(57)【要約】【課題】本発明は、電力供給体とそれを用いた電力供給体パックに関するもので、安全性を向上させることを目的とするものである。【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、有底筒状の本体ケース３と、本体ケース３内に設けられた電池素子４と、本体ケース３の上面開口部を覆うごとく、本体ケース３の上面開口部に電気絶縁状態で設けられた電極板１と、電極板１の本体ケース３内側に設けられた金属製弁体１３と、電極板１の本体ケース３外側において、電極板１と本体ケース３の上面開口部との絶縁を図った絶縁紙１９とを備え、電極板１に通気孔１ｂを設けるとともに、絶縁紙１９には、消火剤を保持させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の本体ケースと、前記本体ケース内に設けられた電力素子と、前記本体ケースの上面開口部を覆うごとく、前記本体ケースの上面開口部に電気絶縁状態で設けられた電極板と、前記電極板の前記本体ケース内側に設けられた圧力弁と、前記電極板の前記本体ケース外側において、前記電極板と前記本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙とを備え、前記電極板に通気孔を設けるとともに、前記絶縁紙には、消火剤を保持させた電力供給体。
【請求項２】
前記電極板には上方に突出する突出部を形成し、前記突出部の外周と、前記本体ケースの上面開口部との間に環状の前記絶縁紙を設けた請求項１に記載の電力供給体。
【請求項３】
前記突出部に前記通気孔を設けた請求項２に記載の電力供給体。
【請求項４】
前記消火剤として炭酸水素ナトリウムを用いた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力供給体。
【請求項５】
前記圧力弁は、前記本体ケース内の圧力が所定値以上に上昇した際に破裂する薄膜により構成した請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力供給体。
【請求項６】
前記電力素子として、電池素子、またはコンデンサ素子を用いた請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力供給体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力供給体を複数個一体に設けた電力供給体パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電池やコンデンサ等の電力供給体とそれを用いた電力供給体パック関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電池やコンデンサ等の電力供給体は、そのエネルギー密度が高くなったことから、これを複数個用いることで、例えば自動車の駆動エネルギーとしても活用されるようになってきた。
【０００３】
しかし、一方では個々の電力供給体のエネルギー密度が高くなったことから、その安全性を高めるために、個々の電力供給体の外周を断熱材で覆うようにしたものもある（なお、これに類似する先行文献としては、例えば下記特許文献１がある。）。
【特許文献１】特開平４−１６２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例における課題は、さらに安全性を高めなくてはならないということであった。
【０００５】
すなわち、従来例では、個々の電力供給体の外周を断熱材で覆っているので、特定の電力供給体が高レベルの異常状態になった後に、せめて隣接する、例えば他の電力供給体への熱的悪影響を軽減しようとしているだけのものである。
【０００６】
近年の電子機器や自動車では、小型化が急速に進展しているので、上述にごとく特定の電力供給体が高レベルの異常状態になった後に、せめて隣接する、例えば他の電力供給体への熱的悪影響を軽減しようとしているだけでは、その安全性が十分に発揮されているとは言えない状況となってきた。
【０００７】
そこで本発明は、安全性をさらに高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そしてこの目的を達成するために本発明は、有底筒状の本体ケースと、本体ケース内に設けられた電力素子と、本体ケースの上面開口部を覆うごとく、本体ケースの上面開口部に電気絶縁状態で設けられた電極板と、電極板の本体ケース内側に設けられた圧力弁と、電極板の本体ケース外側において、電極板と本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙とを備え、電極板に通気孔を設けるとともに、絶縁紙には、消火剤を保持させ、これにより初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は、有底筒状の本体ケースと、本体ケース内に設けられた電力素子と、本体ケースの上面開口部を覆うごとく、本体ケースの上面開口部に電気絶縁状態で設けられた電極板と、電極板の本体ケース内側に設けられた圧力弁と、電極板の本体ケース外側において、電極板と本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙とを備え、電極板に通気孔を設けるとともに、絶縁紙には、消火剤を保持させたものであるので、安全性を極めて高くすることができる。
【００１０】
すなわち、本発明においては、本体ケース内に設けた電力素子が異常状態となることによって、この本体ケース内の圧力が所定値以上に上昇すると圧力弁が開口し、これによって本体ケース内の異常圧力を本体ケース外に放出するので、本体ケースの破裂等の状況は発生せず、先ずはこの点で安全性の高いものとなる。
【００１１】
また、この異常時に上述のごとく圧力弁が開口すると、電極板の通気孔を介して、この電極板と前記本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙に熱的影響が加えられる結果、絶縁紙に保持させた消火剤が本体ケース側に放出され、この結果として、安全性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の発明は、以上のように本発明は、有底筒状の本体ケースと、本体ケース内に設けられた電力素子と、本体ケースの上面開口部を覆うごとく、本体ケースの上面開口部に電気絶縁状態で設けられた電極板と、電極板の本体ケース内側に設けられた圧力弁と、電極板の本体ケース外側において、電極板と前記本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙とを備え、電極板に通気孔を設けるとともに、絶縁紙には、消火剤を保持させたものであるので、安全性を極めて高くすることができる。
【００１３】
すなわち、本発明においては、本体ケース内に設けた電力素子が異常状態となることによって、この本体ケース内の圧力が所定値以上に上昇すると圧力弁が開口し、これによって本体ケース内の異常圧力を本体ケース外に放出するので、本体ケースの破裂等の状況は発生せず、先ずはこの点で安全性の高いものとなる。
【００１４】
また、この異常時に上述のごとく圧力弁が開口すると、電極板の通気孔を介して、この電極板と本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙に熱的影響が加えられる結果、絶縁紙に保持させた消火剤が本体ケース側に放出され、この結果として、安全性を高くすることができる。
【００１５】
本発明の第２の発明は、第１の発明において、電極板には上方に突出する突出部を形成し、突出部の外周と、本体ケースの上面開口部との間に環状の絶縁紙を設けたものであり、絶縁紙の貫通孔に電極板の突出部が貫通した状態で保持されるので、異常時でも絶縁紙が定位置にとどまり、安全性を高めることができる。
【００１６】
本発明の第３の発明は、第２の発明において、突出部に通気孔を設けたものであり、この突出部に保持された絶縁紙に、電極板の通気孔から、直接的に熱的影響を与えることができるので、絶縁紙に保持させた消火剤の効果を発揮させやすくなり、安全性の高いものとなる。
【００１７】
本発明の第４の発明は、第１から第３のいずれかに記載の発明において、消火剤として炭酸水素ナトリウムを用いたものであり、安定した消火効果を発揮させることができる。
【００１８】
本発明の第５の発明は、第１から第４のいずれかに記載の発明において、圧力弁は、本体ケース内の圧力が所定値以上に上昇した際に破裂する薄膜により構成したものであり、本体ケース内の異常圧力上昇時には、薄膜が破裂することで、本体ケース内の異常圧力を本体ケース内に放出し、本体ケース自体の破裂を回避することができる。
【００１９】
本発明の第６の発明は、第１から第５のいずれかに記載の発明において、電力素子として、電池素子、またはコンデンサ素子を用いたものであり、電力素子として、電池素子、またはコンデンサ素子を用いた場合でも、安全性を高めることができる。
【００２０】
本発明の第７の発明は、第１から第６のいずれかに記載の電力供給体を複数個一体に設けて電力供給体パックを構成するものであり、個々の電力供給体自身が消火剤を保持した状態としているので、安全性の高いものとなる。
【００２１】
以下本発明の一実施形態を、電池を電力供給体の一例としたものを、図１を用いて説明する。
【００２２】
図１示すごとく本実施形態の電池は、上面がプラス極となった電極板１と、下面がマイナス極２となった上面が開口した円筒状の本体ケース３と、この本体ケース３内に電力素子として設けられた電池素子４とを備えている。
【００２３】
電池素子４は周知のごとく、セパレータ５を介してプラス極である素子第一電極６とマイナス極である素子第二電極７を対向させ、さらにゲル状の電解液（図示せず）を設けた構造となっている。
【００２４】
また、プラス極である素子第一電極６は、本体ケース３内において絶縁板８の貫通孔９を貫通したリード線１０、金属板１１、１２、金属製弁体１３を介して電極板１に電気的に接続されている。
【００２５】
また、電池素子４のマイナス極である素子第二電極７はリード線１４を介して、マイナス極２に電気的に接続されている。
【００２６】
上記金属板１１、１２は円板状となっており、それぞれ貫通孔１５、１６が形成されている。
【００２７】
このうち金属板１２は、複数の貫通孔１６が断続的に円環状に配置されており、中央部は上方に突出する突出部１７となっている。
【００２８】
また、この金属板１２の上面の外周部分には、円環状の絶縁材１８が設けられ、よってこの金属板１２はその突出部１７部分のみにおいて上方の金属製弁体１３に当接し、この部分で電気的な導通が図られている。
【００２９】
さて円板状の金属製弁体１３は、例えばアルミニューム箔によって形成されたものであり、その外周が電極板１と円環状の絶縁材１８によって上下で挟持されている。
【００３０】
また電極板１の中央部には、上方に円筒状に突出する突出部１ａが一体に形成されており、この突出部１ａに通気孔１ｂを複数個断続的に設けている。
【００３１】
したがって、アルミニューム箔によって形成された金属製弁体１３の中央部分は、本体ケース３内の電池素子４部分の圧力上昇により、上方の突出部１ａ内側へと膨れるように変形できるものである。
【００３２】
そしてこの時には、金属製弁体１３が、金属板１２の突出部１７から離れるので、プラス極である電極板１への通電路が絶たれるようになっている。
【００３３】
つまり、電池素子４部分が万一異常状態（異常発熱状態）となり、温度上昇が進んで圧力上昇が起きると、先ずはプラス極である電極板１への通電路を絶つようになっている。
【００３４】
またこの状態としても、なお本体ケース３内の電池素子４部分の圧力が所定値を超える異常状態となると、金属製弁体１３の中央部分はさらに上方に膨らみ、ついには破裂することになるので、この膨らみ動作、破裂動作を阻害しないように、この薄膜により構成した金属製弁体１３中央部に対応する電極板１には、上述のごとく上方への突出部１ａを設けている。
【００３５】
また、電極板１の突出部１ａには、複数の通気孔１ｂを設けているので、上記金属製弁体１３の破裂時には、本体ケース３内の異常圧力はこの通気孔１ｂを介して本体ケース３外へと放出されるようになっている。
【００３６】
また、電極板１の突出部１ａの外周と、本体ケース３の上面開口部内周との間には、環状の絶縁紙１９を設けており、この絶縁紙１９を設けることで、プラス極である電極板１と、マイナス極となる本体ケース３とが、異物（ピンや金属板）により、本体ケース３外で容易に短絡するのを防止する構造となっている。
【００３７】
なお、この絶縁紙１９の貫通孔１９ａには、電極板１の突出部１ａが貫通した状態で保持され、また絶縁紙１９の外周は絶縁チューブ２０で保持されているので、異常時でも絶縁紙１９がこの図１の定位置にとどまる。
【００３８】
また、電極板１の突出部１ａの通気孔１ｂと、この突出部１ａに内周部が保持された絶縁紙１９とは、近接し、異常圧力放出時には、電極板１の通気孔１ｂから、絶縁紙１９に直接的に熱的影響を与える状態としている。
【００３９】
さて、本実施形態では、絶縁紙１９に消火剤を保持させており、上記異常圧力放出時における安全性を向上させている。
【００４０】
具体的には、絶縁紙１９に保持させた消火剤として、炭酸水素ナトリウムを用いたものであり、炭酸水素ナトリウムは高温による熱分解により、温度上昇を抑制する消火剤としての信頼性が高く、異常高温時の安全性の高いものとなる。
【００４１】
以上のごとく構成したので、上記本体ケース３内の電池素子４部分の圧力が所定値を超える異常状態となると、金属製弁体１３の中央部分が、上方に膨らみ、やがて破裂開放されると、本体ケース３内の異常圧力は、本体ケース３外に通気孔１ｂを介して放出され、この結果として、本体ケース３の破裂等の状況は発生せず、先ずはこの点で安全性の高いものとなる。
【００４２】
具体的には、先ず金属製弁体１３が破裂開口すると、本体ケース３内の異常圧力は、貫通孔１５、１６、金属製弁体１３の破裂開口を次々に通過し、その後プラス極である電極板１の通気孔１ｂを通過して、本体ケース３外に放出され、この結果として本体ケース３の破裂等の状況は発生せず、先ずはこの点で安全性の高いものとなる。
【００４３】
また、このような異常圧力放出時には、金属製弁体１３の圧力放出路である通気孔１ｂに対向して設けた絶縁紙１９に保持させた消火剤が熱的作用で、絶縁紙１９から離脱し、本体ケース３内の消火作用を発揮するようになるので、この点からも、安全性を高くすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態の絶縁紙１９は、消火剤を保持するためにも通気性を持たせておいた方が望ましく、その方が上記異常圧力放出時の放出抵抗となりにくいものとなる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、上記のような異常発生時までは、薄膜により構成した金属製弁体１３と、消火剤を保持した絶縁紙１９を電池素子４とは通気的に分離した状態とできるので、通常時において、消火剤による電池素子４への悪影響をなくすことができる。
【００４６】
また、図１に示した電力供給体を複数個一体に設けて電力供給体パックを構成した場合、個々の電力供給体自身の安全性が高まることから、電力供給体パックとしての安全性も高くなる。
【００４７】
また上記実施形態では、電力素子として、電池素子４を用いたが、これをコンデンサ素子としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のごとく本発明は、有底筒状の本体ケースと、本体ケース内に設けられた電力素子と、本体ケースの上面開口部を覆うごとく、本体ケースの上面開口部に電気絶縁状態で設けられた電極板と、電極板の本体ケース内側に設けられた圧力弁と、電極板の本体ケース外側において、電極板と本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙とを備え、電極板に通気孔を設けるとともに、絶縁紙には、消火剤を保持させたものであるので、安全性を極めて高くすることができる。
【００４９】
すなわち、本発明においては、本体ケース内に設けた電力素子が異常状態となることによって、この本体ケース内の圧力が所定値以上に上昇すると圧力弁が開口し、これによって本体ケース内の異常圧力を本体ケース外に放出するので、本体ケースの破裂等の状況は発生せず、先ずはこの点で安全性の高いものとなる。
【００５０】
また、この異常時に上述のごとく圧力弁が開口すると、電極板の通気孔を介して、この電極板と本体ケースの上面開口部との絶縁を図った絶縁紙に熱的影響が加えられる結果、前記絶縁紙に保持させた消火剤が本体ケース側に放出され、この結果として、安全性を高くすることができる。
【００５１】
したがって、各種電子機器や自動車への活用が期待されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態の断面図
【符号の説明】
【００５３】
１    電極板
１ａ    突出部
１ｂ    通気孔
２    マイナス極
３    本体ケース
４    電池素子
５    セパレータ
６    素子第一電極
７    素子第二電極
８    絶縁板
９，１５，１６，１９ａ    貫通孔
１０，１４    リード線
１１，１２    金属板
１３    金属製弁体
１７    突出部
１８    絶縁材
１９    絶縁紙
２０    絶縁チューブ
【図１】
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