JP2018081912A - 二次電池および電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池および電池モジュールに関する安全装置の提供。
【解決手段】二次電池は、第１端子２０、第２端子３０、トップカバー片１０、電極ユニット、接続部材４０および反転片７０を備える。電極ユニットは、第１極片、第２極片、および、第１極片と第２極片との間に設けられるセパレータを備える。第１端子と第２端子の少なくとも一方がトップカバー片に対して電気絶縁となるように設けられ、接続部材が第２端子に電気接続される。通常時に、第１極片が反転片を介して第１端子に電気接続され、第２極片が第２端子に電気接続される。二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片は、第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、反転後の反転片が接続部材に電気接続されることで、第１端子と第２端子とを電気接続させる。自動車が運転状態であっても、急にエンストを起こすことはないため、自動車の安全性が向上する。
【選択図】図３

Description

本願は、エネルギー蓄積デバイス生産の技術分野に関し、特に二次電池および電池モジュールに関する。

ＥＶハードシェル電池に関して、オーバチャージ問題の解決に向けて、業界でよく採用される手段は、コアが失効する前に電池主回路を切断し、電池の更なる充電を防止して電池の安全を確保する。通常の構造として、第１端子と電極ユニットとが電気接続する主回路に電流切断構造を設けて、第２端子を常に電流切断構造に対して電気絶縁させる。電池のオーバチャージ時、内部で気体が発生し、内部気圧が所定値まで増加すると、電流切断構造をアクティブし、第１端子と電極ユニットとの間を回路開放させて、電池の更なる充電を防止する。
しかしながら、オーバチャージの他に、正常な使用過程において予想外の内部短絡により内部で気体が発生し、電流切断構造をアクティブして第１端子と電極ユニットとの間を回路開放させる恐れもある。その際、もし自動車が運転中であり、且つ電池モジュールにおける各電池が直列接続されている場合には、第１端子と第２端子がまだ絶縁状態であるため、全電池モジュールが電源切れになってしまい、自動車が急にエンストを起こし、ひいては深刻な事故を引き起こす恐れもある。

本願は、上記課題を解決可能な二次電池および電池モジュールを提供する。

本願の第１態様は、二次電池を提供する。当該二次電池は、第１端子、第２端子、トップカバー片、電極ユニット、接続部材および反転片を備え、
前記電極ユニットは、第１極片、第２極片、および、前記第１極片と前記第２極片の間に設けられるセパレータを備え、
前記第１端子と前記第２端子の少なくとも一方が前記トップカバー片に対して電気絶縁となるように設けられ、前記接続部材が前記第２端子に電気接続され、
通常時に、前記第１極片が前記反転片を介して前記第１端子に電気接続され、前記第２極片が前記第２端子に電気接続され、
前記二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、前記反転片は、前記第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、反転後の前記反転片が前記接続部材に電気接続されることで、前記第１端子と前記第２端子とを電気接続させる。

好ましくは、前記第２端子が前記トップカバー片に対して電気絶縁し、
前記第１端子が前記トップカバー片に電気接続され、前記接続部材が前記トップカバー片に対して電気絶縁し、
前記トップカバー片には、第１スルーホールが設けられ、
前記反転片は、前記トップカバー片に付着され、前記第１スルーホールを密封し、
通常時に、前記第１極片は、前記反転片、前記トップカバー片を順次介して前記第１端子に電気接続され、
前記接続部材は、前記トップカバー片の前記電極ユニットから離間する側に設けられ、一方端が前記第２端子に電気接続され、他方端が前記第１端子へ延在し、且つ少なくとも部分的に前記第１スルーホールに対向する。

好ましくは、前記反転片は、反転部および第１ボスを備え、
前記反転部は、シート状環面構造であり、縁部が前記トップカバー片に接続され、
前記第１ボスは、前記反転部に接続され、前記接続部材の存在する方向へ突き出て、前記接続部材における前記第１スルーホールに対向する部分と対向する。

好ましくは、前記第１スルーホールは、段差ホールであり、大ホールおよび小ホールを含み、前記反転部の縁部は、前記大ホールの内壁に接続され、前記第１ボスは、前記小ホールに突き入れられる。

好ましくは、前記反転片は、第２ボスをさらに備え、前記第２ボスは、前記反転部に接続され、前記第１ボスから離間する方向へ突き出て、通常時に、前記反転部は、前記第２ボスを介して前記第１極片に電気接続される。

好ましくは、導電片をさらに備え、
通常時に、前記第１極片は、前記導電片、前記反転片を順次介して前記第１端子に電気接続され、
前記二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、前記反転片は、前記導電片が切り離れるように反転可能であり、前記第１端子と前記第１極片との電気接続を切断させる。

好ましくは、前記導電片は、第１導電部、第２導電部および薄肉領域を備え、
前記薄肉領域は、前記第１導電部と前記第２導電部の間に位置し、その厚さが前記第１導電部の厚さと前記第２導電部の厚さのいずれよりも小さく、
前記第１導電部が前記反転片に接続され、前記第２導電部が前記第１極片に接続される。

好ましくは、第２絶縁部材をさらに備え、
前記導電片は、前記第２絶縁部材を介して前記トップカバー片に固定される。

好ましくは、固定部材をさらに備え、
前記第２絶縁部材には、固定部材用被係合部が設けられ、前記固定部材は、前記固定部材用被係合部に係合接続され、前記第２絶縁部材は、前記固定部材を介して前記トップカバー片に固定される。

好ましくは、前記固定部材は、前記トップカバー片に接続される固定部と、前記固定部から折り曲げて前記トップカバー片から離間する方向へ延在する係合部とを備え、前記係合部は、前記固定部材用被係合部に係合する。

本願の第２態様は、電池モジュールを提供する。当該電池モジュールは、上記何れか一項の二次電池を備え、前記二次電池のそれぞれが互いに直列接続される。

本願が提供する解決手段は、下記の有利な作用効果を奏する。
本願に係る二次電池によれば、二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片は、が第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、反転後の反転片が接続部材に電気接続されることで、第１端子と第２端子とを電気接続させる。これにより、当該二次電池は、電池のオーバチャージ問題を解決できることに加え、電池モジュールに直列接続方式が採用されたとしても、当該二次電池が導線として電池モジュール全体の通電状態を保持できる。こうして、自動車が運転状態であっても、急にエンストを起こすことはないため、自動車の安全性が向上する。
上述した一般的な記述および後述する詳細の説明が単なる例示であり、本願を制限するためのものではないことを、理解すべきである。

本願に係る二次電池の具体的な実施例の構造模式図である。 本願に係る二次電池の具体的な実施例の爆発図である。 図１のＡ-Ａ線に沿う断面図である。 本願に係る二次電池の別の具体的な実施例の構造模式図である。 本願に係る二次電池の更なる別の具体的な実施例の構造模式図である。 図３に係る二次電池の具体的な実施例の部分模式図である。 図３ａに係る二次電池の具体的な実施例の部分模式図である。 本願に係る二次電池における反転片の具体的な実施例の構造模式図である。 本願に係る二次電池における導電片の具体的な実施例の構造模式図である。 図３ａに係る二次電池の具体的な実施例の別の部分構造模式図である。 本願に係る二次電池の具体的な実施例の固定部材と第２絶縁部材の構造模式図。

１０…トップカバー片、
２０…第１端子、
２０１…端子本体、
２０２…延在部、
２１…第２導電ブロック、
２２…第３絶縁部材、
２３…第４絶縁部材、
２４…第２密封部材、
３０…第２端子、
３１…第３導電ブロック、
３２…第５絶縁部材、
３３…第６絶縁部材、
３４…第３密封部材、
４０…接続部材、
４１…第１絶縁部材、
４２…第１導電ブロック、
５０…電気抵抗部材、
７０…反転片、
７０１…反転部、
７０２…第１ボス、
７０３…第２ボス、
７０４…接続部、
７０５…取付用突起、
７１…導電片、
７１１…第１導電部、
７１２…薄肉領域、
７１３…第２導電部、
７１４…第１通気穴、
７１５…第２通気穴、
７２…第２絶縁部材、
７２１…第３スルーホール、
７２２…第４スルーホール、
７３…固定部材、
７４…第１密封部材。
ここでの図面は、明細書に取り込まれて明細書の一部を構成し、本願に合致する実施例を示し、明細書とともに本願の原理を解釈するために用いられる。

以下では、図面を参照しながら発明を実施するための形態により本発明をより詳細に説明する。

図１〜８に示すように、本願の実施例は、二次電池を提供する。当該二次電池は、第１端子２０、第２端子３０、トップカバー片１０、電極ユニット（図示せず）、接続部材４０および反転片７０を備える。二次電池は、ケース（図示せず）をさらに備える。電極ユニットは、第１極片、第２極片、および第１極片と当該第２極片との間に設けられるセパレータを備える。トップカバー片１０は、ケースを密封し、両者が収納空間をなすように取り囲む。反転片７０は、トップカバー片１０、ケース、第１端子２０、第２端子３０のうちの少なくとも１つに設けられてもよい。第１端子２０と第２端子３０の少なくとも一方は、トップカバー片１０に対して電気絶縁となるように設けられる。即ち、第１端子２０と第２端子３０は、両方ともトップカバー片１０に対して電気絶縁してもよいし、一方のみがトップカバー片１０に対して電気絶縁してもよい。接続部材４０が第２端子３０に電気接続される。通常時に、第１極片が反転片７０を介して第１端子２０に電気接続され、第２極片が第２端子３０に電気接続され、二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片７０は、第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、反転後の反転片７０が接続部材４０に電気接続されることで、第１端子２０と第２端子３０とを電気接続させる。

上記実施例では、接続部材４０を追加する。接続部材４０の一端が第２端子３０に電気接続される。二次電池内で短絡が発生して内部圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片７０は、第１極片との電気接続を切断するように反転可能である。そして、反転後の反転片７０が接続部材４０に電気接続されることで、第１端子２０と第２端子３０とを電気接続させる。よって、反転片７０を反転させた後、故障した二次電池の内部回路の切断が実現されるとともに、反転片７０と接続部材４０との電気接続も実現されることにより、二次電池の第１端子２０と第２端子３０を接続部材４０を介して電気導通させる。よって、電池モジュールに直列接続方式が採用されたとしても、当該二次電池は、導線として電池モジュール全体の通電状態を保持できる。これにより、自動車が運転状態であっても、急にエンストを起こすことはないため、自動車の安全性が向上する。

一般的に、第１端子２０、第２端子３０のそれぞれは、トップカバー片１０に取り付けられる。ただし、第１端子２０または第２端子３０のトップカバー片１０に電気接続された方は、トップカバー片１０に直接的に接続されてもよいし、または導電構造を介してトップカバー片１０に接続されてもよい。二次電池と外部の電気接続が便利になるように、第１端子２０、第２端子３０は、いずれもトップカバー片１０から突き出てもよい。特にトップカバー片１０に対して電気絶縁する場合、電気絶縁の一端がトップカバー片１０から突き出て、例えば、図３に示すように第２端子３０がトップカバー片１０から突き出て、図３ａに示すように第１端子２０がトップカバー片１０から突き出る。第１端子２０または第２端子３０がトップカバー片１０から突き出る場合、第１端子２０または第２端子３０とトップカバー片１０との密封性を確保するために、通常、密封部材またはシーラントにより密封する。図４ａにおいて、第１端子２０が第２密封部材２４を介してトップカバー片１０に対して密封され、図７において、第２端子３０が第３密封部材３４を介してトップカバー片１０に対して密封される。第２密封部材２４、第３密封部材３４は、シールリング、ガスケット等であってもよい。第２端子３０は、トップカバー片１０から突き出て、第３密封部材３４を介してトップカバー片１０に対して密封される。

接続部材４０は、収納空間外、即ち、トップカバー片１０の電極ユニットから離間する側に設けられてもよい。接続部材４０の一方端が第２端子３０に電気接続され、他方端が第１端子２０へ延在する。

第１実施例では、反転片７０がトップカバー片１０に接続され、第１端子２０がトップカバー片１０に電気接続される。具体的に、図１〜３、４、７に示すように、トップカバー片１０に第１スルーホールが設けられ、反転片７０がトップカバー片１０に付着されて第１スルーホールを密封することで、トップカバー片１０、反転片７０とケースは、密封キャビティを形成する。第１端子２０がトップカバー片１０に電気接続される。好ましくは、トップカバー片１０には、第４凹溝が設けられてもよく、第１端子２０が第４凹溝に差し込まれる。第２端子３０がトップカバー片１０に対して電気絶縁する。接続部材４０は、トップカバー片１０に対して電気絶縁し、且つ接続部材４０における少なくとも一部が第１スルーホールに対応する。通常時に、第１極片は、反転片７０、トップカバー片１０を順次介して第１端子２０に電気接続され、二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片７０が、第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、且つ反転後の反転片７０が接続部材４０に電気接続される（反転片７０が接続部材４０に直接的に接触して電気接続されてもよいし、反転片７０と接続部材４０との間に導電体を設けて、その両者が導電体を介して電気接続されてもよい）ことで、第１端子２０をトップカバー片１０、反転片７０、接続部材４０を介して第２端子３０と電気接続させる。反転片７０が直接的にトップカバー片１０に設けられることで、部品の数が削減でき、加工および組立も便利になる。

第２実施例では、反転片７０が第１端子２０に付着され、図３ａ、４ａに示すように、第１端子２０に第１スルーホールを設け、反転片７０が第１スルーホールを密封する。その際、接続部材４０がトップカバー片１０の第１極片から離間する側に設けられる場合、トップカバー片１０に第２スルーホールが設けられ、第２スルーホールが第１スルーホールに対向する。通常時に、第１極片が反転片７０を介して第１端子２０に電気接続され、二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片７０が、第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、且つ反転後の反転片７０が接続部材４０に電気接続されることで、第１端子２０を反転片７０、接続部材４０を介して第２端子３０と電気接続させる。二次電池が膨張または圧縮し、且つトップカバー片１０がケースに半田付けされたとき、それによって発生する作用力がトップカバー片１０に加えられる。反転片７０がトップカバー片１０に設けられる場合、トップカバー片１０の変形に伴って、反転片７０も変形する。当該変形により、反転片７０の内部で応力が発生し、当該応力により、反転片７０の感度が劣化し、二次電池の安全性へ影響を与える。当該実施例では、反転片７０が第１端子２０に付着されるため、トップカバー片１０の変形時に反転片７０に対する影響が軽減され、反転片７０の感度が劣化する現象が起こりにくくなり、二次電池の安全性の向上に寄与する。

第１端子２０と反転片７０の接続が便利になるように、第１端子２０は、互いに接続されている端子本体２０１と延在部２０２を備える。図３ａ、４ａに示すように、第１スルーホールは、延在部２０２に設けられる。一般的に、端子本体２０１は、トップカバー片１０に対して密封され、第１密封部材７４またはシーラント等により密封可能でる。第１端子２０がトップカバー片１０から突き出る場合、通常、端子本体２０１の一端は、トップカバー片１０から突き出る。端子本体２０１と延在部２０２は、一体に構成されてもく、別体に構成されてもい。

ただし、第２実施例では、第１端子２０、第２端子３０とトップカバー片１０との接続方式は、下記のように何種類かある。

第１種では、第２端子３０がトップカバー片１０に対して電気絶縁され、第１端子２０がトップカバー片１０に対して電気接続されてもよいし（図３ｂに示す）、電気絶縁（図３ａに示す）してもよい。第２種では、第２端子３０がトップカバー片１０に電気接続され、第１端子２０がトップカバー片１０に対して電気絶縁される。第１端子２０がトップカバー片１０に電気接続される場合、二次電池は、電気抵抗部材５０をさらに備えてもよい。図３ｂに示すように、この場合、第１端子２０は、電気抵抗部材５０を介してトップカバー片１０に電気接続される。電気抵抗部材５０の追加により、二次電池に対して着釘試験を行うとき、短絡回路の電流を減少でき、着釘の安全性を確保できる。電気抵抗部材５０の抵抗値の範囲は、１〜１０００００オームである。

ただし、電気抵抗部材５０は、柱状構造であってもよく、シート状構造であってもよい。第１端子２０と外部との電気接続が一層便利になるように、二次電池は、第２導電ブロック２１をさらに備える。特に電気抵抗部材５０が設けられる場合、電気抵抗部材５０は、トップカバー片１０と第２導電ブロック２１との間に設けられる。トップカバー片１０は、電気抵抗部材５０、第２導電ブロック２１を介して第１端子２０に電気接続される。電気抵抗部材が柱状構造である場合、第２導電ブロック２１とトップカバー片１０との間は、第４絶縁部材２３または絶縁用ラッカー、絶縁用ゲルにより電気絶縁される。つまり、第２導電ブロック２１とトップカバー片１０との間は、直接接触して電気接続を形成することではなく、電気抵抗部材５０を介して電気接続を実施する必要がある。電気抵抗部材５０は、第４絶縁部材２３を通過した後、両端が、それぞれ第２導電ブロック２１、トップカバー片１０と接続される。電気抵抗部材５０がシート状構造であるとき、第２導電ブロック２１、電気抵抗部材５０とトップカバー片１０は、接続の信頼性を高めように、積層配置されてもよい。

さらに、トップカバー片１０に第１凹溝が設けられ、電気抵抗部材５０のトップカバー片１０に電気接続される一方端が第１凹溝に差し込まれ、且つ第２導電ブロック２１に第２凹溝が設けられ、電気抵抗部材５０の他方端が第２凹溝に差し込まれることにより、電気抵抗部材５０の位置ずれを防ぐ。無論、トップカバー片１０のみに第１凹溝が設けられ、または第２導電ブロック２１のみに第２凹溝が設けられてもよい。第２実施例では、トップカバー片１０とケースが取り囲む収納空間は、電極ユニットを収納するための第１チャンバと、反転片７０へ反転空間を与える第２チャンバとを含む。つまり、反転片７０により、収納空間が第１チャンバと第２チャンバとに区画され、第１チャンバと第２チャンバとは、連通しない。こうして、反転片７０が二次電池内で圧力が基準圧力を上回ったときに反転できることが確保される。

具体的に、第１チャンバと第２チャンバとの密封は、第１密封部材７４またはシーラント等により実施されてもよい。第１密封部材７４は、反転片７０の外周方向に沿って設けられる。第１密封部材７４により実施される場合、第１密封部材７４は、延在部２０２とトップカバー片１０との間に密封接続されてもよく、または、第１密封部材７４は、反転片７０とトップカバー片１０との間に密封接続されてもよい。第１密封部材７４は、トップカバー片１０と密封接触する第１密封面と、延在部２０２あるいは反転片７０に密封接触する第２密封面とを有する。通常、第１密封面と第２密封面は、トップカバー片１０の高さ方向において対向するが、トップカバー片１０の高さ方向に垂直な方向において対向してもよい。つまり、側方密封を実現する。延在部２０２または反転片７０が第２スルーホールに突き込まれていれば、第１密封部材７４は、第２スルーホールの内壁と延在部２０２または反転片７０との間に位置する。無論、第１密封面と第２密封面は、トップカバー片１０の高さ方向と、高さ方向に垂直な方向との両方において対向してもよい。この実施例では、第２チャンバの気圧が反転片７０の反転を阻害しないように、トップカバー片１０に排気穴がさらに設けられ、排気穴が反転片７０に対向し、トップカバー片１０の厚さ方向に沿って貫通する。

上記各実施例では、反転片７０の構造が図５に示される。反転片７０は、反転部７０１と第１ボス７０２を備える。反転部７０１は、シート状環面構造であり、第１実施例において、その縁部がトップカバー片１０に接続され（図３に示す）、第２実施例において、その縁部が第１端子２０に接続される（図３ａに示す）。第１ボス７０２は、反転部７０１に接続される。通常、第１ボス７０２は、反転部７０１の中心領域に接続され、接続部材４０の存在する方向へ突き出て、接続部材４０における第１スルーホールに対向する部分に対向する。通常時に、第１実施例において、第１極片は、反転部７０１、トップカバー片１０を順次介して第１端子２０に電気接続される。第２実施例において、第１極片は、反転部７０１を介して第１端子２０に電気接続される。第１ボス７０２の追加により、反転片７０と接続部材４０との反転片７０の反転方向における距離を減少可能である。このようにして、オーバチャージの発生時、反転片７０は、即時に接続部材４０に接触できる。第２実施例において、第１ボス７０２が第２スルーホールに突き入れられることで、反転片７０と接続部材４０との接触経路をさらに減少することは好ましい。

反転片７０が反転するストロークを減少し、且つ反転片７０と第１極片との接続の信頼性を保証するために、反転片７０は、第２ボス７０３をさらに備える。第２ボス７０３は、反転部７０１に接続され、第１極片の存在する方向へ突き出る。通常時において、反転部７０１は、第２ボス７０３を介して第１極片に電気接続される。

通常、接続部材４０、第１極片が平面構造であるため、第１ボス７０２の端面、第２ボス７０３の端面も相応的に平面構造とされる。こうすることで、反転片７０と第１極片との接触面積、および、反転後の反転片７０と接続部材４０との接触面積を増加させる。

反転部７０１は、全体として第１スルーホール内に位置してもよいし、第１スルーホールの端部に接続されてもよい。好ましくは、反転部７０１の縁部が第１スルーホールの内壁に接続されることで、反転片７０の反転ストロークを短縮するとともに、反転前後で第１極片、接続部材４０のそれぞれとの接続信頼性を保証する。

さらに、反転片７０とトップカバー片１０との接続の信頼性を保証するために、反転部７０１の縁部には、接続部７０４がさらに設けられる。接続部７０４の厚さが反転部７０１の厚さよりも大きい。厚さとは、反転片７０の反転方向に沿う寸法を指す。反転部７０１は、接続部７０４を介して第１スルーホールに接続される。

ただし、第１スルーホールが段差ホールであることは好ましい。第１実施例では、第１スルーホールは、大ホールと小ホールを含む。図４に示すように、反転部７０１が大ホールに接続され、接続部７０４が設けられる場合、接続部７０４が大ホールに接続される。第１ボス７０２が小ホールに突き入れられることで、反転片７０の位置を制限する。通常時、反転片７０とトップカバー片１０との接続の緩みによる反転片７０と接続部材４０との誤接触を防止する。第２実施例では、図４ａに示すように、接続部７０４が段差ホールの段差面に搭載されるが、反転部７０１のみが設けられる場合、反転部７０１を段差面に搭載してもよい。上記構造により、反転片７０の位置を制限可能であり、通常時、反転片７０と第１端子２０との接続の緩みによって反転片７０が反転した後で接続部材４０と接触できないことを防止する。通常、第１スルーホールの軸線方向に沿う投影、第２スルーホールの縁部は、反転部７０１の内部に位置する。特に第１ボス７０２が第２スルーホールに突き入れらる場合、反転片７０と第１端子２０との接続の緩みによる通常での反転片７０と接続部材４０の誤接触を防止できる。

接続の利便性のため、二次電池は、導電片７１をさらに備える。図４に示すように、通常時に、第１実施例では、第１極片は、導電片７１、反転片７０、トップカバー片１０を順次介して第１端子２０に電気接続される。第２実施例では、第１極片は、導電片７１、反転片７０を順次介して第１端子２０に電気接続される。二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、反転片７０は、導電片７１が切り離れるように反転可能である。こうして、第１端子２０と第１極片との電気接続を切断し、導電片７１の追加により、加工および組立が便利になる。

通常、導電片７１に通気穴が設けられる。通気穴が反転片７０に対向する。図６において、第１通気穴７１４または第２通気穴７１５を設けてもよいし、第１通気穴７１４と第２通気穴７１５を同時に設けてもよい。第１通気穴７１４、第２通気穴７１５が反転片７０の反転方向において導電片７１を貫通することで、二次電池内の気体が反転片７０まで流通可能であり、反転片７０を反転させる。反転部７０１が設けられる場合、内部短絡の気体発生時に気体が快速に反転部７０１に到達するように、第２通気穴７１５は、反転部７０１に対向する。

具体的に、図６に示すように、導電片７１は、第１導電部７１１、第２導電部７１３および薄肉領域７１２を含む。薄肉領域７１２は、第１導電部７１１と第２導電部７１３の間に位置し、その厚さが第１導電部７１１の厚さと第２導電部７１３の厚さのいずれよりも小さい。ただし、第１導電部７１１は、反転片７０に接続され、第２ボス７０３が設けられる場合、直接的に第２ボス７０３に接続される。第２導電部７１３は、第１極片に接続される。この場合、反転片７０は、第１導電部７１１、薄肉領域７１２、第２導電部７１３を介して第１極片に電気接続される。薄肉領域７１２を設けるとともに、第１導電部７１１を反転片７０に接続し、第２導電部７１３を第１極片に接続することで、反転片７０の反転時において迅速に導電片７１を薄肉領域７１２において断裂するまで引っ張りでき、二次電池内の回路開放を快速に実現する。通常、第１導電部７１１、薄肉領域７１２の厚さが第２導電部７１３の後端よりも小さいため、薄肉領域７１２の断裂に寄与する。

さらに、小さい引張力でも導電片７１を断裂させるように、薄肉領域７１２には、圧痕および断裂部が設けられてもよい。または、圧痕と断裂部のうちの一種のみが設けられる。ただし、断裂部が設けられる場合、第１導電部７１１と第２導電部７１３は、断裂部において断裂する。

通常、第１導電部７１１に取り付け穴がさらに設けられる。反転片７０に取付用突起７０５が設けられる。取付用突起７０５は、第２ボス７０３に接続可能である。取付用突起７０５が取り付け穴に差し入れられることで、導電片７１と反転片７０との接続精度を保証する。さらに、予め設定された引張力で導電片７１を断裂させることを保証する。取り付け穴は、ブランドホールまたはスルーホールであってもよい。スルーホールである場合、取り付け穴と第１通気穴７１４とは、同一のスルーホールであってもよい。

導電片７１とトップカバー片１０とが直接接触して電気接続を形成することを防止するために、導電片７１とトップカバー片１０との接触箇所は、絶縁構造、絶縁用ゲルまたは絶縁用ラッカーにより実現される。絶縁構造は、図４、図４ａにおける第２絶縁部材７２であってもよい。第２絶縁部材７２は、導電片７１と反転片７０との間に位置する。第２絶縁部材７２の構造は、図８に示すように、第３スルーホール７２１が設けられる。反転片７０、第３スルーホール７２１および第１導電部７１１が互いに対向する。

導電片７１をより強固に固定し反転片７０が反転した後、迅速に導電片７１と電気切断できるように、第１実施例において、導電片７１は、第２絶縁部材７２を介してトップカバー片１０に固定されてもよい。第２実施例において、導電片７１は、第２絶縁部材７２を介して第１端子２０に固定されてもよい。こうして、第２絶縁部材７２は、同時に絶縁と固定の役割を果たし、部品の数が削減され、組立工程も簡素化される。

第１実施例では、第２絶縁部材７２とトップカバー片１０との固定方式は、貼り付けや、係合等であってもよい。第２絶縁部材７２が一般的に非金属素材であり、トップカバー片１０が金属素材である。両者の接続が便利になるように、二次電池は、固定部材７３をさらに備える。第２絶縁部材７２に固定部材用被係合部が設けられ、固定部材７３が固定部材用被係合部に係合接続される。第２絶縁部材７２は、固定部材７３を介してトップカバー片１０に固定される。固定方式は、半田付け、カシメまたはネジ接続であってもよい。

図８に示すように、固定部材７３は、トップカバー片１０に接続される固定部と、固定部から折り曲げてトップカバー片１０から離間する方向へ延在する係合部とを備える。係合部は、固定部材用被係合部に係合する。係合構造により、固定部材７３と第２絶縁部材７２の接続が実現でき、取り付けが便利になる。

固定部材７３とトップカバー片１０との固定作業が便利になるように、第２絶縁部材７２に第４スルーホール７２２がさらに設けられる。第４スルーホール７２２は、トップカバー片１０から第２絶縁部材７２へ向かう方向に沿って第２絶縁部材７２を貫通し、第４スルーホール７２２が固定部材７３に対向する。

係合部は、１つまたは２つ設けられてもよい。２つ設けられる場合、２つの係合部は、それぞれ固定部の対向する両端から延在する。各係合部は、それぞれ固定部材用被係合部の対向する両側に係合する。

固定部材７３と固定部材用被係合部は、１組であってもよいし、複数組、例えば、２組、３組またはそれよりも多くの組であってもよい。一般的に、固定部材７３と固定部材用被係合部は、２組が設けられる。第４スルーホールの軸線に対して、２組の固定部材７３と固定部材用被係合部は、それぞれ第１スルーホールの両側に位置する。

第２実施例では、第２絶縁部材７２と第１端子２０の接続方式も、上記固定部材７３の構造が採用されてもよい。

上記各実施例では、図４に示すように、二次電池は、さらに第１導電ブロック４２を備える。接続部材４０の第１スルーホールに対向する端には、第１導電ブロック４２が接続され、第１導電ブロック４２が第１スルーホールに対向し、第１導電ブロック４２がトップカバー片１０に直接接触しない。こうして、反転片７０が反転した後に接続部材４０に電気接続される時間がさらに短縮される。

第１導電ブロック４２とトップカバー片１０との間には、絶縁用ゲルまたは第１絶縁部材４１が設けられる。ただし、第１絶縁部材４１に第５スルーホールが設けられ、第１導電ブロック４２、第５スルーホールおよび第１スルーホールが対向する。

第１導電ブロック４２の位置ずれによる反転後の反転片７０と接続部材４０との接触不良を防止するために、第１絶縁部材４１に第３凹溝が設けられ、第１導電ブロック４２が第３凹溝内に差し入れられ、第１絶縁部材４１がトップカバー片１０に取り付けられる。

接続部材４０の一端のみが第２端子３０に接続されるため、片持ち構造になりやすくなる。反転片７０が反転した後、反転片７０の衝撃力により、接続部材４０の第２端子３０から離間する側がトップカバー片１０から離間する方向へ運動するため、反転片７０が反転した後に接続部材４０との接触不良を引き起こす。そのため、接続部材４０の第２端子３０から離間する側が第１絶縁部材４１を介してトップカバー片１０に接続される。接続方式は、貼り付け、係合等であってもよい。

第２端子３０がトップカバー片１０に対して電気絶縁される場合、接続部材４０と第２端子３０との電気接続が便利になるように、二次電池は、第３導電ブロック３１をさらに備える。第３導電ブロック３１は、トップカバー片１０に対して電気絶縁し、第６絶縁部材３３、絶縁用ゲルまたは絶縁用ラッカーを介して絶縁してもよい。

第１端子２０または第２端子３０がトップカバー片１０に対して電気絶縁される場合、絶縁部材、絶縁用ゲルまたは絶縁用ラッカーにより実施されてもよく、図３ａ、３ｂに示すように、第１端子２０が第３絶縁部材２２を介してトップカバー片１０に対して電気絶縁され、図７に示すように、第２端子３０が第５絶縁部材３２を介してトップカバー片１０に対して電気絶縁される。ただし、第３絶縁部材２２と第２絶縁部材７２とは、一体に構成されてもよい。

上記各実施例では、通常、第１端子２０が正極端子であり、第２端子３０が負極端子である。相応的に、第１極片が正極片であり、第２極片が負極片である。特に第１端子２０がトップカバー片１０に電気接続される場合、電解液のケースへの腐食が防止される。無論、第１端子２０が負極端子であり、第２端子３０が正極端子であってもよい。相応的に、第１極片が負極片であり、第２極片が正極片である。

本願は、上記何れかの実施例に係る二次電池を備える電池モジュールをさらに提供する。二次電池が複数個設けられ、各二次電池同士が並列接続されてもよいし、直列接続されてもよい。特に直列接続である場合、上記何れかの実施例の二次電池の採用により、予想外の反転片７０のアクティブが発生しても、電池モジュール全体の電気切断にならないため、電池モジュールの安定性が確保される。

上述したのは、本願の好適な実施例に過ぎず、本願を制限するためのものではない。当業者にとって、本願に対して、種々な変更や変化の実施可能である。本願の要旨および原則内での如何なる変更、均等物による置換、改良なども、本願の保護範囲内に含まれる。

Claims (11)

1. 第１端子、第２端子、トップカバー片、電極ユニット、接続部材および反転片を備える二次電池であって、
   前記電極ユニットは、第１極片、第２極片、および、前記第１極片と前記第２極片との間に設けられるセパレータを備え、
   前記第１端子と前記第２端子の少なくとも一方が前記トップカバー片に対して電気絶縁となるように設けられ、前記接続部材が前記第２端子に電気接続され、
   通常時に、前記第１極片が前記反転片を介して前記第１端子に電気接続され、前記第２極片が前記第２端子に電気接続され、
   前記二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、前記反転片は、前記第１極片との電気接続を切断するように反転可能であり、反転後の前記反転片が前記接続部材に電気接続されることで、前記第１端子と前記第２端子とを電気接続させる
   ことを特徴とする二次電池。
2. 前記第２端子が前記トップカバー片に対して電気絶縁し、
   前記第１端子が前記トップカバー片に電気接続され、前記接続部材が前記トップカバー片に対して電気絶縁し、
   前記トップカバー片には、第１スルーホールが設けられ、
   前記反転片は、前記トップカバー片に付着され、前記第１スルーホールを密封し、
   通常時に、前記第１極片は、前記反転片、前記トップカバー片を順次介して前記第１端子に電気接続され、
   前記接続部材は、前記トップカバー片の前記電極ユニットから離間する側に設けられ、一方端が前記第２端子に電気接続され、他方端が前記第１端子へ延在し、且つ少なくとも部分的に前記第１スルーホールに対向する
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記反転片は、反転部および第１ボスを備え、
   前記反転部は、シート状環面構造であり、縁部が前記トップカバー片に接続され、
   前記第１ボスは、前記反転部に接続され、前記接続部材の存在する方向へ突き出て、前記接続部材における前記第１スルーホールに対向する部分と対向する
   ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
4. 前記第１スルーホールは、段差ホールであり、大ホールおよび小ホールを含み、前記反転部の縁部は、前記大ホールの内壁に接続され、前記第１ボスは、前記小ホールに突き入れられる
   ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
5. 前記反転片は、第２ボスをさらに備え、前記第２ボスは、前記反転部に接続され、前記第１ボスから離間する方向へ突き出て、通常時に、前記反転部は、前記第２ボスを介して前記第１極片に電気接続される
   ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
6. 導電片をさらに備え、
   通常時に、前記第１極片は、前記導電片、前記反転片を順次介して前記第１端子に電気接続され、
   前記二次電池内の圧力が基準圧力を上回ったとき、前記反転片は、前記導電片が切り離れるように反転可能であり、前記第１端子と前記第１極片との電気接続を切断させる
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の二次電池。
7. 前記導電片は、第１導電部、第２導電部および薄肉領域を備え、
   前記薄肉領域は、前記第１導電部と前記第２導電部の間に位置し、その厚さが前記第１導電部の厚さと前記第２導電部の厚さのいずれよりも小さく、
   前記第１導電部が前記反転片に接続され、前記第２導電部が前記第１極片に接続される
   ことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
8. 第２絶縁部材をさらに備え、
   前記導電片は、前記第２絶縁部材を介して前記トップカバー片に固定される
   ことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
9. 固定部材をさらに備え、
   前記第２絶縁部材には、固定部材用被係合部が設けられ、前記固定部材は、前記固定部材用被係合部に係合接続され、前記第２絶縁部材は、前記固定部材を介して前記トップカバー片に固定される
   ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
10. 前記固定部材は、前記トップカバー片に接続される固定部と、前記固定部から折り曲げて前記トップカバー片から離間する方向へ延在する係合部とを備え、前記係合部は、前記固定部材用被係合部に係合する
    ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
11. 請求項１から１０の何れか一項に記載の二次電池を複数個備え、前記二次電池のそれぞれが互いに直列接続される電池モジュール。