JP6115398B2

JP6115398B2 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP6115398B2
Application number: JP2013170468A
Authority: JP
Inventors: 昌人小島; 陽平濱口; 木下　恭一; 恭一木下; 雅巳冨岡
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: JP2015040312A

Description

この発明は、蓄電装置に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。二次電池は、金属箔に正極活物質を塗布した正極電極と金属箔に負極活物質を塗布した負極電極との間をセパレータで絶縁し、層状に積層した電極組立体を有する。二次電池のケースは、有底筒状のケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞する蓋体とで構成されるとともに、電極組立体と電解液とが収容されている。例えば、特許文献１に記載の二次電池では、ケースの蓋体がアルミニウム製であり、ケース内の圧力をケース外に開放させる圧力開放弁（ガス排出弁）と蓋体とが一体成形されている。

特開２０１１−１８１２１４号公報

アルミニウムは温度が上昇するにつれて強度が低下する性質を有する。このため、特許文献１に記載の二次電池のようにアルミニウム製の蓋体及び圧力開放弁を採用する場合では、ケースの温度が上昇するほど蓋体及び圧力開放弁の強度が大きく低下することとなる。これにより、特許文献１に記載の二次電池では、ケースが高温となると、圧力開放弁が予め設定された作動圧よりも極端に低い圧力で作動するおそれがある。

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、ケースの温度変化に起因する圧力開放弁の作動圧の変動を抑制することのできる蓄電装置を提供することにある。

上記課題を解決するための蓄電装置は、有底筒状のケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞する蓋体とで構成されるとともに、電極組立体と電解液とが収容されるケースと、蓋体に設けられ、ケースの内圧が所定の作動圧を超えた場合に開放する圧力開放弁とを備えている。そして、蓋体及び圧力開放弁は、Ｓｉ：４．５〜５．５質量％、Ｃｕ：２．５〜３．５質量％、Ｍｇ：１．２〜１．５質量％、Ｎｉ：０．３質量％未満（但し、０質量％を含む）、Ｆｅ：０．５質量％未満（但し、０質量％を含む）を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるとともに、Ｃｕ含有量に対するＭｇ含有量の比率［Ｍｇ／Ｃｕ］が０．４〜０．６であるアルミニウム合金を用いて巣の量が５vol％以下となるように作製されている。

銅（Ｃｕ）及びマグネシウム（Ｍｇ）は、アルミニウムマトリックス中に固溶すると、固溶強化によりアルミニウム合金の機械的強度を向上させる。また、アルミニウム合金中に銅及びマグネシウムが共存していると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、Ｓ相（Ｃｕ２ＭｇＡｌ）が析出し、析出強化作用によりアルミニウム合金の機械的強度を向上させる。しかしながら、銅及びマグネシウムの含有量が少なすぎると、上述した効果が得られない。また、銅及びマグネシウムの含有量の上限値は、上述したアルミニウム合金中での固溶限である。

アルミニウム合金中に銅及びマグネシウムとともにシリコン（Ｓｉ）を含有していると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、Ｓ相（Ｃｕ２ＭｇＡｌ）とβ相（Ｍｇ２Ｓｉ）とが析出し、この両者の析出強化作用により高温領域において求められる機械的強度を得ることができる。しかしながら、シリコン、銅及びマグネシウムの含有量が少なすぎると、上述した効果が得られない。

また、銅及びマグネシウムの含有量が上記下限値以上になると、鋳造性が著しく低下するが、シリコンの含有量が上記下限値以上であれば、この鋳造性の低下を抑制することができる。一方、シリコンの含有量が多すぎると、アルミニウムと銅を含む粗大な金属間化合物が生成し、かえって高温強度が低下する。

上記アルミニウム合金中には種々の不可避不純物が含まれるが、その中にニッケル（Ｎｉ）及び鉄（Ｆｅ）が含まれていると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、アルミニウムとともに金属間化合物を形成し、高温強度を向上させる。しかしながら、ニッケル及び鉄の含有量が上記上限値以上になると、粗大な金属間化合物が形成され、高温強度が低下する。なお、ニッケル及び鉄の含有量は０質量％の場合がある。

また、巣の量を５vol％以下としたのは、巣の量が多すぎると高温強度に大きく影響を与えて当該高温強度を低下させるからである。
上記構成によれば、上記の成分割合を有するアルミニウム合金で作製されたケースの蓋体及び圧力開放弁を採用することにより、ケースの温度が上昇しても蓋体及び圧力開放弁の強度を確保することができる。したがって、ケースの温度変化に起因する圧力開放弁の作動圧の変動を抑制することができる。

例えば、圧力開放弁としては、蓋体と一体成形されたものが採用可能である。
上記構成によれば、ケースの蓋体と圧力開放弁とが同じ組成のアルミニウム合金で作製されることとなるため、圧力開放弁を含む蓋体の全体において、強度の差異を極力小さくすることができる。したがって、ケースの温度変化に起因する圧力開放弁の作動圧の変動をより効果的に抑制することができる。

また、圧力開放弁としては、例えば開裂溝を有するものが採用可能である。
シリコンを含有したアルミニウム合金で作製された圧力開放弁では、共晶により脆くなるため開裂溝から開放させやすい。したがって、例えば開裂溝の交差部分等、想定した開裂起点から開裂溝に沿って開裂させ、その結果、圧力開放弁の開放面積を十分なものとすることができる。

蓄電装置としては、例えば二次電池が挙げられる。

本発明によれば、ケースの温度変化に起因する圧力開放弁の作動圧の変動を抑制することができる。

二次電池の外観を示す斜視図。アルミニウム合金の組成を示す表。実施例のアルミニウム合金と比較例のアルミニウム合金とについて、温度と疲労強度との関係を示すグラフ。実施例のアルミニウム合金と比較例のアルミニウム合金とについて、温度と引張強度との関係を示すグラフ。実施例のアルミニウム合金と比較例のアルミニウム合金とについて、温度が２３０℃の状況下での引張強度を示す表。

以下、蓄電装置を具体化した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
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、ケース本体１３に電極組立体１２を挿入する開口部１３ａを閉塞する平板状の蓋体１４とからなる。ケース１１においては、ケース本体１３の開口部１３ａと蓋体１４の外周部分とが例えばレーザー溶接によって接合されている。ケース本体１３及び蓋体１４は、何れもアルミニウム合金製である。なお、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。

電極組立体１２は、正極電極、負極電極、及び正極電極と負極電極とを絶縁するセパレータを有する。正極電極は、正極金属箔（アルミニウム箔）の両面に正極活物質を塗布して構成される。負極電極は、負極金属箔（銅箔）の両面に負極活物質を塗布して構成される。そして、電極組立体１２は、複数の正極電極と複数の負極電極とを交互に積層するとともに、両電極の間にセパレータを介在した積層構造とされている。また、電極組立体１２には、正極端子１５及び負極端子１６が電気的に接続されている。これらの正極端子１５及び負極端子１６の各一部分は、蓋体１４からケース１１外に露出している。また、正極端子１５及び負極端子１６には、ケース１１から絶縁するためのリング状の絶縁リング１７ａがそれぞれ取り付けられている。

また、ケース１１には、ケース１１内の圧力が上昇し過ぎないように、ケース１１内の圧力が所定の圧力である作動圧に達した場合に開裂し、ケース１１内の圧力をケース１１外に開放させる圧力作動部材としての圧力開放弁２０が設けられている。この実施形態において、圧力開放弁２０は蓋体１４に位置している。また、圧力開放弁２０の作動圧は、ケース１１自体やケース本体１３と蓋体１４との接合部分に亀裂や破断などが生じ得る前に開裂し得る圧力に設定されている。

圧力開放弁２０は、蓋体１４の板厚よりも薄い薄板状の弁体２１を有する。また、圧力開放弁２０は、平行な２つの直線部を弧部で繋いだトラック形状の周縁を有する。なお、圧力開放弁２０の弁体２１は、圧力開放弁２０の周縁に繋がっており、圧力開放弁２０と同様にトラック形状である。また、弁体２１は、蓋体１４に凹設された凹部２２の底に位置しており、蓋体１４と一体的に成形されている。すなわち、圧力開放弁２０は、ケース１１の蓋体１４と同じ組成のアルミニウム合金製である。そして、弁体２１は、例えばＸ字状に交差する２本の直線溝を含む開裂溝２３を有する。

本実施形態において、ケース１１の蓋体１４と圧力開放弁２０とは、例えば重力鋳造法等の鋳造によって、所定の組成のアルミニウム合金を用いて作製されたものである。これらケース１１の蓋体１４と圧力開放弁２０とは、巣の量が５vol％以下となるように、それぞれ作製されている。

次に、本実施形態のケース本体１３に用いられている実施例としてのアルミニウム合金と、実施例のアルミニウム合金とは異なる組成を有する比較例としてのアルミニウム合金との比較結果について、図２〜図５を参照して説明する。

図２に組成の異なるアルミニウム合金Ａ〜Ｆを示す。尚、アルミニウム合金Ａは、本実施形態において、ケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０の材料として用いられる実施例としてのアルミニウム合金である。また、アルミニウム合金Ｂ〜Ｆは、比較例としてのアルミニウム合金である。

図２に示すように、実施例としてのアルミニウム合金Ａは、シリコン（Ｓｉ）を４．９６質量％、銅（Ｃｕ）を３．０２質量％、マグネシウム（Ｍｇ）を１．４８質量％、ニッケル（Ｎｉ）を０．２９質量％、鉄（Ｆｅ）を０．４７質量％それぞれ含んでいる。そして、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるとともに、Ｃｕ含有量に対するＭｇ含有量の比率［Ｍｇ／Ｃｕ］が０．４９となっている。なお、不可避不純物には、例えばマンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、及びクロム（Ｃｒ）が含まれる。実施例としてのアルミニウム合金Ａでは、不可避不純物として、マンガンを０．０１質量％、亜鉛を０．０１質量％、チタンを０．０２質量％含んでいる。すなわち、実施例としてのアルミニウム合金Ａは、Ｓｉ：４．５〜５．５質量％、Ｃｕ：２．５〜３．５質量％、Ｍｇ：１．２〜１．５質量％、Ｎｉ：０．３質量％未満（但し、０質量％を含む）、Ｆｅ：０．５質量％未満（但し、０質量％を含む）を含むアルミニウム合金である。また、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるとともに、Ｃｕ含有量に対するＭｇ含有量の比率［Ｍｇ／Ｃｕ］が０．４〜０．６であるアルミニウム合金である。一方、比較例としてのアルミニウム合金Ｂ〜Ｆは、含有する成分のうち一部の成分の割合が上記範囲外となっている。

各アルミニウム合金Ａ〜Ｆを用いて鋳造品を作製するとともに、作製した各鋳造品の中心部から回転曲げ試験片を切り出し、温度が２５℃〜２３０℃の状況下で回転曲げ試験機を用いて２０３℃にて回転曲げ試験を１０^７回繰り返し、疲労強度を測定した。図３は、アルミニウム合金Ａを用いて作製した鋳造品（以下、「実施例の鋳造品」と称する）の疲労強度と、アルミニウム合金Ｂ〜Ｆを用いて作製した鋳造品（以下、「比較例の鋳造品」と称する）の疲労強度とについて、本発明者が行った実験のデータを示す図である。なお、上記の各鋳造品は、５３０℃で１０時間加熱する溶体化処理を施した後、沸騰している水で焼き入れし、さらに１７０℃で１０時間加熱する時効処理を施している。また、図３には、比較例の鋳造品として、１つの傾向を示しているが、アルミニウム合金Ｂ〜Ｆは引張強度の数値は互いに異なるものの、この傾向と同様の傾向を示すものとする。

上述の通り、ケース１１の高温時に蓋体１４及び圧力開放弁２０の強度が大きく低下すると、圧力開放弁２０が予め設定された作動圧よりも極端に低い圧力で作動するおそれがある。また、ケース１１が２００℃付近であるときには、二次電池１０の性能が大きく低下するおそれがあるため、２００℃付近にて圧力開放弁２０を開放させることが望ましい。すなわち、アルミニウムの疲労強度は、２００℃を境に急激に低下する。これは、絶対温度でアルミニウムの融点（約６６０℃）の半分の温度が２００℃（≒（６６０℃＋２７３℃）／２−２７３℃）であり、この温度になるとアルミニウム合金層内の各含有成分の拡散が早くなり、合金金属組織の崩壊が始まるためである。こうしたケース１１の高温時における圧力開放弁２０の作動不良を抑制して二次電池１０の性能低下を回避するためには、上記の２００℃に３０℃を加えた温度である２３０℃の状況下で７０ＭＰａの疲労強度を確保できるアルミニウム合金を、ケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０の材料とすることが望ましいことが実験により明らかになった。

図３に示すように、実施例の鋳造品と比較例の鋳造品とは、いずれも温度上昇に伴って疲労強度が低下する。しかしながら、実施例の鋳造品の疲労強度の低下度合いは、比較例の鋳造品の疲労強度の低下度合いよりも小さい。

そして、実施例の鋳造品と比較例の鋳造品との中心部から引張試験片を切り出し、温度が２５℃の状況下と２３０℃の状況下とで引張試験を行って引張強度を測定した。図４は、実施例の鋳造品の引張強度と比較例の鋳造品の引張強度とについて、本発明者が行った実験のデータを示す図である。なお、図４には、重力鋳造法により作製した鋳造品と、重力鋳造法により作製して、さらに高圧鋳造を行った鋳造品とを例示している。また、上記の各鋳造品は、５３０℃で１０時間加熱する溶体化処理を施した後、沸騰している水で焼き入れし、さらに１７０℃で１０時間加熱する時効処理を施している。図４には、比較例の鋳造品として、上記の作製方法毎に１つずつの傾向を示しているが、アルミニウム合金Ｂ〜Ｆの全てが、図４に示す比較例の鋳造品の各傾向と同様の傾向を示すものとする。

上述の通り、ケース１１の高温時に蓋体１４及び圧力開放弁２０の強度が大きく低下すると、圧力開放弁２０が予め設定された作動圧よりも極端に低い圧力で作動するおそれがある。また、ケース１１が２００℃付近であるときには、二次電池１０の性能が大きく低下するおそれがあるため、２００℃付近にて圧力開放弁２０を開放させることが望ましい。すなわち、アルミニウムの引張強度も、上記の疲労強度と同様に、２００℃を境に急激に低下する。これは、絶対温度でアルミニウムの融点（約６６０℃）の半分の温度が２００℃（≒（６６０℃＋２７３℃）／２−２７３℃）であり、この温度になるとアルミニウム合金層内の各含有成分の拡散が早くなり、合金金属組織の崩壊が始まるためである。こうしたケース１１の高温時における圧力開放弁２０の作動不良を抑制して二次電池１０の性能低下を回避するためには、上記の２００℃に３０℃を加えた温度である２３０℃の状況下で１７０ＭＰａの引張強度を確保できるアルミニウム合金を、ケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０の材料とすることが望ましいことが実験により明らかになった。

図４に示すように、実施例の鋳造品と比較例の鋳造品とは、いずれも温度上昇に伴って引張強度が低下する。しかしながら、重力鋳造法により作製した鋳造品では、温度が２５℃の状況下と２３０℃の状況下とのいずれにおいても、実施例の鋳造品が比較例の鋳造品よりも引張強度が高い。また、重力鋳造法により作製して、さらに高圧鋳造を行った鋳造品でも、温度が２３０℃の状況下において、実施例の鋳造品が比較例の鋳造品よりも引張強度が高い。

図５に示すように、温度が２３０℃の状況下での引張強度は、実施例としてのアルミニウム合金Ａが１７５ＭＰａであるのに対し、比較例としてのアルミニウム合金Ｂ〜Ｆが１７０ＭＰａ未満である。

図２、図４、及び図５をもとに、比較例としてのアルミニウム合金Ｂ〜Ｆの組成と引張強度との関係について以下に考察する。
アルミニウム合金Ｂは、銅を１．２０質量％、マグネシウムを０．５２質量％、それぞれ含んでいる。すなわち、アルミニウム合金Ｂにおいては、Ｃｕ：２．５〜３．５質量％といった範囲よりも銅の含有量が少なく、Ｍｇ：１．２〜１．５質量％といった範囲よりもマグネシウムの含有量が少なくなっている。

ここで、上述した通り、銅及びマグネシウムは、アルミニウムマトリックス中に固溶すると、固溶強化によりアルミニウム合金の機械的強度を向上させる。また、アルミニウム合金中に銅及びマグネシウムが共存していると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、Ｓ相（Ｃｕ２ＭｇＡｌ）が析出し、析出強化作用によりアルミニウム合金の機械的強度を向上させる。しかしながら、銅及びマグネシウムの含有量が少なすぎると、上述した効果が得られない。また、銅及びマグネシウムの含有量の上限値は、上述したアルミニウム合金中での固溶限である。アルミニウム合金Ｂでは、銅及びマグネシウムの含有量が少なすぎるため、銅及びマグネシウムによる機械的強度の向上の効果が得られず、温度が２３０℃の状況下での引張強度が１３０ＭＰａであったと推測される。

アルミニウム合金Ｃは、銅を１．８０質量％、マグネシウムを０．５１質量％、それぞれ含んでおり、上記アルミニウム合金Ｂと同様、銅及びマグネシウムの含有量が上記の範囲よりも少なくなっている。更に、アルミニウム合金Ｃは、シリコンを８．９０質量％含んでいる。すなわち、アルミニウム合金Ｃにおいては、Ｓｉ：４．５〜５．５質量％といった範囲よりもシリコンの含有量が多くなっている。

ここで、上述した通り、シリコンの含有量が多すぎると、アルミニウムと銅を含む粗大な金属間化合物が生成し、かえって高温強度が低下する。アルミニウム合金Ｃでは、銅及びマグネシウムの含有量が少なすぎるため、銅及びマグネシウムによる機械的強度の向上の効果が得られず、またシリコンの含有量が多すぎるため、高温強度が低下している。こうした原因により、アルミニウム合金Ｃでは、温度が２３０℃の状況下での引張強度が１２５ＭＰａであったと推測される。

アルミニウム合金Ｄは、クロムを０．２５質量％含んでいる。ここで、上述した通り、アルミニウム合金中に不可避不純物としてニッケル及び鉄が含まれていると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、アルミニウムとともに金属間化合物を形成し、高温強度を向上させる。アルミニウム合金Ｄでは、ニッケルに代えて同じ遷移金属のクロムを含有しているため、ニッケルを含有することによる上述した効果が認められず、金属間化合物を晶出してしまう。こうした原因により、アルミニウム合金Ｄでは、温度が２３０℃の状況下での引張強度が１００ＭＰａであったと推測される。

アルミニウム合金Ｅは、銅を２．５０質量％、マグネシウムを０．４８質量％、それぞれ含んでいる。すなわち、アルミニウム合金Ｅでは、銅の含有量が上記アルミニウム合金Ｂ〜Ｄよりも多く、上記の範囲内となっている。一方、マグネシウムの含有量は、上記アルミニウム合金Ｂ〜Ｄと同様、上記の範囲よりも少なくなっている。アルミニウム合金Ｅでは、銅による機械的強度の向上の効果は得られるものの、マグネシウムの含有量が少なすぎるため、マグネシウムによる機械的強度の向上の効果が得られず、温度が２３０℃の状況下での引張強度が１４８ＭＰａであったと推測される。

アルミニウム合金Ｆは、銅を３．０２質量％、マグネシウムを１．２２質量％、それぞれ含んでいる。すなわち、アルミニウム合金Ｆでは、銅及びマグネシウムの含有量が上記アルミニウム合金Ｂ〜Ｅよりも多く、上記の範囲内となっている。更に、アルミニウム合金Ｆは、シリコンを０．１９質量％含んでいる。すなわち、アルミニウム合金Ｆでは、シリコンの含有量が上記の範囲よりも少なくなっている。

ここで、上述した通り、アルミニウム合金中に銅及びマグネシウムとともにシリコンを含有していると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、Ｓ相（Ｃｕ２ＭｇＡｌ）とβ相（Ｍｇ２Ｓｉ）とが析出し、この両者の析出強化作用により高温領域において求められる機械的強度を得ることができる。しかしながら、シリコン、銅及びマグネシウムの含有量が少なすぎると、上述した効果が得られない。

また、アルミニウム合金Ｆは、ニッケルを０．８９質量％、鉄を１．８０質量％、それぞれ含んでいる。すなわち、アルミニウム合金Ｆにおいては、Ｎｉ：０．３質量％未満（但し、０質量％を含む）といった範囲よりもニッケルの含有量が多く、Ｆｅ：０．５質量％未満（但し、０質量％を含む）といった範囲よりも鉄の含有量が多くなっている。

ここで、上述した通り、アルミニウム合金中に不可避不純物としてニッケル及び鉄が含まれていると、巣の量が５vol％以下となるように鋳造品や鍛造品を作製することによって、アルミニウムとともに金属間化合物を形成し、高温強度を向上させる。しかしながら、ニッケル及び鉄の含有量が上記上限値以上になると、粗大な金属間化合物が形成され、高温強度が低下する。

アルミニウム合金Ｆでは、シリコンの含有量が少なすぎるため、シリコン、銅及びマグネシウムによる機械的強度の向上の効果が得られず、またニッケル及び鉄の含有量が多すぎるため、高温強度が低下している。こうした原因により、アルミニウム合金Ｆでは、温度が２３０℃の状況下での引張強度が１５０ＭＰａであったと推測される。

次に、この実施形態の作用について説明する。
上記のアルミニウム合金Ａで作製されたケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０を採用することにより、ケース１１の温度が上昇しても蓋体１４及び圧力開放弁２０の強度を確保することができる。このため、ケース１１の温度上昇に伴って蓋体１４や圧力開放弁２０が変形しにくくなり、ケース１１の内圧が予め設定された圧力開放弁２０の作動圧よりも低いときに圧力開放弁２０が作動しにくくなる。すなわち、ケース１１の内圧が予め設定された圧力開放弁２０の作動圧の近傍にあるときに、圧力開放弁２０を作動させることができる。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）上記の割合を有するアルミニウム合金で作製されたケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０を採用することにより、ケース１１の温度が上昇しても蓋体１４及び圧力開放弁２０の強度を確保することができる。したがって、ケース１１の温度変化に起因する圧力開放弁２０の作動圧の変動を抑制することができる。

（２）仮にケース１１の蓋体１４や圧力開放弁２０の材料として展伸材を採用する場合には、溶湯の流動性が低く、蓋体１４や圧力開放弁２０の作製方法に鋳造を採用できない。このため、蓋体１４や圧力開放弁２０が複雑な形状である場合、蓋体１４や圧力開放弁２０を作製しづらくなる。本実施形態によれば、蓋体１４や圧力開放弁２０の材料としてシリコンを含有したアルミニウム合金を採用するため、溶湯の流動性を確保することができ、蓋体１４や圧力開放弁２０の作製方法に鋳造を採用できる。このため、蓋体１４や圧力開放弁２０が複雑な形状である場合であっても、蓋体１４や圧力開放弁２０を容易に作製することができる。

（３）ケース１１の蓋体１４と圧力開放弁２０とが同じ組成のアルミニウム合金で作製されるため、圧力開放弁２０を含む蓋体１４の全体において、強度の差異を極力小さくすることができる。したがって、ケース１１の温度変化に起因する圧力開放弁２０の作動圧の変動をより効果的に抑制することができる。

（４）シリコンを含有したアルミニウム合金で作製された圧力開放弁２０では、共晶により脆くなるため開裂溝２３から開放させやすい。したがって、例えば開裂溝２３の交差部分等、想定した開裂起点から開裂溝２３に沿って開裂させ、その結果、圧力開放２０弁の開放面積を十分なものとすることができる。

尚、上述の実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
○ ケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０に用いられるアルミニウム合金は、上述したアルミニウム合金Ａの組成を有するものに限らない。すなわち、Ｓｉ：４．５〜５．５質量％、Ｃｕ：２．５〜３．５質量％、Ｍｇ：１．２〜１．５質量％、Ｎｉ：０．３質量％未満（但し、０質量％を含む）、Ｆｅ：０．５質量％未満（但し、０質量％を含む）を含むアルミニウム合金であればよい。また、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるとともに、Ｃｕ含有量に対するＭｇ含有量の比率［Ｍｇ／Ｃｕ］が０．４〜０．６であるアルミニウム合金であればよい。各含有成分がこうした範囲内であれば、蓋体１４及び圧力開放弁２０に用いられるアルミニウム合金の組成は限定しない。

○ 蓋体１４と圧力開放弁２０とを別体部品とし、圧力開放弁２０をケース１１の蓋体１４に接合してもよい。接合は、例えばレーザー溶接等で行う。なお、この形態において、蓋体１４に用いるアルミニウム合金と圧力開放弁２０に用いるアルミニウム合金とは、同じ組成を有するものであってもよいし、異なる組成を有するものであってもよい。

○ 圧力開放弁２０の形状は円形状等、トラック形状以外の形状であってもよい。
○ 圧力開放弁２０の開裂溝２３の形状を変更してもよい。
○ 圧力開放弁２０の弁体２１における開裂溝２３の形成を省略してもよい。

○ ケース本体１３はアルミニウム合金以外の金属製であってもよい。
○ ケース１１の蓋体１４及び圧力開放弁２０を鍛造によって作製してもよい。
○ ケース１１の形状を変更してもよい。例えば、ケース１１は円筒型でもよい。

○ 電極組立体１２は、積層型に限らず、帯状の正極電極と帯状の負極電極とを捲回して層状に積層した捲回型でもよい。
○ 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よい。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よい。また、蓄電装置としてキャパシタでもよい。

○ 二次電池１０は、車両電源装置として自動車に搭載しても良いし、産業用車両に搭載してもよい。また、定置用の蓄電装置に適用してもよい。

１０…二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１３ａ…開口部、１４…蓋体、２０…圧力開放弁、２３…開裂溝。

Claims

有底筒状のケース本体と、前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体とで構成されるとともに、電極組立体と電解液とが収容されるケースと、
前記蓋体に設けられ、前記ケースの内圧が所定の作動圧を超えた場合に開放する圧力開放弁とを備える蓄電装置であって、
前記蓋体及び前記圧力開放弁は、Ｓｉ：４．５〜５．５質量％、Ｃｕ：２．５〜３．５質量％、Ｍｇ：１．２〜１．５質量％、Ｎｉ：０．３質量％未満（但し、０質量％を含む）、Ｆｅ：０．５質量％未満（但し、０質量％を含む）を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるとともに、Ｃｕ含有量に対するＭｇ含有量の比率［Ｍｇ／Ｃｕ］が０．４〜０．６であるアルミニウム合金を用いて巣の量が５vol％以下となるように作製されている蓄電装置。
前記圧力開放弁は前記蓋体と一体成形されている請求項１に記載の蓄電装置。
前記圧力開放弁は、開裂溝を有する請求項１又は請求項２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３のうち何れか一項に記載の蓄電装置。