JP6225459B2 - 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 - 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及び蓄電装置の製造方法を提供することにある。
上記蓄電装置において、前記圧力開放弁は、前記圧力開放弁の周縁の一部を構成する弧部と、前記交差溝と、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とを有し、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2本の仮想直線を想定したとき、前記2本の仮想直線と前記弧部とによって囲まれた第1の領域と、前記2本の仮想直線と前記圧力開放弁の周縁とによって囲まれた第2の領域とが想定され、前記第1の領域の前記弧部に接する部分が前記第2の領域の前記弧部に接する部分よりも多くなるように前記第1及び第2の領域が構成され、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くてもよい。
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、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の製造方法であって、前記ケースに、開裂起点を有する圧力開放弁を設け、前記開裂起点と該開裂起点の周囲とを含む領域を第1の開裂部とし、前記開裂起点を含まず、前記第1の開裂部を囲む領域を第2の開裂部とし、前記第2の開裂部をショットピーニングする。
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、電極組立体が収容された金属製のケースに、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の製造方法であって、前記ケースに、開裂起点を含む開裂溝を有する圧力開放弁を設け、前記開裂起点と該開裂起点の周囲とを含む領域を第1の開裂部とし、前記開裂起点を含まず、前記第1の開裂部を囲む領域を第2の開裂部とし、前記第1の開裂部のみを焼き鈍しする。
以下、蓄電装置を具体化した第1の実施形態を図1〜図3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は、開裂溝としての交差溝23を有する。交差溝23は、弁体21の周縁間を直線状に延びる2本の直線溝24,25と、からなる。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。また、交差溝23は、2本の直線溝24,25が交差する位置に交差部Pを有する。この交差部Pは、ケース11の内側から加わる圧力が集中し易く、弁体21が開裂を始める時の起点である開裂起点として想定される。そして、この実施形態において交差溝23の交差部Pは、弁体21の中央に位置している。
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)交差部Pを含む位置に第2の開裂部27よりも軟らかい第1の開裂部26を有することで、交差部Pを開裂が始まる位置として定めることができ、交差部P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。
(第2の実施形態)
次に、蓄電装置を具体化した第2の実施形態を図4にしたがって説明する。
図4に示すように、この実施形態の圧力開放弁30は、平行な2つの直線部31,32を弧部33,34で繋いだトラック形状の周縁を有する。なお、圧力開放弁30の弁体35は、圧力開放弁30の周縁に繋がっており、圧力開放弁30と同様にトラック形状である。
この実施形態では、開裂起点として想定される交差溝36の交差部Pを囲むように、第2の開裂部44よりも軟らかい第1の開裂部43が位置している。このため、ケース11の内側から加わる圧力は第1の開裂部43における交差部P付近の交差溝36に集中し易く、交差部Pを起点として弁体35の開裂が始まり易い。
○ 第1の開裂部26,43の焼き鈍しに変えて、第2の開裂部27,44がショットピーニングされていても良い。ショットピーニングによれば、弁体21,35の金属部分に加工硬化が生じる。このため、ショットピーニングされた第2の開裂部27,44は、ショットピーニングがされていない第1の開裂部26,43よりも硬い。つまり、第1の開裂部26,43は、第2の開裂部27,44よりも機械的強度が低く、軟らかい。したがって、実施形態と同様の効果を得ることができる。
○ 交差溝23,36は、X字状に代えて、Y字状に変更しても良い。
○ ケース11の形状を変更しても良い。例えば、ケース11は円筒型でも良い。
○ 圧力開放弁20,30をケース11とは別体部品とし、その圧力開放弁20,30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。
○ 弁体21,35の表裏両面に開裂溝を設けず、第1の開裂部26,43と第2の開裂部27,44とを設けても良い。この構成によれば、第1の開裂部26,43を開裂が始まる位置として定めることができ、第1の開裂部26,43を起点として開裂が始まり易い。
○ 弁体21,35に設ける開裂溝の形状を変更しても良い。例えば、1本の直線状の溝や例えば「C」字状の溝など、交差部を有さない溝でも良い。そして、これらの溝を有する弁体21,35において、開裂起点として想定される位置を含む領域を第1の開裂部26,43とし、開裂起点として想定される位置を含まない領域を第2の開裂部27,44とする。この場合において、焼き鈍しによって第1の開裂部26,43を設けても良いし、ショットピーニングによって第2の開裂部27,44を設けても良い。
(イ)圧力開放弁の周縁の一部は弧部を有し、圧力開放弁は開裂起点を含む開裂溝を有し、開裂溝は、交差溝と、交差溝の端部に繋がるとともに弧部に沿う複数の弧状溝と、を含み、交差溝に沿って延長し、かつ圧力開放弁の周縁と交差する仮想直線を想定したとき、仮想直線と圧力開放弁の周縁によって囲まれ、かつ弧部に接する部分が多い第1の領域と、仮想直線と圧力開放弁の周縁によって囲まれ、かつ弧部に接する部分が少ない第2の領域とが想定され、第1の領域の面積が、第2の領域の面積よりも大きい。
Claims (5)
- 電極組立体が収容された金属製のケースに、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、
前記圧力開放弁は、開裂起点と該開裂起点の周囲とを含む第1の開裂部と、前記開裂起点を含まず前記第1の開裂部を囲む第2の開裂部と、を有し、
前記圧力開放弁は、前記開裂起点を含む開裂溝を有し、
前記第1の開裂部、及び前記第2の開裂部は、前記開裂溝を含み、
前記第1の開裂部の面積は、前記第2の開裂部の面積に比して小さく、
前記第1の開裂部、及び前記第2の開裂部は、同じ材料で構成されており、
前記第1の開裂部の材質は、前記第2の開裂部の材質よりも機械的強度が低いことを特徴とする蓄電装置。 - 前記開裂溝は、交差溝を含み、
前記交差溝は、互いに交差する2本の直線溝を含み、
前記開裂起点は、前記交差溝の交差部である請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記圧力開放弁は、前記圧力開放弁の周縁の一部を構成する弧部と、前記交差溝と、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とを有し、
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2本の仮想直線を想定したとき、前記2本の仮想直線と前記弧部とによって囲まれた第1の領域と、前記2本の仮想直線と前記圧力開放弁の周縁とによって囲まれた第2の領域とが想定され、
前記第1の領域の前記弧部に接する部分が前記第2の領域の前記弧部に接する部分よりも多くなるように前記第1及び第2の領域が構成され、
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請求項2に記載の蓄電装置。 - 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の製造方法であって、
前記ケースに、開裂起点を有する圧力開放弁を設け、
前記開裂起点と該開裂起点の周囲とを含む領域を第1の開裂部とし、前記開裂起点を含まず、前記第1の開裂部を囲む領域を第2の開裂部とし、
前記第2の開裂部をショットピーニングすることを特徴とする蓄電装置の製造方法。 - 電極組立体が収容された金属製のケースに、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の製造方法であって、
前記ケースに、開裂起点を含む開裂溝を有する圧力開放弁を設け、
前記開裂起点と該開裂起点の周囲とを含む領域を第1の開裂部とし、前記開裂起点を含まず、前記第1の開裂部を囲む領域を第2の開裂部とし、
前記第1の開裂部のみを焼き鈍しすることを特徴とする蓄電装置の製造方法。
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