JP6194822B2 - Current interrupt device and power storage device including the same - Google Patents
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Description
本明細書は、電流遮断装置およびそれを備えた蓄電装置に関する。 The present specification relates to a current interrupt device and a power storage device including the current interrupt device.
蓄電装置には、過充電等が発生したときに、通電を遮断する電流遮断装置が設けられることがある(例えば、特許文献1)。この電流遮断装置は、電極組立体と端子とを接続する通電経路上に設けられている。過充電等によってケース内の内圧が設定圧力を超えると、電流遮断装置が作動し、通電経路を遮断する。これによって、通電経路を流れる電流が遮断される。 The power storage device may be provided with a current interrupt device that interrupts energization when overcharge or the like occurs (for example, Patent Document 1). The current interrupting device is provided on an energization path that connects the electrode assembly and the terminal. When the internal pressure in the case exceeds the set pressure due to overcharging or the like, the current interrupt device is activated and the energization path is interrupted. As a result, the current flowing through the energization path is interrupted.
特許文献1の電流遮断装置では、端子に対して通電板(集電体)を支持する支持部材(ホルダ)が設けられている。通電板には貫通孔が形成され、支持部材には通電板の貫通孔を貫通するボスが形成されている。支持部材のボスを熱カシメすることによって、通電板と支持部材とが固定される。熱カシメを利用して支持部材を通電板に直接固定するため、部品点数を削減でき、また、構造を簡略にすることができる。しかしながら、この電流遮断装置では、支持部材と通電板とを熱カシメにより直接固定するため、熱カシメ時に生じる熱が通電板に伝導される。通電板に伝導された熱が端子側に伝導されると、その熱によって電流遮断装置の特性が変化する虞がある。例えば、電流遮断装置は、ケース内の内圧が設定圧力を超えるときに作動するように設計されるが、通電板から端子側に伝導される熱の影響によって電流遮断装置の作動圧力が変化する虞がある。本明細書は、熱カシメを利用して通電板と支持部材とを固定しながら、熱カシメの熱による電流遮断装置の特性変化を抑制することができる技術を提供する。 In the current interrupt device of Patent Document 1, a support member (holder) that supports a current-carrying plate (current collector) with respect to a terminal is provided. A through hole is formed in the energizing plate, and a boss that penetrates the through hole of the energizing plate is formed in the support member. The energizing plate and the support member are fixed by caulking the boss of the support member. Since the support member is directly fixed to the energizing plate using heat caulking, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified. However, in this current interrupting device, the support member and the energizing plate are directly fixed by heat caulking, so that heat generated during the heat caulking is conducted to the energizing plate. If the heat conducted to the current-carrying plate is conducted to the terminal side, the characteristics of the current interrupting device may change due to the heat. For example, the current interrupting device is designed to operate when the internal pressure in the case exceeds the set pressure, but the operating pressure of the current interrupting device may change due to the effect of heat conducted from the energizing plate to the terminal side. There is. This specification provides the technique which can suppress the characteristic change of the electric current interruption apparatus by the heat | fever of a heat caulking, fixing an electricity supply board and a supporting member using heat caulking.
本明細書が開示する電流遮断装置は、ケースに設けられる端子とケースに収容される電極組立体とを接続する通電経路上に設けられ、ケース内の内圧が設定圧力を超えるときに端子と電極組立体との間を流れる電流を遮断する。この電流遮断装置は、端子と電気的に接続される第1通電板と、第1通電板と対向して配置され、電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、絶縁性を有すると共に第2通電板に固定され、端子に対して第2通電板を支持する支持部材と、を備えている。第1通電板の中央部と第2通電板の中央部とが固定されている。第2通電板は、ケース内の内圧が設定圧力を超えるときに破断して端子と電極組立体との間を流れる電流を遮断する。第2通電板の外周部には貫通孔が形成されている。支持部材は、第2通電板の貫通孔に挿入され、当該支持部材を第2通電板に固定する熱カシメ用ボスを有している。第2通電板の中央部と貫通孔とを結び、かつ、第2通電板の表面に直交する平面で第2通電板を切断した断面において、第2通電板の熱抵抗は、貫通孔より外周部側の方が、貫通孔より中央部側の方よりも小さい。 The current interrupt device disclosed in the present specification is provided on an energization path that connects a terminal provided in a case and an electrode assembly accommodated in the case, and the terminal and the electrode when the internal pressure in the case exceeds a set pressure. The current flowing to and from the assembly is cut off. The current interrupting device includes a first energizing plate electrically connected to the terminal, a second energizing plate disposed opposite to the first energizing plate and electrically connected to the electrode assembly, and insulating properties. And a support member fixed to the second energizing plate and supporting the second energizing plate with respect to the terminal. The center part of the 1st electricity supply board and the center part of the 2nd electricity supply board are being fixed. The second energization plate breaks when the internal pressure in the case exceeds the set pressure, and interrupts the current flowing between the terminal and the electrode assembly. A through hole is formed in the outer peripheral portion of the second energization plate. The support member has a heat caulking boss that is inserted into the through hole of the second energization plate and fixes the support member to the second energization plate. In the cross section in which the center of the second current plate and the through hole are connected and the second current plate is cut along a plane perpendicular to the surface of the second current plate, the thermal resistance of the second current plate is larger than that of the through hole. The part side is smaller than the center part side than the through hole.
上記の電流遮断装置では、第2通電板の熱抵抗が、貫通孔より外周部側の方が貫通孔より中央部側の方より小さくされている。このため、熱カシメによって支持部材と第2通電板とを固定する際に発生する熱は、端子側(すなわち、貫通孔の中央部側)より電極組立体側(貫通孔の外周部側)に伝達され易くなる。その結果、熱カシメの熱による電流遮断装置の特性変化を抑制することができる。 In said electric current interruption apparatus, the thermal resistance of the 2nd electricity supply board is made smaller in the direction of an outer peripheral part side than a through-hole than the direction of the center part side rather than the through-hole. For this reason, the heat generated when the support member and the second current plate are fixed by heat caulking is transmitted from the terminal side (that is, the central portion side of the through hole) to the electrode assembly side (the outer peripheral portion side of the through hole). It becomes easy to be done. As a result, it is possible to suppress changes in the characteristics of the current interrupting device due to the heat of the caulking.
本発明によると、熱カシメを利用して通電板と支持部材とを固定しながら、熱カシメの熱による電流遮断装置の特性変化を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a change in the characteristics of the current interrupting device due to the heat of the heat caulking while fixing the current-carrying plate and the support member using the heat caulking.
以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。 Hereinafter, some technical features of the embodiments disclosed in this specification will be described. The items described below have technical usefulness independently.
(特徴1) 本明細書に開示する電流遮断装置は、第1通電板と第2通電板と支持部材で囲まれる空間内に配置され、第1通電板の外周部と第2通電板の外周部との間をシールするシール部材と、をさらに備えていてもよい。このような構成によると、シール部材に伝達される熱が抑えられ、電流遮断装置の特性変化を抑制することができる。 (Characteristic 1) The current interrupting device disclosed in this specification is disposed in a space surrounded by the first current plate, the second current plate, and the support member, and the outer periphery of the first current plate and the outer periphery of the second current plate. And a sealing member that seals between the portions. According to such a configuration, heat transmitted to the seal member can be suppressed, and a change in characteristics of the current interrupt device can be suppressed.
(特徴2) 本明細書に開示する電流遮断装置では、貫通孔は、通電板の中央部の周囲に複数形成されていてもよい。熱カシメ用ボスは、複数の貫通孔に対応して複数形成されていてもよい。第2通電板を平面視すると、第2通電板は、複数の貫通孔に内周側で接続する第1境界線より内側の領域となる第1領域と、複数の貫通孔に外周側で接続する第2境界線より外側となる第2領域を有していてもよい。第1領域には第1通電板に接合される中央部が位置していてもよい。第2通電板の第1領域における板厚は、第2通電板の第2領域における板厚よりも薄くてもよい。このような構成によると、熱カシメの熱が効果的に端子側に伝達されることが抑制され、電流遮断装置の特性変化を抑制することができる。 (Characteristic 2) In the current interrupting device disclosed in this specification, a plurality of through holes may be formed around the central portion of the energizing plate. A plurality of heat caulking bosses may be formed corresponding to the plurality of through holes. When the second energization plate is viewed in plan, the second energization plate is connected to the plurality of through holes on the outer peripheral side and the first region which is the region inside the first boundary line connected to the plurality of through holes on the inner peripheral side. You may have the 2nd field outside the 2nd boundary line to do. The center part joined to the 1st electricity supply board may be located in the 1st field. The plate thickness in the first region of the second energization plate may be smaller than the plate thickness in the second region of the second energization plate. According to such a structure, it is suppressed that the heat of heat caulking is effectively transmitted to the terminal side, and the characteristic change of the current interrupting device can be suppressed.
(特徴3) 本明細書に開示する電流遮断装置は、一方の面にケースの内部空間の圧力を受けると共に、他方の面にケースの内部空間から隔離された空間の圧力を受ける変形板をさらに備えていてもよい。第2通電板は、変形板の他方の面側に配置され、変形板と第1通電板の間に配置されていてもよい。ケースの内部空間の圧力が設定値を超えると、変形板が第2通電板側に変形することによって第2変形板が破断してもよい。変形板は、第2通電板の第1領域に固定されていてもよい。このような構成によると、熱カシメの熱が変形板に伝達されることが抑制され、電流遮断装置の特性変化を抑制することができる。 (Characteristic 3) The current interrupting device disclosed in the present specification further includes a deformation plate that receives the pressure of the internal space of the case on one surface and receives the pressure of the space isolated from the internal space of the case on the other surface. You may have. The second energizing plate may be disposed on the other surface side of the deforming plate and may be disposed between the deforming plate and the first energizing plate. When the pressure in the internal space of the case exceeds the set value, the second deformable plate may be broken by the deformable plate being deformed to the second energizing plate side. The deformation plate may be fixed to the first region of the second energization plate. According to such a structure, it is suppressed that the heat | fever of a heat crimping is transmitted to a deformation | transformation board, and the characteristic change of an electric current interruption apparatus can be suppressed.
(特徴4) 本明細書に開示する電流遮断装置では、貫通孔の断面積は、端子側が反端子側よりも小さくされていてもよい。熱カシメ用ボスは、熱カシメ処理によって貫通孔の内面に密着していてもよい。このような構成によると、第2通電板と支持部材とが密着した状態で固定され、第2通電板を安定して支持することができる。また、第2通電板と支持部材とが密着して熱カシメの熱が第2通電板に多く伝達されるが、第2通電板に伝達された熱は電極組立体側に逃すことができる。このため、電流遮断装置の特性変化を抑制することができる。 (Feature 4) In the current interrupt device disclosed in this specification, the cross-sectional area of the through hole may be smaller on the terminal side than on the non-terminal side. The heat caulking boss may be in close contact with the inner surface of the through hole by heat caulking. According to such a configuration, the second energization plate and the support member are fixed in close contact with each other, and the second energization plate can be stably supported. Further, the second energization plate and the support member are in close contact with each other, and much heat of the caulking is transmitted to the second energization plate, but the heat transmitted to the second energization plate can be released to the electrode assembly side. For this reason, the characteristic change of an electric current interruption apparatus can be suppressed.
以下、実施例の蓄電装置100について説明する。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4と、電極組立体2と、負極端子30及び正極端子10と、電流遮断装置70を備えている。ケース4は、金属製であり、略直方体形状に形成されている。ケース4の内部には、電極組立体2と電流遮断装置70が収容されている。また、ケース4の内部には、電解液が注入されている。ケース4の上面4aに負極端子30と正極端子10が取付けられている。すなわち、ケース4の上面4aには、貫通孔4b,4cが形成されている。負極端子30は貫通孔4bに取付けられており、正極端子10は貫通孔4cに取付けられている。貫通孔4bには、絶縁性の第1シール部材42が配設されている。貫通孔4cには、絶縁性の第2シール部材22が配設されている。なお、ケース4の形状に制限はなく、例えば、円筒状、直方体状、あるいは、フィルムで形成されたシート状であってもよい。
Hereinafter, the
負極端子30は、外部ナット36と、内部ナット32と、ボルト34を備えている。外部ナット36は、負極端子30と負極配線(図示省略)との結線に用いられる。内部ナット32は、第1シール部材42に取り付けられている。内部ナット32の一部は、貫通孔4bを通過している。ボルト34は、内部ナット32に締結されている。ボルト34とケース4の間には、第3シール部材40が介在している。負極端子30は、シール部材40,42によってケース4から絶縁されている。内部ナット32は、電流遮断装置70及び接続端子72を介して負極リード44に電気的に接続されている。負極リード44は、第1シール部材42によってケース4から絶縁されている。負極端子30は、電流遮断装置70、接続端子72及び負極リード44を介して、電極組立体2の負極電極と通電している。電流遮断装置70については後述する。
The negative electrode terminal 30 includes an
正極端子10は、外部ナット16と、内部ナット12と、ボルト14を備えている。外部ナット16は、正極端子10と正極配線(図示省略)との結線に用いられる。内部ナット12は、第2シール部材22に取り付けられている。内部ナット12の一部は、貫通孔4cを通過している。ボルト14は、内部ナット12に締結されている。ボルト14とケース4の間には、第4シール部材20が介在している。正極端子10は、シール部材20,22によってケース4から絶縁されている。内部ナット12には、正極リード24が固定されている。内部ナット12と正極リード24は、電気的に接続している。正極リード24は、第2シール部材22によってケース4から絶縁されている。正極端子10は、正極リード24を介して、電極組立体2の正極電極と通電している。
The
(電極組立体)
電極組立体2は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極の間に介在しているセパレータを備えている。正極電極、負極電極及びセパレータの図示は省略する。負極電極は、負極集電体と、負極集電体上に形成されている負極活物質層を有する。負極電極は、その端部に負極集電タブ46を有する。負極集電タブ46には、負極活物質層が塗布されていない。正極電極は、正極集電体と、正極集電体上に形成されている正極活物質層を有する。正極電極は、その端部に正極集電タブ26を有する。正極集電タブ26には、正極活物質層が塗布されていない。なお、活物質層に含まれる材料(活物質、バインダ、導電助剤等)には特に制限がなく、公知の蓄電装置等の電極に用いられる材料を用いることができる。
(Electrode assembly)
The
ここで、正極集電体には、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、ステンレス鋼又はそれらの複合材料もしくは合金を用いることができる。特に、アルミニウム又はアルミニウムを含む複合材料もしくは合金であることが好ましい。また、正極活物質には、リチウムイオンが侵入及び脱離可能な材料であればよく、Li2MnO3、Li(NiCoMn)0.33O2、Li(NiMn)0.5O2、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiCoO2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、Li2MnO2、LiMn2O4等を使用することができる。また、正極活物質としてリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、あるいは、硫黄などを用いることもできる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。正極活物質は、必要に応じて導電材,結着剤等とともに正極集電体に塗布される。 Here, for the positive electrode current collector, for example, aluminum (Al), nickel (Ni), titanium (Ti), stainless steel, or a composite material or alloy thereof can be used. In particular, aluminum or a composite material or alloy containing aluminum is preferable. The positive electrode active material may be any material that allows lithium ions to enter and desorb, and Li 2 MnO 3 , Li (NiCoMn) 0.33 O 2 , Li (NiMn) 0.5 O 2 , LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , Li 2 MnO 2 , LiMn 2 O 4 and the like can be used. In addition, alkali metals such as lithium and sodium, or sulfur can be used as the positive electrode active material. These may be used alone or in combination of two or more. The positive electrode active material is applied to the positive electrode current collector together with a conductive material, a binder and the like as necessary.
一方、負極集電体としては、アルミニウム、ニッケル、銅(Cu)等、又はそれらの複合材料もしくは合金等を使用することができる。特に、銅又は銅を含む複合材料もしくは合金であることが好ましい。また、負極活物質としては、リチウムイオンが挿入及び脱離可能な材料を用いることができる。リチウム(Li)、ナトリウム(Na)等のアルカリ金属、アルカリ金属を含む遷移金属酸化物、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、高配向性グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、シリコン単体又はシリコン含有合金又はシリコン含有酸化物を使用することができる。負極活物質は、必要に応じて導電材,結着剤等とともに負極集電体に塗布される。 On the other hand, as the negative electrode current collector, aluminum, nickel, copper (Cu), or a composite material or alloy thereof can be used. In particular, copper or a composite material or alloy containing copper is preferable. As the negative electrode active material, a material into which lithium ions can be inserted and removed can be used. Alkali metals such as lithium (Li) and sodium (Na), transition metal oxides containing alkali metals, natural graphite, mesocarbon microbeads, highly oriented graphite, carbon materials such as hard carbon, soft carbon, silicon alone or silicon A containing alloy or a silicon-containing oxide can be used. A negative electrode active material is apply | coated to a negative electrode collector with a electrically conductive material, a binder, etc. as needed.
なお、セパレータは、絶縁性を有する多孔質を用いることができる。セパレータとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、あるいは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布または不織布を使用することができる。 Note that the separator can be made of an insulating porous material. As the separator, a porous film made of a polyolefin-based resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), or a woven or non-woven fabric made of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), methyl cellulose or the like can be used.
また、電解液は、非水系の溶媒に支持塩(電解質)を溶解させた非水電解液であることが好ましい。非水系の溶媒として、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等の鎖状エステルを含んでいる溶媒、酢酸エチル、プロピロン酸メチルなどの溶媒、又はこれらの混合液を使用することができる。また、支持塩(電解質)として、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6等を使用することができる。 The electrolytic solution is preferably a non-aqueous electrolytic solution in which a supporting salt (electrolyte) is dissolved in a non-aqueous solvent. As a non-aqueous solvent, a solvent containing a chain ester such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), ethyl acetate, A solvent such as methyl propionate or a mixture thereof can be used. Moreover, as a supporting salt (electrolyte), for example, can be used LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, and the like.
(電流遮断装置)
図2〜4を参照して、電流遮断装置70について説明する。電流遮断装置70は、負極端子30と負極集電タブ(負極電極)46の通電経路上に配置されている。なお、電流遮断装置70は、正極電極と正極端子10の通電経路上に配置してもよいし、双方に配置してもよい。なお、図3,4では、負極端子30とケース4との間に介在しているシール部材42の図示を省略している。
(Current interrupter)
With reference to FIGS. 2-4, the electric
図3に示すように電流遮断装置70は、金属製の第1反転板84と、金属製の破断板88と、金属製の第2反転板90と、絶縁性を有する支持部材92を備えている。支持部材92は、熱可塑性樹脂(例えば、PPS等)によって形成されている。支持部材92は、筒状に形成されており、その内側には、内部ナット32の下端部32a及び第2反転板90を収容する空間が形成されている。支持部材92の上面92bはケース4に当接している(図1参照)。支持部材92の上端には、内側に突出する突出片92eが形成されている。突出片92eは、内部ナット32の下端部32aの上面と当接している。支持部材92の下面92cには、熱カシメ用ボス92aが形成されている。熱カシメ用ボス92aは、支持部材92の下面92cの4つの角部にそれぞれ設けられている。後述するように、熱カシメ用ボス92aによって破断板88が支持部材92に固定される。破断板88が支持部材92の下面92cに固定されると、支持部材92に下端部32a及び第2反転板90が収容され、支持部材92の突出片92eが下端部32aの上面に当接する。これによって、支持部材92は第1反転板82と破断板88を積層された状態で支持し、また、電流遮断装置70が内部ナット32に固定される。支持部材92の上面92bがケース4に当接することから、支持部材92によって内部ナット32、第1反転板82及び破断板88のケース4に対する位置が位置決めされる。
As shown in FIG. 3, the current interrupt
第1反転板84は、円形状の板材であり、破断板88の下面に固定されている。破断板88が支持部材92に固定されて支持されているため、第1反転板84も支持部材92に支持される。第1反転板84の上面には絶縁性の突部86が設けられ、突部86は第一反転板84の中央に位置している。突部86は、破断板88に向かって上方に突出している。図3に示す状態では、突部86と破断板88の中央部88bとの間には隙間が形成されている。なお、第1反転板84の下面にはケース4内の空間の圧力が作用し、第1反転板84の上面には、第1反転板84と破断板88の間の空間94の圧力が作用する。空間94はケース4内の空間から隔離されているため、ケース4内の空間の圧力が高くなると、第1反転板84の上面と下面に作用する圧力は相違することとなる。
The
破断板88は、矩形状の板材であり、第1反転板84と第2反転板90の間に配置されている。すなわち、破断板88は、その上面が第2反転板90に対向する一方で、その下面が第1反転板84に対向している。破断板88の外縁の一部に接続端子72が接続されている(図3参照)。破断板88の下面の中央には溝部88aが形成されている。図2に示すように、溝部88aは、底面視すると円形状に形成されている。また、図3に示すように、溝部88aの断面形状は上方に凸となる三角形状をしている。溝部88aが形成されることで、溝部88aが形成された位置における破断板88の機械的強度は、溝部88a以外の位置における破断板88の機械的強度よりも低くされている。破断板88は、溝部88aによって、溝部88aで囲まれた中央部88bと、溝部88aの外周側に位置する外周部(88e〜88g)に区分されている。
The
図2,3に示すように、破断板88の外周部(88e〜88g)は、中央部88bに隣接する第1外周部88eと、第1外周部88eに隣接する第2外周部88fと、第2外周部88fに隣接する第3外周部88gを有している。第1外周部88eは、中央部88bの外側に位置し、中央部88bを取り囲んでいる。第1外周部88eの板厚は、中央部88bの板厚と同一とされている。第2外周部88fは、第1外周部88eの外側に位置し、第1外周部88eを取り囲んでいる。第2外周部88fの板厚t1は、第1外周部88eの板厚よりも厚くされている。第3外周部88gは、第2外周部88fの外側に位置し、第2外周部88fを取り囲んでいる。第3外周部88gの板厚t2は、第2外周部88fの板厚t1よりも厚くされている(t2>t1)。第2外周部88fと第3外周部88gの境界部分には貫通孔88dが形成されている。より詳細には、貫通孔88dは、第2外周部88fの4つの角部であって、支持部材92の熱カシメ用ボス92aに対応する位置に配置されている。第2外周部88fと第3外周部88fとの境界線は、貫通孔88dの外周側で貫通孔88dに接している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the outer peripheral portion (88e to 88g) of the
図3に示すように、貫通孔88dは、破断板88の上面から下面に貫通しており、その断面の径がD1とされている。貫通孔88dには、支持部材92の熱カシメ用ボス92aが挿入されている。熱カシメ用ボス92aは、熱カシメ処理によって貫通孔88dの内面に密着している。また、熱カシメ用ボス92aの下端部の径は、熱カシメ処理によってD2(>D1)となっている。このため、熱カシメ用ボス92aが貫通孔88dに熱カシメ処理されることで、支持部材92に破断板88が固定される。
As shown in FIG. 3, the through-
なお、第2外周部88fの板厚t1は、第3外周部88gの板厚t2より薄くされている。このため、貫通孔88dの外周側の領域(図2において、中央部88bの中心O1と貫通孔88dの中心O2とを結ぶ直線と貫通孔88dの輪郭線が外周側で交差する点P1を含む領域)では、貫通孔88dは板厚の厚い第3外周部88gと接する。一方、貫通孔88dの内周側の領域(図2において、中心O1と中心O2とを結ぶ直線と貫通孔88dの輪郭線が内周側で交差する点P2を含む領域)では、貫通孔88dは板厚の薄い第2外周部88fと接する。すなわち、本実施例では、貫通孔88dは、貫通孔88dの外周側の中心角が略90°となる領域で第3外周部88gと接しており、貫通孔88dの内周側の中心角が略270°となる領域で第2外周部88fと接している。このため、中央部88bの中心O1と貫通孔88dの中心O2とを結び、かつ、破断板88の表面に直交する平面で破断板88を切断した断面(図3に示す断面)において、破断板88の熱抵抗は、貫通孔88dより外周部側の方が、貫通孔88dより中央部側の方よりも小さくなる。また、図2,3から明らかなように、4つの貫通孔88dの内側に中央部88bが位置し、第1反転板84は4つの貫通孔88dの内側で第2外周部88fに固定されている。
The plate thickness t1 of the second outer
第2反転板90は、円形状の板材であり、破断板88の上方に配置されている。第2反転板90の中央部は、図3に示す状態では下方に凸となり、また、破断板88の中央部88bに固定されている。具体的には、第2反転板90の中央部は、破断板88の中央部88bに溶接によって接合されている。また、第2反転板90の外周部は、内部ナット32の下端部32aに溶接によって接合されている。第2反転板90と内部ナット32との溶接部は、第2反転板90の外周部の全周にわたって形成されている。上述したことから明らかなように、負極端子30は、第2反転板90、破断板88、接続端子72及び負極リード44を介して電極組立体2に接続されている。第2反転板90の上面と内部ナット32の下面の間には空間98が形成され、空間98はケース4内の空間から隔離されている。第2反転板90と破断板88の間には、絶縁部材82及びシール部材89が配置されている。シール部材89の外側には支持部材92が配置されている。絶縁部材82は、リング状の部材であり、第2反転板90の外周部と破断板88の外周部とに接触し、両者を絶縁している。シール部材89は、内部ナット32の下端部32aと破断板88の外周部とに接触し、両者の間をシールする。これによって、第2反転板90と破断板88との間の空間96がケース4内の空間から気密に封止される。シール部材89には、例えば、公知のOリング等を用いることができる。
The second reversing
なお、第2反転板90は、破断板88から離間する方向に付勢された状態で、絶縁部材82と内部ナット32に挟持されていてもよい。破断板88を付勢することで、破断板90が溝部88aで破断したときに、第2反転板90を破断板88から離間する方向に移動させることができる。
The second reversing
上述した蓄電装置100においては、図3に示す状態では、負極端子30と負極集電タブ46(負極電極)が通電しており、正極端子10と正極集電タブ26(負極電極)が通電している。そのため、負極端子30と正極端子10の間が通電している。ケース4内の内圧が上昇して予め設定された所定値を超えると、図4に示すように、破断板88が溝部88aで破断し、破断板88の外周部(88e〜88g)と第2反転板90(内部ナット32)の間の通電経路が遮断される。すなわち、ケース4内の内圧が上昇すると、第1反転板84の下面に作用する圧力が上昇する(図3の状態)。空間94はケース4内の空間から隔離されているため、第1反転板84の上面に作用する圧力(すなわち、空間94の圧力)は、ケース4内の空間の圧力上昇の影響を受け難い。このため、ケース4内の内圧が所定値(設定圧力)を超えると、第1反転板84が反転して、下方に凸な状態から上方に凸な状態に変化する。第1反転板84が反転すると、第1反転板84の突部86が破断板88の中央部88bに衝突し、破断板88が溝部88aで破断する。すると、第1反転板84の変位に応じて第2反転板90も反転し、第2反転板90、破断板88の中央部88b、及び第1反転板84が上方に変位する(図4の状態)。これによって、破断板88と第2反転板90を接続する通電経路が遮断され、電極組立体2と負極端子30との間の通電が遮断される。
In the
本実施例の蓄電装置100においては、破断板88が支持部材92の下面92cに熱カシメを利用して固定される。すなわち、電流遮断装置70を製造する際は、まず、内部ナット32、第2反転板90、破断板88、第1反転板84、絶縁部材82及びシール部材89を組合せてサブアッセンブリとする。次いで、サブアッセンブリ化された部品を支持部材92に固定する。具体的には、図5に示すように、支持部材92の内側に内部ナット32の下端部32a、第2反転板90、絶縁部材82及びシール部材89が収容されるように、サブアッセンブリ化された部品を支持部材92内に挿入し、支持部材92の突出片92eを下端部32aの上面に当接させる。この状態では、支持部材92の下面92cが破断板88の上面に当接すると共に、支持部材92の熱カシメ用ボス92a(変形前)が破断板88の貫通孔88d内に挿入され、貫通孔88dを貫通している(図5の状態)。次いで、貫通孔88dに挿入された熱カシメ用ボス92aをヒータチップ200で加熱する。これによって、熱カシメ用ボス92dが熱変形し、図3に示す状態に変化する。すなわち、熱カシメ用ボス92aが熱変形によって貫通孔88dの内面に密着すると共に、その下端部が貫通孔88dの径D1より大きくなる。これによって、破断板88が支持部材92の下面92cに固定される。
In the
ここで、熱カシメ用ボス92aを熱カシメする際には、ヒータチップ200で熱カシメ用ボス92aに熱を加える。このため、熱カシメ用ボス92aから破断板88に熱が伝えられることとなる。本実施例の破断板88では、貫通孔88dの外周側に第3外周部88gが設けられ、貫通孔88dの内周側に第2外周部88fが設けられている。上述したように、第3外周部88gの板厚t2は第2外周部88fの板厚t1より厚く、貫通孔88dの外周側の熱抵抗は、貫通孔88dの内周側の熱抵抗より小さくなっている。このため、熱カシメ用ボス92aから破断板88に伝達される熱は、第2外周部88f側より第3外周部88g側に流れ易くされている。その結果、破断板88の中央部88b側に伝達される熱を低減することができる。これによって、電流遮断装置70の特性が変化することを抑制することができる。例えば、破断板88の中央部88b側に伝えられる熱量が多くなると、その熱によってシール部材89のシール性能が劣化する虞がある。シール部材89のシール性能が劣化すると、空間96とケース4内の空間とが連通し、電流遮断装置70の作動圧力が変化する可能性がある。本実施例では、破断板88の中央部88b側に伝達される熱量を低減することができるため、シール部材89の劣化が抑制され、電流遮断装置70の特性変化を抑制することができる。
Here, when the
上述したことから明らかなように、本実施例の蓄電装置100では、熱カシメ時に発生する熱が破断板88の中央部88b側に伝達されることを抑制できる。このため、電流遮断装置70の特性変化を抑制することができる。その結果、破断板88を熱カシメを利用して支持部材92に固定することで簡易な構成としながら、電流遮断装置70を適切に作動させることができる。
As is clear from the above description, in the
最後に、上述した実施例と特許請求の範囲の記載の対応関係を説明する。第2反転板90が「第1通電板」の一例であり、破断板88が「第2通電板」の一例である。
Finally, the correspondence relationship between the above-described embodiment and the description of the claims will be described. The second reversing
以上、本明細書に開示の技術の一具体例を詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、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。 As mentioned above, although the specific example of the technique disclosed by this specification was demonstrated in detail, this is only an illustration and does not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
例えば、上述した実施例では、破断板88に第2外周部88fと第3外周部88gを設けることで、貫通孔88dの内周側と外周側とで熱抵抗を調整したが、本明細書に開示の技術はこのような例に限られない。例えば、貫通孔88dの外周側の点P1(図2参照)における熱抵抗が、貫通孔88dの内周側の点P2(図2参照)における熱抵抗より小さくされていればよい。このため、板厚t1となる第2外周部88fと、板厚t2(>t1)となる第3外周部88eとの境界は、図2に示す例に限られない。例えば、図6に示す破断板188のように、貫通孔188dの周方向の大部分が第3外周部188gと接していてもよい。この場合、熱カシメ時の熱を破断板188の外周側に伝達することをより促進することができる。さらに、板厚t1となる第2外周部と板厚t2(>t1)となる第3外周部の境界は、図2,6の例に限られず、種々の態様を採ることができる。例えば、図7に示すように、第2外周部と第3外周部の境界は、境界線B1と境界線B2の間の領域に任意に設定することできる。また、両者の境界を直線状に設ける必要はなく、曲線状に設けてもよい。第2外周部と第3外周部の境界を任意に設定しても、その境界が境界線B1−B2の間に位置していれば、境界線B1より内側の領域(請求項でいう第1領域の一例)では破断板288の板厚がt1となり、境界線B2より外側の領域(請求項でいう第2領域)では破断板288の板厚がt2となる。その結果、破断板288の中央部288bに熱が伝達されることを抑制することができる。
For example, in the above-described embodiment, the thermal resistance is adjusted between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the through
また、上述した実施例では、電流遮断装置70は、第1反転板84と破断板88と第2反転板90の3枚の板材を備えていたが、電流遮断装置の構成はこのような構成に限られない。例えば、図8に示す電流遮断装置170のように、破断板88と第2反転板90の2枚の板材によって電流遮断装置170が構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the current interrupting
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、出願時の請求項に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の目的を同時に達成し得るものであり、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。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2:電極組立体
4:ケース
10:正極端子
24:正極リード
12、32:内部ナット
14、34:ボルト
16、36:外部ナット
30:負極端子
44:負極リード
70:電流遮断装置
84:第1反転板
88:破断板
90:第2反転板
100:蓄電装置
2: Electrode assembly 4: Case 10: Positive electrode terminal 24:
Claims (6)
前記端子と電気的に接続される第1通電板と、
前記第1通電板と対向して配置され、前記電極組立体と電気的に接続される第2通電板と、
絶縁性を有すると共に前記第2通電板に固定され、前記端子に対して前記第2通電板を支持する支持部材と、を備えており、
前記第1通電板の中央部と前記第2通電板の中央部とが固定されており、
前記第2通電板は、前記ケース内の内圧が設定圧力を超えるときに破断して前記端子と前記電極組立体との間を流れる電流を遮断し、
前記第2通電板の外周部には貫通孔が形成されており、
前記支持部材は、前記第2通電板の貫通孔に挿入され、当該支持部材を前記第2通電板に固定する熱カシメ用ボスを有しており、
前記第2通電板の中央部と前記貫通孔とを結び、かつ、前記第2通電板の表面に直交する平面で前記第2通電板を切断した断面において、前記第2通電板の熱抵抗は、前記貫通孔より外周部側の方が、前記貫通孔より中央部側の方よりも小さい、電流遮断装置。 Provided on a current-carrying path connecting a terminal provided in the case and the electrode assembly accommodated in the case, and flows between the terminal and the electrode assembly when an internal pressure in the case exceeds a set pressure A current interrupting device for interrupting current,
A first current plate electrically connected to the terminal;
A second energization plate disposed opposite to the first energization plate and electrically connected to the electrode assembly;
A support member that has insulating properties and is fixed to the second energization plate and supports the second energization plate with respect to the terminal,
The central portion of the first current plate and the central portion of the second current plate are fixed,
The second energization plate breaks when an internal pressure in the case exceeds a set pressure, and interrupts a current flowing between the terminal and the electrode assembly,
A through hole is formed in the outer peripheral portion of the second energization plate,
The support member is inserted into a through hole of the second current plate, and has a heat caulking boss that fixes the support member to the second current plate,
In a cross section in which the second current plate is cut by a plane that connects the central portion of the second current plate and the through hole and is orthogonal to the surface of the second current plate, the thermal resistance of the second current plate is The current interrupting device, wherein the outer peripheral side of the through hole is smaller than the central side of the through hole.
前記熱カシメ用ボスは、前記複数の貫通孔に対応して複数形成されており、
前記第2通電板を平面視すると、前記第2通電板は、前記複数の貫通孔に内周側で接続する第1境界線より内側の領域となる第1領域と、前記複数の貫通孔に外周側で接続する第2境界線より外側となる第2領域を有しており、
前記第1領域には前記第1通電板に接合される中央部が位置しており、
前記第2通電板の前記第1領域における板厚は、前記第2通電板の前記第2領域における板厚よりも薄い、請求項1又は2に記載の電流遮断装置。 A plurality of the through holes are formed around the central portion of the energization plate,
A plurality of the thermal caulking bosses are formed corresponding to the plurality of through holes,
When the second energization plate is viewed in plan, the second energization plate is formed in a first region that is an area inside a first boundary line that is connected to the plurality of through holes on the inner peripheral side, and the plurality of through holes. Having a second region outside the second boundary line connected on the outer peripheral side;
In the first region, a central portion to be joined to the first current plate is located,
The current interrupting device according to claim 1 or 2, wherein a plate thickness in the first region of the second energization plate is thinner than a plate thickness in the second region of the second energization plate.
前記第2通電板は、前記変形板の他方の面側に配置され、前記変形板と前記第1通電板の間に配置されており、
前記ケースの内部空間の圧力が設定値を超えると、前記変形板が前記第2通電板側に変形することによって前記第2通電板が破断し、
前記変形板は、前記第2通電板の前記第1領域に固定されている、請求項3に記載の電流遮断装置。 The current interrupt device further includes a deformation plate that receives the pressure of the internal space of the case on one surface and receives the pressure of the space isolated from the internal space of the case on the other surface,
The second energization plate is disposed on the other surface side of the deformation plate, and is disposed between the deformation plate and the first energization plate,
When the pressure in the internal space of the case exceeds a set value, the deforming plate is deformed to the second energizing plate side, whereby the second energizing plate is broken,
The current interrupting device according to claim 3, wherein the deformation plate is fixed to the first region of the second energization plate.
前記熱カシメ用ボスは、熱カシメ処理によって前記貫通孔の内面に密着している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流遮断装置。 The cross-sectional area of the through hole is such that the terminal side is smaller than the non-terminal side,
The current interrupting device according to claim 1, wherein the thermal caulking boss is in close contact with the inner surface of the through hole by thermal caulking processing.
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