(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-24
(45)【発行日】2022-01-19
(54)【発明の名称】バッテリー安全装置
(51)【国際特許分類】
H01M 50/572 20210101AFI20220111BHJP
【ＦＩ】
H01M50/572
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020046560
(22)【出願日】2020-03-17
(65)【公開番号】P2021111602
(43)【公開日】2021-08-02
【審査請求日】2020-03-17
(31)【優先権主張番号】109100350
(32)【優先日】2020-01-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】390023582
【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１９５，Ｓｅｃ．４，ＣｈｕｎｇＨｓｉｎｇＲｄ．，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ ３１０４０
(74)【代理人】
【識別番号】100185694
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 隆志
(72)【発明者】
【氏名】葉勝發
【審査官】原 和秀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１１０９４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１１０９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１３７４５１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－１３０４５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４０６４８３３（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８
Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリー内に設置されるバッテリー安全装置であって、接続部、左延伸部、右延伸部、上延伸部及び作動プレートを含み、当該左延伸部及び当該右延伸部は、当該接続部に接続されるとともに、当該バッテリーの極巻きにおける第１導電部に接触し、当該上延伸部は、当該接続部に接続されるとともに、当該バッテリーの第１電極端子に接触し、当該作動プレートは当該接続部に接続され、且つ、当該作動プレートと当該極巻きの間には収容空間が備わっているタブリードと、
当該収容空間に設置されるとともに、当該作動プレート及び当該第１導電部に接触する温度制御膨張部材、を含み、
当該温度制御膨張部材は、熱で膨張すると当該作動プレートを押圧し、当該作動プレートを変形させ、
当該バッテリーのバッテリーケースは、当該バッテリーの第２電極端子及び当該極巻きの第２導電部に接続され、当該温度制御膨張部材は、熱で膨張すると当該作動プレートを押圧し、当該作動プレートを変形させた後に当該バッテリーケースに接触させることで、当該バッテリーケース、当該作動プレート及び当該極巻きにより放電回路を形成させるバッテリー安全装置。
【請求項2】
当該温度制御膨張部材は実質的にＵ字型をなしており、当該温度制御膨張部材の一端は屈曲部であり、当該温度制御膨張部材の他端は開口部である請求項１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項3】
当該開口部の一方の側は当該第１導電部に接触し、当該開口部の他方の側は当該作動プレートに当接する請求項２に記載のバッテリー安全装置。
【請求項4】
当該温度制御膨張部材は、パッケージ及びパッケージ内に配置される混合物を含み、当該混合物は親水性物質を含む請求項１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項5】
当該親水性物質は、ケイ酸ナトリウム又はポリアクリル酸ナトリウムである請求項４に記載のバッテリー安全装置。
【請求項6】
当該パッケージの材料は、アルミ箔、ワックス、ポリプロピレン、ポリカーボネート又はポリエチレンである請求項５に記載のバッテリー安全装置。
【請求項7】
更に、収容溝を含み、当該収容溝は、当該第１導電部に設置されるとともに当該収容空間内に位置し、当該温度制御膨張部材は当該収容溝内に設置される請求項１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項8】
更に、固定ベースを含み、当該固定ベースは当該第１導電部に設置されて当該タブリードを固定する請求項１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項9】
当該固定ベースは位置決め溝を含み、当該左延伸部及び当該右延伸部が当該位置決め溝内に設置される請求項８に記載のバッテリー安全装置。
【請求項10】
当該作動プレートは金属片又は弾性部材である請求項１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項11】
バッテリー内に設置されるバッテリー安全装置であって、当該バッテリーの第１電極端子及び当該バッテリーの極巻きにおける第１導電部に接続されるとともに、底板と、当該底板に設置される支持プレートを含む第１ベースと、
当該バッテリーの第２電極端子、当該バッテリーの当該極巻きにおける第２導電部及び当該バッテリーのバッテリーケースに接続される第２ベースと、
当該底板に設置されるとともに、当該支持プレートに接触する温度制御膨張部材と、
当該ベースに設置されるとともに、当該温度制御膨張部材に接続される作動プレート、を含み、
当該温度制御膨張部材は、熱で膨張すると当該作動プレートを押圧し、当該作動プレートを変形させ、
当該温度制御膨張部材は、熱で膨張すると当該作動プレートを押圧し、当該作動プレートを変形させた後に当該第２ベースに接触させることで、当該バッテリーケース、当該第１ベース、当該第２ベース、当該作動プレート及び当該極巻きにより放電回路を形成させるバッテリー安全装置。
【請求項12】
更に、当該温度制御膨張部材に設置される位置規制部材を含み、当該位置規制部材と当該底板との間に収容空間が備わっており、当該作動プレートが当該収容空間内に設置される請求項１１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項13】
当該温度制御膨張部材は実質的にＵ字型をなしており、当該温度制御膨張部材の一端は屈曲部であり、当該温度制御膨張部材の他端は開口部であり、当該屈曲部が当該底板に接触する請求項１１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項14】
当該温度制御膨張部材は、パッケージ及びパッケージ内に配置される混合物を含み、当該混合物は親水性物質を含む請求項１１に記載のバッテリー安全装置。
【請求項15】
当該親水性物質は、ケイ酸ナトリウム又はポリアクリル酸ナトリウムである請求項１４に記載のバッテリー安全装置。
【請求項16】
当該パッケージの材料は、アルミ箔、ワックス、ポリプロピレン、ポリカーボネート又はポリエチレンである請求項１４に記載のバッテリー安全装置。
【請求項17】
当該作動プレートは金属片又は弾性部材である請求項１１に記載のバッテリー安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はバッテリー安全装置に関し、特に、安全性を効果的に向上可能なバッテリー安全装置に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウム電池は、例えば、エネルギー密度が高い、軽量である、環境に優しい、使用寿命が長いといった多くの利点を有することから、現在のところ様々な装置に幅広く応用されている。しかし、リチウムバッテリーは、満充電状態時に内部の活性物質が励起状態となるため、外部の電流経路が接続されると自発的に放電する。そのため、リチウムバッテリーが絶縁不良による短絡状態の場合には、急速な化学反応が発生する恐れがある。この場合、大量の熱エネルギーや高温ガスが発生し、熱暴走状態へと突入する。
【0003】
また、リチウムバッテリーを不適切使用（例えば、過充電）した場合、内部の材料が過剰な電圧により分解されてガスが発生することがある。この場合、リチウムバッテリーにおける極巻き（ｐｏｌａｒ ｗｉｎｄｉｎｇ）のセパレーターが高温により破裂する結果、リチウムバッテリーが熱暴走（Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）状態に突入する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の課題を解決するために、リチウムバッテリーの安全性を向上すべく、すでに様々なバッテリー安全装置が開発されている。しかし、従来のバッテリー安全装置は大部分がガス圧式の安全構造を採用しており、リチウムバッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に防止できていない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一の目的に基づき、バッテリー内に設置可能であるとともに、タブリード及び温度制御膨張部材を含むバッテリー安全装置を提供する。タブリードは、接続部、左延伸部、右延伸部、上延伸部及び作動プレートを含む。左延伸部及び右延伸部は、接続部に接続可能であるとともに、バッテリーの極巻きにおける第１導電部に接触可能である。上延伸部は、接続部に接続可能であるとともに、バッテリーの第１電極端子に接触可能である。作動プレートと極巻きの間には収容空間が備わっている。温度制御膨張部材は、収容空間に設置可能であるとともに、作動プレート及び第１導電部に接触可能である。
【0006】
本発明の一の目的に基づき、更に、バッテリー内に設置可能であるとともに、第１ベース、第２ベース、温度制御膨張部材及び作動プレートを含むバッテリー安全装置を提供する。第１ベースは、バッテリーの第１電極端子及びバッテリーの極巻きにおける第１導電部に接続可能であるとともに、底板と、底板に設置される支持プレートを含む。第２ベースは、バッテリーの第２電極端子、バッテリーの極巻きにおける第２導電部及びバッテリーのバッテリーケースに接続可能である。温度制御膨張部材は、底板に設置可能であるとともに、支持プレートに接触可能である。作動プレートは、ベースに設置可能であるとともに、温度制御膨張部材に接続可能である。
【0007】
上記の本発明の概要説明及び以下の実施形態の説明は、本発明の精神や原理を例示及び説明し、且つ、本発明の特許請求の範囲を更に説明するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置の分解図である。
【図2】本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置の組立図である。
【図3】本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーの分解図である。
【図4】本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーの組立図である。
【図5】本発明の第１実施例における強制短絡メカニズムを示す図である。
【図6】本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーの実験結果を示す図である。
【図7】本発明の第２実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーを示す図である。
【図8】本発明の第２実施例におけるバッテリー安全装置の構造図である。
【図9】本発明の第２実施例におけるバッテリー安全装置の強制短絡メカニズムを示す図である。
【図10】本発明の第２実施例におけるバッテリー安全装置の強制短絡メカニズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、関連の図面を参照して、本発明に基づくバッテリー安全装置の実施例につき説明する。なお、図示の明瞭化及び簡略化のために、図中の各部材はサイズや比率を拡大又は縮小して示していることがある。また、以下の記載及び／又は特許請求の範囲において、部材を他の部材に「接続する」又は「結合する」と言及している場合には、当該他の部材に直接接続又は結合してもよいし、仲介部材を介在させてもよい。一方、部材を他の部材に「直接接続する」又は「直接結合する」と言及している場合には、仲介部材を介在させない。なお、部材又は層同士の関係を記載するその他の語句は、いずれも同様に解釈するものとする。また、理解の便宜上、以下の実施例では、同じ部材には同じ記号を付して説明する。
【0010】
【0011】
タブリード１１は、接続部１１１、左延伸部１１２、右延伸部１１３、上延伸部１１４及び作動プレート１１５を含む。左延伸部１１２及び右延伸部１１３は、接続部１１１に接続可能であり、且つ下方に向かって延伸している。上延伸部１１４は、接続部１１１に接続されており、且つ上方に向かって延伸している。作動プレート１１５は接続部１１１に接続されており、且つ下方に向かって延伸している。一実施例において、作動プレート１１５は、例えば銅板やアルミ板等の金属片とすればよい。また、他の実施例において、作動プレート１１５は、バネ、板バネ又はその他類似の弾性部材としてもよい。
【0012】
温度制御膨張部材１２は実質的にＵ字型をなしており、且つ、パッケージ及びパッケージ内に配置される混合物を含む。温度制御膨張部材１２は一端が屈曲部となっており、他端が開口部となっている。上記の構造により、温度制御膨張部材１２は、熱で膨張する際にいっそう効果的に押圧力を発生させられる。一実施例において、温度制御膨張部材１２の混合物は、水及び親水性物質を含む。親水性物質は、ケイ酸ナトリウム（水ガラス）、ポリアクリル酸ナトリウム、又はその他類似の材料等とすればよい。一実施例において、パッケージの材料は、アルミ箔、ワックス、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、又はその他の軟性の高分子材料とする。他の一実施例において、温度制御膨張部材１２は、矩形、楕円形又はその他異なる形状としてもよい。
【0013】
図２に示すように、温度制御膨張部材１２は、タブリード１１の左延伸部１１２、右延伸部１１３及び作動プレート１１５の間の空間内に設置可能である。且つ、温度制御膨張部材１２の開口部は作動プレート１１５に当接する。
【0014】
言うまでもなく、上記は例示にすぎず、タブリード１１及び温度制御膨張部材１２の構造は実際のニーズに基づいて変化させればよい。よって、本発明は上記に限らない。
【0015】
本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーの分解図、組立図及び強制短絡メカニズムを示す図である図３、図４及び図５を参照する。図３及び図４に示すように、バッテリーＢは、バッテリーケースと、バッテリーケースの内部に設置される第１電極端子Ｐ１（正極端子）、第２電極端子Ｐ２（負極端子）及び極巻き（ｐｏｌａｒ ｗｉｎｄｉｎｇ）Ｗを含む。バッテリーケースは、エンドカバーＨ１とハウジングＨ２を含む。更に、エンドカバーＨ１は安全弁Ｓを含んでもよい。当業者は安全弁Ｓについて熟知しているため、ここではこれ以上詳述しない。本実施例において、バッテリーＢはリチウムバッテリーである。また、他の実施例において、バッテリーＢはその他各種の既存のバッテリーとしてもよい。このほか、バッテリーＢは、バッテリーＢの極巻きＷの両側にそれぞれ設置可能な２つのバッテリー安全装置１を含んでもよい。
【0016】
図中の左側のバッテリー安全装置１から明らかなように、バッテリー安全装置１のタブリード１１における左延伸部１１２及び右延伸部１１３は、極巻きＷの第１導電部Ｃ１（正極導電部）に接触する。また、タブリード１１の上延伸部１１４は第１電極端子Ｐ１（正極端子）に接触する。また、作動プレート１１５と極巻きＷの間には収容空間が備わっている。このほか、バッテリー安全装置１は、更に、極巻きＷの第１導電部Ｃ１に設置されるとともに前記収容空間に位置する収容溝１３を含む。温度制御膨張部材１２は収容溝１３内に設置される。これにより、温度制御膨張部材１２の開口部の一方の側は第１導電部Ｃ１に接触し、温度制御膨張部材１２の開口部の他方の側は作動プレート１１５に当接する。左側のバッテリー安全装置１は、更に固定ベース１４を含む。固定ベース１４は、極巻きＷの第１導電部Ｃ１に設置されてタブリード１１を固定する。固定ベース１４は、位置決め溝１４１をさらに備え、左延伸部１１２及び右延伸部１１３が位置決め溝１４１内に設置される。
【0017】
同様に、図中の右側のバッテリー安全装置１から明らかなように、バッテリー安全装置１のタブリード１１における左延伸部１１２及び右延伸部１１３は、極巻きＷの第２導電部Ｃ２（負極導電部）に接触する。また、タブリード１１の上延伸部１１４は第２電極端子Ｐ２（負極端子）に接触する。また、作動プレート１１５と極巻きＷの間には収容空間が備わっている。このほか、バッテリー安全装置１は、更に、極巻きＷの第２導電部Ｃ２に設置されるとともに前記収容空間に位置する収容溝１３を含む。温度制御膨張部材１２は収容溝１３内に設置される。これにより、温度制御膨張部材１２の開口部の一方の側は第２導電部Ｃ２に接触し、温度制御膨張部材１２の開口部の他方の側は作動プレート１１５に当接する。バッテリー安全装置１は、更に固定ベース１４を含む。固定ベース１４は、極巻きＷの第２導電部Ｃ２に設置されてタブリード１１を固定する。固定ベース１４は、位置決め溝１４１をさらに備え、左延伸部１１２及び右延伸部１１３が位置決め溝１４１内に設置される。
【0018】
図５に示すように、バッテリーＢが不適切使用された場合や、その他の要因で温度が上昇した場合には、温度制御膨張部材１２内の混合物が高温により気化し、混合物の体積が増加する。これにより、温度制御膨張部材１２が膨張して作動プレート１１５を押圧するため、作動プレート１１５が変形してバッテリーケースのハウジングＨ２に接触する。その結果、バッテリーケース、作動プレート１１５及び極巻きＷが放電回路を形成する。放電電流の方向は図中の矢印Ａｃのようになる。上記の強制短絡メカニズムによってエネルギーを効果的に放出でき、バッテリーＢの極巻きＷにおける内部材料の活性が低下するため、バッテリーＢの熱暴走（Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）状態への突入を効果的に防止可能である。
【0019】
また、バッテリーＢが熱暴走状態に突入してしまった場合には、温度制御膨張部材１２が高温により破裂して、極めて良質な難燃性ガスを放出する。これにより、バッテリーＢから放出される可燃性ガスの可燃性を効果的に低減させられるため、バッテリーＢの熱暴走に起因する被害が低下する。
【0020】
他の実施例において、バッテリーＢはバッテリー安全装置１を１つだけ備えてもよい。この場合、バッテリー安全装置１は、バッテリーＢの一方の側に設置可能であるとともに、極巻きＷの第１導電部Ｃ１及び第１電極端子Ｐ１にそれぞれ接続される。また、バッテリーケースは、第２電極端子Ｐ２及び極巻きＷの第２導電部Ｃ２に接続される。上記の構造では、１つのバッテリー安全装置１により強制短絡メカニズムを起動可能である。更に別の実施例においても、バッテリーＢはバッテリー安全装置１を１つだけ備えてもよい。この場合、バッテリー安全装置１は、バッテリーＢの一方の側に設置可能であるとともに、極巻きＷの第２導電部Ｃ２及び第２電極端子Ｐ２にそれぞれ接続される。また、バッテリーケースは、第１電極端子Ｐ１及び極巻きＷの第１導電部Ｃ１に接続される。上記の構造でも、１つのバッテリー安全装置１により強制短絡メカニズムを起動可能である。
【0021】
上記から明らかなように、本実施例のバッテリー安全装置１は、温度制御膨張部材１２により強制短絡メカニズムを起動可能である。当該メカニズムでは、バッテリーＢに強制的に放電させることで、バッテリーＢの内部材料の活性を低下させられる。これにより、バッテリーの熱暴走状態への突入を予防するとともに、極めて優れた信頼性を達成可能なため、バッテリーの安全性が大幅に向上する。
【0022】
このほか、本実施例のバッテリー安全装置１は、バッテリーのバッテリーケースを放電回路の一部とすることで、より良好な放電効果を達成可能としている。これにより、バッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に予防可能なため、バッテリーの安全性が更に向上する。
【0023】
本発明の第１実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーの実験結果を示す図６を参照する。本実施例では、バッテリーＢを４．２Ｖまで満充電し、且つ、第１電極端子Ｐ１と第２電極端子Ｐ２を外部回路に接続した。この外部回路のインピーダンス値は５ｍΩ未満であった。曲線ＶｔはバッテリーＢの電圧、曲線ＡｍはバッテリーＢの電流、曲線Ｔ１は第１電極端子Ｐ１の温度、曲線Ｔ２はバッテリーＢの中央の温度、曲線Ｔ３は第２電極端子Ｐ２の温度を示す。図６に示すように、バッテリーＢの第１電極端子Ｐ１の温度、バッテリーＢの中央の温度及びバッテリーＢの第２電極端子Ｐ２の温度はいずれも明らかに低下した。また、バッテリーＢの電流及び電圧も明らかに低下した。このことから、本実施例のバッテリー安全装置１は極めて優れた効果を確実に達成可能であった。
【0024】
言うまでもなく、上記は例示にすぎず、バッテリー安全装置１の構造及び各部材の連携関係は実際のニーズに応じて変更すればよい。よって、本発明は上記に限らない。
【0025】
注目すべき点として、従来のバッテリー安全装置は大部分がガス圧式の安全構造を採用しており、リチウムバッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に防止できていなかった。これに対し、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は特殊な強制短絡安全機構を有している。当該機構は強制短絡メカニズムを起動して放電回路を形成し、バッテリーに強制的に放電させることで、バッテリーの内部材料の活性を低下させられる。そのため、バッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に予防可能であり、バッテリーの安全性が向上する。
【0026】
また、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は強制短絡メカニズムを起動可能であるとともに、バッテリーのバッテリーケースを放電回路の一部とすることで、より良好な放電効果を達成可能としている。これにより、バッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に予防可能なため、バッテリーの安全性が更に向上する。
【0027】
また、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は温度制御膨張部材によって強制短絡メカニズムを起動させる。且つ、温度制御膨張部材が破裂後に放出するガスは極めて良好な難燃性を有するため、バッテリーから放出される可燃性ガスの可燃性を効果的に低減させられる。これにより、バッテリーの熱暴走に起因する被害が低下する。
【0028】
このほか、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は温度制御膨張部材によって強制短絡メカニズムを起動させるため、温度が過度に高くなった場合には直ちに強制短絡メカニズムを起動可能である。よって、バッテリー安全装置の信頼性を効果的に向上させられる。
【0029】
また、本発明の実施例では、バッテリー安全装置の構造がシンプルである。よって、コストを大幅に増加させることなく所望の効果を達成可能であり、極めて優れた商業的価値を有する。上記から明らかなように、本発明の実施例におけるバッテリー安全装置は極めて優れた技術的効果を確実に達成可能である。
【0030】
本発明の第２実施例におけるバッテリー安全装置を備えるバッテリーを示す図７と、バッテリー安全装置の構造図である図８を参照する。図７に示すように、バッテリー安全装置２はバッテリーＢの内部に設けられる。バッテリーＢは、バッテリーケースと、バッテリーケースの内部に設置される第１電極端子Ｐ１、第２電極端子Ｐ２及び極巻きＷを含む。バッテリーケースは、エンドカバーＨ１とハウジングＨ２を含む。エンドカバーＨ１は更に安全弁Ｓを含んでもよい。バッテリー安全装置２は、第１電極端子Ｐ１、極巻きＷの第１導電部Ｃ１、第２電極端子Ｐ２及び極巻きＷの第２導電部Ｃ２にそれぞれ接続される。
【0031】
図８に示すように、バッテリー安全装置２は、第１ベース２１、第２ベース２３、温度制御膨張部材２２、作動プレート２４及び位置規制部材２５を含む。第１ベース２１は、第１電極端子Ｐ１及び極巻きＷの第１導電部Ｃ１に接続される。また、第１ベース２１は、底板２１１と、底板２１１に設置される支持プレート２１２を含んでもよい。
【0032】
第２ベース２３は、バッテリーＢの第２電極端子Ｐ２、バッテリーＢの極巻きＷの第２導電部Ｃ２及びバッテリーケースのハウジングＨ２に接続可能である。
【0033】
温度制御膨張部材２２は、底板２１１に設置可能であるとともに、支持プレート２１２と接触可能である。温度制御膨張部材２２は実質的にＵ字型をなしており、且つ、パッケージ及びパッケージ内に配置される混合物を含む。温度制御膨張部材２２の一端は屈曲部、他端は開口部となっている。また、屈曲部が底板２１１に接触する。温度制御膨張部材２２の構造及び材料は上記実施例と同様のため、ここではこれ以上詳述しない。
【0034】
位置規制部材２５は、温度制御膨張部材２２に設置される。位置規制部材２５と底板２１１の間には収容空間が備わっており、作動プレート２４がこの収容空間内に設置される。一実施例において、作動プレート２４は、例えば銅板やアルミ板等の金属片とすればよい。また、他の実施例において、作動プレート２４は、バネ、板バネ又はその他類似の弾性部材としてもよい。
【0035】
本発明の第２実施例における強制短絡メカニズムを示す図９及び図１０を参照する。図９に示すように、バッテリーＢが不適切使用された場合や、その他の要因で温度が上昇した場合には、温度制御膨張部材２２内の混合物が高温により気化し、混合物の体積が増加する。これにより、温度制御膨張部材２２が膨張して、位置規制部材２５が作動プレート２４を押圧する結果、作動プレート２４が変形してバッテリーケースのハウジングＨ２に接触する。図１０に示すように、バッテリーケース、作動プレート２４及び極巻きＷにより放電回路が形成される。また、放電電流の方向は図中の矢印Ａｃのようになる。上記の強制短絡メカニズムでもエネルギーを効果的に放出でき、バッテリーＢの極巻きＷにおける内部材料の活性が低下するため、バッテリーＢの熱暴走状態への突入を効果的に防止可能である。
【0036】
上記から明らかなように、本実施例のバッテリー安全装置２は、別の強制短絡安全機構によって強制短絡メカニズムを起動可能である。当該メカニズムでは、バッテリーＢに強制的に放電させることで、バッテリーＢの内部材料の活性を低下させられる。これにより、バッテリーの熱暴走状態への突入が予防されるため、バッテリーの安全性を大幅に向上させることが可能である。
【0037】
言うまでもなく、上記は例示にすぎず、バッテリー安全装置２の構造及び各部材の連携関係は実際のニーズに応じて変更すればよい。よって、本発明は上記に限らない。
【0038】
上述したように、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は特殊な強制短絡安全機構を有している。当該機構は、強制短絡メカニズムを起動して放電回路を形成し、バッテリーに強制的に放電させることで、バッテリーの内部材料の活性を低下させられる。そのため、バッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に予防可能であり、バッテリーの安全性が向上する。
【0039】
また、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は強制短絡メカニズムを起動可能であるとともに、バッテリーのバッテリーケースを放電回路の一部とすることで、より良好な放電効果を達成可能としている。これにより、バッテリーの熱暴走状態への突入を効果的に予防可能なため、バッテリーの安全性が更に向上する。
【0040】
また、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は温度制御膨張部材によって強制短絡メカニズムを起動させる。且つ、温度制御膨張部材が破裂後に放出するガスは極めて良好な難燃性を有するため、バッテリーから放出される可燃性ガスの可燃性を効果的に低減させられる。これにより、バッテリーの熱暴走に起因する被害が低下する。
【0041】
このほか、本発明の実施例によれば、バッテリー安全装置は温度制御膨張部材によって強制短絡メカニズムを起動させるため、温度が過度に高くなった場合には直ちに強制短絡メカニズムを起動可能である。よって、バッテリー安全装置の信頼性を効果的に向上させられる。
【0042】
また、本発明の実施例では、バッテリー安全装置の構造がシンプルである。よって、コストを大幅に増加させることなく所望の効果を達成可能であり、極めて優れた商業的価値を有する。
【0043】
上記から明らかなように、本発明によれば、従来技術を発展させることで所望の改良効果が確実に達成されるとともに、当業者は本発明を容易に想起し得ない。また、本発明が有する進歩性、実用性は明らかに特許出願要件を満たしている。よって、法に基づき出願する。本件発明特許出願を許可いただき、創造をご支持くださるよう切にお願い申し上げる。
【0044】
上記は例示にすぎず、限定を意図しない。また、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく行われるその他の等価の修正又は変形は、いずれも添付の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0045】
１ バッテリー安全装置
１１ タブリード
１１１ 接続部
１１２ 左延伸部
１１３ 右延伸部
１１４ 上延伸部
１１５ 作動プレート
１２ 温度制御膨張部材
１３ 収容溝
１４ 固定ベース
１４１ 位置決め溝
２ バッテリー安全装置
２１ 第１ベース
２１１ 底板
２１２ 支持プレート
２２ 温度制御膨張部材
２３ 第２ベース
２４ 作動プレート
２５ 位置規制部材
Ｂ バッテリー
Ｐ１ 第１電極端子
Ｐ２ 第２電極端子
Ｗ 極巻き
Ｃ１ 第１導電部
Ｃ２ 第２導電部
Ｈ１ エンドカバー
Ｈ２ ハウジング
Ｓ 安全弁
Ａｃ 矢印
Ａｍ，Ｖｔ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 曲線
１１ タブリード
１１１ 接続部
１１２ 左延伸部
１１３ 右延伸部
１１４ 上延伸部
１１５ 作動プレート
１２ 温度制御膨張部材
１３ 収容溝
１４ 固定ベース
１４１ 位置決め溝
２ バッテリー安全装置
２１ 第１ベース
２１１ 底板
２１２ 支持プレート
２２ 温度制御膨張部材
２３ 第２ベース
２４ 作動プレート
２５ 位置規制部材
Ｂ バッテリー
Ｐ１ 第１電極端子
Ｐ２ 第２電極端子
Ｗ 極巻き
Ｃ１ 第１導電部
Ｃ２ 第２導電部
Ｈ１ エンドカバー
Ｈ２ ハウジング
Ｓ 安全弁
Ａｃ 矢印
Ａｍ，Ｖｔ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 曲線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
