JP5668772B2 - 蓄電装置 - Google Patents
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Description
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、圧力開放弁の開口形状や開口面積のばらつきを低減させることができる蓄電装置を提供することにある。
また、上記課題を解決する蓄電装置は、電極組立体が収容されたケースに、当該ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁を有する蓄電装置において、前記圧力開放弁の周縁には弧部と直線部とを有し、前記圧力開放弁は、交差溝を有し、前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側の開口幅が、前記交差溝の中心位置側とは反対側の開口幅よりも広く、前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側とは反対側の端部に繋がるとともに前記弧部に沿う複数の弧状溝と、前記交差溝の中心位置側とは反対側の端部に繋がるとともに前記直線部に沿う複数の直線状溝とを含む。
また、上記課題を解決する蓄電装置は、電極組立体が収容されたケースに、当該ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁を有する蓄電装置において、前記圧力開放弁の周縁の少なくとも一部には弧部を有し、前記圧力開放弁は、交差溝を有し、前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側の開口幅が、前記交差溝の中心位置側とは反対側の開口幅よりも広く、前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側とは反対側の端部に繋がるとともに前記弧部に沿う複数の弧状溝を含み、前記弧状溝は、該弧状溝同士が互いに繋がらないように前記弧部の一部に沿うように設けられている。
以下、蓄電装置を具体化した第1の一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース11に電極組立体12が収容されている。また、ケース11には、電極組立体12とともに電解液も収容されている。ケース11は、有底筒状のケース本体13と、当該ケース本体13に電極組立体12を挿入する開口部を閉塞する平板状の蓋体14とからなる。ケース本体13と蓋体14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、この実施形態の二次電池10は、ケース本体13が有底四角筒状であり、蓋体14が矩形平板状であることから、その外観が角型をなす角型電池である。また、この実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
弁体21の表面21aには、交差溝23を有する。交差溝23は、2本の直線溝24,25と、凹溝26と、を有する。直線溝24,25は同一形状の溝であり、この実施形態ではV字形溝である。一方、凹溝26は、各直線溝24,25に沿って延長し、圧力開放弁20の周縁と交差する仮想直線Y1,Y2を想定したときに、交差溝23の中心位置となる仮想直線Y1,Y2の交差点Pを含む領域に位置する。凹溝26は、開口形状がほぼ四角形状の溝であり、直線溝24,25と同じ溝深さである。また、この実施形態において仮想直線Y1,Y2の交差点Pは、弁体21の中央に位置している。このため、凹溝26は、弁体21の中央を含み、その中央を囲む領域に凹設されている。
ケース11内の圧力は、弁体21の裏面21bが受圧面となることによって弁体21を外方に膨張させるように加わる。また、弁体21の交差溝23には、ケース11の内側から加わる圧力によって応力が発生している。
(1)交差溝23の凹溝26を開裂が始まる位置として定めることができ、凹溝26を起点として開裂が始まり易い。その結果、圧力開放弁20の開口形状や開口面積のばらつきを低減させることができる。したがって、ケース11内の圧力を十分に開放できる。
(4)交差溝23は、直線溝24,25と凹溝26とを連通させた溝としている。このため、凹溝26を起点として開裂が始まった場合には、その開裂を迅速に直線溝24,25に伝えることができる。したがって、ケース11内の圧力を開放する場合の迅速性を向上させることができる。
次に、蓄電装置を具体化した第2の実施形態を図5にしたがって説明する。
なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した実施形態と同一構成についてその重複する説明を省略又は簡略する。
この実施形態においても、2本の直線溝24,25と凹溝26とからなる交差溝23を有することで、第1の実施形態と同様に、ケース11の内側から加わる圧力は凹溝26に集中し易く、凹溝26を起点として弁体37の開裂が始まり易い。
○ 図6(a),(b)に示すように、交差溝23の溝深さを変化させても良い。溝深さを変化させる場合には、開裂起点となる交差点P側に向かって深くなるように変化させると良い。図6(a)は、この別例において図2の3−3線断面を示するとともに、図6(b)は、この別例において図2の4−4線断面を示す。図2及び図6(a),(b)に示すように、溝深さは、弁体の周縁側が浅く、交差点P側が深い。このように交差点P側に向かって溝深さを深くすれば、溝の底に重なる薄膜部の厚みが交差点P側に向かって薄くなるので、ケース11の内側から加わる圧力は凹溝26にさらに集中し易く、凹溝26を起点として弁体21の開裂がさらに始まり易い。溝深さは、交差点P側に向かって一定に変化させることが好ましい。「一定に変化する」とは、交差溝23において、溝の深さが連続的にかつ変化量が一定に変化することだけではなく、溝の深さが段階的に変化し、かつ段階毎の変化量が一定であることを意味する。なお、凹溝26の溝深さは一定でも良いし、交差点Pに向かって深くしても良い。また、この別例は、第2の実施形態の交差溝23に適用しても良いし、後述する図7に示す別例の構成に適用しても良い。
○ 弁体21,37において溝は、裏面に設けても良い。
○ 各溝の断面形状を変更しても良い。
○ 圧力開放弁20,32をケース11とは別体部品とし、その圧力開放弁20,32をケース11に接合しても良い。接合は、例えば溶接(例えばレーザ溶接)などで行う。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であっても良い。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであれば良い。また、蓄電装置としてキャパシタでも良い。
○ 仮想直線Y1,Y2は、溝の開口幅の中央を通る線として規定しても良いし、溝の開口端を通る線として規定しても良い。何れの場合でも、仮想直線Y1,Y2は、溝に沿って延長される線となる。
(イ)前記溝の深さは、前記開裂起点側に向かって一定に変化し、深くなる。
Claims (5)
- 電極組立体が収容されたケースに、当該ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁を有する蓄電装置において、
前記圧力開放弁の周縁の一部には弧部を有し、
前記圧力開放弁は、交差溝を有し、
前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側の開口幅が、前記交差溝の中心位置側とは反対側の開口幅よりも広く、
前記交差溝は、前記交差溝の端部に繋がるとともに前記弧部に沿う複数の弧状溝を含み、
前記交差溝に沿って延長し、かつ前記圧力開放弁の周縁と交差する仮想直線を想定したとき、前記仮想直線と前記圧力開放弁の周縁によって囲まれ、かつ前記弧部に接する部分が多い第1の領域と、前記仮想直線と前記圧力開放弁の周縁によって囲まれ、かつ前記弧部に接する部分が少ない第2の領域とが想定され、
前記第1の領域の面積が、前記第2の領域の面積よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。 - 電極組立体が収容されたケースに、当該ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁を有する蓄電装置において、
前記圧力開放弁の周縁には弧部と直線部とを有し、
前記圧力開放弁は、交差溝を有し、
前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側の開口幅が、前記交差溝の中心位置側とは反対側の開口幅よりも広く、
前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側とは反対側の端部に繋がるとともに前記弧部に沿う複数の弧状溝と、前記交差溝の中心位置側とは反対側の端部に繋がるとともに前記直線部に沿う複数の直線状溝とを含むことを特徴とする蓄電装置。 - 前記交差溝は、前記交差溝の中心位置側とは反対側の端部に繋がるとともに前記弧部に沿う複数の弧状溝を含み、前記弧状溝は、該弧状溝同士が互いに繋がらないように前記弧部の一部に沿うように設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
- 前記圧力開放弁の周縁は、平行な直線部を前記弧部で繋いだトラック形状である請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
- 前記蓄電装置は、二次電池である請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
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