
2017135013.tif 000003
【図２】
2017135013.tif 000004
【図３】
2017135013.tif 000005
【図４】
2017135013.tif 000006
【図５】
2017135013.tif 000007