JP6332238B2

JP6332238B2 - 二次電池

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Publication number: JP6332238B2
Application number: JP2015221957A
Authority: JP
Inventors: 雄太根本; 才昇大倉; 豪飯田; 宜之丸山; 博昭吉田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2035-11-12
Also published as: JP2016219394A

Description

本発明は、電流遮断機構を有する二次電池に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２０１４−１３７８９１号公報がある。この公報に記載された二次電池では、電池内部の正極集電端子の上端で円筒状に形成された正極集電突起と、外部接続を可能にする締結部材（ターミナル）に接続された椀形状の反転端子の頂部とを接合して、電気遮断機構が構成されている。さらに、この正極集電突起の頂部には、脆弱部を介して天板部が配置され、天板部には、反転端子と天板部との隙間と電池内部側との圧力差を無くすための通過穴が設けられている。

このような電気遮断機構において、使用時に電池が高温になると、電池内のガス圧が上昇し、電池内のガスが通過穴を通って反転端子を押し上げ、反転端子が上方に反り返ることにより、脆弱部が破断し、反転端子に接合された天板部が正極集電突起から切り離される。その結果、電池内に配置された正極集電端子と外部接続のための締結部材（ターミナル）とが電気的に遮断されて、締結部材への電流の供給を停止させ、電池を使用不能状態にする。

特開２０１４−１３７８９１号公報

前述した従来の二次電池では、電気導通経路上に反転板があるため、導電性確保のために反転板と集電端子とを溶接する必要がある。溶接時の熱により反転板が変形すると、電流遮断機構の作動圧が当初予定された作動圧にならない場合がある。

本発明は、当初予定された作動圧で電流を確実に遮断させるようにした二次電池を提供することを目的とする。

本発明は、電池ケースの蓋部上にインシュレータを介して外部端子板が配置され、前記外部端子板は、前記電池ケース内の集電端子からターミナルへ導通する電気経路を有する二次電池であって、
前記蓋部には、前記電池ケース内の所定の圧力で前記外部端子板に向かって突出するように変位可能な第１の変位部が設けられ、
前記外部端子板には、前記電気経路を遮断するように外方に向かって突出可能な第２の変位部が設けられ、
前記第１の変位部と前記第２の変位部との間には、前記第１の変位部の変位を前記第２の変位部に伝達する荷重伝達部が配置される。

この二次電池においては、内部が高温になって電池ケース内のガス圧が高まると、ガス圧により第１の変位部が押されて外部端子板に向かって突出する。この変位により、荷重伝達部を介して第２の変位部に荷重が伝達される。このとき、荷重伝達部の突き上げ力によって、第２の変位部が破断する。この破断により、外部端子板の電気経路が遮断され、外部端子板に電流が流れなくなる。

ケース内圧が正常のときは、導通経路は集電端子と外部端子板とにより確保されているため、反転板を溶接する必要がない。よって、反転板が熱により変形することがないため、電流遮断機構の作動圧を当初設計していたとおりの作動圧とすることができる。

また、前記第２の変位部は、前記外部端子板上で前記電気経路を遮断するように延在する脆弱な破断部を有する。
脆弱な破断部を採用することにより、確実に電流を遮断することができる。

また、前記荷重伝達部は、絶縁性材料からなると共に、前記インシュレータに一体的に設けられている。
このような構成を採用すると、電池ケースが導電性の金属であっても、第２の変位部の破断後に、電池ケースに電流が流れないため、外部端子板から電荷を取り出すことができ、再通電が容易になる。

また、前記インシュレータは、前記外部端子板にカシメ部を介して固定され、前記破断部の近傍に前記荷重伝達部が配置されている。
このような構成を採用すると、固定点としてのカシメ部を利用して、荷重伝達部の突き上げ力を破断部に確実に伝えることができ、これによって、破断部を確実に破断させることができる。

また、前記第２の変位部は、前記外部端子板の外周から延在するスリット部によって前記外部端子板の幅より小さく形成されている。
スリット部を採用することにより、外部端子板に幅の狭い電気経路を容易に作り出すことができ、遮断すべき電気経路の幅を狭くすることで遮断が容易になる。そして、第２の変位部の小型化を容易にし、第２の変位部の変位を容易にする。

また、前記外部端子板には、前記電池ケース内の集電端子に電気的に接続された締結部が固定されると共に、外部に向けて突出するターミナルが接続され、
前記締結部と前記ターミナルとの間に配置された前記第２の変位部は、
前記締結部と前記ターミナルとを通る基準軸線に対して直交して、前記外部端子板の周縁から延在する第１のスリット部と、
前記基準軸線に対して平行に延在して、前記第１のスリット部に連通する第２のスリット部と、によって前記外部端子板に形成され、
前記第１のスリット部と前記第２のスリット部は、前記基準軸線に対し鏡面対称の関係をもって対をなして配置される。
このような構成を採用すると、外部端子板に幅の狭い電気経路を容易に作り出すことができ、遮断すべき電気経路の幅を狭くすることで遮断が容易になる。

また、破断部は、一対の前記第２のスリット部を掛け渡すように前記基準軸線に対し直交して延在し、
前記破断部に対して平行に延在する折り曲げ部は、一対の前記第２のスリット部を掛け渡すように前記基準軸線に対し直交して延在し、
前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と前記破断部と前記折り曲げ部とで前記第２の変位部が形成されている。

また、前記基準軸線上には、前記第２のスリット部から離間して前記第１のスリット部に対して平行に延在する第３のスリット部が更に設けられ、
破断部は、前記第３のスリット部の端部と前記第２のスリット部の端部とを掛け渡すように延在し、
前記第３のスリット部に対して平行に延在する折り曲げ部は、一対の前記第２のスリット部を掛け渡すように前記基準軸線に対し直交して延在し、
前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と前記第３のスリット部と前記破断部と前記折り曲げ部とで前記第２の変位部が形成されている。
荷重伝達部が外部端子板を押す方向と、第２の変位部が破断する方向と、が同一方向であるため、第２の変位部が変位し易い。よって、確実に電流を遮断することができる。

また、前記蓋部には、前記第１の変位部が一体に設けられている。

上述の二次電池は、異常検出部を備え、
前記荷重伝達部は、前記第２の変位部と接触して当該第２の変位部を押し上げる押し上げ部と前記第２の変位部に形成された貫通孔から外方に突出する突出部とを備え、
前記荷重伝達部が前記第１の変位部の変位によって押し上げられて前記第２の変位部が前記電気経路を遮断するように外方に向かって突出すると、前記突出部が前記異常検出部に接触する。

上述の二次電池は、異常検出部を備え、
前記第２の変位部が前記電気経路を遮断するように外方に向かって突出すると、前記異常検出部に接触する。

本発明によれば、第２の変位部を、当初予定された作動圧で変位させて、電流を確実に遮断させることができる。

本発明に係る二次電池の一実施形態を示す正面図である。二次電池の要部を示す斜視図である。電流遮断機構を示す断面図である。インシュレータを示す斜視図である。外部端子板にインシュレータが組付けられた状態を示す平面図である。電流遮断機構が作動した状態を示す斜視図である。電流遮断機構が作動した状態を示す断面図である。外部端子板の第１の変形例を示す平面図である。インシュレータの第１の変形例を示す平面図である。外部端子板の第２の変形例を示す平面図である。インシュレータの第２の変形例を示す平面図である。外部端子板の第３の変形例を示す平面図である。破断部及び折り曲げ部の変形例を示す断面図である。破断部及び折り曲げ部の変形例を示す断面図である。破断部及び折り曲げ部の変形例を示す平面図である。（ａ）は、外部端子板の第４の変形例を示す平面図、（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。異なる二次電池における電流遮断機構の周辺を示す断面図である。異なる二次電池における電流遮断機構の周辺を示す斜視図である。さらに異なる二次電池における電流遮断機構の周辺を示す断面図である。図１９のXX部分拡大図である。さらに異なる二次電池における電流遮断機構の周辺を示す断面図である。図２１のXXII部分拡大図である。さらに異なる二次電池における電流遮断機構の周辺を示す断面図である。図２３のXXIV部分拡大図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る二次電池の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、二次電池１は、上部に開口を有する電池ケース２と、電池ケース２の開口を閉鎖するための板状の蓋部３とを有する。電池ケース２内には、陽極側集電端子４と陰極側集電端子５とが配置されている。陽極側集電端子４の上部はＬ字状に折り曲げられ、水平に延在する上端部４ａには、円柱状の締結部４ｂが一体に形成されている。同様に、陰極側集電端子５の上部はＬ字状に折り曲げられ、水平に延在する上端部５ａには、円柱状の締結部５ｂが一体に形成されている。

陰極側集電端子５の上端部５ａは、絶縁部材６を介して蓋部３の裏面側に配置されている。これに対して、蓋部３の表面側には樹脂からなる板状のインシュレータ７が配置され、このインシュレータ７上には、アルミからなる外部端子板８が配置されている。そして、締結部５ｂは蓋部３及びインシュレータ７を貫通し、締結部５ｂの頂部をカシメることによって、陰極側集電端子５に外部端子板８が固定される。よって、反転板１４を溶接しなくとも、正常使用時は、陰極側集電端子５、外部端子板８、ターミナル９により導通経路が確保されている。なお、インシュレータ７上にはターミナル９の下端が配置され、このターミナル９は、外部端子板８を貫通して外部に突出する。

同様に、図２及び図３に示されるように、陽極側集電端子４の上端部４ａは、絶縁部材１０を介して蓋部３の裏面側に配置されている。これに対して、蓋部３の表面側には樹脂からなる板状のインシュレータ１１が配置され、インシュレータ１１上には、アルミからなる外部端子板１２が配置されている。そして、締結部４ｂは蓋部３及びインシュレータ１１を貫通し、締結部４ｂの頂部をカシメることによって陽極側集電端子４に外部端子板１２が固定される。なお、インシュレータ１１上にはターミナル１３の下端が配置され、このターミナル１３は、外部端子板１２を貫通して外部に突出する。

陽極側において、アルミからなる蓋部３には、円形の反転板（第１の変位部）１４が一体に設けられ、この反転板１４は、変形し易いように、薄肉で形成されている。反転板１４は、ターミナル１３と締結部４ｂとの間に配置されている。反転板１４の裏面は、二次電池１の内部に露出し、反転板１４は、二次電池１内に発生するガス圧により変位する。

図３及び図４に示されるように、電気絶縁性の樹脂からなるインシュレータ１１には、締結部４ｂが挿入される貫通孔１１ａと、ターミナル１３の基端部１３ａを着座させるための凹部１１ｂと、外部端子板１２を貫通して外部端子板１２に固定されるための円柱状のカシメ部１１ｃと、反転板１４上に配置させるための円柱状の荷重伝達部１１ｄと、を有している。そして、インシュレータ１１の底板部１１ｇを囲むようにして、縁部１１ｈが設けられている。この縁部１１ｈによって、インシュレータ１１に外部端子板１２を確実に嵌め込むことができる。

円柱状の荷重伝達部１１ｄは、貫通孔１１ａと凹部１１ｂとの間に形成された円形の開口部１１ｅの中央に配置されると共に、開口部１１ｅ内に配置された連結片１１ｆによってインシュレータ１１の底板部１１ｇに連結されている。連結片１１ｆの採用により、荷重伝達部１１ｄをインシュレータ１１に一体的に設けることができると共に、開口部１１ｅ内で荷重伝達部１１ｄを確実に上下動させることができる。荷重伝達部１１ｄをインシュレータ１１に一体的に設けることができる例として、接着剤で荷重伝達部１１ｄをインシュレータ１１に固定してよく、射出成形を利用してもよい。なお、接着剤で荷重伝達部１１ｄを反転板１４上に固定してもよい。二本からなる連結片１１ｆは、荷重伝達部１１ｄを挟むようにして一直線上に整列させられている。インシュレータ１１に荷重伝達部１１ｄを一体化させることで、部品点数の低減を可能にして、二次電池１が組立て易くなる。

図３及び図５に示されるように、矩形をなす外部端子板１２には、略中央に矩形の電流遮断片（第２の変位部）２０が設けられている。この電流遮断片２０は、外部端子板１２の途中で、締結部４ｂからターミナル１３に流れる電流の電気経路をなすと共に、外方に向かって飛び出すように変位する。矩形の電流遮断片２０は、外部端子板１２の周縁１２ａから切り込まれたスリットＳにより、外部端子板１２の略中央で外部端子板１２より狭い幅で基準軸線Ｌに沿って延在している。

この電流遮断片２０は、締結部４ｂを挿入するための貫通孔２１とターミナル１３を挿入するための貫通孔２２との間に配置されている。Ｌ字形をなすスリットＳは、貫通孔２１の中心と貫通孔２２の中心とを通る基準軸線Ｌに対して直交して、外部端子板１２の周縁１２ａから延在する第１のスリット部２３と、基準軸線Ｌに対して平行に延在して、第１のスリット部２３に連通する第２のスリット部２４と、によって形成されている。

また、第１のスリット部２３と第２のスリット部２４は、基準軸線Ｌに対し鏡面対称の関係をもって対をなして配置される。カシメ部１１ｃが挿入される一対の貫通孔２５の間には、平行をなす一対の第２のスリット部２４が配置されている。このようなスリットＳを利用すると、外部端子板１２に幅の狭い電気経路を容易に作り出すことができ、遮断すべき電気経路の幅を狭くすることで遮断が容易になる。さらに、電流遮断片２０の小形化を容易にし、電流遮断片２０の変位を容易にする。また、外部端子板１２は、締結部４ｂ側に位置する第１の端子片Ａと、ターミナル１３側に位置する第２の端子片Ｂと、電気通路が途中で狭められて、第１の端子片Ａと第２の端子片Ｂとを連結する電流遮断片２０と、で構成されている。

平行な一対の第２のスリット部２４間には、折り曲げ部３０と脆弱な破断部３１とが設けられている。破断部３１は、電気経路の一部をなす電流遮断片２０の周縁の一部に設けられると共に、電気経路を遮断するように延在する。破断部３１は、一対の第２のスリット部２４を掛け渡すように基準軸線Ｌに対し直交して延在する。破断部３１に対して平行に延在する折り曲げ部３０は、一対の第２のスリット部２４を掛け渡すように基準軸線Ｌに対し直交して延在する。

破断部３１は、ターミナル１３側に配置され、折り曲げ部３０は締結部４ｂ側に配置されている。破断部３１は、断面Ｖ字状の直線的な溝として外部端子板１２の裏面に形成され、折り曲げ部３０は、断面Ｖ字状の直線的な溝として外部端子板１２の表面に形成されている。そして、平行な第２のスリット部２４と破断部３１と折り曲げ部３０とで矩形の電流遮断片２０が形成される。

このような形状の電流遮断片２０と反転板１４とにより上下で挟み込むようにして、円柱状の荷重伝達部１１ｄが配置される。この荷重伝達部１１ｄの頂部は、破断部３１の近傍で電流遮断片２０の裏面に当接するように配置され、破断部３１の近傍にカシメ部１１ｃが位置する。このような構成を採用すると、固定点としてのカシメ部１１ｃを利用して、荷重伝達部１１ｄの突き上げ力を破断部３１に確実に伝えることができ、これによって、破断部３１を確実に破断させることができる。

次に、電流遮断片２０と反転板１４と荷重伝達部１１ｄとで構成された電流遮断機構Ｐの動作について簡単に説明する。

図６及び図７に示されるように、二次電池１においては、内部が高温になって電池ケース２内のガス圧が高まると、反転板１４は、ガス圧により押圧されて外部端子板１２に向かって凸状に湾曲するように突出する。この変形により、荷重伝達部１１ｄを介して電流遮断片２０に荷重が伝達される。このとき、荷重伝達部１１ｄの突き上げ力によって、電流遮断片２０の周縁の一部をなす脆弱な破断部３１が破断し、折り曲げ部３０を介して電流遮断片２０がＶ字状に折れ曲がるように変位する。この破断部３１は、電気経路の途中に配置されているので、破断部３１の破断により、外部端子板１２の電気経路の途中が遮断され、外部端子板１２に電流が流れなくなる。その結果、二次電池１は使用不能状態になる。このような構成により、電流を遮断するための構造の簡素化を達成させることができる。そして、構造の簡素化によって、二次電池１を振動下で利用しても、不具合が発生し難い。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。なお、下記の実施形態において、前述した実施形態と同等又は同一の構成については、同一の符合を付して、詳細な説明は省略する。

図８に示されるように、外部端子板１２Ａにおいて、Ｔ字状のスリットＳ１は、基準軸線Ｌに対して直交して、外部端子板１２Ａの周縁１２ａＡから延在する第１のスリット部２３Ａと、基準軸線Ｌに対して平行に延在すると共に、第１のスリット部２３Ａの端部に連通し且つその端部を越えて延在する第２のスリット部２４Ａと、によって形成されている。外部端子板１２Ａは、締結部４ｂ側に位置する第１の端子片Ａ１と、ターミナル１３側に位置する第２の端子片Ｂ１と、電気通路が途中で狭められて、第１の端子片Ａ１と第２の端子片Ｂ１とを連結する電流遮断片２０Ａと、で構成されている。そして、電流遮断片２０Ａの一端部には第１の端子片Ａ１側で折り曲げ部３０Ａが配置され、電流遮断片２０Ａの他端部には第２の端子片Ｂ１側で破断部３１Ａが配置されている。外部端子板１２Ａには、第２の端子片Ｂ１側に一対の貫通孔２５Ａが形成されている。

図９に示されるように、インシュレータ１１Ａには、外部端子板１２Ａの一対の貫通孔２５Ａ内に挿入されるカシメ部１１ｃが設けられている。そして、このカシメ部１１ｃの頂部は、スリットＳ１及び破断部３１Ａの近傍で外部端子板１２Ａに固定される。荷重伝達部１１ｄは、破断部３１Ａの近傍に配置される。この「近傍」とは、荷重伝達部１１ｄが、荷重を破断部３１Ａへ伝達し、破断部３１Ａを破断させることのできる位置である。

図１０に示されるように、外部端子板１２Ｂにおいて、Ｔ字状のスリットＳ２は、基準軸線Ｌに対して直交して、外部端子板１２Ｂの周縁１２ａＢから延在する第１のスリット部２３Ｂと、基準軸線Ｌに対して平行に延在すると共に、第１のスリット部２３Ｂの端部に連通し且つその端部を越えて延在する第２のスリット部２４Ｂと、によって形成されている。なお、第２のスリット部２４Ｂは、第１のスリット部２３Ｂの端部を境にして同じ長さになっている。外部端子板１２Ｂは、締結部４ｂ側に位置する第１の端子片Ａ２と、ターミナル１３側に位置する第２の端子片Ｂ２と、電気通路が途中で狭められて、第１の端子片Ａ２と第２の端子片Ｂ２とを連結する電流遮断片２０Ｂと、で構成させることができる。そして、電流遮断片２０Ｂの一端部には第１の端子片Ａ２側で折り曲げ部３０Ｂが配置され、電流遮断片２０Ｂの他端部には第２の端子片Ｂ２側で破断部３１Ｂが配置されている。外部端子板１２Ｂには、第１の端子片Ａ２及び第２の端子片Ｂ２側にそれぞれ２個の貫通孔２５Ｂが形成されている。

図１１に示されるように、インシュレータ１１Ｂには、外部端子板１２Ｂの４個の貫通孔２５Ｂ内に挿入される４本のカシメ部１１ｃが設けられている。そして、このカシメ部１１ｃの頂部は、スリットＳ２と折り曲げ部３０Ｂと破断部３１Ｂの近傍で外部端子板１２Ｂに固定される。荷重伝達部１１ｄは、折り曲げ部３０Ｂと破断部３１Ｂとの間の中央で外部端子板１２Ｂの裏面に当接する。

図１２に示されるように、外部端子板１２Ｃにおいて、基準軸線Ｌ上には、第２のスリット部２４Ｃから離間して、第１のスリット部２３Ｃに対して平行に延在する第３のスリット部４０が設けられている。この第３のスリット部４０は、第２の端子片Ｂ３側に位置する。破断部３１Ｃは、第３のスリット部４０の端部と第２のスリット部２４Ｃの端部とを掛け渡すように延在する。第３のスリット部４０に対して平行に延在する折り曲げ部３０Ｃは、一対の第２のスリット部２４Ｃの端部を掛け渡すように基準軸線Ｌに対し直交して延在する。

電流遮断片２０Ｃの一端部には、第１の端子片Ａ３側で折り曲げ部３０Ｃが配置され、電流遮断片２０Ｃの他端部には、第２の端子片Ｂ３側で、破断部３１Ｃと第３のスリット部４０とが配置されている。そして、第２のスリット部２４Ｃと第３のスリット部４０と破断部３１Ｃと折り曲げ部３０Ｃとで電流遮断片２０Ｃが形成されている。荷重伝達部１１ｄは、一対の破断部３１Ｃの間に配置される。スリットＳ３は、第１、第２及び第３のスリット部２３Ｃ，２４Ｃ，４０からなり、カシメ部１１ｃの頂部は、第１及び第３のスリット部２３Ｃ，４０の近傍で外部端子板１２Ｃの貫通孔２５Ｃ内に挿入されて、外部端子板１２Ｃにカシメ固定される。

前述した外部端子板に形成された破断部及び折り曲げ部は、種々の変更が可能である。なお、以下の説明では、外部端子板には符号「５０」を付し、折り曲げ部には符号「６０」を付し、破断部には符号「７０」を付す。

図１３（ａ）に示されるように、外部端子板５０の表面側に折り曲げ部６０を形成し、裏面側に破断部７０を形成してもよい。

図１３（ｂ）に示されるように、外部端子板５０の表面側に折り曲げ部６０及び破断部７０を形成してもよい。

図１３（ｃ）に示されるように、外部端子板５０の裏面側に折り曲げ部６０を形成し、表面側に破断部７０を形成してもよい。

図１３（ｄ）に示されるように、外部端子板５０の裏面側に折り曲げ部６０及び破断部７０を形成してもよい。

図１４（ａ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、断面Ｖ字状であってもよい。

図１４（ｂ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、断面矩形であってもよい。

図１４（ｃ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、断面Ｕ字状であってもよい。

図１４（ｄ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、断面五角形であってもよい。

図１５（ａ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、平面視において基準軸線Ｌに対して直交して延在してもよい。

図１５（ｂ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、平面視において基準軸線Ｌを中心としたＶ字状で延在してもよい。

図１５（ｃ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、平面視において基準軸線Ｌを中心としたＣ字状で延在してもよい。

図１５（ｄ）に示されるように、折り曲げ部６０及び破断部７０は、平面視において基準軸線Ｌに対して斜めに交差して延在してもよい。

電流遮断機構Ｐは、陰極側と陽極側の少なくとも一方に備えていればよい。

図１６に示されるように、外部端子板８０には、貫通孔２１と貫通孔２２との間に電流遮断片８３が設けられている。この電流遮断片８３は、表面側で延在してＶ溝をなす折り曲げ部８１と、裏面側で延在してＶ溝をなす破断部８２とにより形成されている。互いに平行をなす折り曲げ部８１と破断部８２は、矩形をなす外部端子板８０の平行な二辺間を架け渡すように延在する。

ここで、図１７に示されるように、二次電池１０１は、上述の電流遮断を検出する異常検出部１０２を備えていることが好ましい。異常検出部１０２は、例えば、ロードセルや接触センサなどであり、図示を省略した外部ケースに固定される。そして、荷重伝達部１０３は、外部端子板１２の電流遮断片２０に接触して当該電流遮断片２０を上方（外方）に押し上げる押し上げ部１０３ａ及び電流遮断片２０に形成された貫通孔２６から上方に突出する突出部１０３ｂを備えている。

押し上げ部１０３ａは、突出部１０３ｂの下端縁から側方に突出している。そして、押し上げ部１０３ａは、電流遮断片２０の破断部３１が破断していない状態で、当該突出する部分の下面が反転板１４の上面に略接触し、且つ上面が電流遮断片２０の裏面と略接触する高さに設定されている。但し、電流遮断片２０の破断部３１を破断させる際の反転板１４の変形量（即ち、二次電池１０１の内部のガス圧）に応じて、押し上げ部１０３ａの高さは、適宜変更することができる。

突出部１０３ｂは、押し上げ部１０３ａにおける当該突出する部分の上面と略直交する方向に延在し、図１７では押し上げ部１０３ａの上面から上方に突出している。そして、突出部１０３ｂは、詳細は後述するが、電流遮断片２０の破断部３１が破断した際に、異常検出部１０２に良好に接触する高さに設定されている。また、突出部１０３ｂは、電流遮断片２０の貫通孔２６に挿入可能な太さに設定されている。

このような構成において、図１８〜図２０に示されるように、反転板１４がガス圧により押圧されて変形して荷重伝達部１０３を押し上げると、荷重伝達部１０３の押し上げ部１０３ａが電流遮断片２０を押し上げることで、破断部３１が破断して電流経路を遮断する。そして、押し上げられた荷重伝達部１０３の突出部１０３ｂの上端部が異常検出部１０２に接触する。これにより、異常検出部１０２は荷重伝達部１０３の突出部１０３ｂの上端部が接触した旨（即ち、電流遮断が生じた旨）の検出信号を、例えば、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０４に出力する。電池ＥＣＵ１０４は、入力された検出信号に基づいて、電流遮断が生じた旨を認識して充電を停止する。なお、図１８は、電流遮断片２０周辺の構成が明確になるように、異常検出部１０２を透視した状態で示している。

このように異常検出部１０２で電流遮断が生じたことを瞬時に検出し、検出結果に基づいて、例えば、充電を停止することができるので、電流遮断後に破断した部分まで電流が流れて二次電池１０１の内部が過充電状態となることを抑制することができる。

なお、図２１及び図２２に示されるように、荷重伝達部１０３の突出部１０３ｂにおける上端部の角部が丸く面取り処理されていることが好ましい。これにより、荷重伝達部１０３の突出部１０３ｂの上端部を良好に異常検出部１０２に接触させることができる。

図１７などに示した形態では、荷重伝達部１０３の突出部１０３ｂの上端部を異常検出部１０２に接触させているが、電流遮断片２０の破断部３１を異常検出部１０２に接触させてもよい。

この場合、図２３及び図２４に示されるように、荷重伝達部２０１は、外部端子板１２の電流遮断片２０に接触して当該電流遮断片２０を上方に押し上げる押し上げ部２０１ａ及び電流遮断片２０に形成された貫通孔２７に挿入された挿入部２０１ｂを備えている。ここで、挿入部２０１ｂの上端部は、電流遮断片２０の上面から殆ど突出しない。

このような構成において、反転板１４がガス圧により押圧されて変形して荷重伝達部２０１を押し上げると、荷重伝達部２０１の押し上げ部２０１ａが電流遮断片２０を押し上げることで、破断部３１が破断して電流経路を遮断する。そして、電流遮断片２０が折り曲げ部３０を中心に回転し、電流遮断片２０の破断部３１が異常検出部１０２に接触する。これにより、異常検出部１０２は電流遮断片２０の破断部３１が接触した旨（即ち、電流遮断が生じた旨）の検出信号を、例えば、電池ＥＣＵ１０４に出力する。電池ＥＣＵ１０４は、入力された検出信号に基づいて、電流遮断が生じた旨を認識して充電を停止する。

なお、図２３及び図２４の形態では、挿入部２０１ｂを有する荷重伝達部２０１を用いたが、上述の他の荷重伝達部を用いても同様に実施できる。また、外部端子板としては、上述の他の外部端子板を用いても同様に実施できる。

１，１０１…二次電池２…電池ケース３…蓋部４…陽極側集電端子４ｂ…締結部５…陰極側集電端子１１，１１Ａ，１１Ｂ…インシュレータ１１ｃ…カシメ部１１ｄ，１０３，２０１…荷重伝達部１０３ａ，２０１ａ…押し上げ部１０３ｂ…突出部２０１ｂ…挿入部１１ｅ…開口部１１ｆ…連結片１２，１２Ａ〜１２Ｃ，８０…外部端子板１３…ターミナル１４…反転板（第１の変位部）２０，２０Ａ〜２０Ｃ，８３…電流遮断片（第２の変位部）２３，２３Ａ〜２３Ｃ…第１のスリット部２４，２４Ａ〜２４Ｃ…第２のスリット部２６，２７…貫通孔３０，３０Ａ〜３０Ｃ，８１…折り曲げ部３１，３１Ａ〜３１Ｃ，８２…破断部４０…第３のスリット部４０…第３のスリット部Ａ，Ａ１〜Ａ３…第１の端子片Ｂ，Ｂ１〜Ｂ３…第２の端子片Ｌ…基準軸線Ｐ…電流遮断機構Ｓ，Ｓ１〜Ｓ３…スリットＰ…電流遮断機構異常検出部…１０２電池ＥＣＵ…１０４

Claims

電池ケースの蓋部上にインシュレータを介して外部端子板が配置され、前記外部端子板は、前記電池ケース内の集電端子からターミナルへ導通する電気経路を有する二次電池であって、
前記蓋部には、前記電池ケース内の所定の圧力で前記外部端子板に向かって突出するように変位可能な第１の変位部が設けられ、
前記外部端子板には、前記電気経路を遮断するように外方に向かって突出可能な第２の変位部が設けられ、
前記第１の変位部と前記第２の変位部との間には、前記第１の変位部の変位を前記第２の変位部に伝達する荷重伝達部が配置され、
前記荷重伝達部は、絶縁性材料からなると共に、前記インシュレータに一体的に設けられている、
二次電池。
前記第２の変位部は、前記外部端子板上で前記電気経路を遮断するように延在する脆弱な破断部を有する、
請求項１に記載の二次電池。
前記インシュレータは、前記外部端子板にカシメ部を介して固定され、前記破断部の近傍に前記荷重伝達部が配置されている、
請求項２に記載の二次電池。
前記第２の変位部は、前記外部端子板の外周から延在するスリット部によって前記外部端子板の幅より小さく形成されている、
請求項１に記載の二次電池。
前記外部端子板には、前記電池ケース内の集電端子に電気的に接続された締結部が固定されると共に、外部に向けて突出するターミナルが接続され、
前記締結部と前記ターミナルとの間に配置された前記第２の変位部は、
前記締結部と前記ターミナルとを通る基準軸線に対して直交して、前記外部端子板の周縁から延在する第１のスリット部と、
前記基準軸線に対して平行に延在して、前記第１のスリット部に連通する第２のスリット部と、によって前記外部端子板に形成され、
前記第１のスリット部と前記第２のスリット部は、前記基準軸線に対し鏡面対称の関係をもって対をなして配置される、
請求項１に記載の二次電池。
破断部は、一対の前記第２のスリット部を掛け渡すように前記基準軸線に対し直交して延在し、
前記破断部に対して平行に延在する折り曲げ部は、一対の前記第２のスリット部を掛け渡すように前記基準軸線に対し直交して延在し、
前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と前記破断部と前記折り曲げ部とで前記第２の変位部が形成されている、
請求項５に記載の二次電池。
前記基準軸線上には、前記第２のスリット部から離間して前記第１のスリット部に対して平行に延在する第３のスリット部が更に設けられ、
破断部は、前記第３のスリット部の端部と前記第２のスリット部の端部とを掛け渡すように延在し、
前記第３のスリット部に対して平行に延在する折り曲げ部は、一対の前記第２のスリット部を掛け渡すように前記基準軸線に対し直交して延在し、
前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と前記第３のスリット部と前記破断部と前記折り曲げ部とで前記第２の変位部が形成されている、
請求項５に記載の二次電池。
前記蓋部には、前記第１の変位部が一体に設けられている、
請求項１に記載の二次電池。
異常検出部を備え、
前記荷重伝達部は、前記第２の変位部と接触して当該第２の変位部を押し上げる押し上げ部と前記第２の変位部に形成された貫通孔から外方に突出する突出部とを備え、
前記荷重伝達部が前記第１の変位部の変位によって押し上げられて前記第２の変位部が前記電気経路を遮断するように外方に向かって突出すると、前記突出部が前記異常検出部に接触する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の二次電池。
異常検出部を備え、
前記第２の変位部が前記電気経路を遮断するように外方に向かって突出すると、前記第２の変位部が前記異常検出部に接触する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の二次電池。