JP6493352B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
上記構成によれば、収容空間と連通空間とが、貫通孔に加えて連通孔によっても連通されている。したがって、収容空間の内圧が上昇した場合に、たとえ貫通孔が固定部材により閉塞されたときであっても、収容空間の内圧上昇が連通孔を介して連通空間に伝わり、反転板に内圧が印加されることになる。この内圧により、反転板に印加される力が補強される。したがって、反転板が変形した状態をより確実に支持することができる。
<二次電池の全体構成>
図1は、実施の形態1に係る二次電池1の斜視断面図である。二次電池1は、たとえばリチウムイオン二次電池である。複数の二次電池1が直列に接続され、所望の電圧を有する組電池(図示せず)が構成される。この組電池は、たとえば、ハイブリッド車両等の電動車両(図示せず)に搭載可能である。ただし、二次電池1の用途は特に限定されるものではない。以下では、図中z方向を「上下方向」と称し、正のz方向を「上方」と称し、負のz方向を「下方」と称する場合がある。
図2は、比較例に係る二次電池に含まれる短絡機構900の構成を説明するための模式図である。図2および後述する図3では、図1にて破線の円で囲んだ部分の構成が示されている。図2に示すように、短絡機構900は、蓋体12に形成された貫通孔13を覆うように設けられた反転板110を含む。
図3は、実施の形態1に係る二次電池1に含まれる短絡機構100の構成を説明するための模式図である。図4は、短絡機構100の構成をより詳細に示す拡大斜視図である。
上述のように構成された短絡機構100の効果を確認するため、本発明者らは、以下のような検証実験を行った。比較例に係る二次電池のサンプルと、実施の形態1に係る二次電池1のサンプルとを5個ずつ準備した。各サンプルは、ケース10の側面に収容空間S1の内圧P1(ひいてはP2)調整用の孔(たとえばφ=5.0mmの孔、図示せず)が設けられたものである。まず、この孔から圧縮空気をケース10の内部に送り込むことで内圧P1を1.0MPa(メガパスカル)に調整した。そして、その状態を10秒間維持し、正極端子50と負極端子60とが短絡した状態であるか否かを測定した。次に、ケース10の内部の空気を大気中に逃がし、内圧P1を大気圧(約0.10MPa)に低下させ、正極端子50と負極端子60とが短絡した状態であるか否かを再び測定した。
固定部材の構成は、図3または図4に示した構成に限定されるものではない。実施の形態1の変形例1および後述する変形例2においては、固定部材の他の構成例について説明する。
実施の形態1および変形例1では、円形の開口を有する貫通孔13が設けられる構成例について説明した。実施の形態1の変形例2においては、略長方形の開口を有する貫通孔13Bが設けられる構成について説明する。
実施の形態1および変形例1,2では、いずれも内鍔部123,123A,123Bが設けられる構成例について説明したが、内鍔部は必須の構成部位ではない。実施の形態2においては、内鍔部が設けられない構成について説明する。
実施の形態2では軸部222が屈曲した状態で貫通孔23に挿入される構成について説明したが、実施の形態2の変形例においては、軸部222Aが径方向に圧縮された状態で貫通孔13Bに挿入される構成について説明する。
実施の形態1,2では、正極短絡板150と負極短絡板160とが反転板110を介して短絡する構成を例に説明したが、正極端子50と負極端子60とが反転板およびケースを介して短絡する構成であってもよい。
図15は、実施の形態4に係る二次電池4の断面図である。図15に示すように、二次電池4は、2つの短絡機構400A,400Bを備えた構成であってもよい。各短絡機構400A,400Bの構成は、実施の形態1における短絡機構100の構成(図1参照)と基本的に同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。
実施の形態1〜4では、貫通孔の直上に設けられた反転板が貫通孔を覆う構成を例に説明した。しかし、貫通孔上部の空間が反転板により密閉されているのであれば、反転板が貫通孔の直上とは異なる位置に設けられていてもよい。また、固定部材の構成部位である外鍔部、軸部および内鍔部のうち、外鍔部は必須の構成部位ではない。
Claims (5)
- 第1および第2の電極を含む電池要素と、
貫通孔が形成され、前記電池要素を収容する収容空間を有するケースと、
前記ケースに設けられ、前記第1の電極に電気的に接続された第1の電極端子と、
前記ケースに設けられ、前記第2の電極に電気的に接続された第2の電極端子と、
前記第1および第2の電極端子のうちの一方に電気的に接続された短絡部と、
導電性材料により形成され、前記ケースに設けられた反転板と、
弾性変形が可能な材料を含んで形成され、前記貫通孔に挿入されるとともに前記反転板に連結された固定部材とを備え、
前記貫通孔によって前記収容空間と連通する連通空間が前記ケースと前記反転板との間に形成されており、
前記ケースは、
開口部が形成されたケース本体と、
前記開口部を閉塞するとともに、前記反転板との間に前記連通空間を形成する蓋体とを含み、
前記短絡部は、前記蓋体に対して前記ケース本体と反対側かつ前記蓋体から間隔をあけて設けられ、
前記収容空間の内圧が上昇すると、前記連通空間の内圧も上昇し、
前記反転板は、前記連通空間の上昇した内圧を受けて変形することで、前記蓋体側から前記短絡部に近づくように変形することで前記短絡部に接触し、
前記固定部材は、前記収容空間の内圧の上昇に伴い、前記貫通孔に挿入された状態から弾性変形して前記貫通孔を抜け前記連通空間に固定され、
変形した状態の反転板は、前記連通空間に固定された前記固定部材によって支持され、
前記蓋体から前記短絡部に向かう方向において、前記収容空間の内圧上昇前における前記固定部材の長さは、前記蓋体と前記短絡部との間の距離以上である、二次電池。 - 第1および第2の電極を含む電池要素と、
貫通孔が形成され、前記電池要素を収容する収容空間を有するケースと、
前記ケースに設けられ、前記第1の電極に電気的に接続された第1の電極端子と、
前記ケースに設けられ、前記第2の電極に電気的に接続された第2の電極端子と、
導電性材料により形成され、前記ケースに設けられた反転板と、
弾性変形が可能な材料を含んで形成され、前記貫通孔に挿入されるとともに前記反転板に連結された固定部材とを備え、
前記貫通孔によって前記収容空間と連通する連通空間が前記ケースと前記反転板との間に形成され、
前記ケースには、前記連通空間と連通する連通孔がさらに形成されており、
前記収容空間の内圧が上昇すると、前記連通空間の内圧も上昇し、
前記反転板は、前記連通空間の上昇した内圧を受けて変形することで、前記第1の電極端子と前記第2の電極端子とを電気的に接続し、
前記固定部材は、前記収容空間の内圧の上昇に伴い、前記貫通孔に挿入された状態から弾性変形して前記貫通孔を抜け前記連通空間に固定され、
変形した状態の反転板は、前記連通空間に固定された前記固定部材によって支持される、二次電池。 - 前記固定部材は、前記貫通孔を平面視した場合に前記貫通孔よりも外周側に突出する突出部を含み、
前記突出部は、前記収容空間の内圧上昇前には前記収容空間に配置されている、請求項1または2に記載の二次電池。 - 前記固定部材は、一方端が前記反転板に連結された円柱形状の軸部を含み、
前記軸部は、前記収容空間の内圧が上昇した場合に、前記貫通孔に屈曲して挿入された状態から前記貫通孔を抜けて復元し、前記連通空間に固定される、請求項1または2に記載の二次電池。 - 第1および第2の電極を含む電池要素と、
貫通孔が形成され、前記電池要素を収容する収容空間を有するケースと、
前記ケースに設けられ、前記第1の電極に電気的に接続された第1の電極端子と、
前記ケースに設けられ、前記第2の電極に電気的に接続された第2の電極端子と、
導電性材料により形成され、前記ケースに設けられた反転板と、
弾性変形が可能な材料を含んで形成され、前記貫通孔に挿入されるとともに前記反転板に連結された固定部材とを備え、
前記固定部材は、一方端が前記反転板に連結された中空の筒形状の軸部を含み、
前記貫通孔によって前記収容空間と連通する連通空間が前記ケースと前記反転板との間に形成されており、
前記収容空間の内圧が上昇すると、前記連通空間の内圧も上昇し、
前記反転板は、前記連通空間の上昇した内圧を受けて変形することで、前記第1の電極端子と前記第2の電極端子とを電気的に接続し、
前記軸部は、前記収容空間の内圧が上昇した場合に、径方向に収縮して前記貫通孔に挿入された状態から前記貫通孔を抜けて復元し、前記連通空間に固定され、
変形した状態の反転板は、前記連通空間に固定された前記固定部材によって支持される、二次電池。
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