二次电池的制作方法

文档序号:14251730阅读:212来源:国知局
二次电池的制作方法

本公开涉及二次电池。



背景技术:

在锂离子二次电池或者镍氢电池等二次电池中,存在以伴随于过充电等产生气体为起因而壳体的内部压力(内压)上升的情况。为了防备这样的情况,提出了利用内压上升使正极端子与负极端子短路的短路机构。根据例如日本特开2011-54561号公报,通过短路机构工作使正极端子与负极端子短路,能够使二次电池的充电状态(soc:stateofcharge)下降,因此能够抑制伴随于过充电的发热以及破损等。



技术实现要素:

例如专利文献1所公开的短路机构包括与正极端子(第1电极端子)电连接的正极短路部、与负极端子(第2电极端子)电连接的负极短路部以及使用导电性材料形成的反转板。反转板设置于壳体。在内压上升而预定压力施加于反转板的情况下,反转板变形(反转)并与正极短路部以及负极短路部双方接触。由此,正极短路板与负极短路板经由反转板导通,因此,正极端子与负极端子短路(电连接)。

存在反转板像上述那样变形后,内压下降的情况。例如在壳体设有防爆阀的情况下,当在反转板变形后防爆阀工作时,壳体的内部与外部连通,内压有可能下降至大气压。另外,也存在二次电池的周围温度下降由此内压下降的情况。

随着这样的内压的下降,朝向正极短路部以及负极短路部推压反转板的力减少。因此,反转板与正极短路部之间或者反转板与负极短路部之间有可能产生间隙、反转板有可能恢复至原来的形状(变形前的状态)。这样一来,正极短路部与负极短路部不导通,因此,无法再维持正极端子与负极端子的短路状态。

本公开是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种能够在反转板变形后更可靠地维持第1电极端子与第2电极端子电连接的状态的二次电池。

本公开的某个方面的二次电池具备电池要素、壳体、第1以及第2电极端子、反转板以及固定部件。电池要素包括第1以及第2电极。壳体形成有贯通孔,并且具有收纳电池要素的收纳空间。第1电极端子设置于壳体,与第1电极电连接。第2电极端子设置于壳体,与第2电极电连接。反转板由导电性材料形成,设置于壳体。固定部件形成为包括能够弹性变形的材料,插入于贯通孔并且与反转板连结。通过贯通孔而与收纳空间连通的连通空间形成于壳体与反转板之间。当收纳空间的内压上升时,连通空间的内压也上升。反转板受到连通空间的上升后的内压而变形,由此将第1电极端子与第2电极端子电连接。随着收纳空间的内压的上升,固定部件从插入于贯通孔的状态发生弹性变形而脱离贯通孔并固定于连通空间。变形后的状态的反转板由固定于连通空间的固定部件支承。

优选的是,固定部件包括在俯视贯通孔的情况下比贯通孔向外周侧突出的突出部。突出部在收纳空间的内压上升前配置于收纳空间。

优选的是,固定部件包括一端与反转板连结的圆柱形状的轴部。轴部在收纳空间的内压上升了的情况下,从弯折插入于贯通孔的状态脱离贯通孔而复原,并固定于连通空间。

优选的是,固定部件包括一端与反转板连结的中空的筒形状的轴部。轴部在收纳空间的内压上升了的情况下,从在径向上收缩地插入于贯通孔的状态脱离贯通孔而复原,并固定于连通空间。

根据上述构成,在收纳空间的内压上升了的情况下,固定部件从贯通孔脱离并固定于连通空间,由此支承为反转板变形后的状态。由此,能够更可靠地维持第1电极端子与第2电极端子经由反转板电连接的状态。

优选的是,二次电池还具备与第1以及第2电极端子中的一方电连接的短路部。壳体包括盖体和形成有开口部的壳体主体,所述盖体封闭开口部,并且在与反转板之间形成连通空间。短路部设置于相对于盖体而言与壳体主体相反的一侧,并且与盖体隔着间隔设置。反转板受到收纳空间的上升后的内压而以从盖体侧靠近短路部的方式变形,由此与短路部接触。在从盖体朝向短路部的方向上,收纳空间的内压上升前的固定部件的长度为盖体与短路部之间的距离以上。

根据上述构成,在固定部件固定于连通空间的情况下,在从盖体朝向短路部的方向上,固定部件会收缩。因此,固定部件想要复原,而能够进一步增大从固定部件向反转板施加的弹性力。因此,能够更可靠地支承反转板变形后的状态。

优选的是,在壳体进一步形成有与连通空间连通的连通孔。

根据上述构成,收纳空间和连通空间不仅通过贯通孔而连通,也通过连通孔而连通。因此,在收纳空间的内压上升了的情况下,即使在贯通孔由固定部件封闭时,收纳空间的内压上升也会经由连通孔而向连通空间传递,将内压施加于反转板。通过该内压增强施加于反转板的力。因此,能够更可靠地支承反转板变形后的状态。

从与附图相关联地理解的与本发明相关的以下的详细说明中,能够明白本发明的上述以及其他的目的、特征、方面以及优点。

附图说明

图1是实施方式1的二次电池的立体剖视图。

图2是用于说明比较例的二次电池所包括的短路机构的构成的图。

图3是用于说明实施方式1的二次电池所包括的短路机构的构成的图。

图4是更详细地示出实施方式1的短路机构的构成的放大立体图。

图5是示出实施方式1的变形例1中的固定部件的立体图。

图6是详细地示出实施方式1的变形例1中的短路机构的构成的放大立体图。

图7是示出实施方式1的变形例2中的固定部件以及贯通孔的立体图。

图8是更详细地示出实施方式1的变形例2中的短路机构的构成的放大立体图。

图9是用于说明实施方式2的二次电池所包括的短路机构的构成的示意图。

图10是更详细地示出实施方式2中的短路机构的构成的放大立体图。

图11是示出实施方式2的变形例中的固定部件的一例的立体图。

图12是示出实施方式2的变形例中的固定部件的另一例的立体图。

图13是详细地示出实施方式2的变形例中的短路机构的构成的放大立体图。

图14是实施方式3的二次电池的剖视图。

图15是实施方式4的二次电池的剖视图。

图16是示意性地示出实施方式1~4的变形例中的短路机构的构成的放大剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,对图中相同或相当部分标注相同标号,不反复进行其说明。

[实施方式1]

<二次电池的整体构成>

图1是实施方式1的二次电池1的立体剖视图。二次电池1例如是锂离子二次电池。将多个二次电池1串联连接,构成具有所希望的电压的电池组(未图示)。该电池组例如能够搭载于混合动力车辆等电动车辆(未图示)。不过,二次电池1的用途没有特别限定。以下,有时将图中z方向称为“上下方向”,将正的z方向称为“上方”,将负的z方向称为“下方”。

二次电池1具备壳体10和电极体20。壳体10形成为扁平的长方体形状,在壳体10的内部形成有收纳电极体20以及电解液(未图示)的收纳空间s1(参照图3)。壳体10包括形成有向一个方向开口的开口部的具有大致长方体形状的壳体主体11和将设置于壳体主体11的开口部封闭的盖体12。壳体主体11以及盖体12由铝等金属材料形成,且互相焊接。

电极体20包括正极片、负极片以及分隔体(均未图示)。正极片与负极片隔着分隔体而卷绕(或者层叠)。在电极体20的一端与另一端分别设有正极露出部(第1电极)25和负极露出部(第2电极)26。此外,电极体20以及电解液相当于本公开的“电池要素”。

在盖体12设有防爆阀30和注液栓40。防爆阀30在壳体10的内部压力(收纳空间s1的内压)p1上升并达到了预定压力的情况下工作,由此防止壳体10的破裂。注液栓40用于将电解液向壳体10的内部注入。

二次电池1包括设置于盖体12的正极端子(第1电极端子)50和负极端子(第2电极端子)60。正极端子50与负极端子60在壳体10的长边方向(y方向)上隔着间隔地设置。正极端子50包括螺栓51、正极外部端子52、铆接部件53、绝缘体55以及衬垫56。螺栓51、正极外部端子52以及铆接部件53由导电性材料(例如,铝或铜等金属材料)形成。

螺栓51以从盖体12朝向上方突出的方式设置。螺栓51构成为,能够使用螺母和汇流条而紧固于与二次电池1相邻的其他二次电池的负极侧的螺栓(未图示)。铆接部件53与螺栓51隔着间隔地设置,铆接部件53插入到形成于盖体12的贯通孔。正极外部端子52具有在螺栓51与铆接部件53之间延伸的薄板形状,将螺栓51与铆接部件53电连接。集电电极54与电极体20的正极露出部25电连接。

绝缘体55以及衬垫56由绝缘性材料形成。作为这样的绝缘性材料,可例举pfa(全氟烷氧基树脂)等树脂材料或者epdm(三元乙丙橡胶)等橡胶材料。绝缘体55配置于正极外部端子52与盖体12之间,使正极外部端子52与盖体12电绝缘。衬垫56配置于盖体12与集电电极54的上端部之间,使盖体12与集电电极54电绝缘并且将壳体10密封。

二次电池1具备将正极端子50与电极体20的正极露出部25电连接的集电电极54。与铆接部件53、正极外部端子52同样地,集电电极54也由导电性材料形成。

二次电池1在负极侧也同样地还具备螺栓61、负极外部端子62、铆接部件63、集电电极64、绝缘体65以及衬垫66。二次电池1的负极侧的构成与二次电池1的正极侧的构成基本上同等,因此不反复进行详细说明。

二次电池1在正极外部端子52与负极外部端子62之间还具备短路机构100。短路机构100构成为,在以伴随二次电池1的过充电等产生气体为起因而连通空间s2的内压p2(后述)上升了的情况下,使正极外部端子52与负极外部端子62短路(电连接)。

短路机构100包括分别使用导电性材料形成的正极短路板150和负极短路板160。正极短路板150以及负极短路板160以与盖体12对向的方式从盖体12分离地配置。更具体而言,正极短路板150以及负极短路板160设置于相对于盖体12而言与壳体主体11(电极体20)相反的一侧。正极短路板150与正极外部端子52电连接。负极短路板160与负极外部端子62电连接。此外,正极短路板150既可以与正极外部端子52构成为一体,也可以分别构成。另外,负极短路板160既可以与负极外部端子62构成为一体,也可以分别构成。此外,正极短路板150以及负极短路板160中的至少一方相当于本公开的“短路部”。

在实施方式1中,二次电池1在短路机构100的构成方面具有特征。为了使该特征便于理解,首先,对比较例的二次电池所包括的短路机构900的构成进行说明。此外,比较例的二次电池的短路机构900以外的构成与实施方式1的二次电池1的对应的构成共通。

<比较例的二次电池的短路机构>

图2是用于说明比较例的二次电池所包括的短路机构900的构成的示意图。在图2以及后述的图3中,示出了在图1中用虚线的圆包围的部分的构成。如图2所示,短路机构900包括以覆盖形成于盖体12的贯通孔13的方式设置的反转板110。

反转板110在上下方向上俯视的情况下具有呈圆形的薄板形状,使用铝等导电性材料形成。反转板110沿着其圆周焊接于盖体12。反转板110在通常情况下具有朝向贯通孔13侧凸的形状。此时,正极短路板150与负极短路板160没有电连接。

例如在二次电池1成为了过充电状态的情况下,以收纳于壳体10的内部的电解液的分解等为起因而产生气体,收纳空间s1的内压p1有可能上升。当收纳空间的内压上升时,形成于盖体12与反转板110之间的连通空间s2的内压p2也上升。在从贯通孔13侧向反转板110施加了预定的压力的情况下,反转板110以从盖体12靠近正极短路板150以及负极短路板160的方式变形(朝向贯通孔13侧呈凹形状地变形),并与正极短路板150以及负极短路板160双方接触。由此,正极短路板150与负极短路板160经由反转板110导通,因此,正极端子50与负极端子60短路(表示电流i)。其结果,二次电池1的soc下降,能够保护二次电池1以免因过充电造成发热或破损等。以下,也可以将反转板110以向外方向鼓起的方式变形这一情况简单地称为“反转”。

在此,当内压p1进一步上升时,防爆阀30工作(例如开裂)。由此,壳体10的内部与外部连通,因此,收纳空间s1的内压p1下降至大气压,由此连通空间s2的内压p2也下降至大气压。其结果,有可能在反转板110与正极短路板150之间或者在反转板110与负极短路板160之间产生间隙、反转板110有可能恢复为原来的形状(反转前的形状)。这样一来,正极短路板150与负极短路板160成为非导通的状态,因此无法再维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

因此,在实施方式1中,作为用于即使在反转板110反转后连通空间s2的内压p2下降了的情况下,也将反转后的反转板110支承为与正极短路板150和负极短路板160接触的状态的构成,采用连结于反转板110的下方的固定部件120。像以下详细说明那样,在内压p2上升了的情况下,固定部件120随着反转板110的反转而从贯通孔13脱出并固定于反转板110与盖体12之间(连通空间s2)。由此,能够保持反转板110与正极短路板150以及负极短路板160的接触状态。

<实施方式1的二次电池的短路机构>

图3是用于说明实施方式1的二次电池1所包括的短路机构100的构成的示意图。图4是更详细地示出短路机构100的构成的放大立体图。

参照图3以及图4,短路机构100在还包括使用能够弹性变形的材料(例如橡胶)形成的固定部件120这一点以及连通孔130形成于盖体12这一点上,与比较例中的短路机构900(参照图2)不同。

反转板110以除了覆盖贯通孔13之外还覆盖连通孔130的方式设置。即,连通孔130使连通空间s2与收纳空间s1连通。

固定部件120包括外凸缘部121、轴部122以及内凸缘部123作为其构成部位。

轴部122连结(接合,例如粘接)于反转板110的下表面,在外凸缘部121与内凸缘部123之间呈圆柱状地延伸。轴部122在通常情况下设置成插入于贯通孔13的状态(贯通贯通孔13的状态)。

外凸缘部121位于比盖体12的上表面靠上方的位置,即位于壳体10的外部。外凸缘部121在上下方向上俯视贯通孔13的情况下,具有与轴部122同心的圆形状,从贯通孔13向外周侧突出。外凸缘部121的上表面连结于反转板110的下表面。在通常情况下,外凸缘部121的下表面与盖体12的上表面抵接。

内凸缘部123在通常情况下位于比盖体12的下表面靠下方的位置,即位于壳体10的内部。内凸缘部123在上下方向上俯视贯通孔13的情况下,具有与轴部122同心的圆形状,从贯通孔13向外周侧突出。此外,内凸缘部123相当于本公开的“突出部”。

反转板110的直径例如为18mm,反转板110的厚度例如为0.3mm。贯通孔13具有从设置于盖体12的上表面的圆形的开口朝向壳体10的内部(朝向下方)而直径变小的锥形形状。贯通孔13的直径最大(即,在盖体12的上表面)例如为2.0mm。连通孔130的直径例如为1.0mm。内凸缘部123的下表面(底面)为平面,内凸缘部123具有朝向反转板110(朝向上方)而直径变小的锥形形状。内凸缘部123的直径最大(即,在内凸缘部123的下表面)例如为2.2mm。此外,应该注意,本说明书所记载的具体的数值只不过是为了便于理解的例示。

在收纳空间s1的内压p1上升了的情况下,固定部件120受到内压p1而上升,上推反转板110使其反转。当反转板110反转时,固定部件120被拉向上方。此时,内凸缘部123由于使用能够弹性变形的材料而形成,因此,能够弹性变形而通过(脱离)贯通孔13。在通过贯通孔13后内凸缘部123复原,载置于盖体12的上表面。由此,固定部件120固定于反转板110与盖体12之间的连通空间s2。并且,从固定部件120向反转板110持续施加朝向正极短路板150以及负极短路板160推压反转板110的力。

因此,即使在因内压p1的进一步上升而防爆阀30工作,从而内压p1以及内压p2下降了的情况下,也能够支承反转板110反转后的形状,抑制反转板110的形状恢复。因此,能够保持正极短路板150以及负极短路板160与反转板110接触的状态,由此能够更可靠地维持正极端子50与负极端子60的短路状态。其结果,二次电池1被放电,二次电池1的soc下降,因此能够解除二次电池1的过充电状态。

另外,轴部122的长度h(沿着贯通孔13的深度方向的固定部件120的长度,或者从盖体12朝向正极短路板150以及负极短路板160的方向上的固定部件120的长度)例如为25mm。另一方面,正极短路板150与盖体12之间的距离(间隔)d5与负极短路板160与盖体12之间的距离(间隔)d6几乎相等(d5≒d6),例如为25mm。这样,轴部122的长度h优选为正极短路板150与盖体12之间的距离d5以及负极短路板160与盖体12之间的距离d6中的较长的一方的距离以上。由此,反转板110的厚度(=0.3mm)与轴部122的长度h(=25mm)之和(=25.3mm)大于距离d5、d6(=25mm)。

通过这样的构成,在固定部件120固定于连通空间s2的情况下,固定部件120在上下方向上收缩。因此,固定部件120想要复原从而能够进一步增大从固定部件120向反转板110施加的弹性力(复原力)。因此,能够更可靠地使反转板110保持反转后的形状。

而且,固定部件120的内凸缘部123的直径(在下表面为2.2mm)比贯通孔13的直径(在上表面为2.0mm)大,因此,在固定部件120固定于连通空间s2的情况下,贯通孔13有可能由内凸缘部123封闭。但是,在实施方式1中,连通孔130形成于盖体12,因此,能够经由连通孔130对反转板110直接(无延迟)地施加内压p2。因此,能够更可靠地使反转板110的反转发生。

此外,即使在没有设置连通孔130的情况下,当在固定部件120固定于连通空间s2的状态下收纳空间s1的内压p1大于连通空间s2的内压p2时(p1>p2),固定部件120也会连续地或者断续地从盖体12浮起,在内凸缘部123与盖体12之间产生间隙。由此,能够将收纳空间s1的内压p1的上升传递给连通空间s2。因此,连通孔130并不是必需的构成。

像以上那样,根据实施方式1,在收纳空间s1的内压p1上升了的情况下,内压p1向上方推固定部件120来对反转板110施加力,使反转板110反转。而且,连通空间s2的内压p2经由连通孔130施加于反转板110,由此,用于使反转板110反转的力被增强。当反转板110反转时,固定部件120被拉向上方,固定于反转板110与盖体12之间。并且,固定部件120在上下方向上紧绷,从而从固定部件120向反转板110施加朝向正极短路板150以及负极短路板160推压反转板110的力。因此,即使在反转板110反转后内压p1、p2下降了的情况下,也能够保持反转板110与正极短路板150、负极短路板160接触的状态。因此,能够通过反转板110使正极短路板150与负极短路板160导通,能够更可靠地维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

此外,虽然未图示,但在多个二次电池1串联连接并作为电池组搭载于电动车辆的情况下,即使在某个二次电池1短路的状态下,也能够从其他正常的二次电池1取出电力。因此,电动车辆能够使用由其他二次电池1供给的供给电力来行驶。另外,通常情况(反转板110反转前的情况)下的固定部件120保持在插入于贯通孔13的状态,因此,可防止固定部件120因电动车辆的行驶期间的振动而与其他构成要素碰撞。因此,固定部件120难以破损,能够提高短路机构100的可靠性。

<验证实验>

为了确认像上述那样构成的短路机构100的效果,本发明人进行了以下那样的验证实验。准备了比较例的二次电池的样品和实施方式1的二次电池1的样品各五个。各样品在壳体10的侧面设有用于调整收纳空间s1的内压p1(进而p2)的孔(例如φ=5.0mm的孔,未图示)。首先,通过从该孔将压缩空气送入到壳体10的内部,将内压p1调整为1.0mpa(兆帕斯卡)。然后,维持该状态10秒钟,对正极端子50与负极端子60是否处于短路的状态进行测定。接着,使壳体10的内部的空气逸散到大气中,使内压p1下降至大气压(约0.10mpa),并再次对正极端子50与负极端子60是否处于短路的状态进行测定。

在比较例中,在内压p1达到了1.0mpa的情况下,所有二次电池的反转板110正常反转,正极端子50与负极端子60短路。对反转板110反转时的内压p1进行了测定,其平均值为0.65mpa。但是,此后在内压p1下降至大气压的情况下,所有二次电池中反转板110无法保持反转后的形状。即,不存在能够维持正极端子50与负极端子60的短路状态的二次电池。

与此相对,在实施方式1中,在内压p1达到了1.0mpa的情况下,所有二次电池1的反转板110正常反转。反转板110反转时的内压p1的平均值稍高于比较例的平均值,为0.70mpa。此后,所有二次电池1中,即使在内压p1下降至大气压的情况下,反转板110也保持反转后的形状,维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

此外,在实施方式1中,对因防爆阀30的工作而内压p1下降的例子进行了说明,但是,例如也存在因二次电池1的周围温度(环境气温)下降而内压p1下降的情况。因此,在实施方式1的二次电池1中,防爆阀30并非必需的构成要素。

[实施方式1的变形例1]

固定部件的构成不限定于图3或图4所示的构成。在实施方式1的变形例1以及后述的变形例2中,对固定部件的其他构成例进行说明。

图5是示出实施方式1的变形例1中的固定部件120a的立体图。固定部件120a的外凸缘部121a以及轴部122a与实施方式1中的固定部件120的外凸缘部121以及轴部122分别是同等的。

关于在短路机构100a的内凸缘部123a例如设置有四处缺口124a这一点,与短路机构100的内凸缘部123不同。这些缺口124a各自在上下方向上俯视固定部件120a的情况下呈扇形,绕轴部122a的中心轴az旋转对称地设置。

在上下方向上俯视时,内凸缘部123a(没有设置缺口124a的部分)的扇形形状的半径部分所成的角θ1和缺口124a的扇形形状的半径部分所成的角θ2均为例如45°。缺口124a的设置数和角度θ1、θ2能够适当变更。此外,内凸缘部123a的直径与实施方式1同样,例如为2.2mm。

图6是详细示出实施方式1的变形例1中的短路机构100a的构成的放大立体图。短路机构100a在没有将连通孔130设置于盖体12这一点上,与实施方式1中的短路机构100(参照图4)不同。

在短路机构100a中,在内凸缘部123a设有缺口124a,因此,即使在内凸缘部123a随着内压p1的上升而弹性变形并脱离贯通孔13的过程中(以及脱离贯通孔13之后),也防止贯通孔13由内凸缘部123b完全封闭。因此,即使在没有设置连通孔130的构成中,也经由缺口124a将内压p1可靠地施加于反转板110。不过,也可以在短路机构100a中也设置连通孔130。

短路机构100a的其他构成与实施方式1中的短路机构100的对应的构成是同等的,因此不反复进行详细的说明。另外,各构成要素的尺寸也可以采用与在实施方式1中所说明的构成要素同等的数值,因此,不反复进行详细的说明。

在短路机构100a中,也与短路机构100同样,即使在防爆阀30因内压p1的上升而工作的情况下,固定部件120a在盖体12与反转板110之间紧绷,从而也会从固定部件120a向反转板110持续施加朝向正极短路板150以及负极短路板160推压反转板110的力。由此,能够使反转板110保持反转后的形状。因此,能够抑制反转板110的形状恢复,能够更可靠地维持正极短路板150以及负极短路板160与反转板110的接触状态。因此,能够更可靠地维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

在实施方式1的变形例1中也进行了与实施方式1同样的验证实验,在内压p1达到了1.0mpa的情况下,所有二次电池的反转板110正常反转。反转板110反转时的内压p1的平均值为0.67mpa,稍低于实施方式1中的值(0.70mpa)。另外,确认到即使在内压p1下降至大气压的情况下正极端子50与负极端子60的短路状态也被正常维持。

[实施方式1的变形例2]

在实施方式1以及变形例1中,对设置具有圆形的开口的贯通孔13的构成例进行了说明。在实施方式1的变形例2中,对设置具有大致长方形的开口的贯通孔13b的构成进行说明。

图7是示出实施方式1的变形例2中的固定部件120b以及贯通孔13b的立体图。图8是更详细地示出实施方式1的变形例2中的短路机构100b的构成的放大立体图。

参照图7以及图8,在盖体12b设有具有大致长方形的开口的贯通孔13b。贯通孔13b的长边长度y1例如为5.0mm,短边长度x1例如为2.5mm。此外,贯通孔13b的深度例如为1.0mm。

与贯通孔13b的形状相对应,固定部件120b的内凸缘部123b具有大致长方体形状。内凸缘部123b的长边长度y2比贯通孔13b的长边长度y1长,例如为6.0mm。因此,在固定部件120b插入于贯通孔13b的状态下内压p1上升时,内凸缘部123b在其长边方向上弹性变形而从贯通孔13b脱离,复原后长边方向上的两端部分载置于盖体12b的上表面。

另一方面,内凸缘部123b的短边长度x2比贯通孔13b的短边长度x1短,例如为2.0mm。在固定部件120b中,虽然没有设置像变形例1中的固定部件120a那样的缺口124a(参照图5),但是在固定部件120b插入于贯通孔13b的情况下,在内凸缘部123b的短边方向上,连通空间s2与收纳空间s1成为连通了的状态。因此,与变形例1中的短路机构100a同样,没有在短路机构100b设置连通孔130。此外,内凸缘部123b的厚度例如为0.60mm。

短路机构100b的其他构成与实施方式1中的短路机构100(参照图4)的对应的构成是同等的,因此不反复进行详细的说明。各构成要素的尺寸也可以采用与在实施方式1中所说明的构成要素同等的数值,因此,不反复进行详细的说明。

在短路机构100b中,也与短路机构100同样,即使在防爆阀30因内压p1的上升而工作的情况下,固定部件120b在盖体12b与反转板110之间紧绷,从而也会从固定部件120b向反转板110施加朝向正极短路板150以及负极短路板160推压反转板110的力。由此,能够使反转板110保持反转后的形状。因此,能够抑制反转板110的形状恢复,能够更可靠地维持正极短路板150以及负极短路板160与反转板110的接触状态。因此,能够更可靠地维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

在实施方式1的变形例2中也进行了与实施方式1同样的验证实验,在内压p1达到了1.0mpa的情况下,所有二次电池的反转板110正常反转。反转板110反转时的内压p1的平均值比实施方式1及其变形例1中的值高,为0.71mpa。另外,确认到即使在内压p1下降至大气压的情况下正极端子50与负极端子60的短路状态也被正常维持。

[实施方式2]

在实施方式1以及变形例1、2中,均对设有内凸缘部123、123a、123b的构成例进行了说明,但内凸缘部并非必需的构成部位。在实施方式2中,对没有设置内凸缘部的构成进行说明。

图9是用于说明实施方式2的二次电池所包括的短路机构200的构成的示意图。图10是更详细地示出短路机构200的构成的放大立体图。

参照图9以及图10,短路机构200在包括固定部件220来代替固定部件120这一点以及在盖体22形成有贯通孔23来代替贯通孔13这一点上,与实施方式1中的短路机构100(参照图3或图4)不同。

贯通孔23具有从圆形的开口笔直地延伸的形状。即,贯通孔23不具有像实施方式1中的贯通孔13(图4参照)那样的锥形形状。贯通孔23的直径例如为1.2mm。

固定部件220包括外凸缘部221和轴部222作为其构成部位,但不包括内凸缘部。与固定部件120同样,固定部件220使用橡胶等能够弹性变形的材料形成。轴部222具有一端与反转板110接合的圆柱形状。轴部222的直径与贯通孔23的直径几乎相等,例如为1.2mm。

在上下方向上俯视短路机构200的情况下,在盖体22的上表面,轴部222的中心从贯通孔23的中心偏离(偏置)。该偏离的大小(两个中心间的距离)例如为0.3mm。另外,轴部222的直径与贯通孔23的直径几乎相等。这样,在实施方式2中,没发生弹性变形的状态下的轴部222设置成与盖体22的上表面接触,即干涉。因此,轴部222以弹性弯折的状态插入于贯通孔13。此外,在图9以及图10中,虽然示出了内部严实的轴部222,但轴部222也可以具有中空形状。

实施方式2的二次电池的其他构成与实施方式1的二次电池1的对应的构成是同等的,因此不反复进行详细的说明。另外,各构成要素的尺寸也可以采用与在实施方式1中所说明的构成要素同等的数值,因此,不反复进行详细的说明。

当反转板110因内压p1的上升而反转,并且固定部件220被拉向上方而从贯通孔13脱离时,轴部222从弹性变形的状态复原。由此,轴部222的另一端(与反转板110接合的一端的相反侧的一端)载置于盖体22的上表面。因此,固定部件220通过在上下方向上紧绷来支承反转板110,并且固定于反转板110与盖体22之间的连通空间s2。

像以上那样,根据实施方式2,固定部件220在弯折的状态下插入于贯通孔23。固定部件220因内压p1的上升而从贯通孔23脱离,从弯折的状态复原,由此固定于反转板110与盖体22之间。并且,固定部件220在上下方向上紧绷,从而会从固定部件220向反转板110施加朝向正极短路板150以及负极短路板160推压反转板110的力。因此,即使在反转板110反转后内压p1、p2下降了的情况下,也能够使反转板110保持反转后的形状。因此,能够通过反转板110使正极短路板150与负极短路板160导通,更可靠地维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

此外,在短路机构200中,轴部222的长度也优选为正极短路板150与盖体22之间的距离以及负极短路板160与盖体22之间的距离中的较长的一方以上。

在实施方式2中,也实施了与实施方式1同样的验证实验。其结果,在内压p1达到了1.0mpa的情况下,所有的二次电池的反转板110正常反转。反转板110反转时的内压p1的平均值为0.68mpa。另外,确认到即使在内压p1下降至大气压的情况下正极端子50与负极端子60的短路状态也被正常维持。

[实施方式2的变形例]

在实施方式2中对轴部222以弯折的状态插入于贯通孔13的构成进行了说明,在实施方式2的变形例中,对轴部222a以在径向上压缩了的状态插入于贯通孔13b的构成进行说明。

图11是示出实施方式2的变形例中的固定部件220a的一例的立体图。图12是示出实施方式2的变形例中的固定部件220b的另一例的立体图。

如图11所示,固定部件220a的轴部222a为中空的圆筒状(圆环状)。轴部222a的外径例如为4.0mm,内径例如为3.0mm。如实施方式1的变形例2所说明,贯通孔13b的短边长度x1为2.5mm,比轴部222a的外径短。因此,轴部222a以与盖体12b接触且发生干涉的方式设置。

此外,如图12所示,固定部件220b的轴部222b也可以形成为具有在上下方向上倾斜的截面。这是为了,由此在固定部件220b固定于连通空间s2时,能够使连通空间s2与收纳空间s1更可靠地连通。

实施方式2的变形例的二次电池的其他构成与实施方式1的二次电池1的对应的构成是同等的,因此不反复进行详细的说明。另外,各构成要素的尺寸也可以采用与在实施方式1中所说明的构成要素同等的数值,因此,不反复进行详细的说明。

图13是详细地示出实施方式2的变形例中的短路机构200a的构成的放大立体图。在通常情况下,轴部222a在轴部222a的径向(贯通孔13b的短边方向或者x方向)上弹性地压缩,轴部222a的外径以与贯通孔13b的短边长度x2相等的状态插入于贯通孔13b。

当反转板110因内压p1的上升而反转,并且固定部件220a被拉向上方而从贯通孔13b脱离时,轴部222b从压缩了的状态复原。由此,轴部222b不会再次落入贯通孔13b,载置于盖体12b的上表面。因此,固定部件220b在上下方向上紧绷从而将反转板110保持为反转后的状态,并且固定于连通空间s2。

如上所述,在短路机构200a中,即使在防爆阀30因内压p1的上升而工作且内压p1、p2下降了的情况下,固定部件220a(或者220b)在盖体12b与反转板110之间紧绷,也会从固定部件120向反转板110施加朝向正极短路板150及负极短路板160推压反转板110的力。由此,能够使反转板110保持反转后的形状。因此,能够抑制反转板110的形状恢复,能够更可靠地维持正极短路板150及负极短路板160与反转板110的接触状态。因此,能够更可靠地维持正极端子50与负极端子60的短路状态。

在实施方式2的变形例中,也进行了与实施方式1同样的验证实验,在内压p1达到了1.0mpa的情况下,所有的二次电池的反转板110正常反转。反转板110反转时的内压p1的平均值为0.67mpa。另外,确认到即使在内压p1下降至大气压的情况下正极端子50与负极端子60的短路状态也被正常维持。

此外,在实施方式1、2中,对二次电池是锂离子二次电池的例子进行了说明,但二次电池也可以是其他的二次电池(例如镍氢电池)。另外,以二次电池的壳体是方型的构成为例进行了说明,但壳体的形状没有特别地限定,例如也可以是圆筒型。而且,对短路机构形成于盖体的例子进行了说明,但短路机构也可以形成于壳体的其他部分(例如侧面)。

[实施方式3]

在实施方式1、2中,以正极短路板150与负极短路板160经由反转板110而短路的构成为例进行了说明,但也可以是正极端子50与负极端子60经由反转板以及壳体而短路的构成。

图14是实施方式3的二次电池3的剖视图。设置于二次电池3的短路机构300的构成与实施方式1中的短路机构100的构成(参照图1)基本上同等,因此不反复进行详细的说明。

如图14所示,负极端子60与连接板(短路部)163电连接,但通过绝缘体65而与盖体12绝缘。另一方面,正极端子50通过连接部件57而与盖体12电连接。

当反转板310随着收纳空间s1的内压p1的上升而反转时(未图示),反转板310与连接板163接触。由此,正极端子50与负极端子60经由连接板163、反转板310以及盖体12而短路(电连接)。此时,固定部件320固定于反转板310与盖体12之间(连通空间s2),由此支承反转后的反转板310。此外,在图14中示出了短路机构300设置于负极侧的例子,但短路机构300也可以设置于正极侧。

[实施方式4]

图15是实施方式4的二次电池4的剖视图。如图15所示,二次电池4也可以是具备两个短路机构400a、400b的构成。各短路机构400a、400b的构成与实施方式1中的短路机构100的构成(参照图1)基本上同等,因此不反复进行详细的说明。

正极端子50与连接板153电连接,但由绝缘体55而与盖体12绝缘。同样,负极端子60与连接板163电连接,但由绝缘体65而与盖体12绝缘。

根据图15所示的构成,随着内压p1的上升,反转板410a、410b双方均反转(未图示)。反转板410a反转,从而反转板410a与连接板153接触。由此,正极端子50与盖体12经由反转板410a以及连接板153电连接。同样地,反转板410b反转,从而反转板410b与连接板163接触。由此,负极端子60与盖体12经由反转板410b以及连接板163电连接。其结果,正极端子50与负极端子60经由连接板153、盖体12以及连接板163而短路(电连接)。

此时,固定部件420a固定于反转板410a与盖体12之间(连通空间s2),由此支承反转后的反转板410a。同样地,固定部件420b固定于反转板410b与盖体12之间(连通空间s2),由此支承反转后的反转板410b。

[实施方式1~4的变形例]

实施方式1~4中,以设置于贯通孔的正上方的反转板覆盖贯通孔的构成为例进行了说明。但是,只要贯通孔上部的空间由反转板封闭,则反转板也可以设置于与贯通孔的正上方不同的位置。另外,在作为固定部件的构成部位的外凸缘部、轴部及内凸缘部中,外凸缘部并非必需的构成部位。

图16是示意性地示出实施方式1~4的变形例中的短路机构100c的构成的放大剖视图。如图16所示,反转板110c设置于在上下方向上与贯通孔13c不同的位置。另外,固定部件120c包括轴部122c和内凸缘部123c,但是不包括外凸缘部。内凸缘部123c在通常情况(内压p1上升前,参照上图)下,位于比盖体12的下表面靠下方的位置,即位于收纳空间s1。轴部122c与反转板110的下表面连结,在反转板110与内凸缘部123c之间在沿着盖体12表面的方向上延伸。

在这样的构成中,当反转板110c随着内压p1的上升而反转时,正极短路板150与负极短路板160也经由反转板110c而短路(参照下图)。此时,固定部件120c从插入于贯通孔13c的状态发生弹性变形而脱离贯通孔13c并固定于反转板110c与盖体12之间(连通空间s2),由此支承反转后的反转板110c。

此外,在上述的实施方式1~4以及各变形例中,对整个固定部件由能够弹性变形的材料形成的例子进行了说明。但是,为了不成为固定部件通过贯通孔时的障碍而阻碍通过,也可以是仅固定部件中的一部分由能够弹性变形的材料形成,剩余的部分也可以是由不发生弹性变形的材料形成的刚体。换言之,固定部件形成为包括能够弹性变形的材料即可。

对本发明的实施方式进行了说明,应该认为,本次所公开的实施方式在所有方面均为例示性的,而非限制性的。本发明的范围由权利要求书示出,旨在包括与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。

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