JP6265019B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、電流遮断装置を備えている蓄電装置に関する。

蓄電装置の技術分野では、蓄電装置が過充電されたり、内部で短絡が発生したりしたときに、端子間（正極端子と負極端子）に流れる電流を遮断する電流遮断装置の開発が進められている。電流遮断装置は、端子と集電タブ（正極集電タブ又は負極集電タブ）の間に配置される。特許文献１には、端子に接続された変形板と、集電タブに接続された通電板とが接合された電流遮断装置が開示されている。蓄電装置のケース内の圧力が上昇して所定値を超えると、電流遮断装置が動作して変形板が通電板から離反する。この結果、端子と通電板との間の電流が遮断される。

特開２０１２−３８５２９号公報

特許文献１の蓄電装置では、ケースの端子壁に形成された開口に端子が固定されている。端子と端子壁との間には絶縁性のシール部材及び絶縁部材が配置されている。シール部材は、端子と端子壁に当接しており、両者の間をシールしている。絶縁部材は、シール部材よりもケース内部側に、シール部材から間隔を空けて配置されている。このため、シール部材と絶縁部材との間には空間が形成されている。当該空間では、端子と端子壁とが直接対向している。ここで、ケース内の電解液が、絶縁部材と端子及び／又は端子壁との間の隙間を伝って、当該空間に浸入する場合がある。電流遮断装置が動作した後に、当該空間が電解液で満たされた状態で端子と端子壁との間に高電圧が印加されると、当該空間に満たされた電解液によって端子と端子壁とが短絡する可能性がある。そこで、シール部材を絶縁部材に当接させて、シール部材と絶縁部材との間で端子と端子壁とが直接対向しないようにすることが考えられる。この構成によると、端子と端子壁とが短絡することを抑制できる。しかしながら、ケース内の圧力が上昇すると、シール部材に比較的に高い圧力が作用し、シール部材が絶縁部材から離間する方向（即ち、ケース外部側）にずれる場合がある。シール部材がケース外部側にずれると、シール部材と絶縁部材との間に端子と端子壁とが直接対向する空間が形成され、端子と端子壁とが短絡する場合がある。このため、シール部材と絶縁部材を当接させるだけでは、端子と端子壁との間における短絡発生を十分に抑制することができない。

本明細書では、端子と端子壁とが短絡することをより抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、端子と、電流遮断装置と、を備える。ケースは、正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能としている。端子は、ケースの端子壁に形成された開口を介してケースの内外に通じている。電流遮断装置は、ケース内に収容されており、端子と正極電極、又は端子と負極電極に電気的に接続されていると共に、端子と正極電極又は負極電極とを導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する。端子は、開口に挿通された柱状部と、柱状部の一端に配置されておりケースの内部に位置する基底部と、を有する。基底部は、端子壁を平面視した状態で開口より大きく、かつ、導電性部材と電気的に接続されている。端子と端子壁との間には、端子と端子壁の双方と当接することでケースの内外をシールし、柱状部を一巡するＯリングが配置されている。端子と端子壁との間の空間のうちＯリングよりもケース内部側には、柱状部を一巡する絶縁部材が配置されている。絶縁部材のＯリング側の端面は、端子壁側の面から端子側の面にかけて径方向の位置が変化するように傾斜しており、Ｏリングは、絶縁部材の端面と当接している。

上記の蓄電装置では、Ｏリングと当接している絶縁部材の端面が、端子壁側の面から端子側の面にかけて径方向の位置が変化するように傾斜している。このため、Ｏリングと絶縁部材の端面との当接位置は、絶縁部材の端面のうち最もケース外部側の位置よりもケース内部側となっている。従って、ケース内の圧力が上昇してＯリングが絶縁部材から離間する方向（即ち、ケース外部側）にずれても、Ｏリングのケース内部側の端部が、絶縁部材の端面のうち最もケース外部側の位置よりもケース内部側に位置していれば、Ｏリングと絶縁部材との間において端子と端子壁とが直接対向することはない。即ち、Ｏリングがずれる距離が上述した条件を満たす範囲内であれば、端子と端子壁とが直接対向することはなく、端子と端子壁との間に高電圧が印加されても、端子と端子壁とが短絡することを抑制することができる。このため、従来の構成と比較して、端子と端子壁とが短絡することを抑制することができる。なお、「ケース内部側」とは、ケースの外側と内側とを連通する空間においてケースの外側から内側に向かう方向を表し、「ケース外部側」とは、ケースの外側と内側とを連通する空間においてケースの内側から外側に向かう方向を表す。したがって、端子壁と端子の間の空間（ケースの内外を連通する空間）がケース内を端子壁と平行に延びている場合は、端子壁の開口から離間する方向が「ケース内部側」となり、開口に近接する方向が「ケース外部側」となる。

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。

実施例１の蓄電装置の縦断面図。 図１の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。 （ａ）は、図２のＯリング近傍の部分拡大図であり、ケース内の圧力が上昇する前の様子を示し、（ｂ）は、図２のＯリング近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作した後の状態を示す。 図１の正極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。 変形例１の蓄電装置の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。 実施例２の蓄電装置の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。 実施例３の蓄電装置の負極端子を構成するかしめ端子近傍の部分拡大図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、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、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１） 端子壁と端子の一方には、端子壁と端子の他方に向かって突出する突出部が形成されていてもよい。突出部は、Ｏリングよりもケース外部側に配置されており、Ｏリングは、突出部と当接していてもよい。この構成によると、ケース内の圧力が上昇してＯリングにケース外部側方向の力が作用しても、突出部によりＯリングの位置ずれが抑制される。このため、Ｏリングの位置ずれに起因して端子と端子壁とが直接対向することをより抑制することができる。

（特徴２） 特徴１に加えて、Ｏリングが当接している突出部の面は、突出部の基部側から先端側に向かうにつれてケース外部側に傾斜していてもよい。この構成によると、Ｏリングと突出部の傾斜面との当接位置は、ケース内の圧力の上昇度合に応じて、一定の範囲内でケース外部側にスライドすることが可能となる。このため、Ｏリングに作用する力に起因してＯリングが過度に変形することを抑制することができる。従って、Ｏリングの位置ずれを抑制しながら、Ｏリングの劣化を抑制することができる。

（特徴３） 端子又は端子壁の少なくとも一方には、柱状部を一巡する溝が形成されており、Ｏリングは、溝に嵌合してもよい。この構成によると、ケース内の圧力が上昇してＯリングにケース外部側方向の力が作用しても、Ｏリングが位置ずれし難くなる。

（特徴４） また、本明細書は、上記の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置が直列接続されている蓄電装置モジュールを開示する。この蓄電装置モジュールでは、蓄電装置モジュールを構成する複数の蓄電装置のそれぞれにおいて、Ｏリングと当接している絶縁部材の端面が、端子壁側の面から端子側の面にかけて径方向の位置が変化するように傾斜している。このため、各蓄電装置においてケース内の圧力が上昇してＯリングがケース外部側にずれても、Ｏリングと絶縁部材との間において端子と端子壁とが直接対向することが抑制される。従って、端子と端子壁との間に高電圧が印加されても端子と端子壁とが短絡することを抑制でき、蓄電装置モジュールの機能が低下することを抑制できる。

実施例１の蓄電装置１００について図１〜４を参照して説明する。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１と、電極組立体３と、かしめ端子５、７と、電流遮断装置３０を備えている。ケース１は、金属製であり、略直方体形状である。ケース１の内部には、電極組立体３と電流遮断装置３０が収容されている。電極組立体３は、負極電極と正極電極を備えている。負極集電タブ４３が負極電極に固定されており、正極集電タブ４５が正極電極に固定されている。ケース１の内部には、電解液が注入されている。

ケース１には、開口１１、１３が形成されている。以下では、ケース１において、開口１１、１３が形成されている壁を特にケース上壁９と称する。即ち、電極組立体３に対してケース上壁９が位置している側が上側であり、電極組立体３に対してケース上壁９が位置している側と反対側が下側である。ケース上壁９の下面には、下方に向かって延びる環状の突出部９ａ、９ｂが形成されている。突出部９ａ、９ｂはそれぞれ、開口１１、１３の外周部に全周に亘って形成されている。かしめ端子５は、開口１１を介してケース１の内外に通じており、かしめ端子７は、開口１３を介してケース１の内外に通じている。かしめ端子５の下端はケース１の内部に位置しており、電流遮断装置３０（後述）に接続されている。電流遮断装置３０は、接続端子２３及び負極リード２５を介して、負極集電タブ４３に接続されている。負極リード２５は、絶縁シート２７によってケース上壁９から絶縁されている。一方、かしめ端子７の下端はケース１の内部に位置しており、正極リード４１を介して正極集電タブ４５に接続されている。正極リード４１は、絶縁シート２９によってケース上壁９から絶縁されている。なお、ケース上壁９は「端子壁」の一例に相当する。

ケース上壁９の上面には、樹脂製のガスケット６２、６３が配置されている。ガスケット６２は、ケース上壁９より上方に突出した突出部６６と、ケース上壁９に沿って伸びる平板部６８を有する。突出部６６はケース上壁９の中央側に配置され、平板部６８はケース上壁９の開口１１側に配置される。ガスケット６２の上面には、外部端子６０が、ガスケット６２の上面の形状に沿って配置されている。ボルト６４の頭部は、突出部６６に形成された有底穴６２ａに配置されている。ボルト６４の軸部は、外部端子６０の開口を通って上方に突出している。かしめ端子５、外部端子６０及びボルト６４は、互いに電気的に接続されており、負極端子を構成している。ガスケット６３、外部端子６１及びボルト６５の構成は上述したガスケット６２、外部端子６０及びボルト６４の構成と同様である。かしめ端子７、外部端子６１及びボルト６５は、互いに電気的に接続されており、正極端子を構成している。

ここで、図２を参照してかしめ端子５について説明する。図２は、図１の二点鎖線部２００ａの拡大図を示す。かしめ端子５は、円筒部１４、基底部１５及び固定部１６を有する。円筒部１４は円筒形状をしており、開口１１を挿通している。円筒部１４には軸方向（上下方向）に貫通孔１４ａが形成されている。このため、貫通孔１４ａ内は大気圧に保たれる。基底部１５は環状に形成されており、円筒部１４の下端に配置されている。即ち、基底部１５はケース１の内部に位置している。基底部１５の上面は円筒部１４の軸方向と略直交している。基底部１５の外径は、開口１１の径より大きい。円筒部１４と基底部１５は同心円状に配置されている。基底部１５の下面中央には、凹所１５ａが形成されている。凹所１５ａの中心と貫通孔１４ａは連通しており、凹所１５ａ内は大気圧に保たれる。固定部１６は環状に形成されており、円筒部１４の上端に配置されている。即ち、固定部１６はケース１の外部に位置している。かしめ端子５は、固定部１６によりケース上壁９に固定されている。かしめ端子５がケース上壁９に固定される前は、固定部１６は円筒部１４の軸方向に延びている。即ち、円筒部１４と固定部１６は、軸方向に延びる１つの円筒状の部分を構成している（以下、当該部分を円筒部分という）。なお、円筒部１４は、「柱状部」の一例に相当する。

ガスケット６２の平板部６８に形成されている開口の外周部には、下方に延びる部分６８ａが形成されている。部分６８ａは、開口１１に嵌め込まれている。かしめ端子５をケース上壁９に固定する際には、円筒部分をケース１の内部から部分６８ａの開口及び外部端子６０の開口に挿通させる。その後、円筒部分の上部（ケース１の外部に突出している部分）を軸直方向外側に屈曲させて押し広げる。これにより、当該円筒部分は外部端子６０の上面に当接し、かしめ端子５がケース上壁９にかしめ固定される。当該円筒部分（即ち、円筒部分のうち屈曲された部分）が固定部１６に相当する。かしめ端子５をケース上壁９に固定することで、Ｏリング１９（後述）、絶縁部材３６（後述）、ガスケット６２及び外部端子６０がかしめ端子５とケース上壁９との間に挟持される。このとき、ケース上壁９と基底部１５と固定部１６は互いに略平行となっている。ガスケット６２により、外部端子６０とケース上壁９とが絶縁される。また、ガスケット６２の部分６８ａにより、ガスケット６２を容易に位置決めできる。

次に、図２及び図３（ａ）を参照して、かしめ端子５とケース上壁９との間に配置されている部材について説明する。図３（ａ）は、図２の二点鎖線部２０２の拡大図を示す。図２の矢印Ａは、ケース１の外側から内側に向かう方向を示す。以下では、矢印Ａが示す方向を「ケース内部側」と称し、矢印Ａが示す方向と反対の方向を「ケース外部側」と称する。これは、その他の実施例及び変形例でも同様とする。かしめ端子５とケース上壁９との間には、絶縁性のＯリング１９が配置されている。Ｏリング１９は、円筒部１４の周囲を一巡している。Ｏリング１９にはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのエチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＭ）が用いられる。Ｏリング１９の断面の径は、ケース上壁９と基底部１５との間隔よりも大きい。このため、図３（ａ）に示すように、Ｏリング１９は、シール部分Ｓ１において、ケース上壁９と基底部１５に当接し、これによりケース上壁９とかしめ端子５との間をシールしている。

上述したように、ケース上壁９の下面には、開口１１の外周縁に沿って突出部９ａが形成されている。突出部９ａは、Ｏリング１９のシール部分Ｓ１よりもケース外部側に位置している。突出部９ａの内周面１０ａ（即ち、ケース外部側の面）と開口１１の周面とは、連続した一続きの面を形成している。突出部９ａの外周面１２ａ（即ち、ケース内部側の面）は、下方に向かうにつれてケース外部側に傾斜している。別言すれば、外周面１２ａは、その径方向の位置が、突出部９ａの基部から先端部にかけてケース外部側に変化するように傾斜している。Ｏリング１９は、シール部分Ｓ２において、突出部９ａの外周面１２ａに当接している。このため、シール部分Ｓ２は、シール部分Ｓ１よりもケース外部側に位置している。また、シール部分Ｓ２は、突出部９ａの基部側に位置している。Ｏリング１９は絶縁材料によって形成されているため、かしめ端子５とケース上壁９との絶縁性は維持される。なお、Ｏリング１９の材料は上記に限られず、シール性、絶縁性及び耐電解液性を有する材料であればよい。

図２に示すように、Ｏリング１９のシール部分Ｓ１よりもケース内部側には、環状の絶縁部材３６が配置されている。絶縁部材３６には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が用いられる。絶縁部材３６は、円筒部１４の周囲を一巡している。絶縁部材３６のケース外部側には、上下方向の厚みが厚い肉厚部３６ａが形成されている。肉厚部３６ａはケース上壁９と基底部１５の両者に当接している。肉厚部３６ａにより、ケース上壁９と基底部１５との間の間隔が決定される。即ち、肉厚部３６ａはスペーサの役割を果たす。図３（ａ）に示すように、肉厚部３６ａのケース外部側の端面３７は、下方に向かうにつれてケース内部側に傾斜している。別言すれば、端面３７は、その径方向の位置が、肉厚部３６ａの上面から下面にかけてケース内部側に変化するように傾斜している。このため、端面３７と基底部１５の上面とがなす角度は鋭角となっており、端面３７と、基底部１５の上面と、絶縁部材３６の端面３７の最もケース外部側の位置Ｅ１を通り、基底部１５と略直交する面（即ち、上下方向に延びる面）と、で囲まれた範囲には空間２４が形成されている。Ｏリング１９のケース内部側の一部は、空間２４に位置している。別言すれば、ケース上壁９を平面視した状態で、絶縁部材３６のケース外部側の一部は、Ｏリング１９のケース内部側の一部と重なっている。Ｏリング１９は、シール部分Ｓ３において、肉厚部３６ａの端面３７と当接している。

図２に示すように、絶縁部材３６のうち肉厚部３６ａよりケース内部側には、上下方向の厚みが薄い肉薄部３６ｂが形成されている。肉薄部３６ｂは、基底部１５の上面をケース内部側に向かって延びてから下方に屈曲して、基底部１５の外周面を覆うと共に、破断板３４（後述）と略同一の高さまで延びている。絶縁部材３６（厳密には肉薄部３６ｂ）の下端面は、絶縁部材３９と当接している。絶縁部材３９は、ＰＰＳにより形成されている。絶縁部材３９は破断板３４の下面の外周部を全周に亘って覆っている。絶縁部材３６、３９の外周面には、環状の金属製の板材４０が配置され、板材４０はかしめられることで絶縁部材３６、３９に固定されている。これにより、基底部１５、変形板３２（後述）及び破断板３４（後述）が上下方向に挟持固定される。絶縁部材３６、３９により、板材４０と、基底部１５、変形板３２及び破断板３４との絶縁性が維持される。なお、絶縁部材３６、３９の材料は上記に限られず、絶縁性と耐電解液性を有し、荷重支持に必要な強度特性に優れた材料（例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ））が用いられてもよい。

かしめ端子５とケース上壁９との間の空間のうち、シール部分Ｓ１よりもケース内部側の空間を空間２０（図２参照）とすると、空間２０は、円筒部１４の周囲を一巡している。空間２４は、空間２０に含まれている。空間２０には、平面方向（即ち、円筒部１４の軸方向と略直交する平面方向）の全体に（即ち、空間２０のケース外部側の端面からケース内部側の端面まで）、Ｏリング１９の一部及び絶縁部材３６が配置されている。

ここで、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、ケース１内の圧力変化に伴うＯリング１９の位置ずれについて説明する。Ｏリング１９（厳密には、空間２４に露出している部分のＯリング１９）には、絶縁部材３６とケース上壁９及び／又は基底部１５との間の微小な隙間を介して、ケース１内の圧力が作用し得る。蓄電装置１００が過充電されるなどしてケース１の内部でガスが発生すると、ケース１内の圧力が上昇する。この圧力によりＯリング１９に作用する力が第１所定値を超えると、Ｏリング１９は、図３（ａ）に示す位置からケース外部側に位置ずれし得る。即ち、Ｏリング１９は絶縁部材３６から離間する方向にずれると共に、突出部９ａの外周面１２ａと基底部１５とが対向する空間内により進入する。これにより、Ｏリング１９の各シール部分Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の位置及び面積が変化する。具体的には、シール部分Ｓ１はケース外部側に移動し、シール部分Ｓ２はその面積が増加し（別言すれば、Ｏリング１９と外周面１２ａとの当接位置がケース外部側にスライドし）、シール部分Ｓ３はその面積が減少する。

ケース１内の圧力が第１所定値からさらに上昇すると、Ｏリング１９は絶縁部材３６から離間する（即ち、シール部分Ｓ３の面積がゼロになる）。また、ケース１内の圧力が第１所定値からさらに上昇して第２所定値を超えると、電流遮断装置３０が動作する（後述）。本実施例では、図３（ｂ）に示すように、電流遮断装置３０が動作した後であっても、Ｏリング１９のケース内部側の一部が空間２４に位置するように、Ｏリング１９、突出部９ａ及び絶縁部材３６の材質及び位置関係が調整されている。このため、電流遮断装置３０が動作した後であっても、空間２０には平面方向全体にＯリング１９の一部及び絶縁部材３６が配置されている。

続いて、図４を参照してかしめ端子７と、かしめ端子７とケース上壁９との間に配置される部材について説明する。図４は、図１の二点鎖線部２００ｂの拡大図を示す。図２と同様の構成については説明を省略する。かしめ端子７は円柱部９４、基底部９５及び固定部９６を有する。基底部９５は、正極リード４１に接続されている。かしめ端子７は中実であり、貫通孔及び凹所が形成されていない。固定部９６を軸直方向外側に屈曲させることにより、かしめ端子７がケース上壁９にかしめ固定される。これにより、Ｏリング１９、絶縁部材１１６、ガスケット６３及び外部端子６１がかしめ端子７とケース上壁９との間に挟持される。このとき、ケース上壁９と基底部９５と固定部９６は互いに平行となっている。Ｏリング１９は、シール部分Ｓ４において、ケース上壁９と基底部９５に当接し、これによりケース上壁９とかしめ端子７との間をシールしている。また、上述したように、ケース上壁９の下面には、開口１３の外周縁に沿って突出部９ｂが形成されている。突出部９ｂの外周面１２ｂは、下方に向かうにつれてケース外部側に傾斜している。Ｏリング１９は、シール部分Ｓ５において、突出部９ｂの外周面１２ｂに当接している。また、Ｏリング１９よりもケース内部側には、環状の絶縁部材１１６が配置されている。絶縁部材１１６はケース上壁９と基底部９５の両者に当接している。絶縁部材１１６のケース外部側の端面１１７は、下方に向かうにつれてケース内部側に傾斜している。Ｏリング１９は、シール部分Ｓ６において、端面１１７と当接している。絶縁部材１１６は、基底部９５の上面をケース内部側に延びており、そのケース内部側の端面は、基底部９５の上面の外周端に位置している。かしめ端子７とケース上壁９との間の空間のうち、シール部分Ｓ４よりもケース内部側の空間を空間２２とすると、空間２２には、平面方向の全体に、Ｏリング１９の一部及び絶縁部材１１６が配置されている。なお、かしめ端子７は中実の部材に限られず、円柱部９４に貫通孔が形成されていてもよい。

図２に戻って電流遮断装置３０について説明する。電流遮断装置３０は、金属製の変形板３２と、金属製の破断板３４を備えている。変形板３２の外周部は、基底部１５の下面の外周部と接続されており、基底部１５の凹所１５ａの下端は変形板３２により覆われている。凹所１５ａ内は大気圧に保たれているため、変形板３２の上面には大気圧が作用する。上述したように、基底部１５、変形板３２及び破断板３４は、環状の絶縁部材３６、３９を介して、板材４０により挟持固定されている。変形板３２は、円形の導電性のダイアフラムであり、下方に凸となっている。変形板３２の中央部は破断板３４と接続されている。破断板３４は円形の板材であり、変形板３２の下方に位置している。破断板３４には接続端子２３が接続されている。破断板３４の下面の中央部には溝部３４ａが形成されている。溝部３４ａの内側で破断板３４と変形板３２の中央部とが接続されている。溝部３４ａが形成された位置における破断板３４の機械的強度は、溝部３４ａ以外の位置における破断板３４の機械的強度よりも低い。破断板３４には通気孔３４ｂが形成されており、変形板３２と破断板３４との間の空間４６がケース１内の空間と連通している。また、変形板３２の外周部と破断板３４の外周部との間には環状の絶縁部材３８が配置されている。なお、変形板３２が「導電性部材」の一例に相当する。

電流遮断装置３０は、接続端子２３と、破断板３４と、変形板３２と、かしめ端子５とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３とかしめ端子５は、電流遮断装置３０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置３０の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置１００においては、かしめ端子５とかしめ端子７の間が通電可能な状態となっている。ケース１内の圧力が上昇すると、通気孔３４ｂを介して変形板３２の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板３２の上面には大気圧が作用する。このため、ケース１の内圧が上昇して、第１所定値よりも大きい第２所定値に達すると、変形板３２が反転して、上方に凸の状態に変化する。すると、変形板３２の中央部に接続されていた破断板３４が、機械的に脆弱な溝部３４ａを起点に破断する。これによって、破断板３４と変形板３２とを接続する通電経路が遮断され、電極組立体３とかしめ端子５との間の通電が遮断される。このとき、変形板３２は接続端子２３から絶縁されると共に、破断板３４はかしめ端子５から絶縁される。

実施例１の蓄電装置１００の作用効果について説明する。上記の蓄電装置１００では、Ｏリング１９と当接する絶縁部材３６の端面３７が傾斜しており、これにより空間２４が形成されている。このため、ケース１内の圧力上昇に伴いＯリング１９が位置ずれし、絶縁部材３６の端面３７から離間しても（即ち、Ｏリング１９が端面３７と非当接状態となっても）、Ｏリング１９の一部が空間２４に位置する限り、Ｏリング１９と絶縁部材３６との間の空間において、ケース上壁９と基底部１５とが直接対向することがない。このため、電流遮断装置３０の動作後に、Ｏリング１９と絶縁部材３６との間の空間に電解液が満たされた状態でかしめ端子５とケース上壁９との間に高電圧が印加されても、かしめ端子５とケース上壁９とが短絡することを抑制することができる。

特に、本実施例では、Ｏリング１９のシール部分Ｓ１よりもケース外部側に、ケース上壁９から下方に延びる突出部９ａが形成されており、Ｏリング１９は、ケース１内の圧力が第１所定値未満のときからシール部分Ｓ２において突出部９ａに当接している。このため、ケース１内の圧力が上昇してＯリング１９にケース外部側に向かう力が作用しても、突出部９ａがＯリング１９の位置ずれを抑制するストッパとして機能するため、Ｏリング１９の位置ずれを抑制することができる。従って、Ｏリング１９の位置ずれに起因してケース上壁９と基底部１５とが直接対向することをより抑制することができる。

さらに、本実施例では、Ｏリング１９が当接している突出部９ａの外周面１２ａが、下方に向かうにつれてケース外部側に傾斜している。このため、Ｏリング１９は、ケース１内の圧力の上昇度合に応じて、一定の範囲内でケース外部側にスライドすることが可能となる。これにより、Ｏリング１９に作用する力によりＯリング１９が過度に変形することを抑制することができる。また、Ｏリング１９の位置ずれ量は、外周面１２ａの傾斜角度などを調整することにより制御できる。このため、外周面１２ａを傾斜させることにより、Ｏリング１９の位置ずれを抑制しながら、Ｏリング１９が過度の変形に起因して劣化することを抑制することができる。

また、本実施例では、電流遮断装置３０の動作後においても、空間２０には、平面方向全体にＯリング１９の一部及び絶縁部材３６が配置されている。このため、空間２０では、空間２４以外の空間においてもケース上壁９と基底部１５とが直接対向することがない。このため、空間２０に電解液が存在する状態でかしめ端子５とケース上壁９との間に高電圧が印加されても、かしめ端子５とケース上壁９とが短絡することを抑制することができる。なお、かしめ端子７とケース上壁９との間の空間にＯリング１９及び絶縁部材１１６を配置することによっても上記と同様の作用効果を奏することができる。これは、他の実施例及び変形例についても同様である。

なお、複数の蓄電装置１００を備えた蓄電装置モジュールでは、各蓄電装置１００が、所望の電圧が得られるまで直列接続される。これにより、高出力で大容量の蓄電装置モジュールを構成することができる。このような蓄電装置モジュールでは、各蓄電装置１００において、かしめ端子５とケース上壁９との間に高電圧が印加され易い。このため、蓄電装置モジュールを構成する各蓄電装置１００において本実施例の構成を採用することで、短絡の可能性を効果的に低減することができる。

（変形例１） 次に、図５を参照して変形例１について説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、実施例１と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例でも同様である。図５の二点鎖線部３００ａは、図１の二点鎖線部２００ａに相当する。本変形例では、基底部１５の上面に、円筒部１４の周囲を一巡する溝１５ｂが形成されている。溝１５ｂの径（厳密には、溝１５ｂの外径と内径の中間径）は、Ｏリング１９の径と略同一であり、Ｏリング１９は溝１５ｂに嵌合している。このため、Ｏリング１９は、シール部分Ｓ７においてケース上壁９と溝１５ｂの底面に当接し、これによりケース上壁９とかしめ端子５との間をシールしている。この構成によっても、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。また、Ｏリング１９が溝１５ｂに嵌合することにより、ケース１内の圧力が上昇してＯリング１９にケース外部側の力が作用しても、Ｏリング１９が位置ずれし難くなる。また、基底部１５にＯリング１９を配置する際に、Ｏリング１９を容易に位置決めできる。

次に、図６を参照して実施例２について説明する。図６の二点鎖線部４００ａは、図１の二点鎖線部２００ａに相当する。本実施例では、ケース上壁９と固定部１６との間に、円筒部１４の周囲を一巡するＯリング１１９が配置されている。Ｏリング１１９は、シール部分Ｓ８においてケース上壁９と固定部１６に当接し、これによりケース上壁９とかしめ端子５との間をシールしている。Ｏリング１１９のケース外部側には、ガスケット６２及び外部端子６０が配置されている。Ｏリング１１９は、シール部分Ｓ９においてガスケット６２の端面及び外部端子６０の端面に当接している。即ち、本変形例では、Ｏリング１１９のシール部分Ｓ８よりもケース外部側には突出部は形成されていない。

Ｏリング１１９のシール部分Ｓ８よりもケース内部側には、円筒部１４の周囲を一巡する絶縁部材１３６が配置されている。絶縁部材１３６のケース外部側の端面１３７は、下方に向かうにつれてケース外部側に傾斜している。Ｏリング１１９は、シール部分Ｓ１０において端面１３７と当接している。絶縁部材１３６の下部は、開口１１に嵌め込まれている。また、ケース上壁９と基底部１５との間には、円筒部１４の周囲を一巡する絶縁部材１３８が配置されている。絶縁部材１３８の上部は開口１１に嵌め込まれており、その上端面は、絶縁部材１３６の下端面と当接している。絶縁部材１３８の残部は、基底部１５の上面をケース外部側に向かって延びてから下方に屈曲して、基底部１５の外周面を覆うと共に、破断板３４と略同一の高さまで延びている。絶縁部材１３８、３９の外周面には、板材４０がかしめ固定されている。

かしめ端子５とケース上壁９との間の空間のうち、シール部分Ｓ８よりもケース内部側の空間を空間１２０とすると、空間１２０は、円筒部１４の周囲を一巡している。空間１２０には、その全体に、Ｏリング１１９の一部、及び絶縁部材１３６、１３８が配置されている。Ｏリング１１９は、ケース１内の圧力が上昇して所定値を超えると、ケース外部側に位置ずれし得る。本実施例では、ケース１内の圧力がさらに上昇して電流遮断装置３０が動作した後であっても（即ち、Ｏリング１１９がケース外部側にさらに位置ずれした後であっても）、空間１２０の全体に、Ｏリング１１９の一部及び絶縁部材１３６、１３８が配置されるように各部材の材質及び位置関係が調整されている。ここで、「空間１２０の全体」とは、ケース上壁９と固定部１６とが対向する空間及びケース上壁９と基底部１５とが対向する空間においては、空間１２０の平面方向全体を意味し、空間１２０の上下方向にはＯリング１１９及び絶縁部材１３６、１３８が配置されていない空間があってもよい。また、「空間１２０の全体」とは、ケース上壁９と円筒部１４とが対向する空間においては、空間１２０の上下方向全体を意味し、空間１２０の平面方向にはＯリング１１９及び絶縁部材１３６、１３８が配置されていない空間があってもよい。この構成によっても、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施例ではガスケット６２及び外部端子６０がＯリング１１９の位置ずれを抑制するストッパとして機能するため、突出部を形成しなくてもＯリング１１９の位置ずれ抑制効果を得ることができる。

次に、図７を参照して実施例３について説明する。図７の二点鎖線部５００ａは、図１の二点鎖線部２００ａに相当する。この蓄電装置では、電流遮断装置の構成が実施例１と異なっており、それ以外の構成は実施例１と同様である。

電流遮断装置７０は、金属製の第１変形板７５と、金属製の破断板７３と、金属製の第２変形板７１を備えている。基底部１５、第１変形板７５、破断板７３及び第２変形板７１は、絶縁性の絶縁部材３６、７８により支持されている。絶縁部材３６、７８の外周面には、金属製の板材７９がかしめられている。これにより、基底部１５、第１変形板７５、破断板７３及び第２変形板７１が上下方向に挟持される。

第２変形板７１は、破断板７３の下方に配置されており、その中央部が下方に突出している。第２変形板７１の上面の外周部には絶縁部材８１が配置されている。また、第２変形板７１の上面中央には、上方に突出する突出部８３が設けられている。突出部８３の上方には破断板７３の中央部７３ｂ（溝部７３ａに囲まれた部分）が位置している。第２変形板７１の下面にはケース１内の空間の圧力が作用する。第２変形板７１の上面には、第２変形板７１と破断板７３の間の空間８６の圧力が作用する（後述）。空間８６はケース１内の空間からシールされている。

破断板７３は、第２変形板７１と第１変形板７５の間に配置されている。破断板７３は、溝部７３ａによって、溝部７３ａに囲まれた中央部７３ｂと、溝部７３ａの外周側に位置する外周部７３ｃに区分されている。中央部７３ｂの板厚は薄く、外周部７３ｃの板厚は厚くされている。破断板７３には通気孔７３ｄが形成されている。空間８６は、通気孔７３ｄを介して第１変形板７５と破断板７３との間の空間８８と連通している。

第１変形板７５は、破断板７３の上方に配置されている。第１変形板７５は、実施例１の変形板３２と略同一の構成を有する。第１変形板７５と破断板７３の間には、絶縁部材８５が配置されている。第１変形板７５の上面と基底部１５の下面との間には空間８７が形成されている。空間８７は、大気圧に保たれている。破断板７３と基底部１５の外周部との間にはシール部材８９が配置されており、基底部１５と破断板７３との隙間をシールしている。

電流遮断装置７０は、接続端子２３と、破断板７３と、第１変形板７５と、かしめ端子５とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体３とかしめ端子５は、電流遮断装置７０の通電経路を介して電気的に接続されている。

ここで、電流遮断装置７０の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置ではかしめ端子５とかしめ端子７の間が通電可能な状態となっている。ケース１の内圧が上昇すると、第２変形板７１の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第２変形板７１の上面には、ケース１内の空間からシールされた空間８６の圧力が作用する。このため、ケース１内の圧力が第３所定値を超えると、第２変形板７１が反転して、下方に凸の状態から上方に凸の状態に変化する。このとき、空間８６内の空気は通気孔７３ｄを通って空間８８に移動し、空間８８内の圧力が上昇する。また、第２変形板７１が反転すると、第２変形板７１の突出部８３が破断板７３の中央部７３ｂに衝突し、破断板７３が溝部７３ａで破断する。これにより、第１変形板７５が反転し、第１変形板７５及び破断板７３の中央部７３ｂが上方に変位する。このため、破断板７３と第１変形板７５を接続する通電経路が遮断され、電極組立体３とかしめ端子５との間の導通が遮断される。このとき、第１変形板７５は接続端子２３から絶縁されると共に、破断板７３はかしめ端子５から絶縁されている。本実施例では、電流遮断装置７０が動作した後であっても、空間２０の全体にＯリング１９の一部及び絶縁部材３６が配置される。この構成によっても、実施例１の蓄電装置１００と同様の作用効果を奏することができる。なお、上記の電流遮断装置７０は、その他の実施例及び変形例の蓄電装置に取付けられてもよい。

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する蓄電装置は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、絶縁部材３６の端面３７の傾斜方向は上記の実施例の構成に限られず、下方に向かうにつれてケース外部側に傾斜する構成であってもよい。

また、突出部９ａ、９ｂは、それぞれ開口１１、１３の外周縁に全周に亘って形成されなくてもよい。例えば、突出部９ａ、９ｂは、周方向に間隔をおいて複数個形成されていてもよい。この場合、突出部９ａ、９ｂは、周方向に分散して形成されることが好ましい。この構成によっても、Ｏリング１９の位置ずれを抑制でき、ケース上壁９とかしめ端子５との短絡を抑制できる。また、ケース１内の圧力が上昇する前は、Ｏリング１９は突出部９ａ、９ｂの外周面１２ａ、１２ｂにそれぞれ当接していなくてもよい。ケース１内の圧力が上昇してＯリング１９がケース外部側に位置ずれしたときにＯリング１９が外周面１２ａ、１２ｂに当接する構成であってもよい。この場合、電流遮断装置３０が動作した後であっても、空間２０の平面方向全体にＯリング１９の一部及び絶縁部材３６が配置される構成であれば、ケース上壁９とかしめ端子５との短絡を抑制できる。また、突出部９ａ、９ｂの外周面１２ａ、１２ｂは、傾斜せずに上下方向に延びていてもよい。また、突出部９ａ、９ｂの内周面は開口１１、１３の周面と連続していなくてもよい。

また、Ｏリング１９が嵌合する溝は、かしめ端子５に形成される代わりにケース上壁９に形成されてもよいし、かしめ端子５とケース上壁９の双方に形成されてもよい。

また、実施例３において、絶縁部材８１は配置されなくてもよい。また、第１変形板７５に、空間８７と空間８８とを連通する連通孔を形成し、空間８６、８８を大気圧に維持してもよい。

また、上記の実施例ではケース上壁９にはかしめ端子５、７が取付けられたが、端子はかしめ端子に限られず、ケース外部からナットにより締結されるタイプの端子が用いられてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。また、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、出願時請求項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目的を同時に達成するものであり、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。

１：ケース、３：電極組立体、５：かしめ端子、７：かしめ端子、９：ケース上壁、９ａ、９ｂ：突出部、１１：開口、１２ａ、１２ｂ：外周面、１３：開口、１４：円筒部、１５：基底部、１５ｂ：溝、１６：固定部、１９：Ｏリング、２０、３０：電流遮断装置、３２：変形板、３４：破断板、３６：絶縁部材、３７：端面、１００：蓄電装置、

Claims (5)

1. 正極電極及び負極電極を備えている電極組立体と、電解液と、を収容可能なケースと、
   前記ケースの端子壁に形成された開口を介して前記ケースの内外に通じている端子と、
   前記ケース内に収容されており、前記端子と前記正極電極、又は前記端子と前記負極電極に電気的に接続されていると共に、前記端子と前記正極電極又は前記負極電極とを導通状態から非導通状態に切換える導電性部材を有する電流遮断装置と、を備えており、
   前記端子は、前記開口に挿通された柱状部と、前記柱状部の一端に配置されており前記ケースの内部に位置する基底部と、を有しており、
   前記基底部は、前記端子壁を平面視した状態で前記開口より大きく、かつ、前記導電性部材と電気的に接続されており、
   前記端子と前記端子壁との間には、前記端子と前記端子壁の双方と当接することで前記ケースの内外をシールし、前記柱状部を一巡するＯリングが配置されており、
   前記端子と前記端子壁との間の空間のうち前記Ｏリングよりもケース内部側には、前記柱状部を一巡する絶縁部材が配置されており、
   前記絶縁部材のＯリング側の端面は、端子壁側の面から端子側の面にかけて径方向の位置が変化するように傾斜しており、
   前記Ｏリングは、前記絶縁部材の前記端面と当接している、
   蓄電装置。
2. 前記端子壁と前記端子の一方には、前記端子壁と前記端子の他方に向かって突出する突出部が形成されており、
   前記突出部は、前記Ｏリングよりもケース外部側に配置されており、
   前記Ｏリングは、前記突出部と当接している、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記Ｏリングが当接している前記突出部の面は、前記突出部の基部側から先端側に向かうにつれてケース外部側に傾斜している、請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記端子又は前記端子壁の少なくとも一方には、前記柱状部を一巡する溝が形成されており、前記Ｏリングは、前記溝に嵌合する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電装置を複数備え、それら複数の蓄電装置が直列接続されている蓄電装置モジュール。

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